JP2004098153A - プレス成形方法とプレス機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】１工程で小さな底稜エッジを有する有底筒状製品を成形可能なプレス成形方法およびプレス機械を提供する。
【解決手段】インナーパンチ３１をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態でダイ内を下降させかつインナーパンチ先端成形面３３でリフター上の素材を押圧しつつ有底筒状半製品をプレス成形する前記半製品成形工程と、リフターが下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチ外側周面と有底筒状半製品内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを、この順で実施する。
【選択図】 図１
【解決手段】インナーパンチ３１をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態でダイ内を下降させかつインナーパンチ先端成形面３３でリフター上の素材を押圧しつつ有底筒状半製品をプレス成形する前記半製品成形工程と、リフターが下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチ外側周面と有底筒状半製品内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを、この順で実施する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形する半製品成形工程と、有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを含むプレス成形方法およびこの方法を実施するためのプレス機械に関する。
【０００２】
【従来技術】
図７（Ａ１），（Ａ２）に示す底付き円筒形状の有底筒状製品Ｗｇｒや、同図（Ｂ１），（Ｂ２）に示す底付き角筒形状の有底筒状製品Ｗｇｓのプレス成形（例えば、絞り成形，シゴキ成形）において、その底部Ｗｂの稜線部位Ｗｉｍの形状を小さくしたいとの要求がある。かかるエッジ（底稜エッジ）の形状としては、小さな円弧部（小曲部Ｒｅ）や直角エッジ（小角部Ｒｓ）である。
【０００３】
しかし、１工程で絞り（および／またはシゴキ）成形から底稜エッジ成形までを行うと、プレス成形力が素材（半製品）の特定的な１箇所に集中するので、ネッキングや割れが生じてしまう。そこで、図８に示す如く複数工程（工程分割方法）で実施されているのが実状である。
【０００４】
すなわち、図８（Ａ）に示す如く、パンチ（図示省略）の下端部に比較的に大きな円弧部を形成し、図示しないダイ内でのパンチ下降運動により素材（ブランク）から底部Ｗｂの稜線部位Ｗｉｍの形状が大きな円弧形状（例えば、外側に凸となる半径１０ｍｍの円弧部Ｒｌを有する。）の有底筒状半製品Ｗｈを成形する半製品成形工程と、下端部に小さな円弧部（または、エッジのまま）を有するパンチを用いて、有底筒状半製品Ｗｈの稜線部位Ｗｉｍに図８（Ｂ）に示す小さな円弧形状（例えば、半径１ｍｍ以下の小曲部Ｒｅを有する。）の底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを、この順で実施している。稜線部位Ｗｉｍに素材（ブランク…Ｗｈ）の板厚（例えば、３ｍｍ）以下の円弧部（Ｒｅ）を形成する場合も同様であった。
【０００５】
かかる有底筒状製品の生産に係るプレス成形方法乃至プレス機械（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）が、具体的に、提案されている。
【０００６】
上記文献１に係る有底筒状部品の製造方法は、板状素材に絞り加工を施し、筒状部の長さが有底筒状部品よりも長くかつその筒状部と低部とのコーナー部の半径が有底筒状部品よりも大きい有底筒形状の中間品を製造する工程と、有底筒状部品の開口側端面を除く外周面の形状に対応する形状の成形面を有するダイス内に中間品を底部側から嵌入するとともに、有底筒状部品の内周面および開口側端面の形状に対応する形状の成形面を有するポンチを中間品およびダイスに嵌入して、その中間品に鍛造加工を施し、中間品の筒状部を軸方向に押圧して余肉をコーナー部側へ流動させることにより目的とする形状に成形する形状出し工程とを有する。
【０００７】
また、上記文献２に係るカップ状部材の角出し成形方法は、予めカップ状に成形された中間品の縦壁をダイとパンチでしごき加工し、隅部内周近傍の縦壁に肉溜まりを形成させ、肉溜まりをパンチで押圧して肉溜まりの肉を隅部外周の角部に移動させることによって隅部外周の角出しを行うものである。
【０００８】
このように、いずれの方法も工程分割方式であるから、底稜エッジ成形工程でのパンチの中間品［半製品（Ｗｈ）］への導入円滑化のために、底稜エッジ成形パンチの先端稜線部分に若干の円弧形状をもたせている。したがって、底稜エッジ成形時の稜線部位Ｗｉｍへの素材ボリューム不足が生じるので、素材ボリューム補充工程［つぶし成形（ヒットホーム成形）等］を追加しているのが一般的である。
【０００９】
なお、マグネシウム合金のような温間成形製品の場合には、工程間での金型温度ムラや、半製品搬送中の半製品温度低下等による半製品温度変化が大きいので、上記の工程分割方式でさえ殆ど実用化されていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２１０３８９号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献２】
特開平９−３２７７４９号公報（第２頁、図１〜２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここに、従来プレス成形方法（プレス機械）では、小さな底稜エッジ（Ｒｅ，Ｒｓ）を成形するためには２工程以上を必要とするので、金型費用や工数の増加を招く。これでは、一段のコスト低減化要求に応えられない。また、底稜エッジ成形パンチの先端稜線部分の円弧形状化に起因するつぶし成形のために、プレス荷重が高荷重化する不利があった。さらに、半製品熱膨張量が大きく変化するマグネシウム合金の場合には、工程の半製品パイロットが不安定であるために、底稜エッジ成形が至難であるという問題もある。
【００１２】
本発明の目的は、１工程で小さな底稜エッジを有する有底筒状製品を成形可能なプレス成形方法およびこのプレス成形方法を実施することができるプレス機械を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パンチを構成するとともにスライド昇降方向で相対移動変位可能なインナーパンチとアウターパンチとの各パンチ肩部（２点）で素材にプレス形成力を加えつつ有底筒状半製品を成形（半製品成形工程の実行）し、引続きインナーパンチ（パンチ肩部）を停止させたままアウターパンチのパンチ肩部で半製品成形工程実行中に形成されたテーパー部を底部稜線部位（補充部）へ移動補充しつつ底部エッジを成形（底稜エッジ成形工程の実行）するまでを１工程で行うことで小さな底稜エッジを形成可能にしたものである。
【００１４】
すなわち、請求項１の発明は、ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形する半製品成形工程と、有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを含むプレス成形方法であって、前記半製品成形工程が、前記パンチの一部を構成するインナーパンチをこのインナーパンチを被嵌するアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態で前記ダイ内を下降させかつインナーパンチの先端成形面でリフター上の前記素材を押圧しつつ前記有底筒状半製品をプレス成形する工程とされ、前記底稜エッジ成形工程が、下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する工程とされたプレス成形方法である。
【００１５】
かかる発明に係るプレス成形方法では、インナーパンチをアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態でダイ内を下降させる。素材（半製品）を載置するリフターも下降する。インナーパンチの先端成形面がリフター上の素材を押圧しつつダイ内形状に応じた例えば円筒形状の有底筒状半製品をプレス成形することができる。半製品の側壁面から底部へ向う部位は傾斜（縮径）する立下り形状のテーパー部になる。この半製品成形工程におけるプレス成形力は、インナーパンチのパンチ肩部とアウターパンチのパンチ肩部との２個所に分散されて素材（半製品）に加えられる。したがって、従来例の場合（１つのパンチ下端肩部から加える。）のように底部付近にネックや割れが発生することが少ない。
【００１６】
下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後に、つまりは胴付き後に、アウターパンチを下降させる。すると、アウターパンチの一部である底稜エッジ成形部がインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込まれる。この過程で、半製品の側壁面から底部へ向う傾斜（縮径）部位の素材（テーパー部）が、有底筒状半製品の底部稜線部位になる補充部に充填されることになる。すなわち、パンチ（スライド）を上下方向に１往復させる１工程で小さな底稜エッジ［例えば、板厚が０．６ｍｍの素材で半径（Ｒ）が０．５ｍｍ以下の曲り形状］を有する有底筒状製品を成形することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明は、ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形可能かつ有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形可能なプレス機械であって、前記ダイの成形空間内に、前記パンチからプレス成形力が付与されない場合は下板側の押上バネの付勢力で上限位置に保持可能かつ該プレス成形力が付与された場合には該押上バネの付勢力に抗して位置下降可能に形成されたリフターを設け、前記パンチを、スライド側に取付けられかつ下方部にスカート形状の底稜エッジ成形部を有するアウターパンチと，底稜エッジ成形部内で上下方向移動可能に連結部を介してアウターパンチに連結されたインナーパンチとから形成し、連結部が、アウターパンチの中空部内で上下方向移動可能に装着された鍔部と，一端部が鍔部に固定されかつ他端部がインナーパンチに固定された連結部材と，鍔部をアウターパンチの下限位置拘束面に向って押下げる押下バネとを含み、プレス成形中は該押上バネの付勢力に抗してインナーパンチの先端成形面をアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチがリフターを介して下板に当接された位置拘束状態ではアウターパンチの底稜エッジ成形部をインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間への押込下降運動を許容可能に形成されたプレス機械である。
