JP7356777B2

JP7356777B2 - 穴開け加工装置及び穴開け加工方法

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Publication number: JP7356777B2
Application number: JP2020190379A
Authority: JP
Inventors: 敦男井上
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: JP2022079280A

Description

本発明は、穴開け加工装置及び穴開け加工方法に関する。

例えば自動車の製造工程では、フードインナやドアインナなどの板状部品が所定のプレス加工により成形される。また、このプレス加工の際、パンチの打ち抜き加工により上述した板状部品に所定の穴が形成される。

上述した穴開け加工を行う場合には、その加工特性上、穴開け加工により形成された穴の周縁部（正確には打ち抜き穴の両開口部に位置する二つの周縁部のうち、打ち抜き方向前方側の周縁部）にバリと呼ばれる鋭利な突起部が生じることがある。この突起部Ｗｄは、図７に示すように、穴Ｗａの周縁部Ｗｂから打ち向き方向Ｘ１又は打ち抜き方向Ｘ１に準じた方向に突出していることから、例えば穴Ｗａにクリップ等の部材を打ち抜き方向と反対の方向から挿入する際の抵抗となる。そのため、クリップ等の挿入不良が生じるなど、上記穴を利用した作業性の低下を招く要因となる。また、作業者や使用者など（以下、単に作業者等と称する。）の手に触れることで作業者等を傷付けるおそれもあるため、安全性の面でも改善すべき事項である。

ここで、例えば特許文献１には、打ち抜き加工で形成した穴の周縁部におけるダレの発生を少なくして高精度な穴を開けるための方法として、打ち抜き加工方向（穴抜き加工方向）とは逆方向に突出しかつ穴と同径の突起を形成することにより肉厚減少部を形成した後、パンチによる打ち抜き加工を行い、突起が設けられた部分を打ち抜くことで穴を形成する方法が開示されている。

特開２０００－３５１０３０号公報

特許文献１に記載の方法によれば、ダレの少ない穴を精度よく形成することができる。しかしながら、現実的な量産工程においては、パンチと、パンチの挿入穴との間にある程度のクリアランスを設ける必要が生じるため、たとえ打ち抜き部分を薄肉化して精度よく穴を形成したとしても、上述した鋭利な突起部の発生を防止することは難しい。例えば板状部品の位置決めを厳密に行うと共に打ち抜き速度を低く設定するなど、打ち抜き加工の条件を詳細かつ適正に設定すれば、鋭利な突起部を小さく抑えることはできるかもしれないが、自動車用部品の加工工程においては、量産性確保のために、相応の加工速度が要求される（作業時間が制限される）のが一般的である。加工精度を最重要視して加工条件を設定することは現実的ではない。また、上述した自動車用の板状部品の多くは薄肉鋼板であることも、上述した突起部が発生する一因となっている。

以上の事情に鑑み、本明細書では、量産性を維持して加工コストを抑えつつも、バリなどの鋭利な突起部が作業性や安全性に及ぼす影響を小さく抑えた板状部品を得ることのできる穴開け加工技術を提供することを、解決すべき技術課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係る穴開け加工装置によって達成される。すなわち、この加工装置は、板状ワークへの打ち抜き加工を行うためのパンチと、板状ワークを支持可能な支持面を有する支持部材とを具備し、支持面にパンチを挿入可能な挿入穴が設けられた穴開け加工装置において、パンチと支持部材の少なくとも一方は、パンチの打ち抜き加工により板状ワークに穴を形成した後、穴の内周面が支持面から遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークを塑性変形可能な塑性加工面を有する点をもって特徴付けられる。なお、ここでいう「拡径」とは、穴の内周面の対応箇所が真円以外の形状をなす場合、内接円の半径が拡大することを意味するものとする。

