(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対のフレーム間に設けられた上下一対の金型によって平板の幅方向の端部を挟んで曲げるためのプレスユニットを有する成型プレスであって、
該プレスユニットが、
上端および下端が前記上下一対のフレームに回転可能に取り付けられた、水平力を支持するための支持軸と、
前記支持軸に回転自在に取り付けられてた上下一対のダイホルダと、
前記支持軸を、その軸まわりに回転させる回転手段と、
前記支持軸の回転を拘束する回転固定部と、
前記支持軸を回転させたときに、前記上下一対のダイホルダの前記支持軸まわりの回転を拘束するダイホルダ保持手段とが設けられており、
前記支持軸が、上下一対のフレーム間に偏心部を有する偏心軸であり、
該支持軸の偏心部に、前記上下一対のダイホルダのうち、いずれか一方のダイホルダが取り付けられており、
他方のダイホルダが、前記偏心部とフレームとの間の部分に取り付けられており、
前記上下一対のダイホルダの先端部に取付られた状態において、前記上下一対の金型は平板の幅方向において互いにオフセットしている
ことを特徴とする成型用プレス。
【請求項２】
前記成型プレスが、互いに接近離間可能に設けられた左右一対の前記プレスユニットを備えており、
該左右一対のプレスユニットが、一の平板の幅方向両端部を同時に成形する
ことを特徴とする請求項１記載の成型用プレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成型用プレスに関する。さらに詳しくは、平板の端部を曲げるための成型用プレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
平板を曲げて大口径の円管を成形する場合、一般的にはＣ−Ｕ−Ｏ−Ｅ方式が使用される。このＣ−Ｕ−Ｏ−Ｅ方式では、まず、平板の両端部がほぼ円管の曲率に曲げられ（Ｃ曲げ工程）、ついで平板の中央部を適当な曲率に曲げ（Ｕ曲げ工程）、Ｕ曲げされた板をほぼ円形に形成し（Ｏ成形工程）、平板の先端を溶接後、最後に拡管して基準内の真円度を得る（Ｅ成形工程）ことによって円管を形成している。
【０００３】
このＣ−Ｕ−Ｏ−Ｅ方式において、Ｃ曲げ工程では、平板の両端部からの長さが短い部分を曲げるため、その成形には大きな力が必要となり、かつ先端まで完全に曲げることが困難であるから、上下の金型をオフセットした状態に配置して成形を行っている。
この成形中には、上下の金型には、加圧方向、つまり上下方向だけでなく、板の幅方向にも力が加わることになる。そこで、従来から上下の金型に対して、水平方向に加わる力を支える構造が工夫されている。
【０００４】
図５は従来例のＣ成型プレスの概略説明図である。同図に示すように、従来例のＣ成型プレスでは、左右一対の上型105,105 は、左右一対の上ダイホルダ102,102 に固定されており、この左右一対の上ダイホルダ102,102 は、上フレーム101 に取り付けられている。この左右一対の上ダイホルダ102,102 は、上フレーム101 に設けられた図示しない上ダイホルダ移動手段によって互いに接近離間可能に設けられている。
一方、左右一対の下型115,115 は、左右一対の下ダイホルダ112,112 に固定されており、この左右一対の下ダイホルダ112,112 は下フレーム111 に取り付けられている。この左右一対の下ダイホルダ112,112 は、下フレーム111 に設けられた下ダイホルダ移動手段114 によって互いに接近離間可能に設けられている。
そして、上ダイホルダ102 には、下方に延びた上水平力受部103 が設けられており、下ダイホルダ112 には、上方に延びた下水平力受部113 が設けられている。しかも、この上ダイホルダ102 の上水平力受部103 の内面と、下ダイホルダ112 の下水平力受部113 の外面が、互いに面接触した状態で摺動するように設けられている。
【０００５】
このため、上下の金型105,115 によって平板Ｐを加圧して成形したときに上下のダイホルダ102,112 に加わる板幅方向の力（以下、水平力という）は、上下ダイホルダ102,112 の水平力受部103,113 の部分で相殺されるので、プレスフレーム101,111 に水平力が作用することを防ぐことができる。
【０００６】
