(57)【要約】      （修正有）【課題】中空断面を有する管材を曲げ加工するにあたっての加工性を高めることができる曲げ加工装置を提供すること。【解決手段】曲げ加工装置は、一対の支点２を介して揺動自在に連結される一対のウイング式ダイ３と、管材Ｗの両端部をそれぞれ把持する一対のチャック４と、管材Ｗを支持する支持面３１と、チャック４を載置する載置面３２と、支持面３１の反対側に位置する背面３３と、背面３３を支持面３１に向かう方向に付勢するクッションパッド５と、背面３３から支持面３１に向かう突出方向Ａに突出する突出部３４と、管材Ｗを支持面３１から背面３３に向かう方向Ｂに選択的に押圧するパンチ６と、パンチ６が管材Ｗを押圧した場合に、チャック４の管材Ｗの延在方向Ｓにおける載置面３２に対する相対移動を拘束して管材Ｗに軸力を付与する拘束面３４１とを含む。【選択図】図１
2011098386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基部と、
前記一対の基部にそれぞれ対応する一対の支点を介して揺動自在に連結される一対のウイング式ダイと、
管材の両端部をそれぞれ把持する一対の把持部と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記管材を支持する支持面と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記把持部を載置する載置面と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記支持面の反対側に位置する背面と、
前記背面を前記背面から前記支持面に向かう方向に付勢する付勢部と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記背面から前記支持面に向かう突出方向に突出する突出部と、
前記管材を前記支持面から前記背面に向かう方向に選択的に押圧するパンチと、
前記突出部の一部をなして前記把持部の前記管材の延在方向における前記載置面に対する相対移動を前記パンチが前記管材を押圧した場合に拘束して前記管材に軸力を付与する拘束面と、
を含むことを特徴とする曲げ加工装置。
【請求項２】
前記突出方向における、前記拘束面の長さを前記把持部の長さよりも所定の長さだけ短くすることを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置。
【請求項３】
前記突出方向における、前記支持面に対する前記支点の距離を調節する調節部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の曲げ加工装置。
【請求項４】
前記軸力に応じて前記距離が調節されることを特徴とする請求項３に記載の曲げ加工装置。
【請求項５】
前記軸力は前記曲げ加工において前記管材内部に発生するひずみを許容値内に収めるものであることを特徴とする請求項４に記載の曲げ加工装置。
【請求項６】
前記支点を前記支持面よりも前記突出方向側に位置させ、前記拘束面を前記把持部よりも前記パンチ側に位置させて、前記軸力を前記管材に対する引張力とするとともに、前記引張力を大きくするほど前記距離を長くすることを特徴とする請求項５に記載の曲げ加工装置。
【請求項７】
前記支点を前記支持面よりも前記突出方向と反対側に位置させ、前記拘束面を前記把持部よりも前記パンチに対して反対側に位置させて、前記軸力を前記管材に対する圧縮力とするとともに、前記圧縮力を大きくするほど前記距離を長くすることを特徴とする請求項６に記載の曲げ加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の曲げ加工装置を用いた、前記管材の曲げ加工方法であって、前記パンチによって前記管材を押圧する押圧ステップと、前記拘束面によって前記把持部を拘束して前記軸力を前記管材に付与する拘束ステップと、を含むことを特徴とする曲げ加工方法。
【請求項９】
前記管材が前記延在方向に垂直な断面において周方向位置により厚みが異なる偏肉を有する場合に、前記厚みが厚い厚肉部を前記支持面の反対側に位置させることを特徴とする請求項８に記載の曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空断面を有する管材を曲げ加工するにあたってより高い加工性を得ることができる曲げ加工装置及び曲げ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化防止対策の一助として、二酸化炭素の排出源となる自動車の軽量化の要請が近年高まっており、特には、バンパーリインフォースメント等の各種部品に、アルミニウム押出合金管材が使用されるケースが増加している。
【０００３】
マグネシウム合金押出形材やアルミニウム押出合金管材は、一般に熱間加工により押出成形されて中空断面を有する角管又は円管を、冷間又は熱間において曲げ加工することにより、上述した各種部品に要求される所望の形状に曲げ加工される。このようにマグネシウム合金押出形材やアルミニウム押出合金管材を曲げ加工する装置としては、例えば特許文献１に示すような曲げ加工装置が用いられる。
