JP2012115893A - 金属板の打ち抜き加工方法及び装置と回転電機鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板を積層して一度に打ち抜き加工した場合においても、ダレやバリの大きさが、金属板を一枚ずつ打ち抜き加工した場合と同等となる金属板の打ち抜き加工方法を提供する。
【解決手段】複数枚の金属板を複数個のパンチで打ち抜く金属板の打ち抜き加工方法において、打ち抜き方向に対向する面がダイとして機能し、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面が金属板押さえ面として機能する複数個のダイ兼金属板押さえ金型それぞれと、前記複数枚の金属板それぞれとを交互に積層し、前記複数個のパンチそれぞれが、積層された前記複数枚の金属板それぞれを、一度に打ち抜き加工する。
【選択図】図４（ｂ）

Description

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、水圧鉄管（ペンストック）等に用いられる、鉄、アルミニウム、チタン、マグネシウム及びこれらの合金からなる金属板の打ち抜き加工方法、及び、打ち抜き加工装置に関する。

また、本発明は、本発明の金属板の打ち抜き加工方法を用いて電磁鋼板を打ち抜き、回転電機鉄心とする、回転電機鉄心の製造方法に関する。

自動車、家電製品、建築建造物、船舶、橋梁、建設機械、各種プラント、水圧鉄管（ペンストック）等に用いられる金属板には、パンチとダイによる打ち抜き加工が施されることが多い。また、回転電機鉄心は、鋼板、特に電磁鋼板を打ち抜き加工して製造される。

単位時間あたりの金属板の打ち抜き枚数を増やすことは、打ち抜き加工品の製造コストの低減に有効である。したがって、複数枚の金属板を同時に打ち抜き加工して、単位時間あたりの打ち抜き枚数を増やす試みが種々行われている。

特許文献１及び２には、パンチとダイを打ち抜き加工装置内に複数並べて打ち抜き加工を行う方法及び装置が開示されている。

特許文献３には、複数枚の金属板を積層し、この積層された複数枚の金属板を一度に打ち抜き加工する方法が開示されている。

特開２００２−１６０１９６号公報 特開２００２−２８７３７号公報 特開平８−３０００６１号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示される打ち抜き加工方法及び装置は、簡便な方法ではあるものの、パンチとダイで構成される金型の大きさにより、設置できる金型の台数が決まることから、一回の打ち抜き加工で得られる打ち抜き加工品の枚数が制限される。

打ち抜き加工品の板厚方向と垂直な方向の投影面積が広い場合、パンチとダイで構成される金型の打ち抜き方向に垂直な方向の投影面積が大きくなるため、打ち抜き加工装置に取り付けられる金型の個数が特に制限され、一回の打ち抜き加工で得られるうち抜き加工品の枚数が特に少なくなる。

また、特許文献３に開示される打ち抜き加工方法は、脆性材料を打ち抜き加工する場合には有効であるが、延性材料を打ち抜き加工する場合には、打ち抜き加工品に大きなダレ、バリが生じる。

金属板を打ち抜き加工した場合の打ち抜き加工部は、図１に示すような形態をとることが一般的である。図１は、金属板を打ち抜き加工したときの、打ち抜き加工部の一部を示す板厚方向縦断面図である。

図１に示すように、打ち抜き加工面は、金属板１がパンチにより全体的に押し込まれて形成されるダレ２、パンチとダイの間隙（クリアランス）に金属板１が引き込まれ、局部的に引き伸ばされて形成されるせん断面３、パンチとダイの間隙（クリアランス）内に引き込まれた金属板１が破断して形成される破断面４、金属板１のパンチ進入側と反対側の面に生じるバリ５を有する。

ダレ２及びバリ５は、金属板１を一枚ずつ打ち抜き加工する場合よりも、金属板１を積層して打ち抜いた場合の方が大きくなる。ダレ２やバリ５を小さくするために、特許文献３には、打ち抜き加工を行う金属板１に、予め下穴（打ち抜く穴よりも直径の小さい穴）をあけておくことが提案されている。

