JP3623965B2 - 平らなワークピースに孔を打ち抜くためのプロセスおよび装置 - Google Patents

Description

本発明は、平らなワークピースに孔を打ち抜くためのプロセス、およびこのプロセスを実行するための装置に関する。
車のエンジンでは、垂直または斜めの孔を有するオリフィスディスクを備えた噴射弁がますます使用されるようになってきており、エンジンの各シリンダ内に噴射される燃料が均一に分布することが求められている。そのようなオリフィスディスクの連続的な生産には、同一の対称的に配列された孔の打ち抜きが必要であり、これは打ち抜きを行なっている間に僅かなずれがあっても燃料の均一な分布を損なってしまうため、問題となっている。
この発明の目的は本質的に、さまざまな対称的な孔の配列を備えるそのようなオリフィスプレートの連続的な生産を確実に高い精度および再生産性を伴って行なえるように、比較的単純な技術的手段で同一の孔を打ち抜くことを可能とすることである。
この発明に従う、この問題を解決するためのプロセス、およびこのプロセスを実行するための装置は、請求の範囲において規定される。
この発明に従い、すべての孔は単一のパンチで打ち抜かれ、一方でワークピースは予め定められた角度位置に順次位置づけられ、それによりワークピース内に打ち抜かれるべき各孔の位置がそれぞれ規定される。
ワークピースは、有利には対応する横方向の止め具の助けを借りて、ワークピースを位置決めするためのさまざまな角度位置を規定する、多角形の形状に設計される。
多角形のワークピースの外形、または輪郭は、この発明に従いワークピースを予め定められた角度位置に位置決めし、それによってワークピースに打ち抜かれる各孔の位置を規定するように、特に単純な態様で横方向の止め具と相互に作用するテンプレートの機能を果たす。
横方向の止め具はそれぞれ、ワークピース内の対応する予め定められた位置に順次孔を打ち抜くための異なる予め定められた角度位置に、ワークピースを選択的に配列することを可能にするよう、多角形ワークピースに配列され、適合される。
ワークピース表面に対し斜めに延びる孔は、さらに、対応するように傾斜しているダイの支え面上にワークピースを位置決めすることによって打ち抜かれ得る。
互いに対して平行に延びる孔の対は、さらに、ワークピースの対向する２つの側面にそれぞれ深さの異なる凹部が設けられ、一方で横方向の止め具がワークピースの対応する角度位置においてこれらの凹部に対し選択的に作用させられるように、ワークピースを形づくって、打ち抜かれ得る。
そのような互いに平行に延びる孔の対は、調節可能または交換可能な止め具の助けを借りて多角形のワークピースを横方向に変位させることによって単純な態様でワークピース表面に斜めに打ち抜いてもよい。ワークピースに関して互いに平行に打ち抜かれた孔の対称性は、それぞれ、対称的に配列された孔を打ち抜くべくワークピースを回転させることによって、確実なものとされる。
この発明に従うプロセスを実行するための装置は、パンチのための通路およびワークピースのための支え面を備える単一のパンチおよびダイと、打ち抜き中に多角形のワークピースがどのようにも回転しないようにして、異なった角度位置および打ち抜かれた各孔の位置を規定する止め具とを備える。
この発明に従うワークピースに与えられた多角形の形状、および横方向の止め具に対しての予め定められた角度位置によって、打ち抜かれるべき所望の孔の座標はそれぞれワークピース内において単純な態様および最大限の再生産性で正確に規定され、その一方で、このことによって孔の打ち抜きが確実なものとなる。
これにより、この発明に従うワークピースの段階的な角度調節によって、非常に単純な態様で、異なった対称的な孔の配列がもたらされるであろう。
ワークピースはさらに、順次機械加工され、それによりたとえば要求される直径を備えた円形のオリフィスディスクが生産される。
この発明は以下の図面で概略的に表わされる実施例によって説明される。
図１は一実施例に従い６つの孔を打ち抜くための多角形ワークピースの平面図である。
図1aから1fは、単一の孔を連続的に打ち抜くための６つの角度位置における、図１に従うワークピースの図である。
図２は、この発明に従うプロセスを実行するための装置の縦方向断面図であって、ワークピースは図１の線II−IIに沿ってとられた断面で表わされる。
図3aから3dは、別の実施例に従う、４つの孔を打ち抜くための多角形ワークピースの平面図であって、単一の孔を連続的に打ち抜くための４つの角度位置において表わされる。
図4aから4dは、図3aから3dに従う実施例の変形例を示す図である。
