JP4076102B2 - 板金の厚肉化プレス工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工によって板金の一部に厚肉部を形成するようにした板金の肉厚化プレス工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば図１３に自動車のミッション部品であるプーリ５０を示すが、該プーリ５０は回転軸５１の端部に形成されたネジ部５１ａにその中心部が挿通され、ネジ部５１ａに螺着されたナット５２によって回転軸５１の端部に取り付けられている。
【０００３】
ところで、上記プーリ５０の締付部５０ａには他の部分よりも高い強度が要求されるため、この締付部５０ａは厚肉に形成される必要がある。
【０００４】
而して、このような一部に厚肉部を有するプーリのような部品の製造方法としては、図１４に示すように厚板６０で所望の形状に絞り加工した後、機械加工によって不要部分（図に破線にてハッチングを付した部分）を切削する方法、図１５（ａ）に示すように所定の形状に成形された部材７０の端面を据え込みによって圧潰して同図（ｂ）に示すように厚肉部７０ａを局部的に形成する方法（増肉工法）等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１４に示す方法では機械加工に多大な工数を要するとともに、材料の無駄が多いために製品コストがアップするという問題があり、又、図１５に示す方法（増肉工法）では同図（ｂ）に示すように厚肉部７０ａの根元部に座屈に起因する折り込み欠陥Ｐが発生するためにその部分を機械加工によって除去する必要があり、加工工数の増大とそれに伴うコストアップが避けられないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、機械加工を要することなくプレス加工のみで板金の一部に折り込み欠陥のない厚肉部を形成することができる板金の厚肉化プレス工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、板金素材を曲げ又は絞り加工或はバーリング加工して一部に円錐台状の傾斜フランジ部を有する中間材を得る予備工程と、
該予備工程によって得られた前記中間材の傾斜フランジ部の外周面の一部を、円錐台状凹部が形成されたダイと円錐台状凸部が形成されたパンチを備えた金型によってその板厚が減少する方向に圧潰し、圧潰により生じた余肉を、該中間材の厚さの範囲内で、該中間材と前記金型との間にそれぞれ形成されたリング状の空間部へと流動させることによって該中間材の一部に厚肉部を形成する増厚工程と、
を経て板金の一部を厚肉化することを特徴とする。
【０００８】
従って、本発明によれば、増厚工程において傾斜フランジ部の外周面の一部をその板厚が減少する方向に圧潰し、圧潰により生じた余肉を板金素材の厚さの範囲内で流動させることによって板金の一部に厚肉部を形成するため、据え込み工程のように厚肉部に折り込み欠陥が発生することがなく、従って、折り込み欠陥を取り除くための機械加工が不要となり、プレス加工のみで板金の一部に折り込み欠陥のない厚肉部を形成することができ、加工工数を削減してコストダウンを図ることができる。
【０００９】
又、本発明によれば、据え込み工程のように板金素材の端面だけでなく、任意の位置に肉厚部を形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図４は本発明工法における予備工程を説明するための断面図である。
【００１２】
本発明工法においては、図１（ａ）に示すような厚さｔ、直径φＤの円板状の板金素材Ｗ₀ を用いて図２に示す上型１と下型２及びパンチ３による絞り加工を行って中間材Ｗ₁ を得た後、該中間材Ｗ₁ の上面をカットすることにより、或は図１（ｂ）に示すような厚さｔ、直径φＤで中央部に円孔Ｗ_a ’を有するリング状の板金素材Ｗ₀ ’を用いて図３に示す上型１１と下型１２及びバーリングパンチ１３によるバーリング加工を行うことによって図４に示すような中央部に円錐台状の傾斜フランジ部Ｗ_b を有する中間材Ｗ₂ を得る。
【００１３】
尚、図２に示す絞り加工においては、絞り加工の回数を適正絞り率にて決定することによって、狙いの増肉成形に必要な余肉のある円錐台状の傾斜フランジ部Ｗ_b を有する中間材Ｗ₂ を製造することができる。この場合は、内径が小さくても、傾斜フランジ部Ｗ_b の高さｈを高くすることが可能である。
【００１４】
又、図３に示すバーリング加工においては、板金素材Ｗ₀ ’が有する穴広げ率のために中間材Ｗ₂ の円錐台状の傾斜フランジ部Ｗ_b の高さｈは制限され、増肉に必要な余肉も限られてしまう。
【００１５】
