JPH02160132A - 回転成形用ロール - 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〕 本発明は回転成形用ロールに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の回転成形用ロールは特開昭６０−６４７３９号公
報に記載されているように、Ｖ字形ロール（先ロール）
、中間、仕上げロールを備え、これらのロールで深溝を
転造成形している。

すなわち、第５図に示されているようにＶ字形ロール１
はロールフレーム２に回転自在に支持されている。材料
３は主軸４にクランプ雇５を介してナツト６により固定
されている。

主軸４に回転を与え、Ｖ字形ロール１を材料３の外周に
押し付けることによって、Ｖ字形ロール１は材料３に追
従して回転する。この状態でＶ字形ロール１の押付力を
徐々に大きくしていくと。

材料３の外周が同図に示されているように、はぼ７字形
に展開される。このＶ字形ロール１でＶ字形に展開され
た溝を中間ロールで押し広げ、成形ロール（共に図示せ
ず）で所定の形状に転造成形する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術ではＶ字形ロールは溝の深さを定めるだけ
で、その形状について何等配慮がされていない。従って
このようなＶ字形ロールを使用した場合、次に述べるよ
うなことが懸念される。

一般に市場性の高い鋼板材料はその製造プロセスにより
、板厚中心部に不純物等の偏析帯が発生し、この偏析帯
部分の板厚方向に対する引張り強度は、この偏析帯以外
の部分に比べて極端に小さい事が材料メーカーの実験等
によって確認されている。特に部品の外周溝部の耐摩耗
性を向上させるために加工硬化性の高い材料を用いた場
合は、この傾向が強く、板厚中心部に亀裂等が発生し易
い。

このため亀裂の発生し難い特殊な材料を選択するため材
料費が高くなる。また、材料の板厚中心部に亀裂が発生
しない程度の肉厚の薄い溝プーリなどの部品形状に限定
されるなど、成形可能な部品形状に制限がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、市場性の
高い材料を使用して、機能上必要とする肉厚を有する形
状で強度的に信頼性の高い成形を容易にすることを可能
とした回転成形用ロールを提供することを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、Ｖ字形ロールを、材料を裂開する裂開力・
が材料の板厚中心部にかかるのを抑制する手段を設けて
形成することにより、達成される。

〔作用〕

Ｖ字形ロールを、材料・を裂開する裂開力が材料の板厚
中心部にかかるのを抑制する手段を設けて形成したので
、市場性の高い材料を使用しても裂開が生じないように
なって１機能上必要とする肉厚を有する形状で強度的に
信頼性の高い成形が容易となる。

〔実施例〕

以下１図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明を省略する０本
実施例ではＶ字形ロール１ａを、材料３を裂開する裂開
力が材料３の板厚ｔの中心部にかかるのを抑制する手段
を設けて形成したが、この手段をＶ字形ロール１ａの先
端中心部に設けられた所定幅Ｑを有する円筒面と、この
円筒面とロール１ａの円錐面とが交わる部分に設けられ
た所定大きさの湾曲部とで形成した。このようにするこ
とによりＶ字形ロール１ａは材料３を裂開する裂開力が
材料３の板厚ｔの中心部にかかるのを抑制する手段を設
けて形成されるようになって、市場性の高い材料３を使
用しても裂開が生じないようになり、市場性の高い材料
３を使用して、機能上必要とする肉厚を有する形状で強
度的に信頼性の高い成形を容易にすることを可能とした
回転成形用ロールを得ることができる。

すなわちＶ字形ロール１ａの先端に幅Ｑの円筒面を設け
、この円筒面とロール１ａの円錐状傾斜面との交わる部
分に半径ｒｌの湾曲部を設けた。

このようにすることにより成形加工上重大な阻害要因と
なっている材料３の板厚ｔの１％以下の厚みＷの偏析帯
が材料３の板厚ｔの中心部に通常存在するが、この偏析
帯より広い湾曲部を有する部分で押し付けられるように
なって、材料３の裂開が発生しないようになる。

