JP6562827B2

JP6562827B2 - パンチ金型及び建材用孔開け加工方法

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Publication number: JP6562827B2
Application number: JP2015240097A
Authority: JP
Inventors: 茂朝霧; 宏二山本; 仁史北野
Original assignee: 株式会社コニック; 株式会社北野産業
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: JP2017104932A

Description

本発明は、板状などの被加工物に孔開け加工を行うためのパンチ金型（孔開け加工装置）、及び、それを使用した建材用孔開け加工方法に関する。

従来、この種のパンチ金型として、材質が鉄やステンレス，アルミニウム等からなる板状の金属材料に、ウレタンゴム等の軟質材料や発泡樹脂材料等を接着した軟質積層材料である被加工材を、タレットパンチプレス機により孔あけ加工する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されたものは、板状の被加工材の位置決め装置と、上金型を装着する上タレットと、下金型を装着する下タレットと、上タレットに配置されて上金型を上下方向摺動可能に収容保持する上金型ホルダーと、上金型を押圧するラムを具えたプレス駆動装置から成るタレットパンチプレス機において、被加工材を下金型と上金型の間に位置決めするために設けた下金型上面から上タレット下面又は上金型ホルダー下面までの垂直方向の空間を変更する手段を設けている。
この上金型と下金型の空間を変動させる手段の一例として、被加工材を位置決めするときは、上金型ホルダーを上昇させることにより、下金型上面から上金型ホルダー下面までの前記空間を広くしている。上金型（パンチの切刃部）による孔あけ加工時及び孔あけ加工後に上金型を被加工材から引抜くときには、上金型ホルダーを被加工材に永久歪が生じない範囲の位置まで下降させるか、又は下金型（ダイ）を上昇させて、下金型上面から上金型ホルダー下面までの前記空間を狭くしている。
これにより、被加工材に加わる面圧が軽減されて、被加工材の軟質材料や発泡樹脂材料等に凹みが生じ永久歪として残留しない孔あけ加工を実現している。

特開平０９−００１２５８号公報

ところで、このようなパンチ金型により孔開け加工（打ち抜き加工）される対象物は、その全体が金属などの硬質材料からなる板状の被加工物や、特許文献１に記載の金属材料に軟質材料や発泡樹脂材料等が積層された板状の被加工物に限られず、全体又は少なくとも表裏両面が合成樹脂やゴムなどの変形可能な軟質材料からなる板状又はフィルム状の被加工物がある。
しかし、特許文献１に記載のパンチ金型では、変形可能な軟質材料からなる被加工物を開け加工すると、上金型ホルダーの下面が被加工物の表面に圧接するものの、被加工材に加わる面圧を軽減させる必要があるため、軟質材料からなる被加工物に上金型（パンチの切刃部）を突き当てて開け加工すると、軟質材料からなる被加工物が変形して下金型（ダイ）のダイ孔に引き込まれてしまう。
これにより、被加工物に対し切刃部によるクラック発生点が刃先から僅かに位置ズレしてしまい、孔開けした孔縁に抜きバリとなって残り易いという問題があった。

