JP4250508B2

JP4250508B2 - 金属板加工装置及び金属板加工方法

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Publication number: JP4250508B2
Application number: JP2003382832A
Authority: JP
Inventors: 勝彦壁谷
Original assignee: CHUBU ENGINEERING CO., LTD.
Current assignee: CHUBU ENGINEERING CO., LTD.
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-11-12
Also published as: JP2005144473A

Description

本発明は、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に成形するロール成形装置を備えた金属板加工装置、及び連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に成形するロール成形工程を備えた金属板加工方法に関するものである。

従来より、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に成形するロール成形装置を備えた金属板加工装置、及び連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に成形するロール成形工程を備えた金属板加工方法に関し種々提案されている。
例えば、自動車用ドアのドアビームの製造方法であって、成形ロールにより鋼板を管状体に形成する工程と、この管状体の長手方向に沿う対向端縁を部分的に溶接する工程と、この溶接後に管状体を焼入れしてドアビーム本体を得る工程とから構成されるドアビームの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、このような構成においては、ドアビームの製造において成形ロールにより管状体を成形したので、低コスト化が可能となり、その管状体の長手方向に沿う対向端縁を部分的に溶接したので、焼入れ時に変形を未然に防止してドアビーム本体の寸法精度を保持し、品質の向上が図れると共に溶接費が安価で済む。
特開平１１−２５４９６９号公報（段落（０００６）〜（００１２）、図１及び図３）

しかしながら、上述した従来の金属板加工方法においては、成形ロールによって所定管状体に成形し、長手方向の対向端縁部を部分的に溶接後、下流側に配置された切断機によって金属板の送り方向に対して垂直な断面で定寸に切断される。このため、従来の金属板加工方法においては、成形ロールによって所定管状体に成形し、長手方向の対向端縁部を溶接せずに、下流側に配置された切断機によって切断すると、切断端縁部が変形し、寸法精度が低下する虞があるという問題がある。
また、切断端面形状を軸方向に対して所定角度傾いた切断面や、軸方向に対して凹状又は凸状の側面視略円弧状等にするためには、回転刃や多数工程のプレス装置等によって端面部を手作業で斜めや曲面状に切断加工する必要があり、作業工数が多くなると共に、製造コストアップになるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロール間に切断線に沿ってスリット孔を打ち抜く複数台のプレス装置を配置することによって、切断線に沿ってスリット孔を打ち抜きつつ所定管状体に成形後、所定長さで該切断線上の複数のスリット孔に沿って折り曲げ切断が可能なように構成することにより、長手方向対向端縁部を溶接することなく定寸で折り曲げ切断しても、切断端縁部の寸法精度を保持し、品質の向上が図ることができる金属板加工装置及び金属板加工方法を提供することを目的とする。
また、該ロール成形後の形状が所定管状体の場合でも、切断端面形状を軸方向に対して所定角度傾いた切断面や、軸方向に対して凹状又は凸状の側面視略円弧状等にでき、作業工数及び製造コストの大幅な削減化を図ることができる金属板加工装置及び金属板加工方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係る金属板加工装置は、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に形成するロール成形装置を備えた金属板加工装置において、前記ロール成形装置は、前記成形ロール間に配設されて、所定管状体の断面に形成する途中で前記金属板を所定長さに切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次スリット孔を打ち抜く複数台のプレス装置を有し、前記複数台のプレス装置は、前記金属板が前記各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔が順次打ち抜かれるようにそれぞれ配置され、前記スリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板を所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれていることを特徴とする。

上記構成を有する請求項１に係る金属板加工装置によれば、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に成形するロール成形装置は、ロール成形の途中で、該成形ロール間の複数箇所に設けられたプレス装置によって、金属板を所定長さに切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次スリット孔が打ち抜かれる。また、複数台のプレス装置は、前記金属板が前記各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔が順次打ち抜かれるようにそれぞれ配置され、更に、この複数台のプレス装置によって打ち抜かれるスリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板を所定管状体にロール成形後、所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれている。

また、請求項２に係る金属板加工装置は、請求項１に記載の金属板加工装置において、前記ロール成形装置の下流側に配設されて、前記金属板を所定長さに折り曲げ切断する切断装置を備えたことを特徴とする。

