JP7307932B2

JP7307932B2 - プレス機械及び加工品の製造方法

Info

Publication number: JP7307932B2
Application number: JP2018150842A
Authority: JP
Inventors: 太一岡部; 靖将吉野
Original assignee: 株式会社吉野機械製作所
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: JP2020025966A

Description

本発明は、プレスブレーキなどのプレス機械及び加工品の製造方法に関する。

プレス機械では、雄型（パンチ）及び雌型（ダイ）を用いてワークを折り曲げることで様々な形状の加工品（製品）が加工（製造）される。

図５（ａ）は、そのような加工品の一例であるトラック等のあおり戸Ｐを示し、図５（ｂ）は、あおり戸Ｐの加工に使用されるプレス機械１００を示す。図５（ｂ）のように、プレス機械１００は、下テーブル１１０と、下テーブル１１０に対して上下移動可能な上テーブル１２０を有する。下テーブル１１０の上端には例えば２つの雌型１１１，１１２が取り付けられ、上テーブル１２０の下端には雄型１２１が取り付けられている。プレス機械１００では、２つの雌型１１１，１１２により異なる角度の曲げが可能であるが、曲げ方向は正曲げ（Ｖ字状の曲げ／両端が持ち上がる方向の曲げ）のみである。本例では、雌型１１１，１１２の間に雄型１２１を挿入可能な間隙部１１３が形成され、雄型１２１の上部には、補助上型１２２が形成されている。

図６は、上記プレス機械１００を用いたあおり戸Ｐの加工工程を示す。図示の通り、ワークＷに対する１２回の折曲工程ａ～ｌにより図５（ａ）の形状のあおり戸Ｐを加工することができる。しかし、プレス機械１００による加工工程では、☆で示した３つの個所（工程ａ／ｂの間、工程ｂ／ｃの間、工程ｇ／ｈの間）でワークＷを旋回させることが必要であり、更に、★で示した４つの個所（工程ａ／ｂの間、工程ｂ／ｃの間、工程ｆ／ｇの間、工程ｇ／ｈの間）でワークＷを回転させることが必要である。なお、本明細書では、図７に示すように、「ワークＷの旋回」はワーク面Ｓ（ワークＷの１つの面又はワークＷの主要な面）の面内の方向Ｈの周りでの回転を言い、「ワークＷの回転」は、ワーク面Ｓに垂直な方向Ｎの周りでの回転を言う。

特開平６－２２６３５２号公報特開２００４－１１４０９１号公報特許第６１０４８４８号公報特開平３－１８４２７号公報

上記のとおり、プレス機械１００を用いた加工では、加工の途中でワークの回転や旋回が何度も必要であることから、作業が煩雑でタクトタイムが長くなる問題がある。特に、トラックのあおり戸のような、縦横寸法が数ｍ以上／板厚が３ｍｍ以上／重量が数１０ｋｇ以上といった大型／大重量のワークが使用される場合は、ワークの回転又は旋回の作業が極めて困難となり（旋回が特に困難である）、そのため、タクトタイムが著しく長くなり、及び／又は、労力が過大となり、及び／又は、作業の安全性が低下する等の問題を生じていた。にもかかわらず、殆どのプレス機械メーカーにおいて、正曲げだけによってワークの旋回／回転を何度も繰り返しながら加工を行う方式が依然として採用されてきたのが現状である。

パネルベンダーを用いたシゴキ曲げやウイング曲げを併用する方式も考えられるが、作業能率が悪い、厚板には適さないなどの問題があり、ワークのサイズや曲げ部位によっては適用できない場合もある。

特許文献４は、ワークを正曲げ（Ｖ字状の曲げ）及び逆曲げ（逆Ｖ字状の曲げ）できるプレスブレーキ１を開示する。しかし、特許文献４のプレスブレーキ１での正曲げと逆曲げの間の移行（図３及び図４参照）に際しては、ワークＷをプレスブレーキ１から取り外してから正逆用ダイ２１を上昇／下降させることが必要である。そのため、労力や作業の煩雑さはプレス機械１００とさして変わりがなく、特許文献４のプレスブレーキ１及び加工方法では、プレス機械１００に関して上記した各問題を解消することはできない。

本発明は、ワークを折り曲げ加工する際、特に、大型のワークを用いた複雑な形状の加工品の製造におけるタクトタイムの短縮、労力軽減、及び／又は、安全性向上を図り得るプレス機械及び加工品の製造方法を提供することを目的とする。

