JP2001205358A - 軟質金属シート材の穿孔用パンチユニット - Google Patents
軟質金属シート材の穿孔用パンチユニットInfo
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Abstract
着物が付着しないパンチユニット。 【解決手段】 往復駆動されるパンチ2と協同して軟質
金属シート材に穿孔するダイ3を備えた往復動型穿孔用
パンチユニットにおいて、パンチ2が往復動することに
より穿孔時に該パンチに凝着した軟質金属凝着物が掻き
落とされるクリーニング手段のゲート13bを設ける。
また、パンチを所定間隔で空転させて凝着物を掻き落と
すパンチ駆動制御手段を設ける。
Description
いて使用するアルミニウム薄板などの軟質金属の薄板に
丸孔や異形孔を穿孔する軟質金属シート材の穿孔用パン
チユニットに関するものである。
ルミニウム薄板などの軟質金属シート材の穿孔には、紙
などに穿孔するパンチユニットと同様の往復動型ユニッ
トが使用されていた。
に穿孔するパンチユニットでアルミニウム薄板などの軟
質金属シート材を穿孔すると、穿孔時に被穿孔シート材
のアルミニウムなどの軟質金属がパンチに焼き付いて凝
着し、これが累積してパンチガイドとの隙間をなくし、
パンチの摺動抵抗を増しパンチの往復動が困難になり、
ついにはパンチが動かなくなり穿孔不能になることがあ
る。
焼き付くので、穿孔された孔の品位が低下するという問
題点があった。
定して高品位の孔が穿孔される軟質金属シート材の穿孔
用パンチユニットを提供することを目的とする。
めに本発明の軟質金属シート材の穿孔用パンチユニット
は、パンチガイドに摺動して往復駆動されるパンチと該
パンチと協同して軟質金属シート材に穿孔するダイとを
備えた往復動型穿孔用パンチユニットにおいて、パンチ
が往復動することにより穿孔時に該パンチに凝着した軟
質金属凝着物が掻き落とされるクリーニング手段が設け
られたことを特徴とするものである。
おいて、シート材の軟質金属がパンチに焼き付いて凝着
することは避けられない。そこで本発明は、クリーニン
グ手段を設けて、パンチを往復動することにより、パン
チに凝着した軟質金属凝着物を積極的に掻き落とすクリ
ーニング動作を行うものである。
の孔数を穿孔したとき、穿孔しないで所定回数往復動さ
せる空転動作をパンチに与えて、該パンチに凝着した軟
質金属凝着物をクリーニングするパンチ駆動制御手段に
よることができる。
御手段に所定間隔でパンチに空転動作を与える機能を設
けて、パンチとダイを空転することにより、パンチに凝
着した軟質金属凝着物がダイにより掻き落とされて除か
れる。例えばパンチを10回穿孔を行うごとに、3回空
転させたり、あるいは1日に1回、数回の空転動作を行
う制御によりパンチに凝着した軟質金属凝着物をクリー
ニングすることができる。
ダイ側に前記パンチが貫通して往復動するゲート部を設
け、該ゲート部はパンチの往復動によりパンチに凝着し
た軟質金属凝着物を掻き落とすクリーニング手段を構成
させることができる。
ト部のエッジが切刃になり、パンチの往復動作によっ
て、この切刃がパンチに凝着した軟質金属を掻き落とさ
れるので、パンチに凝着物が累積することがなく、パン
チの摺動抵抗が増加することが防止される。本機構は上
記の空転制御手段と組み合わせることにより一層効果が
上がる。
は、パンチに摺動するクリーニングブレードを設けた
り、あるいは機械的な研磨装置の付加や、ガス吹き付け
などの機構を上記と組み合わせて、又は単独で採用する
こともできる。
抜き時にシート材の浮き上がりを抑制するシート抑制手
