JP2007296532A - プレス加工品 - Google Patents

Abstract

【課題】周縁の切り欠き側先端周囲に発生する反りを低減することを可能とした、プレス加工品を提案する。
【解決手段】加工前の部材厚が０．５ｍｍ以下の金属板１０の周縁に絞り加工を施すことにより縁壁１１が成形されているとともに、切り欠き１２が形成されたプレス加工品１について、この切り欠き１２に対応する周縁側の二箇所の先端部１５，１５が、いずれも鈍角を呈していることにより、縁壁１１に連続する平面部１３の反りが低減されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、切り欠きが形成されたプレス加工品であって、この切り欠きが形成された部分以外の周縁に縁壁が成形されたプレス加工品に関する。

周縁に縁壁が成形されるプレス加工品において、縁壁の成形は、絞り加工により行う場合がある。そして、このプレス加工品には、その使用目的に応じて切り欠きが形成される場合がある。

例えば、記録ディスクカートリッジのロータリシャッタは、周縁に縁壁が成形された２個（２枚）のシャッタ部材（プレス加工品）を、互いの縁壁を重ね合わせることにより組み立てて、内部に粉塵等が入り込むことを防止するように構成されている。そして、このロータリシャッタは、カートリッジケースをドライブ装置に装着したときにドライブ装置のヘッドが記録ディスクメディアにアクセスできるように、平面視くさび形のアクセス用の開口部が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
このため、ロータリシャッタを構成するシャッタ部材１０１には、図７に示すように、開口部の形状に応じた切り欠き１１０が形成されている。
特開２００５−２６７８１５号公報

このようなシャッタ部材１０１の切り欠き１１０は、ドライブ装置のヘッドの移動方向の形状に応じて形成されており、従来、シャッタ部材１０１の周縁であって、切り欠き側の先端部１１１は９０°より小さい角度（鋭角）に形成されている。

ところが、切り欠き１１０側の先端部１１１が鋭角に形成されたシャッタ部材１０１の周縁に、縁壁１１２を形成する絞り加工を施すと、先端部１１１の周辺に大きな反りが生じるという問題点を有していた。シャッタ部材１０１の周縁の先端部１１１に大きな反りが生じていると、この先端部１１１がカートリッジの内部において引っ掛り、ロータリシャッタの回転が妨げられる場合や、ロータリシャッタが破損する場合がある。
また、シャッタ部材以外のプレス加工品についても、切り欠きを有しており、周縁に絞り加工により縁壁を形成する場合には、同様に、周縁の切り欠き側先端に大きな反りが生じていた。

そのため、このようなプレス加工品については、周縁の先端に生じる大きな反りを矯正することを目的として、絞り加工後にこの部分にプレス加工を施していたため、高品質のプレス加工品を成形するためには手間を要していた。

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、周縁の切り欠き側先端周囲に発生する反りを低減することを可能とした、プレス加工品を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被加工材の周縁に絞り加工を施すことにより縁壁が成形されたプレス加工品であって、前記被加工材には、切り欠きが形成されており、前記切り欠きに対応する周縁側の先端部がいずれも鈍角を呈していることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレス加工品であって、中心から縁壁までの最大幅が、前記被加工材の加工前の部材厚の２５倍以上７００倍以下の範囲内であることを特徴としている。なお、プレス加工品の最大寸法が被加工材の加工前の部材厚の２５倍より小さいと、プレス加工で生じた歪に抗して変形を抑制できる十分な剛性があるため、本発明に係るプレス加工品であるなしに関わらず必要な精度を得ることが可能である。一方、７００倍よりも大きいと、精密部品として必要とされるような反りに抑えることは難しい。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプレス加工品であって、縁壁の高さが、前記被加工材の加工前の部材厚の３倍以上２５倍以下の範囲内であることを特徴としている。なお、縁壁の高さが被加工材の加工前の部材厚の３倍よりも小さいと、プレス加工品の形状にもよるが、部材厚と大きさによる剛性が高く、縁壁の成形の精度が低下する可能性が高い。一方、２５倍よりも大きい場合は、反りや変形等の不具合が大きくなりやすく、必要な精度を確保することが困難となる。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプレス加工品であって、前記被加工材の加工前の部材厚が０．５ｍｍ以下であることを特徴としている。なお、本発明に係るプレス加工品は、被加工材の部材厚が、より薄い場合に反りを低減する効果が大きくなる傾向にある。そのため、被加工材の加工前の部材厚が０．５ｍｍ以下であると効果的であり、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２５ｍｍ以下での効果が顕著である。

