(57)【要約】【課題】従来の逐次成形法では、曲折部等の成形する角度に急な部位がある場合は、成形荷重が局所的にかかるので、被成形材の厚みが著しく減少して割れや伸びが生じ易い。また、作用軌跡が非常に長く、成形加工時間が多くかかってしまう。【解決手段】被成形材１３と接触して成形荷重を与える外周面（作用面１１ｃ）に傾斜を設けた円柱状又は円錐状の作用部１１ａを備える成形用工具１１を、作用部１１ａの作用面１１ｃの傾斜を違えて少なくとも複数種類、逐次成形装置に備えた。そして、作用面１１ｃの傾斜が被成形材１３の初期形状に最も近い成形用工具１１（１１Ａ）から、作用面１１ｃの傾斜が目的とする形状に相当する成形用工具１１（１１Ｚ）まで、作用面１１ｃの傾斜が被成形材１３の初期形状に近い成形用工具１１から順番に被成形材１３に作用させて被成形材１３に変形を与えて成形した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成形材と接触して成形荷重を与える外周面（作用面）に傾斜を設けた円柱状又は円錐状の作用部を備える成形用工具を、作用部の傾斜を異ならせて複数種類備え、
作用部の傾斜が被成形材の初期形状に最も近い成形用工具から、
作用部の傾斜が目的とする形状に相当する成形用工具まで、
順番に被成形材に作用させて被成形材に変形を与え、被成形材を成形する
ことを特徴とする逐次成形装置。
【請求項２】
前記成形用工具の作用部の作用面が、被成形材に形成される曲げ稜線近傍から、該稜線に略直交する方向に線状又は面状に接触して被成形材に作用すべく、成形用工具と被成形材とを相対的に配置する、
請求項１に記載の逐次成形装置。
【請求項３】
前記成形用工具を、逐次成形装置に着脱可能に設ける、
請求項１又は請求項２に記載の逐次成形装置。
【請求項４】
前記逐次成形装置に、被成形材を固定する土台を設け、
被成形材が成形用工具から受ける成形荷重を前記土台にて支持可能とする、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の逐次成形装置。
【請求項５】
前記逐次成形装置に、被成形材を土台に固定する押さえ部材を備えるとともに、
前記成形用工具の外周に押さえ部材に当接可能なガイド部を形成する、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の逐次成形装置。
【請求項６】
前記逐次成形装置に、
成形用工具と被成形材とを相対的に移動させる駆動手段と、
駆動手段を制御する制御手段とを備える、
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の逐次成形装置。
【請求項７】
前記逐次成形装置に、複数種類の成形用工具を同時に取り付け、
被成形材の同一箇所に対して、備えられた成形用工具を作用部の傾斜が被成形材の初期形状に近い成形用工具から順番に作用させるよう制御する
請求項６に記載の逐次成形装置。
【請求項８】
被成形材と接触して成形荷重を与える外周面（作用面）に傾斜を設けた円柱状又は円錐状の作用部を備える成形用工具の、作用部の傾斜を変化させながら被成形材に成形荷重を与えることによって、
被成形材の初期形状から目的とする形状まで、被成形材に段階的に変形を与えて成形する
ことを特徴とする逐次成形方法。
【請求項９】
前記成形用工具の作用部の作用面を、被成形材に形成される曲げ稜線近傍から、該稜線に略直交する方向に線状又は面状に接触した状態で被成形材に作用させる、
請求項８に記載の逐次成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逐次成形法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
逐次成形法は、成形品毎に専用金型を用いず、棒状工具や汎用工具等の成形用工具を、局所的に被成形材に作用させて塑性変形を与え、この局部変形の連続で被成形材を成形する技術である。成形用工具又は被成形材の動きは、コンピュータ等により制御され、被成形材が目的とする形状に成形される。
