JPS646847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は千鳥状に配置された多数のローラによ
つて板材の繰り返し曲げを行い、その板材の形状
を平坦化する板用強圧下式レベラに係わり、特に
薄板材に対する矯正効果の向上を図つた板用強圧
下式レベラに関する。

〔発明の背景〕

従来、この種のレベラにおいて、例えば特許第
1117699号などに見られるごとく、上部ローラの
うち、中央部に２本程度の平行強圧下ローラを設
け、また上ローラ群のうち、第１のローラを昇降
できるようにして、板材を前記平行圧下部に強力
に噛み込ませるようにした平行圧下式レベラが知
られている。このものによると、平行圧下部への
噛み込みが昇降可能な第１のローラによつて補助
されるので、従来のチルト方式のレベラに比較し
て板材を強く曲げることができ、板材のレベリン
グ形状精度が大幅に向上できるようになつた。

しかし、このような従来のレベラにあつては、
板厚の比較的大きい板材に対しては有効であつて
も、板厚の小さい板材を矯正する場合には、形状
精度を充分に高めることが困難で、しばしば下良
製品を出すことが多い。特に、１台の機械で繰返
し処理する場合に顕著である。

このような問題点を検討した結果を以下に説明
する。

検討対象としたレベラは、一般的使用のもので
あり、その仕様は次の通りである。

作業ローラの直径を250mm、長さを5500mm、ロ
ーラピツチを265mm、被矯正材の板厚を６mm、板
幅を4000mmに夫々設定した。

このようなレベラにおいては、板材の形状不良
を修正するためには、強圧下ローラ部における板
材の曲げ加工度を以下のように与える必要があ
る。即ち、第１図に示すように、強圧下ローラ１
による被矯正材としての板材２の曲げ加工度λは
次式で表現できる。

λ＝ε_h／ε_s …(1) ここで、ε_hは板材表面の曲げ歪み、ε_sは降伏歪
みである。尚、板厚をｈとした場合、 ε_h＝ｈ／2ρ であるから、板厚が薄くなる程、板材の曲げ半径
ρを小さくせざるを得ない。即ち、ローラの圧下
量を大きくする必要がある。しかして、降伏歪み
ε_sは、板材の降伏応力σ_s、縦弾性係数Ｅとすれ
ば、次式で表現できる。

ε_s＝σ_s／Ｅ …(2) 即ち、曲げ加工度λは、板材を降伏歪みのλ倍
だけ曲げることを意味する。このλは板厚の薄い
６mm〜10mm程度の形状の悪い板材を矯正するには
経験上、λを８以上にする必要がある。この為の
手段としては、例えば第２図に示すように、矯正
ラインに対して進退可能な入側のローラ（第１ロ
ーラ）１Ａの圧下を開放して、平行強圧下ローラ
である第２ローラ１Ｂへの板材２の噛み込みが容
易になるようにする。しかし、λ＝８以上の曲げ
を第２ローラ１Ｂで与える為には、この第２ロー
ラ１Ｂの圧下を14mm以上に大きくしなければなら
ない。この為、板材２と第２ローラ１Ｂとの接触
角θは大となり、板材２の第２ローラ１Ｂへの噛
み込みが極めて困難となる。

ここで、第２ローラ１Ｂへの板材２の噛み込み
状態を検討すると、まず、板材２が第２ローラ１
Ｂと接触した場合に各ローラ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに
発生する力の関係を第２図に示している。即ち、
第２ローラ１Ｂによる板材２の圧下量をδ、板材
２を第２ローラ１Ｂに押し込む力をF₁とすると、
各ローラが駆動されていることから次の式が導か
れる。

F₁＝μP_Ncosθ＋μ（P₁＋P₂） …(3) （P_Nは板材２と第２ローラ１Ｂとの接触部に発
生する力。

μはローラと板材との間の摩擦係数。

P₁、P₂はP_Nにより発生する第１第２ローラ１
Ａ，１Ｂでの反力。

μP_Nは第２ローラ１Ｂの駆動により板材２を引
き込むように発生する力。） 一方、板材２を第２ローラ１Ｂに噛み込むのを
阻止する発生力F₂は次式で現わされる。

F₂＝P_Nsinθ …(4) 従つて、第２ローラ１Ｂに板材２が噛み込む為
には、 F₁＞F₂ 即ち、 μP_Ncosθ＋μ（P₁＋P₂）＞P_Nsinθ …(5) を満足する必要がある。

