(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線条材を掴持する一対のフィンガを有する掴持部材を基板上に設け、芯金端と直交する面を成形面としてこの成形面から突出する芯金ヘッドの周りに押し金具を回転させ、線条材を曲げ加工する線条材曲げ手段の一対を掴持部材に対しその両側にそれぞれ接近、離反できるように設けて成り、掴持部材の一対のフィンガはその一方を他方に対して線条材を掴持したままフィンガの相対的なずれを生じさせ、このずれによって線条材を回転可能とするフィンガ相対位置調整機構を備え、掴持部材で掴持された線条材を回転させることにより線条材を立体曲げ加工自在とした線条材曲げ加工装置。
【請求項２】
前記フィンガ相対位置調整機構を、一対のフィンガにそれぞれ連結され、フィンガ同士の対向状態を平行に保持する保持部材にラックピニオン機構を取付け、保持部材の一方にスライダを介して駆動部を接続し、保持部材を互いに反対方向に移動自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の線条材曲げ加工装置。
【請求項３】
前記一対のフィンガにフィンガ間の掴持距離を調整する掴持距離調整機構を連結したことを特徴とする請求項１又は２に記載の線条材曲げ加工装置。
【請求項４】
前記掴持距離調整機構を、一対のフィンガを押圧する一対の押圧レバー及び押圧レバーの他端に連結されたリンク部材に駆動部を接続し、押圧レバー他端の開きを調整することにより掴持距離を調整するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の線条材曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、線条材を種々の形状に曲げ加工する線条材曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
針金や電線、細いパイプなどの線条材は、その材料種類や径の大きさによって種々の用途に利用される。利用形態の例として、例えば針金を曲げ加工したハンガや吊具、あるいは簡単な家具の部品、ベッドなどのスプリング材などその利用範囲は汎ゆる分野に及ぶ。このような線条材を曲げ加工する曲げ加工装置は、片曲げ形式のものと両曲げ形式のものがある。片曲げ形式のものは、線条材の一端をチャック機構で把み、線条材の他端から途中までを曲げ手段で少しずつ曲げ加工する形式である。
【０００３】
又、両曲げ形式のものは図１に示す本願発明の線条材曲げ加工装置の概略構成と同様に線条材の中央をセタンチャックで掴持し、両側方に移動自在に設置される曲げ手段で他端から途中までを順次同時に又は片側ずつ曲げ加工できるようにしたものである。両曲げ形式のものは、設備が大型化し、広い設置場所が要求され、設備費用が大きくなるが、両端を同時に曲げ加工できるため加工速度が速く、量産性に優れ、又左右非対称の加工も可能であるから、多様な曲げ加工処理も可能である点で片持形とは異なる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、両曲げ形式の線条材曲げ加工装置は、中央に設置されるセンタチャックで線条材の中央をクランプする形式であるため、線条材を立体曲げ加工する際に線条材を回転させる機構が問題となる。線条材をクランプする機構は、回転させる機構とセンタチャックの幅方向に並設されるのが一般的であり、このためセンタチャックの幅が大きくなり、曲げ手段が最もセンタチャックに接近した状態で曲げ加工した場合の曲げ加工部分間の距離を所定以下に下げることができないという制約が生じる。
【０００５】
又、クランプする機構を回転機構により回転させる構成とすると、クランプ機構において線条材の直径が異なる場合にそれぞれの径に対応できるようにするためクランプ機構の構成が複雑となり、結局センタチャックの幅が厚くなる。
【０００６】
