JP6190658B2 - プレス成形金型、プレス成形方法、及びプレス成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、特定形状の金属部材をプレス成形する金型、方法、及び装置に関する。

自動車部品などには、鋼板のプレス成形品が多数存在する。その中には、凹凸差が大きくて簡単には成形できない形状の部材も少なくない。

図１に、そのような成形部材の１つを示す（縦断面図）。図示の成形部材は、ドーム状のボス部１０１と、ボス部１０１の下側周縁から張り出した横フランジ部１０２と、横フランジ部１０２の外周縁から上方に張り出した円筒状の縦フランジ部１０３とを有している。

通常、このような成形部材の場合、破断を避けるために、絞り加工を複数回行って成形される（多段絞り加工）。具体的には、鋼板をカップ状に形成した後、その底面中央を下側から複数回突き上げて絞り加工し、徐々にボス部１０１を形成していく。従って、多段絞り加工は、工数が多く、成形に時間がかかるし、ボス部１０１の厚みが薄くなってしまう。

このような成形部材を、少ない工数で成形する方法も検討されている（特許文献１，２）。

図２に、特許文献１の加工方法の概略を示す。そこでの金型は、ダイ２０２、押さえ用パンチ２０３、リングパンチ２０４などで構成されている。

（ａ）に示すように、ダイ２０２のガイド部２１０に板状素材２０１が位置決めされる。押さえ用パンチ２０３及びリングパンチ２０４が下降し、板状素材２０１がカップ状部材に成形される。続いて、（ｂ）に示すように、リングパンチ２０４が更に下降する。そうして、（ｃ）に示すように、カップ状部材の底部を立ち上げ、ボス部を形成している。

図３に、特許文献２の加工方法の概略を示す。そこでの金型は、ダイス３０１、押さえパンチ３０２、インナーパンチ３０３、端面パンチ３０４などで構成されている。

（ａ）に示すように、予め準備された有底筒状体３１０が、ダイス３０１に載置される。その後、（ｂ）に示すように、ダイス３０１と押さえパンチ３０２とで有底筒状体３１０を挟持し、端面パンチ３０４で有底筒状体３１０の端面を加圧しながら、インナーパンチ３０３で有底筒状体３１０の底部を加圧し、ボス部３４０を形成している。

特開平９−１５０２２３号公報 特開２００４−３２２１０４号公報

特許文献１、２の方法によれば、多段絞り加工に比べて、少ない工数で成形することができる。

しかし、いずれも多軸プレスであるため、加工時間が長いという欠点がある。すなわち、特許文献１の方法では、押さえ用パンチ２０３とリングパンチ２０４とをタイミングをずらして作動させる必要があり、特許文献２の方法では、押さえパンチ３０２とインナーパンチ３０３及び端面パンチ３０４とをタイミングをずらして作動させる必要がある。

そのため、これら方法は、１軸のプレスと組み合わせるとタクトタイムの短縮の妨げになるし、設備投資や量産性に優れる単発プレスやトランスファープレスを用いることができないという問題がある。

そこで本発明の目的は、通常は絞り加工を要する特定形状の部材の成形に際して、タクトタイムの短縮が図れ、単発プレスやトランスファープレスを用いることができるプレス成形金型等を提供することにある。

開示するプレス成形金型は、円筒状の周壁部と、当該周壁部の一端を塞ぐ底壁部とを有する金属製の有底円筒体に対し、当該底壁部の中央部分からボス部を内向きに膨出させる成形に用いられる。

プレス成形金型は、前記有底円筒体が嵌入される成形穴が形成された第１部材と、成形時に、前記成形穴に嵌入された前記有底円筒体に嵌入される第２部材と、を備える。前記第１部材は、前記成形穴の底面の周縁部分が凹んで形成された環状凹部を有している。

前記第２部材は、前記成形穴の周面に沿ってスライドし、前記周壁部の開口端に接する圧入部と、前記圧入部と一体に設けられ、前記周壁部の内面に接する円筒状の支持面部と、前記底壁部の周縁部分に接するとともに前記環状凹部に嵌入する環状凸部と、前記環状凸部の間が凹んで形成され、前記ボス部の受け入れが可能な成形空間と、を有している。

