JP5791308B2 - ロール加工ユニット、およびロール加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキプレス加工装置に組み付けることにより、メタルシートにロール加工を施せるようにしたロール加工ユニット、およびロール加工方法に関するものである。

メタルシートをロール加工するロール加工装置は、特許文献１に開示されるロールベンダーのように、平行に配置された上部ローラ（押圧側ローラ）と、この上部ローラに平行する１本または２本の下部ローラ（受け側ローラ）とを有し、油圧等により上部ローラを下部ローラ側に押し付けた状態で、メタルシートを上下のローラ間に巻き込み、各ローラの軸配置関係に応じた所定の曲率でメタルシートを連続的に湾曲成形するものである。

上記のようにメタルシートを湾曲させる加工は、ブレーキプレス加工装置によっても行うことができる。ブレーキプレス加工装置は、メタルシートを、凹断面形状の下金型と、凸断面形状の上金型との間に挟み込み、油圧等により上金型を下金型側に押圧する動作を繰り返しながら、その一動作毎にメタルシートを微小量ずつ送ることによって断続的にメタルシートの曲げ加工を行うものである。

一般に、航空機の胴体外板のような単曲面板を湾曲成形する際には、ロール加工装置およびブレーキプレス加工装置の両方を適用できる。ロール加工装置を用いる工法によれば、メタルシートの送り速度を速くできるため、生産性を高めて製品の価格を抑えることができる。一方、ブレーキプレス加工装置を用いる工法によれば、メタルシートの送り速度は遅い反面、メタルシートの曲率を途中で変化させたり、折り曲げたりするといった変則的な加工が可能である。

航空機の胴体外板のように、曲率が３０００〜４０００ミリ程度、幅が数メートルある大型のメタルシートの場合には、ロール加工装置、ブレーキプレス加工装置のどちらの加工装置を用いるにしても、装置の加工スパンが１０メートル前後ある大型のものとならざるを得ず、装置の価格が高価になるとともに、工場内における装置の設置スペースを多大に要するという難点がある。

特許文献１に示されるロールベンダーは、ブレーキプレス加工装置の上プレス部材に上部ローラを取り付け、下プレス部材に下部ローラを取り付けることにより、ブレーキプレス加工装置をロール加工装置としても使用できるようにし、１台で２役をこなしている。こうすれば、ブレーキプレス加工装置とロール加工装置を個別に購入する必要をなくして設備投資額を低減させるとともに、工場内における加工装置の占有スペースを節減できるという利点がある。

特開平１１−７７１７０号公報

特許文献１に示されるロールベンダーは、せいぜい数１０センチ程度の長さのメタルシートを対象にしたものであるため、ブレーキプレス加工装置に取り付ける上部ローラおよび下部ローラも小型かつ軽量なものですみ、その着脱作業も作業者が手で簡単に行うことができる。しかしながら、航空機の胴体外板のような大型のメタルシートをロール加工する大型のブレーキプレス加工装置ともなると、これに取り付ける上部ローラおよび下部ローラも大型かつ高重量になるため、その脱着にはクレーン等を用いる必要があって容易ではなく、着脱に時間が掛かってしまう。さらに、取り外された上部ローラおよび下部ローラが加工作業の邪魔にならないよう、ブレーキプレス加工装置から離れた場所に専用の格納スペースを用意する必要があった。

したがって、航空機の胴体外板等を生産する工場では、大型のロール加工装置とブレーキプレス加工装置の両方を設置するか、あるいはどちらか一方の加工装置のみによる非効率的な生産方法を採らざるを得ず、いずれにしても製品の価格上昇を招来していた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、大型のブレーキプレス加工装置を素早く簡単にロール加工装置に転換させたり、戻したりできるようにして加工準備に費やされる時間を短縮し、ロール加工製品の生産性向上と製造コストダウンを図るとともに、通常のロール加工装置と比べて遜色のないロール加工を行うことができ、さらに通常のロール加工装置では製造できないロール加工製品を供給することのできるロール加工ユニット、およびロール加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係るロール加工ユニットの第１の態様は、メタルシートを、メタルシート湾曲加工用の下金型と、前記下金型に対応する上金型との間に挿入し、これら上下の金型で前記メタルシートを挟み込むことにより、前記メタルシートの曲げ加工を行うように構成されたブレーキプレス加工装置に装着されるものであり、前記ブレーキプレス加工装置に装着された状態で前記メタルシートのロール加工を行うように構成されたロール加工ユニットであって、前記下金型側に着脱可能に取り付けられ、前記下金型の長手方向に平行する受け側ローラが軸支された受け側ローラアタッチメントと、前記上金型側に着脱可能に取り付けられ、前記上金型の長手方向に平行する押圧側ローラが軸支された押圧側ローラアタッチメントと、前記受け側ローラアタッチメントおよび前記押圧側ローラアタッチメントを、前記ブレーキプレス加工装置から離脱した収容位置と前記ブレーキプレス加工装置側に配置された使用位置との間で搬送する搬送手段と、を具備し、前記搬送手段は、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントを前記収容位置と前記使用位置との間で回動させるスイングアーム機構であり、前記収容位置に置かれた前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、前記搬送手段と共に、前記ブレーキプレス加工装置に隣接して形成された地下収容ピットに収容されることを特徴とする。

