JP2007105797A - リング状部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素材の重量に対するリング状部材の重量の割合である歩留り率を良くして、リング状部材のコスト低減を図る。
【解決手段】所定幅の素材２から複数個の縦長環状のブランク３を打ち抜き、該縦長環状のブランク３を円環状のリング状部材１に成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リング状部材の製造方法に関する。

従来、図１２に示すようなリング状部材１は、図１３(ａ)，(ｂ)に示す所定の板厚を有する素材２から、プレス装置によって複数個の円環状のリング状部材１を単列または複数列で打ち抜く方法によって製造されていた。

しかしながら、上記従来の製造方法では、素材２の重量に対するリング状部材１の重量の割合である歩留り率が悪く、リング状部材１のコストを高くしていた。

その理由は、リング状部材１に対するスケルトンＳ１およびスラッグＳ２の割合が高い材料取りとなるためである。なお、前記「スケルトン」とは、複数個のリング状部材１の打ち抜きによって残る枠状のスクラップのことであり、また、前記「スラッグ」とは、複数個のリング状部材１の打ち抜き時に、ポンチで打ち抜き除去される複数のスクラップのことである。

本発明は、このような問題を解決するものであって、その目的とするところは、素材の重量に対するリング状部材の重量の割合である歩留り率を良くして、コストを低減することのできるリング状部材の製造方法を提供することにある。

本発明に係るリング状部材の製造方法は、所定幅の素材から複数個の縦長環状のブランクを打ち抜き、該縦長環状のブランクを円環状のリング状部材に成形することに特徴を有するものである。
このように構成することで、リング状部材に対するスケルトンおよびスラッグの割合を、図１３に示す場合に比較して、低く抑えた材料取りが可能になるため、素材の重量に対するリング状部材の重量の割合である歩留り率を良くすることができる。

一つの好適な態様として、本発明によるリング状部材の製造方法は、前記素材から前記ブランクを打ち抜くに際し前記ブランクの幅方向両端縁が前記素材の幅方向両端に沿うように材料取りすることができる。また、この場合において、前記ブランクは幅方向両側で互いに対向する直線部と、これら直線部の縦長方向の両端部を連続させる一対の曲線部とを備え、前記素材の幅方向両端縁によって前記ブランクの直線部の外端縁を形成することができる。これによれば、縦長環状のブランクに対するスクラップの割合を最低限に抑えた材料取りが可能になり、その結果、素材の重量に対するリング状部材の重量の割合である歩留り率を更に良くすることができる。

本発明によれば、リング状部材に対するスケルトンおよびスラッグの割合を低く抑えた材料取りを可能にするので、素材の重量に対するリング状部材の重量の割合である歩留り率を良くして、リング状部材のコストを低減することができる。

以下、本発明に係るリング状部材の製造方法の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、所定の幅、板厚の素材２を矢印Ｘで示すように該素材２の長手方向に送りながら、プレス装置によって送り方向に所定の間隔ｌを隔てて複数個の縦長環状のブランク３を直列して打ち抜く。なお、素材２としては銅、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属製棒材を圧延等で板状体にしたものを用いるか、あるいは当初から板状体の素材を用いる。
縦長環状のブランク３は、図２に示すように、内側に幅寸法ｗ１の小さい縦長の孔３ａを挟んで互いに対向する左右両側の直線部３ｂ，３ｃと、これら直線部３ｂ，３ｃの縦長方向の両端部を連続させる一対の曲線部３ｄとを備えており、この縦長環状のブランク３を図３に示すように第１の型押し装置４にセットする。

第１の型押し装置４は、移動板５と、前後一対の案内板６とを備え、移動板５は、案内板６に案内されて図示していない進退機構により左右方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に進退する。移動板５は、本体部５ａと、この本体部５ａの前後方向の両端部に形成した鍔部５ｂ，５ｂとを備え、鍔部５ｂ，５ｂが案内板６における相手に対向する側の縁部６ａ，６ａの下側に摺動自在に潜り込んでおり、本体部５ａと鍔部５ｂ，５ｂとの境界に形成される垂直段差面５ｃが案内板６における相手に対向する側の端面６ｂに摺動自在に当接するように配置されている。また、移動板５における本体部５ａの中央部には、投影平面形状船形の内型８ー１が直線Ｘに直交する直線Ｙ上において上向きに突設されている。この内型８ー１の幅寸法ｗ２は、ブランク３の縦長の孔３ａに嵌合できるように、該縦長の孔３ａの幅寸法ｗ１よりも僅かに小さい大きさに設定されている。

