JP2000158053A - ピン状ボスのプレス成形方法 - Google Patents

ピン状ボスのプレス成形方法

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JP2000158053A JP10342794A JP34279498A JP2000158053A JP 2000158053 A JP2000158053 A JP 2000158053A JP 10342794 A JP10342794 A JP 10342794A JP 34279498 A JP34279498 A JP 34279498A JP 2000158053 A JP2000158053 A JP 2000158053A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 板材に所望の高さのピン状ボスを高精度に一
体に形成することができるピン状ボスのプレス成形方法
を提供すること。 【構成】 先端テーパ状のパンチを板材に押し込んでテ
ーパ状ダイとの間で金属プレート（板材）１を圧潰して
該金属プレート１にテーパ付ボスを形成する予備工程
と、該予備工程によって金属プレート１に形成された前
記テーパ付ボスを所定の径まで再絞りして垂直ボスを形
成する再絞り工程と、該再絞り工程によって形成された
前記垂直ボスの全体をリストライクするリストライク工
程を経て金属プレート１の一部にピン状ボス１ｃを一体
成形する。本発明によれば、従来のように材料の伸びに
よってではなく、主に圧潰による材料の塑性流動と再絞
りとの組合せによってピン状ボス１ｃを形成するため、
高さＨが比較的高いピン状ボス１ｃを高精度に形成する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレス加工によっ
て板材にピン状ボスを一体に形成するプレス成形方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば図１１に示すように精密機器部品
である歯車１０２はフレーム等の板材１０１に立設され
た別体のスタッドピン１０３によって回転自在に軸支さ
れる構成が採用されていた。尚、スタッドピン１０３の
板材１０１への取付方法としてはカシメ、ねじ込み、圧
入、接着等が採用されていた。
【０００３】ところが、別部品であるスタッドピン１０
３を用いると部品点数が増加するばかりか、作業工程が
複雑化してコストアップを招くという問題がある。
【０００４】そこで、別体のスタッドピン１０３に代え
て図１２に示す板伸び成形或は図１３に示す半抜き成形
によって板材２０１，３０１にピン状ボス２０１ａ，３
０１ａをそれぞれ直接形成する試みがなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
及び図１３に示す従来のボス成形方法は材料の伸びを利
用したものであるため、材料の伸びや板厚に制約を伴
い、ボス２０１ａ，３０１ａの高さＨを余り高くするこ
とができなかった。図１２に示すボス２０１ａの高さＨ
は板材２０１の板厚ｔの３倍程度まで（Ｈ≦３ｔ）、図
１３に示すボス３０１ａの高さＨは板材３０１の板厚ｔ
と同程度（Ｈ≒ｔ）に抑えられていた。
【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、板材に所望の高さのピン状ボ
スを高精度に一体に形成することができるピン状ボスの
プレス成形方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、先端テーパ状のパンチを板材に押し込ん
でテーパ状ダイとの間で板材を圧潰して該板材にテーパ
付ボスを形成する予備工程と、該予備工程によって板材
に形成された前記テーパ付ボスを所定の径まで再絞りし
て垂直ボスを形成する再絞り工程と、該再絞り工程によ
って形成された前記垂直ボスの全体をリストライクする
リストライク工程を経て板材の一部にピン状ボスを一体
成形することを特徴とする。
【０００８】従って、本発明によれば、従来のように材
料の伸びによってではなく、主に圧潰による材料の塑性
流動と再絞り加工との組合せによってピン状ボスを形成
するため、高さが比較的高い（板材の板厚の最大７倍ま
で）ピン状ボスを高精度に形成することができる。
【０００９】又、本発明方法によれば、ピン状ボスは板
材の任意の位置に極めて局部的に形成されるため、板材
全体に影響を及ぼすような歪みの発生は皆無となる。
【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５は本発明方法をその工程順に示
すプレス装置要部の断面図、図６〜図１０は各工程（図
１〜図５に対応）における板材の形状変化を示す断面図
である。
