(57)【要約】【課題】曲げフランジの加工限界を超えて内Ｒの大きさを変えることなく、金属部材の厚さを変えないで、現状の１．５倍以上の曲げフランジ高さを確保でき、なおかつ破断の発生がない曲げフランジを備えた金属部材を提供する。【解決手段】曲線と直線をつなげた形状を含んでいる曲げフランジ２を備えた金属部材１において、前記曲げフランジ２の１部分３の肉厚を他の部分の板厚よりも薄くする曲げフランジを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲線と直線をつなげた形状を含んでいる曲げフランジを備えた金属部材において、前記曲げフランジの一部分の肉厚を他の部分の板厚よりも薄くすることを特徴とする曲げフランジを備えた金属部材。
【請求項２】
前記曲げフランジのＲ部内側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成したことを特徴とする請求項１記載の曲げフランジを備えた金属部材。
【請求項３】
前記曲げフランジのＲ部外側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成したことを特徴とする請求項１記載の曲げフランジを備えた金属部材。
【請求項４】
曲線と直線をつなげた形状を含んでいる曲げフランジを備えた金属部材を加工する金型構造において、前記曲げフランジ一部分の肉厚を他の部分の肉厚よりも薄くするような曲げフランジのクリアランスを有することを特徴とする金型構造。
【請求項５】
前記曲げフランジのＲ部内側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成するために、Ｒ部に突起を持つパンチを備えたことを特徴とする請求項４記載の金型構造。
【請求項６】
前記曲げフランジのＲ部外側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成するために、Ｒ部に突起を持つダイを備えたことを特徴とする請求項４記載の金型構造。
【請求項７】
複写機構造体の部品として使用されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の曲げフランジを備えた金属部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲線と直線をつなげた形状を含んでいる曲げフランジを備えた金属部材およびその加工用金型構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は金属部材を示す断面図である。図１３は図１２の金属部材を加工する金型構造を示す概略図である。機械部品の強度を増大する方法として使用される図１２のような曲線的（曲線と直線をつなげた形状も含む）形状の曲げフランジ２を有する金属部材１は、図１３に示す所望の曲げフランジパンチ９とそれに対向する一定のクリアランスＣを持つダイ１０において金属部材を挟み込むことにより所望の曲げフランジ形成を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１４は現状の曲げフランジ加工の限界値を表の形で示す図である。曲げフランジ形状においては、図１４に示す値が、材料の伸びに関係して加工限界といわれている。
図１５は曲げフランジの破断を示す斜視図である。最近の製品における要望により強度増大のために曲げフランジ２の高さを現状の加工限界よりも高くしたいとの要望が有る。しかしながら、図１４の値を超えて加工した場合（例えば、板厚：０．８、内Ｒ：８、ｈ１：６で加工したとき）、曲げフランジ２の上面端面が図１５のように破断する。
図１６は曲げフランジの破断原因を説明する金属部材の平面図である。曲げフランジ２が破断する原因は、図１６のように曲げフランジ２の底面部展開寸法４に比べ曲げフランジ２の上面部の展開寸法５が短いことにある。
図１７は曲げフランジの破断原因を説明する金属部材の斜視図である。図１６で示した理由により、曲げフランジ加工時に曲げフランジ２の底面部の長さ６は変化しないが、曲げフランジ２上面部が曲げフランジ２の底面部と同じ長さになる必要があるため、ｈが高くなるにしたがってより多くの引張り応力７がかかることになる。
この引張り応力７の限界値を超えると破断が発生する。図１８は金属部材の応力−ひずみ線（ストレッチャーストレイン）図である。引張り応力７の限界値は、金属部材により異なるが、図１８の応力−ひずみ線図から把握することできる。
図１９は金属部材を示す断面図である。図２０は図１９の金属部材の側面図である。上記問題の対応としてｈ１（図２０）を低くすること、内Ｒ（図１９）を大きくして引張り応力を減少させるか金属部材の板厚を厚くするにより加工限界値を向上させること（図１４参照）により対応することができる。
しかしながら、製品レイアウト上、ｈ１の高さを低くすることおよび内Ｒを大きくすることができない場合や、重量の増大が製品規格上できない場合や、金属部材を厚くすることによりコストアップになることから金属部材を厚くすることができない場合は、図１４に示す値で設計している状況である。
図２１は曲げフランジを備えた金属部材を用いた複写機構造体を示す概略図である。図において、金属部材１の先端部には重量物が載置されるため強度が必要である。この強度を得るために、従来は、曲げフランジ高さとして約１０ｍｍ程度しか加工できなかったため、別部材を溶接で取り付けるなどの技術を用いていた。
