JPH0119967B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ベンデイングロールによる円弧曲
げ方法およびその方法の実施に用いる制動装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

２本の平行なベンデイング用下ロールの上方
に、これと平行な１本のベンデイング用上ロール
を配置し、下ロールと上ロールの間に鋼板を供給
して鋼板に曲げ加工を施すことにより鋼製パイプ
を成形するベンデイングロールによるパイプ成形
方法は従来から知られている。

従来公知の成形方法として、先にこの出願の発
明者が特許出願している特開昭60−24225号公報
に示すものがある。この公報に開示の成形方法に
おいては、上ロールを前後いずれかに片寄らせた
非対称位置に配置することにより、上ロールを鋼
板上に下降させた場合に、鋼板が腰折れせず、精
度の高い鋼製パイプを製作できるようにしたもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の発明においては、上ロールをいずれか一
方の下ロール側へ片寄らせる距離は、鋼板の厚さ
に応じて適当に設定すればよく、特に限定された
ものではない。すなわち、添付の第２０図に示す
ように、上ロール１を前方へ距離ｄだけ片寄らせ
た場合、１パス終了後において鋼板３の後端部３
ｂが未加工部分として残るため、前端部３ａの未
加工部分と合わせてそれぞれ追加的に加工を施
し、所要の円弧に仕上げる必要がある。また、第
２１図に示すように、後方へ距離ｄだけ片寄らせ
た場合は、円弧部の成形を終了したのち、後端部
３ｂのプレス曲げを行なうために、上ロール１を
第２２図に示すように、後端部３ｂの中間点ａに
移動し、その点においてプレス曲げを行なうよう
にしていたので、円弧部との境界点ｂにおいて、
いわゆる２番（不十分な成形部）が残る問題であ
つた。この２番を無くしようとすると、更にプレ
ス曲げを繰返えす必要があつた。

以上のごとき操作を、従来は鋼板の加工状況を
観察しながら手動により駆動装置のスイツチを入
切りして行なつていたので、相当の熟練を要し、
また非能率的であつた。そこで、自動的に駆動す
るようにしようとする場合、第２０図のように、
上ロール１を前方へ片寄らせる方法によると、前
述のように前端部３ａと後端部３ｂの両部分にお
いて追加的な加工が必要となるため、制御が複雑
になる問題がある。また、第２１図のように後方
へ片寄らせる方法であつても、端部において数回
のプレスが必要となる場合があり、この場合も制
御が複雑になる問題がある。

そこで、この発明は加工工程の前半においては
上ロールを後方へ片寄らせ、また後半においては
前方へ片寄らせ、しかもその片寄り距離を一定の
同一距離に限定するとともに、円弧曲げ加工の終
了点を一定位置に定め、その終了点においてプレ
ス曲げを行なうようにすることにより、成形のた
めの制御を容易にし、均一な精度をもつた円弧曲
げ製品を作製できるようにすることを目的とす
る。

なお、この発明において円弧曲げとは、鋼板を
一定の円弧をもつように成形することを意味する
だけでなく、鋼板をわん曲してその両端を突き合
わせてパイプ状に成形することも意味する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は以
下の手段を採用した。

前後２本の平行な下ロール１１，１１′の上方
に、これらと平行に１本の上ロール１２を配置し
てなるベンデイングロールに鋼板１３を供給し、
これに円弧曲げを施す方法において、 (イ) 鋼板１３を前進させながらこれに圧接せしめ
た上ロール１２を下降させ、所定高さでその下
降を停止することにより、スパイラル部１３ａ
とこれに連続した円弧部１３ｂを成形し、更に
その円弧部１３ｂの前進成形の終了位置から、
上ロール１２を下降させて前進成形時の円弧部
１３ｂの終了点ｊから鋼板１３の端末までの間
にプレス曲げを施す前半工程と、 (ロ) 上ロール１２を上記円弧部１３ｂの前進成形
時と同じ高さに保持して鋼板１３を後退せし
め、上記スパイラル部１３ａと未加工部１３ｃ
に曲げ加工を施してこれらの部分を円弧部１３
ｂに成形し、更にその円弧部１３ｂの後退成形
の終了位置から上ロール１２を下降させて後退
成形時の円弧部１３ｂの終了点ｊから鋼板１３
の端末までの間にプレス曲げを施す後半工程を
実施するに際し、 (ハ) 上ロール１２の位置を両下ロール１１，１
１′の中間点から、前半工程では後方へ、後半
工程では前方へ、それぞれ一定距離d₁だけ片寄
らせ、かつ各工程における円弧部１３ｂの前進
成形及び後進成形の各終了点ｊを、その表面側
の点ｉから鋼板１３の各端末まで一定の距離d₃
を残す位置に定め、 (ニ) 上記の距離d₁及びd₃を以下のように設定する
ことを特徴とするベンデイングロールによる円
弧曲げ方法。

