特開 2023-48663 ロータリパンチユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023048663

(43)【公開日】2023-04-07

(54)【発明の名称】ロータリパンチユニット

(51)【国際特許分類】

   B26F 1/08 20060101AFI20230331BHJP

【ＦＩ】

B26F1/08 A

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021158103

(22)【出願日】2021-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(71)【出願人】

【識別番号】305022598

【氏名又は名称】株式会社プロテリアルプレシジョン

(72)【発明者】

【氏名】橋本 秀一

【テーマコード（参考）】

3C060

【Ｆターム（参考）】

3C060AA01

3C060AA03

3C060AA04

3C060AA06

3C060AA16

3C060BA01

3C060BB12

3C060BD03

3C060BG08

3C060BG11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】噛み合いの始点と終点の折れ込みの発生を抑制し、紙、樹脂、不織布、金属箔またはゴムから成る被穿孔材に容易に穿孔できるロータリパンチユニットの提供。
【解決手段】ダイス１０を備えて一方向に回転する第１軸と、パンチ２０を備えて第１軸の軸方向に平行かつ第１軸とは逆方向に回転する第２軸とを有し、ダイスおよびパンチの切刃１０ａが同期回転しながら噛み合うことにより、ダイスおよびパンチの切刃の間に供給された被穿孔材に穿孔し、ダイスの切刃の内径をＤｄとし、パンチの切刃の外径をＤｐとするとき、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、ダイスおよびパンチの切刃が噛み合いの始点で圧接し、ダイスの切刃の回転半径をＲｄとし、パンチの切刃の回転半径をＲｐとするとき、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、ダイスおよびパンチの切刃が噛み合いの終点で圧接するように、ロータリパンチユニットを構成する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイスを備えて一方向に回転する第１軸と、パンチを備えて前記第１軸の軸方向に対して平行かつ前記第１軸とは逆方向に回転する第２軸と、を有し、前記ダイスと前記パンチとが同期回転しながら噛み合いを行うことにより、前記ダイスと前記パンチとの間に供給された被穿孔材に穿孔するロータリパンチユニットであって、
前記ダイスの切刃の内径をＤｄとし、前記パンチの切刃の外径をＤｐとするとき、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接するように構成され、
前記ダイスの切刃の回転半径をＲｄとし、前記パンチの切刃の回転半径をＲｐとするとき、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチとの切刃とが前記噛み合いの終点において圧接するように構成される、ロータリパンチユニット。

【請求項2】

０．１０ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）≦０．４０ｍｍの関係を満たすように構成される、請求項１に記載のロータリパンチユニット。

【請求項3】

前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接する状態にしたときに、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と前記ダイスの回転中心とを結んだ線分と、前記ダイスの回転中心と前記パンチの回転中心とを結んだ線分とがなす角をαとするとき、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成される、請求項１または２に記載のロータリパンチユニット。

【請求項4】

前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの終点とが、前記ダイスの回転中心に対してなす角をθ（ラジアン）とするとき、０．０２ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係を満たすように構成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロータリパンチユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリパンチユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、紙または樹脂から成るシート材（被穿孔材）に綴じ孔を穿孔するために、ロータリパンチユニットが使用される。このようなロータリパンチユニットは、ダイスを備えて一方向に回転する第１軸と、パンチを備えて第１軸に対して平行かつ第１軸とは逆方向に回転する第２軸と、を有し、ダイスとパンチが同期回転しながら噛み合うことにより、ダイスとパンチとの間に次々と供給される被穿孔材に、次々と穿孔することができる。

【0003】

このようなロータリパンチユニットは、たとえば、特許文献１（特許第４３９０４０５号公報）に開示される。特許文献１が開示するロータリパンチユニットでは、ダイスの切刃（孔）とパンチの切刃との径差が「０ｍｍ～パンチの切刃の外径×０．００５ｍｍ（０ｍｍを含まず）」に設定される。さらに、ダイスの切刃とパンチの切刃との噛み合いの始点におけるダイスの切刃とパンチの切刃とのクリアランスが「０ｍｍ～パンチの切刃の外径×（－０．００５ｍｍ）（０ｍｍを含まず）」に設定される。この構成により、紙または樹脂から成るシート材（被穿孔材）に発生しやすい、噛み合いの始点における不具合、すなわち、パンチの切刃がダイスの孔の中に被穿孔材を折り込みながら突き破る異常な穿孔（以下、「折れ込み」という。）が抑制されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４３９０４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１が開示するロータリパンチユニットは、紙または樹脂から成る被穿孔材に穿孔することができる。ところが、このロータリパンチユニットでは、不織布から成る被穿孔材、銅やアルミニウムなどの金属箔から成る被穿孔材、あるいは、ゴムからなる被穿孔材に穿孔しようとしたときに、噛み合いの終点において、折れ込みが頻発した。そこで、特許文献１の開示内容を参酌し、噛み合いの終点側においても噛み合いの始点側と同様に、ダイスの切刃とパンチの切刃とのクリアランスの調整を試みようとした。しかし、噛み合いの始点におけるクリアランスを適切に維持しながら、噛み合いの終点におけるクリアランスを適切に確保することができる構成を見出すことができず、噛み合いの終点における被穿孔材の折れ込みの発生を抑制することができなかった。

【0006】

この発明の目的は、噛み合いの始点および終点における折れ込みの発生を抑制し、紙または樹脂から成る被穿孔材に限らず、不織布、金属箔またはゴムから成る被穿孔材に対しても穿孔することができる、ロータリパンチユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

発明者らは、噛み合いの始点および終点において折れ込みが発生しやすい噛み合い状態を精査し、噛み合いの始点および終点の両方で、より適切な噛み合い状態を確保することができる構成を見出し、この発明に想到することができた。

【0008】

この発明に係るロータリパンチユニットは、ダイスを備えて一方向に回転する第１軸と、パンチを備えて前記第１軸の軸方向に対して平行かつ前記第１軸とは逆方向に回転する第２軸と、を有し、前記ダイスと前記パンチとが同期回転しながら噛み合いを行うことにより、前記ダイスと前記パンチとの間に供給された被穿孔材に穿孔するロータリパンチユニットであって、前記ダイスの切刃の内径をＤｄとし、前記パンチの切刃の外径をＤｐとするとき、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接するように構成され、前記ダイスの切刃の回転半径をＲｄとし、前記パンチの切刃の回転半径をＲｐとするとき、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチとの切刃とが前記噛み合いの終点において圧接するように構成される。

