(57)【要約】【課題】筒部とその付け根の周りとの間にシワが形成される可能性を低くする。【解決手段】金属製部材の製造方法は筒部形成工程Ｓ２００と付け根厚肉化工程Ｓ２０２とを備える。筒部形成工程Ｓ２００は、金属製の板状素材に筒部を形成する。付け根厚肉化工程Ｓ２０２は筒部の付け根部分を厚肉化する。付け根厚肉化工程Ｓ２０２は、内周部分移動工程Ｓ２１０と、押し出し工程Ｓ２１４とを有する。内周部分移動工程Ｓ２１０において、加工パンチが筒部のうち先端側内周部分を付け根側内周部分へ移動させる。押し出し工程Ｓ２１４において、筒部の付け根の周りが雌型と押さえ型とに挟まれた状態で、加工パンチが、筒部のうち内周部分移動工程Ｓ２１０において移動した移動部分を、筒部の付け根の周りから見て筒部の突出方向とは反対側に、押し出す。【選択図】図１
2018083215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性加工によって金属製の板状素材に筒部を形成する筒部形成工程と、
前記筒部の付け根部分を厚肉化する付け根厚肉化工程とを備える金属製部材の製造方法であって、
前記付け根厚肉化工程が、
加工パンチが前記筒部のうち先端側内周部分を付け根側内周部分へ移動させる内周部分移動工程と、
前記金属製の板状素材のうち前記筒部の付け根の周りが雌型と押さえ型とに挟まれた状態で、前記加工パンチが、前記筒部のうち前記内周部分移動工程において移動した移動部分を、前記筒部の付け根の周りから見て前記筒部の突出方向とは反対側に押し出す、押し出し工程とを有する金属製部材の製造方法。
【請求項２】
前記加工パンチが、
先端側に配置される先端区間と、
前記先端区間に連なり、前記先端区間から見て付け根側に配置され、前記先端区間よりも太い移動加工区間とを有しており、
前記内周部分移動工程が、前記加工パンチの前記移動加工区間により前記先端側内周部分を前記付け根側内周部分へ移動させる工程を有しており、
前記押し出し工程が、前記移動部分が前記筒部の内部空間へ張り出すことを前記加工パンチの前記先端区間が抑えている間に前記加工パンチの前記移動加工区間が前記移動部分を前記筒部の付け根の周りから見て前記筒部の突出方向とは反対側に押し出す工程を有していることを特徴とする請求項１に記載の金属製部材の製造方法。
【請求項３】
前記加工パンチの前記移動加工区間が、
前記先端区間に直接連なりテーパ状であるテーパ区間と、
前記テーパ区間を介して前記先端区間に連なり太さが一定の太さ一定区間とを有しており、
前記加工パンチの前記テーパ区間が、前記押し出し工程において、前記筒部の前記移動部分を前記筒部の突出方向とは反対側に押し出すことを特徴とする請求項２に記載の金属製部材の製造方法。
【請求項４】
前記雌型が、
前記加工パンチの進入路と、
前記進入路の縁に配置され前記筒部のうち前記移動部分が押し込まれる凹部とを有しており、
前記付け根厚肉化工程が、前記加工パンチの前記テーパ区間が前記筒部のうち前記移動部分を前記雌型の前記凹部に押し込む押し込み工程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の金属製部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒部とその付け根の一端に設けられる板状部とを備える金属製部材は広く知られている。この部材に対してさらに加工を施すことにより様々な部品が製造される。このような金属製部材は、金属製板材に塑性加工を施すことにより製造される。その製造の方法の一例は、次の３つの工程を備える。第１の工程は、金属製板材に絞り加工を施す工程である。これによりその板材に凸部が形成される。第２の工程は、その凸部の先端に孔をあける工程である。第３の工程は孔があいた凸部に塑性加工を施す工程である。これによりその凸部は筒部となる。このようにして製造された金属製部材には、筒部の付け根部分の板厚が薄くなりやすいという問題点がある。また、このようにして製造された金属製部材には、筒部の内周面のうち付け根部分にあたる箇所が曲率半径の大きな曲面になってしまうという問題点がある。
