JPH0195836A - リング状製品の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はリング状製品の成形装置に関するもので、更
に詳細には、互いに対峙する一対のロール間に介在され
て延伸成形されるトラック、バスあるいは乗用車等のよ
うに幅が広くかつ傾斜面を持つ車両用ホイールリム等の
リング状製品の成形装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、この種のリング状製品はプレス加工、スピニン
グ加工あるいはリングロール加工と称せられる方法にて
成形されている。この内、上記リングロール加工は、一
般に互いに対峙する駆動ロールと加圧ロールとの間にリ
ング状素材を介在させ、リング状素材をこの素材の内側
の駆動ロールにて回転させた状態で、加圧ロールを漸近
して素材の外周面に当接させながら延伸成形する方法と
して知られている。この種のリングロール加工を行う成
形装置は、第８図（ａ）に示すように、基盤ａ上に立設
する一対のフレームｂ、ｃ間にマンドレルロールｄを回
転自在に支持すると共に、−方のフレームｂの上部に加
圧０−ルｅを漸近移動可能に支持する構造のもので、第
８図（ｂ）に示すように、圧延時の圧下刃の反力を両フ
レームｂ。

Ｃにて支えるいわゆる下皮えの剛性の小ざい構造である
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の成形装置においては、圧延時の圧
下刃の反力をコの字形のフレームｂ、　ｃにて支える構
造であるため、ロールスパンが増大したり圧下刃が増加
すると、フレームｂ、ｃの撓みが大きくなり、第８図（
ｂ）に想像線で示すように、フレームｂの上部が変形し
て、ロールｄ。

８間の平行度が悪化し、リング状素材の肉厚が不均一に
なるという問題があった。

また、特に、車両用ホイールのような左右に幅広い大型
のものになると、成形用圧下荷重が数十トンにもなるの
で、圧下荷重が大きくなると、機械本体を強固にすると
共に、ロール軸及び軸受等もそれに耐えられるように太
いものにしなければならない。しかも、機構的に加圧ロ
ールｅとマンドレルロールｄとの間隔は軸受ケースが干
渉するため一定以下にならず、そのためには通常加圧ロ
ールｅの直径を大きく（数十〇）する必要がある。

したがって、この加圧ロールｅをロール平行度の微調整
に使用すると、加圧ロールｅの調整量が小さくても加圧
ロールｅの直径が大きいので、ロール端部の移動量は大
きくなり、ロールｄ、ｅ間の端部に延伸されない部分が
生じたり、製品形状によっては過度の延伸がなされる場
合があり、調整が困難であるという問題もある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題を解決することを企図してなされた
もので、上記技術的課題を解決するために、フレーム撓
みが生じないロール支持構造にすると共に、加圧ロール
に比較して小径のマンドレルロールを位置調整可能に形
成して、リング状素材の延伸成形を均一に行えるように
した□ことを特徴とするリング状製品の成形装置を提供
しようとするものである。

すなわち、この発明は、互いに対峙すると共に、一方の
ロールが他方のロールに向って漸近移動する２つのロー
ル間にリング状素材を介在させてリング状素材を延伸成
形するリング状製品の成形装置において、基盤上に立設
されるフレームの上部又は側部から垂直方向に回転可能
に配設される軸受アームを開閉自在に保持する軸受アー
ム開閉手段と、上記フレームと軸受アームとの間にて延
伸方向に回転自在にかつ垂直又は水平方向に変位可能に
支持されるマンドレルロールと、このマンドレルロール
と共働して圧延する加圧ロールと、上記リング状素材の
外径寸法変位を検出する検出手段と、この検出手段によ
り検出されたデータを比較する制御手段と、この制御手
段からの信号により上記軸受アームを介して上記マンド
レルロールの位置調整を司る位置調整操作部とで構成し
て成ることを特徴とするリング状製品の成形装置を提供
しようとするものである。

この発明において、位置調整操作部は軸受アームを介し
てマンドレルロールの一側を位置調整可能に移動するも
のであれば任意のものであってもよいが、好ましくは軸
受アームの支点軸上の偏心位置から突設されたリフトア
ームと、フレーム上に垂直方向に回転可能に枢支される
と共にそのピストンロッドがリフトアームに枢着される
パワーシリンダとで構成する方がよい。

また、上記軸受アーム開閉手段は軸受アームがマンドレ
ルロールを支持する位置と、リング状素材を取付け・取
外し位置に待機させる開閉機能を有するものであれば任
意の機構であってもよいが、好ましくはフレーム上に垂
直又は水平方向に回転可能に枢支されると共にそのピス
トンロッドが軸受アームの上部又は側部に枢着される移
動軸受シリンダにて構成する方がよい。

