JP7079086B2 - ロール成形部品の製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、長手方向に沿って曲率を連続的に調整または制御することが可能なロール成形部品の製造装置および製造方法に関する。

航空機の製造に用いられる骨格部材としては、例えば、ストリンガー、スティフナー、スパー、フロアビーム、リブ、フレーム、ダブラー等が存在する。その製造方法の一例として、ロール成形が挙げられる。ロール成形では、平板状の金属材料を複数のロール部材により所定の断面形状に形作る。これらの断面に形作られた骨格部材には、コンター（曲げ形状）が与えられたものが多くある。ロール成形の後にロールベンディングを施すことによって、所定の断面形状でコンターが付与された骨格部材を製造することができる。なお、以降においては、ロールベンディングも「ロール成形」に包含して説明する。

ロール成形を用いた骨格部材の製造方法の一例としては、例えば、特許文献１に開示されるロールアセンブリが挙げられる。このロールアセンブリでは、断面形状がＴ型、Ｌ型、Ｚ型、ハット型等の骨格部材に対してコンターを付与できることが開示されている。

ところで、例えば、特許文献２には、航空機の翼等に用いられる、長手方向に断面形状が変化している部材に対して、その曲率を変化するように加工する製造方法が開示されている。この製造方法では、押出し型材等の側部同士の少なくとも一方を切り欠いた後、摩擦攪拌接合により接合して一体の部材を形成しており、曲率を変化するように加工する場合には、接合後に、当該部材を塑性加工している。塑性加工の方法としては、プレス加工、ショットピーニング成形、クリープ成形等が挙げられている。

米国特許４０８０８１５号公報 特開２００１－０４７２６０号公報

特許文献２に開示される、長手方向に断面形状が変化している部材は、前記の通り、翼等に用いられるものであって、摩擦攪拌接合を利用して製造されており、曲率を変化させるためには塑性加工を利用している。

航空機用の骨格部材をロール成形により製造するに際して、当該骨格部材の長手方向に曲率を無段階に連続的に変化させる（連続的な曲率変化を付与する）技術は、これまで知られていなかった。特に、航空機用の骨格部材には、幅方向の側縁部が曲げられたような断面形状のもの、例えば、Ｌ型、ハット型、Ｓ型またはＺ型のものが存在している。このような複雑な断面形状の骨格部材に対して、例えば連続的曲率変化を付与するように、長手方向に沿って曲率を適宜調整したり制御したりすることは実質的に困難であった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、ロール成形部品の製造に際して、その長手方向に沿って曲率を良好に変化、調整または制御することが可能なロール成形部品の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るロール成形部品の製造装置は、前記の課題を解決するために、被加工材である長尺板材または長尺型材をその長手方向に沿ってロールベンディング加工することにより、その長手方向に沿って曲率が連続的に変化する部位を含むロール成形部品を製造する製造装置であって、前記被加工材のベンディング経路の上流側に位置し、ベンディング加工時に前記被加工材を支持するか、または、曲げの支点となる支点ロールと、当該支点ロールの前記ベンディング経路の下流側に位置し、前記被加工材に曲げを付与する曲げロールと、前記支点ロールの位置を基準として、前記曲げロールの位置を相対的に変化させるように、当該支点ロールおよび当該曲げロールの少なくとも一方を移動させるロール移動部と、制御部と、を備え、前記被加工材に前記支点ロールが当接する位置を支点ロール当接位置とし、前記被加工材に前記曲げロールが当接する位置を曲げロール当接位置とし、前記ロール成形部品の長手方向を複数の単位間隔に区分したときに、前記ロール成形部品におけるそれぞれの前記単位間隔に対応する単位部位についての曲率半径の設計値を設計曲率半径とし、前記支点ロール当接位置において前記被加工材に付与される曲率半径を初期曲率半径とし、前記ロール成形部品における前記設計曲率半径を実現するために、前記曲げロール当接位置から前記被加工材が送出されるときに当該被加工材に残存する曲率半径を、最終曲率半径としたときに、前記初期曲率半径は、前記被加工材への曲げの付与によるスプリングバックが生じる前に、当該被加工材に対して付与される曲率半径として設定され、前記被加工材が前記支点ロールおよび前記曲げロールの間に搬送された時点で、前記支点ロール当接位置に位置する前記単位部位を支点ロール単位部位とし、前記曲げロール当接位置に位置する前記単位部位を曲げロール単位部位とし、これらの間に位置する前記単位間隔ごとに対応する前記単位部位を中間単位部位としたときに、前記制御部は、前記支点ロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記初期曲率半径を付与し、かつ、前記曲げロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記設計曲率半径を付与するべく、前記中間単位部位に対して、前記初期曲率半径から前記設計曲率半径に連続的に変化させるように設定される中間曲率半径が付与され、前記曲げロール単位部位に前記設計曲率半径が付与された場合における、当該中間単位部位および当該曲げロール単位部位における曲げ位置の変化量を積算し、この積算値に基づいて、前記支点ロールおよび前記曲げロールの少なくとも一方を移動させるように、当該ロール移動部を駆動する構成である。

前記構成によれば、製造されるロール成形部品の長手方向の位置に対して予め設計曲率半径を設定するとともに、この設計曲率半径に対して、スプリングバックが生じる前の曲率半径である初期曲率半径を設定してデータベース化しておき、制御部は、このデータベースを参照して、被加工材が支点ロールから送出されるときに、支点ロール当接位置から曲げロール当接位置に至るまでに、各単位間隔における個別の設計曲率半径に基づく曲げロールの相対変化量を積算し、支点ロールに対する曲げロールの相対的な位置の変化が、この積算量に基づく変化量となるように、ロール移動部を制御している。

この構成では、支点ロール当接位置に注目して初期曲率半径を設定するだけでなく、支点ロール当接位置から曲げロール当接位置に向かって先に進んだ被加工材に対して、曲げ形状を累積していくかたちになるように、支点ロールに対する曲げロールの位置を確定することになる。これにより、被加工材に対して連続的な曲率の変化を付与するべく、支点ロールに対する曲げロールの相対的な位置を徐々に変化させることができる。それゆえ、得られるロール成形部品においては、長手方向の所望の位置に連続的に曲率が変化する部分を形成することができる。その結果、ロール成形部品の製造に際して、その長手方向に沿って曲率を良好に調整または制御することが可能となる。

前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記単位部位が前記支点ロール単位部位であったときに付与された前記初期曲率半径の値と、当該単位部位が前記中間単位部位である間に変化するひずみまたは曲げモーメントとから、前記中間曲率半径が設定されている構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記単位部位が前記支点ロール単位部位から前記曲げロール単位部位に移行するに伴って、当該単位部位における前記ひずみまたは前記曲げモーメントが暫時的に低減するものとして、前記中間曲率半径が設定される構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記ロール成形部品の全ての前記単位部位において、少なくとも前記設計曲率半径および前記初期曲率半径とが、曲率半径データベースとして事前に準備されており、前記制御部は、前記曲率半径データベースを参照して、前記積算量を算出する構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、さらに、前記支点ロールにおける前記ベンディング経路の上流側に位置し、前記被加工材を当該支点ロールに向けて搬送する搬送ロールを備えている構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記支点ロールの位置が固定され、前記曲げロールのみ前記ロール移動部により移動するよう構成されてもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記曲率半径データベースを構成する前記初期曲率半径としては、少なくとも前記被加工材の物性に基づいて複数の異なる値が設定されており、前記制御部は、前記初期曲率半径の異なる値に応じて、前記ロール移動部を制御する構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記曲げロールにより曲げが付与される直前の前記被加工材は、その断面方向における折返し部位または折曲げ部位を含む断面構造を有する構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記ロール成形部品は、その長手方向に沿って幅および厚さの少なくとも一方が連続的に変化する部位を含む構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記被加工材に対して、その長手方向に幅および厚さの少なくとも一方を連続的に変化させる成形ロール部をさらに備えている構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記支点ロールおよび前記曲げロールの少なくとも一方が、前記被加工材を挟み込むロール対として構成され、前記ロール対の位置を前記被加工材に対して面直となるように調整する、ロール対位置調整部をさらに備えている構成であってもよい。

また、前記構成のロール成形部品の製造装置においては、前記ロール成形部品が航空機用の骨格部材である構成であってもよい。

さらに、本発明に係るロール成形部品の製造方法は、前記の課題を解決するために、被加工材である長尺板材または長尺型材をその長手方向に沿ってロールベンディング加工することにより、その長手方向に沿って曲率が連続的に変化する部位を含むロール成形部品を製造する方法であって、前記被加工材のベンディング経路の上流側に位置する支点ロールにより、ベンディング加工時に前記被加工材が支持されるか、または、前記被加工材の曲げの支点が前記支点ロールになっており、前記支点ロールの前記ベンディング経路の下流側に位置する曲げロールにより、前記被加工材に曲げが付与され、前記支点ロールの位置を基準として、前記曲げロールの位置を相対的に変化させるように、ロール移動部により、当該支点ロールおよび当該曲げロールの少なくとも一方を移動し、前記被加工材に前記支点ロールが当接する位置を支点ロール当接位置とし、前記被加工材に前記曲げロールが当接する位置を曲げロール当接位置とし、前記ロール成形部品の長手方向を複数の単位間隔に区分したときに、前記ロール成形部品におけるそれぞれの前記単位間隔についての曲率半径の設計値を設計曲率半径とし、前記支点ロール当接位置において前記被加工材に付与される曲率半径を初期曲率半径とし、前記ロール成形部品における前記設計曲率半径を実現するために、前記曲げロール当接位置から前記被加工材が送出されるときに当該被加工材に残存する曲率半径を、最終曲率半径としたときに、前記初期曲率半径は、前記被加工材への曲げの付与によるスプリングバックが生じる前に、当該被加工材に対して付与される曲率半径として設定され、前記被加工材が前記支点ロールおよび前記曲げロールの間に搬送された時点で、前記支点ロール当接位置に位置する前記単位部位を支点ロール単位部位とし、前記曲げロール当接位置に位置する前記単位部位を曲げロール単位部位とし、これらの間に位置する前記単位間隔ごとに対応する前記単位部位を中間単位部位としたときに、前記支点ロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記初期曲率半径を付与し、かつ、前記曲げロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記設計曲率半径を付与するべく、前記中間単位部位に対して、前記初期曲率半径から前記設計曲率半径に連続的に変化させるように設定される中間曲率半径を付与し、前記曲げロール単位部位に前記設計曲率半径が付与された場合における、当該中間単位部位および当該曲げロール単位部位における曲げ位置の変化量を積算し、この積算値に基づいて、前記ロール移動部および前記支点ロールおよび前記曲げロールの少なくとも一方を前記ロール移動部により移動する構成であればよい。

本発明では、以上の構成により、ロール成形部品の製造に際して、その長手方向に沿って曲率を良好に変化、調整または制御することが可能なロール成形部品の製造装置および製造方法を提供することができる、という効果を奏する。

