(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピアスパンチによって打ち抜かれたカスの浮き上がりを防止するためのカス上がり防止ダイにおいて、ダイ本体に、上記ピアスパンチと嵌合する刃部穴を形成し、該刃部穴の出口側端部に連続して、該刃部穴よりも拡径されたカス排出穴を上記刃部穴の中心線に対してその中心線を偏心させて設け、該カス排出穴の縁部の一部が上記刃部穴の出口側端部から径方向内側に延出させて突出部を形成したことを特徴とするカス上がり防止ダイ。
【請求項２】
上記刃部穴の深さが、被加工材の厚さとほぼ等しく、又は被加工材の厚さに上記ピアスパンチの食い込み代を加算した程度に形成された請求項１記載のカス上がり防止ダイ。
【請求項３】
上記突出部が、上記刃部穴側から上記カス排出穴側に向かうにつれて順次内側に延出した傾斜面を有する請求項１又は２記載のカス上がり防止ダイ。
【請求項４】
上記刃部穴が、任意な打ち抜き加工形状に形成された請求項１〜３いずれかに記載のカス上がり防止ダイ。
【請求項５】
ピアスパンチによって打ち抜かれたカスの浮き上がりを防止するためのカス上がり防止ダイにおいて、ダイ本体に、上記ピアスパンチと嵌合する刃部穴を形成し、該刃部穴の出口側端部に連続して、該刃部穴よりも拡径されたカス排出穴を上記刃部穴の中心線に対してその中心線を偏心させて設け、カス排出穴の内周面の一部が刃部穴の内周面と同一面上に位置するようにしたことを特徴とするカス上がり防止ダイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス穴抜き加工用のダイに係り、特に、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスの浮き上がりを防止するためのカス上がり防止ダイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイに形成された刃部穴にピアスパンチを嵌合させて被加工材を打ち抜くプレス穴抜き加工において、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスがピアスパンチに密着して浮き上がる、所謂、カス上がりを防止するダイとして以下に示すようなものがあった。
【０００３】
１）刃部穴の内周面に、カスを食いつかせて刃部穴内にとどめるための突起を設けたもの（特開平０５−２００４６１号公報参照）。
【０００４】
２）刃部穴の内周面に穴の抜き方向と非平行に細い溝を設けて、カスとダイとの摩擦抵抗を高めたもの。
【０００５】
３）刃部穴の内側に細いピンを突き出し、カスを刃部穴内にとどめるもの。
【０００６】
４）刃部穴を順次縮径したテーパ状に形成し、カスを狭い刃部穴に押し込めることで刃部穴内にとどめるもの（特開平０６−２３８３７７号公報及び特開平０８−２４３６５３号公報参照）。
【０００７】
しかしながら、これらのカス上がり防止ダイには次のような欠点があった。
【０００８】
即ち、１）及び２）については、刃部穴の内周面に特殊な加工が必要となるため加工費が高くなる。また、２）については、溝の大きさを大きくすると刃部穴の形状が所望の形と異なってしまうため、微細な溝しか形成することができず、板厚の厚い材料ではカスの食いつき効果が小さく、信頼性に問題があった。
【０００９】
３）については、ピンが破損するとその効果がなくなるため、中量・大量生産に使用する場合、信頼性に問題があった。
【００１０】
また、４）については、刃部の斜面加工に費用がかかるうえ、ピアスパンチの食い込み量によって効果にばらつきがあった。
【００１１】
５）一方、カス上がり防止ダイとして特開平０８−３０９４５３号公報に開示されているようなダイも考案されている。
【００１２】
このダイは、図６に示すように、切刃２５を含む刃部穴２６の対向する側面２７ａ，２７ｂを、穴の抜き方向Ａに対して正と負の方向に僅かに傾斜させて形成したものであり、ピアスパンチ２９によって打ち抜かれたカス３０は、正の傾斜面２７ａによって負の傾斜面２７ｂ側へと移動され、ピアスパンチ２９と密着して上昇しようとすると負の傾斜面２７ｂと接触して浮き上がりを阻害される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示したようなカス上がり防止ダイは、傾斜した刃部穴２６をワイヤカットあるいは放電加工によって形成する必要があるため加工費が高くなる。また、ワイヤカットや放電加工は加工時間が長いため、製造効率が悪く、大量生産に適さない問題もあった。
