JP2008212957A - 曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
線材の曲げ部分の変形，損傷を防止する。連続的に曲げ加工できるようにする。
【解決手段】
テープ状の線材Ｗの幅方向に相対して内治具１，外治具２が配置され、テープ状の線材Ｗの厚さ方向に相対して表側規制部材３，裏側規制部材１０が配置されている。表側規制部材３，裏側規制部材１０によって厚さ方向が規制された線材Ｗを内治具１を曲げ支点とした外治具２の回動によって押圧する。裏側規制部材１０は、回転して外治具と一体的に線材Ｗの長さ方向へ移動するローラである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テープ状（板状，帯状）の線材を幅方向が曲げ径方向と一致するように曲げ加工するための曲げ加工装置に係る技術分野に属する。

最近、電線である平角線（平板線）を角形コイルに巻線する場合のように、テープ状の線材を幅方向が曲げ径方向と一致するように曲げ加工する要請が多くなっている。この曲げ加工は、線材の曲げ部分の内側に圧縮力が作用し外側に引張力が作用するため、線材が曲げ部分で変形，損傷しやすいという特性がある。このため、線材の曲げ部分の変形，損傷を防止することのできる曲げ加工技術の開発が切望されている。

従来、線材の曲げ部分の変形，損傷を防止することを指向した曲げ加工技術としては、例えば、以下に記載のものが知られている。
特開２００３−１８１５７９号公報 特許文献１には、線材の幅方向に相対して内治具，外治具が配置され、線材の厚さ方向に相対して表側規制部材，裏側規制部材が配置された曲げ加工装置が記載されている。

特許文献１に係る曲げ加工装置は、線材を挟持するコ字形に形成されたフランジからなる表側規制部材，裏側規制部材で線材の厚さ方向を規制しつつ、軸からなる内治具を曲げ支点としてローラからなる外治具を回動させ、テープ状の線材の４面を規制，押圧して曲げ加工することで、線材の変形，損傷を防止するものである。

特許文献１に係る曲げ加工装置では、表側規制部材，裏側規制部材が線材の表面，裏面に面状に当接されるため、先の曲げ加工で線材の後続部分がわずかに変形したり、線材に本来的に変形不良部分があったりすると、表側規制部材，裏側規制部材の間への線材の供給が困難になって連続的な曲げ加工に支障をきたすという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、線材の曲げ部分の変形，損傷を防止するとともに連続的に曲げ加工することのできる曲げ加工装置を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る曲げ加工装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、テープ状の線材の幅方向に相対して内治具，外治具が配置され、テープ状の線材の厚さ方向に相対して表側規制部材，裏側規制部材が配置され、表側規制部材，裏側規制部材によって厚さ方向が規制された線材を内治具を曲げ支点とした外治具の回動によって押圧する曲げ加工装置において、表側規制部材，裏側規制部材は少なくとも一方が回転して外治具と一体的に線材の長さ方向へ移動するローラであることを特徴とする。

この手段では、線材の変形，損傷を防止する表側規制部材，裏側規制部材の少なくとも一方がローラされ、ローラで線材の表面，裏面の少なくとも１面に線状に当接させることで、線材の表面，裏面の少なくとも１面の規制をわずかな変形等を吸収できるように緩和させる。

また、請求項２では、請求項１の曲げ加工装置において、ローラは回転の中心線が外治具の回動の径線に一致されていることを特徴とする。

この手段では、ローラの回転の中心線と外治具の回動の径線とが一致されることで、ローラの軸線が曲げ部分でも常に線材の幅方向に位置される。

また、請求項３では、請求項１または２の曲げ加工装置において、ローラは外周面の軸方向の幅が線材の幅よりも大きいことを特徴とする。

この手段では、ローラを線材の幅よりも大きくすることで、ローラに線材の幅方向の縁辺までをも確実に規制させる。

また、請求項４では、請求項１〜３のいずれかの曲げ加工装置において、外治具はローラから独立して内治具との間隔を調整することのできる間隔調整機構が付設されていることを特徴とする。

この手段では、間隔調整機構を外治具がローラから独立して内治具との間隔を調整することができるようにすることで、間隔調整機構の構造が簡素化される。

また、請求項５では、請求項１〜４いずれかの曲げ加工装置において、内治具は線材の曲げの内側の側面に当接する曲面と平坦面とが連続して設けられて定位置に固定され、外治具は線材の曲げの外側の側面に当接する直線状の押圧面が設けられていることを特徴とする。

