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(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】
(24)【登録日】2023-09-29
(45)【発行日】2023-10-10
(54)【発明の名称】加工品製造方法
(51)【国際特許分類】
B21D 28/02 20060101AFI20231002BHJP
B21D 22/02 20060101ALI20231002BHJP
B21D 28/00 20060101ALI20231002BHJP
B21D 28/16 20060101ALI20231002BHJP
B23D 15/00 20060101ALI20231002BHJP
【ＦＩ】
B21D28/02 Z
B21D22/02 A
B21D28/00 A
B21D28/16
B23D15/00 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022500586
(86)(22)【出願日】2021-08-17
(86)【国際出願番号】 JP2021030070
(87)【国際公開番号】W WO2022039168
(87)【国際公開日】2022-02-24
【審査請求日】2022-01-05
【審判番号】
【審判請求日】2022-09-05
(31)【優先権主張番号】P 2020137515
(32)【優先日】2020-08-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002044
【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス
(72)【発明者】
【氏名】中村 尚文
(72)【発明者】
【氏名】大屋 忍
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 宏和
(72)【発明者】
【氏名】イサカ ハミード
【合議体】
【審判長】渋谷 善弘
【審判官】刈間 宏信
【審判官】大山 健
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１５７３１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平３－１３８０３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１１７３４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－７９３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６－５７３２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３２１０２１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
B21D 28/00-28/34 B21D 22/02 B23D 15/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とし、切断端部を有する加工品を製造するための加工品製造方法であって、第１ダイと第１パンチとのクリアランスがマイナスクリアランスに設定された前記第１ダイ及び前記第１パンチを用いて、前記素材から形成された第１素体の切断部分を板厚方向に半切断する半切断工程と、
第２ダイ及び第２パンチを用いて、半切断された前記第１素体を前記半切断と同一方向から仕上げ切断して、前記板厚方向に沿った切断端部を有する加工品を得る仕上げ切断工程と、
を含み、
前記加工品の外周側に切断端部が形成される場合には前記第２ダイの内径Ｄ３２は前記第１ダイの内径Ｄ３１以上とし、前記加工品の内部側に切断端部が形成される場合には前記第２ダイの外径ｄ３２は前記第１ダイの外径ｄ３１以下とし、
前記第１素体の切断部分の板厚をｔ１、前記半切断工程後の前記切断部分の残存板厚をｔ２として、
前記半切断工程において、
前記第１ダイ及び前記第１パンチとのクリアランスＣ３１－４１は、下記式（ａ１）を満たし、
前記第１ダイの刃先の曲率半径Ｒ１は、下記式（ａ２）を満たし、
前記第１素体の切断部分に対する前記第１ダイまたは前記第１パンチの押込み量Ｄは、下記式（ａ３）を満たし、
下死点での前記第１ダイと前記第１パンチとの間隔ＣＰ－Ｄは、下記式（ａ４）を満たし、
前記仕上げ切断工程において、
前記第２ダイと前記第２パンチとのクリアランスＣ３２－４２は、下記式（ａ５）を満たし、
前記第２ダイの刃先の曲率半径Ｒ２は、下記式（ａ６）を満たす、加工品製造方法。
－０．２５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．０１ ・・・（ａ１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１≦０．５０×ｔ１ ・・・（ａ２）
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ａ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ａ４）
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（ａ５）
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（ａ６）
ここで、Ｃ３１－４１、ＣＰ－Ｄ、Ｃ３２－４２及びＲ２の単位はｍｍとする。
【請求項2】
表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とし、切断端部を有する加工品を製造するための加工品製造方法であって、第１ダイと第１パンチとのクリアランスがマイナスクリアランスに設定された前記第１ダイ及び前記第１パンチを用いて、前記素材から形成された第１素体の切断部分を板厚方向に半切断する半切断工程と、
第２ダイ及び第２パンチを用いて、半切断された前記第１素体を前記半切断と同一方向から仕上げ切断して、切断面が前記板厚方向に沿った切断端部を有する加工品を得る仕上げ切断工程と、
を含み、
前記加工品の外周側に切断端部が形成される場合には前記第２ダイの内径Ｄ３２は前記第１ダイの内径Ｄ３１以上とし、前記加工品の内部側に切断端部が形成される場合には前記第２ダイの外径ｄ３２は前記第１ダイの外径ｄ３１以下とし、
前記第１素体の切断部分の板厚をｔ１、前記半切断工程後の前記切断部分の残存板厚をｔ２として、
前記半切断工程において、
前記第１ダイ及び前記第１パンチとのクリアランスＣ３１－４１は、下記式（ｂ１）を満たし、
前記第１ダイの刃先の曲率半径Ｒ１１は、下記式（ｂ２－１）を満たし、
前記第１パンチの刃先の曲率半径Ｒ１２は、下記式（ｂ２－２）を満たし、
前記第１素体の切断部分に対する前記第１ダイまたは前記第１パンチの押込み量Ｄは、下記式（ｂ３）を満たし、
下死点での前記第１ダイと前記第１パンチとの間隔ＣＰ－Ｄは、下記式（ｂ４）を満たし、
前記仕上げ切断工程において、
前記第２ダイと前記第２パンチとのクリアランスＣ３２－４２は、下記式（ｂ５）を満たし、
前記第２ダイの刃先の曲率半径Ｒ２は、下記式（ｂ６）を満たす、加工品製造方法。
－０．３５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．１０×ｔ１・・・（ｂ１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１１≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１２≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－２）
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ｂ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ｂ４）
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（ｂ５）
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（ｂ６）
ここで、Ｃ３１－４１、ＣＰ－Ｄ、Ｃ３２－４２及びＲ２の単位はｍｍとする。
【請求項3】
前記仕上げ切断工程で得られた加工品を第２素体として、前記第２素体の前記切断端部の角部をパッドに押し当て、前記角部にコイニング面が形成された加工品を得るコイニング工程をさらに含む、請求項１または２に記載の加工品製造方法。
【請求項4】
前記加工品の外周側に切断端部が形成される場合には、前記第１ダイの内径Ｄ３１と前記第２ダイの内径Ｄ３２との差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜を１．００ｍｍ以下とし、前記加工品の内部側に切断端部が形成される場合には、前記第１ダイの外径ｄ３１と前記第２ダイの外径ｄ３２との差の絶対値｜ｄ３２－ｄ３１｜を１．００ｍｍ以下とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の加工品製造方法。
【請求項5】
前記半切断工程の前に、平板状のめっき鋼板から第１素体を成形加工する準備工程をさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の加工品製造方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とし、切断端部を有する加工品を製造するための加工品製造方法及びその加工品に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車及び家電等の機器の部品として、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とする加工品を用いることが増えている。めっき鋼板を素材として用いることにより、加工品の成形後の表面処理を省略し、製造コストを抑えることができる。また、成形後の表面処理を省略することで、成形後の表面処理による部品の寸法精度の劣化を避けることができる。成形後の表面処理を省略することは、例えばモータケース等の高い寸法精度が要求される部品において特に検討される。
【0003】
成形後の表面処理を省略した場合、加工品の切断端部に鋼板素地が露出する領域が現れる。加工品が置かれる環境によっては、鋼板素地が露出した領域に赤錆が発生する場合がある。赤錆は、加工品の外観を悪化させる。また、時間の経過とともに赤錆発生領域が広がるため、赤錆により加工品の強度低下も懸念される。特に家電製品の場合には、錆の欠落による電気的短絡等も懸念される。
【0004】
また、モータケース等のような絞り加工品のフランジ部には、加工品を他の機器に固定するためのビス穴が設けられることがある。ビス穴周辺の平坦度が悪いと、締結力の低下を招くことが懸念される。ビス穴周辺の平坦度を確保するため、フランジ部を切断する場合には、切断端部のダレの寸法を考慮してフランジ部の寸法は大きく設定される。フランジ部の寸法を大きくすると、素材重量増加の要因となる。
【0005】
加工品の切断端部の防錆能力を向上させる方法として、例えば特許文献１では、板厚２ｍｍ以下のＺｎ系めっき鋼板において、パンチ又はダイの肩部にＺｎ系めっき鋼板の板厚の０．１～０．５倍の曲率半径を持たせた金型を用いて打抜き加工を行うことで、打抜き加工後の打抜き端面のせん断面比率を９０％以上にするとともに、せん断面の亜鉛被覆率を５０％以上にする方法が提案されている。
【0006】
また、特許文献２では、Ｚｎ系めっき鋼板の板厚に関係なく、抜きクリアランスを板厚の１～２０％に設定し、パンチ又はダイの肩部にＺｎ系めっき鋼板の板厚の０．１２倍以上の曲率半径を持たせた金型を用いてＺｎ系めっき鋼板を切断し、切断端面のダレＺが０．１０×板厚以上、ダレＸが０．４５×板厚以上の加工品を得る方法が提案されている。
【0007】
さらに、特許文献３では、めっき鋼板をマイナスクリアランスで板厚の６０～９５％の半抜きを行い、その半抜きの反対側から平押しでせん断することによって、端面の耐食性を備える製品を得る方法が提案されている。
【0008】
また、特許文献４には、第１のパンチ及び第１のダイを用い、金属板材の打ち抜き加工部の最終加工面にシェービング取り代を付けて、金属板材を半抜き加工する第１工程と、第２のパンチ及び第２のダイを用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第２工程とを有し、打ち抜き加工部の最終加工面に７０％以上の剪断加工面を確保する、金属板材のプレス加工方法が開示されている。
【0009】
さらに、特許文献５では、マイナスクリアランスで第１工程を行った後、刃先に丸み（Ｒ）を付与していないパンチ及びダイスを使用して、プラスのクリアランスで第２工程を行う、せん断穴あけ加工方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特許第５２７２５１８号公報
【文献】特許第６０７３０２５号公報
【文献】特開２００２－３２１０２１号公報
【文献】特開２００４－１７４５４２号公報
【文献】特開平１１－２５４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、板厚２ｍｍ以下の鋼板を対象としており、板厚２ｍｍ超の鋼板を素材として用いる場合、せん断面の亜鉛被覆率が不十分となり、赤錆の発生を抑えることが難しくなる可能性がある。また、モータケース等のフランジ端部に増肉が生じる絞り加工品にも適用が難しい。
【0012】
上記特許文献２に記載の方法では、切断端部のダレＺが板厚の０．１０以上、かつダレＸが板厚の０．４５倍以上の加工品を得るので、大きなダレを伴うことになる。このため、ビス穴周辺の有効接地面積が減少し、固定ビスの締結力の低下を招くこととなる。一方、ビス穴周辺の平坦度を確保するためにフランジ部の寸法を大きくすると、素材重量増加の要因となる。このため、かかる方法は、フランジ部を固定するようなモータケース等の絞り加工品に適用できない場合がある。
【0013】
上記特許文献３に記載の方法では、めっき鋼板をマイナスクリアランスで半抜きを行うとともに、半抜きの反対側から平押しでせん断している。このため、めっき鋼板の切断端部の板厚方向中間位置に破断面が生じ、また、平押しする際にヒゲ状のバリが発生して形状品質が悪化することもあり得る。
【0014】
