(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ材の壁に内部からパンチにより下穴を打ち抜き該下穴の周縁を外方向に環状に突出させるパイプ材のバーリング加工装置において、前記パイプ材を保持する上下一対のクランプ型と、前記パイプ材に挿入される筒状のパンチホルダーと、該パンチホルダーを保持し該パンチホルダーの軸方向に摺動するように設けられた摺動台車と、前記パンチホルダー内に挿入されたカムロッドと、固定して設けられ前記カムロッドを軸方向に進退させる駆動手段と、前記カムロッドの先端部の軸方向に形成された傾斜面及び該傾斜面に沿って形成された係合溝と、前記傾斜面に摺動可能に且つ前記係合溝に係合させて設けられ前記カムロッド軸の直交方向に押し下げ／引き上げ可能に設けられたパンチと、該パンチの先端に対向する前記パンチホルダーの筒壁に設けられ前記パンチの押し下げ／引き上げを案内するパンチガイド穴と、前記パンチホルダーの前進端位置を規制して前記パンチの位置を決める第１のストッパーと、前記カムロッドの前進時に前記摺動台車上に設けられたクッション機構に当接する位置に前記カムロッドに固定して設けられた当て板と、前記カムロッドの後退時に前記当て板が当接する位置に前記摺動台車上に設けられた第２のストッパーとを備え、前記駆動手段の駆動力によって、前記パンチホルダーの前進位置が前記第１のストッパーにより規制されるまで前記当て板と前記クッション機構を介して前記パンチホルダーと前記摺動台車を前進させ、前記パンチホルダーの前進位置が前記第１のストッパーにより規制されたときは前記クッション機構の抗力に打ち勝って前記カムロッドを前進させるように構成されたことを特徴とするパイプ材のバーリング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンチにより、パイプ材の壁に内部から下穴を打ち抜きそして該下穴の周縁をしごき加工することによって、外方向に突出する環状突出部を形成するバーリング加工装置にかかり、特にパンチと組み合わされたカムロッドがパイプ内でその軸方向に駆動される際に、パンチが所定位置で軸方向に対して直角方向に動作する、いわゆるアクチュエータ機構式のバーリング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調機に用いる冷媒のサイクル配管では、銅パイプに枝管或は分岐管を設けることが多く、Ｔ字継手、Ｙ字継手、等が用いられているが、これらの利用はろう付け等の接合箇所が多くなりコスト高となる。一方、パイプ側壁へ直接バーリング加工を施してこれに枝管を接合することは、コスト低減とともに接合箇所の接合不良による冷媒ガスの漏れの防止を図るために有効な方法である。この加工方法は、パイプ材を用いる給湯器、フアンヒータ等のガス、石油を用いる機器さらに洗面器具、台所用機器等の液体、ガス体を扱う輸送用の配管で変形しやすいパイプ材に広く利用できる。
【０００３】
アクチュエータ機構式のバーリング加工装置については、特開平６−３４４０３９号、特開平７−３９９４４号、特開平７−３９９４５号、特開平７−４７４３０号等の各公報に記載されている。各公報に開示された発明は、いずれもパンチ及びその下型の構造に係り、加工対象のパイプを、下型を含む一組のクランプ型を用いてクランプし、そのパイプ穴に、パンチを備えたバーリング治具を挿入しバーリング加工を行なうもので、バーリングの加工精度、加工性の向上を目的としている。しかし、これらの発明は、軟らかい材質のパイプをバーリング加工する際に、パイプが変形してバーリング治具のパンチホルダーへ固着するため、パンチホルダーあるいはパイプを引き抜くことが困難になることに対しての対策は考慮されていない。
【０００４】
また、キャンデックス(株)製のエクスツルーパンチ(商品名)は、図６に示すように、固定して設置された筒状のパンチホルダー外周に加工対象のパイプを装着し、パンチホルダー内のパンチを、このパンチと組み合うカムロッドをパイプ軸方向に駆動することにより、パイプ軸の直角方向に動作させてバーリング加工を行うものである。この装置によれば、パイプは、バーリング加工された後にパンチホルダーから引き抜かなければならない。またエクスツルーパンチはパンチに対する受け型を持たない。
