JP2007229797A - プレス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工し、素材の底部分を円弧面に曲げ加工するプレス加工方法において、素材の壁部分が波打つ状態を抑えながら、素材の壁部分の端部に機械加工を施す必要がないようにする。
【解決手段】 素材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に、素材１１の壁部分１１ｂの板厚の変化を内側及び外側の金型１８，１９により規制しながら、素材１１の壁部分１１ｂの端部が内側及び外側の金型１８，１９に沿って延びることを許容する。素材１１の壁部分１１ｂの端部が延びることにより、素材１１の壁部分１１ｂの端部が所定形状となるように、切り出し工程において、素材１１の壁部分１１ｂの端部を切り出す。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、板状の材料から素材を切り出し、切り出された素材をプレス加工するプレス加工方法に関する。

農用トラクタでは特許文献１に開示されているように、掘削装置の一例であるフロントローダ（特許文献１の図１及び図３の３）を機体の前部に連結することがあり、フロントローダは、右及び左のブーム（特許文献１の図１及び図３の１３）、及びバケット（特許文献１の図１及び図３の１４）等により構成されている。ブームは前部構成体（特許文献１の図３及び図８の４０）及び後部構成体（特許文献１の図３及び図８の４１）、中間構成体（特許文献１の図３及び図８の４２）により構成されており、前部構成体と中間構成体、後部構成体と中間構成体とが溶接によって連結されている。

ブームの前部及び後部構成体は断面Ｕ字状に折り曲げられて構成されており（特許文献１の図８及び図１１の側壁部４３ａ（壁部分）及び上壁部４３ｂ（底部分））、平板状の下壁部（特許文献１の図８及び図１１の４３ｃ）が、側壁部（壁部分）に溶接によって連結されている。この場合、ブームの前部及び後部構成体は例えば図１５に示すように、板状の材料から所定形状の素材３１を切り出し、例えば図１６（イ）（ロ）に示すように、プレス装置３２により素材３１を断面Ｕ字状に曲げ加工するのであり、この後に下壁部を溶接によって連結する。

特許文献１のブームにおいて、前部及び後部構成体の上壁部（底部分）は、直線状の平面に構成されている（特許文献１の図８参照）。近年ではブームの強度向上及びデザイン性向上の為に、前部及び後部構成体の上壁部（底部分）を円弧面に構成することが提案されている（図２及び図４参照）。

この場合、図１６（イ）（ロ）に示すプレス装置３２により素材３１を断面Ｕ字状に曲げ加工しながら、前部及び後部構成体の上壁部（素材３１の底部分３１ａ）を円弧面になるように、素材３１を曲げ加工すると、前部及び後部構成体の側壁部（素材３１の壁部分３１ｂ）が面に沿って圧縮されることになり、前部及び後部構成体の側壁部（素材３１の壁部分３１ｂ）が波打つ状態（皺が発生する状態）（板厚方向に変形する状態）になることが予想される。
これにより、例えば特許文献２及び３に開示されているように、前部及び後部構成体の側壁部（素材の壁部分）の板厚の変化を、内側及び外側の金型により規制することによって、前部及び後部構成体の側壁部（素材の壁部分）が波打つ状態（皺が発生する状態）（板厚方向に変形する状態）を防止する必要がある。

特開２００３−２７８１７６号公報（図１，３，８，１１） 特開平６−１４２７７６号公報 特開２００２−１０２９３４号公報

前述のように、素材を断面Ｕ字状に曲げ加工し、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、素材の壁部分の板厚の変化を内側及び外側の金型により規制すると、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿って延びることになるので、素材の壁部分の端部が所定形状から外れる（所定形状よりも大きくなる）ことが予想される。
従って、このような状態になると、素材の壁部分の端部を所定形状になるように機械加工（例えばレーザー切断等）を施す必要が生じてくる。この場合、平らな板状ではなく曲げ加工された状態において、素材の壁部分の端部に機械加工を施すことは容易ではなく、加工工数や生産コストの上昇を伴うものとなってしまう。

