(57)【要約】【課題】金属板状素材の外周部に、所望の形状を有する凹溝と薄肉の竪壁部とを、プレス加工にて低コストに形成し得る凹溝の形成技術を提供する。【解決手段】第一の押圧突起を有する第一のパンチと、第二の押圧突起を有する第一のダイスとにて、金属板状素材の外周部を両側から押圧して、かかる外周部に、内側壁面と底壁面が凹溝に対応した凹部と、該外周部の一部が側方に押し出されてなる押出肉部とを形成し、次いで、第二のパンチ５０に設けられた、凹溝に対応した形状の凸条６０を、凹部内に嵌入させた状態下で、かかる凸条６０の外側面６６と、第二のダイス５２に設けられた、竪壁部の外側面に対応した形状を有する、穴部の内側面７０との間で、押出肉部９０をしごき加工することにより、金属板状素材１０の外周部に、凹溝１２と竪壁部２０とを、凹部と押出肉部とから形成するように構成した。【選択図】図９
2004034033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工によって、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝を形成すると共に、かかる凹溝の形成部位の外側に、該凹溝の外側壁面を与える薄肉の竪壁部を形成する方法であって、
外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる第一の押圧突起が設けられると共に、該第一の押圧突起が、その少なくとも先端部に、前記凹溝の内側壁面に対応した内側面と、先端に向かうに従って次第に小径化されるテーパ面、若しくは先端に向かって内側に傾斜する傾斜面からなる外側面と、該凹溝の底壁面に対応した先端面とを有して構成された第一のパンチと、該第一のパンチに対向配置された状態下で、該第一のパンチにおける第一の押圧突起の先端面との対向部位よりも外側に位置する外周部に、該第一の押圧突起に対応して延びる第二の押圧突起が設けられた第一のダイスとを用い、該第一のパンチと該第一のダイスとを、それらの間に前記板状素材を位置せしめて対向配置した後、相対的に接近移動せしめて、該板状素材の外周部を、該第一のパンチと該第一のダイスとにて、板厚方向の両側から押圧することによって、かかる板状素材の外周部における該第一のパンチ側の面に、前記凹溝の内側壁面と底壁面とに対応した内側壁面と底壁面とを有する凹部を形成せしめると共に、前記第一の押圧突起の前記テーパ面若しくは傾斜面からなる外側面と前記第二の押圧突起の先端面との間に、該外側面に沿って側方に押し出された、該板状素材の外周部の一部分からなる押出肉部を形成する工程と、
外周部に、前記凹溝に対応した凸条が設けられた第二のパンチと、該凹溝の外側壁面を与える前記竪壁部の外側面に対応した内側面を有する穴部が設けられた第二のダイスとを用い、該第二のパンチと該第二のダイスとを、それらの間に、前記凹部と押出肉部とが形成された板状素材を位置せしめて、対向配置した後、該第二のパンチの前記凸条を該凹部内に嵌入せしめるように、該第二のパンチと該第二のダイスとを相対的に接近移動せしめて、該凸条の外側面と該第二のダイスにおける穴部の内側面との間で、該押出肉部をしごき加工することによって、該凹部にて前記凹溝を形成すると共に、該押出肉部にて前記竪壁部を形成せしめる工程とを、
含むことを特徴とするプレス加工による凹溝の形成方法。
【請求項２】
前記第二のパンチと前記第二のダイスとの相対的な接近移動により、前記板状素材の外周部に設けられた前記押出肉部と、該外周部における該押出肉部よりも内側の部分とが、該第二のパンチにおける前記凸条の外側面と該第二のダイスにおける前記穴部の内側面との間で、同時にしごき加工されるようになっている請求項１に記載のプレス加工による凹溝の形成方法。
【請求項３】
互いに対向配置された状態から、相対的に接近移動せしめられて、型合せされることにより、目的とする前記凹溝と前記竪壁部とが所定の大きさにおいて設けられた前記板状素材に対応した形状の成形空間を形成する第三のパンチと第三のダイスとを用い、前記押出肉部に対するしごき加工によって、該凹溝と該竪壁部が形成された前記板状素材を、それら第三のパンチと第三のダイスとの間に配置した後、該第三のパンチと第三のダイスとを相対的に接近移動せしめて、型合せすることにより、該板状素材を前記成形空間に対応した形状に成形して、該凹溝と該竪壁部の大きさを、それぞれ前記所定の大きさに整える工程を、更に含んでいる請求項１又は請求項２に記載のプレス加工による凹溝の形成方法。
【請求項４】
プレス加工によって、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝を形成すると共に、かかる凹溝の形成部位の外側に、該凹溝の外側壁面を与える薄肉の竪壁部を形成する装置であって、
外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる第一の押圧突起が設けられると共に、該第一の押圧突起が、その少なくとも先端部に、前記凹溝の内側壁面に対応した内側面と、先端に向かうに従って次第に小径化されるテーパ面、若しくは先端に向かって内側に傾斜する傾斜面からなる外側面と、該凹溝の底壁面に対応した先端面とを有して構成された第一のパンチと、該第一のパンチに対向配置された状態下で、該第一のパンチにおける第一の押圧突起の先端面との対向部位よりも外側に位置する外周部に、該第一の押圧突起に対応して延びる第二の押圧突起が設けられた第一のダイスとを含み、該第一のパンチと該第一のダイスとを、それらの間に前記板状素材を位置せしめて対向配置した状態下で、相対的に接近移動せしめて、該板状素材の外周部を、該第一のパンチと該第一のダイスとにて、板厚方向の両側から押圧することによって、かかる板状素材の外周部における該第一のパンチ側の面に、前記凹溝の内側壁面と底壁面とに対応した内側壁面と底壁面とを有する凹部を形成せしめると共に、前記第一の押圧突起の前記テーパ面若しくは傾斜面からなる外側面と前記第二の押圧突起の先端面との間に、該外側面に沿って側方に押し出された、該板状素材の外周部の一部分からなる押出肉部を形成する圧縮加工手段と、