段を構成する。これにより、パンチの後退動作に伴って
穿孔された軟質金属がパンチに引きずられて浮き上がっ
たり、ガイド孔に引き込まれて変形したりすることが防
止できる。
側をガイドする下ガイドと、駆動側をガイドする上ガイ
ドとに分割されることにより、パンチの両端側が支持さ
れてパンチが安定して摺動するとともに、パンチとガイ
ドの摺動部の長さを短縮できるので、摺動抵抗を少なく
しかつ軽量化できる。
パンチユニットは、パンチに潤滑剤を塗布する自動給油
機構がダイブロックに設けられることが、パンチの駆動
動力を低減し、パンチとダイの寿命を延長するために望
ましい。この自動給油機構は、上記分割した上下ガイド
の間に潤滑油を保持させたフェルトなどをパンチ軸に接
触させて設けることにより、簡易に構成できる。
ガイド孔端部は、穿孔時にシート材を貫通したパンチの
干渉部の範囲外とされることが望ましい。
ト材を貫通して軟質金属が凝着したパンチの部分がガイ
ド孔と干渉しないので、パンチに凝着物が付着してもパ
ンチの摺動抵抗が増加することはない。
パンチユニットは、被穿孔軟質金属の凝着を防止するコ
ーティングを施したパンチを備えることにより、凝着が
少なくなり摺動抵抗の増加が防止される。
方の摺動部に摺動部面積を減少して摺動抵抗を低下させ
る溝加工が施されることが摺動抵抗の増加を防止するた
めに望ましい。この溝加工は、パンチ外周に円周溝を設
けてもよく、あるいはパンチの外面又はパンチガイドの
内面に複数の縦溝を設けてもよい。
イの刃厚を0.5〜1.2mmにすることが凝着による
摺動抵抗の増加を防止するために望ましい。一般に、ダ
イの刃厚を薄くする方が凝着が少なくなるが、刃の強度
が低下する。実験の結果、0.5mm以下の薄い刃厚の
ダイを用いるとダイの強度が不足し、1.2mm以上で
は凝着防止の効果が少ないことが判った。刃部の強度を
増すためには、刃部と逃げ部を2段孔にするとか、ラン
ドと逃げ角とを設けた孔形状にするとよい。
の穿孔パンチであるときは、ガイド部の軸径と切刃部の
径とが異なるパンチとすることが凝着防止のために望ま
しい。これにより、パンチとパンチガイドとの合わせ精
度を高くしながら、パンチとダイのクリアランスを適正
に選択できる。
欠孔を穿孔するパンチユニットは、穿孔時のパンチの片
寄り防止手段として、ダイ孔との間に所定のクリアラン
スを有する切欠穿孔範囲の切刃部と、パンチ摺動移動を
精密に案内するガイド部とが設けられたパンチを備えた
ことを特徴とするものである。
形状が異形であるために、前記丸孔などのパンチのよう
に段加工が困難で高価になる。そこで段加工無しのパン
チにより一定のクリアランスで穿孔した場合には、パン
チを片寄らせる力が働き、クリアランスが不均等になる
ために軟質金属がパンチに凝着しやすい。そこで本発明
は、穿孔部分から外れたパンチのガイド部でパンチを摺
動保持して片寄りの力を支え、パンチの移動を精密に案
内することにより、切刃部のクリアランスの変動を防止
するものである。これにより、安定した切欠孔が穿孔で
き、凝着が軽減される。
属シート材がアルミニウム又はアルミニウム合金である
場合に効果が大きいが、その他に銅、銅合金あるいは鉛
合金などあらゆる軟質金属に適用できる。
ンチユニットの実施の1形態を図面により具体的に説明
する。図1は本発明実施形態の軟質金属シート材の穿孔
用パンチユニットの正面図、図2は図1のX−X切断矢
視図、図3は図1のY−Y切断矢視図、図4はダイブロ
ックの詳細断面図である。
ト本体の構成について説明する。パンチユニット1は、
上パンチガイド12、下パンチガイド13a、とダイブ
ロック14とが一体にされたパンチブロック11と、モ
