JP2021130132A - ピアス加工装置及びピアス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のワーク毎に異なる位置にピアス穴を形成する場合でも、ピアス加工の作業効率の低下を抑制できるピアス加工装置及びピアス加工方法を提供する。【解決手段】ピアス加工装置１００は、上型１に取り付けられたピアスパンチ１０と、下型２に取り付けられたダイ２０と、ピアスパンチ１０の基端部を収容して保持するパンチ保持穴３０と、パンチ保持穴３０に対してピアスパンチ１０をその軸心回りの異なる複数の位置でロックするパンチロック機構４０とを、備え、ピアスパンチ１０のピアス部１２は、基端部に対し、偏心して配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、ピアス加工装置及びピアス加工方法に関する。

一般的に、ピアス加工装置は、上型に取り付けられたピアスパンチと、下型に取り付けられ、ピアスパンチと協働してワークをピアス加工するダイと、を備える。

また、ピアス加工装置としては、上型に設けられ、ピアスパンチの基端部を収容して保持するパンチ保持穴を備えた装置が知られている。

特開昭６０−１０６６３２号公報 実開昭５９−１７１８３３号公報 特表２００９−５２９４２７号公報 特開２０００−１５３３２４号公報

しかしながら、上記のピアス加工装置では、複数のワーク毎に異なる位置にピアス穴を形成する場合に、ピアス穴に対応する位置にピアス部を移動させるため、例えば、上型におけるパンチ保持穴の部分を交換する必要がある。そのため、このような交換に時間が掛かり、ピアス加工の作業効率が低下するという問題がある。

そこで、本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、複数のワーク毎に異なる位置にピアス穴を形成する場合でも、ピアス加工の作業効率の低下を抑制できるピアス加工装置及びピアス加工方法を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、上型に取り付けられたピアスパンチと、下型に取り付けられ、前記ピアスパンチと協働してワークをピアス加工するダイと、を備えたピアス加工装置であって、前記上型に設けられ、前記ピアスパンチの基端部を収容して保持するパンチ保持穴と、前記パンチ保持穴に対して前記ピアスパンチをその軸心回りの異なる複数の位置でロックするパンチロック機構と、備え、前記ピアスパンチは、その先端部にピアス部を有し、前記ピアス部は、前記基端部に対し、偏心して配置されることを特徴とするピアス加工装置が提供される。

好ましくは、前記パンチロック機構は、前記ピアスパンチの軸心に対して、前記ピアス部の中心軸側の位置で前記ピアスパンチをロックするように構成される。

また、前記ピアスパンチは、その基端部に、前記パンチ保持穴に移動可能に嵌合されるシャンク部を有し、前記パンチロック機構は、前記パンチ保持穴の内周部に出没可能に設けられた複数のパンチ係合部材と、前記シャンク部の外周部に設けられ、前記パンチ係合部材が係合する１つのパンチ被係合部と、を有し、前記複数のパンチ係合部材は、前記パンチ保持穴の周方向に間隔を空けて配置され、前記パンチ被係合部は、前記ピアスパンチの軸心に対して、前記ピアス部の中心軸側の位置に配置される。

また、前記ダイは、筒状に形成され、前記ピアス部が挿入されるダイ穴を有し、前記ピアス加工装置は、前記下型に設けられ、前記ダイを収容して保持するダイ保持穴と、前記ダイ保持穴に対して前記ダイをその軸心回りの異なる複数の位置でロックするダイロック機構と、を更に備え、前記ダイ穴は、前記ダイに対し、偏心して配置される。

また、前記ダイは、前記ダイ保持穴に移動可能に嵌合され、前記ダイロック機構は、前記ダイ保持穴の内周部に出没可能に設けられた複数のダイ係合部材と、前記ダイの外周部に設けられ、前記ダイ係合部材が係合する１つのダイ被係合部と、を有し、前記複数のダイ係合部材は、前記ダイ保持穴の周方向に間隔を空けて配置され、前記ダイ被係合部は、前記ダイの軸心に対して、前記ダイ穴の中心軸側の位置に配置される。

また、前記ピアス加工装置は、前記下型に設けられ、前記ピアス加工により前記ワークが打ち抜かれて生成されたスクラップを排出するための排出穴を更に備え、前記排出穴は、前記ダイロック機構により前記ダイが何れの位置にロックされた場合でも、前記スクラップを排出可能な大きさに設定される。

また、本開示の一の態様によれば、前記ピアス加工装置を用いたピアス加工方法であって、前記ピアス部を貫通させて、第１ワークに第１ピアス穴を加工する第１工程と、ピアス穴の位置が前記第１ワークと異なる第２ワークをセットし、前記第２ワークの第２ピアス穴に対応した位置に前記ピアス部を移動して、前記ピアスパンチをロックする第２工程と、前記ピアス部を貫通させて、前記第２ワークに前記第２ピアス穴を加工する第３工程と、を備えることを特徴とするピアス加工方法が提供される。

