(57)【要約】【課題】切粉の発生を大幅に防止できるのみでなく、トリムラインに沿ってきっちりと切断し、引きちぎりによる破断部の発生を極力防止し、また、種々のカッターにも適用できるスクラップカッター付きトリミングプレス装置を提供する。【解決手段】下型２に設けられた下スクラップカッター６の内端部６ａと下トリミング刃６の外側面部５ａとの間に、上トリミング刃３が下死点Ｘまで下降しても衝突せず入り込み得る逃がし部１１を形成し、上トリミング刃３による切れ味を向上させると共に、パネル状ワークＷに破断部が生じても上トリミング刃３と上スクラップカッター４が破断部を再度切断しないようにして、切屑の発生を防止したことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に近接離間する上型と下型にそれぞれ設けられたトリミング刃によりパネル状ワークの製品部の周囲をトリミングすると共に、前記上型と下型の各周辺部にそれぞれ設けられたスクラップカッター同士により前記製品部の周囲に生じる非製品部をせん断し複数のスクラップ細片にするトリミングプレス加工装置であって、
前記上型又は下型のいずれか一方の型に設けられたスクラップカッターの内端部と、当該一方の型のトリミング刃の外側面との間に、少なくとも他方の型のトリミング刃が下死点まで下降しても衝突せず入り込み得る逃がし部を形成したことを特徴とするスクラップカッターを備えたトリミングプレス加工装置。
【請求項２】
前記逃がし部は、前記一方の型に設けられたスクラップカッターの上端から基部取付け面まで形成したことを特徴とする請求項１に記載のスクラップカッター付きトリミングプレス装置。
【請求項３】
前記一方の型に設けられたスクラップカッターは、前記他方の型の前記トリミング刃の下死点に対応する位置と基部取付け面との間に、前記逃がし部内に突出する突出部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクラップカッター付きトリミングプレス装置。
【請求項４】
前記一方の型に設けられたスクラップカッターは、当該一方の型に載置されるパネル状ワークを支持する構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクラップカッター付きトリミングプレス装置。
【請求項５】
前記他方の型のトリミング刃は、当該他方の型のスクラップカッターの近傍に、前記一方に設けられたスクラップカッターとの干渉を避ける段差部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスクラップカッター付きトリミングプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル状ワークの製品部周囲をトリミングすると共に、トリミングにより生じる環状の廃材を複数のスクラップ細片にせん断するスクラップカッター付きトリミングプレス装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のフードアウターパネルのような製品は、絞り成形した後のパネル状ワークを、スクラップカッター付きトリミングプレス装置によりトリミングする。一般に、このようなトリミングプレス装置は、パネル状ワークの製品部の周囲をトリムラインに沿って上下型のトリミング刃（全周切刃）によりせん断してトリミングすると共に、上型と下型の周辺部にそれぞれ複数個設けられたスクラップカッター同士によりスクラップカットラインに沿ってせん断し、製品部の周縁に環状に存在する非製品部を複数のスクラップ細片に切断し、廃材の処理を円滑にする。
【０００３】
ところが、トリミングプレス装置により多数のパネル状ワークを加工していると、切断時に生じた切屑が飛散し、パネル状ワークの製品部とトリミングプレス型の型面との間に入り込み、製品部に圧痕を生じさせ、製品品質が低下する虞がある。
【０００４】
このような切屑の発生は、次の理由による。上下の型にそれぞれ設けられたトリミング刃とスクラップカッターは、製品部の外形形状（トリムライン）に沿って伸延するトリミング刃と、非製品部を複数のスクラップ細片に切断する線（スクラップカットライン）に沿って伸延するスクラップカッターが、略直交（厳密には９０度以外の場合もある）する位置に配置されているが、トリムラインとスクラップカットラインが交差する部分では、Ｔ字状のカットラインになるようにする必要がある。
【０００５】
しかし、上型のトリミング刃と下型のスクラップカッターが相互に干渉を起こさないようにする必要があるため、下型のスクラップカッターを一段下げた状態に設置している。また、下型のトリミング刃は全周に渡り同一平面上に位置しているので、上型のトリミング刃も基本的には同一平面上に位置しているが、下型のスクラップカッターに対応する位置に設けられる上型のスクラップカッターは、下型のスクラップカッターを下げているので、これに対応して多少下げた位置に設けられている。
