JP2008307554A - カッター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型による板状ワークのプレス成形に並行して板状ワークの周縁部を切断する場合における切り屑の発生を防止することが可能なカッター装置を提供する。
【解決手段】下切刃１０１と、切断位置および退避位置の間を移動可能な可動切刃１０２と、板状ワーク１１０に切れ目１１１・１１２を形成するとともに切れ目１１１・１１２の終端１１２ａから板状ワーク１１０の周縁部１１０ａの外周端に抜ける切れ目１１３を形成する第一上切刃１０４と、終端１１２ａから引き続いて切れ目１１４を形成する第二上切刃１０５と、を具備し、第一上切刃１０４のエッジ１０４ｂを可動型の移動方向から見て下切刃１０１に向かって膨出させ、第二上切刃１０５を第一上切刃１０４よりも固定型から離れた位置に配置し、第二上切刃１０５における第一上切刃１０４寄りの端部を可動型の移動方向から見て第一上切刃１０４と重複させたカッター装置１００を金型に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型に設けられ、当該金型によるプレス成形と並行して当該金型によりプレス成形される板状ワークの周縁部を被成形部から切り離すとともに、当該板状ワークの周縁部を複数の小片（スクラップ）に切り分けるカッター装置の技術に関する。

従来、金型に設けられ、金型による板状ワークのプレス成形に並行して当該板状ワークの周縁部を被成形部から切り離すとともに、板状ワークの周縁部を複数の小片（スクラップ）に切り分けるカッター装置の技術は公知となっている。例えば、特許文献１乃至特許文献３に記載の如くである。

以下、図１２乃至図１７を用いて従来のカッター装置の実施の一形態であるカッター装置５００について説明する。

カッター装置５００は可動型たる上型および固定型たる下型を有する金型に設けられ、当該金型による板状ワーク５１０のプレス成形と並行して板状ワーク５１０の被成形部（金型により所定の形状にプレス成形される部分）５１０ｂから周縁部５１０ａを切り離すとともに（図１４参照）、周縁部５１０ａを複数の小片であるスクラップ５１５・５１６に切り分けるものである（図１６、図１７参照）。
図１２に示す如く、カッター装置５００は、第一下切刃５０１、上切刃５０２、第二下切刃５０３を具備する。

第一下切刃５０１は下型の周縁部に設けられる。第一下切刃５０１には下型の合わせ面と下型の側面との境界線に沿ってエッジ５０１ａが形成される。

上切刃５０２は上型に設けられ、上型の移動に伴って下型に接近する方向および下型から離間する方向に移動することが可能である。
なお、以下では説明の便宜上、図１２乃至図１７における第一下切刃５０１のエッジ５０１ａの長手方向を「Ｘ方向」、下型の合わせ面に平行かつＸ方向に垂直な方向を「Ｙ方向」、上型の移動方向でありＸ方向およびＹ方向の両方に垂直な方向を「Ｚ方向」と定義する。

図１２および図１３に示す如く、上切刃５０２には、下型に対向する側面と下面との境界線に沿ってエッジ５０２ａが形成される。
上切刃５０２は、上切刃５０２と第一下切刃５０１との間に配置された金属材料からなる板状ワーク５１０に剪断力を付与することにより板状ワーク５１０の周縁部５１０ａと被成形部５１０ｂとの境界に切れ目を形成し、板状ワーク５１０の周縁部５１０ａを被成形部５１０ｂから切り離す。
上切刃５０２の下面には上方に向かって窪んだ凹部５０２ｂが形成される。
凹部５０２ｂはエッジ５０２ａが形成される側面から当該側面の反対側の側面まで延びている。凹部５０２ｂと上切刃５０２の下面との一対の境界線のうち、一方の境界線に沿ってエッジ５０２ｃが形成される。
また、上切刃５０２における下型に対向する側面と凹部５０２ｂとの境界線にはエッジ５０２ｄが形成される。

第二下切刃５０３は下型の周縁部の外周側において第一下切刃５０１に隣接して配置される。
第二下切刃５０３は下型に固定される。第二下切刃５０３は、第二下切刃５０３の上面が下型の合わせ面よりもやや下方となる位置に配置される。

図１３に示す如く、上型の移動方向（Ｚ方向）から見て第二下切刃５０３は上切刃５０２の凹部５０２ｂと重なる位置かつ下方に位置し、第二下切刃５０３の上面と一側面との境界線に形成されるエッジ５０３ａは上切刃５０２のエッジ５０２ｃと対向する。
また、上切刃５０２のエッジ５０２ｃは、第一下切刃５０１から遠い方が下方となるように傾斜したシャー角を有する。

上型が下型に接近する方向（下方）に移動すると、上型に設けられた上切刃５０２の下面が、上型と下型との間に配置された（より厳密には、下型の合わせ面に載置された）板状ワーク５１０の上面に当接する。
図１４および図１５に示す如く、さらに上型が下型に接近する方向（下方）に移動すると、上切刃５０２と第一下切刃５０１との間（より厳密には、上切刃５０２のエッジ５０２ａと第一下切刃５０１のエッジ５０１ａとの間）で板状ワーク５１０に上下方向の剪断力が付与され、板状ワーク５１０の被成形部と周縁部との境界に沿って切れ目５１１・５１２が形成される。
また、上切刃５０２と第二下切刃５０３との間（より厳密には、上切刃５０２のエッジ５０２ｃと第二下切刃５０３のエッジ５０３ａとの間）で板状ワーク５１０に上下方向の剪断力が付与され、板状ワーク５１０の被成形部と周縁部との境界から板状ワーク５１０の周縁部の外周端に抜ける切れ目５１３が形成される。

