JP2004167513A - パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2個のポンチ20、21とパット17、18を有する穴明プレス機10と、芯金65をパイプ8の下降に対しシンクロ移動させる保持機構60と、芯金65の挿入出機構50、パイプ8の位置合機構30及びカスを取り出すカス抜機構40を設けたパイプ穴明装置1とする。
また、パイプ8を搬入する工程と、位置合わせを行う工程と、芯金65を挿入する工程と、穴明け加工する工程と、芯金65を抜き出す工程と、カスを取り出す工程と、パイプ8を搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工によりパイプの外周に穴を明けるためのポンチ、穴明プレス機、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法に係り、特に滑らかな破断面を有する長穴を明けることを可能とした装置等であって、パイプの搬入出作業の自動化、穴明けパイプの製造コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持する要請に応えることを容易にした、ポンチ、穴明プレス、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のオートマッチックの操作レバ2は図6に示したように、シフトレバ3、ハンド4、ボタン5、ロッド6、ピン7などで構成され、ピン7は長穴3aにガイドされ、ボタン5を押すとロッド6と共にピン7が下降し、図示しないストッパが外れて「パーキングからドライブ」や「ドライブから後退」などの切換を可能な状態にしている。
従来は、芯金を使わずパイプをポンチで打ち抜く方法で穴明けパイプを製造していた。しかし、係る方法ではパイプを打ち抜く瞬間にパイプが圧縮変形しパイプの切断面に粗い凹凸が発生する。さらにポンチを引き抜くときにパイプが引伸変形して前記切断面に発生した凸部をさらに変形させ、擦り傷を付けたり前記凸部が二次変形した切断面を生じる原因となる。
長穴3aとピン7との接触面が粗い表面である場合は、操作レバ2の操作フィーリングが悪くなるため、従来の方法で打ち抜き加工した場合はヤスリを使った手作業による仕上げ作業が必要であった。
また従来の方法では、パイプを打ち抜いたときに発生するカスの回収も困難なため、カスが床に散らばり作業環境を悪化させていた。
当然ながら部品コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好にする要請は高く、手作業による仕上げ作業の不要化に留まることなく、更なる自動化の推進と生産性の向上が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の有する問題点を除き、さらに、部品コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持する要請に応えるためになされたものである。
その目的とするところは、ヤスリを使った手作業による仕上げ作業をしなくてもよい、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
また、部品コストの低減と作業者の安全性の向上の要請に応えるため、パイプを加工装置へ搬入出する作業の自動化を容易にした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
また、パイプへの芯金の挿入出する作業を自動化し、部品コストの低減と作業者の安全性の向上に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
さらに、パイプを打ち抜いたときに発生するカスを芯金から取り出し回収する作業の自動化を容易にし、作業者の負担軽減と作業環境を良好に保持する要請に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本明細書においては上・下、前・後、左・右などの表現がなされているが、これは図1の正面図における位置関係を便宜的に表示したもので、何ら技術内容を限定するものではない。
手作業による仕上げ加工をなくすため数多くの試行錯誤を行った結果、試験的にパイプの外周を2分割のパットで保持し、さらに、パイプの中に芯金を挿入して打ち抜いたところ穴断面の凹凸は滑らかなものとなり、手作業による仕上げ作業をしなくともピン7との接触面の滑らかな長穴3aを有するシフトレバを提供することができた。
請求項1の発明は、パイプの外周に穴を明けるためのポンチであって、その平面視が概略細長い小判形状を有し、その刃面が正面視において概略3度の傾斜を有し、かつ、その刃先が側面視において円弧状の凹部を有するようにしたポンチとする。
請求項2の発明は、請求項1に記載したポンチを2個有し、さらに2個のパットを有し、前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとする。
前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付ける。
さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成した穴明プレス機とする。
【0005】
請求項3の発明は、パイプの外面に穴を明けるための2個のポンチと、前記2個のポンチで穴を明ける部分である穴明け部を除き、前記穴明け部付近の前記パイプの外周を保持するための2分割のパットとを設けた穴明けプレス機とする。
そして前記ポンチの片方をプレス機のボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとする。
また、前記パッドの片方を下フレームに取り付け下パットとし、前記下フレームをバネを介してボルスタに取り付ける。前記パッドの他方を上フレームに取り付け上パットとし、前記上フレームをバネを介してスライドに取り付ける。
また、前記穴明け部の外縁より僅かに大きな抜穴を有する芯金と、前記芯金をプレス方向に移動可能に保持し、前記芯金をパイプの下降に対してシンクロ移動させる保持機構を設ける。
