(57)【要約】      （修正有）【課題】打抜カスの製品側への戻りを確実に防止できながらコアパンチの高寿命化を図ることができ、かつコストも抑えたコアパンチを提供すること。【解決手段】穴抜き装置のコアパンチ２を、高硬度鋼からなる中空円筒形のコアパンチ本体２０と、超硬合金からなりかつコアパンチ本体２０の先端口部に固設される中空円筒状の口金環２１とから形成する。口金環２１における抜き孔の奥部にその抜き孔の内周面よりも内方に突出して、ピアシング工具１の嵌入時に打ち抜かれた打抜カス３ｂを挟持する挟持部２２を周方向に等間隔おいて複数個形成した。【選択図】図２
2017202517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピアシング工具と、これの先端部に対向し前進時にピアシング工具の頭部が嵌入されるべくした中空円筒形の穴抜き用コアパンチとからなり、ピアシング工具とコアパンチとの嵌入によりコアパンチの前端に受け止められた状態の被加工物を打ち抜きこれに貫通穴を開設する穴抜き装置のコアパンチであって、このコアパンチを、高硬度鋼からなる中空円筒形のコアパンチ本体と、超硬合金からなりかつコアパンチ本体の先端口部に固設される中空円筒状の口金環とから形成する一方、口金環における抜き孔の奥部にその抜き孔の内周面よりも内方に突出して、ピアシング工具の嵌入時に打ち抜かれた打抜カスを挟持する挟持部を周方向に等間隔おいて複数個形成し、かつ、コアパンチ本体における中空孔の内径を口金環における抜き孔の内径よりも大径に形成したことを特徴とする穴抜き装置のコアパンチ。
【請求項２】
口金環における各挟持部は放電加工により口金環と一体に形成されると共に、各挟持部はその幅方向両端部が抜き孔の内周面と面一状で、その幅方向中間に至るに従って抜き孔の内周面よりも内方に突出する断面視弓張形の扁平挟持面を備えていることを特徴とする請求項１記載の穴抜き装置のコアパンチ。
【請求項３】
挟持部を抜き孔の周方向に等間隔おいて複数個形成し、かつ、各挟持部の先端側角部に面取り部を形成する一方、少なくとも各挟持部に表面処理を施してＰＶＤ被膜を形成した構成となっていることを特徴とする請求項２記載の穴抜き装置のコアパンチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、塑性加工全般の穴抜き加工時における、抜きカスの受け側に使用される穴抜き装置のコアパンチに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、例えば多段式ホーマーを利用して角型ナットを圧造成形する工程においては、その最終工程である穴明け工程時にピアシング工具の頭部がコアパンチの先端口内に嵌入することにより成形ナットの中心部に貫通穴を穴抜きする穴抜き加工が行われている。【０００３】  ところで、その穴抜き加工後ピアシング工具とコアパンチとが離間するときに、コアパンチの先端口内に押し込まれた打抜カスがコアパンチの先端口内より飛び出すことがある。その原因は、材料を複数工程にわたり連続的に押圧し圧造変形させる間に大きな摩擦熱が付与されて打抜カスがピアシング工具側に付着したり、或いは油や圧力による吸着、変形による喰らい付きなどによるためと思われる。【０００４】  一方、打ち抜かれた製品ナットは打抜カスと区別されて自動的に落下して一箇所に集められるのであるが、上述の理由により打抜カスがコアパンチの先端口内より飛び出して、つまり製品側へ戻されて下方に落下すると一箇所に集められている製品ナットの中に混入する。このため、成形後に製品ナットの中に誤って入った打抜カスの選別を行わなければならず、その作業が非常に面倒で作業能率が悪い問題があった。【０００５】  そこで、この問題に対する解決策として、例えば高硬度鋼からなるコアパンチを用いその先端口における少し奥内に先端口の内径より若干小さくした環状挟持部を形成し、コアパンチ内に打抜カスが押し込まれたとき、打抜カスが環状挟持部に強制圧入されてその強圧状態で保持され、次の打抜カスによる押し込みによりコアパンチのさらに奥側に形成された大径段落部に落ち込むようになされたものが知られている。【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭５４−１６９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかし、上記した従来の高硬度鋼からなるコアパンチではその先端口内に設けられた環状挟持部が直ぐに摩耗するため、短期間でその打抜カスの保持作用が作用しなくなるのであり、また、高硬度鋼からなる故コアパンチ自体の摩耗も急速に進むことも重なってコアパンチの寿命が短くコアパンチを頻繁に新しいものと取り替える必要があった。