JP7710023B2 - 曲げ加工機 - Google Patents

Description

本発明は、曲げ加工機に関する。

曲げ加工機は、トップダイが左右方向に取り付けられる上部フレームと、ボトムダイが左右方向に取り付けられる下部フレームと、下部フレームの後方に設けられるベンドビームとを備えている。ベンドビームの前端は左右方向に延在しており、ベンドビームの前側上部及び前側下部には、左右方向に沿って曲げ金型が装着されている。ベンドビームは、上下方向の移動機構及び前後方向の移動機構によって、上下方向及び前後方向へ移動することができる。

曲げ加工を行う場合、トップダイとボトムダイとがワークを挟持することでワークが固定される。ベンドビームが上下方向に動作すると、トップダイ及びボトムダイの後端から後方へ突出したワークの端部に曲げ金型が押し当てられる。これにより、ワークの端部が左右方向に延在する曲げ線に沿って折り曲げられる。

特許文献１は、ベンドビームに連結された３つのベンドビームアームを前後方向に移動させることで、ベンドビームを前後方向に移動させる構成を開示している。３本のベンドビームアームは、各ベンドビームアームに設けられた移動機構によってそれぞれ独立して移動することができる。

特許文献１の曲げ加工機は、各駆動機構を独立して制御することで、ベンドビームを前後方向に湾曲させるクラウニングを行うことができる。例えば、ワークの曲げ力によってベンドビームが湾曲する場合には、このクラウニングにより、ベンドビームが左右方向にかけて直線（曲げ線）上に位置するよう調整される。これにより、ベンドビームの湾曲が抑制されることによってベンドビームが真っ直ぐな状態になり、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

特開２００２－０３５８４６号公報

しかしながら、ベンドビームは高い曲げ加重が作用するため、剛体で構成されている。このため、ベンドビームを理想通りの形状に変形させることが難しい。

１又はそれ以上の実施形態の一態様は、下側のボトムダイと上側のトップダイとによって挟持されたワークを、左右方向に延在する曲げ線に沿って曲げるベンドビームと、ベンドビームを前後方向に湾曲させるクラウニング機構と、を備える曲げ加工機である。クラウニング機構は、前後方向に延在する第１駆動軸に沿ってベンドビームを前後方向に移動させる第１駆動部と、第１駆動部に対して左右方向に離隔して配置され、第１駆動軸と平行な第２駆動軸に沿ってベンドビームを前後方向に移動させる第２駆動部と、を有する。ベンドビームは、第１駆動軸及び第２駆動軸の間に設けられ、ベンドビームの一部を切り欠くように形成された第１切欠部を備えている。

１又はそれ以上の実施形態に係る曲げ加工機によれば、ベンドビームを理想通りの形状に変形させることができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

図１は、本実施形態に係る曲げ加工機の要部を模式的に示す側面図である。 図２は、本実施形態に係る曲げ加工機１の要部を示す側面図である。 図３は、右直動部の構成を示す側面図である。 図４は、ベンドビームの構造を示す斜視図である。 図５は、上ベンドフレームの構造を説明する図である。 図６は、中央直動部と連結ブロックとの連結構造を示す断面図である。 図７は、右直動部と連結ブロックとの連結構造を示す断面図である。 図８は、変形例に係る上ベンドフレームの切欠部の形状を示す図である。

以下、図面を参照し、本実施形態に係る曲げ加工機について説明する。本実施形態では、曲げ加工機の構造を、左右方向、前後方向及び上下方向を用いて定義する。本実施形態では、左右方向及び前後方向が水平方向において直交する２つの方向に対応し、上下方向が鉛直方向に対応するが、これに限らない。図面では、右方向、左方向、上方向、下方向、前方向、後方向がそれぞれＲＴ、ＬＴ、ＵＰ、ＤＮ、ＦＲ、ＲＲで示されている。

図１は、本実施形態に係る曲げ加工機１の要部を示す上面図である。図２は、本実施形態に係る曲げ加工機１の要部を示す側面図である。

図２に示すように、曲げ加工機１は、板状のワークＷの加工領域Ｗｐを曲げることにより、ワークＷを所望の形状に加工する加工機であり、パネルベンダーと称される。曲げ加工機１の前方には、ワークＷの供給及び位置決めを行うマニピュレータ（図示せず）が配置されている。

曲げ加工機１は、本体フレーム５と、下部フレーム１０と、上部フレーム２０と、ベンドビーム３０と、上下移動機構４０と、前後移動機構５０とを主体に構成されている。図１では、ワークＷ及び上部フレーム２０の記載が省略されている。

本体フレーム５は、下部フレーム１０、上部フレーム２０及びベンドビーム３０を支持するフレームである。

下部フレーム１０は、左右方向に横長に形成されており、本体フレーム５の前側に設けられている。下部フレーム１０の上部には、固定金型としてのボトムダイ１５が取り付けられている。ボトムダイ１５は、下部フレーム１０に沿って左右方向に延在している。

