(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材の一端側に、外方に向かうフランジを曲げ成形するためのフランジ成形方法であって、予め半製品状態の所定形状に保形された素材を滑動自在にテーブル上に載置した後、フランジ成形ローラを素材の一端側所定の箇所に押し付けてこれをフランジ成形用の下型に押圧させ、次いで素材が常時このフランジ成形ローラとフランジ成形用の下型との押圧位置を通る前記上下方向の軸線を通るように駆動装置によってこの素材を滑動させ、この素材の所定形状の湾曲部分ではその曲率中心まわりに、また、平面部分については直線的に夫々移動させることによって素材の一端側所定の箇所から順にフランジを成形することを特徴とするフランジ成形方法。
【請求項２】
素材の一端側に、外方に向けてフランジを曲げ成形するためのフランジ成形方法であって、前記素材を予め半製品状態の所定形状に保持した治具を滑動自在にテーブル上に載置した後、この保持治具を上下ほゞ同位相の軸線上に配した上下部のローラ群によって挟持して上下ほゞ同位相の軸線まわりで回動できるようにし、次いで上部側ローラ群が備えるフランジ成形ローラを素材外方の待機位置からフランジ成形位置に切り換えた後、このフランジ成形ローラを素材の一端側所定の箇所に押し付けてこれをフランジ成形用の下型に押圧させ、その後駆動装置によって素材を上記ほゞ同位相の軸線まわりで回動させながら、この素材の所定形状の湾曲部分では前記上下部のローラ群の左右両側に配置した押圧手段を背反的に作動させて湾曲部分の曲率中心まわりで回動させつつ移動させ、また、平面部分では前記押圧手段を左右均等に素材に押圧させながら直線的に移動させることによって素材の一端側所定の箇所から順にフランジを成形することを特徴とするフランジ成形方法。
【請求項３】
素材の一端側に外方へ向かうフランジを曲げ成形するためのフランジ成形装置であって、予め半製品状態の所定の形状に保形された素材の保持治具を滑動自在に支持するテーブルと、前記保持治具を上下ほゞ同位相の軸線上で挟持してこの軸線まわりでの回動を可能にする上下部のローラ群と、上記ほゞ同位相の軸線まわりで前記保持治具を回動させるための駆動手段と、上下部のローラ群の左右両側に配置されていて制御手段により所定の動作で駆動されて前記素材を上記ほゞ同位相の軸線上に案内する一対の押圧手段とから成り、前記上部側のローラ群には、素材の一端側を保持治具上部のフランジ成形用の下型に押圧するフランジ成形ローラが備わっていて、このフランジ成形ローラは素材の外方の待機位置とフランジ成形位置とにわたって切り換え可能に構成されていることを特徴とするフランジ成形装置。
【請求項４】
前記フランジ成形ローラは、フランジの押圧作用部分が肉厚のある弾性体で形成されている請求項３記載のフランジ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として風呂の浴槽や台所の流し台等の湾曲した面部分を有する、主として板金素材の一端側、つまり前記湾曲した面部分を形成するための中心軸の軸線方向の一端側、に外向きフランジを一体に曲げ成形するためのフランジ成形方法並びにフランジ成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の外向きフランジを備えるものの好適な一つの例としては、前記のように一般家庭等の浴室に据え付けられる浴槽がある。これに例をとって説明すると、図２４，図２５に示されるように、浴槽は、周知の通り、周方向で部分的或いは全長にわたって湾曲の面部分を有する筒状で、例えばステンレス製の板金素材９１で形成されていて、この板金素材９１の上端側（湾曲の面部分を形成するための中心軸の軸線方向の一端側）に外向きのアール付きフランジＦを成形すると共に、板金素材９１の下部側には底板９２を溶接Ｗして内浴槽９３を構成し、この内浴槽９３の外側に化粧外板９４を配設し、かつ、内浴槽９３と化粧外板９４との間に断熱保温材９５を介在させることによって形成されている。
【０００３】
上記の浴槽は、上から見ると、矩形状や長楕円、更には瓢箪状形の舟形など各種の形状のものがあり、しかも多種の容量のものがあり、従って容量が異なる各種形状の多品種にわたる浴槽を製造しているのが現状で、メーカーサイドでは、上記の縁飾りフランジＦならびに化粧外板９５はもとより、上端側にフランジＦを備えた板金素材９１の多品種を用意する必要がある。
【０００４】
外向きのフランジを備えた品物としては、前記浴槽の他にも、台所に備えられる流し台、フランジ連結される板金製のダクト、更にはフランジ連結されるＵ字溝部材等がある。これらを製造するに際しても同様に、各種形状のフランジを備えた多品種の板金素材を用意する必要があるが、便宜上、上記の浴槽に用いられる筒状の板金素材９１を対象にして本発明を説明すると、筒状の板金素材にフランジを備えるに際して、この板金素材とは別にフランジを形成して、これを筒状の板金素材に溶接することは、溶接対象の板金素材が比較的薄肉であることに加えて、特に材質がステンレスの場合は溶接自体が非常に困難であって、コスト的に高くつくと共に量産性に欠けることから、従来では、筒状の板金素材９１の一端側に形成される外向きフランジＦはプレスによって成形されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のプレス成形は、量産性を向上できるものの、各種形状の板金素材に合わせて多品種のプレス金型を用意する必要がある。そのために、上記の溶接手段に比較しても成形コストが非常に高くつく。