JP4120119B2 - バーリングの成形方法と金型装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に用いるフィン等を製造するための、金属板等の加工材をバーリング成形する方法およびその金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置の室外機や室内機に配置されている熱交換器は、多数のフィンをその板面間に適当なすき間を設けて並列配置し、これらフィンを貫通するように熱媒流通管を一体固着して構成している。
【０００３】
フィンの板面間のすき間は板状のフィン素材より突出したカラーの高さによって決定され、熱交換器の精度および性能はカラーの高さの精度やカラー先端部の仕上がり状態に大きく影響される。しかるに、板面間のすき間を大きくするために、カラーの高さをより高くする場合は、カラーの高さの精度やカラー先端部の仕上がり状態を良好に保つことが難しく、結局は熱交換器の精度や性能確保が困難であった。
【０００４】
上記問題を解決したフィンを製造するために、従来のバーリングの金型装置は図５の部分断面図に示した、特開平１−２５４３２７号公報に記載されているように、上型１を構成するプレスのラム側に位置決め固着する上ダイセット２，パンチプレート３，成形ダイ４が重ねて設けられ、その３枚の上ダイセット２，パンチプレート３，成形ダイ４を貫通して設けられた貫通孔５の下側の成形ダイ４の部分に、貫通孔５内に設けられたスプリング６によって下方に押し出されるように付勢されたノックアウトカラー７が、その下端面８が成形ダイ４の下面９とほぼ面一になる状態で摺動可能に挿入され、さらに、貫通孔５内に設けられたスプリング１０によって落下しないように上方に付勢された打ち抜きパンチ１１が前記貫通孔５とノックアウトカラー７の中心孔１２を貫通して摺動可能に設けられている。なお、１３はパンチプレート３を上ダイセット２に固着するボルト、１４は成形ダイ４をパンチプレート３に固着するボルトである。
【０００５】
下型１５は、その基部を構成する成形パンチ抜け止め用押さえ板１６、成形パンチを着脱可能に位置決め保持するパンチプレート１７、プレスのボルスター側に位置決め固着する下ダイセット１８が重ねて設けられ、上記成形パンチ抜け止め用押さえ板１６とパンチプレート１７を貫通して設けられた貫通孔１９内に成形パンチ２０の基部が抜け止めされた状態で位置決め保持されている。上記成形パンチ２０はその軸芯に打ち抜き孔部２１と、下型１５から突出した先端部コーナーにアール部２２と、先端部外周部に、先端に行く程、外径が段階的に小さくなる導入部２３が形成されており、その導入部２３の最大外径部は前記成形ダイ４の貫通孔５を通過可能である。なお、２４は成形パンチ抜け止め用押さえ板１６をパンチプレート１７に固着するボルト、２５はパンチプレート１７を下ダイセット１８に固着するボルトである。
【０００６】
上型１と下型１５の間には、成形パンチ２０の最大外径が通過可能な貫通孔２６が設けられ、その上面にバーリング加工を施すアルミ板等の金属板２７が載置されたストリッパープレート２８が、下ダイセット１８に設けられた吊りボルト２９で係止位置決めされ、上型１の方向にスプリング３０により付勢され下型１５との間に所定距離をおいて設けられている。
【０００７】
なお、３１は上記構成の金型装置によってバーリング加工が施された場合の金属板２７の円筒状のカラーである。
【０００８】
上記構成のバーリングの金型装置により、ストリッパープレート２８上に載置された金属板２７にバーリング加工を行って円筒状のカラー３１を形成するには、図６のバーリング加工の工程図の内、まず、（Ａ）に示すように、上型１が下降すると、ノックアウトカラー７の下端面８および成形ダイ４の下面９がストリッパープレート２８上に載置されたバーリング加工の対象である金属板２７に接近する。
【０００９】
次に、（Ｂ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、ノックアウトカラー７の下端面８および成形ダイ４の下面９が金属板２７に当接し、成形ダイ４の下面９は金属板２７を押さえつつ、スプリング３０により上型１の方向に付勢されたストリッパープレート２８を下方へ押し下げ、一方、下型１５に基部が固定された成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、スプリング６によって下方に付勢されたノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持しながら相対的にストリッパープレート２８の貫通孔２６から上面に突出し、成形ダイ４の貫通孔５の中に進入する。この時、金属板２７の、成形ダイ４の下面９とストリッパープレート２８で挟持された部分とノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の導入部２３の先端部で挟持された部分との間の中間部に張り出し成形部３２を予備成形することになる。
【００１０】
次に、（Ｃ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、成形ダイ４の貫通孔５の中により深く進入して、ノックアウトカラー７の下端面８を金属板２７を介して押し上げ、金属板２７の張り出し成形部３２の張り出しをより進行させ、同時に、ノックアウトカラー７の中心孔１２を貫通して摺動可能に設けられている打ち抜きパンチ１１がノックアウトカラー７から相対的に突出した形になり、打ち抜きパンチ１１の先端部と成形パンチ２０の打ち抜き孔部２１の入り口角部により、金属板２７の張り出し成形部３２の天部を打ち抜き、穴を形成する。
【００１１】
