JP2007014984A

JP2007014984A - 円板状段付き材とそれからなるプレス製品およびその製造方法

Info

Publication number: JP2007014984A
Application number: JP2005198348A
Authority: JP
Inventors: Junji Matsuo; 準二松尾; Shoji Suzuki; 証二鈴木; Hidefumi Maekawa; 英文前川; Takashi Nishisaka; 隆司西坂; Hiroyuki Miyake; 裕之三宅; Seiji Amagi; 清司天木; Takao Suzuki; 孝夫鈴木
Original assignee: Zeniya Aluminum Engineering Ltd
Current assignee: Zeniya Aluminum Engineering Ltd
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【解決手段】
スピニング加工により、円周方向において板厚を異ならしめたアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の円板状段付き材１を得る。そして、この円板状段付き材１を所定の形状にプレス加工する。
【効果】
円周方向において板厚を異ならしめたアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の円板状段付き材１を容易に提供できる。この円板状段付き材１から、所定位置に所定の厚みを有する各種のアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の各種プレス製品（例えば、ホイール、圧力タンク、炊飯容器、圧力なべ）を極めて容易に提供できる。寸法精度も安定し、品質的にも優れている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、真中が厚くてその周囲が薄い場合など円周方向において板厚を任意に異ならしめた円板状素材と、それからなる各種プレス製品およびその製造方法に関するものである。

展伸材はスピニング加工、プレス加工、鍛造、押出し加工用など、各種加工用素材として従来から広く知られている。その中でもアルミニウム製の展伸材は通常圧延加工されるが、素性や寸法精度が非常に安定しているため、同一製品を量産する場合に広く使用されている。

しかしながら、例えば、真中が厚くてその周囲が薄い場合や、逆に、真中が薄くてその周囲が厚い場合など、円周方向において板厚を任意に異ならしめた円板状素材は、従来存在していない。

このような円板状素材が存在すれば、加工性も極めて良いので、展伸材から各種製品を極めて容易に提供できるが、現在のところそのような素材は存在しないため、例えば、アルミニウム製の製品であって円周方向において板厚を異ならしめるには、次のような方法を採っている。

例えば、アルミニウム製のホイールを例に挙げると、図７に示すように、大きな強度を必要とするディスクｄ’部分を厚くするために、この部分に別の材料すなわち別の板ｄ”を介在させ、３枚重ねの状態で溶接により接合・一体化してホイールＷ’としている。この場合には、ディスク部分に板ｄ”を入れなければならないため、ディスク部分が必要以上に厚くなるという欠点を有している。

また、アルミニウム製の圧力タンクの場合には、図８に示すように、厚さを必要とする部分には厚い材料ｔ’を用い、薄くても良い部分と溶接により接合・一体化して圧力タンクＴ’としている。この場合には、溶接工数も多く、また、圧力タンクＴ’として溶接による不安定要素がそれだけ増すという欠点もある。

さらに、炊飯容器を例に挙げると、図９に示すように、本来薄くても良い部分も厚くしなければならない底部ｃ’の厚さのままとして厚さを異ならしめる手間を省いている。したがって、炊飯容器Ｃ’が重い製品になってしまっている。

なお、押出し加工によって素材の板厚を異ならしめる技術（例えば、特許文献１参照）や、展伸材を加工した後スピニング加工により板厚を局部的に薄くして軽量化を図る技術（例えば、特許文献２参照）も提案されている。

特開２００４−２３０９６０号公報

特開平７−８８５８３号公報

一方、円周方向において素材の板厚を異ならしめる方法として、スピニング加工、鍛造、切削加工などが挙げられる。スピニング加工方式は必要に応じて板厚を異ならしめるのに便利ではあるが、寸法精度が安定しないのみならず、量産性が芳しくない。また、鍛造方式は一発加工できるので便利であるが、大きな設備が必要になるという欠点を有している。さらに、切削加工方式は材料の歩留まりが悪いのみならず、加工精度も劣るという欠点を有している。

