JP3722258B2 - 打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の被加工物に孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、シート状の被加工物に複数の孔を打抜き加工により画成するために打抜き加工用パンチ装置が使用されている。この打抜き加工用パンチ装置は、金属板等に放電加工により複数の長尺の孔部１００３を画成し（図１４Ａ参照）、さらに、ワイヤ放電加工により前記孔部１００３を精密に仕上げてパンチホルダ１００２を製造する（図１４Ｂ参照）。そして、図１５に示すように、前記パンチホルダ１００２に画成された孔部１００３に長尺のほぼ矩形断面をもつパンチ部材１００４が挿入され、接着剤等により該パンチ部材１００４の根部を前記パンチホルダ１００２に固着して構成されている。また、前記パンチ部材１００４は打抜き加工用パンチ装置に設けられたストリッパ１００５の長尺の孔部１００６に摺動自在に挿通され、さらに、ダイ１００７に画成された長尺の孔部１００８に挿通される。
【０００３】
このように構成される打抜き加工用パンチ装置１００１を用いて、例えば、グリーンシートのような被加工物１００９に複数の長尺の孔部１０１１を穿設するとき、該被加工物１００９は前記ダイ１００７上に載置され、パンチ部材１００４およびストリッパ１００５が下降すると、先ずストリッパ１００５の下面が被加工物１００９の上面に当接し、次にパンチ部材１００４が下降して被加工物１００９に孔明け加工を施す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の打抜き加工用パンチ装置１００１では、パンチ部材１００４を孔部１００３に挿入するために該孔部１００３を前記パンチ部材１００４の寸法より僅かに大きく画成する必要がある。このため、パンチ部材１００４とパンチホルダ１００２の孔部１００３を形成する壁部との間に僅かな隙間Ａが生じ、各パンチ部材１００４の位置精度を向上させることが困難である。
【０００５】
一方、ストリッパ１００５に画成された孔部１００６についても前記パンチ部材１００４の矩形寸法より僅かに大きく形成されているため、パンチ部材１００４と孔部１００６の壁部との間に隙間Ｂがあり、前記パンチ部材１００４の位置精度の誤差が前記隙間Ｂの範囲内で許容される結果となる。したがって、この打抜き加工用パンチ装置１００１で孔明け加工された被加工物１００９の孔部１０１１の位置精度および形状精度が低下するという問題があった。しかも、パンチ部材１００４が挿通されるストリッパ１００５に偏荷重がかかり、パンチ部材１００４およびストリッパ１００５が欠損する懸念があった。
【０００６】
また、ダイ１００７の孔部１００８は、パンチ部材１００４の矩形寸法やパンチホルダ１００２に対するパンチ部材１００４の位置に誤差がある場合でもパンチ部材１００４を確実に挿通するように、該パンチ部材１００４の矩形寸法より大きく形成され、さらにパンチ部材１００４間のピッチが小さい場合、孔部１００８と隣接する孔部１００８との間隙部分が狭くなる。したがって、パンチ部材１００４とダイ１００７の孔部１００８を形成する壁部との間に生じる隙間Ｃ１と隙間Ｃ２の大きさに相違があると、隙間Ａに起因して、被加工物１００９の非パンチ部分Ｄに倒れ（図１５中、左右方向への変形）が発生し、形状不良となる問題があった。
【０００７】
またさらに、それぞれのパンチ部材１００４は、図１５中、上下方向に長尺状に形成されているにも拘わらず、その一端側がパンチホルダ１００２によって支持されているだけであるため、打ち抜きの際にパンチ部材１００４にかかる荷重によって当該パンチ部材１００４が変形したり、座屈により欠損する懸念がある。
【０００８】
さらにまた、破損等によりパンチ部材１００４を交換する場合、固化した接着剤をリュータ等で削る等の作業が必要となるが、その際、パンチ部材１００４のピッチが小さく、例えば、０．６ｍｍ以下のピッチで該パンチ部材１００４が配設されている場合、交換を必要とするパンチ部材１００４のみを着脱する作業には高度な技術が要求され、さらに、全てのパンチ部材１００４を再びストリッパ１００５の孔部１００６に挿通させる作業が煩雑である等の不具合が露呈する。
【０００９】
本発明は前記の種々の課題を解決するためになされたものであり、パンチ部材の位置精度を向上することにより、被加工物に画成される孔部の位置精度および形状精度が向上し、またパンチ部材の剛性を向上することが可能で、しかも、ストリッパに偏荷重がかかることを防止するとともにパンチ部材の交換を容易に行うことが可能な打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、被加工物にパンチ部材を用いて孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置において、
上型に固着されたパンチホルダと、
下型に固着されたダイと、
前記パンチホルダに着脱可能に複数係着された把持部材と、
複数の前記把持部材ごとに複数係着された前記パンチ部材とを有することを特徴とする。
【００１１】
これにより、パンチホルダにパンチ部材を１つずつ個別に組み付ける必要がなく、組付誤差がないため、パンチ部材の位置精度が向上し、被加工物に画成された孔部の位置精度および形状精度を向上させることができ、さらに、ピン形状等の細長いパンチ部材でもその剛性が高くなることから折れや欠損等の発生を減少させることが可能となり、好適である。
【００１２】
また、本発明に係る打抜き加工用パンチ装置において、前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成されることが好適である。
【００１３】
これにより、把持部材にパンチ部材を別々に製作して両者を組み付ける必要がなくなることから、製作工程が簡略化され、また、組み付けに伴うパンチ部材の位置精度の不良を生じることがなく、さらに、パンチ部材の剛性を一層高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る打抜き加工用パンチ装置において、前記把持部材は矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成され、前記パンチホルダは前記把持部材に対応して矩形断面の孔部が画成され、前記把持部材と前記パンチホルダとが前記把持部材の側壁の溝部間の桟部と前記パンチホルダの孔部の側壁とを摺接し隙間を有して嵌合されることが好適である。この場合、前記把持部材の側壁の桟部を円弧状に形成すると一層好適であり、また、該桟部の円弧状の頂部を平坦化して形成してもよい。
【００１５】
これにより、パンチ部材が一体的に設けられた把持部材をパンチホルダの孔部に嵌合する際に、接合面の隙間に多量の接着剤を含むことができ、また把持部材側の接合面の面積が大きいことから、接合後の接着剤の膨張効果も加わって、把持部材とパンチホルダとの接着力を高めることができ、把持部材とパンチホルダの溝の平坦化された面同士を接合する場合に比べて接着性が良好である。
【００１６】
また、本発明に係る被加工物にパンチ部材を用いて孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置において、前記把持部材は２以上の保持部材に分割して形成され、分割面において接合する２つの保持部材のうちの１つの保持部材の接合面に断面三角形状の溝が複数形成されるとともに他の１つの保持部材の接合面は平坦化して形成され、
前記パンチ部材はピン形状に形成され、
複数の前記パンチ部材の一端部を前記分割面に画成される孔部に挿入することが好適である。
【００１７】
これにより、把持部材およびパンチ部材を、個別に、高精度でかつ容易に形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係る打抜き加工用パンチ装置の製造方法は、
前記把持部材とパンチ部材の素材として１つの角柱材を用い、
前記角柱材の対向する２つの側壁に任意の間隔をおいて平行に複数の長溝部を加工し、
該長溝部間に形成される桟部の頂部を円弧状に加工し、
前記２つの側壁の長溝部と連通するようにもう１つの側壁に任意の深さの長溝部を加工し、
これにより、複数の長溝部と該長溝部間に形成される円弧状の桟部とが対向する２つの側壁に設けられた把持部材と、断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部が設けられた複数のパンチ部材とを同時的に形成し、
一方、前記パンチホルダに矩形状断面の孔部を複数画成し、
