JP2019202363A - パンチング板およびその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】１枚のパンチング板で、裏側と表側が同様の光沢と手触りとなるものを提供する。【解決手段】パンチング板の穴開け加工すると同時に、穴の周囲にテーパー加工を施す。テーパー加工とは、穴周囲のエッジや発生したバリまたはヒビの部分にテーパーを設けることで、見た目が表側の穴と同様となり、触れば触感が滑々となり、課題を解決する。【選択図】図１

Description

本発明は一枚の板に同じ形をした穴が多数開けられている、パンチング板と呼ばれる品に関するものである。金属で作られるとパンチングメタル、樹脂で作られると樹脂パンチングと呼ばれることもある。

パンチング板は薄い金属や樹脂の板にプレス機を用いたパンチングマシンなどにより穴が開けられて製造される。樹脂の場合にはドリルで穴が開けられることもある。穴の形は円形や方形である事が多いが、その形状は多種多様であり、一般的には規則正しい間隔で開けられる。穴の配置分布からイラストめいたデザインや文字を示すものまである。板の厚さは0.5mmから10mm程度の品が市販されており、建材や物流用品やインテリアなどの部材として使用されている。

金属で作られるパンチング板の穴は図１４に示すパンチングマシンにセットされる金型で打ち抜かれる。図５および図６はパンチ３によって開けられた穴の断面図であり、パンチ３が最初に接触する金属表面（以後、表側という。）の穴３０の周囲は、打ち抜かれる時の圧力によりダレ３１などの丸みを帯びる。この丸みが光沢感を生み出し、人の手による手触りも滑々に感じさせる。

一方パンチが抜けていく金属表面（以後、裏側という。）の穴３０の周囲は、エッジ３２となるか小さなバリ３３が発生する（図５，図６）。

穴が多数開けられたパンチング板の表側の表面は手触りが滑々で穴の周囲は光沢感が増し見た目にも美しく、建材や物流、インテリアなどで利用される。布による表面の清掃などでも拭き取りがスムーズで衛生的である。

しかしパンチング板の裏側の表面はザラザラな手触りで、パンチング板の裏側に人の肌を強く擦ると擦り傷ができてしまう。布などによる清掃では穴周囲のエッジ３２やバリ３３などが引っ掛かり、表面の清掃が思ったようにできない。時には清掃で使う布の繊維をほつれさせたり切断したりもする。清掃が行き届かなくなりパンチング板の裏側は外来の埃が付着しても除去しきれず美観を損ね、発塵の源となる原因にもなる。また穴周囲の光沢感も少ないため美観も良くない。

更にパンチング板の裏側の穴周囲のエッジ３２やバリ３３に人の皮膚を強くこすると、擦り傷などを作り、怪我の元となっていた

建築の内装や物流などで使われるパンチング板は、滑々な表側のみ使用される事が殆どである。しかしパンチング板の表裏を表側のような滑々な表面を必要とする場合には、２枚のパンチング板を用いて各々の裏側同士を合わせて一体とし、これが1枚のパンチング板として使われる。この使い方はコストを2倍に上昇させる問題がある。

１枚のパンチング板で表裏を同じように使うためには、パンチング板の裏側の穴周囲にあるエッジ３２やバリ３３をグラインダーや紙やすりなどで削るか、薬品で溶かして除去する薬品処理などを行っている。

しかしこの方法もエッジ３２やバリ３３を除去する工程が追加されるので、パンチ３で打ち抜いただけのパンチング板と比較して製造コストを上昇させるうえ、薬品処理においては薬品の廃棄過程でコストが上昇し更に環境負荷が伴う問題があった。

解決しようとする問題点は、パンチ３で打ち抜いただけのパンチング板では裏側の穴周囲に出来るエッジ３２やバリ３３により、パンチング板の裏側を表側と同じように扱えないことである。

本発明はパンチング板を製造するときの金型を図１のように工夫し、パンチ３で穴を開けるのと同時にパンチング板裏側の穴周囲を裏打ちピン５で押圧し、パンチング板裏側の穴の周囲にテーパー部を設ける。

