JP2008246490A - 穴開け装置及び穴開け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の平面度を確保することができる穴開け装置及び穴開け方法を提供する。
【解決手段】ダイ３に支持された被加工物２をパンチ４によって打ち抜き被加工物２に穴部を開ける穴開け装置１であって、パンチ４を支持すると共に、パンチ４の軸方向に移動自在な移動体６と、移動体６を移動させることによってパンチ４に穴開けのための押圧力を付与する押圧手段７と、移動体６の移動に伴って圧縮される弾性部材１９，２０の付勢力によって、被加工物２を付勢するストリッパ１８と、パンチ４が被加工物２を打ち抜いた後、押圧手段１９，２０による押圧力をストリッパ１８に伝達する伝達部材２６とを備え、パンチ４が被加工物２を打ち抜いた状態で、ストリッパ１８は２被加工物をプレスする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物に穴を開ける穴開け装置及び穴開け方法に関するものである。

金属の被加工物に対してパンチを用いて穴を開ける従来の装置として、被加工物にパンチを押し当てる際の被加工物の変形を防止するため、被加工物をストリッパにてガイドした状態で穴開け加工を行う装置が知られている。

この種の装置において、ストリッパが被加工物を押さえる強さは、スプリングを用いて調整されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１２９２８号公報

しかし、スプリングの付勢力では、ストリッパによる被加工物のガイドは十分とはいえず、被加工物にパンチを押し当て穴開け加工する際の被加工物の変形を十分に防止することができない。その場合には、穴開け加工後の被加工物の平面度が確保されない。

平面度が確保されない被加工物を他の部材に締結する場合には、被加工物と他の部材とが平面状に接触しないため、十分な締結力を得ることができない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物の平面度を確保することができる穴開け装置及び穴開け方法を提供することを目的とする。

本発明は、ダイに支持された被加工物をパンチによって打ち抜き被加工物に穴部を開ける穴開け装置であって、前記パンチを支持すると共に、前記パンチの軸方向に移動自在な移動体と、前記移動体を移動させることによって前記パンチに穴開けのための押圧力を付与する押圧手段と、前記移動体の移動に伴って圧縮される弾性部材の付勢力によって、前記被加工物を付勢するストリッパと、前記パンチが被加工物を打ち抜いた後、前記押圧手段による押圧力を前記ストリッパに伝達する伝達部材とを備え、前記パンチが被加工物を打ち抜いた状態で、前記ストリッパは被加工物をプレスすることを特徴とする。

本発明によれば、ストリッパは、パンチが被加工物を打ち抜く際には、弾性部材の付勢力によって被加工物を付勢し、被加工物が打ち抜かれた後は、伝達部材を介して伝達される押圧手段の押圧力にて被加工物をプレスする。このように、被加工物は、パンチによって打ち抜かれ穴開け加工された直後に、ストリッパによってプレスされる。したがって、穴開け加工時に被加工物が変形した場合でも、その変形は直後のプレスによって戻されるため、被加工物の平面度を確保することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１を参照して、本発明の実施の形態の穴開け装置１について説明する。図１（ａ）は穴開け装置１の平面図であり、図１（ｂ）は穴開け装置１の断面図である。

穴開け装置１は、ダイ３に支持された金属製の被加工物をパンチ４によって打ち抜き、被加工物に穴部を開ける装置である。

本実施の形態における被加工物は、緩衝器を車両の車軸に連結するためのナックルブラケット２である。ナックルブラケット２は、緩衝器のチューブ外周を把持する本体部２ａと、本体部２ａから平行に突出して形成され車軸のナックルにボルトにて締結される一対の取付部２ｂとを備える。

ダイ３は、取付部２ｂに加工される穴部と略同形状の開口３ａが両側面に形成された貫通孔３ｂ（本実施の形態では２個）を有し、基台５上に立設する一対の側壁５ａ間に結合されて基台５上に配置される。

ナックルブラケット２は、本体部２ａがダイ３の頂面に形成された治具３ｃに係止されると共に、一対の取付部２ｂがダイ３の開口３ａを塞いだ状態でダイ３に支持される。

穴開け装置１は、ダイ３の両側から一対の取付部２ｂのそれぞれを打ち抜き、一対の取付部２ｂに対してボルト締結用の穴部を同時に加工する装置である。

穴開け装置１は、ダイ３の開口３ａに対向して配置され取付部２ｂに穴部を打ち抜くパンチ４と、パンチ４を支持すると共にパンチ４の軸方向に移動自在な一対のスライダ６（移動体）と、スライダ６を移動させることによってパンチ４に穴開けのための押圧力を付与するプレス装置７（押圧手段）とを備える。