一方、力及びモーメントの関係式は以下の通り
である。

P₃＝P_Ncosθ＋μP_Nsinθ ＝P_N（cosθ＋μsinθ） …(6) P₁＋P₃＝P₂ …(7) P₁l₁＝l₂P₃ …(8) 即ち、(6)、(7)、(8)式を(5)式に代入すれば次式が
得られる。

μ＋μ（１＋μtanθ）（2l₂＋l₁／l₁）＞tanθ…(
9) この(9)式において、通常はl₁≒2l₂なので、 μ＋2μ（１＋μtanθ）＞tanθ …(10) この(10)式において、左辺第２項のμtanθは１に
比較して小さいので、この項を無視すれば次式が
得られる。

3μ＞tanθ …(11) 即ち、第１ローラ１Ａを昇降しているので、従
来のチルト的方式のレベラの噛み込み式μ＞tanθ
に比較して、３倍の噛み込み能力を有するもので
ある。

第３図は第２図における圧下量を横軸に、上記
(11)式のtanθおよび前記のλを縦軸にとつてこの３
者の関係を示している。この第３図により、圧下
量δを増すと、噛み込み角tanθ及び曲げ加工度λ
は増加することが判る。

板厚６mmの板材を矯正する為には、曲げ加工度
λをλ_n＝８以上にする必要があり、λ_n＝８とし
た場合の圧下量はδ_n＝14.6mmである。

一方、板材とローラとの摩擦係数μはμ＝0.15
であるから、材料とローラとの噛み込み限界は上
記(11)式から、tanθ＜0.15×３＝0.45となる。この
場合の圧下許容量δ₀は第３図によれば11.2mmであ
り、λ＝８以上の矯正ができず、板材の形状を充
分矯正することは困難であることが判る。

特公昭57−7803号公報には、昇降可能な矯正ロ
ーラのうち、ローラレベラの中央部の矯正ローラ
に対して出側位置に、少なくとも２本の矯正ロー
ラが前記中央部の矯正ローラに対して相対的に昇
降動可能に設けられており、かつ前記出側位置の
少なくとも２本の矯正ローラのうち１本の矯正ロ
ーラは、他の出側矯正ローラに対して相対的に昇
降動可能に構成されているローラレベラが開示さ
れている。しかし、このローラレベラは板材の出
側位置の矯正ローラを中央部の矯正ローラに対し
て相対的に昇降動可能とすることによつて、板材
の形状不良部分を消滅させるものであつて、歪み
矯正のために大きな曲げ加工度を要する板材を、
いかにローラに噛みこませるかについては、配慮
されていない。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、板材を強圧下ローラ部へ強力
に噛み込ませることができ、これにより強圧下曲
げ加工を実現して、特に薄板材に対する矯正効果
を充分に得ることができる板用強圧下式レベラを
提供することにある。

〔発明の概要〕

まず、本発明の原理を説明する。

本発明に係る板用強圧下式レベラでは、前述し
た第２図の第２ローラの圧下を第３図に示す許容
噛み込み圧下量δ₀以下に制限し、それ以降のロー
ラを強圧下するようにしている。

即ち、第４図に示すように、矯正ローラ１３
Ａ，１４Ａを平行強圧下ローラとし、その板材入
側に設けた上第１ローラ１１Ａ及び上第２ローラ
１２Ａを少くとも昇降可能としている。例えば、
上第１ローラ１１Ａの圧下量δを０近傍に設定
し、上第２ローラ１２Ａは第３図に示す噛み込み
限界値以下に設定する。そして、上第３ローラ１
３Ａ及び上第４ローラ１４Ａを平行強圧下用とし
て板材１０を強力に曲げるようにする。

このような構成とすれば、上第３ローラ１３Ａ
が強力に圧下されても、この上第３ローラ１３Ａ
への押し込み力F₁′は前記の(3)式に対し以下のよ
うな関係式に基づいて強力な押し込み力となり、
板材１０の充分な噛み込みを行わせることができ
る。

F₁′＝μP_Ncosθ＋μ（P₁＋P₂＋P₃＋P₄） この関係を用いれば、前記噛み込み限界式(11)式
は下式のようになる。

7μ＞tanθ …(12) ここで、μ＝0.15であるから、(12)式は 1.05＞tanθ …（13） となり、第３図においてλ＝８以上の曲げ加工が
可能となり、板圧が６mmの板材は勿論、これ以下
の薄い板材で更に強圧下が必要な板材に対する圧
下も可能で、薄板材の形状不良矯正が充分に行え
るものである。

