JP3786173B2

JP3786173B2 - 圧延装置および圧延方法

Info

Publication number: JP3786173B2
Application number: JP2000055673A
Authority: JP
Inventors: 健一吉岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: JP2001246403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延装置および圧延方法に関し、さらに詳しくは、回転軸が平行に配設された一対のロールと、ロールを間隔調整可能に支持する圧下機構と、ロールを回転駆動することによって素材を送る素材送り機構と、を備えた圧延装置、および、回転軸が平行に配設された一対のロールを所定の間隔で保持し、ロールを回転駆動することにより素材を送って所定の厚さに圧延する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特にトラックなど、自動車のフレームにおいては、サイドメンバの間にクロスメンバを固着してなるラダーフレームを採用したものがある（図示は省略する）。そして、図７に示すように、クロスメンバＭのなかには、平板状の素材を幅方向に曲げる所謂Ｕ-Ｏ曲げ加工を行って断面が略Ｕ字状、または中空パイプ状（図示は省略する）に成形したものがある。クロスメンバＭは、その長手方向に関してラダーフレームの捻れに対する強度の確保や軽量化などの目的から、サイドメンバに固着される端部Ｄが中間部Ｃに対して肉厚であることが望ましい。また、クロスメンバＭは、サイドメンバに対して両端を固着する必要性から、長手方向の長さＬに精度が要求される。このような形状のクロスメンバを成形するための平板状の差厚板Ｓは、図８に断面図で示すように、サイドメンバに接合されることとなる長手方向の端部ｄの板厚(t1)よりも中間部ｃの板厚が薄く(t2)なるように板厚に差が設けられている。
【０００３】
このような差厚板Ｓを成形するための従来の技術としては、一般に、端部ｄの板厚(t1)と中間部ｃの板厚(t2)とに応じて異なる肉厚の平板状素材を用意し、この平板状素材の端面を溶接などによって互いに突合せ接合することが行われていた。
【０００４】
また、別の従来の技術としては、例えば特開昭５５‐２４７３３号公報に開示されているように、回転軸を相互に平行に配列した一対のロールの相対向する位置に形成せしめた板状の被加工材を圧延すべき複数の対の成形面および相互に当接せしめられる少なくとも一対の接触部と、前記一対のロールを前記接触部を介して圧接せしめるように前記ロールの軸方向に垂直に押圧力を付与する押圧機構と、前記ロールの少なくとも一方のロールをその回転軸を中心として回転駆動せしめ、前記接触部のころがり接触を介して前記一対のロールを互いに逆方向に回転せしめる駆動機構とより成り、前記成形面は、それぞれのロールの回転中心軸を中心軸とする円筒面であり、少なくとも一方のロールの接触部はロールの回転中心軸から周面までの半径方向距離が部分的に等しいかまたは滑らかに変化するカム状の周面を有することを特徴とする板状材のテーパ圧延装置が知られている。
【０００５】
さらに、このものにおける従来の技術として、「一対の成形ロールを用いた圧延により被加工材をその断面積が長手方向に順次変化するテーパ圧延を施す装置においては、成形ロールの何れか一方もしくは両方にロールの回転中心より成形面までの半径方向の距離が順次変化するカム状成形面を形成し、このカム状成形面と他方の成形ロールの成形面との間に、間隔の長さが順次変化する成形間隙を形成させ、これら一対の成形ロールを回転させつつ、被加工材を成形間隙において圧延加工するものが知られている。」などと記載されている。
【０００６】
さらにまた、別の従来の技術としては、特開平７−１００５６９号公報に開示されているように、圧延面が軸心と夫々同心状に形成された一対の鉛直ロール間に長尺な被圧延素材を送給し、幅可変手段により鉛直ロール間の距離を可変させながら被圧延素材を幅方向に連続的に圧延して複数の幅方向テーパ部を有する1次圧延加工品を製作する幅方向圧延工程と、圧延面が軸心と夫々同心状に形成された一対の水平ロール間に1次圧延加工品を送給し、厚さ可変手段により水平ロール間の距離を可変させながら１次圧延加工品を厚さ方向に連続的に圧延して複数の厚さ方向テーパ部を有する2次圧延加工品を製作する厚さ方向圧延工程と、前記2次圧延加工品を所定長さに切断して1本の被圧延素材から複数の圧延製品を得る切断工程と、を備えたことを特徴とするテーパ部を有する圧延製品の製造方法が知られている。
【０００７】
