パイプ材にナットを固着するプレス装置

【課題】容易に自動化を可能にしたパイプ材にナットを固着するプレス装置を提供する。
【解決手段】パイプ材６０を被嵌して保持する長尺体の下型６の基端部が下台盤２の後端側に上下動可能に支持されている。下型６の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持するリフター３０と、下型６の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、下型６に被嵌したパイプ材６０を位置決めするストッパ３と、下型６の外側面に設けられたナット供給通路１０と、下型６の前端部内側に収容されたプッシャ１４と、下型６の内側に収容され、先端部に設けた傾斜カム面２２が該プッシャ１４をナット供給位置１２に押し出すカム作動杆２１と、該カム作動杆２１の駆動手段２５と、下型６の軸線に対して直交する方向に可動自在に設けられた上型３と、上型３に取り付けられたかしめダイス４７と、該かしめダイスの駆動手段５０と、を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ材、特に金属製角パイプの内側にナットを固着するプレス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナット自体が金属板を打ち抜き、同時に打ち抜いた開口周縁部をかしめてナットの側壁面に設けた溝に圧入させることにより金属板に固着するいわゆるピアスナットを用いて、金属製角パイプの内壁面に固着して、該角パイプの外側からのねじ締結に供し得るようにしたパイプ材にナットを固着する装置は、特許文献１により知られている。
【０００３】
上記特許文献１に開示されている装置は、手動式であり、時代背景もあって今日に至るも実用化されていない。
【特許文献１】特公昭５３−１６３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した特許文献１に開示されている装置を改良して実用化したもので、容易に自動化を可能にしたパイプ材にナットを固着するプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のプレス装置は、下台盤の前端側に立設したガイドポストと後端側に立設した後側壁とで上台盤が支持されている機枠と、基端部が前記下台盤の後端側に上下動可能に支持され、前端部が前記下台盤の前端側へ延びている、パイプ材を被嵌して保持する長尺体の下型と、前記下型の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持する上下動可能なリフターと、前記下型の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、前記下型に被嵌した前記パイプ材の端面が当接して位置決めされる上下動可能なストッパと、前記下型の外側面に設けられ、該下型の基端部から前端部まで軸方向へ延びるナット供給通路と、前記ナット供給通路の基端に接続されたナット供給ホースと、前記ナット供給通路前端のナット供給位置にあるナットを検出するナットセンサと、前記下型の先端部内側に軸線に対して直交する方向へ可動自在に収容され、前記ナット供給位置に押し出されるプッシャと、前記下型の内側に軸方向へ可動自在に収容され、先端部に設けた傾斜カム面が前記プッシャに係合して、該プッシャを前記ナット供給位置に押し出すカム作動杆と、該カム作動杆を軸方向へ往復動させるカム駆動手段と、前記ガイドポストに沿って前記下型の軸線に対して直交する方向に可動自在に設けられた上型と、前記上型に取り付けられ、前記ナット供給位置を挟んで前記プッシャと対向位置するかしめダイスと、前記上台盤に設置され、前記上型を前記下型の軸線に対して直交する方向に往復動させ、かつ、前記かしめダイスを加圧する力が前記プッシャを押し出す力より大きく設定されているダイス駆動手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
前記リフターは、頂部に山形の傾斜案内面を有し、前記下台盤に収容したスプリングによって前記下型に当接支持するように付勢されており、前記下型にパイプ材を被嵌する際、該パイプ材が前記傾斜案内面に沿って移動することにより前記リフターを押し下げるように構成されている。
【０００７】
前記ストッパはタッチセンサ機能を有し、前記下型に被嵌したパイプ材の端面が前記ストッパに当接して位置決めされると同時に、これに連動して前記カム駆動手段と前記ダイス駆動手段が自動的に作動される構成とすることができる。