このような特徴を有する請求項２に係る金属板加工装置によれば、ロール成形装置の下流側に配設された切断装置によって、所定管状体にロール成形された金属板が、スリット孔が形成された切断線に沿って所定長さに折り曲げ切断される。

また、請求項３に係る金属板加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の金属板加工装置において、前記所定管状体は、円筒形状であることを特徴とする。

このような特徴を有する請求項３に係る金属板加工装置では、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって円筒形状に成形しつつ、該ロール成形の途中で、所定長さに切断する切断線に沿って順次スリット孔が打ち抜かれる。そして、円筒形状にロール成形後、該スリット孔に沿って所定長さで折り曲げ切断される。

また、請求項４に係る金属板加工方法は、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に形成するロール成形工程を備えた金属板加工方法において、前記ロール成形工程は、前記成型ロール間における所定管状体の断面に形成する途中で前記金属板を所定長さに切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次スリット孔を打ち抜く複数のプレス工程を有し、前記プレス工程は、前記金属板が前記各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔を順次打ち抜くように構成され、前記スリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板を所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれていることを特徴とする。

このような特徴を有する請求項４に係る金属板加工方法では、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に成形するロール成形工程において、ロール成形の途中で、この成型ロール間の複数箇所におけるプレス工程によって、金属板を所定長さに切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次スリット孔が打ち抜かれ、また、金属板が前記各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔を順次打ち抜かれる。更に、この複数のプレス工程によって打ち抜かれるスリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板を所定管状体にロール成形後、所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれている。

また、請求項５に係る金属板加工方法は、請求項４に記載の金属板加工方法において、前記ロール成形工程の下流側において、前記金属板を所定長さに折り曲げ切断する切断工程を備えたことを特徴とする。

このような特徴を有する請求項５に係る金属板加工方法では、ロール成形工程の下流側において、切断工程によって、所定管状体にロール成形された金属板が、スリット孔が形成された切断線に沿って所定長さに折り曲げ切断される。

更に、請求項６に係る金属板加工方法は、請求項４又は請求項５に記載の金属板加工方法において、前記所定管状体は、円筒形状であることを特徴とする。

このような特徴を有する請求項６に係る金属板加工方法では、連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって円筒形状に成形しつつ、該ロール成形の途中で、所定長さに切断する切断線に沿って順次スリット孔が打ち抜かれる。そして、円筒形状にロール成形後、該スリット孔に沿って所定長さで折り曲げ切断される。

請求項１に係る金属板加工装置では、スリット孔は、成形ロール間に配設された複数台のプレス装置によって、金属板を所定長さで切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次打ち抜かれるため、各スリット孔を打ち抜くプレス装置の小型化を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、複数段の成形ロールによって金属板が各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔が順次打ち抜かれるため、金属板の長手方向の引張り強度を低下させることなく、安定して連続的に搬送することができ、ロール成形の加工精度の向上を図ることができると共に、複数段の成形ロールによるロール成形の段階に対応してスリット孔を順次打ち抜くことができ、ロール成形後の形状が円筒形状になった場合でも、切断端面形状の加工精度の更なる向上を図ることができる。また、複数台のプレス装置によって打ち抜かれるスリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板をロール成形後、所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれているため、該ロール成形後の所定管状体の長手方向対向端縁部を溶接することなく該スリット孔に沿って所定長さで折り曲げ切断しても、切断端縁部の寸法精度を保持し、品質の向上を図ることができる。また、複数段のロール成形に対応して切断線に沿ってスリット孔を複数回に分けて打ち抜くことができるため、複雑な形状の切断線に沿ってスリット孔を打ち抜くことが可能となり、ロール成形後の形状が円筒形状等になった場合でも、所定長さで折り曲げ切断するだけで該切断端面形状を軸方向に対して所定角度傾いた切断面等にすることが可能となり、作業工数及び製造コストの大幅な削減化を図ることができる。

また、請求項２に係る金属板加工装置では、ロール成形装置の下流側に配設された切断装置によって、所定管状体にロール成形された金属板が、スリット孔が形成された切断線に沿って所定長さに折り曲げ切断されるため、ロール成形及び所定長さでの切断の各工程を連続した一貫ラインで行うことができ、生産性の向上及び製造コストの削減化を更に図ることができる。