このものにおける幅可変手段は、油圧シリンダで幅方向圧下機構を駆動して両鉛直ロール間の距離を可変させるもので、油圧制御弁等を介してサーボ制御される。また厚さ可変手段は、油圧シリンダで幅方向圧下機構を駆動して両水平ロール間の距離を可変させるもので、油圧制御弁等を介してサーボ制御される。そして、テーパ部を有する圧延製品を製造するに際しては、先ず、幅方向圧延工程において、素材を幅方向圧延装置の一対の鉛直ロール間に送給し、幅可変手段により鉛直ロール間の距離を可変させながら素材を幅方向に連続的に圧延して複数の成形部を有する１次圧延加工品を製作する。次に、厚さ方向圧延工程において、１次圧延加工品を厚さ方向圧延装置の一対の水平ロール間に送給し、厚さ可変手段により水平ロール間の距離を可変させながら１次圧延加工品を厚さ方向に連続的に圧延して複数の成形部を有する２次圧延加工品を製作する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術のうち、特開昭５５‐２４７３３号公報に開示されているように、カム状のロールを用いる場合にあっては、圧延成形品の板厚や圧延長さに応じた形状のカム状のロールを製作する必要があり、また、係るカム状のロールを精度よく製作するのが困難であり且つ高価であるため、ロールの製作費、ひいては圧延成形品の製造コストを低減させることができないという問題があった。また、カム状のロールにより素材を圧延するに際しては、カム状のロールと素材との間に滑りが生じ、素材に対してロールのカムの形状がそのまま転写されず、成形精度を向上させることができないという問題や、実際に差厚板を成形するに先立って、試行圧延を繰り返し行ってロールのカムの形状を修正する必要があるなどの問題があった。
【０００９】
一方、上述した従来の技術のうち、特開平７−１００５６９号公報に開示されたものにあっては、長尺の素材に対して連続的に幅方向と厚さ方向の二度にわたって圧延するものであるため、上述したように素材とロールの間に滑りが生じる問題に加えて、幅方向圧延工程において圧延による素材の長手方向の伸びに誤差（バラツキ）が生じると、この幅方向圧延工程により成形される成形部とその後の厚さ方向圧延工程により成形される成形部との位置に誤差が生じ、成形精度が低下するという問題があった。そして、このような長手方向の伸びに誤差が生じると、後の切断工程を経て製作された個々の圧延成形品の長さにも誤差が生じ、長手方向の長さに精度が要求されるクロスメンバのような製品を製作することができないという問題があった。
【００１０】
また、一般的に圧延加工を行う場合には、圧延される幅方向の伸びを考慮して圧延される部分の幅が狭い形状に素材を形成するのであるが、帯状板材からその幅方向に複数の素材板取りするためのブランクレイアウトを行うに際して、素材は、製品形状の必要性などから材料歩留まりをよくする目的から、一の素材の幅が狭く成形される部分に隣接する素材の幅が広く成形される部分を入り込ませるように所謂千鳥状にレイアウトされるために、圧延成形後に個々の製品に切断するような長尺の素材に成形することなく、単一の製品に応じた長さに成形される。したがって、特開平７−１００５６９号公報に開示されているような長尺な被圧延素材は、リーフスプリングのような形状の製品を圧延成形する場合に限られる。
【００１１】
さらに、このものにあっては、リーフスプリングなどのテーパ部を有する圧延製品を成形することを目的とし、１次圧延加工品を厚さ方向圧延装置の一対の水平ロール間に送給して厚さ可変手段により水平ロール間の距離を可変させながら１次圧延加工品を厚さ方向に連続的に圧延するものである。そのため、素材自体の板厚のバラツキや、ロールに対する摩擦条件など圧延抵抗の変化により、ロール間の間隔が拡大するなどにより成形された製品の板厚に誤差が生じるという問題があった。この問題は、素材の全長にわたって圧延する場合にも発生し得る。また、水平ロール間の距離の可変と、１次圧延加工品の送給とが適当に同期していないと、テーパ部ｐ（図８）を設定された通りの形状に成形することができず、圧延個所ｐ、ｃの形状が安定しないという問題があった。そして、これらの問題は、ラダーフレームのクロスメンバのように、強度に関わるような製品を成形する場合には許容することができない。なお、特開平７−１００５６９号公報においては、１次圧延加工品を水平ロール間に送給するための制御については一切開示されていない。
【００１２】
このように圧延による差厚板の成形は、その成形精度の向上が困難であるために、従来から一般的に圧延によることなく上述したように異なる板厚の平板状の素材の端面を互いに突合せ接合することが多く行われていたのである。しかしながら、異なる板厚の平板状の素材の端面を互いに突合せ接合する場合にあっては、突合せ接合のための手間がかかり、接合強度を保障することが困難であるなどの問題があった。、
