JP3753608B2 - 逐次成形方法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板を徐々に加工する逐次成形方法に関する。特に、板の端部にフランジを有する成形品を逐次成形する方法に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板の端部にフランジを有する成形品は、雌型と雄型との間に板を置いて、プレスすることによって製作している。雌，雄の金型が必要なため、高価である。
【０００３】
金型を少なくする手段として、特開平１１−３１０３７１号公報の図１８から図２０のような逐次成形方法が提案されている。これは、雌型に素材の外周部を固定し、棒状の工具で素材を押し、雌型の内周面に沿って移動させて、逐次的に板を張り出し加工するものである。一方、特開平１０−７６３２１号は逐次的に絞り加工するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
逐次成形方法は金型を一つにできるので、安価にできる。しかし、前記特開平１１−３１０３７１号の方法で板の端部にフランジを形成した場合は、フランジの外周部に板が残る。この板が不要な場合は、フランジの外周部を切断除去することが必要である。
【０００５】
また、この加工方法によってフランジを形成する場合は、フランジと底板とが成す角度を直角にしたくても直角にできない。例えば、筒をフランジに重ねて接合した場合に、フランジが直角でない場合は重ね接合ができにくい。また、高さの高いフランジの形成が困難である。
【０００６】
一方、前記特開平１０−７６３２１号の加工方法によってフランジを加工する場合は、フランジとフランジとの接合部にしわが発生しやすい。
【０００７】
本発明の目的は、容易に所定形状に成形できる逐次成形方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、
雌型の内側に配置した座に素材を固定しており、前記雌型と工具との間および前記座と前記工具との間に前記素材を配置しており、かつ、絞り加工によって前記素材の外端部が絞り加工方向に移動可能な状態で、
前記座および前記工具を前記雌型に対して相対的に絞り加工方向に移動させ、
前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
によって達成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例を図１〜図５により説明する。図１は装置の左端部のみを示しており、他の部分も適宜同様の構成になっている。図２は成形途中の状態を示す。
【００１０】
成形品１０には底板１１があり、その外周部にフランジ１２を有している。成形品１０は４辺からなり、辺は直線状であり、辺と辺とが合わさった角部１２ａは円弧状である。底板１１の面とフランジ１２の面とはほぼ直角である。成形品１０はこれ単独で使用されるほか、筒状の部材の端部の蓋となる。フランジ１２と筒状部材の端部とを重ねて固定する場合、フランジ１２と底板１１とは直交していることが望ましい。
【００１１】
金型２０は雌型（外型）である。雌型２０は水平に置かれている。雌型２０の上面に素材の板１０ｂが載っている。雌型２０の内部に棒状の工具３０が入る。工具３０は雌型２０の垂直面に沿って下降し、次に、雌型２０の内周面に沿って移動する。雌型２０の内周面の形状は成形品１０の外径形状と実質的に同一である。工具３０が１周すると、工具３０は前記を繰り返す。これによって、素材の平板１０ｂを絞り加工する。なお、工具３０を下降させることを絞り加工方向に移動させるという。これは実質的に工具３０の軸方向の移動であり、成形品１０の深さ方向への移動である。
【００１２】
工具３０の先端は平である。先端から側面への角部は円弧状である。この円弧が成形品１０の底板１１とフランジ１２とが成す円弧となる。工具３０は上方の移動体（図示せず）から回転自在に吊り下げられている。工具３０は雌型２０の内周面（フランジ１２の部分に相当する。）に沿って移動する。工具３０が素材１０ｂに接触して移動することによって、工具３０は従動的に回転（自転）する。これによって、工具３０は素材１０ｂに一点で接しないので、焼き付きを防止できる。また、素材１０ｂの上面には潤滑油を塗っている。
【００１３】
雌型２０の上面には素材１０ｂの位置決め用のピン(ガイド)２３を複数立てている。素材１０ｂの平板を雌型２０の上端に置いたとき、ピン２３は素材１０ｂの外周部に接する。これで位置決めされる。雌型２０の内周側の上端（肩部という。）は円弧状である。この円弧は雌型２０の全周に沿ってある。この円弧によって素材１０ｂの外周部は滑らかに雌型２０の内周側に移動する。
【００１４】
雌型２０の内部の底はない。雌型２０の内部には素材１０ｂを載せる座４０がある。座４０は高さ位置を制御できる装置５０で支えられている。座４０は工具３０の先端（下端）に対向した部分にもある。座４０は工具３０の周方向の移動軌跡に対応した個所にある。つまり、工具３０の先端と座４０とによって素材
１０ｂを挟んでいる。さらに、座４０は雌型２０の中央部にもある。このため、素材１０ｂの中央部を固定することができる。
【００１５】
座４０は素材１０ｂを載せて固定している。この固定は、座４０に電磁石を設けて磁力で行う。または、座４０の上面に真空吸着パットを設けて、真空吸着することによって行う。固定位置は座４０の中央部等である。素材１０ｂは鉄系、ステンレス系、アルミニウム合金系である。
【００１６】
座４０を昇降させる装置５０について説明する。装置５０は複数のネジ機構
５１で構成されている。図１にはネジ機構を１組示す。座４０の下端の座４５をネジ機構５１のネジ棒５２で支えている。座４５には回転自在なナットがある。駆動装置５５が回転することによって、ネジ棒５２が回転し、座４０が昇降する。また、座４０または座４５と基礎との間には、座４０が垂直に昇降するためのガイド（図示せず）を複数設けている。装置５０及び雌型２０は基礎に設置している。
