(57)【要約】【課題】被加工物の強度を向上させて被加工物を破断し難くすることができるとともに、溶体化処理を行う処理炉を小型化することを目的とする。【解決手段】ワークの加工方法は、平板状のワークに対して、所定の断面形状を付与する成形を行うセクションロール成形工程と、セクションロール成形工程を行った後のワークに対して溶体化処理を行う溶体化処理工程と、溶体化処理工程を行った後のワークに対して、弓状に湾曲させる成形を行うコンターロール成形工程と、コンターロール成形工程を行った後のワークに対して金型１２の湾曲面にワークＷを接触させるとともに、ワークに対して引張り荷重を入力することによって、湾曲面に沿った湾曲形状を付与する成形を行うストレッチ成形工程と、備えている。【選択図】図１
2019171417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の被加工物に対して、所定の断面形状を付与する成形を行う第１成形工程と、
前記第１成形工程を行った後の前記被加工物に対して溶体化処理を行う溶体化処理工程と、
前記溶体化処理工程を行った後の前記被加工物に対して、弓状に湾曲させる成形を行う第２成形工程と、を備える被加工物の加工方法。
【請求項２】
前記第２成形工程を行った後の前記被加工物に対して、湾曲面を有する金型の前記湾曲面に前記被加工物を接触させるとともに、前記被加工物に対して前記湾曲面の接線方向の引張り荷重を入力することによって、前記湾曲面に沿った湾曲形状を付与する成形を行う第３成形工程を備える請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項３】
平板状の被加工物に対して所定の断面形状を付与するように成形を行った後に、溶体化処理を行った前記被加工物を弓状に湾曲させる加工装置であって、
回転軸が平行となるように対向して配置される一対のローラの間に前記被加工物を挟むことで、前記被加工物を所定方向に移送可能に支持する複数の支持部と、を備え、
複数の前記支持部は、前記所定方向に並んで配置され、
複数の前記支持部が前記被加工物を支持している状態において、前記被加工物を支持している前記支持部のうち少なくとも一つが、前記所定方向と交差する方向である交差方向に移動することで前記被加工物を弓状に湾曲させる加工装置。
【請求項４】
複数の前記支持部は、各々、前記回転軸を中心に前記ローラを回転させる駆動部を有し、
各前記駆動部の回転速度を変化させている請求項３に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の加工方法及び加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機の胴体や主翼等の航空機部品は、長尺状のフレームなどの構造部材から構成される。胴体及び主翼等は、曲面形状を有することから、フレームは、長手方向に沿って湾曲した曲線形状を有する。
【０００３】
このような曲線形状を有するフレームを成形する方法として、例えば、特許文献１の方法がある。
特許文献１には、まず、アルミニウム合金製の板材に対して溶体化処理を行うことで、板材を溶体化処理前と比較して硬化した状態とし、溶体化処理を行った板材を多段ロール成形装置によってフレーム形状に成形する方法が記載されている。この多段ロール成形装置によって板材の成形を行う工程では、板材に対して所望の断面形状を与えるように成形を行うセクションロール工程と、所望の断面形状が与えられた板材に対して所望のコンター（輪郭）を与えるように成形を行うカービングロール工程とが含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０９７６３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、溶体化処理を行って硬化した状態の板材に対して、所望の断面形状を与えるセクションロール工程を行い、その後に、所望のコンター（輪郭）を与えるカービングロール工程を行っている。
【０００６】
