(57)【要約】  少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とを含む成形加工により成形材を製造するにあたり、絞り抜け加工に用いるパンチ３１は、後端側の幅が先端側の幅よりも広くされており、パンチ３１とともに素材金属板２を押込穴３０ａに押込むことで、素材金属板のフランジ部に相当する領域に対してしごき加工を行い、絞り加工はダイと絞りスリーブを用いて、絞り抜け加工においてしごき加工が行われた領域に対して、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を一定として加工を行う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで、筒状の胴部と該胴部の端
部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造する成形材製造方法であって、
前記少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加
工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工は、押込穴を有するダイとパンチとを含む金型を用いて行われ、
前記パンチの後端側の幅が先端側の幅よりも広くされることで、前記パンチが前記ダイの押込穴に押込まれた状態における前記ダイと前記パンチとの間のクリアランスが前記先端側に比べて前記後端側において狭くされており、
前記絞り抜け加工において前記パンチとともに前記素材金属板が前記押込穴に押込まれることで、前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工は、ダイと絞りスリーブとを含む金型を用いて行われ、
前記絞り加工では、前記絞り抜け加工においてしごき加工が行われた前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してダイと絞りスリーブとの金型隙間と一定としてしごき加工を行う、
成形材製造方法。
【請求項２】
前記絞り抜け加工の際のしごき加工のしごき率は５０％以下である、
請求項１に記載の成形材製造方法。
【請求項３】
前記パンチの先端側と後端側との間には、前記パンチの幅が連続的に変化する傾斜面からなる幅変化部が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の成形材製造方法。
【請求項４】
前記幅変化部は、前記胴部の周壁と前記フランジ部との間に形成される肩部に相当する領域に接するように配置されている、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形材製造方法。
【請求項５】
前記ダイと絞りスリーブとの金型隙間は、前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域の平均板厚に対して１．０倍以上かつ１．３５倍以下である、
請求項１に記載の成形材製造方法。
【請求項６】
前記絞り加工は、
前記成形材の筒状の胴部に対する絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を開放して絞り加工を行い、
前記成形材のフランジ部に相当する領域の絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を絞り加工前のフランジ部の平均板厚に対して１．０倍以上かつ１．３５倍以下である、
請求項１に記載の成形材製造方法。
【請求項７】
素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで製造された成形材であって、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材であり、前記少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工において前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工においても前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われることによって、前記フランジ部の板厚が前記胴部の周壁の板厚よりも薄くされている、
成形材。
【請求項８】
素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで製造された成形材であって、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材であり、前記少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工において前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工においても前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われることによって、前記フランジ部の板厚が前記素材金属板の板厚よりも薄くされている、
成形材。
【請求項９】
前記成形材のフランジ部の板厚が前記素材金属板の板厚よりも小さくされている、
