JP5901494B2 - ブランキング金型及びスクラップ分割方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクラップカッターを備えたブランキング金型及びスクラップ分割方法に関する。

従来、自動車のパネル等の工業製品の製造において、例えばロールから引き出されたシート状のワークから製品の輪郭形状を打ち抜いて複数の製品形状部を製造するいわゆるブランク加工（ブランキング）が行われている。また、このブランキングの際に、残ったスクラップ部をスクラップカッターで分割することが行われている。

例えば、特許文献１には、パネル状ワークのうち中央部の製品形状部を残してその周囲の枠状の非製品部領域を上型および下型のトリミング切れ刃同士のせん断作用によってトリミングするとともに、その非製品部領域を上型側のカット刃と下型側に配置したスクラップカッターとのせん断作用により複数のスクラップ細片に切断するようにしたトリミングプレス加工装置であって、前記スクラップカッターの切れ刃のうち下型側のトリミング切れ刃に近い部分を切除して逃がし部を形成したトリミングプレス加工装置が記載されている。この逃がし部によって、スクラップカットラインの二度切りが防止されている。

特開２００２−６６６４９号公報

しかし、特許文献１とは逆に、パネル状ワークのうち中央部が非製品部領域となる場合、この非製品部領域をスクラップカッターで切断すると、互いに対向するトリミング切れ刃同士の間にスクラップ細片が引っ掛かった（ぴったりと嵌った）状態となり、下型に設けられたスクラップの排出用開口部に落下しないことがある。スクラップが引っ掛かると、トリミングプレス装置を一旦停止して手作業等でスクラップを落下させなければならず、生産効率が低下するという問題がある。

本発明は、これらの問題に鑑みて成されたものであり、切断手段同士の間にスクラップが引っ掛かることを抑制可能なブランキング金型及びスクラップ分割方法を提供することを課題とする。

本発明は、互いに対向した位置に配置された第１切断手段及び第２切断手段と、前記第１切断手段及び前記第２切断手段のそれぞれに交差して配置される一対のスクラップカッター刃からなり、せん断作用によって前記第１切断手段と前記第２切断手段の間に残るスクラップを分割するスクラップカッターと、前記スクラップカッターの端部に設けられ、前記スクラップを塑性変形させることで、前記第１切断手段及び前記第２切断手段の少なくとも一方側の前記スクラップの端部を内側に移動させる変形手段と、を備え、前記第１切断手段に隣接する前記スクラップカッター刃の一方と前記第１切断手段とで構成される角部が、前記スクラップカッター刃の一方の他の部位よりも前記第２切断手段側へ突出することを特徴とするブランキング金型である。

このような構成によれば、変形手段がスクラップを塑性変形させることで、第１切断手段及び第２切断手段の少なくとも一方側のスクラップの端部が内側に移動する。これにより、第１切断手段と第２切断手段の間におけるスクラップの幅寸法が、第１切断手段と第２切断手段との間隔よりも小さくなるので、スクラップが第１切断手段と第２切断手段の間にぴったりと嵌り込んで引っ掛かることが抑制される。そのため、スクラップが第１切断手段と第２切断手段の間に落下し易くなり、スクラップの排出が容易になる。

また、前記変形手段は、下型側に設けられた凹部及び凸部の一方と、上型側に設けられた凹部及び凸部の他方とで、前記スクラップを挟持して塑性変形させる構成とするのが好ましい。

このような構成によれば、スクラップが、下型側に設けられた凹部及び凸部の一方と、上型側に設けられた凹部及び凸部の他方とに挟持されるので、スクラップが湾曲するように塑性変形し、スクラップの端部が内側に大きく移動する。

また、前記変形手段は、前記スクラップを分割する動作に連動して前記スクラップを塑性変形させる構成とするのが好ましい。

このような構成によれば、変形手段は、前記スクラップを分割する動作に連動して前記スクラップを塑性変形させるので、スクラップカッターがスクラップを分割する動作と、変形手段がスクラップを塑性変形させる動作がほぼ同じタイミングで実行される。そのため、工程を増加させずにスクラップの引っ掛かりを抑制することができる。

また、本発明に係るスクラップ分割方法は、互いに対向した位置に配置された第１切断手段及び第２切断手段の間に残存するスクラップをスクラップカッターで分割するスクラップ分割方法であって、前記スクラップと製品に切断する工程と、前記スクラップカッターで前記スクラップを分割する工程との間に、前記スクラップを塑性変形させることで、前記第１切断手段及び前記第２切断手段の少なくとも一方側の前記スクラップの端部を内側に移動させるスクラップ変形工程を備えることを特徴とするスクラップ分割方法。

