(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工すべき帯刃を貫通保持する軸方向のスリットを有する固定インナーダイと、該固定インナーダイを嵌合保持し、固定インナーダイのスリットを貫通した帯刃の側面に曲げ荷重を与える可動アウターダイと、加工すべき帯刃に対し長手方向の送りと停止を交互に行う送材装置とを有しする帯刃の曲げ加工装置において、
前記固定インナーダイと前記可動アウターダイの軸方向位置関係を調節する調節手段が設けられ、該調節手段により、前記固定インナーダイのスリットと、該スリットを貫通した前記帯刃との位置関係を前記固定インナーダイの軸方向に相対的に調整することを特徴とする、帯刃の曲げ加工装置。
【請求項２】
上記固定インナーダイのスリット幅が軸方向座標に対して変化している、第１項記載の帯刃の曲げ加工装置。
【請求項３】
上記可動アウターダイのエッジ間距離が軸方向座標に対して変化している、第１項記載の帯刃の曲げ加工装置。
【請求項４】
上記調節手段が、固定部と、その固定部に対し上下方向に摺動変位する可動部と、その可動部と上記固定インナーダイの上端部を連結するアームと、上記固定部に対し上記可動部の高さを調整する調整装置より成る、第１項記載の帯刃の曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、布、皮革、プラスチック等のシート材を所定の形状に打ち抜き加工するために帯状の片側に刃が形成された帯刃、いわゆるトムソン刃の自動曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、加工すべき帯刃を貫通保持する軸方向のスリットを有する固定インナーダイと、その固定インナーダイの外周に嵌合し、上記スリットの出口の左右両側に帯刃の側面に曲げ荷重を与える可動アウターダイを備え、上記スリットの入口から供給される帯刃を例えば所定の微小量ずつ間欠送りしながら可動アウターダイをそれと同期して間欠的に駆動することにより、帯刃を少しずつ折り曲げてゆき、これを所定回数くり返すことにより所望の曲率半径、所望の曲げ角に曲げ加工する装置を提案している（特公平７−９０２７６）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
帯刃の厚みは通常０．４ｍｍから２．０ｍｍの範囲のものが使用されており、これを上記したインナーダイとアウターダイの相互押圧力により常温において曲げ加工するには、強大なトルクを要する。一方、要求される曲げ形状は、最近益々複雑化の傾向にあり、曲率半径の大きなものから小さなものまで適用範囲が広がっているので、それに対応するため、外径の小さなインナーダイを用いなければならない。ダイの径が細くなるほど、曲げ加工時の荷重が作用した際の「ねじれ」と「たわみ」が大きくなる。また、加工される帯刃も決して均質でなく、刃先部の硬化焼き入れ処理の際に刃先側の広い部分が硬化処理されていたため、刃先から背までの刃幅方向に対して曲り易さが変化していることがある。
【０００４】
これらの要因により、例えば図１に示すように、刃先が一平面上に揃わず刃先線がねじれる現象が生ずるが、各要因を解明し上記したダイの「ねじれ」と「たわみ」を軸方向に対して均一化することは至難であり、かつ構造、制御装置が煩雑になり高価になる。
【０００５】
これに対し本発明者は、ダイの「ねじれ」と「たわみ」が、力の作用点が軸方向に変動するに応じて変化することに着目し、加工すべき帯刃とダイの軸方向位置を対症療法的に調節するという、きわめて簡単な手法により、ダイの「ねじれ」と「たわみ」、さらには帯刃の刃幅方向の強度ムラが総合的に補正され、刃先線が一平面上に揃うことを仮説し、これを実証した。
【０００６】
