特開 2017-87272 金属板材の曲面加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-87272(P2017-87272A)

(43)【公開日】2017年5月25日

(54)【発明の名称】金属板材の曲面加工装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 5/14 20060101AFI20170421BHJP

【ＦＩ】

   B21D5/14 G

   B21D5/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-222007(P2015-222007)

(22)【出願日】2015年11月12日

(71)【出願人】

【識別番号】500003578

【氏名又は名称】有限会社跡部工業所

(74)【代理人】

【識別番号】100128794

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 庸悟

(72)【発明者】

【氏名】跡部 力雄

【テーマコード（参考）】

4E063

【Ｆターム（参考）】

4E063AA01

4E063BB03

4E063CA03

4E063DA05

4E063EA06

4E063EA07

4E063EA20

4E063JA07

(57)【要約】

【課題】板厚の違いや材質の違いによって変化させるべき曲げ工程の条件に対応させることができ、金属板材を精密に曲げることができる金属板材の曲面加工装置を提供する。
【解決手段】一対の受圧ロール１２、１２と、受圧ロールの回転駆動手段と、押圧ロール２０と、押圧ロール２０を一対の受圧ロール１２、１２に近接する方向へ押圧する加圧手段２８とを備え、一対の受圧ロール１２、１２を、多数のコロによって受けて回転可能に支持するロール受け装置４９が、一つの受圧ロール１２、１２を三箇所で線状に受けるようにコロ５３が配されて設けられた片ロール受けユニット５０を、直線的に設けられたダイベース６０の上に、一方の受圧ロール１２について一つ置きに複数を配すると共に、他方の受圧ロール１２についても一つ置きに複数を配するように、千鳥配置状に固定することで、構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

近接して平行に並べられると共に、それぞれが軸心を中心に回転可能に配設された一対の受圧ロールと、該一対の受圧ロールの少なくとも一方を回転駆動させる回転駆動手段と、該一対の受圧ロールに平行且つ接離可能に配設されると共に、軸心を中心に回動自在に保持され、前記一対の受圧ロールとの間に金属板材を挟んで押圧する押圧ロールと、該押圧ロールを前記一対の受圧ロールに近接する方向へ押圧する加圧手段とを備える金属板材の曲面加工装置において、
前記一対の受圧ロールを、多数のコロによって受けて回転可能に支持するロール受け装置を備え、該ロール受け装置が、一つの受圧ロールを三箇所で線状に受けるようにコロが配されて設けられた片ロール受けユニットを、直線的に設けられたダイベースの上に、一方の受圧ロールについて一つ置きに複数を配すると共に、他方の受圧ロールについても一つ置きに複数を配するように、千鳥配置状に固定することで、構成されていることを特徴とする金属板材の曲面加工装置。

【請求項2】

前記加圧手段がベンダー装置の構成要素であり、前記一対の受圧ロールと前記回転駆動手段が前記ベンダー装置の下型取付部側に装着され、前記押圧ロールと前記押圧ロール保持部が前記ベンダー装置の上型取付部側に装着されていることを特徴とする請求項１記載の金属板材の曲面加工装置。

【請求項3】

前記押圧ロールが、軸方向及び周方向にそれぞれ複数列配された複数のベアリングを有する押圧ロール保持部によって回動自在に保持され、該押圧ロール保持部を介して、前記押圧ロールが前記一対の受圧ロールに近接する方向へ押圧されることを特徴とする請求項１又は２記載の金属板材の曲面加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属板材をＲ曲げする金属板材の曲面加工装置であって、近接して平行に並べられると共に、それぞれが軸心を中心に回転可能に配設された一対の受圧ロールと、該一対の受圧ロールの少なくとも一方を回転駆動させる回転駆動手段と、該一対の受圧ロールに平行且つ接離可能に配設されると共に、軸心を中心に回動自在に保持され、前記一対の受圧ロールとの間に金属板材を挟んで押圧する押圧ロールと、該押圧ロールを前記一対の受圧ロールに近接する方向へ押圧する加圧手段とを備えるものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属板材を曲面加工（Ｒ曲げ）する場合には、三本のロール備えるロールベンダーや、上下の金型で挟んでプレスする油圧ベンダーが使用されている。
しかし、ロールベンダーにおいては、金属板材をロール間に通してＲ曲げ加工をするため、その金属部材の長手方向に伸び縮みが生じやすく、それによる歪みが原因となって製品の長手方向のそりや縁波という不良が発生しやすい。また、ロール間隔等の調整作業は極めて難しく、生産効率を向上できなかった。
また、油圧ベンダーによって金属板材のＲ曲げをする場合は、被加工位置を金型に対して順次ずらすことによって連続曲面を形成する作業が行われている。これによれば、非連続加工の繰り返しによって連続曲面を得ることとなり、加工ムラが発生しやすく、高精度に加工することが難しかった。また、生産効率を向上できなかった。

