JP4171230B2 - 中空材の端部成形装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空材に中子ダイを挿入し、中空材の端部を押圧して成形する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、中空材の端部を押圧してつぶすことにより、断面を厚さ方向に変化させて成形させることがある。例えば、特開2001−62532号公報には、中空材の上下の側壁を押圧する前に左右の側壁を部分的に押圧する予備成形工程を行うことにより、精度よく成形させる方法が記載されている。また、成形後の中空材の内部が必要スペースとして要求される場合は、左右の側壁が内側に座屈しないように中子ダイを中空材に挿入してから押圧する成形方法も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した中子ダイを挿入してから成形する従来の技術においては、要求される成形形状を満足させるための中子ダイを中空材に挿入する工程、中空材を押圧して成形する工程、中子ダイを取出す工程が必要であり、煩雑な作業となっていた。
【0004】
また、中子ダイは、成形後の中空材から取出せるような形状となっているため、成形前では中空材の中空部よりも小さいものとなっている。そのため、上下の側壁を連結する中間壁を有する中空材51では、図5に示すように、中子ダイ52を挿入しても、中空材51と中子ダイ52との隙間で中間壁が中子ダイ側に座屈する恐れがあった。
【0005】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、要求される成形形状を満足させるための中子ダイを中空材に挿入するにもかかわらず、効率的に精度よく中空材の端部を押圧して成形する装置を提供することを、その技術的課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明は、中空材の端部を成形するパンチと、該パンチと連動して移動する中子ダイと、該中子ダイが取り付けられているとともに中空材の長手方向に移動可能なスライダと、該スライダと互いに傾斜面で摺動可能なドライバと、該ドライバ及びパンチを一体的に固定するとともにスライダの移動方向に対して垂直なプレス方向に移動可能なラムとを備え、ラムのプレス方向への移動によりパンチを中空材に向かって前進させると、スライダとドライバとが互いの傾斜面にて摺動してスライダが中空材に向かって前進し、更に中子ダイが中空材に挿入され、中子ダイの挿入後にパンチが中空材を押圧して成形し、その後、パンチを後退させると中子ダイが中空材から取出される構造とした。
【0007】
本発明に係る中空材の端部成形装置によれば、パンチを前進させて中空材の端部を押圧して、その後、パンチを後退させるという工程のみで、中空材の端部を成形することができる。即ち、作業者は中空材に中子ダイを挿入したり取出したりする煩雑さがなくなり、作業の効率化を図ることが可能となる。
【0008】
また本発明によれば、1つのプレス手段により、カム機構を介して1回のプレス工程にて、中子ダイを中空材に挿入し、中空材を押圧して成形し、中子ダイを取出しすることが可能となる。
【0009】
また、中子ダイの中空材への挿入部は、付勢手段によりパンチの押圧方向と反対方向に付勢されており、中空材の側壁がパンチと中子ダイとで部分的に挟まれるようにして押圧される構造とすることが望ましい。これによれば、上下の側壁を連結する中間壁を有する中空材であっても、パンチで押圧される側の中空材の側壁と中子ダイとの隙間で中間壁が中子ダイ側に座屈することを防止することができ、精度よく中空材の端部を成形することが可能となる。
【0010】
より好ましくは、中子ダイは、スライダに回動可能に取り付けられていることが望ましい。これによれば、中子ダイの挿入部は、中空材の側壁が押圧されるときに初期回動位置から押圧方向に回動させられ、中空材から取出された後は、付勢手段の付勢力により初期回動位置に戻されるので、複数の中空材を連続して成形するときの作業をスムーズに行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明に係る中空材の端部成形装置の一実施形態の側面を示す模式図であり、中空材の成形前の状態を示している。アルミニウム合金の押出加工や高張力鋼板のロール成形等からなる中空材1は、台6にて支持されている。
