JP2012240094A - 金属板ロール成型機 - Google Patents

Abstract

【課題】成型品の大きな板幅の変更や加工幅の変更にも対処可能な金属板ロール成型機を提供する。
【解決手段】金属薄板を折り曲げ加工する成型機であって、基台１上に固定された固定フレーム２と、基台１上で金属板の短手方向に移動自在に取付けられた移動フレーム３と、固定フレーム２と移動フレーム３との間に、軸支された加工工程に応じた段数のロール軸とを備えており、ロール軸は、上軸６および下軸７とからなり、各上軸６および各下軸７に、取付位置を固定して取付けられた固定側ロールおよび軸方向移動自在に取付けられた移動側ロールを装着しており、移動フレーム３を幅方向に移動させる幅移動機構１０とを具備する。幅移動機構１０が基台１上に設けられたスライドガイド１１と、スライドガイド１１に沿って移動するスライダ１２と、スライダ１２を移動させるボールネジ機構と、ボールネジ機構のネジ棒１４を回転させるハンドル１６とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属板ロール成型機に関する。さらに詳しくは、屋根材や壁材に用いられる鋼板、アルミニウム板その他の長尺金属板の成形に用いる金属板ロール成型機に関する。

屋根材や壁材に用いられる金属板の加工は、図５に示すように、平たい金属平板Ｍ１を折り曲げて、符号Ｍｃに示すような数ヵ所の折り曲げ個所のある折曲げ板に仕上げていく。
上記の折り曲げ加工は、少しづつ複数段階で曲げ加工して行われる。なぜなら、一度に大きく変形させると、金属板に無理な力が加わって歪や変形が大きくなったり、加工機にも無理な力をかけることになるからである。

図６は、そのような多段曲げ加工の手順を概略的に示している。
まず、金属平板Ｍ１の端曲げに６工程用い、フォーミングロールはNo.１〜No.６の６段が用いられる。
中曲げにも６工程を用いフォーミングロールはNo.７〜No.１２の６段が用いられる。全体の曲げにも６工程が用いられ、フォーミングロールはNo.１３〜No.１８の６段が用いられる。全部で１８工程の加工を経て最終製品Ｍｃが得られる。
なお、各工程のフォーミングロールは６段に限らず、５段以下のものもあれば、７段以上のものもある。

ところで、上記の板曲げ加工に用いられる金属板ロール成型機としては、特許文献１や特許文献２の従来技術がある。
この従来例１は、図７に示すように、上部ローラ101と下部ローラ102からなるフォーミングローラ100を約１０組から約２０組用いて、成形素材の送り方向に連続的に配列し、これらフォーミングローラ100で平板状の素材を順次変形させ最終的に種々の端面形状の成形品に折曲げ成型できるようにした装置である。

これらの従来例１におけるフォーミングローラ100は、上下部ローラ101,102の支軸103、104の両端が左右一対のフレーム105,106に軸支され、左右のフレーム105,106は合107の上に固定された機械的構成となっている。
そして、左右一対のフレーム105,106は固定されたものであるため、成形品の幅変更には限度がある。すなわち、多少の板幅の違いは幅寸法の異なる上下部ローラ101,102に交換することで対処可能であるが、大きな板幅変更に対しては左右フレーム105,106間の寸法が固定であるため対処することができなかった。

この場合、板幅が大きく異なる金属平板に対しては、幅寸法の異なる別の金属板ロール成型機を用いざるを得ない。しかし、そうすることは設備費が高くなるし、そのことが製品価格にもはね返ってくる。
そこで、図８に示すように、フレーム間寸法を可変に調整できる従来例２のフォーミングローラ200が提案された。
この従来例２では、上部ロール201は左右のロール201ａ、201ｂに分離され、下部ロール202も左右のロール202ａ、202ｂに分離されている。
左側の上下ロール201ａ、202ａは、それぞれ支軸203、204を介して２枚のフレーム205、206で片持ち支持されている。右側の上下ロール201ｂ、202ｂは、それぞれ支軸203、204を介して２枚のフレーム207、208で片持ち支持されている。

左側の２枚のフレーム205、206は固定台211を介して共通のベース210上に固定されている。右側の２枚のフレーム207、208は幅変更台212を介して共通のベース210上に設置されている。
幅変更台212は、ネジ棒やスライダを用いて幅方向への移動を可能にするもので、右側のフレーム207、208を図中左右方向に移動させることで、左右のロール間間隔ｄを長短に変更することができる。このため、成形すべき金属板の加工幅の変更に対処することができる。