【0003】

これに対して本発明者は、先に、ベンダー用金型装置を提案してある（特許文献１参照）。
それによれば、上型又は下型の一方の型に回動自在なローラを設けると共に、他方の型に前記ローラの周囲に接触可能に並べて配し、且つ独立して回動自在な一対のローラを設け、少なくとも一つのローラを駆動部により回転駆動可能に構成することにより、板材の曲面加工を行うベンダー用金型装置において、前記一方の型に、ローラに対して軸方向及び周方向にそれぞれ複数列配し、且つ周方向に配する範囲を１８０度よりも若干大きくなる範囲に設定して、ローラを回動自在に支持する複数のベアリングを設けると共に、前記一方の型におけるローラが一定の弾性を有する円柱形のＰＯＭ（ＰＯｌｙ Ｏｘｙ Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）により形成された構成を備える。

【0004】

これに対して本発明者は、先に、一対の駆動ロールと、一対の駆動ロールをそれぞれ回転駆動させ回転駆動手段と、一対の駆動ロールに平行且つ接離可能に配設されると共に、軸心を中心に回動自在に保持される押圧ロールと、軸方向及び周方向にそれぞれ複数列配された複数のベアリングを有する押圧ロール保持部と、押圧ロール保持部を介して押圧ロールを押圧する加圧手段と、金属板材を一対の駆動ロールと押圧ロールで挟んだ状態で所要の送り距離について複数回の往復動をさせる往復動行程内において、その送り距離を次第に短くするように回転駆動手段を制御する制御手段とを具備する金属板材の曲面加工装置（特許文献２参照）を提案してある。これによれば、金属板材のＲ曲げの端部について、光の明暗による境目や筋が見える現象をなくすように、Ｒ曲げ面をより滑らかに連続させるように加工できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特公平０５−３０５２９号公報（第１頁、第１図）

【特許文献2】特開２００７−２８３３４９号公報（第１頁、第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

金属板材の曲面加工装置に関して解決しようとする問題は、従来は、一対の受圧ロールの軸間隔を容易且つ精度よく調整することが難しく、板厚の違いや材質の違いによって変化させるべき曲げ工程の条件に対応させることが難しいため、金属板材を精密に曲げることができない点にある。
そこで本発明の目的は、板厚の違いや材質の違いによって変化させるべき曲げ工程の条件に対応させることができ、金属板材を精密に曲げることができる金属板材の曲面加工装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる金属板材の曲面加工装置の一形態によれば、近接して平行に並べられると共に、それぞれが軸心を中心に回転可能に配設された一対の受圧ロールと、該一対の受圧ロールの少なくとも一方を回転駆動させる回転駆動手段と、該一対の受圧ロールに平行且つ接離可能に配設されると共に、軸心を中心に回動自在に保持され、前記一対の受圧ロールとの間に金属板材を挟んで押圧する押圧ロールと、該押圧ロールを前記一対の受圧ロールに近接する方向へ押圧する加圧手段とを備える金属板材の曲面加工装置において、前記一対の受圧ロールを、多数のコロによって受けて回転可能に支持するロール受け装置を備え、該ロール受け装置が、一つの受圧ロールを三箇所で線状に受けるようにコロが配されて設けられた片ロール受けユニットを、直線的に設けられたダイベースの上に、一方の受圧ロールについて一つ置きに複数を配すると共に、他方の受圧ロールについても一つ置きに複数を配するように、千鳥配置状に固定することで、構成されている。