逐次成形法では、専用金型を必要とせず、同一の成形用工具により所望の形状に成形することが可能であるので、多品種少量生産部品の成形に適しており、近年のニーズの個性化と多様化に対応するために有効な手段とされる。
【０００３】
一方、従来、板材の曲げ加工法として、ロール成形法が知られている。
ロール成形法は、同一形状の長尺断面を量産するのに適した成形法であり、一列にタンデム状に並んだ数組の成形ロールに連続的に板状の被成形材を通して順次に成形加工を行い、平板の端縁部を目的の断面形状に仕上げる加工法である。成形ロールは、例えば、特許文献１に示されるように、略円柱状のロールと、外周面の傾斜角度を段階的に大きくした複数の円錐状のロールとが、外周面の傾斜角度が小さい順にならべて配置され、外周面の傾斜角度が小さいロールから順に被成形材に作用させ、目的の角度となるまで被成形材を段階的に曲げ変形させる。ロール成形法では、被成形材を段階的に曲げ変形させるため、製品の伸びや割れやうねり等の発生を抑制することができる。
【特許文献１】特開平７−１０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような逐次成形法では、曲折部等の成形する角度に急な部位がある場合は、成形荷重が局所的にかかるので、被成形材の厚みが著しく減少して割れが生じやすいという問題点があった。
また、逐次成形法にて、平板状の被成形材の端縁部を折り曲げた状態に成形する場合、被成形材を成形用工具にて一点で押し下げるため、成形荷重が一点に集中し、被成形材の端縁部まで変形が伝わらず、伸びや割れが生じやすいという問題点があった。
また、一軌跡当たりの成形用工具による被成形材の加工量は、約０．５ｍｍと微小であるため、所望の形状を成形するためには軌跡数が多くなり、総軌跡長さが非常に長いものとなってしまう。これに伴い、成形加工時間が多く掛かってしまうという問題点があった。
【０００５】
上記ロールのような成形法は、平板の端縁部を成形する加工法である。従って、被成形材の端縁部を加工することはできるが、被成形材の面内部を加工することはできない。また、一の被成形材に多数多種の曲げ加工を施す場合、ロール成形法では対応することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、被成形材と接触して成形荷重を与える外周面（作用面）に傾斜を設けた円柱状又は円錐状の作用部を備える成形用工具を、作用部の傾斜を異ならせて複数種類備え、作用部の傾斜が被成形材の初期形状に最も近い成形用工具から、作用部の傾斜が目的とする形状に相当する成形用工具まで、順番に被成形材に作用させて被成形材に変形を与え、被成形材を成形する逐次成形装置である。
【０００８】
請求項２においては、前記成形用工具の作用部の作用面が、被成形材に形成される曲げ稜線近傍から、該稜線に略直交する方向に線状又は面状に接触して被成形材に作用すべく、成形用工具と被成形材とを相対的に配置するものである。
【０００９】
請求項３においては、前記成形用工具を、逐次成形装置に着脱可能に設けるものである。
【００１０】
請求項４においては、前記逐次成形装置に、被成形材を固定する土台を設け、被成形材が成形用工具から受ける成形荷重を前記土台にて支持可能とするものである。
【００１１】
請求項５においては、前記逐次成形装置に、被成形材を土台に固定する押さえ部材を備えるとともに、前記成形用工具の外周に押さえ部材に当接可能なガイド部を形成するものである。
【００１２】
請求項６においては、前記逐次成形装置に、成形用工具と被成形材とを相対的に移動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段とを備えるものである。
【００１３】
請求項７においては、前記逐次成形装置に、複数種類の成形用工具を同時に取り付け、被成形材の同一箇所に対して、備えられた成形用工具を作用部の傾斜が被成形材の初期形状に近い成形用工具から順番に作用させるよう制御するものである。
【００１４】