【０００４】
特許文献１に示す曲げ加工装置においては、曲げ内側に圧縮による皺や断面変形が発生することを防止するために、中子型を管材の内部に押し込む中小型挿入シリンダを具備するとともに、曲げ加工の対象となる管材の両端に軸方向の引張力を付与することを目的として、管材の両端部を把持する把持具と、把持具を軸方向外側に押圧するストレッチシリンダを具備する構成を採っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３２１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような特許文献１に示す曲げ加工装置においては、中子型を使用する必要が生じることから曲げ加工の工数が増大し、中子型挿入シリンダとストレッチシリンダを具備することから構造の複雑化を招くとともに、中子型挿入シリンダとストレッチシリンダをそれぞれ個別に制御する必要が生じることから、これによっても工数が増大し、曲げ加工の加工性を高めることが必ずしも容易でない。このため、中空断面を有する管材を曲げ加工するにあたっての加工性をより適切に高めることができる曲げ加工装置を提供できていないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、中空断面を有する管材を曲げ加工するにあたっての加工性を高めることができる曲げ加工装置及び曲げ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するため、本発明による曲げ加工装置は、
一対の基部と、
前記一対の基部にそれぞれ対応する一対の支点を介して揺動自在に連結される一対のウイング式ダイと、
管材の両端部をそれぞれ把持する一対の把持部と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記管材を支持する支持面と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記把持部を載置する載置面と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記支持面の反対側に位置する背面と、
前記背面を前記背面から前記支持面に向かう方向に付勢する付勢部と、
前記ウイング式ダイの一部をなして前記背面から前記支持面に向かう突出方向に突出する突出部と、
前記管材を前記支持面から前記背面に向かう方向に選択的に押圧するパンチと、
前記突出部の一部をなして前記把持部の前記管材の延在方向における前記載置面に対する相対移動を前記パンチが前記管材を押圧した場合に拘束して前記管材に軸力を付与する拘束面と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記パンチは、例えばクランク機構により、前記支点方向から視て、前記一対の支点を結ぶ直線と垂直であって、前記一対の支点の中点を通る直線の方向に進退変位自在に動作されるものであり、前記管材を選択的に押圧する。また、前記把持部は前記管材の両端部をそれぞれ把持する所謂チャックであり、通常の引張試験で用いられる丸型のチャックに比して、前記拘束面との接触を確実なものとするため、前記拘束面に接触される被拘束面を含むように直方体状に構成される。
【００１０】
前記曲げ加工装置によれば、前記管材が前記支持面により支持されて、前記管材の自由端である前記両端部を把持した前記把持部が前記載置面に載置された状態で、前記パンチを前記管材及び前記一対のウイング式ダイに接近する前進方向に変位させて、前記管材を押圧した場合に、前記管材が前記パンチと前記ウイング式ダイとの間で曲げ加工されるにあたって前記把持部が前記延在方向において前記載置面に対して相対移動することを、前記拘束面により拘束して阻止することができる。
【００１１】
ここで前記曲げ加工装置が、前記支点が前記支持面よりも前記突出方向側に位置する所謂上支点型である場合には、前記パンチの押圧により前記一対のウイング式ダイの前記パンチ側の自由端はそれぞれの前記支点を中心とする周方向に揺動変位しながら、前記支点方向から視て相互に離隔する方向に変位する。従って、前記管材が前記延在方向に引っ張られながら曲げ加工される、所謂引張曲げ加工がなされる。
【００１２】
前記管材については、前記パンチの押圧に伴う曲げ変形により、前記パンチに接触する側が圧縮され、前記支持面に接触する側が引っ張られることとなる。このため、前記管材が特にはマグネシウム合金押出形材であって、圧縮側の変形抵抗が引張側よりも小さい特性を有する場合には、圧縮側の増肉が生じたとしても、破断が発生するか、若しくは蛇腹状に大きく変形して皺が発生することが懸念されることとなる。
【００１３】
前記拘束面による拘束がない場合には、前記支点方向から視て前記把持部は前記載置面に対して前記延在方向において前記パンチ側つまり前記一対の支点の中点側に相対移動しようとするが、前記拘束面はこの相対移動を拘束し阻止するため、前記管材には引張力が作用して、前記圧縮側の圧縮力又は圧縮力による圧縮ひずみを一部相殺して打ち消して小さいものとし、上述した皺が発生することを防止することができる。
