JP2866356B2

JP2866356B2 - 板材と筒状体の一体構造物の製造方法

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Publication number: JP2866356B2
Application number: JP8310295A
Authority: JP
Inventors: 豊関戸
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1999-03-08
Anticipated expiration: 2016-11-21
Also published as: JPH10156481A; EP0955111A1; WO1998022239A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板材と筒状体の一
体構造物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料キャップやパイプ取付具のよ
うな金属製の板材（フランジ）とこれを貫通する金属製
の筒状体を一体的に設けるものとして、例えば図１０に
示すように、板材１００と筒状体１０１を熱間鍛造で一
体成形したものや、図１１に示すように、プレス成形し
た板材１０２と筒状体１０３を溶接１０４で接合したも
のがある。

【０００３】しかし、上記鍛造品のものにおいては、一
体化により強度は高いが製品として肌粗く、寸法精度も
悪いため切削等の２次加工が必要であり、また製造設備
として炉及び高剛性の金型が必要であるなど製造設備が
高価になる。

【０００４】また、上記プレス成形したものにおいて
は、溶接等による接合が必要である上に溶接位置等の制
約が発生し、設計の自由度が制限され、更に溶接歪も発
生しやすい。

【０００５】そのため、従来、製造容易でかつ低コスト
な一体成形品及びその製造方法が要望されていた。ま
た、上記の要望に応えるために例えば図１２に示すよう
に板材を一般的なプレス加工により先ず図１２（ａ）の
矢印方向から図のような円筒体１０５に絞り成形し、次
で、図１２（ｂ）の矢印方向から逆絞り成形により内側
筒体１０６を成形する二重円筒絞り加工を採用すること
も考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の二重円
筒絞り加工により製造すると、その内外筒１０５，１０
６からなる筒状壁部が図のように、これらの間に大きな
間隙１０７をもって離れてしまう上に、内外筒体１０
５，１０６と板材部１０８が大きなＲで結ばれているこ
とから、板材部１０８と筒状壁部との結合剛性（相対変
位強度）が低く、容易に両者の位置関係が変わってしま
う。そのため、板材部と筒状壁を強固に結合する必要が
ある製品には本工法を使用できない。

【０００７】また、上記の二重円筒絞り加工では、一
旦、円筒状に絞って板厚が薄く、かつ加工硬化した部分
を拘束して、再度円筒状に絞るため、２回目の円筒絞り
形状（特に高さと径）は限定されてしまい形状の自由度
が制限される問題がある。

【０００８】そこで本発明は、板材と筒状体との結合剛
度が高く、かつ製造が容易な板材と筒状体の一体構造物
と、この構造物を容易に成形できるとともに、その形状
の自由度が高い製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、有底状筒状部とそ
の開口端側に一連に形成された板材とからなるハット型
の成品を成形する第１工程と、前記筒状部の開口側をノ
ックアウトにより軸方向へ押圧して筒状部を外方へ順次
折曲するとともにこの折曲された部分をダイスにより軸
方向に押圧して前記筒状部で形成された円筒壁に沿って
反転する外壁と、前記円筒壁と直交する板材とを一体成
形する第２工程と、前記外壁を前記円筒壁に密着させる
第３工程とからなることを特徴とするものである。

【００１０】請求項２記載の第２の発明は、上記第１の
発明において、前記板材と筒状部の一方または双方を、
筒状部の軸芯方向へ移動させて筒状部の反転を行うこと
を特徴とするものである。

【００１１】請求項３記載の第３の発明は、上記第１又
は第２の発明において、前記外壁の縮径または円筒壁の
拡径または外壁の縮径と円筒壁の拡径により、外壁を円
筒壁に密着させるようにしたものである。

【００１２】請求項４記載の第４の発明は、上記第１又
は第２又は第３の発明において、有底状筒状部の成形時
に、その筒状部を絞り加工により薄肉化することを特徴
とするものである。

【００１３】

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図９に示す実施例に基づ
いて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発
明の板材と筒状体の一体構造物を示す２つの実施例を示
す。

【００１５】図１（ａ）に示す実施例において、１は金
属製の板材、２は金属製の筒状体である。筒状体２の円
筒壁３の一部は、内壁４の開口端側の一部を外側へ折り
返して反転させ、その反転した外壁５を内壁４に密着さ
せた重合壁６に形成され、その外壁５の先部を円筒壁３
と直交する外方に折曲して板材１を形成し、板材１と筒
状体２を一体に形成したものである。

