(57)【要約】【課題】パンチの長寿命化を図ることができるスリットを有するパイプの製造方法を提供する。【解決手段】パンチ（２）は、先端面（２１）と、先端面（２１）に連接する側面（２２、２３）と、先端面（２１）および側面（２２、２３）に連接すると共に先端面（２１）に対して鈍角状に連接する剪断用傾斜面（２４）を有する。パイプ（１）の端部からパイプ（１）の内部の奥側へ向かう第一方向へ、パンチ（２）をパイプ（１）に対して相対移動させることにより、剪断用傾斜面（２４）によって押し切り加工を行う。続いて、第一方向とは異なる方向であってパイプ（１）の内側から外側に向かう第二方向へ、パンチ（２）をパイプ（１）に対して相対移動させることにより、剪断用傾斜面（２４）によって打抜き加工を行う。【選択図】図４
2015047634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部にスリットを有するパイプの製造方法であって、
前記スリットに対応する凹所を有するダイと、
先端面と、前記先端面に連接する側面と、前記先端面および前記側面に連接すると共に前記先端面に対して鈍角状に連接する剪断用傾斜面とを有するパンチと、
を用い、
前記パイプの外周面が前記ダイによって支持されるように、前記ダイに前記パイプを配置するパイプ配置工程と、
前記パンチの先端面が前記パイプの奥側を向くように、前記パンチの剪断用傾斜面の法線が前記パイプの軸方向に対して角度を有するように、かつ、前記剪断用傾斜面が前記ダイの凹所を向くように、前記パンチを配置するパンチ配置工程と、
前記パイプの端部から前記パイプの内部の奥側へ向かう第一方向へ、前記パンチを前記パイプに対して相対移動させることにより、前記剪断用傾斜面によって前記パイプの端部から奥側へ向かって押し切り加工を行うことで、前記スリットの一部を加工する押し切り工程と、
前記第一方向とは異なる方向であって前記パイプの内側から外側に向かう第二方向へ、前記パンチを前記パイプに対して相対移動させることにより、前記剪断用傾斜面によって前記パイプの打抜き加工を行うことにより、前記スリットの残りを加工する打抜き工程と、
を備える、スリットを有するパイプの製造方法。
【請求項２】
前記パンチ配置工程は、前記パンチの先端面が前記パイプの軸方向に直交するように、前記パンチを配置し、
前記押し切り工程における前記第一方向は、前記パイプの軸方向に平行であり、
前記打抜き工程における前記第二方向は、前記パンチの先端面に平行であって、前記パイプの中心から径方向外側への方向である、
請求項１のスリットを有するパイプの製造方法。
【請求項３】
前記パンチは、前記先端面および前記側面に連接すると共に前記剪断用傾斜面に対して裏面側に位置する反剪断面であって、前記パイプの軸方向に平行な接面を有する前記反剪断面を有する、
請求項２のスリットを有するパイプの製造方法。
【請求項４】
前記剪断用傾斜面のうちの前記先端面側と前記反剪断面のうちの前記先端面側との離間距離は、前記パイプの内径より短く、
前記剪断用傾斜面のうちの基端側と前記反剪断面のうちの基端側との離間距離は、前記パイプの内径より長い、
請求項３のスリットを有するパイプの製造方法。
【請求項５】
前記押し切り工程は、前記スリットの側縁の奥行き方向の半分以上を加工し、
前記打抜き工程は、前記スリットの側縁の奥行き方向の残りの半分以下と前記スリットの奥縁とを加工する、
請求項１〜４の何れか一項のスリットを有するパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端部にスリットを有するパイプの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、パイプの端部にスリットを加工する方法が記載されている。パイプの外周をダイにてクランプし、パイプの軸線に傾斜した移動軌跡を有するパンチにて、パイプの開放端部よりパイプ内に進入移動し、パイプ端面から延びるスリットを形成する。