【００１４】
更に、板厚の比較的厚い材料において、カス上がり防止効果を得るのに充分な傾斜角度を貫通穴２６に付けると、厚板材の加工圧に対して刃部２５が破損するおそれがあった。また、刃部穴２６が傾斜しているため、被加工材の打抜き（せん断）中にカスが片当りした状態となり、加工上好ましくない。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、被加工材の板厚に関わらずカス上がり防止効果を得られ、かつ、安価で生産性の高いカス上がり防止ダイを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスの浮き上がりを防止するためのカス上がり防止ダイにおいて、ダイ本体に、上記ピアスパンチと嵌合する刃部穴を形成し、該刃部穴の出口側端部に連続して、該刃部穴よりも拡径されたカス排出穴を上記刃部穴の中心線に対してその中心線を偏心させて設け、該カス排出穴の縁部の一部が上記刃部穴の出口側端部から径方向内側に延出させて突出部を形成したものである。
【００１７】
これによれば、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスの一部がピアスパンチと突出部との間に挟み込まれることによってカスがピアスパンチから引剥がされるため、カスが浮き上がることがない。また、刃部穴及びカス排出穴は穴の抜き方向と平行に形成すればよいため、ドリル加工等で形成することができ、加工費が安く、かつ製造効率が良い。
【００１８】
また、上記刃部穴の深さは、被加工材の厚さとほぼ等しく、又は被加工材の厚さにピアスパンチの食い込み代を加算した程度に形成しても良い。こうすることで、カスを確実に挟み込める。また、ピアスパンチの食い込み代を加算した程度に形成すれば、刃部が摩耗しても、ダイの表面を再研磨することで再使用することができる。
【００１９】
また、上記突出部が、刃部穴側からカス排出穴側に向かうにつれて順次内側に延出した傾斜面を有するようにしても良い。
【００２０】
また、上記刃部穴は、任意な打ち抜き加工形状に形成されても良い。
【００２１】
更に本発明は、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスの浮き上がりを防止するためのカス上がり防止ダイにおいて、ダイ本体に、上記ピアスパンチと嵌合する刃部穴を形成し、該刃部穴の出口側端部に連続して、該刃部穴よりも拡径されたカス排出穴を上記刃部穴の中心線に対してその中心線を偏心させて設け、カス排出穴の内周面の一部が刃部穴の内周面と同一面上に位置するようにしても良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係るカス上がり防止ダイの平面図であり、図１（ｂ）はカス上がり防止ダイの正面断面図である。
【００２４】
カス上がり防止ダイ１０は、図に示すように、焼入工具鋼（例えば、ＪＩＳ  ＳＫＤ１１）からなるダイ本体１１に、ピアスパンチ９と嵌合する刃部穴１２と、ピアスパンチ９によって打ち抜かれたカスを排出するためのカス排出穴１３とが形成されたものである。
【００２５】
ダイ本体１１は、円形状に形成されており、そのほぼ中心部に刃部穴１２が形成される。
【００２６】
刃部穴１２は、ピアスパンチ９と所定のクリアランスを隔てて嵌合するものであり、本実施形態では、ピアスパンチ９の外径よりも所定クリアランスだけ大きい内径Ｄ1 を有する円形状に形成されている。そして、刃部穴１２の入口側端部（図において上側端部）には切刃１５が形成される。刃部穴１２の深さｈは、被加工材７の板厚ｔとほぼ等しいか、又は、被加工材７の板厚ｔにピアスパンチ９の食い込み代を加算した程度に形成される。ここで、ピアスパンチ９の食い込み代とは、ピアスパンチ９が最下端位置まで下降したときの、ダイ本体１１の表面からピアスパンチ９の先端までの距離を言う。
【００２７】
