JP2572170B2 - 長尺な被加工材の軸線曲げ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばドアサッシやモ
ールディング等を製造するに際して予め所定横断面形状
に折曲成形された長尺な金属材料を複次元方向に曲げ加
工するところの長尺な被加工材の軸線曲げ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の軸線曲げ装置としては、
複数のロールで材料の挿通用隙間を形成する材料曲げ用
ガイドロールエレメントを外枠に自在継機構で装着し、
その外枠を回転板に固定してスライド板に軸支した転子
で支持すると共に、スライド板をモータ駆動するボール
ネジ機構でスライド支枠に上下動可能に装着し、またス
ライド支枠を機枠にモータ駆動するボールネジ機構で左
右方向にも移動可能に装着することにより、材料送り出
し位置決め用ガイドロールエレメントから曲げ用ガイド
ロールエレメントに挿通する直線状の材料を複次元方向
に軸線曲げするものが知られている（特公昭５８−４３
１６５号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然し、この軸線曲げ装
置では材料が曲げ用ガイドロールエレメントを通過する
際、曲げ用ガイドロールエレメントがジャイロ式の自在
継機構で支持されているため、被加工材の軸線形状を正
確に成形できず、延いては被加工材が細くて高い剛性を
有していないときにはこれらを折り曲げてしまう虞れも
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述のごとき従来の問題
に鑑みて、本発明は、長尺の被加工材を長手方向に移動
可能に支持する支持装置と、上記支持装置に支持された
被加工材の曲げ加工を行う口金装置と、この口金装置を
前記被加工材の長手方向の軸芯回りに回動せしめて被加
工材に捩り加工を行うための捩り作用部材と、前記被加
工材を長手方向に対して左右方向に曲げ加工すべく前記
口金装置を左右方向に変位動せしめるための第１の左右
方向曲げ作用部材と、前記被加工材を長手方向に対して
上下方向に曲げ加工すべく前記口金装置を上下方向に変
位動せしめるための上下方向曲げ作用部材とを備えてな
る長尺な被加工材の軸線曲げ装置にして、前記第１の左
右方向曲げ作用部材に加えて、更に前記口金装置と前記
第１の左右方向曲げ作用部材並びに前記上下方向曲げ作
用部材を搭載して、これらを左右方向へ変位動可能にす
る第２の左右方向曲げ作用部材を左右方向へ変位動可能
に設け、前記第１の左右方向曲げ作用部材を左右方向に
変位動させる第１の駆動源、前記上下方向曲げ作用部材
を上下方向に変位動させる第２の駆動源並びに第２の左
右方向曲げ作用部材を左右方向に変位動させる第３の駆
動源を、それぞれ減速機構を介して前記第１の左右方向
曲げ作用部材，前記上下方向曲げ作用部材及び前記第２
の左右方向曲げ作用部材に連結すると共に上記第１，第
２，第３の各駆動源を個別に駆動，制御可能にし、これ
により前記第１，第２の左右方向曲げ作用部材の変位動
を合成することにより前記口金装置の左右方向の変位動
を助長あるいは減殺可能に構成してなるものである。

【０００５】

【作用】上記構成において、口金装置に被加工材を挿通
した状態において捩り作用部材を作動して上記口金装置
に捩りを付与することにより、支持装置に支持された状
態の被加工材に捩り加工を行なうことができる。また、
第１の左右方向曲げ作用部材を左右方向に変位動して前
記口金装置を左右方向へ変位動せしめることにより、被
加工材を長手方向に対して左右方向に曲げ加工すること
ができる。

【０００６】さらに、上下方向曲げ作用部材を上下方向
に変位動して前記口金装置を上下方向に変位動せしめる
ことにより、被加工材を長手方向に対して上下方向に曲
げ加工することができる。したがって、前記捩り作用部
材、第１の左右方向曲げ作用部材及び上下方向曲げ作用
部材を適宜に選択して或は適宜に組合せて作動すること
により、被加工材の軸線を三次元的に曲げ加工すること
ができる。