【００１３】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、精度よく素材の全長にわたって、あるいは素材の一部を圧延することができる圧延装置および圧延方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の圧延装置に係る発明は、上記目的を達成するため、回転軸が平行に配設された一対のロールと、ロールを間隔調整可能に支持する圧下機構と、ロールを回転駆動することによって素材を送る素材送り機構と、を備えた圧延装置であって、圧下機構は、素材の圧延に要する以上の圧下荷重でロールを近接させるように駆動する駆動手段と、駆動手段によるロールの近接を所定の間隔で阻止することによりロールの間隔を調整する近接阻止手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の圧延装置に係る発明は、上記目的を達成するため、回転軸が平行に配設された一対のロールと、ロールを間隔調整可能に支持する圧下機構と、該圧下機構によって間隔が調整されたロールを回転駆動することによって素材を所定の厚さに圧延しつつ送る素材送り機構と、を備えた圧延装置であって、ロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出する検出手段と、該検出手段によって検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御することにより素材の圧延長さを制御する圧延長さ制御機構を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３の圧延装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明において、さらに、素材の圧延開始位置を位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項４の圧延方法に係る発明は、上記目的を達成するため、回転軸が平行に配設された一対のロールを所定の間隔で保持し、ロールを回転駆動することにより素材を送って所定の厚さに圧延する方法であって、素材の圧延に要する以上の圧下荷重でロールを近接させるように駆動すると共に、ロールの近接を所定の間隔で阻止することによりロールの間隔を調整することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５の圧延方法に係る発明は、上記目的を達成するため、回転軸が平行に配設された一対のロールを所定の間隔で保持し、ロールを回転駆動することにより素材を所定の厚さに圧延しつつ送って所定の厚さに圧延する方法であって、所定の間隔のロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出し、検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御することにより素材の圧延長さを制御することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６の圧延装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項５に記載の発明において、素材の圧延開始位置を位置決めしてローラを圧下させることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１の発明では、素材は、圧下機構の駆動手段によってロールにより加圧された状態で、素材送り機構がロールを回転駆動することにより送られて圧延される。このとき、素材に対して圧延に要する以上の圧下荷重が加えられるが、近接阻止手段によって駆動手段によるロールの近接が阻止されて所定の間隔に調整されるため、素材の圧延抵抗の変化によってロールの間隔が変化することがない。そのため、素材は、その全長にわたってまたは部分的に、設定された厚さで精度よく圧延成形される。
【００２１】
請求項２の発明では、圧下機構によりロールを圧下させて所定の間隔としてロールを回転駆動することによって素材を送って圧延成形する。このとき、ロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出手段によって検知し、この検出された素材の位置に基づいて圧延長さ制御機構がロールの圧下および回転駆動を制御する。そのため、素材が正確な長さで圧延される。