【００１７】
逐次成形方法を説明する。まず、成形後の形状を基に展開した平板の素材（ブランク）１０ｂを準備する。成形品１０が四角形で角部に円弧があるので、図５のように、素材１０ｂの平面図はほぼ四角形で、角部は円弧状になっている。素材１０ｂの大きさおよび形状ならびに角部の円弧の形状は、成形品１０の形状を考慮して定めている。前記展開は角筒の絞り加工成形と同様に成形品の表面積や体積を基に展開寸法を算出する。この展開寸法を基にターレットパンチプレス等によって板を切断する。
【００１８】
次に、素材１０ｂを雌型２０の上端に載せる。この時、素材１０ｂは上昇した座４０にも載る。素材１０ｂはピン２３で位置決めさせる。
【００１９】
次に、素材１０ｂを座４０に固定する。固定位置および手段は前記のとおりである。
【００２０】
次に、座４０を下降させ、次に、工具３０を下降させる。工具３０の下降位置は、工具３０の側面と雌型２０の垂直面（内周面，直線部）との間に素材１０ｂが位置できる位置である。つまり、雌型２０の内周面と工具３０の側面との間に素材１０ｂを挟むようにする。この状態で、工具３０を下降させ、後述のように雌型２０の内周面に沿って周方向に移動させる。工具３０の下降量は、工具３０の先端が下降した素材１０ｂに接する位置である。例えば、座４０が下降する以前に座４０の上面が雌型２０の上面（素材１０ｂの端部が載った位置）と同一面にあるとき、工具３０の先端が素材１０ｂの上面に接していれば、座４０と工具３０の下降量は同一である。両者を同時に下降させることができる。
【００２１】
この実施例のように底板１１が広く、板厚が薄く、底板１１の中央部を固定している場合は、底板１１が撓むのみで外周部が雌型２０によって曲がることはない。続いて工具３０を下降させた際に曲がる。このため、素材１０ｂが傾斜する恐れがある。また、後述するように、工具３０を周方向に移動させる際に、素材１０ｂが回転する恐れがある。このため、素材１０ｂを座４０へ固定している。
【００２２】
工具３０の下降位置は工具３０の側面と雌型２０の内周面との間にフランジ
１２が位置できる位置である。また、フランジ１２の直角度を考慮する。直角度を考慮する場合は、工具３０の側面と雌型２０の内周面との間に素材１０ｂを挟むように工具３０を位置させる。
次に、工具３０を雌型２０の内周面に沿って移動させる。工具３０は従動的に回転する。素材１０ｂは工具３０の移動によって逐次的に成形される。
【００２３】
次に、工具３０が１周する毎に、前記のように、座４０を下降させ、工具３０を下降させる。両者の下降量、工具３０の下降位置は前記のとおりである。次に、工具３０を雌型の内周面に沿って周方向に移動させる。
【００２４】
以後、座４０と工具３０の下降と、工具３０の周方向の移動とを繰り返す。上記工程の繰り返しによって素材１０ｂの外周部は雌型２０の内周面に移動する。これによって絞り加工が行われる。工具３０の軸方向が絞り加工方向である。雌型２０の内周面に沿った工具３０の移動方向は工具３０の半径方向である。
【００２５】
これによれば、素材１０ｂは雌型２０と工具３０との狭い部分で変形され、逐次的に小さく均等な歪しか与えないので、底板１１の平面度が良好に保たれる。
【００２６】
加えて、雌型２０でフランジ１２を全周に亘り拘束しながら成形するので、フランジが外側に膨らまず、平板部とフランジ部の直角度に優れた成形品を製造できる。特に、角部１２ａのフランジは成形によって外側に広がろうとするが、図３のように、角部１２ａのフランジは雌型２０によって外方から拘束されているので、垂直なフランジとなる。つまり、絞り工程の最初から最終までの全範囲において、フランジ１２は雌型２０の内周面と工具３０の側面とで挟まれているので、フランジ１２を内外から拘束して絞り加工を行うことができる。したがって、直角度などの精度のよい加工ができるものである。筒の端部にフランジ１２を重ねて接合する場合に容易に接合できるものである。
【００２７】
このように雌型２０を用いた逐次成形において、雌型２０の内周側に座４０を設け、この座４０に素材１０ｂを固定するようにしているので、素材１０ｂを固定でき、所定の成形ができるものである。なお、成形が進んで、フランジ１２が雌型２０の垂直面に位置した場合も同様である。また、素材１０ｂの端部を雌型２０の内周面に向けて移動させつつ絞り加工を行い、また、素材１０ｂの端部を雌型２０の内周面に位置させて絞り加工をしている。このため、フランジ１２と底板１１とが成す直角度をよくすることができる。また、フランジ１２の高さを大きくできる。また、フランジ１２の板厚の減少を抑制できる。
また、素材１０ｂの端部を雌型２０内に移動可能に絞り加工しているので、成形後の形状を考慮した素材１０ｂにしておけば、成形後、フランジ１２の端部を切断する必要がない。また、座４０で固定するので、位置決めをピン２３などのガイドで行うことができる。
【００２８】
プレス成形のように高荷重を必要としないため、雌型２０は一般の鋼材等による簡易的なもので良く、焼入れ等の熱処理や、プレス金型のような綿密な表面仕上げも必要としない。
【００２９】
この逐次成形を実施する加工機は数値制御式加工装置、例えは、ＮＣフライス盤やマシニングセンターである。数値制御式加工装置の主軸に工具３０を設置している。主軸を雌型２０の内周面に沿って、また、垂直方向に、数値制御で移動させる。図１の数値制御加工装置は縦型である。工具３０を有する主軸は垂直方向および一方向の水平方向に移動できる。雌型２０および座４０はテーブル（基礎）に載っている。テーブルは主軸の水平方向の移動方向に対して直角方向の水平方向に移動できる。この２つの移動によって工具３０を雌型２０の内周面に沿って移動させることができる。昇降装置５０はテーブルに載っている。工具３０の垂直方向の移動に替えて、テーブルを昇降させることができる。
【００３０】
