(57)【要約】【課題】  ダイ及びパンチの形状を工夫することにより、一度のプレス加工のみで片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材を生産性良く製造する。【解決手段】  略Ｌ字型断面を有しかつＬ字２壁の断面中心の交差する線を支点とする２つの略Ｌ字型断面の回転ダイ１２を、Ｌ字の開放内側が互いに対向しかつＬ字の上端が互いに外方向に回転されるように付勢されて配置してなる下金型１１上に被加工金属板Ｓを載置し、一側面又は両側面に段部１９を有するパンチ１８を、被加工金属板の上方から前記略Ｌ字型回転ダイ１２で形成された下金型１１の凹部内に押込んでＵ曲げ加工を開始するとともに、パンチ１８の加圧力が金属板Ｓを介して略Ｌ字型回転ダイ１２の底壁１４上面に達した時点以降に、パンチの下方への加圧力を略Ｌ字型回転ダイ縦壁１３の内側方向への加圧力に変えてＵ曲げ辺の略直角曲げと、前記回転ダイ１２の上面と前記パンチ側面に設けられた段部１９の作用でＵ曲げ辺の一辺又は両辺上端のフランジ曲げを行う。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略Ｌ字型断面を有しかつＬ字２壁の断面中心が交差する線を支点とする２つの略Ｌ字型断面回転ダイを、Ｌ字の開放内側が互いに対向しかつＬ字の上端が互いに外方向に回転されるように付勢されて配置してなる下金型上に被加工金属板を載置し、一側面又は両側面に段部を有するパンチを、被加工金属板の上方から前記略Ｌ字型回転ダイで形成された下金型凹部内に押込んでＵ曲げ加工を開始するとともに、パンチの加圧力が金属板を介して略Ｌ字型断面回転ダイの底壁上面に達した時点以降に、パンチの下方への加圧力を略Ｌ字型断面回転ダイ縦壁の内側方向への加圧力に変えてＵ曲げ辺の略直角曲げと、前記回転ダイの上面と前記パンチ側面に設けられた段部の作用でＵ曲げ辺の一辺又は両辺上端のフランジ曲げを行うことを特徴とする片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法。
【請求項２】
２つの略Ｌ字型回転ダイで形成された下金型凹部内で、上方に付勢されたクッションパッドで金属板を支えつつＵ曲げを開始する請求項１に記載の片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法。
【請求項３】
側面に段部を有するパンチに代えて、両側が平坦な主パンチと、該主パンチの一側方又は両側方に配置した補助パンチを用い、Ｕ曲げを行った後補助パンチの使用でフランジ曲げを行う請求項１又は２に記載の片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法。
【請求項４】
上端にＲが付された縦壁と側方が開放された底壁を有し、かつその縦壁断面中心と底壁断面中心が交差する線を支点として上端が外方向に回転されるように付勢されてその開放側を対向させて配置された２つの略Ｌ字型断面回転ダイで構成される下金型、及び所望Ｕ曲げ部材の内面先端幅と同じ先端平坦面幅を有し、一側面又は両側面から垂直に外側に伸びる段部を有するパンチを備えたことを特徴とする片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材加工用プレス装置。
【請求項５】
２つの略Ｌ字型断面回転ダイで構成された下金型の凹部内に、付勢装置上に連結棒を介して連接されたクッションパッドが配置されている請求項４に記載の片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材加工用プレス装置。
【請求項６】
略Ｌ字型断面回転ダイの縦壁内面と底壁上面とはその交差する角が９０度未満になるように設定されている請求項４又は５に記載の片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材加工用プレス装置。
【請求項７】
段部付きパンチに代えて、所望Ｕ曲げ部材の内面先端幅と同じ先端平坦面幅を有するストレートな主パンチと、該ストレートな主パンチとは別に、その一側又は両側に配置された補助パンチからなる複式パンチから構成されている請求項４〜６のいずれかに記載の片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材加工用プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工により片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材を製造する方法及びその方法に使用するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種フレーム材としてＵ曲げ加工部材が使用される場合が多くなっている。