【０００７】前述のごとく第１の左右方向曲げ作用部材
を左右方向へ変位動せしめて左右方向の曲げ加工を行な
うとき、この第１の左右方向曲げ作用部材を搭載した第
２の左右方向曲げ作用部材を相対的に左右方向へ変位動
せしめることにより、前記第１，第２の左右方向曲げ作
用部材の変位動を合成するので、口金装置の左右方向へ
の変位量あるいは変位速度から成る変位動を相対的に制
御して、この変位動を助長あるいは減殺可能にすること
となり、左右方向の曲げ加工をより能率的、高精度に行
なうことができるものである。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照して１実施例について
説明すれば、次の通りである。

【０００９】なお、以後の説明において、上下方向、左
右方向とは、図３に示すように曲げ装置が作動前の静止
状態にあるときを基準として、図３の上下方向、左右方
向に相当する方向を呼称するものとする。

【００１０】この曲げ装置は、例えば車輌用のドアサッ
シやモールディング類等を製造するにあたり、ステンレ
ス等の金属帯板材を予め所定の断面形状に折曲げ成形し
た後、その連続した長手方向、即ち軸線方向を二次元乃
至三次元方向に曲げ加工するに適するものである。その
軸線曲げ装置は、図１で示すように、被加工材Ｘを連続
的或いは間歇的に供給するピンチロール群で構成した被
加工材Ｘの送り装置１と、被加工材Ｘに摺接して供給量
を測定するロータリーエンコーダ等の検出装置２と、被
加工材Ｘを挿通可能に保持する支持装置３に引続き、そ
の支持装置３の被加工材送り方向前方に配置されてい
る。

【００１１】支持装置３は中央に連続した被加工材の挿
通口を持つもので、その口内で出口寄りには被加工材の
内部に嵌まり合うコアを設けるとよい。

【００１２】軸線曲げ装置は図２及び図３にも示すよう
に被加工材Ｘの軸線に捩り曲げを加える捩り加工機構部
４と、被加工材Ｘの軸線に左または右の曲げを加える左
右方向曲げ加工機構部５と、被加工材Ｘの軸線に上また
は下の曲げを加える上下方向曲げ加工機構部６とから構
成されている。

【００１３】捩り加工機構部４は、被加工材Ｘを挿通し
て曲げ加工を行なう口金装置６０に捩り加工のための回
動を付与する捩り作用部材としての基台４０を備えてい
る。その基台４０は、本実施例においては、下部側に被
加工材Ｘの加工軸線を中心として半円弧状に沿って突歯
を形成したガイド縁４１を持ち、そのガイド縁４１に機
体７で軸承装着したギヤ７１を噛合配置することにより
押圧係止されている。これにより、ギヤ７１の回転は減
速されて基台４０の回転に伝達される。なお、符号７
２，７３は基台４０の回転をガイドするガイドローラで
ある。

【００１４】また、基台４０は凸状に突出成形したレー
ル部４２を持ち、このレール部４２を機体７の凹状溝７
４に嵌め合わせることにより機体７で支持されている。
その基台４０は上述したギヤ７１をタイミングベルト等
で駆動モータ４３と連結することによりシーソー状に揺
動可能に構成されている。なお、図１及び図３から明ら
かなように、ギヤ７１は噛合するガイド縁４１よりも小
径のものが用いられて、基台４０の揺動速度（回転速
度）はギヤ７１の回転速度よりも減速されている。

【００１５】左右方向曲げ加工機構部５は、口金装置６
０を左右方向に変位動せしめるための第１の左右方向曲
げ作用部材５１を備えており、この第１の左右方向曲げ
作用部材５１は、相対的に左右方向へ変位動自在の第２
の左右方向曲げ作用部材５０に支持されている。