上記特許文献４に記載の方法は、シェービング加工に関する技術であり、剪断加工面を大きく形成することによって金属板材の最終加工面を良好にしている。特許文献４に記載の方法によって表面にめっき層を有する金属板材をシェービング加工しても、最終加工面に表面のめっき層はほとんど残存しないため、最終加工面の耐食性は低いものとなる。
【0015】
上記特許文献５に記載の方法では、第２工程で使用するパンチ及びダイスの刃先には丸み（Ｒ）が付与されていないため、めっき鋼板を素材として用いても、切断端面にめっき層を残す効果は期待できない。
【0016】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、板厚２．０ｍｍ超のめっき鋼板を素材として用いた場合であっても、耐食性及び形状品質の良好な加工品、及び、その加工品製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とし、加工品の板厚方向に沿った切断端部を有する加工品であって、切断端部は、当該切断端部の板厚方向に、ダレ、せん断面及び破断面を順に、または、ダレ及びせん断面を順に有しており、せん断面が表面のめっき層により覆われているめっき成分残存長さＬと加工品の切断端部の板厚ｔ１との比Ｌ／ｔ１は、０．７０以上であり、切断端部の板厚方向におけるダレの長さＺは、加工品の切断端部の板厚ｔ１の０倍超かつ０．１０倍未満である、加工品が提供される。切断端部の板厚方向におけるダレの長さＺは、加工品の切断端部の板厚ｔ１の０倍超かつ０．０６倍未満であってもよい。
【0018】
切断端部の板厚方向における破断面の長さＷ１は、０ｍｍ超かつ１．０ｍｍ以下であってもよい。
【0019】
切断端部の板厚方向における破断面の長さＷ１は、０．５ｍｍ以下であってもよい。
【0020】
切断端部の板厚方向に直交する平面方向におけるダレの長さＸは、加工品の切断端部の板厚ｔ１の０倍超かつ０．３０倍未満であってもよい。
【0021】
切断端部のバリの長さは０．２ｍｍ未満であってもよい。
【0022】
切断端部は、当該切断端部の板厚方向に、ダレ、せん断面、破断面及びコイニング面を順に、または、ダレ、せん断面及びコイニング面を順に有しており、切断端部の板厚方向におけるせん断面とコイニング面との間の破断面の長さＷ２は、０ｍｍ超かつ０．５ｍｍ以下であってもよい。
【0023】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とし、切断端部を有する加工品を製造するための加工品製造方法であって、第１ダイと第１パンチとのクリアランスがマイナスクリアランスに設定された第１ダイ及び第１パンチを用いて、素材から形成された第１素体の切断部分を板厚方向に半切断する半切断工程と、第２ダイ及び第２パンチを用いて、半切断された第１素体を半切断と同一方向から仕上げ切断して、板厚方向に沿った切断端部を有する加工品を得る仕上げ切断工程と、を含み、加工品の外周側に切断端部が形成される場合には第２ダイの内径Ｄ３２は第１ダイの内径Ｄ３１以上とし、加工品の内部側に切断端部が形成される場合には第２ダイの外径ｄ３２は第１ダイの外径ｄ３１以下とし、第１素体の切断部分の板厚をｔ１、半切断工程後の切断部分の残存板厚をｔ２として、半切断工程において、第１ダイ及び第１パンチとのクリアランスＣ３１－４１は、下記式（ａ１）を満たし、第１ダイの刃先の曲率半径Ｒ１は、下記式（ａ２）を満たし、第１素体の切断部分に対する第１ダイまたは第１パンチの押込み量Ｄは、下記式（ａ３）を満たし、下死点での第１ダイと第１パンチとの間隔ＣＰ－Ｄは、下記式（ａ４）を満たし、仕上げ切断工程において、第２ダイと第２パンチとのクリアランスＣ３２－４２は、下記式（ａ５）を満たし、第２ダイの刃先の曲率半径Ｒ２は、下記式（ａ６）を満たす、加工品製造方法が提供される。
－０．２５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．０１ ・・・（ａ１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１≦０．５０×ｔ１ ・・・（ａ２）
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ａ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ａ４）
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（ａ５）
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（ａ６）
ここで、Ｃ３１－４１、ＣＰ－Ｄ、Ｃ３２－４２及びＲ２の単位はｍｍとする。
－０．２５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．０１ ・・・（ａ１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１≦０．５０×ｔ１ ・・・（ａ２）
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ａ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ａ４）
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（ａ５）
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（ａ６）
ここで、Ｃ３１－４１、ＣＰ－Ｄ、Ｃ３２－４２及びＲ２の単位はｍｍとする。
【0024】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とし、切断端部を有する加工品を製造するための加工品製造方法であって、第１ダイと第１パンチとのクリアランスがマイナスクリアランスに設定された第１ダイ及び第１パンチを用いて、素材から形成された第１素体の切断部分を板厚方向に半切断する半切断工程と、第２ダイ及び第２パンチを用いて、半切断された第１素体を半切断と同一方向から仕上げ切断して、切断面が板厚方向に沿った切断端部を有する加工品を得る仕上げ切断工程と、を含み、加工品の外周側に切断端部が形成される場合には第２ダイの内径Ｄ３２は第１ダイの内径Ｄ３１以上とし、加工品の内部側に切断端部が形成される場合には第２ダイの外径ｄ３２は第１ダイの外径ｄ３１以下とし、第１素体の切断部分の板厚をｔ１、半切断工程後の切断部分の残存板厚をｔ２として、半切断工程において、第１ダイ及び第１パンチとのクリアランスＣ３１－４１は、下記式（ｂ１）を満たし、第１ダイの刃先の曲率半径Ｒ１１は、下記式（ｂ２－１）を満たし、第１パンチの刃先の曲率半径Ｒ１２は、下記式（ｂ２－２）を満たし、第１素体の切断部分に対する第１ダイまたは第１パンチの押込み量Ｄは、下記式（ｂ３）を満たし、下死点での第１ダイと第１パンチとの間隔ＣＰ－Ｄは、下記式（ｂ４）を満たし、仕上げ切断工程において、第２ダイと第２パンチとのクリアランスＣ３２－４２は、下記式（ｂ５）を満たし、第２ダイの刃先の曲率半径Ｒ２は、下記式（ｂ６）を満たす、加工品製造方法が提供される。
－０．３５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．１０×ｔ１ ・・・（ｂ１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１１≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１２≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－２）
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ｂ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ｂ４）
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（ｂ５）
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（ｂ６）
ここで、Ｃ３１－４１、ＣＰ－Ｄ、Ｃ３２－４２及びＲ２の単位はｍｍとする。
－０．３５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．１０×ｔ１ ・・・（ｂ１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１１≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１２≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－２）
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ｂ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ｂ４）
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（ｂ５）
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（ｂ６）
ここで、Ｃ３１－４１、ＣＰ－Ｄ、Ｃ３２－４２及びＲ２の単位はｍｍとする。
【0025】
上記加工品製造方法は、仕上げ切断工程で得られた加工品を第２素体として、第２素体の切断端部の角部をパッドに押し当て、角部にコイニング面が形成された加工品を得るコイニング工程をさらに含んでもよい。
【0026】
加工品の外周側に切断端部が形成される場合には、第１ダイの内径Ｄ３１と第２ダイの内径Ｄ３２との差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜を１．００ｍｍ以下とし、加工品の内部側に切断端部が形成される場合には、第１ダイの外径ｄ３１と第２ダイの外径ｄ３２との差の絶対値｜ｄ３２－ｄ３１｜を１．００ｍｍ以下としてもよい。
【0027】
また、上記加工品製造方法は、半切断工程の前に、平板状のめっき鋼板から、中空の側壁とフランジ部とを有する第１素体を成形加工する準備工程をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【0028】
以上説明したように本発明によれば、板厚２．０ｍｍ超のめっき鋼板を素材として用いた場合であっても、得られる加工品の耐食性及び形状品質の良好な加工品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る加工品製造方法によって製造される加工品の一例を示す斜視図である。
【図5】同実施形態に係る加工品製造方法を示す説明図である。
【図6】半切断工程で使用されるダイの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程を示す説明図である。
【図8】半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程を示す説明図である。
【図10】平面方向のダレＸの大きさの違いによるビス穴の形成位置を示す説明図である。
【図11】本発明の第２の実施形態に係る加工品製造方法を示す説明図である。
【図12】コイニング工程を示す説明図である。
【図13】コイニング工程後の加工品の切断端部を示し、左側は加工品の中心軸を含むＺＸ平面での断面図、右側はＸ方向から側面視した図である。
【図14】コイニング工程後の加工品の切断端部の一例を示す写真である。
【図15】コイニング工程においてパッドにより押し潰される角部の体積を示す説明図である。
【図16】加工品の一例を示す斜視図である。
【図17】加工品の他の一例を示す斜視図である。
【図18】加工品の他の一例を示す斜視図である。
【図19】加工品の他の一例を示す斜視図である。
【図20】平ワッシャを加工するための切断金型の一例を示す模式図である。
【図22】加工品の他の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の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、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0031】
［１．第１の実施形態］
［１－１．加工品］
まず、図１に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る加工品製造方法によって製造される加工品１について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る加工品製造方法によって製造される加工品１の一例を示す斜視図である。図１に示す加工品１は、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とするモータケースである。図１に示すモータケースは、平板状のめっき鋼板に対して例えば絞り加工等の成形加工を施すことにより成形することができる。
［１－１．加工品］
まず、図１に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る加工品製造方法によって製造される加工品１について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る加工品製造方法によって製造される加工品１の一例を示す斜視図である。図１に示す加工品１は、表面にめっき層を有するめっき鋼板を素材とするモータケースである。図１に示すモータケースは、平板状のめっき鋼板に対して例えば絞り加工等の成形加工を施すことにより成形することができる。
【0032】
本実施形態に係る加工品１は、図１に示すように、胴部１０、突部１１及びフランジ部１２を有している。
【0033】
胴部１０は、中空筒状の側壁１０１と、側壁１０１の一端を覆うように形成された頂壁１０３とを有する。頂壁１０３は、加工品１を用いる向きによっては底壁等の他の呼ばれ方をする場合もある。図１に示す加工品１の胴部１０は、ＸＹ平面による断面形状は真円形であるが、本発明は係る例に限定されない。胴部１０のＸＹ平面による断面形状は、例えば楕円形や多角形等の他の形状であってもよい。
【0034】
突部１１は、頂壁１０３から胴部１０の中心軸方向（Ｚ方向）外部側に突出した突状体である。なお、突部１１は必ずしも形成される必要はなく、頂壁１０３は平板状であってもよい。
