JP4978618B2

JP4978618B2 - バリ除去装置

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Publication number: JP4978618B2
Application number: JP2008306259A
Authority: JP
Inventors: 和秀高野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: JP2010125515A

Description

本発明は、ワークに対して進退する押圧部材の先端に、パンチをワーク方向に付勢する弾性部材を介してパンチを配設したバリ除去装置に関する。

製造工程においてアルミダイキャストにより製造されたワークの孔部分には、中央に開口部のない膜バリが形成される。孔の開口部があるバリは、パンチで除去しようとすると、バリが内側に曲がって切除できない場合があるため、膜バリを除去する場合に比べバリを除去することが、困難である。そのため、アルミダイキャストにより製造されたワークにおいては、意図的に０．５〜１．０ｍｍの膜バリが残るようにする場合がある。
ただし、膜バリが孔の開口部があるバリよりも除去しやすくても、膜バリを適切に除去しておかないと、孔の開口部がないバリと同じように、膜バリの残存部が落下するなどして、最終機械製品に悪影響を与える恐れがある問題がある。そのため、ワークの膜バリを除去する技術として、下記の特許文献１に記載されるバリ除去装置がある。
バリ除去装置は、押圧部材に固定された支持部とパンチを備えたパンチロックの間にバネを介在させる構成を採る。
ワークには、アルミダイキャスト成形時に形成された孔の膜バリが形成される。バリ除去装置は、膜バリを除去するために用いられる。ワークの孔に対して、パンチを挿入する。パンチをワーク方向に付勢する。パンチが膜バリに当接してバネに蓄えられた弾性力が膜バリの付着力を上回ったところで、一気にパンチがバリを除去する。それにより、膜バリは除去される。

特開平８−３００１３９号公報

しかしながら、従来のバリ除去装置には、以下の問題があった。
孔の高さや孔の径の異なるワークが同一設備に混在して流れてきた場合には、プレス型交換やダイストロークを変更しなければならなかった。例えば、同じ車種でありながら、シャーシにおいて、２輪駆動車用か４輪駆動車用かにより、シャーシの孔の位置は同じであるが、孔の径だけが異なる場合等がある。生産効率を高めコストダウンのため、２輪駆動車用の場合でも、４輪駆動車用の場合でも、シャーシは同じラインを流れる。そうした場合に、膜バリを除去するために、バリ除去装置のバリ除去装置部の型を交換すると、型交換には１０分から２０分の稼動ロスが発生するため生産効率が低下する問題が生じる。また、バリ除去装置部の型の交換のために自動型段替え装置などを用いることも考えられるが、設備投資が発生しコストアップとなる問題が生じる。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、孔の高さや孔の径の異なるワークが同一設備に混在して流れてきても、プレス型交換やダイストローク変更なしに連続して膜バリをパンチ除去することができるバリ除去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、本発明に係るバリ除去装置は、以下の構成を有する。
（１）ワークに対して進退する押圧部材の先端に、パンチをワーク方向に付勢する弾性部材を介してパンチを配設したバリ除去装置であって、ワークは、形状の異なる第１ワーク、及び、第２ワークがあること、パンチには、第１ワークに形成された第１内周バリを除去する第１外周パンチ部、及び、第２ワークに形成された第２内周バリを除去する第２外周パンチ部が設けられていること、ワークから遠い側の第２外周パンチ部の外周形状が、ワークに近い側の第１外周パンチ部の外周形状よりも大きく、かつ、第１外周パンチ部の外周形状を内包する外周形状とされるとともに、第２外周パンチ部の位置で進退方向に対して交差する方向に拡大されること、を特徴とすることにある。
（２）（１）に記載するバリ除去装置において、弾性部材は、押圧部材が前記ワークに近付くことにより圧縮されて、蓄えられた弾性力によりバリを除去可能な強さに設定されていること、を特徴とすることにある。

