(57)【要約】  面垂直性及び面性状の優れた剪断加工面を有する加工材を、工具の摩耗及び損傷を抑制しながら生産性よく製造できる剪断加工方法及び剪断加工装置を提供する。第１面及び第２面を有する第１の被加工材を、第２面が第１のダイ側に配置されるように第１のダイ上に配置し、第１の被加工材の第１面から第２面に向かって第１の被加工材の板厚方向に、第１面側に配置された第１のパンチで剪断加工して、第１の抜き材及び第１の加工材を得る第１の剪断加工工程と、第２の被加工材を配置し、（ｘ）第１の抜き材を第２のパンチとして使用するか、（ｙ）第１の加工材を第２のダイとして使用するか、又は（ｚ）第１の抜き材を第２のパンチとして使用し且つ第１の加工材を第２のダイとして使用して、第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得る第２の剪断加工工程と、を含む剪断加工方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ及びパンチで被加工材を剪断加工する剪断加工方法であって、
第１面及びその反対側の第２面を有する第１の被加工材を、前記第２面が第１のダイ側に配置されるように、前記第１のダイ上に配置し、前記第１の被加工材の前記第１面から前記第２面に向かって前記第１の被加工材の板厚方向に、前記第１面側に配置された第１のパンチで剪断加工して、前記第１の被加工材の第１面及び第２面に対応する第１面及び第２面を有する第１の抜き材及び第１の加工材を得る第１の剪断加工工程と、
第２の被加工材を配置し、（ｘ）前記第１の抜き材を第２のパンチとして使用するか、（ｙ）前記第１の加工材を第２のダイとして使用するか、又は（ｚ）前記第１の抜き材を第２のパンチとして使用し且つ前記第１の加工材を第２のダイとして使用して、前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得る第２の剪断加工工程と、
を含むことを特徴とする剪断加工方法。
【請求項２】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の抜き材の第２面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の抜き材の第１面が前記第１のパンチ側に配置されるように前記第１の抜き材を配置し、前記第１の抜き材を前記第２のパンチとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１に記載の剪断加工方法。
【請求項３】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の抜き材の第１面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の抜き材の第２面が前記第１のパンチ側に配置されるように前記第１の抜き材を配置し、前記第１の抜き材を前記第２のパンチとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１に記載の剪断加工方法。
【請求項４】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の加工材の第１面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の加工材の第２面が前記第１のダイ側に配置されるように前記第１の加工材を配置し、前記第１の加工材を前記第２のダイとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項５】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の加工材の第２面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の加工材の第１面が前記第１のダイ側に配置されるように前記第１の加工材を配置し、前記第１の加工材を前記第２のダイとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項６】
前記第２の剪断加工工程において、前記第２の被加工材に対して使用されるパンチと、前記第２の被加工材に対して使用されるダイとの間隔であって、前記第２の被加工材の板厚方向に垂直方向の間隔が、略０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項７】
（ｘ）前記第２の抜き材を第３のパンチとして使用するか、（ｙ）前記第２の加工材を第３のダイとして使用するか、又は（ｚ）前記第２の抜き材を第３のパンチとして使用し且つ前記第２の加工材を第３のダイとして使用して、第３の被加工材を剪断加工して、第３の抜き材及び第３の加工材を得る第３の剪断加工工程を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項８】
被加工材を剪断加工するパンチとダイとを有し、前記被加工材を剪断加工して、抜き材及び加工材を得る剪断加工装置であって、
第１のパンチ及び第１のダイを備え、並びに
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のパンチとして使用する、抜き材再利用機構を有するか、
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のダイとして使用する、加工材再利用機構を有するか、または
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のパンチとして使用する、抜き材再利用機構を有し、且つ前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のダイとして使用する加工材再利用機構を有する
ことを特徴とする剪断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被加工材を剪断加工する剪断加工方法に関し、より具体的には、自動車、家電製品、建築構造物、船舶、橋梁、建設機械、各種プラント、ペンストック等で用いる金属部材を剪断加工する際、良好な面垂直性と面性状の剪断加工面を確保し、工具の摩耗及び損傷を抑制し得る剪断加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、家電製品、建築構造物、船舶、橋梁、建設機械、各種プラント、ペンストック等で用いる金属部材の製造には、剪断加工が多く利用されている。図１及び２に、剪断加工の態様を模式的に示す。図１に、被加工材に穴を形成する剪断加工の態様を模式的に示し、図２に、被加工材に開断面を形成する剪断加工の態様を模式的に示す。【０００３】
図１に示す剪断加工においては、ダイ４０の上に被加工材１０（以下、第１の被加工材ともいう）を配置し、パンチ９０を被加工材１０の板厚方向９０ａに押し込んで、被加工材１０に穴を形成する。図２に示す剪断加工においては、ダイ４０の上に被加工材１０を配置し、同じく、パンチ９０を被加工材１０の板厚方向９０ａに押し込んで、被加工材１０に開断面を形成する。【０００４】
図３及び図４を参照して、図１又は図２に示す態様により形成される剪断加工面の形状及び形成メカニズムが示される。図３に剪断加工で形成される加工材１２の剪断加工面１９の断面模式図を示し、図４にパンチ９０、ダイ４０、及びホルダー５０を用いて、抜き材１１及び加工材１２を得る剪断加工の断面模式図を示す。抜き材１１及び加工材１２の剪断加工面は、通常、図３及び４に示すように、ダレ１４、１４’、剪断面１５、１５’、破断面１６、１６’、及びバリ１７、１７’によって構成される。ダレ１４は、被加工材１０がパンチ９０で押し込まれることにより、剪断加工面のパンチ側表面１８ａに形成される。図１、２、及び４に示すように、板厚方向９０ａにパンチが押し込まれる際、パンチ９０とダイ４０が接触しないようにパンチ９０とダイ４０の間には間隔ＣＬが設けられる。間隔ＣＬは、パンチ９０とダイ４０の接触マージンを得るため、ある程度の距離を確保する必要がある。パンチ９０が被加工材１０を板厚方向９０ａに押し込んで剪断加工する際、パンチ９０とダイ４０の間隔ＣＬに被加工材１０が引き込まれることにより、被加工材１０が局所的に引き伸ばされて剪断面１５が形成される。破断面１６は、パンチ９０とダイ４０の間隔ＣＬに引き込まれた被加工材１０が破断して形成される。バリ１７は、パンチ９０とダイ４０の間隔ＣＬに引き込まれた被加工材１０が破断して分離する際、剪断加工面のダイ側表面１８ｂに生じる。【０００５】
剪断加工面は、一般に、機械加工で形成する加工面に比べ面性状が劣り、疲労強度が低い、または耐水素脆化性が低い、という課題を抱えている。【０００６】
剪断加工面の課題の解決を図る技術は数多く提案されているが、これらの技術は、概して、パンチとダイの構造を工夫して、剪断加工面の面垂直性及び面性状（疲労強度等）の向上を図るもの（例えば、特許文献１〜３を参照）と、剪断加工面にシェービングやコイニング等の処理を施して、面垂直性及び面性状（疲労強度、耐水素脆化性等）の向上を図るもの（例えば、特許文献４〜６を参照）に分けることができる。【０００７】
しかし、パンチとダイの構造を工夫する技術においては、剪断加工面の面垂直性及び面性状の向上に限界があり、また、剪断加工面に処理を施す技術においては、一工程増える分、生産性が低下し、製造コストが上昇する。また、高強度の材料を加工する際には、工具に、摩耗やチッピング等の損傷が生じ易い。【０００８】
特許文献７には、パンチとダイによる剪断機構を積層し、ダイに載置した金属板を、順次、パンチを押し下げて剪断加工する加工方法及び加工装置が開示されている。特許文献７の加工方法及び加工装置においては、生産性が向上し、製造コストが低下するが、加工材の剪断加工面の面垂直性及び面性状を高めることは困難であるとともに、高強度材料を剪断加工した際には、パンチ及び／又はダイが損傷する。【０００９】
非特許文献１には、所定形状にブランキングした抜き材の後加工の際に、切り刃をダイス側に配置し、ダイスより大きいポンチを用い、２枚重ねのブランクをシェービングする重ね抜きシェービング法が開示されている。しかしながら、所定形状にブランキングする際に、パンチ又はダイが損傷するうえ、シェービングを行う際に、切り刃のダイスが損傷する可能性がある。【００１０】
結局、従来技術において、良好な面垂直性及び面性状の剪断加工面を確保しつつ、工具の摩耗及び損傷を抑えて剪断加工を行うことは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０５１００１号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３１０９４号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３６１９５号公報
【特許文献４】特開２００８−０１８４８１号公報
【特許文献５】特開２０１１−２１８３７３号公報
