(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の絞り製品をサイドカット工程に流す前段側で、複数の絞り工程に応じたパンチとダイとで板状の被加工材を順に絞り加工して前記の円筒形状の絞り製品を成形する金型において、
前記複数の絞り工程のうち後段側の絞り工程に用いられるパンチは、先端部に形成された第１の外径部と、前記第１の外径部より根本側に形成され、前記第１の外径部の直径よりも大きな直径を有する第２の外径部とからなり、
前記パンチによる絞り時に、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を前記第２の外径部で押圧成形し、絞り製品の内径を高さ方向で同一にすることを特徴とする金型。
【請求項２】
前記パンチの第２の外径部の直径は、前記第１の外径部の直径の５％未満分だけ大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載の金型。
【請求項３】
円筒形状の絞り製品をサイドカット工程に流す前段側で、複数の絞り工程に応じたパンチとダイとで板状の被加工材を順に絞り加工して前記の円筒形状の絞り製品を成形する金型において、
前記複数の絞り工程のうち最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程及びそれ以降の工程から用いられるパンチは、先端部に形成された第１の外径部と、前記第１の外径部より根本側に形成され、前記第１の外径部の直径よりも大きな直径を有する第２の外径部とからなり、
前記パンチによる絞り時に、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を前記第２の外径部で押圧成形し、絞り製品の内径を高さ方向で同一にすることを特徴とする金型。
【請求項４】
最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程に用いられるパンチは、前記第２の外径部の直径が前記第１の外径部の直径の５％未満分だけ大きく形成され、最終絞り工程に用いられるパンチは、前記第２の外径部の直径が前記第１の外径部の直径の１％未満分だけ大きく形成されていることを特徴とする請求項３記載の金型。
【請求項５】
前記パンチの第２の外径部は、前記第１の外径部の先端面から絞り深さのほぼ７０％〜９５％の位置より根本側に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の金型。
【請求項６】
前記パンチの第１及び第２の外径部の境目の段差部がテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状の被加工材を絞り加工して有底円筒形状の絞り製品を成形する金型のパンチの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有底円筒形状の絞り製品は、１回の絞り加工で成形されるものと、複数の絞り工程を経て成形されるものがあるが、絞り工程の数は、被加工材の材料特性、材料寸法（厚み等）及び絞り条件（絞り直径に対する絞り高さの比率等の条件）から設定される。例えばモータの一部品であるヨークを加工成形するための絞り製品では、絞り直径に対する絞り高さの比率が大きいため複数の絞り工程を設定して、板状の被加工材を個々のパンチとダイとで順に絞り加工し、そして、最終の絞り工程で所定形状の絞り製品を成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
複数の絞り工程を経て成形された従来の絞り製品１には、図３に示すように絞り製品１の口元部２の内周に膨出部２ａが形成されていた。この口元部２の内径ａは絞り製品１の先端部側の内径ｂよりも０．１ｍｍ程度小さくなっていて、絞り製品１の内径が高さ方向でばらついていた。
【０００４】
この膨出部２ａは、図４に示すように絞り製品１の先端部のつぶし込み時、側壁のＣ部とＤ部が下方へ引き延ばされて薄くなるものの、Ａ部から矢印方向に引き込まれた材料の肉が、パンチ３とダイ４との摩擦抵抗により下方への流動が悪くなってＢ部で蓄積され、絞り加工が繰り返し行われる度にその部分が膨らんで形成されたものである。
【０００５】
膨出部２ａが形成された口元部２の内径ａと先端部側の内径ｂの誤差は規格に入っているので、絞り工程終了の絞り製品１を後のサイドカット工程に流していた。この工程での加工は、図５に示すようにサイドカットダイ５が挿入された絞り製品１の側壁（３箇所）をサイドカットパンチ６で打ち抜くものであるが、サイドカット後の絞り製品１の断面形状を三次元測定器で測定して見るとその断面形状が真円にならずに歪んでいた。これは、前述したように絞り製品１の内径が高さ方向でばらついているために、内部に挿入されたサイドカットダイ５との間でガタが生じ、これが原因で変形している。また、このサイドカット加工された絞り製品１内に一部品を挿入してヨークを製作する場合でも、絞り製品１の内径が高さ方向でばらついているために部品との間でガタが生じていた。
