JP6013836B2 - パンチ強制戻し機構およびパンチ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケースの一方の端面に形成された開口からスライドをケース内に押し込むことにより、ケース内に収容されたパンチがケースの他方の端面から突き出すように構成されたパンチユニットのパンチ強制戻し機構、およびこのパンチ強制戻し機構が採用されたパンチユニットを用いて薄板金属等のワークにパンチ加工を施すパンチ加工装置に関する。

従来、ケースの一方の端面に形成された開口からスライドをケース内に押し込むことにより、ケース内に収容されたパンチがケースの他方の端面から突き出すように構成されたパンチユニットを用いて薄板金属等のワークにパンチ加工を施すパンチ加工装置が知られている。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、パンチユニット９を用いた従来のパンチ加工装置８の動作原理を説明するための図（断面図）である。ここで、図８（Ａ）は、上死点におけるパンチ加工装置８の各構成要素の配置関係を示しており、図８（Ｂ）は、下死点におけるパンチ加工装置８の各構成要素の配置関係を示している。

図示するように、従来のパンチ加工装置８は、パンチユニット９と、下型８１上に配置された薄板金属等のワーク８２を抑え込むとともにパンチユニット９を保持するパッド８３と、ワーク８２を介してパンチユニット９と対向する位置に設けられたダイス８４と、図示していない上型の昇降に連動して上下方向に移動するドライバ８５と、を備えて構成される。

パンチユニット９は、パンチ９０と、コイルバネ９１と、スライド９２と、ケース９３と、ストッパボルト９４と、を備えている。

パンチ９０は、円柱状のシャフト９０１と、シャフト９０１の先端部に形成された刃部９０２と、シャフト９０１の後端部に形成されたフランジ９０３と、を備えている。

コイルバネ９１は、その内側にパンチ９０のシャフト９０１が挿入されており、一方の端部９１０がパンチ９０のフランジ９０３に当接するとともに、他方の端部９１１がケース９３の後述のパンチ入出力部９３１の内壁９３５に当接している。

スライド９２の一方の端面側には、パンチ９０のフランジ９０３を収容する収容部９２０が形成され、他方の端面側には、ドライバ８５との摺動面９２１が形成されている。摺動面９２１は、斜め上側を向くように、軸心Ｏに対して傾斜している。また、スライド９２の側面にはストッパボルト９４用のネジ穴（不図示）が形成されており、このネジ穴にストッパボルト９４がネジ止めされている。

ケース９３は、パンチ９０、コイルバネ９１、およびスライド９２を収容するための円筒部材であり、一方の端面側に形成された開口部９３０と、他方の端面側に形成されたパンチ入出力部９３１と、軸心Ｏに沿って側面に形成された長穴９３３と、を備えている。パンチ入出力部９３１には、内壁９３５と外壁９３６とを軸心Ｏ方向に貫く貫通穴９３２が形成されており、この貫通穴９３２には、コイルバネ９１内に挿入されたパンチ９０の刃部９０２が内壁９３５側から挿入されている。また、開口部９３０からは、パンチ９０のフランジ９０３を収容部９２０に収容したスライド９２の摺動面９２１が露出している。また、長穴９３３内には、スライド９２にネジ止めされたストッパボルト９４の頭部が配置されており、これにより、ケース９３に対するスライド９２の相対的な移動範囲が規定される。また、ケース９３の内周面には、スライド９２との摺動面９３４が形成されている。

パッド８３には、表面（ワーク８２との対向面）８３１と裏面８３２とを貫く、パンチユニット９保持用の挿入穴８３０が形成されている。ここで、パンチユニット９は、この挿入穴８３０内に収容されており、パンチ入出力部９３１の外壁９３６（ケース９３の先端面）が表面８３１より奥まった位置に配置され、かつ、スライド９２の摺動面９２１が裏面８３２より突出した位置に配置されている。そして、六角穴付きボルト９５により、パッド８３に固定されている。

下型８１には、パッド８３に保持されたパンチユニット９と共通の軸心Ｏを有し、ワーク８１１の対向面８１１において開口する貫通穴８１０が形成されている。この貫通穴８１０の、ワーク８２との対向面８１１側の開口部には、ダイス８４が装着されている。ダイス８４は、パンチ９０の刃部９０２と連携してワーク８２を打ち抜き、この際に、パンチ９０の刃部９０２を収容して、ワーク８２の打ち抜き片を貫通穴８１０へ排出する。

ドライバ８５は、スライド９２の摺動面９２１との摺動面８５１を備えている。この摺動面８５１は、ドライバ８５の下降中、スライド９２の摺動面９２１と摺動しながら、スライド９２をケース９３内に押し込むことが可能な角度に傾斜している。

