(57)【要約】【課題】板厚のバラツキを抑制することができる金属部品の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、板状部材１に枝分かれ部３を形成する金属部品の製造方法であって、プレス加工により、平面部１１に対する側面の傾斜角度Ａが窪み部１２よりも小さい小窪み部１３を、板状部材１に形成する第１工程Ｓ１と、プレス加工により、小窪み部１３の側面１３２の傾斜角度Ａが大きくなるように、小窪み部１３の側面１３２に対して曲げ加工を実行する第２工程Ｓ２と、を含み、第１工程Ｓ１では、パンチ９２及びダイ９１が小窪み部１３の側面１３２を挟み込まず、かつ、パンチ９２が板状部材１に当接してからパンチ９２の移動量が所定量に達するまでは、平面部１１のうち小窪み部１３の側面１３２側の端部Ｂとパンチ９２及びダイ９１とが当接せず、第２工程Ｓ２では、パンチ９２が小窪み部１３の側面１３２の一部に当接する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板状部材に平面部及び前記平面部から窪んだ窪み部を形成した後、前記窪み部の底面部分を切断することで、前記板状部材に、前記板状部材上の第１方向に延びる第１部位、前記板状部材上の第２方向に延びる第２部位、及び前記第１部位と前記第２部位とを湾曲して接続する股部を有する枝分かれ部を形成する金属部品の製造方法であって、
プレス加工により、前記平面部に対する側面の傾斜角度が前記窪み部よりも小さい小窪み部を、前記板状部材に形成する第１工程と、
プレス加工により、前記小窪み部の側面の前記傾斜角度が大きくなるように、前記小窪み部の側面に対して曲げ加工を実行する第２工程と、
を含み、
前記第１工程では、パンチ及びダイが前記小窪み部の側面を挟み込まず、かつ、前記パンチが前記板状部材に当接してから前記パンチの移動量が所定量に達するまでは、前記平面部のうち前記小窪み部の側面側の端部と前記パンチ及び前記ダイとが当接せず、
前記第２工程では、前記パンチが前記小窪み部の側面の一部を押し込む金属部品の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程を１回又は複数回実行することで、前記窪み部が形成される請求項１に記載の金属部品の製造方法。
【請求項３】
前記第２工程は、
前記パンチとは別体の固定具を用いて前記平面部を流動可能に固定する固定工程と、
前記固定工程の後に、前記小窪み部の側面の一部に前記パンチを当接させて前記曲げ加工を実行する曲げ工程と、
を含む請求項１又は２に記載の金属部品の製造方法。
【請求項４】
前記固定工程では、前記小窪み部の底面部分を固定しない請求項３に記載の金属部品の製造方法。
【請求項５】
前記第１工程では、前記平面部に対する前記小窪み部の側面の前記傾斜角度が３０°以上５０°以下となるように前記小窪み部を形成する請求項１〜４の何れか一項に記載の金属部品の製造方法。
【請求項６】
前記第２工程では、前記枝分かれ部を構成する前記窪み部の側面の前記傾斜角度が一定となるように、前記窪み部を形成する請求項１〜５の何れか一項に記載の金属部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１工程より前に、前記板状部材のうち前記窪み部の底面部分に相当する部分の一部に、切り欠きを形成する切り欠き形成工程をさらに含む請求項１〜６の何れか一項に記載の金属部品の製造方法。
【請求項８】
前記股部の角度は、９０°以下である請求項１〜７の何れか一項に記載の金属部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の板状部材から製造される金属部品には、二股に分かれた部分である枝分かれ部が設けられているものがある。枝分かれ部は、板状部材上の第１方向に延びる第１部位、板状部材上の第２方向に延びる第２部位、及び第１部位と第２部位とを湾曲して接続する股部を有している。枝分かれ部は、板状部材に平面部及び平面部から窪んだ窪み部を形成した後、当該窪み部の底面部分を切断することで形成される。