(57)【要約】【課題】曲げ成形時に材料にかかる負荷を分散して減少しつつ、曲率の大きな曲げ成形や所望の形状への正確な成形を可能にすると共に、工程数を減少して必要な労力及びコストを低減することができる。【解決手段】パスラインの曲率を漸次増加するようにパスライン方向に沿って配置された複数組のロールにより、被成形材料をパスライン方向へ搬送し、被成形材料の下流への搬送に応じて被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すと共に、被成形材料の下流への搬送に応じて被成形材料を所望の断面形状に漸次成形するロール曲げ成形方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成形材料をパスライン方向へ搬送し、被成形材料の下流への搬送に応じてロールにより被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すと共に、被成形材料の下流への搬送に応じてロールにより被成形材料を所望の断面形状に漸次成形することを特徴とするロール曲げ成形方法。
【請求項２】
パスラインの曲率を漸次増加するようにパスライン方向に沿って配置された複数組のロールにより、被成形材料をパスライン方向へ搬送し、被成形材料の下流への搬送に応じて被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すと共に、被成形材料の下流への搬送に応じて被成形材料を所望の断面形状に漸次成形することを特徴とするロール曲げ成形方法。
【請求項３】
前記曲げ成形の曲率の増加に略対応させて被成形材料の断面形状を漸次成形することを特徴とする請求項１又は２記載のロール曲げ成形方法。
【請求項４】
前記被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すに際し、被成形材料を略渦巻状に曲げて成形することを特徴とする請求項１、２又は３記載のロール曲げ成形方法。
【請求項５】
大ロールと該大ロールの略外周に沿って近接して配設されている複数の小ロールを有するロールが前記パスラインの略最下流部に設置され、該略最下流部で該大ロール及び小ロールとにより、被成形材料の曲率を増加する曲げ成形を施すと共に所望の断面形状に成形することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のロール曲げ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料を上流から下流に搬送しつつ、ロール曲げにより材料の曲率を漸次増加させる加工を施すロール曲げ成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば所定曲率で湾曲する材料を曲げ成形する場合、前記所定曲率へ一度に曲げて成形することが通常であるが、一度に前記所定曲率に成形すると材料にかかる荷重が過大なものとなり、シワや亀裂等が発生するため、曲率の大きな曲げ成形は難しく、又、材料を所望の形状に成形することが難しいという問題を有する。かような問題点に鑑み提案された技術として、特開２０００−１９７９２０号の曲げ成形方法がある。
【０００３】
特開２０００−１９７９２０号の曲げ成形方法は、所要開断面形状に成形された材料を多点曲げする曲げ成形方法であり、材料の所要位置に於ける特に圧縮側に歪み応力の発生が所定量以下となるように数回に分けて多点曲げを行い、曲げ工程における上流側から下流側に向かって、材料の曲率が徐々に増えて最後に目標曲率となるようにシューやロールの位置を設定することにより成形負荷を分散し、更に種々の曲げ半径Ｒを任意に選択可能としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで特開２０００−１９７９２０号は、成形した所要開断面形状が開閉するなどの変形のない精密な曲げ成形を実現するために、ロール成形で所要開断面形状に成形された材料に対して数回に分けて多点曲げを施す曲げ成形方法であるが、前記曲げ成形方法は予めロール成形で所要開断面形状に成形した材料に対して、再度シューやロールで曲げ成形を施すものであるため、曲率が大きい製品の場合に断面形状の変形等が発生し、又、工程数が増加し、必要な労力及びコストが増加するという問題がある。即ち、成形時に材料にかかる負荷を減少しつつ、曲率の大きな曲げ成形や所望の形状への正確な成形を可能にすると共に、工程数や必要な労力及びコストを低減することができる曲げ成形方法が求められている。