JP5603459B1

JP5603459B1 - フィンガーレスフォーマ及びフィンガーレスフォーマによる線材の加工成形方法

Info

Publication number: JP5603459B1
Application number: JP2013128891A
Authority: JP
Inventors: 正宏中島田
Original assignee: 株式会社中島田鉄工所
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: JP2015003328A

Abstract

【課題】フィンガーを不要にできるフィンガーレスフォーマ及びフィンガーレスフォーマによる線材の加工成形方法を提供する。
【解決手段】前面に複数個のパンチ４ａ〜４ｄを横一列に備えたラム２と、パンチ４ａ〜４ｅに対向する複数個のダイ２１ａ〜２１ｄを横一列に備えたダイブロック２０と、ラム２をダイブロック２０に対して相対的に前進後退させる前進後退手段を備える。また第１ダイ２１ａの上流側に設けられた可動刃２３と、ダイブロック２０の側方に設けられた固定刃２５と、ダイブロック２０を横方向にピッチ往復ピッチ移動させる往復ピッチ移動手段を備える。ダイブロック２０が横方向に往復ピッチ移動する動作と、ラム２がダイブロック２０に対して前進後退する動作を繰り返すことにより、ワークＷをパンチ４ａ〜４ｄとダイ２１ａ〜２１ｄの間で受け渡ししながら、ワークＷを加工成形する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ワイヤなどの長尺の線材を所定長さに切断してビス、ねじ等の小型金属加工品を加工成形するフィンガーレスフォーマ及びフィンガーレスフォーマによる線材の加工成形方法に関するものである。

ワイヤなどの長尺の線材を所定長さに切断して加工成形するヘッダー等のフォーマは、前面にパンチを備えたラムと、前面にダイ（ダイス）を備えたダイブロックから成っている。ラムとダイブロックは互いに近接して配設されており、ラムをダイブロックに対して相対的に前進後退させて、パンチとダイスによって線材をビス、ねじ等に加工成形する。

フォーマにはフィンガー及びフィンガーに所定動作を行わせるためのフィンガーユニットが備えられている。フィンガーは、切断手段によって所定の長さに切断された線材をチャックしてパンチとダイスの間を移動させるものである。

フィンガーは、線材若しくはワークの品種変更にともなって新たなフィンガーに交換される。またフィンガーやフィンガーユニットは適宜保守、点検が実行される。

フィンガーの交換や保守点検を行うときは、作業者（オペレータ）はラムとダイブロックの間の狭い空間に身を乗り出し、この空間に手を差し出して交換作業や保守点検作業を実行する。しかしながら、このような狭い空間での交換作業や保守点検作業は甚だ実行しにくく、作業者は多大な手間と作業時間を要するものであった。

そこで本出願人は、先きにフィンガーの交換作業や保守管理作業を容易に実行できるヘッダーを提案した（引用文献１）。このヘッダーは、交換作業や保守点検作業が必要な場合は、ダイブロックを油圧シリンダによって上昇させ、ダイブロックを１８０゜水平回転させることによって、フィンガーを作業者の正面に向け、そこで作業者は交換作業や保守点検作業を行うようにしたものである。このヘッダーによれば、作業者はフィンガーの正面に向き合って交換作業や保守点検作業を容易に実行できる。

特開２００３−２６６１４１号公報

しかしながら、本出願人が提案した上記ヘッダーにおいても、フィンガーが存在する以上、フィンガーの交換作業や保守点検作業は依然として必要であった。

また近年、長尺の線材から所定長さに切断されて加工成形対象となる線材（以下、ワーク若しくはブランクｂｌａｎｋと称する）の長さは益々短小化する傾向にあり、現在では長さ４ｍｍ以下のきわめて短小なワーク（ブランク）も出現している。これにともないフィンガーの厚さも次第に薄くなってきている。例えば長さ４ｍｍのワークの場合、フィンガーに中央部をチャックされたワークの両端の余長（フィンガーからのワーク両端部の突出長）はそれぞれ１ｍｍ程度は必要であることから、フィンガーの厚さは２ｍｍ若しくは２ｍｍ以下の極めて薄いものにせねばならない。しかしながらこのようにフィンガーの厚さが薄くなると、フィンガーはワークをしっかりチャックして保持することは困難である。将来的には、ワークの長さは更に短小化することが予想されることから、フィンガーの厚さは益々薄くなり、フィンガー方式によるワークの加工成形はより一層困難化すると予想される。

