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Patent Searching and Data


Title:
ROLL FORMING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/035106
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a roll forming device, which is equipped with a forming roll capable of manufacturing such a mechanism simply and precisely as to input a rotating drive force to the forming roll. The roll forming device inputs the rotating drive force to the forming roll (2) from rotating force transmitting means (1). The forming roll (2) has roll-side engaging means (4) on the side where the rotating force transmitting means (1) extends toward the forming roll (2). The rotating force transmitting means (1) has input-side engaging means (3) on the side where it extends toward the forming roll (2). The roll-side engaging means (4) and the input-side engaging means (3) are engaged to input the rotating drive force from the rotating force transmitting means (1) to the forming roll (2).

Inventors:
ISHIKAWA TSUYOSHI (JP)
KIUCHI MANABU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/066593
Publication Date:
March 19, 2009
Filing Date:
September 12, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KOUZAN TECHNOLOGY CORP (JP)
ISHIKAWA TSUYOSHI (JP)
KIUCHI MANABU (JP)
International Classes:
B21D5/12; B21B17/02
Foreign References:
JP2001087806A2001-04-03
JPH0270309A1990-03-09
JPH11169918A1999-06-29
JP2602536B21997-04-23
Attorney, Agent or Firm:
SUZUKI, Shoji et al. (9th Fl. 10-3, Shinjuku 1-chom, Shinjuku-ku Tokyo 22, JP)
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Claims:
 成形ロールに対して回転力伝達手段から回転駆動力が入力されるロールフォーミング装置であって、
 前記成形ロールは、前記回転力伝達手段が当該ロールに向かって延びてくる側にロール側掛合手段を、
 前記回転力伝達手段は、前記成形ロールに向かって延びる先端側に入力側掛合手段を
 それぞれ備えており、
 前記ロール側掛合手段と入力側掛合手段とが掛合されて、前記回転力伝達手段から前記成形ロールへの回転駆動力入力が行われるロールフォーミング装置。
 アイドラーロールの回転支持軸を支持する支持部を有するアイドラーロール支持具が配備されているロールフォーミング装置であって、
 前記アイドラーロール支持具の支持部は、前記回転支持軸を支持している位置より被成形材の進行方向に見て下流側に、前記支持部の前記被成形材に対向する側の面から前記支持部の内側に向かって、前記被成形材が進行する方向と交差する方向に延びる溝条を備えている
 ことを特徴とするロールフォーミング装置。
 回転力伝達手段から回転駆動力の入力を受ける成形ロールの、前記回転力伝達手段が当該成形ロールに向かって延びてくる側にロール側掛合手段が配備されているとともに、
 前記回転力伝達手段の前記成形ロールに向かって延びる先端側に入力側掛合手段が配備されていて、
 前記ロール側掛合手段と入力側掛合手段とが掛合されて、前記回転力伝達手段から回転駆動力の入力が行われる成形ロール
 が、少なくとも一組以上配備されているとともに、
 アイドラーロールの回転支持軸を支持する支持部を有するアイドラーロール支持具における前記支持部が、前記回転支持軸を支持している位置より被成形材の進行方向に見て下流側に、前記支持部の前記被成形材に対向する側の面から前記支持部の内側に向かって、前記被成形材が進行する方向と交差する方向に延びる溝条を備えており、当該アイドラーロール支持具の支持部によって回転支持軸が支持されるアイドラーロール
 が、少なくとも一組以上配備されている
 ことを特徴とするロールフォーミング装置。
Description:
ロールフォーミング装置

 この発明は、成形ロールにより被成形材 フォーミング加工を行うロールフォーミン 装置に関する。特に、本発明は、各種金属 の断面形状を異なる断面形状に成形する異 管成形、各種金属管の径を小さくする縮径 形に適したロールフォーミング装置に関す 。

 なお、この発明において、被成形材を単 「ワーク」と表現することがある。

 従来、成形ロールによりワークのフォー ング加工を行うロールフォーミング装置は 図15、図17図示のように、それぞれ一対の成 形ロール101、102を備えているロールスタンド 103を、図16図示のように、複数台タンデムに 置するものであった。モーター104からの回 力は、各ロールスタンド103ごとに配備され いるギアボックス105を介して入力していた そして、この複数台タンデムに配置されて るロールスタンド103に、金属製パイプのよ なワークを、漸進的かつ連続的に前進させ いた。

 回転駆動力入力軸106の円筒側面には入力 掛合手段が配備されていた。回転駆動力入 軸106が装入される成形ロール101、102の中央 の孔の内壁にはロール側掛合手段が配備さ ていた。成形ロール101、102への回転駆動力 入力は、入力側掛合手段と、ロール側掛合 段とを掛合させて行われていた。ここで、 力側掛合手段としては、例えば、キー、ロ ル側掛合手段としては、例えば、キー溝が 用される。

 すなわち、従来のロールフォーミング装 においては、回転駆動力入力軸106の円筒側 に備えられている入力側掛合手段と、成形 ール101、102の中央部の孔の内壁に形成され いるロール側掛合手段とを掛合させていた そして、このようにして成形ロール101、102 の回転力入力が行われていた。このような 来のロールフォーミング装置においては、 えば、成形ロール101、102の中央部の孔の内 にロール側掛合手段としてキー溝を形成す ために複雑且つ多くの製造工程を要してい 。このため、成形ロール101、102に対して回 駆動力を入力するための機構を精度よく作 することが難しかった。

 また、成形ロール101、102を交換する場合 は、回転駆動力入力軸106及び、成形ロール1 01、102に付与されているキーおよびキー溝の めに、回転駆動力入力軸106を支持している タンド103の一方を回転駆動力入力軸106およ ベース107から離脱していた。図16図示の例 は、固定されているギアボックス105に近い のスタンド103を固定スタンドとし、当該固 スタンド103を挟んで、ギアボックス105から れている方のスタンド103を回転駆動力入力 106およびベース107から離脱して成形ロール10 1、102を交換していた。

