WO2014007117A1 - ロール成形装置 - Google Patents

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blade
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高村 智之
橋本 圭二
富夫 木下
木下 学
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トヨタ車体 株式会社
株式会社 ニシムラ
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    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B21B1/22Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
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    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C43/46Rollers
    • B29C2043/461Rollers the rollers having specific surface features
    • B29C2043/464Rollers the rollers having specific surface features having projections or knives, e.g. for cutting-out or for forming local depressions

Definitions

  • the present invention relates to a roll forming apparatus.
  • Patent Document 1 An apparatus described in Patent Document 1 is known as a roll forming apparatus.
  • the upper roll 100 and the lower roll 200 are connected to a pair of side walls 112 and 113 erected on the base 110 via a pair of bearings 114 and 115. And is rotatably supported.
  • the upper roll 100 and the lower roll 200 are configured by overlapping a plurality of disc cutters 102 and 202 at a predetermined interval.
  • blade portions 102a and 202a are projected and arranged at a predetermined pitch on the peripheral portions of the disk-shaped cutters 102 and 202, and the blade portions 102a of the rolls 100 and 200 are provided.
  • 202a are meshed with each other.
  • Patent Document 1 a method of synchronous rotation of the upper roll 100 and the lower roll 200 is not specifically disclosed, but in general, a gear mechanism (not shown) is provided between the upper roll 100 and the lower roll 200. The torque is often transmitted via
  • Patent Document 2 discloses a synthetic resin sheet forming roll device provided with a reference embossing roll and a driven embossing roll driven by a precision control motor. A synthetic resin sheet is sandwiched between the reference embossing roll and the driven embossing roll, and the synthetic resin sheet is embossed.
  • the rotation angles of the reference embossing roll and the driven embossing roll are measured by a pulse generator, and the precision control motor is controlled so that the rotation angles of the two coincide.
  • Patent Document 1 when synchronization of a plurality of gears is canceled by backlash of a plurality of gears in a gear mechanism, the blade portions 102a and 202a of the pair of rolls interfere with each other as shown in FIG. The blade part may be damaged.
  • An object of the present invention is to provide a roll forming apparatus capable of preventing the blade portions from being damaged by preventing interference between the blade portions of both the processing rolls when the rotational phase of the pair of processing rolls is shifted. .
  • a pair of processing rolls are disposed relative to each other, and a blade portion provided on each of the outer peripheral portions of the pair of processing rolls meshes with each other.
  • a roll forming apparatus for processing and forming a sheet inserted between the processing rolls is provided.
  • a pair of dummy rotating bodies each having the same number of dummy blade portions as the blade portions of the respective processing rolls are respectively disposed on the rotation shafts of the pair of processing rolls, and between the pair of processing rolls.
  • an interference prevention means for preventing interference between the blade portions of the processing roll based on a rotational phase shift in the dummy rotating body that occurs simultaneously when a rotational phase shift occurs.
  • the blade portions of the pair of processing rolls can be prevented from interfering with each other to prevent the blade portions from being damaged.
  • the interference preventing means sets a first clearance between the dummy blade portions of the pair of dummy rotating bodies to be smaller than a second clearance between the blade portions of the pair of processing rolls, and the rotational phase shift occurs. In this case, it is desirable to cause interference between the dummy blades of the dummy rotating body.
  • the thickness of the dummy blade portion is set larger than the thickness of the blade portion. In this case, the damage of the dummy blade portion when the dummy blade portions interfere with each other can be reduced as compared with the case where the thickness is reduced.
  • the dummy blade portion is set to be harder than the blade portion. In this case, the damage of the dummy blade portion when the dummy blade portions interfere with each other can be reduced as compared with the case where the dummy blade portion is not set to be hard.
  • the interference preventing means includes a clearance detecting unit that detects a first clearance between the dummy blades of the pair of dummy rotating bodies, and a first clearance detected by the clearance detecting unit is smaller than a threshold value. It is desirable to include a controller that stops a drive source that drives the rotating shaft.
  • FIG. 1 is a schematic view of a roll forming apparatus according to an embodiment. Explanatory drawing which shows the shaping
  • FIG. 3A is a side sectional view of the first processing roll and the second processing roll
  • FIG. 3B is a side sectional view of the dummy rotating body
  • FIG. 3C is a partially enlarged view of FIG.
  • (A) is a sectional side view of the conventional upper roll and lower roll
  • FIG. 6 (b) is an explanatory view showing a state where the blade portions of the conventional upper roll and lower roll interfere
  • FIG. 6 (c) is FIG. The partial enlarged view of b).
