JP6077940B2

JP6077940B2 - 板金素材の剪断加工方法および剪断加工装置

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Publication number: JP6077940B2
Application number: JP2013116735A
Authority: JP
Inventors: 中村　勝利; 勝利中村; 直希早川
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: JP2014233738A

Description

本発明は、被加工物としての板金素材をトリミングして所定形状の剪断加工製品を製造するための剪断加工技術に関する。

板金製の製品は、板金素材から不要部分を切断するトリム加工等の剪断加工と、板金素材を曲げ加工や絞り加工等の塑性変形加工等の加工工程を経て製品化される。自動車のボディを構成するドアパネルやルーフパネル等のパネル材は、コイル状に巻き付けられた帯状のコイル材を所定長さに剪断する分離工程と、剪断されたパネル材から不要部分を切除するトリム工程等の剪断工程を経て製品化される。

自動車車体のドローパネルのように、絞り加工された板材の外周部を切断するようにしたトリム型が、特許文献１に記載されている。このトリム型には、トリミング加工により製品部分から切除されたスクラップ材を、小片に切断するスクラップカッターが設けられている。特許文献２には、板金に四辺形の打ち抜き孔を切断加工するプレス装置が記載されており、板金から打ち抜かれた矩形状の端材を分断するスクラップカッターがダイホルダに設けられている。

塑性加工によりＵ字形状に加工された部分を有する被加工物の角部を切断加工するためのプレス切断装置が、特許文献３に記載されており、このプレス切断装置は、支承刃に支承された被加工物を平面部側から打ち抜く主可動刃と、被加工物を他方の平面部から打ち抜くカム可動刃とを有している。また、特許文献４には、アルミダイカスト製品の製品部につながっている不要部分を製品部から切除するためのトリミングプレス型が記載されている。

特開２００５−３４２７４７号公報特開２００３−２１１２４２号公報特開２００９−２４８２３２号公報特開平８−７１８３７号公報

上述のように、板材の外周部を剪断したり、板金に四辺形の打ち抜き孔を剪断したりする場合には、製品部分と不要部分との境界となるトリムラインは、ループ状に連なっており、１度の剪断加工により不要部分を切除することができる。トリムラインの両端が板金の側面に交差している場合にも同様に、１度の剪断加工により不要部分を切除することができる。これに対し、トリムライン相互が交点を有する場合や、製品相互を分離する分離ラインとトリムラインとが交点を有する場合には、これらの剪断ラインを一度の剪断加工によって切断することができない。

例えば、コイル状に巻き付けられた帯状のコイル材を所定長さのパネル材に剪断する製品の分離ラインと、パネル材から不要部分を剪断するトリムラインとが交点を有する場合には、通常では、分離ラインの剪断加工と、トリムラインの剪断加工とを別々の剪断加工装置つまりプレス型を用いて加工する必要がある。

このように剪断ラインが交点を有する板金素材を１度の剪断加工工程で加工するために、下型にフローティング型カッターを設けるようにした剪断加工装置が開発されている。しかしながら、従来の剪断加工装置においては、全ての剪断ラインの剪断加工を交点に向けて進行させるようにしているので、交点部分に歪みやゆがみが発生し、剪断面にバリが発生することがある。このため、剪断工程終了後に、仕上げ工程によりバリを除去して剪断面を仕上げ加工する必要がある。