上記構成によれば、ブレーキプレス加工装置の下金型側に取り付けられる受け側ローラアタッチメントと、上金型側に取り付けられる押圧側ローラアタッチメントとが、搬送手段によって、ブレーキプレス加工装置から離脱した収容位置と、ブレーキプレス加工装置側に配置された使用位置との間を搬送されるため、各アタッチメントが高重量なものであっても、クレーン等を用いることなく、素早くブレーキプレス加工装置に着脱することができる。したがって、大型のブレーキプレス加工装置を素早く簡単にロール加工装置に転換させたり、戻したりすることができ、これにより加工準備に費やされる時間を短縮することができる。

このように、ブレーキプレス加工装置をロール加工装置としても使用可能になり、その転換作業が迅速に行えるため、ロール加工の専用機を備えなくても、ブレーキプレス加工装置のみによって航空機の胴体外板等の大型なメタルシートを効率良くロール加工することができる。このため、生産設備投資費用を削減でき、しかも加工装置の保守費用や装置設置スペース等を削減できるため、これらの効果によってロール加工製品の製造コスト低減に多大に貢献することができる。

しかも、ブレーキプレス加工装置の下金型と上金型の間隔を変化させると、これに倣って受け側ローラと押圧側ローラの軸間距離も変化するため、ロール加工製品の曲率を簡単に調整することができる。さらに、ロール加工中であっても、メタルシートを送らない、または微小な送り量とすることによって、ローラを付けたままブレーキプレス的な加工（チップフォーミング）が行えるため、ロール加工製品の曲率を途中で変化させるといった、通常のロール加工装置では行えない加工を行うことができる。

さらに、受け側ローラアタッチメントと、押圧側ローラアタッチメントとが、搬送手段であるスイングアーム機構に搬送されて収容位置と使用位置との間を正確に回動するため、各アタッチメントを迅速かつ正確に収容位置または使用位置にセットすることができ、これによりブレーキプレス加工装置をロール加工装置に転換させたり、戻したりする段取り替え作業を短時間のうちに行うことができ、加工準備に費やされる時間を短縮してロール加工製品の生産性を向上させることができる。

その上、ブレーキプレス加工装置から取り外された受け側ローラアタッチメントと押圧側ローラアタッチメントが、搬送手段と共に地下収容ピットに収容されてブレーキプレス加工装置の近傍に残存しないため、これらの機材が加工作業の邪魔にならず、しかもこれらの機材を専用の格納スペース等に運搬するといった手間も省けるため、加工準備に費やされる時間を短縮してロール加工製品の生産性を向上させることができる。

前記態様において、前記搬送手段は、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントを前記使用位置に移動させた後、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントを切り離して前記収容位置に戻ることを特徴とする。

上記構成によれば、受け側ローラアタッチメントと押圧側ローラアタッチメントとが使用位置にてブレーキプレス加工装置に取り付けられた後、搬送手段のみがブレーキプレス加工装置から離脱して収容位置に戻るため、ブレーキプレス加工装置でロール加工を行う際に搬送手段が邪魔にならず、これによりロール加工製品の生産性を向上させることができる。

前記態様において、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、それぞれ前記下金型と前記上金型に被せられるように取着される形状であることを特徴とする。

上記構成によれば、元からブレーキプレス加工装置に平行にセットされている下金型と上金型に、それぞれ受け側ローラアタッチメントと押圧側ローラアタッチメントが被せられるように取着されるため、各アタッチメントが上下の金型に沿って平行にセットされ、その位置決めが容易になる。このため、位置決め作業等の加工準備に費やされる時間を短縮し、ロール加工製品の生産性と製造コストダウンを図ることができる。

前記態様において、前記受け側ローラアタッチメントおよび前記押圧側ローラアタッチメントの各々に設けた平行基準面を、それぞれ前記下金型および前記上金型の各々に設けた平行基準面に当接させることにより、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントとの間を相対的に平行にするようにしたことを特徴とする。

上記構成によれば、受け側ローラアタッチメントおよび押圧側ローラアタッチメントの各々に設けられた平行基準面を、下金型および上金型の平行基準面に当接させるだけで、両アタッチメント間を正確に平行にすることができ、両アタッチメントをより迅速かつ正確に位置決めすることができる。そして、両アタッチメントを下金型および上金型にボルトで締結する等して固定してしまえば、両アタッチメント間の相対平行度が狂うことがない。