ここで、図８（Ａ）に示すように、上死点において、ドライバ８５の摺動面８５１は、スライド９２の摺動面９２１に接触しておらず、その結果、コイルバネ９１により、パンチ９０およびスライド９２は、ケース９３の開口部９３０側に押し出されてホームポジションに位置しており、パンチ９０の刃部９０２は、パンチ入出力部９３１の外壁９３６より内側に引っ込んでいる。この状態で、図示していない上型が下降すると、これに伴いドライバ８５も下降して、ドライバ８５の摺動面８５１がスライド９２の摺動面９２１に接触する。その後、ドライバ８５は、摺動面８５１をスライド９２の摺動面９２１と摺動させながら下降し、コイルバネ９１を圧縮しながらスライド９２をケース９３の内部に押し込む。これにより、パンチ９０の刃部９０２が、ワーク８２に向かってパンチ入出力部９３１の外壁９３６から突き出す。その後、図８（Ｂ）に示すように、ドライバ８５が下死点まで下降すると、パンチ９０の刃部９０２がワーク８２を貫いてダイス８４内に収容される。これにより、ワーク８２にパンチ加工が施される。

なお、特許文献１には、以上のような構成のパンチ加工装置８のパンチ９０として、通常のパンチの代わりに突破りパンチを用いたものが開示されている。突破りパンチとは、刃部の直径より小さな直径の円錐状の突起部が刃部の先端面に一体的に形成されており、かつ、刃部の先端面の周縁にアールが形成されたパンチである。

通常のパンチを用いたパンチ加工では、パンチ９０の刃部９０２の刃先と、ワーク８２を介してパンチ９０と対向する位置に配置されたダイス８４の刃先とをそれぞれ起点として、ワーク８２の表裏両面からクラックが発生し、これらのクラックが繋がることでワーク８２が打ち抜かれる。このため、ワーク８２の表裏のクラックを適正に繋げるためにパンチ９０とダイス８４とのクリアランスを非常に小さくする（０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度）必要があった。

これに対して、突破りパンチでは、刃部の先端面の周縁をアール形状にすることにより、ワーク８２には、突破りパンチ側からのクラックが発生せず、ダイス８４側からのみにクラックが発生する。その後、このクラックがワーク８２の突破りパンチ側に達するまで突破りパンチがワーク８２をダイス８４側に引っ張ることにより、ワーク８２が打ち抜かれる。

このように、突破りパンチのパンチ加工はダイス８４の刃先のみに依存するため、通常のパンチのパンチ加工とは異なり、ワーク８２の表裏のクラックの繋がりを調整する必要がない。このため、突破りパンチとダイス８４との間には比較的大きなクリアランス（０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ程度）を取ることが可能となり、突破りパンチの偏心（０．２ｍｍ程度まで）も許容できる。

国際公開第２００４／０９６４６４号公報

図８（Ｂ）に示す下死点から、図示していない上型が上昇すると、これに伴いドライバ８５は、摺動面８５１をスライド９２の摺動面９２１と摺動させながら上昇する。これにより、ドライバ８５による、ケース９３の内部へのスライド９２の押し込み量が減少し、その結果、コイルバネ９１の復元力により、パンチ９０およびスライド９２がケース９３の開口部９３０側に押し出されてホームポジションに復帰し、パンチ９０の刃部９０２がケース９３の内側へ引っ込む。しかし、このとき、何らかの理由によりコイルバネ９１が固着すると、パンチ９０およびスライド９２がホームポジションに復帰せずに、パンチ９０の刃部９０２がワーク８２を貫いたままとなり、パンチ９０、ダイス８４、下型８１等を破損させる可能性がある。この問題は、パンチ９０として、特許文献１に示す突破りパンチを用いた場合でも同様に起こり得る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パンチをより確実にワークから引き抜くことを可能とするパンチ強制戻し機構およびパンチ加工装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、ドライバおよびスライドのそれぞれに掛合手段を設けた。そして、ドライバが上昇する際に、例えばパンチの刃先をケース内に引き込む方向にパンチおよびスライドを付勢するバネが機能せず、その結果、スライドがケースから押し出されないで、パンチがワークから引き抜かれる前にドライバがスライドから所定以上離れた場合に、少なくともパンチの刃先がワークから引き抜かれるまで、ドライバおよびスライドそれぞれの掛合手段が互いに掛合して、ドライバの上昇によりスライドがケースから引き出されるようにした。

例えば、本発明のパンチ強制戻し機構は、ケースの一方の端面に形成された開口からスライドを前記ケース内に押し込むことにより、前記ケース内に収容されたパンチの刃部を前記ケースの他方の端面から突き出してワークを打ち抜くように構成されたパンチユニットのパンチ強制戻し機構であって、
前記パンチの刃部の突き出し方向に沿って当該パンチとともに前記ケース内を往復移動する前記スライドに設けられた第一の掛合手段と、
前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に沿って下降しながら前記スライドを前記ケース内に押し込むドライバに設けられた第二の掛合手段と、を備え、
前記第一の掛合手段および前記第二の掛合手段は、
前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に沿って前記ドライバが上昇する際に、前記パンチが前記ワークから引き抜かれる前に当該ドライバが前記スライドから所定以上離れた場合に、少なくとも前記パンチが前記ワークから引き抜かれるまで、互いに掛合して、前記ドライバの上昇により前記スライドを前記ケースの開口から引き出し、
前記第一の掛合手段は、
頭部の表面に前記ドライバとの接触面を有し、軸部が一部露出した状態で前記スライドにネジ止めされたボルトを有し、
前記第二の掛合手段は、
前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に沿って前記ドライバが上昇する際に、前記パンチが前記ワークから引き抜かれる前に前記ボルトの接触面が前記ドライバから所定以上離れた場合に、少なくとも前記パンチが前記ワークから引き抜かれるまで、前記ボルトの頭部の裏面と接触して、前記スライドを前記ケースから引き抜く方向に移動させるプレートを有する。

