JP7245330B2 - プレスブレーキおよび二次元湾曲加工品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次元湾曲加工が可能なプレスブレーキと、当該プレスブレーキを用いた二次元湾曲加工品の製造方法とに関する。

プレスブレーキで曲げ加工を行う場合、ワークはプレスブレーキの上下金型間に置かれる。一般に、下側の金型あるいは動作しない側の金型は、「ダイ」と呼ばれ、ワークに接する側に開放された溝を有する。一方、上側の金型あるいは動作する側の金型は、「パンチ」と呼ばれ、ワークに接する側に凸な形状を有している。このパンチをワークに接触させ、更に押圧することで、ダイの溝形状またはパンチのストローク量に応じた曲げ形状をワークに付与できる。

プレスブレーキの分野では、ワークの一方向に湾曲形状を付与する（シングルコンターを付与する）手法として、従来から、シングルコンターに近似させるように直線状の曲げを複数付与する多段曲げ加工が知られている。ただし、この多段曲げ加工では、平板状のワークを精度よくシングルコンターに加工することが難しい。例えば、ワークの複数箇所に鈍角の曲げを順次付与すると、それぞれの箇所で生じた角度の誤差が蓄積する。これにより加工後の製品全体として見れば、かなり大きな角度誤差が生じるので、製品の実際の形状は所望のシングルコンターとは異なるものとなる。

そこで、多段曲げ加工の精度を向上するために、例えば、特許文献１または２に開示されるプレスブレーキが提案されている。特許文献１では、所定の曲げ角度に必要な目標角度とこの目標角度に必要な目標ストロークとを計算するとともに、ワークの実際の曲げ角度を測定して、目標角度を達成するように目標ストロークに基づいてパンチを移動させるよう制御している。また、特許文献２では、所定の目標曲げ角度と実際の曲げ角度との誤差を解消するように、目標曲げ角度を補正している。

特開２０１６－０５９９３４号公報 特開２０１６－０５９９３５号公報

ここで航空機分野では、前述したシングルコンターを有する部品、すなわち、ワークの一方向のみに湾曲形状が付与された部品（一次元湾曲加工品）だけでなく、ダブルコンター、すなわち、二方向に湾曲形状が付与された部品（二次元湾曲加工品）も求められている。

しかしながら、プレスブレーキを用いた場合、特許文献１または２のように、多段曲げ加工により一次元湾曲加工品を製造する（シングルコンターを成形する）ことは可能であるが、二次元湾曲加工品を製造する（ダブルコンターを成形する）ことは困難である。前述した特許文献１または２でも、多段曲げ加工の精度を向上させて一次元湾曲加工品を製造することは開示しているものの、二次元湾曲加工品を製造することについては何ら開示が無い。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、二次元湾曲加工が可能なプレスブレーキおよびプレスブレーキを用いた二次元湾曲加工品の製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係るプレスブレーキは、前記の課題を解決するために、互いに対向するダイおよびパンチと、前記ダイおよび前記パンチの間にワークを配置した状態で、これらを接近させるように、前記ダイおよび前記パンチの少なくとも一方を相対的に移動させるパンチ駆動機構と、を備え、前記パンチは、前記ダイに対向する複数のパンチ要素を一列に配列して成るとともに、それぞれの前記パンチ要素には、当該パンチ要素における前記ダイ側の進出位置を調整する位置調整機構が設けられ、前記ワークを曲げ加工する際に、一列に配列する前記複数のパンチ要素の一方の端部から他方に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進出位置を徐々に変化させて、当該複数のパンチ要素の先端により形成される形状を放物線状とする構成である。

前記構成によれば、パンチが備える一列の複数のパンチ要素の先端の形状を放物線状にしてワークを曲げ加工して湾曲を付与することにより、ワークに対して、曲げ加工の方向とともにパンチ要素の列方向に対しても湾曲を付与することができる。これにより、プレスブレーキを用いて二次元湾曲加工された製品を容易に製造することができる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本開示では、以上の構成により、二次元湾曲加工が可能なプレスブレーキおよびプレスブレーキを用いた二次元湾曲加工品の製造方法を提供することができる、という効果を奏する。

図１は、本開示の実施の形態に係るプレスブレーキの代表的な構成例を示す、模式的正面図およびパンチの模式的側面図との対比図である。 図２は、図１に示すプレスブレーキの代表的な制御構成の一例を示すブロック図である。 図３は、図１に示すプレスブレーキにおいて、パンチ要素の先端により形成される形状を凹状（上に凸状）の放物線状とした状態およびこれにより製造される二次元湾曲加工品を示す模式図である。 図４は、図１に示すプレスブレーキにおいて、パンチ要素の先端により形成される形状を凸状（下に凸状）の放物線状とした状態およびこれにより製造される二次元湾曲加工品を示す模式図である。 図５Ａ，図５Ｂは、パンチ要素の先端に開閉機構を設けた構成の一例を示す模式的側面図である。

