JPH0810868A - 中空形材の穴明け加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業用貫通穴１ｄおよび取付用貫通穴１ｅの
穴明け加工をダイスを用いずにプレス打ち抜き方式によ
り行うことを可能にして生産性を向上させる。 【構成】 第１パンチ部材６を第２パンチ部材８方向に
移動させることによって、バンパーリインフォースメン
ト１の外フランジ面１ｆをプレス打ち抜きして大口径の
作業用貫通穴１ｄを形成し、第１パンチ部材６の打ち抜
き面６ｃが内フランジ面１ｇに当接したときに、第１パ
ンチ部材６の移動を停止し、第１パンチ部材６の打ち抜
き面６ｃを内フランジ面１ｇに当接させながら、第２パ
ンチ部材８を第１パンチ部材６方向に移動させることに
よって、内フランジ面１ｇをプレス打ち抜きして小口径
の取付用貫通穴１ｅを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲げ加工が施される中
空形材の一方面および他方面に、小口径の貫通穴が高い
寸法精度となるように、大口径および小口径の貫通穴を
それぞれ同軸上に形成する中空形材の穴明け加工方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】中空形材は、種々の分野に利用されてお
り、代表的な利用例としては、自動車用バンパー装置の
構成部材であるバンパーリインフォースメントが挙げら
れる。自動車用バンパー装置は、通常、バンパーリイン
フォースメントの他、バンパー樹脂成形品およびランプ
等を構成部材として有しており、これらの構成部材は、
バンパーリインフォースメントに形成された貫通穴に嵌
合されて支持されている。

【０００３】また、バンパーリインフォースメントは、
ステイ等を介して車両本体に取り付けられるようになっ
ていたり、或いは車両のサイドメンバに取り付けられる
ようになっており、取り付け方法は、バンパーリインフ
ォースメントの外フランジ面に作業用貫通穴を形成する
と共に、内フランジ面の同軸上に作業用貫通穴よりも小
口径の取付用貫通穴を形成し、取付用貫通穴をステイや
サイドメンバ等の取り付け部位に位置合わせした後、ね
じ部材を作業用貫通穴から取付用貫通穴に挿通して取り
付け部位の雌ねじ部に螺合させるようになっている。

【０００４】このように、バンパーリインフォースメン
トは、通常、多くの貫通穴が形成されるようになってお
り、これらの貫通穴を形成する際には、従来、下記の穴
明け加工方法が採用されている。即ち、第１の穴明け加
工方法としては、図６に示すように、ダイス５１をバン
パーリインフォースメント５２の中へ挿入し、上部から
所定形状のパンチ５３で打ち抜いて貫通穴を形成するプ
レス打ち抜き方式があり、この方式は、ランプ用等の長
円形状の貫通穴を形成する際に多用されている。また、
第２の穴明け加工方法としては、ドリルにより切削して
貫通穴を形成するドリル方式があり、この方式は、作業
用や取付用等の円形状の貫通穴を形成する際に一般的に
採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、斜め衝突への対応およびデザイン上の制約から曲
げ加工がバンパーリインフォースメント５２に施される
ことが多くなっており、このようなバンパーリインフォ
ースメント５２をプレス打ち抜き方式により穴明け加工
する場合には、曲げ加工工程前にプレス工程を増設して
プレス打ち抜きを行うか、曲げ加工後に可動式のダイス
を挿入して曲面へのセッティング後にプレス打ち抜きを
行う必要があるため、生産性が大きく低下するという問
題がある。

【０００６】そこで、ランプ用等の長円形状で比較的に
大きいサイズの穴明け加工に対しては、図７に示すよう
に、バンパーリインフォースメント５２の中リブ５４・
５４をダイスとして代用し、パンチ５３を中リブ５４・
５４に沿って打ち抜く穴明け加工方法が特開平１−１３
３６１９号公報に開示されている。この穴明け加工方法
によれば、ダイス無しでの打ち抜きのため、生産性が向
上し、曲げ加工後の穴明け加工も可能となってライン構
成の自由度も向上することになる。