パンチング板の材質が熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂を母材とするFRPなら、図２に示した金型のように内蔵されたヒーター１０によって加熱した裏打ちピン５で、パンチ３で開けた穴を裏側から押圧し、穴の周囲にテーパー部を設ける。

本発明によって製造されたパンチング板の裏側は、表側と同様の光沢と手触りとなり、パンチング板の表側と同じように扱えるようになる。

パンチング板の裏側が表側と同様の光沢と手触りとなり、2枚のパンチング板を合体させて実現していた、表裏とも滑々なパンチング板が１枚のパンチング板で実現できるようになった。その結果、重量とコストが半減した。

またパンチ３で打ち抜いたパンチング板の裏側にできるエッジ３２やバリ３３をグラインダーや紙やすりで削ったり薬品で溶かすことも無いので、製造コストの上昇は抑えられ、薬品を廃棄する工程の環境負荷も省く事が出来た。

図１はパンチング工程で使う金型の断面図。（実施例１） 図２はパンチング工程で使う金型の断面図。（実施例２） 図３はパンチング板の上面図。（60°千鳥パターン） 図４はパンチング板の上面図。（45°千鳥パターン） 図５は、穴の裏側がエッジ３２となっている、従来のパンチング板の穴の断面図。 図６は、穴の裏側がバリ３３が生じている、従来のパンチング板の穴の断面図。 図７は、図５で示した穴に本発明を実施した時の、パンチング板の穴の断面図。 図８は、図６で示した穴に本発明を実施した時の、パンチング板の穴の断面図。 図９は図１および図２で示したダイプレート１の上面図。 図１０はパンチング板製造に必要な装置の略図。 図１１はパンチング板製造に、穴開け工程とテーパー加工を、別々の装置で行う時の略図。 図１２は、繊維強化プラスチックに穴開け加工を行ったときの、穴の断面図。 図１３は、図１２で示した穴に本発明を実施した時の、パンチング板の穴の断面図。 図１４は一般的なパンチング板を製造する金型の断面図。 図１５は図１１で示した機材で用いられる、本発明の金型断面図。 図１６は図１１で示した機材で用いられる、本発明の金型断面図。 図１７は、パンチング板の穴径が大きい時に用いる、金型の断面図。 図１８は図１に示した金型が素材に穴を開けた時の断面図。 図１９は熱可塑性樹脂に穴開け工を行った時の、パンチング板の穴の断面図。 図２０は、図１９で示した穴に本発明を実施した時の、パンチング板の穴の断面図。 図２１は、市販されているパンチングメタルで、穴の形状が丸以外のものを示した図。 図２２は方形型のパンチング板の穴にテーパー加工を行うためのピンを示した俯瞰図。 図２３は図１８のテーパー加工部の拡大図を付した図。

まずパンチング板の一般的な製造工程を説明する。図１０は金属質パンチング板を製造する機材の一例である。金属質パンチング板の素材となる金属板は、アンコイラー５２と呼ばれる機材にセットされた、長い金属板が巻かれたコイル５０から供給される。あるいは図示はしないが、コイル５０から供給するのではなく、所定の大きさにカットされた金属板でもよい。

プレス機５３は、１回作動させると最初は取り付けられた金型５６の上型を下降させ、金属板への穴開けは金型５６の上型がほぼ下降しきった時に行われ、その後 上型を上昇させて元の位置に戻ると金型の往復運動は停止する。

プレス機を作動させる信号を送り続けると、プレス機に取り付けられた金型５６の上型が上下に往復運動が繰り返されるようになっている。

コイル５０から供給された金属板は、送り装置５１によって金属板の丸みや癖を矯正され、プレス機５３が１回作動するたびにパンチング板の決められた長さ（例えば図１３の穴ピッチ１７）分だけプレス機５３に送られる。

プレス機５３が１回作動するとプレス機に取り付けられた金型５６は図５ないし図６に図示したような穴３０を金属板に開ける。

プラス機５３が作動前の状態に戻ると、再び金属板は送り装置５１によって決められた長さ（ピッチ）分だけプレス機５３に送られる。

パンチング板の多数の穴は、金型５６の上型の往復運動と金属板の送り作業が連続的に行われることで、製造されていく。

プレス機５３によって穴開けされた金属板は切断機５４に送られ、穴開けされた金属板が所定の長さに達すると、金属板は切断機５４によって切断され1枚のパンチング板となる。

