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技術 曲げ加工方法

出願人 日野自動車株式会社
発明者 池田成喜井守正隆
出願日 2014年9月30日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2014-200850
公開日 2016年5月9日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-068125
状態 特許登録済
技術分野 板・棒・管等の曲げ
主要キーワード 変形中心 窪みの発生 各挟持部材 曲げ中心 挟持部分 搬送路外 伸び変形 起立方向
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持できる曲げ加工方法を提供する。

解決手段

曲げ加工方法は、長尺金属フレーム材料30を曲げ加工する曲げ加工方法である。金属フレーム材料30は、底板11と、底板11から起立して互いに対向する一対の側板13と、を有すると共に、表面に塗膜を有している。曲げ加工方法は、金属フレーム材料30のうちの曲げ加工時に変形する部分の少なくとも一部を誘導加熱する加熱工程と、金属フレーム材料30を挟持部材によって挟持した状態で、金属フレーム材料の長手方向と交差する方向に延びる曲げ予定線35で底板11を曲げる曲げ工程と、を含む。

概要

背景

例えば特許文献1には、エンジン及びキャブ等を搭載する金属フレームを備えた車両が記載されている。この金属フレームは、長尺に形成されると共に長手方向に垂直な断面がU字状を呈しており、エンジンの設置箇所を避けて配置できるように、長手方向の中間部分に曲げ部を有している。この曲げ部は、例えば、断面U字状の金属フレーム材料を所定の曲げ予定線で曲げることにより形成される。この曲げ加工は、例えば、曲げ予定線の一方側及び他方側をパッド挟持部材)によって挟持した状態で行われる。

概要

塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持できる曲げ加工方法を提供する。曲げ加工方法は、長尺の金属フレーム材料30を曲げ加工する曲げ加工方法である。金属フレーム材料30は、底板11と、底板11から起立して互いに対向する一対の側板13と、を有すると共に、表面に塗膜を有している。曲げ加工方法は、金属フレーム材料30のうちの曲げ加工時に変形する部分の少なくとも一部を誘導加熱する加熱工程と、金属フレーム材料30を挟持部材によって挟持した状態で、金属フレーム材料の長手方向と交差する方向に延びる曲げ予定線35で底板11を曲げる曲げ工程と、を含む。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持できる曲げ加工方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

長尺金属フレーム材料を曲げ加工する曲げ加工方法であって、前記金属フレーム材料は、底板と、前記底板から起立して互いに対向する一対の側板と、を有すると共に、表面に塗膜を有しており、前記金属フレーム材料の前記曲げ加工時に変形する部分の少なくとも一部を誘導加熱する加熱工程と、前記金属フレーム材料を挟持部材によって挟持した状態で、前記金属フレーム材料の長手方向と交差する方向に延びる曲げ予定線で前記底板を曲げる曲げ工程と、を含む曲げ加工方法。

請求項2

前記加熱工程では、前記側板の前記曲げ加工時に変形する部分の少なくとも一部を誘導加熱する、請求項1記載の曲げ加工方法。

請求項3

前記塗膜は、高剛性塗料により形成されている、請求項1又は2記載の曲げ加工方法。

技術分野

0001

本発明は、曲げ加工方法に関する。

背景技術

0002

例えば特許文献1には、エンジン及びキャブ等を搭載する金属フレームを備えた車両が記載されている。この金属フレームは、長尺に形成されると共に長手方向に垂直な断面がU字状を呈しており、エンジンの設置箇所を避けて配置できるように、長手方向の中間部分に曲げ部を有している。この曲げ部は、例えば、断面U字状の金属フレーム材料を所定の曲げ予定線で曲げることにより形成される。この曲げ加工は、例えば、曲げ予定線の一方側及び他方側をパッド挟持部材)によって挟持した状態で行われる。

