(57)【要約】【課題】打ち抜き切断加工前、最中に加わる被加工材の引張力が測定可能な打ち抜き切断装置を提供する。【解決手段】パンチ２、ダイ３、および前記ダイ３を固定する機構を設けたベッド７を有する開断面の切断装置５０を、前記ベッド７の少なくとも１箇所に、ネジ９またはピンを軸方向が前記パンチ２の可動軸方向と直角の方向になるようにして設けてダイ３を固定し、切断加工時に前記ネジ９またはピンの軸力を計測する計測手段を有するように構成する。【選択図】図３
2008149337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチ、ダイ、および前記ダイを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向と直角の方向になるようにして設けてダイを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンの軸力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
パンチ、ダイ、および前記ダイを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向に平行になるようにして設けてダイを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンのせん断力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【請求項３】
更に、被加工材を挟んで前記パンチと反対側に板逆押さえを有することを特徴とする請求項１又は２記載の切断装置。
【請求項４】
パンチ、ダイ、板逆押さえ、および前記板逆押さえを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向と直角の方向になるようにして設けて板逆押さえを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンの軸力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【請求項５】
パンチ、ダイ、板逆押さえ、および前記逆板押さえを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向に平行になるようにして設けて板逆押さえを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンのせん断力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【請求項６】
さらに、被加工材に引張力を付与する引張力発生手段を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか1項に記載の切断装置。
【請求項７】
さらに、被加工材に付与する引張力を制御する引張力制御手段を有することを特徴とする請求項６記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車、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られる鉄、アルミニウム、チタン、マグネシウムおよびこれらの合金等の金属板からなる構造部材の打ち抜き切断加工に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車、家電製品、建築構造物等の金属板１０１には、図１のような打ち抜きパンチ１０２と打ち抜きダイ１０３により打ち抜き切断加工が施される場合が多い。
【０００３】
図２に示すように打ち抜き面は、被加工材である金属板１０１がパンチ１０２により全体的に押し込まれて形成されるダレ１０４、パンチ１０２とダイ１０３のクリアランス内に被加工材１０１が引き込まれ局所的に引き伸ばされて形成されるせん断面１０５、パンチ１０２とダイ１０３のクリアランス内に引き込まれた被加工材１０１が破断して形成される破断面１１５、および被加工材１０１裏面に生じるばり１０６によって構成される。
【０００４】
これらの打ち抜き端面形状の特徴は、打ち抜き端面の伸びフランジ性や疲労強度等に影響を与え、一般的にワイヤーソーや回転ソーによる機械加工による切断、レーザーによる切断に比べて打ち抜き切断端面の伸びフランジ性や疲労強度等は悪い。
【０００５】
