(57)【要約】【課題】歩留まりの高いプレス打抜き加工方法を提供する。【解決手段】本発明のプレス打抜き加工方法は、磁性を有するワーク４０を下金型と上金型の間に配置して固定する工程ａと、ワーク４０上方から、上金型に設けられた昇降自在なパンチ３０を用いてワーク４０の打抜きを行う工程ｂと、ワーク４０の打抜き部材４３の浮き上がりを防止するために、複数の電磁石１２の磁力をオンする工程ｃと、打抜き部材４３を回収する工程ｄとを備える。工程ｄは、打抜き部材４３が受ける空気抵抗または／および摩擦抵抗を減少させるように、複数の電磁石１２のオフのタイミングをずらして行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有するワークを下金型と上金型の間に配置して固定する工程ａと、
前記ワーク上方から、前記上金型に設けられた昇降自在なパンチを用いて前記ワークの打抜きを行う工程ｂと、
前記ワークの打抜き部材の浮き上がりを防止するために、複数の電磁石の磁力をオンする工程ｃと、
前記打抜き部材を回収する工程ｄとを備え、
工程ｄは、前記打抜き部材が受ける空気抵抗または／および摩擦抵抗を減少させるように、前記複数の電磁石のオフのタイミングをずらして行うプレス打抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス打抜き加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータコアなどの精密部品は、プレス打抜き加工等によって所定形状に加工される。特許文献１には、スロット等を打抜きし、シェービング加工を行うステータ用積層鉄心の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７５４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレス打抜き工程は、被加工部材であるワークを下金型に載置し、ワーク上方から上金型に設けられたパンチによってプレスして打抜く工程であり、通常、ワークを連続的に供給して繰り返し行われる。このため、打抜かれた屑（カス）や打抜き片が浮き上がり、次のプレス打抜き対象のワークに接触して打痕傷となる場合がある。
【０００５】
図１０に、ワークに打痕傷が発生する場合の打抜き装置要部の模式的説明図を示す。打抜き装置１００は、ダイ１１０、パッド１２０，パンチ１３０等を有する。ダイ１１０とパッド１２０に挟持されたワーク１４０に対し、パンチ１３０を用いてプレスして打抜き工程を行う。この際、パンチのバキューム効果によって屑１４２等が浮き上がることがある。このような屑１４２は、図１０に示すように、次に打ち抜くワークに打痕傷を残す場合がある。
【０００６】
また、特にワークが薄板（例えば箔）の場合は、重量、剛性が小さいため打抜き片自体が浮き上がり易い。このため、図１１に示すように、打抜き片１４１自体が浮き上がってダイ１１０上に乗り上がり、次のプレス打抜き対象のワーク１４０の例えば下に組み込まれて、二度打ちしてしまう虞がある。
【０００７】
図１０、図１１の例に示すように、打抜き部材の浮き上がりによって、製品に打痕傷が形成されたり、打抜き部材の存在によって金型の平行度が悪化して寸法精度が低下したり、金型が破損する場合がある。
【０００８】
また、モータコア等の精密部品の製造においては、寸法精度の向上、断面品質の向上、打抜き歪みの除去を目的として、打抜き工程後にシェービング加工を行うことが一般的となっているが、シェービング加工を行うと、いわゆる「カス上がり」が発生しやすい状況となり、打痕傷等が生じやすくなるという問題がある。
【０００９】
なお、上記においてはモータコア等の精密部品を例に説明したが、プレス打抜き加工を行いたい用途全般に対して同様の課題が生じ得る。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、歩留まりの高いプレス打抜き加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者が鋭意検討を重ねた結果、以下の態様において上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明に係るプレス打抜き加工方法は、磁性を有するワークを下金型と上金型の間に配置して固定する工程ａと、前記ワーク上方から、前記上金型に設けられた昇降自在なパンチを用いて前記ワークの打抜きを行う工程ｂと、前記ワークの打抜き部材の浮き上がりを防止するために、複数の電磁石の磁力をオンする工程ｃと、前記打抜き部材を回収する工程ｄとを備える。工程ｄは、前記打抜き部材が受ける空気抵抗または／および摩擦抵抗を減少させるように、前記複数の電磁石のオフのタイミングをずらして行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、歩留まりの高いプレス打抜き加工方法を提供できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る打抜き装置の要部の一例を示す模式的側面図。
【図２】実施形態に係るダイの一例を示す模式的上面図。
【図３】実施形態に係る打抜き加工方法の一例を説明するための製造工程図。
【図４】実施形態に係る打抜き加工方法の一例を説明するための製造工程図。
【図５】実施形態に係る打抜き加工方法の一例を説明するための製造工程図。
【図６】実施形態に係る打抜き加工方法の一例を説明するための製造工程図。