【０００８】  また、打抜カスを保持する挟持部の形状としては、環状の他、コアパンチの先端口の内複数個所に三角錐状の突起を出すことによりその引っ掛かりを利用したものもあるが、高硬度鋼からなるコアパンチでは、上述したものと同様に摩擦が大きく減りが早いという問題を有していた。さらに、超硬合金一体型のコアパンチも考えられるが、高価になり過ぎる問題があり、加工も複雑で困難性が高く採用しづらいのが現状である。【０００９】  そこで本発明は、上記した問題を解決するため、安価なコアパンチ本体の先端部に、高硬度で摩耗に強い形状の挟持部を備えた超硬合金からなる口金環を固設するようにして、打抜カスの製品側への戻りを確実に防止できながらコアパンチの高寿命化を図ることができ、その上、コストも抑えることができる穴抜き装置用コアパンチの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本願の請求項１記載の発明は、ピアシング工具と、これの先端部に対向し前進時にピアシング工具の頭部が嵌入されるべくした中空円筒形の穴抜き用コアパンチとからなり、ピアシング工具とコアパンチとの嵌入によりコアパンチの前端に受け止められた状態の被加工物を打ち抜きこれに貫通穴を開設する穴抜き装置のコアパンチであって、このコアパンチを、高硬度鋼からなる中空円筒形のコアパンチ本体と、超硬合金からなりかつコアパンチ本体の先端口部に固設される中空円筒状の口金環とから形成する一方、口金環における抜き孔の奥部にその抜き孔の内周面よりも内方に突出して、ピアシング工具の嵌入時に打ち抜かれた打抜カスを挟持する挟持部を周方向に等間隔おいて複数個形成し、かつ、コアパンチ本体における中空孔の内径を口金環における抜き孔の内径よりも大径に形成したことを特徴とする。【００１１】  本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成の口金環における各挟持部は放電加工により口金環と一体に形成されると共に、各挟持部はその幅方向両端部が抜き孔の内周面と面一状で、その幅方向中間に至るに従って抜き孔の内周面よりも内方に突出する断面視弓張形の扁平挟持面を備えていることを特徴とする。【００１２】  本願の請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成の挟持部を抜き孔の周方向に等間隔おいて複数個形成し、かつ、各挟持部の先端側角部に面取り部を形成する一方、少なくとも各挟持部に表面処理を施してＰＶＤ被膜を形成した構成となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】  本発明の穴抜き装置のコアパンチによれば、上記したように安価なコアパンチ本体の先端部に、高硬度で摩耗に強い形状の挟持部を備えた超硬合金からなる口金環を固設してコアパンチを形成するようにしたから、打抜カスの製品側への戻りを確実に防止できながらコアパンチの高寿命化を図ることができ、その上、コストも抑えることができる。【００１４】  また、本願の請求項２記載の発明によれば、口金環における各挟持部が放電加工により口金環と一体に形成されていると共に、各挟持部はその幅方向両端部が抜き孔の内周面と面一状で、その幅方向中間に至るに従って抜き孔の内周面よりも内方に突出する断面視弓張形の扁平挟持面を備えた形状としているので、複雑な形状の挟持部をもつ高硬度で加工のし辛い超硬合金からなる口金環を放電加工により容易に形成することができながら、特異な断面視弓張形の扁平挟持面をもつ挟持部の形状による特性により、抜きカスを確実に求める強圧状態で保持することができると共に、抜きカスの挟持部への強制圧入時における扁平挟持面の摩耗を減少することができる。【００１５】  さらに、本願の請求項３記載の発明によれば、挟持部を抜き孔の周方向に等間隔おいて複数個形成し、かつ、各挟持部の先端側角部に面取り部を形成する一方、各挟持部に表面処理を施してＰＶＤ被膜を形成した構成となっているので、４個の挟持部により抜きカスを安定よく確実に強圧状態で保持することができると共に、各挟持部の先端側角部に形成した面取り部とＰＶＤ被膜とにより、スムーズに抜きカスを各挟持部の扁平挟持面に大きな引っ掛かり抵抗が作用することなくスムーズ案内できる。これにより先端側角部にかかる初期抵抗を抑えて角部の摩損も防止でき、寿命を飛躍的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の穴抜き装置のコアパンチの縦断面図である。
