(57)【要約】【課題】ロール成形装置により、材料である金属製薄板を折り曲げて、断面形状を略ハット型に成形するのにあたり、折り曲げる材料の厚みが複数種にわたって異なる場合でも、材料を、効率良く、かつ高精度に折り曲げることができるロール成形装置を提供する。【解決手段】第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１と、第２回転軸１４に軸支した第２ロール１２を備え、材料１１０の第１屈曲部１１６を境に第１板部１１１と分割される第２板部１１２を、第１ロール１１と第２ロール１２により第１屈曲部１１６の第１基準位置Ｐ１で第１板部１１１に対し曲げ角度θ＝０°から段階的に直角まで折り曲げるのに、第１回転軸１３の軸心と平行で第１ロール１１の成形面の屈曲角部ＪＬを通る第１仮想線Ｍと第２回転軸１４と直交する第２仮想線Ｎとが、第１基準位置Ｐ１上で交差しかつ第２仮想線Ｎが曲げ角度θの１／２に相当する軸線角度ψで第１回転軸１３と傾いている。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形ラインに沿う複数箇所に、該成形ラインの左右両側に、一対のロール成形ユニットを対向配置で設け、該ロール成形ユニットに具備するロールにより、該成形ライン上に配置した帯状の金属製薄板を、送出すると共に押圧し、屈曲部で折り曲げて製品を成形するロール成形装置において、
前記金属製薄板のうち、前記屈曲部を境に、第１板部と分割された第２板部を、前記成形ラインに沿った複数の前記一対のロール成形ユニットにより、前記屈曲部の片面側を基準位置に、前記第１板部に対し、曲げ角度θ＝０°から段階的に前記曲げ角度θ（θ≦９０°）まで折り曲げるのに合わせ、
前記ロールは、第１回転軸を中心に回転可能で、載置した前記金属製薄板を成形面で支持する第１ロールと、第２回転軸を中心に回転可能で、前記第１ロールに向けて移動可能に設けられた第２ロールと、を一対で具備してなり、
前記第１回転軸の軸心と平行で、前記ロールの前記成形面内の屈曲角部を通る第１仮想線と、前記第２回転軸の軸心と直交する第２仮想線とが、前記基準位置上で交差し、かつ、前記第２仮想線が、前記第１回転軸と直交する垂線と、前記曲げ角度θの１／２に相当する角度で相対的に傾いた位置関係で、前記第１ロールと前記第２ロールとが配設されていること、
前記第２ロールは、前記金属製薄板と当接可能な成形面を、前記第２回転軸の外周上に有していること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載するロール成形装置において、
前記第２仮想線に沿う方向に対し、前記第２ロールをリニアに移動させる駆動源を、前記ロール成形ユニットに備えていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載するロール成形装置において、
前記駆動源は、モータであり、前記第２ロールの移動量が、前記モータの回転を変換した直線運動に基づき、設定された範囲内で制御可能であること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
前記第２仮想線と平行なスライド面を有する支持部が、前記第１回転軸に軸支され、前記第２ロールの前記第２回転軸は、前記支持部の前記スライド面と平行な面に垂設されていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載するロール成形装置において、
移動する前記第２ロールの振れを規制する規制部材が、前記支持部の前記スライド面に設けられていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
前記第１回転軸は、軸心を水平方向に向けて配設されていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
対向する前記ロール成形ユニット同士を同時に、前記左右方向に近接動作または離間動作を可能に構成した第１駆動伝達機構を備え、
前記第１駆動伝達機構により、前記成形ラインに沿う複数箇所の前記一対のロール成形ユニットとも、前記ロール成形ユニットの近接動作または離間動作が、連動していること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
前記成形ラインに沿う方向、かつ前記左右方向に直交する上下方向に対し、対向する前記ロール成形ユニット同士を同時に、許容範囲内のストロークで上下動作を可能に構成した第２駆動伝達機構を備え、
前記第２駆動伝達機構により、前記成形ラインに沿う複数箇所の前記一対のロール成形ユニットとも、前記ロール成形ユニットの上昇動作または下降動作が、連動していること、
を特徴とするロール成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形ラインに沿い、その左右両側の複数箇所に配設された複数のロール成形ユニットにより、帯状の金属製薄板を、成形ライン上に送出しながら、ロールで押圧して折り曲げ、略ハット型の断面形状に成形するロール成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハット型ジョイナー等のハット型金具（製品）は、車両の内装材や建材等として、広く使用されている。このような製品は、帯状の金属製薄板（材料）を、ロール成形装置により、略ハット型の断面形状に折り曲げて成形されており、製造現場では一般的に、用途に応じて、板厚や曲げ位置の違い等、様々な寸法で形成される複数種の製品は、製品毎に、１ロット当たりの生産数量を少数とした多品種・少量生産体制で製造されている。ロール成形装置には、製品の多品種・少量生産化に対応すべく、折り曲げできる材料の厚みの範囲に幅を持たせ、曲げ位置を可変できる仕様で構成された装置が用いられ、その一例であるロール成形装置が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１は、図２３に示すように、ベース上に一対対向で配置した２３セットのロール成形機を、左右方向に、互いに近接または離間するよう、ローラ２１３で移動可能に構成し、帯状の金属板２１４を、左右両側とも、各ロール成形機２１１で送出しながら、各ロール成形機２１１のロールの成形面に、この金属板２１４の折り曲げ部付近を押圧することにより、金属板２１４を折り曲げるロール成形装置である。特許文献１では、金属板２１４を折り曲げた成形品が、ウェブの両側を９０°折り曲げた２つのフランジ部に対し、その各先端部を、さらにウェブと対向し平行に９０°折り曲げたリップ部を設けたリップ溝形鋼であり、はじめにリップ部が、第１〜第１０のロール成形機によって成形される。この後、２つのフランジ部が同時に、第１１〜第２３のロール成形機によって成形される。
【０００４】
ロール成形機２１１は、フランジ部を成形するにあたり、金属板２１４のうち、成形後にウェブとなる部分（ウェブ相当部）付近の下面と共に、成形後にフランジ部となる部分（フランジ相当部）の下面側を支える下部ロール２１７と、外周にエッジ２１６ａを設けた略円盤状の上部ロール２１６等を有している。また、このロール成形機２１１は、第１支持体２２２内の回転軸２２３と回動可能な支持アーム２２４の先端に連結したロール取付け部材２２５に、上部ロール２１６を取付けて、この回転軸２２３を支点に上部ロール２１６を揺動可能に構成したスイング式ロール成形機となっている。上部ロール２１６は、皿ばね２３１の付勢力で下側に移動することにより、金属板２１４のウェブ相当部を押圧し、下部ロール２１７は、皿ばね２３４の付勢力で水平方向金属板側に移動することにより、金属板２１４の側方を押圧する。
【０００５】
特許文献１では成形時に、金属板２１４に対し、フランジ相当部を、下部ロール２１７で支持すると共に、水平姿勢で配置されているウェブ相当部の下面側を、下部ロール２１７で支持した状態で、ロール取付け部材２２５が、ウェブ相当部上面との直交面に対し、少し斜めの位置に配置される。その上で、皿ばね２３４で水平方向に押圧した下部ロール２１７で金属板２１４を支えながら、上部ロール２１６のエッジ２１６ａを金属板２１４の折り曲げ部の上面側部位に接触させた状態で、水平方向金属板側に向けた皿ばね２３４の付勢力で下部ロール２１７を押圧すると、フランジ相当部が、折り曲げ部を起点に折り曲げられる。
【０００６】
このとき、フランジ相当部は、ウェブ相当部に対し垂直になるまで、第１１〜第１９のロール成形機に段階的に分けて、徐々に折り曲げられる。特許文献１によれば、スイング式ロール成形機２１１を用いることで、折り曲げる金属板２１４の厚さに合わせて、上部ロール２１６の位置を調節する必要がなく、折り曲げる金属板の厚さに変更が生じた場合でも、折り曲げる金属板２１４の厚さに簡単に対応できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−２０３２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のロール成形装置では、皿ばねの付勢力で下側に押圧した上部ロールのエッジを、水平姿勢にある金属板の折り曲げ部に接触させた状態で、上部ロールと共に、金属板を挟持した下部ロールが、水平方向金属板側に付勢した皿ばねの力で、フランジ相当部を押圧している。すなわち、特許文献１のような従来のロール成形装置は、鉛直方向下向きの外力で上部ロールを押圧して、上部ロール側の押圧力を発生させると共に、上部ロール側の押圧力の反力を下部ロールで受けながら、水平方向金属板側の外力で下部ロールを押圧して、下部ロール側の押圧力を発生させている。このような従来のロール成形装置を用いて、金属板の折り曲げ部の上面側部位を基準（支点）に、挟持された状態にある金属板のウェブ相当部に対し、斜めの状態にあるフランジ相当部を、垂直に起立するまで折り曲げようとすると、フランジ相当部の曲げに必要な回転モーメントが、折り曲げ部を支点にフランジ相当部に作用し難い状態になる。そのため、フランジ相当部を垂直に折り曲げるのに、十分な押圧力が、下部ロールからフランジ相当部に伝達され難い。
【０００９】
それ故に、従来のロール成形装置は、成形工程において、その後工程の負担を抑えて金属板を効率良く折り曲げられないばかりか、ウェブ相当部に対し、実際に折り曲げられたフランジ相当部の曲げ角度や折り曲げ部の位置について、寸法誤差をより小さく抑え、高精度に折り曲げられた製品を、製造することができないこともある。しかも、特許文献１の場合、上部ロールと下部ロールの両方で、皿ばねによる付勢力を発生させる力点と、これらの付勢力に基づき、金属板にロールを押圧させる押圧力の作用点とが、互いに同一線上になく離れてしまっていることで、皿ばねの付勢力が上部ロールや下部ロールに伝達されるまでの間に、相当大きな力のロスが生じている。そのため、上部ロールによる押圧力や、下部ロールによる押圧力は、皿ばねの付勢力と相対的に小さくなってしまい、適切な大きさの力が、金属板に伝達できていない虞がある。
【００１０】