パンチ４は、スライダ６に支持されたホルダ１０に、ダイ３の貫通孔３ｂと同軸上に保持され、基端部にはホルダ１０からの抜け止め用のフランジ４ａが設けられている。このように、パンチ４は、ホルダ１０を介してスライダ６に保持され、スライダ６の移動によって軸方向に移動する。本実施の形態では、パンチ４は、ダイ３の両側方に２個ずつ合計４個配置され、一対の取付部２ｂのそれぞれに２個の穴部を加工する場合について説明する。

スライダ６は、一対の側壁５ａに沿って移動自在に基台５上に配置され、底部に溝６ａを有すると共に天井部に爪６ｂを有する。ホルダ１０は、溝６ａに嵌合すると共に爪６ｂに係止されることによってスライダ６に支持される。

プレス装置７は、スライダ６の背面の一部に形成された傾斜面６ｃに対応する傾斜面１２ａを有する一対の楔カム１２と、プレス装置７を図中上下に移動させる移動機構（図示せず）とを備える。なお、移動機構の駆動源としては、例えば、油圧、サーボモータが用いられる。

プレス装置７は、楔カム１２をスライダ６背面の傾斜面６ｃに対して押し付けることによって、スライダ６をダイ３に向けて移動（以下、「前進」と称する。）させ、パンチ４をナックルブラケット２の取付部２ｂに押し付けるためのものである。このように、プレス装置７の荷重は、楔カム１２、スライダ６、及びパンチ４を介して取付部２ｂに付与される。したがって、楔カム１２のスライダ６に対する押し付け力を調整することによって、パンチ４の取付部２ｂに対する押圧力が調整される。

基台５上におけるスライダ６の後方には後壁５ｂが立設し、その後壁５ｂには前進したスライダ６を後退させるための戻し機構１４が設けられている。

戻し機構１４は、後壁５ｂに設けられた貫通孔を挿通し先端部がスライダ６に締結されたボルト１５と、ボルト１５の頭部１５ａと後壁５ｂの貫通孔内の段部５ｃとの間に介装された戻しスプリング１６とを備える。楔カム１２をスライダ６に対して押し付けスライダ６を前進させた後、楔カム１２によるスライダ６への押し付けを解除した場合には、戻しスプリング１６の付勢力によってスライダ６は後退する。なお、本実施の形態には、戻し機構１４は、一対のスライダ６のそれぞれに２個ずつ設けられている。

スライダ６には、ナックルブラケット２の取付部２ｂがパンチ４にて打ち抜かれる際に、取付部２ｂにおける打ち抜かれる以外の部分をダイ３に対して押し付け、取付部２ｂの変形を防止するストリッパ１８が配置されている。

ストリッパ１８は、パンチ４が挿通する貫通孔１８ａを有し、パンチ４に沿って摺動自在に移動可能である。

ホルダ１０とストリッパ１８との間には、スライダ６の前進に伴って圧縮され、ストリッパ１８を付勢するスプリング１９とウレタンスプリング２０が介装されている。

なお、スライダ６とストリッパ１８とは連結機構２２によって連結され、この連結機構２２によってスライダ６に対するストリッパ１８の所定以上の移動が規制される。

連結機構２２は、スライダ６に設けられた逃がし溝２３と、この逃がし溝２３内に進退自在に挿入され先端のフランジ部２４ａを介してストリッパ１８に固定されたロッド２４とを備える。ホルダ１０とストリッパ１８との間にスプリング１９とウレタンスプリング２０とが圧縮して配置されても、図１に示すように、ロッド２４の基端のフランジ部２４ｂがホルダ１０の端面に当接することによってロッド２４の移動が規制されるため、ストリッパ１８の移動も規制される。ストリッパ１８の移動が規制された状態では、ストリッパ１８とパンチ４との先端面は、図１に示すように同一端面となる。

パンチ４の外周には円筒状のカラー２６（伝達部材）が配置されている。カラー２６は、スライダ６が後退している状態では、図１に示すように、ストリッパ１８との間に所定の間隔を持って配置される。一方、スライダ６が前進し、パンチ４がナックルブラケット２の取付部２ｂを打ち抜いた後には、ホルダ１０とストリッパ１８との双方に当接し、プレス装置７の荷重をストリッパ１８に伝達する。

