JP5112572B1 - パンチング装置及びそれを用いたパンチングシート部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
その基部側がパンチ集合体(12)に複数配列されてライナー台(11)に対向して支持されたパンチ部材(13)の先端をライナー台に供給されたシート部材(S)に当接させてパンチ孔を形成する際に、パンチ部材の周囲を囲繞する弾性部材(17)をシート部材に押圧して、供給されたシート部材をライナー台に固定し、パンチ集合体をさらに下降させて、シート部材にパンチ孔(A)を形成するとともにシート部材から打ち抜かれた打抜片(K)をパンチ部材のパイプ内部から吸引除去した後、パンチ集合体を上昇させて、弾性部材によってライナー台に固定していたシート部材を解放して、パンチ孔が形成されたシート部材をシート部材搬送部(20)によってライナー台上から搬送するようにした。
【選択図】図1
Description
筒状の打抜き刃を設けた穴あけポンチ(パンチともいう)とダイスとを組み合わされたものが使用されている。
例えば特許文献1(実開平5−70896号公報参照)には、被加工物となるシート部材をダイスとポンチ間に配置した後、ポンチをピストンとともにダイスに向けて押し下げる。これによってポンチ外形と同一の打抜片が被加工物から切り抜かれ、パンチ孔が被加工物に穿設され、打抜片はダイス内に設けられた切抜き穴を通して外部に放出することが記載されている。
さらに特許文献3(特開平8−243996号公報)には、筒状の打抜き刃の刃先を表面に突出させて背面から貫通させて固定し表面に弾性板を貼着した打抜き型と、
この打抜き型を背面から支承し内部に打抜き刃端と連通する打抜き屑排出ダクトを設けた打抜き屑排出装置付きの打抜き装置が記載されている。
さらに特許文献3に記載の打抜き屑排出装置付き打抜き装置では、打抜き屑の一部がダクトに吸引されることなく装置台上に残留蓄積しやすく、またシート供給装置を介して搬送されるシートへの不均一な張力によってしわが発生するという問題があった。
ライナー台に供給されたシート部材に先端に刃部を有するパイプ状のパンチ部材を押圧して、
前記シート部材から打ち抜かれた打抜片を前記パンチ部材のパイプ内部から吸引除去しながらシート部材にパンチ孔を形成させるパンチング装置であって、
前記パンチ部材はその基部側がパンチ集合体に複数配列されて前記ライナー台に対向して支持されるとともに、
前記パンチ集合体は前記パンチ部材の周囲を囲繞する弾性部材を備えてなり、
前記シート部材と前記ライナー台との間にライナーシートを供給するためのライナーシート供給部を設け、
供給されるライナーシートの上面に、パンチ部材側壁内面との気密性を保ち打抜片をパンチ部材の内部に吸引してスムースに通過させるための打抜片処理用シートを供給する打抜片処理用シート供給部を設けたことを特徴とする。
(2)本発明のパンチング装置は、前記(1)において、
前記パンチ孔が形成されたシート部材を前記ライナー台上から搬送するシート部材搬送部と、
前記搬送されるシート部材の搬送長さを計測する測長部と、
前記シート部材搬送部の駆動を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
(3)本発明のパンチング装置は、前記(1)又は(2)において、
供給されるシート部材の上面又は複数積層されるシート部材間に、
潤滑シートを供給する潤滑シート供給部を設けたことを特徴とする。
(4)本発明のパンチング装置は、前記(1)〜(3)のいずれかの1において、
前記パンチ集合体及びライナー台の間に供給されるシート部材を冷却するための冷却手段をパンチング工程の前に付設したことを特徴とする。
(5)本発明のパンチング装置は、前記(1)〜(4)のいずれかの1において、
前記パンチ部材の刃部をその基部に着脱可能としたことを特徴とする。
(6)本発明のパンチングシート部材の製造方法は、
