(57)【要約】【課題】歩留まりを向上させることができる金属部材の製造方法の提供。【解決手段】一側に底部を他側に開口部を有する有底筒状部を金属製の板状部材に形成するドロー加工工程と、底部に穴部を形成するピアス加工工程と、開口部側から挿入されるバーリングパンチによって穴部を拡げて底部を筒状に変形させるバーリング加工工程と、を含む金属部材の製造方法であって、ピアス加工工程とバーリング加工工程との間に、底部１０１の穴部１１０側の内周縁部１１１を圧縮してこの内周縁部１１１に開口部１０３側ほど大径となる面取り１２２を形成する面取り加工工程を実行する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側に底部を他側に開口部を有する有底筒状部を金属製の板状部材に形成するドロー加工工程と、
前記底部に穴部を形成するピアス加工工程と、
前記開口部側から挿入されるバーリングパンチによって前記穴部を拡げて前記底部を筒状に変形させるバーリング加工工程と、を含む金属部材の製造方法であって、
前記ピアス加工工程と前記バーリング加工工程との間に、前記底部の前記穴部側の内周縁部を圧縮して該内周縁部に前記開口部側ほど大径となる面取りを形成する面取り加工工程を実行することを特徴とする金属部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のサスペンションストラットとして用いられる緩衝器には、バネの下端を支持するスプリングシートがシリンダの外周面に取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。このスプリングシートは内側部分に筒状部が形成されており、この筒状部にシリンダが挿入されて接合されるようになっている。このスプリングシートのように内側部分に筒状部を有する金属部材を製造する場合に、バーリング加工を行うことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１７３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バーリング加工を行って金属部材を製造する場合に、歩留まりを向上させることが要望されている。
【０００５】
したがって、本発明は、歩留まりを向上させることができる金属部材の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ピアス加工工程とバーリング加工工程との間に、底部の穴部側の内周縁部を圧縮して該内周縁部に開口部側ほど大径となる面取りを形成する面取り加工工程を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造される金属部材の一例としてのスプリングシートを有する緩衝器を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造される金属部材の断面図であって、（ａ）はブランク加工工程後の状態を、（ｂ）はドロー加工工程後の状態を、（ｃ）はトリムピアス加工工程後の状態を、それぞれ示すものである。
【図３】本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造される金属部材の断面図であって、（ａ）は面取り加工工程後の状態を、（ｂ）はバーリング加工工程後の状態を、それぞれ示すものである。
【図４】本発明の一実施形態に係る製造方法の面取り加工を行う面取り加工装置の面取り加工前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る製造方法の面取り加工を行う面取り加工装置の面取り加工後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る金属部材の製造方法について、図面を参照しつつ以下に説明する。
【００１０】
図１は、自動車用サスペンションストラットとして用いられる緩衝器１０を示すものである。緩衝器１０は、シリンダ１１を有している。このシリンダ１１は、円筒状の内筒１２と、内筒１２よりも大径で内筒１２を覆うように同心状に設けられる有底円筒状の外筒１３とを有しており、これら内筒１２と外筒１３との間にリザーバ室１４が形成された二重筒構造をなしている。外筒１３の外周面には、車両を懸架するスプリング（図示せず）の下端を支持するスプリングシート１５が取り付けられている。
