JP2006205257A - ワーク周壁における貫通孔の穿設方法及び穿設装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状部の内周面にバリが生じることを防止し、生産性が高く、加工コストを大幅に低減できるワーク周壁における貫通孔の穿設方法及び穿設装置を提供すること。
【解決手段】ワーク１０をダイ２０に位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金３２に突設されたパンチ３０を、貫通孔７０が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に筒状部１２の内側へ挿入し、芯金３２を介してパンチ３０をダイ２０との間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、ワーク１０の貫通孔７０を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔７２から、パンチ３０が突設された芯金の面と反対側の面３３に当接するようにワーク１０内へ挿入された押圧ピン３５を、芯金３２及びパンチ３０と共に加圧移動させることでパンチ３０を筒状部１２の内側から周壁１５へ打ち込んで貫通孔７０を穿設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設するワーク周壁における貫通孔の穿設方法、その穿設装置、及びその穿設方法若しくは穿設装置によって貫通孔が開口されたワークに関する。

ワークに貫通孔を開けるには、ドリルによる切削加工、プレスの打抜き加工、放電加工などがある。ワークがパイプなどの筒状部を少なくとも一部に有する場合であって、その筒状部の周壁に貫通孔を開けるためにも、上記加工手段を用いることができる。
しかし、ドリルやプレスによる孔加工では、孔縁にバリが生じるのでバリ取りの手間が掛かる。特に筒状部の周壁に貫通孔を開口する際、ドリルによる場合や、筒状部の外側からパンチでプレス打抜きをした場合には、筒状部の内周面にバリが生じてしまう。ワークによっては、筒状部の内側のバリを全く許容しない。しかし、ワークが小部品の場合、このように筒状部の内側に生じたバリを除去することは困難である。
このため、従来から、ワークが筒状部を有する小部品で周壁が比較的厚い場合であって、その周壁に小さな貫通孔を開口するためには、放電加工が採用されている。しかし、放電加工は加工時間が長くかかり、生産性が悪く、加工コストを低減できない。
また、小部品でも比較的大きな貫通孔を開口する場合は、筒状部の外側からパンチを打ち込んで貫通孔を開け、後で内側のバリを手作業で除去している。これも、生産性が悪く、加工コストを低減できない。

ところで、板材については図２２に示すように、板材（１０７ｂ）にプレスの打抜きによってバリを生じさせることなく貫通孔を開設する方法が提案されている（特許文献１参照）。
これはプレス又は切削による一次加工によって、板材（ワーク）（１０７ｂ）の少なくとも裏面に、打ち抜くべき貫通孔１７０ａの孔径に対応する周溝１７４ａを形成し（図２２（ａ））、図２２（ｂ）に示すように、プレスによる二次加工によって、板材（１０７ｂ）の反対側面から周溝中心との対応位置に打抜きパンチ（１５１ａ）を打ち込んで貫通孔（１７０ａ）を開設するのである。なお、１７８ａはスクラップ(抜きカス)である。
しかし、この板材に貫通孔を開設する方法は、ダイ１５１ｂに対してパンチ１５１ａを単純に真上から押圧するものであり、小部品の筒状部の周壁に貫通孔を開ける場合には適用できない。
そこで、ワーク内側のバリの発生を防止するためには筒状部の内側からプレス金型（パンチ）で打抜くことが考えられる。しかし、この場合、筒状部の内側に挿入できる小さな型が必要となり、その型の寿命が十分で生産性の高い穿設方法及びその装置は、全く存在しなかった。
そして、ワークの筒状部の周壁における対向する部分の両方に貫通孔を穿設する場合にも、同様に、好適な穿設方法及びその装置は、全く存在しなかった。
特開平５−４２３３０号公報（[０００５]、[０００６] 、[０００９]、[００１９]等）

ワーク周壁における貫通孔の穿設方法及び穿設装置に関して解決しようとする問題点は、バリのない貫通孔を開けるために、従来の方法及び装置では生産性が低いことにある。
そこで本発明の目的は、少なくとも筒状部の内周面にバリが生じることを防止し、且つ生産性が高く、加工コストを大幅に低減できるワーク周壁における貫通孔の穿設方法及び穿設装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設方法の一形態によれば、筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する方法であって、前記ワークを前記筒状部の周壁の貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイに位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金に突設されたパンチを、貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入し、前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、ワークの貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入された押圧ピンを、前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設することを特徴とする。

