(57)【要約】【課題】  いわゆるカス上がりを防止することができるプレス金型用のパンチを提供する。【解決手段】  被加工材を打ち抜いて該被加工材に孔を開けるための刃先部２と刃先部２よりも大径のシャンク３とシャンク３よりも大径の鍔部４とがこの順で連成されてなるプレス金型用のパンチ１の刃先部２の先端面５に、平面視略十字形状の溝６を、刃先部２の側面８に通じるようにして形成した。【選択図】  図１
2005074441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先部の先端面に、凹部を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】
前記凹部を溝で形成した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】
前記凹部を形成する溝を、刃先部の側面に通じるようにして形成した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。
【請求項４】
前記凹部を形成する溝を、平面視略十字形状となるように形成したことを特徴とする請求項３に記載のプレス金型用のパンチ。
【請求項５】
刃先部の先端面に、エンボス加工を施したことを特徴とする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用のパンチが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１７に、かかる従来のプレス金型用のパンチの一例を示す。図に示すプレス金型用のパンチ２０は、被加工材を打ち抜いて該被加工材に孔を開けるための刃先部２１と該刃先部２１よりも大径のシャンク２２と該シャンク２２よりも大径の鍔部２４とがこの順で連成されている。かかるプレス金型用のパンチ２０において、刃先部２１の先端面２４は、側面２５と直交する平坦な面であり、研削によって平滑な面となっている。
【０００４】
このような従来例として示したプレス金型用のパンチ２０のように、従来のプレス金型用のパンチにおいては、被加工材を打ち抜くための刃先部の先端面は、刃先部の側面と直交する平坦な面であり、研削によって平滑な面となっているのが一般的であった。
【特許文献１】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】
【０００５】
プレス金型用のパンチによって被加工材に孔を開ける際、刃先部の先端面は、被加工材の表面に相当な力で押しつけられる。被加工材の表面は、研削によって平滑な面となっており、このような被加工材の表面に刃先部の先端面を強い力で押しつけた場合、両者の間が真空状態となり互いに密着し合う。これにより、パンチによって被加工材が打ち抜かれてできた打ち抜きカスが、ダイの中に落下せずに刃先部の先端面に密着した状態となることがあり、いわゆるカス上がりが生じるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、いわゆるカス上がりを防止することができる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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、刃先部の先端面に、凹部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記凹部を溝で形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記凹部を形成する溝を、刃先部の側面に通じるようにして形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記凹部を形成する溝を、平面視略十字形状となるように形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、刃先部の先端面に、エンボス加工を施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記請求項１に記載の本発明によれば、刃先部の先端面には凹部が形成されているので、被加工材が打ち抜かれてできた打ち抜きカスが刃先部の先端面に密着して離れなくなるおそれはなく、カス上がりを防止することができる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明によれば、溝が形成された刃先部の先端面に、被加工材が打ち抜かれてできた打ち抜きカスが密着して離れなくなるおそれはなく、カス上がりを防止することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明によれば、刃先部の先端面に打ち抜きカスが密着して離れなくなる事態を一層効果的に防止して、カス上がりをより効果的に防止することができる。また、刃先部の先端面に前記溝を形成する際の加工を容易に行うことができる。さらに、被加工材を打ち抜くために必要な最大の圧力（打ち抜き時の初期圧力）は、刃先部の先端面の外周の長さが短くなるほど低減することができるが、前記溝が刃先部の側面に通じるようにして形成されているので刃先部の先端面の外周の長さが短くなり、打ち抜きに必要な最大圧力を低減することができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明によれば、カス上がりを一層効果的に防止することができるとともに、刃先部の先端面に前記溝を形成する際の加工を容易に行うことができ、また、打ち抜きに必要な最大圧力を低減することができる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明によれば、刃先部の先端面にはエンボス加工が施されているので、被加工材が打ち抜かれてできた打ち抜きカスが刃先部の先端面に密着して離れなくなるおそれはなく、カス上がりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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斜視図、図２は図１に示すプレス金型用のパンチの刃先部の一部拡大斜視図、図３は図１の拡大平面図である。
