(57)【要約】【課題】金属板から任意の形状と高さの構造体と肉薄な板状部を容易に形成することができ、しかも、多くの数量を製作しても寸法のばらつきを著しく小さくする。【解決手段】第１の金型１０と第２の金型２０の相対的移動により、構造体２、３の基端周囲に所定の厚さの板状部１が形成されるまで金属板５を押圧し、この金属板５の一方面側には第１の金型１０の凹部１１、１２により構造体２、３を突出形成すると共に、金属板５の他方面側には第２の金型２０の逃げ凹部２３に金属板５の金属肉を移行させた逃げ凸部２４を突出形成する。その後、切削工具１４により逃げ凸部２４を１回の切削代を小さく設定し複数回繰り返すことによって徐々に切削除去する。更に構造体２、３の基端側に形成された板状部１を所定形状に切断して、構造体２、３の基端側に任意の形状と板厚を有する板状部１を一体に形成する。【選択図】          図１
2004330334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の板厚を有する塑性加工可能な金属板と、
この金属板に一体に突出形成する構造体の外形に合致させて形成した凹部を有する第１の金型と、上記凹部に対応させて上記金属板の金属肉を上記凹部内に移行させる凸部を形成すると共に、この凸部外に逃げ凹部を形成した第２の金型とを備え、
上記第１の金型と第２の金型の相対的移動により、少なくとも上記構造体の基端周囲に所定の厚さの板状部が形成されるまで上記金属板を押圧して、上記金属板の一方面側には上記第１の金型の凹部により上記構造体を突出形成すると共に、上記金属板の他方面側には上記第２の金型の上記逃げ凹部に上記金属板の金属肉を移行させた逃げ凸部を突出形成する押圧工程と、
上記逃げ凸部を１回の切削代を小さく設定した切削工具により複数回繰り返して切削して除去する切削工程と、
上記構造体の基端側に形成された板状部を所定形状に切断する切断工程とによって、上記構造体の基端側に板状部を一体に形成することを特徴とする金属板と一体の構造体の形成方法。
【請求項２】
上記第１の金型に形成した凹部より上記第２の金型に形成した凸部を大きく形成し、上記凹部周囲と上記凸部の先端面外縁側を対向させた請求項１に記載の金属板と一体の構造体の形成方法。
【請求項３】
上記第１の金型の凹部周囲と上記第２の金型の凸部との対向間隔を上記構造体の基端側に形成される板状部の板厚とほぼ等しくした請求項１および２に記載の金属板と一体の構造体の形成方法。
【請求項４】
上記第２の金型に形成した凸部の先端の高さを異ならせて上記上記第１の金型の凹部内に形成される構造体の高さを異ならせた請求項１乃至３に記載の金属板と一体の構造体の形成方法。
【請求項５】
上記切削工程は、逃げ凸部を切削工具による切削方向を交互に逆方向に複数回繰り返して切削する請求項１に記載の金属板と一体の構造体の形成方法。
【請求項６】
上記第１の金型と第２の金型に板状部を所定形状に切断する切断部を設け、上記構造体の基端周囲に所定の厚さの上記板状部を形成する上記押圧工程において上記切断部により上記板状部を切断する請求項１に記載の金属板と一体の構造体の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板から比較的肉薄な板状部を有する所定形状の突軸や突堤等の構造体を一体に形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における各種機器においては、軽薄短小化と共に特殊な構造体の加工が要求されている。一例としては、薄板上に軸等の構造体を設けた部品を高精度でしかも廉価に製造することが求められる。特開２００２−２４８５３１号公報（特許文献１）には、薄板上に例えば軸等をかしめによって固着して設ける方法が開示されている。この方法は、図８（Ａ）に示すように、板金１００の軸１０１を接合する位置に、多角形孔１０２を穿設し、この多角形孔１０２に軸１０１の段差部１０１ａの先端が多角形孔１０２から突出するように挿通する。次に、断面を円形に形成した軸１０１の段差部１０１ａの先端を、上記多角形孔１０２と略同一形状のパンチを用い、板金１００の多角形孔１０２とほぼ同一形状に塑性変形させてかしめる。（図８（Ｂ）を参照）このようにかしめられた軸１０１の段差部１０１ａは、多角形孔１０２の孔側面と多角形の面で面接触させることにより軸１０１の回転を規制し、より高い回転トルクに耐えることができるようにしている。
【０００３】