【００１１】
シリンダ１１の内筒１２内には、ロッド１７が挿入されており、ロッド１７の内筒１２内に挿入される側の端部にピストン１８が取り付けられている。ピストン１８は、シリンダ１１の内筒１２内に摺動可能に嵌装されて、内筒１２内を上室２１および下室２２の２室に仕切っている。シリンダ１１内には、図示は略すが、上室２１および下室２２内に作動液が封入され、リザーバ室１４内に作動液およびガスが封入されている。
【００１２】
ピストン１８には、上室２１と下室２２とを連通させる流路２３および流路２４が形成されている。ピストン１８の下室２２側には流路２３の開閉量を調整するディスクバルブ２５が設けられている。ピストン１８の上室２１側には流路２４の開閉量を調整するディスクバルブ２６が設けられている。流路２３は、ロッド１７がシリンダ１１からの突出量を増やす伸び側に移動するときに上室２１から下室２２へ作動液を流す部分であり、ディスクバルブ２５は、この流路２３の開閉量を調整して減衰力を発生させる伸び側の減衰バルブとなっている。また、流路２４は、ロッド１７がシリンダ１１への進入量を増やす縮み側に移動するときに下室２２から上室２１へ作動液を流す部分であり、ディスクバルブ２６は、この流路２４の開閉量を調整して減衰力を発生させる縮み側の減衰バルブとなっている。
【００１３】
スプリングシート１５は、図示略のバネの下端を支持する基板部３０の内側部分に筒状部３１が形成されており、この筒状部３１にシリンダ１１が挿入されて接合されるようになっている。
【００１４】
次に、本実施形態に係る金属部材の製造方法について説明する。この製造方法で製造される金属部材は、例えば上記のスプリングシート１５であり、例えば鋼板等の金属板がプレス加工されることによって形成される。
【００１５】
本実施形態に係る金属部材の製造方法では、まず、ブランク加工工程を行うことにより、図２（ａ）に示すような平板状の金属製のブランク加工品（板状部材）１００Ａを得る。このブランク加工工程は、所定の外形形状のブランク加工品１００Ａが得られるように平板状の金属板をプレス加工によって打ち抜く工程である。
【００１６】
次に、上記のブランク加工品１００Ａに対し、ドロー加工工程を行うことにより、図２（ｂ）に示すようなドロー加工品１００Ｂを得る。ドロー加工工程は、一側の底部１０１と底部１０１の外周縁部から延出する筒状部１０２とを有し筒状部１０２の底部１０１とは反対の他側に開口部１０３を有する有底筒状部１０４をブランク加工品１００Ａにプレス加工によって形成する工程である。
【００１７】
よって、ドロー加工工程によって形成されたドロー加工品１００Ｂは、底部１０１と筒状部１０２と開口部１０３とを有する有底筒状部１０４と、筒状部１０２の底部１０１とは反対側から径方向外方に延出する基板部１０５とを有している。有底筒状部１０４は基板部１０５からその板厚方向に突出している。ここで、ドロー加工工程では、一回のプレス加工で有底筒状部１０４を形成しても良く、複数回のプレス加工で有底筒状部１０４を形成しても良い。
【００１８】
次に、上記のドロー加工品１００Ｂに対し、トリムピアス加工工程（ピアス加工工程）を行うことにより、図２（ｃ）に示すようなトリムピアス加工品１００Ｃを得る。このトリムピアス加工工程は、図２（ｂ）に示すドロー加工品１００Ｂの有底筒状部１０４の底部１０１にプレス加工によって図２（ｃ）に示す円形の穴部１１０を形成するとともに、図２（ｂ）に示すドロー加工品１００Ｂの基板部１０５に図２（ｃ）に示す所定形状の外周縁部１１２を形成するようにその外側部分をプレス加工によって切除する工程である。
【００１９】
図２（ｃ）に示すように、トリムピアス加工工程で形成されたトリムピアス加工品１００Ｃは、穴部１１０が形成されることで底部１０１の穴部１１０側に内周縁部１１１を有するものとなり、また、基板部１０５に所定形状の外周縁部１１２が形成されたものとなる。ここで、トリムピアス加工工程は、外周縁部１１２を形成するトリム加工と穴部１１０を形成するピアス加工とを一回のプレス加工で形成しても良く、複数回のプレス加工に分けて形成しても良い。
【００２０】
次に、上記のトリムピアス加工品１００Ｃに対し、面取り加工工程を行うことにより、図３（ａ）に示すような面取り加工品１００Ｄを得る。面取り加工工程は、図２（ｃ）に示すトリムピアス加工品１００Ｃの有底筒状部１０４の底部１０１の穴部１１０側の内周縁部１１１をプレス加工によって圧縮し塑性変形させて、図３（ａ）に示すように、この内周縁部１１１に開口部１０３側ほど大径となる面取り１２２を形成して面取り加工品１００Ｄを得る、いわゆる面打ち工程である。