ーター22、駆動部23などを装着されたモータブラケ
ット21とからなり、パンチブロック11とモータブラ
ケット21とはビス28により一体に結合されて構成さ
れている。
ブロックからなり、図1の左端下部側に通紙口16が水
平に切り欠かれて設けられている。通紙口16は、シー
ト材の挿入を容易にするために図1に示すように面取り
されることが望ましい。
に、通紙面に垂直にして、上部パンチガイドのガイド孔
(以下上ガイドという)12と下部パンチガイドのガイ
ド孔(以下下ガイドという)13aとが貫通して設けら
れ、パンチ2を摺動可能に保持するようになっている。
また、
て貫通した貫通窓15が設けられ、この貫通窓15の上
側が下ガイド13aを構成し、通紙口16に面する部分
がゲート13bを構成している。ゲート13bの孔径は
パンチ2の切刃径とほぼ等しくされる。これにより、パ
ンチ2が上下往復動すると、穿孔時にパンチに凝着した
凝着物がゲート13bのエッジにより削り取られて、通
紙口と貫通窓15から排出され、凝着によるパンチの摺
動抵抗の増加が減少される。ゲート13bはクリーニン
グブレードになるので厚さは薄くてもよい。
ド12と下ガイド13aとにより支持されるので、パン
チ2は高い精度で往復動でき、クリアランスの変動がな
いので精度の高い穿孔ができる。
設けられ、揺動アーム31を支軸32により揺動可能に
軸支している。
ダイブロック14が一体に成形されている。紙などを穿
孔する従来のパンチユニットでは、通常パンチガイドと
ダイブロックを別個に製作し、これを組み立てて使用し
ているが、本発明はこのようにパンチガイドとダイブロ
ックを一体にしているので、パンチとダイ孔との心合わ
せの精度が高くクリアランスが正確にとれる。また、パ
ンチブロックの剛性が高く、パンチガイドとダイ孔とが
ずれることがないので、穿孔穴の品位が向上する。
て、図1に示すように、パンチブロック11の開口部に
パンチを挿通させたフェルト35を設け、コイルばね3
6により下方に固定した。このフェルトに潤滑油を染み
込ませておくことにより、パンチが上下動するとき潤滑
油が徐々にパンチを伝って流れて自動的にパンチ切刃に
給油される。これによりパンチの凝着を一層防止でき
る。
aの径d1 がパンチ軸部2bの径d 2 より小さい段付き
軸形状にされており、パンチ軸部2bが上下パンチガイ
ド12、13aに摺動可能に挿通される。パンチ軸部2
bの上端には軸に直交して貫通孔2cが設けられ、揺動
アーム31の長孔31と貫通孔2cとに貫通して挿通さ
れたパンチピン33により揺動アーム31と係合してい
る。
ンチ軸部2bとの嵌合を精度高く保持しながら、パンチ
とダイのクリアランスを適正に選択することができる。
うにR形状の切欠形にされている。これにより、穿孔終
期にシート材に切刃が当たる部分に生ずる孔円周に生ず
る欠陥の発生が防止できる。
ティングを施した。コーティングとしては、DLC(ダ
イヤモンドライクカーボン)コーティングを行ったが他
のコーティングでもよい。
上下パンチガイド12、13aと同心に孔径d3 の切刃
部3aを有するダイ3が設けられている。切刃部3aの
下側にd4 に拡径された逃げ部3bが設けられている。
本発明のパンチユニットでは、パンチ孔径とダイ外径の
クリアランスが被穿孔シート材の板厚の4〜15%にな
るようにされている。すなわち、パンチ2の切刃外径d
1 とダイ孔径d3 との関係は被穿孔シート材の厚さをT
とすると下式の関係になるようにされている。(d3 −
d1 )/2=(T×4〜15)/100このクリアラン
スは、望ましくは6〜12%である。
は、このクリアランスが5〜10μmに設定されている