  • the roll forming apparatus is rotatable with a base 10, a pair of side walls 12 and 13 erected on the base 10, and a pair of bearings 14 and 15 with respect to the side walls 12 and 13.
  • a pair of first rotating shaft 16 and second rotating shaft 18 which are arranged in parallel to each other, a first work roll 20 fixed to the first rotary shaft 16, and the first work roll 20.
  • a second processing roll 40 fixed to the second rotating shaft 18 so as to be opposed to each other.
  • the gears 16a and 18a meshing with each other are fixed to the right ends of the first rotating shaft 16 and the second rotating shaft 18, respectively.
  • a sprocket 18 b is further fixed to the right end of the second rotating shaft 18.
  • the sprocket 18b is rotationally driven by an electric motor (not shown) through an endless chain (not shown) wound around the sprocket 18b. As the sprocket 18b rotates, the first rotating shaft 16 rotates in synchronization with the second rotating shaft 18 by the gears 16a and 18a.
  • the 1st processing roll 20 and the 2nd processing roll 40 are the same structures, the structure and peripheral member of the 1st processing roll 20 are demonstrated, and the 1st processing roll 20 is demonstrated about the structure of the 2nd processing roll 40 and its peripheral member. A number obtained by adding “100” to the number given to the configuration and its peripheral members is omitted, and the description thereof is omitted.
  • the first work roll 20 includes a predetermined number of ring-shaped cutting blades 22 and a metal cylindrical retainer 29, and the cutting blades are disposed on the outer periphery of the retainer 29.
  • the outer fitting and fixing are performed in a state where 22 is laminated.
  • the retainer 29 is fixed to the first rotating shaft 16 by a known method (for example, key connection).
  • the cutting blade 22 is made of a hard metal such as stainless steel.
  • a plurality of protruding blade portions 26 are formed at a predetermined pitch on the outer peripheral portion of the cutting blade 22 as shown in FIG.
  • a recess 27 is formed between adjacent blades 26.
  • the cutting blades 22 adjacent to each other are arranged so that the blade portions 26 are shifted by 1 ⁇ 2 of the predetermined pitch.
  • the blade portion 26 of the cutting blade 22 of the first processing roll 20 corresponds to the cutting blade 122 of the second processing roll 40. It arrange
  • the metal sheet W has a first shape shown in FIG.
  • the outer shapes of the first processing roll 20 and the second processing roll 40 are shown by substituting the maximum diameter portion of the rotation locus of the blade portions 26 and 126.
  • a pair of dummy rotary bodies 50, 60 are respectively provided in portions located between the gears 16 a, 18 a and the bearings 14, 15. It is fixed by a known connection method such as a key.
  • the outer peripheral portions of the dummy rotating bodies 50 and 60 are formed in a similar shape to the cutting edges 22 and 122 of the first processing roll 20 and the second processing roll 40. That is, in the partially enlarged view of FIG. 3C, the solid line indicates the dummy blade portions 56 and 66 and the dummy concave portions 57 and 67 of the dummy rotating bodies 50 and 60, and the dotted line indicates the blade portions 26 and 126 of the cutting blades 22 and 122. And recesses 27 and 127 are shown.
  • the dummy concave portions 57 and 67 are portions including the base ends of the dummy blade portions 56 and 66.
  • the number of dummy blade portions 56 and 66 of the dummy rotating bodies 50 and 60 is the same as the number of blade portions 26 and 126.
  • the thickness of the dummy blade portions 56 and 66 is set to be larger than the thickness of the blade portions 26 and 126 of the first processing roll 20 and the second processing roll 40.
  • the dummy blade portions 56 and 66 interfere with each other by setting the thickness of the dummy blade portions 56 and 66 larger than the thickness of the blade portions 26 and 126 of the first processing roll 20 and the second processing roll 40. Further, damage to the dummy blade portions 56 and 66 itself is suppressed as compared with the case where the thickness is reduced.
  • the clearance between the distal end of the dummy blade portion 56 and the proximal end of the dummy blade portion 66 is the same as the clearance between the distal end of the dummy blade portion 66 and the proximal end of the dummy blade portion 56 (dummy recess).
  • 57 which is the same as the clearance of 57), both represented by reference numeral C1, and is referred to as a first clearance C1.
  • the clearance between the distal end of the blade portion 26 and the proximal end (recessed portion 127) of the blade portion 126 is equal to the clearance between the distal end of the blade portion 126 and the proximal end (recessed portion 27) of the blade portion 26, and both are represented by reference sign C2. This is referred to as a second clearance C2.
