(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工材を任意の曲げラインを基線として折り曲げるために複数枚重ねられた板状のダイと、これらのダイを少しずつずらして任意の曲げライン形状にして固定するダイ固定手段とを備えた形状フリー曲げ機であって、上記ダイが、く字状に切欠かれた成形部及び中心屈曲部を有する回転部と、該回転部を回転自在に支持する円弧状の収容部を有する固定部とからなり、上記ダイ固定手段が、ダイの一側面を突き合わせて整列させるための所望の曲げラインと同形状の突合面を有するダイバックアップ部材を備え、上記突合面にダイの一側面を突き合わせてダイを固定することにより、それぞれの回転部の軸心がずれて上記成形部の中心屈曲部が所望の曲げラインと同形状の成形ラインを形成するように構成されていることを特徴とする形状フリー曲げ機。
【請求項２】
隣接する上記回転部を相対的ずれを許容しつつ互いに連結するために、各回転部の一側面に凸部を他側面に上記凸部よりも径の大きい凹部を形成し、隣接する一方の回転部の凸部が他方の回転部の凹部に緩く係合されている請求項１記載の形状フリー曲げ機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状の被加工材を折り曲げるための曲げ機に係り、特に、曲げラインの異なる部品の曲げ成形を同一の型で行うことができる形状フリー曲げ機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラックの車台フレームの製造工程等において、板状の被加工材の曲げ成形を行う場合、図１１に示すように、固定式パンチ（雄型）５０とダイ（雌型）５１との間に被加工材１７を配置して、パッド５４で拘束した上、ダイ５１によって力を加えて折り曲げる方法や、図１２に示すように、く字状に切欠かれた成形部５２を有するほぼ円状の回転部５３を備えた回転式ダイ５５（米国特許第４，４３４，６４４号明細書参照）とパンチとの間に被加工材を配置して、パンチによって回転体を回転しつつ被加工材に力を加えて折り曲げる方法等が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トラックの車台フレーム等では、折曲げの基線となる曲げラインは常に直線とは限らず、非直線部分を含んでいることがある。
【０００４】
このように、曲げラインが直線でないものは、従来の回転式ダイ５５では成形することができず、固定式ダイ５０及びパンチ５１をそれぞれ所定の曲げライン形状に合わせて製造して、それらを用いて曲げ成形を行っていた。従って、金型（ダイ及びパンチ）は曲げラインのパターン数と同じだけ用意する必要があった。
【０００５】
金型は一般に、高級な材料を必要とすること、高い工作精度を必要とすることなどから、非常に高価であるため、曲げラインのパターン数ごとに金型を用意することは大きなコスト損失であった。
【０００６】
特に、近年の傾向である多種少量生産においては、この問題が著しくなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、曲げラインの異なる部品の成形を同一の型で行うことができる形状フリー曲げ機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、板状の被加工材を任意の曲げラインを基線として折り曲げるために複数枚重ねられた板状のダイと、これらのダイを少しずつずらして任意の曲げライン形状にして固定するダイ固定手段とを備えた形状フリー曲げ機であって、上記ダイが、く字状に切欠かれた成形部及び中心屈曲部を有する回転部と、該回転部を回転自在に支持する円弧状の収容部を有する固定部とからなり、上記ダイ固定手段が、ダイの一側面を突き合わせて整列させるための所望の曲げラインと同形状の突合面を有するダイバックアップ部材を備え、上記突合面にダイの一側面を突き合わせてダイを固定することにより、それぞれの回転部の軸心がずれて上記成形部の中心屈曲部が所望の曲げラインと同形状の成形ラインを形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、複数の板状のダイを少しづつずらすことで任意の曲げラインに対応でき、一定断面形状のダイで曲げラインの異なる部品を成形できる。
【００１４】
隣接する上記回転部を相対的ずれを許容しつつ互いに連結するために、各回転部の一側面に凸部を他側面に上記凸部よりも径の大きい凹部を形成し、隣接する一方の回転部の凸部が他方の回転部の凹部に緩く係合されていることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る形状フリー曲げ機の側面断面図であり、図２はダイ及びダイバックアップ部材の斜視図である。
【００１９】
図に示すように、本実施形態に係る形状フリー曲げ機１０は、所望の曲げラインと同形状に形成された成形面１１を有するパンチ（雄型）１２と、そのパンチ１２を固定する上ホルダ１３と、複数枚重ねられた板状の回転式ダイ（雌型）１５，１５，…と、それら重ね合わされた複数のダイ１５を少しづつずらして任意の曲げライン形状にして固定するダイ固定手段１６とで概略構成される。