第１の型押し装置４における案内板６には、前後一対の位置決め突起８ー２と、前後二対の位置決め兼変形許容突起９を設けてある。一対の位置決め突起８ー２は、後述のように、第１の型押し装置４に縦長環状のブランク３をセットした場合に、縦長環状のブランク３が矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動するのを防止して、縦長環状のブランク３を適正な位置に位置決めするためのもので、前記直線Ｘに直交する前記直線Ｙ上で互いに対向して、直線Ｘを間に挟んで対称な位置に立設されており、その対向間隔は、縦長環状のブランク３のセットを許容できるように、縦長環状のブランク３の縦長方向の寸法よりも僅かに大きい値に設定されている。

また、前後二対の位置決め兼変形許容突起９は、後述のように、第１の型押し装置４に縦長環状のブランク３をセットした場合に、縦長環状のブランク３が矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動するのを防止して、縦長環状のブランク３を適正な位置に位置決めするとともに、内型８ー１による縦長環状のブランク３の変形を許容するためのもので、移動板５の中心を通る直線Ｘと直線Ｙを間に挟んだ対称な位置に立設されており、直線Ｘ方向の対向間隔は、縦長環状のブランク３のセットを許容できるように、縦長環状のブランク３の幅方向の寸法よりも僅かに大きい値に設定されている。そして、各位置決め兼変形許容突起９は、直線Ｙに平行な位置決め面９ａに連続して円弧状の変形許容面９ｂが形成されている。

図３に示すように、縦長環状のブランク３が第１の型押し装置４にセットされると、その上方から二点鎖線で示す上型１０を下降させる。これにより、案内板６、位置決め突起８ー２および位置決め兼変形許容突起９それぞれの上面は上型１０の下面で押圧され、ブランク３と内型８ー１の上面は、上型１０の下面に対して極めて小さい隙間（摺動が許容される小さい隙間）を介して対向して、ブランク３の反りを防止する。

この状態で移動板５を矢印Ｘ２方向に移動させる。これにより、内型８ー１は縦長環状のブランク３の右側直線部３ｃをその内側から矢印Ｘ２方向に押圧付勢して、図４に示すように矢印Ｘ２方向に押し曲げ、続いて、移動板５を矢印Ｘ１方向に移動させることにより、内型８ー１は縦長環状のブランク３の左側直線部３ｂ（図３参照）をその内側から矢印Ｘ１方向に押圧付勢して、図４に示すように矢印Ｘ１方向に押し曲げ、幅方向の寸法が図３の幅方向の寸法よりも拡大されて変形した縦長環状のブランク３Ａを成形する。この成形の過程で、図３に示す縦長環状のブランク３における左右両側の直線部３ｂ，３ｃの拡開変形は、これら直線部３ｂ，３ｃにおける曲線部３ｄ近くの部位の幅方向外面が、二対の位置決め兼変形許容突起９それぞれの円弧状の変形許容面９ｂに当接するまで拡げられることによって許容されるとともに、変形許容面９ｂが円弧状に形成されていることによって、拡開変形時における拡開変形部の肉が薄くなるのを抑制できる。

図４に示す変形した縦長環状のブランク３Ａは、次の工程で図５に示す第２の型押し装置１１にセットされる。

第２の型押し装置１１は、左右一対の成形外型１２と、前後一対の規制型１３とを備え、成形外型１２は、案内溝１４に案内されて図示していない進退機構によりベース１５上を左右方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に進退する。

成形外型１２は、載置面１２ａと、載置面１２ａから垂直上向きに突出して投影平面形状が円弧状に窪んだ押圧面１２ｂとを備え、この押圧面１２ｂの曲率半径は、変形した縦長環状のブランク３Ａにおける曲線部３ｄの外周面の曲率半径よりも大きい値に設定してある。また、規制型１３には、相手に対向する側の端面に投影平面形状が円弧状に窪んだ規制面１３ａを形成してある。さらに、ベース１５の中央部上面から上方に突出して、投影平面形状船形の保持内型１６が直線Ｘ方向にのびて設けられ、この保持内型１６の幅寸法は、変形した縦長環状のブランク３Ａの縦長の孔３ｅに嵌合できるように、該縦長の孔３ｅの幅寸法よりも僅かに小さい寸法に設定されている。また、保持内型１６の直線Ｘ上の両端部には円弧状の保持面１６ａが垂直に設けられ、これら保持面１６ａとその近傍の下側には切欠部１６ｂを設けてある。

