(57)【要約】【課題】  筒状フランジ部の高さを高くした筒状フランジ部を形成するに際して、所望の高さを有する筒状フランジ部を得ることが可能な、筒状フランジ部形成装置および筒状フランジ部の形成方法を提供する。【解決手段】  絞り加工により板状ワーク３０にあらかじめ形成された筒状部４０を、筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って切断する切断手段７０を有し、板状ワークとの間の相対的な距離が所定の値に設定された切断手段によって筒状部を切断し、筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する、筒状フランジ部形成装置２０である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り加工により板状ワークにあらかじめ形成された筒状部を、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って切断する切断手段を有し、
前記板状ワーク表面との間の相対的な距離が所定の値に設定された前記切断手段によって前記筒状部を切断し、前記筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する、筒状フランジ部加工装置。
【請求項２】
前記切断手段は、前記筒状部内に嵌入するポンチと、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って移動し前記ポンチとともに剪断加工を行う切刃とを有する、請求項１に記載の筒状フランジ部加工装置。
【請求項３】
前記切断手段は、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿ってレーザ光を照射するレーザ切断手段を有する、請求項１に記載の筒状フランジ部加工装置。
【請求項４】
前記切断手段と前記板状ワーク表面との間の相対的な距離を調整自在な調整手段をさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の筒状フランジ加工装置。
【請求項５】
前記筒状フランジ部はバーリングである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の筒状フランジ部加工装置。
【請求項６】
絞り加工により板状ワークに筒状部を形成する工程と、
前記板状ワーク表面との間の相対的な距離が所定の値に設定された切断手段によって、前記筒状部を、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って切断し、前記筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する工程と、
を有する、筒状フランジ部の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状ワークに筒状フランジ部を形成するときの、筒状フランジ部加工装置および筒状フランジ部の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒状フランジ部の例としては、穴の周縁部が立ち上がった構造を有するバーリングがある。ここで、従来のバーリング加工方法として、板状ワークに下穴を開けた後、この穴の周囲を押し込むことにより伸びフランジ成形する方法が知られている。この方法によりバーリング加工を行うと、板状ワークに、頂部が開口した形状の筒状フランジ部が突出形成される。この種のバーリング加工において、突出形成された筒状フランジ部の内径（Ｄ）と板状ワークに設ける下穴の径（ｄ）との比（Ｄ／ｄ）は穴広げ比と呼ばれる。この穴広げ比の限界は、板状ワークの材質、板厚、材料組織および下穴の加工状態などにより自ら決まる。したがって、筒状フランジ部の高さ（バーリング高さ）にも一定の限界があるところとなっている。
【０００３】
一方、近年ではバーリング高さをより高くすることが要求されている。よって、この要求に応えるものとして、例えば、特許文献１に示すようなバーリング加工方法が提案されている。特許文献１のバーリング加工方法は、まず、絞り加工により板状ワークに筒状部を形成する第１工程と、第１工程で形成された筒状部をリストライク加工し、さらにその加工末期において、筒状部の底部全体を穴抜きする第２工程とを有する。
【０００４】
しかし、上記のバーリング加工方法は、板状ワークに膨出するように形成された筒状部の底角部におけるアール形状部を、局部的に引き伸ばして破断することにより、筒状部の頂部を開口する方法を採っている。このため、アール形状部の伸び量にばらつきがあった場合には、バーリング高さにもばらつきが生じてしまい、所望の高さを有する筒状フランジ部を得ることが困難である。
【特許文献１】特開平６−８７０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、筒状フランジ部の高さを高くした筒状フランジ部を形成するに際して、所望の高さを有する筒状フランジ部を得ることが可能な、筒状フランジ部加工装置および筒状フランジ部の加工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】
本発明は、絞り加工により板状ワークにあらかじめ形成された筒状部を、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って切断する切断手段を有し、前記板状ワークとの間の相対的な距離が所定の値に設定された前記切断手段によって前記筒状部を切断し、前記筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する、筒状フランジ部加工装置である。
【０００７】
また本発明は、絞り加工により板状ワークに筒状部を形成する工程と、前記板状ワーク表面との間の相対的な距離が所定の値に設定された切断手段によって、前記筒状部を、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って切断し、前記筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する工程と、を有する、筒状フランジ部の加工方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、筒状フランジ部の高さを高くした筒状フランジ部を形成するに際して、所望の高さを有する筒状フランジ部を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
