JP6495726B2 - Tube forming apparatus and tube forming method - Google Patents
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Description
この発明は、可塑性板状素材のワークを曲げ加工により管体に成形する管体成形装置及び管体成形方法に関する。 The present invention relates to a tubular body forming apparatus and a tubular body forming method for forming a workpiece of a plastic plate material into a tubular body by bending.
金属板等の可塑性板状素材のワークを円筒形状の管体に成形する際には、複数のロールを回転自在に備えた管体成形装置が用いられる。 When forming a workpiece of a plastic plate material such as a metal plate into a cylindrical tube body, a tube body forming apparatus provided with a plurality of rolls is used.
第1の管体成形装置として、1本の主ロールと複数の副ロールとをそれぞれ回転自在に支持したものがある(例えば、特許文献1参照。)。この装置では、主ロールと複数の副ロールのそれぞれとの間にワークを順に通過させ、ワークを主ロール側に湾曲させて円筒形状に成形する。 As a first tubular body forming apparatus, there is one in which one main roll and a plurality of sub-rolls are rotatably supported (see, for example, Patent Document 1). In this apparatus, a workpiece is sequentially passed between the main roll and each of the plurality of sub-rolls, and the workpiece is bent toward the main roll to be formed into a cylindrical shape.
また、第2の管体成形装置として、硬質の主ロールと弾性ロールとを圧接させて回転させるようにしたものもある(例えば、特許文献2参照。)。この装置では、主ロールと弾性ロールとのニップ間にワークを通過させ、ワークを主ロールの周面に巻き付かせて円筒形状に成形する。
しかしながら、第1及び第2の管体成形装置では、主ロールと複数の副ロールとがワークを挟んで圧接した状態で、主ロールを回転させることによってワークを円筒形状の管体に成形するため、ワークに大きな内部応力が生じ、所謂スプリングバックによって成形後にワークの径が拡大する。このため、主ロールの外径を所望の管体の内径よりも小さく設定する必要があり、主ロールの設計が困難になる。 However, in the first and second tubular body forming apparatuses, the work is formed into a cylindrical tubular body by rotating the main roll while the main roll and the plurality of sub-rolls are in pressure contact with the work interposed therebetween. A large internal stress is generated in the workpiece, and the diameter of the workpiece is increased after molding by so-called spring back. For this reason, it is necessary to set the outer diameter of the main roll to be smaller than the desired inner diameter of the tubular body, which makes it difficult to design the main roll.
この発明の目的は、成形時にワークに生じるスプリングバックを小さくして主ロールの設計を容易にすることができる管体成形装置及び管体成形方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tubular body forming apparatus and a tubular body forming method capable of reducing the spring back generated in a workpiece during forming and facilitating the design of a main roll.
この発明の管体成形装置は、主ロール、第1〜第3副ロール、主駆動部、第1〜第3副駆動部を備えている。主ロールは、軸廻りに回転自在に支持されている。第1副ロールは、主ロールと平行にして主ロールの鉛直下方に配置され、回転自在、かつ主ロールの鉛直方向に移動自在に支持されている。第2副ロール及び第3副ロールは、それぞれ主ロールの軸方向に直交する垂直面内で第1副ロールを挟んで主ロールと平行に配置され、回転自在、かつ垂直面内における主ロールの外側で主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置に移動自在に支持されている。主駆動部は、主ロールに軸廻りの回転を供給する。第1副駆動部は、ワークを挟んで主ロールを一定の圧力で押圧する状態を維持しつつ第1副ロールに鉛直方向の移動力を供給する。第2駆動部及び第3副駆動部は、それぞれ第2副ロール及び第3副ロールにワークを挟んで主ロールを一定の圧力で押圧する状態を維持しつつ垂直面内における主ロールの外側で主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置への移動力を供給する。 The tube forming apparatus according to the present invention includes a main roll, first to third sub-rolls, a main drive unit, and first to third sub-drive units. The main roll is supported so as to be rotatable about an axis. The first sub roll is disposed in parallel with the main roll and vertically below the main roll, and is supported so as to be rotatable and movable in the vertical direction of the main roll. The second sub-roll and the third sub-roll are arranged in parallel to the main roll with the first sub-roll sandwiched in a vertical plane orthogonal to the axial direction of the main roll, respectively, and are rotatable and the main roll in the vertical plane It is supported so as to be movable at an arbitrary position between two concentric circles around the axis of the main roll on the outside. The main drive unit supplies rotation around the shaft to the main roll. The first sub-driving unit supplies a vertical moving force to the first sub-roll while maintaining a state in which the main roll is pressed with a constant pressure across the workpiece. The second drive unit and the third sub drive unit are outside the main roll in the vertical plane while maintaining the state of pressing the main roll with a constant pressure with the work sandwiched between the second sub roll and the third sub roll, respectively. A moving force to an arbitrary position between two concentric circles around the axis of the main roll is supplied.