【００２２】
請求項３の発明では、請求項２に記載の発明において、素材を圧延するにあたり、位置決め手段により素材の圧延開始位置を位置決めする。そのため、素材を全長にわたって圧延する場合は勿論のこと、部分的に圧延する場合であっても、素材が圧延開始位置から正確に圧延される。
【００２３】
また、請求項４の発明では、ロールを素材の圧延に要する以上の圧下荷重で近接させるように駆動する一方で、ロールの近接を所定の間隔で阻止することにより、ロールの間隔を調整する。この状態でロールを回転駆動することにより素材を送る。素材は、その全長または一部分が設定された厚さで精度よく圧延成形される。
【００２４】
請求項５の発明では、ロールを所定の間隔で保持し、ロールを回転駆動することによって素材を送って圧延成形する。このとき、ロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検知し、この検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御する。そのため、素材が正確な長さで圧延される。
【００２５】
請求項６発明では、請求項５記載の発明において、素材を圧延するにあたり、素材の圧延開始位置を位置決めしてローラを圧下させる。そのため、素材を全長にわたって圧延する場合は勿論のこと、部分的に圧延する場合であっても、素材が圧延開始位置から正確に圧延される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明の圧延装置の実施の一形態を、図7および図8に示したように自動車のラダーフレームに使用されるクロスメンバＭを成形するための、中間部ｃが端部ｄよりも薄く圧延された差圧板Ｓを成形する場合により、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。したがって、この実施の形態においては、所定の形状に成形された平板状の素材ｓはその長手方向に送られる。下の説明において、同一符号は、同一部分または相当部分とする。
【００２７】
本発明の圧延装置は、概略、回転軸Ｊ１、Ｊ２が平行に配設された一対のロール１，２と、ロール１，２を間隔調整可能に支持する圧下機構３と、ロール１，２を回転駆動することにより素材ｓをロール１，２間に送る素材送り機構４と、を備えた圧延装置であって、圧下機構３は、素材ｓの圧延に要する以上の圧下荷重でロール１，２を相対的に近接させるように駆動する駆動手段５と、駆動手段５によるロール１，２の近接を所定の間隔で阻止することによりロール１、２の間隔を調整する近接阻止手段６とを備えている。
【００２８】
ベッド１０の角隅部にはアップライト１１が立設されており、アップライト１１の上端にはクラウン１２が支持されている。クラウン１２には、圧下機構３の駆動手段を構成する加圧用油圧シリンダ５が支持されると共に、ガイドロッド１３が挿通されている。ガイドロッド１３の上端には、拡径するように形成されたストッパ１３ａを備えている。加圧用油圧シリンダ５のピストンロッド５aの先端およびガイドロッド１３の下端には、上ロールホルダ１５が接続されている。加圧用油圧シリンダ５は、素材ｓの圧延に要する以上の圧下荷重で上ロール（この実施の形態の場合）を駆動すべく、ピストンロッド５aを伸張させる能力を有しており、その駆動量（ピストンロッド５aの位置）を制御するためのサーボバルブ（図示は省略する）が接続されている。なお、圧下機構３の駆動手段５としては、油圧シリンダに限定されることなく、ボールねじなど、他のアクチュエータを採用することもできる。
【００２９】
上ロールホルダ１５には上ロール１の両端が回転可能に支持されている。また、ベッド１０上には下ロールホルダ１６が設けられており、下ロールホルダ１６には下ロール２の両端が回転可能に支持されている。図２に一点鎖線で示した上ロール１と下ロール２の回転軸Ｊ１，Ｊ２は、垂直方向に一致するように上下に配置され、共に水平方向に延在して互いに平行となるように配置されている。
【００３０】
上ロール１および下ロール２の回転軸の端部は、それぞれ上ロールホルダ１５および下ロールホルダ１６の外側に突出しており、ピニオン１７が相対回転不能に取付けられている。また、各ピニオン１７にはラック１８が噛合されており、ラック１８を進退駆動するための駆動シリンダ１９が上ロールホルダ１５および下ロールホルダ１６に設けられており、ロール１，２を回転駆動させて素材ｓを送ることができるように構成されている。駆動シリンダ１９には、ラック１８の駆動量（ロール１，２の回転量）を制御するためのサーボバルブ（図示は省略する）が接続されている。駆動シリンダに代えて、図示は省略するが、ラック１８を進退駆動するボールねじ、あるいは、ピニオン１７を回転駆動するモータなど、他のアクチュエータを採用することもできる。なお、この実施の形態における駆動シリンダ１９などのアクチュエータは、上ロール１が下ロール２に対して所定の間隔で圧下された状態で両ロール１，２の間に素材ｓの端部を送給して送り、あるいは、上ロール１を圧下させることにより両ロール１，２が素材ｓに所定の深さまで打ち込まれた状態（図６の(b)および(c)を参照）で両ロール１，２を回転駆動させて素材ｓを送ることができる能力を有している。
