(57)【要約】      （修正有）【課題】パンチングユニットの小型化を図ると共に、締金にかかる曲げモーメントを低減できるパンチングユニット構造を提供する。【解決手段】外周部にねじ部１２が形成されたパンチ２と、そのパンチ２のねじ部１２と螺合すると共に、径方向内側部分に下方に延出する突出部１４が形成されたナット１５と、ナット１５の突出部１４の外周部に嵌められ、ナット１５をパンチ２に対して押し付ける締金１６と、その締金１６の下面に当接させて配置され、締金１６、ナット１５およびパンチ２を上方に付勢する弾性部材６とを備えたパンチングユニット構造において、締金１６に、その下端部から径方向内側に突出し、突出部１４の下面の少なくとも一部を覆う延長部２２を形成し、弾性部材６を締金１６の上記延長部２２の下面の少なくとも一部と当接させて配置したものである。【選択図】図１
2005279746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部にねじ部が形成されたパンチと、そのパンチのねじ部と螺合すると共に、径方向内側部分に下方に延出する突出部が形成されたナットと、上記ナットの上記突出部の外周部に嵌められ、上記ナットを上記パンチに対して押し付ける締金と、その締金の下面に当接させて配置され、上記締金、ナットおよびパンチを上方に付勢する弾性部材とを備えたパンチングユニット構造において、上記締金に、その下端部から径方向内側に突出し、上記突出部の下面の少なくとも一部を覆う延長部を形成し、上記弾性部材を上記締金の上記延長部の下面の少なくとも一部と当接させて配置したことを特徴とするパンチングユニット構造。
【請求項２】
上記締金の上記延長部が、上記ナットの上記突出部の下面の全部を覆うように形成され、上記弾性部材が、上記締金の上記延長部の下面の径方向内側部分と当接するように配置された請求項１記載のパンチングユニット構造。
【請求項３】
上記弾性部材がスプリングである請求項１または２記載のパンチングユニット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチに螺合されるナットと、そのナットを締め付ける締金とを備えたパンチングユニット構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板・形鋼・自由曲面を持つ形状などの製品に穴空け加工などを行うには、ターレットパンチなどが用いられている。そのターレットパンチは、上型に装着されたパンチと、下型に装着されたダイとから構成されるパンチングユニットを備えており、そのパンチングユニットにより、金属や非金属などの材質を有する製品の加工が行われる。
【０００３】
図３に示すように、パンチングユニット１は、上下に連続する複数の略円柱形の部材により構成されたパンチ２と、そのパンチ２の下方に、パンチ２と隙間を介して配置されるダイ８とを備え、また、それらパンチ２とダイ８との間には、加工される製品２９が配置される。パンチ２の上部は、パンチヘッド４に螺合され、パンチ２の下端から中央部にかけては、筒状のパンチガイド５内に上下方向に摺動可能に挿入される。また、それらパンチヘッド４とパンチガイド５との間には、パンチガイド５にストリップ圧力を供する弾性部材６が設けられる。パンチ２と螺合されるパンチヘッド４は、縦割り（図３において、左右に分割）のスリット（図示せず）が設けられたナット１５と、固定ねじ３６とを備える。ナット１５にパンチ２を螺合し、さらに、固定ねじ３６によりナット１５のスリット（図示せず）を締付けることで、パンチ２とナット１５との螺合部分の回り止めが行われる。
【０００４】
そして、図示しない油圧シリンダなどでナット１５の頂部から下方へ衝撃力を加え、製品２９をパンチ２とダイ８とにより挟み込むことで穴空けなどの加工が行われる。
【０００５】
しかしながら、このような固定ねじ３６により回り止めを行う構造では、製品２９の厚さが厚くパンチングの衝撃力が大きい場合や、パンチング回数を多くした場合には、パンチングの衝撃力により、固定ねじ３６が緩んでしまい、パンチ２とナット１５との螺合部分に大きな応力が発生する。その大きな応力により、パンチ２やパンチヘッド４の固定ねじ３６などが破損してしまう。