主ロールと第1副ロールとによって可塑性板状素材のワークを挟持した状態で、第2副駆動部及び第2副駆動部を選択的に動作させると、主ロールの外形に倣って第2副ロール及び第3副ロールが変位し、主ロールの外形に応じた形状にワークが変形する。 When the second sub-driving unit and the second sub-driving unit are selectively operated with the main roll and the first sub-roll sandwiching the workpiece of the plastic plate material, the second sub-driving unit follows the outer shape of the main roll. The roll and the third sub roll are displaced, and the workpiece is deformed into a shape corresponding to the outer shape of the main roll.
この構成において、第2副駆動部及び第3副駆動部のそれぞれは、第2副ロール及び第3副ロールを主ロールの半径方向に沿って移動させる直線駆動部と、第2副ロール及び第3副ロールを主ロールの軸廻りに回転させる旋回駆動部と、で構成することができる。直線駆動部と旋回駆動部とを適宜動作させることにより、第2副ロール及び第3副ロールのそれぞれを垂直面内における主ロールの外側で主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置へ移動させることができる。 In this configuration, each of the second sub-drive unit and the third sub-drive unit includes a linear drive unit that moves the second sub-roll and the third sub-roll along the radial direction of the main roll, the second sub-roll, and the second sub-roll unit. And a swivel drive that rotates the three sub-rolls around the axis of the main roll. By appropriately operating the linear drive unit and the swivel drive unit, each of the second sub-roll and the third sub-roll is placed between two concentric circles around the axis of the main roll outside the main roll in the vertical plane. It can be moved to any position.
また、第2副駆動部及び第3副駆動部のそれぞれの旋回駆動部は、主ロールの軸方向における第1の端部側及び第2の端部側に配置することが好ましい。第2副ロール及び第3副ロールのそれぞれを垂直面内における主ロールの外側で主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置へ移動させるための機構を最もコンパクトに配置することができる。 Moreover, it is preferable to arrange | position each turning drive part of a 2nd sub drive part and a 3rd sub drive part in the 1st end part side and 2nd end part side in the axial direction of a main roll. A mechanism for moving each of the second sub-roll and the third sub-roll to an arbitrary position between two concentric circles centering on the axis of the main roll outside the main roll in the vertical plane is most compactly arranged. be able to.
さらに、主ロールは、第1〜第3副ロールに対向する加工位置と、第1〜第3副ロールに対向しない退避位置と、の間に、軸方向に移動自在にすることが好ましい。成形後のワークを容易に取り出すことができる。 Furthermore, it is preferable that the main roll is movable in the axial direction between a processing position facing the first to third sub-rolls and a retreat position not facing the first to third sub-rolls. The molded workpiece can be easily taken out.
この発明によれば、成形時にワークに生じるスプリングバックを小さくして主ロールの設計を容易にすることができる。 According to the present invention, the spring back generated in the workpiece during molding can be reduced, and the design of the main roll can be facilitated.
以下に、この発明の実施形態に係る管体成形装置を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a tube forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、この発明の第1の実施形態に係る管体成形装置100は、主ロール1、第1副ロール2、第2副ロール3、第3副ロール4を備え、可塑性板状素材のワークWを主ロール1と第1副ロール2、第2副ロール3及び第3副ロール4の間に配置して管体に成形する。
As shown in FIG. 1, a
