(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にフランジを備えた製品の成形方法であって、素材を半抜き加工により、外周のフランジと該フランジに囲まれた中央部とが段差状につながった中間製品を形成した後、この中間製品の前記中央部をパッドの中央凹部とパンチとでクランプし、かつ前記中間製品の前記フランジを前記パッドにおける前記中央凹部の外周部分と前記パンチの外周に配置された押さえリングとにより、該フランジの前記外周部分が外にはみ出した状態でクランプし、この状態において前記パッド、前記パンチおよび前記押さえリングをしごきダイに対して相対的に押し込み、前記フランジの外周部分をしごき加工によって内側方向に塑性変形させ、それに伴う素材の肉移動によって前記フランジの板厚を増肉するフランジを備えた製品の成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたフランジを備えた製品の成形方法であって、前記中間製品における前記フランジの内周部分にギヤを成形し、前記しごき加工により前記フランジの板厚を前記ギヤの成形箇所も含めて増肉するフランジを備えた製品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてプレス機を使用して板状の素材から外周にフランジを備えた製品の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の製品の成形方法については、例えば特開平10-202329号公報に開示されている技術が公知である。この技術では、プレス機における上型の押さえ板と下型のダイとによって板状の素材をクランプした状態で上型を下降させることにより、押さえ板の中央に位置しているパンチをダイの中央孔に向かって所定のストロークだけ下降させる。これによって素材が半抜き加工され、前記の押さえ板とダイとによってクランプされた外周のフランジと、このフランジに囲まれた中央部とが段差状につながった製品が成形される。また、このときにフランジの内周部に対し、パンチの外周に設けられている成形歯形によってギヤが成形される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の半抜き加工によって成形される製品では、フランジと中央部とのそれぞれの板厚は同じ寸法であり、いずれの板厚も素材そのものの板厚である。ところでフランジの板厚は、その内周に成形されるギヤの高さなどに基づいて設計上の寸法が決まっていることから、その値に応じた板厚の素材を用いることになる。この結果、前記中央部の板厚はフランジより薄くできるにもかかわらず、必要以上の厚み（素材の板厚）をもつことになり、その分、材料がムダになり、かつ製品の重量が重くなる。
【０００４】
なお前記の公報に開示されている技術では、半抜き加工時において前記パンチの加工面に形成されている環状の突出部と、ダイの中央孔に位置しているエジェクタとによって、素材の中央部における中心周縁を上下から加圧して部分的に圧縮変形させている。これにより圧縮された部分の肉を、半抜き加工による素材の剪断変形部（段差状につながった部分）へ流動させているが、この圧縮変形部を除く中央部全体の板厚は素材の板厚であり、また製品の重量も何ら変化しない。
本発明は前記課題を解決しようとするもので、その目的は、成形後の製品におけるフランジの板厚は設計上の要求値に合わせ、かつ中央部の板厚はそれより薄くすることを可能とし、材料のムダを省くとともに製品の軽量化を図ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するためのもので、請求項１に記載の発明は、外周にフランジを備えた製品の成形方法であって、素材を半抜き加工により、外周のフランジと該フランジに囲まれた中央部とが段差状につながった中間製品を形成する。この後、中間製品の前記中央部をパッドの中央凹部とパンチとでクランプし、かつ前記中間製品の前記フランジを前記パッドにおける前記中央凹部の外周部分と前記パンチの外周に配置された押さえリングとにより、該フランジの前記外周部分が外にはみ出した状態でクランプする。この状態において前記パッド、前記パンチおよび前記押さえリングをしごきダイに対して相対的に押し込み、前記フランジの外周部分をしごき加工によって内側方向に塑性変形させ、それに伴う素材の肉移動によって前記フランジの板厚を増肉する。