【0035】
フランジ部１２は、胴部１０の端部（すなわち、側壁１０１の他端）から胴部１０の径方向外部側に延在する板部である。フランジ部１２の形状は任意である。本実施形態に係るフランジ部１２は、胴部１０の周方向全域にわたって胴部１０の径方向に延在している。フランジ部１２には、胴部１０の周方向に互いに離間して複数のビス穴１２１が設けられている。ビス穴１２１には、ビス１２３が挿通される。加工品１は、ビス１２３を用いて例えば車体等の取付対象に締結されることにより、取付対象に固定され得る。
【0036】
本実施形態に係るフランジ部１２は、最終的に加工品１に形成されるフランジ部１２の外径よりも大きい外径を有するフランジ部素体（図５のフランジ部素体２０）を切断加工して形成される。すなわち、本実施形態に係る加工品１は、フランジ部１２の外周に切断端部１３を有している。
【0037】
切断加工には、裁断、打抜き及び穴あけ等の加工が含まれる。裁断は、所定の直線又は曲線に沿って切断対象を切断する加工である。打抜きは、切断対象から製品を打ち抜く加工である。穴あけは、切断対象から非製品となる部分を打ち抜き、開口を有する製品を得る加工である。図１に示すフランジ部１２は、フランジ部素体から打抜きにより得ることができる。
【0038】
めっき鋼板としては、種々のめっき層を有するめっき鋼板を用いることが好ましい。めっき鋼板としては、種々の鋼板を使用できるが、Ｚｎ系めっき鋼板を用いることが好ましい。Ｚｎ系めっきには、Ｚｎめっき、Ｚｎ－Ａｌ系合金めっき、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系合金めっき及びＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金めっきが含まれる。めっき鋼板として、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系合金めっきが施された鋼板を用いることが特に好ましい。ここで、合金めっきは、めっきの全モル数に対して、Ｚｎを８０質量％以上含有することが好ましく、Ｚｎを９０質量％以上含有することがより好ましい。
【0039】
めっき鋼板の素地鋼板は、任意であるが、例えば極低炭素鋼等であり得る。
【0040】
めっき鋼板におけるめっき付着量は、好ましくは３０ｇ／ｍ２を下限とし、より好ましくは４５ｇ／ｍ２を下限としてもよい。また、めっき鋼板におけるめっき付着量は、好ましくは４５０ｇ／ｍ２を上限とし、より好ましくは１９０ｇ／ｍ２を上限としてもよい。特にめっき付着量を４５ｇ／ｍ２以上にすることで、切断端部１３のせん断面（図２のせん断面１３ｃ）にめっき金属が回り込みやすくなるため、切断加工後の耐食性を向上できる。
【0041】
めっき鋼板の板厚（素地鋼板の板厚＋めっき層の厚み）は、任意であるが、２．０ｍｍ以下であってもよいし、２．０ｍｍ超であってもよい。めっき鋼板の板厚は、例えば０．８ｍｍ以上かつ６．０ｍｍ以下、より好ましくは２．０ｍｍ以上かつ４．５ｍｍ以下等であり得る。
【0042】
［１－２．加工品の切断端部］
次に、図２～図４に基づいて、本実施形態に係る加工品１の切断端部１３について説明する。図２は、図１の加工品１の領域Ａにおける切断端部１３を示し、左側は加工品１の中心軸を含むＺＸ平面での断面図、右側はＸ方向から側面視した図である。図３は、図２左側の断面図の詳細図である。図４は、図３のダレＸとダレＺとの関係を示すグラフである。なお、図２及び図３において、フランジ部１２の板厚方向Ｔは、図１に示した加工品１の中心軸方向であるＺ方向と同一方向であるとする。また、図２では、めっき層１３ｆの記載を省略している。
次に、図２～図４に基づいて、本実施形態に係る加工品１の切断端部１３について説明する。図２は、図１の加工品１の領域Ａにおける切断端部１３を示し、左側は加工品１の中心軸を含むＺＸ平面での断面図、右側はＸ方向から側面視した図である。図３は、図２左側の断面図の詳細図である。図４は、図３のダレＸとダレＺとの関係を示すグラフである。なお、図２及び図３において、フランジ部１２の板厚方向Ｔは、図１に示した加工品１の中心軸方向であるＺ方向と同一方向であるとする。また、図２では、めっき層１３ｆの記載を省略している。
【0043】
例えば図２及び図３に示すように、加工品１のフランジ部１２の切断端部１３は、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおいて、上面１３ａから順に、ダレ１３ｂ、せん断面１３ｃ、破断面１３ｄ及びバリ１３ｅを有する。なお、加工品１にはバリ１３ｅがない方が好ましく、本実施形態に係る加工品１はバリ１３ｅがない加工品１であってもよい。
【0044】
上面１３ａは、フランジ部素体の切断加工の際に切断金型が押し込まれた表面（被押込面）である。
【0045】
ダレ１３ｂは、フランジ部素体に対して切断金型が押し込まれた際に、フランジ部素体（めっき鋼板）の表面に引張力が作用し、フランジ部素体の表面が変形した部分である。本明細書では、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおけるダレ１３ｂの寸法を「ダレＺ」と呼び、板厚方向Ｔに直交する平面方向におけるダレ１３ｂの寸法を「ダレＸ」と呼ぶ。
【0046】
せん断面１３ｃは、切断金型の刃先によりフランジ部素体がせん断された面である。せん断面１３ｃは、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおいてダレ１３ｂに隣接している。
【0047】
破断面１３ｄは、切断金型の刃先からフランジ部素体に発生したクラックが会合して破断された面である。破断面１３ｄは、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおいてせん断面１３ｃに隣接している。
【0048】
バリ１３ｅは、破断面１３ｄが形成される際にフランジ部素体が引き延ばされた部分、または、引きちぎられた部分である。バリ１３ｅは、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおいて破断面１３ｄに隣接している。
【0049】
後述するように、本実施形態に係る加工品製造方法によりフランジ部素体２０を切断することにより、ダレ１３ｂ、破断面１３ｄ及びバリ１３ｅを小さく抑えることができる。
【0050】
図３に示すように、本実施形態に係る加工品製造方法では、切断端部１３の上面１３ａからせん断面１３ｃにめっき層１３ｆが回り込むように切断端部１３を形成する。めっき層１３ｆは、フランジ部素体に切断金型の刃先が食い込んでいく際に、切断金型によって引き伸ばされることでせん断面１３ｃに回り込む。このめっき層１３ｆの回り込みにより、せん断面１３ｃの少なくとも一部がめっき層１３ｆにより被覆される。せん断面１３ｃのめっき層１３ｆによって被覆された部分では、赤錆の発生を抑えることができる。また、めっき層１３ｆがＺｎ系めっき層であるとき、Ｚｎ系めっき層の犠性防食作用により、めっき層１３ｆによって被覆された部分の近傍においても、赤錆の発生も抑えることができる。
【0051】
このとき、加工品１において、切断端部１３の上面１３ａからダレ１３ｂ、及び、せん断面１３ｃの少なくとも一部を覆うめっき層１３ｆの長さＬは、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０．７倍以上である。すなわち、せん断面１３ｃがめっき層１３ｆにより覆われているめっき成分残存長さＬと、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１との比Ｌ／ｔ１は、０．７０以上である。めっき層１３ｆの長さＬは、フランジ部１２の板厚方向Ｔに係る切断端部１３の上面１３ａとめっき層１３ｆの下端との間の距離ともいえる。また、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１は、図２に示すように、加工品１のフランジ部１２の板厚と等しい。このため、以下では、フランジ部１２の板厚を「板厚ｔ１」として表す場合もある。
【0052】
破断面１３ｄは、フランジ部素体に発生したクラックが会合した結果生成されるものであり、粗面状の新生面である。破断面１３ｄでは、鋼素地の金属成分が露出している。せん断面１３ｃを覆うめっき層１３ｆは、破断面１３ｄまでは回り込み難い。このため、破断面１３ｄは、切断端部１３の他の面よりも先行して赤錆が発生しやすい。
【0053】
本発明者らは、切断端部１３が形成されたフランジ部１２の板厚ｔ１、切断加工の条件及び表面処理条件等を種々の範囲で変化させた実験を行い、赤錆の発生状況を調査した。その結果、めっき鋼板を切断加工する際に、上面１３ａからせん断面１３ｃにめっき層１３ｆを回り込ませ、比Ｌ／ｔ１を０．７０以上とするとともに、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおけるダレ１３ｂの長さ（ダレＺ）をフランジ部１２の板厚（すなわち、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１）の０倍超かつ０．１０倍未満である加工品１を得ることを想到した。かかる切断加工により、加工品１を固定するために必要なビス１２３の周辺の平坦部を確保するためにブランク寸法を余分に大きくすることなく、切断加工後の時間経過とともに切断端部１３における赤錆の発生を抑制できることがわかった。
【0054】
ここで、フランジ部１２の板厚は、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１と等しく、フランジ部１２の最も外側の板厚（ただし、ダレ１３ｂが生じていない部分の板厚とする。）とする。フランジ部１２の板厚方向Ｔに係る破断面１３ｄの長さ（以下、「破断面長さ」ともいう。）Ｗ１は、０ｍｍ超かつ１．０ｍｍ以下であるとよい。破断面長さＷ１を１．０ｍｍ以下とすれば、破断面１３ｄで赤錆が発生したとしても目立たないことから、実用上問題とならないと判断できる。加工品１の破断面長さＷ１は小さい方が好ましく、０．８ｍｍ以下または０．６ｍｍ以下としてもよい。加工品１の破断面長さＷ１を０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下または０．２ｍｍ以下とすればより好ましい。また、破断面長さＷ１と加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１との比Ｗ１／ｔ１を、０．１５未満、０．１０未満、０．０８未満、０．０６未満または０．０４未満としてもよい。なお、加工品１の破断面長さＷ１は０ｍｍであってもよい。つまり、加工品１の切断端部１３に破断面１３ｄがなくてもよい。この場合、切断端部１３は、フランジ部１２の板厚方向Ｔにおいて、上面１３ａから順に、ダレ１３ｂ及びせん断面１３ｃ（バリ１３ｅが発生している場合には、さらにバリ１３ｅ）を有する。
【0055】
なお、ビス１２３の周辺の平坦部を確保するためには、ダレＸを極力小さくすることが望まれる。ダレＺとダレＸとは互いに相関関係を有する。そこで、測定しやすいダレＺについて整理すると、ダレＺがフランジ部１２の板厚、すなわち加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０．１０倍未満とするのがよい。なお、フランジ部１２の板厚ｔ１は、フランジ部素体２０の板厚とも等しい。ダレＺは小さい方が好ましく、フランジ部１２の板厚、すなわち加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０．０８倍未満、０．０６倍未満または０．０４倍未満としてもよい。
【0056】
図４に、１回の工程で打抜き加工して製造された製品の切断端部のダレＺとダレＸとの関係の一例を示す。図４は、フランジ部素体に押し込まれる切断金型の刃先にフランジ部素体の板厚比で０．０１～０．３０の曲率半径を付与し、切断金型のクリアランスを板厚の０．０１～０．２０倍に設定して打抜き加工したときの、製品の切断端部のダレＺとダレＸとの関係を示している。図４に示すように、１回の工程で打抜き加工すると、板厚方向のダレＺに対して、平面方向に現れるダレＸは約３～４倍の大きさになる。すなわち、１回の工程で打抜き加工をすると、平面方向のダレＸが大きくなってしまい、加工品１を取付対象に固定するために必要なビス１２３の周辺の平坦部を確保するためには、ダレＸの分だけ余計にトリム寸法を大きくしなければならない。これより、ダレＸは、加工品１のフランジ部１２の板厚、すなわち加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０倍超かつ０．３０倍未満とするのがよい。ダレＸは小さい方が好ましく、フランジ部１２の板厚、すなわち加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０．２５倍未満、０．２６倍未満、０．１５倍未満、０．１２倍未満または０．１０倍未満としてもよい。
【0057】
さらに、加工品１の切断端部１３の破断面１３ｄの下部側に生じるバリ１３ｅの長さは、０．２ｍｍ未満にしてもよい。バリ１３ｅは、打痕、電気的短絡等の原因となり得る。バリ１３ｅの長さを０．２ｍｍ未満として、なるべく加工品１にバリを残存させないようにすることで、打痕、電気的短絡等の発生を抑制することができる。バリ１３ｅの長さは、０．１ｍｍ未満であるのがより好ましい。バリ１３ｅの長さが０ｍｍ、つまり加工品１にバリ１３ｅが存在しないことが最も好ましい。
【0058】
そこで、本実施形態に係る加工品製造方法では、１回の工程で切断するのではなく、半切断工程と仕上げ切断工程との２回の工程によりめっき鋼板を切断する。これにより、切断端部１３のダレ１３ｂが大きくなることを抑えつつ、より多くのめっき層１３ｆをせん断面１３ｃに回り込ませることができる。以下、本実施形態に係る加工品製造方法について説明する。
【0059】
［１－３．加工品製造方法］
まず、図５に基づいて、本実施形態に係る加工品製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係る加工品製造方法を示す説明図である。本実施形態に係る加工品製造方法は、図５に示すように、準備工程、半切断工程及び仕上げ切断工程を含む。
まず、図５に基づいて、本実施形態に係る加工品製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係る加工品製造方法を示す説明図である。本実施形態に係る加工品製造方法は、図５に示すように、準備工程、半切断工程及び仕上げ切断工程を含む。
