JP2006035278A

JP2006035278A - 金属板の円弧状曲げ加工装置

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Publication number: JP2006035278A
Application number: JP2004220124A
Authority: JP
Inventors: Yusaku Miyazaki; 雄策宮崎
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: JP4442354B2

Abstract

【課題】金属製の板材の円弧状の曲げ加工を行う際、金属板の位置決めを容易にし、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る金属板の円弧状曲げ加工装置を提供する。
【解決手段】円弧状曲げ加工装置は、互いに接近離反可能な一対の上部母型１と下部母型２との相対向する加工支持面１ａ，２ａに、嵌合部Ｇを介して互いに嵌合可能で、かつ所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型３と下型４とをそれぞれ着脱可能に装着してある。この実施形態では、下型４を円弧状加工面４ａ（凹面）を上側にして下部母型２の加工支持面２ａに水平に固定し、この下型４の円弧状加工面４ａ（凹面）上に図示しない昇降装置を介して昇降する支持部材５に、円弧状加工面３ａ（凸面）を下向きにした上型３を上部母型１の加工支持面１ａに吊設し、支持部材５を昇降させることにより上型３の円弧状加工面３ａを下型４の円弧状加工面４ａに対して接近離反可能に配設してある。
【選択図】図１

Description

この発明は、金属製の板材の円弧状曲げ加工装置にかかわり、更に詳しくは、特に予め打ち抜き加工された小さな板状の金属板を位置決めした状態で所定の曲率で円弧状に精度良く曲げ加工することが出来る金属板の円弧状曲げ加工装置に関するものである。

金属板の円弧状の曲げ加工方法としては、一般に複数本のロール間に金属材を挿通させて曲げ加工を行うロール曲げ加工方法と、円弧状加工面を備えた上下一対の上型と下型とによりプレスしながら曲げ加工を行うプレス曲げ加工方法とが知られている。ロール曲げ加工方法は、帯状の金属板を連続的に成形する加工方法に用いられ、またタイヤ金型成形用ブレード等の小片の金属板を曲げ加工する場合には、後者のプレス曲げ加工方法が使用される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、プレス曲げ加工方法を行う場合には、予め打ち抜き加工された小片の金属板を、略同一の曲率半径を備えた凸型と凹型で挟み込んで円弧状の曲げ加工を行っている。然しながら、このような曲げ加工の加工時の状態は、図９及び図１０に示すように、凸型１と凹型２とで金属板Ｗを挟み込んで円弧状の曲げ加工を行う際、力の支点が３点曲げ（中心Ｐ_{1 ,}両端Ｐ_{2 ,}Ｐ₂、Ｐ_{3 ,}Ｐ₃）となり、金属板Ｗの中央部は歪みを受け易く、両自由端Ｗａ，Ｗｂは歪みを受け難くなる。

特に、クランクプレスマシンの場合には、製品金型、及びプレスマシンの耐久性を維持するために、上型の下死点を下型に対して、所謂「寸止め」しているので、この傾向が顕著となる。この結果、図１１に示すように、金属板Ｗの両自由端Ｗａ，Ｗｂの曲がりは正規の曲がり（図中実線）に対して曲がりが弱くなり（図中破線）、ある点Ｏから接線方向に伸びるたようになる。

このような方法により曲げ加工を行ったタイヤ金型成形用ブレードを使用した場合、ダミーサイプと正規の形状で彫られたマスター型のサイプ溝は形状が不一致となってタイヤ製品にゴムバリが発生する。また、鋳込みサイプとマスター溝によって曲げ形状を矯正されて反転されたゴム型のサイプ溝は、形状不一致のために、石膏バリの発生やゴム変形による真円度不良となる問題があった。

そこで、本願特許出願人は、上記の問題を解決するために、特願２００４−１５５６９６号において、金属板の円弧状の曲げ加工を行う際、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る金属板の円弧状曲げ加工方法及びその装置を出願している。

しかし、本願特許出願人は、上記の特許出願を実施した結果、更に別の新たな課題があることが判った。即ち、上記の特許出願の発明を実施実施した結果、図１２及び図１３に示すように、金属板Ｗは凸型１と凹型２との間で滑りを生じながら曲げ加工されること、また円弧状の凹型２に金属板Ｗを配置しなければ成らないことである。