請求項８においては、被成形材と接触して成形荷重を与える外周面（作用面）に傾斜を設けた円柱状又は円錐状の作用部を備える成形用工具の、作用部の傾斜を変化させながら被成形材に成形荷重を与えることによって、被成形材の初期形状から目的とする形状まで、被成形材に段階的に変形を与えて成形する逐次成形方法である。
【００１５】
請求項９においては、前記成形用工具の作用部の作用面を、被成形材に形成される曲げ稜線近傍から、該稜線に略直交する方向に線状又は面状に接触した状態で被成形材に作用させるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、被成形材の一回の成形用工具の作用による変形量は、プレス変形にて一回の作用で初期形状から最終加工形状まで変形させるときと比較して小さいものとなり、成形用工具が被成形材に一回に与える成形荷重を低減させることができる。これにより、被成形材の伸びや割れの発生を抑制することができる。また、成形荷重の低減により装置の小型化を図ることができる。さらに、成形用工具にかかる負荷を低減させることができるので、成形用工具の強度と工具保持手段の成形用工具の支持強度とを低減させることができ、コストダウンに寄与することができる。
また、被成形材と成形用工具とは線又は面で接触するので、被成形材の一点に成形荷重が集中することなく、被成形材の伸びや割れの発生を抑制することができる。そして、従来の逐次成形と比較して、被成形材と成形用工具との作用回数を低減させ、被成形材と成形用工具との相対的移動軌跡を低減させることができるため、加工時間の短縮を図ることができる。
また、逐次成形であるので、被成形材に対する成形用工具の作用範囲を自在に選択することができ、被成形材の周縁部のみならず、被成形材の面内部の加工も可能であり、被成形材の所望の位置に、所望の曲げ角度に曲げ加工を施すことができる。
【００１８】
請求項２においては、被成形材の曲げ根元近傍から成形用工具の作用面が線状又は面状にて接触して成形荷重を与えるので、被成形材の一点に荷重が集中することがなく、板厚の極端な減少や、伸びや割れやうねりの発生を抑制することができる。これにより、スプリングバック量の低減も実現される。また、従来の逐次成形と比較して、成形用工具と被成形材とが作用する総軌跡長さを短縮することができ、加工時間の短縮に寄与することができる。
【００１９】
請求項３においては、被成形材の初期形状と目的とする形状に応じて、被成形材に作用させる成形用工具を付け替えることができる。
【００２０】
請求項４においては、最終的に土台の形状を被成形材に転写させることで、製品のよれやうねり等を抑制することができる。
【００２１】
請求項５においては、成形用工具を複数回被成形材に作用させても、被成形材に対して成形用工具が略一定の軌跡で作用することが可能となる。また、成形用工具の振れ等を抑制し、成形用工具と被成形材とを安定して相対移動させることができる。
【００２２】
請求項６においては、成形用工具と被成形材との相対移動をプログラムし制御することによって、被成形材の加工を自動的に行うことができる。また、成形用工具と被成形材との相対移動を略一定に制御することができる。
【００２３】
請求項７においては、成形用工具の取り替えを行うことなく、成形加工を断続的に行うことができ、加工時間の短縮を図ることができる。
【００２４】
請求項８においては、被成形材の一回の成形用工具の作用による変形量は、プレス変形にて一回の作用で初期形状から最終加工形状まで変形させるときと比較して小さいものとなり、成形用工具が被成形材に一回に与える成形荷重を低減させることができる。これにより、被成形材の伸びや割れの発生を抑制することができる。また、成形荷重に低減により装置の小型化を図ることができる。さらに、成形用工具にかかる負荷を低減させることができるので、成形用工具の強度と工具保持手段の成形用工具の支持強度とを低減させることができ、コストダウンに寄与することができる。