【００１８】
この発明に係るプレス機械では、ダイの成形空間内のリフターは、パンチからプレス成形力が付与されていないので、下板側の押上バネの付勢力で上限位置に保持されている。ここで、素材がダイに供給され、その後にスライド下降運動によってパンチが下降されプレス成形が開始される。プレス成形中は、押上バネの付勢力に抗してインナーパンチの先端成形面がアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持されているので、インナーパンチの先端成形面がリフター上の素材を押圧しつつダイ内形状に応じた例えば円筒形状の有底筒状半製品をプレス成形することができる。
【００１９】
リフターは、プレス成形力が付与されると、半製品の底部を下側から保持した状態でかつ押上バネの付勢力に抗して位置下降する。半製品の側壁面から底部へ向う部位の傾斜（縮径）する立下り形状のテーパー部になる。この半製品成形工程におけるプレス成形力は、インナーパンチのパンチ肩部とアウターパンチと一体の底稜エッジ成形部（パンチ肩部）の２個所に分散されて素材（半製品）に加えられる。したがって、従来例の場合（１つのパンチ肩部から加える。）のように底部付近にネックや割れが発生することが少ない。
【００２０】
下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後に、つまりは胴付き後に、パンチがさらに下降されると、インナーパンチは、連結部を介して底稜エッジ成形部内で、見掛け上、押下バネの付勢力に抗しつつ上方向へ向って移動する。
【００２１】
すなわち、アウターパンチの一部である底稜エッジ成形部が、インナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込まれる。この過程で、半製品の側壁面から底部へ向う傾斜（縮径）部位の素材（テーパー部）が、有底筒状半製品の底部稜線部位（補充部）に移動充填されることになる。
【００２２】
プレス成形後に、スライドが上昇するとともにパンチが上昇すると、押上バネによりリフターが上方に突き上げられる。これにより、有底筒状製品をダイからノックアウトすることができる。
【００２３】
したがって、請求項１の発明の場合と同様に、１工程で小さな底稜エッジ［例えば、板厚が０．６ｍｍの素材で半径（Ｒ）が０．５ｍｍ以下の曲り形状］を有する有底筒状製品を成形することができるとともに、小型軽量で低コストで、取扱いも簡単である。
【００２４】
また、請求項３の発明は、前記先端成形面の前記底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量が、底稜エッジ成形部の板厚以上とされたプレス機械である。
【００２５】
この発明に係るプレス機械では、インナーパンチ先端成形面のアウターパンチ底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量が底稜エッジ成形部の板厚よりも小さいと、プレス成形力の殆どが底稜エッジ成形部のパンチ肩部に集中し易くなるので、従来例の場合（パンチ肩部の１箇所に集中）に近付く傾向になる。突出量がゼロであれば、従来例の場合と同様に割れ等が発生してしまう。
【００２６】
かくして、インナーパンチ先端成形面のアウターパンチ底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量を底稜エッジ成形部の板厚以上にしておけば、請求項２の発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに小さな底稜エッジを一段と確実かつ安定して成形することができる。
【００２７】
さらに、請求項４の発明は、前記底稜エッジ成形部の板厚が、前記素材の板厚以上とされたプレス機械である。
この発明に係るプレス機械では、底稜エッジ成形部の板厚が素材の板厚よりも小さい場合は、底稜エッジへの素材補充量が少なく底稜エッジの形状が不完全となる虞が強い。また、素材の種類等によっては円滑な底稜エッジ成形ができない。ここに、底稜エッジ成形部の板厚を素材の板厚以上とすれば、請求項２および請求項３の各発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに底稜エッジへの素材補充量を増大できるので一段と小さな底稜エッジを形成できるとともに、素材の種類・剛性等に対する適応性が広くかつ確実な底稜エッジ成形を担保できる。
【００２８】
さらにまた、請求項５の発明は、前記底稜エッジ成形部の外側から内側に向って窪むランド部を形成され、このランド部の窪み量が前記素材板厚の９０％以下とされたプレス機械である。
【００２９】
この発明に係るプレス機械では、有底筒状製品の生産では絞り工程とともにシゴキ工程あるいは絞り・シゴキ工程が採られる。ここに、底稜エッジ成形部の外側に内側に向って窪むランド部の窪み量が素材板厚の９０％を超えると、半製品状態で側壁面が破断する虞がある。かくして、底稜エッジ成形部の外側から内側に向って窪むランド部の窪み量を素材板厚の９０％以下としておけば、請求項２から請求項４まで各発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらにランド部により素材の肉を更に底稜エッジ部に押込むことができるとともに、アウターパンチと素材間の滑りを減少させられるから底稜エッジ部の小径化を促進できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
本プレス成形方法を実施するに好適なプレス機械１０の基本的構成は下記するものとされ、さらに図１〜図４に示す如く、ダイ５１の成形空間５１Ｋ内にパンチ２０（３１）からプレス成形力が付与されない場合は上限位置に保持可能かつプレス成形力が付与された場合には位置下降可能に形成されたリフター５５を設け、パンチ２０を底稜エッジ成形部２５を有するアウターパンチ２１と，底稜エッジ成形部２５（被嵌部２６）内で上下方向移動可能に連結部４０を介してアウターパンチ２１に連結されたインナーパンチ３１とから形成し、プレス成形中はインナーパンチ３１の先端成形面３３をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチ３１がリフター５５を介して下板５３に当接された位置拘束状態ではアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ３１の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間への押込下降運動を許容可能に形成されている。
【００３２】
このプレス機械１０の基本的構成は、ダイ５１内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品Ｗｈを成形可能かつ有底筒状半製品Ｗｈの底部Ｗｂの稜線部位つまり底部稜線部位Ｗｉｍに底稜エッジ（Ｒｅ，Ｒｓ）を成形可能である。
【００３３】
図１において、パンチ２０の一部を構成するアウターパンチ２１は、ボルト１６でスライド１５側に取付けられた本体２１と、この本体２１の下方部に一体に設けられた底稜エッジ成形部２５とから形成されている。なお、有底筒状製品Ｗｇ（半製品Ｗｈ）は、図７（Ａ１），（Ａ２）に示す場合と同様な円筒形状とされている。
【００３４】
本体２１内には円筒形状で大径の中空部２３Ｈと小径の貫通部２４Ｈとが連通状態に設けられ、縮径部に上向き端面である下限位置拘束面２４Ｕが形成されている。本体２１の下端面２４Ｄは底稜エッジ成形部２５が囲む被嵌部２６に臨む。
【００３５】
下限位置拘束面２４Ｕは、インナーパンチ３１（本体３２）の下限位置を拘束するものであるが、結果として突出量Ｓを規制する。この突出量Ｓは、長さの異なるカラー４３の交換により変更調整することができる。
【００３６】
底稜エッジ成形部２５は、スカート形状とされ、図３に示す外側周面２５Ｏは本体２１の外径（例えば、６８．８ｍｍ）でかつ内側周面２５Ｉの内径は下端面２４Ｄの外径（例えば、６５．４ｍｍ）と等しい。この実施の形態では、底稜エッジ成形部２５の長さはＴｌで、板厚（例えば、１．７ｍｍ）はＴｅである。
【００３７】
この底稜エッジ成形部２５の下端部つまりパンチ肩部２５Ｋの形状は、この実施の形態では製品（Ｗｇ）の内容積増大化を企図して図４に示す角形状とされているが、円滑接触化等の観点から円弧形状としてもよい。但し、円弧形状とした場合には製品内容積が小さくなる傾向になるから、有底筒状製品Ｗｇの最終使用目的を勘案して採否を決めるべきである。
【００３８】
パンチ２０の他の一部を構成するインナーパンチ３１（本体３２）は、アウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５で囲まれた空間（被嵌部２６）内で上下方向移動可能に連結部４０を介してアウターパンチ２１に連結されている。インナーパンチ３１（本体３２の外側周面３４）の外径は、底稜エッジ成形部２５の内側周面２５Ｉの内径にほぼ等しい。
【００３９】
このインナーパンチ３１（本体３２）のパンチ肩部３２Ｋの形状は、この実施の形態では板厚減少化により窪み等の発生がない製品（Ｗｇ）外観重視の点から図４に示す角形状とされているが、円弧形状としてもよい。但し、円弧形状とした場合には、当該パンチ肩部３２Ｋと触れていた部分の板厚減少が残り易いから、製品外観に窪み等が生じる虞がある。したがって、有底筒状製品Ｗｇの最終使用目的（筐体として外観重視）を勘案して採否を決めるべきである。
【００４０】
連結部４０は、アウターパンチ２１の中空部２３Ｈ内で上下方向移動可能に装着された鍔部４１と，一端部が鍔部４１に固定されかつ他端部がインナーパンチ３１（３２）に固定された連結部材（ボルト４２）と，鍔部４１をアウターパンチ２１の下限位置拘束面２４Ｕに向って押下げる押下バネ４５とを含み、アウターパンチ２１とインナーパンチ３１とを上下方向相対変位可能に連結する。
【００４１】
鍔部（下端面）４１とインナーパンチ３２（上端面）との距離は、カラー４３の長さ寸法で決まる。インナーパンチ３２（先端成形面３３）の底稜エッジ成形部２５（下端）からの突出量Ｓを設定する。この突出量Ｓは、底稜エッジ成形部２５のパンチ肩部２５Ｋとインナーパンチ３２のパンチ肩部３２Ｋの上下方向距離である。
【００４２】
押下バネ４５の付勢力（押下力）は、スライド１５側から加えられるプレス成形力の反力と押上バネ５６の押上力との合計値を超える大きさ（強さ）に選択されている。
【００４３】
下ダイセット５０は、ダイ５１と下板５３とから形成され、ダイ５１の成形空間５１Ｋ内にはリフター５５が上下方向移動可能に装着されている。下板５３の穴５３Ｈには、押上バネ５６が植設されている。
【００４４】
この押上バネ５６の付勢力（押上力）は、本来目的上、プレス成形後の有底筒状製品Ｗｇをダイ５１から上方に突出（ノックアウト）することができればよい。プレス成形中は、有底筒状半製品Ｗｈの底部Ｗｂを図２（Ａ）に示すように下側から支えることができる。
【００４５】
