JP2682819B2 - 低圧プレス加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被加工材の加工
部位を通電加熱し、低圧でプレス穴明加工等を行うよう
にした低圧プレス加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の製造中に車両のオプション
仕様に対応するため、ボディの鉄板にフェンダーミラー
取付穴、又はリヤポールアンテナ貫通孔を穴明加工する
場合には、例えば図４に示すような油圧パンチユニット
が用いられていた。この油圧パンチユニットは、機台１
０に略コ字形状のユニット本体１２が軸着され、この機
台１０と、ユニット本体１２との間に設けたスィング駆
動装置１４を伸縮動作させることにより、このユニット
本体１２を被加工材の加工位置に対応して揺動動作す
る。また、ユニット本体１２の一方の自由端部に設けた
ダイ１６上には、被加工材であるボディ鉄板材１８の穴
明け加工部が載置される。そして、ユニット本体１２の
他方の自由端部には、シリンダ利用の油圧装置２０が設
置されている。この油圧装置２０の伸縮ロッドの先端に
は、ポンチ２２が設置されている。油圧装置２０は、こ
れに接続する油圧ユニット２４の油圧制御により、ポン
チ２２をダイ１６上のボディ鉄板材１８に１〜３トン程
度の加圧力で押し付け、貫通穴のプレス加工を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の油
圧パンチユニットは、プレス穴明加工を行うときの１〜
３トンの荷重に耐える強度が必要なため大掛かりな装置
となり、高価になるとともに、油圧装置を用いるため油
圧装置のメンテナンスや清掃に手間が掛かるという問題
があった。

【０００４】また、大型の装置である油圧パンチユニッ
トは、容易に移動できないので製造工程の一部にプレス
加工専用の部所を設け、その穴明け部所で穴明け加工を
行うようにしなければならない。しかし、このフェンダ
ーミラー取付穴等を明けるのは、車両のオプション仕様
に対応するためであって、車両の標準仕様の車を製造す
るときには、この油圧パンチユニットを用いることはな
いので、この油圧パンチユニットの仕様頻度は少ない。
このような大型で使用頻度の少ない油圧パンチユニット
を製造工程の一部に配置しておくのは、他の製造工程で
の作業の邪魔になり、作業効率を低下させることにもな
る。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、構成を簡素化
して軽量化、小型化可能であり、製造工程の一部に穴明
け専用工程を設けなくても容易に穴明け作業等を行なえ
るようにした廉価な低圧プレス加工装置を新たに提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
低圧プレス加工装置は、溶接装置の一方の電極に電気的
に接続された被加工材を載置するための導電ダイ、又は
導電ポンチと、溶接装置の他方の電極に電気的に接続さ
れるとともに、加圧装置の伸縮ロッド先端に取り付けら
れ、この加圧装置を動作制御することにより導電ダイ、
又は導電ポンチ上の被加工材の穴明け位置に所要の加圧
力で押し付けられる導電ポンチ、又は導電ダイとを設け
て構成し、被加工材を一方の導電ダイ、又は導電ポンチ
と他方の導電ポンチ、又は導電ダイとで挟み付けた状態
で通電することにより被加工材のプレス加工部を加熱軟
化させ、比較的小さな加圧力で剪断穴明け等のプレス加
工を行うようにする。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の低
圧プレス加工装置において、２つの通電口部材を、これ
らの間に絶縁材を介在させ電気絶縁状態を保持して一体
化することにより接続部を構成し、接続部をパンチユニ
ット本体に固定支持し、一方の通電口部材を一方の導電
ダイ、又は導電ポンチに電気的に接続するとともに、他
方の通電口部材を他方の導電ダイ、又は導電ポンチに電
気的に接続し、溶接装置の２つの電極チップで接続部を
挟み付けることにより、一つの通電口部材に一つの電極
チップが各々対応して電気的に接続し、一方の導電ダ
イ、又は導電ポンチと他方の導電ダイ、又は導電ポンチ
との間に所定の電流を流し、加熱可能にしたことを特徴
とする。

