特許 6424905 切断加工装置及び切断加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6424905

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】切断加工装置及び切断加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/16 20060101AFI20181112BHJP

   B21D 28/00 20060101ALI20181112BHJP

   B21D 28/02 20060101ALI20181112BHJP

   B23D 15/06 20060101ALI20181112BHJP

   B23D 33/02 20060101ALI20181112BHJP

   B23D 33/08 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   B21D28/16

   B21D28/00 B

   B21D28/02 Z

   B23D15/06 Z

   B23D33/02 B

   B23D33/08 B

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-573345(P2016-573345)

(86)(22)【出願日】2016年2月1日

(86)【国際出願番号】JP2016052888

(87)【国際公開番号】WO2016125730

(87)【国際公開日】20160811

【審査請求日】2017年7月28日

(31)【優先権主張番号】特願2015-20331(P2015-20331)

(32)【優先日】2015年2月4日

(33)【優先権主張国】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 一般社団法人 日本塑性加工学会、第６５回塑性加工連合講演会講演論文集、平成２６年９月２２日発行に発表

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】西村 隆一

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】中澤 嘉明

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０７４３０９５１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開平０１−２９３９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６３７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２１６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ２８／１６

Ｂ２１Ｄ ２８／００

Ｂ２１Ｄ ２８／０２

Ｂ２３Ｄ １５／０６

Ｂ２３Ｄ ３３／０２

Ｂ２３Ｄ ３３／０８

Ｂ２６Ｆ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相対的に接近する第１の切刃及び第２の切刃により板材の端部を切除して被加工材を得る切断加工装置であって、
前記板材のうちの前記被加工材となる被加工材部分を表裏面より挟持する第１の当接部及び前記第１の切刃と；
前記板材のうちの前記端部となる端材部分を表裏面より挟持する前記第２の切刃及び第２の当接部と；
前記板材の表裏面のうちの少なくとも一方における、前記被加工材部分及び前記端材部分が同一平面上にある平坦状態を維持したまま、前記第１の切刃及び前記第２の切刃を相対的に接近開始させる駆動部と；
前記板材の切断後でかつ前記第２の切刃及び前記第２の当接部による前記端部の挟持を解いた後、前記端部に対して外力を付与する端材除去部と；
を備えることを特徴とする切断加工装置。

【請求項2】

前記第１の切刃及び前記第２の切刃に、これら第１の切刃及び第２の切刃の接近方向から見た場合に、曲線部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の切断加工装置。

【請求項3】

前記第１の切刃の前記曲線部の曲率が、−０．０７ｍｍ^−１以上０．２０ｍｍ^−１以下である
ことを特徴とする請求項２に記載の切断加工装置。

【請求項4】

相対的に接近する第１の切刃及び第２の切刃により板材の端部を切除して被加工材を得る切断加工方法であって、
前記板材のうちの前記被加工材となる被加工材部分を表裏面より挟持する工程と；
前記板材のうちの前記端部となる端材部分を表裏面より挟持する工程と；
前記板材の表裏面のうちの少なくとも一方における、前記被加工材部分及び前記端材部分が同一平面上にある平坦状態を維持したまま、前記第１の切刃及び前記第２の切刃を相対的に接近開始させる工程と；
切断した前記端材部分を、前記挟持した場所から落とす工程と；
を有することを特徴とする切断加工方法。

【請求項5】

前記端材部分の把持した最大幅寸法が、前記端材部分の最小幅寸法の０．５倍未満である
ことを特徴とする請求項４に記載の切断加工方法。

【請求項6】

前記接近開始の時点で、前記板材の表裏面の何れにも張力が付与されていない
ことを特徴とする請求項４または５に記載の切断加工方法。

【請求項7】

前記第１の切刃及び前記第２の切刃間のクリアランスを１０％超３０％以下とする
ことを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の切断加工方法。

【請求項8】

前記端材部分を挟持する際の加圧力を０．０５ｋＮ以上とする
ことを特徴とする請求項４〜７の何れか一項に記載の切断加工方法。

【請求項9】

前記板材は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板である
ことを特徴とする請求項４〜８の何れか一項に記載の切断加工方法。

