JP2021013949A - 打ち抜きダイ - Google Patents

Abstract

【課題】カス上がりの発生を防止できる構造を実現する。【解決手段】打ち抜きダイ２ａの中央部に、矩形孔である打ち抜き穴６ａを、打ち抜きダイ２ａの上下両面に開口する状態で設ける。そして、打ち抜き穴６ａの４つの内側面のうち、１つの内側面１４に、打ち抜き穴６ａの軸方向であるＺ軸方向に対して傾斜した、断面矩形状の凹溝１０を、打ち抜きダイ２ａの上面に開口する状態で設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物にプレスによる打ち抜き加工を施す為のプレス加工装置を構成する打ち抜きダイに関する。

例えば、ラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の保持器や内輪・外輪、スリーブセンサ、センサロータ等の機械部品は、金属製の板材である被加工物にプレスによる打ち抜き加工を施す事により造られる。図１４は、打ち抜き加工を施す為のプレス加工装置の従来構造の１例を示している。

プレス加工装置１は、打ち抜きダイ（ブランキングダイ）２と、ラム３と、該ラム３の下面に支持された打ち抜きパンチ４と、図示しないショルダーボルトによりラム３の下面に吊り下げられる様に支持された固定ストリッパ（抑え板）５と、該固定ストリッパ５を下方に弾性的に付勢するコイルばね等の弾性部材１３とを備える。この様なプレス加工装置１により、被加工物（板材）７に打ち抜き加工を施す際には、先ず、ラム３を下降させる事で、固定ストリッパ５を下降させる。そして、打ち抜きダイ２の上面にセットされた（置かれた）被加工物７を、固定ストリッパ５と打ち抜きダイ２との間で挟持する。この状態から更にラム３を下降させる事により、打ち抜きパンチ４によって被加工物７を打ち抜く。被加工物７を打ち抜いて発生した打ち抜きカス８は、打ち抜きダイ２に設けられた打ち抜き穴６に押し込まれる。

被加工物７を打ち抜いた後、打ち抜きパンチ４を上昇させる際に、打ち抜きカス８が打ち抜きパンチ４の先端面（図１４の下面）に付着し、該打ち抜きパンチ４と共に浮き上がって（持ち上がって）、被加工物７の下に入り込む、所謂カス上がりが発生する事がある。この様なカス上がりは、打ち抜きカス８の上面の周縁部に発生したカエリや、被加工物７の上面に供給された加工油の油膜、打ち抜きパンチ４の先端面と被加工物７との間に存在する隙間の圧力の低下、残留磁気等の影響により、打ち抜きカス８が打ち抜きパンチ４の先端面に付着（圧着や吸着）する事で生じる。カス上がりが発生すると、加工後の前記被加工物７の搬送、次の被加工物７の載置や加工に不都合が生じて連続加工が妨げられたり、打ち抜きダイ２に傷等の損傷を生じたりする可能性がある。

これに対し、特開２０１５−４１２号公報（特許文献１）には、固定ストリッパ５が被加工物７に衝突した際の最初のバウンドのボトム値とピーク値とを検出し、該ボトム値と該ピーク値とに基づいて求められる算出値と、所定の設定値とを比較して、カス上がりの有無を判定する技術が記載されている。この様な特開２０１５−４１２号公報に記載の技術により、カス上がりが発生していると判定された場合には、プレス加工装置１を停止して、浮き上がった打ち抜きカス８を除去できる。しかし、特開２０１５−４１２号公報に記載の技術によっては、カス上がりの発生自体を防止する事はできない。

特開２０１５−４１２号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、カス上がりの発生を防止できる、打ち抜きダイの構造を実現する事を目的としている。

本発明の打ち抜きダイは、板材等である被加工物にプレスによる打ち抜き加工を施す為のプレス加工装置を構成するものであり、該プレス加工装置を構成する打ち抜きパンチの先端部を通す為の打ち抜き穴を有する。
特に本発明の打ち抜きダイにあっては、前記打ち抜き穴の内面に、凸条、又は、前記打ち抜きパンチが進入する側の端部に開口する凹溝を、前記打ち抜き穴の軸方向に対して傾斜した状態で設けている。

上述の様な本発明の打ち抜きダイを実施する場合、前記凹溝又は凸条を複数設ける事ができる。
或いは、前記凹溝又は凸条を前記打ち抜き穴の内面の１箇所にのみ設ける事もできる。

上述の様な本発明の打ち抜きダイを実施する場合、具体的には、例えば、前記打ち抜き穴を矩形孔とする。
そして、前記凹溝又は凸条を、前記打ち抜き穴の内面のうち、互いに対向する１対の内側面にそれぞれ設け、前記１対の内側面のうちの一方の内側面に設けられた凹溝又は凸条と、他方の内側面に設けられた凹溝又は凸条とで、前記打ち抜き穴の軸方向に対する傾斜方向を互いに反対方向とする事ができる。
或いは、前記凹溝又は凸条を、前記打ち抜き穴の内面のうち、互いに対向する１対の内側面にそれぞれ１対ずつ設け、前記１対の内側面のそれぞれに設けられた１対の凹溝又は凸条の、前記打ち抜き穴の軸方向に対する傾斜方向を互いに反対方向とする事ができる。