上部フレーム２０は、左右方向に横長に形成されている。上部フレーム２０の下部には、ボトムダイ１５と対向する、可動金型としてのトップダイ２５が取り付けられている。トップダイ２５は、上部フレーム２０に沿って左右方向に延在している。

上部フレーム２０は、上下方向に移動可能に本体フレーム５に設けられており、図示しないフレーム移動機構によって上下方向に移動する。上部フレーム２０が下方向に移動すると、ボトムダイ１５とトップダイ２５とによってワークＷが挟持されるので、ワークＷが固定される。逆に、上部フレーム２０が上方向へと移動すると、トップダイ２５がワークＷから離間するので、ワークＷの固定が解除される。

ベンドビーム３０は、下部フレーム１０の後方に配置されている。ベンドビーム３０は、前側が開放された略Ｃ字形状の断面形状を有しており、左右方向に延在している。ベンドビーム３０の前側下部には、ワークＷの加工領域Ｗｐを上方向に曲げる正曲げ用の曲げ金型３１が装着される。ベンドビーム３０の前端上部には、ワークＷの加工領域Ｗｐを下方向に曲げる逆曲げ用の曲げ金型３２が装着される。なお、ベンドビーム３０の詳細な構成については後述する。

ベンドビーム３０は、上下移動機構４０及び前後移動機構５０によって前後方向及び上下方向に移動可能に構成されている。

上下移動機構４０は、ベンドビーム３０を上下方向に移動させる機構である。図１に示すように、上下移動機構４０は、左昇降部４０Ｌと、右昇降部４０Ｒとから構成されている。左昇降部４０Ｌは、本体フレーム５の左側に配置され、ベンドビーム３０の左領域を下方から支持している。右昇降部４０Ｒは、本体フレーム５の右側に配置され、ベンドビーム３０の右領域を下方から支持している。

図２を参照し、右昇降部４０Ｒの構成を説明するが、左昇降部４０Ｌの構成も同一である。右昇降部４０Ｒは、左右方向に延びる回転軸を中心に回転するクランク軸（偏心軸）と、クランク軸を回転駆動する電動モータ４１とを備えている。クランク軸に設けられた偏心部と、ベンドビーム３０とは連結ビーム４２によって連結されている。右昇降部４０Ｒは、電動モータ４１によって駆動されるクランク軸の回転によって、ベンドビーム３０を上下方向に移動させる。

図１を参照するに、左及び右昇降部４０Ｌ、４０Ｒは、図示しない制御装置によって制御され、独立して動作する。左及び右昇降部４０Ｌ、４０Ｒは、ベンドビーム３０の左右の高さが同じ状態で、すなわち水平状態でベンドビーム３０を上下方向に移動させることができる。また、左及び右昇降部４０Ｌ、４０Ｒは、ベンドビーム３０の左右の一方をその他方よりも相対的に低くすることで、水平面から傾斜した状態にベンドビーム３０を切り替えることができる。

前後移動機構５０は、ベンドビーム３０を前後方向に移動させる機構である。また、前後移動機構５０は、ベンドビーム３０を前後方向に変形させるクラウニング機構でもある。以下、ベンドビーム３０を前後方向に変形させる動作、すなわち左右方向に延びる直線に対してベンドビーム３０の一部を前後方向にシフトさせる動作をクラウニングという。ただし、クラウニングという用語は、左右方向に延びる直線と平行な状態のベンドビーム３０を前後方向に湾曲させる動作のみのらず、前後方向に湾曲したベンドビーム３０を左右方向に延びる直線と平行な状態に変形させる動作も含むこととする。

前後移動機構５０は、左直動部５０Ｌと、中央直動部５０Ｍと、右直動部５０Ｒとから構成されている。左、中央、及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、ベンドビーム３０の後方に、左右方向にかけて一定の間隔で配置されている。左直動部５０Ｌは、本体フレーム５の左側に配置され、ベンドビーム３０の左側に連結されている。中央直動部５０Ｍは、本体フレーム５の中央に配置され、ベンドビーム３０の中央に連結されている。右直動部５０Ｒは、本体フレーム５の右側に配置され、ベンドビーム３０の右側に連結されている。

図３は、右直動部５０Ｒの構成を示す側面図である。以下、図３を参照し、右直動部５０Ｒの構成を説明する。右直動部５０Ｒは、電動モータ５２と、減速機５３と、ボールねじ軸５４と、ボールねじナット５６と、ヨーク５７とを備えている。右直動部５０Ｒは、本体フレーム５の上面（図３では省略）に固定された板状のベース部材５８に搭載されている。

