JP3286647B2 - つば状部と曲面状部とを有する部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス加工により製造
できる、つば状部と曲面状部とを有する部材の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプレス加工の絞り加工や曲げ加工
は、素材に雄型を押し込んで素材を塑性変形させてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の通
常のプレス加工の絞り加工や曲げ加工においては、加工
後の製品の形状は、雄型を素材に押し込むことが可能
で、かつ、雄型を素材に押し込んで塑性変形させた後、
雄型を素材から引き抜くことが可能な形状に限定されて
しまっていた。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、従来のプレス加工の絞り加工や曲げ加工では
成形不可能な曲面形状の曲面状部を成形することができ
る、つば状部と曲面状部とを有する部材およびその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるつば状部と
曲面状部とを有する部材の製造方法は、 筒状部を有す
る素材と、第一の金型と、この第一の金型に対し相対的
に直線方向に移動可能な第二の金型と、前記第一の金型
に前記第二の金型に対向するように設けられた、曲面を
形成して陥没する凹部とを用意し、前記素材の前記筒状
部の軸線方向を前記直線方向に一致させた状態で前記第
一の金型に向かって前記第二の金型を前記直線方向に相
対的に移動し、該第二の金型で前記素材を前記第一の金
型に向かって押し、前記素材を前記曲面に摺接させなが
ら前記凹部内により深く侵入させて行くことにより、前
記素材の一部を前記曲面に対応して塑性変形させて曲面
状部を形成するとともに、前記筒状部を軸方向に圧縮す
ることにより、前記素材の周壁の一部を環状に外側に突
出させて前記素材につば状部を形成するものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、素材を第一の金型の凹部の
曲面に摺接させながら前記凹部内に侵入させて行くこと
により、素材を前記曲面に対応して塑性変形させ、素材
に曲面状部を形成するため、従来のプレス加工の絞り加
工や曲げ加工の場合とは異なり、素材に対し金型を押し
込むことがないので、従来の絞り加工や曲げ加工では加
工できなかった曲面形状を加工することができる。ま
た、つば状部が設けられるため、製品（つば状部と曲面
状部とを有する部材）の剛性を増大することができると
ともに、管状材の開口や穴等に製品を嵌合する場合に
は、つば状部を前記開口や穴の周縁に当接して、前記開
口や穴等への嵌合位置を規定することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図面に示す参考例および実施
例に基づいて説明する。図１〜１１は、第一参考例を示
している。このうち、図１は本参考例における素材１の
加工前の状態を示しており、円筒状部１ａと、この円筒
状部１ａの一端部に連続して一体的に形成された半球状
部１ｂとからなっている。このような素材１は、従来の
プレス加工の絞り加工により、鋼板等の金属板の平板を
絞ることによって製造することができる。なお、本発明
における素材は、通常の板材のみならず、多数の穴を設
けられた板や網状材からなるものでもよい。

【０００８】図２〜５は、本参考例において前記素材１
につば状部１ｃを形成する工程を示している。これらの
図において、プレス機械のベッド等の固定部分に対し固
定される固定金型２の上面側には、素材１の半球状部１
ｂの外周面に対応する半球状の凹部３が設けられてい
る。移動金型４は、固定金型２の上方において鉛直方向
に昇降するプレス機械のスライド（図示せず）に取り付
けられる。前記移動金型４には、下方に開口する穴５が
鉛直方向に設けられており、この穴５にはスライド金型
６が鉛直方向に移動可能に嵌合されている。前記スライ
ド金型６は、素材１の円筒状部１ａの内径とほぼ同一の
外径を有する円柱状部６ａと、この円柱状部６ａの下端
側に形成された素材１の半球状部１ｂの内径とほぼ同一
の外径を有する半球状部６ｂとを一体的に有している。
前記穴５の下端部付近の内径は、スライド金型６の円柱
状部６ａの径よりほぼ素材１の板厚に対応する大きさだ
け大きくされており、これにより穴５の下端部付近の壁
面とスライド金型６の円柱状部６ａの周面との間には、
全周に渡って間隙７が形成されている。前記スライド金
型６の上端と穴５の天井面との間には圧縮コイルばね８
が介装されており、このばね８はスライド金型６を下方
に付勢している。

