JPH0675736B2 - 筒体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野及び発明の概要］ 本発明は、筒体製造装置、特に、板状素材を屈曲させて
筒体に加工する筒体製造装置に関するものであり、板状
素材の屈曲工程と、これに続く整形工程（筒体の真円度
及び真直度を高める工程）を連続的に行えるようにして
製造効率の向上を目指すものである。

このため、前記屈曲工程と整形工程とを同時進行可能に
するものである。

［従来技術及びその課題］ 筒体の製造方法として、所定の直径の管を一定寸法に切
断する方法、及び、板状素材を円筒状に屈曲させる方法
がある。

前者の方法では、製品筒体の断面の真円度及び真直度が
非加工素材である管の状態において一定レベルに仕上げ
られているから、これを切断した製品においても、前記
精度は所定のレベルにある。ところが、この場合には、
製品が高価なものとなる。一般に金属管は板状素材に比
べて相当高価であり、長さの短い筒体を大量生産する場
合には、各筒体の単価が高価なものとなるのである。

そこで、このように大量生産されるものでは、製品単価
を下げるために、筒体を板状素材から製造しており、こ
の製造方法によるものでは、第11図の〜に示すよう
に、製品を展開した矩形の板状素材（Ａ）をロール曲げ
によって筒体（Ｂ）に成形し、その後、整形工程によっ
て所定の真円度及び真直度に仕上げ、必要な場合は端縁
部（Ｃ）（Ｃ）を溶接する。前記整形工程では、同図に
示すように、一対の半円形断面の内周面を有する整形用
金型（Ｋ）（Ｋ）によって筒体（Ｂ）を半径方向から加
圧する。これにより前工程における加工不良部が正確な
曲げ曲率に仕上げられる。ロール曲げ後の半製品では、
端縁部（Ｃ）（Ｃ）の部分が円弧状に曲成されにくく、
直線状のままになって残るが、この部分が前記整形工程
によって所定の円弧状に仕上げ成形されるのである。

この方法を採用する場合には、鋼管等に比べて比較的安
価な板状素材（Ａ）を被加工素材として使用できること
から、製品となる筒体が比較的安価に製造できる。

ところが、従来はロール曲げ工程及び整形工程が別個の
装置によって各別に行われているため、未だ生産性が十
分とは言えない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ロー
ル曲げ工程及び仕上げ整形工程を連続的に行えるように
するものである。

［技術的手段］ 上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は
『ロール曲げ機（１）の主ロール（11）の長さを曲げ加
工域（Ｍ）からさらにその外側に所定長さ突出した長さ
とし、この主ロール（11）の突出域に整形装置（４）の
整形用金型（Ｋ）（Ｋ）を対向させ、前記整形用金型
（Ｋ）（Ｋ）の最接近状態における内周面を前記主ロー
ル（11）と略同心とした』ことである。（第６図および
第８図参照） ［作用］ 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

板状素材（Ａ）をロール曲げ機（１）によって加工する
と、筒状に曲成されて、ロール曲げ完了時点では半完成
状態の筒体（Ｂ）が前記主ロール（11）に外嵌してい
る。一般に金属板のロール曲げでは、スプリングバック
があることから、半製品の筒体（Ｂ）は前記主ロール
（11）に対して遊嵌状態にある。従って、この主ロール
（11）の軸線方向に対して移動自在となっている。

この半製品の筒体（Ｂ）を主ロール（11）の先端側に移
動させると、ロール曲げ機（１）の主ロール（11）は曲
げ加工域（Ｍ）からさらにその外側に所定長さ突出させ
ているから、前記筒体（Ｂ）は、曲げ加工域（Ｍ）から
脱出する。又、この主ロール（11）の突出域に整形装置
（４）の整形用金型（Ｋ）（Ｋ）を対向させたから、こ
の位置では、半製品の筒体（Ｂ）は整形用金型（Ｋ）
（Ｋ）による仕上げ整形加工域に位置せしめられる。