そして、刃部穴１２の出口側端部から連続してカス排出穴１３が形成される。このカス排出穴１３は、刃部穴１２の出口側端部からダイ本体１１の下端部まで貫通して形成される。従って、刃部穴１２とカス排出穴１３は、ダイ本体１１を上下方向に貫通するように連続している。
【００２８】
カス排出穴１３は円形状であり、その内径Ｄ2 が刃部穴１２の内径Ｄ1 よりも拡径されて大きくなっている（Ｄ2 ＞Ｄ1 ）。このカス排出穴１３は、その中心線Ｃ2 が、刃部穴１２の中心線Ｃ1 に対して所定距離Ｘだけ横方向に偏心させて設けられており、カス排出穴１３の一部が、刃部穴１２の内周面よりも径方向内側に位置する。その結果、カス排出穴１３の縁部の一部が、刃部穴１２の出口側端部から径方向内側に延出した突出部１６を形成する。
【００２９】
突出部１６は、図１（ａ）に示すように、刃部穴１２から覗くと、三日月状に内側に露出して見える。そして、突出部１６は、図１（ｂ）に示すように、刃部穴１２の出口側端部からカス排出穴１３側へ向かうにつれて、順次、径方向内側に延出した傾斜面１７と、その傾斜面１７から連続して形成されたカス排出穴１３の側壁の一部からなる垂直面１９とで構成される。
【００３０】
突出部１６は、ピアスパンチ９と突出部１６とでカスを挟み込んで、カスをピアスパンチ９から引剥がすためのものであり、その突出量Ｙは、被加工材７の板厚ｔ等を考慮して適宜設定される。
【００３１】
刃部穴１２に対するカス排出穴１３の偏心量Ｘは、刃部穴１２とカス排出穴１３との内径の差（Ｄ2 −Ｄ1 ）をΔＤとすると、Ｘ＝（ΔＤ／２）＋Ｙで求めることができる。
【００３２】
刃部穴１２及びカス排出穴１３は、穴の抜き方向Ａと平行に形成することができるため、ドリル加工等で加工することができ、安価かつ効率よく加工することができる。従って、大量生産に適しており、従来のカス上がり防止ダイと比べて大幅に製造コストを低減できる。
【００３３】
次に図２を用いて、本実施形態の作用を述べる。
【００３４】
まず、ピアスパンチ９とカス上がり防止ダイ１０との間に被加工材７を配置する（図２（ａ））。
【００３５】
そして、ピアスパンチ９を下降して被加工材７をせん断する（図２（ｂ））。
【００３６】
ピアスパンチ９が最下端位置まで下降して被加工材７を完全に打ち抜くと、刃部穴１２の深さｈは被加工材７の板厚とほぼ等しいため、打ち抜かれたカス７´の下部はその一部分（図において左側端部）が突出部１６と当接し、ピアスパンチ９と突出部１６との間に挟み込まれる。その結果、カス７´は、突出部１６に片当たりした状態となり、挟み込まれた部分をほぼ中心として下方に回転してピアスパンチ９の先端部から強制的に引剥がされる（図２（ｃ））。特に、本実施形態のように突出部１６の上端部に傾斜面１７を設ければ、カス７´が回転しやすい。
【００３７】
比較的被加工材７の板厚ｔが薄い場合は、刃部穴１２の深さｈを被加工材７の板厚ｔにピアスパンチ９の食い込み代を加算した程度の厚さに設定することによって、刃部１５の強度を確保することができる。また、刃部１５が摩耗した場合に、ダイ本体１１の表面を再研磨することで、再使用することができる。
【００３８】
ピアスパンチ９が上昇すると、既にピアスパンチ９から引剥がされているカス７´は、その自重によって下側に落下してカス排出穴１３から排出される。万一、カス７´とピアスパンチ９との離れが不充分な場合にも、カス７´は突出部１６に押されて位置がずれているため、ピアスパンチ９と密着して上昇しようとすると刃部穴１２とカス排出穴１３との段差に接触して浮き上がりを遮られる。
【００３９】
このように、カス上がり防止ダイ１０によれば、ピアスパンチ９によって打ち抜かれたカス７´の一部をピアスパンチ９と突出部１６との間に挟み込んで、カス７´をピアスパンチ９から強制的に引剥がすことができるので、カス７´の浮き上がりを確実に防止できる。
【００４０】
また刃部穴１２の内周面に特殊な加工を施す必要がないので、加工費を安くできる。また、刃部穴１２が穴の抜き方向に対して平行に形成されているため、被加工材の打抜き（せん断）中にカスが刃部穴１２に対して片当りすることはない。
【００４１】
また、板厚ｔの厚い材料では、刃部穴１２の深さｈを材料の厚さｔに合わせて大きくすれば良く、被加工材の板厚に関わらずカス上がり防止効果を得ることができる。