【００１２】先ず、本発明方法を実施するためのプレス
装置の概略構成を図１に基づいて説明する。
【００１３】プレス装置は上型１０と下型２０を含んで
構成されており、上型１０はダイプレート１１、ダイ１
２、ダイホルダー１３、バッキングプレート１５及びダ
イホルダー１６を有し、下型２０はブランクホルダー２
１とパンチホルダー２２及びパンチ２３を有している。
【００１４】そして、上型１０の一部を構成する前記ダ
イ１２はダイホルダー１３に嵌合保持されており、その
中心部には小径の円孔１２ａが貫設されている。そし
て、この円孔１２ａには、前記ダイプレート１１に形成
された円孔１１ａを貫通するノックアウトピン１４が上
方から挿入されて嵌合されており、このノックアントピ
ン１４は前記バッキングブレート１５との間に縮装され
たスプリング１７によって下方に付勢されている。又、
ダイ１２の下端中心部には前記円孔１２ａから下方に向
かって広がる円錐状のテーパ面１２ｂが形成されてい
る。
【００１５】他方、下型２０の一部を構成する前記パン
チ２３の上端部には上方に向かって先細りの円錐状テー
パ面２３ａが形成されており、このテーパ面２３ａと前
記ダイ１２に形成されたテーパ面１２ｂの傾斜角θは６
０°に設定されている。
【００１６】而して、本発明方法においては、板厚ｔ
（＝１．８ｍｍ）の板材である金属プレート１が下型２
０のブランクホルダー２１上に載置されてセットされた
後、図１に示す予備工程において金属プレート１が上型
１０と下型２０に挟持された状態でパンチ２３の先端テ
ーパ部２３ａが金属プレート１に下方から押し込まれ
る。すると、図１に示すように金属プレート１の一部は
パンチ２３によって押し上げられてこれにテーパ部１ａ
−１が形成され、このテーパ部１ａ−１はポンチ２３の
先端テーパ面２３ａとダイ１２のテーパ面１２ｂとの間
で圧潰される。この結果、金属プレート１のテーパ部１
ａ−１の材料は図１に矢印にて示すように両テーパ面１
２ｂ，２３ａに沿って斜め上方へと流動し、テーパ部１
ａ−１の板厚ｔ’は均一に薄くなり、図６にも示すよう
に金属プレート１の一部には高さｈ0のテーパ付ボス１
ａが形成される。尚、本実施の形態では、予備工程にお
いてテーパ部１ａ−１の板厚ｔ’は金属プレート（素
材）１の板厚ｔの３０％程度（ｔ’＝０．３ｔ）まで薄
くなり、テーパ付ボス１ａの高さｈ0 はパンチ２３の外
径ｄ0 の８５％程度（ｈ0 ＝０．８５ｄ0 ）となる。
【００１７】上述の予備工程によって金属プレート１の
一部にテーパ付ボス１ａが形成されると、図２〜図４に
示す再絞り工程によってテーパ付ボス１ａが再絞りされ
る。
【００１８】即ち、再絞り工程においては、図１及び図
６に示すテーパ付ボス１ａが先ず図２に示すダイ１２と
パンチ２３によって再絞りされる。
【００１９】図２に示す再絞り工程においては、金属プ
レート１の一部に形成されたテーパ付ボス１ａ（図１及
び図６参照）が内径Ｄ1 （＝φ６．６ｍｍ）の円孔１２
ｃを有するダイ１２と外径ｄ1 （＝５ｍｍ）の円柱状先
端部２３ｂを有するパンチ２３によって再絞り成形さ
れ、金属プレート１には図２及び図７に示すような形状
を有する外径Ｄ1 、高さｈ1 の垂直ボス１ｂが形成され
る。この場合、再絞りの際の材料の縮みによって材料に
は余肉が発生するため、図２及び図７に示す垂直ボス１
ｂの高さｈ1 は予備工程によって形成されたテーパ付ボ
ス１ａの高さｈ0よりも若干（１０％程度）高くなる
（ｈ1 ＝１．１ｈ0 ）。尚、図２に示す再絞り工程に使
用されるダイ１２の円孔１２ｃの下端内周縁に形成され
た円弧曲面部（Ｒ部）の曲率半径Ｒは金属プレート（素
材）１の板厚ｔの２倍（Ｒ＝２ｔ）に設定されている。
【００２０】而して、図２に示す再絞り工程によって垂
直ボス部１ｂ（図２及び図７参照）が形成された金属プ
レート１は圧縮状態にあるスプリング１７の付勢力によ
って下動するノックアウトピン１４によってダイ１２か
ら取り出され、この取り出された金属プレート１に対し
ては続いて図３及び図４に示す再絞り工程が順次実行さ
れる。
【００２１】即ち、図３に示す再絞り工程においては、
金属プレート１の一部に形成された垂直ボス１ｂ（図２
及び図７参照）が内径Ｄ2 （＝φ５．０ｍｍ）の円孔１
２ｄを有するダイ１２と外径ｄ2 （＝φ３．６ｍｍ）の
円柱状先端部２３ｃを有するパンチ２３によって再絞り
成形され、金属プレート１には図３及び図８に示すよう
な形状を有する外径Ｄ2 、高さｈ2 の垂直ボス１ｂ’が
形成される。
【００２２】そして、上記垂直ボス１ｂ’は図４に示す
再絞り工程において内径Ｄ3 （＝φ４．０ｍｍ）の円孔
１２ｅを有するダイ１２と外径ｄ3 （＝φ２．４ｍｍ）
の円柱状先端部２３ｄを有するパンチ２３によって再絞
り成形され、金属プレート１には図４及び図９に示すよ
うな形状を有する外径Ｄ3 、高さｈ3 の垂直ボス１ｂ”