板材に対して所望の断面形状を与える成形を行うと、板材には塑性ひずみが導入される。よって、特許文献１の方法では、塑性ひずみが導入された状態の板材に対して、カービングロール工程を行うことになる。したがって、特許文献１の方法では、カービングロール工程において、当該塑性ひずみを起点として板材が破断する可能性があった。また、カービングロール工程において破断しない場合であっても、塑性ひずみが導入された状態においてカービングロール工程を行うことで、板材に導入される塑性ひずみが累積的に増大する可能性がある。これにより、例えば、カービングロール工程の後に、さらに板材を成形する工程がある場合には、当該工程において、塑性ひずみを起点として板材が破断する可能性がより高くなる。
【０００７】
また、曲線形状を有する被加工物を成形する方法として、特許文献１の方法以外にも、次のような方法も考えられる。
例えば、所望の断面形状を与えるように成形を行う工程と、所望の断面形状が与えられた被加工物に対して曲線形状を有するように成形を行う工程と、を行った後の被加工物に対して、溶体化処理を行って硬化させることで、曲線形状を有する被加工物を成形する方法も考えられる。
【０００８】
溶体化処理を行うには、処理炉内に被加工物を収容する必要があるが、上記方法では、曲線形状を有するように成形された被加工物を溶体化処理しているので、被加工物を収容する際に必要となる処理炉の容積が大きくなってしまう可能性があった。これにより、処理炉が大型化してしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被加工物の強度を向上させて被加工物を破断し難くすることができるとともに、溶体化処理を行う処理炉を小型化することができる被加工物の加工方法及び加工装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の被加工物の加工方法及び加工装置は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る被加工物の加工方法は、平板状の被加工物に対して、所定の断面形状を付与する成形を行う第１成形工程と、前記第１成形工程を行った後の前記被加工物に対して溶体化処理を行う溶体化処理工程と、前記溶体化処理工程を行った後の前記被加工物に対して、弓状に湾曲させる成形を行う第２成形工程と、を備えている。
【００１１】
平板状の被加工物に対して、所定の断面形状を付与する成形を行うと、被加工物の変形部分にひずみが発生する。上記構成では、所定の断面形状を付与する成形を行う第１成形工程を行った後に、溶体化処理を行っている。これにより、第１成形工程を行った際に被加工物に発生したひずみが、溶体化処理（熱処理）によって回復される。したがって、溶体化処理工程の後に行われる工程において、被加工物のひずみが抑制された状態とすることができる。よって、溶体化処理を行った後に所定の断面形状を付与する成形及び弓状に湾曲させる成形を行う方法と比較して、第２成形工程（弓状に湾曲させる成形を行う工程）以降の工程における被加工物の強度を向上させ、第２成形工程以降の工程において被加工物を破断し難くすることができる。以上から、歩留まりを向上させることができる。また、被加工物の使用時においても、被加工物を破断し難くすることができる。
【００１２】
また、溶体化処理を行うには、処理炉内に被加工物を収容する必要がある。上記構成では、被加工物に対して、弓状に湾曲させる第２成形工程を行う前に、溶体化処理を行っている。これにより、溶体化処理を行う際の被加工物は、弓状に湾曲していない。よって、被加工物を収容する際に必要となる処理炉の容積を、弓状の被加工物と比較して小さくすることができる。したがって、弓状に湾曲させた後に溶体化処理を行う場合と比較して、溶体化処理を行う処理炉を小型化することができる。
なお、被加工物としては、例えばアルミ合金が挙げられる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る被加工物の加工方法は、前記第２成形工程を行った後の前記被加工物に対して、湾曲面を有する金型の前記湾曲面に前記被加工物を接触させるとともに、前記被加工物に対して前記湾曲面の接線方向の引張り荷重を入力することによって、前記湾曲面に沿った湾曲形状を付与する成形を行う第３成形工程を備えていてもよい。