【００４２】
これまで、突出部１６の上端部に傾斜面１７を設けるとして説明してきたが、本発明はこの点において限定されず、突出部１６の上端部を穴の抜き方向Ａに対して垂直に延出するようにしても良い。
【００４３】
また、ピアスパンチ９及び刃部穴１２の形状を円形状として説明してきたが、本発明はこの点において限定されず、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、様々な形状とすることができる。いずれの形状においても、カス排出穴１３を刃部穴１２に対してずらして形成し、刃部穴１２よりも径方向内側に延出した突出部１６を設ければ良い。
【００４４】
また、カス排出穴１３の形状も円形状に限定されるものではないが、加工方法を考慮すると円形状が最も好ましい。
【００４５】
更に、本発明は図４に示すように構成することもできる。
【００４６】
この形態は、カス排出穴１３を刃部穴１２に対してずらす点では図１に示した形態と同様であるが、その偏心量が小さくなっている。これによって、カス排出穴の内周の一部が刃部穴１２の内周面と同一面上に位置して押当面２３が形成される。
【００４７】
ピアスパンチ９によって打抜かれたカス７´は、その側面の一部が押当面２３に接触すると共に、それ以外の部分はフリーな状態となるため、押当面２３と反対側の方向にずれる（図４において右方向）。その状態でピアスパンチ９が上昇すると、カス７´は刃部穴１２とカス排出穴１３との段差３１に接触して浮き上がりを遮られる。また、カス７´の一部と押当面２３との間に生じる摩擦力によって、カス７´を傾けてピアスパンチ９から引剥がす効果もある。
【００４８】
また、本発明は、図５に示すように、複数個の刃部穴１２を有し、一度に複数の穴を打ち抜くことができるダイブロック２０にも適用できることは勿論である。なお、図中、２１は位置決めピン、２２は取り付けボルトである。
【００４９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示す如く優れた効果を発揮するものである。
１）安価に製造でき、かつ生産性が高いダイを提供できる。
２）被加工材の板厚に関わらずカス上がり防止効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るカス上がり防止ダイの平面図である。
（ｂ）は、カス上がり防止ダイの正面断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すカス上がり防止ダイによる穴あけ加工直前の状態を示す断面図である。
（ｂ）は、ピアスパンチが若干下降した状態を示す断面図である。
（ｃ）は、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスが突出部とピアスパンチとの間に挟み込まれた状態を示す断面図である。
（ｄ）は、ピアスパンチが上昇して、カスがカス排出穴から排出される状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、刃部穴の形状の変形例を示す平面図である。
（ｂ）は、刃部穴の形状の変形例を示す平面図である。
（ｃ）は、刃部穴の形状の変形例を示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るカス上がり防止ダイの正面断面図である。
【図５】本発明を適用したダイブロックの平面図である。
【図６】（ａ）は、従来のカス上がり防止ダイによる穴あけ加工直前の状態の断面図である。
（ｂ）は、ピアスパンチが若干下降した状態の断面図である。
（ｃ）は、ピアスパンチによって打ち抜かれたカスが、ピアスパンチから引剥がされる状態の断面図である。
（ｄ）は、ピアスパンチが上昇して、カスが貫通穴から排出される状態の断面図である。
【符号の説明】
７  被加工材
７´カス
９  ピアスパンチ
１１  ダイ本体
１２  刃部穴
１３  カス排出穴
１５  切刃
１６  突出部
１７  傾斜面
【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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