JP2000271659A - 部品のプレス加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工物に凸状の小さい部品を打ち出すプレス
加工方法において、部品の寸法精度の必要な面を規定
し、加工物である金属板からの凸部分の形成と、形成さ
れた凸部分の面加工とを分離することにより、部品の加
工を容易にすると共に精度の必要な面の加工を高精度に
行うことができ、また加工のための金型作成を容易にす
る。 【解決手段】 凸部形成用の凹部を有する第１金型で加
工物をプレスし、凸部を形成する第１工程と、この凸部
を、プレス方向に垂直な面の投影面積において凸部の面
積より大きな高精度用面を持つ第２金型で、再度プレス
加工する第２工程とからなり、凸部への高精度用面での
プレス加工により、所定の高精度面を有する部品を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄材、銅材などの
加工物に部品を打ち出すプレス加工方法、特に小さな部
品を高精度に打ち出すプレス加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄材、銅材などの金属板上に所定形状の
凸状の部品を形成する方法として、プレス加工が用いら
れている。このプレス加工は、形成したい凸状部品の形
状に見合った凹部を有する金型を用意し、金属板などの
加工物上に金型を押し付け、加工物の塑性変形により凹
部の形状に見合った部品を加工物上に打ち出すものであ
る。図４，図５はそれぞれ、加工物に凸状の部品を打ち
出す従来のプレス加工方法を示す図である。

【０００３】まず、図４は、鉄材或いは銅材の金属板４
１に寸法の小さい凸状の部品４２を形成する例を示すも
のである。ここでは、形成したい部品４２は寸法が高
さ、幅、奥行きとも１〜数ミリメートルと小さく、かつ
その上面は所定の角度例えば４５度の斜面を有する構造
とされている。

【０００４】さて、図４において、部品４２をプレス加
工するために、金型４６が用意される。この金型４６に
は形成したい部品４２の形状に対応して、所定の形状の
凹部４７が形成されている。金型は、金属板４１を塑性
変形させるために超硬合金や、焼き入れ鋼が使用されて
おり、この金型４６を高い圧力にて金属板４１に押し付
ける。

【０００５】この高い圧力により金属板４１は塑性変形
し、金型４６の凹部４７に金属板４１の一部が変形して
充填されていく。これにより、金型４６の凹部４７に対
応した凸部が部品４２として金属板４１上に形成され
る。

【０００６】なお、金属板４１に部品４２をプレス成形
するに際して、平板状の金属板から直に１回のプレス操
作で部品４２を形成することも、或いは部品を形成する
領域に盛り上げ工程を施し盛り上げ部分を形成してから
プレス操作で部品４２を形成することも行われるが、こ
れらは、形成する部品４２の形状、寸法、材料などに応
じて、適宜選択使用される。

【０００７】この図４に示される従来のプレス加工方法
では、基本的に１回のプレス操作で金属板４１上に部品
４２を成型することができるが、次のような種々の問題
点を有している。

【０００８】すなわち、成型される部品４２の寸法が１
〜数ミリメートルと小さい場合には、金型４６の凹部４
７の加工が困難であり、寸法精度を出すことが難しい。
また、凹部４７の隅々にまで塑性変形された金属板材料
が充填されにくく部品精度を上げることができない。さ
らに、凹部４２の隅部、図４の上面が斜面である例では
凹部４２の先端部４７ａに、圧縮された空気或いは潤滑
用に用いられるオイルが溜まり、この部分には塑性変形
された金属板材料が充填されない。このため成型された
部品４２は、凹部４７の形状とは異なり、特にその先端
部４２ａが図のように、欠けた形状４２ａとなってしま
い、部品精度を上げることができない。

【０００９】次に、図５は、図４と同様に鉄材或いは銅
材の金属板４１に寸法の小さい凸状の部品４２を形成す
る従来の例を示すものであるが、部品４２をプレス加工
するための、金型の構造が図４の金型と異なっている。

【００１０】すなわち、図５の例では、金型は第１金型
５６と第２金型５８との組み合わせで構成される。第１
金型５６は、成型したい部品５２の垂直な面の面積に対
応して下から上まで貫通された穴を有しており、一方第
２金型５８は、第１金型５６に形成された貫通穴に挿入
され、かつ挿入され組み合わされた状態で成型したい部
品５２の寸法となる、所定の形状の凹部５７が形成され
るような、寸法とされている。

【００１１】この第１金型５６と第２金型５８を組み合
わせた状態で、高い圧力にて金属板５１に押し付ける
と、金属板５１は塑性変形し、組み合わされた金型の凹
部５７に金属板５１の一部が変形して充填されていく。
これにより、金型の凹部４７に対応した凸部が部品５２
として金属板５１上に形成される。なお、金型の材料、
盛り上げ工程などについては、図４の従来のものと同様
である。

