JP2000351029A - 筒状部材の液圧穴抜き加工方法 - Google Patents
筒状部材の液圧穴抜き加工方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い内液圧であっても筒状部材の外側に向け
て容易に穴抜きすることができ、さらに、穴径や穴抜き
位置が高精度で且つ穴抜きされた部分が高品質の筒状部
材の液圧穴抜き加工方法を提供する。 【解決手段】 筒状部材１４の内部を流体で加圧し且つ
穴抜きパンチ１１を後退させることにより、筒状部材１
４に穴抜き加工を行う加工方法において、外周部にシャ
ーエッジ１３が形成された穴抜きパンチ１１を用いると
ともに、穴抜きパンチ１１を一旦前進させて筒状部材１
４に押し込み、貫通させない状態で止めた後、穴抜きパ
ンチ１１を後退させることにより穴抜きを行って、上記
課題を解決する。このとき、穴抜きパンチ１１の押し込
み量Ｌと筒状部材１４の板厚ｔとの関係が、Ｌ＝０．７
ｔ〜１．２ｔであることが好ましい。
て容易に穴抜きすることができ、さらに、穴径や穴抜き
位置が高精度で且つ穴抜きされた部分が高品質の筒状部
材の液圧穴抜き加工方法を提供する。 【解決手段】 筒状部材１４の内部を流体で加圧し且つ
穴抜きパンチ１１を後退させることにより、筒状部材１
４に穴抜き加工を行う加工方法において、外周部にシャ
ーエッジ１３が形成された穴抜きパンチ１１を用いると
ともに、穴抜きパンチ１１を一旦前進させて筒状部材１
４に押し込み、貫通させない状態で止めた後、穴抜きパ
ンチ１１を後退させることにより穴抜きを行って、上記
課題を解決する。このとき、穴抜きパンチ１１の押し込
み量Ｌと筒状部材１４の板厚ｔとの関係が、Ｌ＝０．７
ｔ〜１．２ｔであることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒状部材の内部の
流体圧力（以下「内液圧」ともいう。）と穴抜きパンチ
を利用した筒状部材の穴抜き加工方法に関する。
流体圧力（以下「内液圧」ともいう。）と穴抜きパンチ
を利用した筒状部材の穴抜き加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＯ2 削減のための車体軽量化や
強度向上のための車体補強を目的とした車体やシャーシ
部品が求められている。こうした車体やシャーシ部品と
して、中空の筒状部材を内液圧成形した部品を適用する
動きが高まってきている。これらの部品は、所定形状に
内液圧成形された後、他の部品を取り付けるための穴や
位置決めするための穴が加工される。しかし、最近、経
済性や加工精度の向上に対する要請に基づいて、内液圧
成形の一連の工程内で穴抜きを行う加工法が検討されて
いる。
強度向上のための車体補強を目的とした車体やシャーシ
部品が求められている。こうした車体やシャーシ部品と
して、中空の筒状部材を内液圧成形した部品を適用する
動きが高まってきている。これらの部品は、所定形状に
内液圧成形された後、他の部品を取り付けるための穴や
位置決めするための穴が加工される。しかし、最近、経
済性や加工精度の向上に対する要請に基づいて、内液圧
成形の一連の工程内で穴抜きを行う加工法が検討されて
いる。
【０００３】例えば、特開平６−２９２９２９号公報に
は、筒状部材の内部を流体で加圧し、穴抜きパンチを筒
状部材の外側から内部に向かって打ち付けることによ
り、穴抜きする加工方法が開示されている。この方法に
よれば、穴抜きされた破断面の周辺には、ある程度のダ
レやバリが発生するという難点がある。また、図４に示
すように、平面状の先端４２を有するパンチ４１を、内
液圧Ｐを負荷しながら後退させ、その内液圧Ｐの負荷に
よって筒状部材４４を変形させて、筒状部材４４の外側
に穴抜きする方法も開示されている（塑性と加工、Vol.
39(No.453),p.1045〜1049,1998）。この方法によれば、
穴抜きされた破断面４３の周辺には、一般にはダレが発
生しにくいとされている。
は、筒状部材の内部を流体で加圧し、穴抜きパンチを筒
状部材の外側から内部に向かって打ち付けることによ
り、穴抜きする加工方法が開示されている。この方法に
よれば、穴抜きされた破断面の周辺には、ある程度のダ
レやバリが発生するという難点がある。また、図４に示
すように、平面状の先端４２を有するパンチ４１を、内
液圧Ｐを負荷しながら後退させ、その内液圧Ｐの負荷に
よって筒状部材４４を変形させて、筒状部材４４の外側
に穴抜きする方法も開示されている（塑性と加工、Vol.
