JPH1147836A - ロール圧延曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】断面略コの字状等の被加工物を低コストで、か
つ、生産性高く曲げ加工し、しかも曲げ形状の自由度を
高める。 【解決手段】底部１２ａと、底部１２ａの両側に一体的
に設けられた一対のフランジ部１２ｂ、１２ｃとを有す
る被加工物１２を曲げ加工する。被加工物１２の上下に
配設された上下ロール１、２、及び被加工物１２の左右
に配設された左右ロール３、４のうちの少なくとも一つ
のロールについて、該ロールのロール軸を傾斜させると
ともに、該ロールと該ロールが対向するロールとを相対
的に近接移動させる。これにより、該傾斜させたロール
のロール面により圧縮加工される被加工物１２の面部に
おいて、傾斜させた側の板厚を反対側の板厚よりも大き
く減少させ該板厚の減少分に応じて被加工物１２を長手
方向に延ばして曲げ加工することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、底部の両側に一対
のフランジ部が一体的に設けられた被加工物を曲げ加工
するためのロール圧延曲げ加工方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車の構成部品として、断面
コの字状フレームを曲げ加工する場合、従来、プレス加
工方法が一般的に利用されている。この方法は、断面コ
の字状の被加工物をフランジ部が突出する上面側が凸状
又は凹状となるように曲げ加工するものである。

【０００３】例えば、フランジ部が突出する上面側が凸
状となるように曲げ加工する場合、被加工物の底部の上
面に湾曲凹状型面を有する上型を、被加工物の底部の下
面に湾曲凸状型面を有する下型を、被加工物のフランジ
部の外面に一対のサイドプレートをそれぞれ当接させ、
断面コの字状の被加工物を全面拘束しながらプレス曲げ
加工する。

【０００４】なお、フランジ部が突出する上面側が凹状
となるように曲げ加工する場合は、被加工物の底部の上
面に湾曲凸状型面を有する上型を、被加工物の底部の下
面に湾曲凹状型面を有する下型を、被加工物のフランジ
部の外面に一対のサイドプレートをそれぞれ当接させ、
上記と同様に断面コの字状の被加工物を全面拘束しなが
らプレス曲げ加工する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
レス加工方法を利用する場合、一度のプレス加工で所定
の曲率の凸状となるように被加工物を曲げ加工すること
は困難である。このため、徐々に曲率半径が小さくなる
ように、複数回のプレス加工に分けて曲げ加工する必要
があり、各曲率半径の湾曲凹凸状型面を有する上下型を
それぞれ準備する必要がある。

【０００６】従って、上記従来のプレス加工方法は、量
産加工部品を曲げ加工する場合は特に問題とならない
が、他種類の部品を少量加工生産する場合に、１個あた
りの型償却費が高くなりコストの高騰につながる。ま
た、複数回のプレス加工を要することから、生産性も低
い。さらに、被加工物を任意の形状に曲げ加工すること
が困難である。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、断面略コの字状等の被加工物を低コストで、か
つ、生産性高く曲げ加工することができ、しかも曲げ形
状の自由度を高めることのできる曲げ加工方法及びその
装置を提供することを解決すべき技術課題とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のロール圧延加工方法は、底部と、該底部の両側に一
体的に設けられた一対のフランジ部とを有する被加工物
を曲げ加工する方法であって、該被加工物の上下に配設
され、該被加工物の底部の上下面にそれぞれのロール面
が当接する一対の上下ロール、及び該被加工物の左右に
配設され、該被加工物のフランジ部の外面にそれぞれの
ロール面が当接する一対の左右ロールのうちの少なくと
も一つのロールについて、該ロールのロール軸を傾斜さ
せるとともに、該ロールと該ロールが対向するロールと
を相対的に近接移動させることにより、該傾斜させたロ
ールのロール面により圧縮加工される該被加工物の面部
において、傾斜させた側の板厚を反対側の板厚よりも大
きく減少させ該板厚の減少分に応じて該被加工物を長手
方向に延ばして曲げ加工することを特徴とするものであ
る。

