JPH0149561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロール成形法により、断面形状がほ
ぼ定曲率の曲げ成形部分、および該部分の両側方
に隣接したそれぞれ前記曲率と異なる曲率の曲げ
成形部分または直線状の部分、を有する形状に曲
げ成形する方法に関する。

〔従来の技術〕

ロール成形法により製造される形材等は、直線
もしくはほぼ直線状の部分と、適当な曲率半径で
円弧状に曲げ成形された曲げ成形部分とを組合わ
せた断面形状のものが多い。したがつて、これら
は、被成形材断面を展開した場合、その幅方向に
ついて、曲率半径が階段またはステツプ状に変化
している。

従来、形材等の円弧状曲げ成形部分の曲げ成形
方法として、次の方法がそれぞれ単独にまたは組
合わされて採用されてきた。

(1) 定曲率半径で、曲げ弧長を順次幅方向の両側
またはいずれか一方側へ拡大して、所定の曲率
半径、弧長、曲げ角度の曲げ成形部分を得る。

(2) 製品で曲げ成形部分となる弧長全域を、大き
い曲率半径から製品の曲率半径へと曲率半径を
順次小さくして所定の曲げ成形部分を得る。

しかし、これらの曲げ成形方法では、大曲率半
径である、曲率半径と板厚の比Ｒ／ｔが大きい、
曲げ角度が大きい等の条件が組合わされた場合、
曲げ成形部分の形状、精度が不十分となる場合が
あつた。

例えば、曲げ成形部分のうち、その両側部分の
曲げ成形量が不足し、中央部が前記曲げ成形量の
不足を補うごとく、過剰に曲げ成形され易い、等
である。そして、この場合、該曲げ成形部分が製
品で他の部品等と接触、係合する等の場合はもち
ろん、該曲げ成形部分の両側方に隣接する部分の
関係位置に誤差を生じ、使用に際して支障を生ず
ることがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、ほぼ定曲率の曲げ成形部分、および
該部分の両側方に隣接したそれぞれ前記曲率と異
なる曲率の曲げ成形部分または直線状の部分、を
有する形状の製品について、曲げ成形部分の形
状、精度を向上するロール成形方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ほぼ定曲率の曲げ成形部分、および
該部分の両側方に隣接したそれぞれ前記曲率と異
なる曲率の曲げ成形部分または直線状の部分、を
有する断面形状に曲げ成形するに際し、前記ほぼ
定曲率の曲げ成形部分のうち、その両側の部分が
該部分を除いた中央部分に対して先行して曲げ成
形されることを特徴とするロール成形方法であ
る。

〔作用〕

本発明者らは、従来のロール成形法で、曲げ成
形部分の成形形状が不正となる原因について、実
験、検討した。次にその結果得られた知見の一部
を述べる。

前述のように、形材等は直線状の部分と種々の
曲率半径の曲げ成形部分からなつており、被成形
材の展開幅方向位置に関して、曲率半径が階段ま
たはステツプ状に変化する形状となつている。

一方、通常のロール成形法において、被成形材
の断面は、ロール入口部で上下のロールの一方ま
たは双方の穴型に先ず接触した後、この位置から
送り運動しつつロール穴型で曲げ成形作用を受
け、上下ロール軸を含む平面（以下この平面内の
ロール穴型部をロール直下と記す）に達し、その
成形段での変形を終る。そして、この変形中の被
成形材の横断面は、材料力学でいう梁と考えるこ
とができる。

一般に梁の曲げモーメント線図は、数学でいう
連続、つまり曲げモーメント値が梁の長さ方向の
ある点で飛躍して変化することはない。

したがつて、連続である曲げモーメントによつ
て、前記のように曲率半径が階段またはステツプ
状に変化する断面形状、つまり曲率半径が被成形
材の幅方向について不連続である形状に正しく曲
げ成形することはできず、特に曲率半径が変化す
る点の近傍の形状が不正となる。

次に、被成形材が曲げ成形されるとき、その成
形部分がその表裏のいずれの面も拘束されること
なく、曲げ作用を受けることによる形状不正の発
生原因を述べる。

第３図ならびに第４図は、従来のロール成形法
の一例を示す図で、ハツト形鋼について、それぞ
れフラワー図ならびにこのフラワーのNo.４段の成
形ロールと被成形材の状態を示すものである。

