(57)【要約】【課題】パンチの寿命を従来より長くすることが可能な穴抜き金型を提供する。【解決手段】本発明の穴抜き金型は、ダイ孔１１の上端の切刃部１１Ｋとパンチ５０との協働により板金９０に丸孔を穿孔し、そのとき発生する打抜片９１をダイ孔１１の奥部に備えた括れ部１３に圧入してパンチ５０の先端から分離するものであり、切刃部１１Ｋの内径をｄ１とし、括れ部１３の内径をｄ２とし、Ｒ＝（ｄ１−ｄ２）／ｄ１とすると、０．００３６≦Ｒ≦０．０１１、になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチと、前記パンチが突入するダイ孔を有したダイとからなり、前記ダイ孔の上端の切刃部と前記パンチとの協働により金属板に丸孔を穿孔し、そのとき発生する打抜片を前記ダイ孔の奥部に備えた括れ部に圧入して前記パンチの先端から分離する穴抜き金型において、
前記切刃部の内径をｄ１とし、
前記括れ部の内径をｄ２とし、
Ｒ＝（ｄ１−ｄ２）／ｄ１とすると、
０．００３６≦Ｒ≦０．０１１、
であることを特徴とする穴抜き金型。
【請求項２】
前記パンチの外径は、８［ｍｍ］であり、
前記切刃部の内径は、８．２５［ｍｍ］であり、
前記括れ部の内径は、８．１６〜８．２２［ｍｍ］であることを特徴とする請求項１に記載の穴抜き金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイの上面に載置された金属板をパンチで穴をあける穴抜き金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、穴抜き加工では、打抜片がパンチに付着したままダイ孔の上部に持ち出されるという、所謂、「カス上がり」が問題となっており、このカス上がりを防止するダイとして、ダイ孔の内部に設けられた括れ部で、打抜片を拘束するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５３−３９４１号公報（第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の穴抜き金型では、打抜片を括れ部に押し込む際の圧入反力により、パンチ寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、パンチの寿命を従来より長くすることが可能な穴抜き金型の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る穴抜き金型は、パンチと、パンチが突入するダイ孔を有したダイとからなり、ダイ孔の上端の切刃部とパンチとの協働により金属板に丸孔を穿孔し、そのとき発生する打抜片をダイ孔の奥部に備えた括れ部に圧入してパンチの先端から分離する穴抜き金型において、切刃部の内径をｄ１とし、括れ部の内径をｄ２とし、Ｒ＝（ｄ１−ｄ２）／ｄ１とすると、０．００３６≦Ｒ≦０．０１１、であるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の穴抜き金型において、パンチの外径は、８［ｍｍ］であり、切刃部の内径は、８．２５［ｍｍ］であり、括れ部の内径は、８．１６〜８．２２［ｍｍ］であるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の穴抜き金型によれば、後述する実験結果から明らかなように、パンチにかかる負荷を従来より軽減させて、パンチ寿命を従来よりも延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）本発明の第１実施形態の穴抜き金型の側断面図、（Ｂ）ダイの拡大断面図
【図２】穴抜き金型による金属板の穴抜き過程を示す図
【図３】穴抜き金型による金属板の穴抜き過程を示す図
【図４】穴抜き金型による金属板の穴抜き過程を示す図
【図５】（Ａ）第２実施形態の穴抜き金型の側断面図、（Ｂ）ダイの拡大断面図
【図６】（Ａ）第３実施形態の穴抜き金型の側断面図、（Ｂ）ダイの拡大断面図
【図７】実験結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。図１（Ａ）に示すように、本実施形態の穴抜き金型のうち、ダイ１０は、両端開放の円筒構造をなしており、図示しないプレス加工機の下型に固定されている。ダイ１０の中心部にはダイ孔１１が貫通形成されており、図示しない上型が昇降されることで、その上型に固定されたパンチ５０がダイ孔１１に突入する。これにより下型の上面に載置された金属板９０が打ち抜かれ、打抜片９１がパンチ５０に押されてダイ孔１１の奥に押し込まれる（図２及び図３参照）。
