JP4619049B2

JP4619049B2 - パンチ金型

Info

Publication number: JP4619049B2
Application number: JP2004187880A
Authority: JP
Inventors: 秀則小宮
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: EP1759783A1; CN100462158C; WO2006001329A1; US20080276783A1; KR100819109B1; CN1972767A; JP2006007273A; US7721634B2; KR20070042962A; EP1759783A4

Description

本発明は、ケーシング内に複数のパンチを円状に配置して備えたパンチ金型に係り、さらに詳細には、打抜き加工後にワークからパンチを引き抜くときに偏荷重が作用せず、またより多くのパンチを配置することのできるパンチ金型に関する。

複数のパンチを円状に配置して備えたパンチ金型は、パンチプレスにおけるパンチホルダに回転可能に装着された回転ホルダに対して着脱可能なケーシング内に、複数のパンチを円状に配置して備え、かつ前記ケーシングの上部に、各パンチを打圧自在なストライカを上下動自在に備えた構成である（例えば特許文献１参照）。
特開平８−１５５５６１号公報

前記特許文献１に記載の構成においては、ケーシングにおけるパンチ装着部に複数のパンチが上下動自在に支持されており、各パンチの頭部は、ストライカに相当する打圧プレートに形成されている断面形状がＴ形状の周溝に係合してある。そして、各パンチによってワークに打抜き加工を行ったときに、ワークからパンチを引き抜くためのストリップ力は、前記打圧プレートの中央部に作用するように構成されている。

したがって、ワークからパンチを抜き取るときには、パンチに偏荷重が作用して曲げモーメントが作用するものであり、パンチの摺動部や打圧プレート等の摺動案内部等にかじり現象を生じることがある。また、前記特許文献１の構成においては、前記打圧プレートの下面中央に対向して弾性部材が配置してあり、複数のパンチを内側の円と外側の円とに沿って二重に配置することが難しく、より多くのパンチを配置することが難しいという問題がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、ケーシング内に円状に配置した複数のパンチを上下動自在に備え、前記ケーシングの上部に上下動自在かつ相対的に回転可能に備えたパンチドライバに、前記各パンチを打圧可能なストライカを備えたパンチ金型であって、各小径のパンチに対応してストリッパースプリングを備えると共に、上記各小径パンチの間に配置した大径パンチのストリッパースプリングとして両側の小径パンチ用のストリッパースプリングを使用した構成であり、前記小径のパンチに備えたリテーナには、隣接した大径パンチに備えたリテーナを支持する座部が形成してあることを特徴とするものである。

また、前記パンチ金型において、前記小径パンチ及び大径パンチを配置した外側の大径の円の内側の小径の円上に中径のパンチが配置してあり、前記各小径のパンチに対応して備えたストリッパースプリングを、前記大径のパンチ及び中径のパンチのストリッパースプリングに兼用してあることを特徴とするものである。

本発明によれば、パンチによってワークの打抜き加工を行った後、パンチをワークから引き抜くときの力はパンチの軸心に平行な方向に作用するものであって、パンチを曲げようとする力は作用せず、パンチに作用する曲げモーメントがなく、かじり現象を解消することができる。

また、パンチを、内側の円と外側の円に沿って二重に配置することができ、より多くのパンチを備えることができるものである。

図１を参照するに、本発明の実施形態に係るパンチ金型１は、例えばタレットパンチプレスなどのごときパンチプレスにおけるパンチホルダ３に装着して使用されるものである。より詳細には、前記パンチホルダ３には円筒形状の回転ホルダ５が回転自在に支持されており、この回転ホルダ５の上方位置には、下端部を上記回転ホルダ５に嵌入した筒状のリフターリング７が上下動可能かつ相対的に回転自在に支持されている。

前記回転ホルダ５を回転するために、上記回転ホルダ５の上部にはウォームホィール９が備えられており、このウォームホィール９には、サーボモータ（図示省略）によって制御回転されるウォーム（図示省略）が噛合してある。したがって、サーボモータによって前記回転ホルダ５を回転することができるものである。

前記リフターリング７は、前記パンチホルダ３の上面の複数箇所に備えたリフタースプリング１１によって所定高さ位置に支持されている。すなわち、前記パンチホルダ３の上面の複数箇所に立設したボルト１３にはスプリング受け１５が上下動自在に支持されており、このスプリング受け１５とパンチホルダ３の上面との間に、前記リフタースプリング１１が弾装してある。そして、複数箇所の前記スプリング受け１５に前記リフターリング７が支持されている。なお、前記リフターリング７は、前記回転ホルダ５に対して回転しないように、すなわち回転不能に支持されている。