【００１４】
ここで前記曲げ加工装置が、前記支点が前記支持面よりも前記突出方向と反対側に位置する所謂下支点型である場合には、前記パンチの押圧により前記一対のウイング式ダイの前記パンチ側の自由端はそれぞれの前記支点を中心とする周方向に揺動変位しながら、前記支点方向から視て相互に接近する方向に変位する。従って、前記管材が前記延在方向に圧縮されながら曲げ加工される、所謂圧縮曲げ加工がなされる。
【００１５】
前記管材については、前記パンチの押圧に伴う曲げ変形により、前記パンチに接触する側が圧縮され、前記支持面に接触する側が引っ張られることとなる。このため、前記管材が特にはアルミニウム押出合金管材であって、延性は低いが強度は高いという特性を有する場合には、引張側に微視割れを含む割れや破断が発生することが懸念されることとなる。
【００１６】
前記拘束面による拘束がない場合には、前記支点方向から視て前記把持部は前記載置面に対して前記パンチ側つまり前記一対の支点の中点から離隔する側に相対移動しようとするが、前記拘束面はこの相対移動を拘束し阻止するため、前記管材には圧縮力が作用して、前記引張側の引張力又は引張力による引張ひずみを一部相殺して打ち消して小さいものとして、上述した割れや破断が発生することを防止することができる。
【００１７】
上述したように前記曲げ加工装置においては、前記管材の圧縮側の皺又は引張側の割れや破断を防止するにあたって、前記管材に付与することが必要な前記引張力又は前記圧縮力のいずれかである前記軸力を前記パンチの押圧に起因する前記把持部と前記突出部の前記拘束面との接触、干渉に伴う受動的な力として発生させることができる。
【００１８】
このため、従来技術において用いられていたような中子型、中子型を前記管材の中空断面の内部に挿入するシリンダ、前記管材の圧縮側の圧縮力を相殺するための引張力を発生するためのシリンダ、前記管材の引張側の引張力を相殺するための圧縮力を発生するためのシリンダのいずれをも不要なものとし、前記曲げ加工装置自体の構成を簡略化するとともに、曲げ加工の工程そのものを簡略化して、曲げ加工の加工性を高めることができる。
【００１９】
ここで、前記曲げ加工装置において、
前記突出方向における、前記拘束面の長さを前記把持部の長さよりも所定の長さだけ短くすることが好ましい。
【００２０】
前記曲げ加工装置によれば、前記パンチの押圧による前記管材の曲げ加工が終了した後、前記パンチをウイング式ダイから離隔する方向に後退変位させた場合に、前記把持部と、前記拘束面との別離を円滑に行うことができる。
【００２１】
また、前記曲げ加工装置において、
前記突出方向における、前記支持面に対する前記支点の距離を調節する調節部を含むことが好ましい。
【００２２】
前記曲げ加工装置によれば、前記拘束面による前記相対移動の拘束態様の自由度を高めることを、比較的容易に行うことができる。
【００２３】
さらに、前記曲げ加工装置において
前記軸力に応じて前記距離が調節されることが好ましい。
【００２４】
前記曲げ加工装置によれば、前記軸力の所望する設計値に応じて前記距離を適宜調節することを可能とすることができる。
【００２５】
ここで、前記曲げ加工装置において、
前記軸力は前記曲げ加工において前記管材内部に発生するひずみを許容値内に収めるものであることとすることが好ましい。
【００２６】
前記曲げ加工装置によれば、前記ひずみを前記許容値に収めるように、前記軸力の設計値を決定した上で、前記距離を適宜調節することができる。
【００２７】
加えて、前記曲げ加工装置における一態様として、
前記支点を前記支持面よりも前記突出方向側に位置させ、前記拘束面を前記把持部よりも前記パンチ側に位置させて、前記軸力を前記管材に対する引張力とするとともに、前記引張力を大きくするほど前記距離を長くすることを選択することができる。
【００２８】
この一態様の前記曲げ加工装置は、所謂上支点型における好ましい態様を選択可能な物とすることができるとともに、前記引張力の所望する設計値を、前記距離に基づいてより正確に調節可能とすることができる。
【００２９】
あるいは、前記曲げ加工装置における一態様として、
前記支点を前記支持面よりも前記突出方向と反対側に位置させ、前記拘束面を前記把持部よりも前記パンチに対して反対側に位置させて、前記軸力を前記管材に対する圧縮力とするとともに、前記圧縮力を大きくするほど前記距離を長くすることを選択することもできる。
【００３０】
この一態様の前記曲げ加工装置は、所謂下支点型における好ましい態様を選択可能な物とすることができるとともに、前記圧縮力の所望する設計値を、前記距離に基づいてより正確に調節可能とすることができる。
【００３１】
また、上述した課題を解決するため、本発明に係る曲げ加工方法は、
請求項１〜７に記載の曲げ加工装置を用いた、前記管材の曲げ加工方法であって、前記パンチによって前記管材を押圧する押圧ステップと、前記拘束面によって前記把持部を拘束して前記軸力を前記管材に付与する拘束ステップと、を含むことものとすることができる。
