JPWO2014083701A1 - 鋼板加工方法、および鋼板加工装置 - Google Patents

Abstract

鋼板を安価に加工可能な技術を提供する。鋼板加工装置１を用いて、ワークＷを加工する鋼板加工工程Ｓ１であって、ワークＷに対して、上型２２および下型２３を有する絞り加工装置２を用いて絞り加工を行う絞り加工工程Ｓ２と、絞り加工が施されたワークＷに対して、ニブラ３３・３３を有する切断加工装置３を用いて切断加工を行う切断加工工程Ｓ３と、を含み、ニブラ３３は、筒状のケース３３１と、ケース３３１の内部に収納され、上下方向に往復運動することによってワークＷを打ち抜くパンチ３３２と、パンチ３３２が進入するダイス穴３３４ａ、およびダイス穴３３４ａと連通し、スクラップＳを排出するための排出穴３３４ｂが形成され、ケース３３１の下方に設けられるダイス３３４と、を具備し、ケース３３１とダイス３３４との間に供給されるワークＷのトリミングを行う。

Description

本発明は、鋼板を所定の形状に加工するための鋼板加工方法、および鋼板加工装置に関する。

従来、鋼板を加工する際には、用途が異なる複数対の金型が取り付けられたプレス機が用いられる。

例えば、特許文献１には、絞り加工が施された鋼板に対するトリミング加工を行うための金型対と、トリミング加工が施された鋼板に対する粗曲げ加工を行うための金型対と、粗曲げ加工が施された鋼板に対する仕上げ曲げ加工を行うための金型対とが取り付けられたプレス機が開示されている。
当該プレス機によれば、互いに異なる状態の複数（三つ）の鋼板を同時に加工することが可能となっている。

しかしながら、上記のようなプレス機においては、複数対の金型にて、複数の鋼板が同時に加工されるため、プレス加工に極めて大きな荷重が必要となり、プレス機が大型となる等の問題が生じる。

特許文献２には、鋼板に対して、上型および下型が設けられたプレス装置によって絞り加工を行い、絞り加工が施された鋼板に対して、ロボットアームに取り付けられたレーザカッタによってトリミング加工を行い、トリミング加工が施された鋼板に対して、ロボットアームに取り付けられたローラによって曲げ加工を行う技術が開示されている。

しかしながら、レーザカッタは、高価な設備であるため、採用するためには高額な設備投資が必要となる。したがって、特許文献２に記載の技術においては、レーザカッタを用いて鋼板のトリミング加工を行う際、鋼板の加工に要するコストが増加する点で不利である。

特許第３６８５９６１号公報 特開２０００−７９４２４号公報

本発明は、鋼板を安価に加工可能な技術を提供することを課題とする。

本発明に係る鋼板加工方法は、鋼板を所定の形状に加工する鋼板加工方法であって、前記鋼板に対して、少なくとも一対の金型を用いて絞り加工を行う絞り加工工程と、前記絞り加工工程において絞り加工が施された前記鋼板に対して、少なくとも一つのニブラを用いて切断加工を行う切断加工工程と、を含み、前記ニブラは、筒状のケースと、前記ケースの内部に収納され、上下方向に往復運動することによって前記鋼板を打ち抜くパンチと、前記パンチが進入するダイス穴、および当該ダイス穴と連通し、前記鋼板から打ち抜かれたスクラップを排出するための排出穴が形成され、前記鋼板を前記ケースと挟むように前記ケースの下方に設けられるダイスと、を具備し、前記切断加工工程において、前記ニブラを移動させつつ、前記ケースと前記ダイスとの間に供給される前記鋼板を、前記パンチによって連続的に打ち抜くことにより切断することを特徴とする。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って環状に形成し、前記ビードの少なくとも一部には、前記ニブラにおける前記ケースと前記ダイスとの最短距離よりも小さい高さを有する低部が形成され、前記切断加工工程において、前記鋼板の周縁から前記低部を越えて、前記ビードよりも内側の部分まで前記ニブラを移動させ、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取ることが好ましい。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記ビードの低部は、前記鋼板の表面と面一となるように形成されることが好ましい。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って形成し、前記ビードは、少なくとも一箇所で分断され、前記ビードにおける分断された部分の一方および他方は、前記ニブラが通過できる程度の隙間が形成されるように、前記鋼板の内外方向に沿って間隔を空けて配置され、前記切断加工工程において、前記隙間を通して、前記鋼板における前記ビードよりも内側の部分まで前記ニブラを移動させ、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取ることが好ましい。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って、連続する環状に形成し、前記切断加工工程において、前記鋼板における周縁から前記ビードよりも内側の部分にかけて切削し、当該切削部分に前記ニブラを進入させて、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取ることが好ましい。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って、連続する環状に形成し、前記切断加工工程において、前記ビードの少なくとも一部を、前記ニブラにおける前記ケースと前記ダイスとの最短距離よりも小さい高さとなるように押圧し、前記鋼板の周縁から前記ビードにおける押圧された部分を越えて、前記ビードよりも内側の部分まで前記ニブラを移動させ、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取ることが好ましい。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って、連続する環状に形成すると共に、前記鋼板における前記ビードよりも内側の部分に、前記鋼板の表面を貫通するスリットを設けることによって、前記鋼板における一方の表面側へ折り曲げ可能なスリット加工部を形成し、前記切断加工工程において、前記スリット加工部を前記鋼板における一方の表面側へ折り曲げることによって、前記ニブラを挿入可能な貫通孔を前記鋼板に形成し、当該貫通孔に前記ニブラを挿入して、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取ることが好ましい。