このような課題を達成するために本発明に係るパンチ金型は、加圧に対して弾性変形可能な材料からなる被加工物に孔開け加工を行うパンチ金型であって、前記被加工物の弾性変形可能な表面と対向して接離自在な第一加圧面及びパンチ孔を有するパンチガイドと、前記被加工物の弾性変形可能な裏面と対向して接離自在な第二加圧面及びダイ孔を有するダイと、前記パンチガイドの内部に支持され、前記パンチ孔又は前記ダイの前記ダイ孔のいずれか一方から他方に向け移動して前記被加工物を貫通する切刃部を有するパンチと、を備え、前記パンチガイドの前記第一加圧面は、前記孔開け加工時に前記被加工物の前記表面と面接触して圧接され、前記パンチ孔の孔縁に沿って前記被加工物の前記表面へ食い込むように突出形成される第一突起部を有し、前記ダイの前記第二加圧面は、前記孔開け加工時に前記被加工物の前記裏面と面接触して圧接され、前記ダイ孔の孔縁に沿って前記被加工物の前記裏面へ食い込むように突出形成される第二突起部を有し、前記被加工物は、前記表面に対する前記第一突起部の食い込みと、前記裏面に対する前記第二突起部の食い込みにより、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に移動不能に挟持されて位置決め保持され、この位置決め保持状態で前記切刃部と前記ダイ孔により前記被加工物に貫通孔が打ち抜かれることを特徴とする。
また、このような課題を達成するために本発明に係る建材用孔開け加工方法は、加圧に対して弾性変形可能な材料からなる被加工物として板状の建材に孔開け加工する建材用孔開け加工方法であって、前記被加工物の弾性変形可能な表面にパンチガイドの第一加圧面が圧接し、前記被加工物の弾性変形可能な裏面にダイの第二加圧面が圧接して、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に前記被加工物を移動不能に挟み込む位置決め工程と、前記パンチガイドのパンチ孔又は前記ダイのダイ孔のいずれか一方から他方に向けパンチが移動して、前記被加工物に前記パンチの切刃部を貫通させる打ち抜き工程と、を含み、前記位置決め工程は、前記被加工物の前記表面に対する前記第一加圧面の圧接により、前記パンチ孔の孔縁に沿って突出形成された第一突起部を前記被加工物の前記表面へ食い込ませると同時に、前記被加工物の前記裏面に対する前記第二加圧面の圧接により、前記ダイ孔の孔縁に沿って突出形成された第二突起部を前記被加工物の前記裏面へ食い込ませ、前記第一突起部及び前記第二突起部の食い込みと、前記被加工物の前記表面に対する前記第一加圧面の圧接及び前記被加工物の前記裏面に対する前記第二加圧面の圧接とによって、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に前記被加工物を移動不能に挟持して位置決め保持し、前記打ち抜き工程は、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に前記被加工物を移動不能に挟持して位置決め保持された位置決め状態で、前記パンチの移動により前記被加工物に貫通孔が開けられることを特徴とする。

本発明の実施形態に係るパンチ金型の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が孔開け前の一部切欠正面図、（ｂ）が要部を部分拡大した縦断正面図である。図１（ａ）の（２）−（２）線に沿える拡大横断平面図である。孔開け時を示す説明図であり、（ａ）が一部切欠正面図、（ｂ）が要部を部分拡大した縦断正面図である。二次加工用金型の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が二次加工時の一部切欠正面図、（ｂ）が要部を部分拡大した縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るパンチ金型Ａは、図１〜図３に示すように、タレットパンチプレスなどのようなパンチプレス機Ｂに装着され、少なくとも表面Ｗ１及び裏面Ｗ２が弾性変形可能な被加工物Ｗに孔開け加工（打ち抜き加工）を行うためのパンチ金型及びダイ金型である。パンチ金型Ａをパンチプレス機Ｂに装着されることで、孔開け加工装置が構成される。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係るパンチ金型Ａは、被加工物Ｗの弾性変形可能な表面Ｗ１に接するパンチガイド１と、被加工物Ｗの弾性変形可能な裏面Ｗ２に接するダイ２と、パンチガイド１又はダイ２のいずれか一方から他方に向け移動するパンチ３と、を主要な構成要素として備えている。

パンチ３は、パンチガイド１の内部に支持されるパンチボディ３ａと、被加工物Ｗを貫通する切刃部３ｂと、を有している。
パンチ３の具体例として図１〜図３に示される場合には、切刃部３ｂの先端形状を円弧状に凹むように形成している。
また、その他の例として図示しないが、切刃部３ｂの先端形状を円弧以外の形状に変更することも可能である。

なお、パンチガイド１とダイ２は、図１〜図３に示されるように、通常、被加工物Ｗの加工位置Ｐを挟んで上下方向へ対向するように配置され、パンチ３の移動によって被加工物Ｗに貫通孔Ｗ３が開けられる方向を以下「Ｚ方向」という。
Ｚ方向と交差（直交）する被加工物Ｗの表面Ｗ１及び裏面Ｗ２に沿った方向を以下「Ｘ方向」「Ｙ方向」という。
図１〜図３に示される例では、一つの被加工物Ｗに対してパンチ３及びダイ２が一組のみ配備され、パンチ３及びダイ２による孔開け作動で、一つの被加工物Ｗに一つの貫通孔Ｗ３が開けられる場合を示している。
また、その他の例として図示しないが、一つの被加工物Ｗに対してパンチ３及びダイ２とダイ２を複数組配備することにより、これらの孔開け作動で一つの被加工物Ｗに複数の貫通孔Ｗ３を同時に開けることも可能である。この多連孔開け加工の場合には、複数組のパンチ３及びダイ２がＸ方向又はＹ方向のいずれか一方若しくはＸ方向及びＹ方向の両方へそれぞれ配置される。