詳しくは、成形空間５１Ｋ内にパンチ２０（３１）からプレス成形力が付与されない場合は下板５３側の押上バネ５６の付勢力でリフター５５を上限位置に保持可能かつプレス成形力が付与された場合には押上バネ５６の付勢力に抗してリフター５５を位置下降可能である。
【００４６】
すなわち、プレス成形中は押上バネ５６の付勢力に抗してインナーパンチ３１の先端成形面３３をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持でき、インナーパンチ３１がリフター５５を介して下板５３に当接された位置拘束状態ではアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ３１の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間へ押込むための下降運動を許容する。
【００４７】
かかる構成の実施の形態では、ダイ５１の成形空間５１Ｋ内に装着されたリフター５５は、パンチ２０（インナーパンチ３１…先端成形面３３）からのプレス成形力が付与されていないので、下板５３側の押上バネ５６の付勢力で上限位置に保持されている。ここで、素材がダイ５１に供給され、その後にスライド１５の下降運動によってパンチ２０が下降されてプレス成形が開始される（図２を参照）。
【００４８】
このプレス成形中は、押上バネ５６の付勢力に抗してインナーパンチ３１の先端成形面３３が、アウターパンチ２１（底稜エッジ成形部２５）の下端位置よりも下方に図１の突出量Ｓだけ突出させた状態に保持されているので、先端成形面３３がリフター５５上の素材（Ｗｈ）を押圧しつつダイ（５１）内形状に応じた円筒形状の有底筒状半製品［図４（Ａ）を参照］をプレス成形することができる。
【００４９】
この際のリフター５５は、図２（Ａ）に示す如く、プレス成形力が付与されてから半製品Ｗｈの底部Ｗｂを下側から保持した状態でかつ押上バネ５６の付勢力に抗しつつ位置下降する。半製品Ｗｈの側壁面から底部Ｗｂへ向う部位は、図４（Ａ）に示すように傾斜（縮径）する立下り形状のテーパー部Ｗｔになる。
【００５０】
詳しくは、成形途中における半製品Ｗｈの各パンチ肩部２５Ｋ，３２Ｋに接する部位の板厚ｔは減少し、特にパンチ肩部３２Ｋに接する部位の板厚ｔは著しく減少している。
【００５１】
ここに、インナーパンチ３１（３２）の突出量Ｓがアウターパンチ２１の側壁部板厚［底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅ］より少ない場合はパンチ肩部２５Ｋに接する部位の板厚減少量の方が多いが、インナーパンチ３１（３２）の突出量Ｓが大きくなるにしたがってテーパー部Ｗｔの傾斜が大きくなるから、パンチ肩部３２Ｋに接する部位の板厚減少量の方が多くなる。ここで生じた板厚減少分は、後記の通り、胴付き後に解消される。
【００５２】
このように半製品成形工程におけるプレス成形力は、インナーパンチ３１（本体３２）のパンチ肩部３２Ｋとアウターパンチ２１（底稜エッジ成形部２５）のパンチ肩部２５Ｋとの２個所に分散されて素材（半製品Ｗｈ，Ｗｔ）に加えられるから、従来例の場合（１つのパンチ肩部から加える。）のように底部稜線部位ＷＩｉｎ付近にネックや割れが発生することが少なくなる。
【００５３】
下降するリフター５５が、図２（Ｂ）に示す如く、下ダイセット５０の下板５３に突き当ってインナーパンチ３１（本体３２）が下降不能に位置拘束された後に、つまりは胴付き後に、スライド１５の下降運動によりパンチ２０がさらに下降されると、インナーパンチ３１は、連結部４０を介して底稜エッジ成形部２５（２６）内で、見掛け上、押下バネ４５の付勢力に抗しつつ上方向へ向って移動する。
【００５４】
すなわち、アウターパンチ２１の一部である底稜エッジ成形部２５が、図４（Ａ）に示すように、インナーパンチ３１（本体３２）の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間に押込まれる。つまり、底稜エッジ成形部２５の下端面がインナーパンチ３１（本体３２）の先端成形面３３と同じ高さとなるまで下降する。この過程で、半製品Ｗｈの側壁面から底部Ｗｂへ向う傾斜（縮径）部位（テーパー部Ｗｔ）の素材（Ｗｈ）が、いずれ有底筒状製品Ｗｇの底部稜線部位Ｗｉｍとなる補充部Ｗｖに移動しつつ充填されることになる。
【００５５】
かくして、パンチ２０（スライド１５）を上下方向に１往復させる１工程で小さな底稜エッジ（小曲部Ｒｅまたは小角部Ｒｓ）［例えば、板厚保０．６ｍｍの素材で半径（Ｒｅ）が０．５ｍｍ以下の曲り形状］を有する図４（Ｂ）の有底筒状製品Ｗｇを成形することができる。
【００５６】
しかも、テーパー部Ｗｔの補充部Ｗｖ（底部稜線部位Ｗｉｍ）への移動により底稜エッジを形成するので、製品Ｗｇの内容積を増大することができるとともに、半製品Ｗｈ（製品Ｗｇ）に高応力の潰し加工をする必要がないからプレス成形力の低減化にも有効である。
【００５７】
ここにおいて、インナーパンチ先端成形面３３のアウターパンチ底稜エッジ成形部２５の下端位置からの突出量Ｓが底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅよりも小さいと、プレス成形力の殆どが底稜エッジ成形部２５のパンチ肩部２５Ｋに集中（板厚減少）してしまいかつテーパー部Ｗｔのボリューム不足になることから、底稜エッジ成形の不足を招く。
【００５８】
かくして、小さな底稜エッジを一段と確実かつ安定して成形することができるようにするには、突出量Ｓを底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅ（例えば、１．７ｍｍ）以上とするのが好ましい。
【００５９】
反対に、底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅ（図３を参照）が素材（半製品Ｗｈ）の板厚ｔよりも小さい場合は、図５に示すように、補充部Ｗｖへの素材補充量が少なく底稜エッジの形状が不完全となる虞が強い。また、素材（Ｗｈ）の種類等によっては円滑な底稜エッジ成形ができない。したがって、補充部Ｗｖへの素材補充量を増大させて一段と小さな底稜エッジを形成でき、しかも素材の種類・剛性等に対する適応性を広くかつ確実で安定した底稜エッジ成形（プレス運転）を担保できるようにするためには、底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅを図３に示す如く素材（半製品Ｗｈ）の板厚ｔ以上とするのが好ましい。
【００６０】
プレス成形後に、スライド（１５）上昇とともにパンチ２０が上昇すると、押上バネ５６によりリフター５５が上方に突き上げられる。これにより、有底筒状製品Ｗｇをダイ５１からノックアウトすることができる。
【００６１】
なお、プレス成形終了時に、アウターパンチ２１（２５）の下端部がインナーパンチ３１（３２）の下端部（３３）よりも下方に突出す状態まで、ヒットホーム成形の場合と同様な成形を行っても構わない。しかし、底稜エッジ成形部２５の応力が増大するので、その板厚Ｔｅおよび長さＴｌの各値との関係をよく吟味して決定すべきである。
【００６２】
ここに、アウターパンチ２１の底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅが１．７ｍｍで、底稜エッジ形成部２５のパンチ肩部２５Ｋおよびインナーパンチ（本体３２）３１のパンチ肩部３２Ｋが共に角エッジ（Ｒ無し）とされたプレス機械１０を用い、パンチ２０（２１，３１）および下ダイセット５０（５１）の温度をともに３００℃、素材の加熱方法は金型（５１）内加熱方式で加熱時間は３ｓｅｃとし、スライド１５の成形速度を１ｍｍ／ｓｅｃとした条件下で、板厚ｔが０．６ｍｍの素材（マグネシウムＡＺ３１）から図７（Ｂ１），（Ｂ２）に示した場合と同じ形状の有底筒状製品Ｗｇｓを成形した実施例を（表１）を参照して説明する。
【表１】
【００６３】
なお、表１中の実施例（番号）１，２，３，４，５は突出量Ｓの大きさの順とした。実施例番号６は第２の実施の形態における実施例を示す。
【００６４】
因みに、パンチ２０（２１，３１）および下ダイセット５０（５１）の形状は、図７（Ａ１），（Ａ２）に示した場合と同じ形状の有底筒状製品Ｗｇｒを成形可能な形状としても、同様な結果（記載省略）を得られた。
【００６５】
（実施例３，４）
突出量Ｓを底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅと同じ１．７ｍｍとした実施例３では、素材（半製品Ｗｈ）の絞り成形力をインナーパンチ３１（本体３２）のパンチ肩部３２Ｋとアウターパンチ２１（底稜エッジ成形部２５）のパンチ肩部２５Ｋとの両方で受け持つことができるために素材破断が生じないから、曲率半径が素材板厚ｔ（＝０．６ｍｍ）より小さい０．５ｍｍの小曲部Ｒｅ（小さな底稜エッジ）を良好に形成できた。
【００６６】
同様に、突出量Ｓを底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅ（＝１．７ｍｍ）より大きな２．３ｍｍとした実施例４では、実施例３の場合よりもテーパー部Ｗｔのボリュームが増大するので、一段と小さな０．３ｍｍの小曲部Ｒｅ（底稜エッジ）を良好に形成できた。したがって、インナーパンチ先端成形面３３のアウターパンチ底稜エッジ成形部２５の下端位置からの突出量Ｓが底稜エッジ成形部２５の板厚（Ｔｅ）以上であることが望ましいと理解される。
【００６７】
（実施例５）
実施例３，４に照らし、突出量Ｓを一段と大きな２．９ｍｍ（板厚Ｔｅ＝１．７ｍｍの１．７倍）とした場合（実施例５）においては、絞り成形力をインナーパンチ３１（本体３２…パンチ肩部３２Ｋ）が受け持つ割合が高くなるので、パンチ肩部３２Ｋ相当部分に割れが発生したために成形不可と判定した。したがって、実施例４の突出量Ｓが２．３ｍｍ（板厚Ｔｅ＝１．７ｍｍの１．３５倍）との関係から考察すれば、突出量Ｓを底稜エッジ成形部２５の板厚（Ｔｅ）以上とするといっても、上記条件（素材が０．６ｍｍのマグネシウムＡＺ３１等々）下では、実質的に、板厚Ｔｅの１．５倍以下とすることが妥当であると解される。
【００６８】
（実施例１，２）
突出量Ｓを底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅ（＝１．７ｍｍ）の約５８％である１．０ｍｍにした実施例２では、絞り成形力を受け持つパンチ２０（２１，３１）はアウターパンチ２１の方が多いためにそのパンチ肩部２５Ｋにより半製品Ｗｈにネッキングが生じかつテーパー部Ｗｔのボリュームも不足するために曲率半径がやや大きな０．６〜０．８ｍｍの小曲部Ｒｅ（底稜エッジ）となったがネック発生のために製品Ｗｇとは認められない。また、突出量Ｓをゼロとした場合（実施例１）には、従来例の場合と同様に割れが発生してしまうので成形不可と判定した。
【００６９】