また、上ダイホルダ移動手段および下ダイホルダ移動手段114 によって、上下の金型105,115 の相対的な位置を同じ状態に保ったままで、左右一対の上ダイホルダ102,102 の間隔および左右一対の下ダイホルダ112,112の間隔を調整すれば、平板の幅が変わっても、その幅方向端部を、同じ形状に成形することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上下の金型105,115 の板幅方向の相対的な位置は金型105,115 の背面にシムやスペーサを取り付けて調整しているが、この作業は、金型105,115 をプレス外に取出し人手により行う必要があるため作業性、稼働率の面で問題がある。
また、Ｃ成形する角度、つまり下型115 の表面が円弧状になった部分の角度θが大きくなった場合（θ＝３０°以上）、水平力の大きさが垂直力と同程度の大きさとなり、このように大きな水平力を支持するには、ダイホルダ102,112 そのものを大きくしなければならない。しかし、従来例のＣ成型プレスでは、フレーム101,111 は一体フレームであり、このフレーム101,111 の大きさは成形できる平板の最大板幅に合わせている。このため、ダイホルダ102,112 が大きくなるとフレーム101,111 自体を大きくしなければならず、プレスが大型化し重たくなり、成形プレスの設備費も増大するという問題がある。
【０００８】
図６に示すように、床面に設けられたベースＢ上に、互いに接近離間可能に設けられた左右一対のフレーム201,201 に、それぞれ上下一対のダイホルダ202,212 を介して上下一対の金型205,215 が設けられたＣ成形プレスを使用すれば、成形する平板の幅に合わせて左右一対のフレーム201,201 間の距離を変化させることができるから、ダイホルダ102,112 の大きさにあわせて左右一対のフレーム201,201 自体を大型化する必要がない。しかし、成形時の水平力が直接フレーム201,201 に作用するため、水平力が大きくなるとフレーム201,201 の強度を高くするために、結局、フレーム201,201 を大型化しなければならない。したがって、このＣ成形プレスの場合も、プレス自体が大型化し重たくなるし、成形プレスの設備費が増大するという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑み、フレームを大型化することなく、平板を曲げたときに発生する水平力を確実に支持することができ、様々な厚さや幅の平板を成形することができる成型用プレスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の成型用プレスは、上下一対のフレーム間に設けられた上下一対の金型によって平板の幅方向の端部を挟んで曲げるためのプレスユニットを有する成型プレスであって、該プレスユニットが、上端および下端が前記上下一対のフレームに回転可能に取り付けられた、水平力を支持するための支持軸と、前記支持軸に回転自在に取り付けられてた上下一対のダイホルダと、前記支持軸を、その軸まわりに回転させる回転手段と、前記支持軸の回転を拘束する回転固定部と、前記支持軸を回転させたときに、前記上下一対のダイホルダの前記支持軸まわりの回転を拘束するダイホルダ保持手段とが設けられており、前記支持軸が、上下一対のフレーム間に偏心部を有する偏心軸であり、該支持軸の偏心部に、前記上下一対のダイホルダのうち、いずれか一方のダイホルダが取り付けられており、他方のダイホルダが、前記偏心部とフレームとの間の部分に取り付けられており、前記上下一対のダイホルダの先端部に取付られた状態において、前記上下一対の金型は平板の幅方向において互いにオフセットしていることを特徴とする成型用プレス。
請求項２成型用プレスは、前記成型プレスが、互いに接近離間可能に設けられた左右一対の前記プレスユニットを備えており、該左右一対のプレスユニットが、一の平板の幅方向両端部を同時に成形することを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明は、つぎの作用効果を奏する。
ａ）成形を行うときに、上下一対のダイホルダに加わる水平力が、いずれも支持軸に作用する。すると、上下一対のダイホルダから支持軸に加わる水平力は、その大きさが同じかつ互いに逆向きであるから、支持軸において相殺させることができる。このため、上下一対のダイホルダに水平力が加わっても上下一対のフレームにはその水平力が作用しないので、フレームを大型化しなくても成形時に発生する水平力を確実に支持することができる。
