(57)【要約】【課題】本加工前の端曲げ加工を経ることなく細長の円筒体に成形する。【解決手段】ワーク２０を円筒体に成形させる円筒成形装置１であって、硬質ロール２を押圧する弾性ロール３と、硬質ロール２と弾性ロール３との圧接面に挿し込まれるワーク２０の当接を受ける当接ロール４とを備える。前記圧接面にワーク２０が挿し込まれ、このワーク２０の弾性ロール３側の面が当接ロール４に当接した状態で、ワーク２０の挿入終端部Ｅが硬質ロール２と当接ロール４との間に供されるように弾性ロール３をその軸を中心に回転させることでワーク２０を円筒体に成形する。【選択図】図１
2012066262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状素材を円筒体に成形させる円筒成形装置であって、
硬質ロールの軸心方向に当該ロールを押圧する弾性ロールと、
前記硬質ロールと前記弾性ロールとの圧接面に挿し込まれる板状素材の当接を受ける当接ロールと
を備え、
前記圧接面に挿し込まれた板状素材の前記弾性ロール側の面を前記当接ロールに当接させた状態で、前記板状素材の挿入終端部が前記硬質ロールと前記当接ロールとの間に供されるように前記弾性ロールをその軸を中心に回転させることで当該板状素材を円筒体に成形すること
を特徴とする円筒成形装置。
【請求項２】
前記硬質ロールと前記当接ロールはその両者の間隙が調整可能に具備されること
を特徴とする請求項１に記載の円筒成形装置。
【請求項３】
前記当接ロールはその軸方向に複数配置されるように着脱自在に具備されること
を特徴とする請求項１または２に記載の円筒成形装置。
【請求項４】
板状素材を円筒体に成形させる円筒成形方法であって、
硬質ロールとこの軸心方向に当該ロールを押圧する弾性ロールとの圧接面に板状素材を挿し込み、この板状素材の前記弾性ロール側の面を当接ロールに当接させた状態で、前記板状素材の挿入終端部が前記硬質ロールと前記当接ロールとの間に供されるように前記弾性ロールをその軸を中心に回転させることで当該板状素材を円筒体に成形すること
を特徴とする円筒成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は板状の鋼材を円筒体に成形するための成形技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状の鋼材を円筒体に成形するための技術として２本ロール方式（例えば特許文献１）や３本ロール方式（例えば特許文献２）の成形技術が知られている。
【０００３】
図６（ａ）に示した２本ロール方式の成形法では、弾性ロール６１と硬質ロール６２とを相対向して回転するように圧接させた状態で、板状の鋼材であるワーク２０を両ロール６１，６２間に挿入通過させることにより円筒状に曲折成形する。具体的には、ワーク２０を弾性ロール６１と硬質ロール６２との間に挿入後、両ロール６１，６２を１回転以上正転（実線矢印方向に回転）させ、ワーク２０の挿入始端部と挿入終端とを会合させるようにすることでワーク２０を円筒状に成形させている。
【０００４】
図６（ｂ）に示した３本ロール方式の成形法では１本の上ロール７１とこの下方にて当該ロール７１と軸線平行に左右に配設した一対の下ロール７２，７３との間にワーク２０を介在させている。そして、上ロール７１を下降させ、上ロール７１，下ロール７２，７３の正逆転を繰り返すことでワーク２０を円筒体に曲げ加工する。尚、上ロール７１は成形される所望の円筒体の内径に応じた径のものが適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３４２４５号公報
【特許文献２】特開平６−３０４６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２本ロール方式の成形技術では、筒全長と筒内径の比率が６以上：１である細長の円筒体を成形するために前記比率に対応した硬質ロール６２を用いると、硬質ロール６２の本体が弾性ロール６１の押圧によって撓むことがある。このような状況になると、硬質ロール６２の中央部において殆ど弾性ロール６１からの押圧が掛からず、前記細長の円筒体の成形が困難となる。
【０００７】
