(57)【要約】【課題】せん断加工において被加工材に発生する破断面を適切な位置に誘導することによって、破断後の部材端面における加工硬化の影響を低減、または部材寿命を延伸する。【解決手段】せん断加工方法は、下刃を被加工材の下面に当接させる工程と、被加工材の厚さ方向では下刃に対して相対的に移動可能であり、厚さ方向に対して垂直な被加工材の面方向ではクリアランスをもって下刃に対向する上刃を、被加工材の上面に当接するまで厚さ方向に移動させる工程と、面方向で上刃からの距離がクリアランスの４０％以上、１２０％以下になる位置で被加工材の上面に溝を形成する工程と、被加工材の上面に当接した上刃を、被加工材の上面の溝を始端または終端とする破断面が発生するまでさらに厚さ方向に移動させる工程とを含む。【選択図】図１
2018158384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下刃を被加工材の下面に当接させる工程と、
前記被加工材の厚さ方向では前記下刃に対して相対的に移動可能であり、前記厚さ方向に対して垂直な前記被加工材の面方向ではクリアランスをもって前記下刃に対向する上刃を、前記被加工材の上面に当接するまで前記厚さ方向に移動させる工程と、
前記面方向で前記上刃からの距離が前記クリアランスの４０％以上、１２０％以下になる位置で前記被加工材の上面に溝を形成する工程と、
前記被加工材の上面に当接した前記上刃を、前記被加工材の上面の溝を始端または終端とする破断面が発生するまでさらに前記厚さ方向に移動させる工程と
を含む、せん断加工方法。
【請求項２】
前記被加工材の上面の溝は、前記上刃が前記被加工材の上面に当接する前に形成される、請求項１に記載のせん断加工方法。
【請求項３】
前記被加工材の上面の溝は、前記上刃が前記被加工材の上面に当接した後、前記破断面が発生するまでの間に形成される、請求項１に記載のせん断加工方法。
【請求項４】
前記下刃の近傍で前記被加工材の下面に溝を形成する工程をさらに含み、
前記破断面は、前記被加工材の上面および下面の溝のうち一方を始端とし、他方を終端として発生する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のせん断加工方法。
【請求項５】
前記被加工材は、引張強度７８０ＭＰａ級以上の鋼板である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のせん断加工方法。
【請求項６】
被加工材の下面に当接する下刃と、
前記被加工材の厚さ方向では前記下刃に対して相対的に移動可能であり、前記厚さ方向に対して垂直な前記被加工材の面方向ではクリアランスをもって前記下刃に対向する上刃と、
前記面方向で前記上刃からの距離が前記クリアランスの４０％以上、１２０％以下になる位置で前記被加工材の上面に溝を形成する溝形成手段と
を備えるせん断加工装置。
【請求項７】
前記下刃との間で前記被加工材を挟持するホルダをさらに備え、
前記溝形成手段は、前記面方向で前記上刃に対向する前記ホルダの端部に形成された突出部を含む、請求項６に記載のせん断加工装置。
【請求項８】
前記溝形成手段は、前記上刃とともに前記厚さ方向に移動可能であり、前記上刃が前記厚さ方向に移動するときに前記上刃よりも遅れて前記被加工材の上面から前記厚さ方向に押し込まれる突出部を含む、請求項６に記載のせん断加工装置。
【請求項９】
前記下刃の近傍で前記被加工材の下面に溝を形成する追加の溝形成手段をさらに備える、請求項６〜８のいずれか１項に記載のせん断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断加工方法およびせん断加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
せん断加工は、例えば自動車、鉄道車両、建材、船舶、家電製品などに用いられる金属部品の製造において、金属部材の切断、打抜き、穴抜き、シェービング、トリミングなどのために実施される。一般的に、せん断加工は、部材に当接された下刃に対して上側から上刃を押し込むことによって実行される。このとき、部材は上刃と下刃との間で塑性変形し、最終的には破断する。このようなせん断加工では、破断後の部材端面に塑性変形に伴う加工硬化の影響を受けた部分が残ることが知られている。後工程としてフランジアップなどを実施する場合、加工硬化の影響を受けた部分には割れが発生することがある。