第1副ロール2は、主ロール1に平行にして配置されている。第1副ロール2は、主ロール1の鉛直下方で、シリンダ21によって主ロール1の半径方向に沿って昇降自在にされている。シリンダ21は、第1副ロール2を主ロール1の鉛直下方における半径方向に沿って昇降させる。第1副ロール2は、その周面の最上部が第1の円周R1上に一致する位置と第2の円周R2上に一致する位置との間で移動する。
The
第2副ロール3及び第3副ロール4は、第1副ロール2を挟む位置で、主ロール1に平行にして配置されている。第2副ロール3及び第3副ロール4は、シリンダ31及びシリンダ41によって半径方向に沿って移動自在にされている。また、第2副ロール3及び第3副ロール4は、モータ32及び42、出力ギア321及び421、伝達ギア33及び43、駆動ギア34及び44により、主ロール1の周方向に沿ってシリンダ31及びシリンダ41とともに旋回自在にされている。主ロール1、第1副ロール2、第2副ロール3及び第3副ロール4は、何れも例えばクロムモリブデン鋼を素材とする剛体である。
The
シリンダ31及びシリンダ41は、第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1の半径方向に沿って移動させる。第2副ロール3及び第3副ロール4は、その周面の最も主ロール1に近接する部分が第1の円周R1上に一致する位置と第2の円周R2上に一致する位置との間で移動する。
The
モータ32及び42のそれぞれの出力軸の回転は、出力ギア321及び421、並びに伝達ギア33及び43を介して、駆動ギア34及び44に伝達される。なお、駆動ギア34は、駆動ギア43と同一位置で背面側に配置されているため、図1には現れない。
The rotation of the output shaft of each of the
モータ32及び42のそれぞれは、第2副ロール3及び第3副ロール4を、シリンダ31及びシリンダ41による移動方向が主ロールの鉛直下方から45度の角度となる初期位置B1及びB2から上方に約160度の角度となる上限位置U1及びU2までの範囲で、主ロール1の半径方向に沿って移動させる。但し、この範囲は一例であり、これに限るものではない。
Each of the
したがって、第2副ロール3及び第3副ロール4は、それぞれシリンダ31及び41、並びにモータ32及び42の駆動により、その周面における最も主ロール1に近接する部分が、図1中ハッチングを施した移動範囲S1、及びこれと主ロール1の中心を通る垂線について線対称である移動範囲S2内の任意の点に位置するように移動する。この時、第2副ロール3及び第3副ロール4は、シリンダ31及び41によってワークWを挟んで一定の圧力で主ロール1の周面を押圧することができ、主ロール1の周面に倣って移動させることができる。
Therefore, the
この発明の第1副駆動部であるシリンダ21、並びにこの発明の直線駆動部であるシリンダ31及びシリンダ41は、第1副ロール2、第2副ロール3及び第3副ロール4のそれぞれが一定の圧力でワークWを主ロール1との間に挟持するように構成されている。シリンダ21、シリンダ31及びシリンダ41は、リリーフ弁を備えたエアシリンダ又は油圧シリンダで構成することができる外、ボールネジ及びモータによって構成することもできる。また、この発明の旋回駆動部は、モータ32及び42、出力ギア321及び421、伝達ギア33及び43、駆動ギア34及び44によって構成するものに限らない。
Each of the
ワークWを管体に成形する際には、第1副ロール2の周面と主ロール1の周面との間でワークWの厚みに応じた一定の圧力でワークWを加圧できるように、シリンダ21を駆動して第1副ロール2を移動させる。これとともに、シリンダ31及び41を駆動して第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1から離間させ、ワークWを主ロール1と第1副ロール2との間に水平方向に搬入する。
When the workpiece W is formed into a tubular body, the workpiece W can be pressurized with a constant pressure corresponding to the thickness of the workpiece W between the circumferential surface of the
図2に示すように、管体成形装置100は、前面側フレーム110、背面側フレーム1、サブフレーム130、サブフレーム140を備えている。図2において、第2副ロール3及び第3副ロール4は、それぞれ図1に示す初期位置B1及びB2から45度上方に回転した水平位置に位置している。
As shown in FIG. 2, the
前面側フレーム110は、ベアリング111を介してサブフレーム140を回転自在に支持している。背面側フレーム120は、ベアリング121を介してサブフレーム130を回転自在に支持している。前面側フレーム110及び背面側フレーム120は、図示しないメインフレームの上面に立設されている。
The front-
サブフレーム130とサブフレーム140とは、平面視において回転対称となる形状を呈している。以下に、主としてサブフレーム130について説明する。サブフレーム130は、本体131、ボス部132及び延出部133を一体的に備えている。
The subframe 130 and the subframe 140 have a shape that is rotationally symmetric in plan view. Hereinafter, the subframe 130 will be mainly described. The subframe 130 is integrally provided with a
本体131は、主ロール1側が開放した中空筐体であり、内部に支持部材134を収納している。支持部材134は、主ロール1側に軸受135を介して第2副ロール3を軸支している。支持部材134は、両端部において本体131のガイド溝136に嵌合し、本体131内で主ロール1の半径方向に沿って第2副ロール3とともに移動自在にされている。支持部材134には、本体131に固定されたシリンダ31のロッド311が係止されている。シリンダ31を駆動すると、ロッド311が支持部材134及び第2副ロール3ととともに主ロール1の半径方向に沿って移動する。
The
ボス部132は、本体131の背面側に突出する円筒形状を呈し、背面側フレーム140よりも背面側に突出した部分に、駆動ギア34が同心上に固定されている。サブフレーム130は、ボス部131において背面側フレーム120に支持されている。駆動ギア34には、図示しないメインフレームの上面に固定されたモータ32の出力ギア321が噛合している。
The