本発明の第１の目的は、曲げフランジの加工限界を超えて内Ｒの大きさを変えることなく、金属部材の厚さを変えないで、現状の１．５倍以上の曲げフランジ高さを確保でき、なおかつ破断の発生がない曲げフランジを備えた金属部材を提供することにある。
本発明の第２の目的は、曲げフランジの加工限界を超えて内Ｒの大きさを変えることなく、金属部材の厚さを変えないで、現状の１．５倍以上の曲げフランジ高さを確保でき、なおかつ破断の発生がない曲げフランジを備えた金属部材を加工する金型構造を提供することにある。
本発明の第３の目的は、複写機構造体の部品として使用される、曲げフランジの加工限界を超えて内Ｒの大きさを変えることなく、金属部材の厚さを変えないで、現状の１．５倍以上の曲げフランジ高さを確保でき、なおかつ破断の発生がない曲げフランジを備えた金属部材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、曲線と直線をつなげた形状を含んでいる曲げフランジを備えた金属部材において、前記曲げフランジの１部分の肉厚を他の部分の板厚よりも薄くすることを特徴とする曲げフランジを備えた金属部材を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記曲げフランジのＲ部内側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成したことを特徴とする請求項１記載の曲げフランジを備えた金属部材を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記曲げフランジのＲ部外側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成したことを特徴とする請求項１記載の曲げフランジを備えた金属部材を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、曲線と直線をつなげた形状を含んでいる曲げフランジを備えた金属部材を加工する金型構造において、前記曲げフランジ１部分の肉厚を他の部分の肉厚よりも薄くするような曲げフランジのクリアランスを有することを特徴とする金型構造を最も主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記曲げフランジのＲ部内側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成するために、Ｒ部に突起を持つパンチを備えたことを特徴とする請求項４記載の金型構造を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記曲げフランジのＲ部外側に一部肉厚を薄くするようにくぼみを形成するために、Ｒ部に突起を持つダイを備えたことを特徴とする請求項４記載の金型構造を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、複写機構造体の部品として使用されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の曲げフランジを備えた金属部材を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例により詳細に説明する。図１は本発明による金属部材の曲げフランジの第１の実施の形態を示す概略図である。金属部材１の曲げフランジ２の肉厚を不均一にした形状、すなわち、曲げフランジを部分的に狭くした形状である。
図２は本発明による金属部材の曲げフランジの第２の実施の形態を示す概略図である。図２において、曲げフランジ２のＲ部３内側に一部肉厚を薄くするようにくぼみ３ａを設けている。曲げフランジ２のＲ部３が他の部分より狭くなっている。
図３は本発明による金属部材の曲げフランジの第３の実施の形態を示す概略図である。曲げフランジ２のＲ部３外側に一部肉厚を薄くするようにくぼみ３ｂを設けている。
図４は第２および第３の実施の形態の曲げフランジのＲ部のくぼみの第１の実施例を示す概略図である。図５は第２および第３の実施の形態の曲げフランジのＲ部のくぼみの第２の実施例を示す概略図である。図６は第２および第３の実施の形態の曲げフランジのＲ部のくぼみの第３の実施例を示す概略図である。
図４において、くぼみ３ａの形状はＶ字状である。図５において、くぼみ３ａの形状は丸形である。図６において、くぼみ３ａの形状は矩形である。
図２の金属部材１の曲げフランジ２のＲ部３内側に一部肉厚を薄くするようにくぼみ３ａを設けている。このくぼみ３ａは、数が多いほど良い。くぼみ３ａの形状としては、Ｖ字状のもの（図４）が一番効果的であるが、丸いもの（図５）、四角いもの（図６）、４角以上の多角形でも良い。
これらのくぼみ３ａは引張り応力を部分的に分断し、曲げフランジ２全体を伸ばす効果があると共にくぼみ３ａの肉が曲げフランジ加工時に発生する引張り応力により金属部材１の肉が足りなくなる部分に供給され加工限界が向上する。
図３の金属部材１の曲げフランジ２のＲ部３外側に一部肉厚を薄くするようにくぼみ３ｂを設けている。このくぼみ３ｂも図２の実施の形態のくぼみ３ａと同じ効果を有しており、その内容は図２の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
上記した３つの実施の形態は単独で実施しても効果は高いが、第１の実施の形態と第２の実施の形態、第１の実施の形態と第３の実施の形態と組み合わせて実施した場合は、なお効果が高い。
【０００６】