本発明に係る鋼板加工方法において、前記切断加工工程において切断加工が施された前記鋼板に対して、曲げ加工を行う曲げ加工工程を更に含むことが好ましい。

本発明に係る鋼板加工装置は、鋼板を所定の形状に加工する鋼板加工装置であって、少なくとも一対の金型を有し、前記鋼板に対して絞り加工を行う絞り加工装置と、少なくとも一つのニブラを有し、前記絞り加工装置によって絞り加工が施された前記鋼板に対して切断加工を行う切断加工装置と、前記切断加工装置によって切断加工が施された前記鋼板に対して曲げ加工を行う曲げ加工装置と、を具備し、前記ニブラは、筒状のケースと、前記ケースの内部に収納され、上下方向に往復運動することによって前記鋼板を打ち抜くパンチと、前記パンチが進入するダイス穴、および当該ダイス穴と連通し、前記鋼板から打ち抜かれたスクラップを排出するための排出穴が形成され、前記鋼板を前記ケースと挟むように前記ケースの下方に設けられるダイスと、を具備し、前記ケースと前記ダイスとの間に供給される前記鋼板を、移動しつつ前記パンチによって連続的に打ち抜くことにより切断することを特徴とする。

本発明によれば、鋼板を安価に加工できる。

本発明の第一実施形態に係る鋼板加工装置を示す図。 鋼板加工装置の絞り加工装置を示す図。 絞り加工装置の上型に形成された凸部を示す底面図。 絞り加工装置の下型に形成された凹部を示す平面図。 鋼板加工装置の切断加工装置に設けられるニブラを示す図であり、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ線端面図。 本発明の第一実施形態に係る鋼板加工装置を用いた鋼板加工工程を示す図。 絞り加工工程を示す図。 絞り加工が施された鋼板を示す図。 隣接するビードの間に形成された隙間を示す図。 ニブラの移動経路を示す図。 ビードに形成された低部を示す図。 ビードの一端および他端が鋼板の内外方向に離間するように、鋼板の周縁部の全周に亘って連続的に形成されたビードを示す図。 隣接するビード同士が鋼板の内外方向に離間するように、鋼板の周縁部の全周に亘って形成された複数のビードを示す図。 本発明の第二実施形態に係る鋼板加工装置を示す図。 絞り加工装置の上型に形成された凸部を示す底面図。 絞り加工装置の下型に形成された凹部を示す平面図。 周縁からビードよりも内側の部分にかけて切削された鋼板を示す図。 ビードよりも内側の部分にスリット加工部が形成された鋼板を示す図。 ニブラによってスリット加工部が下方に折り曲げられる様子を示す図。

［第一実施形態］
以下では、図１〜図５を参照して、本発明に係る鋼板加工装置の第一実施形態である鋼板加工装置１について説明する。
鋼板加工装置１は、鋼板であるワークＷを所定の形状に加工するための装置である。
なお、説明の便宜上、図１における上下方向を鋼板加工装置１の上下方向と定義する。

図１に示すように、鋼板加工装置１は、絞り加工装置２と、切断加工装置３と、曲げ加工装置４とを具備する。

絞り加工装置２は、プレス機２１と、上型２２および下型２３とを具備する。絞り加工装置２は、ワークＷに対して絞り加工を行うように構成されている。
プレス機２１は、上型２２および下型２３が取り付けられ、上型２２を下型２３に対して近接および離間可能に構成されている。
上型２２および下型２３は、プレス機２１に取り付けられる一対の金型であり、それぞれプレス機２１の上部および下部に配置される。上型２２および下型２３は、プレス機２１によって上型２２が下型２３に接近されることで、両者間に配置されたワークＷに絞り加工を施すように構成されている。

図２に示すように、上型２２は、ダイス穴２２１と、ダイス部２２２とを有する。

ダイス穴２２１は、上型２２の下面が上方に窪むように形成されている。ダイス穴２２１は、後述の下型２３のパンチ部２３１の形状に沿って形成されている。

ダイス部２２２は、下型２３のパンチ部２３１と共に、ワークＷに対して絞り加工を行えるように構成されている。ダイス部２２２は、ダイス穴２２１を囲むように形成されている。つまり、ダイス部２２２は、上型２２における、ダイス穴２２１が形成されていない部分に相当する。
ダイス部２２２の下面には、ワークＷの周縁部を拘束するためのしわ押さえ面が形成されている。ダイス部２２２のしわ押さえ面には、ワークＷの絞り加工時に当該ワークＷの流入（ダイス穴２２１側への移動）を抑制するための複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・が下方に突出するように形成されている。各凸部２２２ａは、断面視にて略台形状に形成されている。

図３に示すように、複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・は、ダイス部２２２のしわ押さえ面においてダイス穴２２１の形状に沿ってダイス穴２２１を囲むように形成され、隣接する凸部２２２ａ・２２２ａ同士が所定の間隔を空けて配置されている。つまり、ダイス穴２２１を囲むように、凸部２２２ａが断続的に設けられている。換言すれば、複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・は、ダイス部２２２のしわ押さえ面における所定位置からダイス穴２２１の周囲を巡って前記位置に戻るように連続的に形成された一つの凸部における複数の部分を除去した形状に形成されている。
なお、本実施形態においては、ダイス穴２２１が底面視にて略矩形状に形成され、六つの凸部２２２ａ・２２２ａ・・・がダイス穴２２１を囲むように、底面視にて略矩形状に形成されている。

なお、本実施形態においては、一対の金型（上型２２および下型２３）が取り付けられたプレス機２１を用いているが、複数対の金型が鉛直方向に取り付けられた多段プレス機を用いることも可能である。

図２に示すように、下型２３は、パンチ部２３１と、ブランクホルダ２３２とを有する。

パンチ部２３１は、上型２２のダイス穴２２１に向けて突出するように形成されている。パンチ部２３１は、上型２２のダイス穴２２１の形状に沿って形成されている。パンチ部２３１は、上型２２のダイス部２２２と共に、ワークＷに対して絞り加工を行えるように構成されている。