【０００３】
そこで、せん断加工時の部材の加工硬化を抑制して伸びフランジ加工性に優れるせん断加工面を得るための技術が、種々提案されている。例えば、特許文献１には、数値シミュレーションを利用してパンチ刃の傾斜角度を適切に設定することによって、伸びフランジ加工性に優れるせん断加工面を得る技術が記載されている。また、特許文献２には、後工程における伸びフランジ割れのシミュレーションに基づいて判定された危険部位から外れるにしたがってクリアランスを徐々に大きくすることによって、伸びフランジ加工性に優れるせん断加工面を得る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８８１５２号公報
【特許文献２】特開２０１６−８７６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば上記の特許文献１，２に記載された技術を採用しても、部材端面に塑性変形に伴う加工硬化の影響を受けた部分が残らなくなるわけではない。これは、せん断加工において上刃と下刃とを結ぶ面に沿って破断面が発生するときに、既に発生している加工硬化領域を横切って破断面が発生するためである。これは、換言すれば、せん断加工において上刃と下刃とを結ぶ面から離れた位置に破断面を発生させることができれば、破断後の部材端面に残る加工硬化領域をより小さくすることができる可能性があるということである。
【０００６】
ところで、せん断加工において、破断面が上刃から発生する場合、安定して破断面を発生させるためには上刃の角を尖らせておく必要がある。しかし、上刃の角が尖っている場合には、被加工材との接触によって摩耗または欠損が生じやすく、角の形状が変化したことによって比較的短期間のうちに上刃の交換が必要になることが多い。これに対して、上刃から離れた位置に破断面を発生させることができれば、上刃の角を尖らせておく必要がなくなり、上刃を面取りすることによって摩耗または欠損を防止し、長期間にわたって上刃を使用することが可能になる。
【０００７】
そこで、本発明は、せん断加工において被加工材に発生する破断面を適切な位置に誘導することによって、破断後の部材端面における加工硬化の影響を低減、または部材寿命を延伸することを可能にする、新規かつ改良されたせん断加工方法およびせん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】
【０００８】
本発明のいくつかの観点によれば、以下が提供される。
［１］下刃を被加工材の下面に当接させる工程と、
被加工材の厚さ方向では下刃に対して相対的に移動可能であり、厚さ方向に対して垂直な被加工材の面方向ではクリアランスをもって下刃に対向する上刃を、被加工材の上面に当接するまで厚さ方向に移動させる工程と、
面方向で上刃からの距離がクリアランスの４０％以上、１２０％以下になる位置で被加工材の上面に溝を形成する工程と、
被加工材の上面に当接した上刃を、被加工材の上面の溝を始端または終端とする破断面が発生するまでさらに厚さ方向に移動させる工程と
を含む、せん断加工方法。
［２］被加工材の上面の溝は、上刃が被加工材の上面に当接する前に形成される、［１］に記載のせん断加工方法。
［３］被加工材の上面の溝は、上刃が被加工材の上面に当接した後、破断面が発生するまでの間に形成される、［１］に記載のせん断加工方法。
［４］下刃の近傍で被加工材の下面に溝を形成する工程をさらに含み、
破断面は、被加工材の上面および下面の溝のうち一方を始端とし、他方を終端として発生する、［１］〜［３］のいずれか１項に記載のせん断加工方法。
［５］被加工材は、引張強度７８０ＭＰａ級以上の鋼板である、［１］〜［４］のいずれか１項に記載のせん断加工方法。
［６］被加工材の下面に当接する下刃と、
被加工材の厚さ方向では下刃に対して相対的に移動可能であり、厚さ方向に対して垂直な被加工材の面方向ではクリアランスをもって下刃に対向する上刃と、
面方向で上刃からの距離がクリアランスの４０％以上、１２０％以下になる位置で被加工材の上面に溝を形成する溝形成手段と
を備えるせん断加工装置。
［７］下刃との間で被加工材を挟持するホルダをさらに備え、
溝形成手段は、面方向で上刃に対向するホルダの端部に形成された突出部を含む、［６］に記載のせん断加工装置。