【０００６】
なお、以下、「上型のトリミング刃」を「上トリミング刃」「上型のスクラップカッター」を「上スクラップカッター」、「下型のトリミング刃」を「下トリミング刃」、「下型のスクラップカッターを「下スクラップカッター」と略称する。
【０００７】
この状態で、トリミングするとき、まず、トリミング初期では、上スクラップカッターがパネル状ワークの非製品部上面に当り、これを押し下げる。次に、上トリミング刃と下トリミング刃がパネル状ワークをトリムラインに沿って切断を開始する。しかし、上スクラップカッターが非製品部を押し下げていることから、破断部が生じる。この破断部は、上スクラップカッターと下スクラップカッターが噛み合っていないにも拘らず発生することから、いわゆる引きちぎりによるもので、「空中切り現象」と称され、トリムラインとスクラップカットラインとに沿うように鈎状に生じる。
【０００８】
さらに上型が下降すると、上トリミング刃と上スクラップカッターが下トリミング刃と下スクラップカッターに噛み合い、最終切断が行われることになるが、この最終切断時に引きちぎり破断部も切断しつつ、全体のトリミングとスクラップカットを行う。引きちぎり破断部は、破断面が凹凸であり、微小な尖った部分を多数存在しているので、切断されると、糸状もしくは微小な切粉が発生する。
【０００９】
このような切屑の発生を防止するトリミングプレス装置として、下記特許文献１に開示されたものが提案されている。このトリミングプレス装置は、下スクラップカッターの頂部であって、トリミング刃の近い部分を削落した逃がし部が形成されている。この逃がし部の形成により、両スクラップカッターが噛み合うのは、逃がし部以外の部分としている。このようにすれば、前記最終切断が行われても、破断部の切断は起こらず、切粉の発生が防止される。
【００１０】
しかし、このトリミングプレス装置は、一段下げて設置したスクラップカッターに逃がし部を形成したものであり、トリムラインとスクラップカットラインに沿って鈎状に発生した破断部の内、スクラップカットラインに沿う破断部に対処したものである。したがって、引きちぎり破断部の発生を防止するものではなく、トリムラインに沿う破断部に対処できるものではなく、後に本願発明のものと比較した点からも明らかであるが、切粉の発生をより効率的に防止する点からすれば、不十分なものである。
【特許文献１】特開２００２−６６６４９号公報（要約、請求項１、団欒区番号「００２９」及び図１１等参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術に伴う問題を解決するためになされたもので、切粉の発生を大幅に防止できるのみでなく、トリムラインに沿ってきっちりと切断し、引きちぎりによる破断部の発生を極力防止し、また、種々のカッターにも適用できるスクラップカッター付きトリミングプレス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】
【００１２】
本発明に係るスクラップカッター付きトリミングプレス装置は、相対的に近接離間する上型と下型にそれぞれ設けられたトリミング刃によりパネル状ワークの製品部の周囲をトリミングすると共に、前記上型と下型の各周辺部にそれぞれ設けられたスクラップカッター同士により前記製品部の周囲に生じる非製品部をせん断し複数のスクラップ細片にするトリミングプレス加工装置であって、前記上型又は下型のいずれか一方の型に設けられたスクラップカッターの内端部と、当該一方の型のトリミング刃の外側面との間に、少なくとも他方の型のトリミング刃が下死点まで下降しても衝突せず入り込み得る逃がし部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、上型又は下型のいずれか一方の型に設けられたスクラップカッターの内端部と当該一方の型の外周部との間を、少なくとも他方の型のトリミング刃が下死点まで下降しても衝突せず入り込み得る逃がし部としたので、例えば、上トリミング刃と下型のスクラップカッターが干渉せず、したがって、スクラップカッターを一段下げて設置する必要はなく、切屑の発生を根本的に防止することができ、しかも、パネル状ワークを一方の型とスクラップカッターとにより両端支持した状態で他方の型のトリミング刃がトリムラインに沿ってきっちりと切断でき、引きちぎりによる破断が製品部などに残ることがなく、仕上げ品質の良好な製品を得ることができる。