また、本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設方法の一形態によれば、筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁における対向する部分の両方に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する方法であって、前記ワークの最初に貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に、後で開けるべき貫通孔よりも小さな孔である作業用貫通孔を、筒状部の外側からパンチを打ち込んで穿設し、前記ワークを前記筒状部の周壁の最初に貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイに位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金に突設されたパンチを、最初に貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入し、前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、前記作業用貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入された押圧ピンを、前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設し、前記ワークを前記筒状部の周壁の後で貫通孔が開けられるべき前記作業用貫通孔に対応する部分の外壁面に当接するダイに位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金に突設されたパンチを、後で貫通孔が開けられるべき前記作業用貫通孔に対応する部分の内壁面に対面した状態に前記筒状部の内側へ挿入し、前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、前工程で穿設された貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入された押圧ピンを、前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで前記作業用貫通孔を内包する貫通孔を穿設することを特徴とすることができる。

本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設装置の一形態によれば、筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する装置であって、前記筒状部の周壁の貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイと、片持ちに保持された棒状の芯金に突設され、貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入されるパンチと、ワークの貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入される押圧ピンと、前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、前記押圧ピンを前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設する加圧手段とを具備することを特徴とする。
また、本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設装置の一形態によれば、前記芯金は、パンチの突設された先端側とは反対側の後端側が該芯金を保持する芯金ホルダーの保持孔に挿入されて着脱可能に固定されていることを特徴とすることができる。

また、本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設装置の一形態によれば、前記パンチの端面は、前記筒状部の内周面の形状に沿うように面取りがされていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設装置の一形態によれば、前記貫通孔が穿設されるときに該貫通孔を開口すべく、抜きカスをダイの抜きカスの排出孔から吸引除去する吸引手段を具備することを特徴とすることができる。

また、本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設装置の一形態によれば、筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁における対向する部分の両方に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する装置であって、前記ワークの最初に貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に、後で開けるべき貫通孔よりも小さな孔である作業用貫通孔を、筒状部の外側から打ち込んで穿設するパンチを備える第１の穿設装置ユニットと、前記筒状部の周壁の貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイと、片持ちに保持された棒状の芯金に突設され貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入されるパンチと、前記作業用貫通孔又は穿設された貫通孔からパンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入される押圧ピンと、前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に前記押圧ピンを前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設する加圧手段を備える第２の穿設装置ユニットとを具備することを特徴とすることができる。

また、本発明にかかるワークによれば、筒状部を少なくとも一部に有するワークであって、前記のワーク周壁における貫通孔の穿設装置によって筒状部の周壁に貫通孔が開口されたことを特徴とすることができる。

本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設方法及び穿設装置によれば、少なくとも筒状部の内周面にバリが生じることを防止し、且つ生産性が高く、加工コストを大幅に低減できる。

以下、本発明にかかるワーク周壁における貫通孔の穿設方法及び穿設装置の最良の形態の一例を添付図面と共に詳細に説明する。図１は本発明にかかる穿設装置の概要を示す正面図である。図２は発明の穿設装置によって加工されるワークの例を示す断面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。
本形態の穿設装置は、ワークの筒状部の周壁にプレス打抜きによって貫通孔を穿設する装置である。
１０はワークであり、筒状部１２を少なくとも一部に有するものの一例である。図２に示すように、一方(下面側)が広く開口しており、他方側が小径に形成されていると共にその端部が閉塞されている。なお、図２に示すワーク１０は、エアバック装置の一部品であり、切削加工により形成された金属部品である。例えば、貫通孔を開けるべき部分の筒状部の内径が９ｍｍ程度、その周壁の厚さが１．５ｍｍ程度の小部品である。本形態の穿設装置では、このワーク１０に、長径６ｍｍ×短径５ｍｍ程度の長円形の貫通孔７０（図１８、１９等を参照）を、円周４等分の位置で軸方向に２個ずつ合計８個穿設する。

２０はダイであり、ワーク１０を加工する一方の型である。このダイ２０は、筒状部１２の周壁１５の貫通孔７０が開けられるべき部分の外壁面に当接するように、ワーク１０を好適に受けるように形成されている。図１に示すように円弧状２０ａに形成されており、切刃となる角の部分が鈍角に形成できるため、損傷しにくい形態となっている。
また、２４は抜きカスの排出孔であり、下方に向かってテーパ状に拡径する形状（図４〜７）になっている。これにより、抜きカス８０(図６)が途中で引っ掛かることなく好適に排出される。