例を説明する。工具３０の径：２５mm、素材１０ｂの板厚：０.５mm から４mm程度、雌型２０の内周面から工具３０の側面までの距離：板厚の０.８ 倍から２倍程度、工具３０の１回当たりの押し込み深さ（座４０の１回当たりの下降量）：素材１０ｂの板厚の０.５倍から２倍程度、フランジ１２の高さ：素材１０ｂの板厚の５倍から２０倍程度である。また、フランジ１２の高さ：２０mm、雌型２０の円弧部（肩部）の半径：５.５〜１３.５mm、工具３０の径２５mm、工具
３０の先端の半径：５.５mm から１０mm、円弧部１２ａの半径：１００mmである。
【００３１】
素材１０ｂの大きさについて説明する。図１のように、素材１０ｂの端部は雌型２０の肩部の円弧Ｒの中心の上方にあるかまたは前記中心の上方よりも雌型２０の中心側に位置する大きさである。これよりも大きい場合はフランジ１２の角部１２ａにおいて、フランジ１２と底板１１との接続部に割れが発生しやすい。
【００３２】
上記実施例の場合、図６のように、フランジ１２の直線部１２ｂと角部１２ａとの接続部にしわ１２ｃが発生しやすい。フランジ１２の高さが大きくなるにしたがってしわ１２ｃが発生しやすい。図６は理解を容易にするためにしわを誇張して示している。図７のように、フランジ１２の直線部は底板１１から直線状に傾斜している。図８のように、角部１２ａのフランジは雌型２０の肩部の円弧に沿っている。そこで、絞り加工の進行によってしわ１２ｃが発生しはじめると、絞り工程を停止し、フランジ１２を雌型２０の円弧部になじませるしわ抑え工程を実施する。以下図９（Ａ）から図９（Ｃ）によって説明する。
【００３３】
しわ１２ｃが発生する段階になると、図９（Ａ）（すなわち、図１）の絞り工程を中止して、座４０の下降を停止させる。そして、図９（Ｂ）のように、工具３０を若干上昇させ、また、雌型２０の外側に若干移動させる。つまり、雌型
２０の肩部の円弧部に素材１０ｂを挟んだ状態で、工具３０を周回させる。必要により、さらに、工具３０を若干上昇させ、また、雌型２０の外側に若干移動させ、雌型２０の肩部の円弧部に素材１０ｂを挟んだ状態で、工具３０を周回させる。これを必要回数行う。次に、図９（Ｃ）のように、工具３０を図９（Ａ）
（図１）の位置に戻し、図９（Ａ）（すなわち図１）の絞り工程を再開する。すなわち、座４０および工具３０を下降させ、工具３０を周回させる。絞り工程を再開した後、しわ１２ｃが発生しはじめると、前記しわ抑え工程を再開する。
【００３４】
絞り工程を何回行えばしわが発生するかは、実験によってわかるので、絞り工程の途中にしわ抑え工程を予め組み込むことができる。座４０と工具３０の下降、そして雌型２０の周方向への工具３０の１周を合わせて、１回の絞り工程という。
【００３５】
上記実施例では座４０を下降させた後に、工具３０を下降させているが、同時に下降させることができる。また、工具３０の先端は平らでなく、球状でもよい。また、工具３０は回転しなくてもよい。
【００３６】
上記実施例では工具３０の直径は軸方向に一様である。このため、成形完了の直前まで、フランジ１２の上端部は工具３０の側面に接触する。フランジ１２の上端部は工具３０の周回のたび毎に工具３０の側面に接触する。これによって不都合が生じる場合は、フランジ１２の上端部に対向する位置の工具３０の直径を小さくする。
【００３７】
上記実施例では工具３０と座４０で素材を挟んだ状態で逐次成形を行っている。しかし、挟んだ状態での逐次成形は必要ない。このため、所望の時点で、座
４０の下降量を工具３０の下降量よりも大きくする。両者の間には素材１０ｂの板厚よりも大きい間隔があく。その後はこの間隔を保って両者を下降させる。絞り加工の最終段階では、工具３０の先端と座４０との間で底板１１を挟むように、工具３０と座４０を下降させる。挟んだ状態で、工具３０を周方向に移動させる。
【００３８】
これによれば、逐次成形の途中では底板１１の外周部が座４０と工具３０の先端とで挟まれない。このため、一部の板厚が薄くなるようなことがない。底板
１１は撓んだ状態で座４０に固定されている。最終段階では、座４０と工具３０の先端とで底板１１を挟んで逐次成形することによって、底板１１の平坦度、底面１１とフランジ１２との角度を所定にする。
【００３９】
座４０を固定して、雌型２０を上昇させて、絞り加工ができる。工具３０も成形途中では垂直方向には移動しない。座４０は工具３０の軸方向の位置であって、雌型２０の内周面に沿ってある。図１の実施例では工具３０による垂直荷重は座４０（昇降装置５０）に加わる。座４０（４５）は垂直方向に移動する。このため、座４０（４５）は傾斜したり、所定位置よりもさらに下降したりしやすい。このため、精度のよい成形品を製作できにくい。これを防止するには座４０を支持する昇降装置５０を強固に構成する必要があり、高価になる。しかし、工具３０による垂直荷重は雌型２０には加わりにくい。このため、雌型２０を移動させるようにすると、前記問題が発生しにくくなり、精度のよい成形品を製作でき、装置を安価に構成できるものである。この場合、雌型２０を移動させる際、工具３０の移動を停止させおいてもよい。また、雌型２０を移動させる際またはその前に、工具３０を上昇させ、雌型２０の上昇の後、工具３０を下降させることができる。
【００４０】
図１０の実施例を説明する。雌型２０は底面部２１を有する。底面部２１の幅は工具３０の直径に相当する。工具３０が最下端位置まで下降したとき、工具
３０の先端と底面部２１とで素材１０ｂを挟む。座４０の直径は底面部２１の内径よりも小さい。工具３０と座４０の下降量は実質的に同様である。座４０の下降量は素材１０ｂの底板１１が変形しない程度にする。絞り加工の最終段階では座４０の高さ位置を雌型２０の底面部２１の高さ位置にあわせる。工具３０の先端と底面部２１とで素材１０ｂを挟んだ状態で、工具３０を雌型２０の内周面に沿って移動させる。
【００４１】
これによれば、雌型２０のみを工具３０の絞り加工に耐えるように作ればよい。
【００４２】
