JP2019136707A - ピアスパンチ - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップをダイに滞留させないようにする。【解決手段】ピアスパンチ１０は、柱状の本体部１０ａと、本体部１０ａのワークＷと対向する端面からワークＷと反対側に凹んだ凹部１１とを備えている。凹部１１は、本体部１０ａの中心軸を通りかつ該中心軸に沿った面で切断したときに、凹部１１の輪郭が円弧状又は三角形状となるような断面形状を含むように構成されており、該断面形状において、凹部１１の凹み角度は、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０が、当該孔をあけた時に凹部１１に向かって曲がるような角度に設定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ワークに孔加工を行うピアスパンチに関する技術分野に属する。

従来より、ワークに孔加工を行うピアスパンチが知られている。

例えば、特許文献１には、孔加工時に発生するスクラップをカップ状に加工するスクラップ排除装置に用いられるピアスポンチ（ピアスパンチに相当）であって、ワークに対向する端面の一部に凹部が形成されたピアスポンチが開示されている。

この特許文献１では、ピアスポンチと協働して孔加工をするためのダイにおいて、ピアスポンチの凹部と対向する位置に凸部を形成し、ピアスポンチの凹部とダイの凸部との間にスクラップが位置した状態で、凹部と凸部とを嵌合させることでスクラップをカップ状に加工している。

また、特許文献１では、ダイの凸部にエジェクタを設けて、カップ状に加工されたスクラップを該凸部から離反させるようにしている。

特開２００７−２１５４０号公報

ところで、ピアスパンチによる孔加工では、ワークに直径１０ｍｍ以下のような小径の孔をあける場合がある。このような小径の孔をワークにあける場合であっても、ダイにスクラップが滞留しないようにする必要がある。

特許文献１のように、ダイの凸部にエジェクタを設けるには、該凸部を比較的大きくしなければならない。このため、ワークに上記のような小径の孔をあけるものに対しては、特許文献１のようなピアスパンチを用いたスクラップ排除方法は適用し難い。

また、特許文献１に記載のように、ピアスパンチの凹部とダイの凸部とを嵌合させてスクラップをカップ状に加工するには、凸部はピアスパンチからの押圧力に耐え得る程度の強度を有している必要がある。しかしながら、ワークに上記のような小径の孔を形成する孔加工装置では、当然凸部は小さくしなければならず、ピアスパンチからの押圧力に耐え得る程度の強度を確保し難い。このことからも、ワークに小径の孔をあける場合には、特許文献１のようなスクラップ排除方法は採用できない。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワークに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップをダイに滞留させないようにすることにある。

上記課題を解決するために、第１の発明では、孔加工装置のダイに対して移動して、ワークに孔加工を行うピアスパンチを対象として、柱状の本体部と、上記本体部の上記ワークと対向する端面に形成され、上記ワークと反対側に凹んだ凹部を備え、上記凹部は、上記本体部の中心軸を通りかつ該中心軸に沿った面で切断したときに、上記凹部の輪郭が円弧状又は三角形状となるような断面形状を含むように構成されており、上記断面形状において、上記凹部の凹み角度は、上記ワークに孔をあける際に生じるスクラップが、当該孔をあけた時に上記凹部に向かって曲がるような角度に設定されている、ことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、上記凹部は、凹球面状又は凹錐面状をなしていること特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記凹部は、上記本体部の上記端面における端縁から凹んでいることを特徴とする。

第１の発明によると、ワークに孔加工を行うために、ピアスパンチをワークに押し付けたときには、本体部のワーク側の端部がワークに食い込む。ピアスパンチに押圧された部分（以下、スクラップという）における、凹部内に位置する部分は、凹部を形成する傾斜面や曲面と当接しながら、ピアスパンチからの押圧力を受ける。このとき、スクラップには、反押圧方向に向かって、ピアスパンチの押圧力に対する反発力が発生する。この反発力の一成分は、凹部を形成する傾斜面や曲面によって、凹部の内側に向かう方向に変換される。これにより、スクラップには、反押圧方向に向かう力と凹部の内側に向かう力とが同時にかかる。ワークと凹部を形成する傾斜面や曲面との間には隙間があるため、この隙間が移動代となって、上記のように力がかかったときにスクラップが凹部内に向かって曲がる。

