JP6342365B2 - ロール成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数組の成形ロールの間に帯状の金属材料を送り、この金属材料の断面形状を所定の形状に成形するロール成形装置に係り、詳しくは金属材料の板厚が変化する場合にも対応可能なロール成形装置に関するものである。

例えば、図１（ａ）に示す平坦な帯状の金属材料Ｍを、図１（ｋ）に示す屈曲した断面形状を持つ航空機のストリンガー部材Ｓ等に成形する場合には、同図（ｂ）〜（ｊ）に示す複数の成形工程を経て段階的に成形されるようになっている。
これら複数の成形工程は、特許文献１の第９図に示されるような、ロールフォーミングラインと呼ばれる、断面形状の異なる複数組の成形ロールをライン上に配列させたロール成形装置によって行われる。金属材料Ｍは、ロール成形装置に配列された複数組の成形ロールの間を通過するにつれて段階的に成形されてゆく。
従来、このようなロール成形装置は、各々の成形ロールがロール軸に対して同心状に、即ちロール軸との軸心が変化しないように設けられていた。

特公平７−２９１４６号公報

近年の航空機用ストリンガー部材は、図２（ａ）に示すように、長手方向に沿って板厚がテーパー状に変化するテーパー素材Ｍ’を用いて、図２（ｂ）に示すようなテーパーストリンガーと呼ばれる形状に成形されるようになってきた。このようなテーパーストリンガーＴＳは、機体の他の部材と結合される部分の板厚Ｔｍａｘを大きく保ち、それ以外の部分の板厚Ｔｍｉｎを最小限として軽量化を図ったものである。

このようなテーパー素材Ｍ’を特許文献１に記載されているロール成形装置によって成形するには、テーパー素材Ｍ’の凹凸がある面に当接する成形ロールを、ロール軸と共にサーボモータ等によって上下させて凹凸形状に追従させる制御が必要となる。このため、ロール成形装置の構成が複雑になるとともにコストが嵩むという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡素で安価な構成により、長手方向に板厚が変化するテーパー素材を安定的にロール成形することのできるロール成形装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。

即ち、本発明に係るロール成形装置は、平行な２本のロール軸と、２本の前記ロール軸の一方に対して同心状に設けられた固定ロールと、２本の前記ロール軸の他方に対しクリアランスを介して偏心可能に設けられて前記固定ロールに対向する浮動ロールと、前記浮動ロールにおける前記固定ロールとの接点と反対側の外周部に当接する押圧ロールと、前記押圧ロールを介して前記浮動ロールを前記固定ロール側に押圧するアクチュエータと、を具備してなることを特徴とする。

上記構成のロール成形装置においては、一方のロール軸に同心状に設けられた固定ロールと、他方のロール軸に偏心可能に設けられた浮動ロールとの間に帯状の金属材料が送り込まれ、アクチュエータが押圧ロールを介して浮動ロールを固定ロール側に押圧する。これにより、金属材料の断面形状が固定ロールと浮動ロールの形状に合わせて成形される。

例えば、金属材料の板厚が、その長手方向に沿ってテーパー状に変化するテーパー素材であっても、この金属材料の板厚の変化に応じて浮動ロールがロール軸に対して偏心することにより、板厚差が吸収される。

その際、アクチュエータの押圧力は、押圧ロールを介して浮動ロール自身に付与され、浮動ロールが設けられているロール軸には付与されない。このため、ロール軸に対する浮動ロールの偏心位置に拘わらず、即ち金属材料の板厚の大小に拘わらず、一定の押圧力を付与しながら金属材料を所定の形状に成形することができる。

したがって、従来のように成形ロールをロール軸と共にサーボモータ等により上下させる必要が無くなり、簡素で安価な構成により、長手方向に板厚が変化するテーパー素材を安定的にロール成形することができる。

上記構成において、前記押圧ロールは、２本の前記ロール軸の軸方向視で、２本の前記ロール軸の軸心線を結ぶ軸心連絡線を挟んで対称となる位置に複数振り分けて設けられている。