また、本発明のパンチ加工装置は、
パンチと、前記パンチとともに往復移動するスライドと、前記パンチおよび前記スライドをスライド可能に収容するケースと、を有し、前記ケースの一方の端面に形成された開口から前記スライドが前記ケース内に押し込まれることにより、前記ケース内に収容された前記パンチの刃部が、前記ケースの他方の端面から突き出してワークを打ち抜くパンチユニットと、
前記ワークを挟んで前記パンチの刃部と対向する位置に配置されたダイスと、
前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に下降しながら、当該スライドを前記ケース内に押し込むドライバと、
上述のパンチ強制戻し機構と、を備える。

本発明によれば、ドライバが下死点から上昇する際に、例えばパンチの刃先をケース内に引き込む方向にパンチおよびスライドを付勢するバネが機能しない場合でも、少なくともパンチの刃先がワークから引き抜かれるまで、第一および第二の掛合手段が互いに掛合して、ドライバの上昇により、パンチとともに往復移動するスライドがケースから強制的に引き出されるので、パンチをより確実にワークから引き抜くことが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るパンチ加工装置１の断面図である。 図２は、突破りパンチユニット２の部品展開図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、プッシャーボルト４の正面図および上面図である。 図４（Ａ）は、ポジティブリターンプレート５の正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すポジティブリターンプレート５のＡ−Ａ断面図である。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、パンチ加工装置１の動作原理を説明するための図（断面図）である。 図６（Ａ）および図５（Ｂ）は、パンチ加工装置１の動作原理を説明するための図（断面図）である。 図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、突破りパンチ２の変形例２Ａの正面図および上面図（いずれも一部断面図）である。 図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、パンチユニット９を用いた従来のパンチ加工装置８の動作原理を説明するための図（断面図）である。

以下に、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係るパンチ加工装置１の断面図である。

図示するように、本実施の形態に係るパンチ加工装置１は、突破りパンチユニット２と、下型３１上に配置された薄板金属等のワーク３２を抑え込むとともに突破りパンチユニット２を保持するパッド３３と、ワーク３２を介して突破りパンチユニット２と対向する位置に設けられたダイス３４と、図示していない上型の昇降に連動して上下方向に移動するドライバ３５と、パンチ強制戻し機構を構成するプッシャーボルト４およびポジティブリターンプレート５と、を備えている。

突破りパンチユニット２は、ケース２３の一方の端面側に形成された開口部２３０からスライド２２をケース２３内に押し込むことにより、ケース２３内に収容された突破りパンチ２０の刃部２０２をケース２３の他方の端面（後述のパンチ入出力部２３１の外壁２３５）側から突き出す。

図２は、突破りパンチユニット２の部品展開図である。

図示するように、突破りパンチユニット２は、突破りパンチ２０と、コイルバネ２１と、スライド２２と、ケース２３と、ストッパボルト２４と、を備えている。

突破りパンチ２０は、円柱状のシャフト２０１と、シャフト２０１の先端部に形成された刃部２０２と、シャフト２０１の後端部に形成されたフランジ２０３と、を有する。

刃部２０２は、外周の縁部がアール加工された先端面２０４と、先端面２０４の中央部に一体的に形成され、先端面２０４の面積よりも底面積が小さな円錐等の錐状の突起部２０５と、を有する。

コイルバネ２１は、その内側に突破りパンチ２０のシャフト２０１が挿入されており、一方の端部２１０がスライド２２の後述のバネ座２２１に当接するとともに、他方の端部２１１がケース２３の後述のパンチ入出力部２３１の内壁２３４に当接している。これにより、ケース２３内へのスライド２２の押し込みによって、コイルバネ２１は、スライド２２のバネ座２２１とケース２３のパンチ入出力部２３１の内壁２３４との間で圧縮され、その復元力で、スライド２２を、ホームポジション（図５（Ａ）参照）に押し戻す方向に付勢する。

スライド２２の側面には、突破りパンチ２０のフランジ２０３およびシャフト２０１の外形に合わせた収容溝２２０が形成されている。突破りパンチ２０は、スライド２２の側面からこの収容溝２２０内に収容されることにより、軸心Ｏ上に配置され、刃部２０２側をスライド２２の一方の端面から突き出した状態で、スライド２２に対する軸心Ｏ方向の相対的な移動がスライド２２に拘束されるようにスライド２２に連結される。なお、本実施の形態においては、収容溝２２０にフランジ２０３付きの突破りパンチ２０を収容することによって、スライド２２の軸心Ｏ方向への移動にスライド２２が連動するようにスライド２２と突破りパンチ２０とを連結しているが、他の構造によってスライド２２を突破りパンチ２０ととともに往復移動させるようにしてもよい。例えば、シャフト２０１の後端部の外周面にネジを形成するとともに、スライド２２の一方の端面にネジ穴を形成し、両者の締結によってスライド２２と突破りパンチ２０とを連結してもよい。