ｂ）いずれか一方のダイホルダが支持軸の偏心部に回転自在に取り付けられており、上下一対のダイホルダは、ダイホルダ保持手段によって支持軸まわりの回転が拘束されている。このため、回転手段によって支持軸を回転させれば、偏心部に取り付けられた一方のダイホルダのみが支持軸の半径方向に移動するが、他方のダイホルダは移動しない。よって、支持軸の半径方向における上下一対のダイホルダの相対的な位置、つまり上下一対の金型の相対的な位置を変えることができる。したがって、平板の厚さにあわせて上下一対の金型の相対的な位置を調整すれば、一つの金型で様々な厚さの平板を成形することができ、しかも、成形荷重を小さくすることができる。また、成形時には、回転固定部によって支持軸の回転を固定すれば、成形時に発生する水平力によって支持軸が回転することを防ぐことができるから、平板の端部を精度よく成型することができる。
ｃ）さらに、支持軸の回転量によって上下一対の金型の相対的な位置を調整しているから、１ｍｍ以下の精度で上下のダイホルダの位置を調整することができる。よって、シムやスペーサによる微調整が不要であり、上下一対の金型の相対的な位置を調整する作業の作業性や稼働率を向上させることができる。
請求項２の発明によれば、左右一対のプレスユニットが接近離間可能に設けられているから、平板の幅に合わせて左右一対のプレスユニットの間隔を調整でき、上下の金型を、平板の幅方向端部における所望の位置に配置することができる。しかも、支持軸によって各プレスユニットの上下ダイホルダに作用する水平力を相殺しているので、成形時において、水平力に起因する平板の幅方向における左右の金型の相対的な位置のズレが生じることを防ぐことができる。よって、平板の幅にかかわらず、平板の幅方向両端部を同時に精度良く成形することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の成型プレスは、平板の端部を所望の曲率に曲げるためのプレスであって、上下一対の金型を保持する上下一対のダイホルダを、上下一対のフレーム間に設けられた支持軸に取り付けたことによって、成形時に発生する金型の移動方向と直交する方向の力（以下、水平力という）が上下一対のフレームに作用しないような構成としたことが特徴である。
本発明の成型プレスは、平板から円管を成形するＣ−Ｕ−Ｏ−Ｅ方式のＣ成型プレス等に採用することができるが、以下には代表として、前記Ｃ成型プレスとして使用した場合を説明する。
【００１３】
図１は本実施形態のプレスユニット１０の概略断面説明図である。図２は本実施形態のプレスユニット１０の平面図である。図３は図４のIII −III 線矢視図である。図４は本実施形態の成型プレスの概略説明図である。
【００１４】
まず、本実施形態のＣ成型プレスの概略を説明する。
図４において、符号Ｆは本実施形態のＣ成型プレスが設置された地面を示している。符号Ｐは成形される平板を示している。この平板Ｐは、図４において紙面に垂直な方向に一定の長さ毎に、間欠送りされている。
【００１５】
図４に示すように、本実施形態のＣ成型プレスは、平板Ｐを成形するための上下一対の金型１３，１７を有する、左右一対のプレスユニット１０，１０を備えている。この左右一対のプレスユニット１０，１０は、地面Ｆに設置されたプレスベース２に、図示しない移動機構を介して互いに接近離間可能に設けられている。そして、この左右一対のプレスユニット１０，１０は、両者の間を搬送される平板Ｐの幅方向両端部が、上下一対の金型１３，１７間を通過するように配置されている。
このため、左右一対のプレスユニット１０，１０の加圧シリンダＳによって、下型１７を上方に押し上げれば、上下の金型１３，１７間に平板Ｐの幅方向両端部を挟んで所望の形状に成形することができる。
また、平板Ｐの幅が変わっても、左右一対のプレスユニット１０同士の間隔を変えて、両者の間を搬送される平板Ｐの幅方向両端部が、上下一対の金型１３，１７間の所望の位置を通過するように配置することができる。よって、どのような幅の平板Ｐでも確実にその幅方向両端部を同時に精度よく成形することができる。
【００１６】
つぎに、プレスユニット１０を詳細に説明する。