【0009】

この発明に係るロータリパンチユニットにおいて、０．１０ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）≦０．４０ｍｍの関係を満たすように構成することが好ましい。

【0010】

この発明に係るロータリパンチユニットにおいて、前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接する状態にしたときに、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と前記ダイスの回転中心とを結んだ線分と、前記ダイスの回転中心と前記パンチの回転中心とを結んだ線分とがなす角をαとするとき、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成することが好ましい。

【0011】

この発明に係るロータリパンチユニットは、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの終点とが、前記ダイスの回転中心に対してなす角をθ（ラジアン）とするとき、０．０２ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係を満たすように構成することが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

この発明によれば、噛み合いの始点および終点における折れ込みの発生が抑制され、紙または樹脂から成る被穿孔材に限らず、不織布、金属箔またはゴムから成る被穿孔材に対しても穿孔することができる、ロータリパンチユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明に係るロータリパンチユニットの実施形態の一例を模式的に示す図（正面図）である。

【図2】この発明に係るロータリパンチユニットの実施形態の一例を模式的に示す図（部分断面を含む側面図）である。

【図3】ダイスおよびパンチと被穿孔材との位置関係などについて説明するために示す図である。

【図4】ダイスとパンチの噛み合いなどについて説明するために示す図である。

【図5】ダイスとパンチの噛み合いの始点について説明するために示す図である。

【図6】図５に示すダイスとパンチの噛み合いの始点Ｐ１の近傍を拡大して示す図である。

【図7】ダイスとパンチの噛み合いの終点について説明するために示す図である。

【図8】図７に示すダイスとパンチの噛み合いの終点Ｐ２の近傍を拡大して示す図である。

【図9】噛み合いの終点Ｐ２の構成に関し、図８に示す構成との違いを説明するために示す参考図である。なお、図８に示す構成との対比を簡明にするため、各部の呼称および各部に付す符号を図８と共有する。

【発明を実施するための形態】

【0014】

この発明に係るロータリパンチユニットについて、その実施形態の一例の構成を図１から図８に示し、適宜図面を参照して説明する。なお、この発明に係るロータリパンチユニットの構成は、ここに例示する実施形態の構成に限定するものではない。この発明に係るロータリパンチユニットの構成は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれると解することが相当である。なお、ロータリパンチユニットを構成する各部の呼称および各部に付す符号は、特段の断りがない限り、明細書および図面の記載において共用する。

【0015】

図１から図８に示すロータリパンチユニット１（以下、パンチユニット１という。）は、後述するように、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすように構成されるので、紙または樹脂に限らず、不織布、金属箔またはゴムから成る被穿孔材Ｓに対して、穿孔することができる。パンチユニット１は、たとえば、普通紙や印画紙などの厚さが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の紙類、Ｘ線撮像用フィルムなどの厚さが０．０２ｍｍ以上２ｍｍ以下の軟質樹脂類、不織布、布地およびフェルトなどの厚さが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下の布地類、導電性シートなどの厚さが０．０２ｍｍ以上２ｍｍ以下の軟質ゴム類など、比較的軟質な材料から成る被穿孔材Ｓに穿孔することが可能である。また、パンチユニット１は、たとえば、銅箔やアルミニウム箔などの厚さが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の比較的軟質な金属箔類、導電性基板および半導体基板などの厚さが０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下の硬質樹脂類など、比較的硬質の材料から成る被穿孔材Ｓに穿孔することが可能である。

【0016】

パンチユニット１は、図１および図２に示すように、被穿孔材Ｓの下側（Ｚ１側）に配置されるダイス１０と、被穿孔材Ｓの上側（Ｚ２側）に配置されるパンチ２０と、を有する。また、ダイス１０を備えて一方向（Ｑ１方向）に回転する第１軸１１と、パンチ２０を備えて第１軸１１の軸方向（Ｘ方向）に対して平行かつ第１軸１１とは逆方向（Ｑ２方向）に回転する第２軸２１と、を有する。

【0017】

パンチユニット１において、第１軸１１および第２軸２１は、フレーム１４によって回転自在に支持され、互いにＸ方向に沿って平行に、軸間距離Ｌｄｐ（図３を参照）を保って、構成される。第１軸１１の一端側（Ｘ２側）には、ギヤ１２およびシザースギヤ１３を備える。第２軸２１の一端側（Ｘ２側）には、ギヤ２２を備える。ギヤ１２およびシザースギヤ１３と、ギヤ２２とは、バックラッシが可能な限りなくなるように、連結される。第１軸１１の他端側（Ｘ１側）には、駆動源（図示略）が連結される。駆動源は、第２軸２１の他端側（Ｘ１側）に連結することもできる。

【0018】

被穿孔材Ｓは、図２に示すように、パンチユニット１に対してＹ方向に供給され、Ｙ２側からＹ１側に向かって移動する。図３に示すように、ダイス１０を備える第１軸１１は、穿孔動作中、パンチ２０を備える第２軸２１と同期しながら、一方向（Ｑ１方向）に回転している。一方、パンチ２０を備える第２軸２１は、穿孔動作中、ダイス１０を備える第１軸１１と同期しながら、第１軸１１とは逆方向（Ｑ２方向）に回転している。したがって、ダイス１０を備える第１軸１１と、パンチ２０を備える第２軸２１とは、穿孔動作中、互いに逆方向に同期回転している。

【0019】

ダイス１０とパンチ２０とが互いに逆方向に同期回転する間、図４から図８に示すように、特定のタイミングで、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いを行うことにより、ダイス１０とパンチ２０との間に供給された被穿孔材Ｓに対して、穿孔することができる。この発明で取り扱う「噛み合い」とは、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとがオーバーラップ（図４に示すＬｚを参照）し、ダイス１０の孔（切刃１０ａ）の中にパンチ２０の凸部（切刃２０ａ）が侵入して離脱する間の動作、または、侵入して離脱する間の状態、を意図する。

