JPH0481229A - 中空ワーク曲げ加工用のマンドレル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、アルミニウム等の金属製中空押出材等の中
空ワークの曲げ加工を行う際に、該ワークの曲げ部にへ
こみ、しわ等を生じさせるのを防止する目的で使用され
る中空ワーク曲げ加工用のマンドレルに関する。

従来の技術 建材、機械部品、自動車部品等々に使用される中空的成
品の製造は、長尺中空アルミニウム材、特にアルミニウ
ム中空押出型材製の中空ワークに曲げ加工を施すことに
より行われるが、特に曲がり部にへこみやしわ等のない
形状精度、表面性状に優れた曲成品を製造することが求
められる場合には、中空ワークの曲げ加工部内に、予め
、該中空ワークの内周形状に適合する外周形状の弾性材
料による所定長さのマンドレルを配置して、曲げ加工を
行うのが一般的である。

かかるマンドレルの使用により、曲げの際にワークがへ
こみを生じようとしてもワークの内周面がマンドレルに
支持され、それによってへこみ等の発生が防がれる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、曲率半径の小さい曲げ加工が求められる
場合には、従来のマンドレルではこれに対応することが
困難であった。

即ち、マンドレルは、ワークに曲げを付与した際にその
曲がりに追従してワークとともに撓むことができるもの
である必要がある。そのため、マンドレルを使用して曲
率２Ｆ径の小さい曲げを行うためには、マンドレルを再
入的に高い撓み性を有するものに形成する必要がある。

しかるに、従来のマンドレルは、上記のように、弾性度
が可及的に高い材料を使用することによってその撓み性
の向上が図られていたに過ぎず、そのため、撓み性を向
上させることにも自ずと限界があり、それ以上にマンド
レルに撓み性の要求されるような曲げ加工をマンドレル
を使用して行うことはできなかった。

特に、中空部の大きいワークの曲げ加工の場合、該ワー
クの内周形状に適合するようにマンドレルも径大に形成
する必要があり、従ってそのような場合には、弾性度の
高い材料を使用したとしても断面二次モーメントの増大
により撓み量も小さくなり、曲率半径の小さい曲げかい
よいよ困難となってしまう。

この発明は、上記のような技術背景に鑑み、従来よりも
高い撓み性を有する曲げ加工用マンドレルを提供し、も
ってへこみ、しわ等がなく、かつ従来よりも曲率半径の
小さい曲げ部を有する曲成品の製造を可能にすることを
目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的において、この発明は、断面外周形状が中空ワ
ークの断面内周形状に適合するものに形成された弾性材
料による所定長さのマンドレル本体を有し、該マンドレ
ル本体の外周部の長さ方向に多数個の周方向の切込み溝
が並設されてなることを特徴とする中空ワーク曲げ加工
用のマンドレルを要旨とする。

なお、上記マンドレルは、例えば、いわゆるマルチベン
ダータイプの曲げ加工装置、即ち、ワーク導通孔を有す
る固定金型の前方に三次元方向に転向及び変位可能な可
動ジャイロ金型を有し、該ジャイロ金型の動作によって
、両金型を固定金型側から強制導通される中空ワークに
所定の曲げを付与するものとなされた曲げ加工装置にお
いて、そのワーク導通孔を含む両金型間のワーク通過経
路上の少なくとも一部の領域において中空ワーク内に配
置されて用いられる。

作用 上記構成のマンドレルでは、そのマンドレル本体が、弾
性材料によって形成されるのみでなく、その外周部長さ
方向に多数個の周方向の切込み溝が並設されたものとな
されていることにより、かかるマンドレル本体の撓み性
が高められ、従って、中空ワークに小さな曲率半径の曲
げを付与してもその曲げに追従するようにマンドレルが
大きく撓むことができ、中空ワークに曲率半径の小さい
曲げをへこみ、しわ等を生じさせることなく付与するこ
とができる。

実施例 以下に、この発明の中空ワーク曲げ加工用のマンドレル
を、ワークの二次元、三次元の圧縮画げを行うマルチベ
ンダータイプの曲げ加工装置に適用した実施例を説明す
る。

第１図に示されるマルチベンダータイプの曲げ加工装置
において、（１）は固定金型、（２）は可動ジャイロ金
型、（３）はワークフィーダ（４）はマンドレル装置で
ある。

