(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
形材をその軸線に対して垂直方向及び水平方向に３次元曲げ加工するための曲げ方法であって、
前記形材と当接する周面が目的とする曲げ形状に応じた半径をもつロール状であって回動軸を有するとともにそれぞれの周面に曲げ加工により得ようとする形状の溝部が形成された第１及び第２の曲げ加工用型を、前記形材が前記相互の溝部に嵌合するように相対して配設するとともに、当該形材がその軸線方向に移動可能に当該形材の一端側を固定し、その他端側を前記第１の曲げ加工用型に設けられた尾部に把持する工程と、
前記第１及び第２の曲げ加工用型を、第１の曲げ加工用型に形材を巻き付ける方向に相互に回動させて形材の曲げ加工を行う第１の曲げ工程と、
前記第１及び第２の曲げ加工用型を回動不能に固定し、この第１及び第２の曲げ加工用型の取付けベースを、前記第２の曲げ加工用型の回動軸にて第２の曲げ加工用型に形材を巻き付ける方向に回動させる第２の曲げ工程とから成ることを特徴とする形材の曲げ方法。
【請求項２】
前記第１の曲げ工程時及び第２の曲げ工程時に、未加工部である形材の直線部の方向と第１の曲げ加工用型又は第２の曲げ加工用型の加工位置における溝部の接線方向とが一致するように、第１及び第２の曲げ加工用型の回動軸線方向の位置及び又は回動軸線の傾きと、形材の前記一端側固定位置とを相対的に移動させて曲げ加工を行う請求項１記載の形材の曲げ方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の曲げ工程において、前記第１及び第２の曲げ加工用型と当接する位置の形材内部に中子を配して曲げ加工を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の形材の曲げ方法。
【請求項４】
前記形材の曲げ加工中は、その一端を固定した前記形材の部位に所定の引張軸荷重を負荷することを特徴とする請求項１，請求項２又は請求項３記載の形材の曲げ方法。
【請求項５】
形材をその軸線に対して垂直方向及び水平方向に３次元曲げ加工するための曲げ装置であって、
周面に、曲げ加工により得ようとする曲げ形状に応じた半径をもつと共に、周面に曲げ加工により得ようとする曲げ形状の溝部が形成されて回動軸にて回動可能であり、かつ、前記溝部の形状に応じて回動軸の軸線方向に移動して所定の加工位置にて形材の加工を行う第１及び第２の曲げ加工用型と、この第１及び第２の曲げ加工用型を一体的に取り付ける取付けベースとを有し、
前記第１及び第２の曲げ加工用型は、一端がその軸線方向に移動可能に固定されて他端が前記第１の曲げ加工用型の尾部に把持された形材の両側からこの形材と前記溝部とが前記加工位置にて嵌合するように挟みこんで取付けべース上に配設され、それぞれの回動軸にて回動して第１の曲げ加工を行うものであり、
前記取付けベースは、前記第１の曲げ加工に引き続いて第２の曲げ加工用型の回動軸を軸として当該取付けベース全体を前記第１の曲げ加工の方向とは逆の方向に回動させて第２の曲げ加工を行うとともに、前記第１及び第２の曲げ加工時において、未加工部である形材の直線部の方向と第１及び第２の曲げ加工用型の溝部の接線方向とが前記加工位置にて一致するように傾動することを特徴とする形材の曲げ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の曲げ加工用型の第１及び第２の回動軸とこの第１及び第２の回動軸を連動して回動させることにより前記第１及び第２の曲げ加工用型を前記第１の曲げ加工のために回動させる第１の駆動部と、
前記所定位置にて曲げ加工を行うために前記第１及び第２の曲げ加工用型を、前記第１及び第２の回動軸の軸線上に移動させる第２の駆動部と、
前記第１及び第２の曲げ加工用型と前記第１及び第２の回動軸と前記第１及び第２の駆動部とを一体的に支持するための第１の基盤と、
前記第２の回動軸と同軸的に接続されるとともに前記第１の基盤を支持する回動軸であって、前記第２の曲げ加工のために当該第１の基盤が前記第２の回動軸を軸として回動するための第３の回動軸と、
この第３の回動軸を回動させるための第３の駆動部と、
前記第３の回動軸と前記第３の駆動部とを一体的に支持するための第２の基盤と、
前記形材の未加工部である直線部の方向と第１及び第２の曲げ加工用型の溝部の接線方向とを前記加工位置にて一致させるために、前記第２の基盤を、前記第１及び第２の曲げ加工用型の加工位置において形材の未加工部である直線部の方向と直交する線上に傾動可能に軸支する第３の基盤と、
この第３の基盤を前記傾動させるための第４の駆動部を備えたことを特徴とする形材の曲げ装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の曲げ加工用型は、それぞれに、回動躯体とこの回動躯体の周面に取外して交換可能に添接された溝部形成体を備えることを特徴とする請求項５または請求項６記載の形材の曲げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形材、特にアルミニウム合金押出形材に、三次元曲げ加工を施すための曲げ方法及び曲げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフレーム，建材，船舶等の構造部材として使用されるアルミニウム合金押出形材は、用途に応じてその軸線に対して垂直方向及び水平方向に三次元曲げ加工が施されることがある。この発明にいう三次元曲げ加工とは、図９の（ａ）−外観斜視図，（ｂ）−Ａ矢視図，（ｃ）−Ｂ矢視図に、断面角形の押出形材の例で示すように、幅Ｗ，高さＨの直状の形材に、垂直方向Ａ矢視で加工域Ｃ１  の範囲に、曲率半径Ｒ１  ，Ｒ２  で曲げ加工を施し、この曲げ加工により形材の中心間に変位差Ｄ１  をもたらすとともに、水平方向Ｂ矢視で加工域Ｃ２  の範囲に曲率半径Ｒ３  ，Ｒ４  の曲げ加工を施し、この曲げ加工により形材の中心間に変位差Ｄ２  をもたらすような曲げ加工を意味する。
