JP2009220134A - パンチによる打ち抜き方法及び打ち抜き用パンチ - Google Patents

Abstract

【課題】パンチの歯部の耐久性を効果的に向上させ得る，パンチによる打ち抜き方法を提供することを目的とする。
【解決手段】パンチＰによりワークＷを打ち抜いてワークＷに貫通孔３を形成する，パンチによる打ち抜き方法において，パンチＰによりワークＷを打ち抜くときは，パンチＰの少なくとも歯部１６を実質上中実にしておき，ワークＷの打ち抜き後，ワークＷからパンチＰから離脱させるときは，歯部１６を実質上中空にすることで，歯部１６をワークＷから受ける反力により縮径させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は，パンチによりワークを打ち抜いてワークに貫通孔を形成する，パンチによる打ち抜き方法及び，その方法を実施するための打ち抜き用パンチに関する。

かゝるパンチによる打ち抜き方法及び打ち抜き用パンチは，特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２００６−３０５５９９号公報

従来，ワークの打ち抜きに使用されるパンチは，全体が中実になっているから，高剛性で，打ち抜き孔の寸法精度を高めることができる。この場合，パンチの歯部の耐久性を向上させるためには，パンチの素材及び熱処理の改良に注目していたが，それにも或る限界がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，パンチの歯部の耐久性を効果的に向上させ得る，パンチによる打ち抜き方法及び打ち抜き用パンチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，パンチによりワークを打ち抜いてワークに貫通孔を形成する，パンチによる打ち抜き方法において，パンチによりワークを打ち抜くときは，パンチの少なくとも歯部を実質上中実にしておき，ワークの打ち抜き後，ワークをパンチから離脱させるときは，歯部を実質上中空にすることで，歯部をワークから受ける反力により縮径させることを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴のワーク打ち抜き方法を実施するパンチであって，先端部外周に歯部を，また中心部に中空部を有するパンチ本体と，このパンチ本体の中空部に摺動可能に嵌合するパンチコアとよりなっており，これらパンチ本体及びパンチコアは，歯部によるワークの打ち抜き時には，パンチコアが前記中空部の，少なくとも歯部に対応する内周面に密合し，打ち抜き後，ワークを歯部から離脱させるときは，パンチコアが前記内周面から逃げるように構成されることを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記内周面と，この内周面に密合し得るパンチコアの外周面とを，ワークの歯部に対する離脱方向に向かって小径となる雌テーパ面と雄テーパ面とに形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，パンチによるワークの打ち抜き時には，パンチの少なくとも歯部を実質上中実にしておくことから，歯部の剛性を確保でき，高精度の打ち抜きを行うことができる。またワークからパンチを離脱させるときは，歯部を実質上中空にすることで，歯部をワークから受ける反力により縮径させて，歯部とワーク間の摩擦力を減少させることができ，したがって，ワークの離脱荷重を軽減し得るのみならず，歯部の耐久性を効果的に向上させることができる。

本発明の第２の特徴によれば，先端部外周に歯部を，また中心部に中空部を有するパンチ本体と，このパンチ本体の中空部に摺動可能に嵌合するパンチコアとよりなるパンチの簡単な構成によって，第１の特徴と同様な効果を達成することができる。

本発明の第３の特徴によれば，歯部によるワークの打ち抜き時には，ワークから歯部に加えられる荷重が，相互に密合する雌及び雄テーパ面間に楔作用をもたらし，それらの密合力を強化することになるから，歯部の中実性，延いては歯部の剛性を効果的に強化し，打ち抜き精度をより高めることができる。