また、逃がし部が、スクラップカッター上ではなく、スクラップカッターとトリミング刃との間であるため、種々のトリミング刃を使用でき、確実にトリムラインに沿ってきっちりと切断できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記逃がし部を、前記一方の型に設けられたスクラップカッターの上端から基部取付け面まで形成したので、スクラップカッターの成形が容易になるのみでなく、トリミング刃による切断の自由度も向上する。また、逃がし部において、前記一方の型に設けられたスクラップカッターの内端部と、当該一方の型のトリミング刃の外側面との間の幅を、他方の型の前記トリミング刃が下死点に位置したとき干渉を起こさない幅とすれば、パネル状ワークの両端支持状態での他方の型のトリミング刃による切断が極めて切れ味よく行われ、引きちぎりによる破断部の発生を極力防止することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、一方の型に設けられたスクラップカッターの、他方の型のトリミング刃の下死点に対応する位置と基部取付け面との間に突出部を形成したので、スクラップカッターの強度乃至剛性が向上し、ビビリなどに起因する切屑の発生をより一層防止できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記一方の型と、この型に設けられたスクラップカッターによりパネル状ワークを支持する構成としたので、パネル状ワークの両端支持状態でのトリミング刃による切断が極めて切れ味よく行われ、引きちぎりによる破断部の発生を極力防止することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、逃方の型のトリミング刃のスクラップカッター近傍に、前記一方に設けられたスクラップカッターとの干渉を避ける段差部を形成したので、トリミング刃の作動がスクラップカッターに邪魔されることはなく、トリムラインに沿ってきっちりと切断でき、引きちぎりによる破断をより確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面について、詳細に説明する。
【００１９】
図１はパネル状ワークとスクラップカッターとの関係を示す概略平面図、図２は下スクラップカッターを例示的に示す概略斜視図、図３は同パネル状ワークを成形する上型と下型を示す概略斜視図、図４は本発明の実施形態に係るスクラップカッター付きトリミングプレス装置の上型と下型の要部を示す概略斜視図、図５（A）は図４のA矢視図、図５（B）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面相当図である。
【００２０】
本実施形態に係るスクラップカッター付きトリミングプレス装置は、例えば、図１に示すように、自動車のフードアウターパネルあるいはドアアウターパネルなどのような比較的大きな製品を成形するときの、パネル状ワークＷの成形に使用される。ブランク材を絞り成形することにより形成されたパネル状ワークＷは、製品部Ｐの周囲に非製品部Ｈが枠状に付帯していることから、絞り成形工程に続くトリミング工程において、上下型１，２によりトリムラインＴＬに沿ってせん断し、製品部Ｐから環状の非製品部Ｈを切り離すと共に、ほぼ同時に上型１と下型２に設けられたスクラップカッターＳ（上スクラップカッター４と下スクラップカッター６の総称で、図中便宜的に破線で示す）によりスクラップカットラインＳＬ（図中便宜的に実線で示す）に沿ってせん断し、環状の非製品部Ｈを複数のスクラップ細片Ｈｓに分断する。例えば、下スクラップカッター６は、図２に示すように、トリムラインＴＬに対し略直交するスクラップカットラインＳＬに沿って配置され、トリムラインＴＬの周囲に複数個配置されている。
【００２１】
上型１と下型２は、図３に示すように構成されており、上型１は、外径形状を一点鎖線で示すが、中央に製品部Ｐに対応する形状をした型部の外周に設けられた上トリミング刃３と、その周囲に適数個配置された上スクラップカッター４とを有している。一方、下型２は、製品部Ｐに対応する形状をした型部の外周に、上トリミング刃３に対応して配置された下トリミング刃５と、その周囲に適数個配置された下スクラップカッター６とを有している。
【００２２】
なお、両スクラップカッター４，６により切断されたスクラップ細片Ｓは、シュート部７上に落下し、型外に排出される。また、型開き時に型内部が負圧となり、周囲に飛散している切粉等を吸い込むことがあるので、上型１、下型２あるいはパッドには、適宜所定位置に連通孔Ｏを形成し、型内部が負圧とならないようにすることが望ましい。
【００２３】
