JPH0258080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合材、特に硬質部材（金属板、合成
樹脂板等）―発泡体（合成樹脂発泡体、無機発泡
体）―柔軟性部材の順に積層一体化された複合材
に適宜孔径の貫通孔を穿設する方法、およびその
装置に関する。 一般に異質部材を積層した複合材に貫通孔を穿
孔する場合はドリル、プレス（上刃としてのポン
チと下刃としてのダイ）を用いるのが普通であ
る。しかし、異質部材が硬質材―弾性体か、やや
脆い発泡体―柔軟質からなり、しかも弾性体が嵩
高であるときには、上記工具、装置で穿孔して
も、柔軟性部材が発泡体でクツシヨン性があるた
め剪断力が十分に作用せず、圧縮するだけであ
り、その後でむしり取るように硬質材を打抜くた
め、貫通孔の大きさが不均一となるほか、所定の
貫通孔を穿設できない欠点があつた。さらに、貫
通孔壁面は粗面となり、しかも刃物の切れが悪く
なつて、硬質材の穿孔外周にバルを生ずる不利が
あつた。勿論、使用に際してはバリを除去しなけ
れば製品にならず、工数も多くなる欠点があつ
た。 本発明はこのような欠点を除去するため、刃物
を２段に構成し、かつ同一軸線上を往復動自在に
装着し、構造を簡単にして小型化を図り、かつ、
貫通孔を奇麗な切り口、壁面とすると共に、所定
口径の貫通孔を穿設できる方法とその装置を提案
するものである。 以下に図面を用いて本発明に係る複合材に対す
る穿孔方法、およびその穿孔装置の一実施例につ
いて詳細に説明する。第１図は上記装置の代表的
な構成略図であり、１は工具ホルダー装着部（以
下、単に装着部という）、例えばラム等で設定距
離（ストローク）だけ直線往復動する機構（図示
せず）に連結されている。２は工具ホルダーで上
端に形成した取付軸３が装着部１に着脱容易に連
結されており、また、取付軸３より下部には支持
部４が一体に形成され、その中心に装着穴５が穿
設され、さらに支持部４の下端面にガイド溝６が
形成されている。なお、支持部４の下部には装着
穴５の側壁に連通したねじ孔７が穿設されてい
る。８は硬質部材穿孔具で円柱状の上刃９と上刃
９が嵌挿するテーパー状の貫通孔１０を有する台
状の下刃（ダイ）１１を同一直線上にH₁の寸法
をもつて両刃が直交するように配設されている。
なお、H₁は上刃９の下端面から下刃１１の表面
までの寸法であり、被穿孔物の厚さによつて異な
るものである。さらに前記穿孔具８について説明
すると、上刃９はホルダー兼ガイドとし機能する
主体１２とそれより下部の刃部１３からなり、主
体１２の下部には直線状の案内溝１４がl₁の寸法
だけ形成されている。また刃部１３はその端面に
穿設すべき口径d₀と同径の密実断面の外周端縁に
設けた刃先部１３ａと刃先部１３ａに連続して形
成された柱状の案内部１３ｂからなり、かつ、案
内部１３ｂの寸法l₂は移動距離に応じて設定され
る。なお、図では刃部１３の直径d₁と主体１２の
直径d₂はd₂＞d₁であるが補強と案内溝１４の関係
で太くしてあるもので、もし前記d₀が大きけれ
ば、必らずしも段差をつけず、同一太さにて形成
しうるものである。１５は芯材兼柔軟性部材穿孔
刃（以下、単に円筒刃という）で本体（ホルダー
部）１６と刃部１７と刃先部１７ａと連結具装着
用孔１８と中空部１９，２０、およびガイド溝２
１とから形成されている。さらに説明すると、上
記本体１６は軸受２２を嵌合するための中空部２
０と円筒刃１５と上刃９の主体１２の一体化を図