金型の保管スペースを広く必要とする。また、金型の交換に多大の時間と大掛かりな装置を要することから、単発的に形状の異なる板金素材を製造ラインに乗せることが困難である。金型自体の製造に多大の時間と費用を要するから、製造できる製品の形状が自ずと制約されて多様な顧客のニーズに対応し難い上に、新製品への対応が遅れ勝手になる傾向があり、特に新規な用途や機能を必要とする、例えば介護を必要とした老人用の浴槽やハイグレードな機能を備えた浴槽の開発、提供に大きな障害にもなっている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記した如き従来のプレス成形による不都合を、大幅な量産性の低下を伴うことなく解消することにある。また、他の目的は、上記の目的をうまく達成しながら、併せて従来のプレス成形と変わりのない仕上がりのフランジ成形を可能とする特異な形態のフランジ成形の手段を提供することにある。更に他の目的は、以上のようなフランジ成形の手段をコンパクトでしかも廉価に提供することを目的としている。そして更に別の目的はフランジをより一層美麗に成形できる手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、プレス成形によってもたらされる量産性は損なわず、廉価に製造でき、併せて素材の形状毎の金型を必要としない、素材の一端側所定の箇所を起点として順次フランジを成形させるような成形手段を採用することとしている。そして、このように素材の一端側所定の箇所を起点として順次フランジを成形させて、大型で高価なプレス成形金型を採用しなくてもフランジの成形を可能にでき、汎用性を持たせることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、予め半製品状態の所定形状に保形された素材を滑動自在にテーブル上に載置した後、フランジ成形ローラを素材の一端側所定の箇所に押し付けてこれをフランジ成形用の下型に押圧させ、次いで素材が常時このフランジ成形ローラとフランジ成形用の下型との押圧位置を通る前記上下方向の軸線を通るように駆動装置によってこの素材を滑動させ、この素材の所定形状の湾曲部分ではその曲率中心まわりに、また、平面部分については直線的に夫々移動させることによって素材の一端側所定の箇所から順にフランジを成形するようにしたものである。
【０００９】
素材を滑動自在にする手段としては、前記テーブルを表面平滑で滑り易い素材、例えばテフロンを素材にした板材（一例としては「ニューライト（商品名）」）やコロを一面に蜜に施設したもので構成したり、更にはテーブルそれ自体を、機械工具のテーブル移動方式と同様に、前後と左右とに向かう夫々のレールに沿って前後左右に自在に移動させようにした手段を採用できる。
【００１０】
また、フランジの成形性や成形完成度合いの一層の向上を意図して、前記素材を予め半製品状態の所定形状に保持した治具を滑動自在にテーブル上に載置した後、この保持治具を上下ほゞ同位相の軸線上に配した上下部のローラ群によって挟持して上下ほゞ同位相の軸線まわりで回動できるようにし、次いで上部側ローラ群が備えるフランジ成形ローラを素材外方の待機位置からフランジ成形位置に切り換えた後、このフランジ成形ローラを素材の一端側所定の箇所に押し付けてこれをフランジ成形用の下型に押圧させ、その後駆動装置によって素材を上記ほゞ同位相の軸線まわりで回動させながら、この素材の所定形状の湾曲部分では前記上下部のローラ群の左右両側に配置した押圧手段を背反的に作動させて湾曲部分の曲率中心まわりで回動させつつ移動させ、また、平面部分では前記押圧手段を左右均等に素材に押圧させながら直線的に移動させることによって素材の一端側所定の箇所から順にフランジを成形するとよい。
【００１１】
更に、前記フランジ成形方法を実施するための具体的な手段としては、予め半製品状態の所定の形状に保形された素材の保持治具を滑動自在に支持するテーブルと、前記保持治具を上下ほゞ同位相の軸線上で挟持してこの軸線まわりでの回動を可能にする上下部のローラ群と、上記ほゞ同位相の軸線まわりで前記保持治具を回動させるための駆動手段と、上下部のローラ群の左右両側に配置されていて制御手段により所定の動作で駆動されて前記素材を上記ほゞ同位相の軸線上に案内する一対の押圧手段とから成り、前記上部側のローラ群には、素材の一端側を保持治具上部のフランジ成形用の下型に押圧するフランジ成形ローラが備わっていて、このフランジ成形ローラは素材の外方の待機位置とフランジ成形位置とにわたって切り換え可能に構成されているフランジ成形装置がある。
【００１２】
また、フランジをより一層美麗に成形するために、前記フランジ成形ローラとしては、フランジの押圧作用部分が肉厚のある、例えばウレタンゴム、合成或いは天然ゴム等を素材にしたやや硬めで耐磨耗性を備えた弾性体で形成されているものを採用すると良い。
【００１３】
上記のように構成されたフランジ成形装置の前記テーブル上に載置された保持治具を上下部のローラ群によって挟持した状態では、この保持治具は、上下部のローラ群による上下ほゞ同位相の前記軸線まわりでテーブル上を自在に回動できる。従って、この状態でフランジ成形ローラを待機位置からフランジ成形位置に切り換えて、このフランジ成形ローラで板金素材の一端側所定の箇所をフランジ成形用の下型に押圧させて、駆動装置を作動させ、保持治具を上下ほゞ同位相の前記軸線のまわりで回動させる。そして、素材の湾曲な面部分については、これを曲率中心まわりで回動させつつスライドさせ、また、平面部分についてはこれを面方向に沿う方向に直線的にスライドさせることによって、素材の形状の如何を問わずに、プレス成形と比べて遜色のないフランジが、この素材の一端側に曲げ成形されるのである。
