(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプからなる素材を端より隔たった位置から端まで抜き加工するパイプ端部抜き加工方法であって、
素材の外に第１のパンチを配置するとともに素材を素材の外から第１のパンチと反対側で受け部材で支持し、素材端部の内側にダイスを挿入し、第１のパンチを素材端部軸方向と直交する第１の方向に移動させて、素材の端から隔たった部分の素材の壁の一部をプレス切断し曲げる工程と、
前記ダイスを素材端部の内側に挿入したまま素材の外で素材の両側に配置した第２のパンチを素材端部軸方向および第１の方向と直交する第２の方向に素材に向かって移動させて素材の壁のうち第１のパンチによりプレス切断した部分の両端に連なる部分から素材の端までをプレス切断する工程と、
からなるパイプ端部抜き加工方法。
【請求項２】
前記素材を素材の両外側から押え部材で押さえて第１のパンチ、第２のパンチによる切断を行う請求項１記載のパイプ端部抜き加工方法。
【請求項３】
前記ダイスの素材挿入部の長手方向断面形状を挿入端側に第１のパンチ側に折れ曲がる鉤状としておき、ダイスの素材からの抜き動作と同時に素材の抜きかすを搬出する請求項１記載のパイプ端部抜き加工方法。
【請求項４】
前記第１のパンチの切断刃形状を湾曲状にしておき、第１のパンチによる素材の切断部形状を第１のパンチの切断刃形状に対応した湾曲状とする請求項１記載のパイプ端部抜き加工方法。
【請求項５】
前記素材端部の横断面形状がコーナが湾曲した四角形である請求項１記載のパイプ端部抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプからなる素材を端より隔たった位置から端まで抜き加工するパイプ端部抜き加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１−２１５４１３号公報は、角パイプの長手方向の途中部位に角パイプ内にダイスを挿入することなくプレス刃を一方向に駆動して切欠きを形成する方法を開示している。
しかし、パイプ端を抜き加工で端より深くしかも３次元的に抜くことは、端部が剛性が低いのでパイプ端部内にダイスを挿入しなければならず、型強度及び抜き方向から不可能と考えられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
より詳しくは、図１０に示すように、パイプ１の端よりダイス２を入れ、端より外側でダイス２を保持する場合、力を加えるパンチ３と保持部との間に距離Ａ（オーバーハング）があり、ダイス２に曲げモーメントが働き、強度がもたないためダイス２が破損する。
また、図１１に示すように、抜きの基本は、抜き面に対してパンチを直角に動かすため、コーナー部４の抜き加工は不可能と考えられていた。
本発明の目的は、パイプ端にダイスを入れて、パイプ端を抜き加工で端より深くしかも３次元的に抜くパイプ端部抜き加工方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、つぎの通りである。
（１）  パイプからなる素材を端より隔たった位置から端まで抜き加工するパイプ端部抜き加工方法であって、
素材の外に第１のパンチを配置するとともに素材を素材の外から第１のパンチと反対側で受け部材で支持し、素材端部の内側にダイスを挿入し、第１のパンチを素材端部軸方向と直交する第１の方向に移動させて、素材の端から隔たった部分の素材の壁の一部をプレス切断し曲げる工程と、
前記ダイスを素材端部の内側に挿入したまま素材の外で素材の両側に配置した第２のパンチを素材端部軸方向および第１の方向と直交する第２の方向に素材に向かって移動させて素材の壁のうち第１のパンチによりプレス切断した部分の両端に連なる部分から素材の端までをプレス切断する工程と、
からなるパイプ端部抜き加工方法。
（２）  前記素材を素材の両外側から押え部材で押さえて第１のパンチ、第２のパンチによる切断を行う（１）記載のパイプ端部抜き加工方法。
（３）  前記ダイスの素材挿入部の長手方向断面形状を挿入端側に第１のパンチ側に折れ曲がる鉤状としておき、ダイスの素材からの抜き動作と同時に素材の抜きかすを搬出する（１）記載のパイプ端部抜き加工方法。