【００１４】
上記構成では、金型を用いて被加工物を湾曲加工しているので、被加工物を高精度に湾曲成形することができる。
また、被加工物に対して、引張り荷重を作用させた場合であっても、第１成形工程におけるひずみが解消されているので、被加工物の破断を抑制することができる。
また、被加工物は、溶体化処理を行った際に、捩れ等が生じる場合がある。上記構成では、溶体化処理を行った後に、弓状に湾曲させる成形（第２成形工程）を行っている。これにより、溶体化処理を行った際に被加工物に捩れ等が生じた場合であっても、弓状に湾曲させる成形を被加工物に行うことで、捩れ等を解消することができる。したがって、第３成形工程を行う際に、被加工物を装置に装着し易くすることができる。したがって、第３成形工程を容易化することができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る加工装置は、平板状の被加工物に対して所定の断面形状を付与するように成形を行った後に、溶体化処理を行った前記被加工物を弓状に湾曲させる加工装置であって、回転軸が平行となるように対向して配置される一対のローラの間に前記被加工物を挟むことで、前記被加工物を所定方向に移送可能に支持する複数の支持部と、を備え、複数の前記支持部は、前記所定方向に並んで配置され、複数の前記支持部が前記被加工物を支持している状態において、前記被加工物を支持している前記支持部のうち少なくとも一つが、前記所定方向と交差する方向である交差方向に移動することで前記被加工物を弓状に湾曲させる。
【００１６】
被加工物を湾曲する際に、支持部が被加工物を支持していない状態のまま移動すると、移送された被加工物と支持部とが衝突することで、被加工物が損傷する可能性がある。
上記構成では、支持部が被加工物を支持している状態において、当該支持部が交差方向に移動している。換言すれば、支持部の有する一対のローラが被加工物を挟持した後に、当該支持部が交差方向に移動している。このように、支持部が被加工物を確実に支持した状態で移動するので、被加工物を支持しない状態で移動することによる被加工物の損傷を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る加工装置は、複数の前記支持部は、各々、前記回転軸を中心に前記ローラを回転させる駆動部を有し、各前記駆動部の回転速度を変化させてもよい。
【００１８】
溶体化処理を行った後の被加工物は、硬度が増した状態であって、かつ、長手方向の長さが比較的短く形成されているため、ローラによって挟持し難い。
上記構成では、複数の支持部が、各々、ローラを回転駆動する駆動部を有している。これにより、被加工物を移送する駆動力を増大することができる。したがって、溶体化処理を行った後の被加工物であっても、ローラによって確実に挟持することができるとともに、ローラの回転駆動力によって所定方向に移送することができる。
また、上記構成では、各支持部に設けられた各駆動部の回転速度を各々変化させている。これにより、被加工物の曲げ曲率半径を変化させて成形することができる。例えば、出口側に配置される駆動部に向かうほど回転速度を速めることで、被加工物の曲げ曲率半径を大きくすることができる。また、出口側に配置される駆動部に向かうほど回転速度を遅くすることで、被加工物の曲げ曲率半径を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被加工物の強度を向上させて被加工物を破断し難くすることができるとともに、溶体化処理を行う処理炉を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るワークの加工方法の流れを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るセクションロール成形装置の模式的な斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るコンターロール成形装置の模式的な上面図である。