【特許文献６】特開２００６−０８２０９９号公報
【特許文献７】特開２０１２−１１５８９４号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】塑性と加工、「シェービング・プレス加工に関する研究」（中村ら）、Ｖｏｌ．４、Ｎｏ．２９（１９６３）、ｐ．３８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本開示は、従来技術の現状に鑑み、面垂直性及び面性状の優れた剪断加工面を有する加工材（製品）を、工具（パンチ及びダイ）の摩耗及び損傷を抑制しながら生産性よく製造することを課題とし、該課題を解決する剪断加工方法及び剪断加工装置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】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、被加工材を打ち抜いた抜き材をパンチとして使用し、及び／又は、打抜き後の加工材をダイとして使用すると、面垂直及び面性状に優れた剪断加工面を有する加工材（製品）を、工具の摩耗及び損傷を抑制しながら生産性よく製造できることを見いだした。【００１５】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。【００１６】
（１）ダイ及びパンチで被加工材を剪断加工する剪断加工方法であって、
第１面及びその反対側の第２面を有する第１の被加工材を、前記第２面が第１のダイ側に配置されるように、前記第１のダイ上に配置し、前記第１の被加工材の前記第１面から前記第２面に向かって前記第１の被加工材の板厚方向に、前記第１面側に配置された第１のパンチで剪断加工して、前記第１の被加工材の第１面及び第２面に対応する第１面及び第２面を有する第１の抜き材及び第１の加工材を得る第１の剪断加工工程と、
第２の被加工材を配置し、（ｘ）前記第１の抜き材を第２のパンチとして使用するか、（ｙ）前記第１の加工材を第２のダイとして使用するか、又は（ｚ）前記第１の抜き材を第２のパンチとして使用し且つ前記第１の加工材を第２のダイとして使用して、前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得る第２の剪断加工工程と、
を含むことを特徴とする剪断加工方法。
（２）前記第２の剪断加工工程において、前記第１の抜き材の第２面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の抜き材の第１面が前記第１のパンチ側に配置されるように前記第１の抜き材を配置し、前記第１の抜き材を前記第２のパンチとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、前記（１）に記載の剪断加工方法。
（３）前記第２の剪断加工工程において、前記第１の抜き材の第１面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の抜き材の第２面が前記第１のパンチ側に配置されるように前記第１の抜き材を配置し、前記第１の抜き材を前記第２のパンチとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、前記（１）に記載の剪断加工方法。
（４）前記第２の剪断加工工程において、前記第１の加工材の第１面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の加工材の第２面が前記第１のダイ側に配置されるように前記第１の加工材を配置し、前記第１の加工材を前記第２のダイとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の剪断加工方法。
（５）前記第２の剪断加工工程において、前記第１の加工材の第２面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の加工材の第１面が前記第１のダイ側に配置されるように前記第１の加工材を配置し、前記第１の加工材を前記第２のダイとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の剪断加工方法。
（６）前記第２の剪断加工工程において、前記第２の被加工材に対して使用されるパンチと、前記第２の被加工材に対して使用されるダイとの間隔であって、前記第２の被加工材の板厚方向に垂直方向の間隔が、略０ｍｍであることを特徴とする、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の剪断加工方法。
（７）
（ｘ）前記第２の抜き材を第３のパンチとして使用するか、（ｙ）前記第２の加工材を第３のダイとして使用するか、又は（ｚ）前記第２の抜き材を第３のパンチとして使用し且つ前記第２の加工材を第３のダイとして使用して、第３の被加工材を剪断加工して、第３の抜き材及び第３の加工材を得る第３の剪断加工工程を含むことを特徴とする、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の剪断加工方法。
（８）被加工材を剪断加工するパンチとダイとを有し、前記被加工材を剪断加工して、抜き材及び加工材を得る剪断加工装置であって、
第１のパンチ及び第１のダイを備え、並びに
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のパンチとして使用する、抜き材再利用機構を有するか、
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のダイとして使用する、加工材再利用機構を有するか、または
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のパンチとして使用する、抜き材再利用機構を有し、且つ前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のダイとして使用する加工材再利用機構を有する
ことを特徴とする剪断加工装置。
【発明の効果】
【００１７】
本開示によれば、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有する加工材（製品）を、工具の摩耗及び損傷を抑制しながら生産性よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、被加工材に穴を形成する剪断加工の態様を示す断面模式図である。
【図２】図２は、被加工材に開断面を形成する剪断加工の態様を示す断面模式図である。
【図３】図３は、被加工材の剪断加工面の断面模式図である。
【図４】図４は、抜き材及び加工材を得る剪断加工の断面模式図である。
【図５】図５は、第１の抜き材及び第１の加工材を得る本開示の剪断加工の実施形態１を示す断面模式図である。
【図６】図６は、第１の抜き材及び第１の加工材を得る本開示の剪断加工の実施形態１を示す断面模式図である。
【図７】図７は、第２の抜き材及び第２の加工材を得る本開示の剪断加工の実施形態１を示す断面模式図である。
【図８】図８は、第２の抜き材及び第２の加工材を得る本開示の剪断加工の実施形態１を示す断面模式図である。
【図９】図９は、本方法の実施形態２を示す断面模式図である。
【図１０】図１０は、本方法の実施形態２を示す断面模式図である。
【図１１】図１１は、本方法の実施形態３を示す断面模式図である。
【図１２】図１２は、本方法の実施形態３を示す断面模式図である。
【図１３】図１３は、本方法の実施形態４を示す断面模式図である。
【図１４】図１４は、本方法の実施形態４を示す断面模式図である。
【図１５】図１５は、本方法の実施形態５を示す断面模式図である。
【図１６】図１６は、本方法の実施形態５を示す断面模式図である。
【図１７】図１７は、本方法の実施形態６を示す断面模式図である。
【図１８】図１８は、本方法の実施形態６を示す断面模式図である。
【図１９】図１９は、本方法の実施形態７を示す断面模式図である。
【図２０】図２０は、本方法の実施形態７を示す断面模式図である。
【図２１】図２１は、本方法の実施形態８を示す断面模式図である。
【図２２】図２２は、本方法の実施形態８を示す断面模式図である。
【図２３】図２３は、本方法の実施形態９を示す断面模式図である。
【図２４】図２４は、本方法の実施形態９を示す断面模式図である。
【図２５】図２５は、本方法の実施形態９を示す断面模式図である。
【図２６】図２６は、本方法の実施形態９を示す断面模式図である。
【図２７】図２７は、本方法の実施形態１０を示す断面模式図である。
【図２８】図２８は、本方法の実施形態１０を示す断面模式図である。
【図２９】図２９は、本方法の実施形態１１を示す断面模式図である。
【図３０】図３０は、本方法の実施形態１１を示す断面模式図である。
【図３１】図３１は、本方法の実施形態１２を示す断面模式図である。
【図３２】図３２は、本方法の実施形態１２を示す断面模式図である。
【図３３】図３３は、本方法の実施形態１２を示す断面模式図である。
【図３４】図３４は、本方法の実施形態１２を示す断面模式図である。
【図３５】図３５は、本方法の実施形態１３を示す断面模式図である。
【図３６】図３６は、本方法の実施形態１４を示す断面模式図である。
【図３７】図３７は、本方法の実施形態１４を示す断面模式図である。
【図３８】図３８は、本方法の実施形態１４を示す断面模式図である。
【図３９】図３９は、本方法の実施形態１４を示す断面模式図である。
【図４０】図４０は、本方法の実施形態１５を示す断面模式図である。
【図４１】図４１は、電磁石を備えたパンチの断面模式図である。
【図４２】図４２は、電磁石を備えたパンチの断面模式図である。
【図４３】図４３は、吸引部を備えたパンチの断面模式図である。
【図４４】図４４は、吸引部を備えたパンチの断面模式図である。
【図４５】図４５は、剪断加工面における残留応力の測定位置を表す模式図である。
【図４６】図４６は、従来技術で剪断加工して得られた第１の加工材の断面写真である。
【図４７】図４７は、実施形態１で剪断加工して得られた第２の加工材の断面写真である。
【図４８】図４８は、実施形態２で剪断加工して得られた第２の加工材の断面写真である。
【図４９】図４９は、実施形態５で剪断加工して得られた第２の加工材の断面写真である。
【図５０】図５０は、実施形態６で剪断加工して得られた第２の加工材の断面写真である。
【図５１】図５１は、第２の加工材の剪断加工面の平均残留応力を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の剪断加工方法（以下「本方法」ともいう）及び剪断加工装置（以下、「本装置」ともいう）は、被加工材を剪断加工して得られた抜き材及び加工材のうち少なくとも一方を、その次の被加工材の剪断加工において、パンチ及びダイのうち少なくとも一方の工具として使用することを基本思想とする。
【００２０】