以下、本開示の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

［プレスブレーキの構成例］
本開示に係るプレスブレーキの代表的な構成例について、図１および図２を参照して具体的に説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るプレスブレーキ１０は、ダイ１１、パンチ１２、テーブル１３、スライド（ラム）１４、パンチ駆動機構１５、位置調整機構２１（位置コントローラ）等を備えており、図２に示すように、ワーク搬送機構１６、制御部３０、操作盤３１、記憶部３２等をさらに備えている。なお、図１に示す例では、プレスブレーキ１０の模式的正面図の右横に、ダイ１１およびパンチ１２の対向状態を示す部分側面図を点線で対比させており、図２は、プレスブレーキ１０の制御構成の要部をブロック図で図示している。

図１に示す例では、ダイ１１は、下方に位置して平板状のワーク４０（板材）を支持している。パンチ１２は、下方のダイ１１に対向するように上側に配置される。パンチ１２は、スライド１４により支持されている。スライド１４は、図中双方向矢印Ｍ１に示すように、パンチ駆動機構１５によりダイ１１に対して近接（下方移動）または遠隔（上方移動）するように相対移動する。

テーブル１３はスライド１４に対向するように配置され、その上面にダイ１１を固定する。したがって、本実施の形態では、テーブル１３の上面がベッドプレートとして機能する。なお、テーブル１３の上面には別途ベッドプレートが設けられてもよい。ダイ１１を基準として見れば、スライド１４は、ダイ１１に対向するように配置される。また、パンチ１２を基準として見れば、ダイ１１を固定するテーブル１３は、パンチ１２に対向するように配置される。

パンチ１２は、複数のパンチ要素２０を一列に配列して成る。ダイ１１の上面には所定形状の溝１１ａが設けられており、パンチ要素２０はワーク４０に付与する曲げ形状に応じた外形状を有している。したがって、ダイ１１およびパンチ１２をワーク４０加工用の成形型として見た場合には、下方の成形型であるダイ１１が雌型（凹型）となり、上方の成形型であるパンチ要素２０が雄型（凸型）となる。

本実施の形態においては、パンチ１２は、複数のパンチ要素２０を一列に配列した構成であり、それぞれのパンチ要素２０が独立して進出移動可能に構成される。一方、ダイ１１は、パンチ要素２０の配列方向に沿った単一の長尺状に構成される。したがって、ダイ１１の上面に構成される溝１１ａは、当該ダイ１１の長手方向に沿って延伸する凹部となっている。

パンチ１２を構成するそれぞれのパンチ要素２０は、パンチホルダ２３に固定されており、位置調整機構２１により図１中ブロック矢印Ｍ２に示すように下方のダイ１１に向かって進出移動する。なお、進出したパンチ要素２０は上方に向かって（ブロック矢印Ｍ２の反対方向に）後退移動することが可能である。位置調整機構２１は、図１または図２に示すように駆動部２２を備えており、駆動部２２によりパンチ要素２０を進出移動させることができる。

また、パンチ要素２０の進出移動方向（ブロック矢印Ｍ２）は、パンチ駆動機構１５によるスライド１４の相対移動方向（双方向矢印Ｍ１）と同一の方向である。したがって、パンチ要素２０は、スライド１４の相対移動方向において、その進出位置を位置調整機構２１により調整可能となっている。本実施の形態では、スライド１４の相対移動方向およびパンチ要素２０の進出移動方向は上下方向（鉛直方向）である。また、ダイ１１の長手方向およびパンチ要素２０の配列方向は左右方向（横水平方向）である。

スライド１４は、前記の通りパンチ１２を支持してパンチ駆動機構１５により相対移動するものである。本実施の形態では、パンチ１２を構成するパンチ要素２０、位置調整機構２１、駆動部２２、パンチホルダ２３がスライド１４に支持されている。位置調整機構２１および駆動部２２は、例えばスライド１４の内部に収容されており、パンチホルダ２３およびパンチ要素２０は、スライド１４の下面に支持されている。位置調整機構２１によりパンチ要素２０が下方（ダイ１１側）に進出移動する際には、パンチ要素２０はパンチホルダ２３とともに移動する。

図２に示すように、プレスブレーキ１０はワーク搬送機構１６を備えている。ワーク搬送機構１６は、プレスブレーキ１０における前側または後側に設けられるので、ワーク４０は、プレスブレーキ１０の前から後に向かって、または、後から前に向かってワーク搬送機構１６によりダイ１１およびパンチ１２の間に搬送される。図１における正面図はプレスブレーキ１０の前側であるので、当該正面図において紙面手前から奥側、または、奥側から紙面手前にワーク４０が搬送される。それゆえ、ワーク４０の搬送方向（送り出し方向）は前後方向（縦水平方向）である。

前述したように、ダイ１１の長手方向およびパンチ要素２０の配列方向は左右方向であり、搬送方向である前後方向に直交する。ワーク搬送機構１６によるワーク４０の搬送方向を「縦方向」（またはワーク４０の長さ方向）とすると、ダイ１１の長手方向およびパンチ要素２０の配列方向は「横方向」（またはワーク４０の幅方向）となる。それゆえ、ワーク搬送機構１６により「縦方向」に搬送されたワーク４０に対しては、「横方向」に配置されるダイ１１およびパンチ１２により曲げが付与される。

