パイプ材にナットを固着するプレス装置

【課題】特に小径のパイプ材にナットを固着するのに適し、かつ、自動化を容易にしたプレス装置を提供する。
【解決手段】下台盤２の前端部両側に立設したガイドポストに固定された上台盤３と、横軸９の周りに回動自在に支持され、前端部が下台盤２の前端側へ延び、かつ、上下方向へ円弧状に可動状態になっている、パイプ材５０を被嵌して支持する可動支持体５と、シリンダケース１１から上方へ突出して上下動する下型部１５の上端に設けられたナット受凹部１６と、可動支持体５の前端部位を当接支持する上下動可能なリフター２０と可動支持体５の中間部位を当接支持し、かつ、パイプ材５０の開口端面５１が当接して位置決めされる上下動可能なストッパ３０と、上型支持体６に取り付けられ、下型部１５と同一軸線上に上下動自在に配設される、上型となるかしめダイス４２と、かしめダイス４２を下方に加圧する上型加圧用油圧シリンダ４５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（特許第０９４３１１２号）
【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、特に小径のパイプ材にナットを固着するのに適し、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、上台盤が下台盤の前端部両側に立設したガイドポストに固定保持されている機枠と、基端部が前記下台盤の後端部に横軸の周りに回動自在に支持され、前端部が前記下台盤の前端側へ延び、かつ、上下方向へ円弧状に可動状態になっている、パイプ材を被嵌して支持する可動支持体と、前記可動支持体の前端部に設置された直方体形状の下型加圧用油圧シリンダと、前記油圧シリンダのピストンに設けられ、シリンダケースから上方へ突出して上下動する下型部と、前記下型部の上端に設けられたナット受凹部と、前記可動支持体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可動支持体の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、前記可動支持体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、前記ガイドポストに沿って上下動自在に設けられた上型支持体と、前記上型支持体にバックプレート及びダイスホルダを介して取り付けられ、前記下型部と同一軸線上に上下動自在に配設される、上型となるかしめダイスと、前記上台盤に設置され、そのピストンロッドが前記かしめダイスと同一軸線上に配設されて前記上型支持体を下方に加圧する上型加圧用油圧シリンダと、を有し、前記上型加圧用油圧シリンダにより前記上型支持体を介して前記かしめダイスを下方に加圧する出力が、前記下型加圧用油圧シリンダにより前記下型部を上方に加圧する出力より大きく設定され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又はエアシリンダによって前記可動支持体に当接支持するように付勢されており、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダ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、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダ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下型加圧用油圧シリンダと前記上型加圧用油圧シリンダが自動的に作動される構成とすることができる。
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。特に、本発明のプレス装置は、小径のパイプ材にナットを固着するのに適している。
【００１０】
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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
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５０（図５、図６参照）にピアスナット６０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、前後方向に延びる長い下台盤２の前端部両側に並列して立設した２本のガイドポスト４，４の上端部に上台盤３が固定支持されている構造である。
【００１３】
下台盤２には、前後方向へ延びる長尺板状の可動支持体５が取り付けられ、上台盤３には、平板状の上型支持体６がガイドポスト４，４に沿って下台盤２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。
【００１４】
可動支持体５は、基端部（後端部）に設けた軸受部７（図２，図４参照）が下台盤２の後端部に突設した支持部８に横軸９を介して軸支され、前端部が横軸９を支点に上下方向へ円弧状に可動状態で、下台盤２上に配設されている。該可動支持体５の前端部上面に直方体形状の下型加圧用油圧シリンダ１０が設置されている。該油圧シリンダ１０は複動式で、上下高さをできるだけ低くして、後述する小径のパイプ材５０に適用できるようにするため、図４に示すように、シリンダケース１１の底部に形成した凸部１２を可動支持体５の前端部に設けた取付孔１３に嵌め込んで取付け固定されている。なお、パイプ材の直径が比較的大きい場合には、凸部１２を有しない直方体のシリンダケース１１を直接、可動支持体５の前端部上面に設置する構造としてもよい。
【００１５】