そこで、本発明者らは、上述した様々な欠点を解消するためにはどうすれば良いかについて、鋭意研究を重ねて来た。その結果、円周方向において板厚を異ならしめた円板状の展伸材が入手できるようになれば、各種製品を容易に提供できること、さらには、この円板状段付き材をプレス加工すれば、所定位置に所定の厚みを有するプレス製品を極めて容易に提供でき、しかも、寸法精度も安定し、品質的にも優れていることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明においては、円周方向において板厚を異ならしめた新規な円板状段付き材を容易に提供できる。この素材は素性や寸法精度が安定しているため、量産性に優れている。そして、従来にはないこの円板状段付き材を用いれば、寸法精度が安定し、品質的にも優れた製品を容易に提供できる。

円周方向において板厚を異ならしめた円板状段付き材をプレス加工することにより、円板状段付き材からプレス製品を容易に得ることができる。プレス加工により得られる製品であるから、寸法精度が安定しており、量産性にも優れている。

また、本発明においては、円板状素材の円周方向において板厚を異ならしめることにより円板状段付き材を形成し、この円板状段付き材をプレス加工する。この製造方法によれば、所定位置に所定の厚みを有するプレス製品を容易に提供できる。

そして、円板状素材の円周方向において板厚を異ならしめることにより素材の持つ強度を高め、さらにプレス加工することにより素材の持つ強度をさらに高めるのが、製造方法として最も好ましい。この製造方法によれば、円周方向において板厚を異ならしめる段付き加工により素材の持つ強度が高められ、さらにプレス加工することにより素材の持つ強度がさらに高められるので、素材を厚くしないで必要な強度を確保できる。

請求項１記載の発明によれば、円周方向において板厚を異ならしめた新規な円板状段付き材を容易に提供できるという効果がある。この素材は素性や寸法精度が安定しているため、量産性に優れているという効果もある。さらに、従来にはないこの円板状段付き材を用いれば、寸法精度が安定し、品質的にも優れた製品を容易に提供できる効果がある。

請求項２記載のプレス製品は、寸法精度が安定しており、量産性にも優れているという特長がある。

請求項３記載の製造方法によれば、所定位置に所定の厚みを有するプレス製品を容易に提供できる効果がある。

請求項４記載の製造方法によれば、素材を厚くしないで必要な強度を確保できるという利点がある。

本発明による円板状段付き材とそれからなるプレス製品およびその製造方法について、図１〜図６に基いて詳細に説明する。
図１には、真中1aが厚くてその周囲1bが薄くなるように、円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材の一例を示す。また、図示はしないが、その逆で真中が薄くてその周囲が厚くなるように、円周方向において板厚を異ならしめることもできる。要するに、必要に応じて円周方向において板厚が任意に異なっている円板状の素材が得られれば良い。このような円板状素材１は、例えば、スピニング加工により容易に段付加工できる。

図２、図３には、ディスクｄ部分を他の部分よりも厚くしたホイールの一例を示す。例えば、スピニング加工により、ディスク部とすべき部分が他の部分よりも厚くなるような円板状素材を作製し、それをプレス加工により所定の形状に仕上げると、大きな強度を必要とするディスクｄ部分が他の部分よりも厚くなるホイールＷが出来上がる。

なお、図２の場合には、アウターリムｏ側にディスクｄ部分が形成され、その部分を他の部分よりも厚くしてある。一方、インナーリムｉ側にはディスク部分がなく、インナーリムｉ全体をアウターリムｏの薄い部分と同じ厚さにしてある。

一方、図３の場合には、アウターリムｏ側にディスクｄ部分が形成され、その部分を他の部分よりも厚くしてある。そして、インナーリムｉ側にもディスクｄ₁部分が形成され、このディスクｄ₁部分を含むインナーリムｉ全体をアウターリムｏの薄い部分と同じ厚さにしてある。この場合には、従来の場合（図７）に比べて部品点数が少なく、また、ディスク部分が必要以上に厚くならないで必要な強度を確保できる。