加えて、折り曲げ成形加工は、金属板を、弾性域を超えて塑性変形域まで変形させているため、ウェブ相当部に対するフランジ相当部の曲げ角度が大きくなるにつれて、金属板の折り曲げ部付近の上面側と下面側で、折り曲げによる歪量がより大きくなる。このことから、折り曲げ成形加工では、フランジ相当部を、直角に近づいた曲げ角度の状態から、さらにより垂直になるまで折り曲げようとするときに、曲げ始めの曲げ角度が小さい状態に比して、次第に大きな押圧力が必要となる。また、折り曲げる金属板の厚みが大きくなればなるほど、より大きな押圧力が必要になる。特許文献１では、上部ロールによる押圧力や、下部ロールによる押圧力が、装着された皿ばねの付勢力に基づき、概ね一定の大きさの外力であるため、曲げ角度の変化や金属板の厚みに対応して、適切な大きさの押圧力を金属板に加えることができず、製品を高精度に成形することができない。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ロール成形装置により、材料である金属製薄板を折り曲げて、断面形状を略ハット型に成形した製品を製造するのにあたり、折り曲げる材料の厚みが複数種にわたって異なる場合でも、材料を、効率良く、かつ高精度に折り曲げることができるロール成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、成形ラインに沿う複数箇所に、該成形ラインの左右両側に、一対のロール成形ユニットを対向配置で設け、該ロール成形ユニットに具備するロールにより、該成形ライン上に配置した帯状の金属製薄板を、送出すると共に押圧し、屈曲部で折り曲げて製品を成形するロール成形装置において、前記金属製薄板のうち、前記屈曲部を境に、第１板部と分割された第２板部を、前記成形ラインに沿った複数の前記一対のロール成形ユニットにより、前記屈曲部の片面側を基準位置に、前記第１板部に対し、曲げ角度θ＝０°から段階的に前記曲げ角度θ（θ≦９０°）まで折り曲げるのに合わせ、前記ロールは、第１回転軸を中心に回転可能で、載置した前記金属製薄板を成形面で支持する第１ロールと、第２回転軸を中心に回転可能で、前記第１ロールに向けて移動可能に設けられた第２ロールと、を一対で具備してなり、前記第１回転軸の軸心と平行で、前記ロールの前記成形面内の屈曲角部を通る第１仮想線と、前記第２回転軸の軸心と直交する第２仮想線とが、前記基準位置上で交差し、かつ、前記第２仮想線が、前記第１回転軸と直交する垂線と、前記曲げ角度θの１／２に相当する角度で相対的に傾いた位置関係で、前記第１ロールと前記第２ロールとが配設されていること、前記第２ロールは、前記金属製薄板と当接可能な成形面を、前記第２回転軸の外周上に有していること、を特徴とする。
【００１３】
この態様によれば、第１ロールに載置された金属製薄板や、製品化に向けた加工途中にある被成形物に対し、第１ロールの成形面と、第２ロールの成形面との挟持による押圧力が、第１板部と第２板部との屈曲部付近全域にロスなく確実に伝達される。そのため、折り曲げる金属製薄板の板厚に対し、折れ曲げ成形可能な許容範囲内であれば、金属製薄板の板厚に依らず、第１板部と第２板部とが、設定された曲げ角度θに、寸法誤差をより小さく抑えて精度良く折れ曲がる。
【００１４】
上記の態様においては、前記第２仮想線に沿う方向に対し、前記第２ロールをリニアに移動させる駆動源を、前記ロール成形ユニットに備えていること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、第１ロールに載置された金属製薄板や、製品になる前の加工途中にある被成形物に、第１ロールと第２ロールとの挟持による押圧力を作用させるのにあたり、第１ロールの配置位置に対し、第２ロールの配置位置が、最適な位置に調整されて設定できる。これにより、第１ロールと第２ロールとの挟持による押圧力が、金属製薄板等に安定した状態で、適切に伝達できるようになり、第１板部と第２板部とが、成形条件に依らず、屈曲部でスムーズに折れ曲がる。
【００１６】
上記の態様においては、前記駆動源は、モータであり、前記第２ロールの移動量が、前記モータの回転を変換した直線運動に基づき、設定された範囲内で制御可能であること、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、金属製薄板を折り曲げ成形した製品の仕様に応じて、使用する金属製薄板の板厚が異なる場合でも、折り曲げる金属製薄板の板厚に対応して、設定する第２ロールの配置位置が、任意に選択できる。
【００１８】
上記の態様においては、前記第２仮想線と平行なスライド面を有する支持部が、前記第１回転軸に軸支され、前記第２ロールの前記第２回転軸は、前記支持部の前記スライド面と平行な面に垂設されていること、が好ましい。
【００１９】
この態様によれば、第２回転軸に軸支した第２ロールが、第１回転軸に軸支した第１ロールに、第２仮想線に沿った正確な軌道で、近接または離間することができる。
【００２０】
上記の態様においては、移動する前記第２ロールの振れを規制する規制部材が、前記支持部の前記スライド面に設けられていること、が好ましい。
【００２１】
この態様によれば、第２ロールの成形面の屈曲角部は、第１回転軸に位置決めされた状態で軸支されている第１ロールの成形面の屈曲角部のコーナーラインに対し、直交した線上（第２仮想線）を、より正確な軌道で移動することができる。
【００２２】
上記の態様においては、前記第１回転軸は、軸心を水平方向に向けて配設されていること、が好ましい。
【００２３】
この態様によれば、成形ラインでは、材料として投入された金属製薄板や、その製品になる前の加工途中にある被成形物を、第１ロールの成形面の一部に載置して送出するとき、水平姿勢にあるこの金属製薄板等に対し、当接できる第１ロールの成形面の面積は最も広くなり、回転する第１ロールの最外周径における周速も、第１ロールの成形面の一部と当接する金属製薄板等の接触面で均一になる。そのため、金属製薄板等の滑りが抑制できるようになり、金属製薄板等は、一定速度で送出することができる。
【００２４】
上記の態様においては、対向する前記ロール成形ユニット同士を同時に、前記左右方向に近接動作または離間動作を可能に構成した第１駆動伝達機構を備え、前記第１駆動伝達機構により、前記成形ラインに沿う複数箇所の前記一対のロール成形ユニットとも、前記ロール成形ユニットの近接動作または離間動作が、連動していること、が好ましい。
【００２５】
この態様によれば、折り曲げ成形の実施前に、対向するロール成形ユニット同士の距離を調節するにあたり、その段取り作業が簡単になり、段取り作業がより短い時間で実施できる。
【００２６】
上記の態様においては、前記成形ラインに沿う方向、かつ前記左右方向に直交する上下方向に対し、対向する前記ロール成形ユニット同士を同時に、許容範囲内のストロークで上下動作を可能に構成した第２駆動伝達機構を備え、前記第２駆動伝達機構により、前記成形ラインに沿う複数箇所の前記一対のロール成形ユニットとも、前記ロール成形ユニットの上昇動作または下降動作が、連動していること、が好ましい。
【００２７】
この態様によれば、例えば、図２０に示すリップ予定部１１５の折り曲げ等に伴い、折り曲げ成形の実施前に、対向するロール成形ユニットの高さを調節する必要がある場合に、その高さ調節の段取り作業が簡単になり、段取り作業がより短い時間で実施できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るロール成形装置によれば、ロール成形装置により、材料である金属製薄板を折り曲げて、断面形状を略ハット型に成形した製品を製造するのにあたり、折り曲げる材料の厚みが複数種にわたって異なる場合でも、材料を、効率良く、かつ高精度に折り曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係るロール成形装置の正面図である。
【図２】図１に示すロール成形装置の加工部を示す平面図である。
【図３】図２に示す加工部の要部を示す平面図である。
【図４】図１に示すロール成形装置の送出機構、ユニット幅調節機構、及びテーブル昇降機構を、装置後方側から見た説明図である。
【図５】図４に示す送出機構、ユニット幅調節機構、及びテーブル昇降機構を、装置上方側から見た説明図である。
【図６】図１に示すロール成形装置の加工部で、第１テーブルと第２テーブルの動きを説明する図である。
【図７】図１に示すロール成形装置の排出側を、図６中、矢視Ａ−Ａ断面と共に示した側面図である。
【図８】図１に示すロール成形装置のテーブル昇降機構を、装置後方側から見た説明図である。
【図９】図８に示すテーブル昇降機構を、装置上方側から見た説明図である。
【図１０】図８に示すテーブル昇降機構を、装置側方側から見た説明図である。
【図１１】実施形態に係るロール成形装置のロール成形ユニットの構成を示す説明図である。
【図１２】図１１に示すロール成形ユニットにおける第１ロールと第２ロールとの配置関係を説明する模式図である。
【図１３】実施形態に係るロール成形装置の搬入部で第１下側ロールと第１上側ロールとの間に材料をセットした状態を示す説明図である。
【図１４】図１３に続き、フランジ成形部に設置され、曲げ角度θ１＝４５°に対応した第２下側ロールと第２上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１５】図１４に続き、曲げ角度θ１＝６７．５°に対応した第２下側ロールと第２上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１６】図１５に続き、リップ成形部に設置され、曲げ角度θ２＝２２．５°に対応した第３下側ロールと第３上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１７】図１６に続き、矯正部に設置されたロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１８】図１７に続き、搬出部に設置されたロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１９】実施形態に係るロール成形装置で成形した製品を示す断面図である。
【図２０】図１９に示す製品の成形前の材料を示す断面図である。
【図２１】図１９に示す製品の工程図である。
【図２２】実施形態に係るロール成形装置により折り曲げ加工に及ぼす作用を説明する模式図である。
【図２３】従来技術に係るロール成形装置のロール成形機を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係るロール成形装置について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態のロール成形装置は、例えば、車両の内装材や建材に使用されるハット型ジョイナー等の長尺状のハット型金具（製品）を製造する目的で用いられる。
【００３１】
はじめに、製品について、簡単に説明する。図１９は、実施形態に係るロール成形装置で成形した製品を示す断面図である。図１９に示す製品の成形前の材料を、図２０に示す。図２１は、図１９に示す製品の工程図である。製品１２０は、図２０に示す帯状の金属製薄板（材料１１０）を、対称軸Ｋに対し左右対称で、略ハット型の断面形状に折り曲げて成形してなり、ウェブ１２１の両側を９０°折り曲げた２つのフランジ部１２２に対し、その各先端部を、さらにウェブ１２１と対向し平行に９０°折り曲げたリップ部１２３を有している。成形対象となる材料１１０は、例えば、主として０．５〜数ｍｍの範囲内の板厚で、材質が冷間圧延鋼板やステンレス圧延鋼板等の金属製薄板である。
【００３２】
製品１２０は、主に成形工程と矯正工程を経て製造される。成形工程は、図２０及び図２１に示すように、材料１１０のウェブ予定部１１３に対し、左右両側にあるフランジ予定部１１４とリップ予定部１１５との折り曲げを、第２工程ｍ２から開始し、続く第３工程ｍ３の順で行い、最後の第９工程ｍ９で、概ね略ハット型の断面形状に成形する工程である。この成形工程のうち、第２工程ｍ２から第５工程ｍ５までの４つの工程は、材料１１０の一面側１１０ａにある第１屈曲部１１６（屈曲部）の第１基準位置Ｐ１（基準位置）を起点に、ウェブ予定部１１３に対し、その左右２つのフランジ予定部１１４を同時に折り曲げる工程である。続く第６工程ｍ６から第９工程ｍ９までの４つの工程は、一面側１１０ａとは反対の他面側１１０ｂにある第２屈曲部１１７の第２基準位置Ｐ２（基準位置）を起点に、各フランジ予定部１１４に対し、リップ予定部１１５をそれぞれ同時に折り曲げる工程である。矯正工程は、成形工程の後、略ハット型形状に概ね成形されている被成形物に対し、寸法形状の微調整や、スプリングバックの解消等を行い、製品１２０に向けた仕上げ工程である。
【００３３】
次に、本実施形態のロール成形装置の概要について、説明する。図１は、実施形態に係るロール成形装置の正面図であり、図１に示すロール成形装置の加工部を示す平面図を、図２に示す。図３は、図２に示す加工部の要部を示す平面図である。図６は、図１に示すロール成形装置の加工部で、第１テーブルと第２テーブルの動きを説明する図である。なお、本実施形態では、ロール成形装置１において、図１中、左右方向を「送出方向ＦＢ」とし、上下方向を「上下方向ＶＴ」とし、図２中、上下方向を「左右方向ＲＬ（または水平方向ＨＺ）」として、ロール成形装置１の方向が定義されている。図１及び図２以外の各図面でも、この定義を準用する。
