(57)【要約】【課題】三次元形状を有する金属棒材を、単一の装置により１工程で成形することにより、金属棒材の成形工数を減らして所要時間を短縮するとともに、装置の単一化によって設備費を削減し、製造コストの低廉化を図る。【解決手段】金属棒材の両端部をそれぞれ支持する第１の支持部４ａ及び第２の支持部４ｂと、これらの支持部４ａ，４ｂにより支持された金属棒材の第１の屈曲点に圧力を負荷する圧力負荷手段と、圧力負荷手段による圧力により第２の屈曲点を定点として第２の支持部４ｂから第１の屈曲点における折り曲げ方向とは異なる方向に移動させる曲げ手段とを有する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属棒材を第１の屈曲点及び第２の屈曲点において折り曲げる金属棒材の成形装置であって、前記金属棒材の両端部をそれぞれ支持する第１の支持部及び第２の支持部と、前記第１及び第２の支持部により支持された前記金属棒材の前記第１の屈曲点に圧力を負荷する圧力負荷手段と、前記圧力負荷手段による圧力により前記第２の屈曲点を定点として前記第２の支持部を前記第１の屈曲点における折り曲げ方向とは異なる方向に移動させる曲げ手段と、を有することを特徴とする金属棒材の成形装置。
【請求項２】
前記曲げ手段は、前記圧力の負荷方向と異なる方向に傾斜された斜面部と、前記定点位置に固定され、前記第２の屈曲点を支持する定点支持部とを備え、前記圧力を負荷することにより前記金属棒材を前記斜面部に沿って摺動させ、前記第２の屈曲点を前記定点支持部を中心に回動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の金属棒材の成形装置。
【請求項３】
金属棒材を第１の屈曲点及び第２の屈曲点で折り曲げる金属棒材の成形方法であって、前記第１の屈曲点に圧力を負荷することにより、前記金属棒材を第１の屈曲点で折り曲げるとともに、第２の屈曲点で前記第１の屈曲点における折り曲げ方向とは異なる方向に金属棒材を折り曲げる、ことを特徴とする金属棒材の成形方法。
【請求項４】
前記金属棒材を第１の屈曲点で圧力負荷方向に折り曲げるとともに、第２の屈曲点を定点となるように支持しつつ、第２の屈曲点寄りの金属棒材端部を前記圧力負荷方向とは異なる方向に傾斜された斜面上を摺動させて前記第２の屈曲点を中心に回動させる、ことを特徴とする請求項３に記載の金属棒材の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属棒材を三次元的に屈曲させる金属棒材の成形装置及び成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のマフラーハンガー等の支持部材には、図４に示すような２箇所で折り曲げられた三次元形状の金属棒材１が用いられることがある。このような金属棒材１は、第１の屈曲点２での折り曲げ方向と、第２の屈曲点３での折り曲げ方向とが捩れの関係にある。
【０００３】
金属棒材をある方向に折り曲げる場合には、成形後の金属棒材の形状に合ったダイ及びパンチが用いられ、パンチをダイに押し付けることによって、金属棒材を所望の屈曲点で折り曲げていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２５３７５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すような三次元形状の金属棒材を成形するには、まず、第１の屈曲点２で金属棒材１を折り曲げ、続いて第２の屈曲点３で折り曲げなければならない。しかしながら、従来の成形方法では、１工程で１箇所の屈曲点でしか金属棒材を折り曲げることができないため、２箇所で折れ曲がったような三次元形状の金属棒材を成形するには、少なくとも２工程が必要であった。
【０００６】
また、１工程の折り曲げと２工程の折り曲げでは、支持する金属棒材の形状が異なるだけでなく、折り曲げる方向や角度も異なるため、２種類の金型（ダイ及びパンチ）を準備しなければならなかった。
【０００７】
