(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角ポンチ及びそれと嵌合可能な角ダイスの一方を固定型、他方を可動型とし、シリンダに固定された固定型に対し、シリンダのラム軸に付けられた可動型を往復移動させることにより固定型と可動型の間に配置された被加工物に角穴をあけるパンチャーにおいて、
前記固定型及び可動型の嵌合部分はラム軸に対して偏心位置に設けられ、それと対角の位置に、可動型が被加工物と接触したときに被加工物から受ける反力に弾力的に抗する対抗手段を備え、
前記対抗手段は、
ダイスの嵌合部分と対角側に設けられて、ダイスの嵌合部分の端面と同一面上で被加工物を支持する支持台と、
ポンチの嵌合部分と対角側に設けられたブラケットと、
支持台と対抗するようにブラケットに固定され、支持台及びブラケットが互いに接近したときに被加工物との接触圧によって弾性変形する弾性体とを含む
ことを特徴とする角穴パンチャー。
【請求項２】
角ポンチ及びそれと嵌合可能な角ダイスの一方を固定型、他方を可動型とし、シリンダに固定された固定型に対し、シリンダのラム軸に付けられた可動型を往復移動させることにより固定型と可動型の間に配置された被加工物に角穴をあけるパンチャーにおいて、
前記固定型及び可動型の嵌合部分はラム軸に対して偏心位置に設けられ、それと対角の位置に、可動型が被加工物と接触したときに被加工物から受ける反力に弾力的に抗する対抗手段を備え、
前記対抗手段は、
ダイスの嵌合部分と対角側に設けられて、ダイスの嵌合部分の端面と同一面上で被加工物を支持する支持台と、
ポンチの嵌合部分と対角側に設けられたブラケットと、
ブラケットに固定され、支持台に向かってピストンロッドが往復運動可能な、流体圧式ダンパーとを含む
ことを特徴とする角穴パンチャー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定型と可動型との間におかれた板材等の被加工物に角形の穴をあける角穴パンチャーに属する。
【０００２】
【従来の技術】
配電盤、分電盤、制御盤等の製作においては、経済性の観点から穴のあいていない既製の箱が使用される場合が多い。即ち、メーター、ブレーカー、スイッチなどの部品の取付穴が設けられていない状態の箱が入荷され、取り付ける部品のサイズに応じて穴があけられる。取り付ける部品の形状は一般に直方体であるから、開けるべき穴は方形である。箱は大型で、しかも塗装済みであるから、据置型の自動プレス機などに載せることはできない。従って、手加工であけられる。
【０００３】
手加工による穴開けの方法としては、先ず穴開け工具を通す下穴をドリルで開ける。次に手鋸、ジグソー（電動鋸）、油圧切り欠きパンチャー等のうちのいずれかの穴開け工具で所定の穴に広げる。それらの工具のうち、手鋸は作業者を疲労させるので、ビジネス用としては好ましくない。ジグソーはスピードが速く能率的であるが、熟練者でないと寸法の仕上がりが悪い。また、切断時に鉄粉が飛散して機器を傷めることがある。更に、騒音や振動が激しいので、既存のメーターやスイッチに狂いを生じさせることもある。この点、油圧切り欠きパンチャーは、ポンチの形状通りに仕上がるし、切り欠き屑が飛散することはなく、騒音も振動もないので、好ましい。
但し、油圧パンチャーに角ポンチを取り付けて角穴を開けることは可能であるが、穴寸法が角ポンチのサイズに限定されるので、拡大応用が効かないうえ、種々のサイズのポンチ及びダイスを製作しなければならず、高価である。
【０００４】