上述の様な本発明の打ち抜きダイを実施する場合、前記凹溝又は前記凸条の、前記打ち抜き穴の軸方向に対する傾斜角度を、１０度以上、３０度以下とする事が好ましく、１５度以上、３０度以下とする事がより好ましい。

上述の様な本発明の打ち抜きダイを実施する場合、前記凹溝の深さ又は凸条の高さを、前記被加工物の板厚の４％以上、６％以下とする事が好ましい。

上述の様な本発明の打ち抜きダイは、被加工物に打ち抜き加工を施す為のプレス加工装置に組み込んで使用される。前記プレス加工装置は、本発明の打ち抜きダイ以外の構成については、前述の図１４に示した従来構造を含め、従来から各種知られているプレス加工装置と同様である。即ち、プレス加工装置は、前記打ち抜きダイの他、ラムと、打ち抜きパンチと、固定ストリッパとを備える。
前記ラムは、前記打ち抜きダイに対向する状態で、該打ち抜きダイに対する遠近動を可能に設けられている。
前記打ち抜きパンチは、前記ラムのうち、前記打ち抜きダイに対して対向する側の面に支持されており、前記ラムと共に前記打ち抜きダイに対して遠近動する。
前記固定ストリッパは、前記被加工物を前記打ち抜きダイのセット面（前記ラムに対向する側の面）にセットした状態で、前記被加工物を抑え付ける為のものである。

上述の様な本発明の打ち抜きダイによれば、被加工物に打ち抜き加工を施した後、打ち抜きパンチを上昇させる際に、カス上がりが発生するのを防止できる。

図１（Ａ）は、本発明の実施の形態の第１例に係る打ち抜きダイを示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のａ部拡大平面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のｂ−ｂ断面図である。 図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明の実施の形態の第１例の打ち抜きダイを組み込んだ、プレス加工装置により、被加工物に打ち抜き加工を施す作業を工程順に示す断面図である。 図３は、打ち抜き穴に押し込まれた打ち抜きカスの説明する為の模式図である。 図４は、本発明の実施の形態の第２例を示す斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図３と同様の図である。 図６は、本発明の実施の形態の第２例に関する変形例を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態の第３例を示す斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図３と同様の図である。 図９は、本発明の実施の形態の第４例を示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図３と同様の図である。 図１１は、本発明の実施の形態の第５例を示す斜視図である。 図１２は、本発明の実施の形態の第５例に関する変形例の第１例を示す斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態の第５例に関する変形例の第２例を示す斜視図である。 図１４は、プレス加工装置の従来構造の１例を示す概略断面図である。

以下、本発明に係る打ち抜きダイの実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。本発明の特徴は、例えば前述の図１４に示したプレス加工装置１の打ち抜きダイ２に変えて本発明の打ち抜きダイを用いる事により、カス上がりの発生を防止する事ができる点にある。本発明の打ち抜きダイを組み込んだプレス加工装置の構成については、基本的には、前述の図１４に示した従来構造の場合と同様である。以下の実施の形態の各例の説明では、被加工物７に矩形穴を打ち抜く場合について説明する。

尚、説明の為、互いに直交する３方向であるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を次の様に定義し、各図面に示す。Ｘ軸方向を、打ち抜きダイに設けられた打ち抜き穴の長辺の長さ方向とし、Ｙ軸方向を、前記打ち抜き穴の短辺の長さ方向とし、Ｚ軸方向を、前記打ち抜き穴の軸方向、即ち、打ち抜き方向とする。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１（Ａ）〜図３を参照しつつ説明する。本例では、被加工物７を打ち抜きパンチ４により上下方向に打ち抜く、即ち、打ち抜き方向であるＺ軸方向を上下方向に向けた場合について説明する。本例のプレス加工装置１ａは、打ち抜きダイ２ａと、ラム３（図１４参照）と、該ラム３の下面（Ｚ軸方向片側面（図１（Ａ）、図１（Ｃ）及び図２（Ａ）〜図２（Ｄ）の下側面））に支持された打ち抜きパンチ４と、図示しないショルダーボルトによりラム３の下面に吊り下げられる様に支持された固定ストリッパ（抑え板）５と、該固定ストリッパ５を下方に（Ｚ軸方向片側に向けて）弾性的に付勢するコイルばね等の弾性部材１３（図１４参照）とを備える。

打ち抜きダイ２ａは、打ち抜き方向（Ｚ軸方向）に貫通する打ち抜き穴６ａを有する。打ち抜き穴６ａの上側（Ｚ軸方向他側（図１（Ａ）、図１（Ｃ）及び図２（Ａ）〜図２（Ｄ）の上側））開口部の形状は、被加工物７に打ち抜き加工する加工形状（打ち抜き形状）と同じで、大きさが、加工形状よりも僅かに大きくなっている。尚、本例では、打ち抜き穴６ａを、矩形孔であり、Ｚ軸方向から見た加工部の形状が矩形で、内面を構成する４の内側面のうち、Ｘ軸方向に関して互いに対向する１対の内側面同士を平行に配置し、かつ、Ｙ軸方向に関して互いに対向する１対の内側面同士を平行に配置している。打ち抜き穴６ａの上側開口縁（Ｚ軸方向他側開口縁）は、全周に亙って面取りが施されていないか、施されている場合でも極く僅かな尖った角となっており、該尖った角によりダイ側刃部９を構成している。