が、このようなパンチユニットで軟質金属シート材を穿
孔すると、パンチ剪断面に二次剪断が発生して軟質金属
滓がパンチに凝着しやすくなる。このために、パンチと
ダイの摺動負荷が著しく増加し、動作不能になることが
ある。本発明のパンチユニットによれば、この問題点が
解決される。
がパンチとの干渉が少なく望ましいが、あまり薄くする
と刃の強度が不足するので、本発明では0.5〜1.2
mmにした。切刃部3aの下部の逃げ部3bの径d
3 は、切刃部3aの強度を維持するために打ち抜き屑が
抵抗なく通過できる程度に、わずかにダイ孔径d2 より
大きくされる。
うに2段孔にしたが、図5に示すようにランドaと逃げ
角bを有する孔形状にしてもよい。
形状をなし、ビス28によりパンチブロック11と一体
に組み立てられている。モータブラケット21の端板2
1aにモーター22が4本のビス29により固定されて
いる。
れ、この偏心カム23の外周にリンク24が装着されて
いる。そして、リンク24のリンク孔24aと揺動アー
ム31の駆動端に設けられた貫通孔31cとを貫通して
リンクピン34が挿通され、揺動アーム31の一端と連
結されている。
さ方向の従動端(パンチ側)寄りの中間が支軸32によ
りパンチブロック11の上部の軸受16に揺動可能に軸
支されている。揺動アーム31の従動端には長孔31a
が設けられ、この長孔31aとパンチ軸端の貫通孔2c
とを貫通してパンチピン33が挿通され、パンチ2を上
下動可能に保持している。また、揺動アーム31の駆動
端は、前述のようにリンク24に係合されている。
駆動制御され、モーター22により偏心カム23が回転
されると、リンク24、リンクピン34を介して、揺動
アーム31が軸32を中心として揺動し、長孔31a、
パンチピン33を介して、パンチ2を上下往復移動させ
る。これにより、通紙口16に挿入された図示しないシ
ート材が穿孔される。そして、穿孔を終了すると、図示
しない検出手段により偏心カム23の回転位置が検出さ
れ、パンチの上死点の待機位置でモーターが停止される
ようになっている。
パンチに空転動作を与える機能が設けられている。例え
ばパンチを10回穿孔を行うごとに、3回空転させて凝
着した軟質金属凝着物をゲートの上下端で掻き落として
クリーニングするようにもできる。また、ユニットの操
作の始めにスイッチをオンにしたとき、あるいは操作の
終わりにオフにしたときに、自動的にパンチが空転動作
を行うようにしてクリーニングするなどの制御を行うこ
とができる。
いて説明したが、本発明のパンチユニットは、角穴、長
角、楕円などのほかに小判形、鍵穴形などの異形孔の穿
孔にも使用される。また、シート材端部に切欠孔を穿孔
する場合にも使用される。
ける本発明のパンチの一例を図9に示す。図9aはパン
チとダイの縦断面図、図9(b)はパンチとダイのクリ
アランスを示す図、図10はパンチとシート材の切欠孔
との関係を示す図である。
とを有する鍵孔型をなしており、切刃2aで図10に示
すようにシート材Sの端部に切欠孔を穿孔するものであ
る。切刃2aはダイの切刃3bとの間に所定のクリアラ
ンスが設けられる形状をなしている。ガイド部2dは、
図のe,e´でパンチの姿勢を安定させ、穿孔時のパン
チの片寄りを防止する。これにより、穿孔時にパンチに
片寄りの力が働いても図10に示す穿孔範囲の切刃のク
リアランスは変動しないので軟質金属がパンチに凝着す
ることが低減できる。このため、本実施例ではガイド部
のクリアランスを5μm以下に精密に仕上げる一方、穿
孔範囲のクリアランスは均等に25μmになるようにさ
れている。
用パンチユニットを使用して、0.2mmと0.3mm
