JP6837656B2 - 冷間ロール成形機及びその加熱装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷間ロール成形において、被成形材のロール成形部分を局部的に加熱して円滑なロール成形を行い得る冷間ロール成形機及びその加熱装置に関する。
冷間ロール成形は、夫々一対のローラを有する複数のスタンドに対して、常温で金属被成形材を該ローラ間を順次通過させて、連続的に曲げ加工を加えていき、平坦な金属被成形材から目的とする形鋼・管材 サッシ材などを製造する加工法である。冷間ロール成形により、一般的なプレスやベンダー加工と比較して、複雑な形状では加工スピードが圧倒的に早くなり、また形状が均一で長尺の製品を作ることが出来、また断面精度が良好で表面性状が美しくなり、また連続生産のため、大幅なコストダウンが可能になる等の効果を生ずる。
特開2014−184453号
ところで、上記特開2014−184453号の冷間ロール成形機においては各成形スタンド10において、金属板材7が一対の上下成形ロール2、2´の逆ハの字状又はハの字状の成形面により、成形加工されるものである。しかし、これによれば、逆ハの字状又はハの字状の大きな角度で折れ曲がる箇所において、常温下で金属板材7も大きな角度で折れ曲がる必要があるため、折れ曲がりが不十分であったり、また金属板材7の両面に生ずる引張応力及び圧縮応力により該金属板材7に亀裂を生ずる等のことがあった。
従って、本発明の目的は、上記問題点を解決すべく、上側ローラ体(上側ロール軸及び上側ローラよりなる)及び下側ローラ体(下側ロール軸及び下側ローラよりなる)の少なくとも何れか一方のロール軸の一端部から加熱流体を該ロール軸内の軸方向に流した後にローラ内部の流体溜まり空間を経由して排出させることにより、ローラの所定部分を加熱し、引いては被成形材を加熱することにより、被成形材の成形加工を良好に行い得るようにした装置を提供することである。
本発明の冷間ロール成形機は、
搬送方向に配列されて、被成形材(6)を段階的に冷間ロール成形する複数段のロール成形スタンド(2)を備えた冷間ロール成形機(1)であって、前記複数のロール成形スタンド(2)の各段は、その軸(22,24)方向が前記被成形材(6)の搬送方向に直交する方向に配置されて、該被成形材(6)をロール成形する下ローラ(23)を有する下ロール軸(22)と、前記被成形材(6)を挟んで前記下ローラ(23)に対向配置され、当該下ローラ(23)と共に該被成形材(6)をロール成形する上ローラ(25)を有する上ロール軸(24)と、前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を回転駆動する駆動手段(11)とを備え、前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの少なくとも一方のセットにおいて、ロール軸(22、24)には該ロール軸の一端から流入した加熱流体が該ロール軸(22)の他端軸方向へ流れた後に略半径方向外方へ流出する通路(22a、22b;24a、24b)が設けられ、且つ前記ローラ(23、25)には前記略半径方向外方へ流出した加熱流体を受け入れて貯留した後に排出する流体溜まり空間(23e、25e)を設けた、ことを特徴とする。
好ましくは、前記通路(22a、22b;24a、24b)は、前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの両方のセットに夫々設けられている。
また、好ましくは、前記流体溜まり空間(23e、25e)は、前記被成形材(6)の断面において特に局部的に成形加工される部分の近傍に設けられている。また、好ましくは、前記下ローラ(23)及び上ローラ(25)の少なくとも何れか一方は、複数のローラ部(23a―23c;25a−25c)を組合せて構成される。
また、好ましくは、前記下側及び上側のロール軸(22、24)及びローラ(23、25)の少なくとも一方のセットは、ロール軸とローラとが一体成形されている。
また、好ましくは、前記駆動手段(11)は 前記下ロール軸(22)に接続されている。
また、好ましくは、前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)を支持する一対のスタンド(26,27)が設けられ、前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を他方に接離させて、両軸間の軸間距離を調整する調整機構(32a)が設けられている。
他の本発明の、冷間ロール成形機の加熱装置は、
