JP3157258B2 - 金属薄板の曲げ加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属薄板の曲げ加工
装置に関し、特に、いわゆるウィング曲げやクランプ式
折り曲げなどの金属薄板の曲げ加工工程に適用される、
曲げ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属薄板の曲げ加工装置および曲げ加工
方法として、従来、汎用プレスブレキ，パネルフォーマ
（ホールディングマシン）などが使用されいてる。近
年、曲げ加工の対象となる被加工物はますます複雑化，
高精度化あるいは少ロット化してきており、それらに対
応すべく、ＦＭＳ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃ
ｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）化，自動化が要求されて
いる。

【０００３】以下、従来の金属薄板の曲げ加工の一例に
ついて、図７ないし図９に基づいて説明する。図７ない
し図９に示した従来例は、セグメント分割された金型を
用いた、いわゆるウィング曲げの一例を示している。

【０００４】この従来の金属薄板の曲げ加工は、金属薄
板１の端部中央を幅Ｗにわたって折り曲げて、図７に示
すような形状にするためのものである。この曲げ加工に
おいては、まず、１対の板押さえ金型２によって金属薄
板１をその表裏両側から挟んでクランプし、曲げポンチ
ホルダ３に取付けられた曲げポンチ４の先端を、図８に
２点鎖線で示すように、金属薄板１の被曲げ加工部１ａ
（幅寸法Ｗ）の上面に当接させる。次に、曲げポンチ４
を、矢印Ａ方向へ実線で示す位置まで回動させることに
より、曲げ加工が完了する。

【０００５】図９には、曲げ加工完了時の状態を斜視図
で示している。図９を参照して、金属薄板１をクランプ
する板押さえ金型２は、複数のセグメントに分割されて
おり、同一の板押さえセグメント２ａを、被曲げ加工部
１ａの幅方向に複数個（図９では６個）連結させてい
る。曲げポンチ４も同様に、複数個（図９では６個）の
曲げポンチセグメント４ａが被曲げ加工部１ａの幅方向
に連結されている。このように、板押さえ金型２と曲げ
ポンチ４がセグメント分割されているのは、図７ないし
図９に示すような金属薄板１の曲げ加工の場合、板押さ
え金型２と曲げポンチ４が、被曲げ加工部１ａの幅Ｗと
同一の横幅Ｗを有する必要があり、連結するセグメント
の数を変えることによって、種々の曲げ加工幅Ｗに対応
できるようにするためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例による曲げ加工においては、次のような問題があっ
た。すなわち、板押さえ金型２と曲げポンチ４がセグメ
ント分割されていることにより、セグメントの数を変え
ることによって曲げ加工幅Ｗを段階的には変えることが
できる。しかしながら、近年の曲げ加工対象物の複雑
化、高精度化あるいは少ロット化に伴い、曲げ加工幅Ｗ
は、必ずしも段階的にではなく微小な単位で連続的に変
わる場合が多くなっている。このような場合、各セグメ
ントの厚さが１種類しかなく、それを複数個連結するこ
とによって曲げ加工幅Ｗを調節する場合には、各セグメ
ントの幅の整数倍の幅の曲げ加工幅Ｗにしか対応するこ
とができないということになる。また、セグメントの連
結数を変えることで対応できたとしても、セグメントの
数を追加しあるいは減少させるためには、いちいち板押
さえ金型２や曲げポンチ４を取外して、組立てをし直す
作業が必要となる。

【０００７】以上のように、従来のセグメント分割され
た金型を用いた金属薄板の曲げ加工においては、曲げ幅
の微小な単位の変更に対応できないばかりでなく、所定
の段階的な曲げ加工幅の変化に対しても、作業性が悪い
という欠点を有し、自動化あるいはＦＭＳ化のための障
害となるという問題があった。