矯正ラインに対して平行強圧下ローラと独立に
進退可能なローラが１個の場合は、許容される噛
込角のtanθの最大値は(11)式から、3μであつて、
μ＝0.15であれば、tanθ＜0.45となり、噛込み可
能な圧下量は第３図から最大11.2mmである。11.2
mmの圧下量に対応する曲げ加工度は、約6.2で、
６mm以下の板材の矯正には不十分である。

これに対し、矯正ラインに対して平行強圧下ロ
ーラと各独立に進退可能なローラが、少なくとも
２個設けられると、ローラから板材に強圧下ロー
ラに板材を押し込む方向に加わる摩擦力が増加
し、これに伴つて許容される噛込角のtanθの最大
値が(12)式に示されるように少なくとも7μとなり、
μ＝0.15であれば、tanθ＜1.05であるから、第３
図から圧下量を14.6mm以上にして曲げ加工度８以
上にすることができ、６mm以下の板材の矯正を充
分に行うことができる。進退可能なローラの数を
２個よりも、ふやせば摩擦力も増加するので、噛
みこみ角の許容tanθも増加し、曲げ加工度を更に
増加させることができる。

尚、第４図において上第５ローラ１５Ａ及び上
第６ローラ１６Ａを、上第１ローラ１１Ａ及び第
２ローラ１２Ａと同様に昇降可能な構成とすれ
ば、正逆パスを行う場合にも、両方向の圧下によ
る形状修正が可能となる。

即ち、通常は矯正操作が第４図の矢印Ａ方向に
行われる。この場合板材１０の形状が極端に悪い
場合は、矢印Ａ方向への１パスのみでは充分な矯
正効果が得られない場合がある。このような場
合、上第５ローラ１５Ａ及び上第６ローラ１６Ａ
を昇降可能とすれば、板材１０を矢印Ｂ方向への
逆パスを行つて矯正操作する場合に、この逆パス
における入側ローラとしての上第５ローラ１５Ａ
及び上第６ローラ１６Ａにより前述の上第１ロー
ラ１１Ａ及び上第２ローラ１２Ａと同様の強力な
押しみ込み力を得ることができる。

尚、上第１ローラ１１Ａと上第６ローラ１６Ａ
並びに上第２ローラ１２Ａと上第５ローラ１５Ａ
とをそれぞれ対称的な圧下関係としておけば、各
ローラの圧下操作をほとんど修正する必要なく、
逆転矯生することできる。

又、ローラを進退させる機構は、好適には、そ
のローラ支持用のフレームに対し、ローラ軸方向
に沿う空間に挿入した楔を有するものとする。

このような楔手段によつてローラの進退機構を
構成すれば、その進退するローラ支持用のフレー
ムに、進退、即ち昇降用の大きなスペースを取る
必要なく、剛性の高いフレーム構造とすることが
できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第５図及び第６図を
参照して説明する。尚、説明を容易にする為、第
４図に示した符号と同一符号を使用する。

この実施例に係る板用強圧下式レベラでは、矯
正作業用のローラとして、６本の上部ローラ１１
Ａ〜１６Ａ及び５本の下部ローラ１１Ｂ〜１５Ｂ
を千鳥状に配置して構成されている。各ローラ１
１Ａ〜１６Ａ、１１Ｂ〜１５Ｂは、矯正ラインの
反対側から補強ローラ２１Ａ〜２６Ａ及び２１Ｂ
〜２５Ｂによつて支持されている。上ローラ群１
１Ａ〜２６Ａを支持する上フレーム２７は、下ロ
ーラ群１１Ｂ〜２５Ｂを支持する固定式の下フレ
ーム２８に対して昇降可能に設けてある。即ち、
上フレーム２７と下フレーム２８とは複数の垂直
なロツド２９によつて上下方向に連結されてお
り、下フレーム２８はロツド２９の下端部に設け
たフランジ３０に載置固定されている。上フレー
ム２７はロツド２９にブツシユ３１を介して摺動
可能とされている。そして、ロツド２９の上端部
にはねじ部３２が形成されており、このねじ部３
２が上フレーム２７の上面に形成したケーシング
３３内に保持されたウオームホイル３４と螺合し
ている。このウオームホイル３４は、図示しない
ータなどの回転駆動機構に連結されたウオーム３
５と噛合している。そして、ウオーム３５の回転
駆動により、ウオームホイル３４が回転し、ロツ
ド２９のねじ部３２に沿つて上下動作することに
より、上フレーム２７が下フレーム２８に対して
昇降動作するようになつている。