本開示に係るピアス加工装置及びピアス加工方法によれば、複数のワーク毎に異なる位置にピアス穴を形成する場合でも、ピアス加工の作業効率の低下を抑制できる。

第１ワークをセットしてピアスパンチ及びダイをロックした状態を示すピアス加工装置の概略断面図である。 第１ワークをピアス加工した状態を示すピアス加工装置の概略断面図である。 第２ワークをセットしてピアスパンチ及びダイをロックした状態を示すピアス加工装置の概略断面図である。 第２ワークをピアス加工した状態を示すピアス加工装置の概略断面図である。 図１に示したＶ−Ｖ線の概略断面図である。 図１に示したＶＩ−ＶＩ線の概略断面図である。 図３に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線の概略断面図である。 図３に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の概略断面図である。 図１に示したＩＸ−ＩＸ線の断面図である。 第１変形例において第１ワークをピアス加工した状態を示す概略断面図である。 第１変形例において第２ワークをピアス加工した状態を示す概略断面図である。 第２変形例のパンチロック機構を示す概略断面図である。 第２変形例のダイロック機構を示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、図中に示す上下前後左右の各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。

図１及び図２は、第１ワークＷ１をピアス加工する際の工程を示したピアス加工装置１００の縦断面図であり、図３及び図４は、第２ワークＷ２をピアス加工する際の工程を示したピアス加工装置１００の縦断面図である。

図１及び図３に示すように、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２は、平板状に形成された金属製の被成形材である。図２及び図４に示すように、第１ワークＷ１には、第１ピアス穴Ｈ１が貫通形成され、第２ワークＷ２には、第１ピアス穴Ｈ１と位置が異なる第２ピアス穴Ｈ２が貫通形成される。

第１ピアス穴Ｈ１及び第２ピアス穴Ｈ２は、丸穴状にそれぞれ形成され、互いに同じ大きさの内径を有する。また、本実施形態では、第１ピアス穴Ｈ１の位置に対して、第２ピアス穴Ｈ２が右側にずれた位置（図示例では、概ね穴の半径の距離だけ右側に移動した位置）となる。

以下、図１及び図２を参照して、主に第１ワークＷ１をピアス加工する際のピアス加工装置１００の構造を説明する。

図１に示すように、ピアス加工装置１００は、上型１及び下型２を備えたプレス加工装置である。

ピアス加工装置１００は、上型１に取り付けられたピアスパンチ１０と、下型２に取り付けられ、ピアスパンチ１０と協働して第１ワークＷ１をピアス加工する筒状のダイ２０と、を備える。

また、ピアス加工装置１００は、上型１に設けられ、ピアスパンチ１０の基端部を収容して保持するパンチ保持穴３０と、パンチ保持穴３０に対してピアスパンチ１０をロックするパンチロック機構４０と、を備える。また、ピアス加工装置１００は、下型２に設けられ、ダイ２０を収容して保持するダイ保持穴５０と、ダイ保持穴５０に対してダイ２０をロックするダイロック機構６０と、を備える。

更に、本実施形態のピアス加工装置１００は、下型２に設けられ、ピアス加工により第１ワークＷ１が打ち抜かれて生成されたスクラップＳ１（図２を参照）を排出するための排出穴７０を備える。なお、図示しないが、上型１には、ピアスパンチ１０に付着した第１ワークＷ１を剥ぎ取るためのストリッパが設けられる。

パンチリテーナ３は、ピアスパンチ１０を保持する保持部材である。また、パンチリテーナ３は、上型１の下面１ａに取り付けられ、上型１の一部を構成する。

図１及び図５に示すように、本実施形態のパンチリテーナ３は、縦断面視及び横断面視において、略矩形状に形成される。また、パンチリテーナ３には、ボルト挿通穴５ａ及び前述のパンチ保持穴３０が形成される。また、パンチリテーナ３には、後述するパンチロック機構４０の収容穴４１ａ，４１ｂ及び操作穴４２ａ，４２ｂが形成される。

ボルト挿通穴５ａは、パンチリテーナ３の四隅の部分に上下方向に貫通形成される。一方、上型１の下面１ａには、これらのボルト挿通穴５ａと同軸に配置されたネジ穴５ｂが形成される。本実施形態では、ボルト５ｃが下方からボルト挿通穴５ａに挿通されて、ボルト５ｃのネジ部がネジ穴５ｂに螺合されることで、パンチリテーナ３が上型１の下面１ａに締結される。

パンチ保持穴３０は、パンチリテーナ３の中央部分に上下方向に貫通形成される。また、パンチ保持穴３０は、丸穴状に形成されており、パンチ保持穴３０の上端部には、円盤状のスペーサ３１が嵌合される。スペーサ３１の上面は、上型１の下面１ａに当接される。

ピアスパンチ１０は、柱状に形成され、その基端部に、パンチ保持穴３０に移動可能に嵌合されるシャンク部１１を有する。また、ピアスパンチ１０は、その先端部にピアス部１２を有する。

シャンク部１１は、円柱状に形成され、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１と同軸に配置される。また、シャンク部１１は、パンチ保持穴３０に同軸かつ移動可能に嵌合され、パンチ保持穴３０内でスライド可能となるような大きさの外径Ｄ１を有する。

シャンク部１１の上面は、パンチスペーサ３１の下面に当接される。これにより、ピアスパンチ１０に下方から掛かる上向き荷重が、パンチスペーサ３１を介して上型１で受け止められる。

ピアス部１２は、円柱状に形成され、シャンク部１１の下端から下方に突出するように設けられる。

ピアス部１２は、シャンク部１１の外径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有する（Ｄ１＞Ｄ２）。例えば、本実施形態では、シャンク部１１の外径Ｄ１に対して、ピアス部１２の外径Ｄ２が１／２程度の大きさに設定される。

