JP7066315B2 - バーリング加工装置、バーリング加工方法、金属部品の製造方法、バーリング加工品及び金属部品 - Google Patents

Description

本発明は、バーリング加工装置、バーリング加工方法、金属部品の製造方法、バーリング加工品及び金属部品に関する。

特許文献１には、金属板の表面又は裏面に塑性変形を与えて圧痕を形成した後、圧痕より広い部分を打抜きポンチにより打抜くことで、打抜き面の疲労強度を向上させる技術について開示されている。

特開２００８－１３７０７３号公報

下孔が形成された金属板にバーリング加工を施して略円筒状のバーリング加工部を形成する技術が知られている。このバーリング加工では、金属板の下孔の周縁部を押し出して筒状に成形し、バーリング加工部を形成している。バーリング加工部の端部は、押し出しによって拡径された下孔の内周面によって形成されるため、下孔の内周面が粗く加工されている場合、疲労強度低下の原因になりやすい。このため、バーリング加工部を成形した後、バーリング加工部の端部にコイニング加工によって圧縮応力を付与することで、引張残留応力を緩和している。

ところで、コイニング加工の際に、バーリング加工部の端部から付与された圧縮荷重によって生じる圧縮応力が、バーリング加工部の根元を構成する曲部の曲げの内側面に局所的に集中（応力集中）することがある。このように曲げの内側面に局所的に圧縮応力が集中した場合、応力集中部にしわや亀裂を生じ、疲労強度低下の原因となることがある。
なお、特許文献１に開示の技術を用いても、コイニング加工の際に、バーリング加工部の曲部の曲げの内側面に局所的に圧縮応力が集中するのを抑制することはできない。

以上の事情を鑑み、本発明の主な目的は、コイニング加工の際に、バーリング加工部の根元を構成する曲部の曲げの内側面に局所的に圧縮応力が集中することで、内側面にしわや亀裂が生じるのを抑制する技術を提供することにある。

本発明の第１の態様のバーリング加工装置は、ダイ穴の軸を通り前記軸に平行な断面において、ダイ肩に複数の曲率半径を有するダイを備える。

本発明の第２の態様のバーリング加工装置は、第１の態様のバーリング加工装置において、前記断面において、前記ダイ肩の前記ダイ穴に繋がる第１湾曲部の曲率半径は、前記ダイ肩の前記ダイの板押さえ面に繋がる第２湾曲部の曲率半径よりも小さい。

本発明の第３の態様のバーリング加工装置は、第２の態様のバーリング加工装置において、前前記ダイ肩は、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に平面部を有する。

本発明の第４の態様のバーリング加工装置は、第３の態様のバーリング加工装置において、前記平面部は前記板押さえ面に対して１５度～７５度の範囲内で傾斜している。

本発明の第５の態様のバーリング加工方法は、バーリング加工装置のダイのダイ肩によって、前記ダイのダイ穴と前記ダイ肩の境界から前記ダイの板押さえ面までの前記ダイ穴の軸方向に沿った距離よりも大きな曲率半径で金属板における曲げの内側となる部分の一部を曲げる。

本発明の第６の態様のバーリング加工方法は、第５の態様のバーリング加工方法において、前記バーリング加工装置が請求項１～４のいずれか１項に記載のバーリング加工装置である。

本発明の第７の態様の金属部品の製造方法は、請求項５又は請求項６に記載のバーリング加工方法によって製造されたバーリング加工品の端部を押圧してコイニングする。

本発明の第８の態様のバーリング加工品は、円形の貫通孔を備えた金属板であって、前記金属板の前記貫通孔の周囲の縁に連続して設けられ、板厚方向の一方側に曲がり、前記貫通孔の軸を通り前記軸に平行な断面において、曲げの内側面に複数の曲率半径を有する形状の曲部と、前記曲部に連続し、前記金属板の板面に対して垂直に延びる立ち上がり部と、を有する。

