(57)【要約】【課題】  バッキングプレートに対して傾いた状態で取り付けられても、被加工材の打ち抜き時に破損しにくいプレス金型用のパンチを提供する。【解決手段】  バッキングプレート７を介してパンチホルダの下側に固定するパンチプレート６の貫通孔８に圧入し、鍔部４の上面５がバッキングプレート７に接触した状態で取り付けられるプレス金型用のパンチ１において、鍔部４の上面５を球面状に形成した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッキングプレートを介してパンチホルダの下側に固定するパンチプレートの貫通孔に圧入し、頭部上面が前記バッキングプレートに接触した状態で取り付けられるプレス金型用のパンチにおいて、
前記頭部上面を球面状に形成したことを特徴とするプレス金型用のパンチ。
【請求項２】
前記球面状に形成した頭部上面の球面の中心は、前記パンチの略軸心上であることを特徴とする請求項１に記載のプレス金型用のパンチ。
【請求項３】
前記パンチの略軸心上にある頭部上面の球面の中心は、前記パンチプレートの下端面の延長線上にあることを特徴とする請求項２に記載のプレス金型用のパンチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工材に孔開け加工を行うためのプレス金型用のパンチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工材に孔開け加工を行うためのプレス金型として、パンチが固定されたパンチプレートをバッキングプレートを介してパンチホルダの下側に固定することにより、パンチを取り付けた構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなプレス金型におけるパンチプレートへのパンチの固定構造を図５に示す。図において、符号２０は図示しないパンチホルダの下側にバッキングプレート２１を介して固定されたパンチプレートである。このパンチプレート２０に形成された貫通孔２２に、被加工材を打ち抜くための刃先部２３と、該刃先部２３から連成され刃先部２３よりも大径のシャンク２４と、該シャンク２４から連成されシャンク２４よりも大径の鍔部２５とを有して構成されるパンチ２６が固定されている。
【０００４】
より詳細には、貫通孔２２はパンチ２６の鍔部２５を位置させるための大径部２７とパンチ２６のシャンク２４を位置させるための小径部２８とを有していて、大径部２４に鍔部２５を係止させ、小径部２８にシャンク２４を圧入又は隙間ばめすることにより、パンチプレート２０に対してパンチ２６が固定されている。
【０００５】
パンチプレート２０に固定されたパンチ２６は、図にも示されているように、従来はその鍔部２５の上面２９（パンチの頭部上面）が平坦な形状となっている（例えば、特許文献２参照。）。したがって、パンチ２６を固定するための前記貫通孔２２がパンチプレート２０に対して垂直に形成されている場合には、パンチ２６が固定されたパンチプレート２０を、バッキングプレート２１を介して図示しないパンチホルダの下側に固定したとき、パンチ２６は、その鍔部２５の上面２９の全面がバッキングプレート２１に対して接触した状態となる。
【特許文献１】特開平１１−２２６８００号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】特開平１０−２４９４５０号公報（第５頁、第４図〜第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記貫通孔２２が、パンチプレート２０に対して若干傾いて形成されている場合、かかる貫通孔２２に固定されたパンチ２６は、図６に示すように傾いた状態でパンチプレート２０に固定される。このような状態でパンチ２６が固定されたパンチプレート２０をバッキングプレート２１を介してパンチホルダの下側に固定した場合、パンチ２６は、バッキングプレート２１に対して傾いた状態となる。このとき、かかるパンチ２６の傾きが、たとえ僅かなものであったとしても、パンチ２６は、平坦な形状となっている鍔部２５の上面２９の外周部分においてバッキングプレート２１と接触する状態となる。（このような状態でプレス金型に取り付けられたパンチの傾きは、被加工材の打ち抜きに支障がない程度のものである）。
【０００７】
このような状態でパンチ２６が取り付けられたプレス金型を用いて被加工材を打ち抜く場合、打ち抜き時に、パンチ２６に対してバッキングプレート２１からの力（打ち抜き時に、パンチ２６に対して被加工材（図示省略）及びバッキングプレート２１からかかる圧縮力）が鍔部２５の上面２９の外周部分にかかる。