JPH01180726A

JPH01180726A - 帯状素材のスパイラル成形装置

Info

Publication number: JPH01180726A
Application number: JP62333897A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Okamura; 岡村　俊一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、鋼等金属製の帯状素材をスクリューコンベア
のスクリュー、熱交換器の伝熱管、バネ等に使用される
スパイラル形状体に好適に成形しうる帯状素材のスパイ
ラル成形装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種スパイラル成形装置としては、近接対向す
る一対の円錐状成形ロールを逆方向に回転駆動させるよ
うに構成したものが知られている。

この装置によれば、帯状素材を成形ロール間に導いて、
素材肉厚を幅方向に漸次異ならしめるべく冷間圧延する
ことにより、スパイラル形状体に成形することができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる装置は、一対の成形ロールによる
一回の圧延により帯状素材を最終形状に成形するもので
あるから、冷間圧延であることとも相俟って圧下率が高
く、素材の性状、板厚及び所望する曲げ角度によっては
、良好な曲げ加工を行い得す、特に内径の小さなスパイ
ラル形状体を得ることは困難である。しかも、圧延時に
おける素材の幅方向への伸びを規制する手段を設けてい
ないため、素材を所望形状に曲げ加工するのは容易では
ない。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、帯状
素材を所望のスパイラル形状に良好且つ容易に成形する
ことのできる帯状素材のスパイラル成形装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のスパイラル成形装置は、上記の目的を達成すべ
く、特に、回転自在に支持された。截頭円錐状の成形作
用軸部を有する保持軸と、この保持軸に平行し且つ該保
持軸を中心とする一定円上に等間隔を隔てて配置した。

同一方向に回転駆動される複数の駆動軸と、各駆動軸に
固着された、前記保持軸の成形作用軸部に転接する截頭
円錐状の成形ロールと、を具備してなり、これら成形ロ
ールの外周部に、溝幅がロール中心方向に漸次狭小とな
る複数の成形溝を軸線方向に１１１＃ＩＦさせて形成し
、金属製の帯状素材を、その幅方向両端部が成形溝の溝
底と成形作用軸部の外周面とで保持される状態で、各成
形溝内を順次通過せしめるように構成したものである。

〔作用〕

帯状素材は、各成形溝内を順次通過せしめられることに
より１幅方向における板厚が保持軸から離間する方向に
漸次小さくなるように圧延されて、保持軸周りに旋回す
る湾曲状に曲げ加工される。

このとき、素材の幅方向伸びが成形溝の溝底と成形作用
軸部の外周面とで規制されるから、所望形状に正確に加
工される。しかも、曲げ角度を順次大きくするから、内
径の小さなスパイラル形状体も容易に成形できる。さら
に、成形ロールがテーパ状のものであるから、成形溝の
周速度したがって素材の成形溝通過速度がスパイラル形
状体の進行方向に順次大きくなり、その結果、素材には
曲げ方向に引張力が付与されて、曲げ変形が容易となり
、スパイラル形状体に歪が殆ど生じない。

〔実施例〕

以下、本発明の装置を第１図〜第７図に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。なお、以下の説明において、
上下、左右というときは第１図における上下、左右を意
味するものとする。

第１図及び第３図において、１は板厚均一の金属製帯状
素材（帯鋼等）２を加熱する素材加熱装置、３は加熱さ
れた素材２をスパイラル状に圧延成形するスパイラル成
形装置、４は圧延成形されたスパイラル形状体２′を所
望ピッチ、径のスパイラル成形品に矯正する形状矯正装
置である。

素材加熱装置１は、第３図に示す如く、加熱炉５とその
出口側における素材温度を検出する温度検出器例えば赤
外線温度検出器６とその検出温度に基づいて加熱炉５を
制御する制御器７とを具備してなり、スパイラル成形装
置３に送り込まれる素材２をこれが加熱炉５を経過せし
められる間に適宜の熱間温度に急速加熱するようになっ
ている。

なお、帯状素材２として冷間圧延可能な軟質材を使用す
る場合には、かかる素材加熱装置１を設けておく必要は
ない。

スパイラル成形装置３は、第１図〜第６図に示す如く、
門形の機枠８と、基端部を右側の機枠８部分に回転自在
に軸受支持１０された水平片持状の保持＠９と、保持軸
９を中心とする一定円上に等間隔を隔てて配置されてお
り、各両端部を機枠８に回転自在に軸受支持１１（一部
のみ図示）された水平な第１．第２．第３駆動軸２１，
２２゜２３と、各駆動軸２１，２２．２３に固着された
、第１．第２．第３成形ロール３１，３２，３３とを具
備してなる。