図２は、金属板を単純に積層して打ち抜き加工する場合における金属板の形態を板厚方向断面で示す説明図である。図２（ａ）は下穴がない場合、図２（ｂ）は下穴がある場合を示す。

しかしながら、図２（ｂ）に示すように、予め下穴６ａ〜６ｃを設けた金属板１ａ〜１ｃを単純に積層し、パンチ１１とダイ１２で打ち抜き加工を行っても、打ち抜き加工屑が下穴６ａ〜６ｃに逃げることによって、ダレ２やバリ５の大きさが、若干小さくなるに過ぎなかった。

したがって、特許文献３に開示される打ち抜き加工方法では、一回の打ち抜き加工で得られる打ち抜き加工品の枚数は多いものの、打ち抜き加工品の品質が劣るという問題があった。

上記の問題を解決するため、本発明は、金属板を積層して一度に打ち抜き加工した場合においても、ダレやバリの大きさが、金属板を一枚ずつ打ち抜き加工した場合と同等となる金属板の打ち抜き加工方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、金属板を積層して一度に打ち抜き加工する方法及び装置について鋭意検討した。先ず、従来の金属板を単純に積層し、一度に打ち抜き加工を行った場合に、ダレやバリが大きくなる原因を数値解析で検証した。

図３は、金属板を単純に積層し、パンチとダイで一度に打ち抜き加工を行ったときの金属板の状態について数値解析した結果を、金属板の板厚方向断面で示す説明図である。図３から明らかなように、五枚の金属板１ａ〜１ｅを単純に積層して一度に打ち抜き加工を行った場合、パンチ及びダイが金属板１ａ〜１ｅに直接接触していない部位のダレやバリが大きいことが判明した。

そこで、本発明者らは、打ち抜き方向に対向する面がダイとして機能し、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面が金属板押さえ板として機能する、ダイ兼金属板押さえ金型それぞれと、複数枚の金属板それぞれとを交互に積層し、複数個のパンチそれぞれが、二個のダイ兼金属板押さえ金型で挟まれた一枚の金属板それぞれを、個別に、かつ、一度に打ち抜き加工することを試みた。

その結果、このように打ち抜き加工した場合、積層された金属板の全てが、パンチ及びダイ兼金属板押さえ金型と直接接触しつつ、打ち抜き加工されることを知見した。

また、このように打ち抜き加工することにより、積層された金属板の全てについて、ダレやバリの大きさが、金属板を一枚ずつ打ち抜き加工した場合と同等となっていることを知見した。

本発明は、上記の知見に基づきなされたもので、その要旨は、次のとおりである。
（１）複数枚の金属板を複数個のパンチで打ち抜く金属板の打ち抜き加工方法において、打ち抜き方向に対向する面がダイとして機能し、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面が金属板押さえ面として機能する複数個のダイ兼金属板押さえ金型それぞれと、前記複数枚の金属板それぞれとを交互に積層し、前記複数個のパンチそれぞれが、積層された前記複数枚の金属板それぞれを、一度に打ち抜くことを特徴とする金属板の打ち抜き加工方法。

（２）前記ダイ兼金属板押さえ金型の、前記打ち抜き方向に対向する面と、前記金属板押さえ面との間に設けた打ち抜き方向に沿う末広がり面に、前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属屑を逃がすことを特徴とする上記（１）に記載の金属板の打ち抜き加工方法。

（３）前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属板を、前記複数個のパンチそれぞれの打ち抜き方向に対向して配設した搬出手段で捕捉することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の金属板の打ち抜き加工方法。

（４）前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属屑を、圧縮空気の吹き付けにより除去することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の金属板の打ち抜き加工方法。

（５）前記複数枚の金属板を順送方式で供給することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の金属板の打ち抜き加工方法。

（６）前記複数枚の金属板が電磁鋼板であり、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の金属板の打ち抜き加工方法を用いて回転電機鉄心とすることを特徴とする回転電機鉄心の製造方法。

