(57)【要約】【課題】バリの発生を効果的に防止することのできる打抜き型及び打抜き加工方法、並びに、この打抜き加工方法により加工された金属部品を有するアンテナの提供を目的とする。【解決手段】  金属板４に角穴を開けるためのパンチ１及びダイ２を有する打抜き型であり、コーナーアール部のクリアランスＣｒが、ストレート部のクリアランスＣｓに対して、１．２〜４倍の大きさを有する構成としてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板に角穴を開けるためのパンチ及びダイを有する打抜き型において、
コーナーアール部のクリアランスが、ストレート部のクリアランスに対して、１．２〜４倍の大きさを有することを特徴とする打抜き型。
【請求項２】
前記パンチのコーナーアール半径が、０．３〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の打抜き型。
【請求項３】
前記金属板の板厚が、０．１〜５ｍｍであり、かつ、前記コーナーアール部のクリアランスが、前記板厚の８〜１５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の打抜き型。
【請求項４】
０．１〜５ｍｍの板厚を有する金属板に角穴を開けるための、パンチ及びダイを有する打抜き型を用いた打抜き加工方法において、
前記打抜き型が、上記請求項１又は２に記載の打抜き型であり、かつ、前記コーナーアール部のクリアランスが、前記板厚の８〜１５％であることを特徴とする打抜き加工方法。
【請求項５】
前記金属板が、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項４に記載の打抜き加工方法。
【請求項６】
打抜き加工方法により加工された金属部品を有するアンテナにおいて、
前記打抜き加工方法が、上記請求項４又は５に記載の打抜き加工方法であることを特徴とするアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打抜き型、打抜き加工方法、及び、アンテナに関し、特に、金属板の切口面にバリを発生させずに、金属板に角穴を開けることのできる打抜き型及び打抜き加工方法、並びに、この打抜き加工方法により加工された金属部品を有するアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレスによる金属板の打抜きや穴あけなどのせん断加工は、生産効率が高く、また、加工コストが安価であることから、電子機器や自動車用部品などの加工に広く用いられている。
【０００３】
ただし、上記のせん断加工は、プロセス上、被加工品の切口面にバリが発生しやすく、特に、角穴打抜き加工は、丸穴打抜き加工と比べると、バリが多く発生するという問題がある。
また、加工プロセス中に脱落したバリは、被加工品表面への打痕や、すり傷の発生をまねき、完成品としての不良率が増大するといった問題を発生させる。
さらに、被加工品に残存したままのバリについても、たとえば、その状態で電子機器等内に組み込まれた場合、回路ショートのような機器の誤動作の原因となるなど、重大な問題を引き起こす危険性がある。
【０００４】
（従来例）
次に、角穴打抜き加工について、図面を参照して説明する。
図４は、従来例にかかる打抜き型の要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示している。
図４において、従来例の打抜き型は、金属板４に角穴を開けるためのパンチ１´及びダイ２を有している。また、パンチ１´とダイ２との間には、所定のクリアランス、すなわち、ストレート部クリアランスＣｓ、及び、コーナーアール部クリアランスＣｒ´が設定されている。
また、被加工品である金属板４は、板押え３によって、ダイ２上に押さえられている。
【０００５】
この打抜き型は、ダイ２上に載置され板押え３によって押さえられた金属板４に対し、ダイ２と同軸上に配置したパンチ１´が板厚方向に加圧することによって、金属板４に角穴を開ける。
また、パンチ１´とダイ２の形状は、ストレート部クリアランスＣｓに対して、コーナーアール部クリアランスＣｒ´が同じとなるように設定されている。
【０００６】
図５は、従来例にかかる打抜き型の動作を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示しており、（ｃ）はコーナーアール部の拡大斜視図を示している。
図５において、金属板４は、ダイ２とパンチ１´の加圧により分離部４ａを発生させることによって、角穴を開ける打抜き加工が行われている。
ここで、図５（ｃ）に示すように、被加工品４ｂのコーナーアール部とストレート部のつなぎ部において、穴あけ部のせん断面５と破断面６の割合が大きく変化しており、このせん断面５と破断面６の境目付近に、バリ７が発生する。