このような問題を踏まえ、切断面の伸びフランジ性や疲労強度等の改善を狙った方法として、切断時に被加工材１０１へ引張力を付与する方法が提案されている。被加工材１０１へ引張力が加わった場合、被加工材１０１へより亀裂が発生、進展しやすくなり（非特許文献１）、結果として、端面の加工硬化が減少して破断面も平滑化し、伸びフランジ性や疲労強度の向上が期待できる。
【０００６】
引張力を被加工材１０１へ加えて打ち抜き切断する従来の発明として、特許文献１においては、パンチ１０２先端に突出部を設け、打ち抜き初期に引張力が被加工材１０１へ加わるようにした打ち抜き方法・装置が提案されている。また、特許文献２においては、０．００１〜０．２０の引張歪(真歪)に相当する引張応力を付与した上でせん断を行うことを特徴とする鋼板打ち抜き方法が提案されている。
【０００７】
これらの発明には、いずれも伸びフランジ性、疲労強度等に最適な引張力が存在するため、最適な引張力を被加工材１０１に与える金型形状の見積もり、または、引張力を最適にする制御が可能となるためには、切断加工中に引張力を測定する必要性がある。
【０００８】
被加工材１へ加わる引張力測定方法としては、特許文献１に具体的記述はない。また、特許文献２においては歪みゲージを被加工材１０１へ貼り付ける方法が記載されている。
【０００９】
切断加工以外の成形であれば、被加工材１０１の引張力に応じて成形速度、しわ押さえ荷重等を制御してプレス成形をする発明である特許文献３において、ピン状のロードセルを被加工材１０１にその表面垂直方向に押し当て、その荷重値とピン状ロードセル先端と被加工材１０１表面のなす角度を測定することにより被加工材１０１に加わる張力を測定する方法が記載されている。
【００１０】
また、被加工材１０１と金型との摩擦力に応じて成形速度、しわ押さえ荷重等を制御する発明である特許文献４においては、金型へ直接歪みセンサーを取り付けることにより摩擦力を測定する方法が記載されている。金型と被加工材１０１における引張方向の摩擦力を測定することと、被加工材１０１に加わる引張力を測定することは等価であるから、特許文献４における金型と被加工材１０１との摩擦力測定方法により、被加工材１０１へ加わる引張力は測定可能である。
【特許文献１】特開平８−９９１３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４１２３号公報
【特許文献３】特開２００５−１２５３５４号公報
【特許文献４】特開２００４−２４９３６５号公報
【非特許文献１】塑性と加工第４６巻、第５３２号ｐｐ３９２―３９６、２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、以上の引張力測定方法にはいくつかの改善しなければいけない課題が存在する。
【００１２】
特許文献２における、被加工材１０１へ歪みゲージを取り付ける方法は、実際の量産品打ち抜き切断時にはコストと手間がかかるために研究用途に限られる。特許文献３における方法は、被加工材１０１の表面とセンサーのなす角度を測定する必要があるが、このような測定を行えるセンサーは非接触式の画像センサーのようなものであり、非常に高価、かつ、安定した測定は難しい。また、特許文献４における金型の歪みを測定する方法は、数十[Ｎ]程度の小さな荷重を測定するには適して折らず、測定できる荷重の範囲が限られる。また、引張力以外の力が金型へ加わる場合、ポアソン比分だけ金型が歪むために複数方向の荷重を測定する必要も生じる。
【００１３】
本発明は、打ち抜き切断加工後に優れた伸びフランジ性や疲労強度等を得るために、打抜き切断加工における最良の引張力を特定できる打ち抜き切断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】
上記課題を解決するために、本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
【００１５】
（１）パンチ、ダイ、および前記ダイを固定する機構を設けたベッド７を有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向と直角の方向になるようにして設けてダイを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンの軸力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【００１６】
（２）パンチ、ダイ、および前記ダイを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向に平行になるようにして設けてダイを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンのせん断力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【００１７】