次に、図１及び図２を参照して、穴開け装置１の動作について説明する。図１はプレス装置７が最上端にある穴開け加工前の状態を示す図であり、図２はプレス装置７が最下端まで下降した状態を示す図である。なお、図１及び図２において、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は断面図であり、（ａ）図ではプレス装置７の図示を省略している。

図１に示すように、プレス装置７が最上端にある加工前の状態では、スライダ６は、戻しスプリング１６の付勢力によって後退しており、カラー２６とストリッパ１８とは所定距離だけ隔てられている。

この状態から、プレス装置７を下降させることによって、楔カム１２の傾斜面１２ａをスライダ６背面の傾斜面６ｃに当接させる。プレス装置７の下降に伴って、スライダ６は楔カム１２の傾斜面１２ａに案内されて前進する。

スライダ６の前進によって、ストリッパ１８とパンチ４との先端面がナックルブラケット２の取付部２ｂの外側面に当接する。

さらに、スライダ６が前進すれば、パンチ４は、プレス装置７の押圧力にて取付部２ｂに食い込むと共に、ストリッパ１８は、ホルダ１０との間にてスプリング１９とウレタンスプリング２０とを圧縮し、その圧縮に伴う付勢力によって取付部２ｂを付勢する。

スライダ６の前進に伴って、パンチ４の先端はダイ３の開口３ａに到達し、取付部２ｂは打ち抜かれる。なお、ダイ３の貫通孔３ｂには、取付部２ｂを打ち抜いた際のカスが通る穴３ｄが設けられている。

パンチ４が取付部２ｂを打ち抜く際、ストリッパ１８にて取付部２ｂを付勢しているが、パンチ４が取付部２ｂを押し付ける力によって取付部２ｂに変形（反り）が発生してしまう場合がある。特に、取付部２ｂとダイ３との間に隙間があるような場合には、取付部２ｂの変形が発生し易い。

しかし、パンチ４が取付部２ｂを打ち抜き、プレス装置７が最下端に到達すれば、図２に示すように、カラー２６がストリッパ１８に当接することによって、ホルダ１０とストリッパ１８とはカラー２６を介して連接される。

ホルダ１０とストリッパ１８とがカラー２６を介して連接されることによって、プレス装置７の荷重は、スライダ６、ホルダ１０、及びカラー２６を介してストリッパ１８に伝達されるため、ストリッパ１８は、プレス装置７の押圧力にて取付部２ｂをプレスすることになる。

これにより、パンチ４が取付部２ｂを打ち抜く際に取付部２ｂに変形が生じていた場合でも、その変形は強制的に戻され、取付部２ｂの平面度が確保される。このストリッパ１８によるプレスは、パンチ４が取付部２ｂを打ち抜いた状態で行われるため、打ち抜かれた穴部の寸法はストリッパ１８のプレスによって変化することがない。

プレス装置７が最下端に到達した後は、プレス装置７を上昇させる。プレス装置７の上昇に伴ってスライダ６に対するプレス装置７の荷重は解除されるため、スプリング１９とウレタンスプリング２０の付勢力によってパンチ４は取付部２ｂの穴部から抜け出ると共に、スライダ６は戻しスプリング１６の付勢力によって後退する。

以上のようにして、プレス装置７を下降及び上昇させることによって、ナックルブラケット２の取付部２ｂに穴部を加工すると共に、穴部の加工に伴う変形を戻すことができる。

以上にて説明した穴開け装置１による穴開け加工は、一枚の板を曲げ加工することによって成形されるナックルブラケット２に対して適用可能であると共に、図１及び図２に示すように、取付部２ｂの内周にコの字状の補強部２ｃを取り付けたもの、つまり、取付部２ｂが二重の板で構成されるナックルブラケット２に対しても適用可能である。

取付部２ｂの内周にコの字状の補強部２ｃを取り付ける場合、取付部２ｂと補強部２ｃとは溶接によって結合されるが、取付部２ｂと補強部２ｃとの間に隙間が存在する場合がある。そのような場合には、パンチ４が取付部２ｂ及び補強部２ｃを打ち抜く際に、取付部２ｂ及び補強部２ｃに変形が生じ易い。したがって、穴開け装置１による穴開け加工は、取付部２ｂが二重の板で構成されるナックルブラケット２に対して適用する場合に特に有効である。