【0012】
図2は、図1のA−A断面において、中空材1に中子ダイ2の挿入部2aが挿入された状態を示す拡大断面図であり、本実施形態における中空材1は、断面略目字形状を呈している。図2において中空材1は、上方に位置する上側壁1aと、上側壁1aに対向する下側壁1bと、左方に位置する左側壁1cと、右方に位置する右側壁1dとにより外部形状を形成されており、上側壁1aと下側壁1bとを連結する2つの中間壁1e、1fが、左側壁1c及び右側壁1dに平行して設けられている。
【0013】
中空材1の両側には、中子ダイ2が配置されている。中子ダイ2の中空材1側に位置する挿入部2aは、先端が2ヶ所に分かれて突出しており、図2に示すように、左側壁1cと中間壁1eとの間、及び右側壁1dと中間壁1fとの間の上方(上側壁1a寄り)に挿入されるようになっている。図2に示すように中空材1に中子ダイ2が挿入された状態では、中空材1に中子ダイ2を挿入する時の作業性が十分に満足できるよう、挿入部2aと上側壁1aとの間には若干のクリアランスが設けられている。
【0014】
中子ダイ2が取り付けられているスライダ5は、台6の摺動溝6a上を中空材1の長手方向(図1において左右方向)に移動できるようになっている。また、スライダ5には、付勢手段である第1スプリング10が設けられており、常に中空材1から離れる方向に付勢力が働くようになっている。
【0015】
中子ダイ2は、スライダ5に設けられたピン3を中心として回動可能に取り付けられている。中子ダイ2とスライダ5との間には、付勢手段である第2スプリング4が設けられており、中子ダイ2は、図1に示すようにスライダ5に形成されたストッパ5bに当接した状態である初期回動位置となるよう、常に上方に付勢されている。
【0016】
スライダ5の外側(中空材1と対向していない側)には、上方に45°の傾斜面5aが形成されている。この傾斜面5aに対応する傾斜面8aが形成されているドライバ8が配置されている。傾斜面8aは、ドライバの内側(中空材1側)に下方45°の傾斜となっている。ドライバ8は、中空材1の端部を成形するパンチ7とともに、ラム9に一体的に固定されており、ラム9は、図示しないプレス手段により上下方向に移動できるようになっている。パンチ7の先端は、中空材1の端部を成形できるように傾斜面となっているが、要求される成形後の中空材1の形状にあわせて内側に凹んだ曲面としてもよい。
【0017】
図3は、図2に示す状態から、パンチ7を前進させて上側壁1aが押圧され成形された状態を示す拡大断面図であるが、中子ダイ2の挿入部2aは、第2スプリング4によりパンチ7の押圧方向と反対方向に付勢されており、上側壁1aがパンチ7と中子ダイ2とで部分的に挟まれるようにして押圧される構造となっている。また、図3に示すように、挿入部2aは、成形後の中空材1から取出し可能な大きさとなっている。
【0018】
ドライバ8が下方に移動すると、傾斜面8aと傾斜面5aとが接し、摺動するようになっているので、スライダ5は、中空材1に向かって水平方向(図1において左右方向)に前進するようになっている。すなわち、ドライバ8が垂直方向(上下方向)に移動することによって、スライダ5が水平方向に移動するカム機構となっている。つまり、中子ダイ2は、パンチ7と連動して移動して中空材1に挿入され、中子ダイ2の挿入後にパンチ7が中空材1の上側壁に当接して押圧し、成形後、パンチ7を後退させると第1スプリング10によりスライダ5も後退して中子ダイ2が中空材1から取出される構造となっている。
【0019】
ここで、本実施形態では、図1において、中子ダイ2、スライダ5、パンチ7、及びドライバ8等が左右対称に構成されており、ラム9をスライダ5の移動方向に対して垂直なプレス方向に移動させることで中空材1の両側の端部が同時に成形できるようになっている。