【図２】同コアパンチの穴抜き動作を示す要部の縦断面図である。
【図３】同コアパンチを用いた穴抜き装置の要部の拡大縦断面図である。
【図４】同コアパンチの拡大正面図である。
【図５】同挟持部先端の拡大説明図である。
【図６】同コアパンチの製造工程図である。
【図７】別のコアパンチの実施例を示す縦断面図である。
【図８】同コアパンチの穴抜き動作を示す要部の縦断面図である。
【図９】同コアパンチの要部の拡大縦断面図である。
【図１０】同コアパンチの拡大正面図である。
【図１１】同挟持部先端の拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】  図１〜図６は、本発明に係る穴抜き装置のコアパンチの第１実施例を示す。図２は同コアパンチを用いた穴抜き装置の要部を示し、この穴抜き装置は、基本的にはピアシング工具１と、これの先端部に対向し前進時にピアシング工具１の頭部１ａが嵌入されるべくした中空円筒形の穴明け用コアパンチ２とからなり、ピアシング工具１のコアパンチ２への嵌入によりコアパンチ２の前端に受け止められた状態の被加工物（製品ナット）３を打ち抜きこれに貫通穴３ａを開設するように構成されている。  その場合、例えばピアシング工具１を移動台側に固設し、コアパンチ２を固定台側に突設してもよいし、ピアシング工具１を固定台（図示せず）側に固設し、コアパンチ２を移動台（図示せず）側に突設してもよい。
【００１９】  そして、以上にように構成される穴抜き装置において、コアパンチ２を、図１に示すように高硬度鋼からなる中空円筒形のコアパンチ本体２０と、超硬合金からなりかつコアパンチ本体２０の先端面に固設される中空円筒状の口金環２１とから形成する一方、図３及び図４に示すように口金環２１における抜き孔２１ａの奥部にその抜き孔２１ａの内周面よりも内方に突出して、ピアシング工具１の嵌入時に打ち抜かれた打抜カス３ｂを挟持する挟持部２２…２２を周方向に等間隔おいて複数個（図では４個）形成し、かつ、コアパンチ本体２０における中空孔２０ａの内径を口金環２１における抜き孔２１ａの内径よりも大径に形成したのである。
【００２０】  具体的には、図３及び図４に示すようにコアパンチ本体２０の中空孔２０ａ先端面に口金環２１の後端面を突き合わせた状態で同一軸芯上に接合される。そして、口金環２１に形成される各挟持部２２…２２は、その幅方向両端部が抜き孔２１ａの内周面と面一状で、その幅方向中間に至るに従って抜き孔２１ａの内周面よりも内方に突出する断面視弓張形の扁平挟持面２２ａ…２２ａを備えており、かつ、各挟持部２２…２２（扁平挟持面２２ａ…２２ａ）の先端側角部には図５に示すように抜きカス３ｂを各挟持部２２…２２の扁平挟持面２２ａ…２２ａに抵抗少なく案内する面取り部２２ｂ…２２ｂが形成されている。
【００２１】  上記した特異な突起形状を呈する複数の挟持部２２…２２を備えた口金環２１を高硬度の超硬合金から形成するにあたっては、ワイヤーカット、細穴放電、型彫り放電などの放電加工により口金環２１と挟持部２２…２２とが一体に形成される。また、複数の挟持部２２…２２には例えばＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）などのＰＶＤ手法による表面処理が施されており、超硬合金からなる挟持部２２…２２の特性と表面処理による窒化膜との相乗効果により寿命が飛躍的に向上されるようになされている。なお、表面処理としては、口金環２１全体に施してもよいし、また、複数の挟持部２２…２２のみに部分的に施してもよい。
【００２２】  また、コアパンチ２全体の具体的な製造工程としては、例えば図６の（イ）に示すように、先端部が底壁となる有底の円筒軸からなるコアパンチ本体２０と中実の円柱体からなる口金環２１とを用い、まず、図６の（ロ）に示すように、コアパンチ本体２０の先端（底壁）に形成した中心凹所ａに、口金環２１の後端に形成した中心突起ｂを嵌合した状態で両者を突合せて一体的に接合して固設する。次に、図６の（ハ）に示すように、口金環２１の先端側にコアパンチ本体２０の中心穴ｃの径よりもやや小径の抜き孔２１ａ用の仮穴ｄを切削などにより形成する。その後、図６の（ニ）に示すように、口金環２１の仮穴ｄの奥側残り部分を放電加工して抜き孔２１ａと挟持部２２…２２とを形成すると共に、コアパンチ本体２０の有底穴の底壁部分を切削加工して中空孔２０ａを貫通形成する。さらに、後工程で複数の挟持部２２…２２を含めた口金環２１全体に表面処理を施して最終製品としてのコアパンチ２を形成する。
