JPH0549376B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はリング状製品の成形装置に関するも
ので、更に詳細には、互いに対峙する一対のロー
ル間に介在されて延伸成形されるトラツク、バス
あるいは乗用車等のように幅が広くかつ傾斜面を
持つ車両用ホイールリム等のリング状製品の成形
装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、この種のリング状製品はプレス加工、
スピニング加工あるいはリングロール加工と称せ
られる方法にて成形されている。この内、上記リ
ングロール加工は、一般に互いに対峙する駆動ロ
ールと加圧ロールとの間にリング状素材を介在さ
せ、リング状素材をこの素材の内側の駆動ロール
にて回転させた状態で、加圧ロールを漸近して素
材の外周面に当接させながら延伸成形する方法と
して知られている。この種のリングロール加工を
行う成形装置は、第８図ａに示すように、基盤ａ
上に立設する一対のフレームｂ，ｃ間にマンドレ
ルロールｄを回転自在に支持すると共に、一方の
フレームｂの上部に加圧ロールｅを漸近移動可能
に支持する構造のもので、第８図ｂに示すよう
に、圧延時の圧下力の反力を両フレームｂ，ｃに
て支えるいわゆる下支えの剛性の小さい構造であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の成形装置においては、圧
延時の圧下力の反力をコの字形のフレームｂ，ｃ
にて支える構造であるため、ロールスパンが増大
したり圧下力が増加すると、フレームｂ，ｃの撓
みが大きくなり、第８図ｂに想像線で示すよう
に、フレームｂの上部が変形して、ロールｄ，ｅ
間の平行度が悪化し、リング状素材の肉厚が不均
一になるという問題があつた。

また、特に、車両用ホイールのような左右に幅
広い大型のものになると、成形用圧下荷重が数十
トンにもなるので、圧下荷重が大きくなると、機
械本体を強固にすると共に、ロール軸及び軸受等
もそれに耐えられるように太いものにしなければ
ならない。しかも、機構的に加圧ロールｅとマン
ドレルロールｄとの間隔は軸受ケースが干渉する
ため一定以下にならず、そのためには通常加圧ロ
ールｅの直径を大きく（数十cm）する必要があ
る。したがつて、この加圧ロールｅをロール平行
度の微調整に使用すると、加圧ロールｅの調整量
が小さくても加圧ロールｅの直径が大きいので、
ロール端部の移動量は大きくなり、ロールｄ，ｅ
間の端部に延伸されない部分が生じたり、製品形
状によつては過度の延伸がなされる場合があり、
調整が困難であるという問題もある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題を解決することを企図して
なされたもので、上記技術的課題を解決するため
に、フレーム撓みが生じないロール支持構造にす
ると共に、加圧ロールに比較して小径のマンドレ
ルロールを位置調整可能に形成して、リング状素
材の延伸成形を均一に行えるようにしたことを特
徴とするリング状製品の成形装置を提供しようと
するものである。

すなわち、この発明は、互いに対峙すると共
に、一方のロールが他方のロールに向つて漸近移
動する２つのロール間にリング状素材を介在させ
てリング状素材を延伸成形するリング状製品の成
形装置において、基盤上に立設されるフレームの
上部又は側部から垂直方向に回転可能に配設され
る軸受アームを開閉自在に保持する軸受アーム開
閉手段と、上記フレームと軸受アームとの間にて
延伸方向に回転自在にかつ垂直又は水平方向に変
位可能に支持されるマンドレルロールと、このマ
ンドレルロールと共働して圧延する加圧ロール
と、上記リング状素材の外径寸法変位を検出する
検出手段と、この検出手段により検出されたデー
タを比較する制御手段と、この制御手段からの信
号により上記軸受アームを介して上記マンドレル
ロールの一側を上記加圧ロールに対して接離方向
に位置調整する位置調整操作部とで構成して成る
ことを特徴とするリング状製品の成形装置を提供
しようとするものである。

この発明において、位置調整操作部は軸受アー
ムを介してマンドレルロールの一側を加圧ロール
に対して接離方向に位置調整可能移動するもので
あれば任意のものであつてもよいが、好ましくは
軸受アームの支点軸上の偏心位置から突設された
リフトアームと、フレーム上に垂直方向に回転可
能に枢支されると共にそのピストンロツドがリフ
トアームに枢着されるパワーシリンダとで構成す
る方がよい。