図１０に示したリフター５７の上には、プレス機５３によって穴開けされたパンチング板５５が所定の長さで切断され、重ねてスプールされている状態を示している。

図１は本発明に係るパンチング板製造の金型５６部分の断面図である。図９のAA部分の断面図でもある。パンチング板の素材（図１ならばコイル材５０）にパンチ３で穴を開けると同時に、数ピッチ先にパンチ３で開けた穴を押しピン６で裏打ちピン５に押圧し、穴裏側の周囲にテーパー加工を行う。

図２は図１のコイル材５０を、熱可塑性プラスチック１２または繊維強化プラスチック１３（以下、樹脂類）に、置き換えた場合の図である。

樹脂類がパンチ３で開けられた、両面の穴周囲にテーパー加工を行う。方法は金属板の時と同様であるが、テーパー加工を行う押しピン６と裏打ちピン５が金型に内蔵されているヒーター１０によって加熱されている。

樹脂類を容易に変形させるには熱を加える必要が有り、加熱された押しピン６と裏打ちピン５の温度は、所定のテーパー加工が出来るように設定される。以下に発明品を製造する過程を具体的に示す。

図１は本発明に係るパンチング板を製造するための金型の断面図である。
バッキングプレート９は、図１０に示したプレス機５３の上下する部位に取り付けられている。ストリッパープレート２はショルダーボルト７を介してバッキングプレート９に吊られている。

バッキングプレート９とストリッパープレート２の間には、ショルダーボルト７を軸としたスプリング８がセットされている。

バッキングプレート９にはパンチ３と押しピン６が接続されていて、ダイプレート１にはダイ４と裏打ちピン５が固定されており、パンチ３の軸はダイ４の軸と一致し押しピン６の軸は裏打ちピン５の軸と一致するように配置されている。

またパンチ３と押しピン６の軸の間隔は、図３に示した穴ピッチ１７の数倍程度に離しており、ダイ４と裏打ちピン５の軸の間隔も同じく設定されることになる。

図１０に示したプレス機５３の上下する部位が下降すると、バッキングプレート９とストリッパープレート２が同時に下降し、下降を続けたストリッパープレート２はスプリング８の力により、ダイプレート１の上に配置されているコイル材５０を上から押し付けてコイル材５０をダイプレート１に固定する。

その後もパンチ３と押しピン６はバッキングプレート９と下降を続け、パンチ３はコイル材５０を貫通してダイ４に入り込み、パンチ穴３０を作る。

更に下降を続けた押しピン６は、コイル材５０に開けたパンチ穴３０を上から押し付け、パンチ穴３０を裏打ちピン５に押し付ける。

裏打ちピン５の頭頂部は円錐台の形をしており、頂部の円形の直径はパンチ穴３０の直径より少し小さめにできている。
図２３はテーパー加工を行っている部分の拡大図である。

裏打ちピン５に押し付けられたパンチ穴３０の裏側には、図５や図６に示したエッジ３２やバリ３３がある部分に、図７や図８で示すようにテーパー加工部４０（または４１）が形成される。

なお図８に示したテーパー加工部４１には図６のバリ３３が見られるが、これは図６のバリ３３が裏打ちピン５の頭頂部の円錐台のテーパー部分によって穴の外側に押し倒され、パンチ穴３０の裏側に形成されたテーパー加工部４１に貼りついている状態を示している。

図１０のプレス機５３の上下する部位が上昇に転じると、バッキングプレート９と共にパンチ３と押しピン６およびショルダーボルト７が上昇を始め、パンチ３はコイル材５０に作られたパンチ穴３０から上方へ抜ける。

更にバッキングプレート９の上昇が続くと、ショルダーボルト７を介してストリッパープレート２が上昇し、ダイプレート１に押し付けていたコイル材５０は動けるようになる。

図１０のプレス機５３の上下する部位が上昇から下降に転じ図１のストリッパープレート２がコイル材５０に接触する前に、図１に示すコイル材５０を図３に示す穴ピッチ１７に相当する距離だけ右に移動させる。