しかして、この第１の実施の形態によれば、インナーパンチ３１（３２…３３）をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態でダイ５１内を下降させかつインナーパンチ３１の先端成形面３３でリフター５５上の素材を押圧しつつ有底筒状半製品Ｗｈをプレス成形する半製品成形工程と、リフター５５が下ダイセット５０の下板５３に突き当ってインナーパンチ３１が下降不能に位置拘束された後にアウターパンチ２１を下降させつつ底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ外側周面３４と有底筒状半製品内側周面Ｗｉｎとの間に押込みつつ底稜エッジ（Ｒｅ）を成形する底稜エッジ成形工程とを１工程で可能としたプレス成形方法であるから、１工程で小さな底稜エッジ（Ｒｅ）を有する有底筒状製品Ｗｇを成形することができる。
【００７０】
また、このプレス成形方法を実施するためのプレス機械１０が、ダイ５１の成形空間（５１Ｋ）内に押上バネ５６で上方付勢されたリフター５５が装着された下ダイセット５０（ダイ５１，下板５３）と、スライド１５側に取付けられかつ下方部にスカート形状の底稜エッジ成形部２５を有するアウターパンチ２１と、底稜エッジ成形部（２５…２６）内で上下方向移動可能なインナーパンチ３１とから形成されたパンチ２０と、 鍔部４１と連結部材（ボルト４２）と押下バネ４５とを含みプレス成形中は押上バネ５６の付勢力に抗してインナーパンチ先端成形面３３をアウターパンチ底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に設定量（Ｓ）だけ突出させた状態に保持可能かつインナーパンチ３１がリフター５５を介して下板５３に当接された位置拘束状態では底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ３１の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間への押込下降運動を許容可能に形成された連結部４０から形成されるので、プレス成形力の軽減化を図れるとともに、小型軽量で低コストで、取扱いも簡単である。
【００７１】
しかも、小さな底稜エッジ（Ｒｅ，Ｒｓ）を成形するためには２工程以上を必要としていた従来プレス成形方法（プレス機械）の場合に比較して、金型費用や工数を大幅に減少できる。したがって、一段のコスト低減化に応えらる。
【００７２】
また、半製品Ｗｈの成形後に底稜エッジ成形部２５を降下させつつテーパー部Ｗｔを補充部Ｗｖ（底部稜線部位Ｗｉｍ）へ移動補充しつつ底稜エッジ（Ｒｅ）を形成するので、製品Ｗｇの内容積を増大することができる。底部外観重視の製品生産を安定して行える。
【００７３】
また、従来プレス成形方法（プレス機械）の場合における底稜エッジ成形パンチの先端稜線部分の円弧形状化に起因するつぶし成形をする必要がないので、プレス荷重の軽荷重化を達成できる。
【００７４】
さらに、１工程でプレス成形するので、半製品熱膨張量が大きく変化するマグネシウム合金の場合でも、複数工程による従来プレス成形方法（プレス機械）の問題点（半製品パイロットが不安定である等。）を一掃化できるから、底稜エッジ成形を容易かつ確実に行える。
【００７５】
（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態は、基本的構成・機能が第１の実施の形態の場合（図１，図２，図４）と同様とされるが、アウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５に図６に示すランド部２７を設け、半製品成形工程において絞り成形と同時的にシゴキ成形を実行可能な構造としてある。
【００７６】
つまり、第１の実施の形態では、底稜エッジ成形のために補充部Ｗｖ（底部稜線部位Ｗｉｍ）へ移動補充させる素材のボリューム調整をインナーパンチ３１（３２）の突出量Ｓの大小によって行うものと形成されていたが、この第２の実施の形態では底稜エッジ形成部２５に設けたランド部２７のシゴキ作用（加工）を利用してボリューム調整可能に形成してある。もとより、突出量Ｓによる調整方法と組合せても実施することができる。
【００７７】
すなわち、図６に示す如く、底稜エッジ成形部２５の外側から内側に向って窪むランド部２７を形成し、このランド部２７の窪み量（ｔｒ）を素材板厚ｔ（例えば、０．６ｍｍ）の９０％（０．５４ｍｍ）以下とする。
【００７８】
つまり、底稜エッジ成形部２５の外側から内側に向って窪むランド部２７の窪み量（ｔｒ）が素材板厚ｔの９０％を超えると、シゴキ成形後の半製品（Ｗｈ）状態で破損する虞がある。かくして、ランド部２７の窪み量（ｔｒ）を素材板厚ｔ（０．６）の９０％（０．５４ｍｍ）以下としておけば、ランド部２７により素材の肉を更に底稜エッジ部に押込むことができるとともに、アウターパンチと素材間の滑りを減少させられるから底稜エッジ部の小径化を促進できる。
【００７９】
ここに、表１の実施例６の場合（突出量Ｓは２．３ｍｍである。）では、底稜エッジ成形部２５の板厚差を約０．２ｍｍ（＝１．７−０．５４）として素材（半製品Ｗｈ）に３３％のシゴキ加工が施されるので、アウターパンチ２１（２５）と半製品Ｗｈとの間の滑りを減少させることができる。したがって、実施例６の場合は、同じ突出量Ｓ（＝２．３ｍｍ）であるランド部無しの実施例４の場合に比較して、より一段と小さな底稜エッジ（Ｒｅ＝０．２ｍｍ）を形成することができる。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、インナーパンチをアウターパンチ（底稜エッジ成形部）よりも下方に突出させた状態で下降させてインナーパンチ先端成形面で素材を押圧しつつ有底筒状半製品をプレス成形する半製品成形工程と、インナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチ外側周面と有底筒状半製品内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とからなるプレス成形方法であるから、パンチ（スライド）を上下方向に１往復させる１工程で小さな底稜エッジを有する有底筒状製品を成形することができる。しかも、２工程以上を必要としていた従来プレス成形方法（プレス機械）の場合に比較して、金型費用や工数を大幅に減少できるので一段のコスト低減化に応えられる。また、製品Ｗｇの内容積を増大することができ、つぶし成形をする必要がないのでプレス荷重の軽荷重化を達成できる。さらに、半製品熱膨張量が大きく変化するマグネシウム合金の素材でも容易かつ確実に底稜エッジ成形を行える。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、底稜エッジ成形部を有するアウターパンチと，底稜エッジ成形部内で上下方向移動可能に連結部（鍔部と連結部材と押下バネとを含む。）を介してアウターパンチに連結されたインナーパンチとからパンチを形成し、プレス成形中はインナーパンチ先端成形面をアウターパンチ底稜エッジ成形部よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチが位置拘束状態ではアウターパンチ底稜エッジ成形部をインナーパンチ外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間への押込下降運動を許容可能に形成されたプレス機械であるから、請求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができるとともに、小型軽量かつ低コストで、取扱いが簡単である。
【００８２】
また、請求項３の発明によれば、インナーパンチ先端成形面のアウターパンチ底稜エッジ成形部（下端位置）からの突出量が底稜エッジ成形部の板厚以上に形成されているので、請求項２の発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに小さな底稜エッジを一段と確実かつ安定して成形することができる。
【００８３】
さらに、請求項４の発明によれば、底稜エッジ成形部の板厚が素材板厚以上に形成されているので、請求項２および請求項３の各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに底稜エッジへの素材補充量を増大できるから一段と小さな底稜エッジを形成できるとともに、素材の種類・剛性等に対する適応性が広くかつ確実な底稜エッジ成形を担保できる。
【００８４】
さらにまた、請求項５の発明によれば、底稜エッジ成形部の外側に内側に向って窪むランド部を形成されかつランド部の窪み量が素材板厚の９０％以下に形成されているので、請求項２から請求項４まで各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらにランド部により素材の肉を更に底稜エッジ部に押込むことができるとともに、アウターパンチと素材間の滑りを減少させられるから底稜エッジ部の小径化を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（第１の実施の形態）に係るプレス機械（主に、スライド側のパンチ構造）を説明するための縦断面図である。
【図２】同じく、パンチと下ダイセットとの相対位置（動作）関係を説明するための縦断面図で、（Ａ）はプレス成形中で、（Ｂ）は胴付き後の状態を示すある。
【図３】同じく、アウターパンチとその底稜エッジ成形部とを説明するための図である。
【図４】同じく、成形工程と半製品および製品形態とを説明するため図で、（Ａ）は半製品成形途中の状態を示し、（Ｂ）は製品成形終了後の状態を示す。
【図５】同じく、底稜エッジ成形部の板厚が素材板厚よりも小さい場合の状態を説明するための図である。
【図６】本発明（第２の実施の形態）に係る底稜エッジ成形部（ランド部を有する。）を説明するための図である。
【図７】有底筒状半製品を説明する図で、（Ａ）は中空円筒形状製品で（Ａ１）が平面図，（Ａ２）が縦断面図、（Ｂ）は中空角形状製品で（Ｂ１）が平面図，（Ｂ２）が縦断面図である。
【図８】従来プレス成形方法を説明するための図で、（Ａ）に半製品成形工程を、（Ｂ）に底稜エッジ成形工程を示す。
【符号の説明】
１０ プレス機械
１５ スライド
２０ パンチ
２１ アウターパンチ
２４Ｕ 下限位置拘束面
２５ 底稜エッジ形成部
２５Ｋ パンチ肩部
Ｔｅ 板厚
２７ ランド部
Ｔｒ 窪み量
３１ インナーパンチ
３２Ｋ パンチ肩部
３３ 先端成形面
Ｓ 突出量
３４ 外側周面
４０ 連結部
４１ 鍔部
４２ ボルト（連結部材）
４３ カラー
４５ 押下バネ
５０ 下ダイセット
５１ ダイ
５１Ｋ 成形空間
５３ 下板
５５ リフター
５６ 押上バネ
Ｗｈ 有底筒状半製品（素材）
ｔ 板厚（素材板厚）
Ｗｉｎ 内側周面
Ｗｂ 底部
Ｗｉｍ 底部稜線部位
Ｗｔ テーパー部
Ｗｖ 補充部
Ｗｇ 有底筒状製品
Ｒｅ 小曲部（底稜エッジ）
Ｒｓ 小角部（底稜エッジ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形する半製品成形工程と、有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを含むプレス成形方法およびこの方法を実施するためのプレス機械に関する。
【０００２】
【従来技術】