一般に、ダイに設けられるダイ孔は、ワークに形成される孔と同径に形成されている。このため、スクラップが上記凹部側に向かって曲がるとスクラップの上記ダイ孔の径方向における実効的な幅が、上記ダイ孔の直径よりも小さくなる。これにより、ダイ孔の内周面とスクラップとの間に隙間が形成され、スクラップはダイ孔に引っ掛かることなく落下する。したがって、孔加工時に生じるスクラップをダイに滞留させないようにすることができる。

以上のように、ダイに別の部材を設けることなく、スクラップをダイに滞留させないようにすることができるため、直径１０ｍｍ以下の比較的小径の孔をあける場合にも適用することができる。よって、ワークに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップをダイに滞留させないようにすることができる。

第２の発明によると、凹部が凹球面状又は凹錐面状をなしているため、スクラップの周縁部全体がピアスパンチの凹部から押圧力を受ける。このため、スクラップを凹部側に曲げる力が該スクラップに効率的に伝達される。この結果、ワークに孔をあける際に上記スクラップが凹部側に一層曲がりやすくなって、孔加工時に生じるスクラップをダイに一層効果的に滞留させないようにすることができる。

第３の発明によると、凹部がピアスパンチの端面の端縁から形成されているため、凹部を含むピアスパンチの端縁部は尖った形状となる。これにより、ピアスパンチがワークに食い込みやすくなる。この結果、ワークからの反発力を凹部の内側に向かう方向の力に効率的に変換できるようになる。また、ピアスパンチのワークに対する剪断力も向上させることができるため、孔加工の効率を向上させることもできる。

本発明の実施形態１に係るピアスパンチを備えた孔加工装置示す概略図である。 ピアスパンチの構成を示す図であり、（ａ）はピアスパンチの斜視図、（ｂ）はピアスパンチの縦断面図である。 ワークに孔加工を行う際の孔加工装置の動作を示す動作図である。 孔加工時のスクラップの変形過程を示す拡大図である。 実施形態２に係るピアスパンチの構成を示す図であり、（ａ）はピアスパンチの斜視図、（ｂ）はピアスパンチの縦断面図である。 実施形態３に係るピアスパンチの構成を示す図であり、（ａ）はピアスパンチの斜視図、（ｂ）はピアスパンチの縦断面図である。 実施形態４に係るピアスパンチの構成を示す図であり、（ａ）はピアスパンチの斜視図、（ｂ）はピアスパンチの縦断面図である。 実施形態５に係るピアスパンチの構成を示す図であり、（ａ）はピアスパンチの斜視図、（ｂ）はピアスパンチの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態１に係るピアスパンチ１０を備えた孔加工装置１を概略的に示す。この孔加工装置１は、パネル状のワークＷを載置するダイ２と、ダイ２に対して移動してワークＷに孔加工を行うピアスパンチ１０とを備えている。このワークＷは、例えば、自動車のヒートインシュレータに用いられるものである。ワークＷは、例えば、アルミニウム合金で構成されている。

ピアスパンチ１０は、円柱状の本体部１０ａを備えている。本実施形態１では、孔加工装置１は、直径１０ｍｍ以下の比較的小径の孔をあけるためのものであり、本体部１０ａの直径Ｄ１は、孔の直径に対応して直径１０ｍｍ以下に設定されている。

本体部１０ａにおけるワークＷと対向する端面には、図１に示すように、ワークＷと反対側に凹んだ凹部１１が形成されている。本実施形態１では、凹部１１は本体部１０ａに上記端面の端縁１２から凹んでいる。つまり、図２（ｂ）に示すように、本体部１０ａの側面１３と凹部１１とが端縁１２を介して連続するようになっている。図２（ａ）に示すように、本実施形態１では凹部１１は凹球面状をなしている。これにより、図２（ｂ）に示すように、凹部１１は、本体部１０ａの中心軸Ｘを通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときに、円弧状となる断面形状を含んでいる。

凹部１１は、図２（ｂ）に示すように、本体部１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときの断面において、凹部１１の凹み角度α１すなわち、中心軸Ｘと直交しかつ端縁１２を通る直線と凹部１１の端縁（ここでは端縁１２と一致）における接線との間の鋭角側の角度α１が、所定の角度をなしている。詳しくは後述するが、この所定の角度は、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０（図３等参照）が、当該孔をあけた時に凹部１１に向かって曲がるような角度に設定されている。詳しくは、所定角度は、７°〜１５°に設定されている。

ピアスパンチ１０は、支持装置３に交換可能に支持されている。ピアスパンチ１０は、昇降装置（図示省略）によって、支持装置３ごとダイ２に対して移動するようになっている。

