JP4490563B2 - 曲げ加工装置および曲げ加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒材などの長尺部材、殊に押出形材を曲げ加工する曲げ加工装置および曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフレーム部材やバンパー補強材、あるいは建築構造用途の部材やエクステリア用部材を製造するにあたっては、棒材などを曲げて加工するいわゆる曲げ加工が行われる。
【０００３】
このような曲げ加工を行う装置として、従来、たとえば図１２に示すものがあった。この曲げ加工装置８０は、ワークＷの曲げ形状に合わせて成形された上型８１と下型８２を有している。これらの上型８１および下型８２の間にワークＷを設置し、上型８１に上方から圧力を掛けて、上型８１を押し下げてワークＷをプレスして成形するものであった。
【０００４】
また、他の従来曲げ加工装置として、本出願人は、実開平４−７０２１０号公報に示す曲げ加工装置を開示している。図１３に示すように、この曲げ加工装置９０は、回転可能なターンテーブル９１を有しており、このターンテーブル９１上には、ワークＷの曲げ形状に合わせて成形された曲げガイド９２が固定されている。また曲げガイド９２の先端部には、ワークＷを固定するクランプ９３が設けられており、クランプ９３のやや後方位置には、曲げガイド９２にワークＷを押し付ける押圧接触部９４が配設されている。押圧接触部９４の側方には、押圧接触部９４をワークＷに押し付けるための押圧シリンダ９５が備えられている。
【０００５】
この曲げ加工装置９０においては、ワークＷの先端部をクランプ９３で固定し、押圧シリンダ９５によって押圧接触部９４をワークＷに向けて押圧し、ワークＷを曲げガイド９２に押し付ける。この状態で、ターンテーブル９１を回転させることによって、曲げガイド９２に沿って所定の曲げ形状となるようにワークＷを曲げ加工するというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１２に示す従来の曲げ加工装置８０では、上型８１に上方から圧力を掛けてワークＷをプレスする際、上型８１と接触するワークＷの中央部分に応力が集中的に掛かってしまう。このため、下型８２と接触するワークＷの端部に掛かる応力とワークＷの中央部に掛かる応力には差が生じるため、曲げ形状が安定しないという問題があった。
【０００７】
一方、図１３に示す従来の曲げ加工装置９０では、曲げガイド９２がターンテーブル９１に固定されているので、曲げ加工を行う際に、ターンテーブル９１全体を回転させなければならない。このため、曲げ加工を行うのに、ターンテーブル９１を回転させるために、大きな駆動力を必要とするものであった。また、ワークＷの曲げ形状を変更しようとすると、曲げガイドをターンテーブル９１に正確に取り付けなければならない。したがって、ワークＷの曲げ形状を変更するための作業には手間が掛かるものであった。さらに、いったん曲げ加工装置９０を製造してしまうと、たとえば曲げガイド９２の形状を微修正するにしても、非常に手間が掛かるものであった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ワークに掛かる応力を均一化することによって、ワークを安定した形状に曲げ加工できるようにする。また、曲げ加工を行う際に多大な駆動力を必要とすることなく、たとえばワークの曲げ形状を変更したい場合などにも、機敏に対応できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に係る発明は、被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型を有し、この曲げ型に前記被加工物の先端を固定するクランプ手段が設けられているとともに、前記被加工物の長手方向に延在し、前記被加工物が前記曲げ型に沿って曲がるように前記被加工物をガイドする直線型を有しており、前記クランプ手段によって固定された前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに通過させて曲げ加工を行う一対のロールを有する曲げロールが設けられており、前記曲げ型および前記直線型は、前記被加工物を挟んだ状態で前記一対のロールの間に配置されるものであり、前記一対のロールの少なくとも一方は、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールであり、前記直線型は、前記クランプ手段の後方に設けられており、前記クランプ手段の外側面と前記直線型の外側面とが面一になっていることを特徴とする曲げ加工装置である。なお、本明細書において「被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型」とは、曲げ加工終了後応力を除去した際に被加工物がスプリングバックにより戻る分を見込んだうえで目的とする被加工物の曲げ形状になるように成形された曲げ型を意味するものである。
【００１０】
請求項１に係る発明においては、曲げ型の先端部に設けられたクランプ手段によって固定された被加工物を、曲げ型と被加工物をガイドする直線型とともに曲げロール間に通すだけで、曲げ加工することができる。このため、被加工物には、曲げロールを通過する際にほぼ同じ大きさの応力が掛かるので、被加工物に対してほぼ均一に応力が掛かるようにすることができる。
また、装置全体として簡易であり、曲げ加工を行う場合に、被加工物を曲げ型および直線型とともに通過させるだけの駆動力のみでよいので、非常に少ない駆動力で済ませることができる。さらに、曲げ形状を変更したい場合には、曲げ型の形状を変えれば済むので、その変更に手間が掛かることもなく、その変更に機敏に対応することができる。しかも、曲げ形状のアールが大きい場合であっても、装置が非常に大きくなるようなことはなく、また、曲げ型の形状が設計からずれていたとしても、その修正は簡単なもので済むことになる。
さらには、曲げ型と直線型を製造する際、２分割された真っ直ぐな型を１組製造し、そのうちの一方を製品形状に曲げればよいので、その製造は極めて容易なものとなる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記曲げ型には、曲げ加工時および曲げ加工後の前記被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されており、この嵌合溝は、前記直線型と組み合わせることにより前記被加工物の外周を取り囲む形状であることを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置である。
請求項２に係る発明においては、曲げ型に曲げ加工時および曲げ加工後の被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されている。このため、曲げ加工後の被加工物を確実に保持しておくことができ被加工物の座屈変形、しわの発生を防止するので、作業効率の向上に寄与することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の曲げ加工装置である。
請求項３に係る発明においては、曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されている。このため、曲げ加工後の被加工物を曲げ型から容易に取り出すことができるようになる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記直線型には、加工前の前記被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されており、前記クランプ手段には、加工前の前記被加工物が嵌合するクランプ孔が形成されており、前記嵌合溝および前記クランプ孔は、前記曲げ型と組み合わせることにより前記被加工物の外周を取り囲む形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。請求項４に係る発明においては、被加工物が嵌合する嵌合溝が直線型に形成されているので、被加工物が曲げロールを通過するときに、確実に被加工物をガイドすることができる。また、曲げ型に嵌合溝を形成することなく、直線型に嵌合溝を形成した場合にあっては、曲がり型の製造が容易になる一方で、被加工物を確実に保持し、直線型と組み合わせることにより被加工物の外周を取り囲む形状で曲げ加工を行うことができる。なお、直線型に嵌合溝を形成したものは、比較的容易に製造することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記直線型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の曲げ加工装置である。
請求項５に係る発明においては、曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されているので、曲げロールを通過する被加工物が、嵌合溝から容易に抜け出し、直線型から曲げ型に確実に移動することができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、前記曲げ型および前記直線型における前記被加工物と接触する部分に、低摩擦性樹脂からなるライナー部材が介在されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
請求項６に係る発明においては、曲げ型および直線型における被加工物と接触する部分に低摩擦性樹脂からなるライナー部材が介在されているので、被加工物を円滑に曲げ加工することができる。また、ライナー部材を介在させることによって、被加工物が型に接触しないので、型に接触することによる傷などの発生を防止することができる。なお、ここでいう「低摩擦性樹脂」としては、たとえば、ウレタン、ＭＣナイロン、ジュラコンなどを例示することができる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、前記クランプ手段は、前記被加工物の先端が前記曲げ型の先端よりも後方に位置するようにして前記被加工物を固定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
また、請求項８に係る発明は、中空材からなる被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型を有し、この曲げ型に前記被加工物の先端を固定するクランプ手段が設けられているとともに、前記被加工物の長手方向に延在し、前記被加工物が前記曲げ型に沿って曲がるように前記被加工物をガイドする直線型を有しており、前記クランプ手段によって固定された前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに通過させて曲げ加工を行う一対のロールを有する曲げロールが設けられており、前記曲げ型および前記直線型は、前記被加工物を挟んだ状態で前記一対のロールの間に配置されるものであり、前記一対のロールの少なくとも一方は、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールであり、前記クランプ手段の先端部は、前記曲げ型と前記直線型とに挟まれる形で前記曲げ型に固定されており、前記クランプ手段の後端部は、前記曲げ型と前記直線型との間に位置しつつ前記被加工物の先端の中空部に嵌挿され、前記クランプ手段の後端部によって前記曲げ型に固定された前記被加工物の先端が、前記曲げ型と前記直線型とに挟まれた状態で一対の前記ロールの間に位置することを特徴とする曲げ加工装置である。
請求項７および請求項８に係る発明においては、被加工物の先端が曲げ型の先端よりも後方に位置するようにして被加工物を固定している。このため、被加工物の最先端部から曲げ加工を行うことができ、被加工物のうち無駄な部分が生じないようにすることができる。
【００１８】
請求項９に係る発明は、前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に内嵌する中子が前記被加工物の後端側から中空部に挿入されており、
曲げ加工が行われている間、前記曲げロールの間に前記中子を位置させる中子保持手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
請求項９に係る発明においては、曲げ加工が行われている間に、中空の被加工物内における曲げロールの間に中子が保持されている。このため、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、中子によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に変形抑止部材が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