このエクスツルーパンチのカタログによれば、銅パイプは焼きなまして軟化させたＯ材でも可能であるが、変形と加工性から加工硬化したＨ材を使用するよう勧めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、Ｏ材の銅パイプに対して、上記エクスツルーパンチを用いてバーリング加工を試みた。その結果は、銅パイプが、バーリング加工によって変形してパンチホルダーへ食い込み固着するために、銅パイプを引き抜くのにかなりの労力を要し、実用化には難点があった。さらにパイプを引き抜く際に掴むパイプ部分が変形するために、製品の品質低下を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軟質金属からなるパイプ材をバーリング加工する際に、軟質のパイプ材がバーリング加工によって変形してパンチホルダーに食い込み、パイプ材を引き抜きにくい、という問題を解決することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパイプ材のバーリング加工装置は、パイプ材の壁に内部からパンチにより下穴を打ち抜き、この下穴の周縁を外方向に環状に突出させる装置であって、パイプ材を保持する上下一対のクランプ型と、パイプ材に挿入される筒状のパンチホルダーと、このパンチホルダーを保持しパンチホルダーの軸方向に摺動するように設けられた摺動台車と、パンチホルダー内に挿入されたカムロッドと、固定して設けられカムロッドを軸方向に進退させる駆動手段と、カムロッドの先端部の軸方向に形成された傾斜面及び傾斜面に沿って形成された係合溝と、傾斜面に摺動可能に且つ係合溝に係合させて設けられカムロッド軸の直交方向に押し下げ／引き上げ可能に設けられたパンチと、パンチの先端に対向するパンチホルダーの筒壁に設けられパンチの押し下げ／引き上げを案内するパンチガイド穴と、パンチホルダーの前進端位置を規制してパンチの位置を決める第１のストッパーと、カムロッドの前進時に摺動台車上に設けられたクッション機構に当接する位置にカムロッドに固定して設けられた当て板と、カムロッドの後退時に当て板が当接する位置に摺動台車上に設けられた第２のストッパーとを備え、駆動手段の駆動力によって、パンチホルダーの前進位置が第１のストッパーにより規制されるまで当て板とクッション機構を介してパンチホルダーと摺動台車を前進させ、パンチホルダーの前進位置が第１のストッパーにより規制されたときはクッション機構の抗力に打ち勝ってカムロッドを前進させるように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
このように構成することにより、駆動手段によりカムロッドを前進させると、カムロッドに固定された当て板がクッション機構を介してパンチホルダーを前進させる。そして、パンチホルダーの前進が第１のストッパーにより規制されると、カムロッドのみがクッション機構の抗力に打ち勝って前進し、駆動手段の駆動力によりパンチが押し下げられ、所定のバーリング加工が行われる。次いで、駆動手段によりカムロッドを後退させるとパンチが引き上げられ、さらに駆動手段によりカムロッドを後退させると、カムロッドに固定された当て板が第２のストッパーに当接して摺動台車とともにパンチホルダーが後退される。つまり、バーリング加工に必要な駆動力を有する駆動手段によってパンチホルダーをパイプ材から引き抜くようにしているから、バーリング加工の際に、軟質のパイプ材が変形してパンチホルダーに食い込んでいても、容易に引き抜くことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例となるパイプ材のバーリング加工装置を図１、図２により説明する。この装置はアクチュエータ機構式のものである。