ブランクホルダ２３２は、上型２２のダイス部２２２と共に、ワークＷの周縁部を挟み込んで拘束するように構成されている。ブランクホルダ２３２は、パンチ部２３１を囲むように設けられている。つまり、ブランクホルダ２３２には、パンチ部２３１が接触しないように、パンチ部２３１が通過するための貫通孔がパンチ部２３１の形状に沿って形成されている（図４参照）。ブランクホルダ２３２は、所定の付勢手段により、複数のクッションピン２３３・２３３・・・を介して上方に向けて付勢されており、当該付勢力に抗するような荷重が付与されると下方に移動する。ブランクホルダ２３２は、荷重が全く付与されていない場合には、その上面がパンチ部２３１の上面と同一、またはパンチ部２３１の上面よりも高い位置となるように構成されている。
クッションピン２３３は、上下方向に延出する棒材である。クッションピン２３３の上端部は、ブランクホルダ２３２に固定され、クッションピン２３３の下端部は、前記付勢手段に固定されている。

また、ブランクホルダ２３２の上面は、ダイス部２２２のしわ押さえ面に対応している。ブランクホルダ２３２の上面には、上型２２におけるダイス部２２２の複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・に対応する複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・が下方に窪むように形成されている。各凹部２３２ａは、対応する凸部２２２ａの形状に沿って形成されている。つまり、各凹部２３２ａは、断面視にて略台形状に形成されている。

図４に示すように、複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・は、複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・の位置に合わせて形成されている。詳細には、複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・は、ブランクホルダ２３２の上面においてブランクホルダ２３２の前記貫通孔の形状に沿って当該貫通孔を囲むように形成され、隣接する凹部２３２ａ・２３２ａ同士が所定の間隔を空けて配置されている。つまり、前記貫通孔を囲むように、凹部２３２ａが断続的に設けられている。換言すれば、複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・は、ブランクホルダ２３２の上面における所定位置から前記貫通孔の周囲を巡って前記位置に戻るように連続的に形成された一つの凹部における複数の部分を除去した形状に形成されている。
なお、本実施形態においては、パンチ部２３１、およびブランクホルダ２３２の前記貫通孔が略矩形状に形成され、六つの凹部２３２ａ・２３２ａ・・・が前記貫通孔を囲むように、平面視にて略矩形状に形成されている。

図１に示すように、切断加工装置３は、下型３１と、ロボット３２・３２と、ニブラ３３・３３とを具備する。切断加工装置３は、絞り加工装置２によって絞り加工が施されたワークＷに対して、切断加工を行うための装置である。

下型３１は、絞り加工装置２によって絞り加工が施されたワークＷが載置される部材である。

ロボット３２は、多関節のアームを有し、当該アームの位置および姿勢を変更可能に構成されている。ロボット３２のアームの先端には、下型３１に載置されたワークＷの周縁部における不要な部分の除去（トリミング）を行うためのニブラ３３が取り付けられている。
なお、ロボット３２の数は限定するものではなく、ニブラ３３が取り付けられた、少なくとも一つのロボット３２が設けられていればよい。
また、二つ以上のロボット３２が設けられている場合、少なくとも一つのロボット３２にニブラ３３が取り付けられていればよい。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、ニブラ３３は、移動しつつワークＷを連続的に打ち抜く装置であり、ケース３３１と、パンチ３３２と、支持部３３３と、ダイス３３４と、駆動部３３５とを具備する。
なお、説明の便宜上、図５（ａ）における上下方向をニブラ３３の上下方向と定義する。

ケース３３１は、上下方向に延出する略円筒形状に形成され、その下端部が開放されている。
ケース３３１の内部には、パンチ３３２が上下方向に摺動可能に収納されている。
ケース３３１の内周面には、ケース３３１とダイス３３４とを支持するための支持部３３３が固定されている。

パンチ３３２は、上下方向に往復運動し、ワークＷを打ち抜くように構成されている。パンチ３３２は、パンチ刃３３２ａと、連結部３３２ｂとを有する。
パンチ刃３３２ａは、略蹄状の断面形状を有し、下端には、ワークＷを打ち抜くための刃先が形成されている。パンチ刃３３２ａは、パンチ３３２が下死点に達した際には、ケース３３１の下端から下方に突出し、後述のダイス３３４のダイス穴３３４ａに進入するように構成されている。
連結部３３２ｂは、駆動部３３５によってパンチ３３２が上下方向に往復運動するように、駆動部３３５に連結されている。

支持部３３３は、ケース３３１とダイス３３４とを支持するための部材である。支持部３３３は、その上端部がケース３３１の内周面に固定され、ケース３３１の内部から下方に向けて延出している。支持部３３３は、ケース３３１の下端面にパンチ刃３３２ａの断面形状に沿った開口が形成されるような形状を有している。つまり、支持部３３３におけるケース３３１内に嵌挿されている部分とケース３３１との間には、パンチ３３２を収納するための空間が形成されており、当該空間におけるケース３３１の下端面に形成された開口が、パンチ刃３３２ａの断面形状に沿った形状を有している。
支持部３３３の下端部には、ダイス３３４が固定されている。

ダイス３３４は、ワークＷをケース３３１と挟むように、ケース３３１の下方に設けられている。ダイス３３４は、略円柱形状を有し、支持部３３３の下端部を覆うように、支持部３３３に固定されている。ダイス３３４は、ダイス穴３３４ａと、排出穴３３４ｂとを有する。
ダイス穴３３４ａは、パンチ３３２が下死点に達した際に、パンチ刃３３２ａが進入するように形成されている。詳細には、ダイス穴３３４ａは、ダイス３３４と、支持部３３３におけるダイス３３４内に嵌挿されている部分との間に形成され、パンチ刃３３２ａの断面形状に沿った形状で、ダイス３３４の上端面に開口している。
排出穴３３４ｂは、パンチ３３２によってワークＷから打ち抜かれた三日月状のスクラップＳをダイス３３４の外部へ排出するための穴である。排出穴３３４ｂは、ダイス３３４の側面に形成され、ダイス穴３３４ａと連通している。

