(57)【要約】【課題】穴部の内表面と基材の表面を接続する個所に無益な円弧部が容易に生じることを防ぐことができる穴部を具備する成型品、及びその穴部を形成するバーリング加工方法を提供することである。【解決手段】伸びフランジと基部からなる穴部を具備する成型品において、前記穴部には、前記基部を貫通し、前記基部の一方の表面から反対側の表面へ伸びる伸びフランジが形成され、前記穴部の内表面及び前記基部の表面を接続する個所の円弧部の半径と、前記基部の厚さとの比率が０．４より小さい。又は、この比率が０．２よりも小さくすることができる。穴部を具備する成型品のバーリング加工方法において、頭部が非円柱状であるポンチを提供するステップと、基材に下穴を形成するステップと、直線運動と回転運動とを同時に行うポンチを用いて、前記下穴に伸びフランジを形成するステップと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸びフランジと基部とからなる穴部を具備する成型品において、
前記穴部には、前記基部を貫通し、前記基部の一方の表面から反対側の表面へ伸びる伸びフランジが形成され、
前記穴部の内表面及び前記基部の表面を接続する個所の円弧部の半径と、前記基部の厚さとの比率が、０．４より小さいことを特徴とする穴部を具備する成型品。
【請求項２】
前記穴部の内表面と基部の表面とを接続する個所が、略刃状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穴部を具備する成型品。
【請求項３】
前記成型品の材料として、アルミニウム合金、マグネシウム合金を用いることを特徴とする請求項１に記載の穴部を具備する成型品。
【請求項４】
前記成型品の表面が、平面或いは曲面であり、
前記表面が平面である場合に、前記穴部の軸心線と前記表面との夾角が、０度〜９０度であることを特徴とする請求項１に記載の穴部を具備する成型品。
【請求項５】
穴部を具備する成型品のバーリング加工方法において、
頭部が非円柱状であるポンチを準備するステップと、
基材に下穴を形成するステップと、
直線運動と回転運動とを同時に行う前記ポンチを用いて、前記下穴に伸びフランジを形成するステップと、を含むことを特徴とする穴部を具備する成型品のバーリング加工方法。
【請求項６】
前記基材に前記下穴を形成し、前記下穴に前記伸びフランジを形成する前に、前記下穴の周縁における材料を押圧して凸部を形成することを特徴とする請求項５に記載の穴部を具備する成型品のバーリング加工方法。
【請求項７】
前記成型品の表面が、平面或いは曲面であることを特徴とする請求項５に記載の穴部を具備する成型品のバーリング加工方法。
【請求項８】
前記下穴が、ポンチング加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の穴部を具備する成型品のバーリング加工方法。
【請求項９】
前記ポンチは、先端部と、後端部と、を含み、
前記先端部は、根部と、頭部と、を含み、
前記根部は、前記後端部の一端に形成された非円柱体であり、
前記頭部は、前記根部の一端に形成された錐体であり、その断面が前記後端部から離れるにしたがって徐々に小さくなることを特徴とする請求項５に記載の穴部を具備する成型品のバーリング加工方法。
【請求項１０】
前記根部は、向い合う２つの平面と、向い合う２つの円弧面と、を含み、その断面が略矩形であることを特徴とする請求項５に記載の穴部を具備する成型品のバーリング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴部を具備する成型品、及びそのバーリング加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーリング加工方法とは、加工品の穴部の縁、或いは加工品の周縁を押し込んで、伸びフランジを形成するプレス加工である。加工品の穴部の縁を押し込んで伸びフランジを形成するバーリング加工は、形状が複雑な成型品を加工することができる。この方法は、自動車、伸縮門、複合ラジエーター（Ｒａｄｉａｔｏｒ）及び各種電子製品の筐体等の加工に広く用いられる。
【０００３】
従来の技術において、バーリング加工方法を使用して穴部を製造する時、平板などの基材に下穴を開けた後、円柱状ポンチで前記下穴を直接押し込んで、前記下穴の縁の材料を湾曲させる。しかし、円柱状のポンチで前記下穴を押し込む場合、前記下穴の周縁の材料の温度が低く、材料の塑性が悪いから、前記基材が大きく変形される。従って、前記穴部の内表面と前記基材の表面とを接続する個所の半径が比較的大きく、無益な円弧部が生じる可能性がある。