【００３４】
ロール成形装置１は、図１〜図３、及び図６に示すように、成形ラインＦに沿う複数箇所（本実施形態では、１０箇所）に、成形ラインＦを挟む左右両側（図３中、上側と下側）に、一対のロール成形ユニット１０を対向配置で設けている。ロール成形装置１は、各ロール成形ユニット１０に具備する第１ロール１１とその対の第２ロール１２とにより、成形ラインＦ上に配置した材料１１０を押圧し、第１屈曲部１１６（屈曲部）と第２屈曲部１１７（屈曲部）で折り曲げて製品１２０を成形する装置である。図１及び図２に示すように、ロール成形装置１は、搬入側（図１に示す矢印ＩＮ側）から投入された材料１１０を、製品１２０に加工して搬出側（図１に示す矢印ＯＵＴ側）から排出するまでの加工部２を有している。加工部２は、搬入部２Ａ、フランジ成形部２Ｂ、リップ成形部２Ｃ、矯正部２Ｄ、及び搬出部２Ｅの５つに大別されている。
【００３５】
このロール成形装置１には、送出方向ＦＢに延びる２つの第１テーブル６が、互いに平行に配設されている。この第１テーブル６，６同士は、後述するユニット幅調節機構３０（第１駆動伝達機構）により、ベッド３上面に左右方向ＲＬに敷設したリニアガイド７に沿って摺動しながら、左右方向ＲＬに対し、互いに近接または離間できるよう、リニアガイド７に対し移動可能に載置されている。また、第２テーブル８が、各第１テーブル６内の一部を開口した部分に配され、第１テーブル６の内部において、ユニット幅調節機構３０により、左右方向ＲＬに対し、互いに近接または離間できるよう、第１テーブル６と共に移動可能に配設されている。この第２テーブル８は、後述するテーブル昇降機構４０（第２駆動伝達機構）により、第１テーブル６に対し、上下動可能に設けられている。
【００３６】
フランジ成形部２Ｂ、リップ成形部２Ｃ、及び搬出部２Ｅにはそれぞれ、一対のロール成形ユニット１０（１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ）（本発明の一対のロール成形ユニットに対応）が、ロール形状等の仕様が一部で異なるものの、実質的に同じ構造で配設されている。すなわち、一対のロール成形ユニット１０Ｂは、フランジ成形部２Ｂに合わせた仕様に、一対のロール成形ユニット１０Ｃは、リップ成形部２Ｃに合わせた仕様に、一対のロール成形ユニット１０Ｅは、搬出部２Ｅに合わせた仕様に、それぞれ構成されている。
【００３７】
なお、矯正部２Ｄには、図３及び図１７に示すように、一対のロール成形ユニット１０Ｄが設けられている。一対のロール成形ユニット１０Ｄは、本発明の一対のロール成形ユニットに対応する一対のロール成形ユニット１０とは異なるものの、矯正部２Ｄに合わせた仕様で構成されている。ロール成形ユニット１０Ｄは、成形面９１Ｌを有する第４下側ロール９０Ｌと、成形面９１Ｕを有する第４上側ロール９０Ｕとを、備えている。
【００３８】
図２及び図３に示すように、一対のロール成形ユニット１０Ｂ（１０），１０Ｅ（１０）は、１ユニット毎、左右両側の第１テーブル６にそれぞれ、互いに対向した配置で設置されている。また、一対のロール成形ユニット１０Ｃ（１０），１０Ｄは、１ユニット毎、左右両側の第２テーブル８にそれぞれ、互いに対向した配置で設置されている。
【００３９】
搬入部２Ａは、ベッド３上面に固定されたベッド支持台４上に設置されている。搬入部２Ａは、前述した成形工程のうちの第１工程ｍ１を担い、各ロール成形ユニット１０Ａにおいて、第１下側回転軸（図示省略）に軸支した第１下側ロール５０Ｌと、第１上側回転軸（図示省略）に軸支した第１上側ロール５０Ｕとにより挟持した状態で投入された平坦状（図２０に示す状態）の材料１１０を、フランジ成形部２Ｂに向けて送出する。
【００４０】
フランジ成形部２Ｂは、成形ラインＦに沿う送出方向ＦＢに対し、本実施形態では、一対のロール成形ユニット１０Ｂ（１０）を、２つの第１テーブル６上に４セット備え、成形工程のうち、第２工程ｍ２から第５工程ｍ５までの４工程を担う。これらの４工程は、一工程に付き、一対のロール成形ユニット１０Ｂ毎に分けて段階的に実施される。フランジ成形部２Ｂに続くリップ成形部２Ｃは、成形ラインＦに沿う送出方向ＦＢに対し、本実施形態では、一対のロール成形ユニット１０Ｃ（１０）を、２つの第２テーブル８上に４セット備え、成形工程のうち、第６工程ｍ６から第９工程ｍ９までの４工程を担う。これらの４工程は、一工程に付き、一対のロール成形ユニット１０Ｃ毎に分けて段階的に実施される。
【００４１】
矯正部２Ｄは、成形ラインＦに沿う送出方向ＦＢに対し、本実施形態では、一対のロール成形ユニット１０Ｄを、２つの第２テーブル８上に３セット備え、前述した矯正工程を担う。搬出部２Ｅは、成形ラインＦに沿う送出方向ＦＢに対し、本実施形態では、一対のロール成形ユニット１０Ｅ（１０）を、２つの第１テーブル６上に２セット備え、矯正工程を終えた製品１２０を搬出口に送出し、成形ラインＦから排出する。
【００４２】
次に、一対のロール成形ユニット１０の構成について、説明する。前述したように、ロール成形装置１では、フランジ成形部２Ｂ、リップ成形部２Ｃ、及び搬出部２Ｅに対応して、一対のロール成形ユニット１０を、一対のロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅの３種に分けている。しかしながら、これらの一対のロール成形ユニット１０Ｂ等では、具備する第１ロール１１と第２ロール１２の形状や部品の形状等の仕様が一部で異なるものの、ロール成形ユニット１０の実質的なユニット構造は、３種とも共通である。そのため、一対のロール成形ユニット１０Ｂを主に説明し、一対のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｅの説明は、簡略化または省略する。
【００４３】
図１１は、実施形態に係るロール成形装置のロール成形ユニットの構成を示す説明図であり、図１１に示すロール成形ユニットにおける第１ロールと第２ロールとの配置関係を説明する模式図を、図１２に示す。図１１及び図１２に示すように、ロール成形装置１は、一つのロール成形ユニット１０に付き、第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１と、第２回転軸１４に軸支した第２ロール１２とを一対で具備している。
【００４４】
ロール成形ユニット１０の一種であるロール成形ユニット１０Ｂでは、第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１が、第２下側回転軸６２に軸支した第２下側ロール６０Ｌに、第２回転軸１４に軸支した第２ロール１２が、第２上側回転軸６３に軸支した第２上側ロール６０Ｕに、それぞれ対応する。同様に、ロール成形ユニット１０Ｃでは、第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１が、第３下側回転軸８２に軸支した第３下側ロール８０Ｌに、第２回転軸１４に軸支した第２ロール１２が、第３上側回転軸８３に軸支した第３上側ロール８０Ｕに、それぞれ対応する。同様に、ロール成形ユニット１０Ｅでは、第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１が、第５下側回転軸１０２に軸支した第５下側ロール１００Ｌに、第２回転軸１４に軸支した第２ロール１２が、第５上側回転軸１０３に軸支した第５上側ロール１００Ｕに、それぞれ対応する。
【００４５】
なお、搬出部２Ｅに設置される一対のロール成形ユニット１０Ｅは、ロール成形ユニット１０Ｄで仕上げ工程を終えた製品１２０を、成形ラインＦから排出する機能だけで足りるが、本実施形態では、ロール成形ユニット１０と実質的に同じ構造で構成されている。搬出部２Ｅでは、製品１２０は、第５下側ロール１００Ｌと第５上側ロール１００Ｕとにより、挟持した状態で送出されて、成形ラインＦから排出される。
【００４６】
次に、ロール成形ユニット１０の具体的な構造について、図１１に示すロール成形ユニット１０Ｂを挙げて詳細にする。図１１及び図１２に示すように、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）は、軸支する第１回転軸１３（第２下側回転軸６２等）を中心に回転可能で、載置した材料１１０を成形面６１Ｌ等で支持するロールである。第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ等）は、軸支する第２回転軸１４（第２上側回転軸６３等）を中心に回転可能で、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）に向けて移動可能に設けられたロールである。第２ロール１２は、第１ロール１１の成形面（第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌ、第３下側ロール８０Ｌの成形面８１Ｌ、第５下側ロール１００Ｌの成形面１０１Ｌ）に載置した材料１１０等と当接可能な成形面（第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕ、第３上側ロール８０Ｕの成形面８１Ｕ、第５上側ロール１００Ｕの成形面１０１Ｕ）を、第２回転軸１４（第２上側回転軸６３、第３上側回転軸８３、第５上側回転軸１０３）の外周上に有している。
【００４７】
ロール成形ユニット１０Ｂを含むロール成形ユニット１０では、図１２に示すように、第１回転軸１３（第２下側回転軸６２等）の軸心Ｓと平行で、第１ロール１１の成形面（第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌ、第３下側ロール８０Ｌの成形面８１Ｌ、第５下側ロール１００Ｌの成形面１０１Ｌ）内にある屈曲角部ＪＬを通る第１仮想線Ｍと、第２回転軸１４（第２上側回転軸６３等）の軸心と直交する第２仮想線Ｎとが、基準位置Ｐ上で交差している（条件１）。また、この第２仮想線Ｎが、第１回転軸１３（第２下側回転軸６２等）と直交する垂線Ｖと、折り曲げ加工対象である材料１１０の曲げ角度θ（θ≦９０°）の１／２に相当する軸線角度ψで、相対的に傾いている（条件２）。このような条件１、かつ条件２を満たす位置関係で、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ，第３下側ロール８０Ｌ，第５下側ロール１００Ｌ）と、第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ，第３上側ロール８０Ｕ，第５上側ロール１００Ｕ）とが、配設されている。
【００４８】
なお、図２１に示す成形工程のうち、第２工程ｍ２から第５工程ｍ５までの４工程では、条件１の基準位置Ｐが、図２０に示す材料１１０の第１基準位置Ｐ１になる。また、第６工程ｍ６から第９工程ｍ９までの４工程では、条件１の基準位置Ｐは、図２０に示す材料１１０の第２基準位置Ｐ２となる。
【００４９】
本実施形態の場合、一対のロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｅでは、第２下側回転軸６２と第５下側回転軸１０２は、その軸心を左右方向ＲＬに向けた配置で、各第１テーブル６に装着されている。また、一対のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄでは、第３下側回転軸８２と、第４下側ロール９０Ｌを軸支した第４下側回転軸とは、その軸心を左右方向ＲＬに向けた配置で、各第２テーブル８に装着されている。
【００５０】
