(57)【要約】      （修正有）【課題】変形量が小さく、且つ良質な切欠部をスムーズに成形することができる中空角パイプ溝型切欠成形方法及び成形金型を提供する。【解決手段】金型パンチ１３の両側刃先ａ，ｂよりも多少板厚かつ突出された鋸歯状に成形した中央刃先部ｃを設け、中央刃先部を介して中空角パイプ１の中央先端に穴を開けてから両側刃先部を挿入して該刃先のシャー部Ｓにて溝型切欠部６を切断する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空角パイプの所望個所に溝型切欠部を成形加工する中空角パイプ溝型切欠成形方法において、金型パンチの両側刃先よりも多少板厚かつ突出された鋸歯状に成形した中央刃先部を設け、該中央刃先部を介して中空角パイプの中央先端に穴を開けてから両側刃先部を挿入して該刃先のシャー部にて溝型切欠部を切断することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形法。
【請求項２】
請求項１記載の中空角パイプ溝型切欠成形法において、鋸歯状の両側刃先の中央刃先部が少なくとも１個以上有することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形金型。
【請求項３】
請求項２記載の溝型切欠成形金型が、中央刃先部を両側刃先部よりも角パイプ板厚＋α分長くすることにより、溝型切欠部切断時の押圧力を分散させることを可能とした請求項２記載の中空角パイプ溝型切欠成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空角パイプの所望個所に溝型の切欠部を成形加工する中空角パイプの溝型切欠成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、中空角パイプに溝型切欠を成形する場合はフライスやセバー等に切削工具を取付け、その部分を削り取る方法を多用している。その中空角パイプの溝型切欠には、金型を使用しているので中空角パイプの中に雌型に相当する芯金を挿入して行っている。その芯金の挿入時に内部の溶接線の出っ張り、中空角パイプ内寸法精度のバラツキ・そり・曲り・中空角パイプ長さなどによって挿入するのが困難若しくは不可能となる場合が多い。また、芯金を使用しないで通常の平坦刃稜金型を使用して切欠きを行った場合は中空角パイプが故に押圧力で押しつぶされてしまい、中空角パイプは勿論のこと雌型も砕けてしまう。そこで、中空角パイプに溝型切欠を成形加工するのに芯金が無くても切欠成形できる方法が必要とされるので、特開平１−２１５４１３号のような中空角パイプの溝型切欠成形方が開発された。この方法は、本願出願人が開発されたものである。
【特許文献１】特開平１−２１５４１３号公報  この中空角パイプの溝型切欠成形方法は、中空角パイプに金型の刃物を接触させて切欠きを開始する際に発生する押圧力が、溝型の切欠部全長に亘り同時に作用するので全圧力が集中的に中空角パイプに掛かることになる。その際の強圧力に耐えるようにすることと、中空角パイプが変形しないようにするために雌型の正側面と万力との間にパイプを置き、雄型を下降させて前記雄型の裏側面に沿ってクイックカムを下降させバックアップを前記雄型から遠ざけることにより、前記万力を移動させて前記パイプをその径に合わせて固定する第１加工工程と、更に前記雄型を下降させて前記パイプ上面のほぼ中央部から前記雌型の正側面に前記雄型の刃部に形成した孔穿部を当てかつ垂直上方から加圧して前記パイプ上面に前記孔穿部をくい込ませて刃形を成形する第２加工工程と、更に前記雄型を加圧して前記パイプ上面と前記雄型側のパイプ側面を前記孔穿部に連設した切裂部にて同時に切欠きかつ該切欠部分を前記雄型の斜面部に当接させてパイプの空洞側にカール状に切断する第３加工工程と、更に前記雄型を加圧して前記孔穿部及び切裂部にて前記パイプ下面を切断して前記パイプに溝型の切欠部を成形する第４加工工程とからなり、前記雄型の刃部が前記パイプ切欠面に同時に作用しないように時間差を設けた中空角パイプの溝型切欠成形方法にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来方法によれば、雄型の下降に伴い万力を移動させて雌型の正側面との間にパイプをその径に合わせて固定し、雄型の刃部がパイプ切欠面に同時に使用