特許文献２には、パンチをパイプ内に挿入して、パンチをパイプの径方向外側へ移動することで打抜き加工を行うことで、パイプにスリットを形成することが記載されている。
また、他の加工方法が、特許文献３〜６に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４１６６５号公報
【特許文献２】特開平３−１４２０２１号公報
【特許文献３】特公昭６３−４９５７６号公報
【特許文献４】特開２００２−２８２９６１号公報
【特許文献５】特公平７−８３９０３号公報
【特許文献６】特許第３７０４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の加工方法では、パンチの先端側が鋭角状であるため、パンチの先端側の剛性が低い。従って、パンチの寿命の向上が望まれる。また、特許文献２に記載の加工方法では、パンチがパイプのスリットを一度に剪断加工を施すため、パンチに大きな負荷がかかる。そのため、当該加工方法においても、パンチの寿命の向上を図る必要がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、パンチの長寿命化を図ることができるスリットを有するパイプの製造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】
【０００６】
本手段に係る端部にスリットを有するパイプの製造方法は、前記スリットに対応する凹所を有するダイと、先端面と、前記先端面に連接する側面と、前記先端面および前記側面に連接すると共に前記先端面に対して鈍角状に連接する剪断用傾斜面とを有するパンチと、を用いる。
当該製造方法は、前記パイプの外周面が前記ダイによって支持されるように、前記ダイに前記パイプを配置するパイプ配置工程と、前記パンチの先端面が前記パイプの奥側を向くように、前記パンチの剪断用傾斜面の法線が前記パイプの軸方向に対して角度を有するように、かつ、前記剪断用傾斜面が前記ダイの凹所を向くように、前記パンチを配置するパンチ配置工程と、前記パイプの端部から前記パイプの内部の奥側へ向かう第一方向へ、前記パンチを前記パイプに対して相対移動させることにより、前記剪断用傾斜面によって前記パイプの端部から奥側へ向かって押し切り加工を行うことで、前記スリットの一部を加工する押し切り工程と、前記第一方向とは異なる方向であって前記パイプの内側から外側に向かう第二方向へ、前記パンチを前記パイプに対して相対移動させることにより、前記剪断用傾斜面によって前記パイプの打抜き加工を行うことにより、前記スリットの残りを加工する打抜き工程とを備える。
【０００７】
スリットの加工は、パンチを第一方向へ相対移動させて行う押し切り加工と、パンチを第二方向へ相対移動させて行う打抜き加工とに分けて行われる。つまり、押し切り加工によって、スリットの一部が加工され、打抜き加工によって、スリットの残りが加工されている。従って、パンチがスリットを一度に剪断加工するのではないため、パンチの長寿命化を図ることができる。
【０００８】
特に、前記パンチの剪断用傾斜面の法線が前記パイプの軸方向に対して角度を有するように、パンチが配置されている。従って、押し切り加工および打抜き加工のいずれも、スリットの側縁が徐々に剪断加工される。そのため、パンチに生じる曲げ応力が小さくなり、パンチの長寿命化を図ることができる。
【０００９】
さらに、パンチの先端面と剪断用傾斜面とが鈍角状に連接している。つまり、パンチの先端面と剪断用傾斜面とのなす角度が鈍角状となる。従って、パンチの先端側の剛性が高くなる。このこと自体によって、パンチの長寿命化を図ることができる。ただし、パンチの先端側を上記のとおり鈍角状に形成することは、打抜き加工における第二方向を押し切り加工における第一方向と異なる方向にすることにより達成できることである。ここで、押し切り加工は、剪断用傾斜面と側面との稜線付近が加工を行うのに対して、打抜き加工は、剪断用傾斜面と先端面との稜線付近が主として加工を行う。つまり、それぞれの加工を行う部位が異なることに着目して、それぞれの加工の方向を異なるようにすることで、上記の効果を得ることができた。
