(57)【要約】      （修正有）【課題】製造コストを低減しつつ、鍔部に形成されるショックラインを改善することができる鍔付筒状部材の製造方法を提供する。【解決手段】被成形材に対して複数の絞り加工を行い鍔部を有する鍔付筒状部材を成形する成形工程ののち、成形工程において鍔部１ａに形成されたショックラインを、プレス型（パンチ３及びダイス２）により鍔部をプレスすることで改善する。このとき、使用されるプレス型として、鍔部と当接する表面に、複数の溝部４が同心円状、かつ鋸歯状に形成されているものを使用する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍔付筒状部材の鍔部に形成されているショックラインを、前記鍔部をプレス型でプレスすることにより改善するショックライン改善工程を有し、
前記ショックライン改善工程において、前記プレス型として、前記鍔部と当接する表面に同心円状に複数の溝部が形成されており、該プレス型の軸線を含む断面において、複数の前記溝部の断面形状が鋸歯状とされるものを使用することを特徴とする鍔付筒状部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り加工方法により得られる鍔付筒状部材の製造方法に関し、特に絞り加工後に鍔部に形成されるショックラインを改善することができる鍔付筒状部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の絞り加工を順次行って、しだいに筒部の径を縮径するようにした、鍔付筒状部材の製造方法においては、鍔付筒状部材の鍔部に曲げ戻しが繰り返し行われることになるので、図８（ａ）に示すように、鍔部の表面に板厚減少と曲げ癖により加工しわが同心円状に形成されてしまう。このようなしわは、「ショックライン」と呼ばれ、このショックラインにより鍔部の表面の平坦度が悪くなってしまう。そのため、この鍔部を部材同士の取付部とすると、部材同士の座りが悪くなったり、鍔部を気密容器等の端面とすると、シール性が低下したりする。そのため、このようなショックラインを防止する技術が、たとえば下記特許文献に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２７６２６３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにショックラインを絞り成形において防止する方法とは別に、鍔部に形成されたショックラインを改善する方法もある。例えば、鍔部に鍛造並の高面圧を加えて鍔部に形成される凹凸を潰し、ショックラインを改善する方法がある。しかしながら、この方法によれば、鍔部の板厚のわりには表面の面積が広い為、拘束状態となり鍔部の構成材料が流動しにくく、ショックラインを十分に除去するためには、鍔部にかける面圧を大きくする必要があり、高面圧をかけることが可能な大容量のプレス装置のような大がかりな設備が必要となる。また、鍔部の中央部は拘束係数が大きく構成材料が流動しにくいのに比べて、鍔部の外周部は構成材料が流動しやすく、さらに、高面圧をかける為にプレス装置の上下型の外周部が圧縮方向に変形し、その結果、図８（ｂ）に示すように、鍔部の外周部が薄い中厚形状となり平面度が悪くなる。そのため、これを防止するために、高面圧でも変形しにくい高剛性のプレス型（ダイスやパンチ）が必要となり、その結果、設備費・型費が増加し製造コストが高くなる。
【０００５】
一方、スピニング加工等の回転加工を行い、この回転加工によりショックラインを除去する方法もある。しかしながら、スピニング加工等の回転加工が必要となるために、加工時間が大幅（１０〜５０倍）に増加するために、生産性が劣る。さらに、スピニング加工機等の機械が必要で、設備費が増加するために、製造コストが増加するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであって、鍔部に形成されるショックラインを、製造コストを低減し、かつ生産性を向上しつつ改善することができる鍔付筒状部材の製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明の鍔付部材の製造方法は、鍔付筒状部材の鍔部に形成されているショックラインを、前記鍔部をプレス型によりプレスすることにより改善するショックライン改善工程を有し、前記ショックライン改善工程において、前記プレス型として、前記鍔部と当接する表面に同心円状に複数の溝部が形成されており、該プレス型の軸線を含む断面において、複数の前記溝部の断面形状が鋸歯状とされるものを使用することを特徴とする。
【０００８】
