(57)【要約】【課題】ホルダの長寿命化を図ることができる穿孔装置を提供すること。【解決手段】穿孔装置１００は、筒状の工作物Ｗに挿入可能な柱状に形成され、長手方向中央部にパンチ１０を着脱可能に保持するパンチ保持部３１を有するホルダ３０と、パンチ保持部３１よりホルダ３０の長手方向一端側を支持する第一固定部４１と、パンチ保持部３１よりホルダ３０の長手方向他端側に着脱可能に配置され、ホルダ３０の長手方向他端側を支持する第二固定部４２と、第二固定部４２の第一固定部４１に対する相対変位を規制する変位規制部５０と、を備える。第一固定部４１及び第二固定部４２によるホルダ３０の支持方法は、工作物Ｗに対してパンチ１０を押し付ける際にホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける方向である荷重方向に対し、支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持である。【選択図】図２
2017144472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成された工作物の外周面の一部を支持するダイスと、
前記工作物の内周側に、前記工作物を挟んで前記ダイスに対向配置され、前記ダイスに支持された前記工作物の内周面に押し付けることで前記工作物に貫通孔を形成するパンチと、
前記工作物に挿入可能な柱状に形成され、長手方向中央部に前記パンチを着脱可能に保持するパンチ保持部を有するホルダと、
前記パンチ保持部より前記ホルダの長手方向一端側を支持する第一固定部と、
前記パンチ保持部より前記ホルダの長手方向他端側に着脱可能に配置され、前記ホルダの長手方向他端側を支持する第二固定部と、
前記第二固定部の前記第一固定部に対する相対変位を規制する変位規制部と、
を備え、
前記第一固定部及び前記第二固定部による前記ホルダの支持方法は、前記工作物に対して前記パンチを押し付ける際に前記ホルダが前記パンチから荷重を受ける方向である荷重方向に対し、支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持であって、
前記第一固定部及び前記第二固定部は、少なくとも、前記荷重方向及び前記荷重方向とは反対方向である反荷重方向から前記ホルダを支持する、穿孔装置。
【請求項２】
前記第一固定部には、前記ホルダの長手方向一端側の外周面が全周に亘って一体的に固定され、
前記第二固定部は、前記ホルダに嵌合する嵌合孔を備え、前記嵌合孔の内周面によって前記ホルダの長手方向他端側の外周面を全周に亘って支持する、請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】
前記ホルダは、前記パンチ保持部より前記ホルダの長手方向他端側に形成され、前記ホルダの長手方向他端側へ向かうにつれて細くなるテーパ部を備え、
前記嵌合孔は、前記テーパ部に嵌合される、請求項２に記載の穿孔装置。
【請求項４】
前記嵌合孔の内周面は、前記テーパ部に倣ったテーパ状に形成される、請求項３に記載の穿孔装置。
【請求項５】
前記変位規制部は、前記第一固定部及び前記第二固定部の何れか一方に対して着脱可能であって、前記ホルダが前記パンチから荷重を受ける側と、前記ホルダが前記パンチから荷重を受ける側の反対側との両側に少なくとも１つずつ配置され、前記第一固定部と前記第二固定部とを連結する複数の連結部をそれぞれ備える、請求項１−４の何れか一項に記載の穿孔装置。
【請求項６】
前記変位規制部は、前記第一固定部及び前記第二固定部の前記何れか一方に配置され、前記ホルダが前記パンチから荷重を受ける側の反対側から前記複数の連結部をそれぞれ支持することにより、前記第一固定部及び前記第二固定部の前記何れか一方に対する前記連結部の変位を規制する複数の第一規制部を備える、請求項５に記載の穿孔装置。
【請求項７】
前記変位規制部は、前記第一固定部及び前記第二固定部の前記何れか一方に配置され、前記複数の連結部が前記第一固定部及び前記第二固定部の前記何れか一方に対し、前記第一固定部と前記第二固定部とが互いに離れる方向へ変位することを規制する複数の第二規制部を備える、請求項６に記載の穿孔装置。
【請求項８】
前記複数の第二規制部は、前記第一固定部にそれぞれ配置され、前記ホルダが前記パンチから荷重を受ける方向へ向けて伸長するロッドを備えたシリンダ装置であり、
前記複数の連結部の一端側は、前記第二固定部に一体的に固定され、
前記変位規制部は、前記第一規制部と、前記連結部を挟んで前記第一規制部に対向する前記ロッドの先端部とで前記連結部の他端側を挟持する、請求項７に記載の穿孔装置。
【請求項９】
前記ロッドの先端部は、前記第一固定部側から前記第二固定部側へ向かうにつれて前記第一規制部に近づく方向へ突出するように傾斜する先端傾斜面を備え、
前記連結部は、前記先端傾斜面と対向する位置に、前記先端傾斜面の形状に倣って形成された当接傾斜面を備える、請求項８に記載の穿孔装置。
【請求項１０】
前記ダイスの反対側から前記工作物の外周面の一部を支持する工作物支持部を備える、請求項１−９の何れか一項に記載の穿孔装置。
【請求項１１】
前記工作物の外周面は、球面状に形成され、
前記ダイス及び前記工作物支持部は、前記工作物の外周面に倣った球面状に形成された支持面を備える、請求項１０に記載の穿孔装置。