前記把持部材と前記パンチホルダとが前記把持部材の側壁の桟部と前記パンチホルダの孔部の側壁とを摺接し隙間を有して嵌合される方法を用いると好適である。この場合、さらに、前記把持部材の側壁に形成される桟部の円弧状の頂部と前記パンチ部材の両端の円弧部とを平坦化して形成してもよい。また、角柱材の側壁に平行な複数の円弧状の桟部を加工形成することによって、角柱材の側壁に平行な複数の長溝部を加工形成する工程（図７Ｂ参照）を省略してもよい。
【００１９】
これにより、把持部材とパンチ部材を一体的に製作する際の作業工程を一層簡略化することができて、好適である。
また、本発明に係る打抜き加工用パンチは、パンチホルダに着脱可能に複数係着される把持部材と、複数の前記把持部材ごとに複数係着されたパンチ部材とを有し、前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成され、前記把持部材は、矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る打抜き加工用パンチの製造方法は、２つの側壁の長溝部と連通するようにもう１つの側壁に任意の深さの長溝部を加工し、これにより、複数の長溝部と該長溝部間に形成される円弧状の桟部とが対向する２つの側壁に設けられた把持部材と、断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部が設けられた複数のパンチ部材とを同時的に形成することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る打抜き加工用パンチ装置について、その製造方法との関連で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置を示す。この打抜き加工用パンチ装置１０は、図１、図２に示すように、下型取付部材１２を備え、該下型取付部材１２には孔部１４ａ〜１４ｄが画成されると共に、該孔部１４ａ〜１４ｄより内側に孔部１６が画成される。前記下型取付部材１２の上部には板状の下型１８が固着され、該下型１８には前記孔部１４ａ〜１４ｄと同径且つ同軸的に連通する孔部２０ａ〜２０ｄが画成される。前記孔部２０ａ〜２０ｄより内側には段部２２を有する孔部２４が前記孔部１６に連通するように画成される。前記下型１８の隅角部近傍には上方に延在してメインポスト２６ａ〜２６ｄが立設される。
【００２２】
前記下型１８の上部には板状のダイ固定プレート２８が固着され、該ダイ固定プレート２８の隅角部近傍には前記孔部２０ａ〜２０ｄと同径且つ同軸的に連通する孔部３０ａ〜３０ｄが画成される。前記ダイ固定プレート２８の上部には凹部３２が画成され、該凹部３２を形成する底部には前記孔部２４に連通する孔部３４が画成される。前記凹部３２には直方体形状に形成された複数のダイ３６が嵌合し（図２参照）、該ダイ３６はねじ３８によって前記ダイ固定プレート２８に固着される。それぞれのダイ３６には、後述するように、被加工物であるシート材に画成される長尺の孔部に対応した複数の長尺の孔部４０が画成されている。
【００２３】
前記打抜き加工用パンチ装置１０には、図１、図３に示すように、前記下型取付部材１２に接近離間可能に上型取付部材４２が設けられ、該上型取付部材４２には複数の凹部４４と、該凹部４４よりさらに内側に複数の孔部４６が画成される。前記上型取付部材４２の下部には上型４８が固着され、該上型４８には前記凹部４４と同径且つ同軸的に連通する孔部５０が画成され、また、段部５２を有する複数の孔部５４が前記孔部４６に連通して画成される。前記上型４８の隅角部近傍には下方に突出するメインポストガイド５８ａ〜５８ｄが形成され、該メインポストガイド５８ａ〜５８ｄの孔部６０ａ〜６０ｄには前記メインポスト２６ａ〜２６ｄが挿通される。
【００２４】
前記上型４８の下部にはパンチホルダ固定プレート６２が固着される。該パンチホルダ固定プレート６２には前記孔部５０に連通し、該孔部５０より小径な孔部６４が画成され、該孔部６４には円柱部材６６が摺動自在に挿通される。前記円柱部材６６の上部には外方に突出したフランジ部６８がねじ７０によって固着され、該フランジ部６８は前記孔部５０の内部をその軸線方向に変位自在であり、当該フランジ部６８が前記パンチホルダ固定プレート６２の上面に当接することにより、前記円柱部材６６は抜け止めされる。前記フランジ部６８の上部にはばね部材７２の一端部が当接し、該ばね部材７２の他端部は前記凹部４４を形成する天井部位に当接し、従って、前記円柱部材６６は前記ばね部材７２によって下方に付勢されている。
【００２５】
前記パンチホルダ固定プレート６２の下部には図１、図３に示すように、矩形状の凹部８２が画成され、該凹部８２を形成する天井部位には前記孔部５４に連通する孔部８４が画成される。前記凹部８２には直方体形状に形成された複数のパンチホルダ８６が嵌合し、該パンチホルダ８６は前記孔部８４に挿通されるねじ８８で前記パンチホルダ固定プレート６２に固着される。
【００２６】
前記パンチホルダ８６には、図４に示すように、複数の長孔部９０が画成され、それぞれの長孔部９０には打抜きパンチ９２が挿入固着される。該打抜きパンチ９２は、把持部材９４とパンチ部材９６とが一体的に設けられており、該把持部材９４は長尺な矩形状であってその長手方向の側壁に複数の長溝部９３と該長溝部９３の間の円弧状の桟部９５とが形成され、該パンチ部材９６は断面が長尺矩形形状でその長手方向の両端に円弧部９７が形成されている。それぞれのパンチ部材９６は、前記把持部材９４の下面からダイ３６に向かって突出する。
【００２７】
この場合、図５に示す第１の変形例のように、把持部材９４の側壁の桟部９５の参照符号１０９で示す円弧状の頂部の先端を平坦化して形成してもよい。また、図６に示す第２の変形例のように把持部材９４の側壁は平坦化して設け、パンチ部材９６は複数のピン形状としてもよい。
【００２８】
また、前記パンチ部材９６の前記把持部材９４から突出する長さを短く形成すると、該パンチ部材９６の剛性が向上して当該パンチ部材９６が変形したり座屈する懸念が減少し、一方、前記長さを長く形成すると、摩耗したパンチ部材９６を再び使用するための研削回数を増加することができ、当該パンチ部材９６の寿命が長くなる。
【００２９】
前記パンチホルダ固定プレート６２の下方には、図１、図３に示すように、ストリッパ固定プレート９８が配設され、該ストリッパ固定プレート９８の上面は前記円柱部材６６にねじ１００で固着される。また、前記パンチホルダ固定プレート６２の下部には、前記ストリッパ固定プレート９８の隅角部近傍の孔部１０３を貫通して下方に延在するサブポスト１０２ａ〜１０２ｄが設けられる。従って、ストリッパ固定プレート９８はパンチホルダ固定プレート６２に対して接近離間自在に支持される。前記サブポスト１０２ａ〜１０２ｄの下部は、図１に示すように、前記孔部１４ａ〜１４ｄ、２０ａ〜２０ｄ、３０ａ〜３０ｄに摺動自在に挿通される。このため、前記上型４８が前記下型１８に接近、離間する方向に変位する際、前記メインポスト２６ａ〜２６ｄ、サブポスト１０２ａ〜１０２ｄによって前記下型１８と上型４８の位置ずれが防止される。
【００３０】
前記ストリッパ固定プレート９８の下部には凹部１０４が画成され、該凹部１０４を形成する壁部１０５には直方体形状に形成された複数のストリッパ１０６が嵌合し、該ストリッパ１０６はねじ１０８によって前記ストリッパ固定プレート９８に固着される。前記ストリッパ１０６には前記パンチ部材９６が摺動自在に挿通される複数の長孔部１１０が画成される。前記ストリッパ１０６の上面には、前記長孔部１１０の孔明け加工を容易にするため、図示しない加工用工具が進入する凹部１１１が画成される。
【００３１】
本発明の第１の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その製造プロセスについて説明する。
【００３２】
先ず、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、把持部材９４とパンチ部材９６の製作方法を説明する。
【００３３】
図７Ａに示すように、一般超硬材料の如き素材を図示しない平面研削盤を用いて６面平面研削加工を施し長尺な直方体９９に形成する。次に、図７Ｂに示すように、直方体９９の対向する２つの側壁に断面が矩形状の長溝部１０１を形成する。さらに、図７Ｃに示すように、前記側壁の長溝部１０１間の突起部分を、図示しないＮＣ加工機を用いて断面が円弧状の桟部９５に形成する。
【００３４】
さらに、図７Ｄに示すように、前記２つの側壁の長溝部１０１と連通するようにもう１つの側壁に所定深さの長溝部１０７を形成する。これにより、２つの側壁に複数の長溝部９３と長溝部９３間に形成される桟部９５とを有する把持部材９４と、複数の断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部９７を有するパンチ部材９６とが一体的に形成される。
