(57)【要約】【課題】加工工程の短縮、加工時間の短縮および設備所要面積を削減でき、省エネルギー化に貢献できるアンダーカット部の形成方法を提供する。【解決手段】板材５に、該板材の表面に交差する方向の壁面部１０ａを形成する第１のプレス加工工程、上記板材の表面部における上記壁面部近傍をコイニングすることによって該壁面部に増肉部１１ａを形成する第２のプレス加工工程、及び該増肉部をパンチで押すことによりアンダーカット部１ａを形成する第３のプレス加工工程を含むようにしたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレスによるコイニング加工によって増肉部を形成した後、該増肉部をパンチで押すことによりアンダーカット部を形成するアンダーカット部の形成方法。
【請求項２】
板材に、該板材の表面方向に交差する方向の壁面部を形成する第１のプレス加工工程、上記板材表面の上記壁面部近傍をコイニングすることによって該壁面部に増肉部を形成する第２のプレス加工工程、及び該増肉部をパンチで押すことによりアンダーカット部を形成する第３のプレス加工工程を含むことを特徴とする請求項１記載のアンダーカット部の形成方法。
【請求項３】
上記第３のプレス加工工程において、上記増肉部を上側パンチで拘束した状態で行うことを特徴とする請求項２記載のアンダーカット部の形成方法。
【請求項４】
上記第１のプレス加工工程の前に、プレス抜き加工により上記板材に基準穴を打ち抜いた後、該基準穴を基準として不要部を逃がすための凹部を形成する予備成型工程を含むことを特徴とする請求項２または請求項３記載のアンダーカット部の形成方法。
【請求項５】
上記第１のプレス加工工程において、上記壁面部を形成するための製品形状に沿った凸部を有する上側パンチを用いることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載のアンダーカット部の形成方法。
【請求項６】
上記請求項１から請求項５の何れかに記載のアンダーカット部の形成方法を用いてアンダーカット部を有する部品をプレス成型することを特徴とするアンダーカット部を有する部品の製造方法。
【請求項７】
金属の板材からプレス順送型による一貫加工によりアンダーカット部を有する部品を成型することを特徴とする請求項６記載のアンダーカット部を有する部品の製造方法。
【請求項８】
上記請求項６または請求項７によって製造されたものであることを特徴とするアンダーカット部を有するプレス加工部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプレス成型を用いたアンダーカット部の形成方法、アンダーカット部を有する部品の製造方法、及びその製造方法によって製造されたプレス加工部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンダーカット部を有する部品の製造方法として、金属の板材からプレス加工によって円筒壁を有する中間品を形成した後、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、テーパ形状のパンチを用いて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程を有するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２５６１４号公報（第１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来技術においては、プレス加工のみで対応できるとはいうものの、板状素材を最初に円盤状に打ち抜くようにしているため、後工程において個別搬送が必要となる。また、外径側で全周の打ち抜きを行っているため、破断面が形成されること及び面取りのための追加工程が必要となるなどの課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、順送型によるプレス成型によって一貫成形が可能で、追加工程が不要で加工時間が短縮され、製品を安価に提供できるアンダーカット部の形成方法、アンダーカット部を有する部品の製造方法、及びその製造方法によって製造されたプレス加工部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアンダーカット部の形成方法は、プレスによるコイニング加工によって増肉部を形成した後、該増肉部をパンチで押すことによりアンダーカット部を形成するようにしたものである。
また、この発明に係るアンダーカット部を有する部品の製造方法は、上記この発明になるアンダーカット部の形成方法を用いてアンダーカット部を有する部品をプレス成型するようにしたものである。
