(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１型及びこの第１型に対して三次元的に移動させる第２型を用いて、直線状のワークを第１型、第２型へ押し通すことにより、曲げ若しくはねじり曲げを施すときに、押し通しを円滑にするために加工油を塗布する押し通し曲げ加工における加工油の塗布方法であり、製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときに加工油をワークに塗布して押し通し曲げ加工を行う油有り加工工程と、曲率しきい値やねじり角しきい値未満のときに加工油をワークに塗布せずに押し通し曲げ加工を行う油無し加工工程とを選択的に実施するときの加工油の塗布方法において、
前記油有り加工工程では、ワークを通過させるワーク通孔を有する基板に設けられた油孔を通じて、第１型の出口に達する前にワークに加工油を塗布すると共に前記基板に備えた可撓性ワイパにより、前記塗布された加工油をせき止めることで膜厚を所定の厚さにすることを特徴とする押し通し曲げ加工における加工油の塗布方法。
【請求項２】
直線状のワークを押し通す第１型と、この第１型の下流側において第１型に対して三次元的に移動してワークに曲げ若しくはねじり曲げを施す第２型と、ワークを押出すワーク押出し機構と、第１型の出口に達する前のワークに加工油を塗布する加工油塗布機構と、製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときにのみ前記加工油塗布機構を油供給状態にする油塗布制御部と、からなる押し通し曲げ加工装置において、前記加工油塗布機構は、ワークを通過させるワーク通孔を有する基板と、ワーク通孔を通るワークに加工油を塗布するために前記基板に設けた油孔と、この油孔を通じてワークに塗布した加工油をせき止めることで膜厚を所定の厚さにすると共にワークの全周にわたって均等に塗布すべく前記基板に添えた可撓性ワイパと、からなることを特徴とする押し通し曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は押し通し曲げ加工、特に加工油塗布技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長尺ワークの曲げ加工技術は複数種類の加工法が実用に供されており、そのうちの一つに押し通し曲げ加工法がある。この加工法は、例えば特開平１０−２４３２８号公報「曲げ加工装置」に示されており、同公報の図１において、供給装置２（符号は公報のものを記載。）を用いて素材１を、位置決め治具６並びに曲げ治具１２に押し通し、曲げ治具１２で曲げを施す加工法であり、この様な加工法を「押し通し曲げ加工」と呼ぶ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報には記載されていないが、素材１が位置決め治具６並びに曲げ治具１２を通過するときに摩擦抵抗が発生するため、加工油を介在させることで摩擦抵抗を緩和することは望ましいことである。
加工油の供給は、人手でハケ塗りする手法や給油手段で供給する手法が採用されるが、ハケ塗りでは塗布量や塗膜厚にばらつきが出やすい。そこで、給油手段を用いることになるが、多くの給油手段はいわゆる垂れ流しによる注油であるため、必要以上に給油することになる。
過剰給油は、加工油が無駄になり不経済になるのみならず、事後の清掃に手間取ることになり、好ましくない。
そこで、本発明の目的は加工油供給の最適化を図ることができる技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、第１型及びこの第１型に対して三次元的に移動させる第２型を用いて、直線状のワークを第１型、第２型へ押し通すことにより、曲げ若しくはねじり曲げを施すときに、押し通しを円滑にするために加工油を塗布する押し通し曲げ加工における加工油の塗布方法であり、製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときに加工油をワークに塗布して押し通し曲げ加工を行う油有り加工工程と、曲率しきい値やねじり角しきい値未満のときに加工油をワークに塗布せずに押し通し曲げ加工を行う油無し加工工程とを選択的に実施するときの加工油の塗布方法において、