そして、成形時において、前記環状凸部が前記底壁部の周縁部分に接する前に、前記圧入部が前記周壁部の開口端に接するように構成されている。

このように構成されたプレス成形金型によれば、金属製の有底円筒体が第１部材の成形穴に嵌入され、その有底円筒体に第２部材が嵌入されることにより、ボス部の成形が行われる。その際、環状凸部が底壁部の周縁部分に接する前に、圧入部が周壁部の開口端に接するため、最初は、周壁部が圧入部によって押し込まれ、有底円筒体の、周壁部の下側部分及び底壁部の周辺部分が環状凹部に入り込んで変形する。

このとき、環状凸部は環状凹部の上方に離れて位置しているため、底壁部の周辺部分を絞り方向に容易に変形させ、ボス部の成形を誘導することができる。更に周壁部が圧入部によって押し込まれると、底壁部の中央部分が盛り上がって成形空間で膨出するため、ボス部を成形することができる。

従って、このプレス成形金型によれば、第１部材に第２部材を突き合わせる１軸のプレス処理だけで、有底円筒体の底壁部の中央部分から内向きに大きく膨出したボス部の成形が可能になるので、タクトタイムの短縮が図れ、単発プレスやトランスファープレスを用いることができる。

具体的には、前記環状凹部及び前記環状凸部の断面は、弧状に形成するのが好ましい。

そうすれば、ボス部の成形を円滑に誘導することができる。

より具体的には、前記環状凸部から連なる、前記成形空間を区画している前記第２部材の内面に、奥に向かって窄まるテーパー面を形成するのが好ましい。

そうすれば、テーパー面により、ボス部の成形をより円滑に誘導することができる。

更に具体的には、前記第１部材は、前記有底円筒体を変位させるスライド部材を更に備え、前記第２部材が、前記第１部材から離れた待避位置に待避することにより、当該第１部材と当該第２部材との間に、前記有底円筒体の出入りを可能にする開放スペースが形成され、前記スライド部材により、前記金属部材が、前記開放スペース内の移送位置と、前記成形穴内の成形位置とに変位するようにするのが好ましい。

そうすれば、成形の前後で、有底円筒体が、常に、出入りが可能な開放スペース内の移送位置にセットされるため、有底円筒体の搬入、搬出が容易にできる。

例えば、成形面を保護膜でコーティングし、前記保護膜が、Ｔｉ系、Ａｌ系、Ｃｒ系、及びＶ系のセラミックス膜の少なくともいずれか１つを含むようにするのが好ましい。

そうすれば、耐摩耗性や離型性が著しく向上し、長期にわたって安定した成形が可能になる。

これらプレス成形金型を用いたプレス成形方法は、前記有底円筒体をセットする準備工程と、前記ボス部を成形する成形工程とを含む。そして、前記成形工程が、前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入することにより、前記底壁部の周縁部分を前記環状凹部に入れ込んで変形させ、前記ボス部への変形を誘導する第１段階と、前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入しながら、前記環状凸部で、前記周壁部から前記底壁部に至る部分を前記環状凹部に圧入することにより、前記成形空間に前記底壁部の中央部分を受け入れて、前記ボス部を形成する第２段階と、を含む。

開示するプレス成形装置は、上述したプレス成形金型を用いた本成形装置と、鋼板をプレスして前記有底円筒体を成形する予備成形装置とを備え、前記本成形装置及び前記予備成形装置が、同期して作動することを特徴とする。

このプレス成形装置であれば、鋼板からボス部の成形まで、効率的に連続成形できるので、量産性に優れる。

上述したスライド部材を備えるプレス成形金型が前記本成形装置に用いられる場合には、前記本成形装置の前記移送位置が、前記予備成形装置における前記有底円筒体の移送位置と、同一平面上に位置するように設けられ、前記有底円筒体を前記平面に沿って移送する移送装置を更に備えるようにするのが好ましい。