この手段では、内治具に曲面と連続して平坦面を設けることで、曲げ加工の終段階で内治具から外れた方向に押圧力が集中するのを回避し、線材が内治具付近で曲げの内側方向へ膨出する変形を生ずるのを防止する。また、外治具は線材に対する押圧力を分散させる直線状の押圧面を設けるとともに、線材と内治具，外治具との間にあそびを確保するために内治具を外治具と共回りしない構造とすることで、押圧力の応力が線材の内部に集中して亀裂が生ずるのを防止する。

本発明に係る曲げ加工装置は、線材の変形，損傷を防止する表側規制部材，裏側規制部材の少なくとも一方がローラされ、ローラで線材の表面，裏面の少なくとも１面に線状に当接させることで、線材の表面，裏面の少なくとも１面の規制をわずかな変形等を吸収できるように緩和させるため、線材の曲げ部分の変形，損傷を防止するとともに連続的に曲げ加工することができる効果がある。

以下、本発明に係る曲げ加工装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

この形態では、図１に示すように、テープ状の線材Ｗとして電線である平角線を対象とし、線材Ｗをほぼ９０度に曲げ加工して角形コイルに巻線する場合に好適なものを示してある。

この形態は、特許文献１に係る曲げ加工装置と同様に、線材Ｗの幅方向に相対して内治具１，外治具２が配置され、内治具１を曲げ支点として外治具２が回動されるように構成されている。

内治具１は、扇形板体の内治具本体１１と、内治具本体１１が取付けられるシャフト１２とを備えている。

内治具１の内治具本体１１は、側部に線材Ｗの曲げの内側の側面Ｗａが当接する曲面１１ａ，平坦面１１ｂ，１１ｃが形成されている。曲面１１ａは、線材Ｗの曲げ加工の曲率に対応した曲率に形成され、線材Ｗの曲げの内側の側面Ｗａの曲げ部分が当接する。平坦面１１ｂ，１１ｃは、曲面１１ａの前後にほぼ９０度の角度を介して連続して形成されたもので、線材Ｗの曲げの内側の側面Ｗａの曲げ部分の前後の直状部分が当接する。ただし、後側（線材Ｗの供給の下手側）の平坦面１１ｃは、曲げ加工された線材Ｗのスプリングバックを考慮して、２〜５度程度の角度ａで９０度よりも深く曲げ限界を規制するように設定されている（図５参照）。また、内治具本体１１は、曲面１１ａ，平坦面１１ｂ，１１ｃの上に庇形に突出する扇形のフランジ１１ｄが設けられている。フランジ１１ｄの下面は、線材Ｗの表面Ｗｃの一部に対面する表側規制部材３となっている。

内治具１のシャフト１２は、図３に示すように、下端面が高さ調整ボルト１３によって基台４に高さ調整可能に支持され、基台４に立設された固定軸５に貫通され固定軸５に螺合されたロックボルト１４で固定されている。シャフト１２の上端面には、取付ボルト１５によって内治具本体１１が着脱可能に取付けられる。

外治具２は、方形板体の上板２１と、上板２１の下面の一部に積層される下板２２とを備えている。

外治具２の上板２１は、図３に示すように、内治具１に対面する側の下面に長方形の段部が形成され内治具１側へ庇形に突出するフランジ２１ａが設けられている。上板２１の段部の上面（フランジ２１ａの下面）は、線材Ｗの表面Ｗｃの一部に対面する表側規制部材３（内治具１の内治具本体１１のフランジ１１ｄの下面である表側規制部材３と共通の面上に位置）となっている。上板２１の段部の側面は、線材Ｗの曲げの外側の側面Ｗｂを面で押圧する押圧面２１ｂとなっている。この上板２１は、前述の固定軸５の外側に嵌合されたスリーブ形の回転軸６の上部に一体的に立上げられた支持台７に取付ボルト２３で着脱可能に取付けられている。回転軸６は、外側に嵌合されたギア等を介して回転駆動されるようになっている。

外治具２の上板２１と支持台７との間には、間隔調整機構８が設けられている。間隔調整機構８は、支持台７に取付ボルト８１で固定されたベース板８２に外治具２の上板２１に突当てられる調整用ボルト８３が螺合されたもので、外治具２の上板２１を支持台７に取付ける取付ボルト２３の挿通孔を長孔８４として外治具２の上板２１の内治具１に対する接近，離間を可能にしている。

外治具２の下板２２は、図１，図５，図６に示すように、上板２１の線材Ｗの供給の下手側の下面の一部に積層され取付ボルト２４で固定されている。この下板２２は、上板２１の段部に挿通される線材Ｗを下支えして線材Ｗの垂下がりを防止する。