しかるに、図８の従来例２では、つぎのような問題がある。
（１）左右のロール（201ａ、202ａと201ｂ、202ｂ）が共に片持ちであるので、金属板を挟んで加工しているときの反力で、上下ロールの間隔（201ａと202ａの間、201ｂと202ｂの間）が開き気味になり、金属板への加工精度が劣る。
（２）加工時の反力で上下ロール間の間隔が開くと上下の支軸203、204も互いに開く方向の力を受け、支軸をフレーム（205と206、207と208）に対して支持する軸受に無理な力が作用し、軸受が損傷しやすい。
（３）支持203、204を片持ち状態で強固に保持するため、幅方向に離間した２枚のフレーム（205と206、207と208）を採用したが、このため、機械幅ｗ２が大きくなっている。たとえば、図７の従来例１の機械幅ｗ１が６３０ｍｍとすると、同性能を与えるのに、図８の従来例２における機械幅ｗ２は１３５０ｍｍとなり、約２倍幅の設置スペースを必要とする。

特開平７−３２０４８号公報 特開平９−２６７１３１号公報

本発明は上記事情に鑑み、成型品の大きな板幅の変更や加工幅の変更にも対処可能であり、機械強度も加工精度も高く、設置スペースは小さくて済む金属板ロール成型機を提供することを目的とする。

第１発明の金属板ロール成型機は、長尺の金属薄板を長手方向に送りながら折り曲げ加工を加える金属板ロール成型機であって、基台上に固定された固定フレームと、該基台上で前記金属板の短手方向に移動自在に取付けられた移動フレームと、前記固定フレームと前記移動フレームとの間に、軸支された加工工程に応じた段数のロール軸とを備えており、該ロール軸は、上軸および下軸とからなり、前記各上軸および各下軸に、取付位置を固定して取付けられた固定側ロールおよび軸方向移動自在に取付けられた移動側ロールを装着しており、前記移動フレームを幅方向に移動させる幅移動機構とを具備することを特徴とする。
第２発明の金属板ロール成型機は、第１発明において、前記幅移動機構が前記基台上に設けられたスライドガイドと、該スライドガイドに沿って移動するスライダと、該スライダを移動させるボールネジ機構と、該ボールネジ機構のネジ棒を回転させる回転手段とからなり、前記スライダに前記移動フレームが連結されていることを特徴とする。
第３発明の金属板ロール成型機は、第２発明において、前記移動側ロールが前記移動フレームに連結され、かつ前記上軸および下軸に対して軸方向に沿って移動するが軸まわりには回転不能に拘束されていることを特徴とする。
第４発明の金属板ロール成型機は、第３発明において、前記回転手段が手動ハンドルであることを特徴とする。

第１発明によれば、幅移動機構により移動フレームを基台上で金属薄板の短手方向に移動させると、移動側ロールを固定側ロールに対して遠近両方に移動させて、ロール間間隔を変更でき、加工対象の材料幅や加工幅の変動に対処できる。また、加工用の移動側ロールと固定側ロールが装着されるロール軸は固定フレームと移動フレームで両持ちされているので機械強度が高く、加工反力が作用しても、上下のロール間隔が開くことはないので、高い加工精度が得られる。
第２発明によれば、回転手段でボールネジ機構のネジ棒を回転させるとスライダが移動するので、それに連結されている移動フレームも移動する。このため、移動フレームの幅移動を容易に行える。
第３発明によれば、移動フレームを移動させると、それに連結されている移動側ロールが、上軸および下軸上で同一方向に動くので、移動側ロールの位置変更が迅速に行え、加工幅の変更が容易に行える。
第４発明によれば、手動ハンドルによって移動側ロールを動かせるので、低コストな装置となる。

