JP4446627B2 - 打抜装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は打抜装置に関し、詳しくは、上下の打抜部位を１つのパンチ体で同時加工するための型構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のフレームは、鋼板をプレスや溶接して矩形閉断面形状を有する棒状に形成したものが使われていたが、軽量化の要請から、アルミニウム合金（単にアルミともいう）の押出し成形品が検討され、また、使用され始めている。そして、主に製造上の理由から、車両のフレームを複数のフレーム部材に分割して押出し成形し、得られた各フレーム部材の端部同士を接合して、例えばサイドフレームを組み立てている（特開平５−５８３３８号公報参照）。
【０００３】
図９〜図１１はフレーム部材の一例を示す斜視図である。図９に示す素材１は矩形の閉断面形状を有し、アルミの押出し成形によって長尺に形成されたものであって、小さい閉断面が２段に重ねられた形状とされている。
この素材１は一端側の縦壁部２，３が切欠加工されるによって、図１０に示す形状の中間体１Ａとなり、さらに、中間体１Ａに残っている横壁部５と中壁部６が切断されるとともに横壁部４に接合片４ａが形成されることによって、図１１に示す製品１Ｂとなる。そして、たとえばサイドフレームとして組み立てるときに、露出した接合片４ａを利用して相手部材と接合されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した被加工素材（以下、単に「素材」という）の端部加工は、端部形状が複雑な場合、専ら機械加工でなされているので工数がかかる。したがって、切断プレス機を利用するなどの生産性向上策が求められている。
なお、素材長さが比較的短い場合等は、切断側とは反対側の端部から閉断面形状を保持するための中子部材を挿入することができ、切断プレス機により切断することができる。
しかしながら、そのような方法では、素材が長尺になると精度確保が困難になり、かつ、段取りに手間取ることにもなるため量産に適さない。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、閉断面形状を有する押出し成型品等の端部を加工するときに、素材の上下の打抜部位を簡単かつ精度良く同時加工することのできる打抜装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、前記各請求項に記載された構成の打抜装置により解決される。
なお、本発明でいう「打抜」とは、通常の打抜きの他に、切断、穴あけ、切欠きなどを含む、せん断加工一般を指すものとする。
また、「差し込まれる」とは、位置関係を相対的に表現したものであり、差し込む側と差し込まれる側のどちらが固定されていても良いものとする。
また、打抜装置は、一般的には、プレス機のボルスタに設置される型セットであるということもできる。
【０００７】
本発明の打抜装置はプレス機にセットして使用する。そして、パンチ体が上方に位置している状態で、素材の下打抜部位を下型が支承し、上打抜部位を中子部材が支承するように素材をセットする。その後、プレス機の作動によりパンチ体が押下される。パンチ体は、第１刃部と第２刃部が接続部によって接続されている。そのため、パンチ体が押下されると、中子部材の刃部とこれと対をなすパンチ体の第２刃部とによって上打抜部位が打ち抜かれ、ほぼ同時に、下型の刃部とこれと対をなすパンチ体の第１刃部とによって下打抜部位が打ち抜かれる。このようにして、素材の上下の打抜部位を１つのパンチ体によって同時加工することができ、生産性の向上に寄与することができる。
【０００８】
この打抜装置では、パンチ体が下型に対して上下動可能となるように、中子部材がパンチ体の接続部に設けられた孔を貫通して支持部材に固定されている。パンチ体を、いわゆるフローティング状態で中子部材に係合させることによって装置がコンパクトになる。また、パンチ体は、素材に対し中子部材が差し込まれる側に配置されている。したがって、素材として長尺の閉断面部材の端部を加工する場合を例にとると、その素材に対して加工端側から中子部材を挿入することになり、反対側から挿入するのと比べて中子部材の長さが短くてすむので支持剛性が確保され、素材のセット精度を維持し易い。しかも、実際には上下に別れている下型とパンチ体の刃部の間に素材を差し込むだけで簡単にセットすることができるので加工サイクルが短くなる。
なお、この打抜装置は、押出し成形で形成された閉断面部材の端部をプレス抜き加工するのに好適に使用できる。
【０００９】
この打抜装置のパンチ体は、スプリング等の付勢手段によって下型から離れる方向に付勢される構成とするのが好ましい。