【０００６】
前述した絞り製品１の変形は、結局のところ絞り工程を経て成形された絞り製品１の口元部２の膨出部２ａによって内径が高さ方向でばらついているためで、精度の良い絞り加工とはいえなかった。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、被加工材を絞り加工して絞り製品を成形しても絞り製品の内径が高さ方向でばらつくことのない金型を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る金型は、円筒形状の絞り製品をサイドカット工程に流す前段側で、複数の絞り工程に応じたパンチとダイとで板状の被加工材を順に絞り加工して前記の円筒形状の絞り製品を成形する金型において、複数の絞り工程のうち後段側の絞り工程に用いられるパンチは、先端部に形成された第１の外径部と、第１の外径部より根本側に形成され、第１の外径部の直径よりも大きな直径を有する第２の外径部とからなり、パンチによる絞り時に、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を第２の外径部で押圧成形し、絞り製品の内径を高さ方向で同一にする。
【０００９】
本発明においては、複数の絞り工程のうち前段側の絞り工程で絞り加工されて形成された絞り製品の口元部の膨出部を、後段側の絞り工程において各パンチの第２の外径部で徐々に押圧成形するので、絞り製品の内径が高さ方向で同一となり、加工精度のよい絞り製品をサイドカット工程に流すことができる。
【００１０】
（２）本発明に係る金型は、前記（１）において、前記パンチの第２の外径部の直径は、前記第１の外径部の直径の５％未満分だけ大きく形成されている。
【００１１】
本発明においては、パンチの第２の外径部の直径を、前述のように第１の外径部の直径より極僅かに大きく形成したものであるから、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を削り取ることなく押圧成形することができる。
【００１２】
（３）本発明に係る金型は、円筒形状の絞り製品をサイドカット工程に流す前段側で、複数の絞り工程に応じたパンチとダイとで板状の被加工材を順に絞り加工して前記の円筒形状の絞り製品を成形する金型において、複数の絞り工程のうち最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程及びそれ以降の工程から用いられるパンチは、先端部に形成された第１の外径部と、第１の外径部より根本側に形成され、第１の外径部の直径よりも大きな直径を有する第２の外径部とからなり、前記パンチによる絞り時に、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を第２の外径部で押圧成形し、絞り製品の内径を高さ方向で同一にする。
【００１３】
本発明においては、第１の外径部の直径よりも大きな直径を有する第２の外径部を備えたパンチを、最終絞り工程の１回のみではなく、最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程から順に用いるようにしているので、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を削り取ることなく徐々に押圧成形することができる。
【００１４】
（４）本発明に係る金型は、前記（３）において、最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程に用いられるパンチは、第２の外径部の直径が第１の外径部の直径の５％未満分だけ大きく形成され、最終絞り工程に用いられるパンチは、第２の外径部の直径が第１の外径部の直径の１％未満分だけ大きく形成されている。
【００１５】
本発明においては、最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程に用いられるパンチの第２の外径部の直径と最終絞り工程に用いられるパンチの第２の外径部の直径が、前記のようにそれぞれの第１の外径部の直径より極僅かに大きく形成されているだけであるため、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を削り取ることなく徐々に押圧成形することができる。
【００１６】
（５）本発明に係る金型は、前記（１）〜（４）の何れかにおいて、前記パンチの第２の外径部は、第１の外径部の先端面から絞り深さのほぼ７０％〜９５％の位置より根本側に形成されている。
【００１７】