外周部に、前記凹溝に対応した凸条が設けられた第二のパンチと、該凹溝の外側壁面を与える前記竪壁部の外側面に対応した内側面を有する穴部が設けられた第二のダイスとを含み、該第二のパンチと該第二のダイスとを、それれらの間に、前記凹部と押出肉部とが形成された板状素材を位置せしめて、対向配置した状態下で、該第二のパンチの前記凸条を該凹部内に嵌入せしめるように、該第二のパンチと該第二のダイスとを相対的に接近移動せしめて、該凸条の外側面と該第二のダイスにおける穴部の内側面との間で、該押出肉部をしごき加工することによって、該凹部にて前記凹溝を形成すると共に、該押出肉部にて前記縦壁部を形成せしめるしごき加工手段とを、
含むことを特徴とするプレス加工による凹溝の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、プレス加工による凹溝の形成方法及び装置に係り、特に、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝と、該凹溝の外側壁面を与える薄肉の竪壁部とを、プレス加工によって有利に形成する、プレス加工による凹溝の形成方法と、そのような方法の実施に際して有利に適用可能なプレス加工による凹溝の形成装置とに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、金属製の板状素材の外周部に対して、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝を形成すると共に、かかる凹溝の外側に、凹溝の外側壁面を与える薄肉の竪壁部を形成する際には、一般に、各種の切削加工等が行なわれているが、この切削加工による方法では、材料歩留りが悪く、しかも生産性が低くなるといった問題が存していた。
【０００３】
このため、そのような切削加工とは異なって、材料を無駄に廃棄することなく、比較的に優れた生産性が発揮されるプレス加工によって、金属製の板状素材の外周部に凹溝と竪壁部とを形成する方法が、種々検討されてきており、例えば、所謂閉塞鍛造手法を利用して、板状素材の外周部に凹溝を形成する方法が、一部で採用されている。
【０００４】
この閉塞鍛造は、よく知られているように、二つのダイスを組み合わせて、目的とする凹溝や竪壁部が形成された板状素材の外周部に対応した形状を含む成形空間を形成する一方、凹溝が未だ形成されていない板状素材をパンチにて押圧して、板状素材の外周部分における金属材料の一部を、二つのダイスの間に形成される成形空間内に流動させて、充填することにより、板状素材の外周部に、凹溝と竪壁部を形成するようにしたものであるが、このような閉塞鍛造においては、板状素材の金属材料を成形空間内に十分に充填せしめる上で、パンチによる板状素材に対する押圧時に、極めて高い加圧力（荷重）が必要となるため、かかる閉塞鍛造に使用される装置全体が大型化し、またその装置の製造コストやランニングコストも高騰するといった欠点が、内在していたのである。
【０００５】
さらに、このような閉塞鍛造を行なう際には、成形空間に充填された金属材料の一部が、互いに組み合わされた二つのダイスの間の隙間内に侵入し、それによって、凹溝の外側壁面を与える竪壁部の外側面に、バリ状の余肉部分が生ずることがあり、そして、そのような余肉部分が発生した場合には、この余肉部分を、例えば、抜き加工等にて除去する際に、竪壁部が変形し、その結果、凹溝を所望の形状において形成することが出来なくなってしまうといった、深刻な問題が惹起されることとなるのである。
【０００６】
なお、かくの如き閉塞鍛造手法を利用して、板状素材の凹溝を形成する際に惹起される問題を解消するには、例えば、板状素材の外周部を圧縮加工によって、凹溝の深さに相当する量だけ圧縮し、そして、この圧縮された、板状素材の外周部を曲げ加工して、竪壁部を形成する手法を採用することが、容易に考えられる。このような圧縮加工と曲げ加工の２種類のプレス加工を組み合わせて実施する方法によれば、上述の如き閉塞鍛造において必要とされる加圧力よりも、十分に小さな加圧力によって、凹溝や竪壁部が形成され得るばかりでなく、竪壁部の外側面に、バリ状の余肉部が形成されるようなことも、有利に回避され得るのであり、それによって、閉塞鍛造の実施によって生ずる問題が、悉く解消され得ることとなるのである。
【０００７】
しかしながら、かかるプレス加工手法を実際に行なった場合、板状素材の圧縮された外周部を、単に曲げ加工しただけでは、所望の形状を有する竪壁部を形成することが困難であったのであり、それ故に、閉塞鍛造の実施時に生ずるバリ状の余肉部分の形成は回避されるものの、結局、上述の如きプレス加工手法によっても、凹溝を所望の形状において形成することが、容易ではなかったのである。
【０００８】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、金属製の板状素材の外周部を、可及的に小さな加圧力にてプレス加工することによって、かかる外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝と、それの外側壁面を与える薄肉の竪壁部とを、所望の形状において、低コストに形成することが出来る、プレス加工による凹溝の形成方法と、そのような方法に有利に使用可能なプレス加工による凹溝の形成装置とを、提供することにある。