また、特開２００１−３２８０３１（特許文献２）には、突出部付き金属部品の製造方法が提案されている。この突出部付き金属部品として図９にはＨＤＤ用イナーシャアーム１１１を例示し、図９（Ｂ）に示すように、薄板状に形成されたアーム部１１２に突出部としてのウエイト部１１３とピン部１１４，１１５を一体に突出形成している。イナーシャアーム１１１を形成するための板状素材１１０はリン青銅からなり、アーム部１１２とウエイト部１１３の合計厚さ以上の厚さを有している。最初に、図９（Ａ）に示すように、プレス成形加工によって板状素材１１０に対してウエイト部１１３とピン部１１４，１１５とを突出形成すると共に、これらと反対側の面に３つの成形凹部１１６、１１７、１１８を形成する。次に成形凹部１１６、１１７、１１８側のアーム部１１２となる板状部分以外の不要部分を二点差線で示す切削ライン１１９に沿って切削除去する。次に、イナーシャアーム１１１の外形線を打ち抜き加工することによって完成品のイナーシャアーム１１１を得るようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４８５３１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２８０３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した軸を薄板にかしめによって固着する方法は、多角形孔１０２と略同一形状のパンチを用いて軸１０１の段差部１０１ａの先端を塑性変形させるので、板金１００の表面には段差部１０１ａの先端のかしめ部１０３が突出する。薄型化させようとする機器の部品としては、かしめ部７３の突出寸法が障害となる。また、板金１００の板厚が例えば０．５ｍｍ以下の薄板の場合は、軸１０１をかしめるときに板金１００が変形し、部品として所定の精度が得られない問題が生ずる。また、板金１００が肉薄のために、軸１０１が傾斜することによって所定の直角度が得られない問題が生ずる。また、図１０に示すように、板金１００に更に他の軸１０４を固着して例えば２本の軸を形成する場合には、かしめ部分の歪みや応力が互いに干渉して板金１００を更に変形させることがある。
【０００６】
また、特開２００１−３２８０３１に開示された突出部付き金属部品の製造方法は、プレス成形加工によって板状素材１１０に突出部を突出形成し、反対側に成形凹部１１６、１１７、１１８を形成することから、板状素材１１０に与えるストレスを小さくすることが可能となる。しかしながら、次に成形凹部１１６、１１７、１１８側を切削ライン１１９に沿って切削除去するとき、フライス等の切削工具によって１回で切削するので、切削力によって板状部分を変形させる問題が生じ、板状部分が肉薄な場合には破断することがある。特に、突出部の高さを比較的大きくした場合には、逆に切削時の切削代が大きくなることから、板状部分の変形や破断が顕著に発生する問題がある。従って、高さを大きくした突出部を形成する場合には、上述した製造方法は不向きである。
【０００７】
本発明は以上のような従来の問題点を解決するためになされたもので、金属板から任意の形状と高さの構造体と肉薄な板状部を容易に形成することができ、しかも、多くの数量を製作しても寸法のばらつきを著しく小さくすることができる金属板と一体の構造体の形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上記第１の金型と第２の金型の相対的移動により、少なくとも構造体の基端周囲に所定の厚さの板状部が形成されるまで塑性加工可能な金属板を押圧し、この金属板の一方面側には第１の金型の凹部により構造体を突出形成すると共に、金属板の他方面側には第２の金型の逃げ凹部に金属板の金属肉を移行させた逃げ凸部を突出形成した後に、切削工具により上記逃げ凸部を１回の切削代を小さく設定し複数回繰り返すことによって徐々に切削除去する切削工程と、上記構造体の基端側に形成された板状部を所定形状に切断する切断工程とが行われ、上記構造体の基端側には任意の形状と板厚を有する板状部が一体に形成される。この構造体の形状は第１の金型の凹部の形状によって定められることから、寸法のばらつきが小さな構造体を多数製作することが可能となる。また、１回の切削代を小さく設定して逃げ凸部を切削除去することから、板状部に与えるストレスを小さくすることが可能となるので、大きな高さの構造体を容易に突出形成することが可能になると共に、板状部の肉薄に形成することが可能となる。
【０００９】