これにより、フランジの曲がりを抑えながら、このフランジの板厚をしごき加工によって増肉することができ、最終的なフランジの板厚を加工前の素材の板厚よりも大きくできる。この結果、フランジの板厚は設計上の要求値に合わせ、中央部の板厚はそれより小さくでき、その分、材料のムダを省くことができ、かつ製品の重量が軽くなる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたフランジを備えた製品の成形方法であって、前記中間製品における前記フランジの内周部分にギヤを成形し、前記しごき加工により前記フランジの板厚を前記ギヤの成形箇所も含めて増肉する。
これにより、ギヤの高さが増大されてその強度がアップするとともに、中間製品におけるギヤの外端部に生じるダレも肉の充填によって解消される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１および図２はプレス成形による中間製品を表した構成図である。なおこの完成製品は、シートのリクライニング用ロック機構を構成する円形のハウジングで、その内部にはスライドカムやポールが組み込まれる。なお図１，２において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の一部を拡大した断面図をそれぞれ示している。
【０００９】
まず図１で示す中間製品２０は精密剪断プレス機によって半抜き加工された後のもので、外周のフランジ２２と、このフランジ２２に囲まれた中央部２６とが所定の段差をもってつながっており、全体として円形の皿形状をしている。つまり外周のフランジ２２に対して中央部２６が凹状にへこんでおり、フランジ２２の内周には前記ポールの歯と噛み合わせるためのギヤ２４が所定の範囲で形成されている。なお図１（Ｃ）で明らかなようにギヤ２４の外端部には、半抜き加工の際にダレ２４ａが生じている。またフランジ２２と中央部２６とのつながり部２８の板厚は、半抜き加工のパンチストロークによって決定される。この中間製品２０は、図３で示すプレス金型によって成形される。
【００１０】
図３で示すプレス金型の上型（図示外）はパンチ３０を備え、このパンチ３０の外周には環状の押さえリング３２が配置されている。このパンチ３０と押さえリング３２とは相対的な昇降動作が可能となっている。またパンチ３０の外周面には、必要箇所（中間製品２０のギヤ２４と対応する箇所）において成形用歯形３１が形成されている。押さえリング３２には、上型側から複数本のプレッシャーピン３４を通じて所定の押し下げ力（油圧力）が作用している。
【００１１】
一方、下型（図示外）は環状のダイ３６を備え、そのダイ孔３７にはエジェクタ３８が位置している。ダイ３６とエジェクタ３８とは相対的な昇降動作が可能であるとともに、エジェクタ３８には下型側から複数本のプレッシャーピン３９を通じて所定の押し上げ力（油圧力）が作用している。
【００１２】
中間製品２０の成形にあたっては、図３（Ａ）で示すように半抜き加工用の素材１０を下型のダイ３６およびエジェクタ３８の上にセットし、かつこの素材１０の外周部をダイ３６と上型の押さえリング３２とによってクランプする。なおこの素材１０は、所定の板厚を有する金属板を予め円形状に打ち抜いたものである。素材１０の外周部をダイ３６と押さえリング３２とによってクランプしたまま、上型とともにパンチ３０を下降させる。
【００１３】
これにより図３（Ｂ）で示すようにパンチ３０がエジェクタ３８を押し下げながら素材１０を加圧し、パンチ３０とダイ３６との間で剪断加工（抜き加工）が行われる。この加工中はエジェクタ３８の押し上げ力によってパンチ３０に反力がかけられている。またパンチ３０の下降ストロークは、図１（Ｃ）で示す中間製品２０のつながり部２８が必要な板厚を残すように設定されている。
【００１４】
これによって素材１０から図１で示す中間製品２０が成形される。この中間製品２０のフランジ２２と中央部２６とが打ち抜かれることなく、つながった状態に加工されるのが半抜き加工である。そして加工後は図３（Ｂ）で示す状態から上型をパンチ３０および押さえリング３２とともに上昇させることにより、エジェクタ３８がその押し上げ力で中間製品２０をダイ３６のダイ孔３７から押し出す。
【００１５】
図２は中間製品２０にしごき加工を行った後の中間製品２１を示し、これは中間製品２０を第１中間製品としたときの第２中間製品である。この中間製品２１は、中間製品２０におけるフランジ２２の外周部分をしごき加工によって内側方向に塑性変形させている。このしごき加工に伴う肉の移動により、中間製品２１のフランジ２３はその板厚が増肉されている。
【００１６】
