(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状鋼板に複数のプレス加工を順次行って製品を製造する順送りプレス加工方法において、プレス加工前に前記帯状鋼板の次に加工される範囲のみを図６に示す温度（℃）−伸び率δ（％）曲線のＡの温度範囲に加熱する第１工程と、前記帯状鋼板の前記加熱された範囲の温度が前記Ａの温度範囲となっている状態において同範囲に剪断を伴うプレス加工を行う第２工程と、前記帯状鋼板の前記加熱された範囲が前記第２工程より低温である図６に示す温度（℃）−引張強さσＢ（ｋｇ／ｍｍ２）曲線のＢの温度範囲にある温度となっている状態において同範囲に歪みを矯正する加工を含むプレス加工を行う第３工程よりなることを特徴とする順送りプレス加工方法。
【請求項２】
前記Ａの温度範囲は、５５０〜６００℃であり、前記Ｂの温度範囲は、３５０〜４００℃であることを特徴とする請求項１記載の順送りプレス加工方法。
【請求項３】
請求項１記載の順送りプレス加工方法において、前記第２工程における剪断を伴うプレス加工は半抜き加工であり、前記第３工程における歪みを矯正するプレス加工は平面矯正成形であることを特徴とする順送りプレス加工方法。
【請求項４】
請求項１〜３記載の順送りプレス加工方法において、前記第１工程における加熱は高周波加熱装置により行うことを特徴とする順送りプレス加工方法。
【請求項５】
帯状鋼板に複数のプレス加工を順次行って製品を製造する順送りプレス加工方法において、プレス加工を行うプレス装置の前方側に設けられた高周波加熱装置で前記帯状鋼板を加熱し、前記高周波加熱装置の前方側のフィーダは、前記帯状鋼板が前記プレス装置の後方に設けられたフィーダに投入された段階で送り作動を中止するようにしたことを特徴とする請求項１〜４記載の順送りプレス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状鋼板に複数のプレス加工を順次行って製品を製造する順送りプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず従来技術による順送りプレス加工方法の一例を、図４及び図５に示すような、自動車用シートに使用するリクライニングギヤ２０を加工する場合について説明する。このリクライニングギヤ２０は、中央に凹ませて形成した大きな半抜き部２１の中心に支持孔２３を設け、この支持孔２３を中心として半抜き部２１の一側に形成した扇形部２１ａの円弧状の縁部の一部には内歯扇形歯車を形成する歯部２１ｂが形成されている。扇形部２１ａ内には支持孔２３を中心とする円弧状の当接面２２が打ち出し形成され、これとは反対側に支持孔２３を中心とする円弧突起２４が半抜き形成されている。また、半抜き部２１外側の平坦な周辺部２０ａには、面取り部２５ａを有する２個の取付孔２５と、中心孔を有する２個の突部２６が形成されている。
【０００３】
このリクライニングギヤ２０は、その機能上、半抜き部２１内に設けられる部材と噛合する歯部２１ｂの形状の精度が要求される。また、この部材の側面を当接支持する当接面２２とリクライニングギヤ２０の周辺部２０ａの平面度及び周辺部２０ａと当接面２２の間の平行度（これらをあわせて以下、単に平面度という）が要求される。この種の半抜き加工などの剪断を伴う加工を含み、剪断部の精度及びその他の部分の平面度が要求される製品は、リクライニングギヤに限らず、リクライニングガイド、シートラチェット、シートフックなどのシート部品や、ドアラッチ、ドアフックなどのドア部品など、多数ある。
【０００４】
このようなリクライニングギヤを製造する場合、順送りプレス加工方法では、図７に示すように、巻かれた状態でアンコイラ１０に支持された帯状鋼板１６を引き出し、レベラ１１を通して巻き癖を矯正してからフィーダ１２によりプレス装置１に送り込んで加工している。図７では簡略化して示したが、プレス装置１は図８に示す３つの加工工程Ｑ１〜Ｑ３に対応する加工ステーションを備えている。プレス装置１に送り込まれた球状化焼鈍材よりなる帯状鋼板１６には、図８に示すように、各加工ステーションにおいて次の冷間加工がなされる。すなわち、最初の各加工ステーションにおいて、パイロット穴抜き、当接面２２の打ち出し、取付孔２５の打ち抜き、突部２６の半抜きなどの加工がなされ（図８の第１工程Ｑ１で太い実線で示す）、次の各加工ステーションにおいて、半抜き部２１の半抜き、支持孔２３の打ち抜き、円弧突起２４の半抜き、突起２６の穴抜き、取付孔２５の面取り部２５ａなどの加工がなされ（第２工程Ｑ２で太い実線で示す）、最後の加工ステーションにおいて、外形打ち抜きなどの加工がなされる（第３工程Ｑ３で太い実線で示す）。この従来技術では引き続き焼き入れ焼き戻しを行い、これにより平面度が低下するので平面度を要求される各部分が当接されて矯正されるように矯正ジグの間に複数のリクライニングギヤ２０を締め付けてプレステンパーを行うことにより平面度を改善させ、ベルト研磨によりリクライニングギヤ２０の両面を更に平面度を高め、バレル処理により表面を仕上げている。