そうすれば、装置間の移送が容易になり、生産性の向上が図れる。

本発明によれば、生産性に優れたプレス成形金型等を実現できる。

従来のプレス成形品の一つを示した概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来の成形方法の一つを説明するために簡略化した図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の成形方法の他の一つを説明するために簡略化した図である。 本実施形態のプレス成形金型等によって成形される成形部材を示す概略斜視図である。 本実施形態のプレス成形装置を示す概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、予備成形時における成形工程の各過程を示す概略図である。 本成形装置で用いられる金型（プレス成形金型）を示す概略斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、本成形時における準備工程の各過程を示す概略図である。 （ａ），（ｂ）は、本成形時における成形工程の各過程を示す概略図である。 （ａ），（ｂ）は、本成形時における成形工程の各過程を示す概略図である。 （ａ），（ｂ）は、本成形時における払出工程の各過程を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

＜成形部材＞
図４に、本実施形態のプレス成形金型等によって成形される成形部材（ボス部材１０）を示す。

ボス部材１０は、変速機のカバーに用いられる部材であり、肉厚が３ｍｍ程度の鋼板を圧縮変形して成形される。鋼板の材質は、ダイス鋼や高速度鋼、合金工具鋼などからなり、本実施形態ではＳＫＤ１１が使用されている。

ボス部材１０は、ドーム状に膨出したボス部１２と、ボス部１２の周囲に離れて位置する円筒状の縦フランジ部１３と、ボス部１２の下側周縁と縦フランジ部１３の下端とに連なる断面が円弧状の横フランジ部１４とを有している。

ボス部材１０の外径は、約１５０ｍｍ程度である。縦フランジ部１３の内径φ１に対するボス部１２の内径φ２の比（絞り率：φ２／φ１）は、０．４〜０．７、より具体的には、０．５〜０．６となっている。ボス部材１０の縦断面は、いずれの位置でも中心線に対して線対称である。

ボス部１２の周壁１２ａは、突端側に向かって窄んだ形状をしており、その断面は急勾配で傾斜している。ボス部１２の頂部１２ｂは、その中心から周壁１２ａの上端縁に向かって緩やかに下り傾斜しながら広がっており、縦フランジ部１３の上端１３ａの縁よりも上方に突出している。

＜プレス成形装置＞
図５に、本実施形態のプレス成形装置１を示す。プレス成形装置１は、予備成形装置３や本成形装置５、移送装置７などで構成されており、圧延鋼板１１からボス部材１０を連続成形することができる。

予備成形装置３は、１軸のプレス加工により、鋼板１１から中間体２０を成形する。中間体２０は、円筒状の周壁部２１と、周壁部２１の一端を塞ぐ平坦な底壁部２２とを有しており、底壁部２２の対向面は開放されている（有底円筒体）。周壁部２１と底壁部２２との境界部分は、丸く形成され、断面が円弧状になっている（Ｒ加工）。

本成形装置５は、１軸のプレス加工により、中間体２０からボス部材１０を成形する。具体的には、本成形装置５は、中間体２０の底壁部２２から周壁部２１に至る部分を変形させて、底壁部２２の中央部分からボス部１２を内向きに膨出させる。

中間体２０やボス部材１０は、移送装置７で移送される。各移送装置７は、複数の挟持アーム７ａや、これら挟持アーム７ａを駆動制御する駆動制御部７ｂなどで構成されている。

鋼板１１、中間体２０、及びボス部材１０は、同一高さの水平面Ｓに沿って移送できるように構成されている。

各挟持アーム７ａは、水平面Ｓに沿った縦横２軸方向に変位可能であり、その動作は、予めプログラミングされた制御プログラムに基づき、駆動制御部７ｂによって制御されている。

例えば、各挟持アーム７ａは、中間体２０の底部を外周側から挟持し、予備成形装置３から中間体２０をスライドさせながら移送し、本成形装置５に中間体２０をセットする。また、各挟持アーム７ａは、ボス部材１０の底部を外周側から挟持し、本成形装置５から図示しない次の工程に向かってボス部材１０をスライドさせながら移送する。

予備成形装置３と本成形装置５は、同期して作動する。

すなわち、中間体２０を１つ成形する時間とボス部材１０を１つ成形する時間の、長さ及びタイミングが一致するように設定されている。また、中間体２０の移送時間とボス部材１０の移送時間の長さ及びタイミングもまた、一致するように設定されている。

