JPH0716717B2 - 薄板の成形方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属、合成樹脂等の薄板の成形方法及び装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、車輛、船舶、航空機等のためのホディ或いはルー
フ用のフレーム、家電機器のパネル等は、プレス装置に
よる絞り成形や、曲げ装置による曲げ成形を施され、所
要の形状を付与されている。

［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、従来のプレス装置や曲げ装置、ロール成形
装置を用いて行なわれる成形方法にあっては、下記〜
の如くの問題点がある。

材料に大きな成形力を加える必要があり、装置構成が
大型となる。

被成形品の形態変更毎に異なる金型を用いる必要があ
り、ツールコストが大となる。

被成形品の形態変更により異なるプレス装置や曲げ装
置を用いる必要がある。

被成形品に絞りと曲げを伴う等の複合成形を施す場合
には、プレス装置と曲げ装置を併設し、両者間での材料
のハンドリングが必要となる。

本発明は、小さな成形力で大きな成形を施すことがで
き、同一の装置及びツールにより各種形態の被成形品を
成形できるようにすることを目的とする。

又、本発明は、簡易な装置構成により容易に、被成形品
に対し、絞りと曲げを伴う等の複合成形を施し得るよう
にすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明に係る成形方法は、薄板の被成
形領域を介して相対する両側をクランプする一対のクラ
ンパにより該薄板にテンションを付加し、上記薄板の被
成形領域に成形ロールを圧接するとともに、上記薄板の
一側に加えるテンションを他側に加えるテンションより
大とすることにて該薄板を引張移動させながら成形する
薄板の成形方法であって、前記成形ロールは薄板のパス
ラインに直交する方向での全板幅に対し部分的に圧接せ
しめられるようにしたものである。

請求項２に記載の本発明に係る成形方法は、薄板の被成
形領域を介して相対する両側をクランプする一対のクラ
ンパにより該薄板にテンションを付加し、上記薄板の被
成形領域に成形ロールを圧接するとともに、上記薄板の
一側に加えるテンションを他側に加えるテンションより
大とすることにて該薄板を引張移動させながら成形する
薄板の成形方法であって、前記薄板の一側に加えるテン
ションの方向を調整するようにしたものである。

請求項３に記載の本発明に係る成形装置は、薄板のパス
ラインに沿う方向にて相対して設置される第１と第２の
クランパと、上記第１と第２のクランパに挟まれる中間
領域に設置される成形ロール装置と、上記第１と第２の
クランパと成形ロール装置とを制御し、薄板の被成形領
域を介して薄板のパスラインに沿う方向で相対する両側
をクランプする上記第１と第２のクランパにより該薄板
にテンションを付加し、上記薄板の被成形領域に上記成
形ロール装置の成形ロールを圧接するとともに、上記第
１のクランパが上記薄板の一側に加えるテンションを、
上記第２のクランパが上記薄板の他側に加えるテンショ
ンより大とすることにて該薄板を引張移動させながら成
形できる制御装置とを有して構成される薄板の成形装置
であって、薄板のパスラインに直交する方向にて相対し
て設置させる第３と第４のクランパを更に備え、制御装
置は、前記第１と第２のクランパ、及びロール装置によ
る薄板の引張成形時に、第３と第４のクランパを薄板の
移動に同期して薄板のパスライン方向に移動し、薄板の
被成形領域を介して薄板のパスラインに直交する方向で
相対する両側にも上記第３と第４のクランパによりテン
ションを付加可能としてなるようにしたものである。

請求項４に記載の本発明に係る薄板成形装置は、薄板の
パスラインに沿う方向にて相対して設置される第１と第
２のクランパと、上記第１と第２のクランパに挟まれる
中間領域に設置される成形ロール装置と、上記第１と第
２のクランパと成形ロール装置とを制御し、薄板の被成
形領域を介して薄板のパスラインに沿う方向で相対する
両側をクランプする上記第１と第２のクランパにより該
薄板にテンションを付加し、上記薄板の被成形領域に上
記成形ロール装置の成形ロールを圧接するとともに、上
記第１のクランパが上記薄板の一側に加えるテンション
を、上記第２のクランパが上記薄板の他側に加えるテン
ションより大とすることにて該薄板を引張移動させなが
ら成形できる制御装置とを有して構成される薄板の成形
装置であって、上記第１の引張装置が前記薄板の一側に
加えるテンションの方向を調整できるようにしたもので
ある。