前記油有り加工工程では、ワークを通過させるワーク通孔を有する基板に設けられた油孔を通じて、第１型の出口に達する前にワークに加工油を塗布すると共に前記基板に備えた可撓性ワイパにより、前記塗布された加工油をせき止めることで膜厚を所定の厚さにすることを特徴とする。
【０００５】
請求項１では製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときに加工油をワークに塗布し、曲率しきい値やねじり角しきい値未満のときに加工油をワークに塗布せずに曲げ加工を行う。
加工油を連続供給するときに比較して、請求項１は加工油を必要なときにのみ供給しその他は供給を停止するため、加工油の供給量を大幅に削減することができる。加工油の供給量が少なければ、事後の油清掃が容易になるとともに、加工油の購入費用を節約することができる。
【０００６】
請求項２は、直線状のワークを押し通す第１型と、この第１型の下流側において第１型に対して三次元的に移動してワークに曲げ若しくはねじり曲げを施す第２型と、ワークを押出すワーク押出し機構と、第１型の出口に達する前のワークに加工油を塗布する加工油塗布機構と、製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときにのみ加工油塗布機構を油供給状態にする油塗布制御部と、からなる押し通し曲げ加工装置において、前記加工油塗布機構は、ワークを通過させるワーク通孔を有する基板と、ワーク通孔を通るワークに加工油を塗布するために前記基板に設けた油孔と、この油孔を通じてワークに塗布した加工油をせき止めることで膜厚を所定の厚さにすると共にワークの全周にわたって均等に塗布すべく前記基板に添えた可撓性ワイパと、からなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の装置は必要なときにのみ加工油を供給する加工油塗布機構並びにその制御をなす油塗布制御部を備えたことを特徴とする。
加工油を連続供給するときに比較して、請求項２は加工油を必要なときにのみ供給しその他は供給を停止するため、加工油の供給量を大幅に削減することができる。加工油の供給量が少なければ、加工後の油清掃が容易になるとともに、加工油の購入費用を節約することができる。
【０００９】
更に、請求項２では、可撓性ワイパのせき止め作用でワークに塗布した加工油を所定の厚さに均すと共にワークの全周にわたって均等に塗布する。この結果、余分な油がワークに付かぬので、加工後の油清掃が容易になるとともに、加工油の無駄使いが無くなるので、加工油の供給量を絞ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚは図中に明記した方向記号である。
図１は本発明に係る押し通し曲げ加工装置の分解斜視図であり、押し通し曲げ加工装置１は、ワーク押出し機構１０と、第１型２８を主要素とする第１の型部２０と、第２型３９を主要素とする第２の型部３０と、中子送り部５０と、第２型３９を移動する第２型移動機構６０と、図２で述べる加工油塗布機構及び油塗布制御部と、で構成したものであり、以下に各構成を詳しく説明する。
【００１１】
ワーク押出し機構１０は、駆動用サーボモータ１１と、このサーボモータ１１の軸端に取付けた駆動用プーリ１２、タイミングベルト１３、従動用プーリ１４と、この従動用プーリ１４で廻されるボールスクリューシャフト１５と、このボールスクリューシャフト１５が回転することによりＺ方向に直線的に移動するスライダ１６と、このスライダ１６に載せた押し金１７とからなる。
なお、ワーク押出し機構１０は、押し金１７を２点鎖線で示した長尺のワーク２の後端に当て、第１の型部２０及び第２の型部３０の加工の進行に合わせて長尺のワーク２をＺ軸に沿って直線的に送り出すものである。
【００１２】
