特許 7120591 ロール成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-08

(45)【発行日】2022-08-17

(54)【発明の名称】ロール成形装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 5/14 20060101AFI20220809BHJP

   B21D 5/08 20060101ALI20220809BHJP

【ＦＩ】

B21D5/14 C

B21D5/08 J

B21D5/08 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2017240604

(22)【出願日】2017-12-15

(65)【公開番号】P2019107655

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2020-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】391040135

【氏名又は名称】株式会社富士機械工作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 耕平

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５１－１０８６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１１０９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０２９６１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５２－１２９７４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１４４８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１６３５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１７７０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ５／０８

Ｂ２１Ｄ ５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主ロールと、
前記主ロールに軸方向を平行にして配置され、前記主ロールの単一の半径方向について前記主ロールとの間隔を変更自在に軸支された第１副ロールと、
前記半径方向に直交する面内で前記主ロールにそれぞれの軸方向を平行にして配置され、前記半径方向を挟む２つの領域のそれぞれで前記半径方向について前記主ロールとの間隔を変更自在かつ前記半径方向に対するそれぞれの距離を同一に維持しつつ互いに接離自在に軸支された第２及び第３副ロールと、
前記第１～第３副ロールに回転を供給する回転駆動部と、
を備え、
ワークの成形開始から終了までの間に前記第１副ロールを前記第２副ロールと前記第３副ロールとの間に配置して前記主ロールと前記第１～第３副ロールのそれぞれとの間隔がワークの厚さとなる４本ロール成形位置と、ワークの成形開始から終了までの間に前記第１副ロールを前記主ロールから離間させるとともに前記第２副ロールと前記第３副ロールとをその一方と前記主ロールとの間を通過したワークの端部が他方と前記主ロールとの間に導かれる位置まで接近させて前記主ロールと前記第２及び第３副ロールのそれぞれとの間隔がワークの厚さとなる３本ロール成形位置と、の何れかに前記第１～第３副ロールを配置するロール成形装置。

【請求項2】

前記主ロールと前記第２及び第３ロールとの間に前記主ロールに軸方向を平行にして着脱自在に配置されるウレタン製の第４ロールを備え、
前記４本ロール成形位置と、前記３本ロール成形位置と、前記第１副ロールを前記主ロールから離間させるとともに前記主ロールと前記第２及び第３副ロールのそれぞれとの間に前記第４副ロールを挟むウレタンロール成形位置と、の何れかに前記第１～第３副ロールを配置する請求項１に記載のロール成形装置。

【請求項3】

前記第１副ロールを、前記半径方向に沿って移動させる第１移動機構と、
前記第２及び第３副ロールのそれぞれを、前記半径方向を挟む２つの領域のそれぞれで前記主ロールに接離する方向及び互いに接離する方向に移動させる第２及び第３移動機構と、
をさらに備えた請求項１又は２に記載のロール成形装置。

【請求項4】

前記第１移動機構は、前記第１～第３副ロール、並びに前記第２及び第３移動機構を、前記半径方向に沿って一体的に移動させ、
前記第２及び第３移動機構は、前記第２及び第３副ロールのそれぞれの回転軸を、前記第１副ロールの回転軸を中心とする第１の円弧に沿って移動させる請求項３に記載のロール成形装置。

【請求項5】

前記回転駆動部は、前記第１副ロールの回転を前記第２及び第３副ロールに伝達する回転伝達機構を含む請求項４に記載のロール成形装置。

【請求項6】

前記回転伝達機構は、前記第１副ロールの回転軸に同軸上に固定された駆動ギアと、前記第２及び第３副ロールのそれぞれの回転軸に同軸上に固定された第１及び第２従動ギアと、前記駆動ギア及び前記第１従動ギアに噛合する第１伝達ギアと、前記駆動ギア及び前記第２従動ギアに噛合する第２伝達ギアと、前記第２及び第３副ロールのそれぞれの回転軸、並びに前記第１及び第２伝達ギアのそれぞれを一体的に軸支する第１及び第２軸支部材と、を含む請求項５に記載のロール成形装置。

【請求項7】

前記第１副ロールの回転軸を中心とする第２の円弧上に配置されたリングギアを備え、
前記第２及び第３移動機構のそれぞれは、前記第１及び第２軸支部材のそれぞれに軸支されて前記リングギアに噛合するピニオンギアと、前記ピニオンギアに回転を供給する旋回駆動部と、を含む請求項６に記載のロール成形装置。