【００３１】
下ロールホルダ１６の両上端面には、この実施の形態の場合、それぞれ一対のウエッジストッパ２０が摺動可能に載置されている。ウエッジストッパ２０の上面は、図３に示すように、加圧用油圧シリンダ５のピストンロッド５ａが伸長駆動されて上ロールホルダ１５が下降した際に両下端面が当接されてその下降を阻止するもので、図１および図３の左右方向外側に向かって厚さが暫時減少するように傾斜する形状に成形されている。また、上ロールホルダ１５の両下端面は、図１および図３の左右方向外側に向かってその高さが暫時高くなるように、ウエッジストッパ２０の上面と対応する角度で傾斜する形状に成形されている。そして、ウエッジストッパ２０には、上ロールホルダ１５の下端面に対する当接位置を任意に調整制御するためのウエッジストッパ位置調整アクチュエータ２１が連結されている。ウエッジストッパ位置調整アクチュエータ２１を駆動してウエッジストッパ２０の位置を変動させることにより、図４に示すように、上ロールホルダ１５の下降を阻止する位置（高さ）が変更され、したがって、上ロール１と下ロール２の間隔を調整することが可能となる。上ロールホルダ１５の下端面とこれに当接されるウエッジストッパ２０、さらにはウエッジストッパ位置調整アクチュエータ２１により、圧下機構３の近接阻止手段６が構成されている。
【００３２】
なお、圧下機構３の近接阻止手段６は、この実施の形態に限定されることはない。例えば、図示は省略するが、ウエッジストッパ２０を単一とし、このウエッジストッパ２０の上面および上ロールホルダ１５の下端面を略水平となるように成形し、両端面の間に適当な厚さのシムなどを介装する構成とすることにより、上ロール１と下ロール２の間隔を調整することができる。また、単一のウエッジストッパ２０の上面および上ロールホルダ１５の下端面を対応させて階段状に成形することにより、上ロール１と下ロール２の間隔を調整することもできる。ウエッジストッパ位置調整アクチュエータ２１は、サーボ制御可能な流体圧作動シリンダやボールねじなどの手法を採用することができる。
【００３３】
次に、以上のように構成された圧延装置を用いた場合により、本発明の圧延方法の一実施の形態を説明する。
【００３４】
本発明の圧延方法は、概略、回転軸Ｊ１，Ｊ２が平行に配設された一対のロール１，２を所定の間隔で保持し、ロール１，２を回転駆動することにより素材ｓを送って所定の厚さに圧延する方法であって、素材ｓの圧延に要する以上の圧下荷重でロール１，２を相対的に近接させるように駆動すると共に、ロール１，２の近接を所定の間隔で阻止することによりロール１，２の間隔を調整するものである。
【００３５】
素材ｓを圧延するに際しては、最初にウエッジストッパ位置調整アクチュエータ２１を駆動してウエッジストッパ２０を適当な位置に配置し、その後、加圧用油圧シリンダ５を駆動してピストンロッド５aを伸長させ、上ロールホルダ１５に支持された上ロール１を下ロール２に対して近接下降移動させる。このとき、上ロール１は、素材ｓの圧延に要する以上の圧下荷重で下ロール２に対して近接下降移動される。そして、上ロール１が下ロール２に設定された間隔まで近接すると、上ロールホルダ１５の下端面がウエッジストッパ２０の上面に当接されて、上ロール１の下ロール２に対する近接下降移動が阻止されることとなる。この状態で、駆動シリンダ１９によりラック１８を進退駆動すると、ラック１８に噛合されたピニオン１７が回転されて、上ロール１と下ロール２との間で素材ｓが送られて所定の厚さｔ２に圧延される。素材ｓの圧延前の板厚のバラツキや素材ｓと各ロール１，２との摩擦抵抗などの圧延抵抗が増加するよう変化することにより、アップライト１１に所定以上の伸びが生じた場合であっても、加圧用油圧シリンダ５の駆動によって素材ｓの圧延に要する以上の圧下荷重で上ロール１が圧下されているため、上ロール１と下ロール２とが設定された間隔以上に開くことがなく、したがって、素材ｓを設定された所望の厚さｔ２に精度よく圧延成形することができる。なお、この実施の形態における発明は、素材ｓの一端から他端までの全長にわたって、または、素材ｓの中間位置と一方端もしくは中間位置のみの部分的な圧延に適用することができる。
