JP2020146706A - トリミングプレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バリの除去効率を向上させる。【解決手段】トリミングプレス装置１０は、ケース１に形成されたボルト孔６に対して挿脱方向に駆動され、ボルト孔６のバリＢを除去するパンチピン３０を備える。パンチピン３０は、パンチピン３０の外周に形成された刃部３２と、パンチピン３０の中心軸Ｘ方向に沿って、中心軸Ｘ回りの周方向に間隔を空けて形成され、外方からの押圧力によって収縮可能な複数のスリット３５と、を有し、刃部３２は、複数のスリット３５が収縮した状態でボルト孔６に整合する外径ｄ３を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、トリミングプレス装置に関する。

ベルト式無段変速機のバリエータを収容するケースは、例えば、溶融したアルミ合金を金型のキャビティに充填して凝固させることで製造する。ケースの外周には、カバーや他の部品をケースにボルト締結するために、複数のボルト孔を形成する必要がある。

ボルト孔は、例えば、金型内に鋳抜きピンを設置し、凝固したアルミ合金を金型から離型する際に、鋳抜きピンを引き抜くことで形成する。
形成したボルト孔の開口端は、鋳抜きピンの先端と金型との合わせ面となるため、バリが発生しやすい。バリを取り除くために、例えば、トリミングプレス装置のパンチピンでボルト孔を打ち抜いて、ボルト孔の内部をトリミングする（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−６１９５６号公報

パンチピンをボルト孔に打ち込んだ際に、ボルト孔に傷がつかないように、パンチピンの外径はボルト孔の内径よりも小さいものを用いる。しかしながら、パンチピンとボルト孔の間にクリアランスがあることにより、バリをパンチピンで取りきれない場合がある。

トリミングプレス装置において、バリの除去効率を向上させることが求められている。

本発明のトリミングプレス装置は、
鋳造部品に形成された鋳抜き孔に対して挿脱方向に駆動され、前記鋳抜き孔のバリを除去するパンチピンを備え、
前記パンチピンは、
前記パンチピンの外周に形成された刃部と、
前記パンチピンの軸方向に沿って、軸回りの周方向に間隔を空けて形成され、外方からの押圧力によって収縮可能な複数のスリットと、を有し、
前記刃部は、前記複数のスリットが収縮した状態で前記鋳抜き孔に整合する外径を有する。

本発明によれば、パンチピンとボルト孔の間にクリアランスが生じることを防止し、バリの除去効率を向上させることができる。

ケースを示す図である。 ケースを製造するダイカスト装置を示す図である。 （ａ）は、鋳抜きピンを示す図であり、（ｂ）はボルト孔のバリを示す図である。 実施の形態に係るトリミングプレス装置の構成を示す図である。 パンチピンの構成を示す図である。 刃部の形成方法の一例を示す図である。 パンチピンの作用を示す図である。

最初に、ベルト式の無段変速機の変速機構部であるバリエータを収容するケースの構成と、その製造工程について説明する。
図１は、ケースを示す図である。
図２は、ケースを製造するダイカスト装置を示す図である。
図３の（ａ）は、鋳抜きピンを示す図であり、図３の（ｂ）はボルト孔のバリを示す図である。

図１に示すように、ケース１には、筒状の周壁部２が形成され、周壁部２の内部にプーリ収容室３が形成される。プーリ収容室３には、無段変速機のバリエータを構成するプライマリプーリ４、セカンダリプーリ５、およびプライマリプーリ４とセカンダリプーリ５に巻き掛けられたベルトＶが収容されている。ケース１の外周部には、ケース１にボルトを介して他部品を締結するためのボルト孔６が複数形成されている。ボルト孔６は、ケース１の一端側から他端側へ貫通する貫通孔として形成されている。

ケース１はダイカスト鋳造法によって製造される鋳造部品である。
図２に示すように、ケース１を製造するダイカスト装置１００は、分割可能な複数の金型から構成される。図２では、一例として、ダイカスト装置１００は固定型１０１と、不図示の駆動機構によって、固定型１０１に対して接離する方向に駆動可能な可動型１０２を備える。

固定型１０１と可動型１０２の対向面１０１Ａ、１０２Ａにはそれぞれ凹凸が形成されている。可動型１０２を駆動して固定型１０１と可動型１０２を閉じると、それぞれの対向面１０１Ａ、１０２Ａの間にケース１の形状に対応した空間であるキャビティＣが形成される。

溶融したアルミ合金（以下、「溶湯Ｍ」という）を、固定型１０１に設けられたシリンダ１０６で押し込んでキャビティＣの内部に充填させ、充填した溶湯Ｍを凝固させることにより、ケース１（図１参照）を成型する。ケース１の成型後は、可動型１０２を駆動して、ケース１を金型から離型させる。