図７（Ａ１），（Ａ２）に示す底付き円筒形状の有底筒状製品Ｗｇｒや、同図（Ｂ１），（Ｂ２）に示す底付き角筒形状の有底筒状製品Ｗｇｓのプレス成形（例えば、絞り成形，シゴキ成形）において、その底部Ｗｂの稜線部位Ｗｉｍの形状を小さくしたいとの要求がある。かかるエッジ（底稜エッジ）の形状としては、小さな円弧部（小曲部Ｒｅ）や直角エッジ（小角部Ｒｓ）である。
【０００３】
しかし、１工程で絞り（および／またはシゴキ）成形から底稜エッジ成形までを行うと、プレス成形力が素材（半製品）の特定的な１箇所に集中するので、ネッキングや割れが生じてしまう。そこで、図８に示す如く複数工程（工程分割方法）で実施されているのが実状である。
【０００４】
すなわち、図８（Ａ）に示す如く、パンチ（図示省略）の下端部に比較的に大きな円弧部を形成し、図示しないダイ内でのパンチ下降運動により素材（ブランク）から底部Ｗｂの稜線部位Ｗｉｍの形状が大きな円弧形状（例えば、外側に凸となる半径１０ｍｍの円弧部Ｒｌを有する。）の有底筒状半製品Ｗｈを成形する半製品成形工程と、下端部に小さな円弧部（または、エッジのまま）を有するパンチを用いて、有底筒状半製品Ｗｈの稜線部位Ｗｉｍに図８（Ｂ）に示す小さな円弧形状（例えば、半径１ｍｍ以下の小曲部Ｒｅを有する。）の底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを、この順で実施している。稜線部位Ｗｉｍに素材（ブランク…Ｗｈ）の板厚（例えば、３ｍｍ）以下の円弧部（Ｒｅ）を形成する場合も同様であった。
【０００５】
かかる有底筒状製品の生産に係るプレス成形方法乃至プレス機械（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）が、具体的に、提案されている。
【０００６】
上記文献１に係る有底筒状部品の製造方法は、板状素材に絞り加工を施し、筒状部の長さが有底筒状部品よりも長くかつその筒状部と低部とのコーナー部の半径が有底筒状部品よりも大きい有底筒形状の中間品を製造する工程と、有底筒状部品の開口側端面を除く外周面の形状に対応する形状の成形面を有するダイス内に中間品を底部側から嵌入するとともに、有底筒状部品の内周面および開口側端面の形状に対応する形状の成形面を有するポンチを中間品およびダイスに嵌入して、その中間品に鍛造加工を施し、中間品の筒状部を軸方向に押圧して余肉をコーナー部側へ流動させることにより目的とする形状に成形する形状出し工程とを有する。
【０００７】
また、上記文献２に係るカップ状部材の角出し成形方法は、予めカップ状に成形された中間品の縦壁をダイとパンチでしごき加工し、隅部内周近傍の縦壁に肉溜まりを形成させ、肉溜まりをパンチで押圧して肉溜まりの肉を隅部外周の角部に移動させることによって隅部外周の角出しを行うものである。
【０００８】
このように、いずれの方法も工程分割方式であるから、底稜エッジ成形工程でのパンチの中間品［半製品（Ｗｈ）］への導入円滑化のために、底稜エッジ成形パンチの先端稜線部分に若干の円弧形状をもたせている。したがって、底稜エッジ成形時の稜線部位Ｗｉｍへの素材ボリューム不足が生じるので、素材ボリューム補充工程［つぶし成形（ヒットホーム成形）等］を追加しているのが一般的である。
【０００９】
なお、マグネシウム合金のような温間成形製品の場合には、工程間での金型温度ムラや、半製品搬送中の半製品温度低下等による半製品温度変化が大きいので、上記の工程分割方式でさえ殆ど実用化されていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２１０３８９号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献２】
特開平９−３２７７４９号公報（第２頁、図１〜２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここに、従来プレス成形方法（プレス機械）では、小さな底稜エッジ（Ｒｅ，Ｒｓ）を成形するためには２工程以上を必要とするので、金型費用や工数の増加を招く。これでは、一段のコスト低減化要求に応えられない。また、底稜エッジ成形パンチの先端稜線部分の円弧形状化に起因するつぶし成形のために、プレス荷重が高荷重化する不利があった。さらに、半製品熱膨張量が大きく変化するマグネシウム合金の場合には、工程の半製品パイロットが不安定であるために、底稜エッジ成形が至難であるという問題もある。
【００１２】
本発明の目的は、１工程で小さな底稜エッジを有する有底筒状製品を成形可能なプレス成形方法およびこのプレス成形方法を実施することができるプレス機械を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パンチを構成するとともにスライド昇降方向で相対移動変位可能なインナーパンチとアウターパンチとの各パンチ肩部（２点）で素材にプレス形成力を加えつつ有底筒状半製品を成形（半製品成形工程の実行）し、引続きインナーパンチ（パンチ肩部）を停止させたままアウターパンチのパンチ肩部で半製品成形工程実行中に形成されたテーパー部を底部稜線部位（補充部）へ移動補充しつつ底部エッジを成形（底稜エッジ成形工程の実行）するまでを１工程で行うことで小さな底稜エッジを形成可能にしたものである。
【００１４】
すなわち、請求項１の発明は、ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形する半製品成形工程と、有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを含むプレス成形方法であって、前記半製品成形工程が、前記パンチの一部を構成するインナーパンチをこのインナーパンチを被嵌するアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態で前記ダイ内を下降させかつインナーパンチの先端成形面でリフター上の前記素材を押圧しつつ前記有底筒状半製品をプレス成形する工程とされ、前記底稜エッジ成形工程が、下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する工程とされたプレス成形方法である。
【００１５】
かかる発明に係るプレス成形方法では、インナーパンチをアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態でダイ内を下降させる。素材（半製品）を載置するリフターも下降する。インナーパンチの先端成形面がリフター上の素材を押圧しつつダイ内形状に応じた例えば円筒形状の有底筒状半製品をプレス成形することができる。半製品の側壁面から底部へ向う部位は傾斜（縮径）する立下り形状のテーパー部になる。この半製品成形工程におけるプレス成形力は、インナーパンチのパンチ肩部とアウターパンチのパンチ肩部との２個所に分散されて素材（半製品）に加えられる。したがって、従来例の場合（１つのパンチ下端肩部から加える。）のように底部付近にネックや割れが発生することが少ない。
【００１６】
下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後に、つまりは胴付き後に、アウターパンチを下降させる。すると、アウターパンチの一部である底稜エッジ成形部がインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込まれる。この過程で、半製品の側壁面から底部へ向う傾斜（縮径）部位の素材（テーパー部）が、有底筒状半製品の底部稜線部位になる補充部に充填されることになる。すなわち、パンチ（スライド）を上下方向に１往復させる１工程で小さな底稜エッジ［例えば、板厚が０．６ｍｍの素材で半径（Ｒ）が０．５ｍｍ以下の曲り形状］を有する有底筒状製品を成形することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明は、ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形可能かつ有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形可能なプレス機械であって、前記ダイの成形空間内に、前記パンチからプレス成形力が付与されない場合は下板側の押上バネの付勢力で上限位置に保持可能かつ該プレス成形力が付与された場合には該押上バネの付勢力に抗して位置下降可能に形成されたリフターを設け、前記パンチを、スライド側に取付けられかつ下方部にスカート形状の底稜エッジ成形部を有するアウターパンチと，底稜エッジ成形部内で上下方向移動可能に連結部を介してアウターパンチに連結されたインナーパンチとから形成し、連結部が、アウターパンチの中空部内で上下方向移動可能に装着された鍔部と，一端部が鍔部に固定されかつ他端部がインナーパンチに固定された連結部材と，鍔部をアウターパンチの下限位置拘束面に向って押下げる押下バネとを含み、プレス成形中は該押上バネの付勢力に抗してインナーパンチの先端成形面をアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチがリフターを介して下板に当接された位置拘束状態ではアウターパンチの底稜エッジ成形部をインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間への押込下降運動を許容可能に形成されたプレス機械である。
【００１８】
この発明に係るプレス機械では、ダイの成形空間内のリフターは、パンチからプレス成形力が付与されていないので、下板側の押上バネの付勢力で上限位置に保持されている。ここで、素材がダイに供給され、その後にスライド下降運動によってパンチが下降されプレス成形が開始される。プレス成形中は、押上バネの付勢力に抗してインナーパンチの先端成形面がアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持されているので、インナーパンチの先端成形面がリフター上の素材を押圧しつつダイ内形状に応じた例えば円筒形状の有底筒状半製品をプレス成形することができる。
【００１９】
リフターは、プレス成形力が付与されると、半製品の底部を下側から保持した状態でかつ押上バネの付勢力に抗して位置下降する。半製品の側壁面から底部へ向う部位の傾斜（縮径）する立下り形状のテーパー部になる。この半製品成形工程におけるプレス成形力は、インナーパンチのパンチ肩部とアウターパンチと一体の底稜エッジ成形部（パンチ肩部）の２個所に分散されて素材（半製品）に加えられる。したがって、従来例の場合（１つのパンチ肩部から加える。）のように底部付近にネックや割れが発生することが少ない。
【００２０】
下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後に、つまりは胴付き後に、パンチがさらに下降されると、インナーパンチは、連結部を介して底稜エッジ成形部内で、見掛け上、押下バネの付勢力に抗しつつ上方向へ向って移動する。
【００２１】
すなわち、アウターパンチの一部である底稜エッジ成形部が、インナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込まれる。この過程で、半製品の側壁面から底部へ向う傾斜（縮径）部位の素材（テーパー部）が、有底筒状半製品の底部稜線部位（補充部）に移動充填されることになる。