請求項１０に係る発明においては、中空の被加工物の中に変形抑止部材が充填されている。このため、中子を介在させる場合と同様、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、変形抑止部材によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止できる。ここで、「変形抑止部材」とは、多数の粒状体や弾性部材などをいい、さらに具体的には、樹脂フォーム、発泡材、エラストマーなどを例示することができる。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型に設けられたクランプ手段によって前記被加工物を固定し、前記クランプ手段の後方に、前記被加工物の長手方向に沿って直線型を配置し、前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに一対のロールを有する曲げロールの間に通過させて、前記直線型で前記被加工物をガイドしながら、前記曲げ型に沿うように前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工方法であって、前記一対のロールの少なくとも一方を、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールとし、前記クランプ手段の外側面と前記直線型の外側面とを面一にしておき、前記曲げ型の先端部および前記クランプ手段を前記一対のロールの間に配置した後、前記被加工物を、前記駆動ロールをモータで回転させることにより前記曲げ型および前記直線型とともに前方へと送り出すことで、前記曲げ型に沿うように前記被加工物を曲げ加工する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明においては、曲げ型の先端部に設けられたクランプ手段によって固定された被加工物を、曲げ型と被加工物をガイドする直線型とともに曲げロール間に通すだけで、曲げ加工することができる。このため、被加工物には、曲げロールを通過する際にほぼ同じ大きさの応力が掛かるので、被加工物に対してほぼ均一に応力が掛かるようにすることができる。
また、曲げ加工を行う場合に、被加工物を曲げ型および直線型とともに通過させるだけの駆動力のみでよいので、非常に少ない駆動力で済ませることができる。さらに、曲げ形状を変更したい場合には、曲げ型の形状を変えれば済むので、その変更に手間が掛かることもなく、その変更に機敏に対応することができる。しかも、曲げ形状のアールが大きい場合であっても、装置が非常に大きくなるようなことはなく、曲げ型の形状が設計からずれていたとしても、その修正は簡単なもので済むことになる。
さらには、曲げ型と直線型を製造する際、２分割された真っ直ぐな型を１組製造し、そのうちの一方を製品形状に曲げればよいので、その製造は極めて容易なものとなる。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に変形抑止部材を充填して、曲げ加工を行うことを特徴とする請求項１１に記載の曲げ加工方法である。請求項１２に係る発明においては、中空の被加工物の中に変形抑止部材が充填されている。このため、中子を介在させる場合と同様、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、変形抑止部材によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００２３】
請求項１３に係る発明は、前記曲げ加工が行われた後の前記被加工物の中に、前記変形抑止部材が残存していることを特徴とする請求項１２に記載の曲げ加工方法である。請求項１３に係る発明においては、曲げ加工後に被加工物に変形抑止部材が残存している。このため、残存した変形抑止部材をエネルギ吸収部材として用いることができる。さらには、振動音を抑制する制振部材として用いることもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。この図１では、ワークＷを曲げ加工する前の状態を示している。
図１に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置１は、被加工物であるワークＷの曲げ形状に合わせた曲げ型である曲げ金型２を有している。このとき、曲げ金型２をワークＷの曲げ形状に合わせる際には、ワークＷのスプリングバックを見込んだ形状に成形されている。なお、以下に示す各実施形態においても、曲げ金型の形状をワークの曲げ形状に合わせる際には、ワークのスプリングバックを見込んだ形状に成形されている。この曲げ金型２の先端には、ワークＷの先端を固定するクランプ手段であるクランプ３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型２の反対側には、ワークＷが曲げ金型２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線型である直線金型４が設けられている。
【００２５】
また、ワークＷは断面四角形をなす直線状の長尺形材によって構成されており、曲げ金型２には、曲げ加工後のワークＷの右半分が嵌合する嵌合溝２ａが曲げ金型２の全長にわたって形成されている。この嵌合溝２ａは、直線金型と組み合わせることにより、ワークＷの外周を取り囲む形状とされている。クランプ３には、ワークＷにおける先端部の左半分と略同一形状のクランプ孔３ａが形成されており、曲げ金型２における嵌合溝２ａの先端部分とクランプ孔３ａにワークＷの先端部が嵌合して、ワークＷが固定されている。ここで、ワークＷを介して曲げ金型２の反対側におけるクランプ３の面と直線金型４の面は面一となるように配置されている。
【００２６】
さらに、直線金型４には、曲げ加工前におけるワークＷの左半分が嵌合する嵌合直線溝４ａが直線金型４の全長にわたって形成されている。この嵌合溝４ａは、曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａと組み合わせることによってワークＷの外周を取り囲む形状とされている。そして、曲げ加工前におけるワークＷは、左半分が直線金型における嵌合溝４ａに嵌合して、直線金型４に沿って延在するように配置されている。ここで、ワークＷは、その断面の対角線を分かれ目として右側と左側に分けられているので、曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａおよび直線金型４に形成された嵌合溝４ａの断面形状は、それぞれ三角形となっている。また、クランプ３に形成されたクランプ孔３ａも同様にその断面は三角形となっている。
【００２７】
他方、テーブル５上には、一対の駆動ロール６Ａおよび従動ロール６Ｂを有する曲げロール６が回動自在に配設されている。曲げロール６における駆動ロール６Ａおよび従動ロール６Ｂは、いずれも円柱形状をなしており、駆動ロール６Ａはテーブル５の下に設けられた図示しないモータによって回転させられる。また、駆動ロール６Ａと従動ロール６Ｂの間の距離は、ワークＷを挟んだ状態における曲げ金型２と直線金型４とを加えた厚さと略同一に設定されている。そして、駆動ロール６Ａおよび従動ロール６Ｂの間にワークＷを挟んだ曲げ金型２および直線金型４を介在させた状態で駆動ロール６Ａを矢印Ｘ方向に回転させることにより、従動ロール６Ｂが矢印Ｙ方向に従動するとともに、ワークＷを前方（矢印Ｚ方向）に送ることができるようになっている。こうして、曲げロール６によってワークＷを前方に送ることにより、ワークＷが曲げ金型２に沿って曲げ加工されるようになっている。
【００２８】
かかる構成を有する曲げ加工装置１における曲げ加工方法について説明する。まず、押出成形などによって製造された長尺形材からなるワークＷにおける先端部の右半分を曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａに嵌め込むとともに、ワークＷにおける先端部の左半分をクランプ３に形成されたクランプ孔３ａに嵌め込んで、クランプ３によってワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ３の後方において、ワーク４の長手方向に沿って直線金型４を配置し、ワークＷの左半分を直線金型４に形成された嵌合溝４ａに嵌合させる。このとき、ワークＷを介して曲げ金型２の反対側におけるクランプ３と直線金型４とが面一となるようにする。
【００２９】
続いて、曲げ金型２の先端部とクランプ３を曲げロール６における駆動ロール６Ａと従動ロール６Ｂの間に配置する。曲げ金型２の先端部とクランプ３を曲げロール６間に配置したら、テーブル５の下に設けられたモータを駆動させて、駆動ロール６Ａを矢印Ｘ方向に回転させる。すると、従動ロール６Ｂは矢印Ｙ方向に回転するように従動するとともに、クランプ３によって固定されたワークＷが矢印Ｚ方向に移動する。こうして、ワークＷを曲げ金型２および直線金型４とともにロール６間を通過させる。
【００３０】
この状態で駆動ロール６Ａを回転させつづけると、図２に示すように、ワークＷのうちの、曲げロール６を通過した部分は、直線金型４にガイドされながら、直線金型４に形成された嵌合溝４ａから曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａに移動する。こうして、スプリングバックを見込んだ曲げ金型２の形状に沿うようにして曲げ加工が行われる。このとき、直線金型４には、嵌合溝４ａが形成され、この嵌合溝４ａにワークＷが嵌合されているので、ワークＷが曲げロール６を通過するときに、直線金型４によって確実にワークＷをガイドすることができる。また、曲げ加工されるワークＷは、その先端部がクランプ３によって曲げ金型に拘束されるため、曲げロール６を通過するときに曲げロール６によって圧縮応力が掛かって曲げ加工が行われるので、ワークＷの一部に応力が集中することはない。したがって、安定した形状にワークＷを曲げ加工することができる。
【００３１】
そして、このまま駆動ロール６Ａを回転させ続け、ワークＷの後端部が曲げロール６を通過したら、ワークＷの曲げ加工が行われる。ワークＷが曲げ加工されたら、ワークＷは、曲げ金型２における嵌合溝２ａに嵌合した状態となっている。したがって、曲げ加工後のワークＷが放り出されたような状態となっていることはなく、作業効率の向上に寄与することができる。
このようにしてワークＷが全長にわたって曲げ加工されたら、曲げ金型２に形成した嵌合溝２ａから曲げ加工されたワークＷを取り出して、ワークＷの曲げ加工が終了する。
【００３２】
続いて、たとえば同じ形状のワークＷを曲げ加工する際には、同一の曲げ金型２および直線金型４を用いて曲げ加工を行うことができる。また、ワークＷの形状が変わる場合、たとえばワークＷの曲げ形状を変更したい場合には、曲げ金型２の形状を変更するのみでよい。このとき、図１３に示す従来の曲げ加工装置９０のように、ターンテーブル９１に曲げガイド９２を固定するなどの作業を要しないので、簡単に曲げ形状の変更を行うことができる。さらには、たとえば曲げ型の形状が設計からずれていたとしても、容易にその修正を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
図３に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置１０は、前記第１の実施形態同様、ワークＷの曲げ加工形状に合わせた曲げ金型１２を有している。この曲げ金型１２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ１３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型１２の反対側には、ワークＷが曲げ金型１２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線金型１４が設けられている。
【００３４】
また、曲げ金型１２には嵌合溝１２ａが曲げ金型１２の全長にわたって形成され、クランプ１３にはクランプ孔１３ａが形成され、さらに、直線金型１４には嵌合溝１４ａが直線金型１４の全長にわたって形成されている。これらの曲げ金型１２に形成した嵌合溝１２ａ、クランプ孔１３ａ、および直線金型１４に形成した嵌合溝１４ａは、ワークＷの断面形状よりもそれぞれ僅かに大きくなるように形成されている。これらの曲げ金型１２に形成した嵌合溝１２ａ、クランプ孔１３ａ、および直線金型１４に形成した嵌合溝１４ａには、低摩擦性樹脂、たとえばジュラコンからなる第１ライナー部材１６から第３ライナー部材１８がそれぞれ介在されている。
【００３５】
