JP4418168B2 - 楕円形環体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスピニング加工の工程とプレス加工の工程との２つの工程を設けた深絞り成形で断面Ｕ字形状をなす楕円形環体を成形する楕円形環体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
深絞り成形法として、スピニング加工やプレス加工や液圧成形などが挙げられる。スピニング加工は、回転する成形型にへら棒を介してブランク材を押圧して深絞り成形する。
プレス加工は、金型（上型、下型）でブランク材を押圧し、深絞り成形するが、条件によっては、何段かに分けて成形する。
また、スピニング加工とプレス加工の２工程によって深絞りする方法もある。
【０００３】
従来のスピニング加工とプレス加工の２工程による製造方法は、調理用ボールをＤ形に製造する方法で、まず、スピニング加工で半球形に加工した後、半球形の成形品の一部をプレス加工で平面状に成形することでＤ形に加工する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３０８７２４号公報 （第２頁、図２）
【０００５】
特許文献１を、図面を参照の上、詳しく説明する。
図１４は従来の薄金属板製Ｄ型容器の製造方法の説明図である（特許文献１の図２を写したもの。）。
従来のＤ型容器の製造方法は、スピニング加工で薄板のブランク材を深絞り成形することで、半球状の第一容器１を製造し、その次に、第一容器１をプレス加工装置Ａの金型に載せ、第一容器１の一部側面１３を、金型を使用して横方向中心に向かって白抜き矢印のごとく押して平面状に成形することで、圧潰部分を得るとともに、Ｄ型ボール形状とするので、薄い材料によるＤ型容器の製造が可能になるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１４に示す特許文献１の製造方法は、スピニング加工後、プレス加工することで深絞り成形できるものの、Ｄ型容器専用の製造方法であり、ボール形状とは異なる形状の場合には、適さない。成形する物によって何回の絞りを行うかなど工程や金型が異なり、成形品に即した加工手順が必要となる。最終のプレス加工で破断やしわが起きない形状を予めスピニング加工できれば、金型費の削減などスピニング加工の効果を得ることができる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、スピニング加工工程とプレス加工工程の２工程で断面Ｕ字形状をなす楕円形環体を成形することができ、少量生産でも生産コストの削減を図れる楕円形環体の製造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】
上記目的を達成するために請求項１は、上半部周（上リップ部２２）が楕円で、下半部周（下リップ部２３）がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、スピニング加工用成形型にブランク材をセットし、このブランク材を成形型にへら棒で押し付けて、所定の絞り方向に絞り成形を施し、所定の絞り高さに成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５及び内余材６７と外余材６８を有する第１中間成形品６６を得る第１工程と、前記上半部周と下半部周の外余材６８においてトリム加工を施し、前記上半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ１）が、前記下半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ２）よりも大である外フランジ７３を設けてなる第２中間成形品７４を得る第２工程と、プレス加工用金型８１と、前記外フランジ７３を押圧するためのブランクホルダ８５を含むクッション装置８４とを含むプレス機７９において、前記第２中間成形品７４をプレス加工用金型８１にセットし、前記ブランクホルダ８５にて前記外フランジ７３を所定の押さえ力で押圧した状態で、前記第２中間成形品７４に対して前記絞り方向からプレス加工を施し、前記外フランジ７３を成形部６５側に滑り込みさせ流入させることで、前記成形部６５の上半部周に変形を与えて楕円部を成形するとともに、前記成形部に変形を与えて最終形状に成形することで、最終成形品を得る第３工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上半部周が楕円で、下半部周がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、第１工程では、回転する成形型を用いて、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を成形する。
第２工程及び第３工程では、成形部の半周にプレス加工用金型で変形を与えて楕円部を成形するとともに最終形状に成形するので、最終形状の成形部に破断やフランジしわが生じない。
すなわち、最終のプレス加工に必要な断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を予めスピニング加工によって成形することで、第２工程前にプレス加工工程を設ける必要はなくなり、プレス加工工程を省くことができ、プレス加工用金型の金型費を削減することができる。
【００１０】
請求項２は、第２工程と第３工程との間に、中間成形品に対して溶体化処理を行う工程を含むことを特徴とする。
請求項３は、最終成形品は、航空機エンジンのナセルリップ部材であることを特徴とする。
航空機エンジンのナセルリップ部材をスピニング加工後にプレス加工を行うことで製造するので、数量が少なくても、ナセルリップ部材の生産コストを削減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る製造方法を用いて成形した楕円形環体の説明図である。
（ａ）において、楕円形環体１７は、航空機１１のエンジン１２のナセル１３の前端に設けたナセルリップ部材であり、前端を空気導入可能に覆う。
航空機１１は、胴体１４と、胴体１４に取り付けた２枚の主翼１５，１５及び尾翼１６と、を備える飛行機である。
【００１２】
（ｂ）は（ａ）のｂ部詳細図であり、楕円形環体（ナセルリップ部材）１７を示し、楕円形環体１７はまた、リップ頂部２１と、上リップ部２２と、下リップ部２３と、リップ頂部２１に連なる内周部２４と、外周部２５と、内周部２４の内端２６と、外周部２５の外端２７とからなり、上リップ部２２側を楕円としたものである。
【００１３】
（ｃ）は（ｂ）のｃ矢視図であり、下リップ部２３に対して上リップ部２２が楕円であることを示す。３１はリップ頂部２１の中心線、Ｏはリップ頂部２１の中心、Ｄｐはリップ頂部２１の直径、Ｄｉは内端２６の直径、Ｃは対称中心線、Ｌは中心Ｏから下リップ部２３側の外端２７までの距離、Ｌｕは中心Ｏから上リップ部２２側の外端２７までの距離を示し、距離Ｌｕは、Ｌｕ＞Ｌである。
【００１４】
（ｄ）は（ｃ）のｄ−ｄ線断面図であり、中心線３１から内端２６までの距離はＬ１で、下リップ部２３側の中心線３１から外端２７までの距離もＬ１であり、一方、楕円に加工した上リップ部２２側の中心線３１から外端２７までの距離はＬ２で、距離Ｌ２を距離Ｌ１より大きく加工したことを示す。
また、下リップ部２３の外周部２５の角度をθに設定し、上リップ部２２の外周部２５の角度をθｕに設定し、角度θｕは、θｕ＞θであることを示す。
【００１５】
このように、下リップ部２３の形状に対して上リップ部２２の形状が異なる楕円形環体（ナセルリップ部材）１７の製造方法を次に説明する。
【００１６】
図２は本発明に係る楕円形環体の製造方法のフローチャートであり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