【００１６】本実施例においては、水平に回動すること
によって左右方向に変位する態様でもって第２の左右方
向曲げ作用部材５０（以下単に水平回転板５０と称す）
が例示されており、同様に、第１の左右方向曲げ作用部
材５１も水平に回動することによって左右方向に変位す
る態様で例示してある。この第１の左右方向曲げ作用部
材５１は、本実施例においては大略Ｚ字状に立上った態
様で例示してあるので、以下においては単に立上りフレ
ーム５１と呼称する。

【００１７】上記水平回転板５０（第２の左右方向曲げ
作用部材）及び立上りフレーム５１（第１の左右方向曲
げ作用部材）は、前記基台４０から突出した縦軸５２の
軸線上で回転可能に支持されている。

【００１８】水平回転板５０は図２及び図３に示すよう
に円弧形を呈するように形成したウォームホイール５３
のギヤ歯に駆動モータ５４で回動するウォーム５５のギ
ヤを噛合することによりウォーム５５の回転数を減速し
てウォームホイール５３の回転動に伝達するとともに、
ウォームホイール５３と水平回転板５０を縦軸５２を中
心にして水平方向で回動可能にし、水平方向で揺動可能
に構成されている。また、立上りフレーム５１は図３に
示す如く下水平部５１ａ、直立板部５１ｂ、上水平板部
５１ｃで略Ｚ字状を呈するよう形成されている。

【００１９】この立上りフレーム５１は、下水平板部５
１ａの半分円弧形を呈する側辺にウォームホイール５６
のギヤ歯を付形すると共に、そのウォームホイール５６
のギヤ歯に水平回転板５０の板面に取付けた駆動モータ
５７とベベルギヤ等を介して回動可能に連繋するウォー
ム５８のギヤを噛合することにより、ウォーム５８の回
転数を減速してウォームホイール５６の回転動に伝達す
るとともに、ウォームホイール５６と立上りフレーム５
１を縦軸５２を中心にして水平方向で回動可能にし、水
平方向で揺動可能に配置されている。

【００２０】この機構に代えて、立上がりフレーム５１
は参考に例示するように、図４に示すように水平板部５
１ａの後端側に植立したピン５９ａでベアリング５９ｂ
を軸支し、そのベアリング５９ｂをカム板５９ｃで係合
すると共に水平回転板５０の板面に装着した駆動シリン
ダ５９ｄと連結することにより、縦軸５２を中心にして
水平揺動可能に構成することもできる。これら機構では
各駆動源５７または５９ｄが水平回転板５０の板面上に
配置されているため、立上りフレーム５１を水平回転板
５０の揺動に伴って揺動可能にすると共に、立上りフレ
ーム５１を単独でも相対的に揺動できるようにする。

【００２１】上下方向曲げ加工機構部６は、図３に示す
如く被加工材Ｘを挿通可能な開口を持つシュー、シュー
ホルダーでなる前記口金装置６０を上下方向に変位せし
めるための上下方向曲げ作用部材６１を備えている。本
実施例においては、上記口金装置６０を上下方向に変位
せしめる構成として、この口金装置６０を支承した上下
方向曲げ作用部材６１を前記立上りフレーム５１の直立
板部５１ｂに上下方向に回動自在に支持した構成で例示
してある。すなわち本実施例においては、上下方向曲げ
作用部材６１は横軸として例示してあるので、以下単に
横軸６１と呼称するものとする。

【００２２】上記横軸６１の突端側にはウォームホイー
ル６２が装着されており、このウォームホイール６２に
は立上りフレーム５１の上水平部５１ｃに配置した駆動
モータ６３とタイミングベルト等で連結されて回動する
ウォーム６４が噛合配置されている。これにより、ウォ
ーム６４の回転は減速されてウォームホイール６２の回
転動に伝達され口金装置６０を回転動させる。また、こ
の口金装置６０には図１及び図２に示すように被加工材
Ｘの送り方向前方に突出させて補助シュー６５を備え、
その補助シュー６５の略Ｌ字状に形成された先端は被加
工材Ｘが直線状態であるときに被加工材Ｘと僅かに干渉
する位置まで張り出すよう設定しておくとよい。