請求項７または請求項８に記載の成形材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造する成形材製造方法及びその成形材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記の非特許文献１等に示されているように、絞り加工を行うことで、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造することが行われている。絞り加工では素材金属板を引き込むことで胴部が形成されるため、胴部の板厚は素材板厚よりも小さくなる。一方で、素材金属板のフランジ部に相当する領域は胴部の形成に応じて全体として縮むので、フランジ部の板厚は素材の板厚よりも大きくなる。なお、以下では素材のことを「ブランク」と記すことがある。【０００３】
例えば下記の特許文献１等に示されているモータケースとして、上記のような成形材を用いる場合がある。この場合、胴部には、モータケース外への磁気漏洩を防ぐシールド材としての性能が期待される。また、モータの構造によっては、ステータのバックヨークとしての性能も胴部に期待される。シールド材又はバックヨークとしての性能は、胴部の板厚が大きいほど良好となる。このため、上記のように、絞り加工により成形材を製造する際には、絞り加工によって胴部の板厚の減少量を考慮して、胴部の必要板厚よりも厚い素材金属板が選定される。一方、フランジ部は、モータケースを取り付け対象に取り付けるために用いられることが多い。このため、フランジ部には一定量の強度を有することが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５１７６５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】村川正夫、外３名著「塑性加工の基礎」、初版、産業図書株式会社、１９９０年１月１６日、ｐ．１０４〜１０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来の成形材製造方法では、絞り加工を行うことで筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造しているので、フランジ部の板厚は素材板厚よりも大きくなる。このため、フランジ部に期待される性能を満たす板厚を超えて、フランジ部が不必要に厚くなることがある。これは、成形材が不必要に重くなっていることを意味し、モータケース等の軽量化が求められる適用対象において無視できない。【０００７】
一方、多段の絞り加工においては、絞り加工の前後におけるフランジ部の縮径変化が大きい場合、言い換えると、絞り加工後のフランジ径が絞り加工前のフランジ径よりも大幅に小さくなった場合に、絞り加工後のフランジ部の板厚が小さいとフランジ部にしわや座屈が発生することがある。このしわや座屈は、その後の絞り加工の工程で割れの原因となることがある。【０００８】
このような場合、しわや座屈の発生を防止する目的で、絞りスリーブを用いた絞り加工が行われることがある。しかし、このダイと絞りスリーブの間にフランジ部をはさみ込むことから、胴部に引張応力が作用することになり、胴部周壁の板厚減少を招いてしまう。【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フランジ部が不必要に厚くなることを回避でき、成形材の軽量化や素材金属板の縮小化を図ることができる成形材製造方法及びその成形材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る成形材製造方法は、素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造する成形材製造方法であって、少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、絞り抜け加工は、押込穴を有するダイとパンチとを含む金型を用いて行われ、パンチの後端側の幅が先端側の幅よりも広くされることで、パンチがダイの押込穴に押込まれた状態におけるダイとパンチとの間のクリアランスが先端側に比べて後端側において狭くされており、絞り抜け加工においてパンチとともに素材金属板が押込穴に押込まれることで、素材金属板のフランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われる。
そして、絞り加工は、ダイと絞りスリーブとを含む金型を用いて行われ、絞り加工では、絞り抜け加工においてしごき加工が行われた前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してダイと絞りスリーブとの金型隙間を一定としてしごき加工を行う成形材製造方法である。【００１１】
また、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を一定として行う絞り加工は、金型隙間を絞り加工前のフランジ部の平均板厚に対して１．０倍以上かつ１．３５倍以下として行うことが好ましい。
または、絞り加工は、ダイと絞りスリーブとパンチとを含む金型を用いて行われ、フランジ径を縮小しない絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を開放して絞り加工を行い、フランジ径を縮小する絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を絞り加工前のフランジ部の平均板厚に対して１．０倍以上かつ１．３５倍以下として行うことが好ましい。【００１２】