第１回転軸１３は、軸心を水平方向ＨＺ（左右方向ＲＬ）に向けて配設されている。第１回転軸１３（第２下側回転軸６２等）には、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）のほか、支持ユニット７０（支持部）と、後述する送出機構２０に構成された第２送出用駆動ピニオン２８が、軸支されている。第１回転軸１３は、第２送出用駆動ピニオン２８の回転により、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）と共に回転する。支持ユニット７０は、支持台７１と、スライド面７３（スライド面）を有したブラケット７２と、ロール送り用モータ７４と、ロール送り用減速ユニット７５と、ロール送り用ネジ７６と、ロール送り用ネジ螺合部７７と、ロール保持部材７８と、スライド面リニアガイド７９（規制部材）とからなる。
【００５１】
支持台７１は、第１テーブル６と第２テーブル８に固定されており、第１回転軸１３は、支持台７１を貫通して、支持台７１の内部に有する軸受に保持されている。ブラケット７２は、支持台７１に支持されており、図１２に示す第２仮想線Ｎと平行になるよう、第２仮想線Ｎの傾きに対応した傾斜角度で形成された平面状のスライド面７３を有する部材である。すなわち、スライド面７３の傾斜角度は、上下方向ＶＴを基準とした軸線角度ψである。また、スライド面７３の傾斜角度は、フランジ成形部２Ｂ、リップ成形部２Ｃ、及び搬出部２Ｅにおいて、工程毎に対応した軸線角度ψに合わせているため、各ロール成形ユニット１０で異なっている。
【００５２】
図１１に示すように、スライド面７３には、略コ字型形状のロール保持部材７８が、スライド面７３と平行な面を有する保持部７８Ａで摺動可能に配されている。第２回転軸１４（第２上側回転軸６３等）は、スライド面７３と平行な面に垂設され、ロール保持部材７８のうち、互いに平行な２つの保持部７８Ａに軸支されている。ロール保持部材７８には、ロール送り用ネジ７６（例えば、台形ネジ、ボールネジ等）の一端部が固定して取り付けられており、ロール送り用ネジ７６と噛合い可能なロール送り用ネジ螺合部７７が、ブラケット７２に取り付けられている。
【００５３】
また、ブラケット７２には、ロール送り用モータ７４が搭載されている。ロール送り用モータ７４は、本実施形態では、ステッピングモータであり、その出力軸は、クラッチ式ブレーキ機能を備えたロール送り用減速ユニット７５を介して、ロール送り用ネジ７６に連結されている。これにより、ロール送り用ネジ７６は、ロール送り用モータ７４の回転により、ロール送り用減速ユニット７５で減速された回転数に基づいて回り、ロール送り用ネジ螺合部７７との相対的な噛合いにより、ロール送り用ネジ７６に固定したロール保持部材７８を、スライド面７３上を相対的に移動させる。
【００５４】
他方、ロール送り用ネジ７６では、ロール送り用ネジ螺合部７７との噛合可能な噛合長が、一例として、４０〜５０ｍｍであり、ロール保持部材７８に保持された状態にある第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ等）の移動可能な最大ストローク（移動量）も、噛合長の距離になる。すなわち、第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ等）の移動量は、ロール送り用モータ７４の回転を変換した直線運動に基づいて、設定された範囲（先に例示した４０〜５０ｍｍの噛合長）内で制御可能である。
【００５５】
また、ブラケット７２のスライド面７３上には、スライド面リニアガイド７９が、ロール保持部材７８を挟む両側（図１１中、紙面表側とその裏側）に、ロール保持部材７８と接触した状態で摺動可能に取付けられている。スライド面リニアガイド７９は、ロール送り用ネジ７６の回転に伴って移動するロール保持部材７８の動作時に、ロール送り用ネジ７６の軸心との振れを規制するガイドである。これにより、ロール保持部材７８に支持された第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ等）も移動時に、横振れすることなく、第２仮想線Ｎに沿う方向にリニアに移動することができる。
【００５６】
次に、ロール成形装置１の送出機構２０、ユニット幅調節機構３０、及びテーブル昇降機構４０について、この順に説明する。ロール成形装置１は、送出機構２０、ユニット幅調節機構３０、及びテーブル昇降機構４０を備えている。図４は、図１に示すロール成形装置の送出機構、ユニット幅調節機構、及びテーブル昇降機構を、装置後方側から見た説明図であり、装置上方側から見た説明図を、図５に示す。図７は、図１に示すロール成形装置の排出側を、図６中、矢視Ａ−Ａ断面と共に示した側面図である。
【００５７】
はじめに、送出機構２０について、図４〜図７、及び図１１を用いて説明する。送出機構２０は、加工部２において、投入した材料１１０を搬入部２Ａから送出し、加工された製品１２０を搬出部２Ｅから搬出するまで、材料１１０等（製品１２０や、加工中の被加工物を含む）を送出方向ＦＢに送出するための機構である。成形ラインＦ上では、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）は、全１０ユニットの一対のロール成形ユニット１０（１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ）とも連動して回転し、材料１１０等は、全ての一対のロール成形ユニット１０における各第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）の回転動作によって送出される。また、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ等）は、送出機構２０に基づいた駆動で自転することにより、成形ラインＦに供給された材料１１０等を送出しながら、当該第１ロール１１の回転に従動して第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ等）を自転させている。
【００５８】
具体的には、送出機構２０は、主に送り用モータ２１と、動力伝達部２２と、第１送出用動力伝達軸２３と、送出用減速差動ユニット２４と、第２送出用動力伝達軸２５と、送り用ネジ軸受部２６と、第１送出用駆動ピニオン２７と、第２送出用駆動ピニオン２８（図１１参照）と、図示しないアイドルギヤ（ピニオン）等から構成されている。図４〜図７に示すように、ロール成形装置１の左右方向ＲＬの奥側（図５中、下側）には、送り用モータ２１が、ベッド３上面に設置され、動力伝達部２２と連結している。送り用モータ２１の出力（回転力）は、動力伝達部２２で減速された状態で、送出方向ＦＢに沿って延びる第１送出用動力伝達軸２３に伝達される。
【００５９】
第１送出用動力伝達軸２３の回転力は、図４及び図５に示すように、送り用モータ２１を挟み、搬入側のフランジ成形部２Ｂに設けた送出用減速差動ユニット２４と、搬出側の搬出部２Ｅに設けた送出用減速差動ユニット２４の両方に伝達される。送出用減速差動ユニット２４では、第１送出用動力伝達軸２３と、左右方向ＲＬに沿う第２送出用動力伝達軸２５とが、直交した配置で、ギヤを介して連結しており、第１送出用動力伝達軸２３の回転が、さらに減速した状態で、第２送出用動力伝達軸２５に伝達される。第２送出用動力伝達軸２５は、一対のロール成形ユニット１０Ｂの真下と一対のロール成形ユニット１０Ｅの真下の位置に、図７に示すように、２つの第１テーブル６を貫通して配設されている。
【００６０】
第２送出用動力伝達軸２５は、一方の第１テーブル６（第２テーブル８を含む）側の送り用ネジ軸受部２６と、その反対にある他方の第１テーブル６（第２テーブル８を含む）側の送り用ネジ軸受部２６で支持されている。図５及び図１１に示すように、第２送出用動力伝達軸２５の左右両側にはそれぞれ、第１送出用駆動ピニオン２７が、第２送出用駆動ピニオン２８の真下の位置に軸支されている。また、見難くなるため、図５等の図面には図示されていないが、成形ラインＦ片側につき、全部で１８個のピニオンが、第１送出用駆動ピニオン２７の径方向に平行、すなわち送出方向ＦＢに一列状に、各第１テーブル６の外側側部（第１テーブル６の側部同士が対向しない外側の側部）に沿って配列されている。
【００６１】
具体的には、これらのピニオンは、フランジ成形部２Ｂ及びリップ成形部２Ｃで全１５個、矯正部２Ｄで一旦途切れた状態で、搬出部２Ｅで全３個、合わせて１８個配列されている。フランジ成形部２Ｂ及びリップ成形部２Ｃでは、一方の第１テーブル６の外側側部で、隣接する当該ピニオン同士が噛合った状態で、一列状に並ぶこれら全１５個のピニオンのうち、奇数番目に配置された全８個の第２送出用駆動ピニオン２８は、全８ユニットにあるロール成形ユニット１０（１０Ｂ，１０Ｃ）の一方側において、８本の第１回転軸１３に対し、各軸１個ずつ軸支されている。また、搬出部２Ｅでは、一方の第１テーブル６の外側側部で、隣接する当該ピニオン同士が噛合った状態で、一列状に並ぶこれら全３個のピニオンのうち、奇数番目に配置された全２個の第２送出用駆動ピニオン２８は、全２ユニットにあるロール成形ユニット１０（１０Ｅ）の一方側において、２本の第１回転軸１３に対し、各軸１個ずつ軸支されている。
【００６２】
すなわち、フランジ成形部２Ｂに設置された一対のロール成形ユニット１０Ｂの４ユニットのうちの一方側では、１個の第２送出用駆動ピニオン２８が、各第２下側回転軸６２（第１回転軸１３）に軸支されている。また、リップ成形部２Ｃに設置された一対のロール成形ユニット１０Ｃの４ユニットのうちの一方側では、１個の第２送出用駆動ピニオン２８が、各第３下側回転軸８２（第１回転軸１３）に軸支されている。また、搬出部２Ｅに設置された一対のロール成形ユニット１０Ｅの２ユニットのうちの一方側では、１個の第２送出用駆動ピニオン２８が、各第５下側回転軸１０２（第１回転軸１３）に軸支されている。同様に、その反対側にある他方の第１テーブル６（第２テーブル８を含む）の外側側部でも、上述したように、フランジ成形部２Ｂ及びリップ成形部２Ｃにおいて、隣接する当該ピニオン同士が噛合った状態で、一列状に並ぶこれら全１５個のピニオンのうち、奇数番目に配置された全８個の第２送出用駆動ピニオン２８と、搬出部２Ｅにおいて、隣接する当該ピニオン同士が噛合った状態で、一列状に並ぶこれら全３個のピニオンのうち、奇数番目に配置された全２個の第２送出用駆動ピニオン２８、合計１０個の第２送出用駆動ピニオン２８が、全１０ユニットにあるロール成形ユニット１０の他方側において、１０本の第１回転軸１３に対し、各軸１個ずつ軸支されている。
【００６３】
成形工程のうちの第４工程ｍ４を担う一対のロール成形ユニット１０Ｂにおいて、その各第１回転軸１３に軸支された第２送出用駆動ピニオン２８と、搬出部２Ｅを担う１番目の一対のロール成形ユニット１０Ｅにおいて、その各第１回転軸１３に軸支された第２送出用駆動ピニオン２８には、中間ギヤを介在して、第１送出用駆動ピニオン２７と噛合っている。これにより、第１送出用駆動ピニオン２７の回転が、第２送出用駆動ピニオン２８に伝達される。また、全１０ユニットにあるロール成形ユニット１０の片側につき、全１５個のピニオンのうち、偶数番目に配置された全７個のアイドルギヤと、同じく全３個のピニオンのうち、２数番目に配置された全１個のアイドルギヤは、隣接する第１回転軸１３に軸支した第２送出用駆動ピニオン２８同士の回転を同方向に伝達するために、隣接するロール成形ユニット１０，１０同士の間に配置されている。
【００６４】
かくして、送出機構２０では、送り用モータ２１の出力（回転力）が、動力伝達部２２、第１送出用動力伝達軸２３、送出用減速差動ユニット２４、第２送出用動力伝達軸２５、第１送出用駆動ピニオン２７等のほか、及び第２送出用駆動ピニオン２８とアイドルギヤを介して、全１０ユニットのロール成形ユニット１０（１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ）に対し、左右両側で計２０本の第１回転軸１３に全て連動して、同時に伝達される。第１回転軸１３に伝達された回転力は、計２０本の第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ，第３下側ロール８０Ｌ，第５下側ロール１００Ｌ）を、全て同じ方向に回転させ、成形ラインＦに供給された材料１１０等を、送出方向ＦＢに対し、ＩＮ側からＯＵＴ側に送出させる。