そこで、従来の油圧切り欠きパンチャーには、隅切りタイプと横切りタイプがある。隅切りタイプは、被加工物の下穴にポンチの軸を通し、二辺が下穴と接する直角の刃面をもつ角ポンチを軸の先に取り付け、ダイスで被加工物を押さえた状態で角ポンチを油圧で引く操作を４回繰り返すことにより、四隅を順番に切り欠き、正方形の穴に加工するものである。横切りタイプは、隅切りタイプで開けられた正方形の穴を長方形に拡大するときなどに用いられるもので、ポンチが軸の一側に径方向断面方形の凹部を有する片口形状をしており、その凹部で前記正方形の下穴の一辺を挟み油圧でポンチを引くことにより、凹部に対応する面積分だけ穴を拡大する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
隅切りタイプでは下穴が内接する寸法の正方形の穴しか開けることができず、穴を拡大するには上記のように横切りタイプと組み合わせて用いなければならない。
【０００６】
しかし、従来の横切りタイプは、切り欠きの際に被加工物から受ける反力でポンチが変形したり損傷したりすることの無いように、凹部の断面積が小さくされている。このため、拡大すべき穴の面積はそれより大きいときは何度も切り欠き操作をしなければならない。しかも、切り欠き屑がポンチとダイスの間に挟まるので、次の操作を開始する前にその都度パンチャーを下穴から抜いて本体を下方に向けて、ダイスの底に残った切り欠き屑を落とさなければならない。従って、この繰り返し操作が作業者を疲労させる。
それ故、この発明の目的は、少ない回数で大きな方形の穴を開けることのできるパンチャーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明のパンチャーは、
シリンダに固定された角固定型に対し、シリンダのラム軸に付けられた角可動型を往復移動させることにより固定型と可動型の間に配置された被加工物に角穴をあけるパンチャーにおいて、
前記固定型及び可動型の嵌合部分はラム軸に対して偏心位置に設けられ、それと対角の位置に、可動型が被加工物と接触したときに被加工物から受ける反力に弾力的に抗する後記二つの対抗手段のいずれかを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明のパンチャーも可動型を取り付ける軸を通す下穴を必要とする点では従来と同様である。しかし、この発明のパンチャーによれば、固定型及び可動型の嵌合部分はラム軸に対して偏心位置に設けられているので、最初のパンチング操作で開けられた角穴を次の操作の下穴として利用することができる。従って、従来のような隅切りタイプとか横切りタイプとかの使い分けをしなくとも、１つの工具で次々と穴を拡大することができる。また、嵌合部分と対角の位置に、可動型が被加工物と接触したときに被加工物から受ける反力に弾力的に抗する対抗手段を備えているので、反力によるラム軸の歪みや曲がりが防止される。従って、固定型及び可動型の嵌合部分の断面積を大きくして、１回のパンチング操作で開ける穴の面積を大きくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
前記対抗手段の第一は、ダイスの嵌合部分と対角側に設けられて、ダイスの嵌合部分の端面と同一面上で被加工物を支持する支持台と、ポンチの嵌合部分と対角側に設けられたブラケットと、支持台と対抗するようにブラケットに固定され、ブラケット及び支持台が互いに接近したときに被加工物との接触圧によって弾性変形する弾性体とを含むものである。この構成によって、支持台がダイスの嵌合端面と均等に被加工物を支持する。そして、ブラケットに弾性体が固定されているので、ポンチとダイスの剪断力に応じて弾性体が弾性変形し、反力を吸収しつつ、それに抗するからである。
【００１０】