第３図のNo.４は、完成製品の断面形状を示すも
のであり、中央部にやや大きい曲率半径ｒ４の曲
げ成形部分ａがあり、該成形部分の両側方に隣接
して直線状部分ｂ，ｂがあり、さらに小曲率半径
の脚曲げ成形部分ｃ，ｃおよび直線状の耳部分
ｄ，ｄがそれぞれ連接された断面形状である。そ
して、第３図のフラワーは、中央の曲げ成形部分
ａを前記(2)の成形法、脚曲げ成形部分ｃ，ｃを前
記(1)の成形法でそれぞれ曲げ成形するものであ
る。

第４図のＡならびにＢ１およびＢ２は、例とし
て第３図のNo.４成形でのロールと被成形材のそれ
ぞれ側面図ならびにＡ図のＹ１−Ｙ１′およびＹ
２−Ｙ２′の断面失視図である。第３図のNo.３の
断面形状に成形された被成形材の任意の横断面
は、Ｂ１に示すように、先ずその曲げ成形部分ａ
と直線状部分ｂ，ｂとの境界部を曲げの外側か
ら、No.４上ロール７の溝状穴型面９，９と外径面
とを円弧で結んだコーナー部１３，１３と接触す
る。その後、被成形材の該断面はＢ２に示すよう
に、その末広がり状に傾斜した直線状部分ｂ，ｂ
を、前記ロール７のコーナー部１３，１３で下方
にしごくごとく圧縮され、その中央の曲げ成形部
分ａに順方向の曲げ成形作用を与えられる。しか
し、この曲げ成形部分ａは、表裏ともロール穴型
には接触しておらず、したがつて該断面は、前記
圧縮による最大曲げモーメント作用部である項点
部a′を優先的に曲げ変形する。

このため、前記のように曲げ成形部分のうち、
中央部分が過剰に曲げ変形した形状となる。

上記のように、被成形材がその曲げ変形部の表
裏のいずれの面もロール穴型で保持されることな
く曲げ変形する状態は、第４図Ａからわかるよう
に、ロール入口部で必ず発生するものである。

被成形材の上記の形状不良は、被成形材がロー
ル直下で表裏両面から挾持圧縮され、その断面形
状を正しい形状に拘束されることにより、幾分か
修正、改善されるが、Ｒ／ｔが大きい場合は、特
にスプリングバツクのため、この修正量は少な
い。

本発明は、形状が不正となり易い曲率が変化す
る点の近傍を、他の部分に先行して曲げ成形する
ものである。この先行曲げ成形は、成形の初期で
あり、断面形状が素材に近く、未だロールの圧下
方向の高さが低い、したがつて第４図Ａからもわ
かるように、ロール穴型の深さが浅く、被成形材
の横断面が、ロール穴型に接触を開始する位置か
らロール直下までの距離が小さい段階で行なわれ
る。このため、曲げ変形過程の被成形材の断面は
ロール直下で表裏から拘束され、比較的正しい断
面形状に保持されている被成形材の部分の影響を
受けて正しい形状になり易い。

〔実施例〕

次に実施例により、本発明を詳述する。第１図
は、本発明を第３図と同一の製品断面形状である
変形ハツト形鋼（耳部分が左右で異なる）の中央
の曲げ成形部分に適用した例のフラワー図であ
る。

帯板ＳからNo.１〜No.４の順に曲げ成形する。

今便宜上、被成形材の幅方向の一方にＰ１〜Ｐ
９の符号を付け、その片側のみについて曲げ成形
の状況を説明する。No.４において、縁面〜Ｐ１は
耳部分で直線状部分、Ｐ１〜Ｐ４は脚曲げ成形部
分、Ｐ４〜Ｐ５は直線部分、Ｐ５から中央の曲げ
成形部分の頂点Ｐ９までが中央曲げ成形部分であ
る。

No.１パスは、素材Ｓから中央曲げ成形部分Ｐ５
〜Ｐ９のうち、幅方向の両側の部分Ｐ５とＰ６間
のみをｒ１なる内曲げ半径でα１の角度範囲を曲
げ成形している。したがつて、中央の曲げ成形部
分Ｐ５〜Ｐ９のうち、両側の部分Ｐ５〜Ｐ６は中
央部分Ｐ６〜Ｐ９に対して先行して曲げ成形され
ている。