上記のバリ除去装置の作用及び効果について説明する。
本発明は、ワークに対して進退する押圧部材の先端に、パンチをワーク方向に付勢する弾性部材を介してパンチ部を配設したバリ除去装置であって、パンチ部には、複数の異なるバリ形状にそれぞれ対応した外周形状を有する第１パンチ部、及び第２パンチ部が設けられており、ワークから遠い側の第２パンチ部の外周形状が、ワークから近い側の第１パンチ部の外周形状よりも大きく、かつ、第１パンチ部の外周形状を内包する構成を有するバリ除去装置である。
例えば、同じ車種でありながら、シャーシにおいて、２輪駆動車用か４輪駆動車用かにより、シャーシの孔の位置は同じであるが、孔の径だけが異なる場合に、上記バリ除去装置を用いる。
２輪駆動車用のシャーシについて、ダイキャスト成形時に形成された第１ワークの膜バリａを除去するため、バリ除去装置部の第１パンチ部を膜バリａが形成されている第１ワークに近付かせる下方向へ移動させる。第１パンチ部が膜バリａに当接したとき、バリ除去装置部がさらに下方向へ移動する。それにより、第１パンチ部が膜バリａをせん断し、第１ワークを貫通し、膜バリａを除去することができる。このとき、第１ワークを貫通した後にも、プレス機械のストロークは常に一定であるため、バリ除去装置部はさらに下方向へ移動するが、第２パンチ部の外周形状が、第１パンチ部の外周形状よりも大きいため、第２パンチ部が膜バリａの周辺の縁に係止される。また、第２パンチ部は、第１パンチ部の外周形状を内包する構成を有するため、バリ除去装置部の下降は内在するスプリングにより吸収される。バリ除去装置がワークに近付くことによりスプリングが収縮されることで、ワーク及びバリ除去装置に過大な負荷を掛けることがない。
また、４輪駆動車用のシャーシについて、ダイキャスト成形時に形成された膜バリａよりも面積の大きな膜バリｂを除去するため、バリ除去装置部の第１パンチ部を膜バリｂが形成されている第２ワークへ近接させる。第１パンチ部が膜バリｂに当接させ、さらに下方向へ移動させる。それにより、第１パンチ部が膜バリｂをせん断し、第２ワークを貫通する。しかし、膜バリｂは第１パンチ部の外径よりも大きいため、膜バリｂを完全に除去することができない。第１パンチ部が貫通した後にも、プレス機械のストロークは常に一定であるため、バリ除去装置部はさらに下方向へ移動する。第２パンチ部が、第１パンチ部が貫通した後に残った膜バリｂの残存部に当接し、第２パンチ部が膜バリｂの残存部をせん断し、第２ワークを貫通し、膜バリｂを除去することができる。

以上のバリ除却装置の工程により、一つのバリ除去装置により孔の高さや孔の径の異なるワークが同一設備に混在して流れてきても、プレス型交換やダイストローク変更無しに、連続して膜バリをパンチ除去することができる。そのため、バリ除去装置部の型の交換のための稼動ロスが発生することはなく、生産効率を上げることができる。また、バリ除去装置部の型の交換のために自動型段替え装置などを用いる必要がないため、設備投資に対する費用が発生することはない。

次に、本発明に係るバリ除去装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
＜バリ除去装置の全体構成＞
図１０に、バリ除去装置１０の正面図を示す。図１１に、バリ除去装置１０の平面図を示す。
図１０及び図１１に示すように、バリ除去装置１０は、バリ除去装置部１、プレス機械の可動型１７、プレス打ち抜きをするときにワークを押さえるためのワーク押さえ１８、ワーク押さえ１８をガイドするガイド１９、ワーク押さえ１８に対してワーク方向に付勢するためのスプリング２０、ガイド１９に対して摺動可能にするためのボールスプライン２１、から構成されている。その他、本発明の特徴部分でない、例えば可動型１７を駆動させるプレス手段等は、周知技術を用いるため、図１０及び図１１においては、省略し、説明も割愛する。
ガイド１９の一端が可動型１７に固設されている。スプリング２０の一端が可動型１７に当接しており、他端は、ワーク押さえ１８に当接している。ワーク押さえ１８は、可動型１７と平行な状態にある。ワーク押さえ１８は、ガイド１９によりガイドされるため、可動型１７に対して平行に移動することができる。

