JP7129807B2 - Punch hole forming method and punch hole forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、基板に対して穴を打ち抜くパンチ孔形成方法及びパンチ孔形成装置に関する。 The present invention relates to a punch hole forming method and a punch hole forming apparatus for punching holes in a substrate.

孔の打ち抜き対象である被加工材に孔を設ける場合には、一般的に、被加工物をダイスに載せ、パンチにより被加工材に孔を設ける。特許文献１では、被加工物を加熱し、被加工材の変形抵抗を小さくし、つまり変形能を高めて孔の打ち抜きを行う熱間鍛造の技術が開示されている。このように被加工物を加熱すると、加熱された被加工物自体の温度、孔の打ち抜きの際の摩擦等により、パンチの摩耗及び焼損等が生じ、パンチの寿命が低下する。そこで、特許文献１では、パンチ内部に常時、冷却媒体を流動させ、パンチ先端部に冷却媒体を集中的に噴射し、パンチ先端を冷却している。 When holes are to be formed in a workpiece to be punched, generally the workpiece is placed on a die and punched to form holes in the workpiece. Patent Literature 1 discloses a hot forging technique in which a workpiece is heated to reduce the deformation resistance of the workpiece, that is, to increase the deformability to punch a hole. When the workpiece is heated in this manner, the temperature of the heated workpiece itself, friction during punching of holes, and the like cause wear and burnout of the punch, resulting in a reduction in the life of the punch. Therefore, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100002, a cooling medium is always made to flow inside the punch, and the cooling medium is intensively jetted to the tip of the punch to cool the tip of the punch.

特開平８－３０９４７３号公報JP-A-8-309473

比較的に薄い被加工物の場合、ダイスに載置してパンチをする際にダイス及びパンチにより被加工物の温度が低下し、変形能が低くなるために被加工物に孔を打ち抜くことが困難である。特許文献１では、上記の通り、大きな熱を有する被加工物によってパンチが加熱されて焼損等することを課題として、パンチを冷却している。つまり、ダイス及びパンチ等が被加工物の熱を奪わないようにして、被加工物に孔を打ち抜く方法は特許文献１には開示されていない。 In the case of a relatively thin work piece, when it is placed on the die and punched, the temperature of the work piece is lowered by the die and the punch, and the deformability of the work piece becomes low. Have difficulty. In Patent Literature 1, as described above, the punch is cooled because the punch is heated by a workpiece having a large amount of heat and burns out. In other words, Patent Document 1 does not disclose a method of punching a hole in a workpiece while preventing the heat of the workpiece from being taken away by a die, a punch, or the like.

そこで、本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、被加工物を加工具により打ち抜いて孔を形成する際に、加工具により被加工物の温度が低下するのを抑制できるパンチ孔形成方法及びパンチ孔形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method for punching holes that can suppress a decrease in the temperature of a workpiece due to a processing tool when punching the workpiece with a processing tool to form a hole. An object of the present invention is to provide a forming method and a punch hole forming apparatus.

本発明に係るパンチ孔形成方法の特徴構成は、
０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、
前記パンチが被加工物に孔を形成する際に前記温度ＴＯに維持された被加工物に掛ける荷重は、前記パンチが室温の被加工物に孔を形成する際に必要な荷重の１０％以上３０％以下である点にある。 The characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is as follows:
At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. maintaining the temperature of the workpiece between
The load applied to the workpiece maintained at the temperature TO when the punch forms a hole in the workpiece is 10% or more of the load required when the punch forms a hole in the workpiece at room temperature. The point is that it is 30% or less .

厚みが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下と比較的に薄い被加工物がダイスに載置される場合、被加工物の温度はダイスとの接触により低下する可能性がある。一方で、被加工物が比較的に薄板であるため、被加工物は加熱の程度が大きすぎると、被加工物が板状を維持できず反るなど変形する可能性がある。 When a relatively thin workpiece having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less is placed on the die, the temperature of the workpiece may drop due to contact with the die. On the other hand, since the workpiece is a relatively thin plate, if the degree of heating is too great, the workpiece cannot maintain its plate shape and may be deformed such as warped.

これらの点を加味し、本特徴構成によれば、ダイスに比較的に薄板である被加工物が載置されている状態で、被加工物の温度を打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する。よって、被加工物の温度の低下を抑制し、変形抵抗（引張り強さ）を小さく維持できる。つまり、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチにより容易に被加工物を打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。さらに、温度ＴＯは、被加工物を打ち抜き可能な温度であり、被加工物そのものの形状を変形させる温度ではないことからも、被加工物そのものの形状の変形を抑制できる。
また、被加工物の変形抵抗が小さいため、パンチの座屈の虞も回避可能である。
また、本特徴構成によれば、被加工物が打ち抜きの可能な温度ＴＯに維持されることで、被加工物の変形抵抗が低下される。そして、被加工物の変形抵抗が低下することで、パンチにより被加工物を打ち抜く際の荷重（パンチの打抜刃に作用する圧縮応力）が所定値以下となる。ここで、大きな荷重を掛けて被加工物を打ち抜くと、打ち抜きの際に、孔の形成位置及びその周囲も含めて、被加工物が打ち抜き方向に引っ張られ、被加工物が変形する可能性がある。被加工物を温度ＴＯに維持して孔を形成する際の荷重（圧縮応力）を所定値以下にできることで、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。
また、本特徴構成によれば、被加工物を温度ＴＯに維持した状態で、孔を形成する際に必要な荷重を、室温で被加工物に孔を形成する際に必要な荷重よりも十分に小さくできる。よって、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。 In consideration of these points, according to this characteristic configuration, the temperature of the workpiece, which is relatively thin, is placed on the die, and the temperature of the workpiece is maintained at a temperature TO at which punching is possible. Therefore, a decrease in the temperature of the workpiece can be suppressed, and deformation resistance (tensile strength) can be kept small. That is, the workpiece can be easily punched out to form a hole with a punch while the deformation resistance of the workpiece is kept small and the deformability is enhanced. In addition, since the resistance when forming the hole is small, the hole having the desired hole diameter can be formed with high precision while suppressing the deformation of the relatively thin plate to be processed. Furthermore, since the temperature TO is a temperature at which the workpiece can be punched and not a temperature at which the shape of the workpiece itself is deformed, deformation of the workpiece itself can be suppressed.
Moreover, since the deformation resistance of the workpiece is small, the risk of buckling of the punch can be avoided.
In addition, according to this characteristic configuration, the deformation resistance of the workpiece is reduced by maintaining the temperature TO at which the workpiece can be punched. Since the deformation resistance of the workpiece is lowered, the load (compressive stress acting on the punching blade of the punch) when punching the workpiece with the punch becomes equal to or less than a predetermined value. Here, if the work piece is punched with a large load, the work piece is pulled in the punching direction, including the hole formation position and its surroundings, and the work piece may be deformed. be. By keeping the load (compressive stress) when forming a hole while maintaining the temperature of the workpiece at a predetermined value or less, deformation of the relatively thin workpiece itself can be suppressed, and a hole with a desired hole diameter can be formed. can be formed with high accuracy.
In addition, according to this characteristic configuration, the load required for forming holes in the workpiece while maintaining the temperature TO is sufficiently higher than the load required for forming holes in the workpiece at room temperature. can be made as small as possible. Therefore, it is possible to precisely form a hole having a desired hole diameter while suppressing deformation of the workpiece itself, which is a relatively thin plate.

本発明に係るパンチ孔形成方法の特徴構成は、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、
前記パンチは、
所定の厚みを有する板状のパンチ本体と、
前記パンチ本体の前記被加工物と対向する対向面から突出して延び、前記被加工物に孔をあける打抜刃と、
前記パンチ本体の対向する二面のうち、前記打抜刃の突出方向とは反対側の面に位置する基部と、前記基部から前記打抜刃の突出方向に前記パンチ本体を貫通し、前記パンチ本体の厚みよりも長く延びるストリッパーピンとを有するストリッパー部材と、を含み、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜く際には、前記ストリッパーピンが前記対向面から突出しないように退避されており、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記ストリッパーピンの先端が前記対向面から突出して前記被加工物を押圧することにより、前記パンチ本体とともに前記打抜刃が前記被加工物から引き抜かれる点にある。
厚みが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下と比較的に薄い被加工物がダイスに載置される場合、被加工物の温度はダイスとの接触により低下する可能性がある。一方で、被加工物が比較的に薄板であるため、被加工物は加熱の程度が大きすぎると、被加工物が板状を維持できず反るなど変形する可能性がある。
これらの点を加味し、本特徴構成によれば、ダイスに比較的に薄板である被加工物が載置されている状態で、被加工物の温度を打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する。よって、被加工物の温度の低下を抑制し、変形抵抗（引張り強さ）を小さく維持できる。つまり、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチにより容易に被加工物を打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。さらに、温度ＴＯは、被加工物を打ち抜き可能な温度であり、被加工物そのものの形状を変形させる温度ではないことからも、被加工物そのものの形状の変形を抑制できる。
また、被加工物の変形抵抗が小さいため、パンチの座屈の虞も回避可能である。
また、本特徴構成によれば、薄板の被加工物を打ち抜いた場合、ストリッパーピンにより被加工物を押さえることで、被加工物から打抜刃を容易に引き抜くことができる。 A feature of the punch hole forming method according to the present invention is that a workpiece, which is a plate member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die, and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch. maintaining the temperature of the workpiece at least while the hole is being formed at a temperature TO at which punching of the workpiece is possible when forming the hole;
The punch is
a plate-shaped punch body having a predetermined thickness;
a punching blade that protrudes and extends from a surface of the punch body that faces the workpiece and that punches a hole in the workpiece;
a base located on the side opposite to the direction in which the punching blade protrudes from among the two opposing faces of the punch body; a stripper member having a stripper pin extending longer than the thickness of the body;
When punching the workpiece with the punch, the stripper pin is retracted so as not to protrude from the facing surface,
After punching the workpiece with the punch, the tip of the stripper pin protrudes from the facing surface and presses the workpiece, whereby the punch body and the punching blade are pulled out from the workpiece. at the point.
When a relatively thin workpiece having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less is placed on the die, the temperature of the workpiece may drop due to contact with the die. On the other hand, since the workpiece is a relatively thin plate, if the degree of heating is too great, the workpiece cannot maintain its plate shape and may be deformed such as warped.
In consideration of these points, according to this characteristic configuration, the temperature of the workpiece, which is relatively thin, is placed on the die, and the temperature of the workpiece is maintained at a temperature TO at which punching is possible. Therefore, a decrease in the temperature of the workpiece can be suppressed, and deformation resistance (tensile strength) can be kept small. That is, the workpiece can be easily punched out to form a hole with a punch while the deformation resistance of the workpiece is kept small and the deformability is enhanced. In addition, since the resistance when forming the hole is small, the hole having the desired hole diameter can be formed with high precision while suppressing the deformation of the relatively thin plate to be processed. Furthermore, since the temperature TO is a temperature at which the workpiece can be punched and not a temperature at which the shape of the workpiece itself is deformed, deformation of the workpiece itself can be suppressed.
Moreover, since the deformation resistance of the workpiece is small, the risk of buckling of the punch can be avoided.
Further, according to this characteristic configuration, when a thin plate workpiece is punched, the punching blade can be easily pulled out from the workpiece by pressing the workpiece with the stripper pin.

