(57)【要約】【課題】ベンディングロールの寿命を長くでき、板曲げを全幅にわたって均一に曲げることができるベンディングロールを提供する。【解決手段】ロールが、複数本の部分ロール１１，１２，１３をスプライン結合部２０で互いに結合したものであり、スプライン結合部２０は、一方の部分ロールの端部に形成された雌スプライン部２１と、他方の部分ロールの端部に形成された雄スプライン部２４とからなり、各部分ロールの端面同士の端面との間には隙間ｄが設けられている。各部分ロール１１，１２，１３の端部外周には、端面に向ってわずかに下傾させたクラウニング部３０を形成している。各部分ロール１１，１２，１３が熱によって軸方向に伸びても、その伸びはスプライン結合部２０において、雌スプライン２１と雄スプライン２４が互いに摺動することで吸収できる。このため、ベンディングロールの寿命も長くでき、板を均一に曲げることができる。【選択図】図１
2009255100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板曲げ用のロールを複数本備えたベンディングロールであって、
前記ロールが、複数本の部分ロールをスプライン結合部で互いに結合したものであり、
前記スプライン結合部は、隣接する一方の部分ロールの端部に形成された雌スプライン部と、他方の部分ロールの端部に形成された雄スプライン部とを摺動自在に噛み合い結合させた構造であり、
前記一方の部分ロールの端面と前記他方の部分ロールの端面との間には隙間が設けられている
ことを特徴とするベンディングロール。
【請求項２】
前記部分ロールの端部外周には、端面に向ってわずかに下傾させたクラウニング部を形成している
ことを特徴とする請求項１記載のベンディングロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンディングロールに関する。一般に、タンクやボイラー用の薄板を円筒形状に曲げる機械をベンディングロールといい、船の外板のような厚板を曲げる機械を特にシップベンダーというが、本発明のベンディングロールは、両方の板曲げ機を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
ベンディングロールの基本的な構成は、非特許文献１に記載されており、これを図３に基づき説明する。一本の上ロール101と２本の下ロール102,103が、側面視における三角形の各頂点に配置されており、板材Ｗを上ロール101と下ロール102,103の間に通して曲げ、板材Ｗの曲げ半径は上ロール101を上下させて調整するように構成されている。
上記の各ロール101〜103は、板曲げ中に強大な成形力を受けるので、ロール自身に撓みが生じ、この撓みが大きくなると、板の曲げが不充分になる。そこで、この撓みをできるだけ抑制するため、各ロール101〜103には適宜の数のバックアップロール104を取付けている。また、ロール自体に加わる成形力が大きいことから、いずれのロールも１本物の構造としており、この１本物とすることは、いわゆる技術常識となっている。
【０００３】
しかるに、近年のベンディングロールは大型化し、ロール１本の長さが２０ｍに達するものも登場しようとしている。
このような、長尺のロールで板曲げ成形すると、板曲げ中に発生する摩擦熱でロール自体も軸方向に伸び、その伸び長さも大きくなってくる。
【０００４】
ところで、上記のような構造のロールの両端は軸受105,106で支持されている。
特許文献１の従来例では、上ロール101の軸受105は転がり軸受で構成され、下ロール102,103の軸受106は滑り軸受で構成されている。
ベンディングロールでの板曲げ中に摩擦熱が発生すると、既述のごとくロールは軸方向に伸びるが、その伸びは、軸受が滑り軸受なら、この伸びを吸収できるものの、転がり軸受を用いている場合は、伸びを吸収することはできない。そのため軸受105の摩耗を早めるか、あるいは軸受105で伸びを止めている結果、ロールの曲げによって伸びを逃がそうとする傾向が生ずる。これらはいずれも、ベンディングロールの寿命を低下させたり、あるいは曲げた板材の両端では充分な曲げが出来ても中央部では曲げが不足し、いわゆるたる形に成形されてしまう、という欠陥が生ずる。つまり、板材の全幅にわたって均一に曲げることができず、正確な円筒形に成形することができない、という問題が生ずる。
【０００５】
【非特許文献１】塑性加工技術シリーズ１４  「曲げ加工」111〜117頁  日本塑性加工学会編  コロナ社