【０００８】上記従来の問題点を解消するため、本発明
は、微小な単位の曲げ加工幅の変更にも柔軟に対応でき
かつ作業性の向上を図ることにより、近年の自動化ある
いはＦＭＳ化の要請に応えることのできる、金属薄板の
曲げ加工装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属薄板の
曲げ加工装置は、被加工物である金属薄板をその表裏両
側から挟んで固定するための板押さえ金型と、金属薄板
の被曲げ加工部に当接して押し曲げるための曲げポンチ
とを備え、板押さえ金型および曲げポンチの少なくとも
一方が、金属薄板の被曲げ加工部の幅方向に弾性変形に
よって伸縮可能となるように、板押さえ金型および曲げ
ポンチの少なくとも一方に、上記幅方向に垂直な方向に
互いに平行な複数のスリットを形成したものである。

【００１０】

【００１１】また本発明の金属薄板の曲げ加工装置で
は、板押さえ金型および曲げポンチの少なくとも一方
が、金属薄板の被曲げ加工部の幅方向に複数個並列に連
結されたセグメントからなり、そのセグメントの少なく
とも１個が、被曲げ加工部の幅方向に弾性変形を可能に
したものである。

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明の曲げ加工装置によれば、板押さえ金型
および曲げポンチの少なくとも一方に金属薄板の被曲げ
加工部の幅方向に弾性変形によって伸縮可能なものを用
いているため、その伸縮のストロークの範囲内であれ
ば、被曲げ加工部の幅が微小な単位で連続的に変化した
としても、弾性変形可能な板押さえ金型あるいは曲げポ
ンチの弾性変形による伸縮方向に、油圧などによって適
切な圧縮力を加えることにより、その伸縮幅を弾性変形
範囲内において自由に変えることができる。その結果、
金属薄板の曲げ加工幅が微小単位で連続的に変化したと
しても、弾性変形する板押さえ金型あるいは曲げポンチ
の伸縮のストロークの範囲内であれば、板押さえ金型あ
るいは曲げポンチを交換することなく曲げ加工を行なわ
せることができる。

【００１４】また、板押さえ金型および曲げポンチの少
なくとも一方の基部にスリットを形成することによっ
て、弾性変形による所望の伸縮が可能となる。その結
果、圧縮ばねなどを用いる必要がなく、部品点数を増加
させずに本発明の曲げ加工装置が実現される。

【００１５】さらに、板押さえ金型および曲げポンチの
少なくとも一方がセグメント分割されていることによ
り、セグメントの少なくとも１個にスリットを形成する
などの手段を施すことによって所望の弾性変形による伸
縮を可能にすることができる。しかも、セグメントの数
を変更することによって、被加工物の幅の比較的大きな
段階的な変化に対して対応できるという、従来のセグメ
ント分割された金型の作用効果も併せて持たせることが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例における金属薄
板の曲げ加工装置およびそれを用いた曲げ加工方法につ
いて、図１および図２を用いて説明する。第１の実施例
の金属薄板の曲げ加工装置は、図７ないし図９に示した
従来例と基本的には同様の、セグメント分割された金型
を用いた金属薄板のウィング曲げの実施例である。

【００１７】本実施例の曲げ加工装置は、図１を参照し
て、まず、１対の板押さえ金型２にによって金属薄板１
をその表裏両側から挟んでクランプし、曲げポンチホル
ダ３に取付けられた曲げポンチ４の先端を、金属薄板１
の被曲げ加工部１ａ（幅寸法Ｗ）の上面に当接させ、曲
げポンチ４を回動させることにより曲げ加工を行なう。
図１は、曲げ加工が完了した時点の状態を示している。
金属薄板１をクランプする板押さえ金型２と、曲げ加工
ポンチ４は、いずれもセグメント分割されている。以上
の構成は、図９に示された上記従来例と同様である。

【００１８】本実施例が上記従来例と異なるのは、１対
の板押さえ金型２および曲げポンチ４のそれぞれの６個
のセグメントのウチ、各々５個については、図９に示し
た従来例と同様の板押さえセグメント２ａおよび曲げポ
ンチセグメント４ａを連結し、各々１対のセグメントの
み、被加工部１ａの幅方向に弾性変形によって伸縮可能
な伸縮セグメント２ｂ，３ｂを用いている点である。板
押さえ金型２の１個の伸縮セグメント２ｂを正面から見
た拡大図を、図２に示す。図２を参照して、伸縮セグメ
ント２ｂには、互いに平行な複数のスリット５が形成さ
れており、このスリット５によって、伸縮セグメント２
ｂはその幅方向に弾性変形可能になっている。