搬送方向に配列されて、被成形材(6)を段階的に冷間ロール成形する複数段のロール成形スタンド(2)を備え、前記複数のロール成形スタンド(2)の各段は、その軸(22,24)方向が前記被成形材(6)の搬送方向に直交する方向に配置されて、該被成形材(6)をロール成形する下ローラ(23)を有する下ロール軸(22)と、前記被成形材(6)を挟んで前記下ローラ(23)に対向配置され、当該下ローラ(23)と共に該被成形材(6)をロール成形する上ローラ(25)を有する上ロール軸(24)と、前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を回転駆動する駆動手段(11)とを備えている冷間ロール成形機において、前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの少なくとも一方のセットにおいて、ロール軸(22、24)には該ロール軸の一端から流入した加熱流体が該ロール軸(22)の他端軸方向へ流れた後に略半径方向外方へ流出する通路(22a、22b;24a、24b)が設けられ、且つ前記ローラ(23、25)には前記略半径方向外方へ流出した加熱流体を受け入れて貯留した後に排出する流体溜まり空間(23e、25e)を設けた、ことを特徴とする、冷間ロール成形機の加熱装置。好ましくは、前記通路(22a、22b;24a、24b)は、前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの両方のセットに夫々設けられている。
また、好ましくは、前記流体溜まり空間(23e、25e)は、前記被成形材(6)の断面において特に局部的に成形加工される部分の近傍に設けられている。
また、好ましくは、前記下ローラ(23)及び上ローラ(25)の少なくとも何れか一方は、複数のローラ部(23a―23c;25a−25c)を組合せて構成される。
また、好ましくは、前記下側及び上側のロール軸(22、24)及びローラ(23、25)の少なくとも一方のセットは、ロール軸とローラとが一体成形されている。
本発明の冷間ロール成形機及びその加熱装置によれば次に示す効果がある。
(1)ローラ(22、23)の流体溜まり空間(23e、25e)に加熱流体を貯留した加熱装置により、その周辺にある被成形材(6)の特に成形加工される部分を局部的に加熱するため、被成形材をひび割れ、亀裂等無く良好に成形加工し得る。
(2)下ローラ(23)及び上ローラ(25)の夫々に上記加熱装置を設ければ一層良好に成形加工し得る。
(3)流体溜まり空間(23e、25e)を被成形材(6)の特に局部的加工部分の近傍に設ければ、一層良好に成形加工し得る。
(4)下ローラ(23)及び上ローラ(25)の少なくとも何れか一方は、複数のローラ部(23a―23c;25a−25c)を組合せて構成することにより、流体溜まり空間(23e、25e)を設ける製作が容易となり、また個々のローラ部が消耗したときの交換が容易であり且つ経済的である。
(5)下側及び上側のロール軸(22、24)及びローラ(23、25)の少なくとも一方のセットで、ロール軸とローラを一体成形することにより、コストを低減し得る。
(6)駆動手段(11)は 上ロール軸及び下ロール軸を回転させることにより、成形加工を安定化し得る。
(7)下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)を支持する一対のスタンド(26,27)において、下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を他方に接離させて、両軸間の軸間距離を調整する調整機構(32a)が設けられているから、種々の厚さの被成形材(6)に適用し得る。
(8)必要に応じて、上記(1)項で指摘した加熱装置に加えて、高周波加熱装置等の他の加熱装置を追加配置することにより、被成形材(6)を所望の形状に成形加工することもできる。
図1は、本発明の冷間ロール成形機における加熱装置を適用した該冷間ロール成形機の平面図である。 図2は、図1に示す冷間ロール成形機の側面図である。 図3は、本発明の冷間ロール成形機における加熱装置を示すロールスタンドの縦断正面図である。 図4は、図3に示すロールスタンドの側面図である。
以下、本発明に係る冷間ロール成形機における加熱装置を、図1及び図2に示す冷間ロール成形機と、図3及び図4に示す該冷間ロール成形機に適用した加熱装置の実施形態に基づいて具体的に説明する。最初に、図1及び図2に示す冷間ロール成形機1は、中央のロールスタンド列3と、図中左方の被成形材搬入コンベヤ4と、同右方の被成形材搬出コンベヤ5とを有する。ロールスタンド列3は複数(この場合11箇)のロールスタンド2a、2b、2c・・・2kが並列的に並んでおり、図中左方から搬入されてくる被成形材6を複数のロールスタンド2a、2b、2c・・・2kにより、順次ロール成形して最後のロールスタンド2kを出るときに、所望の最終断面形状に加工する。