この発明は、上記の従来の両曲げ形式の線条材曲げ加工装置における種々の問題に留意して、従来のセンタチャックに代えて新形式の線条材掴持部材を設け、線条材のクランプ機能を備えていることは勿論、線条材をクランプしたままで線条材を回転させるクランプ機能と回転機能を簡単な構成で併有し、このため掴持部材の厚さを最小限に設計し得る掴持部材を有する線条材曲げ加工装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、線条材を掴持する一対のフィンガを有する掴持部材を基板上に設け、芯金端と直交する面を成形面としてこの成形面から突出する芯金ヘッドの周りに押し金具を回転させ、線条材を曲げ加工する線条材曲げ手段の一対を掴持部材に対しその両側にそれぞれ接近、離反できるように設けて成り、掴持部材の一対のフィンガはその一方を他方に対して線条材を掴持したままフィンガの相対的なずれを生じさせ、このずれによって線条材を回転可能とするフィンガ相対位置調整機構を備え、掴持部材で掴持された線条材を回転させることにより線条材を立体曲げ加工自在とした線条材曲げ加工装置としたのである。
【０００８】
上記構成の線条材曲げ加工装置は、長尺の線条材の両端から曲げ加工を順次行なって所定の曲げ加工製品を効率よく短い時間で加工する。加工対象の製品は、例えば自動車用の部品としてシート内のフレーム部材、肘掛け、マフラ用フック、シフトレバー、ボンネットステーなどがあり、自動車用以外にも多種多様のものがある。これらの製品には一平面内での二次元加工のものもあるが、立体方向の三次元加工の製品も含まれ、このような立体曲げ加工の際に上記曲げ加工装置は特徴的な加工を行なうことができる。
【０００９】
曲げ加工を行なう線条材は中央の掴持部材により掴持され、その両端から一対の曲げ手段により曲げ加工が行なわれる。まず最初の段階で線条材の両外端寄りの位置で曲げ加工が行なわれた後、順次中央寄りに曲げ手段が少しずつ移動して途中位置での曲げ加工が行なわれるが、最初の曲げ加工面と例えば直角方向に次の曲げ加工を行なう際には、線条材を９０°回転させた後曲げ加工を行なえば立体加工が行なわれることとなる。
【００１０】
この場合、掴持部材はフィンガ相対位置調整機構を作動させてフィンガとフィンガを相対的にずらすと、フィンガ間に掴持された線条材はこれにより回転し、９０°回転した位置で停止させた後曲げ手段で次の曲げ加工を行なえば、立体曲げ加工が行なわれる。従って、フィンガを相対的にずらす機構により線条材を回転できるから、掴持部材は厚さが最小限の寸法に設計でき、曲げ加工位置間の距離を小さくできるのである。
【００１１】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態の線条材曲げ加工装置Ａの要部拡大斜視図を示す。線条材曲げ加工装置Ａは、線条材Ｗを掴持する掴持部材１を装置の中央位置に備え、この掴持部材１の両側に掴持部材１に対し接近、離反するように一対の線条材曲げ手段２、２を備えている。図示のように、掴持部材１はカバー３内に設けられ、カバー３は垂直カバー４の中央位置に設置されている。又、カバー４の前方には線条材Ｗの曲げ形状の入力信号を入力し、データを表示する入力表示部材５がレール６に沿って移動自在に設けられている。
【００１２】
図２〜図４に掴持部材１の拡大斜視図、断面図を示す。図示のように、掴持部材１は、ケーシング１０ａ内に一対のフィンガ１１、１１を備え、ケーシング１０ａをＬ字形の基板１０ｂ上に設置して成る。一対のフィンガ１１、１１は、押えアーム１２、１２の先端の押えローラ１２R 、１２R により押えられて両者の対向面間に線条材Ｗを掴持する。従って、押えアーム１２、１２と以下に記すリンク部材１３、１３、ピストンロッド１４、シリンダ１５等は、フィンガ１１〜１１間の掴持距離を調整する掴持距離調整機構を形成する。
【００１３】
押えアーム１２、１２は側板１０ｃ、１０ｃに取付けた軸１２ｘ、１２ｘを中心として回転可能に設けられ、押えアーム１２、１２の後端にはリンク部材１３、１３が接続され、さらにこのリンク部材１３、１３はシリンダ１５のピストンロッド１４に設けた連結部材１４ａに接続されている。又、ピストンロッド１４の先端はガイド部材１４G によりその進退動を案内されている。