ダイ２におけるピアスパンチ１０に対応する部分には、孔加工時にピアスパンチ１０の一部が挿通するダイ孔２ａが貫通している。ダイ孔２ａの直径Ｄ２は、本体部１０ａの直径Ｄ１と同じか又は僅かに大きい値に設定されている。ダイ孔２ａはピアスパンチ１０と同軸になるように形成されている。図示は省略しているが、ダイ２の下側には、上記スクラップ２０（図３等参照）を回収するシューターが配設されている。

〈孔加工装置の動作〉
次に、ワークＷに孔加工を行う際の孔加工装置１の動作について説明する。

先ず、図１に示すように、ワークＷをダイ２上に配置する。このとき、ピアスパンチ１０はダイ２のダイ孔２ａの上側に位置しており、ピアスパンチ１０とダイ孔２ａとは同軸となっている。

次に、ピアスパンチ１０が支持装置３ごとダイ２に向かって下降移動される。このときの下降速度は３００ｍｍ／秒〜３５０ｍｍ／秒である。ピアスパンチ１０が下降されることで、図３（ａ）に示すように、ピアスパンチ１０のワークＷ側の端部がワークＷに当接する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、ピアスパンチ１０が、図３（ａ）の状態から更に下降されてワークＷを貫通し、該ワークＷに孔があけられる。このとき、ワークＷにおける打ち抜かれた部分がスクラップ２０となる。スクラップ２０はダイ孔２ａを通過して上記シューターに回収される。

その後、ピアスパンチ１０が支持装置３ごと上昇移動されて、孔加工が完了する。

１つの孔加工が完了した後は、ダイ２及びピアスパンチ１０、又は、ワークＷが水平方向に移動されて、次の孔加工が行われる。

〈孔加工時のスクラップの変形〉
ここで、複数の孔加工をスムーズに行うためには、ダイ２（厳密にはダイ孔２ａ）にスクラップ２０が滞留しないようにする必要がある。本実施形態１では、ピアスパンチ１０のワークＷと対向する面に、上述の凹部１１を設けることによって、スクラップ２０がダイ２に滞留することを抑制している。以下、図４を参照しながら詳細に説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）には、ワークＷからスクラップ２０が打ち抜かれる際の、ピアスパンチ１０の端縁１２周辺を拡大して示している。ピアスパンチ１０の凹部１１は端縁１２から凹み角度α１で凹んでいるため、該端縁１２を含む端縁部１４はワークＷ側に向かって尖ったエッジ形状をなしている。このため、図４（ａ）に示すように、ワークＷと端縁１２とが当接して、ピアスパンチ１０がワークＷに押し付けられると、端縁部１４がワークＷに食い込む。このとき、図４（ａ）に示すように、ワークＷと凹部１１との間には空間Ｓが形成される。

端縁部１４がワークＷに食い込んだ後も、ピアスパンチ１０は更に下降するため、スクラップ２０は凹部１１を形成する曲面と当接して、ピアスパンチ１０からの押圧力を受ける。このとき、図４（ｂ）に示すように、スクラップ２０には、反押圧方向に向かって、ピアスパンチ１０の押圧力に対する反発力が発生する。この反発力の一成分は、凹部１１を形成する曲面によって、凹部１１の内側に向かう方向に変換される。これにより、スクラップ２０に反押圧方向に向かう力と凹部１１の内側に向かう力とが同時にかかる。このとき、空間Ｓが移動代となって、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がる。その後、スクラップ２０は、図４（ｃ）に示すように、凹部１１に向かって曲がったまま、ワークＷから剪断される。

上述したように、ダイ孔２ａの直径Ｄ２は、ピアスパンチ１０の直径Ｄ１と同じか又は僅かに大きい値に設定されている。このため、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がると、図４（ｃ）に示すように、スクラップ２０のダイ孔２ａの径方向における実効的な幅ＳＷが、ダイ孔２ａの直径Ｄ２よりも小さくなる。これにより、ダイ孔２ａの内周面とスクラップ２０との間に隙間が形成され、スクラップ２０はダイ孔２ａに引っ掛かることなく落下する。したがって、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができる。

この本実施形態１の構成によると、従来のように、ダイ２のダイ孔２ａ内に別の部材を設けることなく、スクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができるため、直径１０ｍｍ以下の比較的小径の孔をあける場合にも適用することができる。よって、ワークＷに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができる。

