JP5244338B2

JP5244338B2 - 成形加工装置

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Publication number: JP5244338B2
Application number: JP2007161345A
Authority: JP
Inventors: 康寛瀬濤; 文雄森埜; 明男藤江; 勇次中林
Original assignee: Keylex Corp
Current assignee: Keylex Corp
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-06-19
Also published as: JP2009000696A

Description

本発明は、例えば銅板やアルミ板等の金属製のシート材にエンボス加工を施した後に、これをプレス成形するようにした成形加工装置に関する。

従来より、例えばプレス機によって成形加工する板材や条材に、予めエンボス加工を施すことが行われており、一例として特許文献１に記載の凹凸加工装置では、アンコイラにて巻き解かれた銅板のシート材を間欠的に搬送しながら、プレス機によりエンボス加工を施し、その後、再びコイル状に巻き取るようにしている。こうして巻き取られたシート材は搬送台車等を用いて別の成形ラインに搬送され、ここでプレス機により切断された後、ロール成形機により丸められ、さらに溶接されて製品であるパイプの形状となる。

また、金属に限らず紙や布等、種々のシート材にエンボス加工を施すために、プレス機ではなく成形ロール（エンボスロール）を用いることも公知である（例えば特許文献２を参照）。
特開平１０−２６３７１４号公報特開平０８−０１１２０９号公報

ところで、遮熱板等の自動車用部品としてアルミ板のシート材を用いる場合には、その表面積を大きくしたり、成形後の部品の剛性を確保するために、シート材の略全面にエンボス加工を施す場合があるが、こうしてエンボス加工により剛性を高めたアルミ製のシート材は、前記前者の従来例（特許文献１）のようにコイル状に巻き取ることが難しいので、所要の長さに切断した上で、積み重ねて搬送することになる。

すなわち、後工程の成形ラインに向けて搬出する前にシート材を切断し、それを搬送台車等の荷台に積み重ねなくてはならず、手間が掛かる上に、そうしてシート材が搬送されてきた後工程のラインでもシート材を１枚１枚プレス機に供給しなくてはならないから、生産性が高いとは言い難い。

また、後工程の成形ラインでは、前記のように所要の大きさに切断されたシート材から製品の形状に合わせてブランクを打ち抜くことになるので、発生するスクラップの量が多くなりやすく、材料歩留まりの面でも難がある。

斯かる諸点に鑑みて本発明の目的は、金属製のシート材にエンボス加工を施した後に、それをプレス機に供給する方法に工夫を凝らし、生産性や材料歩留まりの向上を図ることにある。

前記の目的を達成するために、本発明の成形加工装置では、アンコイラから供給されるシート材をロールによって搬送しながらエンボス加工を施した後に、そのままプレス機に供給するようにしたものである。

すなわち、請求項１の発明は、金属製シート材にエンボス加工を施した後に、これをプレス成形するようにした成形加工装置であって、ロール状に巻かれたシート材を解いて供給するアンコイラと、前記アンコイラから供給されるシート材を受け入れて、それを搬送しながらエンボス加工を施す一対のエンボスロールと、前記エンボスロールから送り出されるシート材を受け入れて、プレス成形するプレス機と、前記エンボスロールのシート材供給方向上流側に接近配置され、前記シート材を挟持して前記エンボスロールによる被挟持部位との間に所要の張力を付与する一対のテンションロールと、前記両テンションロールのシート材供給方向上流側に接近し、且つ、前記シート材の幅方向に離間して対向配置され、前記シート材が幅方向に動かないようにその両縁の位置を調整する一対のガイド部材と、を備え、前記エンボスロールは、上側エンボスロール及び下側エンボスロールからなるとともに、プレス機の作動に同期して間欠的に作動するものであり、前記テンションロールは、所要の回転抵抗を有する上側テンションロール及びそれに下方から押し当てられる下側テンションロールを有し、それを通過したシート材が前記上側及び下側エンボスロールのいずれか一方に巻き付いた後に両者間に挟み込まれるよう、前記上側及び下側エンボスロールに対して上下いずれかにずらして配置され、前記上側テンションロール及び下側テンションロールは、摩擦抵抗値が互いに異なるゴム材によってそれぞれ被覆され、前記上側テンションロールに被覆されたゴム材は、前記下側テンションロールに被覆されたゴム材より摩擦抵抗値が高くなっており、シート材は、前記上側テンションロールに上側から巻き付いて搬送の向きを反転した後に、該上側テンションロールと前記下側テンションロールとによる被挟持部位にて該下側テンションロールに巻き付き、再び搬送の向きを反転した後に当該下側テンションロールから離脱しており、前記両ガイド部材のシート材供給方向上流側には、前記アンコイラから供給されるシート材の一部をループ状に弛ませるバッファ部が設けられている。

