(57)【要約】【課題】ワークの裏面において凹部の形成を抑制しつつ、比較的容易に突起の形状（高さ等）を変更する。【解決手段】板状のワークＷの第１面Ｗａを第１パンチ１１で押圧することにより、前記第１パンチに対応する第１ダイ１２の穴部１２ａに、ワークＷの一部を第２面Ｗｂに突出させて突出部分Ｗｄを形成する第１工程ＳＴ０２と、平面状又はほぼ平面状の第２ダイ２２にワークＷの第１面Ｗａを接触させ、穴部１２ａの内径である第１の径より小さい第２の径Ｒ２１の外径を有する第２パンチ２１で、突出部分Ｗｄを、第２面Ｗｂ側から第２パンチ２１の先端２１ａが第２面Ｗｂよりも第１面Ｗａ側に入り込む位置まで押圧することにより、突出部分Ｗｄの外縁部分を残して第２面Ｗｂ側に突出する環状突出部Ｗｅを形成しつつ、突出部分Ｗｄの中央部分を第１面Ｗａ側に形成されている凹部Ｗｃに戻す第２工程ＳＴ０４と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークの第１面を第１パンチで押圧することにより、前記第１パンチに対応する第１ダイの穴部に、ワークの一部を前記第１面とは反対側の第２面側に突出させて突出部分を形成する第１工程と、
平面状又はほぼ平面状の第２ダイにワークの前記第１面を接触させ、前記穴部の内径である第１の径より小さい第２の径の外径を有する第２パンチで、前記突出部分を、前記第２面側から前記第２パンチの先端が前記第２面よりも前記第１面側に入り込む位置まで押圧することにより、前記突出部分の外縁部分を残して前記第２面側に突出する環状突出部を形成しつつ、前記突出部分の中央部分を前記第１面側に形成されている凹部に戻す第２工程と、を含む、ワーク加工方法。
【請求項２】
前記第１ダイは、前記穴部内に配置されてワークの押圧方向に移動可能な可動部材と、前記可動部材を支持する弾性部材とを備えており、
前記第１工程において、前記第１パンチによりワークを押圧する際、前記可動部材は、前記突出部分に接触した状態で前記弾性部材の弾性力に抗して前記穴部内を移動し、前記第１パンチがワークか離れた際、前記可動部材は、前記弾性部材の弾性力により移動して前記穴部内に入り込んだ前記突出部分を前記穴部から押し出すことを含む、請求項１に記載のワーク加工方法。
【請求項３】
前記第２工程は、前記突出部分の中心軸と、前記第２パンチの中心軸とを一致又はほぼ一致させて行う、請求項１又は請求項２に記載のワーク加工方法。
【請求項４】
板状のワークの第１面を押圧するための第１パンチ、及び前記第１パンチが入り込む穴部を有しかつ前記穴部にワークの一部を前記第１面とは反対側の第２面側に突出させて突出部分を形成するための第１ダイ、からなる第１セットと、
ワークの前記第１面を接触させる平面状又はほぼ平面状の第２ダイ、及び前記穴部の内径である第１の径より小さい第２の径の外径を有しかつ前記突出部分を、前記第２面側から先端が前記第２面よりも前記第１面側に入り込む位置まで押圧することにより、前記突出部分の外縁部分を残して前記第２面側に突出する環状突出部を形成しつつ、前記突出部分の中央部分を前記第１面側に形成されている凹部に戻すための第２パンチ、からなる第２セットと、を含む、金型セット。
【請求項５】
請求項４に記載の金型セットのうち、前記第１セット及び前記第２セットの一方又は双方が装着されて、板状のワークを加工する、プレス機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク加工方法、金型セット、及びプレス機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状のワークを他の部材に対して溶接等により固定する際に、板状のワークを他の部材に対して位置決めする必要がある。この位置決めの、板状のワークの一部に突起を形成しておき、この突起を相手側の部材に形成されている穴部又は凹部に嵌め入れて、両者がずれないようにすることを行っている。ワークに突起を形成する手法としては、例えばパンチ及びダイを用いてワークを半抜き加工して突起を形成することが知られている。半抜き加工により突起を形成する場合、ワークのうち突起を形成する面の裏面側に凹部が残って外観上好ましくないため、この凹部をパテ等で埋める作業が必要となる。