【０００６】
そこで、この問題を解決するために、図４に示すようなパンチングユニット構造がある。図４に示すパンチングユニット構造のパンチヘッド４は、下面の中央部から下向きに突出する円筒状の突出部１４を有するナット１５と、その突出部１４の外周部に嵌められるリング状の締金１６とを備える。突出部１４の内周側面には上下方向に延出し、パンチ２を螺合するための雌ねじ部１８が形成される。また、突出部１４の外周側面は下方に向かい外径が小さくなるテーパを有し、リング状の締金１６の内周側面は、上方に向かい内径が大きくなるテーパを有する。また、弾性部材６は、締金１６の下面と当接するように配置される。
【０００７】
図４に示すパンチングユニット構造では、弾性部材６から締金１６へ軸方向（図４において上下方向）上向きの力が加えられることで、締金１６がナット１５の突出部１４に沿い上方へとスライドし、突出部１４に径方向内側への締付力が加えられる。これにより、パンチ２とナット１５との回り止めがなされ、パンチングの衝撃力によるパンチ２やナット１５などの破損を防止することができる（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】実公平７−５００２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、締金１６を上方にスライドさせて、回り止めの効果を得るためには、弾性部材６の上面と締金１６の下面とのみを当接させる必要がある。
【００１０】
しかしながら、図４に示すパンチングユニット構造では、弾性部材６の上面と締金１６の下面とのみを当接させると、パンチ２と弾性部材６との間に、突出部の厚さだけ無駄な隙間が生じてしまう。
【００１１】
これにより、パンチングユニット１の外径を所定の寸法に保つようにすると、弾性部材６の断面積が小さくなってしまい、パンチ打抜きに必要なストリッパ圧力が不足し、ピアスパンチなどのパンチ２に製品２９が付着したまま、はがれない現象を引き起こす可能性があり、生産ができなくなるなどの問題が生じてしまう。
【００１２】
一方、十分なストリッパ圧力を確保しようとすると、弾性部材６の外径を大きくする必要があり、パンチングユニット１の外径が大きくなってしまう。また、その結果、パンチングユニット１の質量が増大し、パンチ２やナット１５にかかる衝撃力が増大してしまう。
【００１３】
さらに、パンチング時の締金１６には、図４に示すように、弾性部材６からの上向きの力Ｆ１とナット１５から下向きの力Ｆ２とが加えられ、それらの力Ｆ１、Ｆ２により曲げモーメントＭが生じているが、図４に示すパンチングユニット構造では、弾性部材６とパンチ２との間に隙間があるため、締金１６における力Ｆ１の作用部位と力Ｆ２の作用部位との距離が遠くなり、締金１６にかかる曲げモーメントが大きくなってしまう。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、パンチングユニット１の小型化を図ると共に、締金１６にかかる曲げモーメントＭを低減できるパンチングユニット構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、外周部にねじ部が形成されたパンチと、そのパンチのねじ部と螺合すると共に、径方向内側部分に下方に延出する突出部が形成されたナットと、上記ナットの上記突出部の外周部に嵌められ、上記ナットを上記パンチに対して押し付ける締金と、その締金の下面に当接させて配置され、上記締金、ナットおよびパンチを上方に付勢する弾性部材とを備えたパンチングユニット構造において、上記締金に、その下端部から径方向内側に突出し、上記突出部の下面の少なくとも一部を覆う延長部を形成し、上記弾性部材を上記締金の上記延長部の下面の少なくとも一部と当接させて配置したものである。
【００１６】