【請求項10】

前記板材の板厚が、０．６ｍｍ〜３．６ｍｍである
ことを特徴とする請求項４〜９の何れか一項に記載の切断加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切断加工装置及び切断加工方法に関する。
本願は、２０１５年２月４日に日本に出願された特願２０１５−０２０３３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

自動車、鉄道車両、建材、船舶、および家電製品等には、例えば、図１０に示す薄板加工部品８（プレス成形品）が用いられる。この薄板加工部品８は、例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示す板材１の長手方向における端部３を曲線状の切断線２に沿って切断（せん断）する切断工程と、上記切断工程後の板材１（すなわち、板材１の被加工材部分４）をプレス成形するプレス工程とを経て製造される。なお、図７Ａは、板材１の平面図であり、図７Ｂは、図７Ａの符号Ｘで示した部分の拡大図である。

【0003】

図８は、板材１を切断する際に用いられる従来の切断加工装置１０を示す断面模式図である。図８に示すように、板材１の端部３を切断する際は、板材１を下刃１１と板押さえ１３とにより挟持しながら、下刃１１に対して所定のクリアランスＣＬ／ｔ（％）を有する上刃１２を下降させる。これにより、板材１の端部３が切除され、板材１より被加工材６が得られる。なお、上記のＣＬは、図８に示すように、上刃１２と下刃１１との間の距離を表し、上記のｔは、板材１の板厚を表す。すなわち、上記の「クリアランスＣＬ／ｔ（％）」は、板厚ｔに対する距離ＣＬの割合を表す。

【0004】

図９は、被加工材６をプレス成形する際に用いられるプレス成形装置２０を示す断面模式図である。図９に示すように、被加工材６を、パンチ２１、ダイ２２、およびパッド２３を用いて伸びフランジ成形することにより、図１０に示す薄板加工部品８を得ることができる。

【0005】

ここで、図８に示す切断工程では、板材１より端部３を切除する際、板材１の被加工材部分４に、バリが発生することがある。バリは、強い加工を受けて硬くなっているために、被加工材６の加工性（成形性）を低下させる。そして、被加工材６の加工性が低下すると、薄板加工部品８の歩留り低下および製造コスト上昇が生じる。バリは、クリアランスＣＬ／ｔ（％）が大きいほど（例えば、１０％超）、顕著に発生するため、クリアランスＣＬ／ｔ（％）を所定の値（例えば１０％以下）に管理することは、薄板加工部品８の量産性を高めるために重要である。

【0006】

しかしながら、板材１を曲線状の切断線２に沿って切断する際に、上刃１２と下刃１１との間のクリアランスＣＬ／ｔを所定の値（例えば１０％以下）に管理することは、金型の製作精度等の観点から、容易でない。また、板材１を直線状に切断する場合であっても、板材１の切断時に生じる、金型の弾性変形等によってクリアランスＣＬ／ｔが変化する。したがって、量産工程において、クリアランスＣＬ／ｔを所定の値に管理し、バリ発生を抑制することは、容易でない。

【0007】

ここで、特許文献１では、上下に設けたローラにより、打抜き加工時に発生したバリを押し潰す打抜き用金型が開示されている。また、特許文献２では、板材の上下から同一位置および同一形状のパンチプレスを行うことにより、孔開け部分の断面にバリが発生することを防止する方法が開示されている。

【0008】

しかしながら、特許文献１では、打抜き加工により発生したバリを押し潰すため、押し潰された部分は硬化し、加工性がさらに低下する。また、特許文献２では、板材の上下から同一位置および同一形状のパンチプレスを行うため、プレス加工機が２台必要となり、設備費等のコストが増大する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】日本国特開平１０−２６３７２１号公報

【特許文献2】日本国特開平１１−２２１６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明者らは、被加工材６にバリが発生する要因として、板材１を切断する際の板材１の倒れ込みに着目した。
図１１は、図８に示す上刃１２を下降させた状態を示す模式図であって、切断途中を示す図である。図１１に示すように、板材１を下刃１１と板押さえ１３とにより挟持した状態で上刃１２を下降させると、上刃１２が板材１の表面に接触し、板材１の端部３は下方へ倒れ込む。