なお、図２は、ダイカスト装置１００を簡略化して図示したものであり、金型の数や金型を閉じた際に形成されるキャビティＣの形状は図示したものに限定されない。

図３の（ａ）に示すように、可動型１０２の対向面１０２Ａ上に、円柱状の鋳抜きピン１０７が設けられている。鋳抜きピン１０７は、固定型１０１の対向面１０１Ａに設けても良い。金型を閉じると、鋳抜きピン１０７はキャビティＣ内に延在し、先端部が固定型１０１の対向面１０１Ａに当接する。キャビティＣの内部に溶湯Ｍを充填すると、溶湯Ｍは鋳抜きピン１０７を取り囲んで凝固する。溶湯Ｍの凝固後、可動型１０２を図の矢印方向に駆動して金型を開くと、成型されたケース１から鋳抜きピン１０７が引き抜かれ、鋳抜き孔であるボルト孔６が形成される。

なお、図３の（ａ）では、鋳抜きピン１０７を一つのみ図示しているが、鋳抜きピン１０７は、ケース１のボルト孔６を形成する箇所に応じて、複数配置されている。

溶湯Ｍを充填する際に、鋳抜きピン１０７の先端部と当接した固定型１０１の対向面１０１Ａとの間の僅かな隙間Ｇに溶湯Ｍが入り込むことがある。隙間Ｇに溶湯Ｍが入り込んだ状態で鋳抜きピン１０７を引き抜くと、図３の（ｂ）に示すように、ボルト孔６の円形の開口端６Ａに沿って、バリＢが発生することがある。このバリＢを除去しないと、バリＢが干渉してボルト締結ができない可能性や、バリＢがケース１内部に落下してケース１内部に充填されるオイルのコンタミが発生する可能性がある。

実施の形態では、トリミングプレス装置によって、ボルト孔６のバリＢを除去する。
図４は、実施の形態に係るトリミングプレス装置の構成を示す図である。
図４に示すように、トリミングプレス装置１０は、ケース１が載置される架台２０と、複数のパンチピン３０を保持するホルダ４０と、を備える。

ホルダ４０はロッド５０を介して不図示の油圧シリンダに連結されており、パンチピン３０を保持すると共に、パンチピン３０を駆動する駆動機構を構成する。
パンチピン３０はそれぞれ、架台２０に載置されたケース１に形成されたボルト孔６に対向する位置に保持されている。パンチピン３０を駆動機構によってボルト孔６の挿脱方向に駆動させることで、複数のボルト孔６を同時に打ち抜いてバリを除去する。

図５は、パンチピンの構成を示す図である。図５の（ａ）は、スリットを開いた状態のパンチピン３０を示す図であり、図５の（ｂ）は図５の（ａ）を中心軸Ｘ方向から見た図である。図５の（ｃ）は、スリットを閉じた状態のパンチピン３０を示す図であり、図５の（ｄ）は、図５の（ｃ）を中心軸Ｘ方向から見た図である。

図５の（ａ）に示すように、パンチピン３０は、略円柱形状の本体部３１と、本体部３１の中心軸Ｘ方向の一端側に、本体部３１と同軸上に形成された刃部３２およびテーパ部３３と、を備えている。パンチピン３０には、本体部３１から刃部３２にかけて中心軸Ｘを貫く中心穴３４が形成されており、内部が中空となっている。

刃部３２は、本体部３１に対して中心軸Ｘの径方向外方に突出した円柱形状であり、外周には、全周にわたる環状刃３６が形成されている。環状刃３６は、中心軸Ｘ方向に間隔を空けて複数形成されている。

複数の環状刃３６の間には、それぞれ外周の全周にわたる環状溝３７が形成されている。それぞれの環状溝３７は、刃部３２の外周から中心軸Ｘに向かって掘り込まれた溝であり、テーパ部３３側の面３７ａと本体部３１側の面３７ｂから形成されている。テーパ部３３側の面３７ａは、中心軸Ｘ方向と直交する方向に略平行に延びる面である。本体部３１側の面３７ｂは、刃部３２の外周から中心軸Ｘに向かってテーパ部３３側へ傾斜した傾斜面である。

テーパ部３３は、刃部３２と接続する基端側から先端側に向かって縮径するテーパ形状である。

パンチピン３０には、テーパ部３３の先端から刃部３２にかけて中心軸Ｘ方向に沿って切り込んだスリット３５が形成されている。

図５の（ｂ）に示すように、スリット３５は、中心軸Ｘ回りの周方向に間隔を空けて複数形成されている。それぞれのスリット３５は、中心軸Ｘから径方向外方に延びてパンチピン３０の外周に開口している。図示の例では、周方向に９０°間隔で４つのスリット３５が形成されているが、スリット３５の数は適宜増減可能で、例えば４５°間隔で８つのスリット３５を形成しても良い。

