JPS6215694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多数のロールスタンドを持つ冷間ロ
ール成形装置により、断面形状がリツプ部に溝、
折り返し、先端折り曲げ等の成形部を有する全体
がＣ形類似形であり、長手方向にリツプ側を凹、
ウエブ側を凸とする方向の湾曲を有し、帯板素材
からロール成形した形材成形品およびその曲げ成
形法に関する。

〔従来の技術〕

金属帯板を多数のロールスタンドを経て、徐々
に所定の形状に冷間ロール成形する場合、被成形
材の両縁部は長手方向に伸び変形し易く、その結
果、Ｃ形材等において、断面完成後リツプ側が
凸、ウエブ側が凹なる長手方向湾曲を生じ易い。
このため、矯正機などを利用して長手方向に真直
に矯正することが通常行なわれている。しかし、
前記方向に対し、逆方向の長手方向湾曲、つまり
リツプ側を凹、ウエブ側を凸とする湾曲を有する
成形品を冷間ロール成形で製することは困難で、
通常プレス成形を行なわざるを得ない例が多い。
しかし、プレス成形では生産性が悪く、また長尺
体の成形品を成形するには極めて非能率であると
ともに高価であつた。したがつて、自動車のバン
パーなど大量に使用する成形品に対して、長手方
向の湾曲の曲率半径を小さくでき、薄板でも座屈
を生ずることのない冷間ロール成形による能率的
な製造法の確立が望まれていた。しかしながら、
例えばリツプ溝形鋼状断面の形材を長手方向に一
定の曲率を与えて成形する場合、リツプ側を凹、
ウエブ側を凸とする湾曲を与えて成形するには、
煩雑な問題があつた。すなわち、通常の上下ロー
ル成形において、前記のようにリツプ部となる帯
板の両縁部が立上り成形時に長さ方向に伸び変形
するため、製品は所望の方向とは逆の湾曲形状と
なり易く、またこのリツプ部をその後の湾曲付与
成形で圧縮変形させるに際し座屈を生ずるからで
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題点を解決するために、冷間
ロール成形法により最終製品でリツプ部となる部
分に予め曲げ成形部を形成した後、リツプ部およ
びフランジ部の立上り成形をダウンヒル成形法で
行なうことにより、リツプ部の伸び変形量が低減
され、また曲げ変形部の存在により湾曲付与成形
時の座屈が防止されることを知見したことに基づ
くものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はリツプ部に溝、折り返し、先端折り曲
げ等の成形部を有するＣ形類似断面形であり、か
つ該リツプ側を凹、ウエブ側を凸とする方向の長
手方向湾曲を有し、帯板素材からロール成形法に
より製したことを特徴とする形材成形品、並びに
該成形品の成形方法であり、先ずリツプ部の曲げ
成形部を単数またはロールスタンドの成形接触点
がほぼ同一高さの複数のロールスタンドで曲げ成
形する成形第１工程、該第１工程後ダウンヒル成
形法であり、ウエブの両縁部の曲げコーナーを曲
げ成形する複数段のロールスタンドによる成形第
２工程および該成形第２工程後、リツプ側を凹、
ウエブ側を凸とする長手方向湾曲を付与するアツ
プヒルによる成形第３工程からなることを特徴と
する形材成形品の成形方法である。

〔作用〕

前述の縁（エツジ）部の伸び変形および座屈
は、それぞれ素材帯板の幅が広い、成形断面形状
が大きい、素材帯板が薄いほど大となる。一般に
パイプ等の成形断面が円形の場合には、Ｔ／Ｄ
（但しＤは成形断面の直径、Ｔは成形板厚さ）が
１％以下の値を示すときは、溶接ができる程度の
成形は不可能であるとされている。これはロール
成形途中におけるエツジ部に作用する引張、圧縮
変形応力と板幅中央底部に作用する塑性変形応力
のアンバランスにより、第１図および第２図に示
す所定のＣ形類似形状１に対し、帯板エツジ部に
座屈や伸びの波状２を呈したり、成形品断面の一
部が内部側に落ち込む等の変形３を生じたりす
る。この現象を防止するには、ダウンヒルと称す
るロールスタンドの成形接触点の高さを、各段に
おいて、工程が進むにつれて下げることにより、
エツジ部の伸びを抑制し、成形品の変形バランス
をとる方法が有る。なお、この成形法に対し、逆
にアツプヒルと称してロールスタンドの成形接触
点の高さを各段において、工程が進むにつれて上
げる成形方法もある。