【0020】

ダイス１０は、第１軸１１の軸方向（Ｘ方向）に対して直交方向に延在する孔、または、その孔を備える部品である。ダイス１０の孔は、その孔の延在方向が、第１軸１１の軸方向（Ｘ方向）に対して直交するように配置されている。ダイス１０の孔は、少なくともその開口側において、その孔の延在方向に対する直交断面が円形状に形成されている。たとえば、同期回転中のダイス１０とパンチ２０とが図４に示す位置にある場合、第１軸１１の軸方向（Ｘ方向）に対する直交方向はＺ方向に対応し、ダイス１０の孔の延在方向はＺ方向に対応し、ダイス１０の孔の開口側はＺ２側に対応し、ダイス１０の孔の延在方向に対する直交断面はＸ－Ｙ断面に対応する。

【0021】

ダイス１０の孔の開口周りの最外面は、ダイス１０の切刃１０ａが第１軸１１の軸心Ｏｄを中心として回転半径Ｒｄで回転したときのダイス１０の切刃１０ａの最外の回転軌跡円上に位置する円周面の一部（以下、円周面１５という。）である。この回転半径Ｒｄをダイス１０（孔）の回転半径とする。なお、各図に示す円周面１５は、簡明のため、略直線で作画している。ダイス１０の切刃１０ａの円周面１５は、たとえば、軸心Ｏｄを中心とする円筒研削、円筒研磨などにより機械的に高精度に形成することができる。ダイス１０の円周面１５の孔の角部の縁１０ｂ（図６および図８を参照）は、略９０度のバリのない鋭利な角形に形成されている。ダイス１０の円周面１５の孔の鋭利な縁１０ｂは、被穿孔材Ｓに切り込んだパンチ２０の切刃２０ａが噛み合いを行う切刃１０ａとなる。ダイス１０の切刃１０ａは、穿孔動作中、特定のタイミングで、パンチ２０の切刃２０ａと噛み合いを行うことができるように構成されている。

【0022】

パンチ２０は、第２軸２１の軸方向（Ｘ方向）に対して直交方向に延在する丸棒状の凸部、または、その丸棒状の凸部を備える部品である。パンチ２０の凸部は、その凸部の突出方向が、第２軸２１の軸方向（Ｘ方向）に対して直交するように配置されている。パンチ２０の凸部は、少なくともその先端側において、その凸部の突出方向に対する直交断面が円形状に形成されている。たとえば、同期回転中のダイス１０とパンチ２０とが図４に示す位置にある場合、第２軸２１の軸方向（Ｘ方向）に対する直交方向はＺ方向に対応し、パンチ２０の凸部の突出方向はＺ方向に対応し、パンチ２０の凸部の先端側はＺ１側に対応し、パンチ２０の凸部の突出方向に対する直交断面はＸ－Ｙ断面に対応する。

【0023】

パンチ２０の丸棒状の凸部の最先端面は、パンチ２０の切刃２０ａが第２軸２１の軸心Ｏｐを中心として回転半径Ｒｐで回転したときのパンチ２０の切刃２０ａの最外の回転軌跡円上に位置する円周面の一部（以下、円周面２５という。）である。この回転半径Ｒｐをパンチ２０（凸部）の回転半径とする。なお、各図に示す円周面２５は、簡明のため、略直線で作画している場合がある。パンチ２０の切刃２０ａの円周面２５は、たとえば、軸心Ｏｐを中心とする円筒研削、円筒研磨などにより機械的に高精度に形成することができる。パンチ２０の凸部の円周面２５の角部の縁２０ｂは、略９０度のバリのない鋭利な角形に形成されている。パンチ２０の凸部の円周面２５の鋭利な縁２０ｂは、被穿孔材Ｓに切り込む切刃２０ａとなる。パンチ２０の切刃２０ａは、穿孔動作中、特定のタイミングで、ダイス１０の切刃１０ａと噛み合いを行うことができるように構成されている。

【0024】

穿孔動作中、噛み合いの始点側（Ｙ１側）から噛み合いの終点側（Ｙ２側）に移行する途中のダイス１０の切刃１０ａおよびパンチ２０の切刃２０ａは、図４に示すような位置関係になる。この場合、図４に示すように、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの間には、隙間Ｃ１、Ｃ２が画成される。この隙間Ｃ１、Ｃ２が画成されるは、ダイス１０の切刃１０ａ（孔）の内径をＤｄとし、パンチ２０の切刃２０ａ（凸部）の外径をＤｐとするとき、Ｄｄ－Ｄｐ≧０ｍｍの関係を満たすように構成されるためである。この隙間Ｃ１、Ｃ２は、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いを円滑にするために必要である。

【0025】

パンチユニット１は、穿孔動作中、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの径差に起因して、隙間Ｃ１、Ｃ２が画成される可能性を十分に考慮し、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが適切な噛み合い状態になるように構成することが重要である。そのためには、特に、噛み合いの始点および終点における、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの位置関係を適切に構成することが重要である。

【0026】

具体的には、ダイス１０の切刃１０ａの内径をＤｄとし、パンチ２０の切刃２０ａの外径をＤｐとするとき、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、噛み合いの始点Ｐ１において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するように構成する。

【0027】

加えて、ダイス１０の切刃１０ａの回転半径をＲｄとし、パンチ２０の切刃２０ａの回転半径をＲｐとするとき、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、噛み合いの終点Ｐ２において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するように構成する。

【0028】

このとき、好ましくは、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、０．１０ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）≦０．４０ｍｍの関係を満たすように構成する。

【0029】

また、好ましくは、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１において圧接する状態になるときに、ダイス１０の切刃１０ａの噛み合いの始点Ｐ１とダイス１０の回転中心になる第１軸１１の軸心Ｏｄとを結んだ線分と、この軸心Ｏｄとパンチ２０の回転中心になる第２軸２１の軸心Ｏｐとを結んだ線分とがなす角をαとするとき、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成する。

【0030】

また、好ましくは、ダイス１０の切刃１０ａ噛み合いの始点Ｐ１と、ダイス１０の切刃１０ａの噛み合いの終点Ｐ２とが、ダイス１０の回転中心になる第１軸１１の軸心Ｏｄに対してなす角をθ（単位：ラジアン）とするとき、０．０２ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係を満たすように構成する。

【0031】

ここで、噛み合いの始点とは、被穿孔材Ｓに対する穿孔を開始する前進側（Ｙ１側）であって、穿孔動作中、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの最初の近接点（図５に示すＰ１を参照）またはその近傍（図６に示すＰ１を参照）を意図する。また、噛み合いの終点とは、被穿孔材Ｓに対する穿孔を終了する後進側（Ｙ２側）であって、穿孔動作中、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの最後の近接点（図７に示すＰ２を参照）またはその近傍（図８に示すＰ２を参照）を意図する。