このようにパンチ２６の軸心から最も離れた位置である鍔部２５の上面２９の外周部分が力の作用点となった場合、曲げモーメントが大きくなることから、パンチ２６が破損しやすくなるおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、バッキングプレートに対して傾いた状態で取り付けられても、被加工材の打ち抜き時に破損しにくいプレス金型用のパンチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バッキングプレートを介してパンチホルダの下側に固定するパンチプレートの貫通孔に圧入し、頭部上面が前記バッキングプレートに接触した状態で取り付けられるプレス金型用のパンチにおいて、前記頭部上面を球面状に形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記球面状に形成した頭部上面の球面の中心は、前記パンチの略軸心上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記パンチの略軸心上にある頭部上面の球面の中心は、前記パンチプレートの下端面の延長線上にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、前記パンチプレートに形成された貫通孔が垂直となっておらず傾いている場合、かかる貫通孔に圧入されて固定されたパンチは、パンチプレートにおいて傾いた状態で固定される。したがって、このような状態でパンチが固定されたパンチプレートを前記バッキングプレートを介して前記パンチホルダの下側に固定することにより、プレス金型に取り付けられたパンチは、バッキングプレートに対して傾いた状態でその頭部上面が接触する。しかしながら、パンチの頭部上面は球面状に形成されているので、このような形状のパンチの頭部上面とバッキングプレートとの接触箇所はパンチの軸心に近い位置となる。したがって、打ち抜き時にバッキングプレートからパンチに対してかかる力はパンチ軸心に近い位置にかかることになるので、かかる力による曲げモーメントが非常に小さいものとなり、被加工材の打ち抜き時にパンチが破損しにくくなる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、パンチがパンチプレートにおいてどのような方向に傾いて固定されたとしても、パンチの頭部上面におけるバッキングプレートとの接触箇所とパンチ軸心との距離は一定である。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、パンチの頭部上面が、パンチの略軸心上で且つ前記パンチプレートの下端面の延長線上にある点を中心とする球面となっていることから、パンチが前記バッキングプレートに対して傾いた状態でプレス金型に取り付けられても、頭部上面とバッキングプレートとの接触箇所はパンチの軸心に近い位置となる。したがって、打ち抜き時にバッキングプレートからパンチに対してかかる力はパンチの軸心に近い位置にかかることになるので、かかる力による曲げモーメントが非常に小さいものとなり、被加工材の打ち抜き時にパンチが破損しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の一例について説明する。 
図１は本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の一例を示す正面図、図２は図１に示すプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図、図３は図２の一部拡大図、図４はバッキングプレートとパンチの頭部上面との接触箇所付近の拡大図である。
【００１６】
図において、符号１は本例のプレス金型用のパンチを示している。このパンチ１は、被加工材に開ける孔の形状に合わせた形状に成形され被加工材を打ち抜くための刃先部２と、該刃先部２から連成され刃先部２よりも大径のシャンク３と、該シャンク３から連成されシャンク３よりも大径の鍔部４とを有して構成されている。これら刃先部２、シャンク３及び鍔部４は、本例では何れも断面円形状に形成されている。ただし、刃先部２は断面円形状ではなく、例えば略長方形状等の異形状となっていてもよい。
【００１７】
前記鍔部４は、その上面５（請求項に言う頭部上面）が球面状に形成されている。かかる鍔部４の上面５の球面の中心は、パンチ１の軸心上で、且つパンチ１が固定される後述のパンチプレートの下端面の延長線上にある点となっている。
【００１８】
次にこのようなパンチの取り付け構造について図２、図３及び図４を参照して説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、パンチ１は、長さが６０ｍｍ、鍔部４の半径が６．５ｍｍであると想定して説明する。
【００１９】
図において、６はバッキングプレート７を介して図示しないパンチホルダの下側に固定されたパンチプレートである。このパンチプレート６は、本例では厚さが３５ｍｍであると想定する。前記パンチ１は、かかるパンチプレート６に形成された貫通孔８に固定され、鍔部４の上面が前記バッキングプレート７に接触した状態でプレス金型（図示省略）に取り付けられている。
【００２０】
貫通孔８におけるパンチ１の固定について詳しく説明すると、貫通孔８は、パンチ１の鍔部４の厚さとほぼ同じ深さに形成され該鍔部４を位置させるための大径部９とパンチ１のシャンク３を位置させるための小径部１０とを有していて、大径部９にパンチ１の鍔部４を係止させ、小径部１０にパンチ１のシャンク３を圧入することにより、パンチプレート６に対してパンチ１が固定されている。
【００２１】
ここで、貫通孔８は、パンチプレート６において、垂直に形成されておらず、若干傾いて形成されている。このような貫通孔８に固定されたパンチ１は、パンチプレート６において傾いた状態で固定される。したがって、かかる状態でパンチプレート６に固定されたパンチ１は、バッキングプレート７に対して傾いた状態となる。
【００２２】
