(57)【要約】【課題】ロール成形装置において、精密なクリアランスでの加工や深い成形加工を可能にする。【解決手段】離間して平行に配置されて互いに逆方向に同期して回転する第１軸１１及び第２軸１２と、第１軸１１及び第２軸１２に同じ半径位置で取付けられて旋回し、互いが被加工材４の搬送方向において同一位置であり且つ被加工材４に対して線対称位置に位置して接近及び離反する第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２と、第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２に夫々回転可能に軸支され、第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２の旋回に伴い、ガイド機構２３，３３により互いの姿勢が保持された状態で接近して係合することにより型閉じされ且つ離反することにより型開きされる上型２０及び下型３０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して平行に配置されて互いに逆方向に同期して回転する第１軸及び第２軸と、
前記第１軸及び第２軸に同じ半径位置で取付けられて旋回し、互いが被加工材の搬送方向において同一位置であり且つ被加工材に対して線対称位置に位置して接近及び離反する第１ピボット軸及び第２ピボット軸と、
前記第１ピボット軸及び第２ピボット軸に夫々回転可能に軸支され、前記第１ピボット軸及び第２ピボット軸の旋回に伴い、ガイド手段により互いの姿勢が保持された状態で接近して係合することにより型閉じされ且つ離反することにより型開きされる上型及び下型と、
を備えたことを特徴とするロール成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロール成形装置であって、
前記ガイド手段は、
前記上型を型閉め型開き方向に移動可能にガイドする第１ガイド部材と、第１ガイド部材を型閉め型開き方向と直交する方向へ移動可能に保持する第１スライド部材と、からなる第１ガイド機構と、
前記下型を型閉め型開き方向に移動可能にガイドする第２ガイド部材と、第２ガイド部材を型閉め型開き方向と直交する方向へ移動可能に保持する第２スライド部材と、からなる第２ガイド機構と、
を備えることを特徴とするロール成形装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のロール成形装置であって、
前記第１ピボット軸は、前記第１軸に固定された第１ロールに取付けられ、
前記第２ピボット軸は、前記第２軸に固定された第２ロールに取付けられていることを特徴とするロール成形装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のロール成形装置であって、
前記ロール成形装置は、前記上型と前記下型との係合により加工する被加工材の送り速度を、前記第１ピボット軸及び前記第２ピボット軸の被加工材の搬送方向上流側から下流側への回転移動時における被加工材への投影点の移動に同期させて送り速度を設定することを特徴とするロール成形装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のロール成形装置であって、
前記ロール成形装置は、前記上型と前記下型との係合により加工する被加工材の送り速度を、前記第１及び第２ピボット軸の被加工材の搬送方向下流側から上流側への回転移動時においては、前記第１及び第２ピボット軸の移動とは独立して設定す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】
本発明は、金型を搭載して回転するロールを上下一対組合せ、その間に板状の金属素材を通過させることで、その金属素材に種々の成形加工を行うロール成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コストダウンの要求から加工の高速化が求められており、塑性加工の分野では、従来の間欠加工のプレス方式ではないロール成形装置を用いた連続加工の成形方式が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されるロール成形装置では、パンチを備えて回転する上ロールとダイ穴を備えて回転する下ロールの間に板状の金属素材を挿入し、上下ロールの回転に伴い被加工材を送りながらパンチとダイ穴との係合により金属素材に絞り加工を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたロール成形装置では、パンチとダイ穴とがこれらを支持するロールと一体となって回転するため、パンチとダイ穴とのクリアランスがパンチ全周で適正となる成形加工にとって理想的な係合状態は、パンチとダイ穴との軸心が一致する１点しかない。