前記構成の成形加工装置では、まず、ロール状のシート材が巻き解かれて、アンコイラから供給されると、これを受けた一対のエンボスロールがシート材を挟み込んで搬送しながら、それにエンボス加工を施す。こうしてエンボス加工の施されたシート材はエンボスロールから送り出されて、切断等されることなく、そのままプレス機に送られて、例えばブランキング等の加工に供される。

そうしてエンボス加工したシート材をそのままプレス機に供給する場合、このプレス機の作動に同期してエンボスロールを間欠的に作動させることになるが、前記の構成では、エンボスロールへの供給経路に設けられたバッファ部にてシート材の一部がループ状に弛んでいるので、エンボスロールの間欠的作動によってシート材に負荷変動や弛みが生じても、これは前記バッファ部のループにおいて吸収されるようになる。

斯くして、エンボスロールにより加工したシート材を切断したり積み重ねたりすることなく、そのままプレス機に送ることができ、従来までと比べて生産性が大幅に向上するとともに、プレス機においてはシート材のままでブランクを打ち抜くことになるので、発生するスクラップの量もあまり多くなる心配はなく、材料歩留まりについても向上が図られる。

ところで、本発明者が前記のようにエンボスロールを間欠的に作動させてみたところ、これによりエンボス加工を施す際にシート材にしわが発生することがあり、このしわが原因となってシート材が蛇行したり、或いはプレス成形の際に亀裂が発生する等の不具合が見出された。このようなしわの発生は、元々、シート材に幅方向の部位によって厚みや材質のばらつきがあることに起因して、エンボスロールの間欠的作動に伴い発生する小さな弛みによって引き起こされるものと考えられる。

そこで、エンボスロールのシート材供給方向上流側に、シート材を挟持してエンボスロールによる被挟持部位との間に所要の張力を付与するように、一対のテンションロールを接近配置する。こうして、エンボスロールに引き込まれるシート材に所要の張力を付与するようにすれば、エンボスロールの間欠的作動によるしわの発生を抑制することができる。

また、両テンションロールのシート材供給方向上流側に接近し、且つ、シート材の幅方向に離間した位置に、シート材が幅方向に動かないようにその両縁の位置を調整する一対のガイド部材を対向配置する。こうして、シート材の供給経路をずれないようにでき、シート材を真っ直ぐにエンボスロールに供給できる。

その場合に好ましいのは、エンボスロールは、上側エンボスロールと下側エンボスロールとからなり、テンションロールをエンボスロールに対して上下方向にずらして配置し、それを通過したシート材がエンボスロールの上下いずれか一方に巻き付いた後に、両者間に挟み込まれるようにすることである。こうして上下いずれか一方のエンボスロールにシート材を巻き付けることで、そのロールに対するシート材の特に幅方向の移動を規制して、しわの発生をより効果的に抑制することができる。

また、テンションロールとしては、所要の回転抵抗を有する上側テンションロールと、それに下方から押し当てられる下側テンションロールとからなるものが好ましく、それに対するシート材の巻き付け方としては、まず、上側テンションロールに上側から巻き付けて搬送の向きを反転させ、その後に、該上側テンションロールと前記下側テンションロールとによる被挟持部位にて該下側テンションロールに巻き付けて再び搬送の向きを反転させ、それから当該下側テンションロールから離脱させるのがよい。

このように、上下に並べたテンションロールに対し側方から見てＳ字状にシート材を巻き付けることで、テンションロールの設置スペースはあまり大きくならないようにしながら、そのテンションロールに対するシート材の接触面積は十分に確保することができる。よって、テンションロールとの間の滑りを抑えてシート材に所要の張力を安定的に付与する上で有利になる。