【００１０】
本発明の打抜装置では、複数の中子部材が素材の壁部に対応する隙間を空けた状態で列設されていることが好ましい。この場合、打抜部位が互いに離間した複数段にわたって設けられている形状の素材に対応することができ、それら複数の打抜部位を１つのパンチ体で同時加工することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１〜図４は、第１打抜装置を説明する図であり、図５〜図８は第２打抜装置を説明する図であり、図９〜図１１は（被加工）素材を説明する図である。本実施形態は、第１打抜装置を用いる第１工程と、第２打抜装置を用いる第２工程とで素材を順次加工するものである。先ず、素材について説明する。
【００１２】
図９に示す素材１は、矩形の閉断面形状を有し、アルミの押出し成形によって長尺に形成されたものであって、縦壁部２，３と、横壁部４，５と、内部空間を仕切る中壁部６とにより小さい閉断面が２段に重ねられた形状とされている。なお、縦壁部２の一縁部は全長にわたって鍔状部７となって突出している。
上記の素材１は、次述する第１打抜装置により一端部が加工されて、図１０に示す中間体１Ａとされる。縦壁部２には切欠部２ａ，２ｂが形成され、縦壁部３には切欠部３ａ，３ｂが形成されている。
上記の中間体１Ａは、次述する第２打抜装置により加工されて、図１１に示す製品１Ｂとされる。図中の４ａは横壁部４に形成された接合片である。
そして、製品１Ｂは、たとえばサイドフレームとして組み立てるときに、露出した接合片４ａを利用して相手部材と接合されるのである。
【００１３】
次に、第１打抜装置について説明する。図１、図２および図３に示すように、プレス機のボルスタＢに設置される下型ホルダ２１に下型２２と支持部材２３と支持台３３が固定されている。下型２２には素材１の下打抜部位（図１０の切欠部２ａ，２ｂ参照）に対応する刃部２２ａ（図４参照）が形成されている。支持部材２３は起立する支持壁２３ａを有しており、支持壁２３ａには円形断面形状の取付孔２３ｂと矩形断面形状の取付孔２３ｃが同一軸線上に形成された取付部が設けられており、そこに、次述する中子部材２４の一端が固定されるようになっている。
【００１４】
中子部材２４は、素材１に差し込まれた状態、言い換えると、素材１の端部を中子部材２４に外嵌させた状態で素材１の上打抜部位もしくはその近傍を支承する差込部２４ａと、差込部２４ａから延びる角柱形状の取付アーム２４ｂとからなり、差込部２４ａには素材１の上打抜部位（図１０の切欠部３ａ，３ｂ参照）に対応する形状の刃部２４ｃが形成されている。
取付アーム２４ｂは、次述するパンチ体２５の縦方向に長い長孔状の案内部２５ａを貫通したうえで先端部が取付孔２３ｃにはめ込まれており、取付アーム２４ｂのネジ穴２４ｄに対し取付孔２３ｂに挿着された取付ボルト２３ｄがねじ込まれることにより３個の中子部材２４が所定の位置に固定されている。この場合、３個の中子部材２４が、互いに素材１の横壁部５と中壁部６に対応する隙間を空けて横一列に並んだ状態で列設されている。
【００１５】
パンチ体２５は、上述したように、縦に長い案内部２５ａが取付アーム２４ｂと係合することで上下動自在な状態で支持されている。この場合、案内部２５ａの内面と取付アーム２４ｂの側面が摺動可能に形成される他、パンチ体２５の側部が、差込部２４ａと支持壁２３ａに対し摺動可能に形成されていて、必要に応じてパンチ体２５の位置が規制されるようになっている。さらに、パンチ体２５には、下型２２の刃部２２ａと対をなす刃部２５ｂおよび中子部材２４の刃部２４ｃと対をなす刃部２５ｃが形成されている。このパンチ体２５は、図示省略のボルト等の取付具を介してパンチホルダ２６に固定されている。
パンチホルダ２６の孔２６ａには、戻しスプリング２７ａを支持するとともにパンチホルダ２６を介してパンチ体２５の上限位置を規制するボルト体２７ｂが挿通されている。
【００１６】
下型ホルダ２１の上方位置には、下型ホルダ２１に設置されているガイドポスト２８に案内されて昇降動可能に形成された上部材２９が配設されている。上部材２９はプレス機本体のスライド体（図示省略）からプレス圧が付加される構成とされ、上部材２９に固定されているプレート２９ａがパンチホルダ２６の上面に当接してこれを押し下げるようになっている。
なお、上部材２９には吊りボルト３０を介して押さえ部材３１が上下動可能に取り付けられている。図中の３２は押さえ部材３１を下向きに付勢して素材１を押圧するためのスプリングである。
パンチ体２５が降下した状態を図４に示す。図中のＳは打ち抜かれたスクラップである。
【００１７】
次に、第２打抜装置について説明する。
