(57)【要約】  このプレス成形方法は、複数の軸を独立して作動させる多軸プレス装置を用いて、凹所が形成された素材の前記凹所の底部を押し出して中空軸に延伸加工するプレス成形方法であって、前記素材を凹金型にセットする第１の工程と；第１の工具によって、前記素材の前記凹所を画成して円筒状をなす側壁の端面を前記第１の工具の軸方向に第１の速度Ｖｉで押し込むと同時に、第２の工具によって、前記素材の前記底部を前記第２の工具の軸方向に第２の速度Ｖｂで押し出して成形する第２の工程と；を備え、前記第２の工程で、前記第１の速度Ｖｉに対する前記第２の速度Ｖｂの比であるＶｂ／Ｖｉを０．７〜１．５の範囲に制御する。
2013002363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軸を独立して作動させる多軸プレス装置を用いて、凹所が形成された素材の前記凹所の底部を押し出して中空軸に延伸加工するプレス成形方法であって、
前記素材を凹金型にセットする第１の工程と；
第１の工具によって、前記素材の、前記凹所を画成して円筒状をなす側壁の端面を前記第１の工具の軸方向に第１の速度Ｖｉで押し込むと同時に、第２の工具によって、前記素材の前記底部を前記第２の工具の軸方向に第２の速度Ｖｂで押し出して成形する第２の工程と；
を備え、
前記第２の工程で、前記第１の速度Ｖｉに対する前記第２の速度Ｖｂの比であるＶｂ／Ｖｉを０．７〜１．５の範囲に制御する
ことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記第２の工程で、さらに、前記第１の工具及び前記第２の工具間に設けられた第３の工具により前記素材のしわ押さえも同時に行い；
前記第２の工程前での、
前記素材の板厚をｔ、
前記素材の外周面と前記凹金型の内周面との隙間ｓ１及び前記素材の内周面と前記第３の工具の外周面との隙間ｓ２の総和をｓとしたときに、
以下の条件式（１）を満足する；
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
０．０２×ｔ≦ｓ≦０．３×ｔ・・・・・・・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材のプレス成形法に関する。
本願は、２０１１年６月３０日に、日本に出願された特願２０１１−１４５９０３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
底を有する径が一定の円筒状の容器や、途中に径の異なる段部を有する多段円筒状の製品を成形する方法として、カップ状の中間素材をさらに絞り成形する方法が広く一般に用いられている。例えば、非特許文献１に、第一工程で円盤状の素材からカップ状に成形した中間素材を第二工程で再度絞り加工する再絞り加工法が開示されている。【０００３】
この加工法では、第一工程で成形されたカップ状中間素材をその内面に挿入された円筒状工具であるしわ押えとダイとの間で挟持しながら、しわ押えの内部を貫通させたパンチをダイの円環状の内面に挿入するように押し込み、カップ状中間素材の底部に円筒状の突部を成形する。このような成形法においては、カップ状の中間素材からパンチとダイの円筒状内面との間への材料の流入が不十分となり、パンチ先端角部での材料破断等の成形不良が生じ易いという問題があった。【０００４】
このような問題に対して、特許文献１および特許文献２においては、分割したダイスを用いてカップをダイの円筒状内面に積極的に押し込むことにより材料破断等に伴う成形不良を防止する方法が提示されている。また、関連のある技術として、特許文献３、４が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開平８−１５０４２６号公報
【特許文献２】日本国特開２００２−１１３５２８号公報
【特許文献３】日本国特開平８−１４１６６２号公報
【特許文献４】日本国特開平６−２１０３６３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】長田修次、柳本潤：基礎からわかる塑性加工、(1999)、p.195、コロナ社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した絞り成形法のうち、特許文献１に開示された方法では、液圧を使用した成形法であるために、金型の構造が複雑となる。さらに、カップをダイ内面に押し込む方向がパンチの押し込み方向とは逆の方向となるために、十分に押し込むことができない場合が多々ある。【０００８】
