JP4522016B2 - フランジ除去装置とフランジ除去方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークから張出しているフランジを根元から除去する装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウムあるいはアルミニウム合金等の押出材を別部材と連結するために、押出材から張出しているフランジを押出材と一体で成形することが多い。この場合、フランジは押出材の全長にわたって成形される。しかし、フランジは別部材と連結する部分でのみ存在すればよく、それ以外の部分におけるフランジは不要である。そこで、不要な部分のフランジをプレス加工によって除去することが多い。
特開平８−１９２２２１号公報には、固定された押出型に対して移動可能な可動型を加えることによって、長さ方向において、必要な部分ではフランジを成形し、不要な部分ではフランジを成形しないようにする技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−１９２２２１号公報に記載の技術によると、押出材の押出後に不要なフランジ部を除去する必要がない。しかし、この技術は、複雑な押出型を必要とし、設備費が高くなる。しばしば、単純な押出型を用いて一様断面で押出しておいて、その後に不要部を除去する方式の方が適していることがある。
しかしながら、一様断面で押出しておいてから不要なフランジ部をプレス加工によって除去する場合には、押出材の寸法にばらつきがあることから、フランジの根元からフランジを除去できない場合が多く、フランジの根元の部分に切断残りが生じやすいという問題があった。
【０００４】
本発明は、プレス加工でフランジを除去する従来の技術を改良し、ワークの大きさにばらつきがあっても、切断残りが生じないように、フランジを根元から除去することができるフランジ除去装置とフランジ除去方法を実現することを目的とする。
本発明は、ワークから張出しているフランジを根元から除去する場合に広く用いられるものであって、対象物は押出材に限られない。前記した押出材の例は、理解の便宜のための一例である。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用と効果】
本発明の１つの態様のフランジ除去装置は、進退するプレス型の後退側よりも前進側でプレス刃の進退線よりもワーク外側に広がるフランジ形成面に形成されたフランジを除去する装置であって、進退するプレス型と、プレス型の進退線に直交するワーク外側方向に変位可能にプレス型に取付けられたプレス刃と、そのプレス刃をワーク内側方向に付勢する付勢手段を備えている。
ここで、特許請求の範囲にいう「プレス型に取付けられたプレス刃」は、プレス型に直接取付けられた場合だけでなく、プレス型に間接的に取付けられた場合、即ち、プレス型に取付けられた他の部材にプレス刃が取り付けられた場合も含む。
本発明者は、フランジを除去するには、プレス刃を剛的に進退させるという従来のプレス加工での常識にとらわれず、プレス刃をプレス型の進退線に直交するワーク外側方向に変位可能とすることで切断残りの生じないフランジ除去装置を実現した。
この装置によると、プレス型を前進させると、プレス型に取付けられたプレス刃がフランジ形成面に当接する。さらにプレス型を前進させると、プレス型の進退線に直交するワーク外側方向の力がフランジ形成面からプレス刃に加わり、付勢手段によってワーク内側方向に付勢されていたプレス刃は、ワーク外側方向に変位する。この結果、さらにプレス型を前進させると、プレス刃はフランジ形成面に沿って移動し、フランジ形成面に形成されたフランジの根元に位置決めされる。さらにプレス型を前進させると、フランジの根元にプレス刃を位置決めしてフランジを除去できるので、切断残りが生じない。
【０００６】
本発明は、フランジ除去方法をも実現する。この方法は、進退するプレス型の後退側よりも前進側でプレス刃の進退線よりもワーク外側に広がるフランジ形成面に形成されたフランジを除去する方法であって、プレス刃をフランジよりも後退側でワークのフランジ形成面に当接させ、その後にプレス刃をフランジ形成面に沿って前進させることによってプレス刃をフランジの根元に位置決めしてフランジを除去する。
この方法によると、プレス刃をフランジの根元に位置決めしてフランジを除去できるので、切断残りが生じない。
【０００７】
本発明の他の態様のフランジ除去装置は、ワークのフランジ形成面に形成されたフランジを除去する装置であって、進退するプレス型と、プレス型の進退線と直交方向に変位可能にプレス型に取付けられたプレス刃と、プレス刃をワーク外側方向に付勢する付勢手段と、フランジの高さにおいてプレス刃をワーク側に移動させるガイド部と、フランジ形成面をガイド部から所定の距離に位置決めする位置決め部を備えている。