39(No.453),p.1045〜1049,1998）。この方法によれば、
穴抜きされた破断面４３の周辺には、一般にはダレが発
生しにくいとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示したような平面状の先端４２を有するパンチ４１を用
いて筒状部材４４の外側に向けて穴抜きする方法では、
内液圧Ｐを相当大きくしなければ穴抜きを行うことがで
きない。そのため、圧力発生装置及び加工設備が大型化
して設備投資が大きくなり、スペース効率の低下やコス
トアップといった問題がある。また、穴抜きされる部分
は、内液圧Ｐの負荷によって、筒状部材４４の外側にド
ーム状に膨らみながら破断するため、破断面４３の面粗
度や穴径精度が低下するといった問題もある。
示したような平面状の先端４２を有するパンチ４１を用
いて筒状部材４４の外側に向けて穴抜きする方法では、
内液圧Ｐを相当大きくしなければ穴抜きを行うことがで
きない。そのため、圧力発生装置及び加工設備が大型化
して設備投資が大きくなり、スペース効率の低下やコス
トアップといった問題がある。また、穴抜きされる部分
は、内液圧Ｐの負荷によって、筒状部材４４の外側にド
ーム状に膨らみながら破断するため、破断面４３の面粗
度や穴径精度が低下するといった問題もある。
【０００５】こうした問題を解決するため、本発明は、
低い内液圧であっても筒状部材の外側に向けて容易に穴
抜きすることができ、さらに、穴径や穴抜き位置が高精
度であり且つ穴抜きされた部分が高品質になる筒状部材
の液圧穴抜き加工方法を提供する。
低い内液圧であっても筒状部材の外側に向けて容易に穴
抜きすることができ、さらに、穴径や穴抜き位置が高精
度であり且つ穴抜きされた部分が高品質になる筒状部材
の液圧穴抜き加工方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の筒状部
材の液圧穴抜き加工方法は、筒状部材の内部を流体で加
圧し且つ穴抜きパンチを後退させることにより、前記筒
状部材に穴抜き加工を行う加工方法において、外周部に
シャーエッジが形成された前記穴抜きパンチを用いると
ともに、当該穴抜きパンチを一旦前進させて前記筒状部
材に押し込み、貫通させない状態で止めた後、前記穴抜
きパンチを後退させることにより穴抜きを行うことに特
徴を有する。
材の液圧穴抜き加工方法は、筒状部材の内部を流体で加
圧し且つ穴抜きパンチを後退させることにより、前記筒
状部材に穴抜き加工を行う加工方法において、外周部に
シャーエッジが形成された前記穴抜きパンチを用いると
ともに、当該穴抜きパンチを一旦前進させて前記筒状部
材に押し込み、貫通させない状態で止めた後、前記穴抜
きパンチを後退させることにより穴抜きを行うことに特
徴を有する。
【０００７】この発明によれば、外周部にシャーエッジ
が形成された穴抜きパンチを、筒状部材の内側方向に一
旦前進させて押し込んでいるので、押し込まれた筒状部
材の外側には、穴抜きパンチのシャーエッジによって食
い込み痕が形成される。その後、穴抜きパンチを筒状部
材の外側方向に後退させるので、食い込み痕が形成され
た部分は、見かけ上の板厚が減少しているため、内液圧
によるせん断力を受けて低い内液圧で容易に破断する。
こうして破断した部分に表れる破断面は、食い込み痕が
形成された部分はいわゆる純粋なせん断面であり、その
他の部分はせん断力が集中した結果形成されたものであ
るので、穴抜きされた破断面の周辺にはダレの小さい品
質に優れた穴が形成されると共に、穴径や穴抜き位置の
精度に優れたものとなる。
が形成された穴抜きパンチを、筒状部材の内側方向に一
旦前進させて押し込んでいるので、押し込まれた筒状部
材の外側には、穴抜きパンチのシャーエッジによって食
い込み痕が形成される。その後、穴抜きパンチを筒状部
材の外側方向に後退させるので、食い込み痕が形成され
た部分は、見かけ上の板厚が減少しているため、内液圧
によるせん断力を受けて低い内液圧で容易に破断する。
こうして破断した部分に表れる破断面は、食い込み痕が
形成された部分はいわゆる純粋なせん断面であり、その
他の部分はせん断力が集中した結果形成されたものであ
るので、穴抜きされた破断面の周辺にはダレの小さい品
質に優れた穴が形成されると共に、穴径や穴抜き位置の
精度に優れたものとなる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の筒状部材の液圧穴抜き加工方法において、前記穴抜き
パンチの押し込み量Ｌと前記筒状部材の板厚ｔとの関係
が、Ｌ＝０．７ｔ〜１．２ｔであることに特徴を有す
る。
の筒状部材の液圧穴抜き加工方法において、前記穴抜き
パンチの押し込み量Ｌと前記筒状部材の板厚ｔとの関係
が、Ｌ＝０．７ｔ〜１．２ｔであることに特徴を有す
る。
【０００９】この発明によれば、穴抜きパンチの押し込
み量Ｌと筒状部材の板厚ｔとの関係をＬ＝０．７ｔ〜
１．２ｔとしたので、穴抜きパンチのシャーエッジによ
って筒状部材の外側に形成される食い込み痕は、低い内
液圧で容易に穴抜きできる程度の深さを有し、尚且つ、
穴抜きパンチを押し込んだだけでは穴抜きされない程度
の深さを有している。その結果、穴抜きパンチを筒状部
材の外側方向に後退させることによって、食い込み痕が
形成された部分は、低い内液圧で容易に破断して穴抜き
加工される。
み量Ｌと筒状部材の板厚ｔとの関係をＬ＝０．７ｔ〜
１．２ｔとしたので、穴抜きパンチのシャーエッジによ
って筒状部材の外側に形成される食い込み痕は、低い内
液圧で容易に穴抜きできる程度の深さを有し、尚且つ、
穴抜きパンチを押し込んだだけでは穴抜きされない程度
の深さを有している。その結果、穴抜きパンチを筒状部
材の外側方向に後退させることによって、食い込み痕が
形成された部分は、低い内液圧で容易に破断して穴抜き
加工される。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の筒状部材の液圧穴抜き加工方法におい
て、前記穴抜きパンチを所定位置まで一旦前進させた
後、前記筒状部材の内部の流体の圧力と、前記穴抜きパ