 このためロール交換や、その段取りに多 の時間が必要であった。更に、回転駆動力 力軸106にキーを嵌め込むためのキー溝があ 為、強度が弱くなるという問題があった。 た、ロール穴内にキーが存在している状態 回転を伝達するため、冷間加工といえども 形ロールの温度が上昇していた。このため 焼き付きなどが発生しやすく、回転駆動力 力軸106を傷めるだけでなく、ロール軸穴を める結果にもなっていた。焼き付きなどが 生すると、ロール交換及び修理に多大な時 を要するといった問題があった。

 また、従来、ロールフォーミング装置に備 られているアイドラーロールにおいては、 ークがアイドラーロールを通過して進行し いくときに、アイドラーロールが当該ワー の進行方向と交差する方向に広がることを える必要があった。そこで、形状が大きく 剛性の強い支持部によってアイドラーロー の回転支持軸を支える必要があった。例え 、アイドラーロールがワークの進行方向と 交する方向する方向に広がることを抑える めに、形状が大きく剛性の強い支持部によ てアイドラーロールの回転支持軸を支える 要があった。

特開2005-288506号

 この発明は、成形ロールに対して回転駆 力を入力するための機構を簡単に、精度よ 作製することができる成形ロールを備えた ールフォーミング装置を提供することを目 にしている。

 また、本発明は、従来のロールフォーミ グ装置では達成することが困難であった高 率、高精度での異形管成形、縮径成形が可 で、なおかつ、従来にないコンパクトな構 で、短時間にてロール交換を実現できるロ ルフォーミング装置を提供することを目的 している。

 更に、本発明は、従来のアイドラーロー 支持部に比較して非常に小型の支持部でア ドラーロールの回転支持軸を支持すること 可能なアイドラーロールを備えたロールフ ーミング装置を提供することを目的にして る。

 前記目的を達成するため、本発明が提供す ロールフォーミング装置は、
 成形ロールに対して回転力伝達手段から回 駆動力が入力されるロールフォーミング装 であって、
 前記成形ロールは、前記回転力伝達手段が 該ロールに向かって延びてくる側にロール 掛合手段を、
 前記回転力伝達手段は、前記成形ロールに かって延びる先端側に入力側掛合手段を
 それぞれ備えており、
 前記ロール側掛合手段と入力側掛合手段と 掛合されて、前記回転力伝達手段から前記 形ロールへの回転駆動力入力が行われるも である(請求項1)。

 また、
 アイドラーロールの回転支持軸を支持する 持部を有するアイドラーロール支持具が配 されているロールフォーミング装置であっ 、
 前記アイドラーロール支持具の支持部は、 記回転支持軸を支持している位置より被成 材の進行方向に見て下流側に、前記支持部 前記被成形材に対向する側の面から前記支 部の内側に向かって、前記被成形材が進行 る方向と交差する方向に延びる溝条を備え いる
 ことを特徴とするロールフォーミング装置 ある(請求項2)。

 更に、
 回転力伝達手段から回転駆動力の入力を受 る成形ロールの、前記回転力伝達手段が当 成形ロールに向かって延びてくる側にロー 側掛合手段が配備されていると共に、
 前記回転力伝達手段の前記成形ロールに向 って延びる先端側に入力側掛合手段が配備 れていて、
 前記ロール側掛合手段と入力側掛合手段と 掛合されて、前記回転力伝達手段から回転 動力の入力が行われる成形ロール
 が、少なくとも一組以上配備されていると もに、
 アイドラーロールの回転支持軸を支持する 持部を有するアイドラーロール支持具にお る前記支持部が、前記回転支持軸を支持し いる位置より被成形材の進行方向に見て下 側に、前記支持部の前記被成形材に対向す 側の面から前記支持部の内側に向かって、 記被成形材が進行する方向と交差する方向 延びる溝条を備えており、当該アイドラー ール支持具の支持部によって回転支持軸が 持されるアイドラーロール
 が、少なくとも一組以上配備されている
 ことを特徴とするロールフォーミング装置 ある(請求項3)。

 この発明によれば、成形ロールに対して 転駆動力を入力するための機構を簡単に、 度よく作製することができる成形ロールを えたロールフォーミング装置を提供するこ ができる。

 また、この発明によれば、従来のロール ォーミング装置では達成することが困難で った高効率、高精度での異形管成形、縮径 形が可能な、ロールフォーミング装置を提 することができる。同時に、この発明によ ば、成形ロールを安価に製作することがで るロールフォーミング装置を提供すること できる。また、従来にないコンパクトな構 で高効率、高精度での異形管成形、縮径成 を実現できるロールフォーミング装置を提 することができる。

 更に、本発明によれば、従来のアイドラ ロール支持部に比較して非常に小型の支持 でアイドラーロールの回転支持軸を支持す ことが可能なアイドラーロールを備えたロ ルフォーミング装置を提供することができ 。

 以下、添付図面を参照して本発明の好ま い実施形態を各実施例につき説明する。

 図1~図3を参照して、本発明のロールフォ ミング装置に採用される成形ロールと、当 成形ロールに対して回転力を入力する回転 伝達手段との結合形態を説明する。

 図3図示のように、回転力伝達手段たるタ ーンテーブル1は、入力側掛合手段を備えて る。入力側掛合手段は、成形ロール2に向か て延びるターンテーブル1の先端側(図1中、 側)に配備されている。図示の実施形態では 、この入力側掛合手段は、図1中、ターンテ ブル1の上側方向に突出するキー3である。

 一方、成形ロール2は、ロール側掛合手段 を備えている。ロール側掛合手段は、図3図 のように、成形ロール2のターンテーブル1が 成形ロール2に向かって延びてくる側(図1中、 下側)に配備されている。図示の実施形態で 、このロール側掛合手段は、図1中、キー3が 嵌装される溝4である。

 図2図示のように、ターンテーブル1のキ 3を、成形ロール2に形成されている溝4に嵌 込む。これにより、成形ロール2と、成形ロ ル2に対して回転力を入力する回転力伝達手 段たるターンテーブル1との結合を図ること できる。