本実施形態のピアス部１２は、ピアスパンチ１０の基端部（シャンク部１１）に対して偏心して配置される。すなわち、ピアス部１２の中心軸Ｃ２は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対し水平方向にずれている。

ピアス部１２の上端部１２ａは、ピアス部１２の外径Ｄ２からシャンク部１１の外径Ｄ１に移行すべく、上方に向かうにつれ拡径される。

また、ピアス部１２は、シャンク部１１がパンチ保持穴３０内で軸心Ｃ１回りに回転移動することで、軸心Ｃ１回りの異なる位置に位置される。例えば、図１及び図２に示すように、第１ワークＷ１をピアス加工する際には、ピアス部１２の中心軸Ｃ２がピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して左側に位置される。また、図３及び図４に示すように、第２ワークＷ２をピアス加工する際には、ピアス部１２の中心軸Ｃ２がピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して右側に位置される。

パンチロック機構４０には、所謂ボールロック機構が用いられる。パンチロック機構４０は、パンチ保持穴３０に対してピアスパンチ１０を軸心Ｃ１回りの異なる２つの位置でロックするように構成される。

図１に示すように、パンチロック機構４０は、複数のパンチ係合部材としての第１ボール４３ａ及び第２ボール４３ｂと、ボール４３ａ，４３ｂが係合する１つのパンチ被係合部としてのボール係合穴４４と、を有する。また、パンチロック機構４０は、付勢部材としての第１バネ部材４５ａ及び第２バネ部材４５ｂを有する。

第１ボール４３ａ及び第２ボール４３ｂは、パンチ保持穴３０の内周部に出没可能に設けられ、パンチ保持穴３０の周方向に１８０°の間隔を空けて配置される。第１ボール４３ａは、パンチ保持穴３０の穴軸（すなわち、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１）に対して左側の位置に配置される。また、第２ボール４３ｂは、軸心Ｃ１に対して右側の位置に配置される。

ボール係合穴４４は、シャンク部１１の外周部に設けられ、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して、ピアス部１２の中心軸Ｃ２側（図１における左側）の位置に配置される。より詳しくは、ボール係合穴４４は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１からピアス部１２の中心軸Ｃ２を通った延長線上に配置される。

パンチロック機構４０では、ボール係合穴４４に第１ボール４３ａ及び第２ボール４３ｂの何れかが係合されることで、ピアスパンチ１０がロックされる。これにより、パンチ保持穴３０に対して、ピアスパンチ１０の軸方向及び周方向の移動が規制される。

具体的には、図１に示すように、ボール係合穴４４に第１ボール４３ａが係合されると、この位置（以下、第１パンチロック位置ＰＬ１とする。）でピアスパンチ１０がロックされる。これにより、ピアス部１２の中心軸Ｃ２は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して左側に位置され、第１ワークＷ１をピアス加工できるようになる。

第１バネ部材４５ａは、コイルスプリングからなり、第１ボール４３ａと共に、パンチリテーナ３に形成された第１収容穴４１ａに収容される。第１収容穴４１ａは、パンチ保持穴３０よりも径方向外側（図示、左側）に位置するパンチリテーナ３の上面から、パンチ保持穴３０の下部に位置する内周面にかけて、斜めに貫通形成される。

第１ボール４３ａは、第１バネ部材４５ａによってパンチ保持穴３０の径方向内側に付勢され、第１収容穴４１ａから一部が突出するように設けられる。

第１収容穴４１ａの下端部には、パンチリテーナ３の下面から上方に向かって貫通形成された小径の第１操作穴４２ａが連通される。ピアスパンチ１０のロックを解除するときは、第１操作穴４２ａに下方から小径のピン等（不図示）が挿入される。これにより、第１ボール４３ａが、第１バネ部材４５ａの付勢力に反して押し戻され、ボール係合穴４４から離間されることで、ピアスパンチ１０のロックが解除される。その結果、パンチ保持穴３０に対して、ピアスパンチ１０の軸方向及び周方向の移動が可能になる。

また、ピアスパンチ１０では、軸心Ｃ１に対して、第１収容穴４１ａ、第１操作穴４２ａ、第１ボール４３ａ及び第１バネ部材４５ａと左右対称に、第２収容穴４１ｂ、第２操作穴４２ｂ、第２ボール４３ｂ及び第２バネ部材４５ｂが設けられる。

第２ボール４３ｂは、第２バネ部材４５ｂによってパンチ保持穴３０の径方向内側に付勢される。但し、図１に示すように、第２ボール４３ｂは、第１ボール４３ａがボール係合穴４４に係合されているときには、ボール係合穴４４に係合できず、シャンク部１１の外周面に当接されただけの状態になる。

図３に示すように、ボール係合穴４４に第２ボール４３ｂが係合されると、この位置（以下、第２パンチロック位置ＰＬ２とする。）でピアスパンチ１０がロックされる。これにより、ピアス部１２の中心軸Ｃ２は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して右側に位置され、第２ワークＷ２をピアス加工できるようになる。また、このとき、第１ボール４３ａは、ボール係合穴４４に係合できず、シャンク部１１の外周面に当接されただけの状態になる。