先行技術

0003

特開2005−75018号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記特許文献1に記載されたような金属フレームには、塗装が施されて表面に塗膜が形成されていることが一般的である。このような金属フレームを得る方法として、断面U字状の金属フレーム材料を曲げ加工した後、曲げ加工後の金属フレーム材料に塗装を施す方法が考えられる。しかしながら、この場合、曲げ部を有することにより曲げ加工後の金属フレーム材料の塗装工程への搬送性が低下し、作業効率が低下するおそれがある。

0005

一方、金属フレーム材料に塗装を施した後、塗装後の金属フレーム材料を曲げ加工する方法も考えられる。ただし、塗装後の金属フレーム材料を曲げ加工すると、変形部分塗膜剥離が発生するおそれがある。そこで、塗膜剥離の発生を防止するために、曲げ加工前に金属フレーム材料を予め加熱しておき、塗膜を柔らかくしておくことも考えられる。しかしながら、この場合、パッドによる挟持部分の塗膜も加熱されて柔らかくなることから、パッドで挟持した際に挟持部分の塗膜が窪んで塗装面の品質が低下するおそれがある。

0006

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持できる曲げ加工方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係る曲げ加工方法は、長尺の金属フレーム材料を曲げ加工する曲げ加工方法であって、金属フレーム材料は、底板と、底板から起立して互いに対向する一対の側板と、を有すると共に、表面に塗膜を有しており、金属フレーム材料のうちの曲げ加工時に変形する部分の少なくとも一部を誘導加熱する加熱工程と、金属フレーム材料を挟持部材によって挟持した状態で、金属フレーム材料の長手方向と交差する方向に延びる曲げ予定線で底板を曲げる曲げ工程と、を含む。

0008

この曲げ加工方法によれば、曲げ加工時の変形部分を誘導加熱によって局所的に加熱するので、変形部分の塗膜を柔らかくして塗膜剥離の発生を抑制できると共に、挟持部材による挟持部分の塗膜が加熱されることを抑制して窪みを発生し難くすることができる。これにより、塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持することが可能となる。また、誘導加熱によって局所的に加熱を行うので、エネルギー効率が高く、短時間で所望の温度まで加熱することができ、作業効率を向上できる。

0009

また、本発明に係る曲げ加工方法では、加熱工程では、側板の曲げ加工時に変形する部分の少なくとも一部を誘導加熱してもよい。この曲げ加工方法によれば、曲げ加工時の変形量が大きく、塗膜剥離が発生し易い側板の変形部分を局所的に加熱するので、塗膜剥離の発生を効果的に抑制できる。また、これにより、挟持部材によって挟持される力が大きく、塗膜に窪みが発生し易い底板を加熱してしまうことを抑制し、窪みを一層発生し難くすることができる。

0010

また、本発明に係る曲げ加工方法では、塗膜は、高剛性塗料により形成されていてもよい。この曲げ加工方法によれば、剛性が高い高剛性塗料により形成された塗膜によって曲げ加工後の金属フレームの表面の傷つき等を抑制することができる。また、この曲げ加工方法によれば、伸び難く、曲げ加工時に塗膜剥離が発生し易い高剛性塗料を用いた場合であっても、塗膜剥離の発生を抑制することが可能となる。

発明の効果

0011

本発明によれば、塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持できる曲げ加工方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0012

実施形態に係る金属フレームを示す斜視図である。
金属フレーム材料を示す斜視図である。
実施形態に係る曲げ加工方法の加熱工程を説明する概略図である。
実施形態に係る曲げ加工方法の曲げ工程を説明する概略図であり、(a)は側面図、(b)は長手方向から見た断面図である。

実施例

0013

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において「長手方向」とは、金属フレーム1及び金属フレーム材料30の長手方向を指す。

0014

図1は、実施形態に係る金属フレームを示す斜視図である。金属フレーム1は、例えば、トラック等の車両において、キャブ、エンジン、荷台等の各種の構成要素を搭載する車体フレームとして用いられる。