【特許文献１】特開２００１−２１９２２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、ベンディングロールの寿命を長くでき、板材を全幅にわたって均一に曲げることができるベンディングロール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】
【０００７】
第１発明のベンディングロールは、板曲げ用のロールを複数本備えたベンディングロールであって、前記ロールが、複数本の部分ロールをスプライン結合部で互いに結合したものであり、前記スプライン結合部は、隣接する一方の部分ロールの端部に形成された雌スプライン部と、他方の部分ロールの端部に形成された雄スプライン部とを摺動自在に噛み合い結合させた構造であり、前記一方の部分ロールの端面と前記他方の部分ロールの端面との間には隙間が設けられていることを特徴とする。
第２発明のベンディングロールは、第１発明において、前記部分ロールの端部外周には、端面に向ってわずかに下傾させたクラウニング部を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、板曲げ作業中の熱や季節の温度差によって、各部分ロールには軸方向の伸びが生ずるが、その伸びはスプライン結合部において、雌スプラインと雄スプラインが互いに摺動することで吸収できる。このため、ロールの伸びを拘束することによって生ずるロールの撓みや軸受の摩耗などが生じないので、ベンディングロールの寿命も長くでき、板曲げを全幅にわたって均一に曲げることができる。
第２発明によれば、各部分ロールの端部外周面にクラウニング部が形成されたことによって、部分ロールの外周面が板材に強圧で接してもロール端部の接触圧は弱くなるので、板材にロール端部の接触傷が付くことを防止できる。このため高品質の板曲げ材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るベンディングロールの正面図である。
【００１０】
図１において、１は１本の上ロールであり、２，３は２本の下ロールである。これら３本のロール１，２，３は、図３の従来技術と同様に、側面視において三角形の頂点に配置される。もちろん、上ロール１は上の頂点であり、下ロール２，３は下の２つの頂点である。
【００１１】
なお、本発明が適用できる配置形状によるベンディングロール型式は以下を例示できる。
ａ）二等辺三角形の配置とし、上ロールを上下動させて、ロール押込み量を調整するピラミッド型
ｂ）上ロールを下ロールの片方に接近させ、下ロールの一方を上下動させて、ロール押込み量を調整するピンチ型
ｃ）ロール配列はピラミッド型で、上ロールを固定し、下ロール２本を上下動させて、ロール押込み量を調整するピンチピラミッド型
上記の３本ロールの外、ピラミッド型とピンチ型を合わせ、前後の下ロールを動かして押込み量調整を行う４本ロール型のベンディングロールにも本発明を適用できる。
【００１２】
上記の各ロール１，２，３はいずれも複数本の部分ロール１１，１２，１３で構成されている。図示の実施形態では、３本の部分ロールを用いているが、２本を用いてもよく、４本以上を用いてもよい。
また、ベンディングロールを構成する全てのロール１，２，３を、本発明による部分ロールを結合して構成としてもよいが、一部を本発明の部分ロールで構成し、残りを従来タイプの１本物ロールとしてもよい。
【００１３】
図１における１２，１３は、部分ロールのうち端部に配置される端部ロールであり、１１は中間部分に配置される中間ロールである。以下は、この名称で説明する。
前記中間ロール１１と前記端部ロール１２の間は、スプライン結合部２０で結合され、この中間ロール１１と別の端部ロール１３の間もスプライン結合部２０で結合されている。このスプライン結合部２０は、二つのロール間の回転トルクは伝えるが、軸方向の摺動は、これを許容する構造であり、その詳細は後述する。
前記端部ロール１２，１３の外端には軸部１４を形成し、軸受１５で支持している。軸受は滑り軸受でも転がり軸受のいずれでもよいが、後述するごとくスプライン結合部２０でロールの軸方向の伸びを呼吸できるので、軸受１４に転がり軸受を用いることに何の支障も生じない。
【００１４】
また、軸部１４には、板曲げ作業に必要な回転駆動源に連結されたり、ロール押込み量を調整する押込み駆動機構が結合される。これらの回転駆動源や押込み駆動機構に上ロールを連結するか下ロールのいずれを連結するかの選択は、ベンディングロールの型式によって行えばよい。
さらに、各ロール１，２，３の適所にはバックアップロール１６が配置される。バックアップロール１６の型式や配置場所、配置数は任意であり、ベンディングロールの仕様により適宜選択すればよい。ただし、本発明においては、スプライン結合部２０における両側の部分ロールをバックアップする位置に、バックアップロール１６を配置することが、スプライン結合部２０の摩耗や曲げによる損傷を防止するのに好ましい。