【００２２】
プレス成形後に、スライドが上昇するとともにパンチが上昇すると、押上バネによりリフターが上方に突き上げられる。これにより、有底筒状製品をダイからノックアウトすることができる。
【００２３】
したがって、請求項１の発明の場合と同様に、１工程で小さな底稜エッジ［例えば、板厚が０．６ｍｍの素材で半径（Ｒ）が０．５ｍｍ以下の曲り形状］を有する有底筒状製品を成形することができるとともに、小型軽量で低コストで、取扱いも簡単である。
【００２４】
また、請求項３の発明は、前記先端成形面の前記底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量が、底稜エッジ成形部の板厚以上とされたプレス機械である。
【００２５】
この発明に係るプレス機械では、インナーパンチ先端成形面のアウターパンチ底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量が底稜エッジ成形部の板厚よりも小さいと、プレス成形力の殆どが底稜エッジ成形部のパンチ肩部に集中し易くなるので、従来例の場合（パンチ肩部の１箇所に集中）に近付く傾向になる。突出量がゼロであれば、従来例の場合と同様に割れ等が発生してしまう。
【００２６】
かくして、インナーパンチ先端成形面のアウターパンチ底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量を底稜エッジ成形部の板厚以上にしておけば、請求項２の発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに小さな底稜エッジを一段と確実かつ安定して成形することができる。
【００２７】
さらに、請求項４の発明は、前記底稜エッジ成形部の板厚が、前記素材の板厚以上とされたプレス機械である。
この発明に係るプレス機械では、底稜エッジ成形部の板厚が素材の板厚よりも小さい場合は、底稜エッジへの素材補充量が少なく底稜エッジの形状が不完全となる虞が強い。また、素材の種類等によっては円滑な底稜エッジ成形ができない。ここに、底稜エッジ成形部の板厚を素材の板厚以上とすれば、請求項２および請求項３の各発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに底稜エッジへの素材補充量を増大できるので一段と小さな底稜エッジを形成できるとともに、素材の種類・剛性等に対する適応性が広くかつ確実な底稜エッジ成形を担保できる。
【００２８】
さらにまた、請求項５の発明は、前記底稜エッジ成形部の外側から内側に向って窪むランド部を形成され、このランド部の窪み量が前記素材板厚の９０％以下とされたプレス機械である。
【００２９】
この発明に係るプレス機械では、有底筒状製品の生産では絞り工程とともにシゴキ工程あるいは絞り・シゴキ工程が採られる。ここに、底稜エッジ成形部の外側に内側に向って窪むランド部の窪み量が素材板厚の９０％を超えると、半製品状態で側壁面が破断する虞がある。かくして、底稜エッジ成形部の外側から内側に向って窪むランド部の窪み量を素材板厚の９０％以下としておけば、請求項２から請求項４まで各発明の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらにランド部により素材の肉を更に底稜エッジ部に押込むことができるとともに、アウターパンチと素材間の滑りを減少させられるから底稜エッジ部の小径化を促進できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
本プレス成形方法を実施するに好適なプレス機械１０の基本的構成は下記するものとされ、さらに図１〜図４に示す如く、ダイ５１の成形空間５１Ｋ内にパンチ２０（３１）からプレス成形力が付与されない場合は上限位置に保持可能かつプレス成形力が付与された場合には位置下降可能に形成されたリフター５５を設け、パンチ２０を底稜エッジ成形部２５を有するアウターパンチ２１と，底稜エッジ成形部２５（被嵌部２６）内で上下方向移動可能に連結部４０を介してアウターパンチ２１に連結されたインナーパンチ３１とから形成し、プレス成形中はインナーパンチ３１の先端成形面３３をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチ３１がリフター５５を介して下板５３に当接された位置拘束状態ではアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ３１の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間への押込下降運動を許容可能に形成されている。
【００３２】
このプレス機械１０の基本的構成は、ダイ５１内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品Ｗｈを成形可能かつ有底筒状半製品Ｗｈの底部Ｗｂの稜線部位つまり底部稜線部位Ｗｉｍに底稜エッジ（Ｒｅ，Ｒｓ）を成形可能である。
【００３３】
図１において、パンチ２０の一部を構成するアウターパンチ２１は、ボルト１６でスライド１５側に取付けられた本体２１と、この本体２１の下方部に一体に設けられた底稜エッジ成形部２５とから形成されている。なお、有底筒状製品Ｗｇ（半製品Ｗｈ）は、図７（Ａ１），（Ａ２）に示す場合と同様な円筒形状とされている。
【００３４】
本体２１内には円筒形状で大径の中空部２３Ｈと小径の貫通部２４Ｈとが連通状態に設けられ、縮径部に上向き端面である下限位置拘束面２４Ｕが形成されている。本体２１の下端面２４Ｄは底稜エッジ成形部２５が囲む被嵌部２６に臨む。
【００３５】
下限位置拘束面２４Ｕは、インナーパンチ３１（本体３２）の下限位置を拘束するものであるが、結果として突出量Ｓを規制する。この突出量Ｓは、長さの異なるカラー４３の交換により変更調整することができる。
【００３６】
底稜エッジ成形部２５は、スカート形状とされ、図３に示す外側周面２５Ｏは本体２１の外径（例えば、６８．８ｍｍ）でかつ内側周面２５Ｉの内径は下端面２４Ｄの外径（例えば、６５．４ｍｍ）と等しい。この実施の形態では、底稜エッジ成形部２５の長さはＴｌで、板厚（例えば、１．７ｍｍ）はＴｅである。
【００３７】
この底稜エッジ成形部２５の下端部つまりパンチ肩部２５Ｋの形状は、この実施の形態では製品（Ｗｇ）の内容積増大化を企図して図４に示す角形状とされているが、円滑接触化等の観点から円弧形状としてもよい。但し、円弧形状とした場合には製品内容積が小さくなる傾向になるから、有底筒状製品Ｗｇの最終使用目的を勘案して採否を決めるべきである。
【００３８】
パンチ２０の他の一部を構成するインナーパンチ３１（本体３２）は、アウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５で囲まれた空間（被嵌部２６）内で上下方向移動可能に連結部４０を介してアウターパンチ２１に連結されている。インナーパンチ３１（本体３２の外側周面３４）の外径は、底稜エッジ成形部２５の内側周面２５Ｉの内径にほぼ等しい。
【００３９】
このインナーパンチ３１（本体３２）のパンチ肩部３２Ｋの形状は、この実施の形態では板厚減少化により窪み等の発生がない製品（Ｗｇ）外観重視の点から図４に示す角形状とされているが、円弧形状としてもよい。但し、円弧形状とした場合には、当該パンチ肩部３２Ｋと触れていた部分の板厚減少が残り易いから、製品外観に窪み等が生じる虞がある。したがって、有底筒状製品Ｗｇの最終使用目的（筐体として外観重視）を勘案して採否を決めるべきである。
【００４０】
連結部４０は、アウターパンチ２１の中空部２３Ｈ内で上下方向移動可能に装着された鍔部４１と，一端部が鍔部４１に固定されかつ他端部がインナーパンチ３１（３２）に固定された連結部材（ボルト４２）と，鍔部４１をアウターパンチ２１の下限位置拘束面２４Ｕに向って押下げる押下バネ４５とを含み、アウターパンチ２１とインナーパンチ３１とを上下方向相対変位可能に連結する。
【００４１】
鍔部（下端面）４１とインナーパンチ３２（上端面）との距離は、カラー４３の長さ寸法で決まる。インナーパンチ３２（先端成形面３３）の底稜エッジ成形部２５（下端）からの突出量Ｓを設定する。この突出量Ｓは、底稜エッジ成形部２５のパンチ肩部２５Ｋとインナーパンチ３２のパンチ肩部３２Ｋの上下方向距離である。
【００４２】
押下バネ４５の付勢力（押下力）は、スライド１５側から加えられるプレス成形力の反力と押上バネ５６の押上力との合計値を超える大きさ（強さ）に選択されている。
【００４３】
下ダイセット５０は、ダイ５１と下板５３とから形成され、ダイ５１の成形空間５１Ｋ内にはリフター５５が上下方向移動可能に装着されている。下板５３の穴５３Ｈには、押上バネ５６が植設されている。
【００４４】
この押上バネ５６の付勢力（押上力）は、本来目的上、プレス成形後の有底筒状製品Ｗｇをダイ５１から上方に突出（ノックアウト）することができればよい。プレス成形中は、有底筒状半製品Ｗｈの底部Ｗｂを図２（Ａ）に示すように下側から支えることができる。
【００４５】
詳しくは、成形空間５１Ｋ内にパンチ２０（３１）からプレス成形力が付与されない場合は下板５３側の押上バネ５６の付勢力でリフター５５を上限位置に保持可能かつプレス成形力が付与された場合には押上バネ５６の付勢力に抗してリフター５５を位置下降可能である。
【００４６】
すなわち、プレス成形中は押上バネ５６の付勢力に抗してインナーパンチ３１の先端成形面３３をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持でき、インナーパンチ３１がリフター５５を介して下板５３に当接された位置拘束状態ではアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ３１の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間へ押込むための下降運動を許容する。
【００４７】
かかる構成の実施の形態では、ダイ５１の成形空間５１Ｋ内に装着されたリフター５５は、パンチ２０（インナーパンチ３１…先端成形面３３）からのプレス成形力が付与されていないので、下板５３側の押上バネ５６の付勢力で上限位置に保持されている。ここで、素材がダイ５１に供給され、その後にスライド１５の下降運動によってパンチ２０が下降されてプレス成形が開始される（図２を参照）。
【００４８】
このプレス成形中は、押上バネ５６の付勢力に抗してインナーパンチ３１の先端成形面３３が、アウターパンチ２１（底稜エッジ成形部２５）の下端位置よりも下方に図１の突出量Ｓだけ突出させた状態に保持されているので、先端成形面３３がリフター５５上の素材（Ｗｈ）を押圧しつつダイ（５１）内形状に応じた円筒形状の有底筒状半製品［図４（Ａ）を参照］をプレス成形することができる。
【００４９】
この際のリフター５５は、図２（Ａ）に示す如く、プレス成形力が付与されてから半製品Ｗｈの底部Ｗｂを下側から保持した状態でかつ押上バネ５６の付勢力に抗しつつ位置下降する。半製品Ｗｈの側壁面から底部Ｗｂへ向う部位は、図４（Ａ）に示すように傾斜（縮径）する立下り形状のテーパー部Ｗｔになる。