【００３２】
前記曲げ加工方法によれば、前記押圧ステップに伴って前記拘束ステップを受動的且つ同時に行うことができ、曲げ加工の加工性を高めつつ、前記管材の曲げ加工における皺又は割れの発生をより効果的に防止することができる。
【００３３】
さらに、前記曲げ加工方法において、
前記管材が前記延在方向に垂直な断面において周方向位置により厚みが異なる偏肉を有する場合に、前記厚みが厚い厚肉部を前記支持面の反対側に位置させることとしてもよい。
【００３４】
前記曲げ加工方法によれば、特には前記管材がマグネシウム合金押出形材である場合に、前記管材の圧縮側の皺の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、中空断面を有する管材をより高い加工性を保持して曲げ加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態（上支点型）を示す模式図である。
【図２】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むパンチの形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むウイング式ダイに対応したパンチの形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むウイング式ダイ及びチャックの動作の形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むチャックの形態を示す模式図である。
【図６】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むチャック内に用いるつかみ具の形態を示す模式図である。
【図７】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むウイング式ダイの支持面に対する支点の位置を調節する調節部の形態を示す模式図である。
【図８】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むウイング式ダイの支持面に対する支点の位置を調節する調節部の形態を示す模式図である。
【図９】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むウイング式ダイ及びチャックの曲げ加工終了後においてパンチが下死点にある状態における形態を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る曲げ加工装置の一実施形態が含むウイング式ダイ及びチャックの曲げ加工終了後においてパンチが下死点から上死点に向けて移動した後の状態における形態を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る曲げ加工装置の他実施形態（下支点型）を示す模式図である。
【図１２】本発明に係る曲げ加工装置の他実施形態が含むウイング式ダイ及びチャックの曲げ加工終了後においてパンチが下死点にある状態における形態を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る曲げ加工装置の他実施形態が含むウイング式ダイ及びチャックの曲げ加工終了後においてパンチが下死点から上死点に向けて移動した後の状態における形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３８】
本実施例１において曲げ加工装置１は、図４に左右対称に位置する一対の内一方のみを示す、一対のウイング式ダイ支持部７（基部）と、一対のウイング式ダイ支持部７にそれぞれ対応する一対の支点２を介して揺動自在に連結される一対のウイング式ダイ３と、管材Ｗの両端部をそれぞれ把持する一対のチャック４（把持部）とを含んで構成される。ウイングダイ支持部７の支点２を含む突状部の、図４中奥側には平面部７１が設けられており、ウイング式ダイ３の揺動範囲を、一対の平面部７１を含む平面から図１中に示す前進方向Ｂ側のみに規制するストッパを構成している。
【００３９】
さらに、曲げ加工装置１は、ウイング式ダイ３の一部をなして管材Ｗを支持する支持面３１と、図４及び図１に示すような、ウイング式ダイ３の一部をなしてチャック４を載置する載置面３２と、ウイング式ダイ３の一部をなして支持面３１の反対側に位置する背面３３と、背面３３を背面３３から支持面３１に向かう方向に付勢するクッションパッド５（付勢部）と、ウイング式ダイ３の一部をなして背面３３から支持面３１に向かう突出方向Ａに直方体状に突出する突出部３４を含む。
【００４０】
加えて、曲げ加工装置１は、管材Ｗを支持面３１から背面３３に向かう前進方向Ｂに選択的に押圧するパンチ６と、突出部３４の一部をなしてチャック４の管材Ｗの延在方向Ｓにおける載置面３２に対する相対移動をパンチ６が管材Ｗを押圧した場合に拘束して管材Ｗに軸力を付与する拘束面３４１と、を含む。