 次いで、図1図示のように、成形ロール2 中央部に形成されている孔5及び、ターンテ ブル1の中央に形成されている孔6に支持軸7 挿入する。

 図示の実施形態では、成形ロール2を、図 2中、上側方向から下側方向に向けておさえ ため、中央に貫通孔31を有するカラー30を矢 32のように支持軸7に装着している。カラー3 0は、成形ロール2を、図2中、上側方向から下 側方向に向けておさえるために用いられる。 そこで、同様の機能を発揮できるものであれ ば、添付図面に図示のカラー30に留まらず、 々の形態のものを採用できる。

 図13、図14は、図2、図3を用いて前述した 合形態とは異なる他の結合形態を説明する のである。

 図13、図14図示の、本発明のロールフォー ミング装置に採用される成形ロール2と、成 ロール2に対して回転力を入力する回転力伝 手段との結合形態は次の通りである。

 回転力伝達手段たるターンテーブル1は、 入力側掛合手段を備えている。入力側掛合手 段は、成形ロール2に向かって延びるターン ーブル1の先端側(図13中、上側)に配備されて いる。図示の実施形態では、この入力側掛合 手段は、図2、図3図示の実施形態と同じく、 13中、ターンテーブル1の上側方向に突出す キー3である。

 また、成形ロール2は、ロール側掛合手段 を備えている。ロール側掛合手段は、図14図 のように、成形ロール2のターンテーブル1 成形ロール2に向かって延びてくる側(図14中 下側)に配備されている。図示の実施形態で は、このロール側掛合手段は、図3図示の実 形態と同じく、図14中、キー3が嵌装される 4である。

 図13、図14図示の実施形態が、図2、図3図 の実施形態と相違している点は、成形ロー 2の中央部に形成されている孔が、図2、図3 示の実施形態の場合のように、支持軸7が挿 入される貫通孔ではないことである。図13、 14図示の実施形態では、成形ロール2の中央 に形成されている孔は、中央突起1a、中央 起7aを支持する役割を果たすための凹部でし かない。

 なお、図13、図14図示の実施形態において は、図13図示のように、成形ロール2に向かう ターンテーブル1の中央に中央突起1aが配備さ れ、支持軸7の成形ロール2に向かう先端に中 突起7aが配備されている。

 図13、図14図示の実施形態の場合、成形ロ ール2を上側からターンテーブル1に装着し、 ーンテーブル1の中央突起1aの先端で成形ロ ル2の下側面に形成されている凹部5aを支持 る。このとき、同時に、ターンテーブル1の キー3が、成形ロール2に形成されている溝4に 嵌め込まれ、成形ロール2と、成形ロール2に して回転力を入力する回転力伝達手段たる ーンテーブル1との結合が図られる。

 次いで、成形ロール2を、上側方向から下 側方向に向けておさえるため、支持軸7の中 突起7aを成形ロール2の上側面に形成されて る凹部5bに装着する。

 先端に中央突起7aを備えている支持軸7、 ーンテーブル1の中央突起1aは、成形荷重を えると共に、成形ロール2を上下から支持す るために用いられている。そこで、同様の機 能を発揮できるものであれば、図13、14図示 、先端に中央突起7aを備えている支持軸7、 ーンテーブル1の中央突起1aに留まらず、種 の形態のものを採用できる。

 なお、図2、図3、図13、図14いずれの実施 態においても、回転力伝達手段たるターン ーブル1に対しては、例えば、図1図示のよ に、ユニバーサルジョイント8を介して回転 動源から回転伝達を行うことができる。こ で、回転駆動源としては、例えば、サーボ ーターを使用できる。

 すなわち、本発明では、成形ロール2と、 ユニバーサルジョイント8を介して回転駆動  (例えば、サーボモーター)から回転伝達を けるターンテーブル1との間を、ロール側掛 合手段(溝4)と、入力側掛合手段(キー3)とによ って掛合している。ここで、ロール側掛合手 段(溝4)は、成形ロール2のターンテーブル1が 形ロール2に向かって延びてくる側に形成さ れている。また、入力側掛合手段(キー3)は、 成形ロール2に向かって延びるターンテーブ 1の先端側に形成されている。そして、この うな結合形態によって成形ロール2への回転 力入力が行われる。なお、前記において、成 形ロール2に向かって延びるターンテーブル1 先端側は、回転駆動源(例えば、サーボモー ター)が配置されている側の反対側というこ になる。

 本発明においては、図2、図3図示の実施 態の場合、成形ロール2の中央部に形成され いる孔5及び、ターンテーブル1の中央に形 されている孔6に挿入されている支持軸7は成 形荷重を支える機能を発揮することのみが期 待されているものになる。

 また、図13、図14図示の実施形態の場合も 、中央突起7aが成形ロール2の上側面に形成さ れている凹部5bに装着される支持軸7は、成形 荷重を支える機能を発揮することのみが期待 されているものになる。

 このため、支持軸7の径や長さを従来より も著しく小さくすることができる。

 従来は、図15、図16図示のように、回転駆 動力入力軸106によって成形ロール101、102への 回転駆動力の入力を行っていた。そして、こ のシャフトである回転駆動力入力軸106にキー を取り付けるために、キー溝を用意しなけれ ばならなかった。これにより、キー溝が形成 されている部分における回転駆動力入力軸106 の径は小さくなり、これが実際のシャフト径 となっていた。実際のシャフト径が強度に比 例するので、強度を確保するためには、キー 溝部分で径が小さくなることを考慮して回転 駆動力入力軸106の径を大きくする必要があっ た。

 従来方式では、シャフトにキーをはめ込 為のキー溝及び固定する為のネジ用穴加工 施す為、溝内部隅部或いはネジ用穴を起点 クラックが生じ、割れ等が発生することが った。