【０００７】
すなわち、せん断加工は、上述したように、生産性や経済性に優れた技術であるものの、バリに関する問題を解決する必要があり、種々な加工方法などが提案されている。
たとえば、特許文献１には、パンチとダイを用いて金属板の一方の表面側からパンチを板厚の中間部まで押し込み、ダイの中に孔部の材料を押し込む半抜き加工後、他の一方側から押し込んだ半抜き部分を押し戻すことにより金属板を貫通する孔を開ける加工方法であって、他の一方から押し戻す工具のうち金属板に接する部分の形状が抜き孔輪郭部より所定量小さい部分にくり貫き、またはへこんでいる穴部を有することを特徴とした金属板の孔開け加工方法の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３００６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１の技術は、金型構造が特殊であることから金型コストが高くなり、また、加工プロセス数も多くなる等の問題があった。
また、打抜き加工技術の分野においては、特別な装置や複雑な加工プロセスなどを必要とすることなく、経済性や生産性を向上させることの可能な技術の確立が要望されていた。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、特別な装置や複雑な加工プロセスなどを必要とすることなく、従来の型製作とほぼ同様に製作できる金型を用い、打抜きクリアランスを適切な値に設定することによって、バリの発生を効果的に防止することのできる打抜き型及び打抜き加工方法、並びに、この打抜き加工方法により加工された金属部品を有するアンテナの提供を目的とする。
【００１１】
なお、本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討の結果、従来の角穴用の打抜き型において、バリが、被加工品のせん断面と破断面の割合が大きく変化するコーナーアール部とストレート部のつなぎ部の、せん断面と破断面の境目付近に多く発生することを究明し、被加工品のストレート部とコーナーアール部のせん断面割合を同程度にできる打抜き型により、上記問題が解決できることを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の打抜き型は、金属板に角穴を開けるためのパンチ及びダイを有する打抜き型において、コーナーアール部のクリアランスが、ストレート部のクリアランスに対して、１．２〜４倍の大きさを有する構成としてある。
【００１３】
また、本発明の打抜き加工方法は、０．１〜５ｍｍの板厚を有する金属板に角穴を開けるための、上記の打抜き型を用いた打抜き加工方法であり、コーナーアール部のクリアランスが、板厚の８〜１５％である方法としてある。
【００１４】
また、本発明のアンテナは、上記の打抜き加工方法により加工された金属部品を有する構成としてある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の打抜き型によれば、被加工品の切口面に発生するバリを抑制することができるため、被加工品のバリ等に由来する不具合を抑制することができる。また、バレル研磨や化学研磨などの加工後のバリ取り加工が不要となるため、加工コストが低減できる。さらに、特別な装置を必要とせず、従来の型とほぼ同様に製作できるため、装置や金型のコストダウンを図ることができる。
また、本発明の打抜き加工方法によれば、被加工品の切口面へのバリの発生を抑制することができるため、加工後のバリ等を削り取る作業が不要となり、生産性を向上させることができる。
さらに、本発明のアンテナによれば、バリによる導通不良等を低減することができ、アンテナ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる打抜き型の要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示している。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる打抜き型の動作を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示しており、（ｃ）はコーナーアール部の拡大斜視図を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態にかかる打抜き型及び打抜き加工方法の実施例や比較例の、評価結果を示す表１である。
【図４】図４は、従来例にかかる打抜き型の要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示している。
