JP7100878B2 - 金属板の加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、金属板の加工方法に関する。
特許文献１は、ベースプレートの成形方法を開示する。その成形方法において、まず、ベースプレートの母材となる、所定の厚さの材料が、円形の平板状に切り出される。この円形材料に対し、絞り加工（１次絞り工程）が施される。この絞り加工は、公知の手法でプレス成形を行うことで実現される。このプレス成形には、成形型ダイとこの成形型ダイの内径よりも若干小さな外径を備えた成形型ポンチとが用いられる。この１次絞り工程後の材料のブランク径は、もとの外径の６０％程度まで絞られる。その後、上記と同様にして、成形型ダイの内径及び成形型ポンチの外径を順次小さくしながら絞り加工を繰り返していく。その後、材料の径方向外周側に対して、お椀型形状を実現するための外径絞り加工を行う。また、各部の詳細成形（絞り加工やしごき加工）が行われる。
特許文献１に開示されたベースプレートの成形方法によれば、ガス発生器の様々な部分が１つの母材からのプレス成形によって構成される。これにより、仕上げに切削加工が必要になる従来構造に比べ、工程の簡素化及びコストダウンを図ることができる。
特開２０１５－７１３９５号公報
しかしながら、特許文献１に開示された発明には、金属板に隣り合う凹部を形成するとき、それら隣り合う凹部の間の板厚が減少しやすいという問題点がある。
本発明の目的は、金属板に隣り合う凹部を形成するとき、それら隣り合う凹部の間の板厚の減少を抑えられる金属板の加工方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、金属板の加工方法は、複数個凹部形成工程Ｓ１００を備える。複数個凹部形成工程Ｓ１００において、隣り合う複数個の凹部２２２の組が金属板に形成される。複数個凹部形成工程Ｓ１００は、曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０と、突出工程Ｓ１２２と、整形分割工程Ｓ１２４とを有する。曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０は、金属板２００に、窪み２２０を形成する。その窪み２２０は、外縁２３０が曲面を形成し、外縁２３０と底部２３４との間の側部２３２が円錐台状であり、かつ、底部２３４が丸い。突出工程Ｓ１２２において、曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０において形成された窪み２２０のうち底部２３４から側部２３２にわたる所定の部分を窪み２２０の内部に向かって突出させると共に窪み２２０の側部２３２のうち突出させないいずれかの部分を窪み２２０の中央に向かって寄せる。整形分割工程Ｓ１２４は、突出工程Ｓ１２２において窪み２２０の内部に向かい突出した部分と窪み２２０の外縁２３０とを整形することにより、曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０において形成された窪み２２０を隣り合う複数個の凹部２２２の組に分割する。
曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０において金属板２００に形成された窪み２２０のうち、底部２３４から側部２３２にわたる所定の部分は、突出工程Ｓ１２２において、窪み２２０の内部に向かって突出させられる。これと共に、窪み２２０の側部２３２のうち突出させないいずれかの部分が窪み２２０の中央に向かって寄せられる。その部分が窪み２２０の中央に向かって寄せられることにより、窪み２２０のうち所定の部分が窪み２２０の内部に向かって突出させられることに伴うその部分の材料不足が補われる。材料不足が補われるので、材料不足であれば生じたはずの隣り合う凹部２２２の間の板厚の減少を抑えられる。
また、上述された突出工程Ｓ１２２において、窪み２２０のうち内部に向かい突出した部分がその突出した部分の中央から互いに相反する方向へ延び窪み２２０を分割するよう窪み２２０の両端に達する仕切り２４０，２４０の対を形成するように突出させられる。この場合、窪み２２０の突出させないいずれかの部分のうち仕切り２４０，２４０の対を挟んで相対する部分は金型３１４によって窪み２２０の中央に向かって寄せられることが望ましい。
窪み２２０のうち内部に向かい突出した部分が、その突出した部分の中央から互いに相反する方向へ延び窪み２２０を分割するよう窪み２２０の両端に達する仕切り２４０，２４０の対を形成するように突出させられる。窪み２２０の突出させないいずれかの部分のうち仕切り２４０，２４０の対を挟んで相対する部分は、金型３１４によって窪み２２０の中央に向かって寄せられる。これにより、窪み２２０の側部２３２の互いに異なる部分を互いに異なる方向へ寄せる場合に比べて、窪み２２０のうち突出させない部分を寄せるための力がつりあいやすくなる。力がつりあいやすくなると、金属板２００を加工するための力の一部がその金属板２００に予定外の変形を生じさせる可能性が低くなる。
