JP4376129B2 - 金属板の円弧状曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents

Description

この発明は、金属製の板材の円弧状曲げ加工方法及びその装置にかかわり、更に詳しくは、特に予め打ち抜き加工された小さな板状の金属板を所定の曲率で円弧状に曲げ加工する金属板の円弧状曲げ加工方法及びその装置に関するものである。

金属板の円弧状の曲げ加工方法としては、一般に複数本のロール間に金属材を挿通させて曲げ加工を行うロール曲げ加工方法と、円弧状加工面を備えた上下一対の上型と下型とによりプレスしながら曲げ加工を行うプレス曲げ加工方法とが知られている。ロール曲げ加工方法は、帯状の金属板を連続的に成形する加工方法に用いられ、またタイヤ金型成形用ブレード等の小片の金属板を曲げ加工する場合には、後者のプレス曲げ加工方法が使用される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、プレス曲げ加工方法を行う場合には、予め打ち抜き加工された小片の金属板を、略同一の曲率半径を備えた凸型と凹型で挟み込んで円弧状の曲げ加工を行っている。然しながら、このような曲げ加工の加工時の状態は、図３及び図４に示すように、凸型１と凹型２とで金属板Ｗを挟み込んで円弧状の曲げ加工を行う際、力の支点が３点曲げ（中心Ｐ_{1 ,} 両端Ｐ_{2 ,} Ｐ₂ 、Ｐ_{3 ,} Ｐ₃ ）となり、金属板Ｗの中央部は歪みを受け易く、両自由端Ｗａ，Ｗｂは歪みを受け難くなる。

特に、クランクプレスマシンの場合には、製品金型、及びプレスマシンの耐久性を維持するために、上型の下死点を下型に対して、所謂「寸止め」しているので、この傾向が顕著となる。この結果、図５に示すように、金属板Ｗの両自由端Ｗａ，Ｗｂの曲がりは正規の曲がり（図中実線）に対して曲がりが弱くなり（図中破線）、ある点Ｏから接線方向に伸びるたようになる。

このような方法により曲げ加工を行ったタイヤ金型成形用ブレードを使用した場合、ダミーサイプと正規の形状で彫られたマスター型のサイプ溝は形状が不一致となってゴムバリが発生する。また、鋳込みサイプとマスター溝によって曲げ形状を矯正されて反転されたゴム型のサイプ溝は、形状不一致のために、石膏バリの発生やゴム変形による真円度不良となる問題があった。
特開２００３−１３６５４１号公報

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出されたもので、金属板の円弧状の曲げ加工を行う際、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る金属板の円弧状曲げ加工方法及びその装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、この発明の金属板の円弧状曲げ加工方法は、上下一対の上型と下型の所定の曲率半径の円弧状加工面に形成された対向する凸面と凹面との間で、金属製の板材を円弧状に曲げ加工する金属板の円弧状曲げ加工方法において、凸面の曲率半径を凹面の曲率半径よりも小さくすると共に、前記上型と下型のうち一方の型を固定し、他方の型を昇降移動させることにより、互いの円弧状加工面を接近離反可能に配設し、前記他方の型の一端部を昇降移動する支持部材に対して、ヒンジを介して連結するとともに、他端部を前記支持部材に対して、弾性部材によって上下方向に伸縮可能に支持部材に設けられた伸縮機構の連結アームの先端に連結ピンを介して回転自在に連結した構成にして、対向する凸面と凹面との間に金属製の板材を介在させ、この状態で、前記上型と下型の互いの円弧状加工面を接近させるように前記他方の型を移動させて、他方の型の円弧状加工面を他端側から一端側に向かって前記板材に接触させながら押圧することにより、成形支点を移動させながら金属製の板材を円弧状に曲げ加工することを要旨とするものである。

ここで、前記弾性部材を前記支持部材の貫通孔に内設し、この弾性部材を介してこの貫通孔に摺動可能に嵌合されたスライダーに、前記連結アームの後端を連結ピンを介して回転自在に連結することもできる。例えば、前記金属製の板材が、予め打ち抜き加工された板状のタイヤ金型成形用ブレードである。

また、この発明の金属板の円弧状曲げ加工装置は、所定の曲率半径の円弧状加工面に形成された対向する凸面と凹面を有する上下一対の上型と下型とを、一方の型を固定し、他方の型を昇降移動させることにより、互いの円弧状加工面を接近離反可能に配設すると共に、前記対向する凸面と凹面との間で金属製の板材を挟持加圧して円弧状に曲げ加工する金属板の円弧状曲げ加工装置において、凸面の曲率半径を凹面の曲率半径よりも小さく形成し、前記他方の型の一端部を昇降移動する支持部材に対して、ヒンジを介して連結するとともに、他端部を前記支持部材に対して、弾性部材によって上下方向に伸縮可能に支持部材に設けられた伸縮機構の連結アームの先端に連結ピンを介して回転自在に連結したことを要旨とするものである。