この装置によると、プレス型を前進させると、プレス型に取付けられたプレス刃は、フランジの高さにおいてはガイド部によってワーク側に移動する。このため、位置決め部によって、ガイド部とフランジ形成面の間の距離をフランジの高さではプレス刃がフランジの根元に位置決めされる距離に調整しておけば、フランジをその根元から除去することができるので、切断残りが生じない。一方、フランジの高さ以外の高さにおいては、プレス刃をワーク外側方向に付勢する付勢手段によってワーク外側に位置させることで、ワークのフランジ以外の部分が削られることを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）第１実施例のフランジ除去装置の構成を図１から図３を参照して説明する。図１から図３は、それぞれフランジ除去前、除去直前、除去後のフランジ除去装置の断面図である。
図１から図３に示すように、第１実施例のフランジ除去装置は、ベース１２２と、ベース１２２に固定された下型１３６およびガイドポスト１２４と、ガイドポスト１２４に案内されて図示上下方向に進退可能な上型（プレス型の一例）１２６等を備えている。
【０００９】
下型１３６上には、ワーク１４２が載置されている。ワーク１４２は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金等を押出型から押出して成形されたものである。ワーク１４２は中空部を２つ持った構造となっており、例えば、車体フレームを構成するクロスメンバ等に用いられる。ワーク１４２が下型１３６に載置された状態では、ワーク１４２のフランジ形成面１４２ａは、進退する上型１２６の後退側よりも前進側でプレス刃１３４の進退線よりもワーク１４２の外側に広がっている。フランジ形成面１４２ａの下端には、フランジ１４２ｂ形成されている。
【００１０】
ガイドポスト１２４は、図示した２本のガイドポスト１２４の後側にそれぞれさらにガイドポストが設置されており、合計４本のガイドポスト１２４が設置されている。これらのガイドポスト１２４に案内されてＴ字型の上型（プレス型の一例）１２６が進退可能となっている。上型１２６は、下方に伸びるプレス刃保持部１２６ａと、パッド支持部１３７を持つ。プレス刃保持部１２６ａの下端には、プレス刃１３４が取付けられている。プレス刃保持部１２６ａとプレス刃１３４には、それぞれ上型１２６の進退方向に沿って板バネ１２８が取付けられている。プレス刃保持部１２６と板バネ１２８には、それぞれを連通して複数のボルト孔１３０が設けられている。そのうちの１つのボルト孔１３０には、たわみ調整ボルト１３２が取付けられている。たわみ調整ボルト１３２の取付け位置を上側にする程、板バネ１２８はたわみやすくなる。このようにプレス刃保持部１２６ａとプレス刃１３４に板バネ１２８を取付けることで、プレス刃１３４はプレス刃保持部１２６ａに遊びを持った状態で取付けられており、プレス刃１３４は、上型１２６の進退線に直交するワーク１４２の外側方向に変位可能となっている。パッド支持部１３７には、ガイド１３８とスプリング１３９を介してパッド１４０が支持されている。上型１２６が前進してパッド１４０がワーク１４２の上面に接触すると、スプリング１３９による押え力によってワーク１４２が固定される。なお、スプリング１３９に代えてウレタン等の付勢部材を用いてもよい。
【００１１】
次に、第１実施例のフランジ除去装置の動作を図１から図３を参照して説明する。
図１に示すように、上型１２６をワーク１４２に向けて前進（図示下降）させると、プレス刃１３４の刃先は、まずワーク１４２のフランジ１４２ｂより後退側のフランジ形成面１４２ａに当接する。なお、図１の時点ではパッド１４０はワーク１４２の上面にはまだ接触していない。
続いて、上型１２６をさらに前進させると、プレス刃１３４の刃先は、フランジ形成面１４２ａからワーク１４２外側の向き（図示右向き）へ力を受ける。これにより、プレス刃１３４を通じて板バネ１２８もワーク１４２外側の向きへ力を受ける。すると、板バネ１２８は、ワーク１４２内側方向に付勢する力に抗してワーク１４２外側の向きにたわみ、これに伴いプレス刃１３４もワーク１４２外側の向きにたわむ。このようにして、上型１２６が前進するのに伴い、プレス刃１３４の刃先はその進退線に対し傾斜したフランジ形成面１４２ａに沿ってワーク１４２の外側を移動する。図２に示すように、プレス刃１３４の刃先がこの状態でフランジ形成面１４２ａの下端まで到達すると、プレス刃１３４の刃先はフランジ１４２ｂの根元に位置決めされる。続いて、上型１２６をさらに前進させると、図３に示すようにプレス刃１３４はフランジ１４２ｂの根元からフランジ１４２ｂを除去する。