【０００８】
前記かしめダイスは、ダイスホルダとバックプレートを介して前記上型に取り付けられ、前記バックプレートには前記かしめダイスの中空孔に連通し、かつ横外側方に開口するスクラップ排出通路が設けられている。
【０００９】
前記下型は、基端部に下方へ突出する支持突部を有し、該支持突部が前記下台盤に設けた案内溝に嵌合して、前記下型の前後方向及び左右方向の位置が規制され、上下動可能に支持されている。
【００１０】
また、前記パイプ材が角パイプの場合には、該角パイプの４面にナットを固着できるようにするため、角柱状の長尺体からからなる下型の両側面及び下面に、既に前記角パイプに固着されているナットの逃げ溝が前端から後端まで軸方向に延びて設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成を有する本発明よれば、パイプ材、特に金属製角パイプに取付孔を穿けることなく、ナットを容易に固着することができ、パイプ材の外側からねじ締結に供し得るものである。
【００１２】
また、本発明のプレス装置は、自動化が容易に行なえ、ナットをパイプ材の内側に容易、かつ能率良く固着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１ないし図４は、本発明に係るパイプ材にナットを固着するプレス装置を示しており、該プレス装置は、後述する金属製角パイプ６０（図５、図６参照）にピアスナット６１を内側から固着するのに使用する。該プレス装置の機枠１は、下台盤２の前端側に並列して立設した２本のガイドポスト４，４と後端側に立設した後側壁５とで上台盤３が支持されている構造である。
【００１５】
下台盤２には、角柱状の長尺体からなる下型６が前後方向へ延びてほぼ水平に配設され、上台盤３側には、平板状の上型７がガイドポスト４，４に沿って下型６の軸線に対して直交する上下方向へ可動自在に取り付けられている。
【００１６】
下型６は、前端部に傾斜案内面８を有し、基端部（後端部）に下方へ突出する短い直方体形状の支持突部９を有しており、該支持突部９が下台盤２に設けた案内溝９′に嵌合して、下型６が下台盤２に対して前後方向及び左右方向の位置が規制され、かつ上下動可能に支持されている。下型６の上面側には、基端部（後端部）から前端部近傍まで延びるナット供給通路１０が設けられ、該ナット供給通路１０の基端にナット供給ホース１１が接続されている。そして、パーツフィーダ等のナット供給装置（図示せず）から自動供給されるピアスナット（以下、ナットという。）６１がナット供給ホース１１を通じてナット供給通路１０に連続的に供給され、ナット供給通路１０前端のナット供給位置１２に給送されたナット６１を検出するナットセンサ１３が下型６の前端部に設けられている。また、角パイプ６０の４面にナット６１を固着できるようにするため、下型６の両側面及び下面には、既に角パイプ６０の内側に固着されているナット６１の逃げ溝６５が設けられている。該逃げ溝６５は下型６の前端から後端まで軸方向に延びており、既にナット６１が固着されている角パイプ６０を下型６に被嵌したとき、角パイプ６０に固着して内側に突出しているナット６１が逃げ溝６５に沿ってスムーズに移動できるように構成されている。
【００１７】
下型６の前端部内側には、図３、図４に示すように、ナット供給位置１２にあるナット６１を押し上げるプッシャ１４が嵌装されいてる。該プッシャ１４は、下部に係合溝１６を有する断面形状が門形のプッシャ本体１５にナット６１を押し出すパンチ部１７が一体に突設されていて、下型６の軸線に対して直交する方向へ可動自在に下型６に収容され、図９に示すように、パンチ部１７がナット供給位置１２に連通開口する開口部１８を通じてナット供給通路１０内に突出するように配置されており、常時は押しばね１９により下型６内の待機位置に付勢されている。プッシャ本体１５の係合溝１６の内側底面には、後述するカム作動杆２１の傾斜カム面２２と係合する傾斜面２０が設けられている。
【００１８】
カム作動杆２１は、角軸状部材からなり、プッシャ１４の係合溝１６に係合する先端部分に傾斜面２０と摺接する傾斜カム面２２を有している。該カム作動杆２１は下型６の基端部（後端部）から軸方向に延びる挿通穴２４に軸方向へ摺動自在に収容され、後端部に連設した連結片２３が、後側壁５に設置した油圧シリンダ２５のピストンロッド２６に連動連結されている。図１０に良く示されているように、連結片２３には上下方向に長い長孔２７が設けられていて、該長孔２７に挿通したピン２８を介してピストンロッド２６に連結され、下型６の上下動を長孔２７とピン２８で吸収するように構成されていると共に、油圧シリンダ２５の作動時には、図１０（ｂ）に示すようにピストンロッド２６の前端面でカム作動杆２１の後端面２９を加圧して、カム作動杆２１を下型６の前端側へ押動するようになっている。