図１には、バリ除去装置部１の外観図を示す。図１においては、本発明の特徴部分であるバリ除去装置部１以外のプレス手段等については省略する。
図１に示すように、バリ除去装置部１は、パンチ部２と押圧部３とで構成されている。
パンチ部２の構成は、一体に形成された第１パンチ部１１と第２パンチ部１２からなる。第１パンチ部１１と第２パンチ部１２は、同じ中心軸を中心とした円筒形状をしている。第１パンチ部１１及び第２パンチ部１２の端面の最外周部にはパンチ刃１１Ａ、１２Ａが形成されている。
第１パンチ部１１は、円筒形状をしており、その周壁には全く段差がない。第１パンチ部１１の外径は、本実施例においては、５０ｍｍである。
第２パンチ部１２は、円筒形状をしており、その周壁には全く段差がない。第１パンチ部１１の外径は、本実施例においては、７０ｍｍである。第２パンチ部１２は、第１パンチ部１１の円筒部と比較して、外径が大きく、第１パンチ部１１の外周形状を内包している。また、第２パンチ部１２の外周形状は、その下端面において、ワークに対して進退する上下方向に対して交差をする左右方向に拡大された形状をしている。
押圧部３は、最上部に押圧部材１５が位置し、押圧部材１５は、可動型１７に固設されている。押圧部材１５は、バリ除去装置部１を全体として、可動型１７に固定するために用いられている。押圧部材１５には、ガススプリング１３のロット１３Ａの先端が結合されている。また、押圧部材１５には、ガイド１４の一端が結合されている。ガススプリング１３のシリンダ部１３Ｂは、パンチ部２と結合されている。ガススプリング１３は、長いストロークにわたりほぼ一定のバネ力を発生させることができ、また、減衰作用を持っているのでスピードのコントロールをすることができる。ガイド１４は、パンチ部２内に形成されているガイド収容孔１６に収容されている。
ワーク押さえ１８には、貫通孔１８Ａが形成されている。貫通孔１８Ａは、バリ除去装置１が下方向へ移動したとき、バリ除去装置１で最も外径が大きい第２パンチ部１２が内包できる大きさに形成されている。

＜パンチ部の構成＞
第１パンチ部１１が膜バリａと当接するパンチ刃１１Ａの形状は、例えばパンチ刃１１ａ及びパンチ刃１１ｂの形状が考えられる。図１２に、パンチ刃１１ａの断面図を示す。図１３にパンチ刃１１ｂの断面図を示す。パンチ刃１１Ａは、高周波焼き入れがされている。
図１２に示すように、パンチ刃１１ａは、パンチ刃端部１１ＡＸからパンチ刃端部１１ＡＹへと約２〜３度の傾斜部１１ＡＷを持たせた形状に形成されている。約２度〜３度の傾斜を形成させることにより、膜バリａをせん断加工する際に、初めにパンチ刃端部１１ＡＸがせん断し、次に、傾斜部１１ＡＷがせん断し、最後にパンチ刃端部１１ＡＹがせん断する順でせん断加工する。初めから、パンチ刃１１ａの全周にわたってせん断加工されず順次にせん断加工することにより、順次応力集中が起こり、少ないプレス力でせん断することができる。また、パンチ刃１１ａに係る負荷が軽減されるため、パンチ刃１１ａを長持ちさせることができる。
図１３に示すように、パンチ刃１１ｂは、パンチ刃端部１１ＢＸからパンチ刃中心部１１ＢＳへと傾斜部１１ＢＷが形成されている。パンチ刃端部１１ＢＸはパンチ刃１１ｂの先端部の円周上にある。パンチ刃１１ｂのパンチ刃中心部１１ＢＳには、凹部が形成されたような形状がある。膜バリａをせん断加工する際に、初めにパンチ刃端部１１ＢＸがせん断し、次に、傾斜部１１ＢＷがせん断し、最後にパンチ刃中心部１１ＢＳがせん断する順でせん断加工する。初めから、パンチ刃１１ｂの全周にわたってせん断されず順次にせん断することにより、順次応力集中が起こり、少ないプレス力でせん断することができる。また、パンチ刃１１ｂに係る負荷が軽減されるため、パンチ刃１１ｂを長持ちさせることができる。
ここでは、第１パンチ部１１のパンチ刃の形状について説明したが、当該形状は、第２パンチ部１２のパンチ刃の形状に転用することもできる。

＜第１実施形態に係るバリ除去装置の作用及び効果＞
孔の高さや孔の径が異なることにより膜バリの除去方法は異なる。そのため、以下では、ワーク５０の膜バリａの除去方法、及び、ワーク６０の膜バリｂの除去方法について説明する。ワーク６０の膜バリｂは、ワーク５０の膜バリａよりも直径が大きい。
例えば、同じ車種でありながら、シャーシにおいて、２輪駆動車用か４輪駆動車用かにより、シャーシの孔の位置は同じであるが、孔の径だけが異なる場合について説明する。ここでは、２輪駆動車のシャーシはワーク５０であり、膜バリａが形成されている。また、４輪駆動車のシャーシはワーク６０であり、膜バリｂが形成されている。