本願には、下記発明が開示される。
＜構成１＞
相互に接近／離間可能な上テーブル及び下テーブルを有するプレス機械であって、
前記下テーブルは、交換可能な下雄型及び下雌型を有し、
前記上テーブルは、交換可能な上雌型及び上雄型を有し、
前記下テーブルの前記下雌型と前記上テーブルの上雄型を用いてワークの正曲げを行い、
前記下テーブルの前記下雄型と前記上テーブルの上雌型を用いてワークの逆曲げを行うよう構成したことを特徴とするプレス機械。
＜構成２＞
前記上下テーブルの間にワークを配置した状態で、前記下雄型と前記下雌型の交換、及び／又は、前記上雌型と前記上雄型の交換が可能である構成１に記載のプレス機械。
＜構成３＞
前記上下テーブルの間に配置したワークの下方での前記下雄型及び前記下雌型の移動により前記下雄型と前記下雌型の交換が可能であり、及び／又は、前記上下テーブルの間に配置したワークの上方での前記上雌型及び前記上雄型の移動により前記上雌型と前記上雄型の交換が可能である構成１又は２に記載のプレス機械。
＜構成４＞
前記下雄型と前記下雌型の相対高さ、及び／又は、前記上雌型と前記上雄型の相対高さを調整するための相対高さ調整機構を更に有する構成1～３のいずれかのプレス機械。
＜構成５＞
前記相対高さ調整機構は、
前記下テーブル上で移動可能な可動支台を更に有し、
前記下雄型は、
前記下テーブルに前記可動支台を介して支持された上昇位置と、前記下テーブルに前記可動支台を介することなく支持された下降位置の２つの高さ位置に固定可能である構成１のプレス機械。
＜構成６＞
相互に接近／離間可能な上テーブル及び下テーブルを有するプレス機械を用いる加工品の製造方法であって、
前記下テーブルは、交換可能な下雄型及び下雌型を有し、
前記上テーブルは、交換可能な上雌型及び上雄型を有し、
前記下テーブルの前記下雌型と前記上テーブルの上雄型を用いてワークの正曲げを行う工程と、
前記下テーブルの前記下雄型と前記上テーブルの上雌型を用いてワークの逆曲げを行う工程を有する加工品の製造方法。
＜構成７＞
ワークの製造工程中における旋回の回数が０回であることを特徴とする構成６の製造方法。

本発明の一実施形態のプレス機械１の正面図を示す。プレス機械１の要部を図１のＡ－Ａ断面図で示す。（ａ）では、下雄型１１ａ及び上雌型２１ａが加工位置にあり、下雌型１１ｂ及び上雄型２１ｂが待機位置にある。（ｂ）では、下雌型１１ｂ及び上雄型２１ｂが加工位置にあり、下雄型１１ａ及び上雌型２１ａが待機位置にある。下テーブル１０を図２のＢ－Ｂ断面図で示す。（ａ）では、可動支台１３が支持位置にあり、下雄型１１ａが上昇位置にある。（ｂ）では、下雄型１１ａが下降位置にある。プレス機械１を用いたあおり戸Ｐの加工工程を示す。（ａ）は、あおり戸Ｐの形状を示す。（ｂ）は、従来のプレス機械１００を示す。プレス機械１００を用いたあおり戸Ｐの加工工程を示す。ワークＷの旋回及び回転を概念的に示す。

図１は、本発明の一実施形態のプレス機械１を示し、図２は、プレス機械１の要部を図１のＡ－Ａ断面図で示す。

プレス機械１は、左右のフレーム２と、フレーム２に固定された下テーブル１０と、サーボモーター等の駆動源３により下テーブル１０に対して上下移動可能な上テーブル（ラム）２０を有する。上下テーブル１０，２０は、相互に接近／離間可能であればよいので、上テーブル２０を固定して下テーブル１０を上下移動可能とする形態や、上下テーブル１０，２０の双方を上下移動可能とする形態も可能である。

図２に示すように、下テーブル１０は、交換可能（交代で下テーブル１０の加工位置に装着可能）な下雄型１１ａ及び下雌型１１ｂを有する。下雄型１１ａ及び下雌型１１ｂは、下テーブル１０の加工位置又は待機位置に移動可能である。下テーブル１０の加工位置は、ワークＷを加工可能な位置であり、例えば、上テーブル２０の直下の位置である。下テーブル１０の待機位置は、例えば、加工の際に下型１１ａ又は１１ｂがワークＷに緩衝しない位置である。一方の下型１１ａ又は１１ｂが加工位置に移動したとき、他方の下型１１ｂ又は１１ａは待機位置に移動する。図２（ａ）では、下雄型１１ａが加工位置にあり、図２（ｂ）では、下雌型１１ｂが加工位置にある。