【図５】図５は、従来例にかかる打抜き型の動作を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示しており、（ｃ）はコーナーアール部の拡大斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［打抜き型及び打抜き加工方法の一実施形態］
図１は、本発明の一実施形態にかかる打抜き型の要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示している。
図１において、本実施形態の打抜き型は、金属板４に角穴を開けるためのパンチ１及びダイ２を有している。また、パンチ１とダイ２とは、所定のクリアランス、すなわち、ストレート部クリアランスＣｓ、及び、コーナーアール部クリアランスＣｒを有している。
また、被加工品である金属板４は、板押え３によって、ダイ２上に押さえられている。
なお、本実施形態では、上記角穴を四角穴としてあるが、角穴は、四角穴に限定されるものではなく、たとえば、穴の断面形状が多角形の穴であればよい。
【００１８】
この打抜き型は、ダイ２上に配置され板押え３によって押さえられた金属板４に対し、ダイ２と同軸上に配置したパンチ１が板厚方向に加圧することによって、金属板４に角穴を開ける。
【００１９】
また、パンチ１とダイ２の形状は、ストレート部クリアランスＣｓに対し、コーナーアール部クリアランスＣｒが大きくなるように設定される。
すなわち、本実施形態の打抜き型は、図１（ｂ）に示すコーナーアール部クリアランスＣｒが、ストレート部クリアランスＣｓに対して１．２〜４倍の大きさを有する構成としてある。
【００２０】
上記のように、ストレート部クリアランスＣｓに対するコーナーアール部クリアランスＣｒの比率（＝Ｃｒ／Ｃｓ）を、１．２倍以上とした理由は、１．２倍未満の場合、コーナーアール部とストレート部のつなぎ部の、せん断面５と破断面６の割合が大きく変化する傾向があるため、その境目付近にバリが発生しやすくなるからである（図５参照）。さらに、１．２倍未満とすると、パンチ１及びダイ２の磨耗量も増大してしまうからである。
また、上記のＣｒ／Ｃｓを、４倍以下とした理由は、４倍より大きい場合、４倍以下のときに得られた穴と比べると、コーナーアール部の輪郭形状が崩れてしまうためである。
【００２１】
ここで、好ましくは、本実施形態における打抜き型は、図１（ｂ）に示すパンチ１のコーナーアール半径が、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であるとよい。
このように、コーナーアール半径を０．３ｍｍ以上とすると、コーナーアール部とストレート部のせん断面５と破断面６の割合が、さらに近づくことになり、その結果、バリの抑制効果を向上させることができる。また、０．３ｍｍ未満とすると、コーナーアール部とストレート部のせん断面と破断面の割合に差が出やすく、金型の磨耗が速くなり面取りの効果を発揮できなくなる可能性がある。
また、０．６ｍｍを超えると、上述した図５（ｃ）に示すバリ７が、発生しにくくなるからである。すなわち、本発明は、角穴打抜き加工において、パンチ１により加工される角穴の、バリの発生を抑制することを目的としているからである。
【００２２】
また、好ましくは、本実施形態における打抜き型は、図１（ｂ）に示すダイ２のコーナーアール半径が、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であるとよい。
この理由は、コーナーアール半径を０．２ｍｍ未満とすると、コーナーアール部とストレート部のせん断面と破断面の割合に差が出やすく、金型の磨耗が速くなり面取りの効果を発揮できなくなる可能性がある。
また、０．６ｍｍを超えると、上述した図５（ｃ）に示すバリ７が、発生しにくくなるからである。すなわち、本発明は、角穴打抜き加工において、ダイ２により加工される角穴の、バリの発生を抑制することを目的としているからである。
【００２３】
また、好ましくは、本実施形態における打抜き型は、金属板４の板厚（ｔ）が、０．１〜５ｍｍであり、かつ、コーナーアール部クリアランスＣｒが、金属板４の板厚（ｔ）の８〜１５％であるとよい。
このようにすると、電子部品や自動車用部品に通常用いられる金属板４に適用することができる。また、後述するように、バリの発生を抑制でき、さらに、コーナーアール部の輪郭形状が崩れてしまうといった不具合を防止することができる。
【００２４】
また、本実施形態の打抜き加工方法は、０．１〜５ｍｍの板厚を有する金属板４に角穴を開けるための、パンチ１及びダイ２を有する打抜き型を用いた打抜き加工方法としてある。
ここで、金属板４の板厚（ｔ）を０．１〜５ｍｍとしてある。
このように、金属板４の板厚を０．１ｍｍ以上とした理由は、０．１ｍｍ未満の金属板４を打抜いた場合、厚みが薄いことによりせん断面５と破断面６の境目がほとんどないため、ストレート部とコーナーアール部のつなぎ部においても、せん断面５と破断面６の割合の大きな変化は起こらず、その境目付近にバリが発生しにくくなるからである。