【図７】実施形態に係る打抜き加工方法の工程ｂ〜ｄのタイミングの一例を示す説明図。
【図８】変形例に係る打抜き加工方法の一例を説明するための製造工程図。
【図９】比較例に係る打抜き加工方法の一例を説明するための製造工程図。
【図１０】打抜き装置の課題を説明するための模式的説明図。
【図１１】打抜き装置の課題を説明するための模式的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り種々の設計変更が可能であり、他の実施形態も本発明の範疇に属し得る。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。また、少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２つ以上設けられていてもよい。
【００１５】
本実施形態に係るプレス打抜き加工方法は、磁性を有するワークを下金型と上金型の間に配置して固定する工程ａと、このワーク上方から、上金型に設けられた昇降自在なパンチを用いてワークの打抜きを行う工程ｂと、ワークの打抜き部材の浮き上がりを防止するために、複数の電磁石の磁力をオンする工程ｃと、打抜き部材を回収する工程ｄとを具備する。工程ｄの打抜き部材の回収は、打抜き部材が受ける空気抵抗または／および摩擦抵抗を減少させるように、複数の電磁石のオフのタイミングをずらして行う。
【００１６】
ここで、本明細書でいうワークとは磁性を有する被加工部材であり、その形状は打抜き加工に支障がない限りにおいて限定されない。典型的には板状である。製品は、打抜きして残った部材でも、打抜かれた部材自体でも、その両者であってもよい。ワークの材料としては、電磁鋼板、鉄系アモルファス金属箔などの磁性体が挙げられる。
【００１７】
また、本明細書でいう打抜き部材とは、打抜き加工によりワークから打ち抜かれた部分全般を含むものとする。即ち、打抜き部材は、ワークから打ち抜かれて破棄されるスクラップの他、ワークから打ち抜かれて製品の全部または一部を構成する部材であってもよい。また、打抜きの際に発生する屑またはシェービング加工等を行って発生する屑、いわゆるスクラップも打抜き部材に含まれるものとする。また、本明細書でいう浮き上がりとは、下金型の上面より上方に打抜き部材が浮き上がることをいう。また、ワーク上方とは、打抜き動作前のパンチ側のワークの主面に対する上方をいう。
【００１８】
以下、本実施形態に係るプレス打抜き加工方法に用いる打抜き装置の一例について説明する。但し、以下の装置は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００１９】
図１に、本実施形態に係る打抜き装置の要部の一例の概略断面図を示す。但し、同図においては、説明の便宜上、ワークも図示する。図１に示すように、打抜き装置１は、ダイ１０、板押さえとして機能するパッド２０、パンチ３０等を有する。
【００２０】
ダイ１０は下金型として機能すると共に、ワーク４０の載置台として機能する。ダイ１０の上面にはワーク４０の載置面１３が設けられており、この載置面１３から、パンチ３０のワーク４０の打抜き外径よりも拡径のダイ孔１１が回収部（不図示）まで連通するように形成されている。
【００２１】
パンチ３０は上金型に設けられ、ワーク４０に対して昇降自在に設けられている。パンチ３０の先端部をダイ孔１１に突入させてワーク４０の打抜きが行われる。
【００２２】
パンチ３０により打ち抜かれた打抜き片４１は、ダイ孔１１を介して回収される。また、打抜き片４１は工程ｃにおいてダイ孔１１に一時保持される。ダイ孔１１が専らスロットを形成するために用いられる場合には、ダイ孔１１はスロット形成孔ともいえる。
【００２３】
図２に、ダイ１０の部分拡大上面図を示す。電磁石１２は、図１に示すようにダイ１０の内部に配置されているが、電磁石１２の位置を説明する便宜上、図２では透視図として電磁石１２を図示している。本実施形態においては、ダイ孔１１の内壁近傍にオンオフ可能に制御された棒状の電磁石１２が９０°間隔で４つ配置されている。なお、電磁石１２は２個以上であればよく、その個数はダイ孔１１の形状等に応じて任意に変更できる。更に、電磁石１２の形状、巻き数および電流値等の設定は任意に変更可能である。また、ダイ１０は一の部材で形成されている必要はなく、例えば、ワーク設置台と、電磁石が内蔵されたユニットが勘合または接合された構成であってもよい。
【００２４】
電磁石１２の設置位置は、打抜き部材４３の浮き上がりを防止するために打抜き部材４３を吸着できればよく、ダイ孔１１の内壁近傍に限定されない。ダイ１０とは別体に電磁石１２を設置することも可能であるが、吸着効率および電力量を考慮すると、ダイ孔１１の内壁近傍に設置する構成が好適である。
【００２５】
図２においては、ダイ孔１１の上面視の形状が円形の例を示しているが、打抜き加工形状に応じて適宜設計可能である。なお、ダイ孔１１は、パンチ３０の先端面がダイ孔１１に突入可能であればよく、パンチ３０の打抜き形状と同一であることは必須ではない。
【００２６】
