JP6472882B2 - バーリング加工方法及びバーリング加工システム - Google Patents

Description

本発明は、プレス部材及び該プレス部材を製造するバーリング加工方法及びバーリング加工システムに関する。

従来から、貫通孔の周囲に立ち上がり部が形成されるプレス部材を製造する方法として、バーリング加工が知られている。この種のバーリング加工に関する技術を開示するものとして、例えば特許文献１がある。特許文献１には、プレス加工により、板材のバーリング加工を行うべき箇所において、立ち上げ部の立ち上げ方向に凸部を成形する予備成形工程と、パンチング加工により、予備成形工程で成形した凸部に、最終的に得る穴の直径より小さい直径の穴を開けるパンチング工程と、プレス加工により、穴の開いた凸部を深絞りして立ち上げ部を成形する本成形工程と、を備えることを特徴とする板材のバーリング加工方法が開示されている。

特開２００４−２２３５８３号公報

プレス部材における貫通孔の周囲に平坦度が求められる場合がある。例えば、パッキン部材を貫通孔の周囲に取り付ける場合、プレス部材におけるパッキン部材を取り付ける部分は、平坦に成形される必要がある。しかし、従来のバーリング加工を用いた成形では、バーリング加工時のパンチングやプレスによって貫通孔の周囲にうねりが形成されてしまう問題があった。パッキンを取り付ける部分にうねり生じれば、パッキン部材とプレス部材の間に隙間が形成されてしまいシール性が低下してしまう。この点、特許文献１に開示される技術においても、予備成形工程で成形された凸部の屈曲部分が、パンチングやプレス加工を経た後に折り癖となり、うねり部が形成されてしまうため、十分な平坦度を確保することが困難であった。

本発明は、貫通孔の周囲に立ち上がり部が形成されるプレス部材において、貫通孔の周囲に良好な平坦部を形成できるバーリング加工に関する技術を提供することを目的とする。

本発明は、貫通孔（例えば、後述の貫通孔１２）の周囲に立ち上がり部（例えば、後述の立ち上がり部１３）が形成されるプレス部材（例えば、後述のプレス部材１０）を製造するバーリング加工方法であって、前記貫通孔が形成される部分（例えば、後述の貫通孔が形成される部分４９）を、周囲に傾斜部（例えば、後述の傾斜部５０）が形成されるテーパ状に突出させる予備成形工程と、前記貫通孔を形成するパンチング工程と、前記プレス部材における前記貫通孔の周囲及び前記傾斜部における前記貫通孔側の一部を前記立ち上がり部に成形するとともに、前記傾斜部の残りの部分から前記立ち上がり部の周囲の平坦部（例えば、後述のパッキン取付面１４）を成形する本成形工程と、を含むバーリング加工方法。

これにより、予備成形の過程で成形される傾斜部の一部が本成形で平坦部に成形されるので、本成形の過程で折り癖（例えば、後述のうねり部１９）が平坦部に形成される事態を防止することができる。

前記予備成形工程では、前記平坦部に成形される部分が、前記貫通孔が形成される部分に向かって傾斜し始める起点部（例えば、後述の外側端部５１）と、前記立ち上がり部に成形される部分と、の間に位置するように前記傾斜部を成形することが好ましい。

これにより、傾斜部の起点部を原因とする折り癖が平坦部に生じる事態をより確実に防止することができる。また、要求される平坦部の形状に基づいて起点部の位置を設定するだけで、平坦部の外側に折り癖が位置するプレス部材を容易に成形することができる。

