(57)【要約】【課題】生産効率を下げることなく、且つ、チップを生じることのない成形品部及びスクラップ部を分離する板金プレス成形品の生産方法を提供する。【解決手段】板金プレス成形品のせん断トリミング加工において、一次せん断により、板金５を成形品部６及びスクラップ部７に分離させるためのトリミングライン８を完全に切断し、且つ、前記スクラップ部７を分断するための複数のスクラップカットライン９を、前記トリミングライン８側に残留部９Ａを残し切断する第１の工程を有し、前記残留部９Ａを破断させ前記スクラップ部７の分断を完了させる第２の工程を更に有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板金プレス成形品のせん断トリミング加工において、
一次せん断により、板金を成形品部及びスクラップ部に分離させるためのトリミングラインを完全に切断し、且つ、前記スクラップ部を分断するための複数のスクラップカットラインを、前記トリミングライン側に残留部を残し切断する第１の工程を有し、
前記残留部を破断させ前記スクラップ部の分断を完了させる第２の工程を更に有することを特徴とする板金プレス成形品の生産方法。
【請求項２】
前記第１又は第２の工程において、前記残留部に切欠を形成することを特徴とする請求項１に記載の板金プレス成形品の生産方法。
【請求項３】
前記残留部の切欠をトリム刃により形成し、前記トリム刃を前記切欠に喰い込ませたまま、前記スクラップ部を押圧して破断させることを特徴とする請求項２に記載の板金プレス成形品の生産方法。
【請求項４】
前記残留部の長さが２ｍｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の板金プレス成形品の生産方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載の板金プレス成形品の生産方法に用いられる、前記残留部を破断させるための破断分離装置であって、
前記残留部に切欠を形成するためのトリム刃を有し、
前記トリム刃を前記残留部に喰い込ませたまま、前記スクラップ部を押圧し、前記残留部を破断させるためのヘッド部を有していることを特徴とする破断分離装置。
【請求項６】
前記トリム刃は、前記残留部を挟み込むように上下１対で設けられることを特徴とする請求項５に記載の破断分離装置。
【請求項７】
前記ヘッド部がマグネットによって前記上側のトリム刃に取り付けられることを特徴とする請求項５又は６に記載の破断分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金プレス成形品のせん断トリミング加工に関するものであり、更に述べると板金プレス成形品の生産方法及びそれに用いる破断分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
省エネと環境問題解決のための自動車の軽量化は緊急に解決を要する課題である。その対策の一つに車体材料を鋼板からアルミ合金板へ転換することが進められている。車体パネルは金属薄板材を金型によりプレス成形で製造される。通常、当該成形は絞り加工、トリミング加工（切断）、曲げ加工及び必要に応じたその他加工の４工程で行われる。
【０００３】
従来、当該成形におけるトリミング工程は、例えば、図５及び６に示すような方法により行われる。尚、トリミング加工金型の模式図を図１に示す。
【０００４】
（１）板金５を成形品部１０６とスクラップ部１０７とに分離するトリミングライン１０８を上刃２が一次せん断により切断する。（図６（Ａ）参照）
（２）次に、スクラップ部１０６を装置から落下させ除去を容易とするため、下刃４がスクラップ部１０７を分断するためのスクラップカットライン１０９を同じく一次せん断で切断していく（図６（Ｂ）参照）。
【０００５】
この段階においてはまだ、トリミングライン１０８及びスクラップカットライン１０９が交叉するＴ字状部１１０は完全に切断されておらず、従って、トリミングライン１０８にはその一部に切断されていない二次せん断部１０８Ａが残っている（図６（Ｂ）参照）。
【０００６】
（３）最後に、二次せん断部１０８Ａが切断され成形品部１０６及びスクラップ部１０７は完全に分離されるが、この際、Ｔ字状部１１０は、一次せん断によっては完全に切断することができないため、Ｔ字状部１１０は、上刃２に段差を形成することによりタイミングをずらし、二次せん断により二次せん断部１０８Ａを切断することにより完全に切断される（図６（Ｃ）参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アルミ合金板材プレス成形では、従来材の鋼板では存在しないような幾つかの技術的困難な課題が生じている。その問題の１つは、アルミ合金は成形時に成形品の表面に傷が付き易い為、不良成形品が多量に発生し易く、その傷の修正作業に多くの人手を要していることである。このため、アルミ合金板のプレス成形の製造工程では省エネどころか反って高コストとなっており、アルミ車体採用による軽量化の大きな障害となっている。この不良成形品の発生の主な原因は絞り成形におけるトリミング工程で発生するチップ（切り屑）が、周辺に飛散し金型表面に付着し、そこにアルミ合金素板が押し付けられるために生じる表面欠陥である。
