(57)【要約】【課題】金属板からリング状部品をプレスで打ち抜くと材料利用効率が悪い。【解決手段】平板板のプレート部と、プレート部に積層され、リング形状のリング部と、を有し、リング部とプレート部とを貫通する貫通孔があり、リング部とプレート部とは、貫通孔の周囲で一体化されているリング状部品を用いる。また、金属板状部材から板材を取り出す加工する打ち抜き工程と、板材変形させ凸部を形成する工程と、凸部に開口部を作製するカット工程と、カット工程の後に残った凸部の側面を鍛圧する鍛圧工程と、鍛圧工程後、側面の角度を変える工程と、側面を前記板材に積層する工程と、からなるリング状部品の製造方法を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板板のプレート部と、
前記プレート部に積層され、リング形状のリング部と、を有し
前記リング部と前記プレート部とを貫通する貫通孔があり、
前記リング部と前記プレート部とは、前記貫通孔の周囲で一体化されているリング状部品。
【請求項２】
前記プレート部と前記リング部とが、１枚の金属素材からなる請求項１記載のリング状部品。
【請求項３】
前記１枚の金属素材は、前記貫通孔のところで折り返され２重となっている部分を有する請求項２記載のリング状部品。
【請求項４】
前記２重となっている部分は、前記１枚の金属素材の硬度より、３０％以上硬度が高い、請求項３記載のリング状部品。
【請求項５】
前記リング部と前記プレート部との界面の前記貫通孔に位置する前記２重となっている部分の強度は、前記金属板の素材の硬度より、５０％以上硬度が高い、請求項３記載のリング状部品。
【請求項６】
前記２重となっている部分のメタルフローが、他の部分と連続している請求項１〜５のいずれか１項に記載のリング状部品。
【請求項７】
前記金属素材を、表面処理、化合物、元素の添加をせず、変形させることで、作製された請求項１〜６のいずれか１項に記載のリング状部品。
【請求項８】
一体化されている部分の厚みは、前記リング部の厚み、前記プレート部の厚み以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載のリング状部品。
【請求項９】
前記リング部と前記プレート部の前記貫通孔の周辺は、その端部がＲ形状である請求項１〜８のいずれか１項に記載のリング状部品。
【請求項１０】
金属板状部材から板材を取り出す加工する打ち抜き工程と、
前記板材変形させ凸部を形成する工程と、
前記凸部に開口部を作製するカット工程と、
前記カット工程の後に残った前記凸部の側面を鍛圧する鍛圧工程と、
鍛圧工程後、前記側面の角度を変える工程と、
前記側面を前記板材に積層する工程と、からなるリング状部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状部品とその製造方法に関するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の部品の構造を、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す。図１（ａ）は、従来の部品の側面図であり、図１（ｂ）は、平面図である。この部品は、自動車のアクスルハウジングのカバープレートである。
この部品は、図１（ｃ）の平面図で示すプレート本体５２と、図１（ｄ）の平面図で示すリング状部品１０とを溶接、ボルトなどで一体化して作製されている。
図１（ｃ）、図１（ｄ）の点線は、各部品を金属板から作製する場合の外形を示す。余分な金属板が必要である。
中央に開口１２を有するリング状部品１０を、プレート本体５２に溶接することにより、プレート本体５２を補強している。プレート本体５２は全体に薄く作製し、リング状部品１０により部分的に補強して、全体として軽量化を実現している。この開口１２には、動力伝達の軸などが挿入される。そのため、開口１２部分は、特に、強度が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示したように、２つの部品を、別々に作製し、合体するため、部品の管理、組み立て工程数が多かった。また、２つの部品の寸法ずれの問題もあった。さらに、図１（ｃ）、図１（ｄ）の点線に示すように、素材として削除する部分（無駄）も多くあった。
【０００５】
よって、本願の課題は、部品の点数を少なく、素材の無駄ない、部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、平板板のプレート部と、プレート部に積層され、リング形状のリング部と、を有し、リング部とプレート部とを貫通する貫通孔があり、リング部とプレート部とは、貫通孔の周囲で一体化されているリング状部品を用いる。
