JP3607192B2 - プレス加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用アクセルペダルの支持ロッドでみられるように三次元形状に曲げられたワークを加工の対象としたプレス加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車におけるアクセルペダルの支持ロッド（以下、ペダルロッドと称する）には、直径９ｍｍ程度の金属棒を三次元形状に曲げ加工したものが用いられている。つまりペダルロッドは、他の機器や運転者の足を避けるために複雑な形状に曲げられている。またペダルロッドの一端部は、アクセルケーブルを連結するために平坦に形成され、そこに連結孔があけられている。ペダルロッドの他端部には、アクセルペダルを取り付けるための取付孔が形成されている。
【０００３】
前記ペダルロッドの加工を大別すると、全体の曲げ工程と両端部のそれぞれの加工工程との３工程となり、通常は一端部のプレス・トリム工程、全体の曲げ工程、他端部の孔あけ工程の順に行っている。なお全体の曲げ加工には、プレス加工やベンダー加工といった工法が採用されており、ベンダー加工については例えば特開平９−１５０７５６号公報に開示された技術が知られている。
前記のプレス加工は、三次元形状を得るための一次加工と二次加工とを個別の金型によって順次行っている。またベンダー加工においては、ペダルロッド（ワーク）の一端部を曲げ加工の基準位置する必要から、前記のプレス・トリム工程をベンダー加工よりも先に行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにプレス加工では、いくつかの金型にワークを順にセットして三次元形状に曲げることから、加工後におけるペダルロッドの寸法に誤差（ばらつき）が生じやすい。その理由としては、一次加工による曲げを終えた後、二次加工のための金型にワークを精度よくセットすることが難しいためと考えられる。
またベンダー加工によってワークを三次元形状に曲げる場合は、前記のように曲げ加工の基準位置となるプレス・トリム工程での作業が重要となり、この工程ではペダルロッドに要求される寸法精度以上の加工精度が必要となる。そしてこの加工精度が得られない限り、ペダルロッドの寸法も適正な精度に保てないことになる。
【０００５】
ところでペダルロッドの寸法に多少のばらつきがあっても、アクセルペダルの操作をケーブルによってスロットルに伝える機械式操作手段の場合は、これらを自動車に取り付けた状態で調整することにより、ある程度のばらつきは吸収できる。しかしながら近年、前記の機械式操作手段に代え、アクセルペダルの操作に伴うペダルロッドの動き量をポジションセンサーで直接検出し、その検出信号に基づいてスロットルを開閉制御する電気式操作手段が採用されるようになってきた。この電気式操作手段においては、ペダルロッドの寸法精度を確保することが重要課題である。
【０００６】
本発明は前記課題を解決しようとするもので、その目的は、ロッド状のワークを一工程で三次元形状に曲げ加工可能とし、ワークを例えばプレス金型に対してセットし直すこと、あるいはワークに対して高い加工精度の基準位置を準備することなどを不要とし、ペダルロッドなどの寸法精度を高めることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するためのもので、請求項１に記載された発明は、ロッド形状のワークを三次元形状に曲げ加工するためのプレス加工装置であって、固定ホルダーに対して可動ホルダーが昇降動作可能に配置されているとともに、前記可動ホルダーに上型およびカムが設けられている。一方、前記固定ホルダーに下型およびこの下型に対して接近あるいは離反する方向へ移動可能なスライド型が設けられている。そして前記可動ホルダーの下降動作に伴い、前記カムによって前記スライド型が前記下型に押し付けられ、これらの下型とスライド型とにおける相互の加工面の間でワークの曲げ加工が可能で、かつ、前記下型に前記スライド型が押し付けられた状態を保持して、それぞれの加工面の間につくられた上面開放の空間に前記上型が入り込み、この上型の加工面により、下型とスライド型との加工面の間に位置するワークをさらに曲げ加工するように設定されている。
【０００８】