【００３５】
従来、打抜きパンチは高い硬度と靭性を兼ね備えた超微粒超硬材料で形成され、砥石等により切削してパンチ部材９６を形成することにより製造されるが、グリーンシートの如き軟質な被加工物の場合、打抜き荷重が小さく、且つ摩耗も少ないので、本実施の形態で示すように、一般超硬材料を放電加工処理して形成された打抜きパンチ９２を用いて孔明け加工を施すことができる。
【００３６】
このとき、上記のように把持部材９４とパンチ部材９６とを一体的に形成することから、打ち抜きパンチ９２の製作工程を簡略化することができる。また、平面研削盤を用いることにより加工精度の高い平坦面をもつ直方体９９が形成され、さらに、ＮＣ加工機を用いることにより加工精度の高い円弧状の桟部９５が把持部材９４の側壁に形成される。この場合、ＮＣ加工機を用いて前記側壁の長溝部９３間の桟部９５を断面が円弧状に形成するかわりに、平面研削加工された平坦部を一部残してＮＣ加工機を用いて研削し、図５の第１の変形例の円弧状の頂部が平坦な桟部９５を形成してもよい。この一部残された平坦部は、予め、精度の出しやすい平面研削加工によって形成されるため、ＮＣ加工機によって形成する場合に比べ、高い平坦度を得ることができる。
【００３７】
なお、製作工程中、素材に６面平面研削加工を施した段階（図７Ａ参照）および直方体９９の側壁に長溝部１０１を形成した段階（図７Ｂ参照）で、それぞれパンチホルダ８６の長孔部９０に打ち抜きパンチ９２を挿入して嵌合精度を確認する中間検査を行う（図４参照）。中間検査の際に嵌合精度の不良が確認された場合は手直しのための再加工を行うため、形状が不良なままにその後の製作工程に進む無駄がない。
【００３８】
一方、図６に示す第２の変形例のピン形状のパンチ部材９６を設ける場合は、ワイヤ放電加工等を施すことにより、離間間隔の狭くあるいは直径の小さいパンチ部材９６を高い精度で製造することができる。
【００３９】
このようにして製造された打抜きパンチ９２はパンチホルダ８６の長孔部９０に挿入、嵌合され、把持部材９４の部位が接着剤等により固着される。
【００４０】
このとき、パンチホルダ８６の長孔部９０の側壁と接合される把持部材９４の側壁を平坦な平面とすると、嵌合精度を高くするために加工精度を上げる必要があり、また、嵌合精度を高くしても接着剤が接合面の僅かな隙間にしか入り込まないことから接着強度が不良となって、良好な嵌合状態を得ることができず、後述するパンチ時に接着部が剥離して打ち抜きパンチ９２の抜け落ちを生じる等の問題がある。この場合、嵌合する際に圧入や焼きばめすることも考えられるが、そのときに生じた応力が残留し歪みを生じる原因となって好ましくない。
【００４１】
これに対して、図８に示す本発明の第１の実施の形態および図９に示す第１の変形例のように嵌合する際の接合面に十分な隙間１１３を設けることにより、この隙間１１３の箇所に多量の接着剤を含むことができ、また、把持部材９４側の接合面の面積が大きいことから、接合後の接着剤の膨張効果も加わって、高い接着力が得られる。
【００４２】
このとき、把持部材９４の側壁の桟部９５の頂部は６面平面研削加工により高精度に加工形成された図８中参照符号１１５で示す直線部あるいは図９中参照符号１０９で示す平坦部が残っており、それらの部分とパンチホルダ８６の長孔部の側壁とが線または面で摺接することから、嵌合精度が良好である。
【００４３】
次いで、図３に示すように、パンチホルダ８６をパンチホルダ固定プレート６２の凹部８２に装着し、ねじ８８で固着する。そして、図１に示すように、ストリッパ１０６の孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させ、ストリッパ１０６をストリッパ固定プレート９８にねじ１０８で固着する。
【００４４】
次に、以上のような構成の打抜き加工用パンチ装置の動作、特に、第２の変形例に係る打抜き加工用パンチ装置９２（図６参照）を使用したときの動作について説明する。先ず、図１に示すように、ダイ３６の上に、セラミックグリーンシート等のシート材１２０を載置する。
【００４５】
次に、図示しない駆動源の作用下に上型取付部材４２が下降すると、図１０に示すように、ストリッパ１０６の下面がシート材１２０の上面に当接し、図１に示すばね部材７２の弾発力によりシート材１２０がストリッパ１０６に押圧され、該シート材１２０の位置決めがなされると共に、その位置ずれが阻止される。
【００４６】
さらに上型取付部材４２が下降すると、ばね部材７２が縮退し、図１１に示すように、パンチ部材９６の先端部がストリッパ１０６の孔部１１０から突出し、シート材１２０に長孔部１２２が画成される。
【００４７】
このとき、パンチ部材９６が把持部材９４と一体的に形成されており、また、把持部材９４がパンチホルダ８６に高精度で嵌合されていることから、パンチ部材の位置精度が向上する。これにより、シート材１２０に画成される長孔部１２２の位置精度および形状精度が向上し、また、シート材１２０の孔部１２２と隣接する孔部１２２との間は、ダイ３６によって好適に支持され、シート材１２０が傾斜したり割れたりすることが防止される。さらに、パンチ部材の剛性も向上することから、ストリッパに偏荷重がかかることをがない。
【００４８】
次いで、前記図示しない駆動源を反対方向へと付勢すると、上型取付部材４２が上昇し、シート材１２０からパンチ部材９６、ストリッパ１０６が離脱して孔明け加工が施されたシート材１２０が得られる。
【００４９】
パンチ部材９６が破損したり、摩耗して交換が必要になった場合、交換が必要なパンチ部材９６を含む打抜きパンチ９２をパンチホルダ８６の長孔部９０から取り外す。次に、交換用の打抜きパンチ９２の把持部材９４を前記長孔部９０に挿入して固着する。そして、ストリッパ１０６の孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させる。このとき、それぞれのパンチ部材９６の位置精度が高いため、前記孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させることが容易である。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置について、その製造プロセスとの関係で説明する。以下、第１の実施の形態の打抜き加工用パンチ装置１０と異なる箇所について説明し、図中、前記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図１２に示すように、本実施の形態では、打抜きパンチ９２は複数に分割されて形成された把持部材９４によってパンチ部材９６を挟持して形成される。すなわち、把持部材９４とパンチ部材９６とは、この実施の形態では分離構成されている。このとき使用される把持部材９４は、把持部材９４の中心に位置し、長尺状に形成された第１の保持部材１１４を備え、該第１の保持部材１１４の長手方向に沿った両側部は平坦部１１５ａ、１１５ｂとして形成される。
【００５２】
それぞれの平坦部１１５ａ、１１５ｂには長尺状に形成された一組の第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂが配設され、該第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの長尺な壁面には該第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの長手方向に対して直交して複数の溝部１２４が互いに平行に画成される。該溝部１２４の断面はほぼＶ字状に形成される。
【００５３】
前記第１の保持部材１１４の底部には凹部１１７が画成され、一方、前記第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂには凹部１１８ａ、１１８ｂが画成され、前記凹部１１７と前記凹部１１８ａ、１１８ｂとによって室１２３が形成される。
【００５４】
以上のように形成された把持部材９４に複数のパンチ部材９６を固着する場合には、固定治具１３０を使用する。この固定治具１３０は前記第１の保持部材１１４の上部に載置され、且つ直方体形状に形成された第１の治具１３２と、前記第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの上部に載置され、且つ前記溝部１２４に連通する断面Ｖ字状の溝部１３６が画成された第２の治具１３４ａ、１３４ｂとを有する。前記第１の治具１３２の上部には該第１の治具１３２を把持するための棒部材１３５ａ、１３５ｂが固着されている。