本方法は、ダイ及びパンチで被加工材を剪断加工する剪断加工方法であって、第１の剪断加工工程及び第２の剪断加工工程を含む。第１の剪断加工工程では、第１面及びその反対側の第２面を有する第１の被加工材を、第２面が第１のダイ側に配置されるように、第１のダイ上に配置する。次いで、第１の被加工材の第１面から第２面に向かって第１の被加工材の板厚方向に、第１面側に配置された第１のパンチで剪断加工して、第１の被加工材の第１面及び第２面に対応する第１面及び第２面を有する第１の抜き材及び第１の加工材を得る。第２の剪断加工工程では、第２の被加工材を配置し、（ｘ）第１の抜き材を第２のパンチとして使用するか、（ｙ）第１の加工材を第２のダイとして使用するか、又は（ｚ）第１の抜き材を第２のパンチとして使用し且つ第１の加工材を第２のダイとして使用して、第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得る。
【００２１】
以下、本方法について、適宜、図面に基づいて説明する。
【００２２】
本方法において、第１及び第２の被加工材は、通常、剪断加工が可能な金属質の被加工材である。第１及び第２の被加工材は、剪断加工が可能であれば、非金属質の被加工材を含んでもよく、例えば樹脂層を含むラミネート鋼板でもよい。剪断加工が可能な金属質の被加工材としては、鉄系若しくは鉄合金系の金属板または非鉄系若しくは非鉄合金系の金属板でもよい。第１及び第２の被加工材は、好ましくは鉄系又は鉄合金系の金属板であり、より好ましくは３４０ＭＰａ級以上、さらに好ましくは９８０ＭＰａ級以上の引張強度を有する金属板、さらにより好ましくは上記引張強度を有する鋼材である。３４０ＭＰａ級以上の引張強度を有する金属板では、特に疲労破壊の対策が必要となる。９８０ＭＰａ級以上の引張強度を有する金属板では、水素脆化割れの対策も必要となる。特に被加工材が鋼材の場合に、水素脆化割れ及び疲労破壊の対策が重要となる。本方法は同様にして、後述する第３の被加工材の剪断加工を行うことも可能である。第３の被加工材の材質についても第１及び第２の被加工材の材質と同様である。
【００２３】
（実施形態１）
図５〜８に、本方法の剪断加工の一実施形態を示す。本方法の剪断加工の一実施形態においては、図５及び６に示す第１の剪断加工（従来の剪断加工）を行い、次いで図７及び８に示す第２の剪断加工を行う。
【００２４】
図５及び６に示す第１の剪断加工においては、第１面１０１及びその反対側の第２面１０２を有する第１の被加工材１０を、第１面が第１のパンチ９０側に配置され、第２面１０２が第１のダイ４０側に配置されるように、第１のダイ４０と第１のパンチ９０との間に配置する。第１のパンチ９０が、第１の被加工材１０の第１面１０１から第２面１０２に向かって第１の被加工材１０を打ち抜くことで、第１の抜き材１１及び第１の加工材１２を得る。第１の抜き材１１は、第１の被加工材１０の第１面１０１及び第２面１０２に対応する第１面１１１及び第２面１１２を有する。第１の加工材１２も、第１の被加工材の第１面１０１及び第２面１０２に対応する第１面１２１及び第２面１２２を有する。ホルダー５０は、第１のパンチ９０による打ち抜きの際、第１の被加工材１０を、第１面１０１側から第１のダイ４０側に向かう方向に抑えつけ、第１の被加工材１０を固定する。図５及び６にはホルダー５０を示しているが、ホルダー５０は任意構成であり、以下の説明において特に断りがない限り同様である。
【００２５】
図７及び８に示す第２の剪断加工においては、第１剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、向きを変えずに打ち抜いた状態で第２のパンチとして使用する。詳細には、第１の抜き材１１の第２面１１２が第２の被加工材２０における打抜き予定部位に対向し、第１面１１１が第１のパンチ９０に対向するように、第１の抜き材１１を第１のパンチ９０と第２の被加工材２０との間に配置する。この状態から、第１のパンチ９０が第２のパンチとしての第１の抜き材１１を押し下げて、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を打ち抜くことで、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。ここで、第２面１１２が第２の被加工材２０側、第１面１１１が第１のパンチ９０側とした第１の抜き材、すなわち、「打ち抜いた状態の第１の抜き材」を、第１の抜き材１１または第１の非反転抜き材１１ともいう。
【００２６】
図７及び８に示す第２の剪断加工工程において、第１のダイ４０の上に配置した第２の被加工材２０を剪断加工する際、第１の非反転抜き材１１を打抜き予定部位に配置して第２のパンチとして使用し、第２の被加工材２０を剪断加工して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。第１の非反転抜き材１１は、第１の剪断加工工程で打ち抜かれる際に加工硬化されており、さらには第１のパンチ９０で押し込まれるため、第２の被加工材２０が第１の被加工材１０と同じ材質であっても、第１の非反転抜き材１１を第２のパンチとして用いて、第２の被加工材２０を剪断加工することができる。
【００２７】
図７に破線で示すように、第２の剪断加工工程では、第２のパンチとして用いる第１の抜き材１１の外径と第１のダイ４０の内径が実質的に同じである。すなわち、第２の剪断加工工程では、第２のパンチとして用いる第１の抜き材１１の外径と第１のダイ４０の内径との間隔ＣＬは、第１のパンチ９０の外形と第１のダイ４０の内径との間隔ＣＬよりも小さくなる。このため、第２の剪断加工工程では、第１の抜き材１１による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の抜き材１１を第２のパンチとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のパンチ９０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。面垂直性とは、剪断加工面が被加工材の第１面及び第２面に垂直な度合いをいい、言い換えれば、被加工材の板厚方向に平行な度合いをいう。面性状とは、疲労強度及び耐水素脆化性をいう。
【００２８】
非特許文献１には、切り刃をダイス側に配置する重ね抜きシェービング法が開示されている。これに対して、本方法では、抜き材を切り刃として使用し、抜き材とダイの協働で剪断加工を行うことを特徴とする。
【００２９】
通常、剪断加工は、パンチとダイの間隔ＣＬ（図５及び７の「ＣＬ」を参照）を所要の間隔に設定して行う。図７に示す第２の剪断加工においては、第１の抜き材１１を第２のパンチとして使用するので、第２のパンチとして使用する第１の抜き材１１と第１のダイ４０との間隔を、図５に示す剪断加工よりも小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。そのため、被加工材に、パンチとして用いる抜き材と同じ寸法・形状の抜き穴を、高精度で打ち抜くことができ、面垂直性と面性状に優れた剪断加工面を有する加工材を得ることができる。
【００３０】
本方法及び本装置における間隔ＣＬとは、図５及び７に示すように、被加工材の板厚方向に垂直方向の、第１のパンチまたは第２のパンチとして使用する抜き材と第１のダイまたは第２のダイとして使用する加工材との一方の間隔をいう。間隔ＣＬが略０ｍｍであるとは、パンチとダイの間隔が、好ましくは板厚の±１％以内、より好ましくは板厚の±０．５％以内、さらに好ましくは板厚の±０．１％以内、さらにより好ましくは実質的に０であることをいう。
【００３１】
通常、図５に示すように間隔ＣＬが大きいと、剪断加工中、剪断される部位に引張応力が発生して、延性破壊の起因となるボイドが生じ易い破断面（図３及び４の符号「１６」、「１６’」を参照）が形成される。
【００３２】
一方、図７に示すように間隔ＣＬが小さいと、好ましくは略０ｍｍであると、剪断加工中、剪断される部位に引張応力が発生し難く、延性破壊の起因となるボイドが生じ易い破断面の形成を抑制して、剪断加工を行うことができる。このようにして形成された剪断加工面は、優れた面垂直性を有するとともに、引張応力の残留が抑制された優れた面性状を有し、耐水素脆化特性及び疲労特性が優れている。
【００３３】
以下に別の実施形態を説明する。以下の実施形態の説明において、共通する第１の剪断加工の説明は省略する。
【００３４】
（実施形態２）
図９及び１０に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。図６に示す第１剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、打ち抜いた状態から反転させて、第２の剪断加工工程における第２のパンチとして使用してもよい。ここで、第１面１１１が第２の被加工材２０側、第２面１１２が第１のパンチ９０側とした第１の抜き材、すなわち「打ち抜いた状態から反転させた第１の抜き材」を、第１の抜き材１１’または第１の反転抜き材１１’ともいう。図９及び１０に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、打ち抜いた状態から反転させて第２のパンチとして使用する。詳細には、第１面１１１が第２の被加工材２０における打抜き予定部位に対向し、第２面１１２が第１のパンチ９０に対向するように、第１の反転抜き材１１’を第１のパンチ９０と第２の被加工材２０との間に配置する。この状態から、第１のパンチ９０が第２のパンチとしての第１の反転抜き材１１’を押し下げて、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を打ち抜くことで、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。
【００３５】
図９及び１０に示す第２の剪断加工工程において、第１のダイ４０の上に配置した第２の被加工材２０を剪断加工する際、第１の反転抜き材１１’を打抜き予定部位に配置して第２のパンチとして使用し、第２の被加工材２０を剪断加工して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることできる。第１の反転抜き材１１’は、第１の剪断加工工程で打ち抜かれる際に加工硬化されており、さらには第１のパンチ９０で押し込まれるため、第２の被加工材２０が第１の被加工材１０と同じ材質であっても、第１の反転抜き材１１’を第２のパンチとして用いて、第２の被加工材２０を剪断加工することができる。
【００３６】