本発明は、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工し（例えば断面Ｕ字状や断面Ｖ字状、断面Ｌ字状等）、素材の底部分を円弧面に曲げ加工するプレス加工方法において、素材の壁部分が波打つ状態（皺が発生する状態）（板厚方向に変形する状態）を抑えながら、素材の壁部分の端部に機械加工を施す必要がないようにすることを目的としている（機械加工を施す必要があっても、小規模及び小範囲の機械加工でよいようにすることを目的としている）。

［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、プレス加工方法において次のように構成することにある。
板状の材料から素材を切り出す切り出し工程を備える。
内側及び外側の金型により、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工し、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する曲げ工程とを備える。
曲げ工程において、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、素材の壁部分の板厚の変化を内側及び外側の金型により規制しながら、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿って延びることを許容する。
曲げ工程における素材の壁部分の端部が延びることにより、素材の壁部分の端部が所定形状となるように、切り出し工程において、素材の壁部分の端部を切り出す。

（作用）
本発明の第１特徴によると、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、素材の壁部分の板厚の変化が内側及び外側の金型により規制されて、素材の壁部分が波打つ状態（皺が発生する状態）（板厚方向に変形する状態）が抑えられているが、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿って延びることは許容されている。

このように素材の壁部分の端部が一方向（内側及び外側の金型に沿う方向）に延びることだけが許容されていると、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に素材の壁部分が面に沿って圧縮された場合、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿ってどの程度だけ延びることは、事前に容易に予想することができる（例えば、寸法や材質の異なる複数種類の素材を事前に用意して、この複数種類の素材の底部分を円弧面に曲げ加工する実験を行い、実験結果に基づいて素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿ってどの程度だけ延びるかを予想する。例えば、コンピュータを利用したシミュレーション等の数学的手法を用いて、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿ってどの程度だけ延びるかを予想する）。

これにより、本発明の第１特徴によると、切り出し工程において前述の予想に基づき、素材の壁部分の端部を切り出すようにすれば（例えば素材の壁部分の端部を、部分的に所定形状よりも少し小さめに切り出したり、部分的に所定形状よりも少し大きめに切り出したりする）、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に素材の壁部分が面に沿って圧縮された場合、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿って延びることにより、素材の壁部分の端部が所定形状となるようにすることができる。
従って、曲げ工程が終了した後において、素材の壁部分の端部に機械加工を施す必要がなくなる（機械加工を施す必要があっても、小規模及び小範囲の機械加工でよいようになる）。

（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工し、素材の底部分を円弧面に曲げ加工するプレス加工方法において、素材の壁部分が波打つ状態（皺が発生する状態）（板厚方向に変形する状態）を抑えながら、曲げ工程が終了した後において、素材の壁部分の端部に機械加工を施す必要がなくなって（機械加工を施す必要があっても、小規模及び小範囲の機械加工でよいようになって）、プレス加工の工程短縮及び生産コストの削減を図ることができた。

［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴のプレス加工方法において次のように構成することにある。
内側及び外側の第１金型により、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工する第１曲げ工程と、
素材の壁部分の板厚の変化を内側及び外側の第２金型により規制しながら、素材の壁部分の端部が内側及び外側の第２金型に沿って延びることを許容して、内側及び外側の第２金型により素材の底部分を円弧面に曲げ加工する第２曲げ工程とにより、
曲げ工程を構成する。

（作用）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
本発明の第２特徴によると、前項［Ｉ］に記載の曲げ工程が第１曲げ工程と第２曲げ工程とにより構成されている。
これにより、本発明の第２特徴によると、第１曲げ工程において、内側及び外側の第１金型により底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工する。第１曲げ工程では素材が単純に曲げ加工されるだけなので、例えば図７（イ）（ロ）及び図８に示すような一般的なプレス装置を使用すればよい。