【0011】

このような板材１の倒れ込みが生じると、下刃１１が板材１に食い込みにくくなり、下刃１１と接触している箇所からの亀裂が生じにくくなる。また、板材１の倒れ込みにより、板材１に張力が作用し、上刃１２からの亀裂が生じやすくなる。そのため、図１１に示す状態からさらに上刃１２を下降させると、上刃１２と接触している箇所から亀裂が生じ、上刃１２の移動方向に沿って切断面Ｓが形成される結果、バリが生じる。なお、上記の倒れ込みは、板材１の弾性変形に支配されるため、板材１の倒れ込み角度は、板材１の引張強度が高くなるほど、大きくなる。換言すれば、板材１の引張強度が大きいほど、被加工材６に生じるバリが大きくなる。

【0012】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、板材の端部を切除する際のバリ発生を低コストかつ容易に抑制することができる、切断加工装置および切断加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明は以下を採用する。
（１）本発明の一態様に係る切断加工装置は、相対的に接近する第１の切刃及び第２の切刃により板材の端部を切除して被加工材を得る切断加工装置であって、 前記板材のうちの前記被加工材となる被加工材部分を表裏面より挟持する第１の当接部及び前記第１の切刃と；前記板材のうちの前記端部となる端材部分を表裏面より挟持する前記第２の切刃及び第２の当接部と；前記板材の表裏面のうちの少なくとも一方における、前記被加工材部分及び前記端材部分が同一平面上にある平坦状態を維持したまま、前記第１の切刃及び前記第２の切刃を相対的に接近開始させる駆動部と；前記板材の切断後でかつ前記第２の切刃及び前記第２の当接部による前記端部の挟持を解いた後、前記端部に対して外力を付与する端材除去部と；を備える。
（２）上記（１）に記載の態様において、前記第１の切刃及び前記第２の切刃に、これら第１の切刃及び第２の切刃の接近方向から見た場合に、曲線部が形成されていてもよい。
（３）上記（２）に記載の態様において、前記第１の切刃の前記曲線部の曲率が、−０．０７ｍｍ^−１以上０．２０ｍｍ^−１以下であってもよい。
（４）本発明の他の態様に係る切断加工方法は、相対的に接近する第１の切刃及び第２の切刃により板材の端部を切除して被加工材を得る切断加工方法であって、前記板材のうちの前記被加工材となる被加工材部分を表裏面より挟持する工程と；前記板材のうちの前記端部となる端材部分を表裏面より挟持する工程と； 前記板材の表裏面のうちの少なくとも一方における、前記被加工材部分及び前記端材部分が同一平面上にある平坦状態を維持したまま、前記第１の切刃及び前記第２の切刃を相対的に接近開始させる工程と；切断した前記端材部分を、前記挟持した場所から落とす工程と；を有する。
（５）上記（４）に記載の態様において、前記端材部分の把持した最大幅寸法が、前記端材部分の最小幅寸法の０．５倍未満であってもよい。
（６）上記（４）または（５）に記載の態様において、前記接近開始の時点で、前記板材の表裏面の何れにも張力が付与されていなくてもよい。
（７）上記（４）〜（６）のいずれか一項に記載の態様において、前記第１の切刃及び前記第２の切刃間のクリアランスを１０％超３０％以下としてもよい。
（８）上記（４）〜（７）のいずれか一項に記載の態様において、前記端材部分を挟持する際の加圧力を０．０５ｋＮ以上としてもよい。
（９）上記（４）〜（８）のいずれか一項に記載の態様において、前記板材は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板であってもよい。
（１０）上記（４）〜（９）のいずれか一項に記載の態様において、前記板材の板厚が、０．６ｍｍ〜３．６ｍｍであってもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の上記各態様によれば、板材の端部を切除する際のバリ発生を低コストかつ容易に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】本発明の実施形態に係る切断加工装置を示す斜視図である。