【0032】

ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすように構成することにより、噛み合いを行うダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのカジリを抑制することができる。この関係を満たさないパンチユニットは、たとえば、Ｄｄ－Ｄｐ＜０ｍｍの場合、一般的にいう締り嵌めの状態で噛み合いが行われることになり、特に、噛み合いの始点Ｐ１において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのカジリが発生しやすくなる。そのため、噛み合いに影響を与える各部品の機械加工、組立および調整を極めて高精度に行わなければならず、パンチユニットの生産性および廉価性などの観点で好ましくない場合がある。また、Ｄｄ－Ｄｐ＞０．００５ｍｍの場合、噛み合いの始点Ｐ１におけるカジリの発生が抑制されやすいが、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの隙間Ｃ１がより大きくなる。そのため、噛み合いの始点Ｐ１に限らず、噛み合いの始点Ｐ１から終点Ｐ２に到るまで被穿孔材Ｓの折れ込みや千切れなどの不具合が生じやすくなり、穿孔の確実性および穿孔形成された孔の品位などの観点で好ましくない場合がある。

【0033】

加えて、噛み合いの始点Ｐ１において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するように構成することにより、噛み合いの始点Ｐ１における被穿孔材Ｓの折れ込みなどの不具合の発生原因になる隙間Ｃ１の画成を確実に抑制することができる。これにより、噛み合いの始点Ｐ１における被穿孔材Ｓの折れ込みなどの不具合の発生を容易に抑制することができる。噛み合いの始点Ｐ１においてダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するように構成するには、パンチユニット１を組み立てる際に、噛み合いの始点Ｐ１においてダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するように調整すればよい。

【0034】

なお、Ｄｄ－Ｄｐ＝０ｍｍの場合、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１で圧接しなくても、設計上、隙間Ｃ１が画成されない。しかし、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａに限らず、ダイス１０とパンチ２０との同期回転に係る回転機構系および回転制御系には、加工寸法、機械的剛性、組立精度および制御精度などに、バラツキが生じる。そのため、このようなバラツキの影響を受けて、噛み合いを行うときにダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａの一方または両方が相手から逃げて、隙間Ｃ１が画成される可能性がある。そこで、噛み合いの始点Ｐ１における隙間Ｃ１の画成を確実に抑制するため、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１において圧接するように構成する。

【0035】

被穿孔材Ｓに対する穿孔は、互いに逆方向に同期回転するダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いによる。被穿孔材Ｓがパンチユニット１に供給されると、ダイス１０の円周面１５がＺ１側から被穿孔材Ｓを支持する。この状態で、Ｑ１方向に回転するダイス１０の切刃１０ａ（孔）がＺ１側から被穿孔材Ｓに近接し、同時に、Ｑ２方向に回転するパンチ２０の切刃２０ａがＺ２側から被穿孔材Ｓに近接する。そして、ダイス１０の切刃１０ａになる孔の縁１０ｂと、パンチ２０の切刃２０ａになる凸部の縁２０ｂとが、噛み合いの始点Ｐ１（近傍）に達し、厚さ方向（Ｚ方向）から挟み込んだ被穿孔材Ｓに接し、図５に示す噛み合いの始点Ｐ１において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いが始まる。

【0036】

ここで、噛み合いの始点に関し、参考として、特許文献１が開示するロータリパンチユニットの場合について説明する。特許文献１が開示するロータリパンチユニットでは、ダイスの切刃（孔）とパンチの切刃との径差が「０ｍｍ～パンチの切刃の外径×０．００５ｍｍ（０ｍｍを含まず）」に設定されるとともに、噛み合いの始点におけるダイスの切刃とパンチの切刃とのクリアランスが「０ｍｍ～パンチの切刃の外径×（－０．００５ｍｍ）（０ｍｍを含まず）」に設定される。そのため、噛み合いの始点側では、ダイスの切刃とパンチの切刃との重なりが発生する。この重なり量は、０ｍｍよりも大きく、パンチの切刃の外径をＤｐとしたときに、最大「－０．００５ｍｍ×Ｄｐ」になる。この重なりの発生により、噛み合いの始点における隙間の画成が抑制され、ダイスの切刃とパンチの切刃とが圧接される。

【0037】

この発明に係るパンチユニット１は、噛み合いの始点Ｐ１において、ダイス１０の切刃１０ａ（孔の縁１０ｂがある円周面１５）がＺ１側から被穿孔材Ｓを支持し、同時に、パンチ２０の切刃２０ａ（凸部の円周面２５の縁２０ｂ）がＺ２側から被穿孔材Ｓを押圧し、切り込む。そして、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが適度なオーバーラップ（図４に示すＬｚを参照）を伴うため、パンチ２０の切刃２０ａ（凸部の円周面２５の縁２０ｂ）は被穿孔材Ｓを貫通し、図６に示すように、ダイス１０の切刃２０ａ（円周面１５の縁１０ｂがある孔）の中に入り込む。このとき、パンチユニット１は、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすように構成されるとともに、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１において圧接するように構成される。これにより、パンチユニット１は、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いの始点Ｐ１における位置関係が適切に構成され、パンチ２０の切刃２０ａが、ダイス１０の切刃１０ａ（円周面１５の孔の縁１０ｂ）に対して隙間Ｃ１を画成することなく接し、さらに互いに圧接し合う。このように、噛み合いの始点Ｐ１において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとを圧接状態にすることにより、隙間Ｃ１の画成を確実に抑制することができる。

【0038】

パンチユニット１におけるダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いは、互いに逆方向に同期回転することによって、図５および図６に示す噛み合いの始点Ｐ１側（Ｙ１側）から、図７および図８に示す噛み合いの終点Ｐ２側（Ｙ２側）に向かって、移行する。噛み合いの始点Ｐ１側から噛み合いの終点Ｐ２側に向かって移行する間、ダイス１０の切刃１０ａになる孔の縁１０ｂと、パンチ２０の切刃２０ａになる凸部の縁２０ｂとが、オーバーラップ（Ｌｚ）を伴う噛み合いにより剪断角を構成し、剪断力によって被穿孔材ＳをＹ２側に向かって切り込んで行く。そして、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いは、図７および図８に示す噛み合いの終点Ｐ２に到る。