また、上記軸受アーム開閉手段は軸受アームが
マンドレルロールを支持する位置と、リング状素
材を取付け・取外し位置に待機させる開閉機能を
有するものであれば任意の機構であつてもよい
が、好ましくはフレーム上に垂直又は水平方向に
回転可能に枢支されると共にそのピストンロツド
が軸受アームの上部又は側部に枢着される移動軸
受用シリンダにて構成する方がよい。

上記加圧ロールとマンドレルロールの回転駆動
は一方のロールを駆動源にて回転駆動するもので
あつてもよいが、好ましくは加圧ロールに、この
加圧ロールの漸近移動に追従する伝達機構を介し
て駆動源を連結した駆動機構とする方がよい。こ
の場合、伝達機構としてはユニバーサルジヨイン
ト機構やチエーン、ベルトあるいは歯車伝動機構
等がある。

また、上記マンドレルロールは加圧ロールの回
転にリング状素材を介して追従して回転するの
で、駆動部は不要であるが始動時の回転性を考慮
した場合には、マンドレルロールに始動時にのみ
回転駆動を伝達するマンドレル駆動源を連結する
方が好ましい。

加えて、加圧ロールとマンドレルロールとが水
平方向に漸近移動する形式のものにおいては、加
圧ロールとマンドレルロールとの共働によつてリ
ング状素材を水平状態に保持することもできる
が、好ましくはリング状素材の水平保持を司る支
持手段を設ける方がよい。

［作用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

互いに対峙する一対のロール間に介在されるリ
ング状素材を延伸成形しつつ回転させた状態にお
いて、検出手段にてリング状素材の外径寸法が検
出されると共に比較され、両者の値の差が許容範
囲外になつた時に制御部から位置調整操作部に信
号が送られて、マンドレルロールの一側が加圧ロ
ールに対して接離方向に位置調整されると共に、
両ロールの平行度が調整され、リング状素材の幅
方向の肉厚が均一に成形される。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。

◎ 第一実施例 第１図はこの発明のリング状製品の成形装置を
示す正面図、第２図はその側面図を示すもので、
垂直方向に加圧ロールとマンドレルロールを対峙
させた場合である。

この発明の成形装置は、基盤１０上に立設され
るフレーム１２の上部から側方に向つて突設され
たシリンダブラケツト１４に装着される加圧ロー
ル昇降シリンダ１６にて昇降可能に支持される回
転可能な加圧ロール１８と、シリンダブラケツト
１４に枢支される軸受アーム２０の下端部とフレ
ーム１２との間に軸受部２２，２２を介して回転
自在に支持されると共に軸受アーム２０により位
置調整可能に支持されるマンドレルロール２４
と、垂直方向において対峙する上記加圧ロール１
８とマドレルロール２４との間に介在されるリン
グ状素材Ａの外径寸法を検出すべく素材Ａの左右
の下端部に追従当接する２つの外径検出装置２
６，２６から成る検出手段２８と、検出手段２８
からのデータを比較演算する制御部３０と、この
制御部３０からの信号を受けて上記マンドレルロ
ール２４の位置調整を司る位置調整操作部３２
と、上記軸受アーム２０の開閉移動を司る軸受ア
ーム開閉手段３９と、上記加圧ロール１８に回転
駆動を伝達する駆動モータ３４とで主要部が構成
されている。

上記加圧ロール１８は、フレーム１２の垂直面
に設けられたガイド１１に沿つて摺動する加圧ロ
ールケース１３内に配設されており、そして、こ
の加圧ロール１８の回転を司る加圧ロール軸１５
にユニバーサルジヨイント１７及び減速機１９を
介して駆動モータ３４の出力側が連結されてい
る。

一方、上記マンドレルロール２４は、第３図及
び第４図に示すように、フレーム１２及び軸受ア
ーム２０に対して回転可能に枢着される軸受部２
２，２２にて支持されるマンドレルロール軸２４
ａに装着されている。この場合、軸受部２２は、
ピン２１をもつてフレーム１２又は軸受アーム２
０に枢支される軸受ケーシング２３内にベアリン
グ２５を介して回転自在に内在されるテーパスリ
ーブ２７を有しており、このテーパスリーブ２７
内にマンドレルロール軸２４ａの端部に形成され
たテーパ部２４ｂが嵌挿されている。また、マン
ドレルロール軸２４ａはフレーム１２側において
押え板２９と固定ボルト２９ａ及び２９ｂによつ
てテーパスリーブ２７と連結され、また、軸受ア
ーム２０側においてテーパスリーブ２７とは係脱
可能に嵌合されている。