図９に示すように、第１の反転抜き材１１’は、第１の非反転抜き材１１を、被加工材２０に対して反転した形状である。図９に破線で示すように、第１の反転抜き材１１’を第２のパンチとして用いて剪断加工する場合も、実施形態１と同様に、第１の反転抜き材１１’の外径と第１のダイ４０の内径が実質的に同じである。すなわち、本実施形態においても、第１の反転抜き材１１’の外径と第１のダイ４０の内径との間隔ＣＬは、第１のパンチ９０の外形と第１のダイ４０の内径との間隔ＣＬよりも小さくなり、好ましくは略０ｍｍとなる。このため、第１の反転抜き材１１’による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の反転抜き材１１’を第２のパンチとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のパンチ９０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００３７】
（実施形態３）
図１１及び１２に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の加工材１２を、向きを変えずに打ち抜かれた状態で第２の剪断加工工程における第２のダイとして使用してもよい。図１１及び１２に示す第２の剪断加工工程においては、第１の加工材１２を、打ち抜かれた状態で第２のダイとして使用する。詳細には、第１の加工材１２の第１面１２１が第２の被加工材２０に対向し、第１の加工材１２の内径が、第２の被加工材２０における打抜き予定部位に整合するように、第１の加工材１２を第１のダイ４０と第２の被加工材２０との間に配置して第２のダイとして使用する。この状態から、第１のパンチ９０が、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を打ち抜くことで、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。ここで、第１面１２１が第２の被加工材２０側、第２面１２２が第１のダイ４０側とした第１の加工材、すなわち、「打ち抜かれた状態の第１の加工材」を、第１の加工材１２または第１の非反転加工材１２ともいう。
【００３８】
図１１及び１２に示す第２の剪断加工工程においては、第２のダイとして使用する第１の非反転加工材１２の上に配置した第２の被加工材２０を第１のパンチ９０で打ち抜いて、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得る。第１の非反転加工材１２は、第１の剪断加工工程で加工される際に加工硬化されており、さらには第１のダイ４０で支えられているため、第２の被加工材２０が第１の被加工材１０と同じ材質であっても、第１の非反転加工材１２を第２のダイとして用いて、第２の被加工材２０を剪断加工することができる。
【００３９】
図１１に破線で示すように、本実施形態における第２の剪断加工工程では、第２のダイとして用いる第１の加工材１２の内径と第１のパンチ９０の外径が実質的に同じである。図１１に破線で示すように、第１の加工材１２の内径とは、第１の加工材１２の剪断加工面の剪断面における打ち抜き方向に垂直方向の内径である（以下、同様）。第１の加工材１２を第２のダイとして用いて剪断加工する場合、第１の加工材１２の内径と第１のパンチ９０の外径との間隔ＣＬは、第１のダイ４０の内径と第１のパンチ９０の外径との間隔ＣＬよりも小さくなり、好ましくは略０ｍｍとなる。このため、第１のパンチ９０による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の加工材１２を第２のダイとして用いるので、工具(本実施形態では、第１のダイ４０)の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００４０】
（実施形態４）
図１３及び１４に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。図６に示す第１の剪断加工工程において加工された第１の加工材１２を、打ち抜いた状態から反転させて第２の剪断加工工程における第２のダイとして使用してもよい。ここで、第１面１２１が第１のダイ４０側、第２面１２２が第２の被加工材２０側とした第１の加工材、すなわち「打ち抜かれた状態から反転させた第１の加工材」を、第１の加工材１２’または第１の反転加工材１２’ともいう。図１３及び１４に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において加工された第１の加工材を、打ち抜いた状態から反転させて第２のダイとして使用する、詳細には、第２面１２２が第２の被加工材２０に対向し、第１の加工材１２’の内径が、第２の被加工材２０における打抜き予定部位に整合するように、第１の反転加工材１２’を第１のダイ４０と第２の加工材２０との間の打抜き予定部位に配置する。この状態から、第１のパンチ９０が、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を打ち抜くことで、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。
【００４１】
図１３及び１４に示す第２の剪断加工工程においては、第２のダイとして使用する第１の反転加工材１２’の上に配置した第２の被加工材２０を第１のパンチ９０で打ち抜いて、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることできる。第１の反転加工材１２’は、第１の剪断加工工程で加工される際に加工硬化されており、さらには第１のダイ４０で支えられているため、第２の被加工材２０が第１の被加工材１０と同じ材質であっても、第１の反転加工材１２’を第２のダイとして用いて、第２の被加工材２０を剪断加工することができる。
【００４２】
図１３に破線で示すように、第２のダイとして用いる第１の反転加工材１２’の内径と第１のパンチ９０の外径が実質的に同じである。図１３に破線で示すように、第１の反転加工材１２’の内径とは、第１の反転加工材１２’の剪断加工面の剪断面における打ち抜き方向に垂直方向の内径である（以下、同様）。すなわち、本実施形態においても、実施形態３と同様に、第１の加工材１２’の内径と第１のパンチ９０の外径との間隔ＣＬは、第１のダイ４０の内径と第１のパンチ９０の外径との間隔ＣＬよりも小さくなり、好ましくは略０ｍｍとなる。このため、第１のパンチ９０による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の反転加工材１２’を第２のダイとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のダイ４０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００４３】
（実施形態５）
図１５及び１６に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。図６に示す第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、向きを変えずに打ち抜いた状態で第２の剪断加工工程における第２のパンチとして使用し、且つ図６に示す第１の剪断加工工程において加工された第１の加工材１２を、向きを変えずに打ち抜いた状態で第２の剪断加工工程における第２のダイとして使用してもよい。図１５及び１６に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の非反転抜き材１１の第２面１１２が第２の被加工材２０における打抜き予定部位に対向し、第１面１１１が第１のパンチ９０に対向するように、第１の抜き材１１を、第１のパンチ９０と第２の被加工材２０との間に配置する。それに加えて、図１５及び１６に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において加工された第１の非反転加工材１２の第１面１２１が第２の被加工材２０に対向し、第１の加工材１２の内径が、第２の被加工材２０における打抜き予定部位に整合するように、第１の加工材１２を、第１のダイ４０と第２の被加工材２０との間に配置する。この状態から、第１のパンチ９０が第２のパンチとしての第１の非反転抜き材１１を押し下げて、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を剪断加工して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。なお、第１の抜き材１１と第１の加工材１２とは同等の硬さを有するが、第１の抜き材１１はパンチ９０で押し込まれているので、第１の抜き材１１で第１の加工材１２も剪断加工され得る。
【００４４】
図１５に破線で示すように、第２のパンチとして用いる第１の抜き材１１の外径が、第２のダイとして用いる第１の加工材１２の内径よりも大きく、間隔ＣＬを小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。このため、第１の非反転抜き材１１による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の非反転抜き材１１を第２のパンチとして用い、第１の非反転加工材１２を第２のダイとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のパンチ９０及び第１のダイ４０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００４５】
（実施形態６）
図１７及び１８に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。図６に示す第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、打ち抜いた状態から反転して第２の剪断加工工程における第２のパンチとして使用し、且つ図６に示す第１の剪断加工工程において加工された第１の加工材１２を、打ち抜いた状態から反転して第２の剪断加工工程における第２のダイとして使用してもよい。図１７及び１８に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の反転抜き材１１’の第１面１１１が第２の被加工材２０における打抜き予定部位に対向し、第２面１１２が第１のパンチ９０に対向するように、第１の反転抜き材１１’を第１のパンチ９０と第２の被加工材２０との間に配置する。それに加えて、図１７及び１８に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において加工された第１の反転加工材１２’の第２面１２２が第２の被加工材２０に対向し、第１の反転加工材１２’の内径が、第２の被加工材２０における打抜き予定部位に整合するように、第１の反転加工材１２’を第１のダイ４０と第２の加工材２０との間の打抜き予定部位に配置する。この状態から、第１のパンチ９０が第２のパンチとしての第１の反転抜き材１１’を押し下げて、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を剪断加工して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。なお、第１の抜き材１１’と第１の加工材１２’とは同等の硬さを有するが、第１の抜き材１１’はパンチ９０で押し込まれているので、第１の抜き材１１’で第１の加工材１２’も剪断加工され得る。
