JP2009006355A

JP2009006355A - 曲げ加工機

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Publication number: JP2009006355A
Application number: JP2007169926A
Authority: JP
Inventors: Yohei Noguchi; 洋平野口
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: JP4853925B2

Abstract

【課題】従来より曲げ加工精度が高い曲げ加工機を提供する。
【解決手段】本発明の曲げ加工機１０では、第１の直動ベース５１に支持されたワーク支持ユニット４０によってワークＷを保持し、第２の直動ベース６３に支持された成形工具駆動機構６０によって成形工具７０をワークＷに押し付けて曲げ加工を行う。ここで、第１の直動ベース５１にワークＷを挟持可能な１対の挟持部材４４，４４が設けられる一方、第２の直動ベース６３側のそれら１対の挟持部材４４，４４を閉じさせるための１対の挟持ガイド７３，７３が設けられている。これにより、ワークＷが成形工具７０にて曲げ加工される際に１対の挟持部材４４，４４によりワークＷが固定されるので、曲げ加工精度が向上する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、水平方向に略直線状に延びたワークを、先端部から順次曲げ加工する曲げ加工機に関する。

従来、この種の曲げ加工機は、成形工具を任意の位置に移動するための成形工具駆動機構と、ワークの未加工直線部分を側方から受容可能なワーク受容溝を有したワーク支持部材とを備え、そのワーク支持部材から突出したワークの先端部に成形工具を押し付けてワークを曲げ加工するようになっていた。そして、ワークの曲げ加工時にワークがワーク受容溝から離脱しないようにするために、ワーク支持部材の回転位置を適宜変更していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２０５２１５号公報（段落［００６８］〜［００７０］、第８図、第１２図）

しかしながら、上述した従来の曲げ加工機では、ワークの曲げ加工中に、そのワークの未加工直線部分が、ワーク受容溝の内面との間のクリアランスの範囲で動き、曲げ加工の精度を高めることが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より曲げ加工精度が高い曲げ加工機の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る曲げ加工機は、水平方向に略直線状に延びた棒構造又はパイプ構造のワークを、先端部から順次曲げ加工する曲げ加工機であって、ワークの軸方向に並べて配置されかつ互いに独立してワークの軸方向に直動可能な第１と第２の直動ベースと、第１の直動ベースに支持されて、ワークの未加工直線部分を保持するためのワーク保持部と、第２の直動ベースに支持されて成形工具を保持し、成形工具をワーク保持部から突出したワークの先端部に押し付ける成形工具駆動機構とを備えた曲げ加工機において、ワーク保持部に設けられて、ワークの軸方向と直交する方向に対向配置され、ワークの未加工直線部分を挟持した閉位置と、その挟持を解除した開位置との間を移動可能な１対の挟持部材と、それら１対の挟持部材を開位置に付勢する挟持部材付勢手段と、第２の直動ベースに支持され、第１と第２の直動ベース同士の接近に伴って１対の挟持部材の外側面に摺接して、それら１対の挟持部材を閉位置に移動する１対の挟持ガイドとを備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の曲げ加工機において、第１の直動ベースに回転可能に支持され、ワークの未加工直線部分をその軸方向と直交する方向から受容するワーク受容溝を有し、そのワーク受容溝の奥部にワークの未加工直線部分を受容した状態でその未加工直線部分を中心にして回転駆動される支持回転部材を設け、１対の挟持部材は、支持回転部材の一端部でワーク受容溝を間に挟んだ位置に取り付けられて支持回転部材と一体回転し、成形工具駆動機構には、支持回転部材と同軸の回転軸を中心にして回転駆動される回転ベースが備えられ、１対の挟持ガイドは、回転ベースに取り付けられて、その回転ベースと一体回転するところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の曲げ加工機において、成形工具駆動機構には、回転ベースに回転可能に支持されかつ成形工具が固定された工具保持盤が設けられ、１対の挟持部材にてワークを挟持した状態で、工具保持盤を回転駆動して成形工具をワークに押し付け可能としたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の曲げ加工機において、第２の直動ベースには、その第２の直動ベースの直動方向に１対の挟持ガイドを直動可能に支持した直動支持機構と、１対の挟持ガイドを第１の直動ベース側に付勢する直動弾性部材とが備えられたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項２乃至４の何れかに記載の曲げ加工機において、１対の挟持ガイドの対向面に形成されて、第１の直動ベース側に向かうに従って互いに間隔が広がった１対のガイドテーパー面と、１対の挟持部材のうち対向面と反対側の外側面に形成されて、第２の直動ベース側に向かうに従って互いに間隔が狭まり、１対のガイドテーパー面と摺接可能な１対の被ガイドテーパー面とを備えたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項２乃至５の何れかに記載の曲げ加工機において、第１の直動ベースに対し、第２の直動ベースと反対側に配置され、ワークの未加工直線部分を回転不能に固定するワーク固定機構を備えたところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項６に記載の曲げ加工機において、第１と第２の直動ベース、ワーク保持部及び成形工具駆動機構が、ワーク固定機構に対して左右対称に対をなして設けられ、ワーク固定機構は、ワークの軸方向の中央部を固定し、成形工具駆動機構に保持した成形工具によりワークを軸方向の両端部から中央部に向かって順次曲げ加工可能としたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の曲げ加工機では、第１の直動ベースに支持されたワーク保持部によってワークの未加工直線部分を保持し、第２の直動ベースに支持された成形工具駆動機構によって成形工具をワークに押し付けて曲げ加工を行う。そして、それら第１と第２の直動ベースを直動させることで、ワークを先端部から順次曲げ加工することができる。ここで、第１の直動ベースに支持されたワーク保持部には、ワークの未加工直線部分を挟持可能な１対の挟持部材が設けられる一方、第２の直動ベースに１対の挟持ガイドが設けられている。これにより、第１と第２の直動ベース同士の接近に伴って１対の挟持ガイドにて１対の挟持部材を作動させてそれら１対の挟持部材にワークの未加工直線部分を挟持させることができる。このように本発明の曲げ加工機では、ワークが成形工具にて曲げ加工される際に１対の挟持部材により固定されるので、曲げ加工精度が向上する。