かかるプレス加工品は、切り欠きを有し、縁壁が成形されたプレス加工品について、この切り欠きに対応する周縁側の先端部の角度が、いずれも鈍角に成形されているため、この先端部における反りの発生を低減することが可能となっている。そのため、先端部において発生する反りに対する矯正の手間を省くことが可能となり、好適である。また、切り欠きに対応する周縁の先端部の反りが小さく、平面度が良好なため、精密部品等の部材として好適に使用することが可能となる。ここで、本明細書において、「鈍角」とは、角度δが、９０°＜δ＜１８０°の範囲内であることをいう。

本発明のプレス加工品によれば、切り欠きに対応する周縁の先端部が、鋭角ではないため、プレス加工品の周縁の先端周囲における反りの発生を低減させることが可能となった。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、プレス加工品として、磁気媒体を収納するカートリッジの部品、より詳しくは、カートリッジのシャッタ部材を成形する場合について説明する。
参照する図面において、図１は、本実施形態に係るプレス加工品を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大断面図である。図２は、図１に示すプレス加工品を示す平面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る絞り加工方法の各施工段階を示す断面図である。

本実施形態に係るプレス加工品１は、図１（ａ）に示すように、被加工材である金属板１０の周縁に絞り加工を施すことにより縁壁１１が形成されたものである。また、プレス加工品１には、金属板１０の中央にバーリング加工を施すことによりボス１４が成形されている。そして、プレス加工品１には、扇状の切り欠き１２が形成されている。

また、プレス加工品１は、プレス加工品１の中心から周縁（縁壁１１）までの最大長（幅）ｘが、金属板１０の加工前の板厚（平面部１３の部材厚ｔ）の２５倍〜７００倍、好ましくは５０倍〜５５０倍の範囲内に成形されている（図１（ｂ）参照）。なお、プレス加工品１の形状は限定されるものではない。

本実施形態では、金属板１０として、その板厚（部材厚）が、０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２５ｍｍ以下のものを使用する。なお、金属板１０の板厚は、前記の範囲に限定されるものではない。

縁壁１１は、図１（ｂ）に示すように、平面部１３に対して、略直角に立設した状態で成形されている。縁壁１１の部材厚ｔ１は、平面部１３における金属板１０の部材厚ｔよりも若干小さく（平面部１３の部材厚ｔの７０％〜９５％）成形されている。また、縁壁１１の高さｈ１は、平面部１３の部材厚ｔに対して３倍〜２５倍、好ましくは４倍〜１８倍に成形されている。ここで、本実施形態に係るプレス加工品１は、平面部１３にはプレス加工が施されておらず、平面部１３の部材厚ｔは、加工前の金属板１０の板厚が維持されているものとする。また、本実施形態では、縁壁１１の部材厚ｔ１が、平面部１３の部材厚ｔよりも小さく成形されるものとしたが、縁壁１１の部材厚ｔ１は限定されるものではない。

切り欠き１２は、図２に示すように、縁壁１１の２点から、ボス１４の根元の平面部を残した状態で切り欠くことにより扇状に形成されている。そして、プレス加工品１の周縁における切り欠き１２側の二つの先端部１５，１５は、その角度（以下、「先端角度φ」という場合がある）がいずれも鈍角（好ましくは９５°〜１２０°の範囲内）となるように形成されている。

次に、図面を参照して、本実施形態による絞り加工方法について説明する。
本実施形態では、図１（ａ）に示すように、金属板１０（プレス加工品１）の周縁に、縁壁１１を成形する場合について説明する。なお、縁壁１１の形状は、円形に限定されるものではなく、プレス加工品１の使用目的に応じて、適宜任意の形状に成形可能である。

本実施形態では、図３に示すように、設計されたプレス加工品１の縁壁１１の一方の面の形状に沿って凸状に形成されたダイ２１と、この縁壁１１の他方の面の形状に沿って凹状に形成されたパンチ２２と、ダイ２１とともに被加工材を狭持するストリッパ２３と、を備えたプレス金型２０を利用して、プレス加工品１の成形を行う。

ここで、ダイ２１は、図３（ａ）に示すように、ダイプレート２４に形成された凹部２４ａの底面から突出した状態で凸状に固定されている。本実施形態に係るプレス金型２０は、ダイ２１を変更可能に構成されており、設計されたプレス加工品１の形状に応じて、所望の形状に形成されたダイ２１が配置されている。

また、ダイ２１は、設計されたプレス加工品１の縁壁１１（図１（ａ）参照）の形状に応じてその形状が形成されている。なお、本実施形態に係るダイ２１は、平面視が略円形の円柱状に形成されている。そして、ダイ２１のストリッパ２３側の表面の周縁には、互いに対向する位置に一対の突部２１ａ，２１ａが形成されている。また、ダイ２１の略中央部には、略円形の凹部２１ｂが形成されており、予め金属板１０に成形されたボス１４が、絞り加工時に変形することがないように構成されている。なお、ダイ２１を構成する材料は限定されるものではなく、金属板１０のプレス加工により変形することがない強度を有している公知の材料から適宜選定して使用すればよい。また、ダイ２１の凹部２１ｂは、必要に応じて形成されるものであって、必ずしも形成されていなくてもよい。また、ダイ２１の形状も平面視が円形に限定されるものではなく、例えば矩形、楕円形、その他多角形等、適宜、設計されたプレス加工品１の形状に応じて形成すればよい。