上記目的を達成するための請求項２に係る発明は、上記締金の上記延長部が、上記ナットの上記突出部の下面の全部を覆うように形成され、上記弾性部材が、上記締金の上記延長部の下面の径方向内側部分と当接するように配置されたものである。
【００１７】
上記目的を達成するための請求項３に係る発明は、上記弾性部材がスプリングであるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮するものである。
【００１９】
（１）  弾性部材をパンチに近接させて配置することで、パンチングユニットの軽量化、小型化を図ることができる。
【００２０】
（２）  締金の弾性部材との当接面を、パンチの軸芯に近づけることで、締金にかかる曲げモーメントを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１（ａ）は、本実施形態のパンチングユニット構造の断面図を示し、図１（ｂ）は、本実施形態のナットの平面図を示す。図２（ａ）は、図１のＩＩａの部分拡大図を示す。
【００２３】
本実施形態は、本発明のパンチングユニット構造を、上型に装着したパンチと下型に装着したダイとにより鉄板や非鉄の構造物などを打抜く装置に適用するものであり、その構造を図１および図２（ａ）に基づき説明する。
【００２４】
なお、本実施形態のパンチングユニット構造の概略構造は、図３、４に示したものと同様であり、同一要素には、同一番号を付す。
【００２５】
本実施形態のパンチングユニット１は、軸方向（図１において、上下方向）に連なった異なる径の円柱部材から構成されるパンチ２と、そのパンチ２の上部に取り付けられるパンチヘッド４と、パンチ２の下端から中央部が挿入されるパンチガイド５と、それらパンチヘッド４とパンチガイド５との間に、パンチ２を囲むように配置される弾性部材であるスプリング６と、パンチ２の下方に、パンチ２と所定の隙間を介して配置されるダイ８とを備える。
【００２６】
そのダイ８は図示しない下型に装着されており、また、パンチヘッド４やパンチガイド５などが図示しない上型に取り付けられる。
【００２７】
パンチ２は、同中心の複数の略円柱部材から構成され、パンチ２は、パンチ２の下部に位置し、ダイ８と対向する刃部９と、その刃部９の頂部からパンチ２の中央部まで延出し、刃部９よりも径の大きな略円柱形のボディ部１０と、そのボディ部１０の頂部からパンチ２の上端まで延出し、ボディ部１０よりも径の小さな略円柱形の首部１１とを備える。
【００２８】
刃部９の刃先形状は、本実施形態では、例えば円形に形成される。なお、刃部９の刃先形状は、パンチング加工の目的に合わせて、例えば十字形や星形などの色々な形状に形成される。首部１１の上端から中央部にかけての外周部には、雄ねじが切られ、ねじ部１２が形成される。
【００２９】
パンチヘッド４は、リング状のナット１５を備え、そのナット１５の下面の径方向内側部分には、下向きに突出する略円筒形の突出部１４が形成される。また、パンチヘッド４は、そのナット１５の突出部１４の外周部に嵌められる略円筒形の締金１６を備える。
【００３０】
ナット１５の内周側面には、パンチ２のねじ部１２が螺合可能な雌ねじ部１８が全域に渡り形成される。つまり、雌ねじ部１８は、突出部１４の下端部からナット１５の上端部まで形成される。さらに、図１（ｂ）示すように、ナット１５には、リング状のナット１５の外周端から径方向へ中心を越えて延び、突出部１４を縦に二分割する所定の幅のスリット１９が形成される。本実施形態では、スリット１９の長さを、ナット１５の直径の略５／６程度としたが、本発明は、スリット１９の幅や長さ、さらにはスリット１９の有無に限定されない。スリット１９の端部には、逃げ穴２０が形成される。また、ナット１５の突出部１４の外周側面は、下端部から上端部に向かい外径が大きくなるようなテーパ状に形成される。
【００３１】