【０００８】このように構成すれば、溶接装置はその２
つの電極チップの間に、板状の接続部を挟み、加圧して
確実な電気的接続を容易に保持できるので、低圧プレス
加工装置に対する溶接装置の電気接続作業を容易かつ迅
速に行える。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図３には、本発明の低圧プ
レス加工装置の実施の形態が示されている。

【００１０】この低圧プレス加工装置では、機台３０の
一方の端部にパンチユニット本体３２の下部中央が軸ピ
ン３４で軸支されている。

【００１１】このパンチユニット本体３２は、略コ字形
状に形成されており、その図１で下部屈曲部分と、機台
３０の他方の端部との間にスイング駆動装置３６が架設
され、このスイング駆動装置３６の伸縮動作によってパ
ンチユニット本体３２が軸ピン３４を中心に揺動操作さ
れる。

【００１２】パンチユニット本体３２の下部の自由端部
には、導電ダイ３８が設置されている。また、パンチユ
ニット本体３２の上部の自由端部には、加圧装置である
スタッドガン４０が取り付けられている。このスタッド
ガン４０は、シリンダ利用の空気圧装置で、エアバルブ
装置４２に接続されている。なお、加圧装置はエアシリ
ンダを用いた他の手段を利用して構成しても良いし、又
は、てこの原理を利用したカム機構を利用して構成して
も良い。

【００１３】エアバルブ装置４２は、空気圧制御によ
り、スタッドガン４０の伸縮ロッドの先端に設けた導電
ポンチ４４を、導電ダイ３８上に載置された被加工物で
あるボディ鉄板材４６の穴明け加工位置に０．２〜０．
３トンの荷重で押し付けるように動作制御される。この
ため、パンチユニット本体３２は、その上下の自由端間
に０．２〜０．３トン程度の荷重しか働かないので、こ
の荷重に対応できるように軽量化した構成を取ることが
できる。

【００１４】また、導電ダイ３８と導電ポンチ４４との
間に通電できるように、導電ダイ３８のリード線部３８
Ａには導体部材４８の一端を締結支持し、この導体部材
４８の他端をダイ側通電口部材５０に電気的に接続する
よう締結し、リード線部３８Ａに導体部材４８を介して
通電口部材５４部分が支持される構造とする。さらに、
導電ポンチ４４のリード線部４４Ａには、導電ケーブル
５２の一端を接続し、この導電ケーブル５２の他端をポ
ンチ側通電口部材５４に接続する。

【００１５】ダイ側通電口部材５０とポンチ側通電口部
材５４とは、両者同一の板形状に形成され、これらの間
に絶縁板５５を挟んで両者間は電気的に絶縁を保った状
態で一体となるよう締結され接続部が構成される。この
接続部は通電口部材５４の支持構造に支持されている。

【００１６】これらのダイ側通電口部材５０とポンチ側
通電口部材５４とは、図１に示すように、車両ボディ組
立のため多用されるスポット溶接用の溶接装置である溶
接ガン５６における２つの電極チップ５８、６０との間
に挟み付けられて、電気的に接続されて使用状態とされ
る。すなわち、ダイ側通電口部材５０には一方の電極チ
ップ５８が当接して接続され、ポンチ側通電口部材５４
には他方の電極チップ６０が当接して接続され、導電ダ
イ３８と導電ポンチ４４との間に溶接ガン５６に接続す
るケーブル６２、６４を通じて図２にも示す如く電源６
６から、所要の調整された電流を通電するように構成さ
れている。なお、スポット溶接ガン５６は一般に用いら
れている卓上式、足踏式、電動加圧式、空気加圧式、又
は電磁加圧式のいずれ でも良い。

【００１７】上述のように通電して用いられる導電ダイ
３８と導電ポンチ４４は、図２に示す如く冷却されるよ
うに構成されている。すなわち、導電ポンチ４４はスタ
ッドガン４０の伸縮ロッドの先端に一体的に設けられた
ものでボディ鉄板材４６に明ける穴の形状に合わせた形
状に形成されている。さらに、伸縮ロッドの中心部を貫
通し、導電ポンチ４４の先端部近傍孔底面に至る導水孔
６８が穿設されており、この導水孔６８の内部中央部に
は導水孔６８の直径より小さな直径の冷却水パイプ７０
が配置されている。

