(57)【要約】【解決手段】絞り成形方法は、第１ダイと第１パンチで第１板部１２に絞り加工を施す第１絞り工程と、第２ダイ４１と第２パンチ４２で第２板部１４に絞り加工を施す第２絞り工程とを、この順に実施する絞り成形方法において、第２絞り工程では、第１絞り工程で生成した凹部１３の第１辺３１を拘束し、第２板部は非拘束状態で絞り加工を施す。【効果】第２絞り工程で凹部の第１辺を拘束すると、第１辺側は流入せず且つ引き伸ばされないので、凹部側の亀裂を防止することができる。１枚のブランク材に絞り成形で凹部および凹部に隣接させて凸部を成形することができる。第２板部を非拘束したので、流入させて絞り成形することができ且つしわを防止することができる。【選択図】        図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランク材を、隣接する第１板部と第２板部とに便宜的に区分し、第１ダイと第１パンチで前記第１板部に絞り加工を施す第１絞り工程と、第２ダイと第２パンチで前記第２板部に絞り加工を施す第２絞り工程とを、この順に実施する絞り成形方法において、
前記第２絞り工程では、第１絞り工程で生成した凹部のうち第２板部に近接する部位を拘束し、第２板部は非拘束状態で絞り加工を施すことを特徴とする絞り成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１枚のブランク材を用いて、第１絞り工程の絞り加工で凹部を得た後、凹部に隣接した位置に第２絞り工程で凸部を絞り加工する絞り成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の絞り成形方法は、ブランクの中央を予め厚くして、深絞り成形で中央の板厚が薄くなるのを回避する（例えば、特許文献１参照。）。
また、素材の周縁部の一部を押えないで成形することで、割れを防止する絞り成形方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、金属板の周縁部を押える装置を用い、成形の際に押える装置側の摩擦係数によって周縁部を滑らせ、亀裂を防止する成形方法もある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５７−１６８７３１号公報  （第１−２頁、第２−３図）
【特許文献２】
特許第２５４７７７２号公報  （第２頁、第３図）
【特許文献３】
特開２００２−２２４７５８号公報  （第４頁、図１）
【０００４】
上記の特許文献２、３を、図面を参照の上、詳しく説明する。
図１４は従来の絞り成形方法の説明図である（特許文献２の第３図を写したもの。）。
ダイ１に素材Ｗを載せ、素材Ｗの周縁部Ｈをブランクホルダ２で押えるが、このとき、凹状部５に対応する部分については、ダイ１とブランクホルダ２とで挟持しない。その次に、ポンチ３によって素材ＷをＵ字状に絞り込む。その結果、凹状部５に対応する部位の割れを防止することができる。
【０００５】
図１５は従来の深絞り成形型装置を用いた絞り成形方法の説明図である（特許文献３の図１を写したもの。）。
まず、ダイ本体１０に固定した合成樹脂製のダイプレート１１とブランクホルダ本体１４に固定した合成樹脂製のブランクホルダプレート１５とで金属板５を挟持する。次に、ダイ６にパンチ８を押し込み、成形品は完成する。この成形方法では、摩擦係数によって押えを加減し亀裂の発生を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の成形方法は、成形後に板厚が薄くなるのを回避できるが、予めブランクを部分的に厚くする必要があり、ブランクの製造コストが大幅に上昇する。
【０００７】
上記図１４に示す特許文献２の成形方法では、素材Ｗの一部を押えないことで割れを防止したが、成形形状によっては、しわが生じたり肉厚が局部的に薄くなることがある。例えば、１枚のブランク材に絞り成形で凹部および凹部に隣接させて凸部を成形する場合に、特許文献２の成形方法を採用して凸部を成形すると、成形済みの凹部側に亀裂が発生し、一方、押えない凸部側にしわが生じる。