３０はパンチであり、片持ちに保持された棒状の芯金３２に突設されている。芯金３２の軸心に直交する方向にパンチ３０が突設されている。本形態では周壁１５の厚さと同等の長さで真下へ短く突起した形態に設けられている。このようにパンチ３０が短い分、芯金３２を太く形成できるため、金型の寿命を長くすることができる。つまり、パンチ３０の逃げストロークが短くて済み、その分ワーク１０の内側に挿入される芯金３２を太くできる。従って、強度を高め寿命を延ばすことができる。また、パンチ３０自体が短くなり、損傷しにくくなる。これにより生産性を向上でき、加工コストを大幅に低減できる。
なお、本形態では、パンチ３０と芯金３２とが一体的に形成されているが、場合によっては芯金３２の先端側部に別体として形成されたパンチ３０を埋め込むなどして固定し、パンチ３０が芯金３２から所定の長さ突起した状態に形成してもよい。
また、このパンチ３０は、プレス打抜き加工の際に図４に示すように、貫通孔７０が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に筒状部１２の内側へ挿入される。なお、ワーク１０をフィーダーで搬送してパンチ３０が突設された芯金３２の先端に嵌めることでも、パンチ３０が相対的に筒状部１２の内側へ挿入されることになる。

芯金３２は、パンチ３０の突設された先端側３２ａ（図３）とは反対側の後端側３２ｂ（図３）が、その芯金３２を保持するホルダー（昇降ブロック４０）の保持孔４２に水平方向に挿入されて着脱可能に固定されている。なお、芯金３２の側面には回り止めのための平坦部が設けられている。このため、容易且つ好適に交換できる。
この芯金３２の固定状態は水平方向に先端側３２ａが突出した片持ちであり、芯金３２は前述したように棒状に形成されている。このため、プレス打抜き加工がなされるとき、芯金３２の先端側３２ａ側を押圧する手段（例えば、後述する押圧ピン３５）が存在しない場合は、突き出た部分が長いほど芯金３２にはプレスする際の圧力によって大きなモーメントがかかって破損し易くなる。
また、芯金３２について強度を向上させて好適に保持できるように、昇降ブロック４０に芯金３２の後端部３２ｂが挿入されるべく水平方向に延長された突出部４０ａ（図３）が設けられている。これによれば、芯金３２の形状をシンプルな棒状とすることができ、製造コストを低減できる。なお、芯金３２の形状は、先端側３２ａがワーク１０の内側に挿入できるものであればよく、特に後端部３２ｂの形状は限定されるものではない。後端部３２ｂの形状は好適にセットできるものであれば適宜選択的に設計すればよい。

３５は押圧ピンであり、ワークの貫通孔７０を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔７２から、パンチ３０が突設された芯金の面と反対側の面３３に当接するようにワーク１０内側へ挿入される。
この押圧ピン３５が、後述するように芯金３２及びパンチ３０と共に加圧移動される。これによれば、押圧ピン３５が、芯金３２を上から支える状態となって、結果的にパンチ３０を押圧して貫通孔７０を穿設することができる。つまり、芯金３２を昇降ブロック４０と押圧ピン３５の両方で上から支持して加圧し、パンチ３０を周壁１５へ内側から打込むことができる。
これによれば、芯金３２に片持ちの場合のモーメントがかかることを防止でき、芯金３２及びパンチ３０が損傷することを好適に防止できる。従って、金型の寿命を大幅に長くでき、生産性を大幅に向上できる。このため、生産コストを大幅に低減できる。

Ｐ（５０）は加圧手段であり、芯金３２を介してパンチ３０を、ダイ２０との間で打抜きがなされる方向（近接する方向）へ相対的に加圧移動（本形態では下向きに移動）させると同時に、押圧ピン３５を芯金３２及びパンチ３０と共に加圧移動させることで、パンチ３０を筒状部１２の内側からワークの周壁１５へ打ち込み、せん断と破断を生じさせて貫通孔を穿設する。
本形態では、先ず、押圧ピン３５を下降させ（図４、５参照）、中途から昇降ブロック４０に保持された芯金３２を介してパンチ３０を同時に下降させる（図５、６参照）構成になっている。また、パンチ３０は周壁１５に直交する下方へ打ち込まれる。なお、貫通孔７０を穿設する打抜き方向は、本形態例のような上下方向に限定されないことは勿論である。例えば、ワーク１０が立った状態で順送タイプ等の金型にセットされ、パンチ３０が水平方向に打ち込まれて貫通孔７０を穿設するようにしてもよい。
なお、加圧手段５０の加圧装置としては、例えばシリンダ装置を用いればよい。
また、せん断に続いて破断が適切になされるには、ダイ２０とパンチ３０とのクリアランスが適正であることを要する。この適正クリアランスについては、経験的に適切な値が知られている。例えば、鉄系の材料に円形の貫通孔を開ける際には、ダイの内径とパンチの外径が、以下の式の関係となるように設定すればよい。
ダイの内径＝パンチの外径＋｛被加工材厚さ×（５〜１０％）｝×２