図１６および図１７に示す如く、さらに上型が下型に接近する方向（下方）に移動すると、切れ目５１１、切れ目５１２および切れ目５１３が三叉点５１４にて交わり、板状ワーク５１０の周縁部が板状ワーク５１０の被成形部から切り離されるとともに、板状ワーク５１０の周縁部が二つの小片であるスクラップ５１５・５１６に切り分けられる。

しかし、カッター装置５００は、以下の問題点を有する。
すなわち、カッター装置５００は上型の移動方向から見て第一下切刃５０１のエッジ５０１ａと第二下切刃５０３のエッジ５０３ａとの交点に対応する三叉点５１４の近傍領域に十分な剪断力を付与することが困難であるため、切れ目５１１、切れ目５１２、および切れ目５１３が形成される初期の段階では三叉点５１４の近傍領域に切れ目が形成されず、上切刃５０２が十分に下方に移動した時点（上切刃５０２と第一下切刃５０１とのラップ量が十分となった時点）でようやく切れ目５１１、切れ目５１２、および切れ目５１３が三叉点５１４まで延びて相互に繋がり、板状ワーク５１０が被成形部５１０ｂ、スクラップ５１５およびスクラップ５１６に切り分けられることとなる。
切れ目５１１、切れ目５１２、および切れ目５１３が三叉点５１４に延びるまでの間、板状ワーク５１０における三叉点５１４の近傍領域は上切刃５０２と第二下切刃５０３との間に挟まれて下方に引っ張られる形で塑性変形する。そのため、板状ワーク５１０における三叉点５１４の近傍領域の一部が引きちぎられ、切れ目とは別の亀裂が生じることとなる。
結果として、三叉点５１４の近傍領域の一部において引きちぎられ、亀裂が生じた部分に切れ目５１１、切れ目５１２、切れ目５１３が延びてくると、当該亀裂が生じた部分はスクラップ５１５およびスクラップ５１６からも切り離され、髭状の切り屑５１７となる。

このようにして発生した切り屑５１７は、金型から被成形部５１０ｂを取り出すために上型を下型から離間する方向（上方）に移動させる際に当該下型に形成されたキャビティに侵入する場合がある。
そして、切り屑５１７が下型に形成されたキャビティに侵入した状態で別の板状ワーク５１０を当該金型を用いてプレス成形すると、切り屑５１７が被成形部５１０ｂの品質低下（被成形部５１０ｂの寸法精度の低下、被成形部５１０ｂの表面におけるシワや凹凸の発生等）といったを引き起こす原因となる。
特開２００３−２４５７３４号公報 特開平７−２５６３５５号公報 特開２００１−１７０７１６号公報

本発明は以上の如き状況に鑑み、金型による板状ワークをプレス成形する工程と成形後の板状ワークを被成形部と周縁部とに切り離すとともに当該周縁部を複数の小片に切り分ける工程とを一つの工程で同時に行うことが可能であり、金型による板状ワークのプレス成形に並行して板状ワークの周縁部を切断する場合における切り屑の発生を防止することが可能なカッター装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
可動型が固定型に接近する方向に移動することにより前記固定型および前記可動型の間に配置された板状ワークをプレス成形する金型に設けられ、前記金型によるプレス成形に並行して前記板状ワークの被成形部から前記板状ワークの周縁部を切り離すとともに、前記板状ワークの周縁部を複数のスクラップとして切り分けるカッター装置であって、
前記固定型の周縁部に設けられる固定型側切刃と、
前記固定型の周縁部の外周側において前記固定型側切刃に隣接して配置され、前記固定型側切刃と略面一となる切断位置および前記切断位置よりも前記可動型から離間する方向に退避した退避位置の間を移動可能な可動切刃と、
前記可動型に設けられ、前記固定型側切刃との間で前記板状ワークに剪断力を付与することにより前記板状ワークの被成形部と前記板状ワークの周縁部との境界に沿って切れ目を形成するとともに、前記切断位置に配置された可動切刃との間で前記板状ワークに剪断力を付与することにより前記板状ワークの被成形部と前記板状ワークの周縁部との境界に沿って形成された切れ目の終端から前記板状ワークの周縁部の外周端に抜ける切れ目を形成する第一可動型側切刃と、
前記可動型に設けられ、前記固定型側切刃との間で前記板状ワークに剪断力を付与することにより前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成された切れ目の終端から引き続いて前記板状ワークの被成形部と前記板状ワークの周縁部との境界に沿って切れ目を形成する第二可動型側切刃と、
を具備し、
前記第一可動型側切刃のエッジのうち前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成される切れ目の終端に対応する部分は、前記可動型の移動方向から見て前記固定型側切刃に向かって膨出した形状を成し、
前記固定型側切刃のエッジのうち前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成される切れ目の終端に対応する部分は、前記可動型の移動方向から見て前記第一可動型側切刃の膨出したエッジの形状に合わせて窪んだ形状を成し、
前記第二可動型側切刃は、前記第一可動型側切刃よりも前記固定型から離れた位置に配置され、
前記第二可動型側切刃における第一可動型側切刃寄りの端部は、前記可動型の移動方向から見て前記第一可動型側切刃と重複するものである。

