JP4464604B2 - パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工によりパイプの外周に穴を明けるためのポンチ、穴明プレス機、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法に係り、特に滑らかな破断面を有する長穴を明けることを可能とした装置等であって、パイプの搬入出作業の自動化、穴明けパイプの製造コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持する要請に応えることを容易にした、ポンチ、穴明プレス、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオートマッチックの操作レバ２は図６に示したように、シフトレバ３、ハンド４、ボタン５、ロッド６、ピン７などで構成され、ピン７は長穴３ａにガイドされ、ボタン５を押すとロッド６と共にピン７が下降し、図示しないストッパが外れて「パーキングからドライブ」や「ドライブから後退」などの切換を可能な状態にしている。
従来は、芯金を使わずパイプをポンチで打ち抜く方法で穴明けパイプを製造していた。しかし、係る方法ではパイプを打ち抜く瞬間にパイプが圧縮変形しパイプの切断面に粗い凹凸が発生する。さらにポンチを引き抜くときにパイプが引伸変形して前記切断面に発生した凸部をさらに変形させ、擦り傷を付けたり前記凸部が二次変形した切断面を生じる原因となる。
長穴３ａとピン７との接触面が粗い表面である場合は、操作レバ２の操作フィーリングが悪くなるため、従来の方法で打ち抜き加工した場合はヤスリを使った手作業による仕上げ作業が必要であった。
また従来の方法では、パイプを打ち抜いたときに発生するカスの回収も困難なため、カスが床に散らばり作業環境を悪化させていた。
当然ながら部品コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好にする要請は高く、手作業による仕上げ作業の不要化に留まることなく、更なる自動化の推進と生産性の向上が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の有する問題点を除き、さらに、部品コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持する要請に応えるためになされたものである。
その目的とするところは、ヤスリを使った手作業による仕上げ作業をしなくてもよい、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
また、部品コストの低減と作業者の安全性の向上の要請に応えるため、パイプを加工装置へ搬入出する作業の自動化を容易にした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
また、パイプへの芯金の挿入出する作業を自動化し、部品コストの低減と作業者の安全性の向上に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
さらに、パイプを打ち抜いたときに発生するカスを芯金から取り出し回収する作業の自動化を容易にし、作業者の負担軽減と作業環境を良好に保持する要請に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本明細書においては上・下、前・後、左・右などの表現がなされているが、これは図１の正面図における位置関係を便宜的に表示したもので、何ら技術内容を限定するものではない。
手作業による仕上げ加工をなくすため数多くの試行錯誤を行った結果、試験的にパイプの外周を２分割のパットで保持し、さらに、パイプの中に芯金を挿入して打ち抜いたところ穴断面の凹凸は滑らかなものとなり、手作業による仕上げ作業をしなくともピン７との接触面の滑らかな長穴３ａを有するシフトレバを提供することができた。
そこで、パイプの外周に穴を明けるための２個のポンチの組み合わせであって、前記ポンチの平面視が概略細長い小判形状を有し、その刃面が正面視において概略３度の傾斜を有し、かつ、その刃先が側面視において円弧状の凹部を有するものとする。
また２個のポンチを互いに対向させ、正面視において、前記ポンチの片方は左側の端部を最もパイプに接近させ、かつ、前記ポンチの他方は右側の端部を最もパイプに接近させて配置したポンチの組み合わせとする。
また２個のポンチの組み合わせを有し、さらに２個のパットを有する穴明けプレス機とし、前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとする。そして前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付ける。
さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成した穴明プレス機とする。
【０００５】
さらにパイプの外面に穴を明けるための２個のポンチと、前記２個のポンチで穴を明ける部分である穴明け部を除き、前記穴明け部付近の前記パイプの外周を保持するための２分割のパットとを設けた穴明けプレス機とする。