また、請求項２に記載の金属板と一体の構造体の形成方法は、上記第１の金型に形成した凹部より上記第２の金型に形成した凸部を大きく形成し、凹部の周囲と凸部の先端面外縁側を対向させることにより、構造体に基端側に一体に形成される板状部の板厚を第１の金型と第２の金型との対向間隔によって任意に設定することが可能となり、しかも、板状部を肉薄にしても対向させた部分によって上記構造体と上記凸部とを連結させることから、押圧工程における構造体と板状部との切断を未然に防止可能となる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の金属板と一体の構造体の形成方法は、上記第１の金型の凹部周囲と上記第２の金型の凸部との対向間隔を上記構造体の基端側に形成される板状部の板厚とほぼ等しくしていることから、押圧工程を行うときに板状部の板厚を定めることが可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の金属板と一体の構造体の形成方法は、上記第２の金型に形成した凸部の先端の高さを異ならせることにより、上記上記第１の金型の凹部内に形成される構造体の高さが異なることから、複数の構造体を同時に形成するときには各々の構造体の高さを任意に設定することが可能となり、また、１個の凸部の先端に高低差を設けることにより、先端に高低差のある構造体を形成することが可能となる。
【００１２】
請求項５に記載の金属板と一体の構造体の形成方法は、上記切削工程は、逃げ凸部を切削工具による切削方向を交互に逆方向に複数回繰り返して切削することによって、逆方向に切削する毎に上記逃げ凸部が連結された板状部に与えるストレスを相殺し、ストレスによる経時的な寸法変化を軽減することが可能となる。
【００１３】
請求項６に記載の金属板と一体の構造体の形成方法は、上記第１の金型と第２の金型に板状部を所定形状に切断する切断部を設けることによって、押圧工程において構造体の基端周囲に板状部を形成する板状部を切断することができ、工程を簡略化することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構造体の形成方法について、図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１（Ｅ）は、本発明にかかる金属板と一体の構造体の形成方法によって形成された最終製品の一例を示している。即ち、平坦な板状部１の一方面側には、各々高さと外形寸法が異なる２本の円柱状に形成された構造体２、３が一体に突出形成されている。上記板状部１は平坦な四角形に形成され、その板厚は例えば０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の薄板に形成されている。また、一方の円柱状構造体２は、外径寸法が小さくしかも高さの大きな形状に形成されている。他方の円柱状構造体３は、外径寸法が大きくしかも高さの小さな形状に形成されている。このような板状部１および構造体２、３は、塑性加工が可能なアルミニウム、銅、ステンレス、真鍮、鉄等の所定の板厚を有する金属板から各種の用途に応じて選択され、以下に説明する形成方法によって形成される。
【００１５】
図１（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明による金属板と一体の構造体の形成方法の第１の実施形態による方法を示している。図１（Ａ）（Ｂ）に示す押圧工程においては、第２の金型２０に載置した金属板５の一方面側から第１の金型１０を押圧することによって、金属板５の一方面側に構造体２、３を形成すると共に、第１の金型１０と第２の金型２０の間に板状部１が一体に形成される。
【００１６】
上記第１の金型１０には、金属板５に一体に突出形成する構造体２、３の外形に合致させて形成した２個の凹部１１、１２が形成されている。即ち、一方の凹部１１は、一方の小さな外径寸法とした円柱状の構造体２の外形にあわせた小さな内径寸法の円形状に穿設されている。また、他方の凹部１２は、他方の大きな外径寸法とした円柱状の構造体３の外形に合わせた大きな内径寸法の円形状に穿設されている。このように構成した第１の金型１０は、図示しないプレス機の可動側に装着され、パンチとして下降させることによって金属板５を押圧するようにされている。
【００１７】
また、第２の金型２０は、第１の金型１０に形成した２個の凹部１１、１２に対応させて、第１の金型１０の移動方向に突出形成させた２個の凸部２１、２２が形成され、これら凸部２１、２２の周囲には逃げ凹部２３が形成されている。そして、高さを高くした円柱状の構造体２を突出形成するための凸部２１は、第２の金型２０の上端面とほぼ等しい高さまで突出させ、他方の高さの小さな円柱状の構造体３を突出形成するための凸部２２は、第２の金型２０の上端面よりも低くさせている。