本例の場合、打ち抜き穴６ａの４つの内側面のうち、いずれか１つの内側面１４に、Ｚ軸方向に対して傾斜した断面矩形状の凹溝１０を、打ち抜きダイ２ａの上下両面（Ｚ軸方向両側面）に開口する状態で設けている。図１、図３においては、Ｘ−Ｚ平面に平行な１つの内側面１４に、Ｚ軸方向片側に向かうに従ってＸ軸方向片側（図１（Ａ）の左上側、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）及び図２（Ａ）〜図２（Ｄ）の左側、図３の上側）に傾斜した凹溝１０を設けている。但し、Ｙ−Ｚ平面に平行な１つの内周面に、Ｚ軸方向片側に向かうに従ってＹ軸方向片側（図１（Ａ）の左下側、図３の左側）、又は、Ｙ軸方向他側（図１（Ａ）の右上側、図３の右側）に向かう方向に傾斜した凹溝を設けてもよい。又、凹溝１０の断面形状（Ｘ−Ｙ平面に関する断面形状）は、矩形に限定されるものではなく、半円形や三角形等の任意の形状とする事ができる。又、凹溝１０を、打ち抜きダイ２ａの上面（Ｚ軸方向他側面）にのみ開口する状態で設ける事もできる。凹溝１０の傾斜角度θは、打ち抜き穴６ａを構成する内側面１４（Ｘ−Ｚ平面）のＺ軸方向に対して１０度以上、３０度以下とする事が好ましく、より好ましくは、１５度以上、３０度以下とする。又、凹溝１０の深さ（Ｙ軸方向に関する深さ）ｄは、全長に亙り一定で、且つ、被加工物７の板厚の４％以上、６％以下とする事が好ましい。

ラム３は、打ち抜きダイ２ａの上方（Ｚ軸方向他側）に、昇降可能（打ち抜きダイ２ａに対する遠近動を可能）に設けられている。打ち抜きパンチ４は、ラム３の下面（Ｚ軸方向片側面）のうち、打ち抜き穴６ａと整合する位置に固定されており、ラム３と共に昇降（打ち抜きダイ２ａに対して遠近動）する。

打ち抜きパンチ４の先端面外周縁の形状は、被加工物７に打ち抜き加工する加工形状と同じで、大きさがこの加工形状の大きさよりも僅かに小さくなっている。打ち抜きパンチ４の先端面外周縁は、全周に亙って面取りが施されていないか、施されている場合でも極く僅かな尖った角となっており、パンチ側刃部１１を構成している。この様な打ち抜きパンチ４の先端部は、打ち抜き穴６ａの上側（Ｚ軸方向他側）開口縁や内面に干渉（接触）する事なく、打ち抜き穴６ａ内に進入可能としている。又、打ち抜き穴６ａの凹溝１０を除いた内側面と打ち抜きパンチ４の外周面とのクリアランスは、従来技術の手法により、被加工物７の板厚や必要とされる加工精度等に応じて適切な大きさに設定されている。この為、打ち抜き穴６ａのうち、凹溝１０を設けた部分においては、打ち抜きパンチ４の外周面とのクリアランスは、凹溝１０の深さｄだけ適正なクリアランスより大きくなっている。

固定ストリッパ５は、被加工物７に打ち抜き加工を施す際に、被加工物７を抑え付け固定する為のもので、打ち抜きパンチ４の先端部が通る為の通孔１２が設けられた剛性の高い平板である。この様な固定ストリッパ５は、ラム３の下面（Ｚ軸方向片側面）に、図示しないショルダーボルトで吊り下げられる様に支持されており、コイルばね等の弾性部材１３（図１４参照）により、下方に向けて（Ｚ軸方向片側に向けて）弾性的に付勢されている。尚、初期状態（被加工物７を打ち抜き始める以前の状態）においては、打ち抜きパンチ４の先端面は、固定ストリッパ５の下面よりも上方に（Ｚ軸方向片側面よりも他側に）位置している（打ち抜きパンチ４の先端面がこの固定ストリッパ５の下面よりも下方に突出しない様にしている）。

プレス加工装置１ａを使用して、被加工物７に打ち抜き加工を施す場合には、先ず、図２（Ａ）に示す様に、被加工物７を打ち抜きダイ２ａの上面（Ｚ軸方向他側面）にセットする（置く）。次に、ラム３を、下降（打ち抜きダイ２ａに対し近づける方向に変位）させる。この時、ラム３の下降に伴って、固定ストリッパ５及び打ち抜きパンチ４も下降（打ち抜きダイ２ａに対して近づく方向に変位）する。そして、先ず、固定ストリッパ５が被加工物７に到達する（固定ストリッパ５の下面が被加工物７の上面に当接する）。この状態から更にラム３を下降させる事により、弾性部材１３を弾性変形させながらラム３と固定ストリッパ５との相対距離が縮まる。そして、弾性部材１３が固定ストリッパ５を下方に弾性的に付勢する力により、被加工物７を上方から抑え付ける（図２（Ｂ）参照）。更にラム３を下降させる事で、打ち抜きパンチ４の先端部が固定ストリッパ５の通孔１２を通り、被加工物７に到達する（打ち抜きパンチ４の下面が、被加工物７の上面に当接する）。更にラム３を下降させる事により、打ち抜きダイ２ａのダイ側刃部９と、打ち抜きパンチ４のパンチ側刃部１１とで被加工物７を剪断し、打ち抜きパンチ４の先端面と同形状に、且つ、該先端面よりも僅かに大きく打ち抜く。被加工物７を打ち抜く事で発生した打ち抜きカス８ａは、打ち抜きパンチ４の下降に伴い、該打ち抜きパンチ４により、打ち抜きダイ２ａの打ち抜き穴６ａに押し込まれる（図２（Ｃ）参照）。その後、ラム３を上昇（打ち抜きダイ２ａから遠ざかる方向に変位）させる事で、打ち抜きパンチ４及び固定ストリッパ５を上昇（打ち抜きダイ２ａから遠ざかる方向に変位）させ（図２（Ｄ）参照）、加工後の被加工物７を取り出し、次の被加工物７を、打ち抜きダイ２ａの上面にセットして、次の加工を行う。