（７）複数枚の金属板を複数個のパンチで打ち抜く金属板の打ち抜き加工装置であって、
打ち抜き方向に対向する面がダイとして機能し、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面が金属板押さえ面として機能し、前記複数枚の金属板と交互に積層される複数個のダイ兼金属板押さえ金型と、
前記複数個のパンチそれぞれが有するパンチプレート部の全てを連結し、前記複数個のパンチ全ての打ち抜き動作を同期するガイドロッドと、
を有することを特徴とする金属板の打ち抜き加工装置。

（８）前記金属板の打ち抜き方向に対向する面と、前記パンチプレート部の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面との間に、弾性体が配設されていることを特徴とする上記（７）に記載の金属板の打ち抜き加工装置。

（９）前記パンチプレート部が、外周方向に延長された延長部を有し、前記金属板の打ち抜き方向に対向する面と、前記延長部の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面との間を離間する弾性体が配設されていることを特徴とする上記（８）に記載の金属板の打ち抜き加工装置。

（１０）前記ダイ兼金属板押さえ金型の打ち抜き方向厚さが、前記金属板の板厚の２０倍以上であることを特徴とする上記（７）〜（９）のいずれかに記載の金属板の打ち抜き加工装置。

（１１）前記ダイ兼金属板押さえ金型の、前記打ち抜き方向に対向する面と、前記金属板押さえ面との間に、打ち抜き方向に沿う末広がり面を有することを特徴とする上記（７）〜（１０）のいずれかに記載の金属板の打ち抜き加工装置。

（１２）前記全てのパンチプレート部の打ち抜き方向に対向する面に、前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属板を捕捉する搬出手段を有することを特徴とする上記（７）〜（１１）のいずれかに記載の金属板の打ち抜き加工方法。

（１３）前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属屑を除去する圧縮空気吹きつけ手段を有することを特徴とする上記（７）〜（１２）のいずれかに記載の金属板の打ち抜き加工装置。

本発明によれば、積層された全ての金属板それぞれが、パンチ及びダイ兼金属板押さえ金型と直接接触しつつ、打ち抜き加工されるため、ダレやバリの大きさを、金属板を一枚ずつ打ち抜き加工した場合と同様に維持したまま、一回の打ち抜き加工で得られる打ち抜き加工品の枚数を増加させることができる。

その結果、本発明によれば、打ち抜き加工品の品質を損なうことなく、打ち抜き加工品の製造コストを低減することができる。

金属板を打ち抜き加工したときの、打ち抜き加工部の一部を示す板厚方向縦断面図である。 金属板を単純に積層して打ち抜き加工する場合における金属板の形態を板厚方向断面で示す説明図である。図２（ａ）は下穴がない場合、図２（ｂ）は下穴がある場合を示す。 金属板を単純に積層し、パンチとダイで一度に打ち抜き加工を行ったときの金属板の状態について数値解析した結果を、金属板の板厚方向断面で示す説明図である。 本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第一実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を示す上面図である。 図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。 本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第二実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面で示す、要部拡大縦断面図である。 本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第三実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面で示す、要部拡大縦断面図である。 本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第四実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面で示す、要部拡大縦断面図である。

本発明を、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第一実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を示す図である。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。図４中、符号１０は、打ち抜き加工装置を示す。

打ち抜き加工装置１０は、パンチ１１ａ〜１１ｃ、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄ、ガイドロッド１５を有する。

パンチ１１ａ〜１１ｃそれぞれは、パンチプレート部１４ａ〜１４ｃを有する。パンチプレート部１４ａ〜１４ｃそれぞれは、全て、ガイドロッド１５に連結される。パンチプレート部１４ａ〜１４ｃのうち、最上のパンチプレート部１４ａは、プレス機等の上部プラテン（図示せず）に固定される。

金属板１ａ〜１ｃは、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄと交互に積層される。ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄのうち、最下のダイ兼金属板押さえ金型１３ｄは、プレス機等の下部プラテン（図示せず）に固定される。