［８］溝形成手段は、上刃とともに厚さ方向に移動可能であり、上刃が厚さ方向に移動するときに上刃よりも遅れて被加工材の上面から厚さ方向に押し込まれる突出部を含む、［６］に記載のせん断加工装置。
［９］下刃の近傍で被加工材の下面に溝を形成する追加の溝形成手段をさらに備える、［６］〜［８］のいずれか１項に記載のせん断加工装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、せん断加工において被加工材に発生する破断面を適切な位置に誘導することによって、破断後の部材端面における加工硬化の影響を低減、または部材寿命を延伸することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るせん断加工の概要を示す断面図である。
【図２】図１における溝の形状の他の例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における被加工材の挙動を模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第１の例を示す概略的な断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第２の例を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第３の例を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例について説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施例に係る有限要素解析のモデルについて説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施例の解析結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１実施例の解析結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施例の実験結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２実施例の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るせん断加工の概要を示す断面図である。図１を参照すると、せん断加工装置１は、ダイ２と、パンチ３と、ホルダ４とを含む。ダイ２には、被加工材６の下面に当接する下刃２１が形成される。パンチ３には、上刃３１が形成される。パンチ３は、図示しない電動機または液圧機構などによって駆動され、被加工材６の厚さ方向についてダイ２に対して相対的に移動可能である。パンチ３が移動することによって、上刃３１は、被加工材６の上方に位置した状態から、被加工材６の上面に当接させられ、さらに図示されているように被加工材６に押し込まれる。上刃３１が被加工材６に押し込まれる過程で、被加工材６に破断面が発生し、これによってパンチ３が押し込まれた部分の被加工材６が切り落とされる。ホルダ４は、被加工材６の上面に当接され、ダイ２との間で被加工材６を挟持する。
【００１３】
ここで、被加工材６の上面には、パンチ３が被加工材６の上面に当接される前、またはその後、パンチ３が被加工材６に押し込まれている間に、溝７が形成される。溝７は、被加工材６の面方向、すなわち被加工材６の厚さ方向に対して垂直な方向について、上刃３１からの距離がｗになる位置に形成される。上刃３１は、被加工材６の面方向についてクリアランスＣをもって下刃２１に対向しているが、本実施形態において、距離ｗはクリアランスＣの４０％以上、１２０％以下に設定される。なお、溝７の断面形状は、対称なＶ字状であるように図示されているが、非対称な形状、例えば片側が被加工材６の面に対して垂直に形成されたＶ字状であってもよい。また、溝７の底部形状は鋭角をなすように図示されているが、曲率をもっていてもよい。この場合、曲率半径は０．１ｍｍ以下とすることが望ましく、０．０５ｍｍ以下とすることがさらに望ましい。
【００１４】