またワークの打ち抜き後，パンチ本体を，パンチコアに対して移動させるときは，パンチ本体及びパンチコア間の摩擦抵抗をも早期に減少されることができると共に，短い移動量により，歯部の内周面からパンチコアを逃がすことができ，打ち抜き作業の能率向上に寄与し得る。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１はパンチにより打ち抜かれるワークの一例を示す縦断面図であり，（Ａ）は打ち抜き前，（Ｂ）は打ち抜き後の状態を示す。図２は本発明方法を実施するための打ち抜き装置の縦断面図，図３は図２の３部拡大図，図４は上記打ち抜き装置におけるパンチの分解図，図５は上記パンチによるワークの打ち抜き直後の状態を示す，図２との対応図，図６は打ち抜き後のワークの押し出し状態を示す図５との対応図である。

先ず，図１により，本発明の打ち抜き方法を適用するワークの一例について説明する。図１（Ａ）に示すワークＷは，鍛造により成形されたベベルギヤの半成品であり，このワークＷのボス１の中空部の途中に隔壁２が残存している。図１（Ｂ）に示すように，上記隔壁２を本発明の打ち抜き方法で打ち抜いて貫通孔３を形成し，ベベルギヤの完成品を得る。

さて，本発明の打ち抜き方法を実施する打ち抜き装置について，図２〜図４を参照しながら説明する。

図２及び図３において，機台５上にボルト６で固定されるパンチホルダベース７に，パンチＰを保持するパンチホルダ８がボルト９により固定される。

図４に示すように，パンチＰは，パンチ本体１０と，このパンチ本体１０に，その軸方向全長に亙り形成された中空部１１に摺動可能に嵌合されるパンチコア１２とよりなっている。パンチ本体１０は，基本的には円筒状をなしており，その外周面には，下端から順に第１ガイド部１３，この第１ガイド部１３より小径の第２ガイド部１４，この第２ガイド部１４より小径で他の部分より長い軸部１５及び，この軸部１５より大径のエッジ１６ａを上端外周に形成した有する歯部１６を備える。第１及び第２ガイド部１３，１４間にはテーパ状の第１ストッパ面１７が形成され，歯部１６の外周には，エッジ１６ａから軸部１５に向かって小径となるテーパ状の逃げ１６ｂが形成される。この歯部１６は，前記ワークＷの隔壁２を打ち抜くべく，そのボス１内に嵌入し得るようになっている。

中空部１１の内周面には，少なくとも歯部１６に対応する部分に，上端に向かって小径となる雌テーパ面１９が形成される。

一方，パンチコア１２は，前記中空部１１の内周面に適合する外周面を持った軸部２０と，この軸部２０の下端に連設されるフランジ２１とを備えており，このフランジ２１は，前記第１ガイド部１３より大径になっている。

上記軸部２０の上端部外周面は，パンチ本体１０の前記雌テーパ面１９に密合し得る雄テーパ面２２に形成されており，この雄テーパ面２２が雌テーパ面１９に密合したときが，パンチ本体１０がフランジ２１に最接近するパンチ本体１０の下降限となる。

再び図２及び図３において，パンチホルダ８には，前記パンチコア１２のフランジ２１に嵌合してそれを保持する保持孔２５と，前記パンチ本体１０の第１及び第２ガイド部１３，１４がそれぞれ摺動可能に嵌合する第１及び第２ガイド孔２６，２７とが形成され，これら第１及び第２ガイド孔２６，２７間には，パンチ本体１０がパンチコア１２に対して下降限から所定距離上昇したとき，前記第１ストッパ面１７に当接してその上昇を阻止するテーパ状の第２ストッパ面２８が形成される。

パンチホルダ８の上面には，パンチＰを囲繞するワーク受け台３０が昇降可能に設置され，このワーク受け台３０の昇降を案内するよう，その外周に摺動可能に嵌合するワーク受け台ガイド３１が前記パンチホルダ８に固定される。その固定には，ワーク受け台ガイド３１外周の環状段部３１ａに係合する押えリング３２と，この押えリング３２をパンチホルダ８に固定するボルト３３とが用いられる。このワーク受け台ガイド３１は，ワークＷの隔壁２の打ち抜き時，下降するワークＷを受容し得るようになっている。

