米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> 三菱アルミニウム株式会社

発明の名称 ロールベンド成形装置および成形方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−263711
公開日 平成10年(1998)10月6日
出願番号 特願平9−88818
出願日 平成9年(1997)3月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】清水 千春
発明者 谷川 久男 / 鈴木 隆博 / 加藤 雅嗣
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 可変断面押出装置の後段側に配設されて、押出される成形体を曲げ加工するためのロールベンド成形装置であって、上記成形体の両側に配設されて当該成形体の外形を拘束する複数のロールを備え、かつ少なくとも片側の上記ロールが、上記成形体の幅方向に並列的に配設されるとともに、上記成形体に対して互いに独立して進退自在に設けられた複数の可動ロールと、これら可動ロールを上記成形体に向けて進退させる駆動手段とによって構成されていることを特徴とするロールベンド成形装置。
【請求項2】 上記駆動手段には、可変断面押出装置のダイス孔の変化に対応して上記可動ロールを駆動する制御手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のロールベンド成形装置。
【請求項3】 可変断面押出装置のダイス孔を変化させて、断面形状が変化する成形体を押出成形するに際して、請求項1または2に記載のロールベンド成形装置を、その上記可動ロールを上記成形体の幅寸法が変化する側面に位置させ、上記押出成形と並行して、上記可動ロールを進退させて上記成形体の幅寸法に対応した個数の上記可動ロールのみを上記成形体の一側に当接させることにより、他の上記ロールとともに上記成形体の外形を拘束して曲げ加工することを特徴とするロールベンド成形方法。
【請求項4】 可変断面押出装置のダイス孔を変化させて、外周面の少なくとも一側の幅方向の端部に突起部を有し、かつ上記幅寸法が変化する成形体を押出成形するに際して、請求項1または2に記載のロールベンド成形装置を、その上記可動ロールを上記成形体の突起部が形成されるとともに幅寸法が変化する側面に位置させ、上記押出成形と並行して、上記可動ロールを進退させて上記成形体の幅寸法に対応した個数の上記可動ロールのみを上記成形体の一側に当接させることにより、他の上記ロールとともに上記成形体の外形を拘束して曲げ加工することを特徴とするロールベンド成形方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変断面押出成形と並行して、押出される成形体を曲げ加工する際に用いて好適なロールベンド成形装置および当該成形装置を用いたロールベンド成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の車体は、鋼板にプレス成形加工を施したり、ロール成形し、溶接した鋼管を折り曲げ加工して得られた様々な形状の車体部材を組み合わせ、スポット溶接等を用いて各車体部材を接合し一体化することにより製造されているが、近年、車体のより軽量化を図るために、従来の鉄製のものに代えてアルミニウムまたはアルミニウム合金製のものが多用されつつある。このような構成部材を製造するには、素材であるアルミニウムの融点が低いことから、通常押出成形方法が採用されている。この押出成形方法は、成形すべき構成部材の断面形状に応じた孔部が形成されたダイスをコンテナの先端部に固定し、このコンテナ内に加熱した素材(ビレット)を挿入するとともに、このビレットを加圧機(ステム)によってダイスの孔部から押し出すことにより、その孔部に応じた断面形状の構成部材を連続的に成形するものである。
【0003】ところで、例えば車体前方のエンジンルーム下部から後方に向かって延び室部前方フロアの構造部材に接続されるフロントサイドフレームメンバーや、室部後方フロアの構造部材から後方に延びトランクルーム下部に達するリヤサイドフレームメンバー等の構造部材にあっては、自動車の小型化に伴って内部にスペース的な余裕がなく、この結果上記フランジ部等が他の部材や部品と干渉するために、押出成形された後の構成部材を、後加工によって屈曲させることにより、他の部材との干渉を避ける構造が採用されている。
【0004】このような、押出成形体の曲げ加工としては、たとえば回転引き曲げ法(ドローベンド法)、押し付け曲げ法(圧縮曲げ法)あるいは引張り曲げ法(ストレッチ曲げ法)等が採用されている。ここで、回転引き曲げ法とは、回転曲げ型に締め付け型で加工素材を押し付け、そのまま回転曲げ型を回転させることによって、回転曲げ型の半径に沿った形状に加工素材を曲げる加工法である。また、押し付け曲げ法とは、回転する押し型で加工素材を固定曲げ型に押し付けて曲げる加工法である。さらに、引張り曲げ法とは、加工素材に引張力を付加した状態で曲げ型を押し付けて曲げる加工法である。こららの曲げ加工方法は、いずれも装置の構成上、一旦押出成形した後の成形体を一定長さに切断して各々の装置に装着する必要があるために、当該曲げ加工が押出加工とは別工程となり、よって上記構造部材を製造するに際して一貫した製造工程を取ることができないという欠点がある。