上記加圧ロールとマンドレルロールの回転駆動は一方の
ロールを駆動源にて回転駆動するものであってもよいが
、好ましくは加圧ロールに、この加圧ロールの漸近移動
に追従する伝達機構を介して駆動源を連結した駆動機構
とする方がよい。この場合、伝達ＩＩＧとしてはユニバ
ーサルジヨイント機構やチェーン、ベルトあるいは歯車
伝動機構等がある。

また、上記マンドレルロールは加圧ロールの回転にリン
グ状素材を介して追従して回転するので、駆動部は不要
であるが始動時の回転性を考慮した場合には、マンドレ
ルロールに始動時にのみ回転駆動を伝達するマンドレル
駆動源を連結する方が好ましい。

加えて、加圧ロールとマンドレルロールとが水平方向に
漸近移動する形式のものにおいては、加圧ロールとマン
ドレルロールとの共働によってリング状素材を水平状態
に保持することもできるが、好ましくはリング状素材の
水平保持を司る支持手段を設ける方がよい。

［作　用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

互いに対峙する一対のロール間に介在されるリング状素
材を延伸成形しつつ回転させた状態において、検出手段
にてリング状素材の外径寸法が検出されると共に比較さ
れ、両者の値の差が許容範囲外になった時に制御部から
位置調整操作部に信号が送られて、マンドレルロールの
一側が位置調整されると共に、両ロールの平行度が調整
され、リング状素材の幅方向の肉厚が均一に成形される
。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。

◎第−実施例 第１図はこの発明のリング状製品の成形装置を示す正面
図、第２図はその側面図を示すもので、垂直方向に加圧
ロールとマンドレルロールを対峙させた場合である。

この発明の成形装置は、基盤１０上に立設されるフレー
ム１２の上部から側方に向って突設されたシリンダブラ
ケット１４に装着される加圧ロール昇降シリンダ１６に
て昇降可能に支持される回転可能な加圧ロール１８と、
シリンダブラケット１４に枢支される軸受アーム２０の
下端部とフレーム１２との間に軸受部２２．２２を介し
て回転自在に支持されると共に軸受アーム２０により位
置調整可能に支持されるマンドレルロール２４と、垂直
方向において対峙する上記加圧ロール１８とマンドレル
ロール２４との間に介在されるリング状素材Ａの外径寸
法を検出すべく素材Ａの左右の下端部に追従当接する２
つの外径検出装置２６．２６から成る検出手段２８と、
検出手段２８からのデータを比較演算する制御部３０と
、この制御部３０からの信号を受けて上記マンドレルロ
ール２４の位置調整を司る位置調整操作部３２と、上記
軸受アーム２０の開閉移動を司る軸受アーム開閉手段３
９と、上記加圧ロール１８に回転駆動を伝達する駆動モ
ータ３４とで主要部が構成されている。

上記加圧ロール１８は、フレーム１２の垂直面に設けら
れたガイド１１に沿って摺動する加圧ロールケース１３
内に配設されており、そして、この加圧ロール１８の回
転を司る加圧ロール軸１５にユニバーサルジヨイント１
７及び減速機１９を介して駆動モータ３４の出力側が連
結されている。

一方、上記マンドレルロール２４は、第３図及び第４図
に示すように、フレーム１２及び軸受アーム２０に対し
て回転可能に枢着される軸受部２２．２２にて支持され
るマンドレルロール軸２４ａに装着されている。この場
合、軸受部２２は、ビン２１をもってフレーム１２又は
軸受アーム２０に枢支される軸受ケーシング２３内にベ
アリング２５を介して回転自在に内在されるテーバスリ
ープ２７を有しており、このテーバスリーブ２７内にマ
ンドレルロール軸２４ａの端部に形成されたデーパ部２
４ｂが嵌挿されている。

また、マンドレルロール軸２４ａはフレーム１２側にお
いて押え板２９と固定ボルト２９ａ及び２９ｂによって
テーパスリーブ２７と連結され、また、軸受アーム２０
側においてテーパスリープ２７とは係脱可能に嵌合され
ている。

上記軸受アーム２０は、シリンダブラケット１４に枢着
される支点軸３６によって垂直方向に回転可能に軸支さ
れており、その上端部には上記フレーム１２の上端面に
配設された軸受アーム開閉手段３９が連結されている。