まず、特許文献１で示した、絞り加工により板状ワークに筒状部を形成する第１工程と、筒状部をリストライク加工し、さらにその加工末期において、筒状部の底部全体を穴抜きする第２工程とからなるバーリング加工方法は、筒状フランジ部の高さを高くすることができるという点では有効である。しかし、前述の通り、筒状フランジ部の高さにばらつきが生じるおそれがあり、所望の高さを有する筒状フランジ部を得ることが困難である。
【００１１】
本発明に係る筒状フランジ部の加工方法は、絞り加工により板状ワークに筒状部を形成する第１工程と、板状ワーク表面との間の相対的な距離が所定の値に設定された切断手段によって、前記筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って筒状部を切断し、筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する第２工程とを有する。
【００１２】
ここで、本発明に係る第１工程は、特許文献１のバーリング加工方法に係る第１工程と同様である。本発明に係る第２工程においては、絞り加工により板状ワークに形成された筒状部を、板状ワーク表面との間の相対的な距離が所定の値に設定された切断手段によって、筒状部が膨出する方向に対して直交する方向に沿って切断し、筒状部の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する。これにより、筒状フランジ部の高さを高くした筒状フランジ部を形成するに際して、所望の高さを有する筒状フランジ部を得ることが可能となる。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る筒状フランジ部の加工方法を具現化した加工装置を模式的に示した断面図である。ここで、図１（Ａ）は、第１工程の絞り加工を実施する第１加工装置１０を示し、図１（Ｂ）は、第２工程の筒状フランジ部の形成を実施する第２加工装置２０を示す。この第２加工装置２０に、本発明に係る筒状フランジ部加工装置が適用されている。
【００１４】
前記第１加工装置１０は、絞り加工により板状ワーク３０に筒状部４０を形成するためのポンチ５０と、筒状部４０を外側から保持するダイ６０とを有している。
【００１５】
前記第２加工装置２０は、概説すれば、第１工程で形成された筒状部４０を、筒状部４０が膨出する方向（図１（Ｂ）において上下方向）に対して直交する方向（図１（Ｂ）において左右方向）に沿って切断する切断手段７０と、切断手段７０と板状ワーク３０表面との間の相対的な距離を調整自在な調整手段１４０と、筒状部４０を外側から保持するダイ９０とを有しており、板状ワーク３０表面との間の距離が所定の距離に設定された切断手段７０によって筒状部４０を切断し、筒状部４０の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する。
【００１６】
前記切断手段７０は、筒状部４０内に嵌入するポンチ８０と、筒状部４０が膨出する方向に対して直交する方向に沿って移動し、ポンチ８０とともに剪断加工を行う切刃１００とを有している。
【００１７】
前記ポンチ８０は、筒状部４０内に嵌入し、切刃１００とともに筒状部４０の剪断加工を行うため、ポンチ８０の先端角部８２は直角であることが望ましい。先端角部８２が直角であることで、剪断加工をスムーズに行うことができるだけでなく、剪断加工後に筒状フランジ部に残るバリをより低減することができる。
【００１８】
剪断加工を行う際に、ポンチ８０の先端部と切刃１００の刃部との間は、剪断加工を行うのに適したクリアランスを確保していることが望ましい。ポンチ８０の先端部と切刃１００の刃部との間が、剪断加工を行うのに適したクリアランスよりも大きなクリアランスを有していると、スムーズに剪断加工を行うことができないおそれがあるだけでなく、剪断加工後に筒状フランジ部にバリが残ってしまうおそれがある。一方、ポンチ８０の先端部と切刃１００の刃部との間が、剪断加工を行うのに適したクリアランスを確保していないと、ポンチ８０と切刃１００との間で接触が起こり、スムーズに剪断加工を行うことができないおそれがある。
【００１９】
剪断加工を行う際に、筒状部４０はダイ９０によって保持されていなくてもかまわない。しかし、ダイ９０が筒状部４０を外側から保持することで、内側から筒状部４０を保持するポンチ８０とともに、筒状部４０を効果的に固定することができるため、よりスムーズに剪断加工を行うことができる。
【００２０】
前記調整手段１４０は、切断手段７０の一部である切刃１００に設けられることで、切断手段７０と板状ワーク３０との間の相対的な距離が自在に調整可能となる。したがって、高さの異なる複数種類の筒状フランジ部を加工することができる。調整手段１４０としては、例えば、一般的なスライドテーブルを用いることができる。
【００２１】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００２２】
まず、第１工程について説明する。
【００２３】
第１工程においては、図１（Ａ）に示したように、ポンチ５０により板状ワーク３０に対し、部分的に絞り加工を行う。ここで、ポンチ５０の先端角部５２はアール形状を有していることが望ましい。また、ダイ６０の透孔入口角部６２もアール形状を有していることが望ましい。先端角部５２または透孔入口角部６２がアール形状を有していることで、材料の円滑な流れが阻害されず、筒状部４０の高さをより高くすることができる。
【００２４】
続いて、第２工程について説明する。
【００２５】
図２は、第１工程で形成された筒状部４０内に、剪断加工において使用するポンチ８０を嵌入した後の状態を模式的に示した断面図である。第２工程においては、筒状部４０が膨出する方向に対して直交する方向に沿って、筒状部４０を切断し、筒状部４０の頂部が開口した筒状フランジ部を形成する。第２工程で使用するポンチ８０の先端角部８２は、第１工程で使用するポンチ５０の先端角部５２に比べて半径が小さいアール形状を有していることが望ましい。
【００２６】
筒状部４０の肩部４２をリストライク加工するために、第２工程で使用するダイ９０の透孔入口角部９２は、第１工程で使用するダイ６０の透孔入口角部６２に比べて半径が小さいアール形状を有していることが望ましい。なお、第１工程で使用するダイ６０を、第２工程で使用するダイ９０として使用してもかまわない。
