JP3452756B2 - プレス成形用型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工板材に立設
されたカラーの頂部に鍔部を形成するプレス成形用型に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属板等の被加工板材はプレス成形によ
って様々な形状に加工され、利用されている。図５はプ
レス成形品の一例を表す断面図であり、金属板１に円形
の透孔２が形成され、該透孔２の周縁にはカラー３が立
ち上がって設けられ、更に該カラー３の頂部に外側に向
かった鍔部４が形成されている。

【０００３】この鍔部４付カラー３を具備する透孔２
（以下、これを鍔カラー付透孔と称することがある）を
複数有するアルミニウム製板は、例えば自動車用クーラ
ーや家庭用クーラー等において熱交換器の放熱用冷却プ
レートフィンとして用いられている。

【０００４】図６は、上記鍔カラー付透孔を有する金属
板（以下、これを鍔カラー透孔付金属板と称することが
ある）を製造するプロセスの一例を説明するための断面
図である。

【０００５】先ず、透孔同士が芯合わせされたバーリン
グダイ１２とバーリングストッパー１３の間に、金属板
１を挟む。次いでピアスパンチ１０を突き上げることに
よって、形成予定の鍔カラー付透孔よりも開口径の小さ
い小孔を上記金属板１に穿孔し、引き続きピアスバーリ
ングパンチ１１を突き上げることによって上記小孔周縁
に返り部（突出片２３）を更に突き出す（図６の(a)
）。次いで透孔同士が芯合わせされたアイアニングダ
イ１４とアイアニングストッパー１５の間に、上記突出
片２３を芯合わせして金属板１を挟み、アイアニングパ
ンチ１６を突き上げることによって上記突出片２３をし
ごく様に延展（アイアニング加工）し、カラー３を形成
する（図６の(b) ）。

【０００６】その後このカラー付の金属板１をリフレア
ダイ１７に芯合わせして載置し、リフレアパンチ１８の
細径部１８ｂを金属板１の透孔２及びリフレアダイ１７
のガイド孔１９に挿入する様に上から下へ押し下げつ
つ、リフレアパンチ１８における段差部１８ａによって
カラー３の頂部を外向きに折り曲げて鍔部４を形成する
（リフレア加工）（図６の(c) ）。

【０００７】上記製造方法の他に、特開平4-165295号公
報に示されるように、形成された上記突出片２３の先端
部を湾曲させ、この湾曲部に側方より圧力を加えて積層
状態にして厚くし、その後上述と同様にアイアニング加
工及びリフレア加工を施すという方法もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の様
に製造された上記鍔カラー透孔付金属板には、ときとし
てカラー３の付根３ａに変形や亀裂を生じるという問題
がある。これは上記リフレア加工の際に、パンチ細径部
１８ｂとガイド孔１９との間に形成された隙間１９ａ
に、上記カラーの付根３ａが食い込むからであると考え
られる（図６の(c)参照）。この食い込みは、アイアニ
ング加工におけるしごき延展ムラがカラー３や付根３ａ
に存在した場合等にしばしば起こる。殊に、板厚の薄い
被加工板材に対して、上記鍔部４の様な小さい形状を付
与するというプレス加工を施す場合には、上記変形や亀
裂等の欠陥が生じることが多い。そこで本発明は以上の
様な問題に鑑みてなされたものであり、欠陥のない製品
を製造することのできるプレス成形用型を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、透孔の周縁に
カラーが立設された被加工板材をダイの支持面上に保持
し、該カラーの頂部側からパンチをカラーの中空部内に
打ち込む様に前記ダイ及び／または前記パンチを作動さ
せ、前記カラーの頂部に鍔部を形成するプレス成形用型
において、前記ダイが、前記パンチが打ち込まれる孔を
有する内側中空部材と、該内側中空部材に外装される外
側中空部材を有し、前記内側中空部材の開口端面に、そ
の内周縁に沿って環状突起を有することを要旨とする。

【００１０】この様に本発明では、内側中空部材の開口
端面に環状突起を設けたから、該環状突起に被加工板材
のカラー付根が当接して抵抗を受け、ダイのガイド孔
（内側中空部材の開口）内へのカラー付根の食い込みを
防止でき、その結果カラー付根に変形や亀裂等が生じて
いない製品を製造できる。

【００１１】尚、ダイを１つの部材で構成してガイド孔
の端面に環状突起を設ける様にした場合にも、カラー付
根の食い込みを防止することができるが、１つの部材で
ダイを上記の様な形状に加工することは困難である。