【００６５】
次に、ユニット幅調節機構３０について、図４〜図７、及び図２０等を用いて説明する。ユニット幅調節機構３０は、寸法にバリエーションを持たせた複数種の製品１２０に対応すべく、折り曲げ成形を行う材料１１０に対し、一面側１１０ａにあるウェブ予定部１１３とフランジ予定部１１４との第１基準位置Ｐ１の位置や、一面側１１０ａとは反対の他面側１１０ｂにあるフランジ予定部１１４とリップ予定部１１５との第２基準位置Ｐ２の位置を可変できるよう、２つの第１テーブル６同士の距離を調節するための機構である。ユニット幅調節機構３０は、対向するロール成形ユニット１０，１０Ｄ同士を同時に、左右方向ＲＬに対し、近接動作または離間動作を可能に構成されている。ユニット幅調節機構３０により、成形ラインＦに沿う複数箇所（本実施形態では、全１３箇所）の一対のロール成形ユニット１０（１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ），１０Ｄとも、各ロール成形ユニット１０等の近接動作または離間動作が、連動している。
【００６６】
具体的には、ユニット幅調節機構３０は、幅調節用モータ３１と、幅調節用減速差動ユニット３２と、幅調節用動力伝達軸３３と、幅調節用動力伝達ネジ３４と、幅調節用ネジ螺合部３５等から構成されている。図４〜図７に示すように、ロール成形装置１の左右方向ＲＬの奥側（図５中、下側）には、幅調節用モータ３１が、ベッド３上面に固定したサドル５Ａに設置され、幅調節用減速差動ユニット３２と連結している。幅調節用モータ３１は、エンコーダを内蔵したＮＣサーボモータであり、ＣＮＣ制御ユニット（図示省略）と共に、コンピュータ数値制御（CNC：Computerized Numerical Control)されて回転する。
【００６７】
この幅調節用モータ３１の出力（回転力）は、幅調節用減速差動ユニット３２で、送出方向ＦＢに沿って延びる幅調節用動力伝達軸３３と、この幅調節用動力伝達軸３３と直交し、左右方向ＲＬに沿って延びる幅調節用動力伝達ネジ３４に、回転数を減速した状態で伝達される。幅調節用動力伝達ネジ３４は、図６及び図７に示すように、フランジ成形部２Ｂにある一対のロール成形ユニット１０Ｂの間と、搬出部２Ｅにある一対のロール成形ユニット１０Ｅの間に、２つの第１テーブル６を掛け渡して配設されている。幅調節用動力伝達ネジ３４は、ボールネジであり、一方の第１テーブル６を挿通する部分のネジ部と、その反対にある他方の第１テーブル６を挿通する部分のネジ部とが、互いに逆ネジになっている。各第１テーブル６には、幅調節用動力伝達ネジ３４のネジ部と螺合可能な幅調節用ネジ螺合部３５が、フランジ成形部２Ｂ内の４ユニットの一対のロール成形ユニット１０Ｂにおいて、１番目と２番目との中間と、搬出部２Ｅのおける２ユニットの一対のロール成形ユニット１０Ｂの中間位置に、それぞれ固定した状態で配設されている。
【００６８】
ユニット幅調節機構３０では、幅調節用モータ３１の出力（回転力）が、幅調節用減速差動ユニット３２、及び、幅調節用動力伝達軸３３と幅調節用動力伝達ネジ３４に全て連動して、同時に伝達される。幅調節用動力伝達ネジ３４に伝達された回転は、幅調節用動力伝達ネジ３４と幅調節用ネジ螺合部３５との噛合いにより、幅調節用ネジ螺合部３５に伝達され、幅調節用ネジ螺合部３５が、幅調節用動力伝達ネジ３４と相対的に移動する。かくして、ユニット幅調節機構３０では、幅調節用モータ３１が１つあるだけで、成形ラインＦに沿う複数箇所（本実施形態では、全１３箇所）の一対のロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅとも、ロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｂ同士等が、連動して、左右方向ＲＬに、互いに近接または離間する。ロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｂ同士間の距離は、幅調節用モータ３１内のエンコーダで回転制御されていることにより、高い精度で調整できている。
【００６９】
次に、テーブル昇降機構４０について、図４、図５、及び図８〜図１０を用いて説明する。図８は、図１に示すロール成形装置のテーブル昇降機構を、装置後方側から見た説明図であり、その装置上方側から見た説明図を、図９に、その装置側方側から見た説明図を、図１０に、それぞれ示す。ユニット幅調節機構３０と同様、テーブル昇降機構４０も、寸法にバリエーションを持たせた複数種の製品１２０に対応すべく、折り曲げ成形を行う材料１１０に対し、フランジ予定部１１４とリップ予定部１１５との第２基準位置Ｐ２の位置を可変できるよう、第１テーブル６に対し、第２テーブル８を、一例として最大ストローク１０ｍｍの範囲内で上下動させるための機構である。テーブル昇降機構４０は、成形ラインＦに沿う送出方向ＦＢ、かつ左右方向ＲＬに直交する上下方向ＶＴに対し、対向するロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄを同時に、許容範囲内のストロークで上下動作を可能に構成されている。テーブル昇降機構４０により、第１テーブル６内にある第２テーブル８に、成形ラインＦに沿って設置された７ユニット分の一対のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄとも、一対のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄの上昇動作または下降動作が、連動している。
【００７０】
具体的には、テーブル昇降機構４０は、昇降用モータ４１と、昇降用減速差動ユニット４２と、第１昇降用動力伝達軸４３と、第１昇降用駆動ピニオン４４と、ラック４５と、第２昇降用動力伝達軸４６と、第２昇降用駆動ピニオン４７と、偏心カム４８と、昇降ブロック４９等から構成されている。図５に示すように、ロール成形装置１の左右方向ＲＬの奥側（図５中、下側）には、昇降用モータ４１が、ベッド３上面に固定したサドル５Ｂに設置され、昇降用減速差動ユニット４２と連結している。昇降用モータ４１は、エンコーダを内蔵したＮＣサーボモータであり、前述したＣＮＣ制御ユニットと共に、コンピュータ数値制御にされて回転する。
【００７１】
この昇降用モータ４１の出力軸は、昇降用減速差動ユニット４２で、ベッド３上面より低い位置で、左右方向ＲＬに沿って延びる第１昇降用動力伝達軸４３と連結し、昇降用モータ４１の出力（回転力）は、昇降用減速差動ユニット４２により回転数を減速した状態で、第１昇降用動力伝達軸４３に伝達される。図８に示すように、第１昇降用動力伝達軸４３には、第１昇降用駆動ピニオン４４が軸支されており、この第１昇降用駆動ピニオン４４と噛合い可能な長尺状のラック４５が、第２テーブル８の配置位置を含んだ第１テーブル６内の下方に、送出方向ＦＢに沿って延びている。
【００７２】
図８には、片側しか第２昇降用駆動ピニオン４７を図示していないが、ラック４５と噛合い可能な第２昇降用駆動ピニオン４７が、第１昇降用動力伝達軸４３を挟む送出方向ＦＢの両側に、第２昇降用動力伝達軸４６にそれぞれ軸支されている。各第２昇降用動力伝達軸４６にはそれぞれ、当該第２昇降用動力伝達軸４６の軸心を中心に、楕円運動をなす偏心カム４８が軸支されている。この偏心カム４８は、第２テーブル８と接触可能な昇降ブロック４９に接続されており、第２昇降用動力伝達軸４６により、偏心カム４８が、第２昇降用動力伝達軸４６の軸心を中心に回転すると、昇降ブロック４９が、上下方向ＶＴに延びるガイド（図示省略）で保持されながら、例えば、最大ストローク１０ｍｍの範囲内で上下動することにより、第２テーブル８の上昇動作または下降動作を行う。
【００７３】
かくして、テーブル昇降機構４０では、昇降用モータ４１が１つあるだけで、成形ラインＦに沿う複数箇所（本実施形態では、全７箇所）の一対のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄとも、７ユニット分のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄの上昇動作または下降動作が連動して行われ、第２テーブル８が、第１テーブル６と相対的に上下動する。第２テーブル８の高さは、昇降用モータ４１内のエンコーダで回転制御されていることにより、高い精度で調整できている。
【００７４】
ロール成形装置１は、図示していないが、操作部と電気制御部を具備している。操作部は、ロール成形装置１の運転に必要な操作スイッチ等を備え、搭載する各種モータ等に対し、電気制御部に指令を出すための操作を行う部分である。電気制御部は、送り用モータ２１と、フランジ成形部２Ｂに設けた全８つのロール送り用モータ７４と、リップ成形部２Ｃに設けた全８つのロール送り用モータ７４と、搬出部２Ｅに設けた全４つのロール送り用モータ７４等を、電気的に制御するシーケンサ等の電気制御ユニットを有している。
【００７５】
また、電気制御部は、幅調節用モータ３１と昇降用モータ４１を制御するＣＮＣ制御ユニットのほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random access memory）等、公知の構成のマイクロコンピュータを備えている。ＲＯＭ等には、例えば、材料１１０において、板厚の違い、材質の違い、第１屈曲部１１６の位置の違い、第２屈曲部１１７の位置の違い、リップ部１２３のない（第２屈曲部１１７なし）製品の成形等、製造する複数種の製品１２０の仕様に対応して、第１テーブル６，６同士間の距離を、製造する製品１２０に対応させて調節するプログラム、第１テーブル６に対する第２テーブル８の高さを、製造する製品１２０に対応させて調節するプログラム、ロール送り用減速ユニット７５において、ロール送り用モータ７４の回転とその停止、ロール送り用ネジ７６への回転トルクの伝達または解除を行うプログラムをはじめ、様々な寸法で形成される複数種の製品１２０の製造に必要なプログラムのほか、第１ロール１１の駆動とその停止、第１ロール１１の周速等の調節、ロール送り用モータ７４によるロール保持部材７８の移動量を調節するプログラム、材料１１０から製品１２０を自動運転で製造するのに必要なプログラム、その他のプログラムが記憶されている。そのため、ロール成形装置１は、製品１２０の多品種・少量生産化に対応すべく、折り曲げできる材料の厚みの範囲に幅を持たせ、曲げ位置を可変できる構成となっている。
【００７６】
次に、ロール成形装置１を用いた製品１２０の製造工程について、図１、図２、及び図１３〜図２１を用いて簡単に説明する。図１３は、実施形態に係るロール成形装置の搬入部で第１下側ロールと第１上側ロールとの間に材料をセットした状態を示す説明図である。図１４は、図１３に続き、フランジ成形部に設置され、曲げ角度θ１＝４５°に対応した第２下側ロールと第２上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。図１５は、図１４に続き、曲げ角度θ１＝６７．５°に対応した第２下側ロールと第２上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。図１６は、図１５に続き、リップ成形部に設置され、曲げ角度θ２＝２２．５°に対応した第３下側ロールと第３上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。図１７は、図１６に続き、矯正部に設置されたロール成形ユニットを示す説明図である。図１８は、図１７に続き、搬出部に設置されたロール成形ユニットを示す説明図である。
【００７７】
ロール成形装置１は、図２０に示す材料１１０の第１屈曲部１１６を境に、第１板部１１１と分割された第２板部１１２を、成形ラインＦに沿った複数（本実施形態では、フランジ成形部２Ｂで４つ）の一対のロール成形ユニット１０Ｂ（１０）により、第１屈曲部１１６の一面側１１０ａを第１基準位置Ｐ１に、第１板部１１１に対し、曲げ角度θ＝０°から段階的に曲げ角度θ（θ≦９０°）まで折り曲げる。続いて、ロール成形装置１は、図２０に示す材料１１０の第２屈曲部１１７を境に、第１板部１１１と分割された第２板部１１２を、成形ラインＦに沿った複数（本実施形態では、リップ成形部２Ｃで４つ）の一対のロール成形ユニット１０Ｃ（１０）により、第２屈曲部１１７の他面側１１０ｂを第２基準位置Ｐ２に、第１板部１１１に対し、曲げ角度θ＝０°から段階的に曲げ角度θ（θ≦９０°）まで折り曲げる。
