(57)【要約】【課題】  パンチを金型に押し付けたときの押圧力にばらつきをなくして精度のよいパンチングを、短時間で効率的に行えるパンチング装置を提供すること。【解決手段】  パンチング装置１０を、ワークＷを設置するテーブル１３と、パンチ３３をテーブル１３に対して進退可能にして支持する２個のヘッド部１６と、パンチ３３を昇降させる昇降装置１７と、ヘッド部１６を支持する支持機構１２とで構成した。そして、支持機構１２を、テーブル１３の両側から上方に延びる支柱部１８ａ，１８ｂと支柱部１８ａ，１８ｂの上端に掛け渡された支持梁部１９とで構成し、支持梁部１９の中央に取付穴１９ａを設け、この取付穴１９ａに２個のヘッド部１６を取り付けた。また、テーブル１３に穴部１３ａを設け、この穴部１３ａから２個の金型１４の上面を露出させた。さらに、ワークＷを保持するワーク把持機構１５をテーブル１３上に移動可能に設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に金型を露出させるとともに前記上面にシート状または板状のワークが配置されるテーブルと、前記金型の上方に設置されパンチを前記金型に対して進退可能にした状態で支持するヘッド部と、前記ヘッド部に取り付けられたパンチを昇降させる昇降装置と、前記ヘッド部を支持する支持機構とを備えたパンチング装置であって、
前記支持機構を、前記テーブルの縁部側部分から上方に延びる複数の支柱部と前記複数の支柱部の上部に掛け渡された支持梁部とで構成し、前記支持梁部の略中央に前記支持梁部の上面から下面に延びる取付穴を設けるとともに、前記取付穴に前記ヘッド部を支持梁部に沿って複数並べて取り付け、前記テーブルにおける前記複数のヘッド部の下方に、前記金型をそれぞれ設置したことを特徴とするパンチング装置。
【請求項２】
前記複数の支柱部を、前記テーブルの両側部分から上方に向かって延びる一対の支柱部で構成し、前記複数のヘッド部を、前記支持梁部の長手方向に並べて取り付けた請求項１に記載のパンチング装置。
【請求項３】
前記テーブルの上面に沿って移動可能に取り付けられた枠状体からなり、前記枠状体の枠内に前記ワークを取り付けることができるワーク把持機構を備えた請求項１または２に記載のパンチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状または板状のワークに所定形状の穴を打ち抜くパンチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、シート状または板状のワークに所定形状の穴を打ち抜く場合、上面に所定形状のダイ穴が穿設された金型と、この金型に対して昇降可能で金型のダイ穴に嵌合可能なパンチとを備えたパンチング装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このパンチング装置では、略Ｃ形に形成された装置本体の上部側垂直端面にパンチを昇降させるための昇降機構が設けられ、装置本体の下部側垂直端面に金型が設置されている。そして、金型の上面に長尺材を設置し、昇降機構を作動させることによりパンチを下降させて、長尺材に穿孔するように構成されている。
【特許文献１】特許第２６５２９２５号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のパンチング装置では、パンチを昇降させる昇降機構が装置本体の上部側垂直端面に設けられているため、昇降機構は側面を装置本体に支持された状態になっている。このため、パンチを下降させて金型に押し付けたときの押圧力がパンチと金型の接触面（対応する面）全体で均一にならず、一方側に偏ってしまうことがある。この結果、パンチと金型との接触面に押圧力のばらつきが生じてパンチングの精度が悪くなるという問題がある。
【０００４】
また、前述した従来のパンチング装置は、長尺材のパンチングに使用されるもので、幅の大きなシート状や板状のワークのパンチングには使用できないという問題や、順次ワークを取り替えながらパンチング加工が行われるため、被穿孔部の多いワークの処理には不向きであるという問題がある。さらに、ワークを取り替えたり、移動させたりしながら１回ごとに１ヶ所の被穿孔部をパンチングしていくため、加工に長時間を要するようになり、効率的な処理が行えないという問題もある。
【０００５】