そのため、ワークの裏面を平面状のダイに接触させながら、ワークの表面側からパンチで押圧することによりワークの一部を流動させ、リング状の盛り上がり部分を形成させて突起とする加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６１０２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の加工方法では、特定の突起を形成するために専用のパンチ（金型）が必要となる。この専用のパンチでは、特定の（一種類の）突起しか形成できないため、異なる突起を形成するには、突起ごとに専用のパンチを準備する必要があり汎用性が低いといった問題がある。
【０００５】
本発明は、ワークの裏面において凹部の形成を抑制しつつ、比較的容易に突起の形状（高さ等）を変更することが可能なワーク加工方法、金型セット、及びプレス機械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】
本発明に係るワーク加工方法は、板状のワークの第１面を第１パンチで押圧することにより、第１パンチに対応する第１ダイの穴部に、ワークの一部を第１面とは反対側の第２面側に突出させて突出部分を形成する第１工程と、平面状又はほぼ平面状の第２ダイにワークの第１面を接触させ、穴部の内径である第１の径より小さい第２の径の外径を有する第２パンチで、突出部分を、第２面側から第２パンチの先端が第２面よりも第１面側に入り込む位置まで押圧することにより、突出部分の外縁部分を残して第２面側に突出する環状突出部を形成しつつ、突出部分の中央部分を第１面側に形成されている凹部に戻す第２工程と、を含む。
【０００７】
また、  前記第１ダイは、前記穴部内に配置されてワークの押圧方向に移動可能な可動部材と、前記可動部材を支持する弾性部材とを備えており、
前記第１工程において、前記第１パンチによりワークを押圧する際、前記可動部材は、前記突出部分に接触した状態で前記弾性部材の弾性力に抗して前記穴部内を移動し、前記第１パンチがワークか離れた際、前記可動部材は、前記弾性部材の弾性力により移動して前記穴部内に入り込んだ前記突出部分を前記穴部から押し出すことを含んでもよい。また、第２工程は、突出部分の中心軸と、第２パンチの中心軸とを一致又はほぼ一致させて行ってもよい。
【０００８】
本発明に係る金型セットは、板状のワークの第１面を押圧するための第１パンチ、及び第１パンチが入り込む穴部を有しかつ穴部にワークの一部を第１面とは反対側の第２面側に突出させて突出部分を形成するための第１ダイ、からなる第１セットと、ワークの第１面を接触させる平面状又はほぼ平面状の第２ダイ、及び穴部の内径である第１の径より小さい第２の径の外径を有しかつ突出部分を、第２面側から先端が第２面よりも第１面側に入り込む位置まで押圧することにより、突出部分の外縁部分を残して第２面側に突出する環状突出部を形成しつつ、突出部分の中央部分を第１面側に形成されている凹部に戻すための第２パンチ、からなる第２セットと、を含む。
【０００９】
本発明に係るプレス機械は、上記した金型セットのうち、第１セット及び第２セットの一方又は双方が装着されて、板状のワークを加工する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るワーク加工方法によれば、第１工程で用いる第１パンチ及び第１ダイと、第２工程で用いる第２パンチ及び第２ダイとを適宜変更することにより、突起の高さ、大きさ（外径）等を比較的容易に変更することができ、突起ごとに専用のパンチを準備する必要がなく、汎用性を有する。また、第１工程により、突出部分を第２面側に形成することでワークの第１面に凹部が形成されるが、第２工程により、ワークの突出部分を第２面から押圧することで、突出部分の中央部分を第１面側に形成されている凹部に戻すので、第１工程で形成された第１面側の凹部の全部又は一部を埋めるができる。また、第２工程において、第２パンチの先端が第２面よりも第１面側に入り込む位置まで押圧するので、第２パンチの先端が深くワークに入り込んで、ワークにおいて流動する量が多くなり、第２面に十分な高さを持つ突起を形成しつつ、凹部を確実に埋めることができる。
【００１１】