【００１２】即ち例えば図７は、５つのガイド孔２９を
有するダイ２０を示す斜視図であり、該ダイ２０は１つ
の部材で構成され、ガイド孔２９の端面に環状突起２１
が設けられている。この様な形状への加工としては、例
えば環状突起２１の部分を残しつつ、ダイの上面となる
フラット部分２２を切削する方法が考えられるが、この
様な加工を精密に仕上げることは大変な困難を伴う。

【００１３】しかし本発明では上述の様に、ダイを複数
の部材で構成し、このうちの一つの部材を内側中空部材
として、他の部材をこの内側中空部材を挿入することの
できる外側中空部材としたから、ダイを製造するにあた
り、上記内側中空部材や上記外側中空部材を夫々別々に
形作り、その後組み合わせる様にすれば、上記環状突起
といった細かな形状も容易に形成することができる。

【００１４】更に本発明に係るプレス成形用型は、前記
環状突起が、その外周側付根部に裾広がり状の曲面部が
形成されているものであることが好ましい。この様に曲
面部が形成されている場合は、被加工板材のカラー付根
がダイの上記環状突起に沿うようになって、点ではなく
面で当接する様になり、カラー付根に傷をつける恐れが
なく、またよりしっかりと食込み防止抵抗が発揮され
る。なお上記曲面部は、被加工板材のカラー付根の外側
側面の丸みと同じ曲率を示すものが最も好ましく、環状
突起とカラー付根がぴったりと沿うことになるからであ
る。

【００１５】加えて本発明において、前記パンチが、太
径部と、前記カラーの中空部内に打ち込まれる細径部を
有し、前記太径部から前記細径部への移行肩部が鍔形成
用段部であり、前記パンチが、芯部材と、該芯部材に外
装される外側部材を有し、且つ前記芯部材と前記外側部
材の接合界面部が、前記鍔形成用段部であることが好ま
しい。

【００１６】従来のプレス成形用型では、リフレアパン
チ１８の段差部１８ａの仕上がり精度が悪い場合に、被
加工板材のカラー３に加えられた圧力がカラー付根３ａ
に影響して、上述の様にパンチ細径部１８ｂとガイド孔
１９との間の隙間１９ａへ食い込みが起こることがあっ
た（図６の(c) 参照）。また上記の様に上記段差部１８
ａの仕上がり精度が悪い場合等に、鍔部が変形するとい
う問題もあった。

【００１７】しかし本発明ではパンチを芯部材と外側部
材という様に２以上の部材で構成し、この接合界面部分
が鍔形成用段部となる様にしたから、該鍔形成用段部を
分割して形成することができ、従って鍔形成用段部の加
工が容易となり、よって仕上がり精度が向上し、その結
果上記の様な鍔部の変形や、隙間１９ａへの食い込みに
よるカラー付根の変形等が生じない。

【００１８】更に本発明においては、前記鍔形成用段部
がＵ溝状であることがより好ましく、この様にＵ溝状で
あるから、リフレア加工の際にカラー頂部の肉回りが良
くなり、その結果鍔部が変形しない。また上述の様にパ
ンチを複数の部材で構成しているから、鍔形成用段部が
Ｕ溝状といった特殊な形状であっても、夫々の部材を別
個に形作り、その後これらを組合わせることで、上記特
殊な形状に形成できる。

【００１９】

【発明の実施の形態及び実施例】図１の(a) は、本発明
の一実施例に係るプレス成形用型を用いて鍔カラー透孔
付金属板を製造している様子を表す断面図である。パン
チ３３は円柱状のパンチ芯部材３１と筒状のパンチ外側
部材３２との２部材から構成され、これら２部材が接合
されて太径部（図にＢで示す）と細径部（図にＡで示
す）を有するパンチ３３となり、この太径部から細径部
への移行肩部が鍔形成用段部３７となっている。またダ
イ３６は、筒状のダイ内側中空部材３５と該ダイ内側中
空部材３５挿通用孔を有するダイリフタープレート（外
側中空部材）３４との２部材から構成されている。そし
て該ダイ３６上に金属板４１が載置してある。尚、パン
チ３３の周りにはパンチ枠部材３８を図示している。

【００２０】図１の(b) は、図１の(a) において上記パ
ンチ３３のところの丸で囲んだ部分の拡大断面図であ
る。パンチ３３の鍔形成用段部３７は図に示す様にＵ溝
状となっており、且つ該鍔形成用段部３７は上記パンチ
芯部材３１と上記パンチ外側部材３２の接合界面部分に
形成されている。