パンチプレス機Ｂが図１〜図３に示されるタレットパンチプレスである場合には、少なくとも上タレットなどの第一ホルダＢ１と、下タレットなどの第二ホルダＢ２と、を有している。第一ホルダＢ１及び第二ホルダＢ２は、円盤状又は扇状に形成され、Ｚ方向へ対向するように配置しており、回転支持部（図示しない）を中心として回転自在に支持されるとともに、回転駆動部（図示しない）でそれぞれ回転移動制御されている。
第一ホルダＢ１には、その回転方向へ所定間隔毎に打ち抜き用のパンチガイド１やその他の工具などが、必要に応じてＺ方向へ往復動自在に取り付けられる。パンチガイド１の内部には、打ち抜き用のパンチ３がＺ方向へ往復動自在に支持されている。
第二ホルダＢ２には、その回転方向へ所定間隔毎に打ち抜き用のダイ２やその他の工具などが取り付けられる。ダイ２は、第二ホルダＢ２に対しダイホルダＢ３を介して支持されている。被加工物Ｗの孔開け加工時には、パンチガイド１及びパンチ３がダイ２とＺ方向へ一直線上に配置される。
さらに、タレットパンチプレスは、ＮＣ制御などにより予め設定されたプログラムに従って、前記回転駆動部や後述するプレス駆動部Ｂ４などを順次それぞれ作動制御している。
タレットパンチプレスにより被加工物Ｗの孔開け加工を行う場合には、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、プレス駆動部（ストライカー）Ｂ４の加圧力をパンチヘッド４で受け、その力をパンチ３のパンチボディ３ａに伝える。これにより、先ずパンチガイド１がダイ２に向け接近移動し、両者間に被加工物Ｗを挟み込んでＺ方向及びＸＹ方向へ移動不能に位置決めする。次に切刃部３ｂとダイ２で被加工物Ｗを打ち抜き、貫通孔Ｗ３が開けられる。この打ち抜き加工後は、弾性部材５の反発力により切刃部３ｂを被加工物Ｗから引き抜き、その後、被加工物Ｗからパンチガイド１が離れて初期状態に戻る。

被加工物Ｗは、その全体が金属などの硬質材料よりも軟らかいポリカーボネイト（ＰＣ），ポリプロピレン（ＰＰ），塩化ビニル（ＰＶＣ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明又は不透明な合成樹脂やゴム又はこれに類似する材質など、加圧に対して変形可能な軟質材料により形成される板状ワークやフィルム状ワークである。
被加工物Ｗの表面Ｗ１及び裏面Ｗ２は、孔開け加工時に後述するパンチガイド１の第一加圧面１ａとダイ２の第二加圧面２ａをそれぞれ圧接させることで、一時的に収縮変形する。しかし、孔開け加工後に第一加圧面１ａ及び第二加圧面２ａから開放されることで、弾性的に膨張変形して復元するように形成されている。
孔開け加工された被加工物Ｗの用途には、パンチングボードやパンチングパネルと呼ばれる建築材料（建材）がある。建材として樹脂製の被加工物Ｗからなるパンチングボードやパンチングパネルは、パンチングメタルに比べて、軽量で且つ腐食や錆が発生し易い箇所にも用いることができて有利である。特に、透明なＰＣからなるパンチングボードやパンチングパネルは、他の樹脂に比べ割れ難く、ガラスに迫る透明度を有し、且つ自己消化性を備えて燃え広がり難く安全で、優れた断熱・保温効果を有し、樹脂製の建材として優れている。

パンチガイド１は、図１（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）に示されるように、パンチ３のパンチボディ３ａを軸方向へ往復動自在に支持するための筒状ガイドである。
さらに、パンチガイド１は、被加工物Ｗの弾性変形可能な表面Ｗ１とＺ方向へ対向して接離自在な第一加圧面１ａと、パンチ３の切刃部３ｂが挿通するパンチ孔１ｂと、を有している。
第一加圧面１ａは、被加工物Ｗの表面Ｗ１と平行な平滑面に形成され、孔開け加工時には被加工物Ｗの表面Ｗ１とＺ方向へ面接触して圧接するように構成されている。
第一加圧面１ａの具体例として図１〜図３に示される場合には、第一ホルダＢ１に対しＺ方向へ往復動自在に支持されたパンチガイド１の底部に、第一加圧面１ａとしてストリッパーを一体形成している。
また、その他の例として図示しないが、第一加圧面１ａをパンチガイド１と別個な板状に形成してパンチガイド１の底部に取り付けるなど、図示例以外の構造に変更することも可能である。

