JP4231886B2 - パイプ材にナットを固着するプレス装置 - Google Patents

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Description

本発明は、パイプ材、特に金属製角パイプの内側にナットを固着するプレス装置に関するものである。

ナット自体が金属板を打ち抜き、同時に打ち抜いた開口周縁部をかしめてナットの側壁面に設けた溝に圧入させることにより金属板に固着するいわゆるピアスナットを用いて、金属製角パイプの内壁面に固着して、該角パイプの外側からのねじ締結に供し得るようにしたパイプ材にナットを固着する装置は、特許文献1により知られている。

上記特許文献1に開示されている装置は、手動式であり、時代背景もあって今日に至るも実用化されていない。
特公昭53−16394号公報(特許第0943112号)

本発明は、上記した特許文献1に開示されている装置を改良して実用化したもので、特に小径のパイプ材にナットを固着するのに適し、容易に自動化を可能にしたパイプ材にナットを固着するプレス装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のプレス装置は、上台盤が下台盤の前端部両側に立設したガイドポストに固定保持されている機枠と、基端部が前記下台盤の後端部に横軸の周りに回動自在に支持され、前端部が前記下台盤の前端側へ延び、かつ、上下方向へ円弧状に可動状態になっている、パイプ材を被嵌して支持する可動支持体と、前記可動支持体の前端部に設置された直方体形状の下型加圧用油圧シリンダと、前記油圧シリンダのピストンに設けられ、シリンダケースから上方へ突出して上下動する下型部と、前記下型部の上端に設けられたナット受凹部と、前記可動支持体の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持する上下動可能なリフターと前記可動支持体の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、前記可動支持体に被嵌した前記パイプ材の端面が当接して位置決めされる上下動可能なストッパと、前記ガイドポストに沿って上下動自在に設けられた上型支持体と、前記上型支持体にバックプレート及びダイスホルダを介して取り付けられ、前記下型部と同一軸線上に上下動自在に配設される、上型となるかしめダイスと、前記上台盤に設置され、そのピストンロッドが前記かしめダイスと同一軸線上に配設されて前記上型支持体を下方に加圧する上型加圧用油圧シリンダと、を有し、前記上型加圧用油圧シリンダにより前記上型支持体を介して前記かしめダイスを下方に加圧する出力が、前記下型加圧用油圧シリンダにより前記下型部を上方に加圧する出力より大きく設定されていることを特徴とする。

前記リフターは、頂部に山形の傾斜案内面を有し、前記下台盤に収容したスプリング又はエアシリンダによって前記可動支持体に当接支持するように付勢されており、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダにパイプ材を被嵌する際、該パイプ材が前記傾斜案内面に沿って移動することにより前記リフターを押し下げるように構成されている。

前記ストッパはタッチセンサ機能を有し、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダに被嵌したパイプ材の端面が前記ストッパに当接して位置決めされると同時に、これに連動して前記下型加圧用油圧シリンダと前記上型加圧用油圧シリンダが自動的に作動される構成とすることができる。

前記バックプレートには、前記かしめダイスの中空孔に連通し、かつ横外側方に開口するスクラップ排出通路が設けられている。

上記構成を有する本発明よれば、パイプ材、特に金属製角パイプに取付孔を穿けることなく、ナットを容易に固着することができ、パイプ材の外側からねじ締結に供し得るものである。特に、本発明のプレス装置は、小径のパイプ材にナットを固着するのに適している。

また、本発明のプレス装置は、自動化が容易に行なえ、ナットをパイプ材の内側に容易、かつ能率良く固着することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図1ないし図4は、本発明に係るパイプ材にナットを固着するプレス装置を示しており、該プレス装置は、後述する金属製角パイプ50(図5、図6参照)にピアスナット60を内側から固着するのに使用する。該プレス装置の機枠1は、前後方向に延びる長い下台盤2の前端部両側に並列して立設した2本のガイドポスト4,4の上端部に上台盤3が固定支持されている構造である。

下台盤2には、前後方向へ延びる長尺板状の可動支持体5が取り付けられ、上台盤3には、平板状の上型支持体6がガイドポスト4,4に沿って下台盤2に対して直交する上下方向へ可動自在に取り付けられている。