雌型２０の底面部２１の内周部の大きさよりも座４０の外周部の大きさを大きく設け、座４０が最も下降した場合に、座４０の外周部が雌型２０の底面部２１に載るようにする。これによれば、最終の加工段階では、移動しない雌型２０によって座４０が支持されるので、前記のような問題の発生を抑制できる。また、常に、素材１０ｂを座４０と工具３０とで挟むことができる。
【００４３】
また、座４０を固定して、雌型２０を移動させる場合において、工具３０の軸方向であって、雌型２０の内周面の周方向に沿って座４０を設ける。雌型２０が最も上昇した場合に、座４０の外周部と工具３０との間に素材１０ｂを挟むようにする。これによれば、最終の加工段階では、移動しない座４０によって素材
１０ｂが支持されるので、前記のような問題の発生を抑制できる。
【００４４】
図１１の実施例を説明する。この実施例は前記実施例において、フランジ１２の高さを高くする場合である。座４０の移動、および工具３０の下降は前記実施例と同様である。相違点を主体に以下説明する。
【００４５】
雌型２０の上端部の内周側の円弧は比較的大きい。円弧は上方に向けて拡大している。素材１０ｂを雌型２０に載せ、座４０に固定する。工具３０の移動を主体に説明すると、素材１０ｂの外端部を雌型２０に載せたら、雌型２０の円弧部と工具３０の先端部との間に素材１０ｂの外端部を挟んだ状態で、工具３０を雌型２０の周方向に沿って移動させる。１周したら、工具３０を雌型２０の円弧部に沿って内周側（下方側）に移動させる。雌型２０の円弧部と工具３０の先端部との間に素材１０ｂを挟んだ状態で、工具３０を雌型２０の周方向に沿って移動させる。なお、図１の実施例と同様に、工具３０を下降させる際には座４０を下降させている。
【００４６】
このようにして工具３０が雌型２０の円弧部を通過すると、図１の実施例と同様な位置に工具３０を位置させる。すなわち、工具３０の側面と雌型２０の内周面との間に素材１０ｂを位置させた状態で、工具３０を雌型２０の周方向に移動させる。以後は図１の実施例に同様である。
【００４７】
つまり、雌型２０の上面に載った素材１０ｂの外周部から工具３０の先端で押えつつ、雌型２０の上面から内周面に至る円弧Ｒに沿って工具３０を移動させる。そして、雌型２０の垂直面と工具３０の側面との間に素材１０ｂが位置するようにする。この移動は数値制御によって行う。
【００４８】
これによれば、素材１０ｂの外周部は雌型２０の肩の円弧になじみながら成形されるので、しわを抑え、フランジ高さの高い絞り成形を実現できる。特にフランジ１２の角部１２ａを成形する際に、シワの発生を防止しながら成形できる。
【００４９】
図１２の実施例を説明する。素材１０ｂの外周部を雌型２０に拘束する押え座６０を備えている。ボルト６２はコイルスプリング６１を介して押え座６０を雌型２０の上面に押えている。この状態で、図１に実施例と同様に逐次成形を行う。押え座６０は、絞り加工によって素材１０ｂの端部が雌型２０の内周側に移動するように、素材１０ｂを雌型２０に押えている。絞り深さが深くなることによって、素材１０ｂの外周部は押え座６０から外れて拘束が解除され、素材１０ｂの端部は雌型２０の内周面に位置する。
【００５０】
図１３の実施例を説明する。工具３０は押え座６０に相当するリング３５を備えている。リング３５の外径は工具３０の外径よりも大きい。リング３５はコイルスプリング３６で下方に押えられている。リング３５は工具３０に対して軸方向に移動できる。３８はリング３５等の抜け止めのためにリング３５に固定した筒状の部材である。部材３８の上端の鍔３８ｂが工具３０の大径部３０Ｄの鍔
３０ｅに引っかかるようにしている。３７は座である。工具３０の位置は図１の実施例と同様である。
【００５１】
これによれば、成形の初期は、リング３５は素材１０ｂの外周部を雌型２０の上端部に押えている。このため、素材１０ｂの外周部は雌型２０の上端の円弧部になじみながら成形される。このため、しわの発生を抑え、フランジ高さの高い絞り成形を実現できる。
【００５２】
図１４の実施例を説明する。素材１０ｅは逐次成形して得る目的形状に近似した形状に事前に成形したプレフォーム材としている。プレフォーム材１０ｅの外周部のフランジ１２ｅはラッパ状に上方に向けて拡大している。初期においてフランジ１２ｅは雌型２０の上端の円弧部に接している。工具３０の位置は図１の実施例と同様である。
【００５３】
最終的に必要とする長さのフランジ１２ｅを傾斜させて事前に設けているので、シワの発生や逐次成形部の板の割れを防止できるものである。プレフォーム材１０ｅはプレス成形、または逐次成形で製作する。
【００５４】
図１５の実施例を説明する。このプレフォーム材１０ｇはその最外周部分が雌型２０の内周面とほぼ一致するようにプレフォームしている。フランジ１２ｇはラッパ状に拡大している。フランジ１２ｇの上端部が雌型２０の円弧部に載っている。プレフォーム材１０ｇを座４０に載せて固定する。工具３０の先端をプレフォーム材１０ｇの底板に接触させる。工具３０の先端と座４０との間にプレフォーム材１０ｇの底板を挟んでいる。工具３０の先端の側面はプレフォーム材１０ｇの底板とフランジ１２ｇとの境に位置させる。
【００５５】
この状態で、工具３０を雌型２０の垂直面側に向かって移動させ、次に、雌型２０の垂直面に沿って周方向に移動させる。つまり、フランジ部を外周側に押し広げるように工具３０を一周させる。１周毎に雌型２０との隙間を板厚の約0.5 倍〜約２倍程度狭くする。座４０は下降しない。
【００５６】
プレフォーム材１０ｇは図１の実施例のようにして逐次成形で製作できる。そして、引き続き図１４または図１５の実施例のようにして逐次成形できる。
【００５７】
図１６，図１７の実施例を説明する。この実施例のフランジ１１２はほぼ四角形の一辺のみにある。素材１１０の外周部の全てにはない。フランジ１１２のある辺は円弧状である。素材１１０はアルミニウム合金の押し出し形材であり、上面側にリブ１１０ｒを有する。リブは断面がＴ状である。
【００５８】
