JP2003080320A - インクリメンタル成形押圧装置 - Google Patents
インクリメンタル成形押圧装置Info
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- JP2003080320A JP2003080320A JP2001270591A JP2001270591A JP2003080320A JP 2003080320 A JP2003080320 A JP 2003080320A JP 2001270591 A JP2001270591 A JP 2001270591A JP 2001270591 A JP2001270591 A JP 2001270591A JP 2003080320 A JP2003080320 A JP 2003080320A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絞り変形の効率がよく，板厚減少率も少ない
インクリメンタル成形押圧装置を提供すること。 【解決手段】 板状の被加工材を保持する保持手段と，
被加工材の両側の面にそれぞれ対面するように配設され
る少なくとも一対の押圧工具２及び対向工具と，被加工
材を対向工具に対して相対的に移動させる被加工材移動
手段と，押圧工具を対向工具に対して相対的に移動させ
る工具移動手段とを有する。押圧工具２には，凹状に形
成された凹状押圧面２０が設けられており，対向工具に
は，上記凹状押圧面内に対面する対向面が設けられてい
る。被加工材移動手段と工具移動手段によって被加工材
と押圧工具２及び対向工具との相対位置を逐次移動させ
ると共に押圧工具２の凹状押圧面２０によって被加工材
を逐次押圧して対向工具の対向面との間に挟み込むこと
により被加工材を成形するよう構成されている。
インクリメンタル成形押圧装置を提供すること。 【解決手段】 板状の被加工材を保持する保持手段と，
被加工材の両側の面にそれぞれ対面するように配設され
る少なくとも一対の押圧工具２及び対向工具と，被加工
材を対向工具に対して相対的に移動させる被加工材移動
手段と，押圧工具を対向工具に対して相対的に移動させ
る工具移動手段とを有する。押圧工具２には，凹状に形
成された凹状押圧面２０が設けられており，対向工具に
は，上記凹状押圧面内に対面する対向面が設けられてい
る。被加工材移動手段と工具移動手段によって被加工材
と押圧工具２及び対向工具との相対位置を逐次移動させ
ると共に押圧工具２の凹状押圧面２０によって被加工材
を逐次押圧して対向工具の対向面との間に挟み込むこと
により被加工材を成形するよう構成されている。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，インクリメンタル成形押圧装
置，特に絞り変形が効率よくできるインクリメンタル成
形押圧装置に関する。
置，特に絞り変形が効率よくできるインクリメンタル成
形押圧装置に関する。
【０００２】
【従来技術】金属板を成形してなる製品を大量に製造す
るには，専用の金型を作製し，プレス成形することが効
率的でコストダウンにもつながる。しかしながら，小ロ
ットの製品を作製する場合には，金型の作製コストが高
いため，プレス成形はむしろコストアップにつながるの
で，板金職人による一品生産が採用される場合がある。
しかしながらこの一品生産は，けっして効率のよいもの
ではなく，製造コストを低減させることが困難であっ
た。
るには，専用の金型を作製し，プレス成形することが効
率的でコストダウンにもつながる。しかしながら，小ロ
ットの製品を作製する場合には，金型の作製コストが高
いため，プレス成形はむしろコストアップにつながるの
で，板金職人による一品生産が採用される場合がある。
しかしながらこの一品生産は，けっして効率のよいもの
ではなく，製造コストを低減させることが困難であっ
た。
【０００３】このような背景のもと，上記板金職人の作
業と同様の作業を機械化する検討がなされてきた。そし
て例えば，日本塑性加工学会 平成７年度塑性加工春季
講演会論文集，（１９９５），２１７．「ハンマリング
によるインクリメンタルフォーミングに関する研究−イ
ンクリメンタルハンマリング装置の試作と実験−」（長
谷部忠司他３名）に示されたような，成形方法及び装置
が提案されている。この方法及び装置では，共に半球面
状の先端形状を有する一対の工具を用いて板状の被加工
材を押圧して成形する方法である。
業と同様の作業を機械化する検討がなされてきた。そし
て例えば，日本塑性加工学会 平成７年度塑性加工春季
講演会論文集，（１９９５），２１７．「ハンマリング
によるインクリメンタルフォーミングに関する研究−イ
ンクリメンタルハンマリング装置の試作と実験−」（長
谷部忠司他３名）に示されたような，成形方法及び装置
が提案されている。この方法及び装置では，共に半球面
状の先端形状を有する一対の工具を用いて板状の被加工
材を押圧して成形する方法である。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の方
法では，上記工具により一度に押圧できる領域が狭く，
また，発生するしわを伸ばすために押圧ピッチが狭くな
る。つまり絞り変形の効率がよくない。また，成形時の
板厚減少率が大きく，成形品の剛性が低下してしまう。
法では，上記工具により一度に押圧できる領域が狭く，
また，発生するしわを伸ばすために押圧ピッチが狭くな