ンチの駆動手段の圧力との相対差により、前記穴抜きパ
ンチを強制後退させることに特徴を有する。
請求項２に記載の筒状部材の液圧穴抜き加工方法におい
て、前記穴抜きパンチを所定位置まで一旦前進させた
後、前記筒状部材の内部の流体の圧力と、前記穴抜きパ
ンチの駆動手段の圧力との相対差により、前記穴抜きパ
ンチを強制後退させることに特徴を有する。
【００１１】この発明によれば、穴抜きパンチの後退
を、筒状部材の内部の内液圧と穴抜きパンチの駆動手段
の圧力との相対差によって行うので、穴抜きパンチの後
退時に、穴抜きカスの部分が穴抜きパンチの先端に接触
したまま穴抜き加工が行われる。従って、従来例のよう
なドーム状の膨らみが生じることなく、破断面はより純
粋なせん断力が作用したまま穴抜きがおこなわれるた
め、穴径の精度やせん断面の面粗度が高いものとなる。
を、筒状部材の内部の内液圧と穴抜きパンチの駆動手段
の圧力との相対差によって行うので、穴抜きパンチの後
退時に、穴抜きカスの部分が穴抜きパンチの先端に接触
したまま穴抜き加工が行われる。従って、従来例のよう
なドーム状の膨らみが生じることなく、破断面はより純
粋なせん断力が作用したまま穴抜きがおこなわれるた
め、穴径の精度やせん断面の面粗度が高いものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
【００１３】図１は、本発明の筒状部材の液圧穴抜き加
工方法の一例を示す正面断面図である。図１において
は、図１（ａ）から図１（ｃ）の順に加工される。本発
明の筒状部材の液圧穴抜き加工方法は、外周部にシャー
エッジ１３が形成された穴抜きパンチ１１を用いるとと
もに、筒状部材１４の内部を流体で加圧した状態で、穴
抜きパンチ１１を一旦前進させて筒状部材１４に押し込
み、貫通させない状態で止めた後、穴抜きパンチ１１を
後退させることによって、筒状部材１４の穴抜きを行う
方法である。
工方法の一例を示す正面断面図である。図１において
は、図１（ａ）から図１（ｃ）の順に加工される。本発
明の筒状部材の液圧穴抜き加工方法は、外周部にシャー
エッジ１３が形成された穴抜きパンチ１１を用いるとと
もに、筒状部材１４の内部を流体で加圧した状態で、穴
抜きパンチ１１を一旦前進させて筒状部材１４に押し込
み、貫通させない状態で止めた後、穴抜きパンチ１１を
後退させることによって、筒状部材１４の穴抜きを行う
方法である。
【００１４】先ず、図１（ａ）に示すように、本発明の
筒状部材の液圧穴抜き加工方法においては、外周部にシ
ャーエッジ１３が形成された穴抜きパンチ１１が用いら
れる。この穴抜きパンチ１１は、筒状部材１４に穴開け
すべき所定の部位に設置され、筒状部材１４の外側に設
けられた成形型１６を摺動できるように設けられてい
る。穴抜きパンチ１１を摺動させる駆動手段は、空気や
流体による圧力制御、機械制御、またはバネ等の弾性体
による圧力制御等に基づくものであってもよいが、通常
は、空気や流体による圧力制御またはバネ等の弾性体に
よる圧力制御に基づくものが適用されている。
筒状部材の液圧穴抜き加工方法においては、外周部にシ
ャーエッジ１３が形成された穴抜きパンチ１１が用いら
れる。この穴抜きパンチ１１は、筒状部材１４に穴開け
すべき所定の部位に設置され、筒状部材１４の外側に設
けられた成形型１６を摺動できるように設けられてい
る。穴抜きパンチ１１を摺動させる駆動手段は、空気や
流体による圧力制御、機械制御、またはバネ等の弾性体
による圧力制御等に基づくものであってもよいが、通常
は、空気や流体による圧力制御またはバネ等の弾性体に
よる圧力制御に基づくものが適用されている。
【００１５】筒状部材１４の内部は、所定の内液圧Ｐの
流体で加圧される。流体としては、通常、水が用いられ
るが、一般的な液圧加工法に用いられている流体であれ
ば特に限定されることはない。
流体で加圧される。流体としては、通常、水が用いられ
るが、一般的な液圧加工法に用いられている流体であれ
ば特に限定されることはない。
【００１６】次に、こうして準備された状態、すなわち
筒状部材１４の内部が加圧された状態で、図１（ｂ）に
示すように、穴抜きパンチ１１は、一旦筒状部材１４の
内部側に前進し、筒状部材１４を外側から内部側に向か
って押し込む。押し込まれた穴抜きパンチ１１は、筒状
部材１４を貫通させない状態で止められる。こうして押
し込まれた部分は、筒状部材１４の内部側に変形する。
穴抜きパンチ１１には、筒状部材１４を押し込む側の先
端１２の外周部にシャーエッジ１３が形成されているの
で、穴抜きパンチ１１を押し込むことによって、筒状部
材１４の外側表面にシャーエッジ１３による食い込み痕
が形成される。こうした食い込み痕の深さや形状は、穴
抜きパンチ１１の押し込み量や、シャーエッジ１３の形
状によって変化させることができる。
筒状部材１４の内部が加圧された状態で、図１（ｂ）に
示すように、穴抜きパンチ１１は、一旦筒状部材１４の
内部側に前進し、筒状部材１４を外側から内部側に向か
って押し込む。押し込まれた穴抜きパンチ１１は、筒状
部材１４を貫通させない状態で止められる。こうして押
し込まれた部分は、筒状部材１４の内部側に変形する。
穴抜きパンチ１１には、筒状部材１４を押し込む側の先
端１２の外周部にシャーエッジ１３が形成されているの
で、穴抜きパンチ１１を押し込むことによって、筒状部
材１４の外側表面にシャーエッジ１３による食い込み痕
が形成される。こうした食い込み痕の深さや形状は、穴
抜きパンチ１１の押し込み量や、シャーエッジ１３の形
状によって変化させることができる。
【００１７】このとき、穴抜きパンチ１１の押し込み量
Ｌは、筒状部材１４の板厚ｔとの関係において、Ｌ＝
０．７ｔ〜１．２ｔであることが好ましい。この範囲内
で押し込むと、穴抜きパンチ１１のシャーエッジ１３に
よって筒状部材１４の外側に形成される食い込み痕は、
低い内液圧Ｐで容易に穴抜きできる程度の深さで形成さ
れ、尚且つ、穴抜きパンチ１１を押し込んだだけでは穴
抜きされない程度の深さとなる。その結果、穴抜きパン
チ１１を筒状部材１４の外側方向に後退させることによ
って、食い込み痕が形成された部分は、見かけ上の板厚