この軸受アーム開閉手段３９は、フレーム１２の上端面
に立設された移動軸受シリンダ用ブラケット３１にビン
３３をもって揺動可能に支持される油圧式の移動軸受用
シリンダ３８のピストンロッド３８ａをジヨイントビン
３８ｂを介して軸受アーム２０の上部に枢着した構造と
なでおり、移動軸受用シリンダ３８の伸縮動作によって
軸受アーム２０が成形時の使用位置とリング状素材への
取付け・取外し時の不使用位置とに開閉されるようにな
っている。また、軸受アーム２０の下端部には、マンド
レルロール軸２４ａに係脱可能に連結するマンドレルロ
ール軸駆動用モータ３５がラチェット機構３７を介して
装着されいる。

一方、上記位置調整操作部３２は、上記支点軸３６の同
軸上に形成される偏心部（図示せず）から上方に向って
突設されるリフトアーム４０と、このリフトアーム４０
の回転を司る油圧式のパワーシリンダ４２とで構成され
ている。この場合、パワーシリンダ４２は、上記フレー
ム１２の上端面に立設されたパワーシリンダ用ブラケッ
ト４１にビン４３をもって揺動可能に支持され、ピスト
ンロッド４２ａがジヨイントビン４２ｂを介してリフト
アーム４０の上端部に連結されている。したがって、パ
ワーシリンダ４２の伸縮動作によってリフトアーム４０
が回転すると、リフトアーム４０と偏心部とにおける「
てこの原理」によって軸受アーム２０が垂直方向に移動
し得るようになっている。ここで、リフトアーム４０の
支点軸３６とパワーシリンダ４２の枢支部との距離を５
０ＭＩＲとし、偏心部の偏心量を１ＭＩ＆とすると、パ
ワーシリンダ４２のピストンロッド４２ａが５０ａｍ移
動するのに対し、軸受アーム２０が１ｍ移動して、マン
ドレルロール２４の位置調整が行えるようになっている
。なお、パワーシリンダ４２はモータ４４の回転を直線
運動に変える機構（図示せず）を有すると共に、その伸
縮移動量を正確にすべく台形ねじ（図示せず）を使用し
ている。

したがって、この発明の成形装置は、第７図（ａ）に示
すように、フレーム１２の上部とフレーム１２及び軸受
アーム２０とでそれぞれ加圧ロール１８とマンドレルロ
ール２４を支持する構造で、概略的には第７図（ｂ）に
示すようなフレーム１２、軸受アーム２０及びマンドレ
ルロール２４とで作られる枠の中で加工を行う構造すな
わち荷重を付与する側で支持する剛性の大きい構造とす
ることができる。

なお、上記マンドレルロール２４の両側方のフレ一ム１
２の側部にはリング状素材Ａの水平及び垂直方向の振れ
を防止する一対の側方支持ロール５０゜５０が径の変化
に追従可能に配設されている。

一方、上記検出手段２８は、上記加圧ロール１８とマン
ドレルロール２４との間に介在されて延伸成形されるリ
ング状素材Ａの下端両側の検出位置に当接される検出ロ
ール２６ａと、この検出ロール２６ａを回転可能に支承
する一対のブラケット２６ｂ　、　２６ｂとを立設する
支持板２６Ｃと、この支持板２６Ｃを垂直方向に移動可
能に支持する垂直移動シリンダ２６ｄとから成る２つの
検出装＠２６．２６とで構成されており、上記垂直移動
シリンダ２６ｄに所定の空気圧を付与することにより、
検出ロール２６ａがリング状素材Ａの延伸加工による垂
直変位に追従できるようになっている。このように構成
される検出手段２８のデータは制御手段である制御部３
０にて比較演算され、その信号が上記パワーシリンダ４
２のモータ４４に電気的に伝達されるようになっている
。

上記のように構成されるこの発明の成形装置によって、
リング状製品を成形するには、まず、軸受アーム開閉手
段３９の移動軸受用シリンダ３８を収縮して軸受アーム
２０を開放してマンドレルロール２４にリング状素材へ
を挿入した後、移動軸受用シリンダ３８を伸長して軸受
アーム２０を閉じる。次に、駆動モータ３４を駆動して
加圧ロール１８を駆動すると同時に、昇降シリンダ１６
を伸長して加圧ロール１８を下降してマンドレルロール
２４との間でリング状素材Ａの回転延伸を行う。この際
、駆動開始時にマンドレルロール軸駆動用モータ３５を
駆動してラチェット機構３７を介してマンドレルロール
２４を補助的に駆動することにより、始動時の運転がス
ムースになる。この場合、加圧ロール１８の回転による
マンドレルロール２４の回転速度がマンドレル軸駆動用
モータ３５による回転速度より早くなるとラチェット機
構３７によりモータ３５からの動力は伝達せずに空回り
する。また、マンドレルロール軸駆動用モータ３５も図
示しないタイマによって一定時間後停止するようになっ
ている。