特許文献２に開示された方法では、カップ状に成形された中間素材の底部を可動式のパンチで絞り成形する際に、側壁を挟圧するように配置された、側壁面の内面に挿入された工具と外壁面の外側に配置された可動型の工具とを、可動式のパンチにあわせて中間素材との間で摺接させる。これにより、中間素材の側壁の材料をダイの内面に積極的に送り込み、成形品のパンチ先端角部での材料破断を防止しようとしている。しかしながら、実際のカップ状の中間素材の側壁面と、その側壁を内外面から挟圧させようとする工具との間には隙間が設けられていることが一般的であるために、目的とする中間素材の側壁のダイの内面への材料の送りこみを十分に行うことができない場合が多々ある。また、ダイを分割しているために、ダイの材料との接触面端部の角状の部分で割れが生じ易い等の問題がある。【０００９】
特許文献３には、絞り成形後の製品肉厚をより均一にすることを目的に、コイニング加工や軸圧縮加工等を用いた増肉工程を成形工程の途中に加えて、絞り成形で薄肉化される部分を増肉させる方法が開示されている。しかし、この方法では、単に増肉のみを行う工程が一工程増えるために、生産性が低下するとともに、製造コストが増加する等の問題がある。また、この方法は、成形された製品の肉厚精度向上を目的に絞り加工後に増肉成形を行う方法である。すなわち、この方法で、本発明が目的としている絞り加工における材料破断等による成形不良を防止することは難しい。【００１０】
例えば特許文献４には、予め成形後肉厚が薄くなる部分と素材の位置との対応を調べた上で、絞り成形後に肉厚が薄くなる部分に対応する素材部位が他の部位と比較して相対的に肉厚が厚くなるように機械加工した素材を絞り加工する方法が開示されている。しかしながら、このような方法では、成形されるすべての素材を切削加工や研削加工等の機械加工で予め所定の寸法、形状に加工する必要があり、コストの増加および生産効率の低下を招くという問題がある。【００１１】
本発明は、かかる問題に対して、ダイの割れを生じ易くさせる分割ダイや金型構造を複雑にする液圧を使用することなく、成形中の素材の割れが生じにくい絞り成形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】
【００１２】
上記の課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）本発明の一態様に係るプレス成型方法は、複数の軸を独立して作動させる多軸プレス装置を用いて、凹所が形成された素材の前記凹所の底部を押し出して中空軸に延伸加工するプレス成形方法であって、前記素材を凹金型にセットする第１の工程と；第１の工具によって、前記素材の前記凹所を画成して円筒状をなす側壁の端面を前記第１の工具の軸方向に第１の速度Ｖｉで押し込むと同時に、第２の工具によって、前記素材の前記底部を前記第２の工具の軸方向に第２の速度Ｖｂで押し出して成形する第２の工程と；を備え、前記第２の工程で、前記第１の速度Ｖｉに対する前記第２の速度Ｖｂの比であるＶｂ／Ｖｉを０．７〜１．５の範囲に制御する。【００１３】
（２）上記（１）に記載のプレス成型方法では、前記第２の工程で、さらに、前記第１の工具及び前記第２の工具間に設けられた第３の工具により前記素材のしわ押さえも同時に行い；前記第２の工程前での、前記素材の板厚をｔ、前記素材の外周面と前記凹金型の内周面との隙間ｓ１及び前記素材の内周面と前記第３の工具の外周面との隙間ｓ２の総和をｓとしたときに、以下の条件式（ａ）を満足してもよい。
０．０２×ｔ≦ｓ≦０．３×ｔ・・・・・・・・・（ａ）
【発明の効果】
【００１４】
本発明を適用することにより、素材を、割れが生じることなく、安定して絞り成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本実施形態に使用される金型の例を示した断面図である。
【図１Ｂ】本実施形態に使用される金型の例を示した断面図である。