図5aから5dは、互いに対して平行に延びる孔の対として配列された孔を打ち抜くための、別の実施例に従う多角形ワークピースの平面図である。
図面では、同様な要素には同じ参照符号を付す。
図１のワークピースW6は６つの長い端縁11、12、13、31、32、33と６つの短い端縁21、22、23、41、42、43とを備える12辺のプレートからなっており、これらの端縁は円に内接しており、ワークピースW6の周辺に交互に、11−43−12−21−13−22−31−23−32−41−33−42の順序に配列される。
図１はさらに４つの横方向の止め具A1からA4を示しており、止め具A1、A3およびA2、A4がそれぞれ端縁11、31および21、41に接触するよう配列され、かつワークピースW6の中央０を通る垂直の軸線Ｘ−ＸとＹ−Ｙとに対して対称的に配列される。
止め具A1からA4はしたがって、ワークピースW6の角度位置を、ワークピースW6の中央０を通る座標系Ｘ−Ｙとともに規定し、一方で示されている座標x,yは、打ち抜かれるべき孔101の位置を規定する。
図２は、この発明に従い斜めの孔を打ち抜くための装置の、図１におけるII−IIに沿った断面を概略的に示す。この装置はパンチS1と、傾斜した底面S3を備える縦方向移動パンチ案内部S2と、ワークピースW6のための傾斜した支え面M2と、ダイM1におけるパンチS1のための縦方向の通路M3とを、図１との関連で言及された止め具A2およびA4とともに含む。
ダイの支え面M2と、パンチ案内部S2の底面S3とはさらに、水平面に関して予め定められた角度に傾斜させられているため、ワークピースW6は同じ角度に傾斜し、打ち抜かれた孔101はワークピースW6内で対応するように傾斜する。
パンチ案内部S2が、その下方の位置において図２に示される。ここでワークピースW6は底面S3と支え面M2との間で斜めに配列され、一方パンチS1は中間の位置に据えられている。
縦方向可動パンチ案内部はさらに、パンチ案内部S2を一方では示されているような下方の作業位置にもたらし、かつ他方ではワークピースを挿入したり取り外したりできる上方の休止位置にもたらすために、調節装置（図示せず）に接続される。
これによりワークピースは既述の図２に従う装置内において、一方では止め具１から４の間に位置決めされ、パンチ案内部S2の支え面M2と底面S3との間に係止されて打ち抜きに備える。他方で、パンチ案内部S2はその上方の休止位置にもたらされて、ワークピースが、打ち抜きに備えるべく挿入され、その後取り外され、次の角度位置まで回転され、そして次に続く孔を打ち抜くべく再び挿入されることができるようにする。
図２に従う既述の装置は、ワークピースに対して予め定められた角度で斜めの孔を打ち抜く働きをするものであって、ダイM1の支え面M2は対応するように傾斜している。
図１における既述のワークピースW6は、ワークピースW6の中央０のまわりの円の上に規則的に分布する６つの孔を打ち抜く働きをするものであり、それらの孔の中央は101から106として示される。これら６つの孔の打ち抜きを、図1aから図1fとの関連でさらに説明する。
ワークピースに関してのパンチS1の、そしてしたがって各場合において打ち抜かれるべき孔101から106の中央の位置は、中央線がワークピースW4の中央０を通る座標系Ｘ−Ｙで図１に表わされる孔101の座標x,yにおいて止め具A1からA4によって規定される。
６つの孔101から106はしたがって図1aから1fからわかるように順次打ち抜かれ、対称的に配列される。
上の説明からは、横方向の止め具A1からA4および打ち抜きダイの支え面M2を備える多角形ワークピースW6の発明に従いもたらされた組合せの寄与するところによって、ワークピースはそれぞれ所与の孔を打ち抜くための必要とされる角度位置に正確に位置決めされ、それにより各孔の座標x,yは明確に確立され、パンチの軸線と正確に整列されるため、同一の孔がワークピースの角度位置を段階的に変更するだけで単純な態様で順次打ち抜かれる、ということが見てとれる。
図3aから3dに従うさらなる実施例では、正方形のワークピースW4が、図１、図1aから1d、および図２との関連で既に説明されたのと同様な態様で順次打ち抜かれる４つの対称的に配列された孔301から304を、打ち抜くための働きをする。
この配列の以下の説明はしたがって、不必要な繰返しを避けるために単純化されており、ここまでの説明との相違点に限定される。
図3aから3dに示されるワークピースW4は４つの端縁311、312、313、314を備える正方形のプレートからなっており、一方で対向する止め具A1、A3およびA2、A4は等距離の間隔をあけられ、ワークピースW4の中央線Ｘ−ＸおよびＹ−Ｙ上に同じように対称的に配列されており、ワークピースを同じように位置決めする。
