次にこの発明のスイング式加工装置の具� ��的な実施の形態について、図面を参照しつ� ��詳細に説明する。図1には、スイング式加工 装置の全体の概略構成を示している。同図に おいて、Kは装置基台を示しており、この装� �基台K上にベース1が支持されている。ベース 1は、略平面状の載置面2を備えている。そし� ��、この載置面2上に転動体3が載置されてい� �。転動体3は、上記載置面2に接触する円弧状 の転動面4を有しており、転動体3が水平に保� ��された中立位置(転動体3に対して外部から� �の作用しないバランス位置)から所定距離だ� ��往復転動可能となっている。上記装置基台K には、転動体3を移動可能に支持する支持台5� ��立設されている。この支持台5は、転動体3� �転動方向の前後の位置において、転動体3の� ��部近傍の位置に一体ずつ設けられている。� ��記各支持台5、5は、転動体3の背部に設けら� ��ており、その前方の転動体3に向けてガイド ピン6、6が突設されている。一方、転動体3の 端部近傍には、前後一対のガイド溝7、7が穿� ��され、各各ガイドピン6、6が各ガイド溝7、7 内に嵌入されている。また、転動体3は上記� �イドピン6によってガイドされながら、さら� ��その前後において、その両側から、支持台5 に取り付けたスライドプレート8と、ガイド� �ン6によって支持された振れ防止リング9とに よってガイドされ、その倒れが防止されてい る。なお、上記説明及び以下の説明において は、ガイド溝と称しているが、これはガイド 孔と称されるものも含むものである。

 次に、上記転動体3を転動させる転動機構 について説明する。転動体3の転動方向両端� �近傍において、転動体3の上端部の位置には� ��前後一対の台座部11、11が設けられており、 各台座部11、11に支持ロッド12、12が支持され� ��いる。各支持ロッド12、12は、各台座部11、1 1に片持ち状態で、転動体3の端部から転動方� ��の前後方向へと突出する状態で支持されて� ��る。そして、各支持ロッド12、12には、スラ イドベアリング13、13が前後方向に摺動自在� �支持されており、各スライドベアリング13、 13に重錘14、14が吊下げ支持されている。各重 錘14、14は略同じ重さのものを用いるのが好� �しい。また、上記各スライドベアリング13、 13は連結ロッド15によって相互に連結されて� �る。この場合、両重錘14、14の転動体3の端部 からの突出量が略同程度のときに、転動体3� �対して外部から力の作用しないバランス位� �となって、転動体3が水平に保持された中立� ��置となるようにするのが好ましい。なお、� ��支持ロッド12、12の先端部には、スライドベ アリング13、13の抜脱を防止するためのスト� �パ18、18が取着されている。

 上記スイング式加工装置の動作状態につ� ��て説明する。まず、一対の重錘14、14の転動 体3の端部からの突出量が略同程度のときに� �転動体3に対して外部から力の作用しないバ� ��ンス位置(図2において、転動体3を2点鎖線で 示す状態)となっており、転動体3が水平に保� ��された中立位置となる。この状態から、図2 に示すように、重錘14、14を、転動方向の前� �方向に連動させれば、転動体3に作用する回� ��モーメントが大きくなり、それに伴って転� ��体3が前後に転動して移動することになる。 また例えば、図1の状態では、各重錘14、14は� ��図において左側端部(転動方向の後方端部)� �位置している。そして、理論的には、この� �態から各重錘14、14を図において右側(転動方 向の前方)へと移動させれば、転動体3は前方� ��と転動する。ただ、実際の操作においては� ��図1の状態(重錘14、14が左側端部(転動方向の 後方端部)に位置する状態)から、手動にて、� ��動方向に支持ロッド12、12を、バランス位置 をやや越えるまで位置まで回動させる。そう すると、それまでは、左側端部に位置してい た重錘14、14が自重により移動を開始する。� �の後、加工すべき被加工体に必要な加工力� �小さい場合には、重錘14、14の自重による移� ��と転動体3の転動とが自己完結的に自然に繰 り替えされて、重錘14、14は、図2において説� ��したように、図1において右側端部(転動方� �の前方端部)に移動する。被加工体に必要な� ��工力が大きい場合には、バランス位置をや� ��越える位置まで回動させたときに移動を開� ��した重錘14、14が、その位置で停止するので 、さらに手動で支持ロッド12、12を回動させ� �人により外力を作用させながら転動体3を転� ��させる。この場合には、小さな力で転動体3 を転動させることが可能である。なお、一連 の転動動作を自動的に行うことも可能であり 、この場合には、何らかの駆動源を用いて、 強制的に重錘14、14を移動させていくことに� �り、転動体3を転動させるのである。