尚、本例の場合、打ち抜き穴６ａに押し込まれた打ち抜きカス８ａは、後の加工で発生した打ち抜きカスにより、徐々に下方（Ｚ軸方向片側）に押し込まれ、打ち抜き穴６ａの下側開口（Ｚ軸方向片側開口）から落下して回収される。従って、プレス加工装置１ａを使用すれば、打ち抜き加工を施す度に、打ち抜きカス８ａを除去する必要がなく、打ち抜き加工を連続して行う事ができる。

ところで、打ち抜きカス８ａの外周面（剪断面及び破断面により構成される切断面）１５のうちで凹溝１０と整合する部分は、凹溝１０と打ち抜きパンチ４の外周面とのクリアランスが適正値よりも大きい為、剪断面が少なく破断面が大きくなる。この為、外周面１５のうち、内側面１４に対向する外側面１７の凹溝１０と整合する部分には、図３に示す様に、Ｘ軸方向両側に隣接する部分よりも突出するむしれ部１６が形成される。尚、図３においては、むしれ部１６は、凹溝１０の溝形状に倣った形状で描かれているが、実際には、必ずしも図示されている様なきれいな形状とは限らない。又、凹溝１０は、Ｚ軸方向に対して傾斜した状態で設けられている為、剪断時に凹溝１０の内側に位置していたむしれ部１６は、打ち抜きカス８ａが打ち抜き穴６ａの下方に押し込まれるに従って凹溝１０から外れ、内側面１４に対向する。この結果、むしれ部１６は、内側面１４により押し潰され、打ち抜きカス８ａが打ち抜き穴６ａ内に圧入あるいは軽圧入されたかの様に、打ち抜きカス８ａが打ち抜き穴６ａ内に内嵌保持される。この為、打ち抜きカス８ａは、内側面１４からの反力が保持力として作用し、打ち抜きパンチ４により押し込められた位置に保持されるため、カス上がりの発生が防止される。

特に本例の場合、Ｚ軸方向に対する凹溝１０の傾斜角度θを、１０度以上、３０度以下とし、凹溝１０の深さｄを、被加工物７の板厚の４％以上、６％以下として、カス上がりの発生を確実に防止できる様にしている。即ち、傾斜角度θが１０度未満の場合、むしれ部１６が内側面１４に対向する面積が少なくなり、打ち抜きカス８ａを打ち抜き穴６ａ内に保持する力を十分大きくできず、カス上がりの発生を十分防止できない可能性がある。一方、傾斜角度θを３０度よりも大きくしても、それ以上のカス上がり防止効果の向上を得る事ができないばかりか、凹溝１０と内側面１４との間の角が摩耗し易くなり、著しい場合には、破損する可能性がある。従って、打ち抜きダイ２ａの耐久性を確保する面から、傾斜角度θは３０度以下とする事が好ましい。又、凹溝１０の深さｄを被加工物７の板厚の４％未満とすると、むしれ部１６の突出量が小さくなって、打ち抜きカス８ａを打ち抜き穴６ａ内に保持する力を十分大きくできず、カス上がりの発生を十分防止できない可能性がある。一方、凹溝１０の深さｄを被加工物７の板厚の６％よりも大きくすると、むしれ部１６の突出量が大きくなり、加工後の製品の美観が損なわれたり、仕上加工の手間が増大する可能性がある。又、凹溝１０の互いに対向する１対の内側面と内側面１４との連続部が摩耗し易くなり、著しい場合には破損する可能性がある。従って、打ち抜きダイ２ａの耐久性を確保する面からは、凹溝１０の深さｄを、被加工物７の板厚の６％以下とする事が好ましい。尚、凹溝１０の幅Ｗについては、カス上がりの発生を防止できる限り、任意の大きさとする事ができる。

更に本例の場合、凹溝１０を機械加工により形成し、該凹溝１０の深さｄを打ち抜き方向（Ｚ軸方向）に亙り一定としている。従って、ダイ側刃部９が摩耗し、金型修正の為、打ち抜きダイ２ａの上面（Ｚ軸方向他側面）を研磨した場合でも、凹溝１０の深さｄを確保できて、カス上がりの発生防止効果を十分に確保する事ができる。