図５に示すように、変形した縦長環状のブランク３Ａにおける直線部３ｂ，３ｃで保持内型１６を挟み、かつ該ブランク３Ａの曲線部３ｄおよびその近傍を成形外型１２の載置面１２ａに載置した状態で、縦長環状のブランク３Ａが第２の型押し装置１１にセットされると、その上方から二点鎖線で示す上型１７を下降させる。これにより、規制型１３と保持内型１６の上面は上型１７の下面で押圧され、縦長環状のブランク３Ａと成形外型１２の上面は、上型１７の下面に対して極めて小さい隙間（摺動が許容される小さい隙間）を介して対向して、ブランク３Ａの反りを防止する。

この状態で、成形外型１２を矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動させる。これにより、成形外型１２の押圧面１２ｂは変形した縦長環状のブランク３Ａの曲線部３ｄの外側を相手側の曲線部３ｄに向けて押圧付勢する。この際、成形外型１２の載置面１２ａは保持内型１６の切欠部１６ｂに進入する。したがって、両曲線部３ｄは、図６に示すように、その径内面が保持内型１６の円弧状の保持面１６ａにより少し押し拡げられて矢印Ｘ１，Ｘ２方向への移動が規制された位置決め状態で、曲率半径の大きい径外面が成形外型１２の円弧状に窪んだ押圧面１２ｂにより外側から内向きに押圧されることによって、該押圧面１２ｂに沿って変形することになるので、曲率半径の大きい径外域に「延び」が生じて、曲線部３ｄにおける曲率半径の小さい径内域の「延び」が極力抑えられ、径内域の肉が薄くなるのを避けることができるばかりか、むしろ曲線部３ｄを厚肉化するような材料の流れが生じて、径内域の応力集中を緩和する。その結果、曲線部３ｄに亀裂を発生させることなく、両曲線部３ｄを大きい曲率半径でリング状部材１の製造に有利な大曲線部３Ｄに成形することができるので、縦長環状のブランク３Ａに対するリング状部材１の割合である歩留り率を良くすることができる。

両曲線部３ｄが大きい曲率半径の大曲線部３Ｄに成形される過程で、図５に示す変形した縦長環状のブランク３Ａにおける直線部３ｂ，３ｃは、矢印Ｙ１，Ｙ２方向に拡開されて、図６に示すように、その中央部に湾曲した膨出部３Ｅが形成され、これら膨出部３Ｅの外面が規制型１３の円弧状に窪んだ規制面１３ａに当接することによって、変形した縦長環状のブランク３Ａ（図５参照）が矢印Ｙ１，Ｙ２方向に過剰に拡開されるのを規制して、一対の大きい曲率半径の大曲線部３Ｄと、一対の湾曲した膨出部３Ｅとを有し、これら大曲線部３Ｄと膨出部３Ｅとが四つの短い直線部３Ｆを介して互いに連続した半加工品１８が成形される。

図６に示す半加工品１８は、さらに次の工程で図７に示す第３の型押し装置１９にセットされる。

第３の型押し装置１９は、ベース２０と、このベース２０の上面を高さ方向の間隔を隔てて塞ぐ上板２１とを有し、ベース２０には、その中心を通る直線Ｘ上に案内溝２２が設けられ、この案内溝２２に矢印Ｘ１，Ｘ２方向に進退自在に移動板２３が嵌合されている。この移動板２３は、図示していない進退機構によって矢印Ｘ１，Ｘ２方向に進退する。移動板２３の上面はベース２０の上面と面一になっており、その中央部には、投影平面形状が楕円形の仕上げ内型２４がベース２０の中心を通って直線Ｘに直交する直線Ｙ上において上向きに突設されている。この仕上げ内型２４は、上板２１に形成されている略真円形の窓部２５に臨んでおり、該窓部２５の内周面は外型として機能する。

図７に示すように、半加工品１８が第３の型押し装置１９にセットされると、その上方から二点鎖線で示す上型２６を下降させる。これにより、上板２１上面は上型２６の下面に押圧され、半加工品１８と仕上げ内型２４の上面は、上型２６の下面に対して極めて小さい隙間（摺動が許容される小さい隙間）を介して対向して、半加工品１８の反りを防止する。