可動支持体5は、基端部(後端部)に設けた軸受部7(図2,図4参照)が下台盤2の後端部に突設した支持部8に横軸9を介して軸支され、前端部が横軸9を支点に上下方向へ円弧状に可動状態で、下台盤2上に配設されている。該可動支持体5の前端部上面に直方体形状の下型加圧用油圧シリンダ10が設置されている。該油圧シリンダ10は複動式で、上下高さをできるだけ低くして、後述する小径のパイプ材50に適用できるようにするため、図4に示すように、シリンダケース11の底部に形成した凸部12を可動支持体5の前端部に設けた取付孔13に嵌め込んで取付け固定されている。なお、パイプ材の直径が比較的大きい場合には、凸部12を有しない直方体のシリンダケース11を直接、可動支持体5の前端部上面に設置する構造としてもよい。

シリンダケース11には、上下動するピストン14が収容され、該ピストン14の上端にシリンダケース11から上方へ突出する下型部15が一体的に形成されている。該下型部15の上端面中央には後述するピアスナット60の本体底部を嵌め合わせて保持するナット受凹部16が設けられている。図示の実施形態では、ナット受凹部16に対するピアスナット60の嵌め合わせは人手により手作業で行なうが、図示しないロボットを用いてピアスナット60をナット受凹部16に自動挿入することもできる。また、ナット受凹部16に嵌め合わせて保持したナット60の有無は、図示しない光センサーによって検出するようになっている。さらに、シリンダケース11には、図4に示すように、図示しない油圧ポンプに接続する上昇用油圧ポート17と下降用油圧ポート18とが設けられている。

また、下台盤2には、可動支持体5の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持する上下動可能なリフター20と、可動支持体5の中間部位ないし後端部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、後述するように可動支持体5及び下型加圧用油圧シリンダ10に被嵌した角パイプ50の開口端面51が当接して位置決めされる上下動可能なストッパ30とが設けられている。

リフター20は、図10に示すように、上端に円錐状頂部22を有し、下端にフランジ部23を有する金属製の円筒状本体21が下台盤2に上下動自在に取り付けられ、かつ、押し上げばね24により円錐状頂部22が下台盤2から突出するように付勢されており、該円錐状頂部22により可動支持体5の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持すると共に、押し上げばね24に抗して円筒状本体21を押し下げ可能になっている。一方、フランジ部23により円錐状頂部22の突出量が規制されている。該リフター20は、単一であってもよいが、横方向に並列して複数設けてもよい。

ストッパ30は、図11に示すように、上端に扁平頂部32を有し、下端にフランジ部33を有する金属製の円筒状本体31が下台盤2に上下動自在に取り付けられ、かつ、押し上げばね34により扁平頂部32が下台盤2から突出するように付勢されており、扁平頂部32により可動支持体5の中間部位ないし後端部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、可動支持体5に被嵌した角パイプ50の開口端面51を円筒状本体31の側面に当接させて位置決めするようになっている(図6参照)。また、ストッパ30にタッチセンサ機能をもたせるため、円筒状本体31を導電性金属材料により製作し、図11に示すように、円筒状本体31と下台盤2及び可動支持体5との接触部位に絶縁体35を介装しておき、可動支持体5及び油圧シリンダ10に被嵌した角パイプ50の開口端面51がストッパ30の円筒状本体31の側面に当接して位置決めされると同時に、ストッパ30がタッチセンサとして機能し、下型加圧用油圧シリンダ10と後述する上型加圧用油圧シリンダ45を作動させるように構成することも可能である。

さらに、図12に示すように、ストッパ30をエアシリンダ36で構成し、そのピストンロッド37を下台盤2から突出させて、該ピストンロッド37により可動支持体5を僅かに持ち上げるように当接支持させるようにしてもよい。この場合、複数のエアシリンダ36を可動支持体5の長手方向に所定間隔を隔てて並列状態に下台盤2に配設しておき、各エアシリンダ36のピストンロッド37の突出及び後退作動を制御して、可動支持体5に被嵌した角パイプ50の停止位置を変更することにより、複数のナット60を一定間隔を隔てて自動的に角パイプ50に固着することも可能である。

