JP4386689B2

JP4386689B2 - プレス金型用のパンチ

Info

Publication number: JP4386689B2
Application number: JP2003304821A
Authority: JP
Inventors: 文雄石井; 勉山川; 英昭石倉
Original assignee: パンチ工業株式会社
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: JP2005074439A

Description

本発明は、被加工材に孔開け加工を行うためのプレス金型用のパンチに関する。

従来、被加工材に孔開け加工を行うためのプレス金型として、パンチが固定されたパンチプレートをバッキングプレートを介してパンチホルダの下側に固定することにより、パンチを取り付けた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなプレス金型におけるパンチプレートへのパンチの固定構造を図５に示す。図において、符号２０は図示しないパンチホルダの下側にバッキングプレート２１を介して固定されたパンチプレートである。このパンチプレート２０に形成された貫通孔２２に、被加工材を打ち抜くための刃先部２３と、該刃先部２３から連成され刃先部２３よりも大径のシャンク２４と、該シャンク２４から連成されシャンク２４よりも大径の鍔部２５とを有して構成されるパンチ２６が固定されている。

より詳細には、貫通孔２２はパンチ２６の鍔部２５を位置させるための大径部２７とパンチ２６のシャンク２４を位置させるための小径部２８とを有していて、大径部２７に鍔部２５を係止させ、小径部２８にシャンク２４を圧入又は隙間ばめすることにより、パンチプレート２０に対してパンチ２６が固定されている。

パンチプレート２０に固定されたパンチ２６は、図にも示されているように、従来はその鍔部２５の上面２９（パンチの頭部上面）が平坦な形状となっている（例えば、特許文献２参照。）。したがって、パンチ２６を固定するための前記貫通孔２２がパンチプレート２０に対して垂直に形成されている場合には、パンチ２６が固定されたパンチプレート２０を、バッキングプレート２１を介して図示しないパンチホルダの下側に固定したとき、パンチ２６は、その鍔部２５の上面２９の全面がバッキングプレート２１に対して接触した状態となる。
特開平１１−２２６８００号公報（第３−４頁、第１図）特開平１０−２４９４５０号公報（第５頁、第４図〜第６図）

しかしながら、前記貫通孔２２が、パンチプレート２０に対して若干傾いて形成されている場合、かかる貫通孔２２に固定されたパンチ２６は、図６に示すように傾いた状態でパンチプレート２０に固定される。このような状態でパンチ２６が固定されたパンチプレート２０をバッキングプレート２１を介してパンチホルダの下側に固定した場合、パンチ２６は、バッキングプレート２１に対して傾いた状態となる。このとき、かかるパンチ２６の傾きが、たとえ僅かなものであったとしても、パンチ２６は、平坦な形状となっている鍔部２５の上面２９の外周部分においてバッキングプレート２１と接触する状態となる。（このような状態でプレス金型に取り付けられたパンチの傾きは、被加工材の打ち抜きに支障がない程度のものである）。

このような状態でパンチ２６が取り付けられたプレス金型を用いて被加工材を打ち抜く場合、打ち抜き時に、パンチ２６に対してバッキングプレート２１からの力（打ち抜き時に、パンチ２６に対して被加工材（図示省略）及びバッキングプレート２１からかかる圧縮力）が鍔部２５の上面２９の外周部分にかかる。このようにパンチ２６の軸心から最も離れた位置である鍔部２５の上面２９の外周部分が力の作用点となった場合、曲げモーメントが大きくなることから、パンチ２６が破損しやすくなるおそれがある。

本発明の目的は、バッキングプレートに対して傾いた状態で取り付けられても、被加工材の打ち抜き時に破損しにくいプレス金型用のパンチを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、１本の棒状の部材によって構成されるシャンクの一端に被加工材に開ける孔に合わせた形状の刃先部を設け、該シャンクの他端にシャンク径より大きい径の鍔部を形成して構成するパンチを、バッキングプレートの下側に固定するパンチプレートに形成される前記鍔部の厚さとほぼ同じ深さに形成され前記鍔部を位置させる大径部と前記シャンクを位置させる小径部とを有する貫通孔に装着するもので、前記貫通孔に前記パンチを装着するに当たって、前記貫通孔の大径部に前記パンチの鍔部を係止させ、前記貫通孔の小径部に前記パンチのシャンクを圧入し、前記パンチの鍔部の上面が前記バッキングプレートに接触した状態でプレス金型に取り付けるプレス金型用のパンチにおいて，前記鍔部の上面を球面状に形成し、該球面状に形成した鍔部の上面の球面の中心は、前記パンチの軸心上で、且つ前記パンチが固定される前記パンチプレートの下端面の延長線上にあることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記パンチプレートに形成された貫通孔が垂直となっておらず傾いている場合、かかる貫通孔に圧入されて固定されたパンチは、パンチプレートにおいて傾いた状態で固定される。したがって、このような状態でパンチが固定されたパンチプレートを前記バッキングプレートを介して前記パンチホルダの下側に固定することにより、プレス金型に取り付けられたパンチは、バッキングプレートに対して傾いた状態でその鍔部の上面が接触する。しかしながら、パンチの鍔部の上面は球面状に形成されているので、このような形状のパンチの鍔部の上面とバッキングプレートとの接触箇所はパンチの軸心に近い位置となる。したがって、打ち抜き時にバッキングプレートからパンチに対してかかる力はパンチ軸心に近い位置にかかることになるので、かかる力による曲げモーメントが非常に小さいものとなり、被加工材の打ち抜き時にパンチが破損しにくくなる。