【００１８】
更に、前述したように、構造体２、３を円柱状に形成するので、２個の凸部２１、２２の各外径φ２１、φ２２は、上記２個の凹部１１、１２の内径φ１１、φ１２よりも大きく形成されている。このように構成することにより、第１の金型１０を下降したときに、凹部１１、１２の周囲の端面と第２の金型２０の凸部２１、２２の先端外周縁が互いに対向するようになる。このとき、凹部１１、１２の全周が均一に対向するように、第１の金型１０の２個の凹部１１、１２と第２の金型２０の凸部２１、２２の軸芯を一致させると共に、凸部２１、２２の先端面形状を凹部１１、１２の開口と相似形に形成することが望ましい。尚、第２の金型２０における凸部２２のように、第１の金型１０の先端面との間隔が大きい場合には凹部１２の内径φ１２と同じにしても良い。このように構成した第２の金型２０は、図示しないプレス機の固定側に固定され、ダイとしての機能を有している。
【００１９】
次に、上述した構成からなる第１の金型１０および第２の金型２０を用いて、金属板５から一端側に板状部１０が一体に形成された構造体を形成する方法について、図１により説明する。
【００２０】
図１（Ａ）（Ｂ）は、押圧工程を示し、例えば１ｍｍ乃至５ｍｍの厚さの金属板５を、図１（Ａ）のように第２の金型２０に位置決めして載置する。そして、この金属板５の一方面側から上記プレス機の可動側に装着された第１の金型１０を下降して金属板５を押圧する。これにより、第２の金型２０の凸部２１、２２によって金属板５の肉が押圧され、第１の金型１０の２個の凹部１１、１２内に移行して、前述した図１に示す円柱状の構造体２、３が形成される。この構造体２、３が形成されると、構造体２、３には凹所４が形成される。このとき、第１の金型１０の押圧によって逃げ凹部２３内に金属板５の肉が移行し、逃げ凸部２４が突出形成される。
【００２１】
そして、前述したように、第２の金型２０の凸部２１、２２の先端面が第１の金型１０の凹部１１、１２の開口よりも大きく形成されている。従って、第１の金型１０が最下点に達したとき、対向部分には板状部１にほぼ等しい板厚とした連結部１３が形成される。このとき、対向部分の間隔Ｇを０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の寸法、もしくは、この寸法よりもやや厚い寸法に設定することにより、板状部１の板厚ｔを対向部分の間隔Ｇとすることができる。また、連結部１３は、第１の金型１０と第２の金型２０とによって圧潰されるので加工硬化が生じて硬度が高くなる。
【００２２】
尚、金属板５の材質、もしくは、対向部分の面積によって異なるが、加工硬化により連結部１３は所定の厚さ以下にはならず、連結状態が維持される。このことから、例えば対向部分の面積を変えることによって、連結部１３の板厚ｔを調整することが可能となる。尚、上述した対向部分の間隔Ｇは０．１ｍｍ以上の任意の間隔に設定しても良いことは勿論である。
【００２３】
図１（Ｃ）は切削工程を示し、上記押圧工程によって金属板５の他方面側に突出形成された逃げ凸部２４を、カッター１４によって連結部１３の底面と同一面となるまで、逃げ凸部２４の先端側から一点鎖線で示すように複数回に分割して徐々に切削する。切削工程で使用するカッター１４は、先端中心を突出させた矢型状の歯部１４ａを有し、矢示の方向に移動させことにより逃げ凸部２４を切削する。尚、カッター１４の歯部の形状は直線状または半円状であっても良く、切削時の切れ味が良好な形状の歯部に形成することが望ましい。
【００２４】
この切削工程において、カッター１４により１回に切削する切削代は、上記板状部１に大きなストレスを与えない程度まで比較的小さく設定され、しかも小さな切削代により複数回に分けて順次切削する。また、この切削工程において、カッター１４により板状部１が変位することを阻止するために、上記凹所４内に押え具１５を挿入して押圧しておくことが望ましい。
【００２５】
以上の切削工程により、連結部１３を残して同一面となるまで切削することにより、金属板５の他方面側は図１（Ｄ）に示すように平坦に形成され、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の肉薄な板状部１に２個の構造体２、３が一体に突出形成される。そして、全体としては、２個の構造体２、３の周囲に凹所４が形成された略皿状に形成される。このとき、凹所４の底面の形状は、板状部１の形状とほぼ等しいか、それよりも大きくしている。
【００２６】