【０００５】
上述した冷間加工の例に対し、加熱してプレス加工を行う方法としては、特開２０００−０３３４３５公報に開示されたように、高周波加熱機によりワークを加熱した後に、ワークをプレスする方向に挟持しながらファインブランキング法でプレス加工するプレス加工方法がある。しかし、ここで開示されたプレス加工方法は、単純なファインブランキング法だけであり、半抜きプレス加工及びこれを含む順送りプレス加工方法についての適用可能性については何の示唆もない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の従来技術では、各工程におけるプレス加工を冷間加工により行っているので帯状鋼板１６として球状化焼鈍材を必要とし、また冷間加工のため半抜き加工部が破断限界に達して強度が低下するという問題がある。更に、スプリングバックが大きいので加工後の平面度が低下し、加工に伴う残留応力も大きいので焼き入れ焼き戻し後の平面度の低下も生じ、これらによる平面度低下を改善するためのプレステンパーや平面研磨を必要とするので、加工工数が増加して製造コストを増大させるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような各問題を解決して、半抜き加工部などの剪断部を伴う加工部の強度低下をなくし、プレス加工後のスプリングバックや残留応力による平面強度低下をなくして製造コストを低減させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明による順送りプレス加工方法は、帯状鋼板に複数のプレス加工を順次行って製品を製造する順送りプレス加工方法において、プレス加工前に前記帯状鋼板の次に加工される範囲のみを図６に示す温度（℃）−伸び率δ（％）曲線のＡの温度範囲に加熱する第１工程と、前記帯状鋼板の前記加熱された範囲の温度が前記Ａの温度範囲となっている状態において同範囲に剪断を伴うプレス加工を行う第２工程と、前記帯状鋼板の前記加熱された範囲が前記第２工程より低温である図６に示す温度（℃）−引張強さσＢ（ｋｇ／ｍｍ２）曲線のＢの温度範囲にある温度となっている状態において同範囲に歪みを矯正する加工を含むプレス加工を行う第３工程よりなることを特徴とするものである。
図６に示されているように、Ａの温度範囲においては、帯状鋼板の伸び率δ（％）が加熱前（常温時）より高くなっているので（温度範囲Ａ：４０〜５５％，加熱前：３５％）剪断を伴う半抜き加工を含むプレス加工を行っても破断を生じることがない。また、Ｂの温度範囲においては、帯状鋼板の引張強さσＢ（ｋｇ／ｍｍ２）が加熱前（常温時）より低くなっているので（温度範囲Ｂ：４５〜２５ｋｇ／ｍｍ２，加熱前：４８ｋｇ／ｍｍ２）歪みを矯正する加工を含むプレス加工を行っても、加工後のスプリングバックを常温において加工する場合より低減することができる。
さらに、Ａの温度範囲は、５５０〜６００℃であり、Ｂの温度範囲は、３５０〜４００℃であってもよい。
【０００９】
前項の発明は、第２工程における剪断を伴うプレス加工は半抜き加工とし、第３工程における歪を矯正するプレス加工は平面矯正成形とするのが良い。
【００１０】
前２項の発明の第１工程における加熱は高周波加熱装置により行うことが好ましい。
【００１１】
更には、プレス装置に繰り入れられる前に高周波加熱装置で加熱される材料は、フィーダを用いてプレス装置から繰り出されるのが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図４及び図５により、本発明による順送りプレス加工方法の一実施の形態を説明する。図１はこの実施の形態に使用する装置の全体配置を示す図で、フィーダ１２とプレス装置１３の間に帯状鋼板１６を加熱する高周波加熱装置１４の加熱コイル１４ａを設けた点が図７に示す従来技術と異なっているだけである。この実施の形態により製造されるリクライニングギヤ２０は、前述した従来技術で説明した通りの、図４及び図５に示されたものである。また、帯状鋼板１６は構造用炭素鋼（Ｓ３０Ｃ）の熱間圧延材で、その温度に対する引張強さσＢ及び伸び率δの特性は図６に示す通りである。
【００１３】
