JP2007111731A - パンチ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的厚手の鋼鈑等から所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）を、低い装置コストおよび運用コストと省スペースな工場条件でもって効率的に製造することを可能にし、さらに、抜きカスの排出・回収も安全かつ円滑に行わせる。
【解決手段】内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５からなる下パンチ金型２３と、中空筒状でその筒部下端に上記パンチ部２４，２５と対をなす切刃部３３１，３３２が形成された上パンチ金型３３を備えるとともに、上パンチ金型３３の筒部内に打ち出された抜きカスの落下を阻止する係止手段３４がその筒部内側に設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、素材である金属板から所定のリング状製品を型抜きするために、下パンチ金型と上パンチ金型で内形抜き加工と外形抜き加工を同時に行うパンチ加工装置に関し、たとえば比較的厚みのある長尺鋼鈑からリング状の加工品を連続的に製造するのに用いて有効である。

鋼鈑等の金属板から所定のリング状製品を型抜きする場合、下パンチ金型と上パンチ金型で内形抜き加工と外形抜き加工を同時に行うことができれば効率的である。

図４は、内形抜きと外形抜きの加工を同時に行うパンチ加工装置２０’の断面を模式的に示す。同図に示すパンチ加工装置２０’は、下パンチ金型（下ダイセット）２３と上パンチ金型（上ダイセット）３３を備える。

この場合、下パンチ金型２３は、内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５を備える。上パンチ金型３３は中空筒状で、その筒部下端には、内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５に対応する内側切刃部３３１と外側切刃部３３２が形成されている。

このパンチ加工装置２０’は、図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、素材である金属板１１の内形抜きと外形抜きを１回のパンチング動作で行うことができる。すなわち、下パンチ金型２３と上パンチ金型３３の間に金属板１１を設置した後（ａ）、上パンチ金型３３を押し下げると（ｂ）、内径と外形が型抜きされたリング状製品１０を得ることができる（ｃ）。

このとき、内径抜きで生じた抜きカス１２は上パンチ金型３３の筒部内に打ち出されて筒部内に積層（スタック）される。積層された抜きカス１２は筒部の上方へ順次繰り出されて排出される。つまり、抜きカス１２は上パンチ金型３３の上方から排出・回収することができる。

しかしながら、上述したパンチ加工装置２０’には次のような問題があった。
すなわち、図４の（ｃ）に示すように、内形抜きで生じた抜きカス１２は、上パンチ金型３３の筒部内に積み重なって蓄積される。このとき、素材である金属板１１が、たとえば１ｍｍないし数ｍｍ厚の鉄板や鋼鈑あるいはステンレス鋼鈑等であると、上パンチ金型３３の筒部内にスタックされた抜きカス１２がその重量（自重）で下パンチ金型２３上に落下し、金型２３，３３を破損する危険が生じる。

このため、厚さが２〜３ｍｍといった比較的厚手の長尺金属鈑（鋼鉄あるいはステンレス鋼鈑等）１１から、所定の内形状と外形状を有するリング状製品１０をパンチ加工によって連続的に型抜き製造する場合は、上記抜きカス１２の落下問題を回避するため、図５に示すように、２つのパンチ加工装置２０Ａ，２０Ｂを工程ライン上に並べるとともに、その間に、歪取り用の成形加工装置２０Ｃを設置することが行われていた。

図５において、第１のパンチ加工装置２０Ａは、同図の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、内形抜き用のダイ２１とパンチ３１を有し、素材である金属板１１から所定の内形状を打ち抜く。この打ち抜きにより生じた抜きカス１２を工程ラインから排除するため、ダイ２１は中空円筒状（あるいは環状）に形成されている。

抜きカス１２はダイ２１の中空部から排出・回収される。このとき、ダイ２１はパンチ３１の下にあるので、上述した抜きカス１２の落下問題は生じない。

このあと、外形抜きのパンチ加工を行うのであるが、上記内形抜きが行われた金属板１１には歪が生じている。したがって、その歪を取り除くため、同図（ｄ）に示すように、成形加工装置２０Ｃによる成形加工（歪取り）が必要となる。この成形加工を行ってから、第２のパンチ加工装置２０Ｂによるパンチ加工が行われる。