第１の型部２０は、支持台２１，２２，２３と、これらの支持台２１，２２，２３にローラ２４・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を介して回転可能に支持した略半円筒形の回転胴２５と、この回転胴２５を図中Ｚ軸廻りに旋回させるボールスクリュー付きサーボモータ２６と、回転胴２５に取付けた第１型２８と、この第１型２８に開けたワーク導通口２７とからなる。
【００１３】
第２の型部３０は、固定壁３１と、この固定壁３１に図中Ｘ方向に移動可能に取付けたＬ字形移動台３２と、このＬ字形型移動台３２に図中Ｙ方向に移動可能に取付けたスライドベース３３，３３と、このスライドベース３３，３３に図中Ｚ方向に移動可能に取付けた門形移動台３４と、この門形移動台３４にＹ軸廻りに旋回可能に支持された回転テーブル３５と、この回転テーブル３５に取付けた受け台３６と、この受け台３６に図中Ｘ軸廻りに旋回可能に支持された固定板３７と、この固定板３７に取付け、中央にワーク２の外形に合せたワーク導通孔３８を開けた第２型３９と、Ｘ方向移動用サーボモータ４０と、Ｙ方向移動用モータ４１，４２と、Ｘ軸廻りの取付け角度変更用サーボモータ４４と、Ｙ軸廻りの取付け角度変更用サーボモータ４５とからなる。
【００１４】
第２型３９はＸ軸及びＹ軸方向に移動可能且つ、Ｙ軸及びＸ軸廻りに旋回可能である。
さらに、前記スライドベース３３，３３に水平に取付けたガイドレール６１・・・と、これらのレール６１・・・に沿ってＺ方向に移動する門形移動台３４と、この門形移動台３４をＺ方向に移動させるＺ方向移動用サーボモータ６２とからなる第２型移動機構６０を付設することで、第２型３９をＺ軸に沿って移動できるようにした。
【００１５】
中子送り部５０は、架台５１と、この架台５１に取付けたモータ５２と、このモータ５２により回転するプーリ５３、プーリ５４、タイミングベルト５５と、このタイミングベルト５５と共にＺ方向に移動する移動台５６と、この移動台５６に載ったサーボモータ５７と、このサーボモータ５７によりＺ軸方向に移動するサポートロッド５８とからなる。
中空のワーク２は、曲げ加工の際断面の潰れが生じ易い。そこで、第１型２８と第２型３９との間において中子と称するつぶれ防止材を使用する。曲げ加工の度にサポートロッド５８の先端に取付けた中子を、ワーク２の後部開口から挿入するのが中子送り部５０である。
【００１６】
図２は本発明に係る加工油塗布機構及び油塗布制御部の構成図であり、加工油塗布機構７０は、加工油を蓄える油タンク７１と、この油タンク７１から延ばした油パイプ７２と、この油パイプ７２の入口、出口若しくは途中に設けたオンオフ弁７３と、第１型２８の入口に配置するとともに油パイプ７２により油の供給を受ける油塗布治具８０と、からなる。
そして、本発明の押し通し曲げ装置１は、製品形状データ収納部７５、しきい値入力部７６、姿勢制御部７７および油塗布制御部７８にて、次に示す制御を実行する。
【００１７】
すなわち、製品形状データ収納部７５に記憶させた製品形状データを受けた姿勢制御部７７は、主として第２型３９の三次元的姿勢制御を行って、ワーク２を製品形状データ通りに加工する。
【００１８】
また、しきい値入力部７６から曲率しきい値やねじり角しきい値を受け且つ製品形状データ収納部７５から製品形状データを受けた油塗布制御部７８は、製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときにのみオンオフ弁７３を開いて、加工油塗布機構７０を油供給状態にする。
【００１９】
図３は本発明に係る加工油塗布機構の油塗布治具の断面図、図４は図３の４−４矢視図である。
油塗布治具８０は、図４に示すようにワーク通孔８１を開け、このワーク通孔８１に向う油孔８２，８２を設けてなる基板８３に、図３に示す可撓性ワイパ８４を添え、この可撓性ワイパ８４を孔明きリッド８５で押え、ボルト８６・・・で一体化したものである。孔明きリッド８５側のワーク通孔８７は基板８３側のワーク通孔８１と同じ大きさのものである。これに対して、可撓性ワイパ８４はワーク通孔８１，８７の中心に向ってδだけ食み出させたことを特徴とする。