駆動部３３５は、パンチ３３２を上下方向に往復運動させるように構成されている。駆動部３３５は、連結部３３５ａと、ロッド３３５ｂと、モータ３３５ｃとを有する。
連結部３３５ａは、パンチ３３２の連結部３３２ｂと連結されている。
ロッド３３５ｂは、モータ３３５ｃの動力を連結部３３５ａに伝達するように、モータ３３５ｃと連結部３３５ａとに接続されている。
モータ３３５ｃは、ロッド３３５ｂを介して、連結部３３５ａに動力を伝達するように構成されている。モータ３３５ｃの回転運動は、ロッド３３５ｂを介して、連結部３３５ａの上下運動に変換される。

以上のように、ニブラ３３は、ケース３３１とダイス３３４との間にワークＷを介在させた状態で、所定の方向に移動しつつ、パンチ３３２を上下方向（ダイス３３４に対して近接および離間する方向）に往復運動させることにより、ワークＷを連続的に打ち抜くことが可能となっている。

また、ニブラ３３を用いることにより、レーザカッタを用いた場合と比較して、安価にワークＷのトリミングを行うことができる。
また、エンドミルを用いて、ワークＷのトリミングを行った場合には、短期間でエンドミルが摩耗し、ワークＷのトリミングに要するコストが悪化する。しかしながら、ニブラ３３を用いた場合には、パンチ３３２が比較的摩耗し難く、安価であるため、ワークＷのトリミングに要するコストを抑制できる。

また、ニブラ３３において、ダイス３３４は、スクラップＳがダイス穴３３４ａを通って排出穴３３４ｂから排出されるように構成されている。つまり、スクラップＳは、ワークＷの下方において排出されることとなる。
そのため、スクラップＳがワークＷに付着することを防止でき、良好にワークＷの切断加工を行うことができる。

図１に示すように、曲げ加工装置４は、下型４１と、ロボット４２・４２と、曲げ加工ローラ４３・４３とを具備する。曲げ加工装置４は、切断加工装置３によって切断加工が施されたワークＷに対して、曲げ加工を行うための装置である。

下型４１は、切断加工装置３によって切断加工が施されたワークＷが載置される部材である。

ロボット４２は、ロボット３２と略同様に構成されている。ロボット４２のアームの先端には、下型４１に載置されたワークＷに対する曲げ加工を行うための曲げ加工ローラ４３が取り付けられている。
なお、ロボット４２の数は限定するものではなく、曲げ加工ローラ４３が取り付けられた、少なくとも一つのロボット４２が設けられていればよい。
また、二つ以上のロボット４２が設けられている場合、少なくとも一つのロボット４２に曲げ加工ローラ４３が取り付けられていればよい。

曲げ加工ローラ４３は、下型４１に載置されたワークＷの所定部分を押圧しつつ転動することによって、ワークＷに曲げ加工を施す。
なお、曲げ加工ローラ４３の形状は限定するものではなく、ワークＷの加工部分に対応した形状とすることも可能である。
また、一つのロボット４２に対して、用途の異なる複数のローラを設けることも可能である。

以下では、図６〜図１３を参照して、鋼板加工装置１を用いた鋼板加工工程Ｓ１について説明する。

図６に示すように、鋼板加工工程Ｓ１は、絞り加工工程Ｓ２と、切断加工工程Ｓ３と、曲げ加工工程Ｓ４とを含む。

絞り加工工程Ｓ２は、絞り加工装置２を用いて、ワークＷに対して絞り加工を行う工程である。
図７に示すように、絞り加工工程Ｓ２においては、まず、上型２２と下型２３との間にワークＷを配置し、ワークＷの周縁部が上型２２のダイス部２２２と、下型２３のブランクホルダ２３２とによってプレスされるように、上型２２を下型２３に向けて下降させる。
そして、複数のクッションピン２３３・２３３・・・を介してブランクホルダ２３２を上方に付勢する前記付勢手段の付勢力に抗して、上型２２を下死点まで下降させることにより、ワークＷが下型２３のパンチ部２３１に沿った形状に形成される。
このように、ダイス部２２２とブランクホルダ２３２とによってワークＷの周縁部を拘束し、パンチ部２３１によってワークＷに絞り加工を施す。

前述のように、ダイス部２２２およびブランクホルダ２３２には、それぞれ複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・および複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・が形成されている（図３および図４参照）。
そのため、ダイス部２２２とブランクホルダ２３２とによってワークＷの周縁部がプレスされた際、ワークＷの周縁部には、複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・および複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・の形状に沿って、複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・が下方に突出するように形成される。
このように、複数の凸部２２２ａ・２２２ａ・・・および複数の凹部２３２ａ・２３２ａ・・・は、ビード形成部として機能する。

複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・は、上型２２および下型２３によってワークＷに絞り加工が施される際に、ワークＷの流入を抑制するために、ワークＷの流入方向に直交する方向に沿って形成される。複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・は、それぞれ、断面視にて略台形状を有するように、下方に突出するように形成される。

図８に示すように、複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・は、ワークＷの周縁部の全周に亘って形成され、隣接するビードＷｂ・Ｗｂ同士が所定の間隔を空けて配置されている。つまり、ワークＷの周縁部の全周に亘って、ビードＷｂが断続的に形成されている。換言すれば、複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・は、ワークＷの周縁部における所定位置から当該周縁部の全周を巡って前記位置に戻るように連続的に形成された一つのビードにおける複数の部分を除去した形状に形成されている。
なお、本実施形態においては、ワークＷが平面視にて略矩形状に形成され、六つのビードＷｂ・Ｗｂ・・・がワークＷの周縁部の全周に亘って、平面視にて略矩形状に形成されている。

切断加工工程Ｓ３は、切断加工装置３を用いて、絞り加工工程Ｓ２を経たワークＷに対して切断加工を行う工程である。
切断加工工程Ｓ３においては、絞り加工工程Ｓ２を経たワークＷの周縁における任意の位置から、切断加工装置３のニブラ３３を移動させつつワークＷを連続的に打ち抜くことにより、ワークＷの周縁部における不要な部分を切り取る（トリミングを行う）。