【請求項１２】
前記工作物支持部の支持面は、前記ダイスの支持面よりも、前記工作物の外周面に対する接触面積が大きい、請求項１１に記載の穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筒状の工作物に対し、貫通孔を打抜き加工する穿孔装置が知られている。特許文献１には、パンチと、パンチを保持するホルダと、パンチに対向配置されるダイスとを備え、パンチ及びホルダに工作物としてのケージの内側を挿入した状態で、ケージの外側をダイスによって支持しつつ、パンチをケージの内側に押し付けることで、ケージに貫通孔を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６２６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、柱状に形成されたホルダの長手方向一端側がスライドによって固定支持され、ホルダを挟んでダイスの反対側に配置されたバックアップによってホルダの長手方向他端側が単純支持される。なお、固定支持とは、支持反力と支持モーメントとを生ずる支持方法であり、単純支持とは、支持反力のみを生じ支持モーメントを生じない支持方法である。即ち、特許文献１では、ホルダの長手方向他端側が支持モーメントを生じない単純支持であるため、パンチをケージに押し付ける際にホルダに対して発生する曲げモーメントによってホルダが大きくたわみ、ホルダの破断が早期に発生しやすくなる。
【０００５】
本発明は、ホルダの長寿命化を図ることができる穿孔装置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】
【０００６】
本発明の穿孔装置は、筒状に形成された工作物の外周面の一部を支持するダイスと、前記工作物の内周側に、前記工作物を挟んで前記ダイスに対向配置され、前記ダイスに支持された前記工作物の内周面に押し付けることで前記工作物に貫通孔を形成するパンチと、前記工作物に挿入可能な柱状に形成され、長手方向中央部に前記パンチを着脱可能に保持するパンチ保持部を有するホルダと、前記パンチ保持部より前記ホルダの長手方向一端側を支持する第一固定部と、前記パンチ保持部より前記ホルダの長手方向他端側に着脱可能に配置され、前記ホルダの長手方向他端側を支持する第二固定部と、前記第二固定部の前記第一固定部に対する相対変位を規制する変位規制部と、を備え、前記第一固定部及び前記第二固定部による前記ホルダの支持方法は、前記工作物に対して前記パンチを押し付ける際に前記ホルダが前記パンチから荷重を受ける方向である荷重方向に対し、支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持であって、前記第一固定部及び前記第二固定部は、少なくとも、前記荷重方向、及び、前記荷重方向とは反対方向である反荷重方向から前記ホルダを支持する。
【０００７】
本発明の穿孔装置によれば、第一固定部及び第二固定部によるホルダの支持方法は、工作物に対してパンチを押し付ける際に荷重方向に対して支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持であって、第一固定部及び第二固定部は、少なくとも、荷重方向及び反荷重方向からホルダを支持する。これにより、ホルダに発生する曲げモーメントに伴うホルダのたわみを小さくすることができる。その結果、パンチ保持部に発生する応力を軽減することができるので、ホルダの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態における穿孔装置の断面図であり、図２におけるＩ−Ｉ線における断面に対応する。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における穿孔装置の断面図である。
【図３Ａ】本発明におけるホルダの固定方法を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】第一の比較例におけるホルダの固定方法を模式的に示す図である。
【図３Ｃ】第二の比較例におけるホルダの固定方法を模式的に示す図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線における穿孔装置の断面図である。
【図５Ａ】図４のＶ部分を拡大した図である。
【図５Ｂ】図４のＶ部分を拡大した図であり、図４に示す状態からロッドを縮めた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る穿孔装置を適用した一実施形態である穿孔装置１００について、図面を参照しながら説明する。なお、図１〜図３に示す矢印Ｕ−Ｄ、Ｌ−Ｒ、Ｆ−Ｂは、穿孔装置１００の上下方向、左右方向、前後方向をそれぞれ示す。
【００１０】
（１．穿孔装置１００の概略）
図１及び図２に示すように、穿孔装置１００は、外方へ球状に膨らむ筒状の工作物Ｗに径方向への貫通孔を形成する装置であって、例えば、等速ジョイントの一部材である保持器を製造する工程において、窓部を形成する際に使用される。
【００１１】
ここで、工作物Ｗとしての保持器は、筒状に形成される。保持器の外周面は、球面凸状に形成され、保持器の内周面は、球面凹状に形成される。保持器には、複数のボールを挿入するための複数の窓部が貫通形成される。複数の窓部は、保持器の周方向に等間隔に形成される。