【００４１】
さらに、図４に示すように、ウイング式ダイ３の支持面３１の両側には、一対のウイング側フランジ３５が支持面３１から突出方向Ａに突出する形態にて設けられている。
【００４２】
なお、図１及び図２において、直線Ｃは、図１に一対の内右側の一方のみを示す支点２の方向から視て、一対の支点２の相互を結ぶ直線と垂直であって、一対の支点２の中点を通る直線である。直線Ｃは、図１及び図２において、パンチ６の左右方向の中央に一致する。パンチ６は図１及び図２に示すように、前進方向Ｂに対して凸状に所定の半径を有して湾曲する形態の舌片形状に形成される。
【００４３】
パンチ６は、例えばモータにより駆動される図示しないクランク機構により、直線Ｃの方向に進退変位自在に動作されるものである。図３は図２中の右方視であるが、パンチ６の左側は、図３に示すように、左側に手前のパンチ側フランジ６１が配置され、パンチ６の右側には奥側のパンチ側フランジ６２が配置され、パンチ側フランジ６２はパンチ側フランジ６１よりも図３中上下方向寸法が小さく設定されており、パンチ側フランジ６１とパンチ側フランジ６２は図３中下端を揃えてパンチ６を挟持した状態で、固定ボルト６３により一体的に構成される。
【００４４】
図２及び図３中上側にはクランク機構の可動部のベースプレートＢＡが位置しており、図３に示すようにこのベースプレートＢＡには下方に向けて突出するパンチホルダＨが構成される。この、パンチホルダＨの図３中に示す左側面に、前述したように一体化されたパンチ６、パンチ側フランジ６１、パンチ側フランジ６２が取付ボルト６４によりキー６５を介して固定される。
【００４５】
このパンチ６は、ウイング式ダイ３の支持面３１により支持された管材Ｗをクランク機構の動作に基づいて選択的に押圧する。ここで、ウイング式ダイ３の支持面３１の両側に位置する図４及び図１に示すウイング側フランジ３５は、管材Ｗの支持面３１の側方への変位を規制するとともに、パンチ側フランジ６１及び６２の案内面を構成する。
【００４６】
また、ウイング式ダイ３の把持部を構成するチャック４は、通常の引張試験で用いられる丸型のチャックとは形態を異にしており、拘束面３４１との接触を確実なものとするため、拘束面３４１に同一平面内にて接触される被拘束面４１を含むように、図５に示すような直方体状に構成される。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、チャック４は図５（ａ）中紙面方向に偏平な直方体状のそれぞれの隅部を面取りして構成され、図５（ａ）及び図５（ａ）中下方視を示す図５（ｂ）中に示されるように、被拘束面４１が構成される。図５（ａ）中に示されるように、紙面方向手前から奥側に向けて左側底が右側底よりも長い台形状の底面を有する台形柱状の凹部４２が、切削加工により構成されており、図５（ａ）中の右方視である図５（ｃ）に示されるように、凹部４２は被拘束面４１の対向面に向けて図示しない管材Ｗの延在方向Ｓにおいて開口する形状をなす。また、図５（ａ）に示すように、被拘束面４１から凹部４２に向けてボルト挿通穴４３が穿設されている。
【００４８】
図５（ａ）に示す凹部４２内部には、上述した管材Ｗの両端部の一方が図５（ａ）中紙面方向手前側から挿入し収納される前に、図５（ａ）中紙面方向手前側から視て角管又は円管である管材Ｗが収納される空間の外側と台形柱状の凹部４２との隙間に構成される、一対の楔状の空間には、図６に示すような形態のつかみ具４４が一対の楔状の空間にそれぞれ対応させて予め配置されセットされる。
【００４９】
図６（ｂ）の図示方向は、図５（ａ）の紙面方向と一致するものであり、図６（ｂ）に示すように、つかみ具４４は、図示しない管材Ｗ側が管材Ｗの延在方向Ｓに平行なやすり面４４１を構成し、管材Ｗと反対側が凹部４２の台形柱状の凹部４２の側壁に平行であって、管材Ｗの延在方向Ｓに対して傾斜する傾斜面４２２を構成する。図６（ｂ）のＡで示すつかみ具４４のやすり面４４１は例えば図６（ｄ）に示すような、比較的荒いヤスリ状の表面を有している。
【００５０】
図５（ａ）に示す凹部４２内部の前述した一対の楔状の空間に一対のつかみ具４４がセットされた状態で、管材Ｗが紙面方向手前から奥側に挿入され収納された後、図示しない締結ボルトをボルト挿通穴４３に螺合して締結ボルトの先端を管材Ｗの端部に対して図示しない治具を介して押圧することにより、管材Ｗと両側に位置するつかみ具４４はやすり面４４１の食い込み作用により締結され、つかみ具４４と凹部４２の側面とは傾斜面４４１のテーパ効果により締結されて、チャック４は管材Ｗの端部を把持する。
【００５１】
両端部がチャック４により把持された管材Ｗは、初期状態の一対のウィング式ダイ３双方の支持面３１上に支持されて、チャック４は凹部４２を有する側を載置面３２に指向させて載置面３２に載置される。
【００５２】
本実施例１の曲げ加工装置１においてはさらに、図１に示した突出方向Ａにおける、拘束面３４１の長さＬ３４１をチャック４の長さＬ４よりも所定の長さだけ短くすることとしている。
【００５３】