【0008】

また、本発明にかかる金属板材の曲面加工装置の一形態によれば、前記加圧手段がベンダー装置の構成要素であり、前記一対の受圧ロールと前記回転駆動手段が前記ベンダー装置の下型取付部側に装着され、前記押圧ロールと前記押圧ロール保持部が前記ベンダー装置の上型取付部側に装着されていることを特徴とすることができる。

【0009】

また、本発明にかかる金属板材の曲面加工装置の一形態によれば、前記押圧ロールが、軸方向及び周方向にそれぞれ複数列配された複数のベアリングを有する押圧ロール保持部によって回動自在に保持され、該押圧ロール保持部を介して、前記押圧ロールが前記一対の受圧ロールに近接する方向へ押圧されることを特徴とすることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明にかかる金属板材の曲面加工装置によれば、金属板材を曲げる際に、板厚の違いや材質の違いによって変化させるべき曲げ工程の条件に対応させることができ、精密に金属板材を曲げることができるという特別有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る金属板材の曲面加工装置の要部であるロール受け装置の形態例を示す斜視図である。

【図2】図１の形態例のロール受け装置を示す側面図である。

【図3】本発明に係るダイベースの形態例を示す（ａ）平面図及び（ｂ）正面図である。

【図4】従来の金属板材の曲面加工装置の形態例を示す側面図である。

【図5】従来のロール受け装置の形態例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明にかかる金属板材の曲面加工装置の形態例を添付図面（図１〜５）に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明の前提となる従来の金属板材の曲面加工装置について、その一例を図４及び図５に基づいて説明する、

【0013】

図４に示すように、１２は受圧ロールであり、一対が近接して平行に並べられると共に、それぞれが軸心を中心に回転駆動可能に配設されている。なお、本発明にかかる金属板材の曲面加工装置は、これに限定されるものではなく、一の受圧ロール１２のみが駆動される場合を含む。この各受圧ロール１２は、その軸部が軸受部１３によって受けられていると共に、各受圧ロール１２自体も、断面略半円形の凹溝上に形成された各ロール受部１４によって受けられている。これにより、各受圧ロール１２の軸方向の全体に亘って押圧荷重を受けることができる。これによれば、各受圧ロール１２を全体的に支持でき、各受圧ロール１２が撓むことを防止できる。その結果、縁波等の不良が発生することを防止できる。また、軸受部１３と一対のロール受部１４、１４によってロール受台機構１５が形成されており、これが後述するベンダー装置の下型取付部３５に容易に着脱できる構造になっている。

【0014】

１８は電動モータであり、一対の受圧ロール１２、１２に対応して一対が設けられ、これによって回転駆動手段が構成されている。なお、本形態例の各電動モータ１８は、減速機構や動力伝達機構等を介して、各受圧ロール１２に連結されている。また、本形態例の回転駆動手段によれば、一の電動モータ１８によって、一の受圧ロール１２を回転駆動させるが、これに限らず、一の電動モータで一対の受圧ロール１２を回転駆動させる機構等としてもよい。さらに、前述したように、本発明は、一の受圧ロール１２のみが駆動されるように、片方の受圧ロール１２のみが電動モータ１８によって回転駆動される場合を含む。また、この電動モータ１８としては、サーボモータを用いることができる。

【0015】

２０は押圧ロールであり、一対の受圧ロール１２、１２に平行且つ接離可能に配設されると共に、軸心を中心に回動自在に保持され、一対の受圧ロール１２、１２との間に金属板材１０を挟んで押圧するように設けられている。この押圧ロール２０が、一定の弾性を有する円柱形のＰＯＭ（ＰＯｌｙ Ｏｘｙ Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）によって形成されることで、金属板材１０を傷つけることなく、好適にＲ曲げをすることができる。

【0016】

２２は押圧ロール保持部であり、押圧ロール２０に回動自在に保持すべく、軸方向及び周方向にそれぞれ複数列配された複数のベアリング２３を有する。複数のベアリング２３は、それぞれがコロの機能を奏するように、押圧ロール２０の外周面に接した状態で配されている。また、ベアリング２３が押圧ロール２０の軸方向に規則正しく一定の間隔をおいて多数配されていることで、押圧ロール２０が押圧した際の荷重を分散して軸方向全体で均等に受けることができる。これにより、押圧ロール２０が撓むことを防止でき、金属板材１０をその幅の全体に亘って均一に押圧して曲面加工できる。その結果、縁波等の不良が発生することを防止できる。