ここで、前記弾性部材を前記支持部材の貫通孔に内設し、この弾性部材を介してこの貫通孔に摺動可能に嵌合されたスライダーに、前記連結アームの後端を連結ピンを介して回転自在に連結することもできる。

例えば、前記金属製の板材が、予め打ち抜き加工された板状のタイヤ金型成形用ブレードである。

このように、可動側の型の長手方向の一端側を支持部材に対して揺動可能に支持すると共に、他端側を支持部材に対して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持したことで、曲げ加工する際、曲げ状態を、所謂，ならし曲げにすることが出来、この結果、均一な円弧の金属板を曲げ加工することが出来るのである。

この発明は上記のように構成したので、金属板の円弧状の曲げ加工を行う際、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る効果がある。特にタイヤ金型成形用ブレード等の小片の金属板を曲げ加工した場合、均一な円弧に曲げ加工することが出来、ダミーサイプと正規の形状で彫られたマスター型のサイプ溝は形状が一致し、ゴムバリの発生がなく、また鋳込みサイプとマスター溝によって曲げ形状を矯正されて反転されたゴム型のサイプ溝は、形状一致するため、石膏バリの発生やゴム変形による真円度不良の問題もなく安心して使用出来る効果がある。また、装置全体もシンプルであるため、安価に製造できる効果がある。

以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明において、従来例と同一構成要素は同一符号を付して説明は省略する。

図１（ａ）〜（ｄ）は、この発明の金属板Ｗの円弧状曲げ加工方法の加工工程を示す説明図、図２は金属製の板材Ｗの円弧状曲げ加工時における上型の作動工程状態を示す説明図を示している。

前記板材Ｗの円弧状曲げ加工方法を実施するための加工装置は、所定の曲率半径Ｒａの円弧状加工面３を備えたカマボコ状の上型１と、この上型１が当接する所定の曲率半径Ｒｂの円弧状加工面４を備えたお碗状の下型２とを相対向させて設置する。

この実施形態では、下型２を円弧状加工面４（凹面）を上側にして水平に固定し、この下型２の円弧状加工面４（凹面）上に図示しない昇降装置を介して昇降する支持部材５に、円弧状加工面３（凸面）を下向きにした上型１を吊設し、支持部材５を昇降させることにより上型１の円弧状加工面３を下型２の円弧状加工面４に対して接近離反可能に配設してある。

また、この実施形態では、前記下型２の円弧状加工面４の曲率半径Ｒｂに対して、上型１の円弧状加工面３の曲率半径Ｒａを小さく形成することで、金属板Ｗの円弧状の曲げ加工を行う際、全体を均一に円弧状の曲げ加工することが出来る。

前記支持部材５に対して吊設するカマボコ状の上型１は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、上型１の一端側１ａ（先端側）を支持部材５に対してヒンジ６を介して揺動可能に支持すると共に、上型１の他端側１ｂ（基端側）を支持部材５に対して伸縮機構７を介して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持させて構成してある。

前記伸縮機構７は、支持部材５に形成した貫通孔８にスプリング等の弾性部材９を介してスライダー１０が摺動可能に嵌合され、このスライダー１０に連結ピン１１ａ，１１ｂ及び連結アーム１２を介して上型１の他端側１ｂが回転自在に連結されている。

そして、前記上型１と下型２との円弧状加工面３，４に、予め打ち抜き加工された所定形状の板材Ｗ（例えば、タイヤ金型成形用ブレード等）を介在させ、前記上型１を支持部材５により加工させて挟持加圧しながら円弧状に曲げ加工するものである。

なお、上記下型２を円弧状加工面４を凸面にし、上型１の円弧状加工面３を凹面にすることも可能であり、また上型１を固定し、下型２を昇降するように構成することも可能である。

次に、上記のような円弧状曲げ加工装置により、金属板の円弧状曲げ加工方法を、図１（ａ）〜（ｄ）及び図２を参照しながら説明する。

所定の曲率半径Ｒａ，Ｒｂの円弧状加工面３，４を備えた上下一対の上型１と下型２とにより金属製の板材Ｗを円弧状に曲げ加工する場合、先ず、予め打ち抜き加工された所定形状の板材Ｗ（例えば、タイヤ金型成形用ブレード等）を下型２の円弧状加工面４上に載置し、この状態で、図１（ａ）に示すように、支持部材５を介して上型１を下降させる。

上型１は、同図のように、伸縮機構７により上型１の他端側１ｂ（基端側）が下方に突出しているので、支持部材５の下降により先ず上型１の他端側１ｂが下型２の円弧状加工面４上に載置された板材Ｗの一端側に当接する。

そして、図１（ｂ）に示すように、支持部材５を更に下降させると、上型１の他端側１ｂは、板材Ｗの一端側に当接した状態で伸縮機構７の弾性部材９を圧縮させるように貫通孔８に嵌合されたスライダー１０が上方にスライドし、また上型１の一端側１ａ（先端側）は下降する。

