(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯が略垂直方向に向くように置かれたスチールホイールのディスクの斜面部に垂直方向よりパンチで飾り穴を明ける穴抜き加工において、
前記ディスクの前記斜面部の裏側に、絞りパンチを、前記飾り穴が明けられる部位の中心部に相対して該絞りパンチに設けられた凹部が位置するようにセットし、前記斜面部の表側から成形パンチにより前記絞りパンチの前記凹部の形状に沿った凹部をディスクに形成する第１工程と、
前記ディスクに形成された前記凹部の中心部に抜きパンチにより、該抜きパンチの先端部に形成されたパイロットピンを固定する押し込み部を形成する第２工程と、
前記押し込み部に前記パイロットピンを垂直に固定した状態で、前記抜きパンチの先端部に設けられている前記ディスクの前記斜面部の傾斜角度よりも５度以内の範囲で大きい傾斜角度を有する傾斜面と、抜きダイスとを用いて前記ディスクの前記斜面部に前記飾り穴を打ち抜き形成する第３工程と、
より成ることを特徴とするスチールホイール飾り穴の抜き加工方法。
【請求項２】
前記抜きダイスに対する抜きパンチのクリアランスは、抜き加工するディスクの板厚の５％〜１０％に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスチールホイール飾り穴の抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用スチールホイールのディスクの斜面部に形成される放熱と意匠を兼ねた多数の飾り穴の抜き加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸芯が略垂直方向に向くように置かれたワークの斜面部に対してパンチを垂直方向に降下させて穴を形成する先行技術としては、特公平８−９０７１号公報に開示されているものがある。
【０００３】
上記の先行技術は、ワークの斜面部における穴を明ける部位の周縁部に第１パンチを垂直方向に降下させて押圧することにより周縁部を薄肉化し、この薄肉化した周縁部の内側を第１パンチで同時に押圧して窪み部を成形した後、この窪み部に第２パンチの軸芯位置を自動調芯してから、第２パンチを垂直方向に降下させて前記の薄肉化部を押圧して破断させることにより、ワークの斜面部に穴を形成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の先行技術は、ワークの斜面部における穴を明ける部位の周縁部を予め薄肉化しておき、この薄肉化部を押圧し破断させて穴を明けるものであるため、ワークの斜面部に明けられた穴の裏面には破断打ち抜きバリが発生し易く、そのため、スチールホイールのディスクの斜面部に形成される飾り穴のように、裏面にも外観上の制約があるものに対しては、適用するのは好ましくないという問題がある。
【０００５】
更に、スチールホイールのディスクのように、板厚の一般に厚いもの（２．４ｍｍ〜９ｍｍ）に対しては、上記の穴明け方法による場合、薄肉化には限界があるため、スチールの板厚が２．４ｍｍを超えるものに適用するには難しいという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、スチールホイールのディスクの斜面部に対しパンチを垂直方向に降下させて飾り穴を打ち抜き形成する場合、上記の問題を解消したスチールホイール飾り穴の抜き加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次の手段を用いるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、軸芯が略垂直方向に向くように置かれたスチールホイールのディスクの斜面部に垂直方向よりパンチで飾り穴を明ける穴抜き加工において、
前記ディスクの前記斜面部の裏側に、絞りパンチを、前記飾り穴が明けられる部位の中心部に相対して該絞りパンチに設けられた凹部が位置するようにセットし、前記斜面部の表側から成形パンチにより前記絞りパンチの前記凹部の形状に沿った凹部をディスクに形成する第１工程と、
前記ディスクに形成された前記凹部の中心部に抜きパンチにより、該抜きパンチの先端部に形成されたパイロットピンを固定する押し込み部を形成する第２工程と、
前記押し込み部に前記パイロットピンを垂直に固定した状態で、前記抜きパンチの先端部に設けられている前記ディスクの前記斜面部の傾斜角度よりも５度以内の範囲で大きい傾斜角度を有する傾斜面と、抜きダイスとを用いて前記ディスクの前記斜面部に前記飾り穴を打ち抜き形成する第３工程と、