【０００８】
当該チップは、絞り成形におけるトリミング工程における二次せん断によりトリミングラインを切断する段階（例えば、上述の二次せん断部１０８Ａを切断する段階）で多量に生じる。
【０００９】
又、この様なチップは前記表面欠陥を生じるだけでなく、加工装置の金型等に溜まっていくため、チップを除去するため金型等の掃除が必要となり生産性の低下に繋がっている。特にアルミ合金板ではその影響が大きく、鋼板では約１０００枚毎位に掃除を行うのに対してアルミ合金板では約１０乃至１００枚毎位に掃除を行う必要となる。このこともアルミ合金製のプレス成形品の高コスト化を招いている。
【００１０】
この課題に対してスクラップ部を分断することなく成形品部及びスクラップ部を分離する等で解決を図ることができるが、人力又は機械でスクラップ部を大きい塊のまま除去する工程を増やす必要があり生産効率のかなりの低下を招く。
【００１１】
従って、本発明では、生産効率を下げることなく、且つ、チップを生じることなく成形品部及びスクラップ部を分離することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、板金プレス成形品のせん断トリミング加工において、一次せん断により、板金を成形品部及びスクラップ部に分離させるためのトリミングラインを完全に切断し、且つ、前記スクラップ部を分断するための複数のスクラップカットラインを、前記トリミングライン側に残留部を残し切断する第１の工程を有し、前記残留部を破断させ前記スクラップ部の分断を完了させる第２の工程を更に有することを特徴とする板金プレス成形品の生産方法である。
【００１３】
又、本発明は、前記第１又は第２の工程において、前記残留部に切欠を形成することを特徴とする板金プレス成形品の生産方法である。
【００１４】
又、本発明は、前記残留部の切欠をトリム刃により形成し、前記トリム刃を前記切欠に喰い込ませたまま、前記スクラップ部を押圧して破断させることを特徴とする板金プレス成形品の生産方法である。
【００１５】
又、本発明は、前記残留部の長さが２ｍｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする板金プレス成形品の生産方法である。
【００１６】
又、本発明は、前記板金プレス成形品の生産方法に用いられる、前記残留部を破断させるための破断分離装置であって、前記残留部に切欠を形成するためのトリム刃を有し、前記トリム刃を前記残留部に喰い込ませたまま、前記スクラップ部を押圧し、前記残留部を破断させるためのヘッド部を有していることを特徴とする破断分離装置である。
【００１７】
又、本発明は、前記トリム刃は、前記残留部を挟み込むように上下１対で設けられることを特徴とする破断分離装置である。
【００１８】
又、本発明は、前記ヘッド部がマグネットによって前記上側のトリム刃に取り付けられることを特徴とする破断分離装置である。
【発明の効果】
【００１９】
一次せん断により、板金を成形品部及びスクラップ部に分離させるためのトリミングラインを完全に切断し、前記スクラップ部を分断するための複数のスクラップカットラインを、前記トリミングライン側に残留部を残し切断し、その後、前記残留部を破断させ前記スクラップ部の分断を完了させることにより、前記スクラップ部を容易に分離でき、且つ、二次せん断を行うことなく成形品部及びスクラップ部を分離できるためチップが生じることがない。
【００２０】
又、前記残留部に切欠を形成することにより、より容易に破断させることができる。尚、前記残留部の長さは、必要に応じて適宜選択されるが、好ましくは、２ｍｍ乃至５ｍｍである。
【００２１】
従って、チップにより成形品部に表面欠陥が生じにくく、生産効率を低下させることなく不良成形品の発生を大幅に抑えることができる。
【００２２】
又、前記残留部は、前記残留部に切欠を設けるためのトリム刃を有し、前記スクラップ部を押圧するためのヘッド部を有する破断分離装置によって破断させることもできる。好ましくは、前記トリム刃は前記板金を挟み込むように上下１対に設けられる。又、前記ヘッド部は前記上側のトリム刃にマグネットにより取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】トリミング加工金型の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるトリミング工程の概略図であり、（Ａ）は切断前の板金を、（Ｂ）は切断後の板金を、（Ｃ）は破断後の板金（成形品部）をそれぞれ示す図である。