本発明の第９の態様のバーリング加工品は、第８の態様のバーリング加工品において、前記断面において、前記曲げの内側面は、前記立ち上がり部と連続する第１湾曲面と、前記板面と連続し前記第１湾曲面より曲率半径の大きな第２湾曲面を備える。

本発明の第１０の態様のバーリング加工品は、第９の態様のバーリング加工品において、前記曲げの内側面は、前記第１湾曲面と前記第２湾曲面との間に平面を有する。

本発明の第１１の態様のバーリング加工品は、第１０の態様のバーリング加工品において、前記平面は、前記板面に対して１５度～７５度の範囲内で傾斜している。

本発明の第１２の態様の金属部品は、金属板の貫通孔の周囲の縁に連続して設けられ、板厚方向の一方側に曲がり、前記貫通孔の軸を通り前記軸に平行な断面において、曲げの内側面に複数の曲率半径を有し、曲げの内側面から内部に１０μｍ離間した部位が連続する形状の曲部と、前記曲部に連続し、前記金属板の板面に対して垂直に延びる立ち上がり部と、を有するバーリング加工部を備える。

本発明は、コイニング加工の際に、コイニング加工の際に、バーリング加工部の根元を構成する曲部の曲げの内側面に局所的に圧縮応力が集中することで、内側面にしわや亀裂が生じるのを抑制する技術を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るバーリング加工装置の要部を示す断面図である。 図２は、図１に示すバーリング加工装置の矢印２で指す部分を拡大した拡大断面図である。 図３は、図１に示すバーリング加工装置に金属板をセットした状態を示す、バーリング加工装置の要部を示す半断面図である。 図４は、図３に示すバーリング加工装置のパンチを用いて金属板にバーリング加工部を形成している状態を示す、バーリング加工装置の要部を示す半断面図である。 図５は、図４に示すバーリング加工装置のパンチをバーリング加工部内側から退避させている状態を示す、バーリング加工装置の要部を示す半断面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るバーリング加工品の断面図である。 図７は、図６に示すバーリング加工品の矢印７で指す部分を拡大した拡大断面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る金属部品の製造方法で用いるコイニング加工装置の要部を示す断面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る金属部品の要部の拡大断面図（図７に対応する部位の拡大断面図）である。 図１０は、比較例のバーリング加工品の断面図である。

以下、図１～図９を用いて、本発明の実施の形態に係るバーリング加工装置３０、バーリング加工方法、金属部品６０の製造方法、バーリング加工品１０及び金属部品６０について説明する。

本実施形態のバーリング加工方法では、バーリング加工装置３０を用いて下孔１１が形成された金属板１２にバーリング加工を施して略円筒状のバーリング加工部１４を形成して、バーリング加工品１０を製造する。また、本実施形態の金属部品６０の製造方法では、バーリング加工品１０に形成されたバーリング加工部１４の端部（後述する立ち上がり部１８の端部１８Ａ）に後述するコイニング加工装置５０を用いてコイニング加工を施して、金属部品６０を製造する。なお、製造される金属部品６０としては、例えば、自動車用部品のフロントロアアーム、トレーリングアームなどが挙げられる。

以下、始めに、バーリング加工品１０の構成について説明し、そして、バーリング加工品１０にコイニング加工を施した後の金属部品６０の構成について説明する。次いでバーリング加工に用いるバーリング加工装置３０、コイニング加工に用いるコイニング加工装置５０について説明する。その後、バーリング加工方法、そして、金属部品６０の製造方法について説明する。
なお、図面において同一の部材などには同一の符号を付しており、以下の説明において同一部材について先に説明したものは、適宜説明を省略している。

（バーリング加工品１０）
図６及び図７を用いて本実施形態のバーリング加工品１０について説明する。なお、図６に示される矢印Ａは、金属板１２の板厚方向の一方側を示しており、矢印Ｂは、金属板１２の板厚方向の他方側を示している。