このとき、それぞれのパンチ要素２０の進出位置は位置調整機構２１により調整され、後述するように、パンチ１２全体として見たときに、「横方向」に配列するパンチ要素２０の先端により形成される形状（先端形状）は放物線状となる。パンチ駆動機構１５は、この状態でパンチ１２を支持するスライド１４をダイ１１側（下方）に相対移動させ、ワーク４０に当接させた後に、さらに所定の位置まで押し込む。これにより、ワーク４０の「縦方向」（搬送方向）に曲げが付与される。このような曲げの付与を連続的に行うことで、ワーク４０の「縦方向」に多段曲げ加工を施すことができる。

ここで、ワーク４０に曲げを付与する際には、パンチ１２の先端形状は放物線状である。これにより、ワーク４０に対して「縦方向」（搬送方向）に曲げが付与されるとともに、パンチ１２の先端線形状によりワーク４０の「横方向」（直行方向）にも湾曲が付与される。その結果、得られるプレス加工品においては、「縦方向」に多段曲げ加工による湾曲が形成されるとともに、「横方向」には、放物線状のパンチ１２による湾曲が形成される。それゆえ、得られるプレス加工品は、「縦方向」および「横方向」の双方に湾曲する二次元湾曲加工品となる。

ここで、図２に示すように、パンチ駆動機構１５、ワーク搬送機構１６、位置調整機構２１の駆動部２２は制御部３０により制御される。したがって、パンチ駆動機構１５によるスライド１４の相対移動、ワーク搬送機構１６によるワーク４０の搬送、並びに、位置調整機構２１によるパンチ要素２０の進出移動はいずれも制御部３０により制御される。また、制御部３０には操作盤３１が接続されているので、プレスブレーキ１０のオペレータ（操作者、使用者）は、操作盤３１を操作することにより、プレスブレーキ１０を操作することができる。

また、制御部３０に対しては記憶部３２が接続されている。記憶部３２は、ワーク４０の加工に関するデータを記憶している。例えば、図２に示す例では、パンチ要素動作プログラム、およびプレスブレーキ動作プログラム等を記憶している。制御部３０は、これらデータを記憶部３２から読み出して、パンチ駆動機構１５、ワーク搬送機構１６、位置調整機構２１（駆動部２２）等を制御する。パンチ要素動作プログラムおよびプレスブレーキ動作プログラムは、ワーク形状データに基づいて作成されるものであり、ワーク形状データは、例えば、プレスブレーキ１０に接続される外部装置に記憶されてもよい。

言い換えれば、制御部３０は、パンチ要素動作プログラムにより複数の位置調整機構２１（駆動部２２）をそれぞれ制御することで、パンチ１２を構成するそれぞれのパンチ要素２０の進出位置を調整するとともに、プレスブレーキ動作プログラムにより、パンチ駆動機構１５およびワーク搬送機構１６を制御することで、ワーク４０の搬送量およびワーク４０に対する曲げの付与を調整する。

［パンチの先端形状］
次に、複数のパンチ要素２０の進出位置を調整して、パンチ要素２０の先端により形成されるパンチ１２の形状を放物線形状とする点について、図３および図４に基づいて説明する。

ワーク４０を曲げ加工する際には、図３または図４に示すように、一列に配列する複数のパンチ要素２０の一方の端部から他方に向かって、図３または図４に示す例では列の両端から中央に向かって、それぞれのパンチ要素２０の相対移動量を徐々に減少または増加させる。これにより当該複数のパンチ要素２０の先端により構成される形状が放物線状となる。なお、図３および図４では、図１と同様に、パンチ要素２０の相対移動方向（進出方向）をブロック矢印Ｍ２で示している。また、図３および図４では、加工前の平板状のワーク４０を点線で図示している。

例えば、図３では、パンチ要素２０の列の両端が最も進出した位置になるように相対移動しており、両端から中央に向かって徐々に進出位置が小さくなる（相対移動方向が減少する）ようにパンチ要素２０が相対移動しており、列の中央では最も進出位置が小さくなっている。列の中央のパンチ要素２０は、全く進出していない状態、すなわち、相対移動していない定位置にあってもよい。このような状態では、パンチ１２全体として見れば、一列のパンチ要素２０（パンチ１２全体）の先端形状は凹状（または上に凸状）の放物線状となっている。

このように、パンチ１２全体の先端形状が凹状の放物線状であれば、製造される二次元湾曲加工品４１では、加工前のワーク４０における「横方向」（左右方向）の両端縁は、加工前のワーク４０における「横方向」（左右方向）の中央部と比較して、成形量が大きくなるため、中央部より長端縁が上側に反りあがる。この二次元湾曲加工品４１においては、紙面方向に沿って多段曲げ加工が施されているので、「縦方向」（搬送方向、前後方向）全体に湾曲している。この状態を便宜上「山型」の二次元湾曲（ダブルコンター）と称する。