この構成によれば、可動ホルダーの下降に基づき、まず下型とスライド型との加工面の間でワークを一方向へ曲げ加工し、つぎに、これらの加工面の間につくられた上面開放の空間に上型が入り込んで、既に曲げ加工された箇所にさらに曲げ加工を加えることができる。これにより、ワークを一工程で三次元形状に曲げ加工することができ、しかも、最初に曲げ加工された箇所と同じ箇所に、先の曲げ方向と直交する方向の曲げ加工を加えることができる。この結果、例えばアクセルペダルのペダルロッドのように、その一部位に三次元形状の曲げ部を要するワークを高い寸法精度で加工することが可能となる。したがって、スロットルの電気式操作手段を採用した場合に要求される高精度のペダルロッドを加工することができる。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載されたプレス加工装置であって、前記固定ホルダーと前記スライド型とがリンク機構により連結されている。前記可動ホルダーが、その下降動作により前記リンク機構を押して前記スライド型を前記下型に接する位置に移動させる第１カムを備えている。また、前記スライド型が前記下型にほぼ接した時点で、前記第１カムによる前記リンク機構を押す力が解除されるように設定され、かつ、前記可動ホルダーが、前記下型に接した状態の前記スライド型に対して前記下型の反対側から接する第２カムを備えている。
このように、第１カムによってリンク機構を押す力が解除されることで、スライド型が下型に対して過度に押し付けられるのを回避でき、同時にこのスライド型は第２カムが接することにより、適正な型締め力に保たれる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載されたプレス加工装置であって、前記固定ホルダーが、前記第２カムに対して前記スライド型の反対側において接するブロックを備えている。
これにより、第２カムによるスライド型の型締め力を前記ブロックでバックアップすることができ、例えば第２カムの撓みなどによって型締め力が不足するのを解消できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１〜３はワーク（ペダルロッドの素材）を三次元形状に曲げ加工する順番を表した説明図である。この場合のワーク１０は金属製の丸棒であって、これを図１で示すように真っ直ぐの状態から、仮想的に描いた直方体の面ＡＢＣＤ内において図２で示すように折り曲げる。さらにこのワーク１０を、図２の状態から仮想直方体の面ＣＤＥＦ内において図３で示すように折り曲げる。
【００１３】
図４は完成したペダルロッドの両端部を表した斜視図である。図４（ａ）で示すようにペダルロッドにおける一方の端部１０ａは、アクセルケーブルを結合するために平坦に形成され、かつ連結孔１２があけられている。また図４（ｂ）で示すように他方の端部１０ｂには、アクセルペダルを取り付けるための取付孔１４があけられている。
【００１４】
図５はワーク１０を図３で示す三次元形状に曲げるためのプレス加工装置を表した正面図、図６は同じくプレス加工装置の下側のみを表した平面図である。なお図５，６はともに型開き状態が示されている。このプレス加工装置は、一般的なプレス装置と同様に上下のホルダー２０，４０を備えており、下側の固定ホルダー２０に対して上側の可動ホルダー４０が昇降動作するようになっている。
【００１５】
前記固定ホルダー２０の上面には下型２２が固定されているとともに、この下型２２に対して接近あるいは離反する方向（図面の左右方向）へ移動できるようにスライド型２６が設けられている。
図７に下型２２が斜視図で示され、図８にスライド型２６が斜視図で示されている。これらの図面から明らかなように、下型２２およびスライド型２６の相対向する側は、それぞれ前記ワーク１０を曲げ加工するための加工面２４，２７となっている。またスライド型２６の背面（加工面２７と反対側の面）には、その二個所において結合部２８が一体に形成されている。
【００１６】
前記固定ホルダー２０の上面には、スライド型２６の両結合部２８と対応する二個所において結合ブロック３２が固定されており、これらの結合部２８と結合ブロック３２とは個々にリンク機構３４で連結されている。
図９に片方のリンク機構３４が斜視図で示されている。この図面からも明らかなように前記リンク機構３４は、結合部２８に連結された一つのリンク部材３４ａと、結合ブロック３２に連結された一対のリンク部材３４ｂとを組み合わせた構造になっている。また前記固定ホルダー２０の上面には、スライド型２６の背面に接触可能な位置において三個のブロック３０が固定されている。
【００１７】
前記スライド型２６は、固定ホルダー２０に対して下型２２から離れる方向へ付勢されており、外力を受けない限り、図５，６で示す待機位置にある。この待機位置にあってはスライド型２６の背面が前記の各ブロック３０に接しており、それ以上は移動しないように規制されている。前記スライド型２６に対する付勢手段としては、例えば固定ホルダー２０に内蔵したスプリングの弾性をスライド型２６に直接作用させ、あるいは前記リンク機構３４に図５の状態を保つようなスプリング力を作用させればよい。なお前記の各ブロック３０が前記のようにスライド型２６をその待機位置で受け止めるのはサブ機能であり、メイン機能については後で説明する。