【請求項8】

それぞれが前記ピニオンギアと同軸上に軸支された第１及び第２サポートロールであって、前記第２及び第３副ロールを挟んで前記主ロールの反対側の位置で前記第２及び第３副ロールに常時当接する第１及び第２サポートロールと、
それぞれが前記第１及び第２伝達ギアと同軸上に軸支された第３及び第４サポートロールであって、前記第２及び第３副ロールを挟んで前記主ロールの反対側の位置で前記第２及び第３副ロールに常時当接するとともに前記第１副ロールを挟んで前記主ロールの反対側の位置で前記第１副ロールに常時当接する第３及び第４サポートロールと、を備えた請求項７に記載のロール成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、板材を、複数本のロール間に挟んで曲げ加工することで、筒状に成形するロール成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

管体の製造方法として、ロール成形装置によって板材を筒状に曲げ加工した後、互いに平行な２端部を溶接装置等によって接合する方法が知られている。ロール成形装置は、１本の主ロールと１本以上の副ロールとを含む複数本のロールを、各軸方向を互いに平行にして備えている。矩形の板材は、主ロールと副ロールとの間を通過する際に、曲げ加工による塑性変形を受けて筒状にされる。

【0003】

従来のロール成形装置として、主ロールに比較して軟質のウレタン製の副ロールを備えたウレタンロール成形装置がある（例えば、特許文献１参照。）。副ロールを主ロールに圧接させることで、副ロールの周面において主ロールの周面に沿って凹状に変形した部分に板材を通過させる。ウレタンロール成形装置は、比較的厚みの薄い板材の曲げ加工に適しており、板材の両端部をも円弧状に曲げることができるが、曲げ径を変更するためには主ロールを交換する必要がある。ウレタンロール成形装置では、副ロールを主ロールに圧接させるとともに、副ロールの撓みを防ぐ目的で、副ロールを挟んで主ロールの反対側に２本のサポートロールを備えている。

【0004】

別の従来のロール成形装置として、主ロールと同等の硬度の材料からなる２本の副ロール備えた３本ロール成形装置がある（例えば、特許文献２参照。）。３本ロール成形装置は、比較的小径の曲げ加工に適しているが、副ロールの周面は板材を挟んで主ロールの周面に圧接しないため、主ロールに対する副ロールの位置を調整することで曲げ径の変更を容易にできる一方、板材の両端部を円弧状に曲げることが難しい。

【0005】

さらに別の従来のロール成形装置として、主ロールと同等の硬度の材料からなる３本の副ロールを備えた４本ロール成形装置がある。４本ロール成形装置は、合計４本のロールを備えるために構造が複雑化するが、比較的大径の曲げ加工に適しており、３本の副ロールのうち中央の副ロールが板材を挟んで主ロールに圧接するため、板材の両端部をも円弧状に曲げることができる。また、３本の副ロールのうち中央の副ロールを除く２本の副ロールの主ロールに対する位置を調整することで、曲げ径の変更を容易にできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００４－２５５４６２号公報

【文献】特開２０１３－２５２５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように、板材の厚さや曲げ径に適した複数種類のロール成形装置が存在しており、種々の材料や曲げ径に対応するためには、複数のロール成形装置を準備しなければならず、設備費の高騰を招くとともに広い設置スペースが必要になる。

【0008】

この発明の目的は、主ロールに対する４本の副ロールのそれぞれの位置を適宜変更できるようにすることで、単一の装置で複数種類のロール成形装置のロール配置を実現できるようにし、設備費の低廉化及び設置スペースの狭小化を実現できるロール成形装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明のロール成形装置は、主ロール、第１～第３副ロール、回転駆動部を備えている。第１副ロールは、主ロールに軸方向を平行にして配置され、主ロールの単一の半径方向について主ロールとの間隔を変更自在に軸支されている。第２及び第３副ロールは、半径方向に直交する面内で主ロールにそれぞれの軸方向を平行にして配置され、半径方向を挟む２つの領域のそれぞれで半径方向について主ロールとの間隔を変更自在かつ半径方向に対するそれぞれの距離を同一に維持しつつ互いに接離自在に軸支されている。回転駆動部は、第１～第３副ロールに回転を供給する。

