JPS63183726A - 帯状素材の曲げ加工装置 - Google Patents

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、鋼環金属製の帯状素材からスクリューコンベ
アのスクリュー、熱交換器の伝熱管、バネ等に使用され
るスパイラル状成形体を成形するような場合に好適に使
用される曲げ加工装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種曲げ加工装置として、帯状素材を　　′逆
方向に回転駆動する一対の円錐状の成形ロール間に導い
て、素材の圧下率をその幅方向に漸吹異ならしめて冷間
圧延することにより、スパイラル状成形体を得るように
構成されたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる装置では、″Ｉ！ｃ成形ロールが
各別の駆動系に連結されているため、駆動系並びにその
制御系が複雑化し、どうしても装置構造を簡略化できな
いといった問題がある。

また、画成形ロール間の間隙はこれを素材の性状、板厚
及び所望する曲げ角度に応じてを調整しておく必要があ
るが、各成形ロールが各別の駆動系に連結されているこ
と及び画成形ロールが円錐状のものとされていることか
ら、かかる間隙調整が極めて困鴛であり、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、構造
を大幅に簡略化できると共に、帯状素材を板厚等の諸条
件に応じて良好且つ容易に曲げ加工することのできる帯
状素材の曲げ加工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） 本発明の曲げ加工装置は、上記の目的を達成すべく、特
に、平面状成形面を有する成形盤を該平面状成形面に直
交する回転駆動軸に固着すると共に１円錐状若しくは截
頭円錐状の成形ロールを、成形盤の回転軸線に直交させ
ると共に平面状成形面との間隙が回転駆動軸方向に漸次
大きくなるように配して、回転自在に且つ成形盤の回転
軸線方向に位置調整自在に設けたものである。

（作用） 帯状素材は、成形盤と成形ロールとによって。

幅方向における板厚が回転駆動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、成形盤の回転軸線周り
に旋回する湾曲状に曲げ加工される。

このとき、成形ロールは、素材を介して成形盤に追従回
転されることになる。

（実施例） 以下、本発明の装置を第１図〜第６図に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。この実施例は。

本発明を、帯状素材をスパイラル状に曲げ加工するスパ
イラル成形装置に適用した例に係る。なお、以下の説明
においては１前後及び上下とは夫々第１図上における左
右′及び上下を意味するものとする。

第１図及び第２図に示すスパイラル状体製造機において
、２は帯鋼等の金属製帯状素材１を加熱する素材加熱装
置、３は加熱された帯状素材１をスパイラル状に圧延成
形する曲げ加工装置たるスパイラル成形装置、４は圧延
成形されたスパイラル状予備成形体１′を所望ピッチの
スパイラル状成形体１′に整形するピッチ整形装置４で
ある。

素材加熱装置２は、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１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（例・　　えば、１１００℃程度）に急速加熱
するようになっている。なお、加熱炉５．赤外線温度検
出器６゜制御器７は公知のものであるから、その詳則は
省略する。また、素材１は、加熱炉５を通過した後。

ガイドロール８・・・・（−のみ図示）によりスパイラ
ル成形装置３の圧延作用開始部（後述する成形盤１４と
第１成形ロール１６との間隙部）に導かれるようになっ
ている。

スパイラル成形装置ｆｉ３は、第１図〜第３図に示す如
く１機枠９に回転自在に軸受支持１０され且つ駆動モー
タ１】に減速機構１２を介して連動連結された回転駆動
軸１３と、回転駆動軸１３の前端部に嵌着された円板状
の成形盤１４と１機枠９に保持さ■たロールホルダ１５
と、ロールホルダ１５に回転自在に支持された截頭円錐
状の第１〜第３成形ロール１６．１６’　、１６’とを
具備してなる。なお、回転駆動軸１３．成形盤１４．各
成形ロール１６．１６’　、１６’は、何れも、耐熱性
、耐摩耗性１機械的強度に優れた耐熱高温工具鋼材等で
もって成形されている。