【０００７】しかしながら、上述のバンパーリインフォ
ースメント５２の外フランジ面および内フランジ面にそ
れぞれ形成される作業用および取付用の貫通穴のよう
に、中リブ５４・５４をダイスとして用いることができ
ない口径の貫通穴を形成する場合には、上記の加工方法
を適用すると、貫通穴の周囲に凹みが生じて貫通穴の寸
法精度を低下させることになる。従って、高い寸法精度
が要求される取付用貫通穴をダイスを用いずに形成する
場合には、ドリル方式による穴明け加工を行うことが必
要になっており、従来は、高い寸法精度を要しない作業
用貫通穴もドリル方式により穴明け加工されるようにな
っている。

【０００８】上記のドリル方式の穴明け加工方法は、最
近におけるＮＣ（Numerical Control ）化の進展に伴っ
て作業効率が改善されているものの、切削時間を要する
ことから通常のプレス打ち抜き方式と比較して生産性が
低下したものである。そこで、作業用貫通穴と取付用貫
通穴とが同軸上に存在することに着目し、段付きドリル
を用いることによって、作業用貫通穴および取付用貫通
穴を同時に穴明け加工して生産性を向上させる方法が考
えられるが、この場合には、段付きドリルの工具寿命お
よび工具費用により生産コストの上昇を招来することに
なる。

【０００９】このように、従来の穴明け加工方法では、
曲げ加工が施されるバンパーリインフォースメント５２
等の中空形材の両面に、小口径の貫通穴が高い寸法精度
となるように、大口径および小口径の貫通穴をそれぞれ
同軸上に形成する際に、可動式のダイスを用いたプレス
打ち抜き方式やドリル方式により両貫通穴を穴明け加工
することが必要になっており、生産性を向上させる場合
の大きな問題点となっている。従って、本発明は、上記
の両貫通穴の穴明け加工をダイスを用いずにプレス打ち
抜き方式により行うことを可能にして生産性を向上させ
ることができる中空形材の穴明け加工方法を提供しよう
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、曲げ加工が施される中空形材の一方面および他方面
に、小口径の貫通穴が高い寸法精度となるように、大口
径および小口径の貫通穴をそれぞれ同軸上に形成するも
のであり、下記の特徴を有している。

【００１１】即ち、上記小口径の貫通穴に対応する打ち
抜き面を先端部に有する第２パンチ部材と、上記大口径
の貫通穴に対応する打ち抜き面を先端部に有し、該打ち
抜き面に上記第２パンチ部材の先端部を収容可能な収容
部が形成された第１パンチ部材とを、打ち抜き面同士が
対向するように上記中空形材の両側に同軸上に配置し、
上記第１パンチ部材を上記第２パンチ部材方向に移動さ
せることによって、上記中空形材の一方面をプレス打ち
抜きして大口径の貫通穴を形成し、上記第１パンチ部材
の打ち抜き面が中空形材の他方面に当接したときに、該
第１パンチ部材の移動を停止し、上記第１パンチ部材の
打ち抜き面を中空形材の他方面に当接させながら、上記
第２パンチ部材を上記第１パンチ部材方向に移動させる
ことによって、中空形材の他方面をプレス打ち抜きして
小口径の貫通穴を形成することを特徴としている。

【００１２】

【作用】これにより、中空形材の一方面をプレス打ち抜
きした第１パンチ部材の打ち抜き面により中空形材の他
方面を支持させながら、この他方面を第２パンチ部材に
よりプレス打ち抜きさせることによって、小口径の貫通
穴を高い寸法精度で形成することが可能になっている。
従って、両貫通穴がダイスを用いることなくプレス打ち
抜きにより形成されるため、可動式のダイスを用いたプ
レス打ち抜方式やドリル方式により形成する場合と比較
して生産性を向上させることが可能になっている。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５を用いて
説明する。本実施例に係る中空形材の穴明け加工方法
は、図３に示すように、例えば自動車用バンパー装置の
バンパーリインフォースメント１（中空形材）に貫通穴
を形成する際に採用されるようになっている。バンパー
リインフォースメント１は、車幅方向に平行に配置され
る直状部１ａと、直状部１ａの両端から車両本体方向に
曲げ加工された一対の張り出し部１ｂ・１ｂとからなっ
ており、アルミニウム製等の押出形材や引き抜き形材、
鋼板のプレス加工材や溶接組立材、或いは、これら部材
の複合材を用いて長さ方向に一様な断面を有するように
形成されている。そして、バンパーリインフォースメン
ト１は、内部に補強用の中リブ２・２が上下２段に設け
られており、断面形状が“目”の字形にされている。