【０００９】上記課題を解決する本発明のロール圧延曲
げ加工装置は、底部と、該底部の両側に一体的に設けら
れた一対のフランジ部とを有する被加工物を曲げ加工す
る装置であって、該被加工物の上下に配設され、該被加
工物の底部の上下面にそれぞれのロール面が当接する一
対の上下ロール、及び該被加工物の左右に配設され、該
被加工物のフランジ部の外面にそれぞれのロール面が当
接する一対の左右ロールを備え、上記上下ロール及び上
記左右ロールのうちの少なくとも一つのロールは、ロー
ル軸が傾動可能とされるとともに、該ロールが対向する
ロールと相対的に近接移動可能とされていることを特徴
とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のロール圧延曲げ加
工方法及びその装置の具体的な実施形態について、図面
を参照しつつ説明する。図１にその構成を模式的に示す
ように、このロール圧延曲げ加工装置は、被加工物１２
の上下に配設され、被加工物１２の底部１２ａの上下面
にそれぞれのロール面が当接する一対の上下ロール１、
２と、被加工物１２の左右に配設され、被加工物１２の
フランジ部１２ｂ、１２ｃの外面にそれぞれのロール面
が当接する一対の左右ロール３、４とを備えている。

【００１１】上ロール１は、駆動ロール５により、上ロ
ール軸１Ａ回りに回動可能とされている。下ロール２
は、図示しない駆動ロールにより、下ロール軸２Ａ回り
に回動可能とされている。この下ロール軸２Ａの両端部
は、ベアリング６ａ、６ｂを介して油圧シリンダ７ａ、
７ｂに揺動可能に支持されている。各油圧シリンダ７
ａ、７ｂは図示しない制御装置により独立して制御可能
とされている。

【００１２】左ロール３は、図示しない駆動ロールによ
り、左ロール軸３Ａ回りに回動可能とされている。この
左ロール軸３Ａの両端部は、ベアリング８ａ、８ｂを介
して油圧シリンダ９ａ、９ｂに揺動可能に支持されてい
る。各油圧シリンダ９ａ、９ｂは図示しない制御装置に
より独立して制御可能とされている。右ロール４は、図
示しない駆動ロールにより、右ロール軸４Ａ回りに回動
可能とされている。この右ロール軸４Ａの両端部は、ベ
アリング１０ａ、１０ｂを介して油圧シリンダ１１ａ、
１１ｂに揺動可能に支持されている。各油圧シリンダ１
１ａ、１１ｂは図示しない制御装置により独立して制御
可能とされている。

【００１３】なお、上記上下ロール１、２及び左右ロー
ル３、４の上下ロール軸１Ａ、２Ａ及び左右ロール軸３
Ａ、４Ａは、同一面内に軸芯を有している。この装置で
は、上ロール１が固定位置で回動可能とされている。そ
して、下ロール２が、油圧シリンダ７ａ、７ｂの作動に
より、上ロール１に対して近接又は遠隔するように移動
可能とされるとともに、下ロール軸２Ａが傾動可能とさ
れている。また、左ロール３は、油圧シリンダ９ａ、９
ｂの作動により、右ロール４に対して近接又は遠隔する
ように移動可能とされるとともに、左ロール軸３Ａが傾
動可能とされている。一方、右ロール４も、油圧シリン
ダ１１ａ、１１ｂの作動により、左ロール３に対して近
接又は遠隔するように移動可能とされるとともに、右ロ
ール軸４Ａが傾動可能とされている。

【００１４】ここで、右ロール４について、左ロール３
に対して近接移動するとともに、右ロール軸４Ａが傾動
する様子を図２に基づき説明する。なお、下ロール２及
び左ロール３も右ロール３と同様に作用する。例えば、
右ロール４の右ロール軸４Ａを上端が対向する左ロール
３に近づく側に傾動させたい場合は、上側の油圧シリン
ダ１１ａへの供給油圧を下側の油圧シリンダ１１ｂへの
供給油圧よりも大きくすることにより、上側の油圧シリ
ンダ１１ａのピストンロッド部を下側の油圧シリンダ１
１ｂのピストンロッド部よりも大きく前進させる。これ
により、右ロール４の右ロール軸４Ａは、ベアリング１
０ａ、１０ｂを介して揺動し、その上端側が対向する左
ロール３に近づく方向に傾動する。一方、右ロール４の
右ロール軸４を下端が対向する左ロール３に近づく側に
傾動させたい場合は、逆に、下側の油圧シリンダ１１ｂ
への供給油圧を上側の油圧シリンダ１１ａへの供給油圧
よりも大きくすることにより、下側の油圧シリンダ１１
ｂのピストンロッド部を上側の油圧シリンダ１１ａのピ
ストンロッド部よりも大きく前進させればよい。また、
右ロール軸４Ａを傾動させることなく、右ロール４を対
向する左ロール３に対して単に近接移動させる場合は、
上下の油圧シリンダ１１ａ、１１ｂに対する供給油圧を
同等とすればよい。