次に、（Ｄ），（Ｅ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形パンチ２０の導入部２３と、導入部２３の最大外径部が貫通する成形ダイ４の貫通孔５との間で金属板２７の張り出し成形部３２のバーリングとアイアニングが進行する。
【００１２】
そして、（Ｆ）に示すように、上型１の下降が最終位置まで進むと、成形パンチ２０と、成形ダイ４の貫通孔５との間で金属板２７の張り出し成形部３２を最終目的の円筒状のカラーに成形する。
【００１３】
しかしながら、上記のような従来の金型装置によりバーリング加工を行うと、図６の（Ｂ）に示したように、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、成形ダイ４の下面９とストリッパープレート２８で金属板２７を挟持した状態で、同時にノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の導入部２３の先端部で金属板２７を挟持し、成形パンチ２０の先端部の突出により成形ダイ４との間で金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形するため、その時、金属板２７の、成形ダイ４の下面９とストリッパープレート２８で挟持された部分とノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の導入部２３の先端部で挟持された部分との間の中間部、すなわち、バーリング加工が完了した後に、目的の円筒状のカラーになる部分に材料のすべりによる流れがないため、その部分に極度の引っ張り荷重がかかり、材料が引き延ばされる。そして金属板２７の上記２ヵ所の挟持箇所付近に引っ張り荷重が集中し、金属板２７の肉厚が極端に薄くなり、金属板２７からカラー３１をしごきバーリングした際に、図７のカラー断面図の（Ａ）に示したように、カラー３１の基部に破断３３ができたり、（Ｂ）に示すように、カラー３１の高さがその円周上で不均一になったり、（Ｃ）に示すように、カラー３１の頂部に亀裂３４が入ったりする欠点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の金型装置によりバーリング加工を行うと、予備成形に際し、金属板をノックアウトカラーと成形パンチで挟持しながら、金属板に張り出し成形を行うため、その張り出し成形部に集中的な引っ張り荷重がかかり、予備成形が均一な肉厚とならず、そのため最終的なカラーの肉厚，高さ等にも影響を与え、不均一なカラーとなった。
【００１５】
本発明は上記の課題を解決するもので、金属板の予備成形において、集中的な引っ張り荷重をかけず、均一な肉厚を得て、最終的なカラーを高く、均一な肉厚に成形することのできるバーリングの成形方法と金型装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【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、本発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型に固定された成形パンチの先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接し、張り出し成形部を予備成形し、その後、ノックアウトカラー内に摺動可能に設けられた打ち抜きパンチと成形パンチとで前記張り出し成形部の天部を打ち抜き、その後、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接して前記成形ダイ内に進入し、前記成形ダイと成形パンチの間で前記張り出し成形部をカラー成形するバーリングの成形方法において、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接する前の段階で、金属板をストリッパープレートと成形ダイで挟持し、金属板のバーリング加工を施す部分にノックアウトカラーの下端が接触しない状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形するバーリングの成形方法であり、予備成形する張り出し成形部に集中的な引っ張り荷重がかからず、均一な肉厚を得て、最終的なカラーを高く、均一な肉厚に成形することができるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型に固定された成形パンチの先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接し、張り出し成形部を予備成形し、その後、ノックアウトカラー内に摺動可能に設けられた打ち抜きパンチと成形パンチとで前記張り出し成形部の天部を打ち抜き、その後、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接して前記成形ダイ内に進入し、前記成形ダイと成形パンチの間で前記張り出し成形部をカラー成形するバーリングの成形方法において、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接する前の段階で、金属板をストリッパープレートと成形ダイで挟持し、金属板のバーリング加工を施す部分にノックアウトカラーの下端が接触しない状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形するバーリングの成形方法であり、金属板のバーリング加工を施す部分にノックアウトカラーの下端が接触しない状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形するものであるので、張り出し成形部には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型にその先