本発明の第２特徴によると、第２曲げ工程において、素材の壁部分の板厚の変化を内側及び外側の第２金型により規制しながら、素材の壁部分の端部が内側及び外側の第２金型に沿って延びることを許容して、内側及び外側の第２金型により素材の底部分を円弧面に曲げ加工する。
この場合、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工すると同時に、素材の底部分を円弧面に曲げ加工すると、大型のプレス装置及び高精度の金型が必要になる。これに対して、本発明の第２特徴によると、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工した後に（第１曲げ工程）、素材の底部分を円弧面に曲げ加工しているので（第２曲げ工程）、素材の底部分を円弧面に曲げ加工できる一般的なプレス装置及び金型（第２金型）を使用すればよい。

前述のように、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工すると同時に素材の底部分を円弧面に曲げ加工できる大型のプレス装置を使用すると、一つの素材の加工終了までの時間が比較的長いものになり（金型によるプレスの速度をあまり高速にできない点による）、生産効率が悪いものとなる。
これに対して本発明の第２特徴は、前述のように第１曲げ工程のプレス装置及び第２曲げ工程のプレス装置を別々に備えることにより、第１曲げ工程のプレス装置により底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工すると同時に、第２曲げ工程のプレス装置により別の素材の底部分を円弧面に曲げ加工することができるので、生産効率を良いものにすることができる。

（発明の効果）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第２特徴によると、曲げ工程を第１及び第２曲げ工程に分けることにより、一般的なプレス装置を使用することができる点、及び、生産効率を良いものにすることができる点により、生産コストの低減及び生産性の向上を図ることができた。

［ＩＩＩ］
（構成）
本発明の第３特徴は、本発明の第１又は第２特徴のプレス加工方法において次のように構成することにある。
素材の壁部分に所定形状の開口部を形成する場合、切り出し工程において、開口部の内側の素材部分を残しながら素材の壁部分に開口部の外形に対応する切断部を形成する。

（作用）
本発明の第３特徴によると、本発明の第１又は第２特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
素材の壁部分に所定形状の開口部を形成する場合、切り出し工程において、素材の壁部分に所定形状の開口部を形成しておくと（開口部の内側の素材部分が存在しない状態）、前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載のように素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に素材の壁部分が面に沿って圧縮された場合、開口部の外周部が面に沿って変形するおそれがある。

これに対して本発明の第３特徴によると、切り出し工程において、開口部の内側の素材部分を残しながら、素材の壁部分に開口部の外形に対応する切断部を形成するので、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に素材の壁部分が面に沿って圧縮されて、開口部の外周部が面に沿って変形しようとしても、開口部の外周部が開口部の内側の素材部分に当たり、開口部の内側の素材部分の存在によって開口部の外周部の変形が抑えられる。
この場合、開口部の内側の素材部分を残すことができる程度に切断部を形成することにより、曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができる。

（発明の効果）
本発明の第３特徴によると、本発明の第１又は第２特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第３特徴によると、素材の壁部分に所定形状の開口部を形成する場合、開口部の外周部の変形を抑えることができるようになって、プレス加工方法の精度を向上させることができた。
本発明の第３特徴によると、開口部の外周部の変形を抑えるものとして素材自身を利用しており、素材とは別の部材を使用していない点、及び曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができる点により、生産コストの低減の面で有利なものとなった。

［ＩＶ］
（構成）
本発明の第４特徴は、本発明の第３特徴のプレス加工方法において次のように構成することにある。
素材の壁部分を貫通する切断線と、素材の壁部分及び開口部の内側の素材部分を接続する接続部分とを備えて、切断部を構成する。

（作用）
本発明の第４特徴によると、本発明の第３特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］［ＩＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
本発明の第４特徴によると、切断線において素材の壁部分及び開口部の内側の素材部分が離れており、接続部分において素材の壁部分及び開口部の内側の素材部分が繋がっている。これにより、接続部分を必要最小限の小さなものに設定することにより、曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができる。