第２のパンチ加工装置２０Ｂは、同図の（ｅ）〜（ｇ）に示すように、外形抜き用のダイ２２とパンチ３２を有し、内形抜きされた金属板１１から所定の外形状を打ち抜く。これにより、内側と外側が所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）１０が得られる。この加工品１０はダイ２２の中空筒部内から取り出すことができる。

なお、鋼鈑等のパンチ加工に関する関連文献としては、たとえば以下に挙げるような特許文献１，２などがある。
特開２００４−２５２８５ 特開２００４−３４１４３

上述した従来技術には次のような問題があった。
すなわち、上述したように、比較的厚みのある鋼鈑から所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）１０を連続的に得るためには、２つのパンチ加工装置２０Ａ，２０Ｂと歪取り用の成形加工装置２０Ｃの３種類を加工ライン上に並べて設置する必要がある。このため、装置コストおよび運用コストが高くなるとともに、それらを設置するための工場スペースも広く必要であるといった問題が生じる。

上記問題の解決策としては、図４に示したように、内形抜きと外形抜きを同時に行う複合金型の導入が考えられる。しかし、その場合には、前述したように、抜きカスの処理が問題となる。リング状の製品を加工する場合は、内形を打ち抜いたときのカス１２が生じるが、この抜きカス１２を金型から安全かつ効率良く取り除くことが大きな課題となる。

本発明は以上のような背景および問題を鑑みたものであって、その目的は、比較的厚手の鋼鈑等を素材とし、この素材である金属板から所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）を、低い装置コストおよび運用コストと省スペースな工場条件でもって効率的に製造することを可能にし、さらに、抜きカスの排出・回収も安全かつ円滑に行えるようにしたパンチ加工装置を提供することにある。
本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。

上記目的を達成するため、本発明は次のような手段を提供する。
（１）素材である金属板から所定のリング状製品を型抜きするために、下パンチ金型と上パンチ金型で内形抜き加工と外形抜き加工を同時に行うパンチ加工装置であって、下パンチ金型は内形抜き用パンチ部と外形抜き用パンチ部を備え、上パンチ金型は中空筒状でその筒部下端に内形抜き用パンチ部と外形抜き用パンチ部に対応する内側切刃部と外側切刃部が形成されるとともに、筒部内に打ち出されて積層される抜きカスの落下を阻止する係止手段が筒部内側に設けられていることを特徴とするパンチ加工装置。

上記手段（１）においては、さらに次のような手段が実施形態として有効である。
（２）上記手段（１）において、係止手段は上パンチ金型の内側切刃部に近い部分に略等角間隔で設けられた複数の凸部によって形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。

（３）上記手段（１）または（２）において、係止手段は上パンチ金型の筒軸に対して傾斜しながら上下方向を向く凸条により形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。

（４）上記手段（１）〜（３）のいずれかにおいて、係止手段と上記上パンチ金型の内側切刃部との間に所定の間隔が置かれていることを特徴とするパンチ加工装置。

（５）上記手段（１）〜（４）のいずれかにおいて、係止手段は断面が三角形または矩形の凸条により形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。

（６）上記手段（１）〜（５）のいずれかにおいて、下パンチ金型と上パンチ金型は、リング状加工品の内側と外側とで異なる形状の打ち抜きを行うように形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。

比較的厚手の鋼鈑等を素材とし、この素材である金属板から所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）を、低い装置コストおよび運用コストと省スペースな工場条件でもって効率的に製造することができるとともに、抜きカスの排出・回収も安全かつ円滑に行うことができるようになる。
本発明の上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。

図１は本発明に係るパンチ加工装置２０の要部断面を模式的に示す。同図に示す装置２０は、素材である金属板１１から所定のリング状製品１０を型抜きするために、下パンチ金型２３と上パンチ金型３３によって内形抜き加工と外形抜き加工を同時に行う。

下パンチ金型２３は、内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５を備える。上パンチ金型３３は中空筒状で、その筒部下端に下パンチ金型２３の内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５に対応する内側切刃部３３１と外側切刃部３３２が形成されている。