また、第１工程により第１ダイの穴部内に入り込んだ突出部分を、穴部内に配置された可動部材が弾性部材の弾性力により移動して穴部から押し出すことを含む構成では、可動部材により突出部分を穴部から押し出すので、第１工程後において、ワークを容易に第１ダイ（金型）から分離させることができる。また、第２工程が、突出部分の中心軸と、第２パンチの中心軸とを一致又はほぼ一致させて行う場合、ワークの第２面に形成される環状突出部の肉厚を一周にわたって均一又はほぼ均一にすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る金型セットによれば、第１パンチ及び第１ダイからなる第１セットと、第２パンチ及び第２ダイからなる第２セットとを含むので、板状のワークに対する突起を形成する際に、この金型セットを用いることで、突起の高さ、大きさ（外径）等を比較的容易に変更することができる。
【００１３】
また、本発明に係るプレス機械によれば、上記した金型セットのうち、第１セット及び第２セットの一方又は双方が装着されるので、この金型セットを用いてプレス加工を行うことにより、板状のワークの第２面に突起が形成され、かつ第１面の凹部の全部又は一部を埋めて後処理の作業を簡略可能なプレス加工を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るワーク加工方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】第１工程を行うためにワークを配置した状態を示す工程図である。
【図３】図２に続き、第１工程において第１パンチと第１ダイとでワークを挟んだ状態を示す工程図である。
【図４】図３に続き、第１工程において突出部分を形成した状態を示す工程図である。
【図５】第２工程を行うためにワークを配置した状態を示す工程図である。
【図６】図５に続き、第２工程において第２パンチと第２ダイとでワークを挟んだ状態を示し、（Ａ）は第２パンチがワークの突出部分に当接した状態の図、（Ｂ）は第２パンチで突出部分の中央部分を押し込んでいる状態の図、（Ｃ）は第２パンチが最下点に達した状態の図である。
【図７】突起が形成されたワークの一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る金型セット及びプレス機械の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこの形態に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図８においては、位置や方向についてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向（上下方向）である。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向において、矢印が指す方向を＋方向（例えば＋Ｘ方向）と称し、矢印と反対側の方向を−方向（例えば−Ｚ方向）と称す。
【００１６】
［ワーク加工方法］
図１は、本実施形態に係るワーク加工方法の一例を示すフローチャートである。図２から図７は、ワーク加工方法における各工程の状態を示す工程図である。以下、図１の説明において図２から図７の各図を参照して、各工程について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るワーク加工方法は、ワーク配置工程ＳＴ０１と、第１工程ＳＴ０２と、突出部分配置工程ＳＴ０３と、第２工程ＳＴ０４とを含む。
【００１７】
まず、ワーク配置工程ＳＴ０１に先立って、第１パンチ１１及び第１ダイ１２からなる第１セット（金型セット）１０のそれぞれをプレス機械１００（図８参照）に装着する。なお、プレス機械１００に予め複数装着されているパンチ及びダイの中からから第１セット１０の第１パンチ１１及び第１ダイ１２をそれぞれパンチ位置に割付けるようにしてもよい。なお、プレス機械１００の詳細については後述する。
【００１８】
図２は、第１工程ＳＴ０２を行うためにワークＷを配置した状態を示す工程図である。図２に示すように、第１パンチ１１は、プレス機械１００において下方側に配置されており、第１ダイ１２は、プレス機械１００において上方側に配置されている。なお、第１パンチ１１及び第１ダイ１２の配置は、図示の形態に限定されず、第１パンチ１１が、プレス機械１００において上方側に配置され、第１ダイ１２が、プレス機械１００において下方側に配置されてもよい。