即ち、凹型２上に載置した金属板Ｗは、曲げ加工時には前後左右において何ら位置決めがされていないため、曲げ加工中に金属板Ｗの動きＬが不安定となり曲げ加工後の製品にバラツキが生ずる可能性があり、更に円弧状の凹型２上に平板状の金属板Ｗを配設するので位置が決まり難い上に作業性も悪くなる可能性があり、また金属板Ｗの適正な配置位置からのズレが大きいと凸型１と凹型２とがＸ部分において干渉し金型故障の原因となる可能性があった。
特開２００３−１３６５４１号公報

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出されたもので、金属製の板材の円弧状の曲げ加工を行う際、金属板の位置決めを容易にし、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る金属板の円弧状曲げ加工装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記目的を達成するため、互いに接近離反可能な一対の上部母型と下部母型との相対向する加工支持面に、嵌合部を介して互いに嵌合可能で、かつ所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型と下型とをそれぞれ着脱可能に装着し、前記上型と下型との一方の円弧状加工面の曲率半径を他方の曲率半径より小さく形成し、前記上型と下型との一方を固定すると共に、他方を揺動可能に取付け、固定側の型に対して可動側の型の長手方向の一端側を支持部材に対して揺動可能に支持すると共に、他端側を支持部材に対して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持するように構成し、前記上型と下型との間の嵌合部に金属製の板材を介在させた状態で、前記上部母型と下部母型との少なくとも一方を接近させて前記上型と下型とで前記板材を挟持加圧して円弧状に曲げ加工することを要旨とするものである。

ここで、前記上部母型の加工支持面に所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型を支持部を着脱可能に固定し、前記下部母型に形成した断面凹状の嵌合部に、位置決め壁を形成する所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた下型の支持部を着脱可能に固定するものである。

前記一対の上部母型と下部母型とに、上型と下型との位置決め手段及び固定手段を設け、また前記上型と下型との一方の円弧状加工面に、加工する前記板材の位置決めを行う位置決め部材を着脱可能に設け、更に前記下型を嵌合する嵌合部を備えた下部母型を、複数に分割して構成することも可能である。また、金属製の板材が、タイヤ金型成形用のブレードである。

この発明では上記のように構成したので、金属板の円弧状の曲げ加工を行う際、金属板の位置決めを容易にし、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来るものである。

この発明は上記のように互いに接近離反可能な一対の上部母型と下部母型との相対向する加工支持面に、嵌合部を介して互いに嵌合可能で、かつ所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型と下型とをそれぞれ着脱可能に装着し、前記上型と下型との一方の円弧状加工面の曲率半径を他方の曲率半径より小さく形成し、前記上型と下型との一方を固定すると共に、他方を揺動可能に取付け、固定側の型に対して可動側の型の長手方向の一端側を支持部材に対して揺動可能に支持すると共に、他端側を支持部材に対して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持するように構成し、前記上型と下型との間の嵌合部に金属製の板材を介在させた状態で、前記上部母型と下部母型との少なくとも一方を接近させて前記上型と下型とで前記板材を挟持加圧して円弧状に曲げ加工するようにしたので、以下のような優れた効果を奏するものである。
（ａ）金属製の板材の円弧状の曲げ加工を行う際、板材の位置決めを容易にし、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る。特にタイヤ金型成形用ブレード等の小片の金属板を曲げ加工した場合、均一な円弧に曲げ加工することが出来、ダミーサイプと正規の形状で彫られたマスター型のサイプ溝は形状が一致し、製品のゴムバリの発生がなく、また鋳込みサイプとマスター溝によって曲げ形状を矯正されて反転されたゴム型のサイプ溝は、形状一致するため、石膏バリの発生やゴム変形による真円度不良の問題もなく安心して使用出来る。
（ｂ）上部母型及び下部母型に対して、上型及び下型の交換が容易であるので、板材の加工状況に対応して金型の段取り替えを容易に行うことが出来る。
（ｃ）加工する金属板が加工時に位置決めされているので、加工寸法が安定し、製品精度を高めることが出来る。
（ｄ）加工する板材の位置決めを容易に行うことが出来るので、作業性を向上させることが出来る。
（ｅ）．装置全体がシンプルであるため、安価に製造できる。

以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明において、従来例と同一構成要素は同一符号を付して説明は省略する。