加圧ロール１８とマンドレルロール２４の回転により素
材Ａが延伸成形される状態において、検出手段２８によ
って素材Ａの左右の外径寸法が検出され、制御手段３０
にて比較演算されて、そのデータが左右において許容差
以上の変位差があると、その信号がパワーシリンダ４２
のモータ４４に伝達され、パワーシリンダ４２の作動に
より軸受アーム２０を介してマンドレルロール２４が位
置調整される。例えば、第２図において、左側の外径が
大きい場合には、左側が多く圧下されているので、左側
の加圧ロール１８とマンドレルロール２４間の寸法を広
くする信号すなわち軸受アーム２０を下げる作動が指令
されて、パワーシリンダ４２は収縮動作する。また、逆
に左側の外径が小さい場合には、左側の加圧ロール１８
とマンドレルロール２４間の寸法を狭くする信号すなわ
ち軸受アーム２０を上げる作動が指令されて、パワーシ
リンダ４２は伸長する。この場合、移動軸受アーム２０
が下へ移動した場合は、油圧力により移動軸受用シリン
ダ３８のピストンロッド３８ａが軸受アーム２０側に押
圧される。また、逆に軸受アーム２０が上に移動した場
合には、軸受アーム２０からの圧力が移動軸受用シリン
ダの油圧に勝るので、移動軸受用シリンダ３８内にピス
トンロッド３８ａが引込むことになり、結局、油圧系統
全体の中で加圧力は吸収される。したがって、軸受アー
ム２０及びマンドレルロール２４の位置の移動は、移動
軸受用シリンダ３８のピストンロッド３８ａの移動と移
動軸受用シリンダ３８がピン３３によって枢着されてい
ることによる回転角によって吸収されることになる。

◎第二実施例 第５図及び第６図はこの発明の成形装置の第二実施例を
示す平面図及びその正面図で、加圧ロールとマンドレル
ロールとを水平方向に対峙させた場合である。すなわち
、基盤１０上に立設されるフレーム１２の側部から上方
に向って突設されたシリンダブラケット１４に装着され
る加圧ロール作動シリンダ１６−にて伸縮可能に支持さ
れる加圧ロール１８を回転可能に形成し、シリンダブラ
ケット１４に枢支される軸受アーム２０の自由端部とフ
レーム１２との間に軸受部２２．２２を介してマンドレ
ルロール２４を回転自在に支持すると共に、軸受アーム
２０により位置調整可能に支持して、水平方向においで
対峙する上記加圧ロール１８とマンドレルロール２４と
の間にリング状素材Ａを介在させて、延伸加工するよう
にした場合である。この場合、リング状素材Ａを水平状
態に支持する必要があるので、フレーム１２の検出手段
２８側下部に素材Ａの下端を支持する一対の支持ロール
５２．５２を配設すると共に、マンドレルロール２４に
関して支持ロール５２．５２と直交する方向の対称位置
に側方支持ロール５０．５０を配設する。なおこの場合
、支持ロール５２と側方支持ロール５０はリング状素材
Ａの形状、寸法に対応して移動調整可能に形成されてい
る。

なお、第二実施例においてその他の部分は基本的には上
記第一実施例と同様であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は省略する。

上記のにようにしてリング状素１１１Ａを成形するには
素材Ａを複数段階に分けてリング状製品を成形するので
ある。例えば、外径＝１９２ＩＩＩＲ，肉厚＝１１．５
ｍ１１長さ＝２５４ｍのリング状素材へを、呼び径＝４
０６．４履、幅−２０３，２＃１１の製品に仕上げるに
は、以下のようにして成形する。

第１段Ｗ３：外径を約３００ｍに成形する。

第２段階：外径を約３８０ｍに成形する。

第３段階（最終段階）：外径−４０６，４ｍに仕上げる
。

この場合、加圧ロール１８の作動圧１００Ｎｙｆ／ｃｍ
で成形したところ、左側の径が大きくなる傾向にあり、
左側の径が右側より０．２履以上大きくなった状態で、
加圧ロール１８の圧下を停止しつつ軸受アーム２０を０
．０５ＩＩＭ下げて加圧ロール１８とマンドレルロール
２４との左側のギャップを広げ、両者の差が０．２ｍｍ
以下になった時点で加圧ロール１８の圧下を継続して成
形を行った。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の成形装置によれば、
基盤上に立設されるフレームの上部又は側部から垂直又
は水平方向に回転可能に配設される軸受アームを開閉自
在に保持する軸受アーム開閉手段と、フレームと軸受ア
ームとの間にて延伸方向に回転自在にかつ垂直又は水平
方向に変位可能に支持されるマンドレルロールと、この
マンドレルロールの上方において漸近移動する加圧ロー
ルと、リング状素材の外径寸法変位を検出する検出手段
と、この検出手段により検出されたデータを比較する制
御手段と、この制御手段からの信号により上記軸受アー
ムを介してマンドレルロールの位置調整を司る位置調整
操作部とで構成して成るため、以下のような効果が得ら
れる。

