JP2813512B2 - 板材の曲げ加工法と加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＮＧ地下タンク等の
メンブレン（membrane）などの形成に適用される板材の
曲げ加工法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＬＮＧ地下タンクのように、膨
張，収縮を繰り返すタンクでは、タンク本体を構成する
板体に多数のメンブレン（ひだ）が形成されて、膨張，
収縮に伴う熱応力の発生を抑制する構造となっている。
そして従来メンブレンは、図４に示すように、プレス機
械成形して得られたメンブレン部材20aをタンク本体を
構成する板体19に溶接21していた。また、このプレス機
械成形は、図５に示すような手順で、プレスブレーキ
（Press Brake）を用いて板材18に多段の曲げ加工を施
すことにより、行なわれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＬＮＧ地下
タンクのコスト低減，品質向上の面から、溶接線の減少
要求は高く、溶接線の少ない図６に示すような改良型メ
ンブレン20付きのタンク本体が提案された。しかし図５
に示したような多段の曲げ加工法によって図６に示すよ
うなタンク本体を成形することは、板材のハンドリング
が困難で、成形が不可能である。また、メンブレンの機
能上、頂部は疲労強度が必要で、減肉をほぼ０とする必
要があり、ロール成形も困難である。しかも、メンブレ
ンは中量生産品であり、専用設備の設置では償却が難し
く、かつ成形時間を短くしておく必要がある。

【０００４】本発明は、以上のような課題に鑑みて、既
存のプレス機械に組み込みが可能な簡便な装置で、かつ
精度よく板材の曲げ加工を行なって一板の板材に多数の
メンブレンを連続して成形できるようにした、板材の曲
げ加工方法およびその加工装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ため、本発明の板材の曲げ加工法は、長尺の金属製板材
に所定のピッチで曲げ半径に比して曲げ深さが深い形状
の多数のメンブレン部を形成すべくプレス機械による曲
げ加工を行なうに際し、上記板材を、加工位置を上記プ
レス機械に上下動可能に装着されたポンチの直上にセッ
トしてから、上記プレス機械のボルスター上で上記ポン
チの左右に摺動可能に対称配設された一対の板押え板と
上記プレス機械のスライドに摺動可能に対称配設された
一対のダイスとではさみ込んでクランプした後、上記ポ
ンチをわずかに上昇させて上記板材に上方へ曲がりぐせ
を付与し、次いで上記の各板押え板と各ダイスとによる
上記板材のクランプを保持しながら上記左右の板押え板
とダイスとをそれぞれ内方へ移動させて上記板材に上方
に向かう突出部を形成し、次いで上記ポンチを上昇させ
て上記板材に形成された突出部をその先端部が上記ポン
チの直上に取付けられたウレタン製の雌形に当接するま
で押し込みながら上記左右の各ダイスおよび板押え板を
互いに内方へ移動させて上記突出部を上記のポンチと左
右のダイスとではさみ込んで上記突出部の底部を上記の
ポンチと左右のダイスとで所定の曲げ半径に形成するよ
うにしたことを特徴としている。

【０００６】 また、同曲げ加工装置は長尺の金属製板
材に所定のピッチで曲げ半径に比して曲げ深さが深い形
状の多数のメンブレン部を形成すべくプレス機械に組込
んで曲げ加工を行なう装置において、上記プレス機械の
ボルスターに立設されたポンチ用の油圧シリンダと、同
ボルスター上で上記油圧シリンダの両側に固着された左
右一対のベッドと、同各ベッド上に摺動可能に装着され
た左右一対の板押え板と、上記プレス機械のスライドの
下面に回転可能に軸架されたねじ軸と、同ねじ軸への螺
合部を有するとともに同ねじ軸の回転により対称状に移
動可能な左右一対の対称形状のダイスと、上記ねじ軸の
回転駆動部と、上記プレス機械のスライドの下面で上記
ポンチに対向して取付けられたウレタンゴム製の雌型と
をそなえ、上記の各ポンチおよび角各板押え板で上記板
材をはさみ込んだ状態で互いに対向する各ポンチおよび
板押え板が連動して左右移動できるようになっているこ
とを特徴としている。