［請求項２の発明］
請求項２の構成では、１対の挟持部材がワーク受容溝を備えた支持回転部材の一端部に取り付けられているので、ワークをワーク受容溝内で支持した状態で、１対の挟持部材を開閉することができ、１対の挟持部材におけるワークの挟持位置が安定する。

［請求項３の発明］
請求項３の構成では、１対の挟持ガイドが固定された回転ベースに工具保持盤が回転可能に設けられ、その工具保持盤に成形工具を固定したので、それら１対の挟持ガイドと成形工具とを接近させた配置にすることができる。これにより、１対の挟持ガイド及び成形工具の間に介在する支持部品の歪みに起因した加工誤差を減らすことができ、曲げ加工精度を向上する。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、第１と第２の直動ベース同士を互いに接近させて、１対の挟持部材に１対の挟持ガイドを摺接させた際に、直動弾性部材が弾性変形して衝撃を吸収することができる。また、１対の挟持部材がワークの未加工直線部分を挟持した状態を維持して、直動弾性部材を弾性変形させながら第１と第２の直動ベースの相互間の距離を変更することができる。これにより、ワークの曲げ加工の自由度が高くなる。

［請求項５の発明］
請求項５の構成では、１対の挟持ガイドに形成した１対のガイドテーパー面と、１対の挟持部材に形成した１対の被ガイドテーパー面との面同士を摺接させので、１対の挟持部材の開閉動作が安定する。

［請求項６の発明］
請求項６の構成によれば、ワーク固定機構によりワークの未加工直線部分を回転不能に固定した状態で１対の挟持部材を回転させれば、ワークの未加工直線部分回りの任意の回転位置で１対の挟持部材にてワークの未加工直線部分を挟持することができる。これにより、ワークの曲げ加工の自由度が高くなる。

［請求項７の発明］
請求項７の構成によれば、第１と第２の直動ベース、ワーク保持部及び成形工具駆動機構が、ワーク固定機構に対して左右対称に対をなして設けられているので、ワークの中間部分をワーク固定機構で固定した状態で、ワークのうちワーク固定機構より一端側と他端側とを同時に曲げ加工することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２０に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態の曲げ加工機１０は、左右対称な構造をなし、ワーク固定機構３０を中心にしてその左右両側に１対のワーク搬送ユニット２０，２０、１対のワーク支持機構３５，３５、１対の成形工具駆動機構６０，６０を横一列に並べて備えている。そして、曲げ加工機１０の横方向に延びた棒構造のワークＷの中央をワーク固定機構３０にて固定し、そのワークＷを両端部から中央に向かって曲げ加工することができる。

ワーク固定機構３０及び１対のワーク支持機構３５，３５は、横長の中央架台１１に取り付けられている。図２に示すように、中央架台１１の上面には、その前縁部と後縁部とに沿って延びた１対のガイドレール１２，１２が延びており、それらガイドレール１２，１２の間に１対の直動ベース５１，５１（本発明に係る「第１の直動ベース」に相当する）が差し渡されている。そして、図４に示すように、各直動ベース５１の下面に固定された複数のスライダ５２がガイドレール１２，１２に直動可能に係合している。

各直動ベース５１の下面中央からは下面突壁５１Ｋが垂下され、その下面突壁５１Ｋにボールナット５３が固定されている。一方、中央架台１１のうち幅方向の中央には、ガイドレール１２と平行に延びたボールねじ５４が対をなして同一直線状に並べられている（図１参照）。また、各ボールねじ５４は、中央架台１１に回転可能かつ直動不能に支持されている。そして、各ボールナット５３と各ボールねじ５４とが螺合してボールネジ機構５５が構成されている。

また、図１に示すように、各ボールナット５３の下方には、サーボモータ５５Ｍが設けられている。そして、各サーボモータ５５Ｍの回転出力軸と各ボールねじ５４の一端部とにそれぞれプーリ５６Ｐ，５６Ｐが取り付けられ、それらプーリ５６Ｐ，５６Ｐ同士がタイミングベルト５６Ｂによって連結されている。これにより、各サーボモータ５５Ｍにて各直動ベース５１を任意の直動位置に位置決めすることができる。

ワーク固定機構３０は、中央架台１１のうち横方向中央に配置されている。また、ワーク固定機構３０は、図４に示すように、中央架台１１に固定された固定ベース３１と、固定ベース３１に回動可能に取り付けられたクランパー３２と、そのクランパー３２を駆動するためのエアーシリンダー３３とからなる。固定ベース３１は、全体がクランク形状になっている。具体的には、固定ベース３１は、中央架台１１のうち後側（図４の左側）の外側面に固定されて、直動ベース５１より上方位置まで延び、そこから水平前方（図４の右側）に向けて直角に曲げされて中央架台１１における幅方向の中間部まで延び、さらにそこから上方に直角曲げされた形状になっている。また、固定ベース３１のうち中央架台１１の幅方向中間部から上方に起立した直立アーム３１Ａの中間高さ位置にはクランパー３２を回動可能に軸支するための回動支持部３１Ｊが設けられている。

クランパー３２は、全体がＬ字形状になっており、その角部３２Ｃが、前記回動支持部３１Ｊに支持されている。また、クランパー３２の一端部は角部３２Ｃから上方に起立した起立アーム３２Ａになっており、他端部は角部３２Ｃから水平方向後方に延びた水平部３２Ｂになっている。そして、クランパー３２の起立アーム３２Ａと固定ベース３１の直立アーム３１Ａとが前後方向（図４の左右方向）で対向配置されている。なお、上記した１対の直立アーム３１Ａ，３２Ａの対向面には、ワークＷに対応した内面溝（図に表れず）が形成されている。