本発明の目的は、交差する剪断ラインを１度の剪断加工工程により、効率的に板金製品を加工し得るようにすることにある。

本発明の他の目的は、剪断加工された板金製品の剪断面におけるバリの発生を防止して高品質の板金製品を製造し得るようにすることにある。

本発明の剪断加工装置は、第１の剪断ラインと、当該第１の剪断ラインに交点から板金素材の一方向に延びる第２の剪断ラインと、前記交点から前記板金素材の他方向に延びる第３の剪断ラインとにより板金素材を剪断して板金製品を製造する剪断加工装置であって、前記第１の剪断ラインに対応した第１の切断エッジ、および前記第２の剪断ラインに対応した第２の切断エッジを有する第１の下型刃と、前記第３の剪断ラインのうち、前記交点から離れた部分に対応する第３の切断エッジを有する第２の下型刃と、前記第１の下型刃と前記第２の下型刃との間に上下動自在に配置され、前記第３の剪断ラインのうち、前記第３の切断エッジと前記交点との間に対応するフローティングエッジを有するフローティング刃と、下型基部に向けて上下動自在の上型基部に設けられ、前記第１の切断エッジと共働して前記第１の剪断ラインを剪断する第１の上型刃と、前記第２の切断エッジ、前記第３の切断エッジおよび前記フローティングエッジと共働して前記第２と第３の剪断ラインを剪断する第２の上型刃とを有し、前記第２と第３の剪断ラインのうち、前記フローティングエッジに対応した部分と、前記交点よりも前記第２の切断エッジ側に連なる部分と、前記フローティングエッジと前記第３の切断エッジとの境界点よりも前記第３の切断エッジ側に連なる部分とを、前記第１の剪断ラインに先行して剪断する先行剪断エッジを、前記第２の上型刃に設けた。

本発明の剪断加工方法は、第１の剪断ラインと、当該第１の剪断ラインに交点から板金素材の一方向に延びる第２の剪断ラインと、前記交点から前記板金素材の他方向に延びる第３の剪断ラインとにより前記板金素材を剪断して板金製品を製造する剪断加工方法であって、前記第１の剪断ラインに対応した第１の切断エッジ、および前記第２の剪断ラインに対応した第２の切断エッジを有する第１の下型刃と、前記第３の剪断ラインのうち、前記交点から離れた部分に対応する第３の切断エッジを有する第２の下型刃と、前記第１の下型刃と前記第２の下型刃との間に上下動自在に配置され、前記第３の剪断ラインのうち、前記第３の切断エッジと前記交点との間に対応するフローティングエッジを有するフローティング刃とが下型基部に設けられた下型と、前記第１の切断エッジと共働して前記第１の剪断ラインを剪断する第１の上型刃と、前記第２の切断エッジ、前記第３の切断エッジおよび前記フローティングエッジと共働して前記第２と第３の剪断ラインを剪断する第２の上型刃とが上型基部に設けられ、前記下型に向けて上下動自在の上型とを有する剪断加工装置を用いて、前記第２と第３の剪断ラインのうち、前記フローティングエッジに対応した部分と、前記交点よりも前記第２の切断エッジ側に連なる部分と、前記フローティングエッジと前記第３の切断エッジとの境界点よりも前記第３の切断エッジ側に連なる部分とを前記第２の上型刃に設けられた先行剪断エッジにより、前記第１の剪断ラインに先行して剪断した後に、前記第１の切断エッジと前記第１の上型刃との共働により前記第１の剪断ラインを剪断する。

本発明においては、第１の剪断ラインと、当該第１の剪断ラインに交差する第２と第３の剪断ラインとにより板金素材を剪断加工する。剪断加工装置は、第１の剪断ラインに対応した第１の切断エッジおよび第２の剪断ラインに対応した第２の切断エッジを有する第１の下型刃と、第３の剪断ラインのうち、交点から離れた部分に対応する第３の切断エッジを有する第２の下型刃と、第３の切断エッジと交点との間に対応するフローティングエッジを有するフローティング刃とを有し、第１の剪断ラインは第１の切断エッジと共働する第１の上型刃により剪断される。これにより、剪断ラインが交点を有する場合にも、１度の剪断加工工程により効率的に板金製品を製造することができる。

第２と第３の剪断ラインは、第２と第３の切断エッジと共働する第２の上型刃により剪断される。第２と第３の剪断ラインのうち、フローティングエッジに対応した部分と、それよりもそれぞれの下型刃に連なる部分とを、第１の剪断ラインに先行して剪断される。これにより、第１の剪断ラインの剪断時にフローティング刃が傾くことを防止することができ、剪断面にバリが発生することなく、高品質の板金製品を製造することができる。また、剪断時に切断エッジのＲ部に板金素材が巻き込まれることがなくなるので、巻き込まれに起因したバリの発生がなく、綺麗な剪断面を加工することができる。