シリンダケース１１には、上下動するピストン１４が収容され、該ピストン１４の上端にシリンダケース１１から上方へ突出する下型部１５が一体的に形成されている。該下型部１５の上端面中央には後述するピアスナット６０の本体底部を嵌め合わせて保持するナット受凹部１６が設けられている。図示の実施形態では、ナット受凹部１６に対するピアスナット６０の嵌め合わせは人手により手作業で行なうが、図示しないロボットを用いてピアスナット６０をナット受凹部１６に自動挿入することもできる。また、ナット受凹部１６に嵌め合わせて保持したナット６０の有無は、図示しない光センサーによって検出するようになっている。さらに、シリンダケース１１には、図４に示すように、図示しない油圧ポンプに接続する上昇用油圧ポート１７と下降用油圧ポート１８とが設けられている。
【００１６】
また、下台盤２には、可動支持体５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２０と、可動支持体５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、後述するように可動支持体５及び下型加圧用油圧シリンダ１０に被嵌した角パイプ５０の開口端面５１が当接して位置決めされる上下動可能なストッパ３０とが設けられている。
【００１７】
リフター２０は、図１０に示すように、上端に円錐状頂部２２を有し、下端にフランジ部２３を有する金属製の円筒状本体２１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２４により円錐状頂部２２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２２により可動支持体５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２４に抗して円筒状本体２１を押し下げ可能になっている。一方、フランジ部２３により円錐状頂部２２の突出量が規制されている。該リフター２０は、単一であってもよいが、横方向に並列して複数設けてもよい。
【００１８】
ストッパ３０は、図１１に示すように、上端に扁平頂部３２を有し、下端にフランジ部３３を有する金属製の円筒状本体３１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３４により扁平頂部３２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３２により可動支持体５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、可動支持体５に被嵌した角パイプ５０の開口端面５１を円筒状本体３１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３０にタッチセンサ機能をもたせるため、円筒状本体３１を導電性金属材料により製作し、図１１に示すように、円筒状本体３１と下台盤２及び可動支持体５との接触部位に絶縁体３５を介装しておき、可動支持体５及び油圧シリンダ１０に被嵌した角パイプ５０の開口端面５１がストッパ３０の円筒状本体３１の側面に当接して位置決めされると同時に、ストッパ３０がタッチセンサとして機能し、下型加圧用油圧シリンダ１０と後述する上型加圧用油圧シリンダ４５を作動させるように構成することも可能である。
【００１９】
さらに、図１２に示すように、ストッパ３０をエアシリンダ３６で構成し、そのピストンロッド３７を下台盤２から突出させて、該ピストンロッド３７により可動支持体５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３６を可動支持体５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３６のピストンロッド３７の突出及び後退作動を制御して、可動支持体５に被嵌した角パイプ５０の停止位置を変更することにより、複数のナット６０を一定間隔を隔てて自動的に角パイプ５０に固着することも可能である。
【００２０】
一方、上型支持体６には、バックプレート４０を介してダイスホルダ４１が取り付けられ、該ダイスホルダ４１にかしめダイス４２が取り付けられている。バックプレート４０には、かしめダイス４２の中空孔４３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４４が設けられている。該上型支持体６は、上台盤３に設置した上型加圧用油圧シリンダ４５のピストンロッド４６に連動連結され、該油圧シリンダ４５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４２は、油圧シリンダ１０のピストン１４に設けた下型部１５のナット受凹部１６に対向位置し、同一軸線上に配設され、油圧シリンダ４５のピストンロッド４６で上型支持体６を押し下げることにより、かしめダイス４２が可動支持体５及び油圧シリンダ１０に被嵌した角パイプ５０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、上型加圧用油圧シリンダ４５がかしめダイス４２を押し下げる加圧力が、下型加圧用油圧シリンダ１０によりピストン１４を押し上げる加圧力より大きく設定されている。
【００２１】
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。
【００２２】
図５、図６は、金属製角パイプ５０が可動支持体５及び下型加圧用油圧シリンダ１０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５０の前端開口を可動支持体５の前端により案内誘導して可動支持体５及び下型加圧用油圧シリンダ１０に被嵌し、後端側へ挿入すると、開口端面５１がリフター２０の円錐状頂部２２の傾斜面に沿って移動する際に押しばね２４に抗してリフター２０を押し下げながら移動し、開口端面５１がストッパ３０の円筒状本体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。
【００２３】
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上型加圧用油圧シリンダ４５と下型加圧用油圧シリンダ１０を順次作動させるが、ピアスナット６０が下型部１５のナット受凹部１６に供給されていることを、例えば光センサー（図示せず）によって検出しない限り油圧シリンダ４５及び油圧シリンダ１０は作動しない。