記 距離d₁は、d₂が式（ｔ×⁴√2）で定めら
れる範囲。但し、ｔは鋼板１３の板厚、Ｒは鋼板
１３の曲率半径、d₂は、点ｉを基点として、鋼板
１３と下ロール１１，１１′との接点ｈまでの距
離。

距離d₃は、点ｉを基点として接点ｈより短く、
かつ上ロール１２によるプレス曲げが可能な距
離。

なお、上記の距離d₁が上記の範囲より過大であ
れば上ロール１２が下ロール１１又は１１′に近
づき過ぎるため、押圧力が過大となつて鋼板１３
を圧延してしまう不都合がある。逆に上記の範囲
より過小であれば、上ロール１２が離れすぎるた
め、摩擦力が不足し送りをかけることができな
い。

また、上記の距離d₃は、点ｉを基点として接点
ｈより過大であれば、接点ｈから端末までの部分
が上ロール１２のプレス曲げによつて成形されず
未加工のまま残る。たとえ、未加工部分を上ロー
ル１２の位置を変えて２度目のプレス曲げによつ
て加工しても、１度目のプレス曲げ部分と２度目
のプレス曲げ部分の境界に、いわゆる２番が生じ
る不都合がある。このため、距離d₃は接点ｈより
小さくなければならないが、小さすぎると、プレ
ス曲げの際に鋼板１３の端末が下ロール１１，１
１′から外れてしまう。従つて、距離d₃の最小値
はプレス曲げが可能な範囲で最小に選定される。

また、上記の方法を実施する手段として、 ベンデイングロールの下ロール１１，１１′の
回転数設定器５１および上ロール１２の昇降量、
昇降速度、設定器５２および前記移動量設定器５
３を設け、これら設定器５１〜５３によつて設定
された数値にもとづいて各ロール１１，１１′，
１２の駆動装置４０，２４，３９を一定のシーケ
ンスに従つて制御するシーケンス制御装置５４を
設けることにより制御装置を構成したものであ
る。

〔実施例〕

第１図から第１２図はこの発明の成形方法を工
程順に示すものである。工程は鋼板１３を前進過
程において曲げ加工を施す前半工程と、その後退
過程において曲げ加工を施す後半工程とからな
る。

−前半工程− 第１図に示すように、前方上ロール１１と後方
下ロール１１′の上部にこれらと平行に上ロール
１２を配置したベンデイングロールにおいて、上
ロール１２を両下ロール１１，１１′間の中心線
ｌより一定距離d₁だけ後方へ片寄らせる（この距
離d₁については後述する。） 上記のベンデイングロールにおいて、鋼板１３
を後方下ロール１１′から前方下ロール１１の方
向に供給し、前方下ロールの更に前方に配置され
たストツパー１４は鋼板１３の前端を当て、鋼板
１３の姿勢を正しく保持する。ストツパー１４は
装置のフレームの一部１５に、前記下ロール１１
と平行に固定される。

上記の状態から第２図に示すように、下ロール
１１，１１′を停止させた状態において上ロール
１２を下降せしめ、鋼板１３を押し曲げてその先
端をストツパー１４から外す。この場合の上ロー
ル１２の基準位置からの下降高さX₁は、上ロー
ル１２と下ロール１１，１１′間で鋼板１３を移
行させる必要な摩擦力を得る位置までである。こ
の場合、上ロール１２が後方へ距離d₁だけ片寄つ
ているので、上ロール１２を中心線ｌ上において
下降させる場合に比べ少ない下降量で大きな摩擦
力が得られ、鋼板１３に腰折れを生じさせない。

次に、第３図に示すように、下ロール１１，１
１′を前方に回転させることによつて鋼板１３を
前進させ、これにローリング加工を施すと同時
に、上ロール１２を前記の高さX₁からX₂に少し
づつ下降させる。この下降速度と下ロール１１，
１１′の送り速度の相対的な速度差により、スパ
イラル部１３ａが形成される。このスパイラル部
１３ａは曲率半径が次第に小さくなる部分であ
り、不完全な円弧をなす。上ロール１２の下降速
度は、鋼板１３に腰折れを生じさせない範囲で設
定される。