【００１５】以下、具体的に被加工物１２を曲げ加工す
る方法について説明する。本実施形態では、被加工物１
２として、底部１２ａと、底部１２ａの両側に一体的に
設けられた一対のフランジ部１２ｂ、１２ｃとを有する
断面コの字状の物を準備した。まず、上記被加工物１２
について、図３に示すように、底部１２ａの上面側が凸
状となるように曲げ加工（伸びフランジ）する場合を説
明する。この場合、図４に示すように、上下ロール１、
２は、被加工物１２の底部１２ａを圧延せずに底部１２
ａの上下面を拘束するのみとする。すなわち、固定位置
に配設された上ロール１のロール面に被加工物１２の底
部１２ａの上面が当接するように、被加工物１２をセッ
トし、その後下ロール軸２Ａを傾動させることなく下ロ
ール２を上ロール１に対して近接移動させ、下ロール２
のロール面を被加工物１２の底部１２ａの下面に当接さ
せる。そして、左右の油圧シリンダ９ａ、９ｂ及び１１
ａ、１１ｂの作動により、左右ロール軸３Ａ、４Ａをそ
の上端側が互いに近接するように傾動させ、かつ、左右
ロール３、４を相互に近接させる。なお、左右ロール
３、４において、左右ロール３、４の左右方向の移動量
及び左右ロール軸３Ａ、４Ａの傾動量は、相互に同等と
なるようにする。また、左右ロール３、４のロール面が
当接する被加工物１２のフランジ部１２ｂ、１２ｃは、
左右ロール３、４のロール面及び上ロール１の側面間で
挟持され、圧延される。

【００１６】このような状態を維持したまま、駆動ロー
ル５の作動により上ロール１を回転駆動させるととも
に、図示しない駆動ロールの作動により下ロール２及び
左右ロール３、４を回転駆動させる。これにより、被加
工物１２の底部１２ａの上下面が上下ロール１、２のロ
ール面により拘束された状態で、被加工物１２のフラン
ジ部１２ｂ、１２ｃが圧延される。そして、傾斜させた
左右ロール３、４のロール面により圧縮加工される被加
工物のフランジ部１２ｂ、１２ｃの面部において、傾斜
させた側の板厚を反対側の板厚よりも大きく減少させ該
板厚の減少分に応じて被加工物１２を長手方向に延ばし
て曲げ加工することができる。すなわち、被加工物１２
のフランジ部１２ｂ、１２ｃにおいて、上方側を下方側
よりも圧延率を大きくして、フランジ部１２ｂ、１２ｃ
の上方側の板厚を下方側の板厚よりも減少させ、この板
厚の減少分だけフランジ部１２ｂ、１２ｃの上方側を長
手方向に延ばすことができ、その結果被加工物１２の底
部１２ａの上面側が凸状となるように曲げ加工すること
ができる。

【００１７】なお、被加工物１２の底部１２ａを圧延し
ながら、上記と同様に曲げ加工することも可能である
が、上記のように底部１２ａを圧延しない方がより効果
的に大きく曲げ加工することができる。次ぎに、上記被
加工物１２について、図５に示すように、底部１２ａの
上面側が凹状となるように曲げ加工（縮みフランジ）す
る場合を説明する。この場合、図６に示すように、固定
位置に配設された上ロール１のロール面に被加工物１２
の底部１２ａの上面が当接するように、被加工物１２を
セットし、その後下ロール軸２Ａを傾動させることなく
下ロール２を上ロール１に対して近接移動させ、上ロー
ル１のロール面と下ロール２のロール面との間で被加工
物１２の底部１２ａを挟持して、圧延する。そして、左
右の油圧シリンダ９ａ、９ｂ及び１１ａ、１１ｂの作動
により、左右ロール軸３Ａ、４Ａをその下端側が互いに
近接するように傾動させ、かつ、左右ロール３、４を相
互に近接させる。なお、左右ロール３、４において、左
右ロール３、４の左右方向の移動量及び左右ロール軸３
Ａ、４Ａの傾動量は、相互に同等となるようにする。ま
た、左右ロール３、４がのロール面が当接する被加工物
１２のフランジ部１２ｂ、１２ｃは、左右ロール３、４
のロール面及び上ロール１の側面間で挟持され、圧延さ
れる。