このバーリング加工装置は、パイプ材の壁に内部からパンチにより下穴を打ち抜きその周縁を外方向に環状に突出させる装置であって、概略、パイプ材(1)を保持するクランプ機構(13〜17)と、バーリング加工用のパンチ(5)を収納した状態でパイプ材(1)の穴内に挿入される略筒状のパンチホルダー(10)と、パンチホルダー(10)後端を固着する摺動台車(18)と、摺動台車(18)を貫通し、パンチホルダー(10)内のパンチ(5)と前端部が組み合わされて後方に延びるカムロッド(2)と、カムロッド(2)の後端に設置されカムロッド(2)をその軸方向に前後駆動する駆動機構(24)と、ストッパー機構(21〜23)と、から構成される。
【００１０】
クランプ機構は、バーリング加工装置の本体ベース(25)上に設置され、パイプ材(1)をその外周上下で保持する一対のクランプ(16)、(13)と、クランプ(16)、(13)を開閉する又押圧する上下の開閉加圧機構(17)とからなる。パンチホルダー(10)の筒の外径は、パイプ(1)内に滑らかに挿入できるように、パイプ(1)の内径より若干小さく設定されている。
【００１１】
パンチホルダー(10)は、筒内にバーリング加工用のパンチ(5)をホルダー(10)軸と直角方向に摺動自在に保持し、筒壁にはパンチ(5)の上下動作をガイドするパンチガイド穴(11)を有しており、そして筒後端のフランジ部が摺動台車(18)の前面に取り付けられている。また、摺動台車(18)は、本体ベース(25)上に設置されたスライドガイド(19)上に、例えばリニアベアリングを介して組み合わされている。
【００１２】
カムロッド(2)先端部は、図３及び４に示すように、下面に傾斜摺動面(3)を有する楔状で側面には斜面に沿う傾斜凹溝(4)を有しており、一方、カムロッド(2)先端部と組み合うパンチ(5)はカムロッド(2)の傾斜摺動面(3)に対応する摺動面(8)と傾斜凹溝(4)に嵌合する傾斜凸部(9)とを上部に有している。カムロッド(2)及びパンチ(5)それぞれの摺動面(3)、(8)は互いに滑らかに摺動するように、またカムロッド(2)の傾斜凹溝とパンチ(5)の傾斜凸部(9)は互いに滑らかに摺動するように形成されている。またパンチ(5)は下側先端にパイプ材(1)に下穴を打ち抜くための下穴打ち抜き刃(6)とその下穴の周縁を環状に外側に突出させるバーリング刃(7)を有している。このパンチ(5)に対する受け型はクランプ下型(13)が兼用する。
【００１３】
ストッパー機構としては、カムロッド(2)に取り付けられ、摺動台車(18)に取り付けられたクッション機構(20)と接するストッパー当て板(21)と、パンチホルダー(10)の外周に取り付けられ、パイプ材(1)端に当接することにより、パイプ材(1)に対するパンチ(5)の位置を決めるストッパー当て板(23b)と、摺動台車(18)の最前進位置を決めるストッパー(23a)と、摺動台車(18)の後部にあってストッパー当て板(21)と当接して摺動台車(18)を後退させるストッパー(22)が設けられている。
【００１４】
次に、上記のように構成されたバーリング加工装置の動作を説明する。
クランプ上型(16)及びクランプ下型(13)が互いに開いた状態で、両型の間にパイプ材(1)をセットし、開閉加圧機構(17)により両型を押圧してパイプ材(1)を保持する。
【００１５】
カムロッド(2)を駆動機構(24)によってスタート位置から前進させる。この時、カムロッド(2)に取り付けたストッパー当て板(21)はクッション機構(20)を介してパンチホルダー(10)と摺動台車(18)とを一緒に前進させると共にパンチホルダー(10)をパイプ材(1)に挿入させる。パンチホルダー(10)に取り付けたストッパー当て板(23b)がパイプ材(1)端に当接すると同時に摺動台車(18)の前面がストッパー(23a)に当接して、摺動台車(18)及パンチホルダー(10)は停止する。この時、パンチ(5)はクランプ下型(13)の受け型に対向して所定の位置にくる。さらにカムロッド(2)を駆動機構(24)によって前進させると、カムロッド(2)に取り付けたストッパー当て板(21)は、クッション機構(20)の抗力に打ち勝ってカムロッド(2)が前進し、それにつれてカムロッド(2)先端部に組み合わされたパンチ(5)は、傾斜凹溝(4)と傾斜凸部(9)間の摺動によってパンチホルダー(10)のパンチガイド穴を通して押し下げられ、パンチ(5)の打ち抜き刃(5)がパイプ材(1)に下穴を明け、続いてパンチ(5)のバーリング刃(7)が下穴の周縁を下側に押し出して環状の突出部を形成する。パンチ(5)によって打ち抜かれたパイプ(1)材の板片はクランプ下片に形成された排出口(15)を通じて排出される。
