JP2007245207A

JP2007245207A - パンチユニット

Info

Publication number: JP2007245207A
Application number: JP2006073031A
Authority: JP
Inventors: Makoto Oda; 誠小田; Seizo Matsuda; 誠三松田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】パンチに対して傾き難く、滑らかに動き、パンチに掛ける負荷を小さく抑えることができるストリッパを備えたパンチユニットの提供
【解決手段】このパンチユニット１０は、パンチ保持器１１に突設したパンチ１２と、パンチ１２の外周に装着したコイルばね１３と、コイルばね１３の先端および外周に被せられ、コイルばね１３によりパンチ１２の突出方向に弾性的に支持され、先端部にパンチ１２の先端部が挿通する貫通穴４３を形成したストリッパ１４と、パンチ保持器１１に突設され、ストリッパ１４と係合し、ストリッパ１４の先端がパンチ１２の先端よりも突出する位置と、パンチ１２の先端がストリッパ１４の貫通穴４３から突出する位置との所定幅で、ストリッパ１４がパンチ１２に対して相対移動するように、ストリッパ１４をガイドするストリッパガイド部材１５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はパンチユニットに関するものである。

パネルにパンチで穴を開けるピアス加工は、穴の周辺の変形やめくれなどを防止するため、パネルにパッドを押し当てて、その後、パンチでパネルに穴を開けていた。斯かるピアス加工では、パネルのピアス加工される個所は小面積部分であるのに対し、パネルを押圧し、パネルをパンチから引き離すパッドは、大きなブロック体で形成され、通常鋳物で製作されている。また、パッドのパネルに押し当てる面は、パネル形状が複雑な三次元の曲面であるような場合には、斯かる形状に倣った曲面にＮＣ加工により倣い加工する必要があり、非常に高価となる。

このような場合、図６に示すように、形状追従性がよく、汎用性の高いウレタンゴム性のウレタンストリッパ１０１を用いることを考えることができる。（図６中の１０２はパンチリテーナ、１０３は上型、１０４は下型、１０５はダイ、１０６はワーク（パネル材）、１０７はパンチをそれぞれ示している。）斯かるウレタンストリッパ１０１は、金属性のストリッパに比べて、耐久性に劣る。このため、自動車部品のように、大型で穴抜き荷重が高く、さらに、生産台数が多く繰り返し用いられる用途では、破損し、パネル不良や金型メンテナンスが増加するため適さない。

そこで、パネルに当接する部位に金属製のストリッパを用いるとともに、斯かるピアス加工の際、大きなパッドをなくして、ピアス加工に必要な最小限の個所だけ、ワークを押圧するストリッパを採用したものが提案されている。

例えば、特開２００５−１７７８２３号公報には、ピアスパンチ（パンチ）と、ピアスパンチを保持するパンチリテーナ（パンチ保持器）と、ピアスパンチを覆いピアスパンチ先端部を突出させ、パンチリテーナに螺締するカバーと、ピアスパンチに外嵌まりし、ピアスパンチによるワークの穴開け前にワークを押圧し、穴開け後ピアスパンチをワークより抜き、カバー内に収容され進退し、後端に停止フランジを形成したストリッパと、カバー内に収容されストリッパを停止フランジに当接し、ストリッパを外方に向けて付勢するコイルスプリングとよりなるパンチユニットが提案されている。

また、特開平１０−２４９４４８号公報には、ストリッパに、パンチの外周面に摺動するガイド用の突出部を設け、突出部の外側に弾性体を設けるとともに、弾性体をストリッパの後端部とリテーナとの間に介在させたものが開示されている。また、同公報には、弾性体としてウレタンゴムを用いたものが開示されている。
特開２００５−１７７８２３号公報特開平１０−２４９４４８号公報

特開２００５−１７７８２３号公報、特開平１０−２４９４４８号公報に開示されたパンチユニットは、いずれもストリッパがパンチに沿って摺動するものであるため、ストリッパがワークに適切に押し当たっていない場合には、ストリッパを傾けるように力が作用する場合があり、パンチに掛かる負荷が大きい。

