(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク導通孔を有する固定金型と、ワーク導通孔を有するとともに前記固定金型の前方に配置されて、転向、変位、回転可能に支持された可動金型とを備え、固定金型と可動金型との間でワークが押し通しされながら曲げ加工される押し通し式曲げ加工装置において、
前記固定金型のワーク導通孔のワーク出口側であって、ワークの曲げられる方向の内側には、中央側の径が両端の径より大きい太鼓状部が形成されたローラが配置され、
前記固定金型のワーク導通孔の内周であって、前記ローラの奥側には、樹脂製ブロックが配置されていることを特徴とする押し通し式曲げ加工装置。
【請求項２】
前記ローラには、太鼓状部が複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の押し通し式曲げ加工装置。
【請求項３】
前記樹脂製ブロックは、前記ローラとの間に隙間を形成されることなく、ローラに対し隣接して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の押し通し式曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種のアルミニウム製の形材や鋼管材等、金属製ワークの曲げ加工に用いられる押し通し式曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、アルミニウム製の形材や鋼管材等の金属製のワークの曲げ加工する場合に、マルチベンダーと称される押し通し式曲げ加工装置が用いられることがある。
この曲げ加工装置は、図７に示すように、ワーク導通孔１００を有する固定金型１０１と、この固定金型１０１の押出方向前方に配置されるとともにワーク導通孔１０２を有して、転向、変位、回転可能に支持されたジャイロ式の可動金型１０３とを備えるものである。
【０００３】
そして、この曲げ加工装置では、例えば、押出形材からなるワークＷが固定金型１０１のワーク導通孔１００に挿通するようにセットされ、図示しないフィーダによってワークＷが前方に押し出され、この押し出されたワークＷが、固定金型１０１を支点部、可動金型１０２を作用点部として曲げ加工される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来の押し通し式曲げ加工装置にあっては、次に示すような問題があった。
すなわち、ワークＷが固定金型１０１と可動金型１０３との間で曲げ加工される際に、固定金型１０１の出口近傍にはＦａ、また可動金型１０３にはＦｂという大きな荷重が加わる。そして、当然にこれらの反力はワークＷに作用する。
ここで、可動金型１０３のワークＷに接触する部分はローラが使用されているため、可動金型１０３とワークＷとは「ころがり接触」であって両者間に生じる摩擦力は比較的小さく押さえられるものの、固定金型１０１とワークＷとは面同士がすべりあう「すべり接触」であるから、比較的大きな摩擦力が作用する。この大きな摩擦力によって、ワークＷの表面に傷が生じたり、あるいは、ワークＷが座屈してしまう問題があった。
【０００５】
また、前述のようにワークＷが曲げ加工される際に、ワークＷの曲げられる方向の内側に圧縮力が作用し、この圧縮力によってワークＷの内周面にしわが生じるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、ワークの表面に傷がつきにくく、また、ワークに座屈が生じにくく、さらに、ワークの内周面にしわが生じにくい、押し通し式曲げ加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点と特徴としている。
すなわち、請求項１にかかる押し通し式曲げ加工装置は、ワーク導通孔を有する固定金型と、ワーク導通孔を有するとともに前記固定金型の前方に配置されて、転向、変位、回転可能に支持された可動金型とを備え、固定金型と可動金型との間でワークが押し通しされながら曲げ加工される押し通し式曲げ加工装置において、前記固定金型のワーク導通孔のワーク出口側であって、ワークの曲げられる方向の内側にはローラが配置されていることを特徴としている。