【００５５】
前記把持部材９４に複数のパンチ部材９６を固着するには、先ず、第１の保持部材１１４の上部に第１の治具１３２を載置する。このとき、第１の保持部材１１４と第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂとは分離している。次に、第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの上部に第２の治具１３４ａ、１３４ｂを載置すると、溝部１２４と溝部１３６とが連通する。次いで、前記溝部１２４と溝部１３６にパンチ部材９６を配設する。
【００５６】
そして、第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂで第１の保持部材１１４を、第２の治具１３４ａ、１３４ｂで第１の治具１３２を挟持すると、図１３に示すように複数のパンチ部材９６は前記溝部１２４、１３６を形成する壁部と第１の保持部材１１４、第２の治具１３４ａ、１３４ｂの壁部によって挟持されて互いに平行に位置決めされる。
【００５７】
このとき、パンチ部材９６は前記溝部１２４、１３６を形成する壁部と第１の保持部材１１４、第２治具の壁部とによって挟持され、高い位置精度で位置決めされる。そして、図１２に示すように、室１２３に接着剤を充填する。該接着剤が固化すると、第１の保持部材１１４、第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂによってパンチ部材９６が高い精度で固着され、打抜きパンチ９２が製造される。
【００５８】
このようにして打抜きパンチ９２を製造すると、例えば、パンチ部材９６の直径が０．３ｍｍ以下の微細なパンチであっても、パンチ部材９６を高精度にパンチホルダ８６に固着することができる。また、１つの把持部材９４にパンチ部材９６が複数並列されるため、１つの打抜き加工用パンチ装置に必要な打抜きパンチ９２の数を任意に選択することができる。
【００５９】
次いで、第１の実施の形態と同様に、図４に示すように、打抜きパンチ９２をパンチホルダ８６の長孔部９０に挿入する（打抜きパンチ９２とパンチホルダ８６を除く他の構成要素は第１の実施形態と第２の実施形態とで同じあり、以下、第１の実施形態の図および参照符号を用いて説明する）。
【００６０】
そして、図３に示すように、パンチホルダ８６をパンチホルダ固定プレート６２の凹部８２に装着し、ねじ８８で固着する。次に、図１に示すように、ストリッパ１０６の孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させ、ストリッパ１０６をストリッパ固定プレート９８にねじ１０８で固着する。以上により、打抜き加工用パンチ装置が得られる。
【００６１】
前記第２の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置では、前記パンチ部材９６は断面円形に形成されているが、断面長楕円形等、他の形状でもよく、また、把持部材９４は前記複数のパンチ部材９６の間を連結するように形成されてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係る打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００６３】
パンチ部材はパンチホルダから突出して形成された把持部材によって支持されているために剛性が向上し、該パンチ部材が変形したり座屈する懸念が減少する。
【００６４】
それぞれのパンチ部材の位置精度が高く、被加工物に高精度な孔明け加工を施すことができる。さらに、ストリッパに偏荷重がかかることを防止することができるため、パンチ部材の破損が減少する。パンチ部材の交換が必要になった場合、複数のパンチ部材が設けられた打抜きパンチを交換するため、微細なパンチ部材を交換する必要がなく、隣接するパンチ部材の相互の位置精度が高いため、ストリッパの孔部にパンチ部材を挿通させることが容易であり、交換に必要な工程を短縮することが可能である。
【００６５】
パンチ部材と把持部材とを単一の素材により一体的に形成することから、パンチ部材の剛性を一層高めることができる等の上記効果とともに製作工程が簡略化される効果を得ることができる。
【００６６】
把持部材の側壁に溝部を設けて、隙間を有してパンチホルダと嵌合させることから、その隙間に多量の接着剤を含有することができ、接着面の接着強度が高いという効果を得ることができる。
【００６７】
１つの把持部材に少なくとも２つパンチ部材を並列に配設ことにより、打抜き加工用パンチ装置に必要な打抜きパンチの数を任意に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の打抜き加工用パンチ装置の下型を示す分解斜視図である。
【図３】図１の打抜き加工用パンチ装置の上型を示す分解斜視図である。
【図４】図１の打抜き加工用パンチ装置に使用される打抜きパンチを示す斜視図である。
【図５】打ち抜きパンチの第１の変形例を示す斜視図である。
【図６】打ち抜きパンチの第２の変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜きパンチの製作工程を説明するための図であり、図７Ａは、素材を加工して直方体を形成する工程を示し、図７Ｂは、直方体を加工してその側壁に長溝部を形成する工程を示し、図７Ｃは、長溝部間の突起部分を加工して円弧状の桟部を形成する工程を示し、図７Ｄは、最終的に把持部材とパンチ部材とを一体的に形成する工程を示す。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜きパンチとパンチホルダとの嵌合状態を説明するための打ち抜きパンチ側から見た平面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る打ち抜きパンチとパンチホルダとの嵌合状態を説明するための打ち抜きパンチ側から見た平面図である。
【図１０】図１の打抜き加工用パンチ装置の使用方法を示し、ストリッパがシート材に当接した状態の一部拡大断面図である。
【図１１】図１の打抜き加工用パンチ装置の使用方法を示し、シート材に孔明け加工が施された状態の一部拡大断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置に使用される打抜きパンチおよびパンチ部材の固定治具を示す斜視図である。
【図１３】図１２の打抜きパンチおよび固定治具を示す一部拡大平面図である。
【図１４】従来技術に係る打抜きパンチに使用されるパンチホルダを示し、図１４Ａは、パンチホルダに孔部が画成された状態の一部拡大概略縦断面図であり、図１４Ｂは、ワイヤ放電加工によって孔部を仕上げている状態を説明するための一部拡大概略断面図である。
【図１５】従来技術に係る打抜きパンチを示す一部拡大概略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…打抜き加工用パンチ装置 １８…下型
３６…ダイ ４８…上型
８６…パンチホルダ ９０…長孔部
９２…打抜きパンチ ９３…長溝部
９４…把持部材 ９５…桟部
９６…パンチ部材 １０６…ストリッパ
１１４、１１６ａ、１１６ｂ…保持部材
１２０…シート材 １３０…固定治具
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の被加工物に孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、シート状の被加工物に複数の孔を打抜き加工により画成するために打抜き加工用パンチ装置が使用されている。この打抜き加工用パンチ装置は、金属板等に放電加工により複数の長尺の孔部１００３を画成し（図１４Ａ参照）、さらに、ワイヤ放電加工により前記孔部１００３を精密に仕上げてパンチホルダ１００２を製造する（図１４Ｂ参照）。そして、図１５に示すように、前記パンチホルダ１００２に画成された孔部１００３に長尺のほぼ矩形断面をもつパンチ部材１００４が挿入され、接着剤等により該パンチ部材１００４の根部を前記パンチホルダ１００２に固着して構成されている。また、前記パンチ部材１００４は打抜き加工用パンチ装置に設けられたストリッパ１００５の長尺の孔部１００６に摺動自在に挿通され、さらに、ダイ１００７に画成された長尺の孔部１００８に挿通される。
【０００３】