即ち、パンチとダイ穴とは、その回転方向の前方側同士が先行して係合し、両者間の偏ったクリアランスにより金属素材に偏った絞り加工を開始し、パンチとダイ穴との係合が進む成形途中においても偏った絞り加工が継続される。その結果、パンチとダイ穴との軸心が一致する１点に到達して適正なクリアランスとなる係合状態になっても、成形途中での偏りのある絞り形状は修正されない。結果として、整った形状の精密な加工や深い成形加工には対応することができない。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ロール成形装置において、精密なクリアランスでの加工や深い成形加工を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、離間して平行に配置されて互いに逆方向に同期して回転する第１軸及び第２軸と、第１軸及び第２軸に同じ半径位置で取付けられて旋回し、互いが被加工材の搬送方向において同一位置であり且つ被加工材に対して線対称位置に位置して接近及び離反する第１ピボット軸及び第２ピボット軸と、第１ピボット軸及び第２ピボット軸に夫々回転可能に軸支され、第１ピボット軸及び第２ピボット軸の旋回に伴い、ガイド機構により互いの姿勢が保持された状態で接近して係合することにより型閉じされ且つ離反することにより型開きされる上型及び下型と、を備えたことを特徴とするロール成形装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、上型及び下型はガイド機構により互いの軸心を一致させた状態で接近して係合することにより型閉じされ且つ離反することにより型開きされるため、上下型間のクリアランスが偏ることなく、上下型間の全周にわたって均一なクリアランス状態により、被加工材に対して成形加工を完了させることができる。また、上型と下型とは、互いの軸心を一致させた状態で型開きされ互いに離脱するため、成形後に上下型を被加工材の成形部からスムーズに離脱させることができ、型開き時に上型と下型との軸心がずれることによる被加工材の成形部の変形を防止することができる。結果として、精密なクリアランスでの加工や深い成形加工を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態を示すロール成形装置の概略正面図である。
【図２】ロール成形装置の上型用ロール機構の平面図である。
【図３】ロール成形装置の下型用ロール機構の平面図である。
【図４】上型（ａ）及び下型（ｂ）を示す斜視図である。
【図５】ロール成形装置の動作時における上型と下型との相対位置関係を説明する説明図である。
【図６】ロール成形装置の動作状態を示す正面図である。
【図７】図６に続くロール成形装置の動作状態を示す正面図である。
【図８】図７に続くロール成形装置の動作状態を示す正面図である。
【図９】図８に続くロール成形装置の動作状態を示す正面図である。
【図１０】図９に続くロール成形装置の動作状態を示す正面図である。
【図１１】上下型による被加工材の成形状態を、各段階（Ａ）〜（Ｄ）に分解して示す説明図である。
【図１２】上下型の上下方向の移動ストロークを説明する説明図である。
【図１３】上型の水平方向移動速度を説明する模式図である。
【図１４】本実施形態における材料送り速度を説明する説明図である。
【図１５】本実施形態のロール成形装置の変形例を示す概略平面図である。
【図１６】変形例のロール成形装置の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係るロール成形装置１の概略正面図、図２はロール成形装置の平面図である。
【００１２】
図１を参照するに、ロール成形装置１は、上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００とを備える。上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００は、上型用ロール機構１００を上側とし、下型用ロール機構２００を下側として、上下方向に配列される。上型用ロール機構１００には上型２０が装備され、下型用ロール機構２００には下型３０が装備される。上型２０の被加工材４に対面する領域には、例えば、パンチ等の上型形状に型彫りされ、下型３０の被加工材４に対面する領域には、例えば、ダイ穴等の下型形状に型彫りされている。