【0060】
準備工程は、第１素体２を準備する工程である。第１素体２は、平板状のめっき鋼板に対して例えば絞り加工等の成形加工を施すことにより得ることができる。すなわち、第１素体２は、加工品１と同様にめっき鋼板を素材としている。第１素体２は、図１に示すフランジ部１２よりも大きい外径を有するフランジ部素体２０を備える。フランジ部素体２０は、平面視して外形が円形であってもよく非円形であってもよい。フランジ部素体２０以外の部分については、第１素体２は加工品１と同等の形状を有し得る。なお、準備工程は、本発明の実施に不可欠な部分ではない。第三者により何らかの方法によって加工された素体を入手できれば、準備工程を省略することができる。
【0061】
半切断工程は、第１素体２を半切断する工程である。半切断工程では、フランジ部素体２０の半切断が行われる。半切断とは、フランジ部素体２０の板厚方向に、途中位置までフランジ部素体２０を切断する加工である。第１素体２のフランジ部素体２０が半切断されると、最終的に製品外となる除去部分２０ａがフランジ部素体２０から途中まで切り離される。
【0062】
仕上げ切断工程は、第１素体２を仕上げ切断する工程である。仕上げ切断工程では、フランジ部素体２０の除去部分２０ａを切断し、フランジ部素体２０から切り離す。除去部分２０ａが切断されることで、フランジ部１２が形成される。すなわち、本実施形態に係る加工品製造方法では、準備工程にて準備された第１素体２から、半切断工程及び仕上げ切断工程を経て、加工品１を得る。図１に示した加工品１のビス穴１２１は、第１素体２の段階でフランジ部素体２０に形成されてもよく、仕上げ切断工程の後にフランジ部１２に形成されてもよい。
【0063】
本実施形態に係る加工品製造方法の半切断工程及び仕上げ切断工程では、ダイ及びパンチを用いてフランジ部素体２０が加工される。以下、半切断工程及び仕上げ切断工程の詳細について、半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先の形状に応じた２つの形態を説明する。ダイ及びパンチの刃先を「肩部」と称する場合もある。
【0064】
なお、以下の説明においては、加工品１を得るために用いる金型について、便宜的に、押し込み側の金型をダイ、押し込まれる側の金型をパンチと称する。押し込み側の金型は、素体に対して上方に位置する場合もあれば、下方に位置する場合もある。水平方向に移動する場合も、押し込み側の金型をダイ、押し込まれる側の金型をパンチと称する。例えば、図２に示す加工品１は、上方の金型を押し込み側の金型として切断されたものである。下方の金型を押し込み側の金型、つまり下方の金型をダイとした場合には、加工品１の切断端部１３は、図２とは逆に、ダレ１３ｂが切断端部１３の最下方に位置し、その上方にせん断面１３ｃ、破断面１３ｄ、バリ１３ｅを順に有する。したがって、バリ１３ｅは最上方に位置することになる。つまり、フランジ部素体２０の板厚方向に対向する２つの表面のうち、加工後に加工品１のダレ１３ｂが位置する側の表面を押す金型をダイと称し、バリ１３ｅが位置する側の表面を押す金型をパンチと称する。
【0065】
上下（または左右）のどちらの金型がダイとなるかパンチとなるか不明な場合には、実際に切断を行った上で、切断端部１３を観察し、ダレ１３ｂが位置する側の表面を押す金型をダイと称し、バリ１３ｅが位置する側の表面を押す金型をパンチと称すればよい。
【0066】
図２に示すように加工品１の外周側に切断端部１３が形成される場合には、ダイはパンチの外周側に位置する。加工時、ダイの内面は切断端部１３と対向し、パンチの外面は切断端部１３と面一となる。一方、例えば後述する図１６に示す平ワッシャ９００の内周面を切断する場合のように、加工品１の内周側に切断端部１３が形成される場合には、ダイはパンチの内周側に位置する。加工時、ダイの外面は切断端部１３に対向し、パンチの内面は切断端部１３と面一となる。さらに、後述する図２０及び図２１に示すように、加工品１の外周側と内周側を同時に切断する場合、本実施形態では押し込み側の金型６１と金型６３をともにダイといい、押し込まれる側の金型６５をパンチという。
【0067】
（ａ．半切断工程で使用されるダイの刃先をＲ形状とする場合）
まず、図６及び図７に基づいて、半切断工程で使用されるダイの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程及び仕上げ切断工程について説明する。図６は、半切断工程で使用されるダイの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程を示す説明図である。図７は、図６の半切断工程に続いて行われる仕上げ切断工程を示す説明図である。
まず、図６及び図７に基づいて、半切断工程で使用されるダイの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程及び仕上げ切断工程について説明する。図６は、半切断工程で使用されるダイの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程を示す説明図である。図７は、図６の半切断工程に続いて行われる仕上げ切断工程を示す説明図である。
【0068】
（半切断工程）
半切断工程では、図６に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０が、第１ダイ３１及び第１パンチ４１を用いて半切断される。図６では、半切断の一態様として、第１パンチ４１及び第１板押さえ５１によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を半抜きする態様を示している。第１ダイ３１は、半切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第１パンチ４１とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第１ダイ３１としている。
半切断工程では、図６に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０が、第１ダイ３１及び第１パンチ４１を用いて半切断される。図６では、半切断の一態様として、第１パンチ４１及び第１板押さえ５１によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を半抜きする態様を示している。第１ダイ３１は、半切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第１パンチ４１とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第１ダイ３１としている。
【0069】
第１ダイ３１と第１パンチ４１とのクリアランスＣ３１－４１は、マイナスクリアランスとされる。ここで、クリアランスＣ３１－４１は、第１ダイ３１と第１パンチ４１との隙間を表し、具体的には、図６に示すように、第１ダイ３１の側面３１ａと第１パンチ４１の側面４１ａとの距離で表される。クリアランスがない状態（すなわち、Ｃ３１－４１がゼロのとき）を基準として、第１ダイ３１の押し込み方向（すなわち、フランジ部１２の板厚方向、Ｚ方向）から見て、第１ダイ３１と第１パンチ４１とが離隔している状態でのクリアランスをプラスクリアランスといい、第１ダイ３１と第１パンチ４１とが一部重なる状態でのクリアランスをマイナスクリアランスという。本明細書では、ダイとパンチとのクリアランスについて、プラスクリアランスを正の値、マイナスクリアランスを負の値で表す。
【0070】
図６に示すように、第１素体２を半切断する第１ダイ３１及び第１パンチ４１は、第１ダイ３１の押し込み方向から見て、第１ダイ３１と第１パンチ４１とが一部重なるように配置されている。仮に、クリアランスＣ３１－４１をプラスクリアランスとすると、１回で行う打抜き加工のように第１ダイ３１及び第１パンチ４１の刃先から発生したクラックが会合し、フランジ部素体２０から除去部分２０ａが完全に切断されてしまう可能性がある。また、切断端部１３のダレ１３ｂが増大することとなる。クリアランスＣ３１－４１をマイナスクリアランスとすることで、半切断工程においてフランジ部素体２０から除去部分２０ａが完全に切断されることを回避し、ダレ１３ｂを低減することができる。
【0071】
また、クリアランスＣ３１－４１をマイナスクリアランスとすることで、第１ダイ３１及び第１パンチ４１により挟み込まれた領域において大きな静水圧応力が発生する。このため、第１ダイ３１がフランジ部素体２０に押し込まれる際に発生する応力において、切断加工後にスクラップ（すなわち、除去部分２０ａ）となる材料とフランジ部１２となるフランジ材料との間に生じる引張応力が占める割合が減少する。その結果、切断加工後にスクラップとなる第１ダイ３１の刃先先端に接する材料が第１ダイ３１の刃先先端から第１ダイ３１の側面３１ａ側へ流動しやすくなり、せん断面１３ｃへのめっき層１３ｆの回り込みを大きくすることができる。また、この引張応力の割合が減少することによって圧縮応力が高まり、本来スクラップとなる側へ流れる材料がフランジ部１２となる側へ押し戻される。その結果、切断加工後にダレ１３ｂとなる部分にも材料が充填され、ダレ１３ｂも小さくすることができる。
【0072】
第１ダイ３１と第１パンチ４１との隣接方向（図６ではＸ方向）において、切断加工後にスクラップとなる材料の長さが短いほど、その材料は第１ダイ３１の刃先先端から第１ダイ３１の側面３１ａ側へ流動しやすい。このため、第１ダイ３１の側面３１ａがフランジ部素体２０の端部からフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚の２倍以下の範囲内に位置するように第１ダイ３１を配置して、半切断することが好ましい。
【0073】
第１ダイ３１と第１パンチ４１とのクリアランスＣ３１－４１［ｍｍ］は、下記式（ａ１）に示すように、－０．０１ｍｍ以下、かつ、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１［ｍｍ］の－０．２５倍以上に設定される。
【0074】
－０．２５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．０１ ・・・（ａ１）
【0075】
クリアランスＣ３１－４１が－０．０１ｍｍ以下であれば、プレス機械のスライド精度や金型の芯ズレ等により部分的にプラスクリアランスとなることもなく、マイナスクリアランスを維持できる。その結果、半切断中にクラックが発生して完全な切断が生じてしまい、大きな破断面が発生することもない。一方、クリアランスＣ３１－４１がフランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．２５倍以上であれば、半切断に必要な成形荷重は増大せず、プレス能力を超過することもない。したがって、金型への負担も小さく、金型寿命の低下を抑制することができる。クリアランスＣ３１－４１の上限は、フランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．０５倍または－０．１０倍としてもよい。クリアランスＣ３１－４１の上限は、フランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．２０倍または－０．１５倍としてもよい。
【0076】
第１ダイ３１の刃先は、図６に示すように、曲率半径Ｒ１を有するＲ形状とする。図６に示すように、第１ダイ３１がフランジ部素体２０に押し込まれるため、第１ダイ３１の刃先を、曲率半径Ｒ１を有するＲ形状とする。
【0077】
曲率半径Ｒ１［ｍｍ］は、下記式（ａ２）に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１［ｍｍ］の０．１０倍以上かつ０．５０倍以下とする。
【0078】
０．１×ｔ１≦Ｒ１≦０．５×ｔ１ ・・・（ａ２）
【0079】
曲率半径Ｒ１が板厚ｔ１の０．１０倍以上であれば、めっき層１３ｆを削り取ることなくマイナスクリアランス下で大きな静水圧力が発生し、第１ダイ３１直下のスクラップとなる第１ダイ３１の刃先先端に接する材料が第１ダイ３１の刃先から第１ダイ３１の側面３１ａ側へ流動させることができる。この流動により、第１ダイ３１がフランジ部素体２０に押し込まれる際に発生する応力において、切断加工後にスクラップ（すなわち、除去部分２０ａ）となる材料とフランジ部１２となるフランジ材料との間に生じる引張応力が占める割合が減少する。その結果、せん断面１３ｃめっき層１３ｆに回り込ませることができる。一方、曲率半径Ｒ１を板厚ｔ１の０．５０倍以下とすれば、半切断の際に第１ダイ３１の刃先に位置する材料が少なくなり、続いて行われる仕上げ切断において破断面１３ｄの生成を低減することができる。
【0080】
なお、第１パンチ４１の刃先は、図６に示すように丸みがない角形とする。このとき、第１パンチ４１の刃先は、第１素体２のフランジ部素体２０の板厚ｔ１の０．１倍未満の曲率半径を有していてもよい。第１パンチ４１の刃先の曲率半径は、必要に応じて、第１素体２のフランジ部素体２０の板厚ｔ１の０．０６倍未満、０．０４倍未満または０．０２倍未満としてもよい。
【0081】
第１素体２のフランジ部素体２０への第１ダイ３１の押込み量Ｄ［ｍｍ］は、下記式（ａ３）に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１［ｍｍ］の０．７０倍以上に設定される。押込み量Ｄは、図６に示すように、第１ダイ３１が第１素体２のフランジ部素体２０の上面に接触した位置から、第１ダイ３１の押込みを停止する位置（以下、この位置を「下死点」ともいう。）までの、第１ダイ３１の移動量である。また、下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔ＣＰ－Ｄ［ｍｍ］は、下記式（ａ４）に示すように、０．２０ｍｍ以上に設定される。
【0082】
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ａ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ａ４）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ａ４）
【0083】