0015

金属フレーム1は、長尺に形成された金属製の枠体であり、例えば鋼により形成されている。金属フレーム1は、例えば5〜10mm程度の厚さを有している。金属フレーム1は、底板11と、一対の側板13と、を有している。一対の側板13は、同形状に形成されており、底板11から垂直に起立して互いに対向している。これにより、金属フレーム1は、長手方向に垂直な断面が略U字状を呈している。このような金属フレーム1は、例えば、平坦鋼板幅方向に折り曲げ加工することにより形成される。

0016

金属フレーム1は、長手方向の中間部分に、所定の間隔を空けて2つの曲げ部21を有している。曲げ部21は、例えば、エンジンの設置箇所を避けて金属フレーム1を車体に配置するために設けられている。図1では、曲げ部21の曲げ中心23を破線で示している。曲げ中心23は、この例では、金属フレーム1の長手方向と直交している。2つの曲げ部21は、底板11を曲げ中心23で曲げることにより形成されており、互いに反対の向きに曲げられて形成されている。曲げ部21の曲げ角度は、例えば5〜10°程度の所定の角度とされている。

0017

金属フレーム1は、表面の全面に塗膜を有している。この塗膜は、例えば粉体塗装によって形成されており、例えば50μm程度の厚さを有している。また、この塗膜は、金属フレーム1の表面の傷つき等を効果的に抑制するために、例えば、ポリエステル系の高剛性塗料により形成されている。

0018

次に、実施形態に係る曲げ加工方法について説明する。図2は金属フレーム材料を示す斜視図である。図3は実施形態に係る曲げ加工方法の加熱工程を説明する概略図であり、図4は曲げ工程を説明する概略図である。この曲げ加工方法では、金属フレーム材料30を曲げ加工することにより金属フレーム1を得る。金属フレーム材料30は、曲げ部21を形成する前の金属フレーム1であり、前工程によって表面に塗膜が形成されている。この曲げ加工方法では、底板11を曲げ予定線35で曲げることによって曲げ部21を形成する。曲げ予定線35は、曲げ部21の曲げ中心23と一致し、この例では、金属フレーム材料30の長手方向と垂直に延びている。

0019

底板11を曲げ予定線35で曲げ加工した場合、底板11が屈曲して変形すると共に、側板13が底板11よりも大きく変形する。図2〜4では、底板11を曲げ予定線35で曲げた際に側板13における変形の中心となる変形中心線37を二点鎖線で示している。また、図2では、曲げ加工時に変形する部分である変形部分39をハッチングで示している。側板13は、図4(a)に矢印Aで示す方向に底板11を曲げた場合には変形中心線37を中心として縮み変形し、矢印Bで示す方向に底板11を曲げた場合には変形中心線37を中心として伸び変形する。いずれの場合においても、曲げの中心からの距離が遠い側板13の先端側ほど、変形量が大きくなる。変形部分39の長手方向における最大幅、すなわち側板13の先端における変形部分39の幅は、例えば、120〜160mm程度である。

0020

このように、曲げ加工時には、側板13の変形量が底板11の変形量よりも大きくなり、側板13の変形量は先端側ほど大きくなる。曲げ加工時の変形量が大きい箇所では、塗膜剥離が発生し易くなる。このため、本実施形態では、側板13の曲げ加工時の変形部分39、特に側板13の先端部13Aの変形部分39の少なくとも一部を予め加熱し、塗膜剥離の発生の抑制を図っている。先端部13Aは、例えば、側板13の起立方向の長さに対して半分程度の長さを有する部分とされている。

0021

この曲げ加工方法では、例えば、図示しない搬送路上を金属フレーム材料30が長手方向に沿って搬送され、加熱工程と曲げ工程によって2つの曲げ部21が順次形成される。搬送路上の一の位置において加熱工程が行われ、他の位置において曲げ工程が行われる。