また、スライド２２には、突破りパンチ２０が突出する一方の端面側に、コイルバネ２１の一方の端部２１０と当接するバネ座２２１が形成され、他方の端面側に、斜め上方を向くように軸心Ｏに対して傾斜した取付面２２２が形成されている。取付面２２２には、取付面２２２に対して垂直な方向にネジ穴２２３が形成されており、プッシャーボルト４は、このネジ穴２２３にネジ止めされる。さらに、スライド２２の外周面にはネジ穴２２４が形成されており、ストッパボルト２４は、このネジ穴２２４にネジ止めされる。

ケース２３は、突破りパンチ２０、コイルバネ２１およびスライド２２を収容するための円筒部材であり、一方の端面側に形成された開口部２３０と、他方の端面側に形成されたパンチ入出力部２３１と、軸心Ｏに沿って外周面に形成された貫通長穴２３２と、内周面に形成されたスライド２２との摺動面２３３と、を備えている。

パンチ入出力部２３１には、内壁（内側端面）２３４および外壁（外側端面）２３５を軸心Ｏ方向に貫く貫通穴２３６が形成されており、この貫通穴２３６には、コイルバネ２１内に挿入された突破りパンチ２０の刃部２０２が内壁２３４側から挿入されている。また、パンチ入出力部２３１の外周面には、突破りパンチユニット２をパッド３３に固定するために用いるフランジ２３７が形成されている。

開口部２３０からは、コイルバネ２１内に挿入された突破りパンチ２０が連結されたスライド２２の取付面２２２が露出している。貫通長穴２３２内には、スライド２２にネジ止めされたストッパボルト２４の頭部が配置されており、これにより、ケース２３に対するスライド２２の相対的な移動範囲が規定される。

プッシャーボルト４は、スライド２２の取付面２２２に設けられたネジ穴２２３にネジ止めされる。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、プッシャーボルト４の正面図および上面図である。

図示するように、プッシャーボルト４は、ネジ部４１と、頭部４２と、ネジ部４１および頭部４２間に設けられたシャフト（円筒部）４３と、頭部４２およびシャフト４３間に設けられたフランジ４４と、頭部４２の上面に形成されたドライバ３５との摺動面４５と、を備えている。シャフト４３がスライド２２の取付面２２２から突出するように、ネジ部４１が、取付面２２２に形成されたネジ穴２２３にネジ止めされる。摺動面４５は、プッシャーボルト４が取付面２２２にネジ止めされた場合に、取付面２２２に対して略平行になるように設けられている。

パッド３３には、表面（ワーク３２との対向面）３３１および裏面３３２を貫く、突破りパンチユニット２保持用の挿入穴３３０が形成されている。ここで、挿入穴３３０は、パッド３３の表面３３１側よりも裏面３３２側が小径の段付き穴となっており、パッド３３の表面３３１側から挿入穴３３０内に挿入されたケース２３のフランジ２３７が挿入穴３３０内壁の段差面に当接することにより、突破りパンチユニット２は、パンチ入出力部２３１の外壁２３５がパッド３３の表面３３１より所定距離だけ奥まった位置に配置され、かつ、スライド２２の取付面２２２がパッド３３の裏面３３２より所定距離だけ突出した位置に配置される。そして、六角穴付きボルト２５が、ストッパプレート２６と挿入穴３３０内壁の段差面との間にフランジ２３７の一部を挟み込むようにしてパッド３３にネジ止めされることにより、突破りパンチユニット２がパッド３３に固定される。

下型３１には、パッド３３に保持された突破りパンチユニット２の軸心Ｏと一致する貫通穴３１０が形成されており、この貫通穴３１０の、ワーク３２との対向面３１１側の開口部には、ダイス３４が装着されている。ダイス３４は、突破りパンチ２０の刃部２０２と連携してワーク３２を打ち抜き、この際に、突破りパンチ２０の刃部２０２を収容して、ワーク３２の打ち抜き片を貫通穴３１０へ排出する。

ドライバ３５は、プッシャーボルト４の摺動面４５との摺動面３５１を備えている。摺動面３５１は、プッシャーボルト４の摺動面４５と略平行となるように形成されており、ドライバ３５が下降することにより、プッシャーボルト４の摺動面４５と接触する。ドライバ３５がさらに下降することにより、摺動面３５１は、プッシャーボルト４の摺動面４５と摺動しながら、プッシャーボルト４が取り付けられたスライド２２をケース２３内に押し込む。また、ドライバ３５の摺動面３５１が形成されている面には、ポジティブリターンプレート５をネジ止めするためのネジ穴３５２が形成されている。

ポジティブリターンプレート５は、六角穴付きボルト３６によって、ドライバ３５の摺動面３５１が形成されている面に設けられたネジ穴３５２にネジ止めされる。

図４（Ａ）は、ポジティブリターンプレート５の正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すポジティブリターンプレート５のＡ−Ａ断面図である。

図示するように、ポジティブリターンプレート５は、六角穴付きボルト３６用の座繰り穴５０が形成された支柱部５１と、支柱部５１の上面５２側に一体的に形成された二股のプレート部５３と、を備えている。