（３）更に、被加工材を挟んで前記パンチと反対側に板逆押さえを有することを特徴とする（１）又は（２）記載の切断装置。
【００１８】
（４）パンチ、ダイ、板逆押さえ、および前記板逆押さえを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向と直角の方向になるようにして設けて板逆押さえを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンの軸力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【００１９】
（５）パンチ、ダイ、板逆押さえ、および前記逆板押さえを固定する機構を設けたベッドを有する開断面の切断装置であって、前記ベッドの少なくとも１箇所に、ネジまたはピンを軸方向が前記パンチの可動軸方向に平行になるようにして設けて板逆押さえを固定し、切断加工時に前記ネジまたはピンのせん断力を計測する計測手段を有することを特徴とする切断装置。
【００２０】
（６）さらに、被加工材に引張力を付与する引張力付与手段を有することを特徴とする（１）〜（５）の何れか1項に記載の切断装置。
【００２１】
（７）さらに、被加工材に付与する引張力を制御する引張力制御手段を有することを特徴とする（６）記載の切断装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、打ち抜き切断加工前、最中に加わる被加工材の引張力を測定でき、その後の材料試験から伸びフランジ性や疲労強度等に最良の引張力を見出すことができる。この最良の引張力を用いることにより、切断面の伸びフランジ特性や疲労強度の優れた打ち抜き切断装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る切断装置の一例としての打ち抜き切断装置５０の構成図である。図３の切断装置５０は、打ち抜き切断用のパンチ２、ダイ３、これらを固定するためのベッド７、および、軸力の測定が可能であるダイ３を固定するダイ固定ネジ９を有しており、開断面形状を得るための打ち抜き切断を行うことが可能である。本実施の形態では、ベッド７は、水平方向（紙面左右方向）に沿った平板形状である基部７ａと、この基部７ａの上に鉛直方向（紙面上下方向）に沿って立設した壁部７ｂとを備えている。ダイ固定ネジ９は、ベッド７の少なくとも１箇所に設けられてダイ３を固定している。図３に示す場合には、ダイ固定ネジ９は、軸方向がパンチ２の可動軸方向（紙面上下方向）と直角の方向（紙面左右方向）になるようにベッド７の壁部７ｂに設けられている。なお、図４に示すように、ダイ固定ネジ１０を、その軸方向がパンチ２の可動軸方向と平行（紙面上下方向）になるようにベッド７の基部７ａに設けてもよい。
【００２５】
パンチ２およびダイ３を用いた被加工材１の切断中に被加工材１に紙面左側へ向かう引張力が加わった際、この引張力に起因する被加工材１とダイ３間の摩擦力により、ダイ３には図３におけるパンチ２側へ水平方向に引き寄せられる力（図３中白抜きの矢印）が加わる。この力はダイ３を剛体変位させようとする力であるため、開断面切断装置特有のものである。閉断面であればこのような力は働かない（閉断面内で力は釣り合う）。このダイ３を剛体変位させようとする力により、ダイ３を固定するネジ９の軸力は大きくなるので、ダイ３の固定用ネジ９の軸力測定により被加工材１の引張力を測定可能である。本発明の切断装置５０には、このようなダイ固定ネジ９の軸力を測定する手段（図示せず）として、例えば歪みセンサー又はロードセル等が設けられている。これらの歪みセンサー、ロードセル等は、ダイ固定ネジ９に埋め込まれていてもよいし、ダイ固定ネジ９に取り付けられていてもよい。
【００２６】
以上の第１の実施の形態によれば、ダイ３を固定するダイ固定ネジ９の軸力を計測可能な計測手段を切断装置５０に設けたことによって、このダイ固定ネジ９の軸力の計測値を介して、打ち抜き切断加工前又は打ち抜き切断加工の最中に被加工材１に加わる引張力を非常に容易且つ安価に測定できる。これにより、切断加工前又は最中における被加工材１に加わる引張力のデータを取得し、さらに、切断加工後に、打ち抜き切断面の伸びフランジ試験、疲労試験等の材料試験を行うことによって、被加工材１に加わる引張力のデータと、その後の打ち抜き切断面の伸びフランジ試験、疲労試験の結果から、伸びフランジ性、疲労強度に対して最適な被加工材１へ加えるべき切断加工時の引張力を特定できる。この最良の引張力を用いることにより、切断面の伸びフランジ特性や疲労強度の優れた打ち抜き切断装置５０を提供することが可能となる。