【０００３】
特許文献１は金属製部材の製造方法を開示する。この金属製部材の製造方法は、次に述べられる２つの工程を備える。１つ目の工程は、絞り加工、穴明け加工、絞り加工によって金属製板材の開口部の片側から筒部が突出する半加工品とする工程である。２つ目の工程は、筒部の内外面の少なくとも一方を拘束した状態でその半加工品の筒部の端面を押圧する工程である。後者の工程において、パンチとそのパンチに対向する雌型とが用いられる。この工程において金属製板材の両側に筒部が形成される。特許文献１に開示されている金属製部材の製造方法によれば、比較的小規模の設備で、金属製板材の開口部の両側に筒部を有する製品が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された金属製部材の製造方法には、筒部の付け根において筒部とその付け根の周りとの間にシワ１４０が形成されてしまうという問題点がある。図７は、そのようなシワ１４０の概念図である。このようなシワは金属製部材の強度を低下させる。
【０００６】
本発明は、このような問題を解消するものである。その目的は、筒部とその付け根の周りとの間にシワが形成される可能性を低くできる金属製部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図面を参照して本発明の金属製部材の製造方法を説明する。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、金属製部材の製造方法は、筒部形成工程Ｓ２００と、付け根厚肉化工程Ｓ２０２とを備える。筒部形成工程Ｓ２００は、塑性加工によって金属製の板状素材に筒部１１０を形成する。付け根厚肉化工程Ｓ２０２は筒部１１０の付け根部分を厚肉化する。付け根厚肉化工程Ｓ２０２は、内周部分移動工程Ｓ２１０と、押し出し工程Ｓ２１４とを有する。内周部分移動工程Ｓ２１０は、加工パンチ３４，３３４が筒部１１０のうち先端側内周部分１２０を付け根側内周部分１２２へ移動させる。押し出し工程Ｓ２１４は、金属製の板状素材のうち筒部１１０の付け根の周りが雌型３３０と押さえ型３２とに挟まれた状態で、加工パンチ３４，３３４が、筒部１１０のうち内周部分移動工程Ｓ２１０において移動した移動部分１３０を、筒部１１０の付け根の周りから見て筒部１１０の突出方向とは反対側に、押し出す。
【０００９】
本発明にかかる金属製部材の製造方法においては、内周部分移動工程Ｓ２１０で筒部１１０のうち先端側内周部分１２０が付け根側内周部分１２２へ移動させられる。これにより、筒部１１０の付け根側内周部分１２２が厚肉化される。厚肉化された部分である移動部分１３０が筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出される。これにより、もともと付け根部分であったものが押し出されずに済むので、筒部１１０の付け根部分が筒部１１０の反対側に押し出されることに起因する付け根部分の薄肉化が抑制される。薄肉化が抑制されるのでこれによる筒部１１０の付け根部分の陥没が抑制される。その結果、筒部１１０とその付け根の周りとの間にシワが形成される可能性を低くできる。
【００１０】
また、上述した加工パンチ３４，３３４が、先端側に配置される先端区間６０，３６０と、移動加工区間６２，３６２とを有していることが望ましい。移動加工区間６２，３６２は、先端区間６０，３６０から見て加工パンチ３４，３３４の付け根側に配置される。移動加工区間６２，３６２は、先端区間６０，３６０に連なる。移動加工区間６２，３６２は先端区間６０，３６０よりも太い。この場合、内周部分移動工程Ｓ２１０が、次に述べられる工程を有している。その工程は、加工パンチ３４，３３４の移動加工区間６２，３６２により先端側内周部分１２０を付け根側内周部分１２２へ移動させる工程である。この場合、押し出し工程Ｓ２１４が、次に述べられる工程を有している。その工程は、移動部分１３０が筒部１１０の内部空間へ張り出すことを加工パンチ３４，３３４の先端区間６０，３６０が抑えている間に加工パンチ３４，３３４の移動加工区間６２，３６２が移動部分１３０を筒部１１０の付け根の周りから見て筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出す工程である。