保持軸９の中間部分は左方向に順次窄まる截頭円錐状の
成形作用軸部９ａに構成されており、その先端部分は成
形作用軸部９ａの左端部に連なる均一径の矯正作用軸部
９ｂに構成されている。なお、保持軸９の保持作用軸部
９ａ、９ｂのテーパ度、径は、帯状素材の性状、所望す
るスパイラル形状等の諸条件に応じて適宜に設定される
。

第１〜第３駆動軸２１，２２．２３は、各右端部を適宜
の駆動機構（図示せず）に連動連結してあって、同一方
向（第３図上、時計方向）に同一速度で回転駆動せしめ
られるようになっている。

第１〜第３成形ロール３１，３２，３３は、各々、保持
軸９の成形作用軸部９ａに転接しうる截頭円錐状に構成
されており、その外周部にはロール中心方向に漸次狭小
となる溝幅の環状成形溝４１・・・、４２・・・、４３
・・・が形成されている。

この実施例では、第１図及び第４図〜第６図に示す如く
、第１成形ロール３１には４個の第１゜第４．第７．第
１０成形溝４１．．４１４，４１□。

４１□。が、第２成形ロール３２には３個の第２゜第５
．第９成形溝４２□、　４２．、４２．が、第３成形ロ
ール３３には４個の第３．第６．第８．第１１成形溝４
３．、４３．、４３．、４３．、が夫々形成さ九でいる
にれらの成形溝４１・・・、４２・・・。

４３・・・は軸線方向に［８するように形成されている
。なお、各成形溝の符号に付した小数字は、成形溝群の
最右端位に位置するもの（第１成形溝４１□）を基準と
する軸線方向順位を示しており、この順位は後述する素
材の成形溝通過順序に対応する。なお、加熱炉５を通過
した素材２は、素材導入機構（図示せず）により第１成
形溝４１１の周壁面と成形作用軸部９ａの外周面とで囲
続形成された台形空間に導入されるようになっている。

また、第１〜第７成形溝相互の軸線方向ピッチ及び第７
〜第１１成形溝相互の軸線方向ピッチは夫々一定であり
、後者は前者より所定量大ピツチに設定しである。かか
るピッチは素材２の性状及び所望するスパイラル形状体
２′の形状等の諸条件に応じて適宜に設定される。

さらに、各成形ロール３１，３２，３３には。

第４図〜第６図に示す如く、環状切欠部３１ａ。

３２ａ、３３ａを形成してあって、第７成形溝４１７か
ら第１１成形溝４３□□への素材通過が各ロール部分に
妨げられることなく円滑に行われるように、且つ大径と
なるロール左端側部分においてロール相互間が干渉しな
いように図っている。

ところで、各成形溝４１，４２．４３の形状っまりテー
パ度、溝深さ等は所望するスパイラル形状体２′の内径
９幅等に応じて設定される。すなわち、第７図に示す如
く、スパイラル形状体２′の内径９幅、内周端厚み、外
周端厚みを夫々Ｒ２Ｗ、Ｔ工、Ｔ２とすると、微小回転
角θに対する内外周端の伸びＳｌ、Ｓ２は、５１＝Ｒθ
、Ｓ、＝（Ｒ＋Ｗ）θとなる。また、体積一定則よりＳ
１Ｔ□＝Ｓ２Ｔ２である。したがって、テーパ度は、Ｔ
□−Ｔ２＝（１−Ｓ工／５２）Ｔ工＝　（１−Ｒ／（Ｒ
＋Ｗ））Ｔ１＝ＷＴ、／（Ｒ＋Ｗ）とすればよい。勿論
、成形溝の溝深さ、溝開口幅、溝底幅は夫々Ｗ、Ｔ、。

Ｔ２に相当すべく設定すればよい６したがって、加熱炉５を経過して第１成形溝４１□と成
形作用軸部９ａとで形成される台形空間に導入された板
厚均一な帯状素材２は、第１成形ロール３１の回転に伴
って第１成形溝４１□内を強制通過せしめられる。この
間において、板厚均一な素材２は、その幅方向における
板厚が溝底４１ａに向かって漸次小さくなるように圧延
され。

成形作用軸部９ａの外周面に添接すべく湾曲せしめられ
る。爾後、素材２ないしスパイラル形状体２′は、第２
〜第１１成形溝と成形作用軸部９ａとで形成される台形
空間を順次通過して、上記同様の圧延したがって曲げ加
工を施され、左方向に進行しつつ所望形状のスパイラル
形状体２′に成形されていく（第７図参照）。