電動モータ５２は、電気エネルギーによってトルクを発生させる機器であり、例えばサーボモータである。減速機５３は、電動モータ５２の回転動力（トルク）を減速して出力する。電動モータ５２の出力軸と、減速機５３の入力軸との間には、図示しないタイミングベルトが張られており、タイミングベルトを介して電動モータ５２のトルクが減速機５３の入力軸に伝達される。

ボールねじ軸５４及びボールねじナット５６は、ボールねじ機構を構成しており、減速機５３のトルクによる回転運動を、前後方向に沿った直線運動に変換する。ボールねじ軸５４は、前後方向に延在する右駆動軸ＡＲに沿って配置されており、軸受５５によって回転自在に支持されている。ボールねじ軸５４の後端は、減速機５３の出力軸に連結されている。ボールねじナット５６は、ボールねじ軸５４に螺合しており、ボールねじ軸５４が正逆回転することにより、右駆動軸ＡＲに沿って直線運動する直動部材である。このボールねじナット５６は、ヨーク５７と連結されている。

ヨーク５７は、ボールねじナット５６の直線運動に応じて、右駆動軸ＡＲに沿って前後方向へ移動する。ヨーク５７の前後方向へ移動は、ベース部材５８の上面に前後方向に沿って設けられたガイドレール５８ａによって案内される。ヨーク５７は、前後方向に沿った単純な直線運動となり、その他の方向への運動は伴わない。ヨーク５７の前端は、二股状に分岐されており（図１参照）、ベンドビーム３０に連結されている。

右直動部５０Ｒは、右駆動軸ＡＲに沿って直線運動するボールねじ機構によって、ベンドビーム３０を前後方向に移動させることができる。

左及び中央直動部５０Ｌ、５０Ｍの構成は、右直動部５０Ｒの構成と同じである。図１に示すように、左直動部５０Ｌは、前後方向に延びる左駆動軸ＡＬに沿った直線運動によってベンドビーム３０を前後方向に移動させることができる。同様に、中央直動部５０Ｍは、前後方向に延びる中央駆動軸ＡＭに沿った直線運動によってベンドビーム３０を前後方向に移動させることができる。

左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、図示しない制御装置によって制御され、独立して動作する。左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、ベンドビーム３０の前端が左右方向に延在する直線と平行な状態でベンドビーム３０を前後方向に移動させることができる。また、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、ベンドビーム３０のクラウニングを行うことができる。

具体的には、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、ベンドビーム３０の左右両側がベンドビーム３０の中央よりも後側又は前側に位置するように、ベンドビーム３０を湾曲させることができる。また、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、ベンドビーム３０の左右の一方がベンドビーム３０の中央よりも後側又は前側に位置するようにベンドビーム３０を湾曲させることができる。加えて、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、ベンドビーム３０の左右の一方を前側又は後側に湾曲させた状態で、ベンドビーム３０の左右の他方をそれとは逆向きに湾曲させたりすることもできる。

このような構成の曲げ加工機１において、ワークＷに対する曲げ加工は以下の通り行われる。すなわち、制御装置は、マニピュレータを制御することにより、トップダイ２５上にワークＷを配置するとともに、ワークＷを位置決めする。図２に示すように、位置決めされたワークＷは、加工領域Ｗｐがボトムダイ１５の後端から後方へと突出する。このとき、曲げ線は左右方向と平行となり、ボトムダイ１５の後端と一致する。制御装置は、フレーム移動機構を駆動させることにより、上部フレーム２０を下降させる。上部フレーム２０が下降すると、ボトムダイ１５とトップダイ２５とによってワークＷが挟持されることによってワークＷが固定される。

つぎに、制御装置は、上下移動機構４０及び前後移動機構５０を制御することにより、ベンドビーム３０を前後方向及び上下方向に移動させる。ベンドビーム３０は、ワークＷの加工領域Ｗｐを曲げ可能な位置まで前方へと移動し、その後、ベンドビーム３０の前端側が円弧を描くように上下方向に移動する。ベンドビームを上方向に移動させると、正曲げ用の曲げ金型３１が加工領域Ｗｐを上方に押し上げ、これにより、加工領域Ｗｐに対して正曲げの曲げ加工を行うことができる。これとは逆に、ベンドビームを下方向に移動させると、逆曲げ用の曲げ金型３２が加工領域Ｗｐを下方に押し下げ、これにより、加工領域Ｗｐに対して逆曲げの曲げ加工を行うことができる。

また、制御装置は、曲げ加工に先立ち、又は曲げ加工の途中などの必要なタイミングで前後移動機構５０を制御することにより、ベンドビーム３０のクラウニングを行うことができる。

以下、図４を参照し、ベンドビーム３０の構造を説明する。図４は、ベンドビーム３０の構造を示す斜視図である。ベンドビーム３０は、複数のリブ３５と、下ベンドフレーム３６と、上ベンドフレーム３７とで構成されている。