【００１９】
また、本実施形態では、第１ダイ１２を第１パンチ１１に対して昇降させる構成を例に挙げて説明するが、この構成に限定されず、第１パンチ１１を第１ダイ１２に対して昇降させる構成であってもよいし、第１ダイ１２及び第１パンチ１１の双方を昇降させる構成であってもよい。
【００２０】
第１パンチ１１は、所定の径（外径）Ｒ１１を有している。第１パンチ１１は、ボルト等により不図示のパンチホルダに取り付けられてプレス機械１００に支持されている。第１パンチ１１は、ストリッパ１３を備える。ストリッパ１３は、上面がワークＷの載置面となっており、ワークＷの第１面Ｗａに接触した状態となる。ストリッパ１３は、ガイド部１３ａに沿って昇降可能である。また、ストリッパ１３は、コイルばね等の弾性部材１３ｂにより上方に向けて弾性力が付与されている。ストリッパ１３は、弾性部材１３ｂの弾性力に抗して、第１パンチ１１に対して下方に移動可能である。なお、ストリッパ１３を備えるか否かは任意であり、ストリッパ１３がなくてもよい。
【００２１】
第１ダイ１２は、第１パンチ１１の径Ｒ１１よりも大きい第１の径Ｒ１２の内径（穴径）を持つ穴部１２ａを有している。第１の径Ｒ１２は、径Ｒ１１よりも大きい径であれば、任意に設定可能である。第１ダイ１２は、ボルト等の固定部材１２ｂにより、プレス機械１００に備える不図示のダイホルダに取り付けられている。第１ダイ１２は、中心の穴部１２ａ内に可動部材１４を備える。可動部材１４は、下面がダイ１２の下面と同一面となるように配置されている。可動部材１４は、第１ダイ１２の穴部１２ａの内壁等にガイドされて穴部１２ａ内において昇降可能（ワークＷの押圧方向に移動可能）である。可動部材１４は、コイルばね等の弾性部材１４ａにより支持されている。可動部材１４は、弾性部材１４ａの弾性力に抗して上方に移動可能である。可動部材１４の下面は平面であり、後述するワークＷの突出部分Ｗｄの上面を平坦にすることができる。また、可動部材１４は、後述するステップＳＴ０２において、穴部１２ａに入り込んでいる突出部分Ｗｄを弾性部材１４ａの弾性力により移動して押し出す。なお、可動部材１４を備えるか否かは任意であり、可動部材１４がなくてもよい。
【００２２】
第１パンチ１１及び第１ダイ１２がセットされた状態で、ワーク配置工程ＳＴ０１を行う。板状のワークＷは、第１パンチ１１及びストリッパ１３上に配置され、ワークＷの第１面Ｗａが第１パンチ１１の先端に対向し、第２面Ｗｂが第１ダイ１２側に対向した状態で配置される。この場合、第１パンチ１１の先端がワークＷの第１面Ｗａに接触してもよいし、第１面Ｗａから離れていてもよい。
【００２３】
ワーク配置工程ＳＴ０１を行った後、第１工程ＳＴ０２を行う。第１工程ＳＴ０２では、ワークＷの第２面Ｗｂに突出部分Ｗｄを形成する。図３は、第１工程ＳＴ０２において第１パンチ１１と第１ダイ１２とでワークＷを挟んだ状態を示す工程図である。図４は、第１工程ＳＴ０２において突出部分Ｗｄを形成した状態を示す工程図である。第１工程ＳＴ０２では、まず、図３に示すように、第１ダイ１２を下降させて、第１ダイ１２の先端をワークＷの第２面Ｗｂに当接させる。これにより、第１パンチ１１と第１ダイ１２との間でワークＷが挟持された状態となる。このとき、第１ダイ１２の可動部材１４の先端もワークＷの第２面Ｗｂに当接している。
【００２４】
次に、図４に示すように、第１ダイ１２をさらに下降させることで、ワークＷの第１面Ｗａを第１パンチ１１で押圧しつつ、ワークＷの第２面Ｗｂを第１ダイ１２で受ける。この動作により、第１パンチ１１の先端が第１ダイ１２の穴部１２ａに向けて移動し、ワークＷの一部が第２面Ｗｂから第１ダイ１２の穴部１２ａに入り込むように移動する。その結果、ワークＷの第１面Ｗａには、第１パンチ１１により押された跡である凹部Ｗｃが形成され、ワークＷの第２面Ｗｂには突出量ｔの突出部分Ｗｄが形成される。突出量ｔは、第１ダイ１２の下降量（第１パンチ１１の上昇量）によって調整可能である。突出量ｔは、例えば、ワークＷの厚さｔ１の１／２となるように設定される。
【００２５】
