(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材等の原材の外周箇所に、該原材の工程において成形される膨出部に外周縁側で開口する切欠開口端から原材内方側に存在する切欠終端による筋状の切除部を成形し、該筋状の切除部の切欠終端箇所で且つ前記原材の表面側で拡開する円錐状斜面部を形成し、前記筋状の切除部の幅方向両端縁の立上り片の頂部より前記筋状の切除部の切欠終端の弧状立上り片の頂部が低くなるように前記原材の裏面側から表面側に向かってプレスし、Ｕ字状壁部を成形してなることを特徴とするプレス加工品の製造法。
【請求項２】
請求項１において、前記円錐状斜面部はパンチにより成形されてなることを特徴とするプレス加工品の製造法。
【請求項３】
請求項１において、前記円錐状斜面部は切削加工により成形されてなることを特徴とするプレス加工品の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形からそのまま完成品として使用することができる程度に良好な仕上がりとしたプレス加工品とすることができ、充分な強度を確保することができ、ひいてはコスト低減を実現することができるプレス加工品の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス加工品は、同一製品を安定して量産することができ、製品コストを低減することができる特色があるため、種々の分野の機械部品の製造に使用されている。そこで、機械強度部品において、鋼板材等の金属材に略Ｕ字形状に開口した立上り状の膨出部が成形されたプレス加工品がある。そのＵ字形状の開口部を有する膨出部は、他の構造物に装着する部位として使用されるものである。
【０００３】
そのような部材の具体例を示すと、自動二輪車等の輸送機における変速プーリ装置の駆動側プーリ装置における可動プーリ半体の背面側に装着されるランププレート（傾斜板）のプレス加工品がある。そのランププレートは、可変プーリ半体を支持軸方向に移動させる際にその可変プーリ半体との間に設けられたウエイト部材の移動方向を案内する傾斜面部と、その可動プーリ半体を支持軸方向に案内するガイド部とがプレス加工によって成形されている。
【０００４】
このランププレートの傾斜面とガイド部とは、鋼板材をプレス加工品の折り曲げ、打ち抜き、引き延ばし成形などの塑性変形による成形が施されている。そのガイド部の成形部位は、適宜開口部が打抜き成形され、その打抜き成形箇所に所定の寸法幅の突出壁部が略Ｕ字形状に鋼板材の肉厚方向に立上り状に成形されている。このような立上り形状を鋼板材にプレス加工によって成形すると、略平行な両側壁部の間に成形される弧状の連結壁部の成形端縁にクラックが発生しやすくなる。このクラックは、両側壁部のプレス加工成形の応力負荷が弧状の連結壁部にその両側から引っ張り状に影響して、そのときの成形歪みがその成形端縁に生じて起こるものと思われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、プレス加工品は、同一製品を安定して量産することができるので、製品コストを低減することができる特色がある。特に、変速プーリ装置などの強度耐久製品に好適である。しかし、プレス加工品をそのまま、完成品として使用することができてはじめて、その特色が充分に活かされたといえるものであるが、従来のプレス加工手段においては、このような略Ｕ字形状の突出壁部を成形する場合、プレス加工品をそのまま、なんら仕上げ加工することなく、完成品として使用するに充分に耐えうるものは存在しない。
【０００６】
その理由としては、金属板から、囲まれた壁体等の特殊な形状をした立上部を成形しようとする場合に、その成形場所が金型にとって不利な場所等の条件が種々に作用して、良質なプレス加工ができない場合があった。たとえば、Ｕ字状壁部の弧状の連結壁には端縁から他の部分からの歪が集中しやすくなり、クラックが発生し、特にその仕上がりにおいて図１１に示すように、弧状立上り部の頂部が粗く、鋸歯形状となりそのままでは、機械部品として到底使用できない。