【００１０】
＜実施態様＞
本手段に係るパイプの製造方法の好適な実施態様を以下に説明する。
好ましくは、前記パンチ配置工程は、前記パンチの先端面が前記パイプの軸方向に直交するように、前記パンチを配置し、前記押し切り工程における前記第一方向は、前記パイプの軸方向に平行であり、前記打抜き工程における前記第二方向は、前記パンチの先端面に平行であって、前記パイプの中心から径方向外側への方向である。
【００１１】
押し切り工程における第一方向をパイプの軸方向に平行にすることで、押し切り工程においてパイプの内部に進入できるパンチの部分を大きくできる。つまり、パンチの厚みを大きくすることができる。従って、パンチの剛性を高くすることができる。また、パンチの先端面をパイプの軸方向に直交させ、かつ、打抜き工程における第二方向をパイプの径方向外側への方向とすることにより、パンチの先端面と剪断用傾斜面とのなす角度を大きな角度にすることができる。従って、パンチの高剛性化を図ることができる。
【００１２】
好ましくは、前記パンチは、前記先端面および前記側面に連接すると共に前記剪断用傾斜面に対して裏面側に位置する反剪断面であって、前記パイプの軸方向に平行な接面を有する前記反剪断面を有する。
反剪断面の接面がパイプの軸方向に平行な面となるようにすることで、押し切り加工を行う際に、反剪断面がパイプの内周面に沿って移動するようにできる。その結果、パンチの厚み（剪断用傾斜面と反剪断面との距離に相当）を大きくすることができる。つまり、パンチの高剛性化を図ることができる。
【００１３】
また、好ましくは、前記剪断用傾斜面のうちの前記先端面側と前記反剪断面のうちの前記先端面側との離間距離は、前記パイプの内径より短く、前記剪断用傾斜面のうちの基端側と前記反剪断面のうちの基端側との離間距離は、前記パイプの内径より長くする。
これにより、パンチの基端側の厚み（剪断用傾斜面と反剪断面との距離に相当）をより大きくすることができるため、パンチの高剛性化を図ることができる。
【００１４】
また、好ましくは、前記押し切り工程は、前記スリットの側縁の奥行き方向の半分以上を加工し、前記打抜き工程は、前記スリットの側縁の奥行き方向の残りの半分以下と前記スリットの奥縁とを加工する。
側縁の奥行き方向の半分以上を押し切り加工により形成することで、打抜き加工においてパンチに生じる曲げ応力を十分に低減できる。従って、パンチの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のパイプ１を示す斜視図である。
【図２】本実施形態のパイプ１の製造方法に用いるパンチ２を示す斜視図である。
【図３Ａ】パイプ１の製造方法において、初期配置工程におけるパイプ１の軸方向断面図である。
【図３Ｂ】図３における３Ｂ−３Ｂ断面図である。
【図４】パイプ１の製造方法において、押し切り工程の途中におけるパイプ１の軸方向断面図である。
【図５】パイプ１の製造方法において、押し切り工程の終了時点におけるパイプ１の軸方向断面図である。
【図６】パイプ１の製造方法において、打抜き工程におけるパイプ１の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１．完成品のパイプ１の構造）
完成品としてのパイプ１について、図１を参照して説明する。パイプ１は、例えば、金属製である。つまり、パイプ１は、剪断加工の一種である押し切り加工および打抜き加工を行うことができる材料により形成される。ここで、図１には、パイプ１の端部分のみを示す。このパイプ１は、直管でもよいし、曲管でもよい。また、図１に示すパイプ１は、円環形状を示すが、非円形状断面のパイプを対象とすることもできる。なお、パイプ１の端部における内径は、Ｄｉ１である。