なお、図１から図２の状態になる間に、パッド１４０はワーク１４２の上面に接触し、スプリング１３９による押え力によってワーク１４２が固定される。また、ワーク１４２の大きさにバラツキがあり、図３の符号１４２ｃに示すようにワーク１４２のフランジ１４２ｂの根元が下型１３６からわずかに突出していても、ワーク１４２はアルミニウムあるいはアルミニウム合金等で形成されているので相当の硬度を有し、また、ワーク１４２はパッド１４０で固定されていることから、フランジ１４２ｂを確実に除去できる。
【００１２】
以上のように第１実施例の装置によると、フランジ１４２ｂの根元からフランジ１４２ｂを除去できるため、切断残りが生じない。
【００１３】
（第２実施例）次に、第２実施例のフランジ除去装置の構成を図４から図７を参照して説明する。図４から図６は、それぞれフランジ除去前、除去直前、除去後のフランジ除去装置の断面図である。図７は図５のフランジ除去装置のフランジ付近の拡大図である。
図４に示すように、第２実施例のフランジ除去装置は、ベース２２２と、ベース２２２に固定された下型２３６およびガイドポスト２２４と、ガイドポスト２２４に案内されて図示上下方向に進退可能な上型２２６と、ベース２２２上に図示左右方向に移動可能に設置された案内台２５０等を備えている。
【００１４】
下型１３６上には、ワーク２４２が載置されている。ワーク２４２は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金等を押出型から押出して成形されたものである。ワーク１４２は中空部を１つ持った構造となっており、例えば、車体フレームの一部を構成する部材等に用いられる。ワーク２４２が下型２３６に載置された状態では、ワーク２４２のフランジ形成面２４２ａは、上型２２６の進退方向（図示上下方向）と平行になっている。フランジ形成面２４２ａの中間部に、フランジ２４２ｂが形成されている。
【００１５】
ガイドポスト２２４は、図示した２本のガイドポスト２２４の後側にそれぞれさらにガイドポストが設置されており、合計４本のガイドポスト２２４が設置されている。これらのガイドポスト２２４に案内されて上型（プレス型の一例）２２６が図示上下方向に進退可能となっている。上型２２６は、ピン２４６によって取り付けられた下方に伸びるプレス刃保持部２４４と、パッド支持部２３７を持つ。プレス刃保持部２４４は、ピン２４６を軸として上型２２６の進退線と直交方向（図示左右方向）に変位可能となっている。プレス刃保持部２４４の下部側面には、第１突起部２４４ａが形成されている。プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａが形成された側と逆側の下部側面には、プレス刃２３４が取付けられている。プレス刃２３４は、その刃先が第１突起部２４４ａの先端と同じ高さとなるように取付けられている。プレス刃保持部２４４と上型２２６のバネ固定部２２６ａの間には引張りバネ２４８が取り付けられており、プレス刃保持部２４４は引張りバネ２４８によってワーク２４２の外側方向（図示右向き）に付勢されている。パッド支持部２３７には、ガイド２３８とスプリング２３９を介してパッド２４０が支持されている。上型２２６が前進してパッド２４０がワーク２４２の上面に接触すると、スプリング２３９による押え力によってワーク２４２が固定される。なお、スプリング２３９に代えてウレタン等の付勢部材を用いてもよい。
【００１６】
案内台２５０は、第２突起部２５０ｃが形成されたガイド面２５０ｂを持つガイド部２５０ａと、フランジ形成面２４２ａをガイド面２５０ｂから所定の距離に位置決めする位置決め部２５０ｄを備えている。ガイド面２５０ｂの第２突起部２５０ｃは、その先端がワーク２４２のフランジ２４２ｂの上面とほぼ同じ高さとなる位置に設けられている。
案内台２５０は図示左右方向に移動可能となっており、案内台２５０を、位置決め部２５０ｄの先端面がフランジ形成面２４２ａに当接する位置に移動させた状態で本装置を動作させる。位置決め部２５０ｄは、フランジ２４２ｂ付近の拡大図である図７に示すように、ガイド面２５０ｂとフランジ形成面２４２ａの間の距離を距離Ｅとなるように位置決めする。ここで、距離Ｅは、プレス刃２３４の幅Ａと、プレス刃保持部２４４の幅Ｂと、プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａの幅Ｃと、ガイド部２５０の第２突起部２５０ｃの幅Ｄを合計した距離である。即ち、ガイド面２５０ｂとフランジ形成面２４２ａの間の距離Ｅは、第１突起部２４４ａが第２突起部２５０ｃに乗り上げたときに、プレス刃２３４の刃先がフランジ２４２ｂの根元にちょうど位置する距離となっている。
