特表 2024-503708 管壁を穿孔するための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-26

(54)【発明の名称】管壁を穿孔するための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/28 20060101AFI20240119BHJP

   B26F 1/02 20060101ALI20240119BHJP

   B26F 1/14 20060101ALI20240119BHJP

   B26D 7/18 20060101ALI20240119BHJP

   B21D 37/08 20060101ALI20240119BHJP

   B21D 28/34 20060101ALI20240119BHJP

【ＦＩ】

B21D28/28

B26F1/02 D

B26F1/14 D

B26D7/18 G

B21D37/08

B21D28/34 K

B21D28/34 F

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023543098

(86)(22)【出願日】2021-12-20

(85)【翻訳文提出日】2023-09-11

(86)【国際出願番号】 FI2021050899

(87)【国際公開番号】W WO2022152965

(87)【国際公開日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】20217012

(32)【優先日】2021-01-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523269155

【氏名又は名称】ラリッカ，レオ

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＲＩＫＫＡ， Ｌｅｏ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】ラリッカ，レオ

【テーマコード（参考）】

3C021

3C060

4E048

4E050

【Ｆターム（参考）】

3C021FD09

3C060AA20

3C060AB02

3C060BA01

3C060BB13

3C060BC08

3C060BD01

3C060BG06

3C060BG11

3C060BH01

4E048KA02

4E048KA04

4E048LB08

4E050DA07

(57)【要約】

管壁を穿孔するための方法および装置に関する。該方法では、管を長手方向に移動させ、管内部の切断パンチと３部品ダイとを備える打抜位置に移動させる。ダイは、ダイ部の間のくさびのくさび面によって、くさびをダイの自由端に向けて第１移動方向に移動させることで、切断パンチの移動方向に伸長される。切断パンチは、管壁に穿孔するために使用され、その孔は、打抜の間に伸長されたダイによって支持され、管から打抜かれた破片は、上ダイ部の孔に落ちる。ダイは、くさびを第１移動距離で第２移動方向に移動させることにより収縮する。ダイ部は、関節式に互いに回動し、管の内面との接触から外れる。穿孔された管は、長手方向に打抜位置から離れ、管は孔の縁を仕上げる位置に移動する。下ダイ部とくさびとは、第２移動方向に第２移動距離で一緒に移動して、孔のベースが開き、破片が孔から落下する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体(１)と、切断パンチ(２)と、上ダイ部(３)、下ダイ部(５)および前記ダイ部(３，５)の間のくさび(８)を有する３部品のダイ(３，５，８)と、を用いて管壁を穿孔する方法であって、
前記ダイ(３，５，８)が前記管の中にある打抜位置に前記管をその長手方向に移動させる段階と、
前記くさび(８)を前記ダイの端に向けて第１移動方向に移動させることによって、前記ダイ(３，５，８)を前記切断パンチの移動方向に伸長させる段階と、
打抜の間に伸長されたダイ(３，５，８)で壁を支持しながら、前記切断パンチ(２)で前記管壁を穿孔して、前記管から打抜かれた破片が前記上ダイ部(３)の孔(１６)に落下する段階と、
前記第１移動方向とは反対の第２移動方向に前記くさび(８)を移動させることによって前記ダイ(３，５，８)を収縮させる段階と、
前記穿孔された管をその長手方向に打抜位置から遠ざける段階と、
前記孔の縁を仕上げるための位置に前記管を移動させる段階と、を備え、
前記ダイ(３，５，８)は、前記本体(１)に取り付けられた支持ブッシュ(１４)によって支持され、前記ダイ(３，５，８)が、前記管の移動動作中に前記ダイを取り囲む前記管の内面と接触しないように保たれ、前記くさびが前記第１移動方向に動かされた結果、上くさび部が上方に回動し、下くさび部が下方に回動するように伸長の間に接触するようにもたらされ、打抜の後、前記くさび(８)は、前記第２移動方向に第１移動距離で移動し、これにより、前記ダイ部(３，５)が互いに向けて関節式に回動可能であることによって前記ダイが収縮し、前記穿孔された管が前記打抜位置から遠ざけられ、前記下ダイ部(５)および前記くさび(８)が、第２移動距離で一緒に前記第２移動方向に移動して、前記上ダイ部において前記孔(１６)のベースが開き、前記管から打抜かれた破片が前記孔(１６)から落下する、方法。