【００１６】図１（ｂ）に示す実施例は、上記実施例に
おける外壁５を更に上下に蛇行状に折り返して反転さ
せ、４枚の板が密着重合してなる重合壁６とし、その最
外壁５の先部を円筒壁３と直交する外方へ折曲して、板
材１と筒状体２を一体に形成したものである。

【００１７】尚、上記筒状体２の内底面には、凹部７が
形成され、これによって、外面側に図６に示すような工
具を係止できる六角凸部７ａが形成されている。次に上
記図１（ａ）に示す構造物の製造方法について図２乃至
図５により説明する。

【００１８】先ず、第１工程において、金属製の板材を
公知のプレス機により、図５（ａ）に示すように、有底
状筒状部１１とその開口端側に一連に形成された板材１
とからなるハット型の成品１２を成形する。

【００１９】次で、第２工程において、上記成品１２を
図２に示す成形機にて変形する。この図２に示す成形機
について説明する。下ベース１３上にはダイ１４が固設
され、該ダイ１４の中心部にはクッションプレート１５
が昇降可能に備えられている。１６はクッションプレー
ト１５を常時上方へ付勢するスプリングである。

【００２０】上ベース１７は図示しない油圧シリンダ等
の昇降駆動手段により昇降するようになっている。上記
上ベース１７の下面には外周に位置してダイス１８が固
設されており、その下端内周面１９は、加工負荷を軽減
するために若干大きな曲面、具体的にはＲが１ｍｍの曲
面に形成されている。上記ダイス１８の中心部に位置し
て中型２０が上記ベース１７に固設されている。

【００２１】上記ダイス１８と中型２０間にはノックア
ウト２１が昇降可能に介在され、常時スプリング２２に
より下方へ付勢されている。２３は第２工程で成形され
た成品を示す。

【００２２】尚、上記クッションプレート１５の上面に
は、上記図１に示した凹部７を成形する凹型面２４が形
成され、上記中型２０の下面には、上記凹型面２４に対
応する凸型面２５が形成されている。また、上記ノック
アウト２１の上下方向長は、上記図１に示した外壁５を
成形するためにダイス１８より短尺に形成されていると
ともにその板厚Ｄ₁が、成形される板材の板厚の２倍以
上、実施例では約３倍に形成されている。

【００２３】そして成形に際しては、先ず、図２の状態
より上ベース１７が上昇し、ダイス１８及び中型２０が
上方に位置している状態において、上記第１工程により
成形された部材１２を、その中心がクッションプレート
１５の中心に位置するようにしてクッションプレート１
５と中型２０間に介在する。

【００２４】次で、上ベース１７を下降させると、中型
２０の下部が先行して図５（ａ）に示す筒状部１１内に
嵌入し、後続してノックアウト２１が下降することによ
り上記筒状部１１の上部がノックアウト２１の下端で外
方へ順次折曲されるとともにこの折曲された部分がダイ
ス１８により下方へ反転折曲され、最終段階において、
図２に示すように、その板材１の外周部がダイ１４とダ
イス１８で圧着され、図２及び図５（ｂ）に示すよう
に、筒状の内壁４と、これより離間した筒状の外壁５
と、内壁４と直交する板材１が一連に折曲した成品２３
が成形される。

【００２５】また、凹型面２４と凸型面２５により凹凸
部７，７ａが成形される。次で、第３工程において、上
記部材２３を図３に示す成形機により変形する。この図
３に示す成形機は、上記図２におけるノックアウト２１
の代わりに、板材１の板厚の２倍の板厚Ｄ₂を有するノ
ックアウト２１Ａを使用するとともに、これに伴って上
記ダイス１８の代わりに、内径がノックアウト２１Ａに
接触する径としたダイス１８Ａを使用したものである。
また、ダイス１８Ａの下端内周面１９Ａは、加工負荷を
軽減するために、上記１９より更に大きな曲面に形成さ
れ、具体的にはＲが５ｍｍに設定されている。その他の
構造は上記第２工程の成形機と同様であるのでその説明
は省略する。

【００２６】該第３工程においては、上記第２工程と同
様の作動により、上記第２工程で成形された成品２３を
成形する。この成形により上記第２工程で反転折曲され
た外壁５が内壁４側へ移動されて図３に示すように内壁
４に密着する。これにより、図３及び図５（ｃ）に示す
ように、円筒壁３の開口端側の一部に、内壁４と外壁５
が密着重合した重合壁６が形成された成品２６が成形さ
れる。