この構成によれば、アクチュエータの押圧力は、軸心連絡線を挟んで対称となる位置に設けられた複数の押圧ロールから浮動ロールに均等に付与される。これにより、アクチュエータの押圧力によって押圧ロールおよび浮動ロールの位置が径方向に逃げることを防止し、アクチュエータの押圧力を確実に浮動ロールに付与して金属材料を安定的にロール成形することができる。

上記構成において、複数の前記押圧ロールは、共通のロールキャリアに軸支され、２本の前記ロール軸の軸方向視で、前記アクチュエータは、前記ロールキャリアにおける前記軸心連絡線との交点位置を押圧する。

この構成によれば、軸心連絡線を挟んで対称となる位置に設けられた複数の押圧ロールの中間点がアクチュエータにより押圧される。このため、アクチュエータの押圧力を複数の押圧ロールに均等に付与し、浮動ロールを安定的に押圧することができる。

上記構成において、前記浮動ロールが設けられている前記ロール軸の軸支位置と、前記押圧ロールの軸支位置との間の範囲内において、２本の前記ロール軸の軸心線を結ぶ軸心連絡線を挟んで対称となる位置に、前記浮動ロールの外周部に当接する一対のガイドロールをさらに軸支してもよい。

この構成によれば、アクチュエータの押圧力が押圧ロールを介して浮動ロールに付与される際に、一対のガイドロールによって押圧ロールが径方向両外側から保持される。このため、アクチュエータの押圧力よって浮動ロールの位置が径方向に逃げることを防止し、アクチュエータの押圧力を確実に浮動ロールに付与することができる。

上記構成において、前記アクチュエータの押圧力は、前記固定ロールと前記浮動ロールとの間に挟まれる金属材料の板厚を損なうことなく該金属材料の断面形状のみを変化させる一定の力に設定される。

このようにアクチュエータの押圧力を設定すれば、アクチュエータの押圧力によって浮動ロールが金属材料に押し付けられても金属材料の板厚が損なわれることがなく、当初予定された板厚のままで金属材料が所定の断面形状にロール成形される。

このため、例えば金属材料の板厚が、その長手方向に沿ってテーパー状に変化するテーパー素材であっても、この金属材料の各部の板厚が損なわれることがなく、製品の品質を高めることができる。

上記構成において、前記固定ロールと前記浮動ロールは、それぞれ複数組設けられ、２本の前記ロール軸には、それぞれ前記固定ロールと前記浮動ロールとが軸方向に隣接して設けられ、各々の前記ロール軸に設けられた前記固定ロールが、それぞれ他方の前記ロール軸に設けられた前記浮動ロールに対向し、一本の前記ロール軸に軸支されて互いに隣接する前記固定ロールと前記浮動ロールの一方の隣接面には、円周方向に並ぶ複数の駆動用凹部が形成され、他方の隣接面には、前記駆動用凹部に遊嵌される複数の駆動用凸部が形成され、前記駆動用凹部と前記駆動用凸部との間に、前記浮動ロールを偏心可能にする偏心代が設けられている。

この構成によれば、ロール軸に一体に設けられている固定ロールの回転力が、駆動用凹部と駆動用凸部との嵌合により浮動ロールに伝達される。このため、浮動ロールをスリップさせることなく確実に回転駆動させて金属材料のロール成形性を高めることができる。

駆動用凹部と駆動用凸部との間には、浮動ロールを偏心可能にする偏心代が設けられているため、浮動ロールの偏心を許容しながら回転駆動させることができ、板厚が変化する金属材料であってもスムーズに成形することができる。

上記構成において、前記固定ロールと前記浮動ロールの少なくとも一方は、そのロール幅を変更可能である。

この構成によれば、例えば金属材料の断面形状がチャンネル状の凹部を有するような形状であっても、その内寸に固定ロールまたは浮動ロールの幅を合わせることができ、金属材料を正確にロール成形することができる。