本発明の打ち抜きダイを実施する場合、打ち抜き穴をＺ軸方向から見た形状は、上述の実施の形態の第１例の様な矩形に限らず、円形（打ち抜き穴が円柱形状）や、三角形（打ち抜き穴が三角柱状）、多角形等、任意の形状とする事ができる。この場合、凹溝は、打ち抜き穴の内面を構成するいずれかの面に設ければよい。又、本発明の打ち抜きダイは、被加工物を上下方向に打ち抜く構造に限らず、水平方向等、その他の方向に打ち抜く構造に適用する事もできる。尚、本例の打ち抜きダイ２ａを使用して保持器を製造した場合、該保持器のうちで打ち抜きパンチ４により打ち抜かれた部分にむしれ部１６に対応した凹部が形成されるが、該凹部の凹み量はわずか（２０μｍ）程度である為、保持器の機能に問題は生じない。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図４〜図５を参照しつつ説明する。上述の実施の形態の第１例の打ち抜きダイ２ａが、打ち抜き穴６ａの４つの内側面のうち、１つの内側面１４にのみ凹溝１０を設けているのに対し、本例の打ち抜きダイ２ｂは、１つの内側面１４に対向する内側面１４ａにも、凹溝１０ａを設けている点が異なる。即ち、本例の打ち抜きダイ２ｂの打ち抜き穴６ｂは、４つの内側面のうち、対向する１対の内側面１４、１４ａに凹溝１０、１０ａを設けている。

本例の場合、凹溝１０のＺ軸方向に対する傾斜方向と、凹溝１０ａのＺ軸方向に対する傾斜方向を互いに反対方向としている。即ち、内側面１４に設けられた凹溝１０が、Ｚ軸方向片側（図４の下側）に向かうに従ってＸ軸方向片側（図４の左上側、図５の上側）に向かう方向に傾斜しているのに対し、内側面１４ａに設けられた凹溝１０ａは、Ｚ軸方向片側に向かうに従ってＸ軸方向他側（図４の右下側、図５の下側）に向かう方向に傾斜している。

尚、打ち抜き穴６ｂと打ち抜きパンチ４（図２参照）とのクリアランスの大きさについては、実施の形態の第１例と同様に設定し、凹溝１０ａと打ち抜きパンチ４とのクリアランスについては、凹溝１０とこの打ち抜きパンチ４とのクリアランスと同じである。又、凹溝１０ａは、凹溝１０と傾斜方向が異なる以外、傾斜角度や深さ、形状等の構成を同じにしている。

上述の様な本例の場合、打ち抜きダイ２ｂと打ち抜きパンチ４（図２参照）との間で被加工物７を打ち抜くと、打ち抜きカス８ｂの外周面１５ａのうち、１対の外側面（１対の内側面１４、１４ａに対向する面）１７、１７ａから突出する状態で１対のむしれ部１６、１６ａが形成される理由は、実施の形態の第１例においてむしれ部１６が形成される理由と同じである。

本例の場合、打ち抜きカス８ｂを打ち抜き穴６ｂ内に保持する力を向上するのに寄与するむしれ部１６、１６ａの総数が、実施の形態の第１例の場合と比較して２倍になる。従って、１対の凹溝１０、１０ａの深さを、実施の形態の第１例の凹溝１０の深さと同じにすれば、打ち抜きカス８ｂが打ち抜き穴６ｂから受ける反力を増大させる（約２倍にする）事ができる。この結果、打ち抜きカス８ｂのカス上がり防止効果をより向上させる事ができる。一方、１対の凹溝１０、１０ａの深さを、実施の形態の第１例の凹溝１０の深さよりも小さくしても（凹溝１０の深さの半分にしても）、打ち抜きカス８ｂを打ち抜き穴６ｂ内に保持する力を、実施の形態の第１例の場合と同程度にする事ができる。この為、むしれ部１６、１６ａの突出量を小さく抑えられ、加工後の製品の美観の向上や仕上加工の手間の軽減を図る事ができる。
その他の部分の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同様である。

図６は、上述の様な実施の形態の第２例に関する変形例を示している。打ち抜きダイ２ｈは、打ち抜き穴６ｈの内面を構成する４つの内側面のうち、互いに対向する内側面１４ｋ、１４ｌに凹溝１０ｈ、１０ｉを、上面にのみ達する状態で設けている。即ち、凹溝１０ｈ、１０ｉを、内側面１４ｋ、１４ｌのうち、上側の端部（Ｚ軸方向他側の端部）から打ち抜き穴６ｈの軸方向に関する中間部までの範囲に設け、該中間部から下側の端部（Ｚ軸方向片側の端部）までの範囲には設けていない。

