JP2004141959A

JP2004141959A - 刃材曲げ加工方法及び刃材曲げ加工装置

Info

Publication number: JP2004141959A
Application number: JP2002312706A
Authority: JP
Inventors: Suehiro Mizukawa; 水河　末弘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】帯板状の刃材を幅方向に曲げ加工する場合に、刃材の端部に未加工部分が残らないようにする。曲げ加工を連続して行う。
【解決手段】幅方向一端縁に刃先１２を有する刃材１の刃先１２に近い箇所に、ローラ型のダイ４，５を押し付けてその箇所を圧縮して長手方向に延伸させる。この圧縮延伸工程をダイ４，５を回転させながら連続して行う。刃材１を所望形状に折り曲げた後で、その刃材１に対して圧縮延伸工程を行うことも可能である。刃材１の同じ箇所に繰り返し圧縮延伸工程を行うことによって、刃材の曲り量を増大させることも可能である。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刃材を幅方向に反り変形させることによってその刃材を幅方向に曲げ加工するための方法及びそのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２及び図１３に刃材１を取り付けたロータリーダイ１００を使って板紙などのワークＷに切り目やミシン目を形成する場合を原理的に示してある。ロータリーダイ１００は、受け側ローラとなるアンビル２００と組み合わせて用いられる。ロータリーダイ１００に取り付けられている刃材１は、幅方向一端縁に備わっている刃先１２がロータリーダイ１００の外周面から突き出てロータリーダイ１００の外周面と平行になる形に湾曲している。そして、ロータリーダイ１００とアンビル２００とを回転させながらその間にワークＷを矢印Ｆのように送り込むと、ワークＷに刃材１の刃先１２の形状に見合う形の切り目又はミシン目が形成される。なお、アンビル２００には、鉄製で表面がハードなものとゴムなどで作られて表面がソフトなものとが適宜使い分けられる。
【０００３】
ロータリーダイ１００に取り付ける刃材１には、図１４に示したようなまっすぐな帯板状の刃材１を購入して図１５のように幅方向に円弧状に曲げ加工したものを用いる場合や、図１７のようにその全長部分が予め幅方向に円弧状に曲げ加工された既製品を購入して用いる場合とがあり、後者では、刃先１２が様々な曲率に定められたものの購入が可能である。また、前者では、曲げ加工によって刃先１２の曲率を所望の値に定めることができるという利点がある。そして、前者のようにまっすぐな帯板状の刃材１を購入して円弧状に曲げ加工したものを用いる場合には、曲げ加工に際して図１５のように３つのローラ３０１，３０２，３０３で帯板状の刃材１を幅方向に挟んで送るという方法が採用される。なお、この方法では、図１６のように、刃先１２を支える側のローラ３０２，３０３には刃先１２を非接触で支えるための溝３０４が備わっている。図１５及び図１６に示した曲げ加工方法は下記特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭４６−１８３５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７のような全長部分が予め円弧状に曲げ加工された既製品を購入して用いる場合、刃先１２の曲率に様々なものが用意されているとしても、その中に適切な曲率のものが見当たらない場合が多々生じるという問題がある。また、前者のようにまっすぐな帯板状の刃材１を購入して円弧状に曲げ加工したものを用いる場合には、図１５で説明した曲げ加工装置の構造上、同図に示した曲げ加工後の刃材１の両端部にまっすぐな未加工部分Ａが不可避的に残り、その未加工部分Ａを切除して曲げ加工された有効部分だけを残すという処理を行うことを余儀なくされるので、材料歩留りが低下してコスト高になるという問題がある。