【図３】破断分離装置の模式図である。
【図４】破断分離工程における残留部９Ａ側面の拡大図である。
【図５】従来のトリミングライン切断工程の概略図であり、切断前の板金を示す図である。
【図６】図５の要部拡大図であり、（Ａ）はトリミングラインを切断開始時、（Ｂ）はスクラップカットライン切断時を、（Ｃ）は最終せん断時を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について図１乃至４により説明する。尚、本発明において、板金５を基準として、図１の上方向側を天面側、下方向側を底面側と定義する。せん断トリミング加工装置（図示せず）はその天面側に上下動可能な上型１を設け、底面側に下型３が前記上型１に対向して設けられている。上型１には成形品部６及びスクラップ部７を分離するトリミングライン８を切断するための上刃２が設けられており、又、下型３には、スクラップ部７を分断するための複数のスクラップカットライン９を切断するための下刃４が間隔をおいて設けられている。
【００２５】
次に、板金５のトリミング加工の工程を以下に説明する。
（１）トリミング加工の対象である板金５は下型３の上に置かれる。上型１を下げていき、板金５を上型１及び下型３で挟み込むようにプレスすることで、始めに、上刃２によりトリミングライン８が一次せん断により切断が開始される。
（２）続いて、下刃４により複数のスクラップカットライン９が一次せん断により切断されていく。
【００２６】
この際、上刃２によりトリミングライン８は完全に切断され、成形品部６及びスクラップ部７は完全に分割されるようになっている。しかしながら、上述のように２つのトリミングライン８及びスクラップカットライン９が交叉するＴ字状部１０は一次せん断では完全に切断することができないため、スクラップカットライン９は下刃４によっては完全に切断されず、スクラップカットライン９のトリミングライン８側には残留部９Ａが切断されずに残るように切断される。
【００２７】
残留部９Ａの長さＬは、板金５の材質及びトリミングライン８の形状等の加工条件により適宜選択される。本実施の形態において、後述の残留部９Ａの破断を容易とするため、残留部９Ａの長さＬが２ｍｍ乃至５ｍｍとなるように調整される。尚、スクラップカットライン９は、トリミングライン８に対して直交方向、又は、傾斜方向に複数形成されているが、その数や方向は必要に応じて適宜変更することができる。
【００２８】
（３）その後、残留部９Ａは破断分離装置２１により破断され、成形品部６及びスクラップ部７は完全に分離される。この破断分離装置２１の詳細については後述する（段落番号[００３０]乃至[００３４]参照）
（４）そして、前記破断分離装置２１により複数のピース７ｐに分断されたスクラップ部７はヘッド部に押され破断し、その自重により落下し、下型３上から除去される。
【００２９】
尚、分断されたスクラップ部７の除去は、例えば、以下の方法により行うことが可能である。
（ａ）下型３又は下刃４等に傾斜を設け、スクラップ部７をその自重により滑落させる。
（ｂ）上型１又は下型３に突き冶具を設けて突き落とす。
（ｃ）空気等を噴出するノズル等を設け、その風圧で切断分離と同時に落下させる。
【００３０】
次に、残留部９Ａを破断するための破断分離装置２１について説明する。破断分離装置２１は上下１対のトリム刃２２，２３とヘッド部２４により構成される。
【００３１】
前記１対のトリム刃２２，２３は、残留部９Ａを破断させ易くするために切欠９ａ，９ｂを形成するためのものであるが、この切欠９ａ，９ｂのある部分は、スクラップ部７の他の部分の厚さに比べ薄く、所謂弱化部となっている。切欠９ａを形成する第１のトリム刃２２及び切欠９ｂを形成するための第２のトリム刃は、残留部９Ａを挟み込むように対向して設けられ、各々上型１及び下型３に設けられる。尚、第２のトリム刃２３は下刃４に段差等を設け、下刃４と一体に設けることができる。
【００３２】
ヘッド部２４は、残留部９Ａの破断の際にスクラップ部７を押圧するためのものであり、上型１、下型３、トリム刃２２，２３の何れか一方から延在するように取り付けられる。本実施の形態では第１のトリム刃２２に取り付けられている。ヘッド部２４は、ヘッド本体２４ａ、ヘッド本体２４ａをトリム刃２２に取り付けるためのヘッド支持部２４ｂ及びヘッド本体の先端に取り付けられるヘッド尖端２４ｃによって構成される。
【００３３】
本実施の形態において、ヘッド支持部２４ｂは、マグネット２５により第１のトリム刃２２に取り付けられている。螺子等によりトリム刃２２，２３に取り付けることもできるが、特に、既存の設備に本実施の形態を適用する場合には、マグネット２５による取り付けが着脱、位置の変更などが容易であるので有利である。
【００３４】