その上さらに、上側テンションロール及び下側テンションロールをそれぞれゴム材によって被覆すれば、シート材との滑りをより確実に抑えることができるが、そうして被覆したゴム材に異物が付着すると、シート材に損傷を与える虞れがある。ここで、回転抵抗によってシート材に張力を付与するための上側テンションロールには、滑り防止や耐久性確保という観点からウレタンゴム等を用い、それに対しシート材を下方から押し当てるための下側テンションロールには、異物が付着し難い別のゴム材を用いるのがよい。すなわち、上側テンションロールに被覆されたゴム材は、下側テンションロールに被覆されたゴム材より摩擦抵抗値の高い素材で構成するのがよい。

加えて、前記上側テンションロールの回転抵抗の大きさを可変調整する手段や該上側テンションロールへの下側テンションロールの押し付け力を可変調整する手段を設けることが好ましく（請求項２）、こうすれば、シート材の材質や寸法等に応じて、それに最適な状態で最適な大きさの張力を付与することが可能になる。それらの手段の具体例としては、工場の一般的な設備である高圧エアを利用して作動するエアシリンダやエアブレーキ等が挙げられる。

以上のように、本発明に係る成形加工装置によると、アンコイラからエンボスロールへの供給経路にてシート材の一部をループ状に弛ませてバッファ機能を持たせるとともに、エンボスロールはプレス機の作動に同期して間欠的に作動させるようにし、それにより加工を施したシート材を切断等することなく、そのままプレス機に供給するようにしたから、生産性及び材料歩留まりが向上する。

また、エンボスロールに供給するシート材をテンションロールにより挟持して所要の張力を付与するようにしたから、エンボス加工の際のしわの発生を抑制し、前記の効果を安定的に得ることができる。

さらに、両テンションロールのシート材供給方向上流側に接近する位置に、シート材が幅方向に動かないようにその両縁の位置を調整する一対のガイド部材をシート材の幅方向に離間して対向配置したから、シート材の供給経路をずれないようにできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

−成形加工ラインの全体構成−
図１は、本発明に係る成形加工装置の一実施形態である成形加工ラインＡを示す。このラインＡは、アルミ合金製シート材Ｓの略全面にエンボス加工を施した後に、これを打ち抜いて例えば自動車用部品のブランクを製造するためのものであり、図の左側から順に、ロール状に巻かれたシート材Ｓを解いて供給するアンコイラ１と、そのシート材Ｓをレベラーフィーダ２を介して受け入れて、エンボス加工を施すエンボスロール機３と、このエンボスロール機３から送り出されるシート材Ｓを受け入れて、製品の外形状に合わせたブランクを打ち抜くプレス機４と、を備えている。

前記アンコイラ１は、工場のフロアに設置された本体部１ａの側面から略水平に突出する回転シャフト１ｂを有し、このシャフト１ｂには、長尺のシート材Ｓの巻かれたロールＲがセットされている。そして、図示しない電気モータの作動によりシャフト１ｂが図の反時計回りに回転されると、シート材Ｓが自重で巻き解かれて送り出されるようになっている。また、シャフト１ｂの下方には、そうして送り出されたシート材Ｓの一部をループ状に弛ませておくバッファ空間（バッファ部）Ｂが形成されている。

すなわち、コイルＲから巻き解かれたシート材Ｓは、図示のように一旦、下方に垂れ下がった後に大きく湾曲して上方に向かうループを形成し、その先端側がガイドロール２ａ，２ａ，…に案内されてレベラーフィーダ２へと導かれる。そのループは、後述の如くエンボスロール機３が間欠的に作動することによる負荷変動を吸収して、シート材Ｓのスムーズな供給を担保する。

前記レベラーフィーダ２は、図示は省略する複数のロールによってシート材Ｓを略水平に搬送しながらコイルＲの巻き癖や歪みを取り除く（矯正する）ためのもので、鋼板等、別のシート材を流すときにその本来の機能を発揮する。エンボス加工に供されるアルミ合金製シート材Ｓの場合は柔らかく矯正の必要はないが、この実施形態のラインＡは、より一般的な鋼板等、エンボス加工を施さないシート材のプレス成形にも用いる共用の設備なので、レベラーフィーダ２が配設されている。