 本発明では、上述したように、支持軸7の 径を従来よりも著しく小さくすることができ る。そこで、成形ロール2の中央部に形成さ ている孔5の径などの仕上がり公差を従来よ 大きく設定しても、支持軸7、成形ロール2 中央部に形成されている孔5の真円度に留意 れば、ロール成形品の十分な製品品質を確 することが可能になる。

 また、本発明では、図2、3、13、14に例示 た結合形態を採用しているので、成形ロー を交換するごとに支持軸7を取り外すことに なる。そこで、成形ロールを交換する際に、 支持軸7に傷、等、不具合が見つかった場合 すぐに支持軸7を交換できる。

 図15~図17に図示されているように、従来 方式では、スタンド103を介してユニバーサ ジョイントと回転駆動力入力軸106が締結さ ていた。従来、これらを離脱、交換するに 相当の時間を要していた。

 図15~図17に図示されている従来方式に採 されていた回転駆動力入力軸106の製作工程 製作費用に比較して、図2、3、13、14に例示 た本発明の結合形態に採用される支持軸7の 作工程、製作費用ははるかに少なく、低額 ある。

 また、図13、図14図示の本発明の実施形態 の場合は、ターンテーブル1の中央に配備さ ている中央突起1aと、支持軸7の先端に配備 れている中央突起7aとでこれらに対向する面 にそれぞれ凹部5a、5bを備えている成形ロー 2を支持する。そこで、図2、図3図示の実施 態のように成形ロール2を貫通する孔5を形成 する必要がない。すなわち、成形ロール2の 13、14中、上下面に中央突起1a、中央突起7aの 先端によって支持される凹部5a、5bなどが存 していれば、中央突起1aと中央突起7aとによ て支持されて成形ロール2は回転する。この ため、凹部5a、5bを形成する穴・溝などの形 に留意するだけで、ロール成形品の十分な 品品質を確保することが可能になる。また 従来に比べ遥かに安価に成形ロールを製作 ることが出来る。

 図1図示の状態で、支持軸7からカラー30を 抜き取り、ターンテーブル1及び、成形ロー 2から支持軸7を抜き取るか、あるいはカラー 30の上側端面より上に持ち上げカラー30を取 去る。次いで、図2の下側に図示した状態に っている成形ロール2をターンテーブル1か 抜き取ることにより、簡単に成形ロール2を り外し、他の成形ロールに変更することが きる。

 図13、図14図示の実施形態においても、中 央突起7aを先端に備えている支持軸7を上方に 上げれば、成形ロール2は開放される。この 態で、成形ロール2を上方に少し上げれば、 ーンテーブル1との結合状態も開放されて完 全にフリーとなる。こうして、簡単に成形ロ ール2を取り外し、他の成形ロールに変更す ことができる。

 特に、図13、図14図示の実施形態では、図 2、図3図示の実施形態のように、成形ロール2 の中央を貫通している孔5に支持軸7を挿入す ことなしに成形ロール2を支持し、回転させ ることができる。そこで、成形ロール2を取 外し、他の成形ロールに変更するにあたっ も、支持軸7を成形ロール2の中央の孔5から き抜く必要がない。このため、ロール脱着 間を著しく短くすることが出来る。

 図1~図3図示の実施形態であれば、支持軸7 を図中、上側方向にカラー30の上側端面より に持ち上げて支持軸7を抜き取り、カラー30 取り去り、成形ロール2を上側に若干持ち上 げるだけで簡単に成形ロール2を他の成形ロ ルに交換することができる。

 また、図13、図14図示の実施形態において も、簡単に成形ロール2を取り外し、他の成 ロールに変更することができる。

 図15~図17図示のように、従来のロールフ ーミング装置では、各ロールスタンド103ご にギアボックス105が配備されている。各ギ ボックス105からは、成形ロール101、102に向 って回転駆動力入力軸106が延び、各成形ロ ル101、102の中央の孔に装入される。各回転 動力入力軸106はその円筒側面に入力側掛合 を備えている。各成形ロール101、102は、そ 中央の孔の内壁にロール側掛合部を備えて る。そして、入力側掛合部と、ロール側掛 部との間の掛合によりモーター104からの回 駆動力を各成形ロール101、102に伝達してい 。このような従来のロールフォーミング装 における成形ロールでは、成形ロールの交 に多大な時間と労力を要せざるを得なかっ 。特に、回転駆動力入力軸106を支持する非 に重くて大きいスタンド103(図16中、固定さ ているギアボックス105から離れている側の タンド103)を成形機本体ベースから離脱させ 成形ロールを交換するため、多大な時間と 力を要せざるを得なかった。

 本発明では、図1図示の実施形態に示すよ うに、成形ロール2に対して回転力を入力す 回転力伝達手段としてのターンテーブル1は サーボモーター(不図示)により駆動されて る。そして、サーボモーターからターンテ ブル1への回転伝達はユニバーサルジョイン 8によって行われている。

 図示の実施形態のようにユニバーサルジ イント8を使用することにより、サーボモー ターとターンテーブル1との間の脱着を容易 することができる。そして、支持軸7、成形 ール2が嵌合されたターンテーブル1の位置 自由に選ぶことができる。

 図4は、成形ロール2が左右に一対配備さ てロールフォーミング装置における成形ス ンドを構成している状態の正面図である。 形スタンドは脚11、11で支えられているベッ 10から構成されている。また、成形ロール2 、床面上に配置されているサーボモーター9 からユニバーサルジョイント8、ターンテー ル1を介して回転伝達を受けている。図4にお ける左右一対の成形ロール2、2は、図1~図3あ いは、図13、図14を用いて説明する結合形態 を備えたものである。

 図5は、成形ロール2、2が左右に一対配備 れていると供に、この左右一対の成形ロー 2、2に直交するように、図中、上下に一対 アイドラーロール12、12が配備されてロール ォーミング装置における成形スタンドが構 されている状態の正面図である。図5におけ る左右一対の成形ロール2、2は、図1~図3ある は、図13、図14を用いて説明する結合形態を 備えたものである。