【0039】

ここで、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのオーバーラップ（Ｌｚ）について説明する。オーバーラップ（Ｌｚ）は、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いを可能にするために必要であり、オーバーラップ（Ｌｚ）を伴う構成にする点は、従来と同様である。図４に示すＬｚは、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのオーバーラップ量である。オーバーラップ量Ｌｚは、ダイス１０の孔に侵入する向き（Ｚ１側）を正方向とし、被穿孔材Ｓの材質、厚さおよび硬さ（柔軟性）の他、穿孔径、ダイス１０の回転半径Ｒｄ、パンチ２０の回転半径Ｒｐ、第１軸１１の軸心Ｏｄと第１軸２１の軸心Ｏｐとの離間長さ（軸間距離Ｌｄｐ）、および、ダイス１０とパンチ２０の同期回転速度などを、必要に応じて、考慮して設定する。オーバーラップ量Ｌｚは、Ｌｚ＞０ｍｍの関係を満たすように設定し、好ましくは、０ｍｍ＜Ｌｘ≦１．０ｍｍの関係を満たすように設定する。なお、Ｌｚ＞０ｍｍの関係を満たし、オーバーラップを伴うパンチユニット１は、Ｄｄｐ＜Ｒｄ＋Ｒｐの関係を満たす。

【0040】

たとえば、Ｌｚ＝０ｍｍの場合、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのオーバーラップが生じない。そのため、ダイス１０の孔（切刃１０ａ）の中にパンチ２０の凸部（切刃２０ａ）が侵入しないので、被穿孔材Ｓに切り込んだパンチ２０の切刃２０ａが十分に貫通せず、被穿孔材Ｓに貫通孔が形成されにくい。なお、Ｌｚ＜０ｍｍの場合、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いが全く生じないので、被穿孔材Ｓに穿孔することができない。また、Ｌｚ＞１ｍｍの場合、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのカジリが発生しやすくなるので、過度なオーバーラップ量Ｌｚは無駄である。ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとのカジリは、ダイス１０の切刃１０ａ（孔）の内径Ｄｄ、パンチ２０の切刃２０ａ（凸部）の外径Ｄｐ、ダイス１０とパンチ２０の同期回転速度、および、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１に侵入する角度（噛み合い角度）などに起因すると考えられる。

【0041】

また、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが適度なオーバーラップ（Ｌｚ）を伴うことにより、図６に示す噛み合いの始点Ｐ１および図８に示す噛み合いの終点Ｐ２のように、ダイス１０の切刃１０ａ（孔の円周面１５の縁１０ｂ）に対して接触して圧接するパンチ２０の切刃２０ａの部位を、凸部の円周面２５の側面２０ｃにすることができる。ダイス１０の切刃１０ａに対して、パンチ２０の凸部の円周面２５の縁２０ｂが接触して圧接する構成は、パンチ２０の凸部の円周面２５の縁２０ｂが接触して圧接する構成に比べて、十分かつ確実な圧接状態を得ることができる。

【0042】

ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いが、噛み合いの始点Ｐ１側（Ｙ１側）から図７および図８に示す噛み合いの終点Ｐ２に到るとき、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの位置関係を適切に構成することが重要である。

【0043】

具体的には、上記したように、ダイス１０の切刃１０ａの回転半径をＲｄとし、パンチ２０の切刃２０ａの回転半径をＲｐとするとき、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、噛み合いの終点Ｐ２において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するように構成する。このとき、好ましくは、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、０．１０ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）≦０．４０ｍｍの関係を満たすように構成する。

【0044】

ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすように構成することにより、同期回転して噛み合いを行うダイス１０の切刃１０ａを、パンチ２０の切刃２０ａよりも早く回転移動させることができる。この構成においてダイス１０の切刃１０ａが位置する円周面１５は最外の回転軌跡円上に位置し、回転半径がＲｄのダイス１０の切刃１０ａの最外の回転軌跡円の半径はＲｄになる。また、ダイス１０の切刃１０ａ噛み合いの始点Ｐ１と、ダイス１０の切刃１０ａの噛み合いの終点Ｐ２とが、ダイス１０の回転中心になる第１軸１１の軸心Ｏｄに対してなす角をθｄ（単位：ラジアン）とするとき、ダイス１０の切刃１０ａの最外の回転軌跡円上におけるダイス１０の切刃１０ａの回転移動距離は、Ｒｄ・θｄになる。なお、このθｄは、図４に示すθに対応する。一方、パンチ２０の切刃２０ａが位置する円周面２５は最外の回転軌跡円上に位置し、回転半径がＲｐのパンチ２０の切刃２０ａの最外の回転軌跡円の半径はＲｐになる。また、パンチ２０の切刃２０ａ噛み合いの始点Ｐ１と、パンチ２０の切刃２０ａの噛み合いの終点Ｐ２とが、パンチ２０の回転中心になる第２軸２１の軸心Ｏｐに対してなす角をθｐ（単位：ラジアン）とするとき、パンチ２０の切刃２０ａの最外の回転軌跡円上におけるパンチ２０の切刃２０ａの回転移動距離は、Ｒｐ・θｐになる。

【0045】

これにより、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たす場合、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１から噛み合いの終点Ｐ２まで同期回転して移動する間に、ダイス１０の切刃１０ａをパンチ２０の切刃２０ａよりもＲｄ・θｄ－Ｒｐ・θｐだけ長く回転移動させることができる。そして、ダイス１０の切刃１０ａを、噛み合いの終点Ｐ２において隙間Ｃ２を画成させることなく、パンチ２０の切刃２０ａに対して圧接させることが可能になる。

【0046】

別の観点から、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすように構成されたダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとは、ダイス１０の切刃１０ａの円周面１５（最外の回転軌跡円）上のＱ１方向を正方向とする周速をＶｄとし、パンチ２０の切刃２０ａの円周面２５（最外の回転軌跡円）上のＱ２方向を正方向とする周速をＶｐとするとき、Ｖｄ＞Ｖｐ（＞０）の関係を満たす。これにより、Ｑ１方向に回転して噛み合いを行うダイス１０の切刃１０ａの円周面１５の周速Ｖｄが、Ｑ２方向に回転して噛み合いを行うパンチ２０の切刃２０ａの円周面２５の周速Ｖｐよりも大きくなり、ダイス１０の切刃１０ａをパンチ２０の切刃２０ａよりも早く回転移動させることができる。