Ｓ（５５）は復帰用弾性手段であり、例えば復帰用バネ５６（図３〜７）及び押圧ピン３５の復帰手段５７（図３）を用いればよい。これらの復帰用バネ５６及び復帰手段５７としてはコイルスプリングを採用できる。復帰用バネ５６は昇降ブロック４０とベース盤４３との間に配置・弾装されている（図３〜７）。この復帰用弾性手段５６によって、加圧する工程が終わった後に、昇降ブロック４０及び芯金３２を介してパンチ３０を加圧前の位置へ上昇・復帰させることができる。さらに、復帰手段５７によって、押圧ピン３５を加圧前の位置へ上昇・復帰させることができる。

また、図８、９、２０及び図２１（右半分の記載）に示すように、本形態のパンチ３０の切刃となる端面は、ワーク１０の筒状部１２の内周面の形状に沿うように面取りがされている。（図８は貫通孔を抜き始める状態を示す正面図であり、図９は貫通孔７０を抜き終わった状態を示す正面図である。また、図２０はパンチ３０の形状を示す正面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。）
本形態では、筒状部１２の内側の円周面に対応してパンチ３０の左右の部分が面取りされ、２つの面取り部３０ａが形成されている。つまり、図２０及び図２１の右半分の記載から明らかなように、パンチ３０の打ち込み方向に直交する平坦な端面３０ｆに対して傾斜面となる面取り部３０ａが、パンチ３０の両側に形成されている。これにより、この面取り部３０ａが形成されたパンチ３０の端面における各角部の角度が、９０°より大きい鈍角になっている。なお、平坦な端面３０ｆと面取り部３０ａの傾斜面は、芯金３２の軸心に対して平行な面になっている。
このように面取り部３０ａが形成されることで、パンチ３０の端面が筒状部１２の内周面に分散して接触でき、パンチ３０が損傷することを防止できる。はさみの切断と同じように、パンチ３０の面取り部３０ａの存在によってシャー角が生じ、これがプレス時の圧力を分散して好適に貫通孔７０を開けることができる。そして、前記角部が鈍角であることで、パンチ３０の刃欠けが生じにくい。
また、図２１の右半分の記載に明らかなように、面取り部３０ａが形成されて削られた分の高さＨ３に対応して、パンチ３０が設けられた芯金３２の先端側３２ａを太くしても、ワーク１０の内側へ挿入することができる。その芯金３２の先端側３２ａの断面積が広くなった分、芯金３２の剛性及び耐久強度を高めることができる。なお、図２０の左半分の記載は、面取り部３０ａが形成されない場合を比較のために記載した断面図である。
これによっても、金型の寿命を延ばし、加工コストを低減できる。
また、端面に面取り部３０ａを有するパンチ３０によれば、抜きカス８０がパンチ３０の端面に密着して貼り付くことを防止できる。これによっても生産性を向上できる。

Ｖ（６０）は吸引手段(図１)であり、貫通孔７０（図６）が穿設されるときにその貫通孔７０を開口すべく、抜きカス８０（図６）をダイ２０の抜きカスの排出孔２４から吸引除去する。
これによれば、抜きカス８０が発生する際に吸引状態であって、抜きカス８０が発生した瞬間に吸引除去するため、貫通孔７０に抜きカス８０が残らず好適に開口できる。
この吸引手段６０としては、図１０に示すように、圧縮空気源６２からの圧縮空気を断面積のより大きな流路６４に開放することでベンチュリー効果によって負圧を発生する負圧吸引装置を好適に利用することができる。常態において負圧状態を保ち、抜きカス８０が発生したときに好適に吸引できる。なお、排出孔２４を通って流路６４へ吸引された抜きカス８０は、その流路６４内を流れる空気流（吐出空気流）によって吹き飛ばされる。従って、この吸引手段６０に特別な構成を追加することなく、抜きカス８０を好適に排出できる。
この圧縮空気を利用する方法によれば、通常の工場内で一般的に使用されているコンプレッサー装置を用いればよく、容易に構成できる。なお、吸引手段はこれに限らず、他の減圧（真空）装置を用いてもよいのは勿論である

以上に説明したワーク周壁における貫通孔の穿設装置で、筒状部１２を少なくとも一部に有するワーク１０について、その筒状部１２の周壁１５に内側から貫通孔７０を開口したことは、せん断や破断の状況などを検査することで検証することができる。

