(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空材の端部を成形するパンチと、該パンチと連動して移動する中子ダイと、該中子ダイが取り付けられているとともに前記中空材の長手方向に移動可能なスライダと、該スライダと互いに傾斜面で摺動可能なドライバと、該ドライバ及び前記パンチを一体的に固定するとともに前記スライダの移動方向に対して垂直なプレス方向に移動可能なラムとを備え、
前記ラムのプレス方向への移動により前記パンチを前記中空材に向かって前進させると、前記スライダと前記ドライバとが互いの前記傾斜面にて摺動して前記スライダが前記中空材に向かって前進し、更に前記中子ダイが前記中空材に挿入され、前記中子ダイの挿入後に前記パンチが前記中空材を押圧して成形し、その後、前記パンチを後退させると前記中子ダイが前記中空材から取出される構造とした中空材の端部成形装置。
【請求項２】
前記中子ダイの前記中空材への挿入部は、付勢手段により前記パンチの押圧方向と反対方向に付勢されており、前記中空材の側壁が前記パンチと前記中子ダイとで部分的に挟まれるようにして押圧される構造としたことを特徴とする請求項１に記載の中空材の端部成形装置。
【請求項３】
前記中子ダイは、前記スライダに回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の中空材の端部成形装置。
【請求項４】
中空材の端部を成形するパンチと、該パンチと連動して移動する中子ダイと、該中子ダイが取り付けられているとともに前記中空材の長手方向に移動可能なスライダと、該スライダと互いに傾斜面で摺動可能なドライバと、該ドライバ及び前記パンチを一体的に固定するとともに前記スライダの移動方向に対して垂直なプレス方向に移動可能なラムとを備えた中空材の端部成形装置を使用し、
前記ラムをプレス方向へ移動させることにより、前記パンチを前記中空材に向かって前進させ、前記スライダと前記ドライバとを互いの前記傾斜面で摺動させて前記スライダを前記中空材に向かって前進させ、更に前記中子ダイを前記中空材に挿入させ、前記中子ダイの挿入後に前記パンチで前記中空材を押圧して成形し、その後、前記パンチを後退させて前記中子ダイを前記中空材から取出す、中空材の端部成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空材に中子ダイを挿入し、中空材の端部を押圧して成形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、中空材の端部を押圧してつぶすことにより、断面を厚さ方向に変化させて成形させることがある。例えば、特開２００１−６２５３２号公報には、中空材の上下の側壁を押圧する前に左右の側壁を部分的に押圧する予備成形工程を行うことにより、精度よく成形させる方法が記載されている。また、成形後の中空材の内部が必要スペースとして要求される場合は、左右の側壁が内側に座屈しないように中子ダイを中空材に挿入してから押圧する成形方法も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した中子ダイを挿入してから成形する従来の技術においては、要求される成形形状を満足させるための中子ダイを中空材に挿入する工程、中空材を押圧して成形する工程、中子ダイを取出す工程が必要であり、煩雑な作業となっていた。
【０００４】
また、中子ダイは、成形後の中空材から取出せるような形状となっているため、成形前では中空材の中空部よりも小さいものとなっている。そのため、上下の側壁を連結する中間壁を有する中空材５１では、図５に示すように、中子ダイ５２を挿入しても、中空材５１と中子ダイ５２との隙間で中間壁が中子ダイ側に座屈する恐れがあった。