【００１４】
また、前記一対の押圧手段を素材（または素材保持治具）に押圧させることで、素材の回動姿勢を固定的に拘束し、もってこの一対の押圧手段による押圧位置を背反的に変更して、前記素材を湾曲部分の曲率中心まわりで回動させつつ移動させ上記の軸線まわりで強制的に回動させたり、或いは平面部分では前記押圧手段を左右均等に素材に押圧させながら直線的に移動させることによって素材の一端側所定の箇所から順にフランジを成形することができる。
【００１５】
更に、フランジ成形ローラの合成樹脂で形成された肉厚な押圧作用部分は、例えばステンレス等の金属だけで構成されたローラのように、フランジへの押圧力が素材のフランジ成形部分の一点にのみ集中的に作用して塑性変形する前に押し潰す如き応力を作用させ皺や亀裂を生じさせて美麗な湾曲成形が得られないのと違って、この押圧力をフランジ形成部分全域にソフトに及ぼし、うまく塑性変形させることを可能にする。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、まずフランジ成形装置を説明した後、フランジ成形方法を説明する。
そこで、本発明に係るフランジ成形装置の一実施例として、浴槽の上端縁に形成されるフランジの成形に適用した場合について図面を参照して説明する。
図１，２は本発明のフランジ成形装置の全体構成を示したものである。
【００１７】
このフランジ成形装置は、レール１（図１参照）に沿わせて治具支持テーブル２を移動可能に乗載したメインベース３と、前記レール１に対して直交させて配置された架台４と、この架台４の相対峙するフレーム部材５，５の一対のレール６，６にわたって各別に移動可能な素材受け台７と製品受け台８とを備え、かつ、素材受け台７には、湾曲面部分９ａと平面部分９ｂとを有する筒状の板金素材９を所定の形状（図例出は瓢箪状形）に近似保形する複数個の保形具１０が設けられ、前記テーブル２上には、前記板金素材９を保持してテーブル２上を自在に滑動する素材保持治具１１が乗載されている。
【００１８】
更に、平面視において上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで前記保持治具１１を回動可能に挟持する上下部のローラ群１２，１３と、上部側のローラ群１２の左右両側に各別に出退駆動可能に設けられた一対の押圧手段１４，１４と、この押圧手段１４，１４を所定の動作で各別に出退させる制御手段１５と、上記ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで前記保持治具１１をテーブル２上でスライドさせる駆動手段１６とを備えると共に、前記上部側のローラ群１２は、保持治具上部のフランジ成形下型１７とによって板金素材９の上端側にフランジ（図１５を参照）Ｆを曲げ成形するフランジ成形手段１８（図１２参照）を具備している。
【００１９】
一方、前記メインベース３には、図３，図１６及び図２０に示されるように、中間部材１９と上部部材２０とによって連結された複数本の支柱２１が立設されていて、この中間部材１９と上部部材２０とにわたるガイドロッド２２に沿って昇降可能に一対の門型フレーム２３、そして両門型フレーム２３を一体に連結するための上部横架部材２５を設けると共に、この門型フレーム２３を昇降させるシリンダ２４を設け、かつ、前記門型フレーム２３の上部横架部材２５の下部側に、この上部横架部材２５に取り付けたシリンダ２６によって昇降される昇降ベース２７を設けると共に、この昇降ベース２７には、前記上部横架部材２５のガイド筒２８に案内されるガイドロッド２９を設けている。
【００２０】
そして、図３および図１０，１１に示されるように、前記昇降ベース２７に、連結の解除が自在な吊り下げ連結手段３０を設けて、前記素材保持治具１１と協同して拡径により板金素材９を所定の形状に保形する素材拡径治具３１を吊り下げ連結し、かつ、前記素材拡径治具３１には、この素材拡径治具３１を前記保持治具１１に解除自在に一体化させる連結手段３２（図１１参照）と、前記板金素材９を解除自在に吊り下げ係止する係止手段３３とを設けている。
【００２１】
上記の素材保持治具１１は、図５および図１０に示されるように、板金素材９の下部受け部材３４を備えた治具本体１１ａの上部側に、板金素材９の上部側の外面形状に沿った内面形状の下型１７を設けると共に、治具本体１１ａの下部側に、外面形状が上記下型１７の外面形状に沿ったレール部材３５を設け、かつ、このレール部材３５の下部側に、前記テーブル２上をスムースにスライドさせるための合成樹脂製の減磨部材３６を設けて成る。
【００２２】
上下部のローラ群１２，１３は、図１に示されるように、それぞれ素材保持治具１１の下型１７とレール部材３５とを挟持するものである。具体的には、前記下型１７とレール部材３５の外面部を当接させる固定側のローラ３７，３８を回転軸３９の上下に設ける。下部側のローラ群１３については、前記下部側のローラ３８とでレール部材３５を挟持する可動側のローラ４０を、下部側のローラ３８に対して遠近移動可能にして前記テーブル２に設け、この可動側のローラ４０にシリンダ４１を連設し、前記下部側のローラ３８に遠近移動させるようにして、この下部側のローラ３８と前記レール部材３５を挟持する状態と挟持を解除する状態とに切り換え可能に構成している。
【００２３】