【０００９】図２は加工開始前の状態を示しており、こ
の状態ではスライド金型６は移動金型４から下方に大き
く突出している。また、素材１は、半球状部１ｂを固定
金型２の凹部に嵌合されることにより、その軸線方向を
鉛直方向にして固定金型２にセットされる。この状態か
ら、プレス機械のスライドを下降させることにより、移
動金型４を下降して行くと、スライド金型６の下端側が
素材１内に侵入し、やがて図３のようにスライド金型６
の半球状部６ｂが素材１の半球状部１ｂの内面に当接す
る。

【００１０】さらに移動金型４が下降されると、スライ
ド金型６はそれ以上下降できないので、ばね８を圧縮し
て移動金型４に対し相対的に上昇する。また、素材１の
円筒状部１ａの周壁が間隙７に侵入して行く。そして、
やがて移動金型２の間隙７部分の天井面が素材１の円筒
状部１ａの上端に当接し、円筒状部１ａを軸方向に圧縮
する。このため、図４および５に示されるように、素材
１の周壁のうちの、移動金型４および固定金型２により
外周側を拘束されていない部分が環状に外側に突出さ
れ、つば状部１ｃを形成する。

【００１１】なお、図４および５は、前記つば状部１ｃ
において素材１の上側部分と下側部分とが完全に２重に
折れ重なって互いに接触するまで、円筒状部１ａを圧縮
した場合を示しているが、円筒状部１ａの圧縮を途中で
止めて、図６のようにつば状部１ｃにおける素材１の周
壁の上側部分と下側部分との間が接触しない状態として
もよい。

【００１２】図７〜１０は、本参考例において、前述の
ようにつば状部１ｃを設けられた素材１の円筒状部１ａ
を塑性変形して曲面状部１ａ′を形成する工程を示して
いる。１０はプレス機械のベッド等の固定部分であり、
この固定部分１０の上方には、穴１１を設けられた固定
板１２が水平方向に固定されている。前記固定板１２上
には第一の金型１３が固定されており、この第一の金型
１３の上面側には、上方に開口する半球状の凹部１４が
設けられている。また、この第一の金型１３には、凹部
１４の中心を通って該金型１３を上下方向に貫通する中
心穴１５が設けられている。前記中心穴１５は固定板１
２の穴１１と同一径とされていて、かつ該穴１１と中心
が合致するように位置決めされている。図８に拡大して
示されるように、前記凹部１４の縁部付近には、横断面
円弧状の面取り部１６が設けられている。

【００１３】１７は第二の金型を示しており、この第二
の金型１７は第一の金型１３の上方において、鉛直方向
に昇降するプレス機械のスライド（図示せず）に取り付
けられている。この第二の金型１７の下面側には下方に
開口する半球状の凹部１８が設けられている。ここで、
前記凹部１４および１８は、素材１の半球状部１ｂの外
面に対応する径を有している。

【００１４】１９は第三の金型であり、横断面円形の棒
状をなしており、その中間部につば部２０を設けられて
いる。この第三の金型１９の上端は素材１の半球状部１
ｂの内面に対応する球面状とされている。前記第三の金
型１９の上側部分は、固定板１２の穴１１および第一の
金型１３の中心穴１５に鉛直方向に移動可能に嵌合され
ている。前記つば部２０の下面側と固定部分１０との間
には圧縮コイルばね２１が介装されており、このばね２
１は第三の金型１９を上方に付勢している。

【００１５】次に、これらの金型により曲面状部１ａ′
を形成するプレス作業を説明する。まず、図７および８
に示すように、半球状部１ｂを上にして、素材１の円筒
状部１ａの開口端部を第一の金型１３の凹部１４の縁部
に嵌合する（なお、本参考例では、この場合、円筒状部
１ａの端部が面取り部１６に嵌合されるようにしている
が、面取り部１６を設けず、円筒状部１ａの端部が凹部
１４がなす球面等の曲面に最初から当接するようにして
もよい）。このとき、第三の金型１９はばね２１により
付勢されて上限位置にあるが、この上限位置において第
三の金型１９は、その上端部が素材１の半球状部１ｂの
内面に接触するように第一の金型１３から突出されてい
るものとする。