図示の実施形態では、下パンチ金型２３と上パンチ金型３３が、リング状加工品（製品）１０の内側と外側とで異なる形状の打ち抜きを行うように形成されている。外側は歯車様形状の打ち抜き、内側は真円形の打ち抜きをそれぞれ行うように形成されている。

下パンチ金型２３側で、内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５の間には、型抜きされたリング状加工品１０を押し出すエゼクタ（排出装置）４１が設けられている。エゼクタ４１は弾性支持台４７上に支持されていて、上パンチ金型３３が下降したときは、その上パンチ金型３３に押圧されて下降させられるが、上パンチ金型３３が上方に後退すると定位置に弾性復帰する。

上パンチ金型３３は中空筒状で、その筒部内に打ち出された抜きカス１２の落下を阻止する係止手段３４が筒部内側に設けられている。

係止手段３４は、上パンチ金型３３の内側切刃部３３１に近い部分に略等角間隔で設けられた複数の凸部によって形成されている。この凸部は、上パンチ金型３３の筒軸に対して傾斜しながら上下方向を向く凸条を形成する。

この凸条は断面が三角形または矩形に形成されている。これにより、その凸条には、上パンチ金型３３の内側に打ち出された抜きカス１２の外周囲に若干食い込むような稜線エッジが形成されている。この食い込みにより、抜きカス１２の落下を一層確実に阻止することができる。

さらに、その凸条が上パンチ金型３３の筒軸に対して傾斜しながら上下方向を向くように形成された場合は、その傾斜により、抜きカス１２の落下を一層確実に阻止することができる。

また、上記係止手段３４と内側切刃部３３１との間には所定（若干）の間隔が置かれている。これは、切刃部３３１のせん断能力（いわゆる切れ味）とその精度を高めるためである。

同図の（ａ）（ｂ）に示すように、下パンチ金型２３と上パンチ金型３３の間に設置された金属板１１は、上パンチ金型３３を下降させることにより所定の輪郭形状で打ち抜かれる。つまり、型抜き加工が行われる。

加工品（製品）１０は、同図の（ｂ）に示すように、下パンチ金型２３の内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５間に打ち出される。打ち出された加工品１０の下にはエゼクタ４１が位置している。

エゼクタ４１は、上パンチ金型３３が下降したときに、その下降によって打ち抜かれた加工品１０とともに押し下げられるが、同図の（ｃ）に示すように、上パンチ金型３３が上方に後退すると、加工品１０を持ち上げながら定位置に弾性復帰する。これにより、加工品１０を取り出すことができる。

抜きカス１２は、同図の（ｂ）に示すように、上パンチ金型２２の筒部内に打ち出される。打ち出された抜きカス１２は、同図の（ｃ）に想像線で示すように、筒部内にスタック（積層）されるとともに、筒部の上方へ順次繰り上げられることにより、外部へ排出される。

この場合、筒部内にスタックされた抜きカス１２は高重量になるが、上記係止手段３４によって筒部内を滑り落ちるのを阻止される。つまり、落下が阻止される。この落下阻止の効果を一層確実にするためには、係止手段３４を次のように構成することがとくに有効である。

すなわち、上述したように、係止手段３４は、上パンチ金型３３の内側に略等角間隔で設けられた複数の凸部によって形成する。さらに、上記凸部は、上パンチ金型３３の筒軸に対して傾斜しながら上下方向を向く凸条とする。さらに望ましくは、その凸条の断面を三角形または矩形とする。このような係止手段３４により、抜きカス１２は、下へ落ちることなく、上パンチ金型３３の上方へ確実に押し出されて排出させることができる。

上記パンチ加工装置２０による加工は、図１の（ａ）〜（ｃ）にその動作工程を示すように、１つの工程ステージで内形抜き加工と外形抜き加工を同時に行ってリング状加工品１０を一挙に製造することができる。これとともに、従来は不可欠であった内形抜き加工と外形抜き加工との間の歪取り用成形加工を不要にすることができる（図５）。