本発明においては、パンチの第２の外径部が、第１の外径部の先端面から絞り深さのほぼ７０％〜９５％の位置より根本側に形成されているので、絞り工程毎に形成される絞り製品の口元部の内周の膨出部を確実に押圧成形することができる。
【００１８】
（６）本発明に係る金型は、前記（１）〜（５）の何れかにおいて、前記パンチの第１及び第２の外径部の境目の段差部がテーパ状に形成されている。
【００１９】
本発明においては、パンチの第１及び第２の外径部の境目の段差部がテーパ状に形成されているので、絞り製品の口元部に形成された膨出部を削り取ることなく押圧整形することができる。また、テーパ状に形成することでパンチを作製するに当たってはその段差部を容易に加工できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示す金型のパンチの構造及びこのパンチによる絞り加工の一例を示す図である。なお、この図は、例えばモータのヨークを加工成形するための絞り工程図で、（ａ）は第６絞り工程を示し、（ｂ）は第６絞り工程の終了時を示し、（ｃ）は最終の第７絞り工程を示し、（ｄ）はその第７絞り工程の終了時を示している。
【００２３】
図中の（ａ）（ｂ）に示すパンチ１１は、前述したように第６絞り工程で使用するための工具で、先端部に形成された第１の外径部１１ａと、第１の外径部１１ａより根本側に形成された第２の外径部１１ｂとでなっている。この第２の外径部１１ｂの直径Ｄ１は、例えば、第１の外径部１１ａの直径Ｄ１１より大きく、直径Ｄ１１の１．０５倍より小さく形成されている。また、第１の外径部１１ａと第２の外径部１１ｂとにより形成される段差の位置Ｈ１は、（ａ）に示すように第１の外径部１１ａの先端面から絞り深さＨ１１のほぼ７０％〜９５％の位置より根本側に形成されている。
【００２４】
つまり、このパンチ１１の第２の外径部１１ｂの直径Ｄ１は下記の（１）式に示す範囲内に、段差の位置Ｈ１は（２）式に示す範囲内にそれぞれ設定されている。
Ｄ１１×１．００＜Ｄ１＜Ｄ１１×１．０５・・・（１）
Ｈ１１×０．７０≦Ｈ１≦Ｈ１１×０．９５・・・（２）
【００２５】
（ｃ）（ｄ）に示すパンチ２１は、最終の第７絞り工程で用いるための工具で、前記パンチ１１と同様に先端部側に形成された第１の外径部２１ａと、第１の外径部２１ａより根本側に形成された第２の外径部２１ｂとでなっている。この第２の外径部２１ｂの直径Ｄ２は、例えば、第１の外径部２１ａの直径Ｄ２１より大きく、直径Ｄ２１の１．０１倍より小さく形成されている。また、第１の外径部２１ａと第２の外径部２１ｂとにより形成される段差の位置Ｈ２は、（ｃ）に示すように第１の外径部２１ａの先端面から絞り深さＨ２１のほぼ７０％〜９５％の位置より根本側に形成されている。
【００２６】
つまり、このパンチ２１の第２の外径部２１ｂの直径Ｄ２は下記の（３）式に示す範囲内に、段差の位置Ｈ２は（４）式に示す範囲内にそれぞれ設定されている。
Ｄ２１×１．００＜Ｄ２＜Ｄ２１×１．０１・・・（３）
Ｈ２１×０．７０≦Ｈ２≦Ｈ２１×０．９５・・・（４）
【００２７】
なお、パンチ１１の第２の外径部１１ｂの直径Ｄ１を第１の外径部１１ａの直径Ｄ１１より大きく、直径Ｄ１１の１．０５倍より小さくしたのは、第５絞り工程終了時の絞り製品３２の膨出部２ａを削り取らないようにしたものであり、パンチ２１の第２の外径部２１ｂの直径Ｄ２を第１の外径部２１ａの直径Ｄ２１より大きく、直径Ｄ２１の１．０１倍より小さくしたのは、第６絞り工程終了時の絞り製品３４の膨出部３ａが微小で、第１の外径部２１ａの直径Ｄ２１の１．０１倍以上にする必要がないからである。
【００２８】
また、パンチ１１の第２の外径部１１ｂの直径Ｄ１はパンチ２１の第２の外径部２１ｂの直径Ｄ２よりも大きく形成され、パンチ１１の第１の外径部１１ａの直径Ｄ１１はパンチ２１の第１の外径部２１ａの直径Ｄ２１よりも大きく形成され、絞り高さはパンチ２１のＨ２１の方がパンチ１１のＨ１１より高く形成されている。
【００２９】
次に、絞り加工時に形成される絞り製品の口元部の膨出部を整形する動作を図１及び図２に基づいて説明する。図２は第１絞り工程終了時及び第５絞り工程終了時を示す工程図である。
【００３０】
本実施の形態における絞り製品は例えば７段回の絞り工程を経て製作されるようにしたものである。まず、第１絞り工程終了時には、図２（ａ）に示すように板状の被加工材３１が逆円錐台状に形成される。そして、図示していないが第２絞り工程、第３絞り工程・・・と順に絞り部を加工していくと、徐々に絞り径が小さく、絞り深さが深く成形されていき、第５絞り工程終了時には図２（ｂ）に示すように口元部２の内周に膨出部２ａが形成された絞り製品３２が成形される。
【００３１】
この膨出部２ａは、図４で説明したように絞り製品１の先端部のつぶし込み時、側壁のＣ部とＤ部が下方へ引き延ばされて薄くなるものの、Ａ部から矢印方向に引き込まれた材料の肉が、パンチ３とダイ４との摩擦抵抗により下方への流動が悪くなってＢ部で蓄積され、絞り加工が繰り返し行われる度にその部分が膨らんで形成されたものである。