特に、板厚が１．６ｍｍである鋼板（ＳＰＣＣ）を筒全長と巻径の比率が６〜７以上：１の円筒体に成形しようとすると、２本ロールタイプの成形法では、前記鋼板の加工が困難となる。２本ロールタイプの成形原理は、弾性ロール６１を硬質ロール６２に押し付けて硬質ロール６２を弾性ロール６１に食い込ませ（食い込み深さ２．５〜３．０ｍｍ）、弾性ロール６１の弾性部材（ウレタン）の反発力によりワーク２０を成形するものであるからである。このことから、硬質ロール６２が撓んでいると、弾性ロール６１への加圧が掛からないので、ワーク２０の円筒体への加工ができない。
【０００８】
また、硬度の高い材質からなると共に前記比率となるような長方形状の鋼板は、３本ロール方式の成形装置でなければ、加工ができない。
【０００９】
しかしながら、従来の３本ロール方式の成形装置は加工前の端曲げ加工が必要となり成形過程が煩雑なものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は硬質ロールと弾性ロールとの圧接面に挿し込んだ板状素材を当接ロールに当接させた状態で前記板状素材の挿入終端部が前記硬質ロールと前記当接ロールの間に供されるように前記弾性ロールをその軸を中心に回転させる。これにより、前記板状部材は前記硬質ロールの外周に沿って湾曲加工されて円筒体状に成形される。
【００１１】
本発明の円筒成形方法の態様としては、硬質ロールとこの軸心方向に当該ロールを押圧する弾性ロールとの圧接面に板状素材を挿し込み、この板状素材の前記弾性ロール側の面を当接ロールに当接させた状態で、前記板状素材の挿入終端部が前記硬質ロールと前記当接ロールとの間に供されるように前記弾性ロールをその軸を中心に回転させることで当該板状素材を円筒体に成形する。
【００１２】
本発明の円筒成形装置の態様としては、硬質ロールの軸心方向に当該ロールを押圧する弾性ロールと、前記硬質ロールと前記弾性ロールとの圧接面に挿し込まれる板状素材の当接を受ける当接ロールとを備え、前記圧接面に挿し込まれた板状素材の前記弾性ロール側の面を前記当接ロールに当接させた状態で、前記板状素材の挿入終端部が前記硬質ロールと前記当接ロールとの間に供されるように前記弾性ロールをその軸を中心に回転させることで当該板状素材を円筒体に成形する。
【００１３】
前記円筒成形装置において、前記硬質ロールと前記当接ロールとの間隙を調節可能に備えると、円筒体を任意の内径で成形できる。
【００１４】
また、前記円筒成形装置において、前記当接ロールをその軸方向に複数配置されるように着脱自在に備えると、円筒体を任意の全長で成形できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の発明によれば本加工前の端曲げ加工を経ることなく細長の円筒体を容易に成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】発明の実施形態に係る円筒成形装置の動作例の説明図。
【図２】発明の実施形態に係る円筒成形装置の正面図。
【図３】発明の実施形態に係る円筒成形装置の側面図。
【図４】発明の実施形態に係る硬質ロール，弾性ロール，当接ロールを示した上面図。
【図５】（ａ）発明に係る円筒成形法によって成形された成形体の写真，（ｂ）従来技術に係る円筒成形法によって成形された成形体の写真。
【図６】（ａ）２本ロール方式の成形法の概要説明図，（ｂ）３本ロール方式の成形法の概要説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［装置の構成］
図１に示された本発明の実施形態に係る円筒成形装置１は、ワーク２０を円筒体に成形させる円筒成形装置であって、硬質ロール２と弾性ロール３と当接ロール４を備える。
【００１９】
硬質ロール２は回転軸の外周に鉄製に例示される金属製の硬性部材からなる円柱状のロール本体を付帯させて成るロール部材である。硬質ロール２の外径は成形する円筒体の内径に基づき決定される。硬質ロール２はその軸線が床面に対して平行に配置されるように装置１本体に着脱自在に軸支されている。
【００２０】
硬質ロール２は具体的には図２に例示されたようにその一端側がブラケット５によって軸支されている。ブラケット５は装置１本体に具備されたブラケット保持部６にて取り付けの位置及び高さが変更可能となるように締結具７によって締結保持されることで当接ロール４との間隙を適宜に調節できるようになっている。一方、硬質ロール２の他端側は装置１本体に具備されたドロップアーム８によって軸支されている。ドロップアーム８は硬質ロール２の軸線が床面に対して水平となるように前記他端側を軸支する。