そして前記ポンチの片方をプレス機のボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとする。
また、前記パッドの片方を下フレームに取り付け下パットとし、前記下フレームをバネを介してボルスタに取り付ける。前記パッドの他方を上フレームに取り付け上パットとし、前記上フレームをバネを介してスライドに取り付ける。
また、前記穴明け部の外縁より僅かに大きな抜穴を有する芯金と、前記芯金をプレス方向に移動可能に保持し、パイプを打ち抜くときに前記下ポンチに対して前記パイプが下降する、前記パイプの下降に対して前記芯金をシンクロ移動させる保持機構を設ける。
ここでプレス方向とは、ポンチの移動する方向を言う。また、シンクロ移動とは、パイプを打ち抜くときに下ポンチに対しパイプが下降するが、係るパイプの下降に合わせ前記芯金が一緒に下降することをいう。
さらに、前記パイプの中に前記芯金を挿入出するための挿入出機構を設けたパイプ穴明装置とする。挿入出機構の構成としては、前記保持機構を長尺軸やガイドレールなどで直線方向に案内しつつ移動させる構成が好ましい。
挿入出の駆動機にはシリンダ、モータシリンダ、ジャッキ機構、ボールネジを使用した直線駆動機、リンクを使用した直線駆動機など考えられ、特にその構成について限定するものではない。
上記したいずれかのパイプ穴明装置において、保持機構を芯金と、昇降ケースにより昇降可能にガイドされた昇降ブロックと、前記昇降ブロックの上下にそれぞれ取り付けたバネと、昇降ブロックの上のバネのさらに上に取り付けた押頭と、スライドに取り付けた移動アームとからなるものとし、前記スライドが下降して前記下ポンチの刃面と前記上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触したときに、前記移動アームが前記押頭に接触するよう構成したパイプ穴明装置とする。
【０００６】
上記したいずれかのパイプ穴明装置において、パイプの片方の端面の位置合わせを行うための位置ブロックと、前記パイプの他方の端面を押す押付機などで構成した位置合機構を取り付けたパイプ穴明装置とする。
押付機としては搬入出の駆動器と同様にシリンダ、モータシリンダ、ジャッキ機構、ボールネジを使用した直線駆動機、リンクを使用した直線駆動機など考えられ、特にその構成について限定するものではない。
上記したいずれかのパイプ穴明装置において、芯金の抜穴内に滞留したままパイプから持ち出したカスを取り出すためのカス抜機構であって、抜きシリンダと抜金具とからなる前記カス抜機構を取り付けたパイプ穴明装置とする。
また、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
さらに、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
さらにまた、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記芯金からカスを取り出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
ここで、芯金からカスを取り出す工程と前記パイプを搬出する工程は同時に行うようにすると、作業効率を向上する観点から好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の１実施例を図面に示し説明する。本実施例に係るパイプ穴明装置１は穴明プレス機１０を主体とする。穴明プレス機１０は下部に固定のボルスタ１１を上部に上下昇降するスライド１２を有している。
また本実施例では、下ベース１３を介して下ポンチ２０や下フレーム１５をボルスタ１１に取り付け、上ベース１４を介して上ポンチ２１、上フレーム１６、移動アーム６４などをスライド１２に取り付ける。
また本実施例は、穴明け加工するパイプ８は外径１５ｍｍ内径１１ｍｍのものとし、これに幅４ｍｍ長さ３０ｍｍの長穴を明ける実施例である。
穴明プレス機１０は、プレス機のボルスタ１１の上に下ベース１３を取り付け、下ベース１３には下ポンチ２０を刃面２０ａを上にして取り付け、スライド１２には上ベース１４を取り付け、上ベース１４には上ポンチ２１を刃面２１ａを下にして取り付けて構成した。
また、下ポンチ２０、上ポンチ２１共に平面視において前後幅を４ｍｍ、両端に半径２ｍｍの半円を有し、左右両端間の距離が３０ｍｍの細長い小判形状を有するものとした。
また、刃面２０ａ、２１ａは正面視においてパイプ８に対し３度の角度で傾斜させ、刃面２０ａと刃面２１ａとが正面視において平行になるようにし、刃先の側面視の断面は半径４ｍｍ深さ０．４ｍｍの凹部２０ｂ、２１ｂを有する形状とした。
【０００８】
また、下ベース１３には複数のバネ１９ａを介して下フレーム１５を取り付け、上ベース１４には複数のバネ１９ｂを介して上フレーム１６を取り付けた。
また、下フレーム１５には下パット１７を、上フレーム１６には上パット１８をそれぞれ取り付け、スライド１２が下降したときにポンチの刃先２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触する前に、下パット１７と上パット１８とでパイプ８の外周を保持するようにした。