図６に示されるように、本実施形態のバーリング加工品１０は、下孔１１が形成された金属板１２（図３参照）にバーリング加工を施して略円筒状のバーリング加工部１４を形成したものである。このバーリング加工部１４は、金属板１２の貫通孔１５の周囲の縁に連続して設けられ、板厚方向の一方側（図６では上方）に曲がる曲部１６と、曲部１６に連続し、板面１２Ａに対して垂直に延びる立ち上がり部１８とを含んでいる。

図７に示されるように、曲部１６は、貫通孔１５の軸ＡＬを通り軸ＡＬに平行な断面（以下、適宜「加工品縦断面」と記載する。）において、曲げの内側面１６Ａに複数の曲率半径を有する形状とされている。具体的には、内側面１６Ａには、加工品縦断面で見て、立ち上がり部１８と連続する第１湾曲面２０が形成されている。また、内側面１６Ａには、加工品縦断面で見て、板面１２Ａと連続する第２湾曲面２２が形成されている。この第２湾曲面２２の曲率半径Ｒ２は、第１湾曲面２０の曲率半径Ｒ１よりも大きい。なお、本実施形態では、一例として、曲率半径Ｒ１を１．５ｍｍ、曲率半径Ｒ２を５．０ｍｍに設定している。

またさらに、内側面１６Ａには、第１湾曲面２０と第２湾曲面２２との間に平面（円錐面）２４が形成されている。この平面２４は、第１湾曲面２０と第２湾曲面２２にそれぞれ滑らかに（境界が共通接線を有するように）連続している。また、平面２４は、板面１２Ａに対して角度θの範囲内で傾斜している。本実施形態では、角度θを１５度～７５度の範囲内に設定している。なお、平面２４は、加工品縦断面において、直線状に延びているため、曲率半径が無限大である。

図６に示されるように、立ち上がり部１８の設計上の内径Ｄ１は、一例として７６ｍｍに設定されている。なお、図３に示されるように、バーリング加工前の金属板１２には、バーリング加工部１４を形成するための円形の下孔１１が形成されており、下孔１１の設計上の内径Ｄ２が、一例として５２ｍｍに設定されている。

また、金属板１２としては、例えば、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高強度鋼板を用いることが好ましい。本実施形態では、一例として、引張強度が９８０ＭＰａで且つ板厚が４．０ｍｍの高強度鋼板を用いている。

なお、本発明において、下孔１１とバーリング加工部１４の円筒部分の断面は略円形状であるが、これは真円から短軸と長軸の長さの比が１：１．１の楕円までの間の形状を意味する。

（金属部品６０）
図９を用いてコイニング加工装置５０によってコイニング加工を施されたバーリング加工品１０である本実施形態の金属部品６０について説明する。なお、図９に示される矢印Ａは、金属板１２の板厚方向の一方側を示しており、矢印Ｂは、金属板１２の板厚方向の他方側を示している。また、金属部品６０は、バーリング加工品１０に対して、コイニング加工によりバーリング加工部１４の高さが低くなっている点が異なり、他の構成は同じである。

図９に示されるように、曲部１６は、内側面１６Ａから板厚方向に内部へ１０μｍ離間した部位が連続している。言い換えると、内側面１６Ａを板厚方向に内部へ１０μｍオフセットした仮想線ＩＬ上の部位が連続している。すなわち、内側面１６Ａから板厚方向に内部へ１０μｍを超える亀裂が曲部１６には形成されていない。
実際は、１０μｍ(０．０１ｍｍ)は板厚に比べ１００倍以上薄い。故に顕微鏡写真では板厚方向がよくわからないことがある。その場合、亀裂の進展方向(亀裂の始点と終点を結ぶ直線方向)を板厚方向とみなす。亀裂の進展方向に亀裂の長さが１０μｍを超える亀裂であれば、板厚方向に１０μｍを超える亀裂とみなす。

（バーリング加工装置）
図１～図５を用いて、バーリング加工装置３０について説明する。以下の説明では図の上下を装置の上下として説明するが、実際の装置は図の向きから上下反転したり傾いたりしても機能に支障は無い。なお、図１に示される矢印Ａは、バーリング加工装置３０の装置上側を示しており、矢印Ｂは、バーリング加工装置３０の装置下側を示している。そして、装置上下方向とバーリング加工を施される金属板１２の板厚方向とが一致している。