【0017】

２４はベアリング保持部材であり、押圧ロール２０の軸方向に規則正しく一定の間隔をおいて多数配されて、その間を水平方向へ通されたシャフト２５に回転自在に嵌った各ベアリング２３を、そのシャフト２５を介して保持している。また、このベアリング保持部材２４は、押圧ロール２０を上側から周方向について１８０度以上内包するように略Ｃ字状に形成されている。これにより、押圧ロール２０が脱落しないように、保持することができる。

【0018】

２８は加圧手段であり、押圧ロール保持部２２を介して、押圧ロール２０を一対の受圧ロール１２、１２に近接する方向へ押圧する。本形態例では下方へ押圧する。この加圧手段２８としては、油圧ベンダーの加圧機構を用いることができる。その加圧機構を作動させる駆動装置としては、油圧シリンダを用いることができる。

【0019】

３０は制御手段であり、一対の受圧ロール１２、１２を正逆方向へ交互に回転駆動させ、金属板材１０を一対の受圧ロール１２、１２と押圧ロール２０で挟んだ状態で所要の送り距離について複数回の往復動をさせて段階的にＲ曲げする行程を行い、その複数回の往復動行程内において送り距離を次第に短くするように、回転駆動手段を制御する。この制御手段３０としては、シーケンサー装置を用いることができる。このように制御手段３０によって金属板材１０の送り距離を自動的に制御することで、Ｒ曲げの端部において、その端へ向かうほど曲げ加工の回数を減らすことができる。このため、Ｒ曲げの端部を好適にボカスことができ、滑らかに連続した状態に仕上げることができる。これにより、光の反射率の微妙な変化による境目や筋等が発生することを防止できる。

【0020】

以上の金属板材の曲面加工装置は、以上の構成を具備する専用機として製作することもできるが、ベンダー装置を基礎として構成することができる。本形態例では、加圧手段２８がベンダー装置の構成要素であり、一対の受圧ロール１２、１２及び回転駆動手段（一対の電動モータ１８、１８）がベンダー装置の下型取付部３５側に装着され、押圧ロール２０及び押圧ロール保持部２２がベンダー装置の上型取付部３６側に装着されている。これによれば、金属板材の曲面加工装置が、金属板材の曲面加工装置にかかる構成要素のうち加圧手段２８を除いて設けられ、ベンダー装置に着脱可能に設けられていることになる。従って、ベンダー装置に金属板材の曲面加工装置を装着することで、金属板材の曲面加工装置を容易に構成できる。

【0021】

そして、従来のロール受台機構１５は、図５に示すようなロール受けユニット４０を、直線状に形成されたダイベース６０（図１〜３参照）に複数を並べることで形成されるロール受け装置４９（図１参照）を構成要素として構成することができる。これによれば、加工される金属板材の巾に対応させて、ロール受け装置４９（図１参照）の巾を適宜に設定することが可能であり、各受圧ロール１２を全体的に支持でき、各受圧ロール１２が撓むことを防止できる。その結果、縁波等の不良が発生することを防止できる。

【0022】

次に、図１〜３に基づいて、本発明に係る金属板材の曲面加工装置の特徴であるロール受け装置４９の構成について詳細に説明する。なお、ロール受け装置４９以外の構成については、近接して平行に並べられると共に、それぞれが軸心を中心に回転可能に配設された一対の受圧ロール１２、１２と、その一対の受圧ロール１２、１２の少なくとも一方を回転駆動させる回転駆動手段と、その一対の受圧ロール１２、１２に平行且つ接離可能に配設されると共に、軸心を中心に回動自在に保持され、一対の受圧ロール１２、１２との間に金属板材を挟んで押圧する押圧ロール２０と、その押圧ロール２０を一対の受圧ロール１２、１２に近接する方向へ押圧する加圧手段２８とを備えるもの（図４参照）であって、前述した従来の構成と同等の構成を備える。

