JP2008080387A

JP2008080387A - Ｒ付き穴加工方法及びｒ付き穴加工装置

Info

Publication number: JP2008080387A
Application number: JP2006265639A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kanie; 庸司蟹江; Masahito Nakajima; 雅人中島
Original assignee: Toyota Motor Corp; STAR TECHNO CO Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; STAR TECHNO CO Ltd
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10
Also published as: CA2664777A1; CA2664777C; US20110239834A1; EP2070609A1; WO2008038837A1

Abstract

【課題】均一且つ高い精度のＲ付き穴を効率的に得ることが可能なＲ付き穴加工方法及びＲ付き穴加工装置を提供する。
【解決手段】刃先２の基部にＲ形状５が形成されたパンチ１と、パンチ１の刃先２によって穴抜き加工されて形成された抜き穴４の周縁をパンチ軸線に対して垂直な受圧面９で支持するダイス８とを備え、パンチ１を１ストロークさせることにより、パンチ１の刃先２によってワーク３が穴抜き加工されて抜き穴４が形成されると共に、刃先２のＲ形状５が抜き穴４の意匠面３ａ側の稜部６に転写される。これにより、Ｒ付き穴を効率的に加工することができ、さらに抜き穴４の周縁を受圧面９で支持したことで、抜き穴４の稜部６に均一且つ高い精度のＲ形状７を付加することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、稜部にＲ形状が付加された穴を加工する方法及び装置に関する。

従来、周辺監視装置を搭載した車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。周辺監視装置は、車両のフロントバンパに複数個のソナー（sound navigation ranging）を配設し、各ソナーの出力信号に基いて車両前方並びに側方に存在する障害物を検出する。したがって、周辺監視装置を搭載する車両においては、フロントバンパに複数個のソナー装着穴が配設される。これらソナー装着穴は、樹脂成形後のフロントバンパをプレス機で穴抜き加工することにより形成されるが、穴抜き加工直後の各ソナー装着穴は、意匠面側の周縁（切り口）がギザギザであるため見栄えが悪い。一般に、周辺監視装置を搭載する車両は、高級車と呼ばれるものが多く、特に高い外観品質が要求される。

そこで、ソナー装着穴よりも外形が大きいクリアランスソナーをソナー装着穴に嵌装してソナー装着穴の周縁を隠滅させることが従来行われたが、クリアランスソナーがフロントバンパの意匠面に対して突出するため、特に高い外観品質が要求される車両においては採用することができない。また、フロントバンパを穴抜き加工した後、各ソナー装着穴の周縁にＲ形状を転写することで周縁をＲ付け加工する手法（例えば、特許文献２参照）もあるが、Ｒ付け加工を別段取りで行うため、生産性の点で問題がある。さらに、特許文献２のＲ形成方法を採用した場合、ソナー取付穴の周縁がダイスによって支持されていないため、ソナー装着穴の周縁を均一にＲ付け加工することは極めて困難であり、その上、ソナー取付穴の裏面側の周縁に比較的大きいバリが発生し、品質上問題がある。仮に、ソナー取付穴の周縁をダイスによって支持したとしても、通常のダイスの開口部にはＣ面取りが形成されているため、このＣ面取りに流入した材料によりバリが発生する。
特開２００５−２７５８５０号公報特開平５−２８２６３２号公報

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、均一且つ高い精度のＲ付き穴をバリの発生を防止しながら、効率的に得ることが可能なＲ付き穴加工方法及びＲ付き穴加工装置を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明のＲ付き穴加工方法は、Ｒ形状が稜部に付加された穴を加工する方法であって、パンチの刃先によってワークを穴抜き加工する穴抜きステップと、穴抜きステップで形成された抜き穴の周縁を、ダイスに形成されパンチ軸線に対して垂直な受圧面で支持しながら、パンチの刃先の基部に形成されたＲ形状によってＲ付け加工するＲ付けステップと、がパンチが１ストロークする過程でなされることを特徴とする。
本発明のＲ付き穴加工方法によれば、穴抜きステップとＲ付けステップとを同時に（パンチの１ストロークで）行うことが可能になり、Ｒ付き穴の加工を大幅に効率化することができる。また、抜き穴の周縁を、パンチ軸線に対して垂直なダイスの受圧面で支持しながらパンチの刃先の基部に形成されたＲ形状によってＲ付け加工するので、抜き穴の稜部に均一且つ高い精度のＲ形状を付加することができると共に、ワーク裏面にバリが発生するのを防止することができる。