る固定具２３を装着する孔１８が形成され、円筒
刃１５と上刃９とが設定条件下で連動すると共に
両刃が脱落しないように連結されている。さら
に、ガイド溝２１は本体１６の上端面に形成し、
後記する弾性体を案内するものである。また、刃
部１７は円筒体１７ｂの端面、およびその外周に
鋸歯状の刃先部１７ａが形成され、柔軟性部材、
発泡体を容易に切断し、穿孔するものである。さ
らに、刃先部１７ａの形状としては、第２図ａ，
ｂに示すように円筒体１７ｂの端部の内、外周壁
に形成されるものであり、ａ図に示す刃先部１７
ａを用いた際の穿孔２４の端縁は切断周縁が面取
り状に、ｂ図の刃先部１７ａを用いた穿孔２４の
端縁は直角状に切断されるものである。なお、本
体１６の中空部１９の直径D₁は上刃９の直径d₂
を軸受２２を介して摺動させられる大きさであ
り、円筒体１７ｂの中空部２０の直径d₀は上刃９
の刃部１３の直径d₁をスムーズに摺動しうる大き
さに形成されている。２５はストツパで円筒刃１
５の間隔H₂を限定するものであり、上刃９、円
筒刃１５と別個に独立して間隔H₂を調整可能に
固定されている。なお、ストツパ２５は円筒刃１
５の刃先部１７ａが複合材の硬質部材に接触し、
破損しないように機能するものである。２６は弾
性体、例えばコイルばね体でガイド溝６，２１間
に介在すると共に主体１２を軸芯として遊合状態
で装着されている。そして弾性体２６は上刃９と
円筒刃１５の直線往復動に連動自在とすると共
に、上刃９と円筒刃１５とを固定状態の一体化と
せずに、緩衝作用と弾力付与により往復運動にズ
レ、逃げの機能を発揮させるものである。２７は
複合材で硬質部材２８、柔軟性部材２９、発泡体
からなる芯材３０が一体に積層されたものであ
る。 次に上記装置の動作と穿孔方法を説明する。例
えば、第４図に示すような部材（軒天）を製造す
ると仮定する。部材、所謂複合材２７の構成とし
ては硬質部材２８として0.27mmのカラー鋼板、柔
軟性部材２９としてクラフト紙にアルミニウム箔
をラミネートしたシート状物、芯材３０としてポ
リウレタンフオームを現場方式により一体化した
ものであり、厚さｔは16mm、密度は30Kg／m³の独
立気泡組織に形成されている。また、穿孔２４は
円形で直径がd₀のものを１個づつ多数個穿設する
ものである。なお、S₁は上刃９のストローク、S₂
は円筒刃１５のストローク、Ａは上刃９の刃先部
端面から円筒刃１５の刃先部１７ａの先端までの
距離、Ｂは複合材２７のシート状物２９と刃先部
１７ａの端面までの距離であり、ストツパ２５は
プレス機（図示せず）に間隔調節可能に装着され
ているものである。そこで、第１図に示すように
上記複合材２７が下刃１１にシート状物２９を上
にして水平に載置された。このとき、ラム１は下
刃（ダイ）１１から上刃９がH₁の位置に存在す
るように設定されており、穿孔動作はこの位置か
ら矢印イ方向へ直線状に下降することにより始め
られる。ラム１の下降に応じて上刃９が直線状に
下降し、円筒刃１５の刃先部１７ａがシート状物
２９に接触するまでラム１の降下速度に応じて工
具ホルダー２、上刃９、円筒刃１５、弾性体２６
が連結状態で第５図に示す位置まで下降する。シ
ート状物２９に刃先部１７ａが接触すると円筒端
面の鋸歯がラム１の下降とコイルばね２６とシー
ト状物２９間の関係で刃先部１７ａがシート状物
を切断し、そのままの状態でラム１が直線的に下
降するのに応じてコイルばね２６を介した刃先部
１７が降下せしめられる。刃先部１７ａが下降す