【００１２】
穿孔装置１００は、パンチ１０と、ダイス２０と、ホルダ３０と、を主に備える。ホルダ３０は、上下方向を長手方向とする柱状に形成され、パンチ１０は、ホルダ３０の右側を向く側面に形成されたパンチ保持部３１に保持される。ダイス２０は、左右方向へ移動可能であり、ホルダ３０の右側に配置される。
【００１３】
穿孔装置１００により工作物Ｗに貫通孔を形成する際には、工作物Ｗの内側にホルダ３０及びパンチ１０を挿入し、工作物Ｗの貫通孔を形成しようとする位置とパンチ１０の位置とを合わせた後、ダイス２０を左側へ移動させ、工作物Ｗをパンチ１０に押し付ける。これにより、工作物Ｗは、パンチ１０が押し付けられた部位を打ち抜かれ、工作物Ｗに貫通孔が形成される。
【００１４】
また、穿孔装置１００は、第一固定部４１と、第二固定部４２と、第一固定部４１に対する第二固定部４２の変位を規制する変位規制部５０とを備える。パンチ１０を工作物Ｗに押し付ける際、パンチ保持部３１に大きな荷重が加わり、ホルダ３０に曲げモーメントが発生するのに対し、ホルダ３０の長手方向両端を第一固定部４１及び第二固定部４２で固定支持することで、ホルダ３０に発生するたわみを小さくすることができる。
【００１５】
（２．穿孔装置１００の詳細構成）
（２−１：パンチ１０及びダイス２０）
パンチ１０は、工作物Ｗの内周面に押し付けられる部材である。パンチ１０の左端側はホルダ３０のパンチ保持部３１に保持され、パンチ１０の右端面には工作物Ｗの内周面形状に倣った球面凸状の押付面１１が形成される。
【００１６】
ダイス２０は、工作物Ｗの外周面の一部を右側から支持する部材である。ダイス２０の右側端部には、図示しないシリンダ装置が連結され、そのシリンダ装置を作動させることで、ダイス２０は左右方向（パンチ１０及びホルダ３０に対して近接又は離間する方向）へ移動する。
【００１７】
工作物Ｗを介してホルダ３０に対向するダイス２０の左端面には、工作物Ｗの外周面形状に倣った球面凹状の第一支持面２１が形成される。第一支持面２１は、工作物Ｗの外周面に当接する部位である。第一支持面２１は、中心孔を有する環状に形成され、左側から見た中心孔の形状は、右側から見た押付面１１の外形形状に倣って形成される。即ち、工作物Ｗの外周面を第一支持面２１により支持しながら工作物Ｗの内周面に押付面１１を押し付ける際、第一支持面２１は、工作物Ｗの外周面のうち、工作物Ｗの内側において押付面１１に押し付けられる部位を避けた周辺部位を支持する。よって、工作物Ｗの貫通孔を形成しようとする部位には、パンチ１０による押付力のみが付与される。
【００１８】
（２−２：工作物支持部６０）
穿孔装置１００は、ホルダ３０を挟んでダイス２０の反対側に配置された工作物支持部６０を備える。工作物支持部６０は、工作物Ｗの外周面の一部を左側から支持する部材であり、ホルダ３０に対向する工作物支持部６０の右端面には、工作物Ｗの外周面形状に倣った球面凹状の第二支持面６１が形成される。
【００１９】
第二支持面６１は、工作物Ｗの外周面に当接する部位である。第二支持面６１は、工作物Ｗに当接する面積が第一支持面２１よりも大きく、工作物Ｗの外周面を半周に亘って支持する。従って、穿孔装置１００に工作物Ｗを配置するにあたり、工作物Ｗの内側にパンチ１０及びホルダ３０が挿入された状態で、工作物Ｗの外周面を第二支持面６１に押し当てることで、前後方向における工作物Ｗの位置決めを容易に行うことができる。
【００２０】
さらに、工作物支持部６０は、左右方向へ移動可能であり、工作物支持部６０の左側端部には、図示しないシリンダ装置が連結される。なお、工作物支持部６０に連結されるシリンダ装置が工作物支持部６０を右側へ押し出す圧力は、ダイス２０に連結されるシリンダ装置がダイス２０を左側へ押し出す圧力よりも小さい。従って、ダイス２０によって工作物Ｗが左側へ押されると、工作物支持部６０は、第二支持面６１が工作物Ｗの外周面に当接した状態を維持しながら左側へ移動する。よって、ダイス２０と工作物支持部６０に挟まれた工作物Ｗが変形することを回避できる。また、第二支持面６１が工作物Ｗの外周面に当接する面積を第一支持面２１よりも大きくすることで、第二支持面６１から工作物Ｗに加わる圧力を小さくすることができる。よって、工作物支持部６０から加わる圧力に起因して工作物Ｗが変形することを防止できる。
【００２１】
また、第一支持面２１及び第二支持面６１を工作物Ｗの外周面形状に倣った球面凹状に形成することで、工作物Ｗの上下方向への変位を第一支持面２１及び第二支持面６１によって規制することができる。この場合、工作物Ｗの上下方向（工作物Ｗの軸方向）への変位を規制するための治具を別途設ける必要がないので、穿孔装置１００の部品点数を減らすことができる。またこの場合、工作物Ｗの上下方向（工作物Ｗの軸方向）から挟持する
ことにより工作物Ｗの左右方向への変位を規制する場合と比べて、工作物Ｗに付与する圧力を小さくできるので、工作物Ｗの変形を抑制できる。
【００２２】
（２−３：ホルダ３０）
ホルダ３０は、上下方向を長手方向とする柱状の部材である。ホルダ３０の右側を向く側面には、パンチ１０を保持するパンチ保持部３１が形成され、パンチ１０はパンチ保持部３１に対し、ボルト（図示せず）により着脱可能に固定される。なお、パンチ１０及びホルダ３０は、パンチ１０がパンチ保持部３１に保持された状態で、工作物Ｗをホルダ３０に対して挿入可能な寸法に設定されている。
