JP4894953B2

JP4894953B2 - バリ除去用パンチピン、バリ除去装置、及び、バリ除去方法

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Publication number: JP4894953B2
Application number: JP2010540245A
Authority: JP
Inventors: 智弘半谷; 洋平内田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: WO2010061437A1; US8905747B2; JPWO2010061437A1; US20110227246A1

Description

本発明は、バリ除去用パンチピン、バリ除去装置、及び、バリ除去方法に関し、より詳しくは、ワークにおけるフランジ部内周面の膜バリ除去作業を効率化する技術に関する。

従来、樹脂成形品の射出成形や非鉄金属の鋳造等で成形品を形成する際に、ワークにおけるフランジ部内周面に生じた膜バリ（余材部）をパンチピンで打ち抜くことにより、前記膜バリを除去する作業が行われている。その際、膜バリの周辺部分が除去しきれずに前記フランジ部内周面に付着し、いわゆる倒れバリとして残存することがある。

前記倒れバリを除去するために、後工程のショットブラストによる処理で取り除くことができる。しかし、膜バリは前記打ち抜き工程で除去することを前提としているため、前記ショットブラストによる処理工程には大きなバリを落としたり回収したりする機能は無い。このため、除去されて設備内に堆積した倒れバリを回収するという新たな作業が生じており、作業コストの増加に繋がっていた。

一方、前記パンチピンの外径寸法をフランジ部の内径寸法に対して大きくして、前記倒れバリが残らないように打ち抜き加工を行うこともできる。しかし、フランジ部の内径寸法やワーク取り付け公差のばらつきにより、前記パンチピンとフランジ部との干渉が発生することで、ワークに傷をつけたり、過負荷によって作業が停止したりする可能性があった。

上記の課題を解決するために、前記パンチピンを用いてバリを打ち抜くための動力とは別の動力を用いることにより、前記倒れバリを除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
前記従来技術については、例えば特許文献１には、自動運転によって粗バリ除去を行った後、手動操作によって仕上げバリ除去を行う技術が開示されている。
また、特許文献２には、ガイド回転手段とは独立した回転手段によりツール部を回転させることにより、周縁部に発生したバリを除去する技術が開示されている。
特開平８−２６７３５０号公報特開２００４−２２３６３８号公報

しかし、前記従来技術においては、倒れバリを除去するために別途独立した動力を用いる必要があるため、機構が複雑となりコスト増に繋がっていた。

そこで本発明では、上記現状に鑑み、別途独立した動力を用いずに簡易な構成によって膜バリ及び倒れバリを除去することができ、作業コストを低減させることのできるバリ除去用パンチピン、バリ除去装置、及び、バリ除去方法を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、配設基部と、前記配設基部に連結される、バリ除去加工部と、を備え、フランジ部内周面に膜バリを有するワークに対して、軸心方向に近接離間可能に構成された、バリ除去用パンチピンであって、前記バリ除去加工部の外周面側部の中途部には、前記ワークのフランジ部に当接する当接部が形成され、前記バリ除去加工部の外周面側部の前記当接部よりワーク側には、軸心方向に複数の溝が形成され、前記配設基部と前記バリ除去加工部との、何れか一方には円柱状の挿入部が形成され、他方には前記挿入部を挿入可能な円筒状の被挿入部が形成され、前記配設基部と前記バリ除去加工部は、前記挿入部が前記被挿入部に対して摺動自在に挿入されるとともに、付勢部材によって互いに離間する方向に付勢されており、前記バリ除去用パンチピンが前記ワークに近接して前記膜バリを打ち抜き、前記当接部が前記フランジ部に当接し、前記配設基部と前記バリ除去加工部が前記付勢部材の付勢力に抗して押圧され、前記挿入部が前記被挿入部内へ摺動して挿入されるのに伴って、前記膜バリを打ち抜く動力と同一の動力で前記バリ除去加工部が前記配設基部に対して軸心を中心に回転し、前記膜バリの周辺部分が除去しきれずに前記フランジ部の内周面に付着して前記当接部よりも前記ワーク側で発生した倒れバリを前記溝が除去するように構成された、回転機構を備えるものである。

請求項２においては、前記回転機構は、前記挿入部の外周面と前記被挿入部の内周面との何れか一方に、軸心方向に対して傾斜したスプライン溝が複数個形成され、他方には前記スプライン溝に対応する箇所に摺動部が形成され、前記配設基部と前記バリ除去加工部は、前記摺動部が前記スプライン溝に沿って摺動可能に連結されることにより、相互に軸心方向に摺動するのに伴って、軸心を中心として相対的に回転するように構成されるものである。