【０００８】
図１５に示す特許文献３の装置を用いた方法では、亀裂の発生を防止したが、成形形状によっては、肉厚が局部的に薄くなることがある。例えば、１枚のブランク材に絞り成形で凹部および凹部に隣接させて凸部を成形する場合に、凸部を設ける素材Ｗの周縁部を押えることになり、成形済みの凹部側に亀裂が発生する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、１枚のブランク材に絞り成形で凹部および凹部に隣接させて凸部を成形することができる絞り成形方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ブランク材を、隣接する第１板部と第２板部とに便宜的に区分し、第１ダイと第１パンチで第１板部に絞り加工を施す第１絞り工程と、第２ダイと第２パンチで第２板部に絞り加工を施す第２絞り工程とを、この順に実施する絞り成形方法において、第２絞り工程では、第１絞り工程で生成した凹部のうち第２板部に近接する部位を拘束し、第２板部は非拘束状態で絞り加工を施すことを特徴とする。
【００１１】
第２絞り工程では、ブランク材を押させるときに、凹部のうち第２板部に近接する部位を拘束するので、拘束した部位は絞り成形の際に流入せず且つ伸ばされない。その結果、凹部側の板厚を維持することができ、凹部側の亀裂の防止を図れる。
【００１２】
また、第２絞り工程では、第２板部を非拘束したので、絞り成形の際に第２板部を滑らせつつ流入させることができ、より確実に凹部側の亀裂の防止を図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る絞り成形方法を用いて成形した成形品の説明図である。
（ａ）において、成形品１０は、ブランク材１１の第１板部１２に凹部１３を成形し、第１板部１２に隣接する第２板部１４に溜まり凸部１５を成形したもので、例えば、自動二輪車の燃料タンクのボトム側であり、ボトム側の下に部品を収納する凹部１３を設け、燃料を溜める溜まり凸部１５を１枚のブランク材１１に一体に設けたことを特徴とする。
【００１４】
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、凹部１３に対して溜まり凸部１５を逆に絞り成形したことを示すとともに、凹部１３と溜まり凸部１５の間に位置する境界部１６を示す。
このような成形品１０を絞り成形する方法は、第１絞り工程と第２絞り工程とからなる。次にこれらの絞り工程を順に説明する。
【００１５】
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る絞り成形方法の第１絞り工程の説明図である。
（ａ）：第１絞り工程は、まず、ブランク材１１を第１絞り金型２０に搬入する。具体的には、ブランク材１１は、第１板部１２と第２板部１４を設定したものであり、ブランク材１１の板厚はｔ（例えば、０．８ｍｍ）を用いた。第１絞り金型２０は、第１ダイ２１（凹型２２、肩部２３を有す。）と、第１パンチ２４（凸型２５を有す。）とからなる。
このような第１絞り金型２０の第１パンチ２４の位置決め部（図に示していない）を基準にブランク材１１をセットし、続けて、第１ダイ２１の下降を矢印▲１▼の如く開始する。
【００１６】
（ｂ）：第１ダイ２１を下降させて下限までストロークさせると同時に、ブランク材１１を加圧し第１ダイ２１の凹型２２と第１パンチ２４の凸型２５とでブランク材１１の第１板部１２に凹部１３を絞り加工する。引き続き、第１ダイ２１を上昇させて戻して、凹部１３を加工したブランク材１１を取り出す。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第１絞り工程で成形した凹部の説明図である。
（ａ）は完成した凹部１３の斜視図である。
凹部１３は、第２板部１４に近接する部位であるところの第１辺３１と、第２辺３２と、第３辺３３と、第２辺３２に対向する第４辺３４（（ｂ）参照）と、上辺３５とからなる。
【００１８】