また、請求項３に係る金属板加工装置では、金属板を複数段に配設された成形ロールによって円筒形状にロール成形後、スリット孔に沿って所定長さで折り曲げ切断できるため、自動車のマフラー用パイプ等の溶接側端面形状を軸方向に対して所定角度傾いた切断面や、側面視凹状又は凸状の略円弧状の切断面等にすることが可能となり、該マフラー用パイプ等の生産性の向上及び製造コストの削減化を飛躍的に図ることができる。

また、請求項４に係る金属板加工方法では、スリット孔は、成型ロール間の複数箇所におけるプレス工程によって、金属板を所定長さで切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次打ち抜かれるため、各スリット孔を打ち抜くプレス装置の小型化を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、複数段の成形ロールによって金属板が各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔が順次打ち抜かれるため、金属板の長手方向の引張り強度を低下させることなく、安定して連続的に搬送することができ、ロール成形の加工精度の向上を図ることができると共に、複数段の成形ロールによるロール成形の段階に対応してスリット孔を順次打ち抜くことができ、ロール成形後の形状が円筒形状になった場合でも、切断端面形状の加工精度の更なる向上を図ることができる。また、複数箇所におけるプレス工程によって打ち抜かれるスリット孔間の切断線方向の間隔は、ロール成形工程後、所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれているため、該ロール成形工程後の所定管状体の長手方向対向端縁部を溶接することなく該スリット孔に沿って所定長さで折り曲げ切断しても、切断端縁部の寸法精度を保持し、品質の向上を図ることができる。また、プレス工程によって金属板の折り曲げ加工に対応して切断線に沿ってスリット孔を複数回に分けて打ち抜くことができるため、複雑な形状の切断線に沿ってスリット孔を打ち抜くことが可能となり、ロール成形工程後の形状が円筒形状等になった場合でも、所定長さで折り曲げ切断するだけで該切断端面形状を軸方向に対して所定角度傾いた切断面等にすることが可能となり、作業工数及び製造コストの大幅な削減化を図ることができる。

また、請求項５に係る金属板加工方法では、ロール成形工程の下流側における切断工程によって、所定管状体にロール成形された金属板が、スリット孔が形成された切断線に沿って所定長さに折り曲げ切断されるため、ロール成形工程及び所定長さに切断する切断工程の各工程を連続した一貫ラインで行うことができ、生産性の向上及び製造コストの削減化を更に図ることができる。

更に、請求項６に係る金属板加工方法では、ロール成形工程によって金属板を複数段に配設された成形ロールによって円筒形状にロール成形後、スリット孔に沿って所定長さで折り曲げ切断できるため、自動車のマフラー用パイプ等の溶接側端面形状を軸方向に対して所定角度傾いた切断面や、側面視凹状又は凸状の略円弧状の切断面等にすることが可能となり、該マフラー用パイプ等の生産性の向上及び製造コストの削減化を飛躍的に図ることができる。

以下、本発明に係る金属板加工装置及び金属板加工方法について、自動車のマフラー用パイプをロール成形する金属板加工装置につき具体化した一実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。

先ず、本実施形態に係る金属板加工装置の概略構成について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る金属板加工装置１は、最も上流側には、アンコイラ２が配置されており、かかるアンコイラ２には平板状の金属板３がリール状に巻装され、この金属板３が下流側にスムーズに供給される。また、アンコイラ２の下流側には、ロール成形装置４が配置されている。尚、平板状の金属板３は、予め所定幅寸法に切断されると共に、長手方向の前端及び後端は、その長手方向に対して直角に切断されてアンコイラ２に巻装されている。
このロール成形装置４には、上流側からアンコイラ２に巻装状態で装着されて供給される金属板３を下流側の成形ロール８に案内するガイド６、それぞれロールスタンドに設けられて複数段（本実施形態では、１３段）に渡って平板状の金属板３の断面成形を連続的に行って断面形状がリング状の円筒形状の管状体に成形する成形ロール８〜２０、該成形ロール８〜２０による金属板３の長手方向の曲がりを矯正する矯正器２２、金属板３の搬送長さを検出する測長器２３、後述のように折り曲げ切断を行う切断装置２４が配設されている。
また、各成形ローラ１０、１１間には、後述のように各第１スリット孔２６、２６（図３参照）を打ち抜く第１プレス装置２７、各成形ローラ１５、１６間には、後述のように各第２スリット孔２８、２８（図５参照）を打ち抜く第２プレス装置２９、及び、各成形ローラ１８、１９間には、後述のように第３スリット孔３１（図７参照）を打ち抜く第３プレス装置３２が配設されている。尚、アンコイラ２、ガイド６、各成形ロール８〜２０、切断装置２４、各プレス装置２７、２９、３２は、測長器２３からの出力信号に基づいて不図示の制御装置によって電気的に制御される。