かかる方法によれば、スクラップと製品に切断する工程と、前記スクラップカッターで前記スクラップを分割する工程との間の工程で、スクラップを変形手段で塑性変形させることで、スクラップの端部を内側に移動させているので、スクラップが第１切断手段と第２切断手段との間に引っ掛かることがない。そのため、スクラップが第１切断手段と第２切断手段の間に落下し易くなり、スクラップの排出が容易になる。

本発明によれば、切断手段同士の間にスクラップが引っ掛かることを抑制可能なブランキング金型及びスクラップ分割方法を提供することができる。

本実施形態に係るブランキング金型の斜視図である。 図１のＩＩ部における要部拡大斜視図である。 上型を下から見上げた状態を示す要部拡大斜視図である。 図１のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。 ブランキング金型の動作説明図であり、（ａ）は下型の平面図、（ｂ）は長辺方向の断面図、（ｃ）は短辺方向の断面図、である。 ブランキング金型の動作説明図であり、（ａ）は下型の平面図、（ｂ）は長辺方向の断面図、（ｃ）は短辺方向の断面図、である。 ブランキング金型の動作説明図であり、（ａ）は下型の平面図、（ｂ）は長辺方向の断面図、（ｃ）は短辺方向の断面図、である。 ブランキング金型の動作説明図であり、（ａ）は下型の平面図、（ｂ）は長辺方向の断面図、（ｃ）は短辺方向の断面図、である。 ブランキング金型の動作説明図であり、（ａ）は下型の平面図、（ｂ）は長辺方向の断面図、（ｃ）は短辺方向の断面図、である。

本発明の実施形態について、図１乃至図１０を参照して詳細に説明する。説明において同一の要素には同一の符号を付し重複する説明は省略する。説明において、方向を示すときは、図１に示す前後左右上下を基準として説明する。なお、前後方向は、後記する長方形状の開口部２２の長辺方向に一致し、左右方向は、短辺方向に一致するものとする。

図１は、本実施形態に係るブランキング金型の斜視図である。なお、図１では、説明の便宜上、後記するワークＷと上型３を仮想線（２点鎖線）で描いている。
図１に示すように、本実施形態に係るブランキング金型１は、板状のワークＷから平面視で四角枠形状の製品Ｐを打ち抜くとともに、中央部分に残存するスクラップＳを分割する装置である。ブランキング金型１は、固定型である下型２と、可動型である上型３とを有している。なお、製品Ｐの形状は四角枠形状に限定されるものではなく、例えば、一度のブランキング加工で２つの製品を打ち抜く場合に、その２つの製品の間にスクラップが残存するようなものでもよい。

下型２は、ワークＷが載置される載置部２１と、載置部２１の中央に設けられた長方形状の開口部２２と、開口部２２の周縁に形成されたトリミング下刃２３と、開口部２２の内部に設けられた２つの下型スクラップカッター２４と、を備えている。

載置部２１は、下型２の上面であり、ワークＷが載置される平面状の部位である。載置部２１は、後記する上型３のパッド部３１（図３参照）との間でワークＷの製品Ｐとなる領域を挟持する。

開口部２２は、後記する上型３のパンチ３３（図３参照）が挿入される空間である。開口部２２は、製品Ｐの内周の輪郭形状（換言すればスクラップＳの外周の輪郭形状）と同一形状に形成されている。また、開口部２２は、ワークＷから打ち抜かれたスクラップＳを排出するための排出経路として機能する。図２に示すように、開口部２２の内周面は、下型２の上面（載置部２１）から後記する下型スクラップカッター２４の上面２４ａまで鉛直面で形成されており、それより下側はスクラップＳが落下し易いようにオーバーハングしている。開口部２２の下方には、スクラップＳの排出部（図示省略）が設けられている。

トリミング下刃２３は、後記する上型３のパンチ３３に設けられたトリミング上刃３４とのせん断作用によってワークＷを切断する部位である。図２に示すように、トリミング下刃２３は、下型２の上面と開口部２２の内周面との稜線（エッジ）で構成されている。本実施形態では、トリミング下刃２３は、平面視で長方形状に形成されており、互いに対向した位置に配置された一対の長辺部２３ａと一対の短辺部２３ｂとを有している。