【００７８】
製品１２０の製造にあたり、ロール成形装置１では、材料１１０の板厚に合わせ、第２ロール１２の配置位置を、ロール送り用モータ７４を作動させて調節する。また、材料１１０における第１屈曲部１１６の位置と第２屈曲部１１７の位置に合わせ、対向する第１テーブル６，６同士の距離を、幅調節用モータ３１を作動させて調節することや、第２テーブル８の高さを、昇降用モータ４１を作動させて調節する。また、搬入部２Ａにおける一対のロール成形ユニット１０Ａ，１０Ａ同士の距離を調節する等、加工前の段取りを行った後、送り用モータ２１を作動する。材料１１０は、図１、図２、及び図１３に示すように、搬入部２Ａから成形ラインＦに供給される（図２１中、第１工程ｍ１）。一対のロール成形ユニット１０Ａは、第１下側ロール５０Ｌと第１上側ロール５０Ｕとにより、材料１１０の縁部を挟持した状態で、材料１１０をフランジ成形部２Ｂに向けて送出する。
【００７９】
フランジ成形部２Ｂでは、第２工程ｍ２から第５工程ｍ５までの４工程は、４ユニットの一対のロール成形ユニット１０Ｂで担い、本実施形態では、ユニットあたりの単位曲げ角度をα＝２２．５°に設定して、材料１１０の一面側１１０ａにある第１屈曲部１１６の第１基準位置Ｐ１を起点に、ウェブ予定部１１３に対し、その左右２つのフランジ予定部１１４を同時に、４段階に分けて９０°に折り曲げる。
【００８０】
例えば、第３工程ｍ３は、図１４に示すように、成形面６１Ｌと成形面６１Ｕを、曲げ角度θ１＝４５°に対応して形成した第２下側ロール６０Ｌと第２上側ロール６０Ｕで、前工程の第２工程ｍ２で曲げ角度θ１＝α＝２２．５°で折り曲げたフランジ予定部１１４を、さらにα＝２２．５°折り曲げる。第３工程ｍ３に続く第４工程ｍ４は、図１５に示すように、成形面６１Ｌと成形面６１Ｕを、曲げ角度θ１＝６７．５°に対応して形成した第２下側ロール６０Ｌと第２上側ロール６０Ｕで、前工程の第３工程ｍ３で曲げ角度θ１＝２α＝４５°で折り曲げたフランジ予定部１１４を、さらにα＝２２．５°折り曲げる。このように、第５工程ｍ５も行う。
【００８１】
フランジ成形部２Ｂの後、リップ成形部２Ｃでは、第６工程ｍ６から第９工程ｍ９までの４工程は、４ユニットの一対のロール成形ユニット１０Ｃで担い、本実施形態では、ユニットあたりの単位曲げ角度をβ＝２２．５°に設定して、一面側１１０ａとは反対の他面側１１０ｂにある第２屈曲部１１７の第２基準位置Ｐ２を起点に、各フランジ予定部１１４に対し、リップ予定部１１５をそれぞれ同時に、４段階に分けて９０°に折り曲げる。
【００８２】
例えば、第６工程ｍ６は、図１６に示すように、成形面８１Ｌと成形面８１Ｕを、曲げ角度θ２＝２２．５°に対応して形成した第３下側ロール８０Ｌと第３上側ロール８０Ｕで、前工程の第５工程ｍ５で曲げ角度θ２＝β＝０°のリップ予定部１１５を、β＝２２．５°折り曲げる。この後、第７工程ｍ７、第８工程ｍ８を経て、第９工程ｍ９は、成形面８１Ｌと成形面８１Ｕを、曲げ角度θ２＝９０°に対応して形成した第３下側ロール８０Ｌと第３上側ロール８０Ｕで、前工程の第８工程ｍ８で曲げ角度θ２＝３β＝６７．５°で折り曲げたリップ予定部１１５を、さらにβ＝２２．５°折り曲げる。
【００８３】
矯正部２Ｄで行う矯正工程は、３ユニットの一対のロール成形ユニット１０Ｄで担う。矯正工程は、図１７に示すように、第９工程ｍ９で曲げ角度θ２＝９０°に折り曲げたリップ予定部１１５に、曲げ角度θ２＝９０°に対応して形成した第４下側ロール９０Ｌの成形面９１Ｌと第４下側ロール９０Ｌの成形面９１Ｕとを当接させることにより、折り曲げたリップ予定部１１５の曲げ戻しや曲げ込みによる矯正を行う。この矯正により、成形工程の後、略ハット型形状に概ね成形されている被成形物に対し、寸法形状の微調整や、スプリングバックの解消等を行い、製品１２０として、仕上げる。かくして、製品１２０が、ロール成形装置１によって製造され、搬出部２Ｅにより成形ラインＦから排出される。
【００８４】
次に、本実施形態に係るロール成形装置１で製造した製品１２０の加工精度と、ロール成形ユニット１０の構造との関係について、図１１、図１２、図２０、及び図２２を用いて説明する。図２２は、実施形態に係るロール成形装置により折り曲げ加工に及ぼす作用を説明する模式図である。
【００８５】
ロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｅを含め、ロール成形ユニット１０Ｂでは、図１１及び１２に示すように、第１ロール１１（第２下側ロール６０Ｌ）と、第２ロール１２（第２上側ロール６０Ｕ）とは、前述した条件１、かつ条件２を満たす位置関係で、配設されている。第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌは、材料１１０の曲げ角度θ１（θ）に対応して、曲げ角度θに対応した角度で屈曲した屈曲角部ＪＬを有した外面になっており、第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕも、曲げ角度θに対応した角度で屈曲した屈曲角部ＪＵを有した外面になっている。
【００８６】
材料１１０の折り曲げ成形加工では、送出機構２０により１８本の第１回転軸１３を同時に回転させ、全３６個の第１ロール１１を連動して自転させることにより、材料１１０等が、図２０に示す第１板部１１１（フランジ成形部２Ｂでは、ウェブ予定部１１３が第１板部１１１に相当し、リップ成形部２Ｃでは、フランジ予定部１１４が第１板部１１１に相当）を、水平方向ＨＺ（左右方向ＲＬ）の配置姿勢で、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌに載置された状態にして、送出方向ＦＢ搬出側に送出される。材料１１０等は、この送出により、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌと第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕとの間を強制的に通過して、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌと第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕとの挟み込みにより、成形面６１Ｕに倣って折り曲げられる。このとき、第２下側ロール６０Ｌでは、成形面６１Ｌの屈曲角部ＪＬは、図２２に示す基準位置Ｐに常に位置決めされた状態にあると共に、第２上側ロール６０Ｕでは、予め第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕの屈曲角部ＪＵが、基準位置Ｑ（厳密には、材料１１０との適切なクリアランスを考慮した基準位置Ｑ近傍だが、以下では、単に基準位置Ｑとする）に位置決めされた状態にある。
【００８７】
具体的に説明する。成形工程では、材料１１０の厚みｔである場合、第２板部１１２が、第１板部１１１に対し、基準位置Ｐを起点に曲げ角度θで折り曲げられると、第２仮想線Ｎ上における基準位置Ｐと基準位置Ｑとの距離ｘは、ｔ／ｃｏｓ（θ／２）になる。すなわち、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌと第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕとにより、材料１１０を挟み込む状態にするには、第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕの屈曲角部ＪＵを、定位置にある基準位置Ｐから距離ｘだけ離れた位置まで、前もって段取り時に移動させておく必要がある。第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕの屈曲角部ＪＵは、材料１１０との適切なクリアランスを考慮した上で、ロール送り用モータ７４等の作動により、第２仮想線Ｎ上を通って、図２２に示す基準位置Ｑに到達される。屈曲角部ＪＵが基準位置Ｑに到達した時点で、ロール送り用モータ７４の回転を停止させ、ロール送り用減速ユニット７５でブレーキを作動させることにより、第２上側ロール６０Ｕの屈曲角部ＪＵが、位置決めされたまま、その位置に設定される。材料１１０の折り曲げ成形時には、成形面６１Ｕの屈曲角部ＪＵを、基準位置Ｑに対応する位置に設定した状態で、第２上側ロール６０Ｕが固定されたまま、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌと第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕとの間に、材料１１０等を、第２下側ロール６０Ｌの自転によって、強制的に通過させる。
【００８８】
ロール成形装置１を用いた成形工程では、図１２及び図２２に示すように、第２下側ロール６０Ｌ等の第１ロール１１と、第２上側ロール６０Ｕ等の第２ロール１２が、成形加工時に不動である基準位置Ｐを起点に、第２仮想線Ｎ上にある基準位置Ｐと基準位置Ｑとを結ぶ線分ＰＱに基づき、第１板部１１１と第２板部１１２とを、曲げ力Ｆ２（Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ）で線対称に折り曲げられる。このとき、材料１１０は、第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕ等の第２ロール１２の成形面の一部（図１２中、屈曲角部ＪＵを挟む左側の部分）より、曲げ力Ｆ２ａを第１板部１１１に受けると同時に、第２ロール１２の成形面の他部（図１２中、屈曲角部ＪＵを挟む右側の部分）より、第２板部１１２にも、曲げ力Ｆ２ａと同じ大きさの曲げ力Ｆ２ｂを受ける。
【００８９】
他方、この材料１１０では、基準位置Ｐが、第１ロール１１の成形面（第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌ等）の屈曲角部ＪＬのエッジと当接した状態になっていると共に、基準位置Ｑが、第２ロール１２の成形面の屈曲角部ＪＵのエッジと当接した状態になっている。これにより、材料１１０は、第１ロール１１の屈曲角部ＪＬと第２ロール１２の屈曲角部ＪＵとにより、第２仮想線Ｎに沿い、第１ロール１１の成形面から基準位置Ｐに向けた把持力Ｆ１ａ（Ｆ１）を受けると同時に、第２仮想線Ｎに沿い、第２ロール１２の成形面から基準位置Ｑに向けて、この把持力Ｆ１ａと同じ大きさの把持力Ｆ１ｂ（Ｆ１）を受ける。そのため、材料１１０は、把持力Ｆ１ａと把持力Ｆ１ｂとの挟持により、線分ＰＱ上を局部的に保持した状態で、線ＰＱ上を起点に、上述した曲げ力Ｆ２ａ，Ｆ２ｂによって折り曲げられる。
【００９０】
したがって、折り曲げに必要な押圧力が、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌと第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕより、第１板部１１１と第２板部１１２との屈曲部付近全域に作用するため、第１板部１１１と第２板部１１２との屈曲部付近において、成形に伴って生じる歪や残留応力が、第１板部１１１側と第２板部１１２側でより均等になり易い。また、第１板部１１１と第２板部１１２とが、第２下側ロール６０Ｌの成形面６１Ｌに設定された屈曲角部ＪＬの角度と、第２上側ロール６０Ｕの成形面６１Ｕに設定された屈曲角部ＪＵの角度とに倣い、より確実に高い寸法精度に、スプリングバック量を抑えた状態で折り曲げられる。
【００９１】