厚さの純アルミニウムシート材に6mmφの孔を穿孔し
た。パンチとダイのクリアランスは、それぞれ15μm
(板厚の7.5%)および30μm(板厚の10.0
%)とした。
段として、パンチの駆動制御手段に所定間隔で空転を指
令する機構を設けクリーニングする手段と、ゲート13
bを設けて凝着物を掻き落とす方法とを併用した。
ユニットでは、500孔の穿孔でパンチとダイが摩耗
し、かつパンチにアルミニウムが凝着して穿孔不能にな
ったが、本発明のパンチユニットでは30,000孔で
もなお使用できた。
いで、パンチ2の凝着物がガイド孔13aに詰まるのを
防止する方法として、図6に示すようにシート材を貫通
したパンチの部分2aが下ガイド13aに干渉しないよ
うにガイド孔端部に凹部18を設ける方法がある。こう
すれば、パンチの凝着物は下ガイド13aに当たらない
ので、パンチの摺動抵抗に影響することがない。この凹
部は丸穴にしてもよいし切欠きにしてもよい。
抗を減ずる方法として、図7に示すようにパンチ2の外
面又はパンチガイド13の内面にに縦溝19を設けるか
(図はパンチガイド13の内面に設けたもの)、図8に
示すようにパンチ外周にリング状溝20を設ける方法が
ある。
ト材の穿孔用パンチユニットによれば、クリーニング手
段として空転制御手段が設けられて、パンチの往復動に
よりパンチの凝着物が掻き落とされる。また、ゲートを
設けてゲートのエッジによりパンチの凝着物が掻き落と
して排出されるので、凝着物が累積して負荷の増加によ
り穿孔困難になることがなく、パンチとダイの寿命が向
上する。
シート材を貫通したパンチの部分が干渉しないような凹
部が設けると、パンチの凝着物の付着部分がパンチガイ
ドに触れないので、パンチの摺動抵抗に影響することが
ない。しかし、凹部だけの場合には、パンチの引き抜き
時にシート材の孔周辺だけが引き上げられる変形を防止
することがやや困難であるので、前記ゲートを設けるこ
とが好ましい。
えることにより、パンチの凝着が低減し、潤滑剤の自動
塗布機構を備えることにより、一層凝着が防止される。
方に溝加工が施して、パンチの摺動抵抗を低下させ、ダ
イの刃厚を薄くしてパンチとの干渉代を少なくし、摺動
抵抗を減ずることができる。
パンチユニットは、アルミニウム又はアルミニウム合金
のシート材の穿孔に効果が大きい。
用パンチユニットによれば、軟質金属のシート材に高品
位の穿孔ができ、かつパンチとダイの寿命が大幅に延長
される。これにより、写真製版におけアルミニウム板の
穿孔などで精度と能率の向上が図られる。
パンチユニットの正面図である。
である。
分が干渉しない凹部を設けた形状を示す図である。
た形状を示す図である。
形状を示す図である。
孔するパンチの一例を示す図である。
穿孔するパンチとシート材との関係を示す図である。
ンチブロック、12上ガイド、13a 下ガイド、13
b ゲート、14 ダイブロック、15 貫通窓、16
通紙口、17 軸受、18 凹部、19 縦溝、20
リング溝、21 モータブラケット、22 モータ
ー、23 偏心カム、24 リンク、25 パンチ駆動
制御手段、28 ビス、29 ビス、31 揺動アー
ム、32支軸、33 パンチピン、34 リンクピン、
35 フェルト、36 コイルばね、S シート材(軟
質金属シート材)
Claims (13)
- 【請求項1】 パンチガイドに摺動して往復駆動される
パンチと該パンチと協同して軟質金属シート材に穿孔す
るダイとを備えた往復動型穿孔用パンチユニットにおい
て、パンチが往復動することにより穿孔時に該パンチに
凝着した軟質金属凝着物が掻き落とされるクリーニング
手段が設けられたことを特徴とする軟質金属シート材の
