JP2011235326A - 打ち抜き加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 打ち抜き刃の組み付け性を向上させた打ち抜き加工装置提供する。
【解決手段】 第１ローラ1を円筒状として貫通穴7を形成し、打ち抜き刃3が先端8aに設けられ貫通穴7を貫通可能な胴部8と、この胴部8の打ち抜き刃3と反対側の端部8bに設けられ貫通穴7を貫通不能な頭部9とを有し、第１ローラ1の内側から頭部9が第１ローラ1の内周面1cと接触した状態で貫通穴7に挿通されたボルト型部材10と、頭部9と当接しボルト型部材10の軸方向移動を規制する軸方向移動規制部材と、を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、打ち抜き加工装置に関する。

従来の打ち抜き加工装置では、打ち抜き刃を有する第１ローラと打ち抜き穴を有する第２ローラとを互いに逆方向に同一周速度で回転させ、両ローラ間に金属箔等のワークを通過させることでワークに打ち抜き加工を行っている。

特開２０１０−５５５号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、第１ローラ外周面に形成した雌ねじ部に打ち抜き刃に形成した雄ねじ部をねじ込むことで打ち抜き刃を第１ローラに取り付けているため、打ち抜き刃毎に突出量を計測しながら、ねじ込み量を調整する必要があり、組み付けに手間が掛かるという問題があった。
本発明の目的は、打ち抜き刃の組み付け性を向上させた打ち抜き加工装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明では、第１ローラを円筒状として貫通穴を形成し、貫通穴の内側から頭部が第１ローラの内周面と接触した状態まで挿通したボルト型部材の胴部先端に打ち抜き刃を形成し、軸方向移動規制部材によりボルト型部材の軸方向移動を規制した。

本発明において、打ち抜き刃の突出量は第１ローラの肉厚（第１ローラの外周面と内周面との間の距離）とボルト型部材の胴部の長さとで決まる。ここで、両者の寸法はあらかじめ精度良く加工することが可能であるから、本発明の打ち抜き加工装置によれば、各ボルト型部材を第１ローラに取り付ける際の突出量の調整を省略できる。この結果、打ち抜き刃の組み付け性の向上を図ることができる。

実施例１の打ち抜き加工装置の側面図である。 実施例１の打ち抜き加工装置の断面図である。 実施例１の打ち抜き刃3を示す(a)平面図および(b)側面図である。 実施例１のリング12を示す第１ローラ1を内周面1c側からみた図である。

以下、本発明の打ち抜き加工装置を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

〔実施例１〕
[全体構造]
図１は実施例１の打ち抜き加工装置の側面図、図２は実施例１の打ち抜き加工装置の断面図である。
実施例１の打ち抜き加工装置は、平板状のワークAを挟んで上下に配置された第１ローラ1と第２ローラ2を備える。実施例１では、ワークAとして、排気ガス浄化用のメタル触媒担体の金属箔、例えば、厚さが20〜30μmのステンレスを用いている。

第１ローラ1は、円筒状に形成され、回転軸O1により回動可能に支持されている。第１ローラ1の一端には、第１ギア1aが連結されている。このギア1aは図外の電動モータのモータ出力軸と連結されている。
第１ローラ1の外周面1bには、ワークAの打ち抜き用の雄型となる複数の打ち抜き刃3が放射状に突出している。打ち抜き刃3は、周方向に22.5°ピッチで16個並んだものが第１ローラ1の軸方向に5列配置されている。１つの列の打ち抜き刃3は、隣接する列の打ち抜き刃3に対し、周方向位置が11.25°ずれている。

図３に打ち抜き刃3の形状を示す。
打ち抜き刃3には、打ち抜き刃3の軸方向において最も長い（以下、軸方向長さを高さという。）頂部21aを挟んで第１ローラ回転方向側に前方傾斜面22が設けられ、第１ローラ回転方向と反対側に後方傾斜面23が設けられている。前方傾斜面22および後方傾斜面23は、いずれも直線で形成された平面である。
頂部21aは、打ち抜き刃3の周方向中心位置よりも第１ローラ回転方向前方に配置され、第１ローラ周方向と直交する方向に延在している。前方傾斜面22は、頂部21aから第１ローラ回転方向に進むに従って低くなる（第１ローラ1の外周面1aとの距離が近くなる）。後方傾斜面23は、頂部21aから第１ローラ回転方向と反対方向に進むに従って低くなる。