なお、前記回転ホルダ５，リフターリング７等に係る構成は、前記特許文献等により公知の構成であるから、回転ホルダ５，リフターリング７等に関してのより詳細な説明は省略する。

筒状の前記回転ホルダ５には、前記パンチ金型１におけるケーシング１７が上下動自在に支持されている。より詳細には、上記ケーシング１７の上部にはフランジ１７Ｆが設けてあり、このフランジ１７Ｆが前記リフターリング７の下端部に備えた内側フランジ７Ｆに支持されている。すなわち、ケーシング１７は、前記リフターリング７と一体的に上下動するように支持されているものであり、前記リフタースプリング１１はパンチ金型１等を最上昇位置まで上昇復帰される機能を備えている。

前記ケーシング１７は、キー（図示省略）を介して前記回転ホルダ５に対して上下動可能かつ回転ホルダ５と一体的に回転するように支持されているものであって、このケーシング１７内には複数のパンチが上下動自在に備えられている。より詳細には、前記ケーシング１７には上下方向に厚肉のパンチ装着部１９が備えられており、このパンチ装着部１９の上側に円形凹状の上部空間部２１が形成してある。

そして、前記パンチ装着部１９には、外側の大径の円Ｌ１（図３参照）及び内側の小径の円Ｌ２上にそれぞれパンチ装着孔が設けられている。上記外側の円Ｌ１上には、小径パンチ２３用のパンチ装着孔２５と大径パンチ２７用のパンチ装着孔２９とが交互にかつほぼ等間隔に設けてあり、内側の円Ｌ２上には中径パンチ３１用のパンチ装着孔３３が設けてある。

上記中径パンチ３１用のパンチ装着孔３３の中心位置は、前記小径パンチ２３，大径パンチ２７の各パンチ装着孔２５，２９の中心に対して位相をずらした位置に配置してある。換言すれば、小径パンチ２３，中径パンチ３１及び大径パンチ２７はジクザクに、すなわち千鳥足状に配置して備えられている。

前記ケーシング１７における前記パンチ装着部１９の下部には、前記小径パンチ２３，中径パンチ３１及び大径パンチ２７をそれぞれ上下動自在に案内するパンチガイド孔３５を備えた円板状のガイド部材３７が複数のボルト（図示省略）によって着脱可能に取付けてあり、このガイド部材３７の下面には、前記各パンチ２３，２７，３１のパンチ刃部を案内する案内孔３９Ｈを備えたストリッパ−プレート３９が複数の螺子（図示省略）を介して着脱交換可能に取付けてある。

前記小径パンチ２３の上部には、図１に示すように、パンチヘッド４１が一体的に螺着固定してあると共にリテーナ４３が上下動自在に嵌合支持されている。上記リテーナ４３には、前記パンチヘッド４１を嵌合自在の嵌合孔４５（図４参照）が設けてあって、パンチヘッド４１に対して上下動自在である。そして、パンチヘッド４１が下降するときには一体的に下降するように、パンチヘッド４１を係止自在の係止段部４５Ａが前記嵌合孔４５に形成してある。

さらに、上記リテーナ４３の外周面の複数箇所には、外周面の一部を切り欠いた切欠部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃが形成してあり、この切欠部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを形成したことにより下部には座部４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃが形成してある。なお、小径パンチ２３に備えた前記リテーナ４３において、前記大径パンチ２７を間にして隣り合ったリテーナ４３は、図３に示すように、対称形に形成してある。

そして、図１に示すように、前記小径パンチ２３と前記ガイド部材３７との間には、小径パンチ２３を常に上方向に付勢して常態において所定高さ位置に支持する小径のリフタースプリング４９が弾装してある。さらに、前記リテーナ４３と前記ガイド部材３７との間には、ワーク（図示省略）の打抜き加工を行った後に前記小径パンチ２３を上方向に引き抜くための強力なストリッパースプリング５１が弾装してある。

前記大径パンチ２７は、前記パンチ装着孔２９に上下動可能に嵌入してあり、この大径パンチ２７のパンチヘッド５２に備えたリテーナ５３（図３参照）の両側は、隣接した小径パンチ２３のリテーナ４３側へ突出するように形成してあって、隣接したリテーナ４３の前記座部４７Ａ，４７Ｃに支持されている。すなわち、隣接した両小径パンチ２３用の前記ストリッパースプリング５１が大径パンチ２７のストリッパースプリングを兼用するように構成してある。