本発明に係るパンチユニットは、パンチ保持器に突設したパンチと、パンチの外周に装着され、径方向にほとんど膨らまずに軸方向に変形する弾性体と、弾性体の先端および外周に被せられ、弾性体によりパンチの突出方向に弾性的に支持され、先端部にパンチの先端部が挿通する貫通穴を形成したストリッパと、パンチ保持器に突設され、ストリッパの外周面と係合し、ストリッパの先端がパンチの先端よりも突出する位置と、パンチの先端がストリッパの貫通穴から突出する位置との所定幅で、ストリッパがパンチに対して相対移動するように、ストリッパをガイドするストリッパガイド部材とを備えている。

斯かるパンチユニットには、例えば、ストリッパの外周面とストリッパガイド部材のうち、何れか一方に、パンチに対してストリッパが動く幅を規定する所定幅の凹部を形成し、他方に、凹部に填め合わされる凸部を形成し、凹部と凸部との係合により、ストリッパの先端がパンチの先端よりも突出する位置と、パンチの先端がストリッパの貫通穴から突出する位置との所定幅で、ストリッパがパンチに対して相対移動するように、ストリッパをガイドする係合構造を採用することができる。

このパンチユニットによれば、ストリッパは、弾性体の先端および外周に被せられ、コイルばねによりパンチの突出方向に弾性的に支持されており、ストリッパの外周面に係合するストリッパガイド部材によりガイドされている。このため、ストリッパは、パンチに対して傾き難く、滑らかに動き、パンチに掛ける負荷を小さく抑えることができる。

以下、本発明の一実施形態に係るパンチユニットを図面に基づいて説明する。

このパンチユニット１０は、図１に示すように、パンチリテーナ１１（パンチ保持器）と、パンチ１２と、コイルばね１３と、ストリッパ１４と、ストリッパガイド部材１５で構成されている。なお、図１において、１６は上型、１７は下型、１８はダイ、１９はパンチ工程において穴が開けられるワーク（パネル材）をそれぞれ示している。

パンチリテーナ１１（パンチ保持器）はパンチ１２を保持する部材である。この実施形態では、パンチリテーナ１１は、図２に示すように、ブロック状の部材であり、パンチ１２を挿入する挿入穴２１と、パンチリテーナ１１をプレス装置に取り付ける際に、プレス装置に取り付けられた位置決め用のノックピン２２ａに装着されるノックピン用穴２２、２３と、パンチリテーナ１１をプレス装置に取り付けるボルト装着穴２４、２５とを、それぞれ所定の位置に形成している。このパンチリテーナ１１は、保持したパンチを下向きに向けてプレス装置の上型に取り付けられる。なお、ノックピン用穴２２はノックピンの脱落を防止するため、穴を塞ぐためのボルトが取り付けられるように、雌ねじが切られている。

パンチ１２は、図１に示すように、ワーク（パネル材）に穴を開ける工具である。この実施形態では、パンチ１２は、パンチリテーナ１１に突設されており、パンチリテーナ１１に圧入させる圧入部３１と、パンチリテーナ１１から突出した中間軸部３２と、中間軸部３２から外径を細くした先端部３３で構成され、先端部３３の先端縁部にワークを打ち抜くパンチ刃が形成されている。この実施形態では、パンチ１２は、丸穴を開けるものであり、先端部３３は断面円形に形成されている。

コイルばね１３は、径方向にほとんど膨らまずに軸方向に変形する弾性体の一形態として用いており、パンチ１２の外周に装着している。この実施形態では、コイルばね１３には、内径がパンチ１２の中間軸部３２の外径と同じかそれよりも少し大きく、パンチ１２の中間軸部３２に遊びが少ない状態で装着され得る大きさのものを用いている。また、このコイルばね１３は、パンチユニット１０に装着され、ストリッパ１４をパンチ１２に沿って押圧するパンチユニット１０の使用状態において、斯かる使用中の圧縮された状態においても外径側および内径側にほとんど膨らまないものを採用している。なお、径方向にほとんど膨らまずに軸方向に変形する弾性体の他の形態としては、例えば、皿ばねを軸方向に複数重ね合わせたものが考えられる。