そのため、１本の金属棒材を形成するための所要時間が増大するとともに、複数の金型を準備するための設備費等が必要となることから金属棒材の製造コストの削減が困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、三次元形状を有する金属棒材を、単一の装置により１工程で成形することにより、金属棒材の成形工数を減らして所要時間を短縮するとともに、装置の単一化によって設備費を削減し、製造コストの低廉化を図ることのできる金属棒材の成形装置及び成形方法を提供することをその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属棒材の成形装置では、金属棒材を第１の屈曲点及び第２の屈曲点において折り曲げる金属棒材の成形装置であって、前記金属棒材の両端部をそれぞれ支持する第１の支持部及び第２の支持部と、前記第１及び第２の支持部により支持された前記金属棒材の前記第１の屈曲点に圧力を負荷する圧力負荷手段と、前記圧力負荷手段による圧力により前記第２の屈曲点を定点として前記第２の支持部を前記第１の屈曲点における折り曲げ方向とは異なる方向に移動させる曲げ手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
このような本発明によれば、金属棒材を第１の屈曲点において圧力負荷方向に折り曲げるとともに、第２の屈曲点において第１の折り曲げ方向とは異なる方向に折り曲げることができる。したがって、三次元形状を有する金属棒材を、単一の装置により１工程で成形することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、前記曲げ手段は、圧力の負荷方向と異なる方向に傾斜された斜面部と、定点位置に固定され、第２の屈曲点を支持する定点支持部とを備え、圧力を負荷することにより金属棒材を斜面部に沿って摺動させ、第２の屈曲点を定点支持部を中心に回動させるようにすることが好ましい。
【００１２】
この場合、第１の屈曲点に圧力を負荷すると、第２の支持部で支持された端部は、斜面部に沿って滑り出すが、第２の屈曲点は定点支持部により位置決めされているので、金属棒材は第２の屈曲点で折れ曲がることになる。斜面部の角度や定点支持部の位置を変化させることで、様々な形状に対応することができる。
【００１３】
さらに、本発明の金属棒材の成形方法では、金属棒材を第１の屈曲点及び第２の屈曲点で折り曲げる金属棒材の成形方法であって、前記第１の屈曲点に圧力を負荷することにより、前記金属棒材を第１の屈曲点で折り曲げるとともに、第２の屈曲点で前記第１の屈曲点における折り曲げ方向とは異なる方向に金属棒材を折り曲げる、ことを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、三次元形状を有する金属棒材を１工程で第１の屈曲点及び第２の屈曲点で折り曲げることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、金属棒材を第１の屈曲点で圧力負荷方向に折り曲げるとともに、第２の屈曲点を定点となるように支持しつつ、第２の屈曲点寄りの金属棒材端部を前記圧力負荷方向とは異なる方向に傾斜された斜面上を摺動させて前記第２の屈曲点を中心に回動させることが好ましい。
【００１６】
この場合、圧力を負荷した方向に金属棒材を折り曲げつつ、第２の屈曲点寄りの金属棒材端部を第２の屈曲点を中心に斜面に沿って回動させていることから、第２の屈曲点において、前記第１の屈曲点における折り曲げ方向とは異なる方向に金属棒材を折り曲げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る金属棒材の成形装置及び成形方法について、図１ないし図３を用いて詳細に説明する。ここで、図１は本実施形態に係る成形装置のダイを示す斜視図、図２は本実施形態に係る成形装置のパンチを示す斜視図、図３は本実施形態に係る成形装置の外観を示す斜視図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る金属棒材の成形装置は、金属棒材の両端部をそれぞれ支持する第１の支持部４ａ及び第２の支持部４ｂと、これらの支持部４ａ，４ｂにより支持された金属棒材の第１の屈曲点に圧力を負荷する圧力負荷手段と、圧力負荷手段による圧力により第２の屈曲点を定点として第２の支持部４ｂから第１の屈曲点２における折り曲げ方向とは異なる方向に移動させる曲げ手段とを有する。