したがって、前記大径パンチ２７によってワークの打抜き加工を行ったときには、両側のストリッパースプリング５１の作用によってワークから引き抜かれることとなるものであって、小径パンチ２３の場合に比較して単純に２倍の大きな引き抜き力が作用することになる。

既に理解されるように、大径パンチ２７の両側にほぼ対称に配置してある小径パンチ２３用のストリッパースプリング５１が大径パンチ２７のストリッパースプリングを兼用するので、大径パンチ２７に偏荷重による曲げモーメントが作用するようなことがなく、かじり現象を抑制することができる。また、大径パンチ２７用のストリッパースプリングを格別に備える必要がない。したがって、大径パンチ２７のパンチ装着孔２９の径は大径パンチ２７の径にほぼ等しい大きさの径にすることができる。よって、より多くのパンチの配置が可能にると共に全体的構成のコンパクト化を図ることができるものである。

前記ケーシング１７の前記パンチ装着部１９において、前記中径パンチ３１のパンチ装着孔３３よりも内側（ケーシング１７の軸心寄りの位置）には、中径パンチ３１用のストリッパースプリング５５（図３参照）が配置してあり、このストリッパースプリング５５の上部には座部５７Ａを形成したリテーナ５７が備えられている。そして、このリテーナ５７の座部５７Ａと前記小径パンチ２３に備えた前記リテーナ４３の前記座部４７Ｂには、前記中径パンチ３１に備えたパンチヘッド５９が支持されている。

前記リテーナ５７の座部５７Ａと前記小径パンチ２３のリテーナ４３の座部４７Ｂは、前記中径パンチ３１におけるパンチヘッド５９のほぼ対称位置を支持している。したがって、前記中径パンチ３１によるワークの打抜き加工後に、ワークから中径パンチ３１を引き抜くとき、中径パンチ３１に曲げモーメントが作用するようなことがなく、かじり現象を抑制することができるものである。

既に理解されるように、前記小径パンチ３１用のストリッパースプリング５１は、中径パンチ３１のストリッパースプリングをも兼ねているものである。換言すれば、中径パンチ３１には、小径パンチ２３用のストリッパースプリング５１とストリッパースプリング５５とが作用するものであるから、上記ストリッパースプリング５５を、小径パンチ２３用のストリッパースプリング５１と同程度に小型化が可能であり、全体的構成のコンパクト化を図ることができるものである。

前記ケーシング１７における前記円形凹状の上部空間部２１内には円盤状のラムガイド６１が装着してあり、このラムガイド６１には、前記各パンチ２３，２７，３１のパンチヘッドに対応して、断面形状が逆Ｔ字形状の小ラム６３が上下動可能に支持されている。この小ラム６３は、後述するストライカによって打圧されたとき、打圧力を各パンチ２３，２７，３１に伝達する打圧力伝達部材をなすものであって、各小ラム６３の下面は対応した各パンチ２３，２７，３１におけるパンチヘッドの上面に当接してある。上記各小ラム６３の円柱形状の上部は前記ラムガイド６１から上方に突出してあり、その上面の高さ位置はほぼ等しく設けてある。

上記構成により、各パンチ２３，２７，３１を近接して配置した場合であっても、各小ラム６３における小径の円柱形状の上部を互に比較的大きく離隔して配置できるものである。

前記ケーシング１７における前記フランジ１７Ｆ上には、下面中央部に円形状の大きな凹部６５を備えたガイドフランジ６７が複数のボルト等の固定具を介して一体的に取付けてあり、このガイドフランジ６７の中央部には、ドライバガイド６９が複数の軸受７１を介して相対的に回転のみ自在に支持されている。そして、上記ドライバガイド６９の中央部にはパンチドライバ７３が上下動自在に支持されており、このパンチドライバ７３が前記ドライバガイド６９から上方に突出した上端部に取り付けたヘッドプレート７５と前記ドライバガイド６９に備えたフランジ部６９Ｆとの間には、皿バネ等のごとき強力な弾性部材７７が弾装してある。

上記パンチドライバ７３は、前記ドライバガイド６９に対して相対的な回動を規制され、上下動のみ自在に支持されているものであって、相対的な回転を規制するために、前記パンチドライバ７３の一部には上下方向のキー溝７９（図２参照）が形成してある。そして、前記ドライバガイド６９の一部には、前記キー溝７９に係合したキー８１が固定してある。