【0023】

本発明に係るロール受け装置４９は、一対の受圧ロール１２、１２を、多数のコロ５３によって受けて回転可能に支持するように構成されている。そして、このロール受け装置４９は、一つの受圧ロール１２、１２を三箇所で線状に受けるようにコロ５３が配されて設けられた片ロール受けユニット５０を、直線的に設けられたダイベース６０（図３参照）の上に、一方の受圧ロール１２について一つ置きに複数を配すると共に、他方の受圧ロール１２についても一つ置きに複数を配するように、千鳥配置状に固定することで、構成されていることを特徴とする。

【0024】

片ロール受けユニット５０の単体の形態は、図５に示すようなロール受けユニット４０の機能を一対の受圧ロール１２、１２の片方のみに対応するように左右に分割したものであり、一の受圧ロール１２のみを回転自在に支持するものである。この片ロール受けユニット５０が、一方の受圧ロール１２について一つ置きに複数が直線的に配され、他方の受圧ロール１２についても一つ置きに複数が直線的に配されることで、一方の受圧ロール１２と他方の受圧ロール１２とを別々に受けて支持する形態が構築されている。

【0025】

このため、一方の受圧ロール１２と他方の受圧ロール１２との軸間隔を、片ロール受けユニット５０を介してダイベース６０の上で適宜にずらすことで、所定の範囲で自由に調整して固定することができる。本形態例では、スペーサーとなるシム７０を、ダイベース６０と片ロール受けユニット５０の側部支持板５１の下側突起部との間に介在させて、そのダイベース６０に片ロール受けユニット５０を固定することで、そのダイベース６０の中心からの受圧ロール１２の軸中心の間隔を所望の間隔に調整できる。これによれば、一対の受圧ロール１２、１２の軸間隔を所望の間隔に好適に調整できることになる。

【0026】

このような構成を備えることで、金属板材を曲げる際に、板厚の違いや材質の違いによって変化させるべき曲げ工程の条件に、好適に対応させることができ、精密に金属板材を曲げることができる。すなわち、本発明よれば、一対の受圧ロール１２、１２の軸間隔を、シム７０を変えて左右両側の片ロール受けユニット５０をダイベース６０に固定することで、簡単に変更することができるため、その軸間隔に関する曲げ工程の条件を容易に変更できる。例えば、材質がアルミニウムとステンレススチールではその硬さが全く異なり、スプリングバック等の性質が全くことなることから、従来の軸間隔が一定に固定されたロール受け装置４９では両方の材質にかかる精密な曲げ加工は不可能であったが、本発明はこの問題を解消できる。

【0027】

すなわち、一つのロール受け装置４９によって、一対の受圧ロール１２、１２の軸間隔を適切に変更できるため、様々な材質や板厚の金属板材に対応して、精密なＲ曲げ加工を適切に行うことができる。また、シム７０を入れ換えるだけで、一対の受圧ロール１２、１２の軸間隔を、精密且つ簡単に調整することができるため、作業性もよく、効率よく金属板材のＲ曲げ加工を行うことができるという特別有利な効果を奏する。

【0028】

本形態例の片ロール受けユニット５０は、図１に示すように、一対の側部支持板５１と、この一対の側部支持板５１の間に固定された３本のコロ用軸５２と、各コロ用軸５２に各二個が回転自在に直列配列・装着されたコロ５３とによって構成されている。

【0029】

また、本形態例の片ロール受けユニット５０のダイベース６０に対する固定は、側部からのボルト７１によるネジ止めと、底からのボルト７２によるネジ止めとによって、適切且つ簡単に行うことができるように構成されている。なお、底からのネジ止めについては、ダイベース６０に長孔６１が設けられていることで、片ロール受けユニット５０がダイベース６０上の巾方向の所望位置に固定できる。

【0030】

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

【符号の説明】

【0031】

１０ 金属板材
１２ 受圧ロール
１８ 電動モータ
２０ 押圧ロール
２２ 押圧ロール保持部
２３ ベアリング
２４ ベアリング保持部材
２５ シャフト
２８ 加圧手段
３０ 制御装置
３５ 下型取付部
３６ 上型取付部
４０ ロール受けユニット
４９ ロール受け装置
５０ 片ロール受けユニット
５１ 側部支持板
５２ コロ用軸
５３ コロ
６０ ダイベース
６１ 長孔
７０ シム
７１ ボルト
７２ ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】