JP7004950B2

JP7004950B2 - プレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法

Info

Publication number: JP7004950B2
Application number: JP2018130321A
Authority: JP
Inventors: 秀明北浦
Original assignee: 有限会社ユース北浦
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: JP2020006413A

Description

本発明は、金属薄板に対しプレス加工により開口径が微小な微細穴または開口幅が微小な微細スリットを作成する、プレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法に関する。

プレス加工は、（イ）一般に生産性が非常に高い、（ロ）材料の歩留まりが非常に高い、（ハ）ロスが少なく、安定した品質の製品を大量に安価に製造できる等の長所がある。そして、従来、プレス加工による金属板への穴明けは、例えば特許文献１に示されているように、パンチで金属板を打ち抜く穴抜き加工により行われていた。

穴抜き加工（抜き加工のいろはその2）”、［online］、平成１３年１月１０日、ＭｉＳＵＭＩ－ＶＯＮＡ、［平成３０年６月２６日検索］、インターネット＜ URL：https://jp.tech.misumi-ec.com/categories/press#mold#design/pr03/c0053.html＞

しかし従来のプレス加工による穴抜き加工では、金属薄板に一定以上小さい穴を明けることはできなかった。これは、一定以上細いパンチを使用すると、パンチが直ぐ折れてしまうからであった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、プレス加工により金属薄板に対し、開口径が微細な微細穴または開口幅が微細な微細スリットを作成することができるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになろう。

請求項１に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、
金属薄板に隆起部を形成する段階と、
前記隆起部に前記金属薄板を貫通する穴またはスリットを形成する段階と、
前記隆起部を金型で押圧して該隆起部を潰すことにより、前記穴の開口の大きさまたは前記スリットの開口幅を縮小する段階とを有してなるものである。

この請求項１に係る本発明によれば、隆起部にパンチ等により穴またはスリットを明けた後、隆起部を潰すことにより、前記穴の開口の大きさまたは前記スリットの開口幅を縮小できるので、従来プレス加工では不可能であった微細穴または微細スリットを、プレス加工により金属薄板に作成できる。

請求項２に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、請求項１に記載の本発明において、前記金属薄板に前記隆起部を形成する段階と前記隆起部に前記金属薄板を貫通する前記穴または前記スリットを形成する段階とを同時に行うものである。

請求項３に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、請求項１または２に記載の本発明において、前記金属薄板に前記隆起部を形成する段階は、エンボス加工により行うによるものである。

請求項４に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、請求項１記載の本発明において、前記金属薄板に前記隆起部を形成する段階と前記隆起部に前記金属薄板を貫通する前記穴を形成する段階とを、バーリング加工により同時に行うものである。

請求項５に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の本発明において、前記隆起部を金型で押圧して該隆起部を潰すことにより、前記穴の開口の大きさまたは前記スリットの開口幅を縮小する段階によって、前記穴または前記スリットの開口の周縁部は前記開口の中心側に押し出されており、かつこれにより前記穴または前記スリットの開口の周縁部の厚さは、前記開口の中心側ほど薄くなっているものである。

この請求項５に係る本発明によれば、従来のプレス穴抜き加工により明けられた穴に比較し、例えば同じ開口率でも気体または液体を通過させやすくすることができる等の利点を得ることができる。

請求項６に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の本発明において、前記金型は、該金型の移動方向に対し垂直をなし、前記隆起部に直接押圧される平面部と、前記隆起部を囲む形状を有し、前記隆起部の周囲において前記金属薄板に押圧される突起部とを有しているものである。

この請求項６に係る本発明によれば、隆起部を潰すとき、隆起部の肉（材料）が穴またはスリットから離れる向きに流れるのを防止し、材料がより穴またはスリットの中心側に流れるようにすることができ、最終的に得られる微細穴の開口径または微細スリットの開口幅をより小さくすることができる。

請求項７に係る本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の本発明において、前記微細穴または微細スリットは、気体または液体を通過させるためのものである。

本発明のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、従来プレス加工では不可能であった微細穴または微細スリットを、プレス加工により金属薄板に作成できる等の優れた効果を得られるものである。

本発明の実施例１において、エンボス加工により隆起部を形成すると同時にパンチで穴を明けた状態を示す断面図である。実施例１において、隆起部を金型で潰す直前の状態を示す断面図である。実施例１において、隆起部を金型で潰して微細穴を作成した状態を示す断面図である。比較のために、金属薄板に明けられた穴の周縁部の厚さが金属薄板の他の部分の厚さと同じになっている場合を示した断面図である。本発明の実施例２において、バーリング加工により隆起部を形成すると同時に穴を明けた状態を示す断面図である。実施例２において、隆起部を金型で潰す直前の状態を示す断面図である。実施例２において、隆起部を金型で潰して微細穴を作成した状態を示す断面図である。本発明の実施例３において、金属薄板に隆起部を形成するとともに該隆起部にスリットを加工した状態を示す平面図である。図８のＩＸ－ＩＸ線における断面図である。実施例３において、隆起部を金型で潰す直前の状態を示す断面図である。実施例３において、隆起部を金型で潰して微細穴スリットを作成した状態を示す平面図である。図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線における断面図である。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１～３は本発明の実施例１を示している。まず、図１に示すように、従来公知の方法により、エンボス加工により板厚０．２ｍｍの金属薄板（ステンレス鋼板）１に隆起部２を形成すると同時にパンチ（（図示せず）により隆起部２に直径ｄ₁＝０．２ｍｍの穴３を穴抜き加工する。このとき、隆起部２の板厚は元の板厚より若干減少する。なお、本発明においては、隆起部２に貫通させる穴３の形状は円形でも非円形でもよいが、本実施例では円形の穴３としている。

