JP3204511U

JP3204511U - 鋼材の穴あけ加工機

Info

Publication number: JP3204511U
Application number: JP2016001273U
Authority: JP
Inventors: 勝幸川端
Original assignee: Shinmei Industry Co Ltd
Current assignee: Shinmei Industry Co Ltd
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2026-03-22

Abstract

【課題】コンパクト化、軽量化できるだけでなく、超うすい鋼材を含め種々の板厚の鋼材に異なる寸法の穴を簡単に、かつ効率よく加工することができる鋼材の穴あけ加工機を提供する。【解決手段】径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする複数組の穴あけ治具１６ｉを所定の間隔置きに保持するタレット６を水平面内の一次元方向に移動させることにより、複数組の穴あけ治具１６ｉのうちの何れか１つの穴あけ治具をストライカー９の下方部に対応する位置に選択的に位置変更可能とし、この状態で操作レバー１１を回転操作してストライカー９を下降移動させることにより、位置選択された１つの穴あけ治具１６ｉにおけるパンチをダイに向けて押し下げ移動させることで、テーブル８上に載置固定した被加工鋼材に穴あけ加工が行えるように構成されている。【選択図】図１

Description

本考案は、例えば、高さやすきまの調整のためにボルトの締付け箇所に敷いて使用されるシム材等の鋼材にボルト穴寸法等に対応する寸法の穴をあける（加工する）場合に用いられる鋼材の穴あけ加工機に関する。

鋼材に穴あけ加工する際、一般的には、ワークとなる鋼材をテーブル上にのせてドリルに回転と送りを与えて鋼材に穴をあけるボール盤が用いられる。このようなボール盤を用いてシム材のような板厚の薄い鋼材に穴あけ加工する場合、図８Ａに示すように、先端角が１３５度の特殊なドリル（通称ローソクキリ）Ｄ１、あるいは、図８Ｂに示すように、先端角が１８０度の特殊なドリルＤ２を使用して鋼材Ｗに穴Ｈをあける。

穴あけ加工機としては、上記ボール盤以外に、上タレットに上下動可能に保持されたパンチ（上型）と下タレットに固定保持されたダイ（下型）とを備え、パンチを油圧プレス等により機械的、強制的にダイに向けて下降移動させることによって、上下タレット間に差し入れセットした鋼材に穴あけ加工するタレットパンチ装置（通称タレパン装置）や、レーザー発信器で発生させたレーザー光線を、特殊な集光系を通して鋼材に照射することによって、鋼材を局所的に溶断して穴あけ加工するレーザー加工機が知られている。

しかしながら、ボール盤を用いて穴あけ加工する際は、バリ等の発生を抑制するために、ドリルを低速回転させる必要がある。そのため、穴あけ加工に時間が長くかかり、生産性が低下しやすい。特に、図８Ａに示すように、先端角が１３５度の特殊なドリルＤ１を使用する場合は、たとえ低速回転させたとしても、バリ等の発生を避けることが難しい。また、図８Ｂに示すように、先端角が１８０度の特殊なドリルＤ２を使用する場合は、バリ等の発生を抑えられるものの、板厚が超薄い鋼材であると、低速回転させたとしても、鋼材自体が歪んだり変形しやすいため、超薄い鋼材の穴あけ加工には実質的に使用することができない。

一方、タレットパンチ装置やレーザー加工機を用いる場合は、同一の板厚の鋼材に同一寸法の穴を連続して加工する大量生産には優れているものの、動力源やレーザー発信器及び制御装置等を備えていることから、装置、機械が大型化、重量化するだけでなく、板厚が異なる鋼材に穴あけ加工する際は、板厚が異なる度に鋼材をセットし直し、かつ、制御装置に板厚、穴寸法等の製品パラメータ及び加工プログラム等の情報を入力しなければならないため、穴あけ加工に多大な工数及び時間がかかり、加工効率が悪い。

殊に、レーザー加工機の場合は、レーザー光線によって鋼材を溶断加工するものであるから、薄い鋼材を加工対象とする際、レーザーの出力を抑えて溶断する必要があって、穴あけ加工により一層時間がかかり、加工効率が非常に悪いうえに、レーザー光による発熱の影響を考えると、０．５ｍｍ以下の超うすい鋼材の穴あけ加工には使用することができないという問題があった。