上記軸受アーム２０は、シリンダブラケツト１
４に枢着される支点軸３６によつて垂直方向に回
転可能に軸支されており、その上端部には上記フ
レーム１２の上端面に配設された軸受アーム開閉
手段３９が連結されている。この軸受アーム開閉
手段３９は、フレーム１２の上端面に立設された
移動軸受シリンダ用ブラケツト３１にピン３３を
もつて揺動可能に支持される油圧式の移動軸受用
シリンダ３８のピストンロツド３８ａをジヨイン
トピン３８ｂを介して軸受アーム２０の上部に枢
着した構造となつており、移動軸受用シリンダ３
８の伸縮動作によつて軸受アーム２０が成形時の
使用位置とリング状素材Ａの取付け・取外し時の
不使用位置とに開閉されるようになつている。ま
た、軸受アーム２０の下端部には、マンドレルロ
ール軸２４ａに係脱可能に連結するマンドレルロ
ール軸駆動用モータ３５がラチエツト機構３７を
介して装着されている。

一方、上記位置調整操作部３２は、上記支点軸
３６の同軸上に形成される偏心部（図示せず）か
ら上方に向つて突設されるリフトアーム４０と、
このリフトアーム４０の回転を司る油圧式のパワ
ーシリンダ４２とで構成されている。この場合、
パワーシリンダ４２は、上記フレーム１２の上端
面に立設されたパワーシリンダ用ブラケツト４１
にピン４３をもつて揺動可能に支持され、ピスト
ンロツド４２ａがジヨイントピン４２ｂを介して
リフトアーム４０の上端部に連結されている。し
たがつて、パワーシリンダ４２の伸縮動作によつ
てリフトアーム４０が回転すると、リフトアーム
４０と偏心部とにおける「てこの原理」によつて
軸受アーム２０が垂直方向に移動し得るようにな
つている。ここで、リフトアーム４０の支点軸３
６とパワーシリンダ４２の枢支部との距離を50mm
とし、偏心部の偏心量を１mmとすると、パワーシ
リンダ４２のピストンロツド４２ａが50mm移動す
るのに対し、軸受アーム２０が１mm移動して、マ
ンドレルロール２４の位置調整が行えるようにな
つている。なお、パワーシリンダ４２はモータ４
４の回転を直線運動に変える機構（図示せず）を
有すると共に、その伸縮移動量を正確にすべく台
形ねじ（図示せず）を使用している。

したがつて、この発明の成形装置は、第７図ａ
に示すように、フレーム１２の上部とフレーム１
２及び軸受アーム２０とでそれぞれ加圧ロール１
８とマンドレルロール２４を支持する構造で、概
略的には第７図ｂに示すようなフレーム１２、軸
受アーム２０及びマンドレルロール２４とで作ら
れる枠の中で加工を行う構造すなわち荷重を付与
する側で支持する剛性の大きい構造とすることが
できる。

なお、上記マンドレルロール２４の両側方のフ
レーム１２の側部にはリング状素材Ａの水平及び
垂直方向の振れを防止する一対の側方支持ロール
５０，５０が径の変化に追従可能に配設されてい
る。

一方、上記検出手段２８は、上記加圧ロール１
８とマンドレルロール２４との間に介在されて延
伸成形されるリング状素材Ａの下端両側の検出位
置に当接される検出ロール２６ａと、この検出ロ
ール２６ａを回転可能に支承する一対のブラケツ
ト２６ｂ，２６ｂとを立設する支持板２６ｃと、
この支持板２６ｃを垂直方向に移動可能に支持す
る垂直移動シリンダ２６ｄとから成る２つの検出
装置２６，２６とで構成されており、上記垂直移
動シリンダ２６ｄに所定の空気圧を付与すること
により、検出ロール２６ａがリング状素材Ａの延
伸加工による垂直変位に追従できるようになつて
いる。このように構成される検出手段２８のデー
タは制御手段である制御部３０にて比較演算さ
れ、その信号が上記パワーシリンダ４２のモータ
４４に電気的に伝達されるようになつている。

上記のように構成されるこの発明の成形装置に
よつて、リング状製品を成形するには、まず、軸
受アーム開閉手段３９の移動軸受用シリンダ３８
を収縮して軸受アーム２０を開放してマンドレル
ロール２４にリング状素材Ａを挿入した後、移動
軸受用シリンダ３８を伸長して軸受アーム２０を
閉じる。次に、駆動モータ３４を駆動して加圧ロ
ール１８を駆動すると同時に、昇降シリンダ１６
を伸長して加圧ロール１８を下降してマンドレル
ロール２４との間でリング状素材Ａの回転延伸を
行う。この際、駆動開始時にマンドレルロール軸
駆動用モータ３５を駆動してラチエツト機構３７
を介してマンドレルロール２４を補助的に駆動す
ることにより、始動時の運転がスムースになる。
この場合、加圧ロール１８の回転によるマンドレ
ルロール２４の回転速度がマンドレル軸駆動用モ
ータ３５による回転速度より早くなるとラチエツ
ト機構３７によりモータ３５からの動力は伝達せ
ずに空回りする。また、マンドレルロール軸駆動
用モータ３５も図示しないタイマによつて一定時
間後停止するようになつている。