【０００３】
形材たるワークにこのような三次元曲げ加工を施すには、いわゆる押し通し曲げ（マルチベンダー）と称される固定金具と、可動ジャイロ金型とを備える曲げ加工装置を使用する方法が一般的である。すなわち、固定金具とジャイロ金型とに設けたワーク挿入孔を通して強制的に押圧移動されるワークに、固定金具の、特に出口側部分を支点とする三次元的な曲げを付与する方法である。
【０００４】
又は、引張り曲げを応用した方法である引張押付け曲げ（ドローベンダー）が使用されることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記マルチベンダーによる三次元曲げ加工は、比較的曲率半径の大きい曲げ加工に対しては有効であるが、曲率半径が小さくなるに従い、曲げ加工の内側部分に‘しわ’がよりやすくなったり、座屈を生じるという問題があり、小さい曲率半径の三次元曲げには不向きである。また、ドローベンダーの場合には、図９の（ｂ），（ｃ）の曲げを二つの工程に分けて行う必要があり、第１工程で‘しわ’等の微小な欠陥を生じると、第２工程の曲げ加工の際にそこから破断してしまうことになり、やはり、小さい曲率半径での三次元曲げには不向きである。さらに、従来の三次元曲げ方法は、曲げ加工の設備が大規模になるとともに、加工時間を比較的長く必要とする等の問題があった。
【０００６】
この発明は前記の問題点を解決するために創案されたものであり、形材の三次元曲げ加工において、小さい曲率半径にて曲げ加工を行っても、前記‘しわ’の発生や、‘しわ’の発生による部材の破断等が生じにくい形材の曲げ方法と曲げ装置の提供を目的としている。また、曲げ加工を行うための溝部の形状を変更可能である曲げ装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の問題点を解決するために、形材（Ｗ）をその軸線に対して垂直方向及び水平方向に３次元曲げ加工するための曲げ方法であって、前記形材と当接する周面が前記図９（ｂ）に示すＲ１  ，Ｒ２  に対応した半径をもつロール状であって回動軸（２ａ，２０１，３ａ，３０１）を有するとともにそれぞれの周面に曲げ加工により得ようとする前記図９（ｃ）に示すＲ３  ，Ｒ４  に応じた形状の溝部（５）が形成された第１及び第２の曲げ加工用型（２，２００、３，３００）を、前記形材が前記相互の溝部に嵌合するように相対して配設するとともに、当該形材がその軸線方向に移動可能に当該形材の一端側を固定し、他端側を前記第１の曲げ加工用型に設けられた尾部（２ｂ）に把持する工程と、前記第１及び第２の曲げ加工用型を第１の曲げ加工用型に形材を巻き付ける方向に相互に回動させて形材の曲げ加工を行う第１の曲げ工程と、前記第１及び第２の曲げ加工用型を回動不能に固定し、この第１及び第２の曲げ加工用型の取付けベース（４００）を前記第２の曲げ加工用型の回動軸にて第２の曲げ加工用型に形材を巻き付ける方向に回動させる第２の曲げ工程とから成ることを特徴とする形材の曲げ方法とするものである。
【０００８】
また、前記第１の曲げ工程時及び第２の曲げ工程時に、未加工部である形材の直線部の方向と第１の曲げ加工用型又は第２の曲げ加工用型の加工位置における溝部の接線方向とが一致するように、第１及び第２の曲げ加工用型の回動軸線方向の位置及び又は回動軸線の傾きと、形材の前記一端側固定位置とを相対的に移動させて曲げ加工を行う形材の曲げ方法とするものである。
【０００９】
また、前記第１及び第２の曲げ工程において、前記第１及び第２の曲げ加工用型と当接する位置の形材内部に中子（８）を配して曲げ加工を行う形材の曲げ方法とするものである。
【００１０】
また、前記形材の曲げ加工中は、その一端を固定した前記形材の部位に所定の引張軸荷重を負荷する形材の曲げ方法とするものである。
【００１１】
また、形材をその軸線に対して垂直方向及び水平方向に３次元曲げ加工するための曲げ装置であって、周面に、曲げ加工により得ようとする形状の溝部が形成されて回動軸にて回動可能であり、かつ、前記溝部の形状に応じて回動軸の軸線方向に移動して所定の加工位置にて形材の加工を行う第１及び第２の曲げ加工用型と、この第１及び第２の曲げ加工用型を一体的に取り付ける取付けベース（４００）とを有し、前記第１及び第２の曲げ加工用型は、一端がその軸線方向に移動可能に固定されて他端が前記第１の曲げ加工用型の尾部に把持された形材の両側からこの形材と前記溝部とが前記加工位置にて嵌合するように挟みこんで取付けべース上に配設され、それぞれの回動軸にて回動して第１の曲げ加工を行うものであり、前記取付けベースは、前記第１の曲げ加工に引き続いて第２の曲げ加工用型の回動軸を軸として当該取付けベース全体を前記第１の曲げ加工の方向とは逆の方向に回動させて第２の曲げ加工を行うとともに前記第１及び第２の曲げ加工時において、未加工部である形材の直線部の方向と第１及び第２の曲げ加工用型の溝部の接線方向とが前記加工位置にて一致するように傾動する構成とするものである。