［作用］ 請求項１に記載の本発明によれば、下記〜の作用が
ある。

薄板はテンションを付与された状態下で、成形ロール
により成形加工を施されるものであるから、小さな成形
力で大きな成形を施すことができる。このことは、装置
構成を小型化できることをも意味する。このとき、薄板
にテンションを付与する手段は一対のクランパであり、
薄板にすべり疵の如く与えることなく確実にテンション
を付与できる。

薄板は一対をなす各クランパのテンション差によりテ
ンションを付与されかつ引張移動されながら成形ロール
による成形加工を施されるものであるから、その引張移
動長の調整により短尺〜長尺のいずれの形態にも対応で
きる。従って、テンション付与手段のテンション付与機
能を薄板移動装置としても兼用でき、薄板の長尺成形に
対応させるために成形ロールを移動させる如くの複雑な
付加的機構を具備することを要さない。又、上記成形ロ
ールの薄板に対する圧接位置を上下、左右方向で調整し
たり、複数の成形ロールを多段使用することにより、各
種形態の被成形品を成形できる。即ち、同一の装置及び
ツールにより各種形態の被成形品を成形できる。

成形ロールは薄板のパスラインに直交する方向での全
板幅に対し部分的に圧接せしめられる。従って、薄板の
板幅方向の一部に絞りを施した、いわゆるひも出し成形
（第13図〜第15図参照）を行なうことができる。

請求項３に記載の本発明によれば、上記、の作用に
加え、下記の作用がある。

第１〜第４のクランパを有することにより、薄板の四
面からテンションを及ぼしながら、薄板を成形でき、薄
板の成形性を向上できる。

請求項２、４に記載の本発明によれば、上記、の作
用に加え、下記の作用がある。

薄板に成形ロールを圧接しながら引張成形することに
て絞りを加えると同時に、被成形品の一側に加えるテン
ションの方向を調整することにより、該被成形品に曲げ
を加えることもできるようになる。即ち、被成形品に対
し、簡素な装置により容易に、絞りと曲げを伴う等の複
合成形を施すこともできる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る成形装置の一例を示す正面図、第
２図は第１図の半平面図、第３図は第１図の側面図、第
４図は引張装置によるＸ方向テンション付加状態を示す
模式図、第５図は引張移動によりＸ及びＹ方向テンショ
ン付加状態を示す模式図、第６図は引張装置による他の
Ｘ方向テンション付加状態を示す模式図、第７図は引張
装置による他のＸ及びＹ方向テンション付加状態を示す
模式図、第８図は成形ロール装置を示す模式図、第９図
は成形ロールの上下位置調整による成形状態を示す模式
図、第10図は成形ロールの左右位置調整による成形状態
を示す模式図、第11図は成形ロールの多段配置による成
形状態を示す模式図、第12図は成形ロールの加熱構造を
示す模式図、第13図は被成形品の一例を示す模式図、第
14図は短尺と長尺の被成形品を示す模式図、第15図は複
合成形された被成形品を示す模式図である。

成形装置10は、第１図〜第３図に示す如く、架台11に、
第１の引張装置12、第２の引張装置13、成形ロール装置
14、制御装置15を有して構成されている。

この時、第１の引張装置12と第２の引張装置13は相対し
て設置され、成形ロール装置は両引張装置12、13に挟ま
れる中間領域に設置される。そして、制御装置15は、両
引張装置12、13と成形ロール装置14とを制御し、薄板17
の被成形領域を介して相対する両側に上記両引張装置1
2、13によりテンションを付加し、上記薄板17の被成形
領域に上記成形ロール装置14の上下の成形ロールを圧接
するとともに、上記第１の引張装置12が上記薄板17の一
側に加えるテンションを、上記第２の引張装置13が上記
薄板17の他側に加えるテンションより大として該薄板17
を引張成形できるようにする。