  • the first clearance allowance C1 is set smaller than the second clearance C2.
  • the second clearance C2 is a state in which the rotational phases of the two rolls are not misaligned, and when the metal plate (work) is press-molded, the distal end of the blade part 26 and the base end (recessed part 127) of the blade part 126 that are engaged with each other. Or the gap between the tip end of the blade portion 126 and the base end (recessed portion 27) of the blade portion 26.
  • the first clearance C1 is such that the tip of the dummy blade 56 and the dummy blade 66 when the tip of the blade 26 and the base end (recessed portion 127) of the blade 126 are engaged with each other with the second clearance C2. Or a gap between the distal end of the dummy blade portion 66 and the proximal end (dummy recess portion 57) of the dummy blade portion 56.
  • the first clearance C1 is set smaller than the second clearance C2. Therefore, when the first processing roll 20 and the second processing roll 40 are shifted in rotational phase, the dummy rotation is performed before the blade portions 26 and 126 of the first processing roll 20 and the second processing roll 40 interfere with each other. The dummy blade portions 56 and 66 of the bodies 50 and 60 interfere with each other, and the interference between the blade portions 26 and 126 is prevented.
  • the second clearance C2 may be set to be the same as the thickness of the metal sheet W or smaller than the thickness of the metal sheet W.
  • the second clearance C2 is smaller than the plate thickness of the metal sheet W, the metal sheet W is pressed and stretched by the first processing roll 20 and the second processing roll 40, as shown in FIG. Slit processing is performed by the engagement of the blade portions 26 and 126.
  • the second clearance C2 is as large as the thickness of the metal sheet W, slitting is performed by the blade portions 26 and 126 as shown in FIG.
  • the metal sheet W is moved to the first processing roll 20 and the second processing roll 20.
  • the metal sheet W is slit by the engagement of the blade portions 26 and 126 as shown in FIG.
  • the first processing roll 20 and the second processing roll 40 Before the blade portions 26 and 126 of the cutting blades 22 and 122 interfere with each other, the dummy blade portions 56 and 66 of the dummy rotating bodies 50 and 60 in which the rotational phase is shifted similarly interfere with each other, and the blade portions 26 and 126 Interference is prevented. Therefore, even if the synchronization of the gears 16a and 18a is eliminated, the blade portions 26 and 126 do not interfere with each other, and the blade portions 26 and 126 can be prevented from being damaged.
  • This embodiment has the following features.
  • the first processing roll 20 and the second processing roll 40 (a pair of processing rolls) are disposed relative to each other, and the blade portion 26 provided on the outer peripheral portion of the both rolls. 126 are engaged to form a sheet to be inserted between the two rolls. Then, a pair of dummy rotating bodies 50 and 60 having dummy blade portions 56 and 66 formed in the same number as the number of blade portions of both rolls are used for the first rotation of the first processing roll 20 and the second processing roll 40.
  • the shaft 16 and the second rotating shaft 18 were disposed.
  • the second clearance C2 between the dummy blade portions 56 and 66 of the dummy rotating bodies 50 and 60 is set to be greater than the first clearance C1 between the blade portions of the first processing roll 20 and the second processing roll 40.
  • the dummy blade portions 56 and 66 of the dummy rotating bodies 50 and 60 interfere with each other when a rotational phase shift occurs between the two rolls.
  • interference between the blade portions of both the processing rolls can be prevented to prevent the blade portions from being damaged.
  • the dummy blade portions 56 and 66 are set to have a thickness larger than the thickness of the blade portions 26 and 126, so that the dummy blade portions when the dummy blade portions interfere with each other.
  • the damage can be made smaller than when the thickness is set small.
  • the dummy blade portion 56 and the dummy blade In order to detect the first clearance C1 of the dummy blade portion 56 of the dummy rotator 50 and the dummy blade portion 66 of the dummy rotator 60, the dummy blade portion 56 and the dummy blade An image capturing unit 70 that captures images between the units 66 at a high speed, an image processing unit 80 that detects the first clearance C1 by performing image processing such as binarization for each image frame captured by the image capturing unit 70, and a roll forming device Is provided with a control unit 90 that controls driving and stopping of the electric motor M that rotationally drives the sprocket 18b.
  • the gears 16a and 18a and the sprocket 18b shown in FIG. 1 are omitted.
  • the imaging unit 70 is composed of, for example, a CCD camera, a CMOS camera, or the like.
  • the rotating dummy blade 56 and the dummy blade 66 can be imaged by the high-speed shutter by the imaging unit 70.