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接する成形パンチを設け、その成形パンチの先端で予備成形された金属板の張り出し成形部の天部を打ち抜く打ち抜きパンチをノックアウトカラー内に摺動可能に設け、天部を打ち抜いた後の張り出し成形部を、前記成形ダイと成形パンチの間でカラー成形するバーリングの金型装置において、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面に凹部を設けて成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしたバーリングの金型装置であり、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面に凹部を設けて成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしているので、張り出し成形部には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型にその先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接する成形パンチを設け、その成形パンチの先端で予備成形された金属板の張り出し成形部の天部を打ち抜く打ち抜きパンチをノックアウトカラー内に摺動可能に設け、天部を打ち抜いた後の張り出し成形部を、前記成形ダイと成形パンチの間でカラー成形するバーリングの金型装置において、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面が成形ダイから突出せず、成形ダイの内部にあり、成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしたバーリングの金型装置であり、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面が成形ダイから突出せず、成形ダイの内部にあり、成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしているので、張り出し成形部には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるという作用を有する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるバーリングの金型装置の部分断面図であり、従来例を示す図５と異なるところは、図５においては、上型１の成形ダイ４の貫通孔５内に摺動可能に挿入されたノックアウトカラー７の下端面８が成形ダイ４の下面９とほぼ面一になっているのに対し、図１においては、ノックアウトカラー７の下端面８に凹部３５が形成さていることによって、成形パンチ２０の先端を押し当てて金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、金属板２７の背後にあるノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の先端との間で金属板２７を挟持しないようにしている点であり、その他の点は図５と同じであるので、同じ符号を付して説明は省略する。
【００２２】
上記実施の形態１におけるバーリングの金型装置により、ストリッパープレート２８上に載置された金属板２７にバーリング加工を行って円筒状のカラーを形成するには、図２のバーリング加工の工程図の内、まず、（Ａ）に示すように、上型１が下降すると、ノックアウトカラー７の下端面８および成形ダイ４の下面９がストリッパープレート２８上に載置されたバーリング加工の対象である金属板２７に接近する。
【００２３】
次に、（Ｂ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形ダイ４の下面９が金属板２７に当接し、金属板２７を押さえつつ、スプリングにより上型１の方向に付勢されたストリッパープレート２８を下方へ押し下げ、一方、下型１５に基部が固定された成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、金属板２７に当接しながら、相対的にストリッパープレート２８の貫通孔２６から上面に突出し、成形ダイ４の貫通孔５の中に進入することにより、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形することになる。
【００２４】
この時、成形パンチ２０の導入部２３の先端部が当接する金属板２７の部分は、背後のノックアウトカラー７の下端面８に凹部３５が形成さているので、成形パンチ２０の導入部２３の先端部とノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持することはない。
【００２５】
上記予備成形後の工程は、従来例の図６に示すバーリング加工の工程図の（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と同じであるので省略する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態１における予備成形は、成形パンチ２０の先端を金属板２７に押し当てるだけで金属板２７を挟持しない状態で張り出し成形部３２を形成するので、張り出し成形部３２には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるものである。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるバーリングの金型装置に基づき金属板にバーリング加工を行って円筒状のカラーを形成する場合のバーリング加工の工程図であり、本実施の形態２におけるバーリングの金型装置が実施の形態１におけるバーリングの金型装置と異なる点は、実施の形態１におけるバーリングの金型装置が金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、成形パンチ２０の導入部２３の先端部とノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持しないようにするために、ノックアウトカラー７の下端面８に凹部３５が形成されていたのに対し、本実施の形態２におけるバーリングの金型装置では、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、ノックアウトカラー７の下端面８が成形ダイ４から突出せず貫通孔５の内部にある点であり、その他の点は実施の形態１におけるバーリングの金型装置と同じである。