【0005】これに対して、ロール曲げ(ロールベンド)は、押出されてくる成形体の延出方向に沿って、成形体の外形を拘束する複数のロールを配設し、上記成形体をこれらのロール間を通過させることによって曲げ加工するものであるために、上記ロールベンド成形装置を押出装置の後段側に配設すれば、押出成形と連続した一の製造工程によって、所定形状に曲げ加工された上記構造部材を製造することができ、よって段取り替えの手間も不要になって製造工程の簡易化を図ることができるために経済的であるという利点がある。
【0006】一方、上記従来の押出装置においては、ダイスの押出孔が一定の断面形状を有しているために、得られた上記構成部材等も、長手方向に向けて一定の断面形状に成形される。したがって、得られた構造部材が長手方向に向けて一定の断面形状、換言すれば一定の断面二次モーメントを有するために、長手方向において必要以上の寸法および強度を有する部材が成形されてしまい、成形材料が無駄になって不経済であるとともに、当該構成部材の設置スペースのコンパクト化および軽量化を妨げるという問題点がある。
【0007】そこで、このような問題点を解決するために、ダイスをコンテナに対して不動の固定ダイスと、この固定ダイスに対して移動自在に設けられた移動ダイスとから構成し、移動ダイスを適宜移動させることにより、固定ダイスの固定ダイス孔と移動ダイスの移動ダイス孔との連通部分によって構成される押出孔の形状を変化させて、成形される構成部材の断面形状を長手方向に向けて変化させる可変断面押出用ダイスを用いた押出装置が提案されている。このような可変断面押出装置によれば、発生する応力分布に応じた形状に押出成形することが可能であり、よって例えば長手方向の中央部や両端部等、どの部分においても応力が一定となるような合理的な断面形状を有する構成部材等を成形することができるという利点がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記可変断面押出装置の後段側に、ロールベンド成形装置を配設した場合には、押出装置から押出されてくる成形体の幅寸法が、押出方向に向けて変化するために、これが上記ロールベント成形装置のロール幅寸法よりも大きくなった場合に、成形体の中央部にのみロールからの曲げ力が作用することになり、よって当該成形体に局部的な変形が生じたり、あるいは高い精度による曲げ加工が行なわれなくなってしまうという問題点があった。
【0009】また、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金によって、上述した構成部材を成形する場合には、当該構成部材の強度を向上させるとともに、この構成部材に各種の部材や部品を取付けるための取合い用として、外周部にフランジ部等の突出部を一体に成形している。このため、可変断面押出を行なった場合には、成形体の幅寸法の変化に伴って上記突出部の位置が変化することになり、この結果上記突出部とロールとが干渉して曲げ加工を行なうことが不可能になってしまうという問題点があった。
【0010】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、断面形状が変化する成形体の押出成形と並行して、当該成形体の所定位置を円滑に曲げ加工することができるロールベンド成形装置およびこれを用いた成形方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明に係るロールベンド成形装置は、可変断面押出装置の後段側に配設されて、押出される成形体を曲げ加工するためのロールベンド成形装置であって、成形体の両側に配設されて当該成形体の外形を拘束する複数のロールを備え、かつ少なくとも片側のロールが、成形体の幅方向に並列的に配設されるとともに、成形体に対して互いに独立して進退自在に設けられた複数の可動ロールと、これら可動ロールを上記成形体に向けて進退させる駆動手段とによって構成されていることを特徴とするものである。ここで、請求項2に記載の発明は、上記駆動手段には、可変断面押出装置のダイス孔の変化に対応して上記可動ロールを駆動する制御手段が設けられていることを特徴とするものである。
【0012】次いで、請求項3に記載の本発明に係るロールベンド成形方法は、可変断面押出装置のダイス孔を変化させて、断面形状が変化する成形体を押出成形するに際して、請求項1または2に記載のロールベンド成形装置を、その可動ロールを成形体の幅寸法が変化する側面に位置させ、上記押出成形と並行して、可動ロールを進退させて成形体の幅寸法に対応した個数の可動ロールのみを成形体の一側に当接させることにより、他のロールとともに上記成形体の外形を拘束して曲げ加工することを特徴とするものである。