図３に示す例では、列の中央部のパンチ要素２０における相対移動位置が最小であり、列の両端のパンチ要素２０における相対移動位置が最大になり、これらの間に位置するパンチ要素２０の相対移動位置は、中央部から見て徐々に大きくなる。ここで、パンチ要素２０の相対移動位置が大きいほどワーク４０における中央部と両端部との折曲角度の差を大きくすることができ、相対移動位置が小さいほど折曲角度の差が小さくなる。そのため、先端形状が凹状の放物線状になったパンチ１２によりワーク４０を折曲加工することにより、「横方向」の両端縁に大きく曲げを付与した「山型」の二次元湾曲加工品４１を製造することができる。

これに対して、図４では、パンチ要素２０の列の中央が最も進出した位置になるように相対移動しており、中央から両端に向かって徐々に進出位置が小さくなる（相対移動方向が減少する）ようにパンチ要素２０が相対移動しており、列の両端では最も進出位置が小さくなっている。なお、列の両端では、パンチ要素２０が全く進出していない定位置であってもよい。

言い換えれば、図４では、パンチ要素２０の列の両端では最も進出位置が小さく、両端から中央に向かって徐々に進出位置が大きくなる（相対移動が増加する）ようにパンチ要素２０が相対移動しており、列の中央でパンチ要素２０の進出位置が最も大きくなる。このような状態では、パンチ１２全体として見れば、一列のパンチ要素２０（パンチ１２全体）の先端形状は凸状（または下に凸状）の放物線状となっている。

このように、パンチ１２全体の先端形状が凸状の放物線状であれば、製造される二次元湾曲加工品４２では、加工前のワーク４０における「横方向」（左右方向）の中央部が、両端縁と比較して成形量が大きくなり、上側に起き上がる。この二次元湾曲加工品４２においても、図３に示す二次元湾曲加工品４１と同様に、紙面方向に沿って多段曲げ加工が施されているので、「縦方向」（搬送方向、前後方向）全体に湾曲している。この状態を便宜上「鞍型」の二次元湾曲（ダブルコンター）と称する。

図４に示す例では、列の中央部のパンチ要素２０における相対移動位置が最大になり、列の両端のパンチ要素２０における相対移動位置が最少になり、これらの間に位置するパンチ要素２０の相対移動位置は、中央部から見て徐々に小さくなる。前記の通り、パンチ要素２０の相対移動位置が大きいほどワーク４０における中央部と両端部との折曲角度の差を大きくすることができ、相対移動位置が小さいほど折曲角度の差が小さくなる。そのため、先端形状が凸状の放物線状になったパンチ１２によりワーク４０を折曲加工することにより、「横方向」の中央部に大きく曲げを付与した「鞍型」の二次元湾曲加工品４２を製造することができる。

このような「山型」の二次元湾曲加工品４１または「鞍型」の二次元湾曲加工品４２の製造方法の一例について説明する。

例えば、まず、オペレータがプレスブレーキ１０の操作盤３１において加工開始の指令を入力する。制御部３０は、操作盤３１からの入力指令に基づいて、ワーク搬送機構１６を間欠的に駆動してワーク４０を搬送させる。ワーク４０を所定量搬送すればワーク搬送機構１６はワーク４０の搬送を一時停止する。次に制御部３０は、パンチ駆動機構１５を駆動してパンチ１２を下方に相対移動させる。このとき、制御部３０は、位置調整機構２１の駆動部２２を駆動してパンチ１２を構成する各パンチ要素２０の進出位置を調整する。

プレスブレーキ１０が備えるパンチ１２は、前記の通り、一列に配列される複数のパンチ要素２０を有し、それぞれのパンチ要素２０は独立して、ワーク４０に対する進出位置を調整可能である。そこで制御部３０は、各パンチ要素２０に設けられる位置調整機構２１（駆動部２２）を制御し、例えば、図３に示すように、一列のパンチ要素２０の両端から中央に向かって、それぞれのパンチ要素２０の進出位置を徐々に減少させて、当該複数のパンチ要素２０の先端により形成される形状（先端形状）を凹状の放物線状する。あるいは制御部３０は、図４に示すように、一列のパンチ要素２０の両端から中央に向かって、それぞれのパンチ要素２０の進出位置を徐々に増加させて、当該複数のパンチ要素２０の先端により形成される形状（先端形状）を凸条の放物線状とする。

このとき、制御部３０は、前述したように、記憶部３２に記憶されるパンチ要素動作プログラム（並びにプレスブレーキ動作プログラム）等に基づいて、位置調整機構２１（駆動部２２）を制御する。特に、ワーク４０に付与される二次元湾曲を調整する観点では、制御部３０は、少なくとも、ワーク４０に付与する曲げ形状の曲率として予め設定される曲率データに基づいて、複数のパンチ要素２０の進出位置を調整するように、位置調整機構２１（駆動部２２）を制御すればよい。