加圧ロール１８とマンドレルロール２４の回転
により素材Ａが延伸成形される状態において、検
出手段２８によつて素材Ａの左右の外径寸法が検
出され、制御手段３０にて比較演算されて、その
データが左右において許容差以上の変位差がある
と、その信号がパワーシリンダ４２のモータ４４
に伝達され、パワーシリンダ４２の作動により軸
受アーム２０を介してマンドレルロール２４の一
側が加圧ロール１８に対して接離方向に位置調整
される。例えば、第２図において、左側の外径が
大きい場合には、左側が多く圧下されているの
で、左側の加圧ロール１８とマンドレルロール２
４間の寸法を広くする信号すなわち軸受アーム２
０を下げる作動が指令されて、パワーシリンダ４
２は収縮動作する。また、逆に左側の外径が小さ
い場合には、左側の加圧ロール１８とマンドレル
ロール２４間の寸法を狭くする信号すなわち軸受
アーム２０を上げる作動が指令されて、パワーシ
リンダ４２は伸長する。この場合、移動軸受アー
ム２０が下へ移動した場合は、油圧力により移動
軸受用シリンダ３８のピストンロツド３８ａが軸
受アーム２０側に押圧される。また、逆に軸受ア
ーム２０が上に移動した場合には、軸受アーム２
０からの圧力が移動軸受用シリンダの油圧に勝る
ので、移動軸受用シリンダ３８内にピストンロツ
ド３８ａが引込むことになり、結局、油圧系統全
体の中で加圧力は吸収される。したがつて、軸受
アーム２０及びマンドレルロール２４の位置の移
動は、移動軸受用シリンダ３８のピストンロツド
３８ａの移動と移動軸受用シリンダ３８がピン３
３によつて枢着されていることによる回転角によ
つて吸収されることになる。

◎ 第二実施例 第５図及び第６図はこの発明の成形装置の第二
実施例を示す平面図及びその正面図で、加圧ロー
ルとマンドレルロールとを水平方向に対峙させた
場合である。すなわち、基盤１０上に立設される
フレーム１２の側部から上方に向つて突設された
シリンダブラケツト１４に装着される加圧ロール
作動シリンダ１６′にて伸縮可能に支持される加
圧ロール１８を回転可能に形成し、シリンダブラ
ケツト１４に枢支される軸受アーム２０の自由端
部とフレーム１２との間に軸受部２２，２２を介
してマンドレルロール２４を回転自在に支持する
と共に、軸受アーム２０により位置調整可能に支
持して、水平方向において対峙する上記加圧ロー
ル１８とマンドレルロール２４との間にリング状
素材Ａを介在させて、延伸加工するようにした場
合である。この場合、リング状素材Ａを水平状態
に支持する必要があるので、フレーム１２の検出
手段２８側下部に素材Ａの下端を支持する一対の
支持ロール５２，５２を配設すると共に、マンド
レルロール２４に関して支持ロール５２，５２と
直交する方向の対称位置に側方支持ロール５０，
５０を配設する。なおこの場合、支持ロール５２
と側方支持ロール５０はリング状素材Ａの形状、
寸法に対応して移動調整可能に形成されている。

なお、第二実施例においてその他の部分は基本
的には上記第一実施例と同様であるので、同一部
分には同一符号を付してその説明は省略する。

上記のようにしてリング状素材Ａを成形するに
は素材Ａを複数段階に分けてリング状製品を成形
するのである。例えば、外径＝192mm、肉厚＝
11.5mm、長さ＝254mmのリング状素材Ａを、呼び
径＝406.4mm、幅＝203.2mmの製品に仕上げるに
は、以下のようにして成形する。