【0010】

４本ロール成形位置では、ワークの成形開始から終了までの間に第１副ロールを第２副ロールと第３副ロールとの間に配置して単一の半径方向における主ロールと第１副ロールとの間隔を両者の間に板材のワークを挟持できる長さにするとともに、主ロールと第１～第３副ロールのそれぞれとの間隔がワークの厚さとなるようにして、回転駆動部から第１～第３副ロールに回転を供給する。ワークは、主ロールの周面と第２副ロールの周面、第１副ロールの周面及び第３副ロールの周面のそれぞれとの間を順に通過する間に所定の曲げ径に変形される。

【0011】

また、３本ロール成形位置では、ワークの成形開始から終了までの間に第１副ロールを前記主ロールから離間させて単一の半径方向における主ロールと第１副ロールとの間隔を両者の間に第２及び第３副ロールを配置可能な長さとするとともに、第２副ロールと第３副ロールとをその一方と主ロールとの間を通過したワークの端部が他方と主ロールとの間に導かれる位置まで接近させて主ロールと第２及び第３副ロールのそれぞれとの間隔がワークの厚さとなるようにして、回転駆動部から第１～第３副ロールに回転を供給する。ワークは、主ロールの周面と第２副ロールの周面との間、主ロールの周面と第３副ロールの周面との間を順に通過する間に所定の曲げ径に変形される。

【0012】

この構成において、主ロールと第２及び第３副ロールとの間に主ロールに軸方向を平行にして着脱自在に配置されるウレタン製の第４副ロールを備えることができる。ウレタンロール成形位置では、単一の半径方向における主ロールと第１副ロールとの間隔を両者の間に第２～第４副ロールを配置可能な長さとし、第４副ロールを主ロールに圧接させる位置に第２及び第３副ロールを配置し、回転駆動部から第１～第３副ロールに回転を供給する。第４副ロールを主ロールより軟質のウレタンロールとすることで、比較的厚みの薄い板材のワークを主ロールの周面と第４副ロールの周面との圧接部分を通過する間に所定の曲げ径に変形することができる。

【0013】

また、第１副ロールを単一の半径方向に沿って移動させる第１移動機構と、第２及び第３副ロールのそれぞれを単一の半径方向を挟む２つの領域のそれぞれで主ロールに接離する方向及び互いに接離する方向に移動させる第２及び第３移動機構と、を備えることができる。第１～第３移動機構によって第１～第３副ロールの位置をワークの厚さや曲げ径等に応じた位置に移動させることができる。

【0014】

第１移動機構を、前記第１～第３副ロール、並びに前記第２及び第３移動機構を、前記半径方向に沿って一体的に移動させるものとし、第２及び第３移動機構を、第２及び第３副ロールのそれぞれの回転軸を、第１副ロールの回転軸を中心とする第１の円弧に沿って移動させるものとしてもよい。第２及び第３副ロールのそれぞれの主ロールとの間隔、並びに互いの間隔を簡単に変更でき、第１～第３副ロールの位置をワークの厚さや曲げ径等に応じた位置により簡単に移動させることができる。

【0015】

また、回転駆動部は、第１副ロールの回転を第２及び第３副ロールに伝達する回転伝達機構を含むものとすることで、第１～第３副ロールを単一の駆動部によって回転させることができる。

【0016】

この回転伝達機構は、第１副ロールの回転軸に同軸上に固定された駆動ギアと、第２及び第３副ロールのそれぞれの回転軸に同軸上に固定された第１及び第２従動ギアと、駆動ギア及び第１従動ギアに噛合する第１伝達ギアと、駆動ギア及び第２従動ギアに噛合する第２伝達ギアと、第２及び第３副ロールのそれぞれの回転軸、並びに第１及び第２伝達ギアのそれぞれを一体的に軸支する第１及び第２軸支部材と、を含むものとしてもよい。回転伝達機構を簡単に構成できる。

【0017】

第１副ロールの回転軸を中心とする第２の円弧上に配置されたリングギアを備え、第２及び第３移動機構のそれぞれを、第１及び第２軸支部材のそれぞれに軸支されてリングギアに噛合するピニオンギアと、ピニオンギアに回転を供給する旋回駆動部と、を含むものとしてもよい。旋回駆動部からピニオンギアに回転を供給することにより、第２及び第３副ロールのそれぞれを第１の円弧上に沿って移動させることができる。