次に、切断工程によって、上記構造体２、３の基端側に形成された板状部１を所定形状に切断する。即ち、図１（Ｄ）における２点鎖線が板状部１の外形であり、この外形に沿って周知の切断手段によって打ち抜かれる。この結果、図１（Ｅ）に示すように、肉薄な板状部１に構造体２、３が一体に突出形成される。
【００２７】
尚、連結部１３の厚さを板状部１の板厚ｔと同じに設定して逃げ凸部２４を切削工程において除去した場合には、板状部１の他方面側に切削痕が残ることがある。この切削痕を残さないようにするためには、予め連結部１３の厚さを板状部１の板厚ｔよりもやや厚く設定し、逃げ凸部２４を除去した後に、グラインダーやサンドペーパー、或いは、フライス等の他の研磨手段によって他方面側全面を研磨することにより板状部１を指定の板厚にすると共に、他方面側の面を美麗に仕上げるようにしてもよい。
【００２８】
以上説明した形成方法により、板状部１と一体に構造体２、３を形成すると、構造体２、３の形状が第１の金型１０の凹部１１，１２によって定められることから、寸法のばらつきが小さな構造体２、３を多数製作することが可能となる。また、押圧工程において、金属板５の一方面側に構造体２、３を形成するために形成される凹所４の容積分の肉を金属板５の他方面側に移行させ、逃げ凸部２４を形成するので、ストレスを最小限に止めることができ、板状部１のカーリング現象が抑制され、良好な平面度が得られる。更に、金属板５の他方面側に突出形成した逃げ凸部２４を複数回に分けて徐々に切削するので、板状部１を０．１ｍｍ程度の極限までに板厚ｔを薄くすることができ、しかも、構造体２、３の高さを大きくしても板状部１に与えるストレスが小さいので、板状部１の変形や破断が生じ難くなる。
【００２９】
尚、上述の説明では、第１の金型１０をプレス機の可動側に装着し、第２の金型２０をプレス機の固定側に装着したが、逆の関係に装着しても良く、第１の金型１０と第２の金型２０とは、相対的に移動して金属板５を押圧するように構成されれば良い。
【００３０】
図１に基づいて説明した第１の実施形態は、構造体として２個の円柱状の２、３を板状部１と一体に形成したが、上述した形成方法によれば、構造体を円柱状以外の任意の形状に形成することができる。
【００３１】
図２は、一端側を板状部３０によって閉塞した略カップ状の構造体３１を示している。このような略カップ状の構造体３１を形成する金型としては、まず、第１の金型に構造体３１の形状を有する円環状の凹部を形成し、第２の金型に上記凹部に対向した円環状の凸部を形成すると共に、この凸部の周方向の内部および外部に逃げ凹部を形成する。そして、前述した実施形態と同様に、これら第１の金型と第２の金型によって金属板を押圧することにより、第１の金型の凹部内に円環状の構造体３１を形成する一方、第２の金型の逃げ凹部に逃げ凸部を形成する。その後、切削工程において上記逃げ凸部を切削によって除去すると、一端側に板状部３０が一体に形成された略カップ状の構造体３１が形成される。更に、板状部３０を所定の形状に切断することによって、図２に示す構造体３１が形成される。
【００３２】
このような形成方法によれば、図２に示すように、構造体３１の一端外周から周方向に突出する円形状の鍔部３０ａを形成することができる。また、この鍔部３０ａは、四角形等の多角形の他、任意の形状に形成することが可能である。
【００３３】
図３（Ａ）（Ｂ）および（Ｃ）は、例えば、図２に示した略カップ状の構造体３１を形成する場合に、押圧工程と同時に切断工程を行うようにした第２の実施形態を示している。即ち、第１の金型４０は、図３（Ａ）に示すように、構造体３１の形状を決める肉厚と深さを有する円環状の凹部４１が形成され、この凹部４１の外周側には、内周を鍔部３０ａの形状に合わせた突堤部４２が形成されている。
【００３４】
一方、第２の金型５０は、上記凹部４１に対向させた円環状の凸部５１が形成され、この凸部５１の内周には逃げ凹部５２が形成されている。また、凸部５１の外周は鍔部３０ａの形状に合わせている。更に、第２の金型５０に形成した凸部５１の外周と、第１の金型４０に形成した突堤部４２の内周とをほぼ同じ形状、もしくは、凸部５１が突堤部４２に嵌合するように設定されている。そして、凸部５１の先端面の径方向寸法を上記凹部４１の径方向寸法よりも大きく形成し、前述した実施形態と同様に、凹部４１の内外縁近傍の先端面と、凸部５１の先端面外縁が対向するようになっている。
【００３５】