図５、図６および図７に示すように、プレス機のボルスタＢに設置される下型ホルダ４１に下型４２と支持部材４３と支持台５３が固定されている。下型４２には中間体１Ａの下打抜部位に対応する形状の刃部４２ａが形成されている。支持部材４３の支持壁４３ａには取付孔４３ｂと取付孔４３ｃとからなる取付部が形成されていて、そこに、次述する中子部材４４の一端部が固定されるようになっている。
この第２打抜装置は、第１打抜装置と比べると、打ち抜き形状の相違に基き刃部形状と関連する部分が異なっているが、基本的には両装置はほぼ同じ構成である。なお、第２打抜装置では、下型ホルダ４１の上面に対し下型４２と支持台５３の上面が傾斜しており、素材１が傾斜状態でセットされることで、所定の切欠形状が得られるようになっている。
【００１８】
中子部材４４（４４Ａおよび４４Ｂ）は、中間体１Ａの上打抜部位もしくはその近傍を支承する差込部４４ａと、差込部４４ａから延びる取付アーム４４ｂとからなり、差込部４４ａには中間体１Ａの上打抜部位に対応する形状の刃部４４ｃあるいは４４ｄが形成されている。
【００１９】
そして、取付ボルト４３ｄにより２個の中子部材４４Ａ，４４Ｂが所定の位置に固定されている。この場合、２個の中子部材４４Ａ，４４Ｂは、中間体１Ａの中壁部６を挿し込み得る隙間を空けた状態で上下方向に列設されている。
【００２０】
パンチ体４５は、縦方向に長い案内部４５ａが取付アーム４４ｂと係合することで上下動自在な状態で支持されている。パンチ体４５には、下型４２の刃部４２ａと対をなす刃部４５ｂ、および下段側の中子部材４４Ａの刃部４４ｃと対をなす刃部４５ｃ、さらに上段側の中子部材４４Ｂの刃部４４ｄと対をなす刃部４５ｄが形成されている。このパンチ体４５は、図示省略のボルト等の取付具を介してパンチホルダ４６に固定されている。
パンチホルダ４６の孔４６ａには、戻しスプリング４７ａを支持するとともに、パンチホルダ４６を介してパンチ体４５の上限位置を規制するボルト体４７ｂが挿通されている。
【００２１】
前記下型ホルダ４１の上方位置には、下型ホルダ４１に設置されているガイドポスト４８に案内されて昇降動可能に形成された上部材４９が配設されている。上部材４９はプレス機本体のスライド体（図示省略）からプレス圧が付加される構成とされており、上部材４９に固定されているプレート４９ａがパンチホルダ４６の上面に当接してこれを押し下げるようになっている。
なお、上部材４９には吊りボルト５０を介して押さえ部材５１が上下動可能に取り付けられている。図中の５２は押さえ部材５１を押し下げて中間体１Ａを押圧するためのスプリングである。
パンチ体４５が降下した状態を図８に示す。図中のＳは打ち抜かれたスクラップである。
【００２２】
さて、第１打抜装置および第２打抜装置を使用した作業工程を説明する。
［第１工程］
第１工程は、素材１の長手方向の端部にプレス加工を施して、対向する２面、すなわち縦壁部２および３に切欠部２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが形成された中間体１Ａを得るものである。
第１打抜装置は、プレス機本体のスライド体が上方位置にあるときに、戻しスプリング２７ａの作用によりパンチ体２５がパンチホルダ２６と共に上方位置に持ち上げられており、さらに、上部材２９が上方に移動しているので、吊りボルト３０によって押さえ部材３１も上方位置に持ち上げられている。
【００２３】
このタイミングで素材１を縦壁部２が下になる姿勢（図３参照）にして投入する。その際、素材１の端部は、縦壁部２が下型２２の上面と中子部材２４の下面との間の隙間に差し込まれ、隣り合う中子部材２４の間の隙間に横壁部５と中壁部６が差し込まれる。なお、支持台３３は素材端部から若干離れた位置を支持するようになっている。
第１打抜装置では、素材１に対し中子部材２４が差し込まれる側にパンチ体２５が配置されており、素材１のセットが容易で精度を維持し易いので、加工サイクルを短くすることができる。
【００２４】
この状態でプレス機を運転すると、プレス機本体のスライド体が降下することにより上部材２９が下がって押さえ部材３１が縦壁部３に当接し、スプリング３２の作用でその縦壁部３が押さえつけられる。
他方、プレート２９ａを介してパンチホルダ２６にプレス圧が伝わり、スプリング２７ａの付勢力に抗してパンチホルダ２６とパンチ体２５が降下する。
すると、図４に示すように、中子部材２４の刃部２４ｃとパンチ体２５の刃部２５ｃとによって上打抜部位が打ち抜かれ、ほぼ同時に、下型２２の刃部２２ａとパンチ体２５の刃部２５ｂとによって下打抜部位が打ち抜かれる。
このようにして、素材１の上下の打抜部位をプレスの１ストロークで同時加工することができる。
その後、プレス機本体のスライド体の動きに従動して上部材２９が上昇したタイミングで中間体１Ａを取り出すとともに、後続の素材１をセットする。
【００２５】