そこで本発明は、フィンガーが不要なフィンガーレスフォーマ及びフィンガーレスフォーマによる線材の加工成形方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明のフィンガーレスフォーマは、前面に３個以上のパンチを横一列にピッチをおいて備えたラムと、パンチに対向する３個以上のダイを横一列にピッチをおいて備えたダイブロックと、ラムをダイブロックに対して相対的に前進後退させる前進後退手段とを備え、線材を所定長さに切断して加工成形するフィンガーレスフォーマであって、ダイブロックの第１ダイの上流側の側部に前記ピッチと同一ピッチをおいて設けられた可動刃と、ダイブロックの側方に設けられた固定刃と、ダイブロックを横方向に１ピッチ往復移動させる往復ピッチ移動手段とを備え、可動刃が固定刃に正対した状態で線材は固定刃を挿通して可動刃の内部に進入し、ダイブロックが横方向に往復ピッチ移動する動作と、ラムがダイブロックに対して前進後退する動作を繰り返すことにより、固定刃と可動刃によって切断されたワークをパンチとダイの間で受け渡ししながら、ワークを加工成形するものである。

また本発明のフィンガーレスフォーマによる線材の加工方法は、請求項１に記載のフィンガーレスフォーマを用いる線材の加工成形方法であって、固定刃に正対する可動刃の内部に線材の先端部を進入させる工程と、ダイブロックを横方向へピッチ移動させることにより線材を所定長さの線材のワークに切断し、可動刃をラムの第１パンチに正対させる工程と、ラムをダイブロックに対して前進後退させて可動刃が保持するワークを第１パンチに受け渡す工程と、これ以後、ダイブロックが横方向に往復ピッチ移動する動作と、ラムがダイブロックに対して前進後退する動作を繰り返すことにより、ワークをパンチとダイの間で受け渡ししながらワークを加工成形するものである。

本発明によれば、フィンガーを不要にできるので、フィンガーの交換作業や保守点検作業を不要にできる。またフィンガーを動作させるためのフィンガーユニットも当然不要となる。更には、フィンガーを必要としないので、短小化したワークの加工成形も可能となる。

本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの平面図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの正面図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマのラムの正面図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマのダイブロックの正面図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図本発明の一実施の形態におけるフィンガーレスフォーマの動作説明図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるワークと完成品の断面図

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１はフィンガーレスフォーマの平面図、図２は同正面図、図３はラムの正面図、図４はダイブロックの正面図である。

まず、フィンガーレスフォーマの全体構造を説明する。図１及び図２において、フレーム１にはラム２とダイブロック２０が互いに対向して設けられている。ラム２の前面にはパンチ４が備えられている。またダイブロック２０の前面にはダイ２１が備えられている。パンチ４とダイ２１は互いに対向している。ラム２の背後にはコンロッド５が設けられている。コンロッド５にはクランクシャフト６が装着されている。クランクシャフト６の端部にはフライホイール７が装着されている。コンロッド５の後方にはモータＭが設置されている。モータＭの回転軸８に装着された回転車９とフライホイール７にはベルト１０が調帯されている。モータＭが駆動するとフライホイール７は回転し、ラム２はダイブロック２０に対して相対的に前進後退する（矢印Ａ、Ｂを参照）。

図３において、ラム２の前面には複数個（本実施の形態では５個）のパンチブロック３（３ａ〜３ｅ）が横一列に設けられており、各々のパンチブロック３にはパンチ４（４ａ〜４ｅ）が互いにピッチＰをおいて横一列に保持されている。以下、これらのパンチ４ａ〜４ｅを第１パンチａ、第２パンチ４ｂ、第３パンチ４ｃ、第４パンチ４ｄ、第５パンチ４ｅを称する。第１パンチ４ａが、加工成形工程における最上流のパンチである。

次に、ワークの蹴り出し（突き出し）手段について説明する。図５において、パンチ４ａ〜４ｄの内部には、ノックアウトピン（蹴り出しピン）１１ａを有するノックアウトユニット１１が内蔵されている。また可動刃２３及びダイ２１ａ〜２１ｄの内部には、ノックアウトピン（蹴り出しピン）１２ａを有するノックアウト（蹴り出し）ユニット１２が内蔵されている。パンチ４ａ〜４ｅ及び可動刃２３、ダイ２１ａ〜２１ｄに保持されたワークは、ノックアウトピン１１ａ、１２ａが突出することによりこれらから蹴り出される。

