(57)【要約】【課題】凹溝の深さが長手方向で変化する孔型を用いて圧延する際に、凹溝の深さが深い側では凹溝への素材の充満度を高め、又、凹溝の深さが浅い側では圧延ロールの圧延負荷を低減して、良好な圧延製品が得られるようにする。【解決手段】孔型３の凹溝４に配置した圧延素材７の一端を孔型３に固定し、プレス装置９により押圧されたロール装置１１を圧延素材７の固定側端７ａから非固定側端７ｂに向けて移動することにより圧延素材７を凹溝４内に押し広げて圧延製品を製造するようにしたプレスロール装置１であって、孔型３の外部に設けた支持台２０上に、圧延素材７の非固定側端７ｂをクランプして非固定側端７ｂを圧延素材７の長手方向に押し引きする応力付与装置２１を備える。【選択図】　　　　図１
2004034108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔型の凹溝に配置した圧延素材の一端を前記孔型に固定し、プレス装置により押圧されたロール装置を圧延素材の固定側端から非固定側端に向けて移動することにより圧延素材を凹溝内に押し広げて圧延製品を製造するようにしたプレスロール装置であって、孔型の外部に設けた支持台上に、前記圧延素材の非固定側端をクランプして該非固定側端を圧延素材の長手方向に押し引きする応力付与装置を備えたことを特徴とするプレスロール装置。
【請求項２】
前記応力付与装置による非固定側端の押圧時における非固定側端の座屈を防止する座屈防止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレスロール装置。
【請求項３】
前記支持台上に、非固定側端の幅方向側面に当接する横移動固定装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレスロール装置。
【請求項４】
前記横移動固定装置が、応力付与装置による非固定側端の押圧時における非固定側端の座屈を防止する座屈防止手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のプレスロール装置。
【請求項５】
孔型の凹溝に配置した圧延素材の一端を前記孔型に固定し、プレス装置により押圧されたロール装置を圧延素材の固定側端から非固定側端に向けて移動することにより圧延素材を凹溝内に押し広げて圧延製品を製造するようにしたプレスロール装置であって、孔型の外部に設けた支持台と、該支持台上において圧延素材の幅方向に移動可能に設けた移動架台と、該移動架台上に配置して前記非固定側端の幅方向側面に当接する横移動固定装置と、前記移動架台を圧延素材の幅方向に移動する横曲げ駆動装置と、前記移動架台上に配置して前記非固定側端をクランプし該非固定側端を圧延素材の長手方向に押し引き可能な応力付与装置と、を備えたことを特徴とするプレスロール装置。
【請求項６】
前記横移動固定装置が、応力付与装置による非固定側端の押圧時における非固定側端の座屈を防止する座屈防止手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のプレスロール装置。
【請求項７】
前記ロール装置が、１つの圧延ロールと接する２つの押圧ロールを備えていることを特徴とする請求項１又は５記載のプレスロール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレスロール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機械部品等において、図１２〜図１４に示すように幅方向で厚みが異なる板材ａ（図１３）或いは長手方向で厚みが異なる板材ａ（図１４）を製造することが要求される場合がある。
【０００３】
このように幅方向或いは長手方向で厚みが異なる比較的短い板材ａは、一般にはプレス装置を用いて圧下成形することが行われている。しかし、プレス装置による圧下成形は、素材の全面に圧下力を加えて板厚を変化させるために非常に大きな圧下力が必要であり、このためにプレス装置は非常に大型化し、且つ駆動のための動力も増大し、更にプレス作業時に大きな騒音、振動が発生するといった問題がある。
【０００４】
このようなプレス装置の問題点を解決する装置として、図１５に示すようなプレスロール装置１が提案されている。図１５はプレスロール装置１の側面形状を示したもので、固定台２上に孔型３が固定されており、この孔型３の上面には、図１６に示す如く上部が開放された凹溝４が形成されている。この凹溝４は図１５の左右方向に所要の長さで形成されており、又、凹溝４の幅方向両側（図１６の左右外側）には、孔型３の上面より僅かに低くしたバリ道５が形成されており、該バリ道５の更に外側にはバリ溜り６が形成されている。
【０００５】
図１５の凹溝４では、長手方向一側に深さを深くした部分４’を形成し、これにより深さが深い側Ｈ１と深さが浅い側Ｈ２を有する圧延空間を備えて、図１４に示した板材ａのように長手方向で厚みの異なる製品を圧延する場合がある。