以上のように、本発明に係るロール成形装置によれば、簡素で安価な構成により、長手方向に板厚が変化するテーパー素材を安定的にロール成形することができる。

（ａ）〜（ｋ）は、平坦な帯状の金属材料が航空機のストリンガー部材に成形されるまでの成形工程を示す断面図である。 （ａ）は長手方向に沿って板厚がテーパー状に変化するテーパー素材を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のテーパー素材を用いてロール成形されたテーパーストリンガーを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るロール成形装置の縦断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿うロール成形装置の縦断面図である。 金属材料の板厚が図３よりも薄くなった場合の状態を示すロール成形装置の縦断面図である。 金属材料の板厚が図３よりも厚くなった場合の状態を示すロール成形装置の縦断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、金属材料の板厚が変化した場合における浮動ロールの偏心状態を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図３は、本発明の実施形態に係るロール成形装置の縦断面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図である。なお、図３は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う縦断面図となっている。

このロール成形装置１は、例えば、図２（ａ）に示す長手方向に沿って板厚がテーパー状に変化するテーパー素材Ｍ’（金属材料）を、図２（ｂ）に示すテーパーストリンガーＴＳに無理なく成形することができる。本実施形態におけるロール成形装置１は、断面形状の異なる複数組の成形ロールをライン上に配列させたロールフォーミングラインにおける、例えば最終工程の成形を行うものであるが、最終工程に限らず、初期工程や中間工程の成形を行うものであってもよい。また、ロールフォーミングラインに限らず、単体でロール成形を行うものであってもよい。

図３に示すように、このロール成形装置１は、下部に位置するベース台座２と、このベース台座２から起立する左右一対のスタンド３Ｌ，３Ｒと、これら左右のスタンド３Ｌ，３Ｒの上端部同士を連結する上部梁４とを備えている。

２つのスタンド３Ｌ，３Ｒの間には、軸受６を介して上下２本の水平なロール軸７Ａ，７Ｂが回転自在に架設されている。これら２本のロール軸７Ａ，７Ｂは、その端部に固定されたギア８Ａ，８Ｂが互いに噛み合っている。そして、例えば一方のロール軸７Ａに設けられた図示しない電動モータ等の駆動源から回転駆動力Ｒが付与されることにより、２本のロール軸７Ａ，７Ｂは互いに逆の回転方向に等速連動回転する。つまり、ロール軸７Ａが駆動軸、ロール軸７Ｂが従動軸となっている。

ロール軸７Ａとロール軸７Ｂには、それぞれ固定ロール１１Ａ，１１Ｂが同心状に設けられている。これらの固定ロール１１Ａ，１１Ｂは、各々ロール軸７Ａ，７Ｂと一体に回転する。例えば上側の固定ロール１１Ｂは段付きロールである。

また、ロール軸７Ａとロール軸７Ｂには、それぞれ浮動ロール１２Ａ，１２Ｂが偏心可能に設けられている。これらの浮動ロール１２Ａ，１２Ｂは、各々ロール軸７Ａ，７Ｂに対して相対回転可能である。

ロール軸７Ａには固定ロール１１Ａと浮動ロール１２Ａとが軸方向に隣接して設けられ、ロール軸７Ｂには固定ロール１１Ｂと浮動ロール１２Ｂとが軸方向に隣接して設けられている。そして、ロール軸７Ａに設けられた固定ロール１１Ａがロール軸７Ｂに設けられた浮動ロール１２Ｂに対向し、ロール軸７Ｂに設けられた固定ロール１１Ｂがロール軸７Ａに設けられた浮動ロール１２Ａに対向している。なお、ロール軸７Ｂには浮動ロール１２Ｂの軸方向への移動を規制するスペーサ１３が軸装されている。

図３、図５、図６に示すように、固定ロール１１Ａと浮動ロール１２Ｂとの間、および浮動ロール１２Ａと固定ロール１１Ｂとの間にテーパー素材Ｍ’（テーパーストリンガーＴＳ）が送られて成形される。前述の如く上側の固定ロール１１Ｂは段付きロールであり、浮動ロール１２Ａの外周部が固定ロール１１Ｂと浮動ロール１２Ｂとの間に挟まれているため、テーパー素材Ｍ’を、例えばクランク状（チャンネル状）に屈曲した断面形状に成形することができる。この場合、浮動ロール１２Ａの側面と浮動ロール１２Ｂの側面との間、および浮動ロール１２Ａの側面と固定ロール１１Ｂの側面との間にもテーパー素材Ｍ’が挟まれる。