【００２１】図１の(c) は、図１の(a) において上記ダ
イ３６及び金属板４１のところの丸で囲んだ部分の拡大
断面図である。ダイ３６の内側中空部材３５の開口（ガ
イド孔３９）周縁にはダイ上面（フラット部分３５ｂ）
より立ち上がった環状突起３５ａが設けられている。該
環状突起３５ａの頂部は平坦な面（頂面３５ｃ）となっ
ており、また該頂面３５ｃの端から外周側付根部３５ｄ
にかけて裾広がりに曲面部が形成された形状となってい
る。

【００２２】図２は該曲面部の曲率を説明するための断
面図であり、図２から分かる様に、上記環状突起の曲面
部は、その仮想延長線（図２中に一点鎖線で示す）がパ
ンチ３３の細径部（カラー中空部内への進入部分）の側
面外壁３１ａに続いており、これにより上記環状突起の
曲面部が被加工板材のカラー付根の外側側面の丸みとほ
ぼ同じ曲率を示す様になる。

【００２３】この様な形状のパンチやダイは、これを一
体物から加工形成することが極めて困難であるが、上述
の様に夫々２部材で構成しているから、各部材毎に加工
を施し、その後組合わせることにより、全体として所望
の形状に容易に形作ることができる。

【００２４】即ちダイを製造するにあたっては、図４の
(a) の斜視図に示す様に、内側中空部材３５の開口端面
について、環状突起３５ａの部分を残しつつダイ上面の
フラット部分３５ｂを形成する様に切削することで、環
状突起３５ａを容易に形成でき、次に図４の(b) に示す
様にこの内側中空部材３５をダイリフタープレート３４
に挿入すれば、全体として各ガイド孔の端面に環状突起
を有するダイが容易に製造できる。尚本実施例におい
て、上記ダイ内側中空部材３５は高さ位置が精度良く固
定されているが、上記ダイリフタープレート３４はリフ
ター機能を有し、上下移動（プレス位置・離反位置移
動）できるものである。

【００２５】また上記パンチ３３を製造するにあたっ
て、上記パンチ芯部材３１とパンチ外側部材３２を別々
に加工して、鍔形成用段部となる部分に夫々約１／４円
弧形状を形成し、その後滑合により接合して、上記パン
チ３３とする。Ｕ溝形状を一体物に形成する加工は困難
であるが、上記約１／４円弧形状は容易に形成できる。
そしてこれらを合わせてＵ溝形状の鍔形成用段部とする
ことができる。

【００２６】リフレア加工を行うにあたっては、被加工
板材として例えば上記従来の方法（図６の(a),(b) 参
照）の様にアイアニング加工を施してカラー４３を形成
した金属板４１を用い、図１に示す様に、該金属板４１
をダイ３６上に載置し、パンチ３３によってプレスする
ことにより、カラー４３の頂部にＵ字状の鍔部４４を形
成する（図１参照）。この際、前述の様にパンチ３３の
鍔形成用段部３７がＵ溝状であるから、このＵ溝にカラ
ー４３頂部が沿って曲がって行き、無理なく鍔部４４が
形成される。

【００２７】またプレスされる際に、金属板４２のカラ
ー付根４３ａが内側中空部材３５の環状突起３５ａに当
接し、ガイド孔３９に食い込まなくなる。その結果、カ
ラー付根４３ａに変形，亀裂のない鍔カラー透孔付金属
板４１となる。

【００２８】またダイが別体の２部材となっているか
ら、ダイリフタープレート３４を上下移動させることに
よって、ダイ上に載置する金属板の高低位置を調整する
こともできる。

【００２９】つまり、アイアニング加工用型とリフレア
加工用型に金属板を続けて搬送し、これらの加工を連続
的に行う場合等において、例えばアイアニング加工用型
とリフレア加工用型が夫々同期せずにズレてプレス・離
反すると、夫々の加工用型に一続きに載置している１枚
の金属板に高低差を生じることがある。そうなれば、従
来の様にこのままプレス加工してしまうと製品に皺を発
生させるという問題が起こる。尚アイアニング加工用ダ
イとリフレア加工用ダイが十分に離れている設備の場合
はこの様な皺の問題は発生し難いが、汎用設備ではそれ
らの間の距離があまり離れていないから、皺の発生は無
視できない問題となっている。

【００３０】しかし本実施例では上述の様にダイを複数
部材で構成し、一方の部材をリフター機能のあるダイリ
フタープレート３４としているから、上記金属板の高低
差を是正でき、皺を発生させることなく製品をプレス加
工することができる。

【００３１】また上記従来例においては、鍔部４の形成
が不均一になることがあったが、この原因は、リフレア
加工において、リフレアパンチ１８のパンチ細径部１８
ｂが金属板１の透孔２の内壁に接触進入するのと、リフ
レアダイ１７のガイド孔１９に進入するのが同時進行で
あるから、金属板１に位置補正の余地がなく、このため
に起こるものと考えられる（図６参照）。