前記態様において、前記搬送手段は、前記受け側ローラアタッチメントおよび前記押圧側ローラアタッチメントの各々に設けられた平行基準面を、それぞれ前記下金型および前記上金型の各々に設けられた平行基準面に当接させる当接機構を有することを特徴とする。

上記構成によれば、受け側ローラアタッチメントおよび押圧側ローラアタッチメントが大型かつ高重量なものであっても、これらを当接機構の力で容易に下金型および上金型に当接させ、各ローラアタッチメントの平行度を正確に出すことができる。

前記態様において、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、それぞれ前記受け側ローラと前記押圧側ローラを異なる周速度で回転駆動することができる回転駆動手段を備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、加工するメタルシートの板厚、湾曲率、材質、単板か多板か等の諸条件、およびロール加工製品の形状等に応じて受け側ローラおよび押圧側ローラの周速度を設定できるため、各ローラとメタルシートの表面との間に滑りが発生するといった不具合を解消し、ロール加工製品の歩留まりを高めて生産性を向上させることができる。

前記態様において、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、それぞれ前記受け側ローラと前記押圧側ローラの外径を変更することができることを特徴とする。

上記構成によれば、加工するメタルシートの板厚、湾曲率、材質、単板か多板か等の諸条件、およびロール加工製品の形状等に応じて、受け側ローラと押圧側ローラの外径を選定できるため、通常のロール加工装置と比べて遜色のないロール加工を行うことができる。

前記態様において、前記受け側ローラは２本平行に配置されており、これら2本の受け側ローラは、その軸間距離を変更できることを特徴とする。

上記構成によれば、加工するメタルシートの板厚、湾曲率、材質、単板か多板か等の諸条件、およびロール加工製品の形状等に応じて、受け側ローラの軸間距離を選定できるため、通常のロール加工装置と比べて遜色のないロール加工を行うことができる。

また、本発明に係るロール加工方法は、前記のいずれかの態様のロール加工ユニットをブレーキプレス加工装置に装着して構成したロール加工装置を用いたロール加工方法であって、前記メタルシートのロール加工中に、前記下金型と前記上金型の間隔を変更することにより、前記受け側ローラと前記押圧側ローラとの軸間距離を変更し、前記メタルシートの湾曲率を変化させることを特徴とする。このロール加工方法によれば、通常のロール加工装置では製造できないロール加工製品を供給することができる。

以上のように、本発明に係るロール加工ユニットによれば、大型のブレーキプレス加工装置を素早く簡単にロール加工装置に転換させたり、戻したりすることができるようにし、ロール加工製品の製造コストを低減することができる。

また、本発明に係るロール加工方法によれば、メタルシートに変則的な曲率を付与するといった、通常のロール加工装置では製造できないロール加工製品を供給することができる。

本発明に係るロール加工ユニットが装着されたブレーキプレス加工装置の縦断面図である。 図１のII矢視によるロール加工ユニットの正面図である。 受け側ローラおよび押圧側ローラの分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ図３のIVa-IVa線、IVb-IVb線に沿う受け側ローラおよび押圧側ローラの縦断面図である。 スイングアームと受け側ローラアタッチメントと押圧側ローラアタッチメントが収容位置に置かれた状態を示す縦断面図である。 スイングアームと受け側ローラアタッチメントと押圧側ローラアタッチメントが使用位置に回動した状態を示す縦断面図である。 受け側ローラアタッチメントが下側ベッド上に載置され、下金型に被せられた状態を示す縦断面図である。 上金型が降下して押圧側ローラアタッチメントが上金型に被せられた状態を示す縦断面図である。 受け側ローラアタッチメントおよび押圧側ローラアタッチメントの平行基準面が、それぞれ下金型および上金型の平行基準面に当接し、両アタッチメントが使用位置に置かれた状態を示す縦断面図である。 受け側ローラアタッチメントおよび押圧側ローラアタッチメントの平行基準面が、それぞれ下金型および上金型の平行基準面に当接した状態を示す拡大縦断面図である。 メタルシートをロール加工している状態を示すブレーキプレス加工装置およびロール加工ユニットの縦断面図である。 受け側ローラアタッチメントと押圧側ローラアタッチメントを示す拡大図である。

以下に、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るロール加工ユニット１が装着されたブレーキプレス加工装置２の縦断面図であり、図２は図１のII矢視によるロール加工ユニット１の正面図である。ロール加工ユニット１は、ブレーキプレス加工装置２に装着された状態で、図１１に示すようにメタルシートＭのロール加工を行うものである。ここで述べるメタルシートとは、例えば航空機の胴体外板を形成するための、幅が５メートル以上のジュラルミン板等である。