フランジ１１２を設ける部分のリブ１１０ｒは事前に切削して除いている。また、形材１１０の面板１１１の厚さは、一般に逐次成形に適する厚さよりも厚いので、フランジ１１２を設ける部分の面板１１１を切削して薄板１１１ｂにしている。この切削は例えばエンドミルによって行う。面板１１１やリブ１１０ｒの切削範囲はＬで、工具１３０の移動範囲から定める。
【００５９】
雌型１２０はフランジ１１２の部分のみあればよい。１５０は形材１１０の面板１１１を座１４０に挟んで固定する拘束金具である。金具１５０は形材の面板１１１と座１４０を上下方向から挟んでいる。面板１１１に穴を開けてよい場合はボルト・ナットで挟んで座１４０に固定できる。
【００６０】
フランジ１１２は一部のみにあるので、棒状の工具１３０は雌型１２０の内周面に沿って周回させる必要はない。図１６の矢印のように往復動させればよい。往復動の両方で逐次成形させることができる。逐次成形するフランジは、四角形の素材に対して、３辺にある場合や、対向する２辺にあっても加工できる。
【００６１】
図１８，図１９の実施例を説明する。図１８のように、この実施例の成形品は底板２１１の端部にフランジ２１２を有し、底板２１１に複数の複数列のリブ２１５を有する。リブ２１５の底面は比較的広い。フランジ２１２はほぼ四角形の底板の４辺に有する。リブ２１５はフランジ２１２の突出方向とは反対側に突出している。
【００６２】
製作工程を図１９により説明する。平板状の素材２１０ｂを雌型２２０，座
（金型）２４０に載せ、素材２１０ｂの４辺の端部を金具２２５で雌型２２０に押えて固定する。雌型２２０の上面と座２４０の上面とは実質的に同一高さにある。座２４０の上面にはリブ２１５に相当する大きさの凹部２４５を複数列有する。凹部２４５の深さはリブ２１５の高さよりも大きい。（図１９（Ａ））
リブ２１５を設ける位置に工具３０を位置させ、工具３０を下降させ、凹部
２４５に沿って周方向に工具３０を移動させ、リブを設ける。この加工は張り出し加工といえる。工具３０が凹部２４５に沿って１周すると、工具３０を他のリブ２１５を設ける位置に移動させ、同様に張り出し加工を行う。このようにして順次リブ２１５を設ける。なお、工具３０の下降量はリブ２１５の高さよりも小さい。
【００６３】
すべての凹部２４５に沿って工具３０を１周させると、さらに工具３０を下降させ、凹部２４５に沿って１周させる。同様に他のリブの位置でも行う。これを必要回数繰り返す。このように、すべてのリブを順次少しずつ形成する。（図１９（Ｂ））
所定のリブ２１５を形成すると、金具２２５を除き、電磁石や真空吸着によって素材２１０ｂを座２４０に固定する。（図１９（Ｃ））
次に、素材２１０ｂの端部にフランジ２１２を設ける絞り加工を工具３０および雌型２２０（または、座２４０）の移動によって前記実施例のごとく行う（図１９（Ｄ））。なお、成形品が大きい場合は、座２４０を固定し、雌型２２０を移動させるのが望ましい。
【００６４】
図１８，図１９の実施例はフランジを設けないで、複数のリブ２１５を設ける場合に利用できる。素材２１０ｂの固定は座２４０に固定してもよい。
【００６５】
リブ２１５の断面形状がほぼ３角形である場合について説明する。工具３０の下降位置は、座２４０の凹部２４５の端部と工具３０の側面との間に板厚以上の隙間があるようにする。また、リブ２１５と底板２１１との接続部に所定の円弧ができる位置にする。上記実施例では４辺にフランジ２１２があるが、３辺のみにフランジがある場合も同様にできる。
【００６６】
図２０，図２１の実施例を説明する。図２０のように、この実施例の成形品は底板３１１の端部にフランジ３１２を有し、底板３１１に複数の複数列のリブ３１５を有する。リブ３１５の底面は比較的広い。リブ３１５はフランジ３１２の突出方向と同一方向に突出している。
【００６７】
製作工程を図２１により説明する。平板状の素材３１０ｂを雌型３２０，座
（金型）３４０に載せ、素材３１０ｂの４辺の端部を金具２２５で雌型３２０に押えて固定する。雌型３２０の上面と座３４０の上面とは実質的に同一高さにある。座３４０の上面にはリブ３１５に相当する大きさの凸部３４５を上方に突出して複数設けている。凸部３４５の大きさ（幅，長さ，高さ）はリブ３１５の大きさ（幅，長さ，高さ）と実質的に同一である。（図２１（Ａ））
リブ３１５を設ける位置であって、素材３１０ｂの上面に工具３０の先端が接触する位置から、工具３０および雌型３２０を下降させ、工具３０を凸部３４５に沿って工具３０を移動させ、リブを設ける。この加工は張り出し加工といえる。工具３０が凸部３４５に沿って１周すると、工具３０を他のリブ３１５を設ける位置に移動させ、同様に張り出し加工を行う。このようにして順次リブ３１５を設ける。なお、工具３０の下降量はリブ３１５の高さよりも小さい。
【００６８】
すべての凸部３４５に沿って工具３０を１周させると、さらに工具３０および雌型３２０を下降させ、凸部３４５に沿って１周させる。同様に他のリブの位置でも行う。これを必要回数繰り返す。このように、すべてのリブを順次少しずつ形成する。（図２１（Ｂ））
所定のリブ３１５を形成すると、金具２２５を除き、電磁石や真空吸着によって素材３１０ｂを座３４０に固定する。(図２１(Ｃ))
次に、素材３１０ｂの端部にフランジ３１２を設ける絞り加工を工具３０および雌型３２０（または座３４０）の移動によって前記実施例のごとく行う。（図２１（Ｄ））凸部３４５の形成の際に雌型３２０を移動させるので、フランジ３２０の成形の際にも雌型３２０を移動させると、構成を簡単にできる。
【００６９】
図２０，図２１の実施例はフランジを設けないで、複数のリブ２１５を設ける場合に利用できる。
【００７０】
図２２の実施例を説明する。成形品４１０の穴４１７の周囲にバーリング４１８を設けている。バーリング４１８の突出方向は成形品４１０の外周部のフランジ４１２の突出方向とは逆方向である。バーリング４１８用の穴４１７を設けた素材にバーリング加工を行う。加工手順は前記図１９の場合と同様である。凹部２４５がバーリング４１８用の凹部となる。複数のバーリングを設ける場合も同様である。