また、本発明に係る成形材は、素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで製造された成形材であって、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材であり、少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、絞り抜け加工において素材金属板のフランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、絞り加工においてもフランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われることによって、フランジ部の板厚が胴部の周壁の板厚よりも薄くされている成形材である。【００１３】
また、本発明に係る成形材は、素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで製造された成形材であって、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材であり、少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、絞り抜け加工において素材金属板のフランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、絞り加工においてもフランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われることによって、フランジ部の板厚が素材金属板の板厚よりも薄くされている成形材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の成形材製造方法及びその成形材によれば、絞り抜け加工においてパンチとともに素材金属板が押込穴に押込まれることで、素材金属板のフランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、絞り加工時には、絞り抜け加工においてしごき加工を受けた素材金属板のフランジ部に相当する領域のみを、ダイと絞りスリーブによりはさみ込んでしごき加工を加えつつ成形するので、フランジ部にしわや座屈が発生することを防ぎ、割れを回避することができる。そして、フランジ部の板厚が必要以上に大きくならずに、成形材を軽量化できる。本構成は、モータケース等の軽量化が求められる各種の適用対象において特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による成形材製造方法によって製造される成形材を示す斜視図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
【図３】図１の成形材を製造する成形材製造方法を示す説明図である。
【図４】図３の絞り抜け加工に用いる金型を示す説明である。
【図５】図４の金型による絞り抜け加工を示す説明図である。
【図６】図４のパンチをより詳細に示す説明図である。
【図７】図３の第１絞り加工に用いる金型を示す説明図である。
【図８】図７の金型による第１絞り加工を示す説明図である。
【図９】本実施の形態の成形材製造方法により製造された成形材の板厚分布を示すグラフである。
【図１０】図９の板厚測定位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による成形材製造方法によって製造される成形材１を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の成形材製造方法によって製造される成形材１は、胴部１０とフランジ部１１とを有するものである。胴部１０は、頂壁１００と、頂壁１００の外縁から延出された周壁１０１とを有する筒状の部分である。頂壁１００は、成形材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では胴部１０は断面真円形を有するように示しているが、胴部１０は、例えば断面楕円形や角筒形等の他の形状とされていてもよい。例えば頂壁１００からさらに突出された突部を形成する等、頂壁１００にさらに加工を加えることもできる。フランジ部１１は、胴部１０の端部（周壁１０１の端部）に形成された板部である。
【００１７】
次に、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。図２に示すように、フランジ部１１の板厚ｔ１１は、胴部１０の周壁１０１の板厚ｔ１０１よりも薄くされている。これは、以下詳しく説明するように、素材金属板２（図３参照）のフランジ部１１に相当する領域に対してしごき加工が行われることに起因する。なお、フランジ部１１の板厚ｔ１１とは、周壁１０１とフランジ部１１との間の下側肩部Ｒｄの下端からフランジ部１１の外端までの間におけるフランジ部１１の板厚の平均値を意味する。同様に、周壁１０１の板厚ｔ１０１とは、下側肩部Ｒｄの上端から上側肩部Ｒｐの下端までの間における周壁１０１の板厚の平均値を意味する。
【００１８】