（Ａ）は板金製品の一例を示す平面図であり、（Ｂ）はロール状に巻き付けられた帯状素材から板金製品を製造する際の剪断ラインを示す平面図であり、（Ｃ）は帯状素材を剪断加工して得られる板金製品とスクラップ材を示す平面図である。図１に示した板金製品を製造するための下型を示す平面図である。下型に設けられる下型刃およびフローティング型と、上型に設けられる上型刃を示す斜視図であり、第１と第２の上型刃は分離して示されている。図３において矢印４方向から見た下型刃およびフローティング型を示す下型の正面図である。図４における５−５線断面図である。図５における６−６線矢視図であり、第２の上型刃の背面側を示す。図５における７−７線断面図である。剪断加工中における図７と同様の部分を示す断面図である。剪断加工終了時における図５と同様の部分を示す断面図である。図９における１０−１０線断面図である。図９における１１−１１線矢視図であり、第１と第２の下型刃とフローティング刃の正面側を示す。（Ａ）は剪断加工中における剪断ラインの進行状態を示す平面図であり、（Ｂ）は剪断加工終了時における剪断ラインの進行状態を示す平面図である。剪断加工中のフローティング刃に対応する部分における剪断ラインの進行状態を示す斜視図である。剪断加工終了時における第１の上型刃とフローティング刃の位置関係を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）は板金製品Ｐの一例を示す平面図であり、この板金製品Ｐは、自動車のボディを構成するパネル材の一例を模式的に示している。この板金製品Ｐは、ロールＲから繰り出された帯状素材を板金素材Ｗつまりワークとし、この板金素材Ｗを剪断加工することにより製造される。帯状の板金素材Ｗは図１（Ｂ）に示されるように、ロール状に巻き付けられている。ロールＲから繰り出された板金素材Ｗは、幅方向に延びる第１の剪断ライン１１を製品の分離ラインとして、板金素材Ｗの繰り出し先端側の板金製品Ｐ（１）とそれに隣り合った板金製品Ｐ（２）とに分離される。板金製品Ｐに対して絞り加工等の後加工が施されるときには、板金製品Ｐは後加工工程に搬送される。図１（Ｂ）においては、板金素材Ｗの搬送方向下流側の板金製品Ｐには、（１）が付記され、上流側の板金製品Ｐには（２）が付記されている。

第１の剪断ライン１１の剪断加工とともに第２と第３の剪断ライン１２ａ，１３ａを剪断加工することにより、スクラップＳ１が板金素材Ｗから切除される。第２の剪断ライン１２ａは、第１の剪断ライン１１の一端から板金素材Ｗの長手方向の一方向つまりロールＲ側に延びて板金素材Ｗの一方の側辺に連なっている。第３の剪断ライン１３ａは、第１の剪断ライン１１の一端から板金素材Ｗの長手方向の他方向つまり板金素材Ｗの繰り出し方向に延びて板金素材Ｗの一方の側辺に連なっている。第２の剪断ライン１２ａと第３の剪断ライン１３ａは、交点１４ａを介して連なった一連の剪断ラインとなっている。

さらに、これらの剪断加工とともに第２と第３の剪断ライン１２ｂ，１３ｂを剪断加工することにより、スクラップＳ２が板金素材Ｗから切除される。第２の剪断ライン１２ｂは、第１の剪断ライン１１の他端から板金素材Ｗの長手方向の一方向つまりロールＲ側に延びて板金素材Ｗの他方の側辺に連なっている。第３の剪断ライン１３ｂは、第１の剪断ライン１１の他端から板金素材Ｗの長手方向の他方向つまり帯状素材の繰り出し方向に延びて板金素材Ｗの他方の側辺に連なっている。第２の剪断ライン１２ｂと第３の剪断ライン１３ｂは、交点１４ｂを介して連なった一連の剪断ラインとなっている。それぞれの剪断ライン１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂはトリムラインとなっており、図１（Ｃ）には、板金素材Ｗからトリムラインの部分で切除されたスクラップＳ１，Ｓ２が二点鎖線で示されている。

それぞれのトリムラインは、分離ラインとしての剪断ライン１１の両端を交点１４ａ，１４ｂとして交点の部分で交わっている。このように、交点の部分で交差するような剪断ラインで板金素材Ｗを剪断する際に、分離ラインの剪断とトリムラインの剪断との２度の剪断工程に分けることなく、一度のプレス工程により全てのラインの剪断加工を行うことができると、剪断加工効率を高めることができる。