図１は、この発明を実施した金属板の円弧状曲げ加工装置の一部拡大断面図を示し、この円弧状曲げ加工装置は、互いに接近離反可能な一対の上部母型１と下部母型２との相対向する加工支持面１ａ，２ａに、嵌合部Ｇを介して互いに嵌合可能で、かつ所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型３と下型４とをそれぞれ着脱可能に装着してある。

この実施形態では、下型４を円弧状加工面４ａ（凹面）を上側にして下部母型２の加工支持面２ａに水平に固定し、この下型４の円弧状加工面４ａ（凹面）上に図示しない昇降装置を介して昇降する支持部材５に、円弧状加工面３ａ（凸面）を下向きにした上型３を上部母型１の加工支持面１ａに吊設し、支持部材５を昇降させることにより上型３の円弧状加工面３ａを下型４の円弧状加工面４ａに対して接近離反可能に配設してある。

また、この実施形態では、図５に示すように前記下型４の円弧状加工面４ａの曲率半径Ｒｂに対して、上型３の円弧状加工面３ａの曲率半径Ｒａを小さく形成することで、板材Ｗの円弧状の曲げ加工を行う際、全体を均一に円弧状の曲げ加工することが出来る。

前記支持部材５に対して吊設するカマボコ状の上型３を取付けた上部母型１は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、上部母型１の一端側１ｘ（先端側）を支持部材５に対してヒンジ６を介して揺動可能に支持すると共に、上部母型１の他端側１ｙ（基端側）を支持部材５に対して伸縮機構７を介して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持させて構成してある。

前記伸縮機構７は、支持部材５に形成した貫通孔８にスプリング等の弾性部材９を介してスライダー１０が摺動可能に嵌合され、このスライダー１０に連結ピン１１ａ，１１ｂ及び連結アーム１２を介して上部母型１の他端側１ｙ（基端側）が回転自在に連結されている。

そして、前記上型３と下型４との円弧状加工面３ａ，４ａに、予め打ち抜き加工された所定形状の板材Ｗ（例えば、タイヤ金型成形用ブレード等）を介在させ、前記上型３を支持部材５により加工させて挟持加圧しながら円弧状に曲げ加工するものである。

なお、上記下型４を円弧状加工面４ａを凸面にし、上型３の円弧状加工面３ａを凹面にすることも可能であり、また上型３を固定し、下型４を昇降するように構成することも可能である。

前記上部母型１の加工支持面１ａに取付けられた所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型３は、図１及び図２に示すように、位置決め手段及び固定手段を構成する支持部３ｂが固定プレート１３ａ，ボルト１３ｂ，固定ボルト１４を介して着脱可能に取付けられ、上部母型１の加工支持面１ａと上型３の支持部３ｂとは、位置決め及び左右ずれ等を考慮し図７（ａ）〜（ｄ）に示すような係合手段を設けている。

即ち、図７（ａ）に示すように、上部母型１の加工支持面１ａに凹溝１５ａを形成して上型３の支持部３ｂを嵌合させて、前記固定プレート１３ａ，ボルト１３ｂ，固定ボルト１４を介して着脱可能に取付けたり、また（ｂ）に示すように、上部母型１の加工支持面１ａに凸部１５ｂを形成すると共に、上型３の支持部３ｂに凹部３ｃを形成して嵌合させ、前記固定プレート１３ａ，ボルト１３ｂ，固定ボルト１４を介して着脱可能に取付けたり、また（ｃ），（ｄ）に示すように、上部母型１の加工支持面１ａ、または上型３の支持部３ｂに、位置決め用のノックピン１５ｃまたは１５ｄを設けて位置決め固定するように構成することも可能である。

また、下部母型２の加工支持面２ａには、図１及び図３に示すように、所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた下型４を着脱可能に装着し、その上面には前記上型３が嵌合する位置決め壁を構成する断面凹状の嵌合部Ｇが形成してあり、前記加工支持面２ａに装着する下型４は、位置決め手段及び固定手段を構成する固定プレート１６ａ，ボルト１６ｂ，固定ボルト１７を介して下部母型２に着脱可能に取付けられている。

前記下型４を嵌合する嵌合部Ｇを備えた下部母型２は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、（ａ），（ｂ）に示すように下部母型２を二分割２ｘ，２ｙまたは２ｚ等の三分割等、複数に分割して構成したり、（ｃ），（ｄ）に示すように断面凹状２Ｖまたは断面Ｌ字状２Ｌに形成することも可能である。