【００２０】
図５は本発明に係る可撓性ワイパの作用図であり、矢印▲１▼の如く油孔８２を通じて供給した加工油は、ワーク２に載り、ワーク２とともに白抜き矢印の通りに図左へ移動しようとする。このままでは加工油８８の膜が厚くなり過ぎるため、可撓性ワイパ８４で加工油８８をせき止めることにより、必要な膜厚ｔに制御する。更に、せき止めた加工油８８が図面の表裏方向へ、すなわちワーク２の周に沿って流れるため加工油８８をワーク２の全周にわたって均等に塗布することができる。これが可撓性ワイパ８４の役割であり、可撓性ワイパ８４はゴム、軟質樹脂又は軟質金属などの弾性に富んだ素材で構成する。
【００２１】
以上に述べた押し通し曲げ加工装置の作用を次に説明する。
図６は本発明に係る押し通し曲げ加工装置の作動原理図であり、第１型２８及び第２型３９を押し通すことで、直線状ワーク２を曲げ半径Ｒ、ねじり角θの製品に加工している状態を示す。このときに、第１型２８の出口２８ａから油塗布治具８０までの距離をＬとする。
加工中のワーク２は、第１型２８側を固定端とし第２型３９へ延ばした「片持ち梁」と看做すことができる。従って、固定端に相当する第１型２８の出口２８ａにおいて曲げモーメント並びにねじりモーメントが最大となり、第１型２８の出口２８ａにおいてワーク２と第１型２８の間の接触抵抗が最大となる。
【００２２】
図７（ａ），（ｂ）は油塗布制御部の作用を示すタイムチャート（第１実施例）である。
（ａ）は横軸がワークの押し通し距離、縦軸が製品の曲率ρ（曲げ半径の逆数）を示すタイムチャートであり、この例では点Ｐ１で曲げが始まり、点Ｐ３まで曲率ρが増加し、この点Ｐ３から点Ｐ５まで曲率ρが減少し、点Ｐ５で曲率ρが０になる曲げ製品のデータを示す。そして、本発明では点Ｐ１から点Ｐ３までの間に、曲率しきい値Ｓｔｍを設定したことを特徴とする。
図６に戻って、ワークの曲率が０、すなわちワークがストレートであれば第１型２８の出口２８ａにおける曲げモーメントは０であるから、給油を省くことができる。一方、ワークの曲率が大きくなると、第１型２８の出口２８ａにおける曲げモーメントも大きくなり、接触抵抗が増加するので、加工油の供給が必要になる。そこで、図７（ａ）に示す通り、点Ｐ１から点Ｐ３までの間に、曲率しきい値Ｓｔｍを設定した。この曲率しきい値Ｓｔｍと曲率カーブとの交点を点Ｐ２及び点Ｐ４とする。
【００２３】
図７（ｂ）は横軸がワークの押し通し距離、縦軸が加工油の供給、停止を示すタイムチャートであり、このチャートに記した点Ｐ６は、（ａ）の点Ｐ２より距離Ｌだけ前の点である。同様に、チャートに記した点Ｐ７は、（ａ）の点Ｐ４より距離Ｌだけ前の点である。そして、点Ｐ６で加工油の供給を開始し、点Ｐ７で加工油の供給を停止するという、オンオフ制御型給油を実行する。
距離Ｌは図６において、油塗布治具８０から第１型２８の出口２８ａまでの距離である。
すなわち、給油点と第１型２８の出口２８ａとが距離Ｌだけ離れているので、図７（ｂ）において、給油の供給、停止を距離Ｌだけ先行させたものである。もし、給油点が第１型２８の出口２８ａに合致していればこの様に先行させる必要は無いと言える。
【００２４】
図７（ｂ）において、ワークに対する給油ピッチがＴ1、そのうちで給油期間がＴ2（Ｔ2＜Ｔ1）であるとすれば、給油割合はＴ2／Ｔ1となる。連続的に給油する従来法では給油割合は１になるが、本例ではＴ2／Ｔ1が１より十分に小さいので、給油量を大幅に制限することができる。
【００２５】
図８（ａ）〜（ｃ）は油塗布制御部の作用を示すタイムチャート（第２実施例）である。
（ａ）は図７（ａ）と同様のタイムチャートであるから、説明を省略する。
（ｂ）は横軸がワークの押し通し距離、縦軸が製品のねじり角度θを示すタイムチャートであり、Ｓｔｎはねじり角しきい値、＋−はねじり方向を示す。そして、ねじり角しきい値Ｓｔｎと曲線の交点を点Ｐ８、点Ｐ９とする。
（ｃ）は図７（ｂ）と同様のタイムチャートである。
【００２６】
点Ｐ２が、点Ｐ８と同じ若しくは点Ｐ８より前にあるとすれば、図８（ｃ）において点Ｐ２より距離Ｌだけ前にＰ６を定める。