【０００６】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、まっすぐな帯板状の刃材の全長部分を曲げ加工することが可能であって、なおかつ、その刃先を膨らみ出た湾曲形状に変形することが可能になる刃材の曲げ加工方法と同曲げ加工装置とを提供することを目的としている。
【０００７】
また、本発明は、熟練を必要とすることなく刃材を曲げ加工することのできる刃材の曲げ加工方法と同曲げ加工装置とを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る刃材の曲げ加工方法は、幅方向一端縁に刃先を有する刃材の刃先に近い箇所を、その両側からローラ型のダイで挟んで厚さ方向に圧縮することによりその圧縮箇所を長手方向に延伸させる圧縮延伸工程を含み、その圧縮延伸工程を、上記ダイを回転させて上記圧縮箇所を連続的に変位させることにより行うというものである。
【０００９】
この発明方法において、圧縮延伸工程を行うと、圧縮による刃材の延伸長さが刃先に近い箇所で伸びて長くなる。そのため、圧縮箇所で刃材の刃先が膨らみ出た湾曲形状に変形する。また、この方法は、刃材を厚さ方向に圧縮してその刃材を長手方向に延伸させる圧縮延伸工程を行うというものであるから、刃材の長手方向の端部に対しても同方向の中間部に対しても同様の圧縮延伸工程を行うことが可能であり、その結果、刃材の端部を切除して有効部分だけを残すという処理を行う必要がなく、それだけ材料歩留りを向上させることが可能になる。
【００１０】
また、ダイによる刃材の圧縮量を増減調節するとそれに見合って刃材の伸び量も変わるので、刃材の圧縮量を増減調節することによって刃材の曲がり量を変えることが可能である。そのため、曲げ加工された刃材の曲率半径を自由に調節することが可能である。そして、圧縮量を増減調節は、コンピュータプログラムを利用して高精度に行うことが可能であるので、高精度の曲げ加工を熟練を要することなく誰でもが可能になる。
【００１１】
本発明方法を行う場合、上記圧縮延伸工程では、刃材の圧縮箇所で刃材の刃先に近い箇所ほど圧縮量を漸増させることが望ましく、そのようにすると刃材を無理なく曲げ加工されるようになる。
本発明方法では、幅方向一端縁に刃先を有する帯板状の刃材を所望形状に折り曲げた後、その刃材に対して上記圧縮延伸工程を行うという手順を採用することが可能である。これによれば、まっすぐな帯板状の刃材を自動曲げ機を使って折り曲げた後、その刃先を湾曲形状に変形させることが可能になる。
【００１２】
本発明方法では、長手方向の間隔を隔てた複数箇所に幅方向に長いスリット状の切込みが具備され、切込み形成箇所での切込み端と刃材の幅方向端縁との間隔寸法が、切込みが形成されていない箇所での幅寸法よりも短くなっている刃材を曲げ加工対象とすることが望ましい。これによれば、幅寸法の長い刃材であっても、切込み形成箇所での切込み端と刃材の幅方向端縁との間隔寸法を短くしてその切込み形成箇所を曲がりやすくすることができるという利点がある。
【００１３】
本発明に係る刃材曲げ加工装置は、幅方向一端縁に刃先を有する帯板状の刃材を挟む両側に、この刃材の刃先に近い箇所をその両側から挟んで厚さ方向に圧縮するローラ型の一対のダイが配備されていると共に、これらのダイを接近方向に付勢する付勢手段と、これらのダイを回転させる回転駆動手段とを備えるというものである。この刃材曲げ加工装置では、一対のダイのそれぞれの外周面が、それらに各別に対向する刃材の外面に対して傾斜した状態で、刃材の圧縮する箇所を押圧して圧縮するようになっていることが望ましい。この発明に係る曲げ加工装置の作用については次の実施形態の説明によって明らかにする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る刃材曲げ加工装置の実施形態を示した外観図、図２は同装置の使用状態を拡大して示した要部の説明図、図３は同調機構の概略説明図、図４はダイの配置を示した説明図である。