半切断後にフランジ部素体２０（すなわち、除去部分２０ａ）が第１素体２に残存している残存板厚ｔ２は、フランジ部素体２０の板厚ｔ１［ｍｍ］の０．３０倍以下としてもよい。ここで、残存板厚ｔ２とは、加工品１の切断端部１３の面（この面は、第１ダイ３１の内周面に対向する面である。）における残存板厚である。押込み量Ｄが板厚ｔ１の０．７０倍以上であれば、続いて行われる仕上げ切断において破断面１３ｄが生成され難くなる。一方、下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔ＣＰ－Ｄを０．２０ｍｍ以上確保することで、半切断中にクラックが発生して部分的に完全な切断が生じてしまうことを回避できる。また、金型への負担も小さく、金型寿命の低下を抑制することができる。なお、間隔ＣＰ－Ｄは、下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔の最小値とする。
【0084】
なお、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）への第１ダイ３１の押込み量Ｄ［ｍｍ］は、上記式（ａ３）に示したように、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１の０．７０倍以上であればよいが、０．９５倍以下にしてもよい（０．７０×ｔ１≦Ｄ≦０．９５×ｔ１）。
【0085】
残存板厚ｔ２は、フランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１からフランジ部素体２０への第１ダイ３１の押込み量Ｄを減算した値に曲率半径Ｒ１を加えた値（ｔ２＝ｔ１－Ｄ＋Ｒ１）である。このため、残存板厚ｔ２は、下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔ＣＰ－Ｄと異なる。押込み量Ｄが板厚ｔ１の０．７０倍以上であれば、続いて行われる仕上げ切断において破断面１３ｄが生成され難くなる。一方、押込み量Ｄが板厚ｔ１の０．９５倍以下であれば、プレス機械のスライド精度や金型の芯ズレ等により、半切断中にクラックが発生して完全な切断が生じてしまい、大きな破断面が発生することもない。
【0086】
（仕上げ切断工程）
仕上げ切断工程では、図７に示すように、半切断されたフランジ部素体２０が、第２ダイ３２及び第２パンチ４２を用いて仕上げ切断される。図７では、仕上げ切断の一態様として、第２パンチ４２及び第２板押さえ５２によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を仕上げ打ち抜きする態様を示している。第２ダイ３２は、仕上げ切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第２パンチ４２とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第２ダイ３２としている。第２ダイ３２は、第１ダイ３１と同一であってもよい。つまり、半切断工程で使用した第１ダイ３１を、仕上げ切断工程で第２ダイ３２として使用してもよい。
仕上げ切断工程では、図７に示すように、半切断されたフランジ部素体２０が、第２ダイ３２及び第２パンチ４２を用いて仕上げ切断される。図７では、仕上げ切断の一態様として、第２パンチ４２及び第２板押さえ５２によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を仕上げ打ち抜きする態様を示している。第２ダイ３２は、仕上げ切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第２パンチ４２とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第２ダイ３２としている。第２ダイ３２は、第１ダイ３１と同一であってもよい。つまり、半切断工程で使用した第１ダイ３１を、仕上げ切断工程で第２ダイ３２として使用してもよい。
【0087】
第２ダイ３２と第１素体２との位置関係は、第１ダイ３１と第１素体２との位置関係と同一であることが好ましい。これらの位置関係が同一でない場合、例えば第２ダイ３２の径が第１ダイ３１の径より大きいと、切断端部１３に段差が生じる。逆に例えば第２ダイ３２の径が第１ダイ３１の径より小さいと、半切断工程で生成された半切断された切断端部に第２ダイ３２が接触し、せん断面１３ｃに回り込んだめっき層１３ｆを第２ダイ３２が削り落とすおそれがある。
【0088】
本実施形態に係る仕上げ切断は、半切断と同じ方向から行われる。すなわち、図６に示すように半切断においてフランジ部素体２０の上面側からフランジ部素体２０に第１ダイ３１を押し込んだとき、図７に示すように仕上げ切断においてもフランジ部素体２０の上面側からフランジ部素体２０に第２ダイ３２を押し込む。これにより、フランジ部素体２０から除去部分２０ａが分離される。これにより、フランジ部素体２０から除去部分２０ａが分離される。
【0089】
第２ダイ３２と第２パンチ４２とのクリアランスＣ３２－４２［ｍｍ］は、プラスクリアランスである。クリアランスＣ３２－４２は、第２ダイ３２の側面３２ａと第２パンチ４２の側面４２ａとの距離で表される。ここで、半切断工程と同様に、第２ダイ３２と第２パンチ４２とが離隔している状態でのクリアランスをプラスクリアランスといい、第２ダイ３２と第２パンチ４２とが一部重なる状態でのクリアランスをマイナスクリアランスという。
【0090】
第２ダイ３２と第２パンチ４２とのクリアランスＣ３２－４２は、下記式（５）に示すように、０．０１ｍｍ以上、かつ、半切断後に除去部分２０ａが第１素体２のフランジ部素体２０に残存している残存板厚ｔ２の０．２倍以下に設定される。
【0091】
０．０１≦Ｃ３２－４２≦０．２×ｔ２ ・・・（５）
【0092】
クリアランスＣ３２－４２が０．０１ｍｍ以上であれば、仕上げ切断の際に、プレス機械のスライド精度や金型の芯ズレ等が生じても第２ダイ３２と第２パンチ４２が接触して破損するおそれがない。一方、クリアランスＣ３２－４２が残存板厚ｔ２の０．２倍以下であれば、バリ１３ｅが生成しにくくなる。
【0093】
第２ダイ３２の刃先は、曲率半径Ｒ２を有するＲ形状である。図７に示すように、第２ダイ３２がフランジ部素体２０の仕上げ切断が行われる部分に押し込まれるため、第２ダイ３２の刃先を、曲率半径Ｒ２を有するＲ形状とする。なお、第２パンチ４２の刃先は、図７に示すように丸みがない角形とする。このとき、第２パンチ４２の刃先は、０．２５ｍｍ未満、０．１５ｍｍ未満、０．１０ｍｍ未満または０．０５ｍｍ未満の曲率半径を有していてもよい。もしくは、第２パンチ４２の刃先の曲率半径は、第１素体２のフランジ部素体２０の板厚ｔ１の０．１倍未満としてもよく、必要に応じて、０．０６倍未満、０．０４倍未満または０．０２倍未満としてもよい。
【0094】
曲率半径Ｒ２［ｍｍ］は、下記式（６）に示すように、０．２５ｍｍ以上、かつ半切断が行われた部分の残存板厚ｔ２の１．５０倍以下とする。
【0095】
０．２５≦Ｒ２≦１．５０×ｔ２ ・・・（６）
【0096】
曲率半径Ｒ２が０．２５ｍｍ以上であれば、せん断面１３ｃに回り込んだめっき層１３ｆを第２ダイ３２が削り落とすことがない。一方、曲率半径Ｒ２が残存板厚ｔ２の１．５０倍以下であれば、バリ１３ｅが生成しにくくなる。
【0097】
なお、加工品１の外周側に切断端部が形成される場合には第２ダイ３２の内径Ｄ３２は第１ダイ３１の内径Ｄ３１以上とし、加工品１の内周側に切断端部が形成される場合には第２ダイ３２の外径ｄ３２は第１ダイ３１の外径ｄ３１以下とされる。具体的には、加工品１の外周側に切断端部が形成される場合には、第１ダイ３１の内径Ｄ３１と第２ダイ３２の内径Ｄ３２との差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜は、１．００ｍｍ以下とするのが望ましい。加工品１の内周側に切断端部が形成される場合には、第１ダイ３１の外径ｄ３１と第２ダイ３２の外径ｄ３２との差の絶対値｜ｄ３２－ｄ３１｜は、１．００ｍｍ以下とするのが望ましい。これにより、半切断工程と仕上げ切断工程との２回の工程を実施するためにダイ３１、３２の径差Ｄ３２－Ｄ３１またはｄ３２－ｄ３１によって加工品１の切断端部１３に生じる段差を小さくすることができ、良好な切断断面を得ることができる。
【0098】
なお、加工品１の品質として、切断端部１３の段差が許容される場合には、加工品１の外周側に切断端部が形成されるときの内径差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜、加工品１の内周側に切断端部が形成されるときの外径差の絶対値｜ｄ３２－ｄ３１｜は、１．００ｍｍ超であってもよい。また、これらの径差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜及び｜ｄ３２－ｄ３１｜の上限は、小さい方が好ましく、０．７５ｍｍ、０．５０ｍｍ、０．３５ｍｍまたは０．２０ｍｍとしてもよい。径差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜及び｜ｄ３２－ｄ３１｜の下限は０ｍｍである。なお、加工品１の切断端部１３に生じる段差は小さい方が好ましく、０．５ｍｍ以下としてもよい。加工品１の切断端部１３に生じる段差の上限は、必要に応じて、０．４ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍまたは０．１ｍｍとしてもよい。
【0099】
（ｂ．半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合）
次に、図８及び図９に基づいて、半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程及び仕上げ切断工程について説明する。図８は、半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程を示す説明図である。図９は、図８の半切断工程に続いて行われる仕上げ切断工程を示す説明図である。
次に、図８及び図９に基づいて、半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程及び仕上げ切断工程について説明する。図８は、半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合の半切断工程を示す説明図である。図９は、図８の半切断工程に続いて行われる仕上げ切断工程を示す説明図である。
【0100】
（半切断工程）
半切断工程では、図８に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０が、第１ダイ３１及び第１パンチ４１を用いて半切断される。図８では、図６と同様、半切断の一態様として、第１パンチ４１及び第１板押さえ５１によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を半抜きする態様を示している。第１ダイ３１は、半切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第１パンチ４１とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第１ダイ３１としている。
半切断工程では、図８に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０が、第１ダイ３１及び第１パンチ４１を用いて半切断される。図８では、図６と同様、半切断の一態様として、第１パンチ４１及び第１板押さえ５１によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を半抜きする態様を示している。第１ダイ３１は、半切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第１パンチ４１とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第１ダイ３１としている。
【0101】
第１ダイ３１と第１パンチ４１とのクリアランスＣ３１－４１は、マイナスクリアランスである。したがって、図８に示すように、第１素体２を半切断する第１ダイ３１及び第１パンチ４１は、第１ダイ３１の押し込み方向から見て、第１ダイ３１と第１パンチ４１とが一部重なるように配置されている。クリアランスＣ３１－４１をマイナスクリアランスとすることで、半切断工程においてフランジ部素体２０から除去部分２０ａが完全に切断されることを回避し、ダレ１３ｂを低減することができる。なお、本形態ｂにおけるクリアランスＣ３１－４１、マイナスクリアランス及びプラクリアランスの意味は、上記形態ａと同一である。
【0102】
また、クリアランスＣ３１－４１をマイナスクリアランスとすることで、第１ダイ３１及び第１パンチ４１により挟み込まれた領域において大きな静水圧応力が発生する。このため、第１ダイ３１がフランジ部素体２０に押し込まれる際に発生する応力において、切断加工後にスクラップ（すなわち、除去部分２０ａ）となる材料とフランジ部１２となるフランジ材料との間に生じる引張応力が占める割合が減少する。その結果、切断加工後にスクラップとなる第１ダイ３１の刃先先端に接する材料が第１ダイ３１の刃先先端から第１ダイ３１の側面３１ａ側へ流動しやすくなり、せん断面１３ｃへのめっき層１３ｆの回り込みを大きくすることができる。また、この引張応力の割合が減少することによって圧縮応力が高まり、本来スクラップとなる側へ流れる材料がフランジ部１２となる側へ押し戻される。その結果、切断加工後にダレ１３ｂとなる部分にも材料が充填され、ダレ１３ｂも小さくすることができる。
【0103】
第１ダイ３１と第１パンチ４１との隣接方向（図８ではＸ方向）において、切断加工後にスクラップとなる材料の長さが短いほど、その材料は第１ダイ３１の刃先先端から第１ダイ３１の側面３１ａ側へ流動しやすい。このため、第１ダイ３１の側面３１ａがフランジ部素体２０の端部からフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚の２倍以下の範囲内に位置するように第１ダイ３１を配置して、半切断する。
【0104】
第１ダイ３１と第１パンチ４１とのクリアランスＣ３１－４１［ｍｍ］は、下記式（ｂ１）に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１［ｍｍ］の－０．１０倍以下、かつ、－０．３５倍以上に設定される。
【0105】
－０．３５×ｔ１≦Ｃ３１－４１≦－０．１０×ｔ１ ・・・（ｂ１）
【0106】