この様な変形例の場合でも、凹溝１０ｈ、１０ｉは、打ち抜きダイ２ｈの上面に開口している為、打ち抜きダイ２ｈと打ち抜きパンチ４との間で被加工物７を打ち抜く事に伴い、打ち抜きカス８ｂの外周面１５ａのうち、１対の外側面１７、１７ａから突出する状態で１対のむしれ部１６、１６ａを形成する事ができ、打ち抜きカス８ｂを打ち抜き穴６ｈ内に保持する事ができる。即ち、本変形例の場合、打ち抜きカス８ｂの形状は、前述した実施の形態の第２例と同形状に打ち抜かれる（図５参照）。特に、本変形例によれば、打ち抜きカス８ｂを、打ち抜き穴６ｈの軸方向に関する中間部（凹溝１０ｈ、１０ｉが形成されていない部分）まで押し込めた際の保持力を大きくする事ができる。更に、凹溝１０ｈ、１０ｉを切削加工により形成する際の加工コストを低減する事ができる。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図７〜図８を参照しつつ説明する。本例の打ち抜きダイ２ｃは、上述の実施の形態の第１例〜第２例と同様に、上側（Ｚ軸方向他側）開口部の形状が、被加工物７に打ち抜き加工する加工形状と同じで、該加工形状よりも僅かに大きく、打ち抜き方向（Ｚ軸方向）に貫通する矩形孔である打ち抜き穴６ｃを有する。

この様な打ち抜き穴６ｃの大きさは、打ち抜きパンチ４（図２参照）の先端部が、打ち抜き穴６ｃの上側開口縁や内面に干渉（接触）する事なく、打ち抜き穴６ｃ内に進入可能な大きさとしている。又、打ち抜き穴６ｃの上側開口縁は、全周に亙って面取りが施されていないか、施されている場合でも極く僅かな尖った角となっており、該尖った角によりダイ側刃部９を構成している。

特に本例の場合、打ち抜き穴６ｃの４つの内側面のうち、１つの内側面１４ｂに、Ｚ軸方向に対して傾斜（Ｚ軸方向片側（図７の下側）に向かうに従ってＸ軸方向片側（図７の左上側、図８の上側）に向かう方向に傾斜）し、内側面１４ｂから断面矩形状に突出した凸条１８を、打ち抜きダイ２ｃのＺ軸方向両側面にまで達する状態で（Ｚ軸方向に亙り）設けている。但し、凸条１８の断面形状（Ｘ−Ｙ平面に関する断面形状）は、半円形や三角形等の任意の形状とする事ができる。又、凸条１８を、打ち抜きダイ２ｃの上面（Ｚ軸方向他側）にのみ達する状態で、即ち、上面から打ち抜き穴６ｃの軸方向中間部まで設け、該軸方向中間部から下面（Ｚ軸方向片側面）まで設けない様にする事もできる。

本例の場合、打ち抜き穴６ｃと打ち抜きパンチ４とのクリアランス（打ち抜き穴６ｃの内面と打ち抜きパンチ４の外面との間の隙間）は、被加工物７の板厚や必要とされる加工精度等に応じて適切な大きさに設定されている。但し、凸条１８の先端面と打ち抜きパンチ４とのクリアランスは、内側面１４ｂのうちで凸条１８が存在しない部分と打ち抜きパンチ４とのクリアランスよりも小さくなっている。従って、打ち抜き穴６ｃと打ち抜きパンチ４との間で被加工物７の被加工部位を打ち抜くと、打ち抜きカス８ｃの外周面（剪断面及び破断面により構成されている面）１５ｂのうち、内側面１４ｂと対向する外側面１７ｂの凸条１８と整合する部分には、Ｘ軸方向両側に隣接する部分よりも凹んだ凹部１９が形成される。尚、凸条１８のＺ軸方向に対する傾斜角度と、凸条１８の高さ及び幅とのそれぞれについては、実施の形態の第１例の凹溝１０のＺ軸方向に対する傾斜角度θと、凹溝１０の深さｄ及び幅Ｗとのそれぞれと同程度に設定する事ができる。

凸条１８は、Ｚ軸方向に対して傾斜した状態で設けられている為、剪断時に凹部１９の内側に位置していた凸条１８は、打ち抜きカス８ｃが打ち抜き穴６ｃの下方（Ｚ軸方向片側）に押し込まれるに従って凹部１９から外れ、外側面１７ｂに対向する。この結果、外側面１７ｂが、凸条１８により押し潰され、打ち抜きカス８ｃが打ち抜き穴６ｃ内に圧入あるいは軽圧入されたかの様に、打ち抜きカス８ｃが打ち抜き穴６ｃ内に内嵌保持される。この為、打ち抜きカス８ｃは、凸条１８の先端面からの反力が保持力として作用し、打ち抜きパンチ４により押し込められた位置に保持される為、カス上がりの発生が防止される。尚、本例の打ち抜きダイ２ｃを使用して保持器を製造した場合、該保持器のうちで打ち抜きパンチ４により打ち抜かれた部分に凹部１９に対応した凸部が形成されるが、該凸部を、ニードル及び軌道輪と干渉（接触）しない位置に形成すれば、保持器の機能に問題は生じない。又、本例を実施する場合、凸条１８の上側の端部（Ｚ軸方向他側の端部）を、打ち抜きダイ２ｃの上面からわずかに下側（Ｚ軸方向片側）に位置させて、打ち抜き穴６ｃの上側開口縁の形状を、凸部を有さない矩形とする事もできる。但し、凸条１８の上側の端部は、打ち抜きパンチ４により打ち抜き穴６ｃに押し込まれた打ち抜きカス８ｃよりも上側に位置させる。これにより、打ち抜きカス８ｃは、凸条１８の先端面と、打ち抜き穴６ｃの内面のうちで内側面１４ｂに対向する内側面１４ｊとの間に圧入あるいは軽圧入された状態となり、打ち抜き穴６ｃの内部に保持される。
その他の部分の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例〜第２例と同様である。