１）フレームの上部と軸受アームとで両ロールを支持す
る上皮えの剛性が大きい構造であるので、圧延荷重によ
ってフレームが撓むことがなく、両ロール間の平行度を
正確に調整することができる。

２）加圧ロールとマンドレルロールのセツティングに精
密な調整が不要であるため、作業性能の向上を図ること
ができる。

３）従来のような対峙するフレーム間にてロールを支持
する下皮えの剛性が小さい構造でないため、設備の簡略
化が図れると共に、スペースの有効利用が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るリング状製品の成形装置の第一
実施例を示す正面図、第２図はその側面図、第３図は第
一実施例におけるマンドレルロールの取付は状態を示す
要部断面図、第４図はマンドレルロールの要部を示す斜
視図、第５図はこの発明の第二実施例を示す平面図、第
６図は第二実施例の正面図、第７図（ａ）、（ｂ）はそ
れぞれこの発明の成形装置のロール支持剛性の大きい構
造を示す側面図及びその概略図、第８図（ａ）、（ｂ）
はそれぞれ従来の成形装置のロール支持側゛性の小さい
構造を示す側面図及びその概略図である。 符号説明 （１６）・・・加圧ロール昇降シリンダ（１６°）・・
・加圧ロール作動シリンダ（１８）・・・加圧ロール （２０）・・・軸受アーム （２１）・・・ビン （２２）・・・軸受部 （２４）・・・マンドレルロール （２６）・・・外径検出装置 （２８）・・・検出手段 （３０）・・・制御部 （３２）・・・位置調整操作部 （３８）・・・移動軸受用シリンダ （３９）・・・軸受アーム開開手段 （４０）・・・リフトアーム （４２）・・・パワーシリンダ 特　許　出　願　人　日本軽金属株式会社代　　理　　
人　　弁理士　　中　　村　　智　　廣　（外２名）（
ｂ） ７図 （ａ） （ｂ） ８因 （ａ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに対峙すると共に、一方のロールが他方のロ
   ールに向つて漸近移動する２つのロール間にリング状素
   材を介在させてリング状素材を延伸成形するリング状製
   品の成形装置において、基盤上に立設されるフレームの
   上部又は側部から垂直又は水平方向に回転可能に配設さ
   れる軸受アームを開閉自在に保持する軸受アーム開閉手
   段と、上記フレームと軸受アームとの間にて延伸方向に
   回転自在にかつ垂直又は水平方向に変位可能に支持され
   るマンドレルロールと、このマンドレルロールと共働し
   て圧延する加圧ロールと、上記リング状素材の外径寸法
   変位を検出する検出手段と、この検出手段により検出さ
   れたデータを比較する制御手段と、この制御手段からの
   信号により上記軸受アームを介して上記マンドレルロー
   ルの位置調整を司る位置調整操作部とで構成して成るこ
   とを特徴とするリング状製品の成形装置。
2. （２）位置調整操作部が、軸受アームの支点軸上の偏心
   位置から突設されたリフトアームと、フレーム上に垂直
   方向に回転可能に枢支されると共にそのピストンロッド
   がリフトアームに枢着されるパワーシリンダとで構成さ
   れる特許請求の範囲第１項記載のリング状製品の成形装
   置。
3. （３）軸受アーム開閉手段が、フレーム上に垂直又は水
   平方向に回転可能に枢支されると共にそのピストンロッ
   ドが軸受アームの上部又は側部に枢着される移動軸受シ
   リンダにて構成される特許請求の範囲第１項記載のリン
   グ状製品の成形装置。
4. （４）加圧ロールが、この加圧ロールの漸近移動に追従
   する伝達機構を介して駆動源に連結される特許請求の範
   囲第１項記載のリング状製品の成形装置。
5. （５）マンドレルロールが、始動時にのみ回転駆動を伝
   達するマンドレル駆動源に連結される特許請求の範囲第
   １項記載のリング状製品の成形装置。