【０００９】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、プレス加工によって、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝を形成すると共に、かかる凹溝の形成部位の外側に、該凹溝の外側壁面を与える薄肉の竪壁部を形成する方法であって、（ａ）外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる第一の押圧突起が設けられると共に、該第一の押圧突起が、その少なくとも先端部に、前記凹溝の内側壁面に対応した内側面と、先端に向かうに従って次第に小径化されるテーパ面、若しくは先端に向かって内側に傾斜する傾斜面からなる外側面と、該凹溝の底壁面に対応した先端面とを有して構成された第一のパンチと、該第一のパンチに対向配置された状態下で、該第一のパンチにおける第一の押圧突起の先端面との対向部位よりも外側に位置する外周部に、該第一の押圧突起に対応して延びる第二の押圧突起が設けられた第一のダイスとを用い、該第一のパンチと該第一のダイスとを、それらの間に前記板状素材を位置せしめて対向配置した後、相対的に接近移動せしめて、該板状素材の外周部を、該第一のダイスと該第一のパンチとにて、板厚方向の両側から押圧することによって、かかる板状素材の外周部における該第一のパンチ側の面に、前記凹溝の内側壁面と底壁面とに対応した内側壁面と底壁面とを有する凹部を形成せしめると共に、前記第一の押圧突起の前記テーパ面若しくは傾斜面からなる外側面と前記第二の押圧突起の先端面との間に、該外側面に沿って側方に押し出された、該板状素材の外周部の一部分からなる押出肉部を形成する工程と、（ｂ）外周部に、前記凹溝に対応した凸条が設けられた第二のパンチと、該凹溝の外側壁面を与える前記竪壁部の外側面に対応した内側面を有する穴部が設けられた第二のダイスとを用い、該第二のパンチと該第二のダイスとを、それれらの間に、前記凹部と押出肉部とが形成された板状素材を位置せしめて、対向配置した後、該第二のパンチの前記凸条を該凹部内に嵌入せしめるように、該第二のパンチと該第二のダイスとを相対的に接近移動せしめて、該凸条の外側面と該第二のダイスにおける穴部の内側面との間で、該押出肉部をしごき加工することによって、該凹部にて前記凹溝を形成すると共に、該押出肉部にて前記縦壁部を形成せしめる工程とを含むことを特徴とするプレス加工による凹溝の形成方法を、その要旨とするものである。
【００１０】
要するに、この本発明に従うプレス加工による凹溝の成形方法にあっては、板状素材の外周部に対する圧縮加工としごき加工の２種類のプレス加工を組み合わせて実施することによって、板状素材の外周部に、目的とする凹溝と竪壁部とを形成するようにしたものであり、それによって、二つのダイスを組み合わせて形成された成形空間内に板状素材の金属材料の一部を流動させて、充填せしめる閉塞鍛造を利用した従来手法とは異なって、比較的に小さな加圧力にて、凹溝や竪壁部が確実に形成され得るばかりでなく、竪壁部の外側面に、バリ状の余肉部が形成されるようなことも、有利に回避され得るのである。
【００１１】
それ故、かかる本発明手法では、凹溝や竪壁部の形成に要される装置全体の大型化が効果的に抑制され得て、そのような装置の製造コストやランニングコストが、可及的に低く抑えられ得るのであり、また、バリ状の余肉部分の除去操作によって、竪壁部や凹溝が変形するようなことも、有利に皆無ならしめられ得るのである。
【００１２】
しかも、この本発明に係るプレス加工による凹溝の成形方法においては、板状素材の外周部に対する圧縮加工が、特定形状の第一の押圧突起を有する第一のパンチと、所定形状の第二の押圧突起を備えた第一のダイスとにて、板状素材の外周部を、その板厚方向の両側から押圧することによって行なわれて、かかる板状素材の外周部に、凹溝の内側壁面と底壁面とに対応した内側壁面と底壁面とを有する凹部が形成されると共に、板状素材の外周部の一部分からなる押出肉部が、第一の押圧突起のテーパ面若しくは傾斜面からなる外側面に沿って、側方に押し出されるように形成されるようになっており、そして、かくして形成される押出肉部に対するしごき加工が、押出肉部と共に板状素材の外周部に形成された凹部内に、第二のパンチに設けられた、目的とする凹溝に対応した凸条を嵌入しつつ、かかる凸条の外側面と、第二のダイスに設けられた穴部の、目的とする竪壁部の外側面に対応した形状を有する内側面との間で、押出肉部をしごくことによって行なわれて、凹部と押出肉部とから、目的とする凹溝と竪壁部とが形成されるようになっているところから、単に、板状素材の外周部を、目的とする凹溝の深さに相当する分だけ圧縮加工した後、かかる外周部を曲げ加工するだけの従来手法とは異なって、しごき加工によって形成される凹溝の内側壁面と外側壁面と底壁面や、竪壁部の内側面と外側面が、凸条の外側面と内側面と先端面や、穴部の内側面に正確に対応した形状と為され得るのである。
【００１３】
従って、このような本発明に従うプレス加工による凹溝の形成方法によれば、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝と、それの外側壁面を与える薄肉の竪壁部とを、加圧力が可及的に小さくされたプレス加工によって、所望の形状において、低コストに形成することが出来るのである。
【００１４】
なお、かくの如き本発明に従うプレス加工による凹溝の形成方法の好ましい態様の一つによれば、前記第二のパンチと前記第二のダイスとの相対的な接近移動により、前記板状素材の外周部に設けられた前記押出肉部と、該外周部における該押出肉部よりも内側の部分とが、該第二のパンチにおける前記凸条の外側面と該第二のダイスにおける前記穴部の内側面との間で、同時にしごき加工されるように構成される。
【００１５】
このような構成を採用すれば、例えば、第二の押圧突起が、角張った形状とされていても、板状素材の外周部における押出肉部とその内側部分との境界部位に、かかる第二の押圧突起の先端角部にて形成される段差が、しごき加工によって確実に消失され得るのであり、以て、そのような段差の残存による板状素材の外周面の平滑性の低下等の不具合が有利に解消され得るのである。