下パット１７と上パット１８は穴明け部を除きその付近のパイプ８の外周を保持し、下パット１７と上パット１８とでパイプ８を保持したときに、下ベースの上面１３ａと下フレーム１５との間及び上ベースの下面１４ａと上フレーム１６との間にそれぞれ６ｍｍの隙間を有し、さらにポンチの刃先２０ａ、２１ａとパイプの外面との間に１ｍｍの隙間を有するように構成した。
このため、ポンチの刃先２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触したときに、下ベースの上面１３ａと下フレーム１５との間及び上ベースの下面１４ａと上フレーム１６との間にはそれぞれ５ｍｍの隙間Ｈを有することになる。
保持機構６０に保持される芯金６５は、その片端に円錐形状の先端６５ｃを、中間に抜穴６５ａを、他端に固定ブロック６５ｄを有する長尺の円柱形状を有するものとした。そして、固定ブロック６５ｄを昇降ブロック６１のホルダ部６１ａに挿入しピン６６で固定する構成とした。
また、昇降ケース６２により昇降ブロック６１を上下昇降可能にガイドし、昇降ブロック６１の上下にバネ６３ａ、６３ｂをそれぞれ取り付け、上に取り付けたバネ６３ｂの上には押頭６７を設け、押頭６７は昇降ケース６２から突き出る構成とした。
さらに、上ベース１４に移動アーム６４を取り付けスライド１２が下降して下ポンチの刃面２０ａと上ポンチの刃面２１ａの両方の先端がパイプ８に接触したときに移動アーム６４が押頭６７に接触するようにした。
【０００９】
挿入出機構５０は主フレーム５６に取り付けた図示しないガイドレールにより昇降ケース６２を芯金６５の長尺方向に移動可能に保持する構成とし、抜差シリンダ５３を挿入出の駆動機とし、さらに昇降ケース６２に取り付けた先端金具５４と主フレーム５６に取り付けた受板５５とで構成した。
そして、芯金６５をパイプ８に挿入したときに、ポンチ２０、２１と芯金の抜穴６５ａとが平面視で一致し、昇降ケース６２が受板５５に載るようにした。
位置合機構３０は下フレーム１５に取り付けた、芯金６５を貫通させるための穴を有する位置ブロック３３と、従フレーム３４に取り付けた押付機たる端面シリンダ３１とで構成し、位置ブロック３３を下パット１７の右側に取り付け、左側に取り付けた端面シリンダ３１の先端金具３２と位置ブロック３３との間にパイプ８の両端を挟むようにした。
さらに、位置ブロック３３の右側に芯金６５を案内する穴を有するガイド４３を取り付け、芯金６５を抜き出したときに抜穴６５ａが位置する場所に、抜シリンダ４１と抜金具４２とからなるカス抜機構４０を設けた。
また、芯金６５を抜き出したときに、芯金の先端６５ｃの部分がガイド４３の穴の中に位置するようにした。カス抜機構４０でカスを押し出すときに芯金に片持ちの曲げモーメント加重をかけないため、及び先端６５ｃとパイプ８の中心位置を合わせるためである。
【００１０】
本実施例は上記のように構成されており、以下その穴明け工程と作用について説明する。
スライド１２が上昇したときにパイプ８を下パット１７の上に搬入する。下パット１７はパイプ８の半分の形状を有する溝を有しているので、この溝にパイプ８を移載すればよい。
続いて、端面シリンダ３１を作動させパイプ８の位置合わせを行う。先端金具３２によりパイプ８の他方の端面を押して片方の端面を位置ブロック３３に押しつける。
続いて、端面シリンダ３１でパイプ８の他方の端面を押した状態で、抜差シリンダ５３を作動させ芯金６５をパイプ８の中に挿入する。芯金６５は保持機構６０により昇降自由に保持され、先端６５ｃをガイド４３で支持しているので、パイプ８の中に芯金を挿入することは容易である。
続いて、スライド１２を下降させると、パット１７と上パット１８でパイプの外周を保持し、下ポンチ２０と上ポンチ２１の刃面２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触する。
さらにスライド１２を下降させると、下ポンチ２０と上ポンチ２１の刃面２０ａ、２１ａがパイプを剪断し、スライド１２が最下端まで下降して穴明けが終了したときは、バネ１９ａ、１９ｂの撓みにより下ベースの上面１３ａがメインフレーム１５に接触し上ベースの下面１４ａが上フレーム１６に接触した状態となる。
刃面２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触した後に、スライド１２は１０ｍｍ下降し最下端に達するが、パイプ８と芯金６５は５ｍｍ下降するので、下ポンチ２０も上ポンチ２１も共にＨ寸法たる５ｍｍだけパイプ８内に入り込む。
移動アーム６４は、刃面２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触したときに、保持機構６０の押頭６７に接触し、押頭６７を押し下げながら下降するが、バネ６３ａ、６３ｂが共に５ｍｍづつ圧縮されるため、昇降ブロックは５ｍｍだけ下降する。このため、パイプ８の下降に合わせ芯金６５をシンクロ移動させることができる。
このとき、昇降ケース６２は受板５５に支持されているので移動アーム６４の力が挿入出機構５０のガイドレールに伝わることはない。
続いて、抜差シリンダ５３を作動させ芯金６５をパイプ８の中から抜き出す。このとき、パイプ８から切り取られたカスは抜穴６５ａ内に留まったまま芯金６５の移動と共にパイプ８の外に搬出される。
