JP2867104B2 - 板曲げ成形加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒状または円錐状の
部品（例えば製缶部品）の製作における金属薄板の曲げ
成形加工機の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられてきたロール曲げ加工
方法の一例である２本ロールによる加工装置の要部側面
図を図１６に示す。図１６（ａ）は金属薄板であるワー
クを曲げる前の側面図、（ｂ）はワークを曲げている途
中の側面図、（ｃ）はワークを曲げた後の側面図であ
る。

【０００３】同図において、１は幅広の金属薄板である
ワーク、１０１は軸心位置が固定された回転体である剛
体ロール、１０２は剛体ロール１０１に対し一定圧力で
加圧密着し、剛体ロール１０１の回転に追従して回転を
行う弾性体ロール、１０３は曲げ終えたワーク１を支え
る支柱である。

【０００４】上記の構成において、剛体ロール１０１と
弾性体ロール１０２とは両者間の軸心間距離を一定に保
ちながら逆方向に回転し、端部から進入してきた平板状
のワーク１を順次ロール状に曲げ加工して円筒状にし、
ワーク１を支える支柱１０３に引っ掛けるようにして排
出して、ロール曲げ加工を完了させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来方法
においては、 ワーク１において平板状から円筒状に巻き癖をつけ
るのが本来の加工目的であり、そのため、ロール曲げ加
工した後の直径精度の確保がむずかしく、次の工程であ
る両端部の接合加工を行うに際しては、ワーク１の内周
面または外周面で直径寸法を矯正する治具等が必要であ
る。

【０００６】 円錐状にロール曲げ加工する場合に
は、円錐状のロールが必要であり、コストが高くなる。

【０００７】 単に平板状から円筒状または円錐状に
ロール曲げ加工するだけの工程であるので、次の工程で
ある両端部の接合加工を行う工程を含めると、２工程以
上の専用加工機が必要となる。

【０００８】 ロール曲げ加工した後、次の工程であ
る両端部の接合加工を行う工程への移行については、自
動化機器によるワークの装着がむずかしく、無人化を図
る上で支障となっている、といった問題があった。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、その主要な目的は、 （１）平板状のワークを円筒状または円錐状に曲げ加工
した後に、連続して両端部の接合加工が行えるようにし
て、直径精度の確保を図り、ワークの品質を安定させ
る。また、他の工程および他の専用加工機を必要としな
いようにして、無人化を図る。

【００１０】（２）左右に対に位置させた回転シャフト
間を平行に保つことにより、円筒状の曲げ加工を可能と
し、回転シャフト間に角度をつけることにより、円錐状
の曲げ加工を可能とする。また、回転シャフト間の距離
を変えることにより、円筒状または円錐状に曲げ加工す
る製缶部品の直径を変えることができるようにする。

【００１１】（３）両端部の接合加工を行う加工面を円
弧をもった曲面ではなく平面とすることにより、接合加
工部の製作コストを低減化し、さらに、既存技術である
多種類の金属接合加工技術を適用できるようにする、と
いった点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る板曲げ成形
加工機は、平板状の金属薄板の両端付近をそれぞれ挟持
する一対のチャッキング手段と、一定間隔を保って配置
されて前記各チャッキング手段を回転可能に支持する一
対のシャフトと、前記各チャッキング手段をこのシャフ
トを介して前記金属薄板の両端同士が互いに当接するよ
うに回転駆動する駆動手段と、この駆動手段で曲げられ
た金属薄板の互いに当接した前記端部同士を接合する接
合加工手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】平板状のワーク（金属薄板）を円筒状または円
錐状に曲げ加工した後に連続して両端部の接合加工を行
うため、直径精度の維持が可能であり、ワークの品質が
安定する。また、他の工程および他の専用加工機を必要
としないため、無人化が容易である。対としてある駆動
手段の回転軸を平行にすれば円筒状の曲げ加工が可能で
あり、回転軸に角度をつければ円錐状の曲げ加工が可能
となる。したがって、従来例のように円筒状と円錐状の
２種類のロールを準備する必要がない。また、回転軸の
間の距離を調整することで、円筒状または円錐状の曲げ
加工の直径を変えることが可能となる。両端部の接合加
工を行う加工面を平面とすることにより、接合加工部の
製作コストが低減化され、さらに既存技術である多種類
の金属接合加工方法および装置を採用することを可能と
する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る板曲げ成形加工機の一実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１は実施例の板曲げ成形加工機の正面
図、図２はその平面図、図３はその側面図である。