【００１６】次に、プレス機械のスライドを下降させる
ことにより、第二の金型１７を下降して行く。すると、
まず図９のように第二の金型１７の凹部１８が素材１の
半球状部１ｂに嵌合し、素材１の半球状部１ｂの中央部
が第二の金型１７と第三の金型１９との間に挟持された
状態となる。

【００１７】さらに第二の金型１７が下降されると、第
三の金型１９も、第二の金型１７との間に素材１を挟持
しながら、ばね２１に抗して第二の金型１７とともに下
降するようになる。また、同時に、素材１の円筒状部１
ａが第一の金型１３の凹部１４の球面に摺接しながら凹
部１４内に侵入して行くことにより、素材１の円筒状部
１ａが第一の金型１３の凹部１４の球面に沿って球面状
に塑性変形されて行き、図１０のように第一の金型１３
が下限位置まで下降したときには、円筒状部１ａ全体が
凹部１４の球面に沿って塑性変形され、半球状の曲面状
部１ａ′を形成する。これにより、素材１全体は、つば
状部１ｂおよび第三の金型１９に対応する穴２２を有す
る球状をなすようになる。図１１は、このようなプレス
加工終了後の製品１′（つば状部１ｂと曲面状部１ａ′
とを有する部材）のみを取り出して示している。

【００１８】本製造方法によれば、従来のプレス加工の
絞り加工や曲げ加工と異なり、素材１に対し金型を押し
込むことがないので、従来の絞り加工や曲げ加工では加
工することが不可能であった、本参考例の球状の製品の
ような側壁部が外側に膨んだ形状の製品等を加工するこ
とができる。

【００１９】また、本参考例では、第二の金型１７と第
三の金型１９との間に素材１を挟持して支持した状態
で、前述のように素材１を第一の金型１３の凹部１４の
曲面（球面）に摺接させながら凹部１４内に侵入させて
行くので、素材１が加工すべき形状に変形されないで潰
れてしまったりする虞を防止することができる。

【００２０】図１２および１３は、本発明の一実施例を
示す。前記第一参考例においては、素材１にまずつば状
部１ｃを形成してから曲面状部１ａ′を形成している
が、本実施例においては、つば状部１ｃと曲面状部１
ａ′とを一工程で形成する。本実施例における金型は、
前記第一参考例においてつば状部１ｃを形成するための
図７〜１０に示されている金型と実質的に同一である。

【００２１】本実施例においては、つば状部１ｃを設け
られていない素材１を第一の金型１３にセットし、前記
第一参考例の場合と同様に第二の金型１７を下降して行
くと、素材１の円筒状部１ａが第一の金型１３の凹部１
４の球面に摺接しながら凹部１４内に侵入して行くこと
により、素材１の円筒状部１ａが第一の金型１３の凹部
１４の球面に沿って球面状に塑性変形され、半球状の曲
面状部１ａ′を形成するとともに、素材１がそれ以上凹
部１４内に侵入できなくなった時点から円筒状部１ａの
上端部が軸方向に圧縮されることにより、該円筒状部１
ａの上端部の周壁が環状に外側に突出され、前記第一参
考例の場合と同様のつば状部１ｃを形成する。

【００２２】図１４〜１７は前記実施例によって製造さ
れた製品１′（つば状部１ｃと曲面状部１ａ′とを有す
る部材）の使用例を示している。図１４は、筒状材２３
のキャップとして使用した例を示しており、製品１′の
穴２２から製品１′の内部に筒状材２３の先端部を挿入
した後、製品１′に外側から圧力を掛けて穴２２を狭め
て筒状材２３をかしめることにより、筒状材２３の先端
部に製品１′を装着している。

【００２３】図１５は筒状材２４のキャップとして使用
した例を示しており、つば状部１ｃが筒状材２４の先端
に当接されるまで製品１′の曲面状部１ａ′を筒状材２
４の内周側に嵌合して、筒状材２４の先端部に製品１′
を装着している。