図１に示されるように、バーリング加工装置３０は、バーリング加工装置３０の装置下側部分を構成するパンチ３２及びホルダ３４と、バーリング加工装置３０の装置上側部分を構成するダイ３６と、を含んでいる。このバーリング加工装置３０は、パンチ３２及びホルダ３４と、ダイ３６との間に金属板１２を配置して、金属板１２にバーリング加工を施す装置である。

ホルダ３４の上面３４Ａは、金属板１２が設置される設置面とされている。ホルダ３４の上面３４Ａに金属板１２が設置されたときには、ホルダ３４に対する金属板１２の位置が決まるように構成されている。例えば、ホルダ３４の上面には位置決め用のピン（図示省略）が設けられ、金属板１２には上記ピンが挿入される位置決め用の孔（図示省略）が形成されている。
また、ホルダ３４には、パンチ３２を収容するためのパンチ収容部３４Ｂが形成されている。このパンチ収容部３４Ｂは、上面３４Ａにおいて金属板１２の下孔１１に対応する位置に形成されると共に、装置上側へ開放された凹状に形成さている。また、パンチ収容部３４Ｂは、装置上側から見て円形状に形成されている。

パンチ３２は、装置上下方向を軸方向とする略円柱状に形成されている。このパンチ３２は、パンチ収容部３４Ｂ内に収容されている。パンチ３２の設計上の外径Ｄ３は、バーリング加工品１０の立ち上がり部１８における内径Ｄ１と同じ寸法に設定されている。すなわち、本実施形態では、パンチ３２の外径Ｄ３が７６ｍｍに設定されている。
また、パンチ３２の下端部には、パンチ３２をホルダ３４に対して装置上下方向に相対移動させるための移動装置３８が連結されている。この移動装置３８は、例えば、油圧式のシリンダなどで構成されている。
本実施形態では、金属板１２をホルダ３４に設置した状態において、金属板１２の下孔１１がパンチ３２と同軸上に配置されるように設定されている。

ダイ３６は、ホルダ３４に対して装置上側に配置されて、装置上下方向においてホルダ３４と対向して配置されている。このダイ３６は、図示しない移動装置に連結されて、当該移動装置によって装置上下方向に移動可能に構成されている。そして、ダイ３６が装置下側へ移動することで、金属板１２をダイ３６及びホルダ３４によって装置上下方向に挟持する構成になっている（図２参照）。また、ダイ３６の板押さえ面の一例としての下面３６Ａには、金属板１２の下孔１１に対応する位置にダイ穴４０が形成されている。ダイ穴４０は、装置下側から見て円形状に形成されて、上述したパンチ収容部３４Ｂと同軸上に配置されている。このダイ穴４０は、バーリング加工の際にパンチ３２が挿入されるように構成されている。具体的には、ダイ穴４０の設計上の内径Ｄ４は、バーリング加工品１０の立ち上がり部１８の設計上の外径Ｄ５（図６参照）と略同じに設定されている。

図２及び図４に示されるように、ダイ３６には、下面３６Ａとダイ穴４０との間にダイ肩４２が形成されている。ダイ肩４２は、ダイ穴４０の軸ＣＬを通り軸ＣＬに平行な断面（以下、適宜「ダイ縦断面」と記載する。）において、複数の曲率半径を有している。具体的には、ダイ肩４２には、ダイ穴４０に繋がる第１湾曲部４４と、下面３６Ａに繋がる第２湾曲部４６とがそれぞれ形成されており、ダイ縦断面において、第１湾曲部４４の曲率半径Ｒ３が第２湾曲部４６の曲率半径Ｒ４よりも小さい。なお、本実施形態では、一例として、曲率半径Ｒ３を１．５ｍｍ、曲率半径Ｒ４を５．０ｍｍに設定している。