（発明の効果）
本発明の第４特徴によると、本発明の第３特徴と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］［ＩＩＩ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第４特徴によると、接続部分を必要最小限の小さなものに設定することにより曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができるようになり、生産コストの低減の面で有利なものとなった。

［Ｖ］
（構成）
本発明の第５特徴は、本発明の第４特徴のプレス加工方法において次のように構成することにある。
曲げ工程において、外方に変位する開口部の外形部分に、接続部分を備える。

（作用）
本発明の第５特徴によると、本発明の第４特徴と同様に前項［Ｉ］〜［ＩＶ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に素材の壁部分が面に沿って圧縮されて、開口部の外周部が面に沿って変形しようとする場合、本発明の第５特徴によると、外方に変位する開口部の外形部分に接続部分を備えている。

これにより、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、所定形状から外方に変位しようとする開口部の外形部分に対して接続部分が抵抗となる。
素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、外方に変位しようとする開口部の外形部分が接続部分の抵抗に打ち勝つと、接続部分が破断することになるので、曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができる（接続部分が破断しても、内方に変位しようとする開口部の外形部が開口部の内側の素材部分に押圧されるので、この押圧作用によって素材の壁部分に開口部の内側の素材部分が支持された状態となっており、曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができる）。

（発明の効果）
本発明の第５特徴によると、本発明の第４特徴と同様に前項［Ｉ］〜［ＩＶ］に記載の「発明の効果」を備えておりこれに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第５特徴によると、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、外方に変位しようとする開口部の外形部分に対して接続部分が抵抗となることにより、開口部の外周部の変形を抑える点で有利なものとなって、プレス加工方法の精度を向上させることができた。
本発明の第５特徴によると、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、接続部分が破断することにより、曲げ工程が終了した後において、開口部の内側の素材部分を容易に取り外すことができるようになり、生産コストの低減の面で有利なものとなった。

図１は農用トラクタにおいて、機体の前部にフロントローダを連結した状態を示しており、機体に連結された支持フレーム１の上部の横軸芯Ｐ１周りに上下に揺動自在に支持された右及び左のブーム２、ブーム２を上下に揺動駆動する右及び左の油圧シリンダ３、ブーム２の前部に上下に揺動自在に支持されたバケット４、バケット４を上下に揺動駆動する右及び左の油圧シリンダ５、右及び左のブーム２に亘って連結されたフレーム６等を備えて、フロントローダが構成されている。

図２及び図３に示すように、ブーム２は前部構成体７及び後部構成体８、中間構成体９を備えて構成され、前部構成体７と中間構成体９、後部構成体８と中間構成体９とが溶接によって連結されており、右及び左の前部構成体７に亘ってフレーム６が溶接によって連結されている。油圧シリンダ３が支持フレーム１と中間構成体９とに亘って接続されており、油圧シリンダ５がバケット４と中間構成体９とに亘って接続されている。

図４及び図５（イ）（ロ）に示すように、前部構成体７は断面Ｕ字状に曲げ加工された第１部材１１（素材に相当）、第１部材１１に溶接によって連結された第２部材１２、第１部材１１に形成された円形の開口部１０、第１部材１１に溶接によって連結されたボス部１３，２０を備えて構成されている。フレーム６が開口部１０に挿入されて溶接によって連結されるのであり、バケット４がボス部１３に上下に揺動自在に支持され、バケット４及び油圧シリンダ５が接続されるリンク２１がボス部２０に前後に揺動自在に支持される。

図４及び図５（イ）（ロ）に示すように、第１部材１１は底部分１１ａ及び一対の壁部分１１ｂを備えるように断面Ｕ字状に曲げ加工されており、第１部材１１の底部分１１ａが半径Ｒ１の円弧面に曲げ加工され、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部が半径Ｒ２の円弧状に形成されている（第１部材１１の壁部分１１ｂの端部の所定形状に相当）。