【００２７】次で、第４工程において、上記成品２６を
図４に示す成形機により変形する。この図４に示す成形
機は、そのダイス１８Ｂにおける下端内周部面１９Ｂの
曲面を、上記第２，第３工程における成形機のダイス１
８，１８Ａの下端内周面１９，１９Ａの曲面より小さく
したもので、具体的にはＲを０．５ｍｍに設定したもの
である。その他の構造は上記第３工程の成形機と同様で
あるのでその説明は省略する。

【００２８】該第４工程においては、上記第２工程と同
様の作動により、上記第３工程で成形された成品２６を
変形する。この成形により、上記第３工程で成形された
外壁５と板材１との連接部８の曲面Ｒが０．５ｍｍに小
さく矯正され、図５（ｄ）に示すような成品２７が成形
される。これにより、図１（ａ）に示す成品が成形され
る。

【００２９】そして、上記成品２７に、必要により図６
に示すように、外壁５の外周面にねじ２８を刻設する。
次に、上記図１（ａ）に示す成品における筒状体２の肉
厚を薄く成形する場合について説明する。

【００３０】この場合は、上記図５（ａ）の成品１２
を、第２工程として、図７に示す成形機で図９（ａ）の
ように変形する。この第２工程に使用する成形機は、上
記図２に示す成形機と同一の部品からなり、上記図２の
成形機と比べ、ダイ１４と中型２０との隙間Ｄ₃が、板
材１の厚みより小さく、例えば板材の半分の隙間に形成
され、ダイ１４がクッションプレート１５より更に長く
形成され、ダイス１８とノックアウト２１が同長に形成
されている点が異なる。

【００３１】そして、この成形機に上記成品１２を供給
して上記と同様に成形加工すると、図７に示すように、
成品１２における筒状部１１がダイ１４と中型２０によ
り絞られて均一に薄くなり、図９（ａ）に示す成品２９
が成形される。

【００３２】次で、第３工程において上記成品２９を図
８に示す成形機にて変形する。この成形機は、上記第２
工程における成形機に比べ、上記ノックアウト２１の下
面に曲面からなる凹部２１ａを形成し、ダイ１４の上面
に凸部１４ａを形成した点が相違する。

【００３３】そして、この成形機に上記成品２９を供給
して上記と同様に成形加工すると、図８に示すように、
凸部１４ａと凹部２１ａとにより、上記筒状部１１と板
材１の連接部が上向きの曲部３０に形成され、図９
（ｂ）に示すような成品３１が成形される。尚、図９
（ｂ）において、曲部３０のＲは、例えばその内面をＲ
＝１ｍｍに、外面をＲ＝３ｍｍにする。

【００３４】上記の曲部３０を形成することにより、上
記のように円筒部１１を薄肉に形成しても、次工程にお
いて該部が座屈することを防止できる。次で、上記成品
３１を、上記図２と同様の成形機による第４工程で図９
（ｃ）に示すように成形し、次で上記図３と同様の成形
機による第５工程で図９（ｄ）に示すように成形し、更
に、上記図４と同様の成形機による第６工程で図９
（ｅ）に示すように成形する。

【００３５】これにより、筒状体２の肉厚が薄くなり、
その重合壁６の肉厚を板材１の肉厚と同等にすることが
できる。尚、上記実施例の他に下記のようにしてもよ
い。

【００３６】上記実施例の板材１は、フランジ部とする
ため短く形成したが、この板材１部は長いものでもよ
く、例えば大型タンクの給油口に適用する場合には、板
材１がそのタンク壁を構成するものであってもよい。

【００３７】また、上記筒状体２の底面は上記の実施例
のような六角状凸部７ａに限るものではなく、四角状凸
部や単なる平板状、更には穴明きでもよいし、どの工程
において成形されても構わない。また、筒状体２に対す
る板材１の形成位置も上記の実施例に限るものではな
く、所望の位置でよく、更に、筒状体２の軸芯に対する
板材１の形成角度も、上記のような直交方向に限るもの
ではなく、傾斜させてもよい。この場合は、ダイ１４と
ダイス１８の対向面を傾斜させればよい。

【００３８】また、上記図４に示す工程後において、更
にダイ１４及びダイス１８で板材１を上方へ折曲し、更
に図２の工程とその以後の工程をくり返すことにより、
重合壁６を反転する所望数の板で形成することができ
る。図１（ｂ）に示す重合壁６はこのようにして形成し
たものである。また、この重合壁６は、上記図１（ａ）
（ｂ）のものに限ることなく、２枚以上必要数の板で形
成してもよい。