ダイ２１に形成された突部２１ａは、この突部２１ａとストリッパ２３とにより、絞り加工時に金属板１０がずれることがないように強固に金属板１０を把持することが可能であればその形状や配置は限定されるものではない。

パンチ２２は、図３（ａ）に示すように、凹部２２ａを有し、断面視が略凹字を逆さにした形状を呈する鋼製部材であって、その凹部２２ａに、ダイ２１が挿入可能な形状に形成されている。本実施形態では、ダイ２１の周縁と、パンチ２２の凹部２２ａ内壁面との間に、加工前の金属板１０の部材厚ｔの７０％〜９５％の幅によるクリアランスが形成されている。なお、パンチ２２の形状は限定されるものではなく、ダイ２１および設計されたプレス加工品１の縁壁１１の形状に応じて適宜設定すればよい。また、ダイ２１とパンチ２２とのクリアランスの幅は限定されるものではない。

なお、本実施形態では、パンチ２２が金属板１０の上方から下降することで金属板１０に絞り加工を施す構成とするが、パンチ２２が下方から上昇する構成としてもよいことはいうまでもなく、パンチ２２の動方向は限定されるものではない。

ストリッパ２３は、図３（ａ）に示すように、金属板１０のダイ２１との当接面と反対側の面から、金属板１０に当接して、ダイ２１とにより金属板１０を把持する板状材である。ストリッパ２３は、パンチ２２の凹部２２ａ内に配置されており、バネ等の弾性部材２３ａを介してパンチ２２に固定されている。これにより、ストリッパ２３が、金属板１０を上面から押さえつけた状態で、パンチ２２の下降が可能となっている。
なお、ストリッパ２３は、ダイ２１と把持することにより金属板１０を強固に固定することが可能であればその構成は限定されないことはいうまでもない。

本実施形態に係る絞り加工方法は、ダイ２１に金属板１０を配置する配置工程と、ダイ２１の上面に配置された金属板１０の上面にストリッパ２３を当接させて、金属板１０を固定する固定工程と、固定された金属板１０の周縁にパンチ２２を押し込むことにより縁壁１１を成形する絞り工程と、からなる。

＜配置工程＞
配置工程は、図３（ａ）に示すように、ダイ２１の表面に、ボス１４が成形された金属板１０を配置する工程である。この時、金属板１０は、ダイ２１の中央に形成された凹部２１ｂにボス１４が挿入された状態で配置されている。なお、金属板１０には、予め所定形状の切り欠き１２が形成されている。

配置工程では、ストリッパ２３は、パンチ２２とともに上昇した位置に配置されており、ストリッパ２３とダイ２１との間には隙間が形成されて、金属板１０の移動が可能な状態となっている。

＜固定工程＞
固定工程は、図３（ｂ）に示すように、ダイ２１の上面に配置された金属板１０の上面（ダイ２１側と反対側の面）にストリッパ２３を押し当てて、このストリッパ２３とダイ２１とにより、金属板１０を把持して固定する工程である。このとき、金属板１０は、ダイ２１の周縁において互いに対向して形成された突部２１ａが食い込むことにより、強固に固定されている。

金属板１０の固定は、ストリッパ２３を下降させることにより行う。このストリッパ２３の下降に伴い、ストリッパ２３は金属板１０に隙間なく密着する。本実施形態では、ストリッパ２３の下降とともに、パンチ２２も下降して、金属板１０の上面にパンチ２２の下端が当接している。なお、固定工程において、パンチ２２を下降させることなく、ストリッパ２３のみを下降させてもよいことはいうまでもない。

＜絞り工程＞
絞り工程は、図３（ｃ）に示すように、ダイ２１の周縁とダイプレート２４との間に形成された溝に、パンチ２２を押し込むことにより、固定工程により固定された金属板１０の周縁に絞り加工を施す工程である。パンチ２２は、ダイ２１の周縁から突出した金属板１０の周縁部分を下方向に押し曲げることで、縁壁１１を成形する。このとき、ダイ２１とパンチ２２との間のクリアランスは、金属板１０の部材厚ｔよりも小さく（７０％〜９５％）形成されているため、金属板１０の周縁をダイ２１の周縁に沿って押し曲げるとともに、パンチ２２の凹部２２ａの内壁面と、ダイ２１の外周面により縁壁１１部分をしごきつつ、絞り加工を施す。