図５の（ａ）に示すように、スリット３５の中心軸Ｘ回りの周方向幅（以下、単に「幅」という）は、パンチピン３０の先端から刃部３２に向かうにつれて、徐々に狭くなっている。前記したように、パンチピン３０に中心穴３４が形成され中空となっていることによって、パンチピン３０は可撓性を有している。パンチピン３０のテーパ部３３および刃部３２に対して外周から押圧力（図中白抜き矢印）をかけるとパンチピン３０が撓んでスリット３５の幅が収縮する。図５の（ｃ）に示すように、スリット３５を閉じると、パンチピン３０のテーパ部３３および刃部３２の外径が収縮する。

図５の（ｄ）に示すように、刃部３２の環状刃３６は、スリット３５が閉じた状態で中心軸Ｘ方向から見ると真円となり、前記したボルト孔６の開口端６Ａ（図３の（ｂ）参照）の内径ｄ１より若干小さい外径ｄ３を有するように設定される。すなわち、スリット３５を閉じた状態でパンチピン３０をボルト孔６に挿入すると、環状刃３６が開口端６Ａの内周に密着する。

一方、図５の（ｂ）に示すように、スリット３５が開いた状態で中心軸Ｘ方向から見ると、刃部３２の環状刃３６は真円ではなく、環状刃３６の最大外径ｄ２はボルト孔６の開口端６Ａの内径ｄ１（図３の（ｂ）参照）よりも大きくなるように設定されている。また、ボルトピンのテーパ部３３は、スリット３５が開いた状態で、先端が開口端６Ａを挿通可能な大きさに設定する。これにより、パンチピン３０をボルト孔６に挿入すると、テーパ部３３および刃部３２がボルト孔６の開口端６Ａに押圧されてスリット３５が徐々に閉じていき、完全に閉じると刃部３２がボルト孔６の開口端６Ａに密着するようになっている。

パンチピン３０の製造方法の一例を説明すると、円柱状のワークにドリル等によって本体部３１および刃部３２にかけて中心穴３４を形成した後、旋盤等を用いて本体部３１、刃部３２およびテーパ部３３の外周の荒加工をし、さらにテーパ部３３および刃部３２にかけてスリット３５を形成する。

図６は、刃部３２の形成方法の一例を示す図である。
図６に示すように、スリット３５を形成したワークＷの先端を冶具２００に押し付ける。冶具２００は、スリット３５を閉じた状態のテーパ部３３の寸法に合わせた凹部２００Ａが形成されている。冶具２００の凹部２００ＡにワークＷを押し付けることで、ワークＷはスリット３５を閉じた状態で保持される。
スリット３５を閉じた状態で、工具２０１で刃部３２に環状刃３６と環状溝３７を形成する。この際に、スリット３５を閉じた状態での環状刃３６が、ボルト孔６の開口端６Ａ（図３の（ｂ）参照）の内周に密着する外径ｄ３（図５の（ｃ）参照）を有する真円となるように調整する。

図７の（ａ）〜（ｃ）は、パンチピン３０の作用を示す図である。
トリミングプレス装置１０（図４参照）の不図示の駆動機構によってパンチピン３０を駆動して、ケース１のボルト孔６を打ち抜く。図７の（ａ）に示すように、パンチピン３０は、スリット３５が開いた状態でバリＢが発生している開口端６Ａ側からボルト孔６内部に打ち込まれる。

開口端６Ａの内径ｄ１（図３の（ｂ）参照）より小径に設定されたパンチピン３０のテーパ部３３の先端は、開口端６Ａを通過する。テーパ部３３は刃部３２側に向かって拡径し、刃部３２の環状刃３６の外径ｄ２（図５の（ｂ）参照）は開口端６Ａの内径ｄ１（図３の（ｂ）参照）よりも大きく設定されている。そのため、図７の（ｂ）に示すように、テーパ部３３または刃部３２は開口端６Ａを通過中にバリＢに接触し、バリＢを押し下げると共に、バリＢから押圧力を受ける。これによって、スリット３５が徐々に閉じていく。

図７の（ｃ）に示すように、スリット３５が完全に閉じると、刃部３２の環状刃３６は、開口端６Ａの内周に密着する大きさまで収縮する。これによって、刃部３２の環状刃３６は開口端６ＡのバリＢを折り取りながら開口端６Ａを通過する。

環状刃３６の間には環状溝３７が形成されている。環状溝３７の本体部３１側の面３７ｂは、パンチピン３０の挿入方向に傾斜した傾斜面となっているため、環状刃３６に折り取られたバリＢは環状溝３７に入り込みやすい。さらに、環状溝３７のテーパ部３３側の面３７ａは、中心軸Ｘ方向に直交する方向に略平行な面となっているため、環状溝３７に入り込んだバリＢが下に落ちにくい。
環状溝３７にバリＢが入り込んだ状態でパンチピン３０をボルト孔６から引き抜くことによって、バリＢをボルト孔６から除去することができる。