最上のパンチプレート部１４ａを、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａから１３ｂの方向へ向かって（図４（ｂ）において上から下へ向かって）動作させると、ガイドロッド１５により、パンチ１５ａ〜１５ｃそれぞれが、同時に、同方向・同距離、同期して移動する。

この同期動作により、パンチ１１ａは金属板１ａを、パンチ１１ｂは金属板１ｂを、パンチ１１ｃは金属板１ｃを打ち抜く。これにより、図４（ｂ）に示した、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄと交互に積層された金属板１ａ〜１ｃを、一度に打ち抜き加工することができる。

ガイドロッド１５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、ダイ兼金属押さえ金型１３ａ〜１３ｄに設けた貫通穴に挿通させることが好ましいが、これに限られるものではない。

ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄと交互に積層された金属板１ａ〜１ｃを一度に打ち抜き加工する際、例えば、ダイ兼金属板押さえ金型１３ｂでは、打ち抜き方向に対向する面８１ｂは、パンチ１１ａとの関係でダイとして機能し、金属板１ａを打ち抜く。したがって、パンチ１１ａと一定の間隙（クリアランス）を隔てて対向する、打ち抜き方向に対向する面８１ｂの端部には、金属板１ａを打ち抜くための内刃を設けておく。

また、ダイ兼金属板押さえ金型１３ｂにおいて、打ち抜き方向に対向する面８１ｂと反対側の面８２ｂは、パンチ１１ｂとの関係で、金属板１ｂを打ち抜くときの金属板押さえ面として機能する。

ただし、最上のダイ兼金属板押さえ金型１３ａは、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面８２ａで、金属板押さえ面としての機能のみを有する。また、最下のダイ兼金属板押さえ金型１３ｄは、打ち抜き方向に対向する面８１ｄで、ダイとしての機能のみを有する。

なお、図４（ｂ）において、中間にあるダイ兼金属板押さえ金型１３ｂ〜１３ｃと、最上のダイ兼金属板押さえ金型１３ａ及び最下のダイ兼金属板押さえ金型１３ｄとが異なった形状となっているが、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの全てを、同一の形状としてもよい。

ただし、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの打ち抜き方向厚さは、金属板１ａ〜１ｃの板厚の２０倍以上であることが好ましい。

ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの打ち抜き方向厚さが、金属板１ａ〜１ｃの板厚の２０倍未満であると、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの剛性が不足して、打ち抜き加工時に、ダイ兼金型押さえ金型１３ａ〜１３ｄの変形が大きくなり、ダレやバリの大きさを低減する効果が小さくなる。

一方、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの打ち抜き方向厚さが、金属板１ａ〜１ｃの板厚の１００倍を超えると、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの材料費がかさむだけで、ダレやバリの大きさを低減する効果に変わりはない。したがって、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｄの打ち抜き方向厚さは、金属板１ａ〜１ｃの板厚の１００倍以下とすることが好ましい。

また、第一実施形態では、三枚の金属板１ａ〜１ｃを一度に打ち抜き加工する態様を示したが、これに限られるものではない。打ち抜き加工に必要な圧力が、打ち抜き加工装置の能力範囲内であれば、三枚よりも多くの金属板を一度に打ち抜き加工することでき、生産性を、さらに高めることができる。

次に、本発明の第二実施形態について、上記第一実施形態と異なる部分を、図面を参照しながら説明する。

図５は、本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第二実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面で示す、要部拡大縦断面図である。なお、図５において、一点鎖線右側の記載を省略しているが、一点鎖線を線対称の軸として、一転鎖線右側にも、一転鎖線左側と同様の構造を有するものとする。また、図５に示した打ち抜き加工装置１０の上面図方向の構造は、図４（ａ）から変更はない。これらのことは、図６及び図７の記載についても同様とする。

ダイ兼金属板押さえ金型１３ｂは、打ち抜き方向に対向する面８１ｂと、金属板押さえ面８２ｂとの間に、打ち抜き方向に沿う末広がり面２３ｂを有する。

金属板１ａは、パンチ１１ａとダイ兼金属板押さえ金型１３ｂとで打ち抜き加工されるが、パンチ１１ａで打ち抜いたときに発生する金属屑が、パンチ１１ａとダイ兼金属板押さえ金型１３ｂとの間隙（クリアランス）内に挟まれることがある。