ヘッド本体２４ａはその長さを調節することが可能となっており、少なくとも残留部９を破断分離する際は、ヘッド部２４の取り付け箇所に応じて、ヘッド尖端２４ｃが第１のトリム刃２２よりも下、又は、第２のトリム刃２３よりも上に位置するようにその長さが調整される。又、その内部にバネ構造が仕込まれており、上型１の移動に応じて適宜にその長さを変化させながら、ヘッド尖端２４ｃを介してスクラップ部７を押圧できるようになっている。尚、本実施の形態においてヘッド尖端２４ｃは平面視略三角形状であり交換可能となっている。
【００３５】
次に、本実施の形態のようにヘッド部２４が第１のトリム刃２２に取り付けられた場合を例として破断分離装置２１の動作について説明する。尚、ヘッド部２４が上型１に取り付けられた場合及び下型３又は第２のトリム刃２３に取り付けられた場合（但し、ヘッド部２４の動作が上下逆転する）も当該工程そのものは同一である。
【００３６】
（１）先ず始めに、上型１の動きに合わせ、ヘッド部２４が下がっていき、ヘッド尖端２４ｃがスクラップ部７のピース７ｐを押圧し、圧力Ｐを掛ける（図４参照）。
（２）それと略同時に、２枚のトリム刃２２及び２３が残留部９Ａに徐々に喰い込んでいき、残留部９Ａの天面側及び底面側に切欠９ａ，９ｂを形成していく。尚、トリム刃を１枚とし、残留部９Ａの天面側又は底面側の一方により深く切欠を形成することもできる。
（３）その後、切欠９ａ，９ｂが更に深く形成されていく。その際、第２のトリム刃２３が残留部９Ａに喰い込んだままのため、残留部９Ａを支点としてスクラップ部７のピース７ｐは折り曲げられていく。
（４）そして、残留部９Ａは、押圧Ｐにより残留部９Ａに掛かる応力に耐えられなくなると破断し、スクラップ部７の分断は完了する。
【００３７】
当該工程において、切欠９ａ，９ｂが形成されることにより、残留部９Ａがスクラップ部７の他の部分より薄くなり、残留部９Ａがより破断し易い状態となり、又、第２のトリム刃２３を喰い込ませたままヘッド部２５によりスクラップ部７のピース７ｐに圧力Ｐを掛けることにより、より大きな力が残留部９Ａに集中的に掛けることができるため、残留部９Ａを容易に破断させることができる。
【００３８】
このように、本実施の形態では、一次せん断によりスクラップカットライン９上に残留部９Ａを残し切断し、その後、残留部９Ａを破断分離装置２１により破断させるため、二次せん断を行うことなく成形品部６及びスクラップ部７とを完全に分離することができる。従って、チップ（切り屑）が生じることがない。又、スクラップ部７の分断がトリミング工程内で行うことができるためその除去が容易であり生産効率を低下させることもない。このため、不良成形品が発生しにくく比較的安価にアルミ合金製のプレス成形品を提供することができる。
【００３９】
尚、本実施の形態はアルミ合金だけでなく、例えば、超高張力鋼板、マグネシウム合金類、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の様々な材料に応用可能である。又、従来の鋼板にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１            上型                      ２            上刃        
３            下型                      ４            下刃        
５            板金                      ６，１０６    成形品部        
７，１０７    スクラップ部              ７ｐ          ピース
８，１０８    トリミングライン          ９，１０９    スクラップカットライン    
９Ａ          残留部                    １０，１１０  Ｔ字状部                  
１０８Ａ      二次せん断部              ２１          破断分離装置              
２２          第１のトリム刃            ２３          第２のトリム刃            
２４          ヘッド部                  ２４ａ        ヘッド本体                
２４ｂ        ヘッド支持部              ２４ｃ        ヘッド尖端                
２５          マグネット                Ｌ            残留部長                  
Ｐ            圧力
【図１】
2012076110.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012076110.tif 000005
【図４】
2012076110.tif 000006
【図５】
2012076110.tif 000007
【図６】
2012076110.tif 000008