【００１８】
図において、符号１はプレス金型用のパンチであり、このプレス金型用のパンチ１は、被加工材を打ち抜いて該被加工材に孔を開けるための刃先部２と刃先部２よりも大径のシャンク３とシャンク３よりも大径の鍔部４とがこの順で連成されている。刃先部２、シャンク３、鍔部４は、何れも断面円形状となっている。
【００１９】
前記刃先部２の先端面５には、溝６（請求項１にいう凹部を構成するものである）が２本形成されている。溝６は、本例では、先端面５に、被加工材に当接する略扇形状の当接面７を残して形成され、また平面視略十字形状となるように形成されている。より詳細には、溝６は先端面５の略中心部付近で交わる略十字形状に形成され、刃先部２の側面８に通じるようにして形成されている。また、溝６は、断面形状が略Ｃ字形状（円弧状）に形成されている。
【００２０】
このような本例のプレス金型用のパンチ１によれば、刃先部２の先端面５には溝６が形成されているので、被加工材が打ち抜かれてできた打ち抜きカスが刃先部２の先端面５に密着して離れなくなる事態を効果的に防止することができ、カス上がりを効果的に防止することができる。
【００２１】
また、溝６は、略十字形状に形成され刃先部２の側面８に通じるようにして形成されているので、かかる溝６を刃先部２の先端面５に形成する際の加工を容易に行うことができる。
【００２２】
また、被加工材を打ち抜くために必要な最大圧力（打ち抜き時の初期圧力）は、刃先部２の先端面５の外周の長さ（溝６が形成されていない部分、すなわち４つの当接面７の外周を合わせた長さ）が短くなるほど低減する。刃先部２の先端面５には、溝６が刃先部２の側面８に通じるようにして形成されていることから、このような溝６が形成されていない場合に比べて刃先部２の先端面５の外周の長さが短くなり、打ち抜きに必要な最大圧力を低減することができる。
【００２３】
ここで、打ち抜きに必要な最大圧力について具体的に説明する。打ち抜きに必要な最大圧力Ｐは次の式から求めることができる。
【００２４】
Ｐ＝ｌ×ｔ×ｆ
但し、ｌ：刃先部の先端面の外周の長さ
ｔ：被加工材の板厚
ｆ：被加工材の引張り強さ
例えば、刃先部の先端面が平坦であり直径１０ｍｍの円形状である従来のプレス金型用のパンチにより、被加工材として板厚ｔが１ｍｍで引張り強さｆが４５ｋｇ／ｍｍ２の鉄板を打ち抜く場合に必要な最大圧力Ｐを上記の式から求めると、
Ｐ＝１０×３．１４×１×４５
＝１４１３（ｋｇ／ｍｍ２）
となる。
【００２５】
次に、直径が１０ｍｍである刃先部２の先端面５に、幅が３ｍｍの溝６を形成したプレス金型用のパンチ１により、上記同様に被加工材として板厚ｔが１ｍｍで引張り強さｆが４５ｋｇ／ｍｍ２の鉄板を打ち抜く場合に必要な最大圧力Ｐを上記の式から求める。先ず、Ｐを求めるために必要なｌは次のようにして求められる。説明の便宜上、刃先部２の先端面５を示す平面図である図４を用いる。同図において一点鎖線は溝６の幅方向の中央を通るものであり、刃先部２の先端面５の中心を通っている。この一点鎖線から、刃先部２の先端面５の中心と先端面５の外周上における溝６の端部とを結ぶ二点鎖線までの中心角αを求めると、
α≒ｔａｎ−１（１．５／５）
≒１６．７（度）
よって、
ｌ≒１０×３．１４−｛１０×３．１４×（８α／３６０）｝
≒１９．８（ｍｍ）
となる。したがって、
Ｐ≒１９．８×１×４５
≒８９１（ｋｇ／ｍｍ２）
となる。
【００２６】
以上のことから、直径が１０ｍｍである刃先部２の先端面５に、幅が３ｍｍの溝６を形成したプレス金型用のパンチ１によれば、打ち抜きに必要な最大圧力が従来のプレス金型用のパンチに比べて約３７％軽減されることが分かる。
【００２７】
次に、図５及び図６に基づいて本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例について説明する。 
図５は本例のプレス金型用のパンチの刃先部の一部拡大斜視図、図６は図５の平面図である。
【００２８】
本例においては、刃先部２の先端面５に形成された溝６は、断面形状が略Ｖ字形状に形成されている。その他の構成については上記図１乃至図３に示す実施の形態の一例と同様となっている。
【００２９】
このような本例のプレス金型用のパンチ１によっても、上記実施の形態の一例と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
なお、溝６の断面形状は、本発明にあっては、上記各実施の形態に示した略Ｃ字形状や略Ｖ字形状に限られるものではなく、例えば図７に示すように断面略コ字形状であってもよい。
【００３１】
次に、図８及び図９に基づいて本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例について説明する。 
図８は本例のプレス金型用のパンチの刃先部の一部拡大斜視図、図９は図８の平面図である。
【００３２】
本例においては、刃先部２の先端面５に形成された溝６は、１本となっており、先端面５の略中央部分に刃先部２の側面８に通じるようにして形成されている。そして、溝６の断面形状は、本例では略Ｖ字形状となっている（ただし本発明にあっては、このようなものに限られるものではない）。このような溝６が形成された先端面５には、前記当接面７が平面視略半円形状に形成されている。その他の構成については上記実施の形態の一例と同様となっている。
【００３３】
このような本例のプレス金型用のパンチ１によれば、上記実施の形態と同様、カス上がりを効果的に防止することができ、また打ち抜き時の剪断力を低減することもできる。
【００３４】