ると、芯材３０の一部は円筒体１７ｂの内径の断
面積で切断され、筒体１７ｂ内に充填される。さ
らにラム１が下降して、本体１６の下端面１６ａ
が第６図に示すようにストツパ２５に当接する
と、芯材３０の厚さｔの大部分が切断、穿孔され
る。すなわち、シート状物２９、ポリウレタンフ
オーム３０の打抜きがS₂＝Ｂ＋ｔ−△l₁のストロ
ークで完了したことになる。なお、刃先部１７ａ
の先端とカラー鋼板２８間には、刃先を保護する
ため△l₁のギヤツプを有するように設定されてい
る。さらに、円筒刃１５により、シート状物２
９、ポリウレタンフオーム３０が切断、穿孔され
た後は、ラム１が同じように下降しているため、
上刃９はコイルばね２６を押圧しながら円筒刃１
５内の中空部１９，２０内を主体１２と刃部１３
とが一体に下降せしめられる。なお、円筒体１７
ｂの中空部２０内に存在する抜き屑３１は刃先部
１３ａの端面によつて圧縮されながらカラー鋼板
２８の背面に押圧される。さらに上刃９が下降
し、下刃１１と協働してカラー鋼板２８を打抜
き、下刃１１から△l₂の位置まで下降した位置で
第７図に示すように貫通孔１０から複合材全体の
抜き屑３１が排出される。すなわち、上記△l₂が
上刃９のストロークS₁の下限である。なお、コイ
ルばね２６は設定長さをL₀とすると最小長さL₁
となり、L₀―L₁の長さだけ圧縮されるものであ
り、圧縮長さだけ弾性付与、緩衝体として機能す
るものである。また、固定具２３と直線状の案内
溝１４の位置関係は、ラム１が下降し、本体１６
の下端部１６ａがストツパ２５に接触すると、上
刃９が下際するのに反し、円筒刃１５がその位置
に停止するため、第７図に示す位置に固定具２３
を移動したと同じようになる。勿論、固定具２３
の介在によつて円筒刃１５は回転せず直線的に下
降させられる。次に、ラム１が上昇するのに伴な
つて上刃９、円筒刃は連動して上昇し、第１図に
示す元の位置にそれぞれが復帰せしめられるもの
である。従つて、複合材２７に複数個の穿孔２４
を穿説する場合には、その個数分上記のような動
作をくり返せばよいものである。なお、第８図は
上刃９（実線で示す）、円筒刃１５（半線で示す）
の軌跡を示す説明図であり、横軸に時間、縦軸に
上下方向の移動距離を示し、点が円筒刃１５に
よるシート状物２９の切断穿孔時、が上刃９に
よるカラー鋼板２８の打抜き時、αが円筒刃１５
がポリウレタンフオーム３０を切断、穿孔する時
間、βが上刃９が中空部２０内のシート状物２
９、ポリウレタンフオーム３０を圧縮する時間、
γが全打抜き屑３１を排出する時間である。 以上説明したのは本発明に係る複合材の穿孔方
法、およびその穿孔装置の一実施例にすぎず、工
具ホルダー２をチヤツクとしたり、上刃の刃部１
３、円筒歯１５の孔断面を例えば第９図ａ〜ｆに
示すように角、楕円その他任意形状に形成した
り、穿孔２４の径が大きければ上刃９と同一直径
で刃部１３を形成することもできる。さらに、上
刃９―円筒刃１５、弾性体２６の組合せを多数本
多軸的に配列し、かつ、下刃も上記上刃９に対応
するように配設すれば１度の下降で複数個の穿孔
２４を穿設するように構成することも可能であ
る。また、芯材は連通気泡組織でもよく、成形体
を硬質部材２８と接着剤により一体化した複合材
の場合にも使用できるものである。その他、穿孔
２４を第１０図に示すように複合材の厚さに対し
傾斜して穿設することもできる。 上述したように、本発明に係る穿孔法、および
穿孔装置によれば、硬質部材と発泡組織の芯材と