【００１７】
パイプ１の端部に、スリット１０が形成されている。スリット１０は、パイプ１の端部から、パイプ１の端部における中心軸Ｘの方向（以下、「パイプの軸方向」と称する）に延びるように形成されている。スリット１０は、直線状の奥縁１１と、相互に平行な両側の側縁１２，１３とを有する。スリット１０の奥行き、すなわちパイプ１の端部から奥縁１１までの軸方向長さは、Ｄｅ１である。また、スリット１０の幅、すなわち両側の側縁１２，１３間距離は、Ｗｉ１である。
【００１８】
（２．パイプ１の製造方法）
以下に説明するパイプ１の製造方法は、スリット１０が形成されていないパイプ１に対して、スリット１０を加工する方法である。パイプ１の製造方法は、パンチ２およびダイ３を用い、押し切り加工および打抜き加工を行う方法である。
【００１９】
（２−１．パンチ２の構造）
パンチ２の構造について図２を参照して説明する。パンチ２は、基部２０ａと、突起部２０ｂとを備える。基部２０ａは、製造装置における駆動手段に固定される部位である。突起部２０ｂは、基部２０ａから突出するように形成される。この突起部２０ｂが、パイプ１のスリット１０を加工する部位である。
【００２０】
パンチ２の突起部２０ｂは、先端面２１と、両側の側面２２、２３と、剪断用傾斜面２４と、反剪断面２５とを有する。先端面２１は、突起部２０ｂの突出方向の端に位置する平面である。側面２２、２３は、先端面２１にそれぞれ連接する平面であって、相互に平行な面である。
【００２１】
剪断用傾斜面２４は、先端面２１および両側の側面２２、２３に連接すると共に、先端面２１に対して鈍角状に連接する。この剪断用傾斜面２４は、先端面２１に対して傾斜したテーパ平面状に形成してもよいし、接面が先端面２１に対して傾斜した湾曲面状に形成してもよい。
反剪断面２５は、先端面２１および両側の側面２２、２３に連接すると共に、剪断用傾斜面２４に対して裏面側に位置する。反剪断面２５は、円筒内周面の軸方向に沿った凸湾曲状に形成されている。詳細には、先端面２１がパイプ１の軸方向に直交するように配置された状態において、反剪断面２５の接面が、パイプ１の中心軸Ｘに平行となる。
【００２２】
ここで、剪断用傾斜面２４のうちの先端面２１側の点Ｐ１と、反剪断面２５のうちの先端面２１側の点Ｐ２との離間距離は、Ｈａである。以下、Ｈａは、先端側厚みと称する。剪断用傾斜面２４のうち基端側（基部２０ａ側）の点Ｐ３と、反剪断面２５のうちの基端側（基部２０ａ側）の点Ｐ４との離間距離は、Ｈｂである。以下、Ｈｂは、基端側厚みと称する。そして、先端側厚みＨａは、基端側厚みＨｂより短い。さらに、先端側厚みＨａは、図１に示すパイプ１の内径Ｄｉ１より短い。また、基端側厚みＨｂは、図１に示すパイプ１の内径Ｄｉ１より長い。
【００２３】
また、突起部２０ｂの両側の側面２２、２３の幅は、Ｗｉ２である。この幅Ｗｉ２は、スリット１０の側縁１２、１３の離間距離Ｗｉ１に等しい。
ここで、先端面２１と剪断用傾斜面２４との稜線Ｌ１付近が、スリット１０の奥縁１１を形成する部位に相当し、剪断用傾斜面２４と両側の側面２２、２３との稜線Ｌ２、Ｌ３付近が、スリット１０の側縁１２、１３を形成する部位に相当する。
【００２４】
（２−２．ダイ３の構造）
次に、ダイ３の構造について、図３および図４を参照して説明する。ダイ３には、パイプ１の端の外周面を支持するための円形貫通孔３０ａが形成されている。さらに、ダイ３の円形貫通孔３０ａの一方端側には、パイプ１のスリット１０に対応する凹所３０ｂが形成されている。つまり、凹所３０ｂの奥縁３１、両側の側縁３２、３３は、スリット１０の奥縁１１、両側の側縁１２、１３に対応する形状である。
【００２５】
（２−３．初期配置工程）
