(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部中央に所定形状の孔を有する有底カップを形成するプレス絞り成形方法であって、
中央に前記所定形状より小さな大きさの仮開孔を有する素材を、有底カップの外径を規定する絞りダイスと、有底カップの内径を規定する絞りポンチと、の間に配置し、
前記仮開孔と対面する位置に、前記絞りポンチとは独立して駆動し、前記仮開孔を押し広げる拡げポンチを配置する配置工程と、
前記拡げポンチを前記絞りポンチとは独立して駆動させて前記仮開孔を押し拡げ、前記仮開孔の押し拡げにより送り出される余剰素材を、有底カップの絞り変形に伴って徐々に絞り変形部側に移動させる工程と、
絞り変形部側に移動した余剰素材を、前記絞りポンチで押し込む工程と、
を含み、
前記仮開孔の押し拡げにより送り出される余剰素材を絞り変形部側に移動させることにより有底カップの減肉抑制を行うことを特徴とする孔空き有底カップのプレス絞り成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記拡げポンチは、先細がテーパー形状を呈し、有底カップの絞り変形に伴って徐々に余剰素材を移動させることを特徴とする孔空き有底カップのプレス絞り成形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の方法において、
前記拡げポンチは、有底カップの絞り変形に僅かに先行して余剰素材の移動を開始することを特徴とする孔空き有底カップのプレス絞り成形方法。
【請求項４】
底部中央に所定形状の孔を有する有底カップの外径を規定する絞りダイスと、
前記有底カップの内径を規定する絞りポンチと、
前記絞りポンチを駆動させる第１加圧手段と、
を備え、
前記絞りダイスと前記絞りポンチとの間に、中央に前記所定形状より小さな大きさの仮開孔を有する素材を配置して絞り加工し、前記有底カップを形成する絞りプレス装置であって、
前記仮開孔と対面する位置に、前記絞りポンチとは独立して駆動し、前記仮開孔を押し広げる拡げポンチと、
前記拡げポンチを駆動させる第２加圧手段と、
を有し、
前記拡げポンチを、前記第２加圧手段で前記仮開孔を押し拡げるように前記絞りポンチとは独立して駆動させ、
前記絞りポンチを、前記第１加圧手段で前記仮開孔の押し拡げにより送り出された余剰素材を押し込むように駆動させることを特徴とする絞りプレス装置。
【請求項５】
請求項４に記載の絞りプレス装置であって、
前記絞りダイスの内部に配置され、前記絞りダイスから有底カップを排出するエジェクターを有することを特徴とする絞りプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、孔空き有底カップのプレス絞り成形方法、特に、絞り加工に伴い発生する減肉や割れ等の不良を効果的に防止することのできるプレス絞り成形方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軸部品の中間部等にカバーが装着される場合がある。そのとき使用するカバーの形状は、軸が挿通可能な孔が形成された孔空き有底カップである場合が多い。このような孔空き有底カップは、通常、平板状の素材を絞り加工することにより成形される。この絞り加工は、予め軸が挿通可能な所望の大きさの孔が開けられた素材を、有底カップの外径（寸法）を規定するダイスと、内径（寸法）を規定するポンチを用いて行う。絞り加工時には、ダイス上面に配置された素材をポンチにより片面側からダイスに押し込むことにより成形が行われる。
【０００３】
このような絞り加工を行うと、素材がダイス内に押し込まれる時の抵抗により絞り肩部、すなわち、有底カップの底面と側面とが切り替わる屈曲した部分周辺に引っ張り荷重が集中し、図２に示すように、その部分の素材が薄くなってしまう。いわゆる減肉が発生する。このような減肉を回復させるために、例えば、特開平８−１４１６６２号公報には、絞り成形後の次工程で減肉した部分に絞り成形した有底カップの一部の材料を供給して増肉する技術が示されている。この技術によれば、有底カップの底部をコイニングしたり、有底カップの側壁部分を圧縮加工することにより、その結果生じる余剰素材を減肉した部分に供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、絞り加工時に減肉が大きく発生し、割れが発生した場合には、次工程で、コイニングや圧縮加工により素材を供給しても割れ自体は修復することはできないという問題がある。また、割れが発生していない場合でも、元々薄い素材を使用して有底カップを成形している場合には、供給できる余剰素材が少ないので、十分な増肉ができないという問題がある。さらに、絞り加工の後にコイニングや圧縮加工等の追加工が必要になり、生産効率が低下するという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、絞り加工に伴い発生する減肉や割れ等の不良を確実に防止すると共に、生産効率の低下を招かない孔空き有底カップのプレス絞り成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明は、底部中央に所定形状の孔を有する有底カップを形成するプレス絞り成形方法であって、中央に前記所定形状より小さな大きさの仮開孔を有する素材を、有底カップの外径を規定する絞りダイスと、有底カップの内径を規定する絞りポンチと、の間に配置し、前記仮開孔と対面する位置に、前記絞りポンチとは独立して駆動し、前記仮開孔を押し広げる拡げポンチを配置する配置工程と、前記拡げポンチを前記絞りポンチとは独立して駆動させて前記仮開孔を押し拡げ、前記仮開孔の押し拡げにより送り出される余剰素材を、有底カップの絞り変形に伴って徐々に絞り変形部側に移動させる工程と、絞り変形部側に移動した余剰素材を、前記絞りポンチで押し込む工程と、を含み、前記仮開孔の押し拡げにより送り出される余剰素材を絞り変形部側に移動させることにより有底カップの減肉抑制を行うことを特徴とする。