【００１６】図１，図２および図３において、１は幅広
の金属薄板であるワーク、２はフレーム、３はフレーム
２に取り付けられたベース、４はベース３に固定されて
上下方向に出退が可能な直動アクチュエータである。ベ
ース３はフレーム２に対して水平方向で傾動自在に装着
されている。５はリニアレール、６はリニアブロックで
あって、それぞれ並列に設けられている。リニアレール
５はベース３に固定され、リニアブロック６は移動板７
に固定されており、リニアブロック６はリニアレール５
上を摺動できるようになっている。したがって、移動板
７はベース３に対して平行に摺動可能となっている。ま
た、移動板７を直動アクチュエータ４に接続することに
より、移動板７は直動アクチュエータ４の動きに応じて
上下移動が可能となっている。さらに、一対のラック８
とピニオン９とを設けてあり、ラック８はベース３に固
定され、ピニオン９は丸軸のシャフト１０に固定されて
いる。シャフト１０をガイドする軸受け１１は移動板７
に固定されている。これにより、移動板７が上下に移動
すると、それに伴って軸受け１１，ピニオン９も同一方
向に移動し、したがって、シャフト１０は同一方向に移
動しながら、ピニオン９の回転角度と同じだけ回転する
ことになる。

【００１７】このとき、図２に示すように、ワーク１を
円筒状に曲げ加工したときに重なり合う両端部間の展開
長さをＬとすると、左右のシャフト１０間の距離はＬ／
２とすることで、ワーク１を曲げ加工した後に左右の接
合すべき両端部の位置が一致することになる。

【００１８】１２はシャフト１０の端部に固定されたア
ーム、１３はアーム１２に固定されたチャックベース、
１４はチャックベース１３に水平に固定された直動アク
チュエータであり、前後方向で出退が可能となってい
る。１５はリニアレール、１６はリニアブロックであ
り、それぞれ並列に設けられている。リニアレール１５
はチャックベース１３に水平に固定され、リニアブロッ
ク１６はチャックホルダ１７に固定されており、リニア
ブロック１６はリニアレール１５上を摺動可能となって
いる。したがって、チャックホルダ１７はチャックベー
ス１３に対して平行に摺動可能となっている。また、チ
ャックホルダ１７と直動アクチュエータ１４を接続する
ことにより、チャックホルダ１７は直動アクチュエータ
１４の動きに応じて前後移動が可能となっている。これ
により、チャックホルダ１７はワーク１に対して前後方
向からの進入，退避が可能となっている。１８はチャッ
クホルダ１７に固定されたアクチュエータであり、上下
方向に出退が可能となっている。また、１９はアクチュ
エータ１８に連結されたチャックヘッドであり、アクチ
ュエータ１８とともに上下に対向して配置され、アクチ
ュエータ１８の動きに応じてチャッキング部の開閉が可
能となっている。

【００１９】なお、部品１４〜１９は前後に対向して配
置されており、部品３〜１９はフレーム２を挟んで左右
対称に配置されている。

【００２０】次に、図４〜図７に基づいて、本実施例の
板曲げ成形加工機による曲げ加工のプロセスを説明す
る。図４はチャッキング工程を示す側面図、図５は曲げ
加工完了状態を示す正面図、図６は図５の状態での平面
図、図７は図５の状態での側面図である。

【００２１】平板状のワーク１を予め所定の位置に位置
決めしておく。そして、図４（ａ）に示すように、直動
アクチュエータ１４の前進によりチャックヘッド１９を
ワーク１の上下の位置まで移動させる。続いて、図４
（ｂ）に示すように、上下に配置されたアクチュエータ
１８が上下同時に前進し、チャックヘッド１９によって
ワーク１を加圧保持する。さらに、図５に示すように、
左右の直動アクチュエータ４が後退することにより、移
動板７を引き上げる。このときの移動量は、ピニオン９
のピッチ円直径から求められる円周長の１／２とする。
すると、図６，図７にも示すように、ピニオン９は１８
０度回転し、シャフト１０を介してアーム１２およびそ
れに付属するチャックホルダ１７，チャックヘッド１９
も、シャフト１０の軸心を中心に１８０度回転し、ワー
ク１に対する曲げ加工を完了させ、両端部の接合加工が
できる姿勢を保つ。

【００２２】次に、図８に基づいて、本実施例の曲げ成
形加工機によるワーク１の両端部の接合加工について説
明する。図８に示すように、ワーク１の両端部が重なり
合う部分で、上下から接合加工装置２０により接合を行
う。なお、接合加工方法および装置の詳細については既
存技術であり、多種類の金属接合加工方法および装置の
採用が可能であって、特に限定するものではない。した
がって、この明細書では詳しい説明を省略することとす
る。

【００２３】次に、図９および図１０に基づいて本実施
例の曲げ成形加工機の原位置復帰プロセスについて説明
する。

【００２４】図９（ａ）に示すように、上下に配置され
たアクチュエータ１８が後退し、チャックヘッド１９が
ワーク１から離間する。続いて、図９（ｂ）に示すよう
に、直動アクチュエータ１４が後退し、チャックヘッド
１９がワーク１よりも外側に退避する。続いて、図１０
に示すように、左右の直動アクチュエータ４が前進し、
移動板７が下降することにより、ピニオン９，シャフト
１０を介してアーム１２が１８０度逆回転し、原位置に
復帰することになる。