【図１Ｃ】本実施形態に使用される金型の例を示した断面図である。
【図２】本実施形態が改善しようとする問題点であるパンチ先端角部での割れを説明する模式図である。
【図３Ａ】本実施形態の金型内部に素材が充満する前の状態を示す図である。
【図３Ｂ】本実施形態の金型内部に素材が充満した後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図を用いて、本実施形態に係るプレス成型方法の詳細について説明する。本実施形態では、凹所が形成された素材として、カップ状の素材６を用い、このカップ状の素材６に対して成形を行う。図１Ａから図１Ｃに、本実施形態に用いる多軸プレス装置の金型（プレス金型）１００の概略図を示す。図１Ａから図１Ｃに示す金型１００は、前述の独立して作動させることが可能な複数の軸を備えた多軸プレス装置の所定の位置に設置して使用され、さらにカップ状の素材６の内側底部を押し出す円柱状のパンチ１と、パンチ１の周囲を覆うような筒形状であり成形過程にその外周面でカップ状の素材６の内面を押圧するしわ押え２を有する。パンチ１は、ダイ４（後述）のセット側（紙面上方）に配置されるカップ状の素材６の内側底部を、ダイ４の素材排出側（紙面下方）へ押し出す棒状のパンチである。本実施形態に係るプレス成形方法では、上述の多軸プレス装置によって、カップ状の素材６の底部を押し出し、中空軸に延伸加工する。
【００１７】
なお、用いる素材の外径は２０ｍｍ〜３００ｍｍであることが望ましい。外径が２０ｍｍ未満であると、カップ状の素材６の底部を押し出し、中空軸に延伸加工することが困難となる。また、外径が３００ｍｍ超であると、金型が大型になるとともに成形荷重も増加して、大型のプレス機が必要になる等、実用上の成形が困難となる。より望ましくは、５０ｍｍ〜１２０ｍｍである。
また、素材の板厚寸法（肉厚）は、１．５ｍｍ〜１５ｍｍとすることが望ましい。１．５ｍｍ未満では、素材の側壁端面の押し込みが困難となり、１５ｍｍ超では、カップ状の中間素材の成形が困難となる。より望ましくは、２ｍｍ〜１２ｍｍである。
【００１８】
また、本実施形態で用いた金型１００は、しわ押え２の周囲を囲むような環状の筒形状の軸である外周パンチ３を有する。この外周パンチ３は、ダイ４の素材セット側に配置されているカップ状の素材６の開口部の上縁をダイ４の素材排出側へ押し込む突起部３ａを有する。さらに、本実施形態の金型１００は、カップ状の素材６の底部を押圧しながら降下するパンチ１との間で素材６を押圧して、所定の寸法形状に仕上げる略円環形状のダイ４、および円筒状のダイ４内面に挿入されてパンチ１との間で素材底面を押圧するカウンターパンチ５を有する。
なお、金型１００は、凸金型と凹金型からなる。凸金型は、パンチ１、しわ押え２及び外周パンチ３を含み、凹金型は、ダイ４及びカウンターパンチ５を含む。
【００１９】
また本実施形態の多軸プレス装置は、パンチ１、しわ押え２、外周パンチ３、カウンターパンチ５の移動を個別独立して制御することが可能な駆動機構（図示しない）を有する。これら金型１００の各部は、本実施形態には図示されていないプレス機により、素材６を所定の寸法形状に成形するようにその移動が制御される。
【００２０】
次に、図１Ａ〜図１Ｃに示す金型１００を用いたプレス成形方法における各部の挙動について説明する。まず、プレス機の駆動機構の制御により、パンチ１、しわ押え２、外周パンチ３は、ダイ４との間に、カップ状の素材６を挿入するのに十分な高さまで上昇する。この状態で、ダイ４上面にダイ４内周の中心軸とその中心軸とが略一致するように、カップ状の素材６を設置（セット）する。その後、パンチ１、しわ押え２、外周パンチ３が一体となって、プレス機の駆動機構により制御されながら降下する。しわ押え２とパンチ１が素材６の底面に接触し、外周パンチ３がカップ状の素材６の上縁面に接触すると、前述の降下動作が停止する（図１Ａ参照）。
【００２１】
またこの時、これら工具の移動と同時に、カウンターパンチ５が円筒状のダイ４内面に沿うように上昇する。カウンターパンチ５が、素材６の底面に接触すると、前述の上昇動作が停止する（図１Ａ参照）。ここまでの金型各部の動作が完了した状態で、カップ状の素材６は、しわ押え２とダイ４、パンチ１とカウンターパンチ５との間で押圧されてダイ４内に固定される。