【0013】また、請求項4に記載の発明は、可変断面押出装置のダイス孔を変化させて、外周面の少なくとも一側の幅方向の端部に突起部を有し、かつ上記幅寸法が変化する成形体を押出成形するに際して、請求項1または2に記載のロールベンド成形装置を、その可動ロールを成形体の突起部が形成されるとともに幅寸法が変化する側面に位置させ、上記押出成形と並行して、可動ロールを進退させて成形体の幅寸法に対応した個数の可動ロールのみを成形体の一側に当接させることにより、他の上記ロールとともに成形体の外形を拘束して曲げ加工することを特徴とするものである。
【0014】請求項1または2に記載のロールベンド成形装置および請求項3または4に記載のロールベンド成形方法によれば、可変断面押出装置によって断面形状が変化する成形体を押出成形しつつ、成形体の幅寸法に応じて適宜可動ロールを進退させ、曲げ加工に最適な個数の可動ロールのみを成形体の一側に当接させることにより、他のロールと協動して上記成形体を確実に所定の形状に曲げ加工することができる。
【0015】この際に、上記ロールベンド成形装置は、可変断面押出装置の後段に配設されているために、ダイス孔が変化して成形体の断面形状が変った場合に、当該部分がロールベンド装置のロール間を通過するまでに一定のタイムラグが生じる。このため、押出成形から曲げ加工までに至る一連の製造工程を自動的に行なうには、上記ロールに到達した成形体の断面形状に合せて適宜可動ロールを駆動制御する必要がある。この点、請求項2に記載の発明によれば、制御手段によって、可変断面押出装置のダイス孔の変化に対応して、押出された成形体の断面形状の変化が上記可動ロールに到達する時期に駆動手段を制御して、上記可動ロールを駆動することができるため、上述した一連の製造工程を円滑かつ自動的に行なうことが可能になる。
【0016】また、断面形状が変化する上記成形体の外周面の少なくとも一側の幅方向の端部に、さらにフランジ部等の突起部を形成する場合には、請求項4に記載の発明のように、上記ロールベンド成形装置を、その可動ロールを成形体の突起部が形成される側面に位置させて、成形体の幅寸法に対応した個数の可動ロールのみを成形体の一側に当接させることにより、当該可動ロールが上記突出部と干渉することなく、上記曲げ加工を行なうことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係るロールベント装置の一実施形態について説明する。図1および図2は上記ロールベンド成形装置の要部を示す側面図、図3は上記ロールベント装置およびこれが連設された可変断面押出装置の平面図、図4〜図6は上記可変断面押出装置の固定ダイスおよび移動ダイスの正面図、図7は上記可変断面押出装置によって押出される成形体の形状を示す斜視図である。先ず、図3〜図7に基づいて、本発明に係るロールベンド成形装置が配設される可変断面押出装置(以下、押出装置と略称する。)について説明すると、この押出装置1は、先端部に固定ダイス孔2が穿設された固定ダイス3をシールするコンテナ4と、このコンテナ4内に挿入された加熱したアルミニウムビレット5を固定ダイス3側に向けて押出す加圧機(ステム)6とを備えたものであり、さらに固定ダイス3内には、固定ダイス孔2と部分的に連通する移動ダイス孔7が穿設された移動ダイス8が摺動自在にされている。
【0018】ここで、図4および図5に示すように、固定ダイス3は、全体として略円板状に形成されており、その側面を貫通する摺動孔9内に、方形板状に形成された移動ダイス8が摺動自在に設けられている。そして、固定ダイス3に穿設された固定ダイス孔2は、ウエブ形成孔2aと、このウエブ形成孔2aの一端部に形成されたフランジ部形成孔2bと、ウエブ形成孔2aの他端部に連設された連通孔2cとから構成され、他方移動ダイス8に穿設された移動ダイス孔7は、固定ダイス2と線対称となるように、同寸法のウエブ形成孔7aと、このウエブ形成孔7aの一端部に形成されたフランジ部形成孔7bと、ウエブ形成孔7aの他端部に連設された連通孔7cとから構成されている。
【0019】これにより、移動ダイス8を、図示されない油圧シリンダ等の駆動手段によって図3の表裏面方向に移動させと、図6に示すように、当該移動ダイス孔7が固定ダイス孔2に対して図中上下方向に移動し、互いの連通部分によって画成されるダイス孔を通じて、図7に示すような、押出方向に向けてウエブ10の幅寸法が変化するとともに、このウエブ10の幅方向両端部に、フランジ部形成孔2a、7aに対応したフランジ部(突出部)11、11が形成された成形体12が押出されるようになっている。そして、この押出装置1の後段側に、押出される成形体12を曲げ加工するための上記ロールベンド成形装置20が配設されている。
【0020】このロールベンド成形装置20は、成形体12のウエブ10の外周面10a側に、順次押出方向に向けて配設されたガイドロール21、固定ロール22およびガイドロール23と、上記ウエブ10の内周面10b側に固定ロール22と対向して配置された移動ロール24とによって構成されたもので、移動ロール24は成形体12に対して接離自在に設けられ、さらにガイドロール23は、成形体12の押出方向と直交する方向に移動自在に設けられている。そして、ウエブ10の内周面10b側に位置する移動ロール24が、複数の可動ロール25…によって構成されている。