【０００６】
通常用いられる圧延素材７は、図１６に示すように矩形の断面形状を有している。そして、この圧延素材７は、前記凹溝４の圧延空間が最大となっている部分の断面積よりも大きな断面積となるようにその幅と厚み寸法が決められている。この圧延素材７の凹溝４に対する断面積の余剰分は、圧延によって一部は長手方向（図１５左右方向）に逃げ、残りは前記バリ道５を通りバリ溜り６に逃げることになる。
【０００７】
図１５の孔型３における凹溝４の長手方向一側には、凹溝４に嵌合配置する圧延素材７の一端を固定するための固定部８が設けられている。
【０００８】
前記孔型３の上部には、プレス装置９により前記孔型３に対して近接・離反が可能な昇降台１０が設けられており、該昇降台１０と前記孔型３との間にはロール装置１１が配置されている。
【０００９】
ロール装置１１は、ロール移動装置１２の伸縮ロッド１３により前記凹溝４の長手方向（図１５の左右方向）に移動が可能な移動ブロック１４を備えており、該移動ブロック１４には、前記凹溝４に配置した圧延素材７を圧延するための圧延ロール１５が幅方向水平に延びる軸１６を中心に回転可能で且つ圧下方向に移動可能なように取り付けられており、更に該圧延ロール１５の直上には、前記軸１６と平行な軸１７を中心に回転可能で且つ圧下方向に移動可能なように押圧ロール１８が取り付けられている。押圧ロール１８と前記圧延ロール１５とは同一の外径を有してその外周面が互いに接しており、更に押圧ロール１８の上面は前記昇降台１０の下面に接するようになっている。従って、プレス装置９により昇降台１０を下降すると、押圧ロール１８を介して圧延ロール１５が圧延素材７に押圧されるようになっている。
【００１０】
図１５に示したプレスロール装置１にて圧延素材を圧延する際は、先ず、ロール移動装置１２を縮小してロール装置１１を右側に待機させた状態（図１５の位置より更に右側）において、圧延素材７の一端を固定部８に固定し圧延素材７を凹溝４に嵌合する。次に、プレス装置９により昇降台１０を下降させ、圧延ロール１５の下面が圧延素材７を所定厚さに圧延する位置になるように調節する。或いは、所定の荷重が与えられるようにプレス装置９を調整する。
【００１１】
続いて、ロール移動装置１２を伸長させると、圧延ロール１５は押圧ロール１８を介し昇降台１０によって押圧された状態で圧延素材７の固定側端７ａから非固定側端７ｂに向けて移動し、圧延素材７を凹溝４内に押し広げるように圧延する。このとき、圧延素材７の凹溝４に対する断面積の余剰分は一部は長手方向に延ばされ、残りは前記バリ道５を通ってバリ溜り６に溜められる。上記圧延によって成形した圧延物は孔型３から取出し、バリ道５部分のバリを除去することにより、長手方向で厚みの異なる圧延製品となる。
【００１２】
上記したプレスロール装置１による圧延によれば、図１７に示すように、圧延ロール１５の圧延部Ｘによって圧延素材７が塑性流動するために、プレス加工に比べて圧延素材７を小さな力で圧延できるという利点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記図１５に示したプレスロール装置１において、図１４に示したように長手方向で厚みが異なる板材ａの製品を圧延する場合には、凹溝４の深さが長手方向で変化した孔型３を用いることになるため、図１６に示すように断面積が一定の圧延素材７を用いて圧延すると、図１５の深さが深い側Ｈ１（図１５の右側）では凹溝４への素材の充満度が不足して不良品を生じ易い問題があり、又、凹溝４の深さが浅い側Ｈ２（図１５の左側）では、圧延ロール１５の加工量が大きくなるために、圧延ロール１５の圧延負荷が増大し、圧延ロール１５の変形量が増大して、製品が厚くなり不良品を生じ易くなる問題がある。
【００１４】
又、前記凹溝４が図１６に示すように幅方向で深さが非対称となっており、更に、この形状が前記した長手方向で深さが異なる形状と組み合わされていて、図１９に示すように幅方向で厚みが異なる圧延製品１９を製造する場合がある。この場合には、図１６の凹溝４の深さが浅い側Ｈ２’は、深さが深い側Ｈ１’に比べて圧延素材７が延ばされる量が大きい。そのために、非固定側端７ｂは図１８に実線矢印Ａで示すように、凹溝４の深さが深い側Ｈ１’に向けて傾く問題がある。このように非固定側端７ｂが傾くと、良好な圧延ができなくなったり、更には、上記傾きによって非固定側端７ｂが凹溝４から外部にはみ出すことによって圧延製品が製造できなくなる問題がある。
【００１５】