一方、上部側のローラ群１２の具体構造は以下の通りである。即ち、シリンダ４２と腰折れリンク機構４３とを介してシーソー揺動される揺動部材４４に、シリンダ４５によってスライド駆動されるアーム４６を保持させるとともに、図１２〜図１４に示されるように、このアーム４６の先端部に、このアーム４６の軸芯まわりに回動自在にしてローラ保持部材４７を設ける。このローラ保持部材４７は前記アーム先端部分に固定的に取付けられたモータＭによって前記アーム４６の軸心まわりに強制的に回動される。そして、この保持部材４７にフランジ成形手段１８、具体的には、二種類の第１及び第２のフランジ成形ローラ１８ａ，１８ｂを、アーム４６に直交する方向の支軸４８まわりで回転自在に設ける。そして、前記アーム４６の軸芯まわりでフランジ成形姿勢に切り換えられるこれらの第１及び第２のフランジ成形ローラ１８ａ，１８ｂは、アーム４６の収縮方向へのスライドと前記揺動部材４４との上下揺動とよって、板金素材９の上端側をフランジ成形下型１７に押圧するフランジ成形のためにフランジ成形位置（図２１を参照）Ａと、素材拡径治具３１の昇降を許容させるために板金素材９の外方に退避する待機位置（図２０を参照）Ｂとに切り換えられるようにしている。
【００２４】
尚、前記アーム４６の先端部に、２個のストッパーピン孔ａが形成されたストッパー部材４９を設けると共に、前記ローラ保持部材４７には、このローラ保持部材４７の所定の回動下において２個のピン孔ａに選択的に係入するピンｂと、このピンｂを係脱させるシリンダ５０とを設けてあって、前記二種類のローラ１８ａ，１８ｂを、それぞれフランジ成形姿勢に固定できるようにしている。
【００２５】
また、二種類のローラ１８ａ，１８ｂには、ウレタンゴム製のフランジ成形ローラ体ｃを設けてある。
これは、ローラ体を金属製、特にステンレス製にすると、後述するフランジＦの成形に際して、板金素材９の表面に施されたクロムと瞬間的に反応して傷が付いたり、更には皺や亀裂が発生したことに基づいて成されたものであり、かつ、第１のローラ１８ａのローラ体ｃについては、これのフランジ成形面の曲率を大きくして、図７に示されるように、一次曲げのフランジ部分Ｆ１を成形させるようにし、第２のローラ１８ｂのローラ体ｃについては、これのフランジ成形面の曲率を小さくして、図８に示されるように、一次曲げのフランジ部分Ｆ１を更に二次曲げしてフランジＦ２を成形させるようにしている。前記ウレタンゴムに代えて合成或いは天然ゴム等も採用できる。基本的には、やや硬めで耐磨耗性のある素材が好ましく、前記ウレタンゴムが理想的である。
【００２６】
そして、前記下型１７のアール面部の曲率を、板金素材９に形成すべきアールｒの曲率よりもやゝ小さく設定してあって、両ローラ１８ａ，１８ｂによる二度にわたる曲げによってフランジＦを成形した際に、板金素材９そのもののスプリングバックによって所定のアールｒが形成されるようにしている。
【００２７】
図１に戻って、前記素材保持治具１１をテーブル２上でスライドさせる駆動手段１６は、次のように構成されている。即ち、例えばチエーン式の伝動機構５１を介して前記回転軸３９にモータ５２を連動連結する一方、前記素材保持治具１１の下型１７の下部側に、その下型１７の外面形状にほゞ沿った形状のエンドレスのラックギア５３を付設し、かつ、このラックギア５３に噛合するピニオンギア５４を前記回転軸３９に設けると共に、更に、ラックギア５３を支持する受けローラ５５を設けて成るもので、前記上下部のローラ群１２，１３によって上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで回動可能に挟持された素材保持治具１１を、この軸線Ｐの近傍の一点でスライド駆動させるようにしている。
【００２８】
次に素材拡径治具３１の具体構造について説明する。この素材拡径治具３１は、図３〜図９に示されるように、前記板金素材９の上部側の内面形状をやゝ比例縮小させた形状の治具ベース５６に対して、それの下部面板５６ａに、素材保持治具１１側の位置合わせピンｄに対するピン孔ｅを設ける一方、治具ベース５６の上部面板５６ｂには、前記昇降ベース２７側の連結手段３０に対する係止具５７を設け、そして、前記板金素材９の上部側の内面形状に沿う形状の複数個の保形治具５８を、前記治具ベース５６の上部面板５６ｂの周部に配置すると共に、この保形治具５８の浮き上がり防止具５９を上部面板５６ｂに設け、更に、前記保形治具５８を板金素材９の内面に付勢当接させる付勢手段６０を、各保形治具５８と上部面板５６ｂとにわたって設けている。
【００２９】
上記の付勢手段６０は、図７及び図８に示されるように、ネジ受けブロック６１とネジ貫通ブロック６２とを、保形治具５８と上部面板５６ｂとに設けると共に、両ブロック６１，６２間にスプリング６３を介在させた状態で、前記ネジ貫通ブロック６２に貫通させたネジ６４をネジ受けブロック６１に螺着させ、かつ、前記ネジ６４に抜け止めナットｆを設けて成るもので、前記スプリング６３の付勢力を基にして且つ保形治具５８…を介して前記板金素材９を下型１７の内面に付勢当接させることで、前記板金素材９を下型１７の内面形状に沿わせるように保形する。
【００３０】
一方、図５及び図６に示されるように、前記治具ベース５６を上下方向に貫通させて、上方への抜け止め具６５を備えた作動ロッド６６を設けると共に、この作動ロッド６６の上端部を治具ベース５６の上方に突出させるスプリング６７，６８を設け、かつ、その突出端部の三方に、前記保形治具５８に向けてブラケット６９を連設すると共に、各保形治具５８にはブラケット６９に向けてリンク部材７０を設け、この固定リンク部材７０とブラケット６９とを可動リンク７１によって連結して、前記スプリング６７，６８の付勢力に抗して前記作動ロッド６６を押圧することにより、前記保形治具５８と下型１７とによる板金素材９の挟着保形を解除できるようにしている。