【0018】

それぞれがピニオンギアと同軸上に軸支された第１及び第２サポートロールであって、第２及び第３副ロールを挟んで主ロールの反対側の位置で第２及び第３副ロールに常時当接する第１及び第２サポートロールと、それぞれが第１及び第２伝達ギアと同軸上に軸支された第３及び第４サポートロールであって、第２及び第３副ロールを挟んで主ロールの反対側の位置で第２及び第３副ロールに常時当接するとともに第１副ロールを挟んで主ロールの反対側の位置で第１副ロールに常時当接する第３及び第４サポートロールと、を備えてもよい。構成の複雑化を招くことなく第１～第３副ロールの軸方向の撓みを防止できる。

【発明の効果】

【0019】

この発明によれば、単一の装置で複数種類のロール成形装置のロール配置を実現できるようにし、設備費の低廉化及び設置スペースの狭小化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】（Ａ）～（Ｄ）は、この発明の第１の実施形態に係るロール成形装置の構成及び機能を説明する図である。

【図2】（Ａ）～（Ｄ）は、この発明の第２の実施形態に係るロール成形装置の構成及び機能を説明する図である。

【図3】（Ａ）及び（Ｂ）は、同第２の実施形態に係るロール成形装置のそれぞれ別の構成を示す図である。

【図4】（Ａ）～（Ｃ）は、この発明の第３の実施形態に係るロール成形装置の平面図、正面図及び側面図である。

【図5】同第３の実施形態に係るロール成形装置の要部の構成を示す側面図である。

【図6】同第３の実施形態に係るロール成形装置を４本ロール成形装置とした場合の要部の構成を示す側面図である。

【図7】同第３の実施形態に係るロール成形装置を３本ロール成形装置とした場合の要部の構成を示す側面図である。

【図8】同第３の実施形態に係るロール成形装置をウレタンロール成形装置とした場合の要部の構成を示す側面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0021】

以下に、この発明の実施形態に係るロール成形装置について、図面を参照しつつ説明する。

【0022】

図１（Ａ）に示すように、この発明の第１の実施形態に係るロール成形装置１００は、主ロール１、第１副ロール２、第２副ロール３、第３副ロール４、第１昇降機構５、第２昇降機構６、第３昇降機構７、第１変位機構８、第２変位機構９、ベース１０、モータＭ１～Ｍ３を備えている。

【0023】

主ロール１、並びに副ロール２～４は、一例として金属製の柱状体である。主ロール１は、垂直方向及び水平方向について位置を固定して図示しないフレームに軸支されている。主ロール１は、必ずしも軸支されている必要はなく、回転を規制することもできる。

【0024】

第１副ロール２は、支持部材２１を介して、主ロール１の垂直方向の半径方向Ｒ１に沿って昇降自在にして、図示しないフレームに軸支されている。副ロール３及び４は、それぞれ支持部材３１及び４１を介して、半径方向Ｒ１を挟む左右の領域で垂直方向及び水平方向に移動自在にして、図示しないフレームに軸支されている。

【0025】

副ロール２～４には、この発明の回転駆動部であるモータＭ１～Ｍ３から正逆両方向の回転が供給される。なお、回転駆動部は、一例として副ロール２に回転を供給する単一のモータと、副ロール２の回転を副ロール３及び４に伝達する伝達部材と、で構成することもできる。

【0026】

昇降機構５は、この発明の第１移動機構に相当し、支持部材２１の雌ねじ部に螺合するボールネジ５１を備えている。ボールネジ５１は、軸方向を垂直にしてベース１０に軸支されており、図示しないモータによって軸廻りに回転する。支持部材２１は、回転を規制されており、ボールネジ５１の正逆回転によって第１副ロール２とともに半径方向Ｒ１に沿って昇降する。

【0027】

昇降機構６及び７は、それぞれ支持部材３１及び４１の雌ねじ部に螺合するボールネジ６１及び７１を備えている。ボールネジ６１及び７１は、軸方向を垂直にしてベース１０に軸支されており、図示しないモータによって軸廻りに正逆回転する。支持部材３１及び４１は、回転を規制されており、ボールネジ６１及び７１の正逆回転によって副ロール３及び４とともに半径方向Ｒ１に沿って昇降する。