【００１３】
また、ロール成形装置１は、供給される被加工材４を案内する入口ガイド２と、送り速度を調整しつつ被加工材４を上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００の間へ供給する材料送り装置３００と、上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００とにより加工された被加工材４を出口へ案内する出口ガイド３と、を備える。
【００１４】
上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００とは、フレームを構成するプレート５を貫通させて回転可能に軸支された駆動主軸としての第１軸１１及び第２軸１２を夫々備える。第１軸１１と第２軸１２とは、図中において、上下方向に間隔を空けて平行に配置されている。
【００１５】
第１軸１１及び第２軸１２の一端部には夫々主軸ギヤ１３，１３Ａが固定されている。上型用ロール機構１００の第１軸１１に固定された主軸ギヤ１３と、下型用ロール機構２００の第２軸１２に固定された主軸ギヤ１３Ａとは、互いに噛合っている。このため、上型用ロール機構１００の第１軸１１と下型用ロール機構２００の第２軸１２とは、同期して互いに反対方向に回転可能となっている。
【００１６】
上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００のいずれか一方の主軸ギヤ１３，１３Ａには、電動機１５により回転駆動される入力ギヤ１４が噛合い係合されている。
【００１７】
したがって、電動機１５により入力ギヤ１４が回転駆動されると、主軸ギヤ１３、１３Ａを回転駆動し、第１軸１１と第２軸１２は同一回転速度で互いに反対方向に回転駆動される。
【００１８】
図示しないが、第１軸１１と第２軸１２の回転は、アイドラ歯車等を介して材料送り装置３００に伝達される。このため、入力ギヤ１４が回転駆動されると、主軸ギヤ１３、アイドラ歯車を経由して、材料送り装置３００が駆動される。
【００１９】
このため、被加工材４として金属素材が入口ガイド２からロール装置１内に挿入すると、被加工材４は、材料送り装置３００により上型用ロール機構１００と下型用ロール機構２００の間に供給される。そして、被加工材４は、上型用ロール機構１００に組み込まれた上型２０と下型用ロール機構２００に組み込まれた下型３０とに挟まれて絞り等の所要の成形加工を受け、出口ガイド３から排出される。
【００２０】
上型用ロール機構１００は、第１軸１１の他端に固定された円盤状の第１ロール２１と、第１軸１１の軸心から所定半径（ｒ）の位置において第１ロール２１に植設された第１ピボット軸２２と、第１ピボット軸２２に回転可能に軸支される上型２０と、型彫り面が常に被加工材４に対面するよう上型２０を案内する第１ガイド機構２３と、を備える。
【００２１】
第１ガイド機構２３は、上型２０の型閉め型開き方向への縦移動をガイドする第１ガイド部材２４と、上型２０の搬送方向と平行な横移動に追従させて第１ガイド部材２４をスライド移動させる第１スライド部材２５を備える。
【００２２】
第１ガイド部材２４は、第１ロール２１に対面して配置され、第１ロール２１と対面する表面に、上型２０の型閉め型開き方向への縦移動を許容するよう、被加工材４の搬送方向と直交する方向（図中の上下方向）に延びて第１ロール２１に向かって開口する案内溝２４Ａを備える。案内溝２４Ａには、当該案内溝２４Ａに沿って、言い換えれば、被加工材４の搬送方向と直交する方向に摺動移動可能に上型２０が挿入される。即ち、上型２０の両側面（摺動面）と案内溝２４Ａの両側壁面とは、摺動接触することにより、上型２０をその姿勢を変化させることなく案内溝２４Ａに沿ってスライド移動可能となっている。
【００２３】
第１スライド部材２５は、被加工材４の搬送方向前方及び後方の両方向に平行に第１ガイド部材２４から突き出した一対のロッド部２５Ａと、第１ガイド部材２４の両側においてプレート５（フレーム）に固定されてスライド穴を備える一対のスライドガイド２５Ｂとに、より構成される。第１ガイド部材２４は、一対のロッド部２５Ａが一対のスライドガイド２５Ｂのスライド穴に摺動移動可能に挿入されることにより、被加工材４の搬送方向と平行な方向にスライド移動可能となっている。
【００２４】