【００２３】前記各曲げ加工機構部４，５，６では駆動
モータ４３，５４，５７，６３として可逆サーボモータ
を用い、その各モータ４３，５４，５７，６３は図１に
示す如く被加工材Ｘの長手方向への送り量検出装置２と
コントローラ８を介して夫々接続することにより検出装
置２の検出信号に応答して基台４０、水平回転板５０、
立上りフレーム５１並びに口金装置６０を各々独立させ
て或いは互いに同調させて駆動するよう構成されてい
る。

【００２４】このように構成する長尺な被加工材の軸線
曲げ装置では、検出装置２が被加工材Ｘの送り量を測定
して所定長さに達したことを検出すると、コントローラ
８を介して被加工材Ｘの所望曲げ形状に応じた駆動指令
を各曲げ加工機構部４，５，６の駆動源４３，５４また
は５７，６３に発する。

【００２５】その指令を受けて、捩り加工機構部４では
駆動モータ４３が作動することによりギヤ７１で基台４
０を被加工材Ｘの送り方向の軸心回りに右または左回り
に所望角度だけ回動する。この回動に伴って、水平回転
板５０、立上りフレーム５１並びに口金装置６０が被加
工材Ｘの長手方向の軸芯回りに全体的に回動されること
となり、支持装置３から直線的に送り込まれた被加工材
Ｘには軸線の捩り曲げを加え得る。

【００２６】左右方向曲げ加工機構部５では駆動モータ
５４が作動すると、縦軸５２を中心にして水平回転板５
０を被加工材Ｘの長手方向に対して左右方向に所望角度
で回動し、それに伴って回転板５０の板面上に搭載され
た立上りフレーム５１も同角度で揺動する。その回動に
伴って立上がりフレーム５１で支持した口金装置６０も
同方向に回動するため、口金装置６０の開口を右または
左に変位動させることにより被加工材Ｘの軸線方向を右
または左に曲げることができるようになる。

【００２７】これに加えて、第２の駆動モータ５７また
は駆動シリンダ５９ｄを作動すると立上りフレーム５１
が単独で縦軸５２を中心にして水平回転板５０の板面上
で左右方向に相対的に回動する。その回動と水平回転板
５０の回動とを相乗すると、合成されて口金装置６０は
一定時間内に、立上りフレーム５１の単独の場合の変位
量に比較して相対的に大きな変位量で移動できるように
なる。

【００２８】従って、この左右方向曲げ加工機構部５で
は被加工材Ｘの軸線を小さな曲率半径形状に湾曲成形す
るときにも短時間に対処することができる。また、図５
ａの静止状態から、図５ｂで示すように立上りフレーム
５１を右方向に回動することにより口金装置６０を角度
θ₁ だけ回動して被加工材Ｘを直線状から右に湾曲成形
した後、引続いて図５ｂの状態から図５ｃで示すように
水平回転板５０と立上りフレーム５１を共に逆方向に回
動すれば直ちに口金装置６０を角度θ₂ だけ反対方向に
揺動して左に湾曲成形できることにより被加工材ＸをＳ
字曲げするときでも同様に短時間で対応することができ
る。

【００２９】これは、各駆動の回転速度と時間との関係
で図６を参照すると明瞭になる。例えば駆動源と負荷側
にイナーシアの影響がないと仮定すると、同図ａで示す
ように回転速度Ｖ₁ で駆動した場合並びに回転速度Ｖ₁
の１／２の回転速度Ｖ₂ で駆動した場合には夫々の駆動
に対応した立上り、立下り時間が掛る。然し、実際には
駆動源並びに負荷側にはイナーシアの影響があるため、
同図ｂで示す如く設定速度に達するまでには加速、減速
時間が必要であって短時間に大きな偏位量を与えること
ができない。