次に、以上の構成からなる穿設装置を用いて、ワーク１０の筒状部１２の周壁１５に貫通孔７０を穿設する工程について図３〜９に基づいて説明する。
図３は、ワーク１０を金型にセットする前の金型が開いた状態を示す断面図である。 以上で説明した構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
ワーク１０は、回転することを防止するため、外形が矩形の治具１６に嵌められてネジ１７で固定されている。２２は受け部であり、治具１６を所定の位置で受け、ワーク１０を位置決めする。４４は昇降ガイドであり、昇降ブロック４０の上下動を案内する。
４５は押し盤であり、加圧手段５０（図１）によって押圧される。この押し盤４５に押圧ピン３５が２本取り付けられている。また、押し盤４５の昇降ブロック４０を押圧する押し部４５ａには、昇降ブロック用押しピン４６が配設されている。この昇降ブロック用押しピン４６は、常時、バネ４７で突出するように付勢されており、パンチ３０をワーク１０から抜くとき、昇降ブロック４０を下方へ押すように作用する。
また、５２はストリッパー部であり、パンチ３０をワーク１０から抜くときにワーク１０を押える部分となっている。このストリッパー部５２には、押圧ピン３５が挿通できるように、案内孔５３が２つ設けられている。

図４は、ワーク１０を金型にセットした状態を示す断面図である。
ワーク１０を筒状部の周壁１５の貫通孔７０が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイに２０位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金３２に突設された２つパンチ３０を、貫通孔７０が開けられるべき部分の内壁面に対面するように筒状部１２の内側へ挿入した状態となっている。
この時点では、押し盤４５は上死点にあり、押圧ピン３５はストリッパー部５２の上方に離れて位置している。また、押し部４５ａも、昇降ブロック４０の上方に離れて位置し
ている。

次に、図５に示すように、押し盤４５を下降させ、押し部４５ａを昇降ブロック４０の上面に当接させる。このとき同時に、押圧ピン３５も作業用貫通孔７２（図４）からワーク１０内へ挿入されて、パンチ３０が突設された芯金の面と反対側の面３３に当接される。
図８に示すように、パンチ３０の端面には面取り部３０ａが形成されており、その面取り部３０ａによって形成される４つの角部が、周壁１５の内壁面に最初に接触する。これにより、前述したようにシャー角が生じ貫通孔７０を好適に開けることができる。
また、昇降ブロック用押しピン４６は、バネ４７の付勢力に抗して上方へ移動し、保持孔４８内に入った状態となっている。

そして、図６に示すように、押し盤４５をさらに下降させて昇降ブロック４０を押圧し、芯金３２を介してパンチ３０をダイ２０との間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、ワークの貫通孔７０を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔７２から、パンチ３０が突設された芯金の面と反対側の面３３に当接するように挿入された押圧ピン３５を、芯金３２及びパンチ３０と共に加圧移動させることでパンチ３０を筒状部１２の内側から周壁１５へ打ち込んで貫通孔７０を穿設する。
図９に示すようにパンチ３０が打ち込まれるが、このとき面取り部３０ａが形成されたパンチ３０の端面の切刃によれば、前述したように好適なシャー角が生じ、貫通孔７０を好適に開けることができる。
また、このように貫通孔７０が穿設されるときに、抜きカス８０を、ダイ２０の抜きカスの排出孔２４から吸引手段６０によって吸引除去して、貫通孔７０が好適に開口される。これにより、確実に抜きカス８０を排出でき、生産性を向上できる。

次に、図７に示すように、パンチ３０をワーク１０から抜く際には、昇降ブロック用押しピン４６がバネ４７圧によって下方に突起して昇降ブロック４０を押圧する。これにより、パンチ３０が二つ設けられた芯金３２の先端側３２ａが起されるように作用する。このため、前のめりになりがちなパンチ３０をワーク１０の貫通孔７０から好適に抜くことができる。
さらに詳細には、昇降ブロック用押しピン４６が、復帰用バネ５６を基準にすると昇降ブロック４０の突出部４０ａ側と反対側の部分（昇降ブロックの後部４０ｂ(図３)）を上から押圧している。昇降ブロック４０と昇降ガイド４４の間には、昇降ブロック４０の昇降を許容するために僅かなガタがある。そのガタによれば、パンチ３０をワーク１０からストリップする際に、食いつきにより芯金３２の先端側３２ａが下方へ傾斜し易い。芯金３２が長いほど、先端側３２ａの下方への変位距離が長くなる。このように発生する傾斜を、昇降ブロック用押しピン４６が昇降ブロックの後部４０ｂを押すことで、水平な元の状態に戻すことができる。昇降ブロック用押しピン４６の押圧力が、復帰用バネ５６を支点に芯金３２の先端側３２ａを持ち上げるように作用するためである。これによれば、パンチ３０がワーク１０に開けた貫通孔７０を、好適にストリップすることができる。