る。つまり絞り変形の効率がよくない。また，成形時の
板厚減少率が大きく，成形品の剛性が低下してしまう。
【０００５】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，絞り変形の効率がよく，板厚減少率も少
ないインクリメンタル成形押圧装置を提供しようとする
ものである。
されたもので，絞り変形の効率がよく，板厚減少率も少
ないインクリメンタル成形押圧装置を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【課題の解決手段】第１の発明は，板状の被加工材を保
持する保持手段と，上記被加工材の両側の面にそれぞれ
対面するように配設される少なくとも一対の押圧工具及
び対向工具と，上記被加工材を上記対向工具に対して相
対的に移動させる被加工材移動手段と，上記押圧工具を
上記対向工具に対して相対的に移動させる工具移動手段
とを有し，上記押圧工具には，凹状に形成された凹状押
圧面が設けられており，一方，上記対向工具には，上記
凹状押圧面内に対面する対向面が設けられており，上記
被加工材移動手段と上記工具移動手段によって上記被加
工材と上記押圧工具及び上記対向工具との相対位置を逐
次移動させると共に上記押圧工具の上記凹状押圧面によ
って上記被加工材を逐次押圧して上記対向工具の上記対
向面との間に挟み込むことにより上記被加工材を成形す
るよう構成されていることを特徴とするインクリメンタ
ル成形押圧装置にある（請求項１）。
持する保持手段と，上記被加工材の両側の面にそれぞれ
対面するように配設される少なくとも一対の押圧工具及
び対向工具と，上記被加工材を上記対向工具に対して相
対的に移動させる被加工材移動手段と，上記押圧工具を
上記対向工具に対して相対的に移動させる工具移動手段
とを有し，上記押圧工具には，凹状に形成された凹状押
圧面が設けられており，一方，上記対向工具には，上記
凹状押圧面内に対面する対向面が設けられており，上記
被加工材移動手段と上記工具移動手段によって上記被加
工材と上記押圧工具及び上記対向工具との相対位置を逐
次移動させると共に上記押圧工具の上記凹状押圧面によ
って上記被加工材を逐次押圧して上記対向工具の上記対
向面との間に挟み込むことにより上記被加工材を成形す
るよう構成されていることを特徴とするインクリメンタ
ル成形押圧装置にある（請求項１）。
【０００７】本発明では，上記押圧工具として上記凹状
に形成された凹状押圧面を有するものを用いる。そのた
め，上記凹状押圧面により被加工材を押圧した際には，
従来のような半球面状の押圧面により押圧する場合より
も広い範囲を一度に押圧することができる。また，凹状
押圧面により押圧した際に被加工材上に生じるしわの発
生状態を均一化することができ，さらにそのしわを周囲
に逃げないように潰すことができる。そのため，絞り変
形を効率よく行うことができると共に，従来よりも板厚
減少率を低減することもできる。
に形成された凹状押圧面を有するものを用いる。そのた
め，上記凹状押圧面により被加工材を押圧した際には，
従来のような半球面状の押圧面により押圧する場合より
も広い範囲を一度に押圧することができる。また，凹状
押圧面により押圧した際に被加工材上に生じるしわの発
生状態を均一化することができ，さらにそのしわを周囲
に逃げないように潰すことができる。そのため，絞り変
形を効率よく行うことができると共に，従来よりも板厚
減少率を低減することもできる。
【０００８】このように，本発明によれば，絞り変形の
効率がよく，板厚減少率も少ないインクリメンタル成形
押圧装置を提供することができる。
効率がよく，板厚減少率も少ないインクリメンタル成形
押圧装置を提供することができる。
【０００９】第２の発明は，板状の被加工材を保持する
保持手段と，上記被加工材の両側の面にそれぞれ対面す
るように配設される少なくとも一対の押圧工具及び対向
工具と，上記被加工材を上記対向工具に対して相対的に
移動させる被加工材移動手段と，上記押圧工具を上記対
向工具に対して相対的に移動させる工具移動手段とを有
し，上記押圧工具には，凹状を形取るように配設された
３つ以上の分割部材よりなると共に，これらの分割部材
の配置を変更できるよう構成された凹状押圧面が設けら
れており，一方，上記対向工具には上記凹状押圧面に対
面する対向面が設けられており，上記被加工材移動手段
と上記工具移動手段によって上記被加工材と上記押圧工
具及び上記対向工具との相対位置を逐次移動させると共
に上記押圧工具の上記凹状押圧面によって上記被加工材
を逐次押圧して上記対向工具の上記対向面との間に挟み
込むことにより上記被加工材を成形するよう構成されて
いることを特徴とするインクリメンタル成形押圧装置に
ある（請求項４）。
保持手段と，上記被加工材の両側の面にそれぞれ対面す
るように配設される少なくとも一対の押圧工具及び対向
工具と，上記被加工材を上記対向工具に対して相対的に
移動させる被加工材移動手段と，上記押圧工具を上記対
向工具に対して相対的に移動させる工具移動手段とを有
し，上記押圧工具には，凹状を形取るように配設された
３つ以上の分割部材よりなると共に，これらの分割部材
の配置を変更できるよう構成された凹状押圧面が設けら
れており，一方，上記対向工具には上記凹状押圧面に対
面する対向面が設けられており，上記被加工材移動手段
と上記工具移動手段によって上記被加工材と上記押圧工
具及び上記対向工具との相対位置を逐次移動させると共