【図４】図３のコンターロール成形装置の要部を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る被加工物の加工方法及び加工装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る加工方法は、アルミ合金製の板状のワーク（被加工物）Ｗに対して、所定の断面形状を付与する加工を施すとともに、所定の断面形状を付与されたワークＷを長手方向が円弧となるように湾曲させる加工を施す。加工を施されたワークＷは、例えば、航空機の胴体や主翼等の航空機部品を構成するフレーム等に利用される。すなわち、本実施形態に係る加工方法は、板状のワークＷから航空機の胴体や主翼等の航空機部品を構成するフレーム等を製造する際に用いられる。
【００２２】
本実施形態に係る加工方法について、図１を用いて説明する。
図１（ａ）から（ｅ）に示されているように、本実施形態の加工方法は、平板状のワークＷに対して所定の断面形状を付与する成形を行うセクションロール成形工程（第１成形工程）と、セクションロール成形工程を行った後のワークＷに対して溶体化処理を行う溶体化処理工程と、溶体化処理工程を行った後のワークＷに対して弓状に湾曲させる成形を行うコンターロール成形工程（第２成形工程）と、コンターロール成形工程を行った後のワークＷに対して、両端を引張りながら金型１２に接触させることで湾曲形状を付与することで加工精度を高めるストレッチ成形工程（第３成形工程）と、を備えている。
【００２３】
セクションロール成形工程は、図２に示されているセクションロール成形装置２によって行われる。セクションロール成形工程では、セクションロール成形装置２に設けられた複数組の成形ロール３の間に、帯状に連なった平板状のワークＷを導入することで、ワークＷに対して所定の断面形状を付与する成形を行う。所定の断面形状が付与されたワークＷは、セクションロール成形装置２から取り出されるとともに、所定の長さとなるように切断されることで、所定の断面形状が付与された長尺状のワークＷとなる。本実施形態では、一例として、ワークＷに対して、略Ｚ形状の断面形状を付与する成形を行うとともに、断面形状が付与されたワークＷを５〜６ｍの長さで切断することで、図１（ｂ）に示す長尺状のワークＷを成形している。
なお、セクションロール成形を施すワークＷは、焼きなましされた材料（いわゆる、Ｏ材）である。
【００２４】
溶体化処理工程は、図１（ｃ）に示すように、セクションロール成形工程によって成形された長尺状のワークＷを、処理炉４に収容する。そして、処理炉４に収容されたワークＷに対して、溶体化処理を行う。
【００２５】
コンターロール成形工程は、図３及び図４に示されているコンターロール成形装置（加工装置）５によって行われる。コンターロール成形工程は、溶体化処理を行った後のワークＷであって、自然時効する前の材料（いわゆる、Ｗ材）のワークＷに対して行われる。このように、本実施形態では、コンターロール成形工程を行うワークＷの質別が、セクションロール成形工程を行うワークＷの質別と異なっている。
【００２６】
コンターロール成形装置５は、長尺状のワークＷを所定方向に移送しながら湾曲成形を行う本体部６と、本体部６にワークＷを導入する第１ピンチロール（図示省略）と、本体部６からワークＷを取り出す第２ピンチロール（図示省略）と、本体部６の制御を行う制御装置（図示省略）と、を備えており、導入されたワークＷを所定方向に移送するとともに、長手方向が円弧を描くようにワークＷを弓状に湾曲させる成形を行う。なお、図３の黒塗り矢印は、ワークの導入方向を示している。
【００２７】
本体部６は、ワークＷの移送方向（所定方向）に並んで配置される５台の支持部９と、特定の支持部９を移送方向と交差する方向である交差方向に移動させる移動部１０と、を有している。
【００２８】
各支持部９は、上下方向に延びる回転軸が平行となるように対向して配置される一対（２つ）のローラ１１を有し、この一対のローラ１１の間に長尺状のワークＷを挟むことで、長尺状のワークＷを所定方向に移送可能に支持する。また、各支持部に設けられた各ローラ１１には、ローラ１１を回転軸回りに回転駆動する図示しないサーボモータ（駆動装置）が直結している。すなわち、本体部６が有する１０個のローラ１１には、すべてサーボモータが直結している。