【００２０】
上ホルダ１３は図示しない駆動装置によって上下方向にスライドされるものであり、パンチ１２とダイ１５との間に被加工材（板材）１７を配置して上ホルダ１３を下降することで、パンチ１２によって被加工材１７に力を加えて所望の曲げラインを基線として折り曲げるものである。
【００２１】
板状のダイ１５は、被加工材１７の曲げラインの長手方向（図１において紙面前後方向）に複数枚重ねて設けられている。これらダイ１５の枚数は曲げラインの長さに合わせて適宜その枚数が選択される。従って、図２において、ダイ１５は７枚示されているが、本発明はダイ１５の枚数に制約はない。
【００２２】
各ダイ１５は全て同形状に形成されており、く字状に切欠かれた成形部１９を有するほぼ円板形状の回転部２０と、その回転部２０を回転自在に収容する円弧状の収容部２１を有する板状の固定部２２とからなる。
【００２３】
回転部２０は被加工材１７を折り曲げる部材であるので、合金工具鋼等、硬度の高い材質で形成することが好ましい。
【００２４】
各ダイ１５の厚さｔは、被加工材１７の板厚Ｔや曲げラインの曲率等を考慮して適宜設定される。ダイ１５の厚さｔを薄くすればするほど複雑な曲げライン形状に対応できるが、ダイ１５の強度及び耐久性も考慮する必要がある。また、各ダイ１５の厚さｔが厚すぎると、成形時に被加工材１７に傷を付けるおそれがある。本発明者らは、このような条件を考慮して、経験則に照らし、実験的に、ダイ１５の厚さｔは、被加工材１７の板厚Ｔよりも薄くする事が良好であることを確認した。
【００２５】
円弧状の収容部２１は、その長さが回転部２０の円周の半分以上に形成されており、回転部２０の中心よりも上方に突出した部分が、回転部２０の抜け止めを兼ねている。従って、回転部２０は固定部２２に対して厚さ方向（図１において紙面前後方向）には移動可能であるが、固定部２２から上方に抜けることはない。そして、収容部２１と回転部２０との間には、回転部２０がガタなく回転できるように若干の隙間を設けてある。
【００２６】
ここで、図３を用いて、回転部２０が固定部２２に対してよりスムーズに回転できるようにするための構造の例を説明する。
【００２７】
図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示す構造は、回転部２０と収容部２１の厚さ方向両端部にそれぞれ面取部２３を設けたものである。
【００２９】
また、図３（ｂ）に示す構造は、互いに隣接するダイ１５の回転部２０及び固定部２２の側壁に、耐摩耗性が高く、かつ摩擦抵抗の小さい材質からなるフィルム２５を介在させたものである。
【００３０】
また図示してはいないが、回転部２０の厚さを固定部２２の厚さよりも若干薄く形成して、各ダイ１５を少しづつずらして重ねたときに、回転部２０の側壁が隣接するダイ１５の固定部２２と接触して回転の抵抗となることを防止するようにしても良い。
【００３１】
一方、回転部２０及び固定部２２の収容部２１には、図４に示すように、湾曲形状の自動調心用曲面２６を設けるようにしても良い。こうすれば、回転部２０は固定部２２に対して厚さ方向において常に中心に位置される。そして、このように構成した場合、回転部２０は、固定部２２に対して厚さ方向に移動不可となるので、図５に示すように、固定部２２を基部２２ａと抜止部２２ｂとに分割して構成し、回転部２０を基部２２ａに収容した後、抜止部２２ｂを基部２２ａに固定するようにすると良い。
【００３２】
図１及び図２に戻り、ダイ１５には、通常時（非成形時）に回転部２０の成形部１９が、上向き（図２参照）に位置するように回転部２０を付勢する戻し機構２７が設けられている。本実施形態では、戻し機構２７は一端が回転部２０に取り付けられ、他端が固定部２２に取り付けられたスプリングからなる。
【００３３】
戻し機構２７は、各ダイ１５のうちいずれか一つ（例えば、端部に位置するダイ）にだけ設け、各ダイ１５に、戻し機構２７を設けたダイ１５の回転体２０の回転に追従して、他のダイ１５の回転体２０を回転させるための連結機構を設けるようにしても良い。
【００３４】
図６を用いて、連結機構の例を説明する。
【００３５】
図６は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００３６】
図６（ａ）に示した例では、連結機構２９は、各ダイ１５の回転体２０の厚さ方向両側面にそれぞれ形成された凸部３０と凹部３１とからなり、凸部３０は隣接する回転体２０の凹部３１内に係合される。この構造によれば、いずれか一つの回転体２０が上述した戻し機構２７によって回転されると、その回転が凸部３０及び凹部３１を介して、順次隣接する回転体２０に伝わるため各回転体２０は戻し機構２７が設けられた回転体２０の回転に追従して回転する。
【００３７】