従って、このプレス成形装置１では、予備成形装置３に一定の時間及びタイミングで鋼板１１を供給することにより、鋼板１１からボス部材１０まで、連続的かつ効率的に成形することができる。予備成形装置３と本成形装置５とが、複雑な多軸でなく１軸で構成されているうえに、同期して作動するので、タクトタイムの短縮が容易に図れる。

（予備成形装置）
図６に、予備成形装置３での成形過程を示す。予備成形装置３には、１軸で作動する予備成形金型３０が組み付けられている。なお、予備成形装置３には、予備成形金型３０以外にも、一軸制御が可能なプレス機構や制御装置等が装備されているが、公知であるため、その説明は省略する。

予備成形金型３０は、メス型３１やオス型３２などで構成されている。メス型３１には、オス型３２の作動方向である鉛直方向に中心線Ａ１が延びる有底円筒状の予備成形穴３３が形成されている。メス型３１における予備成形穴３３の底部には、昇降する円筒状の昇降部材３４が設けられている。

予備成形穴３３の内法は、深さを除き、中間体２０の外法に合わせて形成されており、オス型３２の外法は、中間体２０の内法に合わせて形成されている。メス型３１は、その平坦な上面を所定高さの水平面Ｓに一致させた状態で予備成形装置３に固定されている。

成形時には、まず図６の（ａ）に示すように、所定寸法にカットされた円板状の鋼板１１が、メス型３１の上面の所定位置（中心が一致する位置）にセットされる。そうして、オス型３２が、下降し、鋼板１１を予備成形穴３３に圧入しながら、予備成形穴３３に嵌入する。

なお、オス型３２の周囲に円筒状のカット型を取り付け、メス型３１の上面に帯状の鋼板１１を供給することにより、予備成形穴３３に圧入する直前に、鋼板１１を所定形状にカットしてもよい。

それにより、図６の（ｂ）に示すように、鋼板１１がオス型３２とメス型３１とで挟まれて変形し、中間体２０が成形される。続いて、オス型３２が予備成形穴３３から抜け出て昇降部材３４が上昇し、図６の（ｃ）に示すように、中間体２０が、押し出されて底壁部２２の下面が水平面Ｓと一致する位置（移送位置）に位置決めされる。

その後、中間体２０は、直ちに挟持アーム７ａで挟持され、水平面Ｓ上を側方にスライドすることによって本成形装置５に向けて移送される。

（本成形装置の構成）
図７に、本成形装置５に組み付けられている本成形金型５０（プレス成形金型）を示す。なお、本成形装置５もまた、本成形金型５０以外に、一軸制御が可能なプレス機構や制御装置等が装備されているが、その説明は省略する。

本成形金型５０は、本成形装置５に固定される第１部材５１と、鉛直な軸方向にスライドする第２部材５２とで構成されている。

第１部材５１は、上面が平坦な円柱状の鋼材からなり、その上面に、中間体２０が嵌入される有底円筒状の成形穴５３が形成されている。第１部材５１は、その上面が水平面Ｓと高さが一致するように本成形装置５に設置されている。成形穴５３の中心線Ａ２は鉛直方向に延びている。

成形穴５３は、中間体２０の外径よりも僅かに大きな内径の円筒状の内周面５３ａと、内周面５３ａの内隅に連なる底面５３ｂとを有している。底面５３ｂの周縁部分には、内周面５３ａと円滑に連なる、断面が円弧状の環状凹部５３ｃが全周にわたって形成されている。

底面５３ｂの中央部分には、相対的に台状に突出する載置部５３ｄが形成されている。具体的には、載置部５３ｄは、環状凹部５３ｃから滑らかに連なって上向きに窄まる傾斜面と、傾斜面の上縁に連なる平坦な上面とを有する、裁頭円錐形状をしている。

環状凹部５３ｃの最深部には、鉛直方向に延びる円筒状のスライド孔５４が形成されており、そこに円筒状のスライド部材５５がスライド自在に組み付けられている。スライド部材５５は、スライド孔５４に入り込む下降位置と、上部が成形穴５３に突き出る上昇位置とに変位するように制御されている。