また、この発明に係るプレス加工部品は、上記この発明になるアンダーカット部を有する部品の製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のアンダーカット部の形成方法においては、コイニングによってアンダーカット部を形成するための増肉部を形成し、さらに増肉部をパンチで押すことによりアンダーカット部を形成するようにしたので、様々な加工形状に対応することができる。また、アンダーカット部の形状や寸法を安定化することが可能となる。
また、この発明のアンダーカット部を有する部品の製造方法によれば、順送型による一貫プレス成型が可能となるので、追加工程を不要にすることができ、加工時間が短縮され製品を安価に提供できる。また、アンダーカット部の形状や寸法が安定した部品を製造することができる。
また、この発明に係るプレス加工部品は、アンダーカット部の形状や寸法が安定しており、品質が向上している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンダーカット部の形成方法、アンダーカット部を有する部品の製造方法をエンジン始動用スタータに用いるストップカラーのプレス成型に適用した場合の例を工程順に説明する断面図である。
【図２】図１に示されたストップカラーのプレス成型工程を主要なプレス成型型と共に工程順に説明する断面図である。
【図３】図１に示された方法によって得られたストップカラーの使用状態を説明する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るアンダーカット部の形成方法、アンダーカット部を有する部品の製造方法、及びその製造方法によって製造されたプレス加工部品について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図３に示すようにこの発明の方法によって得られたプレス加工部品の一例であるリング状のストップカラー１は、内周部にアンダーカット部１ａを有し、エンジン始動用スタータの出力軸２にスナップリング３を介して取り付けられる。このストップカラー１は出力軸２上に配置されたピニオン４がエンジンのリングギヤ側（図示左側）へ移動する際に、その移動位置を規制する移動規制手段として用いられるものである。以下、上記のようなストップカラー１を順送型によってプレス成型する場合を例に、その主要工程順に具体的に説明する。
【００１０】
工程１．穴抜き加工
図１、図２の（１）に示すように、金属の厚板素材からなる板材５を順送型に対応したプレス機にセットし、プレス加工時の逃げを吸収するための不要部分（図示省略）と、完成品の径方向中央部に対応する位置に円形の下穴６を開ける。
なお、この工程を含め全ての工程でパンチとは別に製品押さえ機構やワークである板材５の移送手段が取り付けられているが、該押さえ機構や移送手段については、通常のプレスで使用される単純な穴開けのパンチ、及びプレス機などと共に図示省略する。また、板材５は、一般的な順送型によるプレス成型と同様に、被加工箇所が所定間隔で連なった長尺のものであるが、発明の理解を容易にするために完成品１個に対応する部分のみを図示している。
【００１１】
工程２．下穴の周囲の不要部を凹形状とする予備成型加工
図２（２）に示すように、下穴６よりも径が大きい穴８１ａが下穴６の位置と同軸に形成され、周囲の縁８１ｂがＲ加工された下側ダイ８１に板材５を移動させた後、該穴８１ａよりも径が所定寸法大きい突部９１ａが形成された上側パンチ９１により加圧し、図１（２）に示す加工形状の中間品である予備成型部を形成する。
これにより下側ダイ８１に設けられた穴８１ａの形状に対応した凸部７２が板材５の下面に、また板材５の上面には上側パンチ９１の突部９１ａに対応した凹部７１が形成される。この場合、上記下穴６が基準穴となり、下穴６を打ち抜いた後形成された該下穴６を基準とする同心円状の凹部７１は、不要部を逃がすようにしたものであり、以降のプレス工程で凹部７１が拘束されないことで、変形荷重を逃がすことができプレス荷重を低減できる。
【００１２】
工程３．内周側部分となる壁面部の成型（第１のプレス加工工程）
図２（３）に示す、上記穴８１ａよりも大きな径の円形凹部８２ａを有し、その中心部に上記穴８１ａと同一の形状・大きさの穴８２ｂが設けられた下側ダイ８２に板材５を移動させた後、ストップカラー１の内周側部分となる凹部１０を形成するための凸部９２ａが形成され、該凸部９２ａの先端外周部９２ｂが所定寸法にＲ加工された上側パンチ９２により加圧し、凹部１０の内周面に図１（３）に示す板材５の表面の延在方向に交差する方向の壁面部１０ａを形成する。