【０００７】
そのために、クラックを除去する加工を施して、クラックの影響を取り除かなければならず、その除去工程が必要となり、工程数が必然的に増加し、ひいては、コストを高めることになる。また、クラックの大きさによっては、弧状の連結壁部の肉部を減らす等の加工を行うことになり、そのために、部品の強度確保が困難となる等の種々の不都合が生じることとなる。本発明は、原材Ｐをプレス加工したそのままの状態で完成品又は部品として使用することができる程度に良質な仕上がりとすることができるようにすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、金属板材等の原材の外周箇所に、該原材の工程において成形される膨出部に外周縁側で開口する切欠開口端から原材内方側に存在する切欠終端による筋状の切除部を成形し、該筋状の切除部の切欠終端箇所で且つ前記原材の表面側で拡開する円錐状斜面部を形成し、前記筋状の切除部の幅方向両端縁の立上り片の頂部より前記筋状の切除部の切欠終端の弧状立上り片の頂部が低くなるように前記原材の裏面側から表面側に向かってプレスし、Ｕ字状壁部を成形してなるプレス加工品の製造法としたことにより、プレス成形からそのまま完成品として使用することができる程度に良好な仕上がりとしたプレス加工品とすることができ、充分な強度を確保することができ、ひいてはコスト低減を実現することができ、上記課題を解決したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、原材Ｐからプレス加工を施して成形された加工品の具体例として、変速プーリ装置の部品であるランププレートを説明する。該ランププレート（プレス加工品）は、駆動側プーリ装置における可動プーリ半体の背面側に装着される部品であって、その周囲に傾斜面を有して略皿形状に成形されたものである〔図１（Ｄ）参照〕。
【００１０】
このランププレートは、図示されない可動プーリ半体とともに使用され、該可動プーリ半体とランププレートとの間に配置された錘（ウエイト）部材が回動による遠心力で放射方向に移動し、前記可動プーリ半体とランププレートとの軸方向の間隔を適宜に可変させ、変速動作を行うものである。
【００１１】
そのプレス加工品であるランププレートには、スプライン軸が挿通するスプライン貫通孔部１ａが形成されたボス部１と、前記錘部材が、移動するためのガイド傾斜面部２と、可動プーリ半体に対して軸方向への近接又は離間するための移動動作を安定させるためのガイド部としてのＵ字状壁部Ａ1 と、該Ｕ字状壁部Ａ1 が位置する膨出部３が成形されている〔図１（Ｄ），（Ｆ）参照〕。
【００１２】
該Ｕ字状壁部Ａ1 は、平面的に見て略Ｕ字形状となるように成形されたものであり、可動プーリ半体側に成形されたガイド片に遊挿状態に係止され、そのガイド片を摺動して、ランププレートが前記可動プーリ半体に近接又は離間する移動動作を行うことができるものである。そのＵ字状壁部Ａ1 は、前記斜面に成形された膨出部３に連続成形されるものである。該膨出部３は、前記原材Ｐからランププレートがプレス加工される工程において成形される部位であり、該膨出部３から前記Ｕ字状壁部Ａ1 が成形される。
【００１３】
そのＵ字状壁部Ａ1 は、外周端に向かって開口する部分に成形された平行に対向する立上り片１１と，その両立上り片１１，１１間に成形される弧状立上り片１２とからなる。前記立上り片１１はランププレートの軸方向において、その頂部が略直線状に成形される。また、前記弧状立上り片１２は、その頂部が前記立上り片１１の頂部より低くなり、弧状中央箇所が最も低くなるように成形されている。
【００１４】