本発明に係るパンチ孔形成方法の特徴構成は、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、A feature of the punch hole forming method according to the present invention is that a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die, and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. maintaining the temperature of the workpiece at least while the hole is being formed at a temperature TO that allows punching of the workpiece when forming the
前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＤに加熱されたダイスに前記被加工物が載置されること及び前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＰに加熱されたパンチにより前記被加工物が打ち抜かれることで前記被加工物が温度ＴＯに維持される点にある。The workpiece is placed on a die heated to a temperature TD higher than the temperature TO, and the workpiece is punched by a punch heated to a temperature TP higher than the temperature TO. The point is that the workpiece is maintained at temperature TO.
厚みが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下と比較的に薄い被加工物がダイスに載置される場合、被加工物の温度はダイスとの接触により低下する可能性がある。一方で、被加工物が比較的に薄板であるため、被加工物は加熱の程度が大きすぎると、被加工物が板状を維持できず反るなど変形する可能性がある。When a relatively thin workpiece having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less is placed on the die, the temperature of the workpiece may drop due to contact with the die. On the other hand, since the workpiece is a relatively thin plate, if the degree of heating is too great, the workpiece cannot maintain its plate shape and may be deformed such as warped.
これらの点を加味し、本特徴構成によれば、ダイスに比較的に薄板である被加工物が載置されている状態で、被加工物の温度を打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する。よって、被加工物の温度の低下を抑制し、変形抵抗（引張り強さ）を小さく維持できる。つまり、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチにより容易に被加工物を打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。さらに、温度ＴＯは、被加工物を打ち抜き可能な温度であり、被加工物そのものの形状を変形させる温度ではないことからも、被加工物そのものの形状の変形を抑制できる。In consideration of these points, according to this characteristic configuration, the temperature of the workpiece, which is relatively thin, is placed on the die, and the temperature of the workpiece is maintained at a temperature TO at which punching is possible. Therefore, a decrease in the temperature of the workpiece can be suppressed, and deformation resistance (tensile strength) can be kept small. That is, the workpiece can be easily punched out to form a hole with a punch while the deformation resistance of the workpiece is kept small and the deformability is enhanced. In addition, since the resistance when forming the hole is small, the hole having the desired hole diameter can be formed with high precision while suppressing the deformation of the relatively thin plate to be processed. Furthermore, since the temperature TO is a temperature at which the workpiece can be punched and not a temperature at which the shape of the workpiece itself is deformed, deformation of the workpiece itself can be suppressed.
また、被加工物の変形抵抗が小さいため、パンチの座屈の虞も回避可能である。Moreover, since the deformation resistance of the workpiece is small, the risk of buckling of the punch can be avoided.
従来から、ダイス及びパンチは、加熱により焼損等が生じ寿命が低下することが問題として挙げられている。そのため、ダイス等を加熱した上で被加工物を打ち抜くとの発想自体が取り挙げられてこなかった。本特徴構成によれば、被加工物の厚みが比較的に薄いため、予熱のされていないダイスに被加工物を載置すると即座に温度が低下してしまうことに着目し、これまでの手法とは全く異なる方法として、ダイスを温度ＴＤに加熱する。そして、この加熱されたダイスに被加工物を載置することで、この加熱されたダイスからの熱伝導及び輻射等による伝熱によって、被加工物が温度ＴＯに維持される。Conventionally, it has been pointed out that dies and punches are damaged by burning due to heating, which shortens their life. For this reason, the concept of punching out a workpiece after heating a die or the like has not been taken up. According to this characteristic configuration, since the thickness of the workpiece is relatively thin, if the workpiece is placed on a die that has not been preheated, the temperature immediately drops. As a completely different method, the die is heated to temperature TD. By placing the workpiece on the heated die, the workpiece is maintained at the temperature TO by heat transfer from the heated die and heat transfer due to radiation and the like.
従来はパンチの寿命を考慮してパンチを加熱することはなかったが、本特徴構成によれば、被加工物の厚みが比較的に薄いことに着目し、パンチを温度ＴＰに加熱する。そして、この加熱されたパンチによって、ダイスに載置された被加工物が打ち抜かれる。被加工物は、ダイスからの伝熱だけでなく、打ち抜かれて孔が形成される際にパンチと接触し、加熱されたパンチからの熱伝導及び輻射等による伝熱によっても温度ＴＯに維持される。Conventionally, the punch was not heated in consideration of the life of the punch, but according to this characteristic configuration, the punch is heated to the temperature TP, paying attention to the fact that the thickness of the workpiece is relatively thin. Then, the workpiece placed on the die is punched out by this heated punch. The workpiece is maintained at temperature TO not only by heat transfer from the die, but also by heat transfer from the heated punch, such as heat conduction and radiation, which comes into contact with the punch when it is punched to form a hole. be.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記パンチが被加工物に孔を形成する際に前記温度ＴＯに維持された被加工物に掛ける荷重は、前記パンチが室温の被加工物に孔を形成する際に必要な荷重の１０％以上３０％以下である点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the load applied to the workpiece maintained at the temperature TO when the punch forms a hole in the workpiece is The point is that it is 10% or more and 30% or less of the load required when forming a hole in an object.

本特徴構成によれば、被加工物を温度ＴＯに維持した状態で、孔を形成する際に必要な荷重を、室温で被加工物に孔を形成する際に必要な荷重よりも十分に小さくできる。よって、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。 According to this characteristic configuration, the load required to form the hole while the workpiece is maintained at the temperature TO is sufficiently smaller than the load required to form the hole in the workpiece at room temperature. can. Therefore, it is possible to precisely form a hole having a desired hole diameter while suppressing deformation of the workpiece itself, which is a relatively thin plate.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記温度ＴＯは、３００℃以上９５０℃以下である点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the temperature TO is 300° C. or more and 950° C. or less.

本特徴構成によれば、３００℃以上９５０℃以下に被加工物の温度ＴＯを維持することで、薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。 According to this characteristic configuration, by maintaining the temperature TO of the workpiece at 300° C. or higher and 950° C. or lower, the deformation of the thin plate workpiece itself can be suppressed, and holes with a desired diameter can be formed with high accuracy.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、温度ＴＤに加熱されたダイスに前記被加工物が載置されることで前記被加工物が温度ＴＯに維持される点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the workpiece is maintained at the temperature TO by placing the workpiece on the die heated to the temperature TD.

従来から、ダイス及びパンチは、加熱により焼損等が生じ寿命が低下することが問題として挙げられている。そのため、ダイス等を加熱した上で被加工物を打ち抜くとの発想自体が取り挙げられてこなかった。本特徴構成によれば、被加工物の厚みが比較的に薄いため、予熱のされていないダイスに被加工物を載置すると即座に温度が低下してしまうことに着目し、これまでの手法とは全く異なる方法として、ダイスを温度ＴＤに加熱する。そして、この加熱されたダイスに被加工物を載置することで、この加熱されたダイスからの熱伝導及び輻射等による伝熱によって、被加工物が温度ＴＯに維持される。 Conventionally, it has been pointed out that dies and punches are damaged by burning due to heating, which shortens their life. For this reason, the concept of punching out a workpiece after heating a die or the like has not been taken up. According to this characteristic configuration, since the thickness of the workpiece is relatively thin, if the workpiece is placed on a die that has not been preheated, the temperature immediately drops. As a completely different method, the die is heated to temperature TD. By placing the workpiece on the heated die, the workpiece is maintained at the temperature TO by heat transfer from the heated die and heat transfer due to radiation and the like.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、温度ＴＰに加熱されたパンチにより前記被加工物が打ち抜かれることで前記被加工物が温度ＴＯに維持される点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the workpiece is maintained at the temperature TO by punching the workpiece with a punch heated to the temperature TP.

従来はパンチの寿命を考慮してパンチを加熱することはなかったが、本特徴構成によれば、被加工物の厚みが比較的に薄いことに着目し、パンチを温度ＴＰに加熱する。そして、この加熱されたパンチによって、ダイスに載置された被加工物が打ち抜かれる。被加工物は、ダイスからの伝熱だけでなく、打ち抜かれて孔が形成される際にパンチと接触し、加熱されたパンチからの熱伝導及び輻射等による伝熱によっても温度ＴＯに維持される。 Conventionally, the punch was not heated in consideration of the life of the punch, but according to this characteristic configuration, the punch is heated to the temperature TP, paying attention to the fact that the thickness of the workpiece is relatively thin. Then, the workpiece placed on the die is punched out by this heated punch. The workpiece is maintained at temperature TO not only by heat transfer from the die, but also by heat transfer from the heated punch, such as heat conduction and radiation, which comes into contact with the punch when it is punched to form a hole. be.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、孔径に対する前記被加工物の厚みの比（厚み／孔径）であるアスペクト比を従来のパンチ孔形成方法の限界値よりも大きくする点にある。アスペクト比を大きくすることは、被加工物を例えばフィルタに使う場合、その強度が増すため使用範囲が広くなり有利となるためアスペクト比は、２以上が好ましく、３以上がより好ましく、５以上がさらに好ましい。なお、アスペクト比があまり大きいとパンチやダイスの強度や耐久性に課題が生じるため、３０以下が好ましく、２０以下であるとより好ましく、１５以下であるとさらに好ましい。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the aspect ratio, which is the ratio of the thickness of the workpiece to the hole diameter (thickness/hole diameter), is made larger than the limit value of the conventional punch hole forming method. be. Increasing the aspect ratio is advantageous when the workpiece is used as a filter, for example, because the strength increases and the range of use is widened, so the aspect ratio is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and 5 or more. More preferred. In addition, if the aspect ratio is too large, problems arise in the strength and durability of punches and dies.

比較的に薄板の被加工物は、打ち抜きの際に、パンチにより容易に被加工物を打ち抜くことが可能な温度ＴＯに維持されており、変形抵抗が小さく維持されている。よって、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、かつ、被加工物そのものの形状の変形を抑制しつつ、パンチにより容易に被加工物を打ち抜くことができる。そのため、本特徴構成のようにアスペクト比が２以上３０以下の孔を、比較的に薄板の被加工物の打ち抜きにより形成できる。前記薄板の厚みの範囲は、加工の経済性により、下限については０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０５ｍｍ以上がより好ましく、０．１ｍｍ以上が更に好ましい。なお、上限については１ｍｍ以下が好ましく、０．７５ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以下が更に好ましい。 A comparatively thin work piece is maintained at a temperature TO at which the punch can easily punch the work piece during punching, and deformation resistance is kept small. Therefore, the work piece can be easily punched out with a punch while maintaining the deformation resistance of the work piece small and increasing the deformability and suppressing deformation of the shape of the work piece itself. Therefore, a hole having an aspect ratio of 2 or more and 30 or less can be formed by punching a relatively thin plate to be processed. Regarding the range of the thickness of the thin plate, the lower limit is preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.05 mm or more, and still more preferably 0.1 mm or more, from the economical efficiency of processing. The upper limit is preferably 1 mm or less, more preferably 0.75 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or less.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記孔径の範囲が、上限については、従来のパンチ形成方法では困難となる１ｍｍ以下である点にある。なお、パンチやダイスの製造における難度とコストの観点から、下限については０．００５ｍｍ以上が好ましく、０．０１ｍｍ以上がより好ましく、０．０２ｍｍ以上が更に好ましい。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the upper limit of the hole diameter range is 1 mm or less, which is difficult in the conventional punch forming method. From the viewpoint of difficulty and cost in manufacturing punches and dies, the lower limit is preferably 0.005 mm or more, more preferably 0.01 mm or more, and even more preferably 0.02 mm or more.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記被加工物に前記孔を複数形成する点にある。被加工物をフィルタなどの濾過目的で使用する場合などは、前記孔が多いほどフィルタの圧力損失が低減するため有利である。一方、パンチ孔形成の原理が、パンチによるせん断力によって被加工物に前記孔を形成するため、隣り合う前記孔の間隔が狭すぎる場合は被加工物の前記孔の間に著しい変形や割れなどの不具合が発生することがある。このことから、隣り合う前記孔の間隔はパンチ孔径の２倍以上であると好ましく、３倍以上であるとより好ましく、４倍以上であると更に好ましい。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that a plurality of holes are formed in the workpiece. When the workpiece is used for filtering purposes such as a filter, the more holes there are, the more the pressure loss of the filter is reduced, which is advantageous. On the other hand, since the principle of punch hole formation is to form the holes in the workpiece by the shearing force of the punch, if the distance between the adjacent holes is too narrow, significant deformation or cracking may occur between the holes in the workpiece. malfunction may occur. For this reason, the distance between adjacent holes is preferably twice or more the punch hole diameter, more preferably three times or more, and even more preferably four times or more.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記被加工物は、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレスなどの耐熱金属材料の中から選択されたいずれかの材料で形成され、一方、パンチやダイスの加工材料が加工温度にて被加工材料よりも１０倍以上の強度を有する材料によって形成されている点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the workpiece is made of any material selected from heat-resistant metal materials such as ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, and martensitic stainless steel. On the other hand, the processing material of the punch or die is made of a material having ten times or more strength at the processing temperature than the material to be processed.

被加工物が本特徴構成のような材料で形成されていることで、例えば、耐熱性、耐酸化性及び低コストの少なくともいずれかを満たす被加工物に所望の孔を容易に形成できる。よって、このような被加工物を、例えば燃料電池セルの各種電極及び電解質を積層するための基板及び複数の細孔を有するフィルタ等に好適に用いることができる。 Since the workpiece is formed of the material having this characteristic configuration, for example, desired holes can be easily formed in the workpiece that satisfies at least one of heat resistance, oxidation resistance, and low cost. Therefore, such a workpiece can be suitably used, for example, as a substrate for laminating various electrodes and electrolytes of a fuel cell, a filter having a plurality of pores, and the like.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記パンチ及び前記ダイスの少なくともいずれかは、セラミックス及びタングステンの少なくともいずれかを含む超硬材料から形成されている点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that at least one of the punch and the die is made of a superhard material containing at least one of ceramics and tungsten.

本特徴構成によれば、パンチ及びダイスの少なくともいずれかが、硬度が比較的に高い所定の材料で形成される。よって、被加工物を打ち抜いて孔が形成される際に、パンチ及びダイスが加熱されても、加熱により変形等せず、打ち抜きの際の荷重によっても変形等しないため好ましい。 According to this characterizing configuration, at least one of the punch and the die is made of a predetermined material with relatively high hardness. Therefore, even if the punch and the die are heated when the workpiece is punched to form a hole, they are not deformed by the heating and are not deformed by the load during punching, which is preferable.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記パンチに冷却用気体を吹き付ける点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that cooling gas is blown onto the punch after punching the workpiece with the punch.

パンチにより被加工物を打ち抜くと摩擦によりパンチの温度が上昇する。本特徴構成によれば、パンチに冷却用気体を吹き付けることで、パンチの過度の温度上昇を抑制する。これにより、パンチの焼損や酸化による寿命の低下を抑制する。 When punching a workpiece, the temperature of the punch rises due to friction. According to this characteristic configuration, by blowing the cooling gas onto the punch, an excessive temperature rise of the punch is suppressed. As a result, reduction in life due to burnout and oxidation of the punch is suppressed.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、前記冷却用気体は、酸素を含まない炭酸ガス、窒素及びアルゴンの少なくともいずれかがである点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is that the cooling gas is at least one of carbon dioxide, nitrogen, and argon, which does not contain oxygen.