（ロール成形工程）
次に、各成形ロール８〜２０の作用について図１、図３、図５、図７及び図８に基づいて説明する。
図１（Ｂ）及び図３に示すように、平板状の金属板３は、第１段目の成形ロール８、第２段目の成形ロール９及び第３段目の成形ロール１０に送り込まれると、少し下側に突出する曲率半径の大きな円弧状に成形される。
そして、図１（Ｂ）及び図５に示すように、第４段目の成形ロール１１〜第８段目の成形ロール１５に送り込まれると、金属板３は、更に両側部が上側に立ち上がり、上端部が開いた断面略３／４円形の円弧状に成形される。
この後、図１（Ｂ）及び図７に示すように、第９段目の成形ロール１６〜第１１段目の成形ロール１８に送り込まれると、金属板３は、更に両側部が上側に立ち上がり、上端部が少し開いた断面略円形の円弧状に成形される。
更に、図１（Ｂ）及び図８に示すように、第１２段目の成形ロール１９及び第１３段目の成形ロール２０に送り込まれると、金属板３の両側端縁は、相互に当接されて断面略円形の円筒形状に成形される。その後、金属板３は、円筒形状の状態で下流側に配置される矯正器２２に送り込まれる。

（第１プレス工程）
次に、第３段目の成形ロール１０と第４段目の成形ロール１１との間に配置される第１プレス装置２７の作用について図２及び図３に基づいて説明する。
図２に示すように、第１プレス装置２７は、各成形ロール８〜１０によって曲率半径の大きな円弧状に成形された金属板３が上流側から挿通されて、この金属板３の下面部を受ける断面略円弧状でスリット状の貫通孔３５が穿設されたダイス３６と、該ダイス３６内を上下動可能に設けられたポンチ３７と、上下動可能に設けられて該ポンチ３７が不図示のポンチホルダを介して取り付けられる上型３８とから構成されている。

また、図２及び図３に示すように、ポンチ３７は、ダイス３６内の貫通孔３５に連続するように該ポンチ３７の厚さ方向に穿設された断面略円弧状で貫通孔３５の半径方向幅寸法よりも大きい半径方向幅寸法のスリット状の貫通孔３９が形成されている。この貫通孔３９の下側円弧部は、貫通孔３５の下側円弧部とほぼ同一形状である。これにより、通常時には、ダイス３６の貫通孔３５の下面部と該ポンチ３７の貫通孔３９の下面部とは連続接続され、該ダイス３６の貫通孔３５内に挿通された金属板３の外側表面部は各貫通孔３５、３９の下側円弧部によって支持される。

また、このポンチ３７の貫通孔３９の上側円弧部下面には、金属板３の左右各側端縁に対向する位置から所定寸法内方側の位置（本実施形態では、約０．５ｍｍ〜２ｍｍ内方側の位置である。）から各々所定中心角度（本実施形態では、約３０度である。）内側の位置までに渡って、対向する貫通孔３５の上側円弧部近傍位置まで同心円状に下方に突出する薄刃形状（本実施形態では、厚さ寸法は約０．５ｍｍ〜２ｍｍである。）の各打ち抜き刃４１が形成されている。また、この各打ち抜き刃４１は、ポンチ３７の上流側端面部から下流側側端面部まで下流側方向前下がり状になるように所定角度傾斜して立設されている。即ち、各打ち抜き刃４１は、ポンチ３７の厚さ寸法分だけ下流側方向前下がり状に所定角度傾斜して立設されている。