本開示に係るロール成形部品の代表的な構成の一例を示す模式的平面図と、当該ロール成形部品の長手方向の曲率変化とを対比する図である。 本開示に係るロール成形部品の他の代表的な構成の一例を示す模式的平面図と、当該ロール成形部品の長手方向の曲率変化とを対比する図である。 本開示に係るロール成形部品のさらに他の代表的な構成の一例を示す模式的平面図と、当該ロール成形部品の長手方向の曲率変化とを対比する図である。 （Ａ）～（Ｅ）は、図１～図３に示すロール成形部品の横断面の代表的な一例を示す模式的断面図である。 （Ａ）は、本開示の実施の形態に係るロール成形部品の製造装置の一例を示す模式図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す製造装置が備えるロール移動部の移動方向の一例を示す模式図である。 （Ａ）は、ロール成形部品および被加工材の絶対位置を説明する模式図であり、（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す製造装置における支持ロールおよび曲げロールの間の相対位置および相対区間を説明する模式図である。 図５に示すロール成形部品の製造装置において、制御部による制御の一例を示す模式図である。 図５に示すロール成形部品の製造装置において、制御部の制御による曲げロールの変化量を算出する一例を示す模式図である。 （Ａ）は、図５に示すロール成形部品の製造装置において、ロール成形部品の曲率半径の変化と、曲げロールのストローク変化との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すグラフにおける曲率半径の変化とストローク変化とのずれを説明する図である。 本開示の実施の形態に係るロール成形部品の製造装置の他の例を示す模式図である。 本開示の実施の形態に係るロール成形部品の製造装置のさらに他の例を示す模式図である。 本開示の実施の形態に係るロール成形部品の製造装置のさらに他の例を示す模式図である。

以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

［被加工材およびロール成形部品］
まず、本開示で製造されるロール成形部品、並びに、このロール成形部品となる前の素材である被加工材について、図１～図３並びに図４（Ａ）～（Ｅ）を参照して具体的に説明する。

本実施の形態では、ロール成形部品として、例えば、航空機胴体の製造に用いられる種々の骨格部材のうち、航空機胴体の断面方向（横方向）に用いられるフレームを例示する。図１、図２または図３に示すように、ロール成形部品２０Ａ～２０Ｃ（フレーム）は、全体的に湾曲した形状を有しているが、長手方向（ロール成形部品２０Ａ～２０Ｃの縦方向、材軸方向）に沿って、曲率が連続的に変化する部分を含んでいる。

具体的には、図１上図に示すロール成形部品２０Ａでは、その長手方向の両端部は、一定の曲率で湾曲する一定曲率部位２０ａおよび２０ｃであるとともに、一定曲率部位２０ａおよび２０ｃの間の部分は、一定曲率部位２０ａにおける一定の曲率から長手方向に連続的に曲率が変化するように湾曲する曲率変化部位２０ｂである。

図１下図は、図１上図に示すロール成形部品２０Ａの長手方向の位置に対応する曲率半径の変化を示すグラフである。このグラフの横軸は、ロール成形部品２０Ａの一方の端部からの距離すなわちロール成形部品２０Ａの長手方向の位置であり、縦軸は、この位置における曲率半径を示す。また、図１上図に示すロール成形部品２０Ａを構成する各部位と図１下図に示すグラフにおける横軸の位置（距離）とは、互いに点線で対応づけている（なお、後述する図２および図３も同様である）。図１上図に示すロール成形部品２０Ａは、図１下図における一点鎖線のグラフで示すように、曲率変化部位２０ｂにおける曲率半径が、一定曲率部位２０ａの曲率半径から徐々に小さくなって一定曲率部位２０ｃにつながるように構成されている。

また、図２上図に示すロール成形部品２０Ｂでは、その長手方向の両端部は、一定曲率部位２０ｄおよび２０ｆであるとともに、一定曲率部位２０ｄおよび２０ｆの間の部分は、一定曲率部位２０ｄにおける一定の曲率から長手方向に連続的に曲率が変化するように湾曲する曲率変化部位２０ｅである。図２上図に示すロール成形部品２０Ｂは、図２下図のグラフに示すように、曲率変化部位２０ｅにおける曲率半径が、一定曲率部位２０ｄの曲率半径から徐々に大きくなって一定曲率部位２０ｆにつながるように構成されている。

さらに、図３上図に示すロール成形部品２０Ｃでは、その長手方向の両端部および中央部は、一定曲率部位２０ｇおよび２０ｋであるとともに、一定曲率部位２０ｇおよび２０ｋの間の部位は、曲率変化部位２０ｈ、一定曲率部位２０ｉおよび曲率変化部位２０ｊで構成されている。なお、説明の便宜上、曲率変化部位２０ｈを第一曲率変化部位２０ｈと称し、曲率変化部位２０ｊを第二曲率変化部位２０ｊと称する。

図３上図に示すロール成形部品２０Ｃでは、図３下図のグラフに示すように、第一曲率変化部位２０ｈの曲率半径が、一定曲率部位２０ｇにおける一定の曲率から長手方向に連続的に曲率が変化するように湾曲し、第二曲率変化部位２０ｊは、一定曲率部位２０ｉにおける一定の曲率から長手方向に連続的に曲率が変化するように湾曲している。したがって、ロール成形部品２０Ｃの一方の端部を構成する一定曲率部位２０ｇから見れば、ロール成形部品２０Ｃは、当該一定曲率部位２０ｇ、第一曲率変化部位２０ｈ、一定曲率部位２０ｉ、第二曲率変化部位２０ｊおよび一定曲率部位２０ｋの順でつながって構成されている。

図１に示すロール成形部品２０Ａの曲率変化部位２０ｂ、または、図２に示すロール成形部品２０Ｂの曲率変化部位２０ｅでは、その曲率変化は、長手方向に沿って徐々に大きくなるか小さくなっている（図１下図または図２下図参照）。これに対して、図３下図のグラフに示すように、図３に示すロール成形部品２０Ｃにおける第一曲率変化部位２０ｈでは、曲率半径が長手方向に沿って一旦小さくなって極小に至ってから大きくなるように変化しており、第二曲率変化部位２０ｊでは、長手方向に沿って曲率半径が一旦大きくなって極大に至ってから小さくなるように変化している。

曲率変化部位２０ｂ，２０ｅ，２０ｈおよび２０ｊにおける曲率半径の変化は、前述した図１～図３に示す例に限定されない。同様に、一定曲率部位２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｉまたは２０ｋの具体的構成も特に限定されない。図１～図３のいずれに示す例においても、一定の曲率を有する曲線状（湾曲形状）に形成されているが、例えば、曲率半径が無限大すなわち直線状であってもよい。この場合、「一定曲率部位」を「直線部位」と言い換えてもよい。

なお、ロール成形部品２０Ａ～２０Ｃの長手方向の位置を便宜上「部品位置」とする。この部品位置は、後述するように、ロール成形部品２０Ａ～２０Ｃの一端を基準（例えば０ｍｍ）とする長手方向の絶対位置（一端からの長さまたは距離）として定義することができる。

ロール成形部品２０Ａ～２０Ｃをまとめてロール成形部品２０とすれば、ロール成形部品２０の断面形状は特に限定されず、予め設定される所定の形状であればよい。ロール成形の特徴を生かした断面形状としては、例えば、図４（Ａ）に示すように、断面方向の両縁部が互いに異なる方向に折り曲げられた形状、すなわち、アルファベットの「Ｚ」字状（Ｚ型）の形状を挙げることができる。

あるいは、ロール成形部品２０の断面形状としては、図４（Ｂ）に示すように、断面方向の一方の縁部が折り曲げられた形状、すなわち、アルファベットの「Ｌ」字状（Ｌ型）であってもよいし、図４（Ｃ）に示すように、断面方向の両縁部が互いに同じ方向に折り曲げられた形状、すなわち、アルファベットの「Ｃ」字状（Ｃ型）であってもよいし、図４（Ｄ）に示すように、Ｃ型を互いに逆方向に組み合わせた形状（断面方向の両縁部が互いに反対方向に折り曲げられ、断面方向の中央部が両縁部に対向するように折り曲げられた形状）、すなわち、アルファベットの「Ｓ」字状（Ｓ型）であってもよいし、図４（Ｅ）に示すように、断面方向の両縁部に対して中央部を突出（もしくは陥没）させた形状、すなわち、ハット型（もしくはΩ型）であってもよい。

言い換えれば、ロール成形の特徴を生かした断面形状としては、断面方向の少なくとも一方の縁部を折り曲げた形状（Ｚ型、Ｌ型、Ｃ型等）、あるいは、断面方向の中央部を折り曲げた形状（ハット型等）、あるいはその組合せ（Ｓ型等）を挙げることができる。もちろん、ロール成形部品２０の断面形状は、図４（Ａ）～（Ｅ）に示す形状以外であってもよいことは言うまでもない。

また、図４（Ａ）に示すＺ型の断面形状では、断面方向の両縁部のうち一方の縁部（図中上側）のみがさらに内側に折り曲げられた形状となっているが、Ｚ型のロール成形部品２０の横断面形状はこれに限定されない。例えば、他方の縁部のみがさらに折り曲げられてもよいし、両縁部の外側がそれぞれ折り曲げられた形状であってもよい。図４（Ｂ）に示すＬ型、図４（Ｃ）に示すＣ型、もしくは、図４（Ｄ）に示すＳ型の縁部においても、同様にさらなる折曲げ部が形成されてもよいし形成されなくてもよい。

また、例えば、図１～図３に示すロール成形部品２０Ａ～２０Ｃが、いずれもその断面形状がＺ型でれば、長手方向のいずれの部位においても、その断面形状は同一のＺ型（図４（Ａ）参照）であればよい。しかしながら、本開示で製造されるロール成形部品２０はこれに限定されず、長手方向の部位ごとに断面形状の異なるもの（フレキシブル断面形状を有するもの）であってもよい。説明の便宜上、前者については「均一断面成形部品」と称し、後者については「フレキシブル断面成形部品」と称する。

また、ロール成形部品２０の材質も特に限定されない。ロール成形部品２０がフレーム等の航空機用部品であれば、当該ロール成形部品２０の材質としては、アルミニウムまたはその合金（アルミニウム系材料）が挙げられるが、他の分野に用いられる部品であれば、鋼材等の鉄系材料（鉄または鉄を含有する合金）も挙げられる。

ロール成形部品２０がフレキシブル断面形状を有する場合では、断面形状によっては断面剛性に違いが生じる可能性がある。また、同一のロールベンディング装置を用いて同じ形状のロール成形部品２０に同じ湾曲を形成する場合、材質が異なれば、形状および湾曲が同一であっても断面剛性に違いが生じる。材質の相違としては、例えば、アルミニウム系材料と鉄系材料との相違のように、主成分となる金属材料の相違が挙げられる。また、アルミニウム系材料として分類される複数の合金材料であっても、合金の種類等によって異なる断面剛性を呈する場合が挙げられる。本開示で製造されるロール成形部品２０は、このように当該ロール成形部品２０の長手方向の途中から断面形状が異なる、あるいは、途中から材質が異なる等のように、異なる断面剛性を有するものであってもよい。

なお、ロール成形部品２０が、航空機用部品である場合、当該ロール成形部品２０の具体例としてはフレームに限定されず、例えば、ストリンガー、スティフナー、スパー、フロアビーム、リブ、フレーム等を挙げることができる。これらは、航空機の骨格部材であるが、ロール成形部品２０は、このような骨格部材に限定されず、他の航空機用部品であってもよい。加えて、本開示で製造されるロール成形部品２０は、航空機用部品に限定されず、自動車分野または建材分野等の他の分野で用いられる、湾曲を有する部品にも好適に用いることができる。

本開示においては、例えば、所定の断面形状が予め形成された長尺型材に対して湾曲が形成（湾曲が付与）されることによりロール成形部品２０が製造されてもよいし、所定の断面形状が形成される前の平坦な長尺板材に対して、所定の断面形状が形成される工程に連続して、湾曲が形成される工程が行われてもよい。本開示においては、図１～図３に示すような「ロール成形部品２０」を「湾曲が形成された部品（または部材）」と定義とすれば、「湾曲が形成される前の部品（または部材）」を、便宜上「被加工材」と称する。