また、被成形材と成形用工具とは線又は面で接触するので、被成形材の一点に成形荷重が集中することなく、被成形材の伸びや割れの発生を抑制することができる。そして、従来の逐次成形と比較して、被成形材と成形用工具との作用回数を低減させ、被成形材と成形用工具との相対的移動軌跡を低減させることができるため、加工時間の短縮を図ることができる。
また、逐次成形であるので、被成形材に対する成形用工具の作用範囲を自在に選択することができ、被成形材の周縁部のみならず、被成形材の面内部の加工も可能であり、被成形材の所望の位置に、所望の曲げ角度に曲げ加工を施すことができる。
【００２５】
請求項９においては、被成形材の曲げ根元近傍から成形用工具の作用面が線状又は面状にて接触して成形荷重を与えるので、被成形材の一点に荷重が集中することがなく、板厚の極端な減少や、伸びや割れやうねりの発生を抑制することができる。これにより、スプリングバック量の低減も実現される。また、従来の逐次成形と比較して、成形用工具と被成形材とが作用する総軌跡長さを短縮することができ、加工時間の短縮に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る逐次成形装置の構成を示す図、図２は逐次成形装置の制御構成を示すブロック図、図３は成形用工具の例を示す図、図４は逐次成形装置による成形加工の流れを示す図である。
図５は初期形状工具を被成形材に作用させる様子を示す図、図６は中間形状工具を被成形材に作用させる様子を示す図、図７は最終形状工具を被成形材に作用させる様子を示す図である。
【００２７】
本発明の実施例に係る逐次成形装置について説明する。
図１及び図２に示す如く、逐次成形装置１０は、成形手段である成形用工具１１と、成形用工具１１を保持する工具保持手段１２と、被成形材１３を保持する被成形材保持手段１４と、工具保持手段１２又は被成形材保持手段１４のいずれか一方若しくは両方を成形用工具１１と被成形材１３との相対位置を変化させるために駆動する駆動手段１５と、駆動手段１５を制御する制御手段１６とで、構成される。
【００２８】
前記成形用工具１１は、逐次成形装置１０に単数備えることも、複数備えることもできる。成形用工具１１は工具保持手段１２に着脱自在に保持される。
本実施例においては、工具保持手段１２にて、成形用工具１１が、Ｘ方向(略水平方向、図１紙面前後方向)、及び、Ｚ方向(垂直方向、図１紙面上下方向)に移動可能に保持される。
工具保持手段１２には、成形用工具１１を固定する移動可能なアーム１９と、成形用工具１１を回転駆動させる回転駆動手段２０と、Ｘ方向に移動可能とするＸ方向移動手段２２と、Ｚ方向に移動可能とするＺ方向移動手段２１とが、備えられる。Ｘ方向移動手段２２・Ｚ方向移動手段２１は、空気圧式・油圧式・電気式のうちいずれかのシリンダやモータとすることができる。
【００２９】
また、前記工具保持手段１２に備えられた回転駆動手段２０は、被成形材１３と接する成形用工具１１の作用部１１ａを回転駆動させるためのものであり、該回転駆動手段２０は制御手段１６に電気的に接続され、制御手段１６の制御を受けて動作する。この回転駆動手段２０により、成形用工具１１は回転駆動された状態で被成形材１３に作用する。
但し、回転駆動手段２０を備えず、成形用工具１１が回転しない状態で被成形材１３に作用するように構成したり、成形用工具１１を回転可能として、被成形材１３に作用する際に作用面１１ｃとの摩擦にて自由に回転できるように構成したりすることもできる。
【００３０】
また、被成形材保持手段１４は、被成形材１３を固定するためのものであり、被成形材保持手段１４には、型土台１７と、型土台１７をＹ方向（前記Ｘ方向と略直交する略水平方向、図１紙面左右方向）に移動可能とするＹ方向移動手段２３とが、備えられる。
型土台１７は、被成形材１３を形作る土台となるものであり、最終的には型土台１７に被成形材１３が接触した状態で、成形用工具１１にて被成形材１３に成形荷重が与えられ、型土台１７の形状が被成形材１３に転写されることとなる。
【００３１】
型土台１７の上部には、被成形材１３を介して押さえ部材１８が配置される。押さえ部材１８は、型土台１７と押さえ部材１８との間で被成形材１３を挟んで固定するものである。上記押さえ部材１８と被成形材１３と型土台１７とをボルト等にて、強固に固定することもできる。