に上記押圧工具の上記凹状押圧面によって上記被加工材
を逐次押圧して上記対向工具の上記対向面との間に挟み
込むことにより上記被加工材を成形するよう構成されて
いることを特徴とするインクリメンタル成形押圧装置に
ある（請求項４）。
【００１０】本発明においては，凹状を形取るように３
つ以上の分割部材を配置した上記凹状押圧面を有してい
る。この凹状押圧面は，互いの配置を変更して形取る凹
状形状を変更できるようになっている。そして，成形し
ようとする所望の形状に最適な凹状形状を有する凹状押
圧面を構成して加工することができる。そのため，効率
よくインクリメンタル成形を行うことができる。また，
そのため，押圧回数も減らすことができ，絞り変形効率
の向上に加えて板厚減少率の低減をも図ることができ
る。
つ以上の分割部材を配置した上記凹状押圧面を有してい
る。この凹状押圧面は，互いの配置を変更して形取る凹
状形状を変更できるようになっている。そして，成形し
ようとする所望の形状に最適な凹状形状を有する凹状押
圧面を構成して加工することができる。そのため，効率
よくインクリメンタル成形を行うことができる。また，
そのため，押圧回数も減らすことができ，絞り変形効率
の向上に加えて板厚減少率の低減をも図ることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】上記第１の発明においては，上記
押圧工具の上記凹状押圧面は，上記押圧工具の押圧方向
に対して傾いた斜めの基準線を谷部とする溝形状を呈し
ていると共に，上記基準線に直行する断面形状が略円弧
状であり，かつ，その曲率半径が上記基準線に沿って連
続的又は断続的に変化していることが好ましい（請求項
２）。この場合には，上記凹状押圧面における曲率が連
続的又は断続的に変化しているので，実際に押圧させる
部分をずらすことによって，異なる曲率の凹状の面を利
用することができ，様々な形状の成形を１つの押圧工具
で行うことができる。即ち汎用性が高い。なお，上記略
円弧状は，単純な円弧状，楕円状の他に，滑らかな曲線
形状あるいは折れ線形状をも含み，全体的にほぼ円弧状
となるあらゆる形状を含む概念である。また，上記基準
線は必ずしも直線である必要はなく，滑らかな曲線ある
いは折れ線状とすることもできる。
押圧工具の上記凹状押圧面は，上記押圧工具の押圧方向
に対して傾いた斜めの基準線を谷部とする溝形状を呈し
ていると共に，上記基準線に直行する断面形状が略円弧
状であり，かつ，その曲率半径が上記基準線に沿って連
続的又は断続的に変化していることが好ましい（請求項
２）。この場合には，上記凹状押圧面における曲率が連
続的又は断続的に変化しているので，実際に押圧させる
部分をずらすことによって，異なる曲率の凹状の面を利
用することができ，様々な形状の成形を１つの押圧工具
で行うことができる。即ち汎用性が高い。なお，上記略
円弧状は，単純な円弧状，楕円状の他に，滑らかな曲線
形状あるいは折れ線形状をも含み，全体的にほぼ円弧状
となるあらゆる形状を含む概念である。また，上記基準
線は必ずしも直線である必要はなく，滑らかな曲線ある
いは折れ線状とすることもできる。
【００１２】また，上記基準線に沿った上記曲率半径の
変化は，上記押圧方向に進むにつれて徐々に大きくなる
よう変化していることが好ましい（請求項３）。この場
合には，曲率半径が大きい先端側の面をより水平状に近
づけることができ，しわ潰し部分として利用しやすくす
ることができる。
変化は，上記押圧方向に進むにつれて徐々に大きくなる
よう変化していることが好ましい（請求項３）。この場
合には，曲率半径が大きい先端側の面をより水平状に近
づけることができ，しわ潰し部分として利用しやすくす
ることができる。
【００１３】また，上記第２の発明においては，上記分
割部材は円柱状とすることができる（請求項５）。この
場合には，上記分割部材の位置を変化させる際に，表面
の向きを考慮する必要が無く，その軸芯位置だけを制御
すればよく，制御が比較的容易である。なお，上記分割
部材としては，円錐状，四角柱状，凹面状を有する部材
など，様々な形状のものを採用することができる。
割部材は円柱状とすることができる（請求項５）。この
場合には，上記分割部材の位置を変化させる際に，表面
の向きを考慮する必要が無く，その軸芯位置だけを制御
すればよく，制御が比較的容易である。なお，上記分割
部材としては，円錐状，四角柱状，凹面状を有する部材
など，様々な形状のものを採用することができる。
【００１４】また，上記第１，第２いずれの発明におい
ても，上記対向工具の上記対向面は，半球面状であるこ
とが好ましい（請求項６）。この場合には，上記押圧工
具の凹状押圧面内に上記対向工具の上記半球面状の対向
面を配置することができる。そのため，少なくとも上記
凹状押圧面の両側端部の２点と上記半球面状の対向面の
１点，合計３点による被加工材に対する押圧を行うこと
もできる。そのため，いわゆる３点曲げを容易に行うこ
とができ，成形性をさらに向上させることができる。
ても，上記対向工具の上記対向面は，半球面状であるこ
とが好ましい（請求項６）。この場合には，上記押圧工
具の凹状押圧面内に上記対向工具の上記半球面状の対向
面を配置することができる。そのため，少なくとも上記
凹状押圧面の両側端部の２点と上記半球面状の対向面の
１点，合計３点による被加工材に対する押圧を行うこと
もできる。そのため，いわゆる３点曲げを容易に行うこ