ロール成形部品２０に対して、断面形状の形成および湾曲の形成以外に、他の公知の加工がなされていれば、「被加工材」には、何ら加工がなされていない板材（あるいは原料素材）だけでなく、湾曲形成以外の加工が既になされているものも含まれる。断面形状の形成またはこれ以外の他の加工は、公知の方法で行われればよい。特に、断面形状の形成は、本開示における湾曲の形成とともに公知のロール成形により行うことができる。

［ロール成形部品の製造装置］
次に、本実施の形態に係るロール成形部品の製造装置について、図５（Ａ），（Ｂ）を参照して具体的に説明する。

図５（Ａ）に示すように、本実施の形態に係るロール成形部品の製造装置１０Ａ（以下「製造装置１０Ａ」と略す）は、支点ロール１１、曲げロール１２、搬送ロール１３、制御部３０、曲率半径データベース３１、およびロール移動部３２等を備えている。製造装置１０Ａは、支点ロール１１および曲げロール１２を少なくとも備えており、被加工材である例えば長尺型材２１をその長手方向に沿ってロールベンディング加工することにより、前述したロール成形部品２０を製造する。なお、製造装置１０Ａにおいて、長尺型材２１を搬送してロールベンディング加工する経路をベンディング経路と称する。

支点ロール１１は、曲げロール１２から見てベンディング経路の上流側に位置し、ベンディング加工時に長尺型材２１を支持するか、または、長尺型材２１の曲げの支点となる。曲げロール１２は、支点ロール１１から見てベンディング経路の下流側に位置し、支点ロール１１の位置に対して移動可能に構成されている。曲げロール１２が移動することによって支点ロール１１の位置で長尺型材２１に曲げを付与することができる。

搬送ロール１３は、支点ロール１１から見てベンディング経路の上流側に位置し、長尺型材２１を支点ロール１１に向けて搬送（送出）する。したがって、製造装置１０Ａにおいては、ベンディング経路の上流から搬送ロール１３、支点ロール１１、および曲げロール１２の順で位置している。なお、支点ロール１１および曲げロール１２の間におけるベンディング経路を、説明の便宜上「ロール間経路」と称する。

支点ロール１１、曲げロール１２、および搬送ロール１３の具体的な構成は特に限定されず、ロールベンディング装置の分野で公知の種々の成形ロールを用いることができる。例えば、図５（Ａ）に示す構成では、支点ロール１１、曲げロール１２、および搬送ロール１３のいずれも単一のロールであるが、後述する変形例に示すように、少なくともいずれか一つのロールが、対抗する２つのロールにより構成されるロール対であってもよい。

制御部３０は、製造装置１０Ａの動作を制御する。特に本実施の形態では、後述するように、曲率半径データベース３１を参照してロール移動部３２の動作を制御する。曲率半径データベース３１は、被加工材である長尺型材２１に対して所望の曲率半径（または曲率）を付与するために、曲率半径（または曲率）の設計値等をデータベースとして記憶する。ロール移動部３２は、支点ロール１１の位置を基準として、曲げロール１２の位置を相対的に変化させるように、支点ロール１１および当該曲げロール１２の少なくとも一方を移動させる。

本実施の形態では、支点ロール１１の位置が固定され、曲げロール１２のみロール移動部３２により移動するよう構成されている。曲げロール１２は、ベンディング経路（被加工材の搬送方向または送出方向）に対して交差する方向（例えば垂直方向）にストローク移動するよう構成されている。

なお、曲げロール１２の移動方向は、ストローク移動のような一次元の移動に限定されず、二次元的に移動してもよい。支点ロール１１が移動可能な場合も、その移動方向は曲げロール１２の移動方向と同様にストローク移動してもよいし二次元的に移動してもよい。また、後述する変形例のように、曲げロール１２が、対向する２つのロールにより構成されるロール対である場合、このロール対は、ストロークを伴っても常にベンディング経路（被加工材）に対して交差する方向（例えば略垂直方向）になるように、ロール対そのものを回転する回転軸を備える構成であることが好ましい。

図５（Ａ）において、支点ロール１１が長尺型材２１（被加工材）に当接する位置を便宜上、支点ロール当接位置１１ａとする。同様に、曲げロール１２が長尺型材２１に当接する位置を便宜上、曲げロール当接位置１２ａとする。支点ロール当接位置１１ａおよび曲げロール当接位置１２ａは、いずれも図５（Ａ）において短い破線で囲んだ領域として図示している。

制御部３０、曲率半径データベース３１、ロール移動部３２の具体的な構成は特に限定されず、ロールベンディング装置の分野で公知の制御構成または移動機構を好適に用いることができる。例えば、制御部３０は、マイクロコンピュータまたはマイクロコントローラのＣＰＵで構成されればよい。曲率半径データベース３１は、マイクロコンピュータまたはマイクロコントローラが読み出し可能な記憶部として構成されていればよい。この記憶部は、製造装置１０Ａに内蔵される構成であってもよいし外部接続される構成であってもよい。

ロール移動部３２は、成形ロールの位置を変化させることのできる公知のアクチュエータ等であってもよいし、公知のリニアガイド等に沿ってロール１２を移動させることができる構成であってもよい。例えば、曲げロール１２によって長尺型材２１に曲げが加えられる方向を第一方向とする。このとき、図５（Ｂ）に示すように、ロール移動部３２は、第一方向であるＸ－Ｘ方向に沿ってリニアガイド等を設けることにより、曲げロール１２をＸ－Ｘ方向に移動させることができる。

また、曲げロール１２が成形中の長尺型材２１に当接している場合に、その当接部位における略法線方向、言い換えれば、ロール当接位置１２ａにおける略法線方向を、第二方向とする。このとき、図５（Ｂ）に示すように、ロール移動部３２は、第二方向であるＹ－Ｙ方向に沿ってリニアガイド等を設けることにより、曲げロール１２を、Ｘ－Ｘ方向だけでなくＹ－Ｙ方向に移動させることもできる。

さらに、支点ロール当接位置１１ａと曲げロール当接位置１２ａとの間隔が変更されると、後述するように、ロール成形部品２０の長手方向を複数の単位間隔に区分する際、もしくは、長尺型材２１に付与される曲率半径を算出する際等において、単位間隔の設定もしくは曲率半径の算出が煩雑になる可能性がある。そこで、支点ロール当接位置１１ａと曲げロール当接位置１２ａとの間隔を調整するために、ロール移動部３２は、曲げロール１２の移動方向として回転方向を与えるように構成されてもよい。

例えば、図５（Ｂ）に示すように、ロール移動部３２が、第一方向であるＸ－Ｘ方向、および、第二方向であるＹ－Ｙ方向に曲げロール１２を移動可能に構成している場合に、さらに、Ｚ－Ｚ方向に曲げロール１２を移動可能に構成されてもよい。このＺ－Ｚ方向は、曲げロール１２の位置を回転するように移動させる方向（回動方向）であればよい（この回動方向は、曲げロール１２の自転方向ではない）。

なお、図５（Ａ）では、ロール移動部３２は機能ブロックとして図示している。また、図５（Ａ）では、ロール移動部３２のブロックと曲げロール１２とを実線の線分でつないで図示している。これにより、ロール移動部３２が曲げロール１２を移動可能に構成されることを模式的に示している。また、図５（Ａ）では、制御部３０のブロックと、曲率半径データベース３１およびロール移動部３２のブロックとを点線の線分でつないで図示している。これにより、制御部３０が、曲率半径データベース３１からデータを読み出したりロール移動部３２を制御したりすることを模式的に示している。

本実施の形態では、曲率半径データベース３１には、部品位置（ロール成形部品２０の長手方向の位置）に基づいて、設計曲率半径、初期曲率半径、および中間曲率半径の３種類の曲率半径データが少なくとも記憶されている。また、曲率半径データベース３１には、曲率半径に関連する他のデータが記憶されてもよい。これら曲率半径は、ロール成形部品２０の所定の部品位置に対応する部位に設定される。

まず、設計曲率半径について説明する。例えば、図６（Ａ）に示すように、ロール成形部品２０の長手方向を複数の単位間隔Ｄに区分したとする。図６（Ａ）では、ロール成形部品２０における搬送方向（図中ブロック矢印で示す）の下流側の一端を「基準端２０ｐ」として規定している。基準端２０ｐは、部品位置としては０ｍｍとなる。単位間隔Ｄは、一定距離の部品位置ｄ１ｍｍ，ｄ２ｍｍ，ｄ３ｍｍ，ｄ４ｍｍ，ｄ５ｍｍ・・・の間として設定される。設計曲率半径は、ロール成形部品２０におけるそれぞれの単位間隔Ｄに対応する単位部位２０ｑについての曲率半径の設計値である。

なお、「単位部位２０ｑ」とは、ロール成形部品２０におけるそれぞれの単位間隔に対応する部位（部分）を意味する。単位部位２０ｑの設定は特に限定されないが、図６（Ａ）に示す例では、単位間隔Ｄの両端の部品位置のうち搬送方向の上流側（基準端２０ｐの反対側、他端側）の部品位置を、当該単位間隔Ｄの単位部位２０ｑとして設定している。具体的には、図６（Ａ）に示すように、基準端２０ｐから１番目の単位間隔Ｄであれば、部品位置ｄ１ｍｍに対応する部位が当該単位間隔の単位部位２０ｑに相当する。基準端２０ｐから２番目の単位間隔Ｄであれば、部品位置ｄ２ｍｍに対応する部位が当該単位間隔Ｄの単位部位２０ｑに相当する。それぞれの単位間隔Ｄの設計曲率半径は、これら単位部位２０ｑに対して設定される。

また、ロール成形部品２０は、製造装置１０Ａによりベンディング加工が施された部材（加工済部材、加工製品）であるが、図６（Ａ）に示すように、単位間隔Ｄは、ロール成形部品２０だけでなく、ベンディング加工が施される前の「被加工材（あるいは原材）」である長尺型材２１にも設定することができる。それゆえ、長尺型材２１においても、ロール成形部品２０と同様に、基準端２１ｐが規定され、この基準端２１ｐからの絶対位置が部品位置であり、任意の部品位置に対応する部位２１ｑが単位部位２１ｑであり、単位間隔Ｄは、一定距離の部品位置の間として設定される。

したがって、後述する説明では、「部品位置」、「単位間隔Ｄ」、および「単位部位２０ｑ」という用語（定義）は、加工済部材であるロール成形部品２０だけでなく、製造装置１０Ａでベンディング加工されている途中の長尺型材２１にも適応されるものとする。

ここで、図５（Ａ）に示すように、支点ロール１１および曲げロール１２の間には所定の距離（間隔）が形成される。また、ベンディング加工中の長尺型材２１は、支点ロール１１および曲げロール１２の間のロール間経路を搬送される。任意の部品位置２０ｑに所定の曲率半径を付与する上では、当該長尺型材２１（ロール成形部品２０）の長手方向の絶対位置（部品位置２０ｑ）に加えて、支点ロール１１および曲げロール１２の間の相対位置についても定義する必要がある。