なお、鋼板１３の前端部は未加工部１３ｃとし
て残される。

次に、上ロール１２を高さX₂で停止させたの
ち、引続き下ロール１１，１１′を前方に回転さ
せると、第４図に示すように、一定の曲率半径Ｒ
をもつた円弧部１３ｂが形成される。この場合の
曲率半径Ｒは、製品の仕上がり曲率半径に一致す
る。

第４図の状態における拡大図を第１３図に示
す。第１３図は前述の距離d₁の大きさの設定要領
を示している。すなわち、距離d₁が大きすぎると
押圧力が過大になつて鋼板１３が圧延され、また
小さすぎると摩擦力が不足し送りをかけることが
できない。したがつて、距離d₁は鋼板１３を圧延
せず、かつ送りに必要な摩擦力が得られる距離に
設定される。このような条件を満す距離d₁は、鋼
板１３の厚みｔおよび円弧部１３ｂの曲率半径に
よつて異なるので、一律に定めることはできない
が、経験的に図示の距離d₂は式（ｔ× ⁴√2
ｔ）で定められる範囲、望ましくはを3t〜5tに設
定すると、通常上記の条件を充足することがわか
つている。

距離d₂は、鋼板１３の円弧部１３ｂの成形終了
点ｊの表面側の点ｉを基点として、鋼板１３と後
方下ロール１１′との接点ｈまで距離である。

上記の状態から更に加工を進め、第５図に示す
ように、鋼板１３の後端が所定の位置に達した時
に下ロール１１，１１′を停止する。この停止位
置は第５図を拡大して示す第１４図において、距
離d₃として示す範囲である。距離d₃は、前記の点
ｉを基点として接点ｈより短く、かつ上ロール１
２によるプレス曲げが可能な距離である。第１４
図の距離d₃、即ち点ｉから点ｋまでの距離は、上
ロール１２によるプレス曲げが可能な最小距離で
ある。

最小距離を規定する点ｋを選定する具体的な手
段は、経験的に、図示のとおり、円弧部１３ｂの
中心ｅと後方下ロール１１′の中心ｆとを結ぶ直
線ｎがそのロール１１′の外周面と交わる点とし
て選定することができる。

上記のように規定される距離d₃の範囲内で下ロ
ール１１，１１′と停止し、そのまゝ上ロール１
２を高さX₃まで下降してプレス曲げを施すと、
上ロール１２の１回の下降により円弧に成形され
る。

また、第１３図および第１４図において、鋼板
１３の後端が点ｈを越え点ｋに接近し、互に点ｋ
を越えるように移動すると、中心ｅの位置もわず
かに偏位するので、点ｋの位置が偏位するが、そ
の偏位量は微小であるので通常はこれを無視して
も差支えない。しかし、厳密性が要求される場合
は、中心ｅの偏位を考慮して距離d₃を定める必要
がある。

−後半工程− 後半工程は、第７図に示すように、上ロール１
２を前述の高さX₂に保持した状態で、中心線ｌ
から前方下ロール１１側へ前述の距離d₁だけ片寄
らせる。

上ロール１２を前方へ移動させる際、鋼板１３
の支持力が一時的に解除されるが、鋼板１３の前
端側未加工部１３ｃの長さ、スパイラル部１３ａ
の長さ、およびスパイラル部１３ａの各部の曲率
半径を適当に設定することにより、両下ロール１
１，１１′上に載つた半加工状態の鋼板１３はバ
ランスを保ち、その姿勢が崩れることはない。

上記のように、上ロール１２を前方下ロール１
１へ移動させ、第８図のように両下ロール１１，
１１′を後方へ回転させることによつて鋼板１３
を後退させると、円弧部１３ｂは所定の曲率半径
Ｒに仕上げられているので、何らの加工を受けず
素通りする。スパイラル部１３ａおよび未加工部
１３ｃが所定の曲率半径Ｒに加工される。

第９図のように鋼板１３の先端が前述の距離d₃
の範囲に入ると、下ロール１１，１１′を停止す
る。この距離d₃は前述の場合と同じである。

そこで、次に上ロール１２を、第１０図に示す
ようにX₃まで下降させ、プレス曲げを行なう。
この場合も１回の操作で完了する。

以上の工程を終了すると、鋼板１３は全体が円
弧に成形され、また場合によつては両端が突き合
つてパイプ状に成形される。

なお、当初からパイプを成形すべく上記の工程
を実施してもスパイラル部１３ａの一部に不十分
な加工部１３ｅが残ることがあり、完全な円にな
らないので、この場合は次の補正工程を実施す
る。