パイプ１の製造方法における初期配置工程（パイプ配置工程、パンチ配置工程）について、図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明する。作業者は、製造装置（図示せず）にダイ３を固定する。作業者は、このダイ３の円形貫通孔３０ａに加工前のパイプ１の端部を挿入して、パイプ１の外周面がダイ３によって支持されるように、ダイ３にパイプ１を配置する（パイプ配置工程）。このとき、パイプ１にスリット１０を加工する位置が、ダイ３の凹所３０ｂに対応するようにする。
【００２６】
続いて、作業者は、製造装置の駆動装置によって移動する移動体に、パンチ２の基部２０ａを固定する。ここで、駆動装置は、パンチ２を、ダイ３の円形貫通孔３０ａの軸方向に移動させることができると共に、円形貫通孔３０ａの径方向であって凹所３０ｂに沿った方向に移動させることができる。なお、パンチ２を固定させて、ダイ３を移動させてもよい。
【００２７】
ここで、パンチ２の先端面２１がパイプ１の奥側を向くように、かつ、パンチ２の先端面２１がパイプ１の軸方向に直交するように、パンチ２が配置される（パンチ配置工程）。従って、パンチ２の反剪断面２５の接面は、パイプ１の軸方向に平行となる。さらに、パンチ２の剪断用傾斜面の法線は、パイプ１の軸方向に対して角度を有するようになる。
【００２８】
さらに、パンチ２の先端面２１の全てがパイプ１の内側に挿入可能な位置に、パンチ２が配置される。ここで、上述したように、パンチ２の基端側厚みＨｂは、パイプ１の内径Ｄｉ１より大きい。従って、剪断用傾斜面２４の一部は、加工前のパイプ１の端面に対して軸方向に対向する。このとき、剪断用傾斜面２４がダイ３の凹所３０ｂを向くように、パンチ２が配置される。
【００２９】
（２−４．押し切り工程）
初期配置工程に続いて、押し切り工程を行う。押し切り工程について、図４および図５を参照して説明する。図４に示すように、パンチ２をダイ３に対して、パイプ１の軸方向に平行な第一方向に向かって、相対移動させる。上述したように、パンチ２の先端面２１は、パイプ１の内側に挿入可能である。従って、パンチ２の先端面２１が、パイプ１に接触することなく、パイプ１の内部に進入する。
【００３０】
ここで、剪断用傾斜面２４の一部は、加工前のパイプ１の端面に対して軸方向に対向する。そのため、パンチ２を第一方向へ相対移動させると、剪断用傾斜面２４が、パイプ１の端面に接触する。さらに続けて、パンチ２を第一方向へ相対移動させることで、剪断用傾斜面２４が、パイプ１の端部から奥側に向かって押し切り加工を行う。つまり、剪断用傾斜面２４の稜線Ｌ２、Ｌ３（図２に示す）側とダイ３の凹所３０ｂの側縁３２、３３側とによる剪断加工（押し切り加工）が行われる。そうすると、パイプ１の端部の一部が剪断用傾斜面２４に沿いながら径方向外側にめくれて、ダイ３の凹所３０ｂに入り込む。
【００３１】
そして、図５に示すように、パンチ２の先端面２１がダイ３の凹所３０ｂの奥縁３１にほぼ一致する位置に到達するまで、パンチ２を第一方向へ相対移動させる。このようにして、スリット１０の一部、詳細にはスリット１０の側縁１２、１３の一部が加工される。
【００３２】
ここで、図５に示すように、押し切り加工を終了した時点において、パイプ１の端部から奥行きＤｅ３までの部分が切り取られている。そして、この切り取り深さＤｅ３は、スリット１０の奥行きＤｅ１（図１に示す）の半分以上とする。この関係は、スリット１０の奥行きＤｅ１と、剪断用傾斜面２４の傾斜角度とに応じて、調整される。
【００３３】
（２−５．打抜き工程）
押し切り工程に続いて、打抜き工程を行う。打抜き工程について、図６を参照して説明する。図６に示すように、パンチ２をダイ３に対して、パイプ１の内側から外側に向かう第二方向へ、相対移動させる。ここでは、第二方向は、パンチ２の先端面２１に平行であって、パイプ１の中心から径方向外側への方向である。つまり、打抜き工程における第二方向は、押し切り工程における第一方向に対して異なる方向、詳細には直交する方向である。
【００３４】