そして、そのレベラーフィーダ２に隣接して、エンボスロール機３に向けて搬送されるシート材Ｓに所要の張力を付与し、安定して供給するためのテンション調整機５が配設されている。図２に拡大して示すように、この実施形態ではエンボスロール機３とテンション調整機５とが一体的に組み合わされており、テンション調整機５は、エンボスロール機３に引き込まれるシート材Ｓの左右両端位置を調整して、それを真っ直ぐに送り込む機能も備えている。尚、図２においてはシート材Ｓ等が見やすいよう、その搬送方向に見て右側に配設されている部材を省略して、示している。

−エンボスロール機−
まず、エンボスロール機３について説明すると、前記図２の他、図３にも示すように、エンボスロール機３は、各々外周面全体にエンボス模様に対応した凹凸が形成された一対の上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１を備えている。これらの上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１は上下に並んでおり、上側エンボスロール３０は、その両方の軸端部をそれぞれ軸受部３２，３２によってサイドフレーム３３，３３に対し回転自在に支持されている。

また、主に図３にのみ示すが、上側エンボスロール３０の一方の軸端（同図の左端）はサイドフレーム３３よりも外に延びていて、減速機３４を介して電磁式のクラッチ／ブレーキユニット３５に接続されている。このクラッチ／ブレーキユニット３５は、伝動ベルト３６を介して電動モータ３７の回転力を受け入れ、オン状態では回転力を前記減速機３４の側（上側エンボスロール３０の側）へ出力する一方、オフ状態では回転力を遮断するとともに、上側エンボスロール３０の回転にブレーキをかけるようになっている。

また、上側エンボスロール３０の他方の軸端（図３の右端）には駆動ギヤ３８が取り付けられ、同様に下側エンボスロール３１の軸端に取り付けられた被駆動ギヤ３９と噛み合っている。このため、前記のようにクラッチ／ブレーキユニット３５がオン状態になって、電動モータ３７からの回転力により上側エンボスロール３０が回転されるときには、これに同期して下側エンボスロール３１も回転され、両者が間に挟み込んだシート材Ｓを送りながら、その表面及び裏面に凹凸のエンボス模様を彫り込むようになる。

そうして上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１を回転させたり、停止させたりするクラッチ／ブレーキユニット３５の制御は、図３に模式的に示すコントローラ４０によって行われる。このコントローラ４０には、図示しないプレス機４のコントローラからその作動信号が入力するとともに、クラッチ／ブレーキユニット３５の出力側の回転量を検出するセンサ４１からの信号が入力し、これらの信号に基づいてコントローラ４０は、プレス機４の作動に同期してクラッチ／ブレーキユニット３５をオン・オフ切換えることにより、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１を間欠的に作動させるようになっている。

すなわち、コントローラ４０は、まず、プレス機４の作動中はクラッチ／ブレーキユニット３５をオフ状態とし、それが停止した後にクラッチ／ブレーキユニット３５をオン状態にして上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１を回転させる。そして、センサ４１により検出される回転量が設定量に達して、シート材Ｓが所定長さだけ搬送されれば、クラッチ／ブレーキユニット３５を再びオフ状態にして、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１の回転を停止させる。こうして上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１の回転、停止を繰り返す（即ち、間欠的に作動させる）ことで、シート材Ｓの定尺搬送が行われる。

尚、この実施形態では、下側エンボスロール３１の左右両方の軸受部４２，４２が、それぞれ油圧シリンダ４３，４３によって上下動可能に支持されており、この油圧シリンダ４３，４３の作動によって上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１のクリアランスを調整できるとともに、下側エンボスロール３１を最下位置（図２に仮想線で示す）まで下げれば、クリアランスを１０ｃｍくらいまで拡げて鋼板等、別のシート材が通過するスペースを十分に確保できるようになっている。また、油圧シリンダ４３，４３によって左右独立にクリアランス調整が行えるので、シート材Ｓのエンボス加工の均一性を高める上で有利である。