一方、上型支持体6には、バックプレート40を介してダイスホルダ41が取り付けられ、該ダイスホルダ41にかしめダイス42が取り付けられている。バックプレート40には、かしめダイス42の中空孔43に連通し、かつ斜上方に延びて横外側方に開口するスクラップ排出通路44が設けられている。該上型支持体6は、上台盤3に設置した上型加圧用油圧シリンダ45のピストンロッド46に連動連結され、該油圧シリンダ45によりガイドポスト4,4に沿って上下動せしめられる。かしめダイス42は、油圧シリンダ10のピストン14に設けた下型部15のナット受凹部16に対向位置し、同一軸線上に配設され、油圧シリンダ45のピストンロッド46で上型支持体6を押し下げることにより、かしめダイス42が可動支持体5及び油圧シリンダ10に被嵌した角パイプ50を加圧して、下台盤2に押し付けるようになっている。そして、上型加圧用油圧シリンダ45がかしめダイス42を押し下げる加圧力が、下型加圧用油圧シリンダ10によりピストン14を押し上げる加圧力より大きく設定されている。

次に、上記のように構成された本発明によるプレス装置の作動について説明する。

図5、図6は、金属製角パイプ50が可動支持体5及び下型加圧用油圧シリンダ10に被嵌され、所定位置に保持された準備状態を示している。角パイプ50の前端開口を可動支持体5の前端により案内誘導して可動支持体5及び下型加圧用油圧シリンダ10に被嵌し、後端側へ挿入すると、開口端面51がリフター20の円錐状頂部22の傾斜面に沿って移動する際に押しばね24に抗してリフター20を押し下げながら移動し、開口端面51がストッパ30の円筒状本体31の側面に当接した位置で停止して、図5、図6に示す準備状態が完了する。

次に、図示しない運転制御装置のスタートスイッチを押して上型加圧用油圧シリンダ45と下型加圧用油圧シリンダ10を順次作動させるが、ピアスナット60が下型部15のナット受凹部16に供給されていることを、例えば光センサー(図示せず)によって検出しない限り油圧シリンダ45及び油圧シリンダ10は作動しない。

先ず、上型加圧用油圧シリンダ45が作動して、図7、図8に示すように、上型支持体6と共にかしめダイス42が下降し、角パイプ50を下台盤2に押し付ける。次に、下型加圧用油圧シリンダ10が作動して、ピストン14が上昇し、下型部15に保持されているピアスナット60を角パイプ50の内側面に押圧すると共に、さらに押し上げられるナット60がかしめダイス42と協働して、角パイプ50を打ち抜き、その開口周縁部をかしめダイス42によりかしめて、ナット60が角パイプ50の内側に固着される。このとき、上型加圧用油圧シリンダ45により押し下げられているかしめダイス42の加圧力が、下型加圧用油圧シリンダ10により押し上げられるナット61の加圧力より大きく設定されていることによって、ナット60による角パイプ50の打ち抜きと、かしめダイス42によるかしめ工程が実現するものである。一方、ナット60により打ち抜かれた角パイプ50のスクラップ片52は、図8に示すように、かしめダイス42の中空孔43からバックプレート40のスクラップ排出通路44を経て外部に排出される。

角パイプ50にナット60が固着されると、下型加圧用油圧シリンダ10と油圧シリンダ45は、図9に示すように、準備位置に戻る。続いて、ナット60が固着された角パイプ50を可動支持体5から抜き取り、次の角パイプ50を上記同様に可動支持体5及び下型加圧用油圧シリンダ10に被嵌して準備する。なお、角パイプ50に複数のナット60を固着する場合には、上記したナット60の固着作業が完了したのち、角パイプ50を可動支持体5に沿って所定距離移動変位させた状態で、上記同様にしてナット60の固着作業を行なえばよい。さらに、角パイプ50の他の3面にナット60を固着する場合には、上述のようにしてナット60が固着された角パイプ50を可動支持体5から抜き取り、ナット60を固着する側面が上側になるように向きを替えて、再び可動支持体5及び油圧シリンダ10に被嵌し、上記同様にしてナット60を固着すればよい。