そして、図３に示すように、測長器２３を介して金属板３が所定長さ送られたことが検出される毎に、不図示の制御装置を介して各成形ロール８〜２０が停止され、第１プレス装置２７の上型３８が下がって、切断線４２に沿って各第１スリット孔２６が打ち抜かれた後、上型３８が上昇すると、再度、各成形ロール８〜２０が作動して該金属板３が送られる。
これにより、下流側方向に前下がり状に所定角度傾斜した各第１スリット孔２６が穿設されると共に、該各第１スリット孔２６の幅方向外側端縁部（図３（Ａ）中、左右方向外側端縁部）には、切断線４２方向の幅寸法が極めて短い（本実施形態では、幅寸法は、約０．２ｍｍ〜１．５ｍｍで、約０．５ｍｍ以下が好ましい。）各スクラップ部４５が形成される。

（第２プレス工程）
次に、第８段目の成形ロール１５と第９段目の成形ロール１６との間に配置される第２プレス装置２９の作用について図４及び図５に基づいて説明する。
図４に示すように、第２プレス装置２９は、各成形ロール１１〜１５によって、上端部が開いた断面略３／４円形の円弧状に成形された金属板３が上流側から挿通されて、この金属板３の外側表面部を受ける断面略３／４円形の円弧状でスリット状の貫通孔４８が穿設されたダイス４９と、該ダイス４９内を上下動可能に設けられたポンチ５１と、上下動可能に設けられて該ポンチ５１が不図示のポンチホルダを介して取り付けられる上型５２とから構成されている。

また、図４及び図５に示すように、ポンチ５１は、ダイス４９内の貫通孔４８に連続するように該ポンチ５１の厚さ方向に穿設された断面略３／４円形の円弧状で貫通孔４８の半径方向幅寸法よりも大きい半径方向幅寸法のスリット状の貫通孔５３が形成されている。この貫通孔５３の外側円弧部（図５（Ａ）中、下側円弧部）は、貫通孔４８の外側円弧部（図４中、下側円弧部）とほぼ同一形状である。これにより、通常時には、ダイス４９の貫通孔４８の外側円弧部と該ポンチ５１の貫通孔５３の外側円弧部とは連続接続され、該ダイス４９の貫通孔４８内に挿通された金属板３の外側表面部は各貫通孔４８、５３の外側円弧部によって支持される。

また、このポンチ５１の貫通孔５３の内側円弧部（図５（Ａ）中、上側円弧部）下面には、各第１スリット孔２６の長手方向内側端縁部（図５（Ａ）中、左右方向内側端縁部）から所定寸法内方側の位置（本実施形態では、約０．５ｍｍ〜２ｍｍ内方側の位置である。）から各々所定中心角度（本実施形態では、約４０度である。）内側の位置までに渡って、対向する貫通孔４８の上側円弧部（図４中、上側円弧部）近傍位置まで同心円状に下方に突出する薄刃形状（本実施形態では、厚さ寸法は約０．５ｍｍ〜２ｍｍである。）の各打ち抜き刃５５が形成されている。また、この各打ち抜き刃５５は、ポンチ５１の上流側端面部から下流側側端面部まで下流側方向前下がり状になるように所定角度傾斜して立設されている。即ち、各打ち抜き刃５５は、ポンチ５１の厚さ寸法分だけ下流側方向前下がり状に所定角度傾斜して立設されている。

そして、図５に示すように、測長器２３を介して金属板３が所定長さ（本実施形態では、ポンチ５１の上流側端面部が、各スリット孔２６の長手方向内側端縁部に対向する位置まで搬送される長さ寸法である。）送られたことが検出される毎に、不図示の制御装置を介して各成形ロール８〜２０が停止され、第２プレス装置２９の上型５２が下がって、切断線４２に沿って各第２スリット孔２８が打ち抜かれた後、上型５２が上昇すると、再度、各成形ロール８〜２０が作動して該金属板３が送られる。
これにより、下流側方向に前下がり状に所定角度傾斜した各第２スリット孔２８が穿設されると共に、該各第２スリット孔２８の長手方向外側端縁部（図５（Ａ）中、左右方向外側端縁部）と各第１スリット孔２６の長手方向内側端縁部との間には、切断線４２方向の幅寸法が極めて短い（本実施形態では、幅寸法は、約０．２ｍｍ〜１．５ｍｍで、約０．５ｍｍ以下が好ましい。）各スクラップ部５７が形成される。