【０００７】

【作用】上述の本発明の板材の曲げ加工法と加工装置で
は、板材を所定の位置でクランプして加工が行なわれる
ため、加工中に加工位置にずれを生じることがなく、し
たがってメンブレンのピッチを均一にできる。また加工
中のほとんどの時期で、板押え板とダイスとによる板材
のはさみ込み状態のもとで左右のダイスの相互接近によ
り発生するモーメントを利用して曲げ加工を行なことが
でき、その結果、曲げ部には張力が加わらず、曲げ部の
減肉をほぼ０にできる。また突出部の底部は加工の最終
工程時にポンチとダイスの間にはさまれ、圧力を加える
とともに、90°以上曲げられるので加工後の製品形状を
確保できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
板材の曲げ加工法と加工装置について説明すると、図１
は曲げ加工中の曲げ加工装置の側面図、図２は曲げ加工
開始時の曲げ加工装置の側面図、図３は曲げ加工終了時
の曲げ加工装置の側面図である。

【０００９】 この実施例の曲げ加工装置も、普通のプ
レス機械に組込んで曲げ加工を行なうもので、符号１２
はプレス機械のボルスター（型台）を示していて、この
ボルスターにポンチ２用の油圧シリンダ１４が立設され
るとともに、この油圧シリンダ１４の左右両側に一対の
ベッド１７ａ，１７ｂが固着されている。両ベッド１７
ａ，１７ｂの上面に、左右一対の板材保持台１５ａ，１
５ｂと、レール１３ａ，１３ｂとが取付られ、各レール
１３ａ，１３ｂに沿って摺動可能に対称配設された左右
一対の板押え板４ａ，４ｂがポンチ２に接離可能に、す
なわち左右動可能に装着されている。

【００１０】一方、プレス機械のスライド11にベアリン
グケース10a,10bが垂設され、両ベアリングケース10a,1
0bに内蔵されたベアリングを介してねじ軸７が回転可能
に軸架されるとともに、ネジ軸７への螺合部を有する左
右一対の対称形状のダイス３a,３bが、プレス機械のス
ライド11の下面に取付けられたレール８a,８bに案内さ
れ、ねじ軸７の回転により対称状に移動可能に、すなわ
ち同期して左右動可能に取付けられている。ねじ軸７の
左端部にウォーム９aが取付けられていて、このウォー
ム９aに噛合するウォームホイール９bが、図示しないモ
ータにより、シャフト16を介して回転駆動されるように
なっている。

【００１１】さらに、プレス機械のスライド11の下面
に、リテナー６を介してウレタンゴム製の雌型５がポン
チ２に対向して装着されている。図中の符号１は板材を
示している。また、各ダイス３a,３bの下面にそれぞれ
２個の凸部が板材１の幅の外側に突出形成されるととも
に、各突出部に嵌合可能な凹部が各板押え板４a,４bの
上面に形成されている。

【００１２】次に、この加工装置による板材の曲げ加工
法を説明する。板材１としては、この実施例の場合、板
厚１mmのＳＵＳ304で、幅600mm、長さ1200mmのものが用
いられている。そして頂部の曲げ半径２mm，曲げ角度18
0°，底部は曲げ半径５mm，曲げ角度90°で深さは60mm
の曲げ形状に成形される。板材１の曲げ加工位置とポン
チ２の中心とが一致するように、板保持台15a,15bおよ
び板押え板４a,４b上に板材１をセットする。この時、
板押え板４a,４bおよびダイス３a,３bはポンチ２の中心
から所定の距離（この場合はダイスのＲどまりの位置で
65mm）にセットされている。

【００１３】次にプレス機械のスライド11を下降させ
て、プレス機械のスライド11にレール８a,８bを介して保
持されているダイス３a,３bと板押え板４a,４bとの間に
板材１をはさみ込んで板材１をクランプする。なおこの
時、ダイス３a,３bの板材１の幅の外側に形成された凸
部と板押え板４a,４bに形成された凹部とがかみ込み、
ダイス３a,３bと板押え板４a,４bとが同時に移動可能な
状態となる（図２の状態）。