ここで、１対の直立アーム３１Ａ，３２Ａは、通常は、ワークＷを上方から受容可能な程度に開いている。そして、１対の直立アーム３１Ａ，３２Ａの間にワークＷを配置してエアーシリンダー３３を次述の如く作動させると、直立アーム３１Ａ，３２ＡがワークＷを挟持して回転不能かつ直動不能に固定する。

そのエアーシリンダー３３は、上下方向に延びたシリンダ本体３３Ｈの上端部から上方に直動ロッド３３Ｒが突出した構造になっている。その直動ロッド３３Ｒの上端部は、クランパー３２における水平部３２Ｂの先端に連結され、シリンダ本体３３Ｈの下端部は、固定ベース３１の下端部に連結されている。そして、圧縮エアーをエアーシリンダー３３に供給すると直動ロッド３３Ｒがシリンダ本体３３Ｈから上方に押し出されて、クランパー３２の水平部３２Ｂが押し上げられる。これにより、１対の直立アーム３１Ａ，３２Ａの間が閉じられ、ワークＷを固定する。

図４に示すように、中央架台１１の前側斜め上方には、未加工のワークＷを供給するためのワークフィーダー２３が設けられ、中央架台１１の後側斜め上方には、加工済みのワークＷを受け入れるワークトレイ２４が設けられている。そして、１対のワーク搬送ユニット２０，２０が、ワークフィーダー２３からワークＷを受け取ってワーク固定機構３０における直立アーム３１Ａ，３２Ａの間にセットし、曲げ加工機１０で加工が完了したワークＷをワーク搬送ユニット２０が直立アーム３１Ａ，３２Ａの間から取り出してワークトレイ２４へと排出する。

詳細には、１対のワーク搬送ユニット２０，２０は、ワーク固定機構３０の両隣斜め上方に配置されている。各ワーク搬送ユニット２０は、図４に示されており、前後方向に延びた天井ベース２２の両端部下面に１対のチャック２１，２１を備え、それら各チャック２１によりワークＷを把持する。このとき、両ワーク搬送ユニット２０，２０は同じ動作を行い、ワークＷはその中央寄りの２位置を把持される。

両ワーク搬送ユニット２０，２０は、例えば、図示しない共通の搬送ロボットに支持されて、上下方向と前後方向とに直動する。そして、ワーク搬送ユニット２０は、ワークフィーダー２３からのワークＷの取り出しと、曲げ加工機１０からのワークＷの取り出しとを同時に行う。即ち、ワーク搬送ユニット２０が前後方向のストロークの前端位置で降下すると、各ワーク搬送ユニット２０の前側のチャック２１がワークフィーダー２３におけるワークＷを把持すると共に、各ワーク搬送ユニット２０の後側のチャック２１が、ワーク固定機構３０における直立アーム３１Ａ，３２Ａの間のワークＷを把持する。そして、ワーク搬送ユニット２０が上方することで、ワーク搬送ユニット２０は、ワークフィーダー２３からのワークＷの取り出しと、ワーク固定機構３０からのワークＷの取り出しとを同時に行う。次いで、ワーク搬送ユニット２０は、前後ストロークの後端位置まで移動して降下し、ワークＷの把持を解除する。これにより、各ワーク搬送ユニット２０の後側のチャック２１に把持されていた加工済みのワークＷはワークトレイ２４に受容され、各ワーク搬送ユニット２０の前側のチャック２１に把持されていた未加工のワークＷはワーク固定機構３０にセットされる。

１対のワーク支持機構３５，３５は、全体が図１に示されており、上記各直動ベース５１の上面側に組み付けられた機構全体が、各ワーク支持機構３５になっている。即ち、直動ベース５１の上面のうちワーク固定機構３０側の端部から上方に支持ブロック３６が起立している。その支持ブロック３６の上端部には、図６に示すように、曲げ加工機１０の横方向に貫通した支持孔３６Ａが形成され、その内部には、軸受メタル３６Ｍが嵌合固定されている。軸受メタル３６Ｍは、円筒体の一端から摺動フランジ３６Ｆを張り出した形状をなし、その摺動フランジ３６Ｆが支持ブロック３６のうちワーク固定機構３０（図１参照）と反対側の端面に配置されている。

軸受メタル３６Ｍの内側には、ワーク支持ユニット４０が回転可能に軸支されている。ワーク支持ユニット４０は、図８に示すように、一端側から順番に円板部４１と中継軸部４７とウォームホイール３８とを同軸上に並べて備え、円板部４１の端面に本発明に係るワーク保持部４０Ｈを備えている。

ワーク支持ユニット４０のうちウォームホイール３８及び円板部４１は、中継軸部４７に対して外径が大きくなっている。また、ウォームホイール３８は、中継軸部４７の端面にボルト（図６参照）にて固定されている。そして、図６に示すように、ワーク支持ユニット４０における中継軸部４７のみが軸受メタル３６Ｍ内に嵌合され、円板部４１は摺動フランジ３６Ｆの端面に摺動可能に当接する一方、ウォームホイール３８は軸受メタル３６Ｍにおける摺動フランジ３６Ｆと反対側の端面に摺動可能に当接している。これにより、ワーク支持ユニット４０は、支持ブロック３６に対して直動不能かつ回転可能に軸支されている。また、両ワーク支持ユニット４０，４０の回転中心軸ＣＬ１と、ワーク固定機構３０における直立アーム３１Ａ，３２Ａの対向面に形成された前記内面溝（図示せず）とは、共に同一直線上に配置されている。

