JP7373858B2 - プレスブレーキ用の型装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状部材に折り曲げ加工を施すプレスブレーキに装着されて用いられる型装置に関し、特に、熱可塑性の合成樹脂からなる板状部材の折り曲げ加工に用いて有用な型装置に関する。

従来、金属製の板状部材に折り曲げ加工を施すためのシステムとしてプレスブレーキが広く用いられている。

この種のプレスブレーキの一例として、特許文献１（特許第６７８５３９２号公報）に開示されたものなどがある。特許文献１に開示されるプレスブレーキは、本体フレームの下部側に、固定テーブルが配置され、本体フレームの上部側に可動テーブルが配置されている。可動テーブルは、油圧シリンダ等の駆動手段を備えた移動操作機構に連結され、固定テーブルに対し近接離間する上下方向に移動可能に支持されている。

前記可動テーブルの固定テーブルに対向する面側には、上金型ホルダーが取り付けられている。この上金型ホルダーには、上金型であるパンチ金型が着脱自在に取り付けられている。そして、固定テーブルの可動テーブルと対向する面側には、下金型ホルダーが取り付けられている。この下金型ホルダーには、ダイとして機能する下金型が着脱試合に取り付けられている。

前記プレスブレーキは、下金型上に加工部材としての板状部材を設置した状態で、移動機構を駆動して、可動テーブルを下降操作する。そして、可動テーブルに取り付けられた上金型ホルダーに支持された上金型を下金型上に配置された板状部材に押し当て、この板状部材に曲げ荷重を加える。板状部材は、曲げ荷重が加えられることにより、下金型に形成した溝部の形状に倣った角度に折り曲げられる板金加工が施される。

また、プレスブレーキに用いられる金型装置として、特許文献２（特開２０２０－３２４３６号公報)に開示されたものがある。

板厚を異にする板状部材に対しても正確な折り曲げ加工を可能とする金型装置として、特許文献２（特許第２０２０－３２４３６号公報）に開示されたものがある。

ところで、従来提案されて、あるいは用いられいるプレスブレーキを含む板金加工システム及びこのシステムに用いられる金型装置は、専ら常温で柔軟に変形する展延性に優れた鉄やステンレス、あるいは銅などの金属製の板状部材に折り曲げ加工を施すことを目的とするものであって、常温で固化した状態にあって、金属に比し展延性に劣る合成樹脂製の板状部材等に折り曲げ加工を含む板金加工を施すことは極めて困難であった。

特許第６７８５３９２号公報 特開２０２０－３２４３６号公報

そこで、本発明の技術課題は、加熱されることにより、柔軟となり、延展性が向上する熱可塑性を有する材料からなる板状部材、特に熱可塑性の合成樹脂材料からなる板状部材に対して、割れやひび割れ等の損傷を与えることなく、高精度に折り曲げ加工を施すことを可能とするプレスブレーキ用の型装置を提供することにある。

また、本発明の技術課題は、板状部材に折り曲げ加工を施すプレスブレーキに熱による損傷や機能の劣化等の悪影響を与えることなく装着することができる型装置を提供することにある。

さらに、本発明の技術課題は、以下に図面を参照して説明される実施の形態により一層明らかにされる。

上述したような技術課題を解決するために提案される本発明は、プレスブレーキに装着され、板状部材に対し協働して折り曲げ加工を施す対をなす上型と下型とを備えたプレスブレーキ用の型装置である。

本発明に係る型装置を構成する前記上型は、前記プレスブレーキの可動テーブルに支持される取付支持部と、先端部側に前記板状部材に対し折り曲げ加工を施す折り曲げ加工部が形成された上型本体を備える。前記下型は、前記プレスブレーキの固定テーブルに支持される支持基台と、先端部側に前記上型の前記折り曲げ加工部と協働して前記板状部材に折り曲げ加工を施す折り曲げ溝部が形成された下型本体とを備える。

そして、前記上型は、前記上型本体を、常温での熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）を０．５以下とする木質系素材、又は合成樹脂材料のいずれかにより形成され、前記下型は、前記下型本体を、常温での熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）を０．５以下とする木質系素材、又は合成樹脂材料のいずれかにより形成されている。

前記上型本体を０．５以上の密度（ｇ／ｃｍ^３）を有する木質系素材により形成し、前記下型本体を０．５以上の密度（ｇ／ｃｍ^３）を有する木質系素材により形成することが望ましい。

