JPH07314050A - ロール成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属板をロール状に曲げ成形する際に、同時
に金属板端部を曲げ径に応じた曲率で曲げ加工すること
ができ、後の板端部叩き込み等の仕上加工を不要にでき
るロール成形方法を提供すること。 【構成】 一対の圧着ロール１０Ａ、１０Ｂとその入側
および出側部分に配置された補助ロール１２、１４を用
いる。金属板１６の先端を前記圧着ロール１０Ａ、１０
Ｂにより圧着させ、前記入側補助ロール１２により加工
反力を支持させつつ金属板先端を噛んだ前記圧着ロール
１０を一体揺動させて金属板１６の端曲げを行う。揺動
端で前記圧着ロール１０を回転駆動することにより金属
板１６を送り出すことにより主ロール加工を行う。この
際、前記入側補助ロール１２、もしくは出側補助ロール
１４を金属板１６に転接させて曲げ加工を行い、金属後
端部を前記圧着ロール１０および出側補助ロール１４に
より端曲げを行って成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロール成形方法に係り、
特に、金属板を円筒状にロール成形する際に板端部にス
トレート部分が発生しないように端部曲げ加工処理を同
時に行うことができるようにしたロール成形方法の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板材から円筒状の製品を成形加工
するに際して、２本ロールを用いた成形方式又は３本ロ
ールを用いた成形方式が採用されている。前者の成形方
式の場合には加工支持側のロールには大型のウレタンロ
ールを用いているために高価となるので、多くは３本の
金属ロールから構成されている後者の成形方式が採用さ
れている。

【０００３】３本ロール成形方式には、一対のロールを
上下に配置して通板させるようにし、これらの上下ロー
ル対の出側部分のロール中間近傍部分に補助ロールを配
置し、一対のロール間を通過する板材の進行方向を補助
ロールで強制的に上部ロールを巻き込むように進路変更
させることにより、板材を曲げ加工するようにしたもの
がある。また、３本のロールをほぼ千鳥状に交互に配置
し、中央のロールと左右のロール高さを板通過面に対し
てロール外縁がオーバラップするように配置すること
で、３本のロール間に挿入された板材の進路を曲げて加
工するようにしたものとが知られている。そしてこれら
の方式を用いて曲げ加工された円筒体の端部を突き合せ
溶接し、板材を円筒状の製品に成形するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ロール成形
装置で曲げ加工された板材の両端部を溶接によって接合
した場合、溶接した部位はそのままでは真円にはならな
いので、板材の接合部の内側に円弧状のガイドを当て、
接合部を外側から叩き込んで板材を真円状に形成する仕
上加工しなければならない問題があった。すなわち、３
本ロール成形装置では、金属板の端部に未加工部分が発
生し、両端部に曲げ加工が施されないストレート部分を
発生してしまう。この種の３本ロール成形機では、全ロ
ールが板に接した状態で曲げ加工が施されるため、２本
のロールに接してから３本目のロールに接するまでの板
先端部と、曲げ加工終了時の３本の全ロールに接してい
る状態から離脱するまでの板後端部とに曲げが入らず、
したがって、ロール成形した板の両端をストレート状態
のまま端部突き合せ溶接を施さなければならない。

【０００５】この結果、曲げ加工された板材の両端部を
溶接によって接合した後、あるいは溶接前に溶接領域両
側のストレート部分を手作業により叩き込み加工をしな
ければならず、この加工作業が面倒であるとともに、精
度の高い製品に仕上げるには高度の熟練を要するものと
なっていた。さらに、叩き込み作業を行う場合、製品の
大きさ（直径）に応じて叩き込み用のガイドを製作しな
ければならず、設備費が高くなる問題がある。

【０００６】一方、表面に多数の穴を穿孔した円筒製品
では、板を穿孔する際のプレス成形型を用いて板材の端
部を予め曲げ加工し、曲げ加工された板材をロール成形
によって円筒状の製品に成形することも行われている。
しかし、プレス成形型を用いて板材の両端部を予め曲げ
加工する方法では、製品の形状に合わせてプレス成形型
を製作しなければならず、高コストの金型を多種類設け
る必要があって設備費が高くなる欠点がある。即ち、単
一のプレス成形型で多品種の製品に対応することができ
ない問題がある。このため、簡単な構成で板材の端部を
曲げ加工できるものが要望されていた。