この状態で移動板２３を矢印Ｘ２方向に移動させる。これにより、仕上げ内型２４は半加工品１８の右半部をその内側から矢印Ｘ２方向に押圧付勢して、図８に示すように右半部の外周面を略真円形の窓部２５における右半部の内周面に押し付けて、半加工品１８の右半部を半円形に成形する。つづいて、移動板２３を矢印Ｘ１方向に移動させる。これにより、仕上げ内型２４は半加工品１８の左半部をその内側から矢印Ｘ１方向に押圧付勢して、図９に示すように左半部の外周面を略真円形の窓部２５における左半部の内周面に押し付けて、半加工品１８の左半部を半円形に成形することによって、図９および図１２に示すリング状部材１が製造される。

このように、本発明によれば、図１に示す素材２から複数個の縦長環状のブランク３を打ち抜き、これら縦長環状のブランク３を第１〜第３の型押し装置４，１１，１９によって押し拡げて円環状に成形することで、図９および図１２に示すリング状部材１が製造される。したがって、リング状部材１に対する図１のスケルトンＳ１およびスラッグＳ２の割合を、図１３で説明したリング状部材１に対するスケルトンＳ１およびスラッグＳ２の割合よりも低く抑えた材料取りによって、素材２の重量に対するリング状部材１の重量の割合である歩留り率を良くして、リング状部材１のコストを低減することができる。

また、第２の型押し装置１１によって、変形した縦長環状のブランク３Ａにおける一対の曲線部３ｄの外側を成形外型１２の円弧状に窪んだ押圧面１２ｂによって相手側の曲線部３ｄに向けて押圧付勢することで、各曲線部３ｄは、その径内面が保持内型１６の円弧状の保持面１６ａにより少し押し拡げられて矢印Ｘ１，Ｘ２方向への移動が規制された位置決め状態で、曲率半径の大きい径外面が成形外型１２の円弧状に窪んだ押圧面１２ｂにより外側から内向きに押圧されることによって、該押圧面１２ｂに沿って変形することになるので、曲率半径の大きい径外域の「延び」が極力抑えられ、径内域の肉が薄くなるのを避けられるばかりか、むしろ曲線部３ｄを厚肉化するような材料の流れが生じて、径内域の応力集中を緩和する。その結果、曲線部３ｄに亀裂を発生させることなく、両曲線部３ｄを大きい曲率半径でリング状部材１の製造に有利な大曲線部３Ｄに成形することができるので、縦長環状のブランク３Ａに対するリング状部材１の割合である歩留り率を良くして、リング状部材１のコストを低減することができる。

前記実施形態では、図２に示すように、縦長の孔３ａの幅寸法ｗ１が小さい縦長環状のブランク３を打ち抜き、このブランク３を押し拡げることでリング状部材１を製造しているが、図１０に示すように、幅寸法ｗ３が前記図２の幅寸法ｗ１よりも充分に大きい小判形の縦長の孔２７ａを有する縦長環状のブランク２７を打ち抜き、このブランク２７を前記実施形態と同じ手順で押し拡げてリング状部材１を成形することもできる。この場合においても、前記実施形態と同様に、縦長環状のブランク２７に対するリング状部材１の割合である歩留り率を良くして、リング状部材１のコストを低減することができる。

また、所定幅の素材２から複数個の縦長環状のブランク３，２７を打ち抜くに際し、図１１(ａ)，(ｂ)に示すように、縦長環状のブランク３，２７の幅方向両端縁が素材２の幅方向両端２ａに沿う配列の下で材料取りすることができる。より具体的には、素材２の幅方向両端縁２ａを活用して、縦長環状のブランク３，２７における直線部３ｂ，３ｃの外端縁を形成し、かつ、プレス装置による素材２の剪断によって、一対の直線部３ｂ，３ｃを互いに連続させる一対の曲線部３ｄを長手方向の両端部に形成することができる。これにより、縦長環状のブランク３，２７に対するスクラップの割合を最低限に抑えた材料取りが可能になる。すなわち、前記スクラップが、縦長の孔３ａ，２７ａの打ち抜き時に、ポンチで打ち抜き除去されるスラッグＳ１と、図１１(ａ)，(ｂ)において斜線で示すように、長手方向に配列して素材２から切り離される縦長環状のブランク３どうし又はブランク２７どうしの間に存在する鼓形の端板部２ｘとに削減される。その結果、素材２の重量に対するリング状部材１の重量の割合である歩留り率をより一層良くすることができる。