図１０のプレス機５３が連続して運転すると、上記、００３５〜００４３の動作が繰り返され、パンチ穴３０の裏側にテーパー加工されたパンチング板が連続的に製造されていく。

１つの金型でパンチ３がパンチ穴３０を開けていくのと同時並行して穴３０の裏側を裏打ちピン５がテーパー加工をするため、従来からの工程数を増やすことが無いので、ランニングコストが変わらない。結果的に発明品のパンチング板は従来品のパンチング板に比べコスト上昇が抑えられる。

以上のような金型を経て作られたパンチング板のパンチ穴３０の裏側は裏打ちされ、図５または図６に示したエッジ３２またはバリ３３の状態であったパンチ穴３０裏側の周囲は、図７または図８に示したテーパー加工部４０またはテーパー加工部４１が作られる。

パンチング板の裏側には、図７または図８に示したテーパー加工部４０またはテーパー加工部４１が作られ、光沢感がパンチング板の表側と同様となる。

また図６に示したバリは、パンチング板の手触りをザラザラとさせて悪くしていたが裏打ちピン５により形成されたテーパー加工部４１に押し倒され貼り付く様になる。

すると図６のバリ３３はパンチング板の裏側表面より突出することがなくなるので、パンチング板の裏側の手触りはザラザラとはせず、手触りがパンチング板の表側と同様となる。

結果的にパンチング板の裏側は見た目も手触りも表側と同様になり、外観が美しくなって掃除もしやすくなり、人が皮膚を強く擦っても怪我をすることがなくなった。

なお図１のダイプレート１から突出した裏打ちピン５の円錐台の形状は、ダイプレート１を製作する際に削り出しで形を作っても良いが、あえて交換可能で独立した裏打ちピン５の形で表現した。

これは円錐台のテーパー部分が、テーパー加工を数多く行うと、摩耗して変形するためである。もし円錐台の形状をダイプレート１を製作する際に削り出しで形作ると、テーパー部が摩耗した時にダイプレート１を再び製作しなくてはならず、コスト上昇の原因となる。

そのため円錐台の形状は、交換が可能な裏打ちピン５を用いる方法を採用し、コストの上昇を最小限にした。

図２は本発明に係るパンチング板を製造するための金型の断面図である。
実施例１で挙げた図１と異なるのは、押しピン６と裏打ちピン５を加熱するヒーター１０が金型に組み込まれている点である。

この金型が使われるのは、パンチング板にする素材が樹脂類の時である。

樹脂類を素材とするパンチング板を製造するときも、穴をあけるプレス機や金型、および周辺機器の一連の動作は、実施例１と同じである。しかしながら熱可塑性プラスチック１２に開けられるパンチングの穴は、素材が金属質の場合と少し異なり、図１９に示すようにパンチ穴３０の周囲の両面にはひび割れ２８が入る。

また繊維許可プラスチック（FRP）では、図１２に示すような層間剝離３６と呼ばれる現象が生じて穴の周囲が割れる。

そこで図２のように押しピン６と裏打ちピン５をヒーター１０で加熱して、パンチ穴３０の穴周囲の両面にテーパー加工をするときに、樹脂類の穴周囲を融かし気味にしてテーパー加工を行うのである。

樹脂類のパンチ穴３０の周囲が加熱された押しピン６と裏打ちピン５に接すると、樹脂が融け気味となって円錐台の形状を綺麗に転写し、図１９に示したひび割れ２８や図１２に示した層間剝離３６などの割れ目を埋めて図２０や図１３に示すようなテーパー加工部４２を形成する。

なお金型に内蔵されているヒーターの設定温度は、図示されない温度コントローラーによって調節され製造するパンチング板の素材よって、所望のテーパー加工となるような設定をする。

図１７はパンチング板の穴径が大きく穴ピッチ１７などが比較的小さい場合の金型を示している。穴の間隔が小さいためスペースなどの問題で図２の金型のようにヒーターが配置できない場合がある。図１７はヒーター３９を押しピン１５と裏打ちピン５の中に内蔵させてスペースの問題を解決している。要は、押しピン１５と裏打ちピンが加熱できて、パンチング板の素材（樹脂類）が変形しないような配置が出来れば良い。