【００２３】
また、ホルダ３０は、パンチ保持部３１よりホルダ３０の下方（請求項１の「長手方向一端側」に相当）に形成される台座３２と、パンチ保持部３１よりホルダ３０の上方（請求項１の「長手方向他端側」に相当）に形成されるテーパ部３３とを備える。
【００２４】
台座３２は、工作物Ｗを下方から支持する部位である。台座３２は、パンチ保持部３１が形成される部位よりも大きな外径を有する円柱状又は円錐台形状に形成される。なお、本実施形態では、パンチ１０及びダイス２０と工作物Ｗとの高さ位置を調整するためのスペーサ３４が台座３２の上面に配置され、そのスペーサ３４の上面に工作物Ｗが配置されている。テーパ部３３は、上方へ向かうにつれて細くなるテーパ状の部位である。
【００２５】
（２−４：第一固定部４１及び第二固定部４２）
第一固定部４１は、ホルダ３０の下端側を固定する部材であり、ホルダ３０の下端側に形成された台座３２の外周面が全周に亘って第一固定部４１に一体的に固定される。第一固定部４１の上面には、４つの連結孔４３が形成される。４つの連結孔４３は、ホルダ３０の中心軸線を通る平面であって左右方向に垂直な仮想面Ｐを挟んだ左右方向両側に２つずつ配置され、その左右方向両側に配置された２つの連結孔４３が、前後方向に間隔を空けて配置される。なお、４つの連結孔４３は、ホルダ３０から等距離に配置される。
【００２６】
第二固定部４２は、ホルダ３０の上端側を固定する部材であり、ホルダ３０に対して着脱可能である。第二固定部４２にはテーパ部３３に嵌合される嵌合孔４４が形成され、嵌合孔４４の内周面は、テーパ部３３の外周面形状に倣ったテーパ状に形成される。ホルダ３０の上方からテーパ部３３を嵌合孔４４に挿入し、テーパ部３３の外周面と嵌合孔４４の内周面とが当接する位置まで第二固定部４２を下方へ移動させると、嵌合孔４４とテーパ部３３とが嵌合し、第二固定部４２がホルダ３０に固定される。このように、第二固定部４２がホルダ３０に固定された状態において、テーパ部３３の外周面は、全周に亘って嵌合孔４４の内周面に支持される。またこのとき、第二固定部４２は、ホルダ３０に対する下方への相対変位が規制され、第二固定部４２と第一固定部４１との間には、工作物Ｗを配置するためのスペースが形成される。
【００２７】
このように、穿孔装置１００では、第一固定部４１及び第二固定部４２が、ホルダ３０の長手方向両端側の外周面を全周に亘って支持する。即ち、パンチ１０を工作物Ｗに押し付ける際、パンチ保持部３１には大きな荷重が加わり、ホルダ３０には曲げモーメントが発生するのに対し、第一固定部４１及び第二固定部４２によるホルダ３０の固定方法は、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける方向（以下「荷重方向」と称す）に対し、支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持である。従って、パンチ１０を工作物Ｗに押し付ける際に、ホルダ３０に発生する曲げモーメントに伴うホルダ３０のたわみを小さくすることができる。その結果、パンチ保持部３１に発生する応力を軽減することができるので、ホルダ３０の長寿命化を図ることができる。
【００２８】
ここで、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、本発明におけるホルダ３０の支持方法と、第一の比較例におけるホルダ５３０及び第二の比較例におけるホルダ６３０の支持方法との相違を説明する。図３Ｂに示す第一の比較例及び図３Ｃに示す第二の比較例では、ホルダ５３０，６３０の長手方向一端側（図３Ｂ及び図３Ｃにおける右側）の外周面が、全周に亘って第一固定部４１に固定支持されており、この点において図３Ａに示す本発明におけるホルダ３０の支持方法と共通である。一方、ホルダ５３０，６３０の長手方向他端側（図３Ｂ及び図３Ｃにおける左側）の支持方法が、穿孔装置１００とは異なる。なお、図３Ａ〜図３Ｃには、図３Ａ〜図３Ｃに示す矢印方向（荷重方向）から荷重を受けた際におけるホルダ３０，５３０，６３０の形状（たわみ）を破線で模式的に図示している。
【００２９】
図３Ａに示すように、本発明では、ホルダ３０の長手方向他端側（図３Ａ左側）の外周面が、第二固定部４２により全周に亘って支持されている。この場合、荷重方向から荷重を受けた際、第二固定部４２がホルダ３０を支持する部位において、支持反力及び支持モーメントを発生させることができるので、ホルダ３０の荷重方向へのたわみを小さくすることができる。
【００３０】
図３Ｂに示すように、第一の比較例では、ホルダ５３０の長手方向他端側が、荷重方向の反対側から第二固定部５４２に単純支持されている。即ち、第一の比較例において、ホルダ５３０の長手方向他端側は、荷重方向から支持されておらず、荷重方向の反対方向（以下「反荷重方向」と称す）への変位が規制されていない。この場合、荷重方向から荷重を受けた際、第二固定部５４２がホルダ５３０を支持する部位において、支持反力は発生するものの支持モーメントは発生しない。そのため、ホルダ５３０に発生する曲げモーメントにより、ホルダ５３０の長手方向他端側が反荷重方向へ変位し、荷重を受ける部位においてホルダ５３０にたわみが発生しやすくなる。このように、第一の比較例におけるホルダ５３０は、本発明におけるホルダ３０と比べて、荷重方向へのたわみが大きくなる。