以上の工程によれば、内側からパンチ３０を打込んで貫通孔７０を開けるため、筒状部１２の内壁面にはバリが生じない。従って、後工程でバリ取り作業をすることを要しない。また、パンチ３０を押圧ピン３５でも押すことになるから、プレス圧を好適に与えることができ、比較的大きな貫通孔も好適に開けることができる。そして、芯金３２は昇降ブロック４０と２本の押圧ピン３５で上から支持されるから、片持ちの場合に生じる撓み変形を防止できる。従って、パンチ３０及び芯金３２の損傷を防止でき、金型の寿命を大幅に延ばすことができる。
このため、生産性を向上させて加工コストを大幅に低減することができる。

次に、図１１〜１３に基づき、ワーク１０の周壁１５に作業用貫通孔７２を穿設する方法及び装置について説明する。
この装置は、ワーク１０の最初に貫通孔７０を開けるべき周壁部分と反対側の部分に、後で開けるべき貫通孔７０よりも小さな孔である作業用貫通孔７２を、筒状部の外側から打ち込んで穿設するパンチ３７を備える第１の穿設装置ユニット１００である。
そして、この第１の穿設装置ユニット１００に対して、図３〜７に説明した装置が、第２の穿設装置ユニット２００(図３)となる。

２７はダイであり、片持ちに保持された棒状のダイ用芯金２８の先端部２８ａに設けられている。本形態のダイ２７の部分は、ダイ用芯金２８の側壁の上部に形成された形態となっている。このダイ２７は、プレス打抜き加工の際に図１２、１３に示すように、作業用貫通孔７２が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に筒状部１２の内側へ挿入される。なお、ワーク１０をフィーダーで搬送してダイ２７が設けられたダイ用芯金２８の先端部２８ａに嵌めることでも、ダイ２７が相対的に筒状部１２の内側へ挿入されることになる。

ダイ用芯金２８は、ダイ２７が設けられた先端側２８ａとは反対側の後端側２８ｂが、そのダイ用芯金２８を保持するホルダー４１の保持孔４１ａに水平方向に挿入されてネジで着脱可能に固定されている。なお、ダイ用芯金２８の側面には回り止めのための平坦部が設けられている。このため、容易且つ好適に交換できる。
また、このダイ用芯金２８の軸心には、抜きカスの排出孔２９が貫通されており、ダイ２７を形成する孔２７ａと連通している。この抜きカスの排出孔２９には、先端側２８ａから圧縮空気が導入されるように、圧縮空気源（図示せず）へ接続される通路２９ａが連通されている。これによれば、抜きカス８２（図１３）をダイ用芯金２８の先端側２８ａから後端側２８ｂへ吹き飛ばして排出できる。従って、生産性を向上できる。

また、ワーク１０は、回転することを防止するため、外形が矩形の治具１６にネジ１７で固定されている。２３は受け部であり、治具１６を所定の位置で受け、ワーク１０を位置決めする。また、２５は加工部の受け部であり、ワーク１０の加工される筒状部１２を受ける部分となっている。
９０は押し盤であり、加圧手段９１によって押圧される。この押し盤９０にピン状のパンチ３７（断面円形）が２本取り付けられている。
また、２６はストリッパー部であり、パンチ３７をワーク１０から抜くときにワーク１０を押える部分となっている。本形態では加工部の受け部２５と一体化されて設けられている。このストリッパー部２６には、パンチ３７が挿通できるように、案内孔３８が２つ設けられている。

次に、以上の構成からなる第１の穿設装置ユニット１００を用いて、ワーク１０の筒状部１２の周壁１５に作業用貫通孔７２を穿設する工程について図１１〜１３に基づいて説明する。
図１１は、ワーク１０を金型にセットする前の金型が開いた状態を示す断面図である。
この時点では、押し盤９０は上死点にあり、パンチ３７は上方に離れて位置している。なお、この押し盤９０にかかる加圧手段や復帰手段については、図１、３〜７と共に説明したような周知技術を適宜用いればよく、特に説明しない。

図１２は、ワーク１０を金型にセットし、パンチ３７を下降させて作業用貫通孔７２の穿設を行っている状態を示す断面図である。
この作業用貫通孔７２の直径は、ワーク１０の内径に比べて比較的小さく設定できる。最終的に穿設される貫通孔７０と比べても少なくとも一回り小さい孔となっている。
従って、この作業用貫通孔７２を開けるために筒状部１２の内部に挿入されるダイ２７の切刃の断面が鋭角な角部になること抑制できる。このため、ダイ２７の型寿命は短くならず、生産性を向上できる。

図１３は、さらにパンチ３７を下降させて周壁１５を貫通し、作業用貫通孔７２を穿設した状態を示す断面図である。
抜きカス８２は、抜きカスの排出孔２９から前述したように空気によって吹き飛ばされて排出される。この抜きカス８２は、作業用貫通孔７２が貫通孔７０より小さなものであるから比較的小さいもので、排出孔２９に詰まることなく好適に排出され易い。これによれば、効率よく作業用貫通孔７２を穿設できる。
ところで、作業用貫通孔７２は、その部分を内包する貫通孔７０が穿設される場合は完全に消失されるため、捨て孔として設けられることになる。
なお、この作業用貫通孔７２が捨て孔として設けられるものであるから、精度の高い加工を要求されない場合もある。その場合は、本形態例のような穿設方法に限らず、他の公知の穿設方法で作業用貫通孔７２を穿設してもよい。