【００３０】これに対して、図５に示す偏位角θ₁ ，θ
₂ が同角でしかも水平回転板５０、立上りフレーム５１
が同じ速度で回動しても、それらが相乗することにより
図７ｃ，ｄで示す如く立上り、立下り時間が改善されて
短時間に口金装置６０を大きく偏位可能にすることがで
きる。

【００３１】なお、前記水平回転板５０の回動方向と立
上りフレーム５１の回動方向とを互いに逆方向にした場
合には、相対的に変位量等を減殺することとなり、被加
工材Ｘの微妙な曲げ加工を行なうときに、精度良く加工
することができるものである。

【００３２】また、上下方向曲げ機構部６では駆動モー
タ６３が作動すると、横軸６１を中心にして口金装置６
０のみが上または下に回動して上下に変位する。その回
動に伴っては、口金装置６０の開口内を通る被加工材Ｘ
を上または下に軸線曲げできる。

【００３３】これらの軸線曲げを複合的に行うときに
は、一定長さの被加工材に複次元方向の曲げ加工を施す
ことができる。そのうち、左右方向または上下方向曲げ
に際しては口金装置６０と、その開口内を通過する被加
工材Ｘとの間に僅かな隙間を設ける必要があるが、この
隙間の影響で曲げ開始時点においては曲げ駆動指令から
実際の曲げ加工が行われるまでの間に若干の時間的遅れ
があって、各回転角と軸線曲げ形状とに誤差が生ずるも
のであるが、その誤差は口金装置６０の前方に突出した
補助シュー６５が同一回転角度でも偏位量の大きい位置
にあって被加工材Ｘに干渉するため生じない。また、そ
の曲げ動作は所定長さの被加工材で全長を架空のセグメ
ントに分割してセグメント毎に単独で或いは相乗させて
動作させれば、被加工材は所望の軸線形状に曲げること
ができる。

【００３４】なお、シュー、補助シューは摺接するもの
に限らず被加工材に接して回転するローラであってもよ
い。また、上述した左右方向曲げ加工機構部の構成は必
要に応じて上下方向曲げ加工機構部にも適用することが
できる。

【００３５】すなわち、前記左右方向曲げ加工機構部の
構成を上下方向曲げ加工機構部に適用する構成として
は、水平回転板５０に相当する第１の回動部材を立上り
フレーム５１の直立板部５１ｂに上下方向に回動自在に
設け、この第１の回動部材に前記口金装置６０を支持し
た前記横軸６１を上下方向に回動自在に設けた構成とす
れば良いものである。

【００３６】なお、前述の説明は単なる１つの実施例の
説明にすぎないものであり、かつ本発明は、前述の実施
例に限定されるものではなく、適宜の変更を行なうこと
によってはその他の態様でも実施し得るものである。例
えば、口金装置を左右方向に変位動する構成及び上下方
向に変位動する構成としては、前述した特公昭５８−４
３１６５号に例示されているように、左右方向へ直線的
に移動する構成及び上下方向に直線的に移動する構成と
することも可能なものである。