また、本実施形態では、曲率半径Ｒ４は、ダイ穴４０の穴壁面とダイ肩４２の第１湾曲部４４との境界から下面３６Ａまでの軸ＣＬに沿った距離Ｌよりも大きい値に設定されている。

また、ダイ肩４２には、第１湾曲部４４と第２湾曲部４６との間に平面部（円錐面部）４８が形成されている。この平面部４８は、第１湾曲部４４と第２湾曲部４６にそれぞれ滑らかに（境界が共通接線を有するように）連続している。また、平面部４８は、下面３６Ａに対して角度αの範囲内で傾斜している。本実施形態では、角度αを１５度～７５度の範囲内に設定している。なお、平面部４８は、ダイ縦断面において、直線状に延びているため、曲率半径が無限大である。

（コイニング加工装置）
図８を用いて、コイニング加工装置５０について説明する。なお、図８に示される矢印Ａは、コイニング加工装置５０の装置上側を示しており、矢印Ｂは、コイニング加工装置５０の装置下側を示している。そして、装置上下方向とコイニング加工を施されるバーリング加工品１０を構成する金属板１２の板面における板厚方向とが一致している。

図８に示されるように、コイニング加工装置５０は、コイニング加工装置５０の装置下側部分を構成する下型５２と、コイニング加工装置５０の装置上側部分を構成する上型５４と、を含んでいる。このコイニング加工装置５０は、下型５２と上型５４との間にバーリング加工品１０（バーリング加工部１４が形成された金属板１２）を配置し、バーリング加工部１４の端部１８Ａを上型５４で押圧するコイニング加工を施す装置である。

下型５２の上面５２Ａは、バーリング加工品１０が設置される設置面とされている。下型５２の上面５２Ａにバーリング加工品１０が設置されたときには、下型５２に対するバーリング加工品１０の位置が決まるように構成されている。例えば、下型５２の上面には位置決め用のピン（図示省略）が設けられ、バーリング加工品１０には上記ピンが挿入される位置決め用の孔（図示省略）が形成されている。

上型５４は、下型５２に対して装置上側に配置されて、装置上下方向において下型５２と対向して配置されている。この上型５４は、図示しない移動装置に連結されて、当該移動装置によって装置上下方向に移動可能に構成されている。また、上型５４の下面５４Ａには、装置下側から見て立ち上がり部１８の端部１８Ａが挿入可能な円環状の溝部５６が形成されている。この溝部５６は、下面５４Ａにおいて、下型５２の上面５２Ａにバーリング加工品１０を配置したときにバーリング加工部１４の端部１８Ａに対応する位置に形成されている。コイニング加工時には、上面５２Ａに配置されたバーリング加工品１０に対して上型５４が装置上下方向に相対移動することで、上型５４の溝部５６の底面５６Ａでバーリング加工部１４の端部１８Ａが押圧される。すなわち、バーリング加工部１４の端部１８Ａから圧縮荷重Ｆが入力される。この押圧により、バーリング加工部１４の端部１８Ａに圧縮応力が生じるため、端部１８Ａの引張残留応力が緩和される。なお、図８では、コイニング加工時の上型５４を二点鎖線で示している。

（バーリング加工方法）
次に、本実施形態におけるバーリング加工方法について説明する。

図３に示されるように、下孔１１が形成された金属板１２をパンチ３２及びホルダ３４上に設置（セット）する。具体的には、金属板１２の下孔１１がパンチ３２と同軸上に配置された状態に、金属板１２をホルダ３４の上面３４Ａ上に設置（セット）する。

次に、ダイ３６を装置下側へ移動させて、ダイ３６及びホルダ３４によって金属板１２を挟持する。すなわち、金属板１２における下孔１１の周縁部以外の部分が、ダイ３６及びホルダ３４によって挟持される。