【００１８】このような状態を維持したまま、駆動ロー
ル５の作動により上ロール１を回転駆動させるととも
に、図示しない駆動ロールの作動により下ロール２及び
左右ロール３、４を回転駆動させる。これにより、被加
工物１２の底部１２ａの上下面が上下ロール１、２のロ
ール面により圧延されつつ、被加工物１２のフランジ部
１２ｂ、１２ｃが圧延される。そして、傾斜させた左右
ロール３、４のロール面により圧縮加工される被加工物
のフランジ部１２ｂ、１２ｃの面部において、傾斜させ
た側の板厚を反対側の板厚よりも大きく減少させ該板厚
の減少分に応じて被加工物１２を長手方向に延ばして曲
げ加工することができる。すなわち、被加工物１２のフ
ランジ部１２ｂ、１２ｃにおいて、下方側を上方側より
も圧延率を大きくして、フランジ部１２ｂ、１２ｃの下
方側の板厚を上方側の板厚よりも減少させ、この板厚の
減少分だけフランジ部１２ｂ、１２ｃの下方側を長手方
向に延ばすことができ、その結果被加工物１２の底部１
２ａの上面側が凹状となるように曲げ加工することがで
きる。

【００１９】なお、被加工物１２の底部１２ａを拘束す
るのみで圧延しない場合も、上記と同様に曲げ加工する
ことができるが、上記のように底部１２ａを圧延した方
がより効果的に大きく曲げ加工することができる。さら
に、上記被加工物１２について、図７に示すように、底
部１２ａと同一面内において、左右方向に曲げ加工する
場合を説明する。この場合、図８に示すように、固定位
置に配設された上ロール１のロール面に被加工物１２の
底部１２ａの上面が当接するように、被加工物１２をセ
ットする。そして、油圧シリンダ７ａ、７ｂの作動によ
り、下ロール軸２Ａの右側が上方に傾斜するように傾動
させ、かつ、下ロール２を上ロール１に対して近接移動
させ、上ロール１のロール面と下ロール２のロール面と
の間で被加工物１２の底部１２ａを挟持して、圧延す
る。また、油圧シリンダ９ａ、９ｂの作動により、左ロ
ール軸３Ａを傾動させることなく対向する右ロール４に
対して近接移動させ、左ロール３のロール面を被加工物
１２のフランジ部１２ｂの外面に当接させる。なお、こ
のフランジ部１２ｂは、その内外面が上ロール１の側面
及び左ロール３のロール面により拘束されるのみで、圧
延されることはない。一方、右ロール４は、油圧シリン
ダ１１ａ、１１ｂの作動により、右ロール軸４Ａを傾動
させることなく、左ロール３に対して近接移動させ、右
ロール４のロール面を被加工物１２のフランジ部１２ｃ
の外面に当接させる。このとき、このフランジ部１２ｃ
は、その内外面が上ロール１の側面及び左ロール３のロ
ール面間で挟持され、圧延される。

【００２０】このような状態を維持したまま、駆動ロー
ル５の作動により上ロール１を回転駆動させるととも
に、図示しない駆動ロールの作動により下ロール２及び
左右ロール３、４を回転駆動させる。これにより、被加
工物１２の底部１２ａの右側部分が上下ロール１、２の
ロール面により圧延されつつ、被加工物１２のフランジ
部１２ｃが圧延される。そして、傾斜させた下ロール２
のロール面により圧縮加工される被加工物の底部１２ａ
の面部において、傾斜させた側の板厚を反対側の板厚よ
りも大きく減少させ該板厚の減少分に応じて被加工物１
２を長手方向に延ばして曲げ加工することができる。す
なわち、被加工物１２の底部１２ａにおいて、右側を左
側よりも圧延率を大きくして、底部１２ａの右側の板厚
を左側の板厚よりも減少させ、この板厚の減少分だけ底
部１２ａの右側を長手方向に延ばすことができ、その結
果被加工物１２を、底部１２ａと同一面内において、左
右方向に曲げ加工することができる。

【００２１】なお、被加工物１２の右側のフランジ部１
２ｃを拘束するのみで圧延しない場合や、左側のフラン
ジ部１２ｂも圧延する場合も、上記と同様に曲げ加工す
ることができるが、上記のように右側のフランジ部ｃの
みを圧延した方がより効果的に大きく曲げ加工すること
ができる。また、上記説明において、下ロール２及び左
右ロール３、４の移動量や傾動量を適宜調節することに
より、曲げ加工の度合を容易に、かつ、任意に調節する
ことができる。また、加工途中で、下ロール２や左右ロ
ール３、４の移動量や傾動量を変化させることにより、
曲げ方向や曲げ度合を途中で変更することも可能であ
る。

【００２２】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば、一対の上下ロール１、２及び一対の左右ロール
３，４を備えたロール圧延加工装置において、少なくと
も一つのロールのロール軸を傾動可能とするという簡単
な改良により、底部１２ａ及び一対のフランジ部１２
ｂ、１２ｃを有する断面コの字状の被加工物１２を容易
に、かつ、任意に曲げ加工することができる。

