JP2019136736A - フランジ成形用金型及びフランジ成形加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板状のワークにおける切断縁にフランジを成形加工するフランジ成形用金型及びフランジ成形方法を提供する。【解決手段】上金型１３と下金型１５とを備えたフランジ成形用金型であって、下金型１５は、下回転ローラ２１を回転自在に備え、この下回転ローラ２１は垂直な軸心回りに回転自在な回転軸３１を備え、この回転軸３１の上面から上方向に突出した円柱状の突出部３５を備えた構成であり、上金型１３は、前記回転軸３１の上面と前記突出部３５との交差位置３７へ板状のワークＷのフランジ成形部を押圧する上回転ローラ５１を回転自在に備えた構成である。【選択図】図３

Description

本発明は、板状のワークの切断縁にフランジを成形加工するためのフランジ成形用金型及びフランジ成形加工方法に関する。さらに詳細には、上金型と下金型とを備え、下金型における下回転ローラは、垂直な軸心回りに回転自在に備え、かつ上面に円柱状の突出部を備えた構成である。そして、上金型における上回転ローラは、前記下回転ローラの上面と突出部との交差位置へワークを斜め方向から押圧する構成である。

板状のワークの切断縁をＬ形状に折曲げてフランジを形成することが行われている。フランジが直線の場合には、プレスブレーキにおける下型のＶ溝上にワークを位置決めし、上型によってワークをＶ溝に押圧することにより、ワークの切断縁にフランジを形成することが行われている。しかし、切断縁が曲線状や円形状の場合には、プレスブレーキによってフランジを形成することは不可能である。

したがって、上金型に回転自在に備えた上回転ローラと、下金型に回転自在に備えた下回転ローラとの協働によってフランジを形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表平９−５０３４４４号公報

従来、板状のワークＷにおける切断縁にフランジを成形する場合、図１に示すように、上金型１に回転自在に備えた段付きの上回転ローラ３と、下金型５に回転自在に備えた段付きの下回転ローラ７との間に、ワークＷを挟み込むものである。そして、ワークＷに成形されるフランジＦの長手方向へワークＷを移動することにより、ワークＷの切断縁にフランジＦが成形加工される。

この場合、フランジＦが直線状である場合には、大きな問題はない。しかし、図２に示すように、フランジＦを円形状に成形する場合、フランジＦの内側に位置する上回転ローラ３又は下回転ローラ７における段差部９とフランジＦとがＡ点、Ｂ点の２ヶ所で接触することになる。

また、図２から理解されるように、ワークＷは、前記Ａ点、Ｂ点の間における湾曲部が回転ローラ３，７の段差部９から離れる。したがって、フランジＦが直線の場合と曲線（例えば円弧）の場合によって、上下の回転ローラ３，７における段差部９間のクリアランスを調節する必要がある。また、フランジＦの曲率が変わる毎に前記クリアランスを調節する必要がある。よって、フランジＦが曲線である場合には、より精度のよい成形加工が難しいものである。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、フランジが直線状であっても、曲線状であってもより精度のよい成形加工を行うことのできるフランジ成形用金型を提供しようとするものである。

したがって、本発明は、上金型と下金型とを備えたフランジ成形用金型であって、下金型は、下回転ローラを回転自在に備え、この下回転ローラは垂直な軸心回りに回転自在な回転軸を備え、この回転軸の上面から上方向に突出した円柱状の突出部を備えた構成であり、
上金型は、前記回転軸の上面と前記突出部との交差位置へ板状のワークのフランジ成形部を押圧する上回転ローラを回転自在に備えた構成である。

また、フランジ成形用金型を使用してのフランジ成形加工方法であって、板状のワークにおけるフランジ成形部を、上金型における上回転ローラによって、下金型における回転軸の上面と突出部との交差位置へ押圧した状態に保持し、成形するフランジの長手方向へワークを移動してフランジを成形する。

本発明によれば、下金型における下回転ローラの上面と突出部との交差位置へワークのフランジ成形部を上回転ローラによって押圧する。この際、下回転ローラにおける突出部とフランジとの接触箇所は１ヶ所になる。したがって、下回転ローラの負荷が軽減すると共に、フランジを成形する際の押圧力は一点に集中することになる。よって、フランジをより高精度に成形加工できる。

従来の上下の金型の構成を示す断面説明図である。 従来の金型における問題点の説明図である。 本実施形態に係る上下の金型の断面説明図である。 ワークにフランジ成形加工を行っている状態を示す、上下の金型の主要部を示す断面説明図である。 フランジと下回転ローラとの接触位置が１点であることを示す説明図である。