【００１１】
内周部分移動工程Ｓ２１０において、加工パンチ３４，３３４の移動加工区間６２，３６２により先端側内周部分１２０が付け根側内周部分１２２へ移動する。加工パンチ３４，３３４の先端区間６０，３６０ではなくこれに連なる移動加工区間６２，３６２により先端側内周部分１２０が移動するので、筒部１１０の内周部分が加工パンチ３４，３３４の先端区間６０，３６０に引きずられたことに起因してその引きずられた部分がちぎれてしまうことを抑制できる。筒部１１０の内周部分がちぎれることが抑制された状態で、加工パンチ３４，３３４の移動加工区間６２，３６２が移動部分１３０を筒部１１０の付け根の周りから見て筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出す。これにより、筒部１１０の付け根部分が筒部１１０の反対側に押し出されることに起因する付け根部分の薄肉化が抑制される。
【００１２】
もしくは、上述した加工パンチ３４，３３４の移動加工区間６２，３６２が、テーパ状であるテーパ区間７０，３７０と、太さが一定の太さ一定区間７２，３７２とを有していることが望ましい。テーパ区間７０，３７０は、先端区間６０，３６０に直接連なる。太さ一定区間７２，３７２はテーパ区間７０，３７０を介して先端区間６０，３６０に連なる。この場合、加工パンチ３４，３３４のテーパ区間７０，３７０が、押し出し工程Ｓ２１４において、筒部１１０の移動部分１３０を筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出すことが望ましい。
【００１３】
押し出し工程Ｓ２１４において加工パンチ３４，３３４のテーパ区間７０，３７０が移動部分１３０を押し出すと、先端区間６０，３６０と移動加工区間６２，３６２との間の面が加工パンチ３４，３３４の移動方向に直交する平面になっている場合に比べ、移動部分１３０にかかるせん断力が小さくなる。せん断力が小さくなると、そうならない場合に比べ、移動部分１３０がちぎれる可能性が低くなる。これにより、筒部１１０の付け根部分が筒部１１０の反対側に押し出されることに起因する付け根部分の薄肉化が抑制される。
【００１４】
また、上述した雌型３３０が、加工パンチ３４，３３４の進入路３４０と、凹部３４２とを有していることが望ましい。凹部３４２は進入路３４０の縁に配置される。凹部３４２には筒部１１０のうち移動部分１３０が押し込まれる。付け根厚肉化工程Ｓ２０２が、押し込み工程Ｓ２１６をさらに備えることが望ましい。押し込み工程Ｓ２１６は、加工パンチ３４，３３４のテーパ区間７０，３７０が筒部１１０のうち移動部分１３０を雌型３３０の凹部３４２に押し込む。
【００１５】
押し込み工程Ｓ２１６において加工パンチ３４，３３４のテーパ区間７０，３７０が筒部１１０のうち移動部分１３０を雌型３３０の凹部３４２に押し込むと、先端区間６０，３６０と移動加工区間６２，３６２との間の面が加工パンチ３４，３３４の移動方向に直交する平面になっている場合に比べ、移動加工区間６２，３６２と雌型３３０とで移動部分１３０がせん断される可能性が低くなる。せん断力が小さくなると、そうならない場合に比べ、移動部分１３０がちぎれる可能性が低くなる。これにより、筒部１１０の付け根部分が筒部１１０の反対側に押し出されることに起因する付け根部分の薄肉化が抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる金属製部材の製造方法によれば、筒部とその付け根の周りとの間にシワが形成される可能性を低くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる金属製部材の製造方法が備える工程を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる半加工品の外観図である。