また、制御部３０による各パンチ要素２０の進出位置を調整するタイミングは特に限定されない。ワーク４０の搬送方向（縦方向）全体に対して同様の先端形状で曲げを付与する場合には、加工開始前に予めパンチ要素２０の進出位置を調整して放物線状を形成してもよいし、加工開始時にパンチ１２が最初にワーク４０を押圧するまでに進出位置を調整してもよい。また、ワーク４０の搬送位置（縦方向の位置）によって先端形状を異なるように調整する場合には、最初の押圧の後には、パンチ１２が上側に移動（ダイ１１から離れるように移動）してからパンチ１２が再度押圧する（パンチ１２が下方に移動する、あるいは、ダイ１１に近接する）までの間に、パンチ要素２０の進出位置を調整すればよい。

このように、先端形状が凹状または凸状の放物線状に調整されたパンチ１２により、ワーク４０が押圧されればワーク４０に曲げ形状が付与される。そして、パンチ駆動機構１５を駆動してパンチ１２を上動してパンチ１２をワーク４０から離隔させる。この一連の動作を繰り返すことで、ワーク４０に多段曲げ加工が施される。その結果、当該ワーク４０に対して二次元方向の曲率を付与することができ、「山型」の二次元湾曲加工品４１または「鞍型」の二次元湾曲加工品４２を製造することができる。

ここで、ワーク４０の材質、ワーク４０の表面状態、ワーク４０に付与しようとする曲げの曲率等の諸条件によっては、放物線状のパンチ１２によりワーク４０に曲げを付与した場合に、当該ワーク４０の広がり方向に「たるみ」（伸びすぎた部分）あるいは「つっぱり」（伸びていない部分）が生じるおそれがある。この場合、良好な二次元湾曲加工をワーク４０に付与できない可能性がある。

そこで、図５Ａ、図５Ｂに示すように、ワーク４０の表面に対して開閉可能に当接する開閉機構２４Ａ，２４Ｂをパンチ要素２０およびダイ１１の少なくとも一方に設けてもよい。図５Ａ、図５Ｂでは、開閉機構２４Ａ，２４Ｂをパンチ要素２０の先端に設けた例を模式的に図示している。

例えば、図５Ａに示す開閉機構２４Ａは、基本状態では開いており、ワーク４０の表面に対して当接した状態で閉じることが可能な一対の当接部材２５ａを有している。図中ブロック矢印Ｍ２で示す進出方向にパンチ要素２０が移動したときには、開いた状態の当接部材２５ａがパンチ要素２０の進出に伴ってワーク４０の表面に当接し、この当接状態を維持しつつ、互いにブロック矢印Ｎ１の方向に向かって閉じるように動作（閉止動作）する。これにより、ワーク４０に「つっぱり」が生じても、当接部材２５ａ同士の閉止動作によって「つっぱり」をシュリンク（圧縮）することができる。

あるいは、図５Ｂに示す開閉機構２４Ｂは、基本状態では閉じており、ワーク４０の表面に対して当接した状態で開くことが可能な一対の当接部材２５ｂを有している。図中ブロック矢印Ｍ２で示す進出方向にパンチ要素２０が移動したときには、閉じた状態の当接部材２５ｂがパンチ要素２０の進出に伴ってワーク４０の表面に当接し、この当接状態を維持しつつ、互いにブロック矢印Ｎ２の方向に向かって開くように動作（開放動作）する。これにより、ワーク４０に「余り」が生じても、当接部材２５ｂ同士の開放動作によって「余り」をストレッチ（伸長）することができる。

なお、図５Ａでは、開いた状態から閉じた状態となる閉止動作のみを行う開閉機構２４Ａを模式的に図示し、図５Ｂでは、閉じた状態から開いた状態となる開放動作のみを行う開閉機構２４Ｂを模式的に図示しているが、開閉機構２４Ａ，２４Ｂの構成は、これらに限定されない。開閉機構２４Ａ，２４Ｂは、開放動作および閉止動作の双方を行うことができるように構成されてもよいし、開閉の程度を調整する開閉調整機構を別途備えてもよいし、開閉調整機構は制御部３０により制御されてもよい。

このように、本開示に係るプレスブレーキ１０は、互いに対向するダイ１１およびパンチ１２と、ダイ１１およびパンチ１２の間にワーク４０を配置した状態で、これらを接近させるように、ダイ１１およびパンチ１２の少なくとも一方を相対的に移動させるパンチ駆動機構１５と、を備え、パンチ１２は、ダイ１１に対向する複数のパンチ要素２０を一列に配列して成るとともに、それぞれのパンチ要素２０には、当該パンチ要素２０におけるダイ１１側の進出位置を調整する位置調整機構２１が設けられ、ワーク４０を曲げ加工する際に、一列に配列する複数のパンチ要素２０の一方の端部から他方に向かって、それぞれのパンチ要素２０の進出位置を徐々に変化させて、当該複数のパンチ要素２０の先端により形成される形状を放物線状とする構成である。

