JPH0258097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は波形ストリツプを形成するローラ装
置、一層詳しくは、山形パターンの波形を持つ波
形ストリツプに関する。

ローラ装置を用いて山形パターンを持つ波形ス
トリツプを製作する分野では、材料の割れや裂け
をいくつかの方法で最小限に抑え得ることは公知
である。たとえば、厚い材料または延性の大きい
材料を選んでもよいし、波形パターンを変えてロ
ーラ装置の半径をピーク応力点で充分に大きく
し、最大ひずみをかなり減じるようにしてもよ
い。しかしながら、材料の厚みが増すと、寸法、
重量、コストが増えるし、延性の大きい材料では
目的の用途に適さないこともある。一方、たとえ
ば、斜めの山形ストライプの角度結合点で半径を
大きくすることによつて波形パターンを変えて割
れや裂けを回避する場合には、一般に、工具コス
トが大きくなる。さらに、こうして得た波形パタ
ーンは正弦波形に近くなるにつれて最終用途に適
さなくなるおそれがある。したがつて、これらの
方法はすべて設計の融通性を制限するものであ
る。

たとえば、自動車用に非常に効果的な単体式触
媒コンバータ物質を連続的に横方向に延びる波形
の直線ストライプ山形パターンを有する波形金属
箔ストリツプで構成することができることは知ら
れている。この用途の故に、材料の選択は拘束を
受け、適切な耐熱合金があつたとしても、そのた
いていのものは延性が小さい。波形を付ける際に
割れ、裂けを避ける解決方法の１つとして、箔の
厚みを厚くする方法があるが、その場合、コンバ
ータの寸法、重量、コストが増すのを我慢しなけ
ればならない。あるいは、直線ストライプ山形パ
ターンを採用した場合には、熱伝達が充分に高く
なり、摩擦も低くなり、圧力低下も小さいが、箔
に割れ、裂けが生じないように波形パターンを彎
曲させるには工具のコストが増すばかりか、こう
して得た単体物質の性能に悪影響を与える可能性
もある。

本発明に到達した際に、山形またはあや織り模
様のパターンの波形がローラにストリツプを送り
込む方向に対して或る角度で傾斜しているため、
そして、波形の向きがストリツプ幅を横切つて逆
転するために材料に二軸ひずみが生じることがわ
かつた。これらの二軸のひずみの大きさがその材
料で許容できる最大ひずみを越えた場合には、割
れ、裂けが生じることになる。

ロール成形中に生じるひずみの大きさを分析し
てみると、ひずみの状態が以後波形の「前向き」
Ｖ字と呼ぶことになるものの根元のところにおけ
るほぼバランスのとれば二軸ひずみから以後波形
の「後向き」Ｖ字と呼ぶことになるものの根元に
おける均一なひずみまでストリツプ幅を横切つて
滑らかに変化することがわかつた。「前向き」、
「後向き」なる命名では、山形パターン（あや織
り模様とも呼び得る）をＶ字形要素の集りからな
るものとみなしている。Ｖ字形要素がローラを通
るストリツプ素材の移動方向と同じ方向を指して
いる場合には、それを前向きＶ字と考える。一
方、Ｖ字形要素がローラを通るストリツプ素材の
移動方向と逆の方向を指している場合には、それ
を後向きのＶ字と考える。山形またはあや織り模
様直線ストライプ波形の形成によつて最も有害な
条件というのは、前向きＶ字の先端で生じるバラ
ンスのとれた二軸ひずみであることがわかつてい
る。