下雄型１１ａと下雌型１１ｂの交換方法（移動方法）は任意である。本実施形態では、下雄型１１ａ及び下雌型１１ｂは、下テーブル１０の上面に下型ホルダー１２ａ，１２ｂを介して前後方向（Ｙ方向）に並べて設置されており、下雄型１１ａと下雌型１１ｂを不図示の駆動手段により前後方向に駆動して下雄型１１ａ又は下雌型１１ｂを交代して加工位置に移動させることで下型１１ａ，１１ｂを交換することができる。特許文献１～３の方法で下型を交換（移動）してもよい。

下型の交換のための下型１１ａ，１１ｂの移動は、下テーブル１０と上テーブル２０の間に配置されたワークＷの下方で行われること、あるいは、下型の交換のための下型１１ａ，１１ｂの移動中に下型１１ａ，１１ｂがワークＷよりも上方に移動しないことが好ましい。これにより、ワークＷをプレス機械１にセットしたままで（ワークＷをプレス機械１から取り外すことなく）、下型１１ａ，１１ｂを交換することができる。

上テーブル２０は、交換可能（交代で上テーブル２０の加工位置に装着可能）な上雌型２１ａ及び上雄型２１ｂを有する。上雌型２１ａ及び上雄型２１ｂは、上テーブル２０の加工位置又は待機位置に移動可能である。上テーブル２０の加工位置は、ワークＷを加工可能な位置であり、例えば、上テーブル２０の中心線上の位置である。上テーブル２０の待避位置は、例えば、加工の際に上型２１ａ又は２１ｂがワークＷに緩衝しない位置である。一方の上型２１ａ又は２１ｂが加工位置に移動したとき、他方の上型２１ｂ又は２１ａは待機位置に移動する。図２（ａ）では、上雌型２１ａが加工位置にあり、図２（ｂ）では、上雄型２１ｂが加工位置にある。

上雌型２１ａと上雄型２１ｂの交換方法（移動方法）は任意である。例えば、特許文献１のように、一方の上型２１ａ，２１ｂの上に他方の上型２１ｂ，２１ａを被せる態様で交換（移動）してもよいし、特許文献２のように上型２１ａ，２１ｂの平行移動や回転によって交換（移動）してもよいし、特許文献３のように上型２１ａ，２１ｂの鉛直方向への移動と平行リンクを用いた旋回を組み合わせて交換（移動）してもよい。

上型の交換のための上型２１ａ，２１ｂの移動は、下テーブル１０と上テーブル２０の間に配置されたワークＷの上方で行われること、あるいは、上型の交換のための上型２１ａ，２１ｂの移動中に上型２１ａ，２１ｂがワークＷよりも下方に移動しないことが好ましい。これにより、ワークＷをプレス機械１にセットしたままで（ワークＷをプレス機械１から取り外すことなく）、上型２１ａ，２１ｂを交換することができる。

プレス機械１は、下雄型１１ａと下雌型１１ｂの相対高さ、及び／又は、上雌型２１ａと上雄型２１ｂの相対高さを調整するための相対高さ調整機構を有することが好ましい。これにより、加工の際に待機位置にある金型がワークＷに干渉することを防ぎ得る。特に、下雌型１１ｂ又は上雌型２１ａを用いた加工の際に下雄型１１ａ又は上雄型２１ｂがワークＷに干渉することを防ぎ得る。

本実施形態の相対高さ調整機構は、ワークＷを加工可能な上昇位置と、加工の際にワークＷに緩衝しない下降位置の間で下雄型１１ａを移動させる態様で、下雄型１１ａと下雌型１１ｂの相対高さを調整する。

具体的には、本例の相対高さ調整機構は、下テーブル１０の上端に配置された可動支台１３と、可動支台１３を前後方向に駆動する油圧シリンダー等の駆動手段１４（図２）、並びに、下雄型１１ａを装着した下型ホルダー１２ａを上下に駆動する油圧シリンダー等の駆動手段１５（図３）を有する。本例の相対高さ調整機構では、図２（ａ），図３（ａ）のように、後方位置（支持位置）に移動させた可動支台１３を介して下型ホルダー１２ａを支持することで下雄型１１ａを上昇位置に固定することができ、図２（ｂ），図３（ｂ）のように、前方位置（待避位置）に可動支台１３を移動させ、可動支台１３を介することなく下テーブル１０で下型ホルダー１２ａを支持することで下雄型１１ａを下降位置に固定することができる。駆動手段１５は、例えば、下型ホルダー１２ａの両側に配置し得る。下型ホルダー１２ａは、下型ホルダー１２ａが下降した際に駆動手段１４の駆動軸１４ａを通す凹部１６を有するとよい。