各支持部９は、導入されたワークＷをローラ１１の回転駆動力によって、ワークＷの移送方向の下流側に隣接する支持部９に移送する。
【００２９】
５台の支持部９は、上述のように、ワークＷの移送方向に並んで配置される。以下の説明において、第１ピンチロール側（すなわち、ワークＷの移送方向の上流側）に配置される支持部９から順番に、第１支持部９ａ、第２支持部９ｂ、第３支持部９ｃ、第４支持部９ｄ及び第５支持部９ｅとする。また、第３支持部９ｃ、第４支持部９ｄ及び第５支持部９ｅは、第１支持部９ａ及び第２支持部９ｂに対して、所定の角度だけ傾斜するように配置される。また、第３支持部９ｃの傾斜角度と、第４支持部９ｄの傾斜角度と、第５支持部９ｅの傾斜角度とは、異なるように各支持部９が配置されている。すなわち、第３支持部９ｃ、第４支持部９ｄ及び第５支持部９ｅは、平行に配置されていない。各支持部９の配置は、成形後のワークＷの湾曲態様（曲率等）に応じて設定される。
【００３０】
移動部１０は、第３支持部９ｃ、第４支持部９ｄ及び第５支持部９ｅに対応するように、３台設けられている。すなわち、本実施形態では、本体部６に設けられた５台の支持部９のうち、第３支持部９ｃ、第４支持部９ｄ及び第５支持部９ｅはワークＷ加工時に移動可能とされ、第１支持部９ａ及び第２支持部９ｂはワークＷ加工時に移動しない構成になっている。
【００３１】
移動部１０は、駆動源（図示省略）の駆動力によって、支持部９を交差方向に直線的に移動させる。なお、第３支持部９ｃと第４支持部９ｄと第５支持部９ｅとで、移動方向は平行でない。各支持部９の移動方向は、成形後のワークＷの湾曲態様（曲率等）に応じて設定される。
【００３２】
また、各支持部９の移動距離は、図４に示すように、下流側に配置された支持部９ほど大きくなる。すなわち、第３支持部９ｃの移動距離をＬ３とし、第４支持部９ｄの移動距離をＬ４とし、第５支持部９ｅの移動距離をＬ５とすると、各移動距離の関係は、Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５の関係となる。
【００３３】
制御装置は、各支持部９がワークＷを支持したか否かを判断する判断部（図示省略）から送られる情報に基づいて、各移動部１０を制御する。詳細には、制御装置は、支持部９がワークＷを支持したと判断部が判断してから、当該支持部９と対応する移動部１０を移動させる。
判断部としては、例えば、サーボモータに設けられた回転数を計測するモータ回転数計測手段が挙げられ、制御装置は、モータ回転数計測手段が計測するサーボモータの回転数が低減した場合に、ローラ１１がワークＷを支持したと判断してもよい。なお、モータ回転数計測手段は、判断部の一例であって、本発明はこれに限定されない。判断部は、支持部９がワークＷを支持したか否かを判断できれば、いかなる装置でもよい。
【００３４】
制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００３５】
第１ピンチロールは、第１支持部９ａの上流側に配置される。第１ピンチロールは、第１支持部９ａにワークＷが導入されるのをアシストする。第２ピンチロールは、第５支持部９ｅの下流側に配置される。第２ピンチロールは、第５支持部９ｅからワークＷを引き抜くのをアシストする。
【００３６】
本実施形態に係るコンターロール成形装置５は、このように構成される。すなわち、コンターロール成形装置５は、導入されたワークＷを、複数の支持部９が支持している状態において、ワークＷを支持している支持部９のうち少なくとも一つが、交差方向に移動することでワークＷを弓状に湾曲させている。
【００３７】
具体的に、図４を用いてコンターロール成形装置５の作用を説明すると、まず、コンターロール成形装置５に導入されたワークＷの先端部分は、第１ピンチロールのアシストを受け、第１支持部９ａのローラ１１ａに挟持される。第１支持部９ａのローラ１１ａに挟持されたワークＷの先端部分は、ローラ１１ａの回転駆動力によって、第２支持部９ｂに移送される。このとき、ワークＷの先端部分以外の部分については、まだ第１支持部９ａに挟持された状態となる。