以上、本実施の形態に係るロール成形装置１によれば、成形ラインＦに沿う複数箇所に、該成形ラインＦの左右両側に、一対のロール成形ユニット１０を対向配置で設け、該ロール成形ユニット１０に具備するロールにより、該成形ラインＦ上に配置した帯状の材料１１０を、送出すると共に押圧し、第１屈曲部１１６（第２屈曲部１１７）で折り曲げて製品１２０を成形するロール成形装置１において、材料１１０のうち、第１屈曲部１１６（第２屈曲部１１７）を境に、第１板部１１１と分割された第２板部１１２を、成形ラインＦに沿った複数の一対のロール成形ユニット１０により、第１屈曲部１１６の一面側１１０ａを第１基準位置Ｐ１（第２屈曲部１１７の他面側１１０ｂを第２基準位置Ｐ２）に、第１板部１１１に対し、曲げ角度θ＝０°から段階的に曲げ角度θ（θ≦９０°）まで折り曲げるのに合わせ、ロールは、第１回転軸１３を中心に回転可能で、載置した材料１１０を支持する第１ロール１１と、第２回転軸１４を中心に回転可能で、第１ロール１１に向けて移動可能に設けられた第２ロール１２と、を一対で具備してなり、第１回転軸１３の軸心Ｓと平行で第１ロール１１の成形面の屈曲角部ＪＬを通る第１仮想線Ｍと第２回転軸１４の軸心と直交する第２仮想線Ｎとが、基準位置Ｐ（第１基準位置Ｐ１，第２基準位置Ｐ２）上で交差し、かつ、第２仮想線Ｎが、第１回転軸１３と直交する垂線Ｖと、曲げ角度θの１／２に相当する軸線角度ψで相対的に傾いた位置関係で、第１ロール１１と第２ロール１２とが配設されていること、第２ロール１２は、材料１１０と当接可能な成形面６１Ｕ等を、第２回転軸１４の外周上に有していること、を特徴とする。
【００９２】
この特徴により、第１ロール１１に載置された材料１１０や、製品１２０になる前の加工途中にある被成形物に対し、第１ロール１１の成形面６１Ｌ等と、第２ロール１２の成形面６１Ｕ等との挟持による押圧力が、第１板部１１１と第２板部１１２との第１屈曲部１１６（第２屈曲部１１７）付近全域にロスなく確実に伝達される。そのため、折り曲げる材料１１０の板厚ｔに対し、折り曲げ成形可能な許容範囲（例えば、０．５〜数ｍｍ等）内であれば、材料１１０の板厚ｔに依らず、第１板部１１１と第２板部１１２とが、設定された曲げ角度θ１，θ２に、寸法誤差をより小さく抑えて精度良く折れ曲がる。
【００９３】
従って、本実施の形態に係るロール成形装置１によれば、材料１１０を折り曲げて、断面形状を略ハット型に成形した製品１２０を製造するのにあたり、折り曲げる材料１１０の厚みが複数種にわたって異なる場合でも、材料１１０を、効率良く、かつ高精度に折り曲げることができる。
【００９４】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、第２仮想線Ｎに沿う方向に対し、第２ロール１２をリニアに移動させるロール送り用モータ７４を、ロール成形ユニット１０に備えていること、を特徴とする。この特徴により、材料１１０や、製品１２０になる前の加工途中にある被成形物に、第１ロール１１と第２ロール１２との挟持による押圧力を作用させるのにあたり、第１ロール１１の配置位置に対し、第２ロール１２の配置位置が、最適な位置に調整されて設定できる。これにより、第１ロール１１と第２ロール１２との挟持による押圧力が、材料１１０等に、安定した状態で適切に伝達できるようになり、第１板部１１１と第２板部１１２とが、成形条件に依らず、第１屈曲部１１６（第２屈曲部１１７）でスムーズに折れ曲がる。
【００９５】
すなわち、本実施形態のような成形工程では、材料１１０を、弾性域を超えて塑性変形域まで変形させているため、ウェブ予定部１１３に対するフランジ予定部１１４の曲げ角度θ１が大きくなるにつれて、材料１１０の第１屈曲部１１６付近の一面側１１０ａと他面側１１０ｂで、折り曲げによる歪量がより大きくなる。同様に、フランジ予定部１１４に対するリップ予定部１１５の曲げ角度θ２が大きくなるにつれて、材料１１０の第２屈曲部１１７付近の一面側１１０ａと他面側１１０ｂで、折り曲げによる歪量がより大きくなる。このようなことから、折り曲げ成形加工では一般的に、フランジ予定部１１４等を、直角に近づいた曲げ角度の状態から、さらにより垂直になるまで折り曲げようとするときに、第１ロール１１と第２ロール１２との折り曲げに必要な押圧力は、曲げ始めの曲げ角度が小さい状態に比して、次第に大きな力を必要とする。また、折り曲げる材料１１０の厚みｔが大きくなればなるほど、より大きな押圧力が必要になる。
【００９６】
しかしながら、ロール成形装置１では、第１ロール１１と第２ロール１２との折り曲げに必要な押圧力は、材料１１０との適切なクリアランスを考慮した上で、ロール送り用モータ７４の回転により、第２ロール１２を移動して位置決めされた配置位置を設定することにより、工程毎（第２工程ｍ２、第３工程ｍ３、第４工程ｍ４、及び第５工程ｍ５と、第６工程ｍ６、第７工程ｍ７、第８工程ｍ８、及び第９工程ｍ９）に可変できている。そのため、第４工程ｍ４から第５工程ｍ５にかけての折り曲げ途中や、第８工程ｍ８から第９工程ｍ９にかけての折り曲げ途中でも、第１板部１１１と第２板部１１２とが、設定された単位曲げ角度α（単位曲げ角度β）に基づき、第１屈曲部１１６（第２屈曲部１１７）でスムーズに折れ曲がる。また、折り曲げる材料１１０の板厚ｔに対し、折れ曲げ成形可能な許容範囲（例えば、０．５〜数ｍｍ等）内であれば、材料１１０の板厚ｔが大きくなっても、設定された単位曲げ角度α（単位曲げ角度β）に基づき、第１屈曲部１１６（第２屈曲部１１７）でスムーズに折れ曲がる。
【００９７】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、ロール送り用モータ７４では、第２ロール１２の移動量が、モータの回転を変換した直線運動に基づいて、設定された範囲内で制御可能であること、を特徴とする。この特徴により、製造する製品１２０の仕様に応じて、使用する材料１１０の板厚ｔが異なる場合でも、折り曲げる材料１１０の板厚ｔに対応して、設定する第２ロール１２の位置が、任意に選択できる。
【００９８】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、第２仮想線Ｎと平行なスライド面７３をブラケット７２に有する支持ユニット７０が、第１回転軸１３に軸支され、第２ロール１２の第２回転軸１４は、支持ユニット７０のスライド面７３と平行なロール保持部材７８の面に垂設されていること、を特徴とする。この特徴により、第２回転軸１４に軸支した第２ロール１２が、第１回転軸１３に軸支した第１ロール１１に、第２仮想線Ｎに沿った正確な軌道で、近接または離間することができる。
【００９９】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、移動する第２ロール１２の振れを規制するスライド面リニアガイド７９が、支持ユニット７０のブラケット７２のスライド面７３に設けられていること、を特徴とする。この特徴により、第２ロール１２の成形面６１Ｕの屈曲角部ＪＵは、第１回転軸１３に位置決めされた状態で軸支されている第１ロール１１の成形面６１Ｌの屈曲角部ＪＬのコーナーラインに対し、直交した線上（第２仮想線Ｎ）を、より正確な軌道で移動することができる。そのため、図２０に示す材料１１０の第１屈曲部１１６と第２屈曲部１１７には、第１ロール１１の成形面６１Ｌの屈曲角部ＪＬと第２ロール１２の成形面６１Ｕの屈曲角部ＪＵとが、材料１１０の奥行方向（図１９中、紙面表裏方向）に対し、均等な状態で、材料１１０を挟むことができる。ひいては、仕上がった製品１２０では、折り曲げ位置等の寸法形状の精度は高い。
【０１００】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、第１回転軸１３は、軸心Ｓを水平方向ＨＺ（左右方向ＲＬ）に向けて配設されていること、を特徴とする。この特徴により、成形ラインＦで、投入した材料１１０や、製品１２０になる前の加工途中にある被成形物を、第１ロール１１の成形面の一部（図１２中、屈曲角部ＪＵを挟む左側の部分）に載置して送出するとき、水平姿勢にあるこの材料１１０等のウェブ予定部１１３に対し、当接できる第１ロール１１の成形面の面積は最も広くなり、回転する第１ロール１１の最外周径における周速も、第１ロール１１の成形面の一部と当接する材料１１０等の接触面で均一になる。そのため、材料１１０等の滑りが抑制できるようになり、材料１１０等は、一定速度で送出することができる。また、特に、第２工程ｍ２から第５工程ｍ５までの４つの工程をフランジ成形部２Ｂで、第６工程ｍ６から第９工程ｍ９までの４つ工程をリップ成形部２Ｃで、それぞれ行うとき、作業者は、回転する第１ロール１１の成形面に対し、材料１１０等と当接する一部の径（送り径）だけを管理すれば良く、その送り径の管理も簡易になる。ひいては、折り曲げ成形加工時に行う製品１２０の品質管理が、簡素化できる。また、ロール成形装置１には、成形ラインＦ上で、材料１１０や被成形物を保持させる余分な装備が、不要になる。また、特に送出機構２０により材料１１０を送出方向ＦＢに送出する動き等の動力を伝達する上で、ロール成形装置１の構造は、より簡素化することができる。
【０１０１】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、対向するロール成形ユニット１０，１０同士を同時に、左右方向ＲＬに近接動作または離間動作を可能に構成したユニット幅調節機構３０を備え、このユニット幅調節機構３０により、成形ラインＦに沿う複数箇所（本実施形態では、全１３箇所）の一対のロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅとも、ロール成形ユニット１０Ｂ，１０Ｂ同士等の近接動作または離間動作が、連動していること、を特徴とする。この特徴により、折り曲げ成形の実施前に、対向するロール成形ユニット１０，１０同士の距離を調節するにあたり、その段取り作業が、操作部で幅調節用モータ３１を作動させるだけで簡単にできる。しかも、段取り作業が、より短い時間で実施できることから、段取り作業の工数がほとんど生じず、ひいては、製品１２０の製造コストを安価に抑えることに寄与することができる。また、ユニット幅調節機構３０の構成は、幅調節用モータ３１以外、全て機械式になっており、電気的な制御が簡素化できる。さらに、ユニット幅調節機構３０での故障は大幅に抑制できている。
【０１０２】
また、本実施形態に係るロール成形装置１では、成形ラインＦに沿う方向ＦＢ、かつ左右方向ＲＬに直交する上下方向ＶＴに対し、対向するロール成形ユニット１０，１０同士を同時に、許容範囲１０ｍｍ内のストロークで上下動作を可能に構成したテーブル昇降機構４０を備え、このテーブル昇降機構４０により、第１テーブル６内にある第２テーブル８に、成形ラインＦに沿って設置された７ユニット分の一対のロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄとも、ロール成形ユニット１０Ｃ等の上昇動作または下降動作が、連動していること、を特徴とする。この特徴により、リップ予定部１１５の折り曲げに伴い、折り曲げ成形の実施前に、対向するロール成形ユニット１０Ｃ，１０Ｄの高さを調節するにあたり、その段取り作業が、操作部で昇降用モータ４１を作動させるだけで簡単にできる。しかも、段取り作業が、より短い時間で実施できることから、段取り作業の工数がほとんど生じず、ひいては、製品１２０の製造コストを安価に抑えることに寄与することができる。また、テーブル昇降機構４０の構成は、昇降用モータ４１以外、全て機械式になっており、電気的な制御が簡素化できる。さらに、テーブル昇降機構４０での故障は大幅に抑制できている。
【０１０３】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【０１０４】