図７は金属部材の曲げフランジを形成する形成工程を示す図である。図７では、例えば、プレス加工工程を示している。ノックアウトプレート８の上に金属部材１を載置した状態で、所望のダイ１０に対しパンチＲ中心をダイＲ中心より先端部（約２０％程度狭くなるように）に設定したパンチ９が下降する。
ノックアウトプレート８とダイ１０に対しパンチＲ中心をダイＲ中心より先端部に設定したパンチ９にて金属部材１を押えることによって固定し、この状態にてダイ１０に対しパンチＲ中心をダイＲ中心より先端部に設定したパンチ９は、なお下降しダイ１０に接触して曲げフランジ加工が開始される。
金属部材１は、ダイ１０に対しパンチＲ中心をダイＲ中心より先端部に設定したパンチ９とダイ１０にて徐々に挟み込まれながら下降する。この時、Ｒ先端部で約２０％程度クリアランスが狭いため、その余った肉は、金属部材１が足りなくなった部分に供給されるため、その分加工限界が向上する。
図８は、金属部材の曲げフランジ形状の肉厚を不均一にする金型構造の第１の実施の形態を示す概略図である。図８において、パンチ９とダイ１０との間の直線部に近いところの曲げのクリアランスＣは、加工される金属部材１の板厚とほぼ同等であり、曲げの頂点部に近づく程、曲げのクリアランスＣ１を狭くしている。
基本的には、この実施の形態では、板厚の２０％程度狭く（ｔ＝１の場合、０．８程度）している。これにより曲げフランジ加工時に発生する引張り応力で金属部材１の肉が足りなくなる部分に板厚が狭くなった部分の肉が供給され加工限界が向上する。
【０００７】
図９は金属部材の曲げフランジ形状の肉厚を不均一にする金型構造の第２の実施の形態を示す概略図である。図において、パンチ９は金属部材１の曲げフランジ形状のＲ部にくぼみを形成する突起形状部分９ａを有している。
図１０は金属部材の曲げフランジ形状の肉厚を不均一にする金型構造の第３の実施の形態を示す概略図である。図において、ダイ１０は金属部材１の曲げフランジ形状のＲ部にくぼみを形成する突起形状部分１０ａを有している。
図１１は曲げフランジ形状を有する金属部材を用いた複写機構造体を示す概略図である。図において、金属部材１の先端部には重量物が載置されるため強度が必要である。このような部分への金属部材の使用も本発明の金属部材１の曲げフランジであれば、曲げ高さを２０ｍｍ程度まで増大させたため、重量物の載置のための強度に対応できる。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３によれば、曲げフランジ加工時に発生する引張り応力で金属部材の肉が足りなくなる部分に肉が供給されかつ引張り応力を分断することにより金属部材にかかる引張り応力が緩和されるので、前述した図の加工限界を超えても内Ｒの大きさおよび板厚の変動無しに従来に比べて１．５倍以上の曲げフランジ高さを得ることができる。
請求項４〜６によれば、曲げフランジ加工時に発生する引張り応力で金属部材の肉が足りなくなる部分に肉が供給されかつ引張り応力を分断することにより金属部材にかかる引張り応力が緩和される曲げフランジを備えた金属材料を加工し得る金型構造を提供する。
請求項７によれば、複写機構造体の部品として使用するのに適する強度を増大した曲げフランジを備えた金属部材を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金属部材の曲げフランジの第１の実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明による金属部材の曲げフランジの第２の実施の形態を示す概略図。
【図３】本発明による金属部材の曲げフランジの第３の実施の形態を示す概略図。
【図４】第２および第３の実施の形態の曲げフランジのＲ部のくぼみの第１の実施例を示す概略図。
【図５】第２および第３の実施の形態の曲げフランジのＲ部のくぼみの第２の実施例を示す概略図。
【図６】第２および第３の実施の形態の曲げフランジのＲ部のくぼみの第３の実施例を示す概略図。
【図７】金属部材の曲げフランジを形成する形成工程を示す図。
【図８】金属部材の曲げフランジ形状の肉厚を不均一にする金型の構成の第１の実施の形態を示す概略図。
【図９】金属部材の曲げフランジ形状の肉厚を不均一にする金型の構成の第２の実施の形態を示す概略図。
【図１０】金属部材の曲げフランジ形状の肉厚を不均一にする金型の構成の第３の実施の形態を示す概略図。
【図１１】曲げフランジ形状を有する金属部材を用いた複写機構造体を示す概略図。
【図１２】金属部材を示す断面図。
【図１３】図１２の金属部材を加工する金型構造を示す概略図。
【図１４】現状の曲げフランジ加工の限界値を表の形で示す図。
【図１５】曲げフランジの破断を示す斜視図。
【図１６】曲げフランジの破断原因を説明する金属部材の平面図。
【図１７】曲げフランジの破断原因を説明する金属部材の斜視図。
【図１８】金属部材の応力−ひずみ線（ストレッチャーストレイン）図。
【図１９】金属部材を示す断面図。
【図２０】図１８の金属部材の側面図。
【図２１】曲げフランジを備えた金属部材を用いた複写機構造体を示す概略図。
【符号の説明】
１    金属部材
２    曲げフランジ
３    Ｒ部（曲げフランジの１部分）
３ａ  くぼみ
３ｂ  くぼみ
９    パンチ
９ａ  突起（突起形状部分）
１０    ダイ
１０ａ  突起（突起形状部分）
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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