本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、パンチを金型に押し付けたときの押圧力にばらつきをなくして精度のよいパンチングが行えるとともに、処理時間を短縮して効率的なパンチングが行えるパンチング装置を提供することである。
【０００６】
前述した問題を解決するため、本発明に係るパンチング装置の構成上の特徴は、上面に金型を露出させるとともに上面にシート状または板状のワークが配置されるテーブルと、金型の上方に設置されパンチを金型に対して進退可能にした状態で支持するヘッド部と、ヘッド部に取り付けられたパンチを昇降させる昇降装置と、ヘッド部を支持する支持機構とを備えたパンチング装置であって、支持機構を、テーブルの縁部側部分から上方に延びる複数の支柱部と複数の支柱部の上部に掛け渡された支持梁部とで構成し、支持梁部の略中央に支持梁部の上面から下面に延びる取付穴を設けるとともに、取付穴にヘッド部を支持梁部に沿って複数並べて取り付け、テーブルにおける複数のヘッド部の下方に、金型をそれぞれ設置したことにある。
【０００７】
前述したように本発明に係るパンチング装置は構成されているため、パンチを金型に押し付けたときに金型からパンチが受ける反力は、支持梁部を介して複数の支柱部に分散して伝わるようになる。このため、パンチは、支持梁部を介して各支柱部に支持され、パンチと金型との接触面（対応する面）の全体に略均一な押圧力を掛けた状態で金型に押し付けられる。この結果、ワークの被穿孔部分には均一なせん断力が加わり、精度のよいパンチング加工が行われる。
【０００８】
また、パンチが取り付けられるヘッド部と金型とをそれぞれ複数個ずつ設けているため、同時または連続した効率的なパンチング処理が行えるようになり、処理時間の短縮化が図れる。また、本発明における複数の支柱部としては、テーブルの両側に設けられた一対のもので構成することが好ましい。また、２個以上の支柱部を設ける場合には、各支柱部間の間隔を略一定にして、各支柱部にかかる金型からの反力が等しくなるようにする。また、テーブルを硬質の金属板等で構成して、テーブル自体またはテーブルの一部を金型とすることもできる。
【０００９】
さらに、金型の上面には、パンチと嵌合可能なダイ穴を形成しておくことが好ましい。これによると、パンチを金型に押し付けたときに、パンチが金型のダイ穴に嵌合するためワークの被穿孔部の周縁部にはより大きなせん断力が加わるようになる。この結果、パンチングの精度がさらに向上する。また、この場合の複数個のパンチの形状および複数個の金型のダイ穴の形状はそれぞれ同一形状にしてもよいし、異なる形状にしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係るパンチング装置の他の構成上の特徴は、複数の支柱部を、テーブルの両側部分から上方に向かって延びる一対の支柱部で構成し、複数のヘッド部を、支持梁部の長手方向に並べて取り付けたことにある。これによると、少ない支柱部でバランスのよい支持機構を形成することができる。また、複数のヘッド部が、支持梁部の長手方向に沿って並べて取り付けられているため、支持梁部の長手方向に直交する方向のバランスもよくなる。
【００１１】
また、本発明に係るパンチング装置のさらに他の構成上の特徴は、テーブルの上面に沿って移動可能に取り付けられた枠状体からなり、枠状体の枠内にワークを取り付けることができるワーク把持機構を備えたことにある。これによると、ワークをワーク把持機構とともに移動させながらパンチング加工をすることができるため、ワークの複数の被穿孔部へのパンチング加工を効率よく行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて詳しく説明する。図１および図２は同実施形態に係るパンチング装置１０を示している。このパンチング装置１０は、基台１１上に設置された略門形の支持機構１２と、支持機構１２の内部下部側部分に設けられ水平面上を前後方向に延びる板状のテーブル１３とを備えている。そして、テーブル１３における支持機構１２に取り付けられた部分の幅方向（図１における左右方向）の中央に穴部１３ａが形成されている。また、テーブル１３の下方には、上面を穴部１３ａから露出させた状態で２個の金型１４，１４が並んで設置されている。
【００１３】