図２は、図１における溝の形状の他の例を示す図である。図２に示された例において、被加工材６の上面に形成される溝７ｃの断面形状は、複数のＶ字状の溝が組み合わされた形状である。この場合、距離ｗは、上刃３１からパンチ３に近い方の溝７ｃの底部までの距離として定義されてもよい。後述するように、本実施形態において被加工材の上面に形成される溝は、応力の集中によって破断面の始端または終端を形成する。従って、応力を集中させることが可能な形状であれば、図１および図２に示した例に限られず溝の断面形状は任意に設計することができる。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態における被加工材の挙動を模式的に示す図である。図３には、上刃３１が被加工材６の上面に当接した後にさらに押し込まれたことによって、被加工材６に破断面６１が発生した状態が示されている。このとき、破断面６１は、被加工材６の上面に形成された溝７を始端または終端として発生する。一方、被加工材６の内部では、上刃３１が押し込まれたことによる材料の塑性変形と、それに伴う加工硬化とが発生している。被加工材６に破断面６１が発生した段階で、材料の加工硬化は、下刃２１と上刃３１とを結ぶ面に沿った領域Ｒで発生している。
【００１６】
ここで、溝７が形成されない場合、破断面は下刃２１と上刃３１とを結ぶ面（図３において鎖線で示されている）に沿って発生する。この破断面は加工硬化が発生している領域Ｒを横切って発生するため、破断後の被加工材６の端面には、加工硬化の影響を受けた部分が大きく残ることになる。一方、本実施形態では、溝７が形成され、破断面６１が溝７を始端または終端として発生する。図１に示したように溝７が上刃３１から距離ｗだけ離れていることによって、この破断面６１は領域Ｒのより辺縁に近い部分を横切って、あるいは図示されているように領域Ｒから外れた部分に発生することになる。この結果、本実施形態では、破断後の被加工材６の端面に残る加工硬化の影響を受けた部分をより小さくするか、または実質的になくすことができる。
【００１７】
一方、本実施形態のように、せん断加工において上刃３１から離れた溝７から被加工材６の破断面６１が発生する場合、上刃３１の角を尖らせておく必要がなくなり、上刃３１を面取りすることによって部材寿命を延伸することができることは、既に述べた通りである。このような効果は、上記のような加工硬化に関する効果とは独立して得られる。もちろん、両方の効果が同時に得られてもよい。
【００１８】
以下、図４〜図６を参照して、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の構成例について説明する。本実施形態において被加工材６の上面に形成される溝７は、例えばダイ２とパンチ３とを用いたせん断加工の前工程において形成されてもよい。この場合、溝７は、せん断加工装置１には含まれない別途の溝形成手段によって形成される。一方、以下で説明する例に係るせん断加工装置１ａ，１ｂ，１ｃでは、ホルダ４（第１の例）またはパンチ３（第２の例）に形成される突出部が、溝７を形成する溝形成手段として機能する。この場合、ホルダ４を用いてダイ２との間で被加工材６を挟持する工程、またはダイ２に対して相対的にパンチ３を移動させる工程において溝７が形成されるため、例えば設備の簡略化や工程の高速化が実現できる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第１の例を示す概略的な断面図である。図４を参照すると、本例に係るせん断加工装置１ａでは、ホルダ４に形成された突出部４１が、被加工材６の上面に溝７を形成する。具体的には、突出部４１は、被加工材６の面方向で上刃３１に対向するホルダ４の端部に形成される。従って、本例において、溝７は、パンチ３の移動によって上刃３１が被加工材６の上面に当接する前、被加工材６がホルダ４とダイ２との間に挟持されるときに形成される。
【００２０】
図５は、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第２の例を示す概略的な断面図である。図５を参照すると、本例に係るせん断加工装置１ｂでは、パンチ３に形成された突出部３２が、被加工材６の上面に溝７を形成する。具体的には、突出部３２は、上刃３１の上方で、上刃３１よりもクリアランスＣ側に張り出すように形成される。このような構造によって、突出部３２は、上刃３１とともに被加工材６の厚さ方向に移動し、上刃３１よりも遅れて被加工材６の上面に到達する。従って、本例において、溝７は、パンチ３の移動によって上刃３１が被加工材６の上面に当接した後、パンチ３のさらなる移動によって被加工材６に破断面６１が形成されるまでの間に、上刃３１よりも遅れて被加工材６の上面から被加工材６の厚さ方向に押し込まれる突出部３２によって形成される。