図２に示すように、本実施形態では、下テーブル１０は、更に、補助下型１１ｃ及び上雄型２１ｂを挿入可能な間隙部１１ｄを有し、上テーブル２０は、更に、上雄型２１ｂと一体の補助上型２１ｃを有する。

図４は、プレス機械１を用いたあおり戸Ｐの加工工程を示す。図のように、プレス機械１００の場合（図６）と同様に、１２回の折曲工程Ａ～Ｌによってあおり戸Ｐを加工できる。これに加え、プレス機械１では、工程Ｆ／Ｇの間でワークＷを一度１８０度回転させる必要があるのみで、ワークＷの旋回は一度も行うことなく、あおり戸Ｐを加工することができる。

上記のように、プレス機械１では、両方向の曲げ（正曲げと逆曲げ）が可能であるために、ワークの旋回回数を減少させることができる。両方向の曲げが可能である故に作業の自由度が高くなるため、ワークの回転回数も減少させることができる場合がある。更に、ワークＷをプレス機械１に設置したままで（ワークＷを上下テーブル１０，２０の間に配置したままの状態で）両方向の曲げを行うことができるため、作業負荷の軽減が顕著である。これらの結果、加工品の製造工程におけるタクトタイム短縮、労力軽減、及び／又は、安全性向上等の効果を達成することができる。特に、プレス機械１を用いた場合の加工工程（図４）のタクトタイムは、プレス機械１００の場合（図６）の５分３０秒に対し、半分以下の２分３０秒に短縮された。

なお、下雌型１１ｂを用いる折曲工程Ｂ～Ｇ,Ｉ～Ｌでは、下雄型１１ａを下降位置に移動させることで下雄型１１ａとワークＷの干渉が防止されている。また、図４の加工工程では、工程Ｄ及びＪにおいてワークＷの端部を上雄型２１ｂの腹に当接させた状態で折曲加工することによりワークＷに内向きのプリベントＰＢ（工程Ｅ，Ｋ参照）を発生させ、その後、工程Ｅ→Ｆ、工程Ｋ→Ｌで補助下型１１ｃ、間隙部１１ｄ、補助上型２１ｃ等を用いた押し曲げを行うことにより、上縁及び下縁（図５（ａ）参照）の平坦な仕上がりを達成できる。

本願のプレス機械及び製造方法は、上記実施形態において説明したあおり戸Ｐに限らず、多様な形状・サイズの加工品に適用可能である。本願のプレス機械及び製造方法は、ワークの旋回又は回転の回数減少、加工の自由度の向上、単一のプレス機械により製造可能な加工品の多様性の向上、タクトタイムの短縮、労力軽減、及び／又は、安全性向上等の効果を達成し得る。

上記実施形態に記載したプレス機械又はその要素の寸法、形状、配置、個数、材料、加工品の製造方法の手順、態様等は例示である。本願発明の範囲は特許請求の範囲により画定されるのであり、実施形態におけるこれらの例示記載による限定は受けない。
下記は、本願の出願当初に記載の発明である。
＜請求項１＞
相互に接近／離間可能な上テーブル及び下テーブルを有するプレス機械であって、
前記下テーブルは、交換可能な下雄型及び下雌型を有し、
前記上テーブルは、交換可能な上雌型及び上雄型を有し、
前記下テーブルの前記下雌型と前記上テーブルの上雄型を用いてワークの正曲げを行い、
前記下テーブルの前記下雄型と前記上テーブルの上雌型を用いてワークの逆曲げを行うよう構成したことを特徴とするプレス機械。
＜請求項２＞
前記上下テーブルの間にワークを配置した状態で、前記下雄型と前記下雌型の交換、及び／又は、前記上雌型と前記上雄型の交換が可能である請求項１に記載のプレス機械。
＜請求項３＞
前記上下テーブルの間に配置したワークの下方での前記下雄型及び前記下雌型の移動により前記下雄型と前記下雌型の交換が可能であり、及び／又は、前記上下テーブルの間に配置したワークの上方での前記上雌型及び前記上雄型の移動により前記上雌型と前記上雄型の交換が可能である請求項１又は２に記載のプレス機械。
＜請求項４＞
前記下雄型と前記下雌型の相対高さ、及び／又は、前記上雌型と前記上雄型の相対高さを調整するための相対高さ調整機構を更に有する請求項1～３のいずれかのプレス機械。
＜請求項５＞
前記相対高さ調整機構は、
前記下テーブル上で移動可能な可動支台を更に有し、
前記下雄型は、
前記下テーブルに前記可動支台を介して支持された上昇位置と、前記下テーブルに前記可動支台を介することなく支持された下降位置の２つの高さ位置に固定可能である請求項４のプレス機械。
＜請求項６＞
相互に接近／離間可能な上テーブル及び下テーブルを有するプレス機械を用いる加工品の製造方法であって、
前記下テーブルは、交換可能な下雄型及び下雌型を有し、
前記上テーブルは、交換可能な上雌型及び上雄型を有し、
前記下テーブルの前記下雌型と前記上テーブルの上雄型を用いてワークの正曲げを行う工程と、
前記下テーブルの前記下雄型と前記上テーブルの上雌型を用いてワークの逆曲げを行う工程を有する加工品の製造方法。
＜請求項７＞
ワークの製造工程中における旋回の回数が０回であることを特徴とする請求項６の製造方法。