上記押し通し式曲げ加工装置では、ローラがワークに対してころがり接触するので、ワークとの摩擦力が減少する。このため、ワークに作用する荷重が減少し、ワークの表面に生じる傷が少なくなり、座屈も発生しにくくなる。
また、ローラを剛性の高い鉄製にすると、このローラが曲げ支点となる関係上、該曲げ支点が摩耗やつぶれといった変形を起こしにくくなることから、曲げ加工の際の成形Ｒのバラツキが少なくなる利点も得られる。ちなみに、樹脂ブロックを曲げ支点に用いた場合には、樹脂ブロックが鉄に比べて摩耗やつぶれ等変形されやすいので、必然的に曲げ加工の際の成形Ｒのバラツキは多くなる。
また、請求項１にかかる押し通し式曲げ加工装置は、前記固定金型のワーク導通孔の内周であって、前記ローラの奥側には、樹脂製ブロックが配置されていることを特徴としている。
このようにワークに強い力で当接する樹脂製ブロックは比較的柔らかい材料で作られるため、金属製のものを利用した従来の固定金型を用いる場合に比べて、ワークの表面にできる傷をより一層なくすことができる。また、樹脂製ブロックは摩擦係数が小さいため、ワークを押し出す際の荷重が少なくなる。 
また、請求項１にかかる押し通し式曲げ加工装置は、前記ローラに、中央側の径が両端の径より大きい太鼓状部が形成されていることを特徴としている。
このため、通常、ワークの曲げ加工が施される内側部分には圧縮力が作用し、この圧縮力によってしわが発生する。しかしながら、この押し通し式曲げ加工装置では、ローラに太鼓状部を形成しているので、この太鼓状部分に当接するワークの内側部分を内方に若干押し広げることにより、ワークの曲げ方向内側の表面積が広くなる。このため、しわの発生を防止できる。
【００１０】
請求項２にかかる押し通し式曲げ加工装置は、前記ローラに、太鼓状部が複数形成されていることを特徴とする。
上記押し通し式曲げ加工装置では、例えば、断面「日」の字状あるいは「目」の字状のワークを、中央に配された補強部の面方向に沿って曲げ加工するときに、しわはワークの補強部に囲まれた内周面のみに生じる。従って、このしわが生じるワークの補強部に囲まれた曲げ方向内側部分に対向するように、ローラにも複数箇所太鼓状部を形成すれば、しわの発生を防止できる。
【００１１】
請求項３にかかる押し通し式曲げ加工装置は、前記樹脂製ブロックが、前記ローラとの間に隙間を形成されることなく、ローラに対し隣接して配置されていることを特徴としている。
押し通し式曲げ加工装置では、前記固定金型のワーク導通孔の内周であって、ワークの曲げられる方向の内側にローラと樹脂製ブロックを配置する場合、両者間に隙間があれば、その部分にワークが入り込み、しわの発生原因になる。ここでは、樹脂製ブロックとローラとを隣接して配置し、両者間に隙間を形成していないので、上記しわの発生を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１〜図６は本発明の第１の実施の形態を示す。図１は本発明にかかる押し通し式曲げ加工装置の概略を示す側断面図である。図中符号１は固定金型、２は固定金型１の前方に配置されて、転向、変位、回転可能に支持された可動金型である。それら固定金型１及び可動金型２には、それぞれワーク導通孔３、４が備えられている。
【００１３】
固定金型１のワーク導通孔３のワーク出口側であって、ワークの曲げられる方向の内側にはローラ５が配置されている。ローラ５は、その軸線が、ワークの曲げられる面に対して直交するように配置されている。
ローラ５は、図２に示すように、中央のローラ本体６と、両端の鍔部７、７と、鍔部７、７からさらに外方へ突出するとともにローラ本体６と同軸状に設けられた被支持部８、８とから構成されている。ローラ本体６には、中央側の径Ｄａが両端の径Ｄｂより大きい太鼓状部６ａが形成されている。また、この図示例では、太鼓状部６ａがただ一個設けられていて、ローラ本体６全体が太鼓状とされている。
【００１４】