【００２２】
上述のようにダイ４内にカップ状の素材６が固定された状態から、さらに、しわ押え２を停止させた状態で、パンチ１が降下しながら素材６の底部を押し出す。また、パンチ１の動きに合わせてカウンターパンチ５が降下する。この動作により、カップ状の素材６の底部に、素材６の外径よりも小さな径の筒状の突起が成形される（図１Ｂ参照）。この成形中に、パンチ１の降下に対応して外周パンチ３が降下することで、素材６の開口部の上縁面を押圧して素材６の金型１００の内部への流入、すなわち、ダイ４及びカウンターパンチ５と、パンチ１、しわ押え２及び外周パンチ３との間の領域で、かつ、素材排出側への流入を促す（図１Ｂ、図１Ｃ参照）。この動作により、図２に示すような、上述したパンチ先端角部における素材の破断を防止する。
【００２３】
外周パンチ３を降下させる際、パンチ先端角部における素材の破断を防止するため、その降下速度Ｖｉを、パンチ１の降下速度Ｖｂとの比が、Ｖｂ／Ｖｉ＝０．７〜１．５の範囲となるように制御する。成形中の素材６のパンチ先端肩部における素材の破断防止に対して、パンチ１の降下速度Ｖｂに対する外周パンチ３の降下速度Ｖｉが重要となるのは、以下の理由による。本実施形態に係るプレス成形方法では、成形中に外周パンチ３を用いてカップ状の素材６の上縁を押圧して素材の金型１００内部への流入を促すことにより、素材に破断を生じさせることなく、安定して成形を行う。それ故、この外周パンチ３とパンチ１との降下速度比が適切でない場合、素材６の金型１００内部への十分な流入効果が得られず、例えば図２に示すような破断が生じる場合がある。素材６の金型１００内部への十分な流入効果が得られない原因としては、成形前にダイ４の所定の位置に設置されたカップ状の素材６とダイ４との間および素材６としわ押え２との間に設けられる隙間の影響が考えられる。
【００２４】
図３Ａ，図３Ｂを参照しつつ、上述の流入効果が得られない原因について説明する。図３Ａは、ダイ４の素材セット側にセットされた素材６に対して、パンチ１、しわ押え２及び外周パンチ３が当接した瞬間の状態（ただし、素材６に加わる押圧力は無視できる程度の微弱な力であるものとする）を示す図である。また、図３Ｂは、金型１００内部に素材６が充満した後の状態を示す図である。
【００２５】
ここで、図３Ａの状態から図３Ｂの状態に変化する際の多軸プレス装置の挙動を説明する。図３Ａに示すように、素材６を金型１００にセットした時には、素材６としわ押え２との間及び素材６とダイ４との間に、それぞれ水平方向における隙間が形成されている。この状態から、外周パンチ３によって素材６の上縁を押圧すると、外周パンチ３の押圧によって素材６の上端部は圧縮応力を受ける。この応力が伝播することで素材６がひずみ、セット時の隙間を埋めるように素材６の形状が変化する。その後、図３Ｂの状態となり、素材６の外壁と金型１００内部の内壁との全面が当接した状態、すなわち、金型１００内部が素材６で充満した状態となる。
【００２６】
素材６の据え付け時（セット時）に、素材６としわ押え２及びダイ４との間に隙間が設けられる理由について説明する。この隙間は、素材６の金型１００内部の所定の位置への設置を可能かつ容易にするために設けられる。素材６とダイ４との間の隙間がなければ、素材６を金型１００にセットする際、所定の位置に設置される前に、素材６とダイ４とが嵌合状態となり、それ以上素材６を押し込むことができなくなる可能性がある。従って、素材６を金型１００内の所定の位置まで移動して設置することができない。また、移動できなくなった素材６を、強制的に移動させようとした場合、素材６や金型１００に疵を生じさせる等の問題が生じる場合もある。
【００２７】
また一方、素材６としわ押え２との間の隙間については、成形開始時のカップ状の素材６内面へのしわ押え２の挿入を容易にするとともに、しわ押え２と素材６との間の疵の発生を防止することを目的として設けられる。
【００２８】