そして、テーブル１３の上面には、ワーク把持機構１５がテーブル１３の上面に沿って全ての方向に移動可能な状態で設けられている。また、支持機構１２の上部中央には、２個のヘッド部１６，１６が、２個の金型１４，１４と対向した状態で並んで設けられている。そして、支持機構１２の幅方向の中央における上部後方には、ヘッド部１６，１６をそれぞれ作動させるためのモータからなる２個の昇降装置１７（１個しか図示せず）が、支持機構１２の上端部から後方に延びる取付片１７ａを介して設けられている。
【００１４】
支持機構１２は、一対の支柱部１８ａ，１８ｂと、支柱部１８ａ，１８ｂの上端部に掛け渡された支持梁部１９とで構成されている。そして、支持梁部１９の長手方向に沿った中央部には、支持梁部１９の上面から下面に貫通する取付穴１９ａが形成されている。この取付穴１９ａは、内部に２個のヘッド部１６，１６を通すことのできる大きさに設定されており、２個のヘッド部１６，１６は、この取付穴１９ａに長手方向を垂直に向けた状態で左右に並んで取り付けられている。
【００１５】
２個の金型１４，１４は、テーブル１３の穴部１３ａの縁部から少し間隔を保つようにして、ダイベース１４ａ上に固定されており、ダイベース１４ａは基台１１の上面に固定されている。そして、金型１４，１４の上面には、それぞれ所定の形状のダイ穴（図示せず）が形成されている。また、ワーク把持機構１５は、図３に示したように構成されており、図示せぬＸ軸移動機構，Ｙ軸移動機構及びθ軸移動機構によって、それぞれＸ軸方向（図１における左右方向）、Ｙ軸方向（水平面内においてＸ軸方向に直交する方向）、θ軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ直交する垂直軸周りの方向）に移動可能になっている。
【００１６】
このワーク把持機構１５は、レール状の基部２１と、基部２１の両側部分から対向した状態で平行して前方に延びる一対の把持装置２１ａ，２１ｂとを備えている。この基部２１と把持装置２１ａ，２１ｂとで平面視が略コ字状の枠体が形成され、その枠内の空間部にシート状のワークＷが設置される。把持装置２１ａは、基部２１の一端に固定されたレール部２２ａと、レール部２２ａに取り付けられた一対の把持部２３ａ，２４ａとからなっている。そして、把持部２３ａは、レール部２２ａの先端部に固定され、把持部２４ａは、レール部２２ａの長手方向に沿って移動可能な状態で取り付けられている。
【００１７】
すなわち、レール部２２ａの下面（内部）には、ねじ棒からなる回転駆動部（図示せず）が設けられており、この回転駆動部は、基部２１の一端後部に設けられたモータ２５ａの駆動によって回転するように構成されている。そして、把持部２４ａは、この回転駆動部の回転に応じて回転駆動部（レール部２２ａ）に沿って移動することにより、把持部２３ａとの間隔を広げたり狭めたりすることができ、ワークＷの幅に応じてその間隔を調整できるように構成されている。
【００１８】
また、把持部２３ａ，２４ａは、それぞれレール部２２ａの長手方向に直交する方向（図３の左右方向）に延びるシリンダ装置からなるアクチュエータ２６ａと、アクチュエータ２６ａの駆動によってワークＷを把持したり、開放したりする爪部２７ａとからなっている。この爪部２７ａの先端部は、それぞれワークＷの縁部を表裏から把持して固定できる一対の爪で構成されており、レール部２２ａの内側部に位置している。
【００１９】
把持装置２１ｂは、基部２１の他端側に移動可能に設けられたレール部２２ｂと、レール部２２ｂに設けられた一対の把持部２３ｂ，２４ｂとからなっている。また、基部２１の後部には、ねじ棒からなる回転駆動部２８とモータ（図示せず）とからなる駆動装置が設けられており、レール部２２ｂは、モータの駆動によって回転駆動部２８（基部２１）に沿って移動する。レール部２２ｂは、この駆動装置の駆動によって、レール部２２ａとの間隔を、ワークＷの長さに応じて調節できるように構成されている。
【００２０】
そして、把持部２３ｂは、レール部２２ｂの先端部に固定され、把持部２４ｂは、レール部２２ｂの長手方向に沿って移動可能な状態で取り付けられている。すなわち、レール部２２ｂの下面（内部）には、ねじ棒からなる回転駆動部（図示せず）が設けられており、この回転駆動部は、基部２１の他端後部に設けられたモータ２５ｂの駆動によって回転するように構成されている。そして、把持部２４ｂは、この回転駆動部の回転に応じて回転駆動部（レール部２２ｂ）に沿って移動することにより、把持部２３ｂとの間隔を広げたり狭めたりすることができ、ワークＷの幅に応じてその間隔を調整できるように構成されている。
