JP2011167747A

JP2011167747A - 成形方法及び成形装置

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Publication number: JP2011167747A
Application number: JP2010035936A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ushida; 耕平牛田; Shiro Fujimura; 志郎藤村
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2030-02-22
Also published as: JP5509911B2

Abstract

【課題】ワーク上に高い垂直度の円筒部Ｗａを成形することができる成形方法及び成形装置を提供する。
【解決手段】凸型１３をワークＷに対して自身の軸線方向に沿って相対移動させることにより、ワークＷに形成された孔Ｗｃを内側から押し広げて円筒部Ｗａを成形する。その成形に際して、凸型１３として、外周に円筒面１３ａが形成されるとともに、その円筒面１３ａの両端に凸状の曲面１３ｂ，１３ｃが形成された型を用いる。凸型１３の両曲面１３ｂ，１３ｃによって成形が行われるように、凸型１３をワークＷに対して相対的に往復動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、金属板よりなる平板状のワークに筒部を起立状態に成形するための成形方法及び成形装置に関するものである。

従来、この種の成形方法としては、例えば特許文献１に開示されるような方法が提案されている。この従来方法においては、あらかじめ平板状のワークに形成されたボスの天井部を圧縮して、天井部の材料をその周囲の縦壁上部に移動させる。その後、ボスの天井部に孔を形成するとともに、カウンタパンチ等を用いてボスを孔の内側から押し広げる加工，いわゆるバーリングを施すことにより、筒部を起立状態に成形している。

特開２０００−７９４３８号公報

ところで、この従来の成形方法においては、前記のようにバーリングに先立って、天井部の材料をボスの縦壁上部に移動させて、その縦壁上部の板厚を増加させている。このため、バーリングによりボスを孔の内側から押し広げる際に、ボスの縦壁上部の材料不足による欠陥のおそれを抑制することができる。しかしながら、バーリングにおいて、先端外周縁に曲面を有する通常の凸型のカウンタパンチを用いて筒部を成形した場合、凸型が加工位置から退避した後、筒部の先端がいわゆるスプリングバックにより内側へ倒伏した状態に形成されやすい。このため、ワークに対して垂直度の高い筒部を高精度に成形することができないという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、筒部を高精度に成形することができる成形方法及び成形装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、成形方法に係る発明では、凸型をワークに対して自身の軸線方向に沿って相対移動させることにより、基部に形成された孔を内側から押し広げて筒部を成形する成形方法において、前記凸型として、外周に円筒面が形成されるとともに、その円筒面の両端に凸状の曲面が形成された型を用い、その凸型の両曲面によって成形が行われるように、凸型をワークに対して相対的に往復動させることを特徴としている。

従って、この発明の成形方法においては、凸型がワークに対して相対的に往動される際に、凸型の先端側の曲面が基部の孔に摺接し、その孔が内側から押し広げられて筒部が成形される。これに対して、凸型がワークに対して相対的に復動される際には、凸型の基端側の曲面がワークの筒部に摺接し、その筒部に対して外側への押し広げ圧力が再度加えられる。よって、筒部の先端が内側へ倒伏することを抑制することができて、基部に対して高い垂直度の筒部を成形することができる。

前記成形方法において、前記凸型の円筒面がワークの筒部の先端に位置したところで、ワークの往動を終了させるようにするとよい。
また、成形装置に係る発明では、凸型をワークに対して自身の軸線方向に沿って相対移動させることにより、ワークに形成された孔を内側から押し広げて筒部を成形するようにした成形装置において、前記凸型の外周に円筒面を形成するとともに、その円筒面の両端に凸状の曲面を形成したことを特徴としている。

前記成形装置において、前記凸型の両曲面の曲率が等しくなるように形成するとよい。

以上のように、この発明によれば、基部に対して垂直度の高い筒部を高精度に成形することができるという効果を発揮する。

一実施形態の成形装置を示す要部断面図。凸型を示す模式図。図１の成形装置の成形動作状態を示す部分拡大断面図。図３に続く成形動作状態を示す部分断面図。（ａ）及び（ｂ）はワークの成形前及び成形後の状態を示す断面図。（ａ）及び（ｂ）は図５と異なった形状構成のワークの成形前及び成形後の状態を示す断面図。

以下に、この発明を具体化した成形装置の一実施形態を、図面に従って説明する。この実施形態は、モータのステータの外周に嵌合される外筒リングの成形において具体化したものである。