【００２５】図１１は、本実施例の板曲げ成形加工機に
よるワーク１に対する板曲げ加工のシミュレーションを
示す。

【００２６】図１２は、本加工機により加工したワーク
１がいかにして真円に近づくかを示す。本加工機により
曲げ加工した時点では、円筒状の天面部分１ａが円弧の
曲面ではなく平面となっているため、図１２のａ部にお
いて局部的に曲げ変形をきたす。しかし、これはワーク
１がもっている許容弾性範囲内での変形であるため、ワ
ーク１を加圧保持しているチャッキング部を開放した時
点で、平面部１ａに矢印で示すような放射線状のスプリ
ングバック現象が起こり、１ｂで示すように円周上に均
一に拡がって変形が解消され、真円に近づくことにな
る。

【００２７】次に、図１３，図１４に基づいて、本加工
機を用いた円錐状の曲げ加工について説明する。

【００２８】図１３は曲げ加工する前の状態を示し、ワ
ーク１は扇状に展開されている。フレーム２に対して左
右のベース３を水平方向に傾動させることにより、左右
のシャフト１０の間に一定の角度をつける必要がある。
扇状のワーク１の展開角度をθとするとき、左右のシャ
フト１０の間の角度は、θ／２とする。これにより、ワ
ーク１を曲げ加工したとき、左右の接合すべき両端部の
位置が一致することになる。

【００２９】図１４は曲げ加工後の状態を示し、ワーク
１は円錐状に曲げ加工されるが、両端部の接合加工面は
水平面を保つ。したがって、円筒状にロール曲げ加工し
て両端部を接合加工する場合も、円錐状に曲げ加工して
両端部を接合加工する場合も、同一の接合加工装置２０
を用いることができる。

【００３０】次に、図１５の（ａ）〜（ｆ）で、本加工
機により接合可能な加工例を示す。（ａ）はハゼ折りカ
シメ、（ｂ）は穴絞りカシメ、（ｃ）は突起カシメ、
（ｄ）はリベットカシメ、（ｅ）はレーザー溶接、
（ｆ）はスポット溶接（プロジェクション溶接）であ
る。ただし、これらの例はあくまで代表的な例を示すも
のであり、これらに限定されるものではない。なお、本
例には曲げ加工する前の工程で、接合する部分に予備成
形的な加工を施したものも含んでいる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ワーク
の曲げ加工に引き続いて両端部の接合加工を行うように
構成したので、ワーク（金属薄板）の直径精度を高く維
持するとともに品質を安定化することができる。また、
他の工程および他の専用加工機を必要としないため、無
人化およびコストダウンを図ることができる。曲げ加工
完了時の両端部を平面とでき、接合加工を容易化してコ
ストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る板曲げ成形加工機の正
面図である。

【図２】実施例の板曲げ成形加工機の平面図である。

【図３】実施例の板曲げ成形加工機の側面図である。

【図４】実施例の板曲げ成形加工機による曲げ加工プロ
セスのうちチャッキング工程を示す側面図である。

【図５】実施例の板曲げ成形加工機によるロール曲げ加
工完了状態を示す正面図である。

【図６】曲げ加工完了状態を示す平面図である。

【図７】曲げ加工完了状態を示す側面図である。

【図８】曲げ加工後の両端部接合加工の状態を示す正面
図である。

【図９】両端部接合加工後の原位置復帰プロセスを説明
する側面図である。

【図１０】両端部接合加工後の原位置復帰プロセスを説
明する正面図である。

【図１１】実施例の曲げ成形加工機による曲げ加工のシ
ミュレーションを示す正面図である。

【図１２】曲げ加工され接合加工されたワークが真円状
態になる様子を示す正面図である。

【図１３】円錐状の曲げ加工を行うときの加工前の状態
のロール曲げ成形加工機を示す平面図と正面図と側面図
である。

【図１４】円錐状の曲げ加工が終了したときの状態を示
す平面図と正面図と側面図である。

【図１５】実施例の曲げ成形加工機において接合可能な
両端部接合状態を示す断面図である。

【図１６】従来から用いられてきた２本ロールによるロ
ール曲げ加工装置の一例を示す側面図である。

【符号の説明】

１……ワーク（金属薄板） ２……フレーム ３……ベース ４……直動アクチュエータ ５……リニアレール ６……リニアブロック ７……移動板 ８……ラック ９……ピニオン １０……シャフト １１……軸受け １２……アーム １３……チャックベース １４……直動アクチュエータ １５……リニアレール １６……リニアブロック １７……チャックホルダ １８……アクチュエータ １９……チャックヘッド ２０……接合加工装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 5/08 B21D 5/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の金属薄板の両端付近をそれぞれ
   挟持する一対のチャッキング手段と、一定間隔を保って配置されて前記各チャッキング手段を
   回転可能に支持する一対のシャフトと、 前記各チャッキング手段をこのシャフトを介して前記金
   属薄板の両端同士が互いに当接するように回転駆動する
   駆動手段と、この駆動手段で曲げられた 金属薄板の互いに当接した端
   部同士を接合する接合加工手段と、 を備えたことを特徴とする板曲げ成形加工機。