【００１９】
前記第１の支持部４ａ及び第２の支持部４ｂは、図１に示すように、ダイ４１の上面部に設けられ、折り曲げる前の金属棒材を支持する場所である。これらの，支持部４ａ４ｂは大部分が平滑面に形成されているが、第１の支持部４ａには金属棒材を載置する溝４２が形成され、第２の支持部４ｂには金属棒材を第２の屈曲点で折り曲げる方向とは反対の側に段差部４３が形成されている。この溝４２及び段差部４３により、金属棒材をダイ４１の上に載せても動かないようにしている。第２の支持部４ｂにおいて、金属棒材を第２の屈曲点で折り曲げる方向に段差部を設けていないのは、その方向に金属棒材を摺動させる必要があるからである。
【００２０】
また、第１の支持部４ａの外側には、金属棒材のヘッダ位置決め板４４が固定されている。金属棒材の一端には、図４に示すように、拡径したヘッダ部１１が形成されており、このヘッダ部１１を第１の支持部４ａとヘッダ位置決め板４４との隙間に差し込むことによって金属棒材の位置を安定させ、金属棒材が軸方向に移動しないようにしている。ヘッダ位置決め板４４は、Ｌ字型の板材であって、ボルト４５によりダイ４１に固定している。また、ボルト孔は長孔に形成されており、金属棒材のヘッダ部１１の大きさに合わせてヘッダ位置決め板４４の位置を変化させることができるようになっている。なお、ヘッダ部１１を有しない金属棒材の場合には、反対側の端部にもヘッダ位置決め板を設置するようにしてもよい。
【００２１】
前記第１の支持部４ａと前記第２の支持部４ｂとの中間部は、パンチ５が金属棒材を押し下げることができるような凹曲面４６に形成されている。この凹曲面４６は、第１の屈曲点において折り曲げる角度によってその形状が定まるものである。また、凹曲面４６には、前記第１の支持部４ａに形成された溝４２と連なった溝４７が形成されており、第１の屈曲点付近の金属棒材が圧力負荷時にその折り曲げ方向とは異なる方向に移動しないようにしている。
【００２２】
前記圧力負荷手段は、図２に示すように、ダイ４１上に載置された金属棒材をダイ４１に押し付けるパンチ５１と、ダイ４１とパンチ５１との間に圧力を加えるプレス装置（図示せず）とからなる。
【００２３】
パンチ５１の下面部は、前記ダイ４１の凹曲面４６とほぼ一致する凸曲面５２を有する。この凸曲面５２にも金属棒材を拘束する溝５３が形成されている。この溝５３は、最終的に折り曲げたい金属棒材の形状に合わせて形成されている。
【００２４】
プレス装置は、通常使用されるプレス装置であり、前記ダイ４１及びパンチ５１をセットして、それらを押し付けることができるような装置であればよい。具体的には、このプレス装置を駆動させることによって、パンチ５１をダイ４１の方向に移動させ、凸曲面５２で金属棒材に圧力を負荷する。もちろん、パンチ５１とダイ４１とを互いに接近させるようにして金属棒材に圧力を負荷するようにしてもよい。
【００２５】
前記曲げ手段は、圧力の負荷方向と異なる方向に傾斜された斜面部６１と、定点位置に固定され、第２の屈曲点を支持する定点支持部６２とを備え、圧力を負荷することにより金属棒材を斜面部６１に沿って摺動させ、第２の屈曲点を定点支持部６２を中心に回動させるようになっている。斜面部６１の角度や定点支持部６２の位置を変化させることで、様々な形状に対応することができる。
【００２６】
前記斜面部６１は、ダイ４１の凹曲面４６から突出した突起部６３に形成されており、突起部６３の頂部から溝４７に向かって形成された斜面である。また、この斜面部６１は、金属棒材を第２の屈曲点を定点として回動させやすくするため、第２の支持部４ｂの付近に取り付けることが好ましい。また、パンチ５１において、突起部６３と対峙する位置には、係合溝６４が形成されており、圧力負荷時に突起部６３が凸曲面５２と接触しないようにしている。
【００２７】
前記定点支持部６２は、パンチ５１の凸曲面５２から突出した突起部であって、溝５３の側の側面部により、第２の屈曲点が定点となるように支持する。また、ダイ４１において、定点支持部６２と対峙する位置には、係合溝６５が形成されており、圧力負荷時に定点支持部６２が凹曲面４６と接触しないようにしている。