【００１９】
また、下台盤２には、下型６の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持する上下動可能なリフター３０と、下型６の中間部位ないし後端部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、後述するように下型６に被嵌した角パイプ６０の端面６２が当接して位置決めされる上下動可能なストッパ３１とが設けられている。
【００２０】
リフター３０は、図１１に示すように、上端に円錐状頂部３３を有し、下端にフランジ部３４を有する円筒状本体３２が下台盤２に上下動自在に取り付けられ、かつ、押し上げばね３５により円錐状頂部３３が下台盤２から突出するように付勢されており、該円錐状頂部３３により下型６の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持すると共に、押し上げばね３５に抗して円筒状本体３２を押し下げ可能になっている。一方、フランジ部３４により円錐状頂部３３の突出量が規制されている。該リフター３０は、単一であってもよいが、下型６の下面には前述のように既に角パイプ６０が固着されているナット６１の逃げ溝６５が設けられているので、該逃げ溝６５を避けるため、図３に示すように、横方向に並列して２つ配設されている。
【００２１】
ストッパ３１は、図１２に示すように、上端に扁平頂部３７を有し、下端にフランジ部３８を有する円筒状本体３６が下台盤２に上下動自在に取り付けられ、かつ、押し上げばね３９により扁平頂部３７が下台盤２から突出するように付勢されており、扁平頂部３７により下型６の中間部位ないし後端部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、下型６に被嵌した角パイプ６０の端面６２を円筒状本体３６の側面に当接させて位置決めするようになっている（図６参照）。また、ストッパ３１にタッチセンサ機能をもたせるため、円筒状本体３６を導電性金属材料により製造し、図１２に示すように、円筒状本体３６と下台盤２及び下型６との接触部位に絶縁体４０を介装しておき、下型６に被嵌した角パイプ６０の端面６２がストッパ３１の円筒状本体３６の側面に当接して位置決めされると同時に、ストッパ３１がタッチセンサとして機能し、油圧シリンダ２５と後述する油圧シリンダ５０を作動させるように構成することも可能である。
【００２２】
さらに、図１３に示すように、ストッパ３１をエアシリンダ４１で構成し、そのピストンロッド４２を下台盤２から突出させて、該ピストンロッド４２により下型６を僅かに持ち上げるように当接支持させるようにしてもよい。この場合、複数のエアシリンダ４１を下型６の長手方向に所定間隔を隔てて並列状態に下台盤２に配設しておき、各エアシリンダ４１のピストンロッド４２の突出及び後退を制御して、下型６に被嵌した角パイプ６０の停止位置を変更することにより、複数のナット６１を一定間隔を隔てて自動的に角パイプ６０に固着することも可能である。
【００２３】
一方、上型７には、バックプレート４５を介してダイスホルダ４６が取り付けられ、該ダイスホルダ４６にかしめダイス４７が取り付けられている。バックプレート４５には、かしめダイス４７の中空孔４８に連通し、かつ斜上方に延びて横外側方に開口するスクラップ排出通路４９が設けられている。該上型７は、上台盤３に設置した油圧シリンダ５０のピストンロッド５１に連動連結され、油圧シリンダ５０によりガイドポスト４，４に沿って上下動せしめられる。かしめダイス４７は、下型６のナット供給位置１２を挟んでプッシャ１４に対向位置するように配設され、油圧シリンダ５０のピストンロッド５１で上型７を押し下げることにより、かしめダイス４７が下型６に被嵌した角パイプ６０を加圧して、下台盤２に押し付けるようになっている。そして、油圧シリンダ５０がかしめダイス４７を押し下げる加圧力が、油圧シリンダ２５によりプッシャ１４を押し上げる加圧力より大きく設定されている。
【００２４】
次に、上記のように構成された本発明によるプレス装置の作動について説明する。
【００２５】