以上、本実施形態に係るプレス加工品によれば、周縁の先端部１５，１５が鈍角に形成されているため、先端部１５，１５に生じる反りの低減化が可能となる。

また、プレス金型２０は、ダイ２１とパンチ２２とのクリアランスが、金属板１０の板厚ｔよりもわずかに小さく構成されているため、縁壁１１の絞り加工時に、金属板１０の周縁をしごきながら加工するため、縁壁１１の部材厚ｔ１および高さｈ１が、一定に成形される。

また、プレス金型２０は、ダイ２１の上面であって、その周縁に突部２１ａ，２１ａが形成されているため、金属板１０を強固に固定し、パンチ２２により押圧力が負荷された際に、金属板１０が動くことがない。そのため、パンチ２２の加工とともに、金属板１０がダイ２１の外側に流れ込むことを防止し、縁壁１１の高さｈ１が一定に成形されている。

図４（ａ）は、本実施例に係るプレス加工品１’のプレス加工後の反りの状況を示す等高線図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図５（ａ）は、矯正後のプレス加工品１”の反りの状況を示す等高線図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

本実施例に係るプレス加工品１’は、図４（ａ）に示すように、切り欠きに対応する周縁側の一方の先端部１５ａが鋭角、他方の先端部１５ｂが鈍角に形成されている。

図４（ａ）に示すように、鋭角に形成された一方の先端部１５ａは、等高線ＣＬが密に描かれており、大きく変形している。これに対し、鈍角に形成された他方の先端部１５ｂは、等高線ＣＬが粗く、変形が小さい。また、図４（ｂ）に示すように、鈍角に形成された他方の先端部１５ｂ側の平面部は略平面を成している。
この結果により、切り欠きに対応する先端部１５（１５ａ，１５ｂ）を鈍角に形成すれば、変形が小さく矯正の必要性がないことが実証された。

従来、図４（ａ）に示す一方の先端部１５ａに生じる反りを矯正する場合には、図５（ａ）のＢ−Ｂにおいて折り曲げることで調整を行っていた。ところが、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、先端部１５ａの反りはこの加工により矯正されるものの、Ｂ−Ｂ断面に沿った平面形状は不規則に変形しており、精密部品として必要な精度を確保することが困難である。したがって、先端部１５（１５ａ，１５ｂ）を鈍角に形成すれば、この矯正するための工程を省略することが可能となるとともに、高品質なプレス加工品を形成することが可能であることが実証された。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、切り欠きの形状は、切り欠きにより形成される二つの先端部がいずれも鈍角に形成されていれば前記実施形態で示した形状に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。例えば、図６（ａ）に示すように、切り欠き１２の辺１２ａ，１２ａが中間に折れ点を有していることにより、先端部１５，１５の先端角度φ、φが鈍角となるように構成してもよい。

また、前記実施形態では、プレス加工品として、磁気媒体を収納するカートリッジの部品、より詳しくは、カートリッジのシャッタ部材を成形する場合について説明したが、本発明に係るプレス加工品の使用用途や形状等が限定されないことはいうまでもない。例えば、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、切り欠き１２を有し、周縁に縁壁１１を有する矩形状のプレス加工品１ｂ，１ｃについても、同様に構成することが可能である。

また、被加工材の材質は限定されるものではなく、適宜公知の材料の中から、プレス加工品の使用目的に応じた材料を選定して使用すればよい。例えば、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４−ＳＰ、アルミニウム（Ａｌ）やステンレス鋼ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ等を使用することが可能である。

さらに、プレス金型は、個別の金型として使用してもよく、順送金型の一部として使用してもよいことはいうまでもない。

本実施形態に係るプレス加工品を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大断面図である。 図１に示すプレス加工品を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る絞り加工方法の各施工段階を示す断面図である。 （ａ）は、実施例に係るプレス加工品のプレス加工後の反りの状況を示す等高線図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、矯正後のプレス加工品１”の反りの状況を示す等高線図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、プレス加工品の変形例を示す斜視図である。 従来のプレス加工品を示す平面図である。

符号の説明

１ プレス加工品
１０ 金属板（被加工材）
１１ 縁壁
１２ 切り欠き
１３ 平面部
ｔ 板厚（部材厚）

Claims (4)

1. 被加工材の周縁に絞り加工を施すことにより縁壁が成形されたプレス加工品であって、
   前記被加工材には、切り欠きが形成されており、
   前記切り欠きに対応する周縁側の先端部がいずれも鈍角を呈していることを特徴とする、プレス加工品。
2. 中心からの縁壁までの最大幅が、前記被加工材の加工前の部材厚の２５倍以上７００倍以下の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のプレス加工品。
3. 縁壁の高さが、前記被加工材の加工前の部材厚の３倍以上２５倍以下の範囲内であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のプレス加工品。
4. 前記被加工材の加工前の部材厚が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプレス加工品。

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