従来、窪み部は、例えば、板状部材に対して１回のプレス加工（例えば絞り加工）を施すことで形成される。プレス加工については、例えば特開２０１４−０７６４９３号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０７６４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、１回のプレス加工により窪み部を形成した場合、プレス部材（パンチ、ダイ等）が板状部材の大部分に当接して加工が為されるため、曲げる際の板状部材のプレス部材に対する流動（摺動）が起きにくくなる。特に枝分かれ部を成形する際には、股部があるため流動抵抗が大きくなりやすい。このため、加工時に板状部材に伸びが生じやすい。これによれば、加工後の部材には、板厚が薄い部分が生じ、１つの部品において板厚にバラツキが生じ、製造中の割れの原因ともなり、金属部品の強度の面で改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、板厚のバラツキを抑制することができる金属部品の製造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】
【０００６】
本発明の金属部品の製造方法は、金属製の板状部材に平面部及び前記平面部から窪んだ窪み部を形成した後、前記窪み部の底面部分を切断することで、前記板状部材に、前記板状部材上の第１方向に延びる第１部位、前記板状部材上の第２方向に延びる第２部位、及び前記第１部位と前記第２部位とを湾曲して接続する股部を有する枝分かれ部を形成する金属部品の製造方法であって、プレス加工により、前記平面部に対する側面の傾斜角度が前記窪み部よりも小さい小窪み部を、前記板状部材に形成する第１工程と、プレス加工により、前記小窪み部の側面の前記傾斜角度が大きくなるように、前記小窪み部の側面に対して曲げ加工を実行する第２工程と、を含み、前記第１工程では、パンチ及びダイが前記小窪み部の側面を挟み込まず、かつ、前記パンチが前記板状部材に当接してから前記パンチの移動量が所定量に達するまでは、前記平面部のうち前記小窪み部の側面側の端部と前記パンチ及び前記ダイとが当接せず、前記第２工程では、前記パンチが前記小窪み部の側面の一部を押し込む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、窪み部の形成にあたり、小窪み部を形成した後に、傾斜がついた小窪み部の側面に対して曲げ加工を実行するため、曲げ加工においてパンチ及びダイと板状部材との当接面積が小さくて済む。また、小窪み部を形成する第１工程においても、プレス中の少なくとも一期間は平面部の端部及び小窪み部の側面にパンチ及びダイが当接しないため、プレス中の両者の当接面積は小さくなる。これにより、第１工程及び第２工程において、板状部材の流動抵抗は小さくなる。つまり、プレス時の板状部材の過度の伸びを抑制することができ、板厚のバラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態における第２工程後の板状部材を表す概念図である。
【図２】本実施形態における第１工程後で第２工程前の板状部材を表す概念図である。
【図３】図１におけるIII−III線模式断面図である。
【図４】本実施形態の金属部品の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】本実施形態の第１工程を説明するための説明図である。
【図６】本実施形態の第２工程を説明するための説明図である。
【図７】本実施形態の製造方法により製造された金属部品の一例である。
【図８】本実施形態の第２工程の変形態様を説明するための説明図である。
【図９】本実施形態の変形態様を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、説明に用いる図面は概念図であり、各部の形状は厳密なものではない場合がある。