本発明は、上記ダウンヒルとアツプヒルの両者
の原理を応用し、ダウンヒルとアツプヒルとを組
合せ、かつリツプ部に溝、折り返し、先端折り曲
げ等を形成するように冷間ロール成形して一定の
半径Ｒを長手方向に有する湾曲を得んとするもの
である。しかしてその湾曲は、リツプ側を凹、ウ
エブ側を凸とする方向とすることを特徴とする。

ロール成形による縁伸びは、主に本発明におい
て断面形状がＣ形類似形形材成形品とは、第３図
ｂに示すリツプ部に溝を有する軽量リツプ溝形鋼
状のみに拘束されず、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｅに示
すように、折り返し、先端折り曲げ等を有しても
よく、さらに第３図ｂのフランジ部５、ウエブ部
６に折れ部を有してもよい。

また、本発明におけるリツプ側を凹、ウエブ側
を凸とする方向の湾曲とは、第３図に示すよう
に、成形品の長手方向の曲り、つまり湾曲がリツ
プ４側が曲率半径Ｒの中心側、ウエブ部６側が曲
率半径Ｒの中心に対し、逆の側となる湾曲を意味
する。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第５，６，７図で説明す
る。

第５図は、冷間ロール成形する成形ロールスタ
ンドの略図を示す。成形ロールをスタンドNo.１か
らNo.７まで組込み、逐次成形を行なうものであ
る。第６図は、第５図の各スタンドで成形される
帯板の横断面形状を示す図である。第５図におい
て各々の成形ロールは成形機に内蔵した駆動装置
により、動力を伝達して帯板７をスタンド番号No.
１より順次成形を行ない、スタンド番号No.７で所
望の最終断面形状および湾曲が与えられる。前記
成形過程において、スタンド番号No.１でリツプ部
となる被成形材７の部分に溝加工を行ない、No.２
〜No.５までは下ロール１１，１２，１３，１４と
成形機のベツド８との距離、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（ベ
ツドは一般に平面であるが、スタンド中間で段差
のあるベツドの時は基準面をベツド８と称する）
を逐次小さくして成形する、いわゆるダウンヒル
成形を行ない、スタンド番号No.６，No.７は下ロー
ル１５，１６とベツド８との距離Ｆ，Ｇを逐次大
きくして成形する、いわゆるアツプヒル成形を行
ないながら、断面形状の完成と第３図に示す曲率
半径Ｒの長手方向に一定の、リツプ側が凹となる
湾曲を連続的に付与する。

また本発明においては、ダウンヒル成形工程で
リツプ部とフランジ部の断面形状の成形をほぼ終
了させ、アツプヒル成形工程でリツプ部の若干の
成形と成形品長手方向湾曲成形を行なうと良好な
成形品が得られる。一方、ダウンヒル成形を行な
わない場合、すなわち第５図のＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ寸
法が同一の場合、第６図に示す帯板の縁部は大き
な塑性伸びが発生し、このままの状態でさらに成
形を進行して行くと、成形品は第３図とは反対方
向の曲率を有する成形品が得られ、リツプ４側が
凹となる所望の湾曲を有する成形品は得られな
い。

スタンドNo.２〜No.５間のダウンヒル量の合計
は、最終成形品形状の断面高さの0.5〜2.5倍にと
つた場合最も有効である。ダウンヒル量が最終製
品形状の断面高さの2.5倍を越えるとリツプ４に
は過大の圧縮歪が与えられる結果となり、スタン
ドNo.６，７においてアツプヒル成形を行なうと座
屈を起こし易い。またダウンヒル量が0.5倍以下
であると、十分なダウンヒル効果が得られず、ダ
ウンヒルを行なわない場合の成形と大差のない結
果しか得られない。したがつて、成形品を長手方
向に一定の曲率を有した湾曲成形品とする場合の
ダウンヒル量は、最終製品断面形状高さの0.5〜
2.5倍が最適である。

アツプヒル量をある点以上大きくするとリツプ
部４には、過大の圧縮歪が課せられることにな
り、局部的な座屈を生ずる。この局部的に座屈し
た時点が成形品の限界曲率半径である。

第３図ｂに示す本発明のリツプ部に溝を設ける
曲げ成形部のうち、溝を成形するロールスタンド
の例を第７図に示す。

冷間ロール成形機の軸２７，２８はスタンドに
内蔵された駆動装置により回転力を伝達し、回転
自在である。軸２７，２８にはカラー２９，３
０，３１，３２，３３，３４、スリーブ３５，３
６、所望の形状をしたロール片、３７，３８，３
９，４０を組込み、締付装置４１，４２により定
位置に固着する。ロール片３７，３８はスリーブ
３５，３６に緩装し、回転自在である。軸２８に
伝達した回転力はキー４４によりロール片３９，
４０に伝達される。成形品のリツプ部構成部分へ
の構成形は、ロール片３９，４０の外周面上に設
けた突起４７，４８およびロール片３７，４０に
設けた溝部４５，４６により行なわれる。