前記本成形工程では、前記起点部の近傍を把持した状態で、前記貫通孔側に引っ張られるように前記傾斜部に押圧力を加えて前記立ち上がり部を成形することが好ましい。

これにより、プレス部材が起点部側で押圧されながら貫通孔側に引っ張られるので、平坦度が充分に確保された高品質なプレス部材を製造することができる。

また、本発明は、貫通孔（例えば、後述の貫通孔１２）の周囲に立ち上がり部（例えば、後述の立ち上がり部１３）が形成されるプレス部材（例えば、後述のプレス部材１０）を製造するバーリング加工システム（例えば、後述のバーリング加工システム２０）であって、前記貫通孔が形成される部分（例えば、後述の貫通孔が形成される部分４９）を、周囲に傾斜部が形成されるテーパ状に突出させる予備成形装置（例えば、後述のドロー成形装置２１）と、前記貫通孔を形成するパンチング装置（例えば、後述のバーリング加工装置４０）と、前記プレス部材における前記貫通孔の周囲及び前記傾斜部における前記貫通孔側の一部を前記立ち上がり部に成形するとともに、前記傾斜部の残りの部分から前記立ち上がり部の周囲の平坦部（例えば、後述のパッキン取付面１４）を成形する本成形装置（例えば、後述のバーリング加工装置４０）と、を備えるバーリング加工システムに関する。

これにより、予備成形装置によって成形される傾斜部の一部が本成形装置で平坦部に成形されるので、プレス部材の平坦部に折り癖が形成される事態を防止することができる。

前記予備成形装置は、前記平坦部に成形される部分が、前記貫通孔が形成される部分に向かって傾斜し始める起点部（例えば、後述の外側端部５１）と、前記立ち上がり部に成形される部分と、の間に位置するように前記傾斜部を成形する。また、前記本成形装置は、型本体（例えば、後述の下型４１）と、前記型本体に設けられるボタンダイ（例えば、後述のボタンダイ４２）と、前記立ち上がり部を成形するバーリングパンチ（例えば、後述のバーリングパンチ４４）と、前記傾斜部における前記起点部の外側を押圧するパッド（例えば、後述のパッド４３）と、を備え、前記パッドと前記型本体で前記プレス部材における前記起点部の外側を押圧した状態で、前記プレス部材における前記貫通孔側を前記バーリングパンチで押圧することが好ましい。

これにより、傾斜部の起点部を原因とする折り癖が平坦部に生じる事態をより確実に防止することができる。また、要求される平坦部の形状に基づいて起点部の位置を設定するだけで、平坦部の外側に折り癖が位置するプレス部材を容易に成形することができる。また、プレス部材が起点部の外側で押圧されながら貫通孔側に引っ張られるので、平坦度が充分に確保された高品質なプレス部材を製造することができる。

前記パンチング装置（例えば、後述のピアスパンチ４５及びボタンダイ４２）及び前記本成形装置（例えば、後述のバーリングパンチ４４及びボタンダイ４２）は、同一のプレス装置（例えば、後述のバーリング加工装置４０）に搭載されることが好ましい。

これにより、貫通孔の形成と立ち上げ部を成形するための動作を１つのプレス装置で行うことができ、バーリング加工時間を短縮するとともに、パンチング装置及び本成形装置を配置するために必要なスペースを小型化することができる。

また、本発明は、燃料ポンプ（例えば、後述の燃料ポンプ９０）が取り付けられる貫通孔（例えば、後述の貫通孔１２）及び前記貫通孔の周囲に形成される立ち上がり部（例えば、後述の立ち上がり部１３）を有するプレス部材（例えば、後述のプレス部材１０）であって、前記貫通孔及び前記立ち上がり部の周囲に平坦に形成されるパッキン取付面（例えば、後述のパッキン取付面）と、前記パッキン取付面と同一面であって、前記パッキン取付面の外側に形成されるうねり部（例えば、後述のうねり部１９）と、を備え、前記パッキン取付面には、パッキン部材（例えば、後述のパッキン部材９１）を介して前記燃料ポンプが取り付けられるプレス部材に関する。

これにより、パッキン取付面の外側に、バーリング加工の過程で生じるうねり部が位置するように構成されているので、うねり部によってパッキン部材とプレス部材の間に隙間が形成される事態を確実に防止できる。