本発明の実施形態に係るフランジ成形用金型１１は、図３に示すように、上金型１３と下金型１５とを備えている。フランジ成形用金型１１は、例えばタレットパンチプレスなどのパンチプレスに装着して使用されるもので、前記上金型１３は、パンチプレス（図示省略）における上型ホルダ１７に上下動自在に支持されている。上型ホルダ１７による上金型１３の支持構成は、既によく知られた構成である。したがって、上金型１３を上下動自在に支持する構成についての図示、説明は省略する。

前記下金型１５は、パンチプレスにおける下型ホルダ１９に着脱交換可能に支持されている。下金型１５の支持構成は既知の構成である。したがって、支持構成についての図示、説明は省略する。

前記下金型１５には、下回転ローラ２１が回転自在に備えられている。すなわち、下金型１５には、下金型本体２３が備えられている。この下金型本体２３に形成した凹部２３Ａ内には、ローラホルダブロック２５が複数の止めねじなどの固定具２７によって一体的に固定されている。そして、前記ローラホルダブロック２５には、軸受２９を介して、前記下回転ローラ２１が回転自在に支持されている。

より詳細には、下回転ローラ２１は、垂直な軸心回りに回転自在な回転軸３１を備えている。この回転軸３１の上部には円盤状のフランジ部３３が一体に備えられている。そして、フランジ部３３の中央上部には、適宜径の円柱状の突出部３５が一体に備えられている。このフランジ部３３の上面（回転軸３１の上面）と前記突出部３５との交差位置、すなわち、突出部３５の下部であってフランジ部３３の上面と一致した位置には、環状の凹部３７が形成してある。換言すれば、突出部３５の下部は、上部に比較して僅かに小径に形成してある。

前記上金型１３は、上型ホルダ１７に上下動自在に支持された筒状の上金型本体３９を備えている。この上金型本体３９はリフタースプリング４１を介して上下動自在に支持され、常態においては所定の高さ位置に支持されている。前記上金型本体３９内の下部に備えた凹部３９Ａ内には、水平な支持軸４３を介して揺動ブロック４５が揺動自在に支持されている。

そして、揺動ブロック４５には、前記支持軸４３と直交する方向の支持軸４７が備えられている。この支持軸４７には、軸受４９を介して上回転ローラ５１が回転自在に支持されている。上回転ローラ５１は、下回転ローラ２１と協働して、板状のワークＷの切断縁付近にフランジを成形加工するものであって、テーパ状に形成してある。

すなわち、上回転ローラ５１は、ワークＷを下回転ローラ２１へ押圧する一側部は大径の押圧部５３に形成してある。そして、他側部を小径に形成することによってテーパ状に形成してある。

前記揺動ブロック４５は、上金型本体３９内に備えた梁部材５５と揺動ブロック４５との間に弾装したスプリングなどのごとき弾性部材５７によって、支持軸４７を水平に保持すべく付勢されている。そして、揺動ブロック４５が上金型本体３９における凹部３９Ａの壁面（図３において左側壁面）に当接することにより、図３に示すように、揺動ブロック４５は、支持軸４７を水平に保持した状態に規制されている。

以上のごとき構成において、ワークＷのフランジ成形部を下金型１５における突出部３５上に位置決めする。そして、パンチプレスに上下動自在に備えたストライカＳＴによって上金型１３を下降する。上金型１３を下降して、上回転ローラ５１における押圧部５３をワークＷに当接し押圧すると、揺動ブロック４５は、弾性部材５７の付勢力に抗して、図３において反時計回り方向に回動される。そして、ワークＷの円形の切断縁付近は、図４に示すように、上回転ローラ５１における大径の押圧部５３の最下部位置によって、下回転ローラ２１における突出部３５へ押圧するように折曲げられる。

したがって、円形状（円筒状）のフランジＦを形成すべく、上下の金型１３，１５に対してワークＷを円形状に移動することにより、円形状のフランジＦが形成されることになる。上述のように、円形状のフランジＦを形成する場合、下金型１５に対する上金型１３の下降を徐々に行い、円形状のフランジＦを徐々に形成することが望ましい。この場合、揺動ブロック４５は弾性部材５７の付勢力に抗して、図４において反時計回り方向に次第に回動される。

したがって、上回転ローラ５１の押圧部５３は、ワークＷを、下回転ローラ２１における環状の凹部３７へ押圧することになる。そして、最終的には、図４に示すように、揺動ブロック４５における上面４５Ｆが梁部材５５の下面５５Ｆに当接する。よって、上回転ローラ５１によってワークＷを、例えばプレス加工におけるボトミング加工のように、下回転ローラ２１の環状凹部３７へより強力に押圧することができる。この際、環状凹部３７は、突出部３５の上部の径よりも僅かに小径に形成してあるから、フランジＦの曲げ加工を行った外Ｒを小さくすることができ、フランジＦの立上がりをより高精度に成形加工できるものである。