【0028】

変位機構８及び９は、それぞれ支持部材３１及び４１から水平方向に延出した長孔部８０及び９０を備えている。長孔部８０及び９０には、それぞれ副ロール３及び４の回転軸３２及び４２が嵌入している。長孔部８０及び９０内で回転軸３２及び４２を変位させるとともに図示しない固定部材によって固定することにより、副ロール３及び４が水平方向に移動する。なお、変位機構８及び９は、それぞれ軸方向を水平にしたボールネジとボールネジに回転を供給するモータとで構成することもできる。

【0029】

昇降機構６及び変位機構８がこの発明の第２移動機構に相当し、昇降機構７及び変位機構９がこの発明の第３移動機構に相当する。

【0030】

昇降機構５～７、並びに変位機構８及び９を適宜動作させることで、副ロール２を主ロール１の下方で半径方向Ｒ１における任意の位置に配置できるとともに、副ロール３及び４を半径方向Ｒ１の左右の領域における任意の位置に配置できる。これによって、主ロール１に対する副ロール２～４の相対位置を変化させることができる。

【0031】

図１（Ｂ）に示すように、副ロール２～４を、主ロール１との間にワークＷ１を厚さ方向に挟持する位置に配置して矢印方向に回転させることで、所謂４本ロール成形装置を構成し、比較的厚いワークＷ１を主ロール１の周面に巻着させて円筒状に成形することができる。

【0032】

図１（Ｃ）に示すように、副ロール２を主ロール１から十分に離間させ、副ロール３及び４を、主ロール１との間にワークＷ２を厚さ方向に挟持する位置に配置して矢印方向に回転させることで、所謂３本ロール成形装置を構成し、比較的薄いワークＷ２を主ロール１の周面に巻着させて円筒状に成形することができる。

【0033】

図１（Ｄ）に示すように、副ロール２～４を主ロール１から十分に離間させ、主ロール１と副ロール３及び４との間に一例としてウレタン製のロール１１を挿入し、副ロール３及び４を矢印方向に回転させることで、所謂ウレタンロール成形装置を構成し、十分に薄いワークＷ３を主ロール１の周面に巻着させて円筒状に成形することができる。

【0034】

図２（Ａ）～（Ｄ）に示すように、この発明の第２の実施形態に係るロール成形装置２００は、副ロール２～４を半径方向Ｒ１に沿って一体的に昇降させ、副ロール３及び４を副ロール２の回転軸を中心とする円弧Ｃ１に沿って移動させる。したがって、ロール成形装置２００は、この発明の第１～第３移動機構として、ロール成形装置１００と異なる構成を備えている。円弧Ｃ１は、この発明の第１の円弧に相当する。

【0035】

図２（Ａ）に示すように、ロール成形装置２００は、この発明の第２及び第３移動機構に相当する構成として、副ロール２を固定的に軸支するとともに円弧Ｃ１に沿って副ロール３及び４の回転軸３２及び４２が嵌入する長孔２６１及び２６２を形成したサブフレーム６０を備える。長孔２６１及び２６２における回転軸３２及び４２の位置は、図示しない固定部材によって固定される。この発明の第１移動機構として、軸方向を垂直にしてサブフレーム６０から延出した雌ねじ部６３及び６４にそれぞれ螺合するボールネジ５２及び５３を備える。

【0036】

ボールネジ５２及び５３の正逆回転により、サブフレーム６０が副ロール２～４と一体的に、半径方向Ｒ１に沿って昇降する。また、長孔２６１及び２６２内で回転軸３２及び４２を変位させることで、副ロール３及び４が、副ロール２の回転軸を中心とする円弧Ｃ１に沿って移動し、半径方向Ｒ１を挟む左右それぞれの領域で水平方向及び垂直方向に変位する。

【0037】

なお、図２（Ａ）に示す例では、副ロール２～４のそれぞれに対して個別のモータから回転を供給する。

【0038】

この構成により、副ロール２～４を、図２（Ｂ）に示すように所謂４本ロール成形装置を構成する位置、図２（Ｃ）に示すように所謂３本ロール成形装置を構成する位置、図２（Ｄ）に示すようにウレタンロール１１を追加して所謂ウレタンロール成形装置を構成する位置のそれぞれに、配置することができる。