複数のリブ３５は、左右方向にかけて配置されている。各リブ３５は、開口部を備えるＣ字形状の断面形状を有しており、開口部が前方を向くように配置されている。各リブ３５により、曲げ加工時に作用する高い荷重に対する剛性が、下ベンドフレーム３６及び上ベンドフレーム３７に付与される。

本実施形態では、合計で７つのリブ３５が配置されている。１つのリブ３５がベンドビーム３０の中央に配置され、３つのリブ３５がベンドビーム３０の左領域に配置されている。また、３つのリブ３５がベンドビーム３０の右領域に配置されている。

中央のリブ３５を示す場合には、リブ３５Ｍと表し、左領域の各リブ３５を示す場合には、左側から順番にリブ３５ＬＬ、３５ＬＭ、ＬＲと表す。また、右領域の各リブ３５を示す場合には、左側から順番にリブ３５ＲＬ、３５ＲＭ、３５ＲＲと表す。

７つのリブ３５のうち、任意のリブ３５には、前後移動機構５０とベンドビーム３０と連結するための連結ブロック３８が取り付けられている。本実施形態では、合計で３つの連結ブロック３８が取り付けられている。具体的には、中央のリブ３５Ｍに連結ブロック３８が取り付けられている。ベンドビーム３０の左領域にある３つのリブ３５ＬＬ、３５ＬＭ、ＬＲのうちの中央のリブ３５ＬＭに、連結ブロック３８が取り付けられている。ベンドビーム３０の右領域にある３つのリブ３５ＲＬ、３５ＲＭ、３５ＲＲのうちの中央のリブ３５ＲＭに、連結ブロック３８が取り付けられている。

図１に示すように、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、それぞれ連結ブロック３８を介してリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭに連結される。具体的には、左直動部５０Ｌがリブ３５ＬＭに連結される。中央直動部５０Ｍがリブ３５Ｍに連結される。右直動部５０Ｒがリブ３５ＲＭに連結される。

図４に示すように、下ベンドフレーム３６は、左右方向に延在しており、複数のリブ３５によって支持されている。下ベンドフレーム３６の前端３６ｆには、正曲げ用の曲げ金型３１が装着される。下ベンドフレーム３６の下面には、上下移動機構４０の連結ビーム４２（図２参照）を回転可能に支持する支持部３６ａが設けられている。

上ベンドフレーム３７は、左右方向に延在しており、複数のリブ３５によって支持されている。上ベンドフレーム３７の前端３７ｆには、逆曲げ用の曲げ金型３２が装着される。

図５は、上ベンドフレーム３７の構造を説明する図である。上ベンドフレーム３７の後端３７ｒには、複数の切欠部３７ｎが設けられている。図５に示す例では、合計で４つの切欠部３７ｎが設けられている。

中央直動部５０Ｍが連結されるリブ３５Ｍと、左直動部５０Ｌが連結されるリブ３５ＬＭとの間に２つの切欠部３７ｎが設けられている。２つの切欠部３７ｎは、左及び中央直動部５０Ｍ、５０Ｌが連結されていないリブ３５ＬＲを境に左側と右側とそれぞれ配置されている。

右直動部５０Ｒが連結されるリブ３５ＲＭと、中央直動部５０Ｍが連結されるリブ３５Ｍとの間に２つの切欠部３７ｎが設けられている。２つの切欠部３７ｎは、中央及び右直動部５０Ｍ、５０Ｒが連結されないリブ３５ＲＬを境に左側と右側とにそれぞれ配置されている。

各切欠部３７ｎは、前方向に向かって凹状に窪むような湾曲した形状を有している。各切欠部３７ｎの湾曲形状は、曲率半径Ｒａと、この曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径Ｒｂとを組み合わせて構成されている。大きな曲率半径Ｒａは、直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭ側に設定され、小さな曲率半径Ｒｂは、直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されないリブ３５ＬＲ、３５ＲＬ側に設定されている。例えば、中央直動部５０Ｍが連結されるリブ３５Ｍと、その右側にあるリブ３５ＲＬとの間にある切欠部３７ｎを例に挙げる。この場合、切欠部３７ｎのうち、リブ３５Ｍ側の領域は大きな曲率半径Ｒａで湾曲し、リブ３５ＲＬ側の領域は小さな曲率半径Ｒｂで湾曲している。

本実施形態に係るベンドビーム３０は、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが駆動することで、これらに連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭが前後方向に相対移動される。このとき、リブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの前後方向の相対位置に応じて、ベンドビーム３０が前後方向に湾曲する。例えば、左右領域のリブ３５ＬＭ、３５ＲＭが、中央のリブ３５Ｍに比して後方向へ相対移動することで、中央が前方向に向かって凸形状となるようにベンドビーム３０が湾曲する。あるいは、左領域のリブ３５ＬＭが、中央及び右領域のリブ３５Ｍ、３５ＲＭに比して後方向へ相対移動することで、左領域が後方向に向かうようにベンドビーム３０が湾曲する。