各々の板金製品Ｐには、図１（Ａ）に示されるように、長手方向にずらして２つの貫通孔１５，１６が形成される。このように、板金製品Ｐは帯状素材を板金素材Ｗとして、剪断ライン１１と剪断ライン１２ａ，１２ｂにより形成される一端面１７と、剪断ライン１１と剪断ライン１３ａ，１３ｂにより形成される他端面１８とを有し、板金製品Ｐは長さ寸法がＬ１となった全体的にほぼ長方形となっている。

図２は、図１に示された板金素材Ｗから板金製品Ｐを剪断加工するための剪断加工装置における下型２０を示す平面図である。下型２０は下型本体部つまり下型基部２０ａを有し、ロールＲから繰り出された板金素材Ｗは、下型２０の上に矢印で示すように長手方向に搬送される。下型２０のうち、搬送される板金素材Ｗの下流側に対応する部分を先端部とし、上流側に対応する部分を後端部とする。下型基部２０ａの搬送方向の長さはＬ2となっている。下型基部２０ａには第１の下型刃２１が下型基部２０ａの上面から突出して設けられ、下型刃２１には第１の剪断ライン１１に対応させて第１の切断エッジ２１ａが設けられている。さらに、下型刃２１には第２の剪断ライン１２ａ，１２ｂに対応させて第２の切断エッジ２２ａ，２２ｂが設けられている。

下型基部２０ａには、第１の下型刃２１に対して板金素材Ｗの搬送方向下流側つまり下型２０の先端部側に位置させて、第２の下型刃２２，２３が下型基部２０ａの上面から上方に突出して設けられている。第２の下型刃２２，２３と第１の下型刃２１との間には、フローティング刃２４，２５としてのフローティング型が上下動自在に配置されている。下型刃２２には第３の切断エッジ２３ａが設けられ、フローティング刃２４にはフローティングエッジ２４ａが設けられている。下型刃２１、２２は下型基部２０ａに固定された固定型であり、フローティング刃２４，２５は可動型となっている。

切断エッジ２３ａとフローティングエッジ２４ａは、第３の剪断ライン１３ａに対応しており、切断エッジ２３ａは剪断ライン１３ａのうち、交点１４ａの部分から離れた部分に対向している。同様に、下型刃２３には第３の切断エッジ２３ｂが設けられ、フローティング刃２５にはフローティングエッジ２４ｂが設けられている。切断エッジ２３ｂとフローティングエッジ２４ｂは、第３の剪断ライン１３ｂに対応しており、切断エッジ２３ｂは剪断ライン１３ｂのうち、交点１４ｂの部分から離れた部分に対向している。

下型基部２０ａには、板金素材Ｗの搬送方向上流側に位置させて穴あけ加工用のダイ２６が設けられ、下流側に位置させて穴あけ加工用のダイ２７が設けられている。ダイ２６は板金製品Ｐに形成される貫通孔１５に対応し、ダイ２７は貫通孔１６に対応している。このように、板金製品Ｐの図１に示した一端面１７側に剪断加工される貫通孔１５を加工するダイ２６を下型２０の後端部側に設け、貫通孔１６を加工するダイ２７を下型２０の先端部側に設けると、図１（Ｂ）に示されるように、搬送方向に隣り合った板金製品Ｐを分離する際には、搬送方向上流側の板金製品Ｐ（２）の貫通孔１５と、その下流側の板金製品Ｐ（１）の貫通孔１６とが同時に剪断加工される。つまり、１つの板金製品Ｐについて２つの貫通孔１５，１６を同時に加工することなく、下流側の板金製品Ｐ（１）の貫通孔１６と、上流側の板金製品Ｐ（２）の貫通孔１５とを同時に加工するようにしている。これにより、板金製品Ｐの長さ寸法Ｌ1に比して、下型２０の長さ寸法Ｌ2を相対的に長くすることなく、小型の剪断加工装置により、下型２０に比して比較的長い寸法の板金製品Ｐを剪断加工することができる。

図３は、図２に示された第１の下型刃２１の一部と第２の下型刃２２とフローティング刃２４とに加えて、第１の上型刃３１と第２の上型刃３２とを上下方向にずらした状態で示す。図４は、図３において矢印４方向から見た下型および下型の側面図である。図５は、図４における５−５線断面図である。図６は、図５における６−６線矢視図であり、図７は、図５における７−７線断面図である。