クリアランスＣ３１－４１がフランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．１０倍以下であれば、第１ダイ３１及び第１パンチ４１により挟み込まれた領域において大きな静水圧応力が発生し、引張応力の割合が減少する。その結果、半切断中にクラックが発生して完全な切断が生じてしまい、大きな破断面が発生することがなくなり、半切断工程においてフランジ部素体２０から除去部分２０ａが完全に切断されることを回避できる。一方、クリアランスＣ３１－４１がフランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．３５倍以上であれば、半切断に必要な成形荷重は増大せず、プレス能力を超過することもない。したがって、金型への負担も小さく、金型寿命の低下を抑制することができる。クリアランスＣ３１－４１は、フランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．１５倍以下または－０．２０倍以下とすることが、より好ましい。クリアランスＣ３１－４１は、フランジ部素体２０の板厚ｔ１の－０．３０倍以上または－０．２５倍以上としてもよい。
【0107】
本形態においては、図８に示すように、第１ダイ３１及び第１パンチ４１の刃先は、Ｒ形状とする。第１ダイ３１の刃先の曲率半径Ｒ１１［ｍｍ］、及び、第１パンチ４１の刃先の曲率半径Ｒ１２［ｍｍ］は、下記式（ｂ２－１）、式（ｂ２－２）に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１［ｍｍ］の０．１０倍以上かつ０．６５倍以下とする。なお、第１ダイ３１の刃先の曲率半径Ｒ１１と第１パンチ４１の刃先の曲率半径Ｒ１２とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0108】
０．１０×ｔ１≦Ｒ１１≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－１）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１２≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－２）
０．１０×ｔ１≦Ｒ１２≦０．６５×ｔ１ ・・・（ｂ２－２）
【0109】
曲率半径Ｒ１１、Ｒ１２が板厚ｔ１の０．１０倍以上であれば、めっき層１３ｆを削り取ることなくマイナスクリアランス下で大きな静水圧力が発生し、第１ダイ３１直下のスクラップとなる材料が第１ダイ３１の刃先から第１ダイ３１の側面３１ａ側へ流動させることができる。この流動により、第１ダイ３１がフランジ部素体２０に押し込まれる際に発生する応力において、切断加工後にスクラップ（すなわち、除去部分２０ａ）となる材料とフランジ部１２となるフランジ材料との間に生じる引張応力が占める割合が減少する。その結果、せん断面１３ｃめっき層１３ｆに回り込ませることができる。一方、曲率半径Ｒ１１、Ｒ１２を板厚ｔ１の０．６５倍以下とすれば、半切断の際に第１ダイ３１の刃先に位置する材料が少なくなり、続いて行われる仕上げ切断において破断面１３ｄの生成を低減することができる。
【0110】
第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）への第１ダイ３１の押込み量Ｄ［ｍｍ］は、下記式（ｂ３）に示すように、第１素体２のフランジ部素体２０（すなわち、フランジ部１２）の板厚ｔ１［ｍｍ］の０．７０倍以上に設定される。押込み量Ｄは、第１ダイ３１が第１素体２のフランジ部素体２０の上面に接触した位置から、第１ダイ３１の押込みを停止する位置（下死点）までの、第１ダイ３１の移動量である。下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔ＣＰ－Ｄ［ｍｍ］は、下記式（ｂ４）に示すように、０．２０ｍｍ以上に設定される。
【0111】
Ｄ≧０．７０×ｔ１ ・・・（ｂ３）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ｂ４）
ＣＰ－Ｄ≧０．２０ ・・・（ｂ４）
【0112】
半切断後に除去部分２０ａが第１素体２のフランジ部素体２０に残存している残存板厚ｔ２は、フランジ部素体２０の板厚ｔ１［ｍｍ］の０．３０倍以下としてもよい。押込み量Ｄが板厚ｔ１の０．７０倍以上であれば、続いて行われる仕上げ切断において破断面１３ｄが生成され難くなる。一方、下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔ＣＰ－Ｄを０．２０ｍｍ以上確保することで、半切断中にクラックが発生して部分的に完全な切断が生じてしまうことを回避できる。なお、間隔ＣＰ－Ｄは、下死点での第１ダイ３１と第１パンチ４１との間隔の最小値とする。
【0113】
第１ダイ３１及び第１パンチ４１の刃先をＲ形状とすることで、図６に示したように第１ダイ３１または第１パンチ４１の一方のみ刃先をＲ形状とした場合に比べ、半切断工程でのフランジ部素体２０の切断量を大きくすることができる。すなわち、第１ダイ３１及び第１パンチ４１の刃先をＲ形状とすることで、図６に示したように第１ダイ３１または第１パンチ４１の一方のみ刃先をＲ形状とした場合に比べ、半切断後に除去部分２０ａがフランジ部素体２０に残存している残存板厚ｔ２を小さくすることができる。
【0114】
上記形態ａのように第１ダイ３１のみ刃先をＲ形状とした場合は、第１ダイ３１の押込み量Ｄをフランジ部１２の板厚ｔ１以上とすると、第１ダイ３１の刃先が第１パンチ４１の刃先に接触してしまう。このため、上記形態ａでは、第１ダイ３１の押込み量Ｄをフランジ部１２の板厚ｔ１以上とすることはできない。しかし、第１ダイ３１及び第１パンチ４１の刃先をＲ形状とすれば、図８に示すように、第１ダイ３１の刃先が第１パンチ４１の刃先に接触するまでの、第１ダイ３１の押込み可能な量が大きくなる。このため、形態ａに比べてフランジ部素体２０の切断量をより大きくすることが可能となり、切断端部１３におけるせん断面１３ｃの割合を大きくすることができる。これにより、めっき層１３ｆをせん断面１３ｃにより多く回り込ませることができ、めっき層１３ｆにより覆われる切断端部１３の割合を増加させることができる。また、残存板厚ｔ２が小さくなることで仕上げ切断工程での切断量が小さくなり、仕上げ切断された部位の一部にめっき層が残存していない状態を回避することができる。
【0115】
（仕上げ切断工程）
仕上げ切断工程では、図９に示すように、半切断されたフランジ部素体２０が、第２ダイ３２及び第２パンチ４２を用いて仕上げ切断される。仕上げ切断工程は、図７に示した、第１ダイ３１または第１パンチ４１の一方のみ刃先をＲ形状として半切断を行った後に実施される仕上げ切断工程と同様に行えばよい。
仕上げ切断工程では、図９に示すように、半切断されたフランジ部素体２０が、第２ダイ３２及び第２パンチ４２を用いて仕上げ切断される。仕上げ切断工程は、図７に示した、第１ダイ３１または第１パンチ４１の一方のみ刃先をＲ形状として半切断を行った後に実施される仕上げ切断工程と同様に行えばよい。
【0116】
図９では、仕上げ切断の一態様として、第２パンチ４２及び第２板押さえ５２によって挟持されたフランジ部素体２０からフランジ部１２を仕上げ打ち抜きする態様を示している。第２ダイ３２は、仕上げ切断においてフランジ部素体２０に押し込まれる切断金型を構成する。本実施形態では、フランジ部素体２０のうちフランジ部１２となる部分を押さえる金型を第２パンチ４２とし、除去部分２０ａを押さえる金型を第２ダイ３２としている。第２ダイ３２は、第１ダイ３１と同一であってもよい。つまり、半切断工程で使用した第１ダイ３１を、仕上げ切断工程で第２ダイ３２として使用してもよい。
【0117】
第２ダイ３２と第１素体２との位置関係は、第１ダイ３１と第１素体２との位置関係と同一であることが好ましい。これらの位置関係が同一でない場合、例えば第２ダイ３２の径が第１ダイ３１の径より大きいと、切断端部１３に段差が生じる。逆に例えば第２ダイ３２の径が第１ダイ３１の径より小さいと、半切断工程で生成された半切断された切断端部に第２ダイ３２が接触し、せん断面１３ｃに回り込んだめっき層１３ｆを第２ダイ３２が削り落とすおそれがある。
【0118】
本実施形態に係る仕上げ切断は、半切断と同じ方向から行われる。すなわち、図８に示すように半切断においてフランジ部素体２０の上面側からフランジ部素体２０に第１ダイ３１を押し込んだとき、図９に示すように仕上げ切断においてもフランジ部素体２０の上面側からフランジ部素体２０に第２ダイ３２を押し込む。これにより、フランジ部素体２０から除去部分２０ａが分離される。
【0119】
第２ダイ３２と第２パンチ４２とのクリアランスＣ３２－４２［ｍｍ］は、プラスクリアランスとする。第２ダイ３２と第２パンチ４２とのクリアランスＣ３２－４２は、上記式（５）に示したように、０．０１ｍｍ以上、かつ、半切断後に除去部分２０ａが第１素体２のフランジ部素体２０に残存している残存板厚ｔ２の０．２倍以下に設定される。クリアランスＣ３２－４２が０．０１ｍｍ以上であれば、仕上げ切断の際に、プレス機械のスライド精度や金型の芯ズレ等が生じても第２ダイ３２と第２パンチ４２が接触して破損することもない。一方、クリアランスＣ３２－４２が残存板厚ｔ２の０．２倍以下であれば、バリ１３ｅが生成しにくくなる。
【0120】
第２ダイ３２の刃先は、曲率半径Ｒ２を有するＲ形状である。図９に示すように、第２ダイ３２がフランジ部素体２０の仕上げ切断が行われる部分に押し込まれるため、第２ダイ３２の刃先を、曲率半径Ｒ２を有するＲ形状とする。なお、第２パンチ４２の刃先は、図９に示すように丸みがない角形であってもよく、曲率半径を有していてもよい。第２パンチ４２の刃先を丸みがない角形とすれば、破断面１３ｄの先端に生じるバリをより小さくできる。第２パンチ４２の刃先の曲率半径は、１．００ｍｍ未満、０．５０ｍｍ未満、０．２０ｍｍ未満、０．１０ｍｍ未満または０．０５ｍｍ未満としてもよい。もしくは、第２パンチ４２の刃先の曲率半径は、第１素体２のフランジ部素体２０の板厚ｔ１の０．３倍未満としてもよく、必要に応じて、０．１倍未満、０．０６倍未満、０．０４倍未満または０．０２倍未満としてもよい。
【0121】
曲率半径Ｒ２［ｍｍ］は、上記式（６）に示したように、０．２５ｍｍ以上、かつ半切断が行われた部分の残存板厚ｔ２の１．５０倍以下とする。曲率半径Ｒ２が０．２５ｍｍ以上であれば、せん断面１３ｃに回り込んだめっき層１３ｆを第２ダイ３２が削り落とすことがない。一方、曲率半径Ｒ２が残存板厚ｔ２の１．５０倍以下であれば、バリ１３ｅが生成しにくくなる。
【0122】
以上、本発明の第１の実施形態に係る加工品製造方法について説明した。本実施形態によれば、めっき鋼板から形成され、フランジ部１２となるフランジ部素体２０を有する第１素体２を切断対象として、第１ダイ３１と第１パンチ４１とのクリアランスがマイナスクリアランスに設定された第１ダイ３１及び第１パンチ４１を用いて、第１素体２のフランジ部素体２０を半切断する半切断工程と、第２ダイ３２及び第２パンチ４２を用いて、半切断されたフランジ部素体２０を半切断と同一方向から仕上げ切断して、フランジ部１２に切断端部１３を有する加工品１を得る仕上げ切断工程と、を含む。
【0123】
このような２回の工程により切断された加工品１のフランジ部１２の切断端部１３は、当該切断端部１３の板厚方向Ｔにダレ１３ｂ、せん断面１３ｃ及び破断面１３ｄを順に有している。せん断面１３ｃは、少なくとも一部が上面１３ａのめっき層１３ｆにより覆われている。このとき、せん断面１３ｃがめっき層１３ｆ１により覆われているめっき成分残存長さＬと、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１との比Ｌ／ｔ１は、０．７０以上であり、切断端部１３の板厚方向Ｔにおけるダレ１３ｂの長さは、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０倍超かつ０．１０倍未満である。このように、加工品１は、切断端部１３のダレ１３ｂが大きくなることが抑えられ、より多くのめっき層１３ｆがせん断面１３ｃに回り込んでいる。板厚２．０ｍｍ超のめっき鋼板を素材として用いた場合であっても、耐食性及び形状品質を良好とすることができる。
【0124】
平面方向（ＸＹ平面方向）におけるダレ１３ｂの長さ（ダレＸ）を小さくすることができれば、加工品１に使用する材料を少なくすることができる。例えば、図１に示したように、加工品１を固定するためのビス１２３が挿入されるビス穴１２１は、ビス１２３が平坦部に固定されるようにダレ１３ｂを避けてフランジ部１２に形成される。図１０上側に示すように、ダレＸが大きくなると、フランジ部１２の端部からビス穴１２１までの距離が長くなり、余分な材料が必要となる。一方、図１０下側に示すように、ダレＸが小さければ、フランジ部１２の端部からビス穴１２１までの距離が短くなり、フランジ部１２を形成する材料を少なくすることができる。このように、本実施形態に係る加工品製造方法により、加工品１を固定するために必要なビス１２３の周辺の平坦部を確保するためにブランク寸法を余分に大きく必要がなくなる。
【0125】
また、本実施形態に係る加工品製造方法により、より多くのめっき層１３ｆをせん断面１３ｃに回り込ませることができため、切断加工後の時間経過とともに発生する切断端部１３における赤錆を抑制することができる。
【0126】
さらに、第２ダイ３２及び第２パンチ４２間のクリアランスＣ３２－４２は、０．０１ｍｍ以上、かつ半切断が行われた部分の第１素体２（フランジ部素体２０）の残存板厚ｔ２の０．２倍以下に設定される。これにより、仕上げ切断の際に切断金型が接触して破損することを回避しつつ、バリ１３ｅの生成を抑えることができる。
【0127】
また、第１素体２の仕上げ切断の対象となる部分に押し込まれる第２ダイ３２の刃先先端には、０．２５ｍｍ以上、かつ、半切断が行われた部分の残存板厚ｔ２の１．５０倍以下の曲率半径Ｒ２を有する湾曲形状が設けられる。これにより、せん断面１３ｃに回り込んだめっき層１３ｆを切断金型が削り落とされることを回避しつつ、バリ１３ｅの生成を抑えることができる。
【0128】
［２．第２の実施形態］
次に、図１１に基づいて、本発明の第２の実施形態に係る加工品製造方法について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る加工品製造方法を示す説明図である。本実施形態に係る加工品製造方法は、図１１に示すように、準備工程、半切断工程、仕上げ切断工程及びコイニング工程を含む。