支柱部５１は、座繰り穴５０に挿入された六角穴付きボルト３６でドライバ３５に固定され、プレート部５３の下面５５とドライバ３５の摺動面３５１との間に所定の間隔ｈ３があく位置にプレート部５３を位置付ける。

プレート部５３は、ポジティブリターンプレート５がドライバ３５に取り付けられた状態においてドライバ３５の摺動面３５１と略平行になるように構成されており、プレート部５３の長手方向において、支柱部５１と反対側の端面５８側に溝５７が形成されている。ドライバ３５の下降中、プレート部５３をスライド２２の取付面２２２とプッシャーボルト４のフランジ４４およびシャフト４３とに接触させずに、プッシャーボルト４の頭部４２をプレート部５３の下面５５とドライバ３５の摺動面３５１との間に挿入し、プッシャーボルト４のシャフト４３をプレート部５３の溝５７に挿入できるように、ポジティブリターンプレート５の各寸法は、以下のように定められている。溝５７の幅ｒ３は、プッシャーボルト４のシャフト４３の直径ｒ１（図３参照）よりも大きく、かつ、プッシャーボルト４のフランジ４４の直径ｒ２（図３参照）よりも小さい。また、プレート部５３の下面５５から支柱部５１の下面５４までの高さｈ３は、プッシャーボルト４の摺動面４５からフランジ４４の下面（シャフト４３側の端面）４６までの高さｈ１（図３参照）より僅かに長い（例えば１ｍｍ程度）。さらに、プレート部５３の厚さ（プレート部５３の上面５６から下面５５までの高さ）ｈ４は、フランジ４４の下面４６からスライド２２の取付面２２２までの高さｈ２（図１参照）より短い。

つぎに、上記構成のパンチ加工装置１の動作を説明する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、および図６（Ｂ）は、パンチ加工装置１の動作原理を説明するための図（断面図）である。ここで、図５（Ａ）は、上死点におけるパンチ加工装置１の各構成要素の配置関係を示しており、図５（Ｂ）は、下死点におけるパンチ加工装置１の各構成要素の配置関係を示している。また、図６（Ａ）は、下死点から上死点への移動中において、コイルバネ２１が正常動作している場合におけるパンチ加工装置１の各構成要素の配置関係を示しており、図６（Ｂ）は、下死点から上死点へ移動中において、コイルバネ２１が固着している場合におけるパンチ加工装置１の各構成要素の配置関係を示している。

図５（Ａ）に示すように、上死点において、ドライバ３５の摺動面３５１は、プッシャーボルト４の摺動面４５と接触しておらず、その結果、コイルバネ２１により、突破りパンチ２０およびスライド２２は、ケース２３の開口部２３０からケース外側に押し出されてホームポジションに位置しており、突破りパンチ２０の刃部２０２は、パンチ入出力部２３１の外壁２３５よりケース２３の内側に引っ込んでいる。

この状態で、図示していない上型が下降すると、これに伴いドライバ３５も下降する。そして、ドライバ３５の摺動面３５１がプッシャーボルト４の摺動面４５と接触し、ドライバ３５は、ドライバ３５の摺動面３５１をプッシャーボルト４の摺動面４５と摺動させながら下降する。これにより、スライド２２が、コイルバネ２１を圧縮しながらケース２３の内部に押し込まれ、突破りパンチ２０の刃部２０２がパンチ入出力部２３１の外壁２３５から突き出す。

ここで、上述したように、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５から支柱部５１の下面５４までの高さｈ３は、プッシャーボルト４の摺動面４５からフランジ４４の下面４６までの高さｈ１より僅かに長い。このため、プレート部５３は、フランジ４４の下面４６との間に僅かな隙間を形成しながら、プッシャーボルト４のシャフト４３を非接触でポジティブリターンプレート５の溝５７に挟み込む。また、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の厚さ（上面５６から下面５５までの高さ）ｈ４は、プッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６からスライド２２の取付面２２２までの高さｈ２より短い。このため、ドライバ３５の下降中、プレート部５３がスライド２２の取付面２２２と接触することはない。

その後、図５（Ｂ）に示すように、ドライバ３５が下死点まで下降すると、突破りパンチ２０の刃部２０２が、ワーク３２を貫いて、ダイス３４に収容される。これにより、ワーク３２にパンチ加工が施される。

なお、ポジティブリターンプレート５は、下死点においてプレート部５３の溝底部５９がプッシャーボルト４のシャフト４３に当接しない位置に、ドライバ３５に取り付けられている。

つぎに、図示していない上型が下死点から上昇すると、これに伴いドライバ３５も上昇して、ドライバ３５によるケース２３の内部へのスライド２２の押し込み量が減少する。

ここで、コイルバネ２１が正常に動作しているならば、図６（Ａ）に示すように、コイルバネ２１の復元力により、突破りパンチ２０およびスライド２２がケース２３の開口部２３０から外側に押し出される方向に付勢される。その結果、ドライバ３５が摺動面３５１をプッシャーボルト４の摺動面４５と摺動させながら上昇して、突破りパンチ２０の刃部２０２が、ワーク３２から引き抜かれてケース２３の内側へ引っ込み、突破りパンチ２０およびスライド２２はホームポジションに復帰する。このとき、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５から支柱部５１の下面５４までの高さｈ３が、プッシャーボルト４の摺動面４５からフランジ４４の下面４６までの高さｈ１より僅かに長いため、プレート部５３の下面５５はプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６と接触せず、両者の間に僅かな隙間Δｔ１（＝ｈ３−ｈ１）が形成される。