請求項２においては、
前記第一可動型側切刃のエッジのうち前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成される切れ目の終端に対応する部分は、前記可動型の移動方向から見て前記固定型側切刃に向かって円弧状に膨出した形状を成すものである。

請求項３においては、
前記可動切刃を前記退避位置から前記切断位置に向かって付勢する弾性部材を具備するものである。

請求項４においては、
前記固定型側切刃、可動切刃、第一可動型側切刃、第二可動型側切刃の少なくとも一つのエッジは、当該エッジの一端が他端よりも前記固定型に近くなる所定のシャー角を有する、または、当該エッジの中途部が両端よりも前記固定型に近くなる所定のシャー角を有するものである。

本発明の効果は、金型による板状ワークをプレス成形する工程と成形後の板状ワークを被成形部と周縁部とに切り離すとともに当該周縁部を複数の小片に切り分ける工程とを一つの工程で同時に行うことが可能であり、金型による板状ワークのプレス成形に並行して板状ワークの周縁部を切断する場合における切り屑の発生を防止することが可能であること、である。

以下では、図１乃至図７を用いて本発明に係るカッター装置の実施の一形態であるカッター装置１００について説明する。
図１および図２に示す如く、カッター装置１００は板状ワーク１１０をプレス成形する金型に設けられ、当該金型によるプレス成形に並行して板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂから周縁部１１０ａを切り離すとともに周縁部１１０ａをスクラップ１１５・１１６として切り分けるものである。

「金型」は、固定型および可動型を具備する。
「固定型」は、金型を構成する主たる構造体を成す部材の一つであり、所定の位置に固定される。
「可動型」は、金型を構成する主たる構造体を成す部材の一つであり、固定型に接近する方向および固定型から離間する方向に移動することが可能である。可動型の移動は、例えば油圧シリンダ等のアクチュエータにより行われる。
なお、本実施例では可動型（上型）が固定型（下型）の上方に配置され、可動型が上下方向に移動する構成としたが、本発明に係る金型はこれに限定されず、可動型および固定型が左右に配置され、可動型が左右方向に移動する構成としても良い。

「板状ワーク」は、金型によるプレス成形の対象物である。
本実施例の板状ワーク１１０を構成する材料は鉄鋼材料やアルミニウム合金等の金属材料であるが、本発明に係る板状ワークを構成する材料はこれらの材料に限定されるものではない。
すなわち、本発明は剪断による切断時に切り屑が発生し得る材料（例えば、金属材料、樹脂材料、金属材料と樹脂材料とを組み合わせたもの等）からなる板状ワークに広く適用可能である。

「プレス成形」は金型による種々の加工を含む。本発明に係るプレス成形の対象は板状ワークであることから、プレス成形の具体例としては主として剪断、曲げ、絞りおよびこれらを適宜組み合わせたもの等が挙げられる。

可動型が固定型から離間した位置にあるときに固定型と可動型の間に板状ワークが配置され、可動型が固定型に接近する方向に移動して板状ワークに応力を付与することにより板状ワークの被成形部にプレス成形、すなわち剪断、曲げ、絞り等の所定の加工が施される。

「板状ワークの被成形部」は、板状ワークのうち金型により所定の加工（成形）が施される部分を指す。
「板状ワークの周縁部」は、板状ワークのうち被成形部を除く部分を指し、通常は被成形部の周囲を囲む部分である。
通常、板状ワークの被成形部は製品となる部分であり、板状ワークの周縁部は製品とならない部分であることから、プレス成形後には板状ワークの被成形部から周縁部を切り離し、板状ワークの周縁部については廃棄または再利用に供する必要がある。

「スクラップ」は、板状ワークの周縁部を更に切り分けることにより得られる複数の小片を指す。通常、板状ワークの周縁部は中央部（被成形部に対応する部分）に穴が空いたドーナツ状となるが、これを複数の小片たるスクラップに切り分けることにより廃棄または再利用に供する際の取り扱いを容易とする。

図１および図２に示す如く、カッター装置１００は主として下切刃１０１、可動切刃１０２、バネ１０３、第一上切刃１０４、第二上切刃１０５等を具備する。

下切刃１０１は本発明に係る固定型側切刃の実施の一形態であり、固定型（下型）の周縁部に設けられる刃である。
下切刃１０１には、固定型の合わせ面と固定型の側面との境界線に沿ってエッジ１０１ａが形成される。
また、下切刃１０１のエッジ１０１ａの中途部には前記可動型の移動方向から見て固定型の中央部に向かって窪んだ形状を成すエッジ１０１ｂが形成される。

可動切刃１０２は本発明に係る可動切刃の実施の一形態であり、固定型の周縁部の外周側において下切刃１０１に隣接して配置される刃である。
可動切刃１０２は「切断位置」および「退避位置」の間で可動型の移動方向に移動可能である。
また、可動切刃１０２には、その上面と側面との境界線に沿ってエッジ１０２ａが形成される。