締金１６の中心部には、上下方向に延出し、ナット１５の突出部１４が挿入される貫通孔２１が形成される。その貫通孔２１の内周側面は、上端部から下端部に向かい内径が小さくなるようなテーパ状に形成され、さらに、締金１６（貫通孔２１）の下端部には、径方向内側へと突出する延長部２２が形成される。その延長部２２は、延長部２２により狭められる貫通孔２１の内径が、ナット１５の突出部１４の内径と等しくなるような長さを有する。つまり、延長部２２は、突出部１４の下面の全部を覆うと共に、パンチ２の首部１１と隙間なく配置される。
【００３２】
パンチガイド５は、略円筒形のガイド部２４と、そのガイド部２４の下端に形成されたストリッパ部２５と、ガイド部２４の上端に取り付けられるリング状のパンチガイド留具２６とからなる。ガイド部２４の内周側面は、パンチ２のボディ部１０の外周側面と全周に渡り当接し、ボディ部１０が上下方向に摺動可能なように形成される。また、ガイド部２４の上端部は、径方向外側に延出し、その延出部分の上面がパンチガイド留具２６の下面と当接する。ストリッパ部２５は、ガイド部２４の下端部から径方向内側に向かい延出し、その延出部分の端面が、パンチ２の刃部９の側面と当接する。リング状のパンチガイド留具２６には、パンチ２の首部１１が挿入される。さらに、パンチガイド留具２６の下面には、下向きに突出し、ガイド部２４に挿入される凸部２８が形成される。
【００３３】
スプリング６は、例えばコイルスプリングであり、スプリング６の上面を締金１６の下面と当接させて配置される。さらに、本実施形態では、スプリング６の径方向内側を締金１６の延長部２２の径方向内側と整列させてスプリング６が配置される。スプリング６の内径は、パンチ２の首部１１の外径と略等しく、また、スプリング６の断面積は、所望のストリップ圧力を供する断面積、すなわち、パンチング時にパンチガイド５が製品２９を押さえつけ、パンチ２への製品２９の付着を防止するのに必要な最低限の反発力をスプリング６が有する断面積である。また、スプリング６の長さは、パンチ２の首部１１の長さにより規制される。
【００３４】
このように、スプリング６の長さが規制されるため、スプリング６の反発力はスプリング６の断面積のみで調整され、そのスプリング６の断面積は、所望のストリップ圧力により決定される。さらに、スプリング６の内径が、パンチ２の首部１１の外径に合わせて決定され、これら内径と断面積とにより、スプリング６の外径が決定される。そして、そのスプリング６の外径により、パンチヘッド４や、パンチガイド５などパンチングユニット１の外径が決定される。
【００３５】
次に、本実施形態のパンチングユニット構造の作用を説明する。
【００３６】
パンチ２の首部１１には、スプリング６が嵌められ、そのスプリング６をパンチガイド５との間に挟み込むように、締金１６が嵌められる。
【００３７】
この状態より、ナット１５の突出部１４内にパンチ２のねじ部１２を所定の位置まで軽くねじ込み、その後、ナット１５の突出部１４の外周に締金１６を嵌める。
【００３８】
さらに、パンチ２とダイ８との間に製品２９をセットし、ナット１５の頂部へ、図示しない油圧シリンダなどにより衝撃力を加える。
【００３９】
衝撃力が加えられると、パンチガイド５が、図示しない昇降機構の作用により、製品２９と接触するまで降下し、その後、パンチ２がパンチガイド５内を案内されながら降下する。
【００４０】
このパンチ２が降下する際に、スプリング６がパンチヘッド４とパンチガイド５とに挟まれ撓む。そのスプリング６の反発力により、締金１６が軸方向上方へと押され、ナット１５部のスリット１９が狭まる。これにより、パンチ２のねじ部１２とナット１５の雌ねじ部１８とに、半径方向の強力な圧縮力が加えられる。このような締金１６による回り止めが、最初のパンチング時になされ、パンチングの衝撃力に耐え得る構造となる。
【００４１】
このように締金１６の底面には、回り止め効果を得るために、スプリング６から軸方向上向きの圧力が加えられ、また、締金１６の内周側面には、ナット１５の突出部１４からの反力が加えられる。そして、図１に示すように、それらスプリング６からの上向きの力Ｆ１と、ナット１５からの反力の下向きの分力Ｆ２とにより、締金１６に曲げモーメントＭが生じる。本実施形態のパンチングユニット構造では、スプリング６をパンチ２に近接させて配置することで、締金１６のスプリング６との当接面（力Ｆ１の作用部位）と、締金１６のナット１５の突出部１４との当接面（力Ｆ２の作用部位）間の径方向の距離が短くなり、パンチング時の衝撃力により締金１６に加えられる曲げモーメントが抑えられる。