そして、図１（ｃ）に示すように、支持部材５を更に下降させると、上型１は板材Ｗに当接した状態で、ヒンジ６を支点として揺動を開始し、支持部材５の下降に伴って上型１は図１（ｄ）に示すように、下型２の円弧状加工面４に沿って揺動しながら板材Ｗを曲げ加工すると共に、その成形支点（曲げ加工する点）を上型１のヒンジ６に向かって移動して曲げ加工を完了させる。この上型１の揺動状態を詳細に示したのが、図２の説明図である。

そして、板材Ｗの曲げ加工完了後に、支持部材５を上昇させると、上型１の一端側１ａ（先端側）は支持部材５と共に上昇し、また上型１の他端側１ｂ（基端側）は、伸縮機構７の弾性部材９により下方に押圧されながら、図１（ａ）の状態となる。

なお、前記金属製の板材Ｗとしては、この実施形態では、予め打ち抜き加工された板状のタイヤ金型成形用ブレードである。

以上のような加工方法により、金属板の円弧状の曲げ加工を行う際、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る。特にタイヤ金型成形用ブレード等の小片の金属板を曲げ加工した場合、均一な円弧に曲げ加工することが出来る。

（ａ）〜（ｄ）は、この発明の金属板の円弧状曲げ加工方法の加工工程を示す説明図である。 金属製の板材の円弧状曲げ加工時における上型の作動工程状態を示す説明図である。 従来の金属板の円弧状曲げ加工方法の説明図である。 従来の金属板の円弧状曲げ加工方法の説明図である。 従来の円弧状に曲げ加工された金属板の説明図である。

符号の説明

１ 上型（凸型） ２ 下型（凹型）
Ｗ 金属製の板材 Ｗａ，Ｗｂ 自由端
３，４ 円弧状加工面 ５ 支持部材
１ａ 上型の一端側 １ｂ 上型の他端側
６ ヒンジ ７ 伸縮機構
８ 貫通孔 ９ 弾性部材
１０ スライダー １１ａ，１１ｂ 連結ピン
１２ 連結アーム Ｒａ，Ｒｂ 曲率半径

Claims (6)

1. 上下一対の上型と下型の所定の曲率半径の円弧状加工面に形成された対向する凸面と凹面との間で、金属製の板材を円弧状に曲げ加工する金属板の円弧状曲げ加工方法において、凸面の曲率半径を凹面の曲率半径よりも小さくすると共に、前記上型と下型のうち一方の型を固定し、他方の型を昇降移動させることにより、互いの円弧状加工面を接近離反可能に配設し、前記他方の型の一端部を昇降移動する支持部材に対して、ヒンジを介して連結するとともに、他端部を前記支持部材に対して、弾性部材によって上下方向に伸縮可能に支持部材に設けられた伸縮機構の連結アームの先端に連結ピンを介して回転自在に連結した構成にして、対向する凸面と凹面との間に金属製の板材を介在させ、この状態で、前記上型と下型の互いの円弧状加工面を接近させるように前記他方の型を移動させて、他方の型の円弧状加工面を他端側から一端側に向かって前記板材に接触させながら押圧することにより、成形支点を移動させながら金属製の板材を円弧状に曲げ加工することを特徴とする金属板の円弧状曲げ加工方法。
2. 前記弾性部材を前記支持部材の貫通孔に内設し、この弾性部材を介してこの貫通孔に摺動可能に嵌合されたスライダーに、前記連結アームの後端を連結ピンを介して回転自在に連結した請求項１に記載の金属板の円弧状曲げ加工方法。
3. 前記金属製の板材が、予め打ち抜き加工された板状のタイヤ金型成形用ブレードである請求項１または２に記載の金属板の円弧状曲げ加工方法。
4. 所定の曲率半径の円弧状加工面に形成された対向する凸面と凹面を有する上下一対の上型と下型とを、一方の型を固定し、他方の型を昇降移動させることにより、互いの円弧状加工面を接近離反可能に配設すると共に、前記対向する凸面と凹面との間で金属製の板材を挟持加圧して円弧状に曲げ加工する金属板の円弧状曲げ加工装置において、凸面の曲率半径を凹面の曲率半径よりも小さく形成し、前記他方の型の一端部を昇降移動する支持部材に対して、ヒンジを介して連結するとともに、他端部を前記支持部材に対して、弾性部材によって上下方向に伸縮可能に支持部材に設けられた伸縮機構の連結アームの先端に連結ピンを介して回転自在に連結したことを特徴とする金属板の円弧状曲げ加工装置。
5. 前記弾性部材を前記支持部材の貫通孔に内設し、この弾性部材を介してこの貫通孔に摺動可能に嵌合されたスライダーに、前記連結アームの後端を連結ピンを介して回転自在に連結した請求項４に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。
6. 前記金属製の板材が、予め打ち抜き加工された板状のタイヤ金型成形用ブレードである請求項４または５に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。

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