穿孔用パンチユニット。 - 【請求項2】 前記クリーニング手段は、パンチが所定
の孔数を穿孔したとき、穿孔しないで所定回数往復動さ
せる空転動作をパンチに与えて、該パンチに凝着した軟
質金属凝着物をクリーニングするパンチ駆動制御手段で
あることを特徴とする請求項1に記載の軟質金属シート
材の穿孔用パンチユニット。 - 【請求項3】 ガイド孔のダイ側に前記パンチが貫通し
て往復動するゲート部を設け、該ゲート部はパンチの往
復動によりパンチに凝着した軟質金属凝着物を掻き落と
すクリーニング手段を構成することを特徴とする請求項
1又は2に記載の軟質金属シート材の穿孔用パンチユニ
ット。 - 【請求項4】 ガイド孔のダイ側に前記パンチが貫通し
て往復作動するゲート部を設け、該ゲート部は穿孔後の
パンチ引き抜き時にシート材の浮き上がりを抑制するシ
ート抑制手段を構成することを特徴とする請求項1から
3のいずれかに記載の軟質金属シート材の穿孔用パンチ
ユニット。 - 【請求項5】 前記パンチガイドは、パンチのダイ側を
ガイドする下ガイドと、駆動側をガイドする上ガイドと
に分割されたことを特徴とする請求項1から4のいずれ
かに記載の軟質金属シート材の穿孔用パンチユニット。 - 【請求項6】 前記パンチに潤滑剤を塗布する自動給油
機構が設けられたことを特徴とする請求項1から5のい
ずれかに記載の軟質金属シート材の穿孔用パンチユニッ
ト。 - 【請求項7】 前記パンチガイドの通紙口に面するガイ
ド孔端部は、穿孔時にシート材を貫通したパンチの干渉
部の範囲外とされたことを特徴とする請求項1から6の
いずれかに記載の軟質金属シート材の穿孔用パンチユニ
ット。 - 【請求項8】 被穿孔軟質金属の凝着を防止するコーテ
ィングを施したパンチを備えることを特徴とする請求項
1から7のいずれかに記載の軟質金属シート材の穿孔用
パンチユニット。 - 【請求項9】 パンチとパンチガイドの少なくも一方の
摺動部に摺動部面積を減少して摺動抵抗を低下させる溝
加工が施されたことを特徴とする請求項1から8のいず
れかに記載の軟質金属シート材の穿孔用パンチユニッ
ト。 - 【請求項10】 パンチとの干渉代を少なくするよう
に、ダイの刃厚を0.5〜1.2mmにしたことを特徴
とする請求項1から9のいずれかに記載の軟質金属シー
ト材の穿孔用パンチユニット。 - 【請求項11】 前記パンチはガイド部の軸径と切刃部
の径とが異なる穿孔パンチであることを特徴とする請求
項1から10のいずれかに記載の軟質金属シート材の穿
孔用パンチユニット。 - 【請求項12】 シート材端部に切欠孔を穿孔するパン
チユニットにおいて、穿孔時のパンチの片寄り防止手段
として、ダイ孔との間に所定のクリアランスを有する切
欠穿孔範囲の切刃部と、パンチ摺動移動を精密に案内す
るガイド部とが設けられたパンチを備えたことを特徴と
する請求項1から11のいずれかに記載の軟質金属シー
ト材の穿孔用パンチユニット。 - 【請求項13】 前記軟質金属シート材はアルミニウム
又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1
から9のいずれかに記載の軟質金属シート材の穿孔用パ
ンチユニット。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000016867A JP2001205358A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 軟質金属シート材の穿孔用パンチユニット |
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