図１に示すように、前記プレスベース２には、プレスユニット１０の下フレーム１５が設けられている。この下フレーム１５は、ネジ機構によってプレスベース２の上面を、前記平板Ｐの幅方向、つまり他方のプレスユニット１０に向かって移動可能に設けられている。
【００１７】
図１および図３に示すように、この下フレーム１５の上方には、上フレーム１１が設けられている。そして、この上フレーム１１と下フレーム１５との間には、３本の支持軸２５が配設されている。各支持軸２５は、その上端部および下端部が、それぞれ上下のフレーム１１，１５に設けられた軸受部11b,15b によって、上下のフレーム１１，１５に対して回転可能に取り付けられている。各支持軸２５の上下軸方向中間部には、支持軸２５の上下両端部の中心軸に対して偏心した偏心部25b が設けられているが、その理由は後述する。
【００１８】
図１に示すように、前記支持軸２５の偏心部25b には、下ダイホルダ１６の基端が回転自在、かつ支持軸２５の軸方向に摺動可能に取り付けられている。この下ダイホルダ１６の先端の上面には、前記下型１７が取り付けられている。
一方、下ダイホルダ１６の下面と前記下フレーム１５との間には、前記加圧シリンダＳが、そのロッドを上方に向けた状態、つまりその伸縮方向が支持軸２５の軸方向と平行となるように設けられている。このため、加圧シリンダＳを伸縮させれば、下ダイホルダ１６とともに下型１７を上下に移動させることができる。
【００１９】
また、前記加圧シリンダＳのロッドと下ダイホルダ１６は、平板Ｐの幅方向には相対的に移動可能であるが、他の方向、例えば支持軸２５まわりの回転や紙面と垂直な方向への移動はできないように連結されている。つまり、下ダイホルダ１６は、加圧シリンダＳのロッドによってその移動が制限されており、加圧シリンダＳが下ダイホルダ１６における特許請求の範囲にいうダイホルダ保持手段としても機能している。
【００２０】
前記支持軸２５において、その偏心部25b と、上フレーム１１の軸受部11b との間の部分、つまり支持軸２５においてその上下両端部に対して偏心していない部分には、上ダイホルダ１２の基端が回転自在に取り付けられている。この上ダイホルダ１２の下面には、前記下型１７に対して平板Ｐの幅方向（図１では左右方向）にオフセットした位置に上型１３が取り付けられている。
一方、上ダイホルダ１２は、その上面が前記上フレーム１１の下面にボルトなどによって固定されている。
【００２１】
上記のごとき構成を有するから、プレスユニット１０において加圧シリンダＳを伸長し、下ダイホルダ１６とともに下型１７を上昇させれば、上下の金型１３，１７によって平板Ｐの幅方向端部を加圧して、成形することができる。
また、上下の金型１３，１７がオフセットされているから、成形時に、上下のダイホルダ１２，１６に水平力が作用し、この水平力は、いずれも支持軸２５に作用する。すると、上下一対のダイホルダ１２，１６から支持軸２５に加わる水平力は、その大きさが同じかつ互いに逆向きであるから、この水平力を支持軸２５において相殺させることができる。このため、上下一対のダイホルダ１２，１６に水平力が加わっても上下一対のフレーム１１，１５にはその水平力が作用しないので、フレーム１１，１５を大型化しなくても成形時に発生する水平力を確実に支持することができる。
【００２２】
つまり、前述したＣ成形プレスのごとく、金型を支持するフレームが左右に分離したプレスであっても、各金型を上記のごときプレスユニット１０によって保持させれば、プレスユニット１０のフレーム１１，１５を大型化しなくても、成形時に発生する水平力を確実に支持することができる。
そして、支持軸２５において各プレスユニット１０の上下ダイホルダ１２，１６に作用する水平力は、各プレスユニット１０内で確実に相殺される。このため、成形時において、水平力に起因してフレーム等の変形が生じることを防ぐことができるから、平板Ｐの幅方向における左右の金型の相対的な位置のズレが生じることを防ぐことができる。
したがって、装置の構造がコンパクトであり、しかも様々な幅の平板Ｐを成形可能なＣ成形プレスを構成することができる。
【００２３】
図１および図２に示すように、各支持軸２５の上端は、前記上フレーム１１より上方に突出しており、回転手段２０の歯車２３がそれぞれ取り付けられている。そして、隣接する支持軸２５の歯車２３は、アイドル歯車２４によって連結されている。