第１ライナー部材１６の外形は、曲げ金型１２に形成された嵌合溝１２ａと略同形とされており、第１ライナー部材１６は嵌合溝１２ａに嵌合している。第１ライナー部材１６の内側には、曲げ加工後のワークＷの右半分が嵌合する第１嵌合溝１６ａが形成されている。また、第２ライナー部材１７の外形は、クランプ１３に形成されたクランプ孔１３ａと略同形とされており、第２ライナー部材１７はクランプ孔１３ａに嵌合している。第２ライナー部材１７の内側には、ワークＷの先端部における左半分が嵌合する第２嵌合溝１７ａが形成されている。さらに、第３ライナー部材１８の外形は、直線金型１４に形成された嵌合溝１４ａと略同形とされており、第３ライナー部材１８は嵌合溝１４ａに嵌合している。ここで、ワークＷは、その断面の１辺に平行な直線によって右側と左側に分割されている。このため、第１ライナー部材１６に形成された第１嵌合溝１６ａの断面形状および第３ライナー部材１８に形成された第３嵌合溝１８ａの断面形状は、いずれも縦長の長方形状となっている。また、第２ライナー部材１７に形成された第２嵌合溝１７ａも同様に、縦長の長方形状となっている。
【００３６】
さらに、本実施形態に係る曲げ加工装置は、図示はしないが前記第１の実施形態と同様の曲げロールを有している。この曲げロールの間に、クランプ１３によって固定されたワークＷが曲げ金型１２および直線金型１４とともに通過することによって曲げ加工が行われる。
【００３７】
次に、本実施形態に係る曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法について説明する。
まず、ワークにおける先端部の右半分を曲げ金型１２に取り付けられた第１ライナー部材１６における第１嵌合溝１６ａに嵌め込むとともに、ワークＷにおける先端部の左半分をクランプ１３に取り付けた第２ライナー部材１７における第２嵌合溝１７ａに嵌め込んでワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ１３の後方において、ワークＷの左半分を直線金型１４に取り付けた第３ライナー部材１８に形成された第３嵌合溝１８ａに嵌合させる。このとき、ワークＷを介して曲げ金型１２の反対側におけるクランプ１３と直線金型１４とが面一となるようにする。
【００３８】
以後、前記第１の実施形態と同様、ワークＷを曲げ金型１２および直線金型１４とともに曲げロール６の間に通過させることによって、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。かくして、本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、ワークＷの断面がわずかに大小する程度の変更であれば、曲げ金型１２、クランプ１３、および直線金型１４を変更しなくとも、第１ライナー部材１６、第２ライナー部材１７、および第３ライナー部材１８を変更するのみで対処することができる。また、ライナー部材は、低摩擦性樹脂によって形成されているので、ワークＷを曲げ加工する際に、ワークＷを円滑に曲げることができるとともに、ワークＷを金型などの金属部材と接触させないで済むので、ワークＷに傷がつくことを防止することができる。さらには、ワークＷに塗装をした後であっても、塗装に傷つけることなく、ワークＷを曲げ加工することができる。
【００３９】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、本実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
図４に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置２０は、前記各実施形態同様、ワークＷの曲げ加工形状に合わせた曲げ金型２２を有している。この曲げ金型２２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ２３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型２２の反対側には、ワークＷが曲げ金型２２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線金型２４が設けられている。
【００４０】
また、曲げ金型２２には嵌合溝２２ａが曲げ金型２２の全長にわたって形成され、クランプ２３にはクランプ孔２３ａが形成され、さらに、直線金型２４には嵌合溝２４ａが直線金型２４この曲げ金型２２の全長にわたって形成されている。これらのうちの嵌合溝２２ａには、その上下位置に抜き勾配が形成され、嵌合溝２２ａの上辺と下辺はそれぞれ２°ないし５°の角度θを持って上下に広がっている。ここで、ワークＷは、前記第２の実施形態同様、その断面の１辺に平行な直線によって右側と左側に分割されている。このため、曲げ金型２２に形成された嵌合溝２２ａの断面形状は台形状となっており、直線金型２４に形成された嵌合溝２４ａの断面形状は縦長の長方形状となっている。また、クランプ２３に形成されたクランプ孔２３ａも縦長の長方形状となっている。上記抜き勾配は２°以下だと抜き勾配としての効果が充分でなく、５°以上だと、被加工物との隙間が大きく成りすぎ被加工物の曲げに際してしわ等の発生の原因となる。以上により抜き勾配は２°ないし５°の角度θとするのが適切である。
【００４１】
さらに、本実施形態に係る曲げ加工装置は、図示しないが前記第１の実施形態と同様の曲げロールを有している。この曲げロールの間に、クランプ２３によって固定されたワークＷが曲げ金型２２および直線金型２４とともに通過することによって曲げ加工が行われる。
【００４２】
本実施形態に係る曲げ加工装置においては、前記第１の実施形態と同様の手順で曲げ加工を行うことができる。その手順を説明すると、ワークＷにおける先端部の右半分を曲げ金型２２に形成された嵌合溝２２ａに嵌め込むとともに、ワークＷにおける先端部の左半分をクランプ２３に形成されたクランプ孔２３ａに嵌め込んで、クランプ２３によってワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ２３の後方において、ワークＷの左半分を直線金型２４に形成された嵌合溝２４ａに嵌合させる。
【００４３】
以後、前記第１の実施形態と同様、ワークＷを曲げ金型２２および直線金型２４とともに曲げロール６の間に通過させることによって、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。かくして、本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、曲げ金型２２における嵌合溝２２ａに抜き勾配が形成されているので、曲げ加工されて嵌合溝２２ａに嵌合しているワークＷを嵌合溝２２ａから容易に離脱することができる。
【００４４】
なお、図示はしないが、曲げ金型２２における嵌合溝２２ａの他、直線金型２４における嵌合溝２４ａにも抜き勾配を形成する態様とすることもできる。嵌合溝２４ａに抜き勾配を形成することによって、ワークＷが曲げロールの間を通って、直線金型２４の嵌合溝２４ａから曲げ金型２２の嵌合溝２２ａに移動する際、その移動が円滑なものとなる。
【００４５】
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。
図５は、本実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
図５に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置３０は、前記各実施形態同様、ワークＷの曲げ加工形状に合わせた曲げ金型３２を有している。この曲げ金型３２の先端には、ワークの先端部を固定するクランプ３３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型３２の反対側には、ワークＷが曲げ金型３２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線金型３４が設けられている。
【００４６】
また、本実施形態においては、前記各実施形態と異なり、曲げ金型３２には嵌合溝は形成されていない。その一方、クランプ３３には、ワークＷの断面形状と略同一形状のクランプ孔３３ａが形成されており、このクランプ孔３３ａによってワークＷの先端部が固定されている。ここで、ワークＷを介して曲げ金型３２の反対側におけるクランプ３３の面と直線金型３４の面は面一となるように配置されている。
【００４７】
さらに、直線金型３４には、曲げ加工前におけるワークＷが全体的に嵌合する嵌合溝３４ａが直線金型３４の全長にわたって形成されている。したがって、直線金型３４に形成された嵌合溝３４ａの断面形状は、ワークＷの断面形状と略同一形状とされている。
【００４８】
本実施形態に係る曲げ加工装置においては、前記第１の実施形態と同様の手順で曲げ加工を行うことができる。その手順を説明すると、ワークＷにおける先端部をクランプ３３に形成されたクランプ孔３３ａに嵌め込んで、クランプ３３によってワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ３３の後方において、ワークＷの左半分を直線金型３４に形成された嵌合溝３４ａに嵌合させる。以後、前記第１の実施形態と同様、ワークＷを曲げ金型３２および直線金型３４とともに曲げロール６の間に通過させることによって、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。かくして、本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、曲げ金型３２に嵌合溝を形成する必要がないので、曲げ金型の製造が容易となるという効果が得られる。また、曲げ加工後に、曲げ金型に形成された嵌合溝にワークＷが嵌め込まれた状態となっていることはないので、曲げ加工後にワークＷを曲げ金型から離脱させるのが容易となる。なお、直線金型に嵌合溝が形成されたものは、曲げ金型に比べて容易に製造することができる。
【００４９】
次に、参考実施形態である第５の実施形態について説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係る曲げ加工装置の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置４０は、前記各実施形態同様、曲げ金型４２を有しており、曲げ金型４２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ４３が設けられている。また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態においては、ワークＷは断面三角形状とされている。さらに、曲げ金型４２には嵌合溝４２ａが曲げ金型４２の全長にわたって形成されている。この嵌合溝４２ａの深さは、図６（ｂ）に示すように、ワークＷの一辺の厚さと略同一にされている。クランプ４３には、ワークＷを嵌合する図示しない略三角形状のクランプ孔が形成されており、ワークＷの先端部を固定している。
【００５０】
また、本実施形態においては、テーブル４５上に一対の駆動ロール４６Ａおよび従動ロール４６Ｂからなる曲げロール４６が回動自在に配設されている。さらに、従動ロール４６Ｂを介してクランプ４３の後方位置には、曲げ加工が行われる際にワークＷの逃げを抑止して、ワークＷが曲げ金型４２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする抑止ロール４４が回動自在に配設されている。これら曲げロール４６における駆動ロール４６Ａ、従動ロール４６Ｂおよび抑止ロール４４は、駆動ロール４６Ａの回転中心と従動ロール４６Ｂの回転中心を結んだ直線と、従動ロール４６Ｂの回転中心と抑止ロール４４の回転中心を結んだ直線とが略直角をなすように配置されている。また、曲げ金型４２と接触する駆動ロール４６Ａは円柱形状をなしている。さらに、従動ロール４６Ｂおよび抑止ロール４４は略同一形状をなしており、図６（ｂ）に従動ロール４６Ｂの断面形状を示すように、ワークＷと接触する高さ方向中央部分が窪んだ鼓形状をなしている。
【００５１】
かかる構成を有する本実施形態に係る曲げ加工装置４０では、ワークＷの先端部を曲げ金型４２の先端部およびクランプ４３で固定した状態で、ワークＷの先端側から曲げロール４６の間に通過させる。このとき、ワークＷは、従動ロール４６Ｂおよび抑止ロール４４に沿って移動している。いま、抑止ロール４４が設けられていなければ、ワークＷを曲げ加工する際に、ワークＷが平面視して曲げ金型４２から遠ざかる方向に逃げてしまうが、抑止ロール４４が設けられているので、ワークＷを曲げ金型４２に沿って曲げ加工することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、前記第１の実施形態に示す効果の他、前記第１の実施形態のような直線金型４をも必要としないので、曲げ加工装置をさらに小型化することができる。
【００５３】
続いて、本発明の第６の実施形態について説明する。