【図1B】上記切断加工装置を示す平面図である。

【図1C】図１Ａに示す切断加工装置のＡ−Ａ断面図である。

【図2】図１Ａに示す切断加工装置のＡ−Ａ断面図であって、切断加工後の状態を示す図である。

【図3】上記切断加工装置により得られた被加工材、および従来の切断加工装置により得られた被加工材の断面写真である。

【図4】倒れ込み抑制部材の有無によるバリ高さの変化を示すグラフである。

【図5】倒れ込み抑制部材の設定荷重と限界Ｈ／限界＿基準との関係を示すグラフである。

【図6】倒れ込み抑制部材の幅と限界Ｈ／限界＿基準との関係を示すグラフである。

【図7A】板材を示す平面図である。

【図7B】図７Ａの符号Ｘで示す部分の拡大図である。

【図8】従来の切断加工装置を示す断面模式図である。

【図9】プレス成形装置を示す断面模式図であって、成形途中を示す図である。

【図10】薄板加工部品の一例を示す斜視図である。

【図11】従来の切断加工装置によりバリが発生するメカニズムを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については同一符号を付することにより、それらの重複説明を省略する。

【0017】

図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の実施形態に係る切断加工装置１００を示す図である。図１Ａは、切断加工装置１００の斜視図であり、図１Ｂは、切断加工装置１００の平面図であり、図１Ｃは、図１Ａに示す切断加工装置１００のＡ−Ａ断面図である。切断加工装置１００は、図１Ａ及び図７Ａに示すように、上刃１０２が鉛直方向Ｚ（上刃１０２が下刃１０１に対して接近する方向）に移動することにより、板材１の長手方向における端部３（板材１の端材部分）を曲線状の切断線２に沿って切除（外形トリム）する。なお、図面を判読し易くするため、図１Ａにおいて、上刃１０２および板材１は、二点鎖線により示している。

【0018】

板材１の材質は、例えば、鉄、アルミ、ステンレス、銅、チタン、マグネシウム、または鋼等の金属である。板材１の材質は、上記に列挙したもののみに限られず、金属及び樹脂からなる複合材、または異種金属等であってもよい。
また、板材１の板厚は、０．６ｍｍ〜３．６ｍｍであることが好ましく、０．６ｍｍ〜２．３ｍｍであることがより好ましく、０．６ｍｍ〜１．８ｍｍであることがさらに好ましい。

【0019】

図１Ａ〜図１Ｃに示すように、切断加工装置１００は、下刃１０１（第１の切刃）と、下刃１０１に対向するように配置された板押さえ１０４（第１の当接部）と、板押さえ１０４の長手方向における両端面１０４ａから所定距離分離して配置された一対の上刃１０２（第２の切刃）と、一対の上刃１０２に対向するように配置された一対の倒れ込み抑制部材１０５（第２の当接部）と、一対のスクラップ箱１１０とを備える。

【0020】

下刃１０１は、不図示の床面に固定されている。板押さえ１０４は、鉛直方向Ｚに移動可能となっている。そして、板材１を切断する際は、板材１の板厚方向における二面（表裏面）より、板材１の被加工材部分４を下刃１０１及び板押さえ１０４により挟持する。

【0021】

上刃１０２は、例えば、クリアランスＣＬ／ｔ（上刃１０２及び下刃１０１の間の距離ＣＬを板材１の板厚ｔで除した値：図８参照）が５〜３０％となるように、下刃１０１から所定距離分離して配置されている。すなわち、上刃１０２の端面１０２ａ（曲線部）と下刃１０１の端面１０１ａ（曲線部）との間の距離は、板材１の板厚ｔの５〜３０％となっている。なお、一対の上刃１０２の各々は、駆動装置１２０（駆動部）に設置され、鉛直方向Ｚに移動可能となっている。

【0022】

また、図１Ｃに示すように、一対の上刃１０２の各々は、その下端部に設けられた凹部１０２ｂと、凹部１０２ｂの内部に設けられた押圧バー１０９（端材除去部）と、押圧バー１０９を凹部１０２ｂから押し出すように付勢する弾性体１０８とを有している。弾性体１０８は、例えば、コイルばね、または板ばね等である。なお、弾性体１０８の付勢力は、板材１を変形させない程度の力に設定されており、板材１の端部３は、切断後、押圧バー１０９及び弾性体１０８から外力を受けて下方に落下する。