上記の実施の形態においては、角パイプ50にピアスナット60を固着する実施例について説明したが、可動支持体5の外観形状を変えることで丸パイプ材や異形の断面形状を有するパイプ材にも適用することが可能である。

本発明に係るパイプ材にナットを固着するプレス装置の正面図である。 同上プレス装置の側面図である。 同上プレス装置の要部縦断正面図である。 同上プレス装置の要部縦断側面図である。 同上プレス装置に金属製角パイプをセットした準備工程を示す要部縦断正面図である。 同上準備工程を示す要部縦断側面図である。 同上プレス装置にセットした金属製角パイプにピアスナットを固着する工程を示す要部縦断正面図である。 同上固着工程を示す要部縦断側面図である。 同上固着工程の作業完了状態を示す縦断側面図である。 同上プレス装置におけるリフターの縦断側面図である。 同上プレス装置におけるストッパの縦断側面図である。 同上プレス装置におけるストッパの別の実施形態を示す縦断側面図である。

符号の説明

1 機枠
2 下台盤
3 上台盤
4 ガイドポスト
5 可動支持体
6 上型支持体
7 軸受部
8 支持部
9 横軸
10 下型加圧用油圧シリンダ
11 シリンダケース
12 凸部
13 取付孔
14 ピストン
15 下型部
16 ナット受凹部
20 リフター
30 ストッパ
40 バックプレート
41 ダイスホルダ
42 かしめダイス
44 スクラップ排出通路
45 上型加圧用油圧シリンダ
50 金属製角パイプ
51 角パイプ50の開口端面
52 角パイプ50のスクラップ片
60 ピアスナット

Claims (4)

  1. 上台盤が下台盤の前端部両側に立設したガイドポストに固定保持されている機枠と、
    基端部が前記下台盤の後端部に横軸の周りに回動自在に支持され、前端部が前記下台盤の前端側へ延び、かつ、上下方向へ円弧状に可動状態になっている、パイプ材を被嵌して支持する可動支持体と、
    前記可動支持体の前端部に設置された直方体形状の下型加圧用油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダのピストンに設けられ、シリンダケースから上方へ突出して上下動する下型部と、
    前記下型部の上端に設けられたナット受凹部と、
    前記可動支持体の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持する上下動可能なリフターと
    前記可動支持体の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、前記可動支持体に被嵌した前記パイプ材の開口端面が当接して位置決めされる上下動可能なストッパと、
    前記ガイドポストに沿って上下動自在に設けられた上型支持体と、
    前記上型支持体にバックプレート及びダイスホルダを介して取り付けられ、前記下型部と同一軸線上に上下動自在に配設される、上型となるかしめダイスと、
    前記上台盤に設置され、そのピストンロッドが前記かしめダイスと同一軸線上に配設されて前記上型支持体を下方に加圧する上型加圧用油圧シリンダと、を有し、
    前記上型加圧用油圧シリンダにより前記上型支持体を介して前記かしめダイスを下方に加圧する出力が、前記下型加圧用油圧シリンダにより前記下型部を上方に加圧する出力より大きく設定されていることを特徴とするパイプ材にナットを固着するプレス装置。
  2. 前記リフターは、頂部に山形の傾斜案内面を有し、前記下台盤に収容したスプリング又はエアシリンダによって前記可動支持体に当接支持するように付勢されており、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダにパイプ材を被嵌する際、該パイプ材が前記傾斜案内面に沿って移動することにより前記リフターを押し下げるように構成されている請求項1記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
  3. 前記ストッパはタッチセンサ機能を有し、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダに被嵌したパイプ材の端面が前記ストッパに当接して位置決めされると同時に、これに連動して前記下型加圧用油圧シリンダと前記上型加圧用油圧シリンダが自動的に作動するように構成されている請求項1又は2記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
  4. 前記バックプレートに、前記かしめダイスの中空孔に連通し、かつ、横外側方に開口するスクラップ排出通路が設けられている請求項1、2又は3記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
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