また、本実施例１の曲げ加工装置１において、図１に示した突出方向Ａにおける、支持面３１に対する支点２の中心との距離ｌａ"'を調節する、例えば図７に示すような、調節部８を含んでいてもよい。支点２は、図１に示したように円筒棒状のシャフトにより構成されるが、調節部８は、図７に示すように、支点２を構成するシャフトを揺動自在に支持する孔部８１を有する支点支持部８２と、支点支持部８２をウイング式ダイ３に固定する固定部８３とから構成される。
【００５４】
図７に示すウイング式ダイ３のＤＤ断面に示す支点支持部８２は、支点支持部８２の下端部よりに孔部８１を具備しているが、この支点支持部８２を図８に示すように、上端部よりに孔部８１を有するものに適宜交換することで、支持面３１に対する支点２の中心との距離ｌａ"を調節する。
【００５５】
すなわち、支点支持部８２について、孔部８１を下端部から上端部の間の任意の複数段階の箇所に設けた複数種類のものを予め製作しておき、距離ｌａ"の変更の必要が生じた場合に、変更後の距離ｌａ"に対応する支点支持部８２に交換することにより、距離ｌａ"を調節する。
【００５６】
この場合において、本実施例１の曲げ加工装置１においては、拘束面３４１がチャック４の被拘束面４１を拘束することにより管材Ｗに付与される軸力に応じて距離ｌａ"が調節され、軸力は曲げ加工において管材Ｗ内部に発生するひずみを許容値内に収めるものであることとする。
【００５７】
なお、管材Ｗを構成する押出形材は一般には周方向位置において肉厚が異なる偏肉を有していることがあり、この偏肉は意図的に設けることも可能である。曲げ加工を管材Ｗに対して行うと、曲げ加工前の初期状態において偏肉が存在しない場合でも、曲げの内側つまり圧縮側においては増肉が発生し、中立面は一般的には圧縮側に移動することとなる。
【００５８】
ここで、引張側を厚肉とし圧縮側を薄肉とするように管材Ｗをセットして曲げ加工を行うとすると、セット時の肉厚差の影響で必ずしも中立面が圧縮側に移動するとは限らなくなる。特には管材Ｗがマグネシウム合金押出形材により構成される場合には、引張側よりも圧縮側で平均変形抵抗が小さく、圧縮側が大きく変形して、中立面は引張側に移動する傾向が現れる。
【００５９】
従って、管材Ｗがマグネシウム合金押出形材である場合には、曲げ加工を行う際に、厚肉部を圧縮側に配置すること、薄肉部を引張側に配置すること、偏肉を有していない管材Ｗに引張力を加えながら曲げ加工を行うことを、個々の材質に合わせて選択する余地があるが、工業的見地からは、偏肉を有していない管材Ｗを用いる最後の手法が安全且つ容易である。
【００６０】
加えて、本実施例１の曲げ加工装置１においては、支点２を支持面３１よりも突出方向Ａ側に位置させ、拘束面３４１をチャック４よりもパンチ６側に位置させて、軸力を管材Ｗに対する引張力とするとともに、引張力を大きくするほど距離ｌａ"を長くすることとしている。
【００６１】
本実施例１の曲げ加工装置１によれば、管材Ｗが支持面３１により支持されて、管材Ｗの双方の端部をそれぞれ把持したチャック４が載置面３２に載置された状態で、パンチ６をクランク機構の動作に基づいて管材Ｗに接近する図１に示す前進方向Ｂに変位させて、管材Ｗを押圧する押圧加工を行った場合に、管材Ｗがパンチ６と左右一対のウイング式ダイ３との間で曲げ加工されるにあたってチャック４が延在方向Ｓにおいてパンチ６に近接する方向に載置面３２に対して相対移動することを、拘束面３４１の被拘束面４１との当接に基づいて拘束して阻止することができる。
【００６２】
本実施例１の曲げ加工装置１は、支点２が支持面３１よりも突出方向Ａ側に位置する上支点型であるので、パンチ６の押圧により一対のウイング式ダイ３のパンチ６側の自由端は支点２を中心とする周方向に揺動変位しながら、支点２方向から視て相互に離隔する方向に変位するので、管材Ｗが延在方向Ｓに引っ張られながら曲げ加工される。
【００６３】
管材Ｗは、パンチ６の押圧に伴う曲げ変形により、パンチ６に接触する側が圧縮され、支持面３１に接触する側が引っ張られて、管材Ｗがマグネシウム合金押出形材であって、圧縮側の変形抵抗が引張側よりも小さい特性を有する場合には、圧縮側の増肉が生じたとしても、破断が発生するか、若しくは蛇腹状に大きく変形して皺が発生することが懸念されることが問題となる。
【００６４】
本実施例１の曲げ加工装置１に示したように、図１に示すような拘束面３４１によるチャック４の延在方向Ｓにおける載置面３２に対する相対運動の拘束を行わない場合には、支点２方向から視てチャック４は載置面３２に対して延在方向Ｓにおいてパンチ６側つまり直線Ｃ側に相対移動する挙動を示すが、拘束面３４１はこの相対移動を拘束し阻止するため、管材Ｗには引張力が作用して、管材Ｗのパンチ６に接触する面側つまり圧縮側の圧縮力を一部相殺して打ち消して低減して、上述した破断が圧縮側において発生することを防止することができる。
【００６５】
さらに、本実施例１の曲げ加工装置１においては、管材Ｗの圧縮側の皺を防止することを目的として、管材Ｗに付与することが必要な引張力をパンチ６の押圧により、チャック４の被拘束面４１と突出部３４の拘束面３４１が接触し干渉することに伴って発生する受動的な力として発生することができる。