さらに、抜シリンダ４１を作動させ芯金６５からカスを押し出す工程と、パイプ８を搬出する工程を同時に行う。カスは図示しない受け箱に落下するので容易に回収することができる。
【００１１】
本実施例では、位置ブロック３３の大きさを変えることにより、パイプの長さが変わったり、パイプの片方の端面から穴明け位置までの距離が変わったときなどにも容易に対応することができる。
また、刃面２０ａ、２１ａには約３度の傾斜を設けたので小さな剪断力しか発生せず、凹部２０ｂ、２１ｂを設けたのでカスの断面が曲がった形状となり小さくなるので、小さなエアーシリンダでカスを押し出すことができる。
本実施例では位置合機構３０を設けたが、搬入出機構に位置合わせ機能を持たせ、前記搬入出機構により位置決めした状態でパイプ８の穴明け加工する方法もある。例えばロボットを使用した搬入出機構を設け、パイプの位置合わせをロボットのハンドで行うことも可能である。
また、本実施例では芯金６５からカスを取り出す装置として、カス抜金具４２や抜シリンダ４１を有するカス抜機構４０を設けたが、ブラシを抜き差しする方法やエアーブローやオイルの噴流を吹き込んだりする方法もある。
【００１２】
【発明の効果】
本発明により、穴明けパイプの製造方法コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持することを可能とした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
さらに本発明により、切断面の凹凸の滑らかなパイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができたので、ヤスリを使った手作業による仕上げ作業をしなくても、ピン７との接触面の滑らかな長穴を有するシフトレバを提供することができた。
また本発明により、パイプを加工装置へ搬入出する作業の自動化を容易にした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
特に本発明により、パイプへの芯金の挿入出する作業を自動化したので、部品コストの低減と作業者の安全性の向上を可能とした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
さらに本発明により、パイプを打ち抜いたときに発生するカスを芯金から取り出し回収する作業の自動化を容易にしたので、作業者の負担軽減と作業環境を良好に保持する要請に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るパイプ穴明装置の１実施例の正面図である。
【図２】 穴明プレス機の正面視の断面図である。
【図３】 図２のＡ部の部分拡大図である。
【図４】 図３のＢ−Ｂ視部分断面図である。
【図５】 保持機構の正面視断面図である。
【図６】 操作レバの正面視一部断面図である。
【符合の説明】
１ ：パイプ穴明装置 ８ ：パイプ １０ ：穴明プレス機
１１ ：ボルスタ １２ ：スライド １５ ：下フレーム
１６ ：上フレーム １７ ：下パット １８ ：上パット
１９ａ：バネ １９ｂ：バネ ２０ ：下ポンチ
２０ａ：刃面 ２０ｂ：凹部 ２１ ：上ポンチ
２１ａ：刃面 ２１ｂ：凹部 ３０ ：位置合機構
３１ ：端面シリンダ ３３ ：位置ブロック ４０ ：カス抜機構
４１ ：抜シリンダ ４３ ：ガイド ５０ ：挿入出機構
５３ ：抜差シリンダ ５５ ：受板 ６０ ：保持機構
６１ ：昇降ブロック ６２ ：昇降ケース ６３ａ：バネ
６３ｂ：バネ ６４ ：移動アーム ６５ ：芯金
６５ａ：抜穴 ６５ｃ：先端 ６７ ：押頭
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工によりパイプの外周に穴を明けるためのポンチ、穴明プレス機、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法に係り、特に滑らかな破断面を有する長穴を明けることを可能とした装置等であって、パイプの搬入出作業の自動化、穴明けパイプの製造コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持する要請に応えることを容易にした、ポンチ、穴明プレス、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオートマッチックの操作レバ２は図６に示したように、シフトレバ３、ハンド４、ボタン５、ロッド６、ピン７などで構成され、ピン７は長穴３ａにガイドされ、ボタン５を押すとロッド６と共にピン７が下降し、図示しないストッパが外れて「パーキングからドライブ」や「ドライブから後退」などの切換を可能な状態にしている。
従来は、芯金を使わずパイプをポンチで打ち抜く方法で穴明けパイプを製造していた。しかし、係る方法ではパイプを打ち抜く瞬間にパイプが圧縮変形しパイプの切断面に粗い凹凸が発生する。さらにポンチを引き抜くときにパイプが引伸変形して前記切断面に発生した凸部をさらに変形させ、擦り傷を付けたり前記凸部が二次変形した切断面を生じる原因となる。
長穴３ａとピン７との接触面が粗い表面である場合は、操作レバ２の操作フィーリングが悪くなるため、従来の方法で打ち抜き加工した場合はヤスリを使った手作業による仕上げ作業が必要であった。