【００２３】  なお、口金環２１における先端側部分に仮穴ｄを切削加工し、その後、複雑な形状の挟持部２２…２２の形成側部分を放電加工により形成する他、口金環２１内の全部を放電加工により形成するようにしてもよい。
【００２４】  次に、以上のように構成した本発明に係る穴抜き装置のコアパンチ２の作用について説明する。
【００２５】  図２に示すように、まず、被加工物３は（製品ナット）はチャック（図示省略）により掴まれてコアパンチ２の口金環２１の先端面に受け止められる。この状態でピアシング工具１が前進してその頭部１ａが口金環２１に嵌入することにより打ち抜かれ貫通穴３ａが開設される。ピアシング工具１が後退してコアパンチ２から離れると貫通穴３ａが開設された被加工物３は下方へ落下し所定の収容場所へ集められる。
【００２６】  この穴抜き加工時、口金環２１内に打ち抜かれた抜きカス３ｂは、ピアシング工具１に付着して口金環２１内から飛び出すことがないように、つまり製品側へ戻ることがないように挟持部２２…２２の扁平挟持面２２ａ…２２ａで挟持される。そして、次回打ち抜き加工が行われたときに発生する後続の打抜カス３ｂが、挟持部２２…２２で挟持されていた先行する打抜カス３ｂを挟持部２２…２２から強制的に押し出して入れ替わることになる。これにより先行する抜きカス３ｂはコアパンチ本体２０の中空孔２０ａ内奥側に押し込まれて、コアパンチ本体２０の後方より順次取り出される。
【００２７】  そして、本発明のコアパンチ２によれば、安価なコアパンチ本体２０の先端部に、高硬度で摩耗に強い形状の扁平挟持面２２ａ…２２ａを備えた超硬合金からなる口金環２１を接合するようにしたから、抜きカス３ｂの製品側への戻りを確実に防止できながらコアパンチ２の高寿命化を図ることができ、その上、コストも抑えることができる。
【００２８】  また、本発明のコアパンチ２では、口金環２１内に各挟持部２２…２２部分を放電加工により形成して口金環２１と各挟持部２２…２２とを一体に形成すると共に、各挟持部２２…２２はその幅方向両端部が抜き孔２１ａの内周面と面一状で、その幅方向中間に至るに従って抜き孔２１ａの内周面よりも内方に突出する断面視弓張形の扁平挟持面２２ａ…２２ａを備えた形状としているので、複雑な形状の挟持部２２…２２をもつ高硬度で加工のし辛い超硬合金からなる口金環のみを放電加工により容易に形成することができながら、しかも、特異な断面視弓張形の扁平挟持面２２ａ…２２ａをもつ挟持部２２…２２の形状による特性により、抜きカス３ｂを確実に求める強圧状態で保持することができると共に、抜きカス３ｂの挟持部２２…２２への強制圧入時における扁平挟持面２２ａ…２２ａの摩耗を減少することができる。
【００２９】  また、上記第１実施例では、各挟持部２２…２２を抜き孔２１ａの周方向に等間隔おいて４個形成し、かつ、各挟持部２２…２２の先端側角部に面取り部２２ｂ…２２ｂを形成しているので、４個の挟持部２２…２２により抜きカス３ｂを安定よく確実に強圧状態で保持することができると共に、各挟持部２２…２２の先端側角部に形成した面取り部２２ｂ…２２ｂ部分により、スムーズに抜きカス３ｂを各挟持部２２…２２の扁平挟持面２２ａ…２２ａ部分に大きな引っ掛かり抵抗が作用することなくスムーズに奥側へ案内できる。その結果、先端側角部にかかる初期抵抗を抑えて角部の摩損を防止できる。さらに、複数の挟持部２２…２２には例えばＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）による表面処理が施されているので、超硬合金からなる挟持部２２…２２の特性と表面処理による窒化膜との相乗効果により寿命が飛躍的に向上される。
【００３０】  図６〜１１はコアパンチの別の第２実施例を示す。このコアパンチ２Ａは、コアパンチ本体２０の先端面に、口金環２１の後端面を固設する際、コアパンチ本体２０の先端における中空孔２０ａ周りに段付の先端口部２０ｂを突出形成する一方、口金環２１の後端における抜き孔２１ａ周りにコアパンチ本体２０の先端口部２０ｂへの嵌合孔部２１ｂを形成して、コアパンチ本体２０の先端口部２０ｂに口金環２１の嵌合孔部２１ｂを嵌合しかつその状態で接合して固設するようにしたものである。  ここで、コアパンチ本体２０の先端口部２０ｂに口金環２１の嵌合孔部２１ｂを嵌合してその状態で接合する結合構造以外は、先の第１実施例のものと基本的に同様の構成であるので同じ符号を付すと共に、同様の作用効果が得られるのでその詳細な構成並びに作用効果については省略する。