【００１２】
また、前記第１及び第２の曲げ加工用型の第１及び第２の回動軸と、この第１及び第２の回動軸を連動して回動させることにより前記第１及び第２の曲げ加工用型を前記第１の曲げ加工のために回動させる第１の駆動部（４００Ａ）と、前記所定位置にて曲げ加工を行うために前記第１及び第２の曲げ加工用型を、前記第１及び第２の回動軸の軸線上に移動させる第２の駆動部（４００Ｂ）と、前記第１及び第２の曲げ加工用型と前記第１及び第２の回動軸と前記第１及び第２の駆動部とを一体的に支持するための第１の基盤（４００）と、前記第２の回動軸と同軸的に接続されるとともに前記第１の基盤を支持する回動軸であって前記第２の曲げ加工のために当該第１の基盤が前記第２の回動軸を軸として回動するための第３の回動軸（５０１）と、この第３の回動軸を回動させるための第３の駆動部（５００Ａ）と、前記第３の回動軸と前記第３の駆動部とを一体的に支持するための第２の基盤（５００）と、前記形材の未加工部である直線部の方向と第１及び第２の曲げ加工用型の溝部の接線方向とを前記加工位置にて一致させるために、前記第２の基盤を、前記第１及び第２の曲げ加工用型の加工位置において形材の未加工部である直線部の方向と直交する線上に傾動可能に軸支する第３の基盤（６００）と、この第３の基盤を前記傾動させるための第４の駆動部（６００Ａ）を備える構成とするものである。
【００１３】
さらに、前記第１及び第２の曲げ加工用型は、それぞれに回動躯体（２０，３０）と、この回動躯体の周面に取外して交換可能に添接された溝部形成体（１０ａ〜）を備える形材の曲げ装置とするものである。
【００１４】
以上のような構成において、請求項１では、形材の一端がその軸線方向に移動可能に固定されて他端が第１の曲げ加工用型の尾部に把持された当該形材の両側から第１及び第２の曲げ加工用型を、この第１及び第２の曲げ加工用型の周面に形成された溝部に当該形材を嵌合させるように配設し、この第１及び第２の曲げ加工用型を、第１の曲げ加工用型に形材を巻き付ける方向に相互に回動させる第１の曲げ工程を行う。これにより前記Ｒ１  （図９参照）の曲げを第１の曲げ加工用型の外形形状で行い、溝の曲線具合によりＲ３  の曲げが行われる。
【００１５】
次いで、第１及び第２の曲げ加工用型を回動不能に固定し、この状態にて第２の曲げ加工用型の回動軸を軸として、取付けベースを前記第２の曲げ加工用型に形材を巻き付ける方向に回動させる。これにより、形材には第２工程の曲げ加工が施され、第２の曲げ加工用型の外形形状により前記Ｒ２  の曲げを行い、溝の曲線具合によりＲ４  の曲げを行う。
【００１６】
請求項２において、前記第１及び第２の曲げ工程の際においては、第１及び第２の曲げ加工用型を、前記溝部の形状の曲がる方向に応じてその回動軸の軸線上に移動させ、及び又は第１及び第２の曲げ加工用型の回動軸線を傾ける。すなわち、形材の未加工部である直線部の方向と、第１又は第２の曲げ加工用型の加工位置における溝部の接線方向とが一致するようにする。つまり例えば、溝部が上方に向けてカーブしていれば、第１及び第２の曲げ加工用型は、その回動軸の軸線上において逆に下方に移動させる。このように、曲げ加工の進行につれて、溝部の曲がる方向に応じて第１及び第２の曲げ加工用型をその回動軸の軸線上に移動させることにより、形材と第１及び第２の曲げ加工用型との当接位置が略一定となって、この略一定の位置にて曲げ加工が行われる。
【００１７】
請求項３及び請求項４においては、曲げ加工の際における形材の無用な変形や破断が生じることなく曲げ加工が行われる。特に請求項４においては、曲げ加工の進行につれてその一端が固定された形材の軸線と溝部の曲げ曲線の接線方向とが略一致するように取付けベースが傾動することにより、前記請求項１における作用と相まって、形材は、順次滑らかに溝部に嵌合して曲げ加工が行われる。
【００１８】
請求項５及び請求項６においては、前記請求項１及び請求項２記載の形材の曲げ加工方法に適した装置が実現できる。請求項７においては、加工形状の異なる曲げ加工を行う際には、溝部形成体を取外して新たな溝部形成体に交換が可能であり、回動躯体の本体はそのまま使用可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。以下の説明においては、図１ないし図４にて本発明の原理的な説明を行い、要部を切り欠いて示した正面図と概略的な斜視図である図５及び図６を参照して具体的な実施の一形態につき説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る形材の曲げ方法を実施するための形材の曲げ装置１の平面図であり、アルミニウム又はアルミニウム合金を素材とする角管からなる形材Ｗを、第１の曲げ加工用型（以下第１の加工用ロールと称する）２と、第２の曲げ加工用型（以下第２の加工用ロールと称する）３の前記溝部に嵌合させて挟み込んだ状態を示す平面図である。また、図２は前記第１の曲げ工程を行った図であり、図３は前記第２の曲げ工程を行った図である。