【請求項2】

前記下ダイ部(５)および前記くさび(８)の前記第２移動方向における前記第２移動距離の始まりにおいて、前記下ダイ部(５)は、前記下ダイ部の下面に設けられたスレッシュホールド(１５)で前記下ダイ部を支持ブッシュ(１４)の上に支持することによって、上方に回動するかまたは上方に回動された位置で支持される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

断面が円形の前記管壁に楕円形の孔が形成される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

管壁を穿孔するための装置であって、
本体(１)と、前記本体に対して往復運動するように構成されて所望の孔の形状およびサイズを有する切断パンチ(２)と、支持ブッシュ(１４)によって前記本体(１)に支持され、自由端を有する細長いダイ(３，５，８)と、を備え、前記ダイ(３，５，８)は、前記切断パンチの形状およびサイズに対応する孔(１６)を有する上ダイ部(３)と、下ダイ部(５)と、前記ダイ部の間のくさび(８)と、を備え、前記ダイ部は伸長および収縮のために第１動力装置(９)によって往復運動され、前記上ダイ部(３)は、前記支持ブッシュ(１４)および前記くさび(８)によって許容限度内で、前記切断パンチ(２)の移動方向への前記上ダイ部(３)の回動を可能にするスイベルジョイント(４)によって、前記支持ブッシュ(１４)に取り付けられ、前記下ダイ部(５)は、前記支持ブッシュ(１４)および前記くさび(８)によって許容限度内で、前記切断パンチ(２)の移動方向への前記下ダイ部(５)の回動を可能にするスイベルジョイント(６)によって、第２動力装置(１２)によって移動させられるキャリッジ(１０)に取り付けられ、前記くさび(８)は、前記第１動力装置(９)が前記ダイ(３，５，８)の自由端に向けて前記くさび(８)を移動させるとき、前記ダイを伸長させるために関節式に互いから離れるように両方のダイ部(３，５）を回動させる両側にあるくさび面(８ａ，８ｂ)を有し、前記第１動力装置(９)は、第１移動距離で収縮方向に前記くさび(８)を移動させるように構成され、前記第２動力装置(１２)は、前記下ダイ部(５)および前記くさび(８)を、前記第１移動距離の延長である第２移動距離で一緒に移動させ、それにより前記上ダイ部(３)の前記孔(１６)のベースが開くように構成される、装置。

【請求項5】

前記下ダイ部(５)の下面には、前記支持ブッシュ(１４)に寄りかかり、前記下ダイ部(５)を上方に回動させるかまたは前記第２移動距離の始まりにおいて上方に回動した位置で前記下ダイ部(５)を支持するように構成されたスレッシュホールド(１５)がある、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１動力装置(９)はピストン型シリンダ装置であり、そのシリンダがキャリッジ(１０)に取り付けられ、ピストンロッドが前記くさび(８)に取り付けられる、請求項４または５に記載の装置。

【請求項7】

前記第２動力装置(１２)はピストン式シリンダ装置であり、そのシリンダが前記本体(１)に取り付けられ、ピストンロッドが前記キャリッジ(１０)に取り付けられる、請求項４、５または６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項8】

前記上ダイ部(３)の下面に、前記ダイの前記自由端に向けて下方に傾斜するくさび面があり、前記上ダイ部(３)がその端に向けて厚くなり、前記下ダイ部(５)の上面が上方に傾斜し、前記下ダイ部(５)がその自由端に向けて厚くなる、請求項４～７のいずれか１項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、管壁を穿孔するための方法および装置に関する。

【発明の概要】

【0002】

本体と、切断パンチと、上ダイ部、下ダイ部および前記ダイ部の間のくさびを有する３部品ダイと、を備えるパンチを用いて管壁を穿孔するための方法であって、当該方法は、
管をその長手方向において、ダイを管の内側にある打抜位置に移動させる段階と、
くさびを前記ダイの端部に向けて第１移動方向に移動させることにより、切断パンチの移動方向に前記ダイを伸長させる段階と、
打抜時に伸長されたダイで管壁を支持しながら切断パンチで管壁を穿孔し、管から打抜かれた破片が上ダイ部の孔に落下する段階と、
第１移動方向とは反対の第２移動方向にくさびを移動させることにより、ダイを収縮させる段階と、
穿孔された管をその長手方向に打抜位置から遠ざける段階と、
孔の縁を仕上げる位置に管を移動させる段階と、を備える。