【００３７】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、本発明においては、被加工材Ｘの曲げ加工を
行う口金装置６０を左右方向に変位動せしめるための第
１の左右方向曲げ作用部材５１に加えて、更に前記口金
装置６０と第１の左右方向曲げ作用部材５１、並びに上
下方向曲げ作用部材６１を搭載して共に左右方向へ変位
動可能にする第２の左右方向曲げ作用部材５０を左右方
向へ変位動自在に設けており、かつ上記第１，第２の左
右方向曲げ作用部材５１，５０は左右方向の変位動を個
別に駆動，制御可能であり、これにより第１，第２の左
右方向曲げ作用部材５１，５０の変位動を合成すること
により口金装置６０の左右方向の変位動を助長あるいは
減殺可能に構成してあるから、変位動を助長するときに
は口金装置６０を左右方向へ大きく急速に変位動するこ
とができ、被加工材Ｘを急激に折曲げることが可能であ
り、また変位動を減殺するときには、口金装置６０を左
右方向へ微少に変位動することができ、被加工材Ｘを微
妙に精度よく曲げ加工でき、曲げ加工の能率向上を図る
ことができるものである。また、各曲げ作用部材及び口
金装置は、減速機構を介して各駆動源に連結されている
ので、駆動源自体が発生するトルクよりも大きなトルク
が得られると共に、各曲げ作用部材及び口金装置に必要
なトルクを得るのに小型で質量の小さい駆動源の使用で
済ませることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軸線曲げ装置の側面図。

【図２】同装置の平面図。

【図３】同装置の正面図。

【図４】左右方向曲げ加工機構部の参考例を示す部分斜
視図。

【図５】左右方向曲げ加工機構部の動作説明図。

【図６】駆動源の回転速度と立上り、立下り時間との関
係を示すグラフである。

【図７】駆動源の回転速度と立上り、立下り時間との関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｘ 長尺な被加工材 ３ 支持装置 ４０ 基台（捩り作用部材） ５０ 水平回転板（第２の左右方向曲げ作用部材） ５１ 立上りフレーム（第１の左右方向曲げ作用部材） ６０ 口金装置 ６１ 横軸（上下方向曲げ作用部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 淳男 神奈川県横浜市戸塚区上矢部町字藤井 320番地 橋本フォーミング工業株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭60−162529（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−49172（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の被加工材（Ｘ）を長手方向に移動
   可能に支持する支持装置（３）と、上記支持装置（３）
   に支持された被加工材（Ｘ）の曲げ加工を行う口金装置
   （６０）と、この口金装置（６０）を前記被加工材
   （Ｘ）の長手方向の軸芯回りに回動せしめて被加工材
   （Ｘ）に捩り加工を行うための捩り作用部材（４０）
   と、前記被加工材（Ｘ）を長手方向に対して左右方向に
   曲げ加工すべく前記口金装置（６０）を左右方向に変位
   動せしめるための第１の左右方向曲げ作用部材（５１）
   と、前記被加工材（Ｘ）を長手方向に対して上下方向に
   曲げ加工すべく前記口金装置（６０）を上下方向に変位
   動せしめるための上下方向曲げ作用部材（６１）とを備
   えてなる長尺な被加工材の軸線曲げ装置にして、 前記第１の左右方向曲げ作用部材（５１）に加えて、更
   に前記口金装置（６０）と前記第１の左右方向曲げ作用
   部材（５１）並びに前記上下方向曲げ作用部材（６１）
   を搭載して、これらを左右方向へ変位動可能にする第２
   の左右方向曲げ作用部材（５０）を左右方向へ変位動可
   能に設け、前記第１の左右方向曲げ作用部材（５１）を
   左右方向に変位動させる第１の駆動源（５７）、前記上
   下方向曲げ作用部材（６１）を上下方向に変位動させる
   第２の駆動源（６３）並びに第２の左右方向曲げ作用部
   材（５０）を左右方向に変位動させる第３の駆動源（５
   ４）を、それぞれ減速機構を介して前記第１の左右方向
   曲げ作用部材（５１），前記上下方向曲げ作用部材（６
   １）及び前記第２の左右方向曲げ作用部材（５０）に連
   結すると共に上記第１，第２，第３の各駆動源を個別に
   駆動，制御可能にし、これにより前記第１，第２の左右
   方向曲げ作用部材（５１，５０）の変位動を合成するこ
   とにより前記口金装置（６０）の左右方向の変位動を助
   長あるいは減殺可能に構成してなることを特徴とする長
   尺な被加工材の軸線曲げ装置。