(57)【要約】シート状の被加工物Ｗに穿孔を実施するためのパンチ用金型８２０及びダイ用金型８３０からなる穿孔用金型８１０を有する穿孔機構８００と、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間に介在するシート状の被加工物Ｗに緊張力を付与するための手段とを備えた穿孔装置１００であって、穿孔機構８００は、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間の空隙Ｇがシート状の被加工物Ｗの厚さよりも大きい状態で穿孔を実施する穿孔機構である。このため、本発明の穿孔装置１００は、コストの低廉化及び金型構造の簡素化を図ることができるとともに品質上の信頼性を高めることができ、さらには穿孔を高速化することが容易な穿孔装置となる。
2004110665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、
前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与するための手段とを備えた穿孔装置であって、
前記穿孔機構は、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施する穿孔機構であることを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
請求項１に記載の穿孔装置において、
前記穿孔機構は、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙が０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍである状態で穿孔を実施することを特徴とする穿孔装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の穿孔装置において、
前記穿孔機構は、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間にガイドピンが介在しない状態で穿孔を実施することを特徴とする穿孔装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の穿孔装置において、
シート状の被加工物を挟むための上下２本のロールシャフトを被加工領域の両側のそれぞれに備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項５】
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、
穿孔装置の穿孔用金型取り付け部に前記穿孔用金型を位置決め固定するための穿孔用金型位置決め固定機構とを備えた穿孔装置であって、
この穿孔用金型位置決め固定機構は、上下方向に移動可能な少なくとも２本の位置決め用ピンを有し、
前記穿孔用金型取り付け部には、前記位置決め用ピンを嵌合するピン位置決め用孔が設けられ、
前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、
前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項６】
直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、
このテーブル移動機構のテーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、
前記テーブル上には、互いに対向する２つの脚部及びこれら２つの脚部を連結する天井部を有する門型のフレームが立設され、
このフレームの天井部には、前記パンチ用金型が取り付けられていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項７】
ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構と、
シート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構と、
前記繰り出し機構と前記巻き取り機構との間に配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、
前記繰り出し機構と前記穿孔機構との間及び前記穿孔機構と前記巻き取り機構との間にそれぞれ配設され、被加工物を弛緩・緊張させるための昇降ローラを有する一対のテンション機構とをさらに備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項８】
直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、
このテーブル移動機構のテーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうちいずれか一方の金型には、被加工物側に開口する撮影用の貫通孔が設けられ、
この貫通孔の中心軸上には、被加工物の穿孔位置を読み取るための撮像素子が配設されていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項９】
請求項８に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうち前記貫通孔が設けられた金型と異なる金型には、前記貫通孔の中心軸上に位置し、かつ、被加工物側に開口する収容孔が設けられ、
この収容孔には、被加工物を照明する発光素子が収容されていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型は、このパンチ用金型における中心軸を含む仮想平面に沿って配置された複数のパンチ挿通孔を有し、
前記ダイ用金型は、前記複数のパンチ挿通孔に対応する複数のダイ孔を有し、
前記各パンチ挿通孔に対応する各パンチは、カム軸の回転によって互いに異なる昇降路内で移動可能に構成されていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の穿孔装置において、
前記パンチ金型は、前記中心軸を含むとともに前記仮想平面とは異なる仮想平面に沿って配置された別の複数のパンチ挿通孔をさらに有し、
前記ダイ用金型は、前記別の複数のパンチ挿通孔に対応する別の複数のダイ孔を有し、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型は、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部の上面と垂直な仮想基準線の周囲における複数の周方向位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項１２】
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型、ダイ用金型及びこれらパンチ用金型とダイ用金型との位置決めを行うための少なくとも２本の位置決め用ピンを有する穿孔用金型であって、
前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、
前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする穿孔用金型。
【請求項１３】
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構を備えた穿孔装置を用い、
前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与した状態で、被加工物に穿孔を実施する穿孔方法であって、
前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施することを特徴とする穿孔方法。
【請求項１４】
ピン位置決め用孔を有する穿孔用金型取り付け部と、
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのピン嵌合孔付きのパンチ用金型及びピン挿通孔付きのダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置において、前記穿孔用金型を前記穿孔用金型取り付け部に位置決め固定する方法であって、
位置決め用ピンを前記ピン挿通孔及び前記ピン嵌合孔に嵌合して穿孔用金型組立体を形成する工程と、
前記穿孔用金型組立体を前記穿孔機構における所定位置に配置する工程と、
前記位置決め用ピンを下降させて前記位置決め用孔に嵌合してから、前記ダイ用金型を前記ダイ用金型側の穿孔用金型取り付け部に固定するとともに前記パンチ用金型を前記パンチ用金型側の穿孔用金型取り付け部に固定する工程と、
前記位置決め用ピンをさらに下降させて前記ピン嵌合孔との嵌合を解除して前記穿孔用金型組立体を分解する工程と、をこの順序で有することを特徴とする穿孔用金型の位置決め固定方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の穿孔用金型の位置決め固定方法において、
前記穿孔用金型組立体を形成する工程においては、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に、ピン挿通孔を有し０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍの厚さを有するスペーサを予め介在させて穿孔用金型組立体を形成し、