つまり中間製品２１においては、その中央部２７の板厚は素材１０の板厚のままであるが、フランジ２３の板厚が中央部２７の板厚よりも大きく、ギヤ２５の高さも中間製品２０のギヤ２４と比べて当然に増大されている。また前記のしごき加工に伴う肉の移動により、図２（Ｃ）で示すようにギヤ２５では、中間製品２０におけるギヤ２４のダレ２４ａが肉の充填によって解消されている。なお中間製品２１を成形するためのしごき加工は、図４で示すプレス金型によって行われる。
【００１７】
図４で示すプレス金型の上型（図示外）はパンチ４０を備え、このパンチ４０の外周には環状の押さえリング４２が配置されている。これらのパンチ４０と押さえリング４２とは相対的な昇降動作が可能となっている。また押さえリング４２には、上型側から複数本のプレッシャーピン４４を通じて所定の押し下げ力（油圧力）が作用している。
【００１８】
これに対して下型（図示外）はパッド４６を備え、このパッド４６には下型側から複数本のプレッシャーピン５０を通じて所定の押し上げ力（油圧力）が作用している。このパッド４６の上面には中央凹部４８が形成されている。そしてパッド４６の外周には筒形状のしごきダイ５２が位置している。このしごきダイ５２は下型に固定されており、パッド４６がしごきダイ５２のダイ孔５４内において昇降動作することができる。なおダイ孔５４の上端部周面は、上に向かって開いたテーパ面５４ａになっている。
【００１９】
図２で示す中間製品２１の成形にあたっては、図４（Ａ）で示すように第１の中間製品２０における中央部２６を、上型のパンチ４０と下型のパッド４６における中央凹部４８とによってクランプする。またこれと同時に中間製品２０のフランジ２２を、上型の押さえリング４２とパッド４６における中央凹部４８の外周部分とでクランプする。このとき、フランジ２２の外周部分は押さえリング４２およびパッド４６の外周面から外にはみ出ている。
【００２０】
このように中間製品２０をクランプしたまま、上型を下降させることにより、パンチ４０および押さえリング４２がパッド４６を押し下げながら下降し、これらが中間製品２０とともにしごきダイ５２のダイ孔５４内に押し込まれる。このとき、フランジ２２の外周部分はダイ孔５４のテーパ面５４ａに案内されながら図４（Ｂ）で示すようにダイ孔５４の中に押し込まれる。このしごき加工によってフランジ２２の外周部分が内側方向に塑性変形を起こし、それに伴う肉の移動によってフランジ２２の板厚が増肉され、またギヤ２４のダレ２４ａに肉が充填される。これによって図２で示す第２の中間製品２１が成形される。
【００２１】
しごき加工中は、押さえリング４２には押し下げ力が作用しており、かつパッド４６にはパンチ４０および押さえリング４２に対して反力となる押し上げ力が作用しているので、中間製品２０のクランプが適正に保たれている。この結果、フランジ２２の曲がり、すなわちつながり部２８などでの中央部２６に対するフランジ２２の曲がりを抑えながら、このフランジ２２の板厚を増肉することができる。なお押さえリング４２に作用している押し下げ力は、フランジ２２の板厚が増肉されるに伴って押さえリング４２を後退（上昇）させる程度に設定されている。
【００２２】
しごき加工を行った後は、図４（Ｂ）で示す状態から上型をパンチ４０および押さえリング４２とともに上昇させることにより、パッド４６がその押し上げ力で中間製品２１をしごきダイ５２のダイ孔５４から上方へ押し出す。そしてこの中間製品２１は、図３，４とは別のプレス工程によってコイニング加工や必要に応じてリストライク加工を行って完成製品となる。しかし加工の対象となる製品によっては、図２で示す中間製品２１がそのまま完成製品となることもある。
【００２３】
以上のように半抜き加工後の中間製品２０におけるフランジ２２の外周部分をしごき加工し、このフランジ２２の板厚を増肉することにより、最終的に必要とするフランジ２３の板厚よりも薄い素材１０を使用できることになる。結果として材料のムダを省くことができるとともに、中央部２７の板厚は薄くなって重量が軽くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半抜き加工による中間製品を表した構成図
【図２】しごき加工による中間製品を表した構成図
【図３】図１の中間製品を半抜き加工するためのプレス金型を表した断面図
【図４】図２の中間製品をしごき加工するためのプレス金型を表した断面図
【符号の説明】
１０  素材
２０  中間製品
２２  フランジ
２４  ギヤ
２６  中央部
２８  つながり部
４０  パンチ
４２  押さえリング
４６  パッド
４８  中央凹部
５２  しごきダイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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