図２に示す如く、可動型の移動方向すなわち上下方向（Ｚ方向）から見て、可動切刃１０２のエッジ１０２ａの一端（下型寄りの端部）は下切刃１０１のエッジ１０１ｂの一端（終端）に略一致する。
また、エッジ１０２ａは、可動型の移動方向すなわち上下方向（Ｚ方向）から見て下切刃１０１のエッジ１０１ａの長手方向に略垂直な方向（Ｙ方向）に延びている。

「切断位置」は、可動切刃が固定型側切刃と面一となる位置を指す。
図１の（ｂ）に示す如く、可動切刃１０２の切断位置は、可動切刃１０２が固定型の周縁部の外周側において下切刃１０１に隣接し、かつ、可動切刃１０２の上面が下切刃１０１の上面と上下方向に関して略同じ高さとなる位置（可動切刃１０２が下切刃１０１と略面一となる位置）である。
従って、可動切刃１０２が切断位置にあるとき、可動切刃１０２のエッジ１０２ａが下切刃１０１のエッジ１０１ａ・１０１ｂと上下方向に関して略同じ高さとなる。
また、可動切刃１０２が切断位置にあるとき、可動切刃１０２の上面は固定型および可動型の間に配置された（より厳密には、固定型の合わせ面に載置された）板状ワーク１１０の周縁部１１０ａにおける固定型側の板面に当接する。
なお、可動切刃１０２が切断位置にあるときの可動切刃１０２の上面と下切刃１０１の上面との上下方向の高さは全く同じである（完全に面一である）必要はないが、可動切刃１０２の上面と下切刃１０１の上面との上下方向の高さのずれの許容値は実験等によりスクラップ１１５・１１６を切り分ける際に切り屑が発生しない範囲に設定することが望ましい。

「退避位置」は、切断位置よりも可動型から離間する方向に退避した位置を指す。
図５の（ｂ）に示す如く、可動切刃１０２の退避位置は、可動切刃１０２が固定型の周縁部の外周側において下切刃１０１に隣接し、かつ、可動切刃１０２の上面（エッジ１０２ａ）が下切刃１０１の上面（エッジ１０１ａ・１０１ｂ）よりも下方となる位置である。

バネ１０３は本発明に係る弾性部材の実施の一形態であり、可動切刃１０２を可動切刃１０２の退避位置から可動切刃１０２の切断位置に向かって付勢する部材である。
バネ１０３の一端は可動切刃１０２の下面に当接し、バネ１０３の他端は固定型に固定される。
バネ１０３に外力が加えられていない状態では、可動切刃１０２は切断位置に配置される。また、可動切刃１０２に上方から下方に向かって外力が加わると、可動切刃１０２は後述する第一上切刃１０４との間でスクラップ１１５を切り分けるまでは切断位置に配置され、後述する第二上切刃１０５と下切刃１０１との間でスクラップ１１６を切り分けるときにはバネ１０３による付勢力（弾性力）に抗して下方に移動し、退避位置に配置される。
本実施例のバネ１０３は皿バネであるが、本発明に係る付勢部材はこれに限定されず、板バネや巻きバネ、あるいはゴム等、弾性変形することにより付勢力を発生し得るものであれば同様の効果を奏する。

第一上切刃１０４は本発明に係る第一可動型側切刃の実施の一形態であり、可動型（上型）に設けられる刃である。
図１に示す如く、第一上切刃１０４は、可動型が固定型から離間した位置に配置されているときには下切刃１０１よりも上方に配置される。
図２に示す如く、第一上切刃１０４は可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃１０１および可動切刃１０２に隣接する位置に配置される。

図１および図２に示す如く、第一上切刃１０４には、その下面と側面との境界線に沿ってエッジ１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃが形成される。
図２に示す如く、エッジ１０４ａは可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃１０１のエッジ１０１ａと対向する位置に形成される。
エッジ１０４ｂは可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃１０１のエッジ１０１ｂと対向する位置に形成される。
エッジ１０４ｃは可動軸の移動方向（上下方向）から見て可動切刃１０２のエッジ１０２ａと対向する位置に形成される。

図３および図４に示す如く、可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、第一上切刃１０４の下面が板状ワーク１１０の周縁部１１０ａの可動型側の板面に当接する。
そして、更に可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、第一上切刃１０４と下切刃１０１との間で板状ワーク１１０に剪断力が付与され、板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂと板状ワーク１１０の周縁部１１０ａとの境界に沿って切れ目１１１・１１２が形成される。切れ目１１１は第一上切刃１０４のエッジ１０４ａおよび下切刃１０１のエッジ１０１ａに対応し、切れ目１１２は第一上切刃１０４のエッジ１０４ｂおよび下切刃１０１のエッジ１０１ｂに対応する。
また、可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、第一上切刃１０４と「切断位置」に配置された可動切刃１０２との間で板状ワーク１１０に剪断力が付与され、板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂと板状ワーク１１０の周縁部１１０ａとの境界に沿って形成された切れ目１１２の終端１１２ａから板状ワーク１１０の周縁部１１０ａの外周端に抜ける切れ目１１３が形成される。
その結果、板状ワーク１１０の周縁部１１０ａのうち可動型の移動方向から見て第一上切刃１０４と重なる部分は、板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂから切り離され、スクラップ１１５として切り分けられる。