成形盤１４は、その前面を回転駆動軸１３に直交する平
面状成形面１４ａに構成すると共にその外周縁部に環状
の外周側規制部１４ｂを突設してなる。この成形盤１４
は、その後面部に固着した成形盤ホルダ１７を介して回
転駆動軸１３の鍔部１３ａに固着されている。なお、成
形盤１４には圧延時に後方への押圧力が作用するが、こ
の押圧力による変形を防止すべく、成形盤１４の後面部
つまり成形盤ホルダ１７を機枠９に形成せる環状四部９
ａの底面部にベアリング１８を介して回転自在に保持さ
せている。また、平面状成形面１４ａは回転駆動軸１３
の前端より若干後方位に位置されていて、成形面１４ａ
より突出する回転駆動軸１３の前端周面部を内径側規制
部１３ｂに構成しである。

ロールホルダ１５は、第２図〜第４図に示す如く、外周
突出部１９ａを機枠９の前面部に形成せる円弧状の保持
溝９ｂに前後摺動自在に保持させた、正面形状が扇形で
あり且つ縦断側面形状が略し字状をなすホルダ本体１９
と、ホルダ本体１９の内周側部分に嵌入保持させた３個
の抱持体２０・・・・と、ホルダ本体１９の外周側部分
に嵌入固着させた３個の抜脱阻止体２１・・・・とから
なる。ホルダ本体１９は１機枠９に固着せるナツト部材
２２に螺着されて外周突部１９ａを挿圧する各調整ポル
１へ２３と外周突部１９ａに植設せるネジ軸２４に螺着
された各調整ナツト２５とでもって１前後方向位置を調
整しうるようになされている。ホルダ本体１９には回転
駆動軸１３周りに放射状配置された３個の有底保持孔１
９ｂ・・・・が形成されている。なお、ホルダ本体１９
の内周面は回転駆Ｃ１軸１３に近接する円弧面に構成さ
れており、各保持孔１９ｂの回転駆動軸側部分は成形盤
１４に向けて開放されている。

各抱持体２０は、成形ロール１６を密接に係合保持しう
る保持溝つまり縦断面形状が各成形ロール１６の縦断面
形状に対応する台形状であり且つ横断面形状が半円近似
の円弧形状である保持溝２０ａを形成した砲金製のもの
であり、ホルダ本体１９の保持孔１９ｂに、該保持孔１
９ｂの底部に当接させると共に保持溝２０ａを成形盤１
４に直対向させた状態で、嵌入保持されている６また、
抱持体２０には、保持溝２０ａの形成面において複数の
加圧凹部２０ｂ・・・・が凹設されていると共に、一端
に加圧流体供給管２６を接続し且つ他端を加圧凹部２０
ｂに連通する加圧流体供給通路２０ｃ・・・・が形成さ
れている。

各抜脱阻止体２１は底面部に突部２１ａを突設した縦断
面形状略凸字形のもので、抱持体２０を当接保持した状
態で、ホルダ本体１９の保持孔１９ｂに嵌合、固着され
ている。なお、各抜脱阻止体２１には前記各加圧流体供
給管２６を挿通させるための貫通孔２１ｂ・・・・が穿
設されている。

各成形ロール１６．１６’　、１６’は、第２図〜第４
図に示す如く、前記抱持体２０の保持溝２０ａに、その
大径側端部を成形盤１４の外周側に位置させた状態で１
回転自在に且つ密接状に係合保持されており、その軸線
は回転駆動軸１３に直交且つ平面状成形面１４ａに平行
となっている。

第１〜第３成形ロール１６．１６’　、１６’は回転駆
動軸】３の回転方向に所定間隔を隔てて順次整列されて
おり、各成形ロール１６．１６’　、１６１の周面たる
円錐状成形面１６ａは成形盤１４の平面状成形面１４ａ
に直対向せしめられている。

また、第１成形ロール１６は加熱炉５を経た素材１の進
行経路上つまり回転駆動軸１３の直−上方位に位置され
ている。したがって、加熱炉５からガイドロール８・・
・・を経た素材１は、成形盤１４と第１成形ロール１６
との間に導かれて、その板厚が幅方向上端側へと順次小
さくなるように圧延され、爾後、成形盤１４と第２及び
第３成形ロール１６’　、１６’とにより同様の圧延を
施され、これによって、回転駆動軸１３周りに旋回しつ
つ前方に進行するスパイラル状予備成形体１′を得るよ
うになされている。なお１図示していないが。