図７は、本実施形態に係る曲げ加工装置の平面図、図８（ａ）は、図７のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。
図７に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置５０は、ワークＷの曲げ形状に合わせた曲げ金型５２を有している。この曲げ金型５２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ５３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型５２の反対側には、ワークＷが曲げ金型５２に沿って曲がるようにワークＷをガイドするための直線金型５４が設けられている。
【００５４】
ここで、図７に示すように、本実施形態における直線金型５４の先端部は曲げ金型５２の先端部と面一となるように配設されている。また、クランプ５３は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、曲げ金型５２における嵌合溝５２ａおよび直線金型５４における嵌合溝５４ａに挟まれる形で曲げ金型に固定されている。そして、クランプ５３の後端部は、曲がりロール６の間に配置されている。このクランプ５３の後端部の位置にワークＷの先端部が接触するようになっている。
【００５５】
したがって、曲げ加工が開始される時点で曲げロール６の間のワークＷの最先端部が位置することになるので、ワーク全体を曲げ加工することができる。このため、ワークＷの端部に曲げ加工が行われていない、いわば無駄となる部分が生じることがなくなる。
【００５６】
さらに、本発明の第７の実施形態について説明する。
図９（ａ）は、本実施形態に係る曲げ加工装置の曲げ加工前における状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、その曲げ加工後の状態を示す斜視図である。
図９（ａ）に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置６０は、前記第１の実施形態とほとんど同一であり、同一の部材については同一の番号を付してその説明を省略する。本実施形態では、前記第１の実施形態と比較して、中空材からなるワークＷの中に中子６１が内嵌されているとともに、曲げ加工中にこの中子６１を曲げロール６の間に配置させるための中子保持手段となるワイヤ６２が設けられている点においてのみ異なる。
【００５７】
本実施形態に係る曲げ加工装置６０による曲げ加工方法について説明する。図９（ａ）に示すように、中空のワークＷの先端部に中子６１を挿入し、曲げ金型２および直線金型４でワークＷを挟み、中子６１を曲げロール６の間に位置させる。続いて、駆動ロール６Ａを回転させて、ワークＷを曲げ金型２および直線金型４とともに矢印Ｚ方向に移動させる。この間、図９（ｂ）に示すように、ワークＷの移動に合わせて中子６１が移動しないように、ワイヤ６２で中子６１を引っ張って曲げロール６の間に中子６１が位置するように中子６１を保持する。そのまま、中子６１の位置が変わらないようにした状態で、駆動ロール６Ａを回転させてワークＷを送って曲げ加工を行う。このとき、曲げ応力は曲げロール６間でワークＷに掛かっているが、中子６１が常に曲げロール６間に位置している。したがって、ワークＷに予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、中子６１を用いる代わりに、変形抑制部材である樹脂フォームをワークＷの長手方向全域にわたって、ワークＷの中空部に充填しておくこともできる。樹脂フォームを充填しておくことにより、曲げロール６の間で、樹脂フォームが中子６１と同様の作用を生じるので、ワークＷに予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。しかも、曲げ加工後もその樹脂フォームをワークＷの中に残存させておくことにより、樹脂フォーム自体がエネルギ吸収部材や振動音を抑制する振動抑制部材として機能する。したがって、たとえば、ワークＷを自動車のバンパー補強部材に用いる場合には、衝突に対する強度が増すとともに、車両用または建築用の構造材・外被材等に用いる場合は騒音によって生じる振動音を抑制することができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、図１０に示すように、ワークＷの断面がコ字状である場合には、曲げ金型６３に形成する嵌合溝６３ａに、ワークＷの開口部に入り込む突起６３ａを形成しておくこともできる。このような突起６３ａを設けることによって、突起６３ａがワークＷに対するシワの発生などを防止して、断面コ字形状のワークＷを確実に曲げ加工することができる。
【００６０】
また、ワークＷの形状に合わせて適宜曲げ金型および直線金型に形成された嵌合溝の形状を設定することができる。たとえば、図１１に示すように、ワークＷの断面形状が台形である場合には、曲げ金型６４に形成する嵌合溝６４ａの高さ方向の幅が直線金型６５に形成する嵌合溝６５ａの高さ方向の幅よりも小さく、さらに直線金型６５から離れるにしたがって徐々に小さくなっていくテーパを有する態様とすることができる。
【００６１】
さらには、前記各実施形態において、一対の曲げロールは、一方を駆動ロール、他方を従動ロールとしたが、両方のロールを駆動ロールとした態様とすることもできる。
【００６２】
また、同一の曲率の円形曲げ加工はもちろん、たとえば放物線、双曲線、サイクロイド曲線などの一部のように１つの曲線の中で曲率が変化するような形状であっても曲げ加工することができる。しかも、これらのような種々の形状の曲げ加工を行う際にも、曲げ型の形状を代えるだけで対応することができる。ただし、曲率が正の値から負の値まで変化するＳ字曲線などの形状は曲げ加工が困難なものとなる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明における請求項１または請求項１１に係る発明によれば、被加工物に対してほぼ均一に応力が掛かるようにして曲げ加工を行うことができる。また、装置全体として簡易であり、非常に少ない駆動力で曲げ加工を行うことができる。さらに、曲げ形状を変更したい場合には、曲げ型の形状を変えれば済むので、その設置に手間が掛かることもなく、その変更に機敏に対応することができる。
【００６４】
請求項２に係る発明によれば、曲げ型に形成された嵌合溝に曲げ加工後の被加工物を確実に保持しておくことができるので、作業効率の向上に寄与することができる
【００６５】
請求項３に係る発明によれば、曲げ加工後の被加工物を曲げ型から容易に取り出すことができる。
【００６６】
請求項４に係る発明によれば、被加工物が曲げロールを通過するときに、確実に被加工物をガイドすることができる。また、曲げ型に嵌合溝を形成しない場合には、曲げ型を容易に製造できるようになる。
【００６７】
請求項５に係る発明によれば、曲げロールを通過する被加工物が、直線型に形成した嵌合溝から容易に抜け出し、直線型から曲げ型に確実に移動することができる。
【００６８】
請求項６に係る発明によれば、被加工物を円滑に曲げ加工することができる。また、被加工物が型に接触して被加工物に傷が発生などの事態を防止することができる。
【００７０】
請求項７および請求項８に係る発明によれば、被加工物の最先端部から曲げ加工を行うことができ、被加工物のうち無駄な部分が生じないようにすることができる。
【００７１】
請求項９、請求項１０、請求項１２に係る発明によれば、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、中子によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００７２】
請求項１３に係る発明によれば、残存した変形抑止部材をエネルギ吸収部材として用いることができる。さらには、振動音を抑制する抑制部材として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る曲げ加工装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る曲げ加工装置の曲げ加工後の状態を示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
【図４】第３の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
【図５】第４の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
【図６】（ａ）は、第５の実施形態（参考実施形態）に係る曲げ加工装置の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】第６の実施形態に係る曲げ加工装置の平面図である。
【図８】（ａ）は、図７のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】（ａ）は、第７の実施形態に係る曲げ加工装置の曲げ加工前における状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、その曲げ加工後の状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の変形例を示す正面図である。
【図１１】本発明の他の変形例を示す正面図である。
【図１２】従来の曲げ加工装置の概要を示す正面図である。
【図１３】他の従来の曲げ加工を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 曲げ加工装置
２ 曲げ金型
２ａ （曲げ金型に形成した）嵌合溝
３ クランプ（クランプ手段）
３ａ クランプ孔
４ 直線金型
４ａ （直線金型に形成した）嵌合溝
６ 曲げロール
６Ａ 駆動ロール
６Ｂ 従動ロール
１６ 第１ライナー部材
１７ 第２ライナー部材
１８ 第３ライナー部材
４４ 抑止ロール
６１ 中子
６２ ワイヤ（中子保持手段）
Ｗ ワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒材などの長尺部材、殊に押出形材を曲げ加工する曲げ加工装置および曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフレーム部材やバンパー補強材、あるいは建築構造用途の部材やエクステリア用部材を製造するにあたっては、棒材などを曲げて加工するいわゆる曲げ加工が行われる。
【０００３】
このような曲げ加工を行う装置として、従来、たとえば図１２に示すものがあった。この曲げ加工装置８０は、ワークＷの曲げ形状に合わせて成形された上型８１と下型８２を有している。これらの上型８１および下型８２の間にワークＷを設置し、上型８１に上方から圧力を掛けて、上型８１を押し下げてワークＷをプレスして成形するものであった。
【０００４】
また、他の従来曲げ加工装置として、本出願人は、実開平４−７０２１０号公報に示す曲げ加工装置を開示している。図１３に示すように、この曲げ加工装置９０は、回転可能なターンテーブル９１を有しており、このターンテーブル９１上には、ワークＷの曲げ形状に合わせて成形された曲げガイド９２が固定されている。また曲げガイド９２の先端部には、ワークＷを固定するクランプ９３が設けられており、クランプ９３のやや後方位置には、曲げガイド９２にワークＷを押し付ける押圧接触部９４が配設されている。押圧接触部９４の側方には、押圧接触部９４をワークＷに押し付けるための押圧シリンダ９５が備えられている。
【０００５】
この曲げ加工装置９０においては、ワークＷの先端部をクランプ９３で固定し、押圧シリンダ９５によって押圧接触部９４をワークＷに向けて押圧し、ワークＷを曲げガイド９２に押し付ける。この状態で、ターンテーブル９１を回転させることによって、曲げガイド９２に沿って所定の曲げ形状となるようにワークＷを曲げ加工するというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１２に示す従来の曲げ加工装置８０では、上型８１に上方から圧力を掛けてワークＷをプレスする際、上型８１と接触するワークＷの中央部分に応力が集中的に掛かってしまう。このため、下型８２と接触するワークＷの端部に掛かる応力とワークＷの中央部に掛かる応力には差が生じるため、曲げ形状が安定しないという問題があった。
【０００７】