その基部側がパンチ集合体に複数配列されてライナー台に対向して支持されたパンチ部材の先端をライナー台に供給されたシート部材に当接させてパンチ孔を形成するパンチング方法であって、
前記パンチ部材の周囲を囲繞する弾性部材をシート部材に押圧して、
供給されたシート部材をライナー台に固定し、
前記パンチ集合体をさらに下降させて、
シート部材にパンチ孔を形成するとともに前記シート部材から打ち抜かれた打抜片を前記パンチ部材のパイプ内部から吸引除去した後、
前記パンチ集合体を上昇させて、
前記弾性部材によってライナー台に固定していたシート部材を解放して、
前記パンチ孔が形成されたシート部材をシート部材搬送部によって前記ライナー台上から搬送するようにし、
ライナーシート供給部から前記シート部材と前記ライナー台との間にライナーシートを供給し、
供給されるライナーシートの上面に、パンチ部材側壁内面との気密性を保ち打抜片をパンチ部材の内部に吸引してスムースに通過させるための打抜片処理用シートを打抜片処理用シート供給部から供給することを特徴とする。
また、パンチ部材先端の刃部をライナー台の面から上昇させる際には、穿孔加工時に圧縮状態にある弾性部材の厚みを復元させることで、パンチ孔の嵌入されたパンチ部材をシート部材から容易に離脱させることができ、切り離した打抜片を確実にパンチ部材の内部に引きこむことができる。
また、パンチ部材先端の刃部をライナー面から引き上げる(上昇させる)際には、弾性部材の厚みが復元することで穿孔されたシート部材を押圧したまま刃部をパンチ孔から抜き抜くことを可能とする。
なお、本発明においては、特に薄物の長尺シート部材が好適に挙げられる。
なお、刃部の形状は、パンチ孔と同形状であるが、パンチ部材の基部側(パンチ集合体の固定板に取り付けられる側)は、固定板に設けられる孔の形状と同形状である円筒形状としてもよい。このため、刃部をその基部に着脱可能としパンチ孔に合わせて交換するようにすることもできる。
パンチ部材はその複数がパンチ集合体上に適宜間隔を保った状態で、ネジ込みや嵌合などの手段で取り付けられており、パンチ集合体においては、各パンチ部材の基部側が吸気ボックスに連通されるようにしており、吸気ボックス内は吸引ポンプや送風ファンなどを介して空気圧の制御が可能となっている。
これにより、シート部材を打ち抜き、パンチ部材の内部に蓄積した打抜片を吸気ボックスを通して吸引するようにしている。
また、弾性部材としては、ゴム素材などの他、弦巻バネや板バネなどの金属素材などを用いることもできる。
なお、弾性部材の厚みはパンチ部材先端の刃部の位置より1〜5mm厚くなるように設定することが望ましい。これは弾性部材が刃部先端位置より1mmより少ないと穿孔時におけるシート部材押さえ効果が著しく減少し、逆に5mmを超えて刃部先端を深く設定すると穿孔に要する加圧力が増大してライナー面と刃部とが接触、打撃することによる弊害が大きくなるので好ましくない。
なお、加工中において、弾性部材がパンチ部材周囲から抜けないようにするためパンチ部材周囲に突起を設け、弾性部材を機械的に拘束することもできる。
シート部材搬送部は、シート部材をパンチング装置に供給する搬送装置であり、上下一対の、駆動ロールと従動ロールとでシート部材を挟圧しながら搬送して、前記パンチ部材と前記ライナー台との間にシート部材を供給するためのロール回転機構を有する。ここで、駆動ロールとしては、サーボモータを介して回転駆動されるゴムロールが挙げられ、従動ロールとしては、複数のゴムリングを互い間隔を開けて同軸上に並列配置したロールが挙げられる。
従動ロールは、エアシリンダーなどの昇降機構を介して駆動ロールに対して離接可動に配置され、搬送するシート部材を駆動ロールとの間で押さえるようになっている。なお、従動ロールは、駆動ロールからゴムリングを介して摩擦力で従動させる代わりに、駆動ロール及び従動ロールの端部にギアを設け、ギヤを介して従動ロールを回転させるようにしてもよい。
測長部は、シート部材の搬送量などを測定する計測器であり、機械的変位量をデジタル量に変換する機能を有するものも挙げられる。シート部材搬送部によって搬送されるシート部材の搬送量を計測し制御部に送信する。測長部としては、光電式や磁気式、電気的導通を捉える接点式などのロータリエンコーダ等が適用可能である。