【００４６】
図１７に破線で示すように、第２のパンチとして用いる第１の反転抜き材１１’の外径が、第２のダイとして用いる第１の反転加工材１２’の内径よりも大きく、間隔ＣＬを小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。このため、第１の反転抜き材１１’による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の反転抜き材１１’を第２のパンチとして用い、第１の反転加工材１２’を第２のダイとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のパンチ９０及び第１のダイ４０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００４７】
（実施形態７）
図１９及び２０に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。図６に示す第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、打ち抜いた状態から反転して第２の剪断加工工程における第２のパンチとして使用し、且つ図６に示す第１の剪断加工工程において加工された第１の加工材１２を、打ち抜いた状態で第２の剪断加工工程における第２のダイとして使用してもよい。図１９及び２０に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の反転抜き材１１’の第１面１１１が第２の被加工材２０における打抜き予定部位に対向し、第２面１１２が第１のパンチ９０に対向するように、第１の反転抜き材１１’を第１のパンチ９０と第２の被加工材２０との間の打抜き予定部位に配置する。それに加えて、図１９及び２０に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において加工された第１の非反転加工材１２の第１面１２１が第２の被加工材２０に対向し、第１の非反転加工材１２の内径が、第２の被加工材２０における打抜き予定部位に整合するように、第１の反転加工材１２を第１のダイ４０と第２の加工材２０との間の打抜き予定部位に配置する。この状態から、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を剪断加工して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。なお、第１の抜き材１１’と第１の加工材１２とは同等の硬さを有するが、第１の抜き材１１’はパンチ９０で押し込まれているので、第１の抜き材１１’で第１の加工材１２も剪断加工され得る。
【００４８】
図１９に破線で示すように、第２のパンチとして用いる第１の反転抜き材１１’の外径が、第２のダイとして用いる第１の非反転加工材１２の内径よりも大きく、間隔ＣＬを小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。このため、第１の反転抜き材１１’による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の反転抜き材１１’を第２のパンチとして用い、第１の非反転加工材１２を第２のダイとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のパンチ９０及び第１のダイ４０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００４９】
（実施形態８）
図２１及び２２に、本方法の剪断加工における第２の剪断加工工程の別の実施形態を示す。図６に示す第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の抜き材１１を、打ち抜いた状態で第２のパンチとして使用し、図６に示す第１の剪断加工工程において加工された第１の加工材を、打ち抜いた状態から反転して第２のダイとして使用してもよい。図２１及び２２に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において打ち抜かれた第１の非反転抜き材１１の第２面１１２が第２の被加工材２０における打抜き予定部位に対向し、第１面１１１が第１のパンチ９０に対向するように、第１の非反転抜き材１１を第１のパンチ９０と第２の被加工材２０との間の打抜き予定部位に配置する。それに加えて、図２１及び２２に示す第２の剪断加工工程においては、第１の剪断加工工程において加工された第１の反転加工材１２’の第２面１２２が第２の被加工材２０に対向し、第１の反転加工材１２’の内径が、第２の被加工材２０における打抜き予定部位に整合するように、第１の反転加工材１２’を第１のダイ４０と第２の加工材２０との間の打抜き予定部位に配置する。この状態から、第１のパンチ９０が第２のパンチとしての第１の非反転抜き材１１を押し下げて、第２の被加工材２０の第１面２０１から第２面２０２に向かって第２の被加工材２０を剪断加工して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得ることができる。なお、第１の抜き材１１と第１の加工材１２’とは同等の硬さを有するが、第１の抜き材１１はパンチ９０で押し込まれているので、第１の抜き材１１で第１の加工材１２’も剪断加工され得る。
【００５０】
図２１に破線で示すように、第２のパンチとして用いる第１の非反転抜き材１１の外径が、第２のダイとして用いる第１の反転加工材１２’の内径よりも大きく、間隔ＣＬを小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。このため、第１の非反転抜き材１１による間隔ＣＬへの第２の被加工材２０の引き込み量は低減され、第２の加工材２２は、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。第２の抜き材２１についても、同様に、面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の非反転抜き材１１を第２のパンチとして用い、第１の反転加工材１２’を第２のダイとして用いるので、工具（本実施形態では、第１のパンチ９０及び第１のダイ４０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００５１】
本方法は上記実施形態１〜８のいずれかを含み、実施形態１、３、５、６〜８が好ましく、実施形態１及び６〜８がより好ましい。剪断加工面における平均残留応力を、実施形態１〜８では、従来よりも小さくすることができ、実施形態１、３、５、６〜８では、より小さくすることができ、特に、実施形態１及び６〜８では、剪断加工面における平均残留応力を圧縮側にすることができる。
【００５２】
（実施形態９）
本方法は、好ましくは、（ｘ）第２の抜き材を第３のパンチとして使用するか、（ｙ）第２の加工材を第３のダイとして使用するか、又は（ｚ）第２の抜き材を第３のパンチとして使用し且つ第２の加工材を第３のダイとして使用して、第３の被加工材を剪断加工して、第３の抜き材及び第３の加工材を得る第３の剪断加工工程を含む。
【００５３】
第２の抜き材及び第２の加工材は、第１の抜き材及び第１の加工材と同様に、非反転または反転した状態で第３のパンチ及び第３のダイとして使用することができる。第３のパンチとしての第２の抜き材と第２のダイとしての第１の加工材または第１のダイとを組みあわせて用いてもよく、第３のダイとしての第２の加工材と第２のパンチとしての第１の抜き材または第１のパンチとを組み合わせて用いてもよい。第１のパンチまたは第２以降のパンチとして用いる抜き材と、第１のダイまたは第２以降のダイとして用いる加工材との間隔を、図５に示す従来の剪断加工よりも小さくなる組み合わせであれば、特に組み合わせは限定されない。
【００５４】
第２の抜き材及び第２の加工材の剪断加工面は、上記のように面垂直性及び面性状に優れている。したがって、第３の加工材は、面垂直性及び面性状により優れた剪断加工面を有することができる。第３の抜き材についても、同様に、面垂直性及び面性状により優れた剪断加工面を有することができる。また、第２の抜き材を第３のパンチとして使用し、及び／または第２の加工材を第３のダイとして使用するので、工具（第１のパンチ及び／または第１のダイ）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００５５】
図２３〜２６に、第３の被加工材に対する第３の剪断加工について２つの実施形態を例示するが、これらの組み合わせに限られない。図２３及び２４は、図７及び８に示す実施形態１で得られた第２の加工材２２を第１のダイ４０と第３の被加工材３０との間に配置して第３のダイとして用いる実施形態である。図２３及び２４においては、図７及び８に示す実施形態１で使用した第１の抜き材１１を再度第２のパンチとして用いて、第３の被加工材３０を剪断加工して第３の抜き材３１及び加工材３２を得る。図２５及び２６は、図７及び８に示す実施形態１で得られた第２の加工材２２を第１のダイ４０と第３の被加工材３０との間に配置して第３のダイとして用いる実施形態である。図２５及び２６においては、図７及び８に示す実施形態１で使用した第１の抜き材を反転して第１の反転抜き材１１’として再度第２のパンチとして用いて、第３の被加工材３０を剪断加工して第３の抜き材３１及び第３の加工材３２を得る。
【００５６】
図２３〜２６に例示する第３の剪断加工工程においても、図２３及び２５に破線で示すように、再度第２のパンチとして用いる第１の抜き材１１又は第１の反転抜き材１１’のいずれかの外径と、第１のダイ４０の内径との間隔ＣＬは、第１のパンチ９０の外形と第１のダイ４０の内径との間隔ＣＬよりも小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。したがって、実施形態１〜８と同様に、第３の加工材３２は、優れた面垂直性を有するとともに、引張応力の残留が抑制された優れた面性状を有し、耐水素脆化特性及び疲労特性に優れる剪断加工面を、加工材（製品）に形成することができる。
【００５７】
図２３〜２６に例示する第３の剪断加工工程において、再度第２のパンチとして用いる第１の抜き材と、第３のダイとして用いる第２の加工材とは、上記のように面垂直性及び面性状に優れた剪断加工面を有する。このため、第３の加工材３２は、面垂直性及び面性状により優れた剪断加工面を有することができる。第３の抜き材３１についても、同様に、面垂直性及び面性状により優れた剪断加工面を有することができる。また、第１の抜き材を第２のパンチとして用い、第２の加工材を第３のダイとして用いる場合、工具（第１のダイ４０及び第１のパンチ９０）の摩耗及び損傷を抑制しながら、加工材（製品）を生産性よく製造することができる。