次に、上記Ｕ字状壁部Ａ1 を有するプレス加工品の製造法について述べる。まず、原材Ｐは、鋼板材等の金属板が円板状に成形されたものである〔図６（Ａ）参照〕。前記原材Ｐには、金型Ｂによるプレス加工により、ボス部１，ガイド傾斜面部２及び膨出部３が成形される〔図６（Ｂ），（Ｃ）参照〕。
【００１５】
その膨出部３の頂面には、筋状の切除部４が成形される〔図１（Ｂ），図４（Ａ）参照〕。該筋状の切除部４は、その原材Ｐの外周縁側が開口する切欠開口端４ａが存在し、原材Ｐ内方側では筋状の切除部４の切欠終端４ｂが存在する。次に、前記筋状の切除部４の切欠終端４ｂ箇所に円錐状斜面部５が成形される〔図１（Ｃ），（Ｅ），図２（Ａ），図４（Ｂ）等参照〕。
【００１６】
該円錐状斜面部５は、パンチ加工により成形される。そのパンチ１６は、金型Ｂに装着されたものであり、図５（Ｂ）に示すように、下部金型１５より上方に突出入するパンチ１６と、ワーク固定部１７とにより前記筋状の切除部４の成形箇所が固定され、前記切欠終端４ｂ箇所にパンチ１６で円錐状斜面部５が成形される。図５（Ｃ），（Ｄ）は、パンチ１６による円錐状斜面部５の成形工程を示す拡大図である。
【００１７】
そのパンチ加工にて円錐状斜面部５が成形されることにより、該円錐状斜面部５付近は、加工硬化により組織が密となる。該円錐状斜面部５は、原材Ｐに成形された膨出部３の表面側に拡開している〔図１（Ｅ），図２（Ａ）及び図４（Ｂ）等参照〕。そして、その原材Ｐの裏面側から表面側に向かって、筋状の切除部４及び円錐状斜面部５の周囲を押圧しながら押し出すようにして、略平行に対向する立上り片１１，１１及び両立上り片１１，１１間の弧状立上り片１２が成形される。前述した原材Ｐを裏面側から表面側に向かって、押し出すということは、円錐状斜面部５の拡開される方向に沿って押し出すことであり、さらに換言すれば、円錐状斜面部５の小径側から大径側に向かって押し出すことである。その立上り片１１と弧状立上り片１２とは、押出し用ダイス１８により成形される〔図８（Ａ），（Ｂ）〕。
【００１８】
その筋状の切除部４及び円錐状斜面部５がＵ字状壁部Ａ1 の成形される工程は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記筋状の切除部４の切欠開口端４ａから切欠終端４ｂの間で筋状の切除部４の幅方向両端縁が次第に起き上がるように変形してゆくものであり、筋状の切除部４の幅方向両端が略平行に対向する立上り片１１，１１に変形し、前記筋状の切除部４の切欠終端４ｂ及び円錐状斜面部５が弧状立上り片１２に変形してゆくものである。上述したようにＵ字状壁部Ａ1 は、原材Ｐに筋状の切除部４が成形され、該筋状の切除部４の切欠終端４ｂ箇所に円錐状斜面部５が成形され、その筋状の切除部４と円錐状斜面部５との成形箇所が原材Ｐの裏面側より押し出されて成形される。
【００１９】
前記Ｕ字状壁部Ａ1 の弧状立上り片１２は、パンチ加工にて成形された円錐状斜面部５が加工硬化とともに組織が密となることにより、その頂部に生じるクラックの発生を低減し、特に弧状立上り片１２の頂部形状を略整然とした弧状に成形することができる〔図４（Ｃ）参照〕。これによって、前記Ｕ字状壁部Ａ1 は、プレス加工成形のままで部品として使用可能である。さらに加工硬化による組織的な強化により力学的強度も充分に得られる。
【００２０】
さらに、両立上り片１１，１１の軸方向への突出寸法は充分に確保され、両立上り片１１，１１間に成形される弧状立上り片１２は、傾斜状となり前記立上り片１１より低くなることで、立上り片１１と弧状立上り片１２との成形における干渉影響が軽減され、プレス加工の成形バランスを良好にすることができる。また、弧状立上り片１２の突出寸法を小さくすることで、パンチ１６によって鋼板材を押しつぶした欠肉状態から形成されるので、クラックの発生を防止するとともに、靱性も高められ、その結果Ｕ字状壁部Ａ1 を強化することができる。
【００２１】