ブレーキプレス加工装置２は、基礎面３の上に設置される下側ベッド４と、この下側ベッド４の上方に位置して図示しない油圧シリンダ等の力により昇降する上側ベッド５を備えている。このブレーキプレス加工装置２は公知のものであるため、その他の基本的な構成の説明は省略する。下側ベッド４の上面には、メタルシート湾曲加工用の長い下金型６が固定され、上側ベッド５の下面には、下金型６に対応する長い上金型７が固定されている。例えば下金型６の縦断面形状は凹形状であり、上金型７の縦断面形状は凸形状である。

ブレーキプレス加工装置２にロール加工ユニット１が装着されていない状態では、本来のブレーキプレス加工が行われる。即ち、下金型６と上金型７の間にメタルシートを挿入し、上側ベッド５を下側ベッド４側に下降させて上金型７と下金型６との間にメタルシートを挟み込むことにより、メタルシートを湾曲または屈曲加工することができる。また、上金型７を下金型６側に押し付けたり、離したりする動作を繰り返しながら、その一動作毎にメタルシートを微小量ずつ送ることによって断続的にメタルシートの曲げ加工を行えば、メタルシートをロール加工することもできる。

一方、ロール加工ユニット１は、ブレーキプレス加工装置２の下金型６側に被せられる形で着脱可能に取り付けられる受け側ローラアタッチメント１１と、上金型７側に被せられる形で着脱可能に取り付けられる押圧側ローラアタッチメント１２と、これらのアタッチメント１１，１２を、ブレーキプレス加工装置２から離脱した収容位置１１ａ，１２ａおよびブレーキプレス加工装置２側に配置された使用位置１１ｂ，１２ｂの間で搬送する（回動させる）スイングアーム機構１３（搬送手段）とを具備して構成されている。このスイングアーム機構１３の回動範囲の両端の位置は、それぞれ収容位置１３ａ、起立位置１３ｂとなる。

図２にも示すように、受け側ローラアタッチメント１１は、下金型６に被せられる逆凹形断面形状の長いベース部材１５の上面に、所定の角度で傾斜した楔状断面を持つ一対の長いアングル部材１６が固定され、これら各アングル部材１６の上面に、それぞれ１本ずつ円柱状の受け側ローラ１７が、その両端をローラステー１８に支持されて回転自在に軸支された構成である。これら２本の受け側ローラ１７は、その軸方向が下金型６の長手方向に平行するとともに、アングル部材１６の角度のために互いに寄り添うように傾斜している。なお、各受け側ローラ１７の両側には多数の支持ローラ１９がベース部材１５側に軸支されて受け側ローラ１７の外周面に当接しており、強いプレス荷重により受け側ローラ１７が下方に撓むことが防止されている。

押圧側ローラアタッチメント１２は、上金型７に被せられる凹形断面形状の長いベース部材２１の下面に、１本の押圧側ローラ２２が、その両端をローラステー２３に支持されて回転自在に軸支された構成である。この押圧側ローラ２２は、その軸方向が上金型７の長手方向に平行している。また、押圧側ローラ２２の両側には多数の支持ローラ２４がベース部材２１側に軸支されて押圧側ローラ２２の外周面に当接しており、強いプレス荷重により押圧側ローラ２２が上方に撓むことが防止されている。ロール加工ユニット１がブレーキプレス加工装置２に装着された状態において、押圧側ローラ２２は２本の受け側ローラ１７の間の真上に位置する。

図１に示すように、下金型６と上金型７は、例えばそのスイングアーム機構１３寄りの側面が、それぞれ平行基準面６ａ，７ａとなっている。これらの平行基準面６ａ，７ａは、下金型６と上金型７の成形中心線Ｃに平行する鉛直面である。また、受け側ローラアタッチメント１１のベース部材１５と押圧側ローラアタッチメント１２のベース部材２１の、各々のスイングアーム機構１３寄りの内側面が、それぞれ平行基準面１５ａ，２１ａとなっている。これらの平行基準面１５ａ，２１ａは、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の中心軸線に平行する鉛直面である。

このため、図９および図１０に示すように、受け側ローラアタッチメント１１（ベース部材１５）の平行基準面１５ａを下金型６の平行基準面６ａに当接させ、押圧側ローラアタッチメント１２（ベース部材２１）の平行基準面２１ａを上金型７の平行基準面７ａに当接させることにより、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２との間を相対的に高精度で平行にすることができる。

受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２が数メートル以上の長いものになる場合は、その製造が困難になるため、図３に示すように、２本以上の短いローラ分割体２６ａ，２６ｂを連結して長くする。その連結部の構造としては、図４（ａ），（ｂ）にも示すように、例えば一方のローラ分割体２６ａの端面に形成したキー付きの嵌合軸２６ｄを、他方のローラ分割体２６ｂの端面に形成したキー付きの嵌合孔２６ｃに密に嵌合させ、ローラ分割体２６ａの端面近くを径方向に貫通するセットボルト２７で固定する。