第２部材５２は、成形時に、成形穴５３に嵌入された中間体２０に嵌入される略円柱状の部材からなり、略円柱状の本体部５７と、円筒状の圧入部５８とを有している。第２部材５２は、待機時には、第１部材５１から上方に離れた待避位置に待避しており、成形時に１回の上下動を行う。

圧入部５８は、成形穴５３の内径に合わせてその外径が形成されており、本体部５７の外周面に密着した状態で固定されている。圧入部５８は、本体部５７と一体に形成してもよいが、本実施形態では、成形誤差に対して固定位置が微調整できるように別部材で構成されている。圧入部５８の厚みは、鋼板１１の厚み以下である。

圧入部５８は、本体部５７の上部に固定されており、圧入部５８の下端は、鉛直方向に面するリング状の平坦面となっている。圧入部５８から露出した本体部５７の下部には、支持面部５９や環状凸部６０、成形空間６１などが形成されている。

支持面部５９は、本体部５７の圧入部５８の下端に連なる円筒状の部分である。支持面部５９の外径は、中間体２０の内径に合わせて形成されている。環状凸部６０は、支持面部５９の下方に連なって環状に突出している。環状凸部６０の突端は、環状凹部５３ｃよりも鋼板１１の厚み分だけ小さな断面円弧状に形成されている。

環状凸部６０の間は上向きに凹んで、ボス部１２の受け入れが可能な空間になっている（成形空間６１）。成形空間６１を区画している本体部５７の内面のうち、環状凸部６０から連なる成形空間６１の開口側の部分には、成形空間６１の奥に向かって窄まるテーパー面６１ａが形成されている。

図７に拡大して示したように、第１部材５１及び第２部材５２の成形に用いられる成形面（成形穴５３や本体部５７の下部の表面等、中間体２０が接し得る部分）は、鏡面加工された１〜１０μｍ程度の厚みの保護膜６３でコーティングされている。

本実施形態の保護膜６３は、３層構造の複合膜であり、Ｔｉ系の、つまりはＴｉ元素を含む化合物のセラミックス膜で構成されている。具体的には、保護膜６３は、母材の表面側から順に積層された、窒化チタン層６３ａ、窒炭化チタン層６３ｂ及び炭化チタン層６３ｃで構成されており、物理蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）法を用いて形成されている。

この保護膜６３でコーティングしておくことで、耐摩耗性や離型性が著しく向上するため、長期にわたる、安定したボス部材１０の成形が可能になる。

なお、図示とは異なり、各層の境界が明確でなく、組成が厚み方向に沿って次第に移り変わるように窒炭化チタン層６３ｂのＣとＮとの比率が徐々に変化するように構成してもよい。そうすれば、保護膜６３の密着性を向上させることができる。また、保護膜６３は、Ｔｉ系に限らず、アルミニウム（Ａｌ）系、クロム（Ｃｒ）系、バナジウム（Ｖ）系のセラミックス膜でもよいし、これら各系の複合膜でもよい。

（本成形装置の動作）
図８〜図１１を参照しながら、本成形装置５での成形動作について具体的に説明する。

図８は、中間体２０を本成形装置５にセットする準備工程を表している。図８の（ａ）に示すように、準備工程の初期状態では、スライド部材５５は、上昇位置にあり、その先端は、水平面Ｓの上に位置決めされている。

また、第２部材５２は、待機状態にあり、待避位置に待避している。それにより、第２部材５２と第１部材５１との間には、中間体２０が横から支障無く出入りできる大きさの開放スペースが形成されている。

挟持アーム７ａで挟持された中間体２０は、スライドしながら開放スペースに入り込み、底壁部２２がスライド部材５５の先端に支持された状態で、その中心が中心線Ａ２と一致する所定位置（移送位置）に位置決めされる。

そうして、図８の（ｂ）に矢印で示すように、挟持アーム７ａが中間体２０から離れた後、スライド部材５５が下降位置まで下降する。中間体２０の下隅はＲ加工されているので、多少中心がずれていても、中間体２０は安定して成形穴５３に嵌まり込む。それにより、中間体２０は、成形穴５３に嵌入し、図９の（ａ）に示す成形位置に変位する。