【0003】

管壁を穿孔するための装置であって、本体と、本体に対して往復運動するように構成されて所望の孔の形状およびサイズを有する切断パンチと、支持ブッシュによって本体に支持されるとともに自由端を有する細長いダイと、を備え、ダイは、切断パンチの形状およびサイズに対応する孔を有する上ダイ部と、下ダイ部と、２つのダイ部の間にあるくさびと、を備え、くさびは、ダイを伸縮させるために第１動力装置によって往復運動できる。

【0004】

米国特許第６１２８９９１号明細書から、打抜で矩形断面の管を穿孔するための方法および装置が知られている。２部品ダイのダイ部を移動することにより、管の側壁に対してダイを横方向に伸長させることにより、管は切断パンチ部に対して中心線上に位置決めされる。

【0005】

特開平１１－２４４９５７号公報から、打抜によって矩形断面を持つ管を穿孔するための方法および装置も知られている。３部品ダイは、中間ダイ部を移動させることにより、管の内面に対して切断パンチの移動方向に伸長され、その下面のくさび面は、最下ダイ部の上面のくさび面と協働する。最上ダイ部は本体に取り付けられ、最下ダイ部は最上ダイ部のベースに枢軸で支持されている。ダイの下方では、管の下面が切断パンチの打抜力を受けるために本体に支持されている。中間ダイ部の往復運動はダイの伸長に役立ち、移動距離はくさび面の動作領域に制限される。管から打抜かれた破片は、まず管の内面に当たり、管を引き抜くときに管の内面を傷つける可能性がある。さらに、管が打抜位置に押し込まれ、そこから引き抜かれる際に、ダイ部が管の内面に沿って引きずられる。これは、管の内面を傷つける可能性もある。

【0006】

管壁材を引き伸ばして管壁から分岐するシリンダまたはカラーを管内に作成する場合、まず、目的のシリンダまたはカラーを引き伸ばすことができる縁から適切なパイロット孔を壁に形成しなければならない。孔は、その縁が所望のカラーを形成するための伸び(いわゆるカラーリング)に耐えられるような品質でなければならない。

【0007】

比較的薄い壁に孔を作成する最も迅速な既知の方法は、打抜によるものである。ただし、打抜では、分岐のシリンダやカラーを引き伸ばすのに十分な高品質が得られない。材料を引き伸ばすと、打抜によって作られた孔の縁で引き裂かれる。

【0008】

カラーリング目的で高品質の孔を作成する別の既知の方法は、フライス加工によって孔を機械加工することである。製造の観点から、フライス加工は大量の材料を削り出す必要があるため、所望形状の孔を作るには時間がかかる方法である。

【0009】

本発明では、最初に打抜によってパイロット孔を形成し、次にフライス加工によってパイロット孔を仕上げることによって、これら２つの公知の穿孔方法が組み合わされる。この目的のために、本発明では、ピアシング（piercing）または打抜によって孔を形成するための迅速かつ効率的な方法および装置が開発されている。

【0010】

本発明の目的は、カラーリング工程の初期工程段階として、カラーリング要件を満たすパイロット孔を効率的に形成するための方法および装置を提供することである。本発明に係る方法および装置は、管を変形させたり、引っ掻いたり、その他の損傷を与えたりすることなく、特に丸管を穿孔することに適用可能でなければならない。

【0011】

この目的は、添付の請求項１に記載の方法によって達成される。この目的は、請求項４に記載の装置によっても達成される。従属請求項は、本発明の好ましい実施形態を開示する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る穿孔装置の上面図を示す。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図を示す。

【図3】図１および図２に係る装置の側面図を示す。

【図4】同じデバイスの斜め上面図を示す。

【図5】くさびの斜め上面図を示す。

【図6A】上ダイ部を斜め上から見た図である。

【図6B】上ダイ部を斜め下から見た図である。

【図7A】下ダイ部を斜め下から見た図である。

【図7B】下ダイ部を斜め上から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態について、添付の図面を参照して以下に説明する。