図１１はパンチングを行うプレス機６０とテーパー加工するプレス機６１の２台で加工しているラインを示している。
これは図１４に示したパンチングだけ行う金型をセットしたプレス機６０（既存のライン）に、図１５に示したテーパー加工だけ行う金型をセットしたプレス機６１を追加した構成である。

遊休となっているプレス機があれば、図１に示すような金型を作るほどのコストがかからない図１５に示したテーパー加工だけ行う金型を作るだけで済み、既存のラインの変更を最小限の変化で済む。ゆえに初期投資も最小限に抑えられる。

なおパンチングを行う素材が樹脂類ならば、加熱した押しピン６と裏打ちピン５を兼ね備えた図１６に示した金型を、図１１のプレス機に６１にセットすれば良い。

今までは丸い形の穴を開けたパンチング板の図解ばかりであったが、パンチング板の穴は丸に限らない。
市販には丸穴以外にも、図２１に示すような多様な形の穴をしたパンチング板が出回っている。

図２１に代表的なパンチングメタルを示した。
図２１の（A）は長円形型、（B）は矢羽型、（C）は方形型をした穴が金属板に開けられている。

図２２に示したのは、方形の穴にテーパー加工を行うための、裏打ちピンの俯瞰図である。
丸い以外の形の穴にテーパー加工を行うには、その穴に相応しいテーパー加工用のピンを用意すれば、丸穴以外の形でもテーパー加工が可能となる。

パンチング板の穴開け方法にはプレス機を用いない方法がある。例えばドリル加工やレーザー加工や電子ビーム加工などが挙げられる。
図１１に示したプレス機６０に代えて、ドリル加工機やレーザー加工機や電子ビーム加工機に置き合えれば、プレス加工以外の方法で開けられたパンチング板にテーパー加工が可能となる。

今回の発明品で、表裏がある従来のパンチング板に比べ、表裏を意識することなくパンチング板を使えるようになる。これにより様々な方面で利便性が高まる。

建材として窓の採光や通風などでパンチング板が使われているが、美観や清掃のやり易さから２枚のパンチング板の裏側を合わせて１枚とし、それを採光や通風に使っている。

しかしコストと重量とスペースが２倍となり、2枚使いのパンチング板を支えるための建築構造が必要となるため、間接的に更にコストアップの要因となっている。

もしこれを本発明品に置き換えればコストと重量もスペースも半分となり、更に建築構造が簡素となるため、間接的に更なるコストダウンに資する。

アンティークなインテリアなどでもパンチング板が利用されている。例えば照明の調光のため、照明の傘や遮光板としてパンチング板が使われる事がある。

照明は普段清掃しないので埃が溜まりやすく、従来のパンチング板の裏側は布などで拭き掃除がしにくいので清掃が行き届かない。そのまま埃が付着したままとなると美観を失い美しくない。

これに風が吹くと埃が室内を舞ってしまい、後の室内清掃が大変になり、健康にも良くない。ゆえにあまり照明の傘や遮光板は、埃を付着させないように、掃除がしやすくする必要がある。

照明の傘や遮光板として本発明品を適用すると、パンチング板の表裏とも清掃が楽になり、埃の除去率が格段に上がる。結果的に美観を保ち衛生的である。

調理器具などでもパンチング板は使われている。パンチング板の穴から液体を通す事が出来るので、フライヤーや水切り籠などとして使われる。

しかし安価な製品においてはパンチング板の裏側の処理がされていない製品があり、食べ物の欠片などが裏側の穴の周囲に残りやすい。拭き掃除をするにも布やスポンジが穴のエッジやバリなどに引っ掛かり念入りな拭き取りがしにくい。

結果的に食べ物の欠片が調理器具に付いたまま残留し、雑菌が増えて食中毒を引き起こす可能性がある。

ここに本発明品を適用すればパンチング板部分の裏側も表側も拭き掃除が念入りに出来るので、掃除の時間や掃除で使う水資源や洗剤が節約できるうえ、より衛生的になる。

高価な調理器具や業務用の調理器ではパンチング板の裏側の処理はされているが、グラインダーでの削り工程や薬品による溶解処理がされていて、製造工程が多いため結果的に調理器のコストを上昇させている。