延出部133は、本体131の前面側に突出する部分環状を呈し、ベアリング146を介してサブフレーム140のボス部142に回転自在に外嵌している。
The extending
サブフレーム140は、サブフレーム130と同様に構成されている。サブフレーム140は、ボス部142において前面側フレーム120にベアリング121を介して軸支され、延出部143においてベアリング136を介してサブフレーム130のボス部132に回転自在に外嵌している。ボス部142において前面側フレーム110の前面側に露出した部分には、駆動ギア44が同心上に固定されている。駆動ギア44には、図示しないメインフレームの上面に固定されたモータ42の出力ギア421が噛合している。
The subframe 140 is configured in the same manner as the subframe 130. The sub frame 140 is pivotally supported on the
サブフレーム140の本体141内において、軸受145を介して第3副ロール4を回転自在に支持する支持部材144が、ガイド溝146に沿って移動自在にされている。軸支するシリンダ41を駆動すると、ロッド411が支持部材144及び第3副ロール4ととともに主ロール1の半径方向に沿って移動する。
In the
主ロール1は、メインフレームの上面に立設した図示しない支持フレームに、軸方向に沿って移動自在に軸支されている。主ロール1は、管体成形装置100の前面側からサブフレーム140のボス部142及びサブフレーム130のボス部132を順に貫通し、ボス部142においてスライドブッシュ147に軸支され、ボス部132においてベアリング137に軸支されている。
The
主ロール1において前面側フレーム110の前面側に露出した部分には、シリンダ11に係合している。主ロール1は、シリンダ11の駆動により、図2に示す成形位置と第2副ロール3及び第3副ロール4に対向しない退避位置との間において、軸方向に移動する。主ロール1の前面側の端部には、駆動ギア12が同心上に固定されている。駆動ギア12には、モータ13の出力軸に固定された出力ギア131が噛合している。主ロール1は、モータ13の駆動に応じて、軸廻りに正逆転する。
A portion of the
管体成形装置100は、この発明の旋回駆動部であるモータ32、駆動ギア34及び出力ギア321と、モータ42、駆動ギア44及び出力ギア421と、をそれぞれ背面側フレーム120の背面側(主ロール1の軸方向における第1の端部側)と、前面側フレーム110の前面側(主ロール1の軸方向における第2の端部側)と、に配置しているため、第2副ロール3及び第3副ロール4のそれぞれを垂直面内における主ロール1の外側で主ロール1の軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置へ移動させるための機構を最もコンパクトに配置することができる。
The tubular
図3(A)〜(H)に示すように、ワークWを主ロール1の外径に応じた円筒形状の管体に成形する際には、主ロール1を反時計方向に回転させつつ、ワークWを主ロール1と第1副ロール2との間に水平方向に搬入する(図3(A))。搬入方向におけるワークWの中央部が主ロール1と第1副ロール2との間に達した時に主ロール1の回転を停止し、第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1の半径方向に沿って主ロール1に近接させ、ワークWをV字状に変形させる(図3(B))。
As shown in FIGS. 3A to 3H, when the workpiece W is formed into a cylindrical tubular body corresponding to the outer diameter of the
主ロール1と第1副ロール2、第2副ロール3及び第3副ロール4との間にワークWを挟持した状態のまま、第3副ロール4を主ロール1の周方向に沿って主ロール1の周面に倣うように反時計方向に旋回させ、ワークWの図中右半分を主ロール1の外周に沿う円弧状に変形させる(図3(C))。この時、第3副ロール4をその中心が主ロール1の中心を超える位置まで移動させる。第3副ロール4は、図1に示したシリンダ41によって一定の圧力で主ロール1方向に押圧されているため、搬入方向におけるワークWの先端を主ロール1の外周面に確実に圧着させる。また、第1副ロール2及び第2副ロール3がワークWを挟んで主ロール1に圧接しているため、ワークWが主ロール1の軸廻りに回転することがない。
While the work W is sandwiched between the
次いで、第3副ロール4を主ロール1の半径方向に沿って主ロール1から離間する方向に移動させ(図3(D))、第3副ロール4をワークWに接触しない位置で主ロール1の周方向に沿って時計方向に初期位置まで移動させる(図3(E))。この後、第3副ロール4を主ロール1の半径方向に沿って移動させ、主ロール1との間にワークWを一定の圧力で挟持させる(図3(F))。
Next, the
さらに、第2副ロール3及び第3副ロール4との間にワークWを挟持した状態のまま、第2副ロール3を主ロール1の周方向に沿って主ロール1の周面に倣うようにその中心が主ロール1の中心を超える位置まで時計方向に移動させ、ワークWの図中左半分を主ロール1の外周に沿う円弧状に変形させる(図3(G))。この後、第2副ロール3をワークWに接触しない位置で主ロール1の周方向に沿って反時計方向に初期位置まで移動させ、第1副ロール2及び第3副ロール4とともに主ロール1から離間させる(図3(H))。この状態で、主ロール1を軸方向に退避位置まで移動させることにより、円筒形状の管体に成形されたワークWを取り出す。
Further, the
平板状のワークWを円筒形状の管体に成形する方法として、主ロール1と副ロール2〜4との間でワークWを加圧した状態で、主ロール1を回転させることもできる。しかし、この方法ではワークWに大きな内部応力が生じ、所謂スプリングバックによって主ロール1の外径とワークWの内径との差が大きくなる。
As a method of forming the flat workpiece W into a cylindrical tube body, the
これに対して、図3(A)〜(H)に示すように、主ロール1の回転を停止させた状態で第2副ロール3及び第3副ロール4をワークWに対する加圧状態を維持しつつ主ロール1の周方向に旋回させると、ワークWに生じる内部応力を小さくすることができる。これによって、ワークWを主ロール1の外径に近い内径の円筒形状の管体に成形することができ、主ロール1の外径の決定にスプリングバックによる誤差を考慮する必要がなく、主ロール1の設計が容易になる。
