図2A,Bに示す成形装置は、被成形素管2を� �方から拘束してサイジングする構成になっ� �いる。垂直方向並びに水平方向に一対ずつ� �向配置される無端シューブロック列102,103,104 ,105は、それぞれビーム11,11,12,12に支持される 。ビーム11,11,12,12は、その支持位置を調整可� ��にするためのジャッキ13,14,15,16を介してハ� �ジング10,10に支持される。

 無端シューブロック列102,103,104,105は、図3 に示すごときシュー組立体20をピン26で連結� �て無端化され、ビーム11,11,12,12に支持される 無限軌道面との間に図6に示す3条のボール列� ��入れてボールベアリング部を形成し、旋回� ��在に構成される。なお、駆動軸ユニット17,1 7は四方のうち垂直方向に対向配置される無� �シューブロック列102,103からなる旋回ユニッ� ��を駆動する。

 シュー組立体20は、所謂鞍型のシューホ� �ダー21の上面部に所要の孔型22a形状を有する シュー(金型)22sを載置固定し、内表面部には� ��レースピース23が固着される。当該ホルダ� �21にはその鞍型垂下両側面にピン孔24を設け� ��ホルダー連結部25,25を有し、当該前後二対� �ホルダー連結部25、25は交互に組み込み、そ� ��ピン孔24にピン26を嵌めて連結する。

 図4に示すごとく、軌道面35、35、35と略平 坦軌道面36とから構成される上記ボールのレ� ��スのうち、成形区間の軌道面に該当する軌� ��面36は、仮想巨大成形ロールの成形効果を� �るための曲率と長さを有する。

 また、図4に示す駆動用のスプロケット33, 33は、図3に示す無端シューブロック列106を構 成するシュー組立体20を連結するピン27に歯� �することで駆動部を構成することができ、� �のスプロケット33,33には小径のスプロケット 34,34が同軸で配置され、図2A,Bに示す駆動軸ユ ニット及びチェーンを介して電動機からの動 力を伝達することができる。なお、チェーン に変えてギア駆動とすることも容易である。

 かかる無端シューブロック列と軌道面部� ��立体とを支持するめのビームを説明すると� ��図5は、図4の軌道面部組立体にビーム11が貫 通装着されて無端シューブロック列103が外装 された状態を示す。

 ここで、素管は4方の旋回ユニットのシュ ーブロック列にて拘束されながら、所定の成 形を受けて目標公差内の外径を有するように サイジングされ、従来の4方ロールによる3段~ 4段のサイジングスタンドを、この成形装置� �は、図2に示す上記寸法の1段構成で完了させ ることができた。更に、素管と成形装置との 当接領域が長手方向に長い距離を有するため 、素管は成形区間を通過する間に無数の3点� �げを受けて真直な管となり、反りや曲がり� �取るためのタークスヘッドスタンドの機能� �有する。

 図2から図6に示す、本実施例の成形装置� �全体寸法を説明すると、最大製品口径が50mm� ��ある場合は、軌道面部組立体を内蔵する無� ��シューブロック列102、103、104、105の外寸は� ��長さ・高さ・幅が約800mm×500mm×140mmであり、 ビームを組み込んだハウジング10,10を含めた� ��置全体の外寸法は、同様に約1,100mm×1,800mm×1 ,000mmであり、想定する仮想成形ロールの直径 14,000mmに比較して極めて小型の装置を実現で� ��た。

 実施例1と同様構成の成形装置を目標口径 100mm、肉厚7mmの製品のサイジング工程に適用� ��た。材料は熱延鋼、絞り率は1%であった。

 成形装置の無限軌道の成形区間に種々の� ��想巨大ロールの曲率半径(2,500~20,000mm)を与え 、無端シューブロック列と被成形素材との接 触状態と荷重分布を調査した。また、比較対 象として、従来の4方ロール(半径200mm)による� ��イジング装置と、本実施例と同じ構成で直� ��状の成形区間を持つ装置を用意した。

 図12に被成形素管に作用する接触状態と� �重分布を示す。同グラフの横軸は、旋回ユ� �ットのシュー圧下の最下点(ロール直下)から の長手方向の距離を示し、縦軸は素管の各断 面が受ける荷重(線圧)を示す。図から明らか� ��ように、半径200mmのロールを用いた場合は� �ロール直下の直前のある位置に荷重が集中� �ており、接触長さは極僅かしかない。これ� �対して本実施例装置では、成形荷重が著し� �分散されている。但し、仮想ロールの半径� �大きくなるにつれてかかる効果が飽和する� �とが分かる。

 一方、直線状の成形区間を持つ比較装置� ��用いた場合は、成形区間と回帰区間との繋� ��部で接触傷の発生及び不連続な素管寸法変� ��が見られ、所定の成形が全くできなかった� ��

 実施例2において、被成形素管の材料を普 通鋼からステンレス鋼材に変えてサイジング を実施したところ、従来のロール成形の場合 は、無潤滑では成形ロールとの相対滑りによ る素管表面の焼き付きの発生が見られた。こ れに対して本実施例装置では無潤滑でも焼き 付きは発生しなかった。

 図7はブレークダウン成形に適用した成形 装置の斜視説明図であり、従来の上下一対の 成形ロールの代替となるもので、帯材40Pに縁 曲げを行うものである。上下一対の無端シュ ーブロック列111,112は図3に示したものと同様� ��成を有しており、各シュー1sの成形孔型1aは 帯材40Pに準じた幅を有し、シュー1sが帯材40P� ��当接して同期移動する成形区間に、ここで� ��従来成形ロールの100倍の直径を有する仮想� ��の曲率半径と所要長さを与えてある。