【００５８】
実施形態９と同様にして、第４以降の被加工材を剪断加工することができる。すなわち、抜き材をパンチとして、あるいは、加工材をダイとして、繰り返し使用することができる。抜き材及び加工材は、使用回数が多くなると端面性状が劣化するので、繰返して使用する回数の上限を、１００回以内または１０回以内にしてもよい。
【００５９】
（実施形態１０）
図２７及び２８に、本方法の剪断加工の別の実施形態を示す。第２のパンチとして用いる抜き材の位置決め治具として、加工材を用いることができる。図２７は、図５及び６に示す第１の剪断加工工程において、固定用治具６０を第１の被加工材の外周に配置して第１の被加工材を固定しながら、第１の被加工材を剪断加工して、第１の抜き材１１及び第１の加工材１２を得る実施形態を示す。
【００６０】
図２８は、図２７に続く第２の剪断加工工程を表す。図２８においては、第２の被加工材２０の外周と第１の剪断加工工程で得られた第１の加工材１２の外周とを、第１の剪断加工工程と同じ位置に配置された固定用治具６０で固定しながら、第１の剪断加工工程で得られた第１の抜き材１１を第２のパンチとして使用して、第２の被加工材２０を剪断加工する実施形態を示す。
【００６１】
固定用治具６０は、第１の加工材１２の外周を第１の剪断加工工程と同じ位置にて固定できる。このため、第１のダイ４０の内径に対する第１の加工材１２の、打ち抜き方向に垂直方向の相対位置は、第１の剪断加工のときと第２の剪断加工のときとで同じになる。第１の抜き材１１は、第１の加工材１２の抜き穴に嵌め込まれるように配置され得る。このため、第１の加工材１２の抜き穴の、打ち抜き方向に対して垂直方向における中心位置に第１の抜き材１１を配置することができる。したがって、第１のダイ４０の内径に対する第１の抜き材１１の、打ち抜き方向に垂直方向における位置決めを正確に行うことができ、且つ打ち抜き方向に垂直方向の第１の抜き材１１のずれを抑制しながら、第２の被加工材２０に対する第２の剪断加工を行うことができる。第１の加工材１２は、剪断加工する際に第２の被加工材２０を抑えるホルダーとしても作用することもできる。
【００６２】
第１の抜き材は、非反転抜き材１１または反転抜き材１１’として使用してもよい。非反転加工材１２を抜き材の位置決め部材として用いる場合は、第１の抜き材は、好ましくは非反転抜き材１１として使用する。抜き材の破断面と加工材の破断面との整合性が高いため、第２のパンチとして用いる抜き材の位置合わせ及び抜き材の打ち抜き方向に対する垂直方向のずれの抑制がより容易になるからである。また、第１の剪断加工後に、第１の抜き材１１、第１の加工材１２、及び固定用治具６０を別々にせずに、剪断加工後の組み合わされた状態を保ったまま、第２の被加工材の剪断加工に用いることが好ましい。反転加工材１２’を抜き材の位置決め部材として用いる場合は、抜き材は、好ましくは反転抜き材１１’として使用する。抜き材のだれと加工材のだれとの整合性が高いため、第２のパンチとして用いる抜き材の位置合わせ及び抜き材の打ち抜き方向に垂直方向のずれの抑制がより容易になるからである。
【００６３】
（実施形態１１）
図２９及び３０に、本方法の剪断加工の別の実施形態を示す。第２のパンチとして用いる抜き材の位置決め治具として、加工材を用いることができる。図２９は、図７及び８に示す第２の剪断加工工程において、固定用治具６０を第２の被加工材の外周に配置して第２の被加工材を固定しながら、第２の被加工材を剪断加工して第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得る実施形態を示す。
【００６４】
図３０は、第３の剪断加工工程において、第３の被加工材３０の外周と図２９に示す第２の剪断加工工程で得られた第２の加工材２２の外周とを第２の剪断加工工程と同じ位置に配置された固定用治具６０で固定しながら、第２の剪断加工工程で得られた第２の抜き材２１を第３のパンチとして使用して、第３の被加工材３０を剪断加工する実施形態を示す。
【００６５】
固定用治具６０は、第２の加工材２２の外周を第２の剪断加工工程と同じ位置にて固定できる。このため、第１のダイ４０の内径に対する第２の加工材２２の、打ち抜き方向に垂直方向の相対位置は、第２の剪断加工のときと第３の剪断加工のときとで同じになる。このため、第２の加工材２２の抜き穴の、打ち抜き方向に対して垂直方向における中心位置に第２の抜き材２１を配置することができる。したがって、第１のダイ４０の内径に対する第２の抜き材２１の、打ち抜き方向に垂直方向における位置決めを正確に行うことができ、且つ打ち抜き方向に垂直方向の第２の抜き材２１のずれを抑制しながら、第３の被加工材３０に対する第３の剪断加工を行うことができる。第２の加工材２２は、剪断加工する際に第３の被加工材３０を抑えるホルダーとしても作用することもできる。
【００６６】
第２の抜き材は、非反転抜き材２１または反転抜き材２１’として使用してもよく、第２の抜き材に代えて第１の抜き材であってもよい。いずれの組み合わせにおいても、第１のダイ４０の内径に対する抜き材の、打ち抜き方向に垂直方向における位置決めを正確に行うことができ、且つ打ち抜き方向に対する垂直方向における抜き材のずれを抑制しながら、剪断加工を行うことができる。
【００６７】
図２７〜３０に示す実施形態１０及び１１の剪断加工においても、第１のダイ４０の内径と第２のパンチとして用いる第１の抜き材１１の外径または第３のパンチとして用いる第２の抜き材２１の外径との間隔ＣＬを小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができる。したがって、優れた面垂直性を有するとともに、引張応力の残留が抑制された優れた面性状を有し、耐水素脆化特性や疲労特性に優れる剪断加工面を、加工材（製品）に形成することができる。
【００６８】
（実施形態１２）
打ち抜き面に凸部を備えた第１のパンチを用いて、凸部を第１の被加工材の第１面に食い込ませながら第１の被加工材を剪断加工（第１の剪断加工）して、抜き材及び加工材を得ることができる。次いで、凸部が食い込んで第１のパンチの打抜き面に固定された抜き材を第２のパンチとして用いて、第２の被加工材を剪断加工（第２の剪断加工）することができる。図３１〜３４に、本方法の剪断加工の別の実施形態を示す。
【００６９】
図３１及び３２においては、打ち抜き面に凸部８０を備えた第１のパンチ９０を用いて、凸部８０を第１の被加工材１０の第１面１０１に食い込ませながら第１の被加工材１０を剪断加工（第１の剪断加工）して、第１の抜き材１１及び第１の加工材１２を得る。第１の抜き材１１の第１面１１１には凸部８０が食い込んで、第１の抜き材１１は第１のパンチ９０の打ち抜き面に固定される。
【００７０】
図３３及び３４においては、凸部８０が食い込んで第１のパンチ９０の打ち抜き面に固定された第１の抜き材１１を第２のパンチとして用いて、第２の被加工材２０を剪断加工（第２の剪断加工）して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得る。
【００７１】
第１のパンチ９０の打ち抜き面に凸部８０を設けると、第１のパンチ９０の打ちぬき面に第１の抜き材１１が固定されるので、第１の抜き材１１を第２のパンチとして使用する場合に、第１のダイ４０の内径に対する第１の抜き材１１の、打ち抜き方向に対して垂直方向における位置合わせを容易に行うことができる。
【００７２】
（実施形態１３）
凸部を備えた第１のパンチと、第１のパンチに対向するように第１の被加工材の第２面側に配置されたバックホルダーとによって、第１の被加工材を挟んで固定しながら剪断加工して、第１の抜き材及び第１の加工材を得ることができる。図３５に、本方法の剪断加工の別の実施形態を示す。
【００７３】
図３５においては、打ち抜き面に凸部８０を備えた第１のパンチ９０と、第１のパンチ９０に対向するように第１の被加工材１０の第２面１０２側に配置されたバックホルダー７０とによって、第１の被加工材１０が挟まれる。凸部８０を第１の被加工材１０の第１面１０１に食い込ませながら第１の被加工材１０を剪断加工（第１の剪断加工）して、第１の抜き材及び第１の加工材を得る。バックホルダー７０は、好ましくは弾性部材７１で保持されている。
【００７４】
図３５は、図３１に示す剪断加工にバックホルダー７０を用いることを加えた実施形態を示す。バックホルダー７０によって、凸部８０を備えた第１のパンチ９０の打ち抜き面とバックホルダー７０とで第１の被加工材１０を挟んで固定することができるので、打ち抜いた後も第１の抜き材を挟んで固定することができる。そのため、凸部８０を備えた第１のパンチ９０の打ち抜き面から第１の抜き材が外れることを防止することができる。図３５に示す剪断加工に続いて、凸部８０を備えた第１のパンチ９０の打ち抜き面とバックホルダー７０とで第１の抜き材を挟んで固定しながら、図３２〜３４に示す実施形態と同様に、第１の被加工材１０及び第２の被加工材２０を剪断加工（第２の剪断加工）することができる。
【００７５】
（実施形態１４）
被加工材の第２面に接する面（以下、保持面ともいう）に凸部を備えた第１のダイを用いて、凸部を第１の被加工材の第２面に食い込ませながら第１の被加工材を剪断加工して、抜き材及び加工材を得ることができる。次いで、凸部が食い込んで第１のダイの保持面に固定された加工材を第２のダイとして用いて、第２の被加工材を剪断加工（第２の剪断加工）し、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることができる。図３６〜３９に、本方法の剪断加工の別の実施形態を示す。
【００７６】
図３６及び３７においては、保持面に凸部８０を備えた第１のダイ４０を用いて、凸部８０を第１の被加工材の第２面に食い込ませながら第１の被加工材を剪断加工（第１の剪断加工）して、第１の抜き材１１及び凸部８０が食い込んで第１のダイ４０の保持面に固定された第１の加工材１２を得る。
【００７７】
図３８及び３９には、凸部８０が食い込んで第１のダイ４０の保持面に固定された加工材１２を第２のダイとして用いて、第２の被加工材２０を剪断加工（第２の剪断加工）して、第２の抜き材２１及び第２の加工材２２を得る。
【００７８】
第１のダイ４０の保持面に凸部８０を設けると、第１のダイ４０に第１の加工材１２が固定されるので、第１の加工材１２を第２のダイとして使用する場合に、第１のパンチ９０に対する第１の加工材１２の位置合わせを容易に行うことができる。
【００７９】
図３６〜３９に例示する実施形態において、ホルダー５０を用いても用いなくてもよいが、好ましくはホルダー５０を用いる。ホルダー５０と第１のダイ４０とで第１の被加工材１０を挟んで固定して、打ち抜いた後も第１の加工材１２を挟んで固定することができる。そのため、凸部８０を備えた第１のダイ４０の保持面から第１の加工材１２が外れることまたは位置がずれることを防止することができる。
【００８０】
図３１〜３５に例示する実施形態と図３６〜３９に例示する実施形態とを組み合わせてもよい。