さらに、パンチガイド１の第一加圧面１ａは、パンチ孔１ｂの孔縁に沿って被加工物Ｗの表面Ｗ１に向け突出形成される第一突起部１ｃを有している。
第一突起部１ｃは、その突出端に向かって徐々に肉厚が薄くなる断面鋭角の第一尖端部位１ｄを有している。
第一尖端部位１ｄの頂角は、被加工物Ｗを構成する材質の硬さや厚みなどの変化要因に応じて設定される。つまり、被加工物Ｗの硬度が比較的に高くて変形し難い場合には、第一尖端部位１ｄが刃こぼれし易いため、第一尖端部位１ｄの頂角を９０度未満で大きくすることが望ましい。これと逆に被加工物Ｗの硬度が比較的に低くて変形し易い場合には、第一尖端部位１ｄの頂角を尖端部位１ｄが刃こぼれしない範囲内で小さくして食い込み易くすることが望ましい。被加工物Ｗが例えばポリカーボネイト製である場合には、約４０〜７０度、詳しくは約５０〜６０度に設定することが好ましい。それ以外に被加工物Ｗが例えばポリプロピレン製である場合には、約３０〜６０度、詳しくは約４０〜５０度に設定することが好ましい。
第一突起部１ｃの具体例として図１（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）に示される場合には、第一尖端部位１ｄがパンチ孔１ｂの孔縁に沿って周方向へ環状に連続して突出するように形成され、第一加圧面１ａから第一尖端部位１ｄに亘って、直線状に傾斜する第一斜面部位１ｅを連続形成している。
また、その他の例として図示しないが、第一突起部１ｃの第一尖端部位１ｄをパンチ孔１ｂの孔縁に沿って周方向へ断続して突出させたり、第一斜面部位１ｅを円弧状に傾斜させたり、図示例以外の形状に変更することも可能である。

ダイ２は、図１〜図３に示されるように、平板状に形成され、その頂部に被加工物Ｗの弾性変形可能な裏面Ｗ２とＺ方向へ対向して接離自在な第二加圧面２ａと、後述するパンチ３の切刃部３ｂが挿通するダイ孔２ｂと、を有している。
第二加圧面２ａは、被加工物Ｗの裏面Ｗ２と平行な平滑面に形成され、孔開け加工時には被加工物Ｗの裏面Ｗ２とＺ方向へ面接触して圧接するように構成されている。
ダイ２の具体例としてパンチプレス機Ｂがタレットパンチプレスである場合には、第二ホルダＢ２に対してダイ２がＺ方向へ移動不能に取り付けられ、第二加圧面２ａが被加工物ＷをＺ方向へ移動不能に位置決めする支持面である。
また、その他の例として図示しないが、ダイ２を図示例以外の形状構造に変更することも可能である。

さらに、ダイ２の第二加圧面２ａは、ダイ孔２ｂの孔縁に沿って被加工物Ｗの裏面Ｗ２に向け突出形成される第二突起部２ｃを有している。
第二突起部２ｃは、その突出端に向かって徐々に肉厚が薄くなる断面鋭角の第二尖端部位２ｄを有している。
第二尖端部位２ｄの頂角は、第一尖端部位１ｄの頂角と同様に被加工物Ｗを構成する材質の硬さや厚みなどの変化要因に応じて設定される。被加工物Ｗが例えばポリカーボネイト製である場合には、約２５〜７０度、詳しくは約３０〜４０度に設定することが好ましい。それ以外に被加工物Ｗが例えばポリプロピレン製である場合には、約２０〜６０度、詳しくは約２５〜３５度に設定することが好ましい。
第二突起部２ｃの具体例として図１〜図３に示される場合には、第二尖端部位２ｄがダイ孔２ｂの孔縁に沿って周方向へ環状に連続して突出するように形成され、第二加圧面２ａから第二尖端部位２ｄに亘って、直線状に傾斜する第二斜面部位２ｅを連続形成している。
また、その他の例として図示しないが、第二突起部２ｃの第二尖端部位２ｄをダイ孔２ｂの孔縁に沿って周方向へ断続して突出させたり、第二斜面部位２ｅを円弧状に傾斜させたり、図示例以外の形状に変更することも可能である。