従って、中間材Ｗ₂ として内径が大きいものを要する場合にはバーリング加工を予備工程として採用し、内径は小さいが傾斜フランジ部Ｗ_b の高さｈが高いものを要する場合には絞り加工を予備工程として採用する。
【００１６】
次に、以上のようにして得られた図４に示す中間材Ｗ₂ に対して図５〜図７に示すプレス装置を用いた増厚工程が実施され、この増厚工程によって図９に示すような一部に厚肉部Ｗ_d を有する中間材Ｗ₃ が得られる。
【００１７】
ここで、増厚工程に供されるプレス装置の構成を図５〜図７に基づいて説明する。尚、図５〜図７は増厚工程に供されるプレス装置要部の断面図である。
【００１８】
図５〜図７に示すプレス装置は上型２１と下型２２とで構成されており、下型２２において２３はダイセットであり、このダイセット２３上にはパンチホルダ２４とダイリング２５が順次重ねて固設されている。そして、ダイリング２５の中央に貫設された円孔２５ａにはパンチ２６が挿通保持されており、ダイリング２５の上面の円孔２５ａの周囲には所定深さ及び径のリング状の段凹部２５ｂが形成されている。
【００１９】
ところで、上記パンチ２６の上端部は円錐台状凸部２６ａを構成しており、該パンチ２６の下端はボルト２７によってパンチホルダ２４に取り付けられている。
【００２０】
又、前記ダイリング２５とパンチホルダ２４及びダイセット２３に貫設された複数の円孔２８ａには、成形後の後述の中間材Ｗ₃ （図７及び図９参照）を下型２２から取り外すためのエジェクターピン２８が各々挿通している。そして、これらのエジェクターピン２８の上端は図示のように中間材Ｗ₂ （Ｗ₃ ）のフランジ部Ｗ_c に当接しており、下端はダイセット２３の下方でクッションプレート２９に取り付けられている。尚、クッションプレート２９の下にはダイクッション３０が連結されている。
【００２１】
他方、前記上型２１はダイセット３１と該ダイセット３１に取り付けられた円柱状のダイ３２を含んで構成されており、ダイ３２の底面には下型２２を構成する前記パンチ２６の円錐台状凸部２６ａに対応する円錐台状凹部３２ａが形成されている。
【００２２】
又、３３は上型２１を構成するストリッパであり、これの中央部に貫設された円孔３３ａには前記ダイ３２が上下に摺動自在に嵌合している。そして、このストリッパ３３と前記ダイセット３１との間には複数のスプリング３４が介装されており、ストリッパ３３の底面の円孔３３ａの周囲には、下型２２を構成する前記ダイリング２５の上面に形成された段凹部２５ｂに嵌合すべきリング状の段凸部３３ｂが一体に形成されている。
【００２３】
次に、以上の構成を有するプレス装置を用いて実施される増厚工程を図５〜図８に基づいて説明する。尚、図８は図７のＡ部拡大詳細図である。
【００２４】
図５に示すセット状態においては、上型２１は下型２２の上方にこれと離間して位置しており、下型２２においてはエジェクターピン２８がクッションプレート２９及びダイクッション３０を介して上限位置まで上動しており、中間材Ｗ₂ はダイリング２５の前記段凹部２５ｂの周面（段差壁）２５ｃに僅かに接するように位置決めされてセットされている。
【００２５】
而して、図５に示すセット状態から不図示の駆動手段によって上型２１を下降させれば、図６に示すようにストリッパ３３が中間材Ｗ₂ と下型２２のダイリング２５の上面に当接し、該ストリッパ３３の底面に突設された段凸部３３ｂがダイリング２５の上面に形成された段凹部２５ｂに嵌合して中間材Ｗ₂ の傾斜フランジ部Ｗ_b を除くフランジ部Ｗ_c をダイリング２５側へ押圧し、これに伴って下型２２のエジェクターピン２８とクッションプレート２９及びダイクッション３０は図示のように中間材Ｗ₂ のフランジ部Ｗ_c の裏面とダイリング２５の段凹部２５ｂが当接するまで下降する。
【００２６】
そして、上記状態において上型２１が更に下降すると、ダイ３２がストリッパ３３の円孔３３ａにガイドされて下降し、上型２１のダイセット３１とストリッパ３３との間に介装されたスプリング３４が圧縮されてその反力が大きくなる。
【００２７】
而して、上述のように上型２１のダイ３２が下降すると、これに伴って中間材Ｗ₂ の傾斜フランジ部Ｗ_b の外周面の一部がダイ３２の円錐台状凹部３２ａの斜面によってその板厚が減少する方向（径方向内方）に圧潰され、この圧潰によって発生した図８に示すａ部分の余肉はストリッパ３３とダイ３２及び当該中間材Ｗ₂ との間に形成されたリング状の空間ｂ（図８参照）とダイリング２５とパンチ２６及び当該中間材Ｗ₂ との間に形成されたリング状の空間ｃ（図８参照）に流れ込んで中間材Ｗ₂ の一部が増肉される。この結果、図９に示すように上方に向かって絞られたテーパ孔Ｗ_e の周囲に肉厚部Ｗ_d が部分的に形成された前記中間材Ｗ₃ が得られる。
【００２８】