本考案は上述の実情に鑑みてなされたもので、コンパクト化、軽量化できるだけでなく、超うすい鋼材を含めて種々の板厚の鋼材に異なる寸法の穴を簡単に、かつ効率よく加工することができる鋼材の穴あけ加工機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本考案に係る鋼材の穴あけ加工機は、被加工鋼材を水平姿勢に載置固定して水平面内の一次元方向に移動可能又は水平面内を回転可能なテーブルと、径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする複数組の打ち抜き式の穴あけ治具を前記テーブルの移動方向又は回転方向に沿って所定の間隔置きに保持し、かつ、前記複数組の穴あけ治具の位置が変更されるように水平面内の一次元方向に移動可能又は水平面内を回転可能なタレットと、前記タレットの上方部で該タレットの移動又は回転により位置変更される前記複数組の穴あけ治具のうちの何れか１つの穴あけ治具のパンチに対応する位置の固定架台部に上下移動可能に支持されたストライカーと、前記固定架台部に回転操作可能に支承された操作レバーと、前記レバーの回転操作に連動して前記ストライカーを上下移動させる連動機構と、を備え、前記タレットの移動又は回転により前記複数組の穴あけ治具のうちの何れか１つの穴あけ治具を前記ストライカーの下方部に対応する位置に位置変更させ、この状態で前記操作レバーを回転操作して前記連動機構を介して前記ストライカーを下降移動させることにより、前記位置変更された１つの穴あけ治具におけるパンチをダイに向けて押し下げ移動させて前記被加工鋼材に穴あけ加工を行うように構成されていることを特徴とする。

上記のごとき特徴構成を有する本考案の鋼材の穴あけ加工機は、動力源やレーザー発信器及び製品パラメータ等の情報を入力する制御装置を必要としないので、機械全体をコンパクト化、軽量化できる。しかも、板厚が異なる度に製品パラメータや加工プログラム等の情報を入力するといった面倒な工程を要することなく、径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする複数組の穴あけ治具を保持したタレットを移動又は回転させて所望の径寸法のパンチ及びダイを対とする１つの穴あけ治具をストライカーの下方部に対応する位置に位置変更させることと、この状態で操作レバーを回転操作することといったごく簡単な人手操作を行うだけで、鋼材に複数の径寸法の穴を選択的に効率よく加工することができる。加えて、パンチとダイとによる打ち抜き加工であること及び被加工鋼材の板厚や加工すべき径寸法等に応じて操作レバーの回転操作速度を手加減で任意に調整可能であることによって、バリ等の発生がほとんどないばかりでなく、超薄い鋼材であっても、歪や変形を抑制して寸法精度、品質のよい穴あけ加工を実現することができるという効果を奏する。

本考案に係る鋼材の穴あけ加工機において、請求項２に記載のように、前記複数組の穴あけ治具が、前記タレットに対して径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする穴あけ治具と交換可能に構成されていることが好ましい。
この場合は、径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする打ち抜き穴あけ治具を、予備も含めてタレットに保持可能な組数以上に準備しておき、それら穴あけ治具を必要に応じて交換使用することにより、一台の加工機を用いながら、非常に多くの径寸法の穴あけ加工に使用することができる。

また、本考案に係る鋼材の穴あけ加工機において、請求項３に記載のように、前記テーブルの上面には、該テーブルの移動又は回転方向に沿い複数本の寸法線が付設されていると共に、前記タレットのテーブル側に臨む側面には、該タレットの保持された複数組の穴あけ治具におけるパンチ及びダイの中心指示線が付設されていることが好ましい。
この場合は、被加工鋼材を載置固定したテーブルを、上面の寸法線のいずれかがストライカーの下方部に対応する位置に位置変更された、つまり、穴あけ加工を行うべく選択された穴あけ治具におけるパンチ及びダイの中心指示線に合致するように移動させることにより、鋼材に正確な所望ピッチで穴あけ加工を行うことができる。