上述したように、本発明に係る穴開け加工装置では、パンチの打ち抜き加工で板状ワークに穴を形成した後に穴の内周面が板状ワークの支持面から遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークを塑性変形できるような塑性加工面を、パンチと支持部材の少なくとも一方に設けるようにした。この構成によれば、パンチの打ち抜き加工で形成された穴の内周面がパンチ側に向けて傾いた状態の板状ワークを得ることができる。ここで、バリなどの鋭利な突起部は、打ち抜き穴の周縁部からパンチの打ち抜き方向又はこの方向に準じた方向に突出した状態で生じるので（図７を参照）、穴の内周面が支持面から遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークが塑性変形することで、穴の周縁部に生じた突起部の突出方向が内向きに変化する。あるいは、板状ワークの塑性変形に伴って周縁部が変位する過程でパンチとの擦れ等により突起部の一部が除去される。以上の作用より、例えば穴の打ち抜き方向とは逆の方向からクリップ等の部材を挿入する際の抵抗を減らして、作業性を改善することができる。また、突起部の向きが内側に変わり、又は突起部が小さくなることで、穴の周縁部を触れる可能性のある作業者等の安全性を向上させることができる。また、穴自体は公知の穴開け加工で形成することができると共に、上述した塑性加工は穴開け加工の一環として連続的に行い得るため、量産性を低下させる心配もない。言い換えると、加工コストが高騰する心配もない。

また、本発明に係る穴開け加工装置において、パンチと支持部材は、塑性加工面として、板状ワークに形成された穴の周囲に環状凹部を成形可能な凸状成形面と凹状成形面をそれぞれ有してもよい。

本発明のように、打ち抜き加工により穴を形成した後に、穴の内周面が支持面から遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークを塑性変形させ得る塑性加工面として、パンチと支持部材の少なくとも一方に、板状ワークに形成された穴の周囲に塑性変形を施すことのできる塑性加工面が考えられる。ここで、塑性加工面として、穴の周囲に環状凹部を成形可能な凸状成形面と凹状成形面をパンチと支持部材とにそれぞれ設けることで、穴の周縁部を含む板状ワークをより安定的に所望の形状に塑性変形させることができる。よって、周縁部に生じた突起部の向きを確実に内向きに変えることができる。また、穴の周囲に環状凹部を成形することで、周縁部を含む打ち抜き穴の周囲をその全周にわたってばらつきなく均等な形状に成形することができるので、これによっても突起部全体の向きを確実に内向きに変えることが可能となる。よって、本構成に係る穴開け加工装置によれば、更なる作業性及び安全性の向上を図ることが可能となる。また、凸状成形面及び凹状成形面を、穴の周囲に環状凹部を成形可能な形状とした場合、他形状と比べて、穴の周縁部が外側に引け易い（流動し易い）。

また、パンチに凸状成形面が設けられる場合、本発明に係る穴開け加工装置において、パンチは、凸状成形面の内側に、凸状成形面と凹状成形面とで板状ワークを挟持した状態で穴の周縁部との接触を回避可能とするための逃げ部を有してもよい。

上述のように、穴の周囲に環状凹部を成形する場合、板状ワークの穴周辺部は成形に伴って外側への流動（引け）を生じる傾向にある。この種の流動は塑性変形を伴うものであるから、流動量にある程度のばらつきが生じることは避けられない。ここで、上述のように凸状成形面の内側に、環状凹部を成形した状態における穴の周縁部との接触を回避可能とするための逃げ部を設けることによって、周縁部の外側への流動量が仮に少ない場合であっても、穴の周縁部がパンチによって支持面側に押さえ付けられる事態を回避して、突起部の向きを内側に保つことができる。

また、前記課題の解決は、本発明に係る穴開け加工方法によっても達成される。すなわち、この加工方法は、支持部材に設けた支持面で板状ワークを支持した状態で、支持面に設けた挿入穴にパンチを挿入して板状ワークを打ち抜くことで、板状ワークに穴開け加工を施すための方法において、パンチの打ち抜き加工により板状ワークに穴を形成した後、穴の内周面が支持面から遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークを塑性変形させる点をもって特徴付けられる。