 次に上記ガイド溝7の形状の設定手順につい て説明する。ここでは、転動体3がバランス� �置に存する状態(図3において、転動体3の上� �が水平になっている状態)において、ベース1 と転動体3との接点を原点O、転動面4の曲率中 心から上記原点への垂線をY軸、原点Oを通りY 軸に垂直で転動体3の転動方向に延びる線(ベ� ��ス1の載置面2)をX軸とするX-Y座標系(上記原� �、X軸、Y軸が同一平面に存する)を前提に説� �を行う。まず、図3(a)(b)に示すように、転動� ��3(転動面4の半径R)がある角度θだけ回転した ときに、転動体3内の特定の点Pが、P'の位置� �達するとする。点Pの座
標を(x,y)とし、円の中心から点Pまでの距離を rとし、y軸となす角度をφとすれば、
 x=rsinφ
 y=R-rcosφ・・・・(1)
 転動体3がθだけ回転したときの点P'の座標(� �,β)は、
 α=Rθ+rsin(φ-θ)
 β=R-rcos(φ-θ)・・・・(2)
となる。そしてこのとき点P'には、常にガイ� ��ピン6が位置する(x-y座標系におい
て、例えば、x=L、y=H)という前提があるので� �
 α=L
 β=H・・・・(3)
という条件を満たす必要がある。
 そこで、上記(1)式をφとrとについて解き、� ��記(3)式と共に(2)式に代入すると、
 L=R・θ+xcosθ-(R-y)sinθ
 H=R-(R-y)cosθ-xsinθ
 これを、(x,y)について解けば、以下の(4)式� �通りとなる。
 x=(L-Rθ)cosθ+(R-H)sinθ
 y=(L-Rθ)sinθ+(H-R)cosθ+R・・・・(4)
 上記(4)式に基づく、R=1000、H=100のときのガ� �ド溝7の形状を、図4に例示している。

 そして、実用的には、上記ガイド溝7の形 状を、図5に示すように、2個又は2個以上の複 数の曲率の異なる円弧で近似した使用状態を 例示する。この場合、理論的にはやや相違点 は見られるものの、実用的には全く問題のな い誤差範囲内の相違として処理し得ることを 確認している。ちなみに図5においては、ガ� �ド溝7が、点Aを中心とする半径200mmの円弧と� ��点Bを中心とする半径46mmの円弧とを連設す� �ことで、上記演算に基づくガイド溝7の近似� ��可能であることを示している。

 また、上記転動体3においては、図1に示� �ように、転動体3の下側部分に3個又は3個以� �のボルト取付孔が転動方向に所定の間隔を� �いて並設されている。これらボルト取付孔� �、後述する加工用の上型21を取り付けるため のもので、これら複数のボルト取付孔によっ て、上型取付部10を構成している。この上型� ��付部10に、せん断用上型21(図6参照)、曲げ用 上型31(図9参照)、他の曲げ用上型36(図10参照)� ��穿孔用上型41(図12参照)が選択的に取り付け� ��れるようになっている。各加工作業の詳細� ��ついては、後述する。