On the other hand, as shown in FIGS. 3A to 3H, the
図4(A)〜(H)に示すように、ワークWを主ロール1の外径の円弧を有する長円断面形状の管体に成形する際には、主ロール1を反時計方向に回転させつつ、ワークWを主ロール1と第1副ロール2との間に水平方向に搬入する(図4(A))。搬入方向におけるワークWの中央部が主ロール1と第1副ロール2との間に達した時に主ロール1の回転を停止し、第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1の半径方向に沿って主ロール1に近接させ、ワークWをV字状に変形させる(図4(B))。
As shown in FIGS. 4A to 4H, when the workpiece W is formed into a tube having an elliptical cross section having an outer diameter arc of the
主ロール1と第1副ロール2、第2副ロール3及び第3副ロール4との間にワークWを挟持した状態のまま、第3副ロール4を主ロール1の周方向に沿って主ロール1の周面に倣うように反時計方向に旋回させ、ワークWの図中右半分に主ロール1の外周に沿う半円弧部分を形成する(図4(C))。この時、第1副ロール2及び第2副ロール3がワークWを挟んで主ロール1に圧接しているため、ワークWが主ロール1の軸廻りに回転することがない。
While the work W is sandwiched between the
この状態で第3副ロール4を主ロール1から離間させ(図4(D))、第2副ロール3を主ロール1から離間させつつ第3副ロール4を水平に移動させながら主ロール1を反時計方向に45度回転させ、ワークWの左半分を水平にする(図4(E))。さらに、第1副ロール2及び第3副ロール4が主ロール1を挟んで互いに対向する位置でワークWを挟んで主ロール1に圧接し、かつ第2副ロール3がワークWに当接している状態で、主ロール1を反時計方向に回転させてワークWを所定量だけ右側に搬送する(図4(F))。
In this state, the
この後、第2副ロール3を主ロール1の半径方向に沿って主ロール1に近接させ(図4(G))、さらに第2副ロール3を主ロール1の外周に倣って旋回させ、ワークWの左側に半円弧部分を形成する(図4(H))。第2副ロール3の旋回動作の後半部分では、第3副ロール4を右方向に移動させることで互いの干渉を回避する。
Thereafter, the
長円断面の管体を形成する際にも、図3(A)〜(H)に示すように、主ロール1を回転させることなく、第2副ロール3及び第3副ロール4をワークWに対する加圧状態を維持しつつ主ロール1の周方向に旋回させることで、ワークWを変形させることができる。ワークWに生じる内部応力を小さくすることができ、主ロール1の外径の決定にスプリングバックによる誤差を考慮する必要がなく、主ロール1の設計が容易になる。
Even when forming a tube having an oval cross section, as shown in FIGS. 3A to 3H, the
また、ワークWに円弧状の変形を与える際、及びワークWを移動させる際に、第1副ロール2と第2副ロール3又は第3副ロール4とでワークWを主ロール1との間に挟持しているため、ワークWの予期しない変位を防止できる。
Further, when the workpiece W is deformed in an arc shape and when the workpiece W is moved, the workpiece W is moved between the
管体成形装置100は、主ロール1の回転を停止した状態で、第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1に向けて一定の押圧力を作用させた状態で主ロール1の外周に倣うように移動させることで、ワークWを所望の断面形状の管体に成形する。成形後の管体の外周面が移動範囲S1及びS2内に位置することを条件に、円形以外の断面形状の主ロールを用いることにより、円形以外の断面形状を呈する管体を成形できる。
The tubular
図5(A)〜(D)に示すように、楕円形の主ロール1Aを用いてワークWを楕円断面の管体に成形することができる。ワークWを搬入方向における中央部が主ロール1Aと第1副ロール2との対向部分に位置するように搬入し(図5(A))、第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1Aに向けて移動させて第1副ロール2を挟んで第2副ロール3と第3副ロール4との間でワークWを主ロール1Aの外周面に沿わせる(図5(B))。
As shown in FIGS. 5A to 5D, the workpiece W can be formed into a tube having an elliptical cross section using an elliptical
この後、第1副ロール2及び第3副ロール4によるワークWの押圧を継続したまま、第2副ロール3を主ロール1Aの左側の周面に倣うように移動範囲S1内を移動させ、ワークWの左半分を半楕円形状に成形する(図5(C))。
Thereafter, while continuing to press the work W by the
さらに、第2副ロール3をワークWに接触しないようにして初期位置に戻し、第1副ロール2及び第2副ロール3によるワークWの押圧を継続したまま、第3副ロール4を主ロール1Aの右側の周面に倣うように移動範囲S2内を移動させ、ワークWの右半分を半楕円形状に成形する(図5(D))。
Further, the
図6(A)〜(C)に示すように、矩形断面の主ロール1Bを用いてワークWを矩形断面の管体に成形することもできる。ワークWを搬入方向における中央部が主ロール1Bと第1副ロール2との対向部分に位置するように搬入し(図6(A))、第2副ロール3及び第3副ロール4を主ロール1Bの左側面及び右側面に向けて移動させ、第1副ロール2を挟んで第2副ロール3と第3副ロール4との間でワークWを主ロール1Bの3面に沿わせる(図6(B))。
As shown in FIGS. 6A to 6C, the workpiece W can be formed into a tubular body having a rectangular cross section by using a
この後、第1副ロール2及び第3副ロール4によるワークWの押圧を継続したまま、第2副ロール3を主ロール1Bの左側面及び上面に倣うように移動範囲S1内を移動させ、ワークWの左半分をコの字形状に成形する(図6(C))。