支点ロール当接位置１１ａと曲げロール当接位置１２ａとの間の距離（すなわちロール間経路の長さ）を、説明の便宜上「ロール間隔」と略すと、図６（Ｂ）に示すように、支点ロール当接位置１１ａにおいて、支点ロール１１が長尺型材２１に当接している理想的な当接点を、ロール間隔の「開始位置Ｒｓ」（黒のブロック矢印Ｒｓ）と定義することができる。また、曲げロール当接位置１２ａにおいて、曲げロール１２が長尺型材２１に当接している理想的な当接点を、ロール間隔の「終了位置Ｒｔ」（黒のブロック矢印Ｒｔ）と定義することができる。

この開始位置Ｒｓから終了位置Ｒｔまでの距離（ロール間隔）は、単位間隔Ｄと同一の複数の間隔（下位間隔）に区分される。ロール間隔の区分数（下位間隔の数）は特に限定されず、図６（Ｂ）に示す例では、４つの下位間隔に区分されている。具体的には、開始位置Ｒｓを「相対位置ｎ０」とし、終了位置Ｒｔを「相対位置ｎ４」として、これらの間に等間隔の「相対位置ｎ１～ｎ３」を設定する。隣接する相対位置ｎ０～ｎ４の間隔（下位間隔）は、長尺型材２１（ロール成形部品２０）の単位間隔Ｄと同一であればよい。

言い換えれば、製造装置１０Ａの具体的な構成に基づいて、支点ロール１１および曲げロール１２の間のロール間経路を、例えば整数の等間隔に区分して複数の相対位置を設定し、この相対位置の間隔に合わせて、ロール成形部品２０および長尺型材２１の単位間隔Ｄを設定することができる。なお、図６（Ａ）では、「単位部位」を説明する便宜上、「２０ｑ」という符号を付しているが、図６（Ｂ）、並びに、後述する説明で参照する図７等においては、相対位置ｎ０～ｎ４を図示する便宜上、長尺型材２１の単位部位を図示しない。また、図７等を参照して説明する際にも「単位部位」には「２０ｑ」の符号は付さない。

ここで、相対位置ｎ０～ｎ４は、支点ロール１１および曲げロール１２が長尺型材２１に対して接する理想点な接点を基準としている。しかしながら、実際のベンディング加工においては、支点ロール１１および曲げロール１２は、長尺型材２１に対して「点」ではなく「線」または所定の「区間」（もしくは区間の一部）が当接することになる。それゆえ、図６（Ｂ）に示すように、ロール間隔の区分は、理想的な「点」である相対位置ｎ０～ｎ４ではなく、図中点線で囲んで示す「相対区間ｚ０～ｚ４」（下位間隔に対応）として設定することもできる。

相対区間ｚ０は、ロール間隔の開始位置Ｒｓを中央点とする区間として設定され、この区間の距離は、長尺型材２１（ロール成形部品２０）の単位間隔Ｄと同一であればよい。同様に、図６（Ｂ）に示す例では、相対位置ｎ１～ｎ４を中央点とする相対区間ｚ１～ｚ４を設定することができる（したがって、相対区間ｚ４は、ロール間隔の終了位置Ｒｔを中央点とする区間として設定される）。相対区間ｚ１～ｚ４の距離は、いずれも相対区間ｚ０と同様に単位間隔Ｄと同一であればよい。

次に、初期曲率半径について説明する。初期曲率半径は、支点ロール当接位置１１ａにおいて長尺型材２１等の被加工材に付与される曲率半径の値である。具体的には、この初期曲率半径は、長尺型材２１が曲げロール当接位置１２ａを通過した後、すなわち、スプリングバック後あるいは曲げモーメントが開放された後には、所望の曲率半径（すなわち設計曲率半径と同値）になるように予め計算された値であり、被加工材への曲げの付与によるスプリングバックが生じる前もしくはひずみが低減する前に、当該被加工材に対して付与される曲率半径の値として設定される。

さらに、曲げロール当接位置１２ａから長尺型材２１等の被加工材が送出されるときにこの被加工材に残存する曲率半径を、最終曲率半径とする。前記の通り、ロール成形部品２０においては、予め各単位部位においてそれぞれ具体的な設計曲率半径が設定されているので、実際に製造されたロール成形部品２０では、各単位部位において設計曲率半径の具体的な値が実現されることになる。それゆえ、理想的には、設計曲率半径は、実質的に最終曲率半径と同一であればよく、あるいは、ロール成形部品２０において要求される曲率半径の精度の範囲内で、最終曲率半径が設計曲率半径に近似していればよい。

ここで、支点ロール１１から長尺型材２１等の被加工材が送出されると、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに至るまでの区間では、長尺型材２１における曲率半径は滑らかに変化する。具体的には、ロール成形部品２０の同一の単位部位においては、長尺型材２１に付与される曲率半径は、後述するように、支点ロール１１を通過したときの初期曲率半径から、曲げロール１２を通過したときの最終曲率半径に滑らかに変化する。それゆえ、この滑らかな曲率半径の変化を考慮して、各単位部位において設計曲率半径の個別の値が設定される。

ロール成形部品２０の全ての単位部位において、設計曲率半径の具体的な値が設定されるので、これら設計曲率半径の具体的な値に対応する初期曲率半径の具体的な値も設定され、これら曲率半径の具体的な値がセットとなって、曲率半径データベース３１に準備される。

次に、中間曲率半径について説明する。前述したように、長尺型材２１に対しては、曲げロール１２の移動により支点ロール当接位置１１ａにおいて曲げが付与される。ただし、前記の通り、支点ロール１１および曲げロール１２の間には所定の距離（ロール間隔）が形成されており、長尺型材２１は、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに向かって搬送される。それゆえ、ベンディング経路のうちロール間経路では、支点ロール当接位置１１ａで曲げが付与された部位に対しては、その後に曲げロール１２からも応力が加えられることになる。

前記の通り、支点ロール１１および曲げロール１２は所定のロール間隔を開けて位置している。そのため、後述するように、支点ロール１１で曲げが付与された長尺型材２１の任意の部位は、ロール間経路を搬送されて曲げロール当接位置１２ａに向かって進む間に、作用しているひずみもしくは曲げモーメントが徐々に変化する。それゆえ、ロール間経路に位置する単位部位に対しては、ひずみもしくは曲げモーメントの変化を考慮した曲率半径である「中間曲率半径」を設定する必要がある。

この中間曲率半径は、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに至るまでの単位部位のそれぞれに対して、初期曲率半径から設計曲率半径に連続的に変化させるように設定されるものであればよい。この中間曲率半径の具体的な設定方法は特に限定されないが、本実施の形態では、任意の単位部位が支点ロール当接位置１１ａにあったときに付与された初期曲率半径の値と、当該単位部位が曲げロール当接位置１２ａに至るまでに変化するひずみまたは曲げモーメントとから設定することができる。

長尺型材２１の単位部位においては、通常、曲げロール当接位置１２ａに近づくに伴ってひずみまたは曲げモーメントは暫時的に（徐々に）低減する。それゆえ、中間曲率半径は、支点ロール当接位置１１ａで付与された初期曲率半径、並びに、ひずみまたは曲げモーメントの低減の程度に基づいて設定すればよい。

制御部３０は、曲率半径データベース３１を参照して、長尺型材２１等の被加工材が支点ロール１１から送出されるときに、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに至るまでにおける、単位部位ごとの曲げ位置の変化量を積算して、曲げロール１２の移動量である「ロール移動量」として算出する。この変化量については後述する。制御部３０は、この積算量（ロール移動量）に基づいて、ロール移動部３２により支点ロール１１および曲げロール１２の少なくとも一方を移動させる。図５（Ａ）に示す構成では、積算量に基づいて曲げロール１２のみを移動させる。これにより、得られるロール成形部品２０においては、長手方向の所望の位置に、曲率が連続的変化する部分を形成することができる。

［制御部によるロール移動部の制御例］
次に、本実施の形態に係る製造装置１０Ａにおいて、制御部３０がロール移動部３２を制御して、支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対位置を変化させて、得られるロール成形部品２０に対して曲率変化部位２０ｂ（図１参照），曲率変化部位２０ｅ（図２参照）、もしくは第一曲率変化部位２０ｈまたは第二曲率変化部位２０ｊ（図３参照）を形成する構成について、図７および図８を参照して具体的に説明する。

例えば、図７に示すように（図５（Ａ）に示す状態と同じ）で、被加工材である長尺型材２１が支点ロール１１から曲げロール１２に向かって（ブロック矢印Ｆで示す搬送方向に向かって）送出されているとする。このとき、支点ロール当接位置１１ａと曲げロール当接位置１２ａとの間には、前記の通り、ロール間隔を等分するように相対位置ｎ０～ｎ４が設定される。相対位置ｎ０～ｎ４同士の距離は、前記の通り、単位間隔Ｄと同一の距離（間隔）である。また、相対位置ｎ０～ｎ４に代えて相対区間ｚ０～ｚ４を設定してもよい（図６（Ｂ）参照）。

長尺型材２１に対しては、前記の通り、ロール間隔を等分した相対位置ｎ０～ｎ４の間隔と同一の距離となるように複数の単位間隔Ｄが設定されている（図６（Ａ）参照）。これら単位間隔Ｄに対応する各単位部位（図６（Ａ）参照）には、前記の通り、設定曲率半径、初期曲率半径、および中間曲率半径が設定される。

図７に示す例では、ロール間隔は単位間隔Ｄと同じ間隔で模式的に４つに区分している。そのため、このロール間隔には、支点ロール当接位置１１ａおよび曲げロール当接位置１２ａを含めて、合計５つの相対位置が模式的に設定される。図７では、支点ロール当接位置１１ａを相対位置ｎ０と設定すれば、ロール間隔には、ベンディング経路の下流側に向かって単位間隔Ｄごとに相対位置ｎ１、相対位置ｎ２、相対位置ｎ３および相対位置ｎ４が設定される。相対位置ｎ４は曲げロール当接位置１２ａに相当する。

ロール成形部品２０に対しては、単位間隔Ｄごとの単位部位に設計曲率半径が設定されている。単位間隔Ｄの具体的な数値は特に限定されないが、本実施の形態では、１つの単位間隔Ｄを例えば１０ｍｍに設定する。図７の下図には、曲率半径データベース３１として記憶されている設計曲率半径、初期曲率半径および中間曲率半径等のデータの一例を、表Ｔ０として図示している。

ここで、図７に示すように、長尺型材２１がロール間経路に搬送された任意の時点では、任意の単位部位が支点ロール当接位置１１ａに位置しているとともに、搬送方向Ｆの下流側に位置する別の単位部位が曲げロール当接位置１２ａに位置している。また、支点ロール当接位置１１ａおよび曲げロール当接位置１２ａの間（ロール間経路）には、複数（図７では３つの単位部位）が位置している。

そこで、説明の便宜上、支点ロール当接位置１１ａに位置する単位部位を「支点ロール単位部位」とし、曲げロール当接位置１２ａに位置する単位部位を「曲げロール単位部位」とする。また、これら単位部位の間に位置する単位間隔ごとに対応する単位部位を「中間単位部位」とする。図７に示す例では、相対位置ｎ０に位置する単位部位が「支点ロール単位部位」であり、相対位置ｎ４に位置する単位部位が「曲げロール単位部位」であり、相対位置ｎ１～ｎ３に位置する単位部位がそれぞれ「中間単位部位」である。

