(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持するダイと、前記ダイに支持された前記ワークを打ち抜くパンチを有するパンチ組立体とを備え、タップの下穴を形成するパンチ金型において、
前記パンチは、円柱状の刃先部と、前記刃先部の根本側にあって前記刃先部より径の大きい大径部と、前記刃先部と前記大径部とを繋ぎ前記大径部側に広がる円錐状のテーパ部とを有し、
前記テーパ部の近傍の前記刃先部の側面に、前記刃先部の径を細くした細径部が形成されており、
打抜動作において、前記刃先部で前記下穴を打ち抜くと共に、前記テーパ部で前記下穴の一端に面取を形成し、前記面取により押しつぶされたワーク素材の逃げ代として前記細径部を利用するようにしたことを特徴とするパンチ金型。
【請求項２】
円柱状の刃先部と、前記刃先部の根本側にあって前記刃先部より径の大きい大径部と、前記刃先部と前記大径部とを繋ぎ前記大径部側に広がる円錐状のテーパ部とを有し、打抜動作時の前記テーパ部による面取りにより押しつぶされたワーク素材の逃げ代として、前記テーパ部の近傍の前記刃先部の側面に前記刃先部の径より細い細径部が形成されたパンチを備えたパンチ金型を使用して、板状のワークに対し、タップの下穴の加工と同時に前記下穴の一端に前記面取りを形成する第１の工程と、転造タップによって、前記下穴にねじ加工を行う第２の工程とを有することを特徴とするねじ穴加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タレットパンチプレス用のパンチ金型に関し、特に、ねじの下穴加工を行うパンチ金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タレットパンチプレスにおいて、板状のワークに成型加工（転造）でタップ（ねじ山）を作成する際には、通常、下穴加工を行った後、転造タップをねじ込んで下穴の内周面を加圧変形させることによりねじ山を形成する工程で行われている。
この場合に、転造タップ加工においては、転造による素材の逃げが発生し、それが穴の開口端にカエリとなって現れ、製品によっては品質不良に繋がる場合がある。
従来の、タレットパンチプレスによるねじの下穴加工で、カエリを抑制する技術として、例えば、図４のような金型装置が知られている。図４は、パンチプレスにおける成形用金型装置の要部断面図であり、ダイ組立体にワークを載置してパンチ組立体により加工する途中を示している。
【０００３】
パンチ組立体２１は、パンチガイド２２内に上下摺動するパンチ２３が設けられており、パンチ２３の下部端面には、その中心位置にパンチテーパ部２４を有し、その先端位置から同一外径寸法で突出したストレート部２５が形成されている。パンチ組立体２１に対向配置したダイ組立体２６には、ダイ２７の先端中心部に、パンチテーパ部２４と同一寸法のダイテーパ部２８が形成されている。
図５により、ねじ穴の加工工程を説明する。（ａ）に示すように、ワークＷには予め図４とは別の金型装置で、抜き穴２９を加工しておく。次に、そのワークＷを図４の金型装置のダイに載置して位置決めし、図示しないストライカによりパンチ２３を打圧すると、図５（ｂ）のように、パンチテーパ部２４とダイテーパ部２８とにより抜き穴２９の上下に面取部２９ａが形成される。このとき、パンチ２３に設けたストレート部２５は、ワークＷの抜き穴２９のストレート部が変形しないように維持するためのガイド役をする。
次に、タッピング装置（図示せず）により、穴部にねじ部を形成すると（ｃ）のようになり、カエリのないきれいなねじ穴３０が形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５０１５８号公報（第３頁、図１−図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示すような従来の金型装置によれば、ねじ穴の加工に当たっては、下穴加工→面取り→タップと３工程のステップが必要であり、その分、加工時間が掛かるという問題点があった。また、下穴の径が異なるごとに面取り工具が必要となるため、金型の本数が増加し、タレットに空きがなければ、金型の段取りを実施することとなり、時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、タレットパンチプレスでねじの下穴加工を行う場合に、カエリを抑制した下穴を容易に形成でき、ねじ穴加工における加工工数の低減を図ったパンチ金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るパンチ金型は、ワークを支持するダイと、ダイに支持されたワークを打ち抜くパンチを有するパンチ組立体とを備え、タップの下穴を形成するパンチ金型において、パンチは、円柱状の刃先部と、刃先部の根本側にあって刃先部より径の大きい大径部と、刃先部と大径部とを繋ぎ大径部側に広がる円錐状のテーパ部とを有し、テーパ部の近傍の刃先部の側面に、刃先部の径を細くした細径部が形成されており、打抜動作において、刃先部で下穴を打ち抜くと共に、テーパ部で下穴の一端に面取を形成し、面取により押しつぶされたワーク素材の逃げ代として細径部を利用するようにしたものである。 