【００１４】上記のバンパーリインフォースメント１に
おける張り出し部１ｂ・１ｂの外フランジ面１ｆには、
ライト３が嵌合される貫通穴１ｃ・１ｃがそれぞれ形成
されている。また、張り出し部１ｂ・１ｂから直状部１
ａにかけて曲げ加工された外フランジ面１ｆには、高い
寸法精度を要しない作業用貫通穴１ｄ…が複数形成され
ており、これらの作業用貫通穴１ｄ…と同軸上の内フラ
ンジ面１ｇには、作業用貫通穴１ｄ…の口径よりも小口
径であり、且つ高い寸法精度を要する取付用貫通穴１ｅ
…が形成されている。そして、各取付用貫通穴１ｅに
は、ねじ部材５が挿通されており、ねじ部材５は、内フ
ランジ面１ｇに当接されたステイ４の雌ねじ部４ａに螺
合されることによって、バンパーリインフォースメント
１とステイ４とを固定させるようになっている。

【００１５】上記のバンパーリインフォースメント１の
作業用貫通穴１ｄおよび取付用貫通穴１ｅは、プレス打
ち抜き装置により形成されるようになっている。プレス
打ち抜き装置は、図１および図２に示すように、バンパ
ーリインフォースメント１が載置される載置台１０と、
大口径の作業用貫通穴１ｄに対応した打ち抜き面６ｃを
先端部に有する円柱形状の第１パンチ部材６と、小構成
の取付用貫通穴１ｅに対応した打ち抜き面８ｂを先端部
に有する円柱形状の第２パンチ部材８とを有している。

【００１６】上記の載置台１０は、第２パンチ部材８が
挿通可能な挿通穴１０ａを有している。挿通穴１０ａの
上方には、第１パンチ部材６が設けられており、第１パ
ンチ部材６は、第１ホルダー７を介して図示しない第１
プレス手段に設けられている。そして、第１プレス手段
は、載置台１０に載置されたバンパーリインフォースメ
ント１の上方からパンチ部材６を下降させて外フランジ
面１ｆを打ち抜かせた後、打ち抜き面６ｃが内フランジ
面１ｇに当接したときに下降を停止させて固定するよう
になっている。

【００１７】上記のパンチ部材６の打ち抜き面６ｃは、
内フランジ面１ｇに対して平行となるように平面状に形
成されており、中心部には、第２パンチ部材８の先端部
を収容可能な収容部６ａが形成されている。収容部６ａ
には、第１パンチ部材６の内部に形成された空気供給孔
６ｂの一端が連通されており、空気供給孔６ｂの他端
は、第１ホルダー７内の空気供給路を介して図示しない
第１空気圧送手段に接続されている。そして、第１空気
圧送手段は、図１に示すように、第１パンチ部材６が外
フランジ面１ｆを打ち抜いたときに、空気供給孔６ｂを
介して収容部６ａに空気を圧送することによって、打ち
抜き面６ｃに残存する打ち抜き片１１を吹き飛ばして除
去するようになっている。

【００１８】一方、載置台１０の挿通穴１０ａの下方に
は、第２パンチ部材８が設けられており、第２パンチ部
材８は、打ち抜き面８ｂが第１パンチ部材６の打ち抜き
面６ｃに対向するように、第１パンチ部材６と同軸上に
配置されている。第２パンチ部材８は、第２ホルダー９
を介して図示しない第２プレス手段に設けられており、
第２プレス手段は、挿通穴１０ａの下方から第２パンチ
部材８を上昇させて内フランジ面１ｇを打ち抜かせた
後、第２パンチ部材８先端部を第１パンチ部材６の収容
部６ａに収容させるようになっている。