【００３６】
次に、本発明の圧延装置の別の実施の形態を、図５に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態における説明では、上述した実施の形態と異なる部分のみについて説明することとし、同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この実施の形態における圧延装置は、概略、回転軸Ｊ１，Ｊ２が平行に配設された一対のロール１，２と、ロール１，２を間隔調整可能に支持する圧下機構３と、この圧下機構３によって間隔が調整されたロール１，２を回転駆動することにより素材ｓを送る素材送り機構４と、を備えた圧延装置であって、ロール１，２の回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材ｓの送り位置を検出する検出手段７と、検出された素材ｓの実際の送り位置に基づいてロール１，２の圧下および回転駆動を制御して素材ｓの圧延長さを制御する圧延長さ制御機構（図示は省略するが、後に詳細に説明する）と、さらに、素材ｓの圧延開始位置を位置決めする位置決め手段９を備えている。この実施の形態においては、圧下機構３は、素材ｓを圧延することがないようにロール１，２を相対的に開放可能に支持し、且つ、素材ｓの長手方向中間位置にロール１，２を圧下させ得る圧下荷重能力を有しており、素材送り機構４は、ロール１，２が長手方向中間位置に圧下された状態の素材ｓを送るものである。
【００３８】
圧下機構３を構成する加圧用油圧シリンダ５は、素材ｓを圧延することがないように、少なくとも素材ｓの元厚以上に上ロール１を下ロール２から離間させ開放することができるストロークを有している。また、加圧用油圧シリンダ５は、素材ｓの長手方向中間の圧延開始位置に圧延に要する以上の圧下荷重で上ロール１（この実施の形態の場合）を駆動すべく、ピストンロッド５aを伸張させる能力を有している。
【００３９】
素材送り機構４は、上ロール１および下ロール２の回転軸の端部のピニオン１７に、駆動シリンダ１９によって進退駆動されるラック１８を噛合した構成は上述した実施の形態と同様であるが、この実施の形態ではさらに、アップライト１１と下ロールホルダ１６に、素材ｓを送り可能に支持するローラ８が回転自在に取り付けられている。これらのローラ８は、上ロール１が上昇し開放した状態（図６の(a)を参照）から、上ロール１を下降・圧下させることにより両ロール１，２が素材ｓに所定の深さまで打ち込まれた状態（図６の(b)および(c)を参照）まで適切な高さに支持することができるように、弾性的に昇降移動可能に取付けられている。なお、この実施の形態における駆動シリンダ１９などのアクチュエータは、上ロール１を下降・圧下させることにより両ロール１，２が素材ｓの中間位の圧延開始置に所定の深さまで打ち込まれた状態（図６の(b)および(c)を参照）で、両ロール１，２を回転駆動させて素材ｓを送ることができる能力を有している。
【００４０】
検出手段７は、この実施の形態の場合、発光素子および受光素子からなる透過形の光電スイッチにより構成されている。光電スイッチ７は、両ロール１，２の回転によって送られる素材ｓの送り方向前端の実際の位置を検出するもので、素材ｓの送り方向前端から圧延加工される終端までの任意に設定された長さに応じて、両ロール１，２の中心位置から送り方向の所定の距離に配置される（図６の(c)のＬＥを参照）。検出手段７は、透過形の光電スイッチに代えて反射形光電スイッチや近接スイッチあるいはタッチセンサなど、他の形式のものを採用することができる。
【００４１】
さらに、この実施の形態における圧延装置は、素材ｓの圧延開始位置を位置決めする位置決め手段９を備えている。位置決め手段９は、ローラ８に支持された素材ｓの送給を規制するもので、素材ｓの送り方向前端面が当接されるストッパプレート２２と、このストッパプレート２２を素材ｓの送給径路上に進出・退避さ移動せるエアシリンダなどからなるストッパプレート移動アクチュエータ２３と、により構成されている。ストッパプレート２２は、素材ｓの送り方向前端から圧延加工される開始端までの任意に設定された長さに応じて、両ロール１，２の中心位置から送り方向の所定の距離に配置される（図６の(a)のＬＳを参照）。
【００４２】
図示しない圧延長さ制御機構は、光電スイッチ７が接続されており、光電スイッチ７などから送られる信号に基づいて、位置決め手段９のストッパプレート移動アクチュエータ２３の伸長・退縮駆動による素材ｓの送給規制・解除、圧下機構３の加圧用油圧シリンダ５の伸長・退縮駆動による上ロール１の圧下（下降）・上昇、素材送り機構４の駆動シリンダ１９による上ロール１および下ロール２の回転駆動・停止などを制御する。