【００２８】
まず、（Ａ）に示すように、上型１が下降すると、成形ダイ４の下面９がストリッパープレート２８上に載置されたバーリング加工の対象である金属板２７に接近する。
【００２９】
次に、（Ｂ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形ダイ４の下面９が金属板２７に当接し、金属板２７を押さえつつ、スプリングにより上型１の方向に付勢されたストリッパープレート２８を下方へ押し下げ、一方、下型１５に基部が固定された成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、金属板２７に当接しながら、相対的にストリッパープレート２８の貫通孔２６から上面に突出し、成形ダイ４の貫通孔５の中に進入することにより、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形することになる。
【００３０】
この時、成形パンチ２０の導入部２３の先端部が当接する金属板２７の部分は、背後のノックアウトカラー７の下端面８が成形ダイ４から突出せず貫通孔５の内部にあるので、そこに凹部３６ができ、成形パンチ２０の導入部２３の先端部とノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持することはない。
【００３１】
上記予備成形後の工程は、従来の図６に示すバーリング加工の工程図の（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と同じであるので省略する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態２における予備成形は、成形パンチ２０の先端を金属板２７に押し当てるだけで金属板２７を挟持しない状態で張り出し成形部３２を形成するので、張り出し成形部３２には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるものである。
【００３３】
上記実施の形態１，実施の形態２により得られる金属板２７のカラー形状は図４のカラー断面図に見られるように、最終的なカラーを成形する前の予備成形時に、肉厚な張り出し成形部３２が得られるので、カラー３１の高さを高くでき、かつ、均一なカラーが得られるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のバーリングの成形方法と金型装置によれば、金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、張り出し成形部に集中的な引っ張り荷重がかからず、均一な肉厚が得られるので、金属板に高く、かつ、均一な肉厚のカラーが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるバーリングの金型装置の部分断面図
【図２】図１に示す実施の形態１におけるバーリングの金型装置により、金属板にバーリングを行う場合の工程図
【図３】本発明の実施の形態２におけるバーリングの金型装置により、金属板にバーリングを行う場合の工程図
【図４】実施の形態１，実施の形態２のバーリングの金型装置により、金属板にバーリング加工を行って得たカラーの断面図
【図５】従来のバーリングの金型装置の部分断面図
【図６】図５に示す従来のバーリングの金型装置により、金属板にバーリングを行う場合の工程図
【図７】従来のバーリングの金型装置により、金属板にバーリング加工を行って得たカラーの断面図
【符号の説明】
１ 上型
２ 上ダイセット
３，１７ パンチプレート
４ 成形ダイ
５，１９，２６ 貫通孔
６，１０，３０ スプリング
７ ノックアウトカラー
８ 下端面
９ 下面
１１ 打ち抜きパンチ
１２ 中心孔
１３，１４，２４，２５，２９ ボルト
１５ 下型
１６ 成形パンチ抜け止め用押さえ板
１８ 下ダイセット
２０ 成形パンチ
２１ 打ち抜き孔部
２２ アール部
２３ 導入部
２７ 金属板
２８ ストリッパープレート
３１ カラー
３２ 張り出し成形部
３３ 破断
３４ 亀裂
３５，３６ 凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に用いるフィン等を製造するための、金属板等の加工材をバーリング成形する方法およびその金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置の室外機や室内機に配置されている熱交換器は、多数のフィンをその板面間に適当なすき間を設けて並列配置し、これらフィンを貫通するように熱媒流通管を一体固着して構成している。
【０００３】
フィンの板面間のすき間は板状のフィン素材より突出したカラーの高さによって決定され、熱交換器の精度および性能はカラーの高さの精度やカラー先端部の仕上がり状態に大きく影響される。しかるに、板面間のすき間を大きくするために、カラーの高さをより高くする場合は、カラーの高さの精度やカラー先端部の仕上がり状態を良好に保つことが難しく、結局は熱交換器の精度や性能確保が困難であった。