上記課題を解決するために、本発明のＲ付き穴加工装置は、Ｒ形状が稜部に付加された穴を加工する装置であって、刃先の基部にＲ形状が形成されたパンチと、パンチの刃先によって穴抜き加工されて形成された抜き穴の周縁をパンチ軸線に対して垂直な受圧面で支持するダイスと、を具備することを特徴とする。
本発明のＲ付き穴加工装置によれば、パンチを１ストロークさせる過程で、パンチの刃先によってワークが穴抜き加工されて抜き穴が形成されると共に、該抜き穴の稜部に刃先の基部に形成されたＲ形状が転写される。したがって、穴抜き加工とＲ付け加工とを同時に（パンチの１ストロークで）行うことが可能になり、Ｒ付き穴の加工を大幅に効率化することができる。また、抜き穴の周縁をパンチ軸線に対して垂直なダイスの受圧面で支持しながら、抜き穴の周縁にパンチの刃先の基部に形成されたＲ形状を転写するので、抜き穴の稜部に均一且つ高い精度のＲ形状を付加することができると共に、ワーク裏面にバリが発生するのを防止することができる。

（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）、（３）項の各々が、請求項１、２の各々に相当する。

（１）Ｒ形状が稜部に付加された穴を加工する方法であって、パンチの刃先によってワークを穴抜き加工する穴抜きステップと、穴抜きステップで形成された抜き穴の周縁を、ダイスに形成されパンチ軸線に対して垂直な受圧面で支持しながら、パンチの刃先の基部に形成されたＲ形状によってＲ付け加工するＲ付けステップと、がパンチが１ストロークする過程でなされることを特徴とするＲ付き穴加工方法。
本項に記載のＲ付き穴加工方法は、穴抜きステップとＲ付けステップとを同時に（パンチの１ストロークで）行うことにより、パンチによって穴抜き加工した抜き穴をＲ付け加工する工程を廃止することが可能になり、Ｒ付き穴の加工を大幅に効率化することができる。また、抜き穴の周縁をパンチ軸線に対して垂直なダイスの受圧面で支持しながら、パンチの刃先の基部に形成されたＲ形状（内側Ｒ形状）を抜き穴の稜部に転写させるので、当該抜き穴の稜部に均一且つ高い精度のＲ形状を付加することができると共に、ワーク裏面にバリが発生するのを防止することができる。
本項の態様においては、例えば、樹脂成形後の車両用フロントバンパにソナー装着穴を加工する場合に適用される。この場合、ソナー装着穴の穴抜きと同時に該ソナー装着穴の稜部をＲ付け加工することが可能になり、フロントバンパの製造の工数を大幅に削減することができる。また、ソナー装着穴にクリアランスソナーを嵌装することによりソナー装着穴の周縁（切り口）を隠滅する従来の手法では、クリアランスソナーがフロントバンパの意匠面に対して突出するため外観品質を損なっていたが、本項の態様を適用することで、ソナーをフロントバンパの意匠面に対して面一（同一高さ）に装着することができ、且つソナー装着穴の開口面積を必要最小限に設定することができるので、フロントバンパ、延いては車両全体の外観品質が高められる。