【図３】本発明の一実施形態の内周部分移動工程における筒部の内周部分の加工状況を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の整形工程における筒部の内周部分の加工状況を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の押し出し工程における筒部の内周部分の加工状況を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の押し込み工程終了後における筒部の内周部分を示す図である。
【図７】シワの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１９】
［工程の説明］
図１は、本実施形態にかかる金属製部材の製造方法が備える工程を示す図である。図１に基づいて、本実施形態にかかる金属製部材の製造方法が説明される。本実施形態にかかる金属製部材の製造方法は、筒部形成工程Ｓ２００と、付け根厚肉化工程Ｓ２０２とを備える。本実施形態の場合、付け根厚肉化工程Ｓ２０２は、内周部分移動工程Ｓ２１０と、整形工程Ｓ２１２と、押し出し工程Ｓ２１４と、押し込み工程Ｓ２１６とを有する。
【００２０】
図２乃至図６は、本実施形態にかかる金属製部材の製造方法が実施されている途中における、金型と半加工品１００との図である。図２乃至図６に基づいて、本実施形態にかかる金属製部材の製造方法が備える各工程の具体的内容が説明される。
【００２１】
筒部形成工程Ｓ２００において、図示されない金属製の板状素材に、プレス加工が施される。これにより、その板状素材は、本実施形態にかかる金属製部材の半加工品１００となる。図２は、本実施形態にかかる半加工品１００の外観図である。図２において、半加工品１００の一部は切り欠かれている。半加工品１００は、筒部１１０と、板状部１１２とを備える。筒部１１０は筒部形成工程Ｓ２００においてプレス加工により形成されたものである。筒部１１０は、先端側内周部分１２０と付け根側内周部分１２２とを有する。筒部１１０を形成するための具体的な方法は周知なのでここではその詳細な説明は繰り返されない。板状部１１２は、筒部１１０の付け根の周りに配置される。
【００２２】
付け根厚肉化工程Ｓ２０２において、半加工品１００の筒部１１０の付け根部分は、内周部分移動工程Ｓ２１０と、整形工程Ｓ２１２と、押し出し工程Ｓ２１４と、押し込み工程Ｓ２１６とを経ることにより、厚肉化される。これらの各工程の具体的内容は以下の通りである。
【００２３】
図３は、内周部分移動工程Ｓ２１０における、筒部１１０の内周部分の加工状況を示す図である。内周部分移動工程Ｓ２１０において、まず、半加工品１００となった金属製の板状素材のうち板状部１１２（すなわち筒部１１０の付け根の周り）が雌型３０と押さえ型３２とに挟まれる。次に、その状態で、内周移動パンチ３４が筒部１１０の先端側からその中へ挿入される。
【００２４】
内周移動パンチ３４は加工パンチの一種である。内周移動パンチ３４は、先端区間６０と、移動加工区間６２と、付け根区間６４とを有している。先端区間６０は内周移動パンチ３４の先端側に配置される。移動加工区間６２は、先端区間６０から見て内周移動パンチ３４の付け根側に配置される。移動加工区間６２は、先端区間６０に連なる。移動加工区間６２は先端区間６０よりも太い。本実施形態の場合、移動加工区間６２は、テーパ状であるテーパ区間７０と、太さ一定区間７２とを有している。テーパ区間７０は、先端区間６０に直接連なる。テーパ区間７０の太さは、先端区間６０から離れるほど太くなる。太さ一定区間７２はテーパ区間７０を介して先端区間６０に連なる。太さ一定区間７２の太さは一定である。付け根区間６４は、移動加工区間６２から見て内周移動パンチ３４の付け根側に配置される。付け根区間６４は、移動加工区間６２に連なる。付け根区間６４は移動加工区間６２よりも太い。