本特徴構成によれば、冷却用気体が炭酸ガス、窒素及びアルゴンの少なくともいずれかであるので、パンチの腐食を抑制できる。 According to this characteristic configuration, since the cooling gas is at least one of carbon dioxide, nitrogen, and argon, corrosion of the punch can be suppressed.

本発明に係るパンチ孔形成方法の更なる特徴構成は、
前記パンチは、
所定の厚みを有する板状のパンチ本体と、
前記パンチ本体の前記被加工物と対向する対向面から突出して延び、前記被加工物に孔をあける打抜刃と、
前記パンチ本体の対向する二面のうち、前記打抜刃の突出方向とは反対側の面に位置する基部と、前記基部から前記打抜刃の突出方向に前記パンチ本体を貫通し、前記パンチ本体の厚みよりも長く延びるストリッパーピンとを有するストリッパー部材と、を含み、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜く際には、前記ストリッパーピンが前記対向面から突出しないように退避されており、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記ストリッパーピンの先端が前記対向面から突出して前記被加工物を押圧することにより、前記パンチ本体とともに前記打抜刃が前記被加工物から引き抜かれる点にある。 A further characteristic configuration of the punch hole forming method according to the present invention is
The punch is
a plate-shaped punch body having a predetermined thickness;
a punching blade that protrudes and extends from a surface of the punch body that faces the workpiece and that punches a hole in the workpiece;
a base located on the side opposite to the direction in which the punching blade protrudes from among the two opposing faces of the punch body; a stripper member having a stripper pin extending longer than the thickness of the body;
When punching the workpiece with the punch, the stripper pin is retracted so as not to protrude from the facing surface,
After punching the workpiece with the punch, the tip of the stripper pin protrudes from the facing surface and presses the workpiece, whereby the punch body and the punching blade are pulled out from the workpiece. at the point.

本特徴構成によれば、薄板の被加工物を打ち抜いた場合、ストリッパーピンにより被加工物を押さえることで、被加工物から打抜刃を容易に引き抜くことができる。 According to this characteristic configuration, when a thin plate workpiece is punched, the punching blade can be easily pulled out from the workpiece by pressing the workpiece with the stripper pin.

本発明に係るパンチ孔形成装置の特徴構成は、
０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、前記被加工物に孔を形成するパンチ孔形成装置であって、
前記被加工物が載置されるダイスと、
前記ダイスに載置された被加工物を、前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成するパンチと、
孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する制御を行う制御部と、を備え、
前記パンチは、
所定の厚みを有する板状のパンチ本体と、
前記パンチ本体の前記被加工物と対向する対向面から突出して延び、前記被加工物に孔をあける打抜刃と、
前記パンチ本体の対向する二面のうち、前記打抜刃の突出方向とは反対側の面に位置する基部と、前記基部から前記打抜刃の突出方向に前記パンチ本体を貫通し、前記パンチ本体の厚みよりも長く延びるストリッパーピンとを有するストリッパー部材と、を含み、
前記制御部が、前記パンチにより前記被加工物を打ち抜く際には、前記ストリッパーピンを前記対向面から突出しないように退避させ、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記ストリッパーピンの先端を前記対向面から突出させて前記被加工物を押圧することにより、前記パンチ本体とともに前記打抜刃が前記被加工物から引き抜かれるように制御する点にある。 The characteristic configuration of the punch hole forming apparatus according to the present invention is as follows:
At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. A punch hole forming device for forming a hole in the workpiece by maintaining the temperature of the workpiece at a temperature TO at which the workpiece can be punched during
a die on which the workpiece is mounted;
a punch for forming holes in the workpiece placed on the die by punching the workpiece in the thickness direction;
a control unit that performs control to maintain the temperature of the workpiece while the hole is being formed at a temperature TO at which the workpiece can be punched ;
The punch is
a plate-shaped punch body having a predetermined thickness;
a punching blade that protrudes and extends from a surface of the punch body that faces the workpiece and that punches a hole in the workpiece;
a base located on the side opposite to the direction in which the punching blade protrudes from among the two opposing faces of the punch body; a stripper member having a stripper pin extending longer than the thickness of the body;
When the punch punches the workpiece, the control unit retracts the stripper pin so as not to protrude from the facing surface;
After punching the workpiece with the punch, the tip of the stripper pin protrudes from the facing surface and presses the workpiece, so that the punch body and the punching blade are pulled out from the workpiece. The point is to control so that

本特徴構成によれば、ダイスに比較的に薄板である被加工物が載置されている状態で、被加工物の温度を打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する。よって、被加工物の温度の低下を抑制し、変形抵抗（引張り強さ）を小さく維持できる。つまり、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチにより容易に被加工物を打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。さらに、温度ＴＯは、被加工物を打ち抜き可能な温度であり、被加工物そのものの形状を変形させる温度ではないことからも、被加工物そのものの形状の変形を抑制できる。
また、被加工物の変形抵抗が小さいため、パンチの座屈の虞も回避可能である。
また、本特徴構成によれば、薄板の被加工物を打ち抜いた場合、ストリッパーピンにより被加工物を押さえることで、被加工物から打抜刃を容易に引き抜くことができる。
本発明に係るパンチ孔形成装置の特徴構成は、
０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、前記被加工物に孔を形成するパンチ孔形成装置であって、
前記被加工物が載置されるダイスと、
前記ダイスに載置された被加工物を、前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成するパンチと、
孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部が、前記ダイスを前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＤに加熱し、前記パンチを前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＰに加熱して、前記ダイスに前記被加工物が載置されること及び前記パンチにより前記被加工物が打ち抜かれることで前記被加工物を温度ＴＯに維持する点にある。
本特徴構成によれば、ダイスに比較的に薄板である被加工物が載置されている状態で、被加工物の温度を打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する。よって、被加工物の温度の低下を抑制し、変形抵抗（引張り強さ）を小さく維持できる。つまり、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチにより容易に被加工物を打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。さらに、温度ＴＯは、被加工物を打ち抜き可能な温度であり、被加工物そのものの形状を変形させる温度ではないことからも、被加工物そのものの形状の変形を抑制できる。
また、被加工物の変形抵抗が小さいため、パンチの座屈の虞も回避可能である。 According to this characteristic configuration, the temperature of the workpiece is maintained at a temperature TO at which punching is possible while the relatively thin workpiece is placed on the die. Therefore, a decrease in the temperature of the workpiece can be suppressed, and deformation resistance (tensile strength) can be kept small. That is, the workpiece can be easily punched out to form a hole with a punch while the deformation resistance of the workpiece is kept small and the deformability is enhanced. In addition, since the resistance when forming the hole is small, the hole having the desired hole diameter can be formed with high precision while suppressing the deformation of the relatively thin plate to be processed. Furthermore, since the temperature TO is a temperature at which the workpiece can be punched and not a temperature at which the shape of the workpiece itself is deformed, deformation of the workpiece itself can be suppressed.
Moreover, since the deformation resistance of the workpiece is small, the risk of buckling of the punch can be avoided.
Further, according to this characteristic configuration, when a thin plate workpiece is punched, the punching blade can be easily pulled out from the workpiece by pressing the workpiece with the stripper pin.
The characteristic configuration of the punch hole forming apparatus according to the present invention is as follows:
At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. A punch hole forming device for forming a hole in the workpiece by maintaining the temperature of the workpiece at a temperature TO at which the workpiece can be punched during
a die on which the workpiece is mounted;
a punch for forming holes in the workpiece placed on the die by punching the workpiece in the thickness direction;
a control unit that performs control to maintain the temperature of the workpiece while the hole is being formed at a temperature TO at which the workpiece can be punched;
the control unit heats the die to a temperature TD higher than the temperature TO, heats the punch to a temperature TP higher than the temperature TO, and places the workpiece on the die; The point is that the workpiece is kept at the temperature TO by punching the workpiece with the punch.
According to this characteristic configuration, the temperature of the workpiece is maintained at a temperature TO at which punching is possible while the relatively thin workpiece is placed on the die. Therefore, a decrease in the temperature of the workpiece can be suppressed, and deformation resistance (tensile strength) can be kept small. That is, the workpiece can be easily punched out to form a hole with a punch while the deformation resistance of the workpiece is kept small and the deformability is enhanced. In addition, since the resistance when forming the hole is small, the hole having the desired hole diameter can be formed with high precision while suppressing the deformation of the relatively thin plate to be processed. Furthermore, since the temperature TO is a temperature at which the workpiece can be punched and not a temperature at which the shape of the workpiece itself is deformed, deformation of the workpiece itself can be suppressed.
Moreover, since the deformation resistance of the workpiece is small, the risk of buckling of the punch can be avoided.

パンチ孔形成装置の全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the overall configuration of a punch hole forming device; FIG. ダイスに載置された被加工物にパンチを適用している様子を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a punch is applied to a workpiece placed on a die; パンチ孔形成装置により被加工物に孔を形成する様子を示す一部の拡大模式図である。FIG. 4 is an enlarged schematic view of a portion of a punch hole forming device showing how holes are formed in a workpiece;

〔実施形態〕
以下に、図１～図３を用いて、本実施形態に係るパンチ孔形成装置及びパンチ孔形成方法について説明する。
（１）パンチ孔形成装置
まずパンチ孔形成装置１００について以下に説明する。
パンチ孔形成装置１００は、孔を形成する対象である被加工物Ｏが載置されるダイス１０と、ダイス１０に載置されている被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成するパンチ２０と、被加工物Ｏからの打抜刃２３の引き抜きを容易にするためのストリッパー部材５０と、パンチ２０の打抜刃２３を冷却するための冷却装置６０と、被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成する際の各種制御を行う制御部３０とを備えている。 [Embodiment]
A punch hole forming apparatus and a punch hole forming method according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
(1) Punching Hole Forming Apparatus First, the punching hole forming apparatus 100 will be described below.
The punch hole forming apparatus 100 includes a die 10 on which a workpiece O to be punched is placed, a punch 20 for punching the workpiece O placed on the die 10 to form a hole, A stripper member 50 for facilitating removal of the punching blade 23 from the workpiece O, a cooling device 60 for cooling the punching blade 23 of the punch 20, and punching the workpiece O to form a hole. and a control unit 30 for performing various controls when performing.

本実施形態の被加工物Ｏは、０．０１ｍｍ以上約１ｍｍ以下の厚みを有する、比較的に薄い板状部材である。そして、被加工物Ｏは、図２に示すように、パンチ孔形成装置１００にセットされて打ち抜かれることで、被加工物Ｏを貫通する複数の孔が一度に形成される。これらの複数の孔は、本実施形態では、アスペクト比が２以上と大きい。
なお、アスペクト比は、孔径に対する被加工物Ｏの厚みの比（厚み／孔径）である。本実施形態では、孔径は例えば０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、孔のピッチはパンチ孔径の４倍以上である。 The workpiece O of this embodiment is a relatively thin plate member having a thickness of 0.01 mm or more and about 1 mm or less. Then, as shown in FIG. 2, the workpiece O is set in the punch hole forming apparatus 100 and punched, thereby forming a plurality of holes penetrating the workpiece O at once. These holes have a large aspect ratio of 2 or more in this embodiment.
The aspect ratio is the ratio of the thickness of the workpiece O to the hole diameter (thickness/hole diameter). In this embodiment, the hole diameter is, for example, 0.005 mm or more and 0.5 mm or less, and the hole pitch is four times or more the punch hole diameter.

また、被加工物Ｏは、これに限定されないが、例えば、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレスなどの耐熱金属材料の中から選択されたいずれかの材料で形成されている。被加工物Ｏがこのような材料で形成されていることで、例えば、耐熱性、耐酸化性及び低コストの少なくともいずれかを満たす被加工物Ｏに所望の孔を形成できる。よって、このような被加工物Ｏを、例えば燃料電池セルの各種電極及び電解質を積層するための基板及び複数の細孔を有するフィルタ等に好適に用いることができる。 The workpiece O is made of, but not limited to, any material selected from heat-resistant metal materials such as ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, and martensitic stainless steel. By forming the workpiece O from such a material, for example, desired holes can be formed in the workpiece O that satisfies at least one of heat resistance, oxidation resistance, and low cost. Therefore, such a workpiece O can be suitably used, for example, as a substrate for laminating various electrodes and electrolytes of a fuel cell, a filter having a plurality of pores, and the like.

上述のようにアスペクト比が２以上と大きい複数の孔を被加工物Ｏに一度に形成するために、本実施形態では、制御部３０は、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持した状態で、ダイス１０に載置された被加工物Ｏをパンチ２０により打ち抜いて孔を形成するように制御する。この場合、制御部３０は、ダイス１０及びパンチ２０を加熱することで、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持するように制御する。 In order to simultaneously form a plurality of holes having a large aspect ratio of 2 or more in the workpiece O as described above, in the present embodiment, the control unit 30 maintains the workpiece O at the temperature TO, Control is performed so that the punch 20 punches the workpiece O placed on the die 10 to form a hole. In this case, the control unit 30 heats the die 10 and the punch 20 to control the workpiece O to be maintained at the temperature TO.