クラウニングによりベンドビーム３０が湾曲するとき、上ベンドフレーム３７には応力が集中する。特に、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの間では、上ベンドフレーム３７が大きく撓むため、高い応力が発生する。上述した通り、左及び中央直動部５０Ｌ、５０Ｍに連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍの間に２つの切欠部３７ｎが設けられ、中央及び右直動部５０Ｍ、５０Ｒに連結されるリブ３５Ｍ、３５ＲＭの間に２つの切欠部３７ｎが設けられている。これらの切欠部３７ｎにより、上ベンドフレーム３７の前後方向への湾曲を許容することができるとともに、各リブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの間に応力が集中することを抑制することができる。

また、ベンドビーム３０を湾曲させるために、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの近傍では応力の集中が顕著となる。この点、各切欠部３７ｎには、リブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭ側に大きな曲率半径Ｒａが設定されている。これにより、リブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの近傍に応力が集中することを抑制することができる。

図５では上ベンドフレーム３７の後端３７ｒの構造を説明したが、下ベンドフレーム３６の後端３６ｒの構造も同様である。すなわち、図４に示すように、下ベンドフレーム３６の後端３６ｒには、複数の切欠部３６ｎが設けられている。本実施形態では、下ベンドフレーム３６の後端３６ｒにも、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの間に合計で４つの切欠部３６ｎが設けられている。

図６及び図７を参照し、ベンドビーム３０と左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒとの連結構造について説明する。図６は、中央直動部５０Ｌと連結ブロック３８との連結構造を示す断面図であり、図７は、右直動部５０Ｒと連結ブロック３８との連結構造を示す断面図である。

図６に示すように、中央直動部５０Ｍにおけるヨーク５７の前端には、左右方向に延在する支持軸３９が設けられている。連結ブロック３８における後端には、支持軸３９を支持する自動調心ころ軸受６０が設けられている。図７に示すように、右直動部５０Ｒにおける連結構造も同様であり、ヨーク５７の前端には、左右方向に延在する支持軸３９が設けられている。連結ブロック３８における後端には、支持軸３９を支持する自動調心ころ軸受６０が設けられている。なお、左直動部５０Ｌにおける連結構造も同様であり、その説明は省略する。

図６及び図７に示すように、クラウニングを行っていない状態では、連結ブロック３８は、前後方向に延びる基準線Ｌａに沿った基準状態となっている。一方で、クラウニングによってベンドビーム３０が湾曲すると、連結ブロック３８も基準線Ｌａに対して傾くように傾斜する。このとき、自動調心ころ軸受６０により、連結ブロック３８の傾斜を許容することができる。これにより、連結部に大きな負荷が発生することを抑制しつつ、ベンドビーム３０を適切に湾曲させることができる。

加えて、図７に示すように、左及び右直動部５０Ｌ、５０Ｒにおいては、自動調心ころ軸受６０とヨーク５７との間に、左右方向のクリアランスが設けられている。自動調心ころ軸受６０は、このクリアランスの分だけ左右方向に移動することができる。これにより、クラウニングによってベンドビーム３０が湾曲するときに、連結ブロック３８が左右方向に移動することを許容することができる。これにより、ベンドビーム３０を適切に湾曲させることができる。

これに対して、図６に示すように、中央直動部５０Ｍにおいては、自動調心ころ軸受６０とヨーク５７との間にカラー６１が設けられている。このカラー６１により自動調心ころ軸受６０の左右方向の移動は規制される。ベンドビーム３０の中央位置では、連結ブロック３８の左右方向の移動を規制することで、ベンドビーム３０が左右方向へと位置ずれすることを規制することができる。

以上説明した通り、本実施形態に係る曲げ加工機１は、ボトムダイ１５とトップダイ２５とによって挟持されたワークＷを、左右方向に延在する曲げ線に沿って曲げるベンドビーム３０と、ベンドビーム３０を前後方向に変形させる前後移動機構（クラウニング機構）５０と、を備えている。前後移動機構５０は、前後方向に延在する中央駆動軸（第１駆動軸）ＡＭに沿ってベンドビーム３０を前後方向に移動させる中央直動部（第１駆動部）５０Ｍと、中央直動部５０Ｍに対して左右方向に離隔して配置され、中央駆動軸ＡＭと平行な左駆動軸（第２駆動軸）ＡＬに沿ってベンドビーム３０を前後方向に移動させる左直動部（第２駆動部）５０Ｌと、を有している。ベンドビーム３０は、中央駆動軸ＡＭ及び左駆動軸ＡＬの間に設けられ、ベンドビーム３０の一部を切り欠くように形成された切欠部（第１切欠部）３６ｎ、３７ｎを備えている。