【０００４】
上記問題を解決したフィンを製造するために、従来のバーリングの金型装置は図５の部分断面図に示した、特開平１−２５４３２７号公報に記載されているように、上型１を構成するプレスのラム側に位置決め固着する上ダイセット２，パンチプレート３，成形ダイ４が重ねて設けられ、その３枚の上ダイセット２，パンチプレート３，成形ダイ４を貫通して設けられた貫通孔５の下側の成形ダイ４の部分に、貫通孔５内に設けられたスプリング６によって下方に押し出されるように付勢されたノックアウトカラー７が、その下端面８が成形ダイ４の下面９とほぼ面一になる状態で摺動可能に挿入され、さらに、貫通孔５内に設けられたスプリング１０によって落下しないように上方に付勢された打ち抜きパンチ１１が前記貫通孔５とノックアウトカラー７の中心孔１２を貫通して摺動可能に設けられている。なお、１３はパンチプレート３を上ダイセット２に固着するボルト、１４は成形ダイ４をパンチプレート３に固着するボルトである。
【０００５】
下型１５は、その基部を構成する成形パンチ抜け止め用押さえ板１６、成形パンチを着脱可能に位置決め保持するパンチプレート１７、プレスのボルスター側に位置決め固着する下ダイセット１８が重ねて設けられ、上記成形パンチ抜け止め用押さえ板１６とパンチプレート１７を貫通して設けられた貫通孔１９内に成形パンチ２０の基部が抜け止めされた状態で位置決め保持されている。上記成形パンチ２０はその軸芯に打ち抜き孔部２１と、下型１５から突出した先端部コーナーにアール部２２と、先端部外周部に、先端に行く程、外径が段階的に小さくなる導入部２３が形成されており、その導入部２３の最大外径部は前記成形ダイ４の貫通孔５を通過可能である。なお、２４は成形パンチ抜け止め用押さえ板１６をパンチプレート１７に固着するボルト、２５はパンチプレート１７を下ダイセット１８に固着するボルトである。
【０００６】
上型１と下型１５の間には、成形パンチ２０の最大外径が通過可能な貫通孔２６が設けられ、その上面にバーリング加工を施すアルミ板等の金属板２７が載置されたストリッパープレート２８が、下ダイセット１８に設けられた吊りボルト２９で係止位置決めされ、上型１の方向にスプリング３０により付勢され下型１５との間に所定距離をおいて設けられている。
【０００７】
なお、３１は上記構成の金型装置によってバーリング加工が施された場合の金属板２７の円筒状のカラーである。
【０００８】
上記構成のバーリングの金型装置により、ストリッパープレート２８上に載置された金属板２７にバーリング加工を行って円筒状のカラー３１を形成するには、図６のバーリング加工の工程図の内、まず、（Ａ）に示すように、上型１が下降すると、ノックアウトカラー７の下端面８および成形ダイ４の下面９がストリッパープレート２８上に載置されたバーリング加工の対象である金属板２７に接近する。
【０００９】
次に、（Ｂ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、ノックアウトカラー７の下端面８および成形ダイ４の下面９が金属板２７に当接し、成形ダイ４の下面９は金属板２７を押さえつつ、スプリング３０により上型１の方向に付勢されたストリッパープレート２８を下方へ押し下げ、一方、下型１５に基部が固定された成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、スプリング６によって下方に付勢されたノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持しながら相対的にストリッパープレート２８の貫通孔２６から上面に突出し、成形ダイ４の貫通孔５の中に進入する。この時、金属板２７の、成形ダイ４の下面９とストリッパープレート２８で挟持された部分とノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の導入部２３の先端部で挟持された部分との間の中間部に張り出し成形部３２を予備成形することになる。
【００１０】
次に、（Ｃ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、成形ダイ４の貫通孔５の中により深く進入して、ノックアウトカラー７の下端面８を金属板２７を介して押し上げ、金属板２７の張り出し成形部３２の張り出しをより進行させ、同時に、ノックアウトカラー７の中心孔１２を貫通して摺動可能に設けられている打ち抜きパンチ１１がノックアウトカラー７から相対的に突出した形になり、打ち抜きパンチ１１の先端部と成形パンチ２０の打ち抜き孔部２１の入り口角部により、金属板２７の張り出し成形部３２の天部を打ち抜き、穴を形成する。
【００１１】
次に、（Ｄ），（Ｅ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形パンチ２０の導入部２３と、導入部２３の最大外径部が貫通する成形ダイ４の貫通孔５との間で金属板２７の張り出し成形部３２のバーリングとアイアニングが進行する。
【００１２】
そして、（Ｆ）に示すように、上型１の下降が最終位置まで進むと、成形パンチ２０と、成形ダイ４の貫通孔５との間で金属板２７の張り出し成形部３２を最終目的の円筒状のカラーに成形する。
【００１３】