次に、図１１に基づいて、本発明の第２の実施形態に係る加工品製造方法について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る加工品製造方法を示す説明図である。本実施形態に係る加工品製造方法は、図１１に示すように、準備工程、半切断工程、仕上げ切断工程及びコイニング工程を含む。
【0129】
本実施形態に係る加工品製造方法は、図５に示した第１の実施形態に係る加工品製造方法に、コイニング工程を付加した方法である。図１１に示すように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、準備工程にて準備された第１素体２に対して、半切断工程及び仕上げ切断工程が行われる。したがって、準備工程、半切断工程及び仕上げ切断工程については、詳細な説明を省略する。
【0130】
コイニング工程は、仕上げ切断工程で得られた加工品を第２素体６として、第２素体６に対してコイニング加工を行う。コイニング工程では、仕上げ切断工程の後に、破断面１３ｄ側の切断端部１３の角部１３ｇをパッド（図１２のパッド７）に押し当てて、その角部にコイニング面１３ｈが形成された加工品１を得る。コイニング加工により、粗面状の新生面である破断面１３ｄの領域を狭くすることができ、赤錆発生領域を抑えることができる。また、コイニング加工により、バリ１３ｅを潰すことができ、加工品１におけるバリ１３ｅの残存をより確実に抑えることができる。
【0131】
図１２～図１４に基づいて、コイニング工程についてより詳細に説明する。図１２は、コイニング工程を示す説明図である。図１３は、コイニング工程後の加工品１の切断端部を示し、左側は加工品１の中心軸を含むＺＸ平面での断面図、右側はＸ方向から側面視した図である。図１４は、コイニング工程後の加工品１の切断端部の一例を示す写真である。なお、図１３では、図２と同様、めっき層１３ｆの記載を省略している。
【0132】
図１２に示すように、本実施形態に係るコイニング工程では、パッド７及びコイニングブロック８により第２素体６の切断端部１３を挟み込む。パッド７は、縦壁面７０、底壁面７１及び押当面７２を有する。
【0133】
縦壁面７０は、パッド７及びコイニングブロック８により第２素体６の切断端部１３を挟み込む際に、第２素体６のせん断面１３ｃと対向し、かつ、略平行にとなるように配置される。縦壁面７０は、コイニングブロック８の進退方向（図１２ではＺ方向）と平行となるように配置される。
【0134】
底壁面７１は、第２素体６を挟んで、フランジ部１２の板厚方向にコイニングブロック８と対向するように配置される。底壁面７１は、縦壁面７０の下方（すなわち、コイニングブロック８と反対側）において、縦壁面７０と直交する方向に延在する。
【0135】
押当面７２は、底壁面７１と底壁面７１を接続する面である。押当面７２は、第２素体６にコイニング面（図１３のコイニング面１３ｈ）を形成するために設けられ、コイニング面の形状に対応する形状に形成される。例えば、図１３に示すように、コイニング面１３ｈを平面状の面取り面（以下、「Ｃ面」と称する。）とする場合には、押当面７２は、縦壁面７０及び底壁面７１に対して傾斜する平面とすればよい。また、例えばコイニング面１３ｈを曲面（押圧面、圧縮面のいずれでもよい。以下、「Ｒ面」と称する。）とする場合には、押当面７２は曲面とすればよい。
【0136】
コイニング工程では、図１２に示すように、第２素体６の切断端部１３をパッド７の縦壁面７０と対向させた状態で、コイニングブロック８とパッド７の底壁面７１とにより、第２素体６を板厚方向Ｔに挟み込む。そして、コイニングブロック８を底壁面７１に向かって押し込み、第２素体６の底面１３ｋが底壁面７１に接する位置まで、第２素体６を押し下げる。ここで、第２素体６の底面１３ｋが底壁面７１に接する前に、角部１３ｇが押当面７２に押し当てられる。角部１３ｇが押当面７２に押し当てられた後、さらにコイニングブロック８が押し込まれて、第２素体６の底面１３ｋが底壁面７１に接する。角部１３ｇは押当面７２に押し潰され、コイニング面１３ｈとなる。コイニング工程後の加工品１の切断端部１３は、例えば、図１４の写真に示すような状態となる。
【0137】
コイニング面１３ｈは、押当面７２の表面が転写された平滑面であり、粗面状の破断面１３ｄと比較して赤錆が発生しにくい。面粗さが平滑となることでコイニング面１３ｈに水分が滞留しにくいためと考えられる。また、切断端部１３の底面１３ｋ側のめっき層１３ｆがコイニング面１３ｈに薄く伸ばされることも赤錆が発生しにくい要素であると考えられる。破断面１３ｄ側の角部１３ｇにコイニング面１３ｈが形成されることにより、コイニング加工後のフランジ部１２における板厚方向Ｔにおける破断面長さＷ２（図１３参照）は、コイニング加工前のフランジ部１２における板厚方向Ｔに係る破断面長さＷ１（図２及び図３参照）よりも短くなる。すなわち、コイニング加工により、粗面状の新生面である破断面１３ｄの領域を狭くすることができ、赤錆発生領域を抑えることができる。また、コイニング加工により、バリ１３ｅを潰すことができ、加工品１におけるバリ１３ｅの残存をより確実に抑えることができる。
【0138】
コイニング工程では、加工品１のフランジ部１２の板厚方向Ｔにおけるせん断面１３ｃとコイニング面１３ｈとの間の破断面１３ｄの長さ（破断面長さ）Ｗ２を０ｍｍ超かつ０．５ｍｍ以下とするように、角部１３ｇに押当面７２を押し当てる。破断面長さＷ２を０ｍｍ超かつ０．５ｍｍ以下とすることで、仮に破断面１３ｄで赤錆が発生したとしても、目立たないことから実用上問題とならないと判断できる。
【0139】
なお、仕上げ切断工程では、板厚方向Ｔに係る破断面長さＷ１が１．０ｍｍ未満の第２素体６を得ることが好ましい。破断面長さＷ１が１．０ｍｍ未満の第２素体６を得ることで、より確実にコイニング工程において破断面長さＷ２を０．５ｍｍ以下とすることができる。加工品１の破断面長さＷ２は小さい方が好ましく、０．４ｍｍ以下または０．３ｍｍ以下としてもよい。加工品１の破断面長さＷ２を０．２ｍｍ以下または０．１ｍｍ以下とすればより好ましい。また、破断面長さＷ２と加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１との比Ｗ２／ｔ１を、０．１５未満、０．１０未満、０．０８未満、０．０６未満または０．０４未満としてもよい。なお、加工品１の破断面長さＷ２は０ｍｍであってもよい。つまり、加工品１の切断端部１３に破断面１３ｄがなくてもよい。すなわち、切断端部１３は、例えば図１３に示すように、切断端部１３の板厚方向において、順に、ダレ１３ｂ、せん断面１３ｃ、破断面１３ｄ及びコイニング面１３ｈを有していてもよい。または、切断端部１３は、切断端部１３の板厚方向において、順に、ダレ１３ｂ、せん断面１３ｃ及びコイニング面１３ｈを有していてもよい。
【0140】
図１５は、図１２のパッド７の押当面７２によって押し潰される角部１３ｇの体積を示す説明図である。図１２のコイニングブロック８がパッド７の底壁面７１側へ押し下げられるにつれて、角部１３ｇは押当面７２に接触し、押し潰される。押し潰された角部１３ｇの材料（素地鋼）は、押当面７２に沿ってせん断面１３ｃ側に移動する。切断端部１３の底面１３ｋが底壁面７１に接する位置まで切断端部１３が押し下げられる際、押当面７２の位置及び角度等に応じて、押当面７２により押し潰されるフランジ部１２の角部１３ｇの体積Ｖ１が変化する。
【0141】
コイニング工程では、図１５上側に示すように、押当面７２により押し潰される角部１３ｇの体積Ｖ１を、せん断面１３ｃの延長面１３ｊ、破断面１３ｄ及び押当面７２で囲まれるコイニング空間の体積Ｖ２以下とすることが好ましい。図１２に示したように、フランジ部１２の切断端部１３の破断面１３ｄは、縦壁面７０に対して傾斜しており、その間には隙間がある。この隙間によって生じるコイニング空間の体積Ｖ２は、押当面７２により押し潰された角部１３ｇの材料が流れ込む空間となる。コイニング空間の体積Ｖ２が押当面７２により押し潰される角部１３ｇの体積Ｖ１よりも小さいと、押当面７２により押し潰された角部１３ｇの材料は、体積Ｖ２内に収まることができず、パッド７の上部に向かって移動することになる。
【0142】
そこで、体積Ｖ１を体積Ｖ２以下とすることで、押当面７２により押し潰された角部１３ｇの材料がせん断面１３ｃの延長面１３ｊを越えて突出することを回避することができる。図１５下側に示すように、体積Ｖ１が体積Ｖ２を超えると、押当面７２により押し潰された角部１３ｇの材料がせん断面１３ｃの延長面１３ｊを越えて突出し、パッド７の上部に向かって移動する等の事象が生じる。このような事象が生じた場合、切断端部１３の寸法精度が悪化する。したがって、体積Ｖ１を体積Ｖ２以下となるように、押当面７２により角部１３ｇを押し潰すように加工するのがよい。
【0143】
以上、第２の実施形態に係る加工品製造方法について説明した。本実施形態によれば、第１の実施形態と同様、加工品１を固定するために必要なビス１２３の周辺の平坦部を確保するためにブランク寸法を余分に大きく必要がなくなる。また、より多くのめっき層１３ｆをせん断面１３ｃに回り込ませることができため、切断加工後の時間経過とともに発生する切断端部１３における赤錆を抑制することができる。
【0144】
さらに、仕上げ切断工程の後、コイニング工程を行うことで、粗面状の新生面である破断面１３ｄの領域を狭くすることができ、赤錆発生領域を抑えることができる。また、コイニング加工により、バリ１３ｅを潰すことができるため、加工品１におけるバリ１３ｅの残存は０．２ｍｍ未満となり、バリ１３ｅの残存をより確実に抑えることができる。バリ１３ｅの長さは、０．１ｍｍ未満であると好ましく、０．０５ｍｍ未満または０．０１ｍｍ未満であることがより好ましい。バリ１３ｅの長さが０ｍｍ、つまり加工品１にバリ１３ｅが存在しないことが最も好ましい。
【0145】
［３．加工品例］
上記実施形態では、加工品１が図１に示したようなモータケースである場合について説明したが、本実施形態に係る加工品製造方法により製造される加工品１は、めっき鋼板を素材とし、切断端部１３を有する任意の物品であってよい。
上記実施形態では、加工品１が図１に示したようなモータケースである場合について説明したが、本実施形態に係る加工品製造方法により製造される加工品１は、めっき鋼板を素材とし、切断端部１３を有する任意の物品であってよい。
【0146】
加工品１は、例えば、図１６に示すような円環状の平ワッシャ９００であってもよい。また、加工品１は、例えば図１７に示すような歯部９１１を有する平ワッシャ９１０Ａ、９１０Ｂ、９１０Ｃであってもよい。あるいは、加工品１は、例えば図１８に示すような波形の円環状の皿ばね９２０であってもよい。図１８の皿ばね９２０は、例えば図１６に示す平ワッシャ９００を波形に加工して製造し得る。さらに、加工品は、例えば図１９に示すような歯部９３１を有する皿ばね９３０であってもよい。
【0147】
加工品１が図１６～図１９に示したような環状の各種プレート部材であるとき、その外周部及び内周部が切断端部１３となる。上記実施形態に係る加工品製造方法を適用することにより、外周部及び内周部のうち少なくとも一方を、加工品１の板厚方向Ｔにおいて、せん断面１３ｃがめっき層１３ｆ１により覆われているめっき成分残存長さＬと、加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１との比Ｌ／ｔ１を、０．７０以上とし、ダレ１３ｂの長さを加工品１の切断端部１３の板厚ｔ１の０．１０倍未満とすることができる。
【0148】
例えば、図１６に示す平ワッシャ９００の内周面及び外周面のせん断面をめっき層により覆うようにするには、図２０及び図２１に示すような切断金型を使用して加工すればよい。図２０は、平ワッシャ９００を加工するための切断金型の一例を示す模式図である。図２１は、図２０の切断金型により素体９を抜き加工した状態を示す模式図である。
【0149】
図２０に示す切断金型は、平ワッシャ９００のような環状の加工品９０を製造するための金型であり、中空円筒形状のダイ（以下、「外側ダイ」と称する。）６１と、円柱形状のダイ（以下、「内側ダイ」と称する。）６３と、円板状の素体９（図２１参照）を支持する中空円筒形状のパンチ６５とを有する。外側ダイ６１及び内側ダイ６３と、パンチ６５とは対向して設けられ、外側ダイ６１及び内側ダイ６３をパンチ６５に支持された素体９に押し込むことにより、素体９を切断する。外側ダイ６１の内径は加工品９０の外径に対応し、内側ダイ６３の外径は加工品９０の内径に対応する。外側ダイ６１の内周面の刃先、及び、内側ダイ６３の外周面の刃先は、曲率半径を有するＲ形状を有する。一方、パンチ６５の内周面及び外周面の縁部は、Ｒ形状を有していない。
【0150】
このような切断金型により素体９を仕上げ切断すると、図２１に示すように、加工品９０の外周面９１よりも外部側となる部分９ａが外側ダイ６１により切断され、加工品９０の内周面９２よりも内部側となる部分９ｂが内側ダイ６３により切断される。これにより、図２０に示すような加工品９０（平ワッシャ９００）が形成される。このとき、加工品９０の外周面９１及び内周面９２のせん断面は、めっき層により覆われているめっき成分残存長さＬと、加工品９０の切断端部の板厚ｔ１との比Ｌ／ｔ１が０．７０以上となり、切断端部の板厚方向におけるダレの長さは加工品９０の切断端部の板厚ｔ１の０．１０倍未満とすることができる。
【0151】
さらに、加工品１は、例えば、図２２に示すような円板状のプレート９４０であってもよい。
【実施例】
【0152】
（実施例ａ．半切断工程で使用されるダイの刃先のみをＲ形状とする場合）
半切断工程でのダイの肩部（すなわち、刃先）を所定の曲率半径を有するＲ形状として、図５及び図１１に示す方法により加工品のサンプルを作成した。めっき鋼板として、板厚が１．４～３．８ｍｍで、めっき付着量が９０ｇ／ｍ２（片面）または１９０ｇ／ｍ２（片面）のＺｎ－６％Ａｌ－３％Ｍｇ（質量比）合金めっき鋼板を用いた。半切断加工は、内径Ｄ３１が８５．００ｍｍの丸形ダイと、ダイとパンチとのクリアランスに応じて径を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。仕上げ切断加工は、肩部（すなわち、刃先）が所定の曲率半径を有するＲ形状としたダイと、ダイとパンチとのクリアランスＣ３２－４２に応じて径Ｄ３２を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。