また、図４に示す状態では、第１パンチ１１のストリッパ１３は、ワークＷの第１面Ｗａに押されることにより、弾性部材１３ｂの弾性力に抗して下降している。第１ダイ１２の可動部材１４は、ワークＷの突出部分Ｗｄに押されることにより、弾性部材１４ａ（図２及び図３参照）の弾性力に抗して上昇している。第１工程ＳＴ０２において、突出部分Ｗｄの上面は、可動部材１４の下面に当たりながら穴部１２ａに入り込んでいく。その際、可動部材１４の下面が平面であることから、突出部分Ｗｄの上面を平坦にすることができる。第１工程ＳＴ０２を行った後、第１ダイ１２を上昇させることにより、ワークＷを取り出すことができる。
【００２６】
第１ダイ１２を上昇させた際、ストリッパ１３が弾性部材１３ｂの弾性力により上昇する。その結果、ストリッパ１３によりワークＷを持ち上げることで、第１パンチ１１をワークＷの凹部Ｗｃから抜くようにしている。また、第１ダイ１２を上昇させた際、可動部材１４が弾性部材１４ａの弾性力により下降する。その結果、可動部材１４は、第１ダイ１２の穴部１２ａに入り込んでいるワークＷの突出部分Ｗｄを穴部１２ａから押し出すようにしている。このようにストリッパ１３及び可動部材１４の動作により、第１パンチ１１及び第１ダイ１２の双方からワークＷを引き離すことができる。
【００２７】
次に、突出部分配置工程ＳＴ０３に先立って、第２パンチ２１及び第２ダイ２２からなる第２セット２０のそれぞれをプレス機械１００（図８参照）に装着する。なお、プレス機械１００に予め複数装着されているパンチ及びダイの中からから第２セット２０の第２パンチ２１及び第２ダイ２２をそれぞれパンチ位置に割付けるようにしてもよい。
【００２８】
図５は、第２工程を行うためにワークＷを配置した状態を示す工程図である。図５に示すように、第２パンチ２１は、プレス機械１００において上方側に配置されており、第２ダイ２２は、プレス機械１００において下方側に配置されている。なお、第２パンチ２１及び第２ダイ２２の配置は、図示の形態に限定されず、第２パンチ２１が、プレス機械１００において下方側に配置され、第２ダイ２２が、プレス機械１００において上方側に配置されてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、第２パンチ２１を第２ダイ２２に対して昇降させる構成を例に挙げて説明するが、この構成に限定されず、第２ダイ２２を第２パンチ２１に対して昇降させる構成であってもよいし、第２パンチ２１及び第２ダイ２２の双方を昇降させる構成であってもよい。
【００３０】
第２パンチ２１は、第１ダイ１２の穴部１２ａの内径である第１の径Ｒ１２よりも小さい第２の径Ｒ２１とした外径を有している。第２の径Ｒ２１は、第１の径Ｒ１２よりも小さい径であれば、任意に設定可能である。第１ダイ１２の穴部１２ａの第１の径Ｒ１２と、第２パンチ２１の第２の径Ｒ２１との比として、第１の径Ｒ１２／第２の径Ｒ２１が、例えば、１．３から１．７に設定されてもよい。第２パンチ２１は、ボルト等により不図示のパンチホルダに取り付けられてプレス機械１００に支持されている。第２パンチ２１の先端２１ａの外縁は、テーパ形状であってもよいし、テーパ形状でなくてもよい。第２パンチ２１には、外側部分２１ｂが取り付けられている。外側部分２１ｂは、第２パンチ２１の先端部分を囲んで、第２パンチ２１の中心軸ＡＸ１と同心円状に配置されている。
【００３１】
外側部分２１ｂの内径である径Ｒ２１ａは、上記した第１工程における第１ダイ１２の穴部１２ａの第１の径Ｒ１２（図２参照）と同一又ほぼ同一に設定されているが、第１の径Ｒ１２より大きくてもよい。また、外側部分２１ｂの径Ｒ２１ａは、第２パンチ２１の第２の径Ｒ２１よりも大きい。第２の径Ｒ２１と径Ｒ２１ａとの差は、後述する環状突出部Ｗｅの肉厚を規定する。第２パンチ２１は、ストリッパ２３を備える。ストリッパ２３は、第２パンチ２１とともに下降して下面がワークＷのワークＷの第２面Ｗｂに接触する。ストリッパ２３は、ガイド部２３ａに沿って昇降可能である。また、ストリッパ２３は、不図示のコイルばね等により下方に向けて弾性力が付与されている。ストリッパ２３は、不図示のコイルばね等の弾性力に抗して、第２パンチ２１に対して上方に移動可能である。なお、ストリッパ２３を備えるか否かは任意であり、ストリッパ２３がなくてもよい。
【００３２】