より成ることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記抜きダイスに対する抜きパンチのクリアランスは、抜き加工するディスクの板厚の５％〜１０％に設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
上記の手段によれば、スチールホイールのディスクの飾り穴を明ける斜面部の部位に対し垂直方向に成形パンチにより形成された凹部に抜きパンチがガイドされ、この凹部の中心部に対し垂直方向に抜きパンチにより形成された押し込み部に抜きパンチの先端部に設けられたパイロットピンが押し込み固定されることにより、抜きパンチはディスクの斜面部に対し垂直に固定された状態で降下させ、抜きパンチと抜きダイスとによる剪断力によって飾り穴が打ち抜かれる。
【００１０】
そのため、ディスクの斜面部に対し垂直方向に打ち抜き形成された飾り穴の裏面にバリが生じることはなく、且つスチールホイールのディスクのような板厚の厚いスチールでも、垂直方向から飾り穴を打ち抜くことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
自動車用スチールホイールのディスクの一例を、断面図と斜視図で図５と図６に示す。
【００１２】
図５と図６に示すように、ディスク１の外側の斜面部２には、ブレーキ発生熱の放熱と外観上の意匠を兼ねた飾り穴３が多数形成されている。なお、４は車軸のハブに取り付けるハブ穴、５は車軸にホイールをボルトにより取り付けるボルト穴である。
【００１３】
以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基いて説明する。
【００１４】
先ず、第１工程では、図１（ａ）に示すように、絞り成形されたディスク１を、その軸芯（図５のＸ−Ｘ線）が略垂直方向に向くように配置するとともに、そのディスク１の外側の斜面部２の裏側には、後述の飾り穴が明けられる部位の中心部に相対して、絞りパンチ１１に設けられた凹部１１ａが位置するようにセットされ、斜面部２の表側より先細状の成形パンチ１２が前記中心部に向って垂直方向に降下されて、斜面部２には絞りパンチ１１の凹部１１ａの形状に沿った凹部２ａが成形される。この凹部２ａは後述の抜きパンチをガイドするものである。
【００１５】
この場合、図２に示す拡大図において、凹部２ａの底部のＲは、Ｒ２ｍｍ〜Ｒ３ｍｍとすることが望ましい。その理由は、底部のＲがＲ２ｍｍより小さくなると、成形パンチ１２が斜面部２を突き破る恐れがあり、逆にＲ３ｍｍより大きくなると、後述の抜きパンチに対するガイドの役を果たさないからである。
【００１６】
また、図２に示す凹部２ａのテーパ角度Ａは、４０度〜６０度とすることが望ましい。その理由は、テーパ角度Ａが４０度より小さくなると、後述の抜きパンチに対するガイドの役を果たさなくなり、逆に６０度より大きくなると、成形パンチ１２の先端が欠け易くなるからである。
【００１７】
次に第２工程では、図１（ｂ）に示すように、凹部２ａが形成された斜面部２の裏側には、穴１３ａを形成した抜きダイス１３が、その中心を凹部２ａの中心に対応させた位置にセットされ、斜面部２の表側より抜きパンチ１４が凹部２ａの中心部に向って垂直方向に降下されて、抜きパンチ１４の先端部に設けられたパイロットピン１５が凹部２ａの中心部を押圧することにより、パイロットピン１５を垂直に固定する押し込み部２ｂが形成される。
【００１８】
この場合、図３に示す拡大図において、押し込み部２ｂに対するパイロットピン１５の先端の食い込み量は０．５ｍｍ程度が望ましい。その理由は、食い込み量が０．５ｍｍより大きくなると、抜き加工時における抜きパンチ１４と抜きダイス１３に加わる負担が大きくなって割れや欠けを生じる恐れがあり、逆に０．５ｍｍより小さくなると、パイロットピン１５を介した抜きパンチ１４の垂直方向の固定が不安定となるからである。
【００１９】
また、図３に示す押し込み部２ｂに対するパイロットピン１５の偏芯量は、穴基準で傾斜下側方向に０．５ｍｍ以下に抑えることが望ましい。その理由は、偏芯量が０．５ｍｍより大きくなると、抜き加工時において抜きパンチ１４の逃げを生じ、抜きパンチ１４の変形による割れや抜き側面のカジリを生じる恐れがあるからである。
【００２０】
最後に第３工程では、押し込み部２ｂにパイロットピン１５を押し込み、パイロットピン１５を介して抜きパンチ１４を垂直に固定した状態で、抜きパンチ１４を垂直に降下させることにより、抜きパンチ１４と抜きダイス１３とによる剪断力によって、図１（ｃ）に示すように、斜面部２に飾り穴３が打ち抜かれ、打ち抜き片３ａが下方へ押し出されて除去される。
【００２１】