本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもので、凹溝の深さが長手方向で変化する孔型を用いて圧延する際に、凹溝の深さが深い側では凹溝への素材の充満度を高め、又、凹溝の深さが浅い側では圧延ロールの圧延負荷を低減することができ、更に、凹溝が幅方向で非対称の深さを有することによって圧延素材の非固定側端が傾くのを防止して、常に良好な圧延製品が得られるようにしたプレスロール装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、孔型の凹溝に配置した圧延素材の一端を前記孔型に固定し、プレス装置により押圧されたロール装置を圧延素材の固定側端から非固定側端に向けて移動することにより圧延素材を凹溝内に押し広げて圧延製品を製造するようにしたプレスロール装置であって、孔型の外部に設けた支持台上に、前記圧延素材の非固定側端をクランプして該非固定側端を圧延素材の長手方向に押し引きする応力付与装置を備えたことを特徴とするプレスロール装置、に係るものである。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記応力付与装置による非固定側端の押圧時における非固定側端の座屈を防止する座屈防止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレスロール装置、に係るものである。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記支持台上に、非固定側端の幅方向側面に当接する横移動固定装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレスロール装置、に係るものである。
【００１９】
請求項４記載の発明は、前記横移動固定装置が、応力付与装置による非固定側端の押圧時における非固定側端の座屈を防止する座屈防止手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のプレスロール装置、に係るものである。
【００２０】
請求項５記載の発明は、孔型の凹溝に配置した圧延素材の一端を前記孔型に固定し、プレス装置により押圧されたロール装置を圧延素材の固定側端から非固定側端に向けて移動することにより圧延素材を凹溝内に押し広げて圧延製品を製造するようにしたプレスロール装置であって、孔型の外部に設けた支持台と、該支持台上において圧延素材の幅方向に移動可能に設けた移動架台と、該移動架台上に配置して前記非固定側端の幅方向側面に当接する横移動固定装置と、前記移動架台を圧延素材の幅方向に移動する横曲げ駆動装置と、前記移動架台上に配置して前記非固定側端をクランプし該非固定側端を圧延素材の長手方向に押し引き可能な応力付与装置と、を備えたことを特徴とするプレスロール装置、に係るものである。
【００２１】
請求項６記載の発明は、前記横移動固定装置が、応力付与装置による非固定側端の押圧時における非固定側端の座屈を防止する座屈防止手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のプレスロール装置、に係るものである。
【００２２】
請求項７記載の発明は、前記ロール装置が、１つの圧延ロールと接する２つの押圧ロールを備えていることを特徴とする請求項１又は５記載のプレスロール装置、に係るものである。
【００２３】
上記手段によれば、以下のように作用する。
【００２４】
請求項１記載の発明では、圧延素材の非固定側端を押し引きする応力付与装置を備えたので、長手方向で深さが変化する凹溝を備えた孔型を用いて圧延素材を圧延する際に、深さが深い側を圧延する過程では、応力付与装置にて非固定側端を押圧することにより、長手方向の延びを抑制して圧延素材の孔型への充満度を高めることができ、又、深さが浅い側を圧延する過程では、応力付与装置にて非固定側端を引っ張ることにより、圧延ロールの圧延負荷が大幅に減少する。
【００２５】
請求項２及び４記載の発明では、請求項１の発明において、応力付与装置により非固定側端を押圧する際に、非固定側端の中間部が上側に逃げて座屈しようとするが、非固定側端の上面に当接する座屈防止手段を備えたことにより、非固定側端が座屈する問題を防止できる。
【００２６】
請求項３記載の発明では、非固定側端が横方向に傾くのを防止する横移動固定装置を設けているので、圧延素材の傾きが強制的に抑えられる。そのため、圧延素材の圧延部において、凹溝の深さが浅い側には長手方向に「圧縮」、深さが深い側は長手方向に「引っ張り」の応力分布が発生する。長手方向に「圧縮」の応力が発生する凹溝の深さが浅い側では、圧延素材が長手方向に延びにくくなり、その結果、バリ道を通ってバリ溜りに逃げる量が大きくなる。反対に、長手方向に「引っ張り」の応力が発生する凹溝の深さが深い側では、圧延素材が長手方向に延びやすくなり、その結果、バリ道を通ってバリ溜りに逃げる量が少なくなる。従って、圧延素材の傾きの原因である圧延素材の長手方向延びの幅方向不均一性が緩和され、圧延素材の傾きが防止できる。更に、この結果、非固定側端が傾こうとする力が応力付与装置に作用する問題を防止できる。
【００２７】