  • the image processing unit 80 outputs a signal indicating that the first clearance C1 calculated for each image frame is smaller than a preset threshold value, that is, there is a possibility of interference.
  • the control unit 90 stops the electric motor M.
  • the imaging unit 70 and the image processing unit 80 constitute a clearance detection unit.
  • the electric motor M is an example of a drive source.
  • This embodiment has the following features.
  • the imaging unit 70 and the image processing unit 80 that detect the first clearance C1 between the dummy blades 56 and 66 of the pair of dummy rotating bodies 50 and 60.
  • the electric motor M drive source
  • the controller 90 determines that the rotational phase shift occurs in the first processing roll 20 and the second processing roll 40.
  • the electric motor M drive source
  • the dummy rotating bodies 50 and 60 are attached to the first rotating shaft 16 and the second rotating shaft 18 between the gears 16 a and 18 a and the bearings 14 and 15.
  • the attachment location of the dummy rotating bodies 50 and 60 with respect to the two rotating shafts 18 is not limited.
  • both left ends of the first rotating shaft 16 and the second rotating shaft 18 shown in FIG. 1 may be further extended leftward from the bearings 14 and 15, and dummy rotating bodies 50 and 60 may be provided at the extended portions. good.
  • dummy rotating bodies 50 and 60 may be provided between the first processing roll 20 and the second processing roll 40 and the bearings 14 and 15 in the first rotating shaft 16 and the second rotating shaft 18.
  • the hardness of the dummy blade parts 56 and 66 of the dummy rotary bodies 50 and 60 was not specified, you may make the dummy blade parts 56 and 66 harder than the blade parts 26 and 126. .
  • the dummy blade portions 56 and 66 are made harder than the blade portions 26 and 126 of the first processing roll 20 and the second processing roll 40, the dummy blade portions 56 and 66 interfere with each other. The expansion of the damage of 56 and 66 itself can be suppressed.
  • the roll forming apparatus processes the metal sheet W, but the material of the sheet is not limited to metal, and may be synthetic resin or paper.
  • the drive source is not limited to the electric motor, but may be anything that rotates the rotating shaft.
  • a linear drive source may be used as the drive source.

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Abstract