【００２１】
図６は、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第３の例を示す概略的な断面図である。図６を参照すると、本例に係るせん断加工装置１ｃでは、上記の第２の例と同様に、パンチ３に形成された突出部３２が被加工材６の上面に溝７を形成する。第２の例との違いとして、本例では、突出部３２が、弾性体３３を介してパンチ３に取り付けられる。弾性体３３は、パンチ３よりもヤング率が小さい、すなわち弾性が高い材料で形成される。これによって、被加工材６の厚さ方向について、突出部３２を上刃３１と同程度、または上刃３１よりも下方に形成することが可能になる。この場合、突出部３２は、上刃３１と同時に、または上刃３１よりも先に被加工材６の上面に到達するが、弾性体３３が圧縮されるまで被加工材６にさらに押し込まれて溝７を形成することはない。この間に、パンチ３の移動によって上刃３１が被加工材６の上面に当接する。その後、弾性体３３が圧縮されたことによって、突出部３２が上刃３１よりも遅れて被加工材６の上面から被加工材６の厚さ方向に押し込まれ、パンチ３のさらなる移動によって被加工材６に破断面６１が形成されるまでの間に溝７を形成する。
【００２２】
図７は、本発明の一実施形態の変形例について説明するための図である。図７を参照すると、変形例に係るせん断加工装置１ｄでは、被加工材６の上面に溝７ａが形成されるのに加えて、被加工材６の下面に溝７ｂが形成される。被加工材６の上面の溝７ａは、上記で図１〜図６を参照して説明した例と同様に、被加工材６の面方向について上刃３１からの距離がｗになる位置に形成される。一方、被加工材６の下面の溝７ｂは、追加の溝形成手段、具体的にはダイ２に形成される突出部２２によって形成される。ここで、突出部２２は、下刃２１の近傍に形成される。下刃２１と突出部２２とは、同じ部分であってもよい。これによって、図示された例では、パンチ３が被加工材６に押し込まれたときに、破断面６１が、溝７ａ，７ｂのうちの一方を始端とし、他方を終端として形成される。
【００２３】
上記の変形例では、被加工材６の上面の溝７ａに加えて下面の溝７ｂを形成することによって、意図した位置に破断面６１が発生することを確実にする。また、下面の溝７ｂを形成することによって、破断面６１の端面形状の変化を小さくすることができる。なお、図７に示された例では、ホルダ４の突出部４１が被加工材６の上面の溝７ａを形成しているが、本変形例は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図５を参照して説明したようなパンチ３の突出部３２が溝７ａを形成してもよいし、図３を参照して説明したように、ダイ２とパンチ３とを用いたせん断加工の前工程において溝７ａを形成してもよい。
【実施例】
【００２４】
続いて、本発明の実施例について説明する。なお、以下で説明する本発明の実施例は、上述した本発明の一実施形態に関して、溝７の上刃３１からの距離ｗの適切な範囲について検証するための有限要素解析（以下、第１実施例ともいう）と、実際に溝７を形成した被加工材６をせん断加工する実験（以下、第２実施例ともいう）とを含む。
【００２５】
（第１実施例）
図８は、本発明の第１実施例に係る有限要素解析のモデルについて説明するための図である。本実施例において、被加工材６は引張強度が１１８０ＭＰａ級の鋼板であり、板厚は１．６ｍｍである。また、せん断加工は直径１０ｍｍのパンチ３を用いた穴抜きである。ダイ２は、穴部分の内径が１０．１６ｍｍ、１０．３２ｍｍ、１０．４８ｍｍ、１０．６４ｍｍ、および１１．２８ｍｍの５種類を使用した。それぞれの場合において、クリアランスＣは、０．０８ｍｍ、０．１６ｍｍ、０．２４ｍｍ、０．３２ｍｍ、および０．６４ｍｍになる。なお、以下の実施例の説明において、クリアランスＣは板厚に対する割合（Ｃ／ｔ）で記述される。上記のそれぞれの場合において、Ｃ／ｔは５％、１０％、１５％、２０％、および４０％である。
【００２６】