とができ，成形性をさらに向上させることができる。
【００１５】
【実施例】（実施例１）本発明の実施例に係るインクリ
メンタル成形押圧装置につき，図１〜図４を用いて説明
する。本例のインクリメンタル成形押圧装置１は，図４
に示すごとく，板状の被加工材８を保持する保持手段１
０と，被加工材８の両側の面にそれぞれ対面するように
配設される一対の押圧工具２及び対向工具３とを有す
る。また，インクリメンタル成形押圧装置１は，上記被
加工材８を対向工具３に対して相対的に移動させる被加
工材移動手段４と，上記押圧工具２を上記対向工具３に
対して相対的に移動させる工具移動手段５とを有してい
る。そして，押圧工具２には，凹状に形成された凹状押
圧面２０が設けられている。また対向工具３には，上記
凹状押圧面２０に対面する対向面３０が設けられてい
る。
メンタル成形押圧装置につき，図１〜図４を用いて説明
する。本例のインクリメンタル成形押圧装置１は，図４
に示すごとく，板状の被加工材８を保持する保持手段１
０と，被加工材８の両側の面にそれぞれ対面するように
配設される一対の押圧工具２及び対向工具３とを有す
る。また，インクリメンタル成形押圧装置１は，上記被
加工材８を対向工具３に対して相対的に移動させる被加
工材移動手段４と，上記押圧工具２を上記対向工具３に
対して相対的に移動させる工具移動手段５とを有してい
る。そして，押圧工具２には，凹状に形成された凹状押
圧面２０が設けられている。また対向工具３には，上記
凹状押圧面２０に対面する対向面３０が設けられてい
る。
【００１６】そして，被加工材移動手段４と工具移動手
段５によって被加工材８と押圧工具２及び対向工具３と
の相対位置を逐次移動させると共に押圧工具２の凹状押
圧面２０によって被加工材８を逐次押圧して上記対向工
具３の対向面３０との間に挟み込むことにより被加工材
８を成形するよう構成されている。以下，これを詳説す
る。
段５によって被加工材８と押圧工具２及び対向工具３と
の相対位置を逐次移動させると共に押圧工具２の凹状押
圧面２０によって被加工材８を逐次押圧して上記対向工
具３の対向面３０との間に挟み込むことにより被加工材
８を成形するよう構成されている。以下，これを詳説す
る。
【００１７】本例のインクリメンタル成形押圧装置１
は，図４に示すごとく，ハウジング１１内にベース部１
２を有し，このベース部１２上およびハウジング１１に
すべての構成部分が配設されている。まずベース部１２
上に立設された基台３９上には対向工具３が固定されて
いる。本例の対向工具３は，凸状，具体的には半球面状
に形成された対向面３０を有している。
は，図４に示すごとく，ハウジング１１内にベース部１
２を有し，このベース部１２上およびハウジング１１に
すべての構成部分が配設されている。まずベース部１２
上に立設された基台３９上には対向工具３が固定されて
いる。本例の対向工具３は，凸状，具体的には半球面状
に形成された対向面３０を有している。
【００１８】ベース部１２上にはＸ−Ｙテーブル１３が
配設されており，さらにその上に被加工材移動手段４が
配設されている。被加工材移動手段４は，同図に示すご
とく，２本のガイドポール４１，４２と，これらのガイ
ドポール４１，４２に沿って昇降可能な昇降部４３，４
４を有している。２つの昇降部４３，４４は互いに連動
して昇降するように構成されている。
配設されており，さらにその上に被加工材移動手段４が
配設されている。被加工材移動手段４は，同図に示すご
とく，２本のガイドポール４１，４２と，これらのガイ
ドポール４１，４２に沿って昇降可能な昇降部４３，４
４を有している。２つの昇降部４３，４４は互いに連動
して昇降するように構成されている。
【００１９】上記２つの昇降部４３，４４の間には，上
記被加工材８を保持する保持手段１０が配設されてい
る。そして，保持手段１０は，上記Ｘ−Ｙテーブル１３
の移動に伴って平面状で任意の方向に移動し，上記昇降
部４３，４４の移動に伴って上下方向に移動するよう構
成されている。
記被加工材８を保持する保持手段１０が配設されてい
る。そして，保持手段１０は，上記Ｘ−Ｙテーブル１３
の移動に伴って平面状で任意の方向に移動し，上記昇降
部４３，４４の移動に伴って上下方向に移動するよう構
成されている。
【００２０】上記保持手段１０は，被加工材８の中央部
を固定する固定部１０２を有している。固定部１０２
は，任意の方向に傾動可能に設けられている。そして，
被加工材８を，上記固定部１０２の傾動によって任意の
方向に傾けることができるよう構成されている。
を固定する固定部１０２を有している。固定部１０２
は，任意の方向に傾動可能に設けられている。そして，
被加工材８を，上記固定部１０２の傾動によって任意の
方向に傾けることができるよう構成されている。
【００２１】また，上記ハウジング１１の天井部には，
上記押圧工具２をセットした工具移動手段５が配設され
ている。工具移動手段５は，上記押圧工具２を上下方向
に移動させ，押圧量（押し込み量）および対向工具との
Ｘ方向偏心量と回転方向相対位置を調整できるように構
成されている。押圧工具２は，図１〜図３に示すごと
く，円柱状の基部２２と，工具移動手段５に固定するた
めの円柱状の固定端部２３を有する。そして，上記基部
２２には，その先端に上記凹状押圧面２０を設けた押圧
面形成部２１が配設されている。
上記押圧工具２をセットした工具移動手段５が配設され
ている。工具移動手段５は，上記押圧工具２を上下方向