ここで、凹み角度α１が大き過ぎると、凹部１１における端縁１２の近傍部分が、本体部１０ａの中心軸Ｘと略平行に延びるようになり、スクラップ２０の上記反発力が凹部１１の内側に向かう方向に変換されにくくなる。このため、ワークＷに孔をあける際にスクラップ２０が凹部１１に向かってに曲がりにくくなる。一方で、凹み角度α１が小さ過ぎると、ピアスパンチ１０の端縁部１４がワークＷに食い込まずに、ワークＷは自身の展性によって延びながら剪断されるようになってしまう。この場合、スクラップ２０には、本体部１０ａの中心軸Ｘから離れる方向の力がかかるため、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がりにくくなる。また、ピアスパンチ１０とワークＷとが当接したときの、ワークＷと凹部１１との間の空間Ｓが小さくなり、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がる際の移動代が小さくなる。このことからも、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がりにくくなる。したがって、凹み角度α１を、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０が、当該孔をあけた時に凹部１１に向かって曲がるような角度、詳しくは、７°〜１５°の角度に設定することで、スクラップ２０を凹部１１に向かって適切に曲げることができる。

また、本実施形態１では、凹部１１の断面形状が円弧状であるため、凹み角度α１を、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がるような角度に設定しつつ、スクラップ２０が凹部１１に向かって曲がるときの移動代を比較的大きく形成することができる。これにより、ワークＷに孔をあける際にスクラップ２０が凹部１１に向かってより曲がりやすくなる。この結果、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２により効果的に滞留させないようにすることができる。

さらに、本実施形態１では、凹部１１が凹球面状をなしているため、ピアスパンチ１０の端縁部１４の全体がエッジ形状になる。これにより、スクラップ２０の周縁部全体がピアスパンチ１０の凹部１１から押圧力を受ける。このため、スクラップ２０を凹部１１に向かって曲げる力が該スクラップ２０に効率的に伝達される。この結果、ワークＷに孔をあける際にスクラップ２０が凹部１１に向かって一層曲がりやすくなって、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に一層効果的に滞留させないようにすることができる。

（実施形態２）
以下、実施形態２について詳細に説明する。以下の説明において実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図５は、本発明の実施形態２に係るピアスパンチ２１０を示す。本実施形態２では、図５（ａ）に示すように、ピアスパンチ２１０の凹部２１１が、凹錘面状をなしている点で上記実施形態１とは異なる。本実施形態２でも、上記実施形態１と同様に、凹部２１１は本体部２１０ａの上記端面の端縁２１２から凹んでいる。つまり、図５（ｂ）に示すように、本体部２１０ａの側面２１３と凹部２１１とが端縁２１２を介して連続するようになっている。凹部２１１が凹錘面状をなしているため、図５（ｂ）に示すように、凹部２１１は、本体部２１０ａの中心軸Ｘを通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときに、三角形状となる断面形状を含んでいる。

図５（ｂ）に示すように、本実施形態２の凹部２１１も、上記実施形態１と同様に、本体部２１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁２１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときの断面において、凹部２１１の凹み角度α２、すなわち、中心軸Ｘと直交しかつ凹部２１１の端縁（ここでは端縁２１２と一致）を通る直線と凹部２１１を構成する傾斜面との間の鋭角側の角度α２が所定の角度をなしている。所定の角度は、上記実施形態１と同様に、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０が、当該孔をあけた時に凹部２１１に向かって曲がるような角度に設定されている。より詳しくは、上記所定角度は、７°〜１５°に設定されている。

このような構成であっても、ワークＷに孔をあける際には、ワークＷと凹部２１１との間に空間Ｓが形成される。これにより、スクラップ２０に反押圧方向に向かう力がかったときに、スクラップ２０が空間Ｓに向かって逃げることができる。また、ピアパンチ２１０がワークＷに食い込めば、反押圧方向に向かう力と凹部２１１の内側に向かう力とがスクラップ２０に同時にかかる。このため、当該孔をあける時に、スクラップ２０は凹部２１１に向かって曲がる。よって、ワークＷに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができる。