【００１６】
その後、カムロッド(2)を駆動機構(24)によって後退させることによって、カムロッド(2)の前進の場合と逆の動作をさせる。即ちカムロッド(2)が後退するにしたがい、パンチ(5)はパイプ材(1)の環状突出部（バーリング加工部）から上昇してパンチホルダー(10)内に収納され、それからカムロッド(2)に取り付けたストッパー当て板(21)が摺動台車(18)後部のストッパー(21)に当接し、その状態で摺動台車(18)が後退し、摺動台車(18)に固着されたパンチホルダ(10)がパイプ材(1)から引き抜かれ、そしてパンチホルダ(10)及びカムロッド(2)はそれぞれスタート位置に戻る。
それから、上下のクランプ型(16)、(13)を互いに開閉加圧機構(17)により引き離し、パイプ材(1)を取り出す。
【００１７】
図５はパイプ材(1)としてＯ材の銅パイプをバーリング加工する際に、パンチ(5)がパイプ材(1)の壁を突き抜いた時点でのパイプ材(1)の変形状態を示しており、パンチ(5)によりバーリング加工された近傍はパンチホルダー(10)の外周に絡みつくように強く接触している。このようにパイプ材(1)変形した場合でも、パイプ材(1)内に挿入したパンチホルダー(10)は、摺動台車(18)によりしっかり軸心を保っているので、駆動機構(24)の駆動力によって容易に引き抜くことが出来る。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、パイプ材のバーリング加工装置は、パンチを収納するパンチホルダーを、クランプしたパイプ材内に挿入し、パンチによりパイプ材壁をうち抜いて環状突出部を形成するバーリング加工を行い、パンチをパンチホルダーに収納し、パンチホルダーをパイプ材から引き抜く一連の工程を、パンチと組み合わせたカムロッドを駆動手段により前後移動させることにより進めるので、従来のようにバーリング加工後にパイプ材を掴んでパンチホルダーから引き抜くことがなく、軟質のＯ材からなる銅パイプをバーリング加工する際に銅パイプが変形してパンチホルダーへ食い込み固着しても、パンチホルダーを銅パイプから容易に引き抜くことができ、従来の引き抜き作業によるパイプの部分変形もなく、製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のバーリング加工装置の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態のバーリング加工装置によるバーリング加工時におけるパイプ材及び装置の状態を説明する図である。
【図３】パンチとカムロッドの組合せ部分の詳細図である。
【図４】パンチとカムロッドの組合せ部分の断面図である。
【図５】バーリング加工による軟質金属のパイプ材の変形を示す図である。
【図６】従来のバーリング加工装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  パイプ材
２  カムロッド
３  傾斜摺動面（カムロッド）
４  傾斜凹溝（カムロッド）
５  パンチ
６  下穴打ち抜き刃
７  バーリング刃
８  摺動面（パンチ）
９  傾斜凸部（パンチ）
１０  パンチホルダー
１１  パンチガイド穴
１２  カムロッド摺動部
１３  クランプ下型
１４  打ち抜き片排出口
１５  バーリング下型部
１６  クランプ上型
１７  開閉加圧機構
１８  摺動台車
１９  スライドガイド
２０  クッション機構
２１  ストッパー当て板
２２  ストッパー
２３ａ  ストッパー
２３ｂ  ストッパー当て板
２４  駆動機構
２５  本体ベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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