ロール軸７Ａと浮動ロール１２Ａとの間、およびロール軸７Ｂと浮動ロール１２Ｂとの間には、図３、図４に示すように、それぞれクリアランスＣＡ，ＣＢが設けられている。このクリアランスＣＡ，ＣＢの分だけ浮動ロール１２Ａ，１２Ｂは固定ロール１１Ａ，１１Ｂに対して偏心できる。このクリアランスＣＡ，ＣＢの大きさは、テーパー素材Ｍ’の最大板厚と最小板厚との差よりも大きくする必要がある。例えば、テーパー素材Ｍ’の最大板厚が３ｍｍ、最小板厚が１ｍｍである場合には、その板厚差の２ｍｍよりもクリアランスＣＡ，ＣＢを大きく設定する。

図３、図４に示すように、固定ロール１１Ａ，１１Ｂと、これに隣接する浮動ロール１２Ａ，１２Ｂとの隣接部における一方の隣接面、例えば固定ロール１１Ａ，１１Ｂの側面には、円周方向に並ぶ複数（例えば８つ）の駆動用凹部１５が形成されている。
また、固定ロール１１Ａ，１１Ｂと浮動ロール１２Ａ，１２Ｂとの隣接部における他方の隣接面、例えば浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの側面には、固定ロール１１Ａ，１１Ｂの駆動用凹部１５に遊嵌される同数の駆動用凸部１６が形成されている。

これら駆動用凹部１５と駆動用凸部１６との間には、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを偏心可能にする偏心代ＥＡ，ＥＢが設けられている。この偏心代ＥＡ，ＥＢの大きさは、ロール軸７Ａ，７Ｂと浮動ロール１２Ａ，１２Ｂとの間のクリアランスＣＡ，ＣＢの大きさと同程度に設定される。
なお、本実施形態では固定ロール１１Ａ，１１Ｂ側に駆動用凹部１５が形成され、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂ側に駆動用凸部１６が形成されているが、逆に固定ロール１１Ａ，１１Ｂ側に駆動用凸部１６を形成し、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂ側に駆動用凹部１５を形成してもよい。

例えば浮動ロール１２Ａは、そのロール幅Ｗを変更可能である。図３に示すように、浮動ロール１２Ａは、軸方向に移動可能な２枚の可動ロールフェース１２ａ，１２ｂを備えており、各々の可動ロールフェース１２ａ，１２ｂに、スリーブ１２ｃ，１２ｄが一体的に設けられている。また、スリーブ１２ｄにおける可動ロールフェース１２ｂの反体側の端部にはフランジ１２ｅが設けられている。

スリーブ１２ｄはスリーブ１２ｃの外周に密に、且つ軸方向に摺動自在に嵌合されており、スリーブ１２ｃ，１２ｄが軸方向に相対摺動することによって可動ロールフェース１２ａ，１２ｂの軸方向間隔が変化し、浮動ロール１２Ａのロール幅Ｗが変更される。

スリーブ１２ｃの端部とフランジ１２ｅには、図示しない油圧装置から軸方向への押圧力が付与される。例えば、スリーブ１２ｃの端部には、矢印ｆ１で示すように、浮動ロール１２Ｂの側面へ向かう一定の力が軸方向に付与される。また、フランジ１２ｅには、矢印ｆ２で示すように、固定ロール１１Ｂの側面へ向かう一定の力が軸方向に付与される。

これにより、常に一定の力で可動ロールフェース１２ａ，１２ｂの間隔が開くように、即ち浮動ロール１２Ａのロール幅Ｗが大きくなるように制御される。なお、スリーブ１２ｃの内周面とロール軸７Ａの外周面との間に前述のクリアランスＣＡが設けられており、浮動ロール１２Ａ全体を固定ロール１１Ａに対して偏心可能にさせている。