 ユニバーサルジョイント8を使用すること により、床面上に配置されているサーボモー ター9に結合されている側を固定点としてユ バーサルジョイント8を矢印50、51で示すよう に移動させる。これにより、支持軸7及び成 ロール2が嵌合されたターンテーブル1の位置 を矢印52、53で示す方向に任意に移動させる とが可能になる。これによって、支持軸7、 形ロール2が嵌合されたターンテーブル1の 置を自由に選ぶことができる。

 なお、図4、図5図示の実施形態に留まら 、図1~図3あるいは、図13、図14を用いて説明 る成形ロール2及び、アイドラーロール12を 意の数、組み合わせてロールフォーミング 置における成形スタンドを構成することが きる。

 本発明によれば、以上に説明したように 成形ロール2のターンテーブル1が成形ロー 2に向かって延びてくる側に形成されている ール側掛合手段(溝4)と、成形ロール2に向か って延びるターンテーブル1の先端側に形成 れている入力側掛合手段(キー3)とが掛合さ る。これにより、回転駆動力を入力するタ ンテーブル1から成形ロール2への回転力入力 が行われる。

 そして、支持軸7は、図2、図3図示の実施 態、図13、図14図示の実施形態のいずれの場 合であっても、成形荷重を支える機能を発揮 することのみに利用される。そこで、前記の ように極めて簡単にロール交換を行うことが できる。

 従来のロールフォーミング装置では、図1 6図示のように、タンデムに配置された多段 スタンド103に装着された複数の成形ロール10 1、102は、一般的に、1つのモーター104で同時 駆動されていた。すなわち、多段のスタン 103に装着された成形ロール101、102は、すべ 同じ回転スピードで回転していた。また、 成形ロール101、102は、金属製パイプのよう ワークを加工する上で、理想的には、ワー を成形しながら、進行方向にワークを押し いる。しかし、タンデムに配置された多段 スタンド103の上流側で、少しでも押し込み が変わると、下流側のスタンドの成形スピ ドでは追いつかず、結果として、上流側の し込み力に対して、ブレーキになることが る。ギアボックス105による回転伝達の限界 ここにあり、ロール径やロールプロフィー (形状)により極端に周速差が発生するとギ ボックス105内のギアの消耗が大変大きくな 、メンテナンス周期が短くなる。すなわち 全部のロール径に十分配慮しなければなら い。このため、従来方式では、成形エネル ーを無駄使いしていた。

 これの解決を目指して、従来は、図17図 のように、各シャフトそれぞれにサーボモ ター110(通常のモーターでも可)をつけ、ユニ バーサルジョイントを介して回転駆動力を成 形ロールに伝達する方式も試みられていた。 この方式では、ユニバーサルジョイントが固 定端を中心として矢印120、121方向に移動でき ることにより、成形ロールを矢印123、124方向 へ移動させ、一対のロールの間隔を調整する ことができる。しかし、このようにサーボモ ーター110によって各成形ロールへの回転駆動 力を与えようとすると構造が大型化してしま う。例えば、図17図示の実施形態では、上下2 つのサーボモーター本体の積算高さがスタン ド高さに比べ高くなり、センターを合わす為 、スタンドベッドと駆動モーターベッドを分 割せざるを得ず、それぞれのベッドを強力に 締結しなければならなかった。更に、機械レ イアウトの関係上、各スタンドの間を広くし 、機械(ベット)の大きさを成形方向に長くす ことが必要になる。

 本発明によれば、図4図示のように、成形 ロール2と、ユニバーサルジョイント8を介し サーボモーター9から回転伝達を受けるター ンテーブル1との間は、ロール側掛合手段(溝4 )と、入力側掛合手段(キー3)とで掛合されて る。なお、ロール側掛合手段(溝4)は、成形 ール2のターンテーブル1が成形ロール2に向 って延びてくる側に形成されている。入力 掛合手段(キー3)は、ロール2に向かって延び ターンテーブル1の先端側に形成されている 。このような結合形態により、成形ロール2 の回転力入力が行われる構造になっている そこで、サーボモーターによって各成形ロ ル2への回転駆動力を与えるようにしても構 を大型化する必要がなくなる。

 ロールフォーミング装置において、駆動 ールはアイドラーロールに比べ金属製パイ のようなワークに対しフィード力を加える 、大きいものになる。図15~図17図示の従来 ロールフォーミング装置では、駆動ロール スタンド縦方向に配置する為、上方に高く っていた。本発明によれば図4、図5図示のよ うに、駆動ロールは横置きに配置することが でき、上下方向の機械寸法を従来のものに比 べて低くすることができるようになった。

 すなわち、本発明によれば、構造を大型 することなしにサーボモーターによって各 形ロール2、2への回転駆動力を与えること 可能になる。

 なお、サーボモーターによって回転駆動 を与えることにより、成形時の回転数、回 速度、トルクなどを把握し、最適な成形条 での加工が実現できる。

 図4、図5図示の本発明のロールフォーミ グ装置によれば、左右一対の成形ロール2を 図12中、矢印で示した方向に回転させるこ により、加工を加えた金属製パイプなどの ーク25の断面形状は図12中、左側に図示した うに、上下方向に長い矩形状にすることが きる。

 図15~図17図示の従来のロールフォーミン 装置で金属製パイプなどのワーク25を加工し た場合、加工を加えたワーク25の断面形状は 11中、左側に図示したように、左右方向に い矩形状になっていた。

 管成形において、従来では、駆動ロール ロール軸が水平な水平ロールであり、該ロ ルは成形をすると共に推進力を与えるもの あった。その結果、推進力を得るためにロ ル軸が垂直な垂直ロールであるアイドラー ールは、水平ロールに比べて小さくしなけ ばならなかった。推進力を与える為、より く成形するのが上下方向であるので、製品 面において、図11中、左側に図示したよう 、横長になっていた。