【００２５】
内周部分移動工程Ｓ２１０において、内周移動パンチ３４が筒部１１０の先端側からその中へ挿入されると、内周移動パンチ３４の移動加工区間６２特にテーパ区間７０によって、筒部１１０のうち先端側内周部分１２０（図２参照）が付け根側内周部分１２２（図２参照）へ移動する。これにより、その先端側内周部分１２０は移動部分１３０となる。その後、半加工品１００は、雌型３０と押さえ型３２と内周移動パンチ３４とから取り外される。
【００２６】
図４は、整形工程Ｓ２１２における、筒部１１０の内周部分の加工状況を示す図である。整形工程Ｓ２１２において、まず、半加工品１００のうち板状部１１２（すなわち筒部１１０の付け根の周り）が雌型２３０と押さえ型２３２とに挟まれる。次に、整形パンチ２３４は、筒部１１０の先端側からその中へ進入する。整形パンチ２３４は、筒部１１０内の移動部分１３０を整形する。その後、半加工品１００は、雌型２３０と押さえ型２３２と整形パンチ２３４とから取り外される。
【００２７】
図５は、押し出し工程Ｓ２１４における、筒部１１０の内周部分の加工状況を示す図である。この工程において用いられる押出押込パンチ３３４は、先端区間３６０と、移動加工区間３６２とを有している。先端区間３６０は押出押込パンチ３３４の先端側に配置される。移動加工区間３６２は、先端区間３６０から見て押出押込パンチ３３４の付け根側に配置される。移動加工区間３６２は、先端区間３６０に連なる。本実施形態の場合、移動加工区間３６２は、テーパ状であるテーパ区間３７０と、太さ一定区間３７２とを有している。テーパ区間３７０は、先端区間３６０に直接連なる。テーパ区間３７０の太さは、先端区間３６０から離れるほど太くなる。太さ一定区間３７２はテーパ区間３７０を介して先端区間３６０に連なる。太さ一定区間３７２の太さは一定である。太さ一定区間３７２は先端区間３６０よりも太い。押出押込パンチ３３４は、本実施形態において用いられる加工パンチの一種である。一方、この工程において用いられる雌型３３０は、進入路３４０と、凹部３４２とを有する。進入路３４０に押出押込パンチ３３４が進入する。凹部３４２は、進入路３４０の縁にこれを取り囲むように配置される。押し出し工程Ｓ２１４において、まず、板状部１１２が雌型３３０と押さえ型３３２とに挟まれる。次に、その状態で、雌型３３０と押さえ型３３２とが、筒部１１０を押出押込パンチ３３４に押し込む。雌型３３０と押さえ型３３２とが筒部１１０を押出押込パンチ３３４に押し込むと、筒部１１０の移動部分１３０は、押出押込パンチ３３４の移動加工区間３６２特にテーパ区間３７０によって、板状部１１２から見て筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出される。その結果、筒部１１０の内径は一定化する。押し出された移動部分１３０は、雌型３３０の凹部３４２に入る。その間、移動部分１３０が筒部１１０の内部空間へ張り出すことを押出押込パンチ３３４の先端区間３６０が抑えている。
【００２８】
図６は、押し込み工程Ｓ２１６終了後における、筒部１１０の内周部分の加工状況を示す図である。押し込み工程Ｓ２１６において、雌型３３０と押さえ型３３２とが筒部１１０を押出押込パンチ３３４に押し込むことに伴い、押出押込パンチ３３４のテーパ区間３７０は、筒部１１０のうち移動部分１３０を雌型３３０の凹部３４２に押し込む。これにより、移動部分１３０は整形される。その整形により、半加工品１００は完成品となる。その完成品は雌型３３０と押さえ型３３２と押出押込パンチ３３４とから取り外される。
【００２９】
［効果の説明］