（実施形態３）
以下、実施形態３について詳細に説明する。以下の説明において実施形態１及び２と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図６は、本発明の実施形態３に係るピアスパンチ３１０を示す。本実施形態３では、図６（ａ）に示すように、ピアスパンチ３１０の凹部３１１が、Ｕ字状をなしている点で上記実施形態１及び２とは異なる。本実施形態３でも、上記実施形態１及び２と同様に、凹部３１１は本体部３１０ａに上記端面の端縁３１２から凹んでいる。つまり、図６（ｂ）に示すように、本体部３１０ａの側面３１３と凹部３１１とが端縁３１２を介して連続するようになっている。本実施形態３では、凹部３１１は、図６（ｂ）に示すように、本体部３１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁３１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときに、円弧状となる断面形状を含んでいる。

図６（ｂ）に示すように、本実施形態３の凹部３１１も、上記実施形態１及び２と同様に、本体部３１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁３１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときの断面において、凹部３１１の凹み角度α３、すなわち、中心軸Ｘと直交しかつ端縁３１２を通る直線と凹部３１１の端縁（ここでは端縁３１２と一致）における接線との間の鋭角側の角度α３が所定の角度をなしている。所定の角度は、上記実施形態１及び２と同様に、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０が、当該孔をあけた時に凹部３１１に向かって曲がるような角度、詳しくは、７°〜１５°に設定されている。

このような構成であっても、ワークＷに孔をあける際には、ワークＷと凹部３１１との間に空間Ｓが形成される。これにより、スクラップ２０に反押圧方向に向かう力がかったときに、スクラップ２０が空間Ｓに向かって逃げることができる。また、ピアパンチ３１０がワークＷに食い込めば、反押圧方向に向かう力と凹部３１１の内側に向かう力とがスクラップ２０に同時にかかる。このため、当該孔をあける時に、スクラップ２０は凹部３１１に向かって曲がる。よって、ワークＷに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができる。

（実施形態４）
以下、実施形態４について詳細に説明する。以下の説明において実施形態１〜３と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図７は、本発明の実施形態４に係るピアスパンチ４１０を示す。本実施形態４では、図７（ａ）に示すように、ピアスパンチ４１０の凹部４１１が、Ｖ字状をなしている点で上記実施形態１〜３とは異なる。本実施形態４でも、上記実施形態１〜３と同様に、凹部４１１は本体部４１０ａに上記端面の端縁４１２から凹んでいる。つまり、図７（ｂ）に示すように、本体部４１０ａの側面４１３と凹部４１１とが端縁４１２を介して連続するようになっている。本実施形態４では、凹部４１１は、図７（ｂ）に示すように、本体部４１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁４１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときに、三角形状をなす断面形状を含んでいる。

図７（ｂ）に示すように、本実施形態４の凹部４１１も、上記実施形態１〜３と同様に、本体部４１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁４１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときの断面において、凹部４１１の凹み角度α４、すなわち、中心軸Ｘと直交しかつ凹部４１１の端縁（ここでは端縁４１２と一致）を通る直線と凹部４１１を構成する傾斜面との間の鋭角側の角度α４が所定の角度をなしている。所定の角度は、上記実施形態１と同様に、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０が、当該孔をあけた時に凹部４１１に向かって曲がるような角度、詳しくは、７°〜１５°に設定されている。

このような構成であっても、ワークＷに孔をあける際には、ワークＷと凹部４１１との間に空間Ｓが形成される。これにより、スクラップ２０に反押圧方向に向かう力がかったときに、スクラップ２０が空間Ｓに向かって逃げることができる。また、ピアパンチ４１０がワークＷに食い込めば、反押圧方向に向かう力と凹部４１１の内側に向かう力とがスクラップ２０に同時にかかる。このため、当該孔をあける時に、スクラップ２０は凹部４１１に向かって曲がる。よって、ワークＷに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができる。

（実施形態５）
以下、実施形態５について詳細に説明する。以下の説明において実施形態１〜４と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図８は、本発明の実施形態５に係るピアスパンチ５１０を示す。本実施形態５では、図８（ａ）に示すように、ピアスパンチ５１０の凹部５１１が、本体部５１０ａのワークＷ側の端面における端縁５１２からは凹んでおらず、該端面の外周縁部を除く部分に凹部５１１が形成されている点で上記実施形態１〜４とは異なる。つまり、本実施形態５では、凹部５１１は本体部５１０ａの端縁５１２からは凹んではいない。このため、図８（ｂ）に示すように、本体部５１０ａの側面５１３と凹部５１１との間に、本体部５１０ａの上記端面の一部が介在するようになっている。本実施形態５では、凹部５１１は、図８（ｂ）に示すように、本体部５１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁５１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときに、円弧状となる断面形状を含んでいる。