（４）  前記第１のパンチの切断刃形状を湾曲状にしておき、第１のパンチによる素材の切断部形状を第１のパンチの切断刃形状に対応した湾曲状とする（１）記載のパイプ端部抜き加工方法。
（５）  前記素材端部の横断面形状がコーナが湾曲した四角形である（１）記載のパイプ端部抜き加工方法。
【０００５】
上記（１）〜（５）のパイプ端部抜き加工方法では、第１のパンチと反対側に受け部材を配置して第１のパンチからダイスにかかる力を素材を介して受け部材で受けるようにしたので、ダイスに大きな曲げモーメントが作用することがなくなり、ダイスの破損を防止できる。また、第１のパンチによる切り曲げとそれと直交方向の第２のパンチによる壁切りを行うことにより、抜き面に対して直角でない部分を極小にし、ラップさせることにより、コーナ部を切ることを可能にした。
上記（２）のパイプ端部抜き加工方法によれば、素材を素材の両外側から押え部材で押さえて第１のパンチ、第２のパンチによる切断を行うので、高精度寸法に切断することができる。
上記（３）のパイプ端部抜き加工方法では、ダイスの素材挿入部の長手方向断面形状を挿入端側に第１のパンチ側に折れ曲がる鉤状としたので、ダイスの素材からの抜き動作と同時に素材の抜きかすを搬出することができる。
上記（４）のパイプ端部抜き加工方法によれば、第１のパンチの切断刃形状を湾曲状にしておくことにより、切断形状の３次元的により自由に選定することができる。
上記（５）のパイプ端部抜き加工方法によれば、素材端部の横断面形状がコーナが湾曲した四角形とすることにより、車両のパイプ構造サイドレールに本発明加工方向を適用することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のパイプ端部抜き加工方法は、図１に示すように、パイプからなる素材１０の端部にダイス２０を入れて素材１０の端部１１を抜き加工で３次元的に抜く方法である。
素材１０は、平板を巻いて周方向端部を突合せ溶接してパイプとしたものか、成形段階ですでにパイプとしたものが用いられる。素材１０の端部１１の横断面形状は、たとえば、コーナー部が湾曲された四角形とされている。ただし、素材１０の端部１１の横断面形状は、四角形以外の形状でもよく、たとえば、円形でもよい。
四角形断面の場合、素材１０の端部１１は、上壁１１ａ、下壁１１ｂ、両側壁１１ｃ、コーナー部１１ｄを有する。この形状は、車両のサスペンションメンバーのうちのパイプ構造サイドレールの端部の、ボデーマウント取付け部に見られ、その部分に本発明実施例の方法を適用することができる。
素材端（パイプ端）の抜き形状は、素材１０の端１２から素材長手方向に隔たった部位で素材１０の上壁１１ａが横方向に湾曲状（図１のイの場合）、または直線状（図１のロの場合）に切断され、その切断部の両側から下方に素材両側壁１１ｃの途中まで直線状に切断され、そこから素材両側壁１１ｃを素材の端１２まで素材長手方向に直線状に切断された、３次元形状である。
【０００７】
素材端の抜き加工は、図２〜図４に示す第１工程と、図５〜図７に示す第２工程とを、有する。素材１０は、第１工程を経た時に図４に示す状態にあり、第２工程を経た時に図７に示す状態にある。素材端の抜き加工は、第２工程の後に、図９に示すダイス抜き兼抜きかす排出の第３工程を有する。
【０００８】
第１工程では、図２〜図４に示すように、素材１０の外に第１のパンチ３０を配置するとともに素材１０を素材１０の外から第１のパンチ３０と反対側で受け部材５０で支持し、素材端部１１の内側にダイス２０を挿入し、第１のパンチ３０を素材端部軸方向と直交する第１の方向（上下方向）に移動させて、素材の端から隔たった部分の素材の壁の一部をプレス切断し曲げる。１３は第１工程での切断部を示し、１４は曲げ部を示す。
また、第１工程では、図３に示すように、素材端部１１を素材１０の両外側から押え部材６０で押さえて第１のパンチ３０による切断を行う。押え部材６０は油圧シリンダーにより駆動される。押え部材６０による押えによりパンチによる切断時に素材１０が動くことが抑制され、高精度寸法の切断が行われる。
【０００９】