外治具２には、線材Ｗを案内して供給する線材供給機構９が隣接されている。外治具２が回動前位置（曲げ加工前位置）にあるときには、図７に示すように、材線材供給機構９と外治具２とが直状に配列され、線材Ｗが線材供給機構９から外治具２まで線材Ｗが直線状に供給されるようになっている。

支持台７には、ローラからなる裏側規制部材１０が回転可能に支持されている。裏側規制部材１０は、支持台７に固定された回転軸１０１にローラ本体１０２が回転可能に支持されている。ローラ本体１０２は、図３に示すように、外周面の軸方向の幅が線材Ｗの幅よりも大きく形成されて内治具１の内治具本体１１と外治具２の上板２１とに当接して、表側規制部材３と対面している。なお、裏側規制部材１０は、回転の中心線Ｘが外治具２の回動の径線Ｙと一致されるように配置されている。

この形態では、図７に示すように、外治具２の回動前位置が線材供給機構９と外治具２とが直状に配列された配置となる。

このとき、線材Ｗの曲げの内側の側面Ｗａは、内治具１の内治具本体１１の前側（線材Ｗの供給の上手側）の平坦面１１ｂに当接されている。また、線材Ｗの曲げの外側の側面Ｗｂは、外治具２の上板２１の押圧面２１ｂに当接されている。また、線材Ｗの表面Ｗｃは、内治具１の内治具本体１１のフランジ１１ｄの表側規制部材３と外治具２の上板２１のフランジ２１ａの表側規制部材３とに当接されている。また、線材Ｗの裏面Ｗｄは、裏側規制部材１０のローラ本体１０２に当接されている。なお、線材Ｗに対するこれ等の当接については、わずかなクリアランスが確保されて線材Ｗを強制的に拘束する状態にはなっていない。

この外治具２が回動前位置では、線材Ｗの裏面Ｗｄが裏側規制部材１０のローラ本体１０２に線状に当接され、特許文献１に係る曲げ加工装置にように面状に当接されていないため、先の曲げ加工で線材Ｗの後続部分がわずかに変形したり、線材Ｗに本来的に変形不良部分があったりしても、線材Ｗの裏面Ｗｄの規制をわずかな変形等を吸収できるように緩和させることができる。このため、表側規制部材３，裏側規制部材１０の間への線材Ｗの供給が困難になって連続的な曲げ加工に支障をきたすようなことはない。

この形態で曲げ加工を実行するには、図８，図９に示すように、ギア等からの駆動で回動する回転軸６と一体的に外治具２，裏側規制部材１０を内治具１を曲げ支点として回動させることで、線材Ｗの曲げ加工が実施される。即ち、線材Ｗが内治具１の内治具本体１１の曲面１１ａに沿ってほぼ９０度に曲げられることになる。

このとき、外治具２の上板２１の押圧面２１ｂが線材Ｗの曲げの外側の側面Ｗｂを面で押圧するため、線材Ｗの一部分への押圧力が集中が避けられる。また、内治具１，外治具２で線材Ｗを挟付けて共回り（例えば、特開２００５ー９３８５２号公報参照）することがないため、線材Ｗと内治具１，外治具２との間にあそび（特に、前述した線材Ｗの周囲のクリアランスとも相まって）が確保される。従って、押圧力の応力が線材Ｗの内部に集中して亀裂が生ずることがなくなる。また、線材Ｗの曲げ加工の終段階で内治具１から外れた方向の押圧力が集中しやすい位置には、内治具１の内治具本体１１の後側の平坦面１１ｃが配置されている。従って、線材Ｗが内治具１付近で曲げの内側方向へ膨出する変形が生ずることがなくなる。

また、線材Ｗの表面Ｗｃが内治具１の内治具本体１１のフランジ１１ｄの表側規制部材３と外治具２の上板２１のフランジ２１ａの表側規制部材３とに当接され、線材Ｗの裏面Ｗｄが線状ではあるが裏側規制部材１０に当接されているため、線材Ｗの厚さ方向の変形も確実に防止される。特に、裏側規制部材１０の回転の中心線が外治具２の回動の径線と一致されて外治具２と一体的に線材Ｗの曲げに沿った長さ方向へ移動され、押圧されている線材Ｗの変形しやすい部分に常に裏側規制部材１０のローラ本体１０２が位置しているため、線材Ｗの厚さ方向の変形の防止が有効に実現される。また、裏側規制部材１０のローラ本体１０２の外周面の軸方向の幅が線材Ｗの幅よりも大きく形成されているため、線材Ｗの幅方向の縁辺までをも確実に規制して変形を確実に防止する。また、線材Ｗの曲げ部分の前側で内治具１の内治具本体１１の前側の平坦面１１ｂが押圧に伴う線材Ｗの反発力を受止めているため、線材Ｗの曲げ部分の周囲での変形も確実に防止される。