【００１８】そして、この冷却水パイプ７０を通じ図示
しない外部の冷却水供給源から冷却水を導電ポンチ４４
の導水孔６８底面に当ててこれを冷却し、この後冷却水
を導水孔６８を通じて外部へ排出するように構成されて
いる。

【００１９】また、導電ダイ３８にはボディ鉄板材４６
の穴明部位が載置され、明ける穴の形状に対応した導電
ポンチ４４の平面形状と相似形の開口７２が形成されて
いる。さらに、開口７２の底部には、図２上で斜下方に
向けて外部に開放するよう形成されたスクラップ抜穴部
７４が形成され、導電ダイ３８と導電ポンチ４４とによ
り打ち抜かれたボディ鉄板材４６のスクラップを、この
スクラップ抜穴部７４から排出するように構成されてい
る。

【００２０】この導電ダイ３８には、図２の紙面に直交
する方向に延びて連通する冷却水穴７６が穿孔されてい
る。そして図示しない外部の冷却水供給源から冷却水を
冷却水穴７６に通水し、導電ダイ３８を冷却するように
構成されている。

【００２１】次に上述のように構成された本実施の形態
に係る低圧プレス加工装置の作用を説明する。

【００２２】この低圧プレス加工装置によって図３に示
す如き車両のボディ鉄板材４６にリヤポールアンテナ貫
通孔７８を穿孔する場合には、まず、図１に示すよう
に、スイング駆動装置３６を作動させ、パンチユニット
本体３２を傾動してボディ鉄板材４６の貫通孔７８穿設
部位に、導電ダイ３８の開口７２の位置を位置決めし
て、導電ダイ３８を当接させる。

【００２３】次にエアバルブ装置４２を作動させて、ス
タッドガン４０の伸縮ロッドを延出し、導電ポンチ４４
をボディ鉄板材４６上に０．２〜０．３トンの押圧力で
押し付ける。

【００２４】次に、上述の状態で電源６６からケーブル
６２、６４溶接ガン５６、通電口部材５０、５４導電ケ
ーブル５２及び導体部材４８等を介して、導電ダイ３８
と動電ポンチ４４とに挟まれたボディ鉄板材４６に通電
する。すると、電流は図２に示すところから分かるよう
に導電ポンチ４４の外周部位から導電ダイ３８の開口７
２の周部にかけての剪断部位に集中的に流れ、この剪断
部位は電流が流れるときの抵抗で高温に発熱する。この
ようにして、ボディ鉄板材４６の剪断部位が加熱され軟
化すると、導電ポンチ４４の弱い押圧力によっても導電
ポンチ４４と導電ダイ３８とにより剪断され打ち抜かれ
て、所定の穴が明けられる。なお、この際、ボディ鉄板
材４６がその融点近くまで加熱されても、導電ダイ３８
と導電ポンチ４４とは冷却水で冷却されているので、熱
による悪影響を避けることができる。

【００２５】上述の如く本実施の形態の低圧プレス加工
装置では、導電ダイ３８と導電ポンチ４４との間で小さ
な加圧力を加えるだけでボディ鉄板材１８に穴明加工を
行える。よって、パンチユニット本体３２等の構造強度
をそれほど高くしなくても良いから、加工装置全体を軽
量化するとともにコンパクトに構成できる。さらに大き
な加圧力を発生するための油圧装置を使用するまでもな
く、小型で安価な空気圧装置であるスタッドガン４０を
利用できるので、構成を簡素化できる。また、油圧装置
を用いた場合のようにメンテナンスや清掃に手間がかか
らない。

【００２６】また、この低圧プレス加工装置は、その導
電ポンチ４４と導電ダイ３８との間に流す電流を、溶接
ガン５６の各電極チップ５８、６０に対応して接続され
たダイ側通電口部材５０とポンチ側通電口部材５４とか
ら供給されているので、専用の電源回路等が不必要とな
り、装置全体を簡略化できる。