【００２７】
なお、引張力を被加工材１へ付与する打ち抜き方法は、後述するように、いつか提案されており、本発明の第１の実施の形態によって得られた最適な引張力とこれらの技術を組み合わせることによって、打ち抜き端面の伸びフランジ性、疲労強度に優れた打ち抜き切断装置５０を設計し提供することができる。また、引張力を加工中に制御できる装置と組み合わせれば、加工中に最適な引張力を付与できる切断装置として利用できる。
【００２８】
さらに、本発明の第２の実施形態として、図４に示す切断装置５０のように、ベッド７の少なくとも１箇所に、軸方向がパンチ２の可動軸方向と平行になるようにしてダイ固定ネジ１０を設けてダイ３を固定した構成としてもよい。本発明の第２の実施形態の場合、被加工材１を切断中に紙面左側へ向かって被加工材１に加わる引張力（図４中、白抜きの矢印）起因の力は、ダイ３を固定するダイ固定ネジ１０には軸力ではなくせん断力として加わることになる。したがって、本発明の第２の実施形態によれば、ダイ固定ネジ１０のせん断力を測定すれば、被加工材１に加わる引張力を測定することが可能である。せん断力測定手段としては、せん断力測定用のロードセルが市販されており、例えば、このようなせん断力測定可能なセンサーをダイ固定ネジ１０に取り付ける手段が挙げられる。
【００２９】
通常の切断加工では図５に示す切断装置５０のように、被加工材１を挟んだパンチ２の反対側に配置されて被加工材１の切断時に被加工材１を固定する板逆押さえ１１が用いられるが、本発明の第３の実施の形態として、切断装置５０がこのような板逆押さえ１１を備えていてもよい。本発明の第３の実施の形態においても、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る発明と同様の効果が得られる。
【００３０】
続いて、本発明の第４の実施の形態に係る発明と、本発明の第５の実施の形態に係る発明とについて説明する。まず、本発明の第４の実施の形態として、切断装置５０は、図６のように、少なくとも１箇所に板逆押さえ１１を固定する板逆押さえ固定ネジ１２を設けてもよい。本発明の第１の実施の形態では、被加工材１に引張力が加わる場合、ダイ３と被加工材１間で摩擦力が発生してダイ固定ネジ９（１０）に力が加わると上述した。本発明の第４の実施の形態のように、板逆押さえ１１を固定した場合も同様の理由で板逆押さえ固定ネジ１２に力が加わる。図６に示す切断装置５０は、ベッド７の基部７ａに、固定ネジ１２をその軸方向がパンチ２の可動軸方向（紙面上下方向）と直角の方向（紙面左右方向）になるようにして備えている。この板逆押さえ１１をベッド７に固定するための機構が図６のようであれば、板逆押え固定ネジ１２に加わる軸力（即ち、ダイ３と逆側に向かう水平方向の力：図６中、白抜きの矢印）を測定すれば被加工材１に加わる引張力を測定可能である。
【００３１】
また、本発明の第５の実施の形態として、切断装置５０は、図７のように、ベッド７の基部７ａに、軸方向がパンチ２の可動軸方向（紙面上下方向）と平行になるようにして設けた板逆押さえ固定ネジ１３によって板逆押さえ１１をベッド７に固定するように構成されていてもよい。このように構成したことによって、本発明の第５の実施の形態によれば、板逆押さえ固定ネジ１３に加わるせん断力（即ち、ダイ３と逆側に向かう水平方向の力）を測定すれば被加工材１に加わる引張力を測定可能である。
【００３２】
また、本発明の第６の実施の形態として、図８に示すように、本発明の切断装置５０に、被加工材１に引張力を付与する引張力発生装置１４を設けてもよい。本発明の第６の実施の形態によれば、この引張力発生装置１４の引張力と、ネジの軸力又はせん断力を計測する計測手段（図示せず）で測定した引張力を比較することにより、伸びフランジ性や疲労強度等に最良の引張力を付与しているか、測定可能となる。
【００３３】
更に、図８に示すように、本発明の切断装置５０に、引張力発生装置１４で付与する引張力を制御する引張力制御手段２０を設ければ、本発明のネジの軸力又はせん断力を計測する計測手段（図示せず）で測定した引張力を元に、引張力発生装置１４で付与する引張力を適正な値に制御できるので、本発明の切断装置５０で切断した被加工材１の伸びフランジ性や疲労強度が向上することが期待できる。図８に示す場合には、引張力制御手段２０として、被加工材１を直接引張る機構である張力発生装置１４を制御し、その引張力を所望の引張力に調整可能な制御装置が用いられている。なお、例えばＣＡＥにより所望の引張力が得られるような金型設計を行う（例えば突起付きパンチの突起高さ等）ことにより、被加工材１の引張力を調整するようにしてもよい。