［第２工程］
第２工程は、中間体１Ａの端部に、第１工程とは別角度からプレス加工を施して、残っている不要部分、すなわち横壁部５および中壁部６を打ち抜いて除去するとともに、横壁部４に所定形状の接合片４ａを形成して製品１Ｂを得るものである。
第１工程の加工が済んで得られた中間体１Ａは、ロボット等の搬送手段により第２工程へ移送され、９０°回転した姿勢（図７参照）で第２打抜装置に投入される。
【００２６】
第２打抜装置は、中間体１Ａの形状に対応させるべく２個の中子部材４４Ａ，４４Ｂが上下に配設されているが、基本的に、第１打抜装置と同様の作用効果を奏することができる。
この第２打抜装置では、プレス機本体のスライド体が降下することにより、図８に示すように、中子部材４４Ｂの刃部４４ｄとパンチ体４５の刃部４５ｄとによって上段の上打抜部位が打ち抜かれ、ほぼ同時に、その下の上打抜部位が刃部４４ｃと刃部４５ｃとによって打ち抜かれ、さらに、下型４２の刃部４２ａとパンチ体４５の刃部４５ｂとによって下打抜部位が打ち抜かれる。
このようにして、中間体１Ａの上段、中段、下段の３カ所の打抜部位をプレスの１ストロークで同時加工することができる。
その後、プレス機本体のスライド体の動きに従動して上部材４９が上昇したタイミングで製品１Ｂを取り出すとともに、後続の中間体１Ａをセットする。
【００２７】
なお、上述した実施形態において、第１打抜装置および第２打抜装置は同一のプレス機に設置されるのが実際的であり、ロボットなどの移送手段によりワーク（素材）の移送を行う自動プレス機として構成するのが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の打抜装置では、素材に対し中子部材が差し込まれる側にパンチ体が配置されるので、中子部材の長さを短くして素材のセット精度を維持し易く、しかも、そのセットが容易になるので、加工サイクルを短くすることができるという効果がある。
また、パンチ体は上下動可能状態で中子部材に係合しているので、装置がコンパクトになり、かつ、可動部の剛性が確保され易くなる。
また、複数の中子部材が互いに素材の壁部に対応する隙間を空けた状態で列設されている構成とすることで、複数の上打抜部位と下打抜部位とをプレスの１ストロークで同時加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態に係る第１打抜装置の正面断面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】 第１打抜装置の要部を説明する分解斜視図である。
【図４】 第１打抜装置の打ち抜き状態を説明する断面図である。
【図５】 実施形態に係る第２打抜装置の正面断面図である。
【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】 第２打抜装置の要部を説明する分解斜視図である。
【図８】 第２打抜装置の打ち抜き状態を説明する断面図である。
【図９】 素材の斜視図である。
【図１０】 中間体の斜視図である。
【図１１】 製品の斜視図である。
【符号の説明】
１：素材
２１：下型ホルダ
２２：下型
２２ａ：刃部
２３：支持部材
２３ａ：支持壁
２４：中子部材
２４ａ：差込部
２４ｂ：取付アーム
２４ｃ：刃部
２５：パンチ体
２５ａ：案内部
２５ｂ：刃部
２５ｃ：刃部
２６：パンチホルダ

Claims (3)

1. 被加工素材の上下方向に離間した上打抜部位と下打抜部位を１つのパンチ体で同時に打抜く打抜装置であって、
   下打抜部位に対応する形状の刃部を有する下型と、
   前記下型に固定された支持部材と、
   前記支持部材に固定され、上打抜部位に対応する形状の刃部を有し、被加工素材の上下の打抜部位の間に差し込まれた状態で上打抜部位もしくはその近傍を支承する中子部材と、
   下型の刃部と対をなす第１刃部と、中子部材の刃部と対をなす第２刃部と、第１刃部と第２刃部を接続する接続部を有するパンチ体とを備え、
   前記パンチ体が下型に対して上下動可能となるように、前記中子部材が前記パンチ体の接続部に設けられた孔を貫通して前記支持部材に固定されており、
   前記パンチ体が被加工素材に対して前記中子部材が差し込まれる側に配置されていることを特徴とする打抜装置。
2. 複数の前記中子部材が被加工素材の壁部に対応する隙間を空けて列設されていることを特徴とする請求項１に記載の打抜装置。
3. 被加工素材の端部の上打抜部位と下打抜部位を同時に打抜くための打抜装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の打抜装置。

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