【００３８】
第２支持部９ｂに移送されたワークＷの先端部分は、第２支持部９ｂのローラ１１ｂに挟持されるとともに、ローラ１１ｂの駆動力によって、第３支持部９ｃに移送される。第３支持部９ｃ支持部にワークＷの先端部分が移送されると、第３支持部９ｃのローラ１１ｃがワークＷの先端部分を挟持する。このとき、ワークＷの長手方向の略中心部分は、まだ第２支持部９ｂに挟持された状態であるとともに、ワークＷの下流端部分は、まだ第１支持部９ａに挟持された状態となる。すなわち、ワークＷは、第１支持部９ａ、第２支持部９ｂ及び第３支持部９ｃの３台の支持部９によって支持されている状態となる。
第３支持部９ｃがワークＷの先端部分を挟持したと判断部が判断すると、制御装置が第３支持部９ｃに対応する移動部１０に信号を送信し、該移動部１０を駆動させることで第３支持部９ｃを移動させる。すなわち、第３支持部９ｃのローラ１１ｃが、破線円で示された当初位置から、実線円で示されている位置まで所定距離Ｌ３だけ移動する。このとき、第１支持部９ａ及び第２支持部９ｂは移動しないので、第３支持部９ｃが移動すると、第３支持部９ｃの移動に応じて、ワークＷが湾曲する。詳細には、ワークＷは、図４に実線円弧で示すように、ローラ１１ａ、ローラ１１ｂ及び移動後のローラ１１ｃのそれぞれの端部を結ぶ円弧状に湾曲する。
【００３９】
第３支持部９ｃは、移動するとともに、ローラ１１ｃの駆動力によってワークＷの先端部分を第４支持部９ｄに移送する。第４支持部９ｄにワークＷの先端部分が移送されると、第４支持部９ｄのローラ１１ｄがワークＷの先端部分を挟持する。このとき、ワークＷの下流端部分は、第１支持部９ａの挟持が解除され、第２支持部９ｂに挟持される。すなわち、ワークＷは、第２支持部９ｂ、第３支持部９ｃ及び第４支持部９ｄの３台の支持部９によって支持されている状態となる。
第４支持部９ｄがワークＷの先端部分を挟持したと判断部が判断すると、制御装置が第４支持部９ｄに対応する移動部１０に信号を送信し、移動部１０を駆動させることで第４支持部９ｄを移動させる。すなわち、第４支持部９ｄのローラ１１ｄが、破線円で示された当初位置から、実線円で示されている位置まで所定距離Ｌ４だけ移動する。第４支持部９ｄが移動すると、第４支持部９ｄの移動に応じて、ワークＷが湾曲する。詳細には、ワークＷは、図４に一点鎖線円弧で示すように、ローラ１１ｂ、移動後のローラ１１ｃ及び移動後のローラ１１ｄのそれぞれの端部を結ぶ円弧状に湾曲する。
【００４０】
第４支持部９ｄは、移動するとともに、ローラ１１ｄの駆動力によってワークＷの先端部分を第５支持部９ｅに移送する。第５支持部９ｅにワークＷの先端部分が移送されると、第５支持部９ｅのローラ１１ｅがワークＷの先端部分を挟持する。このとき、ワークＷの下流端部分は、第２支持部９ｂの挟持が解除され、第３支持部９ｃに挟持される。すなわち、ワークＷは、第３支持部９ｃ、第４支持部９ｄ及び第５支持部９ｅの３台の支持部９によって支持されている状態となる。
第５支持部９ｅがワークＷの先端部分を挟持したと判断部が判断すると、制御装置が第５支持部９ｅに対応する移動部１０に信号を送信し、移動部１０を駆動させることで第５支持部９ｅを移動させる。すなわち、第５支持部９ｅのローラ１１ｅが、破線円で示された当初位置から、実線円で示されている位置まで所定距離Ｌ５だけ移動する。第５支持部９ｅが移動すると、第５支持部９ｅの移動に応じて、ワークＷが湾曲する。詳細には、ワークＷは、図４に二点鎖線円弧で示すように、移動後のローラ１１ｃ、移動後のローラ１１ｄ及び移動後のローラ１１ｅのそれぞれの端部を結ぶ円弧状に湾曲する。
【００４１】
第５支持部９ｅは、移動するとともに、ローラ１１ｅの駆動力によってワークＷを排出する。このとき、第２ピンチローラがワークＷの排出をアシストにする。
このようにして、コンターロール成形装置５による成形が行われる。
【００４２】