また従来の方法では、パイプを打ち抜いたときに発生するカスの回収も困難なため、カスが床に散らばり作業環境を悪化させていた。
当然ながら部品コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好にする要請は高く、手作業による仕上げ作業の不要化に留まることなく、更なる自動化の推進と生産性の向上が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の有する問題点を除き、さらに、部品コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持する要請に応えるためになされたものである。
その目的とするところは、ヤスリを使った手作業による仕上げ作業をしなくてもよい、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
また、部品コストの低減と作業者の安全性の向上の要請に応えるため、パイプを加工装置へ搬入出する作業の自動化を容易にした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
また、パイプへの芯金の挿入出する作業を自動化し、部品コストの低減と作業者の安全性の向上に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
さらに、パイプを打ち抜いたときに発生するカスを芯金から取り出し回収する作業の自動化を容易にし、作業者の負担軽減と作業環境を良好に保持する要請に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本明細書においては上・下、前・後、左・右などの表現がなされているが、これは図１の正面図における位置関係を便宜的に表示したもので、何ら技術内容を限定するものではない。
手作業による仕上げ加工をなくすため数多くの試行錯誤を行った結果、試験的にパイプの外周を２分割のパットで保持し、さらに、パイプの中に芯金を挿入して打ち抜いたところ穴断面の凹凸は滑らかなものとなり、手作業による仕上げ作業をしなくともピン７との接触面の滑らかな長穴３ａを有するシフトレバを提供することができた。
そこで、パイプの外周に穴を明けるための２個のポンチの組み合わせであって、前記ポンチの平面視が概略細長い小判形状を有し、その刃面が正面視において概略３度の傾斜を有し、かつ、その刃先が側面視において円弧状の凹部を有するものとする。
また２個のポンチを互いに対向させ、正面視において、前記ポンチの片方は左側の端部を最もパイプに接近させ、かつ、前記ポンチの他方は右側の端部を最もパイプに接近させて配置したポンチの組み合わせとする。
また２個のポンチの組み合わせを有し、さらに２個のパットを有する穴明けプレス機とし、前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとする。そして前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付ける。
さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成した穴明プレス機とする。
【０００５】
さらにパイプの外面に穴を明けるための２個のポンチと、前記２個のポンチで穴を明ける部分である穴明け部を除き、前記穴明け部付近の前記パイプの外周を保持するための２分割のパットとを設けた穴明けプレス機とする。
そして前記ポンチの片方をプレス機のボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとする。
また、前記パッドの片方を下フレームに取り付け下パットとし、前記下フレームをバネを介してボルスタに取り付ける。前記パッドの他方を上フレームに取り付け上パットとし、前記上フレームをバネを介してスライドに取り付ける。
また、前記穴明け部の外縁より僅かに大きな抜穴を有する芯金と、前記芯金をプレス方向に移動可能に保持し、パイプを打ち抜くときに前記下ポンチに対して前記パイプが下降する、前記パイプの下降に対して前記芯金をシンクロ移動させる保持機構を設ける。
ここでプレス方向とは、ポンチの移動する方向を言う。また、シンクロ移動とは、パイプを打ち抜くときに下ポンチに対しパイプが下降するが、係るパイプの下降に合わせ前記芯金が一緒に下降することをいう。
さらに、前記パイプの中に前記芯金を挿入出するための挿入出機構を設けたパイプ穴明装置とする。挿入出機構の構成としては、前記保持機構を長尺軸やガイドレールなどで直線方向に案内しつつ移動させる構成が好ましい。
挿入出の駆動機にはシリンダ、モータシリンダ、ジャッキ機構、ボールネジを使用した直線駆動機、リンクを使用した直線駆動機など考えられ、特にその構成について限定するものではない。
上記したいずれかのパイプ穴明装置において、保持機構を芯金と、昇降ケースにより昇降可能にガイドされた昇降ブロックと、前記昇降ブロックの上下にそれぞれ取り付けたバネと、昇降ブロックの上のバネのさらに上に取り付けた押頭と、スライドに取り付けた移動アームとからなるものとし、前記スライドが下降して前記下ポンチの刃面と前記上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触したときに、前記移動アームが前記押頭に接触するよう構成したパイプ穴明装置とする。