上記凹部１０を形成している壁面部１０ａの図の上部側は滑らかな弧を描いて板材５の表面に連なるように形成されており、その壁面部１０ａに次工程で増肉部が形成される。また、壁面部１０ａの下端部側はＲ状に形成され、該Ｒ状部分は最終的にアンダーカット部１ａの凹部の下半部となる。この工程３では、上記工程２で予備成型加工した下穴６の周囲の中心部側の凹部７１を避けた外周側で凹部１０を成型することになり、これにより成型荷重が低減される。また、下側ダイ８２の円形凹部８２ａの底部外周側角部８２ｃの形状で任意の面取り形状の成型を行うことが可能である。
【００１３】
工程４．コイニング加工（第２のプレス加工工程）
図２（４）に示すように、上記下側ダイ８２と同一形状・寸法の凹部８３ａが形成された下側ダイ８３に板材５を移動させた後、加圧面９３ａの外周部に断面略楔状の凸部９３ｂが円周を描くように形成された上側パンチ９３により加圧し、凹部１０の縁部分の板材５の上面周囲に図１（４）に示すように断面略Ｖ字状の円形の溝１１を形成する。
【００１４】
この加工工程はアンダーカット部を形成するための予備成型工程であり、上側パンチ９３の凸部９３ｂによる楔効果により溝１１の内周側から壁面部１０ａにわたる部分にアンダーカット部を形成するための増肉部１１ａが形成される。前工程（工程３）で、凹部１０の底部外周端部がＲ状に形成されていることと相俟って、増肉部１１ａの下部には丸みを帯びて凹んだ内径凹部状のアンダーカット部形成予定部１１ｂが形成される。なお、上側パンチ９３の断面略楔状の凸部９３ｂは、外周側の傾斜角度が大きく、内周側の傾斜角度が緩く形成されており、増肉部１１ａが中心部Ｏ方向に容易に成形される。また、楔効果により工程５の平押し荷重を低減できる。
【００１５】
工程５．内径を拘束したコイニング部平押し成型（第３のプレス加工工程）
図２（５）に示すように上記下側ダイ８２と同一形状・寸法の下側ダイ８４に板材５を移動させた後、外周部に平面形成部９４ａを有し、その中心部側にテーパ状の面取り形状形成部９４ｂとその面取り形状形成部９４ｂよりも更に中心部側に設けられた突部９４ｃを有する上側パンチ９４により、増肉部１１ａを有するコイニング加工部を平押し成型し、図１（５）に示す形状に加工する。
【００１６】
この工程では、前工程のコイニングで形成された断面Ｖ字状の溝１１の内周壁から中心部側を、面取り形状形成部９４ｂ及び９４ｃで内径を拘束した状態で平面形成部９４ａで平面加圧を行うことで、図１（５）の平面部１２ａを成型すると共に、増肉部１１ａが図の下方向に塑性変形されて、平面部１２ａの中心部側に面取り形状部１２ｂとアンダーカット部１ａが形成される。また、面取り形状形成部９４ｂ部によって面取り形状部１２ｂの形状を任意に形成することが可能である。なお、平面形成部９４ａ及び面取り形状形成部９４ｂを有する上側パンチ９４を用いたが、これに限定されない。例えば平面形成部９４ａは傾斜や曲線を含むものでも良く、平面形成部９４ａと面取り形状形成部９４ｂを一続きの曲線からなる加工面で形成しても良い。
【００１７】
工程６．内径抜き加工
次に、図示省略している下側ダイ、及び上側パンチにより、図１（５）の一点鎖線Ａで囲む内径部の不要部分５１を抜き取り、図１、図２の（６）に示す加工面部１３を有する形状とする。
【００１８】
工程７．外径半抜き加工
図２（７）に示す、外径部を半抜きするための穴８５ａを有する下側ダイ８５に板材５を移動させた後、半抜き用の円柱状の上側パンチ９５により外径半抜き加工を行い、図１、図２の（７）に示すようにせん断によって形成された角部１４を次工程でシェービング加工が可能な寸法に成型する。上記工程３とこの工程７により外周部のせん断面が確保される。また、工程を分けることでプレス荷重を低減することが可能となる。
【００１９】
工程８．外径シェービング加工
図示省略しているシェービングパンチによるプレス加工により、図１、図２の（８）に示すように、板材５に連なる不要部５２から完成されたプレス加工品となるストップカラー１を抜き取る。
【００２０】
上記実施の形態１に係るアンダーカット部の形成方法は、内周部分となる壁面部１０ａを成型する第１のプレス加工工程（工程３）、コイニングによってアンダーカット部を形成するための増肉部１１ａを形成する第２のプレス加工工程（工程４）、及び増肉部１１ａを上側パンチ９４で押すことによりアンダーカット部１ａを形成する第３のプレス加工工程（工程５）を含むようにしたものである。該実施の形態１によれば、コイニングによってアンダーカット部を形成するための増肉部１１ａを形成するので、様々な加工形状に対応することができる。また、増肉部１１ａを形成した後、上側パンチ９４で押すときにその増肉部１１ａの内径部上部を面取り形状形成部９４ｂ及び９３ｃで拘束した状態でアンダーカット部１ａを成型するようにしたので、アンダーカット部１ａの凸部寸法と凹部形状が安定化する。また、アンダーカット部１ａを成型するときの荷重が低減される。