ここでプレス方向とは、ポンチの移動する方向を言う。また、シンクロ移動とは、パイプを打ち抜くときに下ポンチに対しパイプが下降するが、係るパイプの下降に合わせ前記芯金が一緒に下降することをいう。
さらに、前記パイプの中に前記芯金を挿入出するための挿入出機構を設けたパイプ穴明装置とする。挿入出機構の構成としては、前記保持機構を長尺軸やガイドレールなどで直線方向に案内しつつ移動させる構成が好ましい。
挿入出の駆動機にはシリンダ、モータシリンダ、ジャッキ機構、ボールネジを使用した直線駆動機、リンクを使用した直線駆動機など考えられ、特にその構成について限定するものではない。
請求項4の発明は、請求項3に記載したパイプ穴明装置において、ポンチを請求項1に記載したポンチとしたパイプ穴明装置とする。
請求項5の発明は、請求項3又は請求項4のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、保持機構を、芯金と、昇降ケースにより昇降可能にガイドされた昇降ブロックと、前記昇降ブロックの上下にそれぞれ取り付けたバネと、昇降ブロックの上のバネのさらに上に取り付けた押頭と、スライドに取り付けた移動アームとで構成したパイプ穴明装置とする。
【0006】
請求項6の発明は、請求項3乃至請求項5のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、パイプの片方の端面の位置合わせを行うための位置ブロックと、前記パイプの他方の端面を押す押付機などで構成した位置合機構を取り付けたパイプ穴明装置とする。
押付機としては搬入出の駆動器と同様にシリンダ、モータシリンダ、ジャッキ機構、ボールネジを使用した直線駆動機、リンクを使用した直線駆動機など考えられ、特にその構成について限定するものではない。
請求項7の発明は、請求項3乃至請求項6のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、芯金の抜穴内に滞留したままパイプから持ち出したカスを、取り出すためのカス抜機構を取り付けたパイプ穴明装置とする。
請求項8の発明は、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、前記芯金をシンクロ移動させつつ前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
請求項9の発明は、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、前記芯金をシンクロ移動させつつ前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
請求項10の発明は、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、前記芯金をシンクロ移動させつつ前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記芯金からカスを取り出す工程と前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
ここで、芯金からカスを取り出す工程と前記パイプを搬出する工程は同時に行うようにすると、作業効率を向上する観点から好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下本発明の1実施例を図面に示し説明する。本実施例に係るパイプ穴明装置1は穴明プレス機10を主体とする。穴明プレス機10は下部に固定のボルスタ11を上部に上下昇降するスライド12を有している。
また本実施例では、下ベース13を介して下ポンチ20や下フレーム15をボルスタ11に取り付け、上ベース14を介して上ポンチ21、上フレーム16、移動アーム64などをスライド12に取り付ける。
また本実施例は、穴明け加工するパイプ8は外径15mm内径11mmのものとし、これに幅4mm長さ30mmの長穴を明ける実施例である。
穴明プレス機10は、プレス機のボルスタ11の上に下ベース13を取り付け、下ベース13には下ポンチ20を刃面20aを上にして取り付け、スライド12には上ベース14を取り付け、上ベース14には上ポンチ21を刃面21aを下にして取り付けて構成した。
また、下ポンチ20、上ポンチ21共に平面視において前後幅を4mm、両端に半径2mmの半円を有し、左右両端間の距離が30mmの細長い小判形状を有するものとした。
また、刃面20a、21aは正面視においてパイプ8に対し3度の角度で傾斜させ、刃面20aと刃面21aとが正面視において平行になるようにし、刃先の側面視の断面は半径4mm深さ0.4mmの凹部20b、21bを有する形状とした。
【0008】
また、下ベース13には複数のバネ19aを介して下フレーム15を取り付け、上ベース14には複数のバネ19bを介して上フレーム16を取り付けた。
また、下フレーム15には下パット17を、上フレーム16には上パット18をそれぞれ取り付け、スライド12が下降したときにポンチの刃先20a、21aの先端がパイプ8に接触する前に、下パット17と上パット18とでパイプ8の外周を保持するようにした。
下パット17と上パット18は穴明け部を除きその付近のパイプ8の外周を保持し、下パット17と上パット18とでパイプ8を保持したときに、下ベースの上面13aと下フレーム15との間及び上ベースの下面14aと上フレーム16との間にそれぞれ6mmの隙間を有し、さらにポンチの刃先20a、21aとパイプの外面との間に1mmの隙間を有するように構成した。
このため、ポンチの刃先20a、21aの先端がパイプ8に接触したときに、下ベースの上面13aと下フレーム15との間及び上ベースの下面14aと上フレーム16との間にはそれぞれ5mmの隙間Hを有することになる。
保持機構60に保持される芯金65は、その片端に円錐形状の先端65cを、中間に抜穴65aを、他端に固定ブロック65dを有する長尺の円柱形状を有するものとした。そして、固定ブロック65dを昇降ブロック61のホルダ部61aに挿入しピン66で固定する構成とした。