請求項３においては、請求項１又は請求項２に記載のバリ除去用パンチピンを備えるものである。

請求項４においては、請求項１又は請求項２に記載のバリ除去用パンチピンを用いたバリ除去方法であって、前記バリ除去用パンチピンを、膜バリを有するワークに対して近接させて、前記バリ除去加工部で前記膜バリを打ち抜く、膜バリ除去工程と、前記バリ除去加工部を、前記配設基部に対して軸心を中心として前記膜バリを打ち抜く動力と同一の動力で回転させて、前記バリ除去加工部の表面に形成された溝で、前記膜バリ除去工程で前記膜バリの周辺部分が除去しきれずに発生した倒れバリを除去する、倒れバリ除去工程と、
前記バリ除去用パンチピンを、前記ワークから離間させる、離間工程と、を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係るバリ除去用パンチピン、バリ除去装置、及び、バリ除去方法により、別途独立した動力を用いずに簡易な構成によって膜バリ及び倒れバリを除去することができ、作業コストを低減させることができる。

本発明に係るバリ除去装置を示す概略断面図。本発明に係るバリ除去用パンチピンを示す概観図。通常状態のバリ除去用パンチピンを示す概略断面図。スプリングシリンダーが圧縮した状態のバリ除去用パンチピンを示す概略断面図。膜バリ除去工程におけるバリ除去装置を示す概略断面図。膜バリ除去工程から倒れバリ除去工程に移行する状態のバリ除去装置を示す概略断面図。倒れバリ除去工程におけるバリ除去装置を示す概略断面図。倒れバリ除去工程から離間工程に移行する状態のバリ除去装置を示す概略断面図。離間工程におけるバリ除去装置を示す概略断面図。離間工程の終了時におけるバリ除去装置を示す概略断面図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。

［バリ除去装置］
まず始めに、本発明に係るバリ除去装置について、図１を用いて説明をする。なお、本明細書においては説明の便宜上、図１における上側を上方、下側を下方とし、同様に右側を右側方、左側を左側方とする。
図１に示す如く、本発明に係るバリ除去装置は、固定部１０ａ、及び、該固定部１０ａに対して上下に近接離間可能に構成された可動部１０ｂ、を備えるプレス機１０と、軸心を前記近接離間方向（上下方向）に向けて前記可動部１０ｂに配設されたバリ除去用パンチピン１１と、で構成される。そして、前記可動部１０ｂがバリ除去用パンチピン１１とともに下降し、固定部１０ａに設置されたワークＷに近接することにより、前記バリ除去用パンチピン１１が、前記ワークＷにおけるフランジ部Ｆの内周面に形成された膜バリＢＦを打ち抜く構成としているのである。

［バリ除去用パンチピン１１］
次に、バリ除去用パンチピン１１について、図２から図４を用いて説明をする。
図２から図４に示す如く、バリ除去用パンチピン１１は、前記可動部１０ｂに配設される配設基部であるインナー２１と、前記インナー２１に連結されるバリ除去加工部３０とを備える。
前記バリ除去加工部３０は、パンチピン３１、第一アウター３２、及び第二アウター３３で構成され、それぞれが相互に一体的に連結されている。なお、前記パンチピン３１、第一アウター３２、及び第二アウター３３は、一部材としてバリ除去加工部３０を構成することも可能である。

前記パンチピン３１は、外周面側部の上端部分に、フランジ状の当接部３１ｂが形成された円柱状部材である。詳細には、前記当接部３１ｂはパンチピン３１の外周側にフランジ状に突出し、下面が平坦に形成されている。そして、前記の如くバリ除去用パンチピン１１が可動部１０ｂの下降によって前記ワークＷに近接した際に、該当接部３１ｂが前記ワークＷにおけるフランジ部Ｆの上面に当接するように形成されているのである。つまり、パンチピン３１は、当接部３１ｂがワークＷのフランジ部Ｆに当接する位置まで下降可能に構成されている。
また、前記パンチピン３１の外周面側部の、前記当接部３１ｂよりワークＷ側には、軸心方向に複数の溝３１ａ・３１ａ・・・が形成されている。さらに、前記パンチピン３１の上面中心部分には、後述するように付勢部材であるスプリングシリンダー１２を挿入可能に孔部３１ｃが形成されている。