【００１６】
また、本発明に従うプレス加工による凹溝の成形方法の別の有利な態様の一つによれば、互いに対向配置された状態から、相対的に接近移動せしめられて、型合せされることにより、目的とする前記凹溝と前記竪壁部とが所定の大きさにおいて設けられた前記板状素材に対応した形状の成形空間を形成する第三のパンチと第三のダイスとを用い、前記押出肉部に対するしごき加工によって、該凹溝と該竪壁部が形成された前記板状素材を、それら第三のパンチと第三のダイスとの間に配置した後、該第三のパンチと第三のダイスとを相対的に接近移動せしめて、型合せすることにより、該板状素材を前記成形空間に対応した形状に成形して、該凹溝と該竪壁部の大きさを、それぞれ前記所定の大きさに整える工程を、更に含んで構成されることとなる。これによって、目的とする凹溝や竪壁部が、所望の形状に、より正確に対応した形状をもって、有利に形成され得るのである。
【００１７】
そして、本発明にあっては、前述せる如き技術的課題を解決するために、プレス加工によって、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝を形成すると共に、かかる凹溝の形成部位の外側に、該凹溝の外側壁面を与える薄肉の竪壁部を形成する装置であって、（ａ）外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる第一の押圧突起が設けられると共に、該第一の押圧突起が、その少なくとも先端部に、前記凹溝の内側壁面に対応した内側面と、先端に向かうに従って次第に小径化されるテーパ面、若しくは先端に向かって内側に傾斜する傾斜面からなる外側面と、該凹溝の底面よりも広幅の先端面とを有して構成された第一のパンチと、該第一のパンチに対向配置された状態下で、該第一のパンチにおける第一の押圧突起の先端面との対向部位よりも外側に位置する外周部に、該第一の押圧突起に対応して延びる第二の押圧突起が設けられた第一のダイスとを含み、該第一のパンチと該第一のダイスとを、それらの間に前記板状素材を位置せしめて対向配置した状態下で、相対的に接近移動せしめて、該板状素材の外周部を、該第一のダイスと該第一のパンチとにて、板厚方向の両側から押圧することによって、かかる板状素材の外周部における該第一のパンチ側の面に、前記凹溝の内側壁面に対応した内側壁面を有する凹部を形成せしめると共に、前記第一の押圧突起の前記テーパ面若しくは傾斜面からなる外側面と前記第二の押圧突起の先端面との間に、該外側面に沿って側方に押し出された、該板状素材の外周部の一部分からなる押出肉部を形成する圧縮加工手段と、（ｂ）外周縁部に、前記凹溝に対応した凸条が設けられた第二のパンチと、該凹溝の外側壁面を与える前記竪壁部の外側面に対応した内側面を有する穴部が設けられた第二のダイスとを含み、該第二のパンチと該第二のダイスとを、それれらの間に、前記凹部と押出肉部とが形成された板状素材を位置せしめて、対向配置した状態下で、該第二のパンチの前記凸条を該凹部内に嵌入せしめるように、該第二のパンチと該第二のダイスとを相対的に接近移動せしめて、該凸条の外側面と該第二のダイスにおける穴部の内側面との間で、該押出肉部をしごき加工することによって、該凹部にて前記凹溝を形成すると共に、該押出肉部にて前記縦壁部を形成せしめるしごき加工手段とを含むことを特徴とするプレス加工による凹溝の形成装置をも、また、その要旨とするものである。
【００１８】
要するに、この本発明に従うプレス加工による凹溝の形成装置にあっては、板状素材の外周部に凹部と押出肉部とを形成する、かかる外周部に対する圧縮加工が、圧縮加工形成手段にて確実に実施され得ると共に、それら凹部と押出肉部とから目的とする凹溝と竪壁部とを形成する、押出肉部に対するしごき加工が、しごき加工手段にて確実に行なわれ得るようになっているのである。
【００１９】
従って、このような本発明に従うプレス加工による凹溝の形成装置を用いれば、前記せる本発明手法がより有利に実施され得るのであり、それによって、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝と、それの外側壁面を与える薄肉の竪壁部とを、加圧力の小さなプレス加工によって、所望の形状において、低コストに形成することが可能となるのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るプレス加工による凹溝の形成方法及び装置の構成について、更に具体的に明らかにすることとする。
【００２１】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う構造を有する凹溝の形成装置を用いて、外周部に凹溝が形成された金属製の板状素材の一例が、その上面形態と縦断面形態とにおいて、それぞれ概略的に示されている。それらの図から明らかなように、この板状素材１０は、全体として、円板形状を呈しており、その外周部の縁部に近い位置に、凹溝１２が、外周縁部に沿って周方向に連続して延びる環状形態をもって、形成されている。そして、この凹溝１２にあっては、矩形状の断面形状を有しており、板状素材の内周側と外周側に対向位置する内側壁面１４と外側壁面１６とが、それぞれ径の異なる円筒面にて構成されている一方、底壁面１８が、水平な円環面とされている。また、このような凹溝１２が形成された板状素材１０の外周部における、凹溝１２の形成部位の外側の外周縁部には、内側面によって、凹溝１２の外側壁面１６を与える薄肉の竪壁部２０が、凹溝１２を外側から取り囲むようにして、一体的に周設されているのである。
【００２２】