（第３プレス工程）
次に、第１１段目の成形ロール１８と第１２段目の成形ロール１９との間に配置される第３プレス装置３２の作用について図６及び図７に基づいて説明する。
図６に示すように、第３プレス装置３２は、各成形ロール１６〜１８によって、上端部が少し開いた断面略円形の円弧状に成形された金属板３が上流側から挿通されて、この金属板３の外側表面部を受ける断面略円形の円弧状でスリット状の貫通孔６１が穿設されたダイス６２と、該ダイス６２内を上下動可能に設けられたポンチ６３と、上下動可能に設けられて該ポンチ６３が不図示のポンチホルダを介して取り付けられる上型６４とから構成されている。

また、図６及び図７に示すように、ポンチ６３は、ダイス６２内の貫通孔６１に連続するように該ポンチ６３の厚さ方向に穿設された断面略円形の円弧状で貫通孔６１の半径方向幅寸法よりも大きい半径方向幅寸法のスリット状の貫通孔６５が形成されている。この貫通孔６５の外側円弧部（図７（Ａ）中、下側円弧部）は、貫通孔６１の外側円弧部（図６中、下側円弧部）とほぼ同一形状である。これにより、通常時には、ダイス６２の貫通孔６１の外側円弧部と該ポンチ６３の貫通孔６５の外側円弧部とは連続接続され、該ダイス６２の貫通孔６１内に挿通された金属板３の外側表面部は各貫通孔６１、６５の外側円弧部によって支持される。

また、このポンチ６３の貫通孔６５の内側円弧部（図７（Ａ）中、上側円弧部）下面には、各第２スリット孔２８の長手方向内側端縁部（図７（Ａ）中、左右方向内側端縁部）から所定寸法内方側の位置（本実施形態では、約０．５ｍｍ〜２ｍｍ内方側の位置である。）から所定中心角度（本実施形態では、約５０度〜５５度である。）に渡って、対向する貫通孔６１の内側円弧部（図６中、上側円弧部）近傍位置まで同心円状に下方に突出する薄刃形状（本実施形態では、厚さ寸法は約０．５ｍｍ〜２ｍｍである。）の打ち抜き刃６７が形成されている。また、この打ち抜き刃６７は、ポンチ６３の上流側端面部から下流側端面部まで下流側方向に突出する平面視略円弧状に立設されている。即ち、打ち抜き刃６７は、ポンチ６３の厚さ寸法分だけ下流側方向に突出する平面視略円弧状に立設されている。

そして、図７に示すように、測長器２３を介して金属板３が所定長さ（本実施形態では、ポンチ６３の上流側端面部が、各スリット孔２８の長手方向内側端縁部に対向する位置まで搬送される長さ寸法である。）送られたことが検出される毎に、不図示の制御装置を介して各成形ロール８〜２０が停止され、第３プレス装置３２の上型６４が下がって、切断線４２に沿って第３スリット孔３１が打ち抜かれた後、上型６４が上昇すると、再度、各成形ロール８〜２０が作動して該金属板３が送られる。
これにより、下流側方向に突出する平面視略円弧状の第３スリット孔３１が穿設されると共に、該第３スリット孔３１の各長手方向外側端縁部（図７（Ａ）中、各左右方向外側端縁部）と各第２スリット孔２８の長手方向内側端縁部との間には、切断線４２方向の幅寸法が極めて短い（本実施形態では、幅寸法は、約０．２ｍｍ〜１．５ｍｍで、約０．５ｍｍ以下が好ましい。）各スクラップ部６８が形成される。

（切断工程）
次に、切断装置２４の作用について図８に基づいて説明する。
図８（Ａ）に示すように、切断装置２４は、第１２段目の成形ロール１９と第１３段目の成形ロール２０とによって、両側端縁が相互に当接されて断面略円形の円筒形状に成形された金属板３が上流側から挿通されて、この金属板３の各スリット孔２６、２８、３１より送り側方向後側（上流側）の外側表面部を支持する断面略円形の貫通孔７０が穿設された受け型７１と、この各スリット孔２６、２８、３１より送り側方向前側（下流側）の円筒形状の金属板３の上面部を押下する略直方体状の押し型７２と、上下動可能に設けられて該押し型７２が不図示の押し型ホルダを介して取り付けられる上型７３とから構成されている。
また、この貫通孔７０の下流側端面は、切断線４２上の各スリット孔２６、２８、３１と略平行になるように形成されている。
また、略直方体状の押し型７２は、金属板３の送り方向（矢印７５方向）に対して上下方向垂直に移動可能に取り付けられ、円筒形状の金属板３の受け型７１よりも送り方向前側（下流側）の部分を押下するように構成されている。また、この押し型７２の底面部には、前後両端縁部（図８（Ａ）中、左右両端縁部）に渡って上側方向に凹む側面視略円弧状の溝部７４が形成され、この円筒形状の金属板３の上面部の外周面が該溝部７４の内周面に密着可能に構成されている。