前記第一アウター３２、及び第二アウター３３は、それぞれが円筒状に形成されており、第二アウター３３の外周面と第一アウター３２の内周面とは略同一形状となるように形成されている。そして、第二アウター３３が第一アウター３２に挿入された状態で、それぞれが前記パンチピン３１の上面に固定されているのである。
また、前記第一アウター３２の内周面上部の三箇所には、孔部３２ａ・３２ａ・３２ａが軸心からの角度を１２０度ずつ開けて開口されている。さらに、前記第二アウター３３の上部の三箇所には、前記孔部３２ａ・３２ａ・３２ａと対応する位置に、内側が縮径した連通孔３３ａ・３３ａ・３３ａが開口されている。そして、三個のスライドボール１８・１８・１８が前記孔部３２ａ・３２ａ・３２ａ及び連通孔３３ａ・３３ａ・３３ａに、任意の方向に回転自在に配設されているのである。換言すれば、前記連通孔３３ａ・３３ａ・３３ａに前記スライドボール１８・１８・１８をそれぞれ収納した状態で、前記連通孔３３ａ・３３ａ・３３ａ及びスライドボール１８・１８・１８が前記孔部３２ａ・３２ａ・３２ａと一致するように、第二アウター３３を第一アウター３２に挿入するのである。
なお、本実施形態においては、前記スライドボール１８・１８・１８、孔部３２ａ・３２ａ・３２ａ及び連通孔３３ａ・３３ａ・３３ａは、軸心からの角度を１２０度ずつ開けて三箇所に配設する構成としたが、その数は三箇所に限定するものではなく、二箇所以下又は四箇所以上にすることも可能である。

一方、前記インナー２１は円柱状に形成され、外周面が前記第二アウター３３の内周面と略同一形状となるように形成されている。即ち、該インナー２１は挿入部として、前記バリ除去加工部３０の第二アウター３３は前記挿入部を挿入可能な円筒状の被挿入部として、それぞれ形成されるのである。このような構成において、前記インナー２１が前記第二アウター３３に対して摺動自在に挿入されることにより、前記インナー２１と前記バリ除去加工部３０が連結されるのである。

そして、前記インナー２１の外周面の三箇所には、軸心方向に対して傾斜したスプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａが、軸心からの角度を１２０度ずつ開けて形成されている。本実施形態においては、前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａはＳ字状に湾曲して形成されているが、インナー２１の外周面の展開図上において直線状に（インナー２１の外周面の最短距離を通る形状に）形成することも可能である。
そして、前記スライドボール１８・１８・１８が、摺動部として前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａに沿って摺動可能に連結されることにより、前記インナー２１と前記バリ除去加工部３０は相互に軸心方向に摺動するのに伴って、軸心を中心として相対的に回転するように構成されるのである。

また、前記インナー２１と前記バリ除去加工部３０は、付勢部材であるスプリングシリンダー１２によって互いに離間する方向に付勢されて連結されている。具体的には、前記インナー２１の下面中心部分には、軸心方向に孔部２１ｂが開口されており、該孔部２１ｂの上底面にスプリングシリンダー１２のピストン１３が下方に突出して配設されている。一方、前記パンチピン３１に形成された孔部３１ｃにはコイルばね１５が内設されたシリンダ１４が挿入されている。そして、前記ピストン１３を前記シリンダ１４内に挿入した状態で、シリンダ１４の上部にストッパ１４ａを配設することにより、インナー２１とバリ除去加工部３０とがスプリングシリンダー１２によって連結されているのである。

上記の如く構成することにより、前記バリ除去用パンチピン１１が前記ワークＷに近接し、前記当接部３１ｂが前記フランジ部Ｆに当接すると、フランジ部Ｆから前記当接部３１ｂに図４中の矢印Ｆの方向に力が加わり、前記インナー２１と前記バリ除去加工部３０が前記スプリングシリンダー１２の付勢力に抗して互いが近接する方向へ押圧され、前記スプリングシリンダー１２が圧縮される。
そして、前記インナー２１が前記第二アウター３３内へ摺動して挿入されることに伴って、前記スライドボール１８・１８・１８からなる摺動部が、前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａに沿って摺動することにより、前記バリ除去加工部３０はインナー２１に対して軸心を中心に図４中矢印αの方向に回転するように構成されるのである。換言すれば、スライドボール１８・１８・１８からなる摺動部と、前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａは、前記バリ除去加工部３０をインナー２１に対して軸心を中心に回転させる回転機構としてはたらくのである。
なお、本実施形態によれば、前記バリ除去加工部３０はインナー２１に対して軸心を中心に図４中矢印αの方向に回転するように構成されているが、前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａの形状を逆方向に形成することにより、前記バリ除去加工部３０を図４中矢印αと逆の方向に回転させる構成にすることも可能である。また、摺動部はスライドボール１８・１８・１８に限らず、車輪状やキー状のもの、即ちスプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａを円滑に摺動する構成であればよく、本実施形態に限定されるものではない。