本発明のバーリング加工によれば、貫通孔の周囲に立ち上がり部が形成されるプレス部材において、貫通孔の周囲に良好な平坦部を形成できる。

本発明の一実施形態に係るプレス部材を示す斜視図である。 プレス部材の表面における貫通孔近傍の様子を示す拡大斜視図である。 プレス部材の裏面における貫通孔近傍の様子を示す拡大斜視図である。 プレス部材の貫通孔近傍の様子を模式的に示す断面図である。 オーバードロー形状がプレス部材に成形された様子を模式的に示す図である。 プレス部材を下型とパッドで挟み込む様子を模式的に示す図である。 バーリングパンチによってプレス部材が押圧される様子を模式的に示す図である。 ピアスパンチによってプレス部材に貫通孔が形成された様子を模式的に示す図である。 バーリングパンチにより立ち上がり部が形成されるプレス部材の様子を模式的に示す図である。

以下、本発明のプレス部材を製造するバーリング加工方法の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、自動二輪車の燃料タンクの底部をプレス部材１０として製造する。

図１は、本発明の一実施形態に係るプレス部材１０を示す斜視図である。図２は、プレス部材１０の表面３１における貫通孔１２近傍の様子を示す拡大斜視図である。図３は、プレス部材１０の裏面３２における貫通孔１２近傍の様子を示す拡大斜視図である。図４は、プレス部材１０の貫通孔１２近傍の様子を模式的に示す断面図である。

図１〜図４に示すように、プレス部材１０は、ベース１１と、貫通孔１２と、立ち上がり部１３と、パッキン取付面１４を主要な構成として備える。

ベース１１は、燃料タンクの底板をなすものである。このベース１１に燃料タンクのボディ１５が取り付けられる。本実施形態のベース１１は、その前側に突出部１６が形成される。

貫通孔１２は、ベース１１の平面部分であって、突出部１６の後側に形成される。この貫通孔１２を通じて燃料ポンプ９０が取り付けられる。なお、ここでいう前側及び後側は、燃料タンクが取り付けられる自動二輪車の走行方向の前後を意味する。

立ち上がり部１３は、貫通孔１２の周囲に形成される。図２及び図４に示すように、立ち上がり部１３は、表面３１に形成されており、貫通孔１２の周囲を覆う壁状に形成される。

パッキン取付面１４は、ベース１１の裏面３２における貫通孔１２の周囲に形成される。このパッキン取付面１４にパッキン部材９１を挟んで燃料ポンプ９０が取り付けられる。本実施形態のパッキン取付面１４は、後述する本実施形態のバーリング加工により平坦に形成される（例えば、平坦度０．３）。

図３及び図４に示すように、プレス部材１０におけるパッキン取付面１４の更に外側には、バーリング加工の過程で生じたうねり部１９が形成されている。なお、以下の説明において、内側及び外側は、貫通孔１２側を内側とし、プレス部材１０の端面側を外側として説明する。

プレス部材１０の主要な構成は、以上の通りである。次に、本実施形態のプレス部材１０の製造に用いられるバーリング加工方法について説明する。本実施形態のバーリング加工方法では、ドロー工程、パンチング工程、バーリング工程が行われる。

ドロー工程は、バーリング加工の予備成形工程である。図５は、オーバードロー形状がプレス部材１０に成形された様子を模式的に示す図である。図５では、プレス部材１０ａの片側の部分を拡大して模式的に表現している。

図５に示すように、バーリング加工システム２０は、予備成形装置としてのドロー成形装置２１を備える。ドロー成形装置２１は、ドロー上型２５及びドロー下型２６により、金属材料で構成される板材にオーバードロー形状を成形し、プレス部材１０ａを製造する。このドロー工程により、プレス部材１０ａには傾斜部５０が形成される。

傾斜部５０は、貫通孔１２が形成される部分４９の周囲全域に形成される。また、傾斜部５０は、その外側端部５１が内側端部５２よりも低い位置になるように成形される。傾斜部５０の外側端部５１は、パッキン取付面１４になる部分よりも外側に位置し、内側端部５２は、貫通孔１２が形成される部分４９よりも外側に位置する。

プレス部材１０ａのオーバードロー形状は、貫通孔１２が形成される部分４９の位置、立ち上がり部１３の高さａ、及びパッキン取付面１４の幅（パッキン部材９１の幅）等に基づいて設定される（図４参照）。図４では、貫通孔１２側から距離ｂの範囲が平坦に形成されることになり、パッキン取付面１４の幅はこの距離ｂに含まれる長さである。これらの距離や大きさに基づいてプレス部材１０ａの傾斜部５０の長さ等を設定することができる。