図４はダイブロック２０の正面図である。図４において、ダイブロック２０には、パンチ４（４ａ〜４ｅ）に対向する複数個（本実施の形態では４個）のダイ２２（２１ａ〜２１ｄ）がパンチ４と同一のピッチＰで横一列に設けられている。以下、これらを第１ダイ２１ａ、第２ダイ２１ｂ、第３ダイ２１ｃ、第４ダイ２１ｄと称する。第４ダイ２１ｄが加工成形工程における最下流のダイである。なお、ダイスはダイの複数形である。

次に、図１及び図４を参照して、線材Ｓの切断手段について説明する。図１において、線材Ｓはスプール（不図示）に巻回して備えられており、ラム２の側方をダイブロック２０へ向ってピッチ送りされる（矢印Ｃ）。図４において、第１ダイ２１ａの上流側の側部には線材Ｓが進入する円孔２３ａを有する可動刃２３が設けられている。可動刃２３は第１ダイ２１ａと上記したパンチ４やダイ２１のピッチＰと同一ピッチＰをおいて設けられている。またダイブロック２０の側方には固定ブロック２４が設けられている。固定ブロック２４には線材Ｓが挿通される円孔２５ａを有する固定刃２５を備えた固定刃ブロック２６が設けられている。本発明のダイブロック２０は往復ピッチ移動手段（後述）により横方向に１ピッチＰ往復移動（スライド）する（図４の矢印Ｄ、Ｅを参照）。本発明では、ラム２の前進後退方向Ａ、Ｂに対して水平面内で直交する方向Ｄ、Ｅを横方向という。

図４に示す状態から、ダイブロック２０が固定刃２５側へ１ピッチＰ移動すると（矢印Ｄ）、可動刃２３の円孔２３ａと固定刃２５の円孔２５ａは合致する。その状態で、ラム２の側方をダイブロック２０へ向ってピッチ送りされた線材Ｓの先端部は、円孔２５ａを挿通して円孔２３ａ内に進入する。線材Ｓの先端部が円孔２３ａに進入した状態で、ダイブロック２０がラム２側へ１ピッチＰ移動すると（矢印Ｅ）、可動刃２３も同方向へ移動し、線材Ｓは可動刃２３と固定刃２５によって所定長さ（例えば長さ４ｍｍ）に切断されて可動刃２３の円孔２３ａ内に保持される。この所定長さに切断された線材Ｓは、加工成形対象物であるワーク（ブランク）Ｗとなる。

次に、図１を参照してダイブロック２０を横方向（ダイ２１ａ〜２１ｄの横並び方向であって、上述のようにラム２の前進後退方向Ａ、Ｂと水平面内で直交する方向Ｄ、Ｅ）へ１ピッチＰ往復移動（スライド）させる往復ピッチ移動手段について説明する。図１において、ダイブロック２０の両側部にはロッド３０ａ、３０ｂが設けられている。ロッド３０ａ、３０ｂの先端部には揺動アーム３１ａ、３１ｂが設けられている。揺動アーム３１ａ、３１ｂの先端部にはロッド３０ａ、３０ｂの先端部に当接するローラ３２が設けられており、後端部には軸部３３が設けられている。したがってカムなどの動力部（不図示）によって揺動アーム３１ａ、３１ｂが軸部３３を中心に水平方向に揺動すると（矢印Ｇ）、ダイブロック２０は横方向に１ピッチＰ往復移動する（矢印Ｄ、Ｅ）。ダイブロック２０の両側部には、ダイブロック２０の横方向への移動限度を規定するストッパ３４が設けられている。以上の説明から明らかなように、このフォーマはフィンガーを有していない。

このフィンガーレスフォーマは上記のような構成より成り、以下、その動作を説明する。図５〜図１７は、ワークＷの加工成形工程（ステップＳＴ１〜ステップＳＴｎ）を工程順に示すものである。ＳＴ１〜ＳＴｎの工程により、図１８（ａ）に示すワークＷを図１８（ｂ）に示す製品（小型金属加工品）Ｗ’に加工成形する。