【0047】

これにより、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たす場合、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１から噛み合いの終点Ｐ２まで同期回転して移動する間に、ダイス１０の切刃１０ａをパンチ２０の切刃２０ａよりもＶｄ－Ｖｐだけ早く回転移動させることができる。そして、ダイス１０の切刃１０ａを、噛み合いの終点Ｐ２において隙間Ｃ２を画成させることなく、パンチ２０の切刃２０ａに対して圧接させることが可能になる。

【0048】

噛み合いの始点Ｐ１では、上記したように、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが圧接するため、隙間Ｃ１が画成されていない。たとえば、Ｖｄ＝Ｖｐの場合、隙間Ｃ１が画成されていない噛み合いの状態から噛み合いが進行しても、噛み合い状態にあるダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの相対の位置関係は変化せず、噛み合いの終点Ｐ２側（Ｙ２側）に隙間Ｃ２が画成されることになる。これに対して、Ｖｄ＞Ｖｐ（＞０）の関係を満たすパンチユニット１は、噛み合いの始点Ｐ１において隙間Ｃ１が画成されていない噛み合いの状態から噛み合いが進行するに連れて、ダイス１０の切刃１０ａ（孔の縁１０ｂ）がパンチ２０の切刃２０ａよりも早く回転移動し、ダイス１０の切刃１０ａ（孔の縁１０ｂ）がパンチ２０の切刃２０ａ（凸部の側面１０ｃ）から離間して圧接状態が解消される。この後、Ｖｄ＞Ｖｐの関係を満たすダイス１０の切刃１０ａは、パンチ２０の切刃２０ａとの周速差（Ｖｄ－Ｖｐ）によりパンチ２０の切刃２０ａとの径差（Ｄｄ－Ｄｐ）に対応する距離を埋めながらパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いを行って、やがて、図７および図８に示す噛み合いの終点Ｐ２に到る。

【0049】

ここで、噛み合いの終点に関し、参考として、特許文献１が開示するロータリパンチユニットの場合について説明する。特許文献１が開示するロータリパンチユニットでは、ダイスの切刃（孔）とパンチの切刃との径差が「０ｍｍ～パンチの切刃の外径×０．００５ｍｍ（０ｍｍを含まず）」に設定されるとともに、噛み合いの始点におけるダイスの切刃とパンチの切刃とのクリアランスが「０ｍｍ～パンチの切刃の外径×（－０．００５ｍｍ）（０ｍｍを含まず）」に設定される。そのため、上記したように、噛み合いの始点では、ダイスの切刃とパンチの切刃との重なりが発生し、噛み合いの始点における隙間の画成が抑制され、ダイスの切刃とパンチの切刃とが圧接される。しかし、図９に示すように、噛み合いの終点Ｐ２では、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの重なりが発生しない。これは、噛み合いの始点で重なったダイスの切刃とパンチの切刃とが、噛み合いの始点から噛み合いの終点に向かって移動する間、ダイスの切刃とパンチの切刃とが同じ回転移動を行うように構成されているからである。

【0050】

したがって、特許文献１が開示するロータリパンチユニットの場合、噛み合いの終点Ｐ２に画成される隙間を埋めるという発想がなく、必然として、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの径差に対応する最大「０．００５ｍｍ×Ｄｐ」の隙間Ｃ２が発生する。そのため、特許文献１が開示するロータリパンチユニットの場合、噛み合いの終点Ｐ２において、図９に示すように、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが接触せず、圧接することがない。それゆえ、図９に示す隙間Ｃ２の画成に起因して、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの接触が妨げられ、必要かつ重要と考えるダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの圧接状態が生じないので、噛み合いの終点Ｐ２においてバラツキが大きい不安定な噛み合い状態になることに起因して、折れ込みなどの不具合が発生しやすくなると考えられる。

【0051】

この発明に係るパンチユニット１は、上記したように、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすように構成される。この構成において、噛み合い状態にあるダイス１０の切刃１０ａが、パンチ２０の切刃２０ａとの周速差（Ｖｄ－Ｖｐ）によってパンチ２０の切刃２０ａよりも先行することが可能な距離は、パンチ２０の切刃２０ａとの径差（Ｄｄ－Ｄｐ）に対応する。したがって、噛み合いの始点Ｐ１から噛み合いの終点Ｐ２までの間に、ダイス１０の切刃１０ａが最大で０．００５ｍｍ先行するように、周速差（Ｖｄ－Ｖｐ）を構成すればよい。この観点で、パンチユニット１は、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いの終点Ｐ２における位置関係を適切に構成するために、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすように構成され、好ましくは、０．０２ｍｍ≦Ｒｄ－Ｒｐ≦０．４０ｍｍの関係を満たすように構成される。

【0052】

ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが０．０２ｍｍ≦Ｒｄ－Ｒｐ≦０．４０ｍｍの関係を満たす場合、被穿孔材Ｓの材質、厚さおよび硬さ（柔軟性）などに起因する抵抗力や噛み合いによる抵抗力の影響を受けてもダイス１０の切刃１０ａの最大０．００５ｍｍの先行が確実になって、噛み合いの終点Ｐ２において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの安定な圧接状態を確実に構成することができる。なお、Ｒｄ－Ｒｐ＞０．４０ｍｍの場合、噛み合いの終点Ｐ２において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの圧接がより強固になるが、圧接が強固になり過ぎるとカジリが発生する可能性が高まる。

【0053】

図５に示す噛み合いの始点Ｐ１側（Ｙ１側）から図７に示す噛み合いの終点Ｐ２側（Ｙ２側）に到る間、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとは、ダイス１０の切刃１０ａ（孔の縁１０ｂがある円周面１５）がＺ１側から被穿孔材Ｓを支持し、同時に、パンチ２０の切刃２０ａ（凸部の円周面２５の縁２０ｂ）がＺ２側から被穿孔材Ｓを押圧し、ダイス１０の切刃１０ａ（孔の縁１０ｂ）と噛み合いを進めながら被穿孔材Ｓを切り込む。このとき、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが適度なオーバーラップ（Ｌｚ）を伴うため、被穿孔材Ｓを切り込むパンチ２０の切刃２０ａ（凸部の円周面２５の縁２０ｂ）は、図６に示す状態から図４に示す状態を経て図８に示す状態に到る間、ダイス１０の切刃２０ａ（円周面１５の縁１０ｂがある孔）の中に入り込んだ状態になる。そして、噛み合いの終点Ｐ２において、図８に示すような噛み合い状態になる。これは、上記したように、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすことでＶｄ＞Ｖｐになることにより、噛み合いの終点Ｐ２においてダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが隙間Ｃ２を画成することなく圧接状態になるように構成されているからである。なお、パンチユニット１は、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たしてオーバーラップ（Ｌｚ）を伴うため、Ｄｄｐ＜Ｒｄ＋Ｒｐの関係を満たす。