このとき、成形ロール装置14の上下の成形ロールは、薄
板17のパスラインに直交する方向での全板幅に対し部分
的に圧接せしめられる。これにより、薄板17の板幅方向
の一部に絞りを施した、いわゆるひも出し成形（第13図
〜第15図参照）を行なうことができる。

以下、（Ａ）引張装置12、13によるテンションの付加方
法、（Ｂ）成形ロール装置14による圧接方法、（Ｃ）第
１の引張装置12による引張成形方法、（Ｄ）被成形品の
加工例について説明する。

（Ａ）テンションの付加方法 成形装置10の第１の引張装置12と第２の引張装置13は、
第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、薄板17の成形方向に
沿うパスライン上にて相対する如くに設置された流体圧
シリンダ装置21、22と、これらのシリンダ装置21、22の
ピストンロッド先端部に配設されたクランパ23、24とか
ら構成されている。各クランパ23、24は、短尺の流体圧
シリンダ装置を内蔵して構成され、薄板17の相対する両
縁部をクランプできる、即ち、両引張装置12、13は、そ
れらのクランパ23、24により薄板17の相対する両縁部を
クランプした後、それらのシリンダ装置21、22を作動せ
しめることにより、薄板17にテンションを付加できる。

尚、本発明の実施例において、成形装置10は、第５図
（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、上記引張装置12、13に加
え、薄板17のパスラインに直交するライン上にて相対す
る第３と第４の引張装置25、26を備えるものであっても
良い。これらの引張装置25、26も、流体圧シリンダ装置
27、28と、クランパ29、30とから構成される。この時、
第３と第４の引張装置25、26は原位置から薄板17の移動
に同期して該薄板17のパスライン方向に移動し、その後
原位置に復帰するように往復動できる。第１〜第４の引
張装置12、13、25、26を用いる場合には、両引張装置1
2、13によって薄板17にＸ方向のテンションを付加する
とともに、両引張装置25、26によって薄板17にＹ方向の
テンションを付加し、結果として薄板17の４面からテン
ションを及ぼし、薄板17の成形性を向上できる。

又、本発明の実施において、薄板17がアンコイラー31か
ら連続的に繰り出される帯板である時、成形装置10は、
第６図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、上記第２の引張装置
13に変わる第２の引張装置32を備えるものとなる。第２
の引張装置32は、薄板17のパスラインの下方に位置する
流体圧シリンダ装置33と、シリンダ装置33のピストンロ
ッド先端部に配設されて薄板17の全周を囲む如くの枠状
をなすクランパ34とから構成される。クランパ34は、短
尺の流体圧シリンダ装置を内蔵し、第１の引張装置12と
の間に薄板17の被成形領域を介することになる該薄板17
の中間部をクランプできる、尚、35はレベラーである。

又、本発明の実施において、成形装置10は、第６図
（Ａ）、（Ｂ）に示した第２の引張装置32を用いる時、
第２の引張装置32に相対する第１の引張装置12に変えて
第６図（Ｃ）に示す如くの第１の引張装置36を用いるも
のであっても良い。この第１の引張装置36は、第２の引
張装置32と同様に、薄板17のパスラインの下方に位置す
る流体圧シリンダ装置37と、シリンダ装置37のピストン
ロッド先端部に配設されて薄板17の全周を囲む如くの枠
状をなすクランパ38とから構成される。クランパ38は、
短尺の流体圧シリンダ装置を内蔵し、シリンダ装置37に
より薄板17のパスラインに沿って往復動することにて、
成形ロール装置14から送り出されてくる帯状薄板17の先
端部乃至は中間部の順次クランプできる。