ストレッチ成形工程は、図１（ｅ）に示すように、ストレッチ成形装置１４によって行われる。ストレッチ成形工程は、コンターロール成形工程で成形された弓状に湾曲したワークＷに対して塑性変形を行い、曲線形状をさらに付与する。
詳細には、ストレッチ成形工程は、湾曲面を有する金型１２の湾曲面にワークＷを接触させるとともに、ワークＷの両端を把持する把持装置１３によってワークＷを引っ張り、ワークＷに対して湾曲面の接線方向の引っ張り荷重を入力することで、湾曲面に沿った湾曲形状をワークＷに付与する。このとき、金型１２の湾曲面は、製品として要求される湾曲形状またはそれに近い形状とされているので、ストレッチ成形を行うことで、精度の高い加工を施すことができる。
【００４３】
このように、本実施形態に係る加工方法は、Ｏ材のワークＷに対してセクションロール成形を施したあとに溶体化処理を行い、溶体化処理を行ってＷ材となったワークＷに対してコンターロール成形及びストレッチ成形を行うことで、所定の断面形状を付与された湾曲したワークＷに加工している。本実施形態では、コンターロール成形及びストレッチ成形をＷ材のワークＷに対して施すために、コンターロール成形及びストレッチ成形は、溶体化処理を行ったワークＷが自然時効し切る前に行われる。
なお、溶体化処理工程とコンターロール成形工程との間又はコンターロール成形工程とストレッチ成形工程との間に、Ｗ材のワークＷを、所定の温度以下の状態が保たれている冷凍庫内に一時的に保存してもよい。冷凍庫内に保存することによって、ワークＷの自然時効が進まずに、Ｗ材の状態を長時間保つことができる。
【００４４】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００４５】
平板状のワークＷに対して、所定の断面形状を付与する成形（セクションロール成形）を行うと、ワークＷ（特にワークＷの変形部分）にひずみが発生する。本実施形態では、所定の断面形状を付与する成形を行うセクションロール成形工程を行った後に、溶体化処理を行っている。これにより、セクションロール成形工程を行った際にワークＷに発生したひずみが、溶体化処理（熱処理）によって回復される。したがって、溶体化処理工程の後に行われるコンターロール成形工程及びストレッチ成形工程において、ワークＷのひずみが抑制された状態とすることができる。よって、溶体化処理を行った後に、セクションロール成形、コンターロール成形及びストレッチ成形を行う方法と比較して、セクションロール成形工程及びストレッチ成形工程におけるワークＷの強度を向上させ、セクションロール成形工程及びストレッチ成形工程においてワークＷを破断し難くすることができる。また、製品としてのワークＷの使用時においても、ワークＷを破断し難くすることができる。
【００４６】
特に、溶体化処理を行った後に、セクションロール成形、コンターロール成形及びストレッチ成形を行う場合、セクションロール成形を行った際に発生したひずみが、その後の成形工程において累積的に蓄積されるので、ストレッチ成形工程において特に破断のリスクが高くなる。特に、把持装置１３によって把持される部分は、局所的に入力する荷重が大きくなるので、破断のリスクが高くなる。
本実施形態では、上述のように、セクションロール成形工程を行った際にワークＷに発生したひずみが、溶体化処理（熱処理）によって回復されるので、ストレッチ成形工程においても、ワークＷを破断し難くすることができる。したがって、ワークＷに対してストレッチ成形を行うことで加工精度を向上させるとともに、破断のリスクも低減させることできる。
【００４７】
このように、ワークＷを破断し難くすることで、歩留まりを向上させることができる。ワークＷが破断する可能性を限りなく低減できる場合には、歩留まり設定を行う必要をなくすことができる。また、ワークＷの破断からの復旧作業により、通常生産が停止する事態を防止することができる。
【００４８】
また、ワークＷは、溶体化処理を行った際に、捩れ等が生じる場合がある。本実施形態では、溶体化処理を行った後に、コンターロール成形を行っている。これにより、溶体化処理を行った際に、ワークＷに捩れ等が生じた場合であっても、コンターロール成形をワークＷに行うことで、捩れ等を解消することができる。したがって、ストレッチ成形工程を行う際に、ワークＷをストレッチ成形装置１４に装着し易くすることができる。したがって、ストレッチ成形工程を容易化することができる。