しないように刃部に孔穿部及び切裂部を設けて、これらの時間差を設けて作動させかつ雄型の斜面部により切欠部分がカール状に成形加工する構成になっているので、雄型の作動のみによりパイプをその径に合わせて固定し、更にパイプの切欠部分に押圧力が集中的に掛けることはなくパイプが押しつぶされることもなく切欠部を成形加工することができるが、中空角パイプの中央部分の変形量が大きくなり、良質な切欠部をスムーズに成形することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記の如き課題を解決するために開発したものであって、中空角パイプの所望個所に溝型切欠部を成形加工する中空角パイプ溝型切欠成形方法において、金型パンチの両側刃先よりも多少板厚かつ突出された鋸歯状に成形した中央刃先部を設け、該中央刃先部を介して中空角パイプの中央先端に穴を開けてから両側刃先部を挿入して該刃先のシャー部にて溝型切欠部を切断することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形法の提供にあり、また前記の中空角パイプ溝型切欠成形法において鋸歯状の両側刃先の中央刃先部が少なくとも１個以上有することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形金型及び前記溝型切欠成形金型が中央刃先部を両側刃先部よりも角パイプ板厚＋α分長くすることにより溝型切欠部切断時の押圧力を分散させることを可能とした中空角パイプ溝型切欠成形金型の提供にある。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の成形方法によれば、中空角パイプの所望個所に溝型切欠部を成形加工する中空角パイプ溝型切欠成形方法において、金型パンチの両側刃先よりも多少板厚かつ突出された鋸歯状に成形した中央刃先部を設け、該中央刃先部を介して中空角パイプの中央先端に穴を開けてから両側刃先部を挿入して該刃先のシャー部にて溝型切欠部を切断することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形法であるから、中央刃先部により両側刃先部が挿入される前に刃先のシャー部にて切断することが可能となるので、押圧力が分散され変形量をなくすことができる。
【０００６】
また本発明の成形方法によれば、鋸歯状の両側刃先の中央刃先部が少なくとも１個以上有し、更に該金型が中央刃先部を両側刃先部よりも角パイプ板厚＋α分長くすることにより、溝型切欠部切断時の押圧力を完全に分散させることを可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の最良な実施形態は、中空角パイプの所望個所に溝型切欠部を成形加工する中空角パイプ溝型切欠成形方法において、金型パンチの両側刃先よりも多少板厚かつ突出された鋸歯状に成形した中央刃先部を設け、該中央刃先部を介して中空角パイプの中央先端に穴を開けてから両側刃先部を挿入して該刃先のシャー部にて溝型切欠部を切断することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形法であり、また前記中空角パイプ溝型切欠成形法において鋸歯状の両側刃先の中央刃先部が少なくとも１個以上有することを特徴とする中空角パイプ溝型切欠成形金型であり、また前記の溝型切欠成形金型が中央刃先部を両側刃先部よりも角パイプ板厚＋α分長くすることにより、溝型切欠部切断時の押圧力を分散させることを可能とした中空角パイプ溝型切欠成形金型であるから、従来方法で生じていた押圧力による変形量を完全になくすことができる。また、本発明の方法によれば従来方法で得られていた次のような効果もそのまま得られる。
ア、フライスやセバー等に切削工具を取付けて削り取る方法によらず、中空角パイプに溝  型切欠部を成形加工することができ、しかも金型を使用する場合でも角パイプの中に雌  型に相当する芯金を挿入する必要もなく、更に芯金型無しで通常の刃稜金型を使用して  も抜圧力でパイプや型を砕けることなく溝型切欠部を成形加工することができる。
イ、特に雄型が角パイプに接触して切り開きの開始瞬間時に発生する反作用を防ぐ加工方  法であるから、高精度の切欠き作用が可能となるのでスムーズで良質な溝型切欠部を成  形加工させることができる。