請求項５記載の発明では、応力付与装置と横移動固定装置とを圧延素材の幅方向に移動可能にしているので、凹溝の深さが長手方向で変化することに対応して応力付与装置により非固定側端を押し引きする操作と、凹溝の深さが幅方向で変化することに対応して横移動固定装置により非固定側端を横方向に曲げる操作とを行って、凹溝の深さが長手方向と幅方向で変化する複雑な断面形状を有する圧延製品が良好に圧延できるようになる。
【００２８】
請求項６記載の発明では、請求項５の発明において、応力付与装置により非固定側端を押圧する際に、非固定側端の中間部が上側に逃げて座屈しようとするが、非固定側端の上面に当接する座屈防止手段を備えたことにより、非固定側端が座屈する問題を防止できる。
【００２９】
請求項７記載の発明では、ロール装置が、１つの圧延ロールと接する２つの押圧ロールを備えているので、圧延ロールは２つの押圧ロールによってバックアップされた三角配置の楔効果によって左右方向に撓むのが防止されると同時に、移動ブロックの転倒が防止される。そのため、圧延ロールを小径化し小さな圧下力で加工できるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１は本発明のプレスロール装置の一形態例を示す側面図、図２は図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図であり、図１５〜図１８に示した従来装置と同一の部材、部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３２】
図１〜図３のプレスロール装置１では、孔型３に備えた凹溝４が長手方向一側に深さを深くした部分４’を形成して深さが深い側Ｈ１と深さが浅い側Ｈ２とを有しており、これにより図１４に示したように長手方向で厚さが異なる板材ａの製品を圧延するようにしている。
【００３３】
上記プレスロール装置１において、孔型３の固定部８と反対側の端部（図１、図２における左側端部）に、凹溝４の底部と同じ高さの上面を有して左側外部に延びる支持台２０を設け、該支持台２０上に、前記凹溝４に嵌合配置した圧延素材７の非固定側端７ｂを把持して非固定側端７ｂを長手方向に押し引きする応力付与装置２１を設置する。
【００３４】
応力付与装置２１は、非固定側端７ｂに端部側から嵌合して非固定側端７ｂをクランプするクランプ具２２と、該クランプ具２２を伸縮ロッド２３により押し引きする押し引きジャッキ２４とにより構成されている。この時、非固定側端７ｂの高さに設けられるクランプ具２２が支持台２０と干渉しないように、支持台２０には図３に示すように凹部２５を形成し、この凹部２５内に前記応力付与装置２１を配置している。
【００３５】
一方、図１、図２のロール装置１１の左側端部には、凹溝４に嵌合した圧延素材７の非固定側端７ｂの上面に当接するようにした座屈防止用ローラ２６（座屈防止手段）を設けている。
【００３６】
更に、図２に示すように、圧延ロール１５の位置を直接検出するか或いはロール移動装置１２の伸縮量によって圧延ロール１５の位置を検出する等の方法を用いたロール位置検出器２７を設け、該ロール位置検出器２７の検出信号に基づいて前記応力付与装置２１の押し引きジャッキ２４の駆動を制御する制御器２８を備える。
【００３７】
図１のプレスロール装置１に設けられるロール装置１１は、前記図１５に示したように、１つの圧延ロ一ル１５の直上に１つの押圧ロール１８を配置した構成としてもよい。又、加工中に素材から受ける力によって圧延ロール１５が水平方向（図１５の左右方向）に撓むのを防止するために、押圧ロ一ル１８を図１５の右側方向に僅かにずらした構成としてもよい。しかし、押圧ロール１８のずらし量を大きくすると、圧延ロールの水平方向撓みの防止効果は大きくなるが、移動ブロック１４を転倒させようとする力が大きく作用する。従って、この転倒を防止するために、移動ブロック１４やその支持機構等の強度を高める必要がある。又、圧下力を小さくして、圧延素材７の圧延を容易にするためには、圧延ロール１５小径化することが有効であるが、圧延ロール１５を小径化すると圧延ロール１５の水平方向撓みも大きくなってしまう問題がある。
【００３８】
このような問題に対処するために、図１のロール装置１１では、１つの圧延ロール１５と、該圧延ロール１５の上部に配置した２つの押圧ロール１８ａ，１８ｂとを備えた三角配置の構成としている。
【００３９】
図１に示したロール装置１１の構成によれば、圧延ロール１５は２つの押圧ロール１８ａ，１８ｂによってバックアップされておりその三角配置による楔効果によって圧延ロール１５が左右方向に逃げるのが防止されるので、移動ブロック１４の転倒が防止される。又、圧延ロール１５が２つの押圧ロール１８ａ，１８ｂによってバックアップされた三角配置による楔効果によって、圧延ロール１５の撓みが防止されるので、圧延ロール１５及び押圧ロール１８ａ，１８ｂを小径化して、小さな圧下力で加工をすることが可能になる。
【００４０】