孔301を打ち抜くための第１の角度位置では、ワークピースにおける４つの端縁311、312、313、314は４つの止め具A1、A2、A3、A4と接触しており、その一方でこのワークピースは図3aから3dよりわかるように４つの孔301から304を連続的に打ち抜くため90゜左へ回転される。
既述の図２の装置は、同様に支え面M2上の止め具A1からA4の間に位置決めされそれぞれ90゜だけ左に回転されるワークピース内に４つの孔301から304を打ち抜くべく同様な働きをすることができ、これらの孔は図3aから3dよりわかるように順次打ち抜かれ、対称的に分布する。
正方形のワークピースW4はまた、同様にして２つの孔を打ち抜くべく働くものであってもよく、ワークピースは第１の孔301を打ち抜いた後、対向する孔303を打ち抜くため、180゜だけ回転される。
図4aから4dに示される変形例は、全体としては図3aから3dに従う既述の実施例に対応しており、この場合は、４つの孔301から304が座標系Ｘ−Ｙにおける座標x,yを有している。
図5aから5dは、この発明のさらなる実施例に従う、それぞれ互いに対して平行に延びる孔の対として配列された４つの穴を打ち抜くための、４つの角度位置における８辺のワークピースを示す。
ワークピースW54は四角形の凹部511b、512b、515b、516bを備える８つの端縁511から518を含み、横方向の止め具A51a、A52、A53a、A54、およびA51b、A52、A53b、A54によって図5a、5bおよび5c、5dの角度位置に位置決めされ、それによって単一のパンチで孔501から504が順次打ち抜かれる。
ワークピースW54の対向する端縁511、515および512、516にはそれぞれ深さの等しくない四角形の凹部511b、515bおよび512b、516bが設けられており、これらは図5aから5dにそれぞれ従う対応の止め具A51a、A53a、およびA51b、A53bと選択的に相互作用する。
図5aは孔501を打ち抜くための第１の角度位置にあるワークピースW54を示しており、止め具A51a、A52、A53a、A54はこの目的のためにそれぞれワークピースW54の端縁511、513、515、517と関連づけられる。この関連づけはA51a/511、A52/513、A53a/515、A54/517のようになされる。
図5bは、孔502を打ち抜くための第２の角度位置にあるワークピースW54を示しており、止め具A51a、A52、A53a、A54は、この目的のためにそれぞれ、ワークピースW54の端縁516、518、512、514と関連づけられる。この関連づけは、A51a/516、A52/518、A53a/512、A54/514のようになされる。
図5cは、孔503を打ち抜くための第３の角度位置にあるワークピースW54を示しており、止め具A51b、A53bは、この目的のためにそれぞれ、四角形の凹部511b、515bと関連づけられ、かつ止め具A52、A54はそれぞれワークピースW54の端縁513、517と関連づけられる。この関連づけはA51b/511b、A52/513、A53b/515b、A54/517のようになされる。
図5dは、孔504を打ち抜くための第４の角度位置にあるワークピースW54を示しており、止め具A51b、A53は、この目的のためにそれぞれ、四角形の凹部516b、512bと関連づけられ、かつ止め具A52、A54はそれぞれワークピースW54の端縁518、514と関連づけられる。この関連づけは、A51b/516b、A52/518、A53b/512b、A54/514のようになされる。
よって、止め具A52およびA54はワークピースW54を図5aから5dに従う４つの既述の角度位置に位置決めする働きをなす。ワークピースW54は止め具A51aおよびA53aによって、孔501および502を打ち抜くため図5aおよび5bに従う最初の２つの角度位置に位置決めされ、かつ止め具A51bおよびA53bによって孔503および504を打ち抜くため図5cおよび5dに従うさらなる２つの角度位置に位置決めされる。
止め具A51aおよびA53aはさらに、最初の２つの孔501、502を打ち抜いた後、次の２つの孔503、504を打ち抜くために、止め具A51b、A53bと交代する。