本発明の一実施形態に係る金属板ロール成型機Ａの要部断面図である。 図１の金属板ロール成型機における広幅加工位置の説明図である。 図１の金属板ロール成型機における加工幅変更作用の説明図である。 図１の金属板ロール成型機を用いた成形設備の全体説明図である。 加工対象である金属平板の説明図である。 従来の金属板ロール成型機の全体説明図である。 従来例１に係るフォーミングローラ100の要部断面図である。 従来例２に係るフォーミングローラ200の要部断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、本発明を適用した成形設備の全体構成を図４に基づき説明する。
同図の成形設備は、図５に示す金属平板Ｍ１を曲げ板成形品ＭＣに折り曲げ加工するもので、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６のフォーミングローラをもつ第１成型部Ａ１と、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１２のフォーミング第２成型部Ａ２と、Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１８のフォーミングローラをもつ第３成型部Ａ３とから構成されている。
第１成型部Ａ１から第３成型部Ａ３は一方（図中左側）のフレームが固定側であり、他方（図中右側）のフレームが移動側である。なお、フォーミングローラは全体で１８組より少なくてもよく、多くてもよい。

図１は、図４におけるＮｏ．１２ロールを用いた部分の断面図であるが、他のロール部分との違いはロール形状のみであり、その余の構成は実質同一であるので、図１で代表させて本発明の成型機Ａを説明する。

図１において、１は基台であり鋼製の公知の構造である。基台１の左側には固定フレーム２が立設され、基台１の右側には移動フレーム３が幅移動機構１０を介して立設されている。この幅移動機構１０の詳細は後述する。
固定フレーム２と移動フレーム３には、共通のロール軸５が通されている。ロール軸５は上軸６と下軸７からなり、互いに平行を保って上下に位置している。

ロール軸５の左側部分は、動力伝達部分である。すなわち、下軸７の左端にはチェーンスプロケット８が取付けられ、回転動力を受け取るようになっている。また、上軸６と下軸７は一対の歯車９で回転動力が伝達されるようになっており、下軸７の回転と共に上軸６も回転するようになっている。
ロール軸５の右側部分は、移動フレーム３の右側に長く突出しており、移動フレーム３の幅移動を許容するにようになっている。

つぎに幅移動機構１０を説明する。
基台１の上面にはスライドガイド１１が設置されており、このスライドガイド１１はロール軸５と同方向に延びている。この方向は換言すれば、加工対象である長尺金属薄板Ｍの短手方向である。
スライドガイド１１にはスライダ１２が摺動自在に取付けられている。このスライダ１２は、下部の摺動部12aとその上部のナット保持部12bと最上部の取付座12cとからなる。移動フレーム３は、この取付座12cにボルト等で固定されている。

スライダ１２のナット保持部12bにはナット１３が回転不能に拘束されて取付けられており、このナット１３にネジ棒１４が通されている。
ネジ棒１４の一端（図中左側）は軸受１５で支持され、他端（図中右側）には回転操作用のハンドル１６が取付けられている。
このハンドル１６を人手により正逆両方向に回転させると、ネジ棒１４が正逆両方向に回転し、スライダ１２が右方向または左方向に移動する。このため、移動フレーム３も右方向または左方向に移動する。

つぎに、図２に基づき、ロール軸５とロールの取付構造を詳述する。
上軸６は図中左側の太径部６ａと図中右側のやや径の小さい中径部６ｂとからなる。太径部６ａの左端はベアリング２１を介して固定フレーム２に回転自在かつ軸方向移動不能に取付けられている。
下軸７は図中左側の太径部７ａと図中右側のやや径の小さい中径部７ｂとからなる。太径部７ａの左端はベアリング３１を介して固定フレーム２に回転自在かつ軸方向移動不能に取付けられている。

上軸６の太径部６ａには上側の固定ロール２２が固定カラー２３，２４で取付けられ、軸方向移動不能に取付けられている。なお、キー２５で、上軸６と共に固定ロール２２が回転するようになっている。
下軸７の太径部７ａには下側の固定ロール３２が固定カラー３３，３４で取付けられ、軸方向移動不能に取付けられている。なお、キー３５で、下軸７と共に固定ロール３２が回転するようになっている。

上軸６の中径部６ｂには、スリーブ２６が軸方向移動自在に挿入されている。ただし、キー２７により、上軸６と共にスリーブ２６が回転するようになっている。
スリーブ２６の図中左端には鍔26aが形成され、図中右端には雄ネジが切られ軸受ナット２８が螺合されている。
このスリーブ２６の図中右端はベアリング４１を介して移動フレーム３に取付けられている。また、ベアリング４１より内側において、上側の移動ロール４２とカラー４３がスリーブ２６の外周に挿入されている。移動ロール４２はキー４５によって、スリーブ２６と共に回転するようになっている。