上記のようなショックライン改善工程によれば、プレス型に形成される溝部により、該プレス型で鍔部を、該鍔部の引張強度並の面圧でプレスした際に、鍔部を構成する構成材料が溝部に誘導されて、鍔部の板厚が厚い部分が薄い部分に流動する。また、鍔部には同心円状にショックラインが形成されるので、プレス型に同心円状に複数形成され、かつ断面形状が鋸歯状とされる鍔部により、鍔部の構成材料が該鍔部の径方向に優先して流動し、鍔部の径方向における板厚のばらつきがならされて、鍔部の板厚が均一になりやすい。そのため、ショックライン及び曲げ癖を改善することができる。このように、本発明にかかるショックライン改善工程により、鍔部の成形工程において鍔部に形成されるショックラインが改善されるので、鍔部の平坦度のよい鍔付筒状部材を製造することができる。
【０００９】
さらに、上記の本発明に使用されるプレス型においては、鍔部と当接させた際に、該鍔部との接触面積が溝部の形成分だけ、溝部が形成されていないものより少なくなるので、比較的小さい面圧（鍔部の引張強度並の面圧）で鍔部の構成材料を流動させることができる。そのため、大容量の大型プレス型を使用する必要がないので、製造コストを低減できる。また、鍔部に働く面圧が少なくてすむので、高剛性のプレス型を使用しなくても、鍔部の形状が外周部の板厚が薄い中厚形状となるのを防止することができる。
【００１０】
さらに、鋸歯状の溝部は径方向外向きに鍔部の構成材料が優先的に流動するようにその形状を設定するのがよい。これにより、鍔部の構成材料が径方向外向きに向かって優先的に流動するので、ショックラインを改善するとともに、鍔部の外周部における板厚の減少をより効果的に抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。本実施形態における鍔付筒状部材の製造方法は、図１に示すように、被成形材に複数の絞り加工を行って鍔付筒状部材を成形する成形工程Ａ１と、成形工程Ａ１において鍔部に形成されたショックラインを改善するショックライン改善工程Ａ２とを有する。さらに、成形工程Ａ１は、被成形材（本実施形態においては、板状部材）に絞り加工を行って鍔付筒状部材の筒部を成形する前絞り工程Ａ１１と、前絞り工程Ａ１１で形成される筒部を縮径しつつ鍔部を成形する次絞り工程Ａ１２とを有する。また、ショックライン改善工程Ａ２は、プレス型により鍔部をプレスすることにより行うことができ、第一プレス型によりプレスする第一ショックライン改善工程Ａ２１と、第二プレス型によりプレスする第二ショックライン改善工程Ａ２２とを有する。さらに、本実施形態においては、ショックライン改善工程の後に、仕上げ工程Ａ３を行っている。
【００１２】
以下、これらの工程について詳細に説明する。図２は、鍔付筒状部材を成形する成形工程を示すものである。まず、図２（ａ）の板状の被成形材Ｗに対して、前絞り工程Ａ２を行う。これにより、被成形材Ｗにカップ状の筒部Ｗ１が形成されるとともに、鍔部Ｗ２が形成される（図２（ｂ））。次に、このように形成された筒部Ｗ１を縮径しつつ鍔部Ｗ２を成形する（図２（ｃ）〜図２（ｅ））。このとき、図２（ｃ）において鍔部Ｗ２が形成され、この鍔部Ｗ２と筒部Ｗ１との間に形成される肩部Ｗ３が、筒部Ｗ１が縮径するにつれて曲げ戻しされて、もともと肩部Ｗ３であった部分が鍔部Ｗ２の一部となる。そして、筒部Ｗ１の直径が所望の直径まで縮径されれば（図２（ｄ））、筒部Ｗ１の底部に貫通孔を形成し、図２（ｅ）に示すような、鍔部１ａ及び筒部１ｂを有する鍔付筒状部材１を成形することができる。
【００１３】
上記のような成形工程においては、絞り加工を複数回行っているので、これら複数回の絞り加工に起因するショックラインが、鍔付筒状部材１の鍔部１ａに生じる。さらに、図２においては、筒部１ｂの径を縮径しつつ鍔部１ａを形成する次絞り工程は２〜３回程度しか行われていないが、実際に直径が小さい筒部１ｂを形成するには、筒部１ｂの直径をいっぺんに縮径するのは困難であるので、複数回筒部１ｂの直径を縮径して肩部Ｗ３を曲げ戻しているため、同心円状に多数のショックラインが形成されることになる。
【００１４】
このようなショックラインが鍔部１ａに形成されていると、鍔部１ａにおいて、この鍔付筒状部材１を他部材に取り付ける際に、取り付け面としての座りが悪かったり、鍔部１ａを気密容器等の端面として使用する場合には、シール性が低下してしまう。そのため、成形工程において鍔部１ａに形成されたショックラインを改善する必要がある。
【００１５】