上記したように、筒体（Ｂ）の内径は、主ロール（11）
の直径よりも大きいから、又、前記整形用金型（Ｋ）
（Ｋ）の最接近状態における内周面を前記主ロール（1
1）と略同心としたから、この位置で整形用金型（Ｋ）
（Ｋ）を対向接近させて仕上げ整形すると、主ロール
（11）が筒体（Ｂ）内に遊嵌した状態のままで仕上げ整
形され、端縁部（Ｃ）（Ｃ）の部分が正確に曲成された
筒体（Ｂ）となる。その後、主ロール（11）の先端側か
ら筒体（Ｂ）を取出す。

尚、この仕上げ整形工程のとき、主ロール（11）は筒体
（Ｂ）に遊嵌し、その回転が許容された状態にあるか
ら、曲げ加工域（Ｍ）においては同時にロール曲げ加工
が可能である。

このように、ロール曲げ工程と仕上げ整形工程とが連続
的に行えると共に、これらの工程を同時進行できること
となる。

［効果］ 本発明は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

ロール曲げ工程と仕上げ整形工程とが連続的に行えると
共に、これらの工程を同時進行できるから、従来の筒体
（Ｂ）の製造に比べて生産性が大幅に向上する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図から第10図に基いて説明
する。

◎全体構成の概要 この実施例では、板状素材（Ａ）を曲げ加工域（Ｍ）に
供給する動作，筒体（Ｂ）を仕上げ整形工程部へ移動さ
せる動作及び製品筒体（Ｂ）の取出しを自動化できるよ
うにしてある。第１図〜第３図に示すように、ロール曲
げ機（１）内に素材供給装置（２）及び製品移送装置
（３）を具備させ、このロール曲げ機（１）に並設した
整形装置（４）には製品取出し装置（５）を具備させて
ある。

この実施例のロール曲げ機（１）のロール曲げ機能部
は、第１図及び第４・５図に示すように、主ロール（1
1）を駆動ロールとし、これの下方に一対の小径ロール
（Ｒ）（Ｒ）を並設した昇降式のピンチロール（12）を
対向させたものであり、主ロール（11）を回転駆動させ
た状態でピンチロール（12）をこの主ロール（11）に対
接させてこれらの間に板状素材（Ａ）を挿入するもので
あり、公知の構成をそのまま採用している。

尚、上記ロール曲げ時点では、主ロール（11）の自由端
部にはピンチロール（12）の圧接力に応じた曲げ力が作
用するが、これを負担するため、この実施例では、主ロ
ール（11）の曲げ加工域（Ｍ）と整形装置（４）との境
界部にその上方から支持装置（６）を対向させてある。

◎主ロール（11）の自由端部の支持装置（６） この支持装置（６）は、第４図及び第５図に示すよう
に、ロール曲げ機（１）の整形装置（４）側の端部に直
立させたアーチ（61）と、その頂部中央に昇降自在にす
すみ対偶させた昇降軸（62）と、その下端に具備させた
一対のガイドロール（63）（63）と、前記昇降軸（62）
を一定範囲昇降駆動するクランク機構（64）及びこれの
駆動源となるロータリアクチェータ（65）とから構成さ
れ、ロール曲げ動作中は、前記ロータリアクチェータ
（65）の動作によってクランク機構（64）のクランクが
下死点に回動せしめられて昇降軸（62）が所定の位置に
押し下げられ、ガイドロール（63）（63）が主ロール
（11）の上面に対接し、この状態に維持される。尚、前
記クランク機構（64）は所定のタイミングで駆動され、
ロール曲げ加工完了時には、クランク機構（64）のクラ
ンクが上死点に復帰回動せしめられる。

これにより、ロール曲げ加工中においては主ロール（1
1）に作用する上向き方向の屈曲力が前記支持装置
（６）によって支持されることとなる。又、前記加工完
了時には、ガイドロール（63）が上昇位置に復帰するか
ら、これらが、筒体（Ｂ）を曲げ加工域（Ｍ）から整形
装置（４）側に移動させるときの障害とはならない。

◎素材供給装置（２） 素材供給装置（２）は、公知の構成のものであり、第２
図に示すように、板状素材（Ａ）（Ａ）の積層部の上方
域と、曲げ加工域（Ｍ）における材料挿入部との間を走
行する吸着装置（21）を具備する形式としてあり、この
吸着装置（21）が前記板状素材（Ａ）（Ａ）の積層部に
おいて最上層に位置する板状素材（Ａ）を吸着保持した
後板状素材（Ａ）の挿入部に移動してこの板状素材
（Ａ）を所定位置に載置すべく動作する。ここで、吸着
装置（21）は、ロッドレスシリンダ（23）によって所定
のタイミングで往復駆動される。