【0020】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用について、図4を用いて説明する。図4は、図1における左半分の構成における成形過程を示す断面図である。(本実施形態では左右対称に構成されているため、図4では、図1における右半分における構成は省略してある。)図4(a)は、初期状態(成形前の状態)を示すものである。
【0021】
図4(b)に示すように、ラム9が図示しないプレス手段により下方へ移動させられると、ラム9に固定されているパンチ7及びドライバ8が同時に下降する。これにより、まずドライバ8の傾斜面8aとスライダ5の傾斜面5aとが接して摺動しながら、スライダ5は中空材1に向かって(図4において右側へ)水平移動させられる。すなわち、スライダ5に取り付けられている中子ダイ2は、初期回動位置のまま中空材1に向かって前進し、中子ダイ1の先端である挿入部2aが中空材1の内部に挿入される。このとき、挿入部2aは、中空材1の内部で上方(上側壁1a寄り)に位置しており、図2に示すような断面となっている。尚、図4に示す状態(中子ダイ2の挿入直後)では、まだパンチ7は中空材1の上側壁2aに接していない。(接してもよいが、少なくとも上側壁2aが変形前である必要がある。)
【0022】
図4(b)に示す状態から、更にラム9を下降させられると、図4(c)に示すように、その分だけパンチ7も前進し、パンチ7の先端が中空材1の上側壁1aに当接し、中空材1の端部が押圧されて成形される。パンチ7と同時に、ドライバ8も前進するが、ドライバ8の傾斜面8aとスライダ5の傾斜面5aとの摺動が完了して、傾斜面8aと傾斜面5aとは接してないので、中子ダイ2が中空材1に挿入された状態のままスライダ5は停止している。
【0023】
中子ダイ2の挿入部2aは、第2スプリング4によりパンチ7の押圧方向と反対方向(図4において上方向)に付勢されているので、中空材1の上側壁1aがパンチ7と挿入部2aとで部分的に挟まれるようにして押圧される。つまり、挿入部2aは、パンチ7とで部分的に上側壁1aを挟んだ状態で、パンチ7とともに押圧方向(下方)へ移動させられ、その結果、中子ダイ2は、図4(c)に示すような変形後回動位置となる。従って、中間壁1e、1fは、挿入部2aが挿入されている中空部と反対側(内方)に突き出るように変形する。同様に、左側壁1c及び右側壁1dは、挿入部2aが挿入されている中空部と反対側(外方)に突き出るように変形する。このとき、挿入部2aは、中空材1の内部で下方(下側壁1b寄り)に位置しており、図3に示すような断面となっている。
【0024】
その後、ラム9を上方に移動させられると、図4(d)に示すように、パンチ7及びドライバ8も上昇し、スライダ5は、第1スプリング10により中空材1から離れる方向に後退させられて初期位置に戻される。更に、中子ダイ2も、中空材1から挿入部2aが取出されて、第2スプリングにより初期回動位置に戻される。また、上記した図4(a)に示す状態から図4(d)に示す状態までは、一連した工程となっている。
【0025】
以上のように、本発明に係る中空材の端部成形装置においては、パンチ7を前進させて中空材1の端部を押圧して、その後、パンチ7を後退させるという工程のみで、中空材1の端部を成形することができる。即ち、作業者は中空材1に中子ダイ2を挿入したり取出したりする煩雑さがなくなり、作業の効率化を図ることが可能となる。また、ラム9のプレス方向への移動によりスライダ5とドライバ8とが互いの傾斜面7a、8aにて摺動してスライダ5が中空材1に向かって前進する構造としたので、1つのプレス手段によりカム機構を介して1回のプレス工程にて、中子ダイ2の挿入、中空材1の成形、中子ダイ2の取出しの作業をすることが可能となる。
【0026】