而して、このような板状素材１０における凹溝１２や竪壁部２０は、例えば、図３乃至５にそれぞれ示される如き、圧縮加工手段としての圧縮加工装置２２と、しごき加工手段としてのしごき加工装置２４と、成形加工装置２６の三つの加工装置を備えた凹溝形成装置を用いて、形成されることとなる。
【００２３】
より具体的には、この凹溝形成装置を構成する圧縮加工装置２２は、図３から明らかなように、上下方向に互いに対向配置された、板状素材１０よりも大径の略円柱ブロック形状を呈する、第一のパンチとしての潰しパンチ２８と、第一のダイスとしての潰しダイス３０とを有している（図６及び図７参照）。そして、この潰しパンチ２８は、潰しダイス３０の側とは反対側（上面側）において、図示しない公知の油圧機構等によって上下動せしめられるパンチホルダ３２に固定されており、また、潰しダイス３０は、潰しパンチ２８とは反対側（下面側）において、位置固定のダイスホルダ３４に固定されている。これによって、図示しない油圧機構等の作動によるパンチホルダ３２と潰しパンチ２８の下方や上方への一体移動に伴って、潰しパンチ１６が、潰しダイス２２に対して、上下方向において相対的に接近／離隔移動せしめられ得るようになっているのである。
【００２４】
また、このような圧縮加工装置における潰しパンチ２８にあっては、潰しダイス３０との対向面に、板状素材１０の外周部に設けられる環状の凹溝１２の内側壁面１４の径と同一の径と、かかる凹溝１２のよりも深い深さとを有する円形凹所３１が同心上に設けられており、これによって、かかる対向面の外周部に、その縁部に沿って、周方向に連続して延びる、全体として、円環形状を呈する第一の押圧突起３６が、一体的に突設されている。
【００２５】
そして、この第一の押圧突起３６は、前記円形凹所３１の深さや径に対応して、その高さが、板状素材１０に形成される凹溝１２の深さよりも所定寸法高くされており、また、その内周面が、かかる凹溝１２の内側壁面１４と同一の径と、内側壁面１４よりも所定寸法高い高さとを有する円筒面からなる内壁形成面３８とされている。そして、かかる第一の押圧突起３６の先端面が、凹溝１２の底壁面１８に対応した円環面からなる底壁形成面４０とされており、更に、その外周面が、先端に向かうに従って次第に小径化されるテーパ面からなるパンチ側押出肉部形成面４２とされている。つまり、ここでは、第一の押圧突起３６の先端部における内壁形成面３６と底壁形成面４０とが、目的とする凹溝１２の内側壁面１４と底壁面１８とにそれぞれ対応した形状とされているのである。
【００２６】
一方、そのような潰しパンチ２８と対向配置される潰しダイス３０にあっても、潰しパンチ２８との対向面に、凹溝１２と竪壁部２０が形成された板状素材１０の外径と同一の径と、板状素材１０における凹溝１２の形成部位の厚さよりも小さな深さとを有する円形凹所４３が同心上に設けられており、これによって、潰しパンチ２８との対向面における、第一の押圧突起３６の底壁形成面４０との対向部位よりも外側に位置する外周部に、第一の押圧突起３６よりも一周り大きな円環形状を呈する第二の押圧突起４４が、第一の押圧突起３６に対応して、周方向に連続して延びるように、一体形成されているのである。
【００２７】
そして、この第二の押圧突起４４は、前記円形凹所４３の深さと径に対応して、その高さが、板状素材１０における凹溝１２形成部位の厚さよりも小さくされており、また、その内周面が、凹溝１２と竪壁部２０とが形成された板状素材１０の外径と同一の径を有する段付面４６とされ、更に、その先端面が、水平方向に広がる平坦な円環面からなるダイス側押出肉部形成面４８とされているのである。
【００２８】
また、しごき加工装置２４も、図４に示される如く、上下方向に互いに対向配置された、第二のパンチとしてのしごきパンチ５０と、第二のダイスとしてのしごきダイス５２とを有して、構成されている。そして、それらしごきパンチ５０としごきダイス５２は、互いの対向側とは反対側において、図示しない公知の油圧機構等によって上下動せしめられるパンチホルダ５４と、位置固定のダイスホルダ５６とに対してそれぞれ固定されており、それによって、圧縮加工装置２２の潰しパンチ２８と潰しダイス３０と同様に、図示しない油圧機構等の作動に伴って、しごきパンチ５０が、しごきダイス５２に対して、上下方向において相対的に接近／離隔移動せしめられ得るようになっている。
【００２９】
また、このようなしごき加工装置２４におけるしごきパンチ５０は、凹溝１２と竪壁部２０が形成された板状素材１０の外径よりも一周り小さな外径を有する略円柱ブロック形状を呈しており（図９参照）、しごきダイス５２との対向面の外周縁部に、周方向に連続して延びる、凹溝１２の内面形状に対応した外面形状を有する円環状乃至は円筒状の凸条６０が、一体的に設けられている。即ち、このしごきパンチ５０に設けられた凸条６０にあっては、その内周面が、凹溝１２の内側壁面１４に対応した円筒面からなる内壁対応面６２とされていると共に、その先端面が、凹溝１２の底壁面１８に対応した円環面からなる底壁対応面６４とされており、更に、その外周面が、凹溝１２の外側壁面１６に対応した円筒面からなる外壁形成面６６とされているのである。
【００３０】
一方、そのようなしごきパンチ５０と対向配置されるしごきダイス５２は、板状素材１０よりも大径の略円柱ブロック形状を有しており、しごきパンチ５０との対向面に、円形のダイス穴６８が、同心上に設けられている。そして、このダイス穴３８は、板状素材１０の厚さよりも十分に大きな深さを有しており、内周面の底部側部位が、前記竪壁部２０の外側面を含む、板状素材１０の外周面に対応した円筒面からなる外面形成面７０とされている一方、内周面の開口部側部位が、外面形成面７０の上端縁（開口部側端縁）から上方に向かって次第に大径化されるテーパ面からなる案内面７２とされているのである。このことから明らかなように、ここでは、ダイス穴６８にて、竪壁部２０の外側面に対応した内側面を有する穴部が構成されているのである。