−テンション調整機−
ところで、前記のように上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が回転、停止を繰り返すときには、その停止直前まで上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に引き込まれていたシート材Ｓの一部に小さな弛みが発生しやすく、その後、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が回転を再開してシート材Ｓを挟み込むときには、弛みの部分でシート材Ｓが幅方向に動いてしまい、しわが発生する原因となる。このようなしわの発生は、元々、シート材Ｓの幅方向に厚みや材質のばらつきがあることとも影響している。

そうして発生した小さなしわは上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１による加工の進展とともに成長し、これに起因してシート材Ｓが蛇行すると、それを送りながらエンボス加工を施すことができなくなる。また、しわの成長が遅くてシート材Ｓのエンボス加工を終了できたとしても、しわの残ったシート材Ｓをプレス機４でブランキング加工した後、成形加工するときには、そのしわを起点として亀裂が発生する虞れがある。

そこで、この実施形態では、エンボスロール機３の手前（シート材供給方向上流側）に接近配置したテンション調整機５によって、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に引き込まれる直前のシート材Ｓの一部を逆向きに引っ張り、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１による被挟持部位との間に所要の張力を与えるようにしている。こうすれば、前記のように上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が回転、停止を繰り返しても、シート材Ｓの弛みを抑えて前記のようなしわによる不具合を防止できる。

前記図２の他、図４にも示すように、テンション調整機５は、レベラーフィーダ２から送り出されるシート材Ｓを受け入れて、略水平に搬送する２つのガイドロール５０，５０と、そのシート材Ｓが巻き付けられて挟持される一対のテンションロール５１，５２とを備えている。尚、図４の左側には、シート材Ｓの搬送方向後側に位置するガイドロール５０等を示し、その奥に見えるはずのテンションロール５１，５２は省略する一方、同図の右側には、手前に位置するガイドロール５０等を省略して、テンションロール５１，５２等のみを示している。

主に図４にのみ示すが、前記ガイドロール５０，５０は、それぞれ、両方の軸端部を各々サイドフレーム５３，５３に対し回転自在に支持されており（図には左側のみを示す）、その上を搬送されるシート材Ｓと連れ回りする。シート材Ｓの搬送方向前側に位置するガイドロール５０をその搬送方向の前後から挟むようにして、略Ｕ字状のガイド部を有するガイド部材５４が配設されている。ガイド部材５４は、両テンションロール５１，５２のシート材供給方向上流側に接近し、且つ、シート材Ｓの幅方向に離間して対向配置され、前記シート材Ｓが幅方向に動かないようにその両縁の位置を調整するようになっている。

具体的に、ガイドロール５０の下方には３本のロッド５５，５５，５５がシート材Ｓの搬送方向に並んで、各々両端部をサイドフレーム５３，５３に支持されており、その各々がガイド部材５４，５４を貫通する状態でそれを支持している。図の例では中央のロッド５５の外周に、軸方向両側で互いに逆向きの雄ねじが螺刻され、各ガイド部材５４に設けられた貫通孔の雌ねじと噛合しており、そのロッド５５をハンドル５５ａによって回転させることで、ガイド部材５４，５４をそれぞれ移動させて両者の間隔をシート材Ｓの幅に合わせることができる。

一方、テンションロール５１，５２は、上下に並んでおり、そのうちの上側テンションロール５１の上端はガイドロール５０，５０と略同じ高さに揃えられている。この高さは、図２に示すようにシート材Ｓを流すときには前記したエンボスロール機３の上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１によるシート材Ｓの挟持部の高さと略同じであるが、エンボスロールの下側エンボスロール３１を最下位置まで下げて、鋼板等、別のシート材を流すときには、これに対応して後述の如く低下される。

前記上側テンションロール５１の両方の軸端部はそれぞれサイドフレーム５３，５３に対し回転自在に支持されており（図４には右側のみを示す）、その一方の軸端（右端）は、サイドフレーム５３を貫通してエアブレーキ５６に接続されている。このエアブレーキ５６によって上側テンションロール５１の回転に所要の抵抗力を与え、シート材Ｓを搬送とは逆の向きに引っ張るようにする。エアブレーキ５６は、一例としてディスクブレーキ機構を有するものであり、バンドブレーキ等に比べて放熱性、耐久性に優れている。