前記穿孔用金型組立体を分解する工程においては、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在する前記スペーサを取り外すことを特徴とする穿孔用金型の位置決め固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、シート状の被加工物に穿孔を実施する場合に使用するのに好適な穿孔装置、穿孔用金型、穿孔方法及び穿孔用金型の位置決め固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、金属シート、プリント基板、フレキシブル基板等の被加工物に穿孔を実施するには、パンチ用金型とダイ用金型との間に被加工物を介在させ、パンチ用金型のパンチをダイ用金型のダイ孔に嵌合することにより行う。
従来、この種の被加工物の穿孔には、図１４に示すような穿孔装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
この穿孔装置について、図１４を用いて説明すると、穿孔装置１は、パンチ用金型２及びダイ用金型３を備えている。【０００３】  パンチ用金型２は、図１４（ａ）に示すように、バッキングプレート４、パンチプレート５及びストリッパ６を有し、ガイドプレート７の下端部に取付用プレート８を介して配設されている。そして、昇降機構（図示せず。）の駆動によってガイドプレート７及び取付用プレート８と共に昇降するように構成されている。バッキングプレート４は、ガイドプレート７に取付用プレート８を介して固定されている。パンチプレート５は、ストリッパ６を挿通可能なパンチ５ａを有し、バッキングプレート４に固定されている。ストリッパ６は、突出部６ａを有し、パンチプレート５の下方に昇降可能に配設されている。【０００４】  ガイドプレート７は、昇降機構（図示せず。）にガイド軸９を介して連結されている。取付用プレート８には、圧縮スプリング１０を収容するスプリング収容孔８ａが設けられている。圧縮スプリング１０の下端部には、バッキングプレート４及びパンチプレート５を挿通するストリッパガイドピン１１が取り付けられている。ストリッパガイドピン１１の先端部にはストリッパ６が取り付けられている。【０００５】  一方、ダイ用金型３は、図１４（ｂ）に示すように、ダイプレート１２を有し、パンチ用金型２の下方に配設されている。ダイプレート１２には、パンチ５ａを嵌合可能なダイ孔１２ａが設けられている。【０００６】  このように構成された穿孔装置１を用い、被加工物に穿孔を実施するには、ダイ用金型３のダイプレート１２上に被加工物（図示せず。）を載置した後、予め上方待機位置に配置されたパンチ用金型２を下降させることにより行う。
この場合、パンチ用金型２が下降すると、ストリッパ６の突出部６ａがダイプレート１２上の被加工物に当接する。この状態からパンチ用金型２がさらに下降すると、ストリッパ６の突出部６ａが被加工物をダイプレート１２上に圧接する。このため、ストリッパ６がダイプレート１２上の被加工物を圧接した状態でパンチ５ａがダイプレート１２から下方に突出してダイ孔１２ａに嵌合し、被加工物に穿孔が実施される。
パンチ用金型２が上昇する際には、ストリッパ６がダイプレート１２上の被加工物を圧接したままの状態で、パンチ５ａが被加工物のダイ孔１２ａから抜けていくため、円滑な穿孔動作が実現する。
【特許文献１】特開２００２−２６３７５０号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  ところで、上記した穿孔装置においては、被加工物の穿孔を円滑に行うためにストリッパを必要とするため、部品点数が嵩み、コスト高になるばかりか、金型構造が複雑になるという課題があった。
また、穿孔時には、ストリッパが被加工物をダイプレートに圧接するものであるため、被加工物が損傷し易く、品質上の信頼性が低下するという課題もあった。
また、穿孔時には、パンチ用金型全体が昇降する必要があるため、穿孔を高速化するのが容易ではないという課題もあった。【０００８】  本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、コストの低廉化及び金型構造の簡素化を図ることができるとともに品質上の信頼性を高めることができ、さらには穿孔を高速化することが容易な穿孔装置、穿孔用金型及び穿孔方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、穿孔用金型の位置決め作業の簡素化を図ることができる穿孔用金型の位置決め固定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】（１）本発明の穿孔装置は、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与するための手段とを備えた穿孔装置であって、前記穿孔機構は、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施する穿孔機構であることを特徴とする。【００１０】  このため、本発明の穿孔装置によれば、パンチ用金型とダイ用金型との間に介在する被加工物に緊張力が付与された状態で穿孔動作が行われるため、シート状の被加工物のたわみが効果的に抑制され、その結果、被加工物に対して正しい角度で穿孔動作が行われ、パンチが被加工物から円滑に抜けるようになる。このため、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施することが可能になる。すなわち、従来必要であったストリッパを不要とすることができるようになる。従って、本発明の穿孔装置によれば、部品点数を削減することができ、コストの低廉化及び金型構造の簡素化を図ることができる。
また、被加工物を非押圧状態にした状態で穿孔が実施されるようになるため、被加工物に対する損傷発生を確実に抑制することができ、品質上の信頼性を高めることもできる。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
また、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施するため、穿孔時には、パンチ用金型自体は昇降する必要がなくなり、パンチのみが昇降することで足りるため、穿孔を高速化するのが容易となる。【００１１】（２）上記（１）に記載の穿孔装置においては、前記穿孔機構は、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙が０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍである状態で穿孔を実施することが好ましい。
ここで、空隙を０．１０ｍｍ以上としたのは、空隙を０．１０ｍｍ未満とすると比較的厚い被加工物を穿孔することができなくなる場合が生じるからである。この観点から言えば、空隙を０．２０ｍｍ以上とすることがより好ましく、０．３０ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。また、空隙を５．０ｍｍ以下としたのは、空隙が５．０ｍｍを超えるとパンチの先端部とダイ孔との位置精度を確保するのが容易ではなくなるからであり、また、穿孔時にパンチの真直度を維持するのが容易ではなくなるからである。この観点から言えば、空隙を３．０ｍｍ以下とすることがより好ましく、２．０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。【００１２】（３）上記（１）又は（２）に記載の穿孔装置においては、前記穿孔機構は、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間にガイドピンが介在しない状態で穿孔を実施することが好ましい。
このように構成することにより、パンチ用金型とダイ用金型との間に大面積の被加工物を載置することが可能になるため、大面積の被加工物に穿孔を実施することができるようになる。【００１３】（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の穿孔装置においては、シート状の被加工物を挟むための上下２本のロールシャフトを被加工領域の両側のそれぞれに備えたものであることが好ましい。
このように構成することにより、シート状の被加工物のたわみがさらに効果的に抑制される。
なお、この効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構を備えた穿孔装置である場合に、上記した（１）の場合と同様に、特に大きいものとなる。【００１４】（５）本発明の穿孔装置は、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部に前記穿孔用金型を位置決め固定するための穿孔用金型位置決め固定機構とを備えた穿孔装置であって、この穿孔用金型位置決め固定機構は、上下方向に移動可能な少なくとも２本の位置決め用ピンを有し、前記穿孔用金型取り付け部には、前記位置決め用ピンを嵌合するピン位置決め用孔が設けられ、前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする。【００１５】  このため、本発明の穿孔装置によれば、位置決め用ピンを上下するだけの簡単な操作で、パンチ用金型とダイ用金型との位置決め及び穿孔装置の穿孔用金型取り付け部とダイ用金型との位置決めを高精度に行うことができる。
