JP2010052002A - 曲げ加工装置及び曲げ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少量多品種のワークを製造することができると共に鋼やプレハードン材等の素材も容易に曲げ加工できる、曲げ加工装置を提供する。
【解決手段】回転台３２と、回転台３２上に立設した２本の回転ピン４０と、回転台３２を回転する駆動手段３０と、２本の回転ピン４０のそばに設けられた２本の固定ピン５０と、を備え、金属棒又は金属板で成る直線状の素材Ｗを２本の回転ピン４０の間に挿通させた状態で回転台３２を駆動手段３０によって回転させると、２本の回転ピン４０による素材全体の回転が固定ピン５０によって規制され、さらに２本の回転ピン４０によって挟まれた部位に回転ピン４０による応力が加わることで当該素材が曲げられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属棒又は金属板で成る直線状の素材を曲げる装置及び方法に関するものである。

例えば、自動車などの車両には図６に示すチェーンテンショナー１００が設けられている。この種のチェーンテンショナー１００は、棒状の鋼材、即ち素材における長手方向のほぼ全体を或いはその一部を曲げ装置によって湾曲させて構成されている。
従来の曲げ装置では、例えば、上型と下型とで素材をプレスして所望の曲がり具合のチェーンテンショナーを作製している。

この種の線状の素材を曲げる装置が特許文献１に開示されている。この特許文献１には、サッシやモールディング等を製造するにあたり、所定断面形状に折曲されたモールディング素材の軸線を複次元方向に曲げ加工するための装置を開示している。具体的には、特許文献１の図３に示すように、保持装置Ｂから送り込まれるモールディング素材を挿通する少なくとも左右一対の曲げロールを揃え、これらの曲げロールの何れか一方をモールディング素材の送り込み方向に対して右又は左に揺動することによりモールディング素材を正確に曲げることができる。
特開昭６０−１５８９２１号公報

しかし、図６に示すチェーンテンショナー１００は車両によって寸法や湾曲率も異なるため、個々の製品毎に当該チェーンテンショナーが所望の曲がり具合を呈するように、それに見合った金型を用意しなければならない。このため、この種のチェーンテンショナーを少量製造するのでは、金型費用が嵩んでしまう。
また、特許文献１の装置では、モールディング素材を送り側から順に曲げている。これはアルミ合金等のモールディング材であれば自在に形状が成形できるが、鋼や予め焼き入れした線材、即ちプレハードン材を素材とした場合には、曲げ加工時にスプリングバックが発生し、所望の形状が成形できないことが分かった。この場合、予めスプリングバックによる変形を見込んだプレス、或いは曲げ加工後の形状の矯正が必要となり却って作業が煩雑となってしまう。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、少量多品種のワークを製造することができると共に鋼やプレハードン材等の素材も容易に曲げ加工できる、曲げ加工装置を提供することを一目的とし、その曲げ加工方法を提供することを他の目的とする。

上記一目的を達成するため、本発明の曲げ加工装置は、回転台と、この回転台上に立設した２本の回転ピンと、回転台を回転する駆動手段と、２本の回転ピンのそばに設けられた２本の固定ピンと、を備え、金属棒又は金属板で成る直線状の素材を２本の回転ピンの間に挿通させた状態で回転台を駆動手段によって回転させると、素材は２本の回転ピンによる素材全体の回転が固定ピンによって規制され、さらに２本の回転ピンによって挟まれた部位に回転ピンによる応力が加わることで当該素材が曲げられる。

本発明によれば、素材に対して、２本の回転ピンの回転角度を調整することで、複数の湾曲率の異なる曲げを実現できる。よって、本発明によれば、少量多品種のワーク製造を安価に実現することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。各図において同一又は対応する部材には同一符号を用いる。
本実施形態では、二つの曲げ加工装置を用いて、金属棒又は金属板の直線状の素材で図６に示すチェーンテンショナー１００を製造するものであり、具体的には、第１の曲げ加工装置により素材を加工してチェーンテンショナー１００の屈曲部１０１，１０２，１０３と湾曲部１０４とを形成し、第２の曲げ加工装置が素材を加工してチェーンテンショナー１００の先端部の丸状部１０５を形成する。
以下、第１の曲げ加工装置と第２の曲げ加工装置について、それぞれ説明する。