尚、曲げ加工域（Ｍ）における板状素材（Ａ）の挿入部
では、第５図に示すように、その支持板が主ロール（1
1）とピンチロール（12）との対接部に向って傾斜して
いるから、この支持板（22）に載置された板状素材
（Ａ）は自動的に加工部に投入される。

◎製品移送装置（３） 製品移送装置（３）は、第１図及び第３図に示すよう
に、初期状態において主ロール（11）の基端部に位置し
且これに外嵌するリング（31）と、このリング（31）か
ら突出させた腕進退駆動させる直線駆動装置（32）とか
らなり、この直線駆動装置（32）の出力軸が所定のタイ
ミングで進退移動する。

この実施例では、初期状態では、直線駆動装置（32）の
出力軸が後退位置にあり、曲げ加工域（Ｍ）において曲
げ加工が完了し、且上記支持装置（６）におけるガイド
ロール（63）（63）が上昇復帰した時点において、一定
ストローク進出した後前記初期位値に復帰する。

この進出ストロークは所定の値に設定されており、最進
出位置においては、リング（31）によって押出された筒
体（Ｂ）が主ロール（11）に支持された状態で移動し
て、この筒体（Ｂ）が整形装置（４）の整形用金型
（Ｋ）（Ｋ）に対向した位置にセットされ、その後、直
ちに初期位置に復帰する。

これにより、曲げ加工域（Ｍ）において板状素材（Ａ）
が筒体（Ｂ）に加工される度にこの筒体（Ｂ）が整形装
置（４）による加工位置に移動せしめられることとな
る。

◎整形装置（４） この整形装置（４）は、公知の構成であり、第２図に示
すように、一対のガイドポスト（41）（41）によって昇
降自在に対向させた昇降台（40）（40）のそれぞれに整
形用金型（Ｋ）を装着したものであり、各昇降台（40）
はいずれも油圧シリンダ（42）によって昇降駆動され
る。下方の昇降台（40）の上面に装着した整形用金型
（Ｋ）は、上面が半円形の凹陥部を具備する形態として
あり、上方の昇降台（40）の装着した整形用金型（Ｋ）
は、これと対称な形状の凹陥部を具備する形態としてあ
る。

上記昇降台（40）（40）の整形用金型（Ｋ）（Ｋ）は、
上方の昇降台（40）が初期位置から降下せしめられ且下
方の昇降台（40）が初期位置から上昇せしめられた状態
で主ロール（11）に保持された筒体（Ｂ）をこの主ロー
ル（11）と同心となるように加圧する。このため、各昇
降台（40）の上死点及び下死点の位置は所定の位置に設
定されている。

又、前記整形用金型（Ｋ）（Ｋ）が筒体（Ｂ）を加圧し
た状態では、半円形断面部の両側に続く平面部相互間に
は一定の間隙（Ｇ）が生じるように、この半円形断面部
の形状及び大きさが設定されており、主ロール（11）の
曲げ加工域（Ｍ）から整形装置（４）に移送された筒体
（Ｂ）が整形用金型（Ｋ）（Ｋ）に一致すると、端縁部
（Ｃ）（Ｃ）が前記金型の半円形断面部の中央部に位置
し、この状態で加圧されると、既述のようにして筒体
（Ｂ）の真円度及び真直度の精度を向上させるものであ
り、この点は公知である。

◎製品取出し装置（５） この製品取出し装置（５）は、第１図に示すように、主
ロール（11）の先端部と対向する位置に配設されたクラ
ンプ装置（51）と、このクランプ装置（51）を一定スト
ローク進退するロッドレスシリンダ（52）とからなり、
初期状態ではこのロッドレスシリンダ（52）の出力部
（50）に取付けたクランプ装置（51）が製品排出路（5
3）の上方に位置する。そして、前記クランプ装置（5
1）の高さは所定の高さに設定され、これのクランプ爪
（54）が、整形加工完了状態にあって且主ロール（11）
によって支持された状態の筒体（Ｂ）の端縁部の一部と
対向するようになっている。又、このクランプ爪（54）
の開閉動作及びロッドレスシリンダ（52）の進退動作が
所定のタイミングで動作するように設定されている。