また、本開示に係る二次元湾曲加工品の製造方法は、プレスブレーキ１０を用いて当該二次元湾曲加工品を製造する方法であって、プレスブレーキ１０は、互いに対向するダイ１１およびパンチ１２を備え、パンチ１２は、一列に配列される複数のパンチ要素２０を有し、それぞれのパンチ要素２０は独立して、ワーク４０に対する進出位置を調整可能であり、一列に配列される複数のパンチ要素２０の一方の端部から他方に向かって、それぞれのパンチ要素２０の進出位置を徐々に変化させて、当該複数のパンチ要素２０の先端により形成される形状を放物線状とした状態で、ワーク４０を曲げ加工することにより、当該ワーク４０に対して二次元方向の曲率を付与する製造方法である。

パンチ１２が備える一列の複数のパンチ要素２０の先端の形状を放物線状にしてワーク４０を曲げ加工して湾曲を付与することにより、ワーク４０に対して、曲げ加工の方向とともにパンチ要素２０の列方向に対しても湾曲を付与することができる。これにより、プレスブレーキ１０を用いて二次元湾曲加工された製品を容易に製造することができる。

また、通常、航空機分野では、二次元湾曲加工品はストレッチ成形により製造されるが、ストレッチ成形ではワーク４０の掴み代が必要になるため歩留りが低下する。これに対して、本開示によれば、ストレッチ成形によらずプレスブレーキ１０により二次元湾曲加工品を製造することができるため、製造効率を向上することができる。

［本開示に係るプレスブレーキおよび二次元湾曲加工品の製造方法］
このように、本開示に係るプレスブレーキは、互いに対向するダイおよびパンチと、前記ダイおよび前記パンチの間にワークを配置した状態で、これらを接近させるように、前記ダイおよび前記パンチの少なくとも一方を相対的に移動させるパンチ駆動機構と、を備え、前記パンチは、前記ダイに対向する複数のパンチ要素を一列に配列して成るとともに、それぞれの前記パンチ要素には、当該パンチ要素における前記ダイ側の進出位置を調整する位置調整機構が設けられ、前記ワークを曲げ加工する際に、一列に配列する前記複数のパンチ要素の一方の端部から他方に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進出位置を徐々に変化させて、当該複数のパンチ要素の先端により形成される形状を放物線状とする構成である。

前記構成によれば、パンチが備える一列の複数のパンチ要素の先端の形状を放物線状にしてワークを曲げ加工して湾曲を付与することにより、ワークに対して、曲げ加工の方向とともにパンチ要素の列方向に対しても湾曲を付与することができる。これにより、プレスブレーキを用いて二次元湾曲加工された製品を容易に製造することができる。

前記構成のプレスブレーキにおいては、前記パンチ要素の列の両端から中央に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進出移動量を徐々に減少させることにより、当該複数のパンチ要素の先端により形成される形状を凹状の放物線状とするか、または、前記パンチ要素の列の両端から中央に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進出移動量を徐々に増加させることにより、当該複数のパンチ要素の先端により形成される形状を凸状の放物線状とする構成であってもよい。

また、前記構成のプレスブレーキにおいては、前記ワークの表面に対して開閉可能に当接する当接部材を有し、当該当接部材を開放動作または閉止動作させることにより、前記ワークの表面をストレッチ（伸長）またはシュリンク（圧縮）する開閉機構を備え、当該開閉機構は、前記パンチ要素および前記ダイの少なくとも一方に設けられている構成であってもよい。

また、前記構成のプレスブレーキにおいては、さらに制御部を備え、当該制御部は、少なくとも、前記ワークに付与する曲げ形状の曲率として予め設定される曲率データに基づいて、複数の前記パンチ要素の進退位置を調整するように、前記位置調整機構を制御する構成であってもよい。

また、本開示に係る二次元湾曲加工品の製造方法は、プレスブレーキを用いて二次元湾曲加工品を製造する方法であって、前記プレスブレーキは、互いに対向するダイおよびパンチを備え、前記パンチは、一列に配列される複数のパンチ要素を有し、それぞれの前記パンチ要素は独立して、ワークに対する進退位置を調整可能であり、一列に配列される前記複数のパンチ要素の一方の端部から他方に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進退位置を徐々に変化させて、当該複数のパンチ要素の先端により形成される形状を放物線状とした状態で、前記ワークを曲げ加工することにより、当該ワークに対して二次元方向の曲率を付与する構成であればよい。

本実施の形態では、溝１１ａはその断面がＶ字形状（Ｖ溝）であり、パンチ要素２０はＵ字状または曲率を有する凸状であるが、溝１１ａおよびパンチ要素２０の形状は特に限定されず、ワーク４０に付与する湾曲形状に応じて公知のさまざまな形状を適用することができる。

本実施の形態において、ダイ１１、パンチ１２、テーブル１３、スライド１４、パンチ駆動機構１５、ワーク搬送機構１６、制御部３０、操作盤３１、記憶部３２等の具体的な構成は特に限定されない。例えば、ダイ１１およびパンチ要素２０は、ワーク４０を曲げ加工して製造される二次元湾曲加工品の形状に合わせて変更できる。