次に、上述した第１の金型４０と第２の金型５０によって、一端側を板状部３０によって閉塞した略カップ状の構造体３１を形成する工程を説明する。まず、ダイに相当する第２の金型５０に金属板５を載置する。その後、パンチに相当する第１の金型４０を下降することにより、第２の金型５０の凸部５１が金属板５の一方側の肉を押圧して第１の金型４０の凹部４１内に移行する。これにより、凹部４１内には、図２に示した肉厚と高さを有する略カップ状の構造体３１が形成される。このとき、構造体３１の内周部の肉が第１の金型４０によって押圧されて金属板５の他方側の肉が逃げ凹部５２内に移行して逃げ凸部３２が突出形成される。
【００３６】
第１の金型４０は、下死点に達するまで、即ち、先端面が第２の金型５０の凸部５１との間隔Ｇが予め設定された板状部３０の板厚ｔに達するまで下降する。この状態に達すると、第２の金型５０に形成した凸部５１の外周と、第１の金型４０に形成した突堤部４２の内周が板状部３０の鍔部３０ａを切断する。この結果、図３（Ｂ）に示すように、板状部３０の他方側に逃げ凸部３２が突出した略カップ状の構造体３１が一体形成される。
【００３７】
その後、図３（Ｂ）に示す切削工程において、上記逃げ凸部３２を切削により除去する。この切削工程は、前述した第１の実施形態と同様に、逃げ凸部３２をカッター１４によって板状部３０が所定の板厚になるまで、逃げ凸部３２の先端側から一点鎖線で示すように複数回に分割して徐々に切削する。この切削工程において、カッター１４により１回に切削する切削代を上記板状部３０に大きな負荷を与えない程度に小さく設定すること、および、カッター１４により板状部３０が変位しないように、上記構造体３１の内周部の底面と鍔部３０ａを押え具（図示しない）によって押圧しておくことが望ましい。
【００３８】
上述した切削工程によって、図３（Ｃ）に示すように、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の肉薄な平坦に形成された板状部３０には、略カップ状の構造体３１が一体に突出形成される。
【００３９】
上述した説明から明らかなように、第１の金型に形成する凹部の形状によって任意の形状に構造体を形成することができる。従って、第１の金型の凹部における高さ方法を変化させることによって、例えば、カップ状に形成する構造体の上端面を図４に示すようにテーパ面に形成することができる。
【００４０】
図４（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態として、上端面をテーパ状に形成したカップ状の構造体３４の形成方法を示している。尚、この第３の実施形態は、上述した第２の実施形態を適用して説明し、図３（Ａ）に示した第１の金型４０と第２の金型５０と同符号は同構成であり、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
図４（Ａ）に示した第１の金型６０は、凹部６１の深さが全周においてテーパ状に形成されている他は、図３（Ａ）に示した第１の金型４０と同じ構成としている。また、第２の金型についても、凸部５１の先端の高さを構造体３３の高さに応じてテーパ状に形成されている他は、前述した第２の金型５０と同じ構成としている。そして、パンチに相当する第１の金型６０を下降することにより、第２の金型５０の凸部５１が前述した金属板５の一方側の肉を押圧して第１の金型６０の凹部６１内に移行すると共に、肉が凹部６１のテーパ状の底面まで到達する。これにより、凹部６１内には、図４（Ｂ）に示した肉厚を有し、かつ上端面にテーパ面３３ａが形成された略カップ状の構造体３３が形成される。このとき、構造体３３の内周部の肉が第１の金型６０によって押圧されて第２の金型５０の逃げ凹部５２内に移行して、図４（Ｂ）に二点差線にて示す逃げ凸部３２が突出形成される。
【００４２】
このとき、第２の金型５０に形成した凸部５１の外周と、第１の金型６０に形成した突堤部６２の内周が板状部３０の鍔部３０ａを切断する。この結果、図４（Ｂ）に示すように、板状部３０の他方側に逃げ凸部３２が突出した略カップ状の構造体３３が一体形成される。その後、逃げ凸部３２を切削により除去する。この切削工程は、図３（Ｂ）に示した切削工程と同様であり、その説明は省略する。逃げ凸部３２を除去することにより、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の肉薄な平坦に形成された板状部３０には、上端面をテーパ面とした略カップ状の構造体３３が一体に突出形成される。
【００４３】
