JP2011115808A - バーリング加工方法及び加工治具 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプ材の内面にバーリング加工を行う加工方法及び加工治具を提供する。
【解決手段】パイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するバーリング加工方法であって、パイプ材３に対して出入自在な心金５の一側面側に当該心金５の長手方向に対して直交する方向へ移動可能なパイロットピン１７を備えた前記心金５をパイプ材３内に挿入し、前記パイプ材３に予め形成された下穴２１に前記パイロットピン１７を位置合せする工程と、前記心金５の他側面に当該心金５の他側面から突出する方向へ移動可能に備えた内周面当接部材２５を前記心金５から突出する方向へ移動して前記パイプ材３の内面に当接し、前記心金５を前記パイプ材３に固定する工程と、前記心金５を固定した前記パイプ材３の前記下穴をバーリング金型４３に備えたパンチ４５に位置合せし、前記バーリング金型４３に対して前記パイプ材３を相対的に押圧し、前記パンチ４５によって前記下穴２１を前記パイプ材３の内面へ突出成形加工する工程、の各工程を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば丸パイプや角パイプなどのパイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するバーリング加工方法及び同方法に使用する加工治具に係り、さらに詳細には、パイプ材内に内装された心金とバーリング加工を行うためのバーリング金型との位置決めを容易に行うことができるバーリング加工方法及び加工治具に関する。

従来、板材にねじ孔の加工を行う場合、板材にバーリング加工を行って筒状の突出部を成形加工し、この筒状の突出部の内周面にタッピング加工を行うことによってねじ孔の加工を行っている。ところで、パイプ材にねじ孔を加工しようとする場合、パイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部の成形加工を行うことが難しいものである。そこで、パイプ材の外周面にナットを溶接することも考えられるが、この場合、ナットが外周面から突出した形態となるものであり、適用できない場合がある。

なお、本発明に関係あると思われる特許文献として特許文献１、２がある。

特開２００３−１３３１号公報 特開２０００−１２６８２３号公報

特許文献１には、パイプ形状のワークにバーリング加工を行う発明が記載されているが、ワークに形成した大きな穴の周縁を外方向へ突出させるバーリング加工方法であって、パイプ材の内周面に突出部を形成するバーリング加工方法ではない。

引用文献２には、角パイプの内周面に、内方向へ突出した突出部の成形加工方法が記載されているが、バーリング加工方法ではない。

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、パイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するバーリング加工方法であって、パイプ材に対して出入自在な心金の一側面側に当該心金の長手方向に対して直交する方向へ移動可能なパイロットピンを備えた前記心金をパイプ材内に挿入し、前記パイプ材に予め形成された下穴に前記パイロットピンを位置合せする（ａ）工程と、前記心金の他側面に当該心金の他側面から突出する方向へ移動可能に備えた内周面当接部材を前記心金から突出する方向へ移動して前記パイプ材の内面に当接し、前記心金を前記パイプ材に固定する（ｂ）工程と、前記心金を固定した前記パイプ材の前記下穴をバーリング金型に備えたパンチに位置合せし、前記バーリング金型に対して前記パイプ材を相対的に押圧し、前記パンチによって前記下穴を前記パイプ材の内面へ突出成形加工する（ｃ）工程と、の各工程を備えていることを特徴とするものである。

また、パイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するバーリング加工方法に使用する加工治具であって、パイプ材に対して出入自在な心金と、当該心金の長手方向に対して直交する方向へ移動可能に前記心金の一側面側に備えられたパイロットピンと、前記心金の長手方向に対して直交する方向へ移動可能かつパイプ材の内周面に当接自在に前記心金の他側面に備えられた内面当接部材と、前記内面当接部材を押圧して前記心金から突出する方向へ移動させるための押圧部材と、を備えていることを特徴とするものである。

また、前記加工治具において、前記パイロットピンは前記心金から突出可能かつパイプ材に予め形成されている下穴に係合可能であることを特徴とするものである。

本発明によれば、パイプ材に予め加工した下穴と、パイプ材の内部に内装する心金との位置決めを正確に行うことができ、かつパイプ材内への心金の固定を迅速、容易に行うことができる。そして、パイプ材内に心金を備えることにより、パイプ材の内周面にバーリング加工を正確に行うことができる。