【００７１】
バーリングの突出方向と成形品の外周部のフランジ４１２の突出方向とが同一である場合は、図２１の場合と同様の手順で行う。凸部３４５がバーリング用の凸部となる。複数のバーリングを設ける場合も同様である。
【００７２】
雄型に真空吸着パッドや電磁石を設け、これによって素材を固定し、素材の外周を雄型の外周部に沿って工具で逐次成形する場合にも適用できる。
【００７３】
本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の各請求項の記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にもおよぶものである。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、雌型と工具を用いて逐次成形する方法において、容易に所定形状に成形することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の成形装置の要部の縦断面図である。
【図２】成形途中の雌型，棒状工具、及び被加工物の関係を示す斜視図である。
【図３】図１の円弧部の加工状態を示す平面図である。
【図４】成形品の斜視図である。
【図５】素材の平面図である。
【図６】成形品の円弧部の平面図である。
【図７】図６のVII−VII断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII断面図である。
【図９】本発明の他の実施例の絞り工程を説明する図である。
【図１０】本発明の他の実施例の要部の縦断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例の要部の縦断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例の成形装置の要部の縦断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例の成形装置の要部の縦断面図である。
【図１４】本発明の他の実施例の要部の縦断面図である。
【図１５】本発明の他の実施例の要部の縦断面図である。
【図１６】本発明の他の実施例の要部の平面図である。
【図１７】図１６の成形後の形材の側面図である。
【図１８】本発明の他の実施例の成形品の斜視図である。
【図１９】図１８の成形品の製作工程を説明する図である。
【図２０】本発明の他の実施例の成形品の斜視図である。
【図２１】図２０の成形品の製作工程を説明する図である。
【図２２】本発明の他の実施例の成形品の斜視図である。
【符号の説明】
１０…成形品、１０ｂ，１１０，２１０ｂ，３１０ｂ…素材、１１，２１１，３１１…底板、１２，１１２，２１２，３１２，４１２…フランジ、１２ａ…フランジの角部、２０，１２０，２２０，３２０…雌型、２１…雌型の底面部、３０…棒状工具、３５…押え金具、３６…スプリング、４０，１４０，２４０，３４０…座、５０…昇降装置、６０…押え座、１１１…面板、１３０…棒状金具、１５０，２２５…固定金具、２１５，３１５…リブ、２４５…凹部、３４５…凸部、４１７…穴、４１８…バーリング。

Claims (39)

1. 雌型の内側に配置した座に素材を固定しており、前記雌型と工具との間および前記座と前記工具との間に前記素材を配置しており、かつ、絞り加工によって前記素材の外端部が絞り加工方向に移動可能な状態で、
   前記座および前記工具を前記雌型に対して相対的に絞り加工方向に移動させ、
   前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
   を特徴とする逐次成形方法。
2. 請求項１の逐次成形方法において、
   前記工具は前記座の移動方向に長い同一径の棒状の工具であり、
   前記雌型の前記内周面は前記絞り加工の開始端の近傍から終端近傍まで前記絞り加工方向に平行な面があり、
   前記棒状工具の側面と前記雌型の前記内周面との間に前記素材を挟んだ状態で、前記棒状工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
   を特徴とする逐次成形方法。
3. 請求項２の逐次成形方法において、前記絞り加工の終端に前記棒状工具があるとき、前記棒状工具の先端は前記雌型の底面との間に前記素材を挟んでおり、この状態で前記雌型の内周面と前記工具の側面との間に前記素材を挟んで、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
   を特徴とする逐次成形方法。
4. 請求項２の逐次成形方法において、前記絞り加工の終端に前記棒状工具があるとき、前記棒状工具の先端は前記座との間に前記素材を挟んでおり、この状態で前記雌型の内周面と前記工具の側面との間に前記素材を挟んで、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
   を特徴とする逐次成形方法。
5. 請求項１の逐次成形方法において、前記素材は実質的に四角形の板であり、その角部または一辺が円弧状とした板であること、
   を特徴とする逐次成形方法。
6. 請求項１の逐次成形方法において、
   前記雌型の絞り加工の開始端に立設したガイドがあり、
   前記素材の外端部を前記ガイドに接触した状態で前記雌型に載せ、
   次に、前記素材を前記座に固定すること、
   を特徴とする逐次成形方法。
7. 請求項１の逐次成形方法において、前記素材は前記座のみに固定していること、
   を特徴とする逐次成形方法。
8. 請求項２の逐次成形方法において、
   前記工具の側面と前記雌型の前記内周面との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具を相対的に前記絞り加工方向に移動させ、