上型２０は、第１ロール２１に植設された第１ピボット軸２２に軸支されているため、第１軸１１の回転に伴う第１ロール２１及び第１ピボット軸２２の回転により、第１軸１１回りに旋回移動される。上型２０が旋回移動されると、上型２０の旋回に連れて、上型２０を第１ガイド部材２４の案内溝２４Ａ内で被加工材４の搬送方向と直交する型閉め型開き方向に往復移動させると共に、第１ガイド部材２４自体は、スライドガイド２５Ｂのスライド穴に対してロッド部２５Ａを抜き差ししつつ被加工材４の搬送方向と平行な方向に往復移動される。このため、上型２０は、第１ガイド機構２３の第１ガイド部材２４及び第１スライド部材２５によりその姿勢変化が規制された（旋回のみが許容された）状態で、第１軸１１の回転に伴う第１ロール２１及び第１ピボット軸２２の回転により、第１軸１１回りに旋回移動される。
【００２５】
下型用ロール機構２００は、第２軸１２の他端に固定された円盤状の第２ロール３１と、第２軸１２の軸心から所定半径（ｒ）の位置において第２ロール３１に植設された第２ピボット軸３２と、第２ピボット軸３２に回転可能に軸支される下型３０と、型彫り面が常に被加工材４に対面するよう下型３０を案内する第２ガイド機構３３と、を備える。
【００２６】
第２ガイド機構３３は、下型３０の型閉め型開き方向への縦移動をガイドする第２ガイド部材３４と、下型３０の搬送方向と平行な横移動に追従させて第２ガイド部材３４をスライド移動させる第２スライド部材３５を備える。
【００２７】
第２ガイド部材３４は、第２ロール３１に対面して配置され、第２ロール３１と対面する表面に、下型３０の型閉め型開き方向への縦移動を許容するよう、被加工材４の搬送方向と直交する方向（図中の上下方向）に延びて第２ロール３１に向かって開口する案内溝３４Ａを備える。案内溝３４Ａには、当該案内溝３４Ａに沿って、言い換えれば、被加工材４の搬送方向と直交する方向に、摺動移動可能に、下型３０が挿入される。即ち、下型３０の両側面（摺動面）と案内溝３４Ａの両側壁面とは、摺動接触することにより、下型３０をその姿勢を変化させることなく案内溝３４Ａに沿ってスライド移動可能となっている。
【００２８】
第２スライド部材３５は、被加工材４の搬送方向前方及び後方の両方向に平行に第２ガイド部材３４から突き出した一対のロッド部３５Ａと、第２ガイド部材３４の両側においてプレート５（フレーム）に固定されてスライド穴を備える一対のスライドガイド３５Ｂとに、より構成される。第２ガイド部材３４は、一対のロッド部３５Ａが一対のスライドガイド３５Ｂのスライド穴に摺動移動可能に挿入されることにより、被加工材４の搬送方向と平行な方向にスライド移動可能となっている。
【００２９】
下型３０は、第２ロール３１に植設された第２ピボット軸３２に軸支されているため、第２軸１２の回転に伴う第２ロール３１及び第２ピボット軸３２の回転により、第２軸１２回りに旋回移動される。下型３０が旋回移動されると、下型３０の旋回に連れて、下型３０を第２ガイド部材３４の案内溝３４Ａ内で被加工材４の搬送方向と直交する型閉め型開き方向に往復移動させると共に、第２ガイド部材３４自体は、スライドガイド３５Ｂのスライド穴に対してロッド部３５Ａを抜き差ししつつ被加工材４の搬送方向と平行な方向に往復移動される。このため、下型３０は、第２ガイド機構３３の第２ガイド部材３４及び第２スライド部材３５によりその姿勢変化が規制された（旋回のみが許容された）状態で、第２軸１２の回転に伴う第２ロール３１及び第２ピボット軸３２の回転により、第２軸１２回りに旋回移動される。
【００３０】
上型用ロール機構１００の第１ロール２１に植設される第１ピボット軸２２と、下型用ロール機構２００の第２ロール３１に植設される第２ピボット軸３２とは、被加工材４を挟んで搬送方向に対して同一位置に配置されると共に、被加工材４を挟んで互いに線対称に配置されている。このため、図１に図示する状態から第１軸１１と第２軸１２とが主軸ギヤ１３，１３Ａにより同期して逆方向に回転すると、第１ピボット軸２２と第２ピボット軸３２とは、被加工材４を挟んで互いに線対称の位置を維持しつつ、１／２回転する間に互いに接近し、続く１／２回転する間に互いに離反して図１に示す状態に復帰する。
【００３１】
即ち、第１ピボット軸２２と第２ピボット軸３２とは、図１に図示する状態から１／４回転する間に被加工材４の搬送方向逆方向に移動しつつ互いに接近し、続く１／４回転の間に被加工材４の搬送方向に移動しつつ更に互いに最接近する。また、第１ピボット軸２２と第２ピボット軸３２とは、続く１／４回転の間に最接近状態から被加工材４の搬送方向に移動しつつ更に互いに離反し、最後の１／４回転の間に被加工材４の搬送方向とは逆方向に移動しつつ互いに離反する。
【００３２】