【００１９】上記の第２パンチ部材８の内部には、空気
供給孔８ａが形成されており、空気供給孔８ａの一端
は、第２パンチ部材８の打ち抜き面８ｂに位置されてい
る。一方、空気供給孔８ａの他端は、第２ホルダー９内
の空気供給路を介して図示しない第２空気圧送手段に接
続されており、第２空気圧送手段は、図２に示すよう
に、第２パンチ部材８が内フランジ面１ｇを打ち抜いた
後、第１パンチ部材６が上昇したときに、空気供給孔８
ａを介して第２パンチ部材８の打ち抜き面８ｂに空気を
圧送することによって、打ち抜き面８ｂに残存する打ち
抜き片１１を吹き飛ばして除去するようになっている。

【００２０】上記の構成において、肉厚が２ｍｍ前後の
６０００系アルミニウム合金の押出形材を用いてバンパ
ーリインフォースメント１を作成し、このバンパーリイ
ンフォースメント１の外フランジ面１ｆおよび内フラン
ジ面１ｇに、直径２０ｍｍの丸穴である作業用貫通穴１
ｄおよび直径８ｍｍの丸穴である取付用貫通穴１ｅをそ
れぞれ形成する場合におけるプレス打ち抜き装置の動作
を通じて穴明け加工方法について説明する。

【００２１】先ず、図１に示すように、大口径の作業用
貫通穴１ｄおよび小口径の取付用貫通穴１ｅにそれぞれ
対応するように、２０ｍｍの打ち抜き面６ｃを有する第
１パンチ部材６と、８ｍｍの打ち抜き面８ｂを有する第
２パンチ部材８とがプレス打ち抜き装置の第１ホルダー
７および第２ホルダー９にそれぞれ取り付けられること
になる。尚、第１パンチ部材６の収容部６ａは、第１お
よび第２パンチ部材６・８の取り付け精度や振れ分等を
考慮し、第２パンチ部材８を収容したときの間隙が０．
５ｍｍ程度となるように形成されている。

【００２２】この後、両端部に曲げ加工を施したバンパ
ーリインフォースメント１が載置台１０上に自動搬送さ
れて位置決めされると、第１パンチ部材６が下降（第２
パンチ部材８方向に移動）され、この第１パンチ部材６
の打ち抜き面６ｃがバンパーリインフォースメント１の
外フランジ面１ｆを打ち抜くことによって、この打ち抜
き面６ｃに一致した口径の作業用貫通穴１ｄが外フラン
ジ面１ｆに形成されることになる。この際、第１パンチ
部材６によるプレス打ち抜き時において、外フランジ面
１ｆの内側がダイス等により支持されていないため、作
業用貫通穴１ｄの周囲に凹み（１ｍｍ程度の凹み量）が
生じることになるが、工具の挿入やねじ止め作業に用い
られる寸法精度の要しない作業用貫通穴１ｄにとっては
全く問題とならないものである。

【００２３】上記の第１パンチ部材６は、外フランジ面
１ｆを打ち抜いた後も下降を継続することになる。そし
て、この下降の継続時に、図示しない第１空気圧送手段
から空気供給孔６ｂを介して嵌合部６ａに空気が圧送さ
れることによって、この打ち抜き面６ｃに残存する打ち
抜き片１１が吹き飛ばされて除去されることになる。こ
の後、第１パンチ部材６の打ち抜き面６ｃが内フランジ
面１ｇに当接すると、第１パンチ部材６は、下降が停止
されて固定されることになる。