この構成により、例えばロール加工するメタルシートの幅が５メートル以上あるような場合でも、これに対応した長い受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２を形成することができる。このように、複数のローラ分割体２６ａ，２６ｂを連結して受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２を長く形成しても、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２は前述のように、その両側が多数の支持ローラ１９，２４に支えられているため、プレス荷重により撓むことはない。なお、ローラ分割体２６ａ，２６ｂの連結部における端面の角部に面取り加工または微小なＲ加工を施すことにより、ロール加工するメタルシートの表面に傷が付くことを防止できる。

ところで、スイングアーム機構１３は、下側ベッド４の一側部下方に設けられた支持ブラケット３１と、この支持ブラケット３１に支持されたピボット軸３２と、ピボット軸３２に一端が回動自在に軸支された伸縮アーム３３と、伸縮アーム３３の他端に固定された当接機構３４と、当接機構３４に連結された支持ステー３５とを備えて構成されている。これらの部材３１〜３５は、受け側ローラアタッチメント１１（ベース部材１５）と押圧側ローラアタッチメント１２（ベース部材２１）の長手方向の少なくとも両端部に設けられ、各アタッチメント１１，１２の長さが５ｍ以上の場合には中間部にも設けられる。

伸縮アーム３３と当接機構３４は、例えば油圧シリンダであり、伸縮アーム３３を構成する第１シリンダ３３ａの基端部がピボット軸３２に軸支され、この第１シリンダ３３ａの自由端側から油圧で伸縮する第１ロッド３３ｂの先端部に、当接機構３４を構成する第２シリンダ３４ａの基端部が直角に固定され、この第２シリンダ３４ａから油圧で伸縮する第２ロッド３４ｂの先端部に支持ステー３５が固定されている。支持ステー３５は、例えば側面視で直角に屈曲した形状であり、受け側ローラアタッチメント１１のベース部材１５に着脱される上側連結端部３５ａと、押圧側ローラアタッチメント１２のベース部材２１に着脱される下側連結端部３５ｂとを備えている（図１参照）。

スイングアーム機構１３は、ピボット軸３２を中心に例えば１８０度回動し、その支持ステー３５に受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２を連結した状態で、前述のように両アタッチメント１１，１２を、ブレーキプレス加工装置２から離脱した収容位置１１ａ，１２ａと、ブレーキプレス加工装置２側に配置された使用位置１１ｂ，１２ｂとの間で回動させることができる。このスイングアーム機構１３の回動動作は、図示しない油圧回動機構の動力によって行われる。また、スイングアーム機構１３の伸縮アーム３３は、図６と図７に示すように伸縮可能であり、当接機構３４も図８と図９に示すように伸縮可能である。

図１、図５に示すように、ブレーキプレス加工装置２が設置される基礎面３には、下側ベッド４に隣接して地下収容ピット３７が形成されている。スイングアーム機構１３によって収容位置１１ａ，１２ａに搬送された受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２は、スイングアーム機構１３と共に地下収容ピット３７に収容される。この時には、伸縮アーム３３と当接機構３４が最も縮んだ状態となる。図５にも示すように、地下収容ピット３７には開閉可能な蓋部材３８が設けられ、この蓋部材３８が閉じられると、蓋部材３８の上面が基礎面３に連続する平坦面となる。

スイングアーム機構１３は、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２を使用位置１１ｂ，１２ｂに移動させた後、支持ステー３５と両アタッチメント１１，１２との間の連結を切り離して、図１１に示すように地下収容ピット３７内の収容位置１３ａに戻ることができる。蓋部材３８には、収容位置１３ａに回動したスイングアーム機構１３の伸縮アーム３３を避けるために図示しない切欠部が設けられており、図１または図１１に示すように、スイングアーム機構１３のみ、またはスイングアーム機構１３と両アタッチメント１１，１２が地下収容ピット３７内に収容された状態で地下収容ピット３７の開口部を閉じることができる。

図１０に示すように、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２には、それぞれ受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２を回転駆動する回転駆動モータ４１，４２（回転駆動手段）が設けられている。回転駆動モータ４１，４２は、図示しない制御装置の指示により、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の各々を、それぞれ異なる周速度で回転駆動することができる。

ところで、図１２に示すように、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２は、それぞれ受け側ローラ１７の外径Ｄ１と押圧側ローラ２２の外径Ｄ２を変更することができる。その際には、受け側ローラ１７を支持するローラステー１８と、押圧側ローラ２２を支持するローラステー２３を、長さの異なるものに交換してローラ外径Ｄ１，Ｄ２が変更される。また、受け側ローラアタッチメント１１は、２本の受け側ローラ１７の軸間距離Ｌを変更することができる。その場合は、ベース部材１５の上面に設置されたアングル部材１６の固定位置が変更される。