次に、パンチング加工及びバーリング加工について説明する。図６は、プレス部材１０ａを下型４１とパッド４３で挟み込む様子を模式的に示す図である。図７は、バーリングパンチ４４によってプレス部材１０ｂが押圧される様子を模式的に示す図である。図８は、ピアスパンチ４５によってプレス部材１０ｃに貫通孔１２が形成された様子を模式的に示す図である。図９は、バーリングパンチ４４により立ち上がり部１３が形成されるプレス部材１０の様子を模式的に示す図である。図６から図９においても、プレス部材１０の片側の部分を拡大して模式的に表現している。

本実施形態のバーリング加工システム２０は、本成形装置としてのバーリング加工装置４０を備える。バーリング加工装置４０は、パンチング加工を行うパンチング装置と、バーリング加工を行う本成形装置と、が搭載されるプレス成形装置である。本実施形態のバーリング加工装置４０は、下型４１と、ボタンダイ４２と、パッド４３と、バーリングパンチ４４と、ピアスパンチ４５と、を備える。

図６に示すように、下型４１には、ダイ孔７１が形成されるボタンダイ４２が組み込まれている。パンチング工程では、オーバードロー形状が成形されたプレス部材１０ａを下型４１にセットする。プレス部材１０ａにおける外側端部５１の外側をパッド４３と下型４１によって挟み込む。また、プレス部材１０は、ボタンダイ４２のダイ孔７１よりも外側に傾斜部５０の内側端部５２が位置するようにセットされる。

本実施形態では、傾斜部５０は、その外側端部５１がパッド４３の近傍に位置するオーバードロー形状になっている。傾斜部５０が、パッド４３に押圧される部分の近傍まで延びているので、下型４１とパッド４３に挟み込まれる部分がプレス部材１０における外側端部５１の近傍に位置する状態になる。

次に、図７に示すように、バーリング加工装置４０にセットされたプレス部材１０ｂに対してバーリングパンチ４４による押圧が加えられる。本実施形態では、バーリングパンチ４４は、プレス部材１０の貫通孔１２が形成される部分４９の周囲を下方に押し込み、傾斜部５０の内側端部５２近傍が内側に屈曲する。

また、バーリングパンチ４４による押圧の開始とともに、プレス部材１０ｂにおける貫通孔１２が形成される部分４９にピアスパンチ４５による押圧も開始される。ピアスパンチ４５は、ボタンダイ４２のダイ孔７１の径よりも小さい径に形成されており、プレス部材１０における貫通孔１２が形成される部分４９に接触する。ボタンダイ４２は、そのダイ孔７１の周囲に刃が形成されるとともに、ピアスパンチ４５は、その端部に刃が形成されている。

図８に示すように、バーリングパンチ４４が下方に更に移動し、プレス部材１０の貫通孔１２が形成される周囲の部分が、バーリングパンチ４４とボタンダイ４２に挟まれて立ち上がるように屈曲する。このバーリングパンチ４４の押圧と並行し、ピアスパンチ４５によってプレス部材１０プレス部材１０からピアススクラップ６０が切り出され、貫通孔１２になる部分が形成される。

図９に示すように、バーリングパンチ４４は、プレス部材１０における貫通孔１２側を更に下方（下型４１側）に押し込むことにより、傾斜部５０の貫通孔１２側の部分が更に立ち上がり、最終的に貫通孔１２の周囲に立ち上がり部１３が形成される。上述の通り、うねり部１９の原因となる外側端部５１が、パッキン取付面１４となる部分の外側になるように、オーバードロー形状が設定されているので、折り癖由来のうねり部１９がパッキン取付面１４に生じることはない。

また、この立ち上がり部１３が形成される過程では、プレス部材１０における外側端部５１の近傍が、パッド４３と下型４１によって把持されている。そのため、バーリングパンチ４４がプレス部材１０の内側を下方に押し込むことによって、当該プレス部材１０の傾斜部５０に対して内側に引っ張られる力が作用し、パッキン取付面１４となる部分の平坦度が高まる。また、オーバードロー形状が形成されたプレス部材１０の外側端部５１の折り癖も緩和され、うねり部１９のうねりも小さくなるのである。