本発明に係る穴開け加工方法では、パンチの打ち抜き加工で板状ワークに穴を形成した後に穴の内周面が板状ワークの支持面から遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークを塑性変形させるようにしたので、本発明に係る穴開け加工装置と同様、パンチの打ち抜き加工で形成された穴の内周面がパンチ側に大きく傾いた状態の板状ワークを得ることができる。穴の内周面がパンチ側に大きく傾くように板状ワークが塑性変形することで、穴の周縁部に生じた突起部の突出方向が内向きに変化する。あるいは、板状ワークの塑性変形に伴い穴の周縁部が変位する過程で突起部の一部が除去される。そのため、例えば穴の打ち抜き方向とは逆の方向からクリップ等の部材を挿入する際の抵抗を減らして、作業性を改善することができる。また、突起部の向きが内側に変わり、又は突起部が小さくなることで、穴の周縁部を触れる可能性のある作業者等の安全性を向上させることができる。また、穴自体は従来通りの手段で形成することができると共に、上述した塑性加工は穴開け加工の一環として連続的に行い得るため、量産性を低下させる心配もない。

以上のように、本発明に係る穴開け加工装置又は穴開け加工方法によれば、量産性を維持して加工コストを抑えつつも、バリなどの鋭利な突起部が作業性や安全性に及ぼす影響を小さく抑えた板状部品を得ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る穴開け加工装置の正面図である。図１に示す穴開け加工装置の要部拡大断面図である。図１及び図２に示す穴開け加工装置を用いた穴開け加工方法の一例を説明するための要部拡大断面図で、パンチによる打ち抜き加工を施す直前の状態を示す要部拡大断面図である。図１及び図２に示す穴開け加工装置を用いた穴開け加工方法の一例を説明するための要部拡大断面図で、パンチによる打ち抜き加工を施した直後の状態を示す要部拡大断面図である。図１及び図２に示す穴開け加工装置を用いた穴開け加工方法の一例を説明するための要部拡大断面図で、パンチに設けた凸状成形面が板状ワークに押し込まれた直後の状態を示す要部拡大断面図である。図１及び図２に示す穴開け加工装置を用いた穴開け加工方法の一例を説明するための要部拡大断面図で、凸状成形面と凹状成形面による板状ワークの成形が完了した状態を示す要部拡大断面図である。従来のパンチの打ち抜き加工により板状ワークに形成された穴の周縁部の拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る穴開け加工装置及び穴開け加工方法の内容を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る穴開け加工装置１０の正面図を示している。この加工装置１０は、パンチ１１と、パンチ１１の挿入穴１２を有する支持部材１３と、パッド１４とを具備する。以下、各要素の詳細を説明する。

図２は、パンチ１１の先端部分と、支持部材１３の挿入穴１２近傍の拡大断面図を示している。図２に示すように、パンチ１１は、支持部材１３上に支持された板状ワークＷに対して打ち抜き加工を施すためのパンチ本体１５と、後述する塑性加工面としての凸状成形面１６とを有する。本実施形態では、パンチ１１は、凸状成形面１６の内側に、成形中の板状ワークＷとの干渉を避けるための逃げ部１７をさらに有する。また、本実施形態では、パンチ本体１５と凸状成形面１６、及び逃げ部１７が一体的に形成されており、パンチ１１の上下動に伴って、これらパンチ本体１５と凸状成形面１６、及び逃げ部１７が一体的に上下動するようになっている。

支持部材１３は、打ち抜き加工の対象となる板状ワークＷを支持するためのもので、支持盤１８と、支持盤１８の所定位置に配設され、パンチ１１を挿入可能な挿入穴１２を有するブッシュ１９とで構成される。ブッシュ１９は、パンチ１１の数及び位置に応じた配置態様を採る。

ここで、挿入穴１２の内周面１２ａと、パンチ１１（パンチ本体１５）の外周面１５ａとの間には、所定のクリアランスＣが形成される。このクリアランスＣの大きさは、挿入穴１２の内径寸法とパンチ本体１５の外径寸法との差で管理され、例えば打ち抜き加工により形成される打ち抜き穴Ｗａ（後述する図４等を参照）に要求される形状精度と、量産性の観点から要求される加工速度（打ち抜き加工に要する時間）との両立が可能なように、クリアランスＣの大きさが所定の範囲内に設定される。

また、支持盤１８とブッシュ１９には、板状ワークＷを支持するための支持面２０ａ，２０ｂが設けられる。本実施形態では、支持盤１８の支持面２０ａと、ブッシュ１９の支持面２０ｂとが略同一平面上に位置するように、各支持面２０ａ，２０ｂが配設されている。