バックラッシにより、同期が解消されて第1加工ロール(20)及び第2加工ロール(40)の間に回転位相のズレが生じた場合、第1加工ロール(20)及び第2加工ロール(40)の切刃(22、122)の刃部(26、126)が干渉する以前に、同様に回転位相のズレが生じたダミー回転体(50、60)のダミー刃部(56、66)が干渉して、刃部(26,126)の干渉を防止する。

Description

ロール成形装置
 本発明は、ロール成形装置に関する。
 ロール成形装置としては特許文献1に記載の装置が公知である。特許文献1に記載のロール成形装置では、図5に示すように上ロール100及び下ロール200が、ベース110に立設された一対の側壁112、113に対し、一対の軸受114、115を介して回動自在に支持されている。上ロール100及び下ロール200は、複数の円板状カッター102、202を所定間隔で重ね合わせることにより構成されている。図6(a)、(b)に示すように前記円板状カッター102,202の周縁部には所定ピッチで刃部102a,202aが突出して配設され、各ロール100,200の刃部102a,202aが互いに噛み合わされている。この噛み合いにより、両ロール100,200の間に挟まれた金属シートWにスリット加工が行われる。
 特許文献1では、上ロール100及び下ロール200の同期回転の方法については具体的に開示されていないが、一般的には、上ロール100と下ロール200との間で、図示しない歯車機構を介してトルク伝達を行うことが多い。
 一方、特許文献2は、精密制御電動機によって駆動される基準エンボスロールと従動エンボスロールとが設けられた合成樹脂シート成形ロール装置を開示している。前記基準エンボスロールと従動エンボスロールとの間に合成樹脂シートが挟み込みまれ、該合成樹脂シートにエンボス加工が行われる。特許文献2の装置では、前記基準エンボスロール及び従動エンボスロールの回転角をそれぞれパルスジェネレータで計測して、両者の回転角が一致するように、精密制御電動機が制御される。
特許第2568285号公報 特開平10-211650号公報
 特許文献1において、歯車機構における複数のギアのバックラッシ等により、複数のギアの同期が解消された場合、一対のロールの刃部102a,202aが、図6(c)に示すように干渉して、刃部が破損する虞がある。
 特許文献1における両ロールの同期回転を、特許文献2における電動機を用いて行うことも考えられる。上記のように、特許文献2では、パルスジェネレータ等を用いて、基準エンボスロールと従動エンボスロールとの回転角を一致させるように、両ロールの回転を同期制御している。しかし、電気的ノイズ等の外乱によって同期制御が不能となるおそれがあり、この場合には回転位相のズレが発生する可能性がある。従って、特許文献2に記載の制御技術を特許文献1の装置に適用しても、前記両ロールの刃部同士が干渉する虞は解消できない。
 本発明の目的は、一対の加工ロールの回転位相にズレが生じた際、両加工ロールの刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できるロール成形装置を提供することにある。
 上記の問題点を解決するために、本発明の一態様では、一対の加工ロールが相対して配置されて、該一対の加工ロールの外周部にそれぞれ設けられた刃部が噛み合うことにより、一対の加工ロール間に挿入されるシートを加工成形するロール成形装置が提供される。そのロール加工装置において、前記各加工ロールの刃部と同数のダミー刃部をそれぞれ有する一対のダミー回転体を、前記一対の加工ロールの回転軸にそれぞれ配設し、前記一対の加工ロールの間に回転位相のズレが生じた際に、同時に生ずる前記ダミー回転体における回転位相のズレに基づき、前記加工ロールの刃部の間の干渉を防止する干渉防止手段を備えている。
 この場合、一対の加工ロールに回転位相のズレが生じた際、一対の加工ロールの刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できる。
 前記干渉防止手段は、前記一対のダミー回転体のダミー刃部の間の第1クリアランスを、前記一対の加工ロールの刃部の間の第2クリアランスよりも小さく設定し、前記回転位相ズレが生じたときに、前記ダミー回転体のダミー刃部の間に干渉を生じさせるものであることが望ましい。
 この場合、ダミー回転体のダミー刃部同士が干渉するため、一対の加工ロールの刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できる。
 前記ダミー刃部の厚みが前記刃部の厚みよりも大きく設定されていることが望ましい。この場合、ダミー刃部同士が干渉した際のダミー刃部の損傷は、その厚さを小さく場合よりも少なくすることができる。
 前記ダミー刃部が前記刃部よりも硬く設定されていることが望ましい。この場合、ダミー刃部同士が干渉した際のダミー刃部の損傷は、硬く設定されていない場合よりも、少なくすることができる。
 前記干渉防止手段は、前記一対のダミー回転体のダミー刃部の間の第1クリアランスを検出するクリアランス検出部と、前記クリアランス検出部が検出した第1クリアランスが閾値よりも小さくなったときに、前記回転軸を駆動する駆動源を停止する制御部を含むことが望ましい。
 この場合、クリアランス検出部が検出した第1クリアランスが閾値よりも小さくなったときに、両加工ロールに回転位相ズレが生じたと判定されて、制御部により、回転軸の駆動源が停止される。それにより、両加工ロールの刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できる。
 本発明によれば、一対の加工ロールに回転位相のズレが生じた際に、両加工ロールの刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できる。