図２に示すように、前部構成体７と同様に後部構成体８も、断面Ｕ字状に曲げ加工された第１部材（図示せず）、第１部材に溶接によって連結された第２部材（図示せず）、第１部材に溶接によって連結されたボス部（図示せず）を備えて構成されており、第１部材の底部分が円弧面に曲げ加工され、第１部材の壁部分の端部が円弧状に形成されている。ボス部が支持フレーム１に上下に揺動自在に支持されるのであり、前部構成体７に備えられる開口部１０は後部構成体８に備えられていない。

次に、前部構成体７の製作（プレス加工方法）について説明する。
図６に示すように、板状の材料から第１部材１１をレーザー切断によって切り出す。断面Ｕ字状に曲げ加工する前の第１部材１１は、第１部材１１の１つの底部分１１ａ及び２つの壁部分１１ｂが一体で切り出されており、第１部材１１の壁部分１１ｂにボス部１３，２０が挿入される円形の開口部１１ｃ，１１ｆが形成されている（切り出されている）（切り出し工程に相当）

この場合、図６に示すように、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部の半径Ｒ３が、断面Ｕ字状の第１部材１１の壁部分１１ｂの端部の半径Ｒ２（図４参照）よりも少し大きめに設定されている（後述する第２曲げ工程における第１部材１１の壁部分１１ｂの端部が延びることにより、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部が半径Ｒ２の円弧状に形成されるように、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部を切り出す状態に相当）。

図６に示すように、第１部材１１の壁部分１１ｂの開口部１０に対応する部分に、第１部材１１の壁部分１１ｂを貫通する一対の半円状の切断線Ｌ１（横幅は例えば０．５ｍｍ程度で開口部１０と同じ半径）が、レーザー切断によって形成されている。切断線Ｌ１の端部同士の間に、第１部材１１の壁部分１１ｂ及び開口部１０の内側の素材部分１１ｅを接続する接続部分１１ｄ（横幅は例えば１ｍｍ程度）が形成されている（第１部材１１の壁部分１１ｂに、開口部１０の内側の素材部分１１ｅが残ることになる）。この場合、第１部材１１の接続部分１１ｄの位置が、第１部材１１の底部分１１ａ及び壁部分１１ｂの端部に近い位置に設定されている。

図７（イ）（ロ）及び図８に示すように、第１プレス装置１４が用意されている。第１プレス装置１４は、内側の第１金型１５（雄型）及び外側の第１金型１６（雌型）を備えて構成されており、内側の第１金型１５の下部１５ａ及び及び外側の第１金型１６の底部１６ａが、側面視（図８参照）で直線状に構成されている。これによって、図７（イ）に示すように切り出された第１部材１１が外側の第１金型１６に置かれ、図７（ロ）に示すように、内側の第１金型１５が下降操作されて、内側及び外側の第１金型１５，１６により、第１部材１１が断面Ｕ字状に曲げ加工される（底部分１１ａ及び壁部分１１ｂを備えるように第１部材１１を曲げ加工する状態に相当）（第１曲げ工程に相当）。

図７（ロ）及び図８に示すように、内側の第１金型１５の下部１５ａ及び及び外側の第１金型１６の底部１６ａが、側面視（図８参照）で直線状に構成されていることにより、第１部材１１の底部分１１ａが直線状（平面状）に形成される。これにより、図８及び図９に示すように、第１部材１１を断面Ｕ字状に曲げ加工する際に、第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮されることはないので、第１部材１１の接続部分１１ｄが破断することなく残り、第１部材１１の壁部分１１ｂに開口部１０の内側の素材部分１１ｅが残る。外側の第１金型１６は比較的浅いものに構成されており、第１部材１１を断面Ｕ字状に曲げ加工する際に、第１部材１１の壁部分１１ｂは、内側及び外側の第１金型１５，１６による規制を受けずに自由状態となっているので、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部は半径Ｒ３から殆ど変化のない状態となる。