第２ダイ２２は、ワークＷの第１面Ｗａと接触する上面２２ａが平面状又はほぼ平面状である。第２ダイ２２の上面２２ａにはワークＷが載置される。なお、第２ダイ２２は、上面２２ａが平面状又はほぼ平面状であることに限定されず、上方に凸となる曲面又は球面であってもよいし、下方に凸となる曲面又は球面であってもよい。
【００３３】
第２パンチ２１及び第２ダイ２２がセットされた状態で、突出部分配置工程ＳＴ０３を行う。ワークＷは、第１面Ｗａが第２ダイ２２に対向し、第２面Ｗｂが第２パンチ２１側に対向した状態で第２ダイ２２の上面２２ａに接触するように配置される。このとき、第２パンチ２１の中心軸ＡＸ１と、ワークＷに形成されている突出部分Ｗｄの中心軸ＡＸ２とを一致又はほぼ一致させた状態とする。この配置により、後述する環状突出部Ｗｅの厚さを、中心軸ＡＸ２まわりの一周にわたって均一又はほぼ均一にすることができる。なお、中心軸ＡＸ１と中心軸ＡＸ２との位置合わせは、例えば、ワークＷに予め設けられているアライメントマーク等を用いて突出部分Ｗｄの中心軸ＡＸ２を中心軸ＡＸ１に合わせる手法が用いられてもよいし、突出部分Ｗｄを検出するセンサ等の出力を用いて中心軸ＡＸ１に合わせる手法が用いられてもよい。
【００３４】
突出部分配置工程ＳＴ０３を行った後、第２工程ＳＴ０４を行う。第２工程ＳＴ０４では、突出部分Ｗｄの一部を第１面Ｗａ側に戻す。図６は、第２工程ＳＴ０４において第２パンチ２１と第２ダイ２２とでワークＷを挟んだ状態を示し、（Ａ）は第２パンチ２１がワークＷの突出部分Ｗｄに当接した状態の図、（Ｂ）は第２パンチ２１で突出部分Ｗｄの中央部分を押し込んでいる状態の図、（Ｃ）は第２パンチ２１が最下点に達した状態の図である。第２工程ＳＴ０４では、まず、図６（Ａ）に示すように、第２パンチ２１を下降させ、第２パンチ２１の先端２１ａをワークＷの突出部分Ｗｄの中央部分に当接させる。これにより、第２パンチ２１と第２ダイ２２との間でワークＷが挟持された状態となる。このとき、ストリッパ２３（図５参照）は、ワークＷの第２面Ｗｂに接触して上方に移動した状態となっている。
【００３５】
次に、図６（Ｂ）に示すように、第２パンチ２１をさらに下降させることで、第２パンチ２１によりワークＷの突出部分Ｗｄの中央部分を上面側から押し込みつつ、ワークＷの第１面Ｗａを第２ダイ２２の上面２２ａで受ける。第２パンチ２１が押し込まれた突出部分Ｗｄの中央部分は、突出部分Ｗｄの外縁部分を残して塑性変形により流動し、凹部Ｗｃ側に移動する。すなわち、第２工程ＳＴ０４では、第１工程ＳＴ０２により移動させられた突出部分Ｗｄの中央部分を、第２パンチ２１で押し込むことにより凹部Ｗｃ（第１面Ｗａ側）に戻すようにしている。また、第２工程ＳＴ０４では、突出部分Ｗｄの外縁部分を残して第２面Ｗｂ側に突出する環状突出部Ｗｅを形成する。このとき、外側部分２１ｂは、突出部分Ｗｄの外縁部分を外側から支持している。その結果、第２パンチ２１が突出部分Ｗｄを押し込む際に、突出部分Ｗｄの外縁部分が外側に拡がることを防止している。また、突出部分Ｗｄの下面は、図６（Ｂ）に示すように、第２パンチ２１に押されることで、凹部Ｗｃ内において曲面状又は球面状に膨らみながら下方に移動する。
【００３６】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第２パンチ２１は、先端２１ａがワークＷの第２面Ｗｂよりも第１面Ｗａ側に入り込む位置まで押し込まれる。第２面Ｗｂからの先端２１ａの深さＤは、流動したワークＷの一部によって凹部Ｗｃを埋めることが可能な程度に設定される。すなわち、第２パンチ２１で押し込まれた分の体積が、凹部Ｗｃに戻される分の体積に相当するので、凹部Ｗｃを埋める体積となるように、第２パンチ２１による押し込み量（押し込み時の第２パンチ２１の先端２１ａの位置）が設定される。なお、第２パンチ２１の先端２１ａは、外側部分２１ｂが第２面Ｗｂに当接するまで押し込まれる。すなわち、第２パンチ２１の先端２１ａの押し込み量を外側部分２１ｂの取付位置により規定することができる。この第２工程ＳＴ０４により、ワークＷの第２面Ｗｂにおいて、突出部分Ｗｄの外縁部分が残った状態となっており、第２面Ｗｂ側に突出する環状突出部Ｗｅが形成され、突起５０となる。図６（Ｃ）に示すように、環状突出部Ｗｅに要した体積Ｖ１は、ワークＷにおいて第２パンチ２１で押し込まれた体積のうち第２面Ｗｂから深さＤまでの間の体積Ｖ２に相当する。