（１）例えば、実施形態のロール成形装置１では、フランジ成形部２Ｂに一対のロール成形ユニット１０Ｂを４セット設置し、ユニットあたりの単位曲げ角度をα＝２２．５°に設定して、ウェブ予定部１１３に対し、その左右２つのフランジ予定部１１４を、４段階に分けて９０°に折り曲げた。また、リップ成形部２Ｃに一対のロール成形ユニット１０Ｃを４セット設置し、ユニットあたりの単位曲げ角度をβ＝２２．５°に設定して、各フランジ予定部１１４に対し、リップ予定部１１５をそれぞれ同時に、４段階に分けて９０°に折り曲げた。しかしながら、一対のロール成形ユニットにおけるユニットあたりの単位曲げ角度は、実施形態に限定されるものでなく、金属製薄板を折り曲げる目標の曲げ角度に対し、複数組による一対のロール成形ユニットで、段階的に折り曲げるものであれば良く、特に、折り曲げ形状や、金属製薄板の材質等の成形条件を加味した上で、設定されるものであれば良い。
【０１０５】
（２）また、実施形態では、ウェブ１２１の両側を９０°折り曲げた２つのフランジ部１２２に対し、その各先端部を、さらにウェブ１２１と対向し平行に９０°折り曲げたリップ部１２３を有する製品１２０を、ロール成形装置１の加工対象とした。しかしながら、ロール成形装置で製造する製品の形状は、例えば、ウェブの両側を９０°折り曲げた２つのフランジ部を有する製品、ウェブとフランジ部とのなす角度を、９０°より小さく形成した製品等、製品１２０に限らず種々変更可能である。
【０１０６】
（３）また、実施形態では、矯正部２Ｄに設置した一対のロール成形ユニット１０Ｄには、ロール送り用モータ７４は装着されていないが、必要に応じて、ロール送り用モータ７４を配設した矯正部２Ｄとしても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１  ロール成形装置
１０（１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ）  ロール成形ユニット
１１  第１ロール
１２  第２ロール
１３  第１回転軸
１４  第２回転軸
３０  ユニット幅調節機構（第１駆動伝達機構）
４０  テーブル昇降機構（第２駆動伝達機構）
６１Ｌ，６１Ｕ，８１Ｌ，８１Ｕ，１０１Ｌ，１０１Ｕ  成形面
７０  支持ユニット（支持部）
７３  スライド面
７４  ロール送り用モータ（駆動源、モータ）
７９  スライド面リニアガイド（規制部材）
１１０  材料（金属製薄板）
１１０ａ  一面側（屈曲部の片面側）
１１０ｂ  他面側（屈曲部の片面側）
１１１  第１板部
１１２  第２板部
１１６  第１屈曲部（屈曲部）
１１７  第２屈曲部（屈曲部）
１２０  製品
Ｆ  成形ライン
Ｍ  第１仮想線
Ｎ  第２仮想線
Ｓ  軸心
Ｖ  垂線
ψ  軸線角度（角度θの１／２に相当する角度）
Ｐ１  第１基準位置（基準位置）
Ｐ２  第２基準位置（基準位置）
ＪＬ，ＪＵ  屈曲角部
ＦＢ  送出方向（成形ラインに沿う方向）
ＲＬ  左右方向
ＨＺ  水平方向
ＶＴ  上下方向
【図１】
2019010650.tif 000003
【図２】
2019010650.tif 000004
【図３】
2019010650.tif 000005
【図４】
2019010650.tif 000006
【図５】
2019010650.tif 000007
【図６】
2019010650.tif 000008
【図７】
2019010650.tif 000009
【図８】
2019010650.tif 000010
【図９】
2019010650.tif 000011
【図１０】
2019010650.tif 000012
【図１１】
2019010650.tif 000013
【図１２】
2019010650.tif 000014
【図１３】
2019010650.tif 000015
【図１４】
2019010650.tif 000016
【図１５】
2019010650.tif 000017
【図１６】
2019010650.tif 000018
【図１７】
2019010650.tif 000019
【図１８】
2019010650.tif 000020
【図１９】
2019010650.tif 000021
【図２０】
2019010650.tif 000022
【図２１】
2019010650.tif 000023
【図２２】
2019010650.tif 000024
【図２３】
2019010650.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月24日(2018.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【図１】実施形態に係るロール成形装置の正面図である。
【図２】図１に示すロール成形装置の加工部を示す平面図である。
【図３】図２に示す加工部の要部を示す平面図である。
【図４】図１に示すロール成形装置の送出機構、ユニット幅調節機構、及びテーブル昇降機構を、装置後方側から見た説明図である。
【図５】図４に示す送出機構、ユニット幅調節機構、及びテーブル昇降機構を、装置上方側から見た説明図である。
【図６】図１に示すロール成形装置の加工部で、第１テーブルと第２テーブルの動きを説明する図である。
【図７】図１に示すロール成形装置の排出側を、図６中、矢視Ａ−Ａ断面と共に示した側面図である。
【図８】図１に示すロール成形装置のテーブル昇降機構を、装置後方側から見た説明図である。
【図９】図８に示すテーブル昇降機構を、装置上方側から見た説明図である。
【図１０】図８に示すテーブル昇降機構を、装置側方側から見た説明図である。
【図１１】実施形態に係るロール成形装置のロール成形ユニットの構成を示す説明図である。
【図１２】図１１等に示すロール成形ユニットにおける第１ロールと第２ロールとの配置関係を説明する模式図である。
【図１３】実施形態に係るロール成形装置の搬入部で第１下側ロールと第１上側ロールとの間に材料をセットした状態を示す説明図である。
【図１４】図１３に続き、フランジ成形部に設置され、曲げ角度θ１＝４５°に対応した第２下側ロールと第２上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１５】図１４に続き、曲げ角度θ１＝６７．５°に対応した第２下側ロールと第２上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１６】図１５に続き、リップ成形部に設置され、曲げ角度θ２＝２２．５°に対応した第３下側ロールと第３上側ロールを装着したロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１７】図１６に続き、矯正部に設置されたロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１８】図１７に続き、搬出部に設置されたロール成形ユニットを示す説明図である。
【図１９】実施形態に係るロール成形装置で成形した製品を示す断面図である。
【図２０】図１９に示す製品の成形前の材料を示す断面図である。
【図２１】図１９に示す製品の工程図である。
【図２２】実施形態に係るロール成形装置により折り曲げ加工に及ぼす作用を説明する模式図である。
【図２３】従来技術に係るロール成形装置のロール成形機を説明する図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形ラインに沿う複数箇所に、該成形ラインの左右両側に、一対のロール成形ユニットを対向配置で設け、該ロール成形ユニットに具備するロールにより、該成形ライン上に配置した帯状の金属製薄板を、送出すると共に押圧し、屈曲部で折り曲げて製品を成形するロール成形装置において、
前記金属製薄板のうち、前記屈曲部を境に、第１板部と分割された第２板部を、前記成形ラインに沿った複数の前記一対のロール成形ユニットにより、前記屈曲部の片面側を基準位置に、前記第１板部に対し、曲げ角度θ＝０°から段階的に前記曲げ角度θ（θ≦９０°）まで折り曲げるのに合わせ、
前記ロールは、第１回転軸を中心に回転可能で、載置した前記金属製薄板を第１成形面で支持する第１ロールと、第２回転軸を中心に回転可能で、前記第１ロールに向けて移動可能に設けられた第２ロールと、を一対で具備してなり、
前記第１回転軸の軸心と平行で、前記第１ロールの前記第１成形面内の第１屈曲角部を通る第１仮想線と、前記第２回転軸の軸心と直交する第２仮想線とが、前記基準位置上で交差し、かつ、前記第２仮想線が、前記第１回転軸と直交する垂線と、前記曲げ角度θの１／２に相当する角度で相対的に傾いた位置関係で、前記第１ロールと前記第２ロールとが配設されていること、
前記第１成形面は、前記金属製薄板のうち、前記第１板部を支持する第１水平状成形面と、前記第２板部を支持する第１屈曲状成形面とが、前記第１屈曲角部で連結してなり、第１屈曲状成形面は、前記第１回転軸と平行に配置された前記第１水平状成形面に対し、前記曲げ角度θに対応した角度に屈曲した態様で形成されていること、
前記第２ロールは、前記金属製薄板を押圧する第２成形面を、前記第２回転軸の外周上に有し、前記第２成形面は、前記金属製薄板のうち、前記第１板部を押圧する第２水平状成形面と、前記第２板部を押圧する第２屈曲状成形面とが、前記金属製薄板の前記屈曲部の配置位置となる第２屈曲角部で連結してなり、前記第２屈曲状成形面は、前記第１回転軸と平行に配置された前記第２水平状成形面に対し、前記曲げ角度θに対応した角度に屈曲した態様で形成されていること、
前記金属製薄板は、前記第２仮想線に沿う方向の移動により配置位置を調整した前記第２ロールが位置決めされた状態で、前記第１ロールの前記第１水平状成形面と前記第２ロールの前記第２水平状成形面で前記第１板部を挟持すると同時に、前記第１ロールの前記第１屈曲状成形面と前記第２ロールの前記第２屈曲状成形面で前記第２板部を挟持することにより、折り曲げられること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載するロール成形装置において、
前記第２仮想線に沿う方向に対し、前記第２ロールをリニアに移動させる駆動源を、前記ロール成形ユニットに備えていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載するロール成形装置において、
前記駆動源は、モータであり、前記第２ロールの移動量が、前記モータの回転を変換した直線運動に基づき、設定された範囲内で制御可能であること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
前記第２仮想線と平行なスライド面を有する支持部が、前記第１回転軸に軸支され、前記第２ロールの前記第２回転軸は、前記支持部の前記スライド面と平行な面に垂設されていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載するロール成形装置において、
移動する前記第２ロールの振れを規制する規制部材が、前記支持部の前記スライド面に設けられていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
前記第１回転軸は、軸心を水平方向に向けて配設されていること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
対向する前記ロール成形ユニット同士を同時に、前記成形ラインの左右方向に近接動作または離間動作を可能に構成した第１駆動伝達機構を備え、
前記第１駆動伝達機構により、前記成形ラインに沿う複数箇所の前記一対のロール成形ユニットとも、前記ロール成形ユニットの近接動作または離間動作が、連動していること、
を特徴とするロール成形装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載するロール成形装置において、
前記成形ラインに沿う方向と、前記成形ラインの左右方向との双方に直交する上下方向に対し、対向する前記ロール成形ユニット同士を同時に、許容範囲内のストロークで上下動作を可能に構成した第２駆動伝達機構を備え、
前記第２駆動伝達機構により、前記成形ラインに沿う複数箇所の前記一対のロール成形ユニットとも、前記ロール成形ユニットの上昇動作または下降動作が、連動していること、
を特徴とするロール成形装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2019010650.tif 000026