このとき、図２に示す如く、第一上切刃１０４のエッジ１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃのうち第一上切刃１０４および下切刃１０１により形成される切れ目１１２の終端１１２ａに対応する部分（すなわち、エッジ１０４ｂ）は、可動型の移動方向から見て下切刃１０１に向かって円弧状に膨出した形状を成す。また、下切刃１０１のエッジ１０１ａ・１０１ｂのうち第一上切刃１０４および下切刃１０１により形成される切れ目１１１・１１２の終端１１２ａに対応する部分（すなわち、エッジ１０１ｂ）は、可動型の移動方向から見て円弧状に膨出した第一上切刃１０４のエッジ１０４ｂの形状に合わせて円弧状に窪んだ形状を成す。
そのため、可動軸の移動方向（上下方向）から見た第一上切刃１０４のエッジ１０４ｂおよびエッジ１０４ｃが連結されるコーナーの成す角度θは９０°よりも大きい角度、すなわち鈍角となる。
このように、第一上切刃１０４のエッジ１０４ｂおよびエッジ１０４ｃが連結されるコーナーの成す角度を鈍角とすることにより、スクラップ１１５を切り分ける際における切れ目１１２の終端１１２ａへの応力の集中が緩和され、切れ目１１２の終端１１２ａの近傍領域における板状ワーク１１０の引きちぎりが防止される。結果として、切れ目１１２の終端１１２ａの近傍領域における亀裂の発生が防止される。

第二上切刃１０５は本発明に係る第二可動型側切刃の実施の一形態であり、可動型に設けられる刃である。
図１に示す如く、第二上切刃１０５は、可動型が固定型から離間した位置に配置されているときには下切刃１０１よりも上方に配置される。
また、第二上切刃１０５は、第一上切刃１０４よりも上方、すなわち固定型から離れた位置に配置される。
図２に示す如く、第二上切刃１０５は可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃１０１に隣接する位置に配置される。
また、第二上切刃１０５における第一上切刃１０４寄りの端部は、第一上切刃１０４の段差部１０４ｄ（図１の（ｂ）および図２参照）の上方に位置し、可動型の移動方向から見て第一上切刃１０４と重複する（図２の斜線部分参照）。

図１および図２に示す如く、第二上切刃１０５には、その下面と側面との境界線に沿ってエッジ１０５ａが形成される。
図２に示す如く、エッジ１０５ａは可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃１０１のエッジ１０１ａと対向する位置に形成される。

図５および図６に示す如く、スクラップ１１５が切り分けられた後、更に可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、第二上切刃１０５の下面が板状ワーク１１０の周縁部１１０ａの可動型側の板面に当接する。
そして、更に可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、第二上切刃１０５と下切刃１０１との間で板状ワーク１１０に剪断力が付与され、板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂと板状ワーク１１０の周縁部１１０ａとの境界に沿って切れ目１１３が形成される。切れ目１１３は第二上切刃１０５のエッジ１０５ａおよび下切刃１０１のエッジ１０１ａに対応し、第一上切刃１０４および下切刃１０１により形成された切れ目１１１・１１２の終端１１２ａから引き続いて形成されるものである。
その結果、板状ワーク１１０の周縁部１１０ａのうち可動型の移動方向から見て第二上切刃１０５と重なる部分は、板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂから切り離され、スクラップ１１６として切り分けられる。

このとき、図２に示す如く、第二上切刃１０５における第一上切刃１０４寄りの端部は可動型の移動方向から見て第一上切刃１０４と重複するため、第二上切刃１０５における第一上切刃１０４寄りの端部は切れ目１１１・１１２の終端１１２ａよりも切れ目１１１・１１２側に突出しており、スクラップ１１６を切り分ける際における切れ目１１１・１１２の終端１１２ａと切れ目１１３との連結部における板状ワーク１１０の引きちぎりが防止される。
その結果、切れ目１１１・１１２の終端１１２ａの近傍領域において切り屑が発生することなく、スクラップ１１６が切り分けられることとなる。