本実施形態では、上記した円板部４１、中継軸部４７及びウォームホイール３８によって本発明に係る支持回転部材４０Ｊ（図８参照）が構成されている。図８に示すように、支持回転部材４０Ｊには、未加工で直線状のワークＷをその軸方向と直交する方向から受容するためのワーク受容溝４０Ｍが形成されている。ワーク受容溝４０Ｍは、支持回転部材４０Ｊの中心部から外周面に亘って形成され、支持回転部材４０Ｊの外周面と両端面とに開放している。また、ワーク受容溝４０Ｍにおける支持回転部材４０Ｊの外周面における開口（以下、適宜、「周面開口」という）には、ワークＷを内側に案内するテーパ面が形成されている。さらに、図７に示すように、支持ブロック３６には、ワーク受容溝４０Ｍが丁度１２時の回転位置に配置されたときに、ワーク受容溝４０Ｍの周面開口と整合するワーク通過溝３６Ｔが形成されている。これにより、ワークＷを上方から支持回転部材４０Ｊの中心部に受容することができる。なお、ワーク受容溝４０Ｍとワーク通過溝３６Ｔとが重なったときのワーク支持ユニット４０の回転位置を、以下、ワーク支持ユニット４０の「原点位置」という。

支持回転部材４０Ｊのうち円板部４１の端面には、１対の第１開閉支持壁４２，４２と１つの第２開閉支持壁４３とが一体に設けられている。そして、それら第１開閉支持壁４２，４２と第２開閉支持壁４３との間に挟まれた部分が本発明に係るワーク保持部４０Ｈになっている。

図９に示すように、１対の第１開閉支持壁４２，４２は、略角柱状をなし、円板部４１の端面におけるワーク受容溝４０Ｍの開口を間に挟んだ２位置から突出している。また、それら第１開閉支持壁４２，４２は、支持回転部材４０Ｊの径方向においては、その支持回転部材４０Ｊの回転中心とワーク受容溝４０Ｍの周面開口との中間位置に配置されている。

一方、第２開閉支持壁４３は、支持回転部材４０Ｊの回転中心を挟んで第１開閉支持壁４２，４２に対向配置されている。また、第２開閉支持壁４３の横幅は、１対の第１開閉支持壁４２，４２全体の横幅と同じになっている。そして、各第１開閉支持壁４２と第２開閉支持壁４３の対向面間には、それぞれ１対ずつの開閉支持シャフト４５が差し渡されている。なお、円板部４１の端面のうち第１開閉支持壁４２，４２と第２開閉支持壁４３とに挟まれた部分は、円板部４１の端面全体に対して陥没している。

ワーク保持部４０Ｈは、１対の挟持部材４４，４４で構成されている。両挟持部材４４，４４は、ワーク支持ユニット４０の軸方向に延びた角柱体の先端面の下半分を斜めにカットした構造になっている。そして、各挟持部材４４の先端面が相手側の挟持部材４４との対向面に近づくに従って先方に突出している。また、各挟持部材４４は、その基端部を円板部４１の端面における第１と第２の開閉支持壁４２，４３の間の陥没部に突入させかつ、先端部を第１開閉支持壁４２及び第２開閉支持壁４３の先端面から突出させた状態で第１と第２の開閉支持壁４２，４３の間に挟まれている。これにより、図８に示すように、ワーク保持部４０Ｈ全体では、先端部の第１及び第２の開閉支持壁４２，４３の先端面から先方に突出しかつ、その突出部分における幅方向における中央が尖った形状を構造になっている。

図９に示すように、各挟持部材４４には、１対の長孔４４Ｄ，４４Ｄが形成されている。各長孔４４Ｄは、挟持部材４４，４４同士の対向方向に長くなっており、これら長孔４４Ｄに前記開閉支持シャフト４５が貫通している。そして、長孔４４Ｄ内で開閉支持シャフト４５を相対移動させて、挟持部材４４，４４が互いに接近した閉位置と、挟持部材４４，４４が互いに離れた開位置との間を移動する。

挟持部材４４，４４の互いの対向面には、支持回転部材４０Ｊの中心軸の延長上にワーク挟持溝４４Ａ，４４Ａがそれぞれ形成されている。また、挟持部材４４，４４の互いの対向面のうちワーク挟持溝４４Ａより第２開閉支持壁４３側には、１対のバネ受容孔４４Ｃが陥没形成されている。そして、両挟持部材４４，４４の間で対向した１対のバネ収容孔４４Ｃ，４４Ｃにそれぞれ圧縮コイルバネ４８の両端部が受容され（図１０参照）、それら圧縮コイルバネ４８の弾発力によって挟持部材４４，４４が互いに離間する方向に付勢されて、通常は、開位置に配置されている。

挟持部材４４，４４のうち互いの対向面と反対側の外側面には、１対の被ガイドテーパー面４４Ｂ，４４Ｂが形成されている。被ガイドテーパー面４４Ｂは、各挟持部材４４のうち第２開閉支持壁４３側半部に形成され、挟持部材４４の基端寄り位置から先端面に向かうに従って支持回転部材４０Ｊの中心軸側に接近するように傾斜している。換言すれば、１対の被ガイドテーパー面４４Ｂ，４４Ｂは、ワーク保持部４０Ｈの基端部から先端部に向かうに従って徐々に互いに接近するように傾斜している。

支持ブロック３６のうちウォームホイール３８の下方には、ウォームスクリュー３７がケース３６Ｋに回転可能に軸支されている。そして、図７に示すように、支持ブロック３６にブラケット３６Ｂを介して取り付けられたサーボモータ３７Ｍの出力回転軸がウォームスクリュー３７の回転支軸に連結されている。これにより、ワーク支持ユニット４０を任意の回転位置に位置決めすることができる。

図１に示すように、中央架台１１の左右両隣には、１対の端部架台６１，６１が備えられている。各端部架台６１に上面には、中央架台１１の直動ベース５１と同方向に直動する直動ベース６３（本発明の「第２の直動ベース」に相当する）に組み付けられている。即ち、図２に示すように、端部架台６１の上面には、中央架台１１と同様に、上面の前縁部と後縁部とに沿って１対のガイドレール１２Ｚ，１２Ｚが備えられている。そして、図１に示すように、直動ベース６３の下面に備えたスライダ５２Ｚがガイドレール１２Ｚにスライド可能に係合している。また、端部架台６１と直動ベース６３との間には、中央架台１１と直動ベース５１との間のボールネジ機構５５と同様のボールネジ機構５５Ｚが備えられ、端部架台６１の端部に取り付けられたサーボモータ６１Ｍによってボールネジ機構５５Ｚを駆動し、直動ベース６３を任意の直動位置に位置決めすることができる。