一方、被加工物Ｗを加工位置Ｐに向け移送する方法として、パンチプレス機Ｂがタレットパンチプレスの場合には、第二ホルダＢ２上か又は第二ホルダＢ２と並んでワークテーブル（図示しない）が設けられる。このワークテーブル上に被加工物Ｗを供給すると、被加工物Ｗの一部をワーク送り機構のクランプ（図示しない）で着脱自在に保持し、予め設定されたプログラムに従って加工位置Ｐまで移送し、打ち抜き加工を行う。
つまり、タレットパンチプレスのワーク送り機構は、被加工物Ｗをパンチガイド１とダイ２の間に移送して、被加工物Ｗの所定位置に正確な打ち抜き加工が行われる。
しかし、被加工物Ｗをダイ２の第二加圧面２ａに沿って移送する際、第二加圧面２ａから突出する第二突起部２ｃに被加工物Ｗが引っ掛かって、スムーズに移送できないおそれがある。

そこで、被加工物Ｗをダイ２の第二加圧面２ａから浮いたまま被加工物Ｗの加工位置Ｐに向け移送させる浮上搬送機構６を設けることが好ましい。
浮上搬送機構６の具体例として図１〜図３に示される場合には、浮上搬送機構６が、ダイ２の第二加圧面２ａに対しＺ方向へ往復動自在に支持される遊転自在な転動体６ａと、転動体６ａをＺ方向へ弾性的に押圧する弾性体６ｂと、転動体６ａの移動範囲を規制するストッパー（図示しない）と、を有している。図示例では、転動体６ａとして球体を用いたボールプランジャである。
浮上搬送機構６は、図１（ａ）（ｂ）に示される被加工物Ｗの移送時において、転動体６ａの先端を、弾性体６ｂ及びストッパーで第二突起部２ｃの第二尖端部位２ｄよりも更に突出させるように設定している。これにより、被加工物Ｗを第二突起部２ｃに引っ掛かることなくスムーズに移送できる。
図３（ａ）（ｂ）に示される被加工物Ｗの打ち抜き加工時には、ストライカーＢ４の加圧力により、パンチガイド１の第一加圧面１ａとダイ２の第二加圧面２ａの間に被加工物Ｗを挟み込むことで、弾性体６ｂが圧縮変形して転動体６ａの先端を第二加圧面２ａに対して没入させるように、弾性体６ｂの弾性力が設定されている。
また、その他の例として図示しないが、浮上搬送機構６としてボールプランジャ以外の構成に変更することも可能である。

ついで、被加工物Ｗが透明で且つ比較的に厚い板状ワークである場合には、パンチ３の切刃部３ｂにより孔開け加工した貫通孔Ｗ３の切断面（せん断面）Ｗ４がザラザラした粗面になると、貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４が白色化して板状ワークの透明度を低下させるおそれがある。
このような問題点の解決方法としては、パンチプレス機Ｂとなるタレットパンチプレスにパンチ金型Ａと後述する二次加工用金型Ａ′が装着された孔開け加工装置を使用することが好ましい。
二次加工用金型Ａ′は、タレットパンチプレスの第一ホルダＢ１に打ち抜き用のパンチ３と別個に取り付けられる二次加工用工具３′を備えている。二次加工用工具３′を貫通孔Ｗ３に挿入してＺ方向へ往復動させることにより、貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４を二次加工して滑らかに仕上げる。
二次加工用金型Ａ′の具体例として図４（ａ）（ｂ）に示される例の場合には、第一ホルダＢ１に対し、打ち抜き用のパンチガイド１の他に二次加工用工具ガイド１′がＺ方向へ往復動自在に取り付けられ、二次加工用工具ガイド１′の内部に二次加工用工具３′をＺ方向へ往復動自在に支持している。
二次加工用工具３′は、打ち抜き用のパンチ３と同様に形成され、切刃部３ｂに該当する先端部３ｃは、そのエッジをＲ面取りなどに面取りした面取り部位３ｄを有している。二次加工用工具３′の先端部３ｃの外周面には、所定の表面粗さに形成されたヤスリ面３ｅを有している。
タレットパンチプレスの第二ホルダＢ２には、二次加工用ダイ２′がダイホルダＢ３を介して取り付けられている。
また、その他の例として図示せぬが、二次加工用工具３′を図示例以外の構造に代えて貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４を滑らかに仕上げたり、二次加工用ダイ２′に代えて打ち抜き用のダイ２を共用したり変更することも可能である。

