JPH0354016B2

JPH0354016B2 -

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Publication number: JPH0354016B2
Application number: JP63041297A
Authority: JP
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1991-08-16
Also published as: DE3905787C2; DE3905787A1; US4930384A; JPH01215413A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕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
法に関するものである。

〔従来の技術〕

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。この中空
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
入して行つている。その芯金の挿入時に、内部の
熔接線の出つ張り、中空角パイプ内寸法精度のバ
ラツキ、そり、曲り、中空角パイプ長さ等によつ
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つた場合は、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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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は、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ことに本発明が解決しよう
とする課題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる課題を解決するために開発さ
れたものであつて、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、前記雌型の裏
側面に沿つてクイツクカムを下降させバツクアツ
プを前記雌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
面と前記雌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法にあ
る。

〔作用〕

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作用しないよう
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つて
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、またパイプの形状が変形さ
れることもなく、スムーズにかつ良質な切欠部を
成形加工することができる。

〔実施例〕

以下、図面に従つて本発明の実施例について説
明する。

第１図は、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。したがつて、中空角パイプ全体を切断す
るのは簡単であるが、中空角パイプの任意個所に
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。

まず、後に詳述するように、第４図イ，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、アツパープレート１５、カムホルダー１４に
よりクイツクカム１６が雌型２３の裏側面２３ｂ
に沿つて下降し、バツクアツプ２５に取りつけた
スライドカム２９を押しのけ、バツクアツプ２５
を第４図イ中矢線Ｅ方向に移動させ、バツクアツ
プ２５に固定したカムロツド２６により万力２４
も矢線Ｅ方向に移動させて、雌型２３の正側面２
３ａと万力２４との間に中空角パイプを固定して
第１加工工程Ａを終了する。

そして、第１図イに示すように雄型１３の刃部
４０に形成した孔穿部により、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、雌型１３の刃部４０がパイプ面部３に突き刺
さり第１図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。次に、刃型部４に雄
型１３の刃部４０を突き刺したままの状態で、更
に雄型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。そうすれば第１図ロに示すよ
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１３
ａにより中空部２内の方向にカール状に成形され
るように構成されて、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、第１図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せれ
て切欠部６がカール状の切欠カス７となり切り落
されることになる。その結果、パイプ面部３の上
面片側面、下面の各３面に、切断部５が成形され
て中空角パイプ１のほぼ半分の位置に溝型切欠部
Ｍを成形加工することができ、第４工程が終了す
る。なお、切欠カス７はスクラツプとして廃棄処
理される。

第２図は、本発明の成形方法に使用した雄型１
３の刃部４０の刃稜形状とその特徴について図示
したものである。第２図ハ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つて、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、更に次の条件とする。すなわち、刃部４０の
孔穿部は、ア、ａ勾配とｂ勾配はＵ−Ｕ線となす
角θ₁とし、イ、ｃ勾配はＳ−Ｓ線となす角θ₂と
し、上記ａ勾配の刃長V₁、ｂ勾配の刃長V₁及び
ｃ勾配の刃長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。

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。そして、このｅ勾配は、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た斜面部１
３ａ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
相俟つて、カール状に成形してカスつまりを防止
している。

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の突先
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
する力はプ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がカール状になつて切り落
されるのである。この点の原理については、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。

第３図と第４図は、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る。

第３図は、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と対置させてアツパープレート１５に螺着
させている。このカムホルダー１４の先端部には
クイツクカム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、１
８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はバツクアツプ、２９はバツク
アツプ２５に付設されているスライドカム、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。

第４図イは、金型装置の内部構造を示したもの
である。まず、上型部１１はアツパープレート１
５を介して上型ホルダー１２に雄型１３と、クイ
ツクカム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２
２に雌型２３の基台部にカムロツド２６が装着さ
れている。カムロツド２６の一端はスライドカム
２９が付設されているバツクアツプ２５が止めネ
ジ３０を介して螺着されている。この場合、バツ
クアツプ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、カムロツド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。

第４図ロは、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、第３図に
図示されているように中空角パイプ１を雌型２３
の正側面２３ａに当てセツトする。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）させて第４図ロに
図示されているようにバツクアツプ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。次に、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、第４図ロに示
すように雄型１３を支えている第４図イのスプリ
ング１８を圧縮しながら中空角パイプ１に弾圧か
つ押圧されて雄型１３が中空角パイプ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Ｐを
貫通されると共に、カムホルダー１４のクイツク
カム１６がスライドカム２９を押込みながら下方
向に押されることになる。その際、クイツクカム
１６はスムーズに下方向に押圧されることにな
る。なお、図示されていないが、カムホルダー１
４を引抜く場合はクイツクカム１６が第４図ロに
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とバツクアツプ２
５、カムロツド２６を介して作動している万力２
４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つ
ても同一効果が得られることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されているので、フ
ライスやセパ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が砕けることな
く溝型切欠部を成形加工することができる。

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。

また、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中空角パイプの溝型切欠成形
方法を示した概要図、第２図は本成形方法の構成
要部である金型の刃稜構造図とその原理図、第３
図と第４図は本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で
ある。１……中空角パイプ（パイプ）、１……中空角
パイプ（パイプ）、３……パイプ面部（パイプ上
面、パイプ下面、４……刃型部、５……切断部、
６……切欠部、１３……雄型、１３ａ……斜面
部、１６……クイツクカム、２３……雌型、２３
ａ……正側面、２３ｂ……裏側面、２４……万
力、２５……バツクアツプ、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。

Claims

【特許請求の範囲】

１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、前記雌型の裏側面に沿つてク
イツクカムを下降させバツクアツプを前記雌型か
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雌型側のパ
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ことを
特徴とする中空角パイプの溝型切欠成形法。