上述したように、第１の金型の凹部における高さ方法を変化させることによって、構造体の上端面を種々の形状に形成することができる。図５に示すように、略カップ状の構造体３３の上端面に、凹陥部３３ｂを形成する場合にも、図３（Ａ）に示すような第１の金型４０に形成される凹部４１の深さを、上記凹陥部３３ｂに合わせて浅く形成することにより、第１の金型５０の凸部５１によって押圧したときに、凹部４１の底部形状に従って凹陥部３３ｂを容易に形成することができる。このとき、上記凹陥部３３ｂに対応する第１の金型５０の凸部５１の上端面を低くするように形成されている。尚、このように、構造体の先端面形状を種々の凹凸面に形成することは、図３あるいは図４に示した略カップ状の構造体に限らず、第１の実施形態に示した円柱状の構造体であっても同様に形成することができる。
【００４４】
図６（Ａ）（Ｂ）は、構造体として、角状の構造体を板状部と一体に形成した実施形態であり、図６（Ａ）は、構造体として上面から見てＬ字状に形成したＬ字状構造体７０を示し、図６（Ｂ）は、上面から見て波状に形成した波状構造体８０を示している。これら例示したＬ字状構造体７０および波状構造体８０は、図１に示した第１の実施形態、あるいは、図３に示した第２の実施形態と同様の第１の金型、および第２の金型を使用することによって形成することができる。
【００４５】
図６（Ａ）に示すＬ字状構造体７０を形成する場合には、例えば、図１に示した第１の金型１０の凹部をＬ字状構造体７０の形状に合わせて形成する一方、第２の金型２０の凸部を上記凹部の開口に対応させて形成し、この凸部の周囲に逃げ凹部を形成する。そして、前述した実施態様と同様に、金属板５を第２の金型２０に載置した後、第１の金型１０を下降させて金属板５を押圧することによって、金属板５の肉を上記凹部内に移行させてＬ字状構造体７０を形成する。また構造体７０の形成に伴って第２の金型２０の逃げ凹部に突出形成された逃げ凸部を切削工程によって切削して除去する。更に、Ｌ字状構造体７０と一体に形成された板状部７１を切断することにより、図６（Ａ）に示したＬ字状構造体７０が形成される。
【００４６】
また、図６（Ｂ）に示した波状構造体７２を形成する場合には、同様に第１の金型１０の凹部を波状構造体７２の形状に合わせて形成する一方、第２の金型２０の凸部を上記凹部の開口に対応させて形成し、この凸部の周囲に逃げ凹部を形成する。そして、上述したＬ字状構造体７０と同様に、第２の金型２０に載置した金属板に対して、押圧工程と切削工程、および切断工程を行うことによって、基端側に板状部７３が一体に形成された波状構造体７２が形成される。
【００４７】
図７は、板状部８１に円柱状構造体２、略カップ状構造体３１、Ｌ字状構造体７０、半円状構造体８２、および、角柱状構造体８３を同時に形成した複合構造体８０の実施形態を示している。このように、複数の構造体を同時に板状部と一体に形成する場合においても、例えば、第１の金型１０は凹部を上記の複合構造体の形状に合わせて形成し、第２の金型２０は凸部を上記凹部の開口に対応させて形成される。そして、前述した押圧工程、切削工程、および、切断工程を行うことにより、図８に示したような複合構造体８０を板状部８１と一体に形成することができる。
【００４８】
前述した各実施形態における切削工程は、逃げ凸部を切削工具によって同一方向かに切削するようにしていた。切削代を小さくして逃げ凸部を肉薄に切削する場合は、切削によるストレスを小さくすることができる。ところが、切削代を大きくした場合には、切削工具による押圧力が大きくなることから、特に板状部に与えるストレスが大きくなり、経時変化によって寸法精度を悪化させることが想定される。このようなストレスによる悪影響を未然に防止するためには、切削工具によって切削する方向を交互に逆方向に複数回繰り返して切削することが望ましい。即ち、同一の切削工具を使用する場合には、往路と復路における切削工具の向きを反転させて往復路で切削する方法、あるいは、切削工具の切削方向は同じにするが、逆に逃げ凸部が形成された金属板の向きを切削毎に反転させ、実質的に切削方向を交互に逆方向とする方法がある。また、切削工具の移動方向の両側に刃部を形成し、往路と復路において両側の刃部を交互に用いるようにしても良い。
【００４９】
また、前述した各実施形態においては、１回の押圧工程によって逃げ凸部を形成した後、切削工程において、逃げ凸部を小さな切削代により複数回切削するようにしたが、特に高さが高い逃げ凸部の先端部分を切削する場合には、切削工具の押圧力によって板状部を変形させる虞がある。このような不良を防止するためには、逃げ凸部の高さを低くすることが有効な対策となる。この対策としては、複数回の押圧工程および切削工程を交互に繰り返し、１回の押圧工程によって形成する逃げ凸部の突出寸法を小さくすると共に、この低い逃げ凸部を切削工程によって切削し、その後、次の押圧工程によって再び突出寸法を小さな逃げ凸部を形成した後に切削する切削工程を、板状部が所定の板厚になるまで交互に繰り返す方法がある。この方法によれば、切削工具の押圧力による板状部の変形を未然に防止することが可能となる。