本発明は前向きＶ字の先端における割れ・裂け
問題の根源に迫つたものである。本発明によれ
ば、単純で低コストの構造を持つ改良ローラ装置
を得ることができ、このローラ装置は従来可能で
あつたよりも厚い材料を使用しながら波形の所望
の山形またはあや織り模様のパターンを変えた
り、または、その変更を必要としたりすることが
ない。普通には、このローラ装置は一対の歯付き
ローラを包含し、各ローラは所望の山形またはあ
や織りパターンに一致する連続的に横方向に延び
る歯を有する。本発明によれば、各ローラは個々
の歯の横方向列を備え、これらの列はローラを横
切つて連続せずに断続的に延び、各列の選定歯が
互いに不連続となつている。この選定は、歯付き
ローラがなんら前向きＶ字先端を持たないが、所
望の波形に一致するように行なわれる。それにも
かかわらず、隣接した歯の引張作用によつて歯の
ないローラ領域において前向きＶ字がストリツプ
素材に完全に形成され、前向きＶ字波形領域にお
いてひずみを分散させて減少させながらストリツ
プ素材に完全な波形を生じさせる。改良ローラ装
置の好ましい実施例において、各ローラは横に並
べて配置した一組の歯付きホイールを包含し、各
ホイールの歯はすべて同じ角度で斜めに配置して
ある。或る実施例では、前向きＶ字先端はその位
置のところで２つの隣合つたホイールの全周にわ
たつて歯の両端を面取りすることによつて簡単に
除去される。別の実施例では、同じ効果を達成す
るのに、単に歯付きホイール間にスペーサを設
け、それぞれの歯が前向きＶ字の先端を形成する
ようにしている。さらに、後向きＶ字の先端で生
じる均一なひずみの状態がより厚い材料を使用す
るときのように割れ、裂けを促進しそうな場合に
は、後向きＶ字の先端も完全な波形を形成する可
能性を残したまま歯を同様に除去することができ
る。

本発明のこれらおよび他の目的、利点、特徴は
以下の説明、図面から一層明らかとなろう。

図面を参照して、第１〜４図には、本発明に従
つて構成してあり、第５図に示す波形ストリツプ
を形成することのできるローラ装置の一実施例１
２を包含するローラ形式の波形付け機械１０が示
してある。この波形付け機械は、一体のペデスタ
ル１６を有するベース１４と、ベースおよびペデ
スタルの側面にボルト止めした一対の平行な矩形
側フレーム・プレート１８，２０と、それぞれの
側フレームプレート１８，２０の脚部から張出し
ており、先端を肩ボルト２６，２８によつてペデ
スタル１６の両側面に枢着してある一対の平行な
Ｌ字形レバー・アーム２２，２４とを包含する。

ローラ装置は、互いに重ねて配置した一対の歯
付きローラ３０，３２を包含し、上方ローラ３０
はレバー・アーム２２，２４の間でそれらによつ
て軸３４介して回転自在に支持されており、下方
ローラ３２は側フレーム・プレート１８，２０の
間でそれらによつて軸３６を介して回転自在に支
持されている。波形を付けようとしているストリ
ツプはペデスタルの頂３８を横切つて歯付きロー
ラ間に右から左に送り込まれ、このとき、図示の
ようにペデスタル上に支持されている平ローラピ
ン４０の助けを受ける。２つのローラ３０，３２
の波形付け用歯はかみ合つている歯車４２，４４
によつて互いに関して間隙を保ちながらかみ合う
ように同期作動する。これらの歯車はローラの相
互に駆動連結するようにも作用し、側フレーム・
プレート１８およびレバー・アーム２２のそれぞ
れから外方に突出するそれぞれの軸３４，３６の
一体でそれぞれの延長部５０，５２にテーパ付き
ピン４６，４８によつて取付けてある。

適当な動力源、たとえば、減速モータ（図示せ
ず）から歯付きローラへの駆動力は別の延長部５
４で行なわれ、この延長部は他方の側フレーム・
プレート２０から外方へ突出する下方ローラ軸３
６に形成されている。したがつて、下方ローラ３
２は直接駆動され、一方、上方ローラ３０はかみ
合つた歯車４２，４４を介して駆動される。