なお、ダイス１０は所定位置に固定されており、移動可能なパンチ２０が、ダイス１０に載置された被加工物Ｏに向かって下降移動されることで、パンチ２０によりダイス１０上の被加工物Ｏに孔が形成される。 Note that the die 10 is fixed at a predetermined position, and the movable punch 20 is moved downward toward the workpiece O placed on the die 10, so that the workpiece on the die 10 is moved by the punch 20. A hole is formed in the object O.

パンチ２０は、概ね板状であるパンチ本体２１と、パンチ本体２１から突出する複数の打抜刃２３とを備えている。パンチ本体２１は、ダイス１０と対向する側に板状面であるパンチ下面（対向面）２１ａと、反対側のパンチ上面２１ｂとを有している。複数の打抜刃２３は、パンチ下面２１ａからダイス１０側の下方に突出するように形成されている。 The punch 20 includes a generally plate-shaped punch body 21 and a plurality of punching blades 23 protruding from the punch body 21 . The punch body 21 has a punch lower surface (facing surface) 21a, which is a plate-like surface, on the side facing the die 10, and a punch upper surface 21b on the opposite side. The plurality of punching blades 23 are formed to protrude downward on the die 10 side from the punch lower surface 21a.

打抜刃２３は、図３に示すように、例えば円筒状の本体部分２３ａと、本体部分２３ａから先端に行くほど狭まる先端部分２３ｂとを有している。打抜刃２３の本体部分２３ａの径は、被加工物Ｏの０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の孔径に対応して、孔径と概ね同程度である。また、パンチ本体２１に形成されている複数の打抜刃２３のピッチは、孔のピッチであるパンチ孔径の4倍以上である。このような孔径及びピッチの複数の打抜刃２３が、例えば行及び列に沿って正方格子の格子点に配置されている。 As shown in FIG. 3, the punching blade 23 has, for example, a cylindrical body portion 23a and a tip portion 23b that narrows from the body portion 23a toward the tip. The diameter of the body portion 23a of the punching blade 23 corresponds to a hole diameter of 0.005 mm or more and 0.5 mm or less of the workpiece O, and is approximately the same as the hole diameter. Also, the pitch of the plurality of punching blades 23 formed in the punch body 21 is four times or more the punch hole diameter, which is the pitch of the holes. A plurality of punching blades 23 having such hole diameters and pitches are arranged at lattice points of a square lattice along rows and columns, for example.

この複数の打抜刃２３は、パンチ２０がダイス１０に向かって近づけられると、図２、図３等に示されるようにダイス１０に設けられた挿入孔１３に挿入される。 When the punch 20 is moved toward the die 10, the plurality of punching blades 23 are inserted into the insertion holes 13 provided in the die 10 as shown in FIGS.

また、パンチ２０は、パンチ本体２１を所定の温度ＴＰに加熱するパンチ用ヒータ２５を備えている。パンチ用ヒータ２５は、例えばパンチ本体２１の内部に設けられており、パンチ本体２１及び打抜刃２３を温度ＴＰに加熱する。この場合、パンチ用ヒータ２５は、被加工物Ｏと接触するパンチ下面２１ａと打抜刃２３とを加熱してもよい。あるいは、パンチ用ヒータ２５は、少なくとも、被加工物Ｏを打ち抜く際に接触する打抜刃２３を温度ＴＰに加熱してもよい。
以下では、パンチ２０において、パンチ本体２１全体、パンチ本体２１のうちパンチ下面２１ａ及び打抜刃２３のうち少なくともいずれかの加熱を、パンチ２０の加熱というものとする。 The punch 20 also includes a punch heater 25 that heats the punch body 21 to a predetermined temperature TP. The punch heater 25 is provided inside the punch body 21, for example, and heats the punch body 21 and the punching blade 23 to the temperature TP. In this case, the punch heater 25 may heat the punch lower surface 21a and the punching blade 23 that are in contact with the workpiece O. As shown in FIG. Alternatively, the punch heater 25 may heat at least the punching blade 23 with which the workpiece O is to be punched out to the temperature TP.
In the following, heating of the entire punch body 21 and at least one of the punch lower surface 21 a of the punch body 21 and the punching blade 23 is referred to as heating of the punch 20 .

ダイス１０は、被加工物Ｏが載置される概ね板状であるダイス本体１１を備えている。ダイス本体１１は、ダイス１０と対向する側に板状面であるダイス上面１１ａと、反対側のダイス下面１１ｂを有している。また、ダイス本体１１には、ダイス上面１１ａからダイス下面１１ｂをまで貫通する複数の挿入孔１３が形成されている。複数の挿入孔１３それぞれは、複数の打抜刃２３に対応した位置に形成されており、複数の打抜刃２３が挿入される。 The die 10 includes a generally plate-shaped die body 11 on which the workpiece O is placed. The die body 11 has a die upper surface 11a, which is a plate-like surface, on the side facing the die 10, and a die lower surface 11b on the opposite side. Further, the die body 11 is formed with a plurality of insertion holes 13 penetrating from the die upper surface 11a to the die lower surface 11b. Each of the plurality of insertion holes 13 is formed at a position corresponding to the plurality of punching blades 23, and the plurality of punching blades 23 are inserted therein.

また、ダイス１０は、ダイス本体１１を所定の温度ＴＤに加熱するダイス用ヒータ１５を備えている。ダイス用ヒータ１５は、例えばダイス本体１１の内部に設けられており、ダイス本体１１を温度ＴＤに加熱する。この場合、ダイス本体１１の加熱により挿入孔１３の内部の内表面もまた温度ＴＤに加熱される。あるいは、ダイス用ヒータ１５は、被加工物Ｏが載置されるダイス上面１１ａ及び挿入孔１３の内表面の少なくともいずれかを加熱してもよい。
以下では、ダイス１０において、ダイス本体１１全体、ダイス本体１１のうちダイス上面１１ａ及び挿入孔１３の内表面のうち少なくともいずれかの加熱を、ダイス１０の加熱というものとする。 The die 10 also includes a die heater 15 for heating the die body 11 to a predetermined temperature TD. The die heater 15 is provided inside the die body 11, for example, and heats the die body 11 to a temperature TD. In this case, the heating of the die body 11 also heats the inner surface of the insertion hole 13 to the temperature TD. Alternatively, the die heater 15 may heat at least one of the die upper surface 11 a on which the workpiece O is placed and the inner surface of the insertion hole 13 .
Hereinafter, in the die 10 , heating of the entire die body 11 , the die upper surface 11 a of the die body 11 , and/or the inner surface of the insertion hole 13 is referred to as heating of the die 10 .

また、ダイス上面１１ａ上には、小突起１７（図３）が形成されている。小突起１７は、ダイス上面１１ａから上方に突出するように形成されている。その突出の程度は、ダイス上面１１ａに載置された被加工物Ｏが所定位置からずれないように、また被加工物Ｏに損傷を与えない程度の高さである。また、小突起１７の形状は、被加工物Ｏに損傷を与えない形状が好ましい。小突起１７の形成位置は、例えば、図１等に示すように、挿入孔１３に隣接する部位である。小突起１７は、被加工物Ｏをダイス上面１１ａの所定位置からずれない程度に設けられていればよく、挿入孔１３の全てに対応して設けられている必要はない。 A small protrusion 17 (FIG. 3) is formed on the die upper surface 11a. The small protrusion 17 is formed to protrude upward from the die upper surface 11a. The degree of protrusion is such that the workpiece O placed on the upper surface 11a of the die does not deviate from a predetermined position and the workpiece O is not damaged. Moreover, the shape of the small protrusion 17 is preferably a shape that does not damage the workpiece O. As shown in FIG. The formation position of the small protrusion 17 is, for example, a portion adjacent to the insertion hole 13 as shown in FIG. 1 and the like. The small protrusions 17 need not be provided corresponding to all the insertion holes 13 as long as the workpiece O is not displaced from the predetermined position on the die upper surface 11a.

このようなダイス１０及びパンチ２０の少なくともいずれかは、これに限定されないが、セラミックス及びタングステンの少なくともいずれかを含む超硬材料から形成されている。パンチ２０及びダイス１０の少なくともいずれかが、硬度が比較的に高い所定の材料で形成される。よって、被加工物Ｏを打ち抜いて孔が形成される際に、パンチ２０及びダイス１０が加熱されても、加熱により変形等せず、打ち抜きの際の荷重によっても変形等しないため好ましい。
また、被加工物Ｏの材料としてフェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレスなどの耐熱金属材料の材料が選択された場合においても、ダイス１０及びパンチ２０は、前述の材料で形成されることによって、被加工物Ｏを打ち抜くための適切な荷重を負荷できる強度がある。 At least one of such die 10 and punch 20 is made of a superhard material including, but not limited to, ceramics and/or tungsten. At least one of the punch 20 and the die 10 is made of a predetermined material with relatively high hardness. Therefore, even if the punch 20 and the die 10 are heated when the workpiece O is punched to form a hole, they are not deformed by the heating and are not deformed by the load during punching, which is preferable.
In addition, even when a heat-resistant metal material such as ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, or martensitic stainless steel is selected as the material of the workpiece O, the die 10 and the punch 20 are formed of the materials described above. Therefore, it has a strength capable of applying an appropriate load for punching the workpiece O.

制御部３０は、被加工物Ｏの温度を、アスペクト比が２以上３０以下である孔の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持するように制御する。より具体的には、制御部３０は、パンチ２０により被加工物Ｏを、板状部材の厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持する。
この場合、制御部３０は、被加工物Ｏを打ち抜く前に、ダイス用ヒータ１５をＯＮにし、ダイス１０を温度ＴＤに加熱する。ここで、温度ＴＤは、被加工物Ｏがダイス１０に載置された場合に、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持可能な温度である。温度ＴＯ＜温度ＴＤの関係にあると、より高温のダイス１０によって被加工物を温度ＴＯに維持し易く好ましい。 The control unit 30 controls the temperature of the workpiece O so as to maintain the temperature TO at which holes having an aspect ratio of 2 or more and 30 or less can be punched. More specifically, when the punch 20 punches the workpiece O in the thickness direction of the plate-like member to form a hole, the control unit 30 controls the workpiece O at least while the hole is being formed. Maintain temperature TO.
In this case, the controller 30 turns on the die heater 15 to heat the die 10 to the temperature TD before punching out the workpiece O. As shown in FIG. Here, the temperature TD is a temperature at which the workpiece O can be maintained at the temperature TO when the workpiece O is placed on the die 10 . When the relationship of temperature TO<temperature TD is satisfied, the die 10 having a higher temperature can easily maintain the workpiece at the temperature TO, which is preferable.

また、制御部３０は、被加工物Ｏを打ち抜く前に、パンチ用ヒータ２５をＯＮにし、パンチ２０を温度ＴＰに加熱する。ここで、温度ＴＰは、ダイス１０に載置された被加工物Ｏをパンチ２０により打ち抜く場合に、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持可能な温度である。温度ＴＯ＜温度ＴＰの関係にあると、より高温のパンチ２０によって被加工物Ｏを温度ＴＯに維持し易く好ましい。 Further, before punching the workpiece O, the control unit 30 turns on the punch heater 25 to heat the punch 20 to the temperature TP. Here, the temperature TP is the temperature at which the workpiece O can be maintained at the temperature TO when the punch 20 punches the workpiece O placed on the die 10 . A relationship of temperature TO<temperature TP is preferable because the punch 20 having a higher temperature can easily maintain the workpiece O at the temperature TO.

なお、ダイス１０の温度ＴＤ、パンチ２０の温度ＴＰ及び被加工物Ｏの温度ＴＯは、ある一点の温度であってもよいし、幅を有していてもよい。また、温度ＴＤ、温度ＴＰ及び温度ＴＯは、これらの材料によるが、被加工物Ｏが例えば燃料電池を形成する際に用いる基板の場合等は、３００℃以上９５０℃以下の範囲内にある。この範囲内で各種温度を設定することで、薄板の被加工物Ｏそのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。 The temperature TD of the die 10, the temperature TP of the punch 20, and the temperature TO of the workpiece O may be the temperature at one point or may have a range. Temperature TD, temperature TP, and temperature TO are in the range of 300.degree. C. or higher and 950.degree. By setting various temperatures within this range, it is possible to precisely form holes having a desired hole diameter while suppressing deformation of the thin plate workpiece O itself.

以上のようにダイス１０及びパンチ２０の加熱により被加工物Ｏの温度が温度ＴＯに維持される。これにより、パンチ２０が被加工物Ｏを打ち抜く際に、パンチ２０が温度ＴＯの被加工物Ｏに掛ける荷重が所定値以下となる。パンチ２０が温度ＴＯの被加工物Ｏを打抜くのに必要な荷重は、パンチ２０が室温の被加工物Ｏを打抜くのに必要な荷重の例えば１０％以上３０％以下である。 As described above, the temperature of the workpiece O is maintained at the temperature TO by heating the die 10 and the punch 20 . As a result, when the punch 20 punches the workpiece O, the load applied by the punch 20 to the workpiece O at the temperature TO is less than or equal to the predetermined value. The load required for the punch 20 to punch the workpiece O at the temperature TO is, for example, 10% or more and 30% or less of the load required for the punch 20 to punch the workpiece O at room temperature.