図１及び図６に示すように、ダイリテーナ４は、ダイ２０を保持する保持部材である。また、ダイリテーナ４は、下型２の上面２ａに取り付けられ、下型２の一部を構成する。

本実施形態のダイリテーナ４は、パンチリテーナ３を上下方向に反転させたような形状となっており、パンチリテーナ３に対向して配置される。

ダイリテーナ４には、ボルト挿通穴６ａ、ダイ保持穴５０、ダイロック機構６０の収容穴６１ａ，６１ｂ及び操作穴６２ａ，６２ｂが形成される。

ダイ保持穴５０は、パンチ保持穴３０と同軸に配置される。なお、ダイ保持穴５０は、パンチ保持穴３０よりも大径に形成されるが、それ以外では、パンチリテーナ３及びダイリテーナ４は、概ね上下対称に形成される。よって、ダイリテーナ４の詳細な形状については、説明を省略する。

下型２の上面２ａには、ダイリテーナ４のボルト挿通穴６ａと同軸に配置されたネジ穴６ｂが形成される。本実施形態では、ボルト６ｃが上方からボルト挿通穴６ａに挿通されて、ボルト６ｃのネジ部がネジ穴６ｂに螺合されることで、ダイリテーナ４が下型２の上面２ａに締結される。

また、下型２の上面２ａには、ワーク支持部材７が取り付けられる。ワーク支持部材７は、水平方向に延びる平板状に形成され、上下方向に貫通形成されたリテーナ挿通穴７ａを有する。ダイリテーナ４は、リテーナ挿通穴７ａに上方から挿入された状態で、下型２の上面２ａに取り付けられる。なお、ダイ本体２２、ダイホルダ２３、ダイリテーナ４及びワーク支持部材７のそれぞれの上面は、同じ高さ位置になるように配置される。

ダイ２０は、ダイ穴２１を有する筒状のダイ本体２２と、ダイ保持穴５０に移動可能に嵌合される筒状のダイホルダ２３と、を備える。また、ダイ２０は、ピアスパンチ１０に対して同軸に配置され、共通の軸心Ｃ１を有する。

ダイ穴２１には、ピアス部１２が挿入される。ダイ穴２１は、ピアス部１２に対して同軸に配置され、共通の中心軸Ｃ２を有する。

ダイ本体２２は、所謂ボタンダイであり、ダイホルダ２３に着脱自在に嵌合されて保持される。ダイ穴２１は、ダイ本体２２の内周部によって画成される。

また、ダイ穴２１は、軸方向において、上端部にランド部２１ａを有し、ランド部２１ａよりも下方の位置に逃がし部２１ｂを有する。なお、ランド部２１ａ及び逃がし部２１ｂは、ダイ本体２２の外周部に対して同軸に形成される。

図１に示すように、ランド部２１ａの内径Ｄ３は、ピアス部１２と協働してピアス加工可能な最適な大きさに設定される。逃がし部２１ｂの内径Ｄ４は、ランド部２１ａの内径Ｄ３よりも大きく設定される（Ｄ４＞Ｄ３）。

ダイホルダ２３は、円筒状に形成され、ダイ２０の軸心Ｃ１と同軸に配置される。

本実施形態のダイホルダ２３は、軸方向において、上部の内周部に保持部２３ａを有し、下部の内周部に排出部２３ｂを有する。また、ダイホルダ２３は、上面から下方に向かって形成されたネジ穴２３ｃを有する。

保持部２３ａ及び排出部２３ｂは、ランド部２１ａ及び逃がし部２１ｂと同軸に配置される。

保持部２３ａは、ダイ本体２２を上方から嵌合させて保持する。これにより、ダイ本体２２の径方向の移動が規制される。

一方、排出部２３ｂは、保持部２３ａの内径Ｄ５よりも小さい内径Ｄ６を有する（Ｄ６＜Ｄ５）。ダイ本体２２は、保持部２３ａと排出部２３ｂを繋ぐ段差部に当接される。これにより、ダイ本体２２の下方への移動が規制される。

また、排出部２３ｂの内径Ｄ６は、ダイ穴２１の逃がし部２１ｂの内径Ｄ４よりも大きく設定される（Ｄ４＜Ｄ６）。すなわち、本実施形態では、ランド部２１ａの内径Ｄ３、逃がし部２１ｂの内径Ｄ４、排出部２３ｂの内径Ｄ６が、上方から順に大きくなるように設定される（Ｄ３＜Ｄ４＜Ｄ６）。これにより、後述する第１ワークＷ１のスクラップＳ１（図２を参照）を、逃がし部２１ｂから排出穴７０に円滑に排出できる。なお、排出部２３ｂの内径Ｄ６は、逃がし部２１ｂの内径Ｄ４と同じ大きさであっても良い（Ｄ４＝Ｄ６）。

ダイホルダ２３のネジ穴２３ｃには、ダイ２０の着脱時に、小径のピン等（不図示）の先端部に形成された雌ネジが螺合される。これにより、ダイ保持穴５０からダイ２０を上方に引き抜いて取り出すことができる。

本実施形態のダイ穴２１は、ダイ２０に対して偏心して配置される。すなわち、本実施形態では、ダイホルダ２３に対して、ダイ本体２２が偏心して配置されており、ダイ穴２１の中心軸Ｃ２は、ダイ２０の軸心Ｃ１に対し水平方向にずれている。

また、ダイ穴２１は、ダイ２０がダイ保持穴５０内で軸心Ｃ１回りに回転移動することで、軸心Ｃ１回りの異なる位置に位置される。例えば、図１及び図２に示すように、第１ワークＷ１をピアス加工する際には、ダイ穴２１の中心軸Ｃ２が、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して左側に位置され、図３及び図４に示すように、第２ワークＷ２をピアス加工する際には、ダイ穴２１の中心軸Ｃ２が、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して右側に位置される。