しかしながら、上記のような従来の金型装置によりバーリング加工を行うと、図６の（Ｂ）に示したように、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、成形ダイ４の下面９とストリッパープレート２８で金属板２７を挟持した状態で、同時にノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の導入部２３の先端部で金属板２７を挟持し、成形パンチ２０の先端部の突出により成形ダイ４との間で金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形するため、その時、金属板２７の、成形ダイ４の下面９とストリッパープレート２８で挟持された部分とノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の導入部２３の先端部で挟持された部分との間の中間部、すなわち、バーリング加工が完了した後に、目的の円筒状のカラーになる部分に材料のすべりによる流れがないため、その部分に極度の引っ張り荷重がかかり、材料が引き延ばされる。そして金属板２７の上記２ヵ所の挟持箇所付近に引っ張り荷重が集中し、金属板２７の肉厚が極端に薄くなり、金属板２７からカラー３１をしごきバーリングした際に、図７のカラー断面図の（Ａ）に示したように、カラー３１の基部に破断３３ができたり、（Ｂ）に示すように、カラー３１の高さがその円周上で不均一になったり、（Ｃ）に示すように、カラー３１の頂部に亀裂３４が入ったりする欠点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の金型装置によりバーリング加工を行うと、予備成形に際し、金属板をノックアウトカラーと成形パンチで挟持しながら、金属板に張り出し成形を行うため、その張り出し成形部に集中的な引っ張り荷重がかかり、予備成形が均一な肉厚とならず、そのため最終的なカラーの肉厚，高さ等にも影響を与え、不均一なカラーとなった。
【００１５】
本発明は上記の課題を解決するもので、金属板の予備成形において、集中的な引っ張り荷重をかけず、均一な肉厚を得て、最終的なカラーを高く、均一な肉厚に成形することのできるバーリングの成形方法と金型装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【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、本発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型に固定された成形パンチの先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接し、張り出し成形部を予備成形し、その後、ノックアウトカラー内に摺動可能に設けられた打ち抜きパンチと成形パンチとで前記張り出し成形部の天部を打ち抜き、その後、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接して前記成形ダイ内に進入し、前記成形ダイと成形パンチの間で前記張り出し成形部をカラー成形するバーリングの成形方法において、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接する前の段階で、金属板をストリッパープレートと成形ダイで挟持し、金属板のバーリング加工を施す部分にノックアウトカラーの下端が接触しない状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形するバーリングの成形方法であり、予備成形する張り出し成形部に集中的な引っ張り荷重がかからず、均一な肉厚を得て、最終的なカラーを高く、均一な肉厚に成形することができるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型に固定された成形パンチの先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接し、張り出し成形部を予備成形し、その後、ノックアウトカラー内に摺動可能に設けられた打ち抜きパンチと成形パンチとで前記張り出し成形部の天部を打ち抜き、その後、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接して前記成形ダイ内に進入し、前記成形ダイと成形パンチの間で前記張り出し成形部をカラー成形するバーリングの成形方法において、成形パンチの先端がノックアウトカラーの下端と当接する前の段階で、金属板をストリッパープレートと成形ダイで挟持し、金属板のバーリング加工を施す部分にノックアウトカラーの下端が接触しない状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形するバーリングの成形方法であり、金属板のバーリング加工を施す部分にノックアウトカラーの下端が接触しない状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形するものであるので、張り出し成形部には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型にその先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接する成形パンチを設け、その成形パンチの先端で予備成形された金属板の張り出し成形部の天部を打ち抜く打ち抜きパンチをノックアウトカラー内に摺動可能に設け、天部を打ち抜いた後の張り出し成形部を、前記成形ダイと成形パンチの間でカラー成形するバーリングの金型装置において、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面に凹部を設けて成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしたバーリングの金型装置であり、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面に凹部を設けて成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしているので、張り出し成形部には