上トリミング刃３と下トリミング刃５、上スクラップカッター４と下スクラップカッター６の取付け状態は、図４、図５に示すように構成されている。上型１は、図４に示すように、断面逆Ｌ字状をした上トリミング刃３のフランジ部８と側面部９に上スクラップカッター４がトリムラインＴＬに略直交して設けられている。上トリミング刃３の上スクラップカッター４の近傍には、スクラップカッター６との干渉を避ける位置に段差部１０が形成されている。
【００２４】
一方、下型２は、図４に示すように、下スクラップカッター６が、下型２の下トリミング刃５に隣接し、トリムラインＴＬに略直交するように配置されている。下スクラップカッター６の刃面は、図中斜線で示す部分であり、上スクラップカッター４の刃面は、これに対応する部分である。なお、各スクラップカッター４，６あるいは上下トリミング刃３，５の刃面間のクリアランスＧは、パネル状ワークＷの板厚ｔの１５〜２０％程度に設定されている。
【００２５】
特に、本実施形態の下型２は、図４に示すように、下スクラップカッター６の内側面６ａと下トリミング刃５の外周部５ａとの間に逃がし部１１が形成されている。逃がし部１１は、下スクラップカッター６の上面１０ｂから基部取付け面１３まで全体にわたって形成された所定幅Ｍを有する隙間であってもよいが、少なくとも上トリミング刃３が下死点Ｘ（図５Ｂ中一点鎖線で示す位置）まで下降しても下スクラップカッター６に衝突せず入り込み得る程度に深さＤを有するものであればよい。
【００２６】
逃がし部１１を、下スクラップカッター６の内端上部に形成する点は、従来と同様であるが、本実施形態の逃がし部１１は、下トリミング刃５の上端位置と同程度であり、しかも、下スクラップカッター６の内端上部を矩形状に切除することにより形成している。逃がし部１１における下スクラップカッター６の上端角部１０ａは、略直角の角部であり、この上端角部１０ａから外方に伸びる上面１０ｂは、パネル状ワークＷの形状に沿う曲面形状を有する下型２の上面１２を延長するように形成されている。
【００２７】
このような逃がし部１１を、下スクラップカッター６の内端上部に形成すると、パネル状ワークＷを上トリミング刃３がせん断しトリミングするとき、下型２の上面１２と下スクラップカッター６の上面１０ｂとによりパネル状ワークＷを支持することができ、この支持は、いわゆる両端支持となり、この両端支持状態で上トリミング刃３がせん断すると、せん断が極めて容易となり、空中切り現象の発生が防止され、破断部が生じにくいものとなる。したがって、破断後の再切断という事態も起こりにくく、切粉発生防止性能の高いものとなる。
【００２８】
下スクラップカッター６の内側面６ａには、突出部１５が形成されている。突出部１５は、上トリミング刃３の下死点Ｘより下方で、基部取付け面１３より上方の逃がし部１１領域内に突出するように形成されている。このような突出部１５を形成すると、荷重が加わる下スクラップカッター６の強度乃至剛性が向上し、下スクラップカッター６自体のビビリなどを防止でき、ビビリなどに起因する切屑の発生を防止できる。
【００２９】
実験によれば、厚さが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの高張力鋼板のパネル状ワークＷを、上型１のトリミング刃３の先端幅は、２ｍｍ〜４ｍｍ、先端の傾斜角θは、４５°程度のものを使用し場合、逃がし部１１の幅Ｍは、３ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、逃がし部１１の深さＤは、７ｍｍ〜１５ｍｍが好ましいことが判明している。
【００３０】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
図６（Ａ）〜（Ｄ）は本実施形態の作動状態を示す要部断面図、図７（Ａ）〜（Ｄ）は図６（Ａ）〜（Ｄ）に対応するパネル状ワークの破断状態を示す斜視図である。
【００３２】
まず、下型２上にパネル状ワークＷを載置する。下型２は、パネル状ワークＷの形状に沿う曲面形状を有するように形成されているので、パネル状ワークＷ部分は、図６（Ａ）に示すように、下型２上にきっちりと保持され、特に製品部Ｐから非製品部Ｈに至る部分は、下トリミング刃５と下スクラップカッター６とにより支持され、両者間の逃がし部１１上で両端支持される。なお、図中の符号「１６」はパッドである。
【００３３】
上型１を下降し、トリミングを開始すると、図６（Ｂ）に示すように、上トリミング刃３と下トリミング刃５とによりトリムラインＴＬに沿ってせん断される。また、本実施形態では、下スクラップカッター６が下トリミング刃５と略同じ高さにあるので、トリミング刃３，５によるせん断とほぼ同時に、上スクラップカッター４と下スクラップカッター６とによりスクラップカットラインＳＬに沿ってせん断する。
【００３４】
