JPH0788564A - 補強リブを設けた高剛性構造体の折り曲げ加工方法およびその成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 台形ないし矩形の断面形状を持つ補強リブ
を、その剛性や形状を損なうこと無く折り曲げ成形する
ことを目的とする。 【構成】 数個に分割した金型によって複数個のＶ形溝
を、曲げの中央部からその両側に順次形成する。各Ｖ形
溝は、下型頂部２点の間を上型で押すようにして成形
し、両側から材料を引込む事で、折り曲げ部に発生する
内側と外側の周長差をＶ形溝で吸収する。 【効果】 薄板金属材料に成形した補強リブを、剛性の
低下や座屈の発生を押えて、折り曲げ加工することを可
能とする。またこの加工は、特殊な設備を用いること無
く、一般的なプレスで加工ができ、かつ高い生産性を持
つ成形法である。さらに補強リブの上面及びテ−パ部に
形成される複数条のＶ形溝は、部分的に剛性を高めると
共に、振動を吸収する効果を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、折り曲げ加工が可能な
金属材料に補強リブを設けて剛性をあげた構造体におい
て、座屈やリブ形状の変化が無く、かつ剛性の低下の無
い、補強リブの折り曲げ加工方法およびその成形用金型
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】実公昭５９−２１３５３では、リブを９
０度に曲げる場合、曲げの内半径側を切り欠いて成形す
る方法が開示されている。この方法では折り曲げ加工は
容易であるが、折り曲げ部の剛性は極端に低下する。ま
たエア−や水の漏れが問題となるものには利用できな
い。

【０００３】特開昭６１−７２９７１には、連続溝を成
形した後に折り曲げ加工する方法が開示されているが、
この方法では連続溝部の剛性が高いため、連続溝部でき
れいに折り曲げ加工が出来ず、連続溝の両端部で座屈変
形してしまう。

【０００４】また、建築用の波形板に於いて、特開昭５
０−１３４９６４で楔形状の歯状部を１条ずつ成形して
曲げる方法が開示されている。この方法は１条ずつ楔形
状の歯状部を成形するので、曲げ半径が小さくできず、
小さな曲げ半径での成形が要求される構造体を得ること
ができない。また加工時間も長い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、座屈を発生させず、かつ剛性を損なうことなく、補
強リブの折り曲げ成形を行うことができなかったため、
折り曲げ部で分割する構造となり、構成部品および締結
個所の多い複雑な板金構造となっていた。また構造体の
剛性を確保するには、材料板厚のアップに頼るのが一般
的であったため、構造体の軽量化が難しかった。

【０００６】本発明は、上記の様な問題点を解決するた
めになされたもので、安価な装置，簡易な成形方法に
て、補強リブを小さい折り曲げ半径で加工する事を可能
として、軽量・高剛性の構造体を、安くかつ生産性良く
得ることができるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、補強リブの折り曲げ加工時に２山以上の
Ｖ形の溝を、折り曲げ中心部から両端面側に向かって順
次成形する。またＶ形溝成形型は上・下型あるいはその
一方が複数個に分かれており、曲げ加工の進行に従って
分割コマがそれぞれのＶ形溝を成形する。

【０００８】

【作用】補強リブの折り曲げ加工では、曲げ半径の違い
に依って、内半径側と外半径側に周長差が生じる。この
周長差はリブ高さｈと折り曲げ角度θにより式（２ｈπ
θ／３６０°）で表される。一般的なプレスブレ−キや
タンジェントベンダによる曲げ加工で折り曲げると、そ
の周長差によって補強リブ内半径側に座屈が発生した
り、リブ形状の崩れが発生して曲げ部の剛性が著しく低
下する。

【０００９】このため、本発明においては、周長差吸収
用のＶ形溝を内半径側に複数条成形して周長差をこのＶ
形溝内に吸収し、上記問題点を解決するものである。

【００１０】Ｖ形溝加工中で材料に伸びが発生すると、
本来の目的である周長差の吸収ができないので、材料を
伸ばさず、Ｖ形溝の両側から材料をできるだけ引き込で
加工する事がポイントとなる。このためにＶ形溝の加工
は折り曲げの中心部から行い、次にその両サイド、さら
にその外側と、中心部から拘束されていない被加工材の
両端側に向かって順次折り曲げ成形を行うことにして、
材料の引き込みを多くする。