ここで、ワークＷの周縁部における不要な部分には、複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・が形成された部分が含まれる。そのため、ワークＷの周縁部における不要な部分をニブラ３３によって切り取る場合には、ワークＷにおける複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・よりも内側の部分までニブラ３３を移動させる必要がある。
ニブラ３３によって、ビードＷｂを越えてワークＷを切断しようとすると、ニブラ３３の構成上、ケース３３１およびダイス３３４がビードＷｂに干渉するため、ワークＷにおける複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・よりも内側の部分までニブラ３３を移動させることが困難である。

しかしながら、鋼板加工工程Ｓ１においては、複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・が互いに所定の間隔を空けて形成されている。つまり、隣接するビードＷｂ・Ｗｂの間には、隙間が形成されている。
そのため、図９に示すように、ビードＷｂ・Ｗｂの隙間を通って、ワークＷにおける複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・よりも内側の部分までニブラ３３を移動させることができる。
こうして、ニブラ３３を、ビードＷｂ・Ｗｂの隙間を通して、ワークＷにおける複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・よりも内側の部分まで移動させた後、ワークＷの周縁部の全周に亘って移動させることにより、ワークＷの周縁部における不要な部分を切り取ることができる。
なお、隣接するビードＷｂ・Ｗｂ同士の間隔（図９におけるＬ参照）は、当該ビードＷｂ・Ｗｂの隙間をニブラ３３が通過できる程度に設定される。
また、ビードＷｂ・Ｗｂの隙間は、絞り加工工程Ｓ２にて、ワークＷの流入の抑制に悪影響の生じない位置に配置することが望ましい。

ワークＷのトリミングを行う際には、一つのビードＷｂが含まれる部分ごとに切り取ることが好ましい。
図１０に示すように、本実施形態においては、ワークＷに六つのビードＷｂ・Ｗｂ・・・が形成されているため、ワークＷの周縁部における不要な部分を六つに分割するように切り取ればよい。
これにより、切り取られた不要部分を小さくすることができ、廃棄処理を容易に行うことができる。
なお、図１０における矢印は、ニブラ３３の移動経路を示している。

また、複数のニブラによって、ワークＷの周縁部における不要な部分を同時に切り取ることが好ましい。
本実施形態においては、切断加工装置３に二つのニブラ３３・３３が設けられているため、ニブラ３３・３３によって、一つのビードＷｂが含まれる不要部分を、同時に二つずつ切り取ればよい。
これにより、ワークＷのトリミングを短時間で行うことができる。

なお、本実施形態においては、ワークＷが平面視にて略矩形状に形成され、六つのビードＷｂ・Ｗｂ・・・がワークＷの周縁部の全周に亘って、平面視にて略矩形状に形成されているが、ワークＷおよびビードＷｂの形状、ならびにビードＷｂの数は限定するものではない。所定の形状のワークにおいて、ビードの少なくとも一部が存在しないように、ワークの周縁部の全周に亘って断続的にビードが形成されていればよい。
また、本発明に係るワークの「周縁部」は、ワークの外周縁部と内周縁部とを含む。例えば、ワークに所定の貫通孔が形成されている場合、ワークの外周縁部のみならず、貫通孔の周囲、つまりワークの内周縁部にもビードが形成される。

また、本実施形態においては、ビードを、少なくとも一部が存在しないように、ワークの周縁部の全周に亘って断続的に形成しているが、少なくとも、ビードの一部を、ニブラが当該ビードを越えて移動できる程度の高さに設定すればよい。
例えば、図１１に示すように、一つのビードＷｂを連続的に形成し、その一部にニブラ３３がビードＷｂを越えて移動できる程度の高さを有し、他部よりも高さが低い部分となる低部Ｗｂａを形成すればよい。
低部Ｗｂａは、ニブラ３３におけるケース３３１とダイス３３４との最短距離（厳密には、ケース３３１の下端面と、ダイス３３４の上端面との距離（図５参照））よりも小さい上下寸法（高さ）を有する。つまり、低部Ｗｂａは、ニブラ３３のパンチ３３２によって打ち抜かれ、ニブラ３３が低部Ｗｂａ上を通過できるように構成されている。

ビードＷｂに低部Ｗｂａを形成した場合には、ワークＷの周縁部の全周に亘ってビードＷｂが連続的に形成されることとなる。
そのため、ワークＷの流入を良好に抑制することができる。
ワークＷのトリミングを行う際には、低部Ｗｂａを越えてワークＷにおける複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・よりも内側の部分までニブラ３３を移動させればよい。
なお、ビードＷｂをワークＷの周縁部の全周に亘って断続的に形成した場合において、ビードＷｂ・Ｗｂの隙間は、低部Ｗｂａに相当する。換言すれば、ビードＷｂをワークＷの周縁部の全周に亘って断続的に形成した場合においては、低部ＷｂａがワークＷの表面と面一となるように形成されていることとなる。

また、ワークの周縁部の全周に亘って連続的に形成されたビードを、少なくとも一箇所で分断し、当該分断された部分の一方および他方を、ワークの内外方向に間隔を空けて配置することにより、ニブラをワークにおけるビードよりも内側の部分まで移動させるための経路を形成してもよい。
例えば、図１２に示すように、ビードＷｂの一端および他端がワークＷの内外方向に離間するように、ワークＷの周縁部の全周に亘って一つのビードＷｂを連続的に形成すればよい。ビードＷｂの一端および他端の間隔は、ニブラ３３が通過できる程度に設定される。
また、図１３に示すように、隣接するビードＷｂ・Ｗｂ同士がワークＷの内外方向に離間するように、複数のビードＷｂ・Ｗｂ・・・を形成することも可能である。
ここで、ワークＷの「内外方向」とは、ワークＷの外縁からビードＷｂの内側への方向であって、ワークＷの周縁部における周方向に、ワークＷの表面に沿って直交する方向である。
なお、図１２における矢印は、ニブラ３３の移動経路を示している。