第１に、２輪駆動車の場合であるワーク５０の膜バリａの除去方法について説明する。
図２乃至図５には、ダイキャスト成形時に形成されたワーク５０の膜バリａを除去する際のバリ除去装置部１の動作を示す図である。
図２に示すバリ除去装置部１が膜バリａに当接していない状態から、図示しないプレス手段により可動型１７を膜バリａに近づかせる下方向へ、移動させる。それにより、図３に示すような、ワーク押さえ１８が膜バリａの外周に位置する縁５１に初めに当接する。そして、ワーク押さえ１８がワーク５０を押さえた後、第１パンチ部１１が膜バリａに当接した状態へと移動させる。
図３に示す状態から、さらに図示しないプレス手段により可動型１７を下方向へ移動させると、図４に示すように、第１パンチ部１１が膜バリａをせん断し、ワーク５０を貫通し、膜バリａを除去することができる。このとき、ワーク押さえ１８がワーク５０を押さえているため、ワーク５０がぶれることなく、安定した状態で、第１パンチ部１１が膜バリａをせん断し、貫通させることができる。
図４に示す第１パンチ部１１がワーク５０を貫通した後にも、図示しないプレス手段はさらに、バリ除去装置部１を下方向へ移動させる。図示しないプレス手段は、ワーク５０の膜バリａを除去するときでも、また、後述するワーク６０の膜バリｂを除去するときでも、一定の下方移動をする。図示しないプレス手段がワーク５０の膜バリａを除去した後にさらに下方移動するとき、図５に示すように、第２パンチ部１２が縁５１に当接される。第２パンチ部１２が縁５１に当接された後もさらに、バリ除去装置部１は下方向へ移動するが、バリ除去装置部１はガススプリング１３を有するため、第２パンチ部１２は縁５１で係止されたときに、ガススプリング１３が収縮し、第２パンチ部１２に過大な荷重が掛からない。

第２に、４輪駆動車の場合であるワーク６０の膜バリｂの除去方法について説明する。
図６乃至図９には、ダイキャスト成形時に形成されたワーク６０の膜バリｂを除去する際のバリ除去装置部１の動作を示す図である。
図６に示すバリ除去装置部１が膜バリｂに当接していない状態から、図示しないプレス手段により可動型１７を膜バリｂに近づかせる下方向へ、移動させる。それにより、図７に示すような、ワーク押さえ１８が膜バリｂの外周に位置する縁６１に初めに当接する。そして、ワーク押さえ１８がワーク６０を押さえた後、第１パンチ部１１が膜バリｂに当接させた状態へと移動させる。
図７に示す状態から、さらに図示しないプレス手段により可動型１７を膜バリｂに近づかせる下方向へさらに移動すると、図８に示すように、第１パンチ部１１が膜バリｂをせん断し、膜バリｂを貫通する。しかし、第１パンチ部１１と膜バリｂとは、当接部分の面積が異なるため、膜バリｂには、縁６１に沿って膜バリｂの残り部ｂ２が残存する。バリ除去装置部１は第１パンチ部ｂを貫通した後にも、図示しないプレス手段により下方移動を止めないため、図８に示すように、膜バリｂの残り部ｂ２に第２パンチ部１２が当接した状態となる。
図８に示す状態から、さらに図示しないプレス手段によりバリ除去装置１を下方向へ移動させると、図９に示すように、第２パンチ部１２が膜バリｂをせん断し、ワーク６０を貫通し、膜バリｂを除去することができる。一つのバリ除去装置部１によりワーク５０とワーク６０のように孔の高さや孔の径の異なるワークが同一設備に混在して流れてきても、プレス型交換やダイストローク変更無しに、連続して膜バリをパンチ除去することができる。このとき、ワーク押さえ１８がワーク６０を押さえているため、ワーク６０がぶれることなく、安定して第２パンチ部１２が膜バリｂをせん断し、貫通させることができる。
第２パンチ部１２が膜バリｂを除去する際には、ガススプリング１３が弱いと膜バリｂを除去できなくなるので、膜バリｂが除去できるように、膜バリｂを除去する際には、ガススプリング１３の初期バネ力を調整しておく必要がある。また、ガススプリング１３は、ワーク５０の膜バリａを除去するときには、収縮しなければならないため、ある程度収縮するようにも調整する必要がある。