【００３７】
また、第１工程ＳＴ０２において第２面Ｗｂ側に移動するワークＷの体積（突出部分Ｗｄの体積）をＶ３（図６（Ａ）参照）とし、第２工程ＳＴ０４において凹部Ｗｃを埋めるように移動する体積（第２パンチ２１により押し込んだ体積）をＶ４（図６（Ｃ）参照）とすると、例えば、体積Ｖ４が体積Ｖ３の２．３倍以上の比率となっている。この比率により、環状突出部Ｗｅの肉厚を厚くして環状突出部Ｗｅの強度を確保しつつ、突起５０の高さ（図４に示す突出部分Ｗｄの突出量ｔ）を確保でき、かつワークＷの第１面Ｗａにおいて凹部Ｗｃを確実に埋めることができる。また、上記したように、突出部分Ｗｄの下面は、凹部Ｗｃ内において曲面状又は球面状に膨らみながら下方に移動するが、第２ダイ２２の上面２２ａが平面状又はほぼ平面状であるので、第１面Ｗａにおいて凹部Ｗｃが形成されていた部分は、平面状又はほぼ平面状となる。
【００３８】
第２工程ＳＴ０４を行った後、第２パンチ２１を上昇させることにより、ワークＷを取り出すことができる。第２パンチ２１を上昇させた際、ストリッパ２３がコイルばね等の弾性力により下降する。その結果、ストリッパ２３によりワークＷが第２ダイ２２の上面２２ａから持ち上げられるのを規制し、第２パンチ２１をワークＷの突出部分Ｗｄから抜くようにしている。
【００３９】
図７は、突起５０が形成されたワークＷの一例を示す図である。第２工程ＳＴ０４によって凹部Ｗｃが埋められた後、図７の点線に示すように、突起５０が形成されたワークＷの反対側である第１面Ｗａに膨らみ部分Ｗｆが形成される場合がある。この場合、膨らみ部分Ｗｆをそのままにしてもよいし、例えば研磨などにより膨らみ部分Ｗｆを除去することで、ワークＷの第１面Ｗａ側を平坦化してもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係るワークＷの加工方法によれば、ワークＷの一部を第２面Ｗｂ側に突出させることでワークＷの第１面Ｗａに凹部Ｗｃが形成されるが、ワークＷの突出部分Ｗｄの一部を第２面Ｗｂから押圧することで、突出部分Ｗｄにおいて第２面Ｗｂ側に環状突出部Ｗｅを形成しつつ、第１面Ｗａ側に形成されている凹部Ｗｃを埋めるができる。また、突起５０の形成に専用のパンチを用いる必要がなく、第１工程ＳＴ０２で用いる第１パンチ１１及び第１ダイ１２と、第２工程ＳＴ０４で用いる第２パンチ２１及び第２ダイ２２とを適宜変更することにより、突起５０（環状突出部Ｗｅ）の高さ、大きさ（外径）等を比較的容易に変更することができる。
【００４１】
［金型セット及びプレス機械］
図８は、本実施形態に係る金型セット及びプレス機械の一例を示す図である。図８に示すように、本実施形態に係る金型セット３０は、第１パンチ１１及び第１ダイ１２からなる第１セット１０と、第２パンチ２１と第２ダイ２２とからなる第２セット２０とを含んでいる。また、本実施形態に係るプレス機械１００は、上タレット３２と、下タレット３４と、を有するタレットパンチプレスである。
【００４２】
上タレット３２は、上部フレーム３６に回転軸３７を介して保持される。下タレット３４は、下部フレーム３８に回転軸３９を介して保持される。上タレット３２及び下タレット３４のそれぞれは、円盤状に形成されている。上タレット３２及び下タレット３４は、互いに対向した状態で配置される。上タレット３２及び下タレット３４のそれぞれは、モータ等の不図示の回転駆動装置を駆動することにより、回転軸３７、３９を軸として回転可能である。
【００４３】
上タレット３２及び下タレット３４のそれぞれには、金型セット３０における第１パンチ１１及び第１ダイ１２、第２パンチ２１と第２ダイ２２を含めて、複数の加工工具（パンチ又はダイなど）を装着可能である。複数の加工工具は、回転軸を中心とした軸まわりに装着される。本実施形態では、上タレット３２に第１セット１０の第１ダイ１２及び第２セット２０の第２パンチ２１が装着され、下タレット３４に第１セット１０の第１パンチ１１及び第２セット２０の第２ダイ２２が装着されている。なお、上タレット３２に第１パンチ１１、第２ダイ２２を装着し、下タレット３４に第１ダイ１２、第２パンチ２１が装着されてもよい。
【００４４】