本考案の第一の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機全体の正面図である。同上第一の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機全体の側面図である。同上第一の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機における図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視に沿った平面図である。同上第一の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機における穴あけ治具の要部の拡大縦断正面図である。同上第一の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機における穴あけ治具の要部の拡大縦断側面図である。本考案の第二の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機全体の正面図である。同上第二の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機全体の側面図である。Ａは従来のボール盤による穴あけ加工状態の一例を示す要部の拡大断面図、Ｂは従来のボール盤による穴あけ加工状態の他の例を示す要部の拡大断面図である。

以下、本考案の第一の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１乃至図３は本考案の第一の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機全体を示す正面図、側面図及び要部の平面図である。この第一の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１は、床面に設置される基台部２と、この基台部２から上方に立ち上げられたアーム３の上端部に連設の箱型の固定架台部４と、前記基台部２の上面に形成のレール溝５内に嵌合保持されて水平面内の一次元方向（図１の矢印Ｘ−Ｙ方向）にスライド移動可能に構成された角柱形のタレット６と、被加工鋼材Ｗを水平姿勢に載置固定して前記基台２の上面に固定のレール７に沿って前記水平面内の一次元方向（図１の矢印Ｘ−Ｙ方向）にスライド移動可能に構成されたテーブル８と、前記固定架台部４に上下移動可能に支持されたストライカー９と、前記固定架台部４に前記Ｘ−Ｙ方向に沿う水平軸１０の軸心周りに回転操作可能に支承された操作レバー１１と、この操作レバー１１の回転操作に連動して前記ストライカー９を上下移動させる連動機構１２とを備えている。

前記タレット６には、前記テーブル８上に載置固定（クランプ）された被加工鋼材Ｗの穴あけ加工端部分Ｗａが前記ストライカー９の直下部にまで差し込み可能な切込み溝１３が該タレット６の移動方向（Ｘ−Ｙ方向）の全長に亘って形成されている。

また、前記タレット６には、該タレット６の移動方向（Ｘ−Ｙ方向）に所定の間隔を置いて、径寸法の異なるパンチ１４ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）及びダイ１５ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を対とする４組の打ち抜き式の穴あけ治具１６ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が組み込み保持されており、前記タレット６の移動により、４組の穴あけ治具１６ｉのうちの何れか１つの穴あけ治具１６ｉが前記ストライカー９の直下部に対応する位置に位置変更されるように構成されている。

前記各組の穴あけ治具１６ｉは、図４及び図５に示すように、各組共通の大きさの外径寸法に形成された円筒形のバンチホルダー１７とダイホルダー１８とパンチホルダー蓋１９とを有し、パンチホルダー１７の内部には、径の異なるパンチ１４ｉ（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）が上下動可能に収納されているとともに、ダイホルダー１８には、前記各パンチ１４ｉの外径にそれぞれ対応する内径のダイ１５ｉ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）が形成されている。

前記各パンチ１４ｉには、前記パンチホルダー１７の上方外部に突出するシャフト部２０ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ、ｄ）が一体に形成され、これら各シャフト部２０ｉ（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）の上端に固定のフランジ部２１ｉ（i＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と前記パンチホルダー蓋１９との間に亘ってコイルスプリング２２ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が介装され、これらコイルスプリング２２ｉ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）の弾性付勢力によって、前記各パンチ１４ｉは、通常、上下動範囲の上限位置にまで上昇されており、前記ストライカー９の下降移動に伴い、前記弾性付勢力に抗して各ダイ１５ｉ向けて押し下げ移動されるように構成されている。

前記操作レバー１１の回転操作に連動して前記ストライカー９を上下移動させる連動機構１２は、前記固定架台部４の内部に位置する前記水平軸１０部分に固定されたピニオンギア１２ａと前記ストライカー９に一体に連ねて固定架台部４の内部に位置するラックギア１２ｂとから構成されている。この連動機構１２は、前記操作レバー１１の回転をストライカー９の上下移動に変換できるものであれば、前記ピニオンギア１２ａ及びラックギア１２ｂから構成されるもの以外、どのような機構であってもよい。なお、前記ストライカー９は、固定架台部４の内部に設けられたコイルスプリング等により通常は上限位置にまで上昇するように弾性的に移動付勢されている。