【００１５】
この刃材曲げ加工装置は、筐体２の上に作業台３が設置されている。筐体２には、後述する一対のダイ４，５を同時に接近離反させるたり、それらのダイ４，５を接近方向に付勢したりするための付勢手段６が内蔵されている。図例の付勢手段６は、一対のダイ４，５から下方に延び出た軸４２，５２が回転可能に嵌合される軸受孔部６１ａ，６２ａを備える２つの可動杆６１，６２の中間部同士を横軸６３によって相対揺動可能に連結し、それらの可動杆６１，６２のそれぞれの下端部に取り付けたナット体６４，６５を、モータ６６に連結したねじ軸６７にねじ嵌合してある。ここで、ねじ軸６７は、一方側ナット体６４にねじ嵌合されているねじ部６７ａと他方側ナット体６５にねじ嵌合されているねじ部６７ｂとの螺旋ねじの方向が逆向きになっている。この付勢手段６によると、モータ６６の回転方向を正方向と逆方向とに交互に切り換えることによって、一対の可動杆６１，６２の上端部が横軸６３を中心にして接近方向と離反方向とに交互に移動する。なお、筐体２の内部には、刃材１の刃先を支えるための溝付きローラ７９（図１５で説明したものと同じ構造のもの）が取り付けられている。
【００１６】
これに対し、作業台３に支柱６８が取り付けられ、この支柱６８にばね体６９によって常時上昇方向に付勢されたアーム７１が昇降可能に取り付けられている。そして、アーム７１の先端部に、位置固定のローラ型ダイ４と、このダイ４に回転を付与する駆動モータ７４と、ローラ型押付けダイ５を下端に備えた揺動杆７２とが取り付けられている。また、アーム７１には、このアーム７１をばね体６９の付勢に抗して下降させるためのハンドル７５が支軸７６を介して取り付けられている。さらに、ハンドル７５と揺動杆７２とが、ハンドル７５の上下揺動動作を揺動杆７２の揺動運動に変換するためのリンク機構７７を介して連結されている。また、図２に示したように、アーム７１側には、刃材押えローラ７８が備わっているほか、アーム７１を下降位置で位置固定するためのロック機構（不図示）が備わっている。
【００１７】
この刃材曲げ加工装置において、ハンドル７５を押し下げてアーム７１を図１の上昇位置からばね体６９の付勢に抗して下降させることにより、図２のように溝付きローラ７９の上に載架した刃材１の刃尻を刃材押えローラ７８で押し付けさせた後、ハンドル７５を支軸７６を中心に下向き揺動させると、揺動杆７２が閉じ方向に揺動し、図２のようにローラ型のダイ４，５が刃材１の両側に配備されると共に、それらのダイ４，５の軸４２，５２が、可動杆６１，６２の軸受孔部６１ａ，６２ａに各別に嵌合する。同時に、上記ロック機構によってアーム７１が下降位置でロックされる。この状態、すなわち、図４のように、刃材１の両側に一対のローラ型のダイ４，５が相対向姿勢で配備された状態で曲げ加工が行われる。曲げ加工についてはさらに後述する。
【００１８】
なお、図３に示したように、ダイ４，５のそれぞれには同心状にタイミング歯車７２ａ，７３ａが連結されていて、これらのタイミング歯車７２ａ，７２ｂが互いに噛み合わされて２つのダイ４，５の回転が正確に同調されているようになっている。
【００１９】
図５（Ａ）（Ｂ）はダイ４，５の配置やそれらの外周面４１，５１の形状、作用などを詳細に説明的に示した側面図、図６は作用を説明的に示した横断平面図、図７は刃材１の形状及び曲げ加工手順の説明図である。
【００２０】
図７のように、刃材１は帯板状であって、長手方向の等間隔を隔てた複数箇所に幅方向に長いスリット状の切込み１１を具備し、切込み形成箇所での切込み端１３と刃材１の幅方向端縁（すなわち刃先１２）との間隔寸法が、切込みが形成されていない箇所での幅寸法よりも短くなっている。