本実施例では、製品が左右非対称であるため、
被成形材が蛇行し易いので、このNo.１パスは、蛇
行の抑制および蛇行による製品外観上の価値低下
を抑制するため、曲げ成形量を少なく（ｒ１を大
きく、α１を小さく、曲げ成形部分の合計幅寸法
を小さく）している。

No.２パスは、中央曲げ成形部分Ｐ５〜Ｐ９のう
ち、両側の部分の曲げ半径ｒ２を製品の曲げ半径
ｒ４に一致させ、かつその幅もＰ５からＰ６を越
えてＰ７までと広くし、Ｐ７〜Ｐ９である他の部
分を曲率半径ｔ２で曲げ成形するとともに、Ｐ１
〜Ｐ４の脚曲げ成形部分のうち、Ｐ３〜Ｐ４の部
分を曲げ成形している。該部の成形方法は、前記
の従来の(1)の方法である。以下Ｐ１〜Ｐ４の脚部
成形については説明を略す。このNo.２パスでもr2
＜t2であり、両側部分は中央部分に先行して曲げ
成形されることになる。

次にNo.３パスは、中央の曲げ成形部分Ｐ５〜Ｐ
８をｒ３（＝r4）とするとともに、他の部分Ｐ８
〜Ｐ９をｔ２より小さいｔ３なる半径としてい
る。したがつて、このパスでも両側部分を先行し
て曲げ成形している。

No.４パスは、中央曲げ成形部分ａの全域をｒ４
なる曲げ半径で曲げ成形している。

本実施例は、中央曲げ成形部分Ｐ５〜Ｐ９のう
ち、両側の部分であるため、正しい形状に成形す
ることが困難な部分を同一曲率半径で複数回通過
させるので、該部の形状がより正確化される。

次に第２図は、本発明をシヤツターのエレメン
トについて適用した場合を示し、Ａ図は完成品の
断面形状、Ｂ図はその幅方向の曲率分布状況およ
びＣ図は成形途上のある段での断面形状をそれぞ
れ示している。各図において、被成形材はその幅
方向にイ〜カの符号を付してその幅方向位置の対
応関係が示されている。Ｃ図の成形段では、ロ，
ヘ，ト，リおよびワの区域に本発明の成形法が、
ならびに区域ハおよびルには前記従来の(1)の成形
法がそれぞれ採用されている。なお、区域ハおよ
びヲはこの次の成形段で本発明が採用された。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明は、従来の成形方
法の形状不良となる原因、つまり連続的に変化す
る曲げモーメントによつて、曲率が階段またはス
テツプ状に変化する形状に曲げ成形することの困
難性、および被成形材が曲げ成形形状の規範とな
るべきロール穴型に直接的に接触することなく曲
げ成形されることを確認し、これに基づいてなさ
れたものである。そして、本発明は、この形状不
良となり易い部分を、被成形材が表裏から拘束さ
れるため、断面形状が正しく保持されるロール直
下に近い部分で、この正しい断面形状の影響を受
けつつ、曲げ変形させることにより、より正しい
断面形状に曲げ成形できることを実験の結果確認
して完成されたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の実施例を、そ
れぞれ変形ハツト形鋼およびシヤツターのエレメ
ントに適用した例を示す図、ならびに第３図およ
び第４図は、それぞれ従来の成形方法のフラワー
および被成形材がロール穴形で拘束されることな
く曲げ変形されるため、形状不正が生ずることを
説明する図である。 ａ：中央曲げ成形部分、ｂ：直線状部分、ｃ：
脚曲げ成形部分、ｄ：耳部分、９，９：溝状穴
型、１３，１３：コーナー部分、１０，１１：空
隙部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タンデムに配列された多数のロールスタンド
   内に金属帯材を走行通過させ、その幅方向に曲げ
   成形するロール成形方法において、被成形材を、
   ほぼ定曲率の曲げ成形部分および該部分の両側方
   に隣接したそれぞれ前記曲率と異なる曲率の曲げ
   成形部分または直線状の部分、を有する断面形状
   に曲げ成形するに際し、前記ほぼ定曲率の曲げ成
   形部分のうち、その両側の部分が該部分を除いた
   中央部分に対して先行して曲げ成形されることを
   特徴とするロール成形方法。