特に好ましい対抗手段は、前記ブラケットがダイス及びポンチの嵌合中心と対角の位置にラム軸方向に貫通する貫通孔を有し、この貫通孔にフランジ付きの剛性材料からなるロッドが摺動可能に固定され、前記弾性体を、フランジの端面に固着された第一弾性部材、及びフランジの裏面と貫通孔の端面との間にロッドと同心状に固着された第二弾性部材とするものである。ラム軸方向に貫通する貫通孔にロッドが固定され、弾性体がそれと同心状に配されているので、弾性体の復元力が前記反力と対称にラム軸方向に作用する。従って、ラム軸にかかる負荷が偏らないからである。また、フランジの端面に弾性体が配されているので、被加工物を傷つけることがない。前記第一弾性部材は、被加工物を傷つけないようにするためにゴムが好ましい。第二弾性部材も同じゴムが良いがスプリングでも代用できる。
【００１１】
前記対抗手段の第二は、弾性体に代えて、ブラケットに固定され、支持台に向かってピストンロッドが往復運動可能な流体圧式ダンパーを含むものである。ポンチとダイスは、使用回数を重ねるに連れて切れが鈍くなり、反力を増す。一方、前記のゴムなどからなる弾性体による抗力は、一定であるか又はゴムの疲労に伴って小さくなるから、使用回数を重ねるに連れて増加する反力に対抗することができなくなる。そこで、弾性体に代えて流体圧式ダンパーを用いれば、ダンパーの流体圧を調整することにより、抗力を反力の変化に適応させることができる。
【００１２】
対抗手段が弾性体であろうと、流体圧式ダンパーであろうと、この発明のパンチャーは、ポンチとダイスの嵌合部分がラム軸の偏心位置にあるので、ダイスの嵌合部分を軸方向に貫通させることができる。そうすることにより、パンチングと同時に切り欠き屑がダイスの外に出るので、手間が省ける。
【００１３】
また、同じく対抗手段の態様に係わらず、ダイスは、ラム軸と平行な外面に嵌合部分の一辺と平行な当たり面を有すると良い。例えば当たり面を箱の側面などに当ててパンチングすることにより、箱の側面に平行に角穴をあけることができるからである。
【００１４】
【実施例】
−実施例１−
この発明の第一実施例にかかる油圧式角穴パンチャーを図面とともに説明する。図１はパンチャーのラム軸方向要部断面図、図２は平面図である。パンチャー１は、角ポンチ２、角ダイス３、シリンダ４、電動機を内蔵する胴体１５、オイルタンクを内蔵する小ハンドル１６及びバッテリーを内蔵する大ハンドル１７を備える。
【００１５】
パンチャー１は、バッテリーの電力により電動機が駆動すると、オイルタンクの油がピストンロッド４１の流路４２を経由してシリンダ４とピストンロッド４１の環状の間隙４３に供給されることにより、作動する。シリンダ４の外周面は雌ねじ加工され、それにダイス３がネジ嵌合されている。ダイス３の刃部３１はシリンダ４の中心線より偏心位置に有り、軸方向に貫通している。また、ピストンロッド４１の先端には雌ねじ加工された凹部が設けられており、そこにラム軸８の基部８１がネジ嵌合されている。ラム軸８の先にはダイス３の刃部３１と対向するように偏心位置に刃部２１を有するポンチ２が嵌合されている。従って、間隙４３内の圧力上昇とともにピストンロッド４１がラム軸８を引き連れて後退し、それとともにポンチ２の刃部２１がダイス３の刃部３１に向かって移動し、それらの間に置かれた鋼板Ｗに穴を開ける。
【００１６】
ダイス３は、ラム軸８を中心として刃部３１と対角の位置に刃部３１の端面と同一面上で鋼板Ｗを支持する支持台３２を刃部３１と一体的に有する。支持台３２は、鋼板Ｗを支持できる強度を備えていれば良く、その限りにおいて軽量化のために内部がくり貫かれている。他方、ポンチ２には、刃部２１と対角側に延びるブラケット２２にフランジ付きのＴ字ロッド２３が軸方向に摺動可能に嵌合されている。フランジの端面には円盤状のウレタンゴムからなる第一弾性部材２４が固着されている。第一弾性部材２４は支持台３２と対向する。また、フランジの裏面とブラケット２２のロッド挿入用孔の端面との間にロッド２３を包囲するように円筒状のウレタンゴムからなる第二弾性部材２５が固着されている。