 無端シューブロック列111,112の各シュー1s, 1sは、上下で帯材40Pを挟み込むもので、各成� ��孔型は成形目標断面の表面形状のほぼ全部� ��含む母線が前記仮想円の中心軸の周りに所� ��長さに相当する角度を旋回して形成した旋� ��曲面を有するものである。

 また、成形区間におけるシューの成形は� ��来の成形ロールの成形と比較するとあたか� ��プレス成形と同等であるため、従来は不可� ��であったロールへの巻き付きによる帯材40P� ��大きな歪みが付与される現象がほぼ解消さ� ��、成形後の反りがすくないことを確認でき� ��。

 図8に示すブレークダウン成形は、前段に て帯材エッジ部の曲げを完了した後、帯材エ ッジ部の隣接箇所を曲げることを目的として いる。上下成形ロールで成形する従来に比較 して、下ロールの代りに無端シューブロック 列113,114による旋回ユニットを採用すること� �より、前段で成形された帯材50Pの導入噛み� �みが極めて円滑であるとともに、旋回ユニ� �トにて成形方向に帯材50Pエッジ部を広範囲� �支えることが可能であり、前段での成形箇� �を保持しながら隣接する成形予定箇所に上� �ール51,51からの入力があるために、正確かつ 十分な成形が行われることが確認できた。

 特に、従来ロールを使用して薄肉材料を� ��形する場合は、エッジ部が他の部位より長� ��方向の伸びが大きくなることでバックリン� ��(縁波)現象が起こりやすいが、この実施例� �は、巻き付きやスプリングバックが抑制さ� �、バックリング現象が起こり難くなり、高� �質のブレークダウン成形が可能になること� �確認できた。

 図9はフィンパス成形に適用した4方の無� �シューブロック列を示す。4方の無端シュー� ��ロック列121,122,123,124並びに図示しない他の� ��分からなる旋回ニュットなどは、基本的に� ��2A,Bに示したものと同様な構成である。

 いずれのシューブロック列のシューの成� ��孔型も成形目標断面の表面形状の一部を含� ��母線が所要の巨大直径の仮想円の中心軸の� ��りに所要長さに相当する角度を旋回して形� ��した旋回曲面を採用してある。そのうち、� ��サイドと下側の無端シューブロック列122,123 ,124の各シューの成形孔型の母線は円弧状で� �り、上側の無端シューブロック列121のシュ� �は、対向するエッジに当接する所謂フィン� �状を有する。

 従来のフィンパスロールによる成形装置� ��は、2~4段のロール成形を必要とするが、本� ��施例のフィンパス成形装置では、巨大直径� ��成形ロールによる成形機能が得られ、1段で も従来と同等の成形を実施することができた 。また、被成形素材のエッジ部に対する長手 方向の拘束が長く、素材の捻じれを抑制する 効果が高い。

 図10に示す成形装置は、TIGやレーザー溶� �装置と連動するスクイズロールの代替とな� �もので、両サイドの無端シューブロック列13 1,132からなる旋回ユニット並びに図示しない� ��の機構は、基本的に図1A,Bに示したものと同 様な構成である。また、被成形素管70Pとシュ ーブロック列が接触する区間及びシューの孔 型は、他の実施例における成形区間及び成形 孔型と同様構成のものを採用してある。

 本実施例装置による突合せ溶接は、従来� ��スクイズロールと比較すると、素材に対し� ��シューブロック列による拘束時間とその距� ��がはるかに長い利点がある。また、従来の� ��なるガイドあるいは推力を付与するキャタ� ��ラタイプと比較すると、巨大直径の成形ロ� ��ルの成形機能により、良好なエッジ部突き� ��わせ状態に形成し、且つ十分な時間を以っ� ��保持することが可能であり、溶接条件の最� ��化と安定化とを容易に実現できた。

 所要長さに切断された丸管80Pを、図11に� �す2段構成の本発明の成形装置で角管に再成� ��した。無端シューブロック列141,142,143,144か� ��なる4方の旋回ユニットによる第1段スタン� �、無端シューブロック列145,146,147,148からな� �4方の旋回ユニットによる第2段スタンドは、 いずれも基本的に図2A,Bに示した実施例1と同� ��の構成である。

 従来の成形ロールでは丸管をロール成形� ��に導入する際に管先端が閉じるように内側� ��折れ曲がる現象が発生して製品公差を大き� ��外れる問題がある。これは丸管先端が管中� ��部より剛性が弱く、成形ロールとぶつかる� ��に、当該成形ロールの長手方向の曲率半径� ��与えられるためである。これに対して本実� ��例の成形装置では、仮想巨大成形ロールの� ��用と同じく極めて良好な素管の誘い込み性� ��有し、上記問題は発生しない。

 当該再成形は断面形状の変化量が多く、� ��形ロールでは大きな進入抵抗が発生し、推� ��の確保が困難である。本実施例の成形装置� ��は、進入抵抗が少なくなるだけでなく、旋� ��ユニットの駆動によって素管に十分な推力� ��与える。そのため、従来の角管成形装置は� ��多数の駆動ロールスタンドが必要であった� ��、本実施例の成形装置は上述の2段構成のみ で実施できた。