パンチホルダ８及びパンチホルダベース７には，これらをワーク受け台３０の真下で上下方向に貫通する複数のガイド孔３４が設けられ，これらガイド孔３４に，ワーク受け台３０の下面に当接し得る複数の押出しピン３５（図２には，そのうちの一本のみを示す。）が摺動自在に嵌挿され，これら押出しピン３５は，油圧シリンダ等の駆動源により上昇駆動される押出しブロック３６により支承される。

ワーク受け台３０の上方には，それと同軸上にパンチＰと協働するダイ４０が配設される。このダイ４０は，モータ又は油圧シリンダ等の駆動源により昇降駆動されるラム４１に固定されるダイホルダ４２によって保持される。ダイ４０には，パンチＰにより打ち抜かれたスクラップ２を受け入れる逃がし孔４３が設けられている。

而して，ワークＷの隔壁２を打ち抜くに当たっては，先ず，図２に示すように，ワークＷを所定の向きにして，ボス１をパンチＰの上端部外周に嵌合し，歯部１６の端面に隔壁２を支持させる。その際，押出しピン３５は下降していて，ワーク受け台３０がパンチホルダ８の上面に載り，パンチ本体１０は，パンチコア１２のフランジ２１に最接近する下降限を占めていて，パンチ本体１０の雌テーパ面１９を，パンチコア１２の雌テーパ面１９に密合させている。これによりパンチＰは，その全長に亙り実質上中実の状態となっている。

次いで，図５に示すように，ラム４１によりダイ４０を下降させ，このダイ４０によりワークＷを，これがワーク受け台３０に接するまで押動すれば，その間に，ワークＷの隔壁２はパンチ本体１０の歯部１６により上方へ打ち抜かれ，ボス１に貫通孔３が形成され，打ち抜かれた隔壁２即ちスクラップ２は，パンチＰによりダイ４０の逃がし孔４３に押し上げられる。

この打ち抜きの際，歯部１６は，ワークＷから縮径方向の荷重を反力として受け，その荷重は，歯部１６から，相互に密合する雌及び雄テーパ面１９，２２を介してパンチコア１２によって強固に受け止められるので，歯部１６の剛性を確保でき，高精度の打ち抜きを行うことができる。

隔壁２の打ち抜き後は，ラム４１を上昇させて，ダイ４０をワークＷの上方へ遠ざけ，続いて図６に示すように，押出しブロック３６を上昇させて，押出しピン３５により，ワークＷを載せたワーク受け台３０を押し上げる。

その際，パンチ本体１０の歯部１６と，ワークＷとの間には大なる摩擦力が存在するため，上昇するワークＷは，固定のパンチコア１２に対して摺動可能に嵌合したパンチ本体１０を上記摩擦力を介して引き上げることになる。その結果，パンチ本体１０の歯部１６の内周面からパンチコア１２がいなくなり，歯部１６が実質上，中空となるので，歯部１６は，ワークＷから受けていた前記反力により縮径を余儀なくされる。その結果，歯部１６とワークＷ間の摩擦力は減少する。

歯部１６とワークＷ間の摩擦力が減少するまでパンチ本体１０がパンチコア１２に対して上昇すると，パンチ本体１０の第２ストッパ面２８がパンチコア１２の第１ストッパ面１７に当接して，パンチ本体１０のそれ以上の上昇を阻止するので，その後の押出しピン３５によるワーク受け台３０の上昇によれば，ワークＷのみを押し上げることになる。この段階では，上述のように歯部１６とワークＷ間の摩擦力が既に減少していることから，ワークＷを軽快に歯部１６から離脱させることができる。したがって，ワークＷの離脱荷重を軽減し得るのみならず，歯部１６の耐久性を大いに高めることができる。