【００３４】
なお、以上の発明の説明におけるダイ又は板逆押さえを固定するネジの代わりに、ピンを用いてもネジを用いた場合と同様の効果を得られる。
【実施例１】
【００３５】
本発明の効果を確認するべく、図８に示すように平板形状の被加工材１へ引張力発生装置１４により引張力を与えた後に、ダイ３を固定するダイ固定ネジ９に設けた軸力センサーでその引張力を測定する実験を行った。被加工材１は板厚１．２[mm]、幅５０[mm]のＳ４５Ｃ鋼である。ダイ固定ネジ９はベッド７に一箇所設けられている。また、ダイ固定ネジ９は、その軸方向がパンチ２の可動軸方向に対して直角の方向で、かつ、パンチ２側（図８の紙面左側）に進行するに従って締め付けられるようにして設けた。被加工材１への引張力の与え方であるが、ダイ３としわ押さえ８の間に被加工材１を予めクランプすることにより固定し、ダイ３と反対方向に設けた油圧による引張力発生装置１４を用いることによって引張力を与えた。この引張力は引張力発生装置１４内のセンサー出力からも測定可能であり、これは装置の仕様として適切に較正が行われたセンサーである。したがって、本発明のダイ固定ネジ９による引張力測定結果とこの引張力発生装置１４内のセンサー出力が一致すれば、被加工材１に加わった引張力が適切に測定できたことになる。ダイ固定ネジ９の軸力測定は、図９のようにロードセル１６をダイ固定ネジ９とダイ３の間にワッシャーのように挟みこむ形で行った。ロードセル１６はプリロードがかかった状態でセットされ、測定開示時の出力は０[Ｎ]、すなわち、ダイ固定ネジ９を締め付けたことによる軸力は０[Ｎ]としてカウントされる。
【００３６】
図１０に測定結果を示す。図１０は、横軸が引張力発生装置１４による引張力、縦軸がダイ３の固定ネジ９の軸力測定結果である。グラフから読み取れるように、引張力発生装置１４による引張力とダイ３固定ネジ９の軸力測定結果は一致している。本発明により、切断中の引張力の測定が行えることが確認できた。
【００３７】
続いて、１０通りの引張力を付与して打ち抜いた被加工材１について伸びフランジ試験を行った。この際の打ち抜き形状１８は図１１に示す半円形状であり、伸びフランジ試験については図１２のように円錐状のパンチ１９を、板保持機構２１で上下から挟持されて保持された被加工材１の半円形の部分が切除された凹部分に押し込むことにより行い、亀裂が板厚を貫通した時点の円錐パンチ１９の押し込み量により評価した（（以下、押し込み量を伸びフランジ値とも記述）。この試験により得られた結果を図１３に示す。この図１３より、最大押し込み量の得られる１．３ｔが伸びフランジ性に対して最適な引張力であることが分かった。
【００３８】
さらに、この後、得られた最適な引張力１．３ｔ±０．１３ｔとなるように引張力制御手段２０により引張力発生装置１４を制御して被加工材１を打ち抜き切断し、その後に伸びフランジ試験を行った。引張力制御手段としては、通常の油圧シリンダを用いた。この際には、引張力発生装置１４内蔵のセンサーは用いず、本発明である固定ネジ９の軸力測定の結果をフィードバックして引張力発生装置１４の制御を行った。また、この試行は２０回行った。
【００３９】
得られた結果を図１４に示す。図１４より、２０回とも押し込み量は５４〜５９．５ｍｍの範囲内であり、図１３で得られた最良の伸びフランジ値の±１０％以内を示した。
【実施例２】
【００４０】
実施例２では、図８に示す切断装置５０に対して、ダイ３の固定方法を変更し、図１５に示すように、パンチ２の可動軸方向と直角方向のせん断力を測定するため、ベッド７の基部７ａの１箇所に、軸方向がパンチ２の可動軸方向と平行になるようにしてダイ固定ネジ１０を設けた切断装置５０により、実施例１と同様の実験を行った（被加工材１へ加わる引張力を本発明のダイ固定ネジ１０により測定し、その出力を引張力発生手段１４へフィードバックすることにより、実施例１で見積もった最適な引張力を被加工材１へ与え、被加工材１を打ち抜き切断した後に伸びフランジ試験を行った）。ダイ固定ネジ１０のせん断力測定は、図１６のようにロードセル１７をダイ固定ネジ１０とダイ３の間にワッシャーのように挟みこむ形で行った。このセンサー配置に対してのセンサー出力の較正は適切に行った。
【００４１】
図１７に、横軸が引張力発生装置１４による引張力、縦軸がダイ固定ネジ１０のせん断力測定結果を示す。図１７のグラフから読み取れるように、引張力発生装置１４による引張力とダイ固定ネジ１０のせん断力測定結果は一致している。