【００３２】しかし本実施例（図１）の様にダイ３６を
用いれば、先ずダイリフタープレート３４によって金属
板４１をパンチ３３に嵌合させ、これによって金属板４
１のカラー付透孔４２をパンチ３３に対して位置決め補
正することができ、その後ダイ３６のガイド孔３９にパ
ンチ３３を進入（ことのきダイリフタープレート３４も
パンチ３３と同時に移動する）させてプレスすれば、均
一な鍔部４４を形成することができる。

【００３３】なお以上の説明において、金属板に穿孔加
工を施して形成される透孔周縁の返り部をアイアニング
加工してカラーとしたものを被加工板材とし、この被加
工板材のカラーの頂部に外鍔部をプレス成形（リフレア
加工）するため装置を代表例として述べたが、本発明に
係るプレス成形用型はその例示的説明によって限定を受
けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で
適当に変更を加えて実施することも可能である。

【００３４】例えばアイアニング加工を経ていない被加
工板材のカラーにリフレア加工を施す場合であっても勿
論良い。

【００３５】また上記実施例においては、パンチ３３の
鍔形成用段部３７の表面が連続したＵ溝となっている
が、これに限るものではなく、図３の断面図に示す様
に、パンチ芯部材３１よりもパンチ外側部材３２が窪ん
だ段となっていても良い。

【００３６】また上記実施例においては、ダイ３６の環
状突起３５ａの頂面を平坦な形状としたが、これに限る
ものではなく、例えば上記頂面が半球状となったもので
あっても良い。尚環状突起３５ａの頂面が尖鋭な形状の
場合は、被加工板材のカラー付根に傷をつける恐れがあ
るから、この尖鋭形状は避けた方が良い。

【００３７】

【発明の効果】以上の様に、本発明に係るプレス成形用
型を用いてプレス加工を施すことにより、欠陥のないプ
レス成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の一実施例に係るプレス成形用型
を用いて鍔カラー透孔付金属板を製造している様子を表
す断面図であり、(b) ，(c) はその要部拡大図である。

【図２】環状突起の曲面部の曲率を説明するための断面
図である。

【図３】本発明の他の実施例に係るプレス成形用型のパ
ンチの鍔形成用段部を示す部分断面図である。

【図４】本発明の一実施例に係るプレス成形用型のダイ
を示す斜視図である。

【図５】従来のプレス加工された鍔カラー透孔付金属板
を表す断面図である。

【図６】鍔カラー透孔付金属板をプレス加工により製造
する従来の方法の一例を示す断面図である。

【図７】ダイを１つの部材で構成し、且つガイド孔の端
面に環状突起を設けたものの斜視図である。

【符号の説明】

１，４１ 金属板 ２，４２ 透孔 ３，４３ カラー ３ａ，４３ａ カラー付根 ４，４４ 鍔部 ３１ パンチ芯部材 ３１ａ 側面外壁 ３２ パンチ外側部材 ３３ パンチ ３４ ダイリフタープレート ３５ ダイ内側中空部材 ３５ａ 環状突起 ３５ｂ フラット部分 ３５ｃ 頂面 ３５ｄ 外周側付根部 ３６ ダイ ３７ 鍔形成用段部 ３９ ガイド孔

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透孔の周縁にカラーが立設された被加工
   板材を、ダイの支持面上に保持し、該カラーの頂部側か
   らパンチをカラーの中空部内に打ち込む様に前記ダイ及
   び／または前記パンチを作動させ、前記カラーの頂部に
   鍔部を形成するプレス成形用型において、 前記ダイは、前記パンチが打ち込まれる孔を有する内側
   中空部材と、該内側中空部材に外装される外側中空部材
   を有し、 前記内側中空部材の開口端面に、その内周縁に沿って環
   状突起を有することを特徴とするプレス成形用型。
2. 【請求項２】 前記環状突起は、その外周側付根部に裾
   広がり状の曲面部が形成されている請求項１に記載のプ
   レス成形用型。
3. 【請求項３】 前記パンチは、太径部と、前記カラーの
   中空部内に打ち込まれる細径部を有し、前記太径部から
   前記細径部への移行肩部が鍔形成用段部であり、 前記パンチが、芯部材と、該芯部材に外装される外側部
   材を有し、 且つ前記芯部材と前記外側部材の接合界面部が、前記鍔
   形成用段部である請求項１または２に記載のプレス成形
   用型。
4. 【請求項４】 前記鍔形成用段部がＵ溝状である請求項
   ３に記載のプレス成形用型。