【００１７】
従って、上記のようにポンチ２の刃部２１がダイス３の刃部３１に向かって移動するときは、ブラケット２２及びロッド２３もポンチ２に同伴されて支持台３２に向かう。そして、その刃部２１が鋼板Ｗと接触したとき、第一弾性部材２４も鋼板Ｗと接触し、刃部２１の進行とともに第一弾性部材２４及び第二弾性部材２５が軸方向に圧縮変形される。ロッド２３は第二弾性部材２５の変形に応じて後退する。刃部２１が鋼板Ｗを貫通すると、同時にその切り欠き屑は刃部３１の中を通って外に排出される。その後、油圧を解除すると、シリンダ４内のリターンスプリング４４の弾性復元力によりピストンロッド４１が押されて元の位置に復帰し、それに伴ってポンチ２も後退する。
【００１８】
ポンチ２及びダイス３の互いの位置決め方法は次の通りである。
ラム軸８は基本的に軸方向に径違いの円柱状をしているが、その中央の径大部分では正面及び背面が刃部３１の図１左右方向の二辺に平行な面８２，８２で平割りされている。そして、図３に平面図として示すように、ダイス３の鋼板Ｗ側の端面にはラム軸８より径大の円盤状の凹部が設けられており、その凹部に一対の回り止めキー８３，８３がはめ込まれ、図略のボルトでその凹部の底面に固定されている。回り止めキー８３，８３の径方向断面は、凹部断面と同一の円からラム軸８の平面８２部断面を除去した形状をしており、その内側が平面８２と面接触し、外側が円盤状凹部の内周面と面接触する。従って、ダイス３をシリンダ４にネジ嵌合するときは、ダイス３の軸孔にラム軸８を通した状態でラム軸８の基部８１をピストンロッド４１にネジ嵌合し、回り止めキー８３を所定の位置に締結する。基部８１のネジ運動に伴ってダイス３もシリンダ４にネジ嵌合するが、回り止めキー８３によってラム軸８に対する刃部３１の回転方向の位置は一定に保たれる。
【００１９】
一方、ラム軸８のポンチ２が嵌合される部分には、平面８２と直交する一側（図１左側）に軸方向に長い溝が掘られている。また、ポンチ２にも対向して軸方向に長い溝が掘られている。そして、ポンチ２とラム軸８を嵌合する際に、両溝に棒状の回り止めキー２６が挿入され、回り止めキー２６はボルト２７で固定される。これにて、刃部２１の回転方向の位置は一定に保たれる。なお、ポンチ２はロックナット２８で抜けが防止されている。
【００２０】
このパンチャー１で角穴を開ける手順は次の通りである。先ず、図４（ａ）に示すように従来通りドリルで丸い下穴を開ける。ダイス３を固定したパンチャー１のラム軸８をその下穴に通し、ポンチ２を取り付ける。図４（ｂ）に示すように油圧力で１つめの角穴を開ける。本例によれば、刃部２１，３１の嵌合面積を大きくし、一度に大きい角穴を開けることができる。これは、ポンチ２の刃部２１が鋼板Ｗと当たるときに受ける反力を弾性部材２４，２５で弾力的に受けることができるので、鋼板Ｗを傷つけることなく、ラム軸８の損傷及び歪みを防止するからである。次に穴を拡大したいときは、先に開けられた角穴を下穴としてそこにラム軸８を通し、図４（ｃ）に示すように当初の下穴を含む面積の角穴を開ける。刃部２１，３１がラム軸８の偏心位置にあるので、このような作業が可能となるのである。続いて例えば図４（ｄ）に示すように如何なる方向にも穴を拡大することができる。また、図４（ｅ）に示すようなＡ×Ｂ寸法の大きい穴を開けるときは、外周だけを打ち抜いて、中央を最後に落とせばよい。穴開けと同時に切り欠き屑が刃部３１から外に出るので、作業者は楽である。
【００２１】
なお、ダイス３には、刃部３１の嵌合部分の一辺と平行な面を正面又は背面に有する当たり３３，３４が突出して設けられている。鋼板Ｗの近くに鋼板Ｗと垂直の壁面や他の鋼板が存在するときなどに、当たり面をその垂直面に当ててパンチングすることにより、その垂直面と平行な角穴を容易にあけることができる。