また、金属板状部材から板材を取り出す加工する打ち抜き工程と、板材変形させ凸部を形成する工程と、凸部に開口部を作製するカット工程と、カット工程の後に残った凸部の側面を鍛圧する鍛圧工程と、鍛圧工程後、側面の角度を変える工程と、側面を前記板材に積層する工程と、からなるリング状部品の製造方法を用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明では、必要な量の金属板の材料から、変形、加工させることで、目的の部品を作製するので、材料利用効率が高い。部品点数が少なく管理が容易である。金属を変形させることにより強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）従来のリング状部品の平面図、（ｂ）（ａ）の断面図、（ｃ）〜（ｄ）従来のリング状部品を金属板から打ち抜く時のレイアウトを示す図
【図２】実施の形態のフロー図
【図３】（ａ）〜（ｇ）実施の形態の各工程での斜視図
【図４】（ａ）〜（ｇ）実施の形態の各工程での断面図
【図５】（ａ）実施の形態の部品の断面図、（ｂ）従来の部品の断面図、（ｃ）（ａ）の表面強度分布図、（ｄ）（ｂ）の表面強度分布図
【図６】（ａ）実施例の部品の開口付近の拡大断面図、図６（ｂ）従来例の部品の開口部付近の拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態）
＜概略の説明＞
図２から図４を用いて実施の形態１を説明する。図２はプロセスフプロー図である。図３、４は、それぞれの段階での平面図、断面図である。
【００１０】
（１）第１工程は、打ち抜き加工である（図３（ａ）図４（ａ））。
平面素材から、必要な外形形状を打ち抜く工程である。
（２）第２〜４工程は、絞り加工である（図３（ｂ）、図４（ｂ））。
【００１１】
打ち抜いた素材を３段階で曲げてゆく加工である。凸部４０を形成する。
（３）第５工程は、トリム加工工程である（図３（ｃ）、図４（ｃ））。
凸部４０の底を打ち抜く工程である。打ち抜きにより開口３３ができる。
【００１２】
（４）第６工程は、鍛圧加工工程である（図３（ｄ）図４（ｄ）））。
元の凸部４０の側壁３５の部分の厚みを増し、厚みを均質化する加工である。
（５）第７工程は、バーリング加工工程である（図３（ｅ）図４（ｅ））。
【００１３】
側壁３５を９０度曲げる工程である。
（６）第８工程は、４５度曲げ加工工程である（図３（ｆ）、図４（ｆ））。
側壁３５を曲げる加工である。
【００１４】
（７）第９加工は、鍛圧工程である（図３（ｇ）図４（ｇ））。
側壁３５を完全に曲げ、一体化する工程である。
＜以下詳細を説明＞
（１）第１工程：打ち抜き加工（図３（ａ）図４（ａ））
平面素材から、目的の部材の体積より５％〜１０％大きい体積の金属板１１をプレスで金属シートから打ち抜く。後の工程で、この余分な量の金属板１１の部分が、成形で圧縮、部品へ組み込まれる。
【００１５】
（２）第２〜４工程：絞り加工（図３（ｂ）、図４（ｂ））
第１工程で打ち抜いた金属板１１を、３段階で曲げてゆく。凸部４０を形成する。
凸状の部材を金属板１１に押し当て、凸部４０を形成する。目的とするカバープレート５１の開口１２より、５％〜１０％小さめの外周の凸部４０とする。後の工程で、最終大きさへ成形される。
【００１６】
凸部４０の深さを３段階で深くしてゆく。例えば、深さが３ｍｍなら、１、２、３ｍｍとする。このようにすることで、凸部４０の側面の肉厚の減少、金属組織の破壊を防止する。３段階以上あればよい。連続的に時間をかけて、凸部４０を作製してもよい。この時、凸部４０の側面と、金属板１１とのなす角θは、約４５度である。
【００１７】
（３）第５工程：トリム工程（図３（ｃ）、図４（ｃ））
凸部４０の底を打ち抜く工程である。切削により開口３３が形成され、周辺部分が側壁３５で残る。
（４）第６工程：鍛圧工程（図３（ｄ）図４（ｄ）））
凸部４０の側壁３５の部分の厚みを増し、均質化する加工である。側壁３５部分は、第２〜４工程の絞り工程で伸ばされて、厚みが薄くなっている。そのため、側壁３５を鍛圧することで、厚みを増やす。金属組織の強化もする。
【００１８】
（５）第７工程：バーリング工程（図３（ｅ）図４（ｅ））
側壁３５をなす角θを９０度曲げる工程である。
（６）第８工程：４５度曲げ工程（図３（ｆ）、図４（ｆ））
側壁３５を、なす角θを、１３５度に曲げる加工である。
【００１９】
（７）第９加工：鍛圧工程（図３（ｇ）図４（ｇ））
側壁３５を完全になす角θを、１８０度に曲げ、一体化（２重化）する工程である。
なす角θを、４５、９０、１３５、１８０度と、段階的に均等に曲げることで曲げ部分の強度不足を解消している。かつ、鍛圧にて、曲げ部分の肉厚の減少を防止している。
角度θは一例であり、ほぼ均等に曲げて行けばよい。
【００２０】
＜強度特性＞
図５（ａ）〜図５（ｄ）で、メタルフローと強度分布を説明する。図５（ａ）は、実施例の部品の断面図、図５（ｂ）は、従来の部品の断面図である。それぞれ開口３３付近、右側部分である。図５（ｃ）、図５（ｄ）は、実施例と従来品のそれぞれの強度分布である。
図５（ａ）、図５（ｂ）は、メタルフローを線で表示している。実施例の部品では、メタルフローが繋がっているが、従来の部品では途切れている。
図５（ｃ）、図５（ｄ）で強度分布を表示する。