以下、中央架台１１の直動ベース５１と端部架台６１の直動ベース６３とを区別するために、中央架台１１の可動ベースを「第１の直動ベース５１」といい、端部架台６１の可動ベースを「第２の直動ベース６３」という。

１対の成形工具駆動機構６０，６０は、全体が図１に示されており、上記した第２の直動ベース６３のうちスライダ５２Ｚより上方側に組み付けた機構部のうち後述するガイド機構７２を除いた全体が成形工具駆動機構６０になっている。具体的には、図５に示すように、第２の直動ベース６３は、ガイドレール１２Ｚ，１２Ｚの間に差し渡された平板部６３Ａから突壁６３Ｂを直立させ、その突壁６３Ｂの上端部に、軸受筒部６３Ｃを備えた構造になっている。その軸受筒部６３Ｃは、前記ワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１の同軸上に延びた略円筒形状になっている。また、突壁６３Ｂのうち第１の直動ベース５１と反対側（図５の右側）を向いた面には、ギヤボックス６３Ｄが設けられ、そのギヤボックス６３Ｄの外面には１対のサーボモータ６２Ｍ，６３Ｍが上下に並べて取り付けられている。なお、これらサーボモータ６２Ｍ，６３Ｍは、減速機６２Ｇ，６３Ｇを一体に備えた構造になっている。

軸受筒部６３Ｃには、本発明に係る回転ベース６４が回転可能に軸支されている。回転ベース６４は、基端筐体部６４Ｂから円筒軸部６４Ａと先端筐体部６４Ｃとを相異なる方向に突出して備えた構造になっており、その円筒軸部６４Ａが軸受筒部６３Ｃ内にベアリングを介して軸支されている。そして、円筒軸部６４Ａのうちギヤボックス６３Ｄ内に臨んだ端部に平ギヤ６４Ｖが一体回転可能に取り付けられている。また、ギヤボックス６３Ｄの外面のうち下端側に配置された一方のサーボモータ６２Ｍの出力軸（詳細には、減速機６２Ｇの出力軸）には、ギヤボックス６３Ｄ内の平ギヤ６４Ｕが取り付けられている。そして、その平ギヤ６４Ｕと前記回転ベース６４の平ギヤ６４Ｖとが噛合している。これにより、サーボモータ６２Ｍを駆動源にして、ワーク支持ユニット４０と同じ回転軸を中心にして回転ベース６４が回転駆動される。なお、本実施形態では、図５に示すように、先端筐体部６４Ｃが最下端部に位置したときの回転ベース６４の位置を、回転ベース６４の「原点位置」という。

円筒軸部６４Ａの内部には、第１駆動シャフト６５Ｓ１がベアリングを介して軸支されている。第１駆動シャフト６５Ｓ１の一端部は、平ギヤ６４Ｖを貫通してギヤボックス６３Ｄ内に臨んでおり、その第１駆動シャフト６５Ｓ１の一端部とサーボモータ６３Ｍの出力軸（詳細には、減速機６３Ｇの出力軸）とが連結されている。

また、基端筐体部６４Ｂの内部には、軸受筒部６３Ｃの軸方向に直交する第２駆動シャフト６５Ｓ２が収容されている。第２駆動シャフト６５Ｓ２は、基端筐体部６４Ｂのうち円筒軸部６４Ａの両側で対向した１対の対向壁にそれぞれベアリングを介して軸支されている。また、第２駆動シャフト６５Ｓ２の一端寄り位置には、ベベルギヤ６５Ｖが一体回転可能に取り付けられており、このベベルギヤ６５Ｖが前記第１駆動シャフト６５Ｓ１の端部に一体回転可能に取り付けられたベベルギヤ６５Ｕに噛合している。さらに、第２駆動シャフト６５Ｓ２のうちベベルギヤ６５Ｖより一端寄り位置には、平ギヤ６５Ｗが一体回転可能に取り付けられている。

先端筐体部６４Ｃは、基端筐体部６４Ｂのうちベベルギヤ６５Ｖに対向した部分から第１の直動ベース５１側に向かって突出している。また、先端筐体部６４Ｃは、回転ベース６４の回転中心（図５のＣＬ２）から離して配置されている。さらに、先端筐体部６４Ｃのうち回転ベース６４の回転軸と直交する方向で対向した１対の壁部の間には、出力回転シャフト６５Ｓ３が差し渡されてベアリングにて回転可能に軸支されている。その出力回転シャフト６５Ｓ３のうち回転ベース６４の回転中心側を向きかつ先端筐体部６４Ｃ外に突出した端部には、工具保持盤６５が一体回転可能に取り付けられている。この工具保持盤６５も回転ベース６４の回転中心から離されている。

さらに、出力回転シャフト６５Ｓ３のうち回転ベース６４の先端筐体部６４Ｃ内に位置した中間部分には平ギヤ６５Ｙが一体回転可能に取り付けられている。そして、前記した第２駆動シャフト６５Ｓ２の平ギヤ６５Ｗと、この出力回転シャフト６５Ｓ３の平ギヤ６５Ｙとが、アイドルギヤ６５Ｘを間に介してギヤ連結されている。これにより、サーボモータ６３Ｍを駆動源にして、工具保持盤６５が回転ベース６４に対して回動駆動される。

図１０に示すように、工具保持盤６５は、円板形状をなし、その上面には成形工具７０が取り付けられている。その成形工具７０は、図６に示すように、工具保持盤６５の外周面から側方に突出すると共に、工具保持盤６５の端面からワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１側にも突出している。そして、工具保持盤６５の回転中心と成形工具７０とを結ぶ線を第１の直動ベース５１側に向けた位置（以下、工具保持盤６５の「原点位置」という）で、成形工具７０の先端部が、ワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１上に位置するようになっている。また、工具保持盤６５を原点位置に配置した状態で、成形工具７０の先端部のうちワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１と交わる位置には、工具保持盤６５の回動方向に延びた加工溝７０Ｍが形成されている。