ここに本発明品を適用すれば、調理器のコスト削減に繋がり、また公衆衛生も向上する。

食事を提供する配膳台の棚の部分は、滑りの良いパンチング板が使われる事がある。食事が置かれたトレーを出し入れするには好都合である。

パンチング板の裏側の処理はされているが、グラインダーでの削り工程や薬品による溶解処理がされていて、製造工程が多いため結果的に配膳台のコストを上昇させている。

ここに本発明品を適用すれば、配膳台のコスト削減に繋がり、また公衆衛生も向上する。

一般家庭の台所でもパンチング板は使われる。例えば台所のシンクの排水口には、調理の時に出る食品の切りくずや食後の食べかすを排水管に流さないように、パンチング板で作ったカゴを設置する。

こういったカゴは雑菌が増えやすく頻繁な掃除が必要である。しかしながら従来のパンチング板では籠の内側か外側のどちらかがザラザラした状態となるため、スポンジによる拭き洗いではスポンジが引っかかってしまい満足のいく掃除が出ない。またスポンジの繊維が切れてしまい、スポンジを傷めてしまう。

ここに本発明品を適用すれば、排水口に設置する籠の表裏をスムーズにスポンジで洗えるようになり、よりシンクが衛生的になる。

これは排水口の籠に限らず、調理した食品の水切りなどで使われる、水切り籠でも同様なことが言える。

１ ダイプレート
２ ストリッパプレート
３ パンチ
４ ダイ
５ 裏打ちピン
６ 押しピン
７ ショルダーボルト
８ スプリング
９ バッキングプレート
１０ ヒーター
１１ ガイド
１２ 熱可塑性プラスチック
１３ 繊維強化プラスチック（FRP）
１４ ニゲ溝
１５ 押しピン（ヒーター内蔵型）
１７ 穴ピッチ（60°千鳥パンチング板）
１８ 穴ピッチ（45°千鳥パンチング板）
１９ 加工間隔
２０ パンチング板（60°千鳥）
２１ パンチング板（45°千鳥）
２８ ひび割れ
３０ パンチ穴
３１ ダレ（丸み部）
３２ 穴裏側（エッジ仕上がり）
３３ バリ
３４ 素材（金属、樹脂）
３５ 素材（繊維強化プラスチック）
３６ 層間剝離（デラミ）
３７ 裏打ちピン
３８ 裏打ちピン（ヒーター内蔵型）
３９ ヒーター
４０ テーパー加工部
４１ テーパー加工部（バリ付）
５０ コイル材（金属）
５１ 送り装置
５２ アンコイラー
５３ プレス機
５４ 切断機
５５ パンチング板（完成品）
５６ 金型
５７ リフター（完成品 一時置き場）
６０ プレス機（穴開けのみ）
６１ プレス機（裏打ちのみ）
６２ 金型（穴開けのみ）
６３ 金型（テーパー加工のみ）

Claims (6)

1. 一枚の板に複数の穴開け加工されて作られるパンチング板の製造法において、前記パンチング板の穴開け加工と前記パンチング板の片面もしくは両面の全ての穴周囲にテーパー加工を、１台の加工機で行いながら製造することを特徴とするパンチング板の製造方法。
2. 一枚の板に複数の穴開け加工されて作られるパンチング板の製造法において、前記パンチング板の穴開け加工と前記パンチング板の片面もしくは両面の全ての穴周囲にテーパー加工を、複数の装置で別々に行って製造することを特徴とするパンチング板の製造方法。
3. 穴開け加工として、ドリル加工およびレーザー加工および電子ビーム加工を用いた、請求項１または請求項２に記載の製造方法。
4. 金属で製造されている、請求項１および請求項２および請求項３に記載された製造法で作られた、パンチング板。
5. 熱可塑性樹脂で製造されている、請求項１および請求項２および請求項３に記載された製造法で作られた、パンチング板。
6. 熱可塑性樹脂を母材とする繊維強化プラスチックで製造されている、請求項１および請求項２および請求項３に記載された製造法で作られた、パンチング板。

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