JP5829656B2 - 金属板の塑性加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板の塑性加工技術に関する。

図５に基づいて従来のプレス加工方法を説明する。
図５（ａ）に示すように、プレス装置１００は、ベース１０１に載っている下型１０２と、この下型１０２を囲うようにして配置されるブランクホルダ１０３と、このブランクホルダ１０３を昇降させるロッド１０４、１０４と、昇降メンバー１０５に吊されている上型１０６とからなる。

先ず、下型１０２から上型１０６を上方へ離しておき、下型１０２及びブランクホルダ１０３にブランク材１０７を載せる。
次に、昇降メンバー１０５により上型１０６を下げる。すると、図５（ａ）に示すように、ブランクホルダ１０３がブランク材１０７の縁を上型１０６の周縁部へ押し付ける。

図５（ｂ）に示すブランク材１０７において、斜線で示す縁１０８がブランクホルダ１０３で拘束される。
この状態から、図５（ａ）にて、上型１０６を更に下げる。
すると、図５（ｃ）に示すように、下型１０２と上型１０６とで、ブランク材１０７が塑性加工される。

塑性加工後、縁（不要部）１０８を切除する。
縁１０８の面積を小さくしすぎると、縁１０８がブランクホルダ１０３から外れる心配がある。そこで一定の大きさが必要であるが、縁１０８の面積が大きいほど、歩留まりが悪くなる。
歩留まり性の向上が求められる中、縁１０８の面積を小さくする技術が提案されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１を図６に基づいて説明する。
図６は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）に示すように、ブランク材１１１は、切断線がサイン曲線のように波形を呈する。ブランク材１１１の縁１１２がブランクホルダで押さえられる。

仮に、図６（ｂ）の形態であれば、ブランク材１０７の長さはＬ１である。
これが、図６（ａ）の形態であれば、フランク材１１１の最大長さはＬ１であるが、歩留まり上の長さはＬ１より小さなＬ２となる。結果、（ａ）の方が歩留まり性が高まる。

ところで、図５（ａ）に示すプレス装置１００へブランク材１０７又は１１１を投入する際に、ブランク材１０７又は１１１を、位置決めする必要がある。
図７（ａ）に示すように、位置決めストッパ１１３にブランク材１１１を当てて位置決めをする。このとき、位置決めストッパ１１３に縁１１２の尖り先１１４が当たり（点当たりと呼ばれる。）、尖り先１１４が図７（ｂ）に示すように、窪む。結果、位置決め精度が低下し、プレス工程に影響する。

このような不具合を解消することができる従来の技術が提案されている（例えば、特許文献２（図１）参照。）。
図８は改良された従来の技術の基本原理を説明する図であり、ブランク材１１５の縁１１６は、矩形鋸歯形状とされる。位置決めストッパ１１３に当たる部位が線である。すなわち、点当たりが線当たりに是正されたため不具合は解消される。

しかし、この改良された従来の技術においても、別の不具合が発生することが判明した。この新たな不具合を図９に基づいて説明する。
図９（ａ）に示すように、切断機に備えられる切断刃１１７を用いて切断することで、ブランク材１１５の縁１１６が得られる。
切断後に、切断刃１１７を図面おもて側へ移動すると、摩擦作用で縁１１６も図面おもて側へ撓む。この撓みは縁１１６に有害な変形が生じる要因となるため、好ましくない。

撓み対策の一つに、図９（ｂ）に示すように、切断後に切断刃１１７をブランク材１１５から離れるように水平に移動し、次に図面おもて側へ移動することが行われる。これで、縁１１６が図面おもて側へ撓むことは防止される。
しかし、切断刃１１７を水平に移動するときに、縁１１６の側辺１１８、１１８に切断刃１１７が摺接するため、微細な切粉が発生する。
結果、図９（ｃ）に示すように、側辺１１８、１１８に切粉がゴミ１１９の形態で、付着する。このゴミ１１９が次のプレス工程で悪影響を及ぼすことが心配される。

よって、切断刃でブランク材を製作するときに、ゴミが発生しない製造技術が求められる。

特許第２６９１１４３号公報 特開２００４−１６０４９０公報

本発明は、切断刃でブランク材を製作するときに、ゴミが発生しない製造技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、切断線が鋸歯状になるように帯板を切断する切断刃であって、切断刃は、帯板の長手軸に直交する第１の線に沿う第１直線部と、第１の線に平行で且つ第１の線から所定距離離れている第２の線に沿う第２直線部と、第１直線部と第２直線部の端部同士を結ぶ略Ｓ字状の曲線部とを備え、曲線部には直線を含んでいない切断刃を用いる金属板の塑性加工方法であって、切断刃にて、帯板を所定の長さに切断することでブランク材を得る切断工程と、ブランク材の縁の直線部をプレス装置の位置決めストッパに当てて前記ブランク材を位置決めする位置決め工程と、ブランクホルダで鋸歯状の縁を押さえながら前記ブランク材を成形することでプレス品を得るプレス工程と、トリム装置にて、前記プレス品から不要部を切除することで製品を得るトリム工程とからなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、曲線部は、所定距離を直径として描く円の円周を基礎とし、４分割された１／４円周と１／４円周を連続させて略Ｓ字状にしたものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、切断刃の側辺は、略Ｓ字状の曲線部とされ直線を含んでいない。
切断後に、切断刃を水平に移動しても、切断刃の側辺がブランク材の縁に摺接することはない。結果、ゴミが発生する心配はない。
また本発明では、本発明の切断刃を用いて実施する切断工程と、ブランク材を位置決めする工程と、ブランク材に塑性加工を施すプレス工程と、不要部分を切除するトリム工程とからなる。
切断工程でゴミが発生しないため、プレス工程では良好な塑性加工が行える。結果、品質が良好な製品が提供される。