ローラ本体６全体を太鼓状に形成する場合、例えば、図３（イ）に示すように、左端部、中央部及び右端部のローラ本体全域にかけて同一曲率で円弧状に形成されたもの、図３（ロ）に示すように、左端部、中央部、右端部全て直線状に形成されてそれらの境界部分に屈曲部が形成されたもの、図３（ハ）に示すように、中央部が直線状とされ、左右両端部がそれに連続するように円弧状に形成されたもの、さらに、図３（ニ）に示すように、中央部が円弧状に形成され、左右両端部がそれに連続するように直線状に形成されたものが考えられる。
【００１５】
ローラ本体６は、例えば、７０ｍｍ程度の角パイプを曲げ加工する場合、中央側の径Ｄａは２５ｍｍ、両端の径Ｄｂは２４．４ｍｍ程度に設定される。また、ローラ５は、例えば、Ｓ４５Ｃ等の焼入れ材として用いられる鉄製のものが用いられる。
【００１６】
前記固定金型１のワーク導通孔３の内周であって、前記ローラ５の奥側には、樹脂製ブロック１０が配置されている。樹脂製ブロックは、モノマーキャスティングナイロンと呼ばれる材料から作られる。モノマーキャスティングナイロンは、不活性ガス中で溶融モノマーに触媒や安定剤をすばやくかつ均一に混合した後型内に流し込まれることで、型内で重合が起こり、一工程で所定形状に成形されることにより作られるものである。モノマーキャスティングナイロンは、機械的強度が強く、耐摩耗性及び耐薬品性に優れ、しかも、摩擦係数が低い特徴を持つ。
【００１７】
樹脂製ブロック１０のローラ５側の端部１０ａは、ローラ本体６の形状に対応させて、上面が円弧状に凹むクサビ形状とされており、これにより、樹脂製ブロック１０は、前記ローラ５との間に隙間を形成されることなく、該ローラ５に対し隣接して配置されている。
なお、ワーク導通孔３の内面であって、前記樹脂製ブロック１０と対向する部分には、従来の押し通し式曲げ加工装置と同様に鋼製のワーク支持部１１が設けられる。
【００１８】
前記可動金型２は、内部にストレート形状のローラ１２、１２が所定間隔をあけて互いに平行となるように設けられ、これらローラ１２、１２の間に前記ワーク導通孔４が形成されている。
【００１９】
次に、上記構成の押し通し式曲げ加工装置を用いてワークＷを曲げ加工する場合について説明する。
まず、ワークＷを固定金型１のワーク導通孔３と可動金型２のワーク導通孔４に通してセットする。
ワークＷとしては、種々のものが加工可能であるが、例を挙げれば、図４（イ）〜（ニ）に示すように、断面が長方形とされた角パイプ状のもの、断面が大略長方形状であって、角部の一つがフラット状にそぎ落とされた角パイプ状のもの、途中にいくつかの補強部Ｗａが渡された断面「日」の字状のもの、あるいは断面「目」の字状のもの等がある。
【００２０】
上記のようにセットしたワークＷを、図示しないフィーダによって前方に押し出す。この押し出されたワークＷは、固定金型１を支点部、可動金型２を作用点部として曲げ加工される。
このとき、固定金型１の出口部にはローラ５が配されており、このローラ５を介してワークＷを曲げ加工するための力を作用させているため、該ローラ５とワークＷとは「ころがり接触」になる。このため、両者間には比較的小さな摩擦力しか作用しなくなり、この結果、ワークＷの表面に傷が生じたり、あるいは、ワークＷが座屈するのを防止することができる。
【００２１】
また、固定金型１のワーク導通孔３の内周であって、ローラ５の奥側には樹脂製ブロック１０が配置されており、該樹脂製ブロック１０は金属製のものを利用した従来のものに比べて柔らかいことから、ワークＷの表面に傷ができるのをより一層防止できる。また、樹脂製ブロック１０は摩擦係数が小さいため、ワークＷを押し出す際の押出荷重を小さくできる利点もある。
【００２２】
また、前記ローラ５は、中央側の径Ｄａが両端の径Ｄｂより大きい太鼓状に形成しているため、ワークＷが曲げ加工される際に、この太鼓状部分に当接するワークＷの内側部分が内方に若干押し広げられることとなって、ワークの曲げ方向内側部分の表面積が広くなる。このため、従来みられた曲げ加工時におけるワークの内側に生じるしわの発生を防止できる。
【００２３】