に移動させ，押圧量（押し込み量）および対向工具との
Ｘ方向偏心量と回転方向相対位置を調整できるように構
成されている。押圧工具２は，図１〜図３に示すごと
く，円柱状の基部２２と，工具移動手段５に固定するた
めの円柱状の固定端部２３を有する。そして，上記基部
２２には，その先端に上記凹状押圧面２０を設けた押圧
面形成部２１が配設されている。
【００２２】押圧面形成部２１は，図１に示すごとく，
押圧方向（矢印Ｆ）に直行する断面形状が台形状を呈し
ている。そして，その押圧方向の先端部分に設けられた
凹状押圧面２０は，押圧方向に対して傾いた斜めの基準
線Ｓを谷部とする溝形状を呈していると共に，上記基準
線Ｓに直行する断面形状が略円弧状であり，かつ，その
曲率半径が上記基準線に沿って連続的断続的に変化して
いる。本例の基準線Ｓとしては，図２に示すごとく，押
圧方向からの傾き角度αが４５°である直線を採用し
た。
押圧方向（矢印Ｆ）に直行する断面形状が台形状を呈し
ている。そして，その押圧方向の先端部分に設けられた
凹状押圧面２０は，押圧方向に対して傾いた斜めの基準
線Ｓを谷部とする溝形状を呈していると共に，上記基準
線Ｓに直行する断面形状が略円弧状であり，かつ，その
曲率半径が上記基準線に沿って連続的断続的に変化して
いる。本例の基準線Ｓとしては，図２に示すごとく，押
圧方向からの傾き角度αが４５°である直線を採用し
た。
【００２３】また，図１〜図３に示すごとく，上記基準
線Ｓに沿った上記曲率半径の変化は，上記押圧方向に進
むにつれて徐々に大きくなるよう変化している。より具
体的には，最も後端側の曲率半径Ｒ１は１４ｍｍであ
り，最も先端側の曲率半径Ｒ２は５０ｍｍである。ま
た，図３に示すごとく，いずれの部分においても，上記
基準線Ｓに直交する断面形状の円弧の中心角βが約６０
°となるように構成した。
線Ｓに沿った上記曲率半径の変化は，上記押圧方向に進
むにつれて徐々に大きくなるよう変化している。より具
体的には，最も後端側の曲率半径Ｒ１は１４ｍｍであ
り，最も先端側の曲率半径Ｒ２は５０ｍｍである。ま
た，図３に示すごとく，いずれの部分においても，上記
基準線Ｓに直交する断面形状の円弧の中心角βが約６０
°となるように構成した。
【００２４】また，図１，図３に示すごとく，凹状押圧
面２０の両側端部２０５は，凹状押圧面２０の凹状と逆
の曲率を有する滑らかな曲面で面取りを行っている。ま
た，図１に示すごとく，凹状押圧面２０の先端部２０４
も同様に滑らかな曲面で面取りを行っており，しわ伸ば
し部分としての役割をも果たせるように構成した。
面２０の両側端部２０５は，凹状押圧面２０の凹状と逆
の曲率を有する滑らかな曲面で面取りを行っている。ま
た，図１に示すごとく，凹状押圧面２０の先端部２０４
も同様に滑らかな曲面で面取りを行っており，しわ伸ば
し部分としての役割をも果たせるように構成した。
【００２５】次に，本例では，上記インクリメンタル成
形押圧装置１を用いて，板厚０．９９ｍｍの円盤状の被
加工材８を図６に示すごとく，外径約８４ｍｍ，深さ１
９ｍｍの浅円筒絞りを行って，浅いカップ状の成形品８
８を成形した。具体的には，図５に示すごとく，被加工
材移動手段４と工具移動手段５によって被加工材８と押
圧工具２及び対向工具３との相対位置を，被加工材８の
中心側から外周側に徐々に随時移動させると共に，被加
工材８を適度に傾けて回転させながら，上記押圧工具２
を随時押し込んだ。これにより，押圧工具２の凹状押圧
面２０によって被加工材８を逐次押圧して対向工具３の
対向面３０との間に挟み込むことにより被加工材８を成
形した。
形押圧装置１を用いて，板厚０．９９ｍｍの円盤状の被
加工材８を図６に示すごとく，外径約８４ｍｍ，深さ１
９ｍｍの浅円筒絞りを行って，浅いカップ状の成形品８
８を成形した。具体的には，図５に示すごとく，被加工
材移動手段４と工具移動手段５によって被加工材８と押
圧工具２及び対向工具３との相対位置を，被加工材８の
中心側から外周側に徐々に随時移動させると共に，被加
工材８を適度に傾けて回転させながら，上記押圧工具２
を随時押し込んだ。これにより，押圧工具２の凹状押圧
面２０によって被加工材８を逐次押圧して対向工具３の
対向面３０との間に挟み込むことにより被加工材８を成
形した。
【００２６】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例では，上記押圧工具２として上記凹状に形成された凹
状押圧面２０を有するものを用いた。そのため，凹状押
圧面２０により被加工材２を押圧した際には，従来のよ
うな半球面状の押圧面により押圧する場合よりも広い範
囲を一度に押圧することができた。また，凹状押圧面２
０により押圧した際に被加工材８上に生じるしわの発生
状態を均一化することができ，しわを周囲に逃げないよ
うにうまく潰すことができた。これにより発生するしわ
のピッチも大きくても良く，押圧ピッチも従来より大き
くすることができた。
例では，上記押圧工具２として上記凹状に形成された凹
状押圧面２０を有するものを用いた。そのため，凹状押
圧面２０により被加工材２を押圧した際には，従来のよ
うな半球面状の押圧面により押圧する場合よりも広い範
囲を一度に押圧することができた。また，凹状押圧面２
０により押圧した際に被加工材８上に生じるしわの発生
状態を均一化することができ，しわを周囲に逃げないよ
うにうまく潰すことができた。これにより発生するしわ