【００２１】
弾性ロール３は図１に示したように硬質ロール２の軸心方向に押圧可能に軸支されるロール部材である。弾性ロール３は回転軸の外周にウレタン等の弾性部材からなる円柱状のロール本体を付帯させて成る。弾性ロール３の外径は硬質ロール２の外径よりも大径に設定されている。
【００２２】
弾性ロール３は図３に例示された態様では硬質ロール２の下方にて軸線が当該ロール２の軸線と平行となるように装置１本体にて軸支されている。また、弾性ロール３は装置１本体に具備された図示省略の昇降駆動装置によって上下方向に昇降可能となっている。さらに、弾性ロール３は装置１本体に具備された図示省略の回転駆動装置によって軸心を中心に回転可能となっている。
【００２３】
当接ロール４は図１に示したように硬質ロール２と弾性ロール３との圧接面に挿し込まれたワーク２０の当接を受けるためのロール部材である。当接ロール４は回転軸の外周に鉄製に例示される金属製の硬性部材からなる円柱状のロール本体を付帯させて成る。当接ロール４の外径は硬質ロール２の外径よりも小径に設定されている。当接ロール４は装置１本体に具備されたワークテーブル９上にてその軸線が硬質ロール２の軸線と平行となるように配置されている。
【００２４】
当接ロール４は具体的にはワークテーブル９上に配置されたロール保持部１０に軸支されている。ワークテーブル９の上面の高さは図３に示したようにロール保持部１０の底面Ｓ1とロール２，４間の接平面Ｓ2との角度θが鋭角となるように設定されている。この角度θの範囲で当接ロール４が配置されることで、ワーク２０の成形に携わる作業員はワーク２０を硬質ロール２と当接ロール４との間に挿入し易くなり、ワーク２０の成形作業性が向上する。
【００２５】
ロール保持部１０は図４に例示したように複数の当接ロール４を互いに同軸方向に直列配置させた状態で保持する。当接ロール４の設置数はワーク２０の長辺に応じて定まる。ロール保持部１０は図４に示したように当接ロール４の軸方向が硬質ロール２の軸方向と平行となるようにワークテーブル９上に締結具１１によって締結される。締結具１１が挿通されるロール保持部１０の底部に形成された螺子穴１２は長穴の形態となっており硬質ロール２と当接ロール４との間隙を適宜に調節できるようになっている。
【００２６】
［動作例の説明］
図１を参照しながら円筒成形装置１の動作例について説明する。
【００２７】
硬質ロール２に対して弾性ロール３を押圧させた状態で、ワーク２０の長辺側の挿入始端部Ｓを硬質ロール２と当接ロール４との間に挿通させ、さらに挿入始端部Ｓを硬質ロール２と弾性ロール３との圧接面に挿し込む。
【００２８】
次に、ワーク２０の挿入終端部Ｅが硬質ロール２，当接ロール４間に供されるように弾性ロール３を回転させる。この回転によってワーク２０は水平方向に復元しようするがワーク２０の弾性ロール３側の面が当接ロール４に当接して前記復元が抑制されると共に硬質ロール２の軸心方向への弾性ロール３の押圧を受けるので硬質ロール２の外周に沿って湾曲加工される。互いに回転方向が異なる硬質ロール２，弾性ロール３の間から開放された挿入始端部Ｓは硬質ロール２の外周方向に移行する。
【００２９】
そして、挿入終端部Ｅが硬質ロール２と当接ロール４との間に到達するまで弾性ロール３の回転を継続させると挿入始端部Ｓは挿入終端部Ｅと会合する。
【００３０】
以上の過程によって板状のワーク２０は円筒状に成形される。
【００３１】
［本実施形態の効果］
以上の説明から明らかなように円筒成形装置１によれば従来の２本ロール方式の成形では加工困難だった細長の円筒体の成形が可能となる。さらには、加工困難だった硬度の高い材質（例えばチタン合金・ステンレス等）の金属板も加工できる。
【００３２】
また、従来は硬度の高い材質の素材から細長の円筒体に成形する際には３本ロール方式の成形法の適用が必要であったが、円筒成形装置１では当該成形法に必須であった本加工前の端曲げ加工が不要となる。したがって、加工時間の短縮化が図られ、精度の高い加工を行える。
【００３３】