また、パンチ要素２０の位置調整機構２１の構成も特に限定されないが、一例として、ネジ部材、駆動部２２等を備える構成を挙げることができる。ネジ部材は、上下方向に延びるように配置されており、駆動部２２は、ネジ部材を回転駆動する。一例として、駆動部２２は、電気モータ、電気モータの回転出力をネジ部材に伝達する伝動機構によって構成される。このように駆動部２２は位置調整機構２１の一部を構成してもよいし、これに限定されず、位置調整機構２１および駆動部２２がそれぞれ独立した別の構成要素であってもよい。

また、テーブル１３およびスライド１４の構成も特に限定されない。例えば、テーブル１３を「下部テーブル」としたときに、スライド１４とは別に「上部テーブル」が設けられてもよい。この場合、「上部テーブル」は例えばパンチ支持部として機能し、「上部テーブル」をパンチ駆動機構１５により相対移動させることでパンチ１２も相対移動する。ダイ１１およびパンチ１２は互いに対向しているので、パンチ支持部としての「上部テーブル」が別途設けられている場合には、この「上部テーブル」は、パンチ１２をダイ１１に対向するように支持することになる。また、パンチ駆動機構１５は、「上部テーブル」をダイ１１に対して相対的に移動させることになる。また、前記の通り、テーブル１３の上面がベッドプレートとして機能してもよいし、テーブル１３の上面には別途ベッドプレートが設けられてもよい。

あるいは、スライド１４によるパンチ１２の支持構成も特に限定されず、前記の通り、位置調整機構２１および駆動部２２がスライド１４の内部に収容され、パンチホルダ２３およびパンチ要素２０がスライド１４の下面に支持される構成であってもよいし、他の公知のさまざまな構成であってもよい。また、スライド１４は必ずしも必要ではなく、例えば「上部テーブル」（パンチ支持部）に対してパンチ１２（パンチ要素２０、位置調整機構２１、駆動部２２、パンチホルダ２３等）が直接支持されてもよい。また、パンチ１２を構成する複数のパンチ要素２０の数（パンチ要素２０にそれぞれ設けられる位置調整機構２１の数）も特に限定されない。

パンチ駆動機構１５およびワーク搬送機構１６の構成も特に限定されない。パンチ駆動機構１５は、一例として、床面に対して固定的に設置され、そのロッドを上下方向に向けた油圧シリンダ、および当該油圧シリンダへの圧油給排を制御する電磁弁を備える構成を挙げることができるが、公知の他の構成であってもよい。また、ワーク搬送機構１６は、一例として、プレスブレーキ分野で公知の自動搬送機を挙げることができる。

制御部３０および記憶部３２の構成も特に限定されず、一例としては、それぞれ、マイクロコンピュータ／マイクロコントローラのＣＰＵおよび内部メモリを挙げることができる。また、記憶部３２は独立したメモリとして構成されてもよい。また、記憶部３２は、単一である必要はなく、複数の記憶装置として構成されてもよい。操作盤３１の構成も特に限定されず、表示器（ディスプレイ）および操作ボタン等を備える公知の構成であってもよいし、タッチパネル方式の表示器を備える構成であってもよい。

また、本実施の形態では、ダイ１１が床面に固定的に設置されてパンチ１２が可動であるが、これに限定されず、パンチ１２に代えてダイ１１が可動であってもよいし、パンチ１２およびダイ１１のいずれも可動でもよい。また、パンチ１２およびパンチ支持部とダイ１１との位置関係は、前記の通り、パンチ１２およびパンチ支持部が上方でダイ１１が下方に配置される構成に限定されない。例えば、パンチ１２およびパンチ支持部が下方でダイ１１が上方に配置される構成を採用してもよい。

したがって、本開示に係るプレスブレーキ１０においては、パンチ駆動機構１５は、ダイ１１およびパンチ１２の間にワーク４０を配置させた状態で、ダイ１１およびパンチ１２を接近させるように、当該ダイ１１および当該パンチ１２の少なくとも一方を相対的に移動させるように構成されていればよい。この場合、相対移動方向は、本実施の形態で説明したように下側に限定されないので、各パンチ要素２０に設けられる位置調整機構２１は、相対移動方向に沿って進出位置を調整する構成に限定されず、パンチ要素２０のダイ１１側の進出位置を調整するよう構成されていればよい。

また、本実施の形態では、パンチ要素２０は、定常位置からダイ１１側に進出移動する構成であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、パンチ要素２０は、定常位置から進出移動も後退移動も可能（進退移動可能）に構成されてもよい。ここでいう進退移動とは、基準となる定常位置に基づいた相対的な移動である。本実施の形態では、進出したパンチ要素２０は後退移動することができるが、パンチ要素２０が進退可能であるときの後退移動とは、進出したパンチ要素２０を後退させるという意味だけでなく、定常位置から後退移動させるという意味を含む。