固定金型（１）は、その軸芯部にワーク（Ａ）の外周形
状に対応した内周形状のワーク導通孔（６）が設けられ
たもので、ワーク（Ａ）の曲げの際の支点となる。

また、可動ジャイロ金型（２）は、その軸芯部に、固定
金型（１）と同じくワーク（Ａ）の外周形状に対応した
内周形状のワーク導通孔（７）が設けられたもので、固
定金型（１）の前方位置に配置されている。この可動ジ
ャイロ金型（２）は、上下及び左右に移動可能な金型取
付はフレーム（図示路）に装着されてジャイロの原理を
利用して三次元的に転向及び変位作動されるものとなさ
れ、ワーク（Ａ）の曲げ加工の際の作用点となる。なお
、この金型（２）のワーク導通孔（７）はその軸線方向
においてつづみ状に形成され、ワーク（Ａ）の曲げをス
ムースに行いうるちのとなされている。

更に、ワークフィーダー（３）は、固定金型（１）の後
方位置に配置されている。このフィーダー（３）はワー
ク（Ａ）の外周面を把持するチャック（９）と、該チャ
ック（９）を前後方向に走行せしめるワーク供給駆動装
置（図示略）と、固定金型（１）とチャック（９）との
間に配置され、ワークを走行自在にガイドするガイド装
置（図示略）とによるものである。即ち、ワーク（Ａ）
の中間部をガイド装置に支持せしめると共に、ワーク基
端部をチャック（９）で把持し、該チャック（９）を後
方待機位置から固定金型（１）側に移動せしめていくこ
とにより、ワークは両全型（１）（２）の導通孔（６）
（７）に導通される。

そして、マンドレル装置（４）は、マンドレル（１１）
と、マンドレル支持装置（１２）とによる。

マンドレル（１２）は、マンドレル本体（１４）と、該
本体（■４）の後端部に連接された取付は部（１５）と
によるもので、その全体が砲金、真鍮、硬質樹脂（例え
ばいわゆるＭＣナイロン等）等の弾性材料により形成さ
れている。

マンドレル本体（１４）は、その断面外周形状がワーク
（Ａ）の断面内周形状に適合するものに形成されている
。

また、マンドレル本体（１４）の長さは、例えば、第１
図に示されるようにその後端部が固定金型（１）の導通
孔（６）内に配置されると同時に、前端部が可動金型（
２）の導通孔（７）内に配置されるような長さに設定さ
れる。なお、マンドレル本体（１４）は、ワーク（Ａ）
に曲げを付与する際に該ワーク（Ａ）にへこみ等を生じ
させないように作用するものであることから、少なくと
もへこみ等を生じ易い部分のみに配置されるような長さ
に形成されていればよく、従ってワーク導通孔（６）（
７）を含む両全型（１，）　　（２）間のワーク通過経
路上の適当な一部領域に配置されるものとなされていて
もよい。

そして、このマンドレル本体（１４）の外周面長さ方向
には、周方向の切込み溝（１７）が多数個並設され、そ
れによってマンドレル本体（１４）の材質が前記のよう
に弾性材料によるものであることと相俟ってその撓み性
が大幅に向上されている。この切込み溝は、深いほどマ
ンドレル本体（１４）の撓み性を向上するが、深すぎる
と強度不足という不利を招く結果となる。従って、マン
ドレル本体（１４）にどのように材料を使用するかにも
よるが、普通はマンドレル本体（■４）の半径の約１／
２を越えないような範囲の深さに形成されるのが望まし
い。

また、切込み溝（１７）の底部には、第３図に示される
ように、該切込み溝（１７）よりも幅広でかつ横断面円
弧状の亀裂防止用溝部（１８）をバイト等により形成し
ておくのが好ましい。かかる亀裂防止用の溝部（１８）
の存在により、マンドレル本体（１１）の撓み時におけ
る切込み溝（１７）の底部への応力集中がやわらげられ
、従ってより深い切込み溝の形成、ひいてはより撓み性
の高いマンドレル本体の提供が可能となる。

また、マンドレル取付は部（１５）においては、マンド
レル本体（１４）よりも肉薄に形成され、それにより可
撓性の向上が図られている。

一方、マンドレル支持装置（１２）は、先端部に前記マ
ンドレル取付は部（１５）を着脱可能に連結する鉄材等
によるマンドレル取付は用ロッド（２０）と、後方待機
位置のワークチャック（９）の後方位置に配置されて前
記取付は用ロッド（２０）を前後方向に向けた状態でそ
の基端部を支持するロッド支持用ブロック（２１）と、
該ブロック（２１）を前後方向に移動せしめるブロック
駆動装置（図示略）とによる。ブロック駆動装置（図示
略）の駆動によるブロック（２１）の前後方向への移動
により、マンドレル本体（１４）を両全型（１）（２）
間のワーク通過経路上の適当な位置に設定配置しつる。