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ストリッパ１８は、パンチ４がナックルブラケット２の取付部２ｂを打ち抜く際には、スプリング１９とウレタンスプリング２０の付勢力によって取付部２ｂを付勢し、取付部２ｂが打ち抜かれた後は、カラー２６を介して伝達されるプレス装置７の押圧力にて取付部２ｂをプレスする。このように、取付部２ｂは、パンチ４によって打ち抜かれ穴開け加工された直後に、ストリッパ１８によってプレスされる。したがって、穴開け加工時に取付部２ｂが変形した場合でも、その変形は直後のプレスによって戻されるため、取付部２ｂの平面度を確保することができる。

また、取付部２ｂの打ち抜き工程と変形を戻すプレス工程とは、同一の装置による同一工程として行われるため、それぞれの工程を別工程で行う場合と比較して非常に効率的である。

また、パンチ４にて取付部２ｂを打ち抜いた後で、別工程で取付部２ｂをプレスし取付部２ｂの変形を戻す場合には、打ち抜いた穴部の径はプレスによって小さくなってしまう。しかし、本実施の形態では、ストリッパ１８によるプレスは、パンチ４が取付部２ｂを打ち抜いた状態、つまり、パンチ４が取付部２ｂを挿通している状態で行われるため、打ち抜かれた穴部の径はストリッパ１８のプレスによって変化することがなく、穴部の寸法精度も確保することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明は、緩衝器を車両の車軸に連結するためのナックルブラケットにボルト締結用の穴部を加工する装置に適用することができる。

（ａ）本発明の実施の形態に係る穴開け装置を示す平面図である。（ｂ）同じく穴開け装置を示す断面図である。 （ａ）プレス装置が最下端まで下降した状態の穴開け装置を示す平面図である。（ｂ）プレス装置が最下端まで下降した状態の穴開け装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 穴開け装置
２ ナックルブラケット
２ａ 本体部
２ｂ 取付部
３ ダイ
３ａ 開口
４ パンチ
６ スライダ
７ プレス装置
１０ ホルダ
１２ 楔カム
１４ 戻し機構
１６ 戻しスプリング
１８ ストリッパ
１９ スプリング
２０ ウレタンスプリング
２６ カラー

Claims (4)

1. ダイに支持された被加工物をパンチによって打ち抜き被加工物に穴部を開ける穴開け装置であって、
   前記パンチを支持すると共に、前記パンチの軸方向に移動自在な移動体と、
   前記移動体を移動させることによって前記パンチに穴開けのための押圧力を付与する押圧手段と、
   前記移動体の移動に伴って圧縮される弾性部材の付勢力によって、前記被加工物を付勢するストリッパと、
   前記パンチが被加工物を打ち抜いた後、前記押圧手段による押圧力を前記ストリッパに伝達する伝達部材と、を備え、
   前記パンチが被加工物を打ち抜いた状態で、前記ストリッパは被加工物をプレスすることを特徴とする穴開け装置。
2. 前記伝達部材は、前記移動体と前記ストリッパとの間に配置され、
   前記パンチが被加工物を打ち抜いた後、前記移動体と前記ストリッパとが前記伝達部材を介して連接されることによって、前記ストリッパは被加工物を前記押圧手段による押圧力にてプレスすることを特徴とする請求項１に記載の穴明け装置。
3. 前記ダイは、前記パンチが挿入される開口を有し、
   被加工物は、緩衝器を車両に連結するためのナックルブラケットであり、
   前記ナックルブラケットは、
   緩衝器のチューブ外周を把持する本体部と、
   当該本体部から平行に突出して形成された一対の取付部と、を備え、
   前記一対の取付部が前記開口を塞いだ状態で前記ダイに支持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の穴開け装置。
4. ダイに支持された被加工物をパンチによって打ち抜き被加工物に穴部を開ける穴開け方法であって、
   前記パンチを支持すると共に、前記パンチの軸方向に移動自在な移動体と、
   前記移動体を移動させることによって前記パンチに穴開けのための押圧力を付与する押圧手段と、
   前記移動体の移動に伴って圧縮される弾性部材の付勢力によって、前記被加工物を付勢するストリッパと、を用い、
   前記ストリッパが前記被加工物を付勢した状態で、前記パンチが被加工物を打ち抜き、
   前記パンチが被加工物を打ち抜いた状態で、前記押圧手段による押圧力が前記ストリッパに伝達されることによって、前記ストリッパは被加工物をプレスすることを特徴とする穴開け方法。