【００３９】また、上記図２の工程において、ダイス１
８を下降して板状１を下方へ押し下げるようにしたが、
クッションプレート１５側を上昇して筒状部１１側を押
し上げるようにしてもよく、またダイス１８の下降とク
ッションプレート１５の上昇との組合せでもよい。

【００４０】また、図６において、外壁５の外面にねじ
２８を刻設したが内壁４の内面にねじを刻設してもよ
い。また、上記図３の工程において、外壁５を縮径して
筒状体２の内壁４に密着させるようにしたが、この工程
において、上記内壁４を拡径して外壁５を内壁４に密着
させるようにしてもよく、更にこれらの組合せにより密
着させるようにしてもよい。

【００４１】また、図９（ａ）の工程は、図５（ａ）に
示す成品１２を絞り加工するものであるが、この図５
（ａ）の工程を省き、板材を直接図９（ａ）の工程で筒
状体の突出とその薄肉化を行うようにしてもよい。

【００４２】

【００４３】

【発明の効果】以上のようであるから、請求項１記載の
発明によれば、１回のプレス絞り加工と、反転加工と拡
径又は縮径加工により、板材と筒状体の一体構造物を容
易に製造できる。更に前記従来の二重円筒絞り工法のよ
うに、同じ箇所へ複数回のプレス絞り加工をせずに済む
ので、加工限度の制約が少なく、形状の自由度が高い製
造方法を提供できる。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、更に、上記
請求項１又は２における反転が、プレスによる絞り加工
ではなく、板材と有底状筒状部の一方又は双方を有底筒
状部の軸方向へ移動させることで達成できるので、加工
が容易かつ確実になる。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、更に、請求
項１又は２における密着も既存の簡単な工法で行えるの
で、その加工が容易でかつ確実に行える。請求項４記載
の発明によれば、筒状体及び重合壁の壁厚を薄くするこ
とが容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の板材と筒状体の一体構造物を示すもの
で、（ａ）は第１実施例、（ｂ）は第２実施例を示す。

【図２】本発明の製造方法の第１実施例における第２工
程を示す成形機の断面図。

【図３】同じく第３工程を示す成形機の断面図。

【図４】同じく第４工程を示す成形機の断面図。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の製造方法の第１実
施例による各工程を示す成品の断面図。

【図６】本発明の構造物にねじを刻設した例を示すもの
で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図。

【図７】本発明の製造方法の第２実施例における薄肉加
工工程を示す成形機の断面図。

【図８】同じく筒状体と板材との連接部に曲部を成形す
る工程を示す成形機の断面図。

【図９】（ａ）〜（ｅ）は製造方法の第２実施例による
各工程を示す成品の断面図。

【図１０】従来の熱間鍛造による成品の断面図。

【図１１】従来の溶接で接合した成品の断面図。

【図１２】従来の二重円筒絞り加工を示すもので、
（ａ）は第１絞り加工による断面図、（ｂ）は第２逆絞
り加工による断面図。

【符号の説明】

１…板材２…筒状体３…円筒壁４…内壁５…外壁６…重合壁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有底状筒状部とその開口端側に一連に形
成された板材とからなるハット型の成品を成形する第１
工程と、前記筒状部の開口側をノックアウトにより軸方
向へ押圧して筒状部を外方へ順次折曲するとともにこの
折曲された部分をダイスにより軸方向に押圧して前記筒
状部で形成された円筒壁に沿って反転する外壁と、前記
円筒壁と直交する板材とを一体成形する第２工程と、前
記外壁を前記円筒壁に密着させる第３工程とからなるこ
とを特徴とする板材と筒状体の一体構造物の製造方法。
【請求項２】前記板材と筒状部の一方または双方を、
筒状部の軸芯方向へ移動させて筒状部の反転を行う請求
項１記載の板材と筒状体の一体構造物の製造方法。
【請求項３】前記外壁の縮径または円筒壁の拡径また
は外壁の縮径と円筒壁の拡径により、外壁を円筒壁に密
着させるようにした請求項１又は２記載の板材と筒状体
の一体構造物の製造方法。
【請求項４】有底状筒状部の成形時に、その筒状部を
絞り加工により薄肉化することを特徴とする請求項１又
は２又は３記載の板材と筒状体の一体構造物の製造方
法。