【００３１】
図３Ｃに示すように、第二の比較例では、第二固定部６４２が、ホルダ６３０の長手方向他端側に対し、荷重方向の反対側に隙間を設けた状態で配置されている。即ち、ホルダ６３０は長手方向一端側のみが第一固定部４１に固定された片持ちばりとなっている。この場合、荷重方向から荷重を受けた初期段階では、ホルダ６３０の長手方向他端側が第二固定部６４２へ近づくように荷重方向へ変位する。このとき、第一固定部４１に固定されるホルダ６３０の長手方向一端側に応力が集中する。その後、荷重方向へ変位したホルダ６３０の長手方向他端側が第二固定部６４２に当接し、この状態では、上記した第一の比較例におけるホルダ５３０と同様の支持態様となる。
【００３２】
この第二の比較例では、第一の比較例に比べて、荷重を受ける部位に発生する応力が軽減される一方、ホルダ６３０の長手方向一端側に発生する応力が大きくなる。また、ホルダ６３０の長手方向他端側と第二固定部６４２とが当接した状態において、ホルダ６３０の長手方向他端側は第二固定部６４２に単純支持される。この状態では、第二固定部６４２がホルダ６３０を支持する部位において支持モーメントが発生しないので、ホルダ６３０に発生する曲げモーメントに伴うホルダ６３０の長手方向他端側は反荷重方向への変位が許容され、ホルダ６３０は荷重を受ける部位において荷重方向へたわみやすくなる。従って、第二の比較例におけるホルダ６３０は、本発明におけるホルダ３０と比べて、荷重方向へのたわみが大きくなる。
【００３３】
このように、本発明における穿孔装置１００では、ホルダ３０の長手方向両端を第一固定部４１及び第二固定部４２に固定支持することにより、上記した第一の比較例及び第二の比較例と比べて、ホルダ３０に発生するたわみを小さくすることができる。その結果、パンチ保持部３１に発生する応力を軽減することができるので、ホルダ３０の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
（２−５：変位規制部５０）
上記したように、穿孔装置１００は、ホルダ３０の長手方向両端を第一固定部４１及び第二固定部４２で固定支持することにより、ホルダ３０のたわみを小さくしている。従って、パンチ１０を工作物Ｗに押し当てる際にパンチ１０からホルダ３０に大きな荷重が加わり、ホルダ３０に曲げモーメントが発生した場合に、その曲げモーメントに伴う第一固定部４１及び第二固定部４２の相対変位を確実に規制する必要がある。その一方で、工作物Ｗの内側にパンチ１０及びホルダ３０を挿入するためには、第一固定部４１及び第二固定部４２のいずれか一方をホルダ３０から取り外す必要がある。
【００３５】
この点に関し、穿孔装置１００では、第二固定部４２がホルダ３０に着脱可能に固定される一方で、第一固定部４１に対する第二固定部４２の相対変位を変位規制部５０によって規制している。
【００３６】
図４から図５Ｂに示すように、変位規制部５０は、４つの連結部７０と、４つの第一規制部８０と、４つの第二規制部９０とを備える。連結部７０は、上下方向を長手方向とする柱状の部材であり、連結部７０の上端側が第二固定部４２に一体的に固定されるのに対し、連結部７０の下端側が第一固定部４１に着脱可能に固定される。４つの連結部７０は、第一固定部４１に形成された４つの連結孔４３と対応する位置に配置され、各々の連結部７０は、連結孔４３に挿入可能に形成される。なお、連結部７０の下端部には、右側を向く面に、下方へ向かうにつれて右側へ張り出すように傾斜する当接傾斜面７１が形成される。
【００３７】
第一規制部８０は、連結部７０を左側から支持する部位であり、連結孔４３の左側において第一固定部４１に固定される。なお、第一規制部８０は、第一固定部４１に対する固定位置を調整可能な態様で配置されている。これにより、連結部７０と第一規制部８０との隙間を埋めることができる。
【００３８】
第二規制部９０は、連結孔４３の右側において第一固定部４１に固定されるシリンダ装置である。第二規制部９０は、左右方向へ伸縮するロッド９１を備え、第一規制部８０と対向するロッド９１の先端面には、下方へ向かうにつれて左側へ張り出すように傾斜する先端傾斜面９２が形成される。この当接傾斜面７１は、連結部７０の当接傾斜面７１に倣って形成され、ホルダ３０に第二固定部４２が固定された状態において、当接傾斜面７１は先端傾斜面９２に対向配置される。なお、図４では、第二規制部９０の断面を省略している。
【００３９】
続いて、ホルダ３０及び第一固定部４１に第二固定部４２を固定する手順を説明する。まず、ロッド９１を短縮させた状態（図５Ｂ参照）で、第二固定部４２をホルダ３０に固定する。このとき、各々の連結部７０の位置と連結孔４３の位置とを合わせながらテーパ部３３に嵌合孔４４を挿入する。
【００４０】
上記したように、嵌合孔４４とテーパ部３３とが嵌合し、第二固定部４２がホルダ３０に固定された状態では、第二固定部４２の下方への変位が規制される。このとき、各々の連結部７０の下端部は、連結孔４３に挿入され、当接傾斜面７１が先端傾斜面９２に対向配置される。この状態で、ロッド９１を伸長させ、先端傾斜面９２は当接傾斜面７１に当接させる。これにより、連結部７０は、左右方向において第一規制部８０と先端傾斜面９２とにより挟持固定され、第二固定部４２の第一固定部４１に対する相対変位が規制される。