また、前記上型本体を１．１５以上の密度（ｇ／ｃｍ^３）を有する合成樹脂材料により形成し、前記下型本体を１．１５以上の密度（ｇ／ｃｍ^３）を有する合成樹脂材料により形成するようにしてもよい。

前記上型は、前記取付支持部を金属により形成し、前記下型は、前記支持基台を金属により形成することが望ましい。

なお、前記上型本体に形成した折り曲げ加工部の加工面を覆って金属板を取り付け、前記下型本体に形成した溝部の表面を覆って金属板を取り付けるようにしてもよい。

本発明に係る型装置は、板状部材に折り曲げ加工を施す上型の折り曲げ加工部が形成された上型本体と、溝部が形成された下型本体を熱伝導率を０．５以下とする材料により形成することにより、加熱された被加工部材である板状部材の熱を短時間で奪うことなく、加熱した状態を維持して折り曲げ加工を施すことができる。そのため、加熱され、可塑性が付与された熱可塑性の合成樹脂材料などからなる板状部材に割れやひび割れなどの損傷を与えること折り曲げ加工を施すことができる。

そして、本発明に係る型装置が装着されるプレスブレーキに、被加工部材である加熱された板状部材からの熱の伝導を抑制できるので、プレスブレーキに熱による損傷や機能の劣化等の悪影響が生ずることを抑制できる。

特に、上型本体と下型本体を、０．５以上の密度を有する木質性素材により形成することにより、加熱され、可塑性が付与された熱可塑性の合成樹脂材料の折り曲げ加工を行う型装置の強度を高め、耐久性を向上することができる。

また、上型本体と下型本体を、１．１５以上の密度を有する合成樹脂材料により形成することにより、加熱され、可塑性が付与された熱可塑性の合成樹脂材料の折り曲げ加工を行う型装置の強度を高め、耐久性を向上することができる。

上型本体の折り曲げ加工部の加工面と、下型本体の溝部を形成した表面を金属板で覆うことにより、金属に比し耐久性に劣る木質系素材により上型本体と下型本体の耐久性を向上することができる、

本実施の形態に係る型装置を示す斜視図である。 本実施の形態に係る型装置が着脱自在に装着されるプレスブレーキの概略斜視図である。 本実施の形態に係る型装置の上部金型をプレスブレーキの上部金型ホルダーに取り付けた状態を示す側面図である。 本実施の形態に係る型装置の下型をプレスブレーキの下型ホルダーに取り付けた状態を示す斜視図である。 下型本体の溝部が形成された加工面上に板状部材を設置した状態を示す側断面図である。 下型本体上に設置した板状部材上に上部金型の折り曲げ加工部を当接させた状態を示す側断面図である。 折り曲げ加工部が板状部材を加圧しながら溝部内に進入し、板状部材を溝部の加工面に倣って折り曲げ変形する状態を示す側断面図である。 本実施の形態に係る型装置の他の例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係る型装置１は、被加工部材である板状部材に折り曲げ加工を施す板金加工システムであるプレスブレーキに装着されて使用されるものであって、図１に示しように、協働して板状部材に対し折り曲げ加工を施す対をなす上型２と下型３を備える。

本実施の形態に係る型装置１が装着されるプレスブレーキ１００は、板状部材の折り曲げ加工用のシステムとして汎用されているものであって、図２に示すように、装置本体を構成する装置フレーム１０１を備え、装置フレーム１０１の下方側に固定テーブル１０２が固定配設され、装置フレーム１０１の上方側に、固定テーブル１０２と相対向して可動テーブル１０３が配設されている。可動テーブル１０３には、装置フレーム１０１に配置された油圧シリンダ１０５に連結され、油圧シリンダ１０５が駆動されることにより、固定テーブル１０２に対し近接離間する上下方向に移動操作される。この可動テーブル１０３の下端部側には、本実施の形態に係る型装置１の上型２を着脱可能に保持する複数の上型ホルダー１０４が取り付けられている。

本実施の形態に係る型装置１を構成する上型２は、プレスブレーキ１００の可動テーブル１０３に設けた上型ホルダー１０４に着脱自在に取り付けられ、下型３は、プレスブレーキ１００の固定テーブル１０２上に設けた下型ホルダー１１０に可動側の上型２と相対向するように着脱可能に取り付けられる。