が減少しているため、低い内液圧Ｐで容易に破断して穴
抜き加工される。こうして破断した部分に表れる破断面
１７は、食い込み痕が形成された部分はいわゆる純粋な
せん断面であり、その他の部分はせん断力が集中した結
果形成されたものであるので、穴抜きされた破断面１７
の周辺にはダレが極めて小さく品質に優れた穴が形成さ
れると共に、穴径や穴抜き位置の精度に優れたものとな
る。
Ｌは、筒状部材１４の板厚ｔとの関係において、Ｌ＝
０．７ｔ〜１．２ｔであることが好ましい。この範囲内
で押し込むと、穴抜きパンチ１１のシャーエッジ１３に
よって筒状部材１４の外側に形成される食い込み痕は、
低い内液圧Ｐで容易に穴抜きできる程度の深さで形成さ
れ、尚且つ、穴抜きパンチ１１を押し込んだだけでは穴
抜きされない程度の深さとなる。その結果、穴抜きパン
チ１１を筒状部材１４の外側方向に後退させることによ
って、食い込み痕が形成された部分は、見かけ上の板厚
が減少しているため、低い内液圧Ｐで容易に破断して穴
抜き加工される。こうして破断した部分に表れる破断面
１７は、食い込み痕が形成された部分はいわゆる純粋な
せん断面であり、その他の部分はせん断力が集中した結
果形成されたものであるので、穴抜きされた破断面１７
の周辺にはダレが極めて小さく品質に優れた穴が形成さ
れると共に、穴径や穴抜き位置の精度に優れたものとな
る。
【００１８】穴抜きパンチ１１の押し込み量Ｌが０．７
ｔ未満の関係では、筒状部材１４内に極めて高い内液圧
Ｐを与えなければ穴抜きを行うことができない。また、
穴抜きパンチ１１の押し込み量Ｌが１．２ｔを超える関
係では、穴抜きパンチ１１の押し込みによって筒状部材
１４が内側に変形して、そのまま筒状部材１４の内側方
向に穴抜きが行われてしまう。このとき、穴抜きされた
破断面１７の周辺には、ダレが生じやすい。従って、穴
抜きパンチ１１の押し込み量Ｌと筒状部材１４の板厚ｔ
との関係をＬ＝０．７ｔ〜１．２ｔに限定することが好
ましい。なお、押し込み量Ｌは、筒状部材１４に当接し
ている成形型１６と筒状部材１４の接触面を基準とし、
その面からの押し込み深さで規定される。
ｔ未満の関係では、筒状部材１４内に極めて高い内液圧
Ｐを与えなければ穴抜きを行うことができない。また、
穴抜きパンチ１１の押し込み量Ｌが１．２ｔを超える関
係では、穴抜きパンチ１１の押し込みによって筒状部材
１４が内側に変形して、そのまま筒状部材１４の内側方
向に穴抜きが行われてしまう。このとき、穴抜きされた
破断面１７の周辺には、ダレが生じやすい。従って、穴
抜きパンチ１１の押し込み量Ｌと筒状部材１４の板厚ｔ
との関係をＬ＝０．７ｔ〜１．２ｔに限定することが好
ましい。なお、押し込み量Ｌは、筒状部材１４に当接し
ている成形型１６と筒状部材１４の接触面を基準とし、
その面からの押し込み深さで規定される。
【００１９】また、穴抜きパンチの先端の形状を適宜変
化させることができる。図２は、穴抜きパンチの先端の
形状を示す正面断面図である。図２（ａ）に示す穴抜き
パンチ２１は、図１に示した穴抜きパンチ１１と同じ形
状のものである。穴抜きパンチ２１には、筒状部材に食
い込み痕を形成するために、その先端の外周にシャーエ
ッジ２７が形成され、さらに、逃げ面２４が形成されて
いることが好ましい。逃げ面２４は、穴抜きパンチ２１
のシャーエッジ２７が筒状部材の外側面上に食い込んだ
ときに、穴抜きされる部分が逃げる空間を形成し、穴抜
きパンチ２１の先端から凹んだ形態で形成されている。
形成された逃げ面２４の形状は特に限定されず、図２
（ａ）に示すような平らな逃げ面２４であっても、図２
（ｂ）に示すような円弧状の逃げ面２５であってもよ
い。しかし、逃げ面２４、２５の深さｄと筒状部材１４
の板厚ｔとの関係が、ｄ＝０．５ｔ〜２．０ｔの範囲内
であることが好ましい。逃げ面２４、２５の深さｄの範
囲を、この範囲にすることによって、食い込み痕が形成
された部分の穴抜きを正確に行うことができるので、穴
抜きされた破断面１７の周辺のダレは極めて小さく、穴
径精度が向上して穴抜き部分の品質が向上する。逃げ面
２４、２５の深さｄが０．５ｔ未満の関係では、筒状部
材１４の外側表面に十分な深さで食い込み痕を形成する
ことができず、その部分で正確に穴抜き加工することが
できない。また、逃げ面２４、２５の深さｄが２．０ｔ
を超える関係では、筒状部材１４の穴抜き部分は、内液
圧Ｐによって、例えば図２（ｂ）に示すような円弧状の
逃げ面に沿ってドーム状に大きく膨らんだ後に破断する
ことになるので、食い込み痕にせん断力が集中しにくく
なって破断面が大きくなり、穴抜き精度や品質が低下す
る。従って、逃げ面２４、２５の深さｄと筒状部材１４
の板厚ｔとの関係をｄ＝０．５ｔ〜２．０ｔに限定する
ことが好ましい。この範囲内であれば、逃げ面２４、２
５の形状は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、平面、
凹面、凸面等、何れの形状であってもよい。なお、逃げ
面２４、２５、２６の深さｄは、穴抜きパンチ２１、２
２、２３の先端を基準とした深さで規定される。
化させることができる。図２は、穴抜きパンチの先端の
形状を示す正面断面図である。図２（ａ）に示す穴抜き
パンチ２１は、図１に示した穴抜きパンチ１１と同じ形
状のものである。穴抜きパンチ２１には、筒状部材に食
い込み痕を形成するために、その先端の外周にシャーエ
ッジ２７が形成され、さらに、逃げ面２４が形成されて
いることが好ましい。逃げ面２４は、穴抜きパンチ２１
のシャーエッジ２７が筒状部材の外側面上に食い込んだ
ときに、穴抜きされる部分が逃げる空間を形成し、穴抜
きパンチ２１の先端から凹んだ形態で形成されている。
形成された逃げ面２４の形状は特に限定されず、図２
（ａ）に示すような平らな逃げ面２４であっても、図２
（ｂ）に示すような円弧状の逃げ面２５であってもよ
い。しかし、逃げ面２４、２５の深さｄと筒状部材１４
の板厚ｔとの関係が、ｄ＝０．５ｔ〜２．０ｔの範囲内
であることが好ましい。逃げ面２４、２５の深さｄの範
囲を、この範囲にすることによって、食い込み痕が形成
された部分の穴抜きを正確に行うことができるので、穴
