JP2011067831A - 曲げ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】煩雑な作業を要することなく、製品の加工精度のバラツキを少なくすることができるようにする。
【解決手段】互いに揺動自在に枢支された第１レバー１０及び第２レバー１１を備えると共に、第１レバーに枢支されつつスライド可能な第１枢支部材１２、及び、第２レバーに枢支された第２枢支部材１３を備えたトグルリンク機構４と、第１レバーと第２レバーとを開脚させるよう両レバー同士の枢支点９ａを押圧する押圧機構５と、第１枢支部材によって被加工部材Ｂに押し付けられる曲げパンチ３と、常時は第２枢支部材に当接して第１枢支部材の側と反対側に後退するのを阻止し、曲げパンチと被加工部材との間の荷重Ｐが所定値を越えて高まった際に、第２枢支部材の前記後退を許容する反力解放機構６とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、互いに揺動自在に枢支された第１レバー及び第２レバーを備えると共に、前記第１レバーに枢支されつつスライド可能な第１枢支部材、及び、前記第２レバーに枢支された第２枢支部材を備えたトグルリンク機構と、前記第１レバーと前記第２レバーとを開脚させるよう両レバー同士の枢支点を押圧する押圧機構と、前記第１枢支部材によって被加工部材に押し付けられ、前記被加工部材を所定形状に加工する曲げパンチとを備えている曲げ加工機に関する。

上記曲げ加工機では、従来、第１レバー及び第２レバーとしての一対のトグルリンクの一方に枢支された第２枢支部材を装置本体に固定してあり、第１レバーに枢支されつつスライド可能な第１枢支部材としての可動ベースで被加工部材に押し付けられる曲げパンチに相当する可動プレートを備えている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２８２８５号公報

曲げパンチの押し付け方向における被加工部材の寸法、例えば被加工部材が金属板である場合の板厚寸法にバラツキがあると、一対のトグルリンクにおける開脚角度にもバラツキが生じる。
例えば板厚寸法が薄くて開脚角度が大きくなると、トグルリンクにより被加工部材に伝達される力の押圧方向の分力が大きくなり、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値を越えてしまうことがある。
曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値を越えてしまうと、スプリングバック量にバラツキが生じ、その結果、製品の加工精度にバラツキが生じる。
したがって、被加工部材の寸法のバラツキに起因する製品の加工精度のバラツキを少なくするためには、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値を越えないようにする必要がある。
従来の曲げ加工機では、第２枢支部材を装置本体に固定してあるので、曲げパンチと被加工部材との間の荷重に応じた反力が、第２枢支部材を介して装置本体で受け止めるられる。
このため、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値を越えないようにするためには、曲げパンチと被加工部材とのクリアランスなどの加工条件を被加工部材の寸法のバラツキに応じて調節するという煩雑な作業を要する欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、加工条件を調節するという煩雑な作業を要することなく、製品の加工精度のバラツキを少なくすることができるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、互いに揺動自在に枢支された第１レバー及び第２レバーを備えると共に、前記第１レバーに枢支されつつスライド可能な第１枢支部材、及び、前記第２レバーに枢支された第２枢支部材を備えたトグルリンク機構と、前記第１レバーと前記第２レバーとを開脚させるよう両レバー同士の枢支点を押圧する押圧機構と、前記第１枢支部材によって被加工部材に押し付けられ、前記被加工部材を所定形状に加工する曲げパンチと、常時は前記第２枢支部材に当接して、当該第２枢支部材が前記第１枢支部材の側と反対側に後退するのを阻止し、前記曲げパンチと前記被加工部材との間の荷重が所定値を越えて高まった際に、前記第２枢支部材の前記後退を許容する反力解放機構とを備えた点にある。

本構成の曲げ加工機であれば、常時、つまり、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値以下の時は、第２枢支部材が第１枢支部材の側と反対側に後退するのが阻止される。
したがって、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値に達するまで、第１枢支部材の曲げパンチの側へのスライドで、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が増大する。
また、被加工部材の寸法のバラツキに起因して、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値を越えて高まった際には、第２枢支部材が第１枢支部材の側と反対側に後退する。
したがって、被加工部材の寸法にバラツキがあっても、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が所定値に維持される。
よって、曲げパンチと被加工部材との間の最大荷重が所定値に維持されるので、加工条件を調節するという煩雑な作業を要することなく、製品の加工精度のバラツキを少なくすることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記反力解放機構が、装置本体に当接する支点と、前記第２枢支部材に当接する力点とを有する梃子アームを備えると共に、前記梃子アームの作用点を押圧し、前記第２枢支部材に対して前記第１枢支部材の側への力を付与可能な反力発生機構を備えた点にある。