また、前記押さえ部材１８は、成形用工具１１が被成形材１３に対して安定して略一定の軌跡をなぞるようにガイドする、ガイド部材としても機能させることができる。成形用工具１１が被成形材１３に対して作用する際に、押さえ部材１８に成形用工具１１の一部を当接させながら、成形用工具１１と被成形材１３とを相対的に移動させることで、振れることなく安定して、何度でも成形用工具１１が被成形材１３に対して略一定の軌跡をなぞって移動することが可能となる。但し、押さえ部材１８をガイド部材として利用せず、駆動手段１５の駆動制御にて成形用工具１１が被成形材１３に対して略一定の軌跡をなぞるようにすることもできる。
【００３２】
前記Ｘ方向移動手段２２、Ｙ方向移動手段２３、Ｚ方向移動手段２１は、成形用工具１１と被成形材１３との相対位置を変化させるための駆動手段１５として備えられる。
駆動手段１５は、制御手段１６に電気的に接続され、制御手段１６の制御を受けて動作する。従って、成形用工具１１と被成形材１３との相対位置は、制御手段１６により制御されることとなる。また、成形用工具１１と被成形材１３との相対移動をプログラムすることによって、被成形材１３の成形が自動的に行われ、また、複数の製品を略同一に成形することも可能となる。
【００３３】
なお、本実施例においては、工具保持手段１２に具備される駆動手段１５にて成形用工具１１をＸ−Ｚ方向に移動可能とし、被成形材保持手段１４に具備される駆動手段１５にて被成形材１３をＹ方向に移動可能としている。但し、この構成に限定されるものではなく、成形用工具１１と被成形材１３のうちいずれか一方又は両方を、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に移動可能となるように構成したり、いずれか一方がＹ−Ｚ方向に移動可能であって他方がＸ方向に移動可能となるように構成したりすることもできる。
【００３４】
次に、逐次成形装置１０に備えられる成形用工具１１について詳細に説明する。
成形用工具１１は、工具保持手段１２より着脱可能とされ、工具保持手段１２に複数の種類の成形用工具１１を取り付けることが可能とされる。この場合、順次成形用工具１１を取り替えて、被成形材１３に作用させる。
また、工具保持手段１２に同時に複数の成形用工具１１を取り付け、駆動させることが可能に構成することもできる。この場合、被成形材１３の同一箇所に対して備えられた成形用工具１１を順次作用させるように制御手段１６により駆動手段１５が制御される。これにより、成形用工具１１の取り替えを行うことなく、成形加工を断続的に行うことができ、加工時間の短縮を図ることができる。
【００３５】
図３（ａ）〜（ｅ）に示す如く、成形用工具１１には、被成形材１３と接触して被成形材１３に成形荷重を与える外周面（作用面１１ｃ）に傾斜を設けた円柱状又は円錐状の作用部１１ａと、前記押さえ部材１８に当接して成形用工具１１の移動をガイドすることの可能な円柱状のガイド部１１ｂとが、備えられる。
【００３６】
上記成形用工具１１のガイド部１１ｂは、被成形材１３に載置された押さえ部材１８に当接することによって、被成形材１３に対して成形用工具１１が略一定の軌跡で作用することを可能とするものである。従って、成形用工具１１を複数回被成形材１３に作用させても、成形用工具１１は被成形材１３に対して略同一の軌跡をなぞることになる。
但し、ガイド部１１ｂは押さえ部材１８を利用する場合にのみ存在すれば足りるため、成形用工具１１にガイド部１１ｂを備えなくともよい。
【００３７】
前記成形用工具１１の作用部１１ａの作用面１１ｃは、所定の角度をもって傾斜している。詳しくは、成形用工具１１の回転軸の軸方向と略直交する方向に対して、作用面１１ｃは傾斜角θの傾斜を有している。傾斜角θは、０〜１８０度の間の所定の角度である。
逐次成形装置１０では、例えば、図３に示すように、成形用工具１１として、作用面１１ｃの傾斜角θが異なるものが、少なくとも複数種類備えられる。