また、位置決め部２５０ｄをワーク２４２のフランジ形成面２４２ａに当接させることで、図７に示すように、ワーク２４２の大きさにバラツキがあって下型２３６よりワーク２４２の方が幅Ｆだけ飛び出ている場合でも、ガイド面２５０ｂとフランジ形成面２４２ａの間の距離を常に同じ距離Ｅにできる。
【００１７】
次に、第２実施例のフランジ除去装置の動作を図４から図７を参照して説明する。
図４に示すように、上型２２６をワーク２４２に向けて前進（図示下降）させると、プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａは案内台２５０のガイド面２５０ｂの平坦面に沿って直線的に前進する。これに伴い、プレス刃保持部２４４に保持されたプレス刃２３４も直線的に前進する。なお、図４の時点ではパッド２４０はワーク２４２の上面にはまだ接触していない。
続いて、上型２２６をさらに前進させると、プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａは、案内台２５０のガイド面２５０ｂに形成された第２突起部２５０ｃに当接し、この第２突起部２５０ｃに乗り上げるようにさらに移動する。この結果、プレス刃保持部２４４は、引張りバネ２４８によるワーク２４２の外側への付勢力に抗してワーク２４２側に変位する。これに伴い、プレス刃保持部２４４に保持されたプレス刃２３４もワーク２４２側に変位する。
【００１８】
続いて、上型２２６をさらに前進させると、図５に示すように、プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａがガイド面２５０ｂの第２突起部２５０ｃに乗り上げて、第１突起部２４４ａの先端が第２突起部２５０ｃの先端と当接する。即ち、両突起部２４４ａと２５０ｃの高さが一致する。上記したように、プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａはプレス刃２３４の刃先の高さと一致し、ガイド面２５０ｂの第２突起部２５０ｃはワーク２４２のフランジ２４２ｂの上面の高さとほぼ同じとなる位置に設けられている。このため、両突起部２４４ａと２５０ｃの高さが一致すると、プレス刃２３４の刃先はフランジ２４２ｂの上面とほぼ同じ高さに位置することになる。なお、図４から図５の状態になる間に、パッド２４０はワーク２４２の上面に接触し、スプリング２３９の押え力によってワーク２４２が固定される。
また、図７に示すように位置決め部２５０ｄの幅Ｅは、上記したようにプレス刃２３４の幅Ａと、プレス刃保持部２４４の幅Ｂと、第１突起部２４４ａの幅Ｃと、第２突起部２５０ｃの幅Ｄを合計した距離となるように形成されているから、この状態では、プレス刃２３４の刃先はフランジ２４２ｂの根元にちょうど位置することになる。
このため、上型２２６をさらに前進させると、プレス刃２３４の刃先がフランジ２４２ｂの根元にくい込んでフランジ２４２ｂをその根元から除去する。
【００１９】
続いて、上型２２６をさらに前進させると、プレス刃保持部２４４の第１突起部２４４ａは、図６に示すようにガイド面２５０ｂの第２突起部２５０ｃを乗り越える。プレス刃保持部２４４は引張りバネ２４８によってワーク２４２の外側の向きに付勢されていることから、第１突起部２４４ａは第２突起部２５０ｃを乗り越えると、ワーク２４２外側の向きに逃げ、再度ガイド面２５０ｂの平坦面に沿って直線的に前進する。このように、プレス刃２４４の刃先は、フランジ２４２ｂの高さではフランジ２４２ｂの根元のワーク２４２側に接近するとともに、それ以外の高さではワーク２４２の外側に逃げるという図６の矢印Ｙに示すような軌道で移動する。
【００２０】
以上のように第２実施例の装置によると、フランジ２４２ｂをその根元から除去することができるので、切断残りが生じないとともに、ワーク２４２のフランジ２４２ｂ以外の部分が削られることを防止できる。
【００２１】