以上のように構成されたロール加工ユニット１をブレーキプレス加工装置２に装着してメタルシートのロール加工を行う場合には、まず、図５に示すように、ブレーキプレス加工装置２の上側ベッド５を充分に上昇させ、地下収容ピット３７の蓋部材３８を開く。この時には受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２とスイングアーム機構１３が、それぞれ地下収容ピット３７の中の収容位置１１ａ，１２ａ，１３ａに配置されている。

次に、図６に示すように、スイングアーム機構１３を起立位置１３ｂに回動させて、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２を、それぞれ使用位置１１ｂ，１２ｂに配置する。スイングアーム機構１３が収容位置１３ａから起立位置１３ｂに回動するのに伴い、伸縮アーム３３が伸ばされるため、使用位置１１ｂに回動した受け側ローラアタッチメント１１（ベース部材１５）が下金型６にぶつかることはない。

次に、図７に示すように、伸縮アーム３３が縮められて受け側ローラアタッチメント１１のベース部材１５が下金型６に被せられ、ベース部材１５の下面が下側ベッド４の上面に当接する。続いて、図８に示すように、ブレーキプレス加工装置２の上側ベッド５が下降し、上金型７の凸断面形状が押圧側ローラアタッチメント１２のベース部材２１の凹断面形状に嵌合する。

次に、図９、図１０に示すように、スイングアーム機構１３の当接機構３４の、第２シリンダ３４ａから第２ロッド３４ｂが伸び、支持ステー３５を受け側ローラアタッチメント１１および押圧側ローラアタッチメント１２と共に押圧し、両アタッチメント１１，１２の各々に設けられた平行基準面１５ａ，２１ａが、それぞれ下金型６および上金型７の各々に設けられた平行基準面６ａ，７ａに当接する。これにより、両アタッチメント１１，１２間が相対的に平行に位置決めされる。その後、図１０に示すように、両アタッチメント１１，１２を下金型６および上金型７にボルト４３，４４で締結すれば、両アタッチメント１１，１２間の相対平行度がずれることがない。

そして、図１１に示すように、スイングアーム機構１３が、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２から切り離されて収容位置１３ａに戻され、地下収容ピット３７の蓋部材３８が閉じられれば、ロール加工ユニット１の装着が完了し、ブレーキプレス加工装置２をロール加工装置５１として使用することができる。このロール加工装置５１では、一般のロール加工装置と同様に、メタルシートＭを受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の間に挿入し、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の軸間距離に応じた所定の曲率でメタルシートＭを連続的に湾曲成形する。受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の軸間距離は、ブレーキプレス加工装置２の上側ベッド５を昇降させることによって任意の値に調整することができるため、メタルシートＭのロール曲率を簡単に調整することができる。

以上のように構成されたロール加工ユニット１は、ブレーキプレス加工装置２の下金型６側に取り付けられる受け側ローラアタッチメント１１と、上金型７側に取り付けられる押圧側ローラアタッチメント１２とが、スイングアーム機構１３によって、ブレーキプレス加工装置２から離脱した収容位置１１ａ，１２ａと、ブレーキプレス加工装置２側に配置された使用位置１１ｂ，１２ｂとの間を搬送されるため、各アタッチメント１１，１２が高重量なものであっても、クレーン等を用いることなく、素早くブレーキプレス加工装置２に着脱することができる。したがって、大型のブレーキプレス加工装置２を素早く簡単にロール加工装置５１に転換させたり、戻したりすることができ、これにより加工準備に費やされる時間を短縮することができる。

このように、ブレーキプレス加工装置２をロール加工装置５１としても使用可能になり、その転換作業が迅速に行えるため、ロール加工専用の装置を備えなくても、ブレーキプレス加工装置２のみによって航空機の胴体外板等の大型なメタルシートを効率良くロール加工することができる。無論、ロール加工専用の装置を導入する必要がないため、生産設備投資費用を多大に削減するとともに、加工装置の保守費用や装置設置スペース等も削減でき、これらの効果によってロール加工製品の製造コスト低減に大きく貢献することができる。

しかも、ブレーキプレス加工装置２の下金型６と上金型７の間隔を変化させると、これに倣って受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の軸間距離も変化するため、ロール加工製品の曲率を簡単に調整することができる。さらに、ロール加工中であっても、メタルシートＭを送らない、または微小な送り量とすることによって、各アタッチメント１１，１２を装着したままで、ブレーキプレス的な加工（チップフォーミング）が行える。

特に、このロール加工ユニット１を取り付けたブレーキプレス加工装置２の独自の加工方法として、メタルシートＭのロール加工中に、下金型６と上金型７の間隔を変更することにより、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２との軸間距離を変更し、メタルシートＭの湾曲率を変化させることができる。