従って、第１ピボット軸２２に軸支された上型２０と第２ピボット軸３２に軸支された下型３０とは、第１ピボット軸２２と第２ピボット軸３２との旋回移動により互いが被加工材４を挟んで搬送方向に対して同一位置となり且つ被加工材４を挟んで互いに線対称位置に位置される。そして、上型２０と下型３０とは、第１ガイド機構２３と第２ガイド機構３３により、互いの型彫り面側を対面させた状態で、互いに接近移動し且つ離反移動される。
【００３３】
上型２０及び下型３０は、例えば、図４に示すように、上型２０に型彫りされたパンチ２０Ａを備え、下型３０に型彫りされたダイ穴３０Ａを備えて形成される。また、上型２０及び下型３０は、いずれか一方(図示例では、上型２０)にガイドピン２０Ｂを突設させて設け、いずれか他方(図示例では、下型３０)にガイドピン２０Ｂに嵌合するガイドブッシュ３０Ｂを設け、上型２０と下型３０とを係合させて金属素材を成形する際の偏荷重を吸収するようにしてもよい。なお、円筒絞りのように成形荷重に偏りが無い場合には、ガイドピン２０Ｂ・ガイドブッシュ３０Ｂを省略しても良いが、曲げや切断のように、偏荷重が掛かる成形を行う場合には、ガイドピン２０Ｂ・ガイドブッシュ３０Ｂを設定した方が良い。
【００３４】
続いて、ロール成形装置１の動きについて説明する。入力ギヤ１４が電動機１５により駆動されると、入力ギヤ１４と噛合う一方（図示例では上型用ロール機構１００）の主軸ギヤ１３が反時計方向に回転駆動され、当該主軸ギヤ１３と噛合う（図示例では下型３０用ロール機構２００の）主軸ギヤ１３Ａが時計方向に回転駆動される。上型用ロール機構１００の第１軸１１と下型用ロール機構２００の第２軸１２とは、同期して互いに逆方向に回転し、図示例では、上型用ロール機構１００の第１ロール２１は反時計方向に、下型用ロール機構２００の第２ロール３１は時計方向に、夫々回転する。
【００３５】
上型用ロール機構１００の第１ガイド機構２３は、第１ガイド部材２４の案内溝２４Ａ内で上型２０をスライド移動させ且つスライドガイド２５Ｂのスライド穴に対してロッド部２５Ａを摺動移動させて第１ガイド部材２４自身がスライド移動して、上型２０をその姿勢を変化させることなく旋回移動（公転）させる。また、下型用ロール機構２００の第２ガイド機構３３も、第２ガイド部材３４の案内溝３４Ａ内で下型３０をスライド移動させ且つスライドガイド３５Ｂのスライド穴に対してロッド部３５Ａを摺動移動させて第２ガイド部材３４自身がスライド移動して、下型３０をその姿勢を変化させることなく旋回移動（公転）させる。
【００３６】
その結果、上型２０（図示例ではパンチ２０Ａ）と下型３０（図示例ではダイ穴３０Ａを備える）とは、図５に示すように、それぞれの対向面に配置された型彫り面を向合わせた状態で同一軸線上を移動して、相対的に接近され、互いの型彫り面を嵌合させて型閉めされ、また、離反して型開きされる。
【００３７】
図６〜１０は、上型用ロール機構１００の第１ロール２１、第１ガイド機構２３及び上型２０の動きと下型用ロール機構２００の第２ロール３１、第２ガイド機構３３及び下型３０の動きとを、時系列に分解して説明する説明図である。
【００３８】
図６に示すように、上型用ロール機構１００に設けた上型２０と下型用ロール機構２００に設けた下型３０とは、上下の第１ロール２１及び第２ロール３１の回転位置が変化しても、常に同一軸線上に位置させることができる。したがって、上型２０及び下型３０は、図６に示す対向した位置から、第１ロール２１及び第２ロール３１の回転の進行に連れて、図７に示すように、互いの軸心を一致させた状態で公転して接近させることができ、それぞれの対向面に配置された型彫り面を向合わせた状態で接近させることができる。
【００３９】
そして、図８に示すように、上型２０と下型３０とをその軸心を一致させた状態で嵌合させて被加工材４を加工することができる。この加工状態では、上型２０と下型３０とはその軸心が一致された状態で嵌合するため、上下型２０，３０間のクリアランスが偏ることなく均一なクリアランスを保って、被加工材４を加工することができる。
【００４０】
図１１は、パンチ２０Ａを備える上型２０とダイ穴３０Ａを備える下型３０による被加工材４の成形を、各段階（Ａ）〜（Ｄ）に分解して示す説明図である。即ち、（Ａ）に示すように、被加工材４とパンチ２０Ａ及びダイ穴３０Ａとの接触開始の段階においても、パンチ２０Ａとダイ穴３０Ａとは互いの軸心が一致した状態で被加工材４を挟み込むことができる。
【００４１】
ついで、（Ｂ）〜（Ｃ）に示すように、成形の初期（１／３〜２／３）段階においても、パンチ２０Ａがダイ穴３０Ａに対して互いの軸心を一致させた状態で接近する。このため、パンチ２０Ａとダイ穴３０Ａとのクリアランスが偏ることなく、パンチ２０Ａとダイ穴３０Ａとの間の全周にわたって均一なクリアランス状態（Ｃ１〜Ｃ２）とでき、成形される被加工材４に偏った成形歪みを常時させることなく成形加工することができる。