また、昇降ケース62により昇降ブロック61を上下昇降可能にガイドし、昇降ブロック61の上下にバネ63a、63bをそれぞれ取り付け、上に取り付けたバネ63bの上には押頭67を設け、押頭67は昇降ケース62から突き出る構成とした。
さらに、上ベース14に移動アーム64を取り付けスライド12が下降して下ポンチの刃面20aと上ポンチの刃面21aの両方の先端がパイプ8に接触したときに移動アーム64が押頭67に接触するようにした。
【0009】
挿入出機構50は主フレーム56に取り付けた図示しないガイドレールにより昇降ケース62を芯金65の長尺方向に移動可能に保持する構成とし、抜差シリンダ53を挿入出の駆動機とし、さらに昇降ケース62に取り付けた先端金具54と主フレーム56に取り付けた受板55とで構成した。
そして、芯金65をパイプ8に挿入したときに、ポンチ20、21と芯金の抜穴65aとが平面視で一致し、昇降ケース62が受板55に載るようにした。
位置合機構30は下フレーム15に取り付けた、芯金65を貫通させるための穴を有する位置ブロック33と、従フレーム34に取り付けた押付機たる端面シリンダ31とで構成し、位置ブロック33を下パット17の右側に取り付け、左側に取り付けた端面シリンダ31の先端金具32と位置ブロック33との間にパイプ8の両端を挟むようにした。
さらに、位置ブロック33の右側に芯金65を案内する穴を有するガイド43を取り付け、芯金65を抜き出したときに抜穴65aが位置する場所に、抜シリンダ41と抜金具42とからなるカス抜機構40を設けた。
また、芯金65を抜き出したときに、芯金の先端65cの部分がガイド43の穴の中に位置するようにした。カス抜機構40でカスを押し出すときに芯金に片持ちの曲げモーメント加重をかけないため、及び先端65cとパイプ8の中心位置を合わせるためである。
【0010】
本実施例は上記のように構成されており、以下その穴明け工程と作用について説明する。
スライド12が上昇したときにパイプ8を下パット17の上に搬入する。下パット17はパイプ8の半分の形状を有する溝を有しているので、この溝にパイプ8を移載すればよい。
続いて、端面シリンダ31を作動させパイプ8の位置合わせを行う。先端金具32によりパイプ8の他方の端面を押して片方の端面を位置ブロック33に押しつける。
続いて、端面シリンダ31でパイプ8の他方の端面を押した状態で、抜差シリンダ53を作動させ芯金65をパイプ8の中に挿入する。芯金65は保持機構60により昇降自由に保持され、先端65cをガイド43で支持しているので、パイプ8の中に芯金を挿入することは容易である。
続いて、スライド12を下降させると、パット17と上パット18でパイプの外周を保持し、下ポンチ20と上ポンチ21の刃面20a、21aの先端がパイプ8に接触する。
さらにスライド12を下降させると、下ポンチ20と上ポンチ21の刃面20a、21aがパイプを剪断し、スライド12が最下端まで下降して穴明けが終了したときは、バネ19a、19bの撓みにより下ベースの上面13aがメインフレーム15に接触し上ベースの下面14aが上フレーム16に接触した状態となる。
刃面20a、21aの先端がパイプ8に接触した後に、スライド12は10mm下降し最下端に達するが、パイプ8と芯金65は5mm下降するので、下ポンチ20も上ポンチ21も共にH寸法たる5mmだけパイプ8内に入り込む。
移動アーム64は、刃面20a、21aの先端がパイプ8に接触したときに、保持機構60の押頭67に接触し、押頭67を押し下げながら下降するが、バネ63a、63bが共に5mmづつ圧縮されるため、昇降ブロックは5mmだけ下降する。このため、パイプ8の下降に合わせ芯金65をシンクロ移動させることができる。
このとき、昇降ケース62は受板55に支持されているので移動アーム64の力が挿入出機構50のガイドレールに伝わることはない。
続いて、抜差シリンダ53を作動させ芯金65をパイプ8の中から抜き出す。このとき、パイプ8から切り取られたカスは抜穴65a内に留まったまま芯金65の移動と共にパイプ8の外に搬出される。
さらに、抜シリンダ41を作動させ芯金65からカスを押し出す工程と、パイプ8を搬出する工程を同時に行う。カスは図示しない受け箱に落下するので容易に回収することができる。
【0011】
本実施例では、位置ブロック33の大きさを変えることにより、パイプの長さが変わったり、パイプの片方の端面から穴明け位置までの距離が変わったときなどにも容易に対応することができる。
また、刃面20a、21aには約3度の傾斜を設けたので小さな剪断力しか発生せず、凹部20b、21bを設けたのでカスの断面が曲がった形状となり小さくなるので、小さなエアーシリンダでカスを押し出すことができる。
本実施例では位置合機構30を設けたが、搬入出機構に位置合わせ機能を持たせ、前記搬入出機構により位置決めした状態でパイプ8の穴明け加工する方法もある。例えばロボットを使用した搬入出機構を設け、パイプの位置合わせをロボットのハンドで行うことも可能である。
また、本実施例では芯金65からカスを取り出す装置として、カス抜金具42や抜シリンダ41を有するカス抜機構40を設けたが、ブラシを抜き差しする方法やエアーブローやオイルの噴流を吹き込んだりする方法もある。
【0012】
【発明の効果】
本発明により、穴明けパイプの製造方法コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持することを可能とした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
さらに本発明により、切断面の凹凸の滑らかなパイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができたので、ヤスリを使った手作業による仕上げ作業をしなくても、ピン7との接触面の滑らかな長穴を有するシフトレバを提供することができた。
また本発明により、パイプを加工装置へ搬入出する作業の自動化を容易にした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