それぞれの上型刃３１，３２は、図４〜図７に示されるように、上型３０の上型基部３０ａにその下面から下方に突出して設けられており、上型３０は図示しない上下動機構によって下型２０に向けて接近離反移動自在となっており、上型刃３１，３２は可動型である。なお、図４においては、第２の上型刃３２は図示省略されている。

第１の下型刃２１の第１の切断エッジ２１ａと共働して板金素材Ｗの第１の剪断ライン１１を剪断する切断エッジとしての第１の可動エッジ３１ａが、切断エッジ２１ａに対応して第１の上型刃３１に設けられている。一方、第２の上型刃３２には、第２の切断エッジ２２ａ，第３の切断エッジ２３ａおよびフローティングエッジ２４ａと共働して板金素材Ｗの第２の剪断ライン１２ａと第３の剪断ライン１３ａを剪断する切断エッジとしての第２の可動エッジ３２ａが設けられている。この可動エッジ３２ａは切断エッジ２２ａ，２３ａおよびフローティングエッジ２４ａに対応している。第２の上型刃３２の可動エッジ３２ａは、図５に示されるように、第１の上型刃３１の下面よりも下方に突出しており、突出寸法Ｄは板金素材Ｗの板厚ｄよりも大きい寸法に設定されている。

上型基部３０ａには、下型２０の第２の切断エッジ２２ｂ，第３の切断エッジ２３ｂおよびフローティングエッジ２４ｂと共働して板金素材Ｗの第２の剪断ライン１２ｂと第３の剪断ライン１３ｂを剪断する図示しない第２の上型刃が設けられており、その第２の上型刃には、第２の上型刃と同様に、切断エッジとしての第２の可動エッジが設けられており、この可動エッジは切断エッジ２２ｂａ，２３ｂおよびフローティングエッジ２４ｂに対応している。図示しない第２の上型刃による剪断ライン１２ｂ，１３ｂの剪断加工は、図示する第２の上型刃３２による剪断ライン１２ａ，１３ａの剪断加工と同様にして行われるので、以下における上型刃３２とフローティング刃２４による剪断ライン１２ａ，１３ａの剪断加工の説明は、図示しない上型刃とフローティング刃２５による剪断ライン１２ｂ，１３ｂの剪断加工も含むものとする。

フローティング刃２４は上述のように上下動自在となっており、フローティング刃２４には、図４に示すように、上方に向かう方向の弾性力がばね部材等の加圧部材２８により加えられている。図４に示されるように、上型３０が下型２０から離れた状態のもとでは、フローティング刃２４の上面は、第１の下型刃２１と第２の下型刃２２の上面と一致した位置となる。これに対し、上型３０が下型２０に向けて下降移動することにより、第１の上型刃３１が板金素材Ｗを介してフローティング刃２４に当接すると、フローティング刃２４は第１の上型刃３１により加圧部材の弾性力に抗して押し下げられる。これにより、第１の切断エッジ２１ａと第１の可動エッジ３１ａとにより板金素材Ｗは剪断ライン１１の部分で剪断される。

第２の上型刃３２に設けられた第２の可動エッジ３２ａは、第２の切断エッジ２２ａと第３の切断エッジ２３ａとフローティングエッジ２４ａに対応しており、第２の上型刃３２と第１の下型刃２１と第２の下型刃２２とにより、板金素材Ｗは剪断ライン１２ａ，１３ａの部分で剪断され、スクラップＳ１の部分が板金素材Ｗから切除される。スクラップＳ２についても、図示しない第２の上型刃により同様にして切除される。

第２の上型刃３２の可動エッジ３２ａには、図７に示されるように、板金素材Ｗの交点１４ａに対応する位置よりも第２の切断エッジ２２ａ側に寄せて下方に向けて突出する第１の突出エッジ３３が設けられている。交点１４ａは、第１の切断エッジ２１ａと、フローティングエッジ２４ａとの境界点３４に対応する。さらに、フローティングエッジ２４ａと第３の切断エッジ２３ａとの境界点３５よりも第３の切断エッジ２３ａ側に寄せて下方に向けて突出する第２の突出エッジ３６が第２の上型刃３２の可動エッジ３２ａに設けられている。両方の突出エッジ３３，３６の間の間隔Ｅは、フローティング刃２４の幅寸法Ｆよりも大きく設定されており、可動エッジ３２ａのうち、両方の突出エッジ３３，３４の間の領域は、先行剪断エッジ３７を構成している。したがって、先行剪断エッジ３７は、フローティングエッジ２４ａに対応する部分と、交点１４ａよりも第２の切断エッジ２２ａ側に連なる部分と、境界点３５よりも第３の切断エッジ２３ａ側に連なる部分とに対応して設けられている。