中子ダイ2の中空材1への挿入部2aは、第2スプリング4によりパンチの押圧方向と反対方向に付勢されており、中空材1の上側壁1aがパンチ7と中子ダイ2とで部分的に挟まれるようにして押圧される構造としたので、上側壁1aと下側壁1bとを連結する中間壁1e、1fを有する中空材1であっても、パンチ7で押圧される側の中空材1の上側壁1aと中子ダイ2との隙間で中間壁1e、1fが中子ダイ2側に座屈することを防止することができ、精度よく中空材1の端部を成形することが可能となる。また、中子ダイ2は、スライダ5に回動可能に取り付けられているので、中子ダイ2の挿入部2aは、中空材1の上側壁1aが押圧されるときに初期回動位置から押圧方向に回動させられ、中空材1から取出された後は、第2スプリング4の付勢力により初期回動位置に戻されるので、複数の中空材1を連続して成形するときの作業をスムーズに行うことが可能となる。
【0027】
尚、上記した実施形態では、成形前の中空材1は長手方向に同一断面の形材の例を示したが、本発明の実施にあたっては、成形前の中空材の中央が上方又は下方に凸となる湾曲した形状であっても、上記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、要求される成形形状を満足させるための中子ダイを中空材に挿入してパンチで成形するにもかかわらず、効率的に精度よく中空材の端部を押圧して成形する装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る中空材の端部成形装置の一実施形態を示す側面図である。
【図2】中空材に中子ダイが挿入された状態を示す断面図である。
【図3】図2に示す状態からパンチにより上側壁が押圧されて成形された状態を示す断面図である。
【図4】図1に示した本発明の一実施形態の作動状態を示した図である。
【図5】従来の成形装置により中空材が押圧して成形された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 中空材
1a 上側壁(側壁)
1e、1f 中間壁
2 中子ダイ
2a 挿入部
4 第2スプリング(付勢手段)
5 スライダ
7 パンチ
8 ドライバ
9 ラム
10 第1スプリング
5a、8a 傾斜面
Claims (4)
- 中空材の端部を成形するパンチと、該パンチと連動して移動する中子ダイと、該中子ダイが取り付けられているとともに前記中空材の長手方向に移動可能なスライダと、該スライダと互いに傾斜面で摺動可能なドライバと、該ドライバ及び前記パンチを一体的に固定するとともに前記スライダの移動方向に対して垂直なプレス方向に移動可能なラムとを備え、
前記ラムのプレス方向への移動により前記パンチを前記中空材に向かって前進させると、前記スライダと前記ドライバとが互いの前記傾斜面にて摺動して前記スライダが前記中空材に向かって前進し、更に前記中子ダイが前記中空材に挿入され、前記中子ダイの挿入後に前記パンチが前記中空材を押圧して成形し、その後、前記パンチを後退させると前記中子ダイが前記中空材から取出される構造とした中空材の端部成形装置。 - 前記中子ダイの前記中空材への挿入部は、付勢手段により前記パンチの押圧方向と反対方向に付勢されており、前記中空材の側壁が前記パンチと前記中子ダイとで部分的に挟まれるようにして押圧される構造としたことを特徴とする請求項1に記載の中空材の端部成形装置。
- 前記中子ダイは、前記スライダに回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載の中空材の端部成形装置。
- 中空材の端部を成形するパンチと、該パンチと連動して移動する中子ダイと、該中子ダイが取り付けられているとともに前記中空材の長手方向に移動可能なスライダと、該スライダと互いに傾斜面で摺動可能なドライバと、該ドライバ及び前記パンチを一体的に固定するとともに前記スライダの移動方向に対して垂直なプレス方向に移動可能なラムとを備えた中空材の端部成形装置を使用し、
前記ラムをプレス方向へ移動させることにより、前記パンチを前記中空材に向かって前進させ、前記スライダと前記ドライバとを互いの前記傾斜面で摺動させて前記スライダを前記中空材に向かって前進させ、更に前記中子ダイを前記中空材に挿入させ、前記中子ダイの挿入後に前記パンチで前記中空材を押圧して成形し、その後、前記パンチを後退させて前記中子ダイを前記中空材から取出す、中空材の端部成形方法。
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