【００６６】
このため、従来技術で示した特許文献１において用いられていたような中子型、中子型を管材Ｗの中空断面の内部に挿入するシリンダや、管材Ｗの圧縮側の圧縮力を相殺するための引張力を発生するためのシリンダを不要なものとし、曲げ加工装置１において、パンチ６を進退方向に動作させるクランク機構以外の動力機構をなくすことができ、曲げ加工装置１としての構成を簡略化するとともに、曲げ加工の工程や工程に伴う制御を簡略化して、曲げ加工の加工性を高めることができる。
【００６７】
また、本実施例１の曲げ加工装置１においては、図１に示した突出方向Ａにおける、拘束面３４１の長さＬ３４１をチャック４の長さＬ４よりも所定の長さだけ短くしているので、図９に示すように、パンチ６の押圧による管材Ｗの曲げ加工が終了した後、図１０に示すように、パンチ６をウイング式ダイ３から離隔する後退方向に変位させた場合に、曲げ加工後の管材Ｗは曲げ変形に伴い内部に残留する圧縮力によりパンチ６の押圧面に付着されてパンチ６とともに後退変位し、かつ、拘束面３４１との間に発生する摩擦力を低下させて、チャック４の長さＬ４の面の下端が拘束面３４１の上端と接触しないようにして、チャック４と拘束面３４１との別離を円滑に行って、パンチ６の後退変位に伴わせて、ウイング式ダイ３を初期状態に復帰させることができる。
【００６８】
また、本実施例１の曲げ加工装置１においては、図１に示す突出方向Ａにおける、支持面３１に対する支点２の距離ｌａ"を調節する図７又は図８に示すような調節部８を適宜含むことを可能としているので、拘束面３４１によるチャック４の載置面３２に対する延在方向Ｓにおける相対移動の拘束態様の自由度を高めることを、比較的容易に行うことができる。
【００６９】
さらに、本実施例１の曲げ加工装置１においては、拘束面３４１がチャック４を拘束することにより管材Ｗに付与される軸力に応じて距離ｌａ"が調節されることとしているので、軸力の所望する設計値に応じて距離ｌａ"を適宜調節することができる。
【００７０】
また、本実施例１の曲げ加工装置１においては、拘束面３４１が発生する軸力は曲げ加工において管材Ｗ内部に発生するひずみを許容値内に収めるものであることとしているので、管材Ｗ内に発生するひずみを許容値に収めるように、拘束面３４１の発生する軸力の設計値を決定した上で、距離ｌａ"を適宜調節することができる。
【００７１】
加えて、本実施例１の曲げ加工装置１においては、支点２を支持面３１よりも突出方向Ａ側に位置させ、拘束面３４１をチャック４よりもパンチ６側に位置させて、軸力を管材Ｗに対する引張力とし、引張力を大きくするほど距離ｌａ"を長くすることを選択できるので、上支点型のウイング式ダイ３を用いた曲げ加工装置１における好ましい態様を選択可能とすることができる。また、付与すべき引張力の所望する設計値を、距離ｌａ"に基づいてより正確に調節可能とすることができる。
【００７２】
また、本実施例１の曲げ加工装置１による曲げ加工工程においては、本発明に係る曲げ加工方法が同時に実行される。すなわち、本発明の管材の曲げ加工方法が含む、パンチ６によって管材Ｗを押圧する押圧ステップと、拘束面３４１によってチャック４を拘束して軸力を管材Ｗに付与する拘束ステップと、が自動的に実行される。
【００７３】
本実施例１において実行される本発明の曲げ加工方法によれば、押圧ステップに伴って拘束ステップを受動的且つ同時に行うことができ、曲げ加工の加工性を高めつつ、管材Ｗの曲げ加工における皺の発生をより効果的に防止することができる。
【００７４】
さらに、本実施例１において実行される曲げ加工方法においては、管材Ｗが延在方向Ｓに垂直な断面において周方向位置により厚みが異なる偏肉を有している場合に、厚みが厚い厚肉部を支持面３１の反対側に位置させることが好ましい。この曲げ加工方法によれば、特には管材Ｗがマグネシウム合金押出形材である場合に、管材Ｗの圧縮側の皺の発生を防止することができる。
【００７５】
上述した実施例１においては、図１に示したように、曲げ加工装置１を上支点型として、拘束面３４１をチャック４の直線Ｃ側に位置させたが、曲げ加工装置１を下支点型として、拘束面３４１をチャック４の直線Ｃと反対側に位置させることもできる。以下それについての実施例２について述べる。
【実施例２】
【００７６】
実施例２の曲げ加工装置１は、図１１に示すように、支点２がウイング式ダイ３の支持面３１よりも前進方向Ｂ側に位置する下支点型であるとともに、突出部３４がウイング式ダイ３の載置面３２のチャック４が載置される部分よりも直線Ｃから離隔する位置に配置されて、突出部３４の直線Ｃに指向する面が拘束面３４１を構成し、チャック４の管材Ｗを把持する部分である凹部４２と反対側の面が被拘束面４１を構成する点が、実施例１とは異なる。
【００７７】
このように、本実施例２の曲げ加工装置１においては、図１１に示すように、支点２を支持面３１よりも突出方向Ａと反対側に位置させ、拘束面３４１をチャック４よりもパンチ６に対して反対側に位置させて、軸力を管材Ｗに対する圧縮力とするとともに、圧縮力を大きくするほど距離ｌａ"を長くすることとしている。