ストリッパ１４は、コイルばね１３の先端および外周に被せられ、コイルばね１３によりパンチ１２の突出方向に弾性的に支持されている。この実施形態では、ストリッパ１４は、段つきの筒状の部材であり、内側には基端側から先端側に向けて、コイルばね１３の先端および外周に被せられる部位４１と、パンチ１２の中間軸部３２が挿入され得る部位４２と、パンチ１２の先端部３３が挿通する部位４３を、順に同軸状に形成している。コイルばね１３の先端および外周に被せられる部位４１の内径は、コイルばね１３の外径と同じか少し大きく、コイルばね１３の外径に遊びが少ない状態で装着されている。ストリッパ１４の先端４４には、パンチ１２の先端部３３が挿通する部位４３が貫通している。この貫通穴４３は、パンチ１２の先端部３３の外径よりも少し大きい径を備えており、パンチ１２の先端部３３を滑らかに挿通させ得る。なお、ストリッパ１４は、ウレタンゴムなどに比べて、所要の耐久性のある材料を用いるとよい。この実施形態では、ストリッパ１４に金属製のものを用いているが、カーボン、エンジニアプラスチックなどの樹脂性の材料を用いてもよい。

ストリッパガイド部材１５は、パンチリテーナ１１に突設され、ストリッパ１４と係合する部材であり、図１に示すように、ストリッパ１４の先端４４がパンチ１２の先端３４よりも突出する位置と、図３に示すように、パンチ１２の先端３４がストリッパ１４の貫通穴４３から突出する位置との所定幅で、ストリッパ１４がパンチ１２に対して相対移動するように、ストリッパ１４をガイドする。

この実施形態では、ストリッパガイド部材１５は、図１に示すように、ストリッパの外周面に係合するように構成されており、ノックピン用穴２２の一つに、ノックピン２２ａの脱落を防止するボルトに代えて取り付けられた取付ボルト５０により、パンチリテーナ１１に取り付けている。また、この実施形態では、ストリッパ１４の外周面にパンチ１２に対してストリッパ１４が動く幅を規定する所定幅の凹部４５を形成し、他方、ストリッパガイド部材１５にストリッパ１４の凹部４５に填め合わされる凸部５１を形成している。そして、この凹部４５と凸部５１との係合により、ストリッパ１４の先端がパンチ１２の先端よりも突出する位置と、パンチ１２の先端がストリッパ１４の貫通穴４３から突出する位置との所定幅で、ストリッパ１４がパンチ１２に対して相対移動するように、ストリッパ１４をガイドする係合構造を構成している。

さらに具体的には、この実施形態では、ストリッパ１４の外周面に形成した凹部４５は、その底部４５ａを平坦に加工しており、ストリッパガイド部材１５に設けた凸部５１は、ストリッパ１４の外周面に向けて突出した先端部５１ａを平坦に加工している。そして、ストリッパ１４の外周面に形成した凹部４５の底部４５ａと、ストリッパガイド部材１５の凸部５１の先端部５１ａを面当たりさせている。

これにより、ストリッパ１４は、ストリッパガイド部材１５により回転することなくガイドされ、軸方向にスムーズに動く。また、ストリッパ１４の外周面に形成した凹部４５は、軸方向基端側の端部４５ｂにより、ストリッパ１４がコイルばね１３の弾性反力で先端側に押し出される際、ストリッパ１４の先端がパンチ１２の先端よりも突出する位置を定めている。そして、図３に示すように、パンチ加工において、ストリッパ１４がパネル１９に押し当てられて基端側に押し込まれた際、軸方向先端側の端部４５ｃにより、パンチ１２の先端がストリッパ１４の貫通穴４３から突出したときのストリッパ１４の位置を定めている。