ＳＴ１（図５）において、可動刃２３は固定刃２５に正対して対向する位置に移動しており、この状態で線材Ｓの先端部は固定刃２５の円孔２５ａを挿通して可動刃２３の円孔２３ａに進入している。またラム２は、ダイブロック２０から離れて後退した後退位置（図５に示す左方位置）にある。

次にＳＴ２（図６）において、ダイブロック２０は手前側へ（図６では、上方から下方へ）１ピッチＰ移動（スライド）する（矢印Ｅ）。すると線材Ｓは可動刃２３と固定刃２５によって所定長さ（例えば４ｍｍ）に切断され、第１ワークＷ１として可動刃２３の円孔２３ａに保持されて第１パンチ４ａに正対（対向）する。

次にＳＴ３（図７）において、ラム２はダイブロック２０へ向って前進し（矢印Ａ）、第１パンチ４ａにより第１ワークＷ１の受け渡しが開始される。

次にＳＴ４（図８）において、ラム２はダイブロック２０から離れる方向へ後退する（矢印Ｂ）。このとき、可動刃２３のノックアウトピン１２ａはラム２側へ前進し、第１ワークＷ１はノックアウトピン１２ａにより可動刃２３から第１パンチ４ａへ突き（蹴り）出されて可動刃２３から第１パンチ４ａに受け渡される。

次にＳＴ５（図９）において、ダイブロック２０は固定刃２５側へ１ピッチＰ移動し（矢印Ｄ）、可動刃２３は固定刃２５に再び正対（対向）する。また第１ワークＷ１を保持する第１パンチ４ａは、ダイブロック２０の第１ダイス２１ａに正対（対向）する。

次にＳＴ６（図１０）において、ラム２はダイブロック２０へ向って前進し（矢印Ａ）、第１打撃が加えられる。その直後に第１パンチ４ａのノックアウトピン１１ａにより、第１パンチ４ａに保持されている第１ワークＷ１を突き（蹴り）出して第１ダイ２１ａに受け渡す。また線材Ｓは前進し（矢印Ｃ）、線材Ｓの先端部は可動刃２３内に進入する。

次にＳＴ７（図１１）において、ラム２は後退するとともに（矢印Ｂ）ダイブロック２０はラム２側へ１ピッチＰ移動する（矢印Ｅ）。このとき、線材Ｓの先端部は可動刃２３と固定刃２５により切断され、第２ワークＷ２として可動刃２３の円孔２３ａに保持される。

次にＳＴ８（図１２）において、ラム２はダイブロック２０へ向って前進し（矢印Ａ）、次いでＳＴ９（図１３）においてラム２は後退する（矢印Ｂ）。このとき、第１ワークＷ１は第１ダイ２１ａから第２パンチ４ｂへ受け渡され、また第２ワークＷ２は可動刃２３から第１パンチ４ａに受け渡される。この受け渡しをする際には、第１ダイ２１ａおよび可動刃２３のノックアウトピン１２ａにより第１ワークＷ１と第２ワークＷ２をそれぞれ第２パンチ４ｂ、第１パンチ４ａへ突き（蹴り）出して受け渡す。またＳＴ９（図１３）において、ダイブロック２０は固定刃２５側へ移動し（矢印Ｄ）、可動刃２３は固定刃２５再びに正対する。

次にＳＴ１０（図１４）においてラム２はダイブロック２０へ向って前進する（矢印Ａ）。次いでＳＴ１１（図１５）において、ラム２は後退するが（矢印Ｂ）、その際、突き出し手段により第１パンチ４ａは第２ワークＷ２を第１ダイス２１ａに受け渡し、また第２パンチ４ｂは第１ワークＷ１を第２ダイス２１ｂに受け渡す。また第３ワークＷ３となる線材Ｓの先端部は可動刃２３内に進入する。

次にＳＴ１２（図１６）において、ダイブロック２０は手前側へ移動すると（矢印Ｅ）、線材Ｓの先端部は第３ワークＷ３として切断され、可動刃２３に保持されて第１パンチ４ａに正対する。