【０００６】
上記したいずれかのパイプ穴明装置において、パイプの片方の端面の位置合わせを行うための位置ブロックと、前記パイプの他方の端面を押す押付機などで構成した位置合機構を取り付けたパイプ穴明装置とする。
押付機としては搬入出の駆動器と同様にシリンダ、モータシリンダ、ジャッキ機構、ボールネジを使用した直線駆動機、リンクを使用した直線駆動機など考えられ、特にその構成について限定するものではない。
上記したいずれかのパイプ穴明装置において、芯金の抜穴内に滞留したままパイプから持ち出したカスを取り出すためのカス抜機構であって、抜きシリンダと抜金具とからなる前記カス抜機構を取り付けたパイプ穴明装置とする。
また、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
さらに、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
さらにまた、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記芯金からカスを取り出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法とする。
ここで、芯金からカスを取り出す工程と前記パイプを搬出する工程は同時に行うようにすると、作業効率を向上する観点から好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の１実施例を図面に示し説明する。本実施例に係るパイプ穴明装置１は穴明プレス機１０を主体とする。穴明プレス機１０は下部に固定のボルスタ１１を上部に上下昇降するスライド１２を有している。
また本実施例では、下ベース１３を介して下ポンチ２０や下フレーム１５をボルスタ１１に取り付け、上ベース１４を介して上ポンチ２１、上フレーム１６、移動アーム６４などをスライド１２に取り付ける。
また本実施例は、穴明け加工するパイプ８は外径１５ｍｍ内径１１ｍｍのものとし、これに幅４ｍｍ長さ３０ｍｍの長穴を明ける実施例である。
穴明プレス機１０は、プレス機のボルスタ１１の上に下ベース１３を取り付け、下ベース１３には下ポンチ２０を刃面２０ａを上にして取り付け、スライド１２には上ベース１４を取り付け、上ベース１４には上ポンチ２１を刃面２１ａを下にして取り付けて構成した。
また、下ポンチ２０、上ポンチ２１共に平面視において前後幅を４ｍｍ、両端に半径２ｍｍの半円を有し、左右両端間の距離が３０ｍｍの細長い小判形状を有するものとした。
また、刃面２０ａ、２１ａは正面視においてパイプ８に対し３度の角度で傾斜させ、刃面２０ａと刃面２１ａとが正面視において平行になるようにし、刃先の側面視の断面は半径４ｍｍ深さ０．４ｍｍの凹部２０ｂ、２１ｂを有する形状とした。
【０００８】
また、下ベース１３には複数のバネ１９ａを介して下フレーム１５を取り付け、上ベース１４には複数のバネ１９ｂを介して上フレーム１６を取り付けた。
また、下フレーム１５には下パット１７を、上フレーム１６には上パット１８をそれぞれ取り付け、スライド１２が下降したときにポンチの刃先２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触する前に、下パット１７と上パット１８とでパイプ８の外周を保持するようにした。
下パット１７と上パット１８は穴明け部を除きその付近のパイプ８の外周を保持し、下パット１７と上パット１８とでパイプ８を保持したときに、下ベースの上面１３ａと下フレーム１５との間及び上ベースの下面１４ａと上フレーム１６との間にそれぞれ６ｍｍの隙間を有し、さらにポンチの刃先２０ａ、２１ａとパイプの外面との間に１ｍｍの隙間を有するように構成した。
このため、ポンチの刃先２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触したときに、下ベースの上面１３ａと下フレーム１５との間及び上ベースの下面１４ａと上フレーム１６との間にはそれぞれ５ｍｍの隙間Ｈを有することになる。
保持機構６０に保持される芯金６５は、その片端に円錐形状の先端６５ｃを、中間に抜穴６５ａを、他端に固定ブロック６５ｄを有する長尺の円柱形状を有するものとした。そして、固定ブロック６５ｄを昇降ブロック６１のホルダ部６１ａに挿入しピン６６で固定する構成とした。
また、昇降ケース６２により昇降ブロック６１を上下昇降可能にガイドし、昇降ブロック６１の上下にバネ６３ａ、６３ｂをそれぞれ取り付け、上に取り付けたバネ６３ｂの上には押頭６７を設け、押頭６７は昇降ケース６２から突き出る構成とした。
さらに、上ベース１４に移動アーム６４を取り付けスライド１２が下降して下ポンチの刃面２０ａと上ポンチの刃面２１ａの両方の先端がパイプ８に接触したときに移動アーム６４が押頭６７に接触するようにした。
【０００９】
挿入出機構５０は主フレーム５６に取り付けた図示しないガイドレールにより昇降ケース６２を芯金６５の長尺方向に移動可能に保持する構成とし、抜差シリンダ５３を挿入出の駆動機とし、さらに昇降ケース６２に取り付けた先端金具５４と主フレーム５６に取り付けた受板５５とで構成した。