図1中、符号7は高周波加熱装置のアンプであり、これにより、ロールスタンド列3の適宜箇所に設けたワークコイル(図示せず)により被成形材6(鋼板、ステンレス板、マグネシウム合金板等)の全体を加熱する。また、符号8は減摩油を貯めた減摩油タンクで、減摩油を所定温度まで加熱する一対の温度設定付き投入式ヒータ9と、減摩油を圧送するポンプ10とを有する。また符号11はロール軸駆動用モータで、減速機構18を介して、各ロールスタンド2の後述する下側ロール軸22(図3参照)を回転駆動する。勿論、モータ11により上側ロール軸24を回転駆動しても良いし、また場合によっては両方のロール軸22及び24を回転駆動するようにしても良い。12は入口ガイドで、被成形材6をロールスタンド2へ案内する。13は矯正装置で、ロールスタンド2を出たロール成形後の被成形材6の反り、曲がり、捩れ等を矯正する。14はエアブロー装置で、被成形材6に付着した減摩油をエアで除去する。15はモータ16により回転駆動される引き抜きピンチローラで、成形完了した被成形材6を引き抜き排出させる。17は制御盤である。
また、図1中、符号41(41a、41b、41c)は第1の通板ガイドで、第1乃至第3段の各ロールスタンド2の近傍に設けられて、材料幅が異なる被成形材6が搬送されて来るときに被成形材の局部的加工位置を同一位置で加工するために、被成形材6の挿入位置を規制するものである。また、符号42(42a、42b・・・41g)は第2の通板ガイドで、第4乃至第10段の各ロールスタンド2の近傍に設けられて,ワークコイルと被成形材6との距離を規制し安定化して、被成形材6の加熱温度を安定化するものである。
次に、図3及び図4に1つのロールスタンド2を示す。このロールスタンド2は、被成形材6の搬送路を挟んで対向配置された1対のスタンド26及び27と、該スタンド26及び27間に軸受30及び31を介して上記搬送路と直交する方向に架設された下ロール軸22及び上ロール軸24と、該各ロール軸22及び24に夫々嵌合固定された下ローラ23及び上ローラ25とを有する。なお、下ロール軸22は、下側軸受30、31を収納するブロック32を介してスタンド26に固定されている。上ロール軸24は、上側軸受30、31を収納するブロック33を介してスタンド26の溝26aに上下方向スライド自在に取付けられ且つスタンド26を螺合的に挿通するネジ棒34に取付けられている。従って、ネジ棒34を手動により回転調節させることにより、ブロック33に取付けたインジケータ35とスタンド26に取付けたスケール36とにより、上ロール軸24の上下方向位置を微調節することができ、これにより後述する下ローラ23と上ローラ25との間の間隙37の間隙寸法t(図3参照)を調節し得る。なお、間隙37の間隙寸法tを調節するには、上ロール軸24を位置調節するのみならず、下ロール軸22を位置調節しても良く、又は両方の軸を位置調節してもよい。
次に、図3中、下ロール軸22の左端中心から右方軸方向に伸びる流体流通路22aが設けられ、この流体流通路22aは軸右端の近傍で半径方向外方へ伸びる流通路22bを介して後述する下ローラ23の流体溜まり空間23dに連通的に開口し、流体溜まり空間23dは流出路23eにより外部へ連通している。また下ロール軸22の左端にはチューブ38aからの流体が流入するコネクタ28aが取付けられ、且つ右端にはギヤ29aが取付けられている。また、下ローラ23は、3つの下ローラ部23a、23b、23cを組合せたもので、図中右側下ローラ部23b及び23cの内周に流体溜まり空間23dが形成されている。同様に、上ロール軸24及び上ローラ25(3つの上ローラ部25a、25b、25cを組合せてなる)は、軸方向流通路24a、半径方向流通路24b、流体溜まり空間25d及び流出路25eを有し、上ロール軸24の両端にチューブ38b付き流体流入用コネクタ28b及びギヤ29bを有し、下ロール軸22が回転駆動されるときに、ギヤ29a及び29bの噛合を介して上ロール軸29bも反対方向に同期的に回転駆動される。なお、下ローラ23及び上ローラ25を分割組合せ式にした理由は、ロール内部の上記流体溜まり空間23d、25dの形成を可能にするためであるが、また運用上においても消耗したロール部のみを交換することができコストを低減し得る。しかしながら、流体溜まり空間を形成できるのであれば、ロール軸及びローラは加工成形、鋳造成形等により一体成形しても良いことはもちろんである。
本発明の冷間ロール成形機における加熱装置は、特に、上述した減摩油タンク8にチューブ38a及び38bを介して接続された軸方向流通路22a、24a、半径方向流通路22b、24b、加熱流体の流体溜まり空間23d、25dから構成される。
次に、本発明の冷間ロール成形機における加熱装置の動作について、冷間ロール成形機の動作と共に説明する。
図1及び図2中左方から、搬入コンベヤ4により搬入されてくる被成形材6は、入口ガイド12を通じてロールスタンド列3の11段のロールスタンド2a、2b、2c・・・2kを順次通過することにより、順次所望の断面形状に近づくようにロール成形されて最後のロールスタンド2kを出るときに、所望の最終断面形状を有する製品に加工される。この製品6は更に、矯正装置13、エアブロー装置14、引き抜きピンチローラ15により所定の処理を受けた後に、搬出コンベヤ5により排出される。