【００２１】
また、把持部２３ｂ，２４ｂは、それぞれレール部２２ｂの長手方向に直交する方向に延びるシリンダ装置からなるアクチュエータ２６ｂと、アクチュエータ２６ｂの駆動によってワークＷを把持したり、開放したりする爪部２７ｂとからなっている。そして、この爪部２７ｂの先端部は、それぞれワークＷの縁部を表裏から把持して固定できる一対の爪で構成されており、レール部２２ｂの内側部に位置している。
【００２２】
したがって、把持装置２１ｂを基部２１に沿って移動させることにより、把持部２３ａ，２４ａと、把持部２３ｂ，２４ｂとの間隔をワークＷの長さに調節することができる。また、把持部２４ａをレール部２２ａに沿って移動させることにより把持部２３ａと把持部２４ａとの間隔をワークＷの幅に調節することができ、把持部２４ｂをレール部２２ｂに沿って移動させることにより把持部２３ｂと把持部２４ｂとの間隔をワークＷの幅に調節することができる。
【００２３】
このため、各把持部２３ａ，２４ａ，２３ｂ，２４ｂ間を所定間隔に調節して各爪部２７ａ，２７ｂでワークＷの各角部を挟持し、さらに、把持部２３ｂ，２４ｂを左右方向（図３に矢印ａで示した方向）に微調節するとともに、把持部２４ａ，２４ｂを前後方向（図３に矢印ｂで示した方向）に微調節することによって、ワークＷをテンションを掛けた状態で固定することができる。また、基部２１の後部中央には取付用部材２９が設けられており、ワーク把持機構１５は、この取付用部材２９を介してパンチング装置１０の本体側に設けられたＸ軸移動機構，Ｙ軸移動機構及びθ軸移動機構に直接または所定の部材を介して間接的に連結されている。
【００２４】
ヘッド部１６，１６は、同一構造のもので構成されており、それぞれ昇降機構３１と、昇降機構３１の下端に取り付けられたパンチプレート３２と、パンチプレート３２に取り付けられた穿孔用のパンチ３３とで構成されている。また、昇降機構３１は、支持梁部１９の取付穴１９ａに固定された支持筒３４と、支持筒３４内に設けられ軸回り方向に回転可能になったガイド軸（図示せず）と、ガイド軸の下部側に、ガイド軸の軸方向に沿って移動可能な状態で取り付けられた昇降部３５とで構成されている。
【００２５】
そして、昇降部３５の下端にパンチプレート３２が取り付けられている。各パンチ３３は、それぞれ対向する金型１４のダイ穴と嵌合することによりワークＷに所定形状の穴を穿孔することができるように構成され、ガイド軸が回転することによって、昇降部３５およびパンチプレート３２とともに昇降する。また、ガイド軸はボールねじで構成され、昇降部３５の内部には、ガイド軸と螺合するボールナット（図示せず）が形成されている。
【００２６】
そして、ガイド軸の上端部外周には、プーリ（図示せず）が取り付けられており、このプーリが無端ベルト（図示せず）を介して、昇降装置１７に連結されている。したがって、昇降装置１７が作動すると、無端ベルトおよびプーリを介してガイド軸が回転駆動し、昇降部３５がパンチプレート３２およびパンチ３３とともに昇降する。また、このパンチング装置１０には、昇降装置１７やパンチング装置１０が備える各種の装置の作動を制御するための制御装置も備わっている。
【００２７】
この構成において、ワークＷにパンチング加工を行う際には、まず、ワーク把持機構１５をテーブル１３上における各金型１４から離れた位置に移動させて、把持部２３ａ，２４ａ，２３ｂ，２４ｂにワークＷの各角部を把持させる。ついで、各パンチ３３を上方に上げた状態で、ワーク把持機構１５を移動させて、ワークＷの所定の２個の被穿孔部が金型１４，１４のダイ穴に位置するようにする。そして、各昇降装置１７を作動させてパンチ３３，３３を降下させる。これによって、各パンチ３３，３３はワークＷを対応する金型１４，１４のダイ穴内に押し込みながらダイ穴内に嵌合していき、ワークＷの２個の被穿孔部が穿孔される。この際、２個のパンチ３３，３３は同時に降下させてもよいし、１個ずつ降下させてもよい。
【００２８】
また、この場合、２個のヘッド部１６，１６は、支持梁部１９の中央に設置されているため、各金型１４から対応するヘッド部１６に掛かる反力は、ヘッド部１６の左右部分および前後部分で略等しくなる。同様に、各パンチ３３から各金型１４のダイ穴に掛かる力は、パンチ３３と金型１４との対応する部分全体で略等しくなり、ワークＷの被穿孔部の周縁部には等しいせん断力が加わるようになる。これによって、ワークＷに精度のよい穿孔が行われる。そして、前述した操作を繰り返すことにより、ワークＷのすべての被穿孔部に穿孔することができる。