この場合、図３に示す抜きパンチ１４の傾斜角度Ｃは、斜面部２の傾斜角度Ｂよりも５度以内の範囲で大きいことが望ましい。その理由は、抜きパンチ１４の下側を先行させて抜き加工を行う場合、抜きパンチ１４を変形させないで打ち抜く必要があるからである。
【００２２】
また、図３に示す抜きパンチ１４の下方鋭利部１４ａに、２ｍｍ程度のストレートを設けておくことが望ましい。その理由は、抜きパンチ１４の下側を先行させて抜き加工を行う場合、下方鋭利部１４ａに２ｍｍ程度のストレート部が無いと、刃先が欠け易くなるからである。
【００２３】
ここで、図１（ｃ）において、抜きダイス１３の穴１３ａの内径は抜きパンチ１４の抜き外径よりも僅かに大きくなっており、抜きダイス１３に対する抜きパンチ１４のクリアランスは、抜き加工するディスク１の板厚のおよそ５％〜１０％に設定されているので、極めて小さい。そのため、抜きダイス１３と抜きパンチ１４とにより、ディスク１の斜面部２には、剪断力によって飾り穴３が打ち抜かれるので、飾り穴３の裏面にバリが生じることはなく、且つディスク１のような板厚の比較的厚いスチールでも、垂直方向から飾り穴３を打ち抜くことができる。
【００２４】
但し、以上説明した垂直方向からの飾り穴の抜き加工によっても、打ち抜きの可能な傾斜角度は、ディスクの板厚や飾り穴の穴径によって左右され、それは主として抜き加工エリア外の板引けによる外観不良の発生によって決まる。
【００２５】
図４は、ディスクの材質にＳＡＰＨ４４０のスチールを用い、且つ穴径３０ｍｍの飾り穴を垂直打ち抜き加工する場合において、ディスクの板厚に対する打ち抜き可能な傾斜角度Ｄ（図４（ｂ）参照）との関係を実験より求めたものである。その結果、打ち抜き可能な傾斜角度Ｄは、最も板厚の薄い２．４ｍｍのディスクの場合で約３７度、最も板厚の厚い９ｍｍのディスクの場合で約１２度であった。
【００２６】
このように、スチールホイールのディスクの斜面部に対して、パンチを垂直方向に降下させて飾り穴を抜き加工する場合、打ち抜き可能な傾斜角度の点から、特に板厚の厚いディスクに対しては制約される。
【００２７】
但し、大部分のディスクは、板厚が２．４ｍｍ〜４．０ｍｍのものが用いられており、垂直打ち抜き時に水平にセットされるディスクの斜面部の傾斜角度（図４の打ち抜き可能な傾斜角度Ｄに相当する）は、上記範囲の板厚のディスクの場合、約１５度〜約２５度にあるため、図４から明らかなように、穴径が３０ｍｍ前後の飾り穴を明ける場合には、垂直打ち抜きは全て可能な範囲にある。
【００２８】
ここで、ディスクの斜面部に対して垂直打ち抜きによる飾り穴を明ける加工方法は、ディスクの斜面部に対して直角方向からの打ち抜きにより飾り穴を明ける従来の加工方法に比べて、複雑なカム機構が不要となるため、金型コストや金型の整備工数が半減し、実用上の効果は大きい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による垂直方向からの飾り穴抜き加工方法によれば、打ち抜かれた飾り穴の裏面にバリが生じることはないため、外観上の問題はなく、且つディスクのような板厚の厚いスチールでも飾り穴を打ち抜くことができるため、スチールホイール用ディスクの飾り穴の抜き加工に適用できるという実用上の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加工状態を示すもので、（ａ）は第１工程を示す断面図、（ｂ）は第２工程を示す断面図、（ｃ）は第３工程を示す断面図である。
【図２】図１の第１工程の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図２の第２工程の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）はディスクの板厚と打ち抜き可能な傾斜角度との関係図、（ｂ）は傾斜角度を示す図である。
【図５】スチールホイール用ディスクの一例を示す断面図である。
【図６】スチールホイール用ディスクの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１            ディスク
２            斜面部
２ａ          凹部
２ｂ          押し込み部
３            飾り穴
１２          成形パンチ
１３          抜きダイス
１４          抜きパンチ
１５          パイロットピン
【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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