ダイス２０は、その素材挿入部の長手方向断面形状が挿入端側に第１のパンチ３０側に折れ曲がる鉤状とされている。ダイス２０は、素材端部１１の上壁１１ａの下面と下壁１１ｂの上面間の距離より小さな高さを有し長手方向に延びる第１の部分２１と、第１の部分２１の先端に位置し素材端部１１の上壁１１ａの下面と下壁１１ｂの上面間の距離とほぼ等しい第２の部分２２とを、有する。第１の部分２１の幅および第２の部分２２の幅は、共に、素材端部１１の両側壁１１ｃの内面間距離にほぼ等しい。
ダイス２０は素材１０の軸方向外側でダイス保持部７０により支持されており、ダイス保持部７０はＬＭ（リニアモーション）ガイド７１により素材端部１１の軸方向に往復動自在に支持されており、ダイス２０およびダイス保持部は油圧シリンダー７２によって素材端部１１の軸方向に駆動される。
【００１０】
受け部材５０は、素材端部１１の下側に配置され、素材端部１１の下面と接触する平面からなる上面を有する。受け部材５０の、素材端部１１幅方向の長さは、素材端部１１幅より大である。
【００１１】
第１のパンチ３０は、油圧シリンダーにより上下方向に駆動される。第１のパンチ３０は、第１のパンチ３０が下降された時に、ダイス２０の第２の部分２２と協働して、素材１１の一部（上壁１１ａ）を剪断切断する。第１のパンチ３０の刃３１とダイス２０の第２の部分２２の刃２３の形状が湾曲状である時は、素材１０の第１工程の切断部１３の形状は図１のイに示すように湾曲状となり、第１のパンチ３０の刃３１とダイス２０の第２の部分２２の刃２３の形状が直線状である時は、素材１０の第１工程の切断部１３の形状は図１のロに示すように直線状となる。このように、第１のパンチ３０形状を選定することにより、素材端部１１を所望の形状に抜き加工することができる。
第１のパンチ３０は傾斜したパンチ下面３２を有し、第１のパンチ３０が素材１０を切断した後さらに下降された時に、素材１０の切断部１３より素材端１２側にある部分で切断部１３に近い部分１４をパンチ下面３２で斜め下方に押し曲げる。
【００１２】
第２工程では、図５〜図７に示すように、ダイス２０を素材端部１１の内側に挿入したまま、素材１０の外で素材の両側にそれぞれ配置した第２のパンチ４０を素材端部軸方向および第１の方向と直交する第２の方向（水平方向）に素材１０に向かって移動させて、素材１０の壁のうち第１のパンチによりプレス切断した部分の両端に連なる部分から素材１０の端１２までをプレス切断する。図１中、１５は第２のパンチ４０による素材１０の切断部を示す。
【００１３】
第２のパンチ４０は、第１のパンチ３０の刃３１の位置から素材１０の端１２を越えた位置まで、ダイス長手方向に延びている。第２のパンチ４０は油圧シリンダーにより駆動される。第２のパンチ４０を素材側に駆動する前に第１のパンチ３０は上昇されており、第２のパンチ４０が第１のパンチ３０と干渉しないようになっている。
第２工程では、図６に示すように、素材端部１１を素材１０の両外側から押え部材６０で押さえて第２のパンチ４０による切断を行う。
【００１４】
第２のパンチ４０は上下方向刃４１と水平方向刃４２を有し、ダイス２０の第２の部分の上下方向刃２４と第１の部分２１の水平方向刃２５と協働して、素材１０の両側壁１１ｃをプレス切断する。素材１０のうち切断されて切り離された部分は抜きかす（スクラップ）１６となる。
【００１５】
第３工程では、図９に示すように、ダイス２０は素材１０の長手方向に素材１０から引き抜かれる方向に駆動され、素材端部１１から引き抜かれる。
ダイス２０の形状が鉤状となっているので、抜きかす１６はダイス２０の第１の部分２１に載せられたまま第２の部分２２に引っ掛けられて素材１１の外に排出される。
【００１６】
つぎに、本発明実施例のパイプ端部抜き加工方法の作用を説明する。
第１のパンチ３０と、第１のパンチの駆動方向と直交する方向に駆動される第２のパンチ４０による切断により、素材端部１１は３次元的に抜き加工することができる。
【００１７】
第１のパンチ３０による切断、曲げ時に、素材端部１１は第１のパンチ３０と反対側から受け部材６０により支持されるので、ダイス２０に大きな曲げモーメントがかかることがなく、ダイス２０の破損が防止されている。ダイス２０の破損を効果的に得るために、素材１０の端部１１とダイス２０の第２の部分２２の上下方向隙間をダイス２０の弾性変形範囲内として、第１のパンチ３０からの荷重を素材１０を介して受け部材６０で受け、ダイス２０の負担を軽減するようにする。