そして、本発明の実施形態に係るパンチ金型Ａを使用した被加工物Ｗの孔開け加工方法（建材用孔開け加工方法）は、板状やフィルム状の被加工物ＷをＺ方向及びＸＹ方向へ移動不能に挟持する位置決め工程と、被加工物Ｗに孔開けする打ち抜き工程と、を主要な工程として含んでいる。
前記位置決め工程は、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、被加工物Ｗの弾性変形可能な表面Ｗ１にパンチガイド１の第一加圧面１ａが圧接し、被加工物Ｗの弾性変形可能な裏面Ｗ２にダイ２の第二加圧面２ａが圧接して、第一加圧面１ａと第二加圧面２ａの間に被加工物Ｗを移動不能に挟み込む。
さらに、前記位置決め工程では、パンチ孔１ｂの孔縁に沿って突出形成された第一突起部１ｃを被加工物Ｗの表面Ｗ１へ食い込ませると同時に、ダイ孔２ｂの孔縁に沿って突出形成された第二突起部２ｃを被加工物Ｗの裏面Ｗ２へ食い込ませている。
前記打ち抜き工程は、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、パンチガイド１のパンチ孔１ｂ又はダイ２のダイ孔２ｂのいずれか一方から他方に向けパンチ３が移動して、被加工物Ｗにパンチ３の切刃部３ｂを貫通させる。

また、二次加工用金型Ａ′を使用した貫通孔Ｗ３の二次加工方法は、前記打ち抜き工程の後工程として、貫通孔Ｗ３に二次加工用工具３′を挿入し往復動させて貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４を滑らかに仕上げる二次加工工程を含むことが好ましい。
二次加工工程は、図４（ａ）（ｂ）に示されるように、タレットパンチプレスの前記回転駆動部の作動制御により、第一ホルダＢ１及び第二ホルダＢ２の両方又は第一ホルダＢ１のみを回転移動させる。
二次加工用工具３′と二次加工用ダイ２′又は打ち抜き用のダイ２が被加工物Ｗの貫通孔Ｗ３とＺ方向へ対向する加工位置Ｐに到達したときに、プレス駆動部Ｂ４の作動により二次加工用工具３′を貫通孔Ｗ３に向けＺ方向へ押動させるように作動制御している。
これにより、二次加工用工具３′の先端部３ｃを面取り部位３ｄが貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４に沿って摺動するように挿入させる。これに続き、弾性部材５の反発力により二次加工用工具３′のヤスリ面３ｅを切断面Ｗ４に沿ってＺ方向へ往復動させる。

このような本発明の実施形態に係るパンチ金型Ａ（孔開け加工装置）及び被加工物Ｗの孔開け加工方法によると、被加工物Ｗの孔開け時には、パンチガイド１の第一加圧面１ａを、被加工物Ｗの弾性変形可能な表面Ｗ１に圧接させるため、パンチ孔１ｂの孔縁に沿って突出形成した第一突起部１ｃが表面Ｗ１へ食い込む。
これと同時に、ダイ２の第二加圧面２ａを、被加工物Ｗの弾性変形可能な裏面Ｗ２に圧接させるため、ダイ孔２ｂの孔縁に沿って突出形成した第二突起部２ｃが裏面Ｗ２へ食い込む。
これらの食い込みによって、パンチガイド１の第一加圧面１ａとダイ２の第二加圧面２ａの間に、被加工物Ｗが（Ｚ方向及びＸＹ方向へ）移動不能に挟持されて位置決め保持される。
これにより、この位置決め状態でパンチ３をパンチ孔１ｂ又はダイ孔２ｂのいずれか一方から他方に向け移動させ、切刃部３ｂが被加工物Ｗに突き当たって孔開け加工（打ち抜き加工）しても、被加工物Ｗが押し曲げられずパンチ孔１ｂ又はダイ孔２ｂの他方に引き込まれて位置ズレしない。
したがって、被加工物Ｗに対し切刃部３ｂによるクラック発生点を刃先から位置ズレさせずに孔開け加工することができる。
その結果、上金型ホルダーの下面が被加工材の表面に圧接するものの被加工材に加わる面圧を軽減している従来のものに比べ、変形可能な軟質材料からなる被加工物Ｗの孔開け加工に伴う抜きバリの発生を確実に防止することができる。このため、孔開け加工後にバリ取り加工を行う必要がなくなって、作業性及び加工精度の向上が図れるとともに、コストの低減化も図れる。