 この発明のロールフォーミング装置によ ば、前述し、図12中、左側に図示したよう 、加工を加えた金属製パイプなどのワーク25 の断面形状を上下方向に長い矩形状にするこ とができる。そこで、成形パスラインからロ ールセッティング位置を変更することにより 、横に曲げながら成形することが可能になる 。

 従来の方式での曲げながら成形する方法 は、上向き、または下向きに成形しなけれ ならない製品があり、製品を得るために多 な設備を必要とした。本発明の方式によれ 、水平方向に製品を成形しつつ曲げる為、 形機を出た製品部分を支えるのみで加工を うことができる。そこで、本発明の方式は 例えば、自動車のバンパーフレーム等の成 加工に適している。

 以上に説明したこの実施例では、回転力 達手段たるターンテーブル1が備えている入 力側掛合手段が、図1中、ターンテーブル1の 側方向に突出するキー3、成形ロール2が備 ているロール側掛合手段が、前記のキー3が 装される溝4である場合について説明した。

 しかし、これとは逆に、成形ロール2が備 えているロール側掛合手段がキーであって、 ターンテーブル1が備えている入力側掛合手 が、当該キーが嵌装される溝であってもよ 。

 また、回転力伝達手段たるターンテーブ 1が備えている入力側掛合手段と、成形ロー ル2が備えているロール側掛合手段とが掛合 れて、回転力伝達手段たるターンテーブル1 ら成形ロール2への回転駆動力入力が行われ るものであれば、キーや溝だけに限らず、種 々の形態の入力側掛合手段、ロール側掛合手 段を採用することができる。

 更に、図1~図3図示の実施例においては、 持軸7によって支持されている成形ロール2 対して、支持軸7の外周面に対して外側から 触するように配置されている円筒状の駆動 を有する回転力伝達手段から回転駆動力が 力される場合にについて説明した。図示の 施形態では、ターンテーブル1およびターン テーブル1に下側から連続している円筒状部 が、支持軸7の外周面に対して外側から接触 るように配置されている円筒状の駆動軸を する回転力伝達手段になる。

 これに替えて、回転力伝達手段たるター テーブル1は孔6を備えておらず、支持軸7は ラー30の孔31及び、成形ロール2の孔5の中に み装入されていて、支持軸7の先端が、ター ンテーブル1の上側平坦面に当接している形 にすることもできる。この場合も、ターン ーブル1の上側方向に突出するキー3が、成形 ロール2が備えている溝4に掛合されて、回転 伝達手段たるターンテーブル1から成形ロー ル2への回転駆動力入力が行われる。

 図6、図7は、本発明のロール及び、ロー の支持機構を説明するものである。特に、 発明におけるロールフォーミング装置に配 することができるアイドラーロール支持具20 を説明するものである。

 図6、図7図示のように、アイドラーロー 22は、従来公知のアイドラーロールと同じく 、回転支持軸23がアイドラーロール支持具20 支持部21によって支持されているものである 。

 支持部21は、図6、図7図示のように、溝条 24を備えている。この溝条24は、回転支持軸23 を支持している位置よりワーク25の進行方向W に見て下流側(図7中、右側)に形成されている 。そして、溝条24は、支持部21のワーク25に対 向する側の面(図7中、下側面)から支持部21の 側(図7中、上側)に向かって、ワーク25が進 する方向Wと交差する方向に延びている。

 従来のアイドラーロールにおいては、図8 、図9図示のような支持機構が採用されてい 。

 図8図示の場合、ワーク25が矢印W方向に進 行すると、支持部21にはベクトルS、Tで示す 向の合力である力Fが加わる。このため、符 20bで示す部分を固定側にすると、ロール22 希望の位置に止まらずワーク25を成形する反 対側に広がり、不具合を生じる。一方、固定 側を符合20aで示す部分にするとロール22を希 する位置にとどめておくことができる。但 、若干、図8中、上の方向に動く。この場合 、機械全体が大変大きくなる。

 図9図示の場合、図8と同様に符号20aで示 部分を固定側にすれば同様の効果を得られ 。しかし、そのような形状にすると、符号20 bで示す部分を固定側にしても、支持部21自身 がワーク25の方向に沈み込む(自動的に締まる )。但し、これを実現するためには、ベクト T方向の長さHを長くする必要があった。ある いは、強度に十分配慮しないと希望の位置に とまらなかったり、破壊するおそれがあった 。

 このように、対向する一対のアイドラー ール22の間にワーク25が進入してきた場合に 対向するアイドラーロール22同士の間の間隔 広がらないようにするため、従来は、図9図 示のような支持機構が採用されていた。これ は図8図示の構造のものよりは、図9中、符号L で示される間隔を大きくすることにより、モ ーメントを利用してベクトルT方向の力を抑 、変動を少なくしようとするものである。

 この図9図示の場合には、支持部21の形状 構造を大きくせざるを得なかった。たとえ 、ワーク25の進行方向Wに対して、アイドラ ロール22が配備されているスタンドの前、 るいは後ろに配備される成形スタンドの1.5~2 倍の大きさのスタンド構造にしなければなら ない、という問題があった。

 図6、図7図示の本発明のアイドラーロー 支持具20によれば、アイドラーロール22の回 支持軸23を支持する支持部21は、溝条24を備 ている。この溝条24は、支持部21の、回転支 持軸23を支持している位置よりワーク25の進 方向Wに見て下流側(図7中、右側)に形成され いる。また、溝条24は、支持部21のワーク25 対向する側の面(図7中、下側面)から支持部2 1の内側(図7中、上側)に向かって、ワーク25が 進行する方向Wと交差する方向に延びている

 そこで、金属製の管などのワーク25がW方 に進行したときに、回転支持軸23は溝条24の 基端(図7において、溝条24の上端)を回転中心 して、矢印Rで示すように移動する。すなわ ち、回転支持軸23は、溝条24の先端(図7におい て、溝条の下端)を狭める方向に移動する。 のため、支持部21の先端側(図7中、左端側)は 、矢印Pで示す方向に移動する。そこで、対 する一対のアイドラーロール22の間にワーク 25が進入してくると、対向する一対のアイド ーロール22同士の間の間隔が広がることな 、狭まるようになる。成形加工強度・成形 が大きい時は、密着して、それ以上変形・ 隔が狭くなることがないため、希望の位置 より近く固定することができる。