また、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２を、それぞれ収容位置１１ａ，１２ａと使用位置１１ｂ，１２ｂとの間で移動させる搬送手段としてスイングアーム機構１３を採用したため、両アタッチメント１１，１２を迅速かつ正確に収容位置１１ａ，１２ａまたは使用位置１１ｂ，１２ｂにセットすることができる。特に、両アタッチメント１１，１２を使用位置１１ｂ，１２ｂにセットする際には、上下、左右、前後方向への位置合わせを全く行わなくても両アタッチメント１１，１２を使用位置１１ｂ，１２ｂに迅速かつ正確に搬送することができる。したがって、ブレーキプレス加工装置２をロール加工装置５１に転換させたり、戻したりする段取り替え作業を短時間のうちに完了させることができ、このような加工準備に費やされる時間を短縮してロール加工製品の生産性を向上させ、製造コストを低減させることができる。

さらに、ブレーキプレス加工装置２に隣接して地下収容ピット３７が形成され、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２がそれぞれ収容位置１１ａ，１２ａに置かれた時には、両アタッチメント１１，１２がスイングアーム機構１３と共に地下収容ピット３７内に収容されるため、ロール加工ユニット１を使用しない場合に、ロール加工ユニット１の構成機材がブレーキプレス加工装置２の近傍に残存することがなく、これらの機材が加工作業の邪魔にならない。しかも、これらの機材を専用の格納スペース等に運搬するといった手間も一切不要である。このため、加工準備に費やされる時間を短縮してロール加工製品の生産性を向上させることができる。

これらに加え、スイングアーム機構１３は、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２を使用位置１１ｂ，１１ｂに搬送した後、両アタッチメント１１，１２を切り離して収容位置１３ａに戻るため、両アタッチメント１１，１２がブレーキプレス加工装置２に取り付けられてロール加工が行われる際にスイングアーム機構１３が邪魔にならず、これによりロール加工製品の生産性を向上させることができる。

受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２は、それぞれブレーキプレス加工装置２の下金型６と上金型７に被せられるように取着される形状であるため、元からブレーキプレス加工装置２に平行にセットされている下金型６と上金型７の平行精度をそのまま利用して、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２を容易に平行に位置決めすることができる。このため、位置決め作業等の加工準備に費やされる時間を短縮し、ロール加工製品の生産性と製造コストダウンを図ることができる。

また、その際には、受け側ローラアタッチメント１１および押圧側ローラアタッチメント１２の各々に設けられた平行基準面１５ａ，２１ａを、それぞれ下金型６および上金型７の各々に設けられた平行基準面６ａ，７ａに当接させて両アタッチメント１１，１２間の相対的な平行度を出すようにしてあるため、両アタッチメント１１，１２間の平行度をより迅速かつ正確に出すことができる。その後、両アタッチメント１１，１２が下金型６および上金型７にボルト４３，４４で締結固定されるため、両アタッチメント１１，１２間の相対平行度が狂うことがない。

上記のように受け側ローラアタッチメント１１および押圧側ローラアタッチメント１２の平行基準面１５ａ，２１ａを、下金型６および上金型７の平行基準面６ａ，７ａに当接させて平行度を出す作業は、スイングアーム機構１３の当接機構３４が、油圧により第２シリンダ３４ａから第２ロッド３４ｂを伸ばすことにより行うため、両アタッチメント１１，１２が大型かつ高重量なものであっても、容易に行うことができる。

また、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２に設けられた回転駆動モータ４１，４２により、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２が個別に回転駆動され、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の各々の周速度を異ならせることができるため、メタルシートの板厚、湾曲率、材質、単板か多板か等の諸条件に応じて受け側ローラ１７および押圧側ローラ２２の周速度を個別に設定することができる。特に、メタルシートの板厚が薄い場合には、ロール加工時におけるメタルシートからの反力が小さくなり、各ローラ１７，２２とメタルシートとの間に滑りが発生しやすくなるため、各ローラ１７，２２を個別に回転駆動し、かつ湾曲したメタルシートの表裏面における速度差を考慮して受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の周速度を異ならせることにより、このような不具合を解消し、ロール加工製品の歩留まりを高めて生産性を向上させることができる。

さらに、受け側ローラアタッチメント１１と押圧側ローラアタッチメント１２は、それぞれ受け側ローラ１７の外径Ｄ１と押圧側ローラ２２の外径Ｄ２を変更可能であるため、加工するメタルシートＭの板厚、湾曲率、材質、単板か多板か等の諸条件、およびロール加工製品の形状等に応じて、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２の外径Ｄ１，Ｄ２を選定できる。

また、受け側ローラアタッチメント１１においては、２本の受け側ローラ１７の軸間距離Ｌを変更可能であるため、加工するメタルシートＭの諸条件およびロール加工製品の形状等に応じて最適な軸間距離Ｌを選定することができ、上記のように受け側ローラ１７の外径Ｄ１と押圧側ローラ２２の外径Ｄ２を変更可能であることと相俟って、通常のロール加工装置と比べて遜色のないロール加工を行うことができる。