図１０（イ）（ロ）及び図１１に示すように、第２プレス装置１７が用意されている。第２プレス装置１７は、内側の第２金型１８（雄型）及び外側の第２金型１９（雌型）を備えて構成されており、内側の第２金型１８の下部１８ａが側面視（図１１参照）で半径Ｒ１の円弧状に構成されている。外側の第２金型１９は１つの底部１９ａ及び２つの壁部１９ｂを備えて構成されており、壁部１９ｂに沿って底部１９ａが所定範囲で昇降自在に支持され、底部１９ａの上部１９ｃが側面視（図１１参照）で半径Ｒ１の円弧状に構成されている。

図１０（イ）に示すように、断面Ｕ字状に曲げ加工された第１部材１１が外側の第２金型１９の内部に置かれ、図１０（ロ）に示すように、内側の第２金型１８が下降操作されて、内側の第２金型１８が第１部材１１に入り込む。内側の第２金型１８がさらに下降操作され、これに伴って、第１部材１１及び外側の第２金型１９の底部１９ａが下降し、外側の第２金型１９の底部１９ａが下降限界に達して停止すると、内側の第２金型１８も停止する。

これにより、図１１及び図１３に示すように、内側の第２金型１８（下部１８ａ）及び外側の第２金型１９（底部１９ａ）により、第１部材１１の底部分１１ａが半径Ｒ１の円弧面に曲げ加工される。内側の第２金型１８及び外側の第２金型１９（壁部１９ｂ）が、第１部材１１の壁部分１１ｂの全面に亘って接触している状態であることにより（図１０（ロ）及び図１１参照）、第１部材１１の壁部分１１ｂの板厚の変化が内側及び外側の第２金型１８，１９により規制されて、第１部材１１の壁部分１１ｂが波打つ状態（皺が発生する状態）（板厚方向に変形する状態）が抑えられる（第２曲げ工程に相当）。

この場合、図１０（ロ）及び図１１に示すように、第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に、第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮されることになるが、第１部材１１の壁部１１ｂの端部から上方（内側及び外側の第２金型１８，１９の間）は開放されているので、第１部材１１の壁部１１ｂの端部が内側の第２金型１８及び外側の第２金型１９（壁部１９ｂ）に沿って延びることは許容されている。

これにより、図１１及び図１３に示すように、第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮されることにより、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部が半径Ｒ３から半径Ｒ２となる（第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮された場合、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部が内側及び外側の第２金型１８，１９に沿って延びることにより、第１部材１１の壁部分１１ｂの端部が所定形状となる状態に相当）。

図１１に示すように、第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮された場合、開口部１０の外周部（切断線Ｌ１）が面に沿って変形するおそれがある。この場合、開口部１０の外周部（切断線Ｌ１）が面に沿って変形しようとしても、開口部１０の外周部（切断線Ｌ１）が開口部１０の内側の素材部分１１ｅに当たり、開口部１１の内側の素材部分１１ｅの存在によって開口部１０の外周部（切断線Ｌ１）の変形が抑えられる。

図１２に示すように、第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮された場合、第１部材１１の接続部分１１ｄ及び切断線Ｌ１において、第１部材１１の壁部分１１ｂにおける接続部分１１ｄの近傍が外方に変位しようとする（矢印Ａ１参照）。これにより、前述の変位に対して第１部材１１の接続部分１１ｄが抵抗となる（外方に変位しようとする開口部１０の外形部分に対して、第１部材１１の接続部分１１ｄが抵抗となる状態に相当）。前述の変位が第１部材１１の接続部分１１ｄに打ち勝つと、図１３に示すように、第１部材１１の接続部分１１ｄが破断し、切断線Ｌ１が接続されることになる。