この実施の形態に使用する装置は、アンコイラ１０、レベラ１１、フィーダ１２、プレス装置１３及び高周波加熱装置１４よりなるもので、加熱コイル１４ａをフィーダ１２とプレス装置１３の間に、図２に示す第１工程Ｐ１に対応する加熱ステーションを構成する高周波加熱装置１４の加熱コイル１４ａを設けたこと並びにプレス装置１３が図２に示す第２工程Ｐ２及び第３工程Ｐ３に対応する２つの加工ステーションを備えたものである点を除き、図７に示す従来技術に使用する装置と同じである。この実施の形態の順送りプレス加工方法では、図１に示すように、巻かれた状態でアンコイラ１０に支持された帯状鋼板１６は引き出され、レベラ１１を通して巻き癖を矯正してからフィーダ１２により、高周波加熱装置１４の加熱コイル１４ａを通してプレス装置１３に間歇的に送り込まれる（繰り入れられる）。この加熱装置１４ａを設けた部分が図２に示す第１工程Ｐ１が行われる加熱ステーションであり、また、図１では簡略化して示したが、プレス装置１３は図２に示す第２工程Ｐ２及び第３工程Ｐ３に対応する２つの加工ステーションを備えている。
【００１４】
第１工程Ｐ１では、高周波加熱装置１４は発振した高周波電流を加熱コイル１４ａに出力して、加熱ステーションにある帯状鋼板１６を電磁誘導加熱する。これにより、次にプレス装置１３に送り込まれて加工される帯状鋼板１６の範囲は、半抜き部２１の半抜きプレス加工の際に破断が防止される温度範囲、すなわち伸び率δが常温より大となる５５０〜６００℃以上の温度範囲（図６の温度範囲Ａを参照）まで、急速に加熱される。
【００１５】
高周波加熱装置１４により加熱された帯状鋼板１６の範囲は、加熱コイル１４ａ内からプレス装置１３内の１番目の加工ステーションに移送され、図６に示す温度範囲Ａの温度となっている状態で、第２工程Ｐ２の加工すなわち、パイロット穴抜き、半抜き部２１の半抜き、当接面２２の打ち出し、円弧突起２４の半抜き、支持孔２３及び取付孔２５の打ち抜きなどの加工がなされる（図２の第２工程Ｐ２で太い実線で示す）。帯状鋼板１６の加熱された範囲の温度は、この第２工程Ｐ２における型への伝達により低下され、温度範囲Ａより低温ではあるが加工後のスプリングバックが常温より低減される温度範囲、すなわち引張強さσＢが常温よりは小となる３５０〜４００℃以上の温度範囲（図６の温度範囲Ｂを参照）となる。この帯状鋼板１６の温度の調整は、第２工程Ｐ２における型と帯状鋼板１６の間のクリアランスを調整して伝熱状態を変えることによりなされる。
【００１６】
次いで、プレス装置１３内の１番目の加工ステーションで加工された帯状鋼板１６の範囲は、プレス装置１３内の２番目の加工ステーションに移送され、図６に示す温度範囲Ｂの温度となっている状態で、第３工程Ｐ３の加工すなわち、外形打ち抜き、突部２６の穴抜き、取付孔２５の面取り部２５ａなどの加工（図２の第３工程Ｐ３で太い実線で示す）並びにリクライニングギヤ２０の周辺部２０ａ、半抜き部２１及び当接面２２ａを両面から型により強く押圧してこれら各部分の平面矯正成形を行う加工がなされる。
【００１７】
この実施の形態では、帯状鋼板１６として構造用炭素鋼の熱間圧延材を使用しているので、引き続き焼き入れ焼き戻しを行うが、第３工程Ｐ３における平面矯正成形は上述した温度範囲Ｂで行われ、この平面矯正成形に伴う残留応力は小さいので焼き入れ焼き戻しにより平面度が低下することはなく、従って前述した従来技術のようなプレステンパーやベルト研磨工程は不要である。最後に、バレル処理により表面を仕上げて、順送りプレス加工方法によるリクライニングギヤ２０の加工は完了する。
【００１８】
上述した実施の形態によれば、第１工程Ｐ１で高周波加熱された帯状鋼板１６の範囲は、第２工程Ｐ２において半抜き部２１の半抜きプレス加工の際に破断が防止される温度範囲Ａ、すなわち伸び率δが常温より大となっている温度範囲において剪断を伴う半抜き加工を含むプレス加工を行っているので、精度を要する歯部２１ｂは破断が生じることなく剪断のみにより形成され、また半抜き加工部の連結部分に破断を生じて強度が低下することもない。また第３工程Ｐ３では、帯状鋼板１６の温度が温度範囲Ａより低温であるが加工後のスプリングバックが常温より低減される温度範囲Ｂ、すなわち引張強さσＢが常温よりは小となる温度範囲Ｂにおいて平面矯正成形を含むプレス加工を行っているので、プレス加工後の焼き入れ焼き戻しによる平面度低下は少なくなり、これにより平面度を向上させる後工程が不要となるので、製造コストを低減させることができる。
【００１９】
また、この実施形態では、第１工程Ｐ１における加熱を高周波加熱装置１４により行っており、これにより帯状鋼板１６を加熱するのに要する時間が短縮されるので、順送りプレス加工方法の加工サイクルを高めて生産性を向上させることができる。
【００２０】
なお、上述した実施の形態では、帯状鋼板１６としてＳ３０Ｃを使用しており、あるいはＳ４５Ｃを使用することも多く、これらの場合は前述のように順送りプレス加工後の焼き入れ焼き戻しを必要とする。しかし、高炭素鋼（例えばＳ６５Ｃ）などの高強度材料を使用すれば、順送りプレス加工後の焼き入れ焼き戻しが不要となるので、生産性及び平面度を一層向上させることができる。