上型２は、基部側に、可動テーブル１０３に設けた上型ホルダー１０４に取付支持される取付支持部４が設けられている。本実施の形態において、取付支持部４は、鉄系の金属により形成されている。取付支持部４の先端側には、上型本体５が突き合わせ結合されている。 本実施の形態において、上型２を構成する上型本体５は、常温での熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）を０．１５１とし、密度（ｇ／ｃｍ^３）を０．５５とする木質系の素材であるチーク材により形成されている。上型本体５の先端部側には、図１に示すように、先端側に被加工部材としての板状部材に対し折り曲げ加工を施すパンチ部を構成する折り曲げ加工部６が形成されている。折り曲げ加工部６の先端側の側面は、板状部材を押圧し折り曲げ加工するプレス面７とされている。プレス面７が形成された折り上げ加工部６は、板状部材の折り曲げ角度や折り曲げ形状に対応して適宜形状に形成される。

チーク材により形成された上型本体５は、図１に示すように、上部側に形成した突き合わせ突部１１を取付支持部４側に形成した係合段部１２に突き合わせ係合され、固定ネジ１４により連結されて取付支持部４に一体に取り付けられている。

上型本体５が突き合わせ結合された取付支持部４には、図３に示すように、プレスブレーキ１００の可動テーブル１０３に設けた上型ホルダー１０４に位置決め支持される位置決め支持片１５が設けられている。

上型２は、位置決め支持片１５が、上型ホルダー１０４に設けた一対のクランパー１０６，１０７によりクランプされることにより可動テーブル１０３に支持される。

一対のクランパー１０６，１０７によりクランプされる位置決め支持片１５の一方の面側には、一方のクランパー１０６の先端部に形成した係合爪１０７が係合する係合溝１６が形成されている。位置決め支持片１５の他方の面側には、他方のクランパー１０７の先端面に当接させて係合する位置決め段部１７が形成されている。

そして、上型２を上型ホルダー１０４に支持するため、位置決め支持片１５を一対のクランパー１０６，１０７間に差し込むる。このとき、位置決め支持片１５は、図３に示すように、一方の面に形成した係合溝１６に、一方のクランパー１０６に形成した係合爪１０８を係合し、他方の面側に形成した位置決め段部１７に他方のクランパー１０７の先端部１０７ａを当接させて、上型ホルダー部１０４に支持される。この状態で、上型ホルダー１０４に設けた図示しない締め付け機構により一対のクランパー１０６，１０７が互いに近接する方向に締め付け、これら一対のクランパー１０６，１０７により位置決め支持片１５を圧着支持することにより、上型２は、上型ホルダー１０４に位置決めされて取り付けられる。

上型２は、一対のクランパー１０６，１０７による支持を解除することにより、可動テーブル１０３からの取り外しが可能とされている。したがって、上型２は、可動テーブル１０３に対し着脱自在とされている。

そして、本実施の形態に係る型装置１を構成する下型３は、図４に示すように、プレスブレーキの支持フレームの下部側に配置された固定テーブル１０２上に、上型２と相対向して着脱可能に取り付けられる。

固定テーブル１０２上に取り付けられる下型３は、図１に示すように、基部側に、固定テーブル１０２上に設けた下型ホルダー部１１０に支持される支持基台２１を備える。本実施の形態において、支持基台２１は、鉄系の金属により形成されている。この支持基台２１の先端側には、下型本体２２が突き合わせ連結されている。

下型本体２２は、上型本体５と同種の、常温での熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）を０．１５１とし、密度（ｇ／ｃｍ^３）を０．５５とする木質系の素材であるチーク材により形成されている。この下型本体２２は、板状部材を折り曲げ加工するときにダイを構成するものであって、図１に示すように、先端部側に上型２に形成された折り曲げ加工部６と協働して板状部材に折り曲げ加工を施す溝部２３が形成されている。この溝部２３は、板状部材に折り曲げ加工を施すとき、折り曲げ加工部６の加圧力が加わるプレス面として機能する。

そして、下型本体２２は、図１に示すように、支持基台２１の両側に相対向して取り付けられた取付支持片２４，２５間に挿入するようにして支持基台２１上に重ね合わせられて配置される。

なお、取付支持片２４，２５は、複数の連結ボルト２６により固定されて支持基台２１に取り付けられている。そして、下型本体２２は、複数の固定ネジ２７により取付支持片２４，２５に固定されている。

この下型３は、図４に示すように、固定テーブル１０２上に設けた下型ホルダー１１０を構成する一対の支持片１１１，１１２間に支持基台２１の基部側を嵌合し、位置決めして取り付けられる。このとき、下型３は、一対の支持片１１１，１１２に挿通された固定ボルト１１３により固定され下型ホルダー１１０に固定される。