本実施形態にかかる金属製部材の製造方法においては、予め厚肉化された移動部分１３０が筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出される。これにより、筒部１１０の付け根部分が筒部１１０の反対側に押し出されることに起因する付け根部分の薄肉化が抑制される。薄肉化が抑制されるのでこれによる筒部１１０の付け根部分の陥没が抑制される。その結果、筒部１１０とその付け根の周りとの間にシワ１４０が形成される可能性を低くできる。
【００３０】
本実施形態にかかる金属製部材の製造方法においては、加工パンチ３４，３３４の移動加工区間６２，３６２により先端側内周部分１２０が付け根側内周部分１２２へ移動する。加工パンチ３４，３３４の先端区間６０，３６０ではなくこれに連なる移動加工区間６２，３６２により先端側内周部分１２０が移動するので、筒部１１０の内周部分が加工パンチ３４，３３４の先端に引きずられたことに起因してその引きずられた部分がちぎれてしまうことを抑制できる。その結果、筒部１１０の付け根部分が筒部１１０の反対側に押し出されることに起因する付け根部分の薄肉化が抑制される。
【００３１】
本実施形態にかかる金属製部材の製造方法においては、先端区間６０，３６０と移動加工区間６２，３６２との間の面が加工パンチ３４，３３４の移動方向に直交する平面になっている場合に比べ、移動部分１３０にかかるせん断力が小さくなる。せん断力が小さくなると、そうならない場合に比べ、移動部分１３０がちぎれる可能性が低くなる。
【００３２】
本実施形態にかかる金属製部材の製造方法においては、次に述べられる場合に比べ、移動加工区間３６２と雌型３３０とで移動部分１３０がせん断される可能性が低くなる。その場合とは、先端区間３６０と移動加工区間３６２との間の面が押出押込パンチ３３４の移動方向に直交する平面になっている場合である。押し込み工程Ｓ２１６において押出押込パンチ３３４のテーパ区間３７０が筒部１１０のうち移動部分１３０を雌型３３０の凹部３４２に押し込むためである。せん断力が小さくなると、そうならない場合に比べ、移動部分１３０がちぎれる可能性が低くなる。
【００３３】
［変形例の説明］
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよい。
【００３４】
例えば、雌型３３０は、凹部３４２を有することに代えて、内径の大きな進入路３４０を有していてもよい。この場合、付け根厚肉化工程Ｓ２０２は、押し込み工程Ｓ２１６を有していなくてもよい。
【００３５】
また、加工パンチは上述したものに限定されない。加工パンチは次に述べられる２つの工程の少なくとも一方を実施できるパンチであればよい。それらの工程の一方は、筒部１１０のうち先端側内周部分１２０を付け根側内周部分１２２へ移動させる工程である。それらの工程の他方は、筒部１１０のうち付け根側内周部分１２２へ移動した先端側内周部分１２０を筒部１１０の突出方向とは反対側に押し出す工程である。したがって、例えば、１種類の加工パンチが内周部分移動工程Ｓ２１０にも押し出し工程Ｓ２１４にも用いられてもよい。本発明に用いられる加工パンチは、テーパ状の先端区間と、その先端区間に連なる移動加工区間とを有していなくてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
３０，２３０，３３０…雌型
３２，２３２，３３２…押さえ型
３４…内周移動パンチ
４０…進入路
４２…凹部
６０，３６０…先端区間
６２，３６２…移動加工区間
６４…付け根区間
７０，３７０…テーパ区間
７２，３７２…太さ一定区間
１００…半加工品
１１０…筒部
１１２…板状部
１２０…先端側内周部分
１２２…付け根側内周部分
１３０…移動部分
１４０…シワ
２３４…整形パンチ
３３４…押出押込パンチ
【図１】
2018083215.tif 000003
【図２】
2018083215.tif 000004
【図３】
2018083215.tif 000005
【図４】
2018083215.tif 000006
【図５】
2018083215.tif 000007
【図６】
2018083215.tif 000008
【図７】
2018083215.tif 000009