【００３１】
さらに、成形加工装置２６も、図５に示される如く、上下方向に互いに対向配置された、板状素材１０よりも大径の略円柱ブロック形状を呈する、第三のパンチとしての成形パンチ７４と、第三のダイスとしての成形ダイス７６とを有して、構成されている（図１０参照）。そして、それら成形パンチ７４と成形ダイス７６は、互いの対向側とは反対側において、図示しない公知の油圧機構等によって上下動せしめられるパンチホルダ７８と、位置固定のダイスホルダ８０とに対してそれぞれ固定されており、それによって、圧縮加工装置２２やしごき加工装置２４におけるパンチ２８，５０及びダイス３０，５２と同様に、図示しない油圧機構等の作動に伴って、成形パンチ７４が、成形ダイス７６に対して、上下方向において相対的に接近／離隔移動せしめられ得るようになっているのである。
【００３２】
また、このような成形加工装置２６の成形パンチ７４は、成形ダイス７６との対向面に、凹溝１２の内面形状に対応した外面形状を有する凹溝対応環状突起８２が一体的に形成されて、かかる対向面における凹溝対応環状突起８２の形成部位を含む内周部分が、凹溝１２と竪壁部２０とが形成された板状素材１０の上面に対応した形状を有するキャビティ形成面８４とされている。一方、成形ダイス７６にあっては、成形パンチ７４との対向面に、凹溝１２と竪壁部２０とが形成された板状素材１０の上面を除いた外周面と下面とに対応した内周面と底面とを有するキャビティ形成凹所８６が、形成されている。
【００３３】
かくして、成形加工装置２６にあっては、成形パンチ７４が成形ダイス７６に接近移動せしめられて、型合せされることによって、それら成形パンチ７４と成形ダイス７６との間に、凹溝１２と竪壁部２０とが形成されてなる板状素材１０の所望の全体形状に対応した、成形空間としての成形キャビティ（９２）が、キャビティ形成面８４とキャビティ形成凹所８６とにて囲まれて、形成され得るように、構成されているのである（図１０参照）。
【００３４】
次に、かくの如き構成とされた圧縮加工装置２２としごき加工装置２４と成形加工装置２６を有する凹溝形成装置を用いて、板状素材１０に対して、凹溝１２と竪壁部２０とを形成する手順の一例について、詳述することとする。
【００３５】
すなわち、先ず、図６に示されるように、圧縮加工装置２２における潰しパンチ２８と潰しダイス３０とを離隔配置した状態下で、凹溝１２や竪壁部２０が何等形成されていない金属円板からなる板状素材１０を、潰しダイス３０の潰しパンチ２８との対向面上に、円形凹所４３内に収容せしめた状態で載置する。
【００３６】
次いで、図７に示される如く、潰しパンチ２８を潰しダイス３０に対して接近移動せしめて、それら潰しパンチ２８と潰しダイス３０とにて、板状素材１０の外周部を、その板厚方向の両側から押圧して、かかる板状素材１０の外周部に対する圧縮加工を行なう。これによって、板状素材１０の外周部の上面（潰しパンチ２８との対向面）に、潰しパンチ２８の外周部に設けられた第一の押圧突起３６の外面形状に対応した内面形状を有する凹部８８を形成すると共に、板状素材１０の外周縁部を、かかる第一の押圧突起３６と、潰しダイス３０の外周部に設けられた第二の押圧突起４４との間において、第一の押圧突起３６のテーパ面からなるパンチ側押出肉部形成面４２に沿って側方に押し出して、かかる板状素材の外周縁部からなる押出肉部９０を形成する。
【００３７】
このとき、板状素材１０の上面の外周部に形成される凹部８８は、その内周面と底面が、第一の押圧突起３６の内壁形成面３８と底壁形成面４０にそれぞれ対応した形状、即ち、目的とする凹溝１２の内側壁面１４と底壁面１８にそれぞれ対応した形状とされる。また、板状素材１０の外周縁部に形成される押出肉部９０は、第二の押圧突起４４の段付面４６にて、板状素材１０の外周面と段付けされ、それによって、その段付けされた板状素材１０の下面側外周面が、押溝１２と竪壁部２０が形成された状態下での板状素材１０の外周面に対応した形状とされることとなる。
【００３８】
その後、潰しパンチ２８と潰しダイス３０とを離隔移動せしめて、それらの間から、上述の如き凹部８８と押出肉部９０とが形成された板状素材１０を取り出した後、図８に示されるように、かかる板状素材１０を、互いに離間して配置された、しごき加工装置２４におけるしごきパンチ５０としごきダイス５２との間において、しごきダイス５２のダイス穴６８内に収容配置する。なお、その際、板状素材１０は、押出肉部９０の下部部位が、ダイス穴６８の内周面における開口側部位に形成された、テーパ面からなる案内面７２に接触せしめられて、ダイス穴６８の底面から浮上がった状態で、ダイス穴６８内に位置せしめられることとなる。
【００３９】
次に、図８に二点差線で示される如く、しごきパンチ５０をしごきダイス５２に対して接近移動せしめて、しごきパンチ５０の凸条６０を、その内周面と先端面とからなる内壁対応面６２と底壁対応面６４とが、板状素材１０の凹部８８の内周面と底面とに接触するように、かかる凹部８８内に嵌入せしめる。そして、それに引き続き、しごきパンチ５０をしごきダイス５２に対して更に接近移動せしめることにより、板状素材１０を、ダイス穴６８の案内面７２に沿って案内させつつ、内周面が外面形成面７０とされたダイス穴６８の底部側に押し込んで、図９に示されるように、しごきパンチ５０の凸条６０における外壁形成面６６と、ダイス穴６８の外面形成面７０との間で、板状素材１０の押出肉部９０に対するしごき加工を行なう。
【００４０】
これによって、押出肉部９０の内周面を、凸条６０の外壁形成面６６に対応した形状、即ち、凹溝１２の外側壁面１６に対応した形状と為すと共に、押出肉部９０の外周面を、ダイス穴６８の外面形成面７０に対応した形状、つまり、竪壁部２０の外側面を含む、板状素材１０の外周面に対応した形状と為し、以て、凸条６０が嵌入された凹部８８にて凹溝１２を形成すると共に、押出肉部９０にて竪壁部２０を形成するのである。