パンチ１１と支持部材１３（ここでは挿入穴１２を有するブッシュ１９）の少なくとも一方には、打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１が支持面２０ｂから遠い側ほど大きく拡径するように、打ち抜き穴Ｗａ形成後の板状ワークＷを塑性変形可能な塑性加工面が設けられる。本実施形態では、パンチ１１に塑性加工面としての凸状成形面１６が設けられると共に、支持部材１３（ブッシュ１９）に塑性加工面としての凹状成形面２１が設けられる。これら凸状成形面１６と凹状成形面２１とは、互いに対応した形状をなしており、板状ワークＷを凸状成形面１６と凹状成形面２１とで挟持することで板状ワークＷに各成形面１６，２１の形状を転写成形可能としている。図２に示す例では、パンチ１１側の表面Ｗ１が凹んだ状態の環状凹部Ｗｃ（後述する図６を参照）を打ち抜き穴Ｗａの周囲に成形可能なように、凸状成形面１６と凹状成形面２１とがそれぞれ所定の形状に設定される。凸状成形面１６であれば円環凸条形状とされ、凹状成形面２１であれば円環溝形状とされる。

詳述すると、凸状成形面１６と凹状成形面２１はともに、環状凹部Ｗｃの底面部Ｗｃ１を成形する第一成形部１６ａ，２１ａと、底面部Ｗｃ１と外側で連続する曲面部Ｗｃ２を成形する第二成形部１６ｂ，２１ｂと、底面部Ｗｃ１と内側で連続し内側に向かうにつれて支持面２０ａ，２０ｂから離れる向きに傾斜する傾斜面部Ｗｃ３を成形する第三成形部１６ｃ，２１ｃとを有する。ここで第三成形部１６ｃ，２１ｃは、平坦な傾斜面形状をなしており、この傾斜角度により、後述するように成形後の打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂに生じた鋭利な突起部Ｗｄ（図４等を参照）の向きを調整可能としている。

上記構成の凸状成形面１６のうち最も板状ワークＷに近い部位（ここでは第一成形部１６ａ）は、パンチ本体１５の底面よりも高い位置に配置される。言い換えると、凸状成形面１６の最下部（第一成形部１６ａ）は、パンチ本体１５の底面よりも、打ち抜き加工を施す前の板状ワークＷから離れた位置に配置される。ここでパンチ本体１５と凸状成形面１６は一体的に上下動可能であるから、パンチ１１の下降により先にパンチ本体１５が板状ワークＷと当接し、かつ板状ワークＷを打ち抜いた後に凸状成形面１６の最下部が板状ワークＷに当接するようになっている。

パッド１４は、板状ワークＷを支持面２０ａ，２０ｂ上の所定位置に保持するためのもので、パンチ１１と同様に上下動可能に構成される。本実施形態では、パッド１４は、パンチ１１と共通の駆動装置で上下方向に移動し、パンチ本体１５よりも先に板状ワークＷに当接するように、パンチ本体１５に対するパッド１４の底面の位置が設定される。そして、板状ワークＷに当接した後、板状ワークＷを所定の押圧力で下方に押圧しつつ、パンチ本体１５の上下方向への相対移動を許容可能に構成されている。言い換えると、板状ワークＷとの当接状態を維持しつつパンチ本体１５の下方への移動を許容可能に構成されている。

以下、本実施形態に係る穴開け加工装置１０を用いた穴開け加工の一例を主に図３～図６に基づいて説明する。

まず図２に示すように、打ち抜き加工前の板状ワークＷを支持部材１３（支持盤１８，ブッシュ１９）の支持面２０ａ，２０ｂ上に載置した状態で、パンチ１１及びパッド１４を図示しない駆動装置により下降させる。そして、パンチ本体１５よりもパッド１４を先に板状ワークＷに当接させて、所定の押圧力で下方に押圧することにより、板状ワークＷを支持面２０ａ，２０ｂ上の所定位置に位置決め保持する（図３に示す状態）。