一方、図１３に示す従来の曲げ加工装置９０では、曲げガイド９２がターンテーブル９１に固定されているので、曲げ加工を行う際に、ターンテーブル９１全体を回転させなければならない。このため、曲げ加工を行うのに、ターンテーブル９１を回転させるために、大きな駆動力を必要とするものであった。また、ワークＷの曲げ形状を変更しようとすると、曲げガイドをターンテーブル９１に正確に取り付けなければならない。したがって、ワークＷの曲げ形状を変更するための作業には手間が掛かるものであった。さらに、いったん曲げ加工装置９０を製造してしまうと、たとえば曲げガイド９２の形状を微修正するにしても、非常に手間が掛かるものであった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ワークに掛かる応力を均一化することによって、ワークを安定した形状に曲げ加工できるようにする。また、曲げ加工を行う際に多大な駆動力を必要とすることなく、たとえばワークの曲げ形状を変更したい場合などにも、機敏に対応できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に係る発明は、被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型を有し、この曲げ型に前記被加工物の先端を固定するクランプ手段が設けられているとともに、前記被加工物の長手方向に延在し、前記被加工物が前記曲げ型に沿って曲がるように前記被加工物をガイドする直線型を有しており、前記クランプ手段によって固定された前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに通過させて曲げ加工を行う一対のロールを有する曲げロールが設けられており、前記曲げ型および前記直線型は、前記被加工物を挟んだ状態で前記一対のロールの間に配置されるものであり、前記一対のロールの少なくとも一方は、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールであり、前記直線型は、前記クランプ手段の後方に設けられており、前記クランプ手段の外側面と前記直線型の外側面とが面一になっていることを特徴とする曲げ加工装置である。なお、本明細書において「被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型」とは、曲げ加工終了後応力を除去した際に被加工物がスプリングバックにより戻る分を見込んだうえで目的とする被加工物の曲げ形状になるように成形された曲げ型を意味するものである。
【００１０】
請求項１に係る発明においては、曲げ型の先端部に設けられたクランプ手段によって固定された被加工物を、曲げ型と被加工物をガイドする直線型とともに曲げロール間に通すだけで、曲げ加工することができる。このため、被加工物には、曲げロールを通過する際にほぼ同じ大きさの応力が掛かるので、被加工物に対してほぼ均一に応力が掛かるようにすることができる。
また、装置全体として簡易であり、曲げ加工を行う場合に、被加工物を曲げ型および直線型とともに通過させるだけの駆動力のみでよいので、非常に少ない駆動力で済ませることができる。さらに、曲げ形状を変更したい場合には、曲げ型の形状を変えれば済むので、その変更に手間が掛かることもなく、その変更に機敏に対応することができる。しかも、曲げ形状のアールが大きい場合であっても、装置が非常に大きくなるようなことはなく、また、曲げ型の形状が設計からずれていたとしても、その修正は簡単なもので済むことになる。
さらには、曲げ型と直線型を製造する際、２分割された真っ直ぐな型を１組製造し、そのうちの一方を製品形状に曲げればよいので、その製造は極めて容易なものとなる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記曲げ型には、曲げ加工時および曲げ加工後の前記被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されており、この嵌合溝は、前記直線型と組み合わせることにより前記被加工物の外周を取り囲む形状であることを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置である。
請求項２に係る発明においては、曲げ型に曲げ加工時および曲げ加工後の被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されている。このため、曲げ加工後の被加工物を確実に保持しておくことができ被加工物の座屈変形、しわの発生を防止するので、作業効率の向上に寄与することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の曲げ加工装置である。
請求項３に係る発明においては、曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されている。このため、曲げ加工後の被加工物を曲げ型から容易に取り出すことができるようになる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記直線型には、加工前の前記被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されており、前記クランプ手段には、加工前の前記被加工物が嵌合するクランプ孔が形成されており、前記嵌合溝および前記クランプ孔は、前記曲げ型と組み合わせることにより前記被加工物の外周を取り囲む形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。請求項４に係る発明においては、被加工物が嵌合する嵌合溝が直線型に形成されているので、被加工物が曲げロールを通過するときに、確実に被加工物をガイドすることができる。また、曲げ型に嵌合溝を形成することなく、直線型に嵌合溝を形成した場合にあっては、曲がり型の製造が容易になる一方で、被加工物を確実に保持し、直線型と組み合わせることにより被加工物の外周を取り囲む形状で曲げ加工を行うことができる。なお、直線型に嵌合溝を形成したものは、比較的容易に製造することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記直線型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の曲げ加工装置である。
請求項５に係る発明においては、曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されているので、曲げロールを通過する被加工物が、嵌合溝から容易に抜け出し、直線型から曲げ型に確実に移動することができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、前記曲げ型および前記直線型における前記被加工物と接触する部分に、低摩擦性樹脂からなるライナー部材が介在されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
請求項６に係る発明においては、曲げ型および直線型における被加工物と接触する部分に低摩擦性樹脂からなるライナー部材が介在されているので、被加工物を円滑に曲げ加工することができる。また、ライナー部材を介在させることによって、被加工物が型に接触しないので、型に接触することによる傷などの発生を防止することができる。なお、ここでいう「低摩擦性樹脂」としては、たとえば、ウレタン、ＭＣナイロン、ジュラコンなどを例示することができる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、前記クランプ手段は、前記被加工物の先端が前記曲げ型の先端よりも後方に位置するようにして前記被加工物を固定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
また、請求項８に係る発明は、中空材からなる被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型を有し、この曲げ型に前記被加工物の先端を固定するクランプ手段が設けられているとともに、前記被加工物の長手方向に延在し、前記被加工物が前記曲げ型に沿って曲がるように前記被加工物をガイドする直線型を有しており、前記クランプ手段によって固定された前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに通過させて曲げ加工を行う一対のロールを有する曲げロールが設けられており、前記曲げ型および前記直線型は、前記被加工物を挟んだ状態で前記一対のロールの間に配置されるものであり、前記一対のロールの少なくとも一方は、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールであり、前記クランプ手段の先端部は、前記曲げ型と前記直線型とに挟まれる形で前記曲げ型に固定されており、前記クランプ手段の後端部は、前記曲げ型と前記直線型との間に位置しつつ前記被加工物の先端の中空部に嵌挿され、前記クランプ手段の後端部によって前記曲げ型に固定された前記被加工物の先端が、前記曲げ型と前記直線型とに挟まれた状態で一対の前記ロールの間に位置することを特徴とする曲げ加工装置である。
請求項７および請求項８に係る発明においては、被加工物の先端が曲げ型の先端よりも後方に位置するようにして被加工物を固定している。このため、被加工物の最先端部から曲げ加工を行うことができ、被加工物のうち無駄な部分が生じないようにすることができる。
【００１８】
請求項９に係る発明は、前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に内嵌する中子が前記被加工物の後端側から中空部に挿入されており、
曲げ加工が行われている間、前記曲げロールの間に前記中子を位置させる中子保持手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
請求項９に係る発明においては、曲げ加工が行われている間に、中空の被加工物内における曲げロールの間に中子が保持されている。このため、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、中子によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に変形抑止部材が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置である。
請求項１０に係る発明においては、中空の被加工物の中に変形抑止部材が充填されている。このため、中子を介在させる場合と同様、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、変形抑止部材によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止できる。ここで、「変形抑止部材」とは、多数の粒状体や弾性部材などをいい、さらに具体的には、樹脂フォーム、発泡材、エラストマーなどを例示することができる。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型に設けられたクランプ手段によって前記被加工物を固定し、前記クランプ手段の後方に、前記被加工物の長手方向に沿って直線型を配置し、前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに一対のロールを有する曲げロールの間に通過させて、前記直線型で前記被加工物をガイドしながら、前記曲げ型に沿うように前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工方法であって、前記一対のロールの少なくとも一方を、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールとし、前記クランプ手段の外側面と前記直線型の外側面とを面一にしておき、前記曲げ型の先端部および前記クランプ手段を前記一対のロールの間に配置した後、前記被加工物を、前記駆動ロールをモータで回転させることにより前記曲げ型および前記直線型とともに前方へと送り出すことで、前記曲げ型に沿うように前記被加工物を曲げ加工する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明においては、曲げ型の先端部に設けられたクランプ手段によって固定された被加工物を、曲げ型と被加工物をガイドする直線型とともに曲げロール間に通すだけで、曲げ加工することができる。このため、被加工物には、曲げロールを通過する際にほぼ同じ大きさの応力が掛かるので、被加工物に対してほぼ均一に応力が掛かるようにすることができる。
また、曲げ加工を行う場合に、被加工物を曲げ型および直線型とともに通過させるだけの駆動力のみでよいので、非常に少ない駆動力で済ませることができる。さらに、曲げ形状を変更したい場合には、曲げ型の形状を変えれば済むので、その変更に手間が掛かることもなく、その変更に機敏に対応することができる。しかも、曲げ形状のアールが大きい場合であっても、装置が非常に大きくなるようなことはなく、曲げ型の形状が設計からずれていたとしても、その修正は簡単なもので済むことになる。