【００４２】
続いて、ダイ固定ネジ１０の出力を用いて、引張力が最適な引張力１．３ｔ±０．１３ｔ（実施例１で得られた値）となるように引張力制御手段２０により引張力発生装置１４を制御した打ち抜き後の伸びフランジ試験の結果を図１８に示す。２０回の試行とも押込み量は５３〜５９．５ｍｍの範囲内であり、図１３で得られた最良の伸びフランジ値の±１０％以内を示した。
【実施例３】
【００４３】
実施例３では、ダイ固定ネジの軸力を測定するのではなく、図１９に示す切断装置５０のように、板逆押さえ１１を固定する板逆押さえ固定ネジ１２の軸力を測定する装置を用いて、実施例１と同様の実験を行った（被加工材１へ加わる引張力を本発明の板逆押さえ固定ネジ１２により測定し、その出力を引張力発生手段１４へフィードバックすることにより、実施例１で見積もった最適な引張力を被加工材１へ与え、被加工材１を打ち抜き切断した後に伸びフランジ試験を行った）。板逆押さえ固定ネジ１２はベッド７に一箇所設けられ、パンチ２の可動軸方向と直角の方向で、かつ、壁７ｂ（図８の紙面右側）に進行するに従って締め付けられるようになっている。板逆押さえ固定ネジ１２の軸力測定は、図２０のようにロードセル１６を板逆押さえ固定ネジ１２と板逆押さえ１１の間に挟みこむ形で行った。ロードセル１６はプリロードがかかった状態でセットされ、測定開示時の出力は０[Ｎ]、すなわち、板逆押さえ固定ネジ１２を締め付けたことによる軸力は０[Ｎ]としてカウントされる。
【００４４】
図２１は、横軸が引張力発生装置１４による引張力、縦軸が板逆押さえ固定ネジ１１２の軸力測定結果である。実施例１、２のダイ３の固定ネジに加わる引張力又はせん断力を測定する場合よりも若干の精度の悪化がみられるものの、引張力発生装置１４による引張力と板逆押さえ１１固定ネジ１２の軸力測定結果はほぼ一致している。
【００４５】
続いて、板逆押さえ固定ネジ１２の出力を用いて、引張力が最適な引張力１．３ｔ±０．１３ｔ（実施例１で得られた値）となるように引張力制御手段２０により引張力発生装置１４を制御した打ち抜き後の伸びフランジ試験の結果を図２２に示す。２０回の試行とも押込み量は５１〜６１ｍｍの範囲内であり、図１３で得られた最良の伸びフランジ値の±１５％以内を示した。
【実施例４】
【００４６】
実施例４では、図１９に示す切断装置５０に対して、板逆押さえ１１の固定方法を変更し、図２３に示すように、パンチ２の可動軸方向と直角方向のせん断力の測定が可能なように板逆押さえ固定ネジ１３をベッド７に設けた切断装置５０により、実施例１と同様の実験を行った（被加工材１へ加わる引張力を本発明の板逆押さえ固定ネジ１３により測定し、その出力をフィードバックすることにより、実施例１で見積もった最適な引張力を被加工材１へ与え、被加工材１を打ち抜き切断した後に伸びフランジ試験を行った）。
【００４７】
板逆押さえ固定ネジ１３は、軸方向がパンチ２の可動軸方向に平行になるようにしてベッド７に一箇所設けた。板逆押さえ固定ネジ１３のせん断力測定は、図２４のようにロードセル１７を板逆押さえ固定ネジ１３と板逆押さえ１１の間に挟みこむ形で行った。このセンサー配置に対してのセンサー出力の較正は適切に行っている。
【００４８】
図２５に測定結果を示す。図２５のグラフは、横軸が引張力発生装置による引張力、縦軸が板逆押さえ固定ネジ１３のせん断力測定結果である。実施例１、２のダイ固定ネジ１０に加わる軸力を測定する場合よりも若干の精度の悪化がみられるものの、引張力発生装置１４による引張力と板逆押さえ固定ネジ１３のせん断力測定結果はほぼ一致している。
【００４９】
続いて、板逆押さえ固定ネジ１３の出力を用いて、引張力が最適な引張力１．３ｔ±０．１３ｔ（実施例１で得られた値）となるように引張力制御手段２０により引張力発生装置１４を制御し打ち抜き後の伸びフランジ試験の結果を図２６に示す。２０回の試行とも押込み量は５１〜６０ｍｍの範囲内であり、図１３で得られた最良の伸びフランジ値の±１５％以内を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、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られる鉄、アルミニウム、チタン、マグネシウムおよびこれらの合金等の金属板からなる構造部材の打ち抜き切断加工に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来公知の打ち抜き切断加工技術を模式的に示した図である。