【００１８】
前記可動ホルダー４０の下面には、前記下型２２と対応する位置において上型４２が固定されているとともに、個々に角柱形状の第１カム４４および第２カム４６がそれぞれ固定されている。
図１０に上型４２の一部が斜視図で示されている。この図面から明らかなように上型４２は、下型２２の加工面２４とスライド型２６の加工面２７とに合わせた形状をしており、その下端面が前記ワーク１０を曲げ加工するための加工面４３となっている。また図６で示すように第１カム４４は前記の両リンク機構３４と対応する二個所に位置し、第２カム４６は前記の各ブロック３０と対応する三個所に位置している。これらの第２カム４６の下端部には斜面４８がそれぞれ形成されている。
【００１９】
前記第１カム４４および第２カム４６の配置に関する詳細を説明すると、第１カム４４においては、それぞれの下端面がリンク機構３４におけるリンク部材３４ａの円弧状の端面Ｐ（図９）に接触できるように位置設定されている。第２カム４６は、つぎに説明する型締め時においてスライド型２６の背面と各ブロック３０との間に生じたスペースに入り込めるように位置設定されている。
【００２０】
つづいて前記のように構成されたプレス加工装置によるワーク１０の曲げ加工について説明する。
まず図５，６で示す型開き状態において下型２２の加工面２４における段差部分に、図１のワーク１０をセットする。そこで前記可動ホルダー４０が図５の位置から図１１の位置まで下降すると、最初に前記第１カム４４の下端が前記リンク機構３４におけるリンク部材３４ａの端面Ｐに接触し、リンク機構３４を押し下げる。つまりリンク機構３４は、その節の部分が第１カム４４によって押し下げられるので、スライド型２６を前記の待機位置から下型２２に向けて移動させる。したがって下型２２の加工面２４にスライド型２６の加工面２７がほぼ接した状態になり、ワーク１０がほぼ図２の形状に折り曲げられる。
【００２１】
図１１の状態から可動ホルダー４０がさらに下降することで、前記第２カム４６がスライド型２６の背面と前記ブロック３０との間のスペースに入り込む。このときの第２カム４６は、最初に前記斜面４８がスライド型２６の背面と上面との角に接触し、この斜面４８によってスライド型２６を下型２２に押しつけながら前記スペースに進入する。これにより、ワーク１０は完全に図２の形状に曲げ加工され、また下型２２の加工面２４とスライド型２６の加工面２７との間には上面が開放された空間がつくられる。
【００２２】
前記のように第２カム４６がスライド型２６の背面とブロック３０との間に進入し始めた直後に、第１カム４４はリンク部材３４ａの端面Ｐを滑り抜け、この端面Ｐ、一対のリンク部材３４ｂおよび結合ブロック３２で囲まれたスペースに入り込む。したがって第１カム４４によるリンク機構３４への押し下げ力は解除され、スライド型２６が下型２２に対して過度に押しつけられるのを防止している。
また前記第２カム４６がスライド型２６の背面とブロック３０との間に進入するのとほぼ並行して、前記上型４２が下型２２およびスライド型２６の加工面２４，２７でつくられた前記空間に入り込み、ワーク１０が図３の形状に折り曲げられ、三次元形状の曲げ加工が完了する。
【００２３】
図１２は前記の加工が完了した型締め状態のプレス加工装置を表した正面図、図１３は同じく型締め状態のプレス加工装置を表した平面図、図１４は図１３のａ−ａ矢視方向の断面図である。
これらの図面で示す型締め状態において、前記スライド型２６は第２カム４６によって型締め状態に保持されており、かつ第２カム４６は撓みなどを起こさないようにブロック３０によりバックアップされ、型締め力が不足するのを避けている。このように第２カム４６をバックアップすることがブロック３０のメイン機能である。しかし第２カム４６の剛性が充分であれば、ブロック３０を廃止することもできる。
【００２４】
前記のプレス加工装置により、長さ２５０ｍｍ、直径９ｍｍの金属棒をワーク１０として三次元形状の曲げ加工を行ってみた。その結果、ワーク１０を下型２２の加工面２４にセットする段階での位置決めだけで、折り曲げ位置の寸法のばらつきは０．２ｍｍ以内であった。これはペダルロッドを加工するうえで要求される寸法精度を得るには充分である。
【００２５】
さて三次元形状の曲げ加工を終えたワーク１０に対しては、プレス・トリム工程において図４（ａ）で示す端部１０ａの加工と、孔あけ工程において図４（ｂ）で示す端部１０ｂの加工とが行われる。これらの加工手段の概要を簡単に説明しておく。