次に、図３は、図１の成形材１を製造する成形材製造方法を示す説明図である。本発明の成形材製造方法は、平板状の素材金属板２に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで成形材１を製造する。少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、この絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工が含まれている。本実施の形態の成形材製造方法では、１回の絞り抜け加工と４回の再絞り加工（第１〜第４絞り加工）とにより成形材１を製造する。
【００１９】
次に、図４は図３の絞り抜け加工に用いる金型３を示す説明図であり、図５は図４の金型３による絞り抜け加工を示す説明図である。図４に示すように、絞り抜け加工に用いる金型３には、ダイ３０、パンチ３１及びクッションパッド３２が含まれている。ダイ３０には、パンチ３１とともに素材金属板２が押し込まれる押込穴３０ａが設けられている。クッションパッド３２は、ダイ３０の外端面に対向するようにパンチ３１の外周位置に配置されている。図５に示すように、絞り抜け加工では、ダイ３０及びクッションパッド３２により素材金属板２の外縁部を完全には拘束せず、素材金属板２の外縁部がダイ３０及びクッションパッド３２の拘束から外れるところまで絞り抜く。素材金属板２のすべてをパンチ３１とともに押込穴３０ａに押し込んで、絞り抜いてもよい。
【００２０】
次に、図６は、図４のパンチ３１をより詳細に示す説明図である。図６に示すように、絞り抜け加工に用いるパンチ３１の後端側３１１の幅ｗ311は、パンチ３１の先端側３１０の幅ｗ310よりも広くされている。一方で、押込穴３０ａの幅は、押込穴３０ａに対するパンチ３１の挿入方向に沿って実質的に均一とされている。換言すると、ダイ３０の内壁は、実質的にパンチ３１の挿入方向と平行に延在されている。
【００２１】
すなわち、図６に示すようにパンチ３１が押込穴３０ａに押込まれた状態におけるダイ３０とパンチ３１との間のクリアランスＣ30-31は、パンチ３１の先端側３１０に比べてパンチ３１の後端側３１１において狭くされている。パンチ３１の後端側３１１におけるクリアランスＣ30-31は、絞り抜け加工が行われる前の素材金属板２の板厚よりも狭く設定される。これにより、絞り抜け加工においてパンチ３１とともに素材金属板２が押込穴３０ａに押込まれることで、素材金属板２の外縁部に対して、すなわちフランジ部１１に相当する領域に対してしごき加工が行われる。しごき加工により、フランジ部１１に相当する領域の板厚が減少される（減肉される）。
【００２２】
なお、パンチ３１の先端側３１０と後端側３１１との間には、パンチ３１の幅が連続的に変化する傾斜面からなる幅変化部３１ａが設けられている。幅変化部３１ａは、絞り抜け加工においてパンチ３１とともに素材金属板２が押込穴３０ａに押込まれた際に、幅変化部３１ａとダイ３０の内壁との間に、素材金属板２の下側肩部Ｒｄ（図２参照）に相当する領域に接するように配置される。
【００２３】
次に、図７は図３の第１絞り加工に用いる金型４を示す説明図であり、図８は図７の金型４による第１絞り加工を示す説明図である。この図７と図８を用いて、第１絞り加工における金型の動きと加工の様子を詳細に説明する。
【００２４】
図７に示すように、第１絞り加工に用いる金型４には、ダイ４０、パンチ４１、絞りスリーブ４２、リフタープレート４３、キラーピン４４及びストッパー４５が含まれている。ダイ４０には、上述の絞り抜け加工により形成された第１中間体２０がパンチ４１とともに押し込まれる押込穴４０ａが設けられている。絞りスリーブ４２は、ダイ４０の外端面４０ｂに対向するようにパンチ４１の外周位置に配置されている。
【００２５】
図７の左半分は、第１中間体２０がリフタープレート４３の上面に載置され、また第１中間体２０の内周面が絞りスリーブ４２の外周面４２ａに接している状態を示している。このとき、ダイ４０は下降を始めているが、ダイ４０の外端面４０ｂは第１中間体２０と接触していないので、第１中間体２０の絞り加工は始まっていない。また、ダイ４０の外端面４０ｂに設けられたキラーピン４４の先端はリフタープレート４３の上面に届いていない。
【００２６】
図７の右半分は、ダイ４０がさらに下降して、第１中間体２０と接触するようになり、絞り加工が始まった状態を示す。このとき、キラーピン４４の先端はリフタープレート４３の上面に届いているので、ダイ４０が下降するとともにキラーピン４４がリフタープレート４３を押し下げてゆく。これにより、第１中間体２０の胴部の下端がリフタープレート４３の上面に接触しない状態が保たれる。すなわち、キラーピン４４は、第１中間体２０の周壁の高さよりも長い。
【００２７】
続いて、図８の左半分は、ダイ４０がさらに下降を続け、ダイ４０の押込穴４０ａに第１中間体２０が押し込まれている状態、すなわち第１中間体２０の胴部に絞り加工が行われている状態を示している。このときも、キラーピン４４の先端がリフタープレート４３の上面に届いており、ダイ４０の下降とともにキラーピン４４がリフタープレート４３を押し下げているので、絞り加工を受けているとき第１中間体２０の胴部の下端はリフタープレート４３の上面に接触しておらず、浮いた状態となっている。胴部の下端がリフタープレート４３の上面から浮いた状態となっていることにより、胴部周壁に対し、上方向向きの圧縮応力は付加されていない。
また、ダイ４０と絞りスリーブ４２の間は開放されており、第１中間体２０の胴部下部（図２のフランジ部１１に相当する領域）がダイ４０と絞りスリーブ４２とによって挟み込まれていない。