１・・・プレス機械
２・・・フレーム
３・・・駆動源
１０・・・下テーブル
１１ｂ・・・下雌型
１１ａ・・・下雄型
１１ｃ・・・補助下型
１１ｄ・・・間隙部
１２ａ，１２ｂ・・・下型ホルダー
１３・・・可動支台
１４・・・駆動手段
１４ａ・・・駆動軸
１５・・・駆動手段
１６・・・凹部
２０・・・上テーブル
２１ａ・・・上雌型
２１ｂ・・・上雄型
２１ｃ・・・補助上型

Claims

相互に接近／離間可能な上テーブル及び下テーブルを有するプレス機械であって、
前記下テーブルは、交換可能な下雄型及び下雌型を有し、
前記上テーブルは、交換可能な上雌型及び上雄型を有し、
前記下テーブルの前記下雌型と前記上テーブルの上雄型を用いてワークの正曲げを行い、
前記下テーブルの前記下雄型と前記上テーブルの上雌型を用いてワークの逆曲げを行うよう構成されたプレス機械を用いて少なくとも１つの端部を有するワークを加工する方法であって、
前記下雌型と前記上雌型の間で前記ワーク上の第１箇所に曲げ加工を行う第１工程と、
前記下雌型と前記上雌型の間で前記ワーク上の第２箇所に曲げ加工を行う第２工程であって、前記第２箇所は前記第１箇所より前記端部に近い、該第２工程と、
前記ワークの前記端部を前記上雄型の側面に当接させた状態で前記下雌型と前記上雌型の間で前記ワーク上の第３箇所に曲げ加工を行う第３工程であって、前記第３箇所は前記第１箇所と第２箇所の間に位置する、該第３工程を有することを特徴とする、加工方法。
前記第３工程により、前記第１箇所と前記第３箇所の間に湾曲を生じさせることを特徴とする、請求項１に記載の加工品の加工方法。
前記端部と前記第１箇所の中間箇所を押圧することで前記湾曲を平坦化する第４工程を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の加工品の加工方法。
前記上テーブルは、前記上雄型の基部側前面に位置する補助上型を更に有し、
前記下テーブルは、前記上雄型を収容可能な間隙部を有することを特徴とすることを特徴とする、請求項３に記載の加工品の加工方法。
少なくとも１つの端部を有するワークを加工するプレス機械であって
相互に接近／離間可能な上テーブル及び下テーブルを有し、
前記下テーブルは、交換可能な下雄型及び下雌型を有し、
前記上テーブルは、交換可能な上雌型及び上雄型を有し、
前記下テーブルの前記下雌型と前記上テーブルの上雄型を用いてワークの正曲げを行い、
前記下テーブルの前記下雄型と前記上テーブルの上雌型を用いてワークの逆曲げを行うよう構成され、
前記下雌型と前記上雌型の間で前記ワーク上の第１箇所に曲げ加工を行う第１工程と、
前記下雌型と前記上雌型の間で前記ワーク上の第２箇所に曲げ加工を行う第２工程であって、前記第２箇所は前記第１箇所より前記端部に近い、該第２工程と、
前記ワークの前記端部を前記上雄型の側面に当接させた状態で前記下雌型と前記上雌型の間で前記ワーク上の第３箇所に曲げ加工を行う第３工程であって、前記第３箇所は前記第１箇所と第２箇所の間に位置する、該第３工程を実施可能なプレス機械であって、
前記上テーブルは、前記上雄型の基部側前面に位置する補助上型を更に有し、
前記下テーブルは、前記上雄型を収容可能な間隙部を有することを特徴とする、プレス機械。