上タレット３２及び下タレット３４のそれぞれは、不図示の回転駆動装置により回転し、対となる１組のパンチ及びダイがパンチ位置Ｐに選択される。上記した第１セット１０の第１パンチ１１及び第１ダイ１２がパンチ位置Ｐに選択され、駆動装置４１を駆動することにより第１パンチ１１と第１ダイ１２とでワークＷの加工を行う。すなわち、上記した第１工程ＳＴ０２を行う際は、パンチ位置Ｐに第１パンチ１１及び第１ダイ１２が配置され、上記した第２工程ＳＴ０４を行う際は、パンチ位置Ｐに第２パンチ２１及び第２ダイ２２が配置されて用いられる。
【００４５】
下部フレーム３８の上面には、Ｙ方向に沿ったガイド４２が形成され、このガイド４２に沿って不図示の駆動装置により移動可能な可動テーブル４３が配置される。可動テーブル４３には、Ｘ方向に沿ったキャリッジ４４が備えられる。キャリッジ４４には、不図示のＸ方向ガイドが形成され、このＹ方向ガイドに沿って不図示の駆動装置により移動可能なクロススライド４５が設置される。クロススライド４５には、Ｘ方向に間隔を空けて２つ以上のワークホルダ４６を備えている。ワークＷは、ワークホルダ４６に保持され、可動テーブル４３によるＹ方向への移動及びクロススライド４５によるＸ方向への移動により搬送され、加工対象箇所がパンチ位置Ｐに位置決めされる。
【００４６】
上記したように、第１工程ＳＴ０２によりワークＷの第２面Ｗｂ形成された突出部分Ｗｄの中心軸ＡＸ１を、第２工程ＳＴ０４において第２パンチ２１の中心軸ＡＸ２に一致させる必要がある。この場合、上記したように、可動テーブル４３及びクロススライド４５によりワークＷを移動させることにより、突出部分Ｗｄの中心軸ＡＸ１を第２パンチ２１の中心軸ＡＸ２（パンチ位置Ｐ）に配置させることが可能となっている。
【００４７】
なお、プレス機械１００の各部の駆動、例えば、上タレット３２及び下タレット３４の回転や、駆動装置４１によるパンチ及びダイの昇降、クロススライド４５及び可動テーブル４３の移動は、不図示の制御部によって制御されてもよく、また、作業者がクロススライド４５及び可動テーブル４３を適宜移動させるなど、作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。
【００４８】
また、上記した実施形態では、プレス機械１００としてタレットパンチプレスを用い、上タレット３２及び下タレット３４を回転させて第１セット１０又は第２セット２０をパンチ位置Ｐに配置させることで上記した第１工程ＳＴ０２及び第２工程ＳＴ０４を行っているが、この形態に限定されない。例えば、第１セット１０により第１工程ＳＴ０２を行った後に、第１セット１０から第２セット２０に取り換えて第２工程ＳＴ０４を行うようなプレス機械であってもよい。また、例えば、２台の第１プレス機械及び第２プレス機械を用いて、第１プレス機械に第１セット１０が装着され、第２プレス機械に第２セット２０が装着されて、第１プレス機械で第１工程ＳＴ０２が行われ、第１プレス機械から第２プレス機械にワークＷが運ばれて、第２プレス機械で第２工程ＳＴ０４が行われるような、プレス機械群であってよい。
【００４９】
以上、実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。上記した実施形態では、平面視で円形状の突起５０をワークＷの第２面Ｗｂに形成する例を挙げて説明しているが、突起５０が円形状に限定されない。例えば、突起として、平面視で楕円状、長円状、多角形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
Ｒ１２・・・第１の径
Ｒ２１・・・第２の径
Ｗ・・・ワーク
Ｗａ・・・第１面
Ｗｂ・・・第２面
Ｗｃ・・・凹部
Ｗｄ・・・突出部分
Ｗｅ・・・環状突出部
ＳＴ０１・・・ワーク配置工程
ＳＴ０２・・・第１工程
ＳＴ０３・・・突出部分配置工程
ＳＴ０４・・・第２工程
１０・・・第１金型セット
１１・・・第１パンチ
１２・・・第１ダイ
１４・・・可動部材
１４ａ・・・弾性部材
２０・・・第２金型セット
２１・・・第２パンチ
２２・・・第２ダイ
３０・・・金型セット
３２・・・上タレット
３４・・・下タレット
５０・・・突起
１００・・・プレス機械
【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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