【００１９】曲げポンチ４の伸縮セグメント３ｂについ
ても、伸縮セグメント２ｂの場合とほぼ同様のスリット
が形成されており、やはりその幅方向に弾性変形による
伸縮が可能となっている。板押さえ金型２および曲げポ
ンチ４の各セグメントの材質としては、たとえば合金工
具鋼鋼材などが用いられる。

【００２０】伸縮セグメント２ｂ，３ｂの弾性変形によ
る伸縮量や、伸縮に必要な圧縮力などが、スリット５の
幅や、隣合うスリット５の間隔などを適宜変えることに
よって任意に設定することができる。

【００２１】なお、本実施例においては、金属薄板１の
被曲げ加工部１ａの曲げ加工幅Ｗに合せて、板押さえ金
型２および曲げポンチ４ともにその幅をＷに設定した場
合について示したが、必ずしもそれに限られるものでは
ない。たとえば、本実施例の場合においては、被曲げ加
工幅１ａの幅よりも大きな範囲において板押さえ金型２
によってクランプし、曲げポンチ４のみの幅をＷに設定
することによっても、同様の曲げ加工が可能である。

【００２２】また、本実施例においては、板押さえ金型
２および曲げポンチ４ともに、それぞれ６個のセグメン
トからなり、そのうちの各１対ずつのセグメントについ
て弾性変形による伸縮が可能としたが、それに限られる
ものではない。セグメントの数は被加工物１ａの幅Ｗに
応じて適宜変更することが可能であるとともに、２個以
上のセグメントについて弾性変形可能にしてもよい。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例について、図
３に基づいて説明する。第２の実施例は、上記第１の実
施例が金属薄板のウィング曲げを対象にしていたのに対
し、本発明をクランプ式折り曲げ加工に適用した実施例
である。

【００２４】本実施例のクランプ式折り曲げ加工におい
ては、金属薄板１１を板押さえ金型１２ｂ上に乗せ、そ
の上から対向する位置に板押さえ金型１２ａによって金
属薄板１１を押さえつけることにより、曲げ加工の対象
物である金属薄板１１がクランプされる。曲げ加工時に
回動する曲げポンチについても、１対の曲げポンチ１３
ａ，１３ｂによって金属薄板１１の上下両面側から挟ん
でクランプしている。このようにして、曲げポンチ１３
ａ，１３ｂを矢印Ｂ方向に回動させ、固定されたロール
１４の外周に沿って金属薄板１２を曲げ加工することに
より、ロール１４とほぼ同一の曲率を有するいわゆるＲ
曲げ加工をすることができる。

【００２５】このようなクランプ式曲げ加工において
も、板押さえ金型１２ａ，１２ｂあるいは曲げポンチ１
３ａ，１３ｂの少なくとも一方について、その横幅を、
金属薄板１１の被曲げ加工幅と同一にする必要がある場
合がある。

【００２６】そのような場合、板押さえ金型１２ａ，１
２ｂおよび曲げポンチ１３ａ，１３ｂのうちの横幅を変
更する必要があるものについて、金属薄板１１の被曲げ
加工部の幅方向に、弾性変形によって伸縮可能にしてお
くことにより、第１の実施例の場合と同様に、曲げ加工
幅の微小単位での連続的な変化に対して、金型を取換え
ることなく曲げ加工を継続することができる。

【００２７】本実施例においても、図１に示した場合と
同様に、曲げ加工の幅方向に複数のセグメント分割した
板押さえ金型１２ａ，１２ｂあるいは曲げポンチ１３
ａ，１３ｂを使用することにより、大幅な段階的な曲げ
加工幅の変更に対しても対応することができるととも
に、一部のセグメントについて、たとえば図２に示した
ような互いに平行なスリットを形成することにより、部
品点数を増加することなく、弾性変形による伸縮可能な
金型を実現することができる。