一般に、Ｕ曲げ加工部材の製造に当たっては、装置構成が簡素で、操業も単純化されやすいために、プレス曲げ加工法が多用されている。例えば、特許文献１に示されるようなプレスブレーキ等で複数工程の折曲げ加工を行っている。また、例えば、特許文献２にみられるように、パッド４を備えたダイ１上に被成形金属板２を載置し（図１ａ）、上方からポンチ３を押し込んで所望のＵ曲げ加工部材５を得ている（図１ｂ）。
近年、用途によっては、例えば片フランジあるいは図２に示すような両フランジを有する長尺Ｕ曲げ部材が要求されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−６０３６０号公報
【特許文献２】特開平７−８０５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
片フランジを有するＵ曲げ部材をプレス曲げ法で製造しようとすると、プレスブレーキによる折曲げ加工を３回繰り返すことになる。また、両フランジを有するＵ曲げ部材をプレス曲げ法で製造しようとすると、プレスブレーキによる折曲げ加工を４回繰り返すことになる。さらに、例えば図３に示すように、一旦金属板Ｓの両端部にプレスブレーキにより折り曲げ加工を施した両曲げ素材をダイD上に載置し、パンチPで加圧してＵ曲げ部を成形することになる。
プレスブレーキで３回の折り曲げ加工を繰り返す加工方法では、片フランジとＵ曲げ加工部の曲げ方向が逆のため、素材金属板を反転させる必要がある。このとき、長尺なＵ曲げ部材では、広範囲の反転スペースが必要で、かつ作業者にとっては非常に困難な作業となる。
【０００５】
一方、一旦金属の端に折り曲げ加工を施した後Ｕ曲げ加工する方法では、同一の金型での加工ができないため、２種類の金型が必要となる。この場合、２台のプレスブレーキが必要となり、仕掛り品の保管スペースも必要となる。また、１台のプレスブレーキで金型を交換する場合、交換作業や調整に多大な労力を費やしてしまう。
このようなことから、従来のいずれの方法を採用しても、製造コストが高くなる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ダイ及びパンチの形状を工夫することにより、一度のプレス加工のみで片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材を生産性良く製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材の加工方法は、その目的を達成するため、略Ｌ字型断面を有しかつＬ字２壁の断面中心が交差する線を支点とする２つの略Ｌ字型断面回転ダイを、Ｌ字の開放内側が互いに対向しかつＬ字の上端が互いに外方向に回転されるように付勢されて配置してなる下金型上に被加工金属板を載置し、一側面又は両側面に段部を有するパンチを、被加工金属板の上方から前記略Ｌ字型回転ダイで形成された下金型凹部内に押込んでＵ曲げ加工を開始するとともに、パンチの加圧力が金属板を介して略Ｌ字型断面回転ダイの底壁上面に達した時点以降に、パンチの下方への加圧力を略Ｌ字型断面回転ダイ縦壁の内側方向への加圧力に変えてＵ曲げ辺の略直角曲げと、前記回転ダイの上面と前記パンチ側面に設けられた段部の作用でＵ曲げ辺の一辺又は両辺上端のフランジ曲げを行うことを特徴とする。
【０００７】
また、２つの略Ｌ字型回転ダイで形成された下金型凹部内で、上方に付勢されたクッションパッドで金属板を支えつつＵ曲げを開始しても良い。
側面に段部を有するパンチに代えて、両側が平坦な主パンチと、該主パンチの一側方又は両側方に配置した補助パンチを用い、Ｕ曲げを行った後補助パンチの使用でフランジ曲げを行っても良い。
【０００８】
この方法に用いられるプレス装置としては、上端にＲが付された縦壁と側方が開放された底壁を有し、かつその縦壁断面中心と底壁断面中心が交差する線を支点として上端が外方向に回転されるように付勢されてその開放側を対向させて配置された２つの略Ｌ字型断面回転ダイで構成される下金型、及び所望Ｕ曲げ部材の内面先端幅と同じ先端平坦面幅を有し、一側面又は両側面から垂直に外側に伸びる段部を有するパンチを備えたものが好ましい。