楕円形環体の製造方法は、第１工程と、第２工程とを主な工程とした製造方法である。第１工程は、スピニング加工工程であり、ブランク材をセットするＳＴ０２からＳＴ０５までの工程である。第２工程は、プレス加工工程であり、最終形状に成形するＳＴ０９の工程である。
次に、これらの第１・第２工程を含めた全体の工程をＳＴ０１〜ＳＴ１２のステップに分け説明する。
【００１７】
ＳＴ０１：薄板を切断し、図３のブランク材３４を得る。
ＳＴ０２：ブランク材３４の中心部４５にスピニング用内周成形型３５で内周部２４（図１参照）を成形する。
ＳＴ０３：内周部２４に完全焼なましを施す。
ＳＴ０４：ブランク材３４の残部５４（図４参照）にスピニング用外周成形型５６で外周部２５を成形することで、ほぼ真円な成形部６５（図５参照）を有する第１中間成形品６６（図５参照）を得る。
ＳＴ０５：外周部２５に完全焼なましを施す。
ＳＴ０６：第１中間成形品６６（図６参照）をトリム加工し、第２中間成形品７４を得る。
ＳＴ０７：第２中間成形品７４（図７参照）を溶体化処理する。
ＳＴ０８：冷却後、冷凍機７８で第２中間成型品７４の温度を０℃以下に保持する。
ＳＴ０９：プレス加工時には、第２中間成形品７４（図８参照）を冷凍機７８から取り出し、プレス加工用金型８１にセットし、冷間成形を行い楕円部９５（図９参照）を含む最終成形形状の成形部９６を得ると同時に最終成形品９７を得る。
ＳＴ１０：最終成形品９７に人工時効硬化処理を施す。
ＳＴ１１：最終成形品９７（図１２参照）の周端１１１をトリム加工する。
ＳＴ１２：最終成形品９７を研削し、完成品１１７を得る。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ１２を具体的に説明する。
【００１８】
図３（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る第１工程の説明図（その１）であり、ＳＴ０２，ＳＴ０３を示す。
（ａ）：ブランク材３４をスピニング用成形型としての内周成形型３５にセットする。詳しくは、ブランク材３４の寸法は、内径ｄ１、外径Ｄ１（例えば、８０ｍｍ）、板厚ｔ（例えば、２ｍｍ）であり、ブランク材３４の材質は、アルミニウム合金で、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一種であるＪＩＳ Ａ６０６１ Ｏを用いた。
【００１９】
内周成形型３５は、平型３６と、平型３６に連ねた凸型３７とからなり、平型３６側をへら絞り旋盤４１に取り付けた。４２はへら棒、４３は第１ブランク押さえを示す。
【００２０】
（ｂ）：このような内周成形型３５にブランク材３４を第１ブランク押さえ４３で押し付けてセットした後、へら絞り旋盤４１で内周成形型３５を回転させるとともにブランク材３４を回転させ、内周成形型３５にブランク材３４の中心部４５をへら棒４２で押し付ける。
（ｃ）：へら棒４２の押圧で中心部４５を冷間加工し、内周部２４を所定の絞り高さに成形する。
【００２１】
（ｄ）：内周部２４に熱処理炉４６で完全焼なまし（ＪＩＳ Ｗ １１０３）を施す。熱処理炉４６は、炉本体４７と、加熱手段５１と、加熱手段５１を予め設定した温度条件及び熱電対５２の情報に基づいて制御する制御装置５３と、を備える。完全焼なましの温度条件は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
【００２２】
ここでの完全焼なましは、ブランク材３４に対応する昇温速度Ｔｖ１、保持温度Ｔｋ１、保持時間Ｈｋ１に設定した。例えば、保持温度Ｔｋ１を４１３℃、保持時間Ｈｋ１を１時間、冷却速度Ｔｃは、２６０℃まで２６℃／１時間、２６０℃以降炉中冷却した。
【００２３】
（ｅ）は内周部２４をスピニング加工したブランク材３４の斜視図であり、内周部２４を成形した状態を示す。引き続き、ブランク材３４の残部５４をスピニング加工する。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第１工程の説明図（その２）であり、ＳＴ０４を示す。
（ａ）：内周部２４を加工したブランク材３４をスピニング用成形型としての外周成形型５６にセットする。外周成形型５６は、平型５７と、平型５７に連ねたリング状の凸型５８と、第２ブランク押さえ６１とからなり、平型５７側をへら絞り旋盤４１に取り付けた。
第２ブランク押さえ６１は、内周部２４の径より小さいもので、ブランク材３４の中央を押さえる。
【００２５】
（ｂ）：このような凸型５８に内周部２４を嵌め、ブランク材３４の中央を第２ブランク押さえ６１で押さえてセットした後、外周成形型５６を回転させるとともにブランク材３４を回転させ、外周成形型５６にブランク材３４の残部５４をへら棒４２で押し付ける。
【００２６】
（ｃ）：へら棒４２で凸型５８に残部５４を押し付けることで冷間加工し、外周部２５を中途まで成形する。
この外周部２５をスピニング加工する工程では、第２ブランク押さえ６１でブランク材３４の中央を押さえるので、内周部２４から連続して頂部６２を滑らかに塑性加工することができるとともに、頂部６２から連続して外周部２５を滑らかに塑性加工することができる。
【００２７】
図５（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る第１工程の説明図（その３）であり、ＳＴ０４，ＳＴ０５を示す。
（ａ）：続けて外周部２５をスピニング加工するのに際し、まず、第２ブランク押さえ６１（図４参照）を第３ブランク押さえ６４に交換し、外周部２５のスピニング加工を続ける。第３ブランク押さえ６４は、頂部６２の径より大きいもので、頂部６２を押さえる。
【００２８】
（ｂ）：外周部２５を成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５を所定の絞り高さに成形するとともに、中間成形品としての第１中間成形品６６を得る。
【００２９】
（ｃ）：外周部２５に熱処理炉４６で完全焼なましを施す。完全焼なましの温度条件は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
ここでの、完全焼なましの温度条件は、図３（ｄ）の内周部２４の完全焼なましと同様であり、保持温度Ｔｋ２（Ｔｋ２＝Ｔｋ１）、保持時間Ｈｋ２（Ｈｋ２＝Ｈｋ１）に設定した。
【００３０】
（ｄ）は第１中間成形品６６の斜視図（その１）であり、ほぼ真円な成形部６５を所定の絞り高さに成形した状態を示す。６７は内余材、６８は外余材を示す。
（ｅ）は第１中間成形品６６の斜視図（その２）で、（ｄ）に示す状態を反転して示すとともに、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５を示す。
【００３１】
図３〜図５に示すように、第１工程では、スピニング加工用成形型（内周成形型３５、外周成形型５６）にブランク材３４をセットし、成形型にブランク材３４をへら棒４２で押し付けて、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５を成形することで、中間成形品（第１中間成形品６６）を得るので、第１中間成形品６６を成形する金型の数は内周成形型３５と外周成形型５６の２個で済み、プレス加工用金型（上・下金型）に比べ金型費を削減することができ、少量生産でも楕円形環体１７（図１参照）の生産コストの削減を図ることができる。
次に、第１中間成形品６６をトリム加工する。
【００３２】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る中間成形品のトリム加工の説明図であり、ＳＴ０６を示す。
（ａ）：第１中間成形品６６の内・外余材６７，６８をトリム加工する。具体的には、内余材６７を内トリムライン６９の位置で切断するとともに、外余材６８を外トリムライン７１の位置で切断することで、成形部６５の内外に連続して内フランジ部７２及び外フランジ部７３を形成した第２中間成形品７４を得る。