各成形工具駆動機構６０における回転ベース６４のうち第１の直動ベース５１側を向いた先端面には、ガイド機構７２が取り付けられている。ガイド機構７２は、回転ベース６４に固定された固定ベース７４と、その固定ベース７４に直動可能に支持された可動ベース７５とを備えてなる。

固定ベース７４は、対向配置された矩形板状の１対の対向プレート７４Ａ，７４Ｂとの間に、例えば、縦横２つずつ計４本のガイドシャフト７６を差し渡した構造になっている。そして、一方の対向プレート７４Ｂが回転ベース６４の先端面に固定され、各ガイドシャフト７６がワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１と平行に延びた状態になっている。可動ベース７５は、対向プレート７４Ａ，７４Ｂの間に配置され、前記計４本のガイドシャフト７６が貫通した複数のガイド孔７５Ａを備えている。ガイド孔７５Ａには筒状の軸受メタル７５Ｍが嵌合固定され、可動ベース７５はガイドシャフト７６をガイドにしてワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１の軸方向に直動可能となっている。また、図１０に示すように、可動ベース７５と回転ベース６４の先端面との間には、１対の圧縮コイルバネ７７，７７が突っ張り状態にして設けられ、可動ベース７５をワーク支持ユニット４０側に付勢している。

図６に示すように、可動ベース７５は、対向プレート７４Ａ，７４Ｂより上方に突出しており、その可動ベース７５の上端面には、１対の挟持ガイド７３，７３（図１０参照）が固定されている。詳細には、可動ベース７５の上端面は、ワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１より下方に位置している。１対の挟持ガイド７３，７３は、ワーク支持ユニット４０の回転中心軸ＣＬ１を間に挟みかつその回転中心軸ＣＬ１から両側方に離れた位置に配置されている。また、１対の挟持ガイド７３，７３は、平板状になっており、図１０に示すように、可動ベース７５の上面に重ねた状態でボルトにて固定されている。

１対の挟持ガイド７３，７３の互いの対向面には、本発明に係る１対のガイドテーパー面７３Ａ，７３Ａが形成されている。それら１対のガイドテーパー面７３Ａ，７３Ａは、ワーク支持ユニット４０側に向かうに従って互いの間隔が広がるように傾斜している。そして、例えば、ワーク支持ユニット４０及び回転ベース６４を原点位置に配置した状態で第１と第２の直動ベース５１，６３（図１参照）を接近させると、図１１（Ａ）に示すように、挟持ガイド７３，７３の間に挟持部材４４，４４が突入する。すると、それら挟持部材４４，４４に備えた１対の被ガイドテーパー面４４Ｂ，４４Ｂが１対のガイドテーパー面７３Ａ，７３Ａに摺接し、挟持部材４４，４４が閉位置側に強制的に移動される。なお、図１１は、挟持部材４４，４４が開位置に配置されている状態を示している。

本実施形態の曲げ加工機１０の構造に関する説明は以上である。次に、この曲げ加工機１０が、ワークＷを図２０（Ａ）に示した直線状態から、例えば、図２０（Ｄ）に示すように両端部がクランク形状に曲げ加工された状態にする際の動作を説明する。

曲げ加工機１０が待機した状態では、ワーク支持ユニット４０、回転ベース６４、工具保持盤６５等の各可動部分は原点位置に配置されている（図１参照）。そして、曲げ加工機１０を起動すると、ワーク搬送ユニット２０が未加工のワークＷをワークフィーダー２３（図４参照）から取り出してそのワークＷの長手方向の中央をワーク固定機構３０における直立アーム３１Ａ，３２Ａの間に挿入する。このとき、ワークＷの両端部は、ワーク通過溝３６Ｔ（図７参照）を通って各ワーク支持ユニット４０のワーク受容溝４０Ｍに受容される。これにより、図８に示すように、そのワーク支持ユニット４０に備えた支持回転部材４０Ｊの回転中心にワークＷの未加工直線部分が配置された状態になる。そして、エアーシリンダー３３が作動してワーク固定機構３０がワークＷを回転不能かつ直動不能に固定する。このとき、ワーク支持ユニット４０に備えた１対の挟持部材４４，４４（図８，図１０参照）は開位置に配置されている。

以上によりワークＷのセットが完了し、次に曲げ加工が行われる。そのためには、先ずは、図１０に示すように、挟持部材４４，４４の先端部間からワークＷの両端部を所定量突出させた状態にする。また、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように成形工具７０は原点位置からずれた位置に配置しておく。そして、成形工具駆動機構６０をワーク支持ユニット４０側に接近させる。即ち、図１に示した第２の直動ベース６３を第１の直動ベース５１に接近させる。すると、図１１（Ａ）に示すように、挟持ガイド７３，７３の間に挟持部材４４，４４が押し込まれる。更に、第２の直動ベース６３を第１の直動ベース５１に接近させると挟持部材４４，４４が閉位置側に強制的に移動される。

詳細には、図８に示すように、挟持部材４４，４４に備えた１対の被ガイドテーパー面４４Ｂ，４４Ｂが、挟持ガイド７３，７３に備えた１対のガイドテーパー面７３Ａ，７３Ａに摺接し、成形工具駆動機構６０がワーク支持ユニット４０に接近するに従って挟持部材４４，４４がワークＷ側に移動する。そして、両挟持部材４４，４４はワークＷを挟持した閉位置で停止する。この状態から成形工具駆動機構６０は更に所定量ワーク支持ユニット４０側に接近する。すると、ワーク支持ユニット４０と挟持ガイド７３，７３との位置関係は変わらず、圧縮コイルバネ７７を圧縮変形させながら回転ベース６４が挟持ガイド７３，７３側に接近する。