【００２８】
図８の左半分の状態では、第１中間体２０の胴部下部の内側が絞りスリーブ４２の外周面４２ａと接触している。このような状態では、第１中間体２０の胴部に絞り加工が進展しても、第１中間体２０の胴部下端の半径は変化しない。このとき、上述のようにダイ４０及び絞りスリーブ４２により第１中間体２０の胴部下端をはさみ込まないようにしていることで、胴部の周壁の板厚減少を抑制できる。
【００２９】
図８の右半分は、ダイ４０がさらに下降を続けた結果、絞りスリーブ４２の外周面４２ａに設けられたストッパー４５にリフタープレート４３の下面が接触するようになった状態を示している。リフタープレート４３の下面がストッパー４５と接触することにより、絞りスリーブ４２がダイ４０と同期して下降することとなる。これにより、ダイ４０と絞りスリーブ４２との間の金型隙間は一定となる。
【００３０】
図８の右半分の状態では、第１中間体２０の胴部下部が絞りスリーブ４２の外周面４２ａよりも上方に位置している。このため、第１中間体２０の胴部の絞り加工の進展により、第１中間体２０の胴部下端の半径が徐々に縮小し、胴部下部の板厚は徐々に厚くなり始める。リフタープレート４３の下面がストッパー４５と接触した後のダイ４０と絞りスリーブ４２との間の金型隙間は、絞り加工の進展により厚くなった第１中間体２０の胴部下部の板厚よりも狭く設定されている。このように金型隙間が設定されることで、第１中間体２０の胴部下部にしごき加工を行うことができる。このしごき加工により、第１中間体２０の胴部下端の半径が縮小する量を小さくすることができる。また、しごき加工により、しわや座屈の発生を防止することができる。後述のように、しごき加工を行う際のダイ４０と絞りスリーブ４２との間の金型隙間は、第１絞り加工を行う前の第１中間体２０の胴部下部の平均板厚の１．０倍以上かつ１．３５倍以下とされていることが好ましい。
【００３１】
図示はしないが、図３の第２及び第３絞り加工は周知の金型を用いて実施できる。第２絞り加工では、第１絞り加工により形成された第２中間体２１（図３参照）の胴部１０に相当する領域にさらに絞り加工を行う。第３絞り加工は、リストライク工程に該当するものであり、第２絞り加工により形成された第３中間体２２（図３参照）の胴部１０に相当する領域にしごき加工を行う。
【００３２】
第１〜第３絞り加工では、図２のフランジ部１１に相当する領域に縮みが生じ、その領域において増肉が生じる。しかしながら、絞り抜け加工においてフランジ部１１に相当する領域の板厚を十分に減少させておくことで、最終的な成形材１において、フランジ部１１の板厚ｔ11を胴部１０の周壁１０１の板厚ｔ101よりも薄くすることができる。絞り抜け加工におけるフランジ部１１に相当する領域の板厚の減少量は、絞り抜け加工に用いる金型３のパンチ３１の後端側３１１におけるクリアランスＣ30-31を変更することで適宜調節できる。
【００３３】
次に実施例を挙げる。本発明者らは、素材金属板２として、普通鋼の冷延鋼板にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきが施された厚さ１．８ｍｍ、直径１１６ｍｍの円形板を準備した。そして、まず、以下の加工条件にて、絞り抜け加工を行った。ここで、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきは、冷延鋼板の両面に施されており、めっきの付着量は、片面あたり９０ｇ／ｍ2のものを用いた。
・フランジ部１１に相当する領域のしごき率：−２０〜６０％
・金型３の曲率半径Ｒｄ：６ｍｍ
・押込穴３０ａの直径：７０ｍｍ
・パンチ３１の先端側３１０の直径：６５．７ｍｍ
・パンチ３１の後端側３１１の直径：６５．７〜６８．６ｍｍ
・幅変化部３１ａの形状：傾斜面又は直角段差
・幅変化部３１ａの位置：下側肩部Ｒｄに相当する領域、フランジ部１１に相当する領域又は胴部１０に相当する領域
・プレス油：ＴＮ−２０
・ダイ及びパンチの材質：ＳＫＤ１１（ＨＲＣ硬度：６０）
【００３４】
＜しごき率の評価＞
しごき率が３０％以下の場合（パンチ３１の後端側３１１の直径が６７．５ｍｍ以下の場合）には問題なく加工が行えた。一方で、しごき率が３０％より大きくかつ５０％以下の場合（パンチ３１の後端側３１１の直径が６７．５ｍｍより大きくかつ６８．２ｍｍ以下の場合）には、ダイ３０との摺動部に軽いかじり傷が認められた。また、しごき率が５０％を超える場合（パンチ３１の後端側３１１の直径が６８．２ｍｍより大きい場合）には、ダイ３０の内壁との焼き付きや割れが発生した。このことから、絞り抜け加工におけるフランジ部１１に相当する領域のしごき率は、５０％以下が好ましく、３０％以下がさらに好ましいことが分かる。ただし、かじりについては、ダイやパンチへセラミックコーティング処理等を施すことによって改善できることから、大きな問題ではない。
【００３５】
＜しごき率＞
なお、しごき率の定義は次の式（数１）とおりとする。ここでは、しごき加工前の板厚として、素材金属板の板厚の値を用いることができる。
【数１】
2017146019.tif 000003
【００３６】
＜幅変化部３１ａの形状の評価＞
図６で示したように、幅変化部３１ａを傾斜面により構成した場合、問題なく加工を行うことができた。一方で、幅変化部３１ａを直角段差により構成した場合、すなわちパンチ３１の先端側３１０と後端側３１１とを一段の段差で構成した場合、直角段差に接触した箇所においてめっき滓が生じた。このことから、幅変化部３１ａを傾斜面により構成することが好ましいことが分かる。