このようにして板状ワークＷをパッド１４で位置決め保持した状態で、引き続きパンチ１１を下降させて、パンチ本体１５を板状ワークＷに当接させ、さらに当接した状態からパンチ１１を下降させることで、板状ワークＷのうちパンチ本体１５と当接している箇所を下方に打ち抜く。これにより、例えば図４に示すように、板状ワークＷにパンチ本体１５に準じた形状並びに大きさの打ち抜き穴Ｗａが形成される。なお、この際、図４中の円で囲んだ領域を拡大して示すように、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂから所定の向き（打ち抜き方向）に突出する鋭利な突起部Ｗｄが発生する。この時点で、打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１は、打ち抜き方向全長にわたって同一の内径寸法を有する。言い換えると、内周面Ｗａ１は内径寸法一定の真円筒形状をなしている。また、パンチ１１に設けた凸状成形面１６は未だ板状ワークＷと非接触の状態にある。

打ち抜き穴Ｗａの形成後、引き続きパンチ１１を下降させて、パンチ１１に設けた凸状成形面１６の最下部（ここでは第一成形部１６ａ）を板状ワークＷに当接させる。そして当接した状態からさらにパンチ１１を下降させることで凸状成形面１６を板状ワークＷに押し込んで、板状ワークＷに対する塑性加工を開始する。これにより、板状ワークＷは塑性変形を開始し、凸状成形面１６の押し込みに伴ってパンチ１１側の表面Ｗ１が凹み始めると共に、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂが外側に引き込まれ始める（ともに図５を参照）。

その後、凸状成形面１６と凹状成形面２１とで板状ワークＷが挟持される位置までパンチ１１及び凸状成形面１６の下降を継続する。これにより、図６に示すように、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂが凹状成形面２１の内側端部又は内側端部に近い位置まで引き込まれると共に、打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１が支持面２０ｂから遠い側ほど大きく拡径した状態となる。すなわち、打ち抜き加工直後の内周面Ｗａ１のうち支持面２０ｂから遠い側の内径寸法をｄａ１、支持面２０ｂに近い側の内径寸法をｄａ２とした場合（図４を参照）、成形後における内周面Ｗａ１のうち支持面２０ｂから遠い側の内径寸法ｄｂ１と支持面２０ｂに近い側の内径寸法ｄｂ２（図６を参照）はともに、打ち抜き加工直後の内径寸法ｄａ１，ｄａ２よりも大きい。また、成形後の内周面Ｗａ１の支持面２０ｂから遠い側の内径寸法ｄｂ１は、支持面２０ｂに近い側の内径寸法ｄｂ２よりも大きい。以上より、打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１が、凸状成形面１６と凹状成形面２１とによる環状凹部Ｗｃの成形により、パンチ１１側に大きく傾いたことがわかる。

ここで、突起部Ｗｄは、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂから打ち抜き方向に向けて突出しており、内周面Ｗａ１と周縁部Ｗｂがパンチ１１側に大きく傾くのに伴って、突起部Ｗｄもパンチ１１側に大きく傾いた状態となる（図６の円で囲った領域の拡大図を参照）。そのため、板状ワークＷに所定の塑性加工が施された（すなわち環状凹部Ｗｃが成形された）状態では、鋭利な突起部Ｗｄは内向きに突出した状態となる。

以上述べたように、本実施形態に係る穴開け加工装置１０では、パンチ１１の打ち抜き加工で板状ワークＷに打ち抜き穴Ｗａを形成した後に打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１が支持面２０ｂから遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークＷを塑性変形できるような塑性加工面（凸状成形面１６と凹状成形面２１）を、パンチ１１と支持部材１３（支持盤１８とブッシュ１９）の少なくとも一方に設けるようにした。この構成によれば、パンチ１１の打ち抜き加工で形成された打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１が支持面２０ｂから遠い側ほど大きく拡径するように板状ワークＷが塑性変形することで、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂに生じた突起部Ｗｄの突出方向が内向きに変化する。あるいは、図４～図６に示す板状ワークＷの塑性変形に伴って周縁部Ｗｂが変位する過程でパンチ本体１５との擦れ等により突起部Ｗｄの一部が除去される。以上の作用より、例えば打ち抜き穴Ｗａの打ち抜き方向とは逆の方向からクリップ等の部材を挿入する際の抵抗を減らして、作業性を改善することができる。また、突起部Ｗｄの向きが内側に変わり、又は突起部Ｗｄが小さくなることで、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂを触れる可能性のある作業者等の安全性を向上させることができる。また、打ち抜き穴Ｗａ自体は公知の穴開け加工で形成することができると共に、上述した塑性加工は穴開け加工の一環として連続的に行い得るため、量産性を低下させる心配もない。言い換えると加工コストの高騰を招くおそれもない。