以上の如く、カッター装置１００は、
可動型が固定型に接近する方向に移動することにより前記固定型および前記可動型の間に配置された板状ワーク１１０をプレス成形する金型に設けられ、前記金型によるプレス成形に並行して板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂから板状ワーク１１０の周縁部１１０ａを切り離すとともに、板状ワーク１１０の周縁部１１０ａをスクラップ１１５・１１６として切り分けるものであって、
前記固定型の周縁部に設けられる下切刃１０１と、
前記固定型の周縁部の外周側において下切刃１０１に隣接して配置され、下切刃１０１と略面一となる切断位置および前記切断位置よりも前記可動型から離間する方向（下方）に退避した退避位置の間を移動可能な可動切刃１０２と、
前記可動型に設けられ、下切刃１０１との間で板状ワーク１１０に剪断力を付与することにより板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂと板状ワーク１１０の周縁部１１０ａとの境界に沿って切れ目１１１・１１２を形成するとともに、前記切断位置に配置された可動切刃１０２との間で板状ワーク１１０に剪断力を付与することにより切れ目１１１・１１２の終端１１２ａから板状ワーク１１０の周縁部１１０ａの外周端（被成形部１１０ｂとの境界線とは反対側の端部）に抜ける切れ目１１３を形成する第一上切刃１０４と、
前記可動型に設けられ、下切刃１０１との間で板状ワーク１１０に剪断力を付与することにより切れ目１１１・１１２の終端１１２ａから引き続いて板状ワーク１１０の被成形部１１０ｂと板状ワーク１１０の周縁部１１０ａとの境界に沿って切れ目１１４を形成する第二上切刃１０５と、
を具備し、
第一上切刃１０４のエッジ１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃのうち第一上切刃１０４および下切刃１０１により形成される切れ目１１１・１１２の終端１１２ａに対応する部分（エッジ１０４ｂ）は、前記可動型の移動方向から見て下切刃１０１に向かって膨出した形状を成し、
下切刃１０１のエッジ１０１ａ・１０１ｂのうち第一上切刃１０４および下切刃１０１により形成される切れ目１１１・１１２の終端１１２ａに対応する部分（エッジ１０１ｂ）は、前記可動型の移動方向から見て第一上切刃１０４の膨出したエッジ（エッジ１０４ｂ）の形状に合わせて窪んだ形状を成し、
第二上切刃１０５は、第一上切刃１０４よりも前記固定型から離れた位置（上方）に配置され、
第二上切刃１０５における第一上切刃１０４寄りの端部は、前記可動型の移動方向から見て第一上切刃１０４と重複するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、金型にカッター装置１００を設けることにより、金型による板状ワーク１１０をプレス成形する工程と成形後の板状ワーク１１０を被成形部１１０ｂと周縁部１１０ａとに切り離すとともに周縁部１１０ａを複数の小片（スクラップ１１５・１１６）に切り分ける工程とを一つの工程で同時に行うことが可能である。
また、スクラップ１１５を切り分ける際における切れ目１１２の終端１１２ａへの応力の集中が緩和され、切れ目１１２の終端１１２ａの近傍領域における板状ワーク１１０の引きちぎりが防止され、ひいては切れ目１１２の終端１１２ａの近傍領域における亀裂の発生が防止されるとともに、スクラップ１１６を切り分ける際における切れ目１１１・１１２の終端１１２ａと切れ目１１３との連結部における板状ワーク１１０の引きちぎりも防止される。
その結果、スクラップ１１５・１１６の切り分けの際に切り屑が発生することを防止することが可能であり、ひいては当該切り屑が金型のキャビティに侵入することに起因する被成形部１１０ｂの品質低下（被成形部１１０ｂの寸法精度の低下、被成形部１１０ｂの表面におけるシワや凹凸の発生等）を防止することが可能である。

なお、本実施例では第一上切刃１０４のエッジ１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃのうち第一上切刃１０４および下切刃１０１により形成される切れ目１１１・１１２の終端１１２ａに対応する部分（エッジ１０４ｂ）は、可動型の移動方向から見て下切刃１０１に向かって円弧状に膨出した形状を成す構成としたが、本発明はこれに限定されず、第一可動型側切刃および固定型側切刃により形成される切れ目と第一可動型側切刃および可動切刃により形成される切れ目との連結部の成す角度（切り分けられるスクラップのコーナーの角度）が９０°よりも大きくなるように構成すれば同様の効果を奏する。

また、カッター装置１００は、
可動切刃１０２を退避位置から切断位置に向かって付勢するバネ１０３を具備するものである。
このように構成することにより、複雑な制御を行うことなく、スクラップ１１５を切り分ける際にバネ１０３の付勢力により可動切刃１０２を切断位置に保持し、スクラップ１１６を切り分ける際に第二上切刃１０５と干渉しないように可動切刃１０２を退避位置に向かって移動させる（厳密には、可動切刃１０２はスクラップ１１６に当接しつつ下方に押し下げられる）ことが可能である。

なお、装置構成が多少複雑となるが、バネ１０３に代えて、可動型および固定型の相対的な位置を検出するセンサと可動切刃１０２を退避位置および切断位置の間で移動させるアクチュエータ（例えば、油圧シリンダ）と、当該センサにより検出される可動型および固定型の相対的な位置に基づいてスクラップ１１５を切り分ける際には可動切刃１０２を切断位置に保持するとともにスクラップ１１６を切り分ける際には可動切刃１０２を退避位置に移動させる旨の信号を当該アクチュエータに送信するコントローラと、を具備する構成としても、スクラップ１１５を切り分ける際に可動切刃１０２を切断位置に保持し、スクラップ１１６を切り分ける際に第二上切刃１０５と干渉しないように可動切刃１０２を退避位置に向かって移動させることが可能である。

