JP2016083687A - フランジ付円筒部材の製造方法 - Google Patents

フランジ付円筒部材の製造方法 Download PDF

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健一 蟻川
眞弓 矢野
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眞弓 矢野
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Abstract

【課題】底部外周に径方向外方に突出するフランジが一体的に形成された円筒部材を製造する装置及び方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るフランジ付円筒部材の製造方法は、有底円筒絞り部材2の外周壁2aの内側に位置する内側型41aと、有底円筒絞り部材の外周壁の外側に位置し、内側型の同軸上に配置される円筒状しごき加工型41cとを使用し、内側型の外面としごき加工型の内面との間の間隔が、有底円筒絞り部材の外周壁の厚さより狭くなるようにしごき加工型が寸法決められ、円筒状しごき加工型の下端内面には径方向外方に凹む段部が形成され、下型42で有底円筒部材の底面を支持すると共に、内側型としごき加工型との間に有底円筒部材の外周壁を挟むように各型を配置し、しごき加工型を外周壁の上端から下方へ下降させることにより、外周壁の下端に径方向外方に突出するフランジ2bを形成することを特徴とする。
【選択図】図6

Description

本発明は、外周底部に径方向外方に突出するフランジを一体的に備えた円筒部材を製造する方法に関する。
従来から、板材の周部を中央によせて垂直な壁面を形成して容器状とする方法としてプレス装置を用いた深絞り加工法がある(特許文献1)。
特開2011−20173
深絞り加工法によって製造される製品には、その開口部外周に径方向外方に突出するフランジが形成されるものはあるが、その底部外周に径方向外方に突出するフランジが形成されるものはない。
本発明は、上記した底部外周に径方向外方に突出するフランジが一体的に形成された円筒部材を製造する方法を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明に係るフランジ付円筒部材の製造方法は、有底円筒絞り部材の外周壁の内側に位置する内側型と、有底円筒絞り部材の外周壁の外側に位置し、内側型の同軸上に配置される円筒状しごき加工型とを使用し、内側型の外面としごき加工型の内面との間の間隔が、有底円筒絞り部材の外周壁の厚さより狭くなるように前記しごき加工型が寸法決めされ、前記円筒状しごき加工型の下端内面には径方向外方に凹む段部が形成され、下型で有底円筒部材の底面を支持すると共に、前記内側型と前記しごき加工型との間に有底円筒部材の外周壁を挟むように各型を配置し、前記しごき加工型を外周壁の上端から下方へ下降させることにより、外周壁を所定の厚みまで薄くなるようにしごき加工しながら、しごき加工型の下端内面に形成された段部に外周壁を構成する材料を押し出して外周壁の下端に径方向外方に突出するフランジを形成することを特徴とする。
前記しごき加工は、内径の異なるしごき加工型を用いて、外周壁の厚みを徐々に薄くするように複数段階に分けて行われ得る。
前記下型の上面に、有底円筒絞り部材の底部の直径より直径が大きい円周状の突出部を形成し、前記円周状突出部と前記しごき加工型の下端内面に形成された段部とによりフランジの外形を画定することができる。
円板ブランクにおける所定幅の周囲部分の板厚を薄くする第一のプレス工程と、前記周囲部分を垂直方向に立てて外周壁を備えた有底円筒絞り部材を形成する第二のプレス工程とにより、前記有底円筒絞り部材を成形することができる。
この場合、好ましくは、前記円板ブランクの中心に開口が形成され得る。