【００３７】
＜幅変化部３１ａの位置の評価＞
下側肩部Ｒｄに相当する領域に接するように幅変化部３１ａを設けた場合、フランジ部１１に相当する領域のしごき加工を良好に行うことができた。一方、フランジ部１１に相当する領域に接するように幅変化部３１ａを設けた場合、フランジ部１１の一部が十分に減肉できなかった。また、胴部１０に相当する領域に接するように幅変化部３１ａを設けた場合、胴部１０の一部が目標板厚よりも薄くなってしまった。このことから、下側肩部Ｒｄに相当する領域に接するように幅変化部３１ａを設けることが好ましいことが分かる。
なお、この幅変化部３１ａの位置は、量産時の金型条件が決定した後に、前もって再絞り加工を終えた成形材までの成形を実施し、その下側肩部Ｒｄに相当する位置から逆算して決定する。
【００３８】
この実施例では、これ以降、第１中間体の胴部の下端をフランジと呼ぶ。
【００３９】
＜絞りスリーブ有無の影響＞
表１は、絞りスリーブを用いなかった場合の、しわや座屈の発生に及ぼす、絞り加工前のフランジ部平均板厚および絞り加工前後におけるフランジ径の関係を示す。ｔ0は素材金属板の板厚、ｔ1は絞り加工前のフランジ部の平均板厚、すなわち絞り抜け加工後のフランジ部の相当する領域の平均板厚である。Ｄ(n-1)は、第ｎ−１絞り加工後のフランジ径、Ｄｎは、第ｎ絞り加工後のフランジ径である。しわや座屈が発生するのは、ｔ1＜ｔ0と、Ｄｎ＜０．９３×Ｄ(n-1)である条件、すなわち、絞り加工前のフランジ部の平均板厚ｔ1が素材金属板の板厚ｔ0よりも薄く（ｔ1＜ｔ0）、かつ、第ｎ絞り加工後のフランジ径Ｄｎが第ｎ−１絞り加工後のフランジ径Ｄ(n-1)より大幅に小さくなる条件（Ｄｎ＜０．９３・Ｄ(n-1)）であった。
【００４０】
【表１】
2017146019.tif 000004
【００４１】
絞りスリーブを用いた場合の結果を表２に示す。このとき、胴部に対して絞り加工を行っているとき、フランジ径は変化しないので、この時はダイ４０と絞りスリーブ４２の間を開放して、外縁部をはさみ込まないようにし、胴部の周壁の板厚減少を抑制した。また、絞り抜け加工の工程でしごき加工を行って板厚が薄くなった領域に対してしごき加工を行っているときは、フランジ径が縮小するので、この時は、ダイ４０と絞りスリーブ４２との金型隙間（クリアランス）を種々の値で一定となるように設定した。
【００４２】
【表２】
2017146019.tif 000005
【００４３】
ここで、しごき加工を行って板厚が薄くなった領域に対して、縮み加工が始まるタイミングで金型隙間を一定とした。
また、第ｎ絞り加工後のフランジ径が第（ｎ−１）絞り加工後のフランジ径より大幅に小さい条件（Ｄｎ＜０．９３×Ｄ(n-1)）で実施した。
【００４４】
前述の、第ｎ絞り加工後のフランジ径Ｄｎが第ｎ−１絞り加工後のフランジ径Ｄ(n-1)より大幅に小さくなる条件で、金型隙間（クリアランス）を種々の値に設定して絞り加工を行ったところ、表２に示すように、金型隙間（クリアランス）は、絞り加工前のフランジ部平均板厚の１．０倍以上かつ１．３５倍以下のとき、しわや座屈が起こらなかった。
【００４５】
＜フランジ部の板厚＞
次に、図９は、第１中間体から製造された成形材の板厚分布を示すグラフである。図１０は、図９の板厚測定位置を示す説明図である。
絞り加工に先立って、しごき加工を行う絞り抜け加工を行うことで、最終の成形材においてフランジ部１１の板厚を、素材金属板の板厚（１．８ｍｍ）よりも、また胴部の周壁の板厚（１．６ｍｍ前後）よりも薄くすることができた。また、両方の成形材の外形寸法を同一とした場合、絞り加工に先立ってしごき加工を行う絞り抜け加工を行った成形材（本発明）は、従来の普通絞り方法による成形材よりも、１０％ほど重量が軽かった。
【００４６】
なお、しごきを伴う絞り抜け加工を行うと、素材金属板２のフランジ部１１に相当する領域は引き伸ばされる。しごきを伴う絞り抜け加工を行った成形材（本発明）と、従来の普通絞り方法による成形材を同寸法とするには、フランジ部１１に相当する領域が引き伸ばされる量をあらかじめ考慮して小さな素材金属板を用いるか、またはフランジ部１１の不要部分をトリミングすればよい。
【００４７】
このような成形材製造方法及びその成形材では、絞り抜け加工においてパンチ３１とともに素材金属板２が押込穴３０ａに押込まれることで、素材金属板２のフランジ部１１に相当する領域に対してしごき加工が行われ、その後の絞り加工では、しごき加工によって板厚が薄くなった部分をダイ４０と絞りスリーブ４２によってはさみ込みながら成形するので、しわや座屈を防止し、フランジ部の板厚が必要以上に厚くなることを回避でき、成形材の重量を軽量化できる。本構成は、モータケース等の成形材の軽量化や素材金属板の縮小化が求められる適用対象において特に有用である。
【００４８】
また、絞り抜け加工におけるしごき加工のしごき率は５０％以下であるので、焼き付きや割れの発生を回避できる。
【００４９】
また、パンチ３１の先端側３１０と後端側３１１との間にパンチ３１の幅が連続的に変化する傾斜面からなる幅変化部３１ａが設けられているので、しごき加工において幅変化部３１ａとの接触によりめっき滓が生じることを回避できる。
【００５０】
また、幅変化部３１ａは、胴部１０の周壁１０１とフランジ部１１との間に形成される下側肩部Ｒｄに相当する領域に接するように配置されているので、フランジ部１１を十分に減肉できるとともに、胴部１０をより確実に目標板厚とすることができる。