そうすると、まずは、剪断用傾斜面２４の稜線Ｌ２、Ｌ３付近によって、パイプ１の一部が径方向外側へめくれるように加工される。そして、剪断用傾斜面２４の稜線Ｌ１（先端面２１との稜線）がパイプ１に当接した後には、剪断用傾斜面２４の稜線Ｌ１付近とダイ３の凹所３０ｂの奥縁３１の部分とによる剪断加工（打抜き加工）が行われる。このようにして、スリット１０の残りを加工する。つまり、打抜き加工によって、スリット１０の側縁１２、１３の奥行き方向の残りの半分以下の部分と、スリット１０の奥縁１１とが加工される。
【００３５】
（３．まとめ）
以上説明したように、スリット１０の加工は、パンチ２を第一方向へ相対移動させて行う押し切り加工と、パンチ２を第二方向へ相対移動させて行う打抜き加工とに分けて行われる。つまり、押し切り加工によって、スリット１０の一部が加工され、打抜き加工によって、スリット１０の残りが加工される。従って、パンチ２がスリット１０を一度に剪断加工するのではないため、パンチ２の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
特に、パンチ２の剪断用傾斜面２４の法線がパイプ１の軸方向に対して角度を有するように、パンチ２が配置されている。従って、押し切り加工および打抜き加工のいずれも、スリット１０の側縁１２、１３が徐々に剪断加工される。そのため、パンチ２に生じる曲げ応力が小さくなり、パンチ２の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
さらに、パンチ２の先端面２１と剪断用傾斜面２４とが鈍角状に連接している。つまり、パンチ２の先端面２１と剪断用傾斜面２４とのなす角度が鈍角状となる。従って、パンチ２の先端側の剛性が高くなる。このこと自体によって、パンチ２の長寿命化を図ることができる。ただし、パンチ２の先端側を上記のとおり鈍角状に形成することは、打抜き加工における第二方向を押し切り加工における第一方向と異なる方向にすることにより達成できることである。ここで、押し切り加工は、剪断用傾斜面２４と側面２２、２３との稜線Ｌ２、Ｌ３付近が加工を行うのに対して、打抜き加工は、剪断用傾斜面２４と先端面２１との稜線Ｌ１付近が主として加工を行う。つまり、それぞれの加工を行う部位が異なることに着目して、それぞれの加工の方向を異なるようにすることで、上記の効果を得ることができた。
【００３８】
また、押し切り工程における第一方向をパイプ１の軸方向に平行にすることで、押し切り工程においてパイプ１の内部に進入できるパンチ２の部分を大きくできる。つまり、パンチ２の厚みＨａ、Ｈｂを大きくすることができる。特に、反剪断面２５の接面がパイプ１の軸方向に平行な面となるようにすることで、押し切り加工を行う際に、反剪断面２５がパイプ１の内周面に沿って移動するようにできる。その結果、パンチ２の厚みＨａ、Ｈｂを大きくすることができる。つまり、パンチ２の高剛性化を図ることができる。
【００３９】
さらに、パンチ２の先端面２１をパイプ１の軸方向に直交させ、かつ、打抜き工程における第二方向をパイプ１の径方向外側への方向とすることにより、パンチ２の先端面２１と剪断用傾斜面２４とのなす角度を大きな角度にすることができる。従って、パンチ２の高剛性化を図ることができる。
【００４０】
また、パンチ２の基端側厚みＨｂがパイプ１の内径Ｄｉ１より大きくしている。これにより、パンチ２の基端側の高剛性化を図ることができる。ここで、打抜き加工において、パンチ２には、大きなモーメントが発生する。パンチ２の基端側の高剛性化によって、パンチ２は、大きなモーメントに対して耐えることができる。
【００４１】
ここで、上述したように、押し切り工程において、スリット１０の側縁１２、１３の奥行き方向の半分以上を加工し、打抜き工程において、スリット１０の側縁１２、１３の奥行き方向の残りの半分以下を加工することとした。
【００４２】