のピッチも大きくても良く，押圧ピッチも従来より大き
くすることができた。
【００２７】また，本例では，図６，図７に示すごと
く，得られた成形品８８の板厚を測定した。その結果を
図７に示す。同図は，横軸に成形品８８の端部８９から
の距離をとり，縦軸に板厚ひずみεをとったものであ
る。なお，図７中のａ，ｂは，図６中のａ，ｂの位置に
対応した位置を示している。また板厚ひずみεは，ε＝
ｌｎ（ｔ／ｔｏ），ここで，ｔｏ；変形前の板厚，ｔ；
変形後の板厚，という関係式により求めたものである。
図７より知られるごとく，全体的に板厚ひずみεがおよ
そ±０．１５の範囲内に収まっており，板厚減少率が非
常に小さかった。
く，得られた成形品８８の板厚を測定した。その結果を
図７に示す。同図は，横軸に成形品８８の端部８９から
の距離をとり，縦軸に板厚ひずみεをとったものであ
る。なお，図７中のａ，ｂは，図６中のａ，ｂの位置に
対応した位置を示している。また板厚ひずみεは，ε＝
ｌｎ（ｔ／ｔｏ），ここで，ｔｏ；変形前の板厚，ｔ；
変形後の板厚，という関係式により求めたものである。
図７より知られるごとく，全体的に板厚ひずみεがおよ
そ±０．１５の範囲内に収まっており，板厚減少率が非
常に小さかった。
【００２８】（比較例１）本比較例では，図８に示すご
とく，実施例１の優位性をさらに明らかにするため，半
球面状の凸状の押圧面９２０を有する押圧工具９２を用
いて実施例１と同様に成形を行い，実施例１と比較し
た。比較例１のインクリメンタル成形押圧装置９は，図
８に示すごとく，半球面状の押圧面９２０を有する押圧
工具９２を用いた点以外は実施例１のインクリメンタル
成形押圧装置１と同様である。
とく，実施例１の優位性をさらに明らかにするため，半
球面状の凸状の押圧面９２０を有する押圧工具９２を用
いて実施例１と同様に成形を行い，実施例１と比較し
た。比較例１のインクリメンタル成形押圧装置９は，図
８に示すごとく，半球面状の押圧面９２０を有する押圧
工具９２を用いた点以外は実施例１のインクリメンタル
成形押圧装置１と同様である。
【００２９】比較例１及び実施例１において成形した際
の押圧工具２，９２の押圧回数を表１に示す。表１より
知られるごとく，実施例１のように凹状押圧面２０を有
する押圧工具２を採用することにより，半球面状の凸状
の押圧面９２０を有する押圧工具９２を使用する場合と
比べて，押圧回数を半分以下に減少させることができ
た。
の押圧工具２，９２の押圧回数を表１に示す。表１より
知られるごとく，実施例１のように凹状押圧面２０を有
する押圧工具２を採用することにより，半球面状の凸状
の押圧面９２０を有する押圧工具９２を使用する場合と
比べて，押圧回数を半分以下に減少させることができ
た。
【００３０】
【表１】
【００３１】（実施例２）本例は，図９，図１０に示す
ごとく，押圧工具７として，凹状を形取るように配設さ
れた３つの分割部材７０１〜７０３よりなると共に，こ
れらの分割部材７０１〜７０３の配置を変更できるよう
構成された凹状押圧面７０を設けたものを用いた。その
他の装置の構成は実施例１と同様である。
ごとく，押圧工具７として，凹状を形取るように配設さ
れた３つの分割部材７０１〜７０３よりなると共に，こ
れらの分割部材７０１〜７０３の配置を変更できるよう
構成された凹状押圧面７０を設けたものを用いた。その
他の装置の構成は実施例１と同様である。
【００３２】上記押圧工具７は，図９，図１０に示すご
とく，円柱状の基部７２と，工具移動手段５（図４参
照）に固定するための円柱状の固定端部７３を有する。
そして，上記基部７２には，その先端に上記凹状押圧面
７０を設けた押圧面形成部７１が配設されている。
とく，円柱状の基部７２と，工具移動手段５（図４参
照）に固定するための円柱状の固定端部７３を有する。
そして，上記基部７２には，その先端に上記凹状押圧面
７０を設けた押圧面形成部７１が配設されている。
【００３３】押圧面形成部７１は，図９に示すごとく，
押圧方向（矢印Ｆ）に直行する断面形状が台形状を呈し
ている。そして，その押圧方向の先端部分には，基準面
７００が設けられ，この基準面７００から複数の油圧シ
リンダ７０８を介して分割部材７０１〜７０３が配設さ
れている。
押圧方向（矢印Ｆ）に直行する断面形状が台形状を呈し
ている。そして，その押圧方向の先端部分には，基準面
７００が設けられ，この基準面７００から複数の油圧シ
リンダ７０８を介して分割部材７０１〜７０３が配設さ
れている。
【００３４】分割部材７０１〜７０３はいずれも円柱状
であり，その位置を上記油圧シリンダ７０８の伸縮によ
り変更可能に構成されている。図１０に示すごとく，各
分割部材７０１〜７０３の配置は，初期設定では，中央
の分割部材７０１の上面が押圧方向Ｆに対して傾斜角度
が４５°となるようにし，その両側に２つの分割部材７
０２，７０３を末広がりとなるように配置してある。
であり，その位置を上記油圧シリンダ７０８の伸縮によ
り変更可能に構成されている。図１０に示すごとく，各
分割部材７０１〜７０３の配置は，初期設定では，中央
の分割部材７０１の上面が押圧方向Ｆに対して傾斜角度
が４５°となるようにし，その両側に２つの分割部材７
０２，７０３を末広がりとなるように配置してある。
【００３５】そして，各分割部材７０１〜７０３の配置
は，互いの表面が円弧状の接線Ｔに接するようにした。
また，その円弧状の接線Ｔの上記分割部材７０１の軸方
向に直行する断面の曲率半径は，各分割部材７０１〜７