前記の通り、ロール間隔は、単位間隔Ｄと同一長さの複数の間隔に区分されている。それゆえ、相対位置ｎ１に位置する中間単位部位は相対位置ｎ０から見て１つ目の単位間隔Ｄに対応する単位部位であり、相対位置ｎ２に位置する中間単位部位は相対位置ｎ０から見て２つ目の単位間隔Ｄに対応する単位部位であり、相対位置ｎ３に位置する中間単位部位は相対位置ｎ０から見て３つ目の単位間隔Ｄに対応する単位部位である。

長尺型材２１の任意の単位部位は、ロール間経路に搬送される過程で、支点ロール単位部位となり、複数の中間単位部位となり、曲げロール単位部位となる。つまり、長尺型材２１の搬送の過程で、同一の単位部位が、支点ロール単位部位、中間単位部位、または曲げロール単位部位に順次移行するとみなすことができる。そして、任意の単位部位が、支点ロール単位部位であるときには、当該単位部位の部品位置に応じた値の初期曲率半径が付与され、曲げロール単位部位であるときには、当該単位部位の部品に応じた値の設計曲率半径が付与される。

さらに、任意の単位部位が中間単位部位であるときには、その曲率半径が、支持ロール単位部位であるときの初期曲率半径の値から、曲げロール単位部位であるときの設計曲率半径の値まで連続的に変化する値である中間曲率半径となっている。図７に例示する表Ｔ０では、長尺型材２１（ロール成形部品２０）の任意の単位部位（部品位置）における、初期曲率半径、設計曲率半径、および中間曲率半径がまとめられている。

具体的には、表Ｔ０では、部品位置１０００ｍｍから１０ｍｍごとの合計６つの部品位置を例示（１０００ｍｍ，１０１０ｍｍ，１０２０ｍｍ，１０３０ｍｍ，１０４０ｍｍ，および１０５０ｍｍ）しているため、単位間隔ＤとしてはＤ１～Ｄ５の合計５つが例示されている。なお、図７では、搬送方向Ｆの下流側（部品位置の数値の小さい側）から単位間隔Ｄ５，Ｄ４，Ｄ３，Ｄ２，Ｄ１と図示している。

また、各単位間隔Ｄ１～Ｄ５に対応する単位部位は、本実施の形態では、前記の通り、当該単位間隔Ｄ１～Ｄ５の下流側の部品位置に設定する。例えば、表Ｔ０における単位間隔Ｄ１は、部品位置１０４０ｍｍ～１０５０ｍｍの間であるが、この単位間隔Ｄ１に対応する長尺型材２１の部品位置は、下流側の１０４０ｍｍの単位部位である。

そして、表Ｔ０においては、図中左側から順に、部品位置（単位部位）のカラム（図中「部品」）、部品位置に対して設定される設計曲率半径のカラム（図中「Ｒ０」）、部品位置に対して設定される初期曲率半径のカラム（図中「ｎ０」）、各相対位置ｎ１～ｎ３に部品位置が到達したときに当該部品位置に対して設定される中間曲率半径のカラム（図中「ｎ１～ｎ３」）、相対位置ｎ４に部品位置が到達したときに当該部品位置に対して設定される曲率半径のカラム（図中「ｎ４」）である。

本実施の形態では、相対位置ｎ１～ｎ３の各カラムにはそれぞれ中間曲率半径が設定されている。これら中間曲率半径は、これら相対位置に達した任意の単位部位が支点ロール単位部位であったときに付与された初期曲率半径と、その後に曲げロール単位部位に移行するまでに変化するひずみまたは曲げモーメントとから推算される推算値である。

また、相対位置ｎ４に設定される曲率半径は、設計曲率半径と同一となる値である（Ｒ０のカラムおよびｎ４のカラムの数値参照）。相対位置ｎ４は、任意の単位部位が曲げロール単位部位であるときに対応する。それゆえ、任意の単位部位が曲げロール単位部位であれば（相対位置ｎ４に達すれば）、当該単位部位の部品位置に対応する値の設計曲率半径が付与されることになる。

ここで、相対位置ｎ４は、曲げロール当接位置１２ａでありロール間隔の終了位置Ｒｔである。それゆえ、相対位置ｎ４に到達した部品位置に対して設定される曲率半径は、「終了位置曲率半径」ということができる。終了位置曲率半径は、前記の通り設計曲率半径と同一の値である。また、相対位置ｎ０は支持ロール当接位置１１ａであり、ロール間隔の開始位置Ｒｓでもある。それゆえ、相対位置ｎ０に到達した部品位置に対して設定される曲率半径は、前記の通り初期曲率半径であるとともに、「開始位置曲率半径」ということができる。言い換えれば、「開始位置曲率半径」として初期曲率半径と同一の値を設定すると表現することができる。

なお、表Ｔ０においては、中間曲率半径が初期曲率半径から設計曲率半径に連続的に変化させるように設定された値であることを理解しやすくする便宜上、中間曲率半径が１０ｍｍずつ等量で連続的に変化するように記載している。しかしながら、実際には、ひずみが累乗的に変化するように、相対位置ｎ１から相対位置ｎ４までの区間での曲率半径も累乗的に変化している。それゆえ、設定される中間曲率半径も累乗的に変化する値として設定すればよい。

任意の単位部位における設計曲率半径、初期曲率半径、中間曲率半径、および終了位置曲率半径の一例について、例えば、部品位置１０１０ｍｍの単位部位を挙げて説明する。部品位置１０１０ｍｍの単位部位では、表Ｔ０に示すように、設計曲率半径は２０００ｍｍに設定される。この単位部位が支点ロール当接位置１１ａに達するとき（支点ロール単位部位に移行したとき、あるいは、相対位置ｎ０に達したとき）には、支点ロール１１により長尺型材２１に対して付与される初期曲率半径は１９６０ｍｍに設定される。

その後、この単位部位が、支点ロール当接位置１１ａから下流側の相対位置ｎ１まで進めば（第一の中間単位部位に移行すれば）、その中間曲率半径は１９７０ｍｍに設定される。この単位部位がさらに下流側の相対位置ｎ２まで進めば（第二の中間単位部位に移行すれば）、その中間曲率半径は１９８０ｍｍに設定される。この単位部位がさらに下流側の相対位置ｎ３まで進めば（第三の中間単位部位に移行すれば）、その中間曲率半径は１９９０ｍｍに設定される。

この単位部位が、さらに下流側の相対位置ｎ４まで進めば、その終了位置曲率半径は設計曲率半径と同じ値である２０００ｍｍに設定される。相対位置ｎ４は、ロール間経路の最終位置（ロール間隔の終了位置Ｒｔ）であり、曲げロール当接位置１２ａである。それゆえ、部品位置１０１０ｍｍの単位部位は曲げロール単位部位に移行したことになり、当該部品位置に応じた設計曲率半径が付与される。

なお、ロール間経路における中間単位部位の数は特に限定されない。図７に示す例では、ロール間隔が４つに等分され、５つの相対位置ｎ０～ｎ４が設定される。それゆえ、相対位置ｎ１～ｎ３に位置する単位部位が中間単位部位となるので、図７では、３つの中間単位部位が設定されることになる。前記の通り、ロール間隔を複数の相対位置（または相対区間）に区分する数は特に限定されないので、中間単位部位の数は、これら相対位置の区分数に応じた数となる。それゆえ、中間単位部位の数は１つ以上あればよい。

支点ロール当接位置１１ａすなわち相対位置ｎ０において、設計曲率半径と同じ値（例えば、部品位置１０１０ｍｍでは曲率半径２０００ｍｍ）を長尺型材２１に対して付与したとする。本発明者らの検討によれば、長尺型材２１が支点ロール当接位置１１ａから送出されていくと、相対位置ｎ０で最大ひずみが与えられ、下流側の相対位置ｎ１～ｎ４にそれぞれ達した時点では、同じ部品位置におけるひずみが累乗的に低減し、相対位置ｎ４を通過したときに残存するひずみが永久変形として最終的な形状を形成することが明らかとなった。これは、いわゆるスプリングバック後の形状ということができる。

より具体的には、本発明者らの検討によれば、従来のロール成形部品の製造装置では、曲率が連続的に変化するロール成形部品２０を製造するために、被加工材の所定の位置で単純に曲率に比例するように、ロール移動部３２により支点ロール１１を基準として曲げロール１２の位置の相対変化を付与しても、所望の曲率変化が得られず屈曲したり曲げそのものが形成されなかったりすることが明らかとなった。

また、本発明者らの検討によれば、曲げロール１２による曲げの付与に際しては、（１）支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対的な位置を後述するように徐々に変化させなければ、連続的な所望の曲率の変化が得られないこと、並びに、（２）曲げロール１２による曲げの付与では、被加工材にスプリングバックが発生するが、スプリングバックの影響を考慮して、相対位置ｎ０に位置する単位部位に対して、単に初期曲率半径の付与に相当するように曲げロール１２の位置を変化させるだけでは、所望の曲率の変化が得られないことが明らかとなった。

この理由は、（１）被加工材に対する最大の曲げひずみの付与は、実際には支点ロール当接位置１１ａで発生していること、並びに、（２）支点ロール１１および曲げロール１２の間では、被加工材がすでに支点ロール１１を通過しているため、当該被加工材が曲げられた状態になっていること、に起因しているためである。したがって、支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対位置を、単純に連続的な曲率の変化に比例するような値で変化させるだけでは、最終的に得られるロール成形部材に対して所望の連続的な曲率変化が得られない。

そこで、本開示においては、支点ロール当接位置１１ａすなわち相対位置ｎ０において、設計曲率半径と同じ値ではなく、ひずみの低減およびスプリングバック（あるいは、曲げモーメントの付与による見かけ上の曲がり具合）を見込んだ初期曲率半径を付与する。例えば、長尺型材２１における部品位置１０１０ｍｍの単位部位を、便宜上「注目部位」とすれば、この注目部位に対しては、設計曲率半径２０００ｍｍに対する初期曲率半径１９６０ｍｍを付与する。

その後、長尺型材２１が送出されて注目部位が相対位置ｎ１に達したときには、当該注目部位の曲率半径は、相対位置ｎ１における中間曲率半径の値１９７０ｍｍに変化する。同様に、注目部位が相対位置ｎ２に達したときには、当該注目部位の曲率半径は、相対位置ｎ２における中間曲率半径の値１９８０ｍｍに変化し、相対位置ｎ３に達したときには、当該注目部位の曲率半径は、相対位置ｎ３における中間曲率半径の値１９９０ｍｍに変化し、相対位置ｎ４すなわち曲げロール当接位置１２ａに達したときには、当該注目部位の曲率半径は、相対位置ｎ４における終了位置曲率半径の値２０００ｍｍ、すなわち、注目部位（部品位置１０１０ｍｍとなる単位部位）における設計曲率半径と同一となる値まで変化する。したがって、曲げロール当接位置１２ａにおける曲率半径は、最終曲率半径であって、図７に示す例では、最終曲率半径が設計曲率半径に一致している。

図７に示す模式的な状態では、部品位置１０１０ｍｍ～部品位置１０５０ｍｍまでの５つの単位部位がロール間経路に位置している。この５つの単位部位においては、設計曲率半径が２０００ｍｍから１８００ｍｍまで変化している。言い換えれば、この５つの単位部位に対応するロール成形部品２０の一部は、前述した曲率変化部位２０ｂ，曲率変化部位２０ｅ、もしくは第一曲率変化部位２０ｈまたは第二曲率変化部位２０ｊ（あるいはこれらの一部）に対応する。それゆえ、支点ロール当接位置１１ａに送出されてくるそれぞれの単位部位に対しては、ひずみの低減またはスプリングバックを考慮した初期曲率半径となるように曲げが付与されることになる。