 上記スイング式加工装置を用いた加工に� ��いて、最初に、せん断加工を例にして説明� ��る。図6に、その断面図を示しているが、上 記した通り、転動体3は、その両側から、ス� �イドプレート8と振れ防止リング9によってガ イドされており、また、その上下方向には、 ガイド溝7内に挿入されたガイドピン6によっ� ��ガイドされている。そしてこの場合、せん� ��加工用上型21と下型22とを有しているが、上 型21は転動体3の上型取付部10に取り付けられ� ��また、下型22としては、上記ベース1をその� ��ま用いている。上記上型21は、その刃部(下� ��部)が転動体3の転動面4と略同じ曲率を有す� ��もので、転動体3の下部側部の上型取付部10� ��おいて、支持台5側に位置する上型取付部10� ��取り付けられている。また、上記ベース1(� �型22)の転動体3とは反対側の装置基台Kには、 ワーク受け台23が配置されており、その上面� ��、ベース1の載置面2と同一高さとされ、両� �上に加工プレート(被加工体)20を載置し得る� ��うにしている。また、装置基台Kの上型21の� ��置する側(ワーク受け台23とは反対側)には、 加工プレート20の先端位置を定める位置決め� ��トッパ24が突設されている。一方、上型21は 、上記した通り、転動体3の下部側面におい� �上型取付部10にボルト止めされているが、そ の下端刃部は、図7に示すように、ベース1の� ��面とは一定のクリアランスCを有し、また、 ベース1に対して一定の喰い込み代Dを有する� ��うに構成されている。また、図6のように、 転動体3の下部において、上記上型21を取り付 けた側面とは反対側の側面には、イジェクタ ーピン25を備えたプレート押さえ26が取り付� �られている。そして図8に示すように、(a)の� ��態(重錘14、14が転動方向の後端部に位置す� �状態)で加工プレート20をセットして、転動� �3の転動を開始し、上型21がプレート20に接触 する前にイジェクターピン25で加工プレート2 0を押さえ、さらに転動体3を転動させること� ��よって上型21を転がり移動させてせん断を� �始する(同図(c))。そして(d)の状態でせん断を 終了した後、同図(d)の状態(重錘14、14が転動� ��向の前端部に位置する状態)までさらに転動 体3を転動させてせん断された加工プレート20 を取り出し、一連のせん断作業を終了する。

 上記スイング式加工装置においては、上� ��したせん断加工以外の他の加工作業を行う� ��うにしている。それは、曲げ加工作業や穿� ��作業である。曲げ加工の一例を、図9に示し ている。同図のように、転動体3の上型取付� �10に曲げ用上型31を取り付け、また、ベース1 の側方の装置基台K上に曲げ用下型32を配置す る。この曲げ用上型31も、その先端部が転動� ��3の転動面4と略同じ曲率を有するものとな� �ている。この場合、加工プレート20は、図の ように、下型32に片持ち状態で支持され、そ� ��自由端側を下方へと折り曲げるようになっ� ��いる。この曲げ加工は、同図(a)~(d)に示すよ うに、合計4回の転動作業を行うことで、一� �の曲げ加工を行うようにしている。まず、� �1工程においては、ベース1上に、3枚のスペ� �サ33、34、34を上下に重ねて配置し、この状� �で転動体3を転動させ、上型31を転がり移動� �させ、曲げ加工を行う。このとき、スペー� �33、34、35の配置厚み分だけ、上型31は下型32� ��対して浅い位置に保たれ、加工度の少ない� ��げ加工が行われる。次に、スペーサ33、34、 34を一枚ずつ減少させながら、同図(b)(c)のよ� ��に、上型31を下型32に対して順次、深い位置 に位置させていき、曲げ加工度を順に大きく していく。そして、最終的に、スペーサ33、3 4、35の全くない状態で、ベース1の載置面2に� ��動体3の転動面4を接触させた状態での転動� �作によって、最終段階の曲げ加工を行う。� �のように、加工プレート20の加工度が次第に 大きくなるような加工法を採用することで、 良好な精度の曲げ加工が行えることになる。

 図10には、他の曲げ加工方法を示してい� �。これは、下方に向けて突出する三角形状� �上型36と、三角形状の凹部を有する下型37と� ��使用する方法であって、下型37をベース1の� ��方の装置基台K上に配置すると共に、上型36� ��転動体3の上型取付部10に取り付けて曲げ加� ��を行う。この場合の曲げ作業は1回の作業で 行う。この上型36の先端部も、転動体3の転動 面4と略同じ曲率を有するものとなっている� �

 また、上記スイング式加工装置において� ��、穿孔作業を行うことも可能である。図11� �び図12には、穿孔作業に用いる上型41と下型4 2との具体例を示している。上型41は、転動体 3の上型取付部10に取り付けられるもので、転 動体3の転動面4と略同じ曲率を有する円弧状� ��押圧面43を有している。また、下型42は、複 数のパンチ44・・を、転動体3の転動方向に並 設した構造のもので、ベース1の側方におい� �装置基台K上に取り付けられている。そして� ��図11に示しているように、転動体3の転動に� ��って、上型41が転がり移動し、その押圧面43 は、転動方向に順にパンチ44の頭部を押圧し� ��加工プレート20に順に、複数の孔を穿孔し� �いく。