更に、本発明のリング状部材の製造方法は以下の点においても特徴を有するものである。

縦長環状のブランク３を、その縦長方向両端部の曲線部３ｄを相手側に向けて外側から押圧して円環状に成形する。このようにすることで、リング状部材１に対するスケルトンおよびスラッグの割合を低く抑えた材料取りが可能になって、素材の重量に対するリング状部材１の重量の割合である歩留り率を良くすることができる。また、縦長方向両端部の曲線部３ｄを相手側に向けて外側から押圧することによって、これら曲線部３ｄにおける曲率半径の小さい径内域の「延び」が極力抑えられて、径内域の薄肉化が避けられるばかりか、むしろ曲線部３ｄを厚肉化するような材料の流れが生じて、径内域の応力集中を緩和する。その結果、曲線部３ｄに亀裂が発生しなくなって、縦長環状のブランク３に対するリング状部材１の割合である歩留り率を良くすることができる。

また、縦長環状のブランク３を内型１６，２４と外型１２，２５とを備えた型押し装置１１，１９によって円環状に成形することが望ましい。これによると、高品質のリング状部材１を能率よく製造して、コストダウンを図ることができる。

さらに、縦長環状のブランク３が、その内側に縦長の孔３ａを有して、幅方向両側で互いに対向する直線部３ｂ，３ｃと、これら直線部３ｂ，３ｃの縦長方向の両端部を連続させる曲線部３ｄとを備え、縦長の孔３ａに嵌合した内型８−１による直線部３ｂ，３ｃへの押圧付勢で縦長環状のブランク３の幅方向の寸法を拡大したのちに、この幅方向の寸法が拡大された縦長の孔３ａに保持内型１６を嵌合した状態で、曲線部３ｄの外側を成形外型１２で相手側の曲線部３ｄに向けて押圧付勢して、これら曲線部３ｄを大きい曲率半径の大曲線部３Ｄに押し拡げることが望ましい。
このように、縦長の孔３ａに嵌合した内型８−１により縦長環状のブランク３の幅方向の寸法を拡大したのちに、幅方向の寸法が拡大された縦長の孔３ａに保持内型１６を嵌合した状態で、成形外型１２で曲線部３ｄの外側を相手側の曲線部３ｄに向けて押圧付勢することによって、これら曲線部３ｄは、保持内型１６により相手側の曲線部３ｄへの移動が規制されて位置決めされた状態で、成形外型１２により外側から内向きに押圧されることになるので、これら曲線部３ｄにおける曲率半径の小さい径内域の「延び」が極力抑えられて、径内域の肉が薄くなるのを避けられ、径内域に応力が集中しなくなって、曲線部３ｄに亀裂を発生させることなく、両曲線部３ｄを大きい曲率半径の大曲線部３Ｄに容易に成形することができる。

素材からブランクを打ち抜く工程の第１実施形態を示す平面図である。 図１の素材から打ち抜かれたブランクを示す拡大正面図である。 第１の型押し装置にブランクをセットした状態の実施形態を示す平面図である。 第１の型押し装置によって変形したブランクが成形された状態の実施形態を示す平面図である。 第２の型押し装置に変形したブランクをセットした状態の実施形態を示す平面図である。 第２の型押し装置によって半加工品が成形された状態の実施形態を示す平面図である。 第３の型押し装置に半加工品をセットした状態の実施形態を示す平面図である。 第３の型押し装置によって半加工品の右半部が半円状に成形された状態の実施形態を示す平面図である。 第３の型押し装置によって半加工品がリング状部材に成形された状態の実施形態を示す平面図である。 ブランクの第２実施形態を示す拡大正面図である。 素材からブランクを打ち抜く工程の他の実施形態を示す平面図である。 リング状部材の一例を示す正面図である。 素材からブランクを打ち抜く従来の工程を示す平面図であり、図１３(ａ)は単列打ち抜きを示し、図１３(ｂ)は並列打ち抜きを示している。

符号の説明

１ リング状部材
２ 素材
２ａ 素材の幅方向両端
３ 縦長環状のブランク

Claims (3)

1. 所定幅の素材から複数個の縦長環状のブランクを打ち抜き、該縦長環状のブランクを円環状のリング状部材に成形することを特徴とするリング状部材の製造方法。
2. 請求項１記載のリング状部材の製造方法において、前記素材から前記ブランクを打ち抜くに際し該ブランクの幅方向両端縁が前記素材の幅方向両端に沿うように材料取りすることを特徴とするリング状部材の製造方法。
3. 請求項２記載のリング状部材の製造方法において、前記ブランクは幅方向両側で互いに対向する直線部と、これら直線部の縦長方向の両端部を連続させる一対の曲線部とを備え、前記素材の幅方向両端縁によって前記ブランクの直線部の外端縁を形成していることを特徴とするリング状部材の製造方法。

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