特に、第一突起部１ｃが、その突出端に向かって徐々に肉厚が薄くなる第一尖端部位１ｄを有し、第二突起部２ｃが、その突出端に向かって徐々に肉厚が薄くなる第二尖端部位２ｄを有し、第一尖端部位１ｄ及び第二尖端部位２ｄの頂角が、被加工物Ｗの硬度に対応して設定されることが好ましい。
この場合には、硬度又は厚みが異なる複数種類の被加工物Ｗの表面Ｗ１及び裏面Ｗ２に対して、第一突起部１ｃの第一尖端部位１ｄと第二突起部２ｃの第二尖端部位２ｄがそれぞれ最適条件で食い込む。
したがって、硬度又は厚みが異なる複数種類の被加工物Ｗを表面Ｗ１及び裏面Ｗ２に傷付けることなく孔開け加工することができる。
その結果、被加工物Ｗの硬度又は厚みに関係なく抜きバリの発生を確実に防止することができる。

さらに、被加工物Ｗが透明なポリカーボネイト板Ｗ′であることが好ましい。
この場合には、被加工物Ｗとなる透明なポリカーボネイト板Ｗ′の孔開け時には、その表面Ｗ１に第一突起部１ｃが食い込むと同時に第二突起部２ｃが裏面Ｗ２へ食い込んで、ポリカーボネイト板Ｗ′が移動不能に位置決め保持される。この位置決め状態で、パンチ３を移動させ切刃部３ｂがポリカーボネイト板Ｗ′に突き当たっても、ポリカーボネイト板Ｗ′が押し曲げられず曲がらずダイ孔２ｂやパンチ孔１ｂなどに引き込まれて位置ズレしない。
したがって、透明度に優れたポリカーボネイト板Ｗ′を抜きバリがなく孔開け加工することができる。
その結果、割れ難く高い透明度で且つ難燃性及び断熱性に優れたポリカーボネイト製のパンチングボードやパンチングパネルを抜きバリ無しで作製することができる。

また、このような本発明の実施形態に係る建材用孔開け加工方法によると、被加工物Ｗとなる板状の建材の孔開け時には、その表面Ｗ１に第一突起部１ｃが食い込むと同時に第二突起部２ｃが裏面Ｗ２へ食い込んで、板状の建材が移動不能に位置決め保持される。この位置決め状態で、パンチ３を移動させ切刃部３ｂが板状の建材に突き当たっても、板状の建材が押し曲げられず曲がらずダイ孔２ｂやパンチ孔１ｂなどに引き込まれて位置ズレしない。
したがって、板状の建材を抜きバリがなく孔開け加工することができる。
その結果、板状の建材を抜きバリ無しで作製することができる。

ところで、建材のパンチングボードやパンチングパネルなどは、複数の貫通孔Ｗ３の間隔を互いに接近させることで、開孔率を高めている。これを効率良く実現するには、一つの被加工物Ｗに対して複数の孔開けを同時に行う多連孔開け加工が好ましい。
しかし、多連孔開け加工の場合には、複数組のパンチガイド１及びパンチ３とダイ２をＸ方向やＹ方向などへそれぞれ配備する必要がある。このため、複数の貫通孔Ｗ３の間隔は、Ｘ方向やＹ方向などへ隣り合うパンチガイド１やダイ２の中心同士を結ぶ線分の長さよりも短くできない。
そこで、このような課題を達成するために本発明の実施形態に係る被加工物Ｗの孔開け加工方法（建材用孔開け加工方法）では、多連孔開け加工として、複数の孔開け作業をＸ方向やＹ方向などへ、その孔開け予定位置の一つおき又は複数個おきに順次行うことが好ましい。
この場合には、複数の貫通孔Ｗ３の間隔が、互いに隣り合うパンチガイド１やダイ２の中心同士を結ぶ線分の長さよりも短い多連孔開け加工が行える。

また、パンチプレス機Ｂとなるタレットパンチプレスにパンチ金型Ａと二次加工用金型Ａ′が装着された孔開け加工装置、及び、それを使用した被加工物Ｗの孔開け加工方法（建材用孔開け加工方法）によると、パンチ３の切刃部３ｂによる孔開け加工（打ち抜き加工）の後工程として、二次加工用工具３′の先端部３ｃを被加工物Ｗの貫通孔Ｗ３に挿入させ、貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４に沿って二次加工用工具３′のヤスリ面３ｅをＺ方向へ往復動させる。
これにより、被加工物Ｗが透明で且つ比較的に厚い板状ワークであり、パンチ３の切刃部３ｂにより孔開け加工した貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４がザラザラした粗面になったとしても、切断面Ｗ４の粗面層がヤスリ面３ｅで削り取られる。
したがって、貫通孔Ｗ３の切断面Ｗ４を滑らかな鏡面状に仕上げて無色化することができる。
その結果、透明で且つ比較的に厚い板状ワークなどの被加工物Ｗの透明度を上げて、加工精度及び商品価値の向上が図れる。