【００２７】
また、筒状部４０内に嵌入されたポンチ８０を用いて、筒状部４０の底角部におけるアール形状部を、破断されない限度において局部的に引き伸ばしてもよい。この場合、剪断加工を行う前にポンチ８０を引き上げることにより、ポンチ８０の先端部と筒状部４０の底部４４の間に、所定のクリアランスを確保することが望ましい。所定のクリアランスを確保することで、剪断加工をよりスムーズに行うことができ、また、剪断加工後の筒状フランジ部の仕上がりもより綺麗なものとなり得る。
【００２８】
図３は、ポンチ８０および切刃１００により、筒状部４０の剪断加工を行う状態を模式的に示した断面図である。まず、剪断加工を行う前に、調整手段１４０により、切刃１００と板状ワーク３０との間の距離が所定の値に設定されている。続いて、ポンチ８０の先端部との間が、剪断加工を行うのに適したクリアランスを確保するように設定された切刃１００を、筒状部４０が膨出する方向に対して直交する方向に沿って移動させることで、筒状部４０の底部４４が切断され始める。
【００２９】
図４は、ポンチ８０および切刃１００により、筒状部４０の剪断加工を行った後の状態を模式的に示した断面図である。剪断加工が終了すると、筒状部４０の底部４４はスクラップ１１０として排出され、筒状部４０の頂部が開口した筒状フランジ部１２０が形成される。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係る第２加工装置２０を示す図である。本実施形態は、切断手段７０を改変した点で、第１の実施形態と相違する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付するものとする。
【００３１】
切断手段７０は、筒状部４０が膨出する方向に対して直交する方向に沿ってレーザ光１３２を照射するレーザ切断手段１３０を有している。
【００３２】
なお、レーザ切断加工を行う際には、筒状部４０はダイ９０によって保持されていなくてもかまわない。しかし、ダイ９０が筒状部４０を保持することで、筒状部４０を効果的に固定することができるため、よりスムーズにレーザ切断加工を行うことができる。
【００３３】
前記調整手段１４０は、切断手段７０であるレーザ切断手段１３０に設けられる。調整手段１４０としては、例えば、一般的なロボットハンドを用いることができる。
【００３４】
次に、第２の実施形態の作用を説明する。
【００３５】
第１工程については、第１の実施形態の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
続いて、第２工程について説明する。
【００３７】
図６は、レーザ切断手段１３０により、筒状部４０のレーザ加工を行う状態を模式的に示した断面図である。第１工程で形成された筒状部４０からポンチ５０を引き抜いた後、筒状部４０が膨出する方向に対して直交する方向に沿ってレーザ光１３２を照射することで、筒状部４０の底部４４が切断され始める。
【００３８】
図７は、レーザ切断手段１３０により、筒状部４０のレーザ加工を行った後の状態を模式的に示した断面図である。レーザ切断加工が終了すると、筒状部４０の底部４４はスクラップ１１０として排出され、筒状部４０の頂部が開口した筒状フランジ部１２０が形成される。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は本実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、本実施形態においては、切断手段と板状ワーク表面との間の相対的な距離を設定するのに、切断手段を移動調整することにより行っているが、板状ワークを移動調整する場合でも、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
また、第１および第２の実施形態において、第２加工装置２０に調整手段１４０を設けたものを例として説明したが、高さの一定な単一の筒状フランジ部を加工する場合には、調整手段１４０を有していなくてもかまわない。
【００４１】
また、本発明は、バーリングの加工に限定されず、穴の周縁部が立ち上がった構造を有する部材の加工に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施形態に係る筒状フランジ部の加工方法を具現化した加工装置を模式的に示した断面図であり、（Ａ）は第１工程の絞り加工を実施する第１加工装置を示す図、（Ｂ）は第２工程の筒状フランジ部の形成を実施する第２加工装置を示す図である。
【図２】同実施形態において、第１工程で形成された筒状部内に、剪断加工において使用するポンチを嵌入した後の状態を模式的に示した断面図である。
【図３】同実施形態において、ポンチおよび切刃により、筒状部の剪断加工を行う状態を模式的に示した断面図である。
【図４】同実施形態において、ポンチおよび切刃により、筒状部の剪断加工を行った後の状態を模式的に示した断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る第２加工装置を示す図である。
【図６】同実施形態において、レーザ切断手段により、筒状部のレーザ加工を行う状態を模式的に示した断面図である。
【図７】同実施形態において、レーザ切断手段により、筒状部のレーザ加工を行った後の状態を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  第１加工装置、
２０  第２加工装置（筒状フランジ部加工装置）、
３０  板状ワーク、
４０  筒状部、
４２  肩部、
４４  底部、
５０  第１工程で使用するポンチ、
５２  先端角部、
６０  第１工程で使用するダイ、
６２  透孔入口角部、
７０  切断手段、
８０  第２工程で使用するポンチ、
８２  先端角部、
９０  第２工程で使用するダイ、
９２  透孔入口角部、
１００  切刃、
１１０  スクラップ、
１２０  筒状フランジ部、
１３０  レーザ切断手段、
１３２  レーザ光、
１４０  調整手段。
【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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