【０００７】本発明の目的は、金属板をロール状に曲げ
成形する際に、同時に金属板端部を曲げ径に応じた曲率
で曲げ加工することができ、もってこの端曲げを行った
板材をロール成形機によって加工した後の板端部叩き込
み等の仕上加工を不要にできるロール成形方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るロール成形
方法は、一対の圧着ロールとその入側および出側部分に
配置された補助ロールを用い、金属板の先端を前記圧着
ロールにより圧着させるとともに前記入側補助ロールに
より加工反力を支持させつつ金属板先端を噛んだ前記圧
着ロールを一体揺動させて金属板の端曲げを行い、揺動
端で前記圧着ロールを回転駆動することにより金属板を
送り出すとともに前記出側補助ロールを金属板に転接さ
せて曲げ加工を行い、金属後端部を前記圧着ロールおよ
び出側補助ロールにより端曲げを行って成形するように
構成した。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、一対の圧着ロールにより、
その間に差込まれた金属板の端部を挟着し、これらを一
体にして例えば上部圧着ロールを中心としてその回りに
揺動させる。板材は圧着ロールの入口側に設けた補助ロ
ールにより加工反力が支持された状態で端部が上部圧着
ロールに巻き付けられるため、板端部は上部圧着ロール
に倣って円弧状に曲げられるのである。上下圧着ロール
の両者に設けた歯車を噛み合わせておき、回転揺動の時
には回転ストッパにより回転伝達を停止させ、所定の揺
動停止位置でこの回転ストッパを外す。これにより、板
材を挟着している圧着ロールは回転伝達可能となり、挟
んでいる金属板を送り出すことができる。このときには
金属板が上流の補助ロールに支持された状態で送りださ
れるので、ロールによる金属板の噛み込み位置とによっ
て設定される曲げが金属板に与えられる。

【００１０】すなわち、最初は巻き付けロールの外径に
倣った曲げが付与されるが、揺動が停止された位置から
はロールによる回転送り込みが施されるので、その噛み
込み位置と反力受け部との位置関係で定まる曲率が金属
板に与えられるのである。したがって、揺動停止位置を
可変とすることにより、金属板への端曲げの曲率を任意
に設定することができる。

【００１１】このような板材の先端に曲げ加工を施した
後、圧着ロールを回転駆動することにより圧着ロールと
入側補助ロールとにより従来の３本ロールによる成形方
法と同様な作用でロール曲げ加工を行うことができる。
そして、金属板の後端が入側補助ロールから外れる直前
に出側補助ロールを上昇させ、入側補助ロールを引き込
ませることにより、今度は圧着ロールと出側補助ロール
による３本ロール構成で曲げ加工を施すことができる。
板材の後端は出側補助ロールで押さえた状態で圧着ロー
ルが最終端を挟着して排出するため、ここでの端曲げも
確実に行われるのである。

【００１２】

【実施例】図１は実施例に係るロール成形方法によって
金属板をロール成形する工程を示している。図示のよう
に、ロール成形装置は４本ロール構造とされており、上
下一対の圧着ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、その入
口側に配置された入側補助ロール１２と、および出口側
に配置された出側補助ロール１４とを有している。前記
入側補助ロール１２は導入される金属板１６の下面部に
転接され、曲げ加工反力を支承させるためのものであ
り、出側補助ロール１４は圧着ロール１０から排出され
る金属板１６に転接され、特に金属板終端部分の曲げ加
工時の反力を受けるようにしている。

【００１３】まず、上記したように４本ロール構造の成
形装置を用いて行う成形工程は次のようになる。最初は
金属板１６を加工位置に導入する工程であり、図１(1)
に示しているように、金属板１６の先端縁が上下圧着ロ
ール１０Ａ、１０Ｂの中心連結線上に一致するまで導入
して停止させる。これは曲げ加工が金属板１６の先端か
ら開始されるように設定するためであり、例えば、金属
板１６の位置決めは開口されたロール１０Ａ、１０Ｂの
間に出口側で出入りするストッパを設け、金属板１６の
位置決めを行った後に退避する手段によって構成するこ
とができる。あるいは下ロール１０Ｂに表面から出入り
可能としたストッパを埋め込んでおき、これをばね付勢
させてロール表面に突出させ、搬入された金属板１６の
先端をこれにより停止させるように構成することができ
る。ストッパは、加工開始に際して、図１(1)に示した
ように上下圧着ロール１０が離反したときに、導入され
る金属板１６の先端が上下ロール１０の中心連結線に一
致する位置に停止させるように設定されている。

【００１４】上記構成のロール成形装置において、下ロ
ール１０Ｂと入側補助ロール１２とは、その表面高さを
揃えた構成としておき、自動あるいは手差しにより金属
板１６を搬入させる。このとき、予め圧着ロール１０
Ａ、１０Ｂを離反させて圧着面を開口させておき、前段
の入側補助ロール１２と下ロール１０Ｂの表面に沿って
金属板１６を導入させる。金属板１６の先端が前記スト
ッパにより停止された状態から、今度は上ロール１０Ａ
を下降移動させ、図１(2)に示すように、上下圧着ロー
ル１０Ａ、１０Ｂにより金属板１６を圧着させるのであ
る。そして、この金属板１６を圧着した状態から上下一
対の圧着ロール１０を一体で揺動駆動させ、金属板１６
の先端に曲げ加工を施すものとしている。