本構成であれば、曲げパンチと被加工部材との間の荷重が第２枢支部材に対して付与した第１枢支部材の側への力を越えると、第２枢支部材が第１枢支部材の側と反対側に後退する。
第２枢支部材には、梃子アームの作用点を押圧する反力発生機構により、第１枢支部材の側への力が付与される。
したがって、レバー比を選択することにより、小さな力で第１枢支部材の側への大きな力を第２枢支部材に付与することができる。
また、作用点の位置を選択することで、第２枢支部材に対して付与する第１枢支部材の側への力の大きさを簡便に変更することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記反力発生機構が、ガスシリンダで構成されている点にある。

本構成であれば、初期圧力が高く、圧力変化も少ないガスシリンダで梃子アームの作用点を押圧して、第２枢支部材に対して第１枢支部材の側への力を付与することができる。
したがって、第２枢支部材が第１枢支部材の側と反対側に後退しても、第２枢支部材に対して付与する第１枢支部材の側への力の大きさの変化が少なく、曲げパンチと被加工部材との間の最大荷重を所定値に維持し易い。

曲げ加工を開始する前の曲げ加工機を示す一部断面側面図である。 曲げ加工中の曲げ加工機を示す一部断面側面図である。 曲げ加工機の一部断面平面図である。 曲げ加工機の分解斜視図である。 （ａ）は曲げ加工前の被加工部材の斜視図、（ｂ）は曲げ加工後の被加工部材の斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、本発明による金属製板材の曲げ加工機Ａの一対を左右対称に設置してある板曲げ装置を示し、図４は、曲げ加工機Ａを示す分解斜視図である。
一対の曲げ加工機Ａは、被加工部材としての薄肉の鋼板Ｂを左右両側から同時に曲げ加工するため設置してある。

曲げ加工機Ａで曲げ加工される前の鋼板Ｂは、図５（ａ）に示すように、コの字状の断面形状に屈曲された屈曲板部Ｂ１と、屈曲板部Ｂ１の遊端側の夫々において横外方に屈曲する鍔板部Ｂ２とを有し、図５（ｂ）に示すように鍔板部Ｂ２が所定形状に曲げ加工される。

一対の曲げ加工機Ａは、左右対称に設置されていること以外同じ構造であるので、以下、一方の曲げ加工機Ａについて説明する。
図１は、曲げ加工を開始する前の曲げ加工機Ａの一部断面側面図を示し、図２は、曲げ加工中の曲げ加工機Ａの一部断面側面図を示す。

曲げ加工機Ａは、図１，図２及び図４にも示すように、鋼板Ｂを保持する保持部１と、鋼板Ｂを所定形状に曲げ加工するダイス２及び曲げパンチ３と、曲げパンチ３を往復移動させるトグルリンク機構４と、トグルリンク機構４を作動させる押圧機構５と、後述する反力解放機構６とを装置本体の機枠７に備えている。

保持部１は、鋼板Ｂにおける屈曲板部Ｂ１の内側に下方から嵌合させる反力受け部材１ａと、反力受け部材１ａに嵌合させた屈曲板部Ｂ１をその上面側から押さえて位置固定する押さえ部材１ｂとを備えている。

ダイス２は、保持部１に保持された鋼板Ｂにおける屈曲板部Ｂ１の横側面に密接するように装着され、曲げ型面を形成してあるダイス本体２ａと、ダイス本体２ａと屈曲板部Ｂ１との間に装着されるバックアップ材２ｂとを備えている。

曲げパンチ３は、鋼板Ｂにおける鍔板部Ｂ２に斜め下方から押し付ける押し付け面３ａを備え、機枠７の側に上下に設けたパンチガイド面８に沿って、ダイス２に向けた矢印で示す方向に往復移動自在に支持されている。

トグルリンク機構４は、図３にも示すように、第１横軸９ａ周りで互いに揺動自在に枢支連結された第１レバー１０及び第２レバー１１を備えると共に、第１レバー１０に第２横軸９ｂ周りで相対揺動自在に枢支連結されつつスライド移動可能な第１枢支部材１２、及び、第２レバー１１に第３横軸９ｃ周りで相対揺動自在に枢支連結されつつスライド可能な第２枢支部材１３を備えている。

図１、図２に示すように、第１枢支部材１２と第２枢支部材１３は水平なスライド移動方向で互いに対向するように配置されている。
第１枢支部材１２は、機枠７の側に上下に設けた第１ガイド面１４に沿って、第２枢支部材１３に対する遠近方向にスライド移動自在に支持されている。
第２枢支部材１３は、機枠７の側に上下に設けた第２ガイド面１５に沿って、第１枢支部材１２に対する遠近方向にスライド移動可能に支持されている。

第２枢支部材１３の第１枢支部材１２の側の先端面１３ａに接当して、当該第２枢支部材１３の第１枢支部材１２に近接する方向への移動を規制する第１ストッパー１６が機枠７に固定されている。