図４は、前記図１のロール装置１１の他の例を示したもので、第１段の１つの圧延ロール１５と、該圧延ロール１５の上部に配置した第２段の２つの小径の押圧ロール２９と、該押圧ロール２９の上部に備えた第３段の３つの小径の押圧ロール３０と、該押圧ロール２９の上部に備えた第４段の３つの押圧ロール３０とを備えている。この時、第２段の押圧ロール２９と第３段の押圧ロール３０とは同一径の小径ロールとしており、又、第１段の圧延ロール１５と第４段の押圧ロール３１とは同一径の大径ロールとしている。
【００４１】
図４に示すように、ロール装置１１の移動によって圧延ロール１５が圧延素材７を圧延し且つ押圧ロール３１が昇降台１０の下面を転動するためにはこのロールの回転方向が互いに逆である必要があり、この回転方向を維持するためにロール装置１１に設けるロールの段数は遇数段とする。又、第２段の２つの押圧ロール２９のロール径、第３段の３つの押圧ロール３０のロール径、第４段の３つの押圧ロール３１のロール径はそれぞれ同一とすることが望ましいが、第１段、第２段、第３段、及び第４段のロール径の組み合わせは適時変更可能である。
【００４２】
上記図４に示すように偶数段のロールを備えたロール装置１１によっても、前記図１の場合と同様に、移動ブロック１４の転倒を防止でき、又、圧延ロール１５及び押圧ロール３１を小径化して、小さな圧下力で加工できるようになる。
【００４３】
次に、上記図１〜図４に示した形態例の作用を説明する。
【００４４】
図１〜図３のプレスロール装置１において、凹溝４の深さが長手方向で変化している孔型３を用いて圧延素材７を圧延する場合を説明する。先ず、ロール移動装置１２を縮小してロール装置１１を右側に待機させた状態において、圧延素材７の一端を固定部８に固定して圧延素材７を凹溝４に嵌合させる。この時、固定部８は、図１のように圧延素材７の一端を下方に折り曲げた折り曲げ端７’を嵌合させることにより係止できるようにした固定溝８ａを備えていてもよい。尚、この固定部８は上記構成以外に、圧延素材７の一端をクランプして固定する方式等の種々の方式を採用することができる。
【００４５】
次に、プレス装置９により昇降台１０を下降させ、圧延ロール１５の下面が圧延素材７を所定厚さに圧延する位置になるように調節する。或いは、所定の荷重が圧延素材７に与えられるように調整する。
【００４６】
更に、応力付与装置２１の押し引きジャッキ２４を伸長してクランプ具２２を非固定側端７ｂに嵌合させ、クランプ具２２により非固定側端７ｂをクランプする。
【００４７】
続いて、ロール移動装置１２を伸長させると、圧延ロール１５は押圧ロール１８ａ，１８ｂを介し昇降台１０により押圧された状態で圧延素材７の固定側端７ａから非固定側端７ｂに向けて移動し、圧延素材７は凹溝４内に押し広げられるように圧延される。
【００４８】
上記圧延において、図１の右側の深さが深い側Ｈ１を圧延する過程では、応力付与装置２１により非固定側端７ｂを所定の押圧力で押圧する。すると、圧延部Ｘに押圧力が作用して圧延素材７が凹溝４内に充満されるように流動し、これにより凹溝４の深さが深い側Ｈ１における素材の充満度が高められる。
【００４９】
上記したように応力付与装置２１によって非固定側端７ｂを押圧すると、非固定側端７ｂの中間部が上側に逃げて座屈しようとするが、非固定側端７ｂの上面に当接する座屈防止用ローラ２６（座屈防止手段）を設けているので、非固定側端７ｂが座屈する問題は防止される。
【００５０】
又、図１の左側の凹溝４の深さが浅い側Ｈ２を圧延する過程では、応力付与装置２１により非固定側端７ｂを所定の引張力で引っ張るようにする。すると、圧延素材７の長手方向への塑性流動性が向上し、更にバリ道５を通してバリ溜り６に逃がす素材の量が減少することによって、圧延ロール１５の圧延負荷が大幅に減少する。
【００５１】
前記したように、孔型３に形成した凹溝４の深さが長手方向で変化している場合には、前記応力付与装置２１による非固定側端７ｂの押圧又は引っ張りを、圧延の進展度（圧延ロール１５位置）によって刻々変化させる必要があり、そのために、凹溝４の深さに応じた押圧又は引っ張りが常に最適に行われるように押し引きジャッキ２４の作動を圧延ロール１５の位置に同調させて制御する。即ち、凹溝４の深さ形状は予め分かっているので、ロール位置検出器２７の検出信号に基づいて制御器２８により押し引きジャッキ２４の伸縮を制御する。これにより、長手方向で形状が変化する凹溝４に対し、深さが深い側Ｈ１では充満度を高め、深さが浅い側Ｈ２では圧延ロール１５の圧延負荷を低減する作用を自動的に達成することができる。
【００５２】
又、図１に示すように圧延ロール１５に接する２つの押圧ロール１８ａ，１８ｂを設け、或いは図４に示すように圧延ロール１５に接する２つの押圧ロール２９の他に複数段の押圧ロール３０，３１を設けていることにより、圧延ロール１５が水平方向に逃げるのを防止して移動ブロック１４が転倒するのを防止でき、更に圧延ロール１５の水平方向の撓みを防止して圧延ロール１５を小径化することにより、小さな圧下力で加工できるようになる。