外フランジ部７３は、上リップ部２２側に成形部６５から距離Ｂ１だけの部位を設け、下リップ部２３側に成形部６５から距離Ｂ２（Ｂ２＜Ｂ１）だけの部位を設けた。
【００３３】
（ｂ）は（ａ）に示す第２中間成形品７４を９０°回転させた状態の斜視図であり、既に説明したトリム加工後の内フランジ部７２及び距離Ｂ１の外フランジ部７３を示す。なお、トリム加工に用いる装置は任意である。
【００３４】
このトリム加工の工程で、上リップ部２２側に距離Ｂ１の外フランジ部７３を設けると、次の第２工程でプレス加工する際に、距離Ｂ１の外フランジ部７３を流入させて、板厚減少の防止を図れる。
次に第２中間成形品７４を溶体化処理する。
【００３５】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る中間成形品の溶体化処理の説明図であり、ＳＴ０７，ＳＴ０８を示す。
（ａ）：第２中間成形品７４を溶体化処理する。溶体化処理の温度条件は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
【００３６】
溶体化処理の温度条件は、昇温速度Ｔｖ２、保持温度（溶体化処理温度）Ｔｋ３、保持時間Ｈｋ３に設定し、例えば、溶体化処理温度Ｔｋ３を５２９℃、保持時間Ｈｋ３を０.５時間に設定した。
なお、ここで用いた熱処理炉７５は、熱処理炉４６（図３参照）とほぼ同様であり、説明を省略する。
【００３７】
（ｂ）：続けて、第２中間成形品７４を冷却する。
一例として、水槽７６の水７７に矢印▲１▼のごとく入れて急冷する。その際、熱処理炉７５から水７７に投入するまでの時間は１０秒以下とする。熱処理炉７５や水槽７６などの設備は一例であり、また、水を一定温度に設定しもよく、油など水以外の冷却剤でもよい。
【００３８】
（ｃ）：次に、第２中間成形品７４を冷凍機７８に入れ、第２中間成形品７４の温度をＴｓにして、温度Ｔｓを保持時間Ｈｓだけ保持する。
保持時間Ｈｓは、第２工程に着手するまでの待機時間又は移動時間である。
ここでは、温度Ｔｓを−４２℃、保持時間Ｈｓを５分に設定した。
【００３９】
このように、冷凍機７８で第２中間成形品７４の温度をＴｓに保持することで、第２中間成形品７４の時効を防ぎ、アルミニウム合金が硬化するのを抑制する。
【００４０】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る第２工程の説明図（その１）であり、ＳＴ０９を示す。
【００４１】
（ａ）：まず、冷凍機７８（図７参照）で保持されていた第２中間成形品７４を冷凍機から取り出し、室温により硬化が始まる前に第２中間成形品７４をプレス機７９に取り付けたプレス加工用金型８１にセットする。金型８１は、上金型８２と、下金型８３と、からなる。８４はプレス機７９側に配置したクッション装置（ブランクホルダ８５、クッションピン８６、作動手段８７（例えば、油圧シリンダ））を示す。
【００４２】
上金型８２は、図左の円凹型８８と、この円凹型８８に連なるとともに漸増する図右の楕円凹型８９と、を有する。
下金型８３は、図左の円凸型９１と、この円凸型９１に連なるとともに漸増する図右の楕円凸型９２と、を有する。
【００４３】
このような下金型８３に冷凍機７８から取り出した第２中間成形品７４を載せる。より具体的には、下金型８３のリング状に連なる円凸型９１及び楕円凸型９２にほぼ真円な成形部６５を載せると（（ｂ）参照）、円凸型９１及び楕円凸型９２に内・外フランジ部７２，７３のそれぞれの端９４，９４は線接触する。
その次に、プレス機７９でクッション装置８４を下降させる。
【００４４】
（ｂ）：下降させ、クッション装置８４のブランクホルダ８５で内フランジ部７２及び外フランジ部７３を押す。
【００４５】
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第２工程の説明図（その２）であり、ＳＴ０９を示す。
（ａ）：引き続き、プレス機７９を下降させ、上金型８２で第２中間成形品７４を加圧する。その際、ブランクホルダ８５側は内・外フランジ部７２，７３への押圧を維持しながら矢印▲２▼のごとく後退する。
【００４６】
（ｂ）：上金型８２を下降限まで下降させて、上金型８２と下金型８３とで第２中間成形品７４（（ａ）参照）に塑性変形を与えて、楕円部９５を含む最終成形形状の成形部９６を成形すると同時に最終成形品９７を得る。その際に、ブランクホルダ８５で内・外フランジ部７２，７３を所定のフランジしわ押え力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ２）で押圧する。
【００４７】
（ｃ）は（ｂ）のｃ部詳細図であり、プレス加工用金型８１で第２中間成形品７４（図６参照）のほぼ真円な成形部６５（図６参照）に変形を与えて最終形状の成形部９６を成形したことを示す。
【００４８】
第２工程では、図６の第２中間成形品７４の成形部６５の内外に形成した内・外フランジ部７２，７３を図９のブランクホルダ８５によって所定のフランジしわ押え力Ｐｂで押圧するので、金型８１で成形部６５を加圧すると、内・外フランジ部７２，７３は矢印▲３▼，▲３▼，▲４▼，▲４▼のごとく滑り込みつつ流入し、最終成形形状の成形部９６の板厚の減少を抑制することができ、成形部９６の破断を防止することができるとともに、フランジしわを防止することができる。
【００４９】
図１０は本発明に係る第２工程の説明図（その３）であり、最終成形品９７の成形部９６と、成形部９６の内外に連ねて残った実線で記載した内・外フランジ部７２，７３を示すとともに、スピニング加工で成形した成形部６５（図６参照）の半周９８に変形を与えて楕円部９５を成形したことを示す。
【００５０】
トリム加工の工程で外フランジ部７３を二点鎖線で示すように形成したので、第２工程で楕円部９５を絞り加工する際に、外フランジ部７３を矢印▲４▼，▲４▼のごとく滑り込ませつつ流入させて、楕円部９５の板厚の減少を防止することができる。
【００５１】
一方、内フランジ部７２を二点鎖線で示すように形成したので、第２工程で成形部９６を絞り加工する際に、内フランジ部７２を矢印▲３▼，▲３▼のごとく滑り込ませつつ流入させて、成形部９６の板厚の減少を防止することができる。
【００５２】
このように、図８及び図９の第２工程では、第２中間成形品７４をプレス加工用金型８１にセットし、この金型で成形部６５の半周９８（図６参照）に変形を与えて楕円部９５を成形するとともに成形部６５から最終形状の成形部９６を成形することで、最終成形品９７を得るので、第１工程で行うスピニング加工工程と第２工程で行うプレス加工工程の２工程で断面Ｕ字形状をなす楕円形環体１７を成形することができる。
【００５３】
図１１は本発明に係る最終成形品の人工時効硬化処理の説明図であり、ＳＴ１０を示す。
引き続き、金型８１で最終成形品９７を保持しながら人工時効硬化処理を行う。
人工時効硬化処理は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
ここでは、加熱手段１０２と、加熱手段１０２を予め設定した温度条件に基づいて制御する制御装置５３とを用いた。処理条件は、保持温度Ｔｋ４、保持時間Ｈｋ４に設定し、例えば、保持温度Ｔｋ４を１７７℃、保持時間Ｈｋ４を１０時間に設定した。
【００５４】
このように、第２工程の後に、人工時効硬化処理を行うことによって、最終成形品９７に用いた熱処理型合金のアルミニウム合金の強度をより高めることができる。
【００５５】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る最終成形品のトリム工程及び研削工程の説明図であり、ＳＴ１１，ＳＴ１２を示す。