また、本実施例では下切刃１０１のエッジ１０１ａ・１０１ｂ、可動切刃１０２のエッジ１０２ａ、第一上切刃１０４のエッジ１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ、および第二上切刃１０５のエッジ１０５ａは、いずれも水平面に平行な方向（可動型の移動方向に垂直な方向から見て各エッジの一端から他端までの高さが一定（シャー角がゼロ）であるが、例えば第一上切刃１０４のエッジ１０４ａについて、図７の（ａ）に示す如くエッジ１０４ａの一端が他端よりも固定型に近くなる所定のシャー角φを有する構成、または、図７の（ｂ）に示す如くエッジ１０４ａの中途部が両端よりも前記固定型に近くなる所定のシャー角ψ１・ψ２を有する構成としても良い。
このようなシャー角（φ、ψ１、ψ２）を有する構成とすることにより、板状ワーク１１０の切断時の負荷を小さくし、切断時における引きちぎり（エッジによる剪断に先行して亀裂が発生することに起因する切り屑の発生）を防止することが可能である。第一上切刃１０４のエッジ１０４ａ以外のエッジについても同様である。

以下では、図８乃至図１１を用いてカッター装置２００について説明する。
カッター装置２００は板状ワーク２１０をプレス成形する金型に設けられ、当該金型によるプレス成形に並行して板状ワーク２１０の被成形部２１０ｂから周縁部２１０ａを切り離すとともに、周縁部２１０ａをスクラップ２１５・２１６・２１７として切り分けるものである。

図８および図９に示す如く、カッター装置２００は主として下切刃２０１、第一固定切刃２０２、第二固定切刃２０４、上切刃２０６等を具備する。

下切刃２０１は固定型（下型）の周縁部に設けられる刃である。
下切刃２０１には、固定型の合わせ面と固定型の側面との境界線に沿ってエッジ２０１ａが形成される。

第一固定切刃２０２は固定型の周縁部の外周側において下切刃２０１に隣接して配置される刃である。
第一固定切刃２０２は下型に固定される。また、第一固定切刃２０２の上面は固定型の合わせ面に対して傾斜しており、第一固定切刃２０２の上面と側面との境界線のうち、最も可動型側となる境界線に沿ってエッジ２０２ａが形成される。

図２に示す如く、可動型の移動方向すなわち上下方向（Ｚ方向）から見て、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａの一端（下型寄りの端部）は下切刃２０１のエッジ２０１ａの中途部に略一致する。
また、エッジ２０２ａは、可動型の移動方向すなわち上下方向（Ｚ方向）から見て下切刃２０１のエッジ２０１ａの長手方向に略垂直な方向（Ｙ方向）に延びている。

図８の（ｂ）に示す如く、第一固定切刃２０２は、第一固定切刃２０２が固定型の周縁部の外周側において下切刃２０１に隣接し、かつ、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａが下切刃２０１の上面（エッジ２０１ａ）よりも所定高さだけ下方に退避した位置に固定される。
また、図８の（ｂ）に示す如く、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａには先に行われた金型のプレス成形時に板状ワーク２１０の被成形部２１０ｂから切り離された周縁部２１０ａ・２１０ａが積層した状態で載置されたままになっている。
なお、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａから下切刃２０１の上面までの高さは、先のプレス成形時に被成形部２１０ｂから切り離された周縁部２１０ａを数枚積層したときの厚さと略同じとなるように、板状ワーク２１０の厚さに応じて適宜選択することが望ましい。

第二固定切刃２０４は第一固定切刃２０２から下切刃２０１のエッジ２０１ａの長手方向に所定距離だけ離れた位置に配置される。第二固定切刃２０４にはエッジ２０４ａが形成される。
第二固定切刃２０４は第一固定切刃２０２と略同じ構成であることから、詳細な説明を省略する。

上切刃２０６は可動型（上型）に設けられる刃である。
図８に示す如く、上切刃２０６は、可動型が固定型から離間した位置に配置されているときには下切刃２０１よりも上方に配置される。
図９に示す如く、上切刃２０６は可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃２０１に隣接する位置に配置される。

図８および図９に示す如く、上切刃２０６には、その下面と側面との境界線に沿ってエッジ２０６ａが形成される。
図９に示す如く、エッジ２０６ａは可動軸の移動方向（上下方向）から見て下切刃２０１のエッジ２０１ａと対向する位置に形成される。

図１０および図１１に示す如く、可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、上切刃２０６の下面が板状ワーク２１０の周縁部２１０ａの可動型側の板面に当接する。
そして、更に可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、上切刃２０６と下切刃２０１との間で板状ワーク２１０に剪断力が付与され、板状ワーク２１０の被成形部２１０ｂと板状ワーク２１０の周縁部２１０ａとの境界に沿って切れ目２１１が形成される。
その結果、板状ワーク２１０の周縁部２１０ａは、板状ワーク２１０の被成形部２１０ｂから切り離され、先のプレス成形において切り離され、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａおよび第二固定切刃２０４のエッジ２０４ａに積層した状態で支持された周縁部２１０ａ・２１０ａの一番上に載置される。

また、可動型が固定型に接近する方向（下方）に移動すると、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａおよび第二固定切刃２０４のエッジ２０４ａにより積層した周縁部２１０ａ・２１０ａ・２１０ａに付与される剪断力が増大する。
その結果、積層した周縁部２１０ａ・２１０ａ・２１０ａのうち、第一固定切刃２０２のエッジ２０２ａおよび第二固定切刃２０４のエッジ２０４ａに当接している一番下の周縁部２１０ａがスクラップ２１５・２１６・２１７に切り分けられる。