なお、ストリッパ１４は、図３に示すように、パンチ１２でパネル１９に穴を開ける際、また、パネル１９からパンチ１２を抜く際に、パンチ１２の周囲でパネル１９を押さえる機能を奏するものである。ストリッパ１４がパンチ１２の周囲でパネル１９を押さえる力は、この実施形態では、コイルばね１３の弾性反力により発揮されるものである。ストリッパ１４の斯かる機能において、ストリッパ１４がワークを押さえる力は、パンチ１２を抜く力の１０％から２０％が理想的と考えられており、ストリッパ１４がこのような理想的な力を発揮し得るように、所要の強さを備えたコイルばね１３を選定するとよい。

このパンチユニット１０によれば、ストリッパ１４は、コイルばね１３の先端および外周に被せられ、コイルばね１３によりパンチ１２の突出方向に弾性的に支持されており、ストリッパ１４の外周面に係合するストリッパガイド部材１５によりガイドされているので、パンチ工程で、パネル１９に押し当てられた際、および、パンチ１２がパネル１９から抜かれる際、ストリッパ１４は、パンチ１２に対して傾き難く、滑らかに動き、パンチ１２に掛ける負荷を小さく抑えることができる。特に、この場合、ストリッパ１４とストリッパガイド部材１５は、ストリッパ１４の外周面に係合して摺動しており、ストリッパ１４の内周に装着されたコイルばね１３との間でストリッパ１４を挟むように配設されている。このため、パネル１９に押し当てられた際にストリッパ１４を傾けるように力が作用しても、斯かる摺動面において、ストリッパ１４が傾くのを確実に防止することができ、ストリッパ１４を滑らかに摺動させることができる。

また、この実施形態では、パンチユニット１０は、特開平１０−２４９４４８号公報に記載された発明と比べても、パンチ１２には、凹部を形成する必要がなく、製造が容易である。さらに、このストリッパ１４は、内周面を主としてコイルばね１３により支持され、かつ、外周面をストリッパガイド部材１５でガイドされて、パンチ１２の軸方向に動く。このため、特開２００５−１７７８２３号公報に記載された発明に比べても、ストリッパ１４がパンチ１２に対して偏心し難く、パンチ１２に対して極めて滑らかに動く。

次に、本発明の他の実施形態に係るパンチユニットを説明する。なお、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。

このパンチユニット６０は、図４に示すように、ストリッパ１４は、下端部が径方向に延在した延在部６１を備え、斯かる延在部６１に挿通孔６２が形成されている。パンチリテーナ１１には、ストリッパガイド部材として斯かるストリッパ１４に係合するボルト６３が装着されている。

このパンチユニット６０においても、ストリッパ１４は、パンチ１２の外周に装着されたコイルばね１３の先端および外周に被せられ、コイルばね１３によりパンチ１２の突出方向に弾性的に支持され、先端部にパンチ１２の先端部が挿通する貫通穴４３が形成されている。また、パンチリテーナ１１に装着されたボルト６３は、軸部６３ａがストリッパ１４の延在部６１の挿通孔６２の内径よりも少し小さい外径を備えており、斯かる軸部６３ａをストリッパ１４の延在部６１の挿通孔６２に挿通している。これによって、ストリッパ１４はボルト６３の軸部６３ａに沿って摺動し、頭部６３ｂとパンチリテーナ１１の上面１１ａとの間でストリッパ１４の摺動幅を規定している。これにより、ストリッパ１４の先端がパンチ１２の先端よりも突出する位置と、パンチ１２の先端がストリッパ１４の貫通穴４３から突出する位置との所定幅で、ストリッパ１４がパンチ１２に対して相対移動するように、ストリッパ１４をガイドしている。