また、図８に示すように、第１工程の切り曲げと第２工程の縦壁切りを、素材コーナー部１０ｄでラップさせることにより、抜き面に対して直角でない部分（素材コーナー部１０ｄ）を極小にして切ることができる。
また、ダイス２０の形状が鉤状となっているので、抜きかす１６をダイス２０引抜きと同時に素材外に搬出することができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１〜５のパイプ端部抜き加工方法によれば、第１のパンチ３０と反対側に受け部材６０を配置して第１のパンチ３０からダイス２０にかかる力を素材１０を介して受け部材６０で受けるようにしたので、ダイス２０に大きな曲げモーメントが作用することがなくなり、ダイス２０の破損を防止できる。また、第１のパンチ３０による切り曲げとそれと直交方向の第２のパンチ４０による壁切りを行うことにより、抜き面に対して直角でない部分を極小にしラップさせることによりコーナ部を切ることが可能になった。
請求項２のパイプ端部抜き加工方法によれば、素材１０を素材の両外側から押え部材６０で押さえて第１のパンチ３０、第２のパンチ４０による切断を行うので、高精度寸法に切断することができる。
請求項３のパイプ端部抜き加工方法によれば、ダイス２０の素材挿入部の長手方向断面形状を挿入端側に第１のパンチ３０側に折れ曲がる鉤状としたので、ダイス２０の素材１０からの抜き動作と同時に素材１０の抜きかす（スクラップ）１６を素材外に搬出することができる。
請求項４のパイプ端部抜き加工方法によれば、第１のパンチの切断刃形状を湾曲状にしておくことにより、切断形状の３次元的により自由に選定することができる。
請求項５のパイプ端部抜き加工方法によれば、素材端部の横断面形状がコーナが湾曲した四角形とすることにより、車両のパイプ構造サイドレールに本発明加工方向を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のパイプ端部抜き加工方法における加工前後の素材の斜視図である。
【図２】本発明実施例の第１工程（切り曲げ）を実施している装置の断面図である。
【図３】本発明実施例の第１工程を実施している装置の図２の断面と直交方向の断面図である。
【図４】本発明実施例の第１工程を実施した後の素材の斜視図である。
【図５】本発明実施例の第２工程（縦壁切り）を実施している装置の断面図である。
【図６】本発明実施例の第２工程を実施している装置の図５の断面と直交方向の断面図である。
【図７】本発明実施例の第２工程を実施した後の素材の斜視図である。
【図８】本発明実施例の第１工程と第２工程における素材の壁の切断部を示す断面図である。
【図９】本発明実施例の第３工程を実施している途中のダイスと素材と抜きかすの斜視図である。
【図１０】従来のパイプ端部抜き加工方法を実施している装置の断面図である。
【図１１】従来のパイプ端部抜き加工方法における素材のコーナー部と該コーナー部に対するパンチ移動方向を矢印で示した素材の一部断面図である。
【符号の説明】
１０  素材
１１  端部
１１ａ  上壁
１１ｂ  下壁
１１ｃ  側壁
１１ｄ  コーナー部
１２  素材の端
１３  切断部
１４  押し曲げ部
１５  切断部
１６  抜きかす（スクラップ）
２０  ダイス
２１  第１の部分
２２  第２の部分
２３  刃
２４  第２の部分の上下方向刃
２５  第１の部分の水平方向刃
３０  第１のパンチ
３１  刃
４０  第２のパンチ
４１  上下方向刃
４２  水平方向刃
５０  受け部材
６０  押え部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004234843.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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