 このように、溝条24は、ワーク25がW方向 進行したときに、回転支持軸23が溝条24の基 を回転中心として、矢印Rで示すように、溝 条24の先端を狭める方向に移動することを可 ならしめるものである。そこで、これを可 とするものであれば、溝条24はその幅の大 さ(図7中、溝条24の左右方向の幅)が、極めて 小さい、細い切込みで十分である。

 また、図6、図7図示の実施形態では、溝 24は、ワーク25が進行する方向Wと直交するよ うに延びている。溝条24が延びる方向が、ワ ク25が進行する方向Wと交差する形態はこれ 限られない。前述したように、矢印Rで示す ように、溝条24の先端を狭める方向に移動す ことを可能ならしめるものであればよい。 なわち、溝条24が延びる方向は、ワーク25が 進行する方向Wと所定の角度をもって交差す ものであればよい。また、所定の角度をも て、ワーク25が進行する方向Wと交差するよ に延びる溝条であればよいので、図示の例 ように直線状に延びる溝条に留まらず、曲 状に延びる溝条であってもよい。

 なお、この実施例では、本発明のロール ォーミング装置に配備することのできるア ドラーロール支持具20、アイドラーロール22 について説明したが、本発明はこれに限られ るものではない。

 図示し、前述したアイドラーロール支持 20は、当然に、ワークのパスライン調整用 イドロールや、形状定形用サイジングロー 、或いは、曲がり調整用のタークスヘッド ール用としても使用できる。

 また、アイドラーロール等、としてでは く、駆動ロールとして使用することも可能 ある。

 更に、このようなアイドラーロール、ガ ドロール、駆動ロールは、ロールフォーミ グ装置以外の成形機にも、当然に、使用す ことができる。

 すなわち、この実施例で説明している発 は、ロールフォーミング装置、等の種々の 形機に使用されるロール(例えば、アイドラ ーロール、ガイドロール、駆動ロールなど) 回転支持軸を支持する支持部に、この実施 で説明したのと同様に適用できるものであ 。

 ようするに、この実施例で説明している 明は、ロールの回転支持軸を支持する支持 が、当該回転支持軸を支持している位置よ 被成形材の進行方向に見て下流側に、前記 持部の前記被成形材に対向する側の面から 記支持部の内側に向かって、前記被成形材 進行する方向と交差する方向に延びる溝条 備えていることを特徴とするロール(例えば 、アイドラーロール、ガイドロール、駆動ロ ール)に関するものである。

 また、この実施例で説明している発明は ロールの回転支持軸を支持する支持部が、 該回転支持軸を支持している位置より被成 材の進行方向に見て下流側に、前記支持部 前記被成形材に対向する側の面から前記支 部の内側に向かって、前記被成形材が進行 る方向と交差する方向に延びる溝条を備え いることを特徴とするロール(例えば、アイ ドラーロール、ガイドロール、駆動ロール) 支持機構に関するものである。

 このようなロール及び、ロールの支持機 においては、前述したように、ワーク25が 7中、W方向に進行したときに、回転支持軸23 溝条24の基端(図7において、溝条24の上端)を 回転中心として、矢印Rで示すように移動す 。すなわち、回転支持軸23は、溝条24の先端( 図7において、溝条の下端)を狭める方向に移 する。このため、支持部21の先端側(図7中、 左端側)は、矢印Pで示す方向に移動する。

 そこで、このようなロールが一対、対向 て配備されている間にワーク25が進入して ると、対向する一対のロール同士の間の間 が広がることなく、狭まるようになる。ま 、このようなロールの支持機構によって支 されている対向する一対のロールの間にワ ク25が進入してくると、対向する一対のロー ル同士の間の間隔が広がることなく、狭まる ようになる。

 図18、図19は、この実施例で説明している ロール、ロールの支持機構が、駆動ロールと して使用される場合の一例を説明するもので ある。図13、図14を用いて実施例1で説明した うに、ターンテーブル1の先端側に形成され ている入力側掛合手段(キー3)と、成形ロール 2のロール側掛合手段(溝4) とが掛合されてい る。これにより、回転駆動力を入力するター ンテーブル1から成形ロール2への回転力入力 行われる。なお、図18、図19において、実施 例1及び図13、図14で説明したものと共通する 材には共通する符号を付けてその説明を省 する。

 支持軸7及び、ターンテーブル1に対して 印Q方向(図18)に回転する回転駆動力を与える 支持軸1bは、この実施例2で説明したアイドラ ーロール支持具20と同一の構造を有する支持 20dの孔20e(図19)に挿入され、孔20eによって支 持される。図19において矢印X方向に前進する ワーク25は、図18では紙面の表面から裏面に かう方向に前進する。そこで、支持軸7、支 軸1bを支持する支持具20d、20dは、いずれも 18中、紙面の裏面側において、図19に図示さ ているように溝条24を備えている。

 これによって駆動ロールとして使用され 成形ロール2が矢印Q方向(図18)に回転し、ワ クが矢印X方向(図19)に進行するとき、孔20e 支持されている支持軸1bは、矢印P方向に移 する。こうして、図18において、成形ロール 2の下側に対向して配置される成形ロール2(不 図示)との間の間隔が広がることはない。

 このように、この実施例で説明している 明に係るロール及び、ロールの支持機構に れば、従来のアイドラーロール、ガイドロ ル、駆動ロール、等のロールの支持部に比 して非常に小型の支持部でロールの回転支 軸を支持することが可能になる。

 また、この図18、図19図示の実施形態にお いても、実施例1で説明したように、支持軸7 矢印7cの方向に支持具20dを越えて抜き去れ 簡単に成形ロール2を交換することができる