従って、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部と穿孔用金型との位置精度が高まるため、被加工物における穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型とダイ用金型との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、上記した（１）又は（４）の場合と同様に、特に大きいものとなる。
また、本発明の穿孔装置における特徴を上記（１）又は（４）に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。【００１６】（６）本発明の穿孔装置は、直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、このテーブル移動機構のテーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、前記テーブル上には、互いに対向する２つの脚部及びこれら２つの脚部を連結する天井部を有する門型のフレームが立設され、このフレームの天井部には、前記パンチ用金型が取り付けられていることを特徴とする。【００１７】  このため、本発明の穿孔装置によれば、パンチ用金型を取り付けるフレームの剛性が確実に高められる。
従って、ダイ用金型に対するパンチ用金型の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生を防止することができるとともに、穿孔の高速化に対応することができる。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、上記した（１）、（４）又は（５）の場合と同様に、特に大きいものとなる。
また、本発明の穿孔装置における特徴を上記（１）、（４）又は（５）に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。【００１８】（７）本発明の穿孔装置は、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構と、シート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構と、前記繰り出し機構と前記巻き取り機構との間に配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、前記繰り出し機構と前記穿孔機構との間及び前記穿孔機構と前記巻き取り機構との間にそれぞれ配設され、被加工物を弛緩・緊張させるための昇降ローラを有する一対のテンション機構とをさらに備えたことを特徴とする。【００１９】  このため、本発明の穿孔装置によれば、各テンション機構の昇降ローラの上昇によって被加工物が弛緩し、また、昇降ローラの下降によって被加工物が再度緊張する。
従って、長時間にわたる繰り出し・巻き取り動作によって発生する被加工物の蛇行移動を解消することができ、良好な穿孔加工を実施することができる。
本発明の穿孔装置における特徴を上記（１）、（４）、（５）又は（６）に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。【００２０】（８）本発明の穿孔装置は、直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、このテーブル移動機構のテーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうちいずれか一方の金型には、被加工物側に開口する撮影用の貫通孔が設けられ、この貫通孔の中心軸上には、被加工物の穿孔位置を読み取るための撮像素子が配設されていることを特徴とする。【００２１】  このため、本発明の穿孔装置によれば、撮像素子によってパンチ用金型及びダイ用金型の平面内で穿孔位置の読み取りが可能となる。
従って、撮像素子による穿孔位置の読み取りから穿孔用金型の穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を短縮することができ、穿孔加工の高速化を図ることができる。
また、撮像素子による穿孔位置の読み取りを被加工物に垂直な方向から行うことができるため、読み取り精度を高めることができる。
なお、上記した効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
また、本発明の穿孔装置における特徴を上記（１）、（４）、（５）、（６）又は（７）に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。【００２２】  上記（８）に記載の穿孔装置においては、前記貫通孔の中心軸は前記いずれか一方の金型の中心軸に一致していることが好ましい。
このように構成することにより、貫通孔から各パンチまでの水平距離が同一の寸法となり、撮像素子による穿孔位置の読み取りから各パンチの穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を同一の時間に設定することができる。
なお、穿孔目的（例えば、スルーホールを明ける場合）によっては、撮像素子による穿孔位置の読み取りを行わないこととすることもできる。【００２３】（９）上記（８）に記載の穿孔装置において、前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうち前記貫通孔が設けられた金型と異なる金型には、前記貫通孔の中心軸上に位置し、かつ、被加工物側に開口する収容孔が設けられ、この収容孔には、被加工物を照明する発光素子が収容されていることが好ましい。
このように構成することにより、発光素子からの照明光が被加工物の照明に有効利用される。そして、被加工物を透過した光が撮像素子に読み取られることにより穿孔位置の読み込みが効果的に行われる。【００２４】（１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載の穿孔装置においては、前記パンチ用金型は、このパンチ用金型における中心軸を含む仮想平面に沿って配置された複数のパンチ挿通孔を有し、前記ダイ用金型は、前記複数のパンチ挿通孔に対応する複数のダイ孔を有し、前記各パンチ挿通孔に対応する各パンチは、カム軸の回転によって互いに異なる昇降路内で移動可能に構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、カム軸の回動領域を変更することにより、複数のパンチのうちいずれかのパンチを選択して被加工物の穿孔に使用することができる。【００２５】（１１）上記（１０）に記載の穿孔装置においては、前記パンチ金型は、前記中心軸を含むとともに前記仮想平面とは異なる仮想平面に沿って配置された別の複数のパンチ挿通孔をさらに有し、前記ダイ用金型は、前記別の複数のパンチ挿通孔に対応する別の複数のダイ孔を有し、前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型は、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部の上面と垂直な仮想基準線の周囲における複数の周方向位置に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。
このように構成することにより、パンチ用金型及びダイ用金型における取付位置を変更することにより、所望の方向に配列する複数のパンチを選択して被加工物の穿孔に使用することができる。【００２６】（１２）本発明の穿孔用金型は、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型、ダイ用金型及びこれらパンチ用金型とダイ用金型との位置決めを行うための少なくとも２本の位置決め用ピンを有する穿孔用金型であって、前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする。【００２７】  このため、本発明の穿孔用金型によれば、位置決め用ピンを上下するだけの簡単な操作で、パンチ用金型とダイ用金型との位置決め及び穿孔装置の穿孔用金型取り付け部とダイ用金型との位置決めを高精度に行うことができる。
従って、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部と穿孔用金型との位置精度が高まるため、被加工物における穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型とダイ用金型との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。【００２８】（１３）本発明の穿孔方法は、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構を備えた穿孔装置を用い、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与した状態で、被加工物に穿孔を実施する穿孔方法であって、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施することを特徴とする。【００２９】  このため、本発明の穿孔方法によれば、パンチ用金型とダイ用金型との間に介在する被加工物に緊張力を付与した状態で穿孔動作を行うため、シート状の被加工物のたわみが効果的に抑制され、その結果、被加工物に対して正しい角度で穿孔動作が行われ、パンチが被加工物から円滑に抜けるようになる。このため、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施することが可能になる。すなわち、従来必要であったストリッパを不要とすることができる。従って、本発明の穿孔方法によれば、穿孔装置の部品点数を削減することができ、コストの低廉化及び金型構造の簡素化を図ることができる。