上ローラ群のうちの強圧下用ローラ１３Ａ，１
４Ａは、補強ローラ２３Ａ，２４Ａと共に軸受３
６を介して上フレーム２７に一体昇降可能に取り
付けてあり、この上フレーム２７の昇降によつて
平行圧下量を設定されるようになつている。

又、下ローラ群１１Ｂ…１５Ｂは、補強ローラ
２１Ｂ…２５Ｂと共に軸受３７を介して下フレー
ム２８に定置的に取り付けられている。

上ローラ群のうちの第１、第２、第５及び第６
ローラ１１Ａ，１２Ａ，１５Ａ，１６Ａはそれぞ
れ補強ローラ２１Ａ，２１Ｂ，２５Ａ，２６Ａと
共に楔機構３８を介して上フレーム２７に微小量
昇降可能に取り付けてある。即ち、第６図に示す
ように、上フレーム２７のローラ軸方向に添う空
間３９が形成してある。この空間３９内に、一対
の楔体、例えば可動楔４０と従動楔４１とが互の
楔面を摺接して収納されている。可動楔４０は、
空間３９内を所定幅移動し得る長さに形成されて
おり、回転駆動機構、例えばモータ４２にナツト
４３及びスクリユー４４を介して接続されてい
る。尚、４５はスクリユー軸４４とモータ４２と
を接続するカツプリング、４６はモータ４２を取
り付けるブラケツトである。モータ４２の回転に
より、ナツト４３及びスクリユー軸４４を介して
可動楔４０がローラ軸方向に移動し、従動楔４１
が上フレーム２７の下方に進退するようになつて
いる。そして、この従動楔４１の下面に前述した
第１、第２、第５、第６ローラ１１Ａ，１２Ａ，
１５Ａ，１６Ａが補強ローラ２１Ａ，２２Ａ，２
５Ａ，２６Ａの軸受４７を介して当接し、この従
動楔４１に付随して昇降する。尚、第１、第２、
第５、第６上ローラ１１Ａ，１２Ａ，１５Ａ，１
６Ａはその軸受箱４８を介して上フレーム２７に
矯正ラインから後退（上昇）方向への付勢手段、
例えばスプリング機構４９によつて支持されてい
る。即ち、軸受箱４８支持用の軸５０が上フレー
ム２７内に挿入され、この軸５０の上端部に設け
たナツト５１が圧縮コイルスプリング５２によつ
て上方に付勢されている。尚、各ローラ１１Ａ，
１２Ａ，１５Ａ，１６Ａの駆動用の軸５３は、図
示しないユニバーサルジヨイントを介して回転駆
動機構に連結されている。

板材１０の矯正操作を行う場合は強圧下用の上
第３及び第４ローラ１３Ａ，１４Ａを上フレーム
２７と共に所定圧下位置に設定すると共に、入出
側の上第１、第２、第５及び第６ローラ１１Ａ，
１２Ａ，１５Ａ，１６Ａを楔機構３８によつて所
定高さ位置に設定するものである。例えば、矯正
作業用の各ローラ１１Ａ…１６Ａ，１１Ｂ…１５
Ｂのローラ径を250mm、ローラピツチを265mm、ロ
ーラ面長を5500mmとしたレベラにおいて、板厚６
mm、板幅4000mm程度の板材の矯正を行う場合に
は、各ローラの圧下量δを以下の通りに定めれば
よい。

第１ローラ１１Ａではδ＝０、第２ローラ１２
Ａではδ＝10mm、第３及び第４ローラ１３Ａ，１
４Ａではδ＝15mm、第５ローラ１５Ａではδ＝10
mm、第６ローラ１６Ａではδ＝０。

このような圧下量δを設定して矯正操作を行え
ば、第１、第２上ローラ１１Ａ，１２Ａに保持さ
れた板材１０が強圧下用の第３及び第４上ローラ
１３Ａ，１４Ａに確実に噛み込むと共に、第５及
び第６上ローラ１５Ａ，１６Ａによつて、板材１
０の曲がりが徐々に解除されて矯正効果を充分に
得られるものである。