〔第１の曲げ加工装置について〕
図１は本発明の実施形態に係る第１の曲げ加工装置１（以下、単に曲げ加工装置１と言う）の正面図であり、図２は図１の曲げ加工装置１の平面図である。
第１の曲げ加工装置１は、テーブル１０上に載置されたスライド手段２０と、このスライド手段２０上に配設される駆動手段３０と、この駆動手段３０上に配置される２本の回転ピン４０と２本の固定ピン５０と、を備えている。

スライド手段２０は、テーブル上面に固定した２本の第１レール２１と、これらの第１レール２１に沿って移動する第１スライドプレート２２と、この第１スライドプレート２２上に配設され上記第１レール２１の延出方向とは異なる方向へ延びた２本の第２レール２３と、これらの第２レール２３に沿って移動する第２スライドプレート２４と、を備えている。この第２スライドプレートの上面に駆動手段３０が固定されている。

駆動手段３０は、例えばモーターから成り、その回転軸３１は図１に一点鎖線で示す仮想鉛直線Ｚに沿って上下方向に延出している。この駆動手段３０の回転軸３１には、円盤状の回転台３２が取り付けられている。図示例では、回転台３２は、平面視において輪郭が円形型に形成されているが、この形状に限定されるものではない。

この回転台３２の上面から突出するように２本の回転ピン４０が配設されている。２本の回転ピン４０は円柱状に形成されており、両者の中間位置が上記仮想鉛直線Ｚ上に位置するように回転台３２に取り付けられている。したがって、２本の回転ピン４０は上記仮想鉛直線Ｚを中心として上記仮想鉛直線Ｚまわりに回転する。これらの回転ピン４０の高さＨ１は、図１に示すように、素材Ｗの高さＨ２よりも高く設定されている。これらの２本の回転ピン４０の間を金属板で成る直線状の素材Ｗが挿通する。
なお、図示を省略するが、第１の曲げ加工装置１には、２本の回転ピン４０の間に金属板で成る直線状の素材Ｗを送込む手段が設けられている。

さらに、本実施形態では、これらの２本の回転ピン４０のそばに、円柱状の２本の固定ピン５０が設けられている。具体的には、２本の回転ピン４０の間を通過した素材Ｗの延出先に２本の固定ピン５０が、回転ピン４０と同じ高さ位置に設けられている。これらの２本の固定ピン５０は、駆動手段３０のケース３５に固定したブラケット３６の上面から上方へ突出するように設けられている。これらの固定ピン５０の高さＨ３は、図１に示すように、素材Ｗの高さＨ２よりも高く設定されている。また、２本の固定ピン５０は、図２に示すように、固定ピン同士を結んだ仮想線Ｘが素材の延出方向Ｙと直交するように、ブラケット３６に取り付けられている。

このように、２本の回転ピン４０の間に素材Ｗの一部が挿入された状態で、駆動手段３０が回転台３２を回すことで素材Ｗが部分的に曲げられる。このような駆動手段３０の駆動は、制御装置６０によって制御される。この制御装置６０はコンピューターによって実現され、この種のコンピューターは、前もってインストールされたソフトウェアを実行することで、上記の駆動手段３０の駆動制御を行う。コンピューターは従来公知の構成のものを使用することができ、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどの記憶装置と、キーボード，ポインティング・デバイスなどの操作装置と、操作装置等からの指示により記憶装置に格納されたデータやソフトウェアを処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、処理結果等を表示するディスプレイなどを備えている。