左直動部５０Ｌと中央直動部５０Ｍとの間ではベンドビーム３０が大きく撓むため、高い応力が発生する。ベンドビーム３０に設けられた切欠部３６ｎ、３７ｎによって、ベンドビーム３０の湾曲部位に応力が集中することを抑制することができる。加えて、ベンドビーム３０が撓みやすくなるので、ベンドビーム３０を大きく変形させることができる。これにより、ベンドビーム３０を理想通りの形状に変形させることができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

本実施形態において、前後移動機構５０は、中央直動部５０Ｍを隔てて左直動部５０Ｌと対向する位置に配置され、中央駆動軸ＡＭと平行な右駆動軸（第３駆動軸）ＡＲに沿ってベンドビーム３０を前後方向に移動させる右直動部（第３駆動部）５０Ｒをさらに有している。ベンドビーム３０は、中央駆動軸ＡＭ及び右駆動軸ＡＲの間に設けられ、ベンドビーム３０の一部を切り欠くように形成された切欠部（第２切欠部）３６ｎ、３７ｎをさらに備えている。

この構成によれば、ベンドビーム３０に左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結される。３つの駆動軸ＡＬ、ＡＭ、ＡＲのベンドビーム３０を前後方向に移動させることで、ベンドビーム３０を任意の形状で変形させることができる。

また、中央直動部５０Ｍと右直動部５０Ｒとの間でもベンドビーム３０が大きく撓むため、高い応力が発生する。ベンドビーム３０に設けられた切欠部３６ｎ、３７ｎによって、ベンドビーム３０の湾曲部位に応力が集中することを抑制することができる。加えて、ベンドビーム３０が撓みやすくなるので、ベンドビーム３０を大きく変形させることができる。これにより、ベンドビーム３０を理想通りの形状に変形させることができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

本実施形態において、左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、左、中央及び右第３駆動軸ＡＬ、ＡＭ、ＡＲに沿って直線運動するボールねじ機構（直動機構）によって、ベンドビーム３０を前後方向に移動させる。前後移動機構５０は、左、中央及び右第３駆動軸ＡＬ、ＡＭ、ＡＲがそれぞれ独立して駆動することで、ベンドビーム３０を前後方向に変形させる。

ベンドビーム３０を前後方向に移動させる機構としては、左右方向に延在する回転軸を中心に回転する偏心軸を用いる方法が考えられる。しかしながら、偏心軸を利用する構成の場合、偏心軸には前後方向の移動成分のみならず上下方向の移動成分も含まれる。このため、ベンドビーム３０に上下方向の捻じれが発生し、曲げ加工の通り精度を低下させてしまう虞がある。

本実施形態によれば、左、中央及び右第３駆動軸ＡＬ、ＡＭ、ＡＲに沿う直線運動のみで、ベンドビーム３０が前後方向に移動される。偏心軸を用いたときのようにベンドビーム３０に上下方向の捻じれが発生することを抑制することができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

また、偏心軸を用いる構成の場合、ベンドビーム３０の前後方向の移動量の最大値は、偏心軸の偏心量となる。本実施形態では、直動機構であるため、ベンドビーム３０の前後方向の移動量を大きく確保することができる。これにより、ベンドビーム３０を大きく変形させることができる。ただし、直動機構の場合には、ベンドビーム３０が撓みやすい構造であることと、ベンドビーム３０の湾曲部位に応力が集中することを抑制することが求められる。本実施形態では、直動機構を採りつつ、上記の如くベンドビーム３０に切欠部３６ｎ、３７ｎを設けることで、ベンドビーム３０に撓みやすさを付与するとともに、湾曲部位に応力が集中することを抑制している。このように、直動機構によってベンドビーム３０を大きく変形させることで、ベンドビーム３０を理想通りの形状に変形させるという目的を達成している。

なお、本実施形態では、直動機構としてボールねじ機構を例示したが、これに限定されない。左、中央及び右駆動軸ＡＬ、ＡＭ、ＡＲは、直動型のアクチュエータを広く利用することができる。

本実施形態において、ベンドビーム３０は、ワークＷを上方向に折り曲げる正曲げ用の曲げ金型３１が装着され、左右方向に延在する下ベンドフレーム３６と、ワークＷを下方向に折り曲げる逆曲げ用の曲げ金型３２が装着され、左右方向に延在する上ベンドフレームと、を備えている。切欠部３６ｎ、３７ｎは、下及び上ベンドフレーム３６、３７にそれぞれ設けられている。

この構成によれば、左右方向に延びる剛体である下及び上ベンドフレーム３６、３７に切欠部３６ｎ、３７ｎが設けられている。したがって、下及び上ベンドフレーム３６、３７の湾曲部位に応力が集中することを抑制することができる。加えて、下及び上ベンドフレーム３６、３７が撓みやすくなるので、下及び上ベンドフレーム３６、３７を大きく変形させることができる。これにより、ベンドビーム３０を理想通りの形状に変形させることができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