【００１５】このような端曲げ作用をなすために、圧着
ロール１０は次のような取り付け構造とされる。すなわ
ち、上下圧着ロール１０Ａ、１０Ｂは互いに接離可能に
構成されており、実施例では上ロール１０Ａが下ロール
１０Ｂに対して平行状態を維持して昇降移動させること
によりロール同志の接触離反を可能とし、ロール面の間
に導入される金属板１６を圧着できるようになっている
（図１(1)〜(2)）。また、上下圧着ロール１０Ａ、１０
Ｂは金属板１６を圧着した状態で一体的に上ロール１０
Ａ側を中心として揺動可能とするため、例えば、装置本
体ハウジングに上端が枢支された一対の揺動フレームを
取り付けておく。この一対の揺動フレームに上下ロール
１０を渡し掛けるようにそれらの両端軸受部を介して取
り付ける。そして、上ロール１０Ａの軸受部を長孔等の
リニアガイドを介して上下摺動できるようにし、例えば
シリンダ機構やトグル機構等により上ロール１０Ａの軸
受部を下ロール１０Ｂの軸受部に対して接離駆動するこ
とによってロール１０Ａ、１０Ｂが金属板１６を圧着で
きるようにすればよい。揺動フレームは図示しないアク
チュエータにより揺動駆動されるものとなっている。

【００１６】このような構成により一対の圧着ロール１
０Ａ、１０Ｂは金属板１６を圧着保持しながら、図１
(3)に示すように、最初に入側補助ロール１２から離れ
る方向（図中時計回り方向）に揺動駆動される。これに
より、金属板１６は入側補助ロール１２に反力を支持さ
れながら、圧着ロール１０の下ロール１０Ｂが上ロール
１０Ａの外周を回る如く揺動駆動され、金属板１６の先
端は上圧着ロール１０Ａの外周面に沿って巻付けられ
る。これにより金属板１６の先端部分に曲げが入り、そ
の曲率は上ロール１０Ａの外周面に一致する。この揺動
操作により金属板１６の端曲げ加工が行われるが、揺動
範囲（角度）を調整することにより任意の端曲げ曲率を
与えることができる。すなわち、図１(3)に示すよう
に、揺動角度θを与えることにより、この角度に相当す
る上ロール１０Ａの円弧長さの部分は上ロール１０Ａと
同様な曲率に設定される。そして、この揺動を停止させ
た以後にその場で圧着ロール１０を回転駆動することに
より、圧着ロール１０と入側補助ロール１２との間で決
定される曲げ曲率が金属板１６に付与されるのである。
したがって、圧着ロール１０の揺動角度θの設定と、入
側補助ロール１２と圧着ロール１０間の距離の設定によ
って、端曲げ曲率を任意に設定することができる。揺動
角度θの設定は揺動フレームや下ロール１０Ｂの揺動領
域に回動を停止するストッパを配置しておくことで容易
に実現できる。

【００１７】揺動停止後のロール回転駆動を行わせるた
めに、上下圧着ロール１０Ａ、１０Ｂのロール端面には
それぞれ歯車を固着しており、ロール１０Ａ、１０Ｂが
近接したときに両者の歯車同志が噛み合うように構成し
ている。これによりロール１０Ａ、１０Ｂ同志は互いに
転接あるいは金属板１６を圧着したときに、両歯車が噛
み合って回転伝達できる。圧着ロール１０を回転させる
ことにより、圧着された金属板１６は回転前方に送り出
されるが、回転駆動は一方のロール１０Ａもしくは１０
Ｂを駆動側とし、これをモータ駆動することで送り出し
回転が可能となる。これは例えば上ロール１０Ａにウォ
ームホイールを取り付けておき、これにモータに直結さ
れたウォームを噛み合わせることで実現できる。このよ
うにすれば、揺動操作時に圧着ロール１０が回転するこ
とを抑制できる。