−補正工程− 補正工程は第１１図のように鋼板１３を前進さ
せて前記の不十分な加工部１３ｅを上ロール１２
の下方に位置せしめ、その状態から第１２図に示
すように上ロール１２を高さX₄まで若干下降さ
せると、上記部分１３ｅが補正されて両端部が突
き合い、所要のパイプが得られる。

次に、上記成形方法を実施するために使用する
ベンデイング装置とその制御装置について説明す
る。

ベンデイング装置は、第１５図から第１８図に
示すように、ベツド２０上に平行な前後２本の下
ロール１１，１１′を軸受２２により回転自在に
支持している。また、ベツド２０に上記の軸受２
２をまたぐ門形フレーム２３，２３′を設け、各
フレーム２３，２３′にそれぞれ油圧シリンダ２
４，２４装着し、そのシリンダ２４，２４とフレ
ーム２３，２３′に設けた上下方向のガイド溝と
により軸受２５を昇降自在に支持し、この軸受２
５により上ロール１２を回転自在に支持する。

第１７図に示すように、上記フレーム２３の両
脚部２７には、軸受２８を介して水平移動軸２９
が貫通され、その軸受２８の外側面に上記移動軸
２９の大径部３０との境界をなす段部３１を係合
し、フレーム２３に対する水平方向への移動を阻
止する。また、上記大径部３０はキー溝３０′を
有し、ベツド２０の一部に突設したキー３２′を
有する軸の下端とベツド２０との間には、間隙g₁
が設けられており、このフレーム２３にベツド２
０の外側面に軸支された油圧シリンダ４０のピス
トンロツド４１を軸着している（第１５図、第１
６図）。上記の油圧シリンダ４０を作動させるこ
とにより、フレーム２３を移動軸２９の周りで回
転させ、外方へ傾動させることができる。

また、上記フレーム２３の上ロール支持用軸受
４２に挿入される上ロール１２の一端には、第１
８図に示すようにスリーブ４３が嵌着され、その
スリーブ４３と軸受４２の間に所要の間隙g₂を設
け、フレーム２３の傾動時に上ロール１２の一端
から自由に抜け出又は逆に自由に挿入できるよう
になつている。

他方のフレーム２３′の側方には第１５図に示
すように駆動モータ４４と減速装置４５が設けら
れ、歯車４６を介して下ロール１１，１１′に駆
動力を伝達するようになつている。また、上ロー
ル１２の端部に設けられたアーム４７の先端は、
ベツド２０に設けられた支持装置４８に連結さ
れ、これにより一方のフレーム２３を上ロール１
２の一端から抜き出した際フレーム２３′の両側
においてバランスを保つ。

以上の構成からなるベンデイング装置は、以下
の制御装置により制御される。

第１５図に示すコントロール装置５０は、数値
設定器５１，５２，５３と、シーケンス制御回路
５４を有する。数値設定器５１は下ロール１１，
１１′の回転数N₁、N₂、N₃を設定するものであ
り、その回転方向はN₁、N₃が正転、N₂が逆転で
ある。また数値設定器５２は、上ロール１２の昇
降量X₁、X₂、X₃、X₄を設定するものである。こ
の場合X₁からX₂に下降する場合に限り適宜変更
できる下降速度V₁が設定され。その他の昇降の
場合は、一定の昇降速度V₀に設定される。数値
設定器５３は、上ロール１２の前後移動量d₁を設
定するものである。これらの設定値はシーケンス
制御回路５４に入力される。

下ロール１１，１１′は駆動モータ４４によつ
て回転されるとともに、その回転数は軸受２２を
下ロール１１′間に設置した回転検出器５５によ
つて検出される。また下ロール１１，１１′の前
後移動はモータ３９の駆動によつて行なわれ、そ
の移動量d₁はベツド２０に設けたポテンシヨンメ
ータ５６によつて検出される。上ロール１２の昇
降は、油圧用モータ５７、油圧ポンプ５８、ソレ
ノイドバルブ５９分流器６１を含む油圧系により
油圧シリンダ２４を駆動することにより行なわれ
る。また、その昇降量はフレーム２３に取付けた
ポテンシヨンメータ６０により検出される。上記
の各モータ３９，４４およびソレノイドバルブ５
９の駆動はシーケンス制御回路５４から行なわ
れ、また回転検出器５５および各ポテンシヨメー
タ５６，６０の検出値は、シーケンス制御回路５
４に入力される。