さらに、円筒成形装置１に係る硬質ロール２，当接ロール４は特に動力を要しないので従来技術の２本ロール方式及び３本ロール方式の成形装置と比べて設備コストを大幅に抑えることができる。
【００３４】
そして、硬質ロール２と当接ロール４はその両者の間隙が調節可能であるので任意径の円筒体を成形できる。従来の方法では製造される円筒体の径が硬質ロールの径に依存して限定されていたが、円筒成形装置１によれば径の範囲の限定が解消されて従来方法と比べて広範囲な内径の円筒体を製造できる。
【００３５】
また、ワークテーブル９にて当接ロール４はその軸方向に複数配置されるように着脱自在に具備されているので任意全長の円筒体を成形できる。特に、当接ロール４を備えたロール保持部１０は締結具（６本〜８本のボルト）によって脱着が容易であるので、例えば筒全長と巻径の比率が６〜７未満：１の短尺のワーク２０の加工の場合は、直ちに設備の設定変更を適宜に行える。
【００３６】
［実施例］
図６（ａ）に本発明の実施例として円筒成形装置１によって成形された成形体の写真を図６（ｂ）に比較例として従来技術に係る円筒成形法によって成形された成形体の写真を示した。
【００３７】
図６（ａ）に示された成形体は材質がＳＰＣＣであって長辺１０００ｍｍ×短辺３１９ｍｍ×板厚１．６ｍｍのワーク２０を円筒成形装置１によって成形したものである。円筒成形装置１の硬質ロール２には外径９１．５ｍｍの鉄製の金属ロールを、弾性ロール３には外径２９５ｍｍのウレタンロールを、当接ロール４には外径３８ｍｍの鉄製の金属ロールを適用した。
【００３８】
円筒成形装置１の初期状態では弾性ロール３は硬質ロール２の下方にて当該ロール２に対して押圧なしで接触させた状態の位置から２．５ｍｍだけ硬質ロール２の軸心方向に押圧させるように配置した。そして、有効全長が約１０００ｍｍ以上となるように複数直列配置させた当接ロール４を保持したロール保持部１０を図３に示された底面Ｓ1と接平面Ｓ2との角度θが４５°となるようにワークテーブル９に配置した。
【００３９】
成形工程では、図１に示したようにワーク２０の長辺側の挿入始端部Ｓを硬質ロール２と当接ロール４との間に挿通させ、さらに挿入始端部Ｓを硬質ロール２と弾性ロール３との圧接面に挿し込んだ。次に、ワーク２０の挿入終端部Ｅが硬質ロール２，当接ロール４間に供されるように弾性ロール３を一回転させた。以上の過程によってワーク２０は図６（ａ）に開示されたような全長１０００ｍｍ×内径１００ｍｍ（筒全長と巻径の比率が１０：１）の円筒体に成形された。
【００４０】
図６（ｂ）に示された成形体は従来の２ロール方式の成形法に基づく方法によって成形したものである。すなわち、当接ロール４を使用しないで上記実施例と同仕様のワーク２０を上記の実施例と同じ初期状態から成形工程を開始させた。成形工程では、ワーク２０の長辺側の挿入始端部を水平面からの角度を４５°で硬質ロール２と弾性ロール３との圧接面に挿し込んだ。次に、ワーク２０の挿入終端部が硬質ロール２，弾性ロール３間に供されるように弾性ロール３を一回転させた。以上の過程によってワーク２０は図６（ｂ）に開示されたような成形体に成形された。
【００４１】
図６（ｂ）に示されたように従来の方法では弾性ロール３を一回転させたのみでは上記仕様のワーク２０からは筒全長と巻径の比率が１０：１である円筒体が製造できないことが確認された。
【００４２】
これに対して図６（ａ）に示されたように本発明に係る円筒成形装置１によれば弾性ロール３を一回転させたのみで上記仕様のワーク２０から筒全長と巻径の比率が１０：１である円筒体を製造できることが確認された。
【００４３】
以上のように本発明の実施例に係る円筒成形装置１によれば加工前の端曲げ加工を要することなく高硬度材質で巻き径の比率が筒全長と巻径の比率が６〜７以上：１のワーク２０を容易に円筒体に成形できることが示された。
【符号の説明】
【００４４】
１…円筒成形装置
２…硬質ロール
３…弾性ロール
４…当接ロール
２０…ワーク（板状素材）
【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６】
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【図５】
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