Thereafter, while continuing to press the work W by the
さらに、第2副ロール3をワークWに接触しないようにして初期位置に戻し、第1副ロール2及び第2副ロール3によるワークWの押圧を継続したまま、第3副ロール4を主ロール1Bの右側面及び上面に倣うように移動範囲S2内を移動させ、ワークWの右半分をコの字形状に成形する(図6(D))。
Further, the
図3〜図6に示す成形工程によってワークWの所望の形状に成形した後、主ロール1を図2に示す加工位置から第1〜第3副ロール2〜4に対向しない退避位置まで軸方向に沿って移動させることにより、ワークWを容易に取り出すことができる。
3 to 6, after forming the workpiece W into a desired shape, the
また、第2副ロール3及び第3副ロール4を初期位置に戻す際に、一旦主ロール1,1A,1Bから離間する方向に移動させることで、第2副ロール3及び第3副ロール4とワークWとが接触しないようにしているため、ワークWの損傷を防止できる。
Further, when the
さらに、図3〜図6では、何れもワークWを外側に凸となる断面形状の管体に成形する場合について説明したが、管体成形装置100を用いて、周面の一部が内側に凸となる断面形状の管体を成形することもできる。
Furthermore, in FIGS. 3 to 6, the case where the workpiece W is formed into a tube having a cross-sectional shape that protrudes outward has been described. However, by using the
加えて、第1副ロール2は、必ずしも円形断面の回転体である必要はない。ワークWを水平方向に搬送する搬送手段を別途備えることにより、第1副ロール2に代えて主ロール1,1A,1Bに接離自在の当接部材を用いることもできる。第1副ロール2又は当接部材に加えて搬送手段を備える場合には、主ロール1の回転によらずに成形中のワークWを水平方向に移動させることができるため、例えば正方形断面の主ロールを用いて長方形断面の管体を成形できる。
In addition, the
図7(A)及び(B)に示すように、この発明の第2の実施形態に係る管体成形装置200は、主ロール201、支持ロール202、第1及び第2副ロール203,204、昇降用モータ240及び回転用モータ250を備えている。主ロール201は、中心軸を水平にして、基台210に下端部を固定した左右のプレート211,212に回転自在に支持されている。支持ロール202は、主ロール201の鉛直下方で主ロール201と平行にして基台210から延出した支持体215に支持されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, a
第1副ロール203は、略L字状を呈する左右のアングル221,222に回転自在に支持されている。第2副ロール204は、アングル221,222と同一形状の左右のアングル231,232に回転自在に支持されている。アングル221,222は、バー223によって連結されており、長孔225を貫通する軸224により、一体的に回転自在に支持されている。軸224は、プレート211,212により、中心軸を主ロール201と同じ高さ位置で平行に支持されている。アングル231,232は、バー233によって連結されており、長孔235を貫通する軸234により、一体的に回転自在に支持されている。軸234は、プレート211,212により、中心軸を主ロール201と同じ高さ位置で平行に支持されている。
The
回転用モータ250は、この発明の主駆動部であり、プレート212の外側に配置されており、主ロール201に回転を供給する。
The
昇降用モータ240は、管体成形装置200の上部に配置され、プレート211,212の上面を連結するフレーム213に下端を固定したガイドレール214により、昇降自在に支持されている。昇降用モータ240から鉛直下方に延出した回転軸242の下端には、支持体241が回転自在に配置されている。回転軸242は、内部にフレーム213の長手方向に中央部に固定されたスクリューネジ243に螺合する雌ネジ部が形成されている。
The raising / lowering
バー223には、長手方向の中央部に連結板226が固定されている。連結板226は、上端部を支持体241に軸支されたリンク227の下端部を軸支している。バー233には、長手方向の中央部に連結板236が固定されている。連結板236は、上端部を支持体241に軸支されたリンク237の下端部を軸支している。リンク227及びリンク237のそれぞれの上端部は、支持体241における回転軸242を挟んだ両側に軸支されている。
A connecting
昇降用モータ240を駆動すると、回転軸242が回転し、ガイドレーの214によって回転を規制された昇降用モータ240は支持体421及び回転軸242とともにスクリューネジ243に沿って昇降する。支持体241が図7(B)に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に下降すると、リンク227及び237の下端部が互いに離間する方向に移動し、アングル221,222及びアングル231,232をそれぞれ軸224及び軸234廻りに回転させる。これによって、第1副ロール203及び第2副ロール204が、図7(B)中実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に変位する。
When the lifting / lowering
第1及び第2幅ロール203,204は、中心軸が主ロール201の中心軸と同一水平面内に位置する軸224,234廻りに旋回し、上昇しつつ主ロール201に接近する。軸224,234は第1及び第2幅ロール203,204を軸支するアングル221,222及びアングル231,232の長孔225,235を貫通しており、アングル221,222及びアングル231,232は、軸224,234に対して長孔225,235に沿って移動自在にされている。
The first and second width rolls 203, 204 turn around axes 224, 234 located in the same horizontal plane as the center axis of the