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、凹部１３の第１辺３１、第３辺３３、第４辺３４および上辺３５を示す。
（ｃ）は（ｂ）を反転した状態を断面で示した図で、次工程である第２絞り工程の第２絞り金型に搬入する状態を示す。３６は第１ダイの肩部２３（図２参照）で引き伸ばして塑性加工したアール部を示す
【００１９】
図４は本発明に係る第２絞り工程に用いる第２絞り金型の断面図である。
第２絞り金型４０は、第２ダイ４１と、第２パンチ４２と、ブランクホルダ４３とからなる。
【００２０】
第２ダイ４１は、プレス機に固定するダイベース部４５を形成し、このダイベース部４５に押片４７を取り付け、ダイベース部４５の中央に第１のダイ型５１を形成し、ダイベース部４５の周縁に第２のダイ型５２を形成したものである。５３・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）は押片４７を取り付けるボルト、５４は基準ピンを示す。
【００２１】
第２パンチ４２は、プレス機側に固定するパンチベース部５６を形成し、このパンチベース部５６の中央に水平力受け部材５７を取り付け、この水平力受け部材５７の上部にパンチ本体５８を取り付け、パンチベース部５６の両端にガイドポスト６１，６１（図５参照）を配置し、パンチ本体５８にパンチ型６２を形成したものである。
【００２２】
ブランクホルダ４３は、ホルダ本体６４と、ホルダ本体６４を作動させるホルダ押圧装置６５とを有する。
ホルダ本体６４には、押圧凹部６７と保持部６８を形成した。
押圧凹部６７は、凹部１３（図３（ｃ）参照）と一致するように切削加工で彫り込んだ部位である。
ホルダ押圧装置６５の構成は任意であり、既存の装置と同様のものを使用してもよく、例えば、油圧・空圧装置、スプリング、ゴム材等を用いて構成する。７１・・・はロッドを示す。
【００２３】
図５は図４の５矢視図であり、第２パンチ４２およびブランクホルダ４３の斜視図で、第２パンチ４２のパンチベース部５６、パンチ本体５８、パンチ型６２、ガイドポスト６１，６１を示す。
パンチベース部５６には、ホルダ押圧装置６５のロッド７１・・・を通す孔７２・・・を開けた。
【００２４】
図５はまた、ブランクホルダ４３のホルダ本体６４に形成した押圧凹部６７と、保持部６８を示す。
押圧凹部６７は、前部７４、側部７５，７６および底部７７からなり、それぞれが凹部１３（図３（ｃ）参照）の辺と一致する。具体的には、前部７４と第１辺、側部７５と第２辺、側部７６と第４辺、底部７７と上辺が一致する。
【００２５】
保持部６８は、型を兼ねる部位で、固定部８２と、流入部８３とからなり、図５に示したブランクホルダ４３の位置から中央に設けた水平力受け部材５７にガイドされて一旦上昇した後（図９参照）、第２ダイ４１（図４参照）とでブランク材を保持する。
【００２６】
図６は本発明に係る第２絞り工程に用いる第２パンチの水平力受け部材の斜視図である。
水平力受け部材５７は、水平力Ｆｓ（矢印▲２▼の方向）を受けるもので、角柱本体８６に摩擦係数を小さくするためのスライド受け部材８７，８７を取り付けた。
スライド受け部材８７の材質は任意である。
【００２７】
図７は図４の７矢視図であり、第２ダイ４１のダイベース部４５、押片４７、第１・第２のダイ型５１，５２を示す。
ダイベース部４５には、第２パンチ側の２本のガイドポスト６１（図５参照）に嵌合するスライド孔部８８，８８を形成した。
【００２８】
第２のダイ型５２は、ブランクの押し付けによる受圧面を兼ね、固定部９１と、流入部９２とからなり、固定部９１と固定部８２（図５参照）とでブランク材の第１板部１２（図３参照）を固定するとともに、流入部９２と流入部８３（図５参照）とでブランク材の第２板部１４（図３参照）を非拘束する。
【００２９】
押片４７は、前押面９３と、側押面９４，９５と、底押面９６とからなり、それぞれが凹部１３（図３参照）の辺と一致する。具体的には、前押面９３と第１辺、側押面９４と第２辺、側押面９５と第４辺、底押面９６と上辺が一致する。
押片４７の材質は樹脂である。なお、押片４７を樹脂成形する金型は、凹部１３（図３参照）の形状を写した型であり、樹脂成形した押片４７の凹部１３（図３参照）に対する接触面積はほぼ１００％である。