【００２４】図１６は、製品１′にさらに他の部材を組
み合わせて筒状材２５のキャップを構成した例を示して
おり、製品１′と台座部材２６と内側部材２７とが前記
キャップを構成している。製品１′と台座部材２６と
は、台座部材２６の立ち上がり部２６ａを製品１′の穴
２２に挿入し、該立ち上がり部２６ａを外側に広げて製
品１′をかしめることにより、互いに固定されている。
前記内側部材２７は複数の嵌合片２７ａを有しており、
台座部材２６の内側に溶接されている。前記嵌合片７ａ
には該嵌合片２７ａの一部を切り起こしてなる切り起こ
し部４０が設けられている。そして、筒状材２５の先端
部周壁を台座部材２６の周壁と嵌合片２７ａとの間に挿
入することにより、筒状材２５の先端部に前記キャップ
が装着されている。

【００２５】図１７は、製品１′を継手として使用した
例を示しており、製品１′に、穴２２と同一方向に穴２
８、穴２２および２８と直交する方向に穴２９，３０を
それぞれ設け、穴２２，２８に筒状材３１、穴２９に筒
状材３２、穴３０に筒状材３３を挿通して、筒状材３
１，３２，３３を十文字状に接続している。

【００２６】図１８および１９は、本発明の第二参考例
を示している。本参考例における金型は、前記第一参考
例においてつば状部１ｃを形成するための金型（図７〜
１０参照）とほぼ同一であるが、第一の金型１３の凹部
１４の最深部には、第三の金型１９の周囲を囲むように
して溝部３４が設けられている。

【００２７】本参考例においては、前記第一参考例の場
合と同様にして、素材１につば状部１ｃを形成した後、
素材１を第一の金型１３および第三の金型１９にセット
する。次に、第二の金型１７を下降して行くと、素材１
の円筒状部１ａが第一の金型１３の凹部１４の球面に摺
接しながら凹部１４内に侵入して行くことにより、素材
１の円筒状部１ａが第一の金型１３の凹部１４の球面に
沿って球面状に塑性変形されて行くが、やがて円筒状部
１ａの先端部が溝３４に侵入するので、図１９のように
第一の金型１７が下限位置まで下降したときには、円筒
状部１ａの先端部を除いた部分は凹部１４の球面に対応
した曲面状部１ａ′を形成するが、溝３４に侵入した円
筒状部１ａの先端部は曲面状部１ａ′と逆向きに湾曲し
て小筒状部１ｅを形成する。

【００２８】図２０は、前記二参考例によって得られた
製品１′を筒状材３５のキャップとして使用した例を示
しており、筒状材３５の内周側に製品１′の小筒状部１
ｅを嵌合するとともに、ナット３６により筒状材３５と
小筒状部１ｅとを締結して、筒状材３５の先端部に製品
１′を装着している。なお、小筒状部１ｅを筒状材３５
の外周側に嵌合してもよい。

【００２９】図２１は、本発明による製品１′（つば状
部１ｃと曲面状部１ａ′とを有する部材）の他の例を示
しており、前記実施例の製品１′における半球状部１ｂ
の代りに平面状部１ｆを設けられている。このような製
品１′は、素材１に、半球状部１ｂの代りに平面状部１
ｆを設けておくことにより、前記実施例の場合と同様に
して製造することができる。

【００３０】図２２および２３は、本発明による製品
１′（つば状部１ｃと曲面状部１ａ′とを有する部材）
の他の例を示しており、曲面状部１ａ′を形成する部分
の一部が前記各実施例の場合のように円周方向に連続し
ておらず、複数の部分に分割されているとともに、切り
起こし部３８を設けられている。この製品１′も、素材
１の段階で円筒状部１ａを複数の部分に分割しておくと
ともにこれらの分割部分に切り起こし部３８を設けてお
くことにより、前記実施例の場合と同様にして製造する
ことができる。

【００３１】なお、前記実施例では、第一の金型１３の
凹部１４を球面状とすることにより、素材１を球面状に
変形させているが、本発明においては、第一の金型の凹
部がなす曲面を円弧面等の球面以外の曲面を形成するよ
うにし、素材を円弧面等の球面以外の曲面状に変形させ
てもよい。