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、曲げ成形時に材料にかかる負荷を分散して減少しつつ、曲率の大きな曲げ成形や所望の形状への正確な成形を可能にすると共に、工程数を減少して必要な労力及びコストを低減することができるロール曲げ成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のロール曲げ成形方法は、被成形材料をパスライン方向へ搬送し、被成形材料の下流への搬送に応じてロールにより被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すと共に、被成形材料の下流への搬送に応じてロールにより被成形材料を所望の断面形状に漸次成形することを特徴とする。尚、本発明にはロール曲げ成形方法の他、同一の技術思想であるロール曲げ成形装置も含まれる。
【０００７】
また、本発明のロール曲げ成形方法は、パスラインの曲率を漸次増加するようにパスライン方向に沿って配置された複数組のロールにより、被成形材料をパスライン方向へ搬送し、被成形材料の下流への搬送に応じて被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すと共に、被成形材料の下流への搬送に応じて被成形材料を所望の断面形状に漸次成形することを特徴とする。尚、本発明に於けるロールにより若しくは複数組のロールにより曲げ成形する曲率或いは曲率半径は、適宜にロールの移動等により調整可能に構成してもよい。
【０００８】
さらに、本発明のロール曲げ成形方法は、前記曲げ成形の曲率の増加に略対応させて被成形材料の断面形状を漸次成形することを特徴とする。被成形材料の断面形状の成形を曲げ成形の曲率増加に対応させて行い、例えば曲率増加に合わせて被成形材料の所要箇所或いは所定箇所に引張応力を加える等により、所望の形状へより正確に成形をすることが可能になると共に、曲げ成形時のシワや亀裂の発生等をより効果的に防止することができる。
【０００９】
さらに、本発明のロール曲げ成形方法は、前記被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すに際し、被成形材料を略渦巻状に曲げて成形することを特徴とする。例えばパスラインの曲率若しくは被成形材料の曲率をパスラインの下流に向かって漸次段階的に増加するように曲げ成形し、或いはパスライン若しくは被成形材料がパスラインの下流に向かって略インボリュート曲線を描くように曲率を漸次略連続的に増加して曲げ成形する等で、被成形材料を略渦巻状に曲げて成形することにより、連続的に生産することが可能になり、工程数を削減することができ、又、例えば円形の材料を曲げ成形する等、被成形材料に対する非常に曲率の大きな曲げ成形が可能になり、デザインの自由度を向上することができると共に、曲げ成形に要するスペースや曲げ成形装置の設置に要するスペースの省スペース化を図ることができる。
【００１０】
さらに、本発明のロール曲げ成形方法は、大ロールと該大ロールの略外周に沿って近接して配設されている複数の小ロールを有するロールが前記パスラインの略最下流部に設置され、該略最下流部で該大ロール及び小ロールとにより、被成形材料の曲率を増加する曲げ成形を施すと共に所望の断面形状に成形することを特徴とする。パスラインの略最下流部で大ロールとその略外周に沿って近接している複数の小ロールとで押圧しながら曲げ成形することにより、曲げ成形の負荷をより効果的に分散・調整しながら、シワや亀裂が発生することなく、被成形材料を所望の曲率及び所望の断面形状にきれいに仕上げることができる。尚、小ロールの数を例えば三個として四点ロールにすると好適であるが、小ロールの数は例えば２個として三点ロールにする等適宜の数にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明のロール曲げ成形方法の具体的な実施形態について説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。図１及び図２は実施形態のロール曲げ成形方法に関するものであり、図１は成形工程の平面説明図、図２〜図６は成功工程の各段階に於ける被成形材料の断面形状を示す断面説明図である。
【００１２】
本実施形態に於けるロール曲げ成形工程は、例えば高張力鋼板（ハイテン材）である板状の被成形材料１をロール曲げ成形して所定の外形及び断面形状に成形するものであり、図１に示すように、上側ロール２ａ及び下側ロール２ｂを一組とする複数組のロール２ａ・２ｂと、大ロール３１の略外周に沿って３つの小ロール３２が近接して配設されている四点ロール３とが、直線状から渦巻状に至るパスラインを形成するように配設されている。