なお、下型３は、固定ボルト１１３を下部ホルダー１１０から外すことにより、固定テーブル１０２から取り外すことができる。

次に、本実施の形態に係る型装置１を用いて熱可塑性の合成樹脂からなる板状部材を折り曲げ加工する工程を説明する。

以下の例では、熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる板状部材を折り曲げ加工する例を挙げて説明する。本実施の形態では、板厚を０．１～１０ｍｍとするポリカーボネート製の板状部材を折り曲げる例を挙げて説明する。なお、折り曲げ加工される板状部材は、上記板厚の範囲で適宜選択される。

まず、ポリカーボネート製の板状部材を折り曲げ加工するには、少なくとも板状部材の折り曲げ部を含む近傍領域をポリカーボネートのガラス転移温度（Ｔｇ）近傍の温度以上で、ポリカーボネートを軟化させるに足る温度に加熱し可塑性を付与する。板状部材の加熱は、別途用意した加熱炉などを用いて加熱する。

少なくとも折り曲げ部を含む領域が柔軟性を有し延展性を有して折り曲げ可能な状態に加熱した板状部材Ｐを、図５に示すように、下型本体２２の溝部２３が形成された加工面上に設置する。このとき、板状部材Ｐは、プレスブレーキ側に設けられた位置決め手段により加工位置が位置決めされて下型本体２２の加工面上に設置される。

板状部材Ｐを下型３上に設置するとき、プレスブレーキに設けた油圧シリンダ１０５を駆動し、可動テーブル１０３を固定テーブル１０２から離間した上方側に移動し、可動テーブル１０１に支持された上型２を固定テーブル１０２上に取り付けた下型３から離間した位置に置く。

次いで、板状部材Ｐを下型本体２２上に位置決め設置した状態で、油圧シリンダ１０５を駆動し、可動テーブル１０３を固定テーブル１０２側に移動し、上型２を下型３に近接させ、図６に示すように、下型本体２２上に設置した板状部材Ｐ上に上型２の折り曲げ加工部６を当接する。上型２を板状部材にＰに当接した状態から、続けて油圧シリンダ１０５を駆動し、折り曲げ加工部６が溝部２３に進入するように、上型２を下型３側に移動する。

上型２が下型３側に移動すると、図７に示すように、折り曲げ加工部６が可塑性が付与された板状部材Ｐを加圧しながら溝部２３内に進入し、板状部材Ｐを溝部２３の加工面に倣って折り曲げ変形する。

本実施の形態に係る型装置１を用いることにより、折り曲げ加工部材である板状部材Ｐを加熱された状態でプレスして折り曲げ加工することにより、割れやひび割れ等の損傷を与えることなく折り曲げ加工を施すことができる。

なお、上型２の板状部材Ｐに対する圧接速度は、折り曲げ加工される板状部材Ｐの厚さや、ガラス転移温度（Ｔｇ）近傍の温度以上に加熱したときの展性特性に基づいて適宜選択される。

本実施例に係る型装置１は、ポリカーボネート製の板状部材Ｐの折り曲げを行う上型本体５と下型本体２２とを、常温での熱伝導率を０．１５１とするチーク材により形成したことにより、折り曲げ加工時に、加熱された板状部材Ｐからの熱伝導を抑え、加熱され可塑性が付与された状態での折り曲げが可能であり、割れやひび割れなどの損傷を与えること折り曲げ加工が実現された。

なお、常温での熱伝導率を３０～４０とする鉄系の金属からなる金型を用いて、前述のように加熱したポリカーボネート製の板状部材Ｐに対し折り曲げ加工を施したとき、加熱された板状部材Ｐが急速に冷却し、割れやひび割れなどの損傷が発生し、高品質での折り曲げ加工ができなかった。

そして、上型本体５と下型本体２２を、密度を０．５とするチーク材により形成したことにより、ガラス転移温度（Ｔｇ）近傍の温度まで加熱されたポリカーボネート製の板状部材Ｐを折り曲げ加工するに十分な強度を保持している。

本実施の形態において、上型本体５と下型本体２２を構成する木質系素材としては、常温での熱伝導率を０．１６０とし、密度を０．６９とするケヤキを用いるようにしてもよい。ケヤキも鉄系の金属に比し十分に熱伝導性が小さいので、加熱された板状部材Ｐを急速に冷却することなく曲げ加工することができる。また、ケヤキは、密度を０．６９とするので、加熱されたポリカーボネート製の板状部材Ｐを折り曲げ加工するに十分な強度を保持することができる。その他、チーク材やケヤキと同等の熱伝導率を有し、同等の密度の木材を選択するようにしてもよい。