【００３８】
そして、作用面１１ｃの傾斜角θが被成形材１３の初期形状に最も近い成形用工具１１を初期形状工具１１Ａと設定し、作用面１１ｃの傾斜角θが被成形材１３の最終加工形状となる成形用工具１１を最終形状成形用工具１１Ｚと設定する。さらに、初期形状工具１１Ａの作用面１１ｃの傾斜角θａから、最終形状工具１１Ｚの作用面１１ｃの傾斜角θｚまで、作用面１１ｃの傾斜角θを段階的に変化させるように作用面１１ｃに傾斜角θｎを有する中間形状工具１１Ｎを、Ｎｚ種類設定する。
【００３９】
図４の流れ図に示す如く、逐次成形加工では、まず、上記初期形状工具１１Ａと被成形材１３とを作用させる（Ｓ１１）。続いて、被成形材１３に作用する中間形状工具１１Ｎの数がＮｚとなるまで（Ｓ１２）、作用面１１ｃの傾斜角θｎの小さい中間形状工具１１Ｎから順に被成形材１３と作用させる（Ｓ１３）ことを繰り返す。最後に、最終形状工具１１Ｚと被成形材１３とを作用させ（Ｓ１５）、加工を終了する。
上記のように、被成形材１３の同一箇所に対して、順次、成形用工具１１を作用させて塑性変形を与え、この局部変形の連続にて、被成形材１３を初期形状から最終加工形状まで段階的に変形させる。
【００４０】
従って、被成形材１３の一回の成形用工具１１の作用による変形量は、プレス変形にて一回の作用で初期形状から最終加工形状まで変形させるときと比較して小さいものとなり、成形用工具１１が被成形材１３に一回に与える成形荷重を低減させることができる。これにより、被成形材１３の伸びや割れの発生を抑制することができる。また、成形用工具１１にかかる負荷を低減させることができるので、成形用工具１１の強度と工具保持手段１２の成形用工具１１の支持強度とを低減させることができ、コストダウンに寄与することができる。
【００４１】
また、上記逐次成形装置１０による逐次曲げ加工は、被成形材１３に対する成形用工具１１の作用範囲を自在に選択することができるので、被成形材１３の周縁部のみならず、被成形材１３の面内部の加工も可能であり、被成形材１３の所望の位置に、所望の曲げ角度に曲げ加工を施すことができる。従って、一の被成形材に多数多種の曲げ加工を施すこともできる。
【００４２】
なお、上記成形用工具１１は、作用部１１ａの作用面１１ｃの傾斜角θが異なるものを複数種類揃えれば、これらの成形用工具１１を使い回すことで、大概の曲げ加工に対応することができる。従って、金型を必要としないため、多種少量の製品の加工にも適した曲げ加工である。
【００４３】
ここで、一例として、板状の被成形材１３を、逐次成形装置１０にて略直角に曲げて、比較的高さの高いフランジを成形する場合について説明する。
【００４４】
図５乃至図７に示すように、作用面１１ｃが傾斜角θｚを有する最終形状工具１１（１１Ｚ）と、作用面１１ｃが傾斜角θｎを有する中間形状工具１１（１１Ｎ）と、作用面１１ｃが傾斜角θａを有する初期形状工具１１（１１Ａ）との、各種類の成形用工具１１が逐次成形装置１０に備えられる。
【００４５】
最終形状工具１１Ｚの作用面１１ｃの傾斜角θｚは、被成形材１３の最終加工形状（曲げ角）であり、図７に示す例では傾斜角θｚは約９０度である。
初期形状工具１１Ａの作用面１１ｃの傾斜角θａは、被成形材１３の初期加工形状（曲げ角）であり、図５に示す例では、傾斜角θａは約３０度としている。
中間形状工具１１Ｎの作用面１１ｃの傾斜角θｎは、傾斜角θｚと傾斜角θａとの間にある角度であり（θａ＜θｎ＜θｚ）、図６に示す例では、傾斜角θｎは約６０度としている。
但し、傾斜角θｚ、傾斜角θａ、傾斜角θｎの角度は本実施例に限定されるものではない。
【００４６】
なお、この例においては、中間形状工具１１Ｎは一種類としているが、被成形材１３の初期形状と最終加工形状とに応じて、作用面１１ｃの傾斜角θの異なるものを複数種類備え、初期形状から最終加工形状となるまでの被成形材１３の変形量を、より細かく分割することが、伸びや割れの発生を抑制する目的から好ましい。また、被成形材１３の初期形状と最終加工形状に応じて、中間形状工具１１Ｎをゼロ種類として、初期形状工具１１Ａと最終形状工具１１Ｚのみで、初期形状から最終加工形状まで変形加工することも可能である。