【００１４】次に板材１に対して、油圧シリンダ14を作
動してポンチ２をわずかに（0.5mm)上昇させ、板材１に
上方への曲がりぐせを付けてポンチ２の上昇を停止す
る。次にねじ軸７を回転し、ダイス３a,３bをポンチ２
の中心に向けて同時に平行移動させる。なお、ねじ７軸
には、右ねじと左ねじとが切られており、かつベアリン
グケース10a,10b内のベアリングを介してプレス機械の
スライド11に回転可能に保持され、ねじ軸７に取付けら
れたウォーム９aがウォームホイール９bの回転を減速し
て回転される。なお、ウォームホイール９bは軸16を介
してモーター（図示せず）に接続されており、モーター
によりねじ軸７は任意の回転速度で回転できるようにな
っており、また板押え板４a,４bが凹凸部のかみ込みに
よって、ダイス３a,３bと同時に移動する。なお板押え
板４a,４bはレール13a,13bを介してベッド17a,17bに摺
動可能に保持されている。

【００１５】ねじ軸７を回転させることにより、ダイス
３a,３bがそれぞれポンチ２方向に平行移動すると、こ
の工程の先の工程（ポンチ２を用いて板材１をわずかに
上方に押上げることにより、板材１に上方への曲げモー
メントを付与する工程）により、板材１には上方への曲
がりぐせが付与されているので、板材１は上方に曲げら
れる。

【００１６】その後、ダイス３a,３bをポンチ２の方向
に平行移動することにより、ポンチ２で板材１を押さな
くても、板材１に形成される突出部の先端がウレタンゴ
ム製の雌型５に当接するまで曲げられる。板材１と雌型
５との接触後は、ダイス３a,３bの平行移動とポンチ２
の上昇とをわずかずつ繰り返し、ポンチ２で板材１を雌
型５に押し込むと同時に、板材１の曲げ角度を小さくし
ていく。

【００１７】そして、最終的には、図１に示したよう
に、板材１をポンチ２，雌型５およびダイス３a,３bに
はさみ込んで、約60tonの力をプレス機械より加える。
ポンチ２は先端の直径が４mmであり、板材１の先端部以
上の厚さは３mmである。そのため、雌型５に板材１を押
し込んだ時、板材１は180°以下に曲げられている。ま
た、板材１の底部の曲げ位置はポンチ２とダイス３a,３
bによりはさみ込まれ、約1000kgf／cm²の面圧を受けて
おり、かつポンチ２の幅が曲げ形状の内面の幅より狭い
ため、やはり90°以下に曲げられている。

【００１８】次にプレス機械のスライド11をわずかに上
昇する（圧力を０にするまで）と共にダイス３a,３bを
わずかに離し、プレス機械のスライド11の上昇とポンチ
２の下降とを行なったのち、ダイス３a,３bおよび板押
え板４a,４bを初期位置に戻す。この状態が図３の状態
である。なおこの実施例の場合、ポンチ２の形状を製品
（板材１に形成される突出部）の寸法より細く形成され
ているため、加工工程の終了直前におけるポンチ２を用
いて突出部をウレタンゴム製の雌型５中へ押し込む操作
によるウレタンゴムの反力によるコイニング効果とオー
バーフォーミングとで、加工後の製品形状はスプリング
バックにより、余分に曲げた分が回復するため、所定の
形状が得られる。また突出部の形成が左右のダイスの接
近により発生する曲げモーメントを利用して行なわれる
ため、曲げ部の減肉はない。次に板材１を右方向に曲げ
加工位置のピッチ分だけ移動し、次の曲げ加工を行な
う。以上のような手順を繰り返すことにより、所定のピ
ッチで所定の形状の板曲げを減肉を防止しながら、能率
よく成形することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の板材の曲
げ加工法と加工装置によれば、次のような利点が得られ
る。 (1) 長尺の板材の一部を曲げ半径に比して曲げの深さの
深い180°曲げが可能となる。 (2) 前記の曲げにおいて曲げ部の減肉をほぼ０にするこ
とができる。 (3) 前記の曲げ加工を等ピッチで長尺の板材に施すこと
ができる。 (4) 前記の曲げ加工を通常のプレス機械に組み込める簡
易な装置で効率良く成形できるようになる。 (5) 上記(1)〜(4)の理由により、性能の良いメンブレン
を低コストで成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の板材の曲げ加工装置の側面図で曲げ加
工中を示すものである。