また、成形工具７０は、成形工具駆動機構６０がワーク支持ユニット４０側に移動し始める動作と同時にワークＷに向かって移動し、挟持部材４４，４４がワークＷを挟持し、更に、成形工具７０が所定量ワーク支持ユニット４０側に移動した直後に、成形工具７０がワークＷに側方から押し付けられ、成形工具駆動機構６０の移動動作が終わるまでの間にワークＷの先端部を、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図２０（Ｂ）に示すように直角に曲げる。

なお、挟持部材４４，４４にてワークＷを挟持した状態を維持し、圧縮コイルバネ７７の弾性変形可能な範囲で成形工具駆動機構６０を往復動させながらワークＷの先端部を成形工具７０にて挟持部材４４側に押せば、ワークＷのスプリングバックを考慮した成形を行うことができる。

次いで、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように成形工具駆動機構６０を若干ワーク支持ユニット４０から離間させて挟持部材４４，４４の間を開き、挟持部材４４，４４によるワークＷの挟持を解除する。そして、第１及び第２の直動ベース５１，６３を共にワーク固定機構３０側に移動することで図１４（Ａ）に示すように、挟持部材４４，４４の先端部間からワークＷの未加工直線部分を所定量だけ突出させる。この場合、成形工具７０の先端部とワークＷの曲げられた部分が干渉するときは、回転ベース６４を回転中心軸ＣＬ１を中心に成形工具７０の先端部がワークＷの下側になるまで回転する。その後に第１の直動ベース５１を移動してから成形工具７０を逆回転して元の回転位置に戻せばよい。

次いで、成形工具駆動機構６０をワーク支持ユニット４０に接近させて挟持部材４４，４４にてワークＷを挟持させてから（図１４（Ｂ）参照）、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように成形工具７０をワークＷ側に移動する。これにより、ワークＷの両端部がクランク形状に曲げ加工される（図２０（Ｃ）参照）。

次いで、成形工具駆動機構６０を若干ワーク支持ユニット４０から離間させて挟持部材４４，４４の間を開き、ワーク支持ユニット４０及び回転ベース６４を原点位置から共に９０度回転させる。このとき、ワークＷはワーク固定機構３０（図１参照）に固定されているので、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように、回転ベース６４に支持された工具保持盤６５の回転軸がワークＷに対して９０度回転し、その工具保持盤６５に取り付けられた成形工具７０によるワークＷを曲げ方向が９０度変更される。

続いて、第１及び第２の直動ベース５１，６３を共にワーク固定機構３０側に移動することで、図１７（Ａ）に示すように、挟持部材４４，４４の先端部間からワークＷの未加工直線部分を所定量だけ突出させる。この状態で、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、成形工具７０をワークＷ側に押し付ける。これにより、図２０（Ｄ）に示すように、ワークＷの両端部がクランク形状部分を含む３次元構造を備えた状態になる。以上によりワークＷの加工が完了する。なお、図３には、ワークＷの加工完了状態の曲げ加工機１０全体が示されている。図２と図３とに比較して示すように、第１及び第２の直動ベース５１，６３は加工が進むに従ってワーク固定機構３０に両側から接近していく。

次いで、成形工具駆動機構６０を若干ワーク支持ユニット４０から離間させて挟持部材４４，４４の間を開き、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、ワーク支持ユニット４０及び回転ベース６４を原点位置に戻す。そして、ワーク搬送ユニット２０にて加工済みのワークＷを曲げ加工機１０から取り出し、代わりに未加工のワークＷを曲げ加工機１０にセットし、同じ動作を繰り返す。

このように本実施形態の曲げ加工機１０では、第１の直動ベース５１に支持されたワーク支持ユニット４０のワーク保持部４０ＨによってワークＷの未加工直線部分を保持し、第２の直動ベース６３に支持された成形工具駆動機構６０によって成形工具７０をワークＷに押し付けて曲げ加工を行う。そして、それら第１と第２の直動ベース５１，６３を直動させることで、ワークＷを先端部から順次曲げ加工することができる。ここで、第１の直動ベース５１側のワーク支持ユニット４０にワークＷの未加工直線部分を挟持可能な１対の挟持部材４４，４４が設けられる一方、第２の直動ベース６３側のそれら１対の挟持部材４４，４４を閉じさせるための１対の挟持ガイド７３，７３が設けられている。これにより、第１と第２の直動ベース５１，６３同士の接近に伴って１対の挟持ガイド７３，７３が１対の挟持部材４４，４４を作動させて、それら１対の挟持部材４４，４４にワークＷの未加工直線部分を挟持させることができる。このように、本実施形態の曲げ加工機１０では、ワークＷが成形工具７０にて曲げ加工される際に１対の挟持部材４４，４４によりワークＷが固定されるので、曲げ加工精度が向上する。

また、本実施形態では、１対の挟持ガイド７３，７３に形成した１対のガイドテーパー面７３Ａ，７３Ａと、１対の挟持部材４４，４４に形成した１対の被ガイドテーパー面４４Ｂ，４４Ｂとの面同士が摺接させる構成にしたので、１対の挟持部材４４，４４の開閉動作が安定する。

さらに、本実施形態では、１対の挟持部材４４，４４が図８に示すようにワーク受容溝４０Ｍを有した支持回転部材４０Ｊの一端部に取り付けられているので、ワークをワーク受容溝４０Ｍ内で支持した状態で、１対の挟持部材４４，４４を開閉することができ、１対の挟持部材４４，４４におけるワークＷの挟持位置が安定する。

その上、１対の挟持ガイド７３，７３が固定された回転ベース６４に工具保持盤６５が回転可能に設けられ、その工具保持盤６５に成形工具７０を固定したので、それら１対の挟持ガイド７３，７３と成形工具７０とを接近させた配置にすることができる。これにより、１対の挟持ガイド７３，７３及び成形工具７０の間に介在する支持部品の数が抑えられ、それら支持部品の歪みに起因した加工誤差を減らすことができ、曲げ加工精度を向上する。

