JPH03138036A - パンチおよびダイ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は帯状材を打ち抜き加工する装置、特に打ち抜き
作業に伴って発生するスラグのダイ組立体内での移動を
制御し、処分するシステムに係わる。

（従来の技術およびその問題点） 米国特許第４，４９７，１９６号、第４，８１９，４７
６号および第４，８０９，５７６号は本発明を適用でき
るような打ち抜き成形機の構成要件を開示している。こ
れらの米国特許の内容は本願明細書中にも引用する。

公知のパンチ・プレスによって帯状材から穴を打ち抜く
と、各動作サイクルにおいて穴の形状と一致する形状の
スクラップ材となるスラグが発生し、これらのスラグを
それが発生するごとにパンチおよびダイの近傍から除去
をしなければならない。往復動ラムに取り付けたパンチ
および固定ダイを有し、パンチおよびダイか垂直な公知
のプレスで打ち抜き加工を行う場合、発生するスラグが
ダイ開口部から通路に挿入され、この通路は垂直方向に
延びて適当なスクラップ・スラグ容器に達している。ス
ラグが比較的小たければ重力の作用下に通路内を降下し
、通路はスラグに対して広く形成してもよく、スラグの
処分に関して深刻な問題は起こらない。ところが、スラ
グが比較的小さく、極めて軽量である場合には通路側壁
に付着して通路を塞ぎ、後続スラグの通過を妨げる。そ
の結果、多数のスラグがダイ開口部の下方で通路内に詰
まる。この状態は通路全長にスラグが充満することにな
るから、ある時点では、パンチが発生したばかりのスラ
グを通路内およびダイ開口部内に詰まっている先行スラ
グに向かって押すとパンチが破損することがある。

帯状材中心部の穴ではなく帯状材側縁に切欠きを形成す
る場合、スラグ詰まりの問題が複雑になる。打ち抜き作
業で帯状材を切欠く場合、帯状材の帯は特定の帯状材仕
様として設定した許容誤差限度内で巻取リリールごとに
変動があるから、スラグのサイズもリールごとに異なる
。例えば、打ち抜き作業に使用する金属帯状材の幅は±
０．００２インチ（０，０５１ｍ＋＋）の変動があり得
るとすると、　最も狭い帯状材と最も広い帯状材との間
の全体的な幅の差は０．００４インチ（０，ＩＯｌｍｍ
）となる。帯状材の側縁からスラグが発生するから、ス
ラグのサイズも巻取リリールごとに異なる。前記の通路
は発生する最大のスラグが通路内を自由に通過できるよ
うに最大スラグに加えて僅かな間隙に相当する広さを具
えていなければならない。しかし、比較的狭い帯状材か
ら比較的小さいスラグが発生する場合、通路にスラグが
詰まる可能性が増大する。

以上の説明ではプレスが垂直方式であり、スラグが重力
の作用下に降下すると想定した。米国特許第４，４９７
．１９６号はパンチ組立体とダイ組立体が相対移動でき
るように水平に設置されている打ち抜き成形機を開示し
ている。このタイプの装置では、スラグ通路がダイ組立
体を水平に貫通することになるから、スラグの除去に重
力作用を利用することはできない。

打ち抜き作業に伴う別の問題として、打ち抜き動作後パ
ンチがその常態位置に戻る時、スラグがパンチに付着す
ることがある。スラグが軽量で、しかも薄膜状の潤滑油
に覆われていると、スラグおよびパンチの表面の潤滑油
が表面張力の作用でスラグをパンチに付着させる。この
ような付着現象が起こると、次の作業サイクルにおいて
パンチがそれに付着しているスラグを帯状材に押しつけ
ることになるが、パンチはそれが下降してダイ開口部上
の帯状材にそのスラグを押しつけた時に大きい力に遭遇
する。この状態はパンチを破損させるおそれがあり、い
ずれにしてもプレスを停止してパンチの詰まりを解消し
なければならない。