一方、コイルバネ２１が何らかの理由により固着しているならば、図６（Ｂ）に示すように、ドライバ３５は、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５をプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６と接触させ掛合させながら上昇して、突破りパンチ２０およびスライド２２を、ケース２３の開口部２３０から外側に引き出す方向に引っ張る。その結果、突破りパンチ２０の刃部２０２が、ワーク３２から引き抜かれて、ケース２３の内側へ引っ込む。このとき、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５から支柱部５１の下面５４までの高さｈ３が、プッシャーボルト４の摺動面４５からフランジ４４の下面４６までの高さｈ１より僅かに長いため、プッシャーボルト４の摺動面４５はドライバ３５の摺動面３５１と接触せず、両者の間に僅かな隙間Δｔ２（＝ｈ３−ｈ１＝Δｔ１）が形成される。

なお、ポジティブリターンプレート５の溝５７の長さｄ１（図４参照）は、コイルバネ２１が何らかの理由により固着している場合に、少なくとも、突破りパンチ２０の刃部２０２がワーク３２から引き抜かれるまで、プレート部５３の下面５５がプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６と接触して掛合し、突破りパンチ２０およびスライド２２をケース２３の開口部２３０から引き出す方向に引っ張ることのできる長さに設計されている。

以上、本発明の一実施の形態について説明した。

本実施の形態では、ドライバ３５が下死点から上昇する際に、万一、突破りパンチ２０の刃部２０２をケース２３内に引き込む方向に突破りパンチ２０およびスライド２２を付勢するコイルバネ２１が正常に機能せず、その結果、スライド２２がケース２３の開口部２３０からケース外側に押し出されないで、ドライバ３５の摺動面３５１とプッシャーボルト４の摺動面４５との間に隙間Δｔ２が形成された場合でも、少なくとも、突破りパンチ２０がワーク３２から引き抜かれるまで、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５とプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６とが互いに掛合するため、ドライバ３５の上昇によりスライド２２がケース２３から引き出される方向に引っ張られる。これにより、突破りパンチ２０に連結されたスライド２２が強制的にケース２３の開口部２３０から外部に引き出されるため、突破りパンチ２０をより確実にワーク３２から引き抜くことが可能となる。

また、本実施の形態では、プッシャーボルト４の頭部４２の表面にドライバ３５との摺動面４５を有し、頭部４２とネジ部４１との間のシャフト４３の少なくとも一部がスライド２２の取付面２２２から突出した状態でスライド２２の取付面２２２にネジ止めされたプッシャーボルト４と、ドライバ３５が下死点から上昇する際に、ドライバ３５の摺動面３５１とプッシャーボルト４の摺動面４５との間に隙間Δｔ２が形成された場合に、少なくとも、突破りパンチ２０がワーク３２から引き抜かれるまで、プレート部５３の下面５５がプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６と接触して、スライド２２をケース２３から引き出す方向に引っ張るように、ドライバ３５にネジ止めされたポジティブリターンプレート５と、を備えたパンチ強制戻し機構を用いている。

仮に、突破りパンチ２０の刃部２０２がコイルバネ２１の復元力のみではホームポジションまで戻らない事態が発生しても、このように、突破りパンチユニット２およびドライバ３５から着脱可能な部品でパンチ強制戻し機構を構成することで、破損部品を最大でもプッシャーボルト４およびポジティブリターンプレート５のみに抑えることが可能となる。したがって、交換が必要となる部品が取り換え作業の容易な部品のみとなり、突破りパンチユニット２、パッド３３、ドライバ３５等の取り換え作業の困難な部品の交換作業が不要となる。このため、メンテナンスのコストを低減でき、またその作業性も向上する。

また、本実施の形態において、ポジティブリターンプレート５には、プッシャーボルト４のシャフト４３を非接触で収容する溝５７が形成されている。このため、ドライバ３５の上昇および下降中、ポジティブリターンプレート５がプッシャーボルト４のシャフト４３に接触して、プッシャーボルト４を損傷させるのを防止することができる。

また、本実施の形態において、突破りパンチユニット２は、突破りパンチ２０の刃部２０２をケース２３内に引き込む方向に突破りパンチ２０およびスライド２２を付勢するコイルバネ２１を備えており、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５から支柱部５１の下面５４までの高さｈ３が、プッシャーボルト４の摺動面４５からフランジ４４の下面４６までの高さｈ１より僅かに長いため、突破りパンチ２０の刃部２０２とワーク３２に作用する力がコイルバネ２１の復元力より小さく、コイルバネ２１が正常に動作している場合、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５とプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６とを接触させなくて済む。このため、コイルバネ２１が正常に動作している場合、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５とプッシャーボルト４のフランジ４４の下面４６とが接触して損傷するのを防止することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態において、突破りパンチユニット２は、突破りパンチ２０の刃部２０２をケース２３内に引き込む方向に突破りパンチ２０およびスライド２２を付勢する付勢手段として、コイルバネ２１を用いているが、ゴム等の弾性体を付勢手段として用いてもよい。