以上のような隙間を金型各部と素材６との間に設けた状態で、外周パンチ３でカップ状の素材６の上縁を押圧しながらパンチ１を降下させて絞り成形を行った場合、外周パンチ３の降下速度とパンチ１の降下速度の比の値によっては、本実施形態に係るプレス成形方法において目的とする外周パンチ３の素材６の上縁の押圧による素材６の金型１００内部への流入効果が十分に得られずに、素材６に破断が生じる場合がある。これは、素材６とダイ４およびしわ押え２等の工具との間に隙間がある状態で、外周パンチ３によって素材６の上縁を押圧した場合、外周パンチ３の降下速度とパンチ１の降下速度の比の値によっては、押圧の効果が、本実施形態の目的とする素材６の金型１００内部への流入促進よりもむしろ、素材６のダイ４およびしわ押え２等との隙間への充満に費やされ、その結果、外周パンチ３による押圧の効果が、素材６の破断防止に十分に寄与しなくなるためである。
【００２９】
本実施形態に係るプレス成形方法では、このような問題を防止するために、外周パンチ３を降下させる際に、その降下速度を適切な値に制御する。即ち、本実施形態に係るプレス成形方法では、外周パンチ３の降下速度Ｖｉはパンチ１の降下速度Ｖｂとの比で、Ｖｂ／Ｖｉ＝０．７〜１．５の範囲となるように制御する。Ｖｂ／Ｖｉを上記範囲とすることにより、外周パンチ３の押圧による素材６のダイ４への流入効果を十分確保したうえで、素材に破断を生じさせることなく成形を行うことができる。
【００３０】
外周パンチ３の降下速度Ｖｉとパンチの降下速度Ｖｂとの比Ｖｂ／Ｖｉが１．５超の場合、パンチ１の降下速度が外周パンチ３の降下速度に対して過大となり、パンチ１の押し出しに対する外周パンチ３による素材６の金型１００内部への送り込み量が不足して、パンチ１の先端角部における素材の破断を十分に防止できなくなる。
【００３１】
また、Ｖｂ／Ｖｉが０．７未満の場合、外周パンチ３による素材６の押し込みが過大となり、外周パンチ３とダイ４との間にバリが生じる等の製品製造上の問題点が生じる。上述の範囲は、素材が金型１００内部に充満しているかどうかに関わらない。
【００３２】
ここで、図３Ａに図示する状態、すなわち、外周パンチ３によって素材６の上縁を押圧する前の状態において、素材６の板厚寸法をｔ、素材６とダイ４との間に形成された隙間（水平方向の隙間）をｓ１、素材６としわ押え２との間に形成された隙間（水平方向の隙間）をｓ２とする。ｓ１とｓ２との総和をｓとした場合、０．０２×ｔ≦ｓ≦０．３×ｔを満足するのが好ましい。板厚ｔと隙間の総和ｓとが前記条件を満足することによって、外周パンチ３の降下速度Ｖｉとパンチの降下速度Ｖｂとの速度比率を上述の如く規定することによる効果をより確実に得ることができる。隙間の総和ｓが上述の範囲でない場合でも、破断やバリの発生は起こらず、成形を完了させることができる。しかしながら、隙間の総和ｓが０．０２ｔより小さい場合、成形前に金型１００内部に設置されたカップ状の素材６の内面にしわ押え２を円滑に挿入することができずに、素材６の上縁面に凹み疵が生じたり、側壁の一部分が薄くなる場合がある。また、隙間の総和ｓが０．３ｔ超では、隙間が過大なためにしわ押え２の挿入後に、外周パンチ３によるカップ状の素材６の上縁の押下が始まると、素材６の側壁に曲がりが生じて成形品に形状不良が生じる場合がある。そのため、高い成形精度が求められる場合には、隙間の総和ｓが、０．０２×ｔ≦ｓ≦０．３×ｔを満足することが好ましい。
【００３３】
素材６が金型へ充満したかどうかの判断については、同じ素材および多軸プレス装置の設定条件で予備成形を行い、例えば、金型各部の制御位置と素材の金型内部への充満度との関係を求めておき、その関係に基づいて、金型の位置で素材の充満有無を判断すれば良い。より具体的には、成形を成形途中で終了させる実験を異なる複数の条件（Ｖｂ／Ｖｉの条件）下で行い、各条件下における多軸プレス装置の駆動開始から成形終了までのパンチ１のストローク量を記録する。そして、成形された材料の断面の形状測定を行うことにより、金型の詳細な寸法および形状が記載された金型図面より求められる金型形状との関係から材料の充満状態を把握して、駆動開始時からのパンチ１のストローク量を用いて速度比率を変更するタイミングを予め実験的に求めることができる。
素材６が金型へ充満したかどうかの判断は、上記以外の方法を用いてもよい。例えば、素材６が金型へ充満すると、外周パンチ３に係る荷重が増加する。そのため、外周パンチ３に荷重計を取り付け、荷重の変化により充満の有無を判断してもよい。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