ワーク受け台３０が上昇限に達すると，ワークＷは，ワーク受け台ガイド３１の上方まで押し上げられ，取り出し可能となる。

ところで，パンチ本体１０及びパンチコア１２には，歯部１６の内周側で相互に密合する雌及び雄テーパ面１９，２２が形成されるので，歯部１６によるワークＷの打ち抜き時には，ワークＷから歯部１６に加えられる荷重が，相互に密合する雌及び雄テーパ面１９，２２間に楔作用をもたらし，それらの密合力を強化することになるから，歯部１６内周側の中実性，延いては歯部１６の剛性を効果的に高め，打ち抜き精度を，より向上させることができる。

またワークＷの打ち抜き後，パンチ本体１０を，パンチコア１２に対して上方へ移動させるときは，パンチ本体１０及びパンチコア１２間の摩擦抵抗をも早期に減少させることができると共に，短い移動量により，歯部１６の内周面からパンチコア１２を逃がすことができ，打ち抜き作業の能率向上に寄与し得る。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，ワークＷの打ち抜き後，単に歯部１６の内周側を中空にすることを狙うのであれば，相互に密合する雌テーパ面１９及び雄テーパ面２２を，それぞれ単純な円筒面に置き換えることも可能であるが，この場合は，上記実施例のような楔作用は起こらず，またワークＷの打ち抜き後，歯部１６の内周側を中空にするためのパンチ本体１０の上方移動量は大きくなる。

パンチにより打ち抜かれるワークの一例を示す縦断面図であり，（Ａ）は打ち抜き前，（Ｂ）は打ち抜き後の状態を示す。 本発明方法を実施するための打ち抜き装置の縦断面図。 図２の３部拡大図。 上記打ち抜き装置におけるパンチの分解図。 上記パンチによるワークの打ち抜き直後の状態を示す，図２との対応図。 打ち抜き後のワークの押し出し状態を示す図５との対応図。

符号の説明

Ｐ・・・・・・パンチ
Ｗ・・・・・・ワーク
３・・・・・・貫通孔
１０・・・・・パンチ本体
１１・・・・・中空部
１２・・・・・パンチコア
１６・・・・・歯部
１９・・・・・雌テーパ面
２２・・・・・雄テーパ面

Claims (3)

1. パンチ（Ｐ）によりワーク（Ｗ）を打ち抜いてワーク（Ｗ）に貫通孔（３）を形成する，パンチによる打ち抜き方法において，
   パンチ（Ｐ）によりワーク（Ｗ）を打ち抜くときは，パンチ（Ｐ）の少なくとも歯部（１６）を実質上中実にしておき，ワーク（Ｗ）の打ち抜き後，ワーク（Ｗ）をパンチ（Ｐ）から離脱させるときは，歯部（１６）を実質上中空にすることで，歯部（１６）をワーク（Ｗ）から受ける反力により縮径させることを特徴とする，パンチによる打ち抜き方法。
2. 請求項１記載のパンチによる打ち抜き方法を実施するためのパンチであって，
   先端部外周に歯部（１６）を，また中心部に中空部（１１）を有するパンチ本体（１０）と，このパンチ本体（１０）の中空部（１１）に摺動可能に嵌合するパンチコア（１２）とよりなっており，これらパンチ本体（１０）及びパンチコア（１２）は，歯部（１６）によるワーク（Ｗ）の打ち抜き時には，パンチコア（１２）が前記中空部（１１）の，少なくとも歯部（１６）に対応する内周面（１９）に密合し，打ち抜き後，ワーク（Ｗ）を歯部（１６）から離脱させるときは，パンチコア（１２）が前記内周面（１９）から逃げるように構成されることを特徴とする打ち抜き用パンチ。
3. 請求項２記載の打ち抜き用パンチにおいて，
   前記内周面（１９）と，この内周面（１９）に密合し得るパンチコア（１２）の外周面（２２）とを，ワーク（Ｗ）の歯部（１６）に対する離脱方向に向かって小径となる雌テーパ面（１９）と雄テーパ面（２２）とに形成したことを特徴とする打ち抜き用パンチ。

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