このように、ワークの周縁部の全周に亘って連続的に形成されたビードを内外方向にずらすことで、ワークの流入量を増加させることなく、ニブラをワークにおけるビードよりも内側の部分まで移動させるための経路を形成することができる。つまり、ビードがワークの周縁部における周方向に沿って離間するように分断された形状ではなく、ワークの流入方向に沿って離間するように分断された形状を有しているため、ワークが流入する際の抵抗が減少することがないのである。

曲げ加工工程Ｓ４は、曲げ加工装置４を用いて、切断加工工程Ｓ３を経たワークＷに対して曲げ加工を行う工程である。
曲げ加工工程Ｓ４においては、切断加工工程Ｓ３を経たワークＷの所定部分を、曲げ加工装置４の曲げ加工ローラ４３によって押圧しつつ、曲げ加工ローラ４３を転動させることにより、ワークＷに曲げ加工を施す。

以上のように、鋼板加工工程Ｓ１においては、絞り加工工程Ｓ２、切断加工工程Ｓ３、および曲げ加工工程Ｓ４を順に行うことによって、ワークＷの所定の形状に加工する。

［第二実施形態］
以下では、図１４〜図１６を参照して、本発明に係る鋼板加工装置の第二実施形態である鋼板加工装置１００１について説明する。
鋼板加工装置１００１は、鋼板であるワークＷを所定の形状に加工するための装置である。
なお、説明の便宜上、図１４における上下方向を鋼板加工装置１００１の上下方向と定義する。
また、鋼板加工装置１００１において、鋼板加工装置１と共通する部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１４に示すように、鋼板加工装置１００１は、絞り加工装置１００２と、切断加工装置１００３と、曲げ加工装置４とを具備する。

絞り加工装置１００２は、プレス機２１と、上型１０２２および下型１０２３とを具備する。絞り加工装置１００２は、ワークＷに対して絞り加工を行うように構成されている。
本実施形態においては、プレス機２１には、上型１０２２および下型１０２３が取り付けられている。
上型１０２２および下型１０２３は、プレス機２１に取り付けられる一対の金型であり、それぞれプレス機２１の上部および下部に配置される。上型１０２２および下型１０２３は、プレス機２１によって上型１０２２が下型１０２３に接近されることで、両者間に配置されたワークＷに絞り加工を施すように構成されている。

図１５に示すように、上型１０２２は、ダイス穴１２２１と、ダイス部１２２２とを有する。

ダイス穴１２２１は、上型１０２２の下面が上方に窪むように形成されている。ダイス穴１２２１は、後述の下型１０２３のパンチ部１２３１の形状に沿って形成されている。

ダイス部１２２２は、下型１０２３のパンチ部１２３１と共に、ワークＷに対して絞り加工を行えるように構成されている。ダイス部１２２２は、ダイス穴１２２１を囲むように形成されている。つまり、ダイス部１２２２は、上型１０２２における、ダイス穴１２２１が形成されていない部分に相当する。
ダイス部１２２２の下面には、ワークＷの周縁部を拘束するためのしわ押さえ面が形成されている。ダイス部１２２２のしわ押さえ面には、ワークＷの絞り加工時に当該ワークＷの流入（ダイス穴１２２１側への移動）を抑制するための凸部１２２２ａが形成されている。

凸部１２２２ａは、断面視にて略台形状を有するように、下方に突出するように形成されている。凸部１２２２ａは、ダイス穴１２２１の形状に沿ってダイス穴１２２１を囲むように連続的に形成されている。詳細には、凸部１２２２ａは、ダイス部１２２２のしわ押さえ面における所定位置からダイス穴１２２１の周囲を巡って前記位置に戻るように、環状に形成されている。
なお、本実施形態においては、ダイス穴１２２１が底面視にて略矩形状に形成され、凸部１２２２ａがダイス穴１２２１を囲むように、底面視にて略矩形状に形成されている。

図１６に示すように、下型１０２３は、パンチ部１２３１と、ブランクホルダ１２３２とを有する。

パンチ部１２３１は、上型１０２２のダイス穴１２２１に向けて突出するように形成されている。パンチ部１２３１は、上型１０２２のダイス穴１２２１の形状に沿って形成されている。パンチ部１２３１は、上型１０２２のダイス部１２２２と共に、ワークＷに対して絞り加工を行えるように構成されている。

ブランクホルダ１２３２は、上型１０２２のダイス部１２２２と共に、ワークＷの周縁部を挟み込んで拘束するように構成されている。ブランクホルダ１２３２は、パンチ部１２３１を囲むように設けられている。つまり、ブランクホルダ１２３２には、パンチ部１２３１が接触しないように、パンチ部１２３１が通過するための貫通孔がパンチ部１２３１の形状に沿って形成されている。ブランクホルダ１２３２は、所定の付勢手段により、複数のクッションピン（不図示）を介して上方に向けて付勢されており、当該付勢力に抗するような荷重が付与されると下方に移動する。ブランクホルダ１２３２は、荷重が全く付与されていない場合には、その上面がパンチ部１２３１の上面と同一、またはパンチ部１２３１の上面よりも高い位置となるように構成されている。
ブランクホルダ１２３２の上面は、ダイス部１２２２のしわ押さえ面に対応している。ブランクホルダ１２３２の上面には、上型１０２２におけるダイス部１２２２の１２２２ａに対応する凹部１２３２ａが下方に窪むように形成されている。