冷却装置６０は、ダイス１０に載置された被加工物Ｏが打抜刃２３により打ち抜かれて孔が形成された後、打抜刃２３が被加工物Ｏから引き抜かれると、打抜刃２３に冷却用気体を吹き付ける。冷却用気体は、これに限定されないが、例えば炭酸ガス、窒素及びアルゴン等が挙げられる。 After the punching blade 23 punches the workpiece O placed on the die 10 to form a hole, the cooling device 60 cools the punching blade 23 when the punching blade 23 is pulled out from the workpiece O. Cooling gas is blown to the Examples of the cooling gas include, but are not limited to, carbon dioxide, nitrogen and argon.

図３に示すように、ストリッパー部材５０は、パンチ本体２１のパンチ上面２１ｂ側に位置する基部５１と、基部５１から打抜刃２３の突出方向に延びてパンチ本体２１を貫通しており、パンチ本体２１の厚みよりも長く延びているストリッパーピン５３とを有する。なお、ストリッパーピン５３の長さは、パンチ本体２１の厚みと、打抜刃２３の突出方向の長さとを足した長さ程度であると好ましい。また、ストリッパーピン５３は、打抜刃２３を概ね中央に挟んで、一対のストリッパーピン５３ａとストリッパーピン５３ｂとを有する。ストリッパーピン５３は、それが延びる方向に沿って、パンチ本体２１内を摺動可能である。ストリッパー部材５０の使用例については後述する。 As shown in FIG. 3, the stripper member 50 includes a base portion 51 located on the side of the punch upper surface 21b of the punch body 21, and a stripper member 50 extending from the base portion 51 in the projecting direction of the punching blade 23 and penetrating the punch body 21. and a stripper pin 53 extending longer than the thickness of the body 21 . The length of the stripper pin 53 is preferably about the sum of the thickness of the punch body 21 and the length of the punching blade 23 in the protruding direction. Moreover, the stripper pin 53 has a pair of stripper pins 53a and 53b with the punching blade 23 generally sandwiched in the center. The stripper pin 53 is slidable inside the punch body 21 along the direction in which it extends. A usage example of the stripper member 50 will be described later.

（２）パンチ孔形成方法
次に、上記パンチ孔形成装置１００を用いたパンチ孔形成方法について主に図３を用いて説明する。
まず、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みを有する、比較的に薄い板状部材である被加工物Ｏを準備する。被加工物Ｏに形成される孔は、孔径が０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、ピッチがパンチ孔径の４倍以上である。そして、孔のアスペクト比は、２以上３０以下である。 (2) Punch Hole Forming Method Next, a punch hole forming method using the punch hole forming apparatus 100 will be described mainly with reference to FIG.
First, a workpiece O, which is a relatively thin plate member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is prepared. The holes formed in the workpiece O have a hole diameter of 0.005 mm or more and 0.5 mm or less, and a pitch of 4 times or more the punch hole diameter. The aspect ratio of the holes is 2 or more and 30 or less.

（２－１）図３の（ｉ）
被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成するにあたって、制御部３０は、被加工物Ｏを打ち抜く前に、ダイス用ヒータ１５をＯＮにしダイス１０を温度ＴＤに加熱し、パンチ用ヒータ２５をＯＮにしパンチ２０を温度ＴＰに加熱する。 (2-1) (i) in FIG.
When punching the workpiece O to form a hole, the control unit 30 turns on the die heater 15 to heat the die 10 to the temperature TD and turns on the punch heater 25 before punching the workpiece O. The punch 20 is heated to temperature TP.

例えば、制御部３０は、被加工物Ｏへの孔の打ち抜き作業を開始する旨の命令を作業者及び別途の装置から受け取ると、ダイス１０及びパンチ２０を加熱してもよい。 For example, the control unit 30 may heat the die 10 and the punch 20 when receiving an instruction to start punching holes in the workpiece O from the operator and a separate device.

そして、制御部３０は、ダイス１０及びパンチ２０が所定の温度に達すると、例えば音や映像等で報知して、作業者に被加工物Ｏをダイス１０に載せる準備ができたことを知らせる。報知を受けて、作業者はダイス１０に被加工物Ｏを載置する。
あるいは、制御部３０は、ダイス１０及びパンチ２０が所定の温度に達すると、所定位置に準備されている被加工物Ｏをロボットアーム等でダイス１０に載置してもよい。 Then, when the die 10 and the punch 20 reach a predetermined temperature, the control unit 30 notifies the operator by, for example, sound or video, that the workpiece O is ready to be placed on the die 10 . Upon receiving the notification, the operator places the workpiece O on the die 10 .
Alternatively, when the die 10 and the punch 20 reach a predetermined temperature, the control section 30 may place the workpiece O prepared at a predetermined position on the die 10 using a robot arm or the like.

図３の（ｉ）では、所定位置に固定されたダイス１０のダイス上面１１ａに、所定の孔の形成位置に応じて被加工物Ｏが載置されている。そして、ダイス上面１１ａに載置された被加工物Ｏに対向して、パンチ下面２１ａが対向するようにパンチ２０が配置されている。この場合、パンチ下面２１ａから突出する打抜刃２３と、ダイス１０の挿入孔１３とが対向するように配置されている。 In (i) of FIG. 3, the workpiece O is placed on the die upper surface 11a of the die 10 fixed at a predetermined position in accordance with the formation positions of the predetermined holes. The punch 20 is arranged so that the punch lower surface 21a faces the workpiece O placed on the die upper surface 11a. In this case, the punching blade 23 projecting from the punch lower surface 21a and the insertion hole 13 of the die 10 are arranged to face each other.

パンチ２０により被加工物Ｏの打ち抜きを開始する前の段階の図３の（ｉ）と、次に、パンチ２０により被加工物Ｏを打ち抜いている段階の図３（ｉｉ）では、ストリッパー部材５０は退避位置に位置付けられている。つまり、ストリッパー部材５０は、パンチ２０により被加工物Ｏを打ち抜く際には、一対のストリッパーピン５３ａとストリッパーピン５３ｂは、基部５１がパンチ上面２１ｂの上方に引き上げられるのに応じて、パンチ下面２１ａから突出しないようにパンチ本体２１内に退避されている。よって、パンチ下面２１ａからは、打抜刃２３のみが突出している。 In (i) of FIG. 3 before starting punching of the workpiece O by the punch 20 and in (ii) of FIG. is positioned in the retracted position. That is, when punching the workpiece O with the punch 20, the stripper member 50 moves the pair of stripper pins 53a and 53b along the punch lower surface 21a as the base portion 51 is lifted above the punch upper surface 21b. It is retracted into the punch body 21 so as not to protrude from. Therefore, only the punching blade 23 protrudes from the punch lower surface 21a.

（２－２）図３の（ｉ）から（ｉｉ）
図３の（ｉ）の状態において、固定位置のダイス１０に載置された被加工物Ｏにパンチ２０を近づけていき、図３の（ｉｉ）に示すように、打抜刃２３により被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成する。図１、図２に示すように、複数の打抜刃２３により被加工物Ｏには複数の孔が同時に形成される。孔の打ち抜きにより生じた打抜屑Ｏａはパンチ２０に押し出されて被加工物Ｏと分離される。 (2-2) (i) to (ii) in FIG.
In the state of (i) of FIG. 3, the punch 20 is brought closer to the workpiece O placed on the die 10 at the fixed position, and as shown in (ii) of FIG. An object O is punched to form a hole. As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of holes are simultaneously formed in the workpiece O by a plurality of punching blades 23 . Punching scraps Oa produced by punching holes are pushed out to the punch 20 and separated from the workpiece O. As shown in FIG.

この被加工物Ｏの打抜きの開始から打抜き終了までの間、ダイス１０が温度ＴＤに加熱されており、パンチ２０が温度ＴＰに加熱されていることから、被加工物Ｏが温度ＴＯに維持されている。なお、温度ＴＯは、被加工物Ｏの打ち抜きが可能又は容易な温度である。 Since the die 10 is heated to the temperature TD and the punch 20 is heated to the temperature TP from the start of punching of the workpiece O to the end of the punching, the workpiece O is maintained at the temperature TO. ing. Note that the temperature TO is a temperature at which punching of the workpiece O is possible or easy.

ここで、厚みが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下と比較的に薄い被加工物Ｏがダイス１０に載置される場合、被加工物Ｏの温度はダイス１０との接触により低下する可能性がある。一方で、被加工物Ｏが比較的に薄板であるため、被加工物Ｏは加熱の程度が大きすぎると、板状を維持できず反るなど変形する可能性がある。 Here, when a relatively thin workpiece O with a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less is placed on the die 10 , the temperature of the workpiece O may drop due to contact with the die 10 . On the other hand, since the work piece O is a relatively thin plate, if the degree of heating is too great, the work piece O cannot maintain its plate shape and may be deformed such as warped.

これらの点を加味し、上記の通り、ダイス１０に比較的に薄板である被加工物Ｏが載置されている状態で、被加工物Ｏの温度を打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する。よって、被加工物Ｏの温度の低下を抑制し、変形抵抗（引張り強さ）を小さく維持できる。つまり、被加工物Ｏの変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチ２０により容易に被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物Ｏそのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。さらに、温度ＴＯは、被加工物Ｏの打ち抜きに可能な温度であり、被加工物Ｏそのものの形状を変形させる温度ではないことからも、被加工物Ｏそのものの形状の変形を抑制できる。
また、被加工物Ｏの変形抵抗が小さいため、パンチ２０の座屈の虞も回避可能である。 Taking these points into account, as described above, the temperature of the workpiece O, which is relatively thin, is placed on the die 10, and the temperature of the workpiece O is maintained at the temperature TO at which punching is possible. Therefore, a decrease in the temperature of the workpiece O can be suppressed, and deformation resistance (tensile strength) can be kept small. That is, the punch 20 can easily punch the workpiece O to form a hole while maintaining the deformation resistance of the workpiece O small and enhancing the deformability. Further, since the resistance when forming the hole is small, the hole having a desired hole diameter can be formed with high accuracy while suppressing the deformation of the workpiece O itself which is relatively thin. Furthermore, the temperature TO is a temperature at which the workpiece O can be punched, and is not a temperature that deforms the shape of the workpiece O itself. Therefore, deformation of the workpiece O itself can be suppressed.
Moreover, since the deformation resistance of the workpiece O is small, the risk of buckling of the punch 20 can be avoided.

なお、従来から、ダイス１０及びパンチ２０は、加熱により焼損等が生じ寿命が低下することが問題として挙げられている。そのため、ダイス１０等を加熱した上で被加工物Ｏを打ち抜くとの発想自体が取り挙げられてこなかった。上記構成によれば、被加工物Ｏの厚みが比較的に薄いため、予熱のされていないダイス１０に被加工物Ｏを載置すると即座に温度が低下してしまうことに着目し、これまでの手法とは全く異なる方法として、ダイス１０を温度ＴＤに加熱する。そして、この加熱されたダイス１０に被加工物Ｏを載置することで、この加熱されたダイス１０からの熱伝導及び輻射等による伝熱によって、被加工物Ｏが温度ＴＯに維持される。 Conventionally, it has been pointed out that the die 10 and the punch 20 are damaged by burning due to heating, which shortens their life. Therefore, the concept of punching out the workpiece O after heating the die 10 or the like has not been taken up. According to the above configuration, since the thickness of the workpiece O is relatively thin, when the workpiece O is placed on the die 10 that has not been preheated, the temperature immediately drops. The die 10 is heated to the temperature TD as a method completely different from the method of . By placing the workpiece O on the heated die 10, the workpiece O is maintained at the temperature TO by heat transfer from the heated die 10 and heat transfer due to radiation and the like.

前述の通り、従来はパンチ２０の寿命を考慮してパンチ２０を加熱することはなかったが、上記構成によれば、被加工物Ｏの厚みが比較的に薄いことに着目し、パンチ２０を温度ＴＰに加熱する。そして、この加熱されたパンチ２０によって、ダイス１０に載置された被加工物Ｏが打ち抜かれる。被加工物Ｏは、ダイス１０からの伝熱だけでなく、打ち抜かれて孔が形成される際にパンチ２０と接触し、加熱されたパンチ２０からの熱伝導及び輻射等による伝熱によっても温度ＴＯに維持される。 As described above, conventionally, the punch 20 was not heated in consideration of its life. Heat to temperature TP. Then, the workpiece O placed on the die 10 is punched out by the heated punch 20 . The temperature of the workpiece O is increased not only by heat transfer from the die 10, but also by heat transfer from the heated punch 20, heat transfer by radiation, etc., which comes into contact with the punch 20 when it is punched to form a hole. Retained in TO.

また、ドリル等の回転刃を用いた穿孔工法及びレーザー照射による溶融貫通等により被加工物Ｏに孔を形成する方法では、１つずつ孔を形成している。そのため、複数の孔を形成すると加工時間が長大となり、大量生産の弊害となる。しかし、上記構成によれば、被加工物Ｏの温度が打ち抜きの可能な温度ＴＯに維持されるため、つまり、被加工物Ｏの概ね全体が打ち抜きの容易な状態に維持されるため、被加工物Ｏの所定範囲の加工領域に対して複数の孔を同時に形成可能である。よって、被加工物Ｏに短時間で複数の孔を形成できる。例えばダイス１０に載置された被加工物Ｏに、複数のパンチ２０により複数の孔を同時に打ち抜くことが可能である。よって、複数の孔を有する被加工物Ｏを短時間に大量生産することができ、処理後の被加工物Ｏの低コスト化を図ることができる。 In addition, in the drilling method using a rotary blade such as a drill and the method of forming holes in the workpiece O by fusion penetration by laser irradiation, etc., holes are formed one by one. Therefore, if a plurality of holes are formed, the processing time becomes long, which is a hindrance to mass production. However, according to the above configuration, the temperature of the workpiece O is maintained at a temperature TO at which punching is possible, that is, the entire workpiece O is maintained in a state where punching is easy. A plurality of holes can be simultaneously formed in a predetermined range of the processing area of the object O. Therefore, a plurality of holes can be formed in the workpiece O in a short time. For example, it is possible to simultaneously punch a plurality of holes in the workpiece O placed on the die 10 with a plurality of punches 20 . Therefore, the workpiece O having a plurality of holes can be mass-produced in a short time, and the cost of the workpiece O after processing can be reduced.