そこで本発明の目的は、従来より使用されているアウターダイとインナーダイ及びそれらの駆動機構をそのまま活用しながら、インナーダイの軸方向調節機構を付加するだけのきわめて簡易かつ安価な手段により、刃先線の非平面性（ねじれ）を解消することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の帯刃の曲げ加工装置は、加工すべき帯刃を貫通保持する軸方向のスリットを有する固定インナーダイと、該固定インナーダイを嵌合保持し、固定インナーダイのスリットを貫通した帯刃の側面に曲げ荷重を与える可動アウターダイと、加工すべき帯刃に対し長手方向の送りと停止を交互に行う送材装置とを有しする帯刃の曲げ加工装置において、
前記固定インナーダイと前記可動アウターダイの軸方向位置関係を調節する調節手段が設けられ、該調節手段により、前記固定インナーダイのスリットと、該スリットを貫通した前記帯刃との位置関係を前記固定インナーダイの軸方向に相対的に調整することにより特徴づけられる。
【０００８】
本発明の調節効果をさらに高めるため、固定インナーダイのスリット幅、または、可動アウターダイのエッジ間距離のいずれか片方または双方を、軸方向座標に対して変化したものにすることが出来る。
【０００９】
本発明の調節手段は、加工される帯刃が送材装置からダイに送られるテーブル上に固定される固定部と、その固定部に対し上下方向に摺動変位する可動部と、その可動部とインナーダイの上端部を連結するアームと、上記可動部の高さを調整する調整装置より成る。この調整装置はねじ機構によることが好ましい。
【００１０】
【作用】
図１０に固定インナーダイ１のスリット３と加工すべき帯刃Ｗの位置関係を例示する。この固定インナーダイ１は、円周方向に回転しないという意味で固定であり、従来は軸方向に対しても固定されていたが、本発明においては調節手段により軸方向に変位することが特徴である。この固定インナーダイ１に対する荷重は、可動アウターダイ２のエッジが帯刃Ｗの側面を押圧するとき、この帯刃Ｗを介して作用する。（Ａ）図に示すように、帯刃Ｗがスリット３の上部にあるとき、固定インナーダイ１の下端部が可動アウターダイ２に嵌合支持されていながら円周方向には回転自在であるから、スリット３出口のねじり量およびたわみ量は帯刃Ｗの背部で大きく、刃先部では小さい。この「ひずみ」による逃げのため、刃先部ではエッジの押圧力が最も有効に作用してよく曲がる。
【００１１】
これと反対に、（Ｂ）図に示すように帯刃Ｗがスリット３の下部にあるとき、スリット３出口のねじり量は先端に近づく分だけ増大するが、スリットの下方部４Ｂが殆ど剛体に近いアウターダイ２により嵌合支持されているので帯刃Ｗの背部のたわみ量は小さく、これに対し帯刃Ｗの刃先部はスリット３の略中央部にあり、かつ固定インナーダイ１の外径と可動アウターダイ２の内径の間隙ｄが存在するため、「ねじり」と「たわみ」両方による「ひずみ」による逃げが大きくなる。従って、スリット下端の背部にエッジの押圧力が最も有効に作用してよく曲る。
【００１２】
固定インナーダイ１の高さを帯刃Ｗに対して相対的に調節することにより、帯刃Ｗの刃先部と背部の曲がり量が等しく刃先線が一平面上に揃う加工状態が存在する。さらに加えて、スリット幅を軸方向座標に対し変化させることにより、本発明の調節効果を格段に高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の帯刃の曲げ加工部について説明する。図２はその斜視図であり、図３はその正面図の部分断面図である。
【００１４】
固定インナーダイ１には、その半径方向に被加工物Ｗを貫通させる軸方向のスリット３が設けられ、スリット３の上方部４Ａおよび下方部４Ｂは、可動アウターダイ２に嵌合支持され、上端部がアーム１２に保持されている。可動アウターダイ２は、スリット３の貫入を阻止しない遊びのある入口側開口部６と、出口側開口部７を有し、出口側開口部７の内縁にエッジ５、５が形成されている。固定インナーダイ１のスリット３をカバーする範囲が、可動アウターダイ２の内径よりも細く形成され、従って、エッジ５、５が形成された開口部７の内縁とスリット３の出口外縁には距離ｄの間隙が保持されている。可動アウターダイ２の下端部は後述するサーボモータ等により両方向に回転駆動され、被加工物Ｗの側面に曲げ荷重を与える。
【００１５】