以上説明した本実施形態のバーリング加工方法によれば、以下のような効果を奏する。
本実施形態のバーリング加工方法は、貫通孔１２が形成される部分４９を、周囲に傾斜部５０が形成されるテーパ状に突出させる予備成形工程（図５参照）と、貫通孔１２を形成するパンチング工程（図８参照）と、プレス部材１０における貫通孔１２の周囲及び傾斜部５０における貫通孔１２側の一部を立ち上がり部１３に成形するとともに、傾斜部５０の残りの部分から立ち上がり部１３の周囲のパッキン取付面１４を成形する本成形工程（図９参照）と、を含む。

これにより、予備成形の過程で成形される傾斜部５０の一部が本成形で平坦なパッキン取付面１４に成形されるので、本成形の過程で折り癖がパッキン取付面１４に形成される事態を防止することができる。

予備成形工程では、パッキン取付面１４に成形される部分が、貫通孔１２が形成される部分４９に向かって傾斜し始める外側端部５１と、立ち上がり部１３に成形される部分と、の間に位置するように傾斜部５０を成形する。

これにより、傾斜部５０の外側端部５１を原因とする折り癖（うねり部１９）がパッキン取付面１４に生じる事態をより確実に防止することができる。また、要求されるパッキン取付面１４の形状に基づいて外側端部５１の位置を設定するだけで、パッキン取付面１４の外側にうねり部１９が位置するプレス部材１０を容易に成形することができる。

また、本実施形態のバーリング加工装置４０は、下型４１と、下型４１に設けられるボタンダイ４２と、立ち上がり部１３を成形するバーリングパンチ４４と、プレス部材１０における外側端部５１の外側を押圧するパッド４３と、を備える。そして、パッド４３と下型４１でプレス部材１０における外側端部５１の外側を押圧した状態で、傾斜部５０における貫通孔１２側をバーリングパンチ４４で押圧する。即ち、本成形工程では、外側端部５１の近傍を把持した状態で、貫通孔１２側に引っ張られるように傾斜部５０に押圧力を加えて立ち上がり部１３を成形する。

これにより、プレス部材１０が外側端部５１の外側で押圧されながら貫通孔１２側に引っ張られるので、平坦度が充分に確保されたパッキン取付面１４を有する高品質なプレス部材１０を製造することができる。

パンチング装置としてのピアスパンチ４５、本成形装置としてのバーリングパンチ４４及びボタンダイ４２は、同一のバーリング加工装置４０に搭載される。

これにより、貫通孔１２の形成と立ち上がり部１３を成形するための動作を１つのバーリング加工装置４０で行うことができ、バーリング加工時間を短縮するとともに、パンチング装置及び本成形装置を配置するために必要なスペースを小型化できる。

また、バーリング加工方法によって製造されるプレス部材１０は、以下のように構成される。即ち、燃料ポンプ９０が取り付けられる貫通孔１２及び貫通孔１２の周囲に形成される立ち上がり部１３を有するプレス部材１０であって、貫通孔１２及び立ち上がり部１３の周囲に平坦に形成されるパッキン取付面１４と、パッキン取付面１４と同一面であって、パッキン取付面１４の外側に形成されるうねり部１９と、を備える。パッキン取付面１４には、パッキン部材９１を介して燃料ポンプ９０が取り付けられる。

これにより、パッキン取付面１４の外側に、バーリング加工の過程で生じるうねり部１９が位置するので、うねり部１９によってパッキン部材９１とプレス部材１０の間に隙間が形成される事態を効果的に防止することができる。

以上、本発明のバーリング加工方法、バーリング加工システム２０及びプレス部材１０の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

上記実施形態では、パンチング工程及びバーリング工程を同一のバーリング加工装置４０により行ったが、パンチング工程及びバーリング工程をそれぞれ別の装置で行うことができる。