浮動ロール１２Ａにおいては、前述の駆動用凸部１６が可動ロールフェース１２ｂ側に形成されており、この駆動用凸部１６が可動ロールフェース１２ａを貫通して固定ロール１１Ａに設けられた駆動用凹部１５に遊嵌されている。このため、ロール軸７Ａおよび固定ロール１１Ａが回転すると、その回転が駆動用凹部１５と駆動用凸部１６との嵌合を経て可動ロールフェース１２ａ，１２ｂに伝わり、浮動ロール１２Ａが回転駆動される。

図４に示すように、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂにおける、それぞれの固定ロール１１Ａ，１１Ｂとの接点と反対側となる外周部の付近に、それぞれ２つの押圧ロール１９が当接している。これらの押圧ロール１９は、例えば２本のロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸心線Ｃ１，Ｃ２を結ぶ軸心連絡線Ｏを挟んで対称となる位置に振り分けて設けられている。

また、同じくロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、軸心連絡線Ｏに直交し、且つロール軸７Ａ，７Ｂの軸心線Ｃ１，Ｃ２を通る直交線Ｌ１，Ｌ２が浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの外周部と交差する位置に、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを挟むように外周部に当接する一対のガイドロール２０が設けられている。これらの押圧ロール１９およびガイドロール２０は、共通のロールキャリア２１Ａ，２１Ｂに軸支されている。

図４に示すように、ロールキャリア２１Ａ，２１Ｂの形状は、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、例えば浮動ロール１２Ａの下半分、および浮動ロール１２Ｂの上半分を囲む略半円形である。このロールキャリア２１Ａ，２１Ｂの中央部にそれぞれ２個の押圧ロール１９が並んで軸支され、ロールキャリア２１Ａ，２１Ｂの両先端部にガイドロール２０が軸支されている。２個の押圧ロール１９と２個のガイドロール２０は、いずれも軸心連絡線Ｏを挟んで対称に配置されている。

さらに、押圧ロール１９を介して浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを固定ロール１１Ａ，１１Ｂ側に押圧するアクチュエータ２３Ａ，２３Ｂが設けられている。これらのアクチュエータ２３Ａ，２３Ｂとしては、例えば油圧シリンダやエアシリンダ等が用いられる。

アクチュエータ２３Ａはベース台座２に固定され、アクチュエータ２３Ｂは上部梁４に固定されている。アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂは、２本のロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、それぞれロールキャリア２１Ａ，２１Ｂにおける軸心連絡線Ｏとの交点位置を押圧力Ｆで軸心連絡線Ｏに沿う方向に押圧する。

このため、各押圧ロール１９は、その中間点がアクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆによって浮動ロール１２Ａ，１２Ｂ側に押圧されることになる。
アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆは、テーパー素材Ｍ’の板厚を変化させることなく、その断面形状のみを変化させる一定の力に設定されている。

ガイドロール２０の軸支位置（高さ）は、軸心連絡線Ｏに直交し、且つロール軸７Ａ，７Ｂの軸心線Ｃ１，Ｃ２を通る直交線Ｌ１，Ｌ２に一致する位置とするのが望ましいが、この位置よりも押圧ロール１９寄りの位置に軸支してもよい。即ち、図４に示すように、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸心線Ｃ１，Ｃ２と、押圧ロール１９の軸支位置との間の範囲Ｚ１，Ｚ２内において、軸心連絡線Ｏを挟んで対称となる位置に軸支されていればよい。但し、この範囲Ｚ１，Ｚ２内で押圧ロール１９から極力離れた位置、即ち直交線Ｌ１，Ｌ２に近い位置とする方が好ましい。

ロール成形装置１は以上のように構成されている。テーパー素材Ｍ’の成形を行う場合には、ロール軸７Ａに同心状に設けられた固定ロール１１Ａおよび偏心可能に設けられた浮動ロール１２Ａと、ロール軸７Ｂに同心状に設けられた固定ロール１１Ｂおよび偏心可能に設けられた浮動ロール１２Ｂとの間にテーパー素材Ｍ’が送り込まれる。