本発明に係るフランジ付円筒部材の製造方法は、有底円筒絞り部材の外周壁の内側に位置する内側型と、有底円筒絞り部材の外周壁の外側に位置し、内側型の同軸上に配置される円筒状しごき加工型とを使用し、内側型の外面としごき加工型の内面との間の間隔が、有底円筒絞り部材の外周壁の厚さより狭くなるように前記しごき加工型が寸法決めされ、前記円筒状しごき加工型の下端内面には径方向外方に凹む段部が形成され、下型で有底円筒部材の底面を支持すると共に、前記内側型と前記しごき加工型との間に有底円筒部材の外周壁を挟むように各型を配置し、前記しごき加工型を外周壁の上端から下方へ下降させることにより、外周壁を所定の厚みまで薄くなるようにしごき加工しながら、しごき加工型の下端内面に形成された段部に外周壁を構成する材料を押し出して外周壁の下端に径方向外方に突出するフランジを形成するので、外周壁の厚みを所定の寸法にしごき加工で成形しながら、底部に径方向外方に突出したフランジを形成することが可能になるという効果を奏する。
円筒絞り部材の外径部を、内径の異なる複数のしごき加工型を用いて、複数段階に分けてしごき加工を行うことにより、円筒絞り部材の外径部、即ち、外周壁をしごき加工しながら押し出して一体的なフランジを形成することが可能になる。
前記下型の上面に、有底円筒絞り部材の底部の直径より直径が大きい円周状の突出部を形成し、前記円周状突出部と前記しごき加工型の下端内面に形成された段部とによりフランジの外形を画定することにより、一定の形状のフランジを形成することが可能になる。
円板ブランクにおける所定幅の周囲部分の板厚を薄くする第一のプレス工程と、前記周囲部分を垂直方向に立てて外周壁を備えた有底円筒絞り部材を形成する第二のプレス工程とにより、前記有底円筒絞り部材を成形することにより、円板ブランクからフランジ付き円筒部材を成形することが可能になる。
円板ブランクの中心に開口を形成しておくことにより、プレス工程において、外側、即ち、フランジの突出方向に逃げ切らない材料を、前記開口側に逃がすことが可能になるため、製造工程において底板が変形することがない。
円板ブランクの概略上面図である。 第一プレス装置による加工状態を示す概略断面図である。 (a)及び(b)は、第二プレス装置20の動作を示す概略断面図である。 (a)〜(c)は、第三プレス装置30の動作を示す概略断面図である。 (a)及び(b)は有底円筒絞り部材2の外周壁2aの厚さと、第三プレス装置30のしごき加工型31cの内径との関係を示す第三プレス装置30の部分拡大図である。 (a)及び(b)は、第四プレス装置40の動作を示す概略断面図である。 (a)は、しごき加工処理が収容した有底円筒絞り部材2の断面図であり、(b)は無底のフランジ付円筒部材3の断面図である。
以下、添付図面に示す一実施例を参照しながら本発明に係るフランジ付円筒部材の製造方法の実施の形態について説明をしていく。
図1は、本発明に係る製造方法で使用する有底円筒状部材を形成するための円板ブランクの概略上面図である。図1に示すように、円板ブランク1には、開口1aが形成されている。
図2に示すように、最初に円板ブランク1は第一プレス装置10によって加工される。第一プレス装置10は、環状の突出部11aを備えた上型11と、下型12とを備え、下型12の上に円板ブランク1を配置して、上型11でプレスすることによって、円板ブランク1の所定幅の周囲部分1bの板厚が薄くされる。
前記第一プレス装置10による周囲部分1bのプレス加工は、必要に応じて二段階又はそれ以上の段階に分けて行うことができる。
次いで、第二プレス装置20によって板厚が薄くされた円板ブランク1の外周部分1bが垂直方向に立てられる。
図3(a)及び(b)は、第二プレス装置20の動作を示す概略断面図である。
第二プレス装置20は、上型21及び下型22を備え、下型22は円柱状凹部22aを有し、上型21は下型22と共に円板ブランク1の周囲部分1bを挟持する環状支持部21aと、下型22の凹部22aの直径より小さい直径を有する円柱ポンチ21bとを有する。
円板ブランク1は、図3(a)に示すように、その周囲部分1bが上型21の支持部21aと下型22との間で挟持される。
この状態で図3(b)に示すように上型21のポンチ21bを下降させることにより、円形ブランク1の周囲部分1bは垂直方向に立てられる。以下、第二プレス装置20で加工された後の円形ブランク1を、有底円筒絞り部材2と称し、垂直に立てられた周囲部分1bを外周壁2aと称する。
第二プレス装置20で加工された有底円筒絞り部材2の外周壁2aはストレート化された後、第三プレス装置30によって加工される。
第三プレス装置30は、有底円筒絞り部材2の外周壁2aをしごき加工しながら外周壁の下端にフランジを形成するする装置である。
図4(a)は、第三プレス装置30に有底円筒絞り部材2をセットして、上型31をある程度下降させた状態を示している。