【０００５】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、要求される成形形状を満足させるための中子ダイを中空材に挿入するにもかかわらず、効率的に精度よく中空材の端部を押圧して成形する装置を提供することを、その技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明は、中空材の端部を成形するパンチと、該パンチと連動して移動する中子ダイと、該中子ダイが取り付けられているとともに中空材の長手方向に移動可能なスライダと、該スライダと互いに傾斜面で摺動可能なドライバと、該ドライバ及びパンチを一体的に固定するとともにスライダの移動方向に対して垂直なプレス方向に移動可能なラムとを備え、ラムのプレス方向への移動によりパンチを中空材に向かって前進させると、スライダとドライバとが互いの傾斜面にて摺動してスライダが中空材に向かって前進し、更に中子ダイが中空材に挿入され、中子ダイの挿入後にパンチが中空材を押圧して成形し、その後、パンチを後退させると中子ダイが中空材から取出される構造とした。
【０００７】
本発明に係る中空材の端部成形装置によれば、パンチを前進させて中空材の端部を押圧して、その後、パンチを後退させるという工程のみで、中空材の端部を成形することができる。即ち、作業者は中空材に中子ダイを挿入したり取出したりする煩雑さがなくなり、作業の効率化を図ることが可能となる。
【０００８】
また本発明によれば、１つのプレス手段により、カム機構を介して１回のプレス工程にて、中子ダイを中空材に挿入し、中空材を押圧して成形し、中子ダイを取出しすることが可能となる。
【０００９】
また、中子ダイの中空材への挿入部は、付勢手段によりパンチの押圧方向と反対方向に付勢されており、中空材の側壁がパンチと中子ダイとで部分的に挟まれるようにして押圧される構造とすることが望ましい。これによれば、上下の側壁を連結する中間壁を有する中空材であっても、パンチで押圧される側の中空材の側壁と中子ダイとの隙間で中間壁が中子ダイ側に座屈することを防止することができ、精度よく中空材の端部を成形することが可能となる。
【００１０】
より好ましくは、中子ダイは、スライダに回動可能に取り付けられていることが望ましい。これによれば、中子ダイの挿入部は、中空材の側壁が押圧されるときに初期回動位置から押圧方向に回動させられ、中空材から取出された後は、付勢手段の付勢力により初期回動位置に戻されるので、複数の中空材を連続して成形するときの作業をスムーズに行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る中空材の端部成形装置の一実施形態の側面を示す模式図であり、中空材の成形前の状態を示している。アルミニウム合金の押出加工や高張力鋼板のロール成形等からなる中空材１は、台６にて支持されている。
【００１２】
図２は、図１のＡ−Ａ断面において、中空材１に中子ダイ２の挿入部２ａが挿入された状態を示す拡大断面図であり、本実施形態における中空材１は、断面略目字形状を呈している。図２において中空材１は、上方に位置する上側壁１ａと、上側壁１ａに対向する下側壁１ｂと、左方に位置する左側壁１ｃと、右方に位置する右側壁１ｄとにより外部形状を形成されており、上側壁１ａと下側壁１ｂとを連結する２つの中間壁１ｅ、１ｆが、左側壁１ｃ及び右側壁１ｄに平行して設けられている。
【００１３】
中空材１の両側には、中子ダイ２が配置されている。中子ダイ２の中空材１側に位置する挿入部２ａは、先端が２ヶ所に分かれて突出しており、図２に示すように、左側壁１ｃと中間壁１ｅとの間、及び右側壁１ｄと中間壁１ｆとの間の上方（上側壁１ａ寄り）に挿入されるようになっている。図２に示すように中空材１に中子ダイ２が挿入された状態では、中空材１に中子ダイ２を挿入する時の作業性が十分に満足できるよう、挿入部２ａと上側壁１ａとの間には若干のクリアランスが設けられている。
【００１４】
中子ダイ２が取り付けられているスライダ５は、台６の摺動溝６ａ上を中空材１の長手方向（図１において左右方向）に移動できるようになっている。また、スライダ５には、付勢手段である第１スプリング１０が設けられており、常に中空材１から離れる方向に付勢力が働くようになっている。
【００１５】
中子ダイ２は、スライダ５に設けられたピン３を中心として回動可能に取り付けられている。中子ダイ２とスライダ５との間には、付勢手段である第２スプリング４が設けられており、中子ダイ２は、図１に示すようにスライダ５に形成されたストッパ５ｂに当接した状態である初期回動位置となるよう、常に上方に付勢されている。
【００１６】