また、金属板４の板厚を５ｍｍ以下とした理由は、５ｍｍより厚い金属板４を打抜いた場合、コーナーアール部とストレート部のつなぎ部の、せん断面５と破断面６の割合が大きく変化するため、その境目付近にバリが発生しやすくなるためである。
【００２５】
また、本実施形態の打抜き加工方法において、打抜き型のコーナーアール部のクリアランスＣｒ（片側クリアランス）は、板厚の８〜１５％の範囲としてある。
このように、コーナーアール部のクリアランスＣｒを板厚の８％以上とした理由は、８％未満では、パンチ１及びダイ２の磨耗量が増大するからである。
また、コーナーアール部のクリアランスＣｒを１５％以下とした理由は、１５％より大きいコーナーアール部のクリアランスＣｒの場合、１５％以下のときに得られた穴と比べると、コーナーアール部の輪郭形状が崩れてしまうからである。
【００２６】
ここで、好ましくは、本実施形態の打抜き加工方法において、金属板４が、アルミニウム又はアルミニウム合金であるとよい。
このようにすると、アルミニウム又はアルミニウム合金は、その他の鋼材と比べると、バリが発生しやすいという特徴があるため、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合、バリの抑制効果が顕著となる。
【００２７】
次に、上記構成の打抜き型の動作、及び、上述した打抜き加工方法などについて、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の一実施形態にかかる打抜き型の動作を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）は上面図を示しており、（ｃ）はコーナーアール部の拡大斜視図を示している。
図２において、金属板４は、ダイ２とパンチ１の加圧により分離部４ａを発生させることによって、角穴を開ける打抜き加工が行われる。
ここで、図２（ｃ）に示すように、被加工品４ｂのコーナーアール部とストレート部において（特に、これらのつなぎ部においても）、せん断面５と破断面６の割合が同程度となるため、バリの発生を効果的に抑制することができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の打抜き型によれば、被加工品４ｂの切口面に発生するバリを効果的に抑制することができる。これにより、被加工品４ｂのバリ等に由来する不具合を抑制することができる。また、バレル研磨や化学研磨などの加工後のバリ取り加工が不要となるため、加工コストを低減することができる。さらに、特別な装置を必要とせず、従来の型とほぼ同様に製作できるため、装置や金型のコストダウンを図ることができる。
また、本発明の打抜き加工方法によれば、被加工品４ｂの切口面へのバリの発生を効果的に抑制することができる。これにより、加工後のバリ等を削り取る作業が不要となり、生産性を向上させることができる。
次に、好ましい実施形態をとった実施例と、その比較例を示して更に説明する。
【実施例】
【００２９】
＜実施例１〜６＞
図３は、本発明の実施形態にかかる打抜き型及び打抜き加工方法の実施例や比較例の、評価結果を示す表１である。
図３に示すように、被加工品である金属板４として、アルミニウム合金であるＡ５０５２−Ｈ３４、Ａ５０５２−Ｈ３８、Ａ６０６１−Ｔ６（ＪＩＳ規格）について実験を行った。
また、金属板４の板厚は、１．０ｍｍとし、上述した０．１〜５ｍｍの条件を満足した。
なお、被加工品である金属板４として、上記のアルミニウム合金を使用したが、これに限定されるものではなく、たとえば、鋼板、アルミニウム板、銅板、チタン板、及び、それらの合金などの金属板が適用可能である。
【００３０】
また、打抜き型は、図１に示したものを用い、パンチ１の寸法については２．３×２．３ｍｍ、ダイ２の寸法については２．４×２．４ｍｍのものを用いた。
さらに、打抜き型のコーナーアール半径（ｍｍ）については、パンチ１はＲ０．３とＲ０．４、ダイ２はＲ０．２とＲ０．３とし、ストレート部クリアランスＣｓは５．０％ｔ、コーナーアール部クリアランスＣｒは１１．２％ｔとした。
すなわち、Ｃｒ／Ｃｓ＝２．２４であり、１．２≦Ｃｒ／Ｃｓ≦４の条件を満足した。
また、コーナーアール部クリアランスＣｒが、板厚の８〜１５％の条件を満足した。
【００３１】
設備条件については、プレス機として２０ｔ（トン）高速クランクプレスを使用し、加工ストローク数は２００ｓｐｍ、送りピッチは１０ｍｍ、連続ショット数を３万回とした。
【００３２】
さらに、バリの発生数については、３万回付近のサンプル（Ｎ＝５０）について目視を行い、コーナーアール部とストレート部のつなぎ部付近のバリの発生割合が５％未満のものを○とし、５％以上のものを×とし、バリの評価（バリ発生抑制効果の評価）を行った。