【００２７】さらに、２つの通電口部材５０、５４を、
これらの間の絶縁板５５を介在させ電気絶縁状態を保持
して板状に一体化された接続部は、溶接ガン５６の２つ
の電極チップ５８、６０の間に挟むのに好適な形状なの
で、この低圧プレス加工装置に溶接ガン５６を接続する
作業を容易かつ迅速に行える。

【００２８】加えて、溶接ガン５６を用いた溶接作業中
に、この溶接ガン５６のアタッチメントの如く、溶接ガ
ン５６を低圧プレス加工装置に接続して両者を１つの加
工装置に組み合わせ溶接作業とは異なる穴明け作業を行
えるようにしたので、溶接の製造工程の一部に使用頻度
の少ない穴明けプレス加工工程を同居させることがで
き、穴明工程を独立して設ける場合よりも作業効率を向
上させることができる。

【００２９】なお、本実施の形態では、パンチユニット
本体３２に導電ダイ３８を設けているが、この導電ダイ
３８を導電ポンチにしても良い。さらにスタッドガン４
０の伸縮ロッドに設けた導電ポンチ４４を導電ダイにし
ても良い。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上記の構成としたので、溶接装
置の一部を兼用することにより、装置の構成を簡素化し
軽量化、小型化可能として低圧プレス加工装置を廉価に
製造できるようにし、製造工程の一部に穴明け専用工程
を設けなくても、溶接工程の一部を利用して穴明け作業
を可能とするという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る低圧プレス加工装置
により、図３のＩ−Ｉ線断面部分に穴明加工を行う状態
を示す側面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る低圧プレス加工装置
の導電ダイと導電ポンチとの部分を断面で示す一部断面
概略説明図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る低圧プレス加工装置
により、穴を明けられる被加工材となる車両ボディを示
す概略斜視図である。

【図４】従来のプレスプレス装置を例示する概略側面図
である。

【符号の説明】

３２ パンチユニット本体 ３８ 導電ダイ ４０ スタッドガン（加圧装置） ４２ エアバルブ装置 ４４ 導電ポンチ ４６ ボディ鉄板材（被加工物） ４８ 導体部材 ５０ ダイ側通電口部材 ５２ 導電ケーブル ５４ ポンチ側通電口部材 ５５ 絶縁板（絶縁材） ５６ 溶接ガン（溶接装置） ５８ 電極チップ（電極） ６０ 電極チップ（電極） ６８ 導水孔 ７０ 冷却水パイプ ７２ 開口 ７４ スクラップ抜穴部 ７６ 冷却水穴

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接装置の一方の電極に電気的に接続さ
   れ、被加工材を載置可能な導電ダイ、又は導電ポンチ
   と、 前記溶接装置の他方の電極に電気的に接続されるととも
   に、加圧装置の伸縮ロッド先端に取り付けられ、前記加
   圧装置を動作制御することにより前記導電ダイ、又は導
   電ポンチ上の前記被加工材のプレス加工位置に所要の加
   圧力で押し付けられる導電ポンチ、又は導電ダイと、 を有することを特徴とする低圧プレス加工装置。
2. 【請求項２】 ２つの通電口部材を、これらの間に絶縁
   材を介在させ電気絶縁状態を保持して一体化することに
   より接続部を構成し、 前記接続部をパンチユニット本体に固定支持し、 前記一方の通電口部材を前記一方の導電ダイ、又は導電
   ポンチに電気的に接続するとともに、前記他方の通電口
   部材を前記他方の導電ダイ、又は導電ポンチに電気的に
   接続し、 前記溶接装置の２つの電極チップで前記接続部を挟み付
   けることにより、前記一つの通電口部材に前記一つの電
   極チップが各々対応して電気的に接続し、前記一方の導
   電ダイ、又は導電ポンチと、前記他方の導電ダイ、又は
   導電ポンチとの間に所定の電流を流し、加熱可能にした
   ことを特徴とする請求項１記載の低圧プレス加工装置。