上記構成の曲げ加工加工装置では、まず、中空ワークを
両全型（１）（２）に導通した状態に配置すると共に、
ブロック（２１）の変位作動によりマンドレル本体（１
４）を該ワーク（Ａ）内の所定位置、即ち第１図に示さ
れるように両全型（１）（２）の亘る領域に配置した状
態にする。

その状態でおいて、チャック（９）の前進作動によりワ
ークを前方に送り、送りながら可動ジャイロ金型（２）
を所定の態様において転向、変位作動せしめる。これに
より、ワーク（Ａ）に二次元、三次元の所定の態様の圧
縮画げが施される。

そして、ワークに曲げが付与される際、即ち、可動ジャ
イロ金型（２）が、転向、変位した際には、第２図に示
されるように、マンドレル本体（１４）の外周面がワー
ク（Ａ）の内周面を支持することによってワークにへこ
み、しわ等が発生するのが防がれる。しかも、切込み溝
（１７）の作用によりマンドレル本体（１４）はワーク
（Ａ）の曲げに追従して大きく撓み、ワーク（Ａ）に曲
率半径の小さな曲げが付与される。

加えて、マンドレル本体（１４）が、例えば第２図に示
されるように上向きに撓んだ際には、該マンドレル本体
（１４）の下側縁部の切込み部分が開いて、その底部に
引裂き力が作用するが、かかる底部には、亀裂防止用の
溝部（１８）が設けられていることにより、かなりの程
度撓んだとしてもマンドレル本体（１４）の破損を招く
ということも起こらない。

また、マンドレル（１１）の取付は部（１５）にマンド
レル本体（１４）の撓みの影響が波及しても、該取付は
部（１５）は肉薄に形成されていることにより、その撓
みに追随して撓み、ワーク（Ａ）の曲げに支障を与える
ことがない。

なお、図示実施例の場合のようにマンドレル本体（１４
）が比較的長く形成されている場合は、取付は部（１５
）の撓み性は差程重要ではないが、マンドレル本体（１
４）がへこみ等の発生しやすい必要最少限度の領域にの
み配置されるような短いものに形成されている場合には
、曲げの際の撓みの影響が取付は部（１５）にも波及す
ることがある。かかる場合は、取付は部（１５）がワー
クの曲げ位置から若干離れていることにより、該取付は
部（１５）をワークの内周形状に適合する外周形状に形
成する必要がなく、図示のように肉薄に形成することで
撓み性を高めることができ、従ってこのような肉薄構成
により曲げの際の取付は部（１５）への撓みの派生を該
取付け部（１５）にて弾性的に吸収することができる。

即ち、ワークの内周形状に適合する外周形状で長さ方向
に多数個の周方向の切込み溝が形成されることにより撓
み性の向上されたマンドレル本体部と、肉薄にすること
によって撓み性の向上された取付は部との組合わせによ
る弾性材料製マンドレルにより曲率半径の小さい曲げを
効果的に達成しうる。

なお、本発明の中空ワーク曲げ加工用のマンドレルは、
上記のようなマルチベンダータイプの曲げ加工装置への
適用に限定されるものではなく、中空ワークの曲げ加工
を行う各種の曲げ加工装置に適用され得るものであるこ
とはいうまでもない。

発明の効果 上述の次第で、この発明のマンドレルは、断面外周形状
が中空ワークの断面内周形状に適合するものに形成され
た弾性材料による所定長さのマンドレル本体を有し、該
マンドレル本体の外周部の長さ方向に多数個の周方向の
切込み溝が並設されたものであるから、従来のように弾
性度の高い材料を選択することによってのみ撓み性の向
上が図られたマンドレルの場合よりも一層の撓み性向上
を図ることができ、従って、このマンドレルの使用によ
り、へこみ、しわ等がなく、かつ従来よりも曲率半径の
小さい曲がり部を有する曲成品の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の曲げ加工用マンドレルをマルチベン
ダーに適用した実施例を示す該マルチベンダーの一部断
面側面図、第２図は中空ワークを曲げ加工している途中
の状態を示す同マルチベンダーの一部断面側面図、第３
図はマンドレル本体の縦断面図である。 （１１）・・・マンドレル、（１４）・・・マンドレル
本体、（１７）・・・切込み溝、（Ａ）・・・中空ワー
ク。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 断面外周形状が中空ワークの断面内周形状に適合するも
   のに形成された弾性材料による所定長さのマンドレル本
   体を有し、該マンドレル本体の外周部の長さ方向に多数
   個の周方向の切込み溝が並設されてなることを特徴とす
   る中空ワーク曲げ加工用のマンドレル。