前方傾斜面22は、打ち抜き加工を行う際、頂部21aから第１ローラ回転方向前方に向かって順にワークAと接触するように、第１ローラ1および第２ローラ2の半径、ワークAの厚さ等に応じて傾斜角度が設定されている。このため、前方傾斜面22の縁部22aうち、最も第１ローラ回転方向前方に位置する前端縁21bは、最も遅くワークAと接触することになる。また、後方傾斜面23は、打ち抜き加工を行う際、頂部21aから第１ローラ回転方向後方に向かって順にワークAと接触するように、第1ローラ1および第２ローラ2の半径、ワークAの厚さ等に応じて傾斜角度が設定されている。このため、後方傾斜面23の縁部23aのうち、最も第１ローラ回転方向後方に位置する後端縁21cは、最も遅くワークAと接触することとなる。

頂部21aの高さは、打ち抜き刃3に必要な剪断力が得られるような高さに設定されている。このため、頂部21aは、先端が平坦な従来の打ち抜き刃の高さよりも高く形成されている。そして、前端縁21bの高さは、従来の打ち抜き刃の高さよりも低く形成されている。また、後方傾斜面23の縁部23aのうち、最も第１ローラ回転方向後方に位置する後端縁21cの高さは、前端縁21bよりも若干低く形成されている。
つまり、実施例１の打ち抜き刃3は、まず初めに頂部21aがワークAと接した後、第１ローラ1の回転が進むにつれて前方傾斜面22が頂部21aから前端縁21bに向かって順に後述する第２ローラ2の打ち抜き穴3内に進入し、その後、後方傾斜面23が頂部21aから後端縁21cに向かって打ち抜き穴3内に進入することで、打ち抜き刃3の縁部22a,23aと打ち抜き穴6の開口縁との剪断力によりワークAを切断して行き、最終的に後端縁21cが打ち抜き穴6に進入することで打ち抜きが完了する。
打ち抜き刃3を上記のような形状とすることにより、従来の平坦な打ち抜き刃に比べて、第１ローラ1と第２ローラ2のクリアランスをより狭くできるため、ワークAにバリの発生をより小さなものとすることができる。

第１ローラ1の外周面1bにおいて、打ち抜き刃3の軸方向両外側には、位置決め用の複数のパイロット31が放射状に突出している。パイロット31は打ち抜き刃3の位置に対応して周方向に22.5°ピッチで16個配置されている。パイロット31の外周面1bからの突出量は、打ち抜き刃3の外周面1bからの突出量よりも長く設定されている。パイロット31の先端は、略半球状に形成されている。

第２ローラ2は、円筒状に形成され、回転軸O2周りに回動可能に支持されている。回転軸O2は、第１ローラ1の回転軸O1と平行である。また、第１ローラ1と第２ローラ2は、両ローラ1,2間にワークAを挟み込んだ状態でそれぞれの外周面1b,2bがワークAと接するように配置されている。第２ローラ2の一端には、第１ローラ1側の第１ギア1aと噛み合う第２ギア2aが連結されている。第２ギア2aは第１ギア1aと同一形状の歯車である。よって、電動モータを駆動したとき、第１ローラ1と第２ローラ2は、互いに逆方向に同一の角速度で回転する。

第２ローラ2の外周面2bには、ワークAの打ち抜き用の雌型となる複数の打ち抜き穴6が放射状に形成されている。打ち抜き穴6は、第２ローラ2の外周面2bから内周面2cに至る貫通穴である。打ち抜き穴6は、上述した打ち抜き刃3と対応する位置に配置されている。すなわち、打ち抜き穴6は、周方向に22.5°ピッチで16個並んだものが第２ローラ2の軸方向に5列配置されている。１つの列の打ち抜き穴6は、隣接する打ち抜き穴6に対し、周方向位置が11.25°ずれている。打ち抜き穴6は、打ち抜き刃3の外径よりも大きな内径を有する平面視円形状に形成されている。
第２ローラ2において、打ち抜き穴6の第２ローラ軸方向両側には、位置決め用の複数の位置決め穴32が放射状に形成されている。位置決め穴32はパイロット31の位置に対応して周方向に22.5°ピッチで16個配置されている。打ち抜き加工装置の駆動時、周方向に複数配置したパイロット31のうちのいずれかは常に対応する位置決め穴32内に挿入された状態となる。