【００２２】
本例では、ダイス３を固定型、ポンチ２を可動型としたが、逆にダイスを可動型、ポンチを固定型としてもよい。いずれにしても、被加工物から受ける反力に抗する対抗手段のラム軸方向の取付位置は、ダイス側よりもポンチ側とするほうが対抗手段が良く機能する。
【００２３】
−実施例２−
この発明の第二実施例は、反力に抗する対抗手段として第一実施例における弾性体に代えて流体圧式ダンパーを採用するものである。図５は、第二実施例のパンチャーを示すラム軸方向要部断面図、図６は可動型（ダイス）を外した状態の平面図である。
【００２４】
この例のパンチャー１０は、可動型がダイスであり、固定型がポンチであり、流体圧式ダンパーを採用している点で、第一実施例と相違するが、シリンダ４、胴体１５、小ハンドル１６、大ハンドル１７及びラム軸８の各構造と互いの関係については第一実施例と同一である。以下、第一実施例と相違する点のみ詳述する。
【００２５】
ポンチ５は、第一実施例のダイス３に代わってシリンダ４の外周面にネジ嵌合により固定されている。ポンチ５の刃部５１はシリンダ４の中心線より偏心位置に有る。ダイス６は、第一実施例のポンチ２に代わって、ラム軸８の先に嵌合され固定されている。その刃部６１は刃部５１と対向するように偏心位置に設けられ、軸方向に貫通している。従って、シリンダ４の昇圧とともにダイス６がポンチ５に向かって移動し、刃部５１と刃部６１との間に置かれた鋼板Ｗに穴を開ける。この点は、第一実施例と同様である。
【００２６】
第一実施例と異なり、ポンチ５の内部は、軸方向にくり貫かれており、その底に貫通孔を有する。そして、その貫通孔にキャップスクリュー５３が摺動可能に固定されている。キャップスクリュー５３の外周にはコイルスプリング５４が巻かれ、キャップスクリュー５３の頭部に係るワッシャー５３ａとポンチ５内部の底面とに挟まれている。ポンチ５は、断面Ｕ字形のストリッパー５５に挟まれている。ストリッパー５５は、その２本の脚５５ａの先端がダイス６の方を向くようにポンチ５の正面から背面に跨り、跨り部分にネジ孔５５ｂが設けられている。ストリッパー５５は、そのネジ孔５５ｂにキャップスクリュー５３の先端ネジ部５３ｂがネジ嵌合することによりキャップスクリュー５３に固定されている。
【００２７】
従って、ダイス６とポンチ５とが互いに接近して鋼板Ｗに剪断力が加わり始めると、鋼板Ｗがスプリング５４の弾力に抗してキャップスクリュー５３を伴ってストリッパー５５を後退させる。鋼板Ｗが打ち抜かれると、切り欠き屑がダイス６の嵌合孔から外に排出される。一方、打ち抜かれた鋼板Ｗはポンチ５の外周にかみついており、人力で容易に外すことはできない。しかし、シリンダー４の油圧が解除されると、圧縮されていたスプリング５４の復元力に付勢されてストリッパー５５が前進し、鋼板Ｗを押し出す。こうして鋼板Ｗとポンチ５とを離れさせて次の操作に移ることができる。
【００２８】
ダイス６は、ラム軸８を中心として刃部６１と対角の位置に刃部６１の端面と同一面上で鋼板Ｗを支持する支持台６２を刃部６１と一体的に有する。他方、ポンチ５には、刃部５１もしくはこれを保持するホルダー部と対角側に延びるブラケット５２に油圧式ダンパー５６が固定されている。油圧式ダンパー５６は、２つの油圧室の間に圧力調整弁５７が介在し、ピストンロッド５８が鋼板Ｗから受ける反力に抗する油圧力を圧力調整弁５７で調整できるようになっている。圧力調整弁５７は、球状の弁体５７ａ、これを付勢するスプリング５７ｂ及びスプリング５７ｂの弾力を液密に調整するネジ５７ｃからなる。
【００２９】