また、下型４上に載置して曲げ加工する金属製の板材Ｗの位置決め手段としては、図１及び図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、下型４の長手方向の一側面上または他側面上に、下型４の湾曲した加工面に沿って形成されたストッパー用の位置決めプレート１８ａまたは１８ｂを取付け、加工時に金属製の板材Ｗが加工方向に移動しないようにしたものである。なお、位置決めプレート１８ａ，１８ｂは、ボルト１９に下型４の側面に着脱可能に取付けるものであり、この位置決めプレート１８ａ，１８ｂの厚さは、板材Ｗの厚さよりも薄い方が望ましい。

図４（ａ）〜（ｄ）は、この発明の板材Ｗの円弧状曲げ加工方法の加工工程を示す説明図であり、所定の曲率半径Ｒａ，Ｒｂの円弧状加工面３ａ，４ａを備えた上下一対の上型３と下型４とにより金属製の板材Ｗを円弧状に曲げ加工する場合、先ず、予め打ち抜き加工された所定形状の板材Ｗ（例えば、タイヤ金型成形用ブレード等）を嵌合部Ｇ内に位置する下型４の円弧状加工面４ａ上にストッパー用の位置決めプレート１８ａまたは１８ｂを介して載置し、この状態で、図４（ａ）に示すように、支持部材５に取付けられた上部母材１を介して上型３を下降させる。

上型３は、同図のように、伸縮機構７により上部母材１の他端側１ｂ（基端側）が下方に突出しているので、支持部材５の下降により先ず上型３の他端側が断面凹状の嵌合部Ｇ内に位置する下型４の円弧状加工面４ａ上に載置された板材Ｗの一端側に当接する。

そして、図４（ｂ）に示すように、支持部材５を更に下降させると、上型３の他端側は、板材Ｗの一端側に当接した状態で伸縮機構７の弾性部材９を圧縮させるように貫通孔８に嵌合されたスライダー１０が上方にスライドし、また上型３の一端側（先端側）は下降する。

そして、図４（ｃ）に示すように、支持部材５を更に下降させると、上型３は位置決めされた板材Ｗに当接した状態で、ヒンジ６を支点として揺動を開始し、支持部材５の下降に伴って上型３は図４（ｄ）に示すように、下型４の円弧状加工面４ａに沿って揺動しながら板材Ｗを曲げ加工すると共に、その成形支点（曲げ加工する点）を上型１のヒンジ６に向かって移動して曲げ加工を完了させる。この上型３の揺動状態を詳細に示したのが、上述した図５の説明図である。

そして、板材Ｗの曲げ加工完了後に、支持部材５を上昇させると、上部母材１を介して上型３の一端側（先端側）は支持部材５と共に上昇し、また上型３の他端側（基端側）は、伸縮機構７の弾性部材９により下方に押圧されながら、図４（ａ）の状態となる。

なお、前記金属製の板材Ｗとしては、この実施形態では、予め打ち抜き加工された板状のタイヤ金型成形用ブレードである。

以上のように、互いに接近離反可能な一対の上部母型１と下部母型２との相対向する加工支持面１ａ，２ａに、嵌合部Ｇを介して互いに嵌合可能で、かつ所定の曲率半径の円弧状加工面３ａ，４ａを備えた上型３と下型４とをそれぞれ着脱可能に装着し、前記上型３と下型４との一方の円弧状加工面３ａ，４ａの曲率半径を他方の曲率半径より小さく形成し、前記上型３と下型４との一方を固定すると共に、他方を揺動可能に取付け、固定側の型に対して可動側の型の長手方向の一端側を支持部材５に対して揺動可能に支持すると共に、他端側を支持部材５に対して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持するように構成し、前記上型３と下型４との間の嵌合部Ｇに金属製の板材Ｗを介在させた状態で、前記上部母型１と下部母型２との少なくとも一方を接近させて前記上型３と下型４とで前記板材Ｗを挟持加圧して円弧状に曲げ加工するようにしたので、金属製の板材Ｗの円弧状の曲げ加工を行う際、板材Ｗの位置決めを容易にし、均一な円弧状の曲げ加工を効率良く、しかも精度良く行うことが出来る。