【００３１】
上記の素材拡径治具３１を吊り下げ連結する昇降ベース２７には、図３，図１０及び図１１に示されるように、前記治具ベース５６の上部面板５６ｂに設けられた位置合わせピン孔ｈに対するピンｉと、スプリング７２を介して板金素材９の上端を付勢押圧する押圧ロッド７３と、ロッド７４を介して前記係止手段３３を板金素材９の下部側に強制的に係止させるシリンダ７５と、前記素材拡径治具３１の作動ロッド６６を押圧して、前記保形治具５８と下型１７とによる板金素材９の挟着保形を解除させる作動具７６を備えたシリンダ７７と、素材拡径治具３１の係止具５７に対する連結手段３０のフック部材７８を連結解除状態に切り換える駆動機構７９（図１０を参照）と、素材保持治具１１の係止具８０に対する連結手段３２（図１１を参照）のフック部材８１を、作動ロッド８２を介して連結解除状態に切り換えるシリンダ８３とが設けられている。
【００３２】
前記板金素材９を上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで回動させる押圧手段１４，１４は、図２に照らして明らかなように、上下方向の軸芯まわりで回転自在なローラ８４を先端に備えたロッド８５を、ロッド受けブロック８６にスライド自在に設けると共に、このロッド受けブロック８６の一対を、上部側のローラ群１２のアーム４６に対して左右両側に所定の角度をもって振り分け配置し、かつ、前記ロッド８５をスライドさせて前記ローラ３７を板金素材９の外面に押圧させるシリンダ８７を、前記ロッド８５に連結して成るもので、２本のロッド８５，８５を背反的にスライドさせることによって、前記板金素材９を素材拡径治具３１と共に上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで回動させることができるようになっている。
【００３３】
上記の構成によれば、板金素材９を保形保持したテーブル２上の素材拡径治具３１は、上下部のローラ群１２，１３によって挟持された状態では、上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりでテーブル２上をフリーに回動させることができるが、上記押圧手段１４，１４のローラ８４，８４によって板金素材９の外面を押圧すると、板金素材９はその回動姿勢が固定的に拘束されることになり、そして、一対のロッド８５，８５を背反的にスライドさせて、ローラ８４，８４による板金素材９の押圧位置を変更させると、板金素材９は上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで強制的に回動されることになる。
【００３４】
而して、板金素材９を保形保持した素材保持治具１１を、上下部のローラ群１２，１３によって挟持した状態で、この素材保持治具１１を駆動手段１６によって上下ほゞ同位相の軸線Ｐ近傍でスライド駆動させると共に、一対の押圧手段１４，１４による押圧位置を背反的に変更させることで、前記板金素材９ひいては素材保持治具１１をテーブル２上で任意の姿勢に回動させながらスライドさせることができるのであり、この板金素材９の回動姿勢の変更ならびにスライドの制御は、この実施例では、制御手段１５によってスライドと回動とを同期させる数値制御（ＮＣ制御）によって次のように行われる。
【００３５】
即ち、板金素材９の湾曲面部分９ａについては、これを曲率中心まわりで回動させつつスライドさせるように数値制御し、平面部分９ｂについてはこれを面方向に直線的にスライドさせるように数値制御させるのであり、従って、フランジ成形手段（二種類のフランジ成形ローラ１８ａ，１８ｂ）１８を待機位置Ｂからフランジ成形位置Ａに切り換えて、先ずは第１のフランジ成形ローラ１８ａによって板金素材９の上端側をフランジ成形下型１７に押圧させた状態で、上述した回動ならびにスライドの数値制御の形態をとって、板金素材９を回動させつつスライドさせることで、一次曲げのフランジ部分Ｆ１が板金素材９の上端側に形成されることになる。
【００３６】
次いで、第２のフランジ成形ローラ１８ｂによる押圧の形態をとって、板金素材９を回動させつつスライドさせることで、二次曲げのフランジ部分Ｆ２が板金素材９の上端側に形成されるもので、この二次曲げのフランジ部分Ｆ２がフランジ成形ローラ１８ｂによる押圧域を外れると、板金素材９そのもののスプリングバックによって押圧の反りがやゝ戻ることで、所定のアールｒを有するフランジＦが形成されることになる。
【００３７】
次に、フランジ成形方法を説明する。
このフランジＦの成形は、板金素材９の供給とフランジＦが成形された製品９Ａの取り出しとについては、それぞれ人為的に行われるが、それ以外は全自動で行われるもので、図１６に示されるように、素材受け台７が素材受入れ位置Ｘにあり、製品受け台８が製品取り出し位置Ｚにあり、素材拡径治具３１を吊り下げ連結した昇降ベース２７と上部横架部材２５（門型フレーム２３）とが素材乗せ換え位置Ｙの上方に位置し、かつ、素材保持治具１１がテーブル２の所定位置に位置している状態において、先ずは前記素材受け台７に板金素材９を人為的に供給して、板金素材９を所定の形状に近似させるように仮保形させる。
【００３８】
ここで、全自動の制御をスタートさせると、図１７に示されるように、素材受け台７が素材乗せ換え位置Ｙに移動すると共に、門型フレーム２３が下降して、素材拡径治具３１が板金素材９の上部側内部に入り込み、図３に示されるように、前記押圧ロッド７３が板金素材９の上端を付勢押圧すると共に、前記係止手段３３が板金素材９の下部側を係止して、板金素材９が昇降ベース２７側に保持される。