【００２１】
図１に示す装置の変形例を、図３に示す。図３の装置においては、プレス装置１３の後方にフィーダ１５が設けられており、このフィーダ１５により、帯状鋼板１６が、相反方向に間歇的に回転する１対のローラ間に挟まれて、間歇的にプレス装置１３から繰り出されるようになっている。このような作用を営むフィーダ１５をプレス装置１３の後方に配置する理由は、次の通りである。図１の装置においては、帯状鋼板１６は、プレス装置１３の前方に位置するフィーダ１２から間歇的にプレス装置１３内に繰り入れられると共にプレス装置１３内で間歇的に移送されるようになっているが、この間歇的繰り入れと移送とは同期して行われる。しかして、帯状鋼板１６はプレス装置１３内に繰り入れるとき、高周波加熱された直後で強度的に弱くなっているので、フィーダ１２による帯状鋼板１６のプレス装置１３内への繰り入れ速度とプレス装置１３内での帯状鋼板１６の移送速度にズレが生じた場合、その結果として生じる反力により、帯状鋼板１６が座屈・変形して使い物にならなくなる危惧がある。このため、かようなズレが生じないよう、絶えずプレス装置１３内の移送機構の点検を行い、移送速度を狂わせる要因例えばゴミを払拭する必要がある。しかし、フィーダ１５をプレス装置１３の後方に設置して帯状鋼板１６をプレス装置１３から繰り出すようにしておけば、ゴミを絶えず払拭するなどせずとも、安定した速度で、帯状鋼板１６の移送を行える。この場合、前方側のフィーダ１２は、帯状鋼板１６が後方側のフィーダ１５に投入された段階で送り作動を中止する（具体的には、一対のローラ間隔が広がり、帯状鋼板１６はフィーダ１２を通過するだけとなる）。
尚、フィーダ１５から繰り出された帯状鋼板１６は、例えばオプションで設けられたカッター１７で所定の長さに切断され、スクラップ処理工程に投入される。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の趣旨に沿った形態の順送りプレス加工方法であれば、どのようなものでもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、第２工程では帯状金属板の加熱された範囲の伸び率が常温より大となる温度となっている状態において同範囲に例えば半抜き加工のような剪断を伴う加工を含むプレス加工を行っているので剪断を伴う加工部分に破断を生じて強度が低下するおそれは大幅に減少する。また、第３工程では帯状金属板の加熱された範囲の引張強さが常温よりは小となる温度となっている状態において同範囲に例えば平面矯正成形のような歪を矯正する加工を含むプレス加工を行っているので、プレス加工後のスプリングバックや残留応力による平面度低下はなくなり、これにより平面度を改善するための後加工が不要となるので製造コストを低下させることができる。
【００２４】
また第１工程における加熱を高周波加熱装置により行うようにしたものによれば、帯状鋼板の加工範囲を加熱するのに要する時間が短縮されるので、順送りプレス加工方法の加工サイクルを高めて生産性を向上させることができる。
【００２５】
更には、帯状鋼板をプレス装置の後方側に設置したフィーダにより繰り出すようにしたので、帯状鋼板のプレス装置内での移送を安定速度で確実に行え、高周波加熱されて強度的に弱くなった帯状鋼板が座屈したりするようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による順送りプレス加工方法の一実施の形態に使用する装置の全体配置を示す図である。
【図２】図１に示す実施の形態における各加工工程を示す図である。
【図３】図１に示す装置の全体配置の変形例を示す図である。
【図４】図１に示す実施の形態で製造される製品の一例の形状を示す平面図である。
【図５】図４の５−５断面図である。
【図６】図１に示す実施の形態に使用する帯状鋼板に使用する材料の一例の温度に対する引張強さ及び伸び率の特性を示す図である。
【図７】従来技術による順送りプレス加工方法の一例に使用する装置の全体配置を示す図である。
【図８】図７に示す実施の形態における各加工工程を示す図である。
【符号の説明】
１３・・・プレス装置、１５・・・後方側フィーダ、１６・・・帯状鋼板、２０・・・製品（リクライニングギヤ）、Ｐ１・・・第１工程、Ｐ２・・・第２工程、Ｐ３・・・第３工程
【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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