［バリ除去方法］
次に、バリ除去用パンチピン１１を備えたバリ除去装置において行われるバリ除去方法について、図５から図１０を用いて説明する。
本実施形態に係るバリ除去方法においては、前記バリ除去用パンチピン１１を、膜バリＢＦを有するワークＷに対して近接させて、前記バリ除去加工部３０が備えるパンチピン３１で前記膜バリＢＦを打ち抜く、膜バリ除去工程と、前記パンチピン３１を、前記インナー２１に対して軸心を中心として回転させて、前記パンチピン３１の表面に形成された溝３１ａ・３１ａ・・・で、前記膜バリ除去工程で発生した倒れバリＢＴを除去する、倒れバリ除去工程と、前記バリ除去用パンチピン１１を、前記ワークＷから離間させる、離間工程と、を備える。

具体的には、膜バリ除去工程においては、図５に示すように、前記可動部１０ｂがバリ除去用パンチピン１１とともに、図５中矢印Ａの方向に降下し、固定部１０ａに設置されたワークＷに近接して、パンチピン３１の下端が膜バリＢＦと当接するのである。そして、引き続いてバリ除去用パンチピン１１が図６中矢印Ｂの方向にさらに降下することにより、ワークＷにおけるフランジ部Ｆの内周面に形成された膜バリＢＦを打ち抜くのである。この際、膜バリＢＦの周辺部分が除去しきれずに前記フランジ部Ｆの内周面に付着し、倒れバリＢＴとして残存する。なお、スプリングシリンダー１２に内設されたコイルばね１５のばね力は、膜バリＢＦの打ち抜き力よりも強いため、この膜バリＢＦを打ち抜く時にはスプリングシリンダー１２は収縮することはない。

次に、図６の如く前記当接部３１ｂが前記フランジ部Ｆに当接した後は、倒れバリ除去工程となる。即ち、バリ除去用パンチピン１１が図７中矢印Ｃの方向にさらに降下することにより、フランジ部Ｆから前記当接部３１ｂに力が加わり、前記スプリングシリンダー１２を収縮させる。この際、前記スライドボール１８・１８・１８からなる摺動部が、前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａに沿って摺動することによって、前記の如く前記バリ除去加工部３０はインナー２１に対して軸心を中心に図７中矢印αの方向に回転するのである。これにより、前記パンチピン３１を、前記インナー２１に対して軸心を中心として回転させて、前記パンチピン３１の表面に形成された溝３１ａ・３１ａ・・・で、前記膜バリ除去工程で発生した倒れバリＢＴを除去するのである。
このように、倒れバリ除去工程は膜バリ除去工程と同様に可動部１０ｂの上下動を動力として行われるため、倒れバリＢＴは膜バリＢＦを打ち抜く動力と同一の動力で、簡易な構成によって除去することができるのである。

次に、図８に示すように前記可動部１０ｂがバリ除去用パンチピン１１とともに最下端まで降下した後は、離間工程となる。即ち、可動部１０ｂが図９中矢印Ｄの方向に上昇すると、スプリングシリンダー１２はコイルばね１５の弾性力により伸長する。この際、前記スライドボール１８・１８・１８からなる摺動部が、前記スプライン溝２１ａ・２１ａ・２１ａに沿って前記とは逆方向に摺動するのである。これにより、前記バリ除去加工部３０はインナー２１に対して軸心を中心に図９中矢印βの方向、即ち前記とは逆方向に回転するのである。つまり、前記パンチピン３１は、前記インナー２１に対して、前記倒れバリ除去工程とは逆方向に回転するため、前記倒れバリ除去工程で除去しきれなかった倒れバリＢＴがあった場合でも除去することができるのである。さらに、引き続いて可動部１０ｂが図１０中矢印Ｅの方向に上昇すると、バリ除去用パンチピン１１がワークＷから離間して、初期状態に戻るのである。