また、図７に示す模式的な状態、すなわち、長尺型材２１における部品位置１０５０ｍｍの単位部位が支点ロール当接位置１１ａすなわち相対位置ｎ０に送出されており、この部品位置１０５０ｍｍの単位部位に対する設計曲率半径が１８００ｍｍであり、この部品位置１０５０ｍｍの単位部位に対して初期曲率半径１７６０ｍｍが付与されるとする。このとき、直前に曲げが付与された部品位置１０４０ｍｍの単位部位を注目部位とすれば、この注目部位は相対位置ｎ０から相対位置ｎ１まで送出されている。相対位置ｎ１に達した注目部位（部品位置１０４０ｍｍの単位部位）においては、その曲率半径は、付与された初期曲率半径１８１０ｍｍから相対位置ｎ１における中間曲率半径の値１８２０ｍｍに変化している。

同様に、部品位置１０４０ｍｍの単位部位よりも前に曲げが付与された部品位置１０３０ｍｍの単位部位は相対位置ｎ０から相対位置ｎ２まで送出されている。そこで、部品位置１０３０ｍｍの単位部位を注目部位とすれば、相対位置ｎ２に達した注目部位においては、その曲率半径は、付与された初期曲率半径１８６０ｍｍから相対位置ｎ２における中間曲率半径の値１８８０ｍｍに変化している。

同様に、部品位置１０３０ｍｍの単位部位よりも前に曲げが付与された部品位置１０２０ｍｍの単位部位は相対位置ｎ０から相対位置ｎ３まで送出されている。そこで、部品位置１０２０ｍｍの単位部位を注目部位とすれば、相対位置ｎ３に達した注目部位においては、その曲率半径は、付与された初期曲率半径１９１０ｍｍから相対位置ｎ３における中間曲率半径の値１９４０ｍｍに変化している。

同様に、部品位置１０２０ｍｍの単位部位よりも前に曲げが付与された部品位置１０１０ｍｍの単位部位は相対位置ｎ０から相対位置ｎ４すなわち曲げロール当接位置１２ａまで送出されている。そこで、部品位置１０１０ｍｍの単位部位を注目部位とすれば、曲げロール当接位置１２ａに達した注目部位においては、その曲率半径は、付与された初期曲率半径１９６０ｍｍから相対位置ｎ４における終了位置曲率半径の値２０００ｍｍすなわち設計曲率半径と同値に変化している。したがって、図７において点線で囲んでいるように、表Ｔ０では、同時刻における各単位部位の曲率半径は、斜め右上方向に沿った数値となる。

このように、所定の部品位置で所定の設計曲率半径を実現するためには、当該部品位置において、支点ロール当接位置１１ａにおいて、ひずみの低減またはスプリングバック（あるいは見かけ上の曲がり具合）を考慮した初期曲率半径を付与することになる。また、前記の通り、長尺型材２１における単位間隔とロール間隔における下位間隔とは同一の長さ（距離）に設定している。それゆえ、制御部３０は、支点ロール当接位置１１ａにおいて初期曲率半径を付与できるように、同時刻における任意の部品位置が相対位置ｎ０に位置すれば、当該部品位置よりも先に（基準端２１ｐ側に）位置する部品位置は、それぞれ相対位置ｎ１～ｎ４に位置するように、すなわち、表Ｔ０における斜め右上方向の反った数値を実現するように、ロール移動部３２により曲げロール１２を移動させる（支点ロール１１および曲げロール１２の少なくとも一方を移動させる）ことが必要である。

図５（Ａ）（および図７）に示すように、長尺型材２１（被加工材）のうち相対位置ｎ０に到達した単位部位に対しては、所定の初期曲率半径を付与するとともに、相対位置ｎ１～ｎ４に到達した単位部位に対しても、所定の曲げ（これら相対位置における中間曲率半径または終了位置曲率半径の値）を付与する必要がある。そこで、制御部３０は、相対位置ｎ０～ｎ４に到達したそれぞれの単位部位における曲げ位置を積算して曲げロール１２の変化量を算出し、この積算量すなわちロール移動量に基づいてロール移動部３２を制御する。

ロール間隔における曲げロール１２の変化量は、長尺型材２１の単位間隔ごとの単位部位に対して設定される、個別の初期曲率半径の具体的な値に基づいて算出することができる。例えば、図７に示す長尺型材２１の曲げ状態について、当該長尺型材２１、支点ロール１１および曲げロール１２を模式化した図８を想定する。図７および図８に示す状態とは、ロール間経路の相対位置ｎ０～ｎ４に、長尺型材２１（ロール成形部品２０）の任意の単位間隔Ｄ１～Ｄ５が一致した時点に対応する。

図８では、長尺型材２１を太線で模式化し、支点ロール１１および曲げロール１２をブロック矢印で模式化し、長尺型材２１の曲げ方向を含むＸ－Ｙの二次元平面Ｐ_Ｌ（点線で図示）を設定している。また、図８では、説明の便宜上、単位間隔Ｄ１～Ｄ４に対応する単位部位に対して、２１－１～２１－４の符号を付している。長尺型材２１の単位部位２１－１～２１－４の部品位置は、相対位置ｎ１～ｎ４に一致している。

長尺型材２１の単位間隔Ｄ１は、相対位置ｎ０および相対位置ｎ１の間に対応する。前記の通り、この単位間隔Ｄ１に対応する単位部位２１－１に対して、表Ｔ０に所定の中間曲率半径が付与される。このとき、図８に示すように、相対位置ｎ０に対応する単位間隔Ｄ１の始点Ａ０から相対位置ｎ１に対応する単位間隔Ｄ１の終点Ａ１までの距離は、Ｘ方向の距離Ｘ１およびＹ方向の距離Ｙ１として算出することができる。

また、単位間隔Ｄ１の下流側である単位間隔Ｄ２では、相対位置ｎ２に対応する終点Ａ２、すなわち、単位間隔Ｄ２に対応する単位部位２１－２に対して、当該相対位置ｎ２に対応する中間曲率半径の値が付与される。単位間隔Ｄ２の始点Ａ１は、単位間隔Ｄ１の終点であり前記の通り相対位置ｎ１に相当する。このとき、単位間隔Ｄ２の始点Ａ１から当該単位間隔Ｄ２の終点Ａ２の間の距離は、Ｘ方向の距離Ｘ２およびＹ方向の距離Ｙ２として算出することができる。

同様に、単位間隔Ｄ３においても、終点Ａ３すなわち単位部位２１－３に対して、相対位置ｎ３に対応する中間曲率半径の値が付与される。それゆえ、単位間隔Ｄ３の始点Ａ２から終点Ａ３までの距離を、Ｘ方向の距離（Ｘ３）およびＹ方向の距離（Ｙ３）として算出することができる。同様に、単位間隔Ｄ４においても、終点Ａ４すなわち単位部位２１－４に対して、相対位置ｎ４に対応する最終曲率半径の値（設計曲率半径と同値）が付与される。それゆえ、単位間隔Ｄ４の始点Ａ３から終点Ａ４までの距離を、Ｘ方向の距離（Ｘ４）およびＹ方向の距離（Ｙ４）として算出することができる。

制御部３０は、曲率半径データベース３１を参照して、長尺型材２１（被加工材）が支点ロール１１から送出されるときに、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに至るまで（ロール間隔）に位置する、長尺型材２１の単位間隔Ｄ１～Ｄｎごとの距離Ｘ１～Ｘｎ，Ｙ１～Ｙｎを積算してロール移動量を取得する。なお、このロール移動量（積算値）は、ロール成形部品２０の部品形状から毎回算出してもよいが、予め算出された値を曲率半径データベース３１に記憶してもよいし、予め算出された値からＮＣプログラム化したものを制御部３０等に登録してもよい。

図７および図８に示す例では、前記の通り、ロール間隔に５つの相対位置ｎ０～ｎ４が設定され、これらの間に４つの等間隔（下位間隔）が設定される。隣接する相対位置ｎ０～ｎ４の距離は単位間隔Ｄの距離と同値であるので、ロール間隔には、４つ分の単位間隔Ｄ１～Ｄ４の距離が存在することになる。そこで、制御部３０は、任意の単位部位の始点が相対位置ｎ０に達した時点において、４つ分の単位間隔Ｄ１～Ｄ４の距離を積算すればよい（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４，Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４）。制御部３０は、この積算量（ロール移動量）に基づいて、ロール移動部３２を制御して、支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対的な位置を変化させる。ロール間隔がｎ個の相対位置（または相対区間）に区分されていれば、ロール間隔には、ｎ個の単位間隔Ｄ１～Ｄｎの距離が存在することになる。それゆえ、ｎ個分の単位間隔Ｄの距離を積算すればよい。

言い換えれば、制御部３０においては、被加工材の曲げ方向を含む二次元平面Ｐ_Ｌを設定して（図８参照）、この二次元平面Ｐ_Ｌの二次元座標の数値を利用して、変化量を積算してもよい。曲げ方向を含む二次元平面Ｐ_Ｌを設定することで、前記の通り、各相対位置における中間曲率半径または最終曲率半径に基づく二次元座標（始点から終点までの距離）がそれぞれ得られる。そこで、この二次元座標の数値に基づく距離の絶対値を積算することにより、曲げロール１２の位置に対応する二次元座標を得ることができる。制御部３０は、得られた二次元座標に曲げロール１２が位置するように、ロール移動部３２を制御すればよい。

なお、制御部３０によるロール移動部３２の具体的な制御は、前述したような距離の積算または二次元座標を利用した制御に限定されないことはいうまでもない。制御部３０においては、他のさまざまな制御手法を用いてロール移動部３２を制御することができる。

［曲率半径の変化と曲げロールの相対位置の変化との関係］
次に、ロール成形部品２０の曲率半径の変化と、曲げロール１２の相対位置の変化との関係について、図９（Ａ）および（Ｂ）を参照して具体的に説明する。曲げロール１２は、本実施の形態では、ベンディング経路に対して交差（直交）する方向にストローク移動するので、曲げロール１２の相対位置を「ストローク位置」と称する。

図９（Ａ）および（Ｂ）に示すグラフは、いずれも同じものであり、横軸がロール成形部品２０の部品位置であり、第一縦軸が部品位置に対するロール成形部品２０の曲率半径であり、第二縦軸が曲げロール１２のストローク位置である。また、このグラフは、図３に示すロール成形部品２０Ｃの製造に対応するものである。

なお、図８（Ａ），（Ｂ）では、第二縦軸における曲げロール１２のストローク位置とは、ロール成形部品２０となる被加工材（長尺型材２１）の任意の部品位置が支点ロール当接位置１１ａにあるときのストローク位置である。これは、被加工材の任意の部品位置が支点ロール１１を通過しているときに、当該被加工材に最大曲げが付与されることを説明する便宜上のためである。

この第二縦軸におけるストローク位置を、便宜上、支点ロール当接位置１１ａを基準としたストローク位置と称すれば、図９（Ａ），（Ｂ）における第二縦軸を、曲げロール当接位置１２ａを基準とした場合には、ストローク位置を示すグラフは、図９（Ａ），（Ｂ）に示す位置から右側にオフセットされたように図示される。第二縦軸における曲げロール１２のストローク位置を、被加工材の任意の部品位置が曲げロール当接位置１２ａにあるときのストローク位置とすれば、基準位置が支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに変更される。それゆえ、図９（Ａ），（Ｂ）におけるストローク位置を示すグラフは、曲げロール１２および支点ロール１１の間隔（すなわちロール間隔）の分だけ右側にオフセットされて図示されることになる。