また、本実施の形態に用いられる上型本体５と下型本体２２は、鉄系の金属に比し十分に熱伝導率が小さく、折り曲げ加工時に、加熱されたポリカーボネート製の板状部材Ｐの熱を短時間で放熱し冷却しない素材により形成するようにしてもよい。あわせて、前記加熱されたポリカーボネート製の板状部材Ｐを折り曲げ加工するに十分な強度を有する素材を用いて形成する。

例えば、上型本体５と下型本体２２を、熱伝導率を０．２５とし、密度を２．１２～２．１７とするポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、熱伝導率を０．２３とし、密度を１．４１とするポリアセタール（ＰＯＭ）などの合成樹脂材料により形成したものであってもよい。

本実施の形態に係る上型本体５と下型本体２２は、常温での熱伝導率を０．５以下とする素材を用いて形成することにより、ガラス転移温度（Ｔｇ）近傍の温度まで加熱され、展性が付与されたポリカーボネート製の板状部材Ｐにひび割れなどの損傷を与えることなく折り曲げ加工を施すことができる。

そして、上型本体５と下型本体２２は、少なくとも密度を１．１５以上の合成樹脂材料により形成することにより、加熱されたポリカーボネート製の板状部材Ｐを折り曲げ加工するに十分な強度を保持することができる。

また、本実施の形態では、図８に示すように、木質系素材により形成した上型本体５の折り曲げ加工部６の先端側の外表面を覆って保護用の金属板３１を取り付けるようにしてもよい。さらに、木質系素材により形成した下型本体２２の溝部２３の加工面を覆って保護用の金属板３２を取り付けるようにしてもよい。

上型本体５の折り曲げ加工部６の加工面と、下型本体２２の溝部２３の加工面を金属板３１，３２で覆うことにより、金属に比し耐久性に劣る木質系素材により形成した上型本体５と下型本体２２の耐久性を向上することができる。

同様に、合成樹脂材料により形成した上型本体５の折り曲げ加工部６の先端側の外表面を覆って保護用の金属板３１を取り付けるようにしてもよい。さらに、合成樹脂材料により形成した下型本体２２の溝部２３の加工面を覆って保護用の金属板３２を取り付けるようにしてもよい。

なお、上型本体５と下型本体２２の主要部は、熱伝導率の小さい材料により形成しているので、熱保持力を維持し、加熱されたポリカーボネート製の板状部材Ｐの熱を短時間で放熱し冷却することなく、加工精度よく折り曲げ加工を行うことができる。

１ 金型装置、２ 上型、３ 下型、４ 取付基台、５ 上型本体、６ 折り曲げ加工部、 ７ プレス面、２１ 支持基台、２２ 下型本体、２３ 溝部、１００ プレスブレーキ、１０２ 固定テーブル、１０３ 可動テーブル

Claims (2)

1. プレスブレーキに着脱可能に装着され、加熱され熱可塑性が付与された熱可塑性合成樹脂からなる板状部材に対し協働して折り曲げ加工を施す対をなす上型と下型とを備えたプレスブレーキ用の型装置であって、
   前記上型は、前記プレスブレーキの可動テーブルに支持される鉄系の金属からなる取付支持部と、先端側に前記板状部材に対し折り曲げ加工を施す折り曲げ加工部が形成されて、前記取付支持部の先端側に一体に取り付けられた上型本体とからなり、
   前記下型は、前記プレスブレーキの固定テーブルに支持される鉄系の金属からなる支持基台と、先端部側に前記上型の前記折り曲げ加工部と協働して前記板状部材に折り曲げ加工を施す折り曲げ溝部が形成されて、前記支持基台の先端側に連結された下型本体とからなり、
   前記上型本体は、常温での熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．５以下であって、密度（ｇ／ｃｍ ^３ ）を０．５以上とする木質系素材により形成され、
   前記下型本体は、常温での熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）が０．５以下であって、密度（ｇ／ｃｍ ^３ ）を０．５以上とする木質系素材により形成されている
   ことを特徴とするプレスブレーキ用の型装置。
2. 前記上型本体に形成した折り曲げ加工部の加工面を覆って金属板を取り付け、
   前記下型本体に形成した溝部の表面を覆って金属板を取り付けた
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレスブレーキ用の型装置。