【００２１】
面取り加工工程は、プレス加工を行う図４に示す面取り加工装置１３０を用いて行われる。面取り加工装置１３０は、上型１３１と下型１３２とを有しており、上型１３１は下型１３２に対して昇降可能となっている。上型１３１には下面１３１ａに上方に凹む凹部１３３が形成されており、凹部１３３の側方には下方に突出する当接部１３４が設けられている。下型１３２には、上方に突出する凸部１３６と、凸部１３６から側方に延出するストッパ部１３７とを有している。ストッパ部１３７は下降する上型１３１の当接部１３４を当接させることにより上型１３１のそれ以上の下降を規制する。
【００２２】
凹部１３３は、円形をなして水平に配置される天井面１３３ａと、天井面１３３ａの外周縁部から下方に、下側ほど大径となるように延出する円環状の湾曲面１３３ｂと、湾曲面１３３ｂの下端縁部から円筒状をなして鉛直下方に延出する側壁面１３３ｃと、側壁面１３３ｃの下端縁部から下方に、下側ほど大径となるように延出して下面１３１ａに繋がる円環状の湾曲面１３３ｄとを有している。上型１３１を凹部１３３の中心軸線を含む面で断面としたとき、湾曲面１３３ｂは、凹部１３３内の空間側に中心を有する円弧状をなしており、湾曲面１３３ｄは、上型１３１内に中心を有する円弧状をなしている。ここで、上型１３１は、環状の外側部材１３８とその内側に嵌合される内側部材１３９とからなっており、凹部１３３の天井面１３３ａの径方向外側部分と湾曲面１３３ｂと側壁面１３３ｃと湾曲面１３３ｄと下面１３１ａとが外側部材１３８に形成され、凹部１３３の天井面１３３ａの径方向内側部分が内側部材１３９に形成されている。
【００２３】
凸部１３６は、上部の中央に下方に凹む嵌合穴１４１が形成された本体部１４２と、嵌合穴１４１に嵌合されてボルト１４３により本体部１４２に固定される面取りパンチ１４４とを有している。
【００２４】
本体部１４２は、嵌合穴１４１を囲んで水平に配置される円環状の上面１４２ａと、上面１４２ａの外周縁部から径方向外方に、外側ほど下側に位置するように延出する円環状の湾曲面１４２ｂと、湾曲面１４２ｂの外周縁部から径方向外方に、外側ほど下側に位置するように延出するテーパ状の傾斜面１４２ｃと、傾斜面１４２ｃの外周縁部から下方に、下側ほど大径となるように延出する円環状の湾曲面１４２ｄと、湾曲面１４２ｄの下端縁部から円筒状をなして鉛直下方に延出する外周面１４２ｅとを有している。本体部１４２をその中心軸線を含む面で断面としたとき、湾曲面１４２ｂおよび湾曲面１４２ｄは、いずれも本体部１４２内に中心を有する円弧状をなしている。本体部１４２は、中心軸線が凹部１３３の中心軸線と一致している。
【００２５】
面取りパンチ１４４は、本体部１４２の上面１４２ａよりも上方に突出しており、この突出部分に円環状をなして水平に配置される上面１４４ａと、上面１４４ａの外周縁部から下方に下側ほど大径となるように傾斜して延出するテーパ状の面取り形成面１４４ｂとが形成されている。面取りパンチ１４４は、中心軸線が本体部１４２の中心軸線と一致しており、面取り形成面１４４ｂも中心軸線が本体部１４２の中心軸線と一致している。面取り形成面１４４ｂは、その中心軸線を含む面で断面としたとき、中心軸線に対して４５°傾斜しており、よって上面１４４ａに対しても４５°傾斜している。つまり、面取り形成面１４４ｂは、最大直径から最小直径を減算した値を、最大直径位置と最小直径位置との軸方向長さで除したテーパ率が２となっている。
【００２６】
このような面取り加工装置１３０の凸部１３６に、図４に示すように、トリムピアス加工品１００Ｃが装着される。このとき、トリムピアス加工品１００Ｃの筒状部１０２に凸部１３６の本体部１４２が嵌合し、内周面１０２ａと外周面１４２ｅとが接触する。これにより、トリムピアス加工品１００Ｃは凸部１３６に対し水平方向に位置決めされる。このとき、トリムピアス加工品１００Ｃの底部１０１の内周縁部１１１の開口部１０３側の角部１１１ａが全周にわたって面取りパンチ１４４の面取り形成面１４４ｂに接触する。
【００２７】