成形位置にある中間体２０は、底壁部２２の中央部分が載置部５３ｄの上面に載置され、環状凹部５３ｃに接した底壁部２２の周辺部分以外は、ほとんど成形穴５３の内面に接している。

図９及び図１０は、底壁部２２にボス部１２を成形する成形工程を表している。成形工程では、底壁部２２の周縁部分を環状凹部５３ｃに入れ込んで変形させ、ボス部１２への変形を誘導する第１段階と、成形空間６１に底壁部２２の中央部分を受け入れて、ボス部１２を形成する第２段階の、２段階の成形が、成形穴５３に第２部材５２が嵌入する過程で連続して行われる。

図９の（ａ）に示すように、第２部材５２が下降すると、まず最初に、環状凸部６０が周壁部２１の内側に入り込む。その際、環状凸部６０の突端は曲面になっているので、多少ずれていても、環状凸部６０は安定して周壁部２１の内側に入り込む。

そうすると、支持面部５９が周壁部２１の内面に接した状態で、環状凸部６０が更に奥に入り込み、圧入部５８の下端が周壁部２１の開口端２１ａに突き当たる。更に第２部材５２が下降すると、周壁部２１に下向き荷重が加わるため、中間体２０は成形穴５３に圧入される。それにより、図９の（ｂ）に示すように、周壁部２１の下側部分及び底壁部２２の周辺部分が環状凹部５３ｃに入り込んで変形する。

このとき、環状凹部５３ｃは断面円弧状の曲面であり、環状凸部６０は環状凹部５３ｃの上方に離れて位置しているため、底壁部２２の周辺部分を絞り方向に容易に変形させることができる。

更に、第２部材５２が下降すると、周壁部２１は更に圧入部５８によって押し込まれるため、それに伴い、底壁部２２の中央部分が、環状凹部５３ｃに誘導されて盛り上がり、成形空間６１に膨出する。続いて、図１０の（ａ）に示すように、膨出した部分（膨出部）が環状凸部６０に接触する。成形空間６１を区画している本体部５７の内面にはテーパー面６１ａが形成されているため、膨出部がボス部１２に変形するのを円滑に誘導することができる。

更に、図１０の（ｂ）に示すように、第２部材５２が最下点まで下降すると、ボス部材１０が成形される。すなわち、圧入部５８が周壁部２１の上部を所定位置まで押し込むことにより、縦フランジ部１３が形成される。環状凸部６０が環状凹部５３ｃに嵌入し、環状凸部６０と環状凹部５３ｃとで挟まれた周壁部２１の一部が断面円弧状に変形し、横フランジ部１４が形成される。

そして、膨出部の側方への膨出がテーパー面６１ａによって阻止されることにより、ボス部１２の周壁１２ａが形成される。膨出部の上面は、成形空間６１の空間内に位置しており、自然に湾曲してボス部１２の頂部１２ｂが形成される。

図１１は、成形されたボス部材１０を本成形金型５０から払い出す払出工程を表している。ボス部材１０が成形されると、図１１の（ａ）に示すように、第２部材５２は待機位置に上昇する。スライド部材５５も上昇し、ボス部材１０は、スライド部材５５によって成形穴５３から移送位置まで押し出される。

移送位置に押し出されたボス部材１０は、挟持アーム７ａによって挟持され、図１１の（ｂ）に示すように、水平面Ｓに沿って移送位置から横にスライド移送される。ボス部材１０の移送と同時に、図８の（ａ）に示したように、次に成形される中間体２０が新たに移送位置に移送され、次の成形が開始する。

その後は、これら一連の動作が繰り返し行われ、ボス部材１０が連続して成形される。

なお、本発明にかかるプレス成形装置等は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、予備成形装置や本成形装置は、１つの装置に組み込んでもよいし、個別の装置を連ねてシステム化してもよい。金型の交換により、予備成形と本成形を１つの１軸プレス機で行ってもよい。