上記のような条件でのせん断加工について、図８に示すようにパンチ３の中心を対称軸とする２次元軸対称モデルを作成し、ソルバーとして汎用の有限要素解析ソフトウェアであるＡｂａｑｕｓを用いて静的陰解法による解析を実施した。解析では、被加工材６の面方向にＸ軸を、被加工材６の厚さ方向にＹ軸を設定し、溝７の底に位置する対象要素７１にかかる応力σｘｘが鋼板の引張強度（１１８０ＭＰａ）を超えたときに、溝７を始端または終端とする破断面６１が発生するものとした。
【００２７】
ここで、解析は、上記のようにＣ／ｔが５％、１０％、１５％、２０％、および４０％の５つの場合のそれぞれで、距離ｗが０、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、および０．６ｍｍとなる位置に溝７を形成した場合について実施した。なお、距離ｗが０の場合、実際には上刃３１から破断面が発生する場合と溝７から破断面が発生する場合とが区別することが難しいが、解析上は対象要素７１の応力σｘｘを算出することができるため、距離ｗが限りなく小さい場合の近似として解析を実施した。
【００２８】
図９および図１０は、本発明の第１実施例の解析結果を示すグラフである。図９では、上述した対象要素７１の応力σｘｘの最大値（σｘｘ＿ｍａｘ）と距離ｗとの関係が示されている。このグラフから、どのＣ／ｔの値についても、距離ｗが大きくなるほどσｘｘ＿ｍａｘの値が大きくなり、距離ｗがある値になった時点でσｘｘ＿ｍａｘが鋼板の引張強度（１１８０ＭＰａ）を超える。
【００２９】
ここで、図９のグラフではσｘｘ＿ｍａｘが鋼板の引張強度を超える距離ｗがクリアランスＣによって異なるため、図１０に示すように、対象要素７１の応力σｘｘの最大値（σｘｘ＿ｍａｘ）と、距離ｗのクリアランスＣに対する割合との関係（ｗ／Ｃ）を抽出した。その結果、クリアランスＣの値にかかわらず、σｘｘ＿ｍａｘが鋼板の引張強度を超えるのは、距離ｗのクリアランスＣに対する割合が４０％を超える付近であることがわかった。
【００３０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例では、上記の第１実施例の解析と同様の条件で、実際に被加工材６のせん断加工を実施した。すなわち、被加工材６は引張強度が１１８０ＭＰａ級の鋼板であり、板厚は１．６ｍｍである。また、せん断加工は直径１０ｍｍのパンチ３を用いた穴抜きである。実験では、Ｃ／ｔが５％、１０％、１５％、２０％、および４０％の５つの場合のそれぞれにおいて、距離ｗが０、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、または０．６ｍｍとなる位置に溝７を形成した場合と、溝７を形成しなかった場合とについてせん断加工を実施した。
【００３１】
上記のような第２実施例に係る実験で溝７を形成した場合において、溝７を始端または終端とする破断面６１が発生したか否かを、以下の表１に示す。表１において、◎は溝７から破断面６１が発生し、かつ端面の垂直度が良好であった場合、○は溝７から破断面６１が発生したが、端面垂直度が良好でなかった場合、×は溝７から破断面が発生しなかった（上刃３１から発生した）場合を示す。例えば、Ｃ＝０．３２ｍｍの場合（ｗ＝０．１ｍｍでは×、ｗ＝０．２ｍｍでは◎）、およびＣ＝０．６４ｍｍの場合（ｗ＝０．２ｍｍでは×、ｗ＝０．３ｍｍから◎）の結果は、上記の本発明の一実施形態において説明したように、距離ｗをクリアランスＣの４０％以上に設定するのが好ましいことを示している。一方、Ｃ＝０．０８ｍｍ〜０．３２ｍｍの場合の◎と○の分布から、距離ｗがクリアランスＣの１２０％を超えると破断後の被加工材の端面の垂直度が低下することがわかる。以上より、距離ｗは、クリアランスＣの４０％以上、１２０％以下に設定することが好ましいといえる。また、実験では、距離ｗがクリアランスＣの２００％以上になると、溝７の底から発生した破断面が被加工材６の下面まで進展しないことが観察された。この結果から、距離ｗはクリアランスＣの２００％以下に設定することが好ましいといえる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
なお、以下の第２実施例の説明では、溝７を形成し、かつ溝７から破断面が発生し、かつ端面の垂直度が良好な場合を本発明の実施例、溝７を形成しなかった場合を第１比較例、溝７を形成したが溝７から破断面が発生しなかった場合を第２比較例として扱う。
【００３４】