【００２４】
先ず、上型加圧用油圧シリンダ４５が作動して、図７、図８に示すように、上型支持体６と共にかしめダイス４２が下降し、角パイプ５０を下台盤２に押し付ける。次に、下型加圧用油圧シリンダ１０が作動して、ピストン１４が上昇し、下型部１５に保持されているピアスナット６０を角パイプ５０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６０がかしめダイス４２と協働して、角パイプ５０を打ち抜き、その開口周縁部をかしめダイス４２によりかしめて、ナット６０が角パイプ５０の内側に固着される。このとき、上型加圧用油圧シリンダ４５により押し下げられているかしめダイス４２の加圧力が、下型加圧用油圧シリンダ１０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６０による角パイプ５０の打ち抜きと、かしめダイス４２によるかしめ工程が実現するものである。一方、ナット６０により打ち抜かれた角パイプ５０のスクラップ片５２は、図８に示すように、かしめダイス４２の中空孔４３からバックプレート４０のスクラップ排出通路４４を経て外部に排出される。
【００２５】
角パイプ５０にナット６０が固着されると、下型加圧用油圧シリンダ１０と油圧シリンダ４５は、図９に示すように、準備位置に戻る。続いて、ナット６０が固着された角パイプ５０を可動支持体５から抜き取り、次の角パイプ５０を上記同様に可動支持体５及び下型加圧用油圧シリンダ１０に被嵌して準備する。なお、角パイプ５０に複数のナット６０を固着する場合には、上記したナット６０の固着作業が完了したのち、角パイプ５０を可動支持体５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６０の固着作業を行なえばよい。さらに、角パイプ５０の他の３面にナット６０を固着する場合には、上述のようにしてナット６０が固着された角パイプ５０を可動支持体５から抜き取り、ナット６０を固着する側面が上側になるように向きを替えて、再び可動支持体５及び油圧シリンダ１０に被嵌し、上記同様にしてナット６０を固着すればよい。
【００２６】
上記の実施の形態においては、角パイプ５０にピアスナット６０を固着する実施例について説明したが、可動支持体５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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】同上固着工程の作業完了状態を示す縦断側面図である。
【図１０】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１１】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１２】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】
【００２８】
１機枠
２下台盤
３上台盤
４ガイドポスト
５可動支持体
６上型支持体
７軸受部
８支持部
９横軸
１０下型加圧用油圧シリンダ
１１シリンダケース
１２凸部
１３取付孔
１４ピストン
１５下型部
１６ナット受凹部
２０リフター
３０ストッパ
４０バックプレート
４１ダイスホルダ
４２かしめダイス
４４スクラップ排出通路
４５上型加圧用油圧シリンダ
５０金属製角パイプ
５１角パイプ５０の開口端面
５２角パイプ５０のスクラップ片
６０ピアスナット

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上台盤が下台盤の前端部両側に立設したガイドポストに固定保持されている機枠と、
基端部が前記下台盤の後端部に横軸の周りに回動自在に支持され、前端部が前記下台盤の前端側へ延び、かつ、上下方向へ円弧状に可動状態になっている、パイプ材を被嵌して支持する可動支持体と、
前記可動支持体の前端部に設置された直方体形状の下型加圧用油圧シリンダと、
前記油圧シリンダのピストンに設けられ、シリンダケースから上方へ突出して上下動する下型部と、
前記下型部の上端に設けられたナット受凹部と、
前記可動支持体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
前記可動支持体の中間部位を僅かに持ち上げるように当接支持し、かつ、前記可動支持体に被嵌した前記パイプ材の開口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、
前記ガイドポストに沿って上下動自在に設けられた上型支持体と、
前記上型支持体にバックプレート及びダイスホルダを介して取り付けられ、前記下型部と同一軸線上に上下動自在に配設される、上型となるかしめダイスと、
前記上台盤に設置され、そのピストンロッドが前記かしめダイスと同一軸線上に配設されて前記上型支持体を下方に加圧する上型加圧用油圧シリンダと、を有し、
前記上型加圧用油圧シリンダにより前記上型支持体を介して前記かしめダイスを下方に加圧する出力が、前記下型加圧用油圧シリンダにより前記下型部を上方に加圧する出力より大きく設定され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又はエアシリンダによって前記可動支持体に当接支持するように付勢されており、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダ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、前記可動支持体と前記下型加圧用油圧シリンダ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下型加圧用油圧シリンダと前記上型加圧用油圧シリンダ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】
前記バックプレートに、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。

【図１】