そして、図８（Ｂ）に示すように、測長器２３を介して円筒形状の金属板３の各スリット孔２６、２８、３１が、受け型７１の貫通孔７０の端面部より少し下流側の位置（本実施形態では、下流側方向に約１ｍｍ〜５ｍｍの位置）まで送られたことが検出される毎に、不図示の制御装置を介して各成形ロール８〜２０が停止され、切断装置２４の上型７３が下がって、各第１スリット孔２６より送り方向前側（下流側）の上面部が押し型７１によって押下され、各スクラップ部４５、５７、６８が折り曲げ切断された後、上型７３が上昇すると、再度、各成形ロール８〜２０が作動して該金属板３が送られる。
これにより、各成形ロール８〜２０によって断面円形の円筒形状に成形されると共に、各プレス装置２７、２９、３２によって各スリット孔２６、２８、３１が切断線４２に沿って打ち抜かれた金属板３は、切断装置２４によって各スリット孔２６、２８、３１に沿って順次折り曲げ切断され、即ち、切断線４２に沿って折り曲げ切断されて所定長さの自動車のマフラー用パイプ７７が形成される。また、このマフラー用パイプ７７の軸方向両端部の一方には、軸方向内側に凹む側面視略円弧状の端面部が形成され、他方には軸方向外側に凸の側面視略円弧状の端面部が形成される。

従って、本実施形態に係る金属板加工装置１では、各スリット孔２６、２８、３１は、各成形ロール１０、１１、各成形ロール１５、１６、及び各成形ロール１８、１９の間に配設された各プレス装置２７、２９、３２によって、金属板３を所定長さで切断する切断線４２に沿って順次打ち抜かれるため、各スリット孔２６、２８、３１を打ち抜く各プレス装置２７、２９、３２の小型化を図ることができ、製造コストの削減化を図ることができる。また、各プレス装置２７、２９、３２によって打ち抜かれる各スリット孔２６、２８、３１間に形成される各スクラップ部４５、５７、６８の切断線４２方向の幅寸法は、該金属板３をロール成形後、折り曲げ切断が可能な寸法に形成されているため、該ロール成形後のマフラー用パイプ７７の長手方向対向端縁部を溶接することなく該各スリット孔２６、２８、３１に沿って所定長さで折り曲げ切断しても、切断端縁部の寸法精度を保持し、品質の向上を図ることができる。また、複数段の各成形ロール８〜２０のロール成形に対応して切断線４２に沿って各スリット孔２６、２８、３１を３段階に分けて打ち抜くことができるため、複雑な形状の切断線４２に沿って各スリット孔２６、２８、３１を打ち抜くことが可能となり、マフラー用パイプ７７の形状が円筒形状になった場合でも、所定長さで折り曲げ切断するだけで該切断端面形状を軸方向に対して凸状又は凹状の側面視略円弧状の切断面等にすることが可能となり、作業工数及び製造コストの大幅な削減化を図ることができる。

また、複数段の各成形ロール８〜２０によって幅方向外側両端縁部から幅方向内方側へロール成形される金属板３の形状の変化に合わせて、各スリット孔２６、２８、３１は、切断線４２の幅方向外側両端縁部から幅方向内方側へ順次打ち抜かれるため、金属板３の長手方向の引張り強度を低下させることなく、安定して連続的に搬送することができ、ロール成形の加工精度の向上を図ることができると共に、複数段の各成形ロール８〜２０によるロール成形に対応して各スリット孔２６、２８、３１を順次打ち抜くことができ、ロール成形後の形状が円筒形状になった場合でも、切断端面形状の加工精度の更なる向上を図ることができる。
更に、ロール成形装置４の下流側に配設された切断装置２４によって、円筒形状にロール成形された金属板３が、各スリット孔２６、２８、３１が形成された切断線に４２沿って所定長さに折り曲げ切断されるため、自動車のマフラー用パイプ７７の溶接側端面形状を軸方向に対して側面視凹状又は凸状の略円弧状の切断面等にすることが可能となると共に、該マフラー用パイプ７７のロール成形及び所定長さでの切断の各工程を連続した一貫ラインで行うことができ、生産性の向上及び製造コストの削減化を飛躍的に図ることができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、前記実施形態では、３台の各プレス装置２７、２９、３２によって、各スリット孔２６、２８、３１を切断線４２に沿って３段階に分けて打ち抜いたが、各成形ロール８〜２０間に４台以上のプレス装置を配置して、切断線に沿ってスリット孔を打ち抜く構成にしてもよい。これにより、マフラー用パイプ７７の切断面を任意の曲面形状に形成することが可能となる。

