JP2885035B2 - プレス加工による局部肉厚増加方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス加工による局部
肉厚増加方法に関し、特に板金素材の端部にその表裏両
面側に突出する厚肉部を形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】板金製の自動車部品のなかには、必要な
部分のみを局部的に肉厚（板厚）を増加させて強度の向
上を図ったものがある。例えば図５は、自動車用自動無
段変速機（ＣＶＴ）のプーリ駆動系に用いられるシリン
ダケース３１の例を示したもので、その外周縁部にはＯ
リング等のシール部材を装着する溝３２の幅を確保する
ために表裏両面のうち片面側に突出する厚肉部３３を形
成するようにしているものである。

【０００３】この厚肉部３３を成形するには、図６に示
すように、板金素材３４の端部を直角に折り曲げてフラ
ンジ部３５を形成し、その後にフランジ部３５の先端面
３５ａ側から該フランジ部３５をその高さ方向に圧縮す
るべく据え込むことにより厚肉部３３が形成される。

【０００４】そして、上記の据え込みの際には、図７に
示すように、ダイ３６とパッド３７とで板金素材３４の
うちフランジ部３５以外の領域を加圧拘束した上で、ポ
ンチ３８によりフランジ部３５の高さを圧縮するべく据
え込むようにする（類似構造が特開平３−１８６６４３
号公報に示されている）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の成
形方法では、フランジ部３５が厚肉部３３へと変化する
際のその板厚方向の増肉量を可及的に大きくするために
は、フランジ高さｈを大きくする必要があるが、図７お
よび図８に示すように、フランジ部３５の肉厚ｔと厚肉
部３３の肉厚Ｔとの差が大きくなればなるほどフランジ
部３５とダイ３６との間の隙間Ｃが大きくなり、フラン
ジ部３５が据え込まれる際に図８の（Ｂ）に示すように
座屈が発生し、この座屈が原因となって同図（Ｃ）に示
すように厚肉部３３の根元部にいわゆる折り込み欠陥Ｑ
が発生することとなって好ましくない。この折り込み欠
陥Ｑはいわゆる切り欠き効果による強度の低下をもたら
すことから、製品機能の上で致命的欠陥となる。

【０００６】そして、上記の座屈を考慮すると、フラン
ジ部３５の肉厚ｔから厚肉部３３の肉厚Ｔへの増肉量は
座屈限界から１０％程度が限界とされ、従来の成形方法
ではその増肉量にもおのずと限界がある。

【０００７】また、図８に示すように、厚肉部３３のう
ちシール部材を装着するための溝３２（図５参照）が形
成される面が相手側部材との摺動面となるため、その厚
肉部３３の高さＨが小さいほど例えば図５に示したシリ
ンダケース３１が組み込まれる変速機の全長の短縮化の
上で有利となる。これに対して、厚肉部３３の高さＨの
うちストレート寸法Ｓは厚肉部３３そのものの機能の上
で必要不可欠な寸法であり、これに製法上不可避である
厚肉部３３の外側根元部の曲率部の高さ（半径）ｒを加
えたものが高さ寸法Ｈとなる。

【０００８】そして、曲率部の半径ｒを可及的に小さく
することで厚肉部３３の高さ寸法Ｈを小さくすることも
可能ではあるが、その曲率部の半径ｒを小さくすると上
記の座屈を助長することから曲率部の半径ｒの最小は板
厚ｔの３０％程度が限界とされている。したがって、製
品機能の上ではストレート寸法Ｓさえ確保できれば足り
るにもかかわらず、そのストレート寸法Ｓに曲率部の半
径ｒを加えた高さ寸法Ｈを確保しなければならず、その
分だけ材料の無駄を伴うことになる。