凹部１２３２ａは、凸部１２２２ａの形状に沿って形成されている。つまり、凹部１２３２ａは、断面視にて略台形状に形成されている。凹部１２３２ａは、ブランクホルダ１２３２の前記貫通孔の形状に沿って当該貫通孔を囲むように連続的に形成されている。詳細には、凹部１２３２ａは、ブランクホルダ１２３２の上面における所定位置から前記貫通孔の周囲を巡って前記位置に戻るように、環状に形成されている。
なお、本実施形態においては、パンチ部１２３１、およびブランクホルダ１２３２の前記貫通孔が略矩形状に形成され、凹部１２３２ａが前記貫通孔を囲むように、平面視にて略矩形状に形成されている。

図１４に示すように、切断加工装置１００３は、下型３１と、ロボット３２・３２と、ニブラ３３と、エンドミル１０３４とを具備する。切断加工装置１００３は、絞り加工装置１００２によって絞り加工が施されたワークＷに対して、切断加工を行うための装置である。

本実施形態においては、一方のロボット３２にニブラ３３が取り付けられ、他方のロボット３２にエンドミル１０３４が取り付けられている。
エンドミル１０３４は、ワークＷに対して切削加工を行えるように構成されている。

以下では、図１７〜図１９を参照して、鋼板加工装置１００１を用いた鋼板加工工程Ｓ１００１について説明する。
鋼板加工工程Ｓ１００１は、絞り加工工程Ｓ１００２と、切断加工工程Ｓ１００３と、曲げ加工工程Ｓ１００４とを含む。

絞り加工工程Ｓ１００２は、絞り加工装置１００２を用いて、ワークＷに対して絞り加工を行う工程である。
なお、絞り加工装置１００２がワークＷの絞り加工を行う際の動作態様については、鋼板加工装置１の絞り加工装置２と略同様であるため、詳細な説明を省略する。

前述のように、ダイス部１２２２およびブランクホルダ１２３２には、それぞれ凸部１２２２ａおよび凹部１２３２ａが形成されている（図１５および図１６参照）。
そのため、ダイス部１２２２とブランクホルダ１２３２とによってワークＷの周縁部がプレスされた際、ワークＷの周縁部には、凸部１２２２ａおよび凹部１２３２ａの形状に沿って、ビードＷｂが下方に突出するように形成される。
このように、凸部１２２２ａおよび凹部１２３２ａは、ビード形成部として機能する。

本実施形態において、ビードＷｂは、ワークＷの周縁部の全周に亘って連続的に形成される。詳細には、ビードＷｂは、ワークＷの周縁部における所定位置から当該周縁部の全周を巡って前記位置に戻るように、環状に形成される。

切断加工工程Ｓ１００３は、切断加工装置１００３を用いて、絞り加工工程Ｓ１００２を経たワークＷに対して切断加工を行う工程である。

前述のように、本実施形態においては、ビードＷｂがワークＷの周縁部の全周に亘って連続する環状に形成されている。
そのため、鋼板加工工程Ｓ１の絞り加工工程Ｓ２を経たワークＷと異なり、絞り加工工程Ｓ１００２を経たワークＷにおいては、ビードＷｂよりも内側の部分までニブラ３３を移動させるための経路（以下、「ニブラ３３の進入経路」と記す）が形成されていない。

切断加工工程Ｓ１００３においては、ワークＷにおけるニブラ３３の進入経路を、切断加工装置１００３のエンドミル１０３４によって形成する。
詳細には、図１７に示すように、ワークＷの周縁からビードＷｂよりも内側の部分にかけて、エンドミル１０３４によって切削を行う。この時、ワークＷの切削部分が、ニブラ３３が進入できる程度の大きさとなるように切削を行う。
これにより、ワークＷの切削部分にニブラ３３を進入させ、ワークＷにおけるビードＷｂよりも内側の部分からニブラ３３によるワークＷの切断を開始することによって、ワークＷの周縁部における不要な部分を切り取ることができる。
なお、ワークＷにおけるニブラ３３の進入経路は、少なくとも一つ形成すればよく、その数は限定しない。

なお、本実施形態においては、エンドミル１０３４が切断加工装置１００３における他方のロボット３２に取り付けられているが、ワークＷの周縁からビードＷｂよりも内側の部分にかけて切削し、ニブラ３３の進入経路を形成することができれば、エンドミル１０３４の代わりにレーザカッタ等の加工具を他方のロボット３２に取り付けることも可能である。

また、本実施形態においては、ワークＷの周縁からビードＷｂよりも内側の部分にかけて切削を行うことによって、ニブラ３３の進入経路を形成しているが、ニブラ３３をワークＷにおけるビードＷｂよりも内側の部分に進入させることができれば、本手法に限定しない。
例えば、切断加工装置１００３における他方のロボット３２に、エンドミル１０３４の代わりにローラ等の加工具を取り付け、当該加工具を用いて、ビードＷｂの少なくとも一部を、ニブラ３３がビードＷｂを越えて移動できる程度の高さ（ニブラ３３におけるケース３３１とダイス３３４との最短距離よりも小さい高さ）となるように押圧することによって、ニブラ３３の進入経路を形成すればよい。

また、図１８に示すように、ワークＷにおけるビードＷｂよりも内側の部分に、ワークＷの表面を貫通するスリットを設けることにより、ニブラ３３の進入経路となるスリット加工部Ｗｓを形成することも可能である。
スリット加工部Ｗｓは、ワークＷにおけるビードＷｂよりも内側において、ワークＷに略Ｕ字状のスリットを設けることによって形成される。つまり、スリット加工部Ｗｓは、一部のみがワークＷから切り離されていない状態となっている。

図１９に示すように、ニブラ３３によってスリット加工部Ｗｓが上方から押圧された場合には、スリット加工部Ｗｓが下方に折り曲り、ニブラ３３を挿入可能な貫通孔がワークＷに形成されることとなる。
これにより、前記貫通孔にニブラ３３を挿入し、当該貫通孔からニブラ３３によるワークＷの切断を開始することによって、ワークＷの周縁部における不要な部分を切り取ることができる。
なお、スリット加工部Ｗｓは、少なくとも一つ形成すればよく、その数は限定しない。
また、本実施形態においては、ワークＷに略Ｕ字状のスリットを設けることにより、スリット加工部Ｗｓを形成したが、スリット加工部Ｗｓの形状は限定しない。