パッド２０はワーク押さえとして機能し、ストリッパーともいわれる。パッド２０はワーク４０に対して往復動自在に構成され、ワーク４０のダイ１０との非接触面側から、ワーク４０を固定する。パッド２０には、パンチ３０の外径より拡径の開口部２１が設けられ、この開口部２１を介してパンチ３０がワーク４０に対してプレス打抜き可能なようになっている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る打抜き加工方法について図１〜図６を用いて説明する。まず、図１に示すように、ダイ１０上にワーク４０を載置する。その後、図３に示すように、パッド２０を図中の下方向に移動させて、ダイ１０と共にワーク４０を挟持して固定する。次いで、パンチ３０をワーク４０の方向に降下させる。そして、図４に示すように、パンチ３０の先端部がワーク４０に接触してプレスすることにより、ダイ１０の外径に対応する打抜き片４１が形成される。また、打抜きの際のまたは打抜き後のシェービング加工等に伴って、屑（カス）４２が発生する。本明細書においては、打抜き片４１と屑４２を含めて打抜き部材４３と称する。なお、シェービング加工は必須ではなく、必要に応じて実施することができる。
【００２８】
ワーク４０の打抜きに伴って形成された打抜き片４１は、ダイ孔１１の内壁近傍に設けられた電磁石１２の磁力によって、ダイ孔１１内に一時保持される。また、パンチによる打抜きに伴って、または／およびシェービング加工において発生した、屑４２である打抜き部材４３も電磁石１２の磁力によってダイ孔１１の壁面に吸着される。電磁石１２の通電タイミングは、打抜き片４１の浮き上がりを防止できるタイミングであればよく限定されないが、例えば、パンチ３０がワーク４０に接触する直前、または接触と同時とする。
【００２９】
パンチ３０は、ワーク４０の打抜きを行った後に上昇して、ワーク４０から遠ざかる方向（元のポジションの方向）に移動する。図５に示すように、パッド２０とパンチ３０を同時に移動してもよいし、パンチ３０とパッド２０の移動を異なるタイミングに実行してもよい。また、図５の工程ではパンチ３０のみを移動させ、後述する図６のタイミングまたは図６の後にパッド２０をワーク４０の上方に移動させてもよい。
【００３０】
図６は、打抜き部材４３の回収工程の説明図である。ここで、仮に電磁石１２を一度にオフした場合、図９の比較例に示すように、打抜き片４１の主面全体に空気抵抗が生じる。また、ダイ孔１１と打抜き片４１の側面の接触面積が大きいため、摩擦抵抗が大きくなる（図９参照）。これに対し、本実施形態では、図２に示す４つの電磁石のうち、隣接する２つの電磁石を先行して磁力をオフし、その後に残りの２つの電磁石の磁力をオフする。電磁力の磁力がオンされた部分付近の打抜き片４１は保持され、先行して電磁石の磁力がオフされた部分付近の打抜き片４１は落下するため、すべての電磁石をオフした際に、打抜き片４１が図６に示すように斜め方向に落下することになり、空気抵抗および接触抵抗を低減させることができる。また、打抜き片４１側面とダイ孔１１との接触面積を減少させて摩擦抵抗を低減させることができる。
【００３１】
図７に、工程ｂの打抜き工程におけるパンチ３０先端面のプレスモーション高さと、工程ｃ、工程ｄの実施タイミングの一例を示す。同図の縦軸は、工程ｂにおけるパンチ３０によるワーク４０の打抜き動作、反打抜き動作のパンチ先端面の高さの変位を示しており、横軸は時間軸を示している。
【００３２】
パンチ３０の往復動作の中で、パンチ３０先端面が下死点付近にあるときに、工程ｃの複数の電磁石を通電して、磁力をオン状態とする。これによって、打抜き動作によって形成された打抜き部材４３の浮き上がりを防止することができる。そして、パンチ３０の先端面が下死点付近から外れたタイミングで工程ｄに切り替える。このように、パンチ３０のプレスモーションに合わせて下死点付近において打抜き部材４３の吸着を行い、その後落下するという工程を繰り返すことにより、打抜き部材４３の浮き上がりを顕著に抑制することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態に代えて、打抜き部材４３を回収した後に、パッド２０およびパンチ３０をワーク４０の打抜き方向とは反対方向に移動させるようにしてもよい。即ち、図７の例において、工程ｄが完了するまでパンチ３０を下死点の位置としておいてもよい。また、図８に示すように、工程ｄの打抜き部材回収時に、回収方向（図中下方）に電磁石５０を設置し、この電磁石５０をオンして回収時に磁力によって確実に回収することもできる。シェービング工程等により、微粉の屑４２が発生している場合に特に有効である。
【００３４】
本実施形態に係る打抜き加工方法によれば、工程ｃと工程ｄを組み合わせることにより、打抜き部材（打抜き片、屑）の浮き上がりを防止し、且つ摩擦抵抗および空気抵抗を低減させることにより、打抜き部材の回収の信頼性を格段に高めることができる。その結果、二度打ちによる打痕傷や打抜き加工の精度不良を防止し、金型破損を防止して歩留まり向上を達成できる。
【符号の説明】
【００３５】
１            打抜き装置
１０            ダイ
１１            ダイ孔
１２            電磁石
１３            載置面
２０            パッド
２１            開口部
３０            パンチ
４０            ワーク
４１            打抜き片
４２            屑
４３            打抜き部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020131261.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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