（２）パンチの下降端位置を、刃先のＲ形状の基端が抜き穴の稜部に当接した位置よりも所定距離だけ下降させた位置に設定する（１）項に記載のＲ付き穴加工方法。
本項に記載の態様では、抜き穴の稜部により均一且つ高い精度のＲ形状を付加することが可能になる。
本項の態様において、例えば、樹脂成形後の車両用フロントバンパにソナー装着穴（Ｒ形状の半径が１．２ｍｍ）を加工する場合、パンチの下降端位置を、パンチの刃先のＲ形状の基端がフロントバンパの意匠面の高さに到達した位置からさらに０．２ｍｍだけ下降させた位置に設定することで、抜き穴の稜部に形成されるＲ形状（外側Ｒ形状）の精度が±０．２ｍｍに確保されることが確認されている。ここで、一般の穴加工のみにおけるパンチとダイスとのクリアランス（両側クリアランス）は０．２ｍｍであるが、Ｒ形状の精度を確保するため、当該クリアランスを０．１ｍｍに設定した。

（３）Ｒ形状が稜部に付加された穴を加工する装置であって、刃先の基部にＲ形状が形成されたパンチと、パンチの刃先によって穴抜き加工されて形成された抜き穴の周縁をパンチ軸線に対して垂直な受圧面で支持するダイスと、を具備することを特徴とするＲ付き穴加工装置。
本項に記載の態様では、パンチを１ストロークさせるだけで、パンチの刃先によってワークが穴抜き加工されると共に、刃先の基部に形成されたＲ形状（内側Ｒ形状）によって抜き穴の稜部にＲ形状（外側Ｒ形状）が付加される。これにより、抜き穴の稜部を手作業で仕上げる必要がなくなり、Ｒ付き穴の加工の工数を大幅に削減することが可能になる。また、抜き穴の周縁をダイスの平らな面（受圧面）で支持して、抜き穴の稜部にパンチのＲ形状を転写させるので、成形圧力が確保され抜き穴の稜部に均一且つ高い精度のＲ形状を付加することができると共に、ワーク裏面にバリが発生するのを防止することができる。
本項の態様において、パンチの刃先形状（抜き穴形状）は、例えば、円形、長丸形、矩形等である。また、パンチとダイスとのクリアランスは、抜き穴の稜部に形成されるＲ形状の精度を確保するため、必要最小限に設定することが望ましい。

（４）パンチは、刃先の基部に形成したＲ形状と胴部とが、軸直角面に対して傾斜した面を介して連続する（３）に記載のＲ付き穴加工装置。
本項に記載の態様では、パンチの下降端位置を、Ｒ形状と胴部との間に形成した斜面の軸線方向高さの範囲内で、パンチの刃先のＲ形状の基端がワークの表面に到達（当接）した位置よりも下降させた位置に設定することが可能になる。したがって、パンチを刃先のＲ形状の基端がワークの表面に到達（当接）した位置よりも下降させることにより、抜き穴の稜部により均一且つ高い精度のＲ形状を付加することができる。
本項の態様において、例えば、樹脂成形後の車両用フロントバンパにソナー装着穴（Ｒ付き穴）を加工する場合、ソナー装着穴に付加されたＲ形状とフロントバンパの意匠面とが段差のない滑らかな斜面で連続されるため、車両の外観品質が確保される。

均一且つ高い精度のＲ付き穴をバリの発生を防止しながら、効率的に得ることが可能なＲ付き穴加工方法及びＲ付き穴加工装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を図１〜図４に基いて説明する。本Ｒ付き穴加工装置は、パンチ１を１ストロークさせる（パンチ１を図１に示される上昇端位置から図２に示される下降端位置まで移動させる）ことにより、パンチ１の刃先２によってワーク３が穴抜き加工されてワーク３に抜き穴４が形成されると共に、パンチ１の刃先２の基部に形成されたＲ形状５（内側Ｒ形状）が抜き穴４の意匠面３ａ（外観面）側の稜部６に転写され、当該稜部６にＲ形状７（外側Ｒ形状）が形成されたＲ付き穴が得られる構造になっている。また、本Ｒ付き穴加工装置では、ダイス８の受圧面９がパンチ１の軸線（以下、パンチ軸線と称する）に対して垂直な平面によって形成され、該受圧面９によって抜き穴４の周縁が支持された状態で、抜き穴４の稜部６にパンチ１のＲ形状５が転写される。これにより、本Ｒ付き穴加工装置は、Ｒ付き穴（抜き穴４の稜部６に付加されるＲ形状７）の加工精度が高められると共に、Ｒ付き穴の裏面３ｂ側の稜部１０にバリが発生するのを防止する構造になっている。