【００１３】
上記ロール曲げ成形工程の基本的な構成は、被成形材料１を上側ロール２ａと下側ロール２ｂで狭持しながらロール２ａ・２ｂの回転でパスラインの上流から下流へ搬送しつつ、渦巻状にパスラインを形成するよう配設されたロール２ａ・２ｂにより、その搬送の所定の段階から曲率を増加する曲げ成形を開始して、搬送に応じて被成形材料１の曲率を漸次増加していく曲げ成形を施すと共に、ロール２ａ・２ｂの狭持及び回転により、その搬送の任意の段階から被成形材料１の断面形状を所望の断面形状に漸次成形していくようになっている。
【００１４】
そして、パスラインの略最下流部で被成形材料１を四点ロール３の大ロール３１及び小ロール３２で狭持しながら大ロール３１及び小ロール３２の回転でより下流へ搬送しつつ、渦巻状にパスラインを形成するよう配設された四点ロール３により、曲率を増加する或いは曲率を漸次増加する最終的な曲げ成形を被成形材料１に施すと共に、大ロール３１及び小ロール３２の狭持及び回転により、成形材料１の断面形状を最終的な所望の断面形状に成形或いは漸次成形する構成である。
【００１５】
本実施形態に於ける一対の上側ロール２ａと下側ロール２ｂからなる各組は、図１に示すように、上流部に於いて直線状のパスラインを形成するように配設され、下流部に於いて漸次曲率が増加する渦巻状のパスラインを形成するように配設され、パスラインは前記直線状の上流部から前記渦巻状の下流部に連続している。そして、パスラインの略最下流部には、漸次曲率が増加する渦巻状或いは円周状のパスラインを形成するように、大ロール３１と小ロール３２を有する四点ロール３が配設され、前記上側ロール２ａと下側ロール２ｂで構成される下流部と連続している。更に、パスラインの下流部の略末端近傍に切断部４が設けられており、ロール曲げ成形工程の最後にパスラインを搬送されてきた被成形材料１が所定長さで切断部４で切断されるようになっている。
【００１６】
換言すると、上流部に於いて直線状のパスラインに沿って複数組のロール２ａ・２ｂが配設され、下流部に於いてパスラインの曲率を漸次増加するようにパスラインに沿って複数組のロール２ａ・２ｂが配設され、最下流部に於いてパスラインの曲率が増加する或いは円周状になるようにパスラインに沿って四点ロール３が配設されている。尚、前記下流部、又は下流部と略最下流部に於ける曲率の増加は、例えば曲率半径を段階的に縮小することで曲率を段階的に増加する、或いはパスラインが略インボリュート形状になるように曲率を増加する等とすることが可能である。
【００１７】
また、パスラインの任意の段階からの上側ロール２ａと下側ロール２ｂの狭持面、及び四点ロール３の大ロール３１と小ロール３２の狭持面には、図２〜図６に示すように、パスラインの各段階に応じて被成形材料１を所望の断面形状に成形するよう所定の凹凸形状が対応して設けられている。前記パスラインの各段階に於ける狭持面の所定の凹凸形状は、被成形材料１がパスラインの下流方向へ移行して行くに応じて、被成形材料１が完成品の断面形状に近づくように押圧して成形できるよう形成されていると共に、成形時の圧縮・引張応力によりシワや亀裂が発生すること等を防止するように例えば所定箇所に引張応力を加える等、漸次曲率が増加する曲げ成形に対応して、被成形材料１の断面形状や成形負荷等を調整しながら押圧して成形できるよう形成されている。
【００１８】
パスラインの上流から下流へ向かう第１段階から第５段階に於ける狭持面の凹凸形状の例として、図２に示すロール２ａ・２ｂの第１段階の狭持面には比較的高さが高く幅が狭い略中央の凹凸が設けられ、その両側部は外方に緩やかに傾斜しており、図３に示すロール２ａ・２ｂの第２段階の狭持面には比較的高さが低く幅が広い略中央の凹凸が設けられ、その両端部の外方への傾斜が第１段階より急になっており、図４に示すロール２ａ・２ｂの第３段階の狭持面には第２段階と略同一の略中央の凹凸が設けられ、その両端部の外方への傾斜が第２段階より急になっており、図５に示すロール２ａ・２ｂの第４段階の狭持面には第３段階と略同一の略中央の凹凸が設けられ、その両端部の外方への傾斜が第３段階より急になっており、図６に示すロール３１・３２の第５段階の狭持面には第４段階と略同一の略中央の凹凸が設けられ、その両端部は外方へ略直角に屈曲して形成され、完成品の断面形状に対応する凹凸形状になっている。尚、図２〜図５の二点鎖線による被成形材料１は完成品の断面形状を示している。
【００１９】