【００１２】この図５に示される従来のプレス加工方法
では、基本的に１回のプレス操作で金属板５１上に部品
５２を成型することができるし、第１金型５６および第
２金型５８には、凹部が必要ではなく、金型自体の加工
は比較的容易である。また、プレス加工に際して、凹部
４２の隅部に圧縮された空気或いは潤滑用に用いられる
オイルが溜まり、この部分に金属材料が充填されないと
言った問題は解消される。

【００１３】しかし、この図５に示される従来のプレス
加工方法では、第１金型５６と第２金型５８とを組み合
わせて金型とするため、第１金型５６と第２金型５８と
をより強固なものとする必要があるし、また第１金型５
６と第２金型５８とをしっかりと固定したとしても両者
の接触面にごく僅かではあるが隙間の生じることが避け
られない。そして、プレス時の強力な圧力（数１０トン
程度）により、凹部５７に充填されてきた金属材料が接
触面の隙間にはみ出すことになる。このはみ出した部分
が、部品５２の先端部にバリ５２ａとして形成される。
このため、この従来のプレス加工方法では、部品５２の
加工精度がバリ５２ａにより制限され、加工精度を上げ
ることができない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
プレス加工方法では金属板上に形成される部品の寸法精
度を確保することができず、特に寸法が数ミリメートル
程度の小さい部品の加工において問題となっていた。

【００１５】そこで、本発明は、小さい部品のプレス加
工において、部品の寸法精度の必要な面を規定し、加工
物である金属板からの凸部分の形成と、形成された凸部
分の面だし加工とを分離することにより、部品の加工を
容易にすると共に精度の必要な面の加工を高精度に行う
ことができ、また加工のための金型作成を容易にするこ
とができる、部品のプレス加工方法を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の部品のプレス
加工方法は、加工物に凸状の部品を打ち出すプレス加工
方法において、凸部形成用の凹部を有する第１金型で前
記加工物をプレスし、前記加工物上に凸部を形成する第
１工程と、この第１工程で形成された凸部を、プレス方
向に垂直な面の投影面積において前記凸部の面積より大
きな高精度用面を持つ第２金型で、再度プレス加工する
第２工程とからなり、前記凸部への高精度用面でのプレ
ス加工により、所定の高精度面を有する部品を形成する
ことを特徴とする。

【００１７】この請求項１記載の構成によれば、部品の
プレス加工を、まず加工物に凸部分を形成する工程と、
かつその凸部分に高精度の必要な面を形成する工程との
２段階工程とする。そして、高精度面の形成において
は、凸部を、プレス方向に垂直な面の投影面積において
前記凸部の面積より大きな高精度用面を持つ金型で、横
方向への変形を妨害しない状態でプレス加工しているか
ら、凸部の形成は容易に行われ、かつ精度の必要な面は
高精度に形成される。

【００１８】また、金型としても、凸部形成用の第１金
型はその寸法精度を特に必要とされず、また高精度面用
の第２金型はその高精度面だけを正確に加工するだけで
よいから、それぞれの金型の加工が容易になる。

【００１９】請求項２の部品のプレス加工方法は、請求
項１記載の部品のプレス加工方法において、第１金型
は、凹部の一部に傾斜面を含み、その一番奥に逃がし穴
が設けられていることを特徴とする。

【００２０】この請求項２記載の構成によれば、第１工
程において空気とか油による溜まりがなく、凸部が充分
に形成されるから、凸部形成時に予め面加工しやすい形
状にすることができ、加工精度を向上することができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図１〜図３を参照して、順次説明する。図１〜図３は、
本発明の実施例に係る部品のプレス加工方法の各段階を
それぞれ示す図である。

【００２２】この実施例では、光モジュールのハーフミ
ラー設置用の部品をプレス加工により形成する場合を例
に説明しており、この場合に、加工物として鉄材の金属
板が用いられ、この金属板に例えば寸法が１〜数ミリメ
ートルで、４５度の傾斜面を有する部品３２，３３が２
個並列して形成される（図３（ｂ）を参照）。そして、
形成された２個の部品の有する４５度の傾斜面を利用し
て、光モジュールのハーフミラーを正確に設置し、光の
経路を形成することになる。

【００２３】従って、この部品３２，３３のプレス加工
による形成においては、部品３２，３３の傾斜面の角
度、位置、高さが精度よく形成されることが重要であ
り、その他の部品寸法、例えば幅寸法などはそれほど精
度を要求されない。さらには、この２つの部品３２，３
３でハーフミラーを所定の角度（４５度）で設置するも
のであるから、複数の部品が精度よく揃っていることが
必須の事項となる。