一実施形態のロール成形装置の概略図。 ロール成形装置による板材の成形状態を示す説明図。 (a)は第1加工ロール及び第2加工ロールの側断面図、図3(b)はダミー回転体の側断面図、図3(c)は図3(b)の部分拡大図。 他の実施形態のロール成形装置の制御ブロック図。 従来のロール成形装置の概略図。 (a)は従来の上ロール及び下ロールの側断面図、図6(b)は従来の上ロール及び下ロールの刃部が干渉した状態を示す説明図、図6(c)は図6(b)の部分拡大図。
 (第1実施形態)
 以下、本発明を具体化した第1実施形態のロール成形装置を図1~図3を参照して説明する。
 図1に示すように、ロール成形装置は、ベース10と、ベース10に立設された一対の側壁12、13と、側壁12、13に対してそれぞれ一対の軸受14、15にて回動自在に支持されるとともに相互に平行に配置された一対の第1回転軸16及び第2回転軸18と、第1回転軸16に固定された第1加工ロール20と、その第1加工ロール20に相対して位置するように第2回転軸18に固定された第2加工ロール40とを備えている。
 第1回転軸16及び第2回転軸18の右端には、相互に噛合したギア16a,18aがそれぞれ固定されている。第2回転軸18の右端にはさらにスプロケット18bが固定されている。このスプロケット18bは、該スプロケット18bに巻回された図示しない無端状のチェーンを介して図示しない電動モータにより回転駆動される。スプロケット18bの回転に伴い、ギア16a,18aにより、第1回転軸16は、第2回転軸18と同一の速度で同期して回転する。
 第1加工ロール20及び第2加工ロール40は同一構成のため、第1加工ロール20の構成及び周辺部材について説明し、第2加工ロール40の構成及びその周辺部材については、第1加工ロール20の構成及びその周辺部材に付した番号に「100」を加算した番号を付して、その説明を省略する。
 図1、図3(a)に示すように、第1加工ロール20は、所定枚数のリング状の切刃22と、金属製の円筒状のリテーナ29とを備え、リテーナ29の外周に切刃22が積層された状態で外嵌及び固定されている。前記リテーナ29は第1回転軸16に対して公知の方法(例えば、キー連結)で固定されている。切刃22は、硬質の金属、例えばステンレスよりなる。
 切刃22の外周部には、図3(a)に示すように複数の突状の刃部26が所定ピッチで形成されている。また、隣接する刃部26の間には凹部27が形成されている。なお、図示はしないが、第1回転軸16の軸線方向において、互いに隣接する切刃22同士については、各刃部26が前記所定ピッチの1/2分ずれるようにして配置されている。
 図3(a)に示すように、金属板からなるワークをプレス成形またはロール成形する際に、第1加工ロール20の切刃22の刃部26は、第2加工ロール40の切刃122の凹部127に入るように配置されている。
 本実施形態では、ロール成形装置の第1加工ロール20と第2加工ロール40との間にワークを送出してプレス成形を行うと、金属シートWには、図3(a)に示す第1加工ロール20の各切刃22の各刃部26と第2加工ロール40の各切刃122の各凹部127とにより、並びに、第2加工ロール40の各切刃122の各刃部126と第1加工ロール20の各切刃22の各凹部27とにより、図2に示すように、列状をなした複数の凹凸形状が連続して形成される。
 図2では、説明の便宜上、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の外形を刃部26、126の回転軌跡の最大径部で代用して示している。
 図1に示すように、前記第1回転軸16及び第2回転軸18において、ギア16a,18aと軸受14,15との間に位置する部位には、一対のダミー回転体50、60がそれぞれキー等の公知の連結方法により固定されている。
 図3(b)に示すように、ダミー回転体50、60の外周部は、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の切刃22、122と相似形に形成されている。すなわち、図3(c)の部分拡大図において、実線はダミー回転体50、60のダミー刃部56、66及びダミー凹部57、67を示し、点線は切刃22,122の刃部26,126及び凹部27、127を示している。ダミー凹部57、67は、ダミー刃部56、66の基端を含む部位である。ダミー回転体50、60のダミー刃部56、66の数は、刃部26、126の数と同じである。ダミー刃部56、66の厚みは、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の刃部26、126の厚みよりも大きく設定されている。ダミー刃部56、66の厚みが、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の刃部26、126の厚みよりも大きく設定されることにより、ダミー刃部56、66同士が干渉したときに、その厚みを小さくした場合よりもダミー刃部56、66自体の損傷が抑制される。
 図3(c)に示すように、ダミー刃部56の先端とダミー刃部66の基端(ダミー凹部67)とのクリアランスはダミー刃部66の先端とダミー刃部56の基端(ダミー凹部57)とのクリアランスと等しく、共に符号C1で表され、第1クリアランスC1と称する。刃部26の先端と刃部126の基端(凹部127)とのクリアランスは、刃部126の先端と刃部26の基端(凹部27)とのクリアランスと等しく、共に符号C2で表され、第2クリアランスC2と称する。第1クりアランスC1は第2クリアランスC2よりも小さく設定されている。