支持体241の下降は、リンク227,237を介してアングル221,222及びアングル231,232の上端部を互いに離間させる方向に作用し、アングル221,222及びアングル231,232の下端部を互いに接近させる方向に作用する。支持体241を下降させると、アングル221,222及びアングル231,232の下端部に軸支された第1及び第2副ロール203,204は、互いに接近する方向に付勢され、長孔225,235の長手方向の長さの範囲内で、アングル221,222及びアングル231,232の下端部とともに互いに接近する。
The lowering of the
各部の寸法を調整することで、第1及び第2幅ロール203,204の中心軸が主ロール201の中心軸と同一水平面に位置した時から所定量上方に移動するまでの間にわたって、第1及び第2幅ロール203,204を主ロール201と当接させることができる。なお、長孔225,235の長手方向の長さは、さらに管体に成形すべきワークの板厚を考慮して決定される。
By adjusting the dimensions of the respective parts, the first and second width rolls 203 and 204 are moved from the center axis of the
上記の構成において、アングル221,222、リンク227、昇降用モータ240、支持体241、回転軸242、スクリューネジ243がこの発明の第1副駆動部に相当し、アングル231,232、リンク237、昇降用モータ240、支持体241、回転軸242、スクリューネジ243がこの発明の第2副駆動部に相当する。
In the above configuration, the
管体成形装置200を用いて金属製板材であるワークWを管体に成形する際には、図8(A)に示すように、第2及び第3副ロール203,204を最も下方に位置させて状態で、主ロール201と支持ロール202、第1及び第2副ロール202,204との間にワークWを搬入する。
When the workpiece W, which is a metal plate material, is formed into a tubular body using the tubular
この状態で、昇降用モータ240を駆動し、図8(B)〜(D)に示すように、第1及び第2副ロール203,204を上昇させる。第1及び第2幅ロール203,204は、中心軸が主ロール201の中心軸と同一水平面内に位置する軸224,234廻りに旋回し(図7(B)参照。)、上昇しつつ主ロール201に接近する。
In this state, the elevating
この間に、第1及び第2幅ロール203,204は、中心軸が主ロール201の中心軸と同一水平面に位置した時から所定量上方の上限位置に達するまでの間にわたってワークWを挟んで主ロール201に当接し、ワークWは主ロール201の周面に倣って変形する。
During this time, the first and second width rolls 203, 204 sandwich the work W from the time when the central axis is positioned on the same horizontal plane as the central axis of the
第1及び第2幅ロール203,204が上限位置に達した後、図8(E)に示すように、回転用モータ250を駆動して主ロール201を矢印C1方向に回転させると、ワークWが第1及び第2幅ロール203,204とともに回転し、ワークWの第1の端部W1側が主ロール201の周面に倣って円弧状に変形する。
After the first and second width rolls 203 and 204 reach the upper limit position, as shown in FIG. 8E, when the
この後、図8(F)に示すように、回転用モータ250を逆方向に駆動して主ロール201を矢印C2方向に回転させると、ワークWが第1及び第2幅ロール203,204とともに回転し、ワークWの第2の端部W2側が主ロール201の周面に倣って円弧状に変形し、ワークWが円筒形状に成形される。
Thereafter, as shown in FIG. 8F, when the
このように、管体成形装置200によれば、金属平板のワークWを主ロール201の外径を内径とする円筒に容易に成形することができる。ワークWは、所定の角度範囲で主ロール201と第1及び第2副ロール203,204との間に挟持されて主ロール201の周面に倣って変形される。このため、成形時にワークWに生じるスプリングバックを小さくすることができ、主ロール201をワークWの所望の内径に等しくすることができ、主ロール201の設計を容易にすることができる。また、円筒形状に成形されたワークWの後加工を簡略化できる。
As described above, according to the tubular
なお、円筒形状に成形後のワークWは、回転用モータ250を支持していないプレート211から外側に抜き出す。また、支持ロール201は、ワークWの搬入に寄与させない場合には、回転自在とする必要はなく、円柱形状とする必要もない。
The work W after being formed into a cylindrical shape is extracted from the
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
1−主ロール
2−第1副ロール
3−第2副ロール
4−第3副ロール
11−シリンダ
21−シリンダ
31,41−シリンダ
32,42−モータ
100−管体成形装置
200−管体成形装置
201−主ロール
203−第1副ロール
204−第2副ロール
221,222,231,232−アングル
227,237−リンク
240−昇降用モータ
241−支持体
242−回転軸
243−スクリューネジ
250−回転用モータ
1-main roll 2-first sub-roll 3-second sub-roll 4-third sub-roll 11-cylinder 21-
Claims (6)
主ロールと、
前記主ロールと平行にして前記主ロールの鉛直下方に配置され、回転自在、かつ前記主ロールの鉛直方向に移動自在に支持された第1副ロールと、
それぞれ前記主ロールの軸方向に直交する垂直面内で前記第1副ロールを挟んで前記主ロールと平行に配置され、回転自在、かつ垂直面内における前記主ロールの外側で前記主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置に移動自在に支持された第2副ロール及び第3副ロールと、
前記第1副ロールに鉛直方向の移動力を供給する第1副駆動部と、