本発明の実施形態に係る加工治具を概念的、概略的に示した断面説明図である。 図１における中央部の横断面説明図である。

図１を参照するに、本発明の実施形態に係る加工治具１は、加工対象とするパイプ材３の内部に対して出入自在な心金５を備えている。この心金５の断面形状は前記パイプ材３の断面形状に対応した形状にしてある。すなわち、本実施形態において、パイプ材３は四角形状のパイプ材にて例示してあるので、前記心金５の断面形状は四角形状に対応した形状に形成してある。なお、加工対象とするパイプ材３が丸パイプである場合には、前記心金５の断面形状は、丸パイプに対応した円形状に形成するものである。

前記心金５の一側面であって当該心金５の長手方向の中央部にはダイプレート７が一体的に備えられている。そして、このダイプレート７に備えたダイ孔９内にはパイプ状のエジェクタ部材１１が前記心金５の長手方向に対して直交する方向、すなわち、図１においての上下方向に移動自在に備えられており、かつ心金５に形成した凹部１３内に内装したコイルスプリングなどのごとき強力な弾性部材１５によって、前記エジェクタ部材１１は突出する方向へ押圧付勢されている。なお、前記エジェクタ部材１１の先端部は前記ダイプレート７から突出することのないように設けられている。

前記エジェクタ部材１１内には、当該エジェクタ部材１１の先端部及び前記ダイプレート７の外側面から先端部が突出自在なパイロットピン１７が、エジェクタ部材１１に案内されて移動自在に内装されている。そして、上記パイロットピン１７は、前記凹部１３内に内装した弱い弾性部材１９によって突出する方向へ押圧付勢されている。このパイロットピン１７の先端部は、前記パイプ材３に予め加工した下穴２１に対して係合離脱自在である。

前記心金５の前記一側面の反対側の他側面であって前記心金５の中央部よりも両端部寄りの位置、すなわち、心金５の長手方向に見て前記ダイプレート７の両側方にはそれぞれ凹部２３が形成してあり、この凹部２３内には、前記パイプ材３の内周面に当接自在なプレート状の内面当接部材２５が、心金５の長手方向に対して直交する方向（図１において上下方向）に移動自在に備えられている。

前記内面当接部材２５は、前記心金５における前記他側面の幅方向の中央部に、心金５の長手方向の全長に亘って形成した逃げ溝２７（図２参照）の底面に対して没入可能に設けられている。すなわち、前記内面当接部材２５は、前記逃げ溝２７の底面及び心金５の他側面から突出してパイプ材３の内周面に当接するものである。なお、前記内面当接部材２５は、コイルスプリングなどのごとき弾性部材（図示省略）によって没入する方向へ付勢してある。

前記心金５の他側面に対して前記内面当接部材２５を突出作動するために、前記内面当接部材２５の内端部には楔部材２９が一体的に備えられている。そして、前記内面当接部材２５を突出する方向へ移動するために、前記心金５内には、前記楔部材２９の傾斜面に摺動自在に面接触した傾斜面を備えた楔形状の押圧部材３１が、前記心金５の長手方向（図１において左右方向）へ移動自在に備えられている。

そして、前記押圧部材３１を、図１において左右方向（心金５の長手方向）へ移動するために、前記心金５の両端部に一体的に取付けたエンドブロック３３には螺子部材３５がそれぞれ長手方向へ移動自在に螺合してある。そして、この螺子部材３５の先端部に備えた円板状の係止部３７は、前記押圧部材３１の外端部に形成したＴ字形状の係合溝３９に係合してある。

したがって、前記螺子部材３５を締付けるように回転して押圧部材３１を心金５の長手方向の中央部方向へ移動すると、内面当接部材２５が心金５の他側面から突出するように移動される。そして、前記螺子部材３５を緩めるように回転して、押圧部材３１を心金５から抜け出る方向へ移動すると、前記内面当接部材２５は、心金５の他側面に対して没入する方向へ移動するものである。