（ａ）：最終成形品９７を切断装置１０３でトリム加工する。切断装置１０３は、ターンテーブル装置１０４と、レーザ切断装置１０５とを有し、ターンテーブル装置１０４の位置決め手段１０６に最終成形品９７を載せ、ターンテーブル装置１０４を回転させながら、レーザ切断装置１０５で高さＹ（例えば、１２０ｍｍ）の位置に設定した周端１１１を切断して成形部９６を高さＹだけ確保するとともに、残部１１２を捨てる。
【００５６】
その次に、周端１１１の変質部を除去するとともに、周端１１１を全周溶接可能な開先形状に加工する。
なお、レーザ切断装置１０５で周端１１１を切断したが、レーザ切断装置１０５以外の装置で切断してもよい。
【００５７】
（ｂ）：最終成形品９７を研削手段１１５の砥石１１６で研削し、完成品１１７、つまり、楕円形環体１７（図１参照）を得る。最終成形品９７の表面粗さは、例えば、Ｒｍａｘ ０．５Ｓ以下の鏡面に仕上げるのが望ましい。
なお、Ｒｍａｘ ０．５Ｓ以下が得られるようにラッピングやポリシングを選択してもよく、これらの加工を順に（砥石→ラッピング）行ってもよい。
【００５８】
図１３は本発明に係る楕円形環体の製造方法で施した熱の遍歴を示す温度線図であり、横軸を時間（Ｈ）とし、縦軸を温度（℃）とした。
第１工程のスピニング加工（冷間加工）後に完全焼なまし、溶体化処理、冷却及び冷凍機での保持を行い、第２工程のプレス加工で冷間成形を行い、その後、人工時効硬化処理を行った。
【００５９】
完全焼なましの温度条件は、保持温度Ｔｋ１，Ｔｋ２をそれぞれ４１３℃、保持時間Ｈｋ１，Ｈｋ２をそれぞれ１時間とした。
溶体化処理の温度条件は、保持温度（溶体化処理温度）Ｔｋ３を５２９℃、保持時間Ｈｋ３を０.５時間とした。
このように冷間加工後の完全焼なまし及び溶体化処理によって、冷間加工後の応力除去を行うとともに、成形性の向上を図ることができる。
【００６０】
冷却後は、冷凍機で保持し、例えば、温度Ｔｓを−４２℃、保持時間Ｈｓを５分に設定した。
人工時効硬化処理の温度条件は、保持温度Ｔｋ４を１７７℃、保持時間Ｈｋ４を１０時間とした。
このように、人工時効硬化処理を行うことにより、楕円形環体１７に用いた熱処理型合金のアルミニウム合金の強度をより高めることができる。
【００６１】
尚、本発明の実施の形態に示した第１工程と第２工程の間に、さらに新たな工程を加えることも可能である。例えば、第１工程→トリム後、孔加工の工程を設けることも可能である。
楕円形環体の製造方法で図１に示す楕円形環体１７を製造したが、楕円形環体の製造方法で製造する形状は任意である。
スピニング加工用成形型の構成は任意である。
プレス加工用金型の構成は任意である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、上半部周（上リップ部２２）が楕円で、下半部周（下リップ部２３）がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、スピニング加工用成形型にブランク材をセットし、このブランク材を成形型にへら棒で押し付けて、所定の絞り方向に絞り成形を施し、所定の絞り高さに成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５及び内余材６７と外余材６８を有する第１中間成形品６６を得る第１工程と、上半部周と下半部周の外余材６８においてトリム加工を施し、上半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ１）が、下半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ２）よりも大である外フランジ７３を設けてなる第２中間成形品７４を得る第２工程と、プレス加工用金型８１と、外フランジ７３を押圧するためのブランクホルダ８５を含むクッション装置８４とを含むプレス機７９において、第２中間成形品７４をプレス加工用金型８１にセットし、ブランクホルダ８５にて外フランジ７３を所定の押さえ力で押圧した状態で、第２中間成形品７４に対して絞り方向からプレス加工を施し、外フランジ７３を成形部６５側に滑り込みさせ流入させることで、成形部６５の上半部周に変形を与えて楕円部を成形するとともに、成形部に変形を与えて最終形状に成形することで、最終成形品を得る第３工程とを含む。
第１工程では、回転するスピニング加工用成形型を用いて、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を成形した中間成形品とするので、下流の第２工程のプレス加工で楕円形環体を成形することができる。
【００６３】
第２工程及び第３工程では、成形部の半周にプレス加工用金型で変形を与えて楕円部を成形するとともに最終形状に成形するので、最終形状の成形部に破断やフランジしわが生じない。
すなわち、最終のプレス加工に必要な断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を予めスピニング加工によって成形することで、第２工程前にプレス加工工程を設ける必要はなくなり、プレス加工工程を省くことができ、プレス加工用金型の金型費を削減することができる。従って、成形品の数量が少量で且つ、成形品が楕円形状を有する深絞り成形品であっても、生産コストの削減を図ることができる。
【００６４】
請求項２では、第２工程と第３工程との間に、中間成形品に対して溶体化処理を行う工程を含む。
請求項３では、最終成形品は、航空機エンジンのナセルリップ部材なので、航空機エンジンのナセルリップ部材の生産コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法を用いて成形した楕円形環体の説明図
【図２】本発明に係る楕円形環体の製造方法のフローチャート
【図３】本発明に係る第１工程の説明図（その１）
【図４】本発明に係る第１工程の説明図（その２）
【図５】本発明に係る第１工程の説明図（その３）
【図６】本発明に係る中間成形品のトリム加工の説明図
【図７】本発明に係る中間成形品の溶体化処理の説明図
【図８】本発明に係る第２工程の説明図（その１）
【図９】本発明に係る第２工程の説明図（その２）
【図１０】本発明に係る第２工程の説明図（その３）
【図１１】本発明に係る最終成形品の人工時効硬化処理の説明図
【図１２】本発明に係る最終成形品のトリム工程及び研削工程の説明図
【図１３】本発明に係る楕円形環体の製造方法で施した熱の遍歴を示す温度線図
【図１４】従来の薄金属板製Ｄ型容器の製造方法の説明図
【符号の説明】
１７…楕円形環体、２２…上半部周（上リップ部）、２３…下半部周（下リップ部）
３４…ブランク材、３５…スピニング用成形型（内周成形型）、４２…へら棒、５６…スピニング用成形型（外周成形型）、６５…ほぼ真円な成形部、６６…第１中間成形品、７４…第２中間成形品、６７…内余材、６８…外余材、７３…外フランジ、７９…プレス機、８１…プレス加工用金型、８４…クッション装置、８５…ブランクホルダ、９５…楕円部、９６…最終成形品の成形部、９７…最終成形品、９８…成形部の半周、Ｂ１，Ｂ２…内余材、外余材の幅（距離）。
【発明の属する技術分野】
本発明はスピニング加工の工程とプレス加工の工程との２つの工程を設けた深絞り成形で断面Ｕ字形状をなす楕円形環体を成形する楕円形環体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
深絞り成形法として、スピニング加工やプレス加工や液圧成形などが挙げられる。スピニング加工は、回転する成形型にへら棒を介してブランク材を押圧して深絞り成形する。
プレス加工は、金型（上型、下型）でブランク材を押圧し、深絞り成形するが、条件によっては、何段かに分けて成形する。
また、スピニング加工とプレス加工の２工程によって深絞りする方法もある。
【０００３】