【００１５】
つぎに、スプライン結合部２０の詳細を説明する。
図２は（Ａ）図はスプライン結合部２０の説明図、（Ｂ）はクラウニング部３０の拡大図である。
同図に示すように、一方の部分ロール１２の端部には雌スプライン部２１が形成されており、他方の部分ロール１１の端部には雄スプライン部２４が形成されている。この雌スプライン部２１と雄スプライン部２４によりスプライン結合部２０が構成されている。
【００１６】
前記雌スプライン部２１は、円筒状空洞２２と、その円周面に形成されたスプライン２３とから構成されている。前記雄スプライン部２４は、円筒状突起２５とその外周面に形成されたスプライン２６とから構成されている。
この雌スプライン部２１に雄スプライン部２４が挿入された状態で、二つのスプライン２３，２６は互いに噛み合い、回転トルクは伝えるが、軸方向の摺動は許容するようになっている。なお、このスプライン２３，２６は、断面形状が台形の本来のスプラインの外に、断面形状が三角形のセレーションを用いてもよい。このセレーションも本明細書にいうスプラインの概念に含まれる。
【００１７】
前記スプライン結合部２０で結合された二つの部分ロール１１，１２の端面同士の間および二つの部分ロール１２，１３の端面同士の間には、隙間ｄが設けられている。この隙間ｄが存することによって、これらの部分ロール１１，１２，１３に、板曲げ作業中の熱や季節の温度差によって軸方向の伸びが生じても、スプライン結合部２０で、その伸びを吸収することができる。
このため、部分ロール１１，１２，１３に撓みや軸受の摩耗などが生じないので、ベンディングロールの寿命も長くでき、板曲げを全幅にわたって均一に曲げることができる。
【００１８】
図２（Ｂ）に示すように、前記各部分ロール１１，１２，１３の端部、たとえばスプライン結合部２０が形成されている端部においては、その外周面にクラウニング部３０が形成されている。このクラウニング部３０は、端面に向って、わずかに下傾するようにクラウニング加工した部分である。このクラウニング部３０は、直線的に加工してものでもよく、ゆるやかに弧状に加工したものでもよい。この傾斜角θは、概ね１°〜２°が好ましい。
このように、クラウニング部３０が形成されたことによって、部分ロール１１，１２，１３の端部外周面が板材に強圧で接してもロール端部の接触圧は弱くなるので、板材にロール端部の接触傷が付くことを防止できる。このため高品質の板曲げ材が得られる。
【００１９】
本発明では以上のように、板曲げ精度や長寿命化に優れた効果があるが、さらに、つぎのような実用的効果を奏する。
１）輸送に便利である。たとえば、２０ｍ前後のロールの陸送は大変な手間がかかるが、本発明では部分ロール毎に分割して輸送できるので、通常のトラック輸送が可能となる。
２）機械加工が容易である。素材の長さが２０ｍに達すると加工できる機械も限られ、加工能力を有する工場も相当限られてくるし、素材調達も容易ではない。しかし、本発明の部分ロールの長さが短いので加工も素材調達も容易である。
【００２０】
本発明のベンディングロールでは、図１に示すように、各部分ロール１１，１２，１３のスプライン結合部２０では、隣接する部分ロールの両方を支持するようにバックアップロール１６を設けることが好ましく、この位置のバックアップロール１６は、他の位置のバックアップロール１６よりも支持力の大きい、例えば大型のものを使う等の工夫をすることがより好ましい。
そうすることによって、ロールを分割する欠点、たとえばスプライン同士の摩擦の増大や面圧の上昇は、バックアップロール１６で補償され、板曲げ精度の向上や長寿命化等の利点のみ発揮できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るベンディングロールの正面図である。
【図２】（Ａ）図はスプライン結合部２０の説明図、（Ｂ）はクラウニング部３０の拡大図である。
【図３】従来のベンディングロールの正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    上ロール
２    下ロール
３    下ロール
１１    中間ロール
１２    端部ロール
１３    端部ロール
２０    スプライン結合部
２１    雌スプライン部
２４    雄スプライン部
３０    クラウニング部
【図１】
2009255100.tif 000003
【図２】
2009255100.tif 000004
【図３】
2009255100.tif 000005