 図13にスイング式加工装置の第2実施形態� ��示している。このスイング式加工装置は、� ��成本的には、上記第1実施形態のものと同一 であるが、この第2実施形態では、転動機構� �異なっている。すなわち、この場合の転動� �構は、転動体3の両端部近傍の位置に、上方� ��突出する一対のガイド部16、16を設けると共 に、このガイド部16、16に摺動ロッド17を転動 方向に摺動自在に装着し、摺動ロッド17の両� ��側にそれぞれ重錘14、14を取り付けることで 構成されている。このスイング式加工装置に おいても、摺動ロッド17を移動させることで� ��錘14、14に位置を移動させて、転動体3を転� �させることが可能である。

 上記スイング式加工装置によれば、転動� ��3をベース1の上で実際に転動させることで� �上型21を転がり移動させるので、上型21に正� ��な転動軌跡を付与でき、高精度な加工が行� ��ることになる。また、重錘14、14を転動方向 へ移動させることによって転動体3を転動さ� �る転動機構を採用していることから、簡素� �構成となり、安価な装置を提供できること� �なる。また、重錘14、14の自重は、上型21か� �被加工体20へ押圧力として作用するので、そ の分だけ大きな加工力が得られ、加工性を向 上することが可能である。しかもこの場合、 転動体3の転動は、重錘14、14をスライドベア� ��ング13(あるいは摺動ロッド17)を利用して移� ��させることによって行うので、加工に際し� ��必要なのは、重錘14、14をスライドさせるた めの力だけであり、そのため必要な力は小さ な力でよいことになる。

 また、転動体3をバランス状態からその前 後に往復転動させることが可能であるので、 装置の取り扱いの利便性を向上できる。さら に、一対の重錘14、14を連結ロッド(連結部材) 15によって連動させるようにしたので、単一� ��重錘14を移動させることで転動体3を転動さ� ��る場合に比較して、重錘14、14の移動距離は 短くてよいことになり、そのため作業性が向 上する。

 上記各実施形態においては、転動機構は� ��一対の重錘14、14を連動させることで構成し ているが、転動機構は、単数の重錘を転動方 向に移動可能に取り付けることによっても構 成することも可能である。すなわち、図示し ないが、転動体に対して外部から力が作用し ないバランス状態における転動面の円弧中心 からのベースへの垂線よりも転動方向の前方 位置と後方位置との間の位置に1個の重錘を� �り付け、この重錘を上記区間内で移動可能� �しておくのである。さらに、重錘を転動方� �に移動可能に取り付けるということは、転� �体3に対して外部から荷重を付加したり、付� ��した荷重を除去したりすることによっても� ��成でき、このような場合も本願発明の範囲� ��に含まれる。

 また、上記各実施形態のスイング式加工� ��置においては、転動体3側に、上記(4)式で示 す形状に近似した形状のガイド溝7を形成し� �これをベース1側に設けたガイドピン7でガイ ドするようにしていることから、上型21に対� ��て、正確な転動軌跡を付与して、正確な転� ��り運動をさせることが可能となり、そのた� ��、精度の高い加工を行うことが可能となる� ��また、(4)式に対応する複雑な形状を円弧に� ��って近似してあることから、ガイド溝7の加 工が容易になる。なお、転動体3に一対のガ� �ド溝7、7を設ける代わりに、一対のガイドピ ンを突設する一方、ベース1側には、転動体3� ��転動したときのガイドピン突設位置の連動� ��跡に沿ったガイド溝を形成して、ガイドピ� ��をガイドするようにしてもよい。また、ガ� ��ド溝を形成することなく、ガイドピンを、� ��イド溝の形状に沿うように移動させること� ��、上型21に転動軌跡を付与して転がり運動� �させるようにすることも可能である。

 さらに、上記各実施形態のスイング式加� ��装置においては、単一の装置でありながら� ��、複数種類の上型と下型とを交換可能に取� ��付けることができるように構成されている� ��で、複数種類の加工を行なえるようになる� ��そのため、装置の稼働率が向上し、そのた� ��低コストな加工が行なえるようになって、� ��済的である。なお、上記実施形態では、せ� ��断、曲げ、穿孔を行えるようにしているが� ��さらに、絞り加工や型押し加工を行うこと� ��可能である。