また、エアブレーキ５６には、図示しないが、工場の設備である高圧エアラインから分岐するエア圧制御回路が接続されており、これによりエアブレーキ５６に供給するエア圧を制御して、上側テンションロール５１の回転抵抗力を精度良く調整することができる。すなわち、シート材Ｓに付与する張力は、その材質や寸法、及び許容される厚みの減少率との兼ね合いで適切な範囲があるが、この実施形態では、その範囲に対応して上側テンションロール５１の回転抵抗力を容易に調整することができる。

そうして回転抵抗によってシート材Ｓに張力を付与するための上側テンションロール５１に対して、下側テンションロール５２は、上側テンションロール５１にシート材Ｓを押し付けて滑らないように保持するためのものである。このため、下側テンションロール５２の両軸端部を各々受ける軸受部５７，５７は、それぞれサイドフレーム５３，５３に対して上下に移動可能に取り付けられて、下方からエアシリンダ５８，５８によって支持されている。各エアシリンダ５８には前記エアブレーキ５６と同様のエア圧制御回路が接続されており、これによる供給エア圧の制御によって下側テンションロール５２を上側テンションロール５１に押し付ける力が精度良く調整される。

しかも、上側テンションロール５１及び下側テンションロール５２の外周はそれぞれゴム材によって被覆されている。上側テンションロール５１の外周にはウレタンゴムの層が形成されており、これはシート材Ｓとの滑りを抑える効果が高い上に、耐油性も高い。一方、下側テンションロール５２の外周には、例えばストリップゴムのように、表面に小さな凹凸を有し異物の付着し難いゴム層が形成されており、付着した異物によるシート材Ｓの破損を防止することができる。すなわち、上側テンションロール５１に被覆されたゴム材は、下側テンションロール５２に被覆されたゴム材より摩擦抵抗値の高い素材で構成されている。

さらに、この実施形態では、前記上側テンションロール５１及び下側テンションロール５２へのシート材Ｓの巻き付け方に工夫をして、特に上側テンションロール５１との接触面積を十分に確保するようにしている。すなわち、図２に示すように、ガイドロール５０，５０上を略水平に搬送されてきたシート材Ｓは、上側テンションロール５１に対し上側から巻き付いて略半周し、搬送の向きを反転した後に該上側テンションロール５１と下側テンションロール５２とによる被挟持部位にて上側テンションロール５１から離れ、今度は下側テンションロール５２に巻き付く。

そうして下側テンションロール５２にも略半周巻き付いて再び搬送の向きを反転したシート材Ｓは、図の例ではさらに４５〜９０°くらい該下側テンションロール５２を周回してから離脱して、斜め上向きに延び、今度はエンボスロールの下側エンボスロール３１に巻き付いて、４５〜９０°くらい周回した後に、該下側エンボスロール３１と上側エンボスロール３０との間に挟み込まれる。

つまり、シート材Ｓは、上下に並んだ上側テンションロール５１，下側テンションロール５２に対して、側方から見てＳ字状に巻き付けられており、このことで、上側テンションロール５１，下側テンションロール５２の設置スペースをあまり大きくすることなく、それへのシート材Ｓの接触面積を十分に確保することができる。こうして上側テンションロール５１，下側テンションロール５２、特に、回転抵抗を付与する上側テンションロール５１との接触面積を十分に確保できることで、シート材Ｓの滑りを抑制し、所要の張力を安定的に付与することができる。

また、シート材Ｓが、前記のように上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に挟み込まれる前に、その下側エンボスロール３１に巻き付いて４５〜９０°くらい周回しているから、この下側エンボスロール３１に対するシート材Ｓの幅方向の移動が規制されることになり、前記の如く上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１の回転、停止によってシート材Ｓに仮に小さな弛みが発生したとしても、これによるしわの発生が抑制される。

尚、この実施形態では、前記のようなテンション調整機５の略全体、即ち、ガイドロール５０，５０やテンションロール５１，５２等をサイドフレーム５３，５３とともに昇降可能に構成しており、シート材Ｓに代えて鋼板等、別のシート材を流すときには、前記したようにエンボスロールの下側エンボスロール３１を最下位置まで下げるのに対応して、昇降用ハンドル５９の操作によりガイドロール５０，５０やテンションロール５１，５２の高さを低下させることができる。