そして、図３に示される状態から、パンチ３２を移動装置３８によってダイ３６及びホルダ３４に対して相対的に装置上側へ移動させる。このとき、金属板１２の下孔１１の周縁部は、パンチ３２によって装置上側へ押出されながら、下孔１１の内周面が徐々に拡がり（拡径し）、筒状に形成されていく（図４参照）。具体的には、パンチ３２によって押圧される下孔１１の周縁部は、まず、下孔１１の内周面から遠い部分がダイ肩４２に沿うように曲げられて曲部１６を形成し、次に、下孔１１の内周面に近い部分がダイ穴４０の穴壁面に沿うように立ち上げられて立ち上がり部１８を形成する。このとき、曲部１６の曲げの内側面１６Ａには、ダイ肩４２の第１湾曲部４４、第２湾曲部４６、平面部４８に対応してそれぞれ第１湾曲面２０、第２湾曲面２２、平面２４が形成される。金属板１２に略円筒状のバーリング加工部１４が形成された後は、図５に示すように、パンチ３２を移動装置３８によってダイ３６及びホルダ３４に対して相対的に装置下側へ移動させる。これにより、略円筒状のバーリング加工部１４が形成されたバーリング加工品１０が製造される。

（金属部品の製造方法）
次に、本実施形態における金属部品６０の製造方法について説明する。ここで説明する金属部品６０は、バーリング加工品１０のバーリング加工部１４にコイニング加工を施したものである。

図８に示されるように、まず、バーリング加工部１４が形成されたバーリング加工品１０を下型５２上に設置（セット）する。具体的には、バーリング加工部１４が上型５４の溝部５６と同軸上に配置された状態に、バーリング加工品１０を下型５２の上面５２Ａ上に設置（セット）する。

次に、上型５４を装置下側へ移動させて、バーリング加工部１４の端部１８Ａを上型５４の溝部５６に挿入し、その状態で、上型５４を装置下方に移動させて溝部５６の底面で端部１８Ａを押圧するコイニング加工を施す。このコイニング加工により、バーリング加工品１０が金属部品６０となる。なお、本実施形態では、コイニング加工によってバーリング加工部１４の端部１８Ａを１ｍｍ程度圧縮している。
ここで、バーリング加工部１４の端部１８Ａは、バーリング加工前に金属板１２に形成された下孔１１の内周面によって構成されることから、下孔１１が粗く穴開け加工された場合には、端部１８Ａの拡径時に残留する引張残留応力が疲労強度低下の原因となる。これに対して、本実施形態では、コイニング加工によってバーリング加工部１４の端部１８Ａに圧縮応力が生じるため、端部１８Ａの引張残留応力が緩和される。

（作用及び効果）
次に、本実施の形態の作用及び効果について、図１０に示される比較例のバーリング加工品と比較して説明する。

図１０に示されるように、比較例のバーリング加工品７０は、バーリング加工部７４の構成が本実施形態のバーリング加工品１０のバーリング加工部１４と異なる点を除き、その他の構成は同様である。したがって、バーリング加工品７０では、本実施形態のバーリング加工品１０と同様に構成されている部位については、同一の符号を付して説明する。

図１０に示されるように、バーリング加工部７４は、本実施形態のバーリング加工部１４と同様に、曲部７６と立ち上がり部７８とを含んでいる。曲部７６の曲げの内側面７６Ａは、貫通孔１５の孔壁面から板面１２Ａまで連続して湾曲している。この内側面７６Ａは、加工品縦断面において、一定の曲率半径Ｒ５で湾曲している。また、曲率半径Ｒ５は、２．５ｍｍに設定されている。なお、バーリング加工部７４は、本実施形態のバーリング加工部１４の距離Ｌに対応する部分の距離がバーリング加工部１４の距離Ｌと同じ値に設定されている。

上記バーリング加工品７０をコイニング加工装置５０にセットし、バーリング加工部７４の端部７４Ａを押圧してコイニング加工をする。このとき、バーリング加工部１４の根元に位置する曲部１６は、上型５４から入力される圧縮荷重Ｆによって外側面７６Ｂが下型５２の上面５２Ａに近づくような変形を生じる。この変形にともない曲部７６の内側面７６Ａは、曲率半径Ｒ５が小さくなるように変形する。この変形時には、曲部７６の内側面７６Ａに圧縮応力が局所的に集中する。なお、図７では、局所的な応力集中部を符号Ｘで示す。ここで、金属板１２として、引張強度が４４０ＭＰａ以上（本実施形態では、９８０ＭＰａ）の高強度鋼板（延性が比較的低い鋼板）を用いているため、コイニング加工の際に内側面７６Ａには、局所的（応力集中部Ｘ）に圧縮応力が集中することで、しわや亀裂が生じやすい。このように、内側面７６Ａに形成されたしわや亀裂は、疲労強度低下の原因になる。