このように構成される打抜き加工用パンチ装置１００１を用いて、例えば、グリーンシートのような被加工物１００９に複数の長尺の孔部１０１１を穿設するとき、該被加工物１００９は前記ダイ１００７上に載置され、パンチ部材１００４およびストリッパ１００５が下降すると、先ずストリッパ１００５の下面が被加工物１００９の上面に当接し、次にパンチ部材１００４が下降して被加工物１００９に孔明け加工を施す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の打抜き加工用パンチ装置１００１では、パンチ部材１００４を孔部１００３に挿入するために該孔部１００３を前記パンチ部材１００４の寸法より僅かに大きく画成する必要がある。このため、パンチ部材１００４とパンチホルダ１００２の孔部１００３を形成する壁部との間に僅かな隙間Ａが生じ、各パンチ部材１００４の位置精度を向上させることが困難である。
【０００５】
一方、ストリッパ１００５に画成された孔部１００６についても前記パンチ部材１００４の矩形寸法より僅かに大きく形成されているため、パンチ部材１００４と孔部１００６の壁部との間に隙間Ｂがあり、前記パンチ部材１００４の位置精度の誤差が前記隙間Ｂの範囲内で許容される結果となる。したがって、この打抜き加工用パンチ装置１００１で孔明け加工された被加工物１００９の孔部１０１１の位置精度および形状精度が低下するという問題があった。しかも、パンチ部材１００４が挿通されるストリッパ１００５に偏荷重がかかり、パンチ部材１００４およびストリッパ１００５が欠損する懸念があった。
【０００６】
また、ダイ１００７の孔部１００８は、パンチ部材１００４の矩形寸法やパンチホルダ１００２に対するパンチ部材１００４の位置に誤差がある場合でもパンチ部材１００４を確実に挿通するように、該パンチ部材１００４の矩形寸法より大きく形成され、さらにパンチ部材１００４間のピッチが小さい場合、孔部１００８と隣接する孔部１００８との間隙部分が狭くなる。したがって、パンチ部材１００４とダイ１００７の孔部１００８を形成する壁部との間に生じる隙間Ｃ１と隙間Ｃ２の大きさに相違があると、隙間Ａに起因して、被加工物１００９の非パンチ部分Ｄに倒れ（図１５中、左右方向への変形）が発生し、形状不良となる問題があった。
【０００７】
またさらに、それぞれのパンチ部材１００４は、図１５中、上下方向に長尺状に形成されているにも拘わらず、その一端側がパンチホルダ１００２によって支持されているだけであるため、打ち抜きの際にパンチ部材１００４にかかる荷重によって当該パンチ部材１００４が変形したり、座屈により欠損する懸念がある。
【０００８】
さらにまた、破損等によりパンチ部材１００４を交換する場合、固化した接着剤をリュータ等で削る等の作業が必要となるが、その際、パンチ部材１００４のピッチが小さく、例えば、０．６ｍｍ以下のピッチで該パンチ部材１００４が配設されている場合、交換を必要とするパンチ部材１００４のみを着脱する作業には高度な技術が要求され、さらに、全てのパンチ部材１００４を再びストリッパ１００５の孔部１００６に挿通させる作業が煩雑である等の不具合が露呈する。
【０００９】
本発明は前記の種々の課題を解決するためになされたものであり、パンチ部材の位置精度を向上することにより、被加工物に画成される孔部の位置精度および形状精度が向上し、またパンチ部材の剛性を向上することが可能で、しかも、ストリッパに偏荷重がかかることを防止するとともにパンチ部材の交換を容易に行うことが可能な打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、被加工物にパンチ部材を用いて孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置において、
上型に固着されたパンチホルダと、
下型に固着されたダイと、
前記パンチホルダに着脱可能に複数係着された把持部材と、
複数の前記把持部材ごとに複数係着された前記パンチ部材とを有することを特徴とする。
【００１１】
これにより、パンチホルダにパンチ部材を１つずつ個別に組み付ける必要がなく、組付誤差がないため、パンチ部材の位置精度が向上し、被加工物に画成された孔部の位置精度および形状精度を向上させることができ、さらに、ピン形状等の細長いパンチ部材でもその剛性が高くなることから折れや欠損等の発生を減少させることが可能となり、好適である。
【００１２】
また、本発明に係る打抜き加工用パンチ装置において、前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成されることが好適である。
【００１３】
これにより、把持部材にパンチ部材を別々に製作して両者を組み付ける必要がなくなることから、製作工程が簡略化され、また、組み付けに伴うパンチ部材の位置精度の不良を生じることがなく、さらに、パンチ部材の剛性を一層高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る打抜き加工用パンチ装置において、前記把持部材は矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成され、前記パンチホルダは前記把持部材に対応して矩形断面の孔部が画成され、前記把持部材と前記パンチホルダとが前記把持部材の側壁の溝部間の桟部と前記パンチホルダの孔部の側壁とを摺接し隙間を有して嵌合されることが好適である。この場合、前記把持部材の側壁の桟部を円弧状に形成すると一層好適であり、また、該桟部の円弧状の頂部を平坦化して形成してもよい。
【００１５】
これにより、パンチ部材が一体的に設けられた把持部材をパンチホルダの孔部に嵌合する際に、接合面の隙間に多量の接着剤を含むことができ、また把持部材側の接合面の面積が大きいことから、接合後の接着剤の膨張効果も加わって、把持部材とパンチホルダとの接着力を高めることができ、把持部材とパンチホルダの溝の平坦化された面同士を接合する場合に比べて接着性が良好である。
【００１６】
また、本発明に係る被加工物にパンチ部材を用いて孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置において、前記把持部材は２以上の保持部材に分割して形成され、分割面において接合する２つの保持部材のうちの１つの保持部材の接合面に断面三角形状の溝が複数形成されるとともに他の１つの保持部材の接合面は平坦化して形成され、
前記パンチ部材はピン形状に形成され、
複数の前記パンチ部材の一端部を前記分割面に画成される孔部に挿入することが好適である。
【００１７】
これにより、把持部材およびパンチ部材を、個別に、高精度でかつ容易に形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係る打抜き加工用パンチ装置の製造方法は、
前記把持部材とパンチ部材の素材として１つの角柱材を用い、
前記角柱材の対向する２つの側壁に任意の間隔をおいて平行に複数の長溝部を加工し、
該長溝部間に形成される桟部の頂部を円弧状に加工し、
前記２つの側壁の長溝部と連通するようにもう１つの側壁に任意の深さの長溝部を加工し、
これにより、複数の長溝部と該長溝部間に形成される円弧状の桟部とが対向する２つの側壁に設けられた把持部材と、断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部が設けられた複数のパンチ部材とを同時的に形成し、
一方、前記パンチホルダに矩形状断面の孔部を複数画成し、
前記把持部材と前記パンチホルダとが前記把持部材の側壁の桟部と前記パンチホルダの孔部の側壁とを摺接し隙間を有して嵌合される方法を用いると好適である。この場合、さらに、前記把持部材の側壁に形成される桟部の円弧状の頂部と前記パンチ部材の両端の円弧部とを平坦化して形成してもよい。また、角柱材の側壁に平行な複数の円弧状の桟部を加工形成することによって、角柱材の側壁に平行な複数の長溝部を加工形成する工程（図７Ｂ参照）を省略してもよい。
【００１９】
これにより、把持部材とパンチ部材を一体的に製作する際の作業工程を一層簡略化することができて、好適である。