【0023】

倒れ込み抑制部材１０５は、図１Ｃに示すように、断面が台形状であり、板材１の端部３の下面に当接する天板面１０５ａ（平坦部）と、天板面１０５ａに接続されてかつ天板面１０５ａに垂直な側端面１０５ｃと、天板面１０５ａに接続されてかつ天板面１０５ａに対して傾斜する傾斜面１０５ｂと、天板面１０５ａに平行な底面１０５ｄと、底面１０５ｄに設けられた弾性体１０７とを有する。弾性体１０７は、倒れ込み抑制部材１０５を上刃１０２に向けて付勢する。弾性体１０７は、例えば、コイルばね、又は板ばね等である。なお、弾性体１０７に代えて、ガスシリンダー等を設けてもよい。
また、倒れ込み抑制部材１０５は、その側端面１０５ｃと、下刃１０１の端面１０１ａとの間の距離Ｄが０．０１ｍｍ〜１００ｍｍとなるように、配置される。なお、距離Ｄは、０．０１ｍｍ〜５０ｍｍであることがより好ましく、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。

【0024】

板材１を切断する際は、板材１の長手方向における端部３を、板材１の板厚方向における二面（表裏面）より上刃１０２および倒れ込み抑制部材１０５で挟持する。この際、弾性体１０７は、０．０５ｋＮ以上の加圧力となるように設定されている。

【0025】

一対のスクラップ箱１１０は、図１Ａに示すように、倒れ込み抑制部材１０５の下方に配置されている。そして、スクラップ箱１１０は、板材１から切断された端部３を収容する。

【0026】

また、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、下刃１０１の端面１０１ａ、及び板押さえ１０４の端面１０４ａは、鉛直方向Ｚから見た場合に、図７Ａに示す板材１の切断線２に沿った曲線形状を有している。また、上刃１０２の端面１０２ａ及び倒れ込み抑制部材１０５の側端面１０５ｃも、鉛直方向Ｚから見た場合に、板材１の切断線２に沿った曲線形状を有している。すなわち、倒れ込み抑制部材１０５は、上刃１０２の端面１０２ａに沿った形状を有している。

【0027】

倒れ込み抑制部材１０５の天板面１０５ａの幅Ｗ（板材１の切断線２に交差する方向における天板面１０５ａの長さ：図１Ｃ参照）は、倒れ込み抑制部材１０５が曲線形状を有しているため、天板面１０５ａの長手方向に沿って変化する。天板面１０５ａの幅Ｗの最大寸法は、板材１の切断幅ｗ（すなわち、切除された板材１の端部３の幅：図７Ａ参照）の最小寸法の０．５倍よりも小さいことが好ましい。これにより、切断された板材１の端部３の重心が、倒れ込み抑制部材１０５の天板面１０５ａ上に位置しないため、板材１の端部３を下方に落下させることができる。なお、天板面１０５ａの幅Ｗの最大寸法は、例えば、３０ｍｍ以下である。
一方、天板面１０５ａの幅Ｗの最小寸法は、板材１の板厚以上であることが好ましい。この場合、倒れ込み抑制部材１０５の厚さを増すことができ、倒れ込み抑制部材１０５の強度を向上させることができる。

【0028】

次に、切断加工装置１００を用いて、板材１の端部３を切除して、被加工材７を得る方法について説明する。まず、図１Ａ及び図１Ｃに示すように、板材１を下刃１０１と板押さえ１０４との間に配置して、下刃１０１及び板押さえ１０４により、板材１の被加工材部分４を挟持する。その後、板材１の端部３を、上刃１０２及び倒れ込み抑制部材１０５により挟持する。この際、板材１の端部３は、倒れ込み抑制部材１０５に設けられた弾性体１０７により、加圧されている。