そして、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂが、それぞれ押圧ロール１９を介して浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを固定ロール１１Ａ，１１Ｂ側に押圧する。これにより、テーパー素材Ｍ’の断面形状が固定ロール１１Ａ，１１Ｂと浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの形状に合わせて最終成形される。

テーパー素材Ｍ’の板厚は、長手方向に沿ってテーパー状に変化しているが、この板厚の変化に応じて浮動ロール１２Ａ，１２Ｂがロール軸７Ａ，７Ｂに対して偏心することにより、板厚差が吸収される。
例えば、図３および図７（ｂ）に示すように、テーパー素材Ｍ’の板厚が基本板厚のＴ２（例えば２ｍｍ）である場合には、浮動ロール１２Ａ（Ｂ）がロール軸７Ａ（Ｂ）に対して同心状にある。
また、図５および図７（ａ）に示すように、テーパー素材Ｍ’の板厚がＴ２よりも薄いＴ１（例えば１ｍｍ）である場合には、浮動ロール１２Ａ（Ｂ）がロール軸７Ａ（Ｂ）に対し、対向する固定ロール１１Ｂ（Ａ）に近づく方向に偏心する。
また、図６および図７（ｃ）に示すように、テーパー素材Ｍ’の板厚がＴ２よりも厚いＴ３（例えば３ｍｍ）である場合には、浮動ロール１２Ａ（Ｂ）がロール軸７Ａ（Ｂ）に対し、対向する固定ロール１１Ｂ（Ａ）から離れる方向に偏心する。

その際、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆは、押圧ロール１９を介して浮動ロール１２Ａ，１２Ｂ自身に付与され、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂが設けられているロール軸７Ａ，７Ｂには付与されない。このため、ロール軸７Ａ，７Ｂに対する浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの偏心位置に拘わらず、即ちテーパー素材Ｍ’の板厚の大小に拘わらず、一定の押圧力Ｆを付与しながらテーパー素材Ｍ’を所定の形状に成形することができる。

したがって、従来のように成形ロールをロール軸と共にサーボモータ等により上下させる必要が無くなり、非常に簡素で安価な構成により、長手方向に板厚が変化するテーパー素材Ｍ’を安定的にロール成形することができる。

また、このロール成形装置１において、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ押圧する各々２個の押圧ロール１９は、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、軸心連絡線Ｏを挟んで対称となる位置に振り分けて設けられている。これにより、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆが、それぞれ２つの押圧ロール１９から浮動ロール１２Ａ，１２Ｂに均等に付与される。

このため、例えば１個の押圧ロール１９を軸心連絡線Ｏに一致する位置に設けて浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを押圧するようにした場合に比べて、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力によって押圧ロール１９および浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの位置が径方向に逃げることを防止できる。したがって、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆを確実に浮動ロール１２Ａ，１２Ｂに付与してテーパー素材Ｍ’を安定的にロール成形することができる。

さらに、このロール成形装置１において、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを押圧するそれぞれ２つの押圧ロール１９が、それぞれ共通のロールキャリア２１Ａ，２１Ｂに軸支され、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂはロールキャリア２１Ａ，２１Ｂにおける軸心連絡線Ｏとの交点位置を押圧するようになっている。

これにより、軸心連絡線Ｏを挟んで対称となる位置に設けられた２つの押圧ロール１９の中間点がアクチュエータ２３Ａ，２３Ｂにより押圧されるため、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆを複数の押圧ロール１９に均等に付与し、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを安定的に押圧することができる。

また、このロール成形装置１において、ロールキャリア２１Ａ，２１Ｂには、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸方向視で、軸心連絡線Ｏに直交し、且つロール軸７Ａ，７Ｂの軸心線Ｃ１，Ｃ２を通る直交線Ｌ１，Ｌ２が浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの外周部と交差する位置に、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを挟むように当接する一対のガイドロール２０がさらに軸支されている。

この一対のガイドロール２０を設けたことにより、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆが押圧ロール１９を介して浮動ロール１２Ａ，１２Ｂに付与された際に、ガイドロール２０によって浮動ロール１２Ａ，１２Ｂが径方向両外側から保持される。