特にタイヤ金型成形用ブレード等の小片の板材Ｗを曲げ加工した場合、均一な円弧に曲げ加工することが出来、ダミーサイプと正規の形状で彫られたマスター型のサイプ溝は形状が一致し、製品のゴムバリの発生がなく、また鋳込みサイプとマスター溝によって曲げ形状を矯正されて反転されたゴム型のサイプ溝は、形状一致するため、石膏バリの発生やゴム変形による真円度不良の問題もなく安心して使用出来る。

また、上部母型１及び下部母型２に対して、上型３及び下型４の交換が容易であるので、板材Ｗの曲げ加工に対応して金型の段取り替えを容易に行うことが出来、更に加工する金属板が加工時に位置決めされているので、加工寸法が安定し、製品精度を高めることが出来る。また、加工する金属板の位置決めを容易に行うことが出来るので、作業性を向上させることが出来る。

この発明を実施した金属製の板材の円弧状曲げ加工装置の一部拡大断面図である。上部母型に取付けられた上型と、下部母型に取付けられた下型との側面図である。下部母型に取付けられた下型の一部斜視図である。（ａ）〜（ｄ）は、この発明の金属製の板材の円弧状曲げ加工方法の加工工程を示す説明図である。金属製の板材の円弧状曲げ加工時における上部母型に取付けられた上型の作動工程状態を示す説明図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は、下部母型に取付けられた下型上に設けるストッパー用の位置決めプレートの各実施形態の説明図である。（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、上部母型の加工支持面と上型との係合状態を示す各実施形態の説明図である。（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、下部母型の各実施形態の説明図である。従来の金属板の円弧状曲げ加工方法の説明図である。従来の金属板の円弧状曲げ加工方法の説明図である。従来の円弧状に曲げ加工された金属板の説明図である。従来の金属板の円弧状曲げ加工時の作動説明図である。従来の金属板の円弧状曲げ加工時の作動説明図である。

符号の説明

１上部母型１ａ加工支持面
１ｘ一端側１ｙ他端側
２下部母型２ａ加工支持面
２ｘ，２ｙ下部母型の二分割２ｚ下部母型の三分割
２Ｖ断面凹状２Ｌ断面Ｌ字状
３上型（凸型）３ａ円弧状加工面
４下型（凹型）３ａ円弧状加工面
Ｗ金属製の板材（金属板）Ｗａ，Ｗｂ自由端
５支持部材
６ヒンジ７伸縮機構
８貫通孔９弾性部材
１０スライダー１１ａ，１１ｂ連結ピン
１２連結アームＲａ，Ｒｂ曲率半径
１３ａ固定プレート１３ｂボルト
１４固定ボルト１５ａ凹溝
１５ｂ凸部１５ｃ，１５ｄ位置決め用のノックピン
１６ａ固定プレート１６ｂボルト
１７固定ボルト１８ａ，１８ｂ位置決めプレート
１９ボルト

Claims

互いに接近離反可能な一対の上部母型と下部母型との相対向する加工支持面に、嵌合部を介して互いに嵌合可能で、かつ所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型と下型とをそれぞれ着脱可能に装着し、前記上型と下型との一方の円弧状加工面の曲率半径を他方の曲率半径より小さく形成し、前記上型と下型との一方を固定すると共に、他方を揺動可能に取付け、固定側の型に対して可動側の型の長手方向の一端側を支持部材に対して揺動可能に支持すると共に、他端側を支持部材に対して伸縮可能で、かつ揺動可能に支持するように構成し、前記上型と下型との間の嵌合部に金属製の板材を介在させた状態で、前記上部母型と下部母型との少なくとも一方を接近させて前記上型と下型とで前記板材を挟持加圧して円弧状に曲げ加工することを特徴とする金属板の円弧状曲げ加工装置。
前記上部母型の加工支持面に所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた上型を支持部を着脱可能に固定し、前記下部母型に形成した断面凹状の嵌合部に、位置決め壁を形成する所定の曲率半径の円弧状加工面を備えた下型の支持部を着脱可能に固定した請求項１に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。
前記一対の上部母型と下部母型とに、上型と下型との位置決め手段及び固定手段を設けた請求項１または２に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。
前記上型と下型との一方の円弧状加工面に、加工する前記板材の位置決めを行う位置決め部材を着脱可能に設けた請求項１，２または３に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。
前記下型を嵌合する嵌合部を備えた下部母型を、複数に分割して構成した請求項１，２，３または４に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。
前記金属製の板材が、タイヤ金型成形用のブレードである請求項１，２，３，４または５に記載の金属板の円弧状曲げ加工装置。