ウ、更にこの成形法により得た製品は、従来不可能とされていた溝型切欠部の中空角パイ  プを提供することができるので、従来の中空角パイプが更に広範囲の用途として使用で  きる効果もある。
【実施例１】
【０００８】
以下、図面に従って本発明の実施例について説明する。本発明は、従来方法の改良発明であるから従来方法の基本発明について説明し、更に改良部分についてのみ説明することにする。
【０００９】
図１は、本発明の中空角パイプの溝型切欠成形法の工程を示したものである。図中１は中空角パイプであり、２は中空部、３がパイプ面部である。通常の中空角パイプ１は、硬質性の金属素材を正方形、長方形等の角パイプ状に成形加工されている。したがって、中空角パイプ全体を切断するのは簡単であるが、中空部２の任意個所に溝型の切欠部分を成形加工することは困難若しくは不可能である。以下、本発明による溝型成形方法について説明する。
【００１０】
まず、後に詳述するように図４の（イ）と（ロ）に示す雌型２３の正側面２３ａと万力２４との間に中空角パイプ１を置く。次に雄型１３を下降させるとアッパープレート１５、カムホルダー１４によりクイックカム１６が雌型２３の裏側面２３ｂに沿って下降し、バックアップ２５に取りつけたスライドカム２９を押しのけ、バックアップ２５を図４（イ）の中矢線Ｅ方向に移動させ、バックアップ２５に固定したカムロッド２６により万力２４も矢印線Ｅ方向に移動させて、雌型２３の正側面２３ａと万力２４との間に中空角パイプ１を固定して第１加工工程Ａを終了する。
【００１１】
ついで、図１（イ）に示すように雄型１３の刃部４０に成形した孔穿部により、パイプ面部３の上面に刃型部４を成形させる。この刃型部４は、従来のプレス加工用金型装置を用いて、中空角パイプ１の上面のパイプ面部３に対して垂直状態に刃部４０の孔穿部を当接させて上方から加圧すれば、雄型１３の刃部４０がパイプ面部３に突き刺さり図１（イ）に示すような刃型部４が成形され第２加工工程Ｂが終了する。更に、刃型部４に雄型１３の刃部４０を突き刺したままの状態で雄型１３を加圧すれば、刃部４０の孔穿部に連設した切裂部がパイプ面部３に食い込まれて刃型部４が切断される。そうすれば、図１（ロ）に示すようにパイプ面部３の上面と片側面に切断部５が成形されると共に切欠部６が成形されることになる。この場合、切欠部６は雄型１３の斜面部１３ａにより中空部２内の方向にカール状に成形されるように構成され第３加工工程Ｃが終了する。更に、前記第１図（ロ）の状態で雄型１３を加圧すると、図１（ハ）に示すようにパイプ面部３の下面も刃部４０の孔穿部及び切裂部により切断されて切欠部６がカール状の切欠カス７となり切り落とされることになる。その結果、パイプ面部３の上面片側面と下面の各３面に切断部５が成形され、中空角パイプ１のほぼ半分の位置に構成切欠部Ｍを成形加工することができる第４工程が終了する。なお、切欠カス７はスクラップとして廃棄処理される。
【００１２】
図２は、本発明の成形方法に使用した雄型位１３の刃部４０の刃稜形成とその特徴について図示したものである。図２（イ）及び（ロ）に示すように、刃部４０の刃稜形状は雄型１３の型刃巾Ｗの両端より左右にそれぞれ内方向であって、Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｕ−Ｕ線の交点及びＡ−Ａ線、Ｃ−Ｃ線、Ｓ−Ｓ線の交点であるａ点とｂ点で示し次の条件とする。すなわち、刃部４０の孔穿部はａ勾配とｂ勾配はＵ−Ｕ線となす各θ1 とし、ｃ勾配はＳ−Ｓ線となす各θ2 とし上記ａ勾配の刃長Ｖ1 、ｂ勾配の刃長Ｖ1 及びｃ勾配及び刃長Ｖ11、Ｖ11とする。なお、このａ、ｂ、ｃ勾配及び刃長Ｖ1 、Ｖ11は中空角パイプ１の材質、肉厚寸法当により適宜に変化させて、孔穿部が強度不足で破損することを防止する必要がある。また、刃部４０の切裂部は前述の孔穿部に連設され、ａ勾配の刃長Ｖ1 とｂ勾配の刃長Ｖ1 との間に円弧Ｒ11をなした刃長Ｖ2 と、ｃ勾配の刃長Ｖ1 に続いたｅ勾配の刃長Ｖ22及び円弧Ｒ1 をなしたＶ222 とからなる。刃長Ｖ2 の円弧Ｒ11は、刃稜が中空角パイプ１の切欠面に同時に作用しないように時間差があるように構成されており、鋏の原理と更に切欠部６がカール状に成形されるようにカスつまり防止してガイドラインとなると共に雄型の破損を防止させている。また、Ｒ11の頂点ＫはＵ−Ｕ線より１／３Ｗを目安として構成されている。