金属屑が間隙（クリアランス）内に挟まれると、打ち抜き加工装置１０の稼動に支障をきたすので、金属屑を逃がす、打ち抜き方向に沿う末広がり面２３ｂを設けることが好ましい。ダイ兼金属板押さえ金型１３ｃ、１３ｄについても同様である。

なお、最上のダイ兼金属板押さえ金型１３ａについては、上述したように、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面８２ａが、ダイとして機能しないので、打ち抜き方向に沿う末広がり面を設けなくてもよい。

また、金属板１ｂの打ち抜き方向に対向する面８３ｂとパンチプレート部１４ｂの打ち抜き方向に対向する面と反対側の面８４ｂとの間に、金属板付勢用弾性体２１ｂを配設することが好ましい。金属板付勢用弾性体２１ｂによりダイ兼金属板押さえ金型１３ｂの打ち抜きによる撓みが抑えられ、打ち抜き加工の精度をさらに高めることができるため、ダレやバリをさらに低減することができる。同様の趣旨で、金属板付勢用弾性体２１ｃを配設することが好ましい。

金属板付勢用弾性体２１ｂ、２１ｃの種類は、特に制限されず、つるまきばね、皿ばね、ゴム等を使用することができる。

最上のパンチプレート部１４ａについては、パンチプレート部１４ａの打ち抜き方向に対向する面と反対側の面８４ａと、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａの打ち抜き方向に対向する面８１ａとの間に、パンチプレート部リターン用弾性体２０を配設してもよい。

パンチプレート部リターン用弾性体２０を配設すると、最上のパンチプレート部１４ａを上部プラテン（図示せず）に固定する前でも、パンチ１１ａ〜１１ｃが金属板１ａ〜１ｃに接触することがないため、金属板１ａ〜１ｃにきず等をつけることなく、打ち抜き加工装置の調整等をすることができる。

また、金属板１ａ〜１ｃを打ち抜き加工すると、打ち抜かれたものが、製品として使用する打ち抜き加工品になる場合と、廃棄する金属屑になる場合がある。金属屑になる場合とは、例えば、既に打ち抜き加工品となっているものに、さらに打ち抜き加工を施して、小さい飾り穴等を打ち抜く場合で、打ち抜かれた部分は金属屑として廃棄される。

打ち抜かれたものが、製品として使用する打ち抜き加工品（打ち抜いた金属板）になる場合には、図５に示すように、パンチプレート部１４ｂの打ち抜き方向に対向する面に、打ち抜き加工品を捕捉する搬出手段２２ｂを配設することが好ましい。

搬出手段２２ｂは、打ち抜き加工品を捕捉して、打ち抜き加工品を、パンチ１１ａとパンチプレート１４ｂとで挟まれた空間の外へ（図５において、手前から奥へ、又は、奥から手前へ）搬出するものである。搬出手段２２ｂにより、打ち抜き加工品は、キズ等をつけることなく取り出すことができる。搬出手段２２ｂとしては、例えば、布製ベルト、ゴム製ベルト等が好ましい。

パンチプレート部１４ｃについても、同様に、搬出手段２２ｃを配設することができる。なお、最上のパンチプレート１４ａについては、打ち抜き加工品を捕捉する必要がないので、搬出手段は不要である。

打ち抜かれたものが、金属屑の場合には、搬出手段２２ｂ、２２ｃに落下させた金属屑に圧縮空気を吹き付けて除去してもよい。金属屑は、廃棄するものであるので、搬出手段２２ｂ、２２ｃで丁寧に取り出さなくてもよいからである。なお、圧縮空気の吹き付けにより金属屑を除去する場合には、搬出手段２２ｂ、２２ｃを配設せず、パンチプレート１４ｂ、１４ｃの打ち抜き方向に対向する面に直接、金属屑を落下させて圧縮空気を吹き付けて除去してもよい。