図４は本発明実施例を全体的に示す側面図である。テーブル９上に帯刃Ｗが刃先を上に背を下にした姿勢で矢印の向きに供給され、送材装置８が帯刃Ｗの停止と送り量を制御し、帯刃Ｗの停止中に固定ダイ１と可動ダイ２により曲げ加工が実行される。本発明の特徴部分であるアーム１２を上下方向に調節する手段については後述する。
【００１６】
テーブル９の下にある回転体１４がベアリング１３により回転自在に支持され、この回転体１４が第１のサーボモータ１５に減速機１６を介して結合され、この回転体１４の上面に設けられた調心型チャック１７に可動アウターダイ２の下端部が固持されている。一方、可動アウターダイ２に嵌合保持された固定インナーダイ１の上端部は調心型チャック１９に固持されている。上下の調心型チャック１７、１９の中心軸は完全に一致している。
【００１７】
送材装置８はベッド１０に、被加工物Ｗの送り方向と平行に固定されたガイド棒２０と、それと平行に設けられた送りねじ２１に往復台２２が装荷され、この往復台２２の上に被加工物Ｗをクランプする装置が設けられている。送りねじ２１は第２のサーボモータ２３により駆動される。第１のサーボモータ１５および第２のサーボモータ２３はコンピュータ２４により制御される。なお、この送材装置８は、クランプ装置をねじ送りする機構に代えて、一対のローラにより実施することもできる。
【００１８】
図５に本発明の調節手段の一実施例の側面図を示す。
【００１９】
調節手段１１は、テーブル９上に固定された固定部２５と、その固定部２５の立ち上がり部２６に沿って上下方向に摺動変位する可動部２７と、可動部２７の頂面にネジ２８・・２８により着脱自在に固着されたアーム１２と、固定部２５に一体化された固定棚２９と可動部２７と一体化された可動棚３０の間隔を調節する調節ねじ３１より構成されている。アーム１２の先端には固定インナーダイ１の上端が固定されている。従って、調節ねじ３１を回すことにより固定インナーダイ１を軸方向に調節することができる。また、従前よりテーブル９上に固定インナーダイ１の上端を支持する固定アーム取付用めねじが設けられていた機械では、この取付用めねじをそのまま活用して固定アーム保持具を本発明の調節手段に置換することができる。
【００２０】
本発明のスリット３、またはエッジ５、５の正面形状は、種々な形状により実施することができる。図６は、従来より公知なものであって、スリット３の幅が軸方向に沿って一様であり、エッジ５、５も軸方向に沿っている。なお、この図は、固定インナーダイ１と可動アウターダイ２を分解し、組立状態と同じ高さに併置して表現している。以下の変形実施例についてもこれと同じ表現方法を用いる。
【００２１】
図７に示す実施例は、固定インナーダイ１Ａのスリット３Ａがテーパ形であって、根幹部から先端部へ近づくほどスリット幅が減少している。一方の可動アウターダイ２Ａのエッジ５Ａ、５Ａもテーパ形であって、その対向間隔が根幹部から先端部へ近づくほど減少している。スリットまたはエッジに、軸方向に対し横向きの力が作用するとき、その作用点が先端に近いほど、ダイの「たわみ」や「ねじれ」が増大するが、この実施例によれば、復元状態の軸方向からの傾き角と荷重状態の「ひずみ」による傾き量が相殺されて、帯刃Ｗの側面と平行にスリットまたはエッジに当接することが期待できる。
【００２２】
図８に示す実施例は、固定インナーダイ１Ｂのスリット３Ｂが対向シリンドリカル形であって、スリットの両端の幅に対し中央部の幅が狭くなる向きのシリンドリカル面が近接対向し合っている。一方の可動アウターダイ２Ｂのエッジ５Ｂ、５Ｂも同様に円弧が近接対向し合った形状である。スリットやエッジが形成されていない部分は、無垢の円柱形であって剛性に近いが、スリットやエッジの形成部はその切欠きのため、「たわみ」や「ねじれ」が大きくなる。特にその中央部が最大となる。この実施例によれば、曲げ加工による力が作用するとき、スリット幅またはエッジ間距離が増大する向きに「ひずみ」が生ずるから、復元状態における軸方向の傾き角と荷重による「ひずみ」による傾き量が相殺されて、帯刃Ｗの側面と平行にスリットまたはエッジに当接することが期待できる。