これに対して、本実施形態のバーリング加工品１０では、加工品断面において、バーリング加工部１４の曲部１６の曲げの内側面１６Ａを複数の曲率半径を有する形状、具体的には、第１湾曲面２０、第２湾曲面２２、及び平面２４を有する形状としている。このため、比較例１のバーリング加工品７０のように内側面７６Ａを一定の曲率半径で形成する構成と比べて、コイニング加工の際に、内側面１６Ａに作用する圧縮応力を分散させることができる。すなわち、内側面１６Ａに作用する圧縮応力が局所的に集中するのを抑制することができる。これにより、コイニング加工後に、金属部品６０の曲部１６の内側面１６Ａにしわや亀裂が生じるのが抑制される。

また、第１湾曲面２０の曲率半径Ｒ１よりも第２湾曲面２２の曲率半径Ｒ２を大きくしていることから、バーリング加工部１４の根元に位置し、圧縮応力が集中しやすい第２湾曲面２２に局所的に圧縮応力が集中するのを抑制することができる。

さらに、第１湾曲面２０と第２湾曲面２２との間に曲率半径が無限大である平面２４を配置していることから、内側面１６Ａの中央部に圧縮応力が集中するのを抑制することができる。

またさらに、平面２４の角度θを１５度～７５度の範囲内に設定していることから、例えば、角度θが１５度未満または７５度を超えるものと比べて、内側面１６Ａに局所的に圧縮応力が集中する部分（応力集中部Ｘ）が生じにくい。

前述の実施形態では、内側面１６Ａの第１湾曲面２０と第２湾曲面２２との間に曲率半径が無限大である平面２４を配置しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、内側面１６Ａの第１湾曲面２０と第２湾曲面２２とを連続させてもよい。また、内側面１６Ａの第１湾曲面２０と第２湾曲面２２との間に１又は複数の異なる曲率半径の湾曲面を配置してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ バーリング加工品
１１ 下孔
１２ 金属板
１２Ａ 板面
１５ 貫通孔
１６ 曲部
１６Ａ 内側面
１８ 立ち上がり部
１８Ａ 端部
２０ 第１湾曲面
２２ 第２湾曲面
２４ 平面
３０ バーリング加工装置
３２ パンチ
３４ ホルダ
３６ ダイ
３８ 移動装置
４０ ダイ穴
４２ ダイ肩
４４ 第１湾曲部
４６ 第２湾曲部
４８ 平面部
６０ 金属部品
ＡＬ 軸（貫通孔の軸）
ＣＬ 軸（ダイ穴の軸）
Ｒ１ 曲率半径（第１湾曲面の曲率半径）
Ｒ２ 曲率半径（第２湾曲面の曲率半径）
Ｒ３ 曲率半径（第１湾曲部の曲率半径）
Ｒ４ 曲率半径（第２湾曲部の曲率半径）

Claims (12)