【００４２】
製品２９が打抜かれた後、撓んだスプリング６が復元し、そのスプリング６によりパンチ２が所定位置まで上昇する。このパンチ２の上昇時に、スプリング６がパンチガイド５のストリッパ部２５を製品２９に押さえつけ、製品２９のパンチ２への付着を防止する。パンチ２が上昇した後、パンチガイド５が図示しない昇降機構の作用により上昇する。
【００４３】
このように本実施形態に係るパンチングユニット構造は、締金１６の下端部に、ナット１５の突出部１４を覆う延長部２２を設け、かつその延長部２２の下面と当接させてスプリング６を配置することで、つまり、所定の断面積を有するスプリング６の内径を小さくすることで、スプリング６の外径を小さく、小径化することができる。さらに、スプリング６を小径化することで、パンチヘッド４や、パンチガイド５などを小径化ができ、パンチングユニット１の軽量化、小型化を図ることができる。また、パンチングユニット１を軽量化し、質量を低減させることで、パンチング時の衝撃エネルギが低減され、パンチ２のねじ部１２やナット１５の雌ねじ部１８にかかる応力を低減することができる。さらに、パンチングユニット１を小型化することで、パンチングユニット１が取り付けられる装置の小型化をも図ることができる。
【００４４】
締金１６のスプリング６との当接面を、締金１６のナット１５の突出部１４との当接面と近づけることで、締金１６にかかる曲げモーメントＭを低減することができる。また、締金１６にかかる曲げモーメントＭが低減されることで、パンチングユニット１などの信頼性の向上を図ることができる。さらに、締金１６にかかる曲げモーメントＭが低減されることで、締金１６の肉厚やその材料などを変更することが可能となり、パンチングユニット１の低コスト化を図ることができる。
【００４５】
スリット１９が設けられたナット１５にパンチ２を螺合し、そのスリット１９を締金１６により締付けることで、パンチング中にパンチ２とナット１５とが緩まず、パンチヘッド４とパンチ２との破損を防止することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、締金１６に形成される突出部１４ののど元部分３０を、直角形状に形成したが、これに限らず、図２（ｂ）に示すように、突出部１４ののど元部分３０に傾斜形状を設けるようにしてもよく、また、のど元部分３０に丸み（アール）などを設けるようにしてもよい。
【００４７】
図２（ｂ）に示す実施形態のパンチングユニット構造でも、図１に示す実施形態のパンチングユニット構造と同様の効果が得られ、さらに、締金１６の突出部１４にかかる応力集中を低減できるという効果がある。
【００４８】
また、本実施形態では、弾性部材６をコイルスプリングとしたが、これに限らず、皿ばねや、ウレタンばねなどでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）は、本発明に係るパンチングユニット構造の断面図を示し、（ｂ）は、本発明に係るパンチングユニット構造のナットの平面図を示す。
【図２】（ａ）は、図１のＩＩａ部分拡大図を示し、（ｂ）は、他の実施形態における図２（ａ）に相当する図を示す。
【図３】従来のパンチングユニット構造の断面図を示す。
【図４】他の従来のパンチングユニット構造の断面図を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１  パンチングユニット
２  パンチ
６  スプリング（弾性部材）
１２  ねじ部
１４  突出部
１５  ナット
１６  締金
２２  延長部
【図１】
2005279746.tif 000003
【図２】
2005279746.tif 000004
【図３】
2005279746.tif 000005
【図４】
2005279746.tif 000006