パンチに対するスラグの付着およびスラグ通路内のスラ
グ詰まりの問題を回避するため、公知のプレスでは空気
流によってスラグ通路から通路出口ヘスラグを吸引する
ようにスラグ通路内に吸引システムを設ける。この吸引
システムは有効であるがダイ組立体内にスペースを要し
、本来なら圧搾空気を必要としないプレス領域に圧搾空
気用の配管を設置しなければならない。また、米国特許
第４，４９７，１９６号に開示されているような打ち抜
き成形機に吸引システムを設けるのは非現実的である。

（発明が解決すべき課題、課題を解決するための手段お
よび作用・効果） 本発明の目的は打ち抜き成形機におけるスラグの制御お
よび処理に伴う上記問題を解決する改良型のスラグ除去
・制御システムを提供することにある。

本発明に係る好ましい実施態様はプレスに組み込まれる
パンチ組立体およびダイ組立体から成る。

パンチおよびダイはパンチ組立体とダイ組立体の間に設
定した供給路に沿って間歇的に供給される帯状材（ａ　
５ｔｒｉｐ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ）の−縁に切欠き
を打ち抜くような形状を具えている。ダイ組立体は頂面
および該頂面に開口するダイ開口部を有する。

スラグ通路がダイ開口部からダイ組立体を貫通してスラ
グ出口に達している。パンチ組立体はダイ組立体と対向
し、このパンチ組立体からパンチが突出している。パン
チの自由端はダイ開口部に受容されるように寸法設定し
である。パンチ組立体とダイ組立体は開閉位置間を互い
に往復動自在であり、帯状材供給路は両組立体間にあっ
てその一部がダイ開口部上に位置し、両組立体が相対的
に接近、離間する往復動に伴い、パンチの自由端によっ
て帯状材の一縁からスラグを打ち抜き、ダイ開口部に挿
入する。パンチ組立体およびダイ組立体はパンチ組立体
が開位置へ戻る時パンチ自由端にスラグが付着しないよ
うにするスラグ・ストリッパーを設けると共に通路内に
スラグが詰まるのを防ぐため通路およびダイ開口部にス
ラグ支持手段を設けたことを特徴とする。スラグ・スト
リッパーはダイ組立体の頂面に取り付け、スラグ・スト
リッパーの端部がダイ開口部を一部横切る常態位置に向
かってばね付勢されている。スラグ・ストリッパーは後
退位置へ引込み自在であり、スラグ・ストリッパーの端
部が受容されるように位置ぎめし、寸法設定した凹部が
パンチに形成しである。スラグ支持手段はダイ開口部付
近からスラグ出口に向かって通路を貫通し、プレスの連
続動作中に、パンチに付着するスラグがあるとスラグ・
ストリッパーによりそのスラグがパンチ自由端から剥ぎ
取られ、通路内のスラグは整然と積み重ねられた状態で
互いに平行な平面内に維持される。

さらに他の実施態様では、ダイ開口部が帯状材供給路と
オーバーラツプし、ダイ開口部および通路が供給路から
間隔を保ってその脇に位置する第１側および供給路上に
位置する第２側を有する。

スラグ支持手段は通路の第１側に沿って出口に至り、第
２側に向かってばね付勢され、通路内のスラグを第２側
に圧接する第１スラグ支持バーを含む。好ましい実施態
様としては通路の第２側に沿って軸方向に第２スラグ支
持バーを設ける。第２スラグ支持バーは第１スラグ支持
バーに向がってばね付勢されるから、通路内のスラグは
第１および第２スラグ支持バーの間に支持される。第１
スラグ支持バーはダイ開口部から遠隔の場所で枢動自在
に支持され、ダイ開口部内に達する延長部を有すること
が好ましい。