又、本発明の実施において、成形装置10は、第７図
（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、第６図（Ａ）、（Ｂ）に示
した第１の引張装置12と第２の引張装置32に加え、薄板
17のパスラインに直交するライン上にて相対するローラ
クランプ装置39、40を用いるものであっても良い。各ロ
ーラクランプ装置39、40は上下の挟圧ローラ41、42から
なり、各挟圧ローラ41、42は薄板17の両側縁部を曲げ保
持できる。従って、この場合の成形装置10にあっては、
両引張装置12、32によって薄板17にＸ方向のテンション
を付加すると同時に、両ローラクランプ装置39、40にて
Ｙ方向に保持された薄板17の被成形領域を成形ロール装
置14にて圧接力を付加することにて、該薄板17にＹ方向
のテンションをも付加できる。尚、ローラクランプ装置
39、40は挟圧ローラ41、42を薄板17のパスラインに沿っ
て各１個配設する他、多段配設するものであっても良
い。又、43、44は薄板17の両側縁部をローラクランプ装
置39、40のクランプ領域へ導入するためのガイドローラ
である。

尚、本発明の実施において、上記ローラクランプ装置3
9、40は、第７図（Ｃ）に示す如くの上下の挟圧ローラ4
5、46を用いるものであっても良い。各挟圧ローラ45、4
6は薄板17の両側縁部にロックビードを形成してこれを
保持できる。

（Ｂ）圧接方法 成形ロール装置14は、サイドフレーム51の上下にボルス
タ52とスライドベース53を備え、ボルスタ52のクランプ
装置54にクランプされる上ローラダイセット55に上成形
ロール56を備え、スライドベース53のクランプ装置57に
クランプされる下ローラダイセット58に下成形ロール59
を備え、サイドフレーム51とスライドベース53の間に設
けた圧接プレス60の作動下で上下の成形ロール56、59に
より薄板17を圧接成形できる。尚、61はガイド装置であ
る。

又、成形ロール装置14は、スライドベース53の上面から
サイドフレーム51の外方に延びる交換レール62を備えて
おり、上下の成形ロール56、59をクイックチェンジでき
る。

この時、成形ロール装置14は、上述の圧接プレス60を制
御装置15により制御することにて、薄板17のパスライン
レベルに対する上下の成形ロール56、59による上下圧接
レベルを、該薄板17の移動に応じて第９図（Ａ）に示す
如く調整することにより、薄板17の長手方向の成形形態
が第９図（Ｂ）に示す如く変化するように絞り加工でき
る。

又、成形ロール装置14は、薄板17のパスライン中心に対
する上下の成形ロール56、59の左右方向設定位置を、制
御装置15により、該薄板17の移動に応じて第10図（Ａ）
に示す如く調整することにより、薄板17の幅方向の成形
形態が第10図（Ｂ）に示す如く変化するように絞り加工
できる。

又、成形ロール装置14は、第11図（Ａ）に示す如く、上
下の成形ロール56、59を薄板17のパスライン方向に多段
配設し、或いは薄板17のパスラインに直交する方向に多
段配設することにて、第11図（Ｂ）に示す如くの複雑な
成形形態を薄板17に付与できる。

又、成形ロール装置14は、第12図に示す如く、上下の成
形ロール56、59に電熱ヒータ63、64を内蔵することによ
り、薄板17の温間加工でき、その圧接成形性を向上でき
る。

又、成形ロール装置14は、第16図に示す如く、上下の成
形ロール56、59の周辺にて、薄板17を挟圧する上下の板
押えシュー101、102からなる板押え装置100を備えるも
のとしても良い。板押え装置100の上下の板押えシュー1
01、102は、上下の成形ロール56、59の左右又は前後に
一定のギャップを介して設定され、薄板17に不要なひず
みが生じないように薄板17の自由な挙動を拘束するもの
である。

（Ｃ）引張成形方法 第１の引張装置12は、薄板17の一側に加えるテンション
の方向を、第１図に示す如く、第２の引張装置13が薄板
17の他側に加えるテンションの方向と同一面上に設定す
ることにより、薄板17にストレート状の引張力を付与で
きる。