上記ロール曲げ成形工程で被成形材料１を成形する際には、先ず、所定形状の板状の被成形材料１をロール２ａ・２ｂで狭持しながら、ロール２ａ・２ｂの回転によりパスラインの直線状の上流部から下流部へ搬送する。前記搬送では、直線状の上流部に於ける各段階の上側ローラ２ａと下側ロール２ｂの狭持面或いは押圧面の形状が、被成形材料１の断面形状を成形負荷等を調整しながら漸次所望の形状に近づけるように形成されているので、被成形材料１は成形負荷等を調整されながら漸次所望の断面形状に成形されていく。本実施形態では直線状のパスラインの任意段階からパスラインが直線状から渦巻状に変わり始める段階までに、図２の第１段階の断面形状から図３の第２段階の断面形状まで被成形材料１が漸次成形される。尚、直線状の上流部に於いて単に被成形材料１を上流から下流方向へ搬送する構成としてもよい。
【００２０】
その後、被成形材料１が下流部に差し掛かるとパスラインが曲がり始め、下流部にロール２ａ・２ｂで形成されている渦巻状のパスラインにより、被成形材料１に漸次曲率を増加するように曲げ成形を施す。また、前記曲率を増加する曲げ成形に対応して、所定の凹凸形状を有する上側ロール２ａと下側ロール２ｂの押圧により、被成形材料１を成形負荷や形状等を調整しながら所定の断面形状に漸次成形し、被成形材料１は図３から図５の形状へ順次成形されていく。
【００２１】
その後、上側ロール２ａ・下側ロール２ｂによるパスラインから四点ロール３によるパスラインへ被成形材料１が搬送され略最下流部に差し掛かると、四点ロール３の大ロール３１と小ロール３２の回転で被成形材料１を渦巻状若しくは略円周状のパスラインをより下流に搬送しつつ、渦巻状にパスラインを形成するよう配設された四点ロール３により、曲率を増加する或いは曲率を漸次増加する最終的な曲げ成形を被成形材料１に施すと共に、大ロール及び小ロール３２の狭持及び回転により、成形材料１の断面形状を図６に示す完成品の断面形状に成形或いは漸次成形する。パスラインの略最下流部で大ロール３１と、その略外周に沿って近接している３つの小ロール３２とで、押圧しながら曲げ成形することにより、曲げ成形の負荷をより効果的に分散・調整しながら、シワや亀裂が発生することなく、被成形材料１を所望の曲率及び所望の断面形状にきれいに仕上げることができる。
【００２２】
そして、被成形材料１の先端が末端に到達すると、図１の二点鎖線のように被成形材料１は螺旋状に導かれ、略末端近傍の切断部４により螺旋状に導かれた被成形材料１を所定長さで切断し、所望の曲率及び所望の断面形状に成形された所定長さの被成形材料１を得る。かかる工程を連続して行い前記成形後の被成形材料１を連続して得て、一連のロール曲げ成形工程が行われる。尚、本発明のロール曲げ成形方法で成形する被成形材料１は高張力鋼板以外にも適宜である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のロール曲げ成形方法を用いることにより、曲げ成形時に材料にかかる負荷を分散して減少することができ、曲率の大きな曲げ成形や所望の形状への正確な成形が可能になると共に、加工工程数を減少することができ、必要な労力及びコストを低減することができる効果を奏する。
【００２４】
また、本発明のロール曲げ成形方法は、被成形材料の下流への搬送に応じ、被成形材料の曲率を漸次増加する曲げ成形を施すと共に、被成形材料を所望の断面形状に漸次成形することから、曲げ成形時にシワが発生することを効果的に防止できる。また、ロールによって曲げ成形するものであることから、例えばシューを使用した場合に生ずる疵等が発生することもなく、良好な仕上がり面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のロール曲げ成形方法に於ける成形工程の平面説明図。
【図２】成功工程の第１段階に於ける被成形材料の断面形状を示す断面説明図。
【図３】成功工程の第２段階に於ける被成形材料の断面形状を示す断面説明図。
【図４】成功工程の第３段階に於ける被成形材料の断面形状を示す断面説明図。
【図５】成功工程の第４段階に於ける被成形材料の断面形状を示す断面説明図。
【図６】成功工程の第５段階に於ける被成形材料の断面形状を示す断面説明図。
【符号の説明】
１　被成形材料
２ａ　上側ロール
２ｂ　下側ロール
３　四点ロール
３１　大ロール
３２　小ロール
４　切断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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