図３は、ショックライン改善工程に使用されるプレス型の、鍔付筒状部材１の鍔部１ａと当接する表面部分を詳細に示すものである。図３に示すように、本実施の形態においては、鍔部１ａをプレスするプレス型は、パンチ３及びダイス２により構成されている。そして、これらプレス３及びダイス２の、鍔部１ａと当接する表面には、鋸歯状の溝部４が複数形成されている。この複数の溝部４は、プレス型（パンチ３及びダイス２）の軸線Ｏを中心として、同心円状に所定ピッチ量ｘで連続して形成されている。この溝部４のピッチ量ｘは、ショックラインが形成される鍔付筒状部材１の鍔部１ａの板厚に応じて好適な値に設定されている。より具体的には、溝部４のピッチ量ｘは、鍔部１ａの板厚の１〜３倍に設定しておくのがよい。さらに、パンチ３及びダイス２にそれぞれ形成されている溝部はパンチ３及びダイス２で位置をそろえて構成されている。
【００１６】
また、パンチ３及びダイス２の、鍔部１ａと当接する表面は、パンチ３及びダイス２の中央部側のほうが外周部よりも若干盛り上がって形成されている。より具体的には、このパンチ３及びダイス２の鍔部１ａと当接する表面は、プレス型（パンチ３及びダイス２）の中心を支点として、全体として所定角度θのテーパー形状とされている。θは、例えば０〜０．５°の範囲に設定することができる。
【００１７】
さらに、この溝部４周辺を図４において詳細に示す。図４に示すように、プレス型（図４においてはダイス２）の軸線Ｏを含む断面において溝部４は鋸歯状に形成されているとともに、溝部４の最深部４ａからダイス２の軸線Ｏ側に向かって形成される溝部４の側面４ｂ（軸線側側面４ｂとする）は、溝部４の最深部４ａからダイス２の外周側に向かって形成される溝部４の側面４ｃ（外周側側面４ｃ）よりも緩やかな形状とされている。つまり、軸線側側面４ｂの径方向における長さが、外周側側面４ｃの径方向における長さよりも長く形成されている。さらに、軸線側側面４ｂは、ダイス２の表面側に向かって凸状となるアール形状とされており、外周側側面４ｃは、ダイス２の内部に向かって凸状となるアール形状とされている。さらに、個々の溝部４の深さは、０．０５〜０．２ｍｍに設定されている。なお、軸線側側面４ｂ及び外周側側面４ｃの形状は、単にテーパー形状とすることもできるが、鍔付筒状部材１の鍔部１ａの構成材料を効果的に流動させるためには、溝部４の両側面４ｂ、４ｃの形状をアール形状とするのがより望ましい。
【００１８】
以下、図３及び図４に示すパンチ３及びダイス２により、鍔付筒状部材１の鍔部１ａに生じるショックラインを改善するショックライン改善工程について、図５及び図６を用いて詳細に説明する。まず、ダイス２に形成されている開口部２ａに鍔付筒状部材１の筒部１ｂを挿入して、鍔部１ａの裏面がダイス２の表面と当接するように配置する。そして、この状態で鍔部１ａのダイス２とは当接していない側の表面にパンチ３を当接させ、ダイス２及びパンチ３により鍔部１ａを挟みこんで、鍔部１ａをプレスする。このとき、鍔部１ａにかける圧力は、鍔部１ａの引張強度並の面圧で十分である。
【００１９】
これにより、図６に詳細に示すように、溝部４の側面４ｂ、４ｃによりショックラインの大きな凹凸を押さえ込み、板厚が減少した部分にそうでない部分から鍔部１ａの表面の構成材料を流動させて、ショックラインを改善することができる。なお、鍔部１ａの構成材料は、特に溝部４の軸線側側面４ｂにより押さえ込まれ、そのため鍔部１ａの径方向外周向きに優先的に流動することになる。これは、軸線側側面４ｂが外周側側面４ｃよりも径方向に長く形成されているため、溝部４の軸線側側面４ｂに押さえ込まれる鍔部１ａの構成材料が多いためである。また、本実施形態においては、溝部４の軸線側側面４ｂを、ダイス２の表面側に向かって凸形状としているので、鍔部１ａの構成材料を、外周部側により一層流動させやすい。
【００２０】
このように本実施形態においては、溝部４の側面４ｂによりショックラインの大きな凹凸が、鍔部１ａの径方向外周側に優先的に押さえ込まれるため、鍔部１ａに同心円状に複数形成されるショックラインを鍔部１ａの径方向に効果的にならすことができるととともに、鍔部１ａの外周部における板厚が薄くなることを防止することができる。さらに、溝部４がダイス２及びパンチ３に形成されていることにより、鍔付筒状部材１の鍔部１ａと接触するプレス型（ダイス２及びパンチ３）の接触面積が、表面の平坦なプレス型よりも少なくなり、拘束係数が小さくなる。そのため、プレス型（パンチ３及びダイス２）にかける圧力が小さくても、鍔部１ａの構成材料を溝部４の側面４ｂにより押さえ込むことができるので、鍔部１ａを引張強度並の面圧でショックラインを改善することができ、プレス荷重の大きな大容量のプレス装置を使用する必要がなく、製造コストを低減することができる。
【００２１】