０３の位置変更により変更できるようになっている。初
期設定では，上記分割部材の後端側に接する円弧状の接
線Ｔの曲率半径Ｒ３が１４ｍｍ，中心角γが６０°とな
るように設定した。また，上記分割部材の先端側に接す
る円弧状の接線の曲率半径は５０ｍｍ，中心角が６０°
となるように設定した。即ち，凹状押圧面７０の基本的
な凹状形状が実施例１の場合と同様となるようにした。
は，互いの表面が円弧状の接線Ｔに接するようにした。
また，その円弧状の接線Ｔの上記分割部材７０１の軸方
向に直行する断面の曲率半径は，各分割部材７０１〜７
０３の位置変更により変更できるようになっている。初
期設定では，上記分割部材の後端側に接する円弧状の接
線Ｔの曲率半径Ｒ３が１４ｍｍ，中心角γが６０°とな
るように設定した。また，上記分割部材の先端側に接す
る円弧状の接線の曲率半径は５０ｍｍ，中心角が６０°
となるように設定した。即ち，凹状押圧面７０の基本的
な凹状形状が実施例１の場合と同様となるようにした。
【００３６】本例の場合には，上記油圧シリンダ７０８
の伸縮によって，分割部材７０１〜７０３の位置を変更
し，凹状押圧面７０の凹状形状を変更することができ
る。そのため，成形しようとする所望の形状に最適な凹
状形状を有する凹状押圧面７０を構成して加工すること
ができる。そのため，効率よくインクリメンタル成形を
行うことができる。また，そのため，押圧回数も減らす
ことができ，絞り変形効率の向上に加えて板厚減少率の
低減をも図ることができる。
の伸縮によって，分割部材７０１〜７０３の位置を変更
し，凹状押圧面７０の凹状形状を変更することができ
る。そのため，成形しようとする所望の形状に最適な凹
状形状を有する凹状押圧面７０を構成して加工すること
ができる。そのため，効率よくインクリメンタル成形を
行うことができる。また，そのため，押圧回数も減らす
ことができ，絞り変形効率の向上に加えて板厚減少率の
低減をも図ることができる。
【００３７】なお，本例では，上記のごとく円柱状の分
割部材７０１〜７０３を用いたが，図１１に示すごと
く，種々の形状の分割部材７４〜７８を適用することも
できる。同図（ａ）に示すものは，上記と同様の円柱状
の分割部材７４であり，同図（ｂ）に示すものは，若干
大径化した円柱状の分割部材７５である。同図（ｃ）に
示すものは四角柱状の分割部材７６である。同図（ｄ）
に示すものは，四角柱の一つ面７７０を凹状にした分割
部材７７である。同図（ｅ）に示すものは，円錐状の分
割部材７８である。いずれの形状の分割部材でも，上記
と同様の作用効果が得られる。
割部材７０１〜７０３を用いたが，図１１に示すごと
く，種々の形状の分割部材７４〜７８を適用することも
できる。同図（ａ）に示すものは，上記と同様の円柱状
の分割部材７４であり，同図（ｂ）に示すものは，若干
大径化した円柱状の分割部材７５である。同図（ｃ）に
示すものは四角柱状の分割部材７６である。同図（ｄ）
に示すものは，四角柱の一つ面７７０を凹状にした分割
部材７７である。同図（ｅ）に示すものは，円錐状の分
割部材７８である。いずれの形状の分割部材でも，上記
と同様の作用効果が得られる。
【図１】実施例１における，押圧工具を示す斜視図。
【図２】実施例１における，図１のＡ−Ａ線矢視断面
図。
図。
【図３】実施例１における，図１のＢ−Ｂ線矢視断面
図。
図。
【図４】実施例１における，インクリメンタル成形押圧
装置の構成を示す説明図。
装置の構成を示す説明図。
【図５】実施例１における，押圧工具と対向工具とによ
って被加工材を成形している状態を示す説明図。
って被加工材を成形している状態を示す説明図。
【図６】実施例１において成形した成形品の断面形状を
示す説明図。
示す説明図。
【図７】実施例１において成形した成形品の板厚ひずみ
の測定結果を示す説明図。
の測定結果を示す説明図。
【図８】比較例１における，押圧工具と対向工具とによ
って被加工材を成形している状態を示す説明図。
って被加工材を成形している状態を示す説明図。
【図９】実施例２における，押圧工具を示す斜視図。
【図１０】実施例２における，押圧工具の分割部材の配
設状態を示す説明図。
設状態を示す説明図。
【図１１】実施例２における，押圧工具の分割部材の複
数の変形例を示す説明図。
数の変形例を示す説明図。
１．．．インクリメンタル成形押圧装置，
２，７．．．押圧工具，
２０，７０．．．凹状押圧面，
３．．．対向工具，
４．．．被加工材移動手段，
５．．．工具移動手段，
７０１〜７０３，７４〜７８．．．分割部材，
Claims (6)
- 【請求項１】 板状の被加工材を保持する保持手段と，
上記被加工材の両側の面にそれぞれ対面するように配設
される少なくとも一対の押圧工具及び対向工具と，上記
被加工材を上記対向工具に対して相対的に移動させる被
加工材移動手段と，上記押圧工具を上記対向工具に対し
て相対的に移動させる工具移動手段とを有し，上記押圧
工具には，凹状に形成された凹状押圧面が設けられてお
り，一方，上記対向工具には，上記凹状押圧面内に対面
する対向面が設けられており，上記被加工材移動手段と
上記工具移動手段によって上記被加工材と上記押圧工具
及び上記対向工具との相対位置を逐次移動させると共に
上記押圧工具の上記凹状押圧面によって上記被加工材を
逐次押圧して上記対向工具の上記対向面との間に挟み込
むことにより上記被加工材を成形するよう構成されてい
ることを特徴とするインクリメンタル成形押圧装置。 - 【請求項２】 請求項１において，上記押圧工具の上記