このため、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆよって浮動ロール１２Ａ，１２Ｂの位置が径方向に逃げることを防止し、アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆを確実に浮動ロール１２Ａ，１２Ｂに付与することができる。このように、一対のガイドロール２０を、ロール軸７Ａ，７Ｂの軸心線Ｃ１，Ｃ２を通る直交線Ｌ１，Ｌ２の位置（高さ）に設けることにより、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを、その最大直径部にて最も安定的に保持することができる。

アクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆは、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂによってテーパー素材Ｍ’の板厚が損なわれることなく、その断面形状のみを変化させる一定の力に設定される。

このようにアクチュエータ２３Ａ，２３Ｂの押圧力Ｆを一定の力に設定すれば、この押圧力Ｆによって浮動ロール１２Ａ，１２Ｂがテーパー素材Ｍ’に押し付けられてもテーパー素材Ｍ’の板厚が損なわれることがなく、当初予定された板厚のままでテーパー素材Ｍ’が所定の断面形状にロール成形される。

このため、長手方向に沿ってテーパー状に板厚が変化するテーパー素材Ｍ’の各部の板厚が損なわれることがなく、航空機のテーパーストリンガーＴＳ等の製品品質を高めることができる。

ロール軸７Ａに設けられた固定ロール１１Ａと浮動ロール１２Ａとの間、およびロール軸７Ｂに設けられた固定ロール１１Ｂと浮動ロール１２Ｂとの間は、それぞれ駆動用凹部１５と駆動用凸部１６とによって嵌合しており、固定ロール１１Ａ，１１Ｂの回転が浮動ロール１２Ａ，１２Ｂに伝達されるようになっている。また、駆動用凹部１５と駆動用凸部１６との間には、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを偏心可能にする偏心代ＥＡ，ＥＢが設けられている。

これにより、ロール軸７Ａ，７Ｂに一体に設けられている固定ロール１１Ａ，１１Ｂの回転力が、駆動用凹部１５と駆動用凸部１６との嵌合により浮動ロール１２Ａ，１２Ｂに伝達される。このため、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂをスリップさせることなく確実に回転駆動させてテーパー素材Ｍ’のロール成形性を高めることができる。

しかも、駆動用凹部１５と駆動用凸部１６との間に、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを偏心可能にする偏心代ＥＡ，ＥＢが設けられているため、浮動ロール１２Ａ，１２Ｂを、ロール軸７Ａ，７Ｂに対する偏心を許容しつつ回転駆動させることができ、板厚が変化するテーパー素材Ｍ’をスムーズに成形することができる。

浮動ロール１２Ａは、そのロール幅Ｗを変更可能であるため、テーパー素材Ｍ’等の金属材料の断面形状がチャンネル状の凹部を有するような形状であっても、その内寸に浮動ロール１２Ａの幅Ｗを合わせることができ、金属材料を正確にロール成形することができる。

本実施形態では、浮動ロール１２Ａのみがロール幅Ｗを変更可能になっているが、浮動ロール１２Ｂおよび固定ロール１１Ａ，１１Ｂについてもロール幅を変更可能にすることができる。

以上のように、本実施形態に係るロール成形装置１によれば、簡素で安価な構成により、長手方向に板厚が変化するテーパー素材Ｍ’であっても安定的にロール成形することができる。

なお、本発明は上記各実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。

例えば、上記実施形態では、２本のロール軸７Ａ，７Ｂが、その軸間距離を固定された状態で設けられているが、軸間距離を可変にすることもできる。
また、テーパー素材Ｍ’の形状や、このテーパー素材Ｍ’によって成形されるテーパーストリンガーＴＳの形状は、上記実施形態のものに限定されない。