【0029】

続いて、上刃１０２を下降させ（上刃１０２を下刃１０１に向かって接近させ）、板材１の端部３を切断する。この際、倒れ込み抑制部材１０５が、板材１の端部３を加圧しているため、板材１の端部３の倒れ込み（図１１参照）を抑制することができる。そのため、板材１に張力（板材１の切断線２に交差する方向における張力）が作用することを防止するとともに、下刃１０１が板材１に食い込みやすくなる。その結果、上刃１０２から亀裂を生じさせるとともに、下刃１０１からも亀裂を生じさせることができるので、被加工材７にバリが発生することを抑制することができる。

【0030】

最後に、図２に示すように、上刃１０２を上昇させて、板材１の切断が終了する。この際、上刃１０２が上昇することにより、切断後の板材１の端部３の挟持が解かれるので、端部３は、上刃１０２の押圧バー１０９により外力を受けて落下する。そのため、切断後の板材１の端部３を確実に落下させることができるので、切断作業の効率化を図ることができる。そして、倒れ込み抑制部材１０５の下方にスクラップ箱１１０が設けられているので（図１Ａ参照）、端部３は、倒れ込み抑制部材１０５の傾斜面１０５ｂにガイドされてスクラップ箱１１０に収容される。

【0031】

以上の工程により、切断加工装置１００を用いて、板材１から被加工材７を得ることができる。そして、被加工材７に対して、図９に示すプレス成形装置２０を用いて伸びフランジ成形を行うことにより、伸びフランジ成形部を有するプレス成形品を製造することができる。この際、被加工材７は、バリが抑制されているため、伸びフランジ成形する際の成形不良発生を抑制することができる。その結果、プレス成形品の歩留り低下および製造コスト上昇を抑制でき、プレス成形品を高い歩留りで量産することができる。

【0032】

以上に説明した、本実施形態に係る切断加工装置１００によれば、板材１の端部３の下面を倒れ込み抑制部材１０５により加圧しながら、上刃１０２を下刃１０１に接近開始させる。換言すれば、板材１の被加工材部分４及び端部３が同一平面上にある平坦状態を維持したまま（板材１の板厚方向における二面に張力を付与せずに）、上刃１０２を下刃１０１に接近開始させる。そのため、板材１の端部３の倒れ込みを抑制することができ、被加工材７にバリが発生することを抑制することができる。したがって、低コストかつ容易にバリ発生を抑制することができる。

【0033】

上述のように、従来の切断加工装置１０（図１１参照）では、クリアランスＣＬ／ｔが大きい場合（例えば１０％超）、板材の倒れ込みによりバリが顕著に発生するが、本実施形態に係る切断加工装置１００では、板材の倒れ込みを抑制することができるので、クリアランスＣＬ／ｔが大きい場合でも被加工材７にバリが発生することを抑制することができる。

【0034】

また、板材１は、引張強度が高いほど上記の倒れ込みが生じやすい。したがって、倒れ込み抑制効果の観点からは、板材１は、引張強度４４０ＭＰａ以上の鋼板であることが好ましく、５９０ＭＰａ以上の鋼板であることがより好ましく、９８０ＭＰａ以上の鋼板であることがさらに好ましい。
また、板材１は、板厚が薄いほど上記の倒れ込みが生じやすい。したがって、板材１の板厚が薄いほど、倒れ込み抑制効果が大きくなる。

【0035】

また、板材１では、板材１の切断線２の曲率が−０．０７ｍｍ^−１以上の場合には、切断時の倒れ込みが顕著に生じる。そのため、切断線２の曲率が−０．０７ｍｍ^−１以上の場合には、上記の倒れ込み抑制効果が大きくなる。ここで、負の曲率は凹曲線を表し、正の曲率は凸曲線を表す。
一方、板材１の切断線２の曲率が０．２０ｍｍ^−１を超える場合には、図９に示すプレス成形装置２０を用いて被加工材７を伸びフランジ成形した際に、被加工材７に応力集中が生じ、破断が生じることがある。そのため、伸びフランジ成形時の破断を抑制する観点からは、板材１の切断線２の曲率が０．２０ｍｍ^−１以下であることが好ましい。
したがって、板材１の切断線２の曲率は、−０．０７ｍｍ^−１以上０．２０ｍｍ^−１以下であることが好ましい。