尚、図３においては、素材拡径治具３１の保形治具５８…を拡径させた状態を示しているが、この段階では、図６に示されるように、保形治具５８…が縮径した状態にある。
【００３９】
次に、図１８に示されるように、前記板金素材９を保持した昇降ベース２７が上部横架部材２５（門型フレーム２３）と共に持ち上げられると共に、前記素材受け台７が元の素材受入れ位置Ｘに戻し移動され、次いで、図１９および図２０に示されるように、上部横架部材２５（門型フレーム２３）ならびに昇降ベース２７が下降されて、板金素材９が素材保持治具１１の内部に持ち込まれる。
【００４０】
このとき、図６，図１０及び図１１に示されるように、素材保持治具１１側の位置合わせピンｄが相対的に昇降ベース２７側のピン孔ｅに係入することで、昇降ベース２７ひいては板金素材９の素材保持治具１１に対する位置決めが成されるのであり、ここで図１１に示されるように、シリンダ８３が収縮して作動ロッド８２の押圧を解除することで、素材拡径治具３１側の連結手段３２のフック部材８１が素材保持治具１１側の係止具８０に係止して、素材拡径治具３１が素材保持治具１１に一体化されるのである。
【００４１】
そして、下部側のローラ群１３の可動側ローラ４０がシリンダ４１によって駆動されて、このローラ４０と回転軸３９下部側のローラ３８とによってレール部材３５が挟持（図１参照）されると共に、図３および図５に示されるように、シリンダ７７が収縮して作動ロッド６６の押圧を解除し、可動リンク７１と固定リンク部材７０とを介して且つスプリング６７，６８の付勢力によって保形治具５８が拡径することで、板金素材９の上部側が下型１７の内面に押圧されて所定の形状に保形され、更に、素材拡径治具３１の係止具５７に対する連結手段３０の連結が解除されて、素材拡径治具３１が昇降ベース２７に対して完全に縁切りの状態となる。
【００４２】
ここで図２１に示されるように、門型フレーム２３ならびに昇降ベース２７が持ち上げられると共に、シリンダ４５によってアーム４６がスライド駆動されて、それまでは素材拡径治具３１の昇降を許容させる待機位置Ｂにあったフランジ成形手段１８が板金素材９の内方に移動し、かつ、シリンダ４２の駆動に伴って、先ずは第１のフランジ成形ローラ１８ａがフランジ成形位置Ａに切り換えられ、このローラ１８ａによって板金素材９の上端側がフランジ成形下型１７に押圧されて、このローラ１８ａと回転軸３９上部側のローラ３７とによって下型１７が挟持（図１を参照）されるのである。
【００４３】
この状態では、前記板金素材９を保形保持した素材保持治具１１は、上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりでテーブル２上をフリーに回動可能であるが、ここで板金素材９の外面にローラ８４，８４を押し付けるように前記一対の押圧手段１４，１４が駆動されて、板金素材９の回動姿勢が固定的に拘束される。
【００４４】
そしてこの状態で、前記制御手段１５による数値制御によって、素材拡径治具３１が駆動手段１６によって上下ほゞ同位相の軸線Ｐ近傍でスライド駆動されると共に、前記一対の押圧手段１４，１４による押圧位置の背反的な変更が行われて、板金素材９の湾曲面部分９ａについては、これを曲率中心まわりで回動させつつスライドさせ、平面部分９ｂについてはこれを面に沿う方向で直線的にスライドさせるように制御され、先ずは第１のフランジ成形ローラ１８ａによって、板金素材９の上端側に一次曲げのフランジ部分（図１４を参照）Ｆ１が成形される。
【００４５】
この一次曲げのフランジ部分Ｆ１の成形を完了した時点で、シリンダ４２が駆動してフランジ成形ローラ１８ａが持ち上げられると共に（図１参照）、図１２及び図１３に示されるように、シリンダ５０が駆動して一方のピン孔ａからピンｂが抜き出され、かつ、モータＭが駆動して、フランジ成形ローラ１８ａに代えてフランジ成形ローラ１８ｂがフランジ成形姿勢に切り換えられると共に（図１２参照）、シリンダ５０が駆動して他方のピン孔ａに前記ピンｂが係入され、ここで再度シリンダ４２が駆動してフランジ成形ローラ１８ｂがフランジ成形位置Ａに切り換えられるもので、今度はこのローラ１８ｂと回転軸３９上部側のローラ３７とによって下型１７が挟持されて（図１参照）、後は上記した数値制御によって、板金素材９の上端側に二次曲げのフランジ部分（図１５を参照）Ｆ２が成形されるのである。
【００４６】
この後、図示は省略するが、前記シリンダ４２が駆動してフランジ成形ローラ１８ｂが持ち上げられ、次のフランジ部分Ｆ１の成形に備えるべく、シリンダ５０とモータＭとが駆動されて前記ローラ１８ａ，１８ｂの交換と固定が行われ、かつ、シリンダ４２が駆動されてローラ１８ａ，１８ｂが待機位置Ｂに切り換えられる。
【００４７】
そして、門型フレーム２３ならびに昇降ベース２７が下降されて、連結手段３０を介して昇降ベース２７に素材拡径治具３１が連結されると共に、係止手段３３が製品と化した板金素材９の下部側に係止（図３を参照）して、板金素材９が昇降ベース２７側に保持され、更に、シリンダ７７が駆動されて作動ロッド６６が押圧され、保形治具５８が縮径（図６を参照）することで、保形治具５８による板金素材９内面の押圧が解除されるもので、これによって板金素材９は、素材保持治具１１（図１参照）に対して完全に縁切りの状態となる。
【００４８】