第３成形ロール１６′の近傍位には、該ロール１６′を
経過した予備成形体１′部分を前方に送り出すための送
り出しガイド部材が配設されている。

また、この実施例のものでは、第１〜第３成形ロール１
６．１６’　、１６’をこれらと成形盤１４との間隔が
順次小さくなるように設けて、つまり素材１が第１〜第
３成形ロール１６．１６’　。

１６′を経過するにつれて順次圧延されるようにして、
素材１の圧延を円滑に行いうるよう図っている。なお、
成形ロール１６の数はその径等の諸条件に応じて適宜に
設定でき、例えば、１個でも。

４個以上でもよい。

また、成形盤１４と成形ロール１６．１６’　。

１６′との間隙は素材１の性状、板厚等に応じて設定さ
れるが、かかる間隙調整は、前記調整ネジ２３及び調整
ナツト２５の操作によりホルダ本体１９の前後位置を調
整することによって容易に行いうる。

また、前記各抱持体２０に形成した各加圧凹部２０ｂは
成形ロール１６．１６’　、１６’の周面で閉塞されて
いて、この加圧四部２０ｂに高圧水。

ソルブルオイル等の加圧流体を供給することによって、
圧延時における各ロール１６の撓防止を図ると共に、ロ
ール１６と抱持体２０との摺接部分に流体膜を形成して
、ロール１６の円滑な回転を維持し、更にはロール１６
を冷却しつるように構成されている。さらに、各成形ロ
ール１６の大径側端面部の中心部位には前記抜脱阻止体
２１の突部２１　ａを係合させた凹部１６ｂが形成され
ていて、圧延時におけるロール移動を阻止するように工
夫しである。

ピッチ整形装置４は、第１図、第５図及び第６図に示す
如く、回転駆動軸１３の前端部に同心状に一体連設した
保持軸２７と、第１〜第３ａ形ロール２８，２８’　、
２８”からなる第１整形ロール群４ａ及び第４〜第６整
形ロール３３．３３’　。

３３′からなる第２１１形ロール群４ｂとを具備してな
る。

保持軸２７は回転駆動軸１３の内周側規制部１３ｂより
所定量小径のものであり、両者１３ｂ。

２７の径差は、スパイラル状予備成形体１′を拡大ピッ
チのスパイラル状成形体１′に整形した場合における内
周縮径量に応じて適宜に設定される。

第１〜第３整形ロール２８．２８’　、２８’は。

各々周面部にスパイラル状予備成形体１′の外周部を軸
線方向及び径方向に規制保持した状態で係合しうる環状
の楔形整形溝２８ａを形成したものであり、保持軸２７
の周方向に当間隔を隔てると共に軸線方向に所定間隔を
隔てて回転自在に配置されていて、スパイラル成形装置
３から送り出されてくるスパイラル状予備成形体１′の
外周縁部が、その内周縁部が保持軸２７に押し付けられ
た状態で、各整形溝２８ａを順次係合通過せしめうるよ
うになされている。前記各整形溝２８ａの−・側面はそ
の溝底から広がる截頭円錐状のガイド面２８ｂとされて
いて、整形溝２８ａを係合通過するスパイラル状予備成
形体１′の側面を摺接ガイドしうるようになされている
。また、このガイド面２８ｂの最大径部周面は軸受面２
８ｃとされていて、第１〜第３整形ロール２８．２８’
　、２８′が保持軸２７の軸受としても機能するように
工夫しである。

前記各整形ロール２８．２８’　、２８’は、支持枠２
９，２９に軸受体３０ａ、３０ａを介して回転自在に支
持された各ネジ軸３０．３０’　、３０′に嵌挿支持さ
れていて、調整ナツト３１，３１により軸線方向位置を
調整しうるようになっている。第１〜第３整形ロール２
８．２８’　、２８′の各軸線方向位置は、得ようとす
る所望形状のスパイラル状成形体を保持軸２７に嵌挿さ
せたと仮定したときにおいて、各々の整形溝２８ａが該
スパイラル状成形体の外周部にその周方向三等分位置で
係合しうるように設定しておく。