抜きされた破断面１７の周辺のダレは極めて小さく、穴
径精度が向上して穴抜き部分の品質が向上する。逃げ面
２４、２５の深さｄが０．５ｔ未満の関係では、筒状部
材１４の外側表面に十分な深さで食い込み痕を形成する
ことができず、その部分で正確に穴抜き加工することが
できない。また、逃げ面２４、２５の深さｄが２．０ｔ
を超える関係では、筒状部材１４の穴抜き部分は、内液
圧Ｐによって、例えば図２（ｂ）に示すような円弧状の
逃げ面に沿ってドーム状に大きく膨らんだ後に破断する
ことになるので、食い込み痕にせん断力が集中しにくく
なって破断面が大きくなり、穴抜き精度や品質が低下す
る。従って、逃げ面２４、２５の深さｄと筒状部材１４
の板厚ｔとの関係をｄ＝０．５ｔ〜２．０ｔに限定する
ことが好ましい。この範囲内であれば、逃げ面２４、２
５の形状は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、平面、
凹面、凸面等、何れの形状であってもよい。なお、逃げ
面２４、２５、２６の深さｄは、穴抜きパンチ２１、２
２、２３の先端を基準とした深さで規定される。
【００２０】さらに、図２（ｃ）に示すように、深さｄ
の逃げ面２６の中央部に、高さｈの突起２８を穴抜きパ
ンチ２３の先端方向に設けることによって、穴抜きした
後の穴抜きカス１５を容易に穴抜きパンチ２３の先端か
ら除去することができ、穴抜き加工を連続して多数行う
場合に特に有利となる。この時、突起２８の高さｈと筒
状部材の板厚ｔとの関係は、ｈ＝０．５ｔ〜２．０ｔで
あることが上述の効果を発揮するために好ましい。さら
に、突起２８の高さｈの上限は、逃げ面２６の深さｄ以
下、すなわちｈ≦ｄの関係とすることが好ましい。こう
した関係にすることによって、穴抜き後のカスを、穴抜
きパンチ２３の先端から容易に除去することができる。
なお、突起２８の高さｈは、逃げ面２６の最も深いとこ
ろを基準として、そこから先端方法に突出した頂点まで
の高さで規定される。この場合においても、逃げ面２６
の深さｄと筒状部材１４の板厚ｔとの関係は、上述した
関係と同じである。
の逃げ面２６の中央部に、高さｈの突起２８を穴抜きパ
ンチ２３の先端方向に設けることによって、穴抜きした
後の穴抜きカス１５を容易に穴抜きパンチ２３の先端か
ら除去することができ、穴抜き加工を連続して多数行う
場合に特に有利となる。この時、突起２８の高さｈと筒
状部材の板厚ｔとの関係は、ｈ＝０．５ｔ〜２．０ｔで
あることが上述の効果を発揮するために好ましい。さら
に、突起２８の高さｈの上限は、逃げ面２６の深さｄ以
下、すなわちｈ≦ｄの関係とすることが好ましい。こう
した関係にすることによって、穴抜き後のカスを、穴抜
きパンチ２３の先端から容易に除去することができる。
なお、突起２８の高さｈは、逃げ面２６の最も深いとこ
ろを基準として、そこから先端方法に突出した頂点まで
の高さで規定される。この場合においても、逃げ面２６
の深さｄと筒状部材１４の板厚ｔとの関係は、上述した
関係と同じである。
【００２１】なお、穴抜きする穴形状は、丸穴、角穴、
異形穴の何れの形状でもよく、求める形状に適合した穴
抜きパンチを用いることができる。
異形穴の何れの形状でもよく、求める形状に適合した穴
抜きパンチを用いることができる。
【００２２】最後に、図１（ｃ）に示すように、穴抜き
パンチ１１が筒状部材１４の内部側から外側に向かって
後退させることにより穴抜きが行われる。食い込み痕が
形成された部分には、筒状部材１４の内液圧Ｐによるせ
ん断力が集中するので、その食い込み痕を起点として容
易に破断する。その結果、従来のような高い内液圧が必
要ではなく、低い内液圧でも容易に穴抜き加工すること
ができる。破断された部分の形状は、穴抜きパンチ１１
の外周部のシャーエッジ１３と同じ形状となる。こうし
て穴抜き加工された筒状部材は、食い込み痕が形成され
た部分にせん断力が集中して破断するので、穴抜きされ
た破断面１７の周辺に発生するダレは極めて小さい。そ
のため、穴抜き加工された穴径精度の向上や穴の位置精
度の向上が達成される。
パンチ１１が筒状部材１４の内部側から外側に向かって
後退させることにより穴抜きが行われる。食い込み痕が
形成された部分には、筒状部材１４の内液圧Ｐによるせ
ん断力が集中するので、その食い込み痕を起点として容
易に破断する。その結果、従来のような高い内液圧が必
要ではなく、低い内液圧でも容易に穴抜き加工すること
ができる。破断された部分の形状は、穴抜きパンチ１１
の外周部のシャーエッジ１３と同じ形状となる。こうし
て穴抜き加工された筒状部材は、食い込み痕が形成され
た部分にせん断力が集中して破断するので、穴抜きされ
た破断面１７の周辺に発生するダレは極めて小さい。そ
のため、穴抜き加工された穴径精度の向上や穴の位置精
度の向上が達成される。
【００２３】このとき、上述した穴抜きパンチ１１の後
退を、内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐ
ｃとで制御して行うことができる。図３は、筒状部材１
４の内部の内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧
力Ｐｃとの相対差によって後退する穴抜きパンチ１１の
態様を示す正面断面図である。穴抜きパンチ１１の駆動
手段によって、図１（ｂ）に示すような位置まで穴抜き
パンチ１１を押し込んだ後、その穴抜きパンチ１１を後
退させる手段としては、（ｉ）内液圧Ｐを増圧し、穴抜
きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐｃよりも大きくする、
（ｉｉ）穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐｃを減圧
し、内液圧Ｐよりも小さくする、（ｉｉｉ）内液圧Ｐの
増圧と穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐｃの減圧を
同時に行い、内液圧Ｐを穴抜きパンチ１１の駆動手段の
圧力Ｐｃよりも大きくする、ことの三つの態様で行うこ
とができる。これら何れの態様で行うかは、内液圧Ｐの