なお、レーザー照射による溶融貫通等で被加工物Ｏに孔を形成する方法では、被加工物Ｏの一部を溶融する必要があるため、溶融により生じる酸化物等のドロスが孔内に付着して閉塞する課題、また、付着したドロスの除去等の別途の処理が必要となる課題が生じる。しかし、上記構成によれば、被加工物Ｏをパンチ２０により打ち抜いて孔を形成するため、孔の打ち抜きにより生じた打抜屑Ｏａはパンチ２０に押し出されて被加工物Ｏと分離される。よって、レーザー照射等による孔の閉塞等の問題は生じ難い。 In addition, in the method of forming holes in the workpiece O by melting penetration by laser irradiation, etc., it is necessary to melt a part of the workpiece O, so dross such as oxides generated by melting adheres to the inside of the hole. In addition, there arises a problem that a separate treatment such as removal of adhering dross is required. However, according to the above configuration, the punch 20 punches the workpiece O to form the hole. Therefore, problems such as clogging of holes due to laser irradiation or the like are unlikely to occur.

なお、被加工物Ｏが温度ＴＯに維持されることで、パンチ２０が温度ＴＯの被加工物Ｏを打抜くのに必要な荷重（パンチ２０の打抜刃２３に作用する圧縮応力）が、パンチ２０が室温の被加工物Ｏを打抜くのに必要な荷重の例えば１０％以上３０％以下となる。
ここで、大きな荷重を掛けて被加工物Ｏを打ち抜くと、打ち抜きの際に、孔の形成位置及びその周囲も含めて、被加工物Ｏが打ち抜き方向に引っ張られ、被加工物Ｏが変形する可能性がある。被加工物Ｏを温度ＴＯに維持して孔を形成する際の荷重を所定値以下にできることで、比較的に薄板の被加工物Ｏそのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。 In addition, by maintaining the workpiece O at the temperature TO, the load required for the punch 20 to punch the workpiece O at the temperature TO (compressive stress acting on the punching blade 23 of the punch 20) is For example, 10% or more and 30% or less of the load required for the punch 20 to punch the workpiece O at room temperature.
Here, when the workpiece O is punched by applying a large load, the workpiece O is pulled in the punching direction, including the hole formation position and its surroundings, and the workpiece O is deformed. there is a possibility. By keeping the workpiece O at the temperature TO and forming the hole, the load can be reduced to a predetermined value or less, thereby suppressing deformation of the workpiece O itself, which is relatively thin, and making the hole with the desired hole diameter accurate. well formed.

また、被加工物Ｏの打抜きにより形成される孔のアスペクト比は、２以上３０以下である。上記の通り、被加工物Ｏは、打ち抜きの際に、パンチ２０により容易に被加工物Ｏを打ち抜くことが可能な温度ＴＯに維持されており、変形抵抗（引張り強さ）が小さく維持されている。よって、被加工物Ｏの変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、かつ、被加工物Ｏそのものの形状の変形を抑制しつつ、パンチ２０により容易に被加工物Ｏを打ち抜くことができる。そのため、アスペクト比が２以上３０以下と大きい孔を、比較的に薄板の被加工物Ｏの打ち抜きにより形成できる。同様の理由により、アスペクト比が２以上３０以下と大きく、かつ、孔径が０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、ピッチがパンチ孔径の４倍以上である孔を、比較的に薄板の被加工物Ｏの打ち抜きにより形成できる。 Moreover, the aspect ratio of the hole formed by punching the workpiece O is 2 or more and 30 or less. As described above, during punching, the workpiece O is maintained at a temperature TO at which the punch 20 can easily punch the workpiece O, and the deformation resistance (tensile strength) is kept low. there is Therefore, the work piece O can be easily punched out by the punch 20 while the deformation resistance of the work piece O is kept small and the deformability is enhanced, and deformation of the shape of the work piece O itself is suppressed. can. Therefore, a hole having a large aspect ratio of 2 or more and 30 or less can be formed by punching the workpiece O which is relatively thin. For the same reason, holes with a large aspect ratio of 2 or more and 30 or less, a hole diameter of 0.005 mm or more and 0.5 mm or less, and a pitch of 4 times or more the punch hole diameter are processed in a relatively thin plate. It can be formed by punching the object O.

ここで、被加工物Ｏを加熱せず室温等で行われる冷間鍛造において、パンチ２０により被加工物Ｏにアスペクト比が２以上である孔を形成する場合、打ち抜き時にパンチ２０にかかる荷重（パンチ２０の打抜刃２３に作用する圧縮応力）が大きい。また、比較的に薄い被加工物Ｏを打ち抜く場合、被加工物Ｏを加熱した状態でダイス１０に載置しても、その厚みの薄さゆえに被加工物Ｏが冷却されてしまう。結果として、パンチ２０により被加工物Ｏにアスペクト比が２以上である孔を形成する際にパンチ２０にかかる圧縮応力が大きい。この場合、パンチ２０にかかる圧縮応力及び座屈応力が限界値を上回ってしまい、アスペクト比が２以上である孔を形成するのが困難である。
しかし、上記構成によれば、ダイス１０及びパンチ２０を加熱することで被加工物Ｏを打ち抜きの可能な温度ＴＯに維持する。よって、パンチ２０に係る圧縮応力が比較的に小さくなり、アスペクト比が２以上である孔を容易に形成することができる。 Here, in cold forging performed at room temperature or the like without heating the workpiece O, when a hole having an aspect ratio of 2 or more is formed in the workpiece O by the punch 20, the load applied to the punch 20 during punching ( The compressive stress acting on the punching blade 23 of the punch 20) is large. Further, when punching a relatively thin workpiece O, even if the workpiece O is placed on the die 10 in a heated state, the workpiece O is cooled due to its thin thickness. As a result, when the punch 20 forms a hole having an aspect ratio of 2 or more in the workpiece O, a large compressive stress is applied to the punch 20 . In this case, the compressive stress and buckling stress applied to the punch 20 exceed the limit values, making it difficult to form a hole with an aspect ratio of 2 or more.
However, according to the above configuration, by heating the die 10 and the punch 20, the workpiece O is maintained at a punching temperature TO. Therefore, the compressive stress applied to the punch 20 becomes relatively small, and holes having an aspect ratio of 2 or more can be easily formed.

（２－３）図３の（ｉｉ）から（ｉｉｉ）
図３の（ｉｉ）に示すように、打抜刃２３により被加工物Ｏが打ち抜かれて孔が形成されると、図３の（ｉｉｉ）に示すように、被加工物Ｏから打抜刃２３が引き抜かれる。
打抜刃２３の引き抜きのときに、ストリッパー部材５０が被加工物Ｏの側に移動するように押されるとともに、パンチ２０がダイス１０から離れる上方に移動される。これにより、一対のストリッパーピン５３ａとストリッパーピン５３ｂの先端がパンチ下面２１ａから突出し、被加工物Ｏの上面を押圧する。よって、パンチ本体２１とともに打抜刃２３が被加工物Ｏから容易に引き抜かれる。 (2-3) (ii) to (iii) in FIG.
As shown in (ii) of FIG. 3, when the workpiece O is punched by the punching blade 23 to form a hole, as shown in (iii) of FIG. 23 is withdrawn.
When the punching blade 23 is pulled out, the stripper member 50 is pushed to move toward the workpiece O, and the punch 20 is moved upward away from the die 10 . As a result, the tips of the pair of stripper pins 53a and 53b protrude from the punch lower surface 21a and press the upper surface of the workpiece O. As shown in FIG. Therefore, the punch blade 23 is easily pulled out from the workpiece O together with the punch body 21 .

なお、ストリッパー部材５０の移動は、作業者の手作業によって行われてもよい。あるいは、制御部３０が、打抜刃２３により被加工物Ｏの打ち抜きが完了するまではストリッパー部材５０を退避位置に制御し、打ち抜きが完了した後にストリッパー部材５０を被加工物Ｏの側に移動させ、被加工物Ｏを押圧した上で打抜刃２３が引き抜かれるように制御してもよい。 The stripper member 50 may be moved manually by the operator. Alternatively, the control unit 30 controls the stripper member 50 to the retracted position until the punching of the workpiece O by the punching blade 23 is completed, and after the punching is completed, the stripper member 50 is moved to the workpiece O side. The punching blade 23 may be pulled out after the workpiece O is pressed.

被加工物Ｏから打抜刃２３が引き抜かれると、例えば作業者による手作業、あるいは、制御部３０が制御して、冷却装置６０から冷却用気体を吹き出し、打抜刃２３に吹き付ける。パンチ２０により被加工物Ｏを打ち抜くと摩擦により打抜刃２３の温度が上昇する。上記のように打抜刃２３に冷却用気体を吹き付けることで、打抜刃２３の温度上昇を抑制する。これにより、パンチ２０の焼損による寿命の低下を抑制する。
冷却用気体として、炭酸ガス及びアルゴンの少なくともいずれかを用いると、パンチ２０の腐食を抑制できる。なお、パンチ２０の腐食を抑制できるのであれば、冷却用気体はこれらの気体に限定されない。 When the punching blade 23 is pulled out from the workpiece O, the cooling gas is blown out from the cooling device 60 and blown onto the punching blade 23, for example, manually by an operator or controlled by the control unit 30. When the punch 20 punches the workpiece O, the temperature of the punching blade 23 rises due to friction. By blowing the cooling gas onto the punching blades 23 as described above, the temperature rise of the punching blades 23 is suppressed. As a result, the decrease in life due to burnout of the punch 20 is suppressed.
Corrosion of the punch 20 can be suppressed by using at least one of carbon dioxide gas and argon as the cooling gas. Note that the cooling gas is not limited to these gases as long as the corrosion of the punch 20 can be suppressed.

（３）被加工物に孔を形成する際のシミュレーション
上記の通り、被加工物Ｏに孔を形成するあたり、制御部３０は、ダイス１０を温度ＴＤに加熱し、かつ、パンチ２０を温度ＴＰに加熱する。これにより、ダイス１０に載置され、打ち抜かれる被加工物Ｏを打ち抜きの可能な温度ＴＯに維持する。
このようなパンチ孔形成方法を用いて孔を形成する場合に、アスペクト比が２以上３０以下の孔を形成できるか否かについてのシミュレーションを以下に説明する。 (3) Simulation for forming a hole in a workpiece As described above, when forming a hole in the workpiece O, the control unit 30 heats the die 10 to the temperature TD and heats the punch 20 to the temperature TP. heat to Thereby, the workpiece O placed on the die 10 and punched is maintained at a punching temperature TO.
A simulation as to whether or not a hole having an aspect ratio of 2 or more and 30 or less can be formed by using such a punch hole forming method will be described below.

被加工物Ｏとして、ＳＵＳ４３０（フェライト系ステンレス）からなる、厚みが0.3ｍｍの板状部材を用いた。打ち抜きで形成される孔径は0.025ｍｍであり、アスペクト比は１２である。また、パンチ及びダイスは７００℃に維持される。また、パンチ２０には、円筒状の打抜刃２３が用いられる。 As the workpiece O, a plate-like member made of SUS430 (ferritic stainless steel) and having a thickness of 0.3 mm was used. The hole diameter formed by punching is 0.025 mm and the aspect ratio is 12. Also, the punches and dies are maintained at 700°C. A cylindrical punching blade 23 is used for the punch 20 .

ＳＵＳ４３０の７００℃における引張り強さσ７００は、室温２０℃の引張り強さσ２０の約１／５であり、約１００ＭＰａ（10.2ｋｇｆ／ｍｍ２）である。なお、この値は、菊池正夫 論文 「ステンレス鋼の高温特性」を参照した。 The tensile strength σ 700 of SUS430 at 700° C. is about 1/5 of the tensile strength σ 20 at room temperature 20° C., which is about 100 MPa (10.2 kgf/mm 2 ). For this value, reference was made to Masao Kikuchi's article "High temperature properties of stainless steel".