【０００７】
ここで、余剰素材とは、最終的に要求される完成品にとって不要な素材のことを意味する。
【０００８】
この構成によれば、有底カップを成形するプレス時に仮開孔の押し拡げにより送り出された余剰素材を絞り変形部側に順次移動させる。その結果、プレス時の減肉の発生自体を抑制することができる。また、減肉の抑制により割れ自体の発生も防止することができる。さらに、仮開孔の大きさの調整により、余剰素材の発生量の調整が可能になり、十分な減肉抑制を行うことができる。
【０００９】
上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記拡げポンチは、先細がテーパー形状を呈し、有底カップの絞り変形に伴って徐々に余剰素材を移動させることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、拡げポンチのテーパ形状を調整することにより、送り出す余剰素材の移動量の調整が容易になり、余剰素材の移動をスムーズに行うことができる。
【００１１】
また、上記のような目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記拡げポンチは、有底カップの絞り変形に僅かに先行して余剰素材の移動を開始することを特徴とする。この構成によれば、余剰素材の移動を積極的に行うので、減肉現象の発生を確実に行うことができる。
【００１２】
本発明は、底部中央に所定形状の孔を有する有底カップの外径を規定する絞りダイスと、前記有底カップの内径を規定する絞りポンチと、前記絞りポンチを駆動させる第１加圧手段と、を備え、前記絞りダイスと前記絞りポンチとの間に、中央に前記所定形状より小さな大きさの仮開孔を有する素材を配置して絞り加工し、前記有底カップを形成する絞りプレス装置であって、前記仮開孔と対面する位置に、前記絞りポンチとは独立して駆動し、前記仮開孔を押し広げる拡げポンチと、前記拡げポンチを駆動させる第２加圧手段と、を有し、前記拡げポンチを、前記第２加圧手段で前記仮開孔を押し拡げるように前記絞りポンチとは独立して駆動させ、前記絞りポンチを、前記第１加圧手段で前記仮開孔の押し拡げにより送り出された余剰素材を押し込むように駆動させることを特徴とする。また、本発明は、上記構成において、前記絞りダイスの内部に配置され、前記絞りダイスから有底カップを排出するエジェクターを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００１４】
図１（ａ）には、本実施形態の孔空き有底カップのプレス絞り成形方法を実現するための絞りプレス装置１０の構成概念図が示されている。そして、図１（ａ）〜（ｄ）を用いて、絞りプレス装置１０の動作及び有底カップを構成する素材１２の変化状態を説明している。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、絞りプレス装置１０は、ダイスホルダー１４に支持された絞りダイス１６を有し、当該絞りダイス１６に対面する位置に、図示しない第１加圧手段、例えば油圧シリンダ等により昇降し前記絞りダイス１６の内側に進入可能な絞りポンチ１８が配置されている。この絞りポンチ１８の内部には、本実施形態において、特徴的構成要素である拡げポンチ２０が絞りポンチ１８とは独立的に昇降自在に配置されている。この拡げポンチ２０は、上端に配置された第２加圧手段としての例えば油圧シリンダ２２により駆動する。また、前記絞りダイス１６の内部には、エジェクター２４が配置されている。このエジェクター２４は、素材１２の絞り加工進行時には、ダンパ（例えばスプリング２４ａ）等の支持手段により支持され、絞りポンチ１８の降下に応じて、すなわち素材１２の絞りダイス１６への落ち込み量に応じて、素材１２を支持しつつ降下する。一方、素材１２の絞り加工が完了し有底カップが成形された後には、当該完成した有底カップを絞りダイス１６から排出するために、図示しないシリンダ等で構成される昇降機構により上昇する。もちろん、スプリング２４ａ等を使用している場合には、スプリング２４ａの復元力により有底カップを排出してもよい。なお、このエジェクター２４により、素材１２が絞り加工されるときに、必要以上に下方、すなわち絞りポンチ１８の降下方向に素材１２が撓んだり、皺が形成されたりしないようになっている。
【００１６】
本実施形態において、特徴的事項は、素材１２に所定形状、すなわち加工完了時に要求される孔より小さな大きさの仮開孔１２ａを形成し、この仮開孔１２ａを前記拡げポンチ２０により絞り加工中に押し拡げることにより、完成品としては余剰である仮開孔１２ａを構成する余剰素材を送り出し、順次移動させることにより、絞り加工時に発生する減肉現象を防止するところである。
【００１７】