第三プレス装置30は、上型31と下型32とから成る。
上型31は、
下降させた時に有底円筒絞り部材2の外周壁2aの内側に収まり、有底円筒絞り部材2の外周壁2aの内周面が変形しないように内周面を押える内側型31aと、
下降させた時に有底円筒絞り部材2の外周壁2aの上面に載り、外周壁2aの上面が変形しないように上面を押える上側型31bと、
下降しながら有底円筒絞り部材2の外周壁2aの外周面を下方に向かってしごき加工して外周壁2aを薄くするしごき加工型31cと
を有する。
図5に示すように、有底円筒絞り部材2を第三プレス装置30にセットした状態において、内側型31aの外周としごき加工型31cの内周との間の間隔t1が、有底円筒絞り部材2の外周壁2aの厚さt2より小さくなるようにしごき加工型31cの内径は決められる。
前記しごき加工型31cは、その下端内面に径方向外方に凹む段部31dが形成されており、前記下型32の上面には、有底円筒絞り部材2の底部の直径より直径が大きい円周状の突出部32aが形成されている。これにより、図4(c)及び図5に示すように、しごき加工型31cが下端まで下降すると、しごき加工型31cの段部31dと、下型32の突出部32aとにより径方向外方に広がる隙間S1が形成される。
上記したように構成された第三プレス装置30の作用について説明すると、
下型32上に、外周壁2aが上方を向くように有底円筒絞り部材2をセットし、上型31の内側型31a及び上側型31bを下降させる(図4(a))。内側型31aが有底円筒絞り部材2の外周壁2aの中に完全に収まり、かつ、上側型31bが外周壁2aの上面に載った後(図4(b))、しごき加工型31cを下降させる。しごき加工型31cは、有底円筒絞り部材2の外周壁2aの外面を下方に向かってしごきながら下降し、しごき加工型31cによってしごかれた外周壁2aの材料は、前記隙間S1に押し出されてフランジが形成されることになる(図4(c))。
第三プレス装置30でしごき加工された有底円筒絞り部材2は、第四プレス装置40でさらにしごき加工に供される。
図6(a)及び(b)は、第四プレス装置40の動作を示す概略断面図である。
第四プレス装置40は、上型の寸法以外は全て第三プレス装置30と同じ構造であるので、対応する構成部材には同一の名称を用いて詳細な説明は省略する。
第四プレス装置40は、上型41及び下型42を備え、上型41は内側型41a、上側型41b及びしごき加工型41cを有する。
図6(a)は、第三プレス装置30でしごき加工された有底円筒絞り部材2を第四プレス装置40にセットして、内側型41a及び上側型41bを最下位置まで下げた状態を示している。
図6(a)に示すように、第四プレス装置40では、上側型41bの外径は有底円筒絞り部材2の外周壁2aの外径より若干小さく、
内側型41aの外周としごき加工型41cの内周との間の間隔t3が、有底円筒絞り部材2の外周壁2aの厚さt4より小さくなるようにしごき加工型41cの内径は決められる。
上記したように構成された第四プレス装置40によって、有底円筒絞り部材2の外周壁2aは、さらにしごかれて薄くなり、しごき加工型41cによってしごかれた外周壁2aは、しごき加工型41cの段部41dと、下型42の突出部42aとにより形成された径方向外方に広がる隙間S1に押し出され、フランジがさらに大きくなる(図6(b))。
上記したしごき加工は、有底円筒絞り部材2の外周壁2aの厚さが、製造すべきフランジ付円筒部材の外周壁の厚さに達するまで繰り返し行われる。
従って、フランジ付円筒部材の外周壁の厚さは、最後に用いるしごき加工型の内径によって決められ、また、フランジの外形は、最後に用いるしごき加工型の下端内面に形成された段部と、下型に形成された円周状の突出部の形状とによって決められることになる。
図7(a)は、しごき加工処理が収容した有底円筒絞り部材2の断面図である。外周壁2aの下端には径方向外方に突出するフランジ2bが形成されている。
上記した有底円筒絞り部材2の底板を切削加工等により除去することで、無底のフランジ付円筒部材3が完成する(図7(b)参照)。図7(b)中、符号3aはフランジを示している。
本発明に係る方法により製造されるフランジ付円筒部材は、無底であっても、有底であってもよい。
1 円板ブランク
1a 開口
1b 周囲部分
2 有底円筒ブランク
2a 外周壁
2b フランジ
3 無底のフランジ付円筒部材
3a フランジ