また、打抜き輪郭形状については、走査型電子顕微鏡による観察により輪郭形状の評価を行った。
上記実施例１〜６に対するバリの評価（バリ発生抑制効果の評価）は、全て○であった。また、実施例１〜６に対する輪郭形状の評価は、全て良好であった。
【００３３】
＜比較例１〜１２＞
さらに、比較例１〜１２として、打抜き型のコーナーアール半径（ｍｍ）を、パンチはＲ０．２とＲ０．４、ダイはＲ０．２とＲ０．２５、Ｒ０．４５とし、コーナーアール部クリアランスＣｒは５．０％ｔ、７．１％ｔ、１５．４％ｔとし、その他の打抜き条件は同一とした。
【００３４】
ここで、整理すると、
・比較例１、５、９は、Ｃｒ／Ｃｓ＝１であり、１．２≦Ｃｒ／Ｃｓ≦４の条件を満足しなかった。また、コーナーアール部クリアランスＣｒ（＝５．０％ｔ）が、板厚の８〜１５％の条件を満足しなかった。
これら比較例１、５、９に対するバリの評価（バリ発生抑制効果の評価）は、全て×であった。また、輪郭形状の評価は、全て良好であった。
【００３５】
・比較例２、６、１０は、Ｃｒ／Ｃｓ＝１であり、１．２≦Ｃｒ／Ｃｓ≦４の条件を満足しなかった。また、コーナーアール部クリアランスＣｒ（＝５．０％ｔ）が、板厚の８〜１５％の条件を満足しなかった。
これら比較例２、６、１０に対するバリの評価（バリ発生抑制効果の評価）は、全て×であった。また、輪郭形状の評価は、全て良好であった。
【００３６】
・比較例３、７、１１は、Ｃｒ／Ｃｓ＝１．４２であり、１．２≦Ｃｒ／Ｃｓ≦４の条件を満足した。ただし、コーナーアール部クリアランスＣｒ（＝７．１％ｔ）が、板厚の８〜１５％の条件を満足しなかった。
これら比較例３、７、１１に対するバリの評価（バリ発生抑制効果の評価）は、全て×であった。また、輪郭形状の評価は、全て良好であった。
【００３７】
・比較例４、８、１２は、Ｃｒ／Ｃｓ＝３．０８であり、１．２≦Ｃｒ／Ｃｓ≦４の条件を満足した。ただし、コーナーアール部クリアランスＣｒ（＝１５．４％ｔ）が、板厚の８〜１５％の条件を満足しなかった。
これら比較例４、８、１２に対するバリの評価（バリ発生抑制効果の評価）は、全て○であった。ただし、輪郭形状の評価は、全て不良（輪郭崩れあり）であった。
【００３８】
以上説明したように、上述した実施例１〜６及び比較例１〜１２によれば、１．２≦Ｃｒ／Ｃｓ≦４の条件や、コーナーアール部クリアランスＣｒが、板厚の８〜１５％であることといった条件を満足すると、バリの発生を効果的に抑制でき、かつ、輪郭形状にも悪影響を与えないことが確認できた。
【００３９】
［アンテナの一実施形態］
また、本発明は、アンテナの発明としても有効である。
すなわち、本実施形態のアンテナは、図示してないが、上述した実施形態の打抜き加工方法により加工された金属部品（アンテナ用の部品）を有するアンテナとしてある。
このアンテナは、金属部品の切口面におけるバリの発生が効果的に抑制されているので、バリ等に由来する不具合を抑制することができる。たとえば、回路ショートのような機器の誤動作を抑制することができ、アンテナ性能や信頼性などを向上させることができる。
なお、本実施形態のアンテナは、アンテナの種類や用途などが特に限定されるものではない。たとえば、車載用等のレーダー用アンテナであってもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のアンテナによれば、バリによる導通不良等を低減することができ、アンテナ性能などを向上させることができる。また、加工後のバリ取り加工が不要となるため、生産性を向上させることができ、さらに、製造原価のコストダウンを図ることができる。
【００４１】
以上、本発明の打抜き型、打抜き加工方法、及び、アンテナについて、好ましい実施形態などを示して説明したが、本発明に係る打抜き型、打抜き加工方法、及び、アンテナは、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態の打抜き加工方法により加工された金属部品を有する製品は、アンテナに限定されるものではなく、様々な電子機器や自動車用部品などに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１、１´  パンチ
２  ダイ
３  板押え
４  金属板
４ａ  分離部
４ｂ  被加工品
５  せん断面
６  破断面
７  バリ
Ｃｓ  ストレート部クリアランス
Ｃｒ、Ｃｒ´  コーナーアール部クリアランス
【図１】
2011073012.tif 000003
【図２】
2011073012.tif 000004
【図３】
2011073012.tif 000005
【図４】
2011073012.tif 000006
【図５】
2011073012.tif 000007