スライダ５の外側（中空材１と対向していない側）には、上方に４５°の傾斜面５ａが形成されている。この傾斜面５ａに対応する傾斜面８ａが形成されているドライバ８が配置されている。傾斜面８ａは、ドライバの内側（中空材１側）に下方４５°の傾斜となっている。ドライバ８は、中空材１の端部を成形するパンチ７とともに、ラム９に一体的に固定されており、ラム９は、図示しないプレス手段により上下方向に移動できるようになっている。パンチ７の先端は、中空材１の端部を成形できるように傾斜面となっているが、要求される成形後の中空材１の形状にあわせて内側に凹んだ曲面としてもよい。
【００１７】
図３は、図２に示す状態から、パンチ７を前進させて上側壁１ａが押圧され成形された状態を示す拡大断面図であるが、中子ダイ２の挿入部２ａは、第２スプリング４によりパンチ７の押圧方向と反対方向に付勢されており、上側壁１ａがパンチ７と中子ダイ２とで部分的に挟まれるようにして押圧される構造となっている。また、図３に示すように、挿入部２ａは、成形後の中空材１から取出し可能な大きさとなっている。
【００１８】
ドライバ８が下方に移動すると、傾斜面８ａと傾斜面５ａとが接し、摺動するようになっているので、スライダ５は、中空材１に向かって水平方向（図１において左右方向）に前進するようになっている。すなわち、ドライバ８が垂直方向（上下方向）に移動することによって、スライダ５が水平方向に移動するカム機構となっている。つまり、中子ダイ２は、パンチ７と連動して移動して中空材１に挿入され、中子ダイ２の挿入後にパンチ７が中空材１の上側壁に当接して押圧し、成形後、パンチ７を後退させると第１スプリング１０によりスライダ５も後退して中子ダイ２が中空材１から取出される構造となっている。
【００１９】
ここで、本実施形態では、図１において、中子ダイ２、スライダ５、パンチ７、及びドライバ８等が左右対称に構成されており、ラム９をスライダ５の移動方向に対して垂直なプレス方向に移動させることで中空材１の両側の端部が同時に成形できるようになっている。
【００２０】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用について、図４を用いて説明する。図４は、図１における左半分の構成における成形過程を示す断面図である。（本実施形態では左右対称に構成されているため、図４では、図１における右半分における構成は省略してある。）図４（ａ）は、初期状態（成形前の状態）を示すものである。
【００２１】
図４（ｂ）に示すように、ラム９が図示しないプレス手段により下方へ移動させられると、ラム９に固定されているパンチ７及びドライバ８が同時に下降する。これにより、まずドライバ８の傾斜面８ａとスライダ５の傾斜面５ａとが接して摺動しながら、スライダ５は中空材１に向かって（図４において右側へ）水平移動させられる。すなわち、スライダ５に取り付けられている中子ダイ２は、初期回動位置のまま中空材１に向かって前進し、中子ダイ１の先端である挿入部２ａが中空材１の内部に挿入される。このとき、挿入部２ａは、中空材１の内部で上方（上側壁１ａ寄り）に位置しており、図２に示すような断面となっている。尚、図４に示す状態（中子ダイ２の挿入直後）では、まだパンチ７は中空材１の上側壁２ａに接していない。（接してもよいが、少なくとも上側壁２ａが変形前である必要がある。）
【００２２】
図４（ｂ）に示す状態から、更にラム９を下降させられると、図４（ｃ）に示すように、その分だけパンチ７も前進し、パンチ７の先端が中空材１の上側壁１ａに当接し、中空材１の端部が押圧されて成形される。パンチ７と同時に、ドライバ８も前進するが、ドライバ８の傾斜面８ａとスライダ５の傾斜面５ａとの摺動が完了して、傾斜面８ａと傾斜面５ａとは接してないので、中子ダイ２が中空材１に挿入された状態のままスライダ５は停止している。
【００２３】
中子ダイ２の挿入部２ａは、第２スプリング４によりパンチ７の押圧方向と反対方向（図４において上方向）に付勢されているので、中空材１の上側壁１ａがパンチ７と挿入部２ａとで部分的に挟まれるようにして押圧される。つまり、挿入部２ａは、パンチ７とで部分的に上側壁１ａを挟んだ状態で、パンチ７とともに押圧方向（下方）へ移動させられ、その結果、中子ダイ２は、図４（ｃ）に示すような変形後回動位置となる。従って、中間壁１ｅ、１ｆは、挿入部２ａが挿入されている中空部と反対側（内方）に突き出るように変形する。同様に、左側壁１ｃ及び右側壁１ｄは、挿入部２ａが挿入されている中空部と反対側（外方）に突き出るように変形する。このとき、挿入部２ａは、中空材１の内部で下方（下側壁１ｂ寄り）に位置しており、図３に示すような断面となっている。