この状態は、図１９，２０に示す状態と同じであり、ここで図２２に示されるように、板金素材（フランジＦが成形された製品である。）９Ａを保持した昇降ベース２７が門型フレーム２３と共に持ち上げられ、後は簡略な説明となるが、図２３を参照して明らかなように、製品受け台８が素材乗せ換え位置Ｙに移動されて上部横架部材２５（門型フレーム２３）が下降され、昇降ベース２７側に保持された製品９Ａが製品受け台８に持ち込まれ、ここで係止手段３３による製品９Ａの係止が解除され、かつ、上部横架部材２５（門型フレーム２３）が持ち上げられ、最終的に製品受け台７が元の製品取り出し位置Ｚに戻し移動されるもので、製品受け台７からの製品９Ａの取り出しは人為的に行われるものであり、爾後は上記のサイクルが繰り返し行われることで、プレス成形と変わりのない仕上がりのフランジ成形製品９Ａが量産される。
【００４９】
以上の説明からも明らかなように、本発明のフランジ成形方法によれば、予め半製品状態の所定形状に保形された板金素材９を滑動自在にテーブル２上に載置した後、フランジ成形ローラ１８をこの板金素材９の上部側所定の箇所、つまりフランジ成形位置Ａ、に押し付けてこれをフランジ成形用の下型１７に押圧させ、次いで板金素材９が常時このフランジ成形ローラ１８とフランジ成形用の下型１７との押圧位置を通る前記上下方向の軸線Ｐを通るように駆動手段１６によってこの板金素材９を滑動させ、この板金素材９の所定形状の湾曲面部分９ａではその曲率中心まわりに、また、平面部分９ｂについては直線的に夫々移動させることによって板金素材９の上部側所定の箇所から順にフランジを成形することができ、板金素材９の形状や大きさに一切左右されずに、その板金素材９の上部側に、プレス成形と比べて遜色のないフランジを曲げ成形することができる。
【００５０】
即ち、プレス成形に比較して極めて安価にフランジを成形することができると共に、形状や大きさを問わずにフランジの成形が可能であることから、種類の異なる板金素材９であっても、これを製造ラインに乗せることが容易に可能となり、また、そのために時間を掛ける必要もないことから、新製品の開発にも迅速に対応でき、しかも、コスト的に安価なフランジ成形ローラを用意するだけで、幅の異なるフランジ成形にも直ちに対応できる上に、プレス金型などのように広い保管スペースを必要としないのである。
【００５１】
尚、上記の実施例では、板金素材９として、浴槽や流し台に用いられる筒状のものを例示したが、フランジ連結される板金製のダクトやフランジ連結されるＵ字溝部材などを構成する板金素材に適用できることは言うまでもない。
【００５２】
また、フランジ成形手段１８として、二種類のフランジ成形ローラ１８ａ，１８ｂを、そのフランジ成形姿勢をアーム軸芯まわりで切り換える構成を採用しているが、アーム軸芯に直交する水平方向の軸線まわりでフランジ成形姿勢を変更させるように構成してもよく、或いは二種類のフランジ成形ローラ１８ａ，１８ｂによることなく、一種類のフランジ成形ローラをもってフランジ成形手段１８を構成してもよい。
【００５３】
更に、駆動手段１６として、ラックギア５３とピニオンギア５４とを採用しているが、この構造に替えて、例えばエンドレスのスプロケットチェーンとスプロケットホイールとからなる構造を採用したり、上記のラックギア５３をレールに置き換えて、このレールを一対の例えばゴムローラによって挟持する構造を採用することもできる。
【００５４】
また、一対の押圧手段１４，１４によって板金素材９そのものを押圧して、その押圧位置の背反的な変更によって板金素材９を上下ほゞ同位相の軸線Ｐまわりで回動させる構成を採用しているが、板金素材９を保形保持している素材保持治具１１を上記一対の押圧手段１４，１４によって押圧させるようにして、この素材保持治具１１を介して板金素材９を回動させる構成を採用できる。
【００５５】
また、素材保持具１１を滑動させるために前記レール部材の下部側に減魔部材３８を設けた構造を採用したが、これに替えテーブル上面に無数のベアリングを配置する構造を採用することもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフランジ成形方法によれば、従来のプレス成形手段と何等遜色の無い量産を可能にできながらも、プレス成形による際の不都合をうまく解消して、プレス成形と変わりのない仕上がりのフランジを成形することができる。
【００５７】
即ち、本発明によるフランジ成形方法によれば、例えば浴槽の形状や大きさ等と言った、素材の形状や大きさを問わずに、素材の一端側に自在にフランジを曲げ成形することができる。従って、種類は言うに及ばず、大きさ、形状の異なる素材であっても、これをたやすく製造ラインに乗せることが可能になった。また、そのために時間とコストを掛ける必要もないことから、新製品の開発にも迅速に対応できる。
【００５８】
しかも、前記一対の押圧手段を素材（または素材保持治具）に押圧させることで、素材の回動姿勢を固定的に拘束し、もってこの一対の押圧手段による押圧位置を背反的に変更して、前記素材を湾曲部分の曲率中心まわりで回動させつつ移動させ上記の軸線まわりで強制的に回動させたり、或いは平面部分では前記押圧手段を左右均等に素材に押圧させながら直線的に移動させることによって素材の一端側所定の箇所から順にフランジを成形することができるから、素材を回転させながらフランジを成形する手段を採用しながらも、素材の姿勢をしっかりと確保しながら成形できるので、殊に湾曲部分でのフランジ成形が一層確実、且つ、精度高く行え、商品価値を一段と高める。
このように本発明のフランジ成形方法は、従来のプレス成形と変わりのない仕上がりのフランジを従来のプレス成形手段と何等遜色の無く量産できるのである。