次に、本発明の第三実施形態について、上記第二実施形態と異なる部分を、図面を参照しながら説明する。

図６は、本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第三実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面で示す、要部拡大縦断面図である。

最上の金属板１ａを打ち抜くパンチ１１ａが有するパンチプレート１４ａは、パンチプレート１４ｂ、１４ｃと同様に、パンチプレート１４ａの打ち抜き方向に対向する面と、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａの打ち抜き方向に対向する面と反対側の面とが対向するように配置され、ガイドロッド１５に連結される。

また、ガイドロッド１５の最上端部には、ベースプレート３０が連結され、このベースプレート３０は、上部プラテン（図示せず）に取り付けられる。

ベースプレート３０を打ち抜き方向に（図６において上から下へ向かって）動作させると、ガイドロッド１５により、パンチ１５ａ〜１５ｃそれぞれが、同時に、同方向・同距離、同期して移動し、金属板１ａ〜１ｃそれぞれを一度に打ち抜き加工する。

金属板付勢用弾性体２１ａは、第二実施形態の金属板付勢用弾性体２１ｂ、２１ｃと同様に機能する。また、パンチプレート１４ａは、最上のパンチプレートであるから、搬出手段を配設する必然性はない。

次に、本発明の第四実施形態について、上記第三実施形態と異なる部分を図面を参照しながら説明する。

図７は、本発明の金属板の打ち抜き加工方法の第四実施形態に用いる打ち抜き加工装置に、金属板をセットしたときの状態を、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面で示す、要部拡大縦断面図である。

打ち抜き加工装置１０は、パンチプレート部１４ａ〜１４ｃが、外周方向に延長された延長部３１ａ〜３１ｃを有する。そして、金属板１ａ〜１ｃそれぞれの打ち抜き方向に対向する面８３ａ〜８３ｃそれぞれと、延長部３１ａ〜３１ｃの打ち抜き方向に対向する面と反対側の面８５ａ〜８５ｃそれぞれとの間を離間する離間用弾性体３２ａ〜３２ｃ、３３ａ〜３３ｃが配設される。

これら離間用弾性体３２ａ〜３２ｃ、３３ａ〜３３ｃの配設により、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｃの厚さを薄くすることができ、ダイ兼金属板押さえ金型１３ａ〜１３ｃを製作するときの材料費を節約することができるとともに、高さを低くしてコンパクトな金型となり搬送、プレス機への設置を行いやすくすることができる。

これまで述べた第一〜第四実施形態のいずれの場合にも、異なる打ち抜き加工を行う打ち抜き加工装置１０を、金属板コイルの送り方向に配列させる順送方式とすることができる。

本発明は、鉄鋼系材料の金属板に限らず、非鉄金属材料の金属板にも適用することができる。鉄鋼系材料としては、例えば、軟鋼板、電磁鋼板などである。非鉄金属材料としては、アルミ板、銅板などである。これらの中でも、電磁鋼板に本発明を適用し、回転電機鉄心を製造すると、単純に電磁鋼板を積層して打ち抜き加工をしたとき、打ち抜かれる回転電機鉄心に発生する大きなダレやバリを抑制することができ、特に好ましい。

次に、本発明を実施例でさらに説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

板厚：２．０ｍｍの軟鋼板、板厚：２．５ｍｍのアルミニウム板、板厚：０．２ｍｍの電磁鋼板を準備し、図４に示した第二実施形態の金属板の打ち抜き加工装置を用いて、三枚の金属板を一度に打ち抜き加工した。

電磁鋼板については、さらに、図４に示した第二実施形態の金属板の打ち抜き加工装置で、五枚の電磁鋼板を一度に打ち抜き加工した。

また、電磁鋼板については、図５、図６に示した第三実施形態の金属板の打ち抜き加工装置で、三枚の電磁鋼板を一度に打ち抜き加工した。

そして、打ち抜き加工された金属板それぞれについて、バリ高さｈ（ｍｍ）を測定した。バリ高さｈ（ｍｍ）は、図１に示すように、バリ５の先端から、金属板の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面までの距離である。