【００５０】
以上説明した実施形態において、金属板の板厚が薄く、しかも構造体の高さが小さい場合には、逃げ凸部が薄くなる。この場合には、切削工程において逃げ凸部を切削する回数を１回としてもよい。また、切削工程において使用する切削工具は、カッターの他、グラインダーやサンドペーパー、或いは、フライス等の他の切削手段を使用しても良い。更に、切断工程における切断手段としては、前述したプレスによる切断の他、レーザー切断やシャーリング等を使用しても良く、本発明は前述した各実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲で変形可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による金属板と一体の構造体の形成方法によれば、第１の金型と第２の金型を相対的移動して塑性加工可能な金属板を押圧し、第１の金型に構造体の形状に対応させた凹部に金属板の肉を移行させて構造体を突出形成すると共に、第２の金型の逃げ凹部に金属板の肉を移行させて逃げ凸部を突出形成た後、切削工程において１回の切削代を小さく設定し複数回繰り返すことによって上記逃げ凸部を切削除去して、上記構造体と一体の板状部を形成し、切断工程において板状部を所定の形状に切断することによって、構造体の基端側に任意の形状と板厚を有する板状部を一体に形成することができる。また、この構造体の形状は第１の金型の凹部によって定められることから、寸法のばらつきが小さな構造体を多数製作することが可能となる。更に、構造体以外の金属板の肉を逃げ凹部に移行させるので、押圧工程におけるストレスを最小限に止めることができ、板状部の平面度を良好にすることができる。更にまた、逃げ凸部を複数回に分けて徐々に切削するので、切削工程におけるストレスを減少させることができる。しかも、切削時のストレスが小さいことから、上記構造体を必要十分な高さに突出形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明にかかる第１の実施形態による形成方法を示す工程説明図である。
【図２】本発明の形成方法により形成される略カップ状の構造体を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明にかかる第２の実施形態による形成方法を示す工程説明図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、本発明にかかる第３の実施形態による形成方法を示す工程説明図である。
【図５】本発明にかかる第２の実施形態の形成方法によって形成される構造体の変形例を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の形成方法によって形成される角状の構造体を示す斜視図である。
【図７】本発明の形成方法によって形成される複合構造体を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、従来の形成方法を示し、（Ａ）は、分解斜視図、（Ｂ）は、断面図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）は、従来の突出部を形成する製造方法を示す工程図である。
【図１０】従来の形成方法により、２本の構造体を形成した例を示す断面図である。
【符号の説明】
１        板状部
２        一方の円柱状構造体
３    他方の円柱状構造体
５        金属板
１０  第１の金型
１１、１２    凹部
１３  連結部
１４  カッター（切削工具）
２０  第２の金型
２１、２２  凸部
２３  逃げ凹部
２４  逃げ凸部
Ｇ    対向部分の間隔
ｔ    板状部の板厚
φ２１、φ２２  凸部の外径
φ１１、φ１２  凹部の内径
【図１】
2004330334.tif 000003
【図２】
2004330334.tif 000004
【図３】
2004330334.tif 000005
【図４】
2004330334.tif 000006
【図５】
2004330334.tif 000007
【図６】
2004330334.tif 000008
【図７】
2004330334.tif 000009
【図８】
2004330334.tif 000010
【図９】
2004330334.tif 000011
【図１０】
2004330334.tif 000012