２つの略Ｌ字型断面回転ダイで構成された下金型の凹部内に、付勢装置上に連結棒を介して連接されたクッションパッドを配置しておいても良い。
【０００９】
略Ｌ字型断面回転ダイの縦壁内面と底壁上面とはその交差する角が９０度未満になるように設定されているものが好ましい。
上記２番目の態様でフランジ曲げを行う場合、パンチとしては、クッションパッド幅よりも僅かに狭い幅の先端平坦面を有するストレートなパンチと、該ストレートパンチとは別に、ストレートパンチの一側又は両側に配置された補助パンチからなる複式パンチで構成することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、分割され、それぞれがその上端にＲが付された縦壁と側方が開放された底壁４を有する略Ｌ字型断面をもち、かつその縦壁断面中心と底壁断面中心が交差する線を支点として上端が外方向に回転されるように付勢されてその開放側を対向させて配置された２つの略Ｌ字型断面回転ダイで構成された下金型が用いられている。また、上金型であるパンチはその一側面または両側面に段部が設けられている。
したがって、パンチで下金型上に載置された金属板を加圧するとき、パンチの先端と回転ダイの内壁上端との関係でＵ曲げ加工が開始され、その後、パンチの先端が金属板を介して略Ｌ字型断面回転ダイの底壁上面に到達した時点から、パンチの下方への加圧力は略Ｌ字型断面回転ダイ縦壁の内側方向への加圧力に変えられ、Ｕ曲げ辺の略直角曲げと、前記回転ダイの上面と前記パンチ側面に設けられた段部の作用でＵ曲げ辺の一辺又は両辺上端にフランジの曲げ成型を行うことができる。すなわち、金型形状及びパンチの形状を工夫することにより、片フランジ又は両フランジを有する曲げ部材を、パンチ加圧の一工程のみで製造することができる。
【００１１】
本発明装置では、また、略Ｌ字型回転ダイの摺動距離が短く、かつ、ダイ肩アールでの曲げ・曲げ戻し変形が緩和されるため、疵が付き難い。加工しようとする金属板がめっき金属板や塗装金属板の場合であっても、めっき皮膜や塗装皮膜の剥離も抑制される。
さらに、ダイは回転による開閉式であるために、加工後の製品取り出しが容易に行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明者等は、片フランジ又は両フランジを有したＵ曲げ部材を効率良くプレス加工する方法について検討した。
その結果、金型形状を工夫することにより、一段のプレス加工のみでＵ曲げ加工とフランジ曲げ加工を合わせて行うことができる金型を考案して、本発明に到達した。
その詳細を以下に説明する。
【００１３】
図４に基づいて先ず金型形状から説明する。下金型１１は、２つに分割され、それぞれがその上端にＲが付された縦壁１３と側方が開放された底壁１４を有し、かつその縦壁断面中心と底壁断面中心が交差する線を支点１５として上端が外方向に回転されるように付勢されてその開放側を対向させて配置された２つの略Ｌ字型断面回転ダイ１２で構成されている。なお、上端の外方向への回転は所定の角度で規制されている。また、回転ダイ１２のＬ字型縦壁面上端はＲが付されて上面と連なっている。さらに、２つの略Ｌ字型断面回転ダイ１２で構成される下金型１１の凹部内には、裏面にスプリング等からなる上方への付勢装置が取り付けられた連結棒１７が連接されたクッションパッド１６が配置されていることが好ましい。クッションパッド１６の上面幅は成形されるＵ曲げ部材の先端幅よりも僅かに広くすることが好ましい。また、連結棒１７は、略Ｌ字型断面回転ダイ１２の底壁１４先端に形成された切欠き凹部を貫通していることが好ましい。
なお、クッションパッド１６を配設する場合、連結棒１７に取り付けた付勢装置のスプリング力は、プレス成形される金属板の変形圧力よりも十分に高いことが望ましい。ただし、パンチの加圧力よりも低くなるように調節しておく必要がある。
【００１４】
一方、上金型となるパンチ１８には、一側面又は両側面に外側に垂直に伸びる段部１９が設けられている。なお、図４に基づく説明は片フランジを有する部材を製造する金型の説明になっている。両フランジを有するＵ曲げ部材を製造する金型としては、パンチ１８の両側に段部を設けたものを用いれば良いことは言うまでもない。この段部１９はパンチ１８の本体と一体に設けられるのではなく、パンチ１８の本体とは別に、本体の側方に補助パンチとして、パンチ１８に対して段部の高さ位置が調整可能となるように設置されていても良い。
【００１５】
上記プレス加工装置を用いて片フランジ付きＵ曲げ部材の加工方法について説明する。両フランジ付きＵ曲げ部材にあっても、同じ手順で加工される。