【００４２】
そして、（Ｄ）に示すように、パンチ２０Ａとダイ穴３０Ａとが完全に嵌合する成形完了の段階に至り、パンチ２０Ａがダイ穴３０Ａに対して互いの軸心を一致させた状態で嵌合する。このため、パンチ２０Ａとダイ穴３０Ａとのクリアランスが偏ることなく、パンチ２０Ａとダイ穴３０Ａとの間の全周にわたって均一なクリアランス状態（Ｃ３）により、被加工材４に対して絞り加工を完了させることができる。
【００４３】
被加工材４に対する上型２０と下型３０の嵌合による成形が完了すると、図９及び図１０に示すように、上型２０と下型３０とは、互いの軸心を一致させた状態で型開きされ互いに離脱する。このため、成形後に上下型２０，３０を被加工材４の成形部からスムーズに離脱させることができ、型開き時に上型２０と下型３０との軸心がずれることによる被加工材４の成形部位の変形を防止することができる。
【００４４】
図１２は、パンチ２０Ａを備える上型２０と、ダイ穴３０Ａを備えた下型３０の上下方向の移動ストロークを説明する説明図である。図１２に示すように、パンチ２０Ａを備える上型２０及びダイ穴３０Ａを備える下型３０は、夫々第１ロール２１及び第２ロール３１に対して回転半径ｒの部位に第１，第２ピボット軸２２、３２を介して軸支されている。このため、第１，２ロール２１，３１の回転に連れて、上下型２０，３０が嵌合する下死点と上下型２０，３０が最も離反する上死点との間の距離は、上型２０及び下型３０夫々において、第１，２ピボット軸２２，３２の取付け半径ｒの２倍（２ｒ）の距離だけ上下方向にストロークする。そして、相対する上下型２０，３０間においては、第１，２ピボット軸２２，３２の取付け半径ｒの４倍（４ｒ）の距離だけ上下方向に開かれる。
【００４５】
この結果、成形できる成形品の高さ寸法の許容範囲を大きくすることができる。結果として、被加工材４の切断、曲げ、絞り、刻印等の成形加工をその高さ寸法により制約されることなく実施することができる。
【００４６】
図１３は、上型２０の被加工材４の搬送方向への移動速度を説明する模式図である。図１３において、図中の矢印は被加工材４の送り方向を示し、第１ピボット軸２２は第１ロール２１の回転により矢印に示すように、角度０→π／２→π→３π／２→０［ｒａｄ］と回転する。このため、上型２０（及び第１ピボット軸２２）の材料送り方向（図中の左右方向）位置は、第１ピボット軸２２が角度０［ｒａｄ］からπ［ｒａｄ］に移行する領域では、材料送り方向（図中右方向に）に移動する。また、上型２０は、第１ピボット軸２２が角度π［ｒａｄ］から０［ｒａｄ］に戻る領域では、材料送り方向とは逆方向（図中左方向に）に移動する。このため、被加工材４の加工に使用される領域は、上型２０が材料送り方向（図中右方向に）に移動する角度０→π［ｒａｄ］の領域であり、上型２０が材料送り方向とは逆方向（図中左方向に）に移動する角度π→０［ｒａｄ］の領域は被加工材４の加工に使用することができない。上型２０の材料送り方向の速度ｖは、図中の角度０［ｒａｄ］から第１ピボット軸２２の回転角度をθ、第１ピボット軸２２の円周方向の速度をＶとする時、v＝Ｖｓｉｎθと変化する。
【００４７】
図１４は、本実施形態における材料送り速度を説明する説明図である。図１４に示すように、第１ピボット軸２２の水平移動速度は、材料送り方向を正（＋）方向とすると、角度０→π［ｒａｄ］、２π→３π［ｒａｄ］の間で正（＋）方向にサインカーブに沿って増加・減少し、角度π→２π［ｒａｄ］の間で負（−）方向にサインカーブに沿って増加・減少する。この曲線は、第１ロール２１の回転中心から第１ピボット軸２２までの距離ｒを半径とする円の等速運動の単振動を表すサインカーブとなっている。
【００４８】
本実施形態では、被加工材４と上下型２０，３０との間のすべりを無くして成形をするために、上下型２０，３０の水平移動速度ｖに同期させて被加工材４の水平送り速度を設定する。具体的には、第１ピボット軸２２が角度０→π［ｒａｄ］の範囲を通過する際の、水平方向速度ｖ＝Ｖｓｉｎθに同期させて、被加工材４の送り速度を材料送り装置３００により設定する。即ち、図中の角度０→π［ｒａｄ］及び角度２π→３π［ｒａｄ］の範囲では、材料送り方向が正（＋）方向であるため、実線で示すように、被加工材４を送り出す。
【００４９】