このように構成された第１の曲げ加工装置１によれば、先ず図３（Ａ）に示すように、ピン同士を結んだ仮想ラインＸ１、Ｘ２が互いに平行になるように回転ピン４０の向きを調整した状態で、２本の回転ピン４０と２本の固定ピン５０との間にそれぞれ真っ直ぐに延びた素材Ｗを通す。そして、制御装置６０によって駆動手段３０を駆動して回転台３２をまわす。このとき、素材Ｗは２本の回転ピン４０による回転によって素材全体が回転しようとするが、固定ピン５０が素材全体の回転を規制する。そして、２本の回転ピン４０によって挟まれた部位に回転ピン４０による応力が加わることで図３（Ｂ）に示すように当該部位を境に素材Ｗが曲げられる。このとき、駆動手段３０が回転台３２を所望の回転角度に回転させることで、素材Ｗを所望の湾曲率で曲げることができる。
この場合、素材Ｗとして高周波加熱を施したものを使用すれば、ワーク完成後に高周波加熱を施す手間を省ける。

このように、本発明の実施形態に係る第１の曲げ加工装置１によれば、素材Ｗに対して、２本の回転ピン４０の回転角度を調整することで、複数の湾曲率の異なる曲げを実現できる。よって、本実施形態の第１の曲げ加工装置１によれば、少量多品種のワークの製造を安価に実現できる。

また、本実施形態では、スライド手段２０を備え、回転ピン４０及び固定ピン５０が、第１レール２１及び第２レール２３の延出方向に移動できるため、図示を省略するが、素材Ｗの両端が他の治具に固定されている場合に、素材Ｗに対する回転ピン４０及び固定ピン５０の位置を調節できることからも、多品種のワークの製造に好適である。

〔第２の曲げ加工装置について〕
図４は本発明の実施形態に係る第２の曲げ加工装置２（以下、単に曲げ加工装置２と言う）の斜視図である。
この曲げ加工装置２は、駆動手段７０と、クランプ手段８０とを備えている。

駆動手段７０は、クランプ手段８０を回転させるものであり、例えばモーターから成り、その回転軸７１は図４に一点鎖線で示す仮想鉛直線Ｚ’に沿って上下に延出している。

クランプ手段８０は、金属板で成る直線状の素材Ｗの一端部を挟持するものであり、円盤状の回転台８１と、この回転台８１の表面から突出したピン８２と、この回転台８１の表面から突出していてピン８２へ向けて直線状に延出したガイド部８３と、このガイド部８３に摺動する可動部８４と、を備えている。

図示例では、回転台８１は、輪郭が円形型に形成されているが、この形状に限定されるものではない。この回転台８１は、駆動手段７０の回転軸７１に連結されている。

ピン８２は、円柱状に形成されており、その軸芯方向が前述の仮想鉛直線Ｚ’と一致するように、回転台８１上に固定されている。

さらに、本実施形態に係る第２の曲げ加工装置２は、２本のレール９１と、これらのレール９１に沿って移動するスライドプレート９２と、を備え、さらに駆動手段７０はスライドプレート９２上に配設されている。

このように構成された第２の曲げ加工装置２によれば、先ず、クランプ手段８０によって素材Ｗの一端部を挟持する。そして、制御装置６０によって駆動手段７０を駆動して回転台８１をまわす。このとき、ピン８２がその軸芯、仮想鉛直線Ｚ’まわりに回転、具体的には、素材Ｗをピン表面に巻回させる方向へ回転する。これにより、素材Ｗの先端側がピンまわりに押し付けられて、図６に示すような、丸状部１０１が形成される。次に、スライドプレート９２をレール９１に沿って移動させる。これにより、素材Ｗを所定距離移動させることができる。この場合、図４に示すように、素材供給側に素材カット手段９５があれば、スライドプレート９２を所定距離移動させて、素材Ｗを所定の長さにカットすることが容易に行える。