前述のごとく、フランジＦを成形加工する際、フランジＦが円形状であっても、下回転ローラ２１における突出部３５との接触位置は、図５に示すように、Ｃ点の１点のみとなる。したがって、上回転ローラ５１においてワークＷを押圧する位置はＣ点の位置のみとすることができる。よって、上回転ローラ５１によるワークＷの押圧を強固に行うことができ、例えばボトミング加工によってフランジＦの折曲げ（立上げ）加工をより高精度に行うことができる。

ところで、前述のように、上回転ローラ５１における押圧部５３でもってワークＷを押圧する際、揺動ブロック４５の上面４５Ｆが梁部材５５の下面に当接すると、下回転ローラ２１の軸心に対して上回転ローラ５１の軸心は常に所定の角度に維持される。したがって、梁部材５５は、揺動ブロック４５の揺動（回転）を規制する揺動規制部を構成するものである。

上述のように、揺動ブロック４５の揺動が規制された状態においては、図４に示すように、上回転ローラ５１の支持軸４７は、図４において右上がりに傾斜した状態にある。この際、上回転ローラ５１の押圧部５３の最下部位置は、水平方向において上金型１３の軸心Ｃの位置と一致してある。したがって、上金型１３の押圧力を、前記最下部位置に集中してフランジＦの成形加工を行うことができる。よって、フランジＦの成形加工をより高精度に行い得るものである。

ところで、前記説明においては、円筒形状のフランジＦを形成する場合について説明した。しかし、フランジＦは円筒形状に限ることなく、直線状や、適宜の曲線状や、直線と曲線とを接続した構成のフランジを形成することも可能である。

また、前述のごとくフランジＦを形成する場合、フランジ形成開始位置からフランジ成形を徐々に行う。そして、最終段階において、前記フランジ形成開始位置付近におけるフランジ成形を再度行うことにより、全体に亘ってのフランジ成形を高精度に行うことが望ましい。

１１ フランジ成形用金型
１３ 上金型
１５ 下金型
２１ 下回転ローラ
２３ 下金型本体
２５ ローラホルダブロック
３１ 回転軸
３３ フランジ部
３５ 突出部
３７ 環状の凹部
３９ 上金型本体
４３ 支持軸
４５ 揺動ブロック
４７ 支持軸
５１ 上回転ローラ
５３ 押圧部
５５ 梁部材
５７ 弾性部材

Claims (8)

1. 上金型と下金型とを備えたフランジ成形用金型であって、下金型は、下回転ローラを回転自在に備え、この下回転ローラは垂直な軸心回りに回転自在な回転軸を備え、この回転軸の上面から上方向に突出した円柱状の突出部を備えた構成であり、
   上金型は、前記回転軸の上面と前記突出部との交差位置へ板状のワークのフランジ成形部を押圧する上回転ローラを回転自在に備えた構成であることを特徴とするフランジ成形用金型。
2. 請求項１に記載のフランジ成形用金型において、前記回転軸の上面と前記突出部との交差位置は、回転軸の径が小さくなるように、環状の凹部が形成してあることを特徴とするフランジ成形用金型。
3. 請求項１又は２に記載のフランジ成形用金型において、前記上金型は、水平に備えた支持軸に揺動可能に支持された揺動ブロックを備え、上回転ローラを、前記支持軸に対して直交する方向の軸心回りに回転自在に、前記揺動ブロックに備えられていることを特徴とするフランジ成形用金型。
4. 請求項３に記載のフランジ成形用金型において、前記揺動ブロックは、前記上回転ローラの軸心を水平に保持すべく付勢されていることを特徴とするフランジ成形用金型。
5. 請求項３又は４に記載のフランジ成形用金型において、前記下回転ローラの軸心と、前記上回転ローラの軸心とが常に所定の角度を維持すべく、前記揺動ブロックの揺動を規制する揺動規制部を備えていることを特徴とするフランジ成形用金型。
6. 請求項５に記載のフランジ成形用金型において、前記所定角度にあるときの、上回転ローラにおける内側内周縁の最下部位置と上金型の軸心とが一致してあることを特徴とするフランジ成形用金型。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のフランジ成形用金型を使用してのフランジ成形加工方法であって、板状のワークにおけるフランジ成形部を、上金型における上回転ローラによって、下金型における回転軸の上面と突出部との交差位置へ押圧した状態に保持し、成形するフランジの長手方向へワークを移動してフランジを成形することを特徴とするフランジ成形加工方法。
8. 請求項７に記載のフランジ成形用加工方法において、ワークのフランジ成形部は、前記交差位置の１点へ押圧されていることを特徴とするフランジ成形加工方法。

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