【0014】

装置は、本体１と、本体に対して往復運動するように構成された切断パンチ２と、を備え、切断パンチの刃は、所望の孔の形状およびサイズを有する。細長いダイ３，５，８は、本体１に取り付けられた支持ブッシュ１４に支持されており、ダイ３，５，８が支持ブッシュ１４から突出している。ダイ３，５，８は自由端を有しており、その方向から穿孔される管がダイの周囲に押し込まれることができる。ダイ３，５，８は、切断パンチの形状およびサイズに対応する孔１６を備える上ダイ部３と、下ダイ部５と、これらのダイ部の間にあるくさび８と、を備える。くさび８は、ダイを伸縮させるために、第１動力装置９によってダイの長手方向に往復運動可能である。

【0015】

穿孔される管は、３部品のダイ３，５，８が管の中に押し込まれるように、その長手方向に打抜位置に移動される。上ダイ部３は、切断パンチ２の側のダイ部である。上ダイ部３は、スイベルジョイント４によって支持ブッシュ１４に取り付けられる。スイベルジョイント４は、支持ブッシュ１４およびくさび８によって許容限度内で切断パンチ２の移動方向において上ダイ部３の回動を可能にする。この関節支持により、上ダイ部３の切断パンチ側は、管の内面に接触することなく、管の押圧段階で移動する管の内面の内側に位置する。

【0016】

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、上ダイ部３は、孔４ａを有するアーム３ａを備える。スイベルジョイント４は、孔４ａを貫通するコッタボルトからなる。このことは、ダイ部３は、同様のアーム３ａを備えた別部品と容易に交換できるが、所望の管直径および孔サイズに寸法構成された実際のダイ部３を備えた別部品と容易に交換できることを意味する。

【0017】

下ダイ部５は、スイベルジョイント６によって、第２動力装置１２で移動されるキャリッジ１０に取り付けられる。スイベルジョイント６は、支持ブッシュ１４およびくさび８によって許容限度内で切断パンチ２の移動方向において下ダイ部５の回動を可能にする。

【0018】

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、下ダイ部５は、孔６ａを有するアーム５ａを備える。スイベルジョイント６は、孔６ａを貫通するコッタボルトからなる。したがって、ダイ６は、同様のアーム６ａを備えた別部品と容易に交換できるが、所望の管直径および孔サイズに寸法構成された実際のダイ部５を備えた別のものと容易に交換できる。

【0019】

図５に示すように、くさび８は、両側にくさび面８ａ，８ｂを有する。くさび面８ａ，８ｂは、第１動力装置９がくさび８をダイ３，５，８の自由端に向けて移動させる場合に、両方のダイ部３，５を互いに遠ざけるように関節式に回動させてダイを伸長する。くさび８は、動力装置９の可動部７(例えば、ピストン型シリンダ装置のピストンロッド７)がくさび８のアーム８ａに取り付けられるコッタボルト７ａによって貫通した孔７ｂを有するアーム１８を備える。この場合も、ダイ３，５の交換に関連してくさび８を容易に交換できる。支持ブッシュ１４は、ダイ部のアーム３ａ，５ａ，１８およびくさびのサイズおよび形状が一定のままであれば、交換する必要はない。

【0020】

第１動力装置９は、くさび８を収縮方向において第１移動距離で移動させるように構成されている。第２動力装置１２は、第１移動距離の延長である第２移動距離で下ダイ部５およびくさび８を一緒に移動させるように構成されている。第２移動距離により、上ダイ部３の孔１６のベースが開き、打抜かれた破片が落下する。この前に、ダイを収縮させてダイ周囲から管を取り除いているので、落下した破片が管の内面に傷を付けることはなかった。

【0021】

矢印１７は、くさび８が後方に、すなわち収縮方向に移動するときに、スイベルジョイント６によって形成されたスイベル軸に対して下ダイ部５を上方に回動させるスプリングなどの動力装置を示す。したがって、穿孔された管を打抜位置から引き離す際にも、下ダイ部が管の内面に沿って引きずられることはない。上ダイ部３は、ダイ部が収縮する際に重力により下方に回動する。

【0022】

下ダイ部５の下面にはスレッシュホールド（threshold）１５がある。スレッシュホールド１５は、第２移動距離の始まりにおいて支持ブッシュ１４に寄りかかり、下ダイ部５を上向きに回動させるかまたは、スプリング１７がダイ部５を回動させているすでに上向きに回動した位置に下ダイ部５を支持するように構成されている。