先行剪断エッジ３７は、スクラップＳ１に対応する板金素材Ｗの第２と第３の剪断ライン１２ａ，１３ａのうち、フローティングエッジ２４ａに対応した部分と、交点１４ａに対応する境界点３４よりも第２の切断エッジ２２ａ側の連なる部分と、境界点３５よりも第３の切断エッジ２３ａ側に連なる部分とを、第２の上型刃３２により第１の剪断ライン１１に先行して剪断加工する。

図８は、上型３０を下型２０に向けて下降移動させることにより、板金素材Ｗに第１の上型刃３１が接触する前に、それに先行して第２の上型刃３２の可動エッジ３２ａを構成する先行剪断エッジ３７により板金素材Ｗにトリムラインとしての剪断ライン１２ａ，１３ａが一部加工された状態を示す。このときには、先行剪断エッジ３７によりフローティングエッジ２４ａに対応する部分と、これにそれぞれ隣接した第２の切断エッジ２２ａに対応する部分と、第３の切断エッジ２３ａに対応する部分とが、剪断ライン１１に先行して剪断加工される。このことは、図２に示した剪断ライン１２ｂ，１３ｂについても、同様に、図示しない上型刃により行われる。

上述した剪断加工装置を用いた剪断加工方法について説明すると、図１（Ａ）に示す形状の板金製品Ｐを、図１（Ｂ）に示すように帯状素材を板金素材Ｗとして二点鎖線で示される剪断ラインで剪断加工するには、前の剪断工程で板金製品Ｐ（１）の一端面つまり先端面が剪断加工された状態のもとで、下型２０の上に板金素材Ｗを搬送する。この状態のもとで、上型３０を下型２０に向けて下降移動させる。上型３０の下降移動に伴って、まず、第１の上型刃３１の下面よりも下方に突出した第２の上型刃３２の可動エッジ３２ａのうち、先行剪断エッジ３７が板金素材Ｗに接触し、第２と第３の剪断ライン１２ａ，１３ａの部分から剪断加工が行われる。

これらの剪断ライン１２ａ，１３ａが進行した状態のもとで、引き続く上型３０の下降移動によって上型刃３１とフローティング刃２４とにより第１の剪断ライン１１の部分が剪断加工される。上型３０が下降限位置まで駆動されると、板金素材Ｗの剪断加工工程が終了する。これにより、板金製品Ｐ（２）の先端面が剪断加工されるとともに、板金製品Ｐ（１）の貫通孔１６と、板金製品Ｐ（２）の貫通孔１５とが剪断加工される。図９〜図１１は、剪断加工工程が終了した状態を示す。

図１２（Ａ）は剪断ライン１１に先行して剪断ライン１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂが剪断された状態を示し、図１２（Ｂ）は全ての剪断ラインが剪断加工された状態を示す。

図１３は、剪断ライン１１に先行して剪断ライン１２ａ，１３ａが一部剪断加工された状態を示し、図１４は剪断加工終了時における第１の上型刃とフローティング刃の位置関係を示す断面図である。

図１３および図１４に示されるように、剪断ライン１１に先行してフローティングエッジ２４ａの幅よりも広い幅について第２の可動エッジ３２ａの先行剪断エッジ３７により剪断ライン１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを剪断加工すると、上型３０の下降移動による剪断加工の初期には、図８に示されるように、突出エッジ３３と固定型である第１の下型刃２１の第２の切断エッジ２２ａとの共働により剪断が開始され、突出エッジ３６と固定型である第２の下型刃２２の第３の切断エッジ２３ａとの共働により剪断が開始される。引き続く下降移動時には、突出エッジ３３，３６により水平方向の分力を受けて剪断加工が行われることになるので、フローティング刃２４には、上型刃３２と下型刃２１，２２による剪断ライン１２ａ，１３ａの剪断加工初期の大きな剪断荷重が加わることがなくなる。したがって、加圧部材２８によりフローティング刃２４に比較的大きな弾性力を加えることなく、フローティング刃２４が第２の上型刃３２から剪断力を受けても、フローティング刃２４が傾くことがない。