次に、パンチ２０による打ち抜きに必要な打抜き力Ｐ（ｋｇｆ）は、次式（１）で算出される。
Ｐ=ＬＨ×ｔ×Ｓ×ｋ・・・（１）
ここで、ＬＨは、パンチ２０により被加工物Ｏに形成される孔の全周長（ｍｍ）である。また、ｔは被加工物Ｏの厚み（ｍｍ）であり、Ｓはせん断応力（ｋｇｆ／ｍｍ２）であり、ｋは安全率である。
なお、Ｓは、一般的に引張り強さの0.8倍であるので、引張り強さσ７００に0.8をかけて求めた。
ｋは、一般的に1.2であるが、後述の圧壊安全率Ｋをより安全寄りに算出するために、ここではｋ＝1.0とした。 Next, the punching force P (kgf) required for punching by the punch 20 is calculated by the following equation (1).
P=LH×t×S×k (1)
Here, LH is the total circumferential length (mm) of the hole formed in the workpiece O by the punch 20 . Also, t is the thickness (mm) of the workpiece O, S is the shear stress (kgf/mm 2 ), and k is the safety factor.
Since S is generally 0.8 times the tensile strength, it was obtained by multiplying the tensile strength σ700 by 0.8.
Although k is generally 1.2, k=1.0 is used here in order to calculate the crushing safety factor K, which will be described later, on the safe side.

式（１）に、ＬＨとして0.025ｍｍ×3.142を、ｔとして0.3ｍｍを、Ｓとして0.8×10.2ｋｇｆ／ｍｍ２を、ｋとして1.0を入力し、以下の0.1923（ｋｇｆ）を得た。
Ｐ＝（0.025×3.14）×（0.3）×（0.8×10.2）×（1.0）
＝0.1923（ｋｇｆ）＝1.886（Ｎ）
よって、一つの孔を打ち抜くために必要な打抜き力Ｐは、0.1923（ｋｇｆ）＝1.886（Ｎ）である。 Input 0.025 mm×3.142 as LH, 0.3 mm as t, 0.8×10.2 kgf/mm 2 as S, and 1.0 as k to obtain the following 0.1923 (kgf).
P = (0.025 x 3.14) x (0.3) x (0.8 x 10.2) x (1.0)
= 0.1923 (kgf) = 1.886 (N)
Therefore, the punching force P required to punch one hole is 0.1923 (kgf)=1.886 (N).

一つの孔を打ち抜くパンチ２０の円筒状の打抜刃２３に作用する圧縮応力σｐは、円筒状の打抜刃２３の断面面積をＡ（ｍｍ２）とすれば、次式（２）で求まる。
σｐ＝Ｐ÷Ａ・・・（２）
ここで、円筒状の打抜刃２３の直径が、孔径と同一であるとすると、断面面積Ａは次の通り求まる。
Ａ＝（0.025/2）×（0.025/2）×3.142
よって、式（２）に当てはめることで、圧縮応力σｐが以下の通り求まる。
σｐ＝（0.1923）÷（（0.025／2）×（0.025／2）×3.142）
＝391.7（ｋｇｆ／ｍｍ２） The compressive stress σp acting on the cylindrical punching blade 23 of the punch 20 for punching one hole is obtained by the following equation (2), where A (mm 2 ) is the cross-sectional area of the cylindrical punching blade 23. .
σp=P÷A (2)
Here, assuming that the diameter of the cylindrical punching blade 23 is the same as the hole diameter, the cross-sectional area A can be obtained as follows.
A = (0.025/2) x (0.025/2) x 3.142
Therefore, by applying the formula (2), the compressive stress σp can be obtained as follows.
σp = (0.1923) ÷ ((0.025/2) x (0.025/2) x 3.142)
= 391.7 (kgf/ mm2 )

ここで、パンチ２０の材料としてＭ７８（株式会社エヌ・ジェ－エス社製）を用いた。Ｍ７８の圧縮強さσｎは、７００℃において8.120ＭＰａ（828.0ｋｇｆ／ｍｍ２）を有する。
よって、円筒状の打抜刃２３の圧縮破壊に対する圧壊安全率Ｋは、Ｋ＝σｎ／σｐ＝2.1となる。この値から、打抜刃２３は、７００℃において圧縮破壊しないことが分かる。 Here, M78 (manufactured by NJS Co., Ltd.) was used as the material of the punch 20 . The compressive strength σn of M78 is 8.120 MPa (828.0 kgf/mm 2 ) at 700°C.
Therefore, the crushing safety factor K against compressive fracture of the cylindrical punching blade 23 is K=σ n /σ p =2.1. From this value, it can be seen that the punching blade 23 does not undergo compression failure at 700°C.

なお、孔のアスペクト比が１２であり大きいため、打抜刃２３の座屈についても検討が必要である。ここで、打抜刃２３の長さＬＰは、被加工物Ｏの厚み0.3ｍｍよりも長い0.35ｍｍとし、打抜刃２３の直径は孔径と同じ0.025ｍｍとした。
この場合、打抜刃２３の細長比は14.0（0.35ｍｍ／0.025ｍｍ）である。一般的に、細長比１５以上では座屈の考慮が必要であるため、オイラーの座屈荷重Ｐｃｒ（Ｎ）と打抜き力Ｐとを比較する。オイラーの座屈荷重Ｐｃｒ（Ｎ）は次式（３）から求まる。
座屈荷重Ｐｃｒ（Ｎ）＝ｍ×（（3.142）2×Ｅ×Ｉ）÷ＬＰ2・・・（３）
ここで、ｍは片端固定の条件では0.25であり、ＬＰは0.35ｍｍである。
Ｅはヤング率（Ｐａ）であり、Ｉは断面2次モーメント（ｍｍ４）である。そして、Ｅ×Ｉは曲げモーメントであり、金型加工では通常、抗折力に該当する。Ｍ７８の抗折力は公称値1500（ＭＰａ）（1500（Ｎ／ｍｍ2））である。
以上より、式（３）に数値を当てはめて座屈荷重Ｐｃｒ（Ｎ）が次のように求まる。
座屈荷重Ｐｃｒ＝0.25×（3.142）2×1500÷（0.35）2＝3.022×104（Ｎ） Since the hole has a large aspect ratio of 12, buckling of the punching blade 23 also needs to be considered. Here, the length LP of the punching blade 23 is 0.35 mm, which is longer than the thickness 0.3 mm of the workpiece O, and the diameter of the punching blade 23 is 0.025 mm, which is the same as the hole diameter.
In this case, the slenderness ratio of the punching blade 23 is 14.0 (0.35 mm/0.025 mm). Generally, when the slenderness ratio is 15 or more, it is necessary to consider buckling, so Euler's buckling load Pcr(N) and the punching force P are compared. Euler's buckling load Pcr(N) is obtained from the following equation (3).
Buckling load Pcr (N) = m x ((3.142) 2 x E x I) ÷ LP 2 (3)
Here, m is 0.25 and LP is 0.35 mm under the condition of one-end fixing.
E is the Young's modulus (Pa) and I is the area moment of inertia (mm 4 ). E×I is the bending moment, which usually corresponds to the transverse rupture strength in mold processing. The transverse rupture strength of M78 is a nominal value of 1500 (MPa) (1500 (N/mm 2 )).
From the above, the buckling load Pcr(N) is obtained as follows by applying the numerical value to the equation (3).
Buckling load Pcr = 0.25 x (3.142) 2 x 1500 ÷ (0.35) 2 = 3.022 x 10 4 (N)

打抜き力Ｐ（ｋｇｆ）は1.886（Ｎ）であり、座屈荷重Ｐｃｒの3.022×104（Ｎ）よりも小さい（Ｐｃｒ＞＞Ｐ）。よって、打抜き力Ｐは座屈荷重Ｐｃｒよりも十分に小さく、被加工物Ｏを打抜くためにパンチ２０に打抜き力Ｐを掛けても座屈しないことが分かる。 The punching force P (kgf) is 1.886 (N), which is smaller than the buckling load Pcr of 3.022×10 4 (N) (Pcr>>P). Therefore, it can be seen that the punching force P is sufficiently smaller than the buckling load Pcr, and even if the punching force P is applied to the punch 20 for punching the workpiece O, the punch does not buckle.

例えば、一度に100万個の孔を一回の打抜きで形成する場合に必要な全荷重ＰＰは、次式（４）より求まる。
全荷重ＰＰ＝打抜き力Ｐ×孔の個数・・・（４）
よって、全荷重ＰＰは、0.1973（ｋｇｆ）×1000000（個）＝197300（ｋｇｆ）＝198（ｔｏｎ）と求まる。従来の方法で打ち抜く場合は、荷重能力が５倍必要であるため、1000tonクラスの大型のプレス機が必要となるが、本発明によれば200tonクラスの小型のプレス機を用いて、打抜きを行うことができることが分かる。 For example, the total load PP required when one million holes are punched at once is obtained from the following equation (4).
Total load PP = punching force P x number of holes (4)
Therefore, the total load PP is calculated as follows: 0.1973 (kgf) x 1000000 (pieces) = 197300 (kgf) = 198 (tons). When punching by the conventional method, a large press machine of the 1000 ton class is required because the load capacity is required to be five times that of the conventional method. I know it can be done.

〔他の実施形態〕
なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 [Other embodiments]
The configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments unless there is a contradiction. The embodiments disclosed in this specification are examples, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.

（１）上記実施形態では、被加工物Ｏにアスペクト比が２以上と大きい複数の孔が形成される。そのため、制御部３０は、ダイス１０を温度ＴＤに加熱し、かつ、パンチ２０を温度ＴＰに加熱することで、被加工物Ｏを、打ち抜きの可能な温度ＴＯに維持する。
しかし、上記実施形態のように被加工物Ｏを打ち抜きの可能な温度ＴＯに維持するために、ダイス１０を加熱し、パンチ２０を加熱する制御は、被加工物Ｏにアスペクト比が２未満と小さい複数の孔を形成する場合においても適用可能である。
アスペクト比が２未満と小さい複数の孔を形成する場合でも、被加工物Ｏが温度ＴＯに維持されることで、上記実施形態と同様に、被加工物の変形抵抗を小さく維持して変形能を高めたまま、パンチにより容易に被加工物を打ち抜いて孔を形成できる。また、孔を形成する時の抵抗が小さいため、比較的に薄板の被加工物そのものの変形を抑制しつつ、所望の孔径の孔を精度よく形成できる。 (1) In the above embodiment, a plurality of holes having a large aspect ratio of 2 or more are formed in the workpiece O. Therefore, the control unit 30 heats the die 10 to the temperature TD and heats the punch 20 to the temperature TP, thereby maintaining the workpiece O at the punching temperature TO.
However, the control of heating the die 10 and heating the punch 20 in order to maintain the workpiece O at a temperature TO capable of punching as in the above-described embodiment is not effective when the workpiece O has an aspect ratio of less than 2. It can also be applied when forming a plurality of small holes.
Even in the case of forming a plurality of holes having a small aspect ratio of less than 2, the work piece O is maintained at the temperature TO, so that the deformation resistance of the work piece is kept small and the deformability is improved as in the above embodiment. The hole can be formed by punching the workpiece easily with a punch while keeping the . In addition, since the resistance when forming the hole is small, the hole having the desired hole diameter can be formed with high precision while suppressing the deformation of the relatively thin plate to be processed.

（２）上記実施形態では、パンチ２０により被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成した後、ストリッパー部材５０を用いて、被加工物Ｏから打抜刃２３が引き抜かれている。しかし、ストリッパー部材５０は省略されてもよい。 (2) In the above embodiment, after punching the workpiece O with the punch 20 to form a hole, the stripper member 50 is used to pull out the punching blade 23 from the workpiece O. FIG. However, the stripper member 50 may be omitted.

（３）上記実施形態では、被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成する際に、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持する。そして、被加工物Ｏの温度を温度ＴＯに維持するために、ダイス１０をダイス用ヒータ１５により加熱し、かつパンチ２０をパンチ用ヒータ２５により加熱している。しかし、被加工物Ｏの温度を温度ＴＯに維持するために、パンチ２０を加熱せず、ダイス１０をダイス用ヒータ１５により加熱するのみであってもよい。
また、被加工物Ｏを予め加熱しておき、加熱されたダイス１０に載置してもよい。
また、被加工物Ｏを打ち抜いて孔を形成する際に、被加工物Ｏを温度ＴＯに維持する方法は上記実施形態に限定されず、例えば、被加工物Ｏを打ち抜く雰囲気を温度ＴＯに維持することで被加工物Ｏを温度ＴＯに維持することもできる。また、被加工物Ｏに電圧をかける等して被加工物Ｏを温度ＴＯに維持することもできる。 (3) In the above embodiment, the workpiece O is maintained at the temperature TO when punching the workpiece O to form the holes. In order to maintain the temperature of the workpiece O at the temperature TO, the die 10 is heated by the die heater 15 and the punch 20 is heated by the punch heater 25 . However, in order to maintain the temperature of the workpiece O at the temperature TO, the die 10 may only be heated by the die heater 15 without heating the punch 20 .
Alternatively, the workpiece O may be heated in advance and placed on the heated die 10 .
Further, the method for maintaining the workpiece O at the temperature TO when punching the workpiece O to form a hole is not limited to the above embodiment. By doing so, the workpiece O can be maintained at the temperature TO. Alternatively, the workpiece O can be maintained at the temperature TO by applying a voltage to the workpiece O or the like.

（４）上記実施形態では、パンチ２０の打抜刃２３は、円筒状の本体部分２３ａと、先細りする先端部分２３ｂとを有している。パンチ２０にかかる荷重圧力を考慮し、先端部分の先細り形状を適宜変更可能である。また、打抜刃２３は、先端部分２３ｂを有さず、本体部分２３ａから構成されていてもよい。 (4) In the above embodiment, the punching blade 23 of the punch 20 has a cylindrical body portion 23a and a tapered tip portion 23b. Considering the load pressure applied to the punch 20, the tapered shape of the tip portion can be appropriately changed. Alternatively, the punching blade 23 may be composed of the body portion 23a without the tip portion 23b.