すなわちＶ字形ロール１ａの押付力Ｐによって主軸４の
中心方向に押圧された材料３は、ロール１ａの先端の半
径ｒ１の湾曲部に沿って図中矢印Ｆ１のように塑性流動
する。材料３の塑性流動の方向Ｆｌに対して逆の方向に
反力が発生し、この反力が強度的に脆弱な偏析帯に対し
て材料３の板厚中心方向に向って圧縮力となって作用す
るので、割れ、亀裂等の欠陥の発生することが防止され
るのである。

このように本実施例によれば材料の板厚中心部に存在す
る強度的に極めて脆弱な偏析帯に対して裂開力を作用さ
せないで展開成形できるので、欠陥のない強度的に極め
て信頼性が高く、安価な製品、例えば溝プーリを作り得
る回転成形用ロールが得られる。

なお、ロール１ａの先端部に設けた円筒面の幅Ｑは、材
料板厚ｔの１．５〜４％程度が望ましく。

この値が小さ過ぎると偏析帯に直接噴込み、裂開力を発
生させるようになる。また逆に大き過ぎると、押付力Ｐ
が多大となり、材料３を座屈させるようになる。また、
ロール先端の湾曲部の半径ｒ１の大きさは材料板厚ｔの
５〜１０％程度が望ましく、この値が小さいと材料３の
塑性流動が滑らかに行われず、肉余り現象が発生して材
料３の溝内面表層の剥離が発生する。逆にこの値が大き
過ぎると、ロール１ａの先端部の湾曲部が大きくなり、
多大の押付力Ｐを必要とするようになり、材料３の座屈
をまねくことになる。

第２図には本発明の他の実施例が示されている。

本実施例は裂開力が材料３の板厚中心部にかかるのを抑
制する手段を、上述の半径ｒ１の湾曲部と、この湾曲部
と連続し上述の円筒面に相当する部分に設けた底に丸み
のある溝状の凹部、すなわち底に丸みのある半径ｒｔの
溝状の凹部とで形成した。

このようにすることにより次に述べるような効果を奏す
ることができる。すなわち半径ｒ１の湾曲部と、底に丸
みのある半径ｒ２の溝状の凹部とを有するＶ字形ロール
１ｂは塑性流動性がよく、偏析帯に微少な空洞、ラミネ
ーション等の欠陥の多い材料３の成形加工に適するよう
になる。これは半径ｒ２の溝状の凹部の内側面の傾斜に
よって材料３を板厚ｔの中心方向に押し付けるので、偏
析帯の欠陥部を密着させるようになるからである。

第３図には本発明の更に他の実施例が示されている１本
実施例は裂開力が材料３の板厚中心部にかかるのを抑制
する手段を、上述の半径ｒ１の湾曲部と、この湾曲部と
連続し上述の円筒面に相当する部分に設けた先端に丸み
のある凸部、すなわち先端に丸みのある半径ｒ３の凸部
とで形成した。

このようにすることにより次に述べるような効果を奏す
ることができる。すなわち半径ｒ１の湾曲部と、先端に
丸みのある半径ｒａの凸部とを有するＶ字形ロール１ｃ
は、塑性流動性の比較的悪い材料３の成形に適するよう
になる。これはＶ字形ロール１ｃを材料３に押し付ける
と、材料３はロール１ｃの先端部の半径ｒ１の湾曲部の
肩部に押し付けられて主軸の中心方向に押し出され、更
に半径ｒ８の凸部によって図中矢印Ｆ３のように塑性流
動するようになるからである。この材料３の流れによっ
て偏析帯に対する裂開力が緩和され、割れ、亀裂等の欠
陥が防止できるようになる。