【0054】

噛み合いの終点Ｐ２において、被穿孔材Ｓを貫通したパンチ２０の切刃２０ａ（凸部の円周面２５の縁２０ｂ）は、図８に示すように、ダイス１０の切刃２０ａ（円周面１５の縁１０ｂがある孔）の中に入り込んでいる。このとき、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、噛み合いの始点Ｐ１において圧接するように構成されていることにより、パンチ２０の切刃２０ａが、ダイス１０の切刃１０ａ（円周面１５の孔の縁１０ｂ）に対して接し、さらに互いに圧接し合う。これにより、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの噛み合いの終点Ｐ２における位置関係が適切に構成され、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの終点Ｐ２において圧接状態になり、隙間Ｃ２の画成を確実に抑制することができる。

【0055】

なお、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが適度なオーバーラップ（Ｌｚ）を伴う場合、噛み合いの終点Ｐ２においても、ダイス１０の切刃１０ａ（円周面１５の孔の縁１０ｂ）に対して接触して圧接するパンチ２０の切刃２０ａの部位が、凸部の円周面２５の縁２０ｂよりもむしろ凸部の円周面２５の側面２０ｃになる。このように、噛み合いの終点Ｐ２において、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとを圧接状態にすることにより、隙間Ｃ２の画成を確実に抑制することができる。

【0056】

パンチユニット１は、上記したように、好ましくは、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１において圧接する状態になるときに、図５に示すように、ダイス１０の切刃１０ａの噛み合いの始点Ｐ１とダイス１０の回転中心（軸心Ｏｄ）とを結んだ線分と、ダイス１０の回転中心（軸心Ｏｄ）とパンチ２０の回転中心（軸心Ｏｐ）とを結んだ線分とがなす角αが、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成される。この場合、ダイス１０の切刃１０ａ噛み合いの始点Ｐ１は、図５に示すように、ダイス１０の切刃１０ａになる円周面１５のＹ１側の縁１０ｂに対応させる。

【0057】

この角度αは、噛み合いの始点Ｐ１に侵入するダイス１０の切刃１０ａ（縁１０ｂ）およびパンチ２０の切刃２０ａ（縁２０ｂ）が、被穿孔材Ｓの表面（Ｘ－Ｙ平面）に対してなす角度と、略同じ角度になる。この角度αを、便宜上、噛み合い角と呼ぶ。なお、ロータリパンチユニットは、オーバーラップ（Ｌｚ）を伴うダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１において噛み合いを行う場合、少なくとも、０°≦α＜９０°の関係を満たす。

【0058】

α＝０°の関係を満たす場合、噛み合いの始点Ｐ１において、設計上、ダイス１０の切刃１０ａ（孔）の内周面とパンチ２０の切刃２０ａ（凸部）の側面２０ｃとが接触して圧接する位置関係になる。この位置関係では、設計上、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが、互いに面による圧接状態になる。一方、図６に示すダイス１０の切刃１０ａの鋭利な縁１０ｂとパンチ２０の切刃２０ａの側面２０ｃとが接触して圧接する位置関係では、鋭利な角部（縁１０ｂ）と面による圧接状態になる。この観点で、面による圧接になるα＝０°の構成よりも、鋭利な角部と面による圧接になる図６に示す構成（α＞０°）の方が、より安定な圧接状態を得ることができる。

【0059】

α＞１５°の関係を満たす場合、噛み合いの始点Ｐ１に侵入するダイス１０の切刃１０ａ（縁１０ｂ）とパンチ２０の切刃２０ａ（縁２０ｂ）との噛み合い角度（αと略同じ角度）がより大きくなり、パンチ２０の切刃２０ａ（側面２０ｃ）がＺ方向に対してなす角度（９０°－αと略同じ角度）がより大きくなる。したがって、Ｚ２側から近接して被穿孔材ＳのＺ２側の表面（Ｘ－Ｙ平面）に切り込む、パンチ２０の切刃２０ａ（縁２０ｂ）の切り込み角度（噛み合い角度）が、より大きくなる。パンチ２０の切刃２０ａの被穿孔材Ｓに対する切り込み角度が大きくなるほど、パンチ２０の切刃２０ａの側面２０ｃが被穿孔材Ｓの表面に接触する割合が増すため、切り込み時の被穿孔材Ｓからの反発が大きくなる。

【0060】

上記の観点により、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとが噛み合いの始点Ｐ１において圧接する状態になるときに、好ましくは、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成される。

【0061】

パンチユニット１は、上記したように、好ましくは、ダイス１０の切刃１０ａ噛み合いの始点Ｐ１と、ダイス１０の切刃１０ａの噛み合いの終点Ｐ２とが、ダイス１０の回転中心になる第１軸１１の軸心Ｏｄに対してなす角θ（単位：ラジアン）が、０．０２ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係を満たすように構成される。この場合、ダイス１０の切刃１０ａ噛み合いの始点Ｐ１は、図４に示すように、ダイス１０の切刃１０ａになる円周面１５のＹ１側の縁１０ｂに対応させる。また、ダイス１０の切刃１０ａの噛み合いの終点Ｐ２は、図４に示すように、ダイス１０の切刃」１０ａになる円周面１５のＹ２側の縁２０ｂに対応させる。

【0062】

０．０２ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係において、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θの項は、Ｒｄ・θ－Ｒｐ・θと表わすことができる。Ｒｄ・θの項は、Ｑ１方向に回転移動するダイス１０の切刃１０ａの円周面１５の孔の縁１０ｂが、噛み合いの始点Ｐ１から噛み合いの終点Ｐ２まで回転移動する軌跡（円弧）の長さを表わす。Ｒｐ・θの項は、Ｑ２方向に回転移動するパンチ２０の切刃２０ａの凸部の円周面２５の縁２０ｂが、噛み合いの始点Ｐ１から噛み合いの終点Ｐ２まで回転移動する軌跡（円弧）の長さを表わす。したがって、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θの項は、同期回転するダイス１０の切刃１０ａ（縁１０ｂ）とパンチ２０の切刃２０ａ（縁２０ｂ）とが、噛み合いの始点Ｐ１から噛み合いの終点Ｐ２まで回転移動するときの、回転移動距離の差を表わす。この回転移動距離の差分だけ、ダイス１０の切刃１０ａがパンチ２０の切刃２０ａよりも先進することにより、ダイス１０の切刃１０ａ（孔）の内径Ｄｄとパンチ２０の切刃２０ａ（凸部）の外径Ｄｐとの差（Ｄｄ－Ｄｐ）を埋めることができる。