次に、図２に示すような平らな下型４上に隆起部２を上側にした状態で金属薄板１を置き、後で形状を詳しく説明する上型５で隆起部２を押圧して隆起部２を潰す。

すると、穴３の開口の大きさが縮小する。図３は、隆起部２を潰した後、上型５および下型４から取り外した状態の金属薄板１を示す。穴３の開口の径ｄ₂は従来のプレス加工では得られなかった０．１ｍｍとすることができた。

なお、隆起部２が潰されたとき、穴３の開口の周縁部の厚さはさらに減少する。したがって、穴３の開口の周縁部の厚さは、金属薄板１の加工を受けていない部分の厚さより薄くなっている。これにより、得られる穴３を気体または液体を通過させるためのものとした場合、図４のように穴３の周囲も穴３から遠い他の部分と同じ厚さとなっている場合に比し、開口率は同じでも、気体または液体を通過しやすくすることができる。

特に、本実施例では、穴３の開口の周縁部は開口の中心側に押し出されており、かつこれにより穴３の開口の周縁部の厚さは開口の中心側ほど薄くなっているので、気体または液体をより通過しやすくすることができる。

ここで、本実施例における隆起部２を潰す上型５について詳しく説明すると、上型５は、該上型５の移動方向（この場合上下方向）に対し垂直をなし、隆起部２に直接押圧される平面部５ａと、隆起部２を囲むリング状の形状を有し、隆起部２の周囲において金属薄板１に押圧される突起部５ｂとを有している。したがって、隆起部２を潰すとき、隆起部２の肉（材料）が穴３から離れる向きに流れるのを防止し、材料がより穴３の中心側に流れるようにすることができ、最終的に得られる微細穴３の径をより小さくすることができる。

なお、金属薄板１には同様の手順により複数の微細穴３を形成することができる。この場合、同時に複数の微細穴３を形成することも可能であるし、１つまたは複数の微細穴３の形成を別工程で繰り返し行うことにより、所望の数の微細穴３を形成することも可能である。

また、本実施例では、隆起部２の形成と穴３の形成を同時に行っているが、まず先に隆起部２を形成した後、隆起部２に穴３を形成してもよい。

図５～７は本発明の実施例２を示している。本実施例では、まず、図５に示すように、バーリング加工により板厚０．２ｍｍの金属薄板１（ステンレス鋼板）に隆起部２（この場合、バーリング加工によるフランジ部）および直径ｄ₃＝０．３ｍｍの穴３を同時に形成する。

次に、図６に示すように、実施例１の場合と同様の上型５および下型４により隆起部２を潰す。

すると、穴３の開口の大きさが縮小する。図７は、隆起部２を潰した後、上型５および下型４から取り外した状態の金属薄板１を示す。穴３の開口の径ｄ₄は従来のプレス加工では得られなかった０．１ｍｍとなった。

隆起部２が潰されたとき、穴３の開口の周縁部の厚さは減少する。したがって、本実施例においても、穴３の開口の周縁部の厚さは、金属薄板１の加工を受けていない部分の厚さより薄くなっている。これにより、得られる穴３を気体または液体を通過させるためのものとした場合、穴３の周囲も穴３から遠い他の部分と同じ厚さとなっている場合に比し、開口率は同じでも、気体または液体を通過しやすくすることができる。

また、特に本実施例でも、穴３の開口の周縁部は開口の中心側に押し出されており、かつこれにより穴３の開口の周縁部の厚さは、開口の中心側ほど薄くなっているので、気体または液体をより通過しやすくすることができる。

また、本実施例においても、隆起部２を潰す上型５は、隆起部２を囲むリング状の形状を有し、隆起部２の周囲において金属薄板１に押圧される突起部５ｂを有している。したがって、隆起部２を潰すとき、隆起部２の肉（材料）が穴３から離れる向きに流れるのを防止し、材料がより穴３の中心側に流れるようにすることができ、最終的に得られる微細穴３の径をより小さくすることができる。

本実施例のようにバーリング加工を行う場合も、同様の手順により複数の微細穴３を形成することができる。この場合、同時に複数の微細穴３を形成することも可能であるし、１つまたは複数の微細穴３の形成を別工程で繰り返し行うことにより、所望の数の微細穴３を形成することも可能である。