第１段階：外径を約300mmに成形する。

第２段階：外径を約380mmに成形する。

第３段階（最終段階）：外径＝406.4mmに仕上げ
る。

この場合、加圧ロール１８の作動圧100Kgｆ／
cm²で成形したところ、左側の径が大きくなる傾向
にあり、左側の径が右側より0.2mm以上大きくな
つた状態で、加圧ロール１８の圧下を停止しつつ
軸受アーム２０を0.05mm下げて加圧ロール１８と
マンドレルロール２４との左側のギヤツプを広
げ、両者の差が0.2mm以下になつた時点で加圧ロ
ール１８の圧下を継続して成形を行つた。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の成形装置に
よれば、基盤上に立設されるフレームの上部又は
側部から垂直又は水平方向に回転可能に配設され
る軸受アームを開閉自在に保持する軸受アーム開
閉手段と、フレームと軸受アームとの間にて延伸
方向に回転自在にかつ垂直又は水平方向に変位可
能に支持されるマンドレルロールと、このマンド
レルロールの上方において漸近移動する加圧ロー
ルと、リング状素材の外径寸法変位を検出する検
出手段と、この検出手段により検出されたデータ
を比較する制御手段と、この制御手段からの信号
により上記軸受アームを介してマンドレルロール
の一側を加圧ロールに対して接離方向に位置調整
する位置調整操作部とで構成して成るため、以下
のような効果が得られる。

１ フレームの上部と軸受アームとで両ロールを
支持する上支えの剛性が大きい構造であるの
で、圧延荷重によつてフレームが撓むことがな
く、両ロール間の平行度を正確に調整すること
ができる。

２ 加圧ロールとマンドレルロールのセツテイン
グに精密な調整が不要であるため、作業性能の
向上を図ることができる。

３ 従来のような対峙するフレーム間にてロール
を支持する下支えの剛性が小さい構造でないた
め、設備の簡略化が図れると共に、スペースの
有効利用が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るリング状製品の成形装
置の第一実施例を示す正面図、第２図はその側面
図、第３図は第一実施例におけるマンドレルロー
ルの取付け状態を示す要部断面図、第４図はマン
ドレルロールの要部を示す斜視図、第５図はこの
発明の第二実施例を示す平面図、第６図は第二実
施例の正面図、第７図ａ，ｂはそれぞれこの発明
の成形装置のロール支持剛性の大きい構造を示す
側面図及びその概略図、第８図ａ，ｂはそれぞれ
従来の成形装置のロール支持剛性の小さい構造を
示す側面図及びその概略図である。 符号説明、１６……加圧ロール昇降シリンダ、
１６′……加圧ロール作動シリンダ、１８……加
圧ロール、２０……軸受アーム、２１……ピン、
２２……軸受部、２４……マンドレルロール、２
６……外径検出装置、２８……検出手段、３０…
…制御部、３２……位置調整操作部、３８……移
動軸受用シリンダ、３９……軸受アーム開閉手
段、４０……リフトアーム、４２……パワーシリ
ンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに対峙すると共に、一方のロールが他方
   のロールに向つて漸近移動する２つのロール間に
   リング状素材を介在させてリング状素材を延伸成
   形するリング状製品の成形装置において、基盤上
   に立設されるフレームの上部又は側部から垂直又
   は水平方向に回転可能に配設される軸受アームを
   開閉自在に保持する軸受アーム開閉手段と、上記
   フレームと軸受アームとの間にて延伸方向に回転
   自在にかつ垂直又は水平方向に変位可能に支持さ
   れるマンドレルロールと、このマンドレルロール
   と共働して圧延する加圧ロールと、上記リング状
   素材の外径寸法変位を検出する検出手段と、この
   検出手段により検出されたデータを比較する制御
   手段と、この制御手段からの信号により上記軸受
   アームを介して上記マンドレルロールの一側を上
   記加圧ロールに対して接離方向に位置調整する位
   置調整操作部とで構成して成ることを特徴とする
   リング状製品の成形装置。 ２ 位置調整操作部が、軸受アームの支点軸上の
   偏心位置から突設されたリフトアームと、フレー
   ム上に垂直方向に回転可能に枢支されると共にそ
   のピストンロツドがリフトアームに枢着されるパ
   ワーシリンダとで構成される特許請求の範囲第１
   項記載のリング状製品の成形装置。 ３ 軸受アーム開閉手段が、フレーム上に垂直又
   は水平方向に回転可能に枢支されると共にそのピ
   ストンロツドが軸受アームの上部又は側部に枢着
   される移動軸受シリンダにて構成される特許請求
   の範囲第１項記載のリング状製品の成形装置。 ４ 加圧ロールが、この加圧ロールの漸近移動に
   追従する伝達機構を介して駆動源に連結される特
   許請求の範囲第１項記載のリング状製品の成形装
   置。 ５ マンドレルロールが、始動時にのみ回転駆動
   を伝達するマンドレル駆動源に連結される特許請
   求の範囲第１項記載のリング状製品の成形装置。