10 第一プレス装置
11 上型
11a 環状の突出部
12 下型

20 第二プレス装置
21 上型
21a 環状支持部
21b 円柱ポンチ
22 下型
22a 円柱状凹部

30 第三プレス装置
31 上型
31a 内側型
31b 上側型
31c しごき加工型
31d 段部
32 下型
32a 突出部

40 第三プレス装置
41 上型
41a 内側型
41b 上側型
41c しごき加工型
41d 段部
42 下型
42a 突出部

t1 内側型31aの外周としごき加工型31cの内周との間の間隔
t2 第三プレス装置で加工される前の有底円筒絞り部材2の外周壁2aの厚さ
t3 内側型41aの外周としごき加工型41cの内周との間の間隔
t4 第四プレス装置で加工される前の有底円筒絞り部材2の外周壁2aの厚さ

S1 しごき加工型の段部と下型の突出部との間の隙間

Claims (5)

  1. 有底円筒絞り部材(2)の外周壁(2a)の内側に位置する内側型(31a;41a)と、
    有底円筒絞り部材(2)の外周壁(2a)の外側に位置し、内側型(31a;41a)の同軸上に配置される円筒状しごき加工型(31c;41c)とを使用し、
    内側型(31a;41a)の外面としごき加工型(31c;41c)の内面との間の間隔(t1;t3)が、有底円筒絞り部材(2)の外周壁(2a)の厚さ(t2;t4)より狭くなるように前記しごき加工型(31c;41c)が寸法決めされ、
    前記円筒状しごき加工型(31c;41c)の下端内面には径方向外方に凹む段部(31d;41d)が形成され、
    下型(32;42)で有底円筒部材(2)の底面を支持すると共に、前記内側型(31a;41a)と前記しごき加工型(31c;41c)との間に有底円筒部材(2)の外周壁(2a)を挟むように各型を配置し、
    前記しごき加工型(31c;41c)を外周壁(2)の上端から下方へ下降させることにより、外周壁(2)を所定の厚みまで薄くなるようにしごき加工しながら、しごき加工型の下端内面に形成された段部(31d;41d)に外周壁を構成する材料を押し出して外周壁(2)の下端に径方向外方に突出するフランジ(2b)を形成する
    ことを特徴とするフランジ付円筒部材の製造方法。
  2. 内径の異なるしごき加工型を用いて、外周壁の厚みを徐々に薄くするように複数段階に分けてしごき加工を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載のフランジ付円筒部材の製造方法。
  3. 前記下型の上面に、有底円筒絞り部材の底部の直径より直径が大きい円周状の突出部が形成され、
    前記円周状突出部と前記しごき加工型の下端内面に形成された段部とにより、フランジの外形を画定する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフランジ付円筒部材の製造方法。
  4. 円板ブランクにおける所定幅の周囲部分の板厚を薄くする第一のプレス工程と、前記周囲部分を垂直方向に立てて外周壁を備えた有底円筒絞り部材を形成する第二のプレス工程とにより、前記有底円筒絞り部材を成形する
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のフランジ付円筒部材の製造方法。
  5. 前記円板ブランクの中心に開口が形成されている
    ことを特徴とする請求項4に記載のフランジ付円筒部材の製造方法。
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