−成形加工ラインの作動−
次に、上述の如く構成されたラインＡの作動状態とそれによる効果とを説明する。まず、所定の初期設定を終えてシート材Ｓの先端を上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に挟み込ませ、自動運転モードにて作動を開始すると、アンコイラ１のシャフト１ｂが回転してロールＲが巻き解かれ、シート材Ｓの連続的な供給が開始する。このとき、シート材Ｓの先端側は上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に挟み込まれて引き込まれ、それにより搬送されながら表裏両面に凹凸のエンボス模様が彫り込まれる。

こうしてエンボス加工を施しながら上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が送り出すシート材Ｓは、続いてプレス機４に供給されることになるが、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が所定量、回転して、シート材Ｓが所定長さだけ送られると、センサ４１により検出されるエンボスロール機３の出力側回転量が設定量に達し、このセンサ４１からの信号に基づいてコントローラ４０によりクラッチ／ブレーキユニット３５がオフ状態にされて、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１の回転が停止する。

これによりシート材Ｓの搬送が停止したところでプレス機４が作動し、シート材Ｓから製品の外形状に対応するブランクが打ち抜かれる。この間、エンボスロール機３ではクラッチ／ブレーキユニット３５がオフ状態のままとされ、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１は回転を停止した状態に保たれる。

そして、前記プレス機４のブランキング作動が終了すれば、エンボスロール機３のクラッチ／ブレーキユニット３５は再びオン状態とされ、これを介して電動モータ３７の回転力を受ける上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が回転を再開して、シート材Ｓを引き込みながら、これにエンボス加工を施すようになる。こうしてエンボスロール機３の間欠的な作動によって、シート材Ｓはブランク加工に適した略一定の長さずつ、プレス機４に供給される。

したがって、この実施形態の成形加工ラインＡによると、シート材Ｓを搬送しながら加工する上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１を、プレス機４のブランキング作動に同期して間欠的に作動させることで、エンボス加工を施したシート材Ｓを切断等することなく、そのままプレス機４に供給できるようになり、従来までのように加工後のシート材を切断したり、積み重ねたりする手間が不要になって生産性が向上するとともに、プレス機４ではシート材Ｓのままでブランクを打ち抜くことになるので、発生するスクラップの量が減少し、材料歩留まりも向上する。

そうして上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１が間欠的に作動すると、その停止直前まで上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に引き込まれていたシート材Ｓの一部に小さな弛みが発生し、しわの発生要因となる虞れがあるが、この実施形態では、テンションロール５１，５２によりシート材Ｓを挟持して、所要の張力を付与しながら上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に送るようにしたから、前記のような小さな弛みの発生を抑えて、しわの発生を抑制できる。

しかも、前記テンションロール５１，５２は各々ゴム材で被覆し、上下に並べた上で、側方から見てＳ字状にシート材Ｓを巻き付けているので、その接触面積を十分に確保することができ、シート材Ｓの滑りを抑制して、所要の張力を安定的に付与することができる。さらに、テンションロール５１，５２から離脱したシート材Ｓをエンボスロールの下側エンボスロール３１に巻き付けることによっても、しわの発生を抑制することができる。

加えて、この実施形態のテンション調整機５には、上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に引き込まれるシート材Ｓの左右両側位置を調整するガイド部材５４，５４が設けられており、これによりシート材Ｓを真っ直ぐに上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に供給することができ、このことによってもしわをの発生を抑制できる。

尚、前記のようにエンボスロール機３が間欠的に作動すると、これによる振動や負荷変動はテンション調整機５よりも上流側のシート材Ｓの供給経路にまで伝わるようになるが、この実施形態では、アンコイラ１のシャフト１ｂの下方でシート材Ｓの一部をループ状に弛ませて、その振動や負荷変動を吸収するようにしている。

−他の実施形態−
本発明に係る成形加工装置Ａの構成は前記実施形態のものに限定されず、その他の種々の構成をも包含する。例えば、テンション調整機５においてテンションロール５１，５２は上下に並べる必要はなく、シート材Ｓの搬送方向に並べてもよいし、或いは斜めに並べてもよい。