波形の深さは波形付けローラ間の中心間距離に
よつて制御され、これはトレーリング・アームと
して作用する回動自在の上方ローラ支持体２２，
２４によつて調節するようになつている。この調
節のためには、簡単に、一対の止めねじ５８，６
０が設けてあるだけである。これらの止めねじは
それぞれのレバー・アーム２２，２４の揺動端に
螺合してあり、それぞれの側フレーム・プレート
１８，２０の頂と係合している。レバー・アーム
２２，２４、したがつて、上方ローラ３０の側方
すなわち横方向運動は一対の矩形の拘束フインガ
６２，６４によつて阻止される。これらの拘束フ
インガはそれぞれの側フレーム・プレート１８，
２０の外側面にボルト止めしてあり、調節ねじ５
８，６０が設置してあるレバー・アームの外側面
と接触している。ひとたび適切な調節が調節ねじ
によつて行なわれたならば、回動自在上方ローラ
のこの位置は一対の肩ボルト６６，６８を締ける
ことによつて固定される。これらの肩ボルトは調
節ねじと上方ローラの間でそれぞれのレバー・ア
ーム２２，２４を貫いて下方に延び、それぞれの
側フレーム・プレート１８，２０の頂と螺合して
いる。したがつて、ローラ３０，３２を調節して
やや異なつた厚さまたは延性のストリツプ素材に
合わせるのが容易になる。

次に波形付けローラ３０，３２の詳細を説明す
ると、各ローラには一組の歯付きホイール７０が
形成してあり、これらの歯付きホイールは後に説
明する或る重要な特徴を除いて同一であり、パタ
ーンにおける山形の数の２倍の数となつている
（たとえば、第５図の８山形パターンを作るには
ホイール７０の数は16である）。各歯付きホイー
ル７０は中央孔７２を有し、この中央孔により、
歯付きホイールがそれぞれのローラ軸３４，３６
上に横に並んだ状態で設置される。歯付きホイー
ル７０はそれぞれのキー・スロツト連結部７４，
７６によつて軸３４，３６と一緒に回転できるよ
うに固定され、それらの軸線方向の拘束はホイー
ル組の一端でそれぞれの軸と一体に形成された半
径方向の肩部７８，８０および反対端にあるそれ
ぞれのスナツプ・リング８２，８４によつて行な
われる。

各ホイールの歯８６はそのホイールを斜めに横
切つて同じ角度で延び、歯付きホイールの交互の
もの７０Ａが隣接した歯付きホイール７０Ｂのそ
れと反対の角度方向で配置してあり、これら斜め
の歯の互いに反対の角度方向により、これらの組
の歯付きホイールが波形付けローラ３０，３２の
ための所望の山形すなわちあや織り模様生成パタ
ーンを構成する。先に述べたようにストリツプ素
材の送り方向において、ローラ上の歯の山形パタ
ーンは、ローラを通るストリツプ素材の移動方向
と同じ前方向を指すＶ字形要素と、反対方向すな
わち後方向を指すＶ字形要素とを有する。先に定
義したように交差する斜めの歯８６によつて形成
される前向き、後向きのＶ字はそれぞれ第２，３
図に８８，９０で示してあり、各波形付けローラ
上の組になつた歯付きホイールにより、これらの
Ｖ字はこれら互いに反対方向角度の歯を支持する
２つの隣合つたホイールの結合部に生じる。

本発明によれば、前向きＶ字８８の先端または
頂点は、第２，３，３ａ図で最も良くわかるよう
に、各前向きＶ字位置のところで互いに逆方向の
角度の歯の２つの隣合つたホイールの全周にわた
つて歯の両端に面取部９２を形成することによつ
て除去される。波形付けローラ３０，３２の各々
に、こうして、通常連続してローラを横切るのと
異なり断続的に延びる個々の歯の横方向列が形成
され、各列における歯の選定したもの（すなわ
ち、前記向きＶ字８８を形成する歯）は面取部９
２の形成により互いに不連続となる（普通は相互
につながることになつていた。）こうして、波形
付けローラはなんら前向きのＶ字先端を持たない
が、所望の山形すなわちあや織り模様の波形に一
致している。それにもかかわらず、前向きＶ字先
端は前向きＶ字８８を形成する隣合つた歯８６の
引張作用によつて歯のないローラ領域（すなわ
ち、対となつた面取部９２のところ）においてス
トリツプ素材になお形成され、前向きＶ字波形領
域においてひずみを分散させて弱めながらストリ
ツプに完全な波形を作ることがわかつた。たとえ
ば、第５図に示す波形ストリツプでは、歯付けロ
ーラ３０，３２を用いてステンレス鋼箔で形成し
てあるにもかかわらず、波形付け歯が連続したま
まとなる後向きＶ字先端と比べて前向きＶ字先端
が比較的鈍く形成されることがわかるであろう。