請求項２に係る発明では、曲線部は、１／４円周と１／４円周を連続させて略Ｓ字状にしたものである。曲線部の形状が一義的に定まり、切断刃の設計が容易になる。

本発明に係る切断刃の断面図である。 図１の２部拡大図である。 本発明に係る金属板の塑性加工方法を説明するフロー図である。 切断工程を説明する図である。 従来のプレス加工方法を説明する図である。 サイン曲線状の縁を有するブランク材の平面図である。 サイン曲線状の縁における問題点を説明する図である。 矩形鋸歯状の縁を有するブランク材の平面図である。 矩形鋸歯状の縁における問題点を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、切断機１０は、ダイ１１と、パンチと呼ばれる切断刃２０を要部とする。理解を容易にするために、ダイ１１から切断刃２０を水平方向に分離して示したが、切断刃２０はダイ１１と平面視で、ほぼ重なった形態で使用される。

この切断刃２０は、帯板（図３、符号３１）の長手軸（図３、符号３１ａ）に直交する第１の線２１に沿う第１直線部２２と、第１の線２１に平行で且つ第１の線２１から所定距離Ｄだけ離れている第２の線２３に沿う第２直線部２４と、第１直線部２２と第２直線部２４の端部同士を結ぶ略Ｓ字状の曲線部２５とを備える。
結果として、曲線部２５には直線が含まれない。

なお、曲線部２５は２つの円弧を繋いだものであって、一方の円弧の半径Ｒ１と、他方の円弧の半径Ｒ２は、同一にしても良いし、異なるようにしても良い。
半径Ｒ１と半径Ｒ２を同一のＲとした例を、図２で説明する。

図２は図１の２部拡大図であって、図２に示すように、所定距離Ｄを直径として描く円２７の円周を基礎とする。
円２７の円周を４分割した１／４円周（点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ１／４円周）と１／４円周（点Ｐ２と点Ｐ３を結ぶ１／４円周）を連続させて略Ｓ字状にしたものが曲線部２５となる。曲線部２５の一端が第１直線部２２に繋がり、曲線部２５の他端が第２直線部２４に繋がっている。

以上に説明した切断刃２０を用いて実施する金属板の塑性加工方法を、図３に基づいて説明する。
図３（ａ）に示すように、薄い金属板からなる帯板３１を準備し、この帯板３１を、図１に示す切断機１０で切断する（切断工程）。

この切断工程を、図４で詳細に説明する。
図４（ａ）は切断直後の形態を示し、ブランク材３２に対して、切断刃２０が図面おもて側から図面奥へ移動している。
次に、図４（ｂ）に示すように、切断刃２０を水平方向に且つブランク材３２から離れるように移動する。この水平移動の際、切断刃２０の側面は曲線部２５、２５となっており、ブランク材３２の縁３３に摺接することなく、離れる。よって、ゴミが発生することはない。

結果、図３（ｂ）に示すように、切断線が鋸歯状のブランク材３２が得られる。このブランク材３２をプレス装置へ投入する。投入に際して、先端の直線部３４が位置決めストッパ（図７（ａ）、符号１１３）に当たる。いわゆる線当たりであるため、ブランク材３２の縁３３が窪む心配はなく、位置決め精度は良好に保たれる（位置決め工程）。

ブランクホルダで鋸歯状の縁３３を押さえながら、ブランク材３２にプレス装置にて塑性加工を施す。結果、図３（ｃ）に示すプレス品３６が得られる（プレス工程）。
このプレス品３６の周縁部が不要部３７となる。この不要部３７をトリム装置にて切除する（トリム工程）。
結果、図３（ｄ）で示す製品３８を得ることができる。製品３８は、仕上がり精度が厳しく求められる車体のサイドパネル、ボンネット、ルーフが好適である

尚、本発明は、車体のプレス加工に好適であるが、車体以外の一般製品におけるプレス加工に適用することは差し支えない。

本発明は、車体のプレス加工に好適である。

１０…切断機、２０…切断刃、２１…第１の線、２２…第１直線部、２３…第２の線、２４…第２直線部、２５…曲線部、３１…帯板、３１ａ…帯板の長手軸、３２…ブランク材、３３…ブランク材の縁、３４…縁の直線部、３６…プレス品、３７…不要部、３８…製品、１００…プレス装置、１０３…ブランクホルダ、１１３…位置決めストッパ、Ｄ…所定距離兼基礎円の直径。

Claims (2)

1. 切断線が鋸歯状になるように帯板を切断する切断刃であって、
   前記切断刃は、前記帯板の長手軸に直交する第１の線に沿う第１直線部と、前記第１の線に平行で且つ前記第１の線から所定距離離れている第２の線に沿う第２直線部と、前記第１直線部と前記第２直線部の端部同士を結ぶ略Ｓ字状の曲線部とを備え、前記曲線部には直線を含んでいない切断刃を用いる金属板の塑性加工方法であって、
   前記切断刃にて、前記帯板を所定の長さに切断することでブランク材を得る切断工程と、
   前記ブランク材の縁の直線部をプレス装置の位置決めストッパに当てて前記ブランク材を位置決めする位置決め工程と、
   ブランクホルダで鋸歯状の縁を押さえながら前記ブランク材を成形することでプレス品を得るプレス工程と、
   トリム装置にて、前記プレス品から不要部を切除することで製品を得るトリム工程と、
   からなる金属板の塑性加工方法。
2. 前記切断刃の前記曲線部は、前記所定距離を直径として描く円の円周を基礎とし、４分割された１／４円周と１／４円周を連続させて略Ｓ字状にしたものであることを特徴とする請求項１記載の金属板の塑性加工方法。

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