そして、このロール加工ユニット１をブレーキプレス加工装置２に装着して構成したロール加工装置５１を用いれば、メタルシートのロール加工中に、ブレーキプレス加工装置２の下金型６と上金型７の間隔を変更することにより、受け側ローラ１７と押圧側ローラ２２との軸間距離を変更してメタルシートの湾曲率を変化させることができ、通常のロール加工装置では製造できないロール加工製品を供給することができる。

なお、このロール加工ユニット１を付設することにより、既存のブレーキプレス加工装置を簡単にロール加工装置に改造することができる。

１ ロール加工ユニット
２ ブレーキプレス加工装置
４ 下側ベッド
５ 上側ベッド
６ 下金型
６ａ 下金型
７ 上金型
７ａ 上金型の平行基準面
１１ 受け側ローラアタッチメント
１１ａ 受け側ローラアタッチメントの収容位置
１１ｂ 受け側ローラアタッチメントの使用位置
１２ 押圧側ローラアタッチメント
１２ａ 押圧側ローラアタッチメントの収容位置
１２ｂ 押圧側ローラアタッチメントの使用位置
１３ スイングアーム機構（搬送手段）
１３ａ スイングアーム機構の収容位置
１３ｂ スイングアーム機構の起立位置
１５ 受け側ローラアタッチメントのベース部材
１５ａ 受け側ローラアタッチメントの平行基準面
１７ 受け側ローラ
２１ 押圧側ローラアタッチメントのベース部材
２１ａ 押圧側ローラアタッチメントの平行基準面
２２ 押圧側ローラ
３４ 当接機構
３７ 地下収容ピット
４１，４２ 回転駆動モータ（回転駆動手段）
５１ ロール加工装置
Ｄ１ 受け側ローラの外径
Ｄ２ 押圧側ローラの外径
Ｌ 受け側ローラの軸間距離
Ｍ メタルシート

Claims (9)

1. メタルシートを、メタルシート湾曲加工用の下金型と、前記下金型に対応する上金型との間に挿入し、これら上下の金型で前記メタルシートを挟み込むことにより、前記メタルシートの曲げ加工を行うように構成されたブレーキプレス加工装置に装着されるものであり、前記ブレーキプレス加工装置に装着された状態で前記メタルシートのロール加工を行うように構成されたロール加工ユニットであって、
   前記下金型側に着脱可能に取り付けられ、前記下金型の長手方向に平行する受け側ローラが軸支された受け側ローラアタッチメントと、
   前記上金型側に着脱可能に取り付けられ、前記上金型の長手方向に平行する押圧側ローラが軸支された押圧側ローラアタッチメントと、
   前記受け側ローラアタッチメントおよび前記押圧側ローラアタッチメントを、前記ブレーキプレス加工装置から離脱した収容位置と前記ブレーキプレス加工装置側に配置された使用位置との間で搬送する搬送手段と、
   を具備し、
   前記搬送手段は、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントを前記収容位置と前記使用位置との間で回動させるスイングアーム機構であり、
   前記収容位置に置かれた前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、前記搬送手段と共に、前記ブレーキプレス加工装置に隣接して形成された地下収容ピットに収容されることを特徴とするロール加工ユニット。
2. 前記搬送手段は、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントを前記使用位置に移動させた後、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントを切り離して前記収容位置に戻ることを特徴とする請求項１に記載のロール加工ユニット。
3. 前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、それぞれ前記下金型と前記上金型に被せられるように取着される形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のロール加工ユニット。
4. 前記受け側ローラアタッチメントおよび前記押圧側ローラアタッチメントの各々に設けた平行基準面を、それぞれ前記下金型および前記上金型の各々に設けた平行基準面に当接させることにより、前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントとの間を相対的に平行にするようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロール加工ユニット。
5. 前記搬送手段は、前記受け側ローラアタッチメントおよび前記押圧側ローラアタッチメントの各々に設けられた平行基準面を、それぞれ前記下金型および前記上金型の各々に設けられた平行基準面に当接させる当接機構を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロール加工ユニット。
6. 前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、それぞれ前記受け側ローラと前記押圧側ローラを異なる周速度で回転駆動することができる回転駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロール加工ユニット。
7. 前記受け側ローラアタッチメントと前記押圧側ローラアタッチメントは、それぞれ前記受け側ローラと前記押圧側ローラの外径を変更することができることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のロール加工ユニット。
8. 前記受け側ローラは２本平行に配置されており、これら２本の受け側ローラは、その軸間距離を変更できることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のロール加工ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のロール加工ユニットをブレーキプレス加工装置に装着して構成したロール加工装置を用いたロール加工方法であって、前記メタルシートのロール加工中に、前記下金型と前記上金型の間隔を変更することにより、前記受け側ローラと前記押圧側ローラとの軸間距離を変更し、前記メタルシートの湾曲率を変化させることを特徴とするロール加工方法。

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