図１に示すように、この実施形態の成形装置においては、ワークＷを支持するための環状の支持台１１が設けられている。ワークＷには、あらかじめ円筒部Ｗａの成形部位における基部ＷｄにボスＷｂが形成されるとともに、そのボスＷｂの天井部に孔Ｗｃが形成されている。支持台１１の上部には、円環状の凹型１２が自身の軸線方向へ移動可能に配置されている。そして、支持台１１上にワークＷが支持された状態で、この凹型１２が支持台１１に対して接近されることにより、支持台１１と凹型１２との間でワークＷの外周部が狭持される。

図１及び図２に示すように、前記支持台１１の下部には、円柱状の凸型１３が配置されている。この凸型１３はその軸線が前記凹型１２の軸線と合致している。凸型１３の外周には筒状面としての円筒面１３ａが形成されるとともに、その円筒面１３ａの両端（図１の上下位置）には凸状の曲面１３ｂ，１３ｃが形成されている。この場合、図２から明らかなように、凸型１３の先端側の曲面１３ｂと基端側の曲面１３ｃとの曲率Ｒは等しい値に形成されている。また、曲面１３ｂ，１３ｃと円筒面１３ａとは、それらの間に稜線が形成されることなく、連続している。なお、図２は、曲面１３ｂ，１３ｃの形状を際立たせた模式図である。そして、この凸型１３が支持台１１上のワークＷに対して、図１に実線で示す退避位置Ｐ１と鎖線で示す成形位置Ｐ２との間で相対的に往復移動される。この往復移動により、凸型１３の両曲面１３ｂ，１３ｃによってワークＷの孔Ｗｃ及びボスＷｂが内側から押し広げて、基部Ｗｄに対して筒状部としての円筒部Ｗａが成形される。前記円筒面１３ａの軸線方向の位置及び寸法（長さ）は、以下のように設定されている。すなわち、図４に示すように、凸型１３の先端側の曲面１３ｂがワークＷから上方へ抜けた際に、円筒面１３ａの上端がワークＷの円筒部Ｗａの上端に位置するとともに、円筒面１３ａの下端がワークＷの円筒部Ｗａの上下中間部よりも上端部寄りに位置する値に設定されている。なお、実施形態の図面においては、凹型１２が固定され、凸型１３が移動されるように描いてあるが、それらのうちのどちらが移動しても、あるいは双方が移動しても、いずれでもよい。

次に、前記のように構成された成形装置により、ワークＷに円筒部Ｗａを成形する成形方法について説明する。
図１に実線で示すように、支持台１１上にワークＷが支持された状態で、凸型１３が退避位置Ｐ１からワークＷに向かって相対的に往動されると、図３に示すように、凸型１３の先端側の曲面１３ｂがワークＷの孔Ｗｃ及びボスＷｂの内面に摺接し、その孔Ｗｃ及びボスＷｂが内側から押し広げられる。そして、図１に鎖線で示すように、凸型１３が成形位置Ｐ２に達して、図４に示すように、凸型１３の円筒面１３ａがワークＷの円筒部Ｗａの先端に接合配置されたとき、ワークＷの往動が終了する。この往動終了により、基部Ｗｄ上に円筒部Ｗａが起立状態で成形される。

その後、凸型１３が成形位置Ｐ２からワークＷに対して相対的に下方へ復動されると、凸型１３の基端側の曲面１３ｃがワークＷの円筒部Ｗａに摺接して、その円筒部Ｗａが、特にその下端部側が再度外側に押し広げられるように圧力を受ける。このため、図５（ｂ）に鎖線で示すように、円筒部Ｗａの先端が内側へ倒伏した状態で成形されることが回避される。すなわち、凸型１３の往動によって円筒部Ｗａが成形されるが、この際、円筒部Ｗａの先端側（上端側）の肉厚が薄くなり、基端側は肉厚が維持される傾向がある。そして、円筒部Ｗａには、特に基端側にはスプリングバック作用が働く。このため、凸型１３が往動するだけでは、スプリングバックによる内側への到伏現象が表れるが、凸型１３の復動にともなう基端側の曲面１３ｃの成形作用により、スプリングバックを解消できる。従って、図５（ａ）に示すように、ワークＷに対して凸型１３を相対的に往復動させることにより、図５（ｂ）に示すように、垂直度の高い円筒部Ｗａを成形することができる。

また、図４に示すように、凸型１３の円筒面１３ａがワークＷの円筒部Ｗａの先端に接合配置された状態でワークＷの往動が終了した後、その状態から凸型１３の複動が開始されるため、その凸型１３の複動時に、凸型１３の基端側の曲面１３ｃがワークＷの円筒部Ｗａの先端縁に衝突することはない。よって、円筒部Ｗａの先端縁が凸型１３の基端側の曲面１３ｃとの衝突により損傷するおそれを防止することができる。