【０００８】
また、この発明に係るねじ穴加工方法は、上記のパンチ金型を使用して、板状のワークに対し、タップの下穴加工と同時に下穴の一端に面取りを形成する第１の工程と、転造タップによって、下穴にねじ加工を行う第２の工程とを有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のパンチ金型によれば、パンチに形成した細径部を有する刃先部とテーパ部とにより、刃先部で下穴を打ち抜くと共に、テーパ部で下穴の一端に面取を形成したので、１工程で下穴加工と端部の面取り加工ができるため、端面にカエリのないタップ下穴を容易に形成することができる。また、細径部を設けたことでワーク上面側に発生するカエリを効果的に抑制できる。
【００１０】
また、この発明のねじ穴加工方法によれば、上記のパンチ金型を使用して、板状のワークに対し、タップの下穴加工と同時に下穴の一端に面取りを形成する第１の工程と、転造タップによって、下穴にねじ加工を行う第２の工程とを有するので、下穴加工と面取加工とを１工程でできるため、加工工数の低減を図って、カエリを抑制したねじ穴加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１によるパンチ金型を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１の金型を使用してねじ穴を加工する加工工程を説明する説明図である。
【図４】従来の下穴加工用の成形用金型装置を示す要部断面図である。
【図５】従来の成形用金型装置によるねじ穴の加工工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１のパンチ金型を図に基づいて説明する。本実施の形態のパンチ金型は、タレットパンチプレス用のパンチ金型であり、パンチ組立体と、それに対向配置したダイとで構成され、ダイに載置したワークに打抜加工するものである。また、本実施の形態のパンチ金型が対象とするのは、薄板のワークにねじ穴を形成する場合のタップ下穴加工である。
【００１３】
図１において、パンチ組立体１は、パンチボディ２にパンチ３が取り付けられており、また、パンチボディ２にはスリーブ４を介して円筒状の弾性部材５が設けられ、その先端側にパンチ３の刃先側が貫通する貫通穴６ａを有するストリッパ６が取り付けられている。パンチボディ２は、タレットパンチプレスの上部タレット（図示せず）に挿入されて保持される部分であり、実際には位置決め用のキーを有しているが、図示は省略している。弾性部材５は、ストリッパ６と協働して、加工中はワークＷを押さえ、加工後はワークＷよりパンチ３の刃先を引き離す役目をする。弾性部材５の材料としては、例えば、ウレタンが用いられるが、コイルバネや皿バネのようなものでもよい。
【００１４】
対向配置されたダイ７は、下部タレット（図示せず）側に設けられている。上面中心部には、パンチ３の刃先部３ａが貫通する貫通穴７ａが形成されている。また、場合によっては、イジェクタプレート等が設けられているが、本願の主要部ではないので、説明は省略する。
【００１５】
本願発明は、パンチ３の先端部の形状に特徴を有するので、次にその説明をする。
図２は図１中に一点鎖線の円で囲った部分の拡大図であり、パンチ３の先端部を示す図である。先端の刃先部３ａは、円柱状をしており、ワークＷに丸穴を形成するための部分であり、ワークＷの板厚より十分長い長さを有している。刃先部３ａの根本側は、一段径が大きい大径部３ｂとなっており、この刃先部３ａと大径部３ｂとの段差を、大径部３ｂ側に広がる円錐状のテーパ部３ｃで繋げている。
更に、刃先部３ａのテーパ部３ｃに近い側には、刃先部３ａの外径より僅かに外径を細くした細径部３ｄが形成されており、刃先部３ａの外面と細径部３ｄの外面、及び細径部３ｄの外面とテーパ部３ｃとは滑らかな曲面で繋がっている。
なお、刃先部３ａ先端の端面には、パンチ３の径によっては、凹状や凸状のシャー角が形成される場合がある。
【００１６】
次に、本実施の形態のパンチ金型により、ワークＷにタップの下穴を形成する動作と、このパンチ金型を使用して、ワークＷにねじ穴加工する加工方法について説明する。
図１に２点鎖線で示すように、ダイ７上にワークＷを載置して位置決めし、タレットパンチプレスのストライカ又はプレスラム（いずれも図示せず）の加圧力をパンチボディ２の上面の加え、パンチ３と共にストリッパ６部を下降させる。（図３（ａ）参照）