 第2クリアランスC2は、両ロールの回転位相にズレがない状態で、金属板(ワーク)をプレス成形しているときに、互いに噛み合う刃部26の先端と刃部126の基端(凹部127)との間隙であり、または、互いに噛み合う刃部126の先端と刃部26の基端(凹部27)との間隙である。また、第1クリアランスC1は、前記刃部26の先端と刃部126の基端(凹部127)とが前記第2クリアランスC2をもって噛み合っているときの、ダミー刃部56の先端とダミー刃部66の基端(ダミー凹部67)との間の間隙であり、または、ダミー刃部66の先端とダミー刃部56の基端(ダミー凹部57)との間の間隙である。
 また、前記ダミー回転体50、60が設けられていないと仮定した場合、ギアのバックラッシに応じて、ロールの回転位相にズレが生じたとき、両ロールの間の前記クリアランスがなくなり、刃部26及び刃部126が干渉する。
 それに対し、本実施形態では、第1クリアランスC1が、第2クリアランスC2より小さく設定されている。そのため、第1加工ロール20及び第2加工ロール40に回転位相のズレが生じた際に、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の刃部26、126が互いに干渉する以前に、ダミー回転体50、60のダミー刃部56、66が互いに干渉し、刃部26、126の干渉が防止される。
 第2クリアランスC2は、金属シートWの板厚と同じ、或いは金属シートWの板厚よりも小さく設定されればよい。第2クリアランスC2が金属シートWの板厚よりも小さい場合には、第1加工ロール20と第2加工ロール40とにより、金属シートWはプレスされて伸ばされながら、図2に示すように、刃部26、126の噛み合いによりスリット加工される。また、第2クリアランスC2が金属シートWの板厚と同じ大きさの場合には、刃部26、126の噛み合いに応じ、図2に示すように刃部26,126によりスリット加工される。
 (実施形態の作用)
 上記のように構成されたロール成形装置の作用を説明する。
 第1加工ロール20及び第2加工ロール40がギア16a,18aの回転に伴って同期して図2に示す矢印方向に回転している状態で、金属シートWを第1加工ロール20及び第2加工ロール40間に投入すると、金属シートWは、図2に示すように刃部26,126の噛み合いにより、スリット加工される。ここで、ギア16a,18aのバックラッシにより、同期が解消されて、第1加工ロール20及び第2加工ロール40に回転位相のズレが生じた場合、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の切刃22、122の刃部26、126が干渉する以前に、同様に回転位相のズレが生じたダミー回転体50、60のダミー刃部56、66が干渉して、刃部26,126の干渉が防止される。従って、ギア16a,18aの同期が解消されても、刃部26、126同士が干渉することがなく、刃部26、126の破損を防止できる。
 本実施形態では、以下の特徴を有する。
 (1) 本実施形態のロール成形装置では、第1加工ロール20及び第2加工ロール40(一対の加工ロール)が相対して配置されて、該両ロールの外周部に設けられた刃部26、126が、噛み合うことにより、両ロール間に挿入されるシートを加工成形するようにした。そして、両ロールの刃部の数と、同じ数で形成されたダミー刃部56,66を有する一対のダミー回転体50、60を、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の第1回転軸16及び第2回転軸18にそれぞれ配設した。そして、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の間の回転位相にズレが生じた際、同時に生ずるダミー回転体50、60における回転位相のズレに基づき、加工ロールの刃部の間の干渉を防止する干渉防止手段を備えている。
 この干渉防止手段では、ダミー回転体50、60のダミー刃部56、66の間の第2クリアランスC2を、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の刃部の間の第1クリアランスC1よりも大きくし、両ロールの間に回転位相のズレが生じたときに、ダミー回転体50、60のダミー刃部56、66が干渉するようにした。この結果、本実施形態によれば、両加工ロールの回転位相にズレが生じた際に、両加工ロールの刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できる。
 (2) 本実施形態のロール成形装置では、ダミー刃部56、66の厚みが刃部26、126の厚みよりも大きく設定されていることにより、ダミー刃部同士が干渉した際のダミー刃部の損傷は、その厚みを小さく設定した場合よりも小さくできる。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態を図4を参照して説明する。なお、第2実施形態は、電気的構成において第1実施形態と部分的に異なっており、ロール成形装置自体のハード構成については、第1実施形態と同様である。そのため、第2実施形態のロール成形装置の各構成部材については、第1実施形態の各構成部材の符号を引用し、その詳細な説明を省略する。
 図4に示すように、第2実施形態では、ダミー回転体50のダミー刃部56及びダミー回転体60のダミー刃部66の第1クリアランスC1を検出するために、ダミー刃部56及びダミー刃部66の間を、高速で撮像する撮像部70、撮像部70が撮像した画像フレーム毎に二値化等の画像処理を行って、第1クリアランスC1を検出する画像処理部80及びロール成形装置におけるスプロケット18bを回転駆動する電動モータMの駆動及び停止を制御する制御部90を備えている。なお、図4では、説明の便宜上、図1で示しているギア16a、18a、及びスプロケット18bは省略している。