【００５３】
一方、前記孔型３に備えた凹溝４が、図１６に示したように幅方向で深さが深い側Ｈ１’と深さが浅い側Ｈ２’による非対称の形状を有して、図１９に示したような幅方向で厚さが異なる圧延製品１９を圧延する場合には、圧延素材７が図１８に示したように傾くことによって、図２の応力付与装置２１に大きな横方向の曲げ力が作用することになる。
【００５４】
図５〜図７では、上記したように応力付与装置２１に大きな横方向の曲げ力が作用するのを防止する構成を備えた形態例を示している。即ち、前記支持台２０上に、圧延素材７における非固定側端７ｂの幅方向両側面に当接して非固定側端７ｂが横方向に移動するのを防止する横移動固定装置３２を設置している。該横移動固定装置３２は、支持台２０に固定した固定部材３３のガイド面３４ａ，３４ｂが圧延素材７の非固定側端７ｂの側面と僅かな隙間を保持するように設けられている。
【００５５】
又、前記固定部材３３のガイド面３４ａ，３４ｂの上部には、非固定側端７ｂの上部内側に突出した座屈防止用凸部３５（座屈防止手段）を形成している。この時、支持台２０の上面と座屈防止用凸部３５との間の間隔は前記圧延素材７の厚みよりも若干大きくしてある。
【００５６】
又、図８、図９は横移動固定装置３２の更に別な構成を示したものであり、図８、図９では、支持台２０上に固定した固定部材３３に、圧延素材７における非固定側端７ｂの幅方向両側面に当接して自由に回転するようにしたガイドローラ３６ａ，３６ｂを圧延素材７の長手方向に沿って複数配置している。更に、前記横移動固定装置３２におけるガイドローラ３６ａ，３６ｂを支持している固定部材３３の上部には、非固定側端７ｂの上部内側に突出した座屈防止用凸部３５（座屈防止手段）を形成している。
【００５７】
次に、上記図５〜図９に示した形態例の作用を説明する。
【００５８】
図５〜図７、及び図８、図９に示したプレスロール装置１において凹溝４の深さが長手方向で変化すると共に幅方向でも変化した孔型３を備えて圧延素材７を圧延する場合について説明する。先ず、ロール移動装置１２を縮小してロール装置１１を右側に待機させた状態において、圧延素材７の他端（非固定側端７ｂ）を横移動固定装置３２に挿入し、一端の折り曲げ端７’を固定溝８ａに嵌合することにより固定部８に固定し圧延素材７を凹溝４に嵌合配置する。上記において、図５〜図７の例では非固定側端７ｂは、ガイド面３４ａ，３４ｂと、支持台２０と、座屈防止用凸部３５との間に挿入する。又、図８、図９の例では非固定側端７ｂは、ガイドローラ３６ａ，３６ｂと、支持台２０と、座屈防止用凸部３５との間に挿入する。
【００５９】
次に、プレス装置９により昇降台１０を下降させ、圧延ロール１５の下面が圧延素材７を所定厚さに圧延する位置になるように調節する。或いは、所定の荷重が圧延素材７に与えられるように調整する。
【００６０】
続いて、ロール移動装置１２を伸長させると、圧延ロール１５は押圧ロール１８ａ，１８ｂを介し昇降台１０によって押圧された状態で圧延素材７の固定側端７ａから非固定側端７ｂに向けて移動し、圧延素材７は凹溝４内に押し広げられるように圧延される。
【００６１】
この時、凹溝４の深さが図１６に示したように幅方向で非対称になっていることにより、圧延素材７の非固定側端７ｂは、凹溝４の深さが深い側Ｈ１’に向けて傾こうとする。
【００６２】
しかし、非固定側端７ｂは前記横移動固定装置３２のガイド面３４ａ，３４ｂ或いはガイドローラ３６ａ，３６ｂによって横方向の移動が拘束されているので傾くことができず、よって圧延に伴う圧延素材７の長手方向の変化のみがガイド面３４ａ，３４ｂ、或いはガイドローラ３６ａ，３６ｂに沿って移動する。
【００６３】
上記したように、非固定側端７ｂが横方向に傾くのを防止する横移動固定装置３２を設けているので、圧延素材７の傾きが強制的に抑えられる。そのため、圧延素材７の圧延部Ｘの左断面において、凹溝４の深さが浅い側Ｈ２’には長手方向に「圧縮」、深さが深い側Ｈ１’は長手方向に「引っ張り」の応力分布が発生する。長手方向に「圧縮」の応力が発生する凹溝４の深さが浅い側Ｈ２’では、圧延素材７が長手方向に延びにくくなり、その結果、バリ道５を通ってバリ溜り６に逃げる量が大きくなる。反対に、長手方向に「引っ張り」の応力が発生する凹溝４の深さが深い側Ｈ１’では、圧延素材７が長手方向に延びやすくなり、その結果バリ道５を通ってバリ溜り６に逃げる量が少なくなる。従って、圧延素材７の傾きの原因である圧延素材７の長手方向延びの幅方向不均一性が緩和され、圧延素材７の傾きが防止できる。更に、この結果、非固定側端７ｂが傾こうとする力が応力付与装置２１に作用する問題を防止できる。
【００６４】
更に、上記したように横移動固定装置３２によって圧延素材７の横方向の傾きを拘束した状態において、前記した応力付与装置２１によって圧延素材７の非固定側端７ｂに押し引き力を作用させると、凹溝４の深さが長手方向で変化すると共に幅方向でも変化した複雑な断面形状を有する圧延製品を良好に圧延することができる。