   次に、前記工具の先端と前記雌型または前記座との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
   を特徴とする逐次成形方法。
9. 請求項２の逐次成形方法において、
   前記工具の軸方向に前記座があり、
   前記工具の先端と前記素材との間に隙間があるように、前記工具及び前記座を移動させ、前記工具の側面と前記雌型の内周面との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させ、
   次に、絞り加工の最終段階では前記工具の先端を前記素材に接触させ、前記工具の側面と前記雌型の内周面との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って移動させること、
   を特徴とする逐次成形方法。
10. 請求項１の逐次成形方法において、
    前記座および前記工具の前記移動は前記座を前記絞り加工方向に相対的に移動させ、
    次に、前記工具を前記絞り加工方向に相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
11. 請求項１の逐次成形方法において、前記座および前記工具を同時に前記絞り加工方向に相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
12. 請求項１の逐次成形方法において、前記雌型を前記絞り加工方向に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
13. 請求項２の逐次成形方法において、
    前記絞り加工方向への前記座と前記工具との移動と、前記雌型の内周面に沿った前記工具の移動を行った後、絞り加工を中断し、
    前記工具を前記雌型の肩部の円弧部側に相対的に移動させて、前記円弧部と前記工具の先端との間に前記素材を挟み、
    該状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させ、
    次に、前記工具を前記中断させた部分に相対的に戻し、前記絞り加工を再開すること、
    を特徴とする逐次成形方法。
14. 請求項１３の逐次成形方法において、
    前記円弧部と前記工具の先端との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させた後、
    該位置よりも外側の前記円弧部に前記工具を相対的に移動させて、前記工具の先端と前記円弧部との間に前記素材を挟み、
    該状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させ、
    次に、前記工具を前記中断させた部分に戻し、前記絞り加工を再開すること、
    を特徴とする逐次成形方法。
15. 請求項１の逐次成形方法において、
    前記雌型の肩部の円弧部と前記工具との間に前記素材の外端部を位置させた状態で、前記工具を前記雌型の周方向に沿って相対的に移動させ、
    次に、前記座を前記絞り加工方向に相対的に移動させるとともに、前記工具を前記円弧部に沿って前記絞り加工方向に相対的に移動させ、
    次に、前記円弧部において、前記工具を前記雌型の周方向に沿って相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
16. 請求項１５の逐次成形方法において、前記座と前記工具との前記移動によって、前記工具の先端が前記円弧部を通過して、前記工具の側面と前記雌型の直線部の内周面との間に前記素材を位置させた状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
17. 請求項１の逐次成形方法において、
    前記素材の外端部が絞り加工方向に移動可能に該素材の外端部を前記雌型の一端部に拘束した状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させ、
    次に、前記座および前記工具を前記雌型に対して前記絞り加工方向に相対的に移動させることに伴って、前記素材の外端部を前記工具の側面と前記雌型の内周面との間に位置させた状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
18. 請求項１７の逐次成形方法において、前記拘束は拘束工具を前記雌型の一端部に固定して行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
19. 請求項１７の逐次成形方法において、前記拘束は前記工具の外周部に設置したリングで行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
20. 請求項２の逐次成形方法において、
    前記工具の下方に前記座があり、
    前記絞り加工の最終段階において、前記座を前記雌型の内側の部分に載せ、
    該載せた状態で、かつ、前記工具の先端と前記座との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具を前記雌型の内周面に沿って移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
21. 請求項１の逐次成形方法において、前記固定は電磁力で行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
22. 請求項１の逐次成形方法において、前記固定は真空吸着で行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
23. 請求項１の逐次成形方法において、前記固定は拘束具で素材を前記座に挟んで行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