以上、本発明の実施例のフランジ除去装置について説明したが、本発明の適用範囲は上記の実施例になんら限定されるものではない。すなわち、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。例えば、図１から図３に示す第１実施例の装置では、プレス刃１３４とプレス刃保持部１２６ａに板バネ１２８を取付けることで、プレス刃１３４がフランジ形成面１４２ａに沿って移動するように構成されているが、本発明の適用範囲はこれに限られない。例えば、プレス刃保持部１２６ａを上型１２６の進退線に直交するワーク１４２の外側方向に変位可能とし、上型１２６にバネ固定部を設けてプレス刃保持部１２６ａとバネ固定部の間に押出しバネを取付けることで、プレス刃１３４がフランジ形成面１４２ａに沿って移動するように構成してもよい。ただし、この場合は、第２実施例の装置と異なり、押出しバネによってプレス刃保持部１２６ａをワーク１４２の内側方向に付勢するように構成する。
この構成によると、板バネ１２８に変えて押出しバネを用いることでプレス刃１３４をよりたわみやすくできることから、フランジ形成面１４２ａの端部ではなく中間部にフランジ１４２ｂが形成されている場合でも、フランジ１４２ｂを根元から除去した後、プレス刃１３４がフランジ形成１４２ａにくい込ませずに、フランジ形成面１４２ａに沿って移動させることが容易である。
【００２２】
また、例えば、第２実施例の装置では、プレス刃２３４の進退方向とフランジ形成面２４２ａが平行な場合を説明しているが、プレス刃２３４の進退方向とフランジ形成面２４２ａが非平行な場合も本発明を適用できる。また、フランジ形成面２４２ａが平面状ではなく湾曲している場合にも本発明を適用できる。さらに、第２実施例の装置では、フランジ形成面２４２ａの中間部にフランジ２４２ｂが形成されている場合を説明しているが、フランジ形成面２４２ａに形成されるフランジ２４２ｂの位置に限定はない。
具体的には、プレス刃保持部２４４（第１突起部２４４ａも含む）の形状や位置、ガイド部２５０ａ（第２突起部２５０ｃも含む）の形状や位置、プレス刃２３４の形状や位置、引張りバネ２４８の弾性力、位置決め部２５０ｄの幅等を変化させることで、プレス刃２３４の進退方向に対するフランジ形成面２４２ａの傾斜角が様々であっても、また、フランジ形成面２４２ａの湾曲形状が様々であっても、さらに、フランジ形成面２４２ａに形成されたフランジ２４２ｂの位置が様々であっても、切断残りが生じないとともに、ワーク２４２のフランジ２４２ｂ以外の部分が削られることを防止できるという本発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のフランジ除去装置の断面図（フランジ除去前）
【図２】同断面図（フランジ除去直前）
【図３】同断面図（フランジ除去後）
【図４】第２実施例のフランジ除去装置の断面図（フランジ除去前）
【図５】同断面図（フランジ除去直前）
【図６】同断面図（フランジ除去後）
【図７】図５のフランジ除去装置のフランジ付近の拡大図。
【符号の説明】
１２２、２２２：ベース
１２４、２２４：ガイドポスト
１２６、２２６：上型（プレス型の一例）
１２６ａ：プレス刃保持部
１２８：板バネ
１３０：ボルト孔
１３２：たわみ調整ボルト
１３４、２３４：プレス刃
１３６、２３６：下型
１３７、２３７：パッド支持部
１３８、２３８：ガイド
１３９：２３９：スプリング
１４０、２４０：パッド
１４２、２４２：ワーク（押出材）
１４２ａ、２４２ａ：フランジ形成面
１４２ｂ、２４２ｂ：フランジ
２２６ａ：バネ固定部
２４４：プレス刃保持部、２４４ａ：第１突起部
２４６：ピン
２４８：引張りバネ
２５０：案内台
２５０ａ：ガイド部、２５０ｂ：ガイド面、２５０ｃ：第２突起部、２５０ｄ：位置決め部

Claims (3)

1. 進退するプレス型の後退側よりも前進側でプレス刃の進退線よりもワーク外側に広がるフランジ形成面に形成されたフランジを除去する装置であって、
   進退するプレス型と、プレス型の進退線に直交するワーク外側方向に変位可能にプレス型に取付けられたプレス刃と、そのプレス刃をワーク内側方向に付勢する付勢手段を備えたフランジ除去装置。
2. 進退するプレス型の後退側よりも前進側でプレス刃の進退線よりもワーク外側に広がるフランジ形成面に形成されたフランジを除去する方法であって、
   プレス刃をフランジよりも後退側でワークのフランジ形成面に当接させ、その後にプレス刃をフランジ形成面に沿って前進させることによってプレス刃をフランジの根元に位置決めしてフランジを除去する方法。
3. ワークのフランジ形成面に形成されたフランジを除去する装置であって、
   進退するプレス型と、プレス型の進退線と直交方向に変位可能にプレス型に取付けられたプレス刃と、プレス刃をワーク外側方向に付勢する付勢手段と、フランジの高さにおいてプレス刃をワーク側に移動させるガイド部と、フランジ形成面をガイド部から所定の距離に位置決めする位置決め部を備えたフランジ除去装置。

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