【００６５】
図１０、図１１は、本発明のプレスロール装置の他の形態例を示したものであり、図１０、図１１のプレスロール装置では、固定台２における孔型３の固定部８と反対側の端部（図１０、図１１の左側端部）に、支持台３７を固定しており、該支持台３７上に、圧延素材７の長手方向と直交する方向に延びるリニアガイド等の案内部材３８を介して移動架台３９を設けている。支持台３７には、前記案内部材３８と平行に移動架台３９に螺合させたネジ軸４０と、該ネジ軸４０を回転駆動するためのサーボモータ４１とにより構成した横曲げ駆動装置４２を設けており、該横曲げ駆動装置４２によって前記移動架台３９を圧延素材７の幅方向に移動できるようにしている。
【００６６】
更に、移動架台３９上には、図１〜図７に示した応力付与装置２１と横移動固定装置３２を設置している。又この時、横移動固定装置３２としては図８、図９に示したようにガイドローラ３６ａ，３６ｂを備えた方式としてもよい。
【００６７】
更に、圧延ロール１５の位置を直接検出するか或いはロール移動装置１２の伸縮量によって圧延ロール１５の位置を検出するロール位置検出器２７の検出信号に基づいて、前記応力付与装置２１における押し引きジャッキ２４の駆動と、前記横曲げ駆動装置４２のサーボモータ４１の駆動を制御するようにした制御器４３を備えている。
【００６８】
次に、上記図１０、図１１に示した形態例の作用を説明する。
【００６９】
図１０、図１１に示した構成によれば、応力付与装置２１の押し引きジャッキ２４により圧延素材７の非固定側端７ｂを押し引きするのと同時に、前記横曲げ駆動装置４２のサーボモータ４１を駆動して移動架台３９を非固定側端７ｂの幅方向に移動することにより、横移動固定装置３２を介して非固定側端７ｂを積極的に横方向に曲げることができるようになる。
【００７０】
幅方向で非対称の形状をもつ凹溝４の深さが、浅い側Ｈ２’と深い側Ｈ１’とで大きく異なる場合には、深い側Ｈ１’に対して素材が充満し難くなる。このような場合には、横曲げ駆動装置４２を駆動して横移動固定装置３２を凹溝４の深い側Ｈ１’へ移動し、非固定側端７ｂを深い側Ｈ１’の方向に若干曲げるようにする。すると、深い側Ｈ１’への素材の充満度が高まり、凹溝４の全体に圧延素材７を充満できるようになる。
【００７１】
又、凹溝４の深さの長手方向での変化に対しては、応力付与装置２１の押し引きジャッキ２４を伸縮することによって、深さが深い側Ｈ１では押圧により凹溝４に対する素材の充満度を高め、深さが浅い側Ｈ２では引っ張りにより圧延ロール１５の圧延負荷を低減する。
【００７２】
上記したように、応力付与装置２１と横曲げ駆動装置４２の作動を、ロール位置検出器２７の検出信号に基づき、制御器２８によって圧延ロール１５の位置に応じて行うことにより、凹溝４の深さが長手方向で変化し且つ幅方向でも変化する複雑な形状を有している場合においても、良好な圧延を自動的に達成することができる。
【００７３】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、凹溝の形状には限定されないこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、圧延素材の非固定側端を押し引きする応力付与装置を備えたので、長手方向で深さが変化する凹溝を備えた孔型を用いて圧延素材を圧延する際に、深さが深い側を圧延する過程では、応力付与装置にて非固定側端を押圧することにより、長手方向の延びを抑制して圧延素材の孔型への充満度を高めることができ、又、深さが浅い側を圧延する過程では、応力付与装置にて非固定側端を引っ張ることにより、圧延ロールの圧延負荷が大幅に減少する効果がある。
【００７５】
請求項２及び４記載の発明では、請求項１の発明において、応力付与装置により非固定側端を押圧する際に、非固定側端の中間部が上側に逃げて座屈しようとするが、非固定側端の上面に当接する座屈防止手段を備えたことにより、非固定側端が座屈する問題を防止できる効果がある。
【００７６】
請求項３記載の発明では、非固定側端が横方向に傾くのを防止する横移動固定装置を設けているので、圧延素材の傾きが強制的に抑えられる。そのため、圧延素材の圧延部において、凹溝の深さが浅い側には長手方向に「圧縮」、深さが深い側は長手方向に「引っ張り」の応力分布が発生する。長手方向に「圧縮」の応力が発生する凹溝の深さが浅い側では、圧延素材が長手方向に延びにくくなり、その結果、バリ道を通ってバリ溜りに逃げる量が大きくなる。反対に、長手方向に「引っ張り」の応力が発生する凹溝の深さが深い側では、圧延素材が長手方向に延びやすくなり、その結果、バリ道を通ってバリ溜りに逃げる量が少なくなる。従って、圧延素材の傾きの原因である圧延素材の長手方向延びの幅方向不均一性が緩和され、圧延素材の傾きが防止できる。更に、この結果、非固定側端が傾こうとする力が応力付与装置に作用する問題を防止できる効果がある。