また、図１及び図３に示すように、前記テーブル８の上面には、該テーブル８の移動方向（Ｘ−Ｙ方向）に沿い複数本の寸法線２３がケガキ等によって付設されていると共に、前記タレット６のテーブル８側に臨む側面には、該タレット６に組み込み保持されている４組の穴あけ治具１６ｉ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）におけるパンチ及びダイの径寸法と中心指示線２４ｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が付設されている。

次に、上記のように構成された鋼材の穴あけ加工機１の使用方法について説明する。
まず、被加工鋼材Ｗをテーブル８上に水平姿勢に載置し固定（クランプ）すると共に、被加工鋼材Ｗの穴あけ加工しようとする端部分Ｗａをタレット６の切込み溝１３内に差し込む。次いで、前記タレット６を矢印Ｘ−Ｙ方向にスライド移動させて４組の穴あけ治具１６ｉのうち、被加工鋼材Ｗに加工したい径寸法に対応する１つの穴あけ治具、例えば、１６ａを選択し、この穴あけ治具１６ａを前記ストライカー９の直下部に対応する位置にまで位置変更させる。

この状態で、前記操作レバー１１を図２に示す矢符Ｒ方向に回転操作することで、前記連動機構１２を介して前記ストライカー９が下降移動される。このストライカー９の下降移動に伴いストライカー９の先端（下端）部が前記ストライカー９の直下部に対応する位置に位置変更（選択）された穴あけ治具１６ａにおけるパンチ１４ａの上端フランジ部２１ａに当接して当該パンチ１４ａがコイルスプリング２２ａの弾性付勢力に抗して対応するダイ１５ａに向けて押し下げ移動される。これによって、被加工鋼材Ｗの穴あけ加工端部分Ｗａに所定の径寸法の穴が打ち抜き加工される。

そして、同じ被加工鋼材Ｗに所定のピッチで同一寸法の穴あけ加工をしたい場合は、前記テーブル８を、該テーブル８の上面に付設した寸法線２３のいずれかが穴あけ加工を行うべく選択された穴あけ治具１６ａにおけるパンチ１４ａ及びダイ１５ａの中心指示線２４ａに合致するように移動させることにより、被加工鋼材Ｗに正確に所定ピッチで穴あけ加工を行うことができる。

上述したように、本第一の実施の形態による鋼材の穴あけ加工機１は、動力源やレーザー発信器及び製品パラメータ等を入力する制御装置を必要としないので、機械全体をコンパクト化、軽量化して、例えば工場内のどこの場所にでも移動させて用いることができる。また、板厚が異なる度に製品パラメータや加工プログラム等の情報を入力するといった面倒な工程を必要とせず、径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする複数組の穴あけ治具１６ｉ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を保持したタレット６を水平面内の一次元方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させて所望の径寸法のパンチ及びダイを対とする穴あけ治具をストライカー９の下方部に対応する位置に選択的に位置変更させることと、この状態で操作レバー１１を回転操作することといったごく簡単な人手操作を行うだけで、鋼材Ｗに複数の径寸法の穴を選択的に効率よく打ち抜き加工することができる。更に、パンチとダイとによる打ち抜き加工であること及び被加工鋼材の板厚や加工すべき径寸法等に応じて操作レバー１１の回転操作速度、即ち、加工速度を手加減で任意に調整可能であることとによって、バリ等の発生を抑制できるばかりでなく、超薄い鋼材の場合でも、歪や変形の発生を抑制して寸法精度に優れた品質のよい穴あけ加工を実現することが可能である。

次に、本考案の第二の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図６及び図７は本考案の第二の実施の形態に係る鋼材の穴あけ加工機全体を示す正面図及び側面図である。

この第二の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１´は、上記した第一の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１と基本的構成はほぼ同じであって、基台部２と、アーム３と、固定架台部４と、タレット６と、テーブル８と、ストライカー９と、操作レバー１１と、操作レバー１１の回転操作に連動して前記ストライカー９を上下移動させる連動機構１２とを備えている。