なお、本実施の形態では、列の両端から中央に向かってそれぞれのパンチ要素２０の相対移動量を徐々に減少させて、パンチ１２全体の先端形状を凹状（上に凸状）の放物線状とするか（図３参照）、あるいは、列の両端から中央に向かってそれぞれのパンチ要素２０の相対移動量を徐々に増加させて、パンチ１２全体の先端形状を凸状（下に凸状）の放物性状としている（図４参照）。しかしながら、ワーク４０を曲げ加工する際におけるパンチ１２全体の先端形状はこれらに限定されない。例えば、放物線状ではなくても湾曲形状を含んでいれば良い。

本開示においては、列の一方の端部から他方の端部に向かって、それぞれのパンチ要素２０の進出位置を徐々に変化させることにより、パンチ１２全体の先端形状が放物線状となっていればよく、先端形状の極小値または極大値が列の中央に位置している必要はない（パンチ要素２０の移動量を基準とすれば、図３に示すような凹状の先端形状では列の中央が極小値であり、図４に示すような凸状の先端形状では列の中央が極大値である）。例えば、ワーク４０の形状に応じて、中央から一方の端部に偏在した位置に先端形状の極小値または極大値が位置してもよい。

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。

なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、プレスブレーキを用いて二次元湾曲加工品を製造する分野、特に、航空機用部品において二次元湾曲加工品を製造する分野に広く好適に用いることができる。

１０：プレスブレーキ
１１：ダイ
１１ａ：溝
１２：パンチ
１３：テーブル
１４：スライド（ラム）
１５：パンチ駆動機構
１６：ワーク搬送機構
２０：パンチ要素
２１：位置調整機構
２２：駆動部
２３：パンチホルダ
２４Ａ，２４Ｂ：開閉機構
２５ａ，２５ｂ：当接部材
３０：制御部
３１：操作盤
３２：記憶部
４０：ワーク
４１，４２：二次元湾曲加工品

Claims (5)

1. ダイ及びパンチによってワークに対して曲げ加工を行うプレスブレーキであって、
   ダイと、
   前記ダイに対向して配置され、前記ダイの長手方向に配列された複数のパンチ要素を有するパンチと、
   前記ダイに対して前記パンチを相対的に上下方向に移動させるパンチ駆動機構と、
   各前記パンチ要素について、前記ダイ側への進出位置を調整する位置コントローラと、
   制御部とを、備え、
   前記制御部は、前記位置コントローラを制御して、一列に配列された各前記パンチ要素の一方の端部から他方に向かって、各前記パンチ要素の進出位置を変化させて各前記パンチ要素の先端により形成されるパンチの形状を湾曲形状とし、
   さらに、前記ワークの表面に対して開閉可能に当接する当接部材を有し、当該当接部材を開放動作または閉止動作させることにより、前記ワークの表面をストレッチ（伸長）またはシュリンク（圧縮）する開閉機構を備え、
   当該開閉機構は、前記パンチ要素および前記ダイの少なくとも一方に設けられており、
   前記当接部材は、前記パンチ要素の進出移動方向に対して交差する方向に、当接状態を維持しつつ移動することによって、開放動作または閉止動作することを特徴とする、
   プレスブレーキ。
2. 前記制御部は、前記位置コントローラを制御して、
   前記パンチ要素の列の両端から中央に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進出移動量を徐々に減少させて、各前記パンチ要素の先端により形成されるパンチの形状を凹状の放物線状とするか、または、
   前記パンチ要素の列の両端から中央に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進出移動量を徐々に増加させて、各前記パンチ要素の先端により形成されるパンチの形状を凸状の放物線状とすることを特徴とする、
   請求項１に記載のプレスブレーキ。
3. 前記制御部は、前記位置コントローラを制御して、
   少なくとも、前記ワークに付与する曲げ形状の曲率として予め設定される曲率データに基づいて、複数の前記パンチ要素の進退位置を調整することを特徴とする、
   請求項１または２に記載のプレスブレーキ。
4. ダイと、ダイ長手方向に沿って配列された複数のパンチ要素を有するパンチと、を備えるプレスブレーキを用いて二次元湾曲加工品を製造する方法であって、
   ワークを、前記ダイおよび前記パンチの間に搬送し、
   前記パンチが上側に移動してから当該パンチが再度下側に移動して押圧するまでの間に、前記複数のパンチ要素の一方の端部から他方に向かって、それぞれの前記パンチ要素の進退位置を変化させて、当該複数のパンチ要素の先端により形成されるパンチの形状を湾曲形状とし、
   前記ダイに対して前記パンチを相対的に上下方向に移動させて、形成された前記パンチの形状により前記ワークを曲げ加工する、
   二次元湾曲加工品の製造方法。
5. 前記プレスブレーキは、前記ワークの表面に対して開閉可能に当接する当接部材を有し、当該当接部材を開放動作または閉止動作させることにより、前記ワークの表面をストレッチ（伸長）またはシュリンク（圧縮）する開閉機構を備え、当該開閉機構は、前記パンチ要素および前記ダイの少なくとも一方に設けられており、
   前記ワークの曲げ加工に際して、前記当接部材を、前記パンチ要素の進出移動方向に対して交差する方向に、当接状態を維持しつつ移動させることによって、開放動作または閉止動作させる、
   請求項４に記載の二次元湾曲加工品の製造方法。
   

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