半切断工程でのダイの肩部（すなわち、刃先）を所定の曲率半径を有するＲ形状として、図５及び図１１に示す方法により加工品のサンプルを作成した。めっき鋼板として、板厚が１．４～３．８ｍｍで、めっき付着量が９０ｇ／ｍ２（片面）または１９０ｇ／ｍ２（片面）のＺｎ－６％Ａｌ－３％Ｍｇ（質量比）合金めっき鋼板を用いた。半切断加工は、内径Ｄ３１が８５．００ｍｍの丸形ダイと、ダイとパンチとのクリアランスに応じて径を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。仕上げ切断加工は、肩部（すなわち、刃先）が所定の曲率半径を有するＲ形状としたダイと、ダイとパンチとのクリアランスＣ３２－４２に応じて径Ｄ３２を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。
【0153】
各サンプルについて、ダレＺ、ダレＸ、仕上げ切断後の破断面長さ（Ｗ１）と、コイニング加工を実施した場合にはコイニング加工後の破断面長さ（Ｗ２）を測定した。これらは、マイクロスコープを用いて、加工品の端面の円周上を３０°間隔で測定し、計１２点の測定値を平均して求めた。また、各サンプルについて、切断端部へのめっき層の回り込みについて、加工品の直辺部の中央部分の断面から、めっき鋼板の厚さ方向についてめっき層が回り込んだ長さＬを測定した。切断端部におけるめっき層の長さＬの測定には、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ－ＷＤＳ）を使用した。Ｚｎ成分の検出レベルがバックグラウンドの３倍以上である部分にめっき層が存在していると判定した。なお、測定対象は、仕上げ切断後の加工品又は第２素体及びコイニング加工後の加工品である。
【0154】
なお、各サンプルの切断端部において、ダレ、せん断面、破断面及びコイニング面は、図１４に示した通りであり、より詳細には以下のように現れる。
【0155】
ダレは、ダイが被加工材に接触した後に圧縮（加圧）力が加えられて被加工材の表面が引っ張られてできる滑らかな面として現れる。図３に示したように、切断端部を側面視すると、曲率を有する形状となっている。
【0156】
せん断面は、切断端部に平滑な面として現れる。せん断面は、ダイが被加工材に接触した後に圧縮（加圧）力が加えられて被加工材に食い込むことにより、ダイの側面と擦れて生じる。ダイと擦れて生じるため、せん断面は金属光沢を呈する。せん断面には、板厚方向に筋状の細かい摺動傷がみられる。
【0157】
破断面は、せん断面側から被加工材に生じたクラックが会合して破断した面であり、光沢のない粗い面として現れる。被加工材にせん断面が生じた後、さらにダイが被加工材に食い込むと、パンチの刃先により被加工材にクラックが生じるとともに、ダイの刃先によっても被加工材にクラックが生じる。パンチ及びダイから生じたクラックは、互いに会合し、貫通する。このようにクラックが生じて形成された面が破断面となる。破断面は、パンチとダイとが接触することなく形成されるため、光沢のない粗い面となる。破断面は、パンチとダイとの隙間（クリアランス）に応じた傾斜を有する。
【0158】
コイニング面は、破断面の凹凸が潰された滑らかな面として現れる。コイニング面は、破断面端部の下面側から斜面状または曲面状のコイニング用金型を破断面角部に押し当てることによって得られる。コイニング面は、コイニング金型の表面粗さが転写されることにより、破断面の凹凸が潰された滑らかな面となる。
【0159】
切断端部において、ダレ、せん断面、破断面、コイニング面を特定する方法としては、例えば上記特徴をもとに外観からマイクロスコープまたはコントレーサー等により切断端部の形状プロフィールを観察して測定する方法等がある。
【0160】
固定ビス周辺の平坦度を確保する観点から、切断端部１３のダレＺが０．１０倍未満のものを「Ａ（可）」、０．１０倍以上のものを「Ｂ（不可）」と評価とした。打痕や電気的短絡等の原因となるバリについて、大きさが０．２ｍｍ未満のものを「Ａ（可）」、大きさが０．２ｍｍ以上のもの、または、ヒゲ状のバリが発生したものを「Ｂ（不可）」と評価した。また、端面の段差は、外観上及び製品寸法精度上なるべく生じさせないことが望ましい。そこで、端面の段差が０．５ｍｍ以下のものを「Ａ（可）」、段差が０．５ｍｍ超のものを「Ｂ（不可）」と評価した。
【0161】
また、サンプルを屋外にて大気曝露試験を行い、切断端部に目立った赤錆が発生するまでの日数を１５日ごとに観察した。
【0162】
以上の結果を表１に示す。表１には、各サンプルに用いためっき鋼板、半切断工程、仕上げ切断工程の条件、及び切断端部の角部へのコイニング有無も合わせて示している。ここで、ダイの曲率半径の板厚比（Ｒ１／ｔ１、Ｒ２／ｔ２）は、ダイの肩部に付与された丸みを板厚で除したものである。意図的にダイの肩部（刃先）に丸みを付与していないものは、この欄に「＜０．０１」と記した。
【0163】
【表1】
【0164】
表１に示すように、実施例ａ１～ａ１９は、切断端部の板厚ｔ１に対するめっき成分の残存長さＬが０．７０倍以上であり、かつ、板厚方向に現れるダレＺの大きさが加工品の切断端部の板厚ｔ１の０．１０倍未満であった。その切断端部の破断面長さＷ１はいずれも１．０ｍｍ以下であり、実施例ａ１～ａ１９は、赤錆発生まで６０日の良好な耐食性を示した。実施例ａ１～ａ１３は、平面方向に現れるダレＸの大きさが加工品の切断端部の板厚ｔ１の０．３０倍未満であった。切断端部の破断面長さＷ１が０．５ｍｍ以下である実施例ａ１～ａ１６では、赤錆発生まで９０日以上の良好な耐食性を示した。
【0165】
実施例ａ１～ａ１４は、加工品の切断端部の板厚ｔ１に対するめっき成分の残存長さＬが０．８０倍以上でかつ破断面長さ（Ｗ１）が０．５ｍｍ以下の範囲になった。また実施例ａ１５は、仕上げ抜き後に、押し潰す辺の長さ（コイニング面の幅）を０．６ｍｍとしたＲ面のコイニング面を形成するコイニング加工を行ったものである。実施例ａ１６は、仕上げ抜き後に、押し潰す辺の長さ（コイニング面の幅）を１．０ｍｍとして角度４５°で面取りしたＣ面のコイニング面を形成するコイニング加工を行ったものである。コイニング加工後の破断面長さ（Ｗ２）、他の実施例の破断面長さＷ１よりも小さくなっている。切断加工のダイの径Ｄ３１と仕上げ切断加工のダイの径Ｄ３２との差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜については、実施例ａ１～ａ１７では０．０５ｍｍとし、実施例ａ１８ではゼロ（径Ｄ３１と径Ｄ３２とは同一）とし、実施例ａ１９では１．００ｍｍとしたが、いずれの場合にも、端面の段差は０．５ｍｍ以下であった。
【0166】
なお、実施例ａ１～ａ１４、ａ１８、ａ１９の切断端部は、板厚方向にダレ、せん断面及び破断面を順に有しており、実施例ａ１５、ａ１６の切断端部は、板厚方向にダレ、せん断面、破断面及びコイニング面を順に有していることが、上述の特徴をもとに外観から確認された。
【0167】
これに対して、比較例ａ１～ａ５、ａ８、ａ１０～ａ１３、ａ１６は、加工品の切断端部の板厚ｔ１に対するめっき層成分の残存長さＬが０．７０倍未満であったため、切断端部の赤錆発生までの日数は６０日を下回っており、実施例と比べて耐食性が劣った。比較例ａ９は、半切断工程において大きなマイナスクリアランスを採用したものであるが、７５０ｋＮのメカプレス機を使用した半抜き加工の工程で荷重オーバーとなり、プレス機が停止した。比較例ａ１４、ａ１５は、いずれも切断端部の赤錆発生まで９０日以上の良好な耐食性を示したが、切断端部に０．２ｍｍ以上の大きなバリが発生した。
【0168】
比較例ａ６は、切断端部の赤錆発生までの日数は９０日以上の良好な耐食性を示したが、板厚方向に現れるダレＺの大きさがフランジ素材の板厚の０．１０倍以上であり、かつ平面方向に現れるダレＸの大きさが加工品の板厚の０．３０倍以上であり、ビス止めの際にその分余計にフランジ寸法を大きくしなければならない。比較例ａ７は、半切断工程でのダイとパンチとのクリアランスをゼロとした場合であり、半切断工程にてめっき鋼板が完全に破断した。
【0169】
（実施例ｂ．半切断工程で使用されるダイ及びパンチの刃先をＲ形状とする場合）
次に、半切断工程でのダイ及びパンチの肩部（すなわち、刃先）を所定の曲率半径を有するＲ形状として、図５及び図１１に示す方法により加工品のサンプルを作成した。めっき鋼板として、板厚が１．４～４．５ｍｍで、めっき付着量が９０ｇ／ｍ２（片面）または１９０ｇ／ｍ２（片面）のＺｎ－６％Ａｌ－３％Ｍｇ（質量比）合金めっき鋼板を用いた。半切断加工は、内径８５．００ｍｍの丸形ダイと、ダイとパンチとのクリアランスに応じて径を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。仕上げ切断加工は、肩部（すなわち、刃先）が所定の曲率半径を有するＲ形状のダイと、ダイとパンチとのクリアランスに応じて径を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。
次に、半切断工程でのダイ及びパンチの肩部（すなわち、刃先）を所定の曲率半径を有するＲ形状として、図５及び図１１に示す方法により加工品のサンプルを作成した。めっき鋼板として、板厚が１．４～４．５ｍｍで、めっき付着量が９０ｇ／ｍ２（片面）または１９０ｇ／ｍ２（片面）のＺｎ－６％Ａｌ－３％Ｍｇ（質量比）合金めっき鋼板を用いた。半切断加工は、内径８５．００ｍｍの丸形ダイと、ダイとパンチとのクリアランスに応じて径を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。仕上げ切断加工は、肩部（すなわち、刃先）が所定の曲率半径を有するＲ形状のダイと、ダイとパンチとのクリアランスに応じて径を変更したパンチを用い、板押さえによりめっき鋼板を保持して行った。
【0170】
各サンプルについて、上述の実施例ａと同様に、平坦度評価、バリ評価及び段差評価を行い、大気曝露試験による赤錆発生日数を調べた。実施例ｂの結果を表２に示す。
【0171】
【表2】
【0172】
表２に示すように、実施例ｂ１～ｂ１９は、加工品の切断端部の板厚ｔ１に対するめっき成分の残存長さＬが０．７０倍以上であり、かつ、板厚方向に現れるダレＺの大きさが加工品の切断端部の板厚ｔ１の０．１０倍未満であった。その切断端部の破断面長さはいずれも１．０ｍｍ以下であり、実施例ｂ１～ｂ１９は、赤錆発生まで６０日の良好な耐食性を示した。実施例ｂ１～ｂ１３、ｂ１５～ｂ１９は、平面方向に現れるダレＸの大きさは加工品の切断端部の板厚ｔ１の０．３０倍未満であった。実施例ｂ１～ｂ１４、ｂ１６、ｂ１７は、加工品の切断端部の板厚ｔ１に対するめっき成分の残存長さＬが０．８０倍以上でかつ破断面長さ（Ｗ１）が０．５ｍｍ以下の範囲となり、赤錆発生まで９０日以上の良好な耐食性を示した。また、実施例ｂ１６は、仕上げ抜き後に、押し潰す辺の長さ（コイニング面の幅）を０．６ｍｍとしたＲ面のコイニング面を形成するコイニング加工を行ったものである。実施例ｂ１７は、仕上げ抜き後に、押し潰す辺の長さ（コイニング面の幅）を１．０ｍｍとして角度４５°で面取りしたＣ面のコイニング面を形成するコイニング加工を行ったものある。コイニング加工後の破断面長さ（Ｗ２）は、他の実施例よりも小さくなった。半切断加工のダイの径Ｄ３１と仕上げ切断加工のダイの径Ｄ３２との差の絶対値｜Ｄ３２－Ｄ３１｜については、実施例ｂ１～ｂ１７では０．０５ｍｍとし、実施例ｂ１８ではゼロ（径Ｄ３１と径Ｄ３２とは同一）とし、実施例ｂ１９では１．００ｍｍとしたが、いずれの場合にも、端面の段差は０．５ｍｍ以下であった。
【0173】
なお、実施例ｂ１～ｂ１５、ｂ１８、ｂ１９の切断端部は、板厚方向にダレ、せん断面及び破断面を順に有しており、実施例ｂ１６、ｂ１７の切断端部は、板厚方向にダレ、せん断面、破断面及びコイニング面を順に有していることが、上述の特徴をもとに外観から確認された。
【0174】
これに対して、比較例ｂ１、ｂ２、ｂ４、ｂ６～ｂ８、ｂ１１、ｂ１３は、加工品の切断端部の板厚ｔ１に対するめっき層成分の残存長さＬが０．７０倍未満であったため、切断端部の赤錆発生までの日数は６０日を下回っており、実施例と比べて耐食性が劣った。また、比較例ｂ１、ｂ４は、板厚方向に現れるダレＺの大きさが加工品の切断端部の板厚ｔ１の０．１０倍であったため、十分な平坦度が得られなかった。比較例ｂ５は、半切断工程において大きなマイナスクリアランスを採用したものであるが、７５０ｋＮのメカプレス機を使用した半抜き加工の工程で荷重オーバーとなり、プレス機が停止した。比較例ｂ９、ｂ１０は、いずれも切断端部の赤錆発生まで９０日以上の良好な耐食性を示したが、切断端部に０．２ｍｍ以上の大きなバリが発生した。比較例ｂ３、ｂ１２は、半切断工程でのダイとパンチとのマイナスクリアランスが十分ではなかったため、半切断工程にてめっき鋼板が完全に破断した。
【0175】
以上によると、半切断工程を行い続いて仕上げ切断工程を行う切断加工において、切断端部の形状に関して、加工品の切断端部の板厚ｔ１に対するめっき成分の残存長さＬが０．７０倍以上とすることにより、良好な耐食性を有する切断端部が得られることが確認できた。また、切断端部の板厚方向に現れるダレＺが加工品の切断端部の板厚ｔ１の０．１０倍未満とすることにより、ビス止めの際に余計にフランジ寸法を大きくすることなく製品が得られることを確認した。
【0176】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0177】
１ 加工品
２ 第１素体
６ 第２素体
７ パッド
８ コイニングブロック
９ 素体
１０ 胴部
１１ 突部
１２ フランジ部
１３ 切断端部
１３ａ 上面
１３ｂ ダレ
１３ｃ せん断面
１３ｄ 破断面
１３ｅ バリ
１３ｆ めっき層
１３ｇ 角部
１３ｈ コイニング面
１３ｊ 延長面
１３ｋ 底面
２０ フランジ部素体
２０ａ 除去部分
３１ 第１ダイ
３２ 第２ダイ
４１ 第１パンチ
４２ 第２パンチ
６１ 外側ダイ
６３ 内側ダイ
６５ パンチ
７０ 縦壁面
７１ 底壁面
７２ 押当面
１０１ 側壁
１０３ 頂壁
１２１ ビス穴
１２３ ビス
９００、９１０Ａ、９１０Ｂ、９１０Ｃ 平ワッシャ
９１１、９３１ 歯部
９４０ プレート
２ 第１素体
６ 第２素体
７ パッド
８ コイニングブロック
９ 素体
１０ 胴部
１１ 突部
１２ フランジ部
１３ 切断端部
１３ａ 上面
１３ｂ ダレ
１３ｃ せん断面
１３ｄ 破断面
１３ｅ バリ
１３ｆ めっき層
１３ｇ 角部
１３ｈ コイニング面
１３ｊ 延長面
１３ｋ 底面
２０ フランジ部素体
２０ａ 除去部分
３１ 第１ダイ
３２ 第２ダイ
４１ 第１パンチ
４２ 第２パンチ
６１ 外側ダイ
６３ 内側ダイ
６５ パンチ
７０ 縦壁面
７１ 底壁面
７２ 押当面
１０１ 側壁
１０３ 頂壁
１２１ ビス穴
１２３ ビス
９００、９１０Ａ、９１０Ｂ、９１０Ｃ 平ワッシャ
９１１、９３１ 歯部
９４０ プレート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】