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型にその先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接する成形パンチを設け、その成形パンチの先端で予備成形された金属板の張り出し成形部の天部を打ち抜く打ち抜きパンチをノックアウトカラー内に摺動可能に設け、天部を打ち抜いた後の張り出し成形部を、前記成形ダイと成形パンチの間でカラー成形するバーリングの金型装置において、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面が成形ダイから突出せず、成形ダイの内部にあり、成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしたバーリングの金型装置であり、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面が成形ダイから突出せず、成形ダイの内部にあり、成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしているので、張り出し成形部には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるという作用を有する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるバーリングの金型装置の部分断面図であり、従来例を示す図５と異なるところは、図５においては、上型１の成形ダイ４の貫通孔５内に摺動可能に挿入されたノックアウトカラー７の下端面８が成形ダイ４の下面９とほぼ面一になっているのに対し、図１においては、ノックアウトカラー７の下端面８に凹部３５が形成さていることによって、成形パンチ２０の先端を押し当てて金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、金属板２７の背後にあるノックアウトカラー７の下端面８と成形パンチ２０の先端との間で金属板２７を挟持しないようにしている点であり、その他の点は図５と同じであるので、同じ符号を付して説明は省略する。
【００２２】
上記実施の形態１におけるバーリングの金型装置により、ストリッパープレート２８上に載置された金属板２７にバーリング加工を行って円筒状のカラーを形成するには、図２のバーリング加工の工程図の内、まず、（Ａ）に示すように、上型１が下降すると、ノックアウトカラー７の下端面８および成形ダイ４の下面９がストリッパープレート２８上に載置されたバーリング加工の対象である金属板２７に接近する。
【００２３】
次に、（Ｂ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形ダイ４の下面９が金属板２７に当接し、金属板２７を押さえつつ、スプリングにより上型１の方向に付勢されたストリッパープレート２８を下方へ押し下げ、一方、下型１５に基部が固定された成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、金属板２７に当接しながら、相対的にストリッパープレート２８の貫通孔２６から上面に突出し、成形ダイ４の貫通孔５の中に進入することにより、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形することになる。
【００２４】
この時、成形パンチ２０の導入部２３の先端部が当接する金属板２７の部分は、背後のノックアウトカラー７の下端面８に凹部３５が形成さているので、成形パンチ２０の導入部２３の先端部とノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持することはない。
【００２５】
上記予備成形後の工程は、従来例の図６に示すバーリング加工の工程図の（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と同じであるので省略する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態１における予備成形は、成形パンチ２０の先端を金属板２７に押し当てるだけで金属板２７を挟持しない状態で張り出し成形部３２を形成するので、張り出し成形部３２には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるものである。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるバーリングの金型装置に基づき金属板にバーリング加工を行って円筒状のカラーを形成する場合のバーリング加工の工程図であり、本実施の形態２におけるバーリングの金型装置が実施の形態１におけるバーリングの金型装置と異なる点は、実施の形態１におけるバーリングの金型装置が金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、成形パンチ２０の導入部２３の先端部とノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持しないようにするために、ノックアウトカラー７の下端面８に凹部３５が形成されていたのに対し、本実施の形態２におけるバーリングの金型装置では、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形する際に、ノックアウトカラー７の下端面８が成形ダイ４から突出せず貫通孔５の内部にある点であり、その他の点は実施の形態１におけるバーリングの金型装置と同じである。
【００２８】
まず、（Ａ）に示すように、上型１が下降すると、成形ダイ４の下面９がストリッパープレート２８上に載置されたバーリング加工の対象である金属板２７に接近する。
【００２９】