【００２８】本実施例のクランプ式折り曲げ加工は、図
３（ａ）に示したＲ曲げ加工だけではなく、１３（ｂ）
に示したように金属薄板２１をほぼ直角に折り曲げてＬ
字型やコの字型を形成する、いわゆるＬ曲げやＵ曲げに
も適用可能である。

【００２９】さらに、図３（ａ）に示すように、金属薄
板３１を鋭角に折り曲げてＶ字型やＺ字型を形成するＶ
曲げやＺ曲げにも適用することができる。

【００３０】本発明は、上述したウィング曲げやクラン
プ式折り曲げ加工に限ることなく、図４ないし図６に示
す曲げ加工においても適用可能である。

【００３１】図４には、本発明が適用可能な箱曲げ加工
の様子を示す斜視図である。この曲げ加工においては、
すでに箱の２つの側面の曲げ加工を終えた金属薄板４１
の、他の１つの側面の曲げ加工を、装置本体４４に取付
けた曲げポンチ４２とダイス４３とによって行なってい
る様子を示している。この箱曲げ加工においても、曲げ
ポンチ４２の幅を、すでに曲げ加工されている２つの側
面間の距離に一致させる必要があり、本発明の適用によ
って、その幅の変更に対しても柔軟に対応することがで
きる。

【００３２】図５（ａ）ないし（ｂ）には、本発明を適
用することが可能な、いわゆるタンジェントベンダによ
る曲げ加工を施した部品の、典型的な例を示している。
図５（ａ）に示した金属薄板５１ａの加工工程を、図６
（ａ）ないし（ｃ）に示している。図６に示したタンジ
ェントベンダによる曲げ加工工程においては、まず、図
６（ａ）に示すように、金属薄板５１ａをダイス５２と
押さえ板５３によって上下から挟んでクランプし、被曲
げ加工部の下側から曲げ板５４を当接させ、さらに縦板
５５およびロール５６を当接させる。その後、図６
（ｂ）および（ｃ）に示すように、曲げ板５４，縦板５
５およびロール５６をダイスに沿って移動させることに
よって曲げ加工を行ない、図５（ａ）に示す形状ができ
あがる。

【００３３】このようなタンジェントベンダによる曲げ
加工においても、図５（ａ）ないし（ｃ）に示す金属薄
板５１ａ，５１ｂおよび５１ｃは、いずれもその曲げ加
工の幅方向の両端が予め折り曲がっているため、ダイス
５２または押さえ板５３、あるいは曲げ板５４の少なく
ともいずれかが、その曲げ加工幅に一致する必要があ
る。この場合、本発明を適用することにより、ダイス５
２，押さえ板５３あるいは曲げ板５４のいずれかについ
て、その曲げ加工幅方向に弾性変形によって伸縮可能に
しておくことにより、曲げ加工幅の変更に対して柔軟に
対応することができる。

【００３４】次に、セグメント分割された金型のセグメ
ントの組合せと、曲げ加工幅Ｗとの関係についての、具
体的な事例を説明する。下記表１には、圧縮力を作用し
ない状態での幅が６５ｍｍの伸縮セグメントに加えて、
所定幅のセグメントを組合せることによって、曲げ加工
幅Ｗが６０ｍｍないし１１０ｍｍまで段階的に変化して
も対応可能な事例を示している。本事例においては、伸
縮セグメントがスリットを有することによって、その幅
方向に５ｍｍのストロークで伸縮可能であり、伸縮セグ
メントのみの場合に、曲げ加工幅が６０〜６５ｍｍの段
階に対応できる場合を示している。表１からわかるよう
に、伸縮セグメントに加えて、５ｍｍ，１０ｍｍ，２０
ｍｍ，３０ｍｍの幅を有するセグメントを適宜組合せる
ことにより、曲げ加工幅Ｗが６０ｍｍから１１０ｍｍま
で無段階に、曲げ加工金型の幅を調整することが可能で
ある。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の金属薄板の
曲げ加工装置によれば、曲げ加工用の金型の幅方向に、
弾性変形によって伸縮可能としたことにより、曲げ加工
幅の種々の変更に対して、金型を交換することなく、金
型の幅を無段階に調整することが可能である。このよう
な金型の弾性変形による伸縮を可能とするためには、伸
縮方向に垂直なスリットを複数本互いに平行に形成する
ことによって可能であり、圧縮ばねなどの別部品を組合
せる必要がない。