本実施形態において、ベンドビーム３０は、左右方向に離隔して配置され、下及び上ベンドフレーム３６、３７を補強する複数のリブ３５をさらに備えている。左、中央及び右直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒは、複数のリブ３５の中から選択される３つのリブ３５に連結されている。

具体的には、図４に示すように、複数のリブ３５は、ベンドビーム３０の中央に配置され、中央直動部５０Ｍが連結されるリブ（第１リブ）３５Ｍと、ベンドビーム３０の左領域に配置され、左直動部５０Ｌが連結されるリブ（第２リブ）３５ＬＭと、を含む。また、複数のリブ３５は、ベンドビーム３０の右領域に配置され、右直動部が連結されるリブ（第３リブ）３５ＲＭを含む。さらに、複数のリブ３５は、中央のリブ３５Ｍ及び左領域のリブ３５ＬＭの間に配置されるリブ（第４リブ）３５ＬＲと、中央のリブ３５Ｍ及び右領域のリブ３５ＲＭの間に配置されるリブ（第５リブ）３５ＲＬと、を含む。切欠部３６ｎ、３７ｎは、リブ３５Ｍ及びリブ３５ＬＲの間と、リブ３５ＬＲ及びリブ３５ＬＭの間とにそれぞれ設けられている。また、切欠部３６ｎ、３７ｎは、リブ３５Ｍ及びリブ３５ＲＬの間と、リブ３５ＲＬ及びリブ３５ＲＭの間とにそれぞれ設けられている。

各リブ３５の間では下及び上ベンドフレーム３６、３７が大きく撓むため、高い応力が発生する。下及び上ベンドフレーム３６、３７に設けられた切欠部３６ｎ、３７ｎによって、下及び上ベンドフレーム３６、３７の湾曲部位に応力が集中することを抑制することができる。加えて、下及び上ベンドフレーム３６、３７が撓みやすくなるので、下及び上ベンドフレーム３６、３７を大きく変形させることができる。これにより、ベンドビーム３０を理想通りの形状に変形させることができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

本実施形態において、切欠部３６ｎ、３７ｎの湾曲形状は、第１曲率半径Ｒａと、第１曲率半径Ｒａよりも小さな第２曲率半径Ｒｂとを組み合わせて構成されている。第１曲率半径Ｒａは、直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭ側に設定される。一方、第２曲率半径Ｒｂは、直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されていないリブ３５ＬＲ、ＲＬ側に設定されている。

直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒが連結されるリブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの近傍では、クラウニング時に直動部５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒから荷重が作用するため、応力の集中が顕著となる。この点、各切欠部３６ｎ、３７ｎには、リブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭ側に大きな曲率半径Ｒａが設定されている。これにより、リブ３５ＬＭ、３５Ｍ、３５ＲＭの近傍に応力が集中することを抑制することができる。

上述した説明では、図５に示す切欠部３７ｎの形状を例示した。しかしながら、切欠部７ｎの形状は一例であり、本実施形態はこれに限定されない。上ベンドフレーム３７の後端３７ｒには、図８に示すような形状の切欠部３７ｎ１～３７ｎ７が設けられてもよい。図８は、変形例に係る上ベンドフレーム３７の切欠部３７ｎ１～３７ｎ７の形状を示す図である。

図８（ａ）に示すように、切欠部３７ｎ１は、曲率中心が後端３７ｒに位置するような曲率半径一定の半円形状である。図８（ｂ）に示すように、切欠部３７ｎ２は、長円が長手方向と直交する方向に分割された半長円形状である。図８（ｃ）に示すように、切欠部３７ｎ３は、長円が長手方向に沿って分割された半長円形状である。図８（ｄ）に示すように、切欠部３７ｎ４は、円形状の部分と長方形状の部分とが組み合わされた形状である。図８（ｅ）に示すように、切欠部３７ｎ５は、曲率中心が後端３７ｒよりも外側に位置するような曲率半径一定の円弧形状である。図８（ｆ）に示すように、切欠部３７ｎ６は、後端３７ｒと平行な基準辺と、この基準辺に接続する左右対称な一対の傾斜辺とからなる台形形状である。図８（ｇ）に示すように、切欠部３７ｎ７は、左右に並んだ半円と、半円同士の境界部分に位置する四角形状とが組み合わされた形状である。

これらの変形例に示す切欠部３７ｎ１～３７ｎ７であっても、ベンドビーム３０の湾曲部位に応力が集中することを抑制することができる。加えて、ベンドビーム３０が撓みやすくなるので、ベンドビーム３０を大きく変形させることができる。これにより、ベンドビーム３０を理想通りの形状に変形させることができるので、曲げ加工の通り精度を向上させることができる。