【００２８】
次に、図３を用いて、本実施形態に係る成形装置の作用を説明しつつ本成形方法について説明する。なお、図３において、説明をわかりやすくするために、金属棒材の図は省略してある。
【００２９】
まず、ヘッダ位置決め板４４と第１の支持部４ａとの隙間に金属棒材のヘッダ部１１を差し込み、第１の支持部４ａの溝４２上に金属棒材を載置する。このとき、金属棒材を段差部４３にあてがうようにしておく。
【００３０】
続いて、プレス装置（図示せず）を作動させて、パンチ５１をダイ４１に押し付ける。なお、ダイ４１及びパンチ５１は金属棒材を載置する前に、予めプレス装置にセットされているものとする。
【００３１】
この操作により、パンチ５１の凸曲面５２の溝５３に金属棒材が嵌るとともに、その接触により第１の屈曲点で金属棒材が折れ曲がる。この変形に伴い、金属棒材のヘッダ部１１は、第１の支持部４ａとヘッダ位置決め板４４との隙間から離脱し、金属棒材は溝４２に沿って移動する。
【００３２】
また、同時に、第２の支持部４ｂに載置された金属棒材の端部は、金属棒材の一部が斜面部６１と接触することにより、斜面部６１に沿った方向に滑り始める。このとき、第２の屈曲点は、定点支持部６２により拘束されているため移動することができない。したがって、第２の屈曲点を定点として金属棒材は回動し、折れ曲がる。
【００３３】
さらに圧力を負荷すると、最終的に金属棒材は溝４７，５３に嵌った状態となり移動を停止する。この状態になると、金属棒材は所定の三次元形状に折り曲げられていることから、プレス装置を停止又は反転させることによって、パンチ５１をダイ４１から取り外す。
【００３４】
最後に、パンチ５１又はダイ４１に嵌っている金属棒材を取り外せば、図４に示すような三次元形状の金属棒材を得ることができる。
【００３５】
このように、本発明の金属棒材の成形方法は、第１の屈曲点に圧力を負荷することにより、金属棒材を第１の屈曲点で折り曲げるとともに、第２の屈曲点で第１の折り曲げ方向とは異なる方向（斜面部６１に沿った方向）に金属棒材を折り曲げることを特徴とするものであり、三次元形状を有する金属棒材を、単一の装置により１工程で成形することができる。
【００３６】
また、金属棒材を第１の屈曲点で圧力負荷方向に折り曲げるとともに、第２の屈曲点を定点となるように支持しつつ、第２の屈曲点寄りの金属棒材端部を圧力負荷方向とは異なる方向に傾斜された斜面上を摺動させて第２の屈曲点を中心に回動させていることから、金属棒材を第１の屈曲点で折り曲げると同時に、第２の屈曲点においても所望の形状に折り曲げることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属棒材の成形装置及び成形方法によれば、三次元形状を有する金属棒材を、単一の装置により１工程で成形することにより、金属棒材の成形工数を減らして所要時間を短縮するとともに、装置の単一化によって設備費を削減し、製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る成形装置のダイを示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る成形装置のパンチを示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る成形装置の外観を示す斜視図である。
【図４】三次元形状の金属棒材を示す外観図である。
【符号の説明】
１…金属棒材
２…第１の屈曲点
３…第２の屈曲点
４ａ…第１の支持部
４ｂ…第２の支持部
５…パンチ
１１…ヘッダ部
４１…ダイ
４２…溝
４３…段差部
４４…板
４５…ボルト
４６…凹曲面
４７，５３…溝
５１…パンチ
５２…凸曲面
６１…斜面部
６２…定点支持部
６３…突起部
６４，６５…係合溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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