が形成される。
【００２３】而して、図２〜図４に示す再絞り工程を経
て金属プレート１に最終的に形成された垂直ボス１ｂ”
（図４及び図９参照）は図５に示すリストライク工程に
おいて内径Ｄ（＝φ４．０ｍｍ）の円孔１２ｆを有する
ダイ１２と外径ｄ（＝２．４ｍｍ）の円柱状先端部２３
ｅを有するパンチ２３によってリストライクされ、図５
及び図１０に示すように金属プレート１の一部には直径
Ｄ、高さＨの所望のピン状ボス１ｃが一体的に形成され
る。ここで、最終的に得られるピン状ボス１ｃの高さＨ
は予備工程によって形成されるテーパ付ボス１ａ（図１
及び図６参照）の高さｈ0 の１．４倍程度（Ｈ＝１．４
ｈ0 ）、つまり、金属プレート（素材）１の板厚ｔの７
倍程度まで（Ｈ≦７ｔ、本実施の形態ではＨ≦１２ｍ
ｍ）高められ、ピン状ボス１ｃの高さＨは予備工程にお
けるパンチ２３の外径ｄ0 （図１参照）を調整すること
によって任意に制御することができる。尚、図６〜図１
０において鎖線は前工程における金属プレート１の変形
状態をそれぞれ示す。
【００２４】以上のように、本発明方法においては、従
来のように材料の伸びによってではなく、主に圧潰によ
る材料の塑性流動と再絞り加工との組合せによってピン
状ボスを形成するため、高さＨが比較的高い（金属プレ
ート１の板厚ｔの最大７倍まで（Ｈ≦７ｔ））ピン状ボ
ス１ｃを高精度に形成することができる。
【００２５】そして、本発明方法によれば、ピン状ボス
１ｃは金属プレート１の任意の位置に極めて局部的に形
成されるため、金属プレート１全体に影響を及ぼすよう
な歪みの発生は皆無となる。
【００２６】
【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、先端テーパ状のパンチを板材に押し込んでテー
パ状ダイとの間で板材を圧潰して該板材にテーパ付ボス
を形成する予備工程と、該予備工程によって板材に形成
された前記テーパ付ボスを所定の径まで再絞りして垂直
ボスを形成する再絞り工程と、該再絞り工程によって形
成された前記垂直ボスの全体をリストライクするリスト
ライク工程を経て板材の一部にピン状ボスを一体成形す
るようにしたため、板材に所望の高さのピン状ボスを高
精度に一体に形成す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】本発明方法（予備工程）を示すプレス装置要部
の断面図である。
【図２】本発明方法（再絞り工程）を示すプレス装置要
部の断面図である。
【図３】本発明方法（再絞り工程）を示すプレス装置要
部の断面図である。
【図４】本発明方法（再絞り工程）を示すプレス装置要
部の断面図である。
【図５】本発明方法（リストライク工程）を示すプレス
装置要部の断面図である。
【図６】本発明方法における予備工程によって形成され
るテーパ付ボスの形状を示す断面図である。
【図７】本発明方法における再絞り工程によって形成さ
れる垂直ボスの形状を示す断面図である。
【図８】本発明方法における再絞り工程によって形成さ
れる垂直ボスの形状を示す断面図である。
【図９】本発明方法における再絞り工程によって形成さ
れる垂直ボスの形状を示す断面図である。
【図１０】本発明方法におけるリストライク工程によっ
て形成されるピン状ボスの形状を示す断面図である。
【図１１】別部材であるスタッドピンによる歯車の軸支
構造を示す断面図である。
【図１２】プレス成形（板伸び成形）による従来のピン
状ボスの成形方法を示す断面図である。
【図１３】プレス成形（半抜き成形）による従来のピン
状ボスの成形方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 金属プレート（板材） １ａ テーパ付ボス １ｂ，１ｂ’，１ｂ” 垂直ボス １ｃ ピン状ボス １０ 上型 １１ ダイプレート １２ ダイ １３ ダイホルダー １４ ノックアウトピン １５ バッキングプレート １６ ダイホルダー １７ スプリング ２０ 下型 ２１ ブランクホルダー ２２ パンチホルダー ２３ パンチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先端テーパ状のパンチを板材に押し込ん
    でテーパ状ダイとの間で板材を圧潰して該板材にテーパ
    付ボスを形成する予備工程と、該予備工程によって板材
    に形成された前記テーパ付ボスを所定の径まで再絞りし
    て垂直ボスを形成する再絞り工程と、該再絞り工程によ
    って形成された前記垂直ボスの全体をリストライクする
    リストライク工程を経て板材の一部にピン状ボスを一体
    成形することを特徴とするピン状ボスのプレス成形方
    法。
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