このようにして成形された外筒リングは、その基部Ｗｄがモータハウジングに取り付けられる取り付け代を残して切除されて、モータのステータの外周に嵌合される。
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）この実施形態においては、円筒面１３ａの両端に凸状の曲面１３ｂ，１３ｃが形成された凸型１３を用い、凸型１３をワークＷに対して往復動させることにより、ワークＷに円筒部Ｗａを成形するようにしている。このため、凸型１３の往動時には、凸型１３の先端側の曲面１３ｂがワークＷの孔Ｗｃに摺接し、その孔Ｗｃが内側から押し広げられて円筒部Ｗａが成形されるとともに、凸型１３の復動時には、凸型１３の基端側の曲面１３ｃがワークＷの円筒部Ｗａに摺接して、その円筒部Ｗａを外側に押し広げるような圧力が円筒部Ｗａに対して再度作用する。よって、円筒部Ｗａの先端が内側へ倒伏することを抑制することができて、基部Ｗｄ上に垂直度の高い高精度な円筒部Ｗａを成形することができる。

（２）この実施形態においては、前記凸型１３の円筒面１３ａがワークＷの円筒部Ｗａの先端に位置したところで、ワークＷの往動を終了させるようになっている。このため、凸型１３の復動時に、凸型１３の基端側の曲面１３ｃがワークＷの円筒部Ｗａの先端縁に衝突することを回避できて、その円筒部Ｗａの先端縁が損傷するおそれを防止することができる。

（３）この実施形態においては、前記凸型１３の両曲面１３ｂ，１３ｃの曲率Ｒが等しくなるように形成されている。このため、凸型１３の往動時及び復動時に、曲率Ｒが等しい両曲面１３ｂ，１３ｃによってワークＷの孔Ｗｃ及び円筒部Ｗａを外側へ均等に押し広げることができて、高精度加工を達成できる。

（４）この実施形態においては、凸型１３の円筒面１３ａはその下端が、凸型１３がストロークエンドに達したときに、ワークＷの円筒部Ｗａの上端の下方に位置する。そして、凸型１３が復動される際には、その位置から下方へ移動される。このため、凸型１３の円筒面１３ａによる摺動距離は短い。従って、前記円筒部Ｗａの内側面が凸型１３との摺接にともなって、焼き付いたり、高温になったりすることを防止できる。従って、円筒部Ｗａの劣化を防止して、高品質の製品を得ることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ワークＷ上に成形する円筒部Ｗａの起立高さが小さい場合には、図６（ａ）に示すように、あらかじめワークＷにボスＷｂを形成することなく、孔Ｗｃのみを形成する。このワークＷの成形時においても、前述したボスＷｂ及び孔Ｗｃを形成したワークＷの成形時と同様に、ワークＷに対する凸型１３の相対往復動により、図６（ｂ）に示すように、高い垂直度の円筒部Ｗａを成形することができる。

・基部Ｗｄ上に形成する筒状部として、円筒以外の形状の筒状部を形成すること。例えば，四角形，六角形等の角筒状にしたり、楕円形状にしたりすること。
・本発明をモータステータの外筒リング以外のものにおいて具体化すること。

１２…凹型、１３…凸型、１３ａ…円筒面、１３ｂ…先端側の曲面、１３ｃ…基端側の曲面、Ｗ…ワーク、Ｗａ…筒部、Ｗｃ…孔、Ｒ…曲率。

Claims

凸型をワークに対して自身の軸線方向に沿って相対移動させることにより、ワークに形成された孔を内側から押し広げて筒部を成形する成形方法において、
前記凸型として、外周に筒状面が形成されるとともに、その筒状面の両端に凸状の曲面が形成された型を用い、その凸型の両曲面によって成形が行われるように、凸型をワークに対して相対的に往復動させることを特徴とした成形方法。
前記凸型の筒状面がワークの筒部の先端に位置したところで、ワークの往動を終了させることを特徴とした請求項１に記載の成形方法。
凸型をワークに対して自身の軸線方向に沿って相対移動させることにより、ワークに形成された孔を内側から押し広げて筒部を成形するようにした成形装置において、
前記凸型の外周に円筒面を形成するとともに、その円筒面の両端に凸状の曲面を形成したことを特徴とする成形装置。
前記凸型の両曲面の曲率が等しくなるように形成したことを特徴とする請求項３に記載の成形装置。