【0039】

図３（Ａ）に示すように、ロール成形装置２００は、副ロール２に同軸上に固定された駆動ギア２３、並びに副ロール３及び４のそれぞれに同軸上に固定された従動ギア３３及び４３、駆動ギア２３と従動ギア３３とに常時噛合する伝達ギア７１、駆動ギア２３と従動ギア４３とに常時噛合する伝達ギア７２を備えることもできる。駆動ギア２３、従動ギア３３及び４３、並びに伝達ギア７１及び７２が、この発明の回転伝達機構に相当する。

【0040】

伝達ギア７１及び７２は、それぞれ副ロール３及び４の円弧Ｃ１に沿う移動に伴って副ロール２の回転軸を中心とする円弧Ｃ１とは別の円弧に沿って移動するように支持されている。単一のモータＭ１から副ロール２に回転を供給し、副ロール２の回転を副ロール３及び４に伝達することで、副ロール２～４を同一方向に回転させるために必要なモータ数を削減できる。

【0041】

図３（Ｂ）に示すように、ロール成形装置２００は、サポートロール８１～８４を備えることもできる。サポートロール８１及び８２は、副ロール３を挟んで主ロール１の反対側で副ロール３に常時当接する。サポートロール８３及び８４は、副ロール４を挟んで主ロール１の反対側で副ロール４に常時当接する。サポートロール８１及び８３は、副ロール２を挟んで主ロール１の反対側で副ロール２にも常時当接する。

【0042】

サポートロール８１及び８２は、それぞれ副ロール３の円弧Ｃ１に沿う移動に伴って副ロール２の回転軸を中心とする円弧Ｃ１とはそれぞれ別の円弧に沿って移動するように支持されている。サポートロール８３及び８４は、それぞれ副ロール４の円弧Ｃ１に沿う移動に伴って副ロール２の回転軸を中心とする円弧Ｃ１とはそれぞれ別の円弧に沿って移動するように支持されている。

【0043】

主ロール１、並びに副ロール２～４が軸方向に長い場合に、副ロール２～４における軸方向の撓みの発生をサポートロール８１～８４によって防止することができる。

【0044】

図４（Ａ）～（Ｃ）に示すこの発明の第３の実施形態に係るロール成形装置３００は、副ロール２の回転を副ロール３及び４に伝達する回転伝達機構を備え、この発明の第２及び第３移動機構として別の機構を備える点で、図２（Ａ）に示したロール成形装置２００と異なる。

【0045】

図４（Ａ）～（Ｃ）並びに図５に示すように、ロール成形装置３００は、図３（Ｂ）に示したロール成形装置２００と同様に、主ロール１、第１副ロール２、第２副ロール３、第３副ロール４、サポートロール８１～８４を備えている。ロール成形装置３００は、さらに、昇降モータ３１０、ボールネジ３２０、昇降台３３０、回転モータ３４０、駆動ギア３５１、従動ギア３５２及び３５３、伝達ギア３５４及び３５５、リングギア３６１、ピニオンギア３６２及び３６３、移動モータ３７１及び３７２、取付板３８１及び３８２を備えている。

【0046】

なお、副ロール２～４における軸方向の撓みを生じないことを条件に、サポートロール８１～８４を省略することができる。

【0047】

昇降モータ３１０、回転モータ３４０、並びに移動モータ３７１及び３７２は、何れも正確な回転量で正逆両方向に回転駆動制御できるサーボモータである。

【0048】

主ロール１は、両端部をそれぞれ左右のフレーム３９１及び３９２に軸支されている。昇降モータ３１０は、ベース１０の中央部に固定されている。ボールネジ３２０、昇降台３３０、駆動ギア３５１、従動ギア３５２及び３５３、リングギア３６１、ピニオンギア３６２及び３６３、取付板３８１及び３８２は、左右のフレーム３９１及び３９２のそれぞれの近傍に一対ずつ備えられている。

【0049】

昇降モータ３１０の回転は、フレーム３９１側で、軸方向を水平に配置された回転軸３１１を介してギアボックス３２１に伝達される。軸方向を垂直にして配置されたボールネジ３２０は、ギアボックス３２１内で固定ナットに螺合し、且つ昇降自在にされており、回転軸３１１の端部に固定された図示しないウォームギアに噛合している。ボールネジ３２０の上端部は、昇降台３３０に固定されている。フレーム３９２側でも同様に構成されている。昇降モータ３１０の回転軸３１１を正逆方向に回転させることにより、ボールネジ３２０が昇降台３３０とともに昇降する。昇降モータ３１０、ボールネジ３２０、ギアボックス３２１内の固定ナット及び昇降台３３０がこの発明の第１移動機構に相当する。