前記各軸受体３０ａは、各支持枠２９に保持軸２７の直
径方向に移動調節自在に支持されていて。

その支持位置を調整ネジ３２により調整することによっ
て、各整形ロール２８．２８’　、２８’の位置を保持
軸２７の軸受として機能する最適位置に調整しうるよう
に工夫しである。なお、各支持枠２９には、スパイラル
状予備成形体１′及びスパイラル状成形体１′が通過す
る通過孔２９ａが穿設されている。

また、第２整形ロール群４ｂは第１整形ロール群４ａの
所定量前方位に配設されていて、これら　・と同様の作
用を行う。すなわち、第２Ｗ形ロール群４ｂの各整形ロ
ール３３．３３’　、３３’は、第１〜第３整形ロール
２８．２８’　、２８’と同様に、整形溝３３ａ、ガイ
ド作用面３３ｂ、軸受而３３ｃを備え、前記各ネジ軸３
０．３０’　、３０′に調整ナツト３１．３１を介して
固定されていて、第１整形ロール群４ａによって整形さ
れたスパイラル状成形体１′のピッチを更に調整しうる
ようになされている。なお、各整形ロール群４ａ、４ｂ
におけるロール数は任意に設定できるが、保持軸２７を
軸受支持するため、３個以上必要である。

したがって、以上のように構成されたスパイラル状体製
造機によれば１次のようにして所望寸法のスパイラル状
成形体１′を製造することができる。

まず、帯状素材１を加熱炉５で所定の熱間温度に加熱り
、た上、ガイドロール８・・・・を介して成形盤１４と
第１成形ロール１６との間隙に導き、回転駆動する平面
状成形面１４ａとこれに素材１を介して追従回転する円
錐状成形面１６ａとでもって、幅方向上側に板厚が漸次
小さくなるように圧延する。素材１は、かかる圧延によ
り１回転駆動軸１３の周面に沿って湾曲せしめられ、引
き続き、成形盤１４と第２成形ロール１６′更に第３成
形ロール１６“どの間隙に導かれて同様の圧延作用を受
け、第３成形ロール１６′を経過した後、前記送り出し
ガイド部材による作用を受けることとも相俟って、スパ
イラル状予備成形体１′として保持軸２７周りに旋回し
つつ前方に進行せしめられることになる。このとき、素
材１を熱間で圧延させることから、第１〜第３成形ロー
ル１６，１６’　、１６’による素材１の圧下率を順次
増大させるようにしたこととも相俟って、索材１を容易
に且つ良好にスパイラル成形することができる。

しかも、圧延による素材１の幅方向における伸長景は１
回転駆動軸１３の内周側規制部１３ｂと成形盤１４の外
周側規制部１４ｂとによって規制されることになり、ス
パイラル状予備成形体１′を一定径のものとなしうる。

したがって、素材１は、平面状成形面１４ａとこれに対
向する円錐状成形面１６ａ・・・・とによって、保持軸
２７周りに旋回しつつ軸線方向に進行するスパイラル状
予備成形体１′に成形されていくにのとき、各成形ロー
ル１６は、抱持体２゜の加圧凹部２０ｂに供給された加
圧流体圧力を受けることにより、圧延時の負荷による撓
変形を防止され、また抱持体２０の保持溝２０ａとの摺
接部分に加圧流体による流体膜が形成されることから、
円滑な回転が維持されることになり、成形盤１４との圧
延作用を良好に行うことができる。しかも、成形ロール
１６と抱持体２０との摺接部分から加圧流体が漏洩する
ことから、成形ロール１６は勿論、成形盤１４も冷却さ
れることになり。

両者１４．１６と素材１との間での焼き付きが効果的に
防止される。なお、成形盤１４に対しては。

必要に応じて、別途冷却手段を設けるようにしても良い
。

次に、このようにして保持軸２７周りに旋回しつつ進行
してくるスパイラル状予備成形体１″は。

その内周部が保持軸２７で保持されながら、その外周部
が第１〜第３成形ロール２８．２８’　、２８′の整形
溝２８ａ・・・・を順次通過せしめられ、そのピッチが
拡大整形される。このとき、スパイラル状予備成形体１
′の内径はピッチが拡大されることによって縮径変形さ
れるが、その変形量は保持軸２７の局面で一定に規制さ
れる。したがって、第１〜第３整形ロール２８．２８’
　、２８’の軸線方向間隔並びに保持軸２７の外径を適
宜に設定しておくことにより、スパイラル状予備成形体
１′を所望形状のスパイラル状成形体１″に整形するこ
とができる。