さらには、曲げ型と直線型を製造する際、２分割された真っ直ぐな型を１組製造し、そのうちの一方を製品形状に曲げればよいので、その製造は極めて容易なものとなる。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に変形抑止部材を充填して、曲げ加工を行うことを特徴とする請求項１１に記載の曲げ加工方法である。請求項１２に係る発明においては、中空の被加工物の中に変形抑止部材が充填されている。このため、中子を介在させる場合と同様、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、変形抑止部材によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００２３】
請求項１３に係る発明は、前記曲げ加工が行われた後の前記被加工物の中に、前記変形抑止部材が残存していることを特徴とする請求項１２に記載の曲げ加工方法である。請求項１３に係る発明においては、曲げ加工後に被加工物に変形抑止部材が残存している。このため、残存した変形抑止部材をエネルギ吸収部材として用いることができる。さらには、振動音を抑制する制振部材として用いることもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。この図１では、ワークＷを曲げ加工する前の状態を示している。
図１に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置１は、被加工物であるワークＷの曲げ形状に合わせた曲げ型である曲げ金型２を有している。このとき、曲げ金型２をワークＷの曲げ形状に合わせる際には、ワークＷのスプリングバックを見込んだ形状に成形されている。なお、以下に示す各実施形態においても、曲げ金型の形状をワークの曲げ形状に合わせる際には、ワークのスプリングバックを見込んだ形状に成形されている。この曲げ金型２の先端には、ワークＷの先端を固定するクランプ手段であるクランプ３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型２の反対側には、ワークＷが曲げ金型２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線型である直線金型４が設けられている。
【００２５】
また、ワークＷは断面四角形をなす直線状の長尺形材によって構成されており、曲げ金型２には、曲げ加工後のワークＷの右半分が嵌合する嵌合溝２ａが曲げ金型２の全長にわたって形成されている。この嵌合溝２ａは、直線金型と組み合わせることにより、ワークＷの外周を取り囲む形状とされている。クランプ３には、ワークＷにおける先端部の左半分と略同一形状のクランプ孔３ａが形成されており、曲げ金型２における嵌合溝２ａの先端部分とクランプ孔３ａにワークＷの先端部が嵌合して、ワークＷが固定されている。ここで、ワークＷを介して曲げ金型２の反対側におけるクランプ３の面と直線金型４の面は面一となるように配置されている。
【００２６】
さらに、直線金型４には、曲げ加工前におけるワークＷの左半分が嵌合する嵌合直線溝４ａが直線金型４の全長にわたって形成されている。この嵌合溝４ａは、曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａと組み合わせることによってワークＷの外周を取り囲む形状とされている。そして、曲げ加工前におけるワークＷは、左半分が直線金型における嵌合溝４ａに嵌合して、直線金型４に沿って延在するように配置されている。ここで、ワークＷは、その断面の対角線を分かれ目として右側と左側に分けられているので、曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａおよび直線金型４に形成された嵌合溝４ａの断面形状は、それぞれ三角形となっている。また、クランプ３に形成されたクランプ孔３ａも同様にその断面は三角形となっている。
【００２７】
他方、テーブル５上には、一対の駆動ロール６Ａおよび従動ロール６Ｂを有する曲げロール６が回動自在に配設されている。曲げロール６における駆動ロール６Ａおよび従動ロール６Ｂは、いずれも円柱形状をなしており、駆動ロール６Ａはテーブル５の下に設けられた図示しないモータによって回転させられる。また、駆動ロール６Ａと従動ロール６Ｂの間の距離は、ワークＷを挟んだ状態における曲げ金型２と直線金型４とを加えた厚さと略同一に設定されている。そして、駆動ロール６Ａおよび従動ロール６Ｂの間にワークＷを挟んだ曲げ金型２および直線金型４を介在させた状態で駆動ロール６Ａを矢印Ｘ方向に回転させることにより、従動ロール６Ｂが矢印Ｙ方向に従動するとともに、ワークＷを前方（矢印Ｚ方向）に送ることができるようになっている。こうして、曲げロール６によってワークＷを前方に送ることにより、ワークＷが曲げ金型２に沿って曲げ加工されるようになっている。
【００２８】
かかる構成を有する曲げ加工装置１における曲げ加工方法について説明する。まず、押出成形などによって製造された長尺形材からなるワークＷにおける先端部の右半分を曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａに嵌め込むとともに、ワークＷにおける先端部の左半分をクランプ３に形成されたクランプ孔３ａに嵌め込んで、クランプ３によってワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ３の後方において、ワーク４の長手方向に沿って直線金型４を配置し、ワークＷの左半分を直線金型４に形成された嵌合溝４ａに嵌合させる。このとき、ワークＷを介して曲げ金型２の反対側におけるクランプ３と直線金型４とが面一となるようにする。
【００２９】
続いて、曲げ金型２の先端部とクランプ３を曲げロール６における駆動ロール６Ａと従動ロール６Ｂの間に配置する。曲げ金型２の先端部とクランプ３を曲げロール６間に配置したら、テーブル５の下に設けられたモータを駆動させて、駆動ロール６Ａを矢印Ｘ方向に回転させる。すると、従動ロール６Ｂは矢印Ｙ方向に回転するように従動するとともに、クランプ３によって固定されたワークＷが矢印Ｚ方向に移動する。こうして、ワークＷを曲げ金型２および直線金型４とともにロール６間を通過させる。
【００３０】
この状態で駆動ロール６Ａを回転させつづけると、図２に示すように、ワークＷのうちの、曲げロール６を通過した部分は、直線金型４にガイドされながら、直線金型４に形成された嵌合溝４ａから曲げ金型２に形成された嵌合溝２ａに移動する。こうして、スプリングバックを見込んだ曲げ金型２の形状に沿うようにして曲げ加工が行われる。このとき、直線金型４には、嵌合溝４ａが形成され、この嵌合溝４ａにワークＷが嵌合されているので、ワークＷが曲げロール６を通過するときに、直線金型４によって確実にワークＷをガイドすることができる。また、曲げ加工されるワークＷは、その先端部がクランプ３によって曲げ金型に拘束されるため、曲げロール６を通過するときに曲げロール６によって圧縮応力が掛かって曲げ加工が行われるので、ワークＷの一部に応力が集中することはない。したがって、安定した形状にワークＷを曲げ加工することができる。
【００３１】
そして、このまま駆動ロール６Ａを回転させ続け、ワークＷの後端部が曲げロール６を通過したら、ワークＷの曲げ加工が行われる。ワークＷが曲げ加工されたら、ワークＷは、曲げ金型２における嵌合溝２ａに嵌合した状態となっている。したがって、曲げ加工後のワークＷが放り出されたような状態となっていることはなく、作業効率の向上に寄与することができる。
このようにしてワークＷが全長にわたって曲げ加工されたら、曲げ金型２に形成した嵌合溝２ａから曲げ加工されたワークＷを取り出して、ワークＷの曲げ加工が終了する。
【００３２】
続いて、たとえば同じ形状のワークＷを曲げ加工する際には、同一の曲げ金型２および直線金型４を用いて曲げ加工を行うことができる。また、ワークＷの形状が変わる場合、たとえばワークＷの曲げ形状を変更したい場合には、曲げ金型２の形状を変更するのみでよい。このとき、図１３に示す従来の曲げ加工装置９０のように、ターンテーブル９１に曲げガイド９２を固定するなどの作業を要しないので、簡単に曲げ形状の変更を行うことができる。さらには、たとえば曲げ型の形状が設計からずれていたとしても、容易にその修正を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
図３に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置１０は、前記第１の実施形態同様、ワークＷの曲げ加工形状に合わせた曲げ金型１２を有している。この曲げ金型１２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ１３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型１２の反対側には、ワークＷが曲げ金型１２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線金型１４が設けられている。
【００３４】
また、曲げ金型１２には嵌合溝１２ａが曲げ金型１２の全長にわたって形成され、クランプ１３にはクランプ孔１３ａが形成され、さらに、直線金型１４には嵌合溝１４ａが直線金型１４の全長にわたって形成されている。これらの曲げ金型１２に形成した嵌合溝１２ａ、クランプ孔１３ａ、および直線金型１４に形成した嵌合溝１４ａは、ワークＷの断面形状よりもそれぞれ僅かに大きくなるように形成されている。これらの曲げ金型１２に形成した嵌合溝１２ａ、クランプ孔１３ａ、および直線金型１４に形成した嵌合溝１４ａには、低摩擦性樹脂、たとえばジュラコンからなる第１ライナー部材１６から第３ライナー部材１８がそれぞれ介在されている。
【００３５】
第１ライナー部材１６の外形は、曲げ金型１２に形成された嵌合溝１２ａと略同形とされており、第１ライナー部材１６は嵌合溝１２ａに嵌合している。第１ライナー部材１６の内側には、曲げ加工後のワークＷの右半分が嵌合する第１嵌合溝１６ａが形成されている。また、第２ライナー部材１７の外形は、クランプ１３に形成されたクランプ孔１３ａと略同形とされており、第２ライナー部材１７はクランプ孔１３ａに嵌合している。第２ライナー部材１７の内側には、ワークＷの先端部における左半分が嵌合する第２嵌合溝１７ａが形成されている。さらに、第３ライナー部材１８の外形は、直線金型１４に形成された嵌合溝１４ａと略同形とされており、第３ライナー部材１８は嵌合溝１４ａに嵌合している。ここで、ワークＷは、その断面の１辺に平行な直線によって右側と左側に分割されている。このため、第１ライナー部材１６に形成された第１嵌合溝１６ａの断面形状および第３ライナー部材１８に形成された第３嵌合溝１８ａの断面形状は、いずれも縦長の長方形状となっている。また、第２ライナー部材１７に形成された第２嵌合溝１７ａも同様に、縦長の長方形状となっている。
【００３６】
さらに、本実施形態に係る曲げ加工装置は、図示はしないが前記第１の実施形態と同様の曲げロールを有している。この曲げロールの間に、クランプ１３によって固定されたワークＷが曲げ金型１２および直線金型１４とともに通過することによって曲げ加工が行われる。
【００３７】
次に、本実施形態に係る曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法について説明する。
まず、ワークにおける先端部の右半分を曲げ金型１２に取り付けられた第１ライナー部材１６における第１嵌合溝１６ａに嵌め込むとともに、ワークＷにおける先端部の左半分をクランプ１３に取り付けた第２ライナー部材１７における第２嵌合溝１７ａに嵌め込んでワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ１３の後方において、ワークＷの左半分を直線金型１４に取り付けた第３ライナー部材１８に形成された第３嵌合溝１８ａに嵌合させる。このとき、ワークＷを介して曲げ金型１２の反対側におけるクランプ１３と直線金型１４とが面一となるようにする。
【００３８】
以後、前記第１の実施形態と同様、ワークＷを曲げ金型１２および直線金型１４とともに曲げロール６の間に通過させることによって、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。かくして、本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、ワークＷの断面がわずかに大小する程度の変更であれば、曲げ金型１２、クランプ１３、および直線金型１４を変更しなくとも、第１ライナー部材１６、第２ライナー部材１７、および第３ライナー部材１８を変更するのみで対処することができる。また、ライナー部材は、低摩擦性樹脂によって形成されているので、ワークＷを曲げ加工する際に、ワークＷを円滑に曲げることができるとともに、ワークＷを金型などの金属部材と接触させないで済むので、ワークＷに傷がつくことを防止することができる。さらには、ワークＷに塗装をした後であっても、塗装に傷つけることなく、ワークＷを曲げ加工することができる。