【００４１】
その後、しごきパンチ５０としごきダイス５２とを離隔移動させて、それらの間から、凹溝１２と竪壁部２０とが形成された板状素材１０を取り出した後、必要に応じて、かかる板状素材１０を、互いに離間して配置された、成形加工装置２６における成形パンチ７４と成形ダイス７６との間において、成形ダイス７６のキャビティ形成凹所８６内に、収容配置する。
【００４２】
そして、図１０に示されるように、成形パンチ７４を成形ダイス７６に対して接近移動せしめて、成形パンチ７４に設けられた凹溝対応環状突起８２を凹溝１２内に嵌入させた状態で、成形パンチ７４のキャビティ形成面８４と成形ダイス７６のキャビティ形成凹所８６との間で、凹溝１２と竪壁部２０とが形成された板状素材１０の所望の全体形状に対応した成形キャビティ９２を形成すると共に、かかる成形キャビティ９２に対応した形状となるように、板状素材１０を圧縮して、成形加工し、板状素材１０の全体形状を整える。その後、成形パンチ７４と成形ダイス７６とを離隔移動せしめて、それらの間から板状素材１０を取り出し、以て外周部に凹溝１２と竪壁部２０とが形成され、且つ所望の全体形状を有する、目的とする板状素材１０を得るのである。
【００４３】
このように、本実施形態では、閉塞鍛造を行なう際よりも十分に小さな加圧力にて実施可能な圧縮加工としごき加工と、また必要に応じて成形加工とを行なうことによって、板状素材１０の外周部に凹溝１２と竪壁部２０とが形成され得るようになっているところから、それら二つ若しくは三つのプレス加工を行なう際に、それらのプレス加工に必要とされる加圧力を、例えば油圧機構等の公知のプレス機構によって供給する場合にあっても、閉塞鍛造を行なう場合に比して、そのようなプレス機構を可及的に小型化することが出来、それによって、板状素材１０の外周部に凹溝１２と竪壁部２０を形成するための設備に要されるコストやそのランニングコスト等を有利に低く抑えることが可能となり、以て、板状素材１０の外周部に対して、凹溝１２と竪壁部２０を低コストに形成し得ることとなるのである。
【００４４】
また、かかる本実施形態にあっては、圧縮加工装置２２を用いた圧縮加工を行なうことによって、板状素材１０の外周部に凹部８８を形成すると共に、その外周縁部に押出肉部９０を形成し、そして、しごき加工装置２４を用いて、凹部８８と押出肉部９０が設けられた板状素材１０に対するしごき加工を行なうことによって、かかる凹部８８と押出肉部９０とにて、凹溝１２と竪壁部２０とを形成するようになっているため、例えば閉塞鍛造によって、凹溝１２と竪壁部２０とを形成せしめた際に、竪壁部２０の外周面に形成されるバリ状の余肉部が形成されるようなことが有利に皆無ならしめられ得るばかりでなく、板状素材１０の外周部を圧縮加工した後、曲げ加工する場合とも異なって、凹溝１２と竪壁部２０とが、所望の形状に、より正確に対応した形状をもって、有利に形成され得るのである。
【００４５】
また、かくの如き本実施形態においては、圧縮加工装置２２としごき加工装置２４とを用いて、板状素材１０に対する圧縮加工としごき加工とを行なって、板状素材１０の外周部に凹溝１２と竪壁部２０とを形成した後、成形加工装置２６を用いて、それら凹溝１２と竪壁部２０とが形成された板状素材１０の全体形状が、所望の形状に整えられるようになっているところから、凹溝１２と竪壁部２０が、所望の形状に、更に一層正確に対応した形状をもって、板状素材１０の外周部に形成され得ることとなるのである。
【００４６】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００４７】
例えば、前記実施形態では、凹溝１２や竪壁部２０が形成される板状素材１０が、円板形状をもって構成されていたが、かかる板状素材１０の形状は、何等これに限定されるものではないのである。
【００４８】
また、前記実施形態では、凹溝１２が、板状素材１０の外周縁部に沿って、周方向に連続して延びる円環形状をもって形成されていたが、この凹溝１２の形状も、そのような円環形状以外に、板状素材１０の外周縁部に沿って、周方向に部分的に延びる円弧形状や、直線的に延びる形状とされていても良く、更には成形が可能であれば、無定形状とされていても、何等差し支えないのである。そして、勿論、そのような凹溝１２が、板状素材１０の外周部に、その縁部に沿って、部分的に延びるように形成されていても良いのである。
【００４９】
さらに、そのような凹溝１２の形成部位の外側に設けられる竪壁部２０の形状も、前記実施形態に示されるものに、特に限定されるものではなく、凹溝１２の形状に応じて、適宜に変更され得るところである。
【００５０】
更にまた、それら凹溝１２と竪壁部２０の配設位置や配設個数も、前記実施形態に示されるものに何等限定されるものでないことは、言うまでもないところである。
【００５１】
また、前記実施形態では、第一のパンチとしての潰しパンチ２８に設けられた第一の押圧突起３６の内周面の全体が、凹溝１２の内側壁面１４に対応した内壁形成面３８とされていると共に、かかる第一の押圧突起３６の外周面の全体が、上方に向かって次第に大径化されるテーパ面からなるパンチ側押出肉部形成面４２とされていたが、そのような第一の押圧突起３６の先端部分の内周面や外周面のみにて、内壁形成面３８やパンチ側押出肉部形成面４２を構成することも、可能である。
【００５２】
さらに、そのような第一の押圧突起３６の外周面に形成されるパンチ側押出肉部形成面４２は、例示の如く、凹溝１２が円環形状をもって形成される場合には、第一の押圧突起３６の先端に向かうに従って次第に小径化されるテーパ面にて構成されるが、例えば、凹溝１２が直線状に延びるような形態をもって形成される場合には、第一の押圧突起３６の先端に向かって内側に傾斜する傾斜面にて構成されることとなる。