【００３２】また、本発明によって得られるつば状部と
曲面状部とを有する部材は、前述のようなキャップや継
手のみならず、マイクロホンのカバー材等の他の用途に
も使用できるものである。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、つば状部を設け
ることができるとともに、従来のプレス加工の絞り加工
や曲げ加工では成形不可能な曲面形状の曲面状部を成形
することができる等の優れた効果を得られるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一参考例におけるつば状部および曲面状部を
加工する前の素材のみを示す縦断面図である。

【図２】前記第一参考例においてつば状部を形成する工
程における加工開始前の状態を示す縦断面図である。

【図３】前記第一参考例においてつば状部を形成する工
程において、スライド金型が素材の半球状部の内面に当
接した状態を示す縦断面図である。

【図４】前記第一参考例においてつば状部を形成する工
程において、移動金型が下限位置にまで達し、素材につ
ば状部が形成された状態を示す縦断面図である。

【図５】図４のつば状部付近を拡大して示す拡大縦断面
図である。

【図６】つば状部を完全に二重に折れ重ならないように
形成した場合の例を示す拡大縦断面図である。

【図７】前記第一参考例において曲面状部を形成する工
程における加工開始前の状態を示す縦断面図である。

【図８】図７の第一の金型の凹部の縁部付近を拡大して
示す拡大縦断面図である。

【図９】前記第一参考例において曲面状部を形成する工
程において第二の金型が下降し、該第二の金型の凹部が
素材に嵌合した状態を示す縦断面図である。

【図１０】前記第一参考例において曲面状部を形成する
工程において第二の金型が下限位置に達し、曲面状部が
形成された状態を示す縦断面図である。

【図１１】前記第一参考例によって得られた製品を示す
縦断面図である。

【図１２】本発明の一実施例における加工開始前の状態
を示す縦断面図である。

【図１３】前記実施例において第二の金型が下限位置に
達し、曲面状部およびつば状部が形成された状態を示す
縦断面図である。

【図１４】前記実施例によって得られた製品（つば状部
と曲面状部とを有する部材）の利用例を示す縦断面図で
ある。

【図１５】前記実施例によって得られた製品の他の利用
例を示す縦断面図である。

【図１６】前記実施例によって得られた製品のさらに他
の利用例を示す縦断面図である。

【図１７】前記実施例によって得られた製品のさらに別
の利用例を示す縦断面図である。

【図１８】第二参考例における加工開始前の状態を示す
縦断面図である。

【図１９】前記第二参考例において第二の金型が下限位
置に達した状態を示す縦断面図である。

【図２０】前記第二参考例によって得られた製品（つば
状部と曲面状部とを有する部材）の利用例を示す縦断面
図である。

【図２１】本発明による製品（つば状部および曲面状部
を有する部材）の他の例を示す縦断面図である。

【図２２】本発明による製品（つば状部および曲面状部
を有する部材）のさらに他の例を筒状材に嵌合された状
態で示す縦断面図である。

【図２３】図２２の製品を単独で示す底面図である。

【符号の説明】

１ 素材 １ａ 円筒状部 １ｂ 半球状部 １ｃ つば状部 １ｅ 小筒状部 １３ 第一の金型 １４ 凹部 １７ 第二の金型

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 51/08 B21D 19/08 B21D 5/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状部を有する素材と、第一の金型と、
   この第一の金型に対し相対的に直線方向に移動可能な第
   二の金型と、前記第一の金型に前記第二の金型に対向す
   るように設けられた、曲面を形成して陥没する凹部とを
   用意し、 前記素材の前記筒状部の軸線方向を前記直線方向に一致
   させた状態で前記第一の金型に向かって前記第二の金型
   を前記直線方向に相対的に移動し、該第二の金型で前記
   素材を前記第一の金型に向かって押し、前記素材を前記
   曲面に摺接させながら前記凹部内により深く侵入させて
   行くことにより、前記素材の一部を前記曲面に対応して
   塑性変形させて曲面状部を形成するとともに、前記筒状
   部を軸方向に圧縮することにより、前記素材の周壁の一
   部を環状に外側に突出させて前記素材につば状部を形成
   することを特徴とするつば状部と曲面状部とを有する部
   材の製造方法。