【００５９】
更に、この発明のフランジ成形装置は、従来のプレス成形装置に比べて、コスト的に安価なフランジ成形ローラを用意するだけで、幅の異なるフランジ成形にも直ちに対応でき、大型で高価なプレス金型とその金型保管のための広いスペースを全く必要としないので、装置の大幅な小型化を図ることができる。しかも、必要な構成部品としては、成形ローラ群、テーブル、素材保持具、素材若しくは素材保持具を滑動させるための駆動装置があれば良く、装置を廉価に製造できる。
【００６０】
また、成形ローラにフランジの押圧作用部分が肉厚のある合成樹脂素材で形成されているものを採用することによって、素材表面に傷を付ける恐れが少なく、また、プレス成形手段よりもむしろ皺や亀裂の無い美麗なフランジを得ることができ、商品価値を一層向上できる。併せて、成形ローラそのものの耐久性も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、装置の全体側面図である。
【図２】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、装置全体の平面図である。
【図３】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具の詳細断面図である。
【図４】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具の平面図である。
【図５】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具の要部の断面図である。
【図６】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具の要部の作動状態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具の部分平面図である。
【図８】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１０】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、昇降ベースに対する素材拡径治具の連結状態を示す説明図である。
【図１１】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具と素材保持治具との一体化の連結状態を示す説明図である。
【図１２】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、フランジ成形手段の正面図である。
【図１３】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、図１２のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１４】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、第１ローラによる一次曲げのフランジ部分の成形状態を示す断面図である。
【図１５】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、第２ローラによる二次曲げのフランジ部分の成形状態を示す断面図である。
【図１６】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、フランジ成形手順の開始初期の状態を示す説明図である。
【図１７】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材拡径治具に対する板金素材の連結状態を示す説明図である。
【図１８】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、板金素材の持ち上げ状態を示す説明図である。
【図１９】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、素材保持治具への板金素材の持込み状態を示す説明図である。
【図２０】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、同じく素材保持治具への板金素材の持込み状態を示す説明図である。
【図２１】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、フランジ成形手段によるフランジの成形状態を示す説明図である。
【図２２】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、フランジ成形製品の持ち上げ状態を示す説明図である。
【図２３】本発明に係るフランジ成形装置の実施例を示し、フランジ成形製品の取り出し状態を示す説明図である。
【図２４】浴槽の概略外観図である。
【図２５】図２４に示される浴槽の概略断面図である。
【符号の説明】
２…テーブル、９…板金素材、９ａ…湾曲面部分、９ｂ…平面部分、１１…素材保持治具、１２，１３…ローラ群、１４…押圧手段、１５…制御手段、１６…駆動手段、１７…フランジ成形下型、１８ａ，１８ｂ…フランジ成形ローラ、Ａ…フランジ成形位置、Ｂ…待機位置、Ｆ…フランジ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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