実施の形態の部品と従来の部品のビッカース硬さ（ＨＶ）硬度を測定した。ビッカース硬さとは、対面角が１３６°のダイヤモンド四角すい圧子を用いて、試験面にピラミッド形状のくぼみをつけたときの荷重を、くぼみの対角線の長さで割った値である。
【００２１】
荷重をＰ（Ｎ）、くぼみの対角線の平均長さをｄ（ｍｍ）とすると、ビッカース硬さＨＶは次のようになる。ビッカース硬さＨＶ＝０．１８９０９×（Ｐ／ｄ２）で計算され、ビッカース硬さは単位を表記しない。ビッカース硬さＨＶは、材質が均一であれば、試験荷重に関係なくほぼ一定の値が得られるほか、測定する硬さの範囲が比較的広いことから、最も代表的な硬さ試験である。なお、今回のビッカース硬さ測定での加重の大きさは３０ｋｇであった。
【００２２】
ここで、従来の部材（比較例）は、２つの部材を部分的に溶接したものである。実施例の部品は、上記の実施の形態のものである。
図５（ａ）、図５（ｂ）の（１）から（３）の方向に、硬度を測定した結果を、それぞれ図５（ｃ）、図５（ｄ）に示す。
【００２３】
図５（ｃ）の実施例のものは、（１）のリング部３６とプレート本体３４との間の強度が強く、金属素材の強度１００ＨＶの１．６倍となっている。少なくとも、１．５倍（５０％）は高くなる。また、コーナー部（２）のところの強度が１４０ＨＶで金属素材の１．４倍となっている。少なくとも１．３倍（３０％）以上となる。そして、開口３３から離れると、金属素材の強度になる。
図５（ｄ）の従来の部品（比較例）の場合、金属素材の強度である。さらに、リング部３６とプレート本体３４との間の強度が弱い。
実施例の部品は、上記の工程により変形に伴い金属組織が強化され、強度が向上した。一方、従来の部品は単に、２つの部品を溶接しただけで、金属素材と同じ強度、２つの部材の合わせ部は強度的弱い。
開口３３に近いところから、プレート本体３４の端部へ繋がる３段階で、強度が減少している。開口３３に挿入される部材に対して、この部品の硬度は、強度的に有利である。
【００２４】
＜構造＞
図６（ａ）、図６（ｂ）において、構造を説明する。図６（ａ）は、実施例の部品の開口３３付近の拡大断面図である。図６（ｂ）は従来例の部品の開口部１２付近の拡大断面図である。従来例は、リング部３６とプレート本体３４とを部分的に溶接で接続している。
【００２５】
相違点（１）は、一体化部４０があることである。一体化部４０は、１つの材料でつなぎ目がない。この一体化部４０により、強度が強くなっている。また、一体化部４０により、隙間がなく、ゴミ、油などが、開口３３側から、リング部３６とプレート本体３４との間に入り込まない。回転される用途でも、音、ガタが発生しない。
実施例では、開口３３側と異なる、リング部３６とプレート３４との間を、ゴミが入らないようにシールする必要がある。一方、従来例では、リング部３６とプレート３４との間を両方シールが必要である。２倍の手間である。
たとえ、従来品を部分的な溶接でなく、全体を溶接する場合を考える。この場合、全体を溶接するには、かなりの時間が要する。また、全体を均質に溶接できない。強度も実施例のようには高くならない。
【００２６】
また、実施例では、開口３３の面が１つの面であり、つなぎ目、段差がない。この開口３３にはめ込まれる部材との相性がよい。
図５で示したように、強度が向上するので、全体の薄肉化ができ、素材使用量を削減でき、コストダウンできる。
また、従来品では、ズレ４１が生じる可能性あるが、実施例では、一体化部４０によりない。
【００２７】
相違点（２）は、実施例では、リング部３６とプレート本体３４との接続部である一体化部４０の厚みが、リング部３６、プレート本体３４と同じである。力が均等にかかる。また、リング部３６とプレート本体３４との端部同士が繋がった形状である。
少なくとも一体化部４０の厚みは、リング部３６、プレート本体３４の厚みの５割以上は必要である。
相違点（３）は、実施例では、各コーナー部が同等のＲ形状である。鍛造により、同形状の丸みをおびる。従来例では、ばらばらのコーナー部の形状である。外部からの衝撃状劇に対して、均等に衝撃を分散し対応できる。
また、実施例の部品では、強度が向上したことで、全体の厚みを薄くできる。
【００２８】
＜材質＞
用いた金属材料は、金属板ＳＰＦＨ５９０（自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板：ＪＩＳ  Ｇ  ３１３４）厚み５.０ｍｍである。別の金属材料でもよい。
なお、金属素材は、特別な表面処理、化合物、元素の添加をせず、物理的に変形させることで、作製さした。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本願発明の製造方法で、各種部品を作製できる。
【符号の説明】
【００３０】
１…範囲、１１…金属板、１２，３３…開口、３４，５２…プレート本体、３５…側壁、３６…リング部、４０…凸部、５１…カバープレート
【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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