【0050】

フレーム３９１側で、昇降台３３０は、リングギア３６１、回転モータ３４０、移動モータ３７１及び３７２、副ロール２～４のそれぞれの回転軸２２、３２、４２の軸受を搭載している。図示されないが、フレーム３９２側では、昇降台３３０には、リングギア３６１、副ロール２～４のそれぞれの軸受が搭載されている。

【0051】

回転モータ３４０の回転軸は、副ロール２の回転軸２２に対して同軸上に固定されている。副ロール２の回転軸２２の両端部には駆動ギア３５１が固定されており、副ロール３の回転軸３２の両端部には従動ギア３５２が固定されており、副ロール４の回転軸４２の両端部には従動ギア３５３が固定されている。回転モータ３４０が、この発明の回転駆動部に相当する。

【0052】

サポートロール８１の回転軸８１１の両端部には伝達ギア３５４が固定されており、サポートロール８２の回転軸８２１の両端部にはピニオンギア３６２が固定されており、サポートロール８３の回転軸８３１の両端部には伝達ギア３５５が固定されており、サポートロール８４の回転軸８４１の両端部にはピニオンギア３６３が固定されている。

【0053】

フレーム３９１側で、伝達ギア３５４は駆動ギア３５１及び従動ギア３５２に噛合しており、伝達ギア３５５は駆動ギア３５１及び従動ギア３５３に噛合している。駆動ギア３５１並びに従動ギア３５２及び３５３は、互いに同一のピッチ円径及び歯数にされている。フレーム３９２側でも、同様に構成されている。回転モータ３４０の駆動により、副ロール２～４が、同一の速度で同方向に回転する。駆動ギア３５１、従動ギア３５２及び３５３、並びに伝達ギア３５４及び３５５が、この発明の回転伝達機構に相当する。

【0054】

フレーム３９１側で、ピニオンギア３６２及び３６３は、リングギア３６１に噛合している。リングギア３６１は、ガイド部材３９１１及びレール３９１２を介して、フレーム３９１内で昇降自在にされている。リングギア３６１は、副ロール２の軸をピッチ円の中心としている。フレーム３９２側でも、同様に構成されている。

【0055】

フレーム３９１側で、副ロール３の回転軸３２並びにサポートロール８１及び８２の回転軸８１１及び８２１のそれぞれの軸受は取付板３８１に固定されており、副ロール４の回転軸４２並びにサポートロール８３及び８４の回転軸８３１及び８４１のそれぞれの軸受は取付板３８２に固定されている。取付板３８１及び３８２は、副ロール２の回転軸２２に軸支されている。フレーム３９２側でも、同様に構成されている。

【0056】

なお、この例では、副ロール２～４の径は図５中一点鎖線で示すギア３５１～３５３のピッチ円径に等しくされており、サポートロール８１及び８３の径は図５中一点鎖線で示すギア３５４及び３５５のピッチ円径に等しくされており、サポートロール８２及び８４の径は図５中一点鎖線で示すギア３６２及び３６３のピッチ円径に等しくされている。

【0057】

したがって、サポートロール８１は副ロール２及び３の周面に当接し、サポートロール８２は副ロール３の周面に当接し、サポートロール８３は副ロール２及び４の周面に当接し、サポートロール８４は副ロール４の周面に当接する。サポートロール８１～８４は、副ロール２～４に撓みを生じないことを条件に、省略することができる。

【0058】

フレーム３９１側で、移動モータ３７１の回転がギアボックス３７１１を介して水平面内で軸方向を直交させてピニオンギア３６２に伝達され、移動モータ３７２の回転がギアボックス３７２１を介して水平面内で軸方向を直交させてピニオンギア３６３に伝達される。ピニオンギア３６２及び３６３は、リングギア３６１との噛合により、自転しつつリングギア３６１に沿って副ロール２の回転軸２２を中心とする円弧上を公転する。この公転により、取付板３８１及び３８２が、副ロール３及び４とともに、副ロール２の回転軸２２を中心として回転する。取付板３８１及び３８２が、この発明の第１及び第２軸支部材に相当する。また、移動モータ３７１及び３７２が、この発明の旋回駆動部に相当する。