【図２】同板材の曲げ加工装置の側面図で曲げ加工開始
時を示すものである。

【図３】同板材の曲げ加工装置の側面図で曲げ加工終了
時を示すものである。

【図４】従来のメンブレンの断面図である。

【図５】同成形手順を示す模式図である。

【図６】同改良型メンブレンをそなえたタンク外板の断
面図である。

【符号の説明】

１ 板材 ２ ポンチ ３a,３b ダイス ４a,４b 板押え板 ５ ウレタンゴム製の雌型 ６ リテナー ７ ねじ軸 ８a,８b レール ９a ウォーム ９b ウォームホイール 10a,10b ベアリングケース 11 スライド 12 ボルスター 13a,13b レール 14 油圧シリンダ 15a,15b 板材保持台 17a,17b ベッド 18 従来のメンブレン 19 タンク本体 20 改良型メンブレン 21 溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福永 義昭 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 西岡 信之 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社 横浜製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 5/01

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の金属製板材に所定のピッチで曲げ
   半径に比して曲げ深さが深い形状の多数のメンブレン部
   を形成すべくプレス機械による曲げ加工を行なうに際
   し、上記板材を、加工位置を上記プレス機械に上下動可
   能に装着されたポンチの直上にセットしてから、上記プ
   レス機械のボルスター上で上記ポンチの左右に摺動可能
   に対称配設された一対の板押え板と上記プレス機械のス
   ライドに摺動可能に対称配設された一対のダイスとでは
   さみ込んでクランプした後、上記ポンチをわずかに上昇
   させて上記板材に上方へ曲がりぐせを付与し、次いで上
   記の各板押え板と各ダイスとによる上記板材のクランプ
   を保持しながら上記左右の板押え板とダイスとをそれぞ
   れ内方へ移動させて上記板材に上方に向かう突出部を形
   成し、次いで上記ポンチを上昇させて上記板材に形成さ
   れた突出部をその先端部が上記ポンチの直上に取付けら
   れたウレタン製の雌形に当接するまで押し込みながら上
   記左右の各ダイスおよび板押え板を互いに内方へ移動さ
   せて上記突出部を上記のポンチと左右のダイスとではさ
   み込んで上記突出部の底部を上記のポンチと左右のダイ
   スとで所定の曲げ半径に形成するようにしたことを特徴
   とする、板材の曲げ加工法。
2. 【請求項２】 長尺の金属製板材に所定のピッチで曲げ
   半径に比して曲げ深さが深い形状の多数のメンブレン部
   を形成すべくプレス機械に組込んで曲げ加工を行なう装
   置において、上記プレス機械のボルスターに立設された
   ポンチ用の油圧シリンダと、同ボルスター上で上記油圧
   シリンダの両側に固着された左右一対のベッドと、同各
   ベッド上に摺動可能に装着された左右一対の板押え板
   と、上記プレス機械のスライドの下面に回転可能に軸架
   されたねじ軸と、同ねじ軸への螺合部を有するとともに
   同ねじ軸の回転により対称状に移動可能な左右一対の対
   称形状のダイスと、上記ねじ軸の回転駆動部と、上記プ
   レス機械のスライドの下面で上記ポンチに対向して取付
   けられたウレタンゴム製の雌型とをそなえ、上記の各ポ
   ンチおよび角各板押え板で上記板材をはさみ込んだ状態
   で互いに対向する各ポンチおよび板押え板が連動して左
   右移動できるようになっていることを特徴とする、板材
   の曲げ加工装置。