【００３９】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、本実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
図４に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置２０は、前記各実施形態同様、ワークＷの曲げ加工形状に合わせた曲げ金型２２を有している。この曲げ金型２２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ２３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型２２の反対側には、ワークＷが曲げ金型２２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線金型２４が設けられている。
【００４０】
また、曲げ金型２２には嵌合溝２２ａが曲げ金型２２の全長にわたって形成され、クランプ２３にはクランプ孔２３ａが形成され、さらに、直線金型２４には嵌合溝２４ａが直線金型２４この曲げ金型２２の全長にわたって形成されている。これらのうちの嵌合溝２２ａには、その上下位置に抜き勾配が形成され、嵌合溝２２ａの上辺と下辺はそれぞれ２°ないし５°の角度θを持って上下に広がっている。ここで、ワークＷは、前記第２の実施形態同様、その断面の１辺に平行な直線によって右側と左側に分割されている。このため、曲げ金型２２に形成された嵌合溝２２ａの断面形状は台形状となっており、直線金型２４に形成された嵌合溝２４ａの断面形状は縦長の長方形状となっている。また、クランプ２３に形成されたクランプ孔２３ａも縦長の長方形状となっている。上記抜き勾配は２°以下だと抜き勾配としての効果が充分でなく、５°以上だと、被加工物との隙間が大きく成りすぎ被加工物の曲げに際してしわ等の発生の原因となる。以上により抜き勾配は２°ないし５°の角度θとするのが適切である。
【００４１】
さらに、本実施形態に係る曲げ加工装置は、図示しないが前記第１の実施形態と同様の曲げロールを有している。この曲げロールの間に、クランプ２３によって固定されたワークＷが曲げ金型２２および直線金型２４とともに通過することによって曲げ加工が行われる。
【００４２】
本実施形態に係る曲げ加工装置においては、前記第１の実施形態と同様の手順で曲げ加工を行うことができる。その手順を説明すると、ワークＷにおける先端部の右半分を曲げ金型２２に形成された嵌合溝２２ａに嵌め込むとともに、ワークＷにおける先端部の左半分をクランプ２３に形成されたクランプ孔２３ａに嵌め込んで、クランプ２３によってワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ２３の後方において、ワークＷの左半分を直線金型２４に形成された嵌合溝２４ａに嵌合させる。
【００４３】
以後、前記第１の実施形態と同様、ワークＷを曲げ金型２２および直線金型２４とともに曲げロール６の間に通過させることによって、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。かくして、本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、曲げ金型２２における嵌合溝２２ａに抜き勾配が形成されているので、曲げ加工されて嵌合溝２２ａに嵌合しているワークＷを嵌合溝２２ａから容易に離脱することができる。
【００４４】
なお、図示はしないが、曲げ金型２２における嵌合溝２２ａの他、直線金型２４における嵌合溝２４ａにも抜き勾配を形成する態様とすることもできる。嵌合溝２４ａに抜き勾配を形成することによって、ワークＷが曲げロールの間を通って、直線金型２４の嵌合溝２４ａから曲げ金型２２の嵌合溝２２ａに移動する際、その移動が円滑なものとなる。
【００４５】
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。
図５は、本実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
図５に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置３０は、前記各実施形態同様、ワークＷの曲げ加工形状に合わせた曲げ金型３２を有している。この曲げ金型３２の先端には、ワークの先端部を固定するクランプ３３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型３２の反対側には、ワークＷが曲げ金型３２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする直線金型３４が設けられている。
【００４６】
また、本実施形態においては、前記各実施形態と異なり、曲げ金型３２には嵌合溝は形成されていない。その一方、クランプ３３には、ワークＷの断面形状と略同一形状のクランプ孔３３ａが形成されており、このクランプ孔３３ａによってワークＷの先端部が固定されている。ここで、ワークＷを介して曲げ金型３２の反対側におけるクランプ３３の面と直線金型３４の面は面一となるように配置されている。
【００４７】
さらに、直線金型３４には、曲げ加工前におけるワークＷが全体的に嵌合する嵌合溝３４ａが直線金型３４の全長にわたって形成されている。したがって、直線金型３４に形成された嵌合溝３４ａの断面形状は、ワークＷの断面形状と略同一形状とされている。
【００４８】
本実施形態に係る曲げ加工装置においては、前記第１の実施形態と同様の手順で曲げ加工を行うことができる。その手順を説明すると、ワークＷにおける先端部をクランプ３３に形成されたクランプ孔３３ａに嵌め込んで、クランプ３３によってワークＷの先端部を固定する。次に、クランプ３３の後方において、ワークＷの左半分を直線金型３４に形成された嵌合溝３４ａに嵌合させる。以後、前記第１の実施形態と同様、ワークＷを曲げ金型３２および直線金型３４とともに曲げロール６の間に通過させることによって、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。かくして、本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、曲げ金型３２に嵌合溝を形成する必要がないので、曲げ金型の製造が容易となるという効果が得られる。また、曲げ加工後に、曲げ金型に形成された嵌合溝にワークＷが嵌め込まれた状態となっていることはないので、曲げ加工後にワークＷを曲げ金型から離脱させるのが容易となる。なお、直線金型に嵌合溝が形成されたものは、曲げ金型に比べて容易に製造することができる。
【００４９】
次に、参考実施形態である第５の実施形態について説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係る曲げ加工装置の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置４０は、前記各実施形態同様、曲げ金型４２を有しており、曲げ金型４２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ４３が設けられている。また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態においては、ワークＷは断面三角形状とされている。さらに、曲げ金型４２には嵌合溝４２ａが曲げ金型４２の全長にわたって形成されている。この嵌合溝４２ａの深さは、図６（ｂ）に示すように、ワークＷの一辺の厚さと略同一にされている。クランプ４３には、ワークＷを嵌合する図示しない略三角形状のクランプ孔が形成されており、ワークＷの先端部を固定している。
【００５０】
また、本実施形態においては、テーブル４５上に一対の駆動ロール４６Ａおよび従動ロール４６Ｂからなる曲げロール４６が回動自在に配設されている。さらに、従動ロール４６Ｂを介してクランプ４３の後方位置には、曲げ加工が行われる際にワークＷの逃げを抑止して、ワークＷが曲げ金型４２に沿って曲がるようにワークＷをガイドする抑止ロール４４が回動自在に配設されている。これら曲げロール４６における駆動ロール４６Ａ、従動ロール４６Ｂおよび抑止ロール４４は、駆動ロール４６Ａの回転中心と従動ロール４６Ｂの回転中心を結んだ直線と、従動ロール４６Ｂの回転中心と抑止ロール４４の回転中心を結んだ直線とが略直角をなすように配置されている。また、曲げ金型４２と接触する駆動ロール４６Ａは円柱形状をなしている。さらに、従動ロール４６Ｂおよび抑止ロール４４は略同一形状をなしており、図６（ｂ）に従動ロール４６Ｂの断面形状を示すように、ワークＷと接触する高さ方向中央部分が窪んだ鼓形状をなしている。
【００５１】
かかる構成を有する本実施形態に係る曲げ加工装置４０では、ワークＷの先端部を曲げ金型４２の先端部およびクランプ４３で固定した状態で、ワークＷの先端側から曲げロール４６の間に通過させる。このとき、ワークＷは、従動ロール４６Ｂおよび抑止ロール４４に沿って移動している。いま、抑止ロール４４が設けられていなければ、ワークＷを曲げ加工する際に、ワークＷが平面視して曲げ金型４２から遠ざかる方向に逃げてしまうが、抑止ロール４４が設けられているので、ワークＷを曲げ金型４２に沿って曲げ加工することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、前記第１の実施形態に示す効果の他、前記第１の実施形態のような直線金型４をも必要としないので、曲げ加工装置をさらに小型化することができる。
【００５３】
続いて、本発明の第６の実施形態について説明する。
図７は、本実施形態に係る曲げ加工装置の平面図、図８（ａ）は、図７のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。
図７に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置５０は、ワークＷの曲げ形状に合わせた曲げ金型５２を有している。この曲げ金型５２の先端には、ワークＷの先端部を固定するクランプ５３が設けられており、ワークＷにおける曲げ金型５２の反対側には、ワークＷが曲げ金型５２に沿って曲がるようにワークＷをガイドするための直線金型５４が設けられている。
【００５４】
ここで、図７に示すように、本実施形態における直線金型５４の先端部は曲げ金型５２の先端部と面一となるように配設されている。また、クランプ５３は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、曲げ金型５２における嵌合溝５２ａおよび直線金型５４における嵌合溝５４ａに挟まれる形で曲げ金型に固定されている。そして、クランプ５３の後端部は、曲がりロール６の間に配置されている。このクランプ５３の後端部の位置にワークＷの先端部が接触するようになっている。
【００５５】
したがって、曲げ加工が開始される時点で曲げロール６の間のワークＷの最先端部が位置することになるので、ワーク全体を曲げ加工することができる。このため、ワークＷの端部に曲げ加工が行われていない、いわば無駄となる部分が生じることがなくなる。
【００５６】
さらに、本発明の第７の実施形態について説明する。
図９（ａ）は、本実施形態に係る曲げ加工装置の曲げ加工前における状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、その曲げ加工後の状態を示す斜視図である。
図９（ａ）に示すように、本実施形態に係る曲げ加工装置６０は、前記第１の実施形態とほとんど同一であり、同一の部材については同一の番号を付してその説明を省略する。本実施形態では、前記第１の実施形態と比較して、中空材からなるワークＷの中に中子６１が内嵌されているとともに、曲げ加工中にこの中子６１を曲げロール６の間に配置させるための中子保持手段となるワイヤ６２が設けられている点においてのみ異なる。
【００５７】