また、第１と第２の直動ベース５１，６３同士を互いに接近させて、１対の挟持部材４４，４４に１対の挟持ガイド７３，７３を摺接させた際に、圧縮コイルバネ７７が弾性変形して衝撃を吸収することができる。さらに、１対の挟持部材４４，４４がワークＷを挟持した状態を維持して、圧縮コイルバネ７７を弾性変形させながら第１と第２の直動ベース５１，６３の相互間の距離を変更することができる。これにより、ワークＷの曲げ加工の自由度が高くなる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態の曲げ加工機１０は、ワークＷを両端部から曲げ加工する構成になっていたが、上記した成形工具駆動機構６０、ワーク支持機構３５等を１つだけ備えた構成にして、ワークＷの一端部をワーク固定機構３０にて固定し、ワークＷを他端部から一端部に向けて徐々に曲げ加工する構成にしてもよい。

（２）前記実施形態では、ガイド機構７２により挟持ガイド７３を回転ベース６４に対して直動可能としたが、挟持ガイド７３を回転ベース６４に固定した構造にしてもよい。

（３）前記実施形態のワークＷは、棒構造であったが、ワークＷはパイプ構造であってもよい。

本発明の一実施形態に係る曲げ加工機の正面図曲げ加工機の平面図曲げ加工機の平面図図１のＡ−Ａ切断面における曲げ加工機の側断面図ワーク支持機構及び成形工具駆動機構の正断面図ワーク支持機構及びガイド機構の正断面図ワーク支持機構の側断面図ワーク支持ユニットの斜視図ワーク支持ユニットの分解斜視図ワーク支持機構の平断面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図（Ａ）曲げ加工機の一部を上方から見た平面図、（Ｂ）曲げ加工機の一部をワークの軸方向から見た側面図ワークの斜視図

符号の説明

１０曲げ加工機
３０ワーク固定機構
４０Ｈワーク保持部
４０Ｊ支持回転部材
４０Ｍワーク受容溝
４４挟持部材
４４Ｂ被ガイドテーパー面
４８圧縮コイルバネ（挟持部材付勢手段）
５１直動ベース（第１の直動ベース）
６０成形工具駆動機構
６３直動ベース（第２の直動ベース）
６４回転ベース
６５工具保持盤
７０成形工具
７３，７３挟持ガイド
７３Ａ，７３Ａガイドテーパー面
７７圧縮コイルバネ（直動弾性部材）
Ｗワーク

Claims

水平方向に略直線状に延びた棒構造又はパイプ構造のワークを、先端部から順次曲げ加工する曲げ加工機であって、
前記ワークの軸方向に並べて配置されかつ互いに独立して前記ワークの軸方向に直動可能な第１と第２の直動ベースと、
前記第１の直動ベースに支持されて、前記ワークの未加工直線部分を保持するためのワーク保持部と、
前記第２の直動ベースに支持されて成形工具を保持し、前記成形工具を前記ワーク保持部から突出した前記ワークの先端部に押し付ける成形工具駆動機構とを備えた曲げ加工機において、
前記ワーク保持部に設けられて、前記ワークの軸方向と直交する方向に対向配置され、前記ワークの前記未加工直線部分を挟持した閉位置と、その挟持を解除した開位置との間を移動可能な１対の挟持部材と、
それら１対の挟持部材を前記開位置に付勢する挟持部材付勢手段と、
前記第２の直動ベースに支持され、前記第１と第２の直動ベース同士の接近に伴って前記１対の挟持部材の外側面に摺接して、それら１対の挟持部材を前記閉位置に移動する１対の挟持ガイドとを備えたことを特徴とする曲げ加工機。
前記第１の直動ベースに回転可能に支持され、前記ワークの前記未加工直線部分をその軸方向と直交する方向から受容するワーク受容溝を有し、そのワーク受容溝の奥部に前記ワークの前記未加工直線部分を受容した状態でその未加工直線部分を中心にして回転駆動される支持回転部材を設け、
前記１対の挟持部材は、前記支持回転部材の一端部で前記ワーク受容溝を間に挟んだ位置に取り付けられて前記支持回転部材と一体回転し、
前記成形工具駆動機構には、前記支持回転部材と同軸の回転軸を中心にして回転駆動される回転ベースが備えられ、
前記１対の挟持ガイドは、前記回転ベースに取り付けられて、その回転ベースと一体回転することを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工機。
前記成形工具駆動機構には、前記回転ベースに回転可能に支持されかつ前記成形工具が固定された工具保持盤が設けられ、
前記１対の挟持部材にて前記ワークを挟持した状態で、前記工具保持盤を回転駆動して前記成形工具を前記ワークに押し付け可能としたことを特徴とする請求項２に記載の曲げ加工機。
前記第２の直動ベースには、その第２の直動ベースの直動方向に前記１対の挟持ガイドを直動可能に支持した直動支持機構と、前記１対の挟持ガイドを前記第１の直動ベース側に付勢する直動弾性部材とが備えられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の曲げ加工機。
前記１対の挟持ガイドの対向面に形成されて、前記第１の直動ベース側に向かうに従って互いに間隔が広がった１対のガイドテーパー面と、
前記１対の挟持部材のうち対向面と反対側の外側面に形成されて、前記第２の直動ベース側に向かうに従って互いに間隔が狭まり、前記１対のガイドテーパー面と摺接可能な１対の被ガイドテーパー面とを備えたことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の曲げ加工機。
前記第１の直動ベースに対し、前記第２の直動ベースと反対側に配置され、前記ワークの前記未加工直線部分を回転不能に固定するワーク固定機構を備えたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の曲げ加工機。
前記第１と第２の直動ベース、前記ワーク保持部及び前記成形工具駆動機構が、前記ワーク固定機構に対して左右対称に対をなして設けられ、
前記ワーク固定機構は、前記ワークの軸方向の中央部を固定し、前記成形工具駆動機構に保持した前記成形工具により前記ワークを軸方向の両端部から中央部に向かって順次曲げ加工可能としたことを特徴とする請求項６に記載の曲げ加工機。