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図９〜図１０を参照しつつ説明する。上述の実施の形態の第３例の打ち抜きダイ２ｃが、打ち抜き穴６ｃの４つの内側面のうち、１つの内側面１４ｂにのみ凸条１８を設けているのに対し、本例の打ち抜きダイ２ｄは、１つの内側面１４ｂに対向する内側面１４ｃにも、凸条１８ａを設けている点が異なる。即ち、本例の打ち抜きダイ２ｄの打ち抜き穴６ｄは、４つの内側面のうち、互いに対向する１対の内側面１４ｂ、１４ｃに凸条１８、１８ａを設けている。

本例の場合、内側面１４ｂに設けられた凸条１８と、内側面１４ｃに設けられた凸条１８ｂとで、Ｚ軸方向に対する傾斜方向を互いに反対方向としている。即ち、内側面１４ｂに設けられた凸条１８が、Ｚ軸方向片側（図９の下側）に向かうに従ってＸ軸方向片側（図９の左上側、図１０の上側）に向かう方向に傾斜しているのに対し、内側面１４ｃに設けられた凸条１８ａは、Ｚ軸方向片側に向かうに従ってＸ軸方向他側（図９の右下側、図１０の下側）に向かう方向に傾斜している。尚、打ち抜き穴６ｄと打ち抜きパンチ４（図２参照）とのクリアランスについては、実施の形態の第３例の場合と同様に設定し、凸条１８ａと打ち抜きパンチ４とのクリアランスについては、凸条１８と打ち抜きパンチ４とのクリアランスと同じである。又、凸条１８ａは、凸条１８と傾斜方向が異なる以外、傾斜角度や深さ、形状等の構成は同じにしている。

上述の様な本例の場合、打ち抜きダイ２ｄと打ち抜きパンチ４との間で被加工物７を打ち抜くと、打ち抜きカス８ｄの外周面１５ｃのうち、１対の外側面（１対の内側面１４ｂ、１４ｃに対向する１対の面）１７ｂ、１７ｃに、Ｘ軸方向両側に隣接する部分よりも凹んだ１対の凹部１９、１９ａが形成される。１対の凹部１９、１９ａが形成される理由は、実施の形態の第３例において凹部１９が形成される理由と同じである。

本例の場合、打ち抜きカス８ｄを打ち抜き穴６ｄ内に保持する力を向上するのに寄与する凸条１８、１８ａの総数が、実施の形態の第３例の場合と比較して２倍になる。従って、１対の凸条１８、１８ａの高さを、実施の形態の第３例の凸条１８の高さと同じにした場合には、打ち抜きカス８ｄが打ち抜き穴６ｄから受ける反力を増大させる事ができる。この結果、打ち抜きカス８ｄのカス上がり防止効果をより向上させる事ができる。一方、１対の凸条１８、１８ａの高さを、実施の形態の第１例の凸条１８の高さよりも小さくしても、打ち抜きカス８ｄを打ち抜き穴６ｄ内に保持する力を、実施の形態の第３例の場合と同程度にする事ができる。この場合、１対の凹部１９、１９ａの凹み量を小さく抑えられ、加工後の製品の美観の向上や仕上加工の手間の軽減を図る事ができる。
その他の部分の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例〜第３例と同様である。

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例について、図１１を参照しつつ説明する。前述の実施の形態の第２例の打ち抜きダイ２ｂが、打ち抜き穴６ｂの４つの内側面のうち、互いに対向する１対の内側面１４、１４ａに１対の凹溝１０、１０ａを設けているのに対し、本例の打ち抜きダイ２ｅは、打ち抜き穴６ｅの内面を構成する４つの内側面のうち、１つの内側面１４ｄに、この打ち抜き穴６ｅの軸方向に対して互いに同じ方向に傾斜（Ｚ方向片側（図１１の下側）に向かうに従ってＸ軸方向片側（図１１の左上側）に向かう方向に傾斜）し、互いに平行に配置された１対の凹溝１０ｂ、１０ｂを、打ち抜きダイ２ｅのＺ軸方向両側面に開口する状態で設けている。又、打ち抜き穴６ｅの４つの内側面のうち、他の１つの内側面（１つの内側面１４ｄに対向する内側面）１４ｅに、Ｚ軸方向に対して互いに同じ方向に傾斜（Ｚ軸方向片側に向かうに従ってＸ軸方向他側（図１１の右下側）に向かう方向に傾斜）し、互いに平行に配置された１対の凹溝１０ｃ、１０ｃを、打ち抜きダイ２ｅのＺ軸方向両側面に開口する状態で設けている。即ち、他の１つの内側面１４ｅに設けられた１対の凹溝１０ｃ、１０ｃのＺ軸方向に対する傾斜方向を、１つの内側面１４ｄに設けられた１対の凹溝１０ｂ、１０ｂのＺ軸方向に対する傾斜方向と反対方向としている。