【００２３】
上記の図７、図８とともに説明した実施例は、固定インナーダイ１Ａ、１Ｂのみに実施してもよく、可動アウターダイ２Ａ、２Ｂのみに実施してもよく、或いはそれらの双方に実施してもよい。
【００２４】
図９に本発明の固定インナーダイのスリットの他の変形例を示す。スリット３Ｃは、中央部が互に平行な平面、上下両端部が端に近づくほどスリット幅が減少するテーパ形である。この実施例によれば、ダイの軸方向調節により、帯刃Ｗとスリット幅との間隙を、刃先部で大きく（小さく）するか背部で大きく（小さく）するかを選択することができる。
【００２５】
なお、曲げ加工時における可動アウターダイのエッジの「ひずみ」を抑制して曲げ加工の精度を向上させるために、可動アウターダイの外周に、ボルトをゆるめると、可動アウターダイに嵌合したまま軸方向に摺動させることができ、ボルトを締めつけると可動アウターダイの外径寸法の膨張を抑止するリング部材を使用することができる。このリング部材は、本発明の実施と併用することもでき、このリング部材のみを独立して実施することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、帯刃の曲げ加工時に必要な強大な荷重に対して発生する各種のひずみ要因、例えば、可動アウターダイのエッジのねじれとたわみ、帯刃に作用する荷重が帯刃の部位により異なること、帯刃を介して固定インナーダイのスリット出口に作用する荷重、その荷重により生ずるスリット出口のねじれとたわみ、帯刃の強度が帯刃の部位により異なること等を個別に計測し、演算補正するのではなく、総合的に唯一固定インナーダイの高さ調節のみで相殺補正したので、非常に安価かつ簡単な装置で、帯刃の刃先線の非平面性を解消することができた。
【００２７】
また本発明の調節手段は、従来品の一部を取替えることにより、ただちに実施することができる。
【００２８】
さらに従来は、加工すべき帯刃Ｗの厚さ、刃高（幅長）などが変るごとに、固定インナーダイ及び可動アウターダイの交換とその調整作業を必要としたが、本発明によれば、調節手段の可動部頂面にボルトにより着脱自在に固着されているアームを取り外すだけで、アーム先端の固定インナーダイもろともに取り替えることができ、しかも、インナーダイ１のスリット部の外径をアウターダイ２の内径に対し各種製作しておけば、インナーダイ１の変換のみにより両径のギャップｄ（図３参照）を所望の値に選択することができるので、アウターダイ２を共通化したままインナーダイ１のみを交換すればよく、帯刃Ｗの変更に対する対応作業が簡易化されその時間が大幅に短縮された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の解決課題の説明図
【図２】本発明の曲げ加工部を示す斜視図
【図３】本発明の曲げ加工部の正面図の部分断面図
【図４】本発明実施例の全体を示す側面図
【図５】本発明実施例の調節手段を示す側面図
【図６】本発明一実施例の固定インナーダイ１と可動アウターダイ２を分解して示す正面図
【図７】本発明の他の実施例の固定インナーダイ１Ａと可動アウターダイ２Ａを分解して示す正面図
【図８】本発明のさらに他の実施例の固定インナーダイ１Ｂと可動アウターダイ２Ｂを分解して示す正面図
【図９】本発明の固定インナーダイのさらに他の実施例を示す正面図
【図１０】本発明の作用説明図
【符号の説明】
１    固定インナーダイ
２    可動アウターダイ
３    スリット
５    エッジ
８    送材装置
９    テーブル
１０  べッド
１１  調節手段
１２  アーム
１４  回転体
１５  第１のサーボモータ
２１  送りねじ
２２  往復台
２３  第２のサーボモータ
２５  固定部
２６  立ち上り部
２７  可動部
３１  調節ねじ
Ｗ    帯刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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