そして、一の支持軸２５（図２では真中）の上端には、揺動アーム２２の一端が取り付けられており、この揺動アーム２２の他端は、支持軸２５の軸方向に対して垂直に配設されたシリンダ２１のロッドの先端に取り付けられている。
【００２４】
このため、シリンダ２１を伸縮させれば、揺動アーム２２が一の支持軸２５を支点として揺動し、一の支持軸２５はその軸まわりに回転され、他の支持軸２５も全て軸まわりに同じ方向に回転される。
すると、支持軸２５の偏心部25b に取り付けられた下ダイホルダ１６は、支持軸２５の半径方向、つまり平板Ｐの幅方向に移動する。一方、上ダイホルダ１２は、平板Ｐの幅方向に移動しないので、平板Ｐの幅方向における上ダイホルダ１２と下ダイホルダ１６の相対的な位置、つまり上下の金型１３，１７の平板Ｐの幅方向における相対的な位置を調整することができる。
【００２５】
しかも、上下の金型１３，１７の平板Ｐの幅方向における相対的な位置調整が終了すれば、シリンダ２１をロックさせるだけで支持軸２５の軸まわりの回転を固定することができる。シリンダ２１とこれをロックする手段が、特許請求の範囲にいう回転固定部となっている。このため、成形時に発生する水平力によって支持軸２５が回転することを防ぐことができるから、平板Ｐの端部を精度よく成型することができる。
【００２６】
よって、回転手段２０によって支持軸２５を回転させれば、支持軸２５の半径方向における上下一対のダイホルダ１２，１６の相対的な位置、つまり上下一対の金型１３，１７の相対的な位置を変えることができるから、平板Ｐの厚さにあわせて上下一対の金型１３，１７の相対的な位置を調整すれば、一つの金型で様々な厚さの平板Ｐを成形することができ、しかも、成形荷重を小さくすることができる。
【００２７】
また、支持軸２５の回転量によって上下一対の金型１３，１７の相対的な位置を調整しているから、0.5 ｍｍ程度の精度で上下の金型１３，１７の相対的な位置を調整することができる。よって、シムやスペーサによる微調整が不要であり、上下一対の金型１３，１７の相対的な位置を調整する作業の作業性やプレスの稼働率を向上させることができる。
【００２８】
なお、上ダイホルダ１２を移動させて加圧する場合には、上ダイホルダ１２を支持軸２５の偏心部25b に取り付け、下ダイホルダ１６を下フレーム１５に固定するようにしてもよい。この場合、加圧シリンダＳは、上フレーム１１の下面と上ダイホルダ１２の上面との間に設けるのは、いうまでもない。
【００２９】
さらになお、揺動アーム２２を固定する機構を設ければ、成形時の支持軸２５の回転をより確実に防ぐことができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、つぎの効果を奏する。
ａ）上下一対のダイホルダに水平力が加わっても上下一対のフレームにはその水平力が作用しないので、フレームを大型化しなくても成形時に発生する水平力を確実に支持することができる。
ｂ）一つの金型で様々な厚さの平板を成形することができ、しかも、成形荷重を小さくすることができ、平板の端部を精度よく成型することができる。
ｃ）上下一対の金型の相対的な位置を調整する作業の作業性や稼働率を向上させることができる。
請求項２の発明によれば、平板の幅にかかわらず、平板の幅方向両端部を同時に精度良く成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のプレスユニット１０の概略断面説明図である。
【図２】本実施形態のプレスユニット１０の平面図である。
【図３】図４のIII −III 線矢視図である。
【図４】本実施形態のＣ成型プレスの概略説明図である。
【図５】従来例のＣ成型プレスの概略説明図である。
【図６】従来例のＣ成型プレスの概略説明図である。
【符号の説明】
１０    プレスユニット
１１    上フレーム
１２    上ダイホルダ
１３    上型
１５    下フレーム
１６    下ダイホルダ
１７    下型
２０    回転手段
２５    支持軸
25b     偏心部
Ｐ      平板
【図１】
0004189947.tif 000002
【図２】
0004189947.tif 000003
【図３】
0004189947.tif 000004
【図４】
0004189947.tif 000005
【図５】
0004189947.tif 000006
【図６】
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