【００２３】したがって、断面略コの字状等の被加工物
を低コストで、かつ、生産性高く曲げ加工することがで
き、しかも曲げ形状の自由度を高めることが可能とな
る。また、圧延加工の場合、プレス加工と比べて、材料
歩留まりが向上するため、素材費の低減にも貢献する。
なお、上記実施形態では、油圧シリンダを利用してロー
ル軸を傾動させる例について説明したが、ロール軸を傾
動させる方法はこれに限定されるものではない。例え
ば、図９に示すように、右ローラ４等を枢軸１３回りに
揺動可能に支持し、正逆回転可能な駆動モータ１４の駆
動により回動駆動するボールネジ１５に係合するギヤ部
１６を右ローラ４に設けた構成とすることも可能であ
る。この構成によりば、ボールネジ１５の回転に伴って
右ローラ４の右ローラ軸４Ａを傾動させることができ、
ボールネジ１５の回転量に応じて右ローラ軸４Ａの傾動
量を、またボールネジ１５の回転方向に応じて右ローラ
軸４Ａの傾動方向を制御することができる。

【００２４】また、上記実施形態では、底部１２ａ及び
一対のフランジ部１２ｂ、１２ｃを有する断面コの字状
の被加工物１２を曲げ加工する例について説明したが、
底部１２ａが平坦面でなく湾曲面である断面Ｕ字状のも
のや、フランジ部１２ｂ、１２ｃに鍔部が一体的に設け
られた断面ハット状のものに適用することも可能であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
断面略コの字状等の被加工物を低コストで、かつ、生産
性高く曲げ加工することができ、しかも曲げ形状の自由
度を高めることが可能となる。また、圧延加工の場合、
プレス加工と比べて、材料歩留まりが向上するため、素
材費の低減にも貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るロール圧延加工装置の構成を
模式的に示す断面図である。

【図２】本実施形態に係り、ロールを傾動させる様子を
説明する断面図である。

【図３】本実施形態に係り、底部の上面側が凸状となる
ように曲げ加工した被加工物の斜視図である。

【図４】本実施形態に係り、底部の上面側が凸状となる
ように曲げ加工する様子を説明する断面図である。

【図５】本実施形態に係り、底部の上面側が凹状となる
ように曲げ加工した被加工物の斜視図である。

【図６】本実施形態に係り、底部の上面側が凹状となる
ように曲げ加工する様子を説明する断面図である。

【図７】本実施形態に係り、底部と同一面内において、
左右方向に曲げ加工した被加工物の斜視図である。

【図８】本実施形態に係り、底部と同一面内において、
左右方向に曲げ加工する様子を説明する断面図である。

【図９】本実施形態に係り、ロールを傾動させる様子を
説明する断面図である。

【符号の説明】

１…上ロール、 ２…下ロール、
３…左ロール、４…右ロール、 １Ａ…上ロール
軸、 ２Ａ…下ロール軸、３Ａ…左ロール軸、
４Ａ…右ロール軸７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂ、１１
ａ、１１ｂ…油圧シリンダ１２…被加工物、 １
２ａ…底部、１２ｂ、１２ｃ…フランジ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部と、該底部の両側に一体的に設けら
   れた一対のフランジ部とを有する被加工物を曲げ加工す
   る方法であって、 該被加工物の上下に配設され、該被加工物の底部の上下
   面にそれぞれのロール面が当接する一対の上下ロール、
   及び該被加工物の左右に配設され、該被加工物のフラン
   ジ部の外面にそれぞれのロール面が当接する一対の左右
   ロールのうちの少なくとも一つのロールについて、該ロ
   ールのロール軸を傾斜させるとともに、該ロールと該ロ
   ールが対向するロールとを相対的に近接移動させること
   により、該傾斜させたロールのロール面により圧縮加工
   される該被加工物の面部において、傾斜させた側の板厚
   を反対側の板厚よりも大きく減少させ該板厚の減少分に
   応じて該被加工物を長手方向に延ばして曲げ加工するこ
   とを特徴とするロール圧延加工方法。
2. 【請求項２】 底部と、該底部の両側に一体的に設けら
   れた一対のフランジ部とを有する被加工物を曲げ加工す
   る装置であって、 該被加工物の上下に配設され、該被加工物の底部の上下
   面にそれぞれのロール面が当接する一対の上下ロール、
   及び該被加工物の左右に配設され、該被加工物のフラン
   ジ部の外面にそれぞれのロール面が当接する一対の左右
   ロールを備え、 上記上下ロール及び上記左右ロールのうちの少なくとも
   一つのロールは、ロール軸が傾動可能とされるととも
   に、該ロールが対向するロールと相対的に近接移動可能
   とされていることを特徴とするロール圧延曲げ加工装
   置。