図１Ａ〜図１Ｃに示す多軸プレス装置を用いて、外径φ９０ｍｍ×肉厚２ｍｍ×高さ３０ｍｍの炭素鋼のカップ状の素材を、肉厚は２ｍｍのまま室温で、外径φ５０ｍｍのカップに成形した。この成形においては、予備成形により確認した素材が金型内部への充満する前と後（充満前と充満後）、どちらの場合も外周パンチ３の降下速度Ｖｉとパンチの降下速度Ｖｂとの比Ｖｂ／Ｖｉが同じ値となるように多軸プレス装置を設定した。表１には、この成形における速度比Ｖｂ／Ｖｉと成形結果との関係を示す。【００３５】
速度比Ｖｂ／Ｖｉが０．７〜１．５の範囲である場合は、素材に破断やバリを生じさせることなく成形を完了させることができた。これに対して、速度比Ｖｂ／Ｖｉが０．７より小さい場合は、素材に製品製造上問題となるバリが生じた。また、速度比Ｖｂ／Ｖｉが１．５より大きい場合は、成形中の素材に破断が生じたため成形を中断した。【００３６】
【表１】
2013002363.tif 000003
【００３７】
（実施例２）
図１Ａ〜図１Ｃに示す多軸プレス装置を用いて、外径φ１２０ｍｍ×肉厚５ｍｍ×高さ４０ｍｍのアルミ製のカップ状の素材を、肉厚は５ｍｍのまま室温で、外径φ７０ｍｍのカップに成形した。この成形においては、予備成形により確認した素材の金型内部への充満前と充満後とで、外周パンチ３の降下速度Ｖｉとパンチの降下速度Ｖｂとの比Ｖｂ／Ｖｉが異なる値となるように多軸プレス装置を設定した。表２には、この成形での成形における多軸プレス装置の速度比Ｖｂ／Ｖｉと成形結果との関係を示す。【００３８】
充満前と充満後、いずれの場合についても速度比Ｖｂ／Ｖｉが０．７〜１．５の範囲である場合は、素材に破断やバリを生じさせることなく成形を完了させることができた。これに対して、充満前と充満後、いずれかの場合に速度比Ｖｂ／Ｖｉが０．７より小さな値となった場合、素材に製品製造上問題となるバリが生じた。また、充満前と充満後、いずれかの場合に速度比Ｖｂ／Ｖｉが１．５より大きな値となった場合は、成形中の素材に破断が生じたため成形を中断した。【００３９】
【表２】
2013002363.tif 000004
【００４０】
（実施例３）
さらに、図１Ａ〜図１Ｃに示す多軸プレス装置を用いて、外径φ８０ｍｍ×肉厚５ｍｍ×高さ４５ｍｍの炭素鋼のカップ状の素材を肉厚は５ｍｍのままで、外径φ４５ｍｍのカップに室温で成形した。表３には、この成形での素材６とダイ４及びしわ押え２との隙間の総和ｓと、成形結果の関係を示す。【００４１】
【表３】
2013002363.tif 000005
【００４２】
表３中の隙間は、図３Ａに図示する状態において、素材６と、ダイ４及びしわ押え２との間に形成された隙間（水平方向の隙間）の総和ｓを素材６の板厚寸法をｔで除した値である。【００４３】
充満前と充満後、いずれの場合についても速度比Ｖｂ／Ｖｉが０．７〜１．５の範囲である場合は、素材に破断やバリを生じさせることなく成形を完了させることができた。これに対して、充満前と充満後、いずれかの場合に速度比Ｖｂ／Ｖｉが０．７より小さな値となった場合、素材に製品製造上問題となるバリが生じた。また、充満前と充満後、いずれかの場合に速度比Ｖｂ／Ｖｉが１．５より大きな値となった場合は、成形中の素材に破断が生じたため成形を中断した。
なお、隙間の総和ｓが素材の板厚の０．０２倍より小さい場合は、しわ押えの挿入不良が生じ、隙間が素材６の板厚の０．３倍より大きい場合は、素材６の側壁に曲がりが生じた。これに対して、隙間の総和ｓが素材の板厚ｔの０．０２倍から０．３倍の間の範囲である場合は、このようなしわ押えの挿入不良や素材側壁の曲がりが生じることなく、より精度の高い成形を行うことができた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のプレス成形では、素材を、割れが生じることなく、安定して絞り成形することが可能となる。そのため、産業の利用価値は高い。
【符号の説明】
【００４５】
１    パンチ
２    しわ押え
３    外周パンチ
３ａ    突起部
４    ダイ（凹金型）
５    カウンターパンチ
６    素材
【図１Ａ】
2013002363.tif 000006
【図１Ｂ】
2013002363.tif 000007