スラグ・ストリッパーは帯状材供給路の横の位置でダイ
組立体に取り付けられ、一端が常態において供給路に対
して側方へ突呂してダイ開口部を一部横切る。スラグ・
ストリッパーはその常態位置に向かってばね付勢され、
後退位置へ引込み自在である。パンチの自由端からその
全長の一部にわたって、スラグ・ストリッパーの端部を
受容するように位置と寸法とを設定した凹部を形成し、
もしもスラグがパンチ端に付着した時にはスラグ・スト
リッパーがパンチの凹部に進入してそのスラグの面より
も上方に来るようにしである。パンチが常態位置に戻る
時に、スラグ・ストリッパーがパンチ端から付着スラグ
を剥ぎ取る。

（実　施　例） 第１０図から第１２図は打ち抜き成形機のスラグ通路に
スラグが詰まるという深刻な問題を惹起し易い場合を説
明するための図である。第１０図は平行な側縁４，６を
有する帯状材２を示し、側縁６には切欠き８が形成され
ており、各切欠きの形成に際して側縁から剪断されたス
ラグ１ｏがダイ開口部を通ってスラグ通路へ押入される
。帯状材２の側縁４，６間公称幅は規定されているが、
実際の幅は特定帯状材に定められている許容誤差の範囲
内で巻取りリールごとに変動がある。例えば、帯状材の
幅が公称幅±０．００２インチ（０，０５１ｍｍ）でな
ければならないという仕様があるとする。そのときに側
縁６が最小幅帯状材の側縁であるとすれば、側縁６′を
最大幅帯状材の側縁であると想定することができる。側
縁が６でなく６′ならば第１２図に示すスラグ１０’　
は第１１図に示すスラグ１ｏよりもがなり大きくなる。

帯状材の相対的な幡も、スラグ１０、１０’　のサイズ
も、説明の便宜上第１０図から第１２図では著しく誇張
して示しである。しかし、最小スラグと最大スラグの差
が僅が０．００４インチ（０，１０１１０１ｎまたはそ
れ以下であってもダイ設計上煩わらしい問題を惹起する
。スラグが通過する通路は最大スラグ１０′　　を僅か
な間隙を残して通過させ得るように充分大きくなければ
ならない。従って、最小スラグ１０は通路内で比較的余
裕のある間隙を与えられることになる。比較的小さいス
ラグは通路内で転倒して詰まり易く、上述したようにプ
レスを傷める恐れがある。本発明を採用すればパンチ端
へのスラグ付着だけでなく、ダイ組立体の通路内におけ
るスラグの詰まりも回避することができる。

パンチ１１およびダイ組立体１２を第１図から第３図に
示す。パンチ１１は詳しくは図示しないが上記米国特許
第４，８１９，４７６号に詳しく記載されているような
パンチ組立体から突出している。後述するスラグ・スト
リッパーの一部を嵌着するためパンチ端１３からその全
長の一部に沿って断面が三角形の溝または凹部１５が形
成しである。ダイ組立体１２はダイ・プレート１４とダ
イ・バックアップ・プレート１６から成る。ダイ・プレ
ートはパンチと対向する頂面１８およびバックアップ・
プレート１６の第１図で見て頂面２２と対向する底面２
０を有する。ダイ・プレートを方形孔２４（第４図）が
貫通し、バックアップ・プレート１６を不規則形状孔２
６が貫通している。

第４図に示すダイ挿入組立体２８は方形孔２４に取り付
けられ、ダイ挿入ブロック３０、スラグ・ストリッパー
３２および保持ブロック３４から成る。挿入ブロック３
０は頂面３６、頂面３６よりも下方に位置する上向き面
３８、側面３７、および突出唇状部４２を有する。ダイ
開口部４４が面３６から下方に延設され、側面３７から
ダイ開口部へ開口するスロット４６はその両側壁４８が
収斂するようにして形成しである。