本発明によれば、金属板に隣り合う凹部を形成するとき、それら隣り合う凹部の間の板厚の減少を抑えられる。
本発明の一実施形態にかかる金属板の加工方法の工程を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる曲面形成窪み形成工程における金属板の加工状況を示す概念図である。 本発明の一実施形態にかかる曲面形成窪み形成工程が終了した時点における半加工品の外観図である。 本発明の一実施形態にかかる突出工程における半加工品の加工状況を示す概念図である。 本発明の一実施形態にかかる突出工程における裏側雄型を正面から見た場合の外観図である。 本発明の一実施形態にかかる突出工程が終了した時点における半加工品の外観図である。 本発明の一実施形態にかかる突出工程が終了した時点における半加工品の平面図である。 本発明の一実施形態にかかる整形分割工程における半加工品の加工状況を示す概念図である。 本発明の一実施形態にかかる加工品の断面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
［プレス機械の構成］
本実施形態にかかる図示されないプレス機械は、周知のプレス機械と同様である。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返されない。本実施形態にかかるプレス機械に対し、本実施形態にかかる金型が取り付けられる。このプレス機械によって、本実施形態にかかる金属板２００の加工方法が実施される。本実施形態にかかる金型は後述される。
［金属板の加工方法］
図１は、本実施形態にかかる金属板２００の加工方法の工程を示す図である。図２は、本実施形態にかかる曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０における金属板２００の加工状況を示す概念図である。図３は、本実施形態にかかる曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０が終了した時点における半加工品２１０の外観図である。図４は、本実施形態にかかる突出工程Ｓ１２２における半加工品２１０の加工状況を示す概念図である。図５は、本実施形態にかかる突出工程Ｓ１２２における裏側雄型３１６を正面から見た場合の外観図である。図６は、本実施形態にかかる突出工程Ｓ１２２が終了した時点における半加工品２１０の外観図である。図７は、本実施形態にかかる突出工程Ｓ１２２が終了した時点における半加工品２１０の平面図である。図８は、本実施形態にかかる整形分割工程Ｓ１２４における半加工品２１０の加工状況を示す概念図である。図９は、本実施形態にかかる加工品２１２の断面図である。以下、図１乃至図９に基づいて、本実施形態にかかる金属板２００の加工方法が説明される。
本実施形態にかかる金属板２００の加工方法は、複数個凹部形成工程Ｓ１００と、複数個凹部整形工程Ｓ１０２とを備える。
複数個凹部形成工程Ｓ１００において、隣り合う複数個の凹部２２２の組が金属板２００に形成される。これにより、金属板２００は、半加工品２１０となる。
本実施形態においては、複数個凹部形成工程Ｓ１００が、曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０と、突出工程Ｓ１２２と、整形分割工程Ｓ１２４とを有する。
曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０において、作業者は、図示されないプレス機械を操作することにより、金属板２００を雌型３００と押さえ型３０２とで固定する。次に、作業者は、そのプレス機械を操作することにより、図２に示されるように、その金属板２００の表２０２に雄型３０４を押付ける。これにより、その金属板２００の表２０２に、窪み２２０が形成される。窪み２２０が形成されることで、金属板２００は、半加工品２１０となる。図３に示されるように、半加工品２１０の窪み２２０の外縁２３０は曲面を形成する。その窪み２２０のうち側部２３２が円錐台状である。側部２３２は、外縁２３０と底部２３４との間の部分である。その窪み２２０のうち底部２３４も曲面を形成する。
突出工程Ｓ１２２において、作業者は、上述されたプレス機械を操作することにより、図４に示されるように、半加工品２１０を第１押さえ型３１０と第２押さえ型３１２とで固定する。次に、作業者は、上述されたプレス機械を操作することにより、その半加工品２１０の裏２０４に裏側雌型３１４を押付ける。
裏側雌型３１４の押付けと並行して、作業者は、上述されたプレス機械を操作することにより、半加工品２１０の裏２０４に裏側雄型３１６を押付ける。これと同時に、作業者は、半加工品２１０の表２０２に表側雄型３１８を押付ける。
図５に示されるように、裏側雄型３１６の先端３２０は、直線状に延び、かつ、両端の幅が中央の幅に比べて広くなっている。これは、その中心から両端へ放射状に突出した形状とみることもできる。半加工品２１０の裏２０４に裏側雄型３１６が押し付けられることにより、窪み２２０のうち底部２３４から側部２３２にわたる中央部分が、窪み２２０の内