【図２】従来公知の打ち抜き切断加工技術における被加工材端面を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る切断装置５０を模式的に示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る切断装置５０を模式的に示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る切断装置５０を模式的に示す構成図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る切断装置５０を模式的に示す構成図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る切断装置５０を模式的に示す構成図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る切断装置５０を模式的に示す構成図である。
【図９】図８に示す切断装置５０のダイ固定ネジ９付近を拡大して示した、ダイ固定ネジ９の軸力測定のためのセンサー組込みを模式的に示した拡大構成図である。
【図１０】実施例１における、被加工材１への引張り力とダイ固定ネジ９の軸力測定結果を示す図である。
【図１１】実施例１〜４で行った打ち抜き切断の打ち抜き予定部を模式的に示す図である。
【図１２】実施例１〜４で行った伸びフランジ試験を模式的に示す図である。
【図１３】実施例１で測定した、打ち抜き時に被加工材へ加える引張力と打ち抜き切断部の伸びフランジ性の関係を示すグラフである。
【図１４】実施例１で行った、本発明による引張力測定手段を用いて引張力制御打ち抜き切断を行った打ち抜き切断面における、伸びフランジ試験の結果を示すグラフである。
【図１５】実施例２に用いた切断装置５０の構成を模式的に示す構成図である。
【図１６】図１５に示す切断装置５０のダイ固定ネジ１０付近を拡大して示した、ダイ固定ネジ１０のせん断力測定のためのセンサー組込み方法を模式的に示した拡大構成図である。
【図１７】実施例２における、被加工材１への引張り力とダイ固定ネジ１０のせん断力測定結果を示す図である。
【図１８】実施例２で行った、本発明による引張力測定手段を用いて引張力制御打ち抜き切断を行った打ち抜き切断面における、伸びフランジ試験の結果を示すグラフである。
【図１９】実施例３に用いた切断装置５０の構成を模式的に示す構成図である。
【図２０】図１９に示す切断装置５０の板逆押え固定ネジ１２付近を拡大して示した、板逆押え固定ネジ１２の軸力測定のためのセンサー組込み方法を模式的に示した拡大構成図である。
【図２１】実施例３における、被加工材１への引張り力と板逆押え固定ネジ１２の軸力測定結果を示す図である。
【図２２】実施例３で行った、本発明による引張力測定手段を用いて引張力制御打ち抜き切断を行った打ち抜き切断面における、伸びフランジ試験の結果を示すグラフである。
【図２３】実施例４に用いた切断装置５０の構成を模式的に示す構成図である。
【図２４】図２３に示す切断装置５０の板逆押さえ固定ネジ１３付近を拡大して示した、板逆押さえ固定ネジ１３のせん断力測定のためのセンサー組込み方法を模式的に示した拡大構成図である。
【図２５】実施例４における、被加工材１への引張り力と板逆押さえ固定ネジ１３のせん断力測定結果を示す図である。
【図２６】実施例４で行った、本発明による引張力測定手段を用いて引張力制御打ち抜き切断を行った打ち抜き切断面における、伸びフランジ試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１、１０１    被加工材
２、１０２    打ち抜きパンチ
３、１０３    打ち抜きダイ
７    各金型を固定するための金型ベッド
７ａ    ベッドの基部
７ｂ    ベッドの壁部
８    しわ押さえ
９、１０    ダイ固定ネジ
１１  板逆押さえ
１２、１３  板逆押さえ固定ネジ
１４  引張力発生手段
１６  軸力測定のためのロードセル
１７  せん断力測定可能なロードセル
１８  打ち抜き形状
１９  伸びフランジ試験に用いた円錐パンチ
２０  引張力制御手段
２１  伸びフランジ試験に用いる板保持機構
５０    打ち抜き切断装置
１０４    打ち抜き端面におけるだれ
１０５    打ち抜き端面におけるせん断面
１０６    打ち抜き端面におけるばり
１１５  打ち抜き端面における破断面
【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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