(57)【要約】【課題】円筒部の側周壁の一部に平面部を形成しても、残る円筒部の断面円が高い真円度を有しているプレス成形品の製造方法を提供する。【解決手段】有底円筒状ワークの円筒部２１における底部２６側で側周壁の一部に、内側に向かって押圧する力を作用させるプレス成形によって平面部Ｆを形成することにより、軸方向に直交する断面である横断面がＤ字形状を呈しているＤ形筒部２２と、残る円筒部と、円筒部からＤ形筒部に至る部分であって側周壁が徐々に傾斜しているテーパ部２３とを有する中間ワーク２０を成形し、中間ワークの開口２５からパンチ５１の円柱部５１ｅを挿入して、テーパ部を円筒部の軸方向に押圧することにより、Ｄ形筒部の形成の際に円筒部に生じた歪みを修正し、円筒部における横断面の真円度を元に戻すように高める。【選択図】図３
2020006388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状ワークの円筒部における底部側で側周壁の一部に、内側に向かって押圧する力を作用させるプレス成形によって平面部を形成することにより、軸方向に直交する断面である横断面がＤ字形状を呈しているＤ形筒部と、残る円筒部と、該円筒部から前記Ｄ形筒部に至る部分であって側周壁が徐々に傾斜しているテーパ部と、を有する中間ワークを成形し、
該中間ワークの開口からパンチを挿入して、前記テーパ部を前記円筒部の軸方向に押圧することにより、前記Ｄ形筒部の形成の際に前記円筒部に生じた歪みを修正し、前記円筒部における前記横断面の真円度を高める
ことを特徴とするプレス成形品の製造方法。
【請求項２】
有底筒状であり、
軸方向に直交する断面である横断面が円形である円筒部と、
前記円筒部より底部側で側周壁における一部に、前記円筒部より内側に位置する平面部が形成されていることにより、前記横断面がＤ字形状を呈しているＤ形筒部と、
前記円筒部から前記Ｄ形筒部に至る部分であって側周壁が徐々に傾斜しているテーパ部と、を有しており
前記テーパ部の内表面に、軸方向に窪んだ押圧痕が形成されている
ことを特徴とするプレス成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒部を有するプレス成形品の製造方法、及び、該製造方法により製造されるプレス成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒部を有する金属部品は、側周壁が全周にわたり湾曲しているため、支持部材など他の部材に固定しにくい。そのため、側周壁の一部に平面部を設けることがある。側周壁の一部に平面部を有していることにより、この平面部を他の部材の平面部分に当接させることができるため、安定した姿勢で金属部品を他の部材に固定することができる。
【０００３】
しかしながら、このような平面部をプレス成形によって形成すると、その際の金属の流動に影響を受けて、残る円筒部に歪みが生じ、円筒部における軸方向に直交する方向の断面円の真円度が低下してしまう。円筒部を有する金属部品は、他の部材の円筒部分を嵌め合わせて使用されるなど、円筒部の断面円に高い真円度が要請されることが多い。そのため、側周壁の一部にプレス成形によって平面部を形成しても、残る円筒部の断面円が高い真円度を有している金属部品を製造することができる製造方法が要請されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記の実情を鑑み、円筒部の側周壁の一部に平面部を形成しても、残る円筒部の断面円が高い真円度を有しているプレス成形品の製造方法、及び、該製造方法により製造されるプレス成形品の提供を、課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明にかかるプレス成形品の製造方法は、
「有底円筒状ワークの円筒部における底部側で側周壁の一部に、内側に向かって押圧する力を作用させるプレス成形によって平面部を形成することにより、軸方向に直交する断面である横断面がＤ字形状を呈しているＤ形筒部と、残る円筒部と、該円筒部から前記Ｄ形筒部に至る部分であって側周壁が徐々に傾斜しているテーパ部と、を有する中間ワークを成形し、
該中間ワークの開口からパンチを挿入して、前記テーパ部を前記円筒部の軸方向に押圧することにより、前記Ｄ形筒部の形成の際に前記円筒部に生じた歪みを修正し、前記円筒部における前記横断面の真円度を高める」ものである。