【００１４】
上記フィンガ１１、１１の基部は保持部材１６、１６の一端に設けた短軸１６ａ、１６ａにそれぞれ図示しないブッシュを介してボス部が嵌合し、２つのばね１１ｓ、１１ｓにより常にフィンガ１１、１１を保持部材１６、１６へ平行に引付けるように弾性的に保持されている。従って、保持部材１６、１６はフィンガ同士の対向状態を平行に保持する役目をする。保持部材１６、１６の他端寄り位置にはラック片１８T 、１８T が対向して設けられ、両者間に挿置されたピニオン１７が両者に係合し、これによりラック片１８T 、１８T の一方が水平に移動すると他方が反対方向に移動する。ピニオン１７の中心軸は、側板１０ｃ、１０ｃに取付けられているため、ピニオン１７は回転自在であるが移動はできない。
【００１５】
ラック片１８T の一方はスライダ１８と一体に形成され、スライダ１８の端はボールねじ１９ｘに係合し、ボールねじ１９ｘに出力端を接続された電動モータ１９によりボールねじ１９ｘを回転させることによりスライダ１８を直線移動させ、これにより線条材Ｗをフィンガ１１と１１の間に掴持したままフィンガ１１と１１を互いに相対移動させて線条材Ｗをその中心線を中心に回転駆動させるための相対位置調整機構が設けられている。保持部材１６には長穴１６ｈが設けられ、ローラ１６R が嵌入されて保持部材１６の移動をガイドしている。
【００１６】
上記構成の掴持部材１の作用について図５、図６を参照して説明する。図５は、線条材Ｗの直径が小さい場合にフィンガ１１〜１１間の掴持寸法を小さい径に合わせて調整した状態を示している。図示のように、線条材Ｗは図３のものより径が小さく、これを掴持するためフィンガ１１、１１の先端を押えアーム１２のローラ１２R により径に合わせるように押圧している。このため、押えアーム１２の他端はリンク部材１３の傾き（アームの開き）がピストンロッド１４の中心線と直角に近づく角度となるようシリンダ１５により押圧し、アーム他端間を拡げることにより押えアーム１２を傾かせている。なお、図示の例では線条材Ｗの直径は３〜６ｍｍのものを対象としている。
【００１７】
図６は線条材Ｗをフィンガ１１、１１で掴持したまま回転させる作用を説明している。図示のように、モータ１９を駆動してボールねじ１９ｘを回転させ、スライダ１８を図中の矢印方向（右）へ移動させると、スライダ１８と一体のラック片１８T が移動し、これに係合するピニオン１７を介して対向するラック片１８T を反対方向へ移動させる。このため、上下の保持部材１６、１６は互いに反対向きにかつ平行に移動し、保持部材１６、１６に取付けられているフィンガ１１、１１も互いに平行に、反対向きに移動する。従って、線条材Ｗはフィンガ１１、１１に掴持されたまま回転する。
【００１８】
なお、線条材Ｗの回転はフィンガ１１、１１の相対移動を利用しているため、回転は例えば９０°程度までに限定されるなどということがなく、相対移動量によって１回転又はそれ以上の回転が極めて容易に実現できる。又、このような回転方式を採用したから、フィンガ１１、１１により掴持機構と回転機構をフィンガ１１、１１の厚さ（幅）方向に並設する必要がなく、従ってフィンガ１１、１１は線条材Ｗを掴持するに必要な最小限の寸法とすればよく、厚さを最小限に制限した幅の小さい掴持部材１を得ることができる。
【００１９】
図７〜図１０に線条材曲げ手段２の拡大斜視図、断面図を示す。図７に示すように、芯金２１の先端は溝付きの加工ヘッド２１ａを有し、芯金２１は中空の外軸２４内を挿通され上端が突出されており、外軸２４の上端面を加工面としてその加工面上に曲げ部材の座２２とその上に押し金具２２ａが着脱自在に取付けられている。外軸２４の大径部２４ａはギヤボックス２５ａの突出端内に回転自在、かつ出没自在に嵌合している。なお、芯金２１の先端の加工ヘッドの形状は後述するように、種々のものがあり、芯金２１を着脱自在として、目的に応じて取替えて使用される。
【００２０】