図９（Ａ），（Ｂ）のいずれにおいても、曲率半径のグラフを一点鎖線で示し、ストローク位置のグラフを実線で示している。また、図９（Ｂ）では、部品位置に対する曲率半径のグラフとストローク位置のグラフとのずれを説明する便宜上、図９（Ａ）には付していない変化点を示す符号を付している。

ロール成形部品２０が送出されて、長手方向の位置（部品位置）が変化するに伴い、ロール成形部品２０における最終曲率半径の変化と、曲げロール１２のストローク位置（支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対位置）の変化とは、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、複雑なずれを示すことになる。

前記の通り、ロール成形部品２０は、その長手方向に沿って、一定の曲率半径が維持される一定曲率部位２０ｇ，２０ｉ，２０ｋ、並びに、曲率半径が連続的に増加または減少するように変化する第一曲率変化部位２０ｈおよび第二曲率変化部位２０ｊを含む（図３参照）。制御部３０は、図９（Ａ）に示すように、ロール移動部３２を制御して、被加工材において一定曲率部位２０ｇ，２０ｉ，２０ｋに対応する部位では、その曲率半径が一定であるので、曲げロール１２のストローク位置を一定に維持すればよい。図９（Ａ）に示すように、一定曲率部位２０ｇ，２０ｉ，２０ｋに対応する部品位置では、曲率半径もストローク位置も変化が見られず一定である。

なお、一定曲率部位２０ｇ，２０ｉ，２０ｋにおける一定の曲率半径を便宜上、「基準曲率半径」とし、このときの曲げロール１２における一定のストローク位置を便宜上、「基準位置」とする。図９（Ａ），（Ｂ）では、部品位置に対する曲率半径の変化の挙動（一点鎖線のグラフ）と、曲げロール１２のストローク位置の変化の挙動（実線のグラフ）とのずれを分かりやすくするために、基準曲率半径および基準位置を重ね図示している。

第一曲率変化部位２０ｈにおける部品位置に対する曲率半径の変化は、図３にも示すように、連続的に曲率半径が減少して極小値に達してから基準曲率半径に戻るように増加し、さらに連続的な増加が継続して極大値に達してから基準曲率半径に戻るように減少する。

図９（Ｂ）に示すように、第一曲率変化部位２０ｈにおける曲率半径の極小値をＶｅ１とし、曲率半径の極大値をＶｅ２とし、基準曲率半径をＶｂ１またはＶｂ２とすれば、第一曲率変化部位２０ｈでは、曲率半径の変化は、極小値Ｖｅ１に達するまで連続的に減少し、その後は連続的な増加に転じて基準曲率半径Ｖｂ１に達し、その後も連続的に増加して極大値Ｖｅ２に達し、その後は連続的な減少に転じて基準曲率半径Ｖｂ２に戻ることになる。

また、第二曲率変化部位２０ｊにおける部品位置に対する曲率半径の変化は、図３にも示すように、第一曲率変化部位２０ｈとは逆に、連続的に曲率半径が増加して極大値に達してから基準曲率半径に戻るように減少し、さらに連続的な減少が継続して極小値に達してから基準曲率半径に戻るように増加する。

図９（Ｂ）に示すように、第二曲率変化部位２０ｊにおける曲率半径の極大値をＶｅ３とし、曲率半径の極小値をＶｅ４とし、基準曲率半径をＶｂ３またはＶｂ４とすれば、第二曲率変化部位２０ｊでは、曲率半径の変化は、極大値Ｖｅ３に達するまで連続的に増加し、その後は連続的な減少に転じて基準曲率半径Ｖｂ３に達し、その後も連続的に減少して極小値Ｖｅ４に達し、その後は連続的な増加に転じて基準曲率半径Ｖｂ４に戻ることになる。

これに対して、第一曲率変化部位２０ｈにおける部品位置に対する曲げロール１２のストローク位置の変化は、連続的にストローク位置が増加して極大値に達してから基準位置に戻るように減少し、さらに連続的な減少が継続して極小値に達してから基準位置に戻るように増加する。ただし、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、曲率半径の変化の開始となる部品位置は、当然のごとく曲げロール１２のストローク位置の変化の開始となる部品位置と実質的に同じである。しかしながら、部品位置に対するストローク位置の変化は、曲率半径の変化に対して完全に逆方向に変化するのではなく、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように独特のずれが生じる。

図９（Ｂ）に示すように、第一曲率変化部位２０ｈにおけるストローク位置の極大値をＰｂ１とし、ストローク位置の極小値をＰｂ２とする。さらに、曲率半径が極小値Ｖｅ１に達したときの部品位置におけるストローク位置をＰｅ１とし、曲率半径が極大値Ｖｅ２に達したときの部品位置におけるストローク位置をＰｅ２とする。

第一曲率変化部位２０ｈにおけるストローク位置の変化についてみると、曲率半径が極小値Ｖｅ１となる部位に達した時点のストローク位置Ｐｅ１は、ストローク位置の極大値Ｐｂ１の絶対値の４５～５５％の範囲内の値に対応し、第一曲率変化部位２０ｈの曲率半径が基準曲率半径Ｖｂ１に戻った時点のストローク位置Ｐｅ２は、ストローク位置の極小値Ｐｂ２の絶対値の９０％以上１００％未満の値に対応するストローク位置となる。

また、第二曲率変化部位２０ｊにおける部品位置に対する曲げロール１２のストローク位置の変化は、連続的にストローク位置が減少して極小値に達してから基準位置に戻るように増加し、さらに連続的な増加が継続して極大値に達してから基準位置に戻るように増加する。

図９（Ｂ）に示すように、第二曲率変化部位２０ｊにおけるストローク位置の極小値をＰｂ３とし、ストローク位置の極大値をＰｂ４とする。さらに、曲率半径が極大値Ｖｅ３に達したときの部品位置におけるストローク位置をＰｅ３とし、曲率半径が極小値Ｖｅ４に達したときの部品位置におけるストローク位置をＰｅ４とする。

第二曲率変化部位２０ｊにおけるストローク位置の変化についてみると、曲率半径が極大値Ｖｅ３になる部位に達した時点のストローク位置Ｐｅ３は、ストローク位置の極小値Ｐｂ３の絶対値の４５～５５％の範囲内の値に対応し、第二曲率変化部位２０ｊの曲率半径が基準曲率半径Ｖｂ３に戻った時点のストローク位置Ｐｅ３は、ストローク位置の極大値Ｐｂ４の絶対値の９０％以上１００％未満の値に対応するストローク位置となる。

第一曲率変化部位２０ｈおよび第二曲率変化部位２０ｊのいずれにおいても、曲率半径が最終的に基準曲率半径（Ｖｂ２またはＶｂ４）に戻った部品位置では、曲げロール１２のストローク位置は未だ変化中（ピーク時（極値）の９０～１００％）であり、ストローク位置の変化が基準位置に戻るのは、曲率半径が基準曲率半径に戻ってから、位置的にかなり後（ベンディング加工の時間として見ても、時間的にかなり後）になる。

このような、曲率半径の変化に対するストローク位置の変化は、次に説明するようにまとめることができる。

ロール成形（ベンディング）において、形状を決定するための曲げは、支点ロール当接位置１１ａで支点ロール１１により与えられる。すなわち、ロール成形部品２０における曲率の異なる部位に対応する被加工材（長尺型材２１）の部位が、支点ロール当接位置１１ａを通過するのであれば、その曲率に対応するひずみ（あるいは曲げモーメントと言い換えることができる）を与える必要がある。

しかしながら、支点ロール当接位置１１ａで与えられるひずみは、支点ロール１１のみにより与えられるのではなく、支点ロール１１および曲げロール１２の相対的な移動により与えられる。それゆえ、製造装置１０Ａが、例えばロールフォーミングおよびロールベンディングの双方がつながったような構成を含んでいれば、下流側に位置する曲げロール１２を移動（動作）させることによって、支点ロール当接位置１１ａに到達している部位にひずみ（あるいは曲げモーメント）を導入することが可能となる。

あるいは、支点ロール当接位置１１ａに到達している部位の形状は、曲げロール１２の移動位置によって決定されるということができる。ただし、支点ロール当接位置１１ａおよび曲げロール当接位置１２ａの間には、その瞬間よりも前に曲げられた部位（便宜上「曲げ済部位」とする）が存在する。それゆえ、曲げロール１２の移動位置は、前記の曲げ済部位を考慮した（曲げ済部位の曲げを反映させた）位置にする必要がある。

特に、被加工材が支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに進むにしたがって、曲げられた被加工材の任意の部位に作用しているひずみあるいは曲げモーメントは徐々に低減していく。そのため、支点ロール当接位置１１ａおよび曲げロール当接位置１２ａの間に位置する被加工材の部位においては、支点ロール当接位置１１ａに近接するほど、曲げロール１２による曲げの影響の度合いが大きいものとなる。その結果、曲げロール１２のストローク位置の変化は、曲率半径の変化よりも、やや「遅れた」ような挙動を示すことになる。

［変形例］
前述した製造装置１０Ａは、図５（Ａ）に示すように、制御部３０が曲率半径データベース３１を参照する構成であったが、本開示はこれに限定されない。例えば、図１０に示す製造装置１０Ｂは、曲率半径データベース３１を備えていない構成である。すなわち、本開示においては、製造装置１０Ａが備える曲率半径データベース３１は必須構成ではなく、製造装置１０Ｂのように制御部３０およびロール移動部３２を備え、曲率半径データベース３１を備えない構成であってもよい。

前述したように、制御部３０は、ロール間隔における単位間隔ごとの距離の積算値をＮＣプログラム化して制御部３０等に登録してもよい。それゆえ、図１０に示すように、制御部３０がプログラム３０ａを図示しない記憶部等に記憶しておき、制御部３０は、当該プログラム３０ａに基づいてロール移動部３２を制御するよう構成されてもよい。この構成では、曲率半径データベース３１を参照して積算値を算出しなくてもよい。それゆえ、本開示においては、曲率半径データベース３１は必須構成でなくてもよい。

また、前述した製造装置１０Ａは、図５（Ａ）に示すように、ロール移動部３２が曲げロール１２のみを移動させる構成であったが、本開示はこれに限定されない。図１１に示す製造装置１０Ｃは、前述したように、ロール移動部３２が、支点ロール１１および曲げロール１２の双方を移動可能に構成されている。また、図示しないが、ロール移動部３２が支点ロール１１のみを移動可能とし、曲げロール１２は固定する構成であってもよい。なお、製造装置１０Ｃの他の構成は、製造装置１０Ａと同様であるためその説明は省略する。

また、前述した製造装置１０Ａにおいては、曲げロール１２により曲げが付与される直前の被加工材は、その断面方向における折返し部位または折曲げ部位を含む断面構造を有するもの、すなわち、長尺型材２１であったが、被加工材はこれに限定されず、所定の断面構造を有しない平板状の長尺板材であってもよい。

また、前述した製造装置１０Ａでは、制御部３０は、同じ部品位置におけるひずみが累乗的に低減している（スプリングバックもひずみと同様に累乗的に生じている）ことに基づいて、ロール間隔における単位間隔ごとの曲げロール１２の変化量を積算し、この積算量に基づいて、ロール移動部３２を制御しているが、本開示はこれに限定されない。例えば、ひずみの累乗的低減（またはスプリングバックの累乗的な発生）を、直線的（比例的）なひずみの低減（またはスプリングバックの発生）に近似的に置き換えた上で、単位間隔ごとの変化量を積算してもよい。