［打ち抜き刃の取り付け構造］
次に、第１ローラ1に対する打ち抜き刃3の取り付け構造を説明する。
第１ローラ1には、各打ち抜き刃3と対応する位置に第１ローラ1の外周面1bから内周面1cに至る貫通穴7が放射状に形成されている。
各貫通穴7には、打ち抜き刃3が先端8aに設けられた胴部8と、この胴部8の打ち抜き刃3と反対側の端部8bに設けられた頭部9とを有するボルト型部材10が、第１ローラ1の内側から貫通穴7に挿通されている。胴部8は貫通穴7よりも小径の円筒状に形成され、頭部9は貫通穴7よりも大径に形成されている。胴部8の長さは、頭部9が第１ローラ1の内周面1cと当接した状態で、外周面1bよりも径方向外側に規定の長さだけ突出するように設定されている。
第１ローラ1の内部には、頭部9の上面9aと当接する外周面11aを有する環状のカラー（軸方向移動規制部材）11が設けられている。このカラー11により、頭部9の第１ローラ1の内側への移動が規制されることで、ボルト型部材10の軸方向移動が規制される。

図３、図４に示すように、各ボルト型部材10の頭部9の側面には、頭部9の一部を切り欠いた平面部9bが形成されている。この平面部9bの方向（向き）は、打ち抜き刃3の向く方向（向き）を適正に配置した状態で、第１ローラ1の軸方向と直交するように設定されている。
そして、隣接するボルト型部材10,10の頭部9,9の間には、リング（回転規制部材）12が介装されている。このリング12は、一方の側面12aが頭部9の平面部9bと面接触し、他方の側面12bが隣接する頭部9と線接触することで、自らの第１ローラ軸方向への移動が規制され、これにより、ボルト型部材10の回転を規制している。

ここで、第１ローラ1に対するパイロット31の取り付け構造については、上記第１ローラ1に対する打ち抜き刃3の取り付け構造と同様である。すなわち、第１ローラ1には、各パイロット31と対応する位置に第１ローラ1の外周面1bから内周面1cに至るパイロット用穴33が放射状に形成され、上述したボルト型部材10と胴部の先端を除いて同一形状のボルト型部材10'が内周面1cから挿通され、ボルト型部材10'の先端にパイロット31が形成されている。ボルト型部材10'の軸方向移動はボルト型部材10と同様、カラー11により規制される。なお、パイロット31の先端に方向性はない、つまり、パイロット31の先端は円対称形状であるため、ボルト型部材10'の回転をリング12で規制する必要はない。

次に、実施例１の作用を説明する。
［打ち抜き加工方法］
図１において、図外の電動モータを駆動すると、両ローラ1,2は互いに逆方向に同一速度で回転する。両ローラ1,2間にワークAを送り込むと、両ローラ1,2に挟まれたワークAは、両ローラ1,2の外周面1b,2bの周速と同一速度で移送方向に送り出される。ワークAが両ローラ1,2間を通過する際、第１ローラ1の打ち抜き刃3が第２ローラ2の打ち抜き穴6に進入することでワークAの一部が打ち抜き刃3および打ち抜き穴6の形状に対応した円形状に切り抜かれ、千鳥状に並んだ開口を有する金属箔が得られる。

［打ち抜き刃の組み付け方法］
実施例１の第１ローラ1に対する打ち抜き刃3の組み付け方法を説明する。
作業者は、第１ローラ1の軸方向を上下にした状態で、最も下側に位置する列の各ボルト型部材10'を各パイロット用穴33に挿通させ、続いて、最も下側に位置する列の各ボルト型部材10を貫通穴7に挿通させ、各打ち抜き刃3の方向を適正に配置した状態で、カラー11を取り付ける。
上記のようにボルト型部材10とカラー11とを交互に取り付け、最後の最も上側に位置する列の各ボルト型部材10'のパイロット用穴33への挿通が終了した後、第１ローラ1の内部にカラー11を嵌め込むことで、第１ローラ1に対する打ち抜き刃3およびパイロットの組み付け作業が完了する。