図１に示すように２つの下型スクラップカッター２４は、開口部２２の長辺方向に互いに間隔を隔てて、一対の長辺部２３ａの間に短辺方向と平行に架設されている。図２、図４、図５に示すように、下型スクラップカッター２４は、略水平に形成された上面２４ａと、上面２４ａの一端側（前側）から鉛直に垂設された鉛直面２４ｂと、上面２４ａの他端側から下方に向かうほど鉛直面２４ｂから離れるように傾斜した傾斜面２４ｃと、上面２４ａと鉛直面２４ｂとの稜線（エッジ）で構成されるスクラップカッター下刃２４ｄと、上面２４ａの左右両端部に設けられた２つの凸部２４ｆを有している（図１参照）。

スクラップカッター下刃（スクラップカッター刃）２４ｄは、後記する上型３のパンチ３３に設けられたスクラップカッター上刃３５とのせん断作用によってスクラップＳを切断（分割）する部位である。図２に示すように、下型スクラップカッター２４の上面２４ａは、載置面２１よりも低い位置に設けられている。すなわち、スクラップカッター下刃２４ｄは、トリミング下刃２３よりも低い位置に設けられている。

凸部２４ｆは、後記する上型３のパンチ３３に設けられた凹部３６と協働してスクラップＳを塑性変形させる部位である。凸部２４ｆは、上面２４ａから上向きに突出形成されており、全体として軸方向が前後方向を指向する半円柱状（かまぼこ状）に形成されている。凸部２４ｆの頂部は載置面２１よりも低い位置に配置されている。凸部２４ｆの鉛直面２４ｂ側の端部は、鉛直面２４ｂと面一に形成されている。凸部２４ｆの傾斜面２４ｃ側の端部は、傾斜面２４ｃ上に張り出している。

図１に示すように、上型３は、下型２の上方に配置されており、下型２に対して昇降可能に構成されている。図３乃至図５（主に図３）に示すように、上型３は、載置部２１との間にワークＷを挟み込むパッド部３１と、パッド部３１の中央に設けられたガイド穴３２と、ガイド穴３２内に昇降可能に配置されたパンチ３３と、パンチ３３の下面に設けられたトリミング上刃３４及びスクラップカッター上刃３５と、凸部２４ｆに嵌合する凹部３６と、を備えている。

パッド部３１は、上型３の底面であり、載置部２１と略同形状に形成された平面状の部位である。

ガイド穴３２は、パンチ３３の昇降を案内する部位である。ガイド穴３２の内側面は、パンチ３３の外側面３３ａ（図４参照）に摺接している。図示は省略するが、ガイド穴３２の上方には、パンチ３３を昇降させるための油圧シリンダ等が配置されている。

パンチ３３は、ワークＷからスクラップＳを打ち抜く部材である。パンチ３３の輪郭形状は、平面的にみてスクラップＳの輪郭形状（製品Ｐの内周の輪郭形状）、ガイド穴３２の内周形状及び開口部２２の内周形状と同形状に形成されている。図３に示すように、パンチ３３の底面３３１は、段差を有している。具体的には、パンチ３３の底面３３１は、底面３３１から鉛直に立ち下がる鉛直面３３２と、底面３３１と鉛直面３３２の下端とを結ぶように傾斜する傾斜面３３３と、を有している。鉛直面３３２は、下型スクラップカッター２４の鉛直面２４ｂに対向する向きで、当該鉛直面２４ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。

トリミング上刃３４は、ワークＷの製品ＰとスクラップＳとの境界ラインを切断する部位である。トリミング上刃３４は、パンチ３３の外側面３３ａ（図４参照）と底面３３１との稜線３４ａと、パンチ３３の外側面３３ａ（図４参照）と傾斜面３３３との稜線３４ｂと、で構成されている。なお、図示は省略するが、トリミング上刃３４は、下型２のトリミング下刃２３の長辺部２３ａと短辺部２３ｂに上下に対向するように、パンチ３３の全周に設けられている。

なお、前記したトリミング下刃２３の一対の長辺部２３ａと、トリミング上刃３４のうちトリミング下刃２３の長辺部２３ａに対向する部分とが、特許請求の範囲における「第１切断手段及び第２切断手段」を構成している。

スクラップカッター上刃（スクラップカッター刃の一方）３５は、下型２のスクラップカッター下刃２４ｄとのせん断作用によってスクラップＳを切断（分割）する部位である。スクラップカッター上刃３５は、鉛直面３３２と傾斜面３３３との稜線で構成されている。図４に示すように、スクラップカッター上刃３５の両端部３５ａは、外側に向かうほど下型２に近づくように傾斜している。これにより、パンチ３３の底面３３１のうち、トリミング上刃３４の稜線３４ｂとスクラップカッター上刃３５の端部３５ａとで構成される角部が、最も下側に突出した状態となる（図３参照）。