上述の様な本例の場合、打ち抜きカス８を打ち抜き穴６ｅ内に保持する力を向上するのに寄与するむしれ部の総数が、実施の形態の第１例の場合と比較して４倍になる。従って、凹溝１０ｂ、１０ｃの深さを、実施の形態の第１例の凹溝１０の深さと同じにすれば、打ち抜きカス８が打ち抜き穴６ｅから受ける反力を増大させる（約４倍にする）事ができる。この結果、打ち抜きカスのカス上がり防止効果をより向上させる事ができる。一方、凹溝１０ｂ、１０ｃの深さを、実施の形態の第１例の凹溝１０の深さよりも小さくしても（凹溝１０の深さの１／４程度にしても）、打ち抜きカスを前記打ち抜き穴６ｂ内に保持する力を、実施の形態の第１例の場合と同程度にする事ができる。この場合、凹部の凹み量を小さく抑えられ、加工後の製品の美観の向上や仕上加工の手間の軽減を図る事ができる。
その他の部分の構成及び作用効果については、前述の実施の形態の第１例〜第４例と同様である。

図１２は、上述の様な実施の形態の第５例に関する変形例の第１例を示している。打ち抜きダイ２ｆは、打ち抜き穴６ｆの内面を構成する４つの内側面のうち、互いに対向する１対の内側面１４ｆ、１４ｇに、Ｚ軸方向に対して傾斜した凹溝１０ｄ、１０ｅを１対ずつ、Ｚ軸方向両側面に開口する状態で設けている。そして、１対の内側面１４ｆ、１４ｇのうち、一方の内側面１４ｆに設けられた１対の凹溝１０ｄ、１０ｅを、Ｚ軸方向片側（図１２の下側）に向かう程Ｘ軸方向に関して互いに離れる方向に形成している。同様に、１対の内側面１４ｆ、１４ｇのうち、他方の内側面１４ｇに設けられた１対の凹溝１０ｄ、１０ｅを、Ｚ軸方向片側に向かう程Ｘ軸方向に関して互いに離れる方向に形成している。

図１３は、実施の形態の第５例に関する変形例の第２例を示している。打ち抜きダイ２ｇは、打ち抜き穴６ｇの内面を構成する４つの内側面のうち、互いに対向する１対の内側面１４ｈ、１４ｉに、Ｚ軸方向に対して傾斜した凹溝１０ｆ、１０ｇを１対ずつ上下方向に亙り設けている。本例の場合、１対の内側面１４ｈ、１４ｉのうち、一方の内側面１４ｈに設けられた１対の凹溝１０ｆ、１０ｇを、Ｚ軸方向片側（図１３の下側）に向かう程Ｘ軸方向に関して互いに近づく方向に形成している。同様に、１対の内側面１４ｈ、１４ｉのうち、他方の内側面１４ｉに設けられた１対の凹溝１０ｆ、１０ｇを、Ｚ軸方向片側に向かう程Ｘ軸方向に関して互いに近づく方向に形成している。この様に、１対の内側面のそれぞれに設けられた１対の凹溝のＺ軸方向に対する傾斜方向をそれぞれ異ならせた場合でも、上述の実施の形態の第５例と同様の作用・効果を奏する事ができる。尚、打ち抜き穴の互いに対向する１対の内側面のそれぞれには、１対の凹溝に代えて、１対の凸条を形成する事もできる。

１、１ａ プレス加工装置
２、２ａ〜２ｈ 打ち抜きダイ
３ ラム
４ 打ち抜きパンチ
５ 固定ストリッパ
６、６ａ〜６ｈ 打ち抜き穴
７ 被加工物
８、８ａ〜８ｄ 打ち抜きカス
９ ダイ側刃部
１０、１０ａ〜１０ｉ 凹溝
１１ パンチ側刃部
１２ 通孔
１３ 弾性部材
１４、１４ａ〜１４ｌ 内側面
１５、１５ａ〜１５ｂ 外周面
１６、１６ａ むしれ部
１７ａ〜１７ｃ 外側面
１８、１８ａ 凸条
１９、１９ａ 凹部

Claims (4)

1. 被加工物にプレスによる打ち抜き加工を施す為のプレス加工装置を構成し、打ち抜きパンチの先端部を通す為の打ち抜き穴を有する打ち抜きダイであって、
   前記打ち抜き穴の内面には、凸条、又は、前記打ち抜きパンチの先端部が進入する側の端部に開口する凹溝が、前記打ち抜き穴の軸方向に対して傾斜した状態で設けられている、
   打ち抜きダイ。
2. 前記打ち抜き穴が矩形孔であり、
   前記凹溝又は前記凸条が、前記打ち抜き穴の内面のうち、互いに対向する１対の内側面にそれぞれ設けられており、
   前記１対の内側面のうちの一方の内側面に設けられた凹溝又は凸条と、他方の内側面に設けられた凹溝又は凸条とで、前記打ち抜き穴の軸方向に対する傾斜方向が互いに反対方向である、請求項１に記載の打ち抜きダイ。
3. 前記打ち抜き穴が矩形孔であり、
   前記凹溝又は前記凸条が、前記打ち抜き穴の内面のうち、互いに対向する１対の内側面にそれぞれ１対ずつ設けられており、
   前記１対の内側面のそれぞれに設けられた１対の凹溝又は凸条の、前記打ち抜き穴の軸方向に対する傾斜方向が互いに反対方向である、請求項１に記載の打ち抜きダイ。
4. 前記打ち抜き穴の軸方向に対する前記凹溝又は凸条の傾斜角度が、１０度以上、３０度以下である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の打ち抜きダイ。

Images