【００１８】このような構成により、金属板１６には端
曲げ加工を施すことができるが、主ロール加工は次のよ
うに行われる。揺動端で送り出し回転を行うことにより
圧着ロール１０から出てくる金属板１６は先端部を湾曲
しているため、これに出側ロール１４が接触するように
移動させて転接保持させる。この状態から、揺動端に設
定されている圧着ロール１０による送り出し回転を行い
つつ、上下圧着ロール１０が元位置である垂直線上に上
下並ぶ位置に戻す。そして、圧着ロール１０による再圧
着を行わせ、図１(4)に示すように、主ロール成形を行
わせるのである。このとき、金属板１６に対する入側ロ
ール１２の接触点と圧着ロール１９の圧着点間の距離、
および出側ロール１４の接触点と圧着ロール１９の圧着
点間の距離との短い方によって金属板のロール直径が定
まる。この加工時には圧着ロール１０の圧着点からの距
離が長い方の補助ロール１２、１４はラインから外する
ことができる。

【００１９】そして、最終的には、入側補助ロール１２
から金属板１６の後端が外れるが、この段階で、図１
(5)に示すように、出側補助ロール１４を金属板１６に
転接させ、一対の圧着ロール１０Ａ、１０Ｂと出側補助
ロール１４の３本ロール構成によってロール加工を行う
ものとなる。金属板１６の後端では、出側補助ロール１
４によって金属板１６への曲げ量を設定するとともに、
圧着ロール１０は金属板１６の終端を確実に圧着し、こ
れによって後端部の端曲げ加工も同時に行うことができ
る。

【００２０】このような構成によれば、加工対象の金属
板１６を加工装置に搬入し、最初に圧着ロール１０によ
り先端を圧着させる。このとき、金属板１６の先端が上
下圧着ロール１０の接触点に一致するように適宜ストッ
パなどにより調整する。そして、先端圧着の金属板１６
を圧着ロール１０を上下一体のまま揺動操作する。これ
により金属板１６は入側補助ロール１２で加工反力を支
持されながら先端が圧着ロールで挟まれながら上ロール
１０Ａに巻き付けられ、端曲げが行われる。揺動角度の
調整すなわち揺動ストッパの配置により端曲げ量を調整
することができる。圧着ロール１０をその揺動端から回
転駆動させることにより金属板１６は送り出され、この
ときの入側ロール１２と圧着ロール１０の３本ロール構
成によって定まる曲げ曲率が金属板１６の先端部分に付
与される。

【００２１】そして、端曲げ処理に続いて、一対の圧着
ロール１０を垂直になるように戻し、これと入側ロール
１２あるいは出側ロール１４のいずれかもしくは両者に
よって主ロール成形を行う。そして、金属板１６の終端
部が入側ロール１２を抜け出たときに、入側ロール１２
を搬送ラインから引き込ませ、出側ロール１４と圧着ロ
ール１０の３本ロール構成によって後端部端曲げ処理を
行って成形作業を終了する。

【００２２】このようにして加工された金属板１６の両
端部分にはロール成形ができないストレート部分がない
ため、ロール成形品の端部突き合せ部分に開先加工を施
して直接溶接することができる。このため、簡単なロー
ル成形装置としながら、成形品にはストレート部分が発
生しないため、後処理がきわめて容易になり、ストレー
ト部分の叩き込み作業などの補助作業が不要になり、低
コストで高い精度のロール成形品を製造することができ
る効果が得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るロー
ル成形方法は、一対の圧着ロールとその入側および出側
部分に配置された補助ロールを用い、金属板の先端を前
記圧着ロールにより圧着させるとともに前記入側補助ロ
ールにより加工反力を支持させつつ金属板先端を噛んだ
前記圧着ロールを一体揺動させて金属板の端曲げを行
い、揺動端で前記圧着ロールを回転駆動することにより
金属板を送り出すとともに前記出側補助ロールを金属板
に転接させて曲げ加工を行い、金属後端部を前記圧着ロ
ールおよび出側補助ロールにより端曲げを行って成形す
るように構成したので、加工対象の金属板に未加工部分
のストレート部分が発生せず、これによって円筒製品等
を製造するに際して、補助加工を施すことなく、簡単か
つ低コストでロール成形することができるという優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るロール成形方法の加工工程図であ
る。

【符号の説明】

１０（１０Ａ、１０Ｂ） 圧着ロール １２ 入側補助ロール １４ 出側補助ロール １６ 金属板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の圧着ロールとその入側および出側
   部分に配置された補助ロールを用い、金属板の先端を前
   記圧着ロールにより圧着させるとともに前記入側補助ロ
   ールにより加工反力を支持させつつ金属板先端を噛んだ
   前記圧着ロールを一体揺動させて金属板の端曲げを行
   い、揺動端で前記圧着ロールを回転駆動することにより
   金属板を送り出すとともに前記出側補助ロールを金属板
   に転接させて曲げ加工を行い、金属後端部を前記圧着ロ
   ールおよび出側補助ロールにより端曲げを行って成形す
   ることを特徴とするロール成形方法。