１ プレス成形装置
３ 予備成形装置
５ 本成形装置
７ 移送装置
１０ 成形部材（ボス部材）
１１ 鋼板
１２ ボス部
２０ 中間体（有底円筒体）
２１ 周壁部
２１ａ 開口端
２２ 底壁部
５０ 本成形金型（プレス成形金型）
５１ 第１部材
５２ 第２部材
５３ 成形穴
５３ｃ 環状凹部
５５ スライド部材
５７ 本体部
５８ 圧入部
５９ 支持面部
６０ 環状凸部
６１ 成形空間
６１ａ テーパー面
６３ 保護膜
Ｓ 水平面

Claims (8)

1. プレス成形金型であって、
   円筒状の周壁部と、当該周壁部の一端を塞ぐ底壁部とを有する金属製の有底円筒体に対し、当該底壁部の中央部分からボス部を内向きに膨出させる成形に用いられ、
   前記有底円筒体が嵌入される成形穴が形成された第１部材と、
   成形時に、前記成形穴に嵌入された前記有底円筒体に嵌入される第２部材と、
   を備え、
   前記第１部材は、前記成形穴の底面の周縁部分が凹んで形成された環状凹部を有し、
   前記第２部材は、
   前記成形穴の周面に沿ってスライドし、前記周壁部の開口端に接する圧入部と、
   前記圧入部と一体に設けられ、前記周壁部の内面に接する円筒状の支持面部と、
   前記底壁部の周縁部分に接するとともに前記環状凹部に嵌入する環状凸部と、
   前記環状凸部の間が凹んで形成され、前記ボス部の受け入れが可能な成形空間と、
   を有し、
   成形時において、前記環状凸部が前記底壁部の周縁部分に接する前に、前記圧入部が前記周壁部の開口端に接するように構成されているプレス成形金型。
2. 請求項１に記載のプレス成形金型において、
   前記環状凹部及び前記環状凸部の断面が、弧状に形成されているプレス成形金型。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレス成形金型において、
   前記環状凸部から連なる、前記成形空間を区画している前記第２部材の内面に、奥に向かって窄まるテーパー面が形成されているプレス成形金型。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載のプレス成形金型において、
   前記第１部材は、前記有底円筒体を変位させるスライド部材を更に備え、
   前記第２部材が、前記第１部材から離れた待避位置に待避することにより、当該第１部材と当該第２部材との間に、前記有底円筒体の出入りを可能にする開放スペースが形成され、
   前記スライド部材により、前記金属部材が、前記開放スペース内の移送位置と、前記成形穴内の成形位置とに変位するプレス成形金型。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載のプレス成形金型において、
   成形面が保護膜でコーティングされており、
   前記保護膜が、Ｔｉ系、Ａｌ系、Ｃｒ系、及びＶ系のセラミックス膜の少なくともいずれか１つを含むプレス成形金型。
6. プレス成形方法であって、
   請求項１〜５のいずれか一つに記載のプレス成形金型を用い、
   前記有底円筒体をセットする準備工程と、
   前記ボス部を成形する成形工程と、
   を含み、
   前記成形工程が、
   前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入することにより、前記底壁部の周縁部分を前記環状凹部に入れ込んで変形させ、前記ボス部への変形を誘導する第１段階と、
   前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入しながら、前記環状凸部で、前記周壁部から前記底壁部に至る部分を前記環状凹部に圧入することにより、前記成形空間に前記底壁部の中央部分を受け入れて、前記ボス部を形成する第２段階と、
   を含むプレス成形方法。
7. プレス成形装置であって、
   請求項１〜５のいずれか一つに記載のプレス成形金型、を用いた本成形装置と、
   鋼板をプレスして前記有底円筒体を成形する予備成形装置と、
   を備え、
   前記本成形装置及び前記予備成形装置が、同期して作動するプレス成形装置。
8. 請求項７に記載のプレス成形装置において、
   請求項４に記載のプレス成形金型が前記本成形装置に用いられ、
   前記本成形装置の前記移送位置が、前記予備成形装置における前記有底円筒体の移送位置と、同一平面上に位置するように設けられ、
   前記有底円筒体を前記平面に沿って移送する移送装置を更に備えるプレス成形装置。

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