図８（ｂ）に示すように、本実施形態５の凹部５１１は、本体部５１０ａの中心軸Ｘを通りかつ端縁５１２を通りかつ該中心軸Ｘに沿った面で切断したときの断面において、凹部５１１の凹み角度α５、すなわち、中心軸Ｘと直交しかつ凹部５１１の端縁５１１ａを通る直線と凹部５１１の端縁５１１ａにおける接線との間の鋭角側の角度α５が所定の角度をなしている。所定の角度は、上記実施形態１〜４と同様に、ワークＷに孔をあける際に生じるスクラップ２０が、当該孔をあけた時に凹部５１１に向かって曲がるような角度、詳しくは、７°〜１５°に設定されている。

また、図８（ｂ）に示すように、凹部５１１における直径の最大値Ｄ３は、本体部５１０ａにおける凹部５１１よりも径方向外側の部分がワークＷに食い込めるような幅となるように設定されている。具体的には、本体部５１０ａの直径Ｄ１よりも小さくかつ該直径Ｄ１の２／３以上の値に設定されている。これにより、ワークＷに孔をあける際に、ワークＷに食い込むことができる。

このような構成であっても、ワークＷに孔をあける際には、ワークＷと凹部５１１との間に空間Ｓが形成される。これにより、スクラップ２０に反押圧方向に向かう力がかったときに、スクラップ２０が空間Ｓに向かって逃げることができる。また、ピアパンチ５１０がワークＷに食い込めば、反押圧方向に向かう力と凹部５１１の内側に向かう力とがスクラップ２０に同時にかかる。このため、当該孔をあける時に、スクラップ２０は凹部５１１に向かって曲がる。よって、ワークＷに小径の孔をあける場合であっても、孔加工時に生じるスクラップ２０をダイ２に滞留させないようにすることができる。

本実施形態５では、本体部５１０ａの端面の端縁において、上記エッジ形状が形成されない分だけ、ピアスパンチ５１０に局所的な負荷がかかりにくくなる。このため、ピアスパンチ５１０の耐摩耗性が向上する。

この実施形態５では、凹部５１１は、凹球面状ではなく凹錐面状をなしていてもよい。また、本体部５１０ａのワークＷ側の端面における外周縁部の一部を残しつつ、凹部５１１がＵ字状やＶ字状をなしていてもよい。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、実施形態１〜５では、本体部１０ａ，２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ，５１０ａは円柱状をなしていたが、これに限らず、角柱状をなしていてもよい。

また、実施形態１〜５では、ワークＷとして、自動車のヒートインシュレータに用いられるものを例示したが、これに限らず、比較的小径の孔をあける孔加工が必要なものであれば、ワークＷの用途は限定されない。さらに、孔加工が可能なものであれば、ワークＷの材質はアルミニウム合金に限定されない。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、ワークに孔加工を行うピアスパンチとして有用である。

１ 孔加工装置
２ ダイ
１０，２１０，３１０，４１０，５１０ ピアスパンチ
１０ａ，２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ，５１０ａ 本体部
１１，２１１，３１１，４１１，５１１ 凹部
５１１ａ 凹部の端縁
１２，２１２，３１２，４１２ 端縁（本体部の端面の端縁、凹部の端縁）
５１２ 端縁（本体部の端面の端縁）
２０ スクラップ
Ｗ ワーク
Ｘ 本体部の中心軸
α１，α２，α３，α４，α５ 凹部の凹み角度

Claims (3)

1. 孔加工装置のダイに対して移動して、ワークに孔加工を行うピアスパンチであって、
   柱状の本体部と、
   上記本体部の上記ワークと対向する端面に形成され、上記ワークと反対側に凹んだ凹部を備え、
   上記凹部は、上記本体部の中心軸を通りかつ該中心軸に沿った面で切断したときに、上記凹部の輪郭が円弧状又は三角形状となるような断面形状を含むように構成されており、
   上記断面形状において、上記凹部の凹み角度は、上記ワークに孔をあける際に生じるスクラップが、当該孔をあけた時に上記凹部に向かって曲がるような角度に設定されていることを特徴とするピアスパンチ。
2. 請求項１に記載のピアスパンチにおいて、
   上記凹部は、凹球面状又は凹錐面状をなしているピアスパンチ。
3. 請求項１又は２に記載のピアスパンチにおいて、
   上記凹部は、上記本体部の上記端面における端縁から凹んでいることを特徴とするピアスパンチ。
   
   
   

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