図１に示されるように、パンチ１は、軸直角断面が円形に形成された胴部１１を有し、該胴部１１の先端に刃先２が設けられると共に該胴部１１の基部にフランジ１２が設けられる。そして、パンチ１は、基端に設けられた位置決め用ピン１３をプレス機のラムに嵌合させると共にフランジ１２を当該プレス機のラムにボルトによって固定させることにより、プレス機のラムに位置決め固定される。また、パンチ１は、刃先２の軸断面が抜き穴４に応じた形状（本実施形態では、円形）に形成され、該刃先２の先端角部に環状の切刃２ａが形成される。なお、刃先２の先端面は、内円錐面（本実施形態では、仰角１５°）に形成される。さらに、パンチ１は、刃先２の基部の周囲に所定の半径（本実施形態では、１．２ｍｍ）を有するＲ形状５（内側Ｒ形状、抜き穴４の稜部６に付加する外側Ｒ形状７の像）が形成されると共に、該Ｒ形状５の周囲に軸直角面に対して所定角度（本実施形態では、１０°）で傾斜した環状の斜面１４が形成され、刃先２のＲ形状５の基端５ａと斜面１４とが段差なく滑らかに連続されている。

図１に示されるように、ダイス８は、軸直角断面が正方形の直方体に形成され、基部にフランジ１５が設けられると共に、軸線に対して同軸上には抜きカスを挿通させるための中空部１６が設けられる。また、ダイス８は、先端の受圧部１７の中央に環状の切刃１８が形成され、受圧面９が軸直角面に対して平行な平面によって形成される。なお、パンチ１とダイス８とのクリアランスは、抜き穴４の稜部６に形成するＲ形状７の加工精度を確保するため、通常の穴抜き加工のみの場合よりも小さく設定される（本実施形態では、通常、クリアランス（両側クリアランス）０．２ｍｍであるのに対して０．１ｍｍに設定）。なお、ダイス８は、フランジ１５が位置決めピンとボルトによってプレス機のテーブルに位置決め固定される。

次に、本Ｒ付き穴加工装置を用いて、樹脂成形後の車両用フロントバンパ３（ワーク３）に、Ｒ形状７（外側Ｒ形状）が付加されたソナー装着穴（Ｒ付き穴）を加工する方法を説明する。なお、パンチ１は、刃先２の外形寸法が１７．４ｍｍ、胴部１１の外形寸法が２５ｍｍ、Ｒ形状５（内側Ｒ形状）の半径が１．２ｍｍ（Ｒ１．２）であり、ダイス８とのクリアランス（両側クリアランス）が０．１ｍｍに設定される。

まず、上昇端位置にあるパンチ１（図１参照）を下降させると、その下降の過程で、図３に示されるように、パンチ１の刃先２によってフロントバンパ３が穴抜き加工されてフロントバンパ３に抜き穴４が形成される。そして、パンチ１をさらに下降させると、フロントバンパ３における抜き穴４の周縁がダイス８の受圧面９によって支持された状態で、パンチ１の刃先２の基部に形成されたＲ形状５が抜き穴４の意匠面３ａ（外観面３ａ）側の稜部６に転写される。そして、図２及び図４に示されるように、パンチ１が下降端位置に到達した時点で、フロントバンパ３に、Ｒ形状７（外側Ｒ形状）が付加されたソナー取付穴が形成される。この時、パンチ１の下降端位置は、パンチ１の刃先２のＲ形状５の基端５ａが抜き穴４の意匠面３ａの高さに到達した時点の位置から、さらに０．２ｍｍだけ下降した位置に設定され、これにより、パンチ１が下降端位置に到達した時点では、パンチ１の斜面１４がフロントバンパ３の意匠面３ａに当接した状態になる。