下軸７の中径部７ｂには、スリーブ３６が軸方向移動自在に挿入されている。ただし、キー３７により、下軸７と共にスリーブ３６が回転するようになっている。
スリーブ３６の図中左端には鍔36aが形成され、図中右端には雄ネジが切られ軸受ナット３８が螺合されている。
このスリーブ３６の図中右端はベアリング５１を介して移動フレーム３に取付けられている。また、ベアリング５１より内側において、下側の移動ロール５２とカラー５３がスリーブ３６の外周に挿入されている。移動ロール５２はキー５５によって、スリーブ３６と共に回転するようになっている。

以上の構成により移動フレーム３が左右に移動すると、上下の移動ロールも同様に移動する。
すなわち、図３に示すように、移動フレーム３が図中左側に動くと、ベアリング４１，５１、カラー４３，５３を介して、移動ロール４２，５２とスリーブ２６，３６が図中左側に移動する。その移動端はスリーブ２６，３６が中径部６ｂ、７ｂと大径部６ａ，７ａとの間の肩に当る位置である。このように移動ロール４２，５２を内側に移動させると、狭い幅の金属板Ｍを加工できる。
逆に移動フレーム３が図中右側に動くと、軸受けナット２８，３８を介してスリーブ２６，３６を右側に移動させる。このように移動ロール４２，５２を外側に移動させると、広い幅の金属板Ｍを加工できる。

上記の移動動作は幅移動機構１０のハンドル１６を回すだけでよいので、操作は簡単である。
そして、幅移動機構１０により移動フレーム３を基台上で金属薄板Ｍの短手方向に移動させると、移動側ロール４２，５２を固定側ロール２２，３２に対して遠近両方に移動させて、ロール間間隔を変更できるので、加工対象の材料幅や加工幅の変動に容易に対処することができる。

また、本発明の成型機は機械幅が狭くてすみ、たとえば図７の従来技術の機械幅（６３０ｍｍ）よりやや広い位である。したがって、設置スペースを大きくとらないので、実用性が高い。

本実施形態の成型機Ａでは、固定側ロール２２，３２と移動側ロール４２、５２が装着された上軸６と下軸７からなるロール軸は、固定フレーム２と移動フレーム３で両持ちされている。このため、ロール軸（上軸６と下軸７）の支持力が高く、平行度も垂直度も損なわれることがない。このため、加工時の反力を受けてもロール軸６，７を支持するベアリング２１，３１，４１，５１が損傷することはない。また上軸６と下軸７の間の間隔が開かないので、上ロール２２、４２と下ロール３２、５２との間も開かないので、金属薄板への加工精度が高くなる。

１ 基台
２ 固定フレーム
３ 移動フレーム
６ 上軸
７ 下軸
１０ 幅移動機構
１２ スライダ
１３ ナット
１４ ネジ棒
２２ 固定ロール
３２ 固定ロール
４２ 移動ロール
５２ 移動ロール

Claims (4)

1. 長尺の金属薄板を長手方向に送りながら折り曲げ加工を加える金属板ロール成型機であって、
   基台上に固定された固定フレームと、
   該基台上で前記金属板の短手方向に移動自在に取付けられた移動フレームと、
   前記固定フレームと前記移動フレームとの間に軸支された、加工工程に応じた段数のロール軸とを備えており、
   該ロール軸は、上軸および下軸とからなり、
   前記各上軸および各下軸に、取付位置を固定して取付けられた固定側ロールおよび軸方向移動自在に取付けられた移動側ロールを装着しており、
   前記移動フレームを幅方向に移動させる幅移動機構とを具備する
   ことを特徴とする金属板ロール成型機。
2. 前記幅移動機構が
   前記基台上に設けられたスライドガイドと、
   該スライドガイドに沿って移動するスライダと、
   該スライダを移動させるボールネジ機構と、
   該ボールネジ機構のネジ棒を回転させる回転手段とからなり、
   前記スライダに前記移動フレームが連結されている
   ことを特徴とする請求項１記載の金属板ロール成型機。
3. 前記移動側ロールが
   前記移動フレームに連結され、かつ前記上軸および下軸に対して軸方向に沿って移動するが軸まわりには回転不能に拘束されている
   ことを特徴とする請求項２記載の金属板ロール成型機。
4. 前記回転手段が手動ハンドルである
   ことを特徴とする請求項３記載の金属板ロール成型機。