【0023】

第１動力装置９はピストン式のシリンダ装置である。シリンダがキャリッジ１０に取り付けられ、ピストンロッド７がコッタボルト７ａによってくさび８に取り付けられる。ピストンロッド７およびコッタボルト７ａは、キャリッジ１０の開口を通じて移動可能である。好ましくは第２動力装置１２もピストン型シリンダ装置である。シリンダは本体１に取り付けられ、ピストンロッドはキャリッジ１０に取り付けられる。

【0024】

図示の実施形態では、上ダイ部３の下面には、ダイの自由端に向けて下方に傾斜するくさび面があり、そこでは、上ダイ部３はその端に向けて厚くなる。下ダイ部５の上面は上向きに傾斜しており、そこでは、下ダイ部５はその自由端に向けて厚くなる。ダイ部３，５のくさび面のくさび角は、くさび８のくさび面のくさび角と同じである。これにより、できるだけ大きな摩耗面とソリッドダイスとが提供される。

【0025】

キャリッジ１０の移動方向、および、それに対応してくさび８および下ダイ部５の移動方向は、管の移動方向および軸方向と同じである。くさび８は、ダイの中心線の上にあり、動力装置９がくさび８をダイの自由端に向けて移動させると、切断パンチの移動方向にダイ３，５，８を対称的に伸長させる。

【0026】

切断パンチ２は、管壁に穿孔するために使用されて、打抜の間、伸長されたダイ３，５，８によって支持される。管から打抜かれた破片は、上ダイ部３の孔１６に落ち込む。穿孔された管が次の加工段階に移動するときに、破片が管内に落ちて管の内面に沿って引きずられたり、管に追従したりしてはいけない。穿孔された管は、打抜位置から長手方向に離れて移動される。管は、孔縁仕上げ位置に移動される。孔縁仕上げ位置では、切断パンチによって切断された孔の縁が回動刃で仕上げられる(チッピングによって)。回動刃の動きは、パンチ孔の形状に従う。ブランチカラーを作るために丸管の壁に孔を形成する場合、孔の形状は多かれ少なかれ楕円形である。この場合、ダイ３，５，８の上面および下面の断面の曲率も、丸管の内面の曲率に一致する。ダイの幅は、管の断面よりわずかに小さくなる。

【0027】

穴を打ち抜く前に、ダイ部３，５に関してくさび８を第１移動方向(ダイの自由端に向けて)に移動させることによって、ダイ３，５，８は、くさび８のくさび面８ａ，８ｂによって切断パンチ２の移動方向に伸長される。くさび８の移動動作およびダイ３，５，８の伸長の間、ダイ３，５，８は支持ブッシュ１４に支持される。支持ブッシュ１４からダイ３，５，８が支持ブッシュ１４の外側に延びる。くさびの移動動作の終了時に、くさび面８ａ，８ｂは、ダイの上部および下部を回動させて管の内面に接触させることによってダイを伸長する。打抜の間、打抜力は、管を平らにすることなく、ダイ３，５，８によって管の反対側の支持構造(図示せず)に伝達される。

【0028】

打抜の後、くさび８は第２移動方向に第１移動距離で移動する。これによりダイ部３，５が関節式に互いに向けて回動できることによってダイが収縮する。上ダイ部が下方に回動し、スプリング１７が下ダイ部５を上方に回動させると、ダイは管壁に押し付けられなくなり、ダイ部３，５は管の内壁との接触から離れる。管が打抜位置から引き離されると、ダイは管の内面と接触しなくなる。下ダイ部５の下面のスレッシュホールド１５は、支持ブッシュ１４に寄りかかるように構成されるとともに、下ダイ部５およびくさび８が第２移動距離で移動するときに、下ダイ部５を上方に回動した状態に保つように構成されている。そして、孔１６のベースが開き、管から打抜かれた破片が落下する。

【0029】

この後、下ダイ部５およびくさび８は、動力装置１２およびキャリッジ１０によってダイの自由端に向けて第２移動距離で戻され、装置は穿孔される次の管を受け取る準備が整う。孔１６は、切断パンチおよび或る距離にわたって管に形成される孔と同じサイズであり、その後、孔１６は、くさび８および下ダイ部５に向けて下向きに、すなわち切断パンチ２の加工動きの方向に、円錐状に伸長する。

【0030】

第１移動距離は、第２移動距離よりも短いことが好ましい。キャリッジ１０は、装置の外にある本体(図示せず)上にリニアベアリング１１によって支持されており、装置の本体１も本体フランジ１ａによって取り付けられている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【国際調査報告】