【００５１】
また、胴部に対して絞り加工を行うときは、すなわち、フランジ径が変化しないときはダイ４０と絞りスリーブ４２の間を開放して材料をはさみ込まないようにすることにより、胴部の周壁の板厚減少を抑制する。一方、絞り抜け加工においてしごき加工を受けて板厚が薄くなった領域に対して絞り加工を行うときは、ダイ４０と絞りスリーブ４２との金型隙間を一定に保って成形することにより、フランジ部に相当する領域にしわや座屈が発生することを回避できる。
【００５２】
本実施の形態では、絞り加工を３回行うように説明しているが、絞り加工の回数は成形材の大きさや、要求される寸法精度に応じて適宜変更してよい。
【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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月9日(2017.11.9)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造する成形材製造方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フランジ部が不必要に厚くなることを回避でき、成形材の軽量化や素材金属板の縮小化を図ることができる成形材製造方法を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の成形材製造方法によれば、絞り抜け加工においてパンチとともに素材金属板が押込穴に押込まれることで、素材金属板のフランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、絞り加工時には、絞り抜け加工においてしごき加工を受けた素材金属板のフランジ部に相当する領域のみを、ダイと絞りスリーブによりはさみ込んでしごき加工を加えつつ成形するので、フランジ部にしわや座屈が発生することを防ぎ、割れを回避することができる。そして、フランジ部の板厚が必要以上に大きくならずに、成形材を軽量化できる。本構成は、モータケース等の軽量化が求められる各種の適用対象において特に有用である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材金属板に対して少なくとも２回の成形加工を行うことで、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造する成形材製造方法であって、
前記少なくとも２回の成形加工には、少なくとも１回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも１回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工は、押込穴を有するダイとパンチとを含む金型を用いて行われ、
前記パンチの後端側の幅が先端側の幅よりも広くされることで、前記パンチが前記ダイの押込穴に押込まれた状態における前記ダイと前記パンチとの間のクリアランスが前記先端側に比べて前記後端側において狭くされており、
前記絞り抜け加工において前記パンチとともに前記素材金属板が前記押込穴に押込まれることで、前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工は、ダイと絞りスリーブとを含む金型を用いて行われ、
前記絞り加工では、前記絞り抜け加工においてしごき加工が行われた前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してダイと絞りスリーブとの金型隙間と一定としてしごき加工を行う、
成形材製造方法。
【請求項２】
前記絞り抜け加工の際のしごき加工のしごき率は５０％以下である、
請求項１に記載の成形材製造方法。
【請求項３】
前記パンチの先端側と後端側との間には、前記パンチの幅が連続的に変化する傾斜面からなる幅変化部が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の成形材製造方法。
【請求項４】
前記幅変化部は、前記胴部の周壁と前記フランジ部との間に形成される肩部に相当する領域に接するように配置されている、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形材製造方法。
【請求項５】
前記ダイと絞りスリーブとの金型隙間は、前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域の平均板厚に対して１．０倍以上かつ１．３５倍以下である、
請求項１に記載の成形材製造方法。
【請求項６】
前記絞り加工は、
前記成形材の筒状の胴部に対する絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を開放して絞り加工を行い、
前記成形材のフランジ部に相当する領域の絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を絞り加工前のフランジ部の平均板厚に対して１．０倍以上かつ１．３５倍以下である、
請求項１に記載の成形材製造方法。
【国際調査報告】
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