1. 下孔が形成された平板状の金属板に、端部がコイニング加工されるバーリング加工部を形成するバーリング加工装置であって、
   パンチが出退するダイ穴の軸を通り前記軸に平行な断面において、ダイ肩に複数の曲率半径を有するダイと、
   前記金属板が設置され、前記金属板を前記ダイとで挟持するホルダと、
   を備え、
   前記ダイは、前記ダイ肩よりも前記ダイ穴の径方向で外側に隣接しかつ前記ダイ穴の内周面に垂直となる平面であるダイ平板面を備え、
   前記ホルダは、前記ホルダに円形の開口を形成するように配置され前記パンチを収容するパンチ収容部と、前記開口の径方向で外側に隣接する平面であるホルダ平板面とを備え、
   前記複数の曲率半径の曲率中心のいずれもが前記ダイ肩に対して前記軸の反対側にある、バーリング加工装置。
2. 前記断面において、前記ダイ肩の前記ダイ穴に繋がる第１湾曲部の曲率半径は、前記ダイ肩の前記ダイ平板面に繋がる第２湾曲部の曲率半径よりも小さい、請求項１に記載のバーリング加工装置。
3. 前記ダイ肩は、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に平面部を有する、請求項２に記載のバーリング加工装置。
4. 前記平面部は前記ダイ平板面に対して１５度～７５度の範囲内で傾斜している、請求項３に記載のバーリング加工装置。
5. 下孔が形成された平板状の金属板に、端部がコイニング加工されるバーリング加工部を形成するバーリング加工方法であって、
   前記金属板をバーリング加工装置のホルダに設置する工程と、
   前記バーリング加工装置のダイと前記ホルダとで前記金属板を挟持した状態において、前記ダイのダイ穴にパンチを進入させることで、前記ダイの複数の曲率半径を有するダイ肩によって、前記ダイ穴と前記ダイ肩の境界から前記ダイのダイ平板面までの前記ダイ穴の軸方向に沿った距離よりも大きな曲率半径で前記金属板における曲げの内側となる部分の一部を曲げる工程と、を有し、
   前記複数の曲率半径の曲率中心のいずれもが前記ダイ肩に対して前記ダイ穴の軸の反対側にあり、
   前記ダイは、前記ダイ肩よりも前記ダイ穴の径方向で外側に隣接しかつ前記ダイ穴の内周面に垂直となる平面である前記ダイ平板面を備え、
   前記ホルダは、前記ホルダに円形の開口を形成するように配置され前記パンチを収容するパンチ収容部と、前記開口の径方向で外側に隣接する平面であるホルダ平板面とを備えている、バーリング加工方法。
6. 前記バーリング加工装置が請求項１～４のいずれか１項に記載のバーリング加工装置である、請求項５に記載のバーリング加工方法。
7. 請求項５又は請求項６に記載のバーリング加工方法によって製造されたバーリング加工品の前記端部を押圧してコイニングする金属部品の製造方法。
8. 円形の貫通孔を備えた平板状の金属板であって、
   前記金属板の前記貫通孔の周囲の縁に連続して設けられ、板厚方向の一方側に曲がり、前記貫通孔の軸を通り前記軸に平行な断面において、曲げの内側面に複数の曲率半径を有する形状の曲部と、
   前記曲部に連続し、前記金属板の板面に対して垂直に延びる立ち上がり部と、
   を有し、前記立ち上り部の端部がコイニング加工されるバーリング加工品であって、
   前記複数の曲率半径の曲率中心のいずれもが前記曲部に対して前記軸の反対側にある、バーリング加工品。
9. 前記断面において、前記曲げの内側面は、前記立ち上がり部と連続する第１湾曲面と、前記板面と連続し前記第１湾曲面より曲率半径の大きな第２湾曲面を備える請求項８に記載のバーリング加工品。
10. 前記曲げの内側面は、前記第１湾曲面と前記第２湾曲面との間に平面を有する請求項９に記載のバーリング加工品。
11. 前記平面は、前記板面に対して１５度～７５度の範囲内で傾斜している、請求項１０に記載のバーリング加工品。
12. 平板状の金属板の貫通孔の周囲の縁に連続して設けられ、板厚方向の一方側に曲がり、前記貫通孔の軸を通り前記軸に平行な断面において、曲げの内側面に複数の曲率半径を有し、曲げの内側面から内部に１０μｍ離間した部位が連続する形状の曲部と、
    前記曲部に連続し、前記金属板の板面に対して垂直に延びる立ち上がり部と、
    を有するバーリング加工部を備え、
    前記バーリング加工部における前記立ち上り部の端部がコイニング加工されている、金属部品。
    

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