特に本発明により、パイプへの芯金の挿入出する作業を自動化したので、部品コストの低減と作業者の安全性の向上を可能とした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
さらに本発明により、パイプを打ち抜いたときに発生するカスを芯金から取り出し回収する作業の自動化を容易にしたので、作業者の負担軽減と作業環境を良好に保持する要請に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るパイプ穴明装置の1実施例の正面図である。
【図2】穴明プレス機の正面視の断面図である。
【図3】図2のA部の部分拡大図である。
【図4】図3のB−B視部分断面図である。
【図5】保持機構の正面視断面図である。
【図6】操作レバの正面視一部断面図である。
【符号の説明】
1 :パイプ穴明装置 8 :パイプ 10 :穴明プレス機
11 :ボルスタ 12 :スライド 15 :下フレーム
16 :上フレーム 17 :下パット 18 :上パット
19a:バネ 19b:バネ 20 :下ポンチ
20a:刃面 20b:凹部 21 :上ポンチ
21a:刃面 21b:凹部 30 :位置合機構
31 :端面シリンダ 33 :位置ブロック 40 :カス抜機構
41 :抜シリンダ 43 :ガイド 50 :挿入出機構
53 :抜差シリンダ 55 :受板 60 :保持機構
61 :昇降ブロック 62 :昇降ケース 63a:バネ
63b:バネ 64 :移動アーム 65 :芯金
65a:抜穴 65c:先端 67 :押頭
Claims (10)
- パイプの外周に穴を明けるためのポンチであって、その平面視が概略細長い小判形状を有し、その刃面が正面視において概略3度の傾斜を有し、かつ、その刃先が側面視において円弧状の凹部を有するように構成したことを特徴とするポンチ。
- 請求項1に記載したポンチを2個有し、さらに2個のパットを有し、前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとし、
前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付け、
さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成したことを特徴とする穴明プレス機。 - 穴明プレス機であって、2個のポンチと、2個のパットとを有し、前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとし、
前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付け、
さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成した穴明プレス機と、
保持機構であって、抜穴を有する芯金と、前記芯金をプレス方向に移動可能に保持し、パイプの下降に合わせ前記芯金をシンクロ移動させる保持機構と、パイプ内へ前記芯金を挿入出させる挿入出機構を有することを特徴とするパイプ穴明装置。 - 平面視において概略細長い小判形状を有し、その刃面が正面視において概略3度の傾斜を有し、かつ、その刃先が側面視において円弧状の凹部を有するように構成したポンチを2個有する穴明けプレス機であって、
前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとし、
また、2個のパットを有し、前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付け、
さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成した穴明プレス機と、
保持機構であって、抜穴を有する芯金と、前記芯金をプレス方向に移動可能に保持し、パイプの下降に合わせ前記芯金をシンクロ移動させる保持機構と、パイプ内へ前記芯金を挿入出させる挿入出機構を有することを特徴とするパイプ穴明装置。 - 請求項3又は請求項4のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、保持機構を、芯金と、昇降ケースにより昇降可能にガイドされた昇降ブロックと、前記昇降ブロックの上下にそれぞれ取り付けたバネと、昇降ブロックの上のバネのさらに上に取り付けた押頭と、移動アームで構成したことを特徴とするパイプ穴明装置。
- 請求項3乃至請求項5のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、パイプの片方の端面の位置合わせを行う位置ブロックと、他方の端面を押すための押付機などで構成した位置合機構を有することを特徴とするパイプ穴明装置。
- 請求項3乃至請求項6のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、芯金内に留まるカスを取り出すカス抜機構を有することを特徴とするパイプ穴明装置。
- 穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、前記芯金をシンクロ移動させつつ前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法。
- 穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、前記芯金をシンクロ移動させつつ前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法。
- 穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、前記芯金をシンクロ移動させつつ前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記芯金からカスを取り出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法。
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