上記実施形態では、自動二輪車の燃料タンクを構成するプレス部材１０を例として説明したが、この構成に限定されるわけではない。例えば、自動四輪車を構成するプレス部材の製造に本発明のバーリング加工方法を適用することができる。このように、本発明は、平坦な部分が必要なプレス部材を成形するバーリング加工において、様々な成形に適用することができる。

１０ プレス部材
１２ 貫通孔
１３ 立ち上がり部
１４ パッキン取付面（平坦部）
１９ うねり部
２０ バーリング加工システム
２１ ドロー成形装置（予備成形装置）
４０ バーリング加工装置（パンチング装置、本成形装置）
４１ 下型
４２ ボタンダイ
４３ パッド
４４ バーリングパンチ（本成形装置）
４５ ピアスパンチ（パンチング装置）
４９ 貫通孔が形成される部分
５０ 傾斜部
５１ 外側端部（起点部）
９０ 燃料ポンプ
９１ パッキン部材

Claims (6)

1. 貫通孔の周囲に立ち上がり部が形成されるプレス部材を製造するバーリング加工方法であって、
   前記貫通孔が形成される部分を、周囲に傾斜部が形成されるテーパ状に突出させる予備成形工程であり、前記傾斜部を前記貫通孔が形成される部分の周囲全域に形成させ、前記傾斜部の前記貫通孔側の端部を前記貫通孔が形成される部分よりも前記プレス部材の端面側に位置するように形成させる予備成形工程と、
   端部に刃が形成されているピアスパンチによってプレス部材からピアススクラップが切り出されることにより、前記貫通孔を形成するパンチング工程と、
   前記プレス部材における前記貫通孔の周囲及び前記傾斜部における前記貫通孔側の一部を前記立ち上がり部に成形するとともに、前記傾斜部の残りの部分から前記立ち上がり部の周囲の平坦部を成形する本成形工程と、
   を含むバーリング加工方法。
2. 前記予備成形工程では、
   前記平坦部に成形される部分が、前記貫通孔が形成される部分に向かって傾斜し始める起点部と、前記立ち上がり部に成形される部分と、の間に位置するように前記傾斜部を成形する請求項１に記載のバーリング加工方法。
3. 前記本成形工程では、
   前記起点部の近傍を把持した状態で、前記貫通孔側に引っ張られるように前記傾斜部に押圧力を加えて前記立ち上がり部を成形する請求項２に記載のバーリング加工方法。
4. 貫通孔の周囲に立ち上がり部が形成されるプレス部材を製造するバーリング加工システムであって、
   前記貫通孔が形成される部分を、周囲に傾斜部が形成されるテーパ状に突出させる予備成形装置であり、前記傾斜部を前記貫通孔が形成される部分の周囲全域に形成させ、前記傾斜部の前記貫通孔側の端部を前記貫通孔が形成される部分よりも前記プレス部材の端面側に位置するように形成させる予備成形装置と、
   端部に刃が形成されているピアスパンチによってプレス部材からピアススクラップが切り出されることにより、前記貫通孔を形成するパンチング装置と、
   前記プレス部材における前記貫通孔の周囲及び前記傾斜部における前記貫通孔側の一部を前記立ち上がり部に成形するとともに、前記傾斜部の残りの部分から前記立ち上がり部の周囲の平坦部を成形する本成形装置と、
   を備えるバーリング加工システム。
5. 前記予備成形装置は、
   前記平坦部に成形される部分が、前記貫通孔が形成される部分に向かって傾斜し始める起点部と、前記立ち上がり部に成形される部分と、の間に位置するように前記傾斜部を成形し、
   前記本成形装置は、
   型本体と、
   前記型本体に設けられるボタンダイと、
   前記立ち上がり部を成形するバーリングパンチと、
   前記傾斜部における前記起点部の外側を押圧するパッドと、
   を備え、
   前記パッドと前記型本体で前記プレス部材における前記起点部の外側を押圧した状態で、前記プレス部材における前記貫通孔側を前記バーリングパンチで押圧する請求項４に記載のバーリング加工システム。
6. 前記パンチング装置及び前記本成形装置は、同一のプレス装置に搭載される請求項４又は５に記載のバーリング加工システム。

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