【0036】

なお、上記を換言すれば、板材１は下刃１０１及び上刃１０２の形状に沿って切断されるため、下刃１０１の端面１０１ａの曲率が−０．０７ｍｍ^−１以上０．２０ｍｍ^−１以下であることが好ましく、上刃１０２の端面１０２ａの曲率が−０．２０ｍｍ^−１以上０．０７ｍｍ^−１以下であることが好ましい。

【実施例】

【0037】

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。

【0038】

（実施例１）
本実施形態に係る切断加工装置１００を用いて、板材１の端部３を切除し、被加工材を製造した。この際、板材１の切断線２の曲率（曲率半径の逆数）を、下記の表１の条件１〜５の５水準とした（条件３は、切断線２が直線状である場合を示す）。なお、表１の条件１〜３及び５では、倒れ込み抑制部材１０５の天板面１０５ａの幅Ｗを３ｍｍとし、クリアランスＣＬ／ｔを２５％とした。一方、表１の条件４では、天板面１０５ａの幅Ｗを３ｍｍとし、クリアランスＣＬ／ｔを１０％、２５％の２水準とした。板材１として、引張強度が９８０ＭＰａでかつ板厚が１．４ｍｍである鋼板を用いた。倒れ込み抑制部材１０５の設定荷重（板材１に対する加圧力）は、５．０ｋＮとした。
また、比較のため、図８に示す従来の切断加工装置１０を用いて、同様に被加工材を製造した。

【0039】

【表1】

【0040】

そして、これらの被加工材について、幅方向に垂直な断面を撮影し、バリ高さを測定した。結果を図３および図４に示す。
図３に示すように、比較例では、クリアランスＣＬ／ｔが２５％の場合、クリアランスＣＬ／ｔが１０％の場合と比較して、大きなバリが発生した。一方、実施例では、クリアランスＣＬ／ｔが２５％の場合でも、大きなバリが発生しなかった。すなわち、実施例では、クリアランスＣＬ／ｔが大きい場合であっても、バリ発生が抑制できることを確認できた。
また、図４に示す結果からも、実施例では、被加工材のバリ発生を抑制できることを確認できた。ただし、条件１では、板材の倒れ込みに起因するバリ高さが小さいため、条件２〜５に比べて、倒れ込み抑制効果が小さいことがわかった。

【0041】

（実施例２）
上記実施例１の場合と同様に、板材１の切断線２の曲率を表１の条件４として、被加工材を製造した。なお、クリアランスＣＬ／ｔを２５％とし、倒れ込み抑制部材１０５の設定荷重を０．０５ｋＮ、１．５ｋＮ、３．０ｋＮ、５．０ｋＮの４水準とした。そして、これらの被加工材に伸びフランジ成形を行って、限界フランジ高さの相対値（限界Ｈ／限界Ｈ＿基準）を求めた。結果を図５に示す。

【0042】

図５は、倒れ込み抑制部材１０５の設定荷重と、限界フランジ高さの相対値（限界Ｈ／限界＿基準）との関係を示すグラフである。なお、図５において、倒れ込み抑制部材の設定荷重がゼロのプロットは、従来の切断加工装置１０を用いて製造された被加工材を伸びフランジ成形した場合を示している。
限界フランジ高さの相対値（限界Ｈ／限界＿基準）は、約１ｍｍピッチでフランジ高さを高くしていき、エッジ部の割れ、または板厚方向の局所的なくびれが生じない限界フランジ高さ（限界Ｈ）を、従来の切断加工装置１０を用いてクリアランスＣＬ／ｔ＝１０％の条件で得られた被加工材の限界フランジ高さ（限界Ｈ＿基準）で除した値である。
ここで、上記の「フランジ高さ」は、成形されたフランジの根元における立ち上がり曲率部を除いた部分のフランジ高さとする。したがって、クリアランスＣＬ／ｔ＝１０％の条件で得られた被加工材と同じ高さのフランジが成形できる場合には、限界フランジ高さの相対値（限界Ｈ／限界Ｈ＿基準）は１．０となり、立ち上がり曲率部から出ない程度のフランジ高さしか成形できない場合には、限界フランジ高さの相対値はゼロとなる。