然るに、第１の引張装置12は、第１図〜第３図に示す如
く、流体圧シリンダ装置21の支持ブラケット71を架台11
に設けた支軸72に揺動可能とし、第１の引張装置12が薄
板17の一側に加えるテンションの方向を制御装置15によ
り制御できるように構成されている。θは調整角度であ
る。

これによれば、上記調整角度を微量に変化することに
て成形ロール装置14により成形された薄板17のスプリン
グバック、反りを補正できる 又、上記調整角度を一定値に固定することにて、薄板
17に成形ロール装置14による絞りを加えると同時に、曲
げをも施すことができる。

（Ｄ）加工例 成形装置10によれば、上記（Ａ）〜（Ｃ）を種々組み合
わせることにて、例えば第13図〜第15図に示す如くの各
種形態の被成形品を得ることができる。第13図は絞りを
施された被成形品、第14図（Ａ）は短尺の被成形品、第
14図（Ｂ）は長尺の被成形品、第15図（Ａ）、（Ｂ）は
それぞれ絞りと曲げの複合加工を施された被成形品であ
り、これらの被成形品は全て同一の成形装置10にて成形
されたものである。この時、成形装置10の成形出力は従
来のプレス機の成形出力の1/20程度であり、成形装置10
のツールコストは従来のプレス機に比して大幅に低減で
きることが認められた。

然るに、上記成形装置10によれば、下記〜の作用が
ある。

薄板17はテンションを付与された状態下で、成形ロー
ル装置14による成形加工を施されるものであるから、小
さな成形力で大きな成形を施すことができる。このこと
は、装置構成を小型化できることをも意味する。

薄板17の引張移動されながら成形ロール装置14による
成形加工を施されるものであるから、その引張移動長の
調整により短尺〜長尺のいずれの形態にも対応できる。
又、上記成形ロール装置14を構成する成形ロール56、59
の薄板17に対する圧接位置を上下、左右方向で調整した
り、複数の成形ロール56、59を多段使用することによ
り、各種形態の被成形品を成形できる。即ち、同一の装
置及びツールにより、各種形態の被成形品を成形でき
る。

成形ロール56、59は薄板17のパスラインに直交する方
向での全板幅に対し部分的に圧接せしめられる。従っ
て、薄板17の板幅方向の一部に絞りを施した、いわゆる
ひも出し成形（第13図〜第15図参照）を行なうことがで
きる。

第１〜第４の引張装置12、13、25、26を有することに
より、薄板17の四面からテンションを及ぼしながら、薄
板17を成形でき、薄板17の成形性を向上できる。

薄板17に成形ロール56、59を圧接しながら引張成形す
ることにて絞りを加えると同時に、被成形品の一側に加
えるテンションの方向を調整することにより、該被成形
品に曲げを加えることができるようになる。即ち、被成
形品に対し、簡素な装置により容易に、絞りと曲げを伴
う等の複合成形を施すこともできる。

尚、上記〜のメリットは、特に多品種少量生産ライ
ンにて有用である。

［発明の効果］ 以上のように請求項１、３に記載の本発明によれば、小
さな成形力で大きな成形を施すことができ、同一の装置
及びツールにより各種形態の被成形品を成形できる。