前記逃げ溝２７は、パイプ材３に対して心金５を出し入れするときに、パイプ材３の内面に形成された内方向への突出部４１（図２参照）と心金５との干渉を回避するためのものであって、この逃げ溝２７は、図２に示すように、前記心金５の一側面と他側面との間の両側の両側面にも形成してある。換言すれば、断面形状が四角形状の心金５において、前記ダイプレート７を備えた一側面を除く他の三面の全長に亘って逃げ溝２７が備えられている。

なお、前記加工治具１は、前記心金５の長手方向の中心を中心として対称（図１において左右対称）に構成してある。したがって、各構成部品の形状、寸法が対称となるものであり、構成の簡素化及び組立ての容易化を図ることができる。

以上のごとき構成において、パイプ材３の適宜面の幅方向の中央部に予め下穴２１を加工したパイプ材３の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するには、先ず、螺子部材３５を緩める方向へ回転して、内面当接部材２５を心金５の他側面から没入した状態に保持する。そして、前記弾性部材１９の付勢力に抗してパイロットピン１７を押圧し、ダイプレート７の外側面と同一面に保持して、心金５の前記パイロットピン１７を前記下穴２１が形成されている面に対応してパイプ材３内に挿入する。その後、パイプ材３内において心金５を長手方向に移動し、パイロットピン１７の位置が下穴２１の位置に一致すると、前記弾性部材１９の付勢力によってパイロットピン１７が下穴２１に係合される。この状態においては、ダイプレート７に備えたダイ孔９の軸心と下穴２１の軸心が一致することとなり、正確なバーリング加工が行われることになる。

したがって、下穴２１にパイロットピン１７が係合した状態において、心金５の両端側に備えた螺子部材３５を締付ける方向へ回転して内方向へ移動すると、両端側の押圧部材３１によって内面当接部材２５が心金５から突出するように移動され、パイプ材３における内面に当接して心金５をパイプ材３内に確実に固定する。

なお、前記下穴２１を形成した面と対向する対向面に、図２に示すように突出部４１が形成されている場合であっても、心金５の他側面に備えた逃げ溝２７が前記突出部４１との干渉を回避するので、何等の問題を生じることなく、パイプ材３に対して心金５を挿入することができるものである。

前述のごとく、パイプ材３に形成した下穴２１にパイロットピン１７を係合して、心金５をパイプ材３内に固定した後、当該パイプ材３を、プレス機械（図示省略）に備えたバーリング金型４３におけるパンチ４５と前記パイロットピン１７とを対向した状態にパイプ材３を位置決めする。この際、前記パイロットピン１７の先端部が前記パイプ材３における下穴２１に対して僅かに進入して係合した状態にあり、前記パイプ材３の外面から前記下穴２１に対してパンチ４５の先端部が僅かに進入して係合する構成であることが望ましい。

すなわち、前記バーリング金型４３の構成としては、プレス機械におけるダイホルダ４７上に装着されるベース部材４９を備え、このベース部材４９に立設した前記パンチ４５を囲繞した環状のエジェクタプレート５１を上下動自在に備え、このエジェクタプレート５１と前記ベース部材４９との間に、例えばウレタンゴムなどのごとき適宜の弾性部材５３を備えた構成とすることができる。この場合、前記パンチ４５の先端部は前記エジェクタプレート５１の上面と同一高さ、又はパンチ４５の先端部をエジェクタプレート５１の上面から僅かに突出した構成とすることができる。

前述したように、前記パイロットピン１７の先端部と前記パンチ４５の先端部とを対向した状態に、前記バーリング金型４３上にパイプ材３を位置決めした後、プレス機械に上下動自在に備えたラム５５を下降して、パイプ材３をバーリング金型４３に対して相対的に押圧すると、前記内面当接部材２５がパイプ材３の内面に当接してあることにより、パイプ材３は変形することなく押圧される。