図１１は、本発明の第２実施例に係る実験における破断後の被加工材の端面の硬さを示すグラフである。それぞれの例において、硬さは、破断後の被加工材を端面に交差する方向で切断し、端面に近い部位で被加工材の厚さ方向に配列された１４点の測定点で、ビッカース硬さ試験（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４）を実施することによって測定された。図１１のグラフには、それぞれの例（実施例、第１比較例、および第２比較例）におけるビッカース硬さ試験の測定値の全測定点での平均値（Ｈｖ＿ａｖｅ）が示されている。
【００３５】
グラフを参照すると、Ｃ／ｔの値にかかわらず、実施例におけるＨｖ＿ａｖｅの値は第１比較例および第２比較例を下回っており、実施例では破断後の被加工材の端面における加工硬化の影響が低減されていることがわかる。一方、第１比較例と第２比較例とを比較すると、溝７を形成したが、溝７から破断面が発生しなかった第２比較例のＨｖ＿ａｖｅの値は、溝７を形成しなかった第１比較例とほとんど変わらなかった。
【００３６】
図１２は、本発明の第２実施例に係る実験における破断後の被加工材の穴広げ性を示すグラフである。それぞれの例において、穴広げ性は、上記のように直径１０ｍｍのパンチ３を用いて穴抜き加工された被加工材に対して、穴広げ試験（ＪＩＳ  Ｚ  ２２５６）を実施することによって測定された。図１２のグラフには、それぞれの例（実施例、第１比較例、および第２比較例）における穴広げ試験によって測定された穴広げ率（λ）が示されている。
【００３７】
グラフを参照すると、Ｃ／ｔの値にかかわらず、実施例におけるλの値は第１比較例および第２比較例を上回っており、実施例において破断後の被加工材の穴広げ性が改善していることがわかる。一方、第１比較例と第２比較例とを比較すると、溝７を形成したが溝７から破断面が発生しなかった第２比較例のλの値は、溝７を形成しなかった第１比較例とほとんど変わらなかった。
【００３８】
以上で説明したような実施例によって、本発明が、破断後の被加工材の端面における加工硬化の影響を低減し、後処理における穴広げ等の加工性を向上させるために有効であることが示された。
【００３９】
なお、上記の実施例では、引張強度１１８０ＭＰａ級の鋼板を被加工材としてせん断加工を実施したが、本発明をより効果的に実施できる被加工材は、例えば引張強度７８０ＭＰａ級以上、より好ましくは引張強度９８０ＭＰａ級以上の、比較的強度が高い鋼板である。その理由は、上記で本発明の一実施形態として説明したような被加工材の挙動は、鋼板の表面切欠きに対する感受性が強いことを前提にしたものであるが、強度が低い鋼板では表面切欠きに対する感受性が低いため、溝を形成しても破断面がその溝から発生しない（上刃から発生する）可能性が高いためである。本発明者らが上記の第２実施例と同様の実験を他の引張強度の鋼板についても実施したところ、引張強度７８０ＭＰａ級未満の鋼板では溝から破断面が発生しなかった。
【００４０】
また、上記の実施例では、板厚が１．６ｍｍの鋼板を被加工材としてせん断加工を実施したが、この例に限らず本発明は有効に実施できる。例えば、溝の底部形状が曲率をもつ場合、被加工材の板厚が大きいほど、同じ曲率でも板厚に対して相対的に小さいことになるため、溝から破断面を発生させる効果は大きくなる。従って、本発明はより板厚が大きい被加工材についても有効に実施できる。一方、被加工材の板厚が小さい場合、被加工材が容易にせん断される分、上刃から破断面が発生しやすいが、上述の実施形態のように溝の形成位置を調節することによって、溝から破断面を発生させ、破断後の被加工材の端面に残る加工硬化の影響を受けた部分をより小さくすることができる。
【００４１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４２】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…せん断加工装置、２…ダイ、２１…下刃、２２…突出部、３…パンチ、３１…上刃、３２…突出部、４…ホルダ、４１…突出部、６…被加工材、６１…破断面、７，７ａ，７ｂ，７ｃ…溝、７１…対象要素。
【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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