被加工材４の送り速度は、第１ピボット軸２２の水平移動速度が負（−）方向にサインカーブに沿って増加・減少する角度π→２π［ｒａｄ］の間では、第１ピボット軸２２の水平方向速度ｖに同期させるのではなく、下記のように、材料送り装置３００により任意に設定する。例えば、図中の線Ａに示すように、被加工材４の送りを停止させる。または、負（−）方向の第１ピボット軸２２の水平方向速度を反転させて正（＋）の速度に置き換えて、図中の線Ｂに示すように、被加工材４の送り速度を設定する。若しくは、図中の線Ｃに示すように、被加工材４の送り速度を一定速度に設定する。
【００５０】
角度π→２π［ｒａｄ］の間において被加工材４の送りを、線Ａに示すように、停止させる場合には、被加工材４に対して、角度０→π［ｒａｄ］での加工に付随する材料送りにより最少ピッチで被加工材４を加工することができる。また、角度π→２π［ｒａｄ］の間において、正（＋）の速度に置き換えて、線Ｂに示すように、被加工材４の送り速度を設定する場合には、角度０→π［ｒａｄ］での加工に付随する材料送りに加えて角度π→２π［ｒａｄ］での空送りにより、比較的大きいピッチで被加工材４を加工することができる。更に、角度π→２π［ｒａｄ］の間において、線Ｃに示すように、被加工材４の送り速度を一定速度に設定する場合には、送り速度を増減調整することにより、任意のピッチにより被加工材４を加工することができる。
【００５１】
図１５及び図１６は、第１ガイド機構２３及び第２ガイド機構３３の変形例を示している。変形例の上型用ロール機構１００では、第１ガイド機構２３の第１ガイド部材２４を挟んでその両側に一対の第１ロール２１を対面するよう配置し、第１ピボット軸２２の両端を夫々一対の第１ロール２１に植設して両端支持する構成とした。一対の第１ロール２１は、フレームを構成するよう平行配置した一対のプレート５Ａ，５Ｂに夫々が第１軸１１を介して軸支されており、夫々の第１軸１１の一対のプレート５Ａ，５Ｂの外側端に主軸ギヤ１３を固定して備える。そして、一対の第１軸１１に固定した夫々の主軸ギヤ１３にアイドラギヤ１３Ｂを介して、電動機１５により駆動される入力ギヤ１４を噛合わせている。
【００５２】
また、下型用ロール機構２００においても、第２ガイド機構３３の第２ガイド部材３４を挟んでその両側に一対の第２ロール３１を対面するよう配置し、第２ピボット軸３２の両端を夫々一対の第２ロール３１に植設して両端支持する構成とした。一対の第２ロール３１は、フレームを構成するよう平行配置した一対のプレート５Ａ，５Ｂに夫々が第２軸１２を介して軸支されており、夫々の第２軸１２の一対のプレート５Ａ，５Ｂの外側端に主軸ギヤ１３Ａを固定して、この主軸ギヤ１３Ａを第１軸１１に固定した主軸ギヤ１３と噛み合わせ係合させている。
【００５３】
一対の第１ロール２１及び第２ロール３１に挟まれる第１ガイド機構２３及び第２ガイド機構３３の第１，２ガイド部材２４，３４は、図１６に示すように、上型２０及び下型３０をガイドして摺動移動させるスリット２４Ｂ，３４Ｂにより形成している。
【００５４】
このように、第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２を夫々第１ロール２１及び第２ロール３１に両端支持させることにより、第１，２ピボット軸２２，３２及び上型２０・下型３０の支持剛性を高めることができ、より一層高剛性を必要とする成形加工を実施させることができる。
【００５５】
なお、第１ガイド機構２３及び第２ガイド機構３３は、上型２０及び下型３０を型閉め型開き方向に移動可能にガイドする第１，２ガイド部材２４，３４と、上型２０及び下型３０の搬送方向への横移動に追従させて第１，２ガイド部材２４，３４をスライド移動させる第１，２スライド部材２５，３５を備えるものであれば、上記した構成に限定されるものではない。例えば、上型２０及び下型３０を型閉め型開き方向にガイドする第１，２ガイド部材２４，３４をガイドピンとし、当該ガイドピンを上型２０及び下型３０の搬送方向への横移動に追従させてスライド移動させる第１，２スライド部材２５，３５を備えるものであってもよい。
【００５６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００５７】
離間して平行に配置されて互いに逆方向に同期して回転する第１軸１１及び第２軸１２と、第１軸１１及び第２軸１２に同じ半径位置で取付けられて旋回し、互いが被加工材４の搬送方向において同一位置であり且つ被加工材４に対して線対称位置に位置して接近及び離反する第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２と、第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２に夫々回転可能に軸支され、第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２の旋回に伴い、ガイド機構２３，３３により互いの姿勢が保持された状態で接近して係合することにより型閉じされ且つ離反することにより型開きされる上型２０及び下型３０と、を備えたことを特徴とするロール成形装置１を提供している。