この状態で、面取り加工装置１３０の上型１３１をその当接部１３４がストッパ部１３７に当接するまで下降させる。すると、上型の凹部１３３の天井面１３３ａがトリムピアス加工品１００Ｃの底部１０１の上面１０１ａに当接しこれを押圧して底部１０１の内周縁部１１１を面取りパンチ１４４の面取り形成面１４４ｂに押し付けて圧縮し、図５に示すように、内周縁部１１１の開口部１０３側に面取り形成面１４４ｂに倣う形状の面取り１２２を形成する。このようにして、図２（ｃ）に示すトリムピアス加工品１００Ｃから図３（ａ）に示す面取り加工品１００Ｄが形成される。ここで、図５に示すように、当接部１３４がストッパ部１３７に当接すると、上型１３１の凹部１３３の天井面１３３ａが底部１０１を凸部１３６の本体部１４２の上面１４２ａとで挟む。
【００２８】
次に、図３（ａ）に示す面取り加工品１００Ｄに対し、バーリング加工工程を行うことにより、図３（ｂ）に示すような金属部材１００を得る。バーリング加工工程は、先細の先端軸部１５１と円柱状の主軸部１５２とを有するバーリングパンチ１５０を用いて行われるプレス加工工程である。バーリング加工工程は、図３（ａ）に示す面取り加工品１００Ｄに開口部１０３側から挿入される図３（ｂ）に示すバーリングパンチ１５０の先端軸部１５１の先細の外周面１５１ａによって、穴部１１０つまり内周縁部１１１を徐々に拡げながら底部１０１を基板部１０５から離間する方向に起こし筒状に塑性変形させて筒状部１０２と合わせた筒状部１６１を形成する工程である。よって、バーリング加工工程によって形成された金属部材１００は、図３（ｂ）に示すように基板部１０５から板厚方向に、両端が開口する筒状部１６１が突出する形状となる。バーリングパンチ１５０の先端軸部１５１は、上記のテーパ型に限らず、砲弾型、半球型等、他の種々の先細形状を採用することができる。
【００２９】
以上により、図５に示すように底部１０１の穴部１１０側の内周縁部１１１を圧縮してこの内周縁部１１１に開口部１０３側ほど大径となる面取り１２２を形成する面取り加工工程が、トリムピアス加工工程とバーリング加工工程との間に実行される。
【００３０】
本実施形態に係る金属部材の製造方法によれば、底部１０１の穴部１１０側の内周縁部１１１を圧縮してこの内周縁部１１１に開口部１０３側ほど大径となる面取り１２２を形成する面取り加工工程を行うことにより、底部１０１の内周縁部１１１に残留圧縮応力を発生させておく。その後、開口部１０３側から挿入されるバーリングパンチ１５０によって穴部１１０つまり内周縁部１１１を拡げながら底部１０１を筒状に塑性変形させるバーリング加工工程を行う。このようにバーリング加工工程で塑性変形させられる底部１０１のうち最も変形量が大きくなる内周縁部１１１に面取り加工工程で予め残留圧縮応力を発生させておくことにより、内周縁部１１１が変形して形成される筒状部１６１の基板部１０５に対し反対側の先端部に生じ易いクラックの発生を抑制できる。したがって、歩留まりを向上させることができる。具体的には、面取り加工工程を行わない場合のクラックの発生率が４０％程度であるのに対し、面取り加工工程を行うことでクラックの発生率を１０％程度にまで低減できる。
【００３１】
以上に述べた実施形態は、一側に底部を他側に開口部を有する有底筒状部を金属製の板状部材に形成するドロー加工工程と、前記底部に穴部を形成するピアス加工工程と、前記開口部側から挿入されるバーリングパンチによって前記穴部を拡げて前記底部を筒状に変形させるバーリング加工工程と、を含む金属部材の製造方法であって、前記ピアス加工工程と前記バーリング加工工程との間に、前記底部の前記穴部側の内周縁部を圧縮して該内周縁部に前記開口部側ほど大径となる面取りを形成する面取り加工工程を実行する、金属部材の製造方法となっている。これにより、バーリング加工工程で塑性変形させられる底部のうち最も変形量が大きくなる穴部側の内周縁部に予め残留圧縮応力を発生させておくことにより、内周縁部の変形時に生じ易いクラックの発生を抑制できる。したがって、歩留まりを向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１００  金属部材
１０１  底部
１０３  開口部
１１０  穴部
１１１  内周縁部
１２２  面取り
１５０  バーリングパンチ
【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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