本実施形態に係る曲げ加工装置６０による曲げ加工方法について説明する。図９（ａ）に示すように、中空のワークＷの先端部に中子６１を挿入し、曲げ金型２および直線金型４でワークＷを挟み、中子６１を曲げロール６の間に位置させる。続いて、駆動ロール６Ａを回転させて、ワークＷを曲げ金型２および直線金型４とともに矢印Ｚ方向に移動させる。この間、図９（ｂ）に示すように、ワークＷの移動に合わせて中子６１が移動しないように、ワイヤ６２で中子６１を引っ張って曲げロール６の間に中子６１が位置するように中子６１を保持する。そのまま、中子６１の位置が変わらないようにした状態で、駆動ロール６Ａを回転させてワークＷを送って曲げ加工を行う。このとき、曲げ応力は曲げロール６間でワークＷに掛かっているが、中子６１が常に曲げロール６間に位置している。したがって、ワークＷに予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、中子６１を用いる代わりに、変形抑制部材である樹脂フォームをワークＷの長手方向全域にわたって、ワークＷの中空部に充填しておくこともできる。樹脂フォームを充填しておくことにより、曲げロール６の間で、樹脂フォームが中子６１と同様の作用を生じるので、ワークＷに予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。しかも、曲げ加工後もその樹脂フォームをワークＷの中に残存させておくことにより、樹脂フォーム自体がエネルギ吸収部材や振動音を抑制する振動抑制部材として機能する。したがって、たとえば、ワークＷを自動車のバンパー補強部材に用いる場合には、衝突に対する強度が増すとともに、車両用または建築用の構造材・外被材等に用いる場合は騒音によって生じる振動音を抑制することができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、図１０に示すように、ワークＷの断面がコ字状である場合には、曲げ金型６３に形成する嵌合溝６３ａに、ワークＷの開口部に入り込む突起６３ａを形成しておくこともできる。このような突起６３ａを設けることによって、突起６３ａがワークＷに対するシワの発生などを防止して、断面コ字形状のワークＷを確実に曲げ加工することができる。
【００６０】
また、ワークＷの形状に合わせて適宜曲げ金型および直線金型に形成された嵌合溝の形状を設定することができる。たとえば、図１１に示すように、ワークＷの断面形状が台形である場合には、曲げ金型６４に形成する嵌合溝６４ａの高さ方向の幅が直線金型６５に形成する嵌合溝６５ａの高さ方向の幅よりも小さく、さらに直線金型６５から離れるにしたがって徐々に小さくなっていくテーパを有する態様とすることができる。
【００６１】
さらには、前記各実施形態において、一対の曲げロールは、一方を駆動ロール、他方を従動ロールとしたが、両方のロールを駆動ロールとした態様とすることもできる。
【００６２】
また、同一の曲率の円形曲げ加工はもちろん、たとえば放物線、双曲線、サイクロイド曲線などの一部のように１つの曲線の中で曲率が変化するような形状であっても曲げ加工することができる。しかも、これらのような種々の形状の曲げ加工を行う際にも、曲げ型の形状を代えるだけで対応することができる。ただし、曲率が正の値から負の値まで変化するＳ字曲線などの形状は曲げ加工が困難なものとなる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明における請求項１または請求項１１に係る発明によれば、被加工物に対してほぼ均一に応力が掛かるようにして曲げ加工を行うことができる。また、装置全体として簡易であり、非常に少ない駆動力で曲げ加工を行うことができる。さらに、曲げ形状を変更したい場合には、曲げ型の形状を変えれば済むので、その設置に手間が掛かることもなく、その変更に機敏に対応することができる。
【００６４】
請求項２に係る発明によれば、曲げ型に形成された嵌合溝に曲げ加工後の被加工物を確実に保持しておくことができるので、作業効率の向上に寄与することができる
【００６５】
請求項３に係る発明によれば、曲げ加工後の被加工物を曲げ型から容易に取り出すことができる。
【００６６】
請求項４に係る発明によれば、被加工物が曲げロールを通過するときに、確実に被加工物をガイドすることができる。また、曲げ型に嵌合溝を形成しない場合には、曲げ型を容易に製造できるようになる。
【００６７】
請求項５に係る発明によれば、曲げロールを通過する被加工物が、直線型に形成した嵌合溝から容易に抜け出し、直線型から曲げ型に確実に移動することができる。
【００６８】
請求項６に係る発明によれば、被加工物を円滑に曲げ加工することができる。また、被加工物が型に接触して被加工物に傷が発生などの事態を防止することができる。
【００７０】
請求項７および請求項８に係る発明によれば、被加工物の最先端部から曲げ加工を行うことができ、被加工物のうち無駄な部分が生じないようにすることができる。
【００７１】
請求項９、請求項１０、請求項１２に係る発明によれば、曲げロールによる曲げ加工が行われているときに、中子によって被加工物の曲げ形状を安定させ、被加工物に予定外の変形が生じたり、シワが発生したりすることを防止することができる。
【００７２】
請求項１３に係る発明によれば、残存した変形抑止部材をエネルギ吸収部材として用いることができる。さらには、振動音を抑制する抑制部材として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る曲げ加工装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る曲げ加工装置の曲げ加工後の状態を示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
【図４】第３の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
【図５】第４の実施形態に係る曲げ加工装置の斜視図である。
【図６】（ａ）は、第５の実施形態（参考実施形態）に係る曲げ加工装置の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】第６の実施形態に係る曲げ加工装置の平面図である。
【図８】（ａ）は、図７のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】（ａ）は、第７の実施形態に係る曲げ加工装置の曲げ加工前における状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、その曲げ加工後の状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の変形例を示す正面図である。
【図１１】本発明の他の変形例を示す正面図である。
【図１２】従来の曲げ加工装置の概要を示す正面図である。
【図１３】他の従来の曲げ加工を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 曲げ加工装置
２ 曲げ金型
２ａ （曲げ金型に形成した）嵌合溝
３ クランプ（クランプ手段）
３ａ クランプ孔
４ 直線金型
４ａ （直線金型に形成した）嵌合溝
６ 曲げロール
６Ａ 駆動ロール
６Ｂ 従動ロール
１６ 第１ライナー部材
１７ 第２ライナー部材
１８ 第３ライナー部材
４４ 抑止ロール
６１ 中子
６２ ワイヤ（中子保持手段）
Ｗ ワーク
Claims (13)
- 被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型を有し、この曲げ型に前記被加工物の先端を固定するクランプ手段が設けられているとともに、前記被加工物の長手方向に延在し、前記被加工物が前記曲げ型に沿って曲がるように前記被加工物をガイドする直線型を有しており、
前記クランプ手段によって固定された前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに通過させて曲げ加工を行う一対のロールを有する曲げロールが設けられており、
前記曲げ型および前記直線型は、前記被加工物を挟んだ状態で前記一対のロールの間に配置されるものであり、
前記一対のロールの少なくとも一方は、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールであり、
前記直線型は、前記クランプ手段の後方に設けられており、
前記クランプ手段の外側面と前記直線型の外側面とが面一になっていることを特徴とする曲げ加工装置。 - 前記曲げ型には、曲げ加工後の前記被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されており、この嵌合溝は、前記直線型と組み合わせることにより前記被加工物の外周を取り囲む形状であることを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置。
- 前記曲げ型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の曲げ加工装置。
- 前記直線型には、加工前の前記被加工物が嵌合する嵌合溝が形成されており、前記クランプ手段には、加工前の前記被加工物が嵌合するクランプ孔が形成されており、前記嵌合溝および前記クランプ孔は、前記曲げ型と組み合わせることにより前記被加工物の外周を取り囲む形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置。
- 前記直線型に形成した嵌合溝に抜き勾配が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の曲げ加工装置。
- 前記曲げ型および前記直線型における前記被加工物と接触する部分に、低摩擦性樹脂からなるライナー部材が介在されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置。
- 前記クランプ手段は、前記被加工物の先端が前記曲げ型の先端よりも後方に位置するようにして前記被加工物を固定することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置。
- 中空材からなる被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型を有し、この曲げ型に前記被加工物の先端を固定するクランプ手段が設けられているとともに、前記被加工物の長手方向に延在し、前記被加工物が前記曲げ型に沿って曲がるように前記被加工物をガイドする直線型を有しており、
前記クランプ手段によって固定された前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに通過させて曲げ加工を行う一対のロールを有する曲げロールが設けられており、
前記曲げ型および前記直線型は、前記被加工物を挟んだ状態で前記一対のロールの間に配置されるものであり、
前記一対のロールの少なくとも一方は、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールであり、
前記クランプ手段の先端部は、前記曲げ型と前記直線型とに挟まれる形で前記曲げ型に固定されており、
前記クランプ手段の後端部は、前記曲げ型と前記直線型との間に位置しつつ前記被加工物の先端の中空部に嵌挿され、
前記クランプ手段の後端部によって前記曲げ型に固定された前記被加工物の先端が、前記曲げ型と前記直線型とに挟まれた状態で一対の前記ロールの間に位置することを特徴とする曲げ加工装置。 - 前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に内嵌する中子が前記被加工物の後端側から中空部に挿入されており、
曲げ加工が行われている間、前記曲げロールの間に前記中子を位置させる中子保持手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置。 - 前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に変形抑止部材が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の曲げ加工装置。
- 被加工物の曲げ形状に合わせて成形された曲げ型に設けられたクランプ手段によって前記被加工物を固定し、前記クランプ手段の後方に、前記被加工物の長手方向に沿って直線型を配置し、
前記被加工物を前記曲げ型および前記直線型とともに一対のロールを有する曲げロールの間に通過させて、前記直線型で前記被加工物をガイドしながら、前記曲げ型に沿うように前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工方法であって、
前記一対のロールの少なくとも一方を、前記曲げ型および前記直線型を前方へ送るための駆動ロールとし、
前記クランプ手段の外側面と前記直線型の外側面とを面一にしておき、
前記曲げ型の先端部および前記クランプ手段を前記一対のロールの間に配置した後、前記被加工物を、前記駆動ロールをモータで回転させることにより前記曲げ型および前記直線型とともに前方へと送り出すことで、前記曲げ型に沿うように前記被加工物を曲げ加工する、ことを特徴とする曲げ加工方法。 - 前記被加工物が中空材であり、前記被加工物の中空部に変形抑止部材を充填して、曲げ加工を行うことを特徴とする請求項１１に記載の曲げ加工方法。
- 前記曲げ加工が行われた後の前記被加工物の中に、前記変形抑止部材が残存していることを特徴とする請求項１２に記載の曲げ加工方法。
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