第３図、第６図および第７図ではリツプ部に溝
を有する断面形状のＣ形類似形成形品およびその
成形方法を示したが、本発明としてはリツプ部の
座屈限界応力を高めるために第４図に示す如く、
リツプ部に溝ａの代りに折り返しｂ、先端折り曲
げｃ等を設けてもよい。

本発明でダウンヒルとは、前段のロールスタン
ドに対して後段のロールスタンドでの被成形材の
ウエブ部が、その両側のフランジ、リツプ側と逆
の方向に変位されつつ曲げ成形されるものをい
う。すなわち、ウエブ部に対しフランジ部を立ち
上げる通常の成形方法においては、第５図のよう
に、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとウエブ部の位置を順次降下
させるものであり、アツプヒルはこの逆である。

すなわち本発明においては、リツプ側を凹とす
る方向の湾曲を有する成形品を得るために、リツ
プ部側を構成する帯板部分に縁伸び変形を抑制す
るようにダウンヒル成形を行ない、その後アツプ
ヒル成形を行なう構成をなしておればよく、ロー
ル軸の方向等に拘束されるものではない。

第３図ｂ、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに示す断
面形状の成形品は、リツプ部に曲げ成形部がある
ためリツプ部が板厚を増加したと同様の効果を生
じてアツプヒルによる長手方向湾曲付与時の長手
方向圧縮力による座屈が防止され、限界曲率半径
を小さくする効果が生ずる。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明の成形品および曲
げ成形法を使用することにより次に示す効果があ
る。

(1) 成形品の局部塑性座屈限界応力を高くするこ
とができ、成形品のリツプ側が凹、ウエブ側が
凸となる長手方向の湾曲の曲率を大きくするこ
とができる。また同一曲率の湾曲を有する成形
品においては、より薄い帯板の成形を可能とす
る。

(2) 成形品の局部塑性座屈限界応力を高くするこ
とができるので、座屈のない品質安定な成形品
を得ることができる。

(3) 成形品のリツプ部を構成する帯板部分に溝、
折り返し、先端折り曲げ等の成形をし、その後
ダウンヒル成形、アツプヒル成形することによ
り、成形品のリツプ部の局部塑性座屈限界応力
を高め、該リツプ側が凹、ウエブ側が凸となる
長手方向に一定の曲率をもつた成形品を安定良
く、高能率に成形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来方法における欠陥
を示すロール成形品の斜視図、第３図ａ，ｂは
各々長手方向に一定の曲率をした成形品の側面図
および断面図、第４図ａ〜ｅは本発明成形品の一
実施例を示す断面模式図、第５図は本発明の一実
施例を示す正面図、第６図は本発明を適用した帯
板の形状を示す断面模式図、第７図は成形品リツ
プ部に溝加工する溝付ロールの断面図である。 ４：リツプ部、５：フランジ部、６：ウエブ
部、７：帯板、No.１〜No.７：ロールスタンド、
Ｒ：成形品の曲率半径、３７，３８：上ロール、
３９，４０：下ロール、４５，４６：突起、４
７，４８：溝部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断面形状がリツプ部に溝、折り返し、先端折
   り曲げ等の成形部を有し、全体がＣ形類似形であ
   り、かつ長手方向に前記リツプ側を凹、ウエブ側
   を凸とする方向の湾曲を有する、帯板素材からロ
   ール成形法により製したことを特徴とする形材成
   形品。 ２ 多数のロールスタンドを経て、帯板より断面
   形状がＣ形類似形であり、かつ長手方向にリツプ
   側を凹、ウエブ側を凸とする方向の湾曲を有する
   形状に曲げ成形する方法であつて、単数段または
   ロールスタンドの成形接触点の高さがほぼ同一で
   ある複数段のロールスタンドにより、被成形材の
   最終製品で前記リツプ部となる部分に、溝、折り
   返し、先端折り曲げ等の曲げ成形部を形成する成
   形第１工程と、該工程後、ダウンヒル成形法であ
   り、ウエブの両縁部の曲げコーナーを曲げ成形す
   る複数段のロールスタンドによる成形第２工程
   と、該成形第２工程後、リツプ側を凹、ウエブ側
   を凸とする長手方向湾曲を付与するアツプヒルに
   よる成形第３工程からなることを特徴とする形材
   成形品の成形方法。