図１〜図７に示すように、本実施形態の金属部品の製造方法は、金属製の板状部材１に平面部１１及び平面部１１から窪んだ窪み部１２を形成した後、窪み部１２の底面部分１２１を切断することで、板状部材１に枝分かれ部３を形成する金属部品の製造方法であって、プレス加工により、板状部材１に小窪み部１３を形成する第１工程Ｓ１と、プレス加工により、平面部１１に対する小窪み部１３の側面１３２の傾斜角度Ａが大きくなるように、小窪み部１３の側面に対して曲げ加工を実行する第２工程Ｓ２と、を含んでいる。窪み部１２の底面部分１２１が取り除かれて、平面部１１と窪み部１２の側面１２２を含む枝分かれ部３が形成される。平面部１１は、側面１２２に接続された平面状の部位である。
【００１０】
図１及び図７に示すように、枝分かれ部３は、板状部材１上の第１方向に延びる第１部位３１、板状部材１上の第２方向に延びる第２部位３２、及び第１部位３１と第２部位３２とを湾曲して接続する股部３３を有している。第１方向と第２方向とは異なる方向である。股部３３は、板状部材１上において、例えばＣ字状、Ｕ字状、又は角が丸いL字状に湾曲している。
【００１１】
図２に示すように、第１工程Ｓ１は、プレス加工により、平面部１１に対する側面の傾斜角度Ａが窪み部１２よりも小さい小窪み部１３を、板状部材１に形成する工程である。本実施形態の第１工程Ｓ１では、平面部１１に対する小窪み部１３の側面１３２の傾斜角度Ａが３０°以上５０°以下となるように（ここでは４５°）、小窪み部１３を形成する。第１工程Ｓ１では、各種プレス部材（例えばパンチ９２、ダイ９１、固定プレート９０等）を用いた曲げ加工、例えば部分押さえ成形（部分的に平面部１１を押さえながらパンチ９２とダイ９１とで曲げ加工する成形）により、小窪み部１３を形成することができる。
【００１２】
図５に示すように、第１工程Ｓ１において、板状部材１は、パンチ９２の下死点において、パンチ９２とダイ９１により、平面部１１と小窪み部１３の底面部分１３１との２か所で挟み込まれる。第１工程Ｓ１において、板状部材１の小窪み部１３の側面に相当する部分は、パンチ９２とダイ９１との両方同時に当接することがない。つまり、第１工程Ｓ１では、パンチ９２及びダイ９１が小窪み部１３の側面１３２を挟み込まない。
【００１３】
第１工程Ｓ１における板状部材１とプレス部材（金型）９１、９２との接触は、部分的となる。図５、６、８における丸印は、パンチ９２又はダイ９１と板状部材１との当接点（接触点）を表している。第１工程Ｓ１において、パンチ９２が板状部材１に当接してからパンチ９２の移動量が所定量に達するまでは、平面部１１のうち小窪み部１３の側面１３２側の端部Ｂとパンチ９２及びダイ９１とが当接しない。図５では、平面部１１の側面１３２側の端部Ｂは、パンチ９２が下死点付近まで移動した際に初めてパンチ９２と当接し、側面１３２に対して傾斜するように曲げられ、平面部１１が形成される。平面部１１の端部Ｂとパンチ９２及びダイ９１とが下死点付近まで当接しないことにより、第１工程Ｓ１のプレス中、板状部材１が底面部分１３１側（図５の右側）に流動しやすくなる。つまり、流動抵抗は小さくなる。所定量は、例えば下死点の手前までの移動量でよく、下死点付近までの移動量が好ましい。
【００１４】
第２工程Ｓ２では、パンチ９２が小窪み部１３の側面１３２の一部に当接し、当該一部をダイ９１側に押し込む。詳細に、図４に示すように、本実施形態の第２工程Ｓ２は、固定工程Ｓ２０１及び曲げ工程Ｓ２０２を含んでいる。図６に示すように、固定工程Ｓ２０１は、パンチ９２とは別体の固定プレート（「固定具」に相当する）９０とダイ９１の一部とを用いて、板状部材１の平面部１１を流動可能に固定する工程である。固定工程Ｓ２０１では、小窪み部１３の底面部分１３１を固定せず、平面部１１を固定する。
【００１５】
曲げ工程Ｓ２０２は、固定工程Ｓ２０１の後に、小窪み部１３の側面１３２の一部にパンチ９２を当接させて曲げ加工を実行する工程である。パンチ９２は、側面１３２のうち上下端部を除いた部分（中央部）に当接する。小窪み部１３の側面１３２には、小窪み部１３の外郭形状に応じたパンチ９２の縁部（凸部）が当接し、パンチ９２がダイ９１に向けて押圧され、最終的には、板状部材１がパンチ９２とダイ９１とでプレスされる（挟み込まれる）。固定プレート９０とパンチ９２とは別体であり、プレス加工の際にはパンチ９２のみが移動する。