本実施形態に係る金属板加工装置の概略構成を示す図で、（Ａ）は模式側面図、（Ｂ）は金属板のロール成形状態を示す模式平面図である。本実施形態に係る金属板加工装置の第１プレス装置のダイスとポンチとを模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る金属板加工装置の第１プレス装置による第１スリット孔の打ち抜きを説明する図で、（Ａ）は図１のＸ１−Ｘ１矢視断面図、（Ｂ）は第１スリット孔の打ち抜き状態を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る金属板加工装置の第２プレス装置のダイスとポンチとを模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る金属板加工装置の第２プレス装置による第２スリット孔の打ち抜きを説明する図で、（Ａ）は図１のＸ２−Ｘ２矢視断面図、（Ｂ）は第２スリット孔の打ち抜き状態を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る金属板加工装置の第３プレス装置のダイスとポンチとを模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る金属板加工装置の第３プレス装置による第３スリット孔の打ち抜きを説明する図で、（Ａ）は図１のＸ３−Ｘ３矢視断面図、（Ｂ）は第３スリット孔の打ち抜き状態を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係る金属板加工装置の切断装置による折り曲げ切断を説明する図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は折り曲げ切断状態を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１金属板加工装置、３金属板
４ロール成形装置、８〜２０成形ロール
２３測長器、２４切断装置
２６第１スリット孔、２７第１プレス装置
２８第２スリット孔、２９第２プレス装置
３１第３スリット孔、３２第３プレス装置
３５、３９、４８、５３、６１、６５、７０貫通孔
３６、４９、６２ダイス、３７、５１、６３ポンチ
３８、５２、６４、７３上型
４１、５５、６７打ち抜き刃、４５、５７、６８スクラップ部
７１受け型、７２押し型
５２溝部、７７マフラー用パイプ

Claims

連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に形成するロール成形装置を備えた金属板加工装置において、
前記ロール成形装置は、前記成形ロール間に配設されて、所定管状体の断面に形成する途中で前記金属板を所定長さに切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次スリット孔を打ち抜く複数台のプレス装置を有し、
前記複数台のプレス装置は、前記金属板が前記各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔が順次打ち抜かれるようにそれぞれ配置され、
前記スリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板を所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれていることを特徴とする金属板加工装置。
前記ロール成形装置の下流側に配設されて、前記金属板を所定長さに折り曲げ切断する切断装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金属板加工装置。
前記所定管状体は、円筒形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属板加工装置。
連続的に供給される帯状の金属板を複数段に配設された成形ロールによって所定管状体に形成するロール成形工程を備えた金属板加工方法において、
前記ロール成形工程は、前記成型ロール間における所定管状体の断面に形成する途中で前記金属板を所定長さに切断するとともに切断時に所定管状体の端面を側面視で円弧状に切断する切断線に沿って順次スリット孔を打ち抜く複数のプレス工程を有し、
前記プレス工程は、前記金属板が前記各成形ロールを介して所定管状体に成形されていく段階に応じて、金属板の幅方向外側両端縁部から内方側へスリット孔を順次打ち抜くように構成され、
前記スリット孔間の切断線方向の間隔は、該金属板を所定長さで折り曲げ切断が可能な間隔になるように打ち抜かれていることを特徴とする金属板加工方法。
前記ロール成形工程の下流側において、前記金属板を所定長さに折り曲げ切断する切断工程を備えたことを特徴とする請求項４に記載の金属板加工方法。
前記所定管状体は、円筒形状であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の金属板加工方法。