また、図６（ｂ）に示した例では、連結機構２９は、各回転体２０に形成された貫通穴３２と、それら全ての貫通穴３２内に挿通されたワイヤ等の線状部材３３とからなる。この構造によれば、戻し機構２７が設けられた回転体２０の回転が、線状部材３３を介して順次隣接する回転体２０に伝わるため、各回転体２０は戻し機構２７が設けられた回転体２０の回転に追従して回転する。なお、図６では、７枚の回転体２０のうち５枚のみを示している。
【００３８】
この連結機構２９において、凸部３０と凹部３１との隙間、及び貫通穴３２と線状部材３３との隙間は、各ダイ１５が所望する曲げライン形状を形成するために必要なずらし量以上とする。このため、その隙間分だけ元の位置まで戻らない回転体２０が生じるが、曲げ成形を開始するときに、被加工材１７及びパンチ１２に押されることで元の位置に戻される。
【００３９】
次に、ダイ固定手段１６は、所望の曲げラインと同形状に形成された突当面３５を有するダイバックアップ部材３６と、ダイ１５及びダイバックアップ部材３６を収容して固定する収容スペース３７を有する下ホルダ３９とを備えている。
【００４０】
ダイバックアップ部材３６は、その突合面３５がダイ１５側に向くように収容スペース３７内に収容され、各ダイ１５は、その突合面３５に一側面（図１において、幅方向右側側面）を突き合わせて配置される。これによって、複数枚重ねられたダイ１５は、互いに少しづつずれて所望する曲げラインに沿って整列する。即ち、成形部１９の中心屈曲部１９ａが、所望の曲げラインと同形状の成形ラインＬを形成する。
【００４１】
このように配置されたダイ１５は、ボルト止めやカシメ等により、全て一体的に収容スペース内に固定される。
【００４２】
次に本実施形態の作用を述べる。
【００４３】
まず、所望する曲げラインに対応するパンチ１２及びダイバックアップ部材３６を用意して、パンチ１２は上ホルダ１３に、ダイバックアップ部材３６は下ホルダ３９の収容スペース３７に固定する。
【００４４】
次に、曲げラインの長さに合わせた枚数のダイ１５を用意して、それらダイ１５を重ね合わせてダイバックアップ部材３６の突合面３５に突き合わせて所望の曲げライン形状にした状態で、全て一体的に収容スペース３７内に固定する。このように、収容スペース３７内に固定されたダイ１５は、互いにずれることはない。
【００４５】
そして、図７に示すように、パンチ１２とダイ１５との間に被加工材１７を配置してパンチ１２を下降させる。
【００４６】
パンチ１２が下降すると、パンチ１２は回転部２０を反時計回りに回転させつつ被加工材１７に力を加えて、所望の曲げラインと同形状に連続した成形部１９の中心屈曲部１９ａを基線として折り曲げる。
【００４７】
その後、パンチ１２を上昇させると、各ダイ１５の回転部２０が戻し機構２７あるいは連結機構２９によって回転されて元の位置に戻る。
【００４８】
次に、異なる曲げラインに沿って曲げ成形を行う場合、パンチ１２とダイバックアップ部材３６のみをそれに対応するものに交換して、ダイ１５を新たなダイバックアップ部材３６の突合面３５に突き合わせて固定し、再び曲げ成形を行う。
【００４９】
このように、形状フリー曲げ機１０によれば、パンチ１２及びダイバックアップ部材３６のみを交換することで任意の曲げラインに対応できるため、曲げラインのパターン毎にダイ１５を用意する必要がなく、大幅にコストを削減できる。
【００５０】
ダイバックアップ部材３６は、ダイ１５と比べて安価な材料で形成することができると共に、材料滑り込み形状の加工が不要である為、安価に製造することができる。
【００５１】
また、各ダイ１５は全て同形状であるため、大量生産でき、製造コストを抑えることができると共に、在庫管理が容易である。
【００５２】
更に、ダイ１５が摩耗した場合、摩耗した部分のダイ１５のみを新しいものと交換すればよいため、最小規模の交換ですむ。
【００５３】
また、各ダイ１５をダイバックアップ部材３６の突合面３５に突き合わせるだけで、ダイ１５を容易に所望の曲げライン形状にすることができる。
【００５４】
更に、ダイ１５はパッドの役割も兼ねており、板厚Ｔの異なる被加工材１７に対し、従来型の様に都度パッドを入替える手間が要らなくなる、という利点がある。
【００５５】
また、図１２に示したような従来の回転式ダイ５５と組み合わせて使用することで、直線部分と非直線部分とを有する曲げラインにも対応できる。また、本実施形態の形状フリー曲げ機１０でも、各ダイ１５を互いにずらすことなく真っ直ぐに配置すれば、直線状の曲げラインに対応できることは勿論である。
【００５６】
なお、図示した形態では、ダイ１５の幅方向の側面をダイバックアップ部材３６に突き合わせるとしたが、図８に示すように、ダイバックアップ部材３６を、突合面３５が上を向くようにしてダイ１５の下側に固定し、各ダイ１５の下面を突合面３５に突き合わせるようにしても良い。そうすることで、紙面上下方向に曲がった曲げラインに対応することができる。
【００５７】
また、これまで、各ダイ１５の厚さｔは全て等しいとして説明してきたが、必ずしも等しくする必要はなく、曲げラインが複雑な部分は薄く、比較的直線に近い部分は厚くするようにしても良い。
【００５８】
更に、これまでＬ形の曲げ成形について説明してきたが、本発明はＵ形の曲げ成形についても適用できるものである。