次に、以上の構成からなる第１の穿設装置ユニット１００(図１１)及び第２の穿設装置ユニット２００(図３)を用いて、ワーク１０の筒状部１２の周壁１５に円周４等分の位置で軸方向に２個ずつ合計８個の貫通孔を穿設する第１〜６工程について図１４〜１９に基づいて説明する。
先ず、図１４に示すように第１工程では、第１の穿設装置ユニット１００によって外側からパンチ３７を打込み、ワーク１０に第１の作業用貫通孔７２ａを２個穿設する。
次に、図１５に示すように第２工程では、第１の穿設装置ユニット１００によって、第１の作業用貫通孔７２ａと円周方向に９０度ずれた位置に第２の作業用貫通孔７２ｂを２個穿設する。この際にはワークホルダー１６を時計回りに９０度回転させて固定して打抜き作業をすればよい。

次いで、図１６に示すように第３工程では、ワークホルダー１６を反時計回りに９０度回転させて固定し、第２の穿設装置ユニット２００によって第１の作業用貫通孔７２ａに対向する周壁１５へ内側からパンチ３０を打込み、ワーク１０に第１の貫通孔７０ａを２個穿設する。
次に、図１７に示すように第４工程では、ワークホルダー１６を時計回りに９０度回転させ、第２の穿設装置ユニット２００によって第２の作業用貫通孔７２ｂに対向する周壁１５へ内側からパンチ３０を打込み、ワーク１０に第２の貫通孔７０ｂを２個穿設する。
次に、図１８に示すように第５工程では、ワークホルダー１６を時計回りに９０度回転させ、第２の穿設装置ユニット２００によって第１の作業用貫通孔７２ａが設けられた周壁１５へ内側からパンチ３０を打込み、ワーク１０に第３の貫通孔７０ｃを２個穿設する。これにより、捨て孔として設けられた第１の作業用貫通孔７２ａが除去されて第３の貫通孔７０ｃが穿設される。
次に、図１９に示すように第６工程では、ワークホルダー１６を時計回りに９０度回転させ、第２の穿設装置ユニット２００によって第２の作業用貫通孔７２ｂが設けられた周壁１５へ内側からパンチ３０を打込み、ワーク１０に第４の貫通孔７０ｄを２個穿設する。これにより、捨て孔として設けられた第２の作業用貫通孔７２ｂが除去されて第４の貫通孔７０ｄが穿設される。
以上の工程によれば、８個の貫通孔７０（ａ〜ｄ）を効率よく穿設でき、生産性を向上できる。

以上の実施の形態では長円形の貫通孔を穿設する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、円形や楕円形などの他の形状の貫通孔を穿設する場合にも適用できるのは勿論である。
また、パンチやダイ、芯金などの各構成の材質については、孔開け精度が高くて寿命が長いなどの好適な金型を得るべく、その仕様条件に応じて既知の材質から適宜に選定すればよい。さらに、パンチやダイなどについては、その耐久強度などを向上させるべく、必要に応じて既知の表面硬化技術を用いればよい。
以上、本発明につき好適な実施の形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施の形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

本発明にかかる穿設装置の一形態を示す正面図である。 ワークの一例を示す断面図及び底面図である。 本発明にかかる第２穿設装置ユニットの一形態を示す断面図である。 ワークをセットした状態の穿設工程を説明する断面図である。 貫通孔を抜き始める状態の穿設工程を説明する断面図である。 貫通孔を抜き終わった状態の穿設工程を説明する断面図である。 パンチをワークから抜く際の穿設工程を説明する断面図である。 貫通孔を抜き始める状態のパンチ付近の詳細を示す正面図である。 貫通孔を抜き終わった状態のパンチ付近の詳細を示す正面図である。 負圧吸引装置の一形態を示す断面図である。 本発明にかかる第１穿設装置ユニットの一形態を示す断面図である。 作業用貫通孔を穿設中の状態の穿設工程を説明する断面図である。 作業用貫通孔を抜き終わった状態の穿設工程を説明する断面図である。 第１の作業用貫通孔が穿設されたワークを示す正面図及び平面図である。 第２の作業用貫通孔が穿設されたワークを示す正面図及び平面図である。 第１の貫通孔が穿設されたワークを示す正面図及び平面図である。 第２の貫通孔が穿設されたワークを示す正面図及び平面図である。 第３の貫通孔が穿設されたワークを示す正面図及び平面図である。 第４の貫通孔が穿設されたワークを示す正面図及び平面図である。 パンチの形態例を示す正面図及び底面図である。 パンチの形態例を模式的に説明する断面図である。 従来の穿設装置を説明する説明図である。