このような状態で取り付けられたパンチ１の鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所について図３及び図４を参照して詳しく説明する。 
図３に示すように、鍔部４の上面５は、パンチ１の軸心Ｃ上で、且つパンチ１が固定されているパンチプレート６の下端面１１の延長線Ｌ１上にある点Ｏを中心とする球面となっている（すなわち、鍔部４の上面５は、半径がパンチプレート６の厚さである３５ｍｍの球面となっている）。
【００２３】
このような球面形状に形成された鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、鍔部４の上面５に形成された球面の中心点Ｏからバッキングプレート７に対し垂直に延びる線Ｌ２上となる（符号１２で示している）。
【００２４】
かかる接触箇所１２とパンチ１の軸心Ｃとの距離ｘは、例えば、パンチ１のパンチプレート６に対する傾きθが１度である場合、約０．６１ｍｍとなる（ｘ＝ｓｉｎθ×鍔部４の上面５に形成された球面の半径、で求まる）。また、例えば、パンチ１のパンチプレート６に対する傾きθが４度である場合、ｘ＝約２．４４ｍｍとなる。このように、パンチ１が傾いた状態で取り付けられたとしても、半径が６．５ｍｍの鍔部４において、接触箇所１２は軸心Ｃに十分に近い位置となる。
【００２５】
以上のような本例のプレス金型用のパンチ１によれば、パンチ１がバッキングプレート７に対して傾いた状態で取り付けられたとしても、パンチ１の鍔部４の上面５が球面状に形成されているので、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所１２がパンチ１の軸心Ｃに近い位置となり、パンチ１での被加工材の打ち抜き時に、バッキングプレート７からの力の作用点は軸心Ｃに近い位置となる。
【００２６】
したがって、被加工材を打ち抜く際にバッキングプレート７からかかる力による曲げモーメントが非常に小さいものとなり、打ち抜き時にパンチ１が破損しにくくなる。
【００２７】
また、鍔部４の上面５に形成された球面の中心点Ｏは、パンチ１の軸心Ｃ上にあるので、パンチ１がパンチプレート７においてどのような方向に傾いて固定されたとしても、鍔部４の上面５におけるバッキングプレートとの接触箇所１２とパンチ１の軸心Ｃとの距離ｘは一定である。
【００２８】
なお、鍔部４の上面５は、球面状に形成されていればよく、この球面は上記実施の形態で説明した中心点Ｏを中心とした球面に限定されるものではない（すなわち、半径が３５ｍｍの球面に限定されるものではない）。このように鍔部４の上面５を球面状に形成することにより、パンチ１がバッキングプレート７に対して傾いた状態で取り付けられたとしても、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所をパンチ１の軸心Ｃから近くすることができる。
【００２９】
例えば、鍔部４の上面５に形成された球面が、中心点をパンチ１の軸心Ｃ上とする半径５０ｍｍのものである場合、パンチ１（鍔部４の半径が６．５ｍｍで、全長が上述した６０ｍｍよりも長いものを想定する）がパンチプレート６に対して１度傾いた状態では、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、パンチ１の軸心Ｃから約０．８７ｍｍの位置（すなわち、ｘ＝約０．８７ｍｍ）となる。また、パンチ１がパンチプレート６に対して４度傾いた状態では、鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、パンチ１の軸心から約３．４９ｍｍの位置（すなわち、ｘ＝約３．４９ｍｍ）となる。このように、半径が６．５ｍｍの鍔部４において、該鍔部４の上面５とバッキングプレート７との接触箇所は、パンチ１の軸心から十分に近い位置となる。
【００３０】
なお、上記実施の形態においては、鍔部が形成されたプレス金型用のパンチについて説明したが、本発明はこのようなプレス金型用のパンチに限定されるものではなく、鍔部が形成されていないプレス金型用のパンチについても同様に適用することができる（この場合には、パンチの頭部上面が球面状に形成される）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の一例を示す正面図。
【図２】図１に示すプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図。
【図３】図２の一部拡大図。
【図４】バッキングプレートとパンチの頭部上面との接触箇所付近の拡大図。
【図５】従来のプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図。
【図６】従来のプレス金型用のパンチの取り付け構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１      パンチ
２      刃先部
３      シャンク
４      鍔部
５      上面
６      パンチプレート
７      バッキングプレート
８      貫通孔
９      大径部
１０    小径部
１１    下端面
１２    接触箇所
【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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