【００２４】
その後、ラム９を上方に移動させられると、図４（ｄ）に示すように、パンチ７及びドライバ８も上昇し、スライダ５は、第１スプリング１０により中空材１から離れる方向に後退させられて初期位置に戻される。更に、中子ダイ２も、中空材１から挿入部２ａが取出されて、第２スプリングにより初期回動位置に戻される。また、上記した図４（ａ）に示す状態から図４（ｄ）に示す状態までは、一連した工程となっている。
【００２５】
以上のように、本発明に係る中空材の端部成形装置においては、パンチ７を前進させて中空材１の端部を押圧して、その後、パンチ７を後退させるという工程のみで、中空材１の端部を成形することができる。即ち、作業者は中空材１に中子ダイ２を挿入したり取出したりする煩雑さがなくなり、作業の効率化を図ることが可能となる。また、ラム９のプレス方向への移動によりスライダ５とドライバ８とが互いの傾斜面７ａ、８ａにて摺動してスライダ５が中空材１に向かって前進する構造としたので、１つのプレス手段によりカム機構を介して１回のプレス工程にて、中子ダイ２の挿入、中空材１の成形、中子ダイ２の取出しの作業をすることが可能となる。
【００２６】
中子ダイ２の中空材１への挿入部２ａは、第２スプリング４によりパンチの押圧方向と反対方向に付勢されており、中空材１の上側壁１ａがパンチ７と中子ダイ２とで部分的に挟まれるようにして押圧される構造としたので、上側壁１ａと下側壁１ｂとを連結する中間壁１ｅ、１ｆを有する中空材１であっても、パンチ７で押圧される側の中空材１の上側壁１ａと中子ダイ２との隙間で中間壁１ｅ、１ｆが中子ダイ２側に座屈することを防止することができ、精度よく中空材１の端部を成形することが可能となる。また、中子ダイ２は、スライダ５に回動可能に取り付けられているので、中子ダイ２の挿入部２ａは、中空材１の上側壁１ａが押圧されるときに初期回動位置から押圧方向に回動させられ、中空材１から取出された後は、第２スプリング４の付勢力により初期回動位置に戻されるので、複数の中空材１を連続して成形するときの作業をスムーズに行うことが可能となる。
【００２７】
尚、上記した実施形態では、成形前の中空材１は長手方向に同一断面の形材の例を示したが、本発明の実施にあたっては、成形前の中空材の中央が上方又は下方に凸となる湾曲した形状であっても、上記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、要求される成形形状を満足させるための中子ダイを中空材に挿入してパンチで成形するにもかかわらず、効率的に精度よく中空材の端部を押圧して成形する装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中空材の端部成形装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】中空材に中子ダイが挿入された状態を示す断面図である。
【図３】図２に示す状態からパンチにより上側壁が押圧されて成形された状態を示す断面図である。
【図４】図１に示した本発明の一実施形態の作動状態を示した図である。
【図５】従来の成形装置により中空材が押圧して成形された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１          中空材
１ａ        上側壁（側壁）
１ｅ、１ｆ  中間壁
２          中子ダイ
２ａ        挿入部
４          第２スプリング（付勢手段）
５          スライダ
７          パンチ
８          ドライバ
９          ラム
１０          第１スプリング
５ａ、８ａ  傾斜面
【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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