符号の説明

１０ ワーク
１２ 筒状部
１５ 周壁
２０ ダイ
２４ 排出孔
３０ パンチ
３０ａ 面取り部
３２ 芯金
３５ 押圧ピン
３７ パンチ
４０ 昇降ブロック
４２ 保持孔
５０ 加圧手段
６０ 吸引手段
６２ 圧縮空気源
７０ 貫通孔
７２ 作業用貫通孔
８０ 抜きカス
８２ 抜きカス
１００ 第１の穿設装置ユニット
２００ 第２の穿設装置ユニット

Claims (8)

1. 筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する方法であって、
   前記ワークを前記筒状部の周壁の貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイに位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金に突設されたパンチを、貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入し、
   前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、ワークの貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入された押圧ピンを、前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設することを特徴とするワーク周壁における貫通孔の穿設方法。
2. 筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁における対向する部分の両方に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する方法であって、
   前記ワークの最初に貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に、後で開けるべき貫通孔よりも小さな孔である作業用貫通孔を、筒状部の外側からパンチを打ち込んで穿設し、
   前記ワークを前記筒状部の周壁の最初に貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイに位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金に突設されたパンチを、最初に貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入し、
   前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、前記作業用貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入された押圧ピンを、前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設し、
   前記ワークを前記筒状部の周壁の後で貫通孔が開けられるべき前記作業用貫通孔に対応する部分の外壁面に当接するダイに位置させると共に、片持ちに保持された棒状の芯金に突設されたパンチを、後で貫通孔が開けられるべき前記作業用貫通孔に対応する部分の内壁面に対面した状態に前記筒状部の内側へ挿入し、
   前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、前工程で穿設された貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入された押圧ピンを、前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで前記作業用貫通孔を内包する貫通孔を穿設することを特徴とするワーク周壁における貫通孔の穿設方法。
3. 筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する装置であって、
   前記筒状部の周壁の貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイと、
   片持ちに保持された棒状の芯金に突設され、貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入されるパンチと、
   ワークの貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に設けられた作業用貫通孔から、パンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入される押圧ピンと、
   前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に、前記押圧ピンを前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設する加圧手段とを具備することを特徴とするワーク周壁における貫通孔の穿設装置。
4. 前記芯金は、パンチの突設された先端側とは反対側の後端側が該芯金を保持する芯金ホルダーの保持孔に挿入されて着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項３記載のワーク周壁における貫通孔の穿設装置。
5. 前記パンチの端面は、前記筒状部の内周面の形状に沿うように面取りがされていることを特徴とする請求項３又は４記載のワーク周壁における貫通孔の穿設装置。
6. 前記貫通孔が穿設されるときに該貫通孔を開口すべく、抜きカスをダイの抜きカスの排出孔から吸引除去する吸引手段を具備することを特徴とする請求項３、４又は５記載のワーク周壁における貫通孔の穿設装置。
7. 筒状部を少なくとも一部に有するワークの該筒状部の周壁における対向する部分の両方に、プレス打抜きによって貫通孔を穿設する装置であって、
   前記ワークの最初に貫通孔を開けるべき周壁部分と反対側の部分に、後で開けるべき貫通孔よりも小さな孔である作業用貫通孔を、筒状部の外側から打ち込んで穿設するパンチを備える第１の穿設装置ユニットと、
   前記筒状部の周壁の貫通孔が開けられるべき部分の外壁面に当接するダイと、片持ちに保持された棒状の芯金に突設され貫通孔が開けられるべき部分の内壁面に対面する状態に前記筒状部の内側へ挿入されるパンチと、前記作業用貫通孔又は穿設された貫通孔からパンチが突設された芯金の面と反対側の面に当接するようにワーク内へ挿入される押圧ピンと、前記芯金を介してパンチをダイとの間で打抜きがなされる方向へ相対的に加圧移動させると同時に前記押圧ピンを前記芯金及びパンチと共に加圧移動させることでパンチを前記筒状部の内側から前記周壁へ打ち込んで貫通孔を穿設する加圧手段を備える第２の穿設装置ユニットとを具備することを特徴とするワーク周壁における貫通孔の穿設装置。
8. 筒状部を少なくとも一部に有するワークであって、請求項３、４、５、６又は７記載のワーク周壁における貫通孔の穿設装置によって筒状部の周壁に貫通孔が開口されたことを特徴とするワーク。

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