また、スリット加工部Ｗｓの形成方法は限定しないが、絞り加工工程Ｓ１００２にて形成することが好ましい。
例えば、上型１０２２または下型１０２３に、ワークＷに略Ｕ字状のスリットを形成するための刃を設け、ワークＷの絞り加工を行うと同時に、スリット加工部Ｗｓを形成すればよい。
これにより、スリット加工部Ｗｓを形成するための作業を別途行う必要がなく、鋼板加工工程Ｓ１００１に要する時間が増加することを防止できる。

本発明は、鋼板を所定の形状に加工するための鋼板加工方法、および鋼板加工装置に利用できる。

１ 鋼板加工装置
２ 絞り加工装置
２１ プレス機
２２ 上型
２２１ ダイス穴
２２２ ダイス部
２２２ａ 凸部
２３ 下型
２３１ パンチ部
２３２ ブランクホルダ
２３２ａ 凹部
３ 切断加工装置
３１ 下型
３２ ロボット
３３ ニブラ
３３１ ケース
３３２ パンチ
３３３ 支持部
３３４ ダイス
３３４ａ ダイス穴
３３４ｂ 排出穴
３３５ 駆動部
４ 曲げ加工装置
４１ 下型
４２ ロボット
４３ 曲げ加工ローラ

Claims (9)

1. 鋼板を所定の形状に加工する鋼板加工方法であって、
   前記鋼板に対して、少なくとも一対の金型を用いて絞り加工を行う絞り加工工程と、
   前記絞り加工工程において絞り加工が施された前記鋼板に対して、少なくとも一つのニブラを用いて切断加工を行う切断加工工程と、を含み、
   前記ニブラは、筒状のケースと、前記ケースの内部に収納され、上下方向に往復運動することによって前記鋼板を打ち抜くパンチと、前記パンチが進入するダイス穴、および当該ダイス穴と連通し、前記鋼板から打ち抜かれたスクラップを排出するための排出穴が形成され、前記鋼板を前記ケースと挟むように前記ケースの下方に設けられるダイスと、を具備し、
   前記切断加工工程において、前記ニブラを移動させつつ、前記ケースと前記ダイスとの間に供給される前記鋼板を、前記パンチによって連続的に打ち抜くことにより切断する、
   ことを特徴とする鋼板加工方法。
2. 前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って環状に形成し、
   前記ビードの少なくとも一部には、前記ニブラにおける前記ケースと前記ダイスとの最短距離よりも小さい高さを有する低部が形成され、
   前記切断加工工程において、前記鋼板の周縁から前記低部を越えて、前記ビードよりも内側の部分まで前記ニブラを移動させ、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼板加工方法。
3. 前記ビードの低部は、前記鋼板の表面と面一となるように形成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の鋼板加工方法。
4. 前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って形成し、
   前記ビードは、少なくとも一箇所で分断され、
   前記ビードにおける分断された部分の一方および他方は、前記ニブラが通過できる程度の隙間が形成されるように、前記鋼板の内外方向に沿って間隔を空けて配置され、
   前記切断加工工程において、前記隙間を通して、前記鋼板における前記ビードよりも内側の部分まで前記ニブラを移動させ、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼板加工方法。
5. 前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って、連続する環状に形成し、
   前記切断加工工程において、前記鋼板における周縁から前記ビードよりも内側の部分にかけて切削し、当該切削部分に前記ニブラを進入させて、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼板加工方法。
6. 前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って、連続する環状に形成し、
   前記切断加工工程において、前記ビードの少なくとも一部を、前記ニブラにおける前記ケースと前記ダイスとの最短距離よりも小さい高さとなるように押圧し、前記鋼板の周縁から前記ビードにおける押圧された部分を越えて、前記ビードよりも内側の部分まで前記ニブラを移動させ、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼板加工方法。
7. 前記絞り加工工程において、前記鋼板における一方の表面側に突出するビードを、前記鋼板の周縁部の全周に亘って、連続する環状に形成すると共に、前記鋼板における前記ビードよりも内側の部分に、前記鋼板の表面を貫通するスリットを設けることによって、前記鋼板における一方の表面側へ折り曲げ可能なスリット加工部を形成し、
   前記切断加工工程において、前記スリット加工部を前記鋼板における一方の表面側へ折り曲げることによって、前記ニブラを挿入可能な貫通孔を前記鋼板に形成し、当該貫通孔に前記ニブラを挿入して、前記鋼板の周縁部における、前記ビードを含む部分を切り取る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼板加工方法。
8. 前記切断加工工程において切断加工が施された前記鋼板に対して、曲げ加工を行う曲げ加工工程を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の鋼板加工方法。
9. 鋼板を所定の形状に加工する鋼板加工装置であって、
   少なくとも一対の金型を有し、前記鋼板に対して絞り加工を行う絞り加工装置と、
   少なくとも一つのニブラを有し、前記絞り加工装置によって絞り加工が施された前記鋼板に対して切断加工を行う切断加工装置と、
   前記切断加工装置によって切断加工が施された前記鋼板に対して曲げ加工を行う曲げ加工装置と、を具備し、
   前記ニブラは、
   筒状のケースと、
   前記ケースの内部に収納され、上下方向に往復運動することによって前記鋼板を打ち抜くパンチと、
   前記パンチが進入するダイス穴、および当該ダイス穴と連通し、前記鋼板から打ち抜かれたスクラップを排出するための排出穴が形成され、前記鋼板を前記ケースと挟むように前記ケースの下方に設けられるダイスと、を具備し、
   前記ケースと前記ダイスとの間に供給される前記鋼板を、移動しつつ前記パンチによって連続的に打ち抜くことにより切断する、
   ことを特徴とする鋼板加工装置。

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