第１９図は上記シーケンス制御回路のフローチ
ヤートであり、各数値設定器５１，５２，５３に
より所定の数値が設定され、その設定値に従つて
下ロール駆動モータ４４、上ロール昇降シリンダ
２４、上ロール前後移動モータ３９が一定のシー
ケンスで駆動される。このシーケンスは、先に成
形方法として説明した前半工程、後半工程、補正
工程の順に進行する。ただし、補正工程は省略す
る場合がある。

〔効果〕

以上のように、この出願の方法の発明は、上ロ
ールを前半工程および後半工程において前方また
は後方へ片寄らせる距離d₁を等しく設定し、また
各工程の終了時における鋼板の停止位置を所定の
距離d₃内にあるように設定するとともに、その終
了位置からそのまゝプレス曲げを行なうようにし
たので、両端部においていわゆる２番を生じるこ
とがなく、また制御が容易になる効果がある。

また、制御装置の発明は、数値設定により同一
規格の製品を大量生産することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１２図は成形工程図、第１３図は
第４図の場合の拡大図、第１４図は第５図の場合
の拡大図、第１５図は制御装置を備えた成形装置
の正面図、第１６図は同上の左側面図、第１７図
は同上の一部省略縦断側面図、第１８図は同上の
一部省略縦断正面図、第１９図はシーケンスチヤ
ート、第２０図および第２１図は従来例の工程
図、第２２図は従来例の工程の拡大図である。 １１，１１′……下ロール、１２……上ロール、
１３……鋼板、１３ａ……スパイラル部、１３ｂ
……円弧部、１３ｃ……未加工部、１３ｄ……未
加工部、５１〜５３……数値設定器、５４……シ
ーケンス制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前後２本の平行な下ロール１１，１１′の上
   方に、これらと平行に１本の上ロール１２を配置
   してなるベンデイングロールに鋼板１３を供給
   し、これに円弧曲げを施す方法において、 (イ) 鋼板１３を前進させながらこれに圧接せしめ
   た上ロール１２を下降させ、所定高さでその下
   降を停止することにより、スパイラル部１３ａ
   とこれに連続した円弧部１３ｂを成形し、更に
   その円弧部１３ｂの前進成形の終了位置から、
   上ロール１２を下降させて前進成形時の円弧部
   １３ｂの終了点ｊから鋼板１３の端末までの間
   にプレス曲げを施す前半工程と、 (ロ) 上ロール１２を上記円弧部１３ｂの前進成形
   時と同じ高さに保持して鋼板１３を後退せし
   め、上記スパイラル部１３ａと未加工部１３ｃ
   に曲げ加工を施してこれらの部分を円弧部１３
   ｂに成形し、更にその円弧部１３ｂの後退成形
   の終了位置から上ロール１２を下降させて後退
   成形時の円弧部１３ｂの終了点ｊから鋼板１３
   の端末までの間にプレス曲げを施す後半工程を
   実施するに際し、 (ハ) 上ロール１２の位置を両下ロール１１，１
   １′の中間点から、前半工程では後方へ、後半
   工程では前方へ、それぞれ一定距離d₁だけ片寄
   らせ、かつ各工程における円弧部１３ｂの前進
   成形及び後進成形の各終了点ｊを、その表面側
   の点ｉから鋼板１３の各端末まで一定の距離d₃
   を残す位置に定め、 (ニ) 上記の距離d₁及びd₃を以下のように設定する
   ことを特徴とするベンデイングロールによる円
   弧曲げ方法。 記 距離d₁は、d₂式（ｔ×⁴√2）で定められ
   る範囲。但し、ｔは鋼板１３の板厚、Ｒは鋼板１
   ３の曲率半径、d₂は、点ｉを基点として、鋼板１
   ３と下ロール１１，１１′との接点ｈまでの距離。 距離d₃は、点ｉを基点として接点ｈより短く、
   かつ上ロール１２によるプレス曲げが可能な距
   離。 ２ ベンデイングロールの下ロール１１，１１′
   の回転数設定器５１および上ロール１２の昇降
   量、昇降速度設定器５２および上ロール１２の前
   後移動量設定器５３を設け、これらの設定器５１
   〜５３によつて設定された数値にもとづいて各ロ
   ール１１，１１′，１２の駆動装置４０，２４，
   ３９を一定のシーケンスに従つて制動するシーケ
   ンス制動装置５４とからなることを特徴とするベ
   ンデイングロールによる円弧曲げ制御装置。