【００１１】さらにＶ形溝成形金型の構造を、複数個に
分割した構造として、材料の引き込みを一層改善する。
分割した各成形コマは油圧等の駆動源で独立して動き、
上下方向の最適位置でＶ形溝の成形を行なう。

【００１２】これらの折り曲げ加工は、汎用の油圧式プ
レスブレ−キに折り曲げ型や製品の腰折れ防止用追従装
置などを取り付けて行う。

【００１３】以上により周長差の発生を抑え、座屈や歪
の無い補強リブの折り曲げ成形を可能とする。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１５】図１は本発明のＶ形溝成形用金型の一実施
例を示す。

【００１６】この図では、上型及び下型は取付ねじ５を
介してプレスブレ−キのラム６及びベッド１１に取り付
いている。さらに上型成形部は、記号１、２ａ，２ｂ、
３ａ，３ｂの５つの分割コマに別れており、この内、記
号１，２ａ，２ｂの中央３コマの底部はシリンダ構造と
なっており、配管４よりの油圧制御により上下に動く。

【００１７】一方、下型成形部も記号７、８ａ，８ｂ、
９ａ，９ｂの５つの分割コマにより構成され、上型と同
様に中央の３コマ底部がシリンダ構造となっており、配
管１０からの油圧制御により動く。

【００１８】図２は折り曲げ加工前の台形断面形状の補
強リブを示す。記号１５が内半径側、記号１８が外半径
側であり、記号１５と１８は斜面１７でリブ高さｈを形
成する。 図３は図２の補強リブを一般的な方法で折り
曲げた時に発生する座屈を示す。内半径側１５から斜面
１７にかけて、周長差に相当する長さが座屈１６となっ
て表われる。

【００１９】図４〜図７に本発明によるＶ形溝順次成形
方法にて、補強リブを９０度に折り曲げ加工する工程毎
の実施例を示す。

【００２０】図４は加工開始前の金型及び被加工材のセ
ット状態を示す。台形ないし矩形断面の補強リブ加工を
施された被加工材は、内半径側面１５を上にして下型の
上にセットする。下型の肩部コマ９ａ，９ｂは補強リブ
の断面形状に合った形状をしており、被加工材は肩部コ
マ９ａ，９ｂにガタ無くセット出来る。上型の中央コマ
１及び下型の中央コマ７とサイドコマ８ａ，８ｂは、配
管４及び１０から加えられる油圧により、前進した位置
を取る。

【００２１】図５に第１工程での加工状況を示す。プレ
スラムの下降により、上型の中央コマ１と下型の中央コ
マ７で、被加工材の折り曲げ中央部にＶ形溝を１条成形
する。この時中央コマ７の頂部２点のみで被加工材を受
け、その真中を下降させるので、内半径側１５面の材料
が容易にＶ形溝に引き込まれる。図５での折り曲げ角度
は約３０度である。この図では図示を省略したが、被加
工材が長い場合には、折り曲げを行うと自重により腰折
れする場合があるので、肩部コマ９ａ，９ｂの外側に曲
げによる両端面の持ち上がりに従って材料を下から支え
る追従機構が必要となる。

【００２２】図５に示す中央Ｖ形溝の成形が終わると、
中央コマ７の油圧を開放して、中央コマ７をラム６と同
期しながら下降させる。

【００２３】中央コマ７が下型コマ８ａ，８ｂと最終形
状を取る位置まで下がると、ラム６を一旦停止させると
共に、中央コマ７に油圧を加える。さらに上型のサイド
コマ２ａ，２ｂが前進して先に成形したＶ形溝の両サイ
ドに左右２条のＶ形溝を形成する。図６に３条のＶ形溝
が成形された状況を示す。この時の曲がり角度は約５０
度になる。

【００２４】次に下型コマ７及び８ａ，８ｂの油圧を同
時に開放すると、被加工材を挟んだ状態で上型コマ１、
２ａ，２ｂに押されながら下型コマ７及び８ａ，ｂが下
降する。下型コマ７及び８ａ，ｂが最終位置まで下がる
と、上型コマ１、２ａ，２ｂの油圧を開放して、上型コ
マ３ａ，３ｂを相対的に前進させる。これにより最端部
のＶ溝を２条形成する。上型コマ３ａ，３ｂと下型コマ
９ａ，９ｂが被加工材を挾み込んで、最終的な成形を行
い加工が完了する。図７に加工完了時の被加工材、及び
上・下型の状態を示す。これで曲げ角度９０度となる。