そして、芯金６５をパイプ８に挿入したときに、ポンチ２０、２１と芯金の抜穴６５ａとが平面視で一致し、昇降ケース６２が受板５５に載るようにした。
位置合機構３０は下フレーム１５に取り付けた、芯金６５を貫通させるための穴を有する位置ブロック３３と、従フレーム３４に取り付けた押付機たる端面シリンダ３１とで構成し、位置ブロック３３を下パット１７の右側に取り付け、左側に取り付けた端面シリンダ３１の先端金具３２と位置ブロック３３との間にパイプ８の両端を挟むようにした。
さらに、位置ブロック３３の右側に芯金６５を案内する穴を有するガイド４３を取り付け、芯金６５を抜き出したときに抜穴６５ａが位置する場所に、抜シリンダ４１と抜金具４２とからなるカス抜機構４０を設けた。
また、芯金６５を抜き出したときに、芯金の先端６５ｃの部分がガイド４３の穴の中に位置するようにした。カス抜機構４０でカスを押し出すときに芯金に片持ちの曲げモーメント加重をかけないため、及び先端６５ｃとパイプ８の中心位置を合わせるためである。
【００１０】
本実施例は上記のように構成されており、以下その穴明け工程と作用について説明する。
スライド１２が上昇したときにパイプ８を下パット１７の上に搬入する。下パット１７はパイプ８の半分の形状を有する溝を有しているので、この溝にパイプ８を移載すればよい。
続いて、端面シリンダ３１を作動させパイプ８の位置合わせを行う。先端金具３２によりパイプ８の他方の端面を押して片方の端面を位置ブロック３３に押しつける。
続いて、端面シリンダ３１でパイプ８の他方の端面を押した状態で、抜差シリンダ５３を作動させ芯金６５をパイプ８の中に挿入する。芯金６５は保持機構６０により昇降自由に保持され、先端６５ｃをガイド４３で支持しているので、パイプ８の中に芯金を挿入することは容易である。
続いて、スライド１２を下降させると、パット１７と上パット１８でパイプの外周を保持し、下ポンチ２０と上ポンチ２１の刃面２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触する。
さらにスライド１２を下降させると、下ポンチ２０と上ポンチ２１の刃面２０ａ、２１ａがパイプを剪断し、スライド１２が最下端まで下降して穴明けが終了したときは、バネ１９ａ、１９ｂの撓みにより下ベースの上面１３ａがメインフレーム１５に接触し上ベースの下面１４ａが上フレーム１６に接触した状態となる。
刃面２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触した後に、スライド１２は１０ｍｍ下降し最下端に達するが、パイプ８と芯金６５は５ｍｍ下降するので、下ポンチ２０も上ポンチ２１も共にＨ寸法たる５ｍｍだけパイプ８内に入り込む。
移動アーム６４は、刃面２０ａ、２１ａの先端がパイプ８に接触したときに、保持機構６０の押頭６７に接触し、押頭６７を押し下げながら下降するが、バネ６３ａ、６３ｂが共に５ｍｍづつ圧縮されるため、昇降ブロックは５ｍｍだけ下降する。このため、パイプ８の下降に合わせ芯金６５をシンクロ移動させることができる。
このとき、昇降ケース６２は受板５５に支持されているので移動アーム６４の力が挿入出機構５０のガイドレールに伝わることはない。
続いて、抜差シリンダ５３を作動させ芯金６５をパイプ８の中から抜き出す。このとき、パイプ８から切り取られたカスは抜穴６５ａ内に留まったまま芯金６５の移動と共にパイプ８の外に搬出される。
さらに、抜シリンダ４１を作動させ芯金６５からカスを押し出す工程と、パイプ８を搬出する工程を同時に行う。カスは図示しない受け箱に落下するので容易に回収することができる。
【００１１】
本実施例では、位置ブロック３３の大きさを変えることにより、パイプの長さが変わったり、パイプの片方の端面から穴明け位置までの距離が変わったときなどにも容易に対応することができる。
また、刃面２０ａ、２１ａには約３度の傾斜を設けたので小さな剪断力しか発生せず、凹部２０ｂ、２１ｂを設けたのでカスの断面が曲がった形状となり小さくなるので、小さなエアーシリンダでカスを押し出すことができる。
本実施例では位置合機構３０を設けたが、搬入出機構に位置合わせ機能を持たせ、前記搬入出機構により位置決めした状態でパイプ８の穴明け加工する方法もある。例えばロボットを使用した搬入出機構を設け、パイプの位置合わせをロボットのハンドで行うことも可能である。
また、本実施例では芯金６５からカスを取り出す装置として、カス抜金具４２や抜シリンダ４１を有するカス抜機構４０を設けたが、ブラシを抜き差しする方法やエアーブローやオイルの噴流を吹き込んだりする方法もある。
【００１２】
【発明の効果】
本発明により、穴明けパイプの製造方法コストの低減、作業者の安全性の向上及び作業環境を良好に維持することを可能とした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
さらに本発明により、切断面の凹凸の滑らかなパイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができたので、ヤスリを使った手作業による仕上げ作業をしなくても、ピン７との接触面の滑らかな長穴を有するシフトレバを提供することができた。
また本発明により、パイプを加工装置へ搬入出する作業の自動化を容易にした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