また、請求項１に記載の発明によれば、パンチがパンチプレートにおいてどのような方向に傾いて固定されたとしても、パンチの鍔部の上面におけるバッキングプレートとの接触箇所とパンチ軸心との距離は一定である。

さらに、請求項１に記載の発明によれば、パンチの鍔部の上面が、パンチの略軸心上で且つ前記パンチプレートの下端面の延長線上にある点を中心とする球面となっていることから、パンチが前記バッキングプレートに対して傾いた状態でプレス金型に取り付けられても、鍔部の上面とバッキングプレートとの接触箇所はパンチの軸心に近い位置となる。したがって、打ち抜き時にバッキングプレートからパンチに対してかかる力はパンチの軸心に近い位置にかかることになるので、かかる力による曲げモーメントが非常に小さいものとなり、被加工材の打ち抜き時にパンチが破損しにくくなる。

以下、図面を参照して本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の一例について説明する。
図１は本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の一例を示す正面図、図２は図１に示すプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図、図３は図２の一部拡大図、図４はバッキングプレートとパンチの頭部上面との接触箇所付近の拡大図である。

図において、符号１は本例のプレス金型用のパンチを示している。このパンチ１は、被加工材に開ける孔の形状に合わせた形状に成形され被加工材を打ち抜くための刃先部２と、該刃先部２から連成され刃先部２よりも大径のシャンク３と、該シャンク３から連成されシャンク３よりも大径の鍔部４とを有して構成されている。これら刃先部２、シャンク３及び鍔部４は、本例では何れも断面円形状に形成されている。ただし、刃先部２は断面円形状ではなく、例えば略長方形状等の異形状となっていてもよい。

前記鍔部４は、その上面５（請求項に言う頭部上面）が球面状に形成されている。かかる鍔部４の上面５の球面の中心は、パンチ１の軸心上で、且つパンチ１が固定される後述のパンチプレートの下端面の延長線上にある点となっている。

次にこのようなパンチの取り付け構造について図２、図３及び図４を参照して説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、パンチ１は、長さが６０ｍｍ、鍔部４の半径が６．５ｍｍであると想定して説明する。

図において、６はバッキングプレート７を介して図示しないパンチホルダの下側に固定されたパンチプレートである。このパンチプレート６は、本例では厚さが３５ｍｍであると想定する。前記パンチ１は、かかるパンチプレート６に形成された貫通孔８に固定され、鍔部４の上面が前記バッキングプレート７に接触した状態でプレス金型（図示省略）に取り付けられている。

貫通孔８におけるパンチ１の固定について詳しく説明すると、貫通孔８は、パンチ１の鍔部４の厚さとほぼ同じ深さに形成され該鍔部４を位置させるための大径部９とパンチ１のシャンク３を位置させるための小径部１０とを有していて、大径部９にパンチ１の鍔部４を係止させ、小径部１０にパンチ１のシャンク３を圧入することにより、パンチプレート６に対してパンチ１が固定されている。

ここで、貫通孔８は、パンチプレート６において、垂直に形成されておらず、若干傾いて形成されている。このような貫通孔８に固定されたパンチ１は、パンチプレート６において傾いた状態で固定される。したがって、かかる状態でパンチプレート６に固定されたパンチ１は、バッキングプレート７に対して傾いた状態となる。

このような状態で取り付けられたパンチ１の鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所について図３及び図４を参照して詳しく説明する。
図３に示すように、鍔部４の上面５は、パンチ１の軸心Ｃ上で、且つパンチ１が固定されているパンチプレート６の下端面１１の延長線Ｌ１上にある点Ｏを中心とする球面となっている（すなわち、鍔部４の上面５は、半径がパンチプレート６の厚さである３５ｍｍの球面となっている）。