従って、整形装置（４）における整形加工が完了する
と、ロッドレスシリンダ（52）によってクランプ装置
（51）が進出せしめられて、クランプ爪（54）が筒体
（Ｂ）の端縁の一部をクランプし、その後、ロッドレス
シリンダ（52）が復帰駆動して筒体（Ｂ）をクランプし
たクランプ装置（51）が製品排出路の上方に移動せしめ
られて、この位置でクランプ爪（54）が筒体（Ｂ）を開
放してこれを前記製品排出路に落下させ、筒体（Ｂ）を
主ロール（11）から取出す。

以上に詳述した各部を装備させた筒体製造装置の場合、
第６図〜第10図に示すように、素材供給装置（２）によ
って板状素材（Ａ）が曲げ加工域（Ｍ）に供給された
後、この部分でこの板状素材（Ａ）が筒体（Ｂ）に曲成
され（第６図）、この筒体（Ｂ）が完成した時点では、
この筒体（Ｂ）が製品移送装置（３）のリング（31）に
よって整形装置（４）の整形用金型（Ｋ）（Ｋ）間に移
送されて所定の位置にセットされ（第７図）、このセッ
ト完了時点で昇降台（40）（40）が対向方向に進出して
成形用金型（Ｋ）（Ｋ）により仕上げ整形加工が施され
（第８図）、仕上げ整形加工が完了した製品としての筒
体（Ｂ）が製品取出し装置（５）によって主ロール（1
1）から取出されることとなる（第9,10図）。又、前記
整形装置（４）による仕上げ整形加工時には、新たな板
状素材（Ａ）が曲げ加工域（Ｍ）に供給されて、この整
形加工と同時に曲げ加工域（Ｍ）に置けるロール曲げ加
工が進行する。

このように板状素材（Ａ）のロール曲げ加工と仕上げ整
形加工とが連続して且自動的に進行すると共に、前記両
方の加工が同時に行える。又、主ロール（11）におけ
る、曲げ加工域（Ｍ）と整形装置（４）との境界部は、
ロール曲げ加工進行中では支持装置（６）により上方か
ら支持されているから、この主ロール（11）の変形によ
る加工精度の低下もない。

尚、ピンチロール（12）を昇降駆動するタイミング、素
材供給装置（２）及び製品移送装置（３）の動作のタイ
ミング、製品取出し装置（５）の動作タイミング、整形
装置（４）の動作とこれに関連する製品取出し装置
（５）の動作のタイミングは、相互に関連することとな
るが、これらのタイミングの設定には、公知のシーケン
ス制御やシーケンサ及びコンピュータを用いた制御によ
って公知の手法で実施できる。

なお、場合によっては、筒体（Ｂ）の移送及び製品とし
ての筒体（Ｂ）の取出しを手動操作によって行うことも
可能である。

上記装置によって製作された筒体（Ｂ）は、端縁部
（Ｃ）（Ｃ）相互が極僅かの間隙を介して対向してお
り、この対向部相互を溶接すると、前記間隙が閉塞され
て断面円形の筒体となる。

尚、上記実施例のものでは、ピンチロール（12）を一対
の小径ロール（Ｒ）（Ｒ）から構成したが、これをウレ
タンロールとすることも可能であることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の正面図，第２図はその側面
図，第３図は平面図，第４図・第５図は支持装置（６）
の部分及びロール曲げ部の詳細説明図，第６図〜第10図
は筒体製造工程の説明図，第11図は従来例の説明図であ
り、図中， （１）……ロール曲げ機 （11）……主ロール （Ｍ）……曲げ加工域 （Ｂ）……筒体 （４）……整形装置 （Ｋ）……整形用金型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロール曲げ機（１）の主ロール（11）の長
   さを曲げ加工域（Ｍ）からさらにその外側に所定長さ突
   出する長さとし、この主ロール（11）の突出域に整形装
   置（４）の整形用金型（Ｋ）（Ｋ）を対向させ、前記整
   形用金型（Ｋ）（Ｋ）の最接近状態における内周面を前
   記主ロール（11）と略同心とした筒体製造装置。