スラグ・ストリッパー３２は頂面５２、側面５４、およ
び収斂側面５８を有する断面が三角形の突起５６を含む
機械加工したブロックである。突起５６のエツジまたは
先端６１は後述する理由で第５図から第７図で見た時に
右方に傾斜している。この三角形部分の頂面６０は常態
で第５図に示すようにダイ・ブロック１４の頂面１８よ
りも上方に位置し、三角形突起の底面６２はスラグ支持
手段７８の突起１１８の上端に当接する。スラグ・スト
リッパーを凹部６４が横断し、保持ブロック３４の２つ
の部分をつなぐ連結ネック７２が前記凹部に嵌着する。

保持ブロック３４の２つの部分がこの保持ブロックの下
側にギャップ７０を画成し、該ギャップ内にスラグ・ス
トリッパー３２が収まる。第５図に示すように、ネック
７２の幅は凹部６４の幅よりも狭いから、スラグ・スト
リッパー３２は第５図に示す位置から水平に左方へ移動
可能である。スラグ・ストリッパー３２はその左手側面
から内方へ延設された孔７４に収容したコイルばね７６
によって第５図の位置に向かってばね付勢されている。

ブロック３４は保持ブロックのねじ孔６６から挿入ブロ
ックの孔６８に螺入したファスナーによってダイ・ブロ
ックに固定する。第５図に参照番号７７で示すようにダ
イ・ブロックの突出唇状部４２に対応する凹部を設け、
該凹部と唇状部４２とを協働させることによりダイ・ブ
ロックをバックアップ・プレート１６に固定する。

第１．５図および第８図に示すように、第１および第２
スラグ支持バー７８．８０によりスラグ通路８２内に順
次積み重なった状態でスラグを平行平面内に支持する。

第１スラグ支持バー７８はバックアップ・プレート１６
を貫通する孔２６の第１面８６と対向する面８４を一方
の面とし、はぼ矩形の断面を有する。第２スラグ支持バ
ー８０は後述の対向する第２面８７に収納される。第１
スラグ支持バー７８は面８６に当接する三角形突起８８
のエツジによりその下端が限られた円弧範囲で枢動でき
るよう支持される。第１スラグ支持バーはバックアップ
・プレートの孔９４に貫通し、一端が面８４の凹部９０
に嵌着したばね９２により第５図上時計方向にばね付勢
されている。ばね９２はプラグ９６によって保持されて
いる。別設の孔９８がバックアップ・プレートを孔２６
まで貫通し、　肩部１００が形成されるように座ぐり加
工しである。拡径ヘッド１０２を有するファスナーをこ
の座ぐり穴に配置し、　ファスナー軸部１０４を縮径孔
部分９８に挿入する。このファスナーの端部は第１スラ
グ支持バー７８に螺入する（１０６）。第１スラグ支持
バーの円弧移動範囲はこのファスナーの拡径ヘッド１０
２によって制限される。第１スラグ支持バーは第５図の
位置から僅かだけ左方へ移動できるが、第５図の位置を
越えて右方へ、即ち、時計方向に移動することはできな
い。

スラグ支持バーの右向き面１０９から突出する三角形突
起１０８（第８図）によりスラグを通路内に支持する。

　この突起のエツジ１．１０は通路内のスラグ１０のエ
ツジに当接し、該スラグを通路８２の面１１４、１１２
および内面１１６に圧接する。

第１スラグ支持バーの三角形突起１１８は矩形部分の上
端１１７よりも上方に突出し、　ダイ開口部４４の入り
口および内部にまで達する。この突出部１１８はダイ開
口部内にあるが未だ通路８２に進入していないスラグの
エツジ部分と係合する。ダイ開口部内のスラグは開口部
対向壁１１９に圧接させられ、整然とした積み重ね状態
に維持される。

第２スラグ支持バー８０はウェブ１２２および両側壁１
２４から成るほぼ溝形である。エツジ１１０と係合する
スラグ・エツジとは反対側のスラグ・エツジと係合する
ようにウェブからリブ１２０が突出している。第２スラ
グ支持バーの溝形部分は通路８２の近傍に位置する矩形
孔１２６に嵌入し１通路の側面１１６から孔１２６へ貫
通するスロット１２１からリブ１２０が突出する。孔１
２６に波形ばね１３０を配置し、スラグ支持バー８０を
第８図で見て左方へ付勢するから、常態において該支持
バー８０は第８図に示す面１１６を越えて突出する。