ところで、スパイラル状予備成形体１′はスパイラル成
形装置３からピッチ整形装置４に至る間に自然冷却され
、しかも各成形ロール１６を経過する間にこれと抱持体
２０との摺接部分から漏洩する加圧流体によって強制的
に冷却されることから、ピッチ整形時には低温化される
ことになる。

したがって、熱間でスパイラル成形しているにも拘らず
、ピッチ整形後にスパイラル状成形体１′の形状が変化
するといった不都合は生じず、高精度のスパイラル状成
形体１＃を得ることができる。

さらに、第１′ＩＩｉ形ロール群４　ｆｔを経過したス
パイラル状成形体１′を更に第２整形ロール群４ｂつま
り第４〜第６！！形ロール３３．３３’　、３３′の整
形１１３３ａ・・・・を順次通過させる。二とにより、
その形状を更に高精度に整形若しくは修正するようにし
ている。このとき、第３整形ロール２８′と第４整形ロ
ール３３との間でもピッチ整形。

修正が行われる。

なお、本発明に係る曲げ加工装置は、帯状素材をスパイ
ラル状等種々の湾曲形状に曲げ加工する場合に適用でき
るものである。

（発明の効果） 以上の説明から容易に理解されるように１本発明の装置
は、成形盤と成形ロールとを対向配置して、成形盤のみ
を駆動させるように構成したものであるから、駆動系並
びにその制御系が簡単になり、装置構造を大幅に簡略化
できるものである。

しかも、成形盤と成形ロールとの間隙を駆動系に連結し
ていない成形ロールの位置調整によって節惧に行うこと
ができ、素材を板厚等の諸条件に応じて良好且つ容易に
曲げ加工することができる。

さらに、−の成形盤に対して複数の成形ロールを並列配
置しておくことができ、このようにしておくことによっ
て、素材の曲げ加工を段階的に繰返し行うようにするこ
とができ、曲げ加工を更に高精度且つ容易に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明に係る曲げ加工装置を装備せる
スパイラル状体製造機の一例を示したもので、第１図は
側面図、第２図は要部の一部切欠正面図（断面は第１図
の■−■線に沿う）、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ
線に沿う縦断側面図、第４図は第３図の［Ｖ−ＩＶ線に
沿う要部の横断平面図、第５図は第１０図の■−■線に
沿う縦断背面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿う
断面図である。 ■・・・・帯状素材、１′・・・・スパイラル状予備成
形体、１′・・・・スパイラル状成形体、２・・・・素
材加熱装置、３・・・・スパイラル成形装置（曲げ加工
装置）、４・・・・ピッチ整形装置、１３・・・・回転
駆動軸、】４・・・・成形盤、１４ａ・・・・平面状成
形面、１５・・・・ロールホルダ、１６．１６’　、１
６’・・・・成形ロール、１６ａ・・・・円錐状成形面
、２０・・・・抱持体、２０ａ・・・・保持溝、２０ｂ
・・・・加圧凹部、２０ｃ・・・・加圧流体供給通路、
２３・・・・調整ネジ、２５・・・・調整ナツト。 特許出履人　　岡村俊− Ｎ５ｒＩ！Ｊ 第６１！１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平面状成形面を有する成形盤を該平面状成形面に
   直交する回転駆動軸に固着すると共に、円錐状若しくは
   截頭円錐状の成形ロールを、成形盤の回転軸線に直交さ
   せると共に平面状成形面との間隙が回転駆動軸方向に漸
   次大きくなるように配して、回転自在に且つ成形盤の回
   転軸線方向に位置調整自在に設けたことを特徴とする帯
   状素材の曲げ加工装置。
2. （２）前記成形ロールが、成形盤の回転方向に複数個並
   列配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項に記載する帯状素材の曲げ加工装置。
3. （３）前記成形ロールが、加圧流体が供給される加圧凹
   部を有するロールホルダに、成形盤に対向する周面部分
   を突出させると共に加圧凹部を閉塞させた状態で回転自
   在に密接抱持されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載する帯状素材の曲げ加工装
   置。