特に本発明により、パイプへの芯金の挿入出する作業を自動化したので、部品コストの低減と作業者の安全性の向上を可能とした、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
さらに本発明により、パイプを打ち抜いたときに発生するカスを芯金から取り出し回収する作業の自動化を容易にしたので、作業者の負担軽減と作業環境を良好に保持する要請に応えた、パイプ穴明装置及び穴明パイプの製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るパイプ穴明装置の１実施例の正面図である。
【図２】 穴明プレス機の正面視の断面図である。
【図３】 図２のＡ部の部分拡大図である。
【図４】 図３のＢ−Ｂ視部分断面図である。
【図５】 保持機構の正面視断面図である。
【図６】 操作レバの正面視一部断面図である。
【符合の説明】
１ ：パイプ穴明装置 ８ ：パイプ １０ ：穴明プレス機
１１ ：ボルスタ １２ ：スライド １５ ：下フレーム
１６ ：上フレーム １７ ：下パット １８ ：上パット
１９ａ：バネ １９ｂ：バネ ２０ ：下ポンチ
２０ａ：刃面 ２０ｂ：凹部 ２１ ：上ポンチ
２１ａ：刃面 ２１ｂ：凹部 ３０ ：位置合機構
３１ ：端面シリンダ ３３ ：位置ブロック ４０ ：カス抜機構
４１ ：抜シリンダ ４３ ：ガイド ５０ ：挿入出機構
５３ ：抜差シリンダ ５５ ：受板 ６０ ：保持機構
６１ ：昇降ブロック ６２ ：昇降ケース ６３ａ：バネ
６３ｂ：バネ ６４ ：移動アーム ６５ ：芯金
６５ａ：抜穴 ６５ｃ：先端 ６７ ：押頭
Claims (7)
- 穴明プレス機であって、２個のポンチと、２個のパットとを有し、前記ポンチの片方をボルスタに取り付け下ポンチとし、他方をスライドに取り付け上ポンチとし、前記パットの片方を下パットとして下フレームに取り付け、前記下フレームをバネを介して前記ボルスタに取り付け、さらに、前記パットの他方を上パットとして上フレームに取り付け、前記上フレームをバネを介して前記スライドに取り付けて構成した穴明プレス機と、
保持機構であって、抜穴を有する芯金と、前記芯金をプレス方向に移動可能に保持し、パイプの下降に合わせ前記芯金をシンクロ移動させる保持機構と、パイプ内へ前記芯金を挿入出させる挿入出機構を有するパイプ穴明装置であって、
前記保持機構を、前記芯金と、昇降ケースにより昇降可能にガイドされた昇降ブロックと、前記昇降ブロックの上下にそれぞれ取り付けたバネと、昇降ブロックの上のバネのさらに上に取り付けた押頭と、前記スライドに取り付けた移動アームとからなるものとし、前記スライドが下降して前記下ポンチの刃面と前記上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触したときに、前記移動アームが前記押頭に接触するよう構成したことを特徴とするパイプ穴明装置。 - 請求項１に記載したパイプ穴明装置であって、２個のポンチの組み合わせを有するものとし、
前記ポンチの平面視が概略細長い小判形状を有し、その刃面が正面視において概略３度の傾斜を有し、かつ、その刃先が側面視において円弧状の凹部を有するものとし、
前記２個のポンチを互いに対向させ、正面視において、前記ポンチの片方は左側の端部を最も前記パイプに接近させ、かつ、前記ポンチの他方は右側の端部を最も前記パイプに接近させて配置したことを特徴とする前記パイプ穴明装置。 - 請求項１又は請求項２のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、パイプの片方の端面の位置合わせを行う位置ブロックと、他方の端面を押すための押付機からなる位置合機構を有することを特徴とするパイプ穴明装置。
- 請求項１〜請求項３のいずれかに記載したパイプ穴明装置において、芯金内に留まるカスを取り出すカス抜機構であって、抜きシリンダと抜金具とからなる前記カス抜機構を有することを特徴とするパイプ穴明装置。
- 請求項１又は請求項２のいずれかに記載したパイプ穴明装置を使用した穴明けパイプの製造方法であって、 穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法。
- 請求項３に記載したパイプ穴明装置を使用した穴明けパイプの製造方法であって、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法。
- 請求項４に記載したパイプ穴明装置を使用した穴明けパイプの製造方法であって、穴明プレス機の下パットの上にパイプを搬入する工程と、パイプの位置合わせを行う工程と、芯金を前記パイプの中に挿入する工程と、下ポンチの刃面と上ポンチの刃面の両方の先端がパイプに接触するときに移動アームを押頭に接触させる工程と、前記移動アームにより前記押頭を押し下げることにより前記芯金をシンクロ移動させつつ、前記パイプに穴明け加工する工程と、前記芯金を前記パイプの中から抜き出す工程と、前記芯金からカスを取り出す工程と、前記パイプを搬出する工程とからなる穴明パイプの製造方法。
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