なお、図８では上ベンドフレーム３７の切欠部３７ｎに関する変形例を説明したが、この変形例は下ベンドフレーム３６の切欠部３６ｎにも適用可能である。

上記のように、本実施形態を記載したが、この実施形態の一部をなす論述及び図面はこの実施形態を限定するものであると理解すべきではない。この実施形態から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１ 曲げ加工機
５ 本体フレーム
１０ 下部フレーム
１５ ボトムダイ
２０ 上部フレーム
２５ トップダイ
３０ ベンドビーム
３１、３２ 曲げ金型
３５ リブ
３６ 下ベンドフレーム
３６ｆ 前端
３６ｎ 切欠部
３６ｒ 後端
３７ 上ベンドフレーム
３７ｆ 前端
３７ｎ 切欠部
３７ｒ 後端
３８ 連結ブロック
３９ 支持軸
４０ 上下移動機構
４０Ｌ、４０Ｒ 昇降部（左昇降部、右昇降部）
４１ 電動モータ
４２ 連結ビーム
５０ 前後移動機構
５０Ｌ、５０Ｍ、５０Ｒ 直動部（左直動部、中央直動部、右直動部）
５２ 電動モータ
５３ 減速機
５４ ボールねじ軸
５５ 軸受
５６ ボールねじナット
５７ ヨーク
６０ 自動調心ころ軸受
ＡＬ、ＡＭ、ＡＲ 駆動軸（左駆動軸、中央駆動軸、右駆動軸）
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. ボトムダイとトップダイとによって挟持されたワークを、左右方向に延在する曲げ線に沿って曲げるベンドビームと、
   前記ベンドビームを前後方向に変形させるクラウニング機構と、を備え、
   前記クラウニング機構は、
   前後方向に延在する第１駆動軸に沿って前記ベンドビームを前後方向に移動させる第１駆動部と、
   前記第１駆動部に対して左右方向に離隔して配置され、前記第１駆動軸と平行な第２駆動軸に沿って前記ベンドビームを前後方向に移動させる第２駆動部と、
   前記第１駆動部を隔てて前記第２駆動部と対向する位置に配置され、前記第１駆動軸と平行な第３駆動軸に沿って前記ベンドビームを前後方向に移動させる第３駆動部と、を有し、
   前記ベンドビームは、
   前記第１駆動軸及び前記第２駆動軸の間に設けられ、前記ベンドビームの一部を切り欠くように形成された第１切欠部と、
   前記第１駆動軸及び前記第３駆動軸の間に設けられ、前記ベンドビームの一部を切り欠くように形成された第２切欠部と、を備えている
   曲げ加工機。
2. 前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部は、前記第１駆動軸、前記第２駆動軸及び前記第３駆動軸に沿って直線運動する直動機構によって、前記ベンドビームを前後方向に移動させ、
   前記クラウニング機構は、前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部がそれぞれ独立して駆動することで、前記ベンドビームを前記前後方向に変形させる
   請求項１記載の曲げ加工機。
3. 前記ベンドビームは、
   前記ワークを上方向に折り曲げる正曲げ用の曲げ金型が装着され、左右方向に延在する下ベンドフレームと、
   前記ワークを下方向に折り曲げる逆曲げ用の曲げ金型が装着され、左右方向に延在する上ベンドフレームと、を備え、
   前記第１及び第２切欠部は、
   前記下ベンドフレーム及び前記上ベンドフレームにそれぞれ設けられている
   請求項２記載の曲げ加工機。
4. 前記ベンドビームは、
   前記左右方向に離隔して配置され、前記下ベンドフレーム及び前記上ベンドフレームを補強する複数のリブをさらに備え、
   前記第１駆動部、前記第２駆動部及び前記第３駆動部は、前記複数のリブの中から選択される３つのリブに連結されている
   請求項３記載の曲げ加工機。
5. 前記複数のリブは、
   前記ベンドビームの中央に配置され、前記第１駆動部が連結される第１リブと、
   前記ベンドビームの左領域に配置され、前記第２駆動部が連結される第２リブと、
   前記ベンドビームの右領域に配置され、前記第３駆動部が連結される第３リブと、
   前記第１リブ及び前記第２リブの間に配置される第４リブと、
   前記第１リブ及び前記第３リブの間に配置される第５リブと、を含み、
   前記第１切欠部は、前記第１リブ及び前記第４リブの間と、前記第４リブ及び前記第２リブの間とにそれぞれ設けられ、
   前記第２切欠部は、前記第１リブ及び前記第５リブの間と、前記第５リブ及び前記第３リブの間とにそれぞれ設けられている
   請求項４記載の曲げ加工機。
6. 前記第１切欠部及び前記第２切欠部の湾曲形状は、第１曲率半径と、前記第１曲率半径よりも小さな第２曲率半径とを組み合わせて構成されており、
   前記第１曲率半径は、各駆動部が連結されるリブ側に設定され、
   前記第２曲率半径は、各駆動部が連結されていないリブ側に設定されている
   請求項５記載の曲げ加工機。