また、被加工物を非押圧状態にした状態で穿孔を実施することになるため、被加工物に対する損傷発生を確実に抑制することができ、品質上の信頼性を高めることもできる。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、シート状の被加工物がロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
また、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施するため、穿孔時には、パンチ用金型自体は昇降する必要がなくなり、パンチのみが昇降することで足りるため、穿孔を高速化するのが容易となる。【００３０】（１４）本発明の穿孔用金型の位置決め固定方法は、ピン位置決め用孔を有する穿孔用金型取り付け部と、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのピン嵌合孔付きのパンチ用金型及びピン挿通孔付きのダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置において、前記穿孔用金型を前記穿孔用金型取り付け部に位置決め固定する方法であって、位置決め用ピンを前記ピン挿通孔及び前記ピン嵌合孔に嵌合して穿孔用金型組立体を形成する工程と、前記穿孔用金型組立体を前記穿孔機構における所定位置に配置する工程と、前記位置決め用ピンを下降させて前記位置決め用孔に嵌合してから、前記ダイ用金型を前記ダイ用金型側の穿孔用金型取り付け部に固定するとともに前記パンチ用金型を前記パンチ用金型側の穿孔用金型取り付け部に固定する工程と、前記位置決め用ピンをさらに下降させて前記ピン嵌合孔との嵌合を解除して前記穿孔用金型組立体を分解する工程と、をこの順序で有することを特徴とする。【００３１】  このため、本発明の穿孔用金型の位置決め固定方法によれば、位置決め用ピンを上下するだけの簡単な操作で、パンチ用金型とダイ用金型との位置決め及びテーブルとダイ用金型との位置決めを高精度に行うことができる。
従って、テーブルと穿孔用金型との位置精度が高まるため、被加工物における穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型とダイ用金型との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。【００３２】（１５）上記（１４）に記載の穿孔用金型の位置決め固定方法においては、前記穿孔用金型組立体を形成する工程においては、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に、ピン挿通孔を有し０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍの厚さを有するスペーサを予め介在させて穿孔用金型組立体を形成し、前記穿孔用金型組立体を分解する工程においては、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在する前記スペーサを取り外すことを特徴とする。
このように構成することにより、所定のスペーサを用いるだけの簡単な方法で、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙の大きさを０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲で極めて高い精度で制御することができる。また、所定の空隙が開くようにパンチ用金型とダイ用金型とを分離する必要がなくなるため、パンチ用金型下面とダイ用金型上面との平行度を極めて高いものにすることができる。さらに、このことから、位置決め用ピンを上下する際に、位置決め用ピンとピン挿通孔及びピン嵌合孔との間でかじりが発生するのを防止することができるという効果もある。
また、このことは、ピン挿通孔及びピン嵌合孔の内径と位置決め用ピンの外径との寸法差を極めて小さい寸法に設定することができることを意味する。これにより、パンチ用金型とダイ用金型との相対的な水平方向の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生の防止及び穿孔の高速化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】［図１］実施形態に係る穿孔装置を示す正面図。
［図２］実施形態に係る穿孔装置を示す平面図。
［図３］図２のＡ−Ａ断面図。
［図４］実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す斜視図。
［図５］図４の局部断面図。
［図６］実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す側面図。
［図７］実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す平面図。
［図８］図７のＢ−Ｂ断面図。
［図９］図８のＡ部を拡大して示す断面図。
［図１０］実施形態に係る穿孔用金型を示す斜視図。
［図１１］実施形態に係る穿孔用金型を示す図。
［図１２］実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法を説明するために示すフローチャート。
［図１３］実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法を実施するために用いるスペーサを示す平面図。
［図１４］従来の穿孔装置を示す断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】  以下、本発明の穿孔装置、穿孔用金型、穿孔方法及び穿孔用金型の位置決め固定方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。【００３５】  まず、実施形態に係る穿孔装置、穿孔用金型及び穿孔方法について、図１〜図１１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る穿孔装置を示す正面図である。図２は、実施形態に係る穿孔装置を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す斜視図である。図５は、図４の局部断面図である。図６は、実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す側面図である。図７は、実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す平面図である。図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。図９は、図８のＡ部を拡大して示す断面図である。図１０は、実施形態に係る穿孔用金型を示す斜視図である。図１１は、実施形態に係る穿孔用金型を示す図である。図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ断面図（但し、図１１（ｂ）においては、側面から見える部分は省略して、正面から見える部分のみをつないで表示してある。）である。【００３６】  なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれＸ軸方向（図１における紙面に平行で左右方向）Ｙ軸方向（図１における紙面に垂直な方向）及びＺ軸方向（図１における紙面に平行かつＸ軸に直交する方向）とする。【００３７】  穿孔装置１００は、図１〜図３に示すように、各種の機構（後述する。）を搭載・固定するための装置本体２００と、ロール状の被加工物Ｗをシート状に繰り出すための繰り出し機構３００と、この繰り出し機構３００から繰り出されたシート状の被加工物Ｗを穿孔後に巻き取るための巻き取り機構４００と、この巻き取り機構４００と繰り出し機構３００との間の被加工物Ｗを緊張・弛緩するための一対のテンション機構５００，６００と、これら一対のテンション機構５００，６００間に介在するテーブル移動機構７００と、このテーブル移動機構７００によって移動し被加工物Ｗに穿孔を実施するための穿孔機構８００と、この穿孔機構８００の穿孔用金型をテーブル上に位置決め固定するための穿孔用金型位置決め固定機構９００とを備えている。【００３８】  装置本体２００は、平面略矩形状の機台によって構成されている。装置本体２００の背面側には、各機構等を設定プログラムによって駆動制御するコントローラ（図示せず。）を内蔵するコントローラボックス２１０が配設されている。装置本体２００のＸ軸方向（左右方向）両側部には、垂直部２２０Ａ，２３０Ａ及び水平部２２０Ｂ，２３０Ｂを有する略Ｌ字状の立ち上がり壁２２０，２３０が立設されている。また、装置本体２００のＸ軸方向両側部には、各立ち上がり壁２２０，２３０の後方に位置するローラ支持台２４０，２５０がそれぞれ立設されている。【００３９】  立ち上がり壁２２０，２３０には、所定の曲率をもち、厚手の被加工物Ｗを案内するガイド面２２１，２３１が設けられている。立ち上がり壁２２０，２３０の垂直部２２０Ａ，２３０Ａには、被加工物Ｗを把持可能な移動型のクランパ２２２、固定型のクランパ２３２がそれぞれ配設されている。立ち上がり壁２３０の水平部２３０Ｂには、被加工物Ｗを把持可能な固定型のクランパ２３３が配設されている。【００４０】  穿孔機構８００の上流側（繰り出し機構３００側）には、図４〜図７に示すように、被加工物Ｗを挟むための上下２本のロールシャフト７４２，７４４が設けられ、穿孔機構８００の下流側（巻き取り機構４００側）には、被加工物Ｗを挟むための上下２本のロールシャフト７５２，７５４が設けられている。被加工物Ｗは、下方のロールシャフト７４２，７５２上にセットされ、この被加工物Ｗ上に上方のロールシャフト７４４，７５４が設置される。これによって、被加工物Ｗは、上方のロールシャフト７４４，７５４の自重により、これらのロールシャフト間に挟み込まれる。これら４つのロールシャフト７４２，７４４，７５２，７５４はボールベアリングにより回転自在になっており、被加工物Ｗの移動の妨げにならないようになっている。【００４１】  繰り出し機構３００は、図１〜図３に示すように、繰り出しローラ３１０及びガイドローラ３２０，３２１を有している。