【００３０】
図８は図４の８矢視図であり、樹脂製の押片４７を第２ダイ４１のダイベース部４５にボルト５３・・・で取り付け、押片４７に側押面９４，９５および底押面９６を形成し、ダイベース部４５に第２パンチ側の２本のガイドポスト６１，６１が嵌合するスライド孔部８８，８８を形成したことを示す。
このような第２絞り金型４０をプレス機に取り付けた後、第２絞り工程を実施する。
【００３１】
図９は本発明に係る第２絞り工程の第１説明図である。
まず、第２絞り金型４０に第１絞り工程後のブランク材１１を搬入する。具体的には、第２ダイ４１を上昇限で待機させ、ブランクホルダ４３を上昇限で待機させ、ブランクホルダ４３の押圧凹部６７に反転したブランク材１１を矢印▲３▼の如く嵌める。
【００３２】
図１０は本発明に係る第２絞り工程の第２説明図である。
押圧凹部６７に凹部１３を嵌めると、ブランク材１１はブランクホルダ４３にセットされた状態で止まる。その次に、第２ダイ４１の下降を開始し、第２ダイ４１とブランクホルダ４３との間でブランク材１１を押える。
【００３３】
図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る第２絞り工程の第３説明図である。
（ａ）：ブランクホルダ４３でブランク材１１を押えると同時に、第２板部１４を成形する。具体的には、押片４７で凹部１３を拘束し、すなわち、この後に続けて第２板部１４の中央を塑性加工する際に、凹部１３の第１辺３１、第２辺３２ならびに第４辺３４（図３参照）が移動（流入）することのない押し付け力（押え圧力ｐｆ（ｋｇ／ｃｍ２））で矢印▲４▼の如く固定する。同時に、ダイベース部４５の周縁の第２のダイ型５２でブランク材１１の第２板部１４を非拘束し、すなわち、この後の塑性加工の際に、第２板部１４が移動（流入）可能な押し付け力（押え圧力ｐｍ）で矢印▲５▼の如く第２板部１４をくの字に成形し且つ保持する。つまり、押片４７が凹部１３を固定すると、第２のダイ型５２とブランクホルダ４３との間隔は自動的に定まり、この間隔内で第２板部１４は成形され且つ保持される。次図でより詳しく説明する。
【００３４】
（ｂ）は（ａ）のｂ部詳細図であり、押片が凹部を固定すると、第２のダイ型５２（流入部９２）とブランクホルダ４３（流入部８３）との間隔はＳ（例えば、０．９ｍｍ）となり、間隔Ｓと板厚ｔとの隙間はＳ１（例えば、０．１ｍｍ）になることを示す。この結果、ブランクホルダ４３の流入部８３と第２ダイ４１の流入部９２とで成形し且つ、第２板部１４を矢印▲６▼の方向に流入可能に保持することができる。
【００３５】
（ｃ）は（ａ）のｃ部詳細図であり、第２のダイ型５２（流入部９２）とブランクホルダ４３（流入部８３）との間隔はＳ（例えば、０．９ｍｍ）となり、間隔Ｓと板厚ｔとの隙間はＳ１（例えば、０．１ｍｍ）になることを示す。この結果、ブランクホルダ４３の流入部８３と第２ダイ４１の流入部９２とで成形し且つ、第２板部１４を流入可能（図の表裏方向）に保持することができる。
【００３６】
（ｄ）は（ａ）のｄ部詳細図であり、絞り成形した凹部１３を押片４７で流入しないように拘束する範囲が凹部１３のアール部３６までであることを示す。この結果、アール部３６は、凹部１３に隣接した位置に第２パンチ４２（（ａ）参照）で絞り成形する際に流入しない。
引き続き、第２ダイ４１の下降を続け、第２パンチとで第２板部１４を絞り成形する。
【００３７】
図１２は本発明に係る第２絞り工程の第４説明図である。
第２板部１４の絞り成形では、第２ダイ４１が下降限までブランクホルダ４３を一体的に下降させることで、第２パンチ４２は第２板部１４を第１のダイ型５１に押し込むと同時に、滑らせつつ流入させ且つ引き伸ばす。その結果、第１のダイ型５１を転写した溜まり凸部１５の形状を得ることができる。
最後に、第２ダイ４１を上昇限まで上昇させて、成形品１０を取り出し、絞り成形の１サイクルが完了する。続けて、１サイクルと同様の工程で２サイクル目を実施する。
【００３８】
図１３は本発明に係る第２絞り工程の第５説明図である。