（５）上記実施形態では、パンチ２０により被加工物Ｏを打ち抜いた後に、パンチ２０の打抜刃２３を冷却するために、冷却装置６０から冷却用気体を打抜刃２３に吹き付けている。しかし、打抜刃２３への冷却用気体の吹き付けは必須ではなく、冷却装置６０は省略されてもよい。 (5) In the above embodiment, the cooling device 60 blows the cooling gas onto the punching blade 23 of the punch 20 after punching the workpiece O with the punch 20 in order to cool the punching blade 23 . However, the blowing of the cooling gas to the punching blades 23 is not essential, and the cooling device 60 may be omitted.

（６）上記実施形態では、被加工物Ｏは、図２等に示すようにダイス１０の上部からダイス１０のダイス上面１１ａに載置されている。しかし、被加工物Ｏは、ダイス１０に設けられた溝状のガイド（図示せず）に沿ってダイス上面１１ａにスライドするように載置されてもよい。あるいは、パンチ孔形成装置１００には、ダイス上面１１ａに載置された被加工物Ｏを上部から押し付ける押し付け部材（図示せず）が設けられていてもよい。 (6) In the above embodiment, the workpiece O is placed on the die upper surface 11a of the die 10 from above the die 10 as shown in FIG. However, the workpiece O may be placed on the die upper surface 11a so as to slide along a groove-shaped guide (not shown) provided on the die 10. FIG. Alternatively, the punch hole forming apparatus 100 may be provided with a pressing member (not shown) that presses the workpiece O placed on the die upper surface 11a from above.

（７）上記実施形態では、ダイス１０が所定位置に固定されており、パンチ２０がダイス１０に向かって移動する。しかし、パンチ２０が所定位置に固定されており、ダイス１０がパンチ２０に向かって移動してもよい。 (7) In the above embodiment, the die 10 is fixed at a predetermined position, and the punch 20 moves toward the die 10 . However, the punch 20 may be fixed in place and the die 10 may move toward the punch 20 .

（８）上記実施形態では、ダイス１０に載置された被加工物Ｏの位置ずれを防止するために小突起１７が形成されている。しかし、小突起１７は省略されてもよい。 (8) In the above embodiment, the small protrusions 17 are formed to prevent the workpiece O placed on the die 10 from being displaced. However, the small protrusion 17 may be omitted.

１０ ：ダイス
２０ ：パンチ
２３ ：打抜刃
Ｏ ：被加工物 10: Die 20: Punch 23: Punching blade O: Workpiece

Claims (17)

０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、
前記パンチが被加工物に孔を形成する際に前記温度ＴＯに維持された被加工物に掛ける荷重は、前記パンチが室温の被加工物に孔を形成する際に必要な荷重の１０％以上３０％以下である、パンチ孔形成方法。 At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. maintaining the temperature of the workpiece between
The load applied to the workpiece maintained at the temperature TO when the punch forms a hole in the workpiece is 10% or more of the load required when the punch forms a hole in the workpiece at room temperature. 30% or less, punch hole forming method. ０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、
前記パンチは、
所定の厚みを有する板状のパンチ本体と、
前記パンチ本体の前記被加工物と対向する対向面から突出して延び、前記被加工物に孔をあける打抜刃と、
前記パンチ本体の対向する二面のうち、前記打抜刃の突出方向とは反対側の面に位置する基部と、前記基部から前記打抜刃の突出方向に前記パンチ本体を貫通し、前記パンチ本体の厚みよりも長く延びるストリッパーピンとを有するストリッパー部材と、を含み、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜く際には、前記ストリッパーピンが前記対向面から突出しないように退避されており、
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記ストリッパーピンの先端が前記対向面から突出して前記被加工物を押圧することにより、前記パンチ本体とともに前記打抜刃が前記被加工物から引き抜かれる、パンチ孔形成方法。 At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. maintaining the temperature of the workpiece between
The punch is
a plate-shaped punch body having a predetermined thickness;
a punching blade that protrudes and extends from a surface of the punch body that faces the workpiece and that punches a hole in the workpiece;
a base located on the side opposite to the direction in which the punching blade protrudes from among the two opposing faces of the punch body; a stripper member having a stripper pin extending longer than the thickness of the body;
When punching the workpiece with the punch, the stripper pin is retracted so as not to protrude from the facing surface,
After punching the workpiece with the punch, the tip of the stripper pin protrudes from the facing surface and presses the workpiece, whereby the punch body and the punching blade are pulled out from the workpiece. , punch hole forming method. 温度ＴＤに加熱されたダイスに前記被加工物が載置されることで前記被加工物が温度ＴＯに維持される、請求項１又は２に記載のパンチ孔形成方法。 3. The punch hole forming method according to claim 1 , wherein said workpiece is maintained at temperature TO by placing said workpiece on a die heated to temperature TD . 温度ＴＰに加熱されたパンチにより前記被加工物が打ち抜かれることで前記被加工物が温度ＴＯに維持される、請求項３に記載のパンチ孔形成方法。 4. The punch hole forming method according to claim 3 , wherein the workpiece is maintained at the temperature TO by punching the workpiece with a punch heated to a temperature TP . ０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、
前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＤに加熱されたダイスに前記被加工物が載置されること及び前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＰに加熱されたパンチにより前記被加工物が打ち抜かれることで前記被加工物が温度ＴＯに維持される、パンチ孔形成方法。 At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. maintaining the temperature of the workpiece between
The workpiece is placed on a die heated to a temperature TD higher than the temperature TO, and the workpiece is punched by a punch heated to a temperature TP higher than the temperature TO. A punch hole forming method wherein the workpiece is maintained at temperature TO . 前記パンチが被加工物に孔を形成する際に前記温度ＴＯに維持された被加工物に掛ける荷重は、前記パンチが室温の被加工物に孔を形成する際に必要な荷重の１０％以上３０％以下である、請求項２～５のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 The load applied to the workpiece maintained at the temperature TO when the punch forms a hole in the workpiece is 10% or more of the load required when the punch forms a hole in the workpiece at room temperature. The punch hole forming method according to any one of claims 2 to 5 , wherein the ratio is 30% or less . 前記温度ＴＯは、３００℃以上９５０℃以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 The punch hole forming method according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature TO is 300°C or higher and 950°C or lower . 孔径に対する前記被加工物の厚みの比（厚み／孔径）であるアスペクト比が２以上３０以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 The punch hole forming method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the aspect ratio, which is the ratio of the thickness of the workpiece to the hole diameter (thickness/hole diameter), is 2 or more and 30 or less . 前記孔径は１ｍｍ以下である、請求項８に記載のパンチ孔形成方法。 9. The punch hole forming method according to claim 8 , wherein the hole diameter is 1 mm or less . 前記被加工物に前記孔を複数形成する請求項１～９のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 The punch hole forming method according to any one of claims 1 to 9 , wherein a plurality of said holes are formed in said workpiece . 前記被加工物は、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレスなどの耐熱金属材料の中から選択されたいずれかの材料で形成されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 11. The work according to any one of claims 1 to 10 , wherein the workpiece is made of any material selected from heat-resistant metal materials such as ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, and martensitic stainless steel. A punch hole forming method as described. 前記パンチ及び前記ダイスの少なくともいずれかは、セラミックス及びタングステンの少なくともいずれかを含む超硬材料から形成されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 The punch hole forming method according to any one of claims 1 to 11 , wherein at least one of said punch and said die is made of a superhard material containing at least one of ceramics and tungsten . 前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記パンチに冷却用気体を吹き付ける、請求項１～１２のいずれか１項に記載のパンチ孔形成方法。 The punch hole forming method according to any one of claims 1 to 12 , wherein cooling gas is blown onto the punch after punching the workpiece with the punch. 前記冷却用気体は、炭酸ガス、窒素及びアルゴンの少なくともいずれかである、請求項１３に記載のパンチ孔形成方法。 14. The punch hole forming method according to claim 13 , wherein said cooling gas is at least one of carbon dioxide, nitrogen and argon . 前記パンチは、The punch is
所定の厚みを有する板状のパンチ本体と、a plate-shaped punch body having a predetermined thickness;
前記パンチ本体の前記被加工物と対向する対向面から突出して延び、前記被加工物に孔をあける打抜刃と、a punching blade that protrudes and extends from a surface of the punch body that faces the workpiece and that punches a hole in the workpiece;
前記パンチ本体の対向する二面のうち、前記打抜刃の突出方向とは反対側の面に位置する基部と、前記基部から前記打抜刃の突出方向に前記パンチ本体を貫通し、前記パンチ本体の厚みよりも長く延びるストリッパーピンとを有するストリッパー部材と、を含み、a base located on the side opposite to the direction in which the punching blade protrudes from among the two opposing faces of the punch body; a stripper member having a stripper pin extending longer than the thickness of the body;
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜く際には、前記ストリッパーピンが前記対向面から突出しないように退避されており、 When punching the workpiece with the punch, the stripper pin is retracted so as not to protrude from the facing surface,
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記ストリッパーピンの先端が前記対向面から突出して前記被加工物を押圧することにより、前記パンチ本体とともに前記打抜刃が前記被加工物から引き抜かれる、請求項１又は５に記載のパンチ孔形成方法。After punching the workpiece with the punch, the tip of the stripper pin protrudes from the facing surface and presses the workpiece, whereby the punch body and the punching blade are pulled out from the workpiece. The punch hole forming method according to claim 1 or 5. ０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、前記被加工物に孔を形成するパンチ孔形成装置であって、At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. A punch hole forming device for forming a hole in the workpiece by maintaining the temperature of the workpiece at a temperature TO at which the workpiece can be punched during
前記被加工物が載置されるダイスと、a die on which the workpiece is mounted;
前記ダイスに載置された被加工物を、前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成するパンチと、a punch for forming holes in the workpiece placed on the die by punching the workpiece in the thickness direction;
孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する制御を行う制御部と、を備え、a control unit that performs control to maintain the temperature of the workpiece while the hole is being formed at a temperature TO at which the workpiece can be punched;
前記パンチは、 The punch is
所定の厚みを有する板状のパンチ本体と、 a plate-shaped punch body having a predetermined thickness;
前記パンチ本体の前記被加工物と対向する対向面から突出して延び、前記被加工物に孔をあける打抜刃と、 a punching blade that protrudes and extends from a surface of the punch body that faces the workpiece and that punches a hole in the workpiece;
前記パンチ本体の対向する二面のうち、前記打抜刃の突出方向とは反対側の面に位置する基部と、前記基部から前記打抜刃の突出方向に前記パンチ本体を貫通し、前記パンチ本体の厚みよりも長く延びるストリッパーピンとを有するストリッパー部材と、を含み、 a base located on the side opposite to the direction in which the punching blade protrudes from among the two opposing faces of the punch body; a stripper member having a stripper pin extending longer than the thickness of the body;
前記制御部が、前記パンチにより前記被加工物を打ち抜く際には、前記ストリッパーピンを前記対向面から突出しないように退避させ、When the punch punches the workpiece, the control unit retracts the stripper pin so as not to protrude from the facing surface;
前記パンチにより前記被加工物を打ち抜いた後、前記ストリッパーピンの先端を前記対向面から突出させて前記被加工物を押圧することにより、前記パンチ本体とともに前記打抜刃が前記被加工物から引き抜かれるように制御する、パンチ孔形成装置。After punching the workpiece with the punch, the tip of the stripper pin protrudes from the facing surface and presses the workpiece, so that the punch body and the punching blade are pulled out from the workpiece. A punch hole forming device that controls the punch hole forming device. ０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みの板状部材である被加工物をダイスに載置し、パンチにより前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成する際に、少なくとも孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持し、前記被加工物に孔を形成するパンチ孔形成装置であって、At least a hole is formed when a workpiece, which is a plate-like member having a thickness of 0.01 mm or more and 1 mm or less, is placed on a die and the workpiece is punched in the thickness direction by a punch to form a hole. A punch hole forming device for forming a hole in the workpiece by maintaining the temperature of the workpiece at a temperature TO at which the workpiece can be punched during
前記被加工物が載置されるダイスと、a die on which the workpiece is mounted;
前記ダイスに載置された被加工物を、前記被加工物を厚み方向に打ち抜いて孔を形成するパンチと、a punch for forming holes in the workpiece placed on the die by punching the workpiece in the thickness direction;
孔が形成されている間の前記被加工物の温度を、前記被加工物の打ち抜きが可能な温度ＴＯに維持する制御を行う制御部と、を備え、a control unit that performs control to maintain the temperature of the workpiece while the hole is being formed at a temperature TO at which the workpiece can be punched;
前記制御部が、前記ダイスを前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＤに加熱し、前記パンチを前記温度ＴＯよりも高い温度ＴＰに加熱して、前記ダイスに前記被加工物が載置されること及び前記パンチにより前記被加工物が打ち抜かれることで前記被加工物を温度ＴＯに維持する、パンチ孔形成装置。the control unit heats the die to a temperature TD higher than the temperature TO, heats the punch to a temperature TP higher than the temperature TO, and places the workpiece on the die; A punch hole forming device that maintains the workpiece at a temperature TO by punching the workpiece with the punch.
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