【００５８】
即ち、上型２０及び下型３０はガイド機構２３，３３により互いの軸心を一致させた状態で接近して係合することにより型閉じされ且つ離反することにより型開きされるため、上下型２０，３０間のクリアランスが偏ることなく、上下型２０，３０間の全周にわたって均一なクリアランス状態により、被加工材４に対して成形加工を完了させることができる。また、上型２０と下型３０とは、互いの軸心を一致させた状態で型開きされ互いに離脱するため、成形後に上下型２０，３０を被加工材４の成形部からスムーズに離脱させることができ、型開き時に上型２０と下型３０との軸心がずれることによる被加工材４の成形部の変形を防止することができる。結果として、精密なクリアランスでの加工や深い成形加工を可能にすることができる。
【００５９】
ガイド機構２３，３３として、上型２０を型閉め型開き方向に移動可能にガイドする第１ガイド部材２４と、第１ガイド部材２４を型閉め型開き方向と直交する方向へ移動可能に保持する第１スライド部材２５と、からなる第１ガイド機構２３と、下型３０を型閉め型開き方向に移動可能にガイドする第２ガイド部材３４と、第２ガイド部材３４を型閉め型開き方向と直交する方向へ移動可能に保持する第２スライド部材３５と、からなる第２ガイド機構３３と、を備える。
【００６０】
即ち、上下型２０，３０は、ガイド機構を構成する第１ガイド機構２３及び第２ガイド機構３３により、それ自身の回転が規制された状態でその姿勢を変化させることなく第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２の旋回移動により公転されて、互いに接近して係合することにより型閉じさせ且つ離反させて型開きさせることができる。
【００６１】
第１ピボット軸２２は、第１軸１１に固定された第１ロール２１に取付けられ、第２ピボット軸３２は、第２軸１２に固定された第２ロール３１に取付けられている。このため、加工する被加工材４を第１軸１１及び第２軸１２に固定した第１ロール２１と第２ロール３１とにより挟んで位置決めしつつ上下型２０，３０により加工することができる。
【００６２】
ロール成形装置１は、上型２０と下型３０との係合により加工する被加工材４の送り速度を、第１ピボット軸２２及び第２ピボット軸３２の被加工材４の搬送方向上流側から下流側への回転移動時における被加工材４への投影点の移動に同期させて送り速度を設定する。このため、上下型２０，３０の水平移動速度ｖに同期させて被加工材４の水平送り速度を設定することができ、被加工材４と上下型２０，３０との間のすべりを無くして成形をすることができ、被加工材４の成形精度を向上させることができる。
【００６３】
ロール成形装置１は、上型２０と下型３０との係合により加工する被加工材４の送り速度を、第１及び第２ピボット軸３２の被加工材４の搬送方向下流側から上流側への回転移動時においては、第１及び第２ピボット軸３２の移動とは独立して設定する。このため、被加工材４を任意のピッチにより加工することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００６５】
１  ロール成形装置
２  入口ガイド
３  出口ガイド
４  被加工材
５，５Ａ，５Ｂ  プレート
１１  第１軸
１２  第２軸
１３，１３Ａ  主軸ギヤ
１４  入力ギヤ
１５  電動機
２０  上型
２０Ａ  パンチ
２１  第１ロール
２２  第１ピボット軸
２３  第１ガイド機構（ガイド手段）
２４  第１ガイド部材
２４Ａ，３４Ａ  案内溝
２５  第１スライド部材
２５Ａ，３５Ａ  ロッド部
２５Ｂ，３５Ｂ  スライドガイド
３０  下型
３０Ａ  ダイ穴
３１  第２ロール
３２  第２ピボット軸
３３  第２ガイド機構（ガイド手段）
３４  第２ガイド部材
３５  第２スライド部材
１００  上型用ロール機構
２００  下型用ロール機構
３００  材料送り装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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