〔チェーンテンショナー１００の加工について〕
先ず、前述の曲げ加工装置２によって素材の先端部を加工して、素材の先端部に丸状部１０５を成形する。そして、曲げ加工装置２におけるスライドプレート９２をレール９１に沿って移動させ、素材Ｗを送出元から引き出し所望の長さにカットする。
次に、カットした素材を前述の曲げ加工装置１にセットして、長尺で真っ直ぐに延びた細幅の金属板の長手方向の所望の中間部分を加工して、所望の曲がり具合の屈曲部や湾曲部を形成する。例えば図６に示すチェーンテンショナー１００の屈曲部１０１，１０２，１０３は、素材の延出方向Ｙ（図２）に対して、駆動手段３０が回転ピン４０を図２における平面視で左側或いは右側へ所望角度回転することで形成される。
また、屈曲部１０１より先端側の緩やかな湾曲部１０４は、先端部から屈曲部１０１までの部分を複数カ所で回転ピン４０を小さい回転角度で回転させて折り曲げポイント毎に緩やかに折り曲げることで形成できる。
このように、第１の曲げ加工装置１と第２の曲げ加工装置とにおける曲げ加工を経て、図６に示すワーク、例えばチェーンテンショナー１００を製造することができる。
この場合、素材として鋼やプレハードン材を用いても、本実施形態の曲げ加工装置によれば、スプリングバックを考慮して回転ピン４０を単に所定角度回転させるだけで所望の曲率の湾曲を形成することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の設計変更した形態を技術的範囲に含むものである。
例えば、本発明はスライド手段を備えずに構成されてもよい。素材は図示例のように細幅の板状のものに限らず、断面が円形の棒材であってもよい。この場合、２本の回転ピン４０，４０と固定ピン５０，５０とは、図５に示すように、素材Ｗが当たる面が湾曲面を成すよう高さ方向の中間部位が括れて形成されている。

本発明の実施形態に係る第１の曲げ加工装置の正面図である。 図１の曲げ加工装置の平面図である。 図１の第１の曲げ加工装置の動作を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る第２の曲げ加工装置の斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る回転ピン及び固定ピンを示す斜視図である。 従来のチェーンテンショナーを示す図である。

符号の説明

１ 加工装置
１０ テーブル
２０ スライド手段
２１ 第１レール
２２ 第１スライドプレート
２３ 第２レール
２４ 第２スライドプレート
３０ 駆動手段
３１ 回転軸
３２ 回転台
３５ ケース
３６ ブラケット
４０ 回転ピン
５０ 固定ピン
６０ 制御装置
１００ チェーンテンショナー
Ｗ 素材
Ｘ 仮想線
Ｙ 搬送方向
Ｚ 仮想鉛直線

Claims (3)

1. 回転台と、この回転台上に立設した２本の回転ピンと、上記回転台を回転する駆動手段と、上記２本の回転ピンのそばに設けられた２本の固定ピンと、を備え、
   金属棒又は金属板で成る直線状の素材を上記２本の回転ピンの間に挿通させた状態で上記回転台を上記駆動手段によって回転させると、２本の回転ピンによる素材全体の回転が上記固定ピンによって規制され、さらに２本の回転ピンによって挟まれた部位に回転ピンによる応力が加わることで当該素材が曲げられる、曲げ加工装置。
2. 第１レールと、この第１レールに沿って移動する第１スライド部材と、この第１スライド部材上に配設され上記第１レールの延出方向とは異なる方向へ延びた第２レールと、この第２レールに沿って移動する第２スライド部材と、を備え、
   前記駆動手段が上記第２スライド部材に取り付けられている、請求項１に記載の曲げ加工装置。
3. 金属棒又は金属板で成る直線状の素材を折り曲げてワークを製造する方法であって、
   ２本の回転ピンと当該回転ピンのそばに設けた２本の固定ピンとの間に素材を挿入する第１工程と、
   ２本の回転ピンの間と２本の固定ピンの間に素材が挿入した状態で、上記回転ピンを駆動手段によって回転する第２工程と、を有し、
   上記素材に湾曲部或いは屈曲部を成形する、曲げ加工方法。