【００２４】次に、図２に示すように、載置台１０の下
方に位置していた第２パンチ部材８が上昇（第１パンチ
部材６方向に移動）され、第２パンチ部材８の打ち抜き
面８ｂが内フランジ面１ｇを打ち抜くことによって、こ
の打ち抜き面８ｂに一致した口径の取付用貫通穴１ｅが
内フランジ面１ｇに形成されることになる。この際、第
２パンチ部材８によるプレス打ち抜き時において、内フ
ランジ面１ｇの内側が第１パンチ部材６の打ち抜き面６
ｃにより支持された状態となっているため、取付用貫通
穴１ｅの周囲に凹みが生じることはない。従って、取付
用貫通穴１ｅは、高い寸法精度で内フランジ面１ｇに形
成されることになる。また、第２パンチ部材８によるプ
レス打ち抜き時において、第２パンチ部材８の先端部が
第１パンチ部材６の収容部６ａに収容されるため、第２
パンチ部材８の先端部を内フランジ面１ｇよりも上方に
上昇させる際に、内フランジ面１ｇをダイス代わりに支
持する第１パンチ部材６が障害となることもない。

【００２５】この後、第１パンチ部材６が上昇され、第
２パンチ部材８の先端部が第１パンチ部材６の収容部６
ａから抜脱されると、図示しない第２空気圧送手段から
空気供給孔８ａを介して第２パンチ部材８の打ち抜き面
８ｂに空気が圧送され、この打ち抜き面８ｂに残存する
打ち抜き片１１が吹き飛ばされて除去されることにな
る。

【００２６】尚、本実施例においては、第１パンチ部材
６の打ち抜き面６ｃが平面状に形成されているが、これ
に限定されることはない。即ち、第１パンチ部材６の打
ち抜き面６ｃは、図４および図５に示すように、斜め刃
形状や馬蹄形状に形成されていても良く、この場合に
は、凹み量を０．２ｍｍ以下に抑制することが可能にな
る。

【００２７】このように、本実施例の穴明け加工方法
は、図１および図２に示すように、曲げ加工が施される
バンパーリインフォースメント１（中空形材）の外フラ
ンジ面１ｆ（一方面）および内フランジ面１ｇ（他方
面）に、小口径の取付用貫通穴１ｅが高い寸法精度とな
るように、大口径の作業用貫通穴１ｄおよび小口径の取
付用貫通穴１ｅをそれぞれ同軸上に形成するため、下記
の手順でプレス打ち抜きを行うようになっている。

【００２８】即ち、小口径の取付用貫通穴１ｅに対応す
る打ち抜き面８ｂを先端部に有する第２パンチ部材８
と、大口径の作業用貫通穴１ｄに対応する打ち抜き面６
ｃを先端部に有し、この打ち抜き面６ｃに第２パンチ部
材８の先端部を収容可能な収容部６ａが形成された第１
パンチ部材６とを、打ち抜き面６ｃ・８ｂ同士が対向す
るようにバンパーリインフォースメント１の両側に同軸
上に配置し、第１パンチ部材６を第２パンチ部材８方向
に移動させることによって、バンパーリインフォースメ
ント１の外フランジ面１ｆをプレス打ち抜きして大口径
の作業用貫通穴１ｄを形成し、第１パンチ部材６の打ち
抜き面６ｃが内フランジ面１ｇに当接したときに、第１
パンチ部材６の移動を停止し、第１パンチ部材６の打ち
抜き面６ｃを内フランジ面１ｇに当接させながら、第２
パンチ部材８を第１パンチ部材６方向に移動させること
によって、内フランジ面１ｇをプレス打ち抜きして小口
径の取付用貫通穴１ｅを形成するようになっている。