第１枢支部材１２は、第２枢支部材１３から離間する側へのスライド移動に伴って、曲げパンチ３をパンチガイド面８に沿ってダイス２に向けて斜め上方に押し上げる押し上げ面１２ａを備えている。

第１枢支部材１２と曲げパンチ３とに亘って、第１枢支部材１２の第２枢支部材１３に近接する方向へのスライド移動に伴って、曲げパンチ３をダイス２の側から引き戻すための引き戻し機構１７を設けてある。

引き戻し機構１７は、曲げパンチ３の移動方向に直交する方向に沿う係合溝１７ａを第１枢支部材１２に形成すると共に、その係合溝１７ａに係合する係合部材１７ｂを曲げパンチ３に設けて構成してある。

したがって、曲げパンチ３は、第１枢支部材１２の第２枢支部材１３から離間する方向へのスライド移動に伴って、図２に示すように、係合部材１７ｂが係合溝１７ａに沿って上方に移動しながらダイス２の側に押し上げられて、鋼板Ｂの鍔板部Ｂ２が所定形状に曲げ加工される。

また、鍔板部Ｂ２を曲げ加工した後の曲げパンチ２は、第１枢支部材１２の第２枢支部材１３に近接する方向へのスライド移動に伴って、係合部材１７ｂが係合溝１７ａに沿って下方に移動しながらダイス２の側から引き戻されて、図１に示すように待機する。

押圧機構５は油圧シリンダ１９を設けて構成されている。
油圧シリンダ１９は、第１枢支部材１２と第２枢支部材１３のスライド移動方向に沿って第４横軸９ｄ周りで揺動自在に機枠７の側に支持されたシリンダケース１９ａと、第１レバー１０と第２レバー１１とに第１横軸９ａ周りで揺動自在に連結されたピストンロッド１９ｂとを備えている。

油圧シリンダ１９は、その伸長作動で第１レバー１０と第２レバー１１との枢支点である第１横軸９ａを上向きに押圧して、図２に示すように、第１レバー１０と第２レバー１１とを開脚させ、第１枢支部材１２を第２枢支部材１３から離間する方向にスライド移動させる。

第１レバー１０及び第２レバー１１が接当して、第１レバー１０と第２レバー１１との開脚角度θが最大で１８０°になるように規制する第２ストッパー２０を設けてある。

油圧シリンダ１９は、その収縮作動で第１横軸９ａを押し下げて、図１に示すように、第１レバー１０と第２レバー１１とを閉脚させ、第１枢支部材１２を第２枢支部材１３に近接する方向にスライド移動させて待機させる。

反力解放機構６は、常時、つまり、曲げパンチ３と鋼板Ｂ（鍔板部Ｂ２）との間の荷重Ｐが所定値以下の時は、第２枢支部材１３の第１枢支部材１２の側とは逆の後端面１３ｂに当接して、当該第２枢支部材１３が第１枢支部材１２の側と反対側に後退するのを阻止し、曲げパンチ３と鋼板Ｂ（鍔板部Ｂ２）との間の荷重Ｐが所定値を越えて高まった際に、第２枢支部材１３の第１枢支部材１２の側と反対側への後退を許容する。

すなわち、反力解放機構６は、機枠７の第２枢支部材１３の後端面１３ｂの側に設けた反力受け部材２１に当接する支点Ｓ１と第２枢支部材１３に当接する力点Ｓ２とを有する梃子アーム２２と、梃子アーム２２の作用点Ｓ３を押圧して、第２枢支部材１３に対して第１枢支部材１２の側への力Ｆを付与可能な反力発生機構２３とを備える。

梃子アーム２２は、第２枢支部材１３と反力受け部材２１との間の位置において、機枠７の側に設けてある支軸２４に、第１枢支部材１２と第２枢支部材１３のスライド移動方向に沿って揺動自在に吊り下げ支持されている。

梃子アーム２２の作用点Ｓ３には、当該梃子アーム２２を囲む枠状の受圧部材２５がアーム長手方向に位置変更自在に取り付けられている。受圧部材２５は、梃子アーム２２に対してネジ２６で突っ張り固定されている。

梃子アーム２２の支点Ｓ１は、支軸２４の軸芯Ｘと同芯の円弧状に突出させて形成してあり、力点Ｓ２は、支軸２４の軸芯Ｘと支点Ｓ１とを結ぶ線分Ｌよりも作用点Ｓ３から遠ざかる方向に偏芯する位置を中心とする円弧状に突出させて形成してある。
したがって、梃子アーム２２が揺動したときの支点Ｓ１及び力点Ｓ２の移動量を少なくすることができる。