また、本発明に係る打抜き加工用パンチは、パンチホルダに着脱可能に複数係着される把持部材と、複数の前記把持部材ごとに複数係着されたパンチ部材とを有し、前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成され、前記把持部材は、矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る打抜き加工用パンチの製造方法は、２つの側壁の長溝部と連通するようにもう１つの側壁に任意の深さの長溝部を加工し、これにより、複数の長溝部と該長溝部間に形成される円弧状の桟部とが対向する２つの側壁に設けられた把持部材と、断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部が設けられた複数のパンチ部材とを同時的に形成することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る打抜き加工用パンチ装置について、その製造方法との関連で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置を示す。この打抜き加工用パンチ装置１０は、図１、図２に示すように、下型取付部材１２を備え、該下型取付部材１２には孔部１４ａ〜１４ｄが画成されると共に、該孔部１４ａ〜１４ｄより内側に孔部１６が画成される。前記下型取付部材１２の上部には板状の下型１８が固着され、該下型１８には前記孔部１４ａ〜１４ｄと同径且つ同軸的に連通する孔部２０ａ〜２０ｄが画成される。前記孔部２０ａ〜２０ｄより内側には段部２２を有する孔部２４が前記孔部１６に連通するように画成される。前記下型１８の隅角部近傍には上方に延在してメインポスト２６ａ〜２６ｄが立設される。
【００２２】
前記下型１８の上部には板状のダイ固定プレート２８が固着され、該ダイ固定プレート２８の隅角部近傍には前記孔部２０ａ〜２０ｄと同径且つ同軸的に連通する孔部３０ａ〜３０ｄが画成される。前記ダイ固定プレート２８の上部には凹部３２が画成され、該凹部３２を形成する底部には前記孔部２４に連通する孔部３４が画成される。前記凹部３２には直方体形状に形成された複数のダイ３６が嵌合し（図２参照）、該ダイ３６はねじ３８によって前記ダイ固定プレート２８に固着される。それぞれのダイ３６には、後述するように、被加工物であるシート材に画成される長尺の孔部に対応した複数の長尺の孔部４０が画成されている。
【００２３】
前記打抜き加工用パンチ装置１０には、図１、図３に示すように、前記下型取付部材１２に接近離間可能に上型取付部材４２が設けられ、該上型取付部材４２には複数の凹部４４と、該凹部４４よりさらに内側に複数の孔部４６が画成される。前記上型取付部材４２の下部には上型４８が固着され、該上型４８には前記凹部４４と同径且つ同軸的に連通する孔部５０が画成され、また、段部５２を有する複数の孔部５４が前記孔部４６に連通して画成される。前記上型４８の隅角部近傍には下方に突出するメインポストガイド５８ａ〜５８ｄが形成され、該メインポストガイド５８ａ〜５８ｄの孔部６０ａ〜６０ｄには前記メインポスト２６ａ〜２６ｄが挿通される。
【００２４】
前記上型４８の下部にはパンチホルダ固定プレート６２が固着される。該パンチホルダ固定プレート６２には前記孔部５０に連通し、該孔部５０より小径な孔部６４が画成され、該孔部６４には円柱部材６６が摺動自在に挿通される。前記円柱部材６６の上部には外方に突出したフランジ部６８がねじ７０によって固着され、該フランジ部６８は前記孔部５０の内部をその軸線方向に変位自在であり、当該フランジ部６８が前記パンチホルダ固定プレート６２の上面に当接することにより、前記円柱部材６６は抜け止めされる。前記フランジ部６８の上部にはばね部材７２の一端部が当接し、該ばね部材７２の他端部は前記凹部４４を形成する天井部位に当接し、従って、前記円柱部材６６は前記ばね部材７２によって下方に付勢されている。
【００２５】
前記パンチホルダ固定プレート６２の下部には図１、図３に示すように、矩形状の凹部８２が画成され、該凹部８２を形成する天井部位には前記孔部５４に連通する孔部８４が画成される。前記凹部８２には直方体形状に形成された複数のパンチホルダ８６が嵌合し、該パンチホルダ８６は前記孔部８４に挿通されるねじ８８で前記パンチホルダ固定プレート６２に固着される。
【００２６】
前記パンチホルダ８６には、図４に示すように、複数の長孔部９０が画成され、それぞれの長孔部９０には打抜きパンチ９２が挿入固着される。該打抜きパンチ９２は、把持部材９４とパンチ部材９６とが一体的に設けられており、該把持部材９４は長尺な矩形状であってその長手方向の側壁に複数の長溝部９３と該長溝部９３の間の円弧状の桟部９５とが形成され、該パンチ部材９６は断面が長尺矩形形状でその長手方向の両端に円弧部９７が形成されている。それぞれのパンチ部材９６は、前記把持部材９４の下面からダイ３６に向かって突出する。
【００２７】
この場合、図５に示す第１の変形例のように、把持部材９４の側壁の桟部９５の参照符号１０９で示す円弧状の頂部の先端を平坦化して形成してもよい。また、図６に示す第２の変形例のように把持部材９４の側壁は平坦化して設け、パンチ部材９６は複数のピン形状としてもよい。
【００２８】
また、前記パンチ部材９６の前記把持部材９４から突出する長さを短く形成すると、該パンチ部材９６の剛性が向上して当該パンチ部材９６が変形したり座屈する懸念が減少し、一方、前記長さを長く形成すると、摩耗したパンチ部材９６を再び使用するための研削回数を増加することができ、当該パンチ部材９６の寿命が長くなる。
【００２９】
前記パンチホルダ固定プレート６２の下方には、図１、図３に示すように、ストリッパ固定プレート９８が配設され、該ストリッパ固定プレート９８の上面は前記円柱部材６６にねじ１００で固着される。また、前記パンチホルダ固定プレート６２の下部には、前記ストリッパ固定プレート９８の隅角部近傍の孔部１０３を貫通して下方に延在するサブポスト１０２ａ〜１０２ｄが設けられる。従って、ストリッパ固定プレート９８はパンチホルダ固定プレート６２に対して接近離間自在に支持される。前記サブポスト１０２ａ〜１０２ｄの下部は、図１に示すように、前記孔部１４ａ〜１４ｄ、２０ａ〜２０ｄ、３０ａ〜３０ｄに摺動自在に挿通される。このため、前記上型４８が前記下型１８に接近、離間する方向に変位する際、前記メインポスト２６ａ〜２６ｄ、サブポスト１０２ａ〜１０２ｄによって前記下型１８と上型４８の位置ずれが防止される。
【００３０】
前記ストリッパ固定プレート９８の下部には凹部１０４が画成され、該凹部１０４を形成する壁部１０５には直方体形状に形成された複数のストリッパ１０６が嵌合し、該ストリッパ１０６はねじ１０８によって前記ストリッパ固定プレート９８に固着される。前記ストリッパ１０６には前記パンチ部材９６が摺動自在に挿通される複数の長孔部１１０が画成される。前記ストリッパ１０６の上面には、前記長孔部１１０の孔明け加工を容易にするため、図示しない加工用工具が進入する凹部１１１が画成される。
【００３１】
本発明の第１の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その製造プロセスについて説明する。
【００３２】
先ず、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、把持部材９４とパンチ部材９６の製作方法を説明する。
【００３３】
図７Ａに示すように、一般超硬材料の如き素材を図示しない平面研削盤を用いて６面平面研削加工を施し長尺な直方体９９に形成する。次に、図７Ｂに示すように、直方体９９の対向する２つの側壁に断面が矩形状の長溝部１０１を形成する。さらに、図７Ｃに示すように、前記側壁の長溝部１０１間の突起部分を、図示しないＮＣ加工機を用いて断面が円弧状の桟部９５に形成する。
【００３４】
さらに、図７Ｄに示すように、前記２つの側壁の長溝部１０１と連通するようにもう１つの側壁に所定深さの長溝部１０７を形成する。これにより、２つの側壁に複数の長溝部９３と長溝部９３間に形成される桟部９５とを有する把持部材９４と、複数の断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部９７を有するパンチ部材９６とが一体的に形成される。
【００３５】
従来、打抜きパンチは高い硬度と靭性を兼ね備えた超微粒超硬材料で形成され、砥石等により切削してパンチ部材９６を形成することにより製造されるが、グリーンシートの如き軟質な被加工物の場合、打抜き荷重が小さく、且つ摩耗も少ないので、本実施の形態で示すように、一般超硬材料を放電加工処理して形成された打抜きパンチ９２を用いて孔明け加工を施すことができる。
【００３６】
このとき、上記のように把持部材９４とパンチ部材９６とを一体的に形成することから、打ち抜きパンチ９２の製作工程を簡略化することができる。また、平面研削盤を用いることにより加工精度の高い平坦面をもつ直方体９９が形成され、さらに、ＮＣ加工機を用いることにより加工精度の高い円弧状の桟部９５が把持部材９４の側壁に形成される。この場合、ＮＣ加工機を用いて前記側壁の長溝部９３間の桟部９５を断面が円弧状に形成するかわりに、平面研削加工された平坦部を一部残してＮＣ加工機を用いて研削し、図５の第１の変形例の円弧状の頂部が平坦な桟部９５を形成してもよい。この一部残された平坦部は、予め、精度の出しやすい平面研削加工によって形成されるため、ＮＣ加工機によって形成する場合に比べ、高い平坦度を得ることができる。
【００３７】