 図10を用いて、ユニット化された本発明 ロールフォーミング装置の一例を説明する

 本発明のロールフォーミング装置は、図4 あるいは図5で説明した成形スタンドと、図6 用いて説明したアイドラーロール支持具20 よって支持されるアイドラーロール22を組み 合わせて構成することができる。

 図10図示の実施形態は、図面の前方から 方向に向かって、図4で説明した成形スタン 、次いで、図6を用いて説明したアイドラー ロール支持具20によって支持されるアイドラ ロール22が配置されているものである。

 図10では省略しているが、アイドラーロ ル支持具20によって支持されるアイドラーロ ール22の奥側には、更に、図4で説明した成形 スタンド、あるいは、図5で説明した成形ス ンドを配置することができる。

 すなわち、図10に図示されているユニッ 化された本発明のロールフォーミング装置 は、以下のようにして回転力伝達手段から 転駆動力の入力を受ける成形ロール2が、少 くとも一組以上配備されている。この成形 ール2は、回転力伝達手段たるターンテーブ ル1から回転駆動力の入力を受けるものであ 。成形ロール2は、ターンテーブル1が成形ロ ール2に向かって延びてくる側にロール側掛 手段たる溝4を備えている。一方、ターンテ ブル1は、成形ロール2に向かって延びる先 側に入力側掛合手段たるキー3を備えている そして、前記のキー3と溝4とが掛合されて ターンテーブル1から成形ロール2に回転駆動 力の入力が行われる。

 また、図10に図示されているユニット化 れた本発明のロールフォーミング装置には 次のようなアイドラーロール支持具20に回転 支持軸23が支持されるアイドラーロール22が 少なくとも一組以上配備されている。

 このアイドラーロール支持具20における アイドラーロール22の回転支持軸23を支持す 支持部21は、溝条24を備えている。溝条24は 支持部21の回転支持軸23を支持している位置 よりワーク25の進行方向に見て下流側に形成 れている。そして、溝条24は、支持部21のワ ーク25に対向する側の面から支持部21の内側 向かって、ワーク25が進行する方向と交差す る方向に延びている。この支持部21によって イドラーロール22の回転支持軸23が支持され ている。

 図10中、図1~図7で説明した実施例の装置 おける構成部材と同一の部分には同一の符 を付けて、その説明を省略する。

 図10に図示されているユニット化された ールフォーミング装置における図面前方に 示している図4図示の成形スタンド、図示を 略している図面奥方に配置される図4図示の 成形スタンドあるいは図5図示の成形スタン も、成形ロール2をサーボモーター9で回転駆 動するものである。そこで、トルク、回転数 を簡単に希望するものに設定し、また変更す ることができる。

 また、図10図示のようにユニット化した 発明のロールフォーミング装置を、図10図示 のように1ユニットだけでなく、金属管のよ なワークが進行する方向に複数ユニット設 して、連続的に目的とする加工を行うよう することができる。

 いずれの場合であっても、床面上に配置 ているサーボモーター9、ユニバーサルジョ イント8の部分は、簡単にターンテーブル1か 切り離すことができる。そこで、例えば、 ーボモーター9の下端側にキャスターを取り 付けておき、サーボモーター9、ユニバーサ ジョイント8をターンテーブル1から切り離し て、他の場所に移動することができる。

 同様に、サーボモーター9の下端側にキャ スターを取り付けておき、支柱11を床面上に かび上がらせて、当該サーボモーター9の下 端側のキャスターにより、図10図示のユニッ 全体を希望する場所に簡単に移動させるこ ができる。

 以上、添付図面を参照して本発明の好ま い実施例を説明したが、本発明はかかる実 形態に限定されるものではなく、特許請求 範囲の記載から把握される技術的範囲にお て種々の形態に変更可能である。

本発明のロールフォーミング装置に採 されている成形ロールが回転力伝達手段と 合している状態を説明する正面図。 図1において、回転力伝達手段と結合し ている成形ロールに対して回転支持軸が挿入 される状態を説明する正面図。 図1において、回転支持軸、成形ロール 、回転力伝達手段の結合形態を説明する斜視 図。 本発明のロールフォーミング装置に採 される一対の成形ロールの配置形態を示す 面図。 本発明のロールフォーミング装置に採 される一対の成形ロールの他の配置形態を す正面図。 本発明のロールフォーミング装置に採 されるアイドラーロール支持具によって支 されるアイドラーロールの配置形態の一例 示す斜視図。 本発明のロールフォーミング装置に採 されるアイドラーロール支持具を説明する 面図。 従来のアイドラーロールの支持構造を 明する側面図。 従来のアイドラーロールの支持構造を 明する他の側面図。 ユニット化された本発明のロールフォ ーミング装置の一例を説明する斜視図。 成形ロールの回転方向と従来方式のロ ールフォーミングによって加工された製品の 断面形状との関係を説明する概略図。 成形ロールの回転方向と本発明の方式 のロールフォーミングによって加工された製 品の断面形状との関係を説明する概略図。 本発明のロールフォーミング装置にお ける、回転支持軸、成形ロール、回転力伝達 手段の結合形態を説明する他の斜視図。 図13の状態を別の角度から表わした斜 図。 従来のロールフォーミング装置の配置 構成を説明する正面図。 従来のロールフォーミング装置の配置 構成を説明する平面図。 従来のロールフォーミング装置におい て回転駆動手段としてサーボモーターが採用 されている場合の配置構成を説明する正面図 。 この発明におけるロール及びロール支 持機構の一例を説明する正面図。 図18の一部を省略した側面図。

符号の説明

1 ターンテーブル
2 成形ロール
3 入力側掛合手段(キー)
4 ロール側掛合手段(溝)
5 成形ロールの中央部に形成されている孔
6 ターンテーブルの中央に形成されている孔
7 支持軸
8 ユニバーサルジョイント
9 サーボモーター
12 アイドラーロール
20 アイドラーロールの支持具
21 アイドラーロールの支持部
22 アイドラーロール
23 アイドラーロールの回転支持軸
24 溝条
25 被成形材(ワーク)