【００２１】
図において、この形材の曲げ装置１は、取付けベース４に、第１の加工用ロール２及び第２の加工用ロール３がそれぞれ回動軸２ａ，３ａにて回動可能に相対して配設されている。この第１及び第２の加工用ロール２，３の、径の寸法及びその周面に形成される溝部の曲線形状は、曲げ加工によって得ようとする形状及び後述するスプリングバックを考慮して、後に詳述する第７図（ａ），（ｂ）等に示すような溝部５が形成されている。また、この第１及び第２の加工用ロール２，３は、前記のようにその回動軸２ａ，３ａの軸線方向に移動可能となっている。さらに、第１の加工用ロール２には、形材Ｗの軸線の延長線上にこの形材Ｗを把持するための尾部２ｂを備えている。
【００２２】
形材Ｗは、その一端が、ガイド７ａ，７ｂによってその両側より当該形材Ｗが曲げ加工の際に第１及び第２の加工用ロール２，３の配設方向に移動する際に支障のないように固定されており、その他端が、第１の加工用ロール２の前記尾部２ｂに把持されるようになっている。第１の曲げ工程開始時においては、形材Ｗの内部に、取付杆８ａに取り付けられた中子８が挿入される。また、形材Ｗの一端には、曲げ加工の際において、引張りローラ９ａ，９ｂを形材Ｗの両側より当接させて回転させ、相互に矢印方向の抵抗をもたせて回転させることにより、この形材Ｗに引張軸荷重Ｆを付与している。
【００２３】
図２は第１の曲げ工程を説明する図である。図示のように、第１及び第２の加工用ロール２，３を、それぞれ第１の加工用ロール２に形材Ｗを巻き付ける方向に、すなわち第１の加工用ロール２を図面上において時計方向に、また、第２の加工用ロール３を反時計方向に同時に回動させることにより、形材Ｗには前記第１の曲げ加工が施される。また別な実施の形態として、第１の加工用ロール２のみを回動させてもよく、この場合における第２の加工用ロール３は、第１の加工用ロール２の回動に従動して、第１の加工用ロール２の回動方向とは逆方向に回動する。なお、この第１の曲げ加工及び次に説明する第２の曲げ加工時においては、曲げ加工をスムーズに行う為に、第１及び第２の加工用ロール２，３はそれぞれ回動軸２ａ，３ａの軸線上において移動するとともに、取付けベース４の傾動作動も行われているが、この点についてはまとめて後述する。
【００２４】
図３は、図２に示す第１の曲げ加工に続いて行われる第２の曲げ工程を説明する図である。この第２の曲げ工程においては、第１及び第２の加工用ロール２，３を、その回動軸２ａ，３ａにて回動不能に固定し、この状態において、取付けベース４を前記第２の加工用ロール３の回動軸３ａを回動軸として、前記第１の加工方向とは逆の方向である反時計方向に回動させる。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１及び第２の加工用ロール２，３の、その回動軸２ａ，３ａの軸線上における移動と取付けベース４の傾動作動による傾動を示す図である。それぞれ▲１▼から▲５▼に向けて曲げ加工が進行する。図において、（ｂ）▲１▼図は、前記図１に示すような第１及び第２の加工用ロール２，３に形材Ｗを挟み込んで曲げ加工を開始しようとする状態を示している。（ａ）▲１▼図は、この曲げ加工開始の際の、Ａ矢視による第１の加工用ロール２に形成された前記溝部５の形状を示している。軸線ｌ１  は第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）の縦方向の中心線であり、ラインｌ２  は同じく横方向の中心線である。
【００２６】
（ｃ）▲１▼図は、曲げ加工の開始時における第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）の位置を示している。ラインＬは形材Ｗの加工ラインであり、一端が固定される形材Ｗの未加工部分の加工開始時の軸線が加工ラインとなる。形材Ｗの曲げ加工は、この加工ライン上において行われる。すなわち、曲げ加工のための回動につれて溝部５の曲線に応じて、第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）を、加工ラインＬに向けて図面上において上昇させ、又は降下させて曲げ加工を行う。このように、形材Ｗの曲げ加工は、略一定位置である加工ラインＬと第１及び第２の加工用ロール２，３を結ぶ線との交点にて行われる。（ｃ）▲１▼図においては、溝部５の開始端５ａは縦方向の中心線よりｈ１  だけ上方に位置していることから、その分、第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）は下降した位置にある。
【００２７】
次に、（ｂ）▲２▼図に示すように第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）が回動する。（ａ）▲２▼図は、この際における第１の加工用ロール２の前記溝部５の形状を示している。図示のように、溝部５は下方に向けてカーブしていることから、第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）を、逆に、回動の進行につれてカーブの曲線に応じて徐々に上方に移動させてゆく。また、前記のように当該溝部５の曲線の接線方向と形材Ｗの軸線方向、すなわち加工ラインＬとを一致させるために、第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）を角度θ１  に傾動させる。尚、この第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）の傾動は、加工位置を中心に取付けベース４を傾動させることにより行うことができる。