また、溝６は、先端面５に刃先部２の側面８に通じるようにして１本形成されているので、かかる溝６を刃先部２の先端面５に形成する際の加工を容易に行うことができる。
【００３５】
なお、溝６はその他上記実施の形態で示したもの以外にも、被加工材の打ち抜きに支障がない限り、任意のパターンに形成することができ、例えば、図１０に示すように、刃先部２の側面８に通じる２本の平行な溝６とこれら２本の溝６に直交し刃先部２の側面に通じる２本の平行な溝６の合計４本の溝６が先端面５に形成されていてもよい。また、図１１に示すように、溝６は一端部のみが刃先部２の側面８に通じるようにして形成されていてもよい（図１１ではこのようにして形成された溝６を３本有し、隣り合う溝６同士は、互いに反対側の端部において刃先部２の側面８と通じるようにして形成されている）。
【００３６】
さらに、溝６は、図１２に示すように、刃先部２の先端面５にローレット加工を施すことにより多数形成された極細形状のもので構成されていてもよい。
【００３７】
次に、図１３及び図１４に基づいて本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例について説明する。 
図１３は本例のプレス金型用のパンチの刃先部の一部拡大斜視図、図１４は図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【００３８】
本例においては、刃先部２の先端面５には、溝６に代わり、凹部９が形成されている。この凹部９は、先端面５の略中央部分に形成されており、本例では断面形状が略Ｃ字形状に形成されている（ただし、本発明にあっては断面形状はこのようなものに限られるものではない）。このような凹部９が形成された先端面５には、前記当接面７が環状に形成されている。その他の構成については上記実施の形態の一例と同様となっている。
【００３９】
このような本例のプレス金型用のパンチ１によれば、刃先部２の先端面５の略中央部分には凹部９が形成されているので、被加工材が打ち抜かれてできた打ち抜きカスが刃先部２の先端面５に密着して離れなくなる事態を効果的に防止することができ、カス上がりを効果的に防止することができる。
【００４０】
なお、凹部９を先端面５の略中央部分に１つだけ形成するのではなく、図１５に示すように、複数形成してもよい（図１５では４つ形成されている）。その他、凹部９は、被加工材の打ち抜きに支障がない限りにおいてどのように形成されていてもよい。
【００４１】
次に図１６に基づいて本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例について説明する。 
本例においては、刃先部２の先端面５には、エンボス加工が施され、その表面には微少な凹凸が形成されている。かかる先端面５以外の構成については、上記実施の形態の一例と同様となっている。
【００４２】
このような本例のプレス金型用のパンチ１によっても、カス上がりを効果的に防止することができる。
【００４３】
なお、本発明が適用されるプレス金型用のパンチは、被加工材を打ち抜いて該被加工材に孔を開けるための刃先部２と刃先部２よりも大径のシャンク３とシャンク３よりも大径の鍔部４とがこの順で連成されているものに限られるものではなく、例えば鍔部を有さないプレス金型用のパンチなどであってもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態の説明では、刃先部２が断面円形状となっているが、本発明はこれに限られるものではなく、刃先部２の形状が例えば略長方形形状等の異形状となっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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斜視図。
【図２】図１に示すプレス金型用のパンチの刃先部の一部拡大斜視図。
【図３】図１の拡大平面図。
【図４】刃先部の先端面を示す平面図。
【図５】本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例の刃先部の一部拡大斜視図。
【図６】図５の平面図。
【図７】本発明に係るプレス金型用のパンチの刃先部の先端面に形成された溝の他例を示す刃先部の一部拡大斜視図。
【図８】本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例の刃先部の一部拡大斜視図。
【図９】図８の平面図。
【図１０】本発明に係るプレス金型用のパンチの刃先部の先端面に形成された溝の他例を示す平面図。
【図１１】本発明に係るプレス金型用のパンチの刃先部の先端面に形成された溝の他例を示す平面図。
【図１２】本発明に係るプレス金型用のパンチの刃先部の先端面に形成された溝の他例を示す刃先部の一部拡大斜視図。
【図１３】本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例の刃先部の一部拡大斜視図。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線断面図。
【図１５】本発明に係るプレス金型用のパンチの刃先部の先端面に形成された凹部の他例を示す刃先部の一部拡大斜視図。
【図１６】本発明に係るプレス金型用のパンチの実施の形態の他例の刃先部の一部拡大斜視図。
【図１７】従来のプレス金型用のパンチの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４６】
１      プレス金型用のパンチ
２      刃先部
３      シャンク
４      鍔部
５      先端面
６      溝
７      当接面
８      側面
９      凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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