【０００４】
また、周縁にバリ（Ｂｕｒｒ）がある円柱状ポンチでバーリング加工を行う場合、前記穴部の内表面の表面粗さが悪くなる可能性がある。また、前記穴部の真円度は、前記ポンチの真円度によって決める。もし、ポンチの真円度が悪いと、バーリング加工方法で製造した製品の形状及びサイズが悪くなる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、穴部の内表面と基材の表面を接続する個所に無益な円弧部が容易に生じることを防ぐことができる穴部を具備する成型品、及びその穴部を形成するバーリング加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
伸びフランジと基部とからなる穴部を具備する成型品において、前記穴部には、前記基部を貫通し、前記基部の一方の表面から反対側の表面へ伸びる伸びフランジが形成され、前記穴部の内表面及び前記基部の表面を接続する個所の円弧の半径と、前記基部の厚さとの比率が０．４より小さい。
【０００７】
穴部を具備する成型品のバーリング加工方法において、頭部が非円柱状であるポンチを提供するステップと、基材に下穴を開けるステップと、直線運動及び回転運動を同時に行うポンチを用いて、前記下穴に伸びフランジを形成するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のバーリング加工方法において、直線運動及び回転運動を同時に行うポンチを用いて前記下穴に対して加工を行う。即ち、前記ポンチが回転しながら前記下穴を通る時、回転によって発生する摩擦力によって下穴の内縁の温度が高くなり、塑性がよくなるので、前記穴部を容易に成形することができる。
【０００９】
従って、本発明の加工方法によって形成される穴部は、内表面及び基部の表面を接続する個所の円弧部の半径と、前記基部の厚さとの比率が０．４より小さくなり、この個所が略刃状に形成される。即ち、前記穴部の内表面と前記基材の表面とを接続する個所に、半径が比較的大きく無益な円弧部が生じることを防ぐことができる。
【００１０】
そして、前記ポンチが回転しながら前記下穴に対して加工を行うから、ポンチの一部分が摩損されたか、ポンチの表面が傷付いた場合にも、穴部の真円度及び内表面の加工品質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る穴部を具備する成型品、及びその穴部を形成するバーリング加工方法に対して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第一実施の形態に係る穴部１２を具備する成型品１０を示す断面図である。本実施の形態の前記穴部１２は、伸びフランジ１２２と基部１４とから構成される。前記基部１４は、凸曲面１４２を含む。前記穴部１２には、前記基部１４を貫通し、前記基部１４の凸曲面１４２から前記凸曲面１４２の反対側面へ伸びる伸びフランジ１２２が形成されている。
【００１３】
前記穴部１２の内表面１２４及び前記基部１４の凸曲面１４２を接続する個所における円弧部の半径と、前記基部１４の厚さとの比率は、０．４より小さい。又は、この比率は、０．２よりも小さい。即ち、前記穴部１２の内表面１２４と前記基部１４の凸曲面１４２とを接続する個所は、略刃状に形成されている。
【００１４】
本実施形態で、前記成型品は金属材料から製造される。特に、塑性が優れるアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属材料から製造される。
【００１５】
図２は、本発明の第二実施の形態に係る穴部３２を具備する成型品３０を示す断面図である。本実施の形態の前記穴部３２は、伸びフランジ３２２と基部３４とから構成される。前記基部３４は、表面３４２を含む。前記穴部３２には、前記基部３４を貫通し、前記基部３４の一方の表面３４２から前記表面３４２の反対側の表面へ伸びる伸びフランジ３２２が形成されている。前記穴部３２の軸心線と前記表面３４２との夾角θは、０度〜９０度である。
【００１６】
前記穴部３２の内表面３２４及び前記基部３４の表面３４２を接続する円弧部の半径と、前記基部３４の厚さとの比率は、０．４より小さい。又は、この比率は、０．２よりも小さい。即ち、前記穴部３２の内表面３２４と前記基部３４の表面３４２とを接続する個所は、略刃状に形成されている。
【００１７】
前記表面３４２は、上述した形状に限定されるものではなく、他の形状の面、例えば、凹状曲面に設計することもできる。
【００１８】