【００２８】
（ｂ）▲３▼図は、前記第１の曲げ工程の終了を示し、前記図２の状態を示している。（ａ）▲３▼図は、この際の第１の加工用ロール２の溝部５の形状を示している。この溝部５の曲線に対応して、この曲線の接線方向と形材Ｗの軸線方向、すなわち加工ラインＬを一致させるべく、第１及び第２の加工用ロール２，３を軸線ｌ１  方向に上下に移動させるとともに、取付けベース４の傾動を通じて第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）をさらに角度θ２  に傾動させる。
【００２９】
この第１の曲げ加工の終了を受けて、（ｂ）▲４▼図に示すように、第２の曲げ工程を行う。すなわち、この第２の曲げ工程は、前記のように第１及び第２の加工用ロール２，３を、回動軸２ａ，３ａにて回動不能に固定するとともに、第２の加工用ロール３の回動軸３ａを回動軸として取付けベース４を第１の曲げ加工とは逆方向に回動させる。（ａ）▲４▼図はこの際の第２の加工用ロール３の加工位置側の溝部５の形状をＡ矢視で示し、この溝部５の曲線の接線方向と形材Ｗの軸線方向すなわ加工ラインＬとを一致させるべく、第１の加工用ロール２の軸線ｌ１  方向の移動及び取付けベース４の傾動を通じて第２の加工用ロール３を角度θ３  に傾動させる。
【００３０】
（ｂ）▲５▼図は前記第２の曲げ工程の終了を示し、前記図３に示す状態である。（ａ）▲５▼図はこの際の溝部５の形状を示している。この曲げ加工の終了時においては、溝部５の終了端５ｂは、中心線ｌ２  よりｈ２  分だけ下方に位置していることから、その分、第１の加工用ロール２（及び第２の加工用ロール３）は上昇した位置にある。また、前記（ｃ）▲１▼図に示す溝部５の開始端５ａと（ｃ）▲５▼図に示す溝部５の終了端５ｂは、加工ラインＬに一致する直線であるから、この際における前記取付けベース４は傾動せず、したがって第１の加工用ロール２及び第２の加工用ロール３も傾斜せずに直立している。
【００３１】
図５は本発明に係る形材の曲げ装置の実施の一形態を示す正面部であり、図６は概略的な斜視図である。図５の正面図は要部を切り欠いて示している。図において、この形材の曲げ装置１００は、第１の基盤４００と、第２の基盤５００，第３の基盤６００を備えている。先ず、第１の基盤４００について説明すると、この第１の基盤４００は、第１の加工用ロール２００（図１等に示す前記加工用ロール２参照）と、第２の加工用ロール３００（前記加工用ロール３参照）が、それぞれに回動軸２０１（前記回動軸２ａ参照），３０１（前記回動軸３ａ参照）にて回動可能に相対して配設されている。この第１及び第２の加工用ロール２００，３００の周面には、前記図４，図７に示すような溝部５が形成されているがその図示を省略している。また、第１の加工用ロール２００には、図１等に示す形材Ｗの尾部２ｂを備えているがその図示を省略している。図５の符号Ｇは、前記加工位置であり、図４に示す加工ラインＬは、この加工位置Ｇにて図面手前から向こう側に通るラインである。
【００３２】
前記回動軸２０１及び３０１は、第１及び第２の加工用ロール２００，３００を貫通する細長いスプライン軸であり、第１の基盤４００の上板４０１と下板４０２にそれぞれベアリングにて回動可能に軸支されている（後述するが、正確には回動軸２０１は、上部及び下部のスライド板４１５，４１６に配設されたベアリングに取付けられている）。第１及び第２の加工用ロール２００，３００は、それぞれの回動軸２０１，３０１に歯合して上下動するがこの点につても後述する。
【００３３】
前記上板４０１には、回動軸２０１，３０１を回動することにより第１及び第２の加工用ロール２００，３００を回動するための第１の駆動機構４００Ａが配設されている。この第１の駆動機構４００Ａは、ハンドル部４０３の回転により駆動されるウオームギヤ４０４，このウオームギヤ４０４に歯合するギヤ４０５，このギヤ４０５に同軸的に固設されるギヤ４０６，このギヤ４０６に歯合するギヤ４０７，このギヤ４０７に同軸的に固設されるギヤ４０８，このギヤ４０８に歯合するギヤ４０９，このギヤ４０９に歯合するギヤ４１０と連結されているが、ギヤ４０９とギヤ４１０は、それぞれ前記第１の回動軸２０１，第２の回動軸３０１と同軸的に固設されていることから、ハンドル部４０３を回転することにより回動軸２０１，３０１が回動し、この回動により第１及び第２の加工用ロール２００，３００が回動するようになっている。以上が第１の駆動機構４００Ａの構成である。
【００３４】
第２の駆動機構４００Ｂは、第１及び第２の加工用ロール２００，３００を回動軸２０１，３０１の軸線上において移動（上下動）させるものである。すなわち、第１及び第２の加工用ロール２００，３００に形成された溝部（図４，図７等に示す符号５参照）の位置が、前記加工位置Ｇ（図５参照：図４に示す加工ラインＬ）の上方となる場合には、第１及び第２の加工用ロール２００，３００を下方に移動させ、溝部５の位置が加工位置Ｇの下方となる場合には第１及び第２の加工用ロール２００，３００を上方に移動させて曲げ加工を常に加工位置Ｇにて行うようにする。