繰り出しローラ３１０は、ローラ支持台２４０の上方端部に回転自在に支承されている。そして、トルクモータ３３０の駆動による回転によってロール状の被加工物Ｗをシート状に繰り出すように構成されている。
ガイドローラ３２０，３２１は、Ｘ軸方向に所定の間隔をもって並設されている。そして、左方のガイドローラ３２０にあっては厚手又は薄手の被加工物を案内するように構成され、右方のガイドローラ３２１にあっては薄手の被加工物を案内するように構成されている。【００４２】  巻き取り機構４００は、巻き取りローラ４１０及びガイドローラ４２０，４２１を有している。
巻き取りローラ４１０は、ローラ支持台２５０の上方端部に回転自在に支承されている。そして、トルクモータ４３０の駆動による回転によってシート状の被加工物Ｗをロール状に巻き取るように構成されている。
ガイドローラ４２０，４２１は、Ｘ軸方向に所定の間隔をもって並設されている。そして、左方のガイドローラ４２０にあっては薄手の被加工物を案内するように構成され、右方のガイドローラ４２１にあっては厚手又は薄手の被加工物を案内するように構成されている。【００４３】  テンション機構５００，６００のうち左方のテンション機構５００は、昇降ローラ５１０を有し、繰り出し機構３００の下方に配設され、かつ、装置本体２００の左側部に設置されている。昇降ローラ５１０は、ローラ軸５１０Ａが昇降ガイド５３０にスライダ５４０を介して回転・昇降自在に軸支されている。そして、シリンダ５２０の駆動による上昇によって被加工物Ｗを弛緩させ、また自重による下降によって緊張させるようにそれぞれ構成されている。【００４４】  右方のテンション機構６００は、昇降ローラ６１０を有し、巻き取り機構４００の下方に配設され、かつ、装置本体２００の右側部に設置されている。昇降ローラ６１０は、ローラ軸６１０Ａが昇降ガイド６３０にスライダ６４０を介して回転・昇降自在に軸支されている。そして、シリンダ６２０の駆動による上昇によって被加工物Ｗを弛緩させ、また自重による下降によって緊張させるようにそれぞれ構成されている。【００４５】  テーブル移動機構７００は、図３に示すように、第１テーブル移動機構７１０及び第２テーブル移動機構７２０を備えている。
第１テーブル移動機構７１０は、スクリューシャフト７１１及びテーブル７１２を有している。スクリューシャフト７１１は、水平横方向（Ｘ軸方向）に延在し、装置本体２００の上面幅方向中央部に回転自在に軸支されている。そして、サーボモータ７１３の駆動によって回転し得るように構成されている。テーブル７１２は、装置本体２００上及びスクリューシャフト７１１上に進退自在に保持され、サーボモータ７１３の駆動によるスクリューシャフト７１１の回転によってＸ軸方向に進退し得るように構成されている。【００４６】  第２テーブル移動機構７２０は、スクリューシャフト７２１及びテーブル７２２を有している。スクリューシャフト７２１は、水平縦方向（Ｙ軸方向）に延在し、テーブル７１２の上面に回転自在に軸支されている。そして、サーボモータ７２３（図２参照。）の駆動によって回転し得るように構成されている。テーブル７２２は、穿孔用金型位置決め固定機構９００の位置決め用ピン（後述する。）に嵌合する位置決め用孔（図示せず。）を有し、テーブル７１２上及びスクリューシャフト７２１上に進退自在に保持されている。そして、サーボモータ７２３の駆動によるスクリューシャフト７２１の回転によってＹ軸方向に進退し得るように構成されている。テーブル７２２の巻き取り機構４００側には、被加工物Ｗを把持して繰り出し機構３００側から巻き取り機構４００側に供給する固定型のクランパ７３０が配設されている。【００４７】  テーブル７２２の上面中央部には、図４〜図７に示すように、互いに対向する２つの脚部７２４Ａ，７２４Ｂ及びこれら２つの脚部７２４Ａ，７２４Ｂを連結する天井部７２４Ｃを有する門型（コ字状）のフレーム７２４が立設されている。
なお、２つの脚部７２４Ａ，７２４Ｂ間の寸法は、被加工物Ｗの幅方向寸法より大きい寸法に設定されている。【００４８】  ここでは図示しないが、穿孔用金型取り付け部は、パンチ用金型取り付け部とダイ用金型取り付け部とを有している。パンチ用金型取り付け部はフレーム７２４に設けられ、ダイ用金型取り付け部はテーブル７２２に設けられている。【００４９】  穿孔機構８００は、穿孔用金型８１０を有し、第２テーブル移動機構７２０のテーブル７２２に配設されている。
穿孔用金型８１０は、パンチ用金型８２０及びダイ用金型８３０からなり、被加工物Ｗに対して穿孔を実施するように構成されている。【００５０】  パンチ用金型８２０は、図１１に示すように、ベース８２１、プレート取付用ブロック８２２及びパンチプレート８２３を有し、全体が段状（鍔部付き）のブロック体によって形成されている。そして、フレーム７２４の天井部７２４Ｃにチャック部材９１０（図５参照。）を介して取り付けられている。パンチ用金型８２０の中央部には、被加工物側に開口する段状の収容孔８２０Ａが設けられている。収容孔８２０Ａには、被加工物Ｗを照明する発光素子８４０（図８及び図９に図示）が収容されている。これにより、発光素子８４０からの照明光が被加工物Ｗの照明に有効に利用される。【００５１】  パンチ用金型８２０の中央部付近には、収容孔８２０Ａの中心軸を含む仮想平面に沿って配置された２つの第１パンチ挿通孔８２０Ｂ，８２０Ｃ及び収容孔８２０Ａの中心軸を含み上記した仮想平面に直交する別の仮想平面に沿って配置された２つの第２パンチ挿通孔８２０Ｄ，８２０Ｅが設けられている。第１パンチ挿通孔８２０Ｂ，８２０Ｃには、図９及び図１０に示すように、１組のパンチ８５０，８５１が挿通されている。また、第２パンチ挿通孔８２０Ｄ，８２０Ｅにおいても第１パンチ挿通孔８２０Ｂ，８２０Ｃと同様に、１組のパンチ（図示せず。）が挿通されている。パンチ用金型８２０の角部（互いに対向する角部）には、第１パンチ挿通孔８２０Ｂ，８２０Ｃ及び第２パンチ挿通孔８２０Ｄ，８２０Ｅの外周部であって、互いに等間隔（１８０°）をもって周方向に並列する２つのピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇが設けられている。【００５２】  パンチ８５０，８５１は、図８〜図１０に示すように、サーボモータ８６０によって回転するカムシャフト８７０に対し、ローラシャフト８７１，８７２等を介して連結されている。そして、各パンチ８５０，８５１がサーボモータ８６０の駆動によるカムシャフト８７０の回転によって互いに異なる昇降路内で移動可能に構成されている。このため、カムシャフト８６０の回動領域を変更することにより、パンチ８５０，８５１のうちいずれかのパンチ（本実施形態ではパンチ８５０）を選択して被加工物Ｗの穿孔に使用することができる。サーボモータ８６０及びカムシャフト８７０は、フレーム７２４の天井部７２４Ｃに配設されている。【００５３】  なお、パンチ８５０，８５１が同一径のパンチである場合には、例えば、同一径の穿孔実施時にパンチ８５０が破損すると、パンチ８５０に代えてパンチ８５１を使用することができ、パンチ８５０の取り付け・取り外し交換が不要になる。
また、パンチ８５０，８５１が互いに異なる径のパンチ（例えば、スルーホール孔明け用のパンチとガイド孔明け用のパンチ）である場合には、互いに異なる径の穿孔を実施することができ、孔明け対象の変更によるパンチ８５０，８５１の取り付け・取り外し交換が不要になる。【００５４】  ダイ用金型８３０は、図１１（ｂ）に示すように、プレート取付用ブロック８３１及びダイプレート８３２を有し、全体が段状（鍔部付き）のブロック体によって形成されている。そして、パンチ用金型８２０の下方に配置され、かつ、テーブル７２２にチャック部材９１１（図５参照。）を介して取り付けられている。また、ダイ用金型８３０は、パンチ用金型８２０と共に、中心軸ａの周囲における２つの周方向位置に着脱可能に取り付けられている。このため、ダイ用金型８３０及びパンチ用金型８２０における取付位置を変更することにより、２組のパンチのうち１組のパンチ８５０，８５１を選択して被加工物Ｗの穿孔に使用することができる。