【００４７】
逐次成形装置１０での逐次曲げ加工において、まず、初期形状工具１１Ａを、曲げ加工により被成形材１３に生じる稜線に沿って被成形材１３に対して相対的に移動させ、被成形材１３に作用させる。これにより、被成形材１３に第一段階の変形が与えられる。本実施例において、第一段階では、被成形材１３は約３０度曲げられた状態となる。
【００４８】
続いて、前記初期形状工具１１Ａの通過した軌跡をなぞるように中間形状工具１１Ｎを被成形材１３に対して相対的に移動させて、中間形状工具１１Ｎを被成形材１３に作用させる。これにより、被成形材１３に中間段階の変形が与えられる。中間段階では、被成形材１３は前記第一段階よりもより最終加工形状に近付くように変形し、本実施例では、被成形材１３は約６０度曲げられた状態となる。
【００４９】
そして、前記中間形状工具１１Ｎの通過した軌跡をなぞるように最終形状工具１１Ｚを被成形材１３に対して相対的に移動させて、最終形状工具１１Ｚを被成形材１３に作用させる。これにより、被成形材１３は最終加工形状に変形される。このとき、被成形材１３は、型土台１７と最終形状工具１１Ｚとに挟まれ接触した状態で最終形状工具１１Ｚからの圧を受けることになり、型土台１７の形状が被成形材１３に転写される。このように、型土台１７を利用することで、被成形材１３のうねりの発生を抑制することができる。
なお、最終形状工具１１Ｚは被成形材１３に複数回作用させて、被成形材１３の成形加工形状をより良好なものとすることもできる。
【００５０】
上述の如く、各成形用工具１１Ａ・１１Ｎ・１１Ｚは、いずれも被成形材１３に対して同様の軌跡で移動するため、被成形材１３の同一箇所に対して各成形用工具１１Ａ・１１Ｎ・１１Ｚが順次作用することになり、被成形材１３は初期形状から最終加工形状となるまで段階的に変形される。
従来の逐次成形では、比較的高さの高いフランジを成形する場合は、プレス成形が採用されていたが、本発明の逐次成形を採用する場合、プレス成形で加工する場合と比較して、成形荷重が大幅に低減される。
【００５１】
また、各成形用工具１１Ａ・１１Ｎ・１１Ｚは、いずれも被成形材１３の加工部分の曲げ根元近傍から、曲げにより形成される稜線に対し略直交する方向に線状又は面状に接触して、被成形材１３を押し下げる。
従って、上記成形用工具１１の作用部１１ａの作用面１１ｃは、点ではなく線又は面で被成形材１３に接し、且つ、被成形材１３の加工部分の曲げ根元近傍から、成形用工具１１の作用部１１ａの接触長さ部分までが、同時に押し下げられるので、被成形材１３の一点に荷重が集中することがなく、板厚の極端な減少や、伸びや割れやうねりの発生を抑制することができる。これにより、スプリングバック量の低減も実現される。また、従来の逐次成形と比較して、成形用工具と被成形材とが作用する総軌跡長さを短縮することができ、加工時間の短縮に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例に係る逐次成形装置の構成を示す図。
【図２】逐次成形装置の制御構成を示すブロック図。
【図３】成形用工具の例を示す図。
【図４】逐次成形装置による成形加工の流れを示す図。
【図５】初期形状工具を被成形材に作用させる様子を示す図。
【図６】中間形状工具を被成形材に作用させる様子を示す図。
【図７】最終形状工具を被成形材に作用させる様子を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１０  逐次成形装置
１１  成形用工具
１１ａ  作用部
１１ｂ  ガイド部
１１ｃ  作用面
１２  工具保持手段
１３  被成形材
１４  被成形材保持手段
１５  駆動手段
１６  制御手段
１７  型土台
１８  固定部材
【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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