【００３５】
先ず、第１及び第２の加工用ロール２００，３００は、その下部において移動板４１１に回動可能に嵌合しており、この移動板４１１は、第１の基盤４００の四隅に立設されたガイドロッド４１２〜に、それぞれの位置にて貫通して取付けられている。また、第１の基盤４００には、ハンドル部４１３を有して回転可能なネジ棒４１４がその上板４０１を貫通して下板４０２まで延設されており、前記、移動板４１１は、所定位置にてこのネジ棒４１４に螺合している。したがって、ハンドル部４１３を正転，反転させることにより、移動板４１１はガイドロッド４１２〜に案内されて上下動し、この上下動により第１及び第２の加工用ロール２００，３００も上下動するようになっている。
【００３６】
また、第１の加工用ロール２００は、横方向（図５では図面左右方向）に若干移動することかできるようになっている。すなわち、巾寸法の若干の相違のある形材の曲げ加工を行う際には、図１等に示すように第１の加工用ロール２００（２）と第２の加工用ロール３００（３）との間に間隔をあける必要があることから、これに備えて第１の加工用ロール２００を横方向に移動可能としてある。
【００３７】
この第１の加工用ロール２００の横移動は回動軸２０１を横移動させて行う。先ず、回動軸２０１は、その上下部位において、スライド板４１５，４１６に配設されたベアリングにて回動可能に取付けられ、このスライド板４１５，４１６は、スライドレール４１７，４１８にそれぞれが横方向にスライド可能に嵌合している（図６においては、下部のスライド板４１６とスライドレール４１８の図示は省略している）。そして、スライド板４１５，４１６には、ボルト４１９，４２０の先端部が回動可能に埋め込まれるとともに、このボルト４１９，４２０は、外板４２１，４２２に螺合させてある。したがって、このボルト４１９，４２０を正転あるいは逆転させることにより、スライド板４１５，４１６が左右横方向に移動し、これによって回動軸２０１が左右横方向に移動することから、第１の加工用ロール２００も左右横方向に移動するようになっている。
ロール半径により定まる曲げ半径の変更に対応させる為には、ロールの変更，スライド板４１５，４１６による軸移動の他、第１駆動部を構成する歯車の組合せの変更も必要である。
【００３８】
次に、第２の基盤５００について説明する。この第２の基盤５００は、前記図２に示す第１の曲げ加工から図３に示す第２の曲げ加工のために、前記第１の基盤４００全体を回動させるものである。すなわち、前記第１の基盤４００は、その下板４０２部分で第１の基盤回動軸５０１に載置された状態に固設されるが、第１の基盤回動軸５０１は、上板５０２と下板５０３に配設されたベアリングにて前記回動軸３０１と同軸的に回動可能なように配設されている。
【００３９】
この第１の基盤回動軸５０１を回動させるための第３の駆動機構５００Ａを説明する。この駆動機構５００Ａは、ハンドル部５０４の回転によって回転するウオームギヤ５０５，このウオームギヤ５０５に歯合するギヤ５０６，このギヤ５０６と同軸的に固設されるギヤ５０７，このギヤ５０７に歯合するギヤ５０８，このギヤ５０８と同軸的に固設されるギヤ５０９と連結され、このギヤ５０９は、第１の基盤回動軸５０１に同軸的に固設されるギヤ５１０に歯合している。したがって、前記ハンドル部５０４の操作により、第１の基盤回動軸５０１を回動することができる。図５に一点鎖線で示すラインＫ１  は、第１の基盤回動軸５０１の回動軸線である。
【００４０】
次に、第３の基盤６００について説明する。この第３の基盤６００は、形材の曲げ装置１００全体の基台であるとともに、前記図４に示すように、曲げ加工の進展につれて溝部５の接線方向に形材の未加工部の軸線方向を一致させるために、前記第２の基盤５００を傾動させるものである。すなわち、第３の基盤６００は、所定の床面に設置される設置板６０１の両端に支持板６０２，６０３が立設されており、一方の支持板６０２上には支軸台６０４が固設され、この支軸台６０４に回動可能に軸支された支軸６０５が、前記第２の基盤５００の側板５１１に固設されている。また、他方の支持板６０３上には、支軸台６０６が固設されて、この支軸台６０６に回動可能に軸支された支軸６０７が、前記第２の基盤５００の側板５１２に固設されている。図５に示す一点鎖線のラインＫ２  は、第２の基盤５００の傾動軸線であり、前記加工位置Ｇを通過している。第２の基盤５００は、この傾動軸線Ｋ２  にて、図５の図面上、手前と向こう側双方に傾動するようになっている。
【００４１】
符号６００Ａは、第２の基盤５００を傾動させる第４の駆動機構である。この第４の駆動機構６００Ａは、ハンドル部６０８の回転により回転するウオームギヤ６０９，このウオームギヤ６０９に歯合するギヤ６１０，このギヤ６１０に同軸的に固設されるギヤ６１１，このギヤ６１１に歯合するギヤ６１２と連結されている。このギヤ６１２は、前記第２の基盤５００の側板５１２に固設された支軸６０７に同軸的に固設されていることから、ハンドル部６０８を回転操作することにより、第２の基盤５００を前記傾動軸線Ｋ２  を軸として傾動することができる。
【００４２】