従来のスピニング加工とプレス加工の２工程による製造方法は、調理用ボールをＤ形に製造する方法で、まず、スピニング加工で半球形に加工した後、半球形の成形品の一部をプレス加工で平面状に成形することでＤ形に加工する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３０８７２４号公報 （第２頁、図２）
【０００５】
特許文献１を、図面を参照の上、詳しく説明する。
図１４は従来の薄金属板製Ｄ型容器の製造方法の説明図である（特許文献１の図２を写したもの。）。
従来のＤ型容器の製造方法は、スピニング加工で薄板のブランク材を深絞り成形することで、半球状の第一容器１を製造し、その次に、第一容器１をプレス加工装置Ａの金型に載せ、第一容器１の一部側面１３を、金型を使用して横方向中心に向かって白抜き矢印のごとく押して平面状に成形することで、圧潰部分を得るとともに、Ｄ型ボール形状とするので、薄い材料によるＤ型容器の製造が可能になるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１４に示す特許文献１の製造方法は、スピニング加工後、プレス加工することで深絞り成形できるものの、Ｄ型容器専用の製造方法であり、ボール形状とは異なる形状の場合には、適さない。成形する物によって何回の絞りを行うかなど工程や金型が異なり、成形品に即した加工手順が必要となる。最終のプレス加工で破断やしわが起きない形状を予めスピニング加工できれば、金型費の削減などスピニング加工の効果を得ることができる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、スピニング加工工程とプレス加工工程の２工程で断面Ｕ字形状をなす楕円形環体を成形することができ、少量生産でも生産コストの削減を図れる楕円形環体の製造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】
上記目的を達成するために請求項１は、上半部周（上リップ部２２）が楕円で、下半部周（下リップ部２３）がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、スピニング加工用成形型にブランク材をセットし、このブランク材を成形型にへら棒で押し付けて、所定の絞り方向に絞り成形を施し、所定の絞り高さに成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５及び内余材６７と外余材６８を有する第１中間成形品６６を得る第１工程と、前記上半部周と下半部周の外余材６８においてトリム加工を施し、前記上半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ１）が、前記下半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ２）よりも大である外フランジ７３を設けてなる第２中間成形品７４を得る第２工程と、プレス加工用金型８１と、前記外フランジ７３を押圧するためのブランクホルダ８５を含むクッション装置８４とを含むプレス機７９において、前記第２中間成形品７４をプレス加工用金型８１にセットし、前記ブランクホルダ８５にて前記外フランジ７３を所定の押さえ力で押圧した状態で、前記第２中間成形品７４に対して前記絞り方向からプレス加工を施し、前記外フランジ７３を成形部６５側に滑り込みさせ流入させることで、前記成形部６５の上半部周に変形を与えて楕円部を成形するとともに、前記成形部に変形を与えて最終形状に成形することで、最終成形品を得る第３工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上半部周が楕円で、下半部周がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、第１工程では、回転する成形型を用いて、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を成形する。
第２工程及び第３工程では、成形部の半周にプレス加工用金型で変形を与えて楕円部を成形するとともに最終形状に成形するので、最終形状の成形部に破断やフランジしわが生じない。
すなわち、最終のプレス加工に必要な断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を予めスピニング加工によって成形することで、第２工程前にプレス加工工程を設ける必要はなくなり、プレス加工工程を省くことができ、プレス加工用金型の金型費を削減することができる。
【００１０】
請求項２は、第２工程と第３工程との間に、中間成形品に対して溶体化処理を行う工程を含むことを特徴とする。
請求項３は、最終成形品は、航空機エンジンのナセルリップ部材であることを特徴とする。
航空機エンジンのナセルリップ部材をスピニング加工後にプレス加工を行うことで製造するので、数量が少なくても、ナセルリップ部材の生産コストを削減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る製造方法を用いて成形した楕円形環体の説明図である。
（ａ）において、楕円形環体１７は、航空機１１のエンジン１２のナセル１３の前端に設けたナセルリップ部材であり、前端を空気導入可能に覆う。
航空機１１は、胴体１４と、胴体１４に取り付けた２枚の主翼１５，１５及び尾翼１６と、を備える飛行機である。
【００１２】
（ｂ）は（ａ）のｂ部詳細図であり、楕円形環体（ナセルリップ部材）１７を示し、楕円形環体１７はまた、リップ頂部２１と、上リップ部２２と、下リップ部２３と、リップ頂部２１に連なる内周部２４と、外周部２５と、内周部２４の内端２６と、外周部２５の外端２７とからなり、上リップ部２２側を楕円としたものである。
【００１３】
（ｃ）は（ｂ）のｃ矢視図であり、下リップ部２３に対して上リップ部２２が楕円であることを示す。３１はリップ頂部２１の中心線、Ｏはリップ頂部２１の中心、Ｄｐはリップ頂部２１の直径、Ｄｉは内端２６の直径、Ｃは対称中心線、Ｌは中心Ｏから下リップ部２３側の外端２７までの距離、Ｌｕは中心Ｏから上リップ部２２側の外端２７までの距離を示し、距離Ｌｕは、Ｌｕ＞Ｌである。
【００１４】
（ｄ）は（ｃ）のｄ−ｄ線断面図であり、中心線３１から内端２６までの距離はＬ１で、下リップ部２３側の中心線３１から外端２７までの距離もＬ１であり、一方、楕円に加工した上リップ部２２側の中心線３１から外端２７までの距離はＬ２で、距離Ｌ２を距離Ｌ１より大きく加工したことを示す。
また、下リップ部２３の外周部２５の角度をθに設定し、上リップ部２２の外周部２５の角度をθｕに設定し、角度θｕは、θｕ＞θであることを示す。
【００１５】
このように、下リップ部２３の形状に対して上リップ部２２の形状が異なる楕円形環体（ナセルリップ部材）１７の製造方法を次に説明する。
【００１６】
図２は本発明に係る楕円形環体の製造方法のフローチャートであり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
楕円形環体の製造方法は、第１工程と、第２工程とを主な工程とした製造方法である。第１工程は、スピニング加工工程であり、ブランク材をセットするＳＴ０２からＳＴ０５までの工程である。第２工程は、プレス加工工程であり、最終形状に成形するＳＴ０９の工程である。
次に、これらの第１・第２工程を含めた全体の工程をＳＴ０１〜ＳＴ１２のステップに分け説明する。
【００１７】
ＳＴ０１：薄板を切断し、図３のブランク材３４を得る。
ＳＴ０２：ブランク材３４の中心部４５にスピニング用内周成形型３５で内周部２４（図１参照）を成形する。
ＳＴ０３：内周部２４に完全焼なましを施す。
ＳＴ０４：ブランク材３４の残部５４（図４参照）にスピニング用外周成形型５６で外周部２５を成形することで、ほぼ真円な成形部６５（図５参照）を有する第１中間成形品６６（図５参照）を得る。