図８～１２は本発明の実施例３を示している。まず、図８および９に示すように、エンボス加工により金属薄板１に細長い隆起部２を形成すると同時に、打ち抜き加工により隆起部２の中央部に金属薄板１を貫通するスリット６（開口幅ｄ₅）を形成する。なお、このとき、隆起部２の板厚は元の板厚より若干減少する。

次に、図１０に示すように、実施例１，２の場合と同様に、上型５および下型４により隆起部２を潰す。すると、スリット６の開口幅が縮小しｄ₆となり、微細スリット６が得られる。図１１は、隆起部２を潰した後、上型５および下型４から取り外した状態の金属薄板１を示す。

隆起部２が潰されたとき、スリット６の幅の周縁部の厚さは減少する。したがって、スリット６の周縁部の厚さは、金属薄板１の加工を受けていない部分の厚さより薄くなっている。これにより、得られるスリット６を気体または液体を通過させるためのものとした場合、スリット６の周囲もスリット６から遠い他の部分と同じ厚さとなっている場合に比し、開口率は同じでも、気体または液体を通過しやすくすることができる。

また、特に本実施例でも、スリット６の開口の周縁部は開口の中心側に押し出されており、かつこれにより穴３の開口の周縁部の厚さは、開口の中心側ほど薄くなっているので、気体または液体をより通過しやすくすることができる。

また、本実施例においても、隆起部２を潰す上型５は、隆起部２を囲む形状を有し、隆起部２の周囲において金属薄板１に押圧される突起部５ｂを有している。したがって、隆起部２を潰すとき、隆起部２の肉（材料）がスリット６から離れる向きに流れるのを防止し、材料がよりスリット６の中心側に流れるようにすることができ、最終的に得られる微細スリット６の幅をより小さくすることができる。

本実施例のように微細スリット６を作成する場合も、同様の手順により複数の微細スリット６を形成することができる。この場合、同時に複数のスリット６を形成することも可能であるし、１つまたは複数のスリット６の形成を別工程で繰り返し行うことにより、所望の数のスリット６を形成することも可能である。

なお、本実施例では、隆起部２の形成とスリット６の形成を同時に行っているが、まず先に隆起部２を形成した後、その隆起部２にスリット６を形成してもよい。

また、隆起部２にスリット６を開ける工程は、打ち抜き加工以外の加工で行ってもよい。

なお、本発明においては、金属薄板の材質、板厚、隆起部を潰す前および後の穴の径やスリットの開口幅は、前記各実施例の数値に限定されないことは言うまでもない。

また、前記各実施例では隆起部２をエンボス加工またはバーリング加工により形成しているが、本発明においては隆起部はエンボス加工およびバーリング加工以外のプレス加工により作成してもよい。

以上のように本発明によるプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法は、金属薄板に対しプレス加工により開口径が微小な微細穴または開口幅が微小な微細スリットを作成する方法として有用である。

１金属薄板
２隆起部
３穴
４下型
５上型
５ａ平面部
５ｂ突起部
６スリット
ｄ₁，ｄ₃ 隆起部を潰す前の穴の開口の直径
ｄ₂，ｄ₄ 隆起部を潰した後の穴の開口の直径
ｄ₅ 隆起部を潰す前のスリットの開口幅
ｄ₆ 隆起部を潰した後のスリットの開口幅

Claims

金属薄板に隆起部を形成する段階と、
前記隆起部に前記金属薄板を貫通する穴またはスリットを形成する段階と、
前記隆起部を金型で押圧して該隆起部を潰すことにより、前記穴の開口の大きさまたは前記スリットの開口幅を縮小する段階とを有してなる、
プレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。
前記金属薄板に前記隆起部を形成する段階と前記隆起部に前記金属薄板を貫通する前記穴または前記スリットを形成する段階とを同時に行う請求項１記載のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。
前記金属薄板に前記隆起部を形成する段階は、エンボス加工により行う請求項１または２記載のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。
前記金属薄板に前記隆起部を形成する段階と前記隆起部に前記金属薄板を貫通する前記穴を形成する段階とを、バーリング加工により同時に行う請求項１記載のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。
前記隆起部を金型で押圧して該隆起部を潰すことにより、前記穴の開口の大きさまたは前記スリットの開口幅を縮小する段階によって、前記穴または前記スリットの開口の周縁部は前記開口の中心側に押し出されており、かつこれにより前記穴または前記スリットの開口の周縁部の厚さは、前記開口の中心側ほど薄くなっている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。
前記金型は、該金型の移動方向に対し垂直をなし、前記隆起部に直接押圧される平面部と、前記隆起部を囲む形状を有し、前記隆起部の周囲において前記金属薄板に押圧される突起部とを有している請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。
前記微細穴または微細スリットは、気体または液体を通過させるためのものである請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法。