ここで、図3中、上記冷間ロール作業期間中に、上記加熱装置の下ロール軸22において、減摩油タンク8からの所定温度に加熱された加熱流体(加熱減摩油)がチューブ38aから下ロール軸22のコネクタ28aを介して軸方向流通路22aに流入する。この加熱流体は更に半径方向流通路22bを介して下方流体溜まり空間23dに入り下ローラ23のの該空間23d周囲部分、特に屈曲間隙部分37a周辺部を局部的に暖め、流出路23eから流出する。
同時に、上ロール軸24において、減摩油タンク8からの加熱流体がチューブ38a、軸方向流通路24a、半径方向流通路24bを介して上方流体溜まり空間25dに入り、上ローラ25の該空間25d周囲部分、特に屈曲間隙部分37a周辺部を局部的に暖め、流出路25eから流出する。
ここで、被成形材6は下ローラ23及び上ローラ25間の間隙37において成形されるが、特に該屈曲間隙部37aに対応する部分が局部的にロール成形されている。従って、被成形材6は、特に成形加工される部分が局部的に加熱されるため、その部分にひび割れ、亀裂等を生ずることなく、良好に成形加工し得る。
なお、図3中では、被成形材6がローラ23、25間で屈曲成形される箇所は、同図中ロール右方の1カ所の屈曲間隙部分37aのみであったが、この屈曲間隙部部分を中央、又は左方に設けてもよく、または複数箇所に設けて被成形材6の板幅方向全体を加熱するようにしても良いことはもちろんである。
1 冷間ロール成形機
2 ロールスタンド
3 ロールスタンド列
4 搬入コンベヤ
5 搬出コンベヤ
6 被成形材
7 高周波加熱装置のアンプ
8 減摩油タンク
9 投入式ヒータ
10 ポンプ
11 ロール軸駆動用モータ
12 入口ガイド
13 矯正装置
14 エアブロー装置
15 引き抜きピンチローラ
16 引き抜きピンチローラ駆動モータ
17 制御盤
18 減速機構
22 下ロール軸
24 上ロール軸
22a、24a 軸方向流通路
22b、24b 半径方向流通路
22a、24a 軸方向流通路
23 下ローラ
25 上ローラ
23a、23b、23c 下ローラ部
25a、25b、25c 上ローラ部
23d、25d 流体溜まり空間
23e、25e 流出路
26、27 スタンド
28a、28b コネクタ
29a、29b ギヤ
30,31 軸受
32、33 ブロック
34 ネジ棒
35 インジケータ
36 スケール
37 ロール間の間隙
37a 屈曲間隙部分
41、42 通板ガイド

Claims (13)

  1. 搬送方向に配列されて、被成形材(6)を段階的に冷間ロール成形する複数段のロール成形スタンド(2)を備えた冷間ロール成形機(1)であって、
    前記複数のロール成形スタンド(2)の各段は、
    その軸(22,24)方向が前記被成形材(6)の搬送方向に直交する方向に配置されて、該被成形材(6)をロール成形する下ローラ(23)を有する下ロール軸(22)と、
    前記被成形材(6)を挟んで前記下ローラ(23)に対向配置され、当該下ローラ(23)と共に該被成形材(6)をロール成形する上ローラ(25)を有する上ロール軸(24)と、
    前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を回転駆動する駆動手段(11)とを備え、
    前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの少なくとも一方のセットにおいて、ロール軸(22、24)には該ロール軸の一端から流入した加熱流体が該ロール軸(22)の他端軸方向へ流れた後に略半径方向外方へ流出する通路(22a、22b;24a、24b)が設けられ、且つ前記ローラ(23、25)には前記略半径方向外方へ流出した加熱流体を受け入れて貯留する流体溜まり空間(23d、25d)と、該流体溜まり空間(23d、25d)の流体を前記ロール軸(22、24)を介することなく直接外部へ排出する流出路(23e、25e)とを設けた、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  2. 請求項1に記載の冷間ロール成形機において、
    前記通路(22a、22b;24a、24b)は、前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの両方のセットに夫々設けられている、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  3. 請求項1又は2に記載の冷間ロール成形機において、