【００２１】
次に、上記した刃材曲げ加工装置を使って刃材１を曲げ加工する方法を説明する。
【００２２】
図２のように、溝付きローラ７９と刃材押えローラ７８とによって刃材１をぐらつかないように挾み付け、かつ、刃材１を挟む両側に配備させたローラ型のダイラ４，５によって刃材１の刃先１２に近い箇所を押圧して挟み付けた状態で、片側のダイ４を図１に示した駆動モータ７４で回転させると、そのダイ４に刃材１を押し付けている他側のダイ５も同調して回転する。また、曲げ加工中には、可動杆６１，６２によって両側のダイ４，５が接近方向に付勢されている。このような曲げ加工を行うと、図５（Ｂ）又は図６のように、刃材１の刃先１２に近い箇所が圧縮されてその圧縮箇所が長手方向に延伸し、また、ダイ４，５の回転によって圧縮箇所が刃材１の長手方向に連続的に変位する（圧縮延伸工程）。なお、図７の矢印ａは圧縮箇所の進行方向を示し、符号Ｅは圧縮延伸工程が行われた範囲を示している。
【００２３】
そして、刃材１は、圧縮箇所で刃先１２に近い箇所が長手方向に伸びて刃先１２から遠い箇所よりも長くなるので、その刃材１は幅方向に反り変形して刃先１２が膨らみ出た湾曲形状になる。この場合、圧縮箇所での圧縮量に見合って肉の流動量が変化し、刃材１の伸び量も変わるので、ダイ４，５に加える押圧力を適宜増減調節することによって刃材１の曲がり量を変えることが可能である。そのため、曲げ加工された刃材１の曲率半径を自由に調節することが可能である。さらに、ダイ４，５の押圧力はコンピュータプログラムを利用して高精度に行うことが可能であるので、高精度の曲げ加工を熟練を要することなく誰でもが可能になる。さらに、同じ箇所に上記した圧縮延伸工程を繰り返し行うことによって刃材１の曲り量を次第に大きくすることも可能である。
【００２４】
特にこの実施形態では、図５（Ａ）を参照して説明したように、刃材１を挟んでその両側で相対向しているダイ４，５の外周面４１，５１が上拡がり状に傾斜しているという構成を採用しているため、図５（Ｂ）矢印Ｐのように刃材１の両面にダイ４，５の外周面４１，５１を押し付けて圧縮するという圧縮延伸工程では、同（Ｂ）のように刃材１に対する圧縮量が刃材１の刃先１２に近い箇所ほど漸増する。そのため、圧縮箇所では、喰込み量に見合って肉の流動量が変化し、刃材１の伸び量が変わるので、刃材１の伸び量が刃先１２に近い箇所ほど延伸して無理のない曲げ加工が行われる。図５（Ｂ）には一方側のダイ４の最大喰込み量を符号ｄで示してあり、第１４，５の外周面４１，５１の垂直線に対する傾斜角度をθ１，θ２で示してある。なお、刃先１２は、その刃先１２に最も近い箇所が延伸するのに引きづられてほぼ同一長さだけ延伸する。そのため、偏肉加工箇所では刃材１の刃先１２が膨らみ出た湾曲形状に変形する。
【００２５】
ここで説明した圧縮延伸工程は、刃材１の刃先１２に近い箇所をダイ４，５を挟持して押圧するというものであるので、刃材１の長手方向の端部に対しても中間部に対しても同様に行うことが可能であり、その結果、刃材１の端部を切除して有効部分だけを残すという処理を行う必要がなく、それだけ材料歩留りを向上させることが可能になる。
【００２６】
図８は曲げ加工対象である刃材１の変形例を示している。この刃材１では刃先１２が波形に形成されている。この刃材１は図１４で説明したアンビル２００としてソフトタイプのものが用いられる場合に適用されるものであり、刃先１２にワークに対する喰込み機能を具備させたものである。
【００２７】