【０００６】
有底円筒状ワークの円筒部における底部側で側周壁の一部に、内側に向かって押圧する力を平面状に作用させると、その部分の金属が内側に流動して平面部が形成される。平面部が形成された部分の側周壁は、軸方向に直交する方向の断面である横断面の形状がＤ字形を呈するため、この部分を「Ｄ形筒部」と称している。中間ワークの側周壁において、平面部を形成したことによりＤ形筒部となった部分を除いた部分は、円筒部として残る。
【０００７】
平面部を形成するための押圧による金属の流動により、円筒部と平面部との境界部分でも金属が流動し、側周壁が平面部に向かって徐々に内側に傾斜しているテーパ部が形成される。加えて、平面部の形成のために側周壁を内側に向かって押圧する力は円筒部にも影響を及ぼし、円筒部においても金属が僅かながら内側に流動するため、円筒部の横断面の真円度が低下する。
【０００８】
検討の結果、テーパ部を軸方向に押圧するのみの簡易な処理で、円筒部の横断面の真円度を元の真円度に近付けるように高めることができることが判明した。これは、テーパ部が傾斜していることにより、テーパ部を軸方向に押圧する力の分力が、テーパ部を径方向に押し広げる方向に作用すると共に、この分力がテーパ部を介して円筒部にも及び、円筒部の金属を外側に向けて流動させるためと考えられた。
【０００９】
次に、本発明にかかるプレス成形品は、
「有底筒状であり、
軸方向に直交する断面である横断面が円形である円筒部と、
前記円筒部より底部側で側周壁における一部に、前記円筒部より内側に位置する平面部が形成されていることにより、前記横断面がＤ字形状を呈しているＤ形筒部と、
前記円筒部から前記Ｄ形筒部に至る部分であって側周壁が徐々に傾斜しているテーパ部と、を有しており
前記テーパ部の内表面に、軸方向に窪んだ押圧痕が形成されている」ものである。
【００１０】
これは、上記の製造方法により製造されるプレス成形品の構成である。円筒部の横断面は高い真円度を有しており、テーパ部の内表面には、パンチによる押圧痕が軸方向の窪みとして残存している。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、円筒部の側周壁の一部に平面部を形成しても、残る円筒部の断面円が高い真円度を有しているプレス成形品の製造方法、及び、該製造方法により製造されるプレス成形品を、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施形態の製造方法で製造されたプレス成形品の（ａ）斜視図であり、図１（ｂ）はプレス成形品を図１（ａ）とは異なる方向から見た斜視図であり、図１（ｃ）はプレス成形品を中央で軸方向に切断した状態の斜視図であり、図１（ｄ）は図１（ｃ）の状態の断面図である。
【図２】図２（ａ）は金属平板から有底円筒状ワークを絞り成形する過程の略図であり、図２（ｂ）はＤ形筒部を有する中間ワークの成形工程を説明する断面図であり、図２（ｃ）は中間ワークの平面図であり、図２（ｄ）は中間ワークを中央で軸方向に切断した断面図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は円筒部の歪みを修正する工程を説明する断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ実施例の有底円筒状ワーク、中間ワーク、及び、円筒部の歪みを修正した後のプレス成形品の真円度曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態である製造方法について、図１乃至図４を用いて説明する。
【００１４】
本実施形態の製造方法は、平板状の金属板材１から有底円筒状ワーク２を成形する絞り成形工程と、有底円筒状ワーク２からＤ形筒部２２を備える中間ワーク２０を成形するＤ形筒部成形工程と、中間ワーク２０に生じた円筒部２１の歪みを修正してプレス成形品２００とする修正工程とを具備している。
【００１５】
絞り成形工程では、それぞれパンチとダイを使用して金属を塑性変形させる複数の工程を経由して、図２（ａ）に簡易に図示するように、平板状の金属板材１から有底円筒状ワーク２を成形する。図２（ａ）では、金属板材１から有底円筒状ワーク２に至るまでの間で、形状が変化していく成形体を二種類のみ図示しているが、実際には七つの工程を経て有底円筒状ワーク２が成形される。有底円筒状ワーク２は、円筒部２１の一端が開口２５であり他端が底部２６で閉塞されていると共に、開口２５の周縁から外側に張り出したフランジ部２７を有している。