第４図には本発明の更に他の実施例が示されている１本
実施例は裂開力が材料３の板厚中心部にかかるのを防止
する手段を、■字形ロール１ｄの先端からの所定位置に
ロール１ｄの円錐面とほぼ平行に設けた段差りで形成し
た。すなわちロール１ｄの先端部にロール１ｄの円錐状
傾斜面と同じ傾斜角度でロール先端からの距離りの位置
に段差りを設けた。このようにすることによりこのロー
ル１ｄは材料３の板厚ｔが薄く、かつクランプ雇５から
の突出量を大きくする必要のあるものの成形に適するよ
うになる。これはロール１ｄの先端部はくさび効果によ
って材料３を図中矢印ｆｓの方向に押し広げようとする
力が作用するが、段差りによって材料３の溝内表層面を
図中矢印ｆ２の方向に押し付ける力も同時に作用するよ
うになるからである。このためｆ２とｆａとが互いに打
ち消し合って材料３の偏析帯に対する裂開力を緩和させ
るようになる。またこのロール１ｄの押付力Ｐは比較的
小さな値でよいので、座屈し易い形状の成形にも適して
いる。

以上本発明の各実施例について説明したが、上述の第５
図で材料に対するＶ字形ロールの押し付けが一方側から
となっているが、同時に反対倒から同一または次工程の
形状を有する異なった形状のロール（中間ロール）を押
し付けるようにしているので、主軸に対する曲げ力を相
殺することができ、曲げ剛性の小さい主軸でも高精度の
成形ができる。更にロールをタレット状のロール台に複
数個取り付け、順次具なった形状のロール（Ｖ字形ロー
ル、中間ロール、成形ロール）を自動的に割り出し乍ら
材料の外周に任意の溝形状を成形加工するようにしてい
るので、市場性の高い材料を使用して材料中心部の偏析
帯の裂開を防止した極めて生産性の高いものとなってい
る。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は市場性の高い材料を使用して、機
能上必要とする肉厚を有する形状で強度的に信頼性の高
い成形が容易となって、市場性の高い材料を使用して、
機能上必要とする肉厚を有する形状で強度的に信頼性の
高い成形を容易にすることを可能とした回転成形用ロー
ルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図から第４図は本発明の回転成形用ロールの夫々異
なる実施例を示す第５図のＡ枠部相当の拡大縦断側面図
、第５図は従来の回転成形用ロールのＶ字形ロールの取
付は状態を示す部分縦断側面図である。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１ｄ−Ｖ字形ロール、３・・・材料
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転する材料の外周に押し付けられ、前記材料の外
   周にＶ字形の溝を形成するＶ字形ロール、このＶ字形の
   溝を広げ所定形状の溝に仕上げる中間、仕上げロールの
   前記Ｖ字形ロールが、前記材料を裂開する裂開力が前記
   材料の板厚中心部にかかるのを抑制する手段を設けて形
   成されたものであることを特徴とする回転成形用ロール
   。 ２、前記手段が、前記Ｖ字形ロールの先端中心部に設け
   られた所定幅を有する円筒面と、この円筒面と前記ロー
   ルの円錐面とが交わる部分に設けられた所定大きさの湾
   曲部とで形成されたものである特許請求の範囲第１項記
   載の回転成形用ロール。 ３、前記手段が、前記所定大きさの湾曲部と、この湾曲
   部と連続し前記円筒面に相当する部分に設けられた底に
   丸みのある溝状の凹部とで形成されたものである特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の回転成形用ロール。 ４、前記手段が、前記所定大きさの湾曲部と、この湾曲
   部と連続し前記円筒面に相当する部分に設けられた先端
   に丸みのある凸部とで形成されたものである特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の回転成形用ロール。 ５、前記手段が、前記ロールの先端からの所定位置に前
   記ロールの円錐面とほぼ平行に設けられた段差で形成さ
   れたものである特許請求の範囲第１項記載の回転成形用
   ロール。 ６、前記Ｖ字形ロール、中間および仕上げロールによる
   溝が、転造成形されるものである特許請求の範囲第１項
   記載の回転成形用ロール。