制御のしやすさや、穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力
Ｐｃの制御のしやすさ、さらに、実際に使用する設備能
力や性能等を考慮して適宜設定されるものであり、特に
限定するものではない。
退を、内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐ
ｃとで制御して行うことができる。図３は、筒状部材１
４の内部の内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧
力Ｐｃとの相対差によって後退する穴抜きパンチ１１の
態様を示す正面断面図である。穴抜きパンチ１１の駆動
手段によって、図１（ｂ）に示すような位置まで穴抜き
パンチ１１を押し込んだ後、その穴抜きパンチ１１を後
退させる手段としては、（ｉ）内液圧Ｐを増圧し、穴抜
きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐｃよりも大きくする、
（ｉｉ）穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐｃを減圧
し、内液圧Ｐよりも小さくする、（ｉｉｉ）内液圧Ｐの
増圧と穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力Ｐｃの減圧を
同時に行い、内液圧Ｐを穴抜きパンチ１１の駆動手段の
圧力Ｐｃよりも大きくする、ことの三つの態様で行うこ
とができる。これら何れの態様で行うかは、内液圧Ｐの
制御のしやすさや、穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力
Ｐｃの制御のしやすさ、さらに、実際に使用する設備能
力や性能等を考慮して適宜設定されるものであり、特に
限定するものではない。
【００２４】穴抜きパンチ１１の後退を、筒状部材１４
の内部の内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力
Ｐｃとの相対差で行うことによって、穴抜きパンチ１１
の後退時に、穴抜きカス１５の部分が穴抜きパンチ１１
の先端１２に接触したまま穴抜き加工が行われる。従っ
て、従来例のようなドーム状の膨らみが生じることなく
（図４を参照。）、破断面１７はより純粋なせん断力が
作用したまま穴抜きがおこなわれるため、穴径の精度や
せん断面の面粗度が高いものとなる。
の内部の内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の駆動手段の圧力
Ｐｃとの相対差で行うことによって、穴抜きパンチ１１
の後退時に、穴抜きカス１５の部分が穴抜きパンチ１１
の先端１２に接触したまま穴抜き加工が行われる。従っ
て、従来例のようなドーム状の膨らみが生じることなく
（図４を参照。）、破断面１７はより純粋なせん断力が
作用したまま穴抜きがおこなわれるため、穴径の精度や
せん断面の面粗度が高いものとなる。
【００２５】内液圧Ｐと、穴抜きパンチ１１の駆動手段
の圧力Ｐｃとの相対圧力差Ｐｒ、すなわちＰｒ＝Ｐ−Ｐ
ｃの大きさは、筒状部材１４の材質や板厚ｔ、筒状部材
１４に形成された食い込み痕の形状や深さ、穴抜きパン
チ１１の大きさや形状、内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の
駆動手段の圧力Ｐｃの絶対値、設定する穴抜きパンチの
後退速さ、等々によって異なるので、これらを考慮して
適宜最適な大きさが設定される。
の圧力Ｐｃとの相対圧力差Ｐｒ、すなわちＰｒ＝Ｐ−Ｐ
ｃの大きさは、筒状部材１４の材質や板厚ｔ、筒状部材
１４に形成された食い込み痕の形状や深さ、穴抜きパン
チ１１の大きさや形状、内液圧Ｐと穴抜きパンチ１１の
駆動手段の圧力Ｐｃの絶対値、設定する穴抜きパンチの
後退速さ、等々によって異なるので、これらを考慮して
適宜最適な大きさが設定される。
【００２６】穴抜きパンチ１１の圧力Ｐｃを制御する駆
動手段としては、空気圧制御、液圧制御またはバネ等の
弾性体による圧力制御など何れの手段であってもよい。
バネ等の弾性体で穴抜きパンチ１１の圧力を制御する場
合には、機械制御、空気圧制御または液圧制御と組み合
わせて制御することもできる。
動手段としては、空気圧制御、液圧制御またはバネ等の
弾性体による圧力制御など何れの手段であってもよい。
バネ等の弾性体で穴抜きパンチ１１の圧力を制御する場
合には、機械制御、空気圧制御または液圧制御と組み合
わせて制御することもできる。
【００２７】なお、本発明で用いられる筒状部材は、通
常アルミニウム合金が用いられるが、合金の種類は特に
限定されるものではない。また、本発明の穴抜き加工方
法は、一般的に用いられている内液圧加工方法に適用す
ることができる。従って、その条件、すなわち流体の種
類や内液圧は内液圧成形加工装置の一般的な条件の範囲
内で行われる。例えば、内液圧としては、約５００〜１
５００気圧の圧力範囲で行われる。
常アルミニウム合金が用いられるが、合金の種類は特に
限定されるものではない。また、本発明の穴抜き加工方
法は、一般的に用いられている内液圧加工方法に適用す
ることができる。従って、その条件、すなわち流体の種
類や内液圧は内液圧成形加工装置の一般的な条件の範囲
内で行われる。例えば、内液圧としては、約５００〜１
５００気圧の圧力範囲で行われる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の筒状部材
の液圧穴抜き加工方法によれば、外周部にシャーエッジ
が形成された穴抜きパンチを、筒状部材の内側方向に一
旦前進させて押し込んでいるので、押し込まれた筒状部
材の外側には、穴抜きパンチのシャーエッジによって食
い込み痕が形成される。その後、穴抜きパンチを筒状部
材の外側方向に後退させるので、食い込み痕が形成され
た部分は、内液圧によるせん断力を受けて低い内液圧で
容易に破断する。こうして破断した部分に表れる破断面
は、食い込み痕が形成された部分はいわゆる純粋なせん
断面であり、その他の部分はせん断力が集中した結果形