反力発生機構２３は、ガスシリンダで構成してある。
ガスシリンダ２３は、シリンダケース２３ａの基部フランジ２３ｂと固定板２７とで機枠７の側に設けてある支持アーム２８を挟むと共に、基部フランジ２３ｂと固定板２７とに亘って装着したボルト２９を締め付けて、当該支持アーム２８にアーム長手方向に位置変更自在に固定されている。

ガスシリンダ２３のピストンロッド３０は、シリンダケース２３ａに充填された高圧空気などのガス圧力でストローク範囲の一端まで伸長作動している状態で、その先端面が受圧部材２５の円弧面状の接当面２５ａに対してアーム幅方向に沿って線接当するように組み付けてある。
したがって、梃子アーム２２が揺動したときの作用点Ｓ３の移動量を少なくすることができる。

したがって、梃子アーム２２は、曲げパンチ３と鋼板Ｂ（鍔板部Ｂ２）との間の荷重Ｐが所定値以下の時（常時）は、力点Ｓ２が第２枢支部材１３の後端面１３ｂに接当し、かつ、作用点Ｓ３がストローク範囲の一端まで伸長作動しているピストンロッド３０に線接当する状態に保持されている。

このため、常時は、第２枢支部材１３が第１ストッパー１６と梃子アーム２２との間に停止していて、油圧シリンダ１９で第１横軸９ａを上向きに押圧するに伴って、図２に示すように、第１枢支部材１２のみが第２枢支部材１３から離間する方向にスライド移動する。

そして、曲げパンチ３と鋼板Ｂ（鍔板部Ｂ２）との間の荷重Ｐが所定値を越えて高まった際には、第２枢支部材１３による力点Ｓ２の押圧により、図２において仮想線で示すように、その力点Ｓ２が反力受け部材２１の側に移動するように梃子アーム２２が揺動し、第２枢支部材１３の第１枢支部材１２の側と反対側への後退が許容される。

梃子アーム２２の揺動により、シリンダケース２３ａ内のガス圧力が上昇するが、第１枢支部材１２の後退量は、鋼板Ｂの板厚寸法に許容される誤差程度の量であるので、梃子アーム２２の揺動に拘わらず、シリンダケース２３ａ内のガス圧力の変化は無視することができる。
したがって、鋼板Ｂの板厚寸法にバラツキがあっても、曲げパンチ３と鋼板Ｂ（鍔板部Ｂ２）との間の荷重Ｐが所定値に維持される。

〔第２実施形態〕
図示しないが、第１実施形態において示した反力解放機構６に代えて、第２枢支部材１３と反力受け部材２１との間にガスシリンダを装着して、常時はガスシリンダが第２枢支部材１３の後端面１３ｂに当接して、第２枢支部材１３が第１枢支部材１２の側と反対側に後退するのを阻止し、曲げパンチ３と被加工部材 （鋼板）Ｂとの間の荷重Ｐが所定値を越えて高まった際に、ガスシリンダが収縮して第２枢支部材の前記後退を許容するように構成してある反力解放機構を備えていてもよい。

３ 曲げパンチ
４ トグルリンク機構
５ 押圧機構
６ 反力解放機構
７ 装置本体
９ａ 枢支点
１０ 第１レバー
１１ 第２レバー
１２ 第１枢支部材
１３ 第２枢支部材
２２ 梃子アーム
２３ 反力発生機構（ガスシリンダ）
Ｂ 被加工部材
Ｆ 力
Ｐ 荷重
Ｓ１ 支点
Ｓ２ 力点
Ｓ３ 作用点

Claims (3)

1. 互いに揺動自在に枢支された第１レバー及び第２レバーを備えると共に、前記第１レバーに枢支されつつスライド可能な第１枢支部材、及び、前記第２レバーに枢支された第２枢支部材を備えたトグルリンク機構と、
   前記第１レバーと前記第２レバーとを開脚させるよう両レバー同士の枢支点を押圧する押圧機構と、
   前記第１枢支部材によって被加工部材に押し付けられ、前記被加工部材を所定形状に加工する曲げパンチと、
   常時は前記第２枢支部材に当接して、当該第２枢支部材が前記第１枢支部材の側と反対側に後退するのを阻止し、前記曲げパンチと前記被加工部材との間の荷重が所定値を越えて高まった際に、前記第２枢支部材の前記後退を許容する反力解放機構とを備えた曲げ加工機。
2. 前記反力解放機構が、
   装置本体に当接する支点と、前記第２枢支部材に当接する力点とを有する梃子アームを備えると共に、
   前記梃子アームの作用点を押圧し、前記第２枢支部材に対して前記第１枢支部材の側への力を付与可能な反力発生機構を備えた請求項１に記載の曲げ加工機。
3. 前記反力発生機構が、ガスシリンダで構成されている請求項２に記載の曲げ加工機。

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