ストリッパ６がワークＷに当接し、弾性部材５の弾性力でワークＷを押圧した状態で、パンチ３が更に下降し、刃先部３ａによりワークＷに下穴８（丸穴）が打ち抜かれる。更に、パンチ３のテーパ部３ｃによりワークＷに打ち抜かれた下穴８の上端外周を変形させることで、図３（ａ）のように、下穴８上部端面の外周にカエリのないきれいな面取部８ａを有するタップ下穴が形成される。
【００１７】
面取過程において、テーパ部３ｃで穴の上端外周角部のワーク素材が押しつぶされるため、素材はワークの上面側及び穴の内径側に逃げようとする。上面側への逃げをできるだけ抑制するために、パンチ３に細径部３ｄを設けており、細径部３ｄはその逃げ代としての役目をする。
下穴８を形成後、パンチ３をワークＷから引き抜くが、この動作の途中までは、ワークＷが動かないように、ストリッパ６が弾性部材５の弾力でワークＷを押圧している。
【００１８】
次に、図３（ａ）のようにしてワークＷに形成された面取８ａを有するタップの下穴８に、ねじ穴加工する手順について説明する。タップ立ては、図１のパンチ金型とは別に、タッピング装置を使用して行われる。
図３（ａ）の第１の工程で加工されたタップの下穴８に、第２の工程として、図３（ｂ）のように、転造用タップ９を用いてタップ立てを行う。この作業は通常のタップ立て作業と同じなので詳細な説明は省略する。
こうして図３（ｃ）に示すようなねじ穴１０がワークＷに形成される。ねじ穴１０の上面側は、（ａ）の工程で面取８ａが形成されているので、できた製品は、少なくとも上面側にはカエリのない良好な品質のものが得られることになる。
【００１９】
以上の説明において、図１に示すパンチ金型のパンチ組立体１の構成は、一例を示すものであり、パンチ３部以外の形状は図に限定するものではない。
また、パンチ３に形成した細径部３ｄは、穴径やテーパ部の深さによっては必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。
また、一例としてワークに形成した穴と面取りの寸法を示せば、ワークの材料を、板厚が数ｍｍ以下の鋼板とし、穴径を約２．７〜４．６ｍｍ（Ｍ３〜Ｍ５ねじ用下穴）とした場合に、面取りはＣ０．３ｍｍ程度とすれば、転造によるねじ形成後に、板面より突出するようなカエリは発生しない。
【００２０】
以上のように、実施の形態１のパンチ金型によれば、ワークを支持するダイと、ダイに支持されたワークを打ち抜くパンチを有するパンチ組立体とを備え、タップの下穴を形成するパンチ金型において、パンチは、円柱状の刃先部と、刃先部の根本側にあって刃先部より径の大きい大径部と、刃先部と大径部とを繋ぎ大径部側に広がる円錐状のテーパ部とを有し、打抜動作において、刃先部で下穴を打ち抜くと共に、テーパ部で下穴の一端に面取を形成するように構成したので、１工程で下穴加工と端面の面取り加工ができるため、端面にカエリのないタップ下穴を容易に形成することができる。
【００２１】
また、テーパ部近傍の刃先部の側面に、刃先部の径を細くした細径部が形成されているので、ワークに穴が打ち抜かれテーパ部で穴端部が押しつぶされるときに、小径部が逃げ代の役目をして、ワーク上面側に発生するカエリを効果的に抑制できる。
【００２２】
更に、この発明のねじ穴加工方法によれば、上記のパンチ金型を使用して、板状のワークに対し、タップの下穴加工と同時に下穴の一端に面取りを形成する第１の工程と、転造タップによって、下穴にねじ加工を行う第２の工程とを有するので、下穴加工と面取加工とを１工程でできるため、加工工数の低減を図って、カエリを抑制したねじ穴加工を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  パンチ組立体                      ２  パンチボディ
３  パンチ                            ３ａ  刃先部
３ｂ  大径部                          ３ｃ  テーパ部
３ｄ  細径部                          ４  スリーブ
５  弾性部材                          ６  ストリッパ
６ａ  貫通穴                          ７  ダイ
７ａ  貫通穴                          ８  下穴
８ａ  面取部                          ９  転造タップ
１０  ねじ穴                            Ｗ  ワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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