以下、図１（ａ）〜（ｄ）を用いて、具体的な有底カップの成形手順を説明する。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、絞りダイス１６上に仮開孔１２ａが形成された素材１２（図１（ａ）の場合例えば平板状の素材）を配置する（配置工程）。図から明らかなように、前記拡げポンチ２０は、先細にテーパー部２０ａを有し、その先端部は仮開孔１２ａよりさらに細径に形成され、容易に当該仮開孔１２ａに挿入可能になっている。絞り加工が開始されると、前記拡げポンチ２０は、絞りポンチ１８より僅かに先行して降下を開始し、テーパー部２０ａの斜面により仮開孔１２ａの直径を徐々に拡げていく。この時、仮開孔１２ａが押し拡げられることにより、その押し拡げられた分が余剰素材となる。一方、拡げポンチ２０の降下に僅かに遅れて降下を開始する絞りポンチ１８は、図１（ｂ）に示すように、素材１２を絞りダイス１６の内径部に押し込んでいく（プレス工程）。この時、素材１２は絞りダイス１６との接触による摩擦抵抗により、縁端方向に引っ張り荷重を受け、素材１２には、減肉現象が発生するような力が作用する。前述したようにこの引っ張り荷重の作用に先行して、仮開孔１２ａの押し拡げにより余剰素材が押し出されているため、図１（ｃ）に模式的に拡大して示すように（図１（ｂ）の符号Ａ部分）、余剰素材分が矢印で示すように順次素材１２の縁端方向、すなわち、変形部位側に移動していく。この素材の移動は、拡げポンチ２０のテーパー部２０ａにより徐々に行われるので、皺の発生は抑制される。その結果、前述した引っ張り荷重が生じても、順次素材が減肉が発生しないように移動し供給されるので、実質的に減肉現象が抑制される。従って、減肉現象に起因する割れ現象の防止も確実に行うことが可能になる。
【００１９】
図１（ｄ）は、絞り加工が完了し、有底カップ２６が完成した状態である。すなわち、拡げポンチ２０により仮開孔１２ａが有底カップ２６の完成時に要求される所望の孔２８の径まで押し拡げられると共に、素材１２の縁端側が全て絞りダイス１６の内部に絞りポンチ１８により押し込められ、有底カップ２６の側壁部も完成した状態である。
【００２０】
有底カップ２６が完成したら、拡げポンチ２０と共に絞りポンチ１８を上昇させる。その後、エジェクター２４を上昇させ、絞りダイス１６から成形された有底カップ２６を排出する。なお、絞りポンチ１８を引き上げるときに、当該絞りポンチ１８と共に成形された有底カップ２６が引き上げられてしまう場合がある。そのため、必要に応じて、例えば絞りダイス１６の上面位置からセパレータを突出させ、絞りポンチ１８と有底カップ２６を分離するようにしてもよい。
【００２１】
なお、本実施形態で示した絞りプレス装置１０の構成概念は、一例であり、絞りプレス加工時に、仮開孔を押し拡げ、その結果送り出された余剰素材を、絞り加工時に絞り変形部側の減肉が発生し易い方向に順次移動させて、実質的に素材の補給を行う構成であれば、その装置構成は適宜変更可能であり、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
また、仮開孔の大きさは、予め、仮開孔の押し拡げを行わない素材による有底カップの成形、つまり、完成時に要求される孔を予め有する素材を用いて有底カップの成形を行い、減肉の程度を調べておき、供給するべき素材の量を算出し、その量を供給できる仮開孔の大きさを決めることが好ましい。また、成形される有底カップの形状、大きさ、底部に形成される孔の大きさ等に応じて、拡げポンチ２０のテーパー部２０ａの傾斜角度や、拡げポンチ２０や絞りポンチ１８の降下速度等を適宜調整することが望ましい。
【００２３】
なお、本実施形態においては、孔空き有底カップを成形する素材として、予め仮開孔が形成された平板状の素材を使用する例を用いて説明したが、仮開孔が形成された素材であれば、その形状は任意であり、例えば、完成品の有底カップの径より大きな径を有するカップ形状の素材を用いても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、有底カップの絞り加工時に底部に形成した仮開孔を押し拡げ、余剰素材を送り出し、絞り加工時に完成品にとって余剰となる素材を積極的に減肉が生じる側へ順次移動させることにより、絞り加工時に引っ張り荷重が作用し、減肉が生じるおそれのある部分に素材供給を行うので、引っ張り荷重による減肉の実質的発生抑制を効果的に行うことができる。その結果、減肉に起因する割れを確実に防止することができると共に、絞り加工後の肉厚調整工程や補修工程等が不要になり、生産効率の低減を容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る孔空き有底カップのプレス絞り成形方法を実現する絞りプレス装置の構成概念と、仮開孔の押し拡げを伴う絞り加工の手順を説明する説明図である。
【図２】  従来の有底カップ成形時に発生する減肉現象を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０  絞りプレス装置、１２  素材、１２ａ  仮開孔、１４  ダイスホルダー、１６  絞りダイス、１８  絞りポンチ、２０  拡げポンチ、２２  油圧シリンダ、２４  エジェクター、２６  有底カップ、２８  孔。
【図１】
0004010116.tif 000002
【図２】
0004010116.tif 000003