図５、図６は、金属製角パイプ６０が下型６に被嵌され所定位置に保持された準備状態を示している。角パイプ６０の前端開口を下型６前端の傾斜案内面８により案内誘導して下型６に被嵌し、後端側へ挿入すると、開口端面６２がリフター３０の円錐状頂部３３の傾斜面に沿って移動する際に押しばね３５に抗してリフター３０を押し下げながら移動し、開口端面６２がストッパ３１の側面に当接した位置で停止して、図５、図６に示す準備状態が完了する。
【００２６】
次に、図示しない運転制御装置のスタートスイッチを押して油圧シリンダ５０と油圧シリンダ２５を順次作動させるが、ナットセンサ１３によりナット６１が供給位置１２に供給されていることを検出しない限り油圧シリンダ５０及び油圧シリンダ２５は作動しない。
【００２７】
先ず油圧シリンダ５０が作動して、図７、図８に示すように、上型３と共にかしめダイス４７が下降し、角パイプ６０を下台盤２押し付ける。次に油圧シリンダ２５が作動して、ピストンロット２６によりカム作動杆２１を下型６の前端側に押動すると、傾斜カム面２２によりプッシャ１４が押し上げられ、そのパンチ部１７でナット供給位置１２に位置しているナット６１を角パイプ６０の内側面に押圧すると共に、さらに押し上げられるナット６１がかしめダイス４７と共働して、角パイプ６０を打ち抜き、その開口周縁部をかしめダイス４７によりかしめて、ナット６１が角パイプ６０の内側に固着される。このとき油圧シリンダ５０により押し下げられているかしめダイス４７の加圧力が、油圧シリンダ２５によりカム作動杆２１を介してプッシャ１４により押し上げられるナット６１の加圧力より大きく設定されていることによって、ナット６１による角パイプ６０の打ち抜きと、かしめダイス４７によるかしめ工程が実現するものである。一方、ナット６１により打ち抜かれた角パイプ６０のスクラップ片６３は、図９に示すように、かしめダイス４７の中空孔４８からバックプレート４５のスクラップ排出通路４９を経て外部に排出される。
【００２８】
角パイプ６０にナット６１が固着されると、油圧シリンダ２５と油圧シリンダ５０は、図５、図６に示す位置に戻る。続いて、ナット６１が固着された角パイプ６０を下型６から抜き取り、次の角パイプ６０を上記同様に下型６に被嵌して準備する。なお、角パイプ６０に複数のナット６１を固着する場合には、上記したナット６１の固着作業が完了したのち、角パイプ６０を下型６に沿って所定距離移動変位させた状態で、上記同様にしてナット６１の固着作業を行なえばよい。さらに、角パイプ６０の他の３面にナット６１を固着する場合には、上述のようにしてナット６１が固着された角パイプ６０を下型６から抜き取り、ナット６１を固着する側面が上側になるように向きを替えて再び下型６に被嵌し、上記同様にしてナット６１を固着すればよい。このとき、既に角パイプ６０に固着され内側に突出しているナット６１は逃げ溝６５に沿って移動するから、固着作業に支障を来たすおそれはない。
【００２９】
上記の実施の形態においては、角パイプ６０にピアスナット６１を固着する実施例について説明したが、下型６の外観形状を変えることで丸パイプ材や異形の断面形状を有するパイプ材にも適用することが可能である。また、カム駆動手段及びかしめダイス駆動手段としては、実施形態に採用した油圧シリンダの他、空圧シリンダやサーボモータ等の他の加圧装置を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るパイプ材にナットを固着するプレス装置の正面図である。
【図２】同上プレス装置の側面図である。
【図３】同上プレス装置の要部縦断正面図である。
【図４】同上プレス装置の要部縦断側面図である。
【図５】同上プレス装置に金属製角パイプをセットした準備工程を示す要部縦断正面図である。
【図６】同上準備工程を示す要部縦断側面図である。
【図７】同上プレス装置にセットした金属製角パイプにピアスナットを固着する工程を示す要部縦断正面図である。
【図８】同上固着工程を示す要部縦断側面図である。
【図９】同上固着工程の要部を拡大して示す縦断側面図である。
【図１０】同上プレス装置のカム作動杆と油圧シリンダとの連結部分を示す側面図である。
【図１１】同上プレス装置におけるリフターの縦断側面図である。
【図１２】同上プレス装置におけるストッパの縦断側面図である。
【図１３】同上プレス装置におけるストッパの別の実施形態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１機枠
２下台盤
３上台盤
４ガイドポスト
５後側壁
６下型
７上型
９支持突部
９′ 案内溝
１０ナット供給通路
１１ナット供給ホース
１２ナット供給位置
１３ナットセンサ
１４プッシャ
１７パンチ部
２１カム作動杆
２２傾斜カム面
２５油圧シリンダ
３０リフター
３１ストッパ
４５バックプレート