【００４３】
次に、本発明の圧延方法の別の実施の形態を、図５に示したように構成された圧延装置を用いて素材ｓの中間部ｃのみを圧延成形する場合により、図６に基づいて説明する。
【００４４】
この実施の形態における圧延方法は、概略、回転軸Ｊ１，Ｊ２が平行に配設された一対のロール１，２を所定の間隔で保持し、ロール１，２を回転駆動することにより素材ｓを所定の厚さに圧延しつつ送って所定の厚さｔ２に圧延する方法であって、ロール１，２を回転駆動することによって実際に送られる素材ｓの位置を検出し、検出された素材の実際の送り位置に基づいてロール１，２による素材ｓの圧延長さを制御するものである。そして、素材ｓの圧延開始位置を位置決めして、ロール１，２を相対的に近接させて素材ｓの長手方向中間の圧延開始位置に圧下させる。
【００４５】
図８に示したように、自動車のラダーフレームに使用されるクロスメンバＭを成形する場合のように、素材ｓの中間部ｃのみを圧延するに際しては、最初に、圧下機構３の加圧用油圧シリンダ５の退縮駆動により上ロール１が上昇して開放されており、また、位置決め手段９のストッパプレート移動アクチュエータ２３の伸長駆動によりストッパプレート２２が素材ｓの送給径路上に進出した状態とされている。この状態で、素材ｓをローラ８上に載置して送り方向に送給すると、図６の(a)に示すように、素材ｓの圧延開始位置が両ロール１，２の間に送給された時点で、素材ｓの前端面がストッパプレート２２に当接して、その送給が規制される。
【００４６】
次いで、圧下機構３の加圧用油圧シリンダ５を伸長駆動させることにより、図６の(b)に示すように、上ロール１が所定の圧下荷重で下降移動して、素材ｓに対して上ロール１および下ロール２が所定の深さまで打ち込まれるように圧下される。そして、位置決め手段９のストッパプレート移動アクチュエータ２３を退縮駆動してストッパプレート２２を素材ｓの送給径路上から退避移動させて、素材ｓの送給規制を解除する。
【００４７】
その後、この実施の形態の場合、素材送り機構４の駆動シリンダ１９を伸長駆動して両ロール１，２を互いに反対方向に回転駆動すると、図６の(c)に示すように、素材ｓが両ロール１，２の間で圧下された状態で送られることにより、その中間部が圧延加工される。そして、光電スイッチ７の発光素子から受光素子に向かって放射された光が素材ｓの前端により遮断されたことをその出力信号により検知すると、図示しない圧延長さ制御機構は、素材送り機構４の駆動シリンダ１９による上ロール１および下ロール２の回転駆動を停止すると共に、圧下機構３の加圧用油圧シリンダ５を退縮駆動して上ロール１の圧下を停止し開放する。
【００４８】
なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態で説明した近接阻止手段６を組み込み、素材ｓの圧延に要する以上の圧下荷重で上ロール１を下ロール２に近接させると共に、上ロール１の下ロール２に対する近接を所定の間隔で阻止するように構成することができることは、当業者に容易に理解されることであろう。
【００４９】
また、この実施の形態においては、図８に示したように、自動車のラダーフレームに使用されるクロスメンバＭのように、素材ｓの中間部ｃのみを圧延成形する場合で説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることなく、素材ｓの送り方向前端から中間部まで、あるいは、素材ｓの中間部から送り方向後端まで圧延成形する場合にも適用することができる。
【００５０】
そして、上述の実施の形態により説明された本発明は、自動車のラダーフレームに使用されるクロスメンバＭ以外の製品を成形する場合にも適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、圧下機構は、素材の圧延に要する以上の圧下荷重でロールを近接させるように駆動する駆動手段と、駆動手段によるロールの近接を所定の間隔で阻止することによりロールの間隔を調整する近接阻止手段とを備えたことにより、素材を全長にわたって、または部分的に設定された板厚に容易に精度よく圧延することができる圧延装置を提供することができる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、ロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出する検出手段と、該検出手段によって検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御することにより素材の圧延長さを制御する圧延長さ制御機構備えたことにより、素材を正確な長さで圧延することができる圧延装置を提供することができる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、請求項２に記載の発明において、さらに、素材の圧延開始位置を位置決めする位置決め手段を備えたことにより、素材を圧延開始位置から正確に圧延することができる圧延装置を提供することができる。