【００８１】
凸部の形状は、被加工材を拘束できるものであればよく、突起、凹凸、表面処理面等の摩擦抵抗を上昇させる形状であることができる。突起、凹凸、及び表面処理面の形成方法は特に限定されないが、例えば次のようにして行うことができる。突起の形成は、先端に突起形状を有するピンを埋め込むことにより行うことができる。凹凸の形成は、切削加工により、鋼板との接触面に深さ１０μｍ〜５００μｍの溝を作ることにより行うことができる。表面処理面の形成は、サンドブラストなど、摩擦抵抗を大きくする方法により行うことができる。
【００８２】
被加工材の板厚方向における凸部の高さは、好ましくは１０〜５００μｍである。被加工材の板厚方向に垂直方向の凸部の円相当径は、好ましくは１０〜５００μｍである。凸部の高さが高いほど、拘束力を強くすることができるが、凸部の摩耗が大きくなりやすく、また、被加工材への食い込みに必要な荷重が大きくなる。凸部の円相当径が小さいほど、小さな荷重で被加工材に食い込ませることができるが、凸部の摩耗は大きくなりやすい。凸部の数（密度）が少ないほど、小さな荷重で被加工材に食い込ませることができるが、拘束力は弱まる。
【００８３】
（実施形態１５）
第１のパンチの一部に電磁石を備えてもよい。図４０に、本方法の剪断加工の別の実施形態を示す。図４０においては、一部に電磁石９２を備えた第１のパンチ９０を用いて剪断加工する態様を示す。第１のパンチ９０の内部に電磁石９２を配置することにより、電磁力で第１の被加工材及び第１の抜き材をひきつけることができ、凸部を第１のパンチに設けた場合と同様に、第２のパンチとして用いる第１の抜き材の位置合わせを容易に行うことができる。
【００８４】
第１のパンチ９０内における電磁石９２の配置は、刃先９１を除く所望の位置にすることができる。図４１及び４２に、電磁石９２の配置が異なる第１のパンチ９０の断面模式図を示す。第１のパンチ９０は、好ましくは２以上の電磁石９２を備える。第１のパンチ９０が２以上の電磁石９２を備えることにより、モーメントの影響で被加工材及び抜き材の落下やずれを、より抑制することができる。図４１の第１のパンチ９０は内部に１つの電磁石９２を含み、図４２の第１のパンチ９０は内部に２つの電磁石９２を含む。そのため、図４２の第１のパンチ９０は、図４１の第１のパンチ９０に比べて、被加工材及び抜き材の落下やずれを、より抑制することができる。ただし、第１のパンチ９０は、スクラップを小さくして、歩留まりを良くするために、打ち抜き方向に垂直方向の寸法は小さい方がよく、電磁石９２の数は好ましくは２〜４個である。
【００８５】
電磁石の材質は、被加工材及び抜き材を固定することができるものであれば特に限定されないが、電磁石は、好ましくは抜き材の重さ１ｋｇあたり５０Ｎ以上、より好ましくは抜き材の重さ１ｋｇあたり５００Ｎ以上の最大吸着力を有する。電磁石の形状は、第１のパンチの内部に配置され、被加工材を固定することができるものであれば特に限定されないが、好ましくは第１のパンチと同心円状の略円柱形状を有する。例えば、株式会社フジタ製の丸型電磁石ＦＳＧＰ（商標）を用いることができる。
【００８６】
第１のパンチは、電磁石を備え且つ打ち抜き面に上記の凸部を有してもよく、上記のバックホルダーと組み合わせてもよい。
【００８７】
第１のダイが電磁石を備えてもよい。この場合も、電磁力で被加工材及び加工材をひきつけることができ、凸部を第１のダイに設けた場合と同様に、第２のダイとして用いる加工材の位置合わせを容易に行うことができる。
【００８８】
（実施形態１６）
第１のパンチの一部に吸引部を備えてもよい。図４３及び４４に、内部に吸引部９４を備えた第１のパンチ９０の断面模式図を示す。第１のパンチ９０の内部に吸引部９４を配置することにより、吸引により被加工材をひきつけることができ、凸部を第１のパンチまたは第１のダイに設けた場合と同様に、第２のパンチとして用いる第１の抜き材の位置合わせを容易に行うことができる。
【００８９】
第１のパンチ９０内における吸引部９４の配置は、刃先９１を除く所望の位置にすることができる。第１のパンチ９０は、好ましくは２以上の吸引部９４を備える。第１のパンチ９０が２以上の吸引部９４を備えることにより、モーメントの影響で被加工材及び抜き材の落下やずれを、より抑制することができる。図４３の第１のパンチ９０は、内部に１つの吸引部９４を含み、図４４の第１のパンチ９０は内部に２つの吸引部９４を含む。そのため、図４４の第１のパンチ９０は、図４３の第１のパンチ９０に比べて、被加工材及び抜き材の落下やずれを、より抑制することができる。ただし、第１のパンチ９０は、スクラップを小さくして、歩留まりを良くするために、打ち抜き方向に垂直方向の寸法は小さい方がよく、吸引部９４の数は好ましくは２〜４個である。
【００９０】
吸引部９４の構成は、被加工材及び抜き材を固定することができるものであれば特に限定されないが、吸引部９４は、好ましくは抜き材の重さ１ｋｇあたり５０Ｎ以上、より好ましくは抜き材の重さ１ｋｇあたり５００Ｎ以上の最大吸引力を有する。吸引部９４の形状は、第１のパンチ９０の内部に配置され、被加工材を固定することができるものであれば特に限定されないが、例えば、株式会社日本ピスコ製フリーホルダ（商標）を用いることができる。
【００９１】
第１のパンチは、一部に吸引部を備え且つ打ち抜き面に上記の凸部を有してもよく、上記のバックホルダーと組み合わせてもよい。
【００９２】
第１のダイが吸引部を備えてもよい。この場合も、吸引力で被加工材及び加工材をひきつけることができ、凸部を第１のダイに設けた場合と同様に、第２のダイとして用いる加工材の位置合わせを容易に行うことができる。
【００９３】
本方法は、実施形態１０〜１６のうち少なくとも１つと、実施形態１〜８のいずれかと、実施形態９とから選択される実施形態を、所望の組み合わせで行うことができる。
【００９４】
被加工材は、穴広げ率λが好ましくは１％超、より好ましくは５％超、さらに好ましくは１０％超である。上記範囲の穴広げ率λを有することにより、より長い剪断面を得ることができる。電磁石を含む第１のパンチを用いる場合、被加工材は、電磁力で引きつけられる材料である。
【００９５】
以上説明したように、本方法は、抜き材を、打ち抜いた状態若しくは打ち抜いた状態から反転させてパンチとして使用し、及び／又は加工材を、打ち抜いた状態若しくは打ち抜いた状態から反転させてダイとして使用することを基本思想とする。
【００９６】
本方法においては、このように、抜き材をパンチとして使用する、及び／又は、加工材をダイとして使用するので、第１のパンチ及び／又は第１のダイの摩耗及び損傷を低減できることともに、間隔ＣＬを小さくすることができ、好ましくは略０ｍｍにすることができるので、加工材に、面垂直性と面性状に優れた剪断加工面を形成することができる。
【００９７】
本開示はまた、剪断加工装置を対象とする。本装置は、被加工材を剪断加工するパンチとダイとを有し、被加工材を剪断加工して、抜き材及び加工材を得る剪断加工装置である。剪断加工装置は、第１のパンチ及び第１のダイを備える。剪断加工装置においては、抜き材再利用機構、加工材再利用機構、またはその両方の機構を有する。抜き材再利用機構は、第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のパンチとして使用する機構である。加工材再利用機構は、第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を、第２の被加工材を剪断加工する際に第２のダイとして使用する機構である。
【００９８】
抜き材再利用機構の構成は、第２の被加工材を剪断加工する際に、第１の抜き材を第２のパンチとして使用する機構を有する限り、限定されるものではない。同様に、加工材再利用機構の構成は、第２の被加工材を剪断加工する際に、第１の加工材を第２のダイとして使用する機構を有する限り、限定されるものではない。抜き材再利用機構及び加工材再利用機構の構成は、好ましくは、剪断加工方法の上記実施形態１０〜１６のうち少なくとも１つに対応する構成と、実施形態１〜８のいずれかに対応する構成と、実施形態９に対応する構成とから選択される構成を、所望の組み合わせで有することができる。
【００９９】
剪断加工装置は、第１のパンチ及び第１のダイ、第１の被加工材を自動的に剪断加工部に配置可能な被加工材配置機構、第１の剪断加工で得られた第１の抜き材を、続けて行われる第２の剪断加工の第１のパンチ側の打抜き予定部位に配置する抜き材再利用機構、並びに第１の剪断加工で得られた第１の加工材を、続けて行われる第２の剪断加工の第１のダイ側の打抜き予定部位に配置する加工材再利用機構を備えることができる。
【０１００】
剪断加工装置は、好ましくは、第１の被加工材を挟んで固定することができる第１のパンチ及びバックホルダー並びに第１のダイ及びホルダーを備える。
【０１０１】
抜き材再利用機構は、第１の剪断加工で得られた第１の抜き材を、続けて行われる第２の剪断加工の第１のパンチ側の打抜き予定部位に配置するために、好ましくは、ロボットアームを備える。
【０１０２】
抜き材再利用機構は、好ましくは、打ち抜き面に凸部を有する第１のパンチ及び電磁石または吸引部を備える第１のパンチのうち少なくとも一方を含む。打ち抜き面に凸部を有する第１のパンチは、凸部を第１被加工材及び第１の抜き材に食い込ませて第１のパンチの打ち抜き面に第１の抜き材を保持することができる。電磁石または吸引部を備える第１のパンチは、第１の被加工材及び第１の抜き材を第１のパンチの打ち抜き面に引きつけて保持することができる。
【０１０３】
加工材再利用機構は、第１の剪断加工で得られた第１の加工材を、続けて行われる第２の剪断加工の第１のダイ側の打抜き予定部位に配置するために、好ましくは、ロボットアームを備える。
【０１０４】
加工材再利用機構には、好ましくは、保持面に凸部を有する第１のダイ及び電磁石または吸引部を備える第１のダイのうち少なくとも一方を含む。
【０１０５】
加工材再利用機構はまた、第１の剪断加工で得られた第１の加工材を、続けて行われる第２の剪断加工のホルダーとして配置することもできる。加工材再利用機構は、第１の加工材をホルダー部位に配置するために、好ましくは、ロボットアームを備える。
【０１０６】
抜き材再利用機構及び加工材再利用機構は、好ましくは、第１の剪断加工後の第１の抜き材及び第１の加工材を分離しないで、続けて行われる第２の剪断加工の第１のパンチ側の打抜き予定部位及びホルダー部位に配置することができる。
【０１０７】
剪断加工装置は、抜き材再利用機構に代えて、第１の抜き材を取り除く抜き材取り出し機構を備えてもよい。抜き材取り出し機構は、第１の抜き材を取り出して排出することを除いて、抜き材再利用機構と同様の構成を有する。剪断加工装置はまた、加工材再利用機構に代えて、第１の加工材を取り除く加工材取り出し機構を備えてもよい。加工材取り出し機構は、第１の加工材を取り出して排出することを除いて、加工材再利用機構と同様の構成を有する。
【０１０８】
その他、剪断加工方法の構成について説明した上記記載は、本装置の構成にも適用される。