さらに、後向きＶ字の先端のところでストリツ
プ素材に生じる均一ひずみの状態が厚い材料また
は延性の弱い材料を用いたときのように割れ、裂
けを生じさせるとわかつている場合には、後向き
Ｖ字９０の先端にも同様に除去してもよく、それ
でも、ストリツプ素材には完全な波形が形成され
る。

同じ効果が、歯付きホイールの歯が前向きＶ字
の先端を形成し、二次的に後向きＶ字の先端を形
成する歯付きホイール間にスペーサを用いること
によつても簡単に達成される。これは第６図のこ
のような波形付けローラの１つの構造に示してあ
る。他方のローラも同様に形成されることは了解
されたい。この実施例において、９６で示す歯付
きローラは二重山形またはあや織りパターン用と
なつており、その結果、前述のように軸１００に
取付けた４つだけの歯付きホイール９８を一組有
する。この場合、前向きＶ字は外側２対のホイー
ル９８Ａとみなすことのできるものによつて前向
きＶ字がストリツプ素材に形成され、それらの結
合部は間に環状のスペーサリングまたはワツシヤ
１０２を挿入するだけで歯のないようにし、後向
きＶ字の先端を形成する際に隣接する中間対の歯
付きホイール９８Ｂとみなすことのできるものを
残す。先の実施例と同様に、後向きＶ字の先端が
割れや裂けを生じさせる傾向がある場合には、中
間対の歯付きホイール９８Ｂ間に付加的なスペー
サを挿入してもよい。

さらに、好ましい実施例ではローラが製造の容
易さのために一組の歯付きホイールで形成してあ
り、前向きＶ字の先端、二次的に後向きＶ字の先
端を除去すべく面取りをしたり、スペーサを挿入
したりしたが、ストリツプ材料に割れや裂けを生
じさせる傾向のある歯部分を除去するのに本発明
の教示の範囲内で波形付けローラを任意に構成し
得ることは了解されたい。たとえば、波形付けロ
ーラを一体に形成し、前向きＶ字先端、そして二
次的に後向きＶ字先端を歯の形成時に一緒に機械
加工で除去してもよい。