ダイロック機構６０には、所謂ボールロック機構が用いられる。ダイロック機構６０は、ダイ保持穴５０に対してダイ２０を軸心Ｃ１回りの異なる２つの位置でロックするように構成される。

図１に示すように、ダイロック機構６０は、複数の係合部材としての第１ボール６３ａ及び第２ボール６３ｂと、ボール６３ａ，６３ｂが係合する１つの被係合部としてのボール係合穴６４と、を有する。また、ダイロック機構６０は、付勢部材としての第１バネ部材６５ａ及び第２バネ部材６５ｂを有する。

ダイロック機構６０の第１ボール６３ａ及び第２ボール６３ｂは、ダイ保持穴５０の内周部に出没可能に設けられ、ダイ保持穴５０の周方向に１８０°の間隔を空けて配置される。また、ダイロック機構６０のボール係合穴６４は、ダイ２０の外周部に設けられ、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して、ダイ穴２１の中心軸Ｃ２側（図１における左側）の位置に配置される。

ダイロック機構６０では、ボール係合穴６４に第１ボール６３ａ及び第２ボール６３ｂの何れかが係合されることで、ダイ２０がロックされる。これにより、ダイ保持穴５０に対して、ダイ２０の軸方向及び周方向の移動が規制される。

本実施形態のダイロック機構６０は、パンチロック機構４０に対して、概ね上下対称の構造となっており、ピアスパンチ１０をダイ２０に、ピアス部１２をダイ穴２１に、パンチ保持穴３０をダイ保持穴５０に、それぞれ置き換えた関係にある。よって、ダイロック機構６０の詳細な構造については、説明を省略する。

図１に示すように、第１ワークＷ１をピアス加工する際、ダイロック機構６０は、第１パンチロック位置ＰＬ１に対応する位置（以下、第１ダイロック位置ＤＬ１とする。）で、ダイ２０をロックする。このとき、ダイ穴２１は、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して左側に配置され、ピアス部１２と同軸に配置される。

また、図３に示すように、第２ワークＷ２をピアス加工する際、ダイロック機構６０は、第２パンチロック位置ＰＬ２に対応する位置（以下、第２ダイロック位置ＤＬ２とする。）で、ダイ２０をロックする。このとき、ダイ穴２１は、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して右側に配置され、ピアス部１２と同軸に配置される。

排出穴７０は、下型２の上面２ａから下面２ｂにかけて、上下方向に貫通形成される。また、排出穴７０は、ダイホルダ２３の排出部２３ｂを通じてダイ穴２１に接続される。

また、図２及び図４に示すように、排出穴７０は、ダイロック機構６０によりダイ２０が何れの位置にロックされた場合でも、スクラップＳ１，Ｓ２を排出可能な大きさに設定される。

本実施形態では、図２に示すように、第１ワークＷ１が打ち抜かれることで、第１スクラップＳ１が生成される。また、図４に示すように、第２ワークＷ２が打ち抜かれることで、第２スクラップＳ１が生成される。

図９に示すように、排出穴７０は、ダイ２０の軸心Ｃ１と同軸の丸穴状に形成される。また、排出穴７０は、第１ダイロック位置ＤＬ１のときの排出部２３ｂの左端の位置から、二点鎖線で示す第２ダイロック位置ＤＬ２のときの排出部２３ｂの右端の位置までの距離ｄよりも、大きい内径Ｄ７を有する（Ｄ７＞ｄ）。なお、排出穴７０の内径Ｄ７は、この距離ｄと同じ大きさであっても良い（Ｄ７＝ｄ）。また、排出穴７０は、例えば、内径Ｄ７と同じ長さで左右方向に延びる長穴状に形成されても良い。

次に、本実施形態のピアス加工装置１００を用いたピアス加工方法を説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態のピアス加工方法は、第１ワークＷ１にピアス部１２を貫通させて、第１ピアス穴Ｈ１を加工する第１工程を備える。また、図３に示すように、ピアス加工方法は、第２ワークＷ２をセットし、第２ワークの第２ピアス穴Ｈ２（図４を参照）に対応した位置にピアス部１２を移動して、ピアスパンチ１０をロックする第２工程を備える。また、図４に示すように、ピアス加工方法は、第２ワークＷ２にピアス部１２を貫通させて、第２ピアス穴Ｈ２を加工する第３工程を備える。

第１工程では、先ず、図１に示すように、ダイ２０、ダイリテーナ４及びワーク支持部材７の上面の所定位置に、第１ワークＷ１がセットされる。このとき、ピアスパンチ１０は、第１パンチロック位置ＰＬ１でロックされ、ピアス部１２の中心軸Ｃ２は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して左側に配置される。また、ダイ２０は、第１ダイロック位置ＰＤ１でロックされ、ダイ穴２１の中心軸Ｃ２は、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して左側に配置される。

次に、図２に示すように、上型１が下型２に向かって下降され、ピアス部１２が、第１ワークＷ１を打ち抜いてダイ穴２１（ランド部２１ａ）に挿入される。これにより、第１ワークＷ１に第１ピアス穴Ｈ１が形成される。

また、第１ワークＷ１が打ち抜かれて生成された第１スクラップＳ１は、ダイ穴２１の逃がし部２１ｂから、ダイホルダ２３の排出部２３ｂに落下して、下型２の排出穴７０から排出される。