柔軟可撓性部材のように性質の全く異な材料の組
合せによつて作られた複合材を２種類の円筒刃と
上刃にそれぞれ分担させて、切断、穿孔し、奇麗
な切口の端縁、側壁を得ることができるものであ
る。すなわち、比較的柔軟で破れ、或いは圧潰し
やすい柔軟性部材とフオームのような構造の芯体
とを筒体端面に形成した鋸歯状の薄肉の刃先部で
切断、穿孔するため、上記両部材を剪断したとき
に引張つて切口の近傍を破つたり、芯材を剪断し
たときに圧潰させることもなく、所定大きさの断
面形状の切口に切断、打抜きできるものである。
また、切断、打抜いた屑は円筒刃内に収容、所謂
芯材と完全に遮断したまま最後に外部へ排出する
ため穿孔の側壁は美しく、所定寸法の穿孔を形成
できる。さらに、硬質部材は通常のポンチーダイ
の関係で打抜くため、反り、変形、擦過傷のない
状態で確実に剪断できると共に、美しく、バリの
ない切口とすることができる。また、装置は小
型、安価にして構造が簡単で、既存装置に装着で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る穿孔装置の一実施例を示
す説明図、第２図ａ，ｂは上記装置の１つの要部
である芯材兼柔軟性部材穿孔刃の刃先部を示す断
面図、第３図ａ，ｂは上記穿孔刃により切断、穿
孔した穿孔の断面図、第４図は複合材の一例を示
す説明図、第５図〜第７図は前記装置の動作を説
明する断面図、第８図は上記装置の動作を示す説
明図、第９〜第１０図はその他の実施例を示す説
明図である。 １…工具ホルダー装着部、２…工具ホルダー、
８…硬質部材穿孔具、９…上刃、１１…下刃、１
５…芯材兼柔軟性部材穿孔刃、２２…軸受、２４
…穿孔、２６…弾性体、２７…複合材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硬質部材と発泡体からなる芯材と柔軟性部材
   とからなる複合材に所望形状、大きさの貫通孔を
   穿設するにあたり、複合材の柔軟性部材上方に垂
   直に配設した円筒状の芯材兼柔軟性部材穿孔刃に
   よつて柔軟性部材―芯材のみを切断穿孔し、次い
   で上記穿孔刃の内側に充填された上記２部材の切
   屑を圧縮しながら円柱状の硬質部材穿孔刃の上刃
   を進入させて硬質部材を切断穿孔した後に前記両
   穿孔刃を切断穿孔個所から抜出すことを特徴とす
   る複合材の穿孔方法。 ２ 複合材の柔軟性部材、芯材を切断穿孔する円
   筒状の芯材兼柔軟性部材穿孔刃と、該穿孔刃の筒
   内に下端部を摺動可能な状態で内蔵し、上端部を
   工具ホルダーに固設した柱状の上刃と前記複合材
   を載置すると共に上刃と協働して硬質部材を切断
   穿孔する下刃とを同一直線上に複合材の厚さ以上
   の隔たりをもつて対設した硬質部材穿孔具と、前
   記穿孔刃の下降距離を制限するストツパと、工具
   ホルダーの下端と前記穿孔刃間で、かつ前記上刃
   の主体を軸心として配設した弾性体とを備え、前
   記穿孔刃、および上刃が前記複合板の厚さ方向に
   対し連動して直線往復動するように配設したこと
   を特徴とする複合材用穿孔装置。 ３ 芯材兼柔軟性部材穿孔刃が円筒端部外周に鋸
   歯状の刃先端を形成したものである特許請求の範
   囲第２項記載の複合材用穿孔装置。 ４ 弾性体がコイルばねで、コイルばねセツト圧
   が柔軟性部材の打抜きに必要な弾性より大である
   特許請求の範囲第２項、第３項記載のいずれかで
   ある複合材用穿孔装置。