【００１１】
ダイ孔１１の上端開口縁は切刃部１１Ｋとなっており、その切刃部１１Ｋを含む突入孔部１２から下方に向かって順に、括れ部１３、逃げ孔部１４、中間孔部１５、連絡孔部１６、排出孔部１７が設けられている。
【００１２】
突入孔部１２は、ダイ孔１１の中心軸と平行な直径一定の円筒状をなしている。突入孔部１２の内径（即ち、切刃部１１Ｋの内径ｄ１）は、パンチ５０の直径ｄ３（以下、「パンチ径ｄ３」という）よりも大径になっており、パンチ５０がダイ孔１１に突入したときに、パンチ５０と切刃部１１Ｋとの間には所定のクリアランスが形成される。そのクリアランスは、金属板９０の材質や板厚等に応じて適宜決定され、本実施形態では、例えば、板厚の８％となっている。また、突入孔部１２の奥行き寸法は、例えば、板厚の５０％＋０．５［ｍｍ］となるように構成されている。
【００１３】
中間孔部１５及び排出孔部１７は共に、ダイ孔１１の中心軸と平行な直径一定の円筒状をなしており、中間孔部１５は、突入孔部１２よりも大径であり、排出孔部１７は中間孔部１５よりもさらに大径になっている。また、これら中間孔部１５と排出孔部１７とを連絡した連絡孔部１６は、中間孔部１５から排出孔部１７に向かって膨らむように湾曲しながら拡径している。
【００１４】
図１（Ｂ）に示すように、括れ部１３の内径ｄ２は、切刃部１１Ｋの内径ｄ１よりも小径になっている。そして、Ｒ＝（ｄ１−ｄ２）／ｄ１とすると、以下の式（１）が成立する寸法設定になっている。
【００１５】
０．００３６≦Ｒ≦０．０１１    ・・・・（１）
【００１６】
次に本実施形態の作用・効果を説明する。プレス加工機の下型に金属板９０を載置して上型を降下させると、パンチ５０の先端に形成された切刃部５０Ｋと、ダイ孔１１の切刃部１１Ｋとが金属板９０の両面に食い込んで剪断され（図２（Ａ）参照）、パンチ５０の切刃部５０Ｋとダイの切刃部１１Ｋとからそれぞれ亀裂が延び、それら亀裂同士が繋がって破断する（図２（Ｂ）参照）。これにより、金属板９０から打抜片９１が切り離され、その打抜片９１の外周面（切口面）には、パンチ５０から離れるに従って拡径した円錐台形状の破断面９１Ａと、突入孔部１２の内側面と略平行な円筒状の剪断面９１Ｂとが形成される。
【００１７】
打抜片９１はパンチ５０の先端面に密着した状態で括れ部１３に圧入される。そして、図３（Ｂ）に示すように、パンチ５０が金属板９０を貫通して突入孔部１２に突入した下死点に到達すると、打抜片９１の剪断面９１Ｂが括れ部１３を通過し、打抜片９１の破断面９１Ａが括れ部１３内に位置した状態になる。その後、パンチ５０が上昇すると、打抜片９１が括れ部１３に拘束され、パンチ５０の先端面から離脱する（図４参照）。その際、打抜片９１が括れ部１３に拘束された状態に保持されても、次に打ち抜かれた打抜片９１によって下方に押し出されて下方に排出される。
【００１８】
ところで、パンチ５０にて打抜片９１を括れ部１３に圧入する際に、パンチ５０に圧入反力、即ち、負荷がかかる。しかしながら、本実施形態の穴抜き金型では、上記した式（１）の関係が成立する構造を採用したことで、後述する実験で確認できたように、パンチ５０から打抜片９１を確実に離脱させる機能を確保しつつ、パンチ５０への負荷を抑えることができ、パンチ５０の寿命を延ばすことができる。
【００１９】
［第２実施形態］
図５には、本発明の第２実施形態に係るダイ２０が示されている。このダイ２０は、括れ部１３及び逃げ孔部１４の構成が上記第１実施形態とは異なる。即ち、括れ部１３の内向面１３Ａは、ダイ孔１１の中心軸と平行な直径一定の円筒面となっている。この内向面１３Ａの奥行きは、突入孔部１２の奥行きより短くなっており、例えば、突入孔部１２の奥行きを約１．０［ｍｍ］とした場合に、内向面１３Ａの奥行きは約０．５［ｍｍ］となっている。
【００２０】
括れ部１３と突入孔部１２との間は、括れ部１３に向かって縮径したテーパ形状になっている。具体的には、例えば、片側３０〜４５度のテーパ角を有したテーパ形状になっている。
【００２１】
逃げ孔部１４は、括れ部１３から連絡孔部１６に向かって僅かに拡径したテーパ形状になっている。具体的には、例えば、片側５〜１０度のテーパ角を有したテーパ形状になっている。なお、本実施形態のダイ２０は、逃げ孔部１４と排出孔部１７とが連絡孔部１６によって連絡している。その他の構成は、上記第１実施形態と同じであるから、同一符号を付すことで重複する説明は省略する。本実施形態によっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。
【００２２】