フローティング刃２４が傾くと、対をなして板金素材Ｗを剪断するエッジ間のクリアランスが大きくなり、剪断面にバリが発生して綺麗な剪断面が得られなくなり、バリや変形の出た板金製品Ｐはすべて廃却とする必要があった。しかし、この剪断加工装置を用いた剪断加工方法によれば、剪断面にバリが発生することなく、綺麗な剪断面となった。

一方、それぞれの突出エッジ３３，３６を境界点３４，３５に一致させた構造の第２の上型刃３２を用いて比較実験を行ったところ、境界点３４，３５に対応する板金素材Ｗにはバリが発生した。その理由は、それぞれのエッジには微小なＲ部を形成することが避けられず、突出エッジ３３，３６によりフローティングエッジ２４ａと切断エッジ２２ａ，２３ａに板金素材Ｗの一部が巻き込まれるからであると判明した。板金素材Ｗの一部が巻き込まれると、バリが発生することになる。これに対し、両方の突出エッジ３３，３６の間の間隔Ｅを、フローティング刃２４の幅寸法Ｆよりも大きく設定して、突出エッジ３３，３６をフローティング刃２４よりも、固定型の下型刃２１，２２側に変位させることにより、このようなバリの発生がなく、綺麗な剪断面を加工することができた。

それぞれの突出エッジ３３，３６の形状としては、図８においてフローティングエッジ２４ａよりもその左右両側の切断エッジ２２ａ，２３ａにまで迫り出した部分を先行させて切断する形状であれば、図示するように、先端部を尖らせることなく、なだらかな円弧面形状の突出エッジとしても良く、両方の突出エッジ３３，３６の間のエッジ部分を図８において上側に凹ませた形状としても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、この剪断加工装置は、図１に示すように、帯状の板金素材ＷからスクラップＳ１，Ｓ２を切除するとともに、板金製品Ｐ毎に分離するために使用されているが、剪断加工される板金素材としては、図示する場合に限られない。トリムラインとしての剪断ライン１２ａ，１３ａのみによりスクラップＳ１を切除する場合にも適用できる。また、交差する剪断ラインを有する場合であれば、予め所定の長さに切断されたブランク材を剪断加工する場合にもこの剪断加工装置を適用することができる。

１１第１の剪断ライン
１２ａ，１２ｂ第２の剪断ライン
１３ａ，１３ｂ第３の剪断ライン
１４ａ，１４ｂ交点
１５，１６貫通孔
２０下型
２０ａ下型基部
２１第１の下型刃
２１ａ第１の切断エッジ
２２第２の下型刃
２２ａ，２２ｂ第２の切断エッジ
２３ａ，２３ｂ第３の切断エッジ
２４，２５フローティング刃
２４ａ，２４ｂフローティングエッジ
２６，２７ダイ
２８加圧部材
３０上型
３０ａ上型基部
３１第１の上型刃
３１ａ第１の可動エッジ
３２第２の上型刃
３２ａ第２の可動エッジ
３３第１の突出エッジ
３４，３５境界点
３６第２の突出エッジ
３７先行剪断エッジ