0022

以下、加熱工程及び曲げ工程を具体的に説明する。まず、加熱工程で用いられる加熱装置40の構成を説明する。加熱装置40は、側板13の先端部13Aの変形部分39を誘導加熱するために用いられる。加熱装置40は、図3に示すように、一対のコイル41と、高周波変流器43と、高周波電源45と、冷却水循環ユニット47と、を備えている。

0023

コイル41は、交流電流を流すことにより被加熱物表面付近に高密度渦電流を発生させ、ジュール熱によって被加熱物を加熱する。一対のコイル41は、先端部が略U字状となるように折り曲げられており、先端側の内側部分41Aと、内側部分41Aから連続する外側部分41Bと、を有している。コイル41が金属フレーム材料30の長手方向に延在する幅は、例えば30〜50mm程度となっている。コイル41は、図3に示す搬送路上の加熱位置と、加熱位置よりも下方に位置する搬送路外待機位置との間で上下に移動可能となっている。コイル41が加熱位置にあるとき、内側部分41Aは、側板13の先端部13Aの変形部分39の内表面に沿って延在し、外側部分41Bは、変形部分39の外表面に沿って延在する。これにより、コイル41に交流電流を流した場合、側板13の先端部13Aの変形部分39の少なくとも一部が誘導加熱される。

0024

コイル41の基端部は、高周波変流器43に接続されている。高周波変流器43は、フィーダ49を介して供給される高周波電源45からの電力高周波電流に変換し、コイル41に供給する。コイル41、高周波変流器43、及び高周波電源45は、冷却水循環ユニット47から供給される冷却水によって冷却される。

0025

加熱工程では、まず、金属フレーム材料30を搬送路上の所定の位置に位置付ける。これと並行して、又はその後、コイル41を待機位置から加熱位置に移動させ、内側部分41Aと外側部分41Bとの間に変形中心線37、すなわち側板13の先端部13Aの変形部分39を位置付ける。このとき、内側部分41A及び外側部分41Bの金属フレーム材料30の長手方向における中心線と変形中心線37とを位置合わせする。この状態でコイル41に高周波電流を流し、側板13の先端部13Aの変形部分39を所定の温度まで誘導加熱する。

0026

次に、曲げ工程について説明する。曲げ工程では、図4に示すように、金属フレーム材料30を曲げ予定線35(変形中心線37)に対する長手方向における一方側及び他方側で挟持部材50によって挟持し、この状態で挟持部材50を互いに傾斜させることで、底板11を曲げ予定線35で所定の角度に曲げる。このとき、加熱された側板13の先端部13Aの変形部分39の温度は、所定の温度(例えば、60℃)以上となっていることが好ましい。

0027

各挟持部材50は、第1の挟持部材50Aと、一対の第2の挟持部材50Bと、一対の第3の挟持部材50Cと、を有している。第1の挟持部材50Aと一対の第2の挟持部材50Bの一の側面との間で底板11を挟持し、第3の挟持部材50Cと第2の挟持部材50Bの他の側面との間で側板13を挟持している。底板11を曲げることから、第1の挟持部材50Aと第2の挟持部材50Bとによって底板11を挟持する力の大きさは、第2の挟持部材50Bと第3の挟持部材50Cとによって側板13を挟持する力の大きさよりも大きくなっている。

0028

本実施形態では、一方側の挟持部材50と他方側の挟持部材50との金属フレーム材料30の長手方向における間隔を、例えば15〜30mm程度としている。この間隔は、コイル41の延在幅よりも小さいことから、この例では、第2の挟持部材50Bと第3の挟持部材50Cによる挟持部分には、加熱された側板13の先端部13Aの変形部分39が含まれている。塗膜面における窪みの発生を考慮した場合、挟持部分には加熱部分がなるべく含まれないことが好ましいが、この例のように加熱部分の一部が含まれていても構わない。