以上詳細に説明したように、第１実施形態によれば、
（１）パンチには、異なるバリ形状にそれぞれ対応した外周形状を有する第１パンチ部１１、及び第２パンチ部１２が設けられていることを特徴とするバリ除去装置部１０であるため、一つのバリ除去装置部１０により膜バリの高さや径の異なるワーク５０及び６０等が同一設備に混在して流れてきても、プレス型交換やダイストローク変更無しに、連続して膜バリをパンチ除去することができる。そのため、型交換のための稼動ロスが発生することはなく、生産性を上げることができる。また、型交換のために自動型段替え装置などを用いる必要がないため、設備投資に対する費用が発生することはない。
また、バリを除去することができることにより、高精度な部品を製造することができる。
（２）ワークから遠い側の第２パンチ部１２の外周形状が、ワークに近い側の第１パンチ部１１の外周形状よりも大きく、かつ、第１パンチ部１１の外周形状を内包する外周形状とされるとともに、第２パンチ部１２の位置で進退方向に対して交差する方向に拡大されること特徴とするバリ除去装置部１であるため、一つのバリ除去装置部１０により膜バリの高さや径の異なるワーク５０及び６０等が同一設備に混在して流れてきても、プレス型交換やダイストローク変更無しに、連続して膜バリをパンチ除去することができる。そのため、型交換のための稼動ロスが発生することはなく、生産性を上げることができる。また、型交換のために自動型段替え装置などを用いる必要がないため、設備投資に対する費用が発生することはない。
（３）弾性部材は、押圧部材が前記ワークに近付くことにより圧縮されて、蓄えられた弾性力によりバリを除去可能な強さに設定されていること、を特徴とするため、圧縮されて蓄えられた弾性力により膜バリを除去可能な強さに設定することを特徴とするため、膜バリｂを第２パンチ部１２により除去することができる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、本実施例におけるバリ除去装置部１は、２種類の大きさの孔の膜バリに対応した除去装置であるが、除去装置は、その構成によって、２種類以上の大きさの孔の膜バリに対応することができる。すなわち、本実施例では、第１パンチ部１１及び第２パンチ部１２を有するため、第１パンチ部１１及び第２パンチ部１２の形状の大きさの孔の膜バリを除去することができる。本実施例に対してさらに、第２パンチ部１２よりも外径の大きな第３パンチ部を第２パンチ部１２よりも可動型１７に近い部分に設けることにより、第１及び第２パンチ部の大きさの孔だけでなく、第３パンチ部の大きさの孔の膜バリを除去することができる。第４パンチ部以降は第３パンチ部と同様の構成を採るため説明を割愛する。
また、パンチ部の構成については、図１２及び図１３において説明したが、パンチ部の形状は、パンチできる形状であれば、どのような形状であってもよい。

バリ除去装置部１の外観図を示すワーク５０の膜バリａを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（１）を示す。ワーク５０の膜バリａを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（２）を示す。ワーク５０の膜バリａを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（３）を示す。ワーク５０の膜バリａを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（４）を示す。ワーク６０の膜バリｂを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（１）を示す。ワーク６０の膜バリｂを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（２）を示す。ワーク６０の膜バリｂを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（３）を示す。ワーク６０の膜バリｂを除去する際のバリ除去装置部１の動作図（４）を示す。バリ除去装置１の正面図を示す。バリ除去装置１の平面図を示す。パンチ刃１２ａの断面図を示す。パンチ刃１２ｂの断面図を示す。

符号の説明

１バリ除去装置部
２パンチ部
３押圧部
１０バリ除去装置
１１第１パンチ部
１２第２パンチ部
１３ガススプリング
１４ガイド
１５押圧部材
１６ガイド収容孔
１８ワーク押さえ

Claims

ワークに対して進退する押圧部材の先端に、パンチをワーク方向に付勢する弾性部材を介してパンチを配設したバリ除去装置であって、
前記ワークは、形状の異なる第１ワーク、及び、第２ワークがあること、
前記パンチには、第１ワークに形成された第１内周バリを除去する第１外周パンチ部、及び、第２ワークに形成された第２内周バリを除去する第２外周パンチ部が設けられていること、
前記ワークから遠い側の前記第２外周パンチ部の外周形状が、前記ワークに近い側の前記第１外周パンチ部の外周形状よりも大きく、かつ、前記第１外周パンチ部の外周形状を内包する外周形状とされるとともに、前記第２外周パンチ部の位置で進退方向に対して交差する方向に拡大されること、
を特徴とするバリ除去装置。
請求項１に記載するバリ除去装置において、
前記弾性部材は、押圧部材が前記ワークに近付くことにより圧縮されて、蓄えられた弾性力によりバリを除去可能な強さに設定されていること、
を特徴とするバリ除去装置。