【００２９】
このように、このパンチング装置１０では、パンチ３３と金型１４との対応する面の全体に略均一な押圧力が掛けられるため、ワークＷの被穿孔部分には均一なせん断力が加わり、精度のよいパンチングが行われる。また、金型１４には、パンチ３３と嵌合可能なダイ穴が設けられているため、パンチングの精度がさらに向上する。さらに、ワークＷが、テーブル１３上で移動可能になったワーク把持機構１５に取り付けられるため、ワークＷに対する複数の部分へのパンチング加工を効率よく行える。
【００３０】
また、ワーク把持機構１５の把持部２３ａ，２４ａ，２３ｂ，２４ｂが互いの間隔を調整可能に設けられているため、大きさの異なるワークＷのパンチング処理が可能になる。さらに、パンチ２２が取り付けられるヘッド部１６と金型１４とをそれぞれ２個ずつ設けているため、効率的なパンチング処理が行えるようになり、処理時間の短縮化が図れる。また、２個のヘッド部１６が、支持梁部１９の長手方向に沿って並んで取り付けられているため、支持梁部１９の長手方向に直交する方向のバランスもよくなる。
【００３１】
また、図４は、参考例によるパンチング装置４０を示している。このパンチング装置４０では、ダイベース４４ａの上面に１個の金型４４が設置され、テーブル４３の穴部４３ａが、１個の金型４４の上面を露出させることのできる大きさに形成されている。そして、支持機構４２の支持梁部４９の中央部には、１個のヘッド部４６を通すことのできる取付穴（図示せず）が形成され、この取付穴に１個のヘッド部４６が取り付けられている。また昇降装置（図示せず）も１個だけ設けられている。このパンチング装置４０のそれ以外の部分の構成については、前述したパンチング装置１０と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このように構成したため、作業効率は、前述したパンチング装置１０よりも劣るが、精度のよいパンチング加工は可能になる。
【００３２】
また、本発明に係るパンチング装置は、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、支持機構１２を、一対の支柱部１８ａ，１８ｂと支持梁部１９とからなる門形のもので構成したが、支柱部を２個以上の複数のもので構成することができる。その場合、各支柱部間の間隔を略一定にして、各支柱部にかかる力が等しくなるようにする。また、支持梁部は、各支柱に支持された状態にし、その中央部にヘッド部を設ける。
【００３３】
さらに、前述した実施形態では、テーブル１３に金型１４を設けているが、テーブルを、硬質の金属板等で構成して金型としてもよいし、テーブルの一部を金型としてもよい。また、テーブル１３に穴部１３ａを設けず、テーブルの上面に金型を設置してもよい。さらに、前述した実施形態では、ワークＷを、シート状のもので構成したが、ワークは板状のもので構成してもよい。また、２個の金型１４，１４に形成したダイ穴の形状および２個のパンチ３３，３３の形状は同一にしてもよいし、異なるものにしてもよい。さらに、ヘッド部１６や金型１４は２個以上の複数個設けてもよい。また、パンチング装置１０を構成するその他の部分の構成についても本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るパンチング装置の概略を示した正面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】ワーク把持機構を示した平面図である。
【図４】参考例に係るパンチング装置の概略を示した正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…パンチング装置、１２…支持機構、１３…テーブル、１４…金型、１５…ワーク把持機構、１６…ヘッド部、１７…昇降装置、１８ａ，１８ｂ…支柱部、１９…支持梁部、１９ａ…取付穴、３１…昇降機構、３３…パンチ、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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