押し切り加工を行わず、打抜き加工（パンチ２を径方向へ移動する加工）のみにてスリット１０を加工した場合に比べて、上記のようにすることで、打抜き加工においてパンチ２に生じる曲げ応力を格段に小さくすることができる。以下に、両者を比較した場合の曲げ応力σの簡易算出方法について説明する。
【００４３】
打抜き加工の第二方向におけるパイプ１の肉厚を２ｍｍとし、スリット１０の奥縁１１の幅Ｗｉ１を７ｍｍとし、スリット１０の側縁１２、１３の奥行きＤｅ１を９ｍｍとし、パイプ１の剪断抵抗を４０ｋｇｆ／ｍｍ2とし、パンチ２の幅Ｗｉ２を７ｍｍとし、パンチ２の基端側厚みＨｂを１３ｍｍとし、剪断用傾斜面２４の奥行きＤｅ２を１０ｍｍとする。
【００４４】
ここで、本実施形態では、打抜き加工の対象面は、スリット１０の奥縁１１全体と、側縁１２、１３の奥行き方向の半分のうち直角三角形状の部分であるとする。直角三角形状の部分としたのは、図５に示すように、側縁１２、１３の奥側部分では、剪断用傾斜面２４によって半分程度の三角形状部分が残っているためである。
【００４５】
この場合、パンチ２に生じる荷重Ｐａ［ｋｇｆ／ｍｍ2］は、式（１）に示すように、奥縁１１による荷重Ｐａ１と、側縁１２、１３による荷重Ｐａ２の加算値となる。モーメントＭａ［ｋｇｆ・ｍｍ］は、式（２）となり、断面係数Ｚａは、式（３）となり、曲げ応力σａ［ｋｇｆ／ｍｍ2］は、式（４）となる。
【００４６】
【数１】
2015047634.tif 000003
【００４７】
比較例として、打抜き加工のみによりスリット１０を加工する場合とする。この場合、打抜き加工におけるパイプ１の肉厚を２ｍｍとし、スリット１０の奥縁１１の幅Ｗｉ１を７ｍｍとし、スリット１０の側縁１２、１３の奥行きＤｅ１を９ｍｍとし、パイプ１の剪断抵抗を４０ｋｇｆ／ｍｍ2とし、パンチ２の幅Ｗｉ２を７ｍｍとし、パンチ２の厚みＨｃを９ｍｍとし、パンチ２のモーメント基準位置からの突出量Ｄｅを１０ｍｍとする。
【００４８】
この場合、パンチ２に生じる荷重Ｐｂ［ｋｇｆ／ｍｍ2］は、式（５）に示すように、奥縁１１による荷重Ｐｂ１と、側縁１２、１３による荷重Ｐｂ２の加算値となる。モーメントＭｂ［ｋｇｆ・ｍｍ］は、式（６）となり、断面係数Ｚｂは、式（７）となり、曲げ応力σｂ［ｋｇｆ／ｍｍ2］は、式（８）となる。
【００４９】
【数２】
2015047634.tif 000004
【００５０】
式（４）（８）より、本実施形態によれば、比較例に比べて、パンチ２に生じる曲げ応力σは、５分の１以下となる。このように、打抜き加工においてパンチ２に生じる曲げ応力が非常に小さくなることで、パンチ２の寿命が大きく向上する。
【００５１】
上述したように、押し切り加工による第一方向と打抜き加工による第二方向とが異なる方向とすることにより、パンチ２の長寿命化を図ることができる。ここで、上記実施形態においては、押し切り加工において、パンチ２をパイプ１の軸方向に相対移動させた。パンチ２をパイプ１の軸方向に対して僅かに傾斜させた方向に相対移動させてもよい。この場合には、パンチ２をパイプ１の軸方向に相対移動させることによる上記効果を奏しない。また、打抜き加工において、パンチ２をパイプ１の径方向に相対移動させた。パンチ２をパイプ１の径方向に対して僅かに傾斜させた方向に相対移動させてもよい。この場合には、パンチ２をパイプ１の径方向に相対移動させることによる上記効果を奏しない。
【符号の説明】
【００５２】
１：パイプ、  １０：スリット、  １１：奥縁、  １２、１３：側縁、  ２：パンチ、  ２１：先端面、  ２２：側面、  ２４：剪断用傾斜面、  ２５：反剪断面、  ３：ダイ、  ３０ａ：円形貫通孔、  ３０ｂ：凹所、  ３１：奥縁、  ３２：側縁、  Ｄｉ１：パイプの内径、  Ｈａ：パンチの先端側厚み、  Ｈｂ：パンチの基端側厚み
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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