［組み付け性向上作用］
実施例１の打ち抜き加工装置では、第１ローラ1を円筒状として貫通穴7を形成し、貫通穴7の内側から頭部9が第１ローラ1の内周面1cと接触した状態まで挿通したボルト型部材10の胴部8の先端8aに打ち抜き刃3を形成し、ボルト型部材10の頭部9にカラー11の外周面11aを当接させてボルト型部材10の軸方向移動を規制した。よって、打ち抜き刃3の外周面1bに対する突出量は、第１ローラ1の外周面1bと内周面1cとの間の距離、すなわち第１ローラ1の肉厚と、ボルト型部材10の胴部8の長さとから決まる。ここで、両者の寸法は、あらかじめ精度良く加工することが可能であるから、実施例１の打ち抜き加工装置によれば、各打ち抜き刃3を取り付ける際の突出量の調整を省略できる。よって、突出量を計測しながら第１ローラの外周面に打ち抜き刃をねじ込む従来装置に比して、打ち抜き刃の組み付けに要する工数を大幅に低減できる。

また、各ボルト型部材10は、貫通穴7を貫通不能な頭部9を有するため、組み付け時に固定のための作業を行うことなく第１ボルト型部材10の第１ローラ径方向外側への抜けを確実に防止できる。さらに、各ボルト部材10の第１ローラ径方向内側への抜けは、１つのカラー11によって確実に防止できる。このカラー11は、各ボルト型部材10の胴部8を貫通穴7に挿通させた後に第１ローラ1の内部に嵌め込むだけであるため、工数を要しない。

［打ち抜き刃の回転防止作用］
実施例１では、打ち抜き刃3の形状を第１ローラ回転方向に対して前後非対称形状としているため、ボルト型部材10が回転しての方向が変わってしまうと、打ち抜き刃3と打ち抜き穴6との干渉等が生じると共に、打ち抜き刃3の各部のワークAに対する接触順序が不適正となるため、ワークAに適正な開口が形成されず、開口に形成されるバリが大きくなってしまう。
そこで、実施例１では、ボルト型部材10の頭部9に第１ローラ1の軸方向と直交する平面部9bを形成し、平面部9bと当接するリング12を隣接する一対の頭部9,9間に配置したため、ボルト型部材10の回転が規制されて打ち抜き刃3の適正な方向が確保される。さらに、１つのリング12を取り付ける際、ボルト型部材10の方向が適正な方向から多少ずれていたとしても、リング12によって適正な方向に強制されると共に、同列の16個の打ち抜き刃3の回転規制を実現でき、組み付け性に優れる。

［同期補償作用］
実施例１の打ち抜き加工装置では、第１ローラ1の第１ギア1aと第２ローラ2の第２ギア2aとの噛み合いによって両ローラ1,2を同期回転させているため、打ち抜き刃3と打ち抜き穴6との同期は両ギア1a,2aに依存しているため、打ち抜き刃3と打ち抜き穴6との位相ずれが生じやすい。位相ずれが生じると、打ち抜き刃3が打ち抜き穴6の縁部と干渉し、打ち抜き加工が適正に行われなくなると共に打ち抜き刃3の耐久性低下を招いてしまう。

これに対し、実施例１では、パイロット31と位置決め穴32とによる同期補償機構を設けた。パイロット31は、打ち抜き刃3よりも第１ローラ1の外周面1bからの突出量が長いため、同列の打ち抜き刃3が打ち抜き穴6に挿入されるタイミングよりも早いタイミングで位置決め穴32に挿入し、同列の打ち抜き刃3が打ち抜き穴6から離間するタイミングよりも遅いタイミング位置決め穴32から離間する。そして、打ち抜き加工装置の駆動時には、第１ロール1の周方向に複数設けたパイロット31のうち、いずれかのパイロット31は第２ローラ2に設けた位置決め穴32に挿通された状態となる。このため、第１ローラ1と第２ローラ2との間で位相ずれを生じさせるような力が作用したとしても、パイロット31と位置決め穴32の内周面との干渉によって位相ずれが生じるのを回避でき、打ち抜き刃3と打ち抜き穴6の位相を適正に維持できる。