このせん断初期においては、本実施形態では、パネル状ワークＷ部分が、下トリミング刃５と下スクラップカッター６により両端支持されているので、上トリミング刃３は、パネル状ワークＷをスパッとせん断し、逃がし部１１内に入り込む。ここでのパネル状ワークＷは、図６（Ｂ）に示すように、下刃がなくても逃がし部１１の幅Ｍが小さく、パネル状ワークＷの支持がきっちりとしているので、上トリミング刃３と上スクラップカッター４の刃部により鈎状に切断される。なお、この時点での従来のものは、パネル状ワークＷの保持が不十分になりやすいので、パネル状ワークＷが上下型から引き出され、歪あるいは変形を誘発し、引きちぎりによる破断部が生じる。
【００３５】
さらに、上トリミング刃３と上スクラップカッター４が下降すると、図６（Ｃ）に示すように、パネル状ワークＷの切断部は、下スクラップカッター６の上端角部１０ａによりズレが防止され、逃がし部１１内に押込まれる。また、上トリミング刃３には、段差部１０が形成されているので、仮に高さ方向の寸法が大きな上トリミング刃３であっても、下スクラップカッター６の突出部１５と干渉を起こすことはない。したがって、本実施液体では使用するトリミング刃の治油土も向上する。
【００３６】
そして、最終的に上トリミング刃３が下死点Ｘに達すると、図６（Ｄ）に示すように、パネル状ワークＷの切断部は、下スクラップカッター６の上端角部１０ａの部分で折れ曲がりつつ、図７（Ｄ）に示すように、スクラップカッター４，６により切断され、トリミングとスクラップカットが完了する。
【００３７】
この段階において、切断が不完全な場合に、図７（Ｃ）に示すように、この押込みにより破断が生じ、トリムラインＴＬの近傍に尖った部分あるいは凹凸状の先鋭部Ｋが生じたとする。しかし、この先鋭部Ｋは、上トリミング刃３と上スクラップカッター４の下降により逃がし部１１内に押込まれ、折れ曲がるのみであり、再度切断されることはなく、切屑が発生することはない。
【００３８】
図８は、実証実験の結果を示すグラフである。このグラフは、横軸がスクラップカッター付きトリミングプレス装置の可動期間を月数で示し、縦軸が可動時間に対する掃除のためにラインを停止した時間の比率（停止率）を示しており、また、右半分が本実施形態に係るトリミングプレス装置の実験結果を示し、左半分が従来のトリミングプレス装置の実験結果を示している。本実験では、１時間当り数百枚のパネル状ワークＷを加工した結果を示すものである。
【００３９】
このグラフより明らかなように、スクラップカッター付きトリミングプレス装置の停止率は、本実施形態のものが、従来のものより数分の１になっており、大幅に切屑の発生が防止されていることが分る。
【００４０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、上型のトリミング刃が、下型のトリミング刃とスクラップカッターとのサ間に設けられた逃がし部に入り込むようにしているが、この逆であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、切屑の発生を防止しつつ、パネル状ワークの周囲をトリミングし、発生した環状のブランク材のせん断に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】パネル状ワークとスクラップカッターとの関係を示す概略平面図である。
【図２】下スクラップカッターを例示的に示す概略斜視図である。
【図３】同パネル状ワークを成形する上型と下型を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスクラップカッター付きトリミングプレス装置の上型と下型の要部を示す概略斜視図である。
【図５】（Ａ）は図４のA矢視図、（Ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は本実施形態の作動状態を示す要部断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は図６（Ａ）〜（Ｄ）に対応するパネル状ワークの破断状態を示す斜視図である。
【図８】実証実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１…上型、
２…下型
３…上トリミング刃、
４…上スクラップカッター、
５…下トリミング刃、
５ａ…下トリミング刃の外側面、
６…下スクラップカッター、
６ａ…スクラップカッターの内端部、
１０…段差部、
１１…逃がし部、
１３…基部取付け面、
１５…突出部、
Ｄ…逃がし部の深さ、
Ｈ…非製品部、
Ｍ…逃がし部の幅、
Ｐ…製品部、
Ｘ…上トリミング刃の下死点。
【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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