【００３１】  したがって、図９に示すようにコアパンチ本体２０に口金環２１を固設した場合には、コアパンチ本体２０の先端面と口金環２１の後端面との結合のみならず、段付の先端口部２０ｂと嵌合孔部２１ｂとの嵌め合い結合が残った構造のコアパンチ２が得られるので、コアパンチ本体２０と口金環２１の芯出しが正確に行えると共に、ピアシング工具１による穴明け動作時に、口金環２１とコアパンチ本体２０に作用する軸芯方向の衝撃荷重や半径方向への偏荷重をコアパンチ本体２０の先端面で良好に受け止めることができる。
【００３２】  また、この第２実施例の場合にも、第１実施例の場合と同様に口金環２１における各挟持部２２…２２が放電加工により口金環２１と一体に形成されていると共に、各挟持部２２…２２はその幅方向両端部が抜き孔２１ａの内周面と面一状で、その幅方向中間に至るに従って抜き孔２１ａの内周面よりも内方に突出する断面視弓張形の扁平挟持面２２ａ…２２ａを備えた形状としているので、複雑な形状の挟持部２２…２２をもつ高硬度で加工のし辛い超硬合金からなる口金環２１を放電加工により容易に形成することができながら、特異な断面視弓張形の扁平挟持面２２ａ…２２ａをもつ挟持部２２…２２の形状による特性により、抜きカス３ｂを確実に求める強圧状態で保持することができると共に、抜きカス３ｂの挟持部２２…２２への強制圧入時における扁平挟持面２２ａ…２２ａの摩耗を減少することができる。加えて、挟持部２２…２２を抜き孔２１ａの周方向に等間隔おいて４個形成し、かつ、各挟持部２２…２２の先端側角部に面取り部２２ｂ…２２ｂを形成する一方、各挟持部２２…２２に表面処理を施してＰＶＤ被膜を形成した構成となっているので、４個の挟持部２２…２２により抜きカス３ｂを安定よく確実に強圧状態で保持することができると共に、各挟持部２２…２２の先端側角部に形成した面取り部２２ｂ…２２ｂとＰＶＤ被膜とにより、スムーズに抜きカス３ｂを各挟持部２２…２２の扁平挟持面２２ａ…２２ａに大きな引っ掛かり抵抗が作用することなくスムーズ案内できる。これにより先端側角部にかかる初期抵抗を抑えて角部の摩損も防止でき、寿命を飛躍的に向上できる。
【００３３】  なお、このように構成した第２実施例のコアパンチ２Ａの製造工程についても、先の第１実施例とほぼ同様の製造工程で製造することができる。つまり、最初に先端口部２０ｂと嵌合孔部２１ｂとを嵌め合い接合行い、その後の工程で先端口部２０ｂと嵌合孔部２１ｂとの嵌め合い接合部分が残るように穴明け加工すればよい。
【００３４】  また、上記した第１及び２実施例においては、いずれも挟持部２２を抜き孔２１ａの周方向に等間隔おいて４個形成したものについて説明したけれども、何ら４個限定されるものではなく、例えば３個や５個などの複数個であってもよいこと勿論である。
【００３５】  さらに、コアパンチ本体２０の先端への口金環２１の固設手段としても、特に限定されるものではなく、上記したように単純に突合せ面において接合する他、嵌合と接合とを組み合わせたり、或いは焼き嵌め、接着などの他の手段を用いてもよいこと勿論である。また、焼き嵌め手段を用いて挟持部２２…２２が摩耗した場合には、コアパンチ本体２０に対して口金環２１のみを取り替えられるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３６】  １            ピアシング工具  ２            コアパンチ  ２Ａ          コアパンチ  ２０          コアパンチ本体  ２０ａ        中空孔  ２０ｂ        先端口部  ２１          口金環  ２１ａ        抜き孔  ２２          挟持部  ２２ａ        扁平挟持面  ２２ｂ        面取り部
【図１】
2017202517.tif 000003
【図２】
2017202517.tif 000004
【図３】
2017202517.tif 000005
【図４】
2017202517.tif 000006
【図５】
2017202517.tif 000007
【図６】
2017202517.tif 000008
【図７】
2017202517.tif 000009
【図８】
2017202517.tif 000010
【図９】
2017202517.tif 000011
【図１０】
2017202517.tif 000012
【図１１】
2017202517.tif 000013