制御部は、コンピュータやシーケンサなどの制御装置であり、ロータリエンコーダやシート部材搬送部のサーボモータなどと連結して、前記ロータリエンコーダにより取得されるシート部材の搬送量に基づいて、前記シート部材搬送部の駆動ロールを制御することができる。これにより、シート部材に形成される搬送方向のパンチ孔列の間隔を所定値に制御することができる。
また、本実施形態パンチング装置においては、前記パンチ部材の先端が押圧される前記シート部材と前記ライナー台との間に、パンチ部材の刃部を保護するライナーシートを供給するライナーシート供給部を設けることができる。これによって、パンチング時点において、パンチ部材の刃部がライナー台に直接的に当接するのを回避して、刃部の摩耗防止やライナー台の保護に寄与することができる。
ライナーシートは、ライナー台やパンチ部材を保護できるものであれば、その材質や厚みなどを制限するものではないが、例えば、ゴム、紙、合成樹脂などが好ましく挙げられる。
ベルトコンベア式にしてもよい。この場合はベルトコンベア上にライナーシートを巻き回すこともできる。
また、本実施形態のパンチング装置では、前記シート部材の上面や、複数の積層シート部材間に、潤滑シートを介挿して供給する潤滑シート供給部を設けることができる。これにより、パンチ部材の内部に蓄積する打抜片を、パンチ部材の内面との潤滑を促進し排出を円滑に行うことができ、生産効率性やメンテナンス性をさらに高めることができる。
潤滑シートとしては、パンチ部材の内部に蓄積した打抜片に潤滑効果を与えるものであれば、その材質や厚みなどを制限するものではないが、紙、樹脂などからなるシートが好ましく挙げられる。特に、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、潤滑成分を含有させた紙などのフィルムやシートが好ましく挙げられる。また、その厚みは、例えば、その厚みとしては0.01〜0.5mm程度のものが好ましい。
以下、本発明のパンチング装置の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は実施例1のパンチング装置の全体概略図である。図示するように、実施例1のパンチング装置10Aは、被加工物となる自動車内装用のシート部材Sが供給されるライナー台11と、ライナー台11の平滑なライナー面に対向して相対的に上下動されるパンチ集合体12と、パンチ集合体12に格子状又は直線状に配設されライナー台上のシート部材Sをプレス穿孔動作(パンチング)により打ち抜いてパンチ孔を形成させるパンチ部材13と、シート部材Sをライナー台11に供給するためのシート部材供給部14とを備えている。
また、パンチ部材13をライナー面から離脱する際には、弾性部材17の厚みを復元させることで、穿孔後のシート部材をライナー面に押圧したままパンチ部材13をパンチ孔Aから引き抜いて、打抜片Kを確実にパンチ部材13の内部に残留させることができる。
図5(a)、(b)に示すように、パンチ部材13の内部は円筒パイプ状(空洞)であって、パンチ集合体12により下方に垂下支持され、その基部側は通気ボックス18内へ連通された(通気性を有する)状態となっている。この通気ボックス18内に圧縮空気を高速で流すことによって、パンチ部材13の内部を吸引して、シート部材Sの穿孔加工によってパンチ部材13内部に蓄積した打抜片Kを除去することができる。
また、図示しない真空ポンプやファン機構などによって通気ボックス18内を正圧又は負圧状態に維持することによって、パンチ部材13の内部をエア吸引したり、必要に応じて逆にその刃部側からエア吹出したりすることも可能としている。
また、図5(b)に示すように、パンチ集合体12において、パンチ部材13を下側の固定板13cの孔にその上方から挿入して嵌合させた後、上方への抜けを防止するためパンチ部材13の外径よりも小さめの孔を設けた背板13bで上部から押さえてある。