ＳＴ０５：外周部２５に完全焼なましを施す。
ＳＴ０６：第１中間成形品６６（図６参照）をトリム加工し、第２中間成形品７４を得る。
ＳＴ０７：第２中間成形品７４（図７参照）を溶体化処理する。
ＳＴ０８：冷却後、冷凍機７８で第２中間成型品７４の温度を０℃以下に保持する。
ＳＴ０９：プレス加工時には、第２中間成形品７４（図８参照）を冷凍機７８から取り出し、プレス加工用金型８１にセットし、冷間成形を行い楕円部９５（図９参照）を含む最終成形形状の成形部９６を得ると同時に最終成形品９７を得る。
ＳＴ１０：最終成形品９７に人工時効硬化処理を施す。
ＳＴ１１：最終成形品９７（図１２参照）の周端１１１をトリム加工する。
ＳＴ１２：最終成形品９７を研削し、完成品１１７を得る。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ１２を具体的に説明する。
【００１８】
図３（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る第１工程の説明図（その１）であり、ＳＴ０２，ＳＴ０３を示す。
（ａ）：ブランク材３４をスピニング用成形型としての内周成形型３５にセットする。詳しくは、ブランク材３４の寸法は、内径ｄ１、外径Ｄ１（例えば、８０ｍｍ）、板厚ｔ（例えば、２ｍｍ）であり、ブランク材３４の材質は、アルミニウム合金で、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一種であるＪＩＳ Ａ６０６１ Ｏを用いた。
【００１９】
内周成形型３５は、平型３６と、平型３６に連ねた凸型３７とからなり、平型３６側をへら絞り旋盤４１に取り付けた。４２はへら棒、４３は第１ブランク押さえを示す。
【００２０】
（ｂ）：このような内周成形型３５にブランク材３４を第１ブランク押さえ４３で押し付けてセットした後、へら絞り旋盤４１で内周成形型３５を回転させるとともにブランク材３４を回転させ、内周成形型３５にブランク材３４の中心部４５をへら棒４２で押し付ける。
（ｃ）：へら棒４２の押圧で中心部４５を冷間加工し、内周部２４を所定の絞り高さに成形する。
【００２１】
（ｄ）：内周部２４に熱処理炉４６で完全焼なまし（ＪＩＳ Ｗ １１０３）を施す。熱処理炉４６は、炉本体４７と、加熱手段５１と、加熱手段５１を予め設定した温度条件及び熱電対５２の情報に基づいて制御する制御装置５３と、を備える。完全焼なましの温度条件は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
【００２２】
ここでの完全焼なましは、ブランク材３４に対応する昇温速度Ｔｖ１、保持温度Ｔｋ１、保持時間Ｈｋ１に設定した。例えば、保持温度Ｔｋ１を４１３℃、保持時間Ｈｋ１を１時間、冷却速度Ｔｃは、２６０℃まで２６℃／１時間、２６０℃以降炉中冷却した。
【００２３】
（ｅ）は内周部２４をスピニング加工したブランク材３４の斜視図であり、内周部２４を成形した状態を示す。引き続き、ブランク材３４の残部５４をスピニング加工する。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第１工程の説明図（その２）であり、ＳＴ０４を示す。
（ａ）：内周部２４を加工したブランク材３４をスピニング用成形型としての外周成形型５６にセットする。外周成形型５６は、平型５７と、平型５７に連ねたリング状の凸型５８と、第２ブランク押さえ６１とからなり、平型５７側をへら絞り旋盤４１に取り付けた。
第２ブランク押さえ６１は、内周部２４の径より小さいもので、ブランク材３４の中央を押さえる。
【００２５】
（ｂ）：このような凸型５８に内周部２４を嵌め、ブランク材３４の中央を第２ブランク押さえ６１で押さえてセットした後、外周成形型５６を回転させるとともにブランク材３４を回転させ、外周成形型５６にブランク材３４の残部５４をへら棒４２で押し付ける。
【００２６】
（ｃ）：へら棒４２で凸型５８に残部５４を押し付けることで冷間加工し、外周部２５を中途まで成形する。
この外周部２５をスピニング加工する工程では、第２ブランク押さえ６１でブランク材３４の中央を押さえるので、内周部２４から連続して頂部６２を滑らかに塑性加工することができるとともに、頂部６２から連続して外周部２５を滑らかに塑性加工することができる。
【００２７】
図５（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る第１工程の説明図（その３）であり、ＳＴ０４，ＳＴ０５を示す。
（ａ）：続けて外周部２５をスピニング加工するのに際し、まず、第２ブランク押さえ６１（図４参照）を第３ブランク押さえ６４に交換し、外周部２５のスピニング加工を続ける。第３ブランク押さえ６４は、頂部６２の径より大きいもので、頂部６２を押さえる。
【００２８】
（ｂ）：外周部２５を成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５を所定の絞り高さに成形するとともに、中間成形品としての第１中間成形品６６を得る。
【００２９】
（ｃ）：外周部２５に熱処理炉４６で完全焼なましを施す。完全焼なましの温度条件は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
ここでの、完全焼なましの温度条件は、図３（ｄ）の内周部２４の完全焼なましと同様であり、保持温度Ｔｋ２（Ｔｋ２＝Ｔｋ１）、保持時間Ｈｋ２（Ｈｋ２＝Ｈｋ１）に設定した。
【００３０】
（ｄ）は第１中間成形品６６の斜視図（その１）であり、ほぼ真円な成形部６５を所定の絞り高さに成形した状態を示す。６７は内余材、６８は外余材を示す。
（ｅ）は第１中間成形品６６の斜視図（その２）で、（ｄ）に示す状態を反転して示すとともに、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５を示す。
【００３１】
図３〜図５に示すように、第１工程では、スピニング加工用成形型（内周成形型３５、外周成形型５６）にブランク材３４をセットし、成形型にブランク材３４をへら棒４２で押し付けて、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５を成形することで、中間成形品（第１中間成形品６６）を得るので、第１中間成形品６６を成形する金型の数は内周成形型３５と外周成形型５６の２個で済み、プレス加工用金型（上・下金型）に比べ金型費を削減することができ、少量生産でも楕円形環体１７（図１参照）の生産コストの削減を図ることができる。
次に、第１中間成形品６６をトリム加工する。
【００３２】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る中間成形品のトリム加工の説明図であり、ＳＴ０６を示す。
（ａ）：第１中間成形品６６の内・外余材６７，６８をトリム加工する。具体的には、内余材６７を内トリムライン６９の位置で切断するとともに、外余材６８を外トリムライン７１の位置で切断することで、成形部６５の内外に連続して内フランジ部７２及び外フランジ部７３を形成した第２中間成形品７４を得る。
外フランジ部７３は、上リップ部２２側に成形部６５から距離Ｂ１だけの部位を設け、下リップ部２３側に成形部６５から距離Ｂ２（Ｂ２＜Ｂ１）だけの部位を設けた。
【００３３】
（ｂ）は（ａ）に示す第２中間成形品７４を９０°回転させた状態の斜視図であり、既に説明したトリム加工後の内フランジ部７２及び距離Ｂ１の外フランジ部７３を示す。なお、トリム加工に用いる装置は任意である。
【００３４】
このトリム加工の工程で、上リップ部２２側に距離Ｂ１の外フランジ部７３を設けると、次の第２工程でプレス加工する際に、距離Ｂ１の外フランジ部７３を流入させて、板厚減少の防止を図れる。
次に第２中間成形品７４を溶体化処理する。