【００４１】
工作物Ｗに対してパンチ１０を右方向へ押し付けるにあたり、ホルダ３０はパンチ１０から左方向への荷重を受ける。このとき、ホルダ３０には、パンチ保持部３１において曲げモーメントが発生し、ホルダ３０の長手方向他端側を第二固定部４２及び第二固定部４２に対して一体的に固定された連結部７０を、第一固定部４１に対して傾倒させようとする力が加わる。
【００４２】
これに対し、第一固定部４１に固定された第一規制部８０は、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける方向である荷重方向（図４左方向）とは反対方向である反荷重方向（図４右方向）から連結部７０を支持する。これにより、連結部７０が第一固定部４１に対して傾倒することを防止できる。
【００４３】
また、連結部７０は、第一規制部８０と第二規制部９０とにより挟持固定されるので、第一固定部４１に対する連結部７０の相対変位を規制することができる。これに加え、連結部７０に形成された当接傾斜面７１が右斜め上方へ向けられるのに対し、ロッド９１の先端面に形成された先端傾斜面９２は左斜め下方へ向けられる。従って、第一規制部８０と先端傾斜面９２とにより挟持された連結部７０は、上方への変位が規制され、連結部７０を介し、第一固定部４１及び第二固定部４２が互いに離れる方向へ変位することを規制される。これにより、ホルダ３０に発生する曲げモーメントに伴って、各々の連結部７０及び第二固定部４２が第一固定部４１に対して浮き上がることを防止できる。
【００４４】
このように、第二固定部４２がホルダ３０に固定された状態において、第一固定部４１に対する連結部７０の相対変位が規制され、連結部７０に一体的に固定された第二固定部４２は、第一固定部４１に対する相対変位が規制される。
【００４５】
以上説明したように、穿孔装置１００では、第一固定部４１に対して第二固定部４２及び複数の連結部７０を着脱可能としつつ、第一固定部４１に対する第二固定部４２及び複数の連結部７０の相対変位が規制された状態で、ホルダ３０の長手方向両端が第一固定部４１及び第二固定部４２に固定支持される。よって、ホルダ３０に発生するたわみを小さくすることができる。
【００４６】
なお、ロッド９１を短縮させることで、第一固定部４１に対する連結部７０及び第二固定部４２の変位規制が解除されるので、第二固定部４２をホルダ３０から容易に取り外すことができる。これにより、貫通孔を形成しようとする工作物Ｗの入替作業を円滑に行うことができる。
【００４７】
（３．その他）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、第一固定部４１に対する第二固定部４２の変位規制を変位規制部５０により行う場合についてしたが、他の方法を用いて第一固定部４１に対する第二固定部４２の変位規制を行ってもよい。例えば、ホルダ３０に固定された第二固定部４２を、他の装置で変位不能に把持してもよい。
【００４９】
上記実施形態では、第一規制部８０と第二規制部９０とで連結部７０を挟持することにより、連結部７０を第一固定部４１に固定する場合について説明したが、他の方法を用いて連結部７０を第一固定部４１に固定してもよい。他の方法としては、例えば、連結部７０及び第一固定部４１の双方に対し、互いに係合する爪部を設ける方法等が例示される。
【００５０】
上記実施形態では、第二固定部４２に対し、柱状に形成された４つの連結部７０が、仮想面Ｐを挟んだ左右方向両側に２つずつ配置される場合について説明したが、連結部７０は、仮想面Ｐを挟んだ左右方向両側に少なくとも１つずつ配置されていればよく、例えば連結部７０が板状に形成されていてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、第一固定部４１及び第二固定部４２がホルダ３０の外周面を全周に亘って支持する場合について説明したが、第一固定部４１及び第二固定部４２は、パンチ１０を工作物Ｗに押し付ける際にホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける方向である荷重方向と、その荷重方向とは反対の反荷重方向との少なくとも２方向からホルダ３０を支持していればよい。これにより、パンチ１０から加わる荷重に起因するホルダ３０のたわみを軽減することができ、パンチ保持部３１に発生する応力を小さくすることができるので、ホルダ３０の長寿命化を図ることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、テーパ部３３が上方へ向かうにつれて縮径するテーパ状に形成されると共に、嵌合孔４４の内周面がテーパ部３３に倣ってテーパ状に形成される場合について説明したが、ホルダ３０に対して第二固定部４２を強固に固定できる態様であれば、他の方法を用いてもよい。他の方法としては、ホルダ３０の外周面又は嵌合孔４４の内周面の何れか一方の面のみをテーパ状に形成し、その他方の面を一方の面に対して嵌合可能な形状に形成する方法等が例示される。
【００５３】
上記実施形態では、連結部７０が、第二固定部４２に一体的に固定され、且つ、第一固定部４１に着脱可能に固定される場合について説明したが、連結部７０が第一固定部４１に一体的に固定され、且つ、第二固定部４２に着脱可能に固定される構成としてもよい。なお、この場合、連結孔４３を第二固定部４２に形成すると共に、第一規制部８０及び第二規制部９０を第二固定部４２に配置する。