【００２５】図８に折り曲げ加工が完了した補強リブの
側面図を示す。本実施例では材料板厚０.５ｍｍ、リブ
高さｈ１０ｍｍ、内側半径１５ｍｍ、外側半径２５ｍｍ
である。

【００２６】図９に本発明の成形方法を実現する成形装
置の一例を示す。記号６に上型、記号１１に下型を取付
け、記号３５の油圧シリンダによって加工する。記号３
６は前述した被加工材の腰折れを防止する追従機構であ
る。

【００２７】以上の実施例は、上型を５個のコマに分割
しているものを示したが、製品の加工精度によっては、
図１０に示す実施例の様に金型の分割数を減らした、安
価な金型及び成形装置によっても折り曲げ加工すること
が可能である。また製品によっては下型の分割数も減ら
した金型での加工も有効であるが、上下型のどちらか一
方が分割していない一体型では問題の解決は図れない。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、薄
板金属材料に成形した補強リブを、剛性の低下や座屈の
発生を押えて、折り曲げ加工することが可能である。ま
た、この加工は特殊な設備を用いること無く、一般的な
プレスで加工ができ、かつ高い生産性を持つ。

【００２９】さらに補強リブの上面及びテ−パ部に形成
された複数条のＶ形溝は、部分的に剛性を高めると共
に、振動を吸収する効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖ形溝成形用金型の一例を示す断面構造図。

【図２】補強リブの折り曲げ加工前の形状を示す図。

【図３】補強リブの一般的折り曲げ加工によって生じる
座屈の説明図。

【図４】加工開始時の金型と被加工材との関係を示す
図。

【図５】第１工程の金型と被加工材との関係を示す図。

【図６】第２工程の金型と被加工材との関係を示す図。

【図７】最終工程での金型と被加工材との関係を示す
図。

【図８】折り曲げ加工が完了した補強リブの側面図。

【図９】折り曲げ加工装置の一例を示す斜視図。

【図１０】金型分割数を減らした他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１は上型中央コマ、２ａ，２ｂは上型サイドコマ、３
ａ，３ｂは上型端コマ、４及び１０は油圧配管、６はプ
レスラム、７は下型中央コマ、８ａ，８ｂは下型サイド
コマ、９ａ，９ｂは下型端コマ、１１はプレスベッド、
１５は補強リブの内半径側面、１６は座屈部、１７は内
半径側面と外半径側面を結ぶ傾斜面、１８は補強リブの
外半径側面、３５は成形装置の油圧加圧機構、３６は追
従機構、３８は被加工材の搬入出機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真板 芳郎 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 佐々木 俊治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 吉川 武尚 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 本郷 敏男 東京都中央区佃二丁目四番六号 丸機械工 業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面形状が台形ないし矩形の補強リブを
   その断面形状を保ちながら折り曲げることで剛性を増加
   させた構造体の折り曲げ加工方法において、補強リブの
   内半径側に２山以上の連続して連なるＶ形溝を折り曲げ
   中心部から両側に向かって順次成形することを特徴とす
   る、補強リブを設けた高剛性構造体の折り曲げ加工方
   法。
2. 【請求項２】 断面形状が台形ないし短形の補強リブを
   その断面形状を保ちながら折り曲げることで剛性を増加
   させた構造体の折り曲げ成形用金型において、前記補強
   リブの折り曲げ成形に際し、内半径側に連続して連なる
   Ｖ形溝を、上・下型の両方または一方の型が分割式とな
   っていて、折り曲げ工程に従って各分割コマでそれぞれ
   のＶ形溝の成形が可能なように構成したことを特徴とす
   る折り曲げ成形用金型。
3. 【請求項３】 請求項２の折り曲げ成形用金型を液圧や
   電動機等の駆動源で制御しながら請求項１の折り曲げ加
   工を行なう成形装置において、各分割コマの停止位置と
   加工速度を各々単独に設定できる駆動機構と、被加工材
   の腰折れ等を防止する追従機構とを有することを特徴と
   する折り曲げ成形装置。