以下、同様の動作、すなわちラム２の前進後退動作（矢印Ａ、Ｂ）とダイブロック２０の横方向への１ピッチＰの往復ピッチ移動動作（矢印Ｄ、Ｅ）が繰り返され、最終工程ＳＴｎ（図１７）に至る。この最終工程において、第１ワークＷ１は最下流のダイである第４ダイ２１ｄに保持され、最終パンチである第５パンチ４ｅにより最終打撃が加えられ、加工成形が終了した第１ワークＷ１は、ノックアウトピン１２ａにより第４ダイス２１ｄから突き出されて自然落下し（矢印Ｚ）、図１８（ｂ）に示す製品Ｗ’として回収箱等の回収手段に回収される。

以上の動作は、ラム２のダイブロック２０に対する前進後退動作（矢印Ａ、Ｂ）とダイブロック２０の横方向への１ピッチＰの往復ピッチ移動動作（矢印Ｄ、Ｅ）が繰り返されることにより、線材Ｓから切断されて可動刃２３に保持された第１ワークＷ１は、以後、この可動刃２３→第１パンチ４ａ→第１ダイス２１ａ→第２パンチ４ｂ→第２ダイス２１ｂ→第３パンチ４ｃ→第３ダイス２１ｃ→第４パンチ４ｄ→第４ダイス２１ｄへ受け渡されて第１〜第４パンチ４ａ〜４ｄにより第１ワークＷ１に打撃が次々に加えられ、第４ダイス２４ｄにおいて最下流のパンチである第５パンチ４ｅにより最終打撃が加えられることにより、図１８（ｂ）に示す製品Ｗ’が完成するものである。第１ワークＷ１以下の各ワークＷ２、Ｗ３・・・も第１ワークＷ１と同様にして第１パンチ４ａ〜第５パンチ４ｅにより次々に打撃が加えられて加工成形されて製品Ｗ’となる。

以上の説明から明らかなように、ダイブロックが横方向に往復ピッチ移動することにより、ダイブロックがワークを加工工程の上流から下流へ移動させる従来のヘッダー等のフォーマに備えられていたフィンガーの役目をしているのであり、これによりフィンガーを不要にしたフィンガーレスフォーマを実現したものである。

本発明は、特に短尺の線材から成るワークを加工成形するヘッダー等のフォーマとして有用である。

２ラム
４（４ａ〜４ｅ）パンチ
５コンロッド（前進後退手段）
７フライホイール（前進後退手段）
Ｍモータ（前進後退手段）
１１、１２蹴り出し（突き出し）手段
１１ａ、１２ａノックアウトピン
２０ダイブロック
２１（２１ａ〜２１ｄ）ダイ
２３可動刃
２５固定刃
３０ａ、３０ｂロッド（往復ピッチ移動手段）
３１ａ、３１ｂ揺動アーム（往復ピッチ移動手段）

Claims

前面に３個以上のパンチを横一列にピッチをおいて備えたラムと、パンチに対向する３個以上のダイを横一列にピッチをおいて備えたダイブロックと、ラムをダイブロックに対して相対的に前進後退させる前進後退手段とを備え、線材を所定長さに切断して加工成形するフィンガーレスフォーマであって、
ダイブロックの第１ダイの上流側の側部に前記ピッチと同一ピッチをおいて設けられた可動刃と、ダイブロックの側方に設けられた固定刃と、ダイブロックを横方向に１ピッチ往復移動させる往復ピッチ移動手段とを備え、可動刃が固定刃に正対した状態で線材は固定刃を挿通して可動刃の内部に進入し、ダイブロックが横方向に往復ピッチ移動する動作と、ラムがダイブロックに対して前進後退する動作を繰り返すことにより、固定刃と可動刃によって切断されたワークをパンチとダイの間で受け渡ししながら、ワークを加工成形することを特徴とするフィンガーレスフォーマ。
請求項１に記載のフィンガーレスフォーマを用いる線材の加工成形方法であって、
固定刃に正対する可動刃の内部に線材の先端部を進入させる工程と、ダイブロックを横方向へピッチ移動させることにより線材を所定長さの線材のワークに切断し、可動刃をラムの第１パンチに正対させる工程と、ラムをダイブロックに対して前進後退させて可動刃が保持するワークを第１パンチに受け渡す工程と、これ以後、ダイブロックが横方向に往復ピッチ移動する動作と、ラムがダイブロックに対して前進後退する動作を繰り返すことにより、ワークをパンチとダイの間で受け渡ししながらワークを加工成形することを特徴とする線材の加工成形方法。