次に、（Ｂ）に示すように、さらに、上型１の下降が進むと、成形ダイ４の下面９が金属板２７に当接し、金属板２７を押さえつつ、スプリングにより上型１の方向に付勢されたストリッパープレート２８を下方へ押し下げ、一方、下型１５に基部が固定された成形パンチ２０の導入部２３の先端部は、金属板２７に当接しながら、相対的にストリッパープレート２８の貫通孔２６から上面に突出し、成形ダイ４の貫通孔５の中に進入することにより、金属板２７に張り出し成形部３２を予備成形することになる。
【００３０】
この時、成形パンチ２０の導入部２３の先端部が当接する金属板２７の部分は、背後のノックアウトカラー７の下端面８が成形ダイ４から突出せず貫通孔５の内部にあるので、そこに凹部３６ができ、成形パンチ２０の導入部２３の先端部とノックアウトカラー７の下端面８との間で金属板２７を挟持することはない。
【００３１】
上記予備成形後の工程は、従来の図６に示すバーリング加工の工程図の（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と同じであるので省略する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態２における予備成形は、成形パンチ２０の先端を金属板２７に押し当てるだけで金属板２７を挟持しない状態で張り出し成形部３２を形成するので、張り出し成形部３２には材料のすべりによる流れが生じ、充分な肉厚が得られるものである。
【００３３】
上記実施の形態１，実施の形態２により得られる金属板２７のカラー形状は図４のカラー断面図に見られるように、最終的なカラーを成形する前の予備成形時に、肉厚な張り出し成形部３２が得られるので、カラー３１の高さを高くでき、かつ、均一なカラーが得られるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のバーリングの成形方法と金型装置によれば、金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、張り出し成形部に集中的な引っ張り荷重がかからず、均一な肉厚が得られるので、金属板に高く、かつ、均一な肉厚のカラーが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるバーリングの金型装置の部分断面図
【図２】図１に示す実施の形態１におけるバーリングの金型装置により、金属板にバーリングを行う場合の工程図
【図３】本発明の実施の形態２におけるバーリングの金型装置により、金属板にバーリングを行う場合の工程図
【図４】実施の形態１，実施の形態２のバーリングの金型装置により、金属板にバーリング加工を行って得たカラーの断面図
【図５】従来のバーリングの金型装置の部分断面図
【図６】図５に示す従来のバーリングの金型装置により、金属板にバーリングを行う場合の工程図
【図７】従来のバーリングの金型装置により、金属板にバーリング加工を行って得たカラーの断面図
【符号の説明】
１ 上型
２ 上ダイセット
３，１７ パンチプレート
４ 成形ダイ
５，１９，２６ 貫通孔
６，１０，３０ スプリング
７ ノックアウトカラー
８ 下端面
９ 下面
１１ 打ち抜きパンチ
１２ 中心孔
１３，１４，２４，２５，２９ ボルト
１５ 下型
１６ 成形パンチ抜け止め用押さえ板
１８ 下ダイセット
２０ 成形パンチ
２１ 打ち抜き孔部
２２ アール部
２３ 導入部
２７ 金属板
２８ ストリッパープレート
３１ カラー
３２ 張り出し成形部
３３ 破断
３４ 亀裂
３５，３６ 凹部
Claims (2)
- 上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型に固定された成形パンチの先端が前記上型と前記下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通って前記ストリッパープレート上に載置された金属板に当接し、前記金属板に張り出し成形部を予備成形し、その後、前記ノックアウトカラー内に摺動可能に設けられた打ち抜きパンチと前記成形パンチとで前記張り出し成形部の天部を打ち抜き、その後、前記成形パンチの先端が前記ノックアウトカラーの下端と当接して前記成形ダイ内に進入し、前記成形ダイと前記成形パンチの間で前記張り出し成形部をカラー成形するバーリングの成形方法において、
前記金属板の張り出し成形部の予備成形は、前記金属板を前記ストリッパープレートと前記成形ダイで挟持し、前記金属板表面と前記ノックアウトカラーの下端との間に空間を介した状態で成形パンチを押し当てて張り出し成形部を予備成形し、
前記成形部の天部を打ち抜きは、前記ノックアウトカラーの下端と前記成形パンチの先端とで挟み込んだ状態で、前記予備成形した前記張り出し成形部の天部を、前記ノックアウトカラー内に摺動可能に設けられた打ち抜きパンチと前記成形パンチとで、打ち抜くことを特徴とするバーリングの成形方法。 - 上型に固定された成形ダイ内に摺動可能にノックアウトカラーを設け、下型にその先端が前記上型と下型の間のストリッパープレートの貫通孔を通ってストリッパープレート上に載置された金属板に当接する成形パンチを設け、その成形パンチの先端で予備成形された金属板の張り出し成形部の天部を打ち抜く打ち抜きパンチをノックアウトカラー内に摺動可能に設け、天部を打ち抜いた後の張り出し成形部を、前記成形ダイと成形パンチの間でカラー成形するバーリングの金型装置において、成形パンチの先端を押し当てて金属板に張り出し成形部を予備成形する際に、金属板の背後にあるノックアウトカラーの下端面に凹部を設けて成形パンチの先端とノックアウトカラーの下端面との間で金属板を挟持しないようにしたバーリングの金型装置。
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