そして、バーリング金型４３に備えた弾性部材５３の付勢力に抗してエジェクタプレート５１を下降すると、当該エジェクタプレート５１に対してパンチ４５が相対的に上昇し、パイロットピン１７及びエジェクタ部材１１を弾性部材１９、１５の付勢力に抗して内方向へ押圧する。したがって、パイプ材３に備えた前記パンチ４５の大径部によって内方向へ押圧されて、パイプ材３の内面に環状の突出部４１が成形加工されることになる。すなわちバーリング加工が行われることになる。

上述のように、バーリング加工を行った後、前記ラム５５を上昇すると、弾性部材５３の付勢力によってエジェクタプレート５１が上昇されて、パンチ４５がパイプ材３から抜き出される。その後、心金５の両端側に備えた螺子部材３５を緩めるように回転し、内面当接部材２５を心金５内に没入することにより、成形加工された突出部４１は、エジェクタ部材１１によってダイ孔９から押し出されるので、パイプ材３内から心金５を抜き出すことができるものである。

なお、本発明は、前述のごとき実施形態に限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能である。すなわち、前記説明においては、バーリング金型４３上にパイプ材３を載置位置決めして上下方向から押圧する場合について説明したが、バーリング金型４３を下にしてパイプ材３を上にするか、パイプ材３を下にしてバーリング金型４３を上にするかは相対的なものであるから、どちらを上側にしてもよいものである。また、バーリング金型４３とパイプ材３とを横方向（水平方向）に並列に配置し、横方向から押圧することも可能である。

また、パイプ材３内において心金５の位置決めを行う場合、パイプ材３に予め備えた下穴２１に対してパイロットピン１７を係合して位置決めする場合について説明した。しかし、下穴２１にパイロットピン１７に一致したか否かを目視して位置決めすることも可能である。さらには、パイロットピン１７を省略して、エジェクタ部材１１が下穴２１に一致したか否かを目視して位置決めすることも可能である。

１ 加工治具
３ パイプ材
５ 心金
９ ダイ孔
１１ エジェクタ部材
１７ パイロットピン
２１ 下穴
２５ 内面当接部材
２７ 逃げ溝
２９ 楔部材
３１ 押圧部材
３５ 螺子部材
４１ 突出部
４３ バーリング金型
４５ パンチ
４９ ベース部材
５１ エジェクタプレート
５３ 弾性部材

Claims (3)

1. パイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するバーリング加工方法であって、
   （ａ）パイプ材に対して出入自在な心金の一側面側に当該心金の長手方向に対して直交する方向へ移動可能なパイロットピンを備えた前記心金をパイプ材内に挿入し、前記パイプ材に予め形成された下穴に前記パイロットピンを位置合せする工程、
   （ｂ）前記心金の他側面に当該心金の他側面から突出する方向へ移動可能に備えた内周面当接部材を前記心金から突出する方向へ移動して前記パイプ材の内面に当接し、前記心金を前記パイプ材に固定する工程、
   （ｃ）前記心金を固定した前記パイプ材の前記下穴をバーリング金型に備えたパンチに位置合せし、前記バーリング金型に対して前記パイプ材を相対的に押圧し、前記パンチによって前記下穴を前記パイプ材の内面へ突出成形加工する工程、
   の各工程を備えていることを特徴とするバーリング加工方法。
2. パイプ材の内周面に内方向へ突出した突出部を成形加工するバーリング加工方法に使用する加工治具であって、パイプ材に対して出入自在な心金と、当該心金の長手方向に対して直交する方向へ移動可能に前記心金の一側面側に備えられたパイロットピンと、前記心金の長手方向に対して直交する方向へ移動可能かつパイプ材の内周面に当接自在に前記心金の他側面に備えられた内面当接部材と、前記内面当接部材を押圧して前記心金から突出する方向へ移動させるための押圧部材と、を備えていることを特徴とする加工治具。
3. 請求項２に記載の加工治具において、前記パイロットピンは前記心金から突出可能かつパイプ材に予め形成されている下穴に係合可能であることを特徴とする加工治具。

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