上記の好ましい実施例は説明を例示したもので
あり、特許請求の範囲内で修正、変更可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるローラ装置の一実施例を
含むローラ形式の波形付け機械の側面図である。
第２図は第１図の２−２線に沿つた頂面図であ
る。第３図は第２図の３−３線に沿つた断面図で
ある。第３ａ図は第３図の歯付きホイールの拡大
断片図である。第４図は第１図の波形付け機械の
斜視図である。第５図は第１図の波形付け機械で
形成した波形金属ストリツプの一部の平面図であ
る。第６図は第１図の波形付け機械で用いて第５
図のものに類似した波形金属ストリツプをそれを
横切る山形を少なくして形成するようにした本発
明によるローラ装置の別の実施例の斜視図であ
る。 ＜主要部分の符号の説明＞、３０，３２，９６
……一対の歯付きローラ、８６，９８……個々の
ローラ、８８，１０２……ローラ領域、７０Ａ，
７０Ｂ，９８Ａ……歯付きホイールの選定対、９
２……面取部、１０２……スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストリツプ素材に連続して横方向に延びる波
   形をロール成形するための一対の歯付きローラで
   あつて、これらの波形がローラ間に送り込まれる
   方向に関して前方を指すＶの字を持つ山形パター
   ンを有する一対の歯付きローラにおいて、前記ロ
   ーラの各々がそれを横切つて断続的に延びる個々
   の歯の横方向の列を有し、各列の歯が互いに不連
   続であつてなんら前向きＶ字先端を持たないが、
   所望の波形に一致しており、ストリツプ素材が前
   記対の歯付きローラの間でロール成形されている
   とき、隣接した歯の引張作用によつて歯のないロ
   ーラ領域において前向きＶ字先端がストリツプ素
   材に形成され、前向き先端のところでひずみを分
   散させて最小限に抑えながらストリツプ素材に完
   全な波形を生じさせるようにしたことを特徴とす
   る一対の歯付きローラ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の一対の歯付きロ
   ーラであつて、ローラ間に送り込まれるストリツ
   プの方向に関して前後を指すＶ字を有する山形パ
   ターンを有する波形をストリツプ素材に連続的に
   横方向にロール成形する一対の歯付きローラにお
   いて、各ローラがそれを横切つて断続的に延在す
   る横方向列の歯を有し、各列の歯のうちの選定し
   た歯が互いに不連続であつてなんら前後向きのＶ
   字先端を持たないが、所望の波形に一致してお
   り、隣接の歯の引張作用によつて歯のないローラ
   領域において前後向きのＶ字先端がストリツプ素
   材に形成され、前後向きのＶ字先端のところでひ
   ずみを分散させて最小限に抑えながら完全な波形
   をストリツプ素材に生じさせるようにしたことを
   特徴とする一対の歯付きローラ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の一対の歯付きロ
   ーラであつて、ローラ間に送り込まれるストリツ
   プの方向に関して前後を指すＶ字を有する山形パ
   ターンを有する波形をストリツプ素材に連続的に
   横方向にロール成形する一対の歯付きローラにお
   いて、各ローラが一組の歯付きホイールを包含
   し、各歯付きホイールがそれを斜めに横切つて同
   じ角度で延びる歯を有し、各組の歯付きホイール
   が横に並べて配置してあつてそれぞれの歯が互い
   に反対方向に傾斜し、各ローラを横切つて延びる
   個々の歯の横方向列を画成しており、前記歯付き
   ホイールの選定対のものが隣接部分に歯を持た
   ず、各列の歯がなんら前向きＶ字先端を持たない
   が、所望の波形に一致するようにしたことを特徴
   とする一対の歯付きロール。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の一対の歯付きロ
   ーラにおいて、各ローラが一組の歯付きホイール
   を包含し、各歯付きホイールがそれを斜めに横切
   つて同じ角度で延びる歯を有し、各組の歯付きホ
   イールが横に並べて配置してあつてそれぞれの歯
   が互いに反対方向に傾斜し、各ローラを横切つて
   延びる個々の歯の横方向例を画成し、前記歯付き
   ホイールが隣接部分に歯を持たず、各列の歯がな
   んら前後方向のＶ字先端を持たないが、所望の波
   形に一致するようにしたことを特徴とする一対の
   歯付きローラ。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の一対の歯付きロ
   ーラにおいて、前記歯付きホイールの選定対のも
   のがそれぞれの歯の一端で周方向に面取部を有
   し、隣接部分に歯を持たず、各列の歯がなんら前
   向きのＶ字先端を持たないが、所望の波形に一致
   するようにしたことを特徴とする一対の歯付きロ
   ーラ。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の一対の歯付きロ
   ーラにおいて、前記歯付きホイールの選定対のも
   のがそれぞれの歯の両端のところに周方向の面取
   部を有し、隣接部分に歯を持たず、各列の歯がな
   んら前向き、後向きのＶ字先端を持たないが、所
   望の波形に一致するようにしたことを特徴とする
   一対の歯付きローラ。 ７ 特許請求の範囲第３項記載の一対の歯付きロ
   ーラにおいて、前記歯付きホイールの選定対のも
   のの間にスペーサが設置してあり、各列の歯がな
   んら前向きのＶ字先端を持たないが、所望の波形
   に一致するようにしたことを特徴とする一対の歯
   付きローラ。 ８ 特許請求の範囲第４項記載の一対の歯付きロ
   ーラにおいて、前記歯付きホイールを互いに隔て
   るスペーサを有し、各列の歯がなんら前向き、後
   向きのＶ字先端を持たないが、所望の波形に一致
   するようにしたことを特徴とする一対の歯付きロ
   ーラ。