成されたものであるので、穴抜きされた破断面の周辺に
発生するダレは極めて小さく品質に優れた穴が形成され
る。従って、低い内液圧であっても筒状部材の外側に向
けて容易に穴抜きすることができ、さらに、穴径や穴抜
き位置が高精度で、高品質な穴抜き部分を有する車体や
シャーシ部材を得ることができる。
の液圧穴抜き加工方法によれば、外周部にシャーエッジ
が形成された穴抜きパンチを、筒状部材の内側方向に一
旦前進させて押し込んでいるので、押し込まれた筒状部
材の外側には、穴抜きパンチのシャーエッジによって食
い込み痕が形成される。その後、穴抜きパンチを筒状部
材の外側方向に後退させるので、食い込み痕が形成され
た部分は、内液圧によるせん断力を受けて低い内液圧で
容易に破断する。こうして破断した部分に表れる破断面
は、食い込み痕が形成された部分はいわゆる純粋なせん
断面であり、その他の部分はせん断力が集中した結果形
成されたものであるので、穴抜きされた破断面の周辺に
発生するダレは極めて小さく品質に優れた穴が形成され
る。従って、低い内液圧であっても筒状部材の外側に向
けて容易に穴抜きすることができ、さらに、穴径や穴抜
き位置が高精度で、高品質な穴抜き部分を有する車体や
シャーシ部材を得ることができる。
【００２９】本発明の穴抜き加工方法を採用することに
よって、パイプ状の中空筒状部材を内液圧成形法によっ
て成形加工する際に、成形加工と穴抜き加工を、内液圧
成形加工の一連の工程内で同時に行うことができる。そ
の結果、経済性にも優れた車体やシャーシ部品を得るこ
とができる。
よって、パイプ状の中空筒状部材を内液圧成形法によっ
て成形加工する際に、成形加工と穴抜き加工を、内液圧
成形加工の一連の工程内で同時に行うことができる。そ
の結果、経済性にも優れた車体やシャーシ部品を得るこ
とができる。
【図１】本発明の筒状部材の液圧穴抜き加工方法の一例
を示す正面断面図である。
を示す正面断面図である。
【図２】本発明の用いられる穴抜きパンチの先端形状を
示す正面断面図である。
示す正面断面図である。
【図３】筒状部材の内部の内液圧と穴抜きパンチの駆動
手段の圧力との相対差によって後退する穴抜きパンチの
態様を示す正面断面図である。
手段の圧力との相対差によって後退する穴抜きパンチの
態様を示す正面断面図である。
【図４】従来の筒状部材の液圧穴抜き加工方法の一例を
示す正面断面図である。
示す正面断面図である。
１１、２１、２２、２３、４１ 穴抜きパンチ １２、４２ 先端 １３、２７ シャーエッジ １４、４４ 筒状部材 １５ 穴抜きカス １６、４６ 成形型 １７、４３ 破断面 ２４、２５、２６ 逃げ面 ２８ 突起 Ｐ 内液圧 ｄ 逃げ面の深さ ｈ 逃げ面の高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 謙二 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 谷川 久男 東京都港区芝二丁目３番３号 三菱アルミ ニウム株式会社内 (72)発明者 伊藤 公雄 静岡県裾野市千福194番地 三菱アルミニ ウム株式会社千福工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 筒状部材の内部を流体で加圧し且つ穴抜
きパンチを後退させることにより、前記筒状部材に穴抜
き加工を行う加工方法において、 外周部にシャーエッジが形成された前記穴抜きパンチを
用いるとともに、当該穴抜きパンチを一旦前進させて前
記筒状部材に押し込み、貫通させない状態で止めた後、
前記穴抜きパンチを後退させることにより穴抜きを行う
ことを特徴とする筒状部材の液圧穴抜き加工方法。 - 【請求項２】 前記穴抜きパンチの押し込み量Ｌと前記
筒状部材の板厚ｔとの関係が、Ｌ＝０．７ｔ〜１．２ｔ
であることを特徴とする請求項１に記載の筒状部材の液
圧穴抜き加工方法。 - 【請求項３】 前記穴抜きパンチを所定位置まで一旦前
進させた後、前記筒状部材の内部の流体の圧力と、前記
穴抜きパンチの駆動手段の圧力との相対差により、前記
穴抜きパンチを強制後退させることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の筒状部材の液圧穴抜き加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16720299A JP3676619B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 筒状部材の液圧穴抜き加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16720299A JP3676619B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 筒状部材の液圧穴抜き加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000351029A true JP2000351029A (ja) | 2000-12-19 |
| JP3676619B2 JP3676619B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=15845325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16720299A Expired - Fee Related JP3676619B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 筒状部材の液圧穴抜き加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3676619B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080019A1 (ja) | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | ハイドロフォーム成形品、並びにハイドロフォーム加工方法およびそれに用いられる金型 |