上記のように構成することにより、膜バリＢＦを抜き打つ工程と同一の工程内で、倒れバリＢＴを除去することが可能となるため、後工程において倒れバリＢＴを除去し、回収するという作業コストの増加を防ぐことができる。
また、倒れバリＢＴを除去するためにパンチピン３１の外径寸法を大きくする必要がなくなるため、パンチピン３１とフランジ部Ｆとの干渉を防止でき、ワークに傷をつけたり、過負荷によって作業が停止したりすることを防ぐことができる。

また、倒れバリＢＴを除去するために、膜バリＢＦを打ち抜くための動力とは別の動力を用いることや、膜バリ除去とは別途に手動操作によって倒れバリ除去を行うことがなく、即ち別途独立した動力を用いずに簡易な構成によって膜バリＢＦ及び倒れバリＢＴを除去することができるため、作業コストを低減させることができるのである。

本発明に係るバリ除去用パンチピン１１、バリ除去装置、及び、バリ除去方法は、鋳造成型品であるワークＷにおける、フランジ部Ｆの内周面に形成された膜バリＢＦを除去して製品を生産する場合などに用いることができ、本バリ除去用パンチピン１１、バリ除去装置、及び、バリ除去方法により、別途独立した動力を用いずに簡易な構成によって膜バリＢＦ及び倒れバリＢＴを除去することができ、作業コストを低減させることができることから、産業上有用である。

Claims

配設基部と、
前記配設基部に連結される、バリ除去加工部と、を備え、
フランジ部内周面に膜バリを有するワークに対して、軸心方向に近接離間可能に構成された、バリ除去用パンチピンであって、
前記バリ除去加工部の外周面側部の中途部には、前記ワークのフランジ部に当接する当接部が形成され、
前記バリ除去加工部の外周面側部の前記当接部よりワーク側には、軸心方向に複数の溝が形成され、
前記配設基部と前記バリ除去加工部との、何れか一方には円柱状の挿入部が形成され、他方には前記挿入部を挿入可能な円筒状の被挿入部が形成され、
前記配設基部と前記バリ除去加工部は、前記挿入部が前記被挿入部に対して摺動自在に挿入されるとともに、付勢部材によって互いに離間する方向に付勢されており、
前記バリ除去用パンチピンが前記ワークに近接して前記膜バリを打ち抜き、前記当接部が前記フランジ部に当接し、前記配設基部と前記バリ除去加工部が前記付勢部材の付勢力に抗して押圧され、前記挿入部が前記被挿入部内へ摺動して挿入されるのに伴って、前記膜バリを打ち抜く動力と同一の動力で前記バリ除去加工部が前記配設基部に対して軸心を中心に回転し、前記膜バリの周辺部分が除去しきれずに前記フランジ部の内周面に付着して前記当接部よりも前記ワーク側で発生した倒れバリを前記溝が除去するように構成された、回転機構を備える、
ことを特徴とする、バリ除去用パンチピン。
前記回転機構は、
前記挿入部の外周面と前記被挿入部の内周面との何れか一方に、軸心方向に対して傾斜したスプライン溝が複数個形成され、
他方には前記スプライン溝に対応する箇所に摺動部が形成され、
前記配設基部と前記バリ除去加工部は、前記摺動部が前記スプライン溝に沿って摺動可能に連結されることにより、相互に軸心方向に摺動するのに伴って、軸心を中心として相対的に回転するように構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のバリ除去用パンチピン。
請求項１又は請求項２に記載のバリ除去用パンチピンを備える、
ことを特徴とする、バリ除去装置。
請求項１又は請求項２に記載のバリ除去用パンチピンを用いたバリ除去方法であって、
前記バリ除去用パンチピンを、膜バリを有するワークに対して近接させて、前記バリ除去加工部で前記膜バリを打ち抜く、膜バリ除去工程と、
前記バリ除去加工部を、前記配設基部に対して軸心を中心として前記膜バリを打ち抜く動力と同一の動力で回転させて、前記バリ除去加工部の表面に形成された溝で、前記膜バリ除去工程で前記膜バリの周辺部分が除去しきれずに発生した倒れバリを除去する、倒れバリ除去工程と、
前記バリ除去用パンチピンを、前記ワークから離間させる、離間工程と、を備える、
ことを特徴とする、バリ除去方法。