それぞれ前記第2副ロール及び第3副ロールのそれぞれがワークを挟んで前記主ロールに一定の押圧力で当接した状態で、前記第2副ロール及び第3副ロールのそれぞれに垂直面内における前記主ロールの外側で前記主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置への移動力を供給する第2副駆動部及び第3副駆動部と、を備えた管体成形装置。 A tubular body forming apparatus for forming a plastic plate-shaped workpiece into a tubular body by bending,
The main role,
A first sub-roll that is arranged in parallel with the main roll and vertically below the main roll, and is rotatably supported in a vertical direction of the main roll;
The main roll shaft is arranged in parallel to the main roll with the first sub-roll sandwiched in a vertical plane perpendicular to the axial direction of the main roll, and is rotatable and outside the main roll in the vertical plane. A second sub roll and a third sub roll supported movably at an arbitrary position between two concentric circles centered on
A first sub-drive unit for supplying a vertical moving force to the first sub-roll;
Each of the second sub-roll and the third sub-roll is in contact with the main roll with a constant pressing force across the workpiece, and is in a vertical plane with respect to each of the second sub-roll and the third sub-roll. A tube forming comprising: a second sub- driving unit and a third sub-driving unit that supply a moving force to an arbitrary position between two concentric circles centering on an axis of the main roll outside the main roll apparatus.
前記主ロールに軸廻りの回転を供給する主駆動部を備えた請求項1に記載の管体成形装置。 The main roll has a cylindrical shape supported so as to be rotatable around an axis,
The tube forming apparatus according to claim 1, further comprising a main drive unit that supplies rotation around the shaft to the main roll.
主ロールに対する所定の位置に可塑性板状素材のワークを搬入する工程と、
前記第2副ロール及び第3副ロールのそれぞれがワークを挟んで前記主ロールに一定の押圧力で当接した状態で、前記第2副ロール及び第3副ロールのそれぞれに垂直面内における前記主ロールの外側で前記主ロールの軸を中心とする2つの同心円の間の任意の位置への移動力を供給する工程と、
を含む管体成形方法。 A main roll, a first sub roll disposed parallel to the main roll and vertically below the main roll, and rotatably supported in the vertical direction of the main roll; Two parallel to the main roll with the first sub-roll sandwiched in a vertical plane perpendicular to the direction, and rotatable and outside the main roll in the vertical plane and centered on the axis of the main roll Preparing a second sub-roll and a third sub-roll supported movably at any position between concentric circles ;
A process of carrying a workpiece of a plastic plate material into a predetermined position with respect to the main roll;
In a state where each of the second sub roll and the third sub roll is in contact with the main roll with a constant pressing force across the workpiece, the second sub roll and the third sub roll are in a vertical plane with respect to each of the second sub roll and the third sub roll. a step that to supply moving force to any position between the two concentric circles centered on the axis of the main roll on the outside of the main roll,
A tubular body forming method including:
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