【００１６】
また、第２工程Ｓ２では、枝分かれ部３を構成する窪み部１２の側面１２２の傾斜角度Ａが一定となるように、窪み部１２を形成する。図３に示すように、本実施形態では、傾斜角度Ａが略直角（８５°〜９０°）となるように、各種プレス部材が調整されている。これは、例えばパンチ９２とダイ９１との形状／位置関係により設定することができる。第２工程Ｓ２を１回又は複数回実行することで、窪み部１２が形成される。
【００１７】
本実施形態によれば、窪み部１２の形成にあたり、小窪み部１３を形成した後に、傾斜がついた小窪み部１３の側面１３２に対して曲げ加工を実行するため、曲げ加工においてパンチ９２及びダイ９１と板状部材１との当接面積が小さくて済む。また、第１工程Ｓ１においても、プレス中の少なくとも一期間、平面部１１の端部Ｂ及び小窪み部１３の側面１３２にパンチ９２及びダイ９１が当接しないため、当接面積は小さい。これにより、第１工程Ｓ１及び第２工程Ｓ２において、板状部材１の流動抵抗は小さくなる。また、第２工程Ｓ２では、小窪み部１３の側面１３２により比較的小さい角度の傾斜が形成されており、曲げ加工の際に、板状部材１がより流動しやすい状態となる。これにより、加工時の板状部材の伸びを抑制することができ、板厚のバラツキを抑制することができる。
【００１８】
特に本実施形態では、略直角に曲げる際に、すでに４０°〜４５°周辺の傾斜範囲で傾斜している面（側面１３２）に対して曲げ加工を実施するため、形状に起因する流動抵抗が抑制され、板状部材１の流動性が向上する。本実施形態のように股部３３の角度（第１部位３１と第２部位３２のなす角）が例えば９０°以下である場合、股部３３の形状（閉鎖的形状）により流動抵抗が大きくなる傾向にあるが、このような場合に本実施形態の方法は特に効果的である。
【００１９】
例えば、パンチ９２及びダイ９１と板状部材１とが全面的に接触するプレス加工で製造した枝分かれ部３の板厚は、製造前の板状部材１の板厚（２．９ｍｍ）に対して、股部３３に位置する平面部１１で３０５μｍの減少となり、第１部位３１に位置する側面１２２で１９０μｍの増大となった。一方、本実施形態の製造方法で製造した枝分かれ部３の板厚は、製造前の板状部材１の板厚（２．９ｍｍ）に対して、股部３３に位置する平面部１１で２５２μｍの減少となり、第１部位３１に位置する側面１２２で１１５μｍの増大となった。このように、本実施形態によれば、板厚のバラつきは抑制された。
【００２０】
＜その他＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図８に示すように、第２工程Ｓ２において、固定プレート９０を使用せずに、パンチ９２及びダイ９１により曲げ加工を実行してもよい。これによっても、プレス部材９２、９１と板状部材１との当接点を減少させることができる。この第２工程Ｓ２によって、よりスムーズでかつ流動抵抗を減少させた製造が可能となる。
【００２１】
また、図９に示すように、金属部品の製造方法は、第１工程Ｓ１より前に、板状部材１のうち窪み部１２の底面部分１２１に相当する部分の一部に、切り欠き１４を形成する切り欠き形成工程をさらに含んでもよい。これにより、プレス加工時に板状部材１に加わる張力をより均一的にすることができ、板厚のバラつきをさらに抑制することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…板状部材、１１…平面部、１２…窪み部、１２１…底面部分、１２２…側面、１３…小窪み部、１３１…底面部分、１３２…側面、１４…切り欠き、９０…固定プレート（固定具）、９１…ダイ、９２…パンチ、Ａ…傾斜角度、Ｂ…平面部のうち側面側の端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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