【００１３】
また、刃長Ｖ22は、そのｅ勾配がＳ−Ｓ線となす角θ3 で刃長Ｖ222 の円弧Ｒ1 とｃ勾配との交点をそれぞれＰ2 、Ｐ3 とすると、これらＰ2 、Ｐ3 間に位置している。このｅ勾配は１パイプ切欠描き線の深さと中空角パイプ１の上面を中空部２へ向けて垂直壁面と底面とを外部に向けて切り開くために設けた勾配である。刃長Ｖ222 の円弧Ｒ1 は、Ｗ／２×1.5 ＝0.75Ｗを目安としている。なお、雄型１３の底面は前述の刃部４０の孔穿部及び切裂部よりも内側に切り込まれて斜面部１３ａをなしている。この斜面部１３ａにより、中空角パイプ１の空洞側に前記刃長Ｖ2 の円弧Ｒ11と相俟ってカール状に成形してカスつまりを防止している。
【００１４】
このように構成された雄型１３を用いているので、中空角パイプ１に雄型１３の刃部４０を突先である孔穿部をくい込ませると刃部４０は立ち気味になるので、いわゆる「くさびの原理」により切り開く力は弱められるが、切欠く部分を押圧する力はブレス機の加圧と等圧で大きくなるから切口を裂こうとする切開力が加わり、更に切込みが進んで切欠部６がカール状になって切り落されるのである。この原理については、本願出願人が開発した特公昭５５−５０７３７号の角パイプ屈曲機構と同じ原理である。
【００１５】
図３と図４は、本発明の成形法に使用されたプレス加工用金型装置を示したものであり、図３はプレス加工用金型装置の分解と組立て状態を示したものである。本図からも明らかのように、本金型装置は上型部１１と下型部２１とからなるプレス加工用の金型装置である。その特徴は、カムホールダー１４と万力２４とにある。カムホルダー１４は、雄型１３をかかえる上型ホルダー１２と対置させてアッパープレート１５に螺着させている。このカムホルダー１４の先端部には、クイックカム１６が取付けられている。万力２４は、いわゆるバイスであり雌型２３への中空角パイプ１を押圧するために設けたものである。なお、１８は上型部１１を下型部２１の作動下死点より復帰させるためのスプリング、２２は下型部２１の取付ベース、２５はバックアップ、２９はバックアップ２５に付設されているスライドカムである。また３０は止めネジであり、万力２４の押圧を調整するネジを兼ねたものである。
【００１６】
図４（イ）は、金型装置の内部構造を示したものである。まず、上型部１１はアッパープレート１５を介して上型ホルダー１２に雄型１３と、クイックカム１６が設けてあるカムホルダー１４が取付けられている。次に、下型部２１はベース２２に雌型２３の基台部にカムロッド２６が装着されている。カムロッド２６の一端はスライドカム２９が付設されているバックアップ２５が止めネジ３０を介して螺着されている。この場合、バックアップ２５はベース２２を摺動自在となるように構成されている。一方、カムロッド２６の他端には、加圧スプリング２７とバイス復帰用のスプリング２８とが内設されており、この両スプリング２７、２８間に万力２４が挿設されて止めネジ３０にて螺着されている。つまり、万力２４が加圧スプリング２７にて常時加圧されると共に、スプリング２８にて万力２４を復帰させるように構成されているのである。この場合も、万力２４がベース２２上を摺動自在となるように構成することが条件となる。このように構成されている上型部１１と下型部２１は、スプリング１８を介して装着されている。このスプリング１８は上型復帰用のスプリングでありリターンスプリングの圧力だけで上型部１１がスムーズに上昇できるように構成されている。
【００１７】
更に、図４（ロ）は本金型装置の使用状態を図示したものであり以下順次説明する。まず、図３に図示されているように中空角パイプ１を雄型２３の正側面２３ａに当てセットする。次に、万力２４を中空角パイプ１の方向に作動（万力２４の作動手段はいかなる手段でもよい）させて図４（ロ）に図示されているようにバックアップ２５を矢印方向に摺動させれば、加圧スプリング２７を介して万力２４が矢印方向に摺動される。この万力２４の摺動により中空角パイプ１が雌型２３の正側面２３ａと万力２４の壁面に弾圧かつ押圧されることになる。更に、上型部１１を上型部から加圧（加圧手段は従来と同じ）すれば、図４（ロ）に示すように、雄型１３を支えている図４の（イ）のスプリング１８を圧縮しながら中空角パイプ１に接触すると同時に切込みされて一定の位置で切断されることになる。この場合、雄型１３は被加工物Ｉを貫通されると共にカムホルダー１４を引抜く場合は、クイックカム１６が図４（ロ）に示したようにカムホルダー１４の内部にかくれた状態となり、スライドカム２９とバックアップ２５、カムロッド２６を介して作動している万力２４の押圧力を解除して、上型部１１の加圧をなくせばスプリング１８の弾圧だけでスムーズに上昇させることができる。なお、本金型装置は本願出願人が開発した装置であるが、この金型装置に限定されることなく従来一般的に使用されている金型装置であっても同一効果が得られることは云うまでもない。