図９の断面に示すように、外軸２４はギヤボックス２５ａ内に挿通され、その下端寄り位置にはウォーム歯車２５が外軸２４と一体に回転するが、外軸２４が上下に昇降されるときは軸方向にスライド自在となるように嵌合されている。ウォーム歯車２５にはウォーム２６ａが係合し、そのウォーム軸にはモータ２６の出力軸が連結されている。芯金２１は外軸２４の大径部２４ａ付近の位置で内軸２３に着脱自在に連結され、内軸２３は外軸２４内を挿通してさらに下方に突出して延びている。その下端には爪クラッチの爪２７ｋに着脱自在に係合する爪を有する連結部材２７が連結されている。
【００２１】
連結部材２７の下端には外周に平歯車が形成され、これに係合する歯車２８がギヤボックス２５ａの下底から下方に延びる取付部材に取付けられ、さらに歯車２８にはこれを回転駆動させるためのモータ２９の出力軸が連結されている。モータ２９は芯金２１の位相角度位置を所望の状態に設定するため内軸２３を回転させるように連結されるものであり、位相角度位置が設定された後の通常動作時には停止している。
【００２２】
位相角度を設定する際には後述する昇降手段により連結部材２７が歯車２８の厚み内で下方に引き下げられて爪クラッチの爪２７ｋの係合が解除され、その状態でモータ２９により内軸２３を回転させて位相角度位置を設定すると、再び連結部材２７を上昇させて爪クラッチの爪２７ｋに係合され、設定位相角度位置に保持される。芯金２１のヘッド形式の種類については後で説明する。
【００２３】
図１０に内軸２３と外軸２４の昇降手段Ｍ1 とＭ2 を示している。第１昇降手段Ｍ1 は、ギヤボックス２５ａの下方に設けられた取付部材を介し取付けられたシリンダ３０を備え、そのピストンロッドに取付けた係合部材３１が連結部材２７の溝に係合され、ピストンロッドを突出させることにより連結部材２７を介して内軸２３を下降させることができるようにしている。
【００２４】
又、外軸２４についても第２昇降手段Ｍ2 が接続されており、この昇降手段Ｍ2 も、同様に取付部材を介して取付けられたシリンダ３３を備え、そのピストンロッドに取付けた係合部材３２の溝に外軸２４の下端のフランジ２４ｂが係合し、シリンダ３３のピストンロッドを突出させることにより連結部材を介して外軸２４を下降させることができるようにしている。
【００２５】
図１１に線条材曲げ手段２の芯金ヘッド２１ａと押し金具２２ａの種々の形状、組合せを示す。（ａ）図は、図７〜図１０の第一実施形態の芯金ヘッド２１ａと押し金具２２ａの拡大斜視図を示す。この例では、芯金ヘッド２１ａは溝が１つ突状部の中央に設けられ、曲げ角度が小さい（（ｃ）図に比べると）角度及び中間程度の角度を設定できる形状のものである。（ｂ）図は溝が十字状に設けられ、さらに曲げ角度が小、中多種類（４種類）のものを選択できる形状として芯金ヘッド２１ａが設けられている。
【００２６】
（ｃ）図は芯金２１の径で曲げ加工する場合であり、芯金２１がそのまま芯金ヘッドとされている。又、（ｄ）図は中空パイプを引き曲げする場合の例であり、芯金ヘッド２１ａは外周に溝付きの円盤とされ、押し金具２２ａにも溝が設けられている。中空パイプを溝付きの円盤外周に沿わせてパイプ断面が潰れないようパイプを引きながら曲げ加工を行なう。以上の種々の変形例は、芯金ヘッド２１ａと押し金具２２ａを種々組合わせて実施できるようにするため、座２２と芯金２１をそれぞれ外軸２４、内軸２３に対して着脱自在に設けられているが、その固定手段については図示省略している。
【００２７】
上記構成の線条材曲げ手段２では、溝付きのヘッド２１ａを有する芯金２１と押し金具２２ａとにより線条材Ｗの曲げ加工が行なわれる。曲げ加工は、先に説明した掴持部材１により線条材Ｗの中央を掴持した状態で、一対の線条材曲げ手段２、２により線条材Ｗの両端から順次行なわれるが、曲げ手段２、２は図１２に示す移動機構３０により垂直カバー４に対し左右に移動できるように設けられている。
【００２８】