【0043】

従来の切断加工装置１０により製造された被加工材には、大きなバリが発生していた。このため、図５に示すように、この被加工材を伸びフランジ成形した際に破断が生じ、限界フランジ高さの相対値がゼロとなった。
一方、倒れ込み抑制部材の設定荷重を０．０５ｋＮ以上とした場合、大きなバリが発生することなく、限界フランジ高さの相対値が０．９超となった。この結果より、切断加工装置１００は、クリアランスＣＬ／ｔが２５％と大きい場合でも、良好な伸びフランジ成形性を有する被加工材を製造できることを確認できた。

【0044】

（実施例３）
上記実施例２の場合と同様に、板材１の切断線２の曲率を表１の条件４として、被加工材を製造した。なお、倒れ込み抑制部材１０５の設定荷重を５．０ｋＮとし、倒れ込み抑制部材１０５の天板面１０５ａの幅Ｗを３ｍｍ、６ｍｍ、１０ｍｍの３水準とした。そして、上記実施例２の場合と同様に、限界フランジ高さの相対値（限界Ｈ／限界＿基準）を求めた。結果を図６に示す。

【0045】

図６は、倒れ込み抑制部材１０５の天板面１０５ａの幅Ｗと（限界Ｈ／限界＿基準）との関係を示すグラフである。なお、図６において、倒れ込み抑制部材の幅がゼロのプロットは、従来の切断加工装置１０を用いて製造された被加工材を伸びフランジ成形した場合を示している。
図６に示すように、従来の切断加工装置１０により製造された被加工材には、大きなバリが発生していた。このため、被加工材を伸びフランジ成形した際に破断が生じ、限界フランジ高さの相対値がゼロとなった。
一方、本実施形態に係る切断加工装置１００により製造された被加工材には、大きなバリが発生することなく、限界フランジ高さの相対値（限界Ｈ／限界＿基準）が約１．０となった。この結果からも、切断加工装置１００は、クリアランスＣＬ／ｔが２５％と大きい場合でも、良好な伸びフランジ成形性を有する被加工材を製造できることを確認できた。

【0046】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲が上記実施形態のみに限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0047】

例えば、上記実施形態では、板材１の長手方向における端部３を切除する場合を示した。しかしながら、板材１の幅方向における端部を切除するように、切断加工装置１００を構成してもよい。また、板材１の周方向における端部を切除するように（板材１の切断線２が一つの閉じた線となるように）切断加工装置１００を構成してもよい。

【0048】

また、例えば、上記実施形態では、上刃１０２が押圧バー１０９及び弾性体１０８を有する場合を示した。しかしながら、押圧バー１０９及び弾性体１０８を倒れ込み抑制部材１０５に設けてもよい。また、押圧バー１０９及び弾性体１０８に代えて、ガスを板材の端部に吹き付けるガス吹き付け装置を設けてもよい。

【0049】

また、例えば、上記実施形態では、切断加工装置１００が、一対の上刃１０２を備える場合を示した。しかしながら、切断加工装置１００は、一つの上刃１０２を備えてもよい。

【0050】

また、例えば、上記実施形態では、板材１を曲線状に切断する場合を示した。しかしながら、板材１を直線状に切断してもよい。

【0051】

また、例えば、上記実施形態では、倒れ込み抑制部材１０５が傾斜面１０５ｂを有する場合を示した。しかしながら、傾斜面１０５ｂを垂直面としてもよい。ただし、弾性体１０７の配置スペースを確保する点、及び倒れ込み抑制部材１０５の強度を向上させる点等から、傾斜面１０５ｂを設けることが好ましい。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明によれば、板材の端部を切除する際のバリ発生を低コストかつ容易に抑制することができる、切断加工装置および切断加工方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0053】

１： 板材
２： 切断線
３： 板材の端部
７： 被加工材
２０： プレス成形装置
１００： 切断加工装置
１０１： 下刃（第１の切刃）
１０２： 上刃（第２の切刃）
１０４： 板押さえ（第１の当接部）
１０５： 倒れ込み抑制部材（第２の当接部）
１０７： 弾性体
１１０： スクラップ箱
１２０： 駆動装置（駆動部）

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】