以上のように構成される形材の曲げ装置１００の作動を、特に、図４を参照して説明する。第１及び第２の加工用ロール２００，３００の周面には図４に示す形状の溝部５が形成されているものとする。先ず、第１の加工用ロール２００と第２の加工用ロール３００間の加工位置Ｇ（図５参照）にて形材Ｗを挟み込むために、第２の駆動機構４００Ｂを操作して第１及び第２の加工用ロール２００，３００を、回動軸２０１，３０１の軸線上に移動させる。図４においては、溝部５が上方に位置しているために〔図４の（ａ），（ｃ）の▲１▼〕、第１及び第２の加工用ロール２００，３００は、逆に下方に移動させることになる。この移動を終えた第１及び第２の加工用ロール２００，３００間に形材Ｗを挟み込むとともに、尾部（図１の２ｂ参照）に形材を把持する〔図１，図４（ｂ）▲１▼参照〕。形材の内部には図１等に示す中子８が挿入される。形材の手前側は、図示しないガイドを有して形材を把持するとともに形材に所定の引っ張り荷重を付与する把持装置にて把持されるが、これは作業者の手持ち作業により行ってもよい。
【００４３】
次いで、第１の駆動機構４００Ａの操作により、第１及び第２の加工用ロール２００，３００を回動して第１の曲げ加工を行う〔図２、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の▲２▼，▲３▼参照〕。この際に、溝部５の形状に応じて第１の駆動機構４００Ａ，第２の駆動機構４００Ｂ，第４の駆動機構６００Ａを同時に操作する。すなわち、例えば、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の▲２▼においては、第１の駆動機構４００Ａの操作とともに、溝部５は下方にカーブしていることから第２の駆動機構４００Ｂを操作して、第１及び第２の加工用ロール２００，３００を溝部５のカーブに応じて徐々に上方に移動させる。さらに、カーブする溝部５の接線と、形材Ｗの未加工部分の軸線とを一致させるために、第４の駆動機構６００Ａを操作して第２の基盤５００を溝部５のカーブに応じて徐々に傾動させる。
【００４４】
このようにして第１の曲げ加工が終了すると第２の曲げ加工を行う（図３、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の▲４▼，▲５▼参照）。この第２の曲げ加工においては、第１の曲げ加工が終了した状態において、第３の駆動機構５００Ａを操作し、第１の基盤４００全体を第１の基盤回動軸５０１を軸として回動させる。図６においては、第１の基板回動軸５０１を軸として、図面左上方向への回動となる。この第２の曲げ加工時においても、第２の駆動機構４００Ｂによる第１及び第２の加工用ロール２００，３００の上下移動及び第４の駆動機構６００Ａにる傾動操作が行われる。例えば図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の▲４▼においては、溝部５のカーブは下方に向かいつつあることから、このカーブに応じて第２の駆動機構４００Ｂを操作し、第１及び第２の加工用ロール２００，３００を徐々に上方に移動させる。同時にまた、カーブする溝部５の接線と形材の未加工部分の軸線とを一致させるために、第４の駆動機構６００Ａにより前記傾動操作を行う。このように、第２の曲げ加工において、第２の駆動機構４００Ａから第４の駆動機構６００Ａまでのすべての駆動機構を同時に操作することになる。
【００４５】
次に、前記溝部５を形成するための溝部形成体について図７及び図８を参照して説明する。この溝部形成体は、前記第１及び第２の加工用ロール２（２００）及び３（３００）に溝部５の形状を変更可能に形成するためのものである。この実施の形態においては、図７（ｂ）に示すような第１及び第２の加工用ロール２（２００），３（３００）の回動躯体２０，３０の周面に短冊状の細長いピース片１０ａ〜を、回動躯体２０，３０周面の上下に固定用ネジ１１ａ〜にて固定することにより上下中間部に溝部５を形成するようになっている。このように構成することにより、曲げ形状〔前述の図９（ｃ）におけるＲ４  ，Ｒ３  〕が異なる形材Ｗを加工する場合には、このピース片１０ａ〜のみを交換するだけでよく、回動躯体２０，３０はそのまま使用可能である。尚、図７（ａ），（ｂ）に図示された溝部５の形状は一例としての概要図であり、目的とする曲げ形状に応じてその外形、溝部の形状、曲線状態はそれぞれに異なる。
【００４６】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、前記溝部形成体の別な実施の形態を示し、形成される溝部の形状に多少の変更を加えることが出来るようにしたものである。すなわち、曲げ加工が施される形材Ｗは、加工が終了した後に、曲げ形状が若干元に戻るいわゆるスプリングバックを生ずることがある。したがって、このスプリングバックに対処するために、例えば余分に曲げておく等のことがあるが、この実施の形態においては、形成された溝部形状に修正を加えることができるようになっている。
【００４７】