Claims

第１の剪断ラインと、当該第１の剪断ラインに交点から板金素材の一方向に延びる第２の剪断ラインと、前記交点から前記板金素材の他方向に延びる第３の剪断ラインとにより板金素材を剪断して板金製品を製造する剪断加工装置であって、
前記第１の剪断ラインに対応した第１の切断エッジ、および前記第２の剪断ラインに対応した第２の切断エッジを有する第１の下型刃と、
前記第３の剪断ラインのうち、前記交点から離れた部分に対応する第３の切断エッジを有する第２の下型刃と、
前記第１の下型刃と前記第２の下型刃との間に上下動自在に配置され、前記第３の剪断ラインのうち、前記第３の切断エッジと前記交点との間に対応するフローティングエッジを有するフローティング刃と、
下型基部に向けて上下動自在の上型基部に設けられ、前記第１の切断エッジと共働して前記第１の剪断ラインを剪断する第１の上型刃と、
前記第２の切断エッジ、前記第３の切断エッジおよび前記フローティングエッジと共働して前記第２と第３の剪断ラインを剪断する第２の上型刃とを有し、
前記第２と第３の剪断ラインのうち、前記フローティングエッジに対応した部分と、前記交点よりも前記第２の切断エッジ側に連なる部分と、前記フローティングエッジと前記第３の切断エッジとの境界点よりも前記第３の切断エッジ側に連なる部分とを、前記第１の剪断ラインに先行して剪断する先行剪断エッジを、前記第２の上型刃に設けた、剪断加工装置。
請求項１記載の剪断加工装置において、前記先行剪断エッジは、前記交点よりも前記第２の切断エッジ側に寄せて下方に向けて突出した第１の突出エッジと、前記フローティングエッジと前記第３の切断エッジとの境界点よりも前記第３の切断エッジ側に寄せて下方に向けて突出した第２の突出エッジとを有する、剪断加工装置。
請求項１または２記載の剪断加工装置において、前記板金素材はロール状に巻き付けられた帯状素材であり、
当該帯状素材の幅方向に延びる第１の剪断ラインに対応した第１の切断エッジ、および前記第１の剪断ラインの両端を前記交点として、それぞれの前記交点から前記帯状素材の一方向に延びて前記帯状素材の側辺に連なる第２の剪断ラインに対応した第２の切断エッジを前記第１の下型刃に設け、
前記第１の剪断ラインの両端を前記交点として、それぞれの前記交点から前記帯状素材の他方向に延びて前記帯状素材の側辺に連なる第３の剪断ラインに対応した第３の切断エッジを前記第２の下型刃に設け、
前記第１の剪断ラインにより帯状素材から製品を分離し、前記第２と第３の剪断ラインにより前記帯状素材からスクラップを切除するようにした、剪断加工装置。
請求項３記載の剪断加工装置において、前記第１の剪断ラインと前記第２の剪断ラインは板金製品の一端面を形成し、前記第１の剪断ラインと前記第３の剪断ラインは板金製品の他端面を形成する、剪断加工装置。
第１の剪断ラインと、当該第１の剪断ラインに交点から板金素材の一方向に延びる第２の剪断ラインと、前記交点から前記板金素材の他方向に延びる第３の剪断ラインとにより前記板金素材を剪断して板金製品を製造する剪断加工方法であって、
前記第１の剪断ラインに対応した第１の切断エッジ、および前記第２の剪断ラインに対応した第２の切断エッジを有する第１の下型刃と、前記第３の剪断ラインのうち、前記交点から離れた部分に対応する第３の切断エッジを有する第２の下型刃と、前記第１の下型刃と前記第２の下型刃との間に上下動自在に配置され、前記第３の剪断ラインのうち、前記第３の切断エッジと前記交点との間に対応するフローティングエッジを有するフローティング刃とが下型基部に設けられた下型と、
前記第１の切断エッジと共働して前記第１の剪断ラインを剪断する第１の上型刃と、前記第２の切断エッジ、前記第３の切断エッジおよび前記フローティングエッジと共働して前記第２と第３の剪断ラインを剪断する第２の上型刃とが上型基部に設けられ、前記下型に向けて上下動自在の上型とを有する剪断加工装置を用いて、
前記第２と第３の剪断ラインのうち、前記フローティングエッジに対応した部分と、前記交点よりも前記第２の切断エッジ側に連なる部分と、前記フローティングエッジと前記第３の切断エッジとの境界点よりも前記第３の切断エッジ側に連なる部分とを前記第２の上型刃に設けられた先行剪断エッジにより、前記第１の剪断ラインに先行して剪断した後に、前記第１の切断エッジと前記第１の上型刃との共働により前記第１の剪断ラインを剪断する、剪断加工方法。
請求項５記載の剪断加工方法において、前記先行剪断エッジは、前記交点よりも前記第２の切断エッジ側に寄せて下方に向けて突出した第１の突出エッジと、前記フローティングエッジと前記第３の切断エッジとの境界点よりも前記第３の切断エッジ側に寄せて下方に向けて突出した第２の突出エッジとを有する、剪断加工方法。