【００４９】
また、溶体化処理を行うには、処理炉４内にワークＷを収容する必要がある。本実施形態では、ワークＷに対して、弓状に湾曲させるコンターロール成形工程を行う前に、溶体化処理を行っている。これにより、溶体化処理を行う際のワークＷは、弓状に湾曲していない直線状である。よって、ワークＷを収容する際に必要となる処理炉４の容積を、弓状のワークＷと比較して小さくすることができる。したがって、弓状に湾曲させた後に溶体化処理を行う場合と比較して、溶体化処理を行う処理炉４を小型化することができる。
【００５０】
また、ワークＷをコンターロール成形装置５で湾曲させる際に、支持部９がワークＷを支持していない状態のまま移動すると、移送されたワークＷと支持部９とが衝突することで、ワークＷが損傷する可能性がある。
本実施形態のコンターロール成形装置５では、支持部９がワークＷを支持している状態において、当該支持部９が交差方向に移動している。換言すれば、支持部９の有する一対のローラ１１がワークＷを挟持した後に、当該支持部９が交差方向に移動している。このように、支持部９がワークＷを確実に支持した状態で移動するので、ワークＷを支持しない状態で移動することによるワークＷの損傷を防止することができる。
【００５１】
また、溶体化処理を行った後のワークＷは、硬度が増した状態であって、かつ、長手方向の長さが比較的短く形成されているため、ローラ１１によって挟持し難い。
本実施形態では、すべてのローラ１１にサーボモータが直結している。これにより、ワークＷを移送する駆動力を増大することができる。したがって、溶体化処理を行った後のワークＷであっても、ローラ１１によって確実に挟持することができるとともに、ローラ１１の回転駆動力によって所定方向に移送することができる。
これを利用して、各段のローラ１１の回転速度を変化させることでワークＷの曲げ曲率半径を変化させて成形することも可能である。出口に向かうほど回転速度を速めると曲げ曲率半径はやや大きくなり、逆に速度を遅くすると曲げ曲率半径をやや小さくすることも可能である。
また、本実施形態では、コンターロール成形装置５に対するワークＷの導入及び取り出しをアシストする第１ピンチロール及び第２ピンチロールが設けられている。これにより、より確実に、コンターロール成形装置５にワークＷを導入することができるとともに、コンターロール成形装置５からワークＷを取り出すことができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、本体部６が有する全てのローラ１１にサーボモータが直結している例について説明したが、本発明はこれに限定されない。特定のローラ１１にのみサーボモータを設けてもよい。また、ローラ１１とサーボモータとを直結させずに、ローラ１１とサーボモータとをギアなどを介して、間接的に連結してもよい。
また、本実施形態では、支持部９を５台設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。支持部９の数は、複数であればよく、５台よりも少なくてもよく、多くてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
２      セクションロール成形装置
３      成形ロール
４      処理炉
５      コンターロール成形装置（加工装置）
６      本体部
９      支持部
９ａ    第１支持部
９ｂ    第２支持部
９ｃ    第３支持部
９ｄ    第４支持部
９ｅ    第５支持部
１０    移動部
１１    ローラ
１２    金型
１３    把持装置
１４    ストレッチ成形装置
Ｗ      ワーク（被加工物）
【図１】
2019171417.tif 000003
【図２】
2019171417.tif 000004
【図３】
2019171417.tif 000005
【図４】
2019171417.tif 000006