移動機構３０は、図示のように、曲げ手段２を載置する台板３０ａを左右一対に備え、それぞれの台板３０ａをリニアガイドレール３１上に移動自在とし、台板３０ａに係合するスライダにボールねじ３２を係合させ、ボールねじ３２は垂直カバー４の両端にそれぞれ設置された図示しないモータの出力軸に接続され、中央まで左右から延びるように設けられている。
【００２９】
上記線条材曲げ加工装置の全体斜視図を図１３に示す。図１３に示すように、実際の曲げ加工作業時には、上方の線条材供給装置から供給アームにより線条材が供給され、線条材の下面を受けるように形状に合わせて高さが自動的に変更されるよう制御されるテーブルＥが使用される（モータ又はエアモータにより昇降）。特に、立体形状曲げについては形状が変化して行くため、テーブルＥの高さはその都度変える必要がある。なお、供給アームは図１２にその一部を示すようにスイング式のアームが複数箇所設置され、掴持部材１のフィンガ１１、１１間に掴持されるようになっている。
【００３０】
上記線条材曲げ手段２による曲げ作用は、図１１に示す芯金ヘッド２１ａの形状によって異なるが、代表例として（ａ）図に示す芯金ヘッド２１ａについて説明する。この芯金ヘッド２１ａは溝付きであるため、両方の曲げ手段２に渡された線条材Ｗを溝内に挿入できるよう予め溝方向を図９に示すモータ２９により設定して曲げ加工が開始される。
【００３１】
芯金ヘッド２１ａの溝に挿置された線条材Ｗを押し金具２２ａを回転させて所望の曲げを与える。図１に示す線条材Ｗは左右６箇所に曲げが付与され、さらに中央寄り位置へ曲げ手段２が移動する直前の状態を示している。図示の加工形状は全て同一平面内での２次元曲げ加工形状を示しているが、三次元の立体曲げ加工も可能であり、その一例を図１４の（ｂ）図に示す。
【００３２】
図１４は、主として自動車の部品として使用される例であり、（ａ）図はシート部品Ｗ1 、（ｂ）図は座席の肘掛けＷ2 、（ｃ）図、（ｄ）図はマフラ用フックＷ3 、Ｗ4 、（ｅ）図は洋服の吊下げ用ハンガＷ5 である。図示の加工済の線条材Ｗ1 〜Ｗ5 は図１１の（ａ）図の芯金ヘッド２１ａによって全て加工されたものではなく、（ｂ）〜（ｄ）図のいずれかを用いて曲げ角度、位置が異なるものが種々形成される。
【００３３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明の線条材曲げ加工装置は、一対のフィンガを有する掴持部材を中央に設置し、その両側方に一対の線条材曲げ手段を接近、離反自在に配置し、掴持部材のフィンガにフィンガ相対位置調整機構を設けてフィンガを相対ずれ自在とし、フィンガの相対ずれにより線条材を回転させるようにしたから、掴持部材により線条材をクランプしたまま線条材を回転させて立体曲げ加工ができ、かつ掴持部材はフィンガを相対ずれさせることだけで線条材の回転を可能とする機構であるためその厚さを最小寸法にでき、曲げ加工の対象物の曲げ位置間隔を小さくできるため、加工対象製品が広がるなどの利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の線条材曲げ加工装置の要部斜視図
【図２】掴持部材の拡大斜視図
【図３】同上の縦断面図
【図４】図３の矢視IV−IVからの断面図
【図５】掴持部材の作動説明図
【図６】掴持部材の作動説明図
【図７】曲げ手段の拡大斜視図
【図８】同上の平面図
【図９】同上の縦断面図
【図１０】同上の縦断面図
【図１１】曲げ手段の芯金ヘッドの複数例を示す部分図
【図１２】図１の中央付近で見た断面図
【図１３】線条材曲げ加工装置の全体概略斜視図
【図１４】曲げ加工製品の外形を示す図
【符号の説明】
１  掴持部材
２  線条材曲げ手段
３  カバー
４  垂直カバー
５  入力表示部材
１１  フィンガ
１２  押えアーム
１５  シリンダ
１６  保持部材
１７  ピニオン
１８  スライダ
１９  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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