この実施形態では以下の効果を奏する。
本Ｒ付き穴加工装置は、刃先２の基部にＲ形状５（内側Ｒ形状）が形成されたパンチ１と、パンチ１の刃先２によって穴抜き加工されて形成された抜き穴４の周縁をパンチ軸線に対して垂直な受圧面９で支持するダイス８とを備え、パンチ１を１ストロークさせることで、パンチ１の刃先２によってフロントバンパ３（ワーク３）が穴抜き加工されると共に、刃先２のＲ形状５が抜き穴４の意匠面３ａ側の稜部６に転写され、フロントバンパ３にＲ形状７（外側Ｒ形状）を有するソナー取付穴（Ｒ付き穴）が形成される。

これにより、本Ｒ付き穴加工装置では、従来のように抜き穴４の稜部６を手作業で仕上げる必要がなくなり、ソナー取付穴（Ｒ付き穴）の加工工数を大幅に削減することができる。また、本Ｒ付き穴加工装置では、フロントバンパ３（ワーク３）における抜き穴４の周縁をダイス８の平らな面（受圧面９）で支持した状態で、抜き穴４の稜部６にパンチ１のＲ形状５を転写させるので、抜き穴４の稜部６に形成されるＲ形状７の加工精度を高めることができると共にフロントバンパ３の裏面３ｂにバリが発生するのを防止することができる。

また、本Ｒ付き穴加工装置では、パンチ１の刃先２基部に形成したＲ形状５（内側Ｒ形状）の基端５ａが、軸直角面に対して所定角度（本実施形態では、１０°）をなす斜面１４に段差なく滑らかに連続されると共に、パンチ１とダイス８とのクリアランスを通常の穴抜き加工のみの場合よりも小さく（本実施形態では、通常０．２ｍｍに対して０．１ｍｍ）設定した。
したがって、本Ｒ付き穴加工装置では、パンチ１の下降端位置を、刃先２のＲ形状５の基端５ａが抜き穴４の意匠面３ａの高さに到達した時点の位置から、斜面１４の軸線方向高さの範囲内で所定距離（本実施形態では、０．２ｍｍ）だけ下降させた位置に設定することにより、抜き穴４の稜部６に成形圧力が均一に付与され、抜き穴４の稜部６に均一且つ高い精度のＲ形状７（外側Ｒ形状）を付加することができると共に、Ｒ形状７（外側Ｒ形状）と意匠面３ａとを段差なく滑らかに連続させることができ、さらにソナーをフロントバンパ３の意匠面３ａに対して面一に装着することができ、フロントバンパ３、延いては車両全体の外観品質を高めることができる。

なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、樹脂成形後のフロントバンパ（ワーク）にソナー取付穴（Ｒ付き穴）を加工する場合を説明したが、ワークは樹脂成形部品に限らず金属部品であってもよい。この場合、パンチの下降端位置をワークの材質に応じて適宜設定する。
また、Ｒ付き穴の形状は円形である必要はなく、例えば、長丸形、矩形等であってもよい。

パンチが上昇端位置に位置する状態を示す図である。パンチが下降端位置に位置する状態を示す図である。パンチが下降する過程でパンチの刃先によってフロントバンパ（ワーク）が穴抜き加工された直後の状態を示す一部を断面で示した図である。図２における要部を拡大した図である。

符号の説明

１パンチ、２刃先、３フロントバンパ（ワーク）、４抜き穴、５Ｒ形状、６稜部、８ダイス、９受圧面

Claims

Ｒ形状が稜部に付加された穴を加工する方法であって、
パンチの刃先によってワークを穴抜き加工して抜き穴を形成する穴抜きステップと、
前記穴抜きステップで形成された前記抜き穴の周縁を、ダイスに形成されパンチ軸線に対して垂直な受圧面で支持しながら、前記パンチの刃先の基部に形成されたＲ形状によってＲ付け加工するＲ付けステップと、
が前記パンチが１ストロークする過程でなされることを特徴とするＲ付き穴加工方法。
Ｒ形状が稜部に付加された穴を加工する装置であって、
刃先の基部にＲ形状が形成されたパンチと、
前記パンチの刃先によって穴抜き加工されて形成された抜き穴の周縁をパンチ軸線に対して垂直な受圧面で支持するダイスと、
を具備することを特徴とするＲ付き穴加工装置。