その後、上型１及びピアスパンチ１０は、図１に示した初期位置まで上昇される。そして、ダイ２０、ダイリテーナ４及びワーク支持部材７のそれぞれの上面から、第１ワークＷ１が取り出される。

第２工程では、図３に示すように、ダイ２０、ダイリテーナ４及びワーク支持部材７の上面の所定位置に、第２ワークＷ２がセットされる。

また、第２工程では、ピアスパンチ１０の位置を、図１に示した第１パンチロック位置ＰＬ１から、図３に示した第２パンチロック位置ＰＬ２に切り替える。

このとき、パンチロック機構４０では、ピン等を第１操作穴４２ａに差し込んで、第１ボール４３ａをボール係合穴４４から離間させ、ロックを一旦解除して、ピアスパンチ１０をパンチ保持穴３０から取り外す。

次に、ピアスパンチ１０を軸心Ｃ１回りに１８０°回転移動させた状態で、再びパンチ保持穴３０に嵌合させる。そして、第２ボール４３ｂをボール係合穴４４に係合させて、ピアスパンチ１０を再びロックする。これにより、ピアスパンチ１０は、第２パンチロック位置ＰＬ２でロックされ、ピアス部１２の中心軸Ｃ２は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して右側に配置される。

但し、本実施形態では、シャンク部１１が円柱状に形成され、パンチ保持穴３０が丸穴状に形成されている。そのため、ピアスパンチ１０をパンチ保持穴３０から取り外さなくても、ロックを解除するだけで、シャンク部１１をパンチ保持穴３０内で回転させて、第１パンチロック位置ＰＬ１から第２パンチロック位置ＰＬ２に切り替えることができる。

また、第２工程では、ダイ２０の位置を、図１に示した第１ダイロック位置ＤＬ１から、図３に示した第２ダイロック位置ＤＬ２に切り替える。

このとき、ダイロック機構６０では、パンチロック機構４０と同様の方法で、ロックを一旦解除して、ダイ２０をダイ保持穴５０から取り外す。そして、ダイ２０を軸心Ｃ１回りに１８０°回転移動させた状態で、再びダイ保持穴５０に嵌合させ、ダイ２０を再びロックする。これにより、ダイ２０は、第２ダイロック位置ＤＬ２でロックされ、ダイ穴２１の中心軸Ｃ２は、ダイ２０の軸心Ｃ１に対して右側に配置される。

但し、本実施形態では、ダイホルダ２３が円筒状に形成され、ダイ保持穴５０が丸穴状に形成されている。そのため、ダイ２０をダイ保持穴５０から取り外さなくても、ロックを解除するだけで、ダイホルダ２３をダイ保持穴５０内で回転させて、第１ダイロック位置ＤＬ１から第２ダイロック位置ＤＬ２に切り替えることも可能である。

第３工程では、図４に示すように、上型１が下型２に向かって再び下降され、ピアス部１２が、第２ワークＷ２を打ち抜いてダイ穴２１（ランド部２１ａ）に挿入される。これにより、第２ワークＷ２に第２ピアス穴Ｈ２が形成される。

また、このとき、第２ワークＷ２が打ち抜かれて生成された第２スクラップＳ２は、ダイ穴２１の逃がし部２１ｂから、ダイホルダ２３の排出部２３ｂに落下して、下型２の排出穴７０から排出される。

その後、上型１及びピアスパンチ１０は、図３に示した初期位置まで上昇される。そして、ダイ２０、ダイリテーナ４及びワーク支持部材７のそれぞれの上面から、第２ワークＷ２が取り出される。

ところで、図示しないが、一般的なピアス加工装置では、ピアス部がピアスパンチの軸心と同軸に配置される。

しかしながら、この装置では、複数のワーク毎に異なる位置にピアス穴を形成する場合に、ピアス穴に対応する位置にピアス部を移動させるため、例えば、パンチリテーナを交換する必要がある。そのため、このような交換に時間が掛かり、ピアス加工の作業効率が低下する可能性がある。

これに対して、図１及び図３に示したように、本実施形態では、ピアス部１２がピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して偏心して配置される。そのため、ピアスパンチ１０を軸心Ｃ１回りの異なる位置にするだけで、ピアス部１２をピアス穴Ｈ１，Ｈ２に対応する位置に移動できる。これにより、パンチリテーナ３を交換する必要がなくなるので、作業時間の増加を抑制できる。

よって、本実施形態であれば、複数のワーク毎に異なる位置にピアス穴を形成する場合でも、ピアス加工の作業効率の低下を抑制できる。

また、本実施形態では、ダイ穴２１がダイ２０の軸心Ｃ１に対して偏心して配置される。そのため、ピアスパンチ１０と同様に、ダイ２０を軸心Ｃ１回りの異なる位置にするだけで、ダイ穴２１をピアス穴Ｈ１，Ｈ２に対応する位置に移動できる。これにより、ワークＷ１，Ｗ２毎のダイリテーナ４の交換が不要になるので、作業時間の増加を更に抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２に対して、パンチリテーナ３及びダイリテーナ４を共有できるので、ピアス加工のコストを抑制できる。

また、下型２の排出穴７０は、ダイロック機構６０によりダイ２０が何れの位置にロックされた場合でも、スクラップＳ１，Ｓ２を排出可能な大きさに設定される。これにより、ワークＷ１，Ｗ２毎に下型２を交換する必要がなくなるので、下型２の共通化を図ることができる。