【００５０】
詳しくは、成形途中における半製品Ｗｈの各パンチ肩部２５Ｋ，３２Ｋに接する部位の板厚ｔは減少し、特にパンチ肩部３２Ｋに接する部位の板厚ｔは著しく減少している。
【００５１】
ここに、インナーパンチ３１（３２）の突出量Ｓがアウターパンチ２１の側壁部板厚［底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅ］より少ない場合はパンチ肩部２５Ｋに接する部位の板厚減少量の方が多いが、インナーパンチ３１（３２）の突出量Ｓが大きくなるにしたがってテーパー部Ｗｔの傾斜が大きくなるから、パンチ肩部３２Ｋに接する部位の板厚減少量の方が多くなる。ここで生じた板厚減少分は、後記の通り、胴付き後に解消される。
【００５２】
このように半製品成形工程におけるプレス成形力は、インナーパンチ３１（本体３２）のパンチ肩部３２Ｋとアウターパンチ２１（底稜エッジ成形部２５）のパンチ肩部２５Ｋとの２個所に分散されて素材（半製品Ｗｈ，Ｗｔ）に加えられるから、従来例の場合（１つのパンチ肩部から加える。）のように底部稜線部位ＷＩｉｎ付近にネックや割れが発生することが少なくなる。
【００５３】
下降するリフター５５が、図２（Ｂ）に示す如く、下ダイセット５０の下板５３に突き当ってインナーパンチ３１（本体３２）が下降不能に位置拘束された後に、つまりは胴付き後に、スライド１５の下降運動によりパンチ２０がさらに下降されると、インナーパンチ３１は、連結部４０を介して底稜エッジ成形部２５（２６）内で、見掛け上、押下バネ４５の付勢力に抗しつつ上方向へ向って移動する。
【００５４】
すなわち、アウターパンチ２１の一部である底稜エッジ成形部２５が、図４（Ａ）に示すように、インナーパンチ３１（本体３２）の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間に押込まれる。つまり、底稜エッジ成形部２５の下端面がインナーパンチ３１（本体３２）の先端成形面３３と同じ高さとなるまで下降する。この過程で、半製品Ｗｈの側壁面から底部Ｗｂへ向う傾斜（縮径）部位（テーパー部Ｗｔ）の素材（Ｗｈ）が、いずれ有底筒状製品Ｗｇの底部稜線部位Ｗｉｍとなる補充部Ｗｖに移動しつつ充填されることになる。
【００５５】
かくして、パンチ２０（スライド１５）を上下方向に１往復させる１工程で小さな底稜エッジ（小曲部Ｒｅまたは小角部Ｒｓ）［例えば、板厚保０．６ｍｍの素材で半径（Ｒｅ）が０．５ｍｍ以下の曲り形状］を有する図４（Ｂ）の有底筒状製品Ｗｇを成形することができる。
【００５６】
しかも、テーパー部Ｗｔの補充部Ｗｖ（底部稜線部位Ｗｉｍ）への移動により底稜エッジを形成するので、製品Ｗｇの内容積を増大することができるとともに、半製品Ｗｈ（製品Ｗｇ）に高応力の潰し加工をする必要がないからプレス成形力の低減化にも有効である。
【００５７】
ここにおいて、インナーパンチ先端成形面３３のアウターパンチ底稜エッジ成形部２５の下端位置からの突出量Ｓが底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅよりも小さいと、プレス成形力の殆どが底稜エッジ成形部２５のパンチ肩部２５Ｋに集中（板厚減少）してしまいかつテーパー部Ｗｔのボリューム不足になることから、底稜エッジ成形の不足を招く。
【００５８】
かくして、小さな底稜エッジを一段と確実かつ安定して成形することができるようにするには、突出量Ｓを底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅ（例えば、１．７ｍｍ）以上とするのが好ましい。
【００５９】
反対に、底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅ（図３を参照）が素材（半製品Ｗｈ）の板厚ｔよりも小さい場合は、図５に示すように、補充部Ｗｖへの素材補充量が少なく底稜エッジの形状が不完全となる虞が強い。また、素材（Ｗｈ）の種類等によっては円滑な底稜エッジ成形ができない。したがって、補充部Ｗｖへの素材補充量を増大させて一段と小さな底稜エッジを形成でき、しかも素材の種類・剛性等に対する適応性を広くかつ確実で安定した底稜エッジ成形（プレス運転）を担保できるようにするためには、底稜エッジ成形部２５の板厚Ｔｅを図３に示す如く素材（半製品Ｗｈ）の板厚ｔ以上とするのが好ましい。
【００６０】
プレス成形後に、スライド（１５）上昇とともにパンチ２０が上昇すると、押上バネ５６によりリフター５５が上方に突き上げられる。これにより、有底筒状製品Ｗｇをダイ５１からノックアウトすることができる。
【００６１】
なお、プレス成形終了時に、アウターパンチ２１（２５）の下端部がインナーパンチ３１（３２）の下端部（３３）よりも下方に突出す状態まで、ヒットホーム成形の場合と同様な成形を行っても構わない。しかし、底稜エッジ成形部２５の応力が増大するので、その板厚Ｔｅおよび長さＴｌの各値との関係をよく吟味して決定すべきである。
【００６２】
ここに、アウターパンチ２１の底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅが１．７ｍｍで、底稜エッジ形成部２５のパンチ肩部２５Ｋおよびインナーパンチ（本体３２）３１のパンチ肩部３２Ｋが共に角エッジ（Ｒ無し）とされたプレス機械１０を用い、パンチ２０（２１，３１）および下ダイセット５０（５１）の温度をともに３００℃、素材の加熱方法は金型（５１）内加熱方式で加熱時間は３ｓｅｃとし、スライド１５の成形速度を１ｍｍ／ｓｅｃとした条件下で、板厚ｔが０．６ｍｍの素材（マグネシウムＡＺ３１）から図７（Ｂ１），（Ｂ２）に示した場合と同じ形状の有底筒状製品Ｗｇｓを成形した実施例を（表１）を参照して説明する。
【表１】
なお、表１中の実施例（番号）１，２，３，４，５は突出量Ｓの大きさの順とした。実施例番号６は第２の実施の形態における実施例を示す。
【００６４】
因みに、パンチ２０（２１，３１）および下ダイセット５０（５１）の形状は、図７（Ａ１），（Ａ２）に示した場合と同じ形状の有底筒状製品Ｗｇｒを成形可能な形状としても、同様な結果（記載省略）を得られた。
【００６５】
（実施例３，４）
突出量Ｓを底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅと同じ１．７ｍｍとした実施例３では、素材（半製品Ｗｈ）の絞り成形力をインナーパンチ３１（本体３２）のパンチ肩部３２Ｋとアウターパンチ２１（底稜エッジ成形部２５）のパンチ肩部２５Ｋとの両方で受け持つことができるために素材破断が生じないから、曲率半径が素材板厚ｔ（＝０．６ｍｍ）より小さい０．５ｍｍの小曲部Ｒｅ（小さな底稜エッジ）を良好に形成できた。
【００６６】
同様に、突出量Ｓを底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅ（＝１．７ｍｍ）より大きな２．３ｍｍとした実施例４では、実施例３の場合よりもテーパー部Ｗｔのボリュームが増大するので、一段と小さな０．３ｍｍの小曲部Ｒｅ（底稜エッジ）を良好に形成できた。したがって、インナーパンチ先端成形面３３のアウターパンチ底稜エッジ成形部２５の下端位置からの突出量Ｓが底稜エッジ成形部２５の板厚（Ｔｅ）以上であることが望ましいと理解される。
【００６７】
（実施例５）
実施例３，４に照らし、突出量Ｓを一段と大きな２．９ｍｍ（板厚Ｔｅ＝１．７ｍｍの１．７倍）とした場合（実施例５）においては、絞り成形力をインナーパンチ３１（本体３２…パンチ肩部３２Ｋ）が受け持つ割合が高くなるので、パンチ肩部３２Ｋ相当部分に割れが発生したために成形不可と判定した。したがって、実施例４の突出量Ｓが２．３ｍｍ（板厚Ｔｅ＝１．７ｍｍの１．３５倍）との関係から考察すれば、突出量Ｓを底稜エッジ成形部２５の板厚（Ｔｅ）以上とするといっても、上記条件（素材が０．６ｍｍのマグネシウムＡＺ３１等々）下では、実質的に、板厚Ｔｅの１．５倍以下とすることが妥当であると解される。
【００６８】
（実施例１，２）
突出量Ｓを底稜エッジ形成部２５の板厚Ｔｅ（＝１．７ｍｍ）の約５８％である１．０ｍｍにした実施例２では、絞り成形力を受け持つパンチ２０（２１，３１）はアウターパンチ２１の方が多いためにそのパンチ肩部２５Ｋにより半製品Ｗｈにネッキングが生じかつテーパー部Ｗｔのボリュームも不足するために曲率半径がやや大きな０．６〜０．８ｍｍの小曲部Ｒｅ（底稜エッジ）となったがネック発生のために製品Ｗｇとは認められない。また、突出量Ｓをゼロとした場合（実施例１）には、従来例の場合と同様に割れが発生してしまうので成形不可と判定した。
【００６９】
しかして、この第１の実施の形態によれば、インナーパンチ３１（３２…３３）をアウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に突出させた状態でダイ５１内を下降させかつインナーパンチ３１の先端成形面３３でリフター５５上の素材を押圧しつつ有底筒状半製品Ｗｈをプレス成形する半製品成形工程と、リフター５５が下ダイセット５０の下板５３に突き当ってインナーパンチ３１が下降不能に位置拘束された後にアウターパンチ２１を下降させつつ底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ外側周面３４と有底筒状半製品内側周面Ｗｉｎとの間に押込みつつ底稜エッジ（Ｒｅ）を成形する底稜エッジ成形工程とを１工程で可能としたプレス成形方法であるから、１工程で小さな底稜エッジ（Ｒｅ）を有する有底筒状製品Ｗｇを成形することができる。
【００７０】
また、このプレス成形方法を実施するためのプレス機械１０が、ダイ５１の成形空間（５１Ｋ）内に押上バネ５６で上方付勢されたリフター５５が装着された下ダイセット５０（ダイ５１，下板５３）と、スライド１５側に取付けられかつ下方部にスカート形状の底稜エッジ成形部２５を有するアウターパンチ２１と、底稜エッジ成形部（２５…２６）内で上下方向移動可能なインナーパンチ３１とから形成されたパンチ２０と、 鍔部４１と連結部材（ボルト４２）と押下バネ４５とを含みプレス成形中は押上バネ５６の付勢力に抗してインナーパンチ先端成形面３３をアウターパンチ底稜エッジ成形部２５の下端位置よりも下方に設定量（Ｓ）だけ突出させた状態に保持可能かつインナーパンチ３１がリフター５５を介して下板５３に当接された位置拘束状態では底稜エッジ成形部２５をインナーパンチ３１の外側周面３４と有底筒状半製品Ｗｈの内側周面Ｗｉｎとの間への押込下降運動を許容可能に形成された連結部４０から形成されるので、プレス成形力の軽減化を図れるとともに、小型軽量で低コストで、取扱いも簡単である。
【００７１】
しかも、小さな底稜エッジ（Ｒｅ，Ｒｓ）を成形するためには２工程以上を必要としていた従来プレス成形方法（プレス機械）の場合に比較して、金型費用や工数を大幅に減少できる。したがって、一段のコスト低減化に応えらる。
【００７２】
また、半製品Ｗｈの成形後に底稜エッジ成形部２５を降下させつつテーパー部Ｗｔを補充部Ｗｖ（底部稜線部位Ｗｉｍ）へ移動補充しつつ底稜エッジ（Ｒｅ）を形成するので、製品Ｗｇの内容積を増大することができる。底部外観重視の製品生産を安定して行える。
【００７３】