上記のようにダイス６がポンチ５に接近するときは、支持台６２もダイス６に同伴されて油圧ダンパー５６に向かう。そして、鋼板Ｗに剪断力が加わり始めたとき、その反力で支持台６２が鋼板Ｗを介してピストンロッド５８を押す。ピストンロッド５８は、弁体５７ａの抵抗により反力と均衡を保ってスプリング５８ａを圧縮しながら緩やかに後退する。同時に別室のピストン５８ｂもスプリング５８ｃを圧縮しながら後退する。このようにダイス６が鋼板Ｗから受ける反力を油圧で弾力的に受けることができるので、鋼板Ｗを傷つけることなく、ラム軸８の損傷及び歪みを防止することができる。
【００３０】
鋼板Ｗの打ち抜きが完了してシリンダー４の油圧が解除されると、スプリング５８ａ，ｃの復元力によりピストンロッド５８及びピストン５８ｂが定位置に復帰すると共に、別室に流入していた油は図略のリリース回路を通ってピストンロッド５８側の油室に戻される。リリース回路には、弁体５７ａとは逆にリリース方向にのみ油を通す弁体が配されている。
【００３１】
本例のパンチャー１０によれば、使用を重ねると共にポンチ５とダイス６の各刃部の切れが鈍くなって反力が増しても、圧力調整弁５７を絞ることにより、油圧ダンパー５８の抵抗を反力の増加に適応させることができる。その結果、長期安定的にラム軸の歪みを防止することができる。
【００３２】
尚、ピストンロッド５８の軸部は、その一側が軸方向に平割りされており、その平面５８ｄにて軸回りの回転が止められている。また、ピストンロッド５８の先端部には、常時は先端面より突出し、鋼板Ｗを介して受ける反力により押されてスプリング５９ａを圧縮しながら引っ込むガイドピン５９が４つ付けられている。４つのガイドピン５９の位置は、それらガイドピン５９の外周面に接する線が鋼板Ｗに打ち抜かれる角穴の内周と一致するように割り当てられている。これらのガイドピン５９は、鋼板Ｗに一つめ及び２つめの角穴を打ち抜くときには機能しない。ただし、３つめ以降の角穴を打ち抜くときには、先に抜かれた角穴の四隅にガイドピン５９を合わせることで、正確に位置決めすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のパンチャーは、従来のパンチャーの効能に加えて、一回の操作で従来よりも大きい方形の穴を開けることができるので、作業者にとって有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第一実施例のパンチャーを示す軸方向要部断面図である。
【図２】  第一実施例のパンチャーを示す平面図である。
【図３】  第一実施例のパンチャーよりポンチを外した状態を示す平面図である。
【図４】  第一実施例のパンチャーによって方形の穴を開ける手順を説明する図である。
【図５】  第二実施例のパンチャーを示す軸方向要部断面図である。
【図６】  第二実施例のパンチャーよりダイスを外した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１０  パンチャー
２，５  ポンチ
２１，５１  刃部
２２  ブラケット
２３  ロッド
２４，２５  弾性部材
２６  回り止めキー
３，６  ダイス
３１，６１  刃部
３２，６２  支持台
３３，３４  当たり
４  シリンダ
１５  胴体
１６  小ハンドル
１７  大ハンドル
５３  キャップスクリュー
５４，５８ａ，５８ｃ  スプリング
５５  ストリッパー
５７  圧力調整弁
５８  油圧ダンパー
５９  ガイドピン
８  ラム軸
８１  基部
８２  平面
８３  回り止めキー
【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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