【図１Ｃ】
2013002363.tif 000008
【図２】
2013002363.tif 000009
【図３Ａ】
2013002363.tif 000010
【図３Ｂ】
2013002363.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月30日(2013.4.30)
【手続補正１】
【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】
複数の軸を独立して作動させる多軸プレス装置を用いて、凹所が形成された素材の前記凹所の底部を押し出して中空軸に延伸加工するプレス成形方法であって、
前記素材を凹金型にセットする第１の工程と；
前記素材の、前記凹所を画成して円筒状をなす側壁の端面を軸方向に押し込むための第１の工具と、前記素材の前記底部を軸方向に押し出すための第２の工具と、前記第１の工具と前記第２の工具との間に配置された第３の工具とを用いて、
前記第１〜第３の工具を一体として下降させ、前記第３の工具を前記底部に押圧させ、前記第３の工具を停止させたまま、前記第１の工具によって、前記素材の前記側壁の前記端面を前記第１の工具の軸方向に第１の速度Ｖｉで押し込むと同時に、前記第２の工具によって、前記素材の前記底部を前記第２の工具の軸方向に第２の速度Ｖｂで押し出して成形する第２の工程と；
を備え、
前記第２の工程で、前記第１の速度Ｖｉに対する前記第２の速度Ｖｂの比であるＶｂ／Ｖｉを０．７〜１．５の範囲に制御する
ことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記第２の工程で、さらに、前記第１の工具及び前記第２の工具間に設けられた第３の工具により前記素材のしわ押さえも同時に行い；
前記第２の工程前での、
前記素材の板厚をｔ、
前記素材の外周面と前記凹金型の内周面との水平方向の隙間ｓ１及び前記素材の内周面と前記第３の工具の外周面との水平方向の隙間ｓ２の総和をｓとしたときに、
以下の条件式（１）を満足する；
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
０．０２×ｔ≦ｓ≦０．３×ｔ・・・・・・・・・（１）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記の課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）本発明の一態様に係るプレス成型方法は、
複数の軸を独立して作動させる多軸プレス装置を用いて、凹所が形成された素材の前記凹所の底部を押し出して中空軸に延伸加工するプレス成形方法であって、前記素材を凹金型にセットする第１の工程と；前記素材の、前記凹所を画成して円筒状をなす側壁の端面を軸方向に押し込むための第１の工具と、前記素材の前記底部を軸方向に押し出すための第２の工具と、前記第１の工具と前記第２の工具との間に配置された第３の工具とを用いて、前記第１〜第３の工具を一体として下降させ、前記第３の工具を前記底部に押圧させ、前記第３の工具を停止させたまま、前記第１の工具によって、前記素材の前記側壁の前記端面を前記第１の工具の軸方向に第１の速度Ｖｉで押し込むと同時に、前記第２の工具によって、前記素材の前記底部を前記第２の工具の軸方向に第２の速度Ｖｂで押し出して成形する第２の工程と；を備え、前記第２の工程で、前記第１の速度Ｖｉに対する前記第２の速度Ｖｂの比であるＶｂ／Ｖｉを０．７〜１．５の範囲に制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（２）上記（１）に記載のプレス成型方法では、前記第２の工程で、さらに、前記第１の工具及び前記第２の工具間に設けられた第３の工具により前記素材のしわ押さえも同時に行い；前記第２の工程前での、前記素材の板厚をｔ、前記素材の外周面と前記凹金型の内周面との水平方向の隙間ｓ１及び前記素材の内周面と前記第３の工具の外周面との水平方向の隙間ｓ２の総和をｓとしたときに、以下の条件式（ａ）を満足してもよい。
０．０２×ｔ≦ｓ≦０．３×ｔ・・・・・・・・・（ａ）
【国際調査報告】
2013002363.tif 000012
2013002363.tif 000013