また、従来プレス成形方法（プレス機械）の場合における底稜エッジ成形パンチの先端稜線部分の円弧形状化に起因するつぶし成形をする必要がないので、プレス荷重の軽荷重化を達成できる。
【００７４】
さらに、１工程でプレス成形するので、半製品熱膨張量が大きく変化するマグネシウム合金の場合でも、複数工程による従来プレス成形方法（プレス機械）の問題点（半製品パイロットが不安定である等。）を一掃化できるから、底稜エッジ成形を容易かつ確実に行える。
【００７５】
（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態は、基本的構成・機能が第１の実施の形態の場合（図１，図２，図４）と同様とされるが、アウターパンチ２１の底稜エッジ成形部２５に図６に示すランド部２７を設け、半製品成形工程において絞り成形と同時的にシゴキ成形を実行可能な構造としてある。
【００７６】
つまり、第１の実施の形態では、底稜エッジ成形のために補充部Ｗｖ（底部稜線部位Ｗｉｍ）へ移動補充させる素材のボリューム調整をインナーパンチ３１（３２）の突出量Ｓの大小によって行うものと形成されていたが、この第２の実施の形態では底稜エッジ形成部２５に設けたランド部２７のシゴキ作用（加工）を利用してボリューム調整可能に形成してある。もとより、突出量Ｓによる調整方法と組合せても実施することができる。
【００７７】
すなわち、図６に示す如く、底稜エッジ成形部２５の外側から内側に向って窪むランド部２７を形成し、このランド部２７の窪み量（ｔｒ）を素材板厚ｔ（例えば、０．６ｍｍ）の９０％（０．５４ｍｍ）以下とする。
【００７８】
つまり、底稜エッジ成形部２５の外側から内側に向って窪むランド部２７の窪み量（ｔｒ）が素材板厚ｔの９０％を超えると、シゴキ成形後の半製品（Ｗｈ）状態で破損する虞がある。かくして、ランド部２７の窪み量（ｔｒ）を素材板厚ｔ（０．６）の９０％（０．５４ｍｍ）以下としておけば、ランド部２７により素材の肉を更に底稜エッジ部に押込むことができるとともに、アウターパンチと素材間の滑りを減少させられるから底稜エッジ部の小径化を促進できる。
【００７９】
ここに、表１の実施例６の場合（突出量Ｓは２．３ｍｍである。）では、底稜エッジ成形部２５の板厚差を約０．２ｍｍ（＝１．７−０．５４）として素材（半製品Ｗｈ）に３３％のシゴキ加工が施されるので、アウターパンチ２１（２５）と半製品Ｗｈとの間の滑りを減少させることができる。したがって、実施例６の場合は、同じ突出量Ｓ（＝２．３ｍｍ）であるランド部無しの実施例４の場合に比較して、より一段と小さな底稜エッジ（Ｒｅ＝０．２ｍｍ）を形成することができる。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、インナーパンチをアウターパンチ（底稜エッジ成形部）よりも下方に突出させた状態で下降させてインナーパンチ先端成形面で素材を押圧しつつ有底筒状半製品をプレス成形する半製品成形工程と、インナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチ外側周面と有底筒状半製品内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とからなるプレス成形方法であるから、パンチ（スライド）を上下方向に１往復させる１工程で小さな底稜エッジを有する有底筒状製品を成形することができる。しかも、２工程以上を必要としていた従来プレス成形方法（プレス機械）の場合に比較して、金型費用や工数を大幅に減少できるので一段のコスト低減化に応えられる。また、製品Ｗｇの内容積を増大することができ、つぶし成形をする必要がないのでプレス荷重の軽荷重化を達成できる。さらに、半製品熱膨張量が大きく変化するマグネシウム合金の素材でも容易かつ確実に底稜エッジ成形を行える。
【００８１】
また、請求項２の発明によれば、底稜エッジ成形部を有するアウターパンチと，底稜エッジ成形部内で上下方向移動可能に連結部（鍔部と連結部材と押下バネとを含む。）を介してアウターパンチに連結されたインナーパンチとからパンチを形成し、プレス成形中はインナーパンチ先端成形面をアウターパンチ底稜エッジ成形部よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチが位置拘束状態ではアウターパンチ底稜エッジ成形部をインナーパンチ外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間への押込下降運動を許容可能に形成されたプレス機械であるから、請求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができるとともに、小型軽量かつ低コストで、取扱いが簡単である。
【００８２】
また、請求項３の発明によれば、インナーパンチ先端成形面のアウターパンチ底稜エッジ成形部（下端位置）からの突出量が底稜エッジ成形部の板厚以上に形成されているので、請求項２の発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに小さな底稜エッジを一段と確実かつ安定して成形することができる。
【００８３】
さらに、請求項４の発明によれば、底稜エッジ成形部の板厚が素材板厚以上に形成されているので、請求項２および請求項３の各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに底稜エッジへの素材補充量を増大できるから一段と小さな底稜エッジを形成できるとともに、素材の種類・剛性等に対する適応性が広くかつ確実な底稜エッジ成形を担保できる。
【００８４】
さらにまた、請求項５の発明によれば、底稜エッジ成形部の外側に内側に向って窪むランド部を形成されかつランド部の窪み量が素材板厚の９０％以下に形成されているので、請求項２から請求項４まで各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらにランド部により素材の肉を更に底稜エッジ部に押込むことができるとともに、アウターパンチと素材間の滑りを減少させられるから底稜エッジ部の小径化を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（第１の実施の形態）に係るプレス機械（主に、スライド側のパンチ構造）を説明するための縦断面図である。
【図２】同じく、パンチと下ダイセットとの相対位置（動作）関係を説明するための縦断面図で、（Ａ）はプレス成形中で、（Ｂ）は胴付き後の状態を示すある。
【図３】同じく、アウターパンチとその底稜エッジ成形部とを説明するための図である。
【図４】同じく、成形工程と半製品および製品形態とを説明するため図で、（Ａ）は半製品成形途中の状態を示し、（Ｂ）は製品成形終了後の状態を示す。
【図５】同じく、底稜エッジ成形部の板厚が素材板厚よりも小さい場合の状態を説明するための図である。
【図６】本発明（第２の実施の形態）に係る底稜エッジ成形部（ランド部を有する。）を説明するための図である。
【図７】有底筒状半製品を説明する図で、（Ａ）は中空円筒形状製品で（Ａ１）が平面図，（Ａ２）が縦断面図、（Ｂ）は中空角形状製品で（Ｂ１）が平面図，（Ｂ２）が縦断面図である。
【図８】従来プレス成形方法を説明するための図で、（Ａ）に半製品成形工程を、（Ｂ）に底稜エッジ成形工程を示す。
【符号の説明】
１０ プレス機械
１５ スライド
２０ パンチ
２１ アウターパンチ
２４Ｕ 下限位置拘束面
２５ 底稜エッジ形成部
２５Ｋ パンチ肩部
Ｔｅ 板厚
２７ ランド部
Ｔｒ 窪み量
３１ インナーパンチ
３２Ｋ パンチ肩部
３３ 先端成形面
Ｓ 突出量
３４ 外側周面
４０ 連結部
４１ 鍔部
４２ ボルト（連結部材）
４３ カラー
４５ 押下バネ
５０ 下ダイセット
５１ ダイ
５１Ｋ 成形空間
５３ 下板
５５ リフター
５６ 押上バネ
Ｗｈ 有底筒状半製品（素材）
ｔ 板厚（素材板厚）
Ｗｉｎ 内側周面
Ｗｂ 底部
Ｗｉｍ 底部稜線部位
Ｗｔ テーパー部
Ｗｖ 補充部
Ｗｇ 有底筒状製品
Ｒｅ 小曲部（底稜エッジ）
Ｒｓ 小角部（底稜エッジ）
Claims (5)
- ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形する半製品成形工程と、有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形する底稜エッジ成形工程とを含むプレス成形方法であって、
前記半製品成形工程が、前記パンチの一部を構成するインナーパンチをこのインナーパンチを被嵌するアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態で前記ダイ内を下降させかつインナーパンチの先端成形面でリフター上の前記素材を押圧しつつ前記有底筒状半製品をプレス成形する工程とされ、
前記底稜エッジ成形工程が、下降するリフターが下ダイセットの下板に突き当ってインナーパンチが下降不能に位置拘束された後にアウターパンチを下降させつつ底稜エッジ成形部をインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間に押込みつつ底稜エッジを成形する工程とされている、プレス成形方法。 - ダイ内でのパンチ下降運動により有底筒状半製品を成形可能かつ有底筒状半製品の底部の稜線部位に底稜エッジを成形可能なプレス機械であって、
前記ダイの成形空間内に、前記パンチからプレス成形力が付与されない場合は下板側の押上バネの付勢力で上限位置に保持可能かつ該プレス成形力が付与された場合には該押上バネの付勢力に抗して位置下降可能に形成されたリフターを設け、
前記パンチを、スライド側に取付けられかつ下方部にスカート形状の底稜エッジ成形部を有するアウターパンチと，底稜エッジ成形部内で上下方向移動可能に連結部を介してアウターパンチに連結されたインナーパンチとから形成し、
連結部が、アウターパンチの中空部内で上下方向移動可能に装着された鍔部と，一端部が鍔部に固定されかつ他端部がインナーパンチに固定された連結部材と，鍔部をアウターパンチの下限位置拘束面に向って押下げる押下バネとを含み、プレス成形中は該押上バネの付勢力に抗してインナーパンチの先端成形面をアウターパンチの底稜エッジ成形部の下端位置よりも下方に突出させた状態に保持可能かつインナーパンチがリフターを介して下板に当接された位置拘束状態ではアウターパンチの底稜エッジ成形部をインナーパンチの外側周面と有底筒状半製品の内側周面との間への押込下降運動を許容可能に形成されている、プレス機械。 - 前記先端成形面の前記底稜エッジ成形部の下端位置からの突出量が、底稜エッジ成形部の板厚以上である、請求項２記載のプレス機械。
- 前記底稜エッジ成形部の板厚が、前記素材の板厚以上である請求項２または請求項３記載のプレス機械。
- 前記底稜エッジ成形部の外側から内側に向って窪むランド部が形成され、このランド部の窪み量が前記素材板厚の９０％以下である、請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載されたプレス機械。
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