第二の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１´が、第一の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１と相違する点は、前記タレット６が円環状に形成され、この円環状のタレット６が前記基台部２上に形成の円環状レール溝５内に環合保持されて、円環の中心を通る縦軸心Ｏの周りで水平面内を回転移動可能に支持されていること、と、前記テーブル８が部分円環状に形成され、この部分円環状のテーブル８が前記縦軸心Ｏの周りに回転移動可能に構成されていること、である。この他に、第二の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１´では、ストライカー９を、通常、上限位置にまで上昇するように弾性的に移動付勢するコイルスプリング２５等からなる移動付勢機構２４が固定架台部４の上部に露出状態に設けられている。

このように構成された第二の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１´の場合は、円環状のタレット６を用いて、このタレット６が縦軸心Ｏ周りに回転可能に構成されているために、第一の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１の場合に比べて、加工機１´全体としてはほぼ同等なコンパクト化、軽量化を維持し、かつ、超薄い鋼材の場合でも、歪や変形の発生を抑制して寸法精度に優れた品質のよい穴あけ加工を効率よく行うことができるものでありながらも、タレット６に保持される穴あけ治具１６ｉの数を多くすることが可能で、一台の加工機１´を非常に多くの径寸法の穴あけ加工に使用することができるという効果を有する。

なお、上記第一及び第二の実施の形態の鋼材の穴あけ加工機１、１´において、前記タレット６に保持されている複数組の穴あけ治具１６ｉ以外に、補修用の予備も含め径寸法の異なるパンチ１４ｉ及びダイ１５ｉを対とする穴あけ治具１６ｉの複数組を別途に準備しておき、これら別途準備した穴あけ治具１６ｉを前記タレット６に保持されている穴あけ治具１６ｉと差し替え交換可能に構成してもよい。

この場合は、必要に応じて穴あけ治具１６ｉをタレット６に対して差し替え交換することにより、一台の加工機１を用いながら、非常に多くの径寸法の穴あけ加工に使用することができ、また、一つの穴あけ治具１６ｉが破損したり、補修が必要になったりした場合、同じ径寸法のもので別途準備したものと取り換えることにより、加工機１を常に使用可能な状態に維持することができるといったように、使用範囲の拡大及び機械全体としての使用寿命の延長を図ることが可能である。

１，１´ 鋼材の穴あけ加工機
４固定架台部
６タレット
８テーブル
９ストライカー
１１操作レバー
１２連動機構
１４ｉパンチ
１５ｉダイ
１６ｉ穴あけ治具
Ｗ被加工

Claims

被加工鋼材を水平姿勢に載置固定して水平面内の一次元方向に移動可能又は水平面内を回転可能なテーブルと、
径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする複数組の打ち抜き式の穴あけ治具を前記テーブルの移動方向又は回転方向に沿って所定の間隔置きに保持し、かつ、前記複数組の穴あけ治具の位置が変更されるように水平面内の一次元方向に移動可能又は水平面内を回転可能なタレットと、
前記タレットの上方部で該タレットの移動又は回転により位置変更される前記複数組の穴あけ治具のうちの何れか１つの穴あけ治具のパンチに対応する位置の固定架台部に上下移動可能に支持されたストライカーと、
前記固定架台部に回転操作可能に支承された操作レバーと、
前記レバーの回転操作に連動して前記ストライカーを上下移動させる連動機構と、
を備え、
前記タレットの移動又は回転により前記複数組の穴あけ治具のうちの何れか１つの穴あけ治具を前記ストライカーの下方部に対応する位置に位置変更させ、この状態で前記操作レバーを回転操作して前記連動機構を介して前記ストライカーを下降移動させることにより、前記位置変更された１つの穴あけ治具におけるパンチをダイに向けて押し下げ移動させて前記被加工鋼材に穴あけ加工を行うように構成されていることを特徴とする鋼材の穴あけ加工機。
前記複数組の穴あけ治具が、前記タレットに対して径寸法の異なるパンチ及びダイを対とする穴あけ治具と交換可能に構成されている請求項１に記載の鋼材の穴あけ加工機。
前記テーブルの上面には、該テーブルの移動又は回転方向に沿い複数本の寸法線が付設されていると共に、前記タレットのテーブル側に臨む側面には、該タレットの保持された複数組の穴あけ治具におけるパンチ及びダイの中心指示線が付設されている請求項１又は２に記載の鋼材の穴あけ加工機。