また、本実施形態に係る穴開け加工装置１０では、パンチ１１と支持部材１３に、塑性加工面として、板状ワークＷに形成された打ち抜き穴Ｗａの周囲に環状凹部Ｗｃ（図６を参照）を成形可能な凸状成形面１６と凹状成形面２１をそれぞれ設けるようにした。このように、塑性加工面として、打ち抜き穴Ｗａの周囲に環状凹部Ｗｃを成形可能な凸状成形面１６と凹状成形面２１をパンチ１１と支持部材１３とにそれぞれ設けることで、打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂを含む板状ワークＷをより安定的に所望の形状に塑性変形させて、突起部Ｗｄの向きを確実に内向きに変えることができる。また、打ち抜き穴Ｗａの周囲に環状凹部Ｗｃを成形することで、周縁部Ｗｂを含む打ち抜き穴Ｗａの周辺領域をその全周にわたってばらつきなく均等な形状（本実施形態だと円錐形状）に成形することができるので、これによっても突起部Ｗｄの向きを確実に内向きに変えることが可能となる。よって、本実施形態に係る穴開け加工装置１０によれば、更なる作業性及び安全性の向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、凸状成形面１６と凹状成形面２１とで板状ワークＷに環状凹部Ｗｃを成形するに際し、環状凹部Ｗｃの内側となる傾斜面部Ｗｃ３を成形可能な第三成形部１６ｃ，２１ｃを設けたので、その傾斜角度により、突起部Ｗｄの突出方向を比較的容易に調整することができ、これによっても突起部Ｗｄの向きを確実に内向きにすることが可能となる。

また、この際、凸状成形面１６の内側に、凸状成形面１６と凹状成形面２１とで板状ワークＷを挟持した状態（図６に示す状態）で打ち抜き穴Ｗａの周縁部Ｗｂとの接触を回避可能とするための逃げ部１７を設けることにより、塑性加工により支持面２０ｂから離れる向き（円錐状に反り返る向き）に周縁部Ｗｂが変位し、かつ外側への変位量（引け量）が少ない場合であっても、打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１又は周縁部Ｗｂがパンチ１１によって支持面２０ｂ側に押さえ付けられる事態を回避して、突起部Ｗｄの向きを内側に保つことが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る穴開け加工装置又は穴開け加工方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、凸状成形面１６及び凹状成形面２１として、環状凹部Ｗｃの底面部Ｗｃ１を成形する第一成形部１６ａ，２１ａと、底面部Ｗｃ１と外側で連続する曲面部Ｗｃ２を成形する第二成形部１６ｂ，２１ｂと、底面部Ｗｃ１と内側で連続し内側に向かうにつれて支持面２０ａ，２０ｂから離れる向きに傾斜する傾斜面部Ｗｃ３を成形する第三成形部１６ｃ，２１ｃとを有するものを例示したが、もちろんこれ以外の形態を採ってもよい。例えば図示は省略するが、第三成形部１６ｃ，２１ｃを曲面状としてもよく、あるいは、第二成形部１６ｂ，２１ｂを傾斜面状としてもよい。

また、上記実施形態では、凸状成形面１６及び凹状成形面２１として、それぞれ一個の円環凸条部と一個の円環溝部とで構成した場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば図示は省略するが、相互に径方向寸法が異なる複数個の円環凸条部と円環溝部とで凸状成形面１６と凹状成形面２１とを構成してもよい。この場合、凸状成形面１６又は凹状成形面２１の断面形状は波状となる。また、この場合、各凸条部の高さ寸法（各溝部の深さ寸法）を異ならせてもよく、例えば打ち抜き穴Ｗａに近づくにつれて各凸条部の高さ寸法（各溝部の深さ寸法）が小さくなるような形態としてもよい。

また、凸状成形面１６と凹状成形面２１は、全周にわたって一定の断面形状をなす必要はない。内周面Ｗａ１がパンチ１１側に傾くように板状ワークＷを成形可能であれば、各成形面１６，２１の形態が周方向で部分的に異なっていてもかまわない。