又、入出側のローラ１１Ａ，１２Ａ，１５Ａ，
１６Ａを高さ調整し得る対称配置構成としたの
で、板材１０のパス方向を順次切換えて矯正作業
する場合でも、その各ローラ１１Ａ，１２Ａ，１
５Ａ，１６Ａを対称的な高さ配置に設定すること
により各パスに際して同様な矯正効果を得ること
ができ、しかも各ローラの圧下量をほとんど再調
整する必要なく行うことができるので、矯正時間
の短縮が図れ、生産性の向上に寄与できる利点も
有する。

更に、楔機構３８を用いて入出側のローラ１１
Ａ，１２Ａ，１５Ａ，１６Ａの高さ調整を行える
ようにしたので、上フレーム２７の下側部に設け
た少ない空間部においてその高さ調整部を配置す
ることができ、従つて余分なスペースを必要とせ
ず、しかも剛性の高いフレーム構造としてコンパ
クトな構成が実現できる。

尚、前記実施例では高さ調整可能なローラを入
側の２本に設定したが、３本以上としてもよいも
のである。但し、前述したごとく強圧下ローラへ
の噛み込み条件として経験的に得られた値（λ＞
８）を得る為には、入側の２本で板材１０を保持
すれば充分であることが確認されている。

尚、前記実施例では上ローラのみを昇降及び高
さ調整する構成としたが、これは板材１０の送行
基準面を一定にすることにより矯正作用を容易に
行なえるようにしたものであり、必要ならば下ロ
ーラ群をも昇降あるいは高さ調節できる構成とし
てもよい。

更に、本発明は板材とローラ間の摩擦による押
込み力を大きくすることにより噛み込み性を改善
したものであり（前述(1)式より）、従つて、作業
用の各ローラに例えばシヨツトブラスト処理など
を施し、ローラ面の凸凹により板材１０とローラ
との間の摩擦係数を増加させるようにすれば、噛
も込み性の改善がより一層向上するものである。
例えば、ローラにシヨツトブラスト処理などを施
した場合は、板材とローラとの間の摩擦係数はμ
＝0.2〜0.25程度になり、噛み込み性の改善、ひ
いては矯正効果が極めて向上する。尚、強圧下用
のローラ１３Ａ，１４Ａなどに対してもこのよう
な摩擦係数の増大用の加工を施し、板材のスリツ
プ発生を防止するようにすれば、動力を伝達する
上での効果が向上するものである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、矯正用のロー
ラ群のうち、平行強圧下ローラの板材入側に設け
られるローラを、矯生ラインに対して前記平行強
圧下ローラと各独立に進退可能とし、かつ、その
数を少なくとも２個としたので、矯正用のローラ
に挿入される板材に、充分な噛み込みを行う摩擦
力が加わるように、板材の入側においてローラの
圧下状態を調整することができ、強圧下曲げ加工
に基づく板材、特に薄板材に対する矯正効果が、
充分に発揮できるようになるという優れた効果を
奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は板材の曲がり状況を示す説明図、第２
図は板材の噛み込み状況を示す説明図、第３図は
ローラ圧下量と噛み込み限界角と曲げ加工度との
関係を示す特性図、第４図は本発明の原理を示す
説明図、第５図は本発明の一実施例を一部断面に
して示す主要部分の構成図、第６図は楔部分を示
す拡大断面図である。 １０……板材、１１Ａ〜１６Ａ，１１Ｂ〜１５
Ｂ……作業用のローラ群、１１Ａ，１２Ａ，１５
Ａ，１６Ａ……進退可能なローラ、３８……楔機
構、４０……可動楔、４１……従動楔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板材を千鳥状に配置した複数のローラに噛み
   込ませて繰り返し曲げを与えることにより、前記
   板材を矯正する板用強圧下式レベラにおいて、矯
   正用のローラ群のうち、平行強圧下ローラの板材
   入側に設けられるローラを、矯正ラインに対し
   て、前記平行強圧下ローラと各独立に進退可能と
   し、かつ、その数を少くとも２個としたことを特
   徴とする板用強圧下式レベラ。 ２ 特許請求の範囲第１項において、板材の矯正
   ラインに進退するローラは、ローラ群配置の中央
   点に対し、入出側で対称に配置されたことを特徴
   とする板用強圧下式レベラ。 ３ 特許請求の範囲第１項において、ローラを進
   退させる機構は、そのローラ支持用のフレームに
   対してローラ軸方向に沿う空間に挿入した楔を有
   する楔機構からなることを特徴とする板用強圧下
   式レベラ。