さらに、上記のショックライン改善工程は、複数回行うこともできる。その場合、前述にて説明したショックライン改善工程を第一ショックライン改善工程として、該第一ショックライン改善工程に続いて第二ショックライン改善工程を行うことができる。この第二ショックライン改善工程は、第一ショックライン改善工程において使用するプレス型（パンチ３及びダイス２）を第一プレス型として、該第一プレス型とは異なる第二プレス型を使用して行うことができる。この第二プレス型としては、図７に示すようなパンチ３’及びダイス２’を使用することができ、鍔付筒状部材１の鍔部１ａと当接する表面に形成される溝部４‘の形成形態が第一プレス型（パンチ３及びダイス２）とは異なるものを使用するのがよい。具体的には、第二プレス型（パンチ３’及びダイス２’）に形成される溝部４’の最深部４’ａの位置が、第一プレス型（パンチ３及びダイス２）に形成されている溝部４’の最深部４’ａの位置と、径方向にずれているものを使用することができる。さらに具体的には、第二プレス型の溝部４’の最深部４’ａは、第一プレス型の溝部４の最深部４ａと、溝部４のピッチ量ｘの１／３〜１／２倍程度ずらしておくのがよい。特に、第二プレス型の溝部４’の最深部４’ａは、第一プレス型の溝部４’の最深部４’ａよりも外周側に、溝部４のピッチ量ｘの１／３〜１／２倍程度ずらしておくのがよい。なお、第二プレス型（パンチ３’及びダイス２’）に形成される溝部４’の形状は、第一プレス型（パンチ３及びダイス２）に形成される溝部４と同等の形状を有しており、それぞれのピッチ量ｘ、ｘ’も同じ値に設定されている。
【００２２】
上記の第二ショックライン改善工程においては、第二プレス型（パンチ３’及びダイス２’）に形成される溝部４’は、第一プレス型（パンチ３及びダイス２）に形成されている溝部４と同一の形状、同一のピッチ量を採用しているが、第二プレス型に形成される溝部４’は、第一プレス型に形成される溝部４とその形状及びピッチ量が異なるものを採用するようにしてもよい。例えば、第二プレス型の溝部４’のピッチ量ｘ’を、第一プレス型の溝部４のピッチ量ｘとは異なる値に設定することもできる。
【００２３】
上記のように第二プレス型の溝部４の最深部４ａを、第一プレス型の溝部４の最深部４ａと位置をずらしておき、第一ショックライン改善工程と第二ショックライン改善工程を続けて行うことで、鍔部１ａの表面を第一ショックライン改善工程後よりもさらに平坦にすることができる。また、第二プレス型の溝部４を、鍔部１ａの外周部側に溝部４のピッチ量ｘの１／３〜１／２倍程度ずらしておくことで、第二ショックライン改善工程により、鍔部１ａの構成材料がしだいに外周側へ移動しやすくなるので、鍔部１ａの外周部が薄くなるのを、さらに抑制することができる。
【００２４】
上記のようなショックライン改善工程により、鍔部１ａに生じるショックラインを改善した後に、鍔部１ａに残存する微小な凹凸を仕上げ工程により改善する。この仕上げ工程は、鍔部１ａと当接する表面が平坦なプレス型（パンチ及びダイス）を使用して、このプレス型により鍔部１ａをプレスすることにより行うことができる。このとき、鍔部１ａをプレスするときに、プレス型にかかるプレス面圧は、鍔部１ａの引張強度並の面圧で十分である。これにより、鍔部１ａの表面の微小な凹凸を改善することができ、より一層な鍔部１ａの表面を平坦にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、比較的小さい面圧（鍔部の引張強度並の面圧）で鍔部をプレスしても、鍔付筒状部材の板厚減少部に、鍔部の構成材料を流動させることができ、複数の絞り加工により鍔部に形成される板厚減少や曲げ癖等のショックラインを改善することができる。そのため、ショックラインを改善するために、比較的面圧の大きな大容量（従来方法の鍛造並）のプレス装置を使用する必要がなく、その結果設備費を削減することができ、製造コストの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鍔付筒状部材の製造方法の各工程の流れを示すブロック図。
【図２】本発明の成形工程を説明する図。
【図３】ショックライン改善工程に使用されるプレス型の概略図。
【図４】プレス型の表面に形成される溝部の形状を拡大して示す図。
【図５】ショックライン改善工程について説明する図。
【図６】プレス型により鍔部のショックラインが改善される様子を説明する図。
【図７】第二ショックライン改善工程について説明する図。
【図８】従来の方法により得られる鍔付筒状部材の問題点を示す図。
【符号の説明】
１  鍔付筒状部材
１ａ  鍔部
１ｂ  筒部
２、２’  ダイス（プレス型）
３、３’  パンチ（プレス型）
４、４’  溝部
４ａ、４’ａ  溝部の最深部
４ｂ、４’ｂ  溝部の軸線側側面
４ｃ、４’ｃ  溝部の外周側側面
【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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