【００１６】
Ｄ形筒部成形工程では、図２（ｂ）に示すように、パンチ４１とダイ４２とを使用し、有底円筒状ワーク２の円筒部２１における底部２６側の側周壁の一部をパンチ４１とダイ４２それぞれが有する平面部分の間で挟むようにして、側周壁の一部に内側に向かって押圧する力を作用させて平面部Ｆを形成する。平面部Ｆが形成された部分の側周壁は、軸方向に直交する方向の断面である横断面の形状が、図２（ｃ）に示すようにＤ字形を呈しており、この部分がＤ形筒部２２である。
【００１７】
本実施形態では、図２（ｄ）に示すように、Ｄ形筒部２２が底部２６に連続するように平面部Ｆを形成している。Ｄ形筒部２２より開口２５側では円筒部２１が残るが、平面部Ｆを形成する際の押圧に伴う金属の流動により、円筒部２１と平面部Ｆとの境界部分でも金属が流動し、側周壁が平面部Ｆに向かって徐々に内側に傾斜しているテーパ部２３が形成される。これにより、底部２６側にＤ形筒部２２を有し、Ｄ形筒部２２と円筒部２１との間にテーパ部２３を有する中間ワーク２０が得られる。
【００１８】
Ｄ形筒部成形工程において、平面部Ｆの形成のために側周壁を内側に向かって押圧する力は、円筒部２１にも影響を及ぼし、円筒部２１においても平面部Ｆを延長した仮想の面に近づくように金属が僅かながら流動する。その結果、円筒部２１の横断面の形状は、Ｄ形筒部成形工程を行う前は真円に近いものであったところ、Ｄ形筒部成形工程を経て真円度が低下する。
【００１９】
そこで、Ｄ形筒部成形工程の次に、円筒部２１の横断面の形状の真円度を高める修正工程を行う。修正工程は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部２１の外周面に当接させたダイ５２で中間ワーク２０を保持した状態で、パンチ５１の先端を円筒部２１に挿入する。パンチの先端は、円筒部２１の横断面の内径よりごく僅かに短い外径を有する円柱部５１ｅであり、この円柱部５１ｅを円筒部２１に挿入し、円筒部２１の軸方向に円柱部５１ｅの軸方向を一致させて前進させる。
【００２０】
テーパ部２３はパンチ５１が前進する方向に内側に向かうように傾斜しているため、パンチ５１の前進により、円柱部５１ｅの端部がテーパ部２３に当接し、テーパ部２３を押圧する。テーパ部２３が傾斜していることにより、パンチ５１がテーパ部２３を軸方向に押圧する力の分力は、テーパ部２３を径方向に押し広げる方向に作用する。このようにテーパ部２３に作用する分力は、テーパ部２３を介して円筒部２１にも及び、円筒部２１の金属を僅かながら径方向における外側に向かって流動させる。
【００２１】
つまり、平面部Ｆを形成することにより金属が内側に流動してテーパ部２３が形成され、これに伴い円筒部２１でも金属が内側に向かって流動して横断面の真円度が低下していたのに対し、その反対方向である外側に向かう力をテーパ部２３に作用させ、テーパ部２３を介して円筒部２１にも外側に向かう力を作用させる。これにより、円筒部２１において、金属が内側に流動することにより横断面の真円度を低下させていた部分で、金属が外側に流動するため、横断面の真円度がＤ形筒部成形工程を行う前の真円度に近付くように修正される。そして、テーパ部２３の内表面には、パンチの円柱部５１ｅの端部で押圧された痕の窪みである押圧痕Ｔが局部的に残る。
【００２２】
以上の製造方法により、図１（ａ）〜（ｄ）に示すようなプレス成形品２００が得られる。すなわち、有底筒状であり、軸方向に直交する断面である横断面が円形である円筒部２１と、円筒部２１より底部２６側で側周壁における一部に、円筒部２１より内側に位置する平面部Ｆが形成されていることにより横断面がＤ字形状を呈しているＤ形筒部２２と、円筒部２１からＤ形筒部２２に至る部分であって側周壁が徐々に傾斜しているテーパ部２３とを有しており、テーパ部２３に、軸方向に窪んだ押圧痕Ｔが形成されているプレス成形品２００である。
【００２３】