図１２に示すように、第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮された場合、第１部材１１の壁部分１１ｂにおける切断線Ｌ１の中央付近が内方に変位しようとする（矢印Ａ２参照）。これにより、第１部材１１の壁部分１１ｂにおける切断線Ｌ１の中央付近が、開口部１０の内側の素材部分１１ｅに押圧されるので、この押圧作用によって第１部材１１の壁部分１１ｂに開口部１０の内側の素材部分１１ｅが支持された状態となる。従って、第２曲げ工程が終了した後において、第２プレス装置１７から第１部材１１を取り出し、開口部１０の内側の素材部分１１ｅをハンマー等で叩くことにより、開口部１０の内側の素材部分１１ｅを容易に取り外すことができる。

生産効率の点から、前述のような第２曲げ工程と同時に、次の第１部材１１について、第１曲げ工程により断面Ｕ字状に曲げ加工すればよく、２つの第１部材１１を同時に第１及び第２曲げ工程にかける状態を繰り返せばよい。後部構成体８においては、開口部１０が備えられていないだけで、前述の前部構成体７と同じように製作する。

［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］の図６に示すように、第１部材１１の壁部分１１ｂの開口部１０に対応する部分に、一対の半円状の切断線Ｌ１及び第１部材１１の接続部分１１ｄを形成する場合、図１４に示すように、一対の半円状の切断線Ｌ１及び第１部材１１の接続部分１１ｄが楕円状に形成してもよい（図１４に示すように、第１部材１１の壁部分１１ｂにおける切断線Ｌ１の中央付近が長半径Ｒ４となり、第１部材１１の接続部分１１ｄが短半径Ｒ５となる楕円状であり、長半径Ｒ４が開口部１０の半径と略同じに設定され、短半径Ｒ５が開口部１０の半径よりも少し小さめに設定されている）。

これにより、図１２に示すように、第１部材１１の底部分１１ａを円弧面に曲げ加工する際に第１部材１１の壁部分１１ｂが面に沿って圧縮された場合、第１部材１１の接続部分１１ｄ及び切断線Ｌ１において、第１部材１１の壁部分１１ｂにおける接続部分１１ｄの近傍が外方に変位しようとして（矢印Ａ１参照）、第１部材１１の接続部分１１ｄが破断し、切断線Ｌ１が接続したとする。
従って、図１４に示すように、第１部材１１の接続部分１１ｄが短半径Ｒ５となるように、一対の半円状の切断線Ｌ１及び第１部材１１の接続部分１１ｄが楕円状に形成しておくことにより、前述のように第１部材１１の壁部分１１ｂにおける接続部分１１ｄの近傍が少し外方に変位することによって、円形の開口部１０が得られる。

［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］［発明の実施の第１別形態］において、第１部材１１を断面Ｕ字状に曲げ加工する場合（底部分１１ａ及び壁部分１１ｂを備えるように第１部材１１を曲げ加工する場合）、第１部材１１の底部分１１ａの断面が直線状になるようにするのではなく（図５（イ）（ロ）参照）、第１部材１１の底部分１１ａの断面が円弧状になるように、第１部材１１を断面Ｕ字状に曲げ加工してもよい。

図６及び図１４に示す切断線Ｌ１及び第１部材１１の接続部分１１ｄを廃止し、第１部材１１の壁部分１１ｂの開口部１０に対応する部分に、幅狭の溝加工を施すように構成してもよい。これにより、溝の底部分の薄肉部分によって、第１部材１１の壁部分１１ｂ及び開口部１０の内側の素材部分１１ｅが接続されることになる。