図９〜図１１は、図１２で説明したロータリーダイ１００に取り付けられている刃材１を得るための曲げ加工手順を示している。図９は自動刃材曲げ機を用いて平面視略矩形に曲げ加工された刃材１を示しており、この刃材１に対して本発明に係る曲げ加工方法を適用することが可能である。本発明に係る曲げ加工方法を適用する前の刃材１では、図９で判るようにその刃先１２の全体が仮想水平面上に位置している。図１０は矩形の刃材１の一辺をその端部から中間箇所まで曲げ加工した状態を示している。同図で判るように、この段階では、曲げ加工の行われた部分で刃先１の側面視形状が膨らみ出た湾曲形状に変化している。このような曲げ加工を矩形の刃材１の一辺とその対向辺とに対して行うことによって得られた刃材１を図１１に示してある。
【００２８】
本発明方法の刃材曲げ加工方法は、刃材１の定められた範囲又は全長部分に対して、その端部から順に圧縮延伸工程を行うことも、刃材１の定められた範囲又は全長部分の中間部分から圧縮延伸工程を開始することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、まっすぐな帯板状の刃材の全長部分を連続して曲げ加工することが可能であって、なおかつ、その刃先を膨らみ出た湾曲形状に変形することが可能である。しかも、本発明方法及び装置は、コンピュータを用いて制御することが可能であり、そうすることによって熟練を必要とすることなく刃材を曲げ加工することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る刃材曲げ加工装置の実施形態を示した外観図である。
【図２】同装置の使用状態を拡大して示した要部の説明図である。
【図３】同調機構の概略説明図である。
【図４】ダイの配置を示した説明図である。
【図５】（Ａ）はダイの配置やそれらの先端エッジの形状を説明的に示した側面図、（Ｂ）は作用などを詳細に説明的に示した側面図である。
【図６】作用を説明的に示した横断平面図である。
【図７】刃材の形状及び曲げ加工手順の説明図である。
【図８】他の刃材の説明図である。
【図９】曲げ加工前の刃材の外観図である。
【図１０】曲げ加工途中の刃材の外観図である。
【図１１】曲げ加工後の刃材の外観図である。
【図１２】ロータリーダイの使用状態を斜視図で示した説明図である。
【図１３】ロータリーダイの使用状態を側面図で示した説明図である。
【図１４】帯板状の刃材の説明図である。
【図１５】従来の曲げ加工方法の説明図である。
【図１６】ローラ形状の説明図である。
【図１７】曲げ加工された既製品としての刃材の説明図である。
【符号の説明】
１　刃材
４，５　ダイ
１１　切込み
１２　刃先
１３　切込み端

Claims

幅方向一端縁に刃先を有する刃材の刃先に近い箇所を、その両側からローラ型のダイで挟んで厚さ方向に圧縮することによりその圧縮箇所を長手方向に延伸させる圧縮延伸工程を含み、その圧縮延伸工程を、上記ダイを回転させて上記圧縮箇所を連続的に変位させることにより行うことを特徴とする刃材曲げ加工方法。
上記圧縮延伸工程では、刃材の圧縮箇所で刃材の刃先に近い箇所ほど圧縮量を漸増させる請求項１に記載した刃材曲げ加工方法。
幅方向一端縁に刃先を有する帯板状の刃材を所望形状に折り曲げた後、その刃材に対して上記圧縮延伸工程を行う請求項１又は請求項２に記載した刃材曲げ加工方法。
長手方向の間隔を隔てた複数箇所に幅方向に長いスリット状の切込みが具備され、切込み形成箇所での切込み端と刃材の幅方向端縁との間隔寸法が、切込みが形成されていない箇所での幅寸法よりも短くなっている刃材を曲げ加工対象とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載した刃材曲げ方法。
幅方向一端縁に刃先を有する帯板状の刃材を挟む両側に、この刃材の刃先に近い箇所をその両側から挟んで厚さ方向に圧縮するローラ型の一対のダイが配備されていると共に、これらのダイを接近方向に付勢する付勢手段と、これらのダイを回転させる回転駆動手段とを備えることを特徴とする刃材曲げ加工装置。
一対のダイのそれぞれの外周面が、それらに各別に対向する刃材の外面に対して傾斜した状態で、刃材の圧縮する箇所を押圧して圧縮するようになっている請求項５に記載した刃材曲げ加工装置。