なお、パンチ部材の先端の刃部13aは、パンチ部材13の基部とは別途の形態とすることもできる。すなわち、図5(c)に示すように、パンチ部材13の先端の刃部13aを、円、三角、十字など穿孔する形状に合わせて、横断面がその形状になった円筒や、三角筒、十字状の筒とし、パンチ部材の基部側は、円筒としている。これにより、弾性部材17がパンチ部材13から抜け落ちないという効果も奏する。
このとき、パンチ部材13上部の通気ボックス18内には圧縮空気が流され、パンチ部材13の内部が負圧となり打抜片Kが通気ボックス18内に吸引される。
打抜片Kが除去されたシート部材Sは所定距離移動した後停止して、次のパンチング動作が実行される。このような一連の動作を連続して行うことによって、シート部材Sに多数のパンチ孔Aを所定間隔で配列して形成させることができる。
また、サーボモータ28で搬送量を制御することにより、シート部材送り方向(長手方向)においてパンチ孔Aの列間隔を変えて、パンチ孔列間にスペースSPを保有させることもできる(図6(a)(b)(c)参照)。
図7は、本発明に係る実施例2のパンチング装置10Bの概略説明図である。
図に示すように、実施例1のパンチング装置にライナーシート供給部16及び打抜片吸引部41を付設することで構成されている。ライナーシート供給部16は、制御部27を介してシート部材Sの供給動作に同期してライナーシートRを供給し、ライナーシートRによって、パンチング加工時においてパンチ部材13の刃部13aの打撃からライナー台11を保護する。なお、図示するように、シート部材Sのパンチング加工後は、ライナーシートRは、製品となるシート部材Sから引き剥がされて排出されるようになっている。
図8は、本発明に係る実施例3のパンチング装置10Cの概略説明図である。
図に示すように、実施例3のパンチング装置10Cは、実施例2のパンチング装置に加えて、潤滑シート供給部15を付設することで構成されている。潤滑シート供給部15は、シート部材Sの表面に積層される潤滑シートJをシート部材Sの供給動作に同期して供給するための供給機構であり、制御部27を介して駆動制御されるようになっている。
図9は、本発明に係る実施例4のパンチング装置10Dの概略説明図である。
図に示すように、実施例4のパンチング装置10Dは、実施例3のパンチング装置におけるシート部材SとライナーシートRとの間に、打抜片処理用シートNを介挿させるための打抜片処理用シート供給部31を設けるとともに、パンチ加工処理後のシート部材になお付着する打抜片を吹き飛ばすためのエアノズル32と、この吹き飛ばされた打抜片Kからなる滓などを集めるための集塵機33と、エア洗浄後のシート部材を透視検査するためのシート部材透かし検査機34と、洗浄検査後のシート部材を巻き取るための製品巻取ローラ35と、を付設するように構成されている。
打抜片処理用シートNは、パンチ孔を抜いた後の打抜カスである打抜片Kをパンチ部材の内部に吸引してスムースに通過させるために、パンチ部材側壁内面との気密性を保つための蓋のような役割をする。すなわち、打抜片Kとパンチ部材側壁内面との間に隙間がある場合は、打抜片Kが吸引されにくい。そのような場合において、肉厚の打抜片処理用シートNを打抜片Kの下方に存在させることによって、変形されにくい打抜片処理用シートNがパンチ部材側壁内面にあってパンチ部材側壁に蓋をするように働くことによって、打抜片処理用シートNが吸引されることによって打抜片Kの吸引を助ける役割をするのである。
図10は、本発明に係る実施例5のパンチング装置10Eの概略説明図である。
図に示すように、実施例5のパンチング装置10Eは、実施例1のパンチング装置において、パンチ集合体12の前工程に冷却手段42を付設したものである。冷却手段42によって、粘着剤が塗布されているシート部材Sを冷却することにより粘着剤の粘着力を抑制して、パンチング工程においてパンチ部材の刃部や空洞部に粘着剤が付着しないようにすることができる。冷却手段42としては、空冷や水冷装置、あるいは液体窒素などで冷却するなどの手段が挙げられる。