これにより、比較的厚手の鋼鈑等から所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）１０を、低い装置コストおよび運用コストと省スペースな工場条件でもって効率的に製造することが可能になる。さらに、抜きカスが上パンチ金型３３から落下するのを確実に阻止することができるので、その抜きカス１２の排出・回収を安全かつ円滑に行うことができる。

図２は上記装置２０の断面構成を模式的に示す。同図において、４１は下金型パッド（下パンチパッド）、４３はバネ装置、４４は上金型パッド（上パンチパッド）、４５はガイドポスト、４７は弾性支持台をそれぞれ示す。また、４４１は可動ストリッパを示す。

下パンチ金型２３は下金型パッド（下パンチパッド）４２に載置されている。上パンチ金型３３は上金型パッド（上パンチパッド）４４に連結され、油圧装置等を用いて上下駆動されるようになっている。

下パンチ金型２３は内形抜き用パンチ部２４と外形抜き用パンチ部２５を備えるが、両パンチ部２４，２５間にはエゼクタ４１が配置されている。このエゼクタ４１は弾性支持台４７上に支持されていて、上パンチ金型３３が下降したときは、その上パンチ金型３３に押圧されて下降させられるが、上パンチ金型３３が上方に後退すると、打ち抜かれた加工品を持ち上げながら定位置に弾性復帰する。

図３は上記上パンチ金型３３の破断斜視図を示す。同図に示すように、上パンチ金型３３は中空円筒状であって、その円筒の下端部には内側切刃部３３１と外側切刃部３３２が形成されている。そして、その内側切刃部３３１よりも若干上方に係止手段３４が等間隔で複数配設されている。

以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。

比較的厚手の鋼鈑等を素材とし、この素材である金属板から所定の内形状および外形状に打ち抜かれたリング状の加工品（製品）を、低い装置コストおよび運用コストと省スペースな工場条件でもって効率的に製造することを可能にし、さらに、抜きカスの排出・回収も安全かつ円滑に行わせることができる。

本発明によるパンチ加工装置の一実施形態を模式的に示す省略断面図である。 図１に示した装置の詳細な構成例を模式的に示す断面図である。 上パンチ金型の実施形態を示す破断斜視図である。 従来のパンチ加工装置の第１の構成概略を模式的に示す省略断面図である。 従来のパンチ加工装置の第２の構成概略を模式的に示す省略断面図である。

符号の説明

１０ リング状加工品（製品）
１１ 素材である金属板
１２ 抜きカス
２０ パンチ加工装置
２３ 下パンチ金型
２４ 内形抜き用パンチ部
２５ 外形抜き用パンチ部
３３ 上パンチ金型
３３１ 内側切刃部
３３２ 外側切刃部
３４ 係止手段
４１ エゼクタ装置（排出装置）
４２ 下金型パッド（下パンチパッド）
４３ バネ装置
４４ 上金型パッド（上パンチパッド）
４４１ 可動ストリッパ
４５ ガイドポスト
４７ 弾性支持台

Claims (6)

1. 素材である金属板から所定のリング状製品を型抜きするために、下パンチ金型と上パンチ金型で内形抜き加工と外形抜き加工を同時に行うパンチ加工装置であって、下パンチ金型は内形抜き用パンチ部と外形抜き用パンチ部を備え、上パンチ金型は中空筒状でその筒部下端に内形抜き用パンチ部と外形抜き用パンチ部に対応する内側切刃部と外側切刃部が形成されるとともに、筒部内に打ち出されて積層される抜きカスの落下を阻止する係止手段が筒部内側に設けられていることを特徴とするパンチ加工装置。
2. 請求項１において、係止手段は上パンチ金型の内側切刃部に近い部分に略等角間隔で設けられた複数の凸部によって形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。
3. 請求項１または２において、係止手段は上パンチ金型の筒軸に対して傾斜しながら上下方向を向く凸条により形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、係止手段と上記上パンチ金型の内側切刃部との間に所定の間隔が置かれていることを特徴とするパンチ加工装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、係止手段は断面が三角形または矩形の凸条により形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、下パンチ金型と上パンチ金型は、リング状加工品の内側と外側とで異なる形状の打ち抜きを行うように形成されていることを特徴とするパンチ加工装置。

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