以下、第一実施の形態に係る穴部を具備する成型品１０の加工方法に対して詳しく説明する。
【００１９】
先ず、図３に示すように、凸曲面１４２を具備する基材を準備する。その後、ポンチ１６により前記基材の凸曲面１４２を押し込んで下穴１８を形成する。前記下穴１８のサイズは、加工しようとする穴部１２のサイズより少し小さい。前記下穴１８は、他の加工方法で形成することもできる。例えば、ドリルプレス（Ｄｒｉｌｌ  Ｐｒｅｓｓ）で下穴を形成することである。
【００２０】
次に、図４に示すように、ポンチ１９を用いて前記下穴１８の周囲に凸部１８２を形成する。前記凸部１８２のサイズは、前記下穴１８のサイズより大きい。前記凸部１８２は、伸びフランジ１２２を形成する時、前記ポンチ２０がずれることを防止する。前記基部１４の表面１４２が平面であり、前記穴部１２の軸心線と前記基部１４の表面１４２との夾角が９０度の場合には、前記凸部１８２を形成しなくてもよい。
【００２１】
次に、図５に示すように、ポンチ２０を利用して、前記下穴１８に対してバーリング加工を施す。前記下穴１８に対してバーリング加工を施す時、前記ポンチ２０は駆動装置（未図示）の駆動によって直線運動と回転運動とを同時に行う。且つ、前記ポンチ２０は、前記下穴１８の側へ徐々に前進しながら、前記下穴１８の周囲の材料を押圧して前記伸びフランジ１２２を形成する。これによって、前記ポンチ２０のサイズに対応する穴部１２が形成される。
【００２２】
もし、前記ポンチ２０の個所が摩損された場合、或いはポンチ２０の表面に傷付いた場合には、前記ポンチ２０が直線運動と回転運動とを同時に行いながら、下穴１８に対してバーリング加工を施すので、形成される穴部１２の真円度及び内表面の加工品質が劣化することを防ぐことができる。
【００２３】
図６は、本発明のバーリング加工に用いるポンチ２０を示す斜視図である。前記ポンチ２０は、先端部２０４と、後端部２０２と、を含む。前記先端部２０４は、根部２０４２と、頭部２０４４と、を含む。前記根部２０４２は、前記後端部２０２の一端に形成された非円柱体である。本実施形態で、前記根部２０４２は、向い合う２つの平面と、向い合う２つの円弧面と、を含み、その断面が略矩形である。前記頭部２０４４は、前記根部２０４２の一端に形成された錐体であり、その断面が前記後端部２０２から離れるに従って徐々に小さくなる。
【００２４】
また、前記ポンチ２０の根部２０４２の形状は、他の非円柱体であることもできる。例えば、三角柱、五角柱等の形状であることである。
【００２５】
前記ポンチ２０を用いてバーリング加工を施す時、前記ポンチ２０が直線運動と回転運動とを同時に行いながら前記下穴１８に対して加工を施す。即ち、前記ポンチ２０の先端部２０４と後端部２０２とが回転しながら前記下穴１８を通る時、回転によって発生する摩擦力によって下穴１８の内縁の温度が高くなり、塑性が良好になる。従って、前記穴部１２を容易に成形することができる。
【００２６】
本発明のバーリング加工方法で穴部１２を製造する時、加工する個所の塑性が良好であるから、無益な変形が生じることを防ぐことができる。即ち、前記穴部１２の内表面１２２及び凸曲面１４２を接続する円弧部の半径と、前記基部１４の厚さとの比率は、０．４より小さくなるか、さらに０．２よりも小さくなる可能性がある。
【００２７】
材質が異なる金属材料にバーリング加工を施して穴部１２を形成する時、ポンチ２０の衝撃速度、回転速度、ポンチ２０の構造、或いはその他の条件を調整して、理想的な穴部１２を得ることができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施の形態に係る穴部を具備する成型品を示す断面図である。
【図２】本発明の第二実施の形態に係る穴部を具備する成型品を示す断面図である。
【図３】図１の加工品に下穴を形成する断面図である。
【図４】図１の加工品に凸部を形成する断面図である。
【図５】図１の加工品にバーリング加工を行う断面図である。
【図６】本発明のバーリング加工に用いるポンチを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  成型品
１２  穴部
１２２  伸びフランジ
１２４  内表面
１４  基部
１４２  凸曲面
１６，１９，２０  ポンチ
１８  下穴
１８２  凸部
２０２  後端部
２０４  先端部
２０４２  根部
２０４４  頭部
【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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