【００３５】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る中間成形品の溶体化処理の説明図であり、ＳＴ０７，ＳＴ０８を示す。
（ａ）：第２中間成形品７４を溶体化処理する。溶体化処理の温度条件は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
【００３６】
溶体化処理の温度条件は、昇温速度Ｔｖ２、保持温度（溶体化処理温度）Ｔｋ３、保持時間Ｈｋ３に設定し、例えば、溶体化処理温度Ｔｋ３を５２９℃、保持時間Ｈｋ３を０.５時間に設定した。
なお、ここで用いた熱処理炉７５は、熱処理炉４６（図３参照）とほぼ同様であり、説明を省略する。
【００３７】
（ｂ）：続けて、第２中間成形品７４を冷却する。
一例として、水槽７６の水７７に矢印▲１▼のごとく入れて急冷する。その際、熱処理炉７５から水７７に投入するまでの時間は１０秒以下とする。熱処理炉７５や水槽７６などの設備は一例であり、また、水を一定温度に設定しもよく、油など水以外の冷却剤でもよい。
【００３８】
（ｃ）：次に、第２中間成形品７４を冷凍機７８に入れ、第２中間成形品７４の温度をＴｓにして、温度Ｔｓを保持時間Ｈｓだけ保持する。
保持時間Ｈｓは、第２工程に着手するまでの待機時間又は移動時間である。
ここでは、温度Ｔｓを−４２℃、保持時間Ｈｓを５分に設定した。
【００３９】
このように、冷凍機７８で第２中間成形品７４の温度をＴｓに保持することで、第２中間成形品７４の時効を防ぎ、アルミニウム合金が硬化するのを抑制する。
【００４０】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る第２工程の説明図（その１）であり、ＳＴ０９を示す。
【００４１】
（ａ）：まず、冷凍機７８（図７参照）で保持されていた第２中間成形品７４を冷凍機から取り出し、室温により硬化が始まる前に第２中間成形品７４をプレス機７９に取り付けたプレス加工用金型８１にセットする。金型８１は、上金型８２と、下金型８３と、からなる。８４はプレス機７９側に配置したクッション装置（ブランクホルダ８５、クッションピン８６、作動手段８７（例えば、油圧シリンダ））を示す。
【００４２】
上金型８２は、図左の円凹型８８と、この円凹型８８に連なるとともに漸増する図右の楕円凹型８９と、を有する。
下金型８３は、図左の円凸型９１と、この円凸型９１に連なるとともに漸増する図右の楕円凸型９２と、を有する。
【００４３】
このような下金型８３に冷凍機７８から取り出した第２中間成形品７４を載せる。より具体的には、下金型８３のリング状に連なる円凸型９１及び楕円凸型９２にほぼ真円な成形部６５を載せると（（ｂ）参照）、円凸型９１及び楕円凸型９２に内・外フランジ部７２，７３のそれぞれの端９４，９４は線接触する。
その次に、プレス機７９でクッション装置８４を下降させる。
【００４４】
（ｂ）：下降させ、クッション装置８４のブランクホルダ８５で内フランジ部７２及び外フランジ部７３を押す。
【００４５】
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第２工程の説明図（その２）であり、ＳＴ０９を示す。
（ａ）：引き続き、プレス機７９を下降させ、上金型８２で第２中間成形品７４を加圧する。その際、ブランクホルダ８５側は内・外フランジ部７２，７３への押圧を維持しながら矢印▲２▼のごとく後退する。
【００４６】
（ｂ）：上金型８２を下降限まで下降させて、上金型８２と下金型８３とで第２中間成形品７４（（ａ）参照）に塑性変形を与えて、楕円部９５を含む最終成形形状の成形部９６を成形すると同時に最終成形品９７を得る。その際に、ブランクホルダ８５で内・外フランジ部７２，７３を所定のフランジしわ押え力Ｐｂ（ｋｇ／ｃｍ２）で押圧する。
【００４７】
（ｃ）は（ｂ）のｃ部詳細図であり、プレス加工用金型８１で第２中間成形品７４（図６参照）のほぼ真円な成形部６５（図６参照）に変形を与えて最終形状の成形部９６を成形したことを示す。
【００４８】
第２工程では、図６の第２中間成形品７４の成形部６５の内外に形成した内・外フランジ部７２，７３を図９のブランクホルダ８５によって所定のフランジしわ押え力Ｐｂで押圧するので、金型８１で成形部６５を加圧すると、内・外フランジ部７２，７３は矢印▲３▼，▲３▼，▲４▼，▲４▼のごとく滑り込みつつ流入し、最終成形形状の成形部９６の板厚の減少を抑制することができ、成形部９６の破断を防止することができるとともに、フランジしわを防止することができる。
【００４９】
図１０は本発明に係る第２工程の説明図（その３）であり、最終成形品９７の成形部９６と、成形部９６の内外に連ねて残った実線で記載した内・外フランジ部７２，７３を示すとともに、スピニング加工で成形した成形部６５（図６参照）の半周９８に変形を与えて楕円部９５を成形したことを示す。
【００５０】
トリム加工の工程で外フランジ部７３を二点鎖線で示すように形成したので、第２工程で楕円部９５を絞り加工する際に、外フランジ部７３を矢印▲４▼，▲４▼のごとく滑り込ませつつ流入させて、楕円部９５の板厚の減少を防止することができる。
【００５１】
一方、内フランジ部７２を二点鎖線で示すように形成したので、第２工程で成形部９６を絞り加工する際に、内フランジ部７２を矢印▲３▼，▲３▼のごとく滑り込ませつつ流入させて、成形部９６の板厚の減少を防止することができる。
【００５２】
このように、図８及び図９の第２工程では、第２中間成形品７４をプレス加工用金型８１にセットし、この金型で成形部６５の半周９８（図６参照）に変形を与えて楕円部９５を成形するとともに成形部６５から最終形状の成形部９６を成形することで、最終成形品９７を得るので、第１工程で行うスピニング加工工程と第２工程で行うプレス加工工程の２工程で断面Ｕ字形状をなす楕円形環体１７を成形することができる。
【００５３】
図１１は本発明に係る最終成形品の人工時効硬化処理の説明図であり、ＳＴ１０を示す。
引き続き、金型８１で最終成形品９７を保持しながら人工時効硬化処理を行う。
人工時効硬化処理は、ＪＩＳ Ｗ １１０３に基づいて行う。
ここでは、加熱手段１０２と、加熱手段１０２を予め設定した温度条件に基づいて制御する制御装置５３とを用いた。処理条件は、保持温度Ｔｋ４、保持時間Ｈｋ４に設定し、例えば、保持温度Ｔｋ４を１７７℃、保持時間Ｈｋ４を１０時間に設定した。
【００５４】
このように、第２工程の後に、人工時効硬化処理を行うことによって、最終成形品９７に用いた熱処理型合金のアルミニウム合金の強度をより高めることができる。
【００５５】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る最終成形品のトリム工程及び研削工程の説明図であり、ＳＴ１１，ＳＴ１２を示す。
（ａ）：最終成形品９７を切断装置１０３でトリム加工する。切断装置１０３は、ターンテーブル装置１０４と、レーザ切断装置１０５とを有し、ターンテーブル装置１０４の位置決め手段１０６に最終成形品９７を載せ、ターンテーブル装置１０４を回転させながら、レーザ切断装置１０５で高さＹ（例えば、１２０ｍｍ）の位置に設定した周端１１１を切断して成形部９６を高さＹだけ確保するとともに、残部１１２を捨てる。
【００５６】
その次に、周端１１１の変質部を除去するとともに、周端１１１を全周溶接可能な開先形状に加工する。
なお、レーザ切断装置１０５で周端１１１を切断したが、レーザ切断装置１０５以外の装置で切断してもよい。
【００５７】
（ｂ）：最終成形品９７を研削手段１１５の砥石１１６で研削し、完成品１１７、つまり、楕円形環体１７（図１参照）を得る。最終成形品９７の表面粗さは、例えば、Ｒｍａｘ ０．５Ｓ以下の鏡面に仕上げるのが望ましい。
なお、Ｒｍａｘ ０．５Ｓ以下が得られるようにラッピングやポリシングを選択してもよく、これらの加工を順に（砥石→ラッピング）行ってもよい。
【００５８】