【００２４】さて、図１は、凸部形成に先立ち、その部
品を形成する領域に盛り上げ部分を形成する盛り上げ工
程に関する図であり、同図（ａ）はそのための金型を示
しており、同図（ｂ）は盛り上げ工程が行われた金属板
を示している。

【００２５】図１において、金型１６は、形成したい部
品３２，３３の垂直な面の面積よりやや大きい面積で下
から上まで貫通された２つの穴１７，１８を有してお
り、この金型１６を金属板１１に押し付けることで凸状
の２つの盛り上げ部１２，１３が形成される。

【００２６】この盛り上げ工程は、金属板の材質、得た
い部品の形状・寸法などに応じて、金型を変えて順次何
段階かに亘って実施してもよい。また、場合によって
は、この盛り上げ工程を省略することも可能である。

【００２７】次に、図２は、凸部形成工程に関する図で
あり、同図（ａ）はそのための金型を示しており、同図
（ｂ）は凸部形成工程が行われた金属板を示している。

【００２８】図２において、金型２６は、成型したい部
品３２，３３の寸法に対応して、所定の底面積と高さ
と、斜面部２７ｂ、２８ｂを持つ所定の形状の２つの凹
部２７、２８が形成されており、特にその高さ方向にお
いては引き続く工程である面だし工程のために、最終的
に形成したい部品の寸法よりも少し大きめの寸法形状に
形成されている。更に、凹部２７、２８にはそれぞれ、
その斜面の先端部に他の面に貫通する逃げ穴２７ａ，２
８ａが形成されている。

【００２９】そして、前記図１の盛り上げ工程で凸状の
盛り上げ部１２，１３が形成された金属板１１に、金型
２６を押し付けることで、金属材料が金型２６の凹部２
７，２８に充填されていく。この場合に、凹部２７，２
８に連結して逃げ穴２７ａ，２８ａが形成されているか
ら、空気とか油は逃げ穴２７ａ，２８ａから排出され、
凹部２７，２８に溜まることがなく、凹部２７，２８に
金属材料が充填されるとともに、更に若干逃げ穴２７
ａ，２８ａにも充填される。従って、２つの凸部２２、
２３は、凹部２７，２８の形に対応するとともに、斜面
部２２ｂ，２３ｂの先端部に若干の余分の先端突出部２
２ａ，２３ａが付いた形で、形成される。

【００３０】次に、図３は、最終的に部品を形成する面
だし工程に関する図であり、同図（ａ）はそのための金
型を示しており、同図（ｂ）は面だし工程が行われ、２
つの部品３２、３３が形成された金属板３１を示してい
る。

【００３１】図３で、金型３６は、高精度用面である傾
斜面３７を有している。この傾斜面３７は、２つの部品
３２、３３の高精度面となる傾斜面３２ｂ，３３ｂを高
精度面に仕上げるための金型の面であり、その傾斜面３
７の寸法はプレス方向に垂直な面の投影面積において、
２つの形成したい部品３２、３３を含む面積より大きな
寸法を有している。

【００３２】なお、形成したい部品が１個の場合には、
金型の高精度面である傾斜面３７はその部品の面積より
大きな寸法とされる。金型の高精度面である傾斜面３７
は、異コア類は複数のいずれにしても、形成したい部品
を一度のプレス加工で面だし加工することができる、に
充分な寸法とされる。

【００３３】図３において、図２（ｂ）のように２つの
凸部２２、２３が形成された金属板２１に対して、金型
３６が上方から押しつけられる。この金型３６の押し付
ける面である傾斜面３７は、プレス方向に垂直な面の投
影面積において、２つの形成したい部品３２、３３を含
む面積、すなわち凸部２２、２３を含む面積より十分に
大きな面積を有するように形成されており、また傾斜面
３７で同時に押圧される凸部２２、２３は、最終的に形
成したい部品３２，３３よりやや大きめに形成されてい
るから、その上部の斜面部２２ｂ，２３ｂが余分の先端
突出部２２ａ，２３ａをも含めて、金型３６の傾斜面３
７で規制される面に同時に高精度に面だし加工され、所
望の部品３２、３３が形成される。

【００３４】このように、面だし加工され、得られた所
望の部品３２、３３は、図３（ｂ）に示されるように、
その高精度面となるべき各傾斜面３２ｂ，３３ｂが金型
３６の高精度用面である傾斜面３７で押圧され同時に高
精度に形成される。このとき、各傾斜面３２ｂ，３３ｂ
の位置まで凸部２２、２３の上部傾斜面２２ｂ、２３ｂ
が押し下げられ、かつ金型３６の傾斜面３７が大きめの
寸法であることにより、各部品３２、３３の傾斜面３２
ｂ，３３ｂの周囲は押し出されて、きのこ状のでっぱり
部３２ａ，３３ａが形成される。