第２スラグ支持バー８０の機能を第８図および第９図に
示す。第１スラグ支持バー７８は図で見てその下端が枢
動自在であるから、頂端１１０は必ずしも垂直ではなく
１通路内のスラグのサイズに応じた量だけ垂直方向から
はずれる。形成されるのが小さいスラグ１０ならば、第
１スラグ支持バーは第５図上時計方向移動限界位置に来
る。その結果、通路８２は上部よりも下部の幅が比較的
広くなる。

換言すると、第１スラグ支持バーは第５図で見て右へ傾
いているから、頂端１１０はバー７８の底部よりもバー
７８の上端において側面８７に近くなる。ところが、特
定のプレス作業においてはスラグのサイズが一様である
から、もし第２スラグ支持バーを設けなければ、通路下
端においてスラグ周りの間隙が大きくなる。第２スラグ
支持バーは第１スラグ支持バーの傾斜を補償し、通路の
全長に沿って頂端１１０とリブとの間隔が一定となるよ
うにする。第９図に示すように、リブは通路８２の下端
において面１１６を越えて突出しているが、第８図では
面１１６を越えて突出していない。

本発明が組み込まれる打ち抜き成形機の連続動作中、発
生するスラグは以下に述べるように制御され、処理され
る。

動作サイクルの開始と同時にパンチ１１の端部１３が第
５図に示すようにダイ・プレートの頂面から離れ、供給
されたばかりの帯状材は図示のようにその一部がダイ開
口部上に来るように位置ぎめされる。帯状材２の側縁は
スラグ・ストリッパーの三角形突起５６の傾斜先端６１
付近に来る。パンチが第６図の位置まで降下するのに伴
って帯状材２の側縁部からスラグ１０を打ち抜き、ダイ
開口部に押入する。加工しなからスラグ・ストリッパー
の三角形突起傾斜先端６１と係合してスラグ・ストリッ
パーを第５図で見て左方へ少しばかり移動させる。

その結果、スラグはスラグ・ストリッパーの下側６２を
通過してダイ開口部内へ進入することができる。スラグ
が面６２を通過したら、スラグ・ストリッパーはばね７
６の作用で常態位置に復帰し、先端の一部がＶ字形スロ
ット１５に進入する。なんらかの原因でスラグがパンチ
端に付着しても、スラグが引き上げられるときに先端の
下側６２がスラグに引っかかり、パンチ１１の端部１３
から剥がしスラグがダイ開口部内に残ることになる。

ダイ開口部内のスラグはダイ・プレートの頂面とほぼ平
行な平面内にそれぞれ位置するように整然と積み重ねら
れた状態に維持させる。このようにスラグが整然と保持
されるのは、突出部１１８の頂端がスラグのエツジに当
接してスラグを拘束し。

図示した姿勢以外の姿勢を取るのを防止するように第１
スラグ支持バー７８が第６図および第８図で見て時計方
向に僅かながら付勢されているからである。

動作サイクルを繰り返している間に、スラグの積み重な
った層が形成され、これが通路８２内へ移動する。第２
スラグ支持バーのリブ上端は第５図から明らかなように
僅かばかり面取り加工しであるから、スラグがダイ開口
部から通路８２に移行する際に支障は全くない。通路８
２を通過中にスラグは第１スラグ支持バーの三角形突起
頂端１１０の作用によって第２スラグ支持バー８０のり
ブ１２０の面に圧接される。第２スラグ支持バーは第５
図で見て左方へ軽く付勢されているから、スラグが通路
全長にわたって積み重なると、エツジは必ず第２スラグ
支持バーのリブと係合する。三角形突起の上部１１ｇが
ダイ開口部内のスラグのエツジを第６図に示すようにダ
イ開口部の固定壁１１９に圧接することから、第２スラ
グ支持バーが必要となる。即ち、上部１１８はスラグが
第１１図に示すような最小サイズのスラグであるか、第
１２図に示すような最大サイズのスラグであるかに関係
なくスラグをダイ開口部の壁に圧接し、通路８２を横断
する三角形突起の部分も第１１図および第１２図に示す
サイズの異なるスラグに順応しなければならず、三角形
突起の頂端は必ずしも完全に垂直ではない。