また、前述した製造装置１０Ａでは、制御部３０は、設計曲率半径が最終曲率半径と実質的に同一になるように、支点ロール当接位置１１ａにおいて初期曲率半径を付与しているが、本開示はこれに限定されない。前述したように、ロール成形部品２０において要求される曲率半径の精度の範囲内で、最終曲率半径が設計曲率半径に近似してもよいし、ロール成形部品２０に対して施される後加工等も考慮して、最終曲率半径を設計曲率半径とは異なる値に設定してもよい。

例えば、航空機用のアルミニウム合金を成形する場合には、成形した後に人工時効を行う。ここで、成形したアルミニウム合金の部材を人工時効すれば格子係数が異なってしまうために、成形品の形状が若干変化することが知られている。そこで、このような場合には、最終曲率半径を、設計曲率半径から変化分だけ異なる値に設定すればよい。

また、前述した製造装置１０Ａでは、曲率半径データベース３１には、単位間隔（部品位置）ごとの設計曲率半径に対して、単一の初期曲率半径が設定されて記憶されているが、本開示はこれに限定されない。初期曲率半径としては、少なくとも被加工材の物性に基づいて複数の異なる値が設定されてもよい。例えば、被加工材に対する熱処理またはその他条件によっては、被加工材の強度等の物性が異なってくる場合がある。そこで、曲率半径データベース３１には、このような被加工材の物性の相違に対応して、単位間隔ごとの設計曲率半径に対して被加工材の強度に応じて初期曲率半径を設定してもよい。制御部３０は、初期曲率半径の異なる値に応じて、ロール移動部３２を適宜制御して曲げロール１２の相対位置を変化させればよい。

また、前述した製造装置１０Ａ、製造装置１０Ｂまたは製造装置１０Ｃが備える支点ロール１１および曲げロール１２は、いずれも単一のロールを例示していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、図１２に示す製造装置１０Ｄのように、支点ロール１１および曲げロール１２の少なくとも一方が、長尺型材２１（被加工材）を挟み込むロール対として構成されてもよい。図１２に示す製造装置１０Ｄでは、製造装置１０Ａまたは１０Ｂにおける支点ロール１１が支点ロール対１５に置き換えられている。なお、図１２では、支点ロール対１５が長尺型材２１（被加工材）に当接する位置を、支点ロール当接位置１５ａとして図示している。また、支点ロール１１ではなく曲げロール１２がロール対に置き換えられてもよいし、支点ロール１１および曲げロール１２の双方がロール対に置き換えられてもよい。

ここで、支点ロール１１および曲げロール１２の少なくとも一方がロール対である場合には、図１２に示すように、製造装置１０Ｄは、ロール対の位置を長尺型材２１（被加工材）に対して面直となるように調整するロール対位置調整部３３をさらに備えていればよい。ロール対位置調整部３３の具体的な構成は特に限定されず、ロールベンディング装置等の分野において公知の面直機構等を好適に用いることができる。また、図１２では、ロール対位置調整部３３は、ロール移動部３２とは別の機構として設けられているが、ロール対位置調整部３３とロール移動部３２とが単一の機構としてまとめられていてもよい。

また、本開示においては、図１１に示す製造装置１０Ｃのように、搬送ロール１３からみてベンディング経路の上流側に、成形ロール部１４を備えていてもよい。この成形ロール部１４としては、平板状の長尺板材２２に対して所定の断面構造を付与するロール装置を挙げることができる。この成形ロール部１４は、単に、所定の断面構造を付与するだけでなく、その長手方向に沿って幅および厚さの少なくとも一方が連続的に変化する部位を付与できるように構成されてもよい。なお、図１１では、成形ロール部１４を単一のロール対として模式的に図示しているが、もちろんこの構成に限定されない。

言い換えれば、本開示で製造されるロール成形部品２０は、曲率半径が連続的に変化する部位を含むだけでなく、その長手方向に沿って幅および厚さの少なくとも一方が連続的に変化する部位も含むものであってもよい。また、図３に示すロール成形部品２０Ｃでは、第一曲率変化部位２０ｈおよび第二曲率変化部位２０ｊは、ロール成形部品２０の一部であったが、ロール成形部品２０の長手方向全体において曲率半径が連続的に変化してもよい。

加えて、ロール成形部品２０には、曲率半径の変化が連続的ではなく段階的に変化する部位を含んでもよい。この場合、製造装置１０Ａまたは１０Ｂにおいては、曲率半径の変化を段階的に付与するように制御部３０がロール移動部３２を制御して曲げロール１２の相対的な位置（ストローク位置）を変化させてもよい。

このように、本開示によれば、製造されるロール成形部品２０の長手方向の位置に対して予め設計曲率半径を設定するとともに、この設計曲率半径に対して、スプリングバックが生じる前もしくはひずみが低減される前の曲率半径である初期曲率半径を設定してデータベース化しておき、制御部３０は、このデータベースを参照して、被加工材が支点ロール１１から送出されるときに、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに至るまでに、各単位間隔における個別の設計曲率半径に基づく曲げロール１２の変化量を積算し、支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対的な位置の変化が、この積算量に基づく変化量となるように、ロール移動部３２を制御している。

この構成では、支点ロール当接位置１１ａに注目して初期曲率半径を設定するだけでなく、支点ロール当接位置１１ａから曲げロール当接位置１２ａに向かって先に進んだ被加工材に対して、曲げ形状を累積していくかたちになるように、支点ロール１１に対する曲げロール１２の位置を確定することになる。これにより、被加工材に対して連続的な曲率の変化を付与するために、支点ロール１１に対する曲げロール１２の相対的な位置を徐々に変化させることができる。その結果、得られるロール成形部品２０においては、長手方向の所望の位置に連続的に曲率が変化する部分を形成することができる。長手方向の少なくとも一部に曲率を自在に変化させた部分を含む成形部品をロール成形により製造することが可能となる。

なお、本開示には、前述した構成のロール成形部品の製造装置だけでなく、ロール成形部品の製造方法も含まれることはいうまでもない。

また、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、被加工材を長手方向に沿ってロールベンディング加工することにより、曲率半径が連続的に変化する部位を含むロール成形部品を製造する分野に広く好適に用いることができる。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：ロール成形部品の製造装置
１１：支点ロール
１１ａ：支点ロール当接位置
１２：曲げロール
１２ａ：曲げロール当接位置
１３：搬送ロール
１４：成形ロール部
１５：支点ロール対
１５ａ：支点ロール当接位置
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ：ロール成形部品
２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｉ，２０ｋ：一定曲率部位
２０ｂ，２０ｅ：曲率変化部位
２０ｈ：第一曲率変化部位
２０ｊ：第二曲率変化部位
２０ｐ：ロール成形部品の基準端
２０ｑ：ロール成形部品の単位部位
２１：長尺型材（被加工材）
２１ｐ：長尺型材の基準端
２１ｑ：長尺型材の単位部位
２２：長尺板材（被加工材）
３０：制御部
３１：曲率半径データベース
３２：ロール移動部
３３：ロール対位置調整部

Claims (6)

1. 長尺板材または長尺型材を含む被加工材に曲げ加工を加えて、長手方向に沿って曲率が変化する部位を含むロール成形部品を製造する製造装置であって、
   前記被加工材のベンディング経路上に位置し、前記被加工材に当接する支点ロールと、
   前記被加工材のベンディング経路上に位置し、前記支点ロールよりも前記ベンディング経路の下流で前記被加工材に当接する曲げロールと、
   前記支点ロールと前記曲げロールとの相対位置を変化させるロール移動部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記被加工材が前記支点ロールに当接する位置および前記曲げロールに当接する位置を含む、各当接位置間を等間隔に区分した区分点が前記被加工材に設定され、
   前記曲げロールにより前記被加工材に曲げ加工が加えられた後、当該曲げロールに当接する位置から送出されるときに当該被加工材に残存させる曲率半径の設定値を最終曲率半径とし、
   前記被加工材の曲げ方向を含むＸ軸及びＹ軸からなる二次元平面において、前記区分点の数をｎとし、隣接する前記区分点のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離をそれぞれＸｎ、Ｙｎとしたとき、
   前記制御部は、
   前記最終曲率半径に基づいて各前記区分点における曲率半径を取得し、
   当該曲率半径に基づいて、隣接する前記区分点のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離を算出し、
   各前記区分点間のＸ軸方向の距離の積算値であるＸ１＋Ｘ２＋・・・・・Ｘｎ、およびＹ軸方向の距離の積算値であるＹ１＋Ｙ２＋・・・・・Ｙｎから、前記ロール移動部の駆動量を取得し、
   取得した前記ロール移動部の駆動量に基づいて前記ロール移動部を駆動させる、
   ロール成形部品の製造装置。
2. 各前記区分点における曲率半径が記憶された曲率半径データベースをさらに備え、
   前記制御部は、前記曲率半径データベースを参照して前記区分点における曲率半径を取得する、請求項１に記載のロール成形部品の製造装置。
3. 前記最終曲率半径になるように設定された値であって、前記被加工材への曲げ加工を加えることによるスプリングバックが生じる前もしくはひずみが低減する前に、前記被加工材に対して付与される曲率半径を初期曲率半径としたとき、
   前記制御部は、前記支点ロールに当接する前記被加工材が前記初期曲率半径となるように前記ロール移動部を駆動させる、請求項１または２に記載のロール成形部品の製造装置。
4. 前記被加工材が前記支点ロールに当接する位置から前記曲げロールに当接する位置までに搬送される間の、前記支点ロールに当接する位置および前記曲げロールに当接する位置を除く各前記区分点における曲率半径を中間曲率半径としたとき、
   前記制御部は、前記被加工材が前記当接する位置を除く前記各区分点に到達したとき、当該区分点に対応する前記中間曲率半径となるように前記ロール移動部を駆動させる、請求項３に記載のロール成形部品の製造装置。
5. 前記ロール成形部品は、航空機用の骨格部材である、請求項１から４のいずれか１項に記載のロール成形部品の製造装置。
6. 長尺板材または長尺型材を含む被加工材に、支点ロール及び曲げロールの相対位置を変化させることにより曲げ加工を加えて、長手方向に沿って曲率が変化する部位を含むロール成形部品を製造する方法であって、
   前記被加工材が前記支点ロールに当接する位置および前記曲げロールに当接する位置を含む、各当接位置間を等間隔に区分した区分点を前記被加工材に設定し、
   前記曲げロールにより前記被加工材に曲げ加工が加えられた後、当該曲げロールに当接する位置から送出されるときに当該被加工材に残存させる曲率半径の設定値を最終曲率半径とし、前記最終曲率半径に基づいて各前記区分点における曲率半径を取得し、
   前記被加工材の曲げ方向を含むＸ軸及びＹ軸からなる二次元平面において、前記区分点の数をｎとし、隣接する前記区分点のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離をそれぞれＸｎ、Ｙｎとし、前記各前記区分点における曲率半径に基づいて、隣接する前記区分点のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離を算出し、
   算出した各前記区分点間のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離を積算して積算値Ｘ１＋Ｘ２＋・・・・・Ｘｎ及びＹ１＋Ｙ２＋・・・・・Ｙｎを取得し、
   前記積算値に基づいて前記支点ロール及び前記曲げロールの相対位置を変化させる、
   ロール成形部品の製造方法。

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