なお、パンチ用金型及びダイ用金型の形状を六角形又は八角形にすることにより、パンチ用金型１個に対して３組又は４組のパンチを設けることも可能になる。【００５５】  ダイ用金型８３０の中央部には、図１１（ｂ）に示すように、収容孔８２０Ａの中心軸ａ上に位置し、かつ、被加工物Ｗ側に開口する撮影用の貫通孔８３０Ａが設けられている。ダイ用金型８３０の角部には、ピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇにそれぞれ対応し、かつ、互いに等間隔（１８０°）をもって周方向に並列するピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃが設けられている。【００５６】  ダイ用金型８３０（ダイプレート８３２）には、第１パンチ挿通孔８２０Ｂ、８２０Ｃ及び第２パンチ挿通孔８２０Ｄ，８２０Ｅに対応するダイ孔（図示せず。）が設けられている。ダイ用金型８３０における貫通孔８３０Ａの中心軸ａ上には、被加工物Ｗの穿孔位置を読み取るための撮像素子８８０（図８に図示）が配設されている。これにより、撮像素子８８０（貫通孔８３０Ａ）から各パンチ８５０，８５１までの水平距離が同一の寸法となるため、撮像素子８８０による穿孔位置の読み取りから各パンチ８５０，８５１（穿孔用金型８１０）の穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を同一の時間に設定することができる。
また、発光素子８４０による照明光が、被加工物Ｗを透過して撮像素子８８０に読み取られることにより、穿孔位置の読み込みが効果的に行われる。【００５７】  穿孔用金型位置決め固定機構９００は、図５、図１０及び図１１（ｂ）に示すように、チャック部材９１０，９１１及び位置決め用ピン９２０，９２１を有している。そして、穿孔用金型８１０による穿孔実施状態において、パンチ用金型８２０及びダイ用金型８３０との間に、被加工物Ｗの厚さより大きい上下方向寸法をもつ空隙Ｇを形成するように構成されている
なお、空隙Ｇの上下方向寸法は、例えば、被加工物Ｗの厚さが０．１０ｍｍのときには、０．４０ｍｍとする。また、パンチ８５０，８５１の直径は、穿孔対象によっても異なるが、例えば、０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍとする。【００５８】  チャック部材９１０はフレーム７２４の天井部７２４Ｃに取り付けられ、チャック部材９１１はテーブル７２２の幅方向中央部に取り付けられている。そして、チャック部材９１０によってパンチ用金型８２０をフレーム７２４の天井部７２４Ｃに固定し、チャック部材９１１によってダイ用金型８３０をテーブル７２２の幅方向中央部（パンチ用金型８２０の下方）に固定するように構成されている。【００５９】  位置決め用ピン９２０，９２１は、図１０及び図１１に示すように、パンチ用金型８２０のピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇに対して嵌合可能な、またダイ用金型８３０のピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃに対して挿通可能な、さらにはテーブル７２２に設けられた位置決め用孔（図示せず。）に対して嵌合する円柱体によって形成されている。位置決め用ピン９２０，９２１の下端部には、ピン径方向に貫通し、かつ、ピン操作子９３０，９３１の偏心軸９３０Ａ，９３１Ａが挿通する長孔９２０Ａ，９２１Ａがそれぞれ設けられている。そして、位置決め用ピン９２０，９２１がピン操作子９３０，９３１の回転操作によって上下方向にそれぞれ移動するように構成されている。【００６０】  このように構成された穿孔装置１００を用いて被加工物Ｗに穿孔を実施するには、次に示すようにして行う。【００６１】  まず、パンチ用金型８２０（パンチプレート８２３）とダイ用金型８３０（ダイプレート８３２）との間に被加工物Ｗを介在させる。この場合、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間には、穿孔用金型位置決め固定機構９００によって被加工物Ｗの厚さより大きい寸法に設定された空隙Ｇ（図１１に図示）が形成されている。【００６２】  次いで、繰り出し機構３００、巻き取り機構４００及びテーブル移動機構７００（第１テーブル移動機構７１０）を同期して駆動し、被加工物Ｗを繰り出し側から巻き取り側に定量供給する。このとき、被加工物Ｗには固定型のクランパ７３０による把持力が付与され、移動型のクランパ２２２及び固定型のクランパ２３２，２３３による把持力は解除されている。【００６３】  その後、移動型のクランパ２２２が繰り出し側から巻き取り側に往動し、この往動位置で被加工物Ｗに把持力を付与するとともに、固定型のクランパ２３２が把持力を付与してから、固定型のクランパ７３０による把持力を解除する。
固定型のクランパ７３０による把持力が解除されると、移動型のクランパ２２２が把持力を付与したまま巻き取り側から繰り出し側に復動する。これにより、被加工物Ｗには移動型のクランパ２２２及び固定型のクランパ２３２による緊張力が付与される。このため、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間に介在するシート状の被加工物Ｗにおけるたわみが抑制された状態になっている。【００６４】  この際、シート状の被加工物Ｗは、上方のロールシャフト７４４，７５４と下方のロールシャフト７４２，７５２との間に挟まれているため、たわみがさらに効果的に抑制された状態になっている。【００６５】  そして、撮像素子８８０によって被加工物Ｗの基準マーク（穿孔位置を読み取るための表示マーク）が検出されると、第１テーブル移動機構７１０の駆動によって穿孔用金型８１０（パンチ用金型８２０及びダイ用金型８３０）を穿孔領域に移送する。【００６６】  そして、テーブル移動機構７００の駆動によって直角に交わる２つの水平方向に沿って穿孔用金型８１０を移動させ、カムシャフト８７０の回転によるパンチ８５０の昇降によって被加工物Ｗに穿孔を実施する。この場合、カムシャフト８７０の回動領域を変更することにより、パンチ８５０に代えてパンチ８５１を被加工物Ｗの穿孔に使用することができる。
このようにして、被加工物Ｗに穿孔が実施される。【００６７】  なお、長時間にわたる穿孔（繰り出し・巻き取り動作）によって発生する被加工物Ｗの蛇行移動を解消するために、テンション機構５００，６００の昇降ローラ５１０，６１０を適宜上昇させて被加工物Ｗに対する緊張力を解除することが好ましい。【００６８】  以上より、実施形態に係る穿孔装置１００、穿孔用金型８１０及び穿孔方法は、以下の（Ａ）〜（Ｅ）に示すような効果を得ることができる。【００６９】（Ａ）パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間に介在する被加工物Ｗに緊張力が付与された状態で穿孔動作が行われるため、シート状の被加工物Ｗのたわみが効果的に抑制され、その結果、被加工物Ｗに対して正しい角度で穿孔動作が行われ、パンチが被加工物Ｗから円滑に抜けるようになる。このため、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間の空隙Ｇがシート状の被加工物Ｗの厚さよりも大きい状態で穿孔を実施することが可能になる。すなわち、従来必要であったストリッパを不要とすることができるようになる。従って、部品点数を削減することができ、コストの低廉化及び金型構造の簡素化を図ることができる。
また、被加工物Ｗを非押圧状態にした状態で穿孔が実施されるようになるため、被加工物Ｗに対する損傷発生を確実に抑制することができ、品質上の信頼性を高めることもできる。
また、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間の空隙Ｇがシート状の被加工物Ｗの厚さよりも大きい状態で穿孔を実施するため、穿孔時には、パンチ用金型８２０自体は昇降する必要がなくなり、パンチ８５０，８５１のみが昇降することで足りるため、穿孔を高速化するのが容易となる。【００７０】（Ｂ）フレーム７２４が、互いに対向する２つの脚部７２４Ａ，７２４Ｂ及びこれら２つの脚部７２４Ａ，７２４Ｂを連結する天井部７２４Ｃを有する門型のフレームであるので、パンチ用金型８２０を取り付けるフレーム７２４の剛性が確実に高められる。
このため、ダイ用金型８３０に対するパンチ用金型８２０の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生を防止することができるとともに、穿孔の高速化に対応することができる。【００７１】（Ｃ）被加工物Ｗを弛緩・緊張させるための昇降ローラ５１０，６１０を有する一対のテンション機構５００，６００を備えたので、各テンション機構５００，６００の昇降ローラ５１０，６１０の上昇によって被加工物Ｗが弛緩し、また、下降によって被加工物Ｗが再度緊張する。
このため、長時間にわたる繰り出し・巻き取り動作によって発生する被加工物の蛇行移動を解消することができ、良好な穿孔加工を実施することができる。【００７２】（Ｄ）被加工物Ｗの穿孔位置を読み取るための撮像素子８８０が貫通孔８３０Ａの中心軸ａ上に配設されているので、撮像素子８８０によってパンチ用金型８２０及びダイ用金型８３０の平面内で穿孔位置の読み取りが可能となる。
このため、撮像素子８８０による穿孔位置の読み取りから穿孔用金型８１０の穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を短縮することができ、穿孔加工の高速化を図ることができる。
また、撮像素子８８０による穿孔位置の読み取りを被加工物Ｗに垂直な方向から行うことができるため、読み取り精度を高めることができる。【００７３】（Ｅ）穿孔用金型位置決め固定機構９００は、上下方向に移動可能な２本の位置決め用ピン９２０，９２１を有し、穿孔用金型取り付け部には、位置決め用ピン９２０，９２１を嵌合するピン位置決め用孔が設けられ、ダイ用金型８３０には、位置決め用ピン９２０，９２１を挿通可能なピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃが設けられ、パンチ用金型８２０には、位置決め用ピン９２０，９２１を嵌合可能なピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇが設けられている。
