JP6040869B2 - 孔あけ装置 - Google Patents

Description

本発明は、筒状のワークに孔を開けるための孔あけ装置に関する。

従来、自動車部品等に用いられる部材の加工技術において、ワークに孔をあける孔あけ加工を施して、目的の製品を加工する加工技術が公知である。このような加工技術では、通常、パンチが入り込むパンチ挿入部が設けられたダイス、及びワークに孔をあけるパンチが設けられた孔あけ装置が用いられる。

具体的には、上記のダイスに設けられたパンチ挿入部の形状は、ワークにあける孔の輪郭形状より僅かに大きく形成され、かかるパンチ挿入部に嵌合可能な形状にパンチが形成される。また、上記パンチの外周及びパンチ挿入部の縁部には、それぞれ切刃が形成されている。そして、パンチがパンチ挿入部に挿入される際に、各切刃の刃先によってワークが剪断されながらワークに孔があけられる。

上記の孔あけ装置を利用して筒状のワークに複数の孔をあける装置として、ダイスには、筒状のワークの内周面に系合する段付溝が設けられており、ダイスをワークに系合させて位置決めした後、パンチをダイスに押し付けることでワークに孔をあける装置が知られている(特許文献１)。

特開平１１−３１９９８３

特許文献１に開示された孔あけ装置は、一対のパンチとダイスとを用いて筒状のワークに対して孔をあける装置であり、ワークの一箇所に対してパンチとダイスを位置決めし、孔をあける。そのため、当該孔あけ装置を用いてワークの円周上に複数の孔をあけるためには、孔をあける毎にワークを回転させ、孔から所定の間隔離れた位置にパンチとダイスを位置決めさせいく必要がある。当該孔あけ装置では、ワークに孔をあけた後、ワークにあけられた孔から所定の間隔離れた位置に正確に位置決めするために孔あけ装置の使用者の熟練した作業が必要であった。使用者の熟練度によっては、一度ワークに孔をあけた後、ワークを回転させて所定の位置にパンチ及びダイスを位置決めすることができず、ワークの外周上にあけられる複数の孔同士の間隔を精度よく設けることができなかった。本発明においては、このような課題に対して、使用者の熟練度に依存せずにワークに対して容易に複数の孔を精度良い間隔で形成することができる孔あけ装置を提供することを目的としている。

本発明に係る孔あけ装置では、筒状のワークを把持する筒状の把持部と、パンチまたはダイスのいずれか一方が設けられた第１の型と、他方が設けられた第２の型と、を備えており、パンチがダイスへ入り込むことで把持部が把持しているワークに孔をあけることを特徴としている。このような孔あけ装置において、把持部は、ワークの開口の少なくとも一方をワークの開口方向から把持し、第１の型は、把持部の中空内に配置され、第２の型は、把持部の外周側に配置されている。これら第１の型と第２の型のいずれか一方には、他方に向かって突出する位置決めピンが設けられ、他方には、位置決めピンが突出する方向に直交する方向の位置決めピンの大きさよりも大きい口径の位置決め孔が設けられている。また、把持部には、位置決めピンが突出する方向に直交する方向の位置決めピンの大きさよりも大きい口径のガイド孔が把持部の周方向に所定の間隔で複数設けられている。そして、把持部と、第１の型及び第２の型と、は、複数のガイド孔が並ぶ方向に沿って相対的に変位可能である。

第1の型と第２の型と、の把持部と、が把持部の周方向に所定距離変位すると、変位前後において、位置決めピンが通過することができるガイド孔が、変位前に通過することができたガイド孔から他のガイド孔へ変更される。そのため、筒状のワークに対して第１の型及び第２の型を複数のガイド孔の位置で位置決めすることができる。すなわち、筒状のワークに対して第１の型、及び第２の型を位置決めさせる位置を、ガイド孔の変更に伴い変更させることができる。これによって、使用者の熟練度に依存せずに筒状のワークに対して容易に複数の孔を精度の良い間隔で形成することができる。

把持部は筒形状であり、把持部を、第１の型を中心に把持部の円周方向に回転させる回転機構が設けられていても良い。

把持部は、円筒状のワークの形状に沿ってワークを把持しつつ回転する。これによって、容易に把持部と、第１の型及び第２の型と、は、複数のガイド孔が並ぶ方向に沿って相対的な位置を変位させ、ワークに対して第１の型が位置決めされる位置を変化させることができる。これによって、孔あけ装置の使用者は、筒状のワークに対して容易に複数の孔を精度の良い間隔で形成することができる。

第２の型を第１の型へ向かって押圧する押圧機構を備えていても良い。

第２の型は、押圧機構により押圧されることで第１の型へ向かって変位する。これによって、孔あけ装置の使用者は、筒状のワークに対して容易に複数の孔を精度の良い間隔で形成することができる。