【００７７】
請求項５記載の発明では、応力付与装置と横移動固定装置とを圧延素材の幅方向に移動可能にしているので、凹溝の深さが長手方向で変化することに対応して応力付与装置により非固定側端を押し引きする操作と、凹溝の深さが幅方向で変化することに対応して横移動固定装置により非固定側端を横方向に曲げる操作とを行って、凹溝の深さが長手方向と幅方向で変化する複雑な断面形状を有する圧延製品が良好に圧延できる効果がある。
【００７８】
請求項６記載の発明では、請求項５の発明において、応力付与装置により非固定側端を押圧する際に、非固定側端の中間部が上側に逃げて座屈しようとするが、非固定側端の上面に当接する座屈防止手段を備えたことにより、非固定側端が座屈する問題を防止できる効果がある。
【００７９】
請求項７記載の発明では、ロール装置が、１つの圧延ロールと接する２つの押圧ロールを備えているので、圧延ロールは２つの押圧ロールによってバックアップされた三角配置の楔効果によって左右方向に撓むのが防止されると同時に、移動ブロックの転倒が防止される。そのため、圧延ロールを小径化し小さな圧下力で加工できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレスロール装置の形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。
【図３】図１をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た切断背面図である。
【図４】ロール装置の他の例を示す側面図である。
【図５】本発明のプレスロール装置の他の形態例を示す側面図である。
【図６】図５をＶＩ−ＶＩ方向から見た平面図である。
【図７】図５をＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た切断背面図である。
【図８】図６とは異なる横移動固定装置を備えた場合の平面図である。
【図９】図８をＩＸ−ＩＸ方向から見た切断背面図である。
【図１０】本発明のプレスロール装置の他の形態例を示す平面図である。
【図１１】図１０をＸＩ−ＸＩ方向から見た切断背面図である。
【図１２】板材の一例を示す平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ方向矢視図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ方向矢視図である。
【図１５】従来のプレスロール装置の一例を示す側面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ方向矢視図である。
【図１７】圧延ロールの作用を示す側面図である。
【図１８】従来のプレスロール装置によって圧延素材の非固定側端が傾く状態を示す平面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ方向矢視図である。
【符号の説明】
１　　プレスロール装置
３　　孔型
４　　凹溝
７　　圧延素材
７ａ　　　　　　　　固定側端
７ｂ　　　　　　　　非固定側端
８　　固定部
９　　プレス装置
１１　　ロール装置
１２　　ロール移動装置
１５　　圧延ロール
１８　　押圧ロール
１８ａ，１８ｂ　　　　　　　　押圧ロール
２０　　支持台
２１　　応力付与装置
２６　　座屈防止用ローラ（座屈防止手段）
２９，３０，３１　　　　　　押圧ロール
３２　　横移動固定装置
３５　　座屈防止用凸部（座屈防止手段）
３７　　支持台
３９　　移動架台
４２　　横曲げ駆動装置
【図１】
2004034108.tif 000003
【図２】
2004034108.tif 000004
【図３】
2004034108.tif 000005
【図４】
2004034108.tif 000006
【図５】
2004034108.tif 000007
【図６】
2004034108.tif 000008
【図７】
2004034108.tif 000009
【図８】
2004034108.tif 000010
【図９】
2004034108.tif 000011
【図１０】
2004034108.tif 000012
【図１１】
2004034108.tif 000013
【図１２】
2004034108.tif 000014
【図１３】
2004034108.tif 000015
【図１４】
2004034108.tif 000016
【図１５】
2004034108.tif 000017
【図１６】
2004034108.tif 000018
【図１７】
2004034108.tif 000019
【図１８】
2004034108.tif 000020
【図１９】
2004034108.tif 000021