11 ライナー台
12 パンチ集合体
13 パンチ部材
13a 刃部
13b 背板
13c 固定板
14 シート部材供給部
15 潤滑シート供給部
16 ライナーシート供給部
17 弾性部材
18 通気ボックス
20 シート部材搬送部
21 従動ロール
22 駆動ロール
23、23’ エアシリンダー
24 ゴムリング
26 測長部(ロータリエンコーダ)
27 制御部
28 サーボモータ
31 打抜片処理用シート供給部
32 エアノズル
33 集塵機
34 シート部材透かし検査機
35 製品巻取ローラ
41 打抜片吸引部
42 冷却手段
S シート部材
SP スペース
J 潤滑シート
R ライナーシート
N 打抜片処理用シート
K 打抜片
A パンチ孔
X 弾性部材の厚み
Y パンチ部材の長さ
Claims (6)
- ライナー台に供給されたシート部材に先端に刃部を有するパイプ状のパンチ部材を押圧して、
前記シート部材から打ち抜かれた打抜片を前記パンチ部材のパイプ内部から吸引除去しながらシート部材にパンチ孔を形成させるパンチング装置であって、
前記パンチ部材はその基部側がパンチ集合体に複数配列されて前記ライナー台に対向して支持されるとともに、
前記パンチ集合体は前記パンチ部材の周囲を囲繞する弾性部材を備えてなり、
前記シート部材と前記ライナー台との間にライナーシートを供給するためのライナーシート供給部を設け、
供給されるライナーシートの上面に、パンチ部材側壁内面との気密性を保ち打抜片をパンチ部材の内部に吸引してスムースに通過させるための打抜片処理用シートを供給する打抜片処理用シート供給部を設けたことを特徴とするパンチング装置。 - 前記パンチング装置において、
前記パンチ孔が形成されたシート部材を前記ライナー台上から搬送するシート部材搬送部と、
前記搬送されるシート部材の搬送長さを計測する測長部と、
前記シート部材搬送部の駆動を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のパンチング装置。 - 供給されるシート部材の上面又は複数積層されるシート部材間に、
潤滑シートを供給する潤滑シート供給部を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載のパンチング装置。 - 前記パンチ集合体及びライナー台の間に供給されるシート部材を冷却するための冷却手段をパンチング工程の前に付設したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のパンチング装置。
- 前記パンチ部材の刃部をその基部に着脱可能としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のパンチング装置。
- その基部側がパンチ集合体に複数配列されてライナー台に対向して支持されたパンチ部材の先端をライナー台に供給されたシート部材に当接させてパンチ孔を形成するパンチング方法であって、
前記パンチ部材の周囲を囲繞する弾性部材をシート部材に押圧して、
供給されたシート部材をライナー台に固定し、
前記パンチ集合体をさらに下降させて、
シート部材にパンチ孔を形成するとともに前記シート部材から打ち抜かれた打抜片を前記パンチ部材のパイプ内部から吸引除去した後、
前記パンチ集合体を上昇させて、
前記弾性部材によってライナー台に固定していたシート部材を解放して、
前記パンチ孔が形成されたシート部材をシート部材搬送部によって前記ライナー台上から搬送するようにし、
ライナーシート供給部から前記シート部材と前記ライナー台との間にライナーシートを供給し、
供給されるライナーシートの上面に、パンチ部材側壁内面との気密性を保ち打抜片をパンチ部材の内部に吸引してスムースに通過させるための打抜片処理用シートを打抜片処理用シート供給部から供給することを特徴とするパンチングシート部材の製造方法。
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