【００５９】
Ｕ曲げの場合、図１０に示すように、上ホルダ１３に二つのパンチ１２を、成形面１１が外側を向くように配置し、それらパンチ１２間にＵ形の幅に対応したスペーサ３４を介在させて固定すると共に、下ホルダ３９の収納スペース３７の両端部にダイバックアップ部材３６及びダイ１５を固定する。
【００６０】
そして、パンチ１２とダイ１５との間に被加工材１７を配置してパンチ１２を下降させることで、所望の曲げラインに沿ったＵ形曲げ成形を行うことができる。なお、パンチ１２はＵ曲げの幅に対応した一体物としても良い。
【００６１】
形状フリー曲げ機１０によれば、図１０に示すように、ダイバックアップ部材３６及びスペーサ３４を交換することで、曲げ幅の異なるＵ形曲げ成形にも対応できる。
【００６２】
また、これまでパンチ１２は一体物として説明してきたが、図９に示すように、パンチ１２を、ダイ１５と同様に板状に形成して複数枚重ねるようにしても良い。この場合、パンチ１２を少しづつずらして任意の曲げライン形状にして固定するパンチ固定手段として、所望の曲げライン形状と同形状に形成された突合面４０を有するパンチバックアップ部材４１を設け、各パンチ１２，１２，…を、パンチバックアップ部材４１の突合面４０に突き合わせて上ホルダ１３に固定すると良い。こうすれば、パンチ１２についても、パンチバックアップ部材４１を交換することで任意の曲げラインに対応できる。
【００６３】
更に、板状構造の形成は回転式ダイとして説明してきたが、本発明はこの点において限定されず、図１１に示すような固定式パンチ５０についても適用できるものである。即ち、固定式パンチ５０を板状に形成して複数枚重ねて設け、それらを少しづつずらして任意の曲げライン形状にするようにしても良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示す如く優れた効果を発揮するものである。
１）一つの金型で任意の曲げライン形状の曲げ成形を行うことができるため、曲げラインのパターン毎に金型を製造する必要がなく、コストを大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る形状フリー曲げ機の側面断面図である。
【図２】ダイ及びダイバックアップ部材の斜視図である。
【図３】（ａ）回転体をスムーズに回転させるための構造の一例を示す図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
（ｂ）回転体をスムーズに回転させるための構造の一例を示す図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】回転体と固定部とに自動調心用曲面を設けた形態を示す図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】固定部を分割して形成した形態を示すダイの側面図である。
【図６】（ａ）連結機構の一例を示す図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
（ｂ）連結機構の一例を示す図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】（ａ）曲げ成形を行う直前の状態を示す側面図である。
（ｂ）被加工材を折り曲げた状態を示す側面図である。
【図８】ダイの下面をダイバックアップ部材に突き合わせた状態を示す側面図である。
【図９】板状のパンチを複数枚重ねて構成した形態を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）本発明の一実施形態に係る形状フリー曲げ機を用いてＵ形曲げ成形を行った状態を示す側面断面図である。
（ｂ）本発明の一実施形態に係る形状フリー曲げ機を用いてＵ形曲げ成形を行った状態を示す側面断面図である。
【図１１】従来の固定式ダイとパンチを示す断面図である。
【図１２】従来の回転式ダイを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  形状フリー曲げ機
１２  パンチ
１５  ダイ
１６  ダイ固定手段
１７  被加工材
２０  回転部
２２  固定部
２７  戻し機構
２９  連結機構
３６  ダイバックアップ部材
【図１】
0004551574.tif 000002
【図２】
0004551574.tif 000003
【図３】
0004551574.tif 000004
【図４】
0004551574.tif 000005
【図５】
0004551574.tif 000006
【図６】
0004551574.tif 000007
【図７】
0004551574.tif 000008
【図８】
0004551574.tif 000009
【図９】
0004551574.tif 000010
【図１０】
0004551574.tif 000011
【図１１】
0004551574.tif 000012
【図１２】
0004551574.tif 000013