また、テンションロール５１，５２に対するシート材Ｓの巻き付け方は前記実施形態に限定されない。

また、前記実施形態のようにテンションロール５１，５２を上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１に対して下方にずらし、シート材Ｓを下側エンボスロール３１に巻き付けることも必須ではなく、反対に上側エンボスロール３０に巻き付けるようにしてもよいし、或いはいずれの上側エンボスロール３０及び下側エンボスロール３１にも巻き付けずに、それらの間に供給するようにしてもよい。

さらに、前記実施形態のようにテンションロール５１，５２を互いに異なるゴム材で被覆する必要はなく、同じゴム材で被覆してもよいし、いずれのロール５１，５２もゴム材で被覆しないことも可能である。

以上、説明したように、本発明の成形加工装置によると、金属製シート材にエンボス加工を施した上でプレス成形する際の生産性や材料歩留まりが従来よりも大幅に向上するので、産業上の利用性は高い。

実施形態に係る成形加工ラインの概略構成図である。エンボスロール機とテンション調整機とを拡大し、一部を省略して示す側面図である。エンボスロール機単独の正面図である。テンション調整機単独の正面図であり、図の左側にはシート材の搬送方向後側のみを、また右側には同前側のみを示す。

Ａ成形加工装置
Ｂバッファ空間（バッファ部）
Ｓ金属製シート材
１アンコイラ
３エンボスロール機
３０上側エンボスロール（エンボスロール）
３１下側エンボスロール（エンボスロール）
４プレス機
５テンション調整機
５１上側テンションロール（テンションロール）
５２下側テンションロール（テンションロール）
５６エアブレーキ（回転抵抗を調整する手段）
５８エアシリンダ（押し付け力を調整する手段）

Claims

金属製シート材にエンボス加工を施した後に、これをプレス成形するようにした成形加工装置であって、
ロール状に巻かれたシート材を解いて供給するアンコイラと、
前記アンコイラから供給されるシート材を受け入れて、それを搬送しながらエンボス加工を施す一対のエンボスロールと、
前記エンボスロールから送り出されるシート材を受け入れて、プレス成形するプレス機と、
前記エンボスロールのシート材供給方向上流側に接近配置され、前記シート材を挟持して前記エンボスロールによる被挟持部位との間に所要の張力を付与する一対のテンションロールと、
前記両テンションロールのシート材供給方向上流側に接近し、且つ、前記シート材の幅方向に離間して対向配置され、前記シート材が幅方向に動かないようにその両縁の位置を調整する一対のガイド部材と、を備え、
前記エンボスロールは、上側エンボスロール及び下側エンボスロールからなるとともに、プレス機の作動に同期して間欠的に作動するものであり、
前記テンションロールは、所要の回転抵抗を有する上側テンションロール及びそれに下方から押し当てられる下側テンションロールを有し、それを通過したシート材が前記上側及び下側エンボスロールのいずれか一方に巻き付いた後に両者間に挟み込まれるよう、前記上側及び下側エンボスロールに対して上下いずれかにずらして配置され、
前記上側テンションロール及び下側テンションロールは、摩擦抵抗値が互いに異なるゴム材によってそれぞれ被覆され、前記上側テンションロールに被覆されたゴム材は、前記下側テンションロールに被覆されたゴム材より摩擦抵抗値が高くなっており、
シート材は、前記上側テンションロールに上側から巻き付いて搬送の向きを反転した後に、該上側テンションロールと前記下側テンションロールとによる被挟持部位にて該下側テンションロールに巻き付き、再び搬送の向きを反転した後に当該下側テンションロールから離脱しており、
前記両ガイド部材のシート材供給方向上流側には、前記アンコイラから供給されるシート材の一部をループ状に弛ませるバッファ部が設けられている
ことを特徴とする成形加工装置。
テンションロールには、上側テンションロールの回転抵抗の大きさを可変調整する手段と、該上側テンションロールへの下側テンションロールの押し付け力を可変調整する手段と、がそれぞれ設けられている、請求項２の成形加工装置。