【0021】すなわち、この移動ロール24は、図1に示すように、成形体12のウエブ10の幅方向に並列的に配設された5組の可動ロール25によって構成されたもので、各可動ロール25は、コ字状の取付板26の先端部間に挿通された軸27回りに、回転自在に設けられている。そして、各取付板26は、油圧シリンダ(駆動手段)28の出力軸29の先端に固定されている。これにより、各可動ロール25は、上記成形体10に対して互いに独立して進退自在に設けられている。また、各油圧シリンダ28の油圧配管には、押出装置1の移動ダイス8の移動量に対応して各々の可動ロール25を進退させるための、それ自体周知の制御装置(図示を略す。)が設けられている。
【0022】次に、以上の構成からなる押出装置1およびロールベンド成形装置20を用いた本発明に係るロールベンド成形方法の一実施形態について説明する。先ず、固定ダイス3と移動ダイス8とを、互いのフランジ部形成孔2b、7bを接近させた状態で、押出装置1のステム6によってコンテナ4内のビレット5を固定ダイス3の固定ダイス孔2に向けて押出す。これにより、図7において右端部側の成形体12の断面積が一定な部分12aが押出成形される。そこで、後段側のロールベンド成形装置20においては、図2に示すように、移動ロール24の2組の可動ロール25を後退させ、成形体12のウエブ10の幅寸法に対応する3組の可動ロール25によって固定ロール22との間で上記成形体12を拘束し、所定の位置においてガイドロール23を前進させることにより、当該成形体12の曲げ加工を行なう。
【0023】次いで、上述した成形体12の押出が一定の長さ経過した後に、移動ダイス8を徐々にフランジ部形成孔2b、7bが相対的に離間する方向に移動させる。これにより、成形体12においてウエブ10の長さが変化する部分12bが押出成形される。すると、上記移動ダイス8の移動量を検出した制御装置によって、当該変化部分がロールベンド成形装置20に到達するタイミングで、油圧シリンダ28が駆動され、ウエブ10の長さ寸法に応じた数の追加の可動ロール25が前進する。そして、ウエブ10の長さが最大になった部分12cを押出成形する際には、図5に示すように、成形体12のウエブ10の幅寸法に対応する5組の可動ロール25によって固定ロール22との間で上記成形体12を拘束し、所定の位置においてガイドロール23を前進させることにより、成形体12の曲げ加工を行なう。
【0024】このように、上記ロールベンド成形装置20およびこれを用いたロールベンド成形方法によれば、押出装置1によってウエブ10の長さ寸法、換言すれば移動ロール24によって拘束すべきフランジ部11、11間の寸法が変化する成形体12を押出成形する際に、これと並行して成形体12の幅寸法に応じて適宜可動ロール25を進退させることにより、曲げ加工に最適な個数の可動ロール25のみを成形体12の内周面10bに当接させることができるため、当該移動ロール24が成形体12のフランジ部11と干渉することがなく、よって確実に当該成形体12を、所望の位置において他のロール21、22、23と協動して所定の形状に曲げ加工することができる。
【0025】この際に、上記ロールベンド成形装置20によれば、制御装置によって、押出装置1の移動ダイス8の移動量と、押出された成形体12の断面形状の変化が可動ロール25に到達するまでのタイムラグとを勘案して、油圧シリンダ29を駆動制御することにより、最適な時期に必要な数の可動ロール25を成形体12の幅寸法に応じて自由に進退駆動することができるため、上述した一連の製造工程を円滑かつ自動的に行なうことができる。
【0026】なお、上述した実施の形態においては、ロールベンド成形装置として、いわゆるピンチ形と呼ばれる1組の固定ロール22と移動ロール24との前後にガイドロール21、23を配設し、移動ロール24とガイドロール23との位置によって、成形体12の曲率を変化させる形式のものについてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、例えばピラミッド形と呼ばれるピラミッド状に配設した2つの固定ロールと、その間に対向配置された1組の移動ロールとによって成形体を拘束し、移動ロールの位置によって成形体の曲率を変化させるものや、あるいは一対の剛性ロールと弾性体ロールとを組合わせて、弾性体ロールの変形によって上記成形体を曲げ加工するものなど、各種形式のロールベンド成形装置に適用することが可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1または2に記載のロールベンド成形装置および請求項3または4に記載のロールベンド成形方法によれば、可変断面押出装置によって断面形状が変化する成形体を押出成形しつつ、成形体の幅寸法に応じて適宜可動ロールを進退させ、曲げ加工に最適な個数の可動ロールのみを成形体の少なくとも片側に当接させることにより、他のロールと協動して断面形状が変化する成形体を確実に所定の形状に曲げ加工することができ、よってこの種の可変断面を有する構造部材の押出成形および曲げ加工を一連の製造工程において行なうことができるために経済性に優れる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013