第１部材１１を断面Ｕ字状に曲げ加工するのではなく、断面Ｖ字状（第１部材１１の底部分１１ａが幅狭の線状で、第１部材１１の２つの壁部分１１ｂが同じ幅（高さ）を備える）、断面Ｊ字状（第１部材１１が１つの底部分１１ａ及び２つの壁部分１１ｂを備え、第１部材１１の２つの壁部分１１ｂが異なる幅（高さ）を備える）、断面Ｌ字状（第１部材１１が１つの底部分１１ａ及び１つの壁部分１１ｂを備える）に曲げ加工するように構成してもよい。
本発明は、フロントローダのブーム２（前部構成体７及び後部構成体８）ばかりではなく、バックホウのブームやアーム、他の農作業機や建設機械等の作業車のアーム等にも適用できる。

機体の前部にフロントローダを連結した状態の農用トラクタの全体側面図 フロントローダのブームの側面図 フロントローダのブームの平面図 ブームの前部構成体の側面図 （イ）図４のＡ−Ａ方向から見た断面図、（ロ）図４のＢ−Ｂ方向から見た断面図 板状の材料から第１部材を切り出した状態を示す平面図 第１プレス装置により第１部材を断面Ｕ字状に曲げ加工する状態を示す縦断正面図 第１プレス装置により第１部材を断面Ｕ字状に曲げ加工する状態を示す縦断側面図 第１プレス装置により第１部材を断面Ｕ字状に曲げ加工した状態を示す斜視図 第２プレス装置により第１部材の底部分を円弧面に曲げ加工する状態を示す縦断正面図 第２プレス装置により第１部材の底部分を円弧面に曲げ加工する状態を示す縦断側面図 第２プレス装置により第１部材の底部分を円弧面に曲げ加工する状態での第１部材の接続部分及び切断線の付近の側面図 第２プレス装置により第１部材の底部分を円弧面に曲げ加工した状態を示す斜視図 発明の実施の第１別形態において、一対の半円状の切断線及び第１部材の接続部分を形成した状態を示す平面図 背景技術において板状の材料から素材を切り出した状態を示す平面図 背景技術においてプレス装置により素材を断面Ｕ字状に曲げ加工する状態を示す縦断正面図

符号の説明

１０ 開口部
１１ 素材
１１ａ 素材の底部分
１１ｂ 素材の壁部分
１１ｄ 切断部、素材の接続部分
１１ｅ 開口部の内側の素材部分
１４，１５ 金型、第１金型
１８，１９ 金型、第２金型
Ｌ１ 切断部、切断線

Claims (5)

1. 板状の材料から素材を切り出す切り出し工程と、
   内側及び外側の金型により、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工し、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する曲げ工程とを備えると共に、
   前記曲げ工程において、素材の底部分を円弧面に曲げ加工する際に、素材の壁部分の板厚の変化を内側及び外側の金型により規制しながら、素材の壁部分の端部が内側及び外側の金型に沿って延びることを許容し、
   前記曲げ工程における素材の壁部分の端部が延びることにより、素材の壁部分の端部が所定形状となるように、前記切り出し工程において、素材の壁部分の端部を切り出すプレス加工方法。
2. 内側及び外側の第１金型により、底部分及び壁部分を備えるように素材を曲げ加工する第１曲げ工程と、
   素材の壁部分の板厚の変化を内側及び外側の第２金型により規制しながら、素材の壁部分の端部が内側及び外側の第２金型に沿って延びることを許容して、内側及び外側の第２金型により素材の底部分を円弧面に曲げ加工する第２曲げ工程とにより、
   前記曲げ工程を構成してある請求項１に記載のプレス加工方法。
3. 素材の壁部分に所定形状の開口部を形成する場合、
   前記切り出し工程において、開口部の内側の素材部分を残しながら、素材の壁部分に開口部の外形に対応する切断部を形成する請求項１又は２に記載のプレス加工方法。
4. 素材の壁部分を貫通する切断線と、素材の壁部分及び開口部の内側の素材部分を接続する接続部分とを備えて、前記切断部を構成してある請求項３に記載のプレス加工方法。
5. 前記曲げ工程において、外方に変位する開口部の外形部分に、前記接続部分を備えてある請求項４に記載のプレス加工方法。

Images