【００３７】また、金型をセグメント分割して用いる場
合において、１つのセグメントにスリットなどを形成す
ることによって弾性変形による伸縮を可能にすることに
より、微小単位の連続的な曲げ加工幅の変化に、金型を
交換することなく対応できるとともに、大幅な曲げ加工
幅の段階的な変更に対しても、セグメントの数を変更す
ることによって柔軟に対応することができる。

【００３８】以上のように、本発明を適用して曲げ加工
幅の変更に伴う金型の交換などを不要にすることによ
り、曲げ加工の自動化、ＦＭＳ化に対応可能な金属薄板
の曲げ加工装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における金属薄板の曲げ
加工装置の、曲げ加工完了時の状態を示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示した金属薄板の曲げ加工装置の、板押
さえ金型２の伸縮セグメント２ｂを拡大して示す正面図
である。

【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施例におけるクラ
ンプ式折り曲げ加工の、Ｒ曲げ加工の一例を説明するた
めの図、（ｂ）は、本発明が適用可能なクランプ式折り
曲げ加工による、いわゆるＬ曲げ，Ｕ曲げ加工における
金属薄板の加工状態の変化を示す図、（ｃ）は本発明が
適用可能なクランプ式折り曲げ加工によるＶ曲げ，Ｚ曲
げによる金属薄板３１の加工状態を示す図である。

【図４】本発明が適用可能な、箱曲げ加工の加工状態を
示す斜視図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、本発明が適
用可能なタンジェントベンダによる曲げ加工を施した金
属薄板の、３種類の加工後の形状の事例を示す斜視図で
ある。

【図６】図５（ａ）に示した加工部品を形成するため
の、タンジェントベンダによる曲げ加工の工程を、
（ａ）（ｂ）（ｃ）の順に示す断面図である。

【図７】ウィング曲げを施した金属薄板の、典型的な曲
げ加工後の形状を示す斜視図である。

【図８】図７に示した形状を加工するための、ウィング
曲げの加工装置および加工方法を説明するための図であ
る。

【図９】図７に示した形状の部品を、図８に示したウィ
ング曲げによって曲げ加工を行なう金属薄板の曲げ加工
装置の、金型としてセグメント分割したものを用いた場
合を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 金属薄板 ２ 板押さえ金型 ２ａ セグメント ２ｂ 伸縮セグメント ４ 曲げポンチ ４ａ セグメント ４ｂ 伸縮セグメント ５ スリット

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 5/01 B21D 5/02 B21D 5/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物である金属薄板をその表裏両側
   から挟んで固定するための板押さえ金型と、 前記金属薄板の被曲げ加工部に当接して、押し曲げるた
   めの曲げポンチとを備えた金属薄板の曲げ加工装置にお
   いて、 前記板押さえ金型および前記曲げポンチの少なくとも一
   方が、前記金属薄板の被曲げ加工部の幅方向に弾性変形
   によって伸縮可能となるように、前記板押さえ金型およ
   び前記曲げポンチの少なくとも一方に、前記幅方向に垂
   直な方向に互いに平行な複数のスリットを形成した、金
   属薄板の曲げ加工装置。
2. 【請求項２】 前記板押さえ金型および前記曲げポンチ
   の少なくとも一方が、前記金属薄板の被曲げ加工部の幅
   方向に複数個並列に連結されたセグメントからなり、前
   記セグメントの少なくとも１個が、前記被曲げ加工部の
   幅方向に弾性変形可能である、請求項１記載の金属薄板
   の曲げ加工装置。