図１３は本発明に係る楕円形環体の製造方法で施した熱の遍歴を示す温度線図であり、横軸を時間（Ｈ）とし、縦軸を温度（℃）とした。
第１工程のスピニング加工（冷間加工）後に完全焼なまし、溶体化処理、冷却及び冷凍機での保持を行い、第２工程のプレス加工で冷間成形を行い、その後、人工時効硬化処理を行った。
【００５９】
完全焼なましの温度条件は、保持温度Ｔｋ１，Ｔｋ２をそれぞれ４１３℃、保持時間Ｈｋ１，Ｈｋ２をそれぞれ１時間とした。
溶体化処理の温度条件は、保持温度（溶体化処理温度）Ｔｋ３を５２９℃、保持時間Ｈｋ３を０.５時間とした。
このように冷間加工後の完全焼なまし及び溶体化処理によって、冷間加工後の応力除去を行うとともに、成形性の向上を図ることができる。
【００６０】
冷却後は、冷凍機で保持し、例えば、温度Ｔｓを−４２℃、保持時間Ｈｓを５分に設定した。
人工時効硬化処理の温度条件は、保持温度Ｔｋ４を１７７℃、保持時間Ｈｋ４を１０時間とした。
このように、人工時効硬化処理を行うことにより、楕円形環体１７に用いた熱処理型合金のアルミニウム合金の強度をより高めることができる。
【００６１】
尚、本発明の実施の形態に示した第１工程と第２工程の間に、さらに新たな工程を加えることも可能である。例えば、第１工程→トリム後、孔加工の工程を設けることも可能である。
楕円形環体の製造方法で図１に示す楕円形環体１７を製造したが、楕円形環体の製造方法で製造する形状は任意である。
スピニング加工用成形型の構成は任意である。
プレス加工用金型の構成は任意である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、上半部周（上リップ部２２）が楕円で、下半部周（下リップ部２３）がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、スピニング加工用成形型にブランク材をセットし、このブランク材を成形型にへら棒で押し付けて、所定の絞り方向に絞り成形を施し、所定の絞り高さに成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部６５及び内余材６７と外余材６８を有する第１中間成形品６６を得る第１工程と、上半部周と下半部周の外余材６８においてトリム加工を施し、上半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ１）が、下半部周側の外余材６８の幅（距離Ｂ２）よりも大である外フランジ７３を設けてなる第２中間成形品７４を得る第２工程と、プレス加工用金型８１と、外フランジ７３を押圧するためのブランクホルダ８５を含むクッション装置８４とを含むプレス機７９において、第２中間成形品７４をプレス加工用金型８１にセットし、ブランクホルダ８５にて外フランジ７３を所定の押さえ力で押圧した状態で、第２中間成形品７４に対して絞り方向からプレス加工を施し、外フランジ７３を成形部６５側に滑り込みさせ流入させることで、成形部６５の上半部周に変形を与えて楕円部を成形するとともに、成形部に変形を与えて最終形状に成形することで、最終成形品を得る第３工程とを含む。
第１工程では、回転するスピニング加工用成形型を用いて、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を成形した中間成形品とするので、下流の第２工程のプレス加工で楕円形環体を成形することができる。
【００６３】
第２工程及び第３工程では、成形部の半周にプレス加工用金型で変形を与えて楕円部を成形するとともに最終形状に成形するので、最終形状の成形部に破断やフランジしわが生じない。
すなわち、最終のプレス加工に必要な断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部を予めスピニング加工によって成形することで、第２工程前にプレス加工工程を設ける必要はなくなり、プレス加工工程を省くことができ、プレス加工用金型の金型費を削減することができる。従って、成形品の数量が少量で且つ、成形品が楕円形状を有する深絞り成形品であっても、生産コストの削減を図ることができる。
【００６４】
請求項２では、第２工程と第３工程との間に、中間成形品に対して溶体化処理を行う工程を含む。
請求項３では、最終成形品は、航空機エンジンのナセルリップ部材なので、航空機エンジンのナセルリップ部材の生産コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法を用いて成形した楕円形環体の説明図
【図２】本発明に係る楕円形環体の製造方法のフローチャート
【図３】本発明に係る第１工程の説明図（その１）
【図４】本発明に係る第１工程の説明図（その２）
【図５】本発明に係る第１工程の説明図（その３）
【図６】本発明に係る中間成形品のトリム加工の説明図
【図７】本発明に係る中間成形品の溶体化処理の説明図
【図８】本発明に係る第２工程の説明図（その１）
【図９】本発明に係る第２工程の説明図（その２）
【図１０】本発明に係る第２工程の説明図（その３）
【図１１】本発明に係る最終成形品の人工時効硬化処理の説明図
【図１２】本発明に係る最終成形品のトリム工程及び研削工程の説明図
【図１３】本発明に係る楕円形環体の製造方法で施した熱の遍歴を示す温度線図
【図１４】従来の薄金属板製Ｄ型容器の製造方法の説明図
【符号の説明】
１７…楕円形環体、２２…上半部周（上リップ部）、２３…下半部周（下リップ部）
３４…ブランク材、３５…スピニング用成形型（内周成形型）、４２…へら棒、５６…スピニング用成形型（外周成形型）、６５…ほぼ真円な成形部、６６…第１中間成形品、７４…第２中間成形品、６７…内余材、６８…外余材、７３…外フランジ、７９…プレス機、８１…プレス加工用金型、８４…クッション装置、８５…ブランクホルダ、９５…楕円部、９６…最終成形品の成形部、９７…最終成形品、９８…成形部の半周、Ｂ１，Ｂ２…内余材、外余材の幅（距離）。
Claims (3)
- 上半部周（上リップ部（２２））が楕円で、下半部周（下リップ部（２３））がほぼ真円からなる楕円形環状体の製造方法であって、
スピニング加工用成形型にブランク材をセットし、このブランク材を成形型にへら棒で押し付けて、所定の絞り方向に絞り成形を施し、所定の絞り高さに成形することで、断面Ｕ字形状をなすほぼ真円な成形部（６５）及び内余材（６７）と外余材（６８）を有する第１中間成形品（６６）を得る第１工程と、
前記上半部周と下半部周の外余材（６８）においてトリム加工を施し、前記上半部周側の外余材（６８）の幅（距離Ｂ１）が、前記下半部周側の外余材（６８）の幅（距離Ｂ２）よりも大である外フランジ（７３）を設けてなる第２中間成形品（７４）を得る第２工程と、
プレス加工用金型（８１）と、前記外フランジ（７３）を押圧するためのブランクホルダ（８５）を含むクッション装置（８４）とを含むプレス機（７９）において、前記第２中間成形品（７４）をプレス加工用金型（８１）にセットし、前記ブランクホルダ（８５）にて前記外フランジ（７３）を所定の押さえ力で押圧した状態で、前記第２中間成形品（７４）に対して前記絞り方向からプレス加工を施し、前記外フランジ（７３）を成形部（６５）側に滑り込みさせ流入させることで、前記成形部（６５）の上半部周に変形を与えて楕円部を成形するとともに、前記成形部に変形を与えて最終形状に成形することで、最終成形品を得る第３工程と、
を含むことを特徴とする楕円形環体の製造方法。 - 前記第２工程と第３工程との間に、中間成形品（７４）に対して溶体化処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項１記載の楕円形環体の製造方法。
- 前記最終成形品は、航空機エンジンのナセルリップ部材であることを特徴とする請求項１記載の楕円形環体の製造方法。
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