なお、製作工程中、素材に６面平面研削加工を施した段階（図７Ａ参照）および直方体９９の側壁に長溝部１０１を形成した段階（図７Ｂ参照）で、それぞれパンチホルダ８６の長孔部９０に打ち抜きパンチ９２を挿入して嵌合精度を確認する中間検査を行う（図４参照）。中間検査の際に嵌合精度の不良が確認された場合は手直しのための再加工を行うため、形状が不良なままにその後の製作工程に進む無駄がない。
【００３８】
一方、図６に示す第２の変形例のピン形状のパンチ部材９６を設ける場合は、ワイヤ放電加工等を施すことにより、離間間隔の狭くあるいは直径の小さいパンチ部材９６を高い精度で製造することができる。
【００３９】
このようにして製造された打抜きパンチ９２はパンチホルダ８６の長孔部９０に挿入、嵌合され、把持部材９４の部位が接着剤等により固着される。
【００４０】
このとき、パンチホルダ８６の長孔部９０の側壁と接合される把持部材９４の側壁を平坦な平面とすると、嵌合精度を高くするために加工精度を上げる必要があり、また、嵌合精度を高くしても接着剤が接合面の僅かな隙間にしか入り込まないことから接着強度が不良となって、良好な嵌合状態を得ることができず、後述するパンチ時に接着部が剥離して打ち抜きパンチ９２の抜け落ちを生じる等の問題がある。この場合、嵌合する際に圧入や焼きばめすることも考えられるが、そのときに生じた応力が残留し歪みを生じる原因となって好ましくない。
【００４１】
これに対して、図８に示す本発明の第１の実施の形態および図９に示す第１の変形例のように嵌合する際の接合面に十分な隙間１１３を設けることにより、この隙間１１３の箇所に多量の接着剤を含むことができ、また、把持部材９４側の接合面の面積が大きいことから、接合後の接着剤の膨張効果も加わって、高い接着力が得られる。
【００４２】
このとき、把持部材９４の側壁の桟部９５の頂部は６面平面研削加工により高精度に加工形成された図８中参照符号１１５で示す直線部あるいは図９中参照符号１０９で示す平坦部が残っており、それらの部分とパンチホルダ８６の長孔部の側壁とが線または面で摺接することから、嵌合精度が良好である。
【００４３】
次いで、図３に示すように、パンチホルダ８６をパンチホルダ固定プレート６２の凹部８２に装着し、ねじ８８で固着する。そして、図１に示すように、ストリッパ１０６の孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させ、ストリッパ１０６をストリッパ固定プレート９８にねじ１０８で固着する。
【００４４】
次に、以上のような構成の打抜き加工用パンチ装置の動作、特に、第２の変形例に係る打抜き加工用パンチ装置９２（図６参照）を使用したときの動作について説明する。先ず、図１に示すように、ダイ３６の上に、セラミックグリーンシート等のシート材１２０を載置する。
【００４５】
次に、図示しない駆動源の作用下に上型取付部材４２が下降すると、図１０に示すように、ストリッパ１０６の下面がシート材１２０の上面に当接し、図１に示すばね部材７２の弾発力によりシート材１２０がストリッパ１０６に押圧され、該シート材１２０の位置決めがなされると共に、その位置ずれが阻止される。
【００４６】
さらに上型取付部材４２が下降すると、ばね部材７２が縮退し、図１１に示すように、パンチ部材９６の先端部がストリッパ１０６の孔部１１０から突出し、シート材１２０に長孔部１２２が画成される。
【００４７】
このとき、パンチ部材９６が把持部材９４と一体的に形成されており、また、把持部材９４がパンチホルダ８６に高精度で嵌合されていることから、パンチ部材の位置精度が向上する。これにより、シート材１２０に画成される長孔部１２２の位置精度および形状精度が向上し、また、シート材１２０の孔部１２２と隣接する孔部１２２との間は、ダイ３６によって好適に支持され、シート材１２０が傾斜したり割れたりすることが防止される。さらに、パンチ部材の剛性も向上することから、ストリッパに偏荷重がかかることをがない。
【００４８】
次いで、前記図示しない駆動源を反対方向へと付勢すると、上型取付部材４２が上昇し、シート材１２０からパンチ部材９６、ストリッパ１０６が離脱して孔明け加工が施されたシート材１２０が得られる。
【００４９】
パンチ部材９６が破損したり、摩耗して交換が必要になった場合、交換が必要なパンチ部材９６を含む打抜きパンチ９２をパンチホルダ８６の長孔部９０から取り外す。次に、交換用の打抜きパンチ９２の把持部材９４を前記長孔部９０に挿入して固着する。そして、ストリッパ１０６の孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させる。このとき、それぞれのパンチ部材９６の位置精度が高いため、前記孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させることが容易である。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置について、その製造プロセスとの関係で説明する。以下、第１の実施の形態の打抜き加工用パンチ装置１０と異なる箇所について説明し、図中、前記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図１２に示すように、本実施の形態では、打抜きパンチ９２は複数に分割されて形成された把持部材９４によってパンチ部材９６を挟持して形成される。すなわち、把持部材９４とパンチ部材９６とは、この実施の形態では分離構成されている。このとき使用される把持部材９４は、把持部材９４の中心に位置し、長尺状に形成された第１の保持部材１１４を備え、該第１の保持部材１１４の長手方向に沿った両側部は平坦部１１５ａ、１１５ｂとして形成される。
【００５２】
それぞれの平坦部１１５ａ、１１５ｂには長尺状に形成された一組の第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂが配設され、該第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの長尺な壁面には該第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの長手方向に対して直交して複数の溝部１２４が互いに平行に画成される。該溝部１２４の断面はほぼＶ字状に形成される。
【００５３】
前記第１の保持部材１１４の底部には凹部１１７が画成され、一方、前記第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂには凹部１１８ａ、１１８ｂが画成され、前記凹部１１７と前記凹部１１８ａ、１１８ｂとによって室１２３が形成される。
【００５４】
以上のように形成された把持部材９４に複数のパンチ部材９６を固着する場合には、固定治具１３０を使用する。この固定治具１３０は前記第１の保持部材１１４の上部に載置され、且つ直方体形状に形成された第１の治具１３２と、前記第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの上部に載置され、且つ前記溝部１２４に連通する断面Ｖ字状の溝部１３６が画成された第２の治具１３４ａ、１３４ｂとを有する。前記第１の治具１３２の上部には該第１の治具１３２を把持するための棒部材１３５ａ、１３５ｂが固着されている。
【００５５】
前記把持部材９４に複数のパンチ部材９６を固着するには、先ず、第１の保持部材１１４の上部に第１の治具１３２を載置する。このとき、第１の保持部材１１４と第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂとは分離している。次に、第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂの上部に第２の治具１３４ａ、１３４ｂを載置すると、溝部１２４と溝部１３６とが連通する。次いで、前記溝部１２４と溝部１３６にパンチ部材９６を配設する。
【００５６】
そして、第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂで第１の保持部材１１４を、第２の治具１３４ａ、１３４ｂで第１の治具１３２を挟持すると、図１３に示すように複数のパンチ部材９６は前記溝部１２４、１３６を形成する壁部と第１の保持部材１１４、第２の治具１３４ａ、１３４ｂの壁部によって挟持されて互いに平行に位置決めされる。
【００５７】
このとき、パンチ部材９６は前記溝部１２４、１３６を形成する壁部と第１の保持部材１１４、第２治具の壁部とによって挟持され、高い位置精度で位置決めされる。そして、図１２に示すように、室１２３に接着剤を充填する。該接着剤が固化すると、第１の保持部材１１４、第２の保持部材１１６ａ、１１６ｂによってパンチ部材９６が高い精度で固着され、打抜きパンチ９２が製造される。