このような球面形状に形成された鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、鍔部４の上面５に形成された球面の中心点Ｏからバッキングプレート７に対し垂直に延びる線Ｌ２上となる（符号１２で示している）。

かかる接触箇所１２とパンチ１の軸心Ｃとの距離ｘは、例えば、パンチ１のパンチプレート６に対する傾きθが１度である場合、約０．６１ｍｍとなる（ｘ＝ｓｉｎθ×鍔部４の上面５に形成された球面の半径、で求まる）。また、例えば、パンチ１のパンチプレート６に対する傾きθが４度である場合、ｘ＝約２．４４ｍｍとなる。このように、パンチ１が傾いた状態で取り付けられたとしても、半径が６．５ｍｍの鍔部４において、接触箇所１２は軸心Ｃに十分に近い位置となる。

以上のような本例のプレス金型用のパンチ１によれば、パンチ１がバッキングプレート７に対して傾いた状態で取り付けられたとしても、パンチ１の鍔部４の上面５が球面状に形成されているので、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所１２がパンチ１の軸心Ｃに近い位置となり、パンチ１での被加工材の打ち抜き時に、バッキングプレート７からの力の作用点は軸心Ｃに近い位置となる。

したがって、被加工材を打ち抜く際にバッキングプレート７からかかる力による曲げモーメントが非常に小さいものとなり、打ち抜き時にパンチ１が破損しにくくなる。

また、鍔部４の上面５に形成された球面の中心点Ｏは、パンチ１の軸心Ｃ上にあるので、パンチ１がパンチプレート７においてどのような方向に傾いて固定されたとしても、鍔部４の上面５におけるバッキングプレートとの接触箇所１２とパンチ１の軸心Ｃとの距離ｘは一定である。

なお、鍔部４の上面５は、球面状に形成されていればよく、この球面は上記実施の形態で説明した中心点Ｏを中心とした球面に限定されるものではない（すなわち、半径が３５ｍｍの球面に限定されるものではない）。このように鍔部４の上面５を球面状に形成することにより、パンチ１がバッキングプレート７に対して傾いた状態で取り付けられたとしても、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所をパンチ１の軸心Ｃから近くすることができる。

例えば、鍔部４の上面５に形成された球面が、中心点をパンチ１の軸心Ｃ上とする半径５０ｍｍのものである場合、パンチ１（鍔部４の半径が６．５ｍｍで、全長が上述した６０ｍｍよりも長いものを想定する）がパンチプレート６に対して１度傾いた状態では、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、パンチ１の軸心Ｃから約０．８７ｍｍの位置（すなわち、ｘ＝約０．８７ｍｍ）となる。また、パンチ１がパンチプレート６に対して４度傾いた状態では、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、パンチ１の軸心から約３．４９ｍｍの位置（すなわち、ｘ＝約３．４９ｍｍ）となる。このように、半径が６．５ｍｍの鍔部４において、該鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、パンチ１の軸心から十分に近い位置となる。

なお、上記実施の形態においては、鍔部が形成されたプレス金型用のパンチについて説明したが、本発明はこのようなプレス金型用のパンチに限定されるものではなく、鍔部が形成されていないプレス金型用のパンチについても同様に適用することができる（この場合には、パンチの頭部上面が球面状に形成される）。

本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の一例を示す正面図。図１に示すプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図。図２の一部拡大図。バッキングプレートとパンチの頭部上面との接触箇所付近の拡大図。従来のプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図。従来のプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図。

符号の説明

１パンチ
２刃先部
３シャンク
４鍔部
５上面
６パンチプレート
７バッキングプレート
８貫通孔
９大径部
１０小径部
１１下端面
１２接触箇所

Claims

１本の棒状の部材によって構成されるシャンクの一端に被加工材に開ける孔に合わせた形状の刃先部を設け、該シャンクの他端にシャンク径より大きい径の鍔部を形成して構成するパンチを、
バッキングプレートの下側に固定するパンチプレートに形成される前記鍔部の厚さとほぼ同じ深さに形成され前記鍔部を位置させる大径部と前記シャンクを位置させる小径部とを有する貫通孔に装着するもので、
前記貫通孔に前記パンチを装着するに当たって、前記貫通孔の大径部に前記パンチの鍔部を係止させ、前記貫通孔の小径部に前記パンチのシャンクを圧入し、前記パンチの鍔部の上面が前記バッキングプレートに接触した状態でプレス金型に取り付けるプレス金型用のパンチにおいて，
前記鍔部の上面を球面状に形成し、
該球面状に形成した鍔部の上面の球面の中心は、前記パンチの軸心上で、且つ前記パンチが固定される前記パンチプレートの下端面の延長線上にある
ことを特徴とするプレス金型用のパンチ。