なお、前記ドライバガイド６９の回動を規制するために、前記フランジ部６９Ｆにはキー８３を備えたキー支持部材８５が一体的に取付けてある。そして、前記キー８３は、前記リフターリング７の内面に形成した上下方向のキー溝７Ｋに上下動自在に係合してある。

前記パンチドライバ７３の下部には、前記ガイドフランジ６７の前記凹部６５内に位置する大径のフランジ部７３Ｆが形成してある。このフランジ部７３Ｆの下面の所定位置には、前記外側の円Ｌ１上に配置した小径パンチ２３，大径パンチ２７を打圧（駆動）する外側のストライカ８７が備えられていると共に、内側の円Ｌ２上に配置した中径パンチ３１を打圧（駆動）する内側のストライカ８９が備えられている。

上記ストライカ８７，８９は、前記各小ラム６３の上端面を個別に打圧することによって対応した各パンチを下降させるものであって、外側のストライカ８７と内側のストライカ８９は、径方向（放射方向）の直線上に配置してある。すなわち、外側のストライカ８７が、小径パンチ２３，大径パンチ２７に対応する小ラム６３を打圧する位置にあるときには、内側のストライカ８９は、中径パンチ３１に対応する小ラム６３から内側の円Ｌ２の周方向にずれた位置にある。逆に、内側のストライカ８９が中径パンチ３１に対応した小ラム６３を打圧する位置にあるときには、外側のストライカ８７は小径パンチ２３，大径パンチ２７に対応した小ラム６３の間に位置するものである。なお、外側のストライカ８７と内側のストライカ８９とを一体化して、径方向に長いストライカとすることも可能である。

前述のごときパンチ金型１と対応して板状のワークの打抜き加工を行うダイ金型９１は、前記各パンチ２３，２７，３１と対応したダイ孔（図示省略）を備えた構成であって、前記パンチホルダ３に対向して設けられたダイホルダ９３に回転自在に備えた回転ホルダ９５に支持されている。上記回転ホルダ９５は、前記回転ホルダ５と同期して回転するように設けられている。なお、下側の回転ホルダ９５を上側の回転ホルダ５と同期して回転するための同期回転機構や前記ダイ金型９１の構成は公知であるから、上記同期回転機構やダイ金型９１等の構成についての詳細な説明は省略する。

さて、以上のごとき構成において、回転ホルダ５を水平に回転すると、この回転ホルダ５に支持されたケーシング１７も一体的に回転する。一方、前記リフターリング７，ドライバガイド６９，パンチドライバ７３は回転を規制された状態にあるから、前記パンチドライバ７３の下面に備えたストライカ８７，８９の下方位置に、小径パンチ２３，大径パンチ２７，中径パンチ３１をそれぞれ割出し位置決めすることができる。

図１に示すように、ストライカ８７の下方位置に小径パンチ２３を割出し位置決めを行った後に、パンチプレスに上下動自在に備えたラムＲを下降してヘッドプレート７５を下圧（下方向に押圧）すると、弾性部材７７を介してリフターリング７がリフタースプリング１１に抗して下降される。したがって、パンチ金型１全体が下降される。

上述のように、パンチ金型１全体が下降されて、ストリッパープレート３９がダイ金型９１上のワークＷに当接すると、パンチ金型１の下降が停止する。その後、前記ラムＲがさらに下降すると、前記弾性部材７７が次第に圧縮され、この弾性部材７７の反発力により前記ストリッパープレート３９は前記ワークＷを、ダイ金型９１に対して次第に強力に押圧固定する。

そして、ワークＷが押圧固定された状態において、さらに前記ラムＲが下降することにより、前記パンチドライバ７３に備えたストライカ８７が小径パンチ２３に対応した小ラム６３に当接し下方向に押圧すると、小径パンチ２３は、リフタースプリング４９及びストリッパースプリング５１の付勢力に抗して下降され、ダイ金型９１と協働してワークＷに打抜き加工を行う。

その後、前記ラムＲが上昇すると、小径パンチ２３はストリッパースプリング５１の作用によってワークＷから引き抜かれて元の位置に上昇復帰すると共に、前記パンチドライバ７３は弾性部材７７の作用によって上昇復帰される。そして、前記リフターリング７やパンチ金型１全体は、リフタースプリング１１の作用によって元の上昇位置に復帰される。すなわち初期の状態に復帰される。