【００３２】
この膨出部２ａが形成された絞り製品３２を第６絞り工程においてパンチ１１とダイ１２とで絞り加工すると、図１（ａ）に示すような形状の絞り製品３３が成形される。この工程で絞り加工したとき、第５絞り工程で加工成形された絞り製品３２の口元部２の膨出部２ａがパンチ１１の第２の外径部１１ｂによって矢印方向に押圧されて、口元部２の周りが膨らんだ状態となり膨出部３ｂが形成される。そして、（ｂ）に示すようにそのパンチ１１を引き上げたときは、口元部２の周りに形成された膨出部３ｂの肉が、その部分に生じている圧力により再び矢印方向に流動して、口元部２の内側に第５絞り工程終了時の膨出部２ａより小さい膨出部３ａが形成される。
【００３３】
この絞り製品３４を（ｃ）に示す第７絞り工程でパンチ２１とダイ２２とで絞り加工したときは、前記と同様に絞り製品３４の口元部２の膨出部３ａがパンチ２１の第２の外径部２１ｂによって再び矢印方向に押圧され、口元部２の周りに更に僅かであるが膨出部４ｂが形成された絞り製品３５が成形される。この時、パンチ２１の第２の外径部２１ｂによって、口元部２の内周壁とこの口元部２下方の内周壁に段差が形成された状態となるが、そのパンチ２１を引き上げたときは、前述したように口元部２の周りに形成された膨出部４ｂの肉が、その部分に生じている圧力により口元部２の内周側に流動して前記段差を埋め、膨出部４ｂが解消された絞り製品３６が成形される（（ｄ）参照）。
【００３４】
このように、第６絞り工程と最終の第７絞り工程において、直径の異なる第１及び第２の外径部を有するパンチで絞り製品を順に絞り加工するようにしたので、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を削り取ることなく解消することができ、絞り製品の内径が高さ方向でほぼ同一にできる。このため、第７絞り工程で加工成形した絞り製品を後工程のサイドカット工程でサイドカットしてもその絞り製品７の断面形状がほぼ真円の状態であるという効果がある。
【００３５】
また、パンチの第２の外径部の位置を、膨出部が形成される位置に対応するようにパンチの先端面から絞り深さのほぼ７０％〜９５％のところとしたので、絞り製品の口元部の内周面に形成される膨出部を確実に押圧成形できるという効果がある。
【００３６】
なお、前記の実施の形態では、直径の異なる第１及び第２の外径部を有するパンチを第６及び第７絞り工程で用いるようにしたが、さらに前段側の絞り工程から用いるようにして、絞り製品の口元部に形成される膨出部を押圧成形するようにしても良い。
【００３７】
また、前記の実施の形態では、７段回の絞り工程で絞り製品を成形するようにしたが、絞り工程の合計を７工程より少なくても良いし、逆に多くても良い。
【００３８】
さらに、直径の異なる第１及び第２の外径部を有するパンチで絞り製品の口元部の膨出部を押圧成形するようにしたが、その第１及び第２の外径部の境目に形成された段差の部分をテーパ状に形成して絞り製品の口元部の膨出部を成形するようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の絞り工程のうち前段側の絞り工程で絞り加工されて形成された絞り製品の口元部の膨出部を、後段側の絞り工程において各パンチの第２の外径部で徐々に押圧成形するようにしたので、絞り製品の内径が高さ方向で同一となり、加工精度のよい絞り製品をサイドカット工程に流すことができる。
【００４０】
また、本発明によれば、第１の外径部の直径よりも大きな直径を有する第２の外径部を備えたパンチを、最終絞り工程の１回のみではなく、最終絞り工程の少なくとも１工程手前の絞り工程から順に用いるようにしているので、絞り製品の口元部の内周に形成された膨出部を削り取ることなく徐々に押圧成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す金型のパンチの構造及びこのパンチによる絞り加工の一例を示す図である。
【図２】第１絞り工程終了時及び第５絞り工程終了時を示す工程図である。
【図３】従来の絞り加工による絞り製品の断面図である。
【図４】絞り製品の口元部の内周に形成される膨出部の説明図である。
【図５】従来のサイドカット加工の説明図である。
【符号の説明】
３２、３３、３４、３５、３６  絞り製品
２  絞り製品の口元部
２ａ、３ｂ、３ａ、４ｂ  膨出部
１１、２１  パンチ
１２、２２  ダイ
１１ａ、２１ａ  第１の外径部
１１ｂ、２１ｂ  第２の外径部
【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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