本発明により、筒状のワークに複数の孔をあける際に、孔同士の間隔を精度良く開けて複数の孔をあけることができる装置を提供することができる

ワークを把持し、ワークに孔をあける前の孔あけ装置の縦断面概略図 図１Ａ−Ａ断面概略図 位置決めピンがガイド孔に挿入された際の、図１Ａ−Ａ断面概略図 孔あけ装置がワークを把持する際の孔あけ装置の縦断面概略図 第２の型がワークに向かって変位する工程を示す孔あけ装置の縦断面概略図 位置決めピンがガイド孔に挿入され、位置決めされる際の工程を示す図１Ａ−Ａ断面概略図 第２の型がワークに向かって変位し、パンチがダイスに入り込んだ際の縦断面概略図

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜発明の実施の形態＞
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る孔あけ装置１は、孔あけ装置１を支える土台１０１上に配置されており、円筒状の把持部１０と、第１の型２０と、第２の型３０とを有する。

円筒状の把持部１０は、筒状のワークWの開口方向の一方から把持する把持部上部１１と、ワークWの開口方向の他方から把持する把持部下部１２と、から形成されている。把持部上部１１には、把持用シリンダ４０が取り付けられており、ワークWの開口方向に沿う方向に変位可能に形成されている。把持用シリンダ４０には、ベアリング４２を介して把持部側歯車４１が連結されており、把持部側歯車４１と噛み合うモータ側歯車５１を介して回転機構であるモータ５０が取り付けられている。把持部下部１２は、把持部下部土台連結部１４上に低摩擦部１５とベアリング１３を介して取り付けられている。なお、ベアリング１３は、把持部下部土台連結部１４上にスペーサ(不図示)を介して配置され、把持部下部１２の中央部付近で当接している。把持部下部土台連結部１４は、土台１０１が有するレール上に配置され（不図示）、図１における左右方向に平行移動可能に配置されている。また、把持部下部１２には、図２に示すように、把持部下部１２がワークWと当接している部位よりも土台側に、位置決めピン３３が通過することができるガイド孔１３〜１８が均等な間隔で円周上
に６つ設けられている。

第２の型３０は、第２の型本体３２の一方の面に位置決めピン３３とダイス３１とが設けられ、他方の面に押圧機構である押圧用シリンダ６０が取り付けられており、押圧用シリンダ６０により第１の型２０に向かって変位可能な部材である。位置決めピン３３は、把持部下部１２に設けられたガイド孔１３〜１８と同一の高さに設けられており、ガイド孔１３〜１８の口径よりも短手方向の大きさが小さく形成されている。ダイス３１は、位置決めピン３３の上方に設けられている。

第１の型２０は、土台１０１上の把持部下部１２の中空の中央に配置された円筒形状の部材であり、第１の型本体２１に位置決め孔２２とパンチ２３とが設けられている。位置決め孔２２は、把持部１０のガイド孔１３〜１８、及び位置決めピン３３と同じ高さに設けられており、いい決めピンの短手方向の大きさよりも大きい口径に形成されている。パンチ２３は、把持部下部１２と把持部上部１１との間の高さであり、ダイス３１と同じ高さに設けられている。

図２は、把持部下部１２に設けられたガイド孔１３〜１８と、第１の型２０に設けられた位置決め孔２２と、第２の型３０に設けられた位置決めピン３３とを示す図１のＡ−Ａ断面図、すなわち、第２の型３０が第１の型２０へ向かって変位する前を示す図である。図３は、図２の位置決めピン３３がガイド孔１３を通過して位置決め孔２２に挿入された状態を示す状態の図、すなわち、第２の型３０が第１の型２０に向かって変位した結果、第１の型２０、及び第２の型３０がワークWに対して位置決めされた状態を示す図である。

次に、本実施の形態に係る孔あけ装置１を用いて、ワークWに対して孔をあける方法を説明する。

まず、図４に示すように、ワークWは、把持部下部１２上に配置されており、把持部上部１１が把持用シリンダ４０によりワークWに向かって変位させられることで、把持部下部１２と把持部上部１１との間に把持され、孔あけ装置１に固定される。ワークWを孔あけ装置１に固定後、第２の型３０は、図５に示すように、押圧用シリンダ６０により、第１の型２０に向かってワークWに対する第２の型３０の位置を位置決めしながら変位していく。ここで、第２の型３０が位置決めされる工程を、図６を用いて説明する。第２の型３０が第１の型２０に向かって変位し始めると、図６（a）に示すように配置されていた位置決めピン３３は、まず、把持部下部１２に設けられたガイド孔１３を通過する。この際、位置決めピン３３とガイド孔１３との位置が一致している場合には、位置決めピン３３がガイド孔１３を通過してワークWに対して第２の型３０の位置決めを行いながら第１の型２０に向かって変位し、図６（b）に示すように位置決めピン３３が位置決め孔２２に挿入される。