    前記流体溜まり空間(23d、25d)は、前記被成形材(6)の断面において特に局部的に成形加工される部分の近傍に設けられている、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項に記載の冷間ロール成形機において、
    前記下ローラ(23)及び上ローラ(25)の少なくとも何れか一方は、複数のローラ部(23a-23c;25a−25c)を組合せて構成される、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  5. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の冷間ロール成形機において、
    前記下側及び上側のロール軸(22、24)及びローラ(23、25)の少なくとも一方のセットは、ロール軸とローラとが一体成形されている、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  6. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の冷間ロール成形機において、
    前記駆動手段(11)は 前記下ロール軸(22)に接続されている、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  7. 請求項1乃至6の何れか1項に記載の冷間ロール成形機において、
    前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)を支持する一対のスタンド(26,27)が設けられ、前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を他方に接離させて、両軸間の軸間距離を調整する調整機構(34)が設けられている、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  8. 請求項1乃至7の何れか1項に記載の冷間ロール成形機において、
    前記被成形材(6)を加熱するために、高周波加熱装置等の他の加熱装置が更に設けられている、ことを特徴とする、冷間ロール成形機。
  9. 搬送方向に配列されて、被成形材(6)を段階的に冷間ロール成形する複数段のロール成形スタンド(2)を備え、前記複数のロール成形スタンド(2)の各段は、
    その軸(22,24)方向が前記被成形材(6)の搬送方向に直交する方向に配置されて、該被成形材(6)をロール成形する下ローラ(23)を有する下ロール軸(22)と、
    前記被成形材(6)を挟んで前記下ローラ(23)に対向配置され、当該下ローラ(23)と共に該被成形材(6)をロール成形する上ローラ(25)を有する上ロール軸(24)と、
    前記下ロール軸(22)及び上ロール軸(24)の少なくとも一方を回転駆動する駆動手段(11)とを備えている冷間ロール成形機において、
    前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの少なくとも一方のセットにおいて、ロール軸(22、24)には該ロール軸の一端から流入した加熱流体が該ロール軸(22)の他端軸方向へ流れた後に略半径方向外方へ流出する通路(22a、22b;24a、24b)が設けられ、且つ前記ローラ(23、25)には前記略半径方向外方へ流出した加熱流体を受け入れて貯留する流体溜まり空間(23d、25d)と、該流体溜まり空間(23d、25d)の流体を前記ロール軸(22、24)を介することなく直接外部へ排出する流出路(23e、25e)とを設けた、ことを特徴とする、冷間ロール成形機の加熱装置。
  10. 請求項9に記載の加熱装置において、
    前記通路(22a、22b;24a、24b)は、前記下ローラ(23)及び下ロール軸(22)のセット、及び上ローラ(25)及び上ロール軸(24)のセットの両方のセットに夫々設けられている、ことを特徴とする、加熱装置。
  11. 請求項9又は10に記載の加熱装置において、
    前記流体溜まり空間(23d、25d)は、前記被成形材(6)の断面において特に局部的に成形加工される部分の近傍に設けられている、ことを特徴とする、加熱装置。
  12. 請求項9乃至11の何れか1項に記載の加熱装置において、
    前記下ローラ(23)及び上ローラ(25)の少なくとも一方は、複数のローラ部(23a-23c;25a−25c)を組合せて構成される、ことを特徴とする、加熱装置。
  13. 請求項9乃至12の何れか1項に記載の加熱装置において、
    前記下側及び上側のロール軸(22、24)及びローラ(23、25)の少なくとも一方のセットは、ロール軸とローラとが一体成形されている、ことを特徴とする、加熱装置。
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