図８（ａ）図は、前記回動躯体２０，３０〔図７（ｂ）参照〕に、溝部形成体としてのピース片１０ｂ〜を固定した状態を概略的に示す部分正面図であり、同（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ矢視断面図、同（Ｃ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ矢視断面図である。この実施の形態における前記溝部形成体としてのピース片１０ｂ〜には、長孔１１ｃ〜が形成されており、この長孔１１ｃ〜に固定用ボルト１１ｂ〜を挿通させてピース片１０ｂ〜を回動躯体２０，３０に固定する。従って、ピース片１０ｂ〜を取り付けるにあたり、長孔１１ｃ〜の長さ分だけ当該ピース片１０ｂ〜の上下移動が可能となって、この上下移動を各ピース片１０ｂ毎に順次行うことにより、前記スプリングバックに対処するための溝部形状の変更を簡単に行うことができる。このように、固定された各ピース片１０ｂ〜は、図８（ｃ）の断面図に示すように、回動躯体２０，３０の上下周縁部の張出し部２０ａ，２０ｂ、３０ａ，３０ｂに挿通する止めボルト１２ａ〜，１２ｂ〜にて、その移動が阻止されるようになっている。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明のように本発明によれば、第１の曲げ加工用型と第２の曲げ加工用型を用いて第１の曲げ工程を経ることにより、図９に示した曲線Ｒ１  とＲ３  の曲げ加工を行い、次に第２の曲げ工程を経て曲線Ｒ２  とＲ４  の曲げ加工を行う。これにより、図９（ａ）に示すような３次元の曲げ加工を行うことができる。このような曲げ加工により、小さな曲率半径の曲げ加工でもスムーズに行うことができるようになる。また、一旦曲げ加工された形材を再度加工するものでないために課題で示した破断は生じない。
また、未加工部の形材の直線方向と加工用溝の接線方向とを一致させるべく、第１及び第２の曲げ加工用型を、回動軸線方向にその位置を変動させつつ傾斜させて曲げ加工を行うことにより、曲げ加工時に形材に無理な曲げ力が加わらずにに滑らかに曲げ加工が行われることから、曲げ半径の小さい加工も行うことができる。
【００４９】
また、形材に中子を挿入して、あるいはこの形材を固定する一端に引張軸荷重をかけつつ曲げ加工を行う方法により、曲げ加工の際の形材の変形や破断を防ぐことができるとともに、スプリングバックの小さい形材の曲げ方法とすることができる。
【００５０】
さらに、第１及び第２の加工用ロールに形成される溝部は、溝部形成体を交換してその変更を可能とする構成により、曲げ形状の変更の際はこの溝部形成体のみを交換すればよいことから、第１及び第２の加工用ロールの製造コストを低減することができる形材の曲げ装置とすることができ、また、曲げ加工の際に発生するスプリングバックに対応して溝部形状の修正が可能である形材の曲げ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る形材の曲げ方法を実施するための形材の曲げ装置１の平面図である。
【図２】第１の曲げ加工を説明する図である。
【図３】第２の曲げ加工を説明する図である。
【図４】（ａ）図，（ｂ）図，（ｃ）図は、第１及び第２の曲げ加工用ロール２，３の回動軸２ａ，３ａの軸線上における移動と、取付けベース４の傾動作動による傾動を示す図である。
【図５】本発明に係る形材の曲げ装置１の要部を切り欠いて示した正面図である。
【図６】本発明に係る形材の曲げ装置１の概略的な外観図である。
【図７】（ａ）図は第１及び第２の加工用ロール２，３の斜視図であり、（ｂ）図は、回動躯体に溝部形成体としてのピース片が取付けられた第１及び第２の加工用ロール２，３の斜視図である。
【図８】（ａ）図は、回動躯体２０，３０に溝部形成体としてのピース片１０ｂ〜を固定した状態を概略的に示す部分正面図であり、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ矢視断面図、（Ｃ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図９】三次元曲げ加工を説明する図である。
【符号の説明】
Ｗ      形材
１      形材の曲げ装置
２      第１の曲げ加工用型（第１の加工用ロール）
２ａ    回動軸
２ｂ    尾部
３      第２の曲げ加工用型（第２の加工用ロール）
３ａ    回動軸
４      取付けベース
５      溝部
７ａ，７ｂ  ガイド
８      中子
９ａ，９ｂ  引張ローラ
１０ａ，１０ｂ      ピース片
１１ａ  固定用ネジ
１１ｂ  固定用ボルト
１１ｃ  長孔
１２ａ，１２ｂ  止めボルト
２０    回動躯体
３０    回動躯体
１００・・形材の曲げ装置
２００・・第１の加工用ロール
２０１・回動軸
３００・・第２の加工用ロール
３０１・回動軸
４００・・第１の基盤
４００Ａ・第１の駆動機構
４００Ｂ・第２の駆動機構
５００・・第２の基盤
５００Ａ・第３の駆動機構
５０１・第１の基盤回動軸
６００・・第３の基盤
６００Ａ・第４の駆動機構
【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】
0003589257.tif 000006
【図６】
0003589257.tif 000007
【図７】
0003589257.tif 000008
【図８】
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【図９】
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