実際に、実施例の有底円筒状ワーク、有底円筒状ワークをＤ形筒部成形工程に供した後の中間ワーク、及び、中間ワークを修正工程に供した後のプレス成形品について、円筒部の横断面の真円度を測定した。具体的には、厚さが２．３ｍｍの金属板材（ＳＰＣ材）から有底円筒状ワークを成形した。有底円筒状ワークのサイズは、開口の縁から底部の内周面までの深さＨを約２９ｍｍとし、円筒部の内径は１１．５５ｍｍとした。有底円筒状ワークの円筒部の内周面について、断面円の真円度を、ＪＩＳ  Ｂ７４５１に則り載置台回転型真円度測定機を用いて測定した。測定の結果得られた真円度曲線を、図４（ａ）に示す（図示、太い実線）。真円度曲線の外接円（図示、一点鎖線）の半径Ｒｍａｘと、外接円と中心を共有する真円度曲線の内接円（図示、二点鎖線）の半径Ｒｍｉｎとの差で表される回転精度（半径方向の回転精度）は２．８００μｍであった。
【００２４】
Ｄ形筒部成形工程を経た中間ワークについて、同様に円筒部の内周面の断面円の真円度を測定した。Ｄ形筒部の軸方向の長さは深さＨの約１／３とし、平面部Ｆの形成に伴い形成されたテーパ部の軸方向の長さは深さＨの約１／７であった。測定の結果得られた真円度曲線を、図４（ｂ）に示す。真円度を測定した軸方向における位置は、有底円筒状ワークについての測定のときと同一とした。半径方向の回転精度（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）は７．７４０μｍであり、平面部を形成することに伴って円筒部の横断面の真円度が大きく低下していることが分かる。なお、図２（ｂ）に示した図形を時計に見立てると、平面部の形成方向は１時と５時を結ぶ方向であり、その方向に円が押し潰されるように真円度曲線が歪んでいることが分かる。
【００２５】
中間ワークのテーパ部をパンチで軸方向に押圧する修正工程に供した後のプレス成形品について、同様に円筒部の内周面について横断面の真円度を測定した。真円度を測定した軸方向における位置は、有底円筒状ワーク及び中間ワークについての測定のときと同一とした。測定の結果得られた真円度曲線を、図４（ｃ）に示す。半径方向の回転精度（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）は３．５８４μｍであり、平面部を形成する前の真円度までは戻っていないものの、真円度がかなり改善していることが確認された。
【００２６】
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、円筒部２１の側周壁の一部を外側から押圧して平面部Ｆを形成する際に一緒に形成されるテーパ部２３を、パンチ５１で軸方向に押圧するという極めて簡易な工程により、平面部Ｆの形成に伴って横断面の真円度が低下していた円筒部２１の歪みを修正し、真円度を元に戻す方向に高めることができる。
【００２７】
なお、上記の実施形態では、有底円筒状ワーク２が開口２５の周縁から外側に張り出したフランジ部２７を有している場合を例示した。このように開口にフランジ部を有している方が、開口が単なる開端である場合に比べて、Ｄ形筒部成形工程における円筒部の歪みが小さいことを確認している。
【００２８】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００２９】
例えば、上記の実施形態では、Ｄ形筒部成形工程においてＤ形筒部２２が底部２６に連続するように形成され、円筒部２１が開口２５側のみに残る場合を例示した。これに限定されず、Ｄ形筒部と底部との間にも円筒部が残るような位置に、平面部を形成することもできる。この場合は、Ｄ形筒部の開口側にだけではなく底部側にもテーパ部が形成されるが、パンチで押圧する対象のテーパ部は、当然ながら開口側のテーパ部である。Ｄ形筒部の底部側にも円筒部があるとしても、高い真円度が要請される円筒部は開口側の円筒部であるため、開口側のテーパ部の押圧によって開口側の円筒部の歪みを修正すれば足りる。
【符号の説明】
【００３０】
１  金属板材
２  有底円筒状ワーク
２０  中間ワーク
２１  円筒部
２２  Ｄ形筒部
２３  テーパ部
２５  開口
２６  底部
２７  フランジ部
５１  パンチ（円筒部の真円度を高める修正に使用するパンチ）
２００  プレス成形品
Ｆ  平面部
Ｔ  押圧痕
【図１】
2020006388.tif 000003
【図２】
2020006388.tif 000004
【図３】
2020006388.tif 000005
【図４】
2020006388.tif 000006