また、板状ワークＷの厚み寸法、材質によっては、塑性加工面を凸状成形面１６と凹状成形面２１以外の形態としてもよい。例えばパンチ１１の下降により板状ワークＷに食い込ませることで板状ワークＷを折り曲げることのできるように、パンチ１１に塑性加工面（曲げ加工面）を設けてもよい。この場合、支持部材１３には、パンチ１１に設けるべき塑性加工面と対応する形状の塑性加工面は必須ではなく、例えば図示は省略するが、平坦な支持面２０ｂで、曲げ加工面による板状ワークＷの押し込みを受けてもよい。要は、塑性加工の前後で、打ち抜き穴Ｗａの内周面Ｗａ１が支持面２０ｂから遠い側ほど拡径する限りにおいて、パンチ１１と支持部材１３の少なくとも一方に設けられる塑性加工面の形態は任意である。

また、以上の説明より、本発明は、自動車用プレス部品の板材として使用される薄肉鋼板などに好適であるが、もちろんこれには限定されない。例えば鋼以外の材質の板状ワークに本発明を適用してもよい。あるいは、一般的に薄肉には分類されない厚み寸法の金属板に本発明を適用してもよい。また、用途の面でもプレス部品以外の板状部品の穴開け加工に本発明を適用してもよく、さらにいえば自動車用以外の用途に係る板状部品の穴開け加工に本発明を適用してもよい。

１０穴開け加工装置
１１パンチ
１２挿入穴
１３支持部材
１４パッド
１５パンチ本体
１６凸状成形面
１６ａ，２１ａ第一成形部
１６ｂ，２１ｂ第二成形部
１６ｃ，２１ｃ第三成形部
１７逃げ部
１８支持盤
１９ブッシュ
２０ａ，２０ｂ支持面
２１凹状成形面
Ｃクリアランス
ｄａ１，ｄａ２，ｄｂ１，ｄｂ２内径寸法（打ち抜き穴）
Ｗ板状ワーク
Ｗａ打ち抜き穴
Ｗａ１内周面
Ｗｂ周縁部
Ｗｃ環状凹部
Ｗｃ１底面部
Ｗｃ２曲面部
Ｗｃ３傾斜面部
Ｗｄ突起部
Ｘ１打ち抜き方向

Claims

板状ワークへの打ち抜き加工を行うためのパンチと、前記板状ワークを支持可能な支持面を有する支持部材とを具備し、前記支持面に前記パンチを挿入可能な挿入穴が設けられた穴開け加工装置において、
前記パンチと前記支持部材の少なくとも一方は、前記パンチの打ち抜き加工により前記板状ワークに穴を形成した後、前記穴の内周面が前記支持面から遠い側ほど大きく拡径するように前記板状ワークを塑性変形可能な塑性加工面を有し、
前記パンチと前記支持部材は、前記塑性加工面として、前記板状ワークに形成された前記穴の周縁部を含む前記板状ワークを塑性変形させることで前記穴の周囲に環状凹部を成形すると共に、前記穴の周縁部を前記穴の打ち抜き方向後方側に傾斜させて前記穴の打ち抜き方向前方端に生じた突起部の向きを前記穴の内側に変更可能な凸状成形面と凹状成形面をそれぞれ有することを特徴とする穴開け加工装置。
支持部材に設けた支持面で板状ワークを支持した状態で、前記支持面に設けた挿入穴にパンチを挿入して前記板状ワークを打ち抜くことで、前記板状ワークに穴開け加工を施すための方法において、
前記パンチの打ち抜き加工により前記板状ワークに穴を形成した後、
前記パンチに設けた凸状成形面と前記支持部材に設けた凹状成形面とで前記板状ワークに形成された前記穴の周縁部を含む前記板状ワークを塑性変形させることで、前記穴の内周面が前記支持面から遠い側ほど大きく拡径するように前記穴の周囲に環状凹部を成形すると共に、前記穴の周縁部を前記穴の打ち抜き方向後方側に傾斜させて前記穴の打ち抜き方向前方端に生じた突起部の向きを前記穴の内側に変更することを特徴とする穴開け加工方法。