このように第２絞り工程では、第１絞り工程で生成した凹部１３の第１辺３１およびアール部３６（点で塗った部位を含む。）を矢印▲４▼の如く拘束し、第２板部１４は非拘束状態で絞り加工を施すので、凹部１３の第１辺３１およびアール部３６は流入したり引き伸ばされたりせず、一方、第２板部１４は矢印▲７▼・・・の如く流入し且つ引き伸ばされる。その結果、第１辺３１およびアール部３６の板厚を維持することができ、凹部１３の第１辺３１およびアール部３６に亀裂が発生しない。従って、１枚のブランク材１１に絞り成形で凹部１３および凹部１３に隣接させて溜まり凸部１５を成形することができる。
【００３９】
また、ブランクホルダ４３で第２板部１４を押えるので、しわの発生を防止することができる。
【００４０】
尚、本発明の実施の形態に示した図１の成形品の形状は一例であり、例えば、凹部（凸部）に凹部（凸部）を隣接させた形状や凹部など絞り成形した部位を３個以上隣接させた形状も含む。
第１・第２絞り工程の２工程で成形品を完成させたが、成形形状によっては、絞り工程を３工程以上設定してもよく、例えば、第３絞り工程を第２絞り工程と同様に設けて絞り成形してもよい。
工程間に他の工程を設けてもよい。例えば、ブランク材を熱処理する工程、切断工程、孔加工工程を設けることで、形状によっては生産効率の向上を図ることができる。
第１絞り金型２０および第２絞り金型４０の構成は一例である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、第１ダイと第１パンチでブランク材の第１板部に絞り加工を施す第１絞り工程と、第２ダイと第２パンチで第２板部に絞り加工を施す第２絞り工程とを、この順に実施する絞り成形方法において、第２絞り工程では、第１絞り工程で生成した凹部のうち第２板部に近接する部位を拘束し、第２板部は非拘束状態で絞り加工を施す。
第２絞り工程では、ブランク材を押させるときに、凹部のうち第２板部に近接する部位を拘束するので、拘束した部位は絞り成形の際に流入せず且つ引き伸ばされない。その結果、凹部側の板厚を維持することができ、凹部側の亀裂を防止することができる。従って、１枚のブランク材に絞り成形で凹部および凹部に隣接させて凸部を成形することができる。
【００４２】
また、第２絞り工程では、第２板部を非拘束したので、絞り成形の際に第２板部を滑らせつつ流入させて凸部を成形しつつ、より確実に凹部側の亀裂を防止することができる。従って、１枚のブランク材に絞り成形で凹部および凹部に隣接させて凸部を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る絞り成形方法を用いて成形した成形品の説明図
【図２】本発明に係る絞り成形方法の第１絞り工程の説明図
【図３】本発明に係る第１絞り工程で成形した凹部の説明図
【図４】本発明に係る第２絞り工程に用いる第２絞り金型の断面図
【図５】図４の５矢視図
【図６】本発明に係る第２絞り工程に用いる第２パンチの水平力受け部材の斜視図
【図７】図４の７矢視図
【図８】図４の８矢視図
【図９】本発明に係る第２絞り工程の第１説明図
【図１０】本発明に係る第２絞り工程の第２説明図
【図１１】本発明に係る第２絞り工程の第３説明図
【図１２】本発明に係る第２絞り工程の第４説明図
【図１３】本発明に係る第２絞り工程の第５説明図
【図１４】従来の絞り成形方法の説明図
【図１５】従来の深絞り成形型装置を用いた絞り成形方法の説明図
【符号の説明】
１１…ブランク材、１２…第１板部、１３…凹部、１４…第２板部、１５…溜まり凸部、２０…第１絞り金型、２１…第１ダイ、２４…第１パンチ、３１…第２板部に近接する部位（第１辺）、３２…第２板部に近接する部位（第２辺）、３４…第２板部に近接する部位（第４辺）、４０…第２絞り金型、４１…第２ダイ、４２…第２パンチ、４３…ブランクホルダ、４７…押片。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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