 前記撮像部70は、例えばCCDカメラ、CMOSカメラ等からなる。撮像部70による高速シャッタにより、回転するダミー刃部56及びダミー刃部66を撮像することが可能となっている。画像処理部80は、画像フレーム毎に算出した第1クリアランスC1が、予め設定されている閾値よりも小さくなったこと、すなわち、干渉する虞がある旨の信号を出力する。制御部90は、前記信号を入力すると、電動モータMの停止を行う。本実施形態では、撮像部70及び画像処理部80がクリアランス検出部を構成している。また、電動モータMは駆動源の一例である。
 本実施形態では、下記の特徴を有する。
 (1) 本実施形態の、ロール成形装置では、干渉防止手段として、一対のダミー回転体50、60のダミー刃部56、66間の第1クリアランスC1を検出する撮像部70及び画像処理部80(クリアランス検出部)と、撮像部70及び画像処理部80が検出した第1クリアランスC1が閾値よりも小さくなったときに、第2回転軸18を駆動する電動モータM(駆動源)を停止する制御部90とを含む。この結果、本実施形態によれば、第1クリアランスC1が閾値よりも小さくなったときに、第1加工ロール20及び第2加工ロール40に回転位相のズレが生じたとして、制御部90は第2回転軸18を駆動する電動モータM(駆動源)を停止する。それにより、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の刃部同士の干渉を阻止して、刃部の破損を防止できる。
 なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
 ・ 前記実施形態では、ダミー回転体50、60をギア16a、18aと軸受14、15との間において、第1回転軸16及び第2回転軸18に取り付けしたが、第1回転軸16及び第2回転軸18に対するダミー回転体50、60の取り付け箇所は、限定されるものではない。例えば、図1に示す第1回転軸16及び第2回転軸18において、ギア16a、18aよりも右方の部位に設けてもよい。或いは、図1に示す第1回転軸16及び第2回転軸18の両左端を軸受14、15からさらに左方へ延出し、その延出した部位に、ダミー回転体50、60を設けても良い。
 或いは、第1回転軸16及び第2回転軸18において、第1加工ロール20及び第2加工ロール40と軸受14、15間に、ダミー回転体50、60を設けても良い。
 ・ 前記実施形態では、ダミー回転体50、60のダミー刃部56、66の硬さについては特定されなかったが、ダミー刃部56、66を、刃部26、126よりも硬くしてもよい。ダミー刃部56、66が、第1加工ロール20及び第2加工ロール40の刃部26、126よりも硬くされていることにより、ダミー刃部56、66同士が干渉したときに、ダミー刃部56、66自体の損傷の拡大を抑制することができる。
 ・ 前記実施形態では、歯車機構による同期の場合について説明したが、従来技術で説明した同期制御による技術を採用したロール成形装置に適用してもよい。
 ・ 前記実施形態のロール成形装置は、金属シートWを加工するようにしたが、シートの材質は、金属に限定するものではなく、合成樹脂や、紙であってもよい。
 ・ 駆動源は、電動モータに限定されるものではなく、回転軸を回転させるものであればよい。例えば、直線駆動源(例えば、リニアモータ)の直線運動を回転変換機構により回転運動に変換して回転軸を回転させることも可能である。このため、直線駆動源を駆動源としてもよい。
 C1,C2…第1,第2クリアランス、M…電動モータ(駆動源)、
 20…第1加工ロール、22…切刃、26,126…刃部、40…第2加工ロール、50、60…ダミー回転体、56、66…ダミー刃部、90…制御部、122…切刃、126…刃部。

Claims (5)

  1.  一対の加工ロールが相対して配置されて、該一対の加工ロールの外周部にそれぞれ設けられた刃部が、噛み合うことにより、一対の加工ロール間に挿入されるシートを加工成形するロール成形装置において、
     前記各加工ロールの刃部と、同数のダミー刃部をそれぞれ有する一対のダミー回転体を、前記一対の加工ロールの回転軸にそれぞれ配設し、前記一対の加工ロールの間に回転位相のズレが生じた際に、同時に生ずる前記ダミー回転体における回転位相のズレに基づき、前記加工ロールの刃部の間の干渉を防止する干渉防止手段を備えることを特徴とするロール成形装置。
  2.  前記干渉防止手段は、前記一対のダミー回転体のダミー刃部の間の第1クリアランスを、前記一対の加工ロールの刃部の間の第2クリアランスよりも小さくし、前記回転位相ズレが生じたときに、前記ダミー回転体のダミー刃部の間に干渉を生じさせるものである請求項1に記載のロール成形装置。
  3.  前記ダミー刃部の厚みが前記刃部の厚みよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項2に記載のロール成形装置。
  4.  前記ダミー刃部が前記刃部よりも硬く設定されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のロール成形装置。
  5.  前記干渉防止手段は、前記一対のダミー回転体のダミー刃部の間の第1クリアランスを検出するクリアランス検出部と、前記クリアランス検出部が検出した第1クリアランスが閾値よりも小さくなったときに、前記回転軸を駆動する駆動源を停止する制御部を含むことを特徴とする請求項1に記載のロール成形装置。
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