１ ロール成形装置
７Ａ，７Ｂ ロール軸
１１Ａ，１１Ｂ 固定ロール
１２Ａ，１２Ｂ 浮動ロール
１５ 駆動用凹部
１６ 駆動用凸部
１９ 押圧ロール
２０ ガイドロール
２１Ａ，２１Ｂ ロールキャリア
２３Ａ，２３Ｂ アクチュエータ
ＣＡ，ＣＢ クリアランス
Ｃ１，Ｃ２ ロール軸の軸心線
ＥＡ，ＥＢ 偏心代
Ｆ アクチュエータの押圧力
Ｌ１，Ｌ２ 軸心連絡線に直交する直交線
Ｍ’ 金属材料
Ｏ 軸心線を結ぶ軸心連絡線
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 金属材料の板厚
Ｗ ロール幅
Ｚ１，Ｚ２ ロール軸の軸支位置と押圧ロールの軸支位置との間の範囲

Claims (7)

1. 平行な２本のロール軸と、
   ２本の前記ロール軸の一方に対して同心状に設けられた固定ロールと、
   ２本の前記ロール軸の他方に対しクリアランスを介して偏心可能に設けられて前記固定ロールに対向する浮動ロールと、
   前記浮動ロールにおける前記固定ロールとの接点と反対側の外周部に当接する押圧ロールと、
   前記押圧ロールを介して前記浮動ロールを前記固定ロール側に押圧するアクチュエータと、
   を具備し、
   前記アクチュエータの押圧力は、前記固定ロールと前記浮動ロールとの間に挟まれる金属材料の板厚を損なうことなく該金属材料の断面形状のみを変化させる一定の力に設定されることを特徴とするロール成形装置。
2. 平行な２本のロール軸と、
   ２本の前記ロール軸の一方に対して同心状に設けられた固定ロールと、
   ２本の前記ロール軸の他方に対しクリアランスを介して偏心可能に設けられて前記固定ロールに対向する浮動ロールと、
   前記浮動ロールにおける前記固定ロールとの接点と反対側の外周部に当接する押圧ロールと、
   前記押圧ロールを介して前記浮動ロールを前記固定ロール側に押圧するアクチュエータと、
   を具備し、
   前記固定ロールと前記浮動ロールは、それぞれ複数組設けられ、
   前記２本のロール軸には、それぞれ前記固定ロールと前記浮動ロールとが軸方向に隣接して設けられ、
   各々の前記ロール軸に設けられた前記固定ロールが、それぞれ他方の前記ロール軸に設けられた前記浮動ロールに対向し、
   一本の前記ロール軸に軸支されて互いに隣接する前記固定ロールと前記浮動ロールの一方の隣接面には、円周方向に並ぶ複数の駆動用凹部が形成され、他方の隣接面には、前記駆動用凹部に遊嵌される複数の駆動用凸部が形成され、
   前記駆動用凹部と前記駆動用凸部との間に、前記浮動ロールを偏心可能にする偏心代が設けられていることを特徴とするロール成形装置。
3. 前記アクチュエータの押圧力は、前記固定ロールと前記浮動ロールとの間に挟まれる金属材料の板厚を損なうことなく該金属材料の断面形状のみを変化させる一定の力に設定される請求項２に記載のロール成形装置。
4. 前記押圧ロールは、２本の前記ロール軸の軸方向視で、２本の前記ロール軸の軸心線を結ぶ軸心連絡線を挟んで対称となる位置に複数振り分けて設けられている請求項１から３のいずれかに記載のロール成形装置。
5. 複数の前記押圧ロールは、共通のロールキャリアに軸支され、２本の前記ロール軸の軸方向視で、前記アクチュエータは、前記ロールキャリアにおける前記軸心連絡線との交点位置を押圧する請求項４に記載のロール成形装置。
6. 前記浮動ロールが設けられている前記ロール軸の軸支位置と、前記押圧ロールの軸支位置との間の範囲内において、２本の前記ロール軸の軸心線を結ぶ軸心連絡線を挟んで対称となる位置に、前記浮動ロールの外周部に当接する一対のガイドロールがさらに軸支されている請求項１から５のいずれかに記載のロール成形装置。
7. 前記固定ロールと前記浮動ロールの少なくとも一方は、そのロール幅を変更可能である請求項１から６のいずれかに記載のロール成形装置。

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