第２の型３０は、位置決めピン３３がガイド孔１３を通過することでワークWに対する位置決めを行いつつ、さらに第１の型２０に向かって変位していく。これにより、第２の型３０に設けられたダイス３１はワークWに当接する。そして、さらに第２の型３０が第１の型２０に向かって変位していくと、ワークWは、第２の型３０の変位により押圧されワークWを把持する把持部１０と共に第１の型２０に向かって変位していく。その後、ワークWは、第１の型２０に設けられたパンチ２３に当接し、パンチ２３とダイス３１に挟まれる。そして、さらに第２の型３０が第１の型２０に向かって変位すると、図７に示すように、パンチ２３はダイス３１内に入り込む。この際、パンチ２３とダイス３１とに挟まれたワークWは、パンチ２３とダイス３１との間で裁断され、ワークWに孔が形成される。その後、第２の型３０は変位前の位置に戻る。

第２の型３０が変位前の位置に戻った後、把持部１０は、モータ５０の駆動によりモータ側歯車５１、及び把持部側歯車４１を介してモータ５０の駆動力を受けてワークWを把持しながら把持部１０の周方向に回転する。この際、把持部側歯車４１は、把持部用シリンダ４０にベアリング４２を介して連結されているため、把持部上部１１は、把持部用シリンダ４０に対して容易に回転する。また、把持部下部１２は、ベアリング１３と低摩擦部１５とを介して把持部下部土台連結部１４と連結しているため、把持部下部土台連結部１４に対して容易に回転する。すなわち、把持部１０は、ワークWを把持した状態でも把持部１０は容易に回転する。これによりワークWは、第１の型２０および第２の型３０との相対的な位置が変位される。把持部１０の回転は、位置決めピン３３が、最初に用いたガイド孔１３の隣に配置されたガイド孔１４を通過できる位置になった際に停止される。その後、上記で説明したように第２の型３０が変位することでワークWに対して孔をあける。

以上のように、孔あけ装置１は、第２の型３０に設けられた位置決めピン３３が、把持部下部１２に設けられたガイド孔１３を通過して第１の型２０に設けられた位置決め孔２２に挿入されることで、ワークWに対して孔をあける位置を位置決めしつつ、ワークWに対して孔をあけることができる。そして、孔あけ装置１は、ワークWに孔があけられた後、把持部１０が回転することにより、第２の型３０に設けられた位置決めピン３３を他のガイド孔１４〜１８に対して位置決めすることができる。なお、位置決めピン３３とガイド孔１３〜１８との位置がずれている場合には、位置決めピン３３がガイド孔１３を通過することができず、第２の型３０は第１の型２０と嵌合できない。そのため、位置決めピン３３、ガイド孔１３〜１８、及び位置決め孔２２による位置決めが行われない限りワークWに孔があけられることはない。
そのため、孔あけ装置１は、第２の型３０をワークWに対して均等な間隔で位置決めすることができる。すなわち、孔あけ装置１は、ワークWに対して均等な間隔で孔をあけることができる。

＜その他の実施の形態＞
なお、発明の実施の形態において、把持部下部１２に設けられているガイド孔１３〜１８は、均等な間隔で６つある例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ガイド孔は、ワークに対してあける孔の数や孔同士の間隔等にあわせて適宜変更される。

また、本発明は上記実施の形態に限定するものではなく、例えば、第１の型にパンチが設けられ、第２の型にダイスが設けられていても良い。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

１ ・・・孔あけ装置
１０ ・・・把持部
１１ ・・・把持部上部
１２ ・・・把持部下部
１３〜１８ ・・・ガイド孔
２０ ・・・第１の型
２２ ・・・位置決め孔
２３ ・・・パンチ
３０ ・・・第２の型
３１ ・・・ダイス
３３ ・・・位置決めピン

Claims (3)

1. 筒状のワークを把持する筒状の把持部と、パンチまたはダイスのいずれか一方が設けられた第１の型と、他方が設けられた第２の型と、を有し、前記パンチが前記ダイスへ入り込むことで前記把持部が把持しているワークに孔をあける孔あけ装置であって、
   前記把持部は、前記ワークの開口の少なくとも一方を前記ワークの開口方向から把持し、
   前記第１の型は、前記把持部の中空内に配置され、
   前記第２の型は、前記把持部の外周側に配置され、
   
   前記第１の型と前記第２の型のいずれか一方には、他方に向かって突出する位置決めピンが設けられるとともに、
   他方には、前記位置決めピンの突出方向に直交する方向の前記位置決めピンの大きさよりも大きい口径の位置決め孔が設けられ、
   前記把持部には、前記位置決めピンの突出方向に直交する方向の前記位置決めピンの大きさよりも大きい口径のガイド孔が前記把持部の周方向に所定の間隔で複数設けられ、
   前記把持部と、前記第１の型及び前記第２の型と、は、前記複数のガイド孔が並ぶ方向に沿って相対的に変位可能であることを特徴とする
   孔あけ装置。
2. 前記把持部は、円筒形上であり、前記第１の型を中心に前記把持部の円周方向に回転させる回転機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の孔あけ装置。
3. 前記第２の型を前記第１の型へ向かって変位させる押圧機構を有することを特徴とする請求項１または２記載の孔あけ装置。