上端が互いに水平になるように配置された二つの回転ダイ１２の上に曲げ加工を施す金属板Ｓを載置する（図４ａ参照）。その後、圧力を付してパンチ１８を下方に下げ、パンチ１８で金属板Ｓを加圧する。パンチ１８で金属板Ｓを加圧するとき、金属板は２つの断面Ｌ字型可動ダイ１２の間に形成されている凹部に押し込まれ、パンチの先端部と回転ダイ１２の縦壁上端Ｒ部の間でＵ曲げ加工が開始される形態となる。なお、図４に示す装置では、クッションパッド１６が配設され、付勢装置のスプリング力は、金属板の曲げ耐力よりも十分に高く、パンチ１８の下方への加圧力よりも低く設定されているので、パンチ１８の先端面とクッションパッド１６の上面で金属板Ｓを挟み込んで曲げ加工する態様となるため（図４ｂ参照）、先端の面性状の優れた平坦面が得られるとともに、平坦面への疵付きを防止することができ、スプリングバックも低減できる。
なお、回転ダイ１２のＬ字縦壁上端はＲを付して上面と連ねられている。したがって、Ｕ曲げ加工の際、パンチ１８により金属板Ｓを凹部に押し込むとき、Ｒの作用により金属板Ｓとダイとの間の摩擦力が軽減され、金属板表面に形成されやすい疵の発生が抑制される。
【００１６】
図４に示す装置では、パンチ１８が金属板Ｓを加圧し、パンチ１８の先端がＵ曲げされた金属板Ｓ及びクッションパッド１６を介して回転ダイ１２の底面に当接した後は、付勢装置のスプリング力はパンチ１８の加圧力より低く設定されているので、パンチ１８は回転ダイ１２の底壁１４先端部を下方に加圧することになる。これにともなって、回転ダイ１２は支点１５を回転軸として、縦壁１３をその先端部が互いに近接するように、すなわち、Ｕ曲げが始まった辺を直角に曲げる方向に回動する。クッションパッド１６を配設していない装置にあっては、パンチ１８の加圧力がＵ曲げされた金属板Ｓを介して回転ダイ１２の底壁１４先端部を下方に加圧し、回転ダイ１２を、支点１５を回転軸として回動させ、縦壁１３をその先端部が互いに近接するように移動させて、Ｕ曲げが始まった辺を直角方向に曲げることになる。
【００１７】
曲げ加工される金属板のＵ曲げが始まった辺が、パンチ１８の側面に設けられた段部１９に当接された後、回転ダイ１２のＬ字縦壁上端と上面との間のＲ部が金属板Ｓをパンチ１８の側面と段部との間のコーナー部に押し込んで、曲げ加工されたＵ曲げ辺の一辺又は両辺にフランジ部２０を曲げ加工して、フランジ付きＵ曲げ部材の曲げ加工が終了する。
なおこの際、略Ｌ字型断面回転ダイ１２の縦壁１３内面と底壁１４上面とが、その交差する角α（図４ａ参照）が９０度未満になるように設けられていると、曲げ加工される金属板は、弾性復元量を考慮してそのＵ曲げ辺が一旦９０度超える程に曲げられるので、弾性復元後に直角に曲げられたU曲げ部材が得やすくなる。
【００１８】
フランジ曲げの際、段部付きパンチ１８に代えて、主パンチとその側方に配置された補助パンチからなる複式パンチを用い、主パンチをＵ曲げ部材の所要深さまで押し込んで支点１５を軸として回転ダイ１２を回動させ、縦壁１３によりＵ曲げが始まった辺を直角に曲げた後に、補助パンチで金属板の端部を回転ダイ１２の上面に押し付け、フランジ曲げを行っても良い。補助パンチの使用により、Ｕ曲げ部材のＵ字深さの調整が行いやすくなる。
その後、パンチ１８の下方への加圧力を解除して上方に引き上げると、回転ダイ１２の外向きの付勢力により、あるいはさらにクッションパッド１６に連接した付勢装置の上方への加圧力により、Ｕ曲げ部材はともに上方に移動される。パンチ１８を上方もしくは側方に退避させれば、曲げ加工部材は容易に取り出される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来のプレス加工法によるU曲げ部材の製造方法を説明する断面図
【図２】U曲げ部材の一例を説明する斜視図
【図３】フランジ付きU曲げ部材の従来の製造方法を説明する断面図
【図４】本発明のフランジ付きU曲げ部材の製造方法を説明する断面図
【符号の説明】
【００２０】
１１：下金型    １２：回転ダイ    １３：L字型縦壁    １４：L字型底壁    
１５：支点    １６：クッションパッド    １７：連結棒    １８：パンチ    
１９：段部    ２０：フランジ      
Ｓ：金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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