このため、位置決め用ピン９２０，９２１を上下するだけの簡単な操作で、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との位置決め及び穿孔装置８００の穿孔用金型取り付け部とダイ用金型８３０との位置決めを高精度に行うことができる。
従って、穿孔装置８００の穿孔用金型取り付け部と穿孔用金型８１０との位置精度が高まるため、被加工物Ｗにおける穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。【００７４】  次に、実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法について、図５及び図１０〜図１３を用いて説明する。図１２は、実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法を説明するために示すフロートチャートである。図１３は、実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法を実施するために用いるスペーサを示す平面図である。
実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法は、「穿孔用金型組立体の形成工程」、「穿孔用金型組立体の配置工程」、「パンチ用金型・ダイ用金型の取り付け工程」及び「穿孔用金型組立体の分解工程」が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。【００７５】  なお、実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法に用いる位置決め用ピン９２０，９２１は、穿孔用金型組立体の形成前においてはダイ用金型８３０のピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃに嵌合し、その上方端部がダイ用金型８３０の上方に露呈されているものとする。【００７６】１．穿孔用金型組立体の形成工程
まず、予め空隙Ｇ（図１１に図示）の上下方向寸法（例えば４００μｍ）より少し小さい寸法に設定された厚さ（例えば３９５μｍ）をもつスペーサＰ（図１３に図示）を、パンチ用金型８２０（パンチプレート８２３）とダイ用金型８３０（ダイプレート８３２）との間に介在させて穿孔用金型組立体を形成する（図１２のステップＳ１）。このとき、位置決め用ピン９２０，９２１をピン挿通孔Ｐ１，Ｐ２に挿通させてダイプレート８３２上にスペーサＰを載置し、さらに位置決め用ピン９２０，９２１をピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇに嵌合してスペーサＰ上にパンチ用金型８２０を載置することにより、穿孔用金型組立体が形成される。【００７７】２．穿孔用金型組立体の配置工程
次に、「穿孔用金型組立体の形成工程」で形成された穿孔用金型組立体を、穿孔機構８００（図５に図示）における上下の取付位置（互いに平行な取付面）間に介在させる（図１２のステップＳ２）。【００７８】３．パンチ用金型・ダイ用金型の取り付け工程
次に、ピン操作子９３０，９３１（図１０に図示）を回動操作することにより、位置決め用ピン９２０，９２１を、下方に移動させてテーブル７２２の位置決め用孔（図示せず。）に嵌合させる。これにより、ダイ用金型８３０のテーブル７２２に対する位置決めを精度良く行うことができる。このとき、位置決め用ピン９２０，９２１は、スペーサＰのピン挿通孔Ｐ１，Ｐ２を挿通し、パンチ用金型８２０のピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇに嵌合したままである。【００７９】  次に、穿孔用金型位置決め固定機構９００のチャック部材９１１によって穿孔機構８００の下方取付位置にダイ用金型８３０を取り付ける。この場合、ダイ用金型８３０の取り付けが位置決め用ピン９２０，９２１によってダイ用金型８３０を位置決めして行われるため、その取付精度が高められる。
次に、穿孔機構８００の上方取付位置にパンチ用金型８２０を位置決めしてから、穿孔用金型位置決め固定機構９００のチャック部材９１０によってパンチ用金型８２０を取り付ける（図１２のステップＳ３）。【００８０】４．穿孔用金型組立体の分解工程
その後、ピン操作子９３０，９３１を回動操作することにより、位置決め用ピン９２０，９２１をさらに下方に移動させてピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇとの嵌合を解除するとともにパンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間のスペーサＰを除去する（図１２のステップＳ４）。これにより、穿孔用金型組立体が分解される。このとき、位置決め用ピン９２０，９２１の上方端部は、ダイ用金型８３０のピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃ内に収容された状態にある。
スペーサＰが除去されると、パンチ用金型８２０（パンチプレート８２３）とダイ用金型８３０（ダイプレート８３２）との間には、高精度かつ高平行度に設定された空隙Ｇが形成される。
このようにして、穿孔用金型８１０が穿孔機構８００に対して位置決め固定される。【００８１】  以上のように、実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法によれば、位置決め用ピン９２０，９２１を上下するだけの簡単な操作で、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との位置決め及びテーブル７２２とダイ用金型８３０との位置決めを高精度に行うことができる。
このため、テーブル７２２と穿孔用金型８１０との位置精度が高まるため、被加工物Ｗにおける穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。【００８２】  また、実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法においては、穿孔用金型組立体の形成工程においては、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間に、ピン挿通孔Ｐ１，Ｐ２を有し０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍの厚さを有するスペーサＰを予め介在させて穿孔用金型組立体を形成し、穿孔用金型組立体の分解工程においては、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間に介在するスペーサＰを取り外すように構成されている。【００８３】  これにより、所定のスペーサＰを用いるだけの簡単な方法で、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との間の空隙の大きさを０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲で極めて高い精度で制御することができる。また、所定の空隙が開くようにパンチ用金型８２０とダイ用金型８３０とを分離する必要がなくなるため、パンチ用金型８２０の下面とダイ用金型８３０の上面との平行度を極めて高いものにすることができる。さらに、このことから、位置決め用ピン９２０，９２１を上下する際に、位置決め用ピン９２０，９２１とピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃ及びピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇとの間でかじりが発生するのを防止することができるという効果もある。【００８４】  また、このことは、ピン挿通孔８３０Ｂ，８３０Ｃ及びピン嵌合孔８２０Ｆ，８２０Ｇの内径と位置決め用ピン９２０，９２１の外径との寸法差を極めて小さい寸法に設定することができることを意味する。これにより、パンチ用金型８２０とダイ用金型８３０との相対的な水平方向の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生の防止及び穿孔の高速化に効果がある。【００８５】  以上、本発明の穿孔装置、穿孔用金型、穿孔方法及び穿孔用金型の位置決め固定方法について上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。【００８６】（１）上記の実施形態においては、ロール状からシート状に繰り出された被加工物に対して穿孔を実施する穿孔装置に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、短冊状の被加工物に対して穿孔を実施する穿孔装置にも同様に適用することができる。【００８７】（２）上記の実施形態においては、被加工物に対して穿孔用金型が移動する方式の穿孔装置に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、穿孔用金型に対して被加工物が移動する方式の穿孔装置にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】１００…穿孔装置、２００…装置本体、２２２…移動型のクランパ、２３２，２３３…固定型のクランパ、３００…繰り出し機構、４００…巻き取り機構、５００…テンション機構、５１０…昇降ローラ、６００…テンション機構、６１０…昇降ローラ、７００…テーブル移動機構、７１０…第１テーブル移動機構、７２０…第２テーブル移動機構、７１２，７２２…テーブル、７２４…フレーム、７２４Ａ，７２４Ｂ…脚部、７２４Ｃ…天井部、７３０…固定型のクランパ、７４２，７４４，７５２，７５４…ロールシャフト、８００…穿孔機構、８１０…穿孔用金型、８２０…パンチ用金型、８２０Ａ…収容孔、８２０Ｆ，８２０Ｇ…ピン嵌合孔、８３０…ダイ用金型、８３０Ａ…貫通孔、８３０Ｂ，８３０Ｃ…ピン挿通孔、８４０…発光素子、８５０，８５１…パンチ、８７０…カムシャフト、８８０…撮像素子、９００…穿孔用金型位置決め固定機構、９１０，９１１…チャック部材、９２０，９２１…位置決め用ピン、ａ…中心軸、Ｐ…スペーサ、Ｐ１，Ｐ２…ピン挿通孔、Ｗ…被加工物