換言すると、もしスラグが第１２図に示すように比較的
小さければ第１スラグ支持バーは僅かだけ円弧を画いて
移動し、比較的大きいスラグに対しては反時計方向に移
動する。通路８２は両極端のサイズのスラグに順応しな
ければならず、これはばね付勢下にある第２スラグ支持
バーによって達成できる。このバーは比較的小さいスラ
グに対してよりも比較的大きいスラグに対して大きく移
動する。

本発明に係る組立体はダイ組立体が固定され、パンチ組
立体がダイ組立体に対して往復上下動するような通常タ
イプのものを含めて様々な打ち抜き成形機に組み込むこ
とができる。本発明はダイ組立体が極めてコンパクトで
あってスラグ除去のために吸引システムを設けることが
現実的でない上記米国特許筒４，４９７，１９６号に開
示されているような打ち抜き成形機に特に有用である。

また、この打ち抜き成形機は垂直方式ではなく水平方式
であるから、スラグの除去を助ける重力は存在しない。

なお添付図面にはパンチを垂直方向に往復動するように
図示したが、上記米国特許に開示されている打ち抜き成
形機のパンチは水平に移動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパンチ／ダイ・セットにおける各部を
各々分解して示す斜視図である。 第２図は各部を一部組み立てて示す第１図と同様の斜視
図である。 第３図は完全に組み立てたダイ組立体を示す斜視図であ
る。 第４図はダイ組立体のダイ挿入体を示す分解斜視図であ
る。 第５図は第３図の矢印５−５の方向に見た断面図である
。 第６図および第７図は動作サイクルの異なる段階におけ
るパンチの位置を示す第５図と同様の断面図である。 第８図は第６図の矢印８−８の方向に見た断面図である
。 第９図は第６図の矢印９−９の方向に見た断面図である
。 第１Ｏ図は一方の側縁に切欠きを形成しである帯状材の
平面図である。 第１１図および第１２図は打抜き作用の結果、帯状材か
ら発生するスラグを示す平面図である。 ２・・・帯状材　　　　　　４，６．６’・・・側縁８
・・・切欠き　　　　　　１０．１０’・・・スラグ１
１・・・パンチ　　　　　　１２・・・ダイ組立体１３
・・・パンチ自由端　　　１５・・・四部３２・・・ス
ラグ・ストリッパー ４４・・・ダイ開口部　　　　６１・・・先端７８、８
０・・・スラグ支持手段（バー）８２・・・スラグ通路 ９ 冒

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ダイ組立体の開口内にパンチの自由端を反復的に挿入し
   て加工用帯状材の一縁に切欠きを形成し、該切欠きによ
   り生じたスラグを前記開口内に入れるパンチおよびダイ
   組立体において、 前記ダイ組立体の前記開口の上端部には前記開口内にば
   ね付勢されて先端が挿入されたスラグストリッパーを設
   け、 前記ダイ組立体の前記開口に連通する通路には、該通路
   に沿って配置したスラグ支持手段を設け、 前記パンチには、その軸方向に前記スラグストリッパー
   の前記先端が進入するように形成した凹部を設けること
   によって、 前記加工用帯状材から切欠いた前記スラグを前記スラグ
   ストリッパーにより前記パンチから取り除くと共に、前
   記スラグ支持手段が前記スラグを互いに略平行に保持す
   ることを特徴とする前記パンチおよびダイ組立体。