凹状押圧面は，上記押圧工具の押圧方向に対して傾いた
斜めの基準線を谷部とする溝形状を呈していると共に，
上記基準線に直行する断面形状が略円弧状であり，か
つ，その曲率半径が上記基準線に沿って連続的又は断続
的に変化していることを特徴とするインクリメンタル成
形押圧装置。 - 【請求項３】 請求項２において，上記基準線に沿った
上記曲率半径の変化は，上記押圧方向に進むにつれて徐
々に大きくなるよう変化していることを特徴とするイン
クリメンタル成形押圧装置。 - 【請求項４】 板状の被加工材を保持する保持手段と，
上記被加工材の両側の面にそれぞれ対面するように配設
される少なくとも一対の押圧工具及び対向工具と，上記
被加工材を上記対向工具に対して相対的に移動させる被
加工材移動手段と，上記押圧工具を上記対向工具に対し
て相対的に移動させる工具移動手段とを有し，上記押圧
工具には，凹状を形取るように配設された３つ以上の分
割部材よりなると共に，これらの分割部材の配置を変更
できるよう構成された凹状押圧面が設けられており，一
方，上記対向工具には上記凹状押圧面に対面する対向面
が設けられており，上記被加工材移動手段と上記工具移
動手段によって上記被加工材と上記押圧工具及び上記対
向工具との相対位置を逐次移動させると共に上記押圧工
具の上記凹状押圧面によって上記被加工材を逐次押圧し
て上記対向工具の上記対向面との間に挟み込むことによ
り上記被加工材を成形するよう構成されていることを特
徴とするインクリメンタル成形押圧装置。 - 【請求項５】 請求項４において，上記分割部材は円柱
状であることを特徴とするインクリメンタル成形押圧装
置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項において，
上記対向工具の上記対向面は，半球面状であることを特
徴とするインクリメンタル成形押圧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270591A JP4862239B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | インクリメンタル成形押圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270591A JP4862239B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | インクリメンタル成形押圧装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003080320A true JP2003080320A (ja) | 2003-03-18 |
| JP4862239B2 JP4862239B2 (ja) | 2012-01-25 |
Family
ID=19096225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001270591A Expired - Fee Related JP4862239B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | インクリメンタル成形押圧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4862239B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018196892A (ja) * | 2017-05-24 | 2018-12-13 | 日産自動車株式会社 | 逐次成形方法及び逐次成形装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10305321A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 縁曲げ成形方法及び装置 |
| JP2000153313A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | インクリメンタル押圧成形装置 |
-
2001
- 2001-09-06 JP JP2001270591A patent/JP4862239B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10305321A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 縁曲げ成形方法及び装置 |
| JP2000153313A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | インクリメンタル押圧成形装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018196892A (ja) * | 2017-05-24 | 2018-12-13 | 日産自動車株式会社 | 逐次成形方法及び逐次成形装置 |
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| JP4862239B2 (ja) | 2012-01-25 |
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