【0063】

ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとは、上記したように、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、噛み合いの始点Ｐ１において圧接するように構成される。そのため、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θの項は、少なくとも、ダイス１０の切刃１０ａとパンチ２０の切刃２０ａとの径差（Ｄｄ－Ｄｐ）が解消するように設定する。また、噛み合いの始点Ｐ１における圧接状態の解消に回転移動距離の差は必要ない（０ｍｍ）が、微視的な弾性変形を伴って重なり合う可能性、各部品の寸法精度および組立精度などを考慮して設定する。したがって、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θの項は、噛み合いの終点Ｐ２において隙間Ｃ２が画成されずに圧接状態を構成するように、少なくとも、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ＞０．００５ｍｍの関係を満たすように設定する。好ましくは、噛み合いの終点Ｐ２において確実に圧接状態を構成するように、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≧０．０１ｍｍの関係を満たすように設定する。より好ましくは、噛み合いの終点Ｐ２において確実に圧接状態を構成し、十分な圧接力が得られるように、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≧０．０２ｍｍの関係を満たすように設定する。なお、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係を満たすことが好ましく、（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ＞０．１０ｍｍの場合、噛み合いの終点Ｐ２においてカジリの発生が懸念されるような過度な圧接状態になる可能性がある。

【0064】

以上述べたように、この発明によれば、上記した構成を有するパンチユニット１を提供することができる。上記した構成を有するパンチユニット１は、噛み合いの始点Ｐ１および噛み合いの終点Ｐ２における折れ込みなどの不具合の発生が抑制され、紙または樹脂から成る被穿孔材Ｓに限らず、不織布、金属箔またはゴムから成る被穿孔材Ｓに対しても、容易かつ安定に、穿孔することができる。特に、噛み合いの終点Ｐ２で折り込みの不具合が発生しやすい、不織布または金属箔から成る被穿孔材Ｓに穿孔する場合、格段の効果を期待することができる。

【符号の説明】

【0065】

１ パンチユニット
１０ ダイス
１０ａ 切刃
１０ｂ 縁（角部の縁）
１１ 第１軸
１２ ギヤ
１３ シザースギヤ
１４ フレーム
１５ 円周面（ダイスの最外の回転軌跡円）
２０ パンチ
２０ａ 切刃
２０ｂ 縁（角部の縁）
２０ｃ 側面（角部の縁の近傍）
２１ 第２軸
２２ ギヤ
２５ 円周面（パンチの最外の回転軌跡円）
Ｓ 被穿孔材
ＰＬ パスライン
Ｄｄ ダイス（孔）の内径
Ｄｐ パンチ（凸部）の外径
Ｒｄ ダイスの回転半径
Ｒｐ パンチの回転半径
Ｏｄ 軸心（ダイスの回転中心）
Ｏｐ 軸心（パンチの回転中心）
Ｖｄ ダイスの最外の周速
Ｖｐ パンチの最外の周速
Ｌｄｐ 軸間距離
Ｌｚ オーバーラップ量
Ｃ１ 隙間（噛み込みの始点側）
Ｃ２ 隙間（噛み込みの終点側）
α 噛み合い角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-02-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイスを備えて一方向に回転する第１軸と、パンチを備えて前記第１軸の軸方向に対して平行かつ前記第１軸とは逆方向に回転する第２軸と、を有し、前記ダイスと前記パンチとが同期回転しながら噛み合いを行うことにより、前記ダイスと前記パンチとの間に供給された被穿孔材に穿孔するロータリパンチユニットであって、
前記ダイスの切刃の内径をＤｄとし、前記パンチの切刃の外径をＤｐとするとき、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接するように構成され、
前記ダイスの切刃の回転半径をＲｄとし、前記パンチの切刃の回転半径をＲｐとするとき、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチとの切刃とが前記噛み合いの終点において圧接するように構成され、
前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接する状態にしたときに、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と前記ダイスの回転中心とを結んだ線分と、前記ダイスの回転中心と前記パンチの回転中心とを結んだ線分とがなす角をαとするとき、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成される、ロータリパンチユニット。

【請求項2】

０．１０ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）≦０．４０ｍｍの関係を満たすように構成される、請求項１に記載のロータリパンチユニット。

【請求項3】

前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの終点とが、前記ダイスの回転中心に対してなす角をθ（ラジアン）とするとき、０．０２ｍｍ≦（Ｒｄ－Ｒｐ）・θ≦０．１０ｍｍの関係を満たすように構成される、請求項１または２に記載のロータリパンチユニット。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

この発明に係るロータリパンチユニットは、ダイスを備えて一方向に回転する第１軸と、パンチを備えて前記第１軸の軸方向に対して平行かつ前記第１軸とは逆方向に回転する第２軸と、を有し、前記ダイスと前記パンチとが同期回転しながら噛み合いを行うことにより、前記ダイスと前記パンチとの間に供給された被穿孔材に穿孔するロータリパンチユニットであって、前記ダイスの切刃の内径をＤｄとし、前記パンチの切刃の外径をＤｐとするとき、０ｍｍ≦Ｄｄ－Ｄｐ≦０．００５ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接するように構成され、前記ダイスの切刃の回転半径をＲｄとし、前記パンチの切刃の回転半径をＲｐとするとき、Ｒｄ－Ｒｐ＞０ｍｍの関係を満たすとともに、前記ダイスの切刃と前記パンチとの切刃とが前記噛み合いの終点において圧接するように構成され、前記ダイスの切刃と前記パンチの切刃とが前記噛み合いの始点において圧接する状態にしたときに、前記ダイスの切刃の前記噛み合いの始点と前記ダイスの回転中心とを結んだ線分と、前記ダイスの回転中心と前記パンチの回転中心とを結んだ線分とがなす角をαとするとき、０°＜α≦１５°の関係を満たすように構成される。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】削除

【補正の内容】