【００５３】
更にまた、前記実施形態では、第一のダイスとしての潰しダイス３０に設けられた第二の押圧突起４４の段付面４６が、竪壁部２０が形成される板状素材１０の外径と同一の径を有する円筒面にて形成されていることによって、押出肉部９０が形成された板状素材１０のしごき加工に際して、押出肉部９０のみがしごき加工されるようになっていたが、例えば、第二の押圧突起４４の段付面４６を、竪壁部２０が形成される板状素材１０の外径よりも大きな径を有する円筒面にて形成することにより、押出肉部９０と、板状素材１０の外周部における押出肉部９０のよりも内側の部分とが、同時にしごき加工されるように為しても良い。
【００５４】
そうすることによって、例えば、押出肉部９０の下部部位を形成する第二の押圧突起４４が、角張った形状とされていても、板状素材１０の外周部における押出肉部とその内側部分との境界部位に、かかる第二の押圧突起４４の先端角部にて形成される段差が、しごき加工によって確実に消失され得るのであり、その結果として、そのような段差の残存による板状素材１０の外周面の平滑性の低下等の不具合が有利に解消され得るのである。
【００５５】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に従うプレス加工による凹溝の形成方法によれば、金属製の板状素材の外周部に、その縁部に沿って、全周に若しくは部分的に延びる凹溝と、それの外側壁面を与える薄肉の竪壁部とを、加圧力が可及的に小さくされたプレス加工によって、所望の形状において、低コストに形成することが出来るのである。
【００５７】
また、本発明に従うプレス加工による凹溝の形成装置にあっては、上述の如き優れた特徴を有する、プレス加工による凹溝の形成方法が極めて有利に実施され得るのであり、それによって、金属製の板状素材の外周部に、目的とする凹溝と竪壁部とが、所望の形状において、経済的に有利に形成され得ることとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を用いて、外周部に凹溝と竪壁部とが形成されてなる板状素材の一例を示す上面説明図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面説明図である。
【図３】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を構成する圧縮加工装置の一例を示す縦断面説明図である。
【図４】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を、図３に示された圧縮加工装置と共に構成するしごき加工装置の一例を示す縦断面説明図である。
【図５】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を、図３及び図４に示された圧縮加工装置としごき加工装置と共に構成する成形加工装置の一例を示す縦断面説明図である。
【図６】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を用いて、板状素材の外周部に凹溝と縦壁部とを、本発明手法に従って形成する工程の一例を示す説明図であって、図３に示された圧縮加工装置のパンチとダイスとの間に、板状素材を配置した状態を示している。
【図７】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を用いて、板状素材の外周部に凹溝と縦壁部とを、本発明手法に従って形成する工程の別の例を示す説明図であって、図３に示された圧縮加工装置のパンチとダイスとにて、板状素材の外周部を圧縮加工して、かかる外周部に凹部と押出肉部を形成した状態を示している。
【図８】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を用いて、板状素材の外周部に凹溝と縦壁部とを、本発明手法に従って形成する工程の更に別の例を示す説明図であって、図４に示されたしごき加工装置のパンチとダイスとの間に、凹部と押出肉部とが形成された板状素材を配置した状態を示している。
【図９】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を用いて、板状素材の外周部に凹溝と縦壁部とを、本発明手法に従って形成する工程の他の例を示す説明図であって、図４に示されたしごき加工装置のパンチとダイスとにて、凹部と押出肉部とが形成された板状素材の外周部をしごき加工して、凹部と押出肉部とにて凹溝と竪壁部とを形成した状態を示している。
【図１０】本発明に従う構造を有する凹溝形成装置を用いて、板状素材の外周部に凹溝と縦壁部とを、本発明手法に従って形成する工程の更に他の例を示す説明図であって、図５に示された成形加工装置のパンチとダイスとにて、凹溝と竪壁部とが形成された板状素材の全体形状が所望に形状となるように成形加工した状態を示している。
【符号の説明】
１０　板状素材　　　　　　　　　　　１２　凹溝
２０　竪壁部　　　　　　　　　　　　２２　圧縮加工装置
２４　しごき加工装置　　　　　　　　２６　成形加工装置
２８　潰しパンチ　　　　　　　　　　３０　潰しダイス
３６　第一の押圧突起　　　　　　　　４４　第二の押圧突起
５０　しごきパンチ　　　　　　　　　５２　しごきダイス
６０　凸条　　　　　　　　　　　　　６８　ダイス穴
７４　成形パンチ　　　　　　　　　　７６　成形ダイス
８８　凹部　　　　　　　　　　　　　９０　押出肉部
【図１】
2004034033.tif 000003
【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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