【００１８】
次に、従来の成形方法において改良された本発明の特徴について、図５乃至図６によって説明することにする。従来の中空角パイプ溝型切欠成形方法との主たる相異点は、図５に示すように雄型１３に成形されている刃型部分である。従来の刃型部分は図２に示すように左右両側端に２個の刃先に対して、本発明の場合は両側端の刃先部ａ、ｃの中央部に刃先ｃが設けられているところに特徴を有している。このように中央に刃先部ｃを設けることによって、従来の刃先部２点によって生じていた変形量を完全に無くすことができる。すなわち、従来の刃先ではパンチ金型の突入時にパンチ側の加工材（中空角パイプ）に大きな変形量が生じて良好な切断が不可能であったが、本発明のように中央部に刃先を設けることで刃先部ａ、ｂが突入された際にシャー部Ｓ、Ｓにて切断されることによって、押圧力が分散されるから変形量が全く無くなることになる。これは中央の刃先部ｃが他の刃先部ａ、ｂより角パイプ板厚＋α分だけ長くする（板厚＋ｄ）ことで先に穴をあけることによるものである。この刃先部分の形状を変える以外は、従来の成形方法と同じであるから詳細な説明に省略する。
【００１９】
なお、本発明では中央部分に刃先を１つだけ有する場合を説明されているが、それ以外に数個の刃先を設けても同様な効果が得られる。例えば、鋸歯状の刃先部分にすることによって、よりよい成果が得られることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の中空角パイプ溝型切欠成形方法を示した概要図。
【図２】従来の成形方法の構成要部である金型の刃稜構造図と、その原理図。
【図３（ａ）】従来の成形方法に使用されるプレス加工用金型装置と、その使用方法を示した説明概要図。
【図３（ｂ）】従来の成形方法に使用されるプレス加工用金型装置と、その使用方法を示した説明概要図。
【図４（ａ）】従来の成形方法に使用されるプレス加工用金型装置の内部構造と、その使用方法を示した説明概要図。
【図４（ｂ）】従来の成形方法に使用されるプレス加工用金型装置の内部構造と、その使用方法を示した説明概要図。
【図５】本発明の中空角パイプ溝型切欠成形方法の機構要部金型の刃稜構造図と、その原理図。
【図６】本発明の中空角パイプ溝型切欠成形方法を示した概要図。
【符号の説明】
【００２１】
１  中空角パイプ                ２  中空部
３  パイプ面部                  ４  刃型部
５  切断部                      ６  切欠部
１３  雄型                      １３ａ  斜面部
１６  クイックカム              ２３  雌型
２３ａ  正側面                  ２３ｂ  裏側面
２４  万力                      ２５  バックアップ
４０  刃部
Ａ  第１加工工程                Ｂ  第２加工工程
Ｃ  第３加工工程                Ｄ  第４加工工程
Ｍ  溝型切欠部                  Ｓ  シャー部
ａ、ｂ、ｃ  刃先部                                                    
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
2007289998.tif 000006
【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５】
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【図６】
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