深さの等しくない凹部511b、515bおよび512b、516bがそれぞれ止め具A51a、A53aおよびA51b、A53bと組合せられている、ワークピースW54の既に説明された多角形の形状と、図5aから5dにおける異なった角度調節とはともに、それぞれ孔501、502に関しての孔503および504における直線状のずれを生じる。このようにして、特に図5dから見てとれるであろうように、孔503は孔501に対して平行に打ち抜かれ、孔504は孔502に対して平行に打ち抜かれる。
この発明に従うプロセスはまた、説明された実施例以外のやり方で実行されてもよく、この発明に従うパンチで順次孔を打ち抜くための段階的角度調節には他の手段が用いられてもよい。
この発明は次のように説明され得るであろう特殊な利点の組合せを提供する。
（ａ） この発明に従い提供されるワークピースの段階的角度調節の寄与するところによって、同一のパンチで所望の孔を連続的に打ち抜き、均一に分布させることが可能となる。
（ｂ） 斜めの孔を、ワークピースに対して所与の角度で、ワークピースのための支え面がそれに応じて傾斜しているときに、全く同じように打ち抜くことができる。
（ｃ） 多角形ワークピースはそれぞれ静止しているダイの上の対応する横方向の止め具によって、予め定められた角度位置に正確に位置決めされるので、打ち抜かれるべき各孔はワークピースの上面上で正確に規定される。
（ｄ） 適切な止め具を備える多角形ワークピースのさまざまな組合せにより、同一の打ち抜き装置で異なった対称的な孔の配列を打ち抜くことが可能となる。
（ｅ） 対応する止め具を備える多角形ワークピースの組合せを通じて、ワークピースに打ち抜かれるべき各孔の座標はワークピースにおける各角度調節で特に単純な態様で正確に規定され得る。
この発明は特に噴射弁のオリフィスディスクを連続的に生産するのに適しており、上で言及した利点はそのようなオリフィスディスクを著しく連続させて生産する際の再生産性に関して、特に重要なものである。
この発明に従う打ち抜きプロセスは、１年当り約1000万枚のオリフィスディスクが生産される、噴射弁のためのオリフィスディスクの大量生産に現在用いられている。具体的には、以下のステップが行なわれる。
1.在庫の確認。
2.多辺形ワークピースの準備およびマーク付け。
3.噴射オリフィスの孔あけおよび検査。
4.完成したオリフィスディスクの仕上げおよび検査。
このプロセスはまた、この発明に従う同一のパンチ−ダイユニットを用いての段階的角度調節の寄与するところによって確実なものとなる高い再生産性に鑑み同様な利点を提供するために、他の用途のための孔の配列を打ち抜くためにも用いられてもよい。

Claims (5)

1. 単一のパンチで平らなワークピースに孔を打ち抜くためのプロセスであって、前記プロセスは、ワークピースを順次異なる予め定められた角度位置に位置決めし、それにより打ち抜かれるべき各孔の位置を規定するステップを含み、ワークピース（W6、W4、W54）が、横方向の止め具（A1からA4、A51a、A53a、A52、A54）との関連においてワークピースを位置決めするための異なった角度位置を規定する多角形に形づくられ、前記止め具は多角形ワークピースにおける異なった角度位置および打ち抜かれた各孔（101−106、301−304、501−504）の位置を規定することを特徴とする、プロセス。
2. ワークピース表面に対し斜めに延びる孔は、それに応じて傾斜される打ち抜きダイ（M1）の支え面（M2）上に多角形ワークピースを位置決めすることによってそれぞれ打ち抜かれることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
3. 多角形ワークピース（W54）は、ワークピースにおける２つの対向する辺にそれぞれ深さの異なる凹部が設けられるように形づくられ、横方向の止め具は、それによって互いに平行に延びる孔の対を打ち抜くために、ワークピースの対応する角度位置におけるこれらの凹部に対しそれぞれ選択的に作用させられることを特徴とする、請求項１または２に記載のプロセス。
4. 単一のパンチ（S1）と、パンチ（S1）のための通路（M3）を備えるダイ（M1）とワークピースのための支え面（M2）とを、打ち抜き中に多角形ワークピース（W6、W4、W54）のいかなる回転をもなくし、かつ異なった角度位置および打ち抜かれた各孔（101−106、301−304、501−504）の位置を規定する止め具（A1−A4）とともに備えることを特徴とする、請求項１に記載のプロセスを実行するための装置。
5. ダイ（M1）の支え面（M2）は、パンチ（S1）に関して傾斜する、ワークピース表面に対し斜めに延びる孔を打ち抜くための、請求項４に記載の装置。

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