【００２１】
また、上記実施の形態１に係るアンダーカット部を有する部品の製造方法は、下穴６の周囲の不要部を凹部７１に加工する予備成型加工（工程２）に続けて、上記アンダーカット部の形成方法を用いて製造するようにしたものである。該製造方法によれば、予備成型によって中心部の不要部を凹部７１に形成し、次工程のプレス加工時の板厚を実質的に低減させるようにしたので、打ち抜き荷重が低減される。そして製品部分のみに金型を当て成型させることで金型接触面積が低減されプレス荷重を低減できる。
【００２２】
また、破断面の低減及び順送型による一貫プレス成型が可能となるので、冷鍛加工や切削加工を行うことなくアンダーカット部を成型できるため、追加工程を不要にすることができ、加工時間も短縮される。さらに、工数の低減により製品を安価に供給でき、更に設備所要面積を削減でき、省エネルギー化、生産工程での環境負荷の低減に貢献できる。また、図２（３）に示す下側ダイ８２の円形凹部８２ａの底部外周側角部８２ｃの形状、及び図２（５）に示す上側ダイ９４の面取り形状部９４ｂで必要に応じて任意の面取り形状の成型を行うことができる。また、図２工程３のコイニングによりアンダーカット部の増肉成形の荷重を低減するだけでなく工程７での外径半抜き工程での板厚を低減でき半抜き荷重の低減を図ることができる。さらに、外径を抜く工程を、工程７の半抜き工程と、工程８のシェービング工程に分けたことで、荷重の低減と次工程のシェービング工程でのせん断面の確保が容易となる。
【００２３】
また、上記実施の形態１に係る順送型によるプレスの一貫加工によって得られたプレス加工部品であるストップカラー１は、コイニング加工によって形成されたアンダーカット部となる増肉部１１ａを第３のプレス加工工程でアンダーカット成型するときに、内径部が拘束されて行なわれたものであることにより、アンダーカット部１ａの凸部寸法と凹部形状が安定しており、品質が優れている。また、順送型によるプレスの一貫加工によって成型されたものであるので、加工時間の短縮や工数の低減が図れることにより安価に提供できる。
【００２４】
なお、上記実施の形態１では、コイニングにより増肉部を形成するときに断面楔状の凸部９３ｂを有するパンチを用いたが、凸部９３ｂの形状は必ずしも断面楔状に限定されるものではなく、増肉部が形成できるものであれば他の形状でも差支えない。また、加工工程の順番や加工内容なども実施の形態１に例示したものに限定されるものではない。また、板材の種類や厚さなども特別な制限はなく、例えば公知の一般的な種々の材料から適宜選択して用いることができる。ところで、上記実施の形態１では、この発明をエンジン始動用スタータに使用されるリング状のストップカラー１の製造に用いる場合について説明したが、被加工物の形状や構造、用途などはこれに限定されるものではないことは言うまでもない。アンダーカット部を形成する必要のあるものであれば、リング状など、円形様のものに限定されず、例えば多角形状や曲線を組み合わせた任意の形状等に対応して広く適用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１  ストップカラー（プレス加工部品）、  １ａ  アンダーカット部、  ２  出力軸、  ３  スナップリング、  ４  ピニオン、  ５  板材、  ５１  不要部分、  ５２  不要部、  ６  下穴、  ７１  凹部、  ７２  凸部、  ８１  下側ダイ、  ８１ａ  穴、  ８１ｂ  縁、  ８２  下側ダイ、  ８２ａ  円形凹部、  ８２ｂ  穴、  ８２ｃ  底部外周側角部、  ８３  下側ダイ、  ８３ａ  凹部、  ８４、８５  下側ダイ、  ８５ａ  穴、  ９１  上側パンチ、  ９１ａ  突部、  ９２  上側パンチ、  ９２ａ  凸部、  ９２ｂ  先端外周部、  ９３  上側パンチ、  ９３ａ  加圧面、  ９３ｂ  凸部、  ９４  上側パンチ、  ９４ａ  平面形成部、  ９４ｂ  面取り形状形成部、  ９４ｃ  突部、  ９５  上側パンチ、  １０  凹部、  １０ａ  壁面部、  １１  溝、  １１ａ  増肉部、  １１ｂ  アンダーカット部形成予定部、  １２ａ  平面部、  １２ｂ  面取り形状部、  １３  加工面部、  １４  角部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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