【００３５】しかし、これらの部品３２、３３は、各傾
斜面３２ｂ，３３ｂの角度、位置、高さが精度よくかつ
揃って形成されることが重要であり、その他の部品寸法
は、例えば幅寸法などはそれほど精度を要求されないか
ら、きのこ状のでっぱり部３２ａ，３３ａが形成された
としても、不都合とはならない。

【００３６】このように本発明実施例では、高精度な面
を必要とする凸部の部品３２、３３を金属板上にプレス
加工によって形成する場合に、まず部品の基となる凸部
２２、２３をプレス加工でやや大きめに形成し、その次
に再度プレス加工により各部品上部の傾斜面を高精度な
面として複数の部品を一括して高精度に形成する。

【００３７】このとき高精度面を形成する金型３６とし
て、プレス方向に垂直な面への投影面積が部品の投影面
積より大きい面積としていることで、部品上部が横方向
へ変形することを妨害しないから、部品３２、３３の傾
斜面３２ｂ，３３ｂが高精度な面として形成される。

【００３８】そして、プレス加工の第１段階として、部
品の基となる凸部２２、２３をやや大きめに形成する際
に、使用する金型の凹部の一部に傾斜面を含ませ、その
一番奥に逃がし穴が設けられていることで、部品の基と
なる凸部２２、２３が予め面加工しやすい形状に加工さ
れるから、次の段階での高精度面の形成が容易に精度良
く行うことができる。

【００３９】また、複数の部品を金属板上に形成する場
合に、個々の凸状部品の精度を高く形成することができ
るほか、通常非常に困難である複数部品間の部品間の相
対精度を高くすることができる。従って、これら複数の
部品で、例えば光モジュールのハーフミラーなど他の構
成部材を正確に支えることができるようになる。

【００４０】なお、以上説明した実施例では、上部の高
精度面が傾斜面となっている２個の例で説明している
が、本発明はこれに制限されることなく、１個あるいは
３個以上の部品を形成する場合に適用できるし、また上
部の高精度面としては曲面などの特殊面の形成にも適用
できる。勿論、平面の形成にも同様に適用できることは
言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】この請求項１記載の構成によれば、部品
のプレス加工を、まず加工物に凸部分を形成する工程
と、かつその凸部分に高精度の必要な面を形成する工程
との２段階工程とする。そして、高精度面の形成におい
ては、凸部を、プレス方向に垂直な面の投影面積におい
て前記凸部の面積より大きな高精度用面を持つ金型で、
横方向への変形を妨害しない状態でプレス加工している
から、凸部の形成は容易に行われ、かつ精度の必要な面
は高精度に形成される。

【００４２】また、金型としても、凸部形成用の第１金
型はその寸法精度を特に必要とされず、また高精度面用
の第２金型はその高精度面だけを正確に加工するだけで
よいから、それぞれの金型の加工が容易になる。

【００４３】この請求項２記載の構成によれば、第１工
程において空気とか油による溜まりがなく、凸部が充分
に形成されるから、凸部形成時に予め面加工しやすい形
状にすることができ、加工精度を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る部品のプレス加工方法の
盛り上げ工程を示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る部品のプレス加工方法の
凸部形成工程を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る部品のプレス加工方法の
面だし工程を示す図である。

【図４】従来の部品のプレス加工方法を示す図である。

【図５】他の従来の部品のプレス加工方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１、２１、３１ 金属板 １２、１３ 凸状の盛り上げ部 ２２、２３ 凸部 ３２、３３ 部品 ３２ａ，３３ａ きのこ状のでっぱり部 ３２ｂ，３３ｂ 高精度面である傾斜面 １６、２６、３６ 金型 ２７ａ，２８ａ 逃げ穴 ３７ 高精度用面である傾斜面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工物に凸状の部品を打ち出すプレス加
   工方法において、 凸部形成用の凹部を有する第１金型で前記加工物をプレ
   スし、前記加工物上に凸部を形成する第１工程と、 この第１工程で形成された凸部を、プレス方向に垂直な
   面の投影面積において前記凸部の面積より大きな高精度
   用面を持つ第２金型で、再度プレス加工する第２工程と
   からなり、 前記凸部への高精度用面でのプレス加工により、所定の
   高精度面を有する部品を形成することを特徴とする部品
   のプレス加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の部品のプレス加工方法に
   おいて、第１金型は、凹部の一部に傾斜面を含み、その
   一番奥に逃がし穴が設けられていることを特徴とする部
   品のプレス加工方法。