４６ダイスホルダ
４７かしめダイス
５０油圧シリンダ
６０金属製角パイプ
６１ピアスナット
６２角パイプ６０の端面
６３角パイプ６０のスクラップ片
６５逃げ溝

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下台盤の前端側に立設したガイドポストと後端側に立設した後側壁とで上台盤が支持されている機枠と、
基端部が前記下台盤の後端側に上下動可能に支持され、前端部が前記下台盤の前端側へ延びている、パイプ材を被嵌して保持する長尺体の下型と、
前記下型の前端部位を僅かに持ち上げた姿勢で当接支持する上下動可能なリフターと、前記下型の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、前記下型に被嵌した前記パイプ材の端面が当接して位置決めされる上下動可能なストッパと、
前記下型の外側面に設けられ、該下型の基端部から前端部まで軸方向へ延びるナット供給通路と、
前記ナット供給通路の基端に接続されたナット供給ホースと、
前記ナット供給通路前端のナット供給位置にあるナットを検出するナットセンサと、
前記下型の前端部内側に軸線に対して直交する方向へ可動自在に収容され、前記ナット供給位置に押し出されるプッシャと、
前記下型の内側に軸方向へ可動自在に収容され、先端部に設けた傾斜カム面が前記プッシャに係合して、該プッシャを前記ナット供給位置に押し出すカム作動杆と、
該カム作動杆を軸方向へ往復動させるカム駆動手段と、
前記ガイドポストに沿って前記下型の軸線に対して直交する方向に可動自在に設けられた上型と、
前記上型に取り付けられ、前記ナット供給位置を挟んで前記プッシャと対向位置するかしめダイスと、
前記上台盤に設置され、前記上型を前記下型の軸線に対して直交する方向に往復動させ、かつ、前記かしめダイスを加圧する力が前記プッシャを押し出す力より大きく設定されているダイス駆動手段と、
を備えていることを特徴とするパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項２】
前記リフターは、頂部に山形の傾斜案内面を有し、前記下台盤に収容したスプリングによって前記下型に当接支持するように付勢されており、前記下型にパイプ材を被嵌する際、該パイプ材が前記傾斜案内面に沿って移動することにより前記リフターを押し下げるように構成されている請求項１記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項３】
前記ストッパはタッチセンサ機能を有し、前記下型に被嵌したパイプ材の端面が前記ストッパに当接して位置決めされると同時に、これに連動して前記カム駆動手段と前記ダイス駆動手段が自動的に作動するように構成されている請求項１又は２記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項４】
前記かしめダイスは、ダイスホルダとバックプレートを介して前記上型に取り付けられ、前記バックプレートには前記かしめダイスの中空孔に連通し、かつ横外側方に開口するスクラップ排出通路が設けられている請求項１、２又は３記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項５】
前記下型は、基端部に下方へ突出する支持突部を有し、該支持突部が前記下台盤に設けた案内溝に嵌合して、前記下型の前後方向及び左右方向の位置が規制され、上下動可能に支持されている請求項１ないし４のいずれかに記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項６】
前記パイプ材が角パイプであって、前記下型が角柱状の長尺体からなり、該下型の両側面及び下面に、既に前記角パイプに固着されているナットの逃げ溝が前端から後端まで軸方向に延びて設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項７】
前記カム駆動手段が、前記後側壁に取り付けた油圧シリンダであって、該油圧シリンダのピストンロッドが、ピンと長孔を介して前記下型の後端に連結され、作動時に前記下型の後端面を前記ピストンロッドの前端面で押圧するように構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。
【請求項８】
前記ダイス駆動手段が、前記上台盤に設置された油圧シリンダであって、該油圧シリンダのピストンロッドが前記上型に連結されている請求項１ないし７のいずれかに記載のパイプ材にナットを固着するプレス装置。

【図１】