【００５８】
このようにして打抜きパンチ９２を製造すると、例えば、パンチ部材９６の直径が０．３ｍｍ以下の微細なパンチであっても、パンチ部材９６を高精度にパンチホルダ８６に固着することができる。また、１つの把持部材９４にパンチ部材９６が複数並列されるため、１つの打抜き加工用パンチ装置に必要な打抜きパンチ９２の数を任意に選択することができる。
【００５９】
次いで、第１の実施の形態と同様に、図４に示すように、打抜きパンチ９２をパンチホルダ８６の長孔部９０に挿入する（打抜きパンチ９２とパンチホルダ８６を除く他の構成要素は第１の実施形態と第２の実施形態とで同じあり、以下、第１の実施形態の図および参照符号を用いて説明する）。
【００６０】
そして、図３に示すように、パンチホルダ８６をパンチホルダ固定プレート６２の凹部８２に装着し、ねじ８８で固着する。次に、図１に示すように、ストリッパ１０６の孔部１１０にパンチ部材９６を挿通させ、ストリッパ１０６をストリッパ固定プレート９８にねじ１０８で固着する。以上により、打抜き加工用パンチ装置が得られる。
【００６１】
前記第２の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置では、前記パンチ部材９６は断面円形に形成されているが、断面長楕円形等、他の形状でもよく、また、把持部材９４は前記複数のパンチ部材９６の間を連結するように形成されてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係る打抜き加工用パンチ装置、打抜き加工用パンチおよび打抜き加工用パンチの製造方法によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００６３】
パンチ部材はパンチホルダから突出して形成された把持部材によって支持されているために剛性が向上し、該パンチ部材が変形したり座屈する懸念が減少する。
【００６４】
それぞれのパンチ部材の位置精度が高く、被加工物に高精度な孔明け加工を施すことができる。さらに、ストリッパに偏荷重がかかることを防止することができるため、パンチ部材の破損が減少する。パンチ部材の交換が必要になった場合、複数のパンチ部材が設けられた打抜きパンチを交換するため、微細なパンチ部材を交換する必要がなく、隣接するパンチ部材の相互の位置精度が高いため、ストリッパの孔部にパンチ部材を挿通させることが容易であり、交換に必要な工程を短縮することが可能である。
【００６５】
パンチ部材と把持部材とを単一の素材により一体的に形成することから、パンチ部材の剛性を一層高めることができる等の上記効果とともに製作工程が簡略化される効果を得ることができる。
【００６６】
把持部材の側壁に溝部を設けて、隙間を有してパンチホルダと嵌合させることから、その隙間に多量の接着剤を含有することができ、接着面の接着強度が高いという効果を得ることができる。
【００６７】
１つの把持部材に少なくとも２つパンチ部材を並列に配設ことにより、打抜き加工用パンチ装置に必要な打抜きパンチの数を任意に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の打抜き加工用パンチ装置の下型を示す分解斜視図である。
【図３】図１の打抜き加工用パンチ装置の上型を示す分解斜視図である。
【図４】図１の打抜き加工用パンチ装置に使用される打抜きパンチを示す斜視図である。
【図５】打ち抜きパンチの第１の変形例を示す斜視図である。
【図６】打ち抜きパンチの第２の変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜きパンチの製作工程を説明するための図であり、図７Ａは、素材を加工して直方体を形成する工程を示し、図７Ｂは、直方体を加工してその側壁に長溝部を形成する工程を示し、図７Ｃは、長溝部間の突起部分を加工して円弧状の桟部を形成する工程を示し、図７Ｄは、最終的に把持部材とパンチ部材とを一体的に形成する工程を示す。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る打ち抜きパンチとパンチホルダとの嵌合状態を説明するための打ち抜きパンチ側から見た平面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る打ち抜きパンチとパンチホルダとの嵌合状態を説明するための打ち抜きパンチ側から見た平面図である。
【図１０】図１の打抜き加工用パンチ装置の使用方法を示し、ストリッパがシート材に当接した状態の一部拡大断面図である。
【図１１】図１の打抜き加工用パンチ装置の使用方法を示し、シート材に孔明け加工が施された状態の一部拡大断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る打抜き加工用パンチ装置に使用される打抜きパンチおよびパンチ部材の固定治具を示す斜視図である。
【図１３】図１２の打抜きパンチおよび固定治具を示す一部拡大平面図である。
【図１４】従来技術に係る打抜きパンチに使用されるパンチホルダを示し、図１４Ａは、パンチホルダに孔部が画成された状態の一部拡大概略縦断面図であり、図１４Ｂは、ワイヤ放電加工によって孔部を仕上げている状態を説明するための一部拡大概略断面図である。
【図１５】従来技術に係る打抜きパンチを示す一部拡大概略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…打抜き加工用パンチ装置 １８…下型
３６…ダイ ４８…上型
８６…パンチホルダ ９０…長孔部
９２…打抜きパンチ ９３…長溝部
９４…把持部材 ９５…桟部
９６…パンチ部材 １０６…ストリッパ
１１４、１１６ａ、１１６ｂ…保持部材
１２０…シート材 １３０…固定治具
Claims (5)
- 被加工物にパンチ部材を用いて孔明け加工を施すための打抜き加工用パンチ装置において、
上型に固着されたパンチホルダと、
下型に固着されたダイと、
前記パンチホルダに着脱可能に複数係着された把持部材と、
複数の前記把持部材ごとに複数係着された前記パンチ部材とを有し、
前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成され、
前記把持部材は、矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成され、
前記パンチホルダは、前記把持部材に対応して矩形断面の孔部が画成され、
前記把持部材と前記パンチホルダとが前記把持部材の側壁の溝部間の桟部と前記パンチホルダの孔部の側壁とを摺接し隙間を有して嵌合されることを特徴とする打抜き加工用パンチ装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記把持部材の側壁の桟部が円弧状に形成されることを特徴とする打抜き加工用パンチ装置。 - 請求項１記載の装置において、
前記把持部材の側壁の桟部が円弧状の頂部を平坦化して形成されることを特徴とする打抜き加工用パンチ装置。 - パンチホルダに着脱可能に複数係着される把持部材と、
複数の前記把持部材ごとに複数係着されたパンチ部材とを有し、
前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成され、
前記把持部材は、矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成されていることを特徴とする打抜き加工用パンチ。 - パンチホルダに着脱可能に複数係着される把持部材と、
複数の前記把持部材ごとに複数係着されたパンチ部材とを有し、
前記把持部材と前記パンチ部材とが単一の素材により一体的に形成され、
前記把持部材は、矩形状断面を有し、前記矩形状断面の少なくとも対向する２つの側壁に複数の溝部が形成されていることを特徴とする打抜き加工用パンチの製造方法であって、
前記把持部材とパンチ部材の素材として１つの角柱材を用い、
前記角柱材の対向する２つの側壁に任意の間隔をおいて平行に複数の長溝部を加工し、
該長溝部間に形成される桟部の頂部を円弧状に加工し、
前記２つの側壁の長溝部と連通するようにもう１つの側壁に任意の深さの長溝部を加工し、
これにより、複数の長溝部と該長溝部間に形成される円弧状の桟部とが対向する２つの側壁に設けられた把持部材と、断面が長尺な矩形状であってその両端に円弧部が設けられた複数のパンチ部材とを同時的に形成することを特徴とする打抜き加工用パンチの製造方法。
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