比較例として、板厚：２．０ｍｍの軟鋼板、板厚：２．５ｍｍのアルミニウム板、板厚：０．２ｍｍの電磁鋼板それぞれを、三枚ずつ単純に積層して打ち抜き加工したときのバリ高さｈ（ｍｍ）を測定した。

従来例として、板厚：２．０ｍｍの軟鋼板、板厚：２．５ｍｍのアルミニウム板、板厚：０．２ｍｍの電磁鋼板それぞれを、一枚ずつ打ち抜き加工したときのバリ高さｈ（ｍｍ）を測定した。

結果を表１に示す。なお、表１中、１段目等は、図４〜７において、上からの段数とする。

表１から明らかなように、本発明例においては、すべての金属板が、一枚ずつ打ち抜き加工したとき（従来例）と同等のバリ高さｈ（ｍｍ）で打ち抜き加工できていることが確認できた。

そして、本発明例のうち、図５の金属板の打ち抜き加工装置で打ち抜き加工した、上から２段目と３段目の電磁鋼板については、弾性体２１ｂ、２１ｃで電磁鋼板（金属板）１ｂ、１ｃがダイ兼金属板押さえ金型１３ｃ、１３ｄに付勢されているので、打ち抜かれた電磁鋼板（金属板）１ｂ、１ｃのバリ高さｈ（ｍｍ）が、さらに低減されていることを確認できた。

図６の金属板の打ち抜き加工装置で打ち抜き加工した電磁鋼板については、全ての電磁鋼板（金属板）１ａ〜１ｃが、ダイ兼１３ｂ〜１３ｄに付勢されているので、全ての電磁鋼板（金属板）１ａ〜１ｃのバリ高さｈ（ｍｍ）が、さらに低減されていることを確認できた。

これに対し、比較例では、いずれの場合も、本発明例と比べてバリ高さｈ（ｍｍ）が大きくなっていることを確認した。

なお、上述したところは、本発明の実施形態を例示したものにすぎず、本発明は、特許請求の範囲において種々変更を加えることができる。

例えば、第一〜第四実施形態ともに、金属板１ａ〜１ｃを上から下に打ち抜き加工する態様を示したが、これに限られるものではなく、例えば、下から上に打ち抜き加工してもよい。

この場合、打ち抜き加工品把持ロボット等を配設して、打ち抜き加工品を取り出す等の処置を講じればよい。

あるいは、金属板１ｂ、１ｃが磁性材料であるならば、搬出手段２２ｂ、２２ｃを、磁気を帯びた網ベルトとして、磁気の働きにより、打ち抜かれた金属板１ｂ、１ｃが搬出手段２２ｂ、２２ｃに捕捉されるようにすればよい。

金属板１ｂ、１ｃが磁性材料でないならば、搬出手段２２ｂ、２２ｃに吸引装置を設けて、打ち抜かれた金属板１ａ〜１ｃが搬出手段２２ｂ、２２ｃに捕捉されるようにすればよい。

前述したように、本発明によれば、金属板を一枚ずつ打ち抜き加工した場合と同様のダレやバリの大きさで、一回の打ち抜き加工で得られる打ち抜き加工品の枚数を増加させることができ、その結果、打ち抜き加工品の品質を損なうことなく、打ち抜き加工品の製造コストを低減することができる。本発明は、工業上、顕著な効果を奏するものである。

また、本発明によれば、金属板を積層して打ち抜き加工を行うことから、パンチとダイで構成される金型の個数を増やす必要がないため、限られたスペースで、一回の打ち抜き加工で得られる打ち抜き加工品の枚数を増加させることができる。本発明は、工業上の利用価値が高いものである。