【０００９】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、フランジ曲げに続く据え込み工程での座屈
に伴う折り込み欠陥の発生を容認した上で、その折り込
み欠陥が製品機能に支障をきたすことがないように発生
位置をコントロールし、それによって増肉量の拡大化を
図るとともに、厚肉部の厚みをそのままストレート寸法
として活用できるようにした方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】軸対称形状の板金素材の
一般部の端部に所定角度傾斜した開きフランジ部を曲折
形成する工程と、前記開きフランジ部が曲折形成された
板金素材の開きフランジ部以外の領域をダイとパッドと
で加圧拘束した上、前記板金素材の軸心と平行で且つ開
きフランジ部の根元部に接触するパッド側の壁面と、該
パッド側の壁面と平行で且つ開きフランジ部先端の外側
のエッジ部に接触するダイ側の壁面とで形成されて前記
ダイに対する一般部の差座面よりも深い空間内で、前記
開きフランジ部の先端面側から該開きフランジ部をポン
チにより板金素材の軸心方向に据え込んで、前記一般部
の表裏両面側に突出する厚肉部を形成する工程とを含ん
でいる。

【００１１】上記の開きフランジ部とは、板金素材の一
般部に対する曲折角度（すなわち傾斜角度）が９０度に
満たないフランジ部をいい、本発明では１５〜２０度程
度であることが望しい。

【００１２】

【作用】この方法によると、所定角度傾斜した開きフラ
ンジ部を、パッド側の壁面とダイ側の壁面とで形成され
る空間内でそのまま板金素材の軸心方向に据え込むこと
により、厚肉部が形成される。この時、従来では直立形
成されたフランジ部をそのままフランジ部の高さ方向に
据え込むのに対して、本発明では傾斜したフランジ部を
その軸心方向に据え込むことから、その据え込みによっ
て座屈が発生したとしても最終的に厚肉部となるべき部
分の表面側にごくわずか発生するだけであるから、製品
機能の上で問題となることはなくなる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図で、同図に
示すように、板厚ｔの円板状の板金素材１を用いてその
外周縁部にフランジ曲げ加工を施し、一般部１ａに連続
する開きフランジ部２を曲折形成する。この場合、前記
開きフランジ部２の傾斜角度θは１５〜２０度の範囲内
に設定する。そして、開きフランジ部２の内側の根元部
２ａを通る壁面６ａと開きフランジ部２の先端の外側の
エッジ部２ｂを通る壁面４ａとで囲まれた空間内におい
て、開きフランジ部２をその先端面２ｃ側からそのまま
板金素材１の軸心方向に据え込み、一般部１ａの表裏両
面側に突出する断面略矩形状の厚肉部３を形成する。

【００１４】この据え込みの具体的な方法としては、例
えば図２に示すように、先にフランジ曲げ加工を施され
た板金素材１を、その開きフランジ部２を上向きにして
ダイ４のダイ穴内にセットするとともに、弾性体５にて
付勢されたパッド６にて加圧拘束した上で、傾斜した開
きフランジ部２をその先端面２ｃ側からポンチ７により
据え込む。そして、ダイ４の内周壁面４ａとパッド６の
外周壁面６ａとで形成される空間Ｒの幅Ｗは、開きフラ
ンジ部２の内側の根元部２ａとフランジ部２先端の外側
のエッジ部２ｂとのなす幅寸法と等しいか、もしくはそ
れよりわずかに大きく形成され、さらにその空間Ｒの深
さは板金素材１の一般部１ａが着座する着座面４ｂより
も所定量だけ深く形成される。

【００１５】したがって、上記の型構造のもとでの据え
込みの際には、図３に示すように、開きフランジ部２の
内側の根元部２ａとフランジ部２先端の外側のエッジ部
２ｂとが規制されているために、ポンチ７による据え込
みに伴い開きフランジ部２は一般部１ａの板厚方向に増
肉され、成形末期になると同図（Ｃ）に示すようにわず
かながら座屈が発生して、その座屈に伴う折り込み欠陥
Ｑの発生を伴いながら最終的に図１の（Ｃ）および図２
の（Ｂ）に示す状態で据え込みが終了する。