また、上記の実施の形態では、スライド２２の取付面２２２にプッシャーボルト４をネジ止めし、下死点において、このプッシャーボルト４のシャフト４３を、ポジティブリターンプレート５の溝５７に非接触で収容するようにしている。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、スライド２２の取付面２２２に代えて摺動面を形成するとともに、この摺動面とドライバ３５の摺動面３５１とが接触しているならば、ポジティブリターンプレート５に接触せず、この摺動面とドライバ３５の摺動面３５１との間に所定間隔の隙間が形成されたならば、ポジティブリターンプレート５に接触してスライド２２をケース２３から引き出す方向に引っ張られる掛合手段をスライド２２に直接形成してもよい。例えば、ドライバ３５の下降により、ドライバ３５に固定されたポジティブリターンプレート５の一部が非接触で挿入される溝、穴等の部位を形成し、ドライバ３５がその摺動面３５１をスライド２２の摺動面と摺動させながら上昇しているときには、ポジティブリターンプレート５がその部位から非接触で引き抜かれ、突破りパンチ２０がワーク２３から引き抜かれる前にドライバ３５の摺動面３５１とスライド２２の摺動面との間に所定以上の間隔が形成されたときには、ポジティブリターンプレート５がその部位に掛合するようにしてよい。

図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、突破りパンチ２の変形例２Ａの正面図および上面図であり、いずれも一部断面図としている。

突破りパンチ２Ａが図２に示す突破りパンチ２と異なる点は、スライド２２に代えてスライド２２Ａが設けられていることである。また、スライド２２Ａがスライド２２と異なる点は、取付面２２２に代えて、ドライバ３５の摺動面３５１と略平行となるように軸心Ｏに対して傾斜した摺動面２２６が形成されていること、および、スライド２２Ａの側面に、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３が非接触で挿入される溝２２５が形成されていることである。なお、突破りパンチ２Ａを用いた場合、プッシャーボルト４は不要である。

溝２２５は、摺動面２２６と略平行に形成されており、摺動面２２６から溝２２５の一方の側面（摺動面２２６側の側面）２２７までの距離ｈ５は、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３の下面５５から支柱部５１の下面５４までの高さｈ３（図４参照）より僅かに短い（例えば１ｍｍ程度）。また、溝２２５の幅ｈ６は、プレート部５３の厚さｈ４（図４参照）より長い。

突破りパンチ２の代わりに突破りパンチ２Ａを用いて、プッシャーボルト４を省略したパンチ加工装置１において、ドライバ３５が下降すると、その摺動面３５１がスライド２２Ａの摺動面２２６と接触して摺動しながら下降することにより、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３が非接触でスライド２２Ａの溝２２５に挿入される。そして、ドライバ３５がその摺動面３５１をスライド２２の摺動面２２６と摺動させながら上昇しているときには、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３がスライド２２Ａの溝２２５から非接触で引き抜かれる。一方、突破りパンチ２０がワーク２３から引き抜かれる前にドライバ３５の摺動面３５１とスライド２２Ａの摺動面２２６との間に所定以上の間隔が形成されたときには、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３がスライド２２Ａの溝２２５の側面２２７に掛合する。なお、この場合、ポジティブリターンプレート５のプレート部５３は、図４に示すような二股形状である必要はない。

また、上記の実施の形態では、パンチ強制戻し機構として、スライド２２の取付面２２２にネジ止めされたプッシャーボルト４と、ドライバ３５の摺動面３５１が形成されている面にネジ止めされたポジティブリターンプレート５と、を用いているが、本発明はこれに限定されない。ドライバ３５およびスライド２２のそれぞれに掛合手段を設け、ドライバ３５が下死点から上昇する際に、コイルバネ２１が機能せず、その結果、スライド２２がケース２３から押し出されないで、突破りパンチ２０がワーク２３から引き抜かれる前にドライバ３５がスライド２２から所定以上離れた場合に、少なくとも、突破りパンチ２０がワーク３２から引き抜かれるまで、ドライバ３５およびスライド２２それぞれの掛合手段が互いに掛合して、ドライバ３５の上昇によりスライド２２をケース２３から引き出すことができるものであればよい。