【0059】

移動モータ３７１及び３７２並びにギアボックス３７１１及び３７２１は、取付板３８１に支持されており、ピニオンギア３６２及び３６３の公転にともなって取付板３８１とともに回転する。ピニオンギア３６２及び３６３の公転位置にかかわらず、移動モータ３７１及び３７２の回転が、ギアボックス３７１１及び３７２１からピニオンギア３６２及び３６３に常時供給される。

【0060】

なお、リングギア３６１のピッチ円径及び歯数に応じてピニオンギア３６２及び３６３のピッチ円径が決まるため、ピニオンギア３６２及び３６３は、必ずしもサポートロール８２及び８４と同軸上に配置されるとは限らず、サポートロール８２及び８４とは別に取付板３８１及び３８２に軸支される場合もある。

【0061】

昇降モータ３１０を駆動することにより、昇降台３３０とともに副ロール２～４が半径方向Ｒ１に沿って昇降する。移動モータ３７１及び３７２を駆動することにより、副ロール３及び４が、円弧Ｃ１に沿って移動する。

【0062】

図６に示すように、図５に示す状態から、図外の昇降モータ３１０を正転駆動して昇降台３３０とともに副ロール２～４を上昇させ、図外の移動モータ３７１及び３７２を互いに逆方向に駆動して取付板３８１及び３８２を上昇させることで副ロール３及び４を円弧Ｃ１に沿って上昇させる。ロール成形装置３００によって主ロール１と副ロール２～４との間に矩形板状のワークを挟持する所謂４本ロール成形装置を構成することができる。この状態から図外の回転モータ３４０を駆動することで、駆動ギア３５１、伝達ギア３５４及び３５５、並びに従動ギア３５２及び３５３により、副ロール２～４が同一方向に同一速度で回転する。

【0063】

図７に示すように、図５に示す状態から、図外の昇降モータ３１０を逆転駆動して昇降台３３０とともに副ロール２～４を下降させ、図外の移動モータ３７１及び３７２を互いに逆方向に駆動して取付板３８１及び３８２を上昇させることで、副ロール３及び４を円弧Ｃ１に沿って上昇させる。ロール成形装置３００によって主ロール１と副ロール３及び４との間に矩形板状のワークを挟持する所謂３本ロール成形装置を構成することができる。この状態から図外の回転モータ３４０を駆動することで、駆動ギア３５１、伝達ギア３５４及び３５５、並びに従動ギア３５２及び３５３により、副ロール２～４が同一方向に同一速度で回転する。

【0064】

図８に示すように、図７に示す状態から、図外の昇降モータ３１０を逆転駆動して昇降台３３０とともに副ロール２～４を下降させ、主ロール１と副ロール３及び４との間にウレタンロール１１を挿入する。ロール成形装置３００によって主ロール１とウレタンロール１１との間に矩形板状のワークを挟持する所謂ウレタンロール成形装置を構成することができる。この状態から図外の回転モータ３４０を駆動することで、駆動ギア３５１、伝達ギア３５４及び３５５、並びに従動ギア３５２及び３５３により、副ロール２～４が同一方向に同一速度で回転し、ウレタンロール１１が副ロール２～４とは逆方向に回転する。

【0065】

なお、この例では、副ロール２～４は、ギア３５１～３５３のピッチ円と同径であるため、図６～８では便宜上一点鎖線で示している。

【0066】

図６又は図７に示す状態から、移動モータ３７１及び３７２を選択的に駆動して主ロール１と副ロール３及び４との間隔を変化させることで、矩形平板状のワークを円形断面以外の略多角形や楕円の断面形状に成形することもできる。

【0067】

以上のように、ロール成形装置３００によれば、簡単な構成で複数種類のロール成形装置のロール配置を実現でき、設備費の低廉化及び設置スペースの狭小化を実現できる。

【0068】

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0069】

１－主ロール
２－第１副ロール
３－第２副ロール
４－第３副ロール
５－第１昇降機構（第１移動機構）
６－第２昇降機構（第２移動機構）
７－第３昇降機構（第３移動機構）
８－第１変位機構（第２移動機構）
９－第２変位機構（第３移動機構）
１１－ウレタンロール
Ｍ１～Ｍ３－モータ（回転駆動部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】