そのＵ字状壁部Ａ1 は、立上り片１１から弧状立上り片１２に亘る形状は、連続的であり、弧状立上り片１２が立上り片１１よりも少し低くなる。また、本発明は、プレス加工のみで、切削仕上げが不要としているので成形組織が分断することなく、強度を低下させることがない。このように、製造方法において、予め円錐状斜面部５がパンチ１６によって形成されることで、円錐状斜面部５の周囲は硬化し、円錐状斜面部５をもとにして成形された弧状立上り片１２は、鋼板材の表裏から圧縮，引張が良好で成形性に優れることになり、部材組織が強化され、且つクラックの発生を低減できる。
【００２２】
その円錐状斜面部５は、前述したように、パンチ加工により行われるものであるが、さらに別の成形手段として、切削加工により行われる場合も存在する。この切削手段としては、ドリル加工によるものでキリの先端部分で前記筋状の切除部４の切欠終端４ｂ箇所に加工で、サラモミ工程、或いはザグリ工程により行われる。
【００２３】
なお、上記説明は、プレス加工品であるランププレートにガイド部としてのＵ字状壁部Ａ1 が成形されることについて述べられたものであるが、本発明では、このＵ字状壁部Ａ1 を含めて、弧状壁面を有する突出部位である弧状壁部Ａの成形も可能である。該弧状壁部Ａの具体例としては、円筒状突出部等であり、前記ランププレートのボス部１にスプライン貫通孔部１ａが円筒状にプレス成形される場合である。
【００２４】
弧状壁部Ａでは、原材Ｐ（ランププレートの場合も含む）に弧状の切除部４が成形される。該弧状の切除部４は、この実施形態では円形状の貫通孔としたものである。その弧状の切除部４に前記原材Ｐの表面側で拡開する円錐状斜面部５が成形される〔図９（Ａ），図１０（Ａ）参照〕。そして、前記弧状の切除部４と円錐状斜面部５箇所とを前記原材Ｐの裏面側から表面側に向かって押出し用ダイス１８を介してプレスされ、円筒突出状の弧状壁部Ａが成形される〔図９（Ｂ），（Ｃ）及び図１０（Ｂ）参照〕。上記円筒突出状の弧状壁部Ａは、その円周端縁が円錐状斜面部５により面取り形状となっており、仕上げ加工が不要となるものである。前記弧状の切除部４は、円形状貫通孔としたがその他には、楕円或いは円弧状の角部を有する方形状等も含まれる。
【００２５】
【発明の効果】
この請求項１の発明は、金属板材等の原材Ｐの外周箇所に、該原材Ｐの工程において成形される膨出部３に外周縁側で開口する切欠開口４ａ端から原材Ｐ内方側に存在する切欠終端４ｂによる筋状の切除部４を成形し、該筋状の切除部４の切欠終端４ｂ箇所で且つ前記原材Ｐの表面側で拡開する円錐状斜面部５を形成し、前記筋状の切除部４の幅方向両端縁の立上り片１１の頂部より前記筋状の切除部４の切欠終端４ｂの弧状立上り片１２の頂部が低くなるように前記原材Ｐの裏面側から表面側に向かってプレスし、Ｕ字状壁部Ａ1を成形してなることを特徴とするプレス加工品の製造法としたことにより、プレス成形からそのまま完成品として使用することができる程度に良好な仕上がりとしたプレス加工品とすることができ、充分な強度を確保することができ、ひいてはコスト低減を実現することができる等の効果を奏する。
【００２６】
上記効果を詳述すると、原材Ｐの外周箇所に、該原材Ｐの工程において成形される膨出部３に外周縁側で開口する切欠開口端４ａから原材Ｐ内方側に存在する切欠終端４ｂによる筋状の切除部４を成形し、該筋状の切除部４の終端箇所で且つ前記原材Ｐの表面側で拡開する円錐状斜面部５を成形しており、該円錐状斜面部５により、特に筋状の切除部４の切欠終端４ｂ箇所が加工硬化する。これによって、前記原材Ｐの裏面側から表面側に向かってプレスすることで、成形されるＵ字状壁部Ａ1 は、特に円錐状斜面部５の周囲の組織が密となり、該円錐状斜面部５から弧状立上り片１２が成形された状態で、クラックの発生を低減することができる。
【００２７】
前記切除部４の幅方向両端縁の立上り片１１の頂部より前記筋状の切除部４の切欠終端の弧状立上り片１２の頂部が低くなるように形成されているので、該弧状立上り片１２は、強度を低下させることなく充分に強度を確保することができる。また、立上り片１１の両側から成形時の弧状立上り片１２にかかる成形応力を弧状立上り片１２の成形部位に許容することができ、プレス加工の成形性を良好にすることができ、ひいてはプレス金型の寿命を向上させることができる。