なお、前示の図示例では、単数の板状ワークからなる被加工物Ｗに孔開け加工を行っているが、これに限定されず、板状ワークに代えてフィルム状ワークからなる被加工物Ｗに孔開け加工を行ったり、複数の板状ワークやフィルム状ワークが積み重ねられた被加工物Ｗに孔開け加工を行ったり変更してもよい。
さらに、本発明の実施形態に係るパンチ金型Ａがパンチプレス機Ｂとしてタレットパンチプレスに装着される場合を示したが、これに限定されず、タレットパンチプレス以外のパンチプレス機Ｂに装着してもよい。

Ａパンチ金型１パンチガイド
１ａ第一加圧面１ｂパンチ孔
１ｃ第一突起部１ｄ第一尖端部位
２ダイ２ａ第二加圧面
２ｂダイ孔２ｃ第二突起部
２ｄ第二尖端部位３パンチ
３ｂ切刃部Ｗ被加工物
Ｗ′ ポリカーボネイト板Ｗ１表面
Ｗ２裏面

Claims

加圧に対して弾性変形可能な材料からなる被加工物に孔開け加工を行うパンチ金型であって、
前記被加工物の弾性変形可能な表面と対向して接離自在な第一加圧面及びパンチ孔を有するパンチガイドと、
前記被加工物の弾性変形可能な裏面と対向して接離自在な第二加圧面及びダイ孔を有するダイと、
前記パンチガイドの内部に支持され、前記パンチ孔又は前記ダイの前記ダイ孔のいずれか一方から他方に向け移動して前記被加工物を貫通する切刃部を有するパンチと、を備え、
前記パンチガイドの前記第一加圧面は、前記孔開け加工時に前記被加工物の前記表面と面接触して圧接され、前記パンチ孔の孔縁に沿って前記被加工物の前記表面へ食い込むように突出形成される第一突起部を有し、
前記ダイの前記第二加圧面は、前記孔開け加工時に前記被加工物の前記裏面と面接触して圧接され、前記ダイ孔の孔縁に沿って前記被加工物の前記裏面へ食い込むように突出形成される第二突起部を有し、
前記被加工物は、前記表面に対する前記第一突起部の食い込みと、前記裏面に対する前記第二突起部の食い込みにより、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に移動不能に挟持されて位置決め保持され、この位置決め保持状態で前記切刃部と前記ダイ孔により前記被加工物に貫通孔が打ち抜かれることを特徴とするパンチ金型。
前記第一突起部が、その突出端に向かって徐々に肉厚が薄くなる第一尖端部位を有し、前記第二突起部が、その突出端に向かって徐々に肉厚が薄くなる第二尖端部位を有し、前記第一尖端部位及び前記第二尖端部位の頂角が、前記被加工物の硬度又は厚みに対応して設定されることを特徴とする請求項１記載のパンチ金型。
前記被加工物が透明なポリカーボネイト板であることを特徴とする請求項１記載のパンチ金型。
加圧に対して弾性変形可能な材料からなる被加工物として板状の建材に孔開け加工する建材用孔開け加工方法であって、
前記被加工物の弾性変形可能な表面にパンチガイドの第一加圧面が圧接し、前記被加工物の弾性変形可能な裏面にダイの第二加圧面が圧接して、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に前記被加工物を移動不能に挟み込む位置決め工程と、
前記パンチガイドのパンチ孔又は前記ダイのダイ孔のいずれか一方から他方に向けパンチが移動して、前記被加工物に前記パンチの切刃部を貫通させる打ち抜き工程と、を含み、
前記位置決め工程は、前記被加工物の前記表面に対する前記第一加圧面の圧接により、前記パンチ孔の孔縁に沿って突出形成された第一突起部を前記被加工物の前記表面へ食い込ませると同時に、前記被加工物の前記裏面に対する前記第二加圧面の圧接により、前記ダイ孔の孔縁に沿って突出形成された第二突起部を前記被加工物の前記裏面へ食い込ませ、前記第一突起部及び前記第二突起部の食い込みと、前記被加工物の前記表面に対する前記第一加圧面の圧接及び前記被加工物の前記裏面に対する前記第二加圧面の圧接とによって、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に前記被加工物を移動不能に挟持して位置決め保持し、
前記打ち抜き工程は、前記第一加圧面と前記第二加圧面の間に前記被加工物を移動不能に挟持して位置決め保持された位置決め状態で、前記パンチの移動により前記被加工物に貫通孔が開けられることを特徴とする建材用孔開け加工方法。