１、１ａ〜１ｅ 金属板
２ ダレ
３ せん断面
４ 破断面
５ バリ
６ａ〜６ｂ 下穴
１０ 打ち抜き加工装置
１１、１１ａ〜１１ｃ パンチ
１２ ダイ
１３ａ〜１３ｄ ダイ兼金属板押さえ金型
１４ａ〜１４ｃ パンチプレート部
１５ ガイドロッド
２０ パンチプレート部（ベースプレート）リターン用弾性体
２１ａ〜２１ｃ 金属板付勢用弾性体
２２ａ〜２２ｃ 搬出手段
２３ｂ〜２３ｄ 打ち抜き方向に沿う末広がり面
３０ ベースプレート
３１ａ〜３１ｃ 延長部
３２ａ〜３２ｃ、３３ａ〜３３ｃ 離間用弾性体
８１ａ〜８１ｄ 打ち抜き方向に対向する面（ダイとして機能する面）
８２ａ〜８２ｄ 打ち抜き方向に対向する面と反対側の面（金属板押さえ面）
８３ａ〜８３ｃ 金属板の打ち抜き方向に対向する面
８４ａ〜８４ｃ パンチプレート部の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面
８５ａ〜８５ｃ 延長部の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面

Claims (13)

1. 複数枚の金属板を複数個のパンチで打ち抜く金属板の打ち抜き加工方法において、打ち抜き方向に対向する面がダイとして機能し、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面が金属板押さえ面として機能する複数個のダイ兼金属板押さえ金型それぞれと、前記複数枚の金属板それぞれとを交互に積層し、前記複数個のパンチそれぞれが、積層された前記複数枚の金属板それぞれを、一度に打ち抜くことを特徴とする金属板の打ち抜き加工方法。
2. 前記ダイ兼金属板押さえ金型の、前記打ち抜き方向に対向する面と、前記金属板押さえ面との間に設けた打ち抜き方向に沿う末広がり面に、前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属屑を逃がすことを特徴とする請求項１に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
3. 前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属板を、前記複数個のパンチそれぞれの打ち抜き方向に対向して配設した搬出手段で捕捉することを特徴とする請求項１又は２に記載の金属板の打抜き加工方法。
4. 前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属屑を、圧縮空気の吹き付けにより除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
5. 前記複数枚の金属板を順送方式で供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
6. 前記複数枚の金属板が電磁鋼板であり、請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属板の打ち抜き加工方法を用いて回転電機鉄心とすることを特徴とする回転電機鉄心の製造方法。
7. 複数枚の金属板を複数個のパンチで打ち抜く金属板の打ち抜き加工装置であって、
   打ち抜き方向に対向する面がダイとして機能し、打ち抜き方向に対向する面と反対側の面が金属板押さえ面として機能し、前記複数枚の金属板と交互に積層される複数個のダイ兼金属板押さえ金型と、
   前記複数個のパンチそれぞれが有するパンチプレート部の全てを連結し、前記複数個のパンチ全ての打ち抜き動作を同期するガイドロッドと、
   を有することを特徴とする金属板の打ち抜き加工装置。
8. 前記金属板の打ち抜き方向に対向する面と、前記パンチプレート部の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面との間に、弾性体が配設されていることを特徴とする請求項７に記載の金属板の打ち抜き加工装置。
9. 前記パンチプレート部が、外周方向に延長された延長部を有し、前記金属板の打ち抜き方向に対向する面と、前記延長部の打ち抜き方向に対向する面と反対側の面との間を離間する弾性体が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の金属板の打ち抜き加工装置。
10. 前記ダイ兼金属板押さえ金型の打ち抜き方向厚さが、前記金属板の板厚の２０倍以上であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の金属板の打ち抜き加工装置。
11. 前記ダイ兼金属板押さえ金型の、前記打ち抜き方向に対向する面と、前記金属板押さえ面との間に、打ち抜き方向に沿う末広がり面を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の金属板の打ち抜き加工装置。
12. 前記全てのパンチプレート部の打ち抜き方向に対向する面に、前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属板を捕捉する搬出手段を有することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
13. 前記複数個のパンチそれぞれが打ち抜いた金属屑を除去する圧縮空気吹きつけ手段を有することを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載の金属板の打ち抜き加工装置。

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