| WO2006088023A1 (ja) | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Nsk Ltd. | 通孔を有する金属製部材及びその製造方法 |
| JP2007105788A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Nisshin Steel Co Ltd | ピアシング方法及びそれに用いるカウンターパンチ |
| GB2473336A (en) * | 2009-09-02 | 2011-03-09 | Dennis Arthur Summers | Method and apparatus for forming holes in a hollow tubular body |
| WO2013039102A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 松陽産業株式会社 | 板状材料の孔開け方法および孔開け装置 |
| US8459077B2 (en) | 2005-02-15 | 2013-06-11 | Nsk Ltd. | Manufacturing method for metal member with through hole |
| JP2014108505A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | 成形方法、成形装置、および成形品 |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP16720299A patent/JP3676619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4855928B2 (ja) * | 2004-02-20 | 2012-01-18 | 住友金属工業株式会社 | ハイドロフォーム加工方法およびそれに用いられる金型 |
| KR100899740B1 (ko) * | 2004-02-20 | 2009-05-27 | 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 | 하이드로 폼 성형품, 하이드로 폼 가공 방법 및 그에이용되는 금형 |
| WO2005080019A1 (ja) | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | ハイドロフォーム成形品、並びにハイドロフォーム加工方法およびそれに用いられる金型 |
| US7464571B2 (en) | 2004-02-20 | 2008-12-16 | Sumito Metal Industries, Ltd. | Hydroforming method and mold used for the hydroforming method |
| JPWO2005080019A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2008-04-24 | 住友金属工業株式会社 | ハイドロフォーム成形品、並びにハイドロフォーム加工方法およびそれに用いられる金型 |
| EP1852196A1 (en) * | 2005-02-15 | 2007-11-07 | NSK Ltd., | Metal member with through hole and method of manufacturing the same |
| WO2006088023A1 (ja) | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Nsk Ltd. | 通孔を有する金属製部材及びその製造方法 |
| EP1852196A4 (en) * | 2005-02-15 | 2010-04-21 | Nsk Ltd | METALLIC MEMBER WITH A THROUGH HOLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| US8459077B2 (en) | 2005-02-15 | 2013-06-11 | Nsk Ltd. | Manufacturing method for metal member with through hole |
| JP2007105788A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Nisshin Steel Co Ltd | ピアシング方法及びそれに用いるカウンターパンチ |
| GB2473336A (en) * | 2009-09-02 | 2011-03-09 | Dennis Arthur Summers | Method and apparatus for forming holes in a hollow tubular body |
| WO2013039102A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 松陽産業株式会社 | 板状材料の孔開け方法および孔開け装置 |
| JPWO2013039102A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2015-03-26 | 松陽産業株式会社 | 板状材料の孔開け方法および孔開け装置 |
| JP2014108505A (ja) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Nissan Motor Co Ltd | 成形方法、成形装置、および成形品 |
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|---|---|
| JP3676619B2 (ja) | 2005-07-27 |
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