また、図４には、厚さを必要とする部分には厚い材料ｔを用い、薄くても良い部分と溶接により接合・一体化した圧力タンクの一例を示す。この場合には、少なくとも溶接工数が従来の場合（図８）に比べて少なくなる。したがって、圧力タンクＴとして溶接による不安定要素がそれだけ減るという利点がある。

また、図５には、厚くしなければならない底部ｃのみを厚くし、それ以外の部分を底部ｃより薄くした炊飯容器の一例を示す。この場合には、全体が底部ｃと同じ厚さである従来の場合（図９）に比べて炊飯容器Ｃを軽くすることができるのみならず、材料費が安くなる。しかも、フランジｃ₁部分を自由な形状に設計できる。

さらに、図６には、加熱ムラを無くすために底部ｐを厚くするとともに、強度が必要なフランジｐ₁部分を厚くし、それら以外の部分を薄くした圧力なべの一例を示す。この場合には、全体が底部ｃと同じ厚さの場合に比べて圧力なべＰを軽くすることができるのみならず、材料費が安くなる。

これらの素材はいずれもアルミニウム製やアルミニウム合金製とすることができ、これらの素材から例えばスピニング加工により、円周方向において板厚を異ならしめたアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の円板状段付き材を容易に提供できる。そして、この円板状段付き材をプレス加工すれば、所定位置に所定の厚みを有する各種のアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製のプレス製品（上述の例では、ホイール、圧力タンク、炊飯容器、圧力なべ）を極めて容易に提供でき、しかも、寸法精度も安定し、品質的にも優れている。

これらの素材は段付き加工により、素材に残留応力を残すことができる。そして、さらにプレス加工することにより高い残留応力を保持させることができるため、強度をさらに高めることができる。これは、軽さと大きい耐荷重を要求されるＡＴＶホイールに効果的である。

円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材の一例を示す図で、(a)はその半分を示す平面図、(b)はその中央縦断面図である。円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材をプレス加工するとともに、必要個所を溶接により一体化してホイールとした場合の一例を示す図で、(a)は平面図、(b)はその中央縦断面図である。円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材をプレス加工するとともに、必要個所を溶接により一体化してホイールとした場合の別の例を示す図で、(a)は平面図、(b)はその中央縦断面図である。円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材をプレス加工するとともに、必要個所を溶接により一体化して圧力タンクとした場合の一例を示す中央縦断面図である。円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材をプレス加工して炊飯容器とした場合の一例を示す中央縦断面図である。円周方向において板厚を異ならしめた円板状素材をプレス加工して圧力なべとした場合の一例を示す中央縦断面図である。従来のホイールの一例を示す図で、(a)は平面図、(b)はその中央縦断面図である。従来の圧力タンクの一例を示す中央縦断面図である。従来の炊飯容器の一例を示す中央縦断面図である。

符号の説明

１…円板状素材、Ｗ…ホイール、ｄ，ｄ₁…ディスク、ｉ…インナーリム、ｏ…アウターリム、ｆ…フランジ、Ｔ…圧力タンク、Ｃ…炊飯容器、ｃ…底部、ｃ₁ …フランジ、Ｐ…圧力なべ、ｐ…底部、ｐ₁…フランジ。

Claims

円周方向において板厚を異ならしめたことを特徴とする、円板状段付き材。
円周方向において板厚を異ならしめた円板状段付き材をプレス加工して得られることを特徴とする、円板状段付き材からなるプレス製品。
円板状素材の円周方向において板厚を異ならしめることにより円板状段付き材を形成し、この円板状段付き材をプレス加工して所定位置に所定の厚みを有するものとすることを特徴とする、プレス製品の製造方法。
円板状素材の円周方向において板厚を異ならしめることにより素材の持つ強度を高め、さらにプレス加工することにより素材の持つ強度をさらに高めることを特徴とする、プレス製品の製造方法。