【実施例】
【０１０９】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。【０１１０】
直径１０．００ｍｍの第１のパンチ及び内径１０．３２ｍｍの第１のダイを用いて、１．６ｍｍの板厚を有し引張強度が１１８０ＭＰａの第１の鋼板を剪断加工して第１の抜き材及び第１の加工材を得た。得られた第１の抜き材を第２のパンチとして使用し、及び／又は得られた第１の加工材を第２のダイとして使用して、１．６ｍｍの板厚を有し引張強度が１１８０ＭＰａの第２の鋼板を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得た。【０１１１】
具体的には、図５及び６に示す第１の剪断加工方法（従来の剪断加工方法）で、第１の鋼板を剪断加工して第１の加工材を得た。さらに、第１の鋼板を剪断加工して第１の加工材を得て、次いで、図７及び８、図９及び１０、図１１及び１２、図１３及び１４、図１５及び１６、図１７及び１８、図１９及び２０、並びに図２１及び２２に示す実施形態１〜８に示す第２の剪断加工方法で、第２の鋼板を剪断加工して第２の加工材を得た。第１の加工材及び第２の加工材を、抜き穴の中心を通る線で板厚方向に平行に切断し、剪断加工面の面垂直性を観察した。第１の加工材及び第２の加工材の剪断加工面の平均引張残留応力を、スポット径５００μｍのＸ線を照射してｓｉｎ２Ψ法を用いて測定した。図４５に、第１の加工材１２の平均残留応力の測定箇所を示す。平均粒応力の測定箇所は、第１の加工材１２の板厚方向に沿って、図４５の上から、Ｓ１（剪断面側）、Ｓ２（板厚中央）、及び、Ｓ３（バリ側）の３箇所である。第２の加工材についても、同様に、Ｓ１（剪断面側）、Ｓ２（板厚中央）、及び、Ｓ３（バリ側）の３箇所の平均残留応力を測定した。【０１１２】
図４６に、図５及び６に示した態様（第１の剪断加工、従来技術）で第１の鋼板を剪断加工して得られた第１の加工材１２の断面写真を示す。図４７〜５０に、実施形態１、２、５、及び６に示した方法で第２の鋼板を剪断加工して得られた第２の加工材２２の断面写真を示す。【０１１３】
図４６に示すように、従来の剪断加工を行った第１の加工材１２の剪断加工面１９ａは傾斜しているのに対し、図４７〜５０に示すように、実施形態１、２、５、及び６に示した方法で剪断加工した第２の加工材２２の剪断加工面１９ｂ〜１９ｅの面垂直性は良好である。【０１１４】
図５１に、従来技術で得られた第１の加工材及び実施形態１〜８に示した方法で得られた第２の加工材の剪断加工面の平均引張残留応力を測定した結果を示す。抜き材をパンチとして使用、及び／又は加工材をダイとして使用すると、従来の剪断加工を行った場合よりも、加工材の剪断加工面における平均残留応力が低減した。これにより、優れた耐疲労特性と耐水素脆化性が得られることが分かる。特に実施形態１、３、５、６〜８に示した方法で得られた加工材の平均残留応力は小さく、さらには、実施形態１及び６〜８に示した方法で得られた加工材の剪断加工面における平均残留応力は圧縮側であった。剪断加工面における残留応力が圧縮側にあると、剪断加工面において、特に優れた耐疲労特性と耐水素脆化性を確保することができる。【０１１５】
抜き材をパンチとして使用し、及び／または加工材をダイとして使用して形成した剪断加工面の面垂直性及び面性状は、従来の打抜き方法で形成した剪断加工面に比べ優れていることが分かる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０    第１の被加工材
１０１    第１の被加工材の第１面
１０２    第１の被加工材の第２面
１１    第１の抜き材
１１’    第１の反転抜き材
１１１    第１の抜き材の第１面
１１２    第１の抜き材の第２面
１２    第１の加工材
１２’    第１の反転加工材
１２１    第１の加工材の第１面
１２２    第１の加工材の第２面
１４    ダレ
１４’    ダレ
１５    剪断面
１５’    剪断面
１６    破断面
１６’    破断面
１７    バリ
１７’    バリ
１８ａ    パンチ側表面
１８ｂ    ダイ側表面
１９    剪断加工面
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ    剪断加工面
２０    第２の被加工材
２０１    第２の被加工材の第１面
２０２    第２の被加工材の第２面
２１    第２の抜き材
２２    第２の加工材
３０    第３の被加工材
３０１    第３の被加工材の第１面
３０２    第３の被加工材の第２面
３１    第３の抜き材
３２    第３の加工材
４０    ダイ
５０    ホルダー
６０    固定用治具
７０    バックホルダー
７１    弾性部材
８０    凸部
９０    パンチ
９０ａ    被加工材の板厚方向
９１    刃先
９２    電磁石
９４    吸引部
ＣＬ    パンチとダイの間隔
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３    残留応力の測定箇所
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【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】
ダイ及びパンチで被加工材を剪断加工する剪断加工方法であって、
第１面及びその反対側の第２面を有する第１の被加工材を、前記第２面が第１のダイ側に配置されるように、前記第１のダイ上に配置し、前記第１の被加工材の前記第１面から前記第２面に向かって前記第１の被加工材の板厚方向に、前記第１面側に配置された第１のパンチで剪断加工して、前記第１の被加工材の第１面及び第２面に対応する第１面及び第２面を有する第１の抜き材及び第１の加工材を得る第１の剪断加工工程と、
第２の被加工材を配置し、
（ｘ）前記第１の抜き材を第２のパンチとして使用して、前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得る、
（ｙ）前記第１の加工材を第２のダイとして使用して、前記第２の被加工材から第２の抜き材を前記第１の加工材の中に残さずに打ち抜くように前記第２の被加工材を剪断加工して、前記第２の抜き材及び第２の加工材を得る、又は
（ｚ）前記第１の抜き材を第２のパンチとして使用し且つ前記第１の加工材を第２のダイとして使用して、前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得る
第２の剪断加工工程と、
を含むことを特徴とする剪断加工方法。
【請求項２】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の抜き材の第２面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の抜き材の第１面が前記第１のパンチ側に配置されるように前記第１の抜き材を配置し、前記第１の抜き材を前記第２のパンチとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１に記載の剪断加工方法。
【請求項３】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の抜き材の第１面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の抜き材の第２面が前記第１のパンチ側に配置されるように前記第１の抜き材を配置し、前記第１の抜き材を前記第２のパンチとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１に記載の剪断加工方法。
【請求項４】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の加工材の第１面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の加工材の第２面が前記第１のダイ側に配置されるように前記第１の加工材を配置し、前記第１の加工材を前記第２のダイとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項５】
前記第２の剪断加工工程において、前記第１の加工材の第２面が前記第２の被加工材に対向し且つ前記第１の加工材の第１面が前記第１のダイ側に配置されるように前記第１の加工材を配置し、前記第１の加工材を前記第２のダイとして使用して前記第２の被加工材を剪断加工して、第２の抜き材及び第２の加工材を得ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項６】
前記第２の剪断加工工程において、前記第２の被加工材に対して使用されるパンチと、前記第２の被加工材に対して使用されるダイとの間隔であって、前記第２の被加工材の板厚方向に垂直方向の間隔が、略０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項７】
（ｘ）前記第２の抜き材を第３のパンチとして使用するか、（ｙ）前記第２の加工材を第３のダイとして使用するか、又は（ｚ）前記第２の抜き材を第３のパンチとして使用し且つ前記第２の加工材を第３のダイとして使用して、第３の被加工材を剪断加工して、第３の抜き材及び第３の加工材を得る第３の剪断加工工程を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の剪断加工方法。
【請求項８】
被加工材を剪断加工するパンチとダイとを有し、前記被加工材を剪断加工して、抜き材及び加工材を得る剪断加工装置であって、
第１のパンチ及び第１のダイを備え、並びに
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を第２のパンチとして使用して、第２の被加工材を剪断加工する、抜き材再利用機構を有するか、
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を第２のダイとして使用して、第２の被加工材から第２の抜き材を前記第１の加工材の中に残さずに打ち抜くように第２の被加工材を剪断加工する、加工材再利用機構を有するか、または
前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の抜き材を第２のパンチとして使用して、第２の被加工材を剪断加工する、抜き材再利用機構を有し、且つ前記第１のパンチ及び第１のダイで第１の被加工材を剪断加工して得られた第１の加工材を第２のダイとして使用して、第２の被加工材を剪断加工する、加工材再利用機構を有する
ことを特徴とする剪断加工装置。
【国際調査報告】
2017138576.tif 000054
2017138576.tif 000055
2017138576.tif 000056
2017138576.tif 000057