また、点９が、点Ｐ４より後にあるとすれば、図８（ｃ）において点Ｐ９より距離Ｌだけ前にＰ７を定める。そして、点Ｐ６で加工油の供給を開始し、点Ｐ７で加工油の供給を停止するという、オンオフ制御型給油を実行する。
【００２７】
図８（ｃ）において、ワークに対する給油ピッチがＴ1、そのうちで給油期間がＴ3（Ｔ3＜Ｔ1）であるとすれば、給油割合はＴ3／Ｔ1となる。連続的に給油する従来法では給油割合は１になるが、本例ではＴ3／Ｔ1が１より十分に小さいので、給油量を大幅に制限することができる。
【００２８】
尚、図２に示した油塗布治具８０の配置は、第１型２８の出口に達する前のワークに加工油を塗布する位置であればよく、実施例の様に第１型２８の入口近傍に設けることの他、第１型２８に内蔵するものであってもよい。さらには、第１型２８のみならず、油塗布治具８０を第２型３９の入口に設けることは差支えない。  
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では製品形状データから取得したワークの曲率とねじり角との少なくとも一方が、予め定めておいた曲率しきい値やねじり角しきい値以上であるときに加工油をワークに塗布し、曲率しきい値やねじり角しきい値未満のときに加工油をワークに塗布せずに曲げ加工を行う。
加工油を連続供給するときに比較して、請求項１は加工油を必要なときにのみ供給しその他は供給を停止するため、加工油の供給量を大幅に削減することができる。加工油の供給量が少なければ、加工後の油清掃が容易になるとともに、加工油の購入費用を節約することができる。
更に、請求項１では、油有り加工工程で、ワークを通過させるワーク通孔を有する基板に設けられた油孔を通じて、第１型の出口に達する前にワークに加工油を塗布すると共に前記基板に備えた可撓性ワイパにより、塗布された加工油をせき止めることで膜厚を所定の厚さにする。この結果、余分な油がワークに付かぬので、加工後の油清掃が容易になるとともに、加工油の無駄使いが無くなるので、加工油の供給量を絞ることができる。
【００３０】
請求項２の装置は必要なときにのみ加工油を供給する加工油塗布機構並びにその制御をなす油塗布制御部を備えたことを特徴とする。
加工油を連続供給するときに比較して、請求項２は加工油を必要なときにのみ供給しその他は供給を停止するため、加工油の供給量を大幅に削減することができる。加工油の供給量が少なければ、加工後の油清掃が容易になるとともに、加工油の購入費用を節約することができる。
【００３１】
更に、請求項２では、可撓性ワイパのせき止め作用でワークに塗布した加工油を所定の厚さに均すと共にワークの全周にわたって均等に塗布する。この結果、余分な油がワークに付かぬので、加工後の油清掃が容易になるとともに、加工油の無駄使いが無くなるので、加工油の供給量を絞ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る押し通し曲げ加工装置の分解斜視図
【図２】本発明に係る加工油塗布機構及び油塗布制御部の構成図
【図３】本発明に係る加工油塗布機構の油塗布治具の断面図
【図４】図３の４−４矢視図
【図５】本発明に係る可撓性ワイパの作用図
【図６】本発明に係る押し通し曲げ加工装置の作動原理図
【図７】油塗布制御部の作用を示すタイムチャート（第１実施例）
【図８】油塗布制御部の作用を示すタイムチャート（第２実施例）
【符号の説明】
１…押し通し曲げ加工装置、２…ワーク、２８…第１型、３９…第２型、７０…加工油塗布機構、７３…オンオフ弁、７５…製品形状データ収納部、７６…しきい値入力部、７８…油塗布制御部、８０…油塗布治具、８１…ワーク通孔、８２…油孔、８３…基板、８４…可撓性ワイパ、８８…加工油、Ｓｔｍ…曲率しきい値、Ｓｔｎ…ねじり角しきい値。
【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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