又、請求項２、４に記載の本発明によれば、簡易な装置
構成により容易に、該被成形品に対し、絞りと曲げを伴
う等の複合成形を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る成形装置の一例を示す正面図、第
２図は第１図の半平面図、第３図は第１図の側面図、第
４図は引張装置によるＸ方向テンション付加状態を示す
模式図、第５図は引張装置によりＸ及びＹ方向テンショ
ン付加状態を示す模式図、第６図は引張装置による他の
Ｘ方向テンション付加状態を示す模式図、第７図は引張
装置による他のＸ及びＹ方向テンション付加状態を示す
模式図、第８図は成形ロール装置を示す模式図、第９図
は成形ロールの上下位置調整による成形状態を示す模式
図、第10図は成形ロールの左右位置調整による成形状態
を示す模式図、第11図は成形ロールの多段配置による成
形状態を示す模式図、第12図は成形ロールの加熱構造を
示す模式図、第13図は被成形品の一例を示す模式図、第
14図は短尺と長尺の被成形品を示す模式図、第15図は複
合成形された被成形品を示す模式図、第16図は板押え装
置を示す模式図である。 10……成形装置、12……第１の引張装置、13……第２の
引張装置、14……成形ロール装置、15……制御装置、17
……薄板、25……第３の引張装置、26……第４の引張装
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植松 洋次 静岡県富士宮市淀師1136 株式会社アミノ プレス技研センター内 (56)参考文献 特開 昭63−115622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−117666（ＪＰ，Ａ) 特公 昭35−9918（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭51−18240（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭50−37033（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄板の被成形領域を介して相対する両側を
   クランプする一対のクランパにより該薄板にテンション
   を付加し、上記薄板の被成形領域に成形ロールを圧接す
   るとともに、上記薄板の一側に加えるテンションを他側
   に加えるテンションより大とすることにて該薄板を引張
   移動させながら成形する薄板の成形方法であって、 前記成形ロールは薄板のパスラインに直交する方向での
   全板幅に対し部分的に圧接せしめられる薄板の成形方
   法。
2. 【請求項２】薄板の被成形領域を介して相対する両側を
   クランプする一対のクランパにより該薄板にテンション
   を付加し、上記薄板の被成形領域に成形ロールを圧接す
   るとともに、上記薄板の一側に加えるテンションを他側
   に加えるテンションより大とすることにて該薄板を引張
   移動させながら成形する薄板の成形方法であって、 前記薄板の一側に加えるテンションの方向を調整する薄
   板の成形方法。
3. 【請求項３】薄板のパスラインに沿う方向にて相対して
   設置される第１と第２のクランパと、上記第１と第２の
   クランパに挟まれる中間領域に設置される成形ロール装
   置と、上記第１と第２のクランパと成形ロール装置とを
   制御し、薄板の被成形領域を介して薄板のパスラインに
   沿う方向で相対する両側をクランプする上記第１と第２
   のクランパにより該薄板にテンションを付加し、上記薄
   板の被成形領域に上記成形ロール装置の成形ロールを圧
   接するとともに、上記第１のクランパが上記薄板の一側
   に加えるテンションを、上記第２のクランパが上記薄板
   の他側に加えるテンションより大とすることにて該薄板
   を引張移動させながら成形できる制御装置とを有して構
   成される薄板の成形装置であって、 薄板のパスラインに直交する方向にて相対して設置させ
   る第３と第４のクランパを更に備え、 制御装置は、前記第１と第２のクランパ、及びロール装
   置による薄板の引張成形時に、第３と第４のクランパを
   薄板の移動に同期して薄板のパスライン方向に移動し、
   薄板の被成形領域を介して薄板のパスラインに直交する
   方向で相対する両側にも上記第３と第４のクランパによ
   りテンションを付加可能としてなる薄板の成形装置。
4. 【請求項４】薄板のパスラインに沿う方向にて相対して
   設置される第１と第２のクランパと、上記第１と第２の
   クランパに挟まれる中間領域に設置される成形ロール装
   置と、上記第１と第２のクランパと成形ロール装置とを
   制御し、薄板の被成形領域を介して薄板のパスラインに
   沿う方向で相対する両側をクランプする上記第１と第２
   のクランパにより該薄板にテンションを付加し、上記薄
   板の被成形領域に上記成形ロール装置の成形ロールを圧
   接するとともに、上記第１のクランパが上記薄板の一側
   に加えるテンションを、上記第２のクランパが上記薄板
   の他側に加えるテンションより大とすることにて該薄板
   を引張移動させながら成形できる制御装置とを有して構
   成される薄板の成形装置であって、 上記第１の引張装置が前記薄板の一側に加えるテンショ
   ンの方向を調整できる薄板の成形装置。