凹部３６は、下型スクラップカッター２４に設けられた凸部２４ｆと協働してスクラップＳを塑性変形させる部位である。凹部３６は、パンチ３３の底面３３１のうち凸部２４ｆに上下に対向する位置に凹設されている。凹部３６は、断面視で半円状に形成されており、凹部３６の鉛直面３３２側の端部は、当該鉛直面３３２に接するように設けられている。

なお、前記した下型スクラップカッター２４のスクラップカッター下刃２４ｄと、パンチ３３の底面３３１に設けられたスクラップカッター上刃３５とが、特許請求の範囲における「スクラップカッター」を構成している。
また、前記した下型スクラップカッター２４の凸部２４ｆと、パンチ３３の底面３３１に設けられた凹部３６とが、特許請求の範囲における「変形手段」を構成している。

本実施形態に係るブランキング金型１は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、ブランキング金型１によるスクラップ分割方法について、図１乃至図１０（主に図６乃至図１０）を参照して詳細に説明する。以下の説明では、図６乃至図１０の（ａ）に示す下型２の平面図において、ワークＷの切断された部分を太線（符号Ｙ１〜Ｙ４）で示している。

始めに、図４、図５に示すように、下型２と上型３の間にワークＷを配置し、上型３を降下させて載置部２１とパッド部３１でワークＷの製品Ｐ部分を挟持する。このとき、パンチ３３はワークＷに対して上方に離間した位置にある。

次に、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、下型２に向かってパンチ３３を降下させると、パンチ３３の底面３３１のうち、トリミング上刃３４の稜線３４ｂとスクラップカッター上刃３５の端部３５ａとで構成される角部がワークＷに進入する。これにより、トリミング下刃２３とトリミング上刃３４（さらに詳しく言えば長辺部２３ａと稜線３４ｂ）とによって製品ＰとスクラップＳが切断され始めると共に、スクラップカッター上刃３５によってスクラップＳが分割され始める。これにより、図６（ａ）に符号Ｙ１で示されるような、略Ｌ字形の切れ込みが形成される。

次に、図７（ａ）に示すように、さらにパンチ３３が降下すると、傾斜部３３３の端部に設けられたトリミング上刃３４の稜線３４ｂとトリミング下刃２３とによって、製品ＰとスクラップＳとの境界が切断される（符号Ｙ２参照）。このとき、トリミング上刃３４の稜線３４ａは、まだワークＷに到達していないので、製品ＰとスクラップＳとの境界のうち稜線３４ａに対応する部分は切断されていない。また、図７（ｂ）に示すように、スクラップＳは、スクラップカッター上刃３５に押されて下方に撓んだ状態になる。このとき、図７（ｃ）に示すように、スクラップＳのうち載置部２１側のわずかな範囲だけは、スクラップカッター上刃３５の端部３５ａによって切断された状態となる。

次に、図８（ａ）（ｃ）に示すように、さらにパンチ３３が降下すると、トリミング上刃３４を構成する稜線３４ａがワークＷに進入する。これにより、トリミング下刃２３とトリミング上刃３４（さらに詳しくいえば長辺部２３ａと稜線３４ａ）とによって製品ＰとスクラップＳが完全に切断される（図８（ａ）の符号Ｙ３参照）。このとき、本実施形態では、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、スクラップカッター上刃３５によって押し下げられたスクラップＳは、スクラップカッター下刃２４ｄとスクラップカッター上刃３５とに挟まれた状態となり、切断直前の状態となっている。また、スクラップＳのうち、スクラップカッター上刃３５によってすでに切断された部分は、弾性変形して凸部２４ｆの上に乗り上げた状態になっている。

次に、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、さらにパンチ３３が降下すると、スクラップカッター上刃３５とスクラップカッター下刃２４ｄとのせん断作用によって、スクラップＳが長辺方向に３分割される（図９（ａ）の符号Ｙ４参照）。また、スクラップＳの分割と同時に、スクラップＳの長辺部２３ａ側の両端部付近が、下型スクラップカッター２４の上面２４ａに突出形成された凸部２４ｆと、パンチ３３の底面３３１に凹設された凹部３６と、によって挟持される。これにより、スクラップＳが凸部２４ｆ及び凹部３６の形状に沿って塑性変形し、スクラップＳの長辺部２３ａ側の端部Ｓ１（図９（ｃ）参照）が、スクラップＳの内側（より詳しく言えば、開口部２２の内周面から離れる方向）に移動する。