次に、前記ストライカ８７の下方位置に大径パンチ２７を割出し位置決めを行った後、前述同様の動作を行うことにより、大径パンチ２７によってワークＷに打抜き加工が行われる。この際、大径パンチ２７が下降するときには、大径パンチ２７に備えたリテーナ５３によって両側の小径パンチ２３に備えたリテーナ４３が下降され、両側の小径パンチ２３に対応して備えたストリッパースプリング５１が圧縮される。しかし、各小径パンチ２３はリフタースプリング４９によって所定高さ位置に支持されており、ワークＷの上面に接触するようなことはないものである。

そして、ワークＷから大径パンチ２７を引き抜くときには、当該大径パンチ２７の両側に位置する小径パンチ２３用のストリッパースプリング５１が作用するものであるから、小径パンチ２３をワークから引き抜くときの２倍の力が作用することとなり、大きな引き抜き力が作用することになる。この際、両側のストリッパースプリング５１は、ほぼ対称位置において大径パンチ２７に作用するので、大径パンチ２７に曲げモーメント等が作用するようなことがなく、摺動部にかじり現象を生じるようなことがないものである。なお、内側のストライカ８９の下方位置に中径パンチ３１を割出し位置決めしてワークＷの打抜き加工を行う場合も、大径のパンチ２７と同様の効果が得られるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、本実施形態に係るパンチ金型１によれば、大径パンチの両側に配置してある小径パンチ用のストリッパースプリングが大径パンチ用のストリッパースプリングを兼用するものであるから、大径パンチに作用する曲げモーメントを抑制でき、摺動部のかじり現象をなくすことができると共に、より多くのパンチの配置が可能になり、かつコンパクト化を図ることができる。

また、外側の大径の円上及び内側の小径の円上にそれぞれパンチを配置して備え、外側の円上のパンチと内側の円上のパンチとは位相を異にして配置してあるので、前記外側の円と内側の円とを近接して全体的構成の小型化，コンパント化を図ることができると共により多くのパンチを配置することができるものである。

さらに、各パンチの上側に、ストライカの打圧力を各パンチに伝達するための打圧力伝達部材としての小ラムを上下動自在に備えた構成であることにより、各パンチに備えたリテーナが互いに干渉するように近接配置してあっても、隣接したパンチを作動することなく、ストライカの直下のパンチのみを動作することができるものである。

本発明の実施形態に係るパンチ金型の断面説明図である。本発明の実施形態に係るパンチ金型の動作状態を示す断面説明図である。図１における（３）−（３）線に沿った断面説明図である。小径パンチに備えるリテーナの構成を示す説明図である。

符号の説明

１パンチ金型
３パンチホルダ
５回転ホルダ
７リフターリング
１７ケーシング
１９パンチ装着部
２１上部空間部
２３小径パンチ
２７大径パンチ
３１中径パンチ
３７ガイド部材
３９ストリッパープレート
４１パンチヘッド
４３リテーナ
４７Ａ，Ｂ，Ｃ座部
４９リフタースプリング
５１，５５ストリッパースプリング
５３，５７リテーナ
６１ラムガイド
６３小ラム
６７ガイドフランジ
６９ドライバガイド
７３パンチドライバ
７５ヘッドプレート
７７弾性部材
８７外側のストライカ
８９内側のストライカ
９１ダイ金型
９３ダイホルダ
９５回転ホルダ

Claims

ケーシング内に円状に配置した複数のパンチを上下動自在に備え、前記ケーシングの上部に上下動自在かつ相対的に回転可能に備えたパンチドライバに、前記各パンチを打圧可能なストライカを備えたパンチ金型であって、各小径のパンチに対応してストリッパースプリングを備えると共に、上記各小径パンチの間に配置した大径パンチのストリッパースプリングとして両側の小径パンチ用のストリッパースプリングを使用した構成であり、前記小径のパンチに備えたリテーナには、隣接した大径パンチに備えたリテーナを支持する座部が形成してあることを特徴とするパンチ金型。
請求項１に記載のパンチ金型において、前記小径パンチ及び大径パンチを配置した外側の大径の円の内側の小径の円上に中径のパンチが配置してあり、前記各小径のパンチに対応して備えたストリッパースプリングを、前記大径のパンチ及び中径のパンチのストリッパースプリングに兼用してあることを特徴とするパンチ金型。