このとき、圧延による素材２の幅方向伸びは各成形溝鳴
１，４２，４３の溝底４１　ａ　ｔ−４２ａ　。

４３ａと成形作用軸部９ａとによって規制され、所定幅
、径のスパイラル形状体２′が得られる。

また、各成形ロール３１，３２，３３がテーバ状のもの
であって、各成形溝の回転軸線に対する位置したがって
周速度がスパイラル形状体２′の進行方向において順次
大きくなることから、素材２ないしスパイラル形状体２
′の成形溝通過速度が順次大きくなり、その結果、素材
２はその曲げ方向に引張力が付与された状態でスパイラ
ル形状体２′に成形されていくことになる。したがって
、曲げ変形が容易に行われることになり、しかも歪の少
ない良質のスパイラル形状体２′を得ることができる。

また、第７〜第１１成形溝のピッチは第１〜第４成形溝
のピッチより大きく設定されており、スパイラル形状体
２′のピッチが第１〜第７成形溝通過時よりも大きくな
るが、スパイラル形状体２′の旋回方向における通過溝
間距離も大きくなっていることから、スパイラルピッチ
の拡大が円滑に行われる。このとき、スパイラル形状体
２′は各ロールの切欠部３１ａ、３２ａ、３３ａを通過
する。

なお１図示していないが、各成形溝間には素材２ないし
スパイラル形状体２′をガイドするガイド部材が配設さ
れている。特に、第７〜第１１成形溝間においては、各
切欠部３１ａ、３２ａ、３３ａの右側端面をガイド面に
形成しておくことによって、かかるガイド部材を廃する
ことができる。

また、成形ロールの数及び−のロールに形成する成形溝
の数は任意である。但し、成形ロールを保持軸９の支持
部材として機能させるためには、ロールを３以上設けて
おくことが望ましい。

形状矯正装置４は、第１図及び第３図に示す如く、成形
ロール３１，３２．３３の左側において各駆動軸２１，
２２．２３に矯正ロール５１，５２．５３を固着してな
る。各矯正ロール５１，５２．５３は保持軸９の矯正作
用軸部９ｂに転接しており、その周面部には環状の矯正
溝５１ａ、５２ａ、５３ａが形成されている。これら矯
正溝５１ａ、５２ａ、５３ａは軸線方向に岨語しており
。

そのピッチは所望するスパイラル形状体２′の矯正ピッ
チに一致させである。なお、矯正ロールの数は任意であ
る。

かかる装置４によれば、スパイラル成形装置３から送り
出さ九てくるスパイラル形状２′を、その内外周端を矯
正作用軸部９ｂ及び矯正溝底で保持させつつ各矯正溝５
１ａ、５２ａ、５３ａを順次通過せしめることによって
、所望形状に矯正することができる。なお、形状矯正装
置３は、必要に応じて設けられるものであり、特願昭６
２−１５７１１号に開示される如き構成としてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解されるように、本発明の装置
によれば、素材の曲げ加工を複数の成形溝により段階的
に繰返し行うようにしたから、内径の小さなスパイラル
形状体をも高精度且つ容易に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明に係るスパイラル成形装置の一
実施例を示したもので、第１図は一部縦断の側面図、第
２図は第１図の要部を拡大して示す一部縦断の詳細図、
第３図は第１図の■−■線に沿う縦断正面図、第４図は
第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿って展開した断面図、第５図
は第３図の■−■線に沿って展開した断面図、第６図は
第３図の■−■線に沿って展開した断面図、第７図は素
材成形状態を示す説明図である。２・・・帯状素材、２′・・・スパイラル形状体、３・
・・スパイラル成形装置、９−・・保持軸、９ａ・−・
成形作用軸部、２１，２２，２３・・・駆動軸、３１，
３２゜３３・・・成形ロール、４１，４２，４３・・・
成形溝、４１ａ、４２ａ、４３ａ・・・溝底。第１図［［１゜

Claims

【特許請求の範囲】

　回転自在に支持された、截頭円錐状の成形作用軸部を
有する保持軸と、この保持軸に平行し且つ該保持軸を中
心とする一定円上に等間隔を隔てて配置した、同一方向
に回転駆動される複数の駆動軸と、各駆動軸に固着され
た、前記保持軸の成形作用軸部に転接する截頭円錐状の
成形ロールと、を具備してなり、これら成形ロールの外
周部に、溝幅がロール中心方向に漸次狭小となる複数の
成形溝を軸線方向に齟齬させて形成し、金属製の帯状素
材を、その幅方向両端部が成形溝の溝底と成形作用軸部
の外周面とで保持される状態で、各成形溝内を順次通過
せしめるように構成したことを特徴とする帯状素材のス
パイラル成形装置。