線材Ｗの曲げ加工の完了の後には、ギア等からの駆動で回動する回転軸６と一体的に外治具２を内治具１を曲げの支点として逆方向へ回動させることで、図１０に示す状態を介して図７に示す状態に復帰される。そして、線材Ｗが新たに一定長供給されることになる。

外治具２の復帰の際には、仮に線材Ｗに変形が生じているとしても、裏側規制部材１０がローラからなるため、裏側規制部材１０が変形を吸収しながら円滑に移動することができる。

なお、内治具１の内治具本体１１がシャフト１２に着脱可能に取付けられ、内治具１のシャフト１２が基台４に高さ調整可能に支持され、外治具２が支持台７に着脱可能に取付けられ、外治具２が間隔調整機構８で内治具１との間隔を調整可能であるため、線材Ｗの寸法や曲げ加工の角度等に対応して内治具１，外治具２を簡単に交換，調整することができる。従って、高度の汎用性が備えられている。なお、間隔調整機構８を外治具２が裏側規制部材１０から独立して内治具１との間隔を調整することができるようにしてあるため、間隔調整機構８の構造が簡素化されている。

以上、図示した形態の外に、表側規制部材３をローラとしたり、表側規制部材３，裏側規制部材１０の双方をローラとすることも可能である。

前述の本発明に係る曲げ加工装置を実施するための最良の形態において、線材Ｗの周囲の確保されるクリアランスについては、線材Ｗが銅系材質で幅８ｍｍ，厚さ１ｍｍの場合、厚さ方向に０．０５ｍｍ，幅方向に０．２０ｍｍとするのが好ましい。また、線材Ｗが同寸法の場合の前述のスプリングバックを考慮する角度ａについては、３度が好ましい。

本発明に係る曲げ加工装置は、電線である平角線をほぼ９０度に曲げ加工して角形コイルに巻線する場合の外に、テープ状の線材Ｗの曲げ加工一般に広範に適用することができるものである。

本発明に係る曲げ加工装置を実施するための最良の形態の簡略化した斜視図であり、（Ａ）に曲げ加工の前段階が示され、（Ｂ）に曲げ加工の完了段階が示されている。 図１の詳細な平面図である。 図２の拡大縦断面図である。 図２の要部の拡大横断面図である。 図４の横断面図である。 図５の横断面図である。 図２の線材供給所状態図である。 図７からの曲げ加工の中途状態図である。 図７からの曲げ加工の完了状態図である。 図９からの外治具の復帰の中途状態図である。

符号の説明

１ 内治具
１１ 内治具本体
１１ａ 曲面
１１ｂ，１１ｃ 平坦面
１１ｄ フランジ
１２ シャフト
２ 外治具
２１ 上板
２１ｂ 押圧面
２２ 下板
３ 表側規制部材
８ 間隔調整機構
１０ 裏側規制部材（ローラ）
Ｗ 線材
Ｗａ 側面（曲げの内側の）
Ｗｂ 側面（曲げの外側の）
Ｗｃ 表面
Ｗｄ 裏面

Claims (5)

1. テープ状の線材の幅方向に相対して内治具，外治具が配置され、テープ状の線材の厚さ方向に相対して表側規制部材，裏側規制部材が配置され、表側規制部材，裏側規制部材によって厚さ方向が規制された線材を内治具を曲げ支点として回動される外治具によって押圧する曲げ加工装置において、表側規制部材，裏側規制部材は少なくとも一方が回転して外治具と一体的に線材の長さ方向へ移動するローラであることを特徴とする曲げ加工装置。
2. 請求項１の曲げ加工装置において、ローラは回転に中心線が外治具の回動の径線に一致されていることを特徴とする曲げ加工装置。
3. 請求項１または２の曲げ加工装置において、ローラは外周面の軸方向の幅が線材の幅よりも大きいことを特徴とする曲げ加工装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの曲げ加工装置において、外治具はローラから独立して内治具との間隔を調整することのできる間隔調整機構が付設されていることを特徴とする曲げ加工装置。
5. 請求項１〜４いずれかの曲げ加工装置において、内治具は線材の曲げの内側の側面に当接する曲面と平坦面とが連続して設けられて定位置に固定され、外治具は線材の曲げの外側の側面に当接する直線状の押圧面が設けられていることを特徴とする曲げ加工装置。

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