【００２８】
さらに、Ｕ字状壁部Ａ1 は円錐状斜面部５の原材Ｐの裏面側から押し出して突出成形するプレス加工の製造方法であることから、立上り片１１及び弧状立上り片１２のＵ字状壁部Ａ1 の突出寸法の大きさを異ならせることが可能となり、その突出端縁をプレス加工のまま使用可能に完成させることができる。即ち、従来、同種の形状をプレス加工した場合には、弧状の立上り箇所に歪みが集中し、整然とした形状にすることができず、そのまま部品に使用することは不可能であったが、本発明ではＵ字状壁部Ａ1 の特に弧状立上り片１２の頂部が整然とした滑らかな形状にすることができ、仕上げ加工を不要にすることができる利点を備えたものである。
【００２９】
次に、請求項２の発明は、請求項１において、前記円錐状斜面部５はパンチにより成形されてなるプレス加工品の製造法としたことにより、円錐状斜面部５をパンチ加工等で略瞬時に完成でき、成形作業の効率を向上させることができる。
【００３０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記円錐状斜面部５は切削加工により成形されてなるプレス加工品の製造法としたことにより、ドリル加工等の切削加工によるため、専用の金型設備を不要とすることができ、ひいては設備を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は原材にボス部，膨出部等が形成された工程の斜視図
（Ｂ）は膨出部に切除部が成形された工程の斜視図
（Ｃ）は切除部に円錐状斜面部が成形された工程斜視図
（Ｄ）は切除部及び円錐状斜面部箇所からＵ字状壁部の成形が完了した斜視図
（Ｅ）は（Ｃ）のイ部拡大図
（Ｆ）は（Ｄ）のロ部拡大図
【図２】（Ａ）は筋状の切除部と円錐状斜面部の拡大平面斜視図
（Ｂ）はＸ1 −Ｘ1 矢視断面図
（Ｃ）はＸ2 −Ｘ2 矢視断面図
【図３】（Ａ）は切除部と円錐状斜面部箇所にＵ字状壁部の成形初期段階の拡大平面斜視図
（Ｂ）はＵ字状壁部の成形が完了した拡大平面斜視図
【図４】（Ａ）は切除部成形箇所の拡大斜視図
（Ｂ）は切除部に円錐状斜面部が成形された拡大斜視図
（Ｃ）は切除部と円錐状斜面部箇所からＵ字状壁部が成形された拡大斜視図
【図５】（Ａ）は本発明におけるプレス加工品を成形する金型の略示図
（Ｂ）は金型のパンチ加工部の断面図
（Ｃ）は金型のパンチ成形部の要部拡大断面図
（Ｄ）はパンチにて切除部の所定箇所に円錐状斜面部を成形した状態の要部拡大断面図
【図６】（Ａ）は原材の斜視図
（Ｂ）は原材にボス部及びガイド斜面部が成形された工程の斜視図
（Ｃ）はガイド斜面部に膨出部が成形された工程の斜視図
【図７】（Ａ）は膨出部に切除部が成形された工程の斜視図
（Ｂ）は切除部に円錐斜面部が成形された工程の斜視図
（Ｃ）はプレス加工品が完了した斜視図
【図８】（Ａ）は押出し用ダイスでＵ字状壁部を成形しようとする工程図
（Ｂ）は押出し用ダイスでＵ字状壁部の成形が完了した工程図
【図９】（Ａ）は円筒状の弧状壁部を成形するための切除部及び円錐状斜面部が成形された原材の斜視図
（Ｂ）は円筒状の弧状壁部が成形されたプレス加工品の斜視図
（Ｃ）は円筒状の弧状壁部の拡大斜視図
【図１０】（Ａ）は押出し用ダイスで円筒状の弧状壁部が成形される工程図
（Ｂ）は押出し用ダイスで円筒状の弧状壁部の成形が完了した工程図
【図１１】従来技術の要部斜視図
【符号の説明】
Ｐ…原材
４…切除部
５…円錐状斜面部
Ａ…弧状壁部
Ａ1 …Ｕ字状壁部
【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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