最後に、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、パンチ３３を上昇させると、下型スクラップカッター２４の上面２４ａとパンチ３３の底面３３１に挟まれていたスクラップＳの端縁が開放され、分割されたスクラップＳが、開口部２２を通って下型２の下方に落下する。このとき、スクラップＳの塑性変形によって、スクラップＳの長辺部２３ａ側の端部Ｓ１が、開口部２２の内周面から離間しているので、スクラップＳがトリミング下刃２３の長辺部２３ａ同士の間に嵌り込んで引っ掛かることがない。また、載置部２１とパッド部３１の間には製品Ｐが残っているので、パッド部３１を上昇させて型開きすることにより、製品Ｐを得ることができる。

本実施形態に係るブランキング金型１によれば、変形手段を構成する凸部２４ｆ及び凹部３６によってスクラップＳを塑性変形させることで、スクラップＳの長辺部２３ａ側の端部Ｓ１を、第１切断手段及び第２切断手段の一部を構成するトリミング下刃２３の長辺部２３ａから離間させることができる。これにより、長辺部２３ａ同士の間におけるスクラップＳの幅寸法が、長辺部２３ａの間隔よりも小さくなるので、スクラップＳが長辺部２３ａ同士の間にぴったりと嵌り込んで引っ掛かることが抑制される。そのため、スクラップＳが開口部２２に落下し易くなり、スクラップＳの排出が容易になる。

また、変形手段を構成する凸部２４ｆ及び凹部３６は、パンチ３３を降下させてスクラップＳを切断するという動作に連動してスクラップＳの端部を挟持して塑性変形させるので、工程を増加させずにスクラップＳの引っ掛かりを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、スクラップカッターの両端部に２組の凸部２４ｆと凹部３６を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクラップカッターの片側に１組の凸部２４ｆと凹部３６を設ける構成にしてもよい。

また、本実施形態では、凸部２４ｆを下型スクラップカッター２４と一体に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、凸部２４ｆを下型スクラップカッター２４と別体に形成してもよい。また、凹部３６も、パンチ３３と同期して昇降すれば、パンチ３３と別体に設けてもよい。

１ ブランキング金型
２ 下型
２１ 載置部
２２ 開口部
２３ トリミング下刃（第１切断手段及び第２切断手段）
２４ 下型スクラップカッター
２４ｄ スクラップカッター下刃（スクラップカッター）
２４ｆ 凸部（変形手段）
３ 上型
３１ パッド部
３２ ガイド穴
３３ パンチ
３４ トリミング上刃（第１切断手段及び第２切断手段）
３５ スクラップカッター上刃（スクラップカッター）
３６ 凹部（変形手段）

Claims (4)

1. 互いに対向した位置に配置された第１切断手段及び第２切断手段と、
   前記第１切断手段及び前記第２切断手段のそれぞれに交差して配置される一対のスクラップカッター刃からなり、せん断作用によって前記第１切断手段と前記第２切断手段の間に残るスクラップを分割するスクラップカッターと、
   前記スクラップカッターの端部に設けられ、前記スクラップを塑性変形させることで、前記第１切断手段及び前記第２切断手段の少なくとも一方側の前記スクラップの端部を内側に移動させる変形手段と、
   を備え、
   前記第１切断手段に隣接する前記スクラップカッター刃の一方と前記第１切断手段とで構成される角部が、前記スクラップカッター刃の一方の他の部位よりも前記第２切断手段側へ突出することを特徴とするブランキング金型。
2. 前記変形手段は、下型側に設けられた凹部及び凸部の一方と、上型側に設けられた凹部及び凸部の他方とで、前記スクラップを挟持して塑性変形させることを特徴とする請求項１に記載のブランキング金型。
3. 前記変形手段は、前記スクラップを分割する動作に連動して前記スクラップを塑性変形させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブランキング金型。
4. 互いに対向した位置に配置された第１切断手段及び第２切断手段の間に残存するスクラップをスクラップカッターで分割するスクラップ分割方法であって、
   前記スクラップと製品に切断する工程と、前記スクラップカッターで前記スクラップを分割する工程との間に、前記スクラップを塑性変形させることで、前記第１切断手段及び前記第２切断手段の少なくとも一方側の前記スクラップの端部を内側に移動させるスクラップ変形工程を備えることを特徴とするスクラップ分割方法。

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