【００２９】これにより、寸法精度の要しない作業用貫
通穴１ｄをプレス打ち抜きした第１パンチ部材６の打ち
抜き面６ｃにより内フランジ面１ｇを支持しながら、内
フランジ面１ｇを第２パンチ部材８によりプレス打ち抜
きするようになっているため、第２パンチ部材８のプレ
ス打ち抜きにより形成された取付用貫通穴１ｅの周囲に
凹みが生じることはなく、取付用貫通穴１ｅが高い寸法
精度で内フランジ面１ｇに形成されることになる。従っ
て、作業用貫通穴１ｄおよび取付用貫通穴１ｅがダイス
を用いることなくプレス打ち抜きにより形成されるた
め、両貫通穴１ｄ・１ｅを可動式のダイスを用いたプレ
ス打ち抜方式やドリル方式により形成する場合と比較し
て生産性を向上させることが可能になっている。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上のように、小口径の貫通
穴に対応する打ち抜き面を先端部に有する第２パンチ部
材と、上記大口径の貫通穴に対応する打ち抜き面を先端
部に有し、該打ち抜き面に上記第２パンチ部材の先端部
を収容可能な収容部が形成された第１パンチ部材とを、
打ち抜き面同士が対向するように上記中空形材の両側に
同軸上に配置し、上記第１パンチ部材を上記第２パンチ
部材方向に移動させることによって、上記中空形材の一
方面をプレス打ち抜きして大口径の貫通穴を形成し、上
記第１パンチ部材の打ち抜き面が中空形材の他方面に当
接したときに、該第１パンチ部材の移動を停止し、上記
第１パンチ部材の打ち抜き面を中空形材の他方面に当接
させながら、上記第２パンチ部材を上記第１パンチ部材
方向に移動させることによって、中空形材の他方面をプ
レス打ち抜きして小口径の貫通穴を形成する構成であ
る。

【００３１】これにより、寸法精度の要しない大口径の
貫通穴をプレス打ち抜きにより一方面に形成した第１パ
ンチ部材の打ち抜き面により中空形材の他方面を支持さ
せながら、他方面を第２パンチ部材によりプレス打ち抜
きするようになっているため、第２パンチ部材のプレス
打ち抜きにより形成された小口径の貫通穴が高い寸法精
度で形成されることになる。よって、両貫通穴がダイス
を用いることなくプレス打ち抜きにより形成されるた
め、可動式のダイスを用いたプレス打ち抜方式やドリル
方式を適用する場合と比較して生産性を向上させること
が可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の穴明け加工方法を示す説明図である。

【図２】本発明の穴明け加工方法を示す説明図である。

【図３】バンパーリインフォースメントの斜視図であ
る。

【図４】第１パンチ部材の打ち抜き面の形状を示す説明
図である。

【図５】第１パンチ部材の打ち抜き面の形状を示す説明
図である。

【図６】従来の穴明け加工方法を示す説明図である。

【図７】従来の穴明け加工方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ バンパーリインフォースメント １ａ 直状部 １ｂ 張り出し部 １ｄ 作業用貫通穴 １ｅ 取付用貫通穴 １ｆ 外フランジ面 １ｇ 内フランジ面 ３ ライト ４ ステイ ５ ねじ部材 ６ 第１パンチ部材 ６ａ 収容部 ６ｂ 空気供給孔 ６ｃ 打ち抜き面 ７ 第１ホルダー ８ 第２パンチ部材 ８ａ 空気供給孔 ８ｂ 打ち抜き面 ９ 第２ホルダー １０ 載置台 １１ 打ち抜き片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ加工が施される中空形材の一方面お
   よび他方面に、小口径の貫通穴が高い寸法精度となるよ
   うに、大口径および小口径の貫通穴をそれぞれ同軸上に
   形成する中空形材の穴明け加工方法において、 上記小口径の貫通穴に対応する打ち抜き面を先端部に有
   する第２パンチ部材と、上記大口径の貫通穴に対応する
   打ち抜き面を先端部に有し、該打ち抜き面に上記第２パ
   ンチ部材の先端部を収容可能な収容部が形成された第１
   パンチ部材とを、打ち抜き面同士が対向するように上記
   中空形材の両側に同軸上に配置し、 上記第１パンチ部材を上記第２パンチ部材方向に移動さ
   せることによって、上記中空形材の一方面をプレス打ち
   抜きして大口径の貫通穴を形成し、 上記第１パンチ部材の打ち抜き面が中空形材の他方面に
   当接したときに、該第１パンチ部材の移動を停止し、 該第１パンチ部材の打ち抜き面を中空形材の他方面に当
   接させながら、上記第２パンチ部材を第１パンチ部材方
   向に移動させることによって、中空形材の他方面をプレ
   ス打ち抜きして小口径の貫通穴を形成することを特徴と
   する中空形材の穴明け加工方法。