【００５４】
請求項４の発明によれば、素材の圧延に要する以上の圧下荷重でロールを近接させるように駆動すると共に、ロールの近接を所定の間隔で阻止することによりロールの間隔を調整することとしたので、素材を全長にわたって、または部分的に設定された板厚に容易に精度よく圧延することができる圧延方法を提供することができる。
【００５５】
請求項５の発明によれば、所定の間隔のロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出し、検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御することにより素材の圧延長さを制御することとしたので、素材を精度よい長さで部分的に容易に圧延することができる圧延方法を提供することができる。
【００５６】
請求項６の発明によれば、請求項５に記載の発明において、素材の圧延開始位置を位置決めしてローラを圧下させることとしたので、素材を圧延開始位置から正確に圧延することができる圧延方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧延装置の実施の一形態を示す正面図である。
【図２】図１に示した圧延装置の側面図である。
【図３】図１の圧延装置のロールを圧下させた状態を示す正面図である。
【図４】図３の状態からロールの間隔を変更した状態を説明する正面図である。
【図５】本発明の圧延装置の別の実施の形態を示す正面図である。
【図６】本発明により圧延長さの制御を説明する状態図である。
【図７】本発明により圧延成形された差厚板から製造される製品の一例として、自動車のラダーフレームの、端部が中間部に対して肉厚に成形されたクロスメンバを示す斜視図である。
【図８】図７に示したクロスメンバを成形するための素材の断面図である。
【符号の説明】
ｓ素材
ｃ中間部
ｄ端部
１上ロール
２下ロール
３圧下機構
４素材送り機構
５加圧用油圧シリンダ（駆動手段）
６近接阻止手段
７光電スイッチ（検出手段）
９位置決め手段

Claims

回転軸が平行に配設された一対のロールと、ロールを間隔調整可能に支持する圧下機構と、ロールを回転駆動することによって素材を送る素材送り機構と、を備えた圧延装置であって、
圧下機構は、素材の圧延に要する以上の圧下荷重でロールを近接させるように駆動する駆動手段と、駆動手段によるロールの近接を所定の間隔で阻止することによりロールの間隔を調整する近接阻止手段とを備えたことを特徴とする圧延装置。
回転軸が平行に配設された一対のロールと、ロールを間隔調整可能に支持する圧下機構と、該圧下機構によって間隔が調整されたロールを回転駆動することによって素材を所定の厚さに圧延しつつ送る素材送り機構と、を備えた圧延装置であって、
ロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出する検出手段と、該検出手段によって検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御することにより素材の圧延長さを制御する圧延長さ制御機構を備えたことを特徴とする圧延装置。
さらに、素材の圧延開始位置を位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の圧延装置。
回転軸が平行に配設された一対のロールを所定の間隔で保持し、ロールを回転駆動することにより素材を送って所定の厚さに圧延する方法であって、
素材の圧延に要する以上の圧下荷重でロールを近接させるように駆動すると共に、ロールの近接を所定の間隔で阻止することによりロールの間隔を調整することを特徴とする圧延方法。
回転軸が平行に配設された一対のロールを所定の間隔で保持し、ロールを回転駆動することにより素材を所定の厚さに圧延しつつ送って所定の厚さに圧延する方法であって、
所定の間隔のロールの回転駆動によって実際に圧延されつつ送られる素材の位置を検出し、検出された素材の位置に基づいてロールの圧下および回転駆動を制御することにより素材の圧延長さを制御することを特徴とする圧延方法。
素材の圧延開始位置を位置決めしてローラを圧下させることを特徴とする請求項５に記載の圧延方法。