この実施形態においても、ストリッパ１４は、コイルばね１３の先端および外周に被せられ、コイルばね１３によりパンチ１２の突出方向に弾性的に支持されており、ストリッパ１４に係合するボルト６３によりガイドされている。このため、図５に示すように、パンチ工程で、パネル１９に押し当てられた際、および、パンチ１２がパネル１９から抜かれる際、ストリッパ１４は、パンチ１２に対して傾き難く、滑らかに動き、パンチ１２に掛ける負荷を小さく抑えることができる。

以上、本発明の一実施形態に係るパンチユニットを説明したが、本発明に係るパンチユニットは上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、ストリッパ１４の外周面にパンチに対してストリッパが動く幅を規定する所定幅の凹部４５を形成し、他方、ストリッパガイド部材１５に凹部に填め合わされる凸部５１を形成して、凹部と凸部を係合させているがこの形態には限定されない。例えば、ストリッパガイド部材にパンチに対してストリッパが動く幅を規定する所定幅の凹部を形成し、他方、ストリッパの外周面に凹部に填め合わされる凸部を形成してもよい。このように、ストリッパの外周面とストリッパガイド部材は、何れか一方に、パンチに対してストリッパが動く幅を規定する所定幅の凹部を形成し、他方に、凹部に填め合わされる凸部を形成した構成とすることができる。この際、凹部の形状、凸部の形状についても上記の実施形態には限定されない。上述した実施形態のように、凹部の形状と凸部の形状により、ストリッパが回転するのを防止するようにしてもよい。これにより、パンチの横断面が円形でない場合にも対応できる。

また、パンチ保持器は、パンチを保持する部材であり、必ずしも上記実施形態のように、プレス装置の型に取り付けられるパンチリテーナで構成される場合に限らない。例えば、プレス型に直接パンチを取り付けるような装置では、パンチ保持器には斯かるプレス型が含まれる。

本発明の一実施形態に係るパンチユニットを示す縦断側面図。本発明の一実施形態に係るパンチユニットのパンチリテーナの平面図。本発明の一実施形態に係るパンチユニットの使用状態を示す縦断側面図。本発明の他の実施形態に係るパンチユニットを示す縦断側面図。本発明の他の実施形態に係るパンチユニットの使用状態を示す縦断側面図。ウレタンストリッパを用いたパンチユニットの構成例を示す図。

符号の説明

１０パンチユニット
１１パンチリテーナ
１２パンチ
１４ストリッパ
１５ストリッパガイド部材
１９パネル
２１挿入穴
２２ａノックピン
２２ノックピン用穴
２４ボルト装着穴
３１パンチの圧入部
３２パンチの中間軸部
３３パンチの先端部
３４パンチの先端
４３貫通穴
４４ストリッパの先端
４５凹部
４５ａ底部
５１ストリッパガイド部材の凸部

Claims

パンチ保持器に突設したパンチと、
前記パンチの外周に装着され、径方向にほとんど膨らまずに軸方向に変形する弾性体と、
前記弾性体の先端および外周に被せられ、前記弾性体によりパンチの突出方向に弾性的に支持され、先端部にパンチの先端部が挿通する貫通穴を形成したストリッパと、
前記パンチ保持器に突設され、ストリッパと係合し、前記ストリッパの先端がパンチの先端よりも突出する位置と、パンチの先端がストリッパの貫通穴から突出する位置との所定幅で、ストリッパがパンチに対して相対移動するように、ストリッパをガイドするストリッパガイド部材とを備えたパンチユニット。
前記ストリッパとストリッパガイド部材は、何れか一方に、パンチに対してストリッパが動く幅を規定する所定幅の凹部を形成し、他方に、前記凹部に填め合わされる凸部を形成し、前記凹部と凸部との係合により、前記ストリッパの先端がパンチの先端よりも突出する位置と、パンチの先端がストリッパの貫通穴から突出する位置との所定幅で、ストリッパがパンチに対して相対移動するように、ストリッパをガイドする係合構造を備えたことを特徴とする請求項１に記載のパンチユニット。