0029

以上説明した実施形態の曲げ加工方法によれば、金属フレーム材料30のうちの曲げ加工時の変形部分39を誘導加熱によって局所的に加熱するので、変形部分39の塗膜を柔らかくして塗膜剥離の発生を抑制できると共に、挟持部材50による挟持部分の塗膜が加熱されることを抑制して窪みを発生し難くすることができる。これにより、塗膜剥離の発生を抑制しつつ塗装面の品質を維持することが可能となる。

0030

他の加熱方法として、乾燥炉での温風加熱や赤外線マイクロ波等を用いた加熱装置で加熱を行うことが考えられるが、この場合、金属フレーム材料30の全体を加熱することとなり、挟持部材50による挟持部分の塗膜も加熱されて柔らかくなることから、挟持部材50で挟持した際に挟持部分の塗膜に窪みが発生するおそれがある。また、大型の設備や専門の設備となり、コストが嵩むおそれがある。また、短時間で目標温度まで加熱することができないおそれがある。

0031

これに対し、実施形態の曲げ加工方法によれば、誘導加熱によって局所的に加熱を行うので、挟持部材50による挟持部分の塗膜が加熱されることを抑制して窪みを発生し難くすることができる。また、簡易な設備で加熱装置40を実現でき、コストを低減できる。また、エネルギー効率が高く、短時間で所望の温度まで加熱できることから、作業効率を向上できる。また、コイル41の形状を変化させることにより、金属フレーム材料30の形状やサイズの違いにも容易に対応できる。また、コイル41に流す電流を制御することにより加熱時の温度を容易に制御できる。

0032

また、この曲げ加工方法によれば、曲げ加工時の変形量が大きく、塗膜剥離が発生し易い側板13の変形部分39を局所的に加熱するので、塗膜剥離の発生を効果的に抑制できる。また、これにより、挟持部材50(第1の挟持部材50Aと第2の挟持部材50B)によって挟持される力が大きく、塗膜に窪みが発生し易い底板11を加熱してしまうことを抑制し、窪みを一層発生し難くすることができる。

0033

また、この曲げ加工方法によれば、曲げ加工時の変形量が更に大きく、塗膜剥離が発生し易い側板13の先端部13Aの変形部分39を局所的に加熱するので、塗膜剥離の発生を更に効果的に抑制できる。

0034

また、この曲げ加工方法によれば、剛性が高い高剛性塗料により形成された塗膜によって、曲げ加工後の金属フレーム1の表面の傷つき等を抑制することができる。また、この曲げ加工方法によれば、伸び難く、曲げ加工時に塗膜剥離が発生し易い高剛性塗料を用いた場合であっても、塗膜剥離の発生を抑制することが可能となる。

0035

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

0036

例えば、上記実施形態では、側板13の先端部13Aを加熱するとして説明したが、これに限られず、曲げ加工時の変形部分39を局所的に加熱するものであればよく、例えば基端部側の変形部分39を含めて側板13を加熱してもよい。また、これに加えて底板11の変形部分39を加熱してもよい。これらの場合、例えば、コイル41を変形中心線37及び曲げ予定線35に沿って延長した形状とすればよい。

0037

また、上記実施形態では、曲げ予定線35は、金属フレーム材料30の長手方向と交差していればよく、直交以外の角度で交わっていてもよい。また、加熱工程と曲げ工程とが搬送路上の同一の位置で行われてもよい。また、金属フレーム1の表面の塗膜は、電着塗装等によって形成されてもよい。

0038

1…金属フレーム、11…底板、13…側板、13A…先端部、21…曲げ部、23…曲げ中心、30…金属フレーム材料、35…曲げ予定線、37…変形中心線、39…変形部分、40…加熱装置、41…コイル、43…高周波変流器、45…高周波電源、47…冷却水循環ユニット、49…フィーダ、50…挟持部材、50A…第1の挟持部材、50B…第2の挟持部材、50C…第3の挟持部材。

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