［第３実施形態］
図６には、本発明の第３実施形態が示されている。このダイ３０は、突入孔部１２及び逃げ孔部１４の構成が、上記第１実施形態とは異なる。即ち、突入孔部１２は、切刃部１１Ｋから括れ部１３に向かうに従って僅かに拡径したテーパ形状になっている。具体的には、例えば、片側１〜５度のテーパ角を有したテーパ形状になっている。
【００２３】
逃げ孔部１４は、括れ部１３から中間孔部１５に向かって拡径したテーパ形状になっている。具体的には、例えば、片側５〜１０度のテーパ角を有したテーパ形状になっている。その他の構成は、上記第１実施形態と同じであるから、同一符号を付すことで重複する説明は省略する。本実施形態によっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。また、突入孔部１２が切刃部１１Ｋから括れ部１３に向かうに従って僅かに拡径したテーパ形状になっているから、打抜片９１と突入孔部１２の内周面との間に確実に隙間を設けることができ、それらの摩擦による加工抵抗の増大を確実に防止することができる。
【００２４】
［実施例］
前記第１本実施形態で説明した穴抜き金型において、パンチ径ｄ３を８［ｍｍ］、切刃部１１Ｋの内径ｄ１を８．２５［ｍｍ］とし、さらに、括れ部１３の内径ｄ２を下記表１の如く異ならせた穴抜き金型１〜５（以下、「金型１〜５」という）を用意し、それら金型１〜５で板厚が１．６［ｍｍ］の金属板（ＳＰＣＣ−１Ｂ）を５回に亘って打ち抜き、その際、パンチ５０にかかる負荷Ｆ［ｋｇ］の平均値を求めた。
【００２５】
【表１】
2015217410.tif 000003
【００２６】
実験の結果は、表１及び図７に示されている。ここで、パンチ５０の先端面に付着している打抜片９１を離脱させるために必要な力は、１［ｋｇ］以下であることが確認されていて、金型１〜５では、打抜片９１を括れ部１３に押し込む際にパンチ５０にかかる負荷が全て１５［ｋｇ］以上であることから、括れ部１３による打抜片９１の保持力も１５［ｋｇ］以上と解すことができ、金型１〜５のいずれによっても、パンチ５０の先端から打抜片９１を確実に離脱させることができることが確認できた。また、図７に示すように、金型１〜４に比べて金型５ではパンチ５０にかかる負荷が激増する結果となった。換言すれば、金型１〜４のように、切刃部１１Ｋの内径ｄ１が８．２５［ｍｍ］である場合、括れ部１３の内径ｄ２は８．１６〜８．２２［ｍｍ］となるように寸法設定を行えば、即ち、
【００２７】
０．００３６≦Ｒ≦０．０１１    ・・・・・・（１）
Ｒ＝（ｄ１−ｄ２）／ｄ１        ・・・・・・（２）
【００２８】
が成立するように切刃部１１Ｋの内径ｄ１と括れ部１３の内径ｄ２とを寸法設定すれば、パンチ５０の先端から打抜片９１を確実に排除する機能を確保しつつ、パンチ５０にかかる負荷を従来より軽減させて、パンチ５０の寿命を延ばすことができることが確認できた。
【００２９】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３０】
（１）上記第１実施形態では、逃げ孔部１４が、括れ部１３から下方に離れるに従って外側に膨らみながら拡径した形状をなしていたが、第２，３実施形態のように、括れ部１３から中間孔部１５に向かって拡径したテーパ形状にしてもよい。
【００３１】
（２）上記第１及び第２実施形態では、突入孔部１２がダイ孔１１の中心軸と平行な直径一定の円筒状になっていたが、第３実施形態のように、括れ部１３に向かうに従って僅かに拡径したテーパ形状にしてもよい。
【００３２】
（３）上記第２実施形態では、逃げ孔部１４が括れ部１３から下方に離れるに従って拡径したテーパ形状になっていたが、第１実施形態のように、括れ部１３から下方に離れるに従って外側に膨らみながら拡径した形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０，２０，３０    ダイ
１１    ダイ孔
１１Ｋ  切刃部
１３    括れ部
５０    パンチ
５０Ｋ    切刃部
９０    金属板
９１    打抜片
【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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【図６】
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【図７】
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