また、本実施形態では、下記のような作用効果も存在する。図１０は、第１変形例のピアス加工装置２００において、第１ワークＷ１をピアス加工した状態を示す概略断面図である。図１１は、第１変形例のピアス加工装置２００において、第２ワークＷ２をピアス加工した状態を示す概略断面図である。

図１０に示すように、第１変形例では、図１に示した本実施形態のパンチロック機構４０及びダイロック機構６０から、右側の第２収容穴４１ｂ，６１ｂ、第２操作穴４２ｂ，６２ｂ、第２ボール４３ｂ，６３ｂ、及び第２バネ部材４５ｂ，６５ｂが省略される。

また、第１変形例では、第１ボール係合穴４４ａ，６４ａに加えて、第２ボール係合穴４４ｂ，６４ｂが形成される。第２ボール係合穴４４ｂ，６４ｂは、ピアスパンチ１０及びダイ２０の軸心Ｃ１に対して、第１ボール係合穴４４ａ，６４ａと反対側（図示、右側）の位置に配置される。

図１０及び図１１に示すように、第１変形例のパンチロック機構４０では、ボール４３ａに係合されるボール係合穴４４ａ，４４ｂを切り替えることで、ピアスパンチ１０が軸心Ｃ１回りの異なる位置でロックされる。また、第１変形例のダイロック機構６０では、ボール６３ａに係合されるボール係合穴６４ａ，６４ｂを切り替えることで、ダイ２０が軸心Ｃ１回りの異なる位置でロックされる。これにより、ピアス部１２及びダイ穴２１を、ピアス穴Ｈ１，Ｈ２に対応する位置に移動できる。

しかしながら、第１変形例のパンチロック機構４０では、図１０及び図１１を見比べて分かるように、第１ボール係合穴４４ａからピアス部１２（中心点をＱで表す）までの距離Ｌ１に比べて、第２ボール係合穴４４ｂからピアス部１２までの距離Ｌ２が遠くなる（Ｌ１＜Ｌ２）。そのため、第２ボール係合穴４４ｂを用いた場合には、第１ボール係合穴４４ａを用いた場合よりも遠い距離Ｌ２で、ピアスパンチ１０をロックしなければならず、ピアスパンチ１０の保持力が低下する可能性がある。その結果、図１１に示すように、第２パンチロック位置ＰＬ２でロックする場合には、第１パンチロック位置ＰＬ１でロックする場合と比べて、ピアスパンチ１０の位置が不安定になり、第２ワークＷ２に対するピアス加工の精度が低下する虞がある。

これに対して、図２及び図４に示すように、本実施形態のパンチロック機構４０では、ボール係合穴４４は、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して、ピアス部１２の中心軸Ｃ２側の位置に１つ配置される。そのため、何れのボール４３ａ，４３ｂがボール係合穴４４に係合される場合でも、ボール係合穴４４からピアス部１２までの距離Ｌ３を近くすることができる（Ｌ３＝Ｌ１＜Ｌ２）。すなわち、図４及び図１１を見比べて分かるように、本実施形態では、第２パンチロック位置ＰＬ２でロックする場合に、第１変形例よりも近い距離Ｌ３でピアスパンチ１０をロックできる。

これにより、本実施形態のボール係合穴４４では、何れのワークＷ１，Ｗ２をピアス加工するときでも、ピアスパンチ１０の保持力の低下を抑制できる。その結果、ピアスパンチ１０の位置の安定化を図ることができ、ワークＷ１，Ｗ２に対するピアス加工の精度の低下を抑制できる。

他方、本実施形態のピアスパンチ１０は、ピアス部１２がワークＷ１，Ｗ２に接触してから貫通するまでの間、上型１とワークＷ１，Ｗ２との間で鉛直方向に圧縮される。そして、ピアスパンチ１０は、ピアス部１２がワークＷ１，Ｗ２を貫通した直後に、その反動で下方に引っ張られる。このとき、ピアスパンチ１０には、ピアス部１２がピアスパンチ１０の軸心Ｃ１に対して偏心していることで、ピアスパンチ１０の軸心Ｃ１側に向かう力（モーメントＭ）が生じる可能性がある。

ここで、図１１に示すように、上記の第１変形例のパンチロック機構４０では、第２ボール係合穴４４ｂ用いた場合に、ピアスパンチ１０は、軸心Ｃ１に対して、ピアス部１２の中心軸Ｃ２と反対側の位置でロックされる。そのため、ピアスパンチ１０に生じたモーメントＭの反動によって、第２ボール係合穴４４ｂがボール４３ａを押し上げる力Ｆが発生する。その結果、第２ボール係合穴４４ｂからボール４３ａが離間され、ピアスパンチ１０の保持力が低下する可能性がある。

これに対して、図２及び図４に示すように、本実施形態のパンチロック機構４０では、何れのボール４３ａ，４３ｂがボール係合穴４４に係合される場合でも、ピアスパンチ１０は、軸心Ｃ１に対してピアス部１２の中心軸Ｃ２側の位置でロックされる。そのため、図４及び図１１を見比べて分かるように、本実施形態では、ピアスパンチ１０にモーメントＭが生じた場合でも、ボール係合穴４４がボール４３ａを押し上げる力Ｆは発生しない。その結果、ボール係合穴４４からボール４３ａが離間されるのを抑制でき、ピアスパンチ１０の保持力の低下を抑制できる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は、上記の第１変形例以外にも、以下のような変形例またはそれら変形例の組み合わせとすることができる。