以上の通り、実施の形態のトリミングプレス装置１０は、
（１）ケース１（鋳造部品）に形成されたボルト孔６（鋳抜き孔）に対して挿脱方向に駆動され、ボルト孔６のバリＢを除去するパンチピン３０を備え、
パンチピン３０は、
パンチピン３０の外周に形成された刃部３２と、
パンチピン３０の中心軸Ｘ方向（軸方向）に沿って、中心軸Ｘ回りの周方向に間隔を空けて形成され、外方からの押圧力によって収縮可能な複数のスリット３５と、を有し、
刃部３２は、複数のスリット３５が収縮した状態でボルト孔６に整合する外径ｄ３を有する。

パンチピン３０とボルト孔６の間にクリアランスがあると、バリＢをパンチピン３０で取りきれない場合がある。パンチピン３０に収縮可能なスリット３５を形成し、スリット３５が収縮した状態で刃部３２の外径ｄ３をボルト孔６に整合させることで、パンチピン３０とボルト孔６の間にクリアランスが生じることを防止し、バリＢの除去効率を向上させることができる。

具体的には、
（２）刃部３２は、複数のスリット３５が収縮した状態でボルト孔６の開口端６Ａの内周に密着する外径ｄ３を有する。

ボルト孔６のバリＢは、鋳抜きピン１０７と固定型１０１の合わせ面となる開口端６Ａに発生することが多い。よって、スリット３５が収縮した状態の刃部３２の外径ｄ３を、複数のスリット３５が収縮した状態でボルト孔６の開口端６Ａの内周に密着する大きさとすることで、開口端６ＡのバリＢを除去しやすくなる。

（３）刃部３２は、パンチピン３０の外周に形成された複数の環状刃３６（刃）と、各環状刃３６の間に形成された複数の環状溝３７（溝）とを備える。

ボルト孔６にパンチピン３０を挿入した際、環状刃３６によって除去されたバリＢが、環状溝３７に入り込む。これによってボルト孔６を打ち抜いたパンチピン３０を引き抜くことでバリＢをボルト孔６から取り出すことができ、バリＢの除去を容易に行うことができる。

前記した実施の形態では、刃部３２を環状刃３６と環状溝３７を備えたものを一例として説明したが、刃部３２の形状はバリＢを除去できるものであれば良く、形状は適宜変更可能である。例えば、刃と溝を環状ではなくらせん状に形成しても良い。

前記した実施の形態では、トリミングプレス装置１０によって変速機のケース１のボルト孔６のバリＢを除去する例を説明したが、変速機のケース１以外にも、バリＢが発生する鋳造部品の鋳抜き孔に対して適用可能である。

１ ケース
２ 周壁部
３ プーリ収容室
４ プライマリプーリ
５ セカンダリプーリ
６ ボルト孔
６Ａ 開口端
１０ トリミングプレス装置
２０ 架台
３０ パンチピン
４０ ホルダ
５０ ロッド
３１ 本体部
３２ 刃部
３３ テーパ部
３４ 中心穴
３５ スリット
３６ 環状刃
３７ 環状溝
３７ａ、３７ｂ 面
１００ ダイカスト装置
１０１ 固定型
１０１Ａ 対向面
１０２ 可動型
１０２Ａ 対向面
１０６ シリンダ
１０７ 鋳抜きピン
２００ 冶具
２００Ａ 凹部
２０１ 工具
Ｖ ベルト
Ｃ キャビティ
Ｍ 溶湯
Ｇ 隙間
Ｂ バリ
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 鋳造部品に形成された鋳抜き孔に対して挿脱方向に駆動され、前記鋳抜き孔のバリを除去するパンチピンを備えたトリミングプレス装置であって、
   前記パンチピンは、
   前記パンチピンの外周に形成された刃部と、
   前記パンチピンの軸方向に沿って、軸回りの周方向に間隔を空けて形成され、外方からの押圧力によって収縮可能な複数のスリットと、を有し、
   前記刃部は、前記複数のスリットが収縮した状態で前記鋳抜き孔に整合する外径を有することを特徴とするトリミングプレス装置。
2. 前記刃部は、前記複数のスリットが収縮した状態で前記鋳抜き孔の開口端の内周に密着する外径を有することを特徴とする請求項１記載のトリミングプレス装置。
3. 前記刃部は、前記パンチピンの外周に形成された複数の刃と、各刃の間に形成された複数の溝とを備えることを特徴とする請求項１記載のトリミングプレス装置。

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