【００７８】
本実施例２の曲げ加工装置１においてはさらに、図１１に示した突出方向Ａにおける、拘束面３４１の長さＬ３４１をチャック４の長さＬ４よりも所定の長さだけ短くすることとしている。
【００７９】
本実施例２の曲げ加工装置１は、下支点型における好ましい態様を選択可能として、圧縮力の所望する設計値を、距離ｌａ"に基づいてより正確に調節可能とすることができる。本実施例２の曲げ加工装置１が下支点型であるため、パンチ６の押圧により一対のウイング式ダイ３のパンチ６側の自由端はそれぞれの支点２を中心とする周方向に揺動変位しながら、支点２方向から視て相互に接近する方向に変位して、管材Ｗが延在方向Ｓにおいて圧縮されながら曲げ加工される圧縮曲げ加工が実行される。
【００８０】
管材Ｗについては、パンチ６の押圧に伴う曲げ変形により、パンチ６に接触する側が圧縮され、支持面３１に接触する側が引っ張られることとなり、管材Ｗが特にはアルミニウム押出合金管材であって、延性は低いが強度は高いという特性を有する場合には、引張側に割れ、微視割れや破断が発生することが問題となる。
【００８１】
拘束面３４１による拘束がない場合には、支点２方向から視てチャック４は、図１１に示す載置面３２に対してパンチ６側つまり一対の支点２の中点から離隔する側に相対移動しようとするが、拘束面３４１はこの離隔する方向の相対移動を拘束し阻止するため、管材Ｗには圧縮力が作用して、引張側の引張力を一部相殺して打ち消して低減して、割れ、微視割れや破断が発生することを防止することができる。
【００８２】
また、本実施例２の曲げ加工装置１においては、図１１に示した突出方向Ａにおける、拘束面３４１の長さＬ３４１をチャック４の長さＬ４よりも所定の長さだけ短くしているので、図１２に示すように、パンチ６の押圧による管材Ｗの曲げ加工が終了した後、図１３に示すように、パンチ６をウイング式ダイ３から離隔する後退方向に変位させた場合に、曲げ加工後の管材Ｗは曲げ変形に伴い内部に残留する圧縮力によりパンチ６の押圧面に付着されてパンチ６とともに後退変位し、かつ、チャック４の被拘束面４１と、拘束面３４１との間に発生する摩擦力を低下させて、チャック４と、拘束面３４１との別離を円滑に行って、パンチ６の後退変位に伴わせて、ウイング式ダイ３を初期状態に復帰させることができる。
【００８３】
本実施例２の曲げ加工装置１においても、管材Ｗの引張側の割れ、微視割れや破断を防止するにあたって、管材Ｗに付与することが必要な圧縮力をパンチ６の押圧に起因するチャック４と突出部３４の拘束面３４１との接触、干渉に伴う受動的な力として発生させることができ曲げ加工装置１自体の構成を簡略化するとともに、曲げ加工の工程そのものを簡略化して、曲げ加工の加工性を高めることができる。
【００８４】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、中空断面を有する管材を曲げ加工する曲げ加工装置及び曲げ加工方法を提供し、曲げ加工にあたっての加工性を高めることができ、より簡易な機構により曲げ加工装置を構成することができるので、自動車用の各種部品や椅子の手すり等のマグネシウム合金押出形材やアルミニウム押出合金管材等の中空断面を有する管材を曲げ加工して構成される部品の製造に適用して有益である。
【符号の説明】
【００８６】
１      曲げ加工装置
２      支点
３      ウイング式ダイ
Ｗ      管材
Ｓ      延在方向
Ａ      突出方向
Ｂ      前進方向
３１    支持面
３２    載置面
３３    背面
３４    突出部
３４１  拘束面
３５    ウイング側フランジ
４      チャック（把持部）
４１    被拘束面
４２    凹部
４３    ボルト挿通穴
４４    つかみ具
５      クッションパッド（付勢部）
６      パンチ
６１    パンチ側フランジ（手前側：大）
６２    パンチ側フランジ（奥側：小）
６３    固定ボルト
６４    取付ボルト
６５    キー
Ｈ      パンチホルダ
ＢＡ    ベースプレート
７      ウイング式ダイ支持部（基部）
７１    平面部
８      調節部
８１    孔部
８２    支点支持部
８３    固定部
【図１】
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【図２】
2011098386.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011098386.tif 000008
【図７】
2011098386.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011098386.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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