第一固定切刃２０２および第二固定切刃２０４によりスクラップ２１５・２１６・２１７に切り分けられる周縁部２１０ａは、数バッチ前にプレス成形された板状ワーク２１０から切り離されたものである。
従って、スクラップ２１５・２１６・２１７の切り分けの際に引きちぎりが発生することがなく、切り屑の発生を防止することが可能であり、ひいては当該切り屑が金型のキャビティに侵入することに起因する被成形部２１０ｂの品質低下（被成形部２１０ｂの寸法精度の低下、被成形部２１０ｂの表面におけるシワや凹凸の発生等）を防止することが可能である。

本発明に係るカッター装置の実施の一形態の切断前の状態を示す図。 本発明に係るカッター装置の実施の一形態の切断前の状態を示す平面図。 本発明に係るカッター装置の実施の一形態の切断途中の状態を示す図。 本発明に係るカッター装置の実施の一形態の切断途中の状態を示す平面図。 本発明に係るカッター装置の実施の一形態の切断完了の状態を示す図。 本発明に係るカッター装置の実施の一形態の切断完了の状態を示す平面図。 シャー角を有する切刃のエッジを示す図。 カッター装置の別実施例の切断前の状態を示す図。 カッター装置の別実施例の切断前の状態を示す平面図。 カッター装置の別実施例の切断完了の状態を示す図。 カッター装置の別実施例の切断完了の状態を示す平面図。 従来のカッター装置の実施の一形態の切断前の状態を示す図。 従来のカッター装置の実施の一形態の切断前の状態を示す平面図。 従来のカッター装置の実施の一形態の切断途中の状態を示す図。 従来のカッター装置の実施の一形態の切断途中の状態を示す平面図。 従来のカッター装置の実施の一形態の切断完了の状態を示す図。 従来のカッター装置の実施の一形態の切断完了の状態を示す平面図。

符号の説明

１００ カッター装置
１０１ 下切刃（固定型側切刃）
１０２ 可動切刃
１０４ 第一上切刃（第一可動型側切刃）
１０５ 第二上切刃（第二可動型側切刃）
１１０ 板状ワーク
１１０ａ 周縁部
１１０ｂ 被成形部
１１１ 切れ目
１１２ 切れ目
１１２ａ 終端
１１３ 切れ目
１１４ 切れ目
１１５ スクラップ
１１６ スクラップ

Claims (4)

1. 可動型が固定型に接近する方向に移動することにより前記固定型および前記可動型の間に配置された板状ワークをプレス成形する金型に設けられ、前記金型によるプレス成形に並行して前記板状ワークの被成形部から前記板状ワークの周縁部を切り離すとともに、前記板状ワークの周縁部を複数のスクラップとして切り分けるカッター装置であって、
   前記固定型の周縁部に設けられる固定型側切刃と、
   前記固定型の周縁部の外周側において前記固定型側切刃に隣接して配置され、前記固定型側切刃と略面一となる切断位置および前記切断位置よりも前記可動型から離間する方向に退避した退避位置の間を移動可能な可動切刃と、
   前記可動型に設けられ、前記固定型側切刃との間で前記板状ワークに剪断力を付与することにより前記板状ワークの被成形部と前記板状ワークの周縁部との境界に沿って切れ目を形成するとともに、前記切断位置に配置された可動切刃との間で前記板状ワークに剪断力を付与することにより前記板状ワークの被成形部と前記板状ワークの周縁部との境界に沿って形成された切れ目の終端から前記板状ワークの周縁部の外周端に抜ける切れ目を形成する第一可動型側切刃と、
   前記可動型に設けられ、前記固定型側切刃との間で前記板状ワークに剪断力を付与することにより前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成された切れ目の終端から引き続いて前記板状ワークの被成形部と前記板状ワークの周縁部との境界に沿って切れ目を形成する第二可動型側切刃と、
   を具備し、
   前記第一可動型側切刃のエッジのうち前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成される切れ目の終端に対応する部分は、前記可動型の移動方向から見て前記固定型側切刃に向かって膨出した形状を成し、
   前記固定型側切刃のエッジのうち前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成される切れ目の終端に対応する部分は、前記可動型の移動方向から見て前記第一可動型側切刃の膨出したエッジの形状に合わせて窪んだ形状を成し、
   前記第二可動型側切刃は、前記第一可動型側切刃よりも前記固定型から離れた位置に配置され、
   前記第二可動型側切刃における第一可動型側切刃寄りの端部は、前記可動型の移動方向から見て前記第一可動型側切刃と重複するカッター装置。
2. 前記第一可動型側切刃のエッジのうち前記第一可動型側切刃および前記固定型側切刃により形成される切れ目の終端に対応する部分は、前記可動型の移動方向から見て前記固定型側切刃に向かって円弧状に膨出した形状を成す請求項１に記載のカッター装置。
3. 前記可動切刃を前記退避位置から前記切断位置に向かって付勢する弾性部材を具備する請求項１または請求項２に記載のカッター装置。
4. 前記固定型側切刃、可動切刃、第一可動型側切刃、第二可動型側切刃の少なくとも一つのエッジは、当該エッジの一端が他端よりも前記固定型に近くなる所定のシャー角を有する、または、当該エッジの中途部が両端よりも前記固定型に近くなる所定のシャー角を有する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のカッター装置。

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