以上説明した予備工程としてのバーリング加工或は絞り加工を経て得られた図９に示す中間材Ｗ₃ は抜き工程によって不要部分が図示のカットラインｃに沿ってカットされて切除され、これによって図１０に示すように中央部の円孔Ｗ_f の周囲に肉厚部Ｗ_g が形成された中間材Ｗ₄ が得られる。
【００２９】
而して、図１０に示す中間材Ｗ₄ は肉厚部Ｗ_g を除くフランジ部Ｗ_c が公知のプレス成形によって例えば図１１及び図１２に示すような形状に絞り加工され、プーリ等の最終製品１０が得られる。
【００３０】
以上のように、本発明に係る肉厚化プレス工法においては、増厚工程においてダイ３２によって中間材Ｗ₂ の傾斜フランジ部Ｗ_b の一部をその板厚が減少する方向に圧潰し、圧潰によって生じた図８に示すａ部分の余肉を中間材Ｗ₂ の厚さの範囲内で図８に示す空間部ｂ，ｃへと流動させることによって中間材Ｗ₂ の一部に厚肉部Ｗ_d を形成するようにしたため、厚肉部Ｗ_d に折り込み欠陥が発生することがなく、従って、折り込み欠陥を取り除くための機械加工が不要となり、プレス加工のみで折り込み欠陥のない厚肉部Ｗ_d を形成することが可能となって加工工数の削減とこれに伴うコストダウンを図ることができる。
【００３１】
又、本実施の形態においては、厚板で所望の形状に絞り加工した後に機械加工によって不要部分を切削する方法を採用しないため、材料の無駄を省くことができ、材料費を削減してコストダウンを図ることができる。
【００３２】
更に、本発明工法によれば、図１０に示す肉厚部Ｗ_g の厚さＴと高さＨを板金素材Ｗ₀ の厚さｔの１．５倍程度（Ｔ＝１．５ｔ、Ｈ＝１．５ｔ）まで拡大することができる。因に、従来の据え込みによって形成される肉厚部の幅Ｔ’と高さＨ’は最大でも素材の厚さｔ’の２０％増し（Ｔ’＝１．２ｔ、Ｈ’＝１．２ｔ）であった。
【００３３】
尚、本発明工法は板金素材の端縁のみならず、中間の任意の箇所に肉厚部をプレス成形のみによって形成することができることも特徴の１つとするものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、増厚工程において傾斜フランジ部の一部をその板厚が減少する方向に圧潰し、圧潰によって生じた余肉を板金素材の厚さの範囲内で流動させることによって板金の一部に厚肉部を形成するため、厚肉部に折り込み欠陥が発生することがなく、従って、折り込み欠陥を取り除くための機械加工が不要となり、プレス加工のみで板金の一部に折り込み欠陥のない厚肉部を形成することができ、加工工数を削減してコストダウンを図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明工法に使用される板金素材の断面図である。
【図２】本発明工法における予備工程としての絞り加工を説明するための断面図である。
【図３】本発明工法における予備工程としてのバーリング加工を説明するための断面図である。
【図４】本発明工法における予備工程によって得られた中間材の断面図である。
【図５】増厚工程に供されるプレス装置要部の断面図である。
【図６】増厚工程に供されるプレス装置要部の断面図である。
【図７】増厚工程に供されるプレス装置要部の断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大詳細図である。
【図９】予備及び増肉工程によって得られた中間材の断面図である。
【図１０】予備工程と増肉工程及び抜き工程によって得られた中間材の断面図である。
【図１１】最終製品の断面図である。
【図１２】最終製品の斜視図である。
【図１３】プーリの断面図である。
【図１４】プーリの製造方法の従来例を示す断面図である。
【図１５】据え込みによる製造方法を示す部分断面図である。
【符号の説明】
Ｗ₀ ，Ｗ₀ ’ 板金素材
Ｗ₁ 〜Ｗ₄ 中間材
Ｗ_b 傾斜フランジ部
Ｗ_d ，Ｗ_g 厚肉部
２１ 上型
２２ 下型
２５ ダイリング
２６ パンチ
３２ ダイ
３３ ストリッパ

Claims (1)

1. 板金素材を曲げ又は絞り加工或はバーリング加工して一部に円錐台状の傾斜フランジ部を有する中間材を得る予備工程と、
   該予備工程によって得られた前記中間材の傾斜フランジ部の外周面の一部を、円錐台状凹部が形成されたダイと円錐台状凸部が形成されたパンチを備えた金型によってその板厚が減少する方向に圧潰し、圧潰により生じた余肉を、該中間材の厚さの範囲内で、該中間材と前記金型との間にそれぞれ形成されたリング状の空間部へと流動させることによって該中間材の一部に厚肉部を形成する増厚工程と、
   を経て板金の一部を厚肉化することを特徴とする板金の厚肉化プレス工法。

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