【００２６】
まず端部１０ａの加工は、プレス・トリム工程のプレス機においてワーク１０の端部をプレス型で平坦につぶす加工と、トリム型で連結孔１２を打ち抜く加工とを行う。なおプレス型およびトリム型は、ワーク１０の曲げ位置を基準として個々の加工が行われるように位置決めされている。
図４（ｂ）で示す端部１０ｂの加工についても、孔あけ工程のプレス機にワーク１０をセットし、孔あけ型の例えば上型に設けたポンチにより、前記取付孔１４を加工する。この場合の孔あけ型も、ワーク１０の曲げ位置を基準として孔あけ加工が行われるように位置決めされている。
【００２７】
以上は本発明の好ましい実施の形態を図面に関連して説明したが、この実施の形態は本発明の趣旨から逸脱しない範囲で容易に変更または変形できるものである。
例えば前記リンク機構３４はスライド型２６の移動ストロークを大ききとるために採用したものである。したがってワーク１０の図２に示す曲げ量が比較的小さく、スライド型２６の移動ストロークを小さく設定できる場合は、リンク機構３４および第１カム４４を廃止することも可能である。ただし、この場合は第２カム４６の下降動作だけで、待機位置のスライド型２６が下型２２に向かって移動するように、スライド型２６と第２カム４６との位置関係を設定する必要がある。
【００２８】
また前記のプレス加工装置により、ワーク１０の曲げ加工と、前記プレス・トリム工程および／または孔あけ工程での加工とを同時に行うようにしてもよい。ワーク１０については、前もって所定の長さに切断されたものでなく、コイル状に巻かれた連続素材をプレス加工装置にセットして順次曲げ加工したのち、前記プレス・トリム工程および孔あけ工程を利用して切断することもできる。
さらに曲げ加工の対象としてはペダルロッドに限るものではなく、ロッド形状のワーク１０を三次元形状に曲げ加工するものであれば、すべて対象となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工前のワークを表した斜視図。
【図２】一次の曲げ加工が行われたワークの斜視図。
【図３】二次の曲げ加工が行われたワークの斜視図。
【図４】ペダルロッドの両端部を表した斜視図。
【図５】プレス加工装置を表した正面図。
【図６】プレス加工装置の下側のみを表した平面図。
【図７】下型を表した斜視図。
【図８】スライド型を表した斜視図。
【図９】リンク機構を表した斜視図。
【図１０】上型の一部を表した斜視図。
【図１１】型締め途中のプレス加工装置を表した正面図。
【図１２】型締め状態のプレス加工装置を表した正面図。
【図１３】型締め状態のプレス加工装置を表した平面図。
【図１４】図１３のａ−ａ矢視方向の断面図。
【符号の説明】
１０ ワーク
２０ 固定ホルダー
２２ 下型
２６ スライド型
４０ 可動ホルダー
４２ 上型
４４ 第１カム
４６ 第２カム

Claims (3)

1. ロッド形状のワークを三次元形状に曲げ加工するためのプレス加工装置であって、固定ホルダーに対して可動ホルダーが昇降動作可能に配置されているとともに、前記可動ホルダーに上型およびカムが設けられ、一方、前記固定ホルダーに下型およびこの下型に対して接近あるいは離反する方向へ移動可能なスライド型が設けられ、前記可動ホルダーの下降動作に伴い、前記カムによって前記スライド型が前記下型に押し付けられ、これらの下型とスライド型とにおける相互の加工面の間でワークの曲げ加工が可能で、かつ、前記下型に前記スライド型が押し付けられた状態を保持して、それぞれの加工面の間につくられた上面開放の空間に前記上型が入り込み、この上型の加工面により、下型とスライド型との加工面の間に位置するワークをさらに曲げ加工するように設定されているプレス加工装置。
2. 請求項１に記載されたプレス加工装置であって、前記固定ホルダーと前記スライド型とがリンク機構により連結され、前記可動ホルダーが、その下降動作により前記リンク機構を押して前記スライド型を前記下型に接する位置に移動させる第１カムを備え、前記スライド型が前記下型にほぼ接した時点で、前記第１カムによる前記リンク機構を押す力が解除されるように設定され、かつ、前記可動ホルダーが、前記下型に接した状態の前記スライド型に対して前記下型の反対側から接する第２カムを備えているプレス加工装置。
3. 請求項２に記載されたプレス加工装置であって、前記固定ホルダーが、前記第２カムに対して前記スライド型の反対側において接するブロックを備えているプレス加工装置。

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