（第２変形例）
パンチロック機構４０及びダイロック機構６０は、ピアスパンチ１０及びダイ２０の軸心Ｃ１回りの異なる３つ以上の位置でロックしても良い。

図１２及び図１３に示すように、第１変形例のパンチロック機構４０及びダイロック機構６０では、パンチ保持穴３０及びダイ保持穴５０の周方向において、等間隔に４つずつボール４３ａ〜４３ｄ、６３ａ〜６３ｄが設けられる。これにより、ピアスパンチ１０及びダイ２０をその軸心Ｃ１回りの異なる４つの位置でロックできる。なお、図示しないが、ボールは、ピアス穴の位置に応じて、パンチ保持穴及びダイ保持穴の周方向に異なる間隔で配置されても良い。

（第３変形例）
図示しないが、パンチ保持穴、シャンク部、ダイ保持穴及びダイホルダは、多角形等の任意の形状であって良い。例えば、第３変形例では、パンチ保持穴が四角穴状に形成され、シャンク部が上下方向に延びる四角柱状に形成される。

前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 上型
２ 下型
１０ ピアスパンチ
１１ シャンク部
１２ ピアス部
２０ ダイ
２１ ダイ穴
３０ パンチ保持穴
４０ パンチロック機構
５０ ダイ保持穴
６０ ダイロック機構
７０ 排出穴
１００ ピアス加工装置
Ｃ１ ピアスパンチの軸心、ダイの軸心
Ｃ２ ピアス部の中心軸、ダイ穴の中心軸
Ｈ１ 第１ピアス穴
Ｈ２ 第２ピアス穴
Ｗ１ 第１ワーク
Ｗ２ 第２ワーク

Claims (7)

1. 上型に取り付けられたピアスパンチと、
   下型に取り付けられ、前記ピアスパンチと協働してワークをピアス加工するダイと、を備えたピアス加工装置であって、
   前記上型に設けられ、前記ピアスパンチの基端部を収容して保持するパンチ保持穴と、
   前記パンチ保持穴に対して前記ピアスパンチをその軸心回りの異なる複数の位置でロックするパンチロック機構と、備え、
   前記ピアスパンチは、その先端部にピアス部を有し、
   前記ピアス部は、前記基端部に対し、偏心して配置される
   ことを特徴とするピアス加工装置。
2. 前記パンチロック機構は、前記ピアスパンチの軸心に対して、前記ピアス部の中心軸側の位置で前記ピアスパンチをロックするように構成される
   請求項１に記載のピアス加工装置。
3. 前記ピアスパンチは、その基端部に、前記パンチ保持穴に移動可能に嵌合されるシャンク部を有し、
   前記パンチロック機構は、
   前記パンチ保持穴の内周部に出没可能に設けられた複数のパンチ係合部材と、
   前記シャンク部の外周部に設けられ、前記パンチ係合部材が係合する１つのパンチ被係合部と、を有し、
   前記複数のパンチ係合部材は、前記パンチ保持穴の周方向に間隔を空けて配置され、
   前記パンチ被係合部は、前記ピアスパンチの軸心に対して、前記ピアス部の中心軸側の位置に配置される
   請求項２に記載のピアス加工装置。
4. 前記ダイは、筒状に形成され、前記ピアス部が挿入されるダイ穴を有し、
   前記ピアス加工装置は、
   前記下型に設けられ、前記ダイを収容して保持するダイ保持穴と、
   前記ダイ保持穴に対して前記ダイをその軸心回りの異なる複数の位置でロックするダイロック機構と、を更に備え、
   前記ダイ穴は、前記ダイに対し、偏心して配置される
   請求項１〜３の何れか一項に記載のピアス加工装置。
5. 前記ダイは、前記ダイ保持穴に移動可能に嵌合され、
   前記ダイロック機構は、
   前記ダイ保持穴の内周部に出没可能に設けられた複数のダイ係合部材と、
   前記ダイの外周部に設けられ、前記ダイ係合部材が係合する１つのダイ被係合部と、を有し、
   前記複数のダイ係合部材は、前記ダイ保持穴の周方向に間隔を空けて配置され、
   前記ダイ被係合部は、前記ダイの軸心に対して、前記ダイ穴の中心軸側の位置に配置される
   請求項４に記載のピアス加工装置。
6. 前記下型に設けられ、前記ピアス加工により前記ワークが打ち抜かれて生成されたスクラップを排出するための排出穴を更に備え、
   前記排出穴は、前記ダイロック機構により前記ダイが何れの位置にロックされた場合でも、前記スクラップを排出可能な大きさに設定される
   請求項４または５に記載のピアス加工装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のピアス加工装置を用いたピアス加工方法であって、
   第１ワークに前記ピアス部を貫通させて、第１ピアス穴を加工する第１工程と、
   ピアス穴の位置が前記第１ワークと異なる第２ワークをセットし、前記第２ワークの第２ピアス穴に対応した位置に前記ピアス部を移動して、前記ピアスパンチをロックする第２工程と、
   前記第２ワークに前記ピアス部を貫通させて、前記第２ピアス穴を加工する第３工程と、を備える
   ことを特徴とするピアス加工方法。

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