24. 請求項１の逐次成形方法において、前記素材はフランジを有するプレフォーム材であり、前記工具の側面と前記雌型の内周面との間に前記フランジが位置するように、前記素材を前記座に固定すること、
    を特徴とする逐次成形方法。
25. 請求項１の逐次成形方法において、
    前記工具を雌型の内周面に沿って一端側から他端側に相対的に移動させ、
    前記工具を前記他端側から前記一端側に相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
26. 雌型の内側に配置した座に素材を固定しており、前記素材は、外周囲にフランジを有する筒状であり、外筒は、一端側が閉鎖しており、他端側は前記一端側よりも拡大しており、前記筒の軸方向に実質的に直交する面を前記一端側に有しており、該一端側の面を前記座に固定しており、前記雌型の内側に配置した工具の側面と前記雌型の内周面との間に前記素材のフランジを位置させた状態で、前記工具をその半径方向の前記雌型の内周側に向かって移動させ、
    次に、前記工具を前記雌型の内周面に沿って移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
27. 請求項２６の逐次成形方法において、前記工具の先端と前記座との間に前記素材を挟んだ状態で、前記工具の前記内周側への移動及び前記内周面に沿った移動を行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
28. 請求項１において、
    押し出し形材の板部を切削して板にし、
    前記切削した押し出し形材を前記座に配置し、前記工具を前記座に対して相対的に前記工具の軸方向および前記座に沿って相対的に移動させて、前記切削した板を逐次成形すること、
    を特徴とする逐次成形方法。
29. 雌型の内側に座を配置しており、前記雌型および前記座の上面に素材を載せ、
    次に、前記素材の外端部を前記雌型に固定した状態で、前記素材の上方の工具を前記座の上面の凹部に向けて相対的に移動させ、
    次に、前記工具を前記凹部に沿って相対的に移動させて張り出し加工を行い、
    次に、前記固定を解除するとともに、前記座に前記素材を固定した状態で、前記雌型と前記工具との間および前記座と前記工具の先端との間に前記素材を配置した状態で、
    前記座および前記工具を前記雌型に対して相対的に絞り加工方向に移動させ、
    前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
30. 請求項２９の逐次成形方法において、前記張り出し加工の前記工具と前記絞り加工の前記工具とは同一の工具であること、
    を特徴とする逐次成形方法。
31. 請求項２９の逐次成形方法において、前記固定を解除した後の前記絞り加工方向の移動は前記雌型の移動によって行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
32. 雌型の内側に座を配置しており、前記雌型および前記座の上面に素材を載せ、
    次に、前記素材の外端部を前記雌型に固定した状態で、前記素材の上方の工具を前記座の上面の凸部の周縁部に向けて相対的に移動させるとともに、前記雌型を前記座に対して相対的に前記工具の移動方向に移動させ、
    次に、前記工具を前記凸部の周縁部に沿って相対的に移動させて張り出し加工を行い、
    次に、前記固定を解除するとともに、前記座に前記素材を固定した状態で、前記雌型と前記工具との間および前記座と前記工具との間に前記素材を配置した状態で、
    前記座および前記工具を前記雌型に対して相対的に絞り加工方向に移動させ、
    前記工具を前記雌型の内周面に沿って相対的に移動させること、
    を特徴とする逐次成形方法。
33. 請求項３２の逐次成形方法において、前記張り出し加工の前記工具と前記絞り加工の前記工具とは同一の工具であること、
    を特徴とする逐次成形方法。
34. 請求項３２の逐次成形方法において、前記固定を解除した後の前記絞り加工方向の移動は前記雌型の移動によって行うこと、
    を特徴とする逐次成形方法。
35. 素材の成形を行う内周面を備え、かつ、前記内周面の肩部を円弧状に構成した雌型と、
    前記雌型の内側に配置され、素材を載せることのできる座と、
    棒状に形成されており、その側面と前記雌型の内周面との間に素材を挟んで該素材の成形を行う工具と、
    前記座の上方に設置されており、前記工具を下方に向けて設置可能な軸と、
    前記軸を前記雌型および前記座に対して、垂直方向に相対的に移動させる第１の移動装置と、
    前記座または前記雌型の一方を垂直方向に移動させる第２の移動装置と、
    前記雌型の内周面に沿って前記軸を水平方向に相対的に移動させる第３の移動装置と、
    からなる逐次成形装置。
36. 請求項３５の逐次成形装置において、前記第３の移動装置は、前記軸を前記雌型および前記座に対して水平方向に移動させる第４の移動装置と、前記雌型および前記座を前記軸に対して前記第４の移動装置の移動方向に直交する水平方向に移動させる第５の移動装置と、からなること、
    を特徴とする逐次成形装置。
37. 請求項３５の逐次成形装置において、前記第２の移動装置は、前記座を前記雌型に対して垂直方向に移動させるものであること、
    を特徴とする逐次成形装置。
38. 請求項３５の逐次成形装置において、前記第２の移動装置は、前記雌型を前記座に対して垂直方向に移動させるものであること、
    を特徴とする逐次成形装置。
39. 請求項３５の逐次成形装置において、前記雌型は、その内側に底面部を備えており、
    前記座は、その外周部が前記雌型の底面部に載るように構成されていること、
    を特徴とする逐次成形装置。

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