また、上記の実施の形態において、突破りパンチユニット２の突破りパンチ２０およびスライド２２は一体的に形成されていてもよい。

また、上記の実施の形態において、突破りパンチ２０の代わりに通常のパンチ９０（図８参照）を用いたパンチ加工装置にも、本発明は同様に適用できる。

１：パンチ加工装置、 ２：突破りパンチユニット、 ４：プッシャーボルト、 ５：ポジティブリターンプレート、 ２０：突破りパンチ、 ２１：コイルバネ、 ２２：スライド、 ２３：ケース、 ２４：ストッパボルト、 ２５、３６：六角穴付きボルト、 ３１：下型、 ３２：ワーク、 ３３：パッド、 ３４：ダイス、 ３５：ドライバ、 ４１：ネジ部、 ４２：頭部、 ４３：シャフト、 ４４：フランジ、 ４５：摺動面、 ４６：フランジの下面、 ５０：座繰り穴、 ５１：支柱部、 ５２：支柱部の上面、 ５３：プレート部、 ５４：支柱部の下面、 ５５：プレート部の下面、 ５６：プレート部の上面、 ５７：プレート部の溝、 ５８：プレート部の端面、 ５９：プレート部の溝底部、 ２０１：シャフト、 ２０２：刃部、 ２０３：フランジ、 ２０４：刃部の先端面、 ２０５：刃部の突起部、 ２１０，２１１：コイルバネの端部、 ２２０：収容溝、 ２２１：バネ座、 ２２２：取付面、 ２２３：プッシャーボルト用のネジ穴、２２４：ストッパボルト用のネジ穴、 ２３０：ケースの開口部、 ２３１：パンチ入出力部、 ２３２：貫通長穴、 ２３３：摺動面、 ２３４：パンチ入出力部の内壁、 ２３５：パンチ入出力部の外壁、 ２３６：パンチ入出力部の貫通穴３１０：下型の貫通穴、 ３１１：下型の表面、 ３３０：挿入穴、 ３３１：パッドの表面、 ３３２：パッドの裏面、 ３５１：摺動面、 ３５２：ドライバのネジ穴

Claims (6)

1. ケースの一方の端面に形成された開口からスライドを前記ケース内に押し込むことにより、前記ケース内に収容されたパンチの刃部を、前記ケースの他方の端面から突き出してワークを打ち抜くように構成されたパンチユニットのパンチ強制戻し機構であって、
   前記パンチの刃部の突き出し方向に沿って当該パンチとともに前記ケース内を往復移動するように当該パンチが連結された前記スライドに設けられた第一の掛合手段と、
   前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に沿って下降しながら前記スライドを前記ケース内に前記開口から押し込むドライバに設けられた第二の掛合手段と、を備え、
   前記第一の掛合手段および前記第二の掛合手段は、
   前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に沿って前記ドライバが上昇する際に、前記パンチが前記ワークから引き抜かれる前に当該ドライバが前記スライドから所定以上離れた場合に、少なくとも前記パンチが前記ワークから引き抜かれるまで、互いに掛合して、前記ドライバの上昇により前記スライドを前記ケースの開口から引き出し、
   前記第一の掛合手段は、
   頭部の表面に前記ドライバとの接触面を有し、軸部が一部露出した状態で前記スライドにネジ止めされたボルトを有し、
   前記第二の掛合手段は、
   前記パンチの刃部の突き出し方向と交わる方向に沿って前記ドライバが上昇する際に、前記パンチが前記ワークから引き抜かれる前に前記ボルトの接触面が前記ドライバから所定以上離れた場合に、少なくとも前記パンチが前記ワークから引き抜かれるまで、前記ボルトの頭部の裏面と接触して、前記スライドを前記ケースから引き抜く方向に移動させるプレートを有する
   ことを特徴とするパンチ強制戻し機構。
2. 請求項１に記載のパンチ強制戻し機構であって、
   前記プレートには、
   前記ドライバの下降により前記ボルトの軸部が非接触で挿入され、前記ドライバの上昇中、少なくとも前記パンチが前記ワークから引き抜かれるまで、前記ボルトの軸部を収容する溝が形成されている
   ことを特徴とするパンチ強制戻し機構。
3. パンチと、前記パンチとともに往復移動するスライドと、前記パンチおよび前記スライドをスライド可能に収容するケースと、を有し、前記ケースの一方の端面に形成された開口から前記スライドが前記パンチの軸心方向に沿って前記ケース内に押し込まれることにより、前記ケース内に収容された前記パンチの刃部が、前記ケースの他方の端面から突き出してワークを打ち抜くパンチユニットと、
   前記ワークを挟んで前記パンチの刃部と対向する位置に配置されたダイスと、
   前記パンチの突き出し方向と交わる方向に沿って下降しながら、当該スライドを前記ケース内に押し込むドライバと、
   請求項１または２に記載のパンチ強制戻し機構と、を備える
   ことを特徴とするパンチ加工装置。
4. 請求項３に記載のパンチ加工装置であって、
   前記パンチは、
   前記ワークと対向する先端面に一体的に形成され、当該先端面の周縁の径よりも小さな直径の円を底面とする錐状の突起部を備え、当該先端面の周縁がアール加工されている
   ことを特徴とするパンチ加工装置。
5. 請求項３または４に記載のパンチ加工装置であって、
   前記パンチユニットは、
   前記パンチを前記ケース内に引き込む方向に前記パンチおよび前記スライドを付勢するバネを備える
   ことを特徴とするパンチ加工装置。
6. 請求項３ないし５のいずれか一項に記載のパンチ加工装置であって、
   前記パンチユニットは、
   前記パンチおよび前記スライドが一体的に形成されている
   ことを特徴とするパンチ加工装置。

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