実施例１の効果を列挙する。
(1) 第１ローラ1を円筒状として貫通穴7を形成し、打ち抜き刃3が先端8aに設けられ貫通穴7を貫通可能な胴部8と、この胴部8の打ち抜き刃3と反対側の端部8bに設けられ貫通穴7を貫通不能な頭部9とを有し、第１ローラ1の内側から頭部9が第１ローラ1の内周面1cと接触した状態で貫通穴7に挿通されたボルト型部材10と、頭部9と当接しボルト型部材10の軸方向移動を規制する軸方向移動規制部材と、を設けた。これにより、打ち抜き刃3を第１ローラ1に組み付ける際、打ち抜き刃3の突出量の調整が不要となり、打ち抜き刃3の組み付け性の向上を図ることができる。
(2) 軸方向移動規制部材を、ボルト型部材10よりも第１ローラ1の径方向内側に位置し、頭部9の第１ローラ1の径方向内側への移動を規制する環状のカラー11としたため、１つのカラー11を取り付けるだけで全てのボルト型部材10の第１ローラ径方向内側への抜けを防止でき、打ち抜き刃3の組み付け性をより高めることができる。

(3) ボルト型部材10の回転を規制する回転規制部材を設けたため、打ち抜き刃3の適正な方向を維持でき、打ち抜き加工装置の加工品質を維持できる。
(4) 頭部9に第１ローラ1の軸方向と直交する平面部9bを形成し、回転規制部材を、隣接する一対の頭部9,9間に介装され、その側面12aが平面部9bと当接するリング12としたため、ボルト型部材10の組み付け時にボルト型部材10の方向に多少の誤差があったとしても、リング12を組み付けるだけで自動的に適正な方向に修正できる。さらに同列（第１ローラ1の軸方向同一位置）に並ぶ16個の打ち抜き刃3の回転規制を１つのリング12で実現でき、打ち抜き刃3の組み付け性をより高めることができる。よって、ワークAをバリの無い製品とするために前後非対称形状とした打ち抜き刃3の組み付けが容易になる。

〔他の実施例〕
以下、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、打ち抜き刃3は、周方向に22.5°ピッチで16個並んだものが第１ローラ1の軸方向に5列配置されているものとしたが、打ち抜き刃3および穴6の個数、ピッチは、必要に応じて増減することは可能である。
また、パイロット31を打ち抜き刃3の片側のみに設けてもよい。
打ち抜き刃3の形状が、任意の角度回転させたとき自らと重なる円対称形状のように取り付け方向が問われない場合は、回転規制部材は省略可能である。
ボルト型部材10の頭部9の平面視形状は、一般的なボルトの頭部と同様、六角や四角であってもよい。

A ワーク
1 第１ローラ
2 第２ローラ
3 打ち抜き刃
6 打ち抜き穴
7 貫通穴
8 胴部
9 頭部
10 ボルト型部材
11 カラー（軸方向移動規制部材）
12 リング（回転規制部材）

Claims (4)

1. 外周面に打ち抜き刃を有する第１ローラと外周面に前記打ち抜き刃と対応する打ち抜き穴を有する第２ローラとを備え、互いに逆方向に同一周速度で回転する両ローラ間に平板状のワークを通過させて打ち抜き加工を行う打ち抜き加工装置において、
   前記第１ローラを円筒状として貫通穴を形成し、
   前記打ち抜き刃が先端に設けられ前記貫通穴を貫通可能な胴部と、この胴部の前記打ち抜き刃と反対側の端部に設けられ前記貫通穴を貫通不能な頭部とを有し、前記第１ローラの内側から前記頭部が前記第１ローラの内周面と接触した状態で前記貫通穴に挿通されたボルト型部材と、
   前記ボルト型部材の軸方向移動を規制する軸方向移動規制部材と、
   を設けたことを特徴とする打ち抜き加工装置。
2. 請求項１に記載の打ち抜き加工装置において、
   前記軸方向移動規制部材を、前記ボルト型部材よりも前記第１ローラの径方向内側に位置し、前記頭部の前記第１ローラの径方向内側への移動を規制する環状のカラーとしたことを特徴とする打ち抜き加工装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の打ち抜き加工装置において、
   前記ボルト型部材の回転を規制する回転規制部材を設けたことを特徴とする打ち抜き加工装置。
4. 請求項３に記載の打ち抜き加工装置において、
   前記頭部に前記第１ローラの軸方向と直交する平面部を形成し、
   前記回転規制部材を、隣接する一対の頭部間に介装され、その側面が前記平面部に当接するリングとしたことを特徴とする打ち抜き加工装置。

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