【図１】
2004110665.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月3日(2005.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、
前記テーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、
前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与するための手段とを備えた穿孔装置であって、
前記穿孔機構は、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間にガイドピンが介在しない状態で、かつ、前記パンチ用金型のパンチのみが昇降動作を行っている状態で、シート状の被加工物に穿孔を実施する穿孔機構であることを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
請求項１に記載の穿孔装置において、
シート状の被加工物を挟むための上下２本のロールシャフトを被加工領域の両側のそれぞれに備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の穿孔装置において、
前記テーブル上には、互いに対向する２つの脚部及びこれら２つの脚部を連結する天井部を有する門型のフレームが立設され、
前記テーブルには、前記ダイ用金型が取り付けられており、
前記フレームの天井部には、前記パンチ用金型が取り付けられていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の穿孔装置において、
ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構と、
シート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構と、
前記繰り出し機構と前記穿孔機構との間及び前記穿孔機構と前記巻き取り機構との間にそれぞれ配設され、被加工物を弛緩・緊張させるための昇降ローラを有する一対のテンション機構とをさらに備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項５】
直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、前記テーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置を用い、
前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与した状態で、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間にガイドピンが介在しない状態で、かつ、前記パンチ用金型のパンチのみが昇降動作を行っている状態で、シート状の被加工物に穿孔を実施することを特徴とする穿孔方法。
【請求項６】
直角に交わる２つの方向に移動可能なテーブルを有するテーブル移動機構と、
前記テーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置であって、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうちいずれか一方の金型におけるほぼ中央部には、被加工物側に開口する撮影用の貫通孔が設けられ、
この貫通孔を介して被加工物の穿孔位置を読み取る撮像素子が配設されていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項７】
請求項６に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうち前記貫通孔が設けられた金型と異なる金型には、前記貫通孔の中心軸上に位置し、かつ、被加工物側に開口する収容孔が設けられ、
この収容孔には、被加工物を照明する発光素子が収容されていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型は、このパンチ用金型における中心軸を挟んで配置された複数のパンチ挿通孔を有し、
前記ダイ用金型は、前記複数のパンチ挿通孔に対応する複数のダイ孔を有し、
前記パンチ用金型は、前記複数のパンチ挿通孔のうちいずれのパンチ挿通孔におけるパンチを穿孔動作させるかを選択するためのパンチ選択装置をさらに有することを特徴とする穿孔装置。
【請求項９】
請求項８に記載の穿孔装置において、
前記パンチ金型は、このパンチ用金型における中心軸を挟んで前記仮想平面とは異なる仮想平面に沿って配置された別の複数のパンチ挿通孔をさらに有し、
前記ダイ用金型は、前記別の複数のパンチ挿通孔に対応する別の複数のダイ孔を有し、
前記パンチ選択装置は、前記複数のパンチ挿通孔及び前記別の複数のパンチ挿通孔のうちいずれのパンチ挿通孔におけるパンチを穿孔動作させるかを選択する機能を有することを特徴とする穿孔装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型は、中心軸の周囲における複数の周方向位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項１１】
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、
穿孔装置の穿孔用金型取り付け部に前記穿孔用金型を位置決め固定するための穿孔用金型位置決め固定機構とを備えた穿孔装置であって、
この穿孔用金型位置決め固定機構は、上下方向に移動可能な少なくとも２本の位置決め用ピンを有し、
前記穿孔用金型取り付け部には、前記位置決め用ピンを嵌合するピン位置決め用孔が設けられ、
前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、
前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項１２】
シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型並びに前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との位置決めを行うための少なくとも２本の位置決め用ピンを有する穿孔用金型であって、
前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、
前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする穿孔用金型。
【請求項１３】
ピン位置決め用孔を有する穿孔用金型取り付け部と、
ピン嵌合孔付きのパンチ用金型及びピン挿通孔付きのダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構とを備えた穿孔装置において、前記穿孔用金型を前記穿孔用金型取り付け部に位置決め固定する方法であって、
位置決め用ピンを前記ピン挿通孔及び前記ピン嵌合孔に嵌合して穿孔用金型組立体を形成する工程と、
前記穿孔用金型組立体を前記穿孔機構における所定位置に配置する工程と、
前記位置決め用ピンを下降させて前記位置決め用孔に嵌合してから、前記ダイ用金型を前記ダイ用金型側の穿孔用金型取り付け部に固定するとともに前記パンチ用金型を前記パンチ用金型側の穿孔用金型取り付け部に固定する工程と、
前記位置決め用ピンをさらに下降させて前記ピン嵌合孔との嵌合を解除して前記穿孔用金型組立体を分解する工程と、をこの順序で有することを特徴とする穿孔用金型の位置決め固定方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の穿孔用金型の位置決め固定方法において、
前記穿孔用金型組立体を形成する工程においては、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に、ピン挿通孔を有し０．１０ｍｍ〜５．０ｍｍの厚さを有するスペーサを予め介在させて穿孔用金型組立体を形成し、
前記穿孔用金型組立体を分解する工程においては、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在する前記スペーサを取り外すことを特徴とする穿孔用金型の位置決め固定方法。
【国際調査報告】
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2004110665.tif 000019
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