【００１６】前述した開きフランジ部２の傾斜角度θは
１５〜２０度が最適で、それ以上大きくなると従来のよ
うにフランジ部２の座屈発生を助長するだけであり、逆
に１５〜２０度よりも小さくなると必然的に空間Ｒの幅
寸法Ｗを大きくする必要があるために、厚肉部３の板厚
方向の増肉量が小さくなってしまう。本実施例のように
開きフランジ部２の傾斜角度θを１５〜２０度に設定し
た場合、厚肉部３の幅寸法Ｅは図１に示すように元の板
厚ｔの１２０％まで拡大できた。

【００１７】また、図３に示したように本実施例におい
ても座屈に伴う折り込み欠陥Ｑの発生が不可避であるも
のの、上記の座屈は据え込みの末期に発生するために、
それに伴う折り込み欠陥Ｑは厚肉部３の上面３ａにきわ
めて近い部分、すなわち厚肉部３の上面３ａから素材板
厚の５％程度の深さ（例えば６ｍｍの板厚で０．３ｍｍ
の深さ程度で発生）位置に発生する。したがって、後工
程で厚肉部３の上面３ａに機械加工を施すことにより、
上記の折り込み欠陥Ｑを切削除去することが可能である
ことから製品機能の上で問題となることはなく、またそ
の機械加工による削り代もごくわずかであるので材料歩
留まりの上で特に問題となることはない。

【００１８】ここで、上記実施例では、説明を容易にす
るために円板状の板金素材１の外周縁部に厚肉部３を形
成する場合の例を示したが、本発明は、図４に示すよう
に、自動車用自動無段変速機のシリンダケース１１の内
周縁部に、シール部材装着用の溝１２を形成するための
厚肉部１３の加工に特に好適である。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定角度
傾斜した開きフランジ部をそのまま板金素材の軸心方向
に据え込むようにしたことにより、従来のようにフラン
ジ高さを大きくすることなしに必要量の増肉が可能とな
り、また据え込みの際に不可避とされる座屈は従来と異
なり成形末期に厚肉部の表面に近い部分にわずかに発生
するだけであるから、後加工で除去することが可能とな
り、したがって座屈に伴う折り込み欠陥が製品機能に支
障をきたすことがなくなる。

【００２０】また、厚肉部は従来と異なり一般部の表裏
両面側に突出させることによって形成されるため、従来
のように厚肉部の高さ寸法にその根元部の曲率半径を予
め見込む必要がないことから、厚肉部を高さ寸法を小さ
くして材料の無駄を小さくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す工程説明図。

【図２】据え込み工程の型構造との関連を示す作動説明
図。

【図３】据え込み工程の肉厚変化を示す要部拡大説明
図。

【図４】本発明の加工方法によって成形されるシリンダ
ケースの断面図。

【図５】従来工法によって成形された厚肉部をもつシリ
ンダケースの半断面図。

【図６】図５に示す厚肉部の加工工程説明図。

【図７】図６の据え込み工程の型構造との関連を示す作
動説明図。

【図８】図６の据え込み工程での肉厚変化を示す要部拡
大説明図。

【符号の説明】

１…板金素材 １ａ…一般部 ２…フランジ部 ２ａ…内側の根元部 ２ｂ…外側のエッジ部 ２ｃ…先端面 ３…厚肉部 ４…ダイ ４ａ…内周壁面 ４ｂ…着座面 ６…パッド ７…ダイ ６ａ…外周壁面 Ｒ…空間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸対称形状の板金素材の一般部の端部に
   所定角度傾斜した開きフランジ部を曲折形成する工程
   と、 前記開きフランジ部が曲折形成された板金素材の開きフ
   ランジ部以外の領域をダイとパッドとで加圧拘束した
   上、前記板金素材の軸心と平行で且つ開きフランジ部の
   根元部に接触するパッド側の壁面と、該パッド側の壁面
   と平行で且つ開きフランジ部先端の外側のエッジ部に接
   触するダイ側の壁面とで形成されて前記ダイに対する一
   般部の差座面よりも深い空間内で、前記開きフランジ部
   の先端面側から該開きフランジ部をポンチにより板金素
   材の軸心方向に据え込んで、前記一般部の表裏両面側に
   突出する厚肉部を形成する工程、 とを含むことを特徴とするプレス加工による局部肉厚増
   加方法。