さらに、前記樹脂製ブロック１０はローラ５との間に隙間を形成されることなくローラ５に対し隣接して配置されており、このため、ローラ５と樹脂製ブロック１０の間の隙間にワークＷの一部が流れ込んでしわが発生する現象を未然に防止できる。
【００２４】
一方、ワークＷが、図４（ハ）、（ニ）に示すような、断面「日」の字状のもの、あるいは断面「目」の字状の場合には、該ワークＷの形状に対応させて、固定金型１の出口側に配置するローラ５の形状を決定する。例えば、ワークＷが断面「日」の字状の場合には、図５に示すように、太鼓状部６ａが２つ左右両端部にそれぞれ形成されたローラ１５を用いる。また、ワークＷが断面「目」の字状のものの場合には、図６に示すように、太鼓状部６ａが２つ中央に所定間隔をあけて左右両端部にそれぞれ形成されたローラ２５を用いる。
なお、断面が「目」の字状のワークＷを曲げ加工する際に用いるローラ２５の中央部分に太鼓状部６ａを形成していないのは、ワークＷの中央部分は補強部Ｗａで囲まれていることもあって、もともとしわの発生が少ないからである。
【００２５】
なお、前記実施の形態はあくまで例示であり、必要に応じて発明の趣旨を変更しない限り適宜設計変更可能である。
例えば、本発明の実施の形態では、固定金型１の出口部分にローラ５を一つだけしか配置していないが、ローラ５を複数ワークＷの押し通し方向に沿って配置してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
請求項１にかかる押し通し式曲げ加工装置によれば、固定金型のワーク導通孔のワーク出口側にローラを配置しており、ローラがワークに対してころがり接触するので、ワークとの摩擦力が減少し、このため、ワークに作用する荷重が減少し、ワークの表面に生じる傷を少なくでき、座屈が生じるのを防止できる。
【００２７】
請求項１にかかる押し通し式曲げ加工装置によれば、ローラの奥側に樹脂製ブロックを配置しており、ワークに強く当接する樹脂製ブロックは比較的柔らかい材料で作られるため、金属製のものを利用した従来の固定金型を用いる場合に比べて、ワークの表面にできる傷をより一層なくすことができる。また、樹脂製ブロックは摩擦係数が小さいため、ワークを押し出す際の荷重を少なくできる。
【００２８】
請求項１にかかる押し通し式曲げ加工装置によれば、ローラに中央側の径が両端の径より大きい太鼓状部を形成しているので、この太鼓状部に当接するワークの内側部分を内方に押し広げることにより、ワークの曲げ方向内側部分の表面積を広くすることができ、この結果、ワークの曲げ方向内側にしわの発生を防止できる。
【００２９】
請求項２にかかる押し通し式曲げ加工装置によれば、ローラに太鼓状部を複数形成しており、ワークが断面「日」の字状あるいは「目」の字状のものであっても、ワークに曲げ方向内側にしわが発生するのを防止できる。
【００３０】
請求項３にかかる押し通し式曲げ加工装置によれば、樹脂製ブロックをローラとの間に隙間を形成することなくローラに対し隣接して配置しており、ワークがローラと樹脂製ブロックの隙間に入り込むことに起因してしわが生じるのを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す押し通し式曲げ加工装置を示す側断面図である。
【図２】  ローラの正面図である。
【図３】  （イ）〜（ニ）はローラの種々の例を示す模式図である。
【図４】  （イ）〜（ニ）はワークの種々の例を示す断面図である。
【図５】  ローラの他の例を示す正面図である。
【図６】  ローラのさらに他の例を示す正面図である。
【図７】  従来の押し通し式曲げ加工装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１  固定金型
２  可動金型
３  ワーク導通孔
４  ワーク導通孔
５  ローラ
６  ローラ本体
６ａ   太鼓状部
１０   樹脂製ブロック
１０a  樹脂製ブロックの端部
１５   ローラ
２５   ローラ
【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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