【００５４】
上記実施形態では、パンチ１０及びホルダ３０が固定された状態で、ダイス２０がパンチ１０に対して近接又は離間する方向へ移動可能に構成される場合について説明したが、ダイス２０が固定された状態で、パンチ１０及びホルダ３０をダイス２０に対して近接又は離間する方向へ移動可能に構成してもよい。
【００５５】
（４．効果）  
以上説明したように、本発明における穿孔装置１００は、筒状に形成された工作物Ｗの外周面の一部を支持するダイス２０と、工作物Ｗの内周側に、工作物Ｗを挟んでダイス２０に対向配置され、ダイス２０に支持された工作物Ｗの内周面に押し付けることで工作物Ｗに貫通孔を形成するパンチ１０と、工作物Ｗに挿入可能な柱状に形成され、長手方向中央部にパンチ１０を着脱可能に保持するパンチ保持部３１を有するホルダ３０と、パンチ保持部３１よりホルダ３０の長手方向一端側を支持する第一固定部４１と、パンチ保持部３１よりホルダ３０の長手方向他端側に着脱可能に配置され、ホルダ３０の長手方向他端側を支持する第二固定部４２と、第二固定部４２の第一固定部４１に対する相対変位を規制する変位規制部５０と、を備える。これに加え、第一固定部４１及び第二固定部４２によるホルダ３０の支持方法は、工作物Ｗに対してパンチ１０を押し付ける際にホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける方向である荷重方向に対し、支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持であって、第一固定部４１及び第二固定部４２は、少なくとも、荷重方向及び荷重方向とは反対方向である反荷重方向からホルダ３０を支持する。
【００５６】
この穿孔装置１００によれば、第一固定部４１及び第二固定部４２によるホルダ３０の支持方法は、工作物Ｗに対してパンチ１０を押し付ける際に荷重方向に対して支持反力及び支持モーメントを発生させる固定支持であって、第一固定部４１及び第二固定部４２は、少なくとも、荷重方向及び反荷重方向からホルダ３０を支持する。これにより、ホルダ３０に発生する曲げモーメントに伴うホルダ３０のたわみを小さくすることができる。その結果、パンチ保持部３１に発生する応力を軽減することができるので、ホルダの長寿命化を図ることができる。
【００５７】
上記した穿孔装置１００において、第一固定部４１には、ホルダ３０の長手方向一端側の外周面が全周に亘って一体的に固定され、第二固定部４２は、ホルダ３０に嵌合する嵌合孔４４を備え、嵌合孔４４の内周面によってホルダ３０の長手方向他端側の外周面を全周に亘って支持する。この穿孔装置１００によれば、嵌合孔４４の内周面によってホルダ３０の長手方向他端側の外周面が全周に亘って支持されるので、第二固定部４２に対してホルダ３０を強固に固定支持することができる。
【００５８】
上記した穿孔装置１００において、ホルダ３０は、パンチ保持部３１よりホルダ３０の長手方向他端側に形成され、ホルダ３０の長手方向他端側へ向かうにつれて細くなるテーパ部３３を備え、嵌合孔４４は、テーパ部３３に嵌合される。この穿孔装置１００によれば、嵌合孔４４がテーパ部３３に嵌合されるので、第二固定部４２に対してホルダ３０を強固に固定支持することができる。
【００５９】
上記した穿孔装置１００において、嵌合孔４４の内周面は、テーパ部３３に倣ったテーパ状に形成される。この穿孔装置１００によれば、第二固定部４２に対してホルダ３０をより強固に固定支持することができる。
【００６０】
上記した穿孔装置１００において、変位規制部５０は、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に対して着脱可能であって、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける側と、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける側の反対側との両側に少なくとも１つずつ配置され、第一固定部４１と第二固定部４２とを連結する複数の連結部７０をそれぞれ備える。
【００６１】
この穿孔装置１００によれば、少なくとも１つずつ配置され、第一固定部４１と第二固定部４２とが、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける側と、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける側の反対側との両側に少なくとも１つずつ配置された複数の連結部７０により連結される。これにより、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に対して複数の連結部７０を着脱可能としつつ、第一固定部４１に対する第二固定部４２の相対変位が規制された状態で、ホルダ３０の長手方向両端が第一固定部４１及び第二固定部４２に固定支持されるので、ホルダ３０に発生するたわみを小さくすることができる。
【００６２】
上記した穿孔装置１００において、変位規制部５０は、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に配置され、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける側の反対側から複数の連結部７０をそれぞれ支持することにより、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に対する連結部７０の変位を規制する複数の第一規制部８０を備える。
【００６３】
この穿孔装置１００によれば、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に対する連結部７０の変位が、複数の第一規制部８０により規制されるので、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に対して連結部７０が傾倒することを防止できる。
【００６４】
上記した穿孔装置１００において、変位規制部５０は、第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に配置され、複数の連結部７０が第一固定部４１及び第二固定部４２の何れか一方に対し、第一固定部４１と第二固定部４２とが互いに離れる方向へ変位することを規制する複数の第二規制部９０を備える。
【００６５】
この穿孔装置１００によれば、第一固定部４１と第二固定部４２との互いに離れる方向への変位が、第二規制部９０により規制されるので、ホルダ３０に発生する曲げモーメントに伴い、各々の連結部７０及び第二固定部４２が第一固定部４１に対して浮き上がることを防止できる。
【００６６】
上記した穿孔装置１００において、複数の第二規制部９０は、第一固定部４１にそれぞれ配置され、ホルダ３０がパンチ１０から荷重を受ける方向へ向けて伸長するロッド９１を備えたシリンダ装置である。これに加え、複数の連結部７０の一端側は、第二固定部４２に一体的に固定され、変位規制部５０は、第一規制部８０と、連結部７０を挟んで第一規制部８０に対向するロッド９１の先端部とで連結部７０の他端側を挟持する。
【００６７】
この穿孔装置１００によれば、連結部７０の一端側が第二固定部４２に一体的に固定され、連結部７０の他端側は、第一固定部４１に配置された第一規制部８０とロッド９１の先端部とにより挟持されるので、第一固定部４１に対する連結部７０の相対変位を規制することができる。
【００６８】
上記した穿孔装置１００において、ロッド９１の先端部は、第一固定部４１側から第二固定部４２側へ向かうにつれて第一規制部８０に近づく方向へ突出するように傾斜する先端傾斜面９２を備え、連結部７０は、先端傾斜面９２と対向する位置に、先端傾斜面９２の形状に倣って形成された当接傾斜面７１を備える。
【００６９】
この穿孔装置１００によれば、第一規制部８０と先端傾斜面９２とにより挟持された連結部７０は、上方への変位が規制され、連結部７０を介し、第一固定部４１及び第二固定部４２が互いに離れる方向へ変位することを規制される。よって、ホルダ３０に発生する曲げモーメントに伴って、各々の連結部７０及び第二固定部４２が第一固定部４１に対して浮き上がることを防止できる。
【００７０】
上記した穿孔装置１００は、ダイス２０の反対側から工作物Ｗの外周面の一部を支持する工作物支持部６０を備える。この穿孔装置１００によれば、工作物Ｗの位置決めを容易に行うことができる。
【００７１】
上記した穿孔装置１００において、工作物Ｗの外周面は、球面状に形成され、ダイス２０及び工作物支持部６０は、工作物の外周面に倣った球面状に形成された支持面としての第一支持面２１及び第二支持面６１を備える。この穿孔装置１００によれば、工作物Ｗの上下方向への変位を第一支持面２１及び第二支持面６１によって規制することができる。この場合、工作物Ｗの上下方向への変位を規制するための治具を別途設ける必要がないので、穿孔装置１００の部品点数を減らすことができる。
【００７２】
上記した穿孔装置１００において、工作物支持部６０の支持面としての第二支持面６１は、ダイス２０の支持面としての第一支持面２１よりも、工作物Ｗの外周面に対する接触面積が大きい。この穿孔装置１００によれば、工作物支持部６０の支持面から工作物Ｗに加わる圧力を小さくすることができる。よって、工作物支持部６０から加わる圧力に起因して工作物Ｗが変形することを防止できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０：パンチ、  ２０：ダイス、  ２１：第一支持面（ダイスの支持面）、  ３０：ホルダ、  ３１：パンチ保持部、  ３３：テーパ部、  ４１：第一固定部、  ４２：第二固定部、  ４４：嵌合孔、  ５０：変位規制部、  ６０：工作物支持部、  ６１：第二支持面（工作物支持部の支持面）、  ７０：連結部、  ７１：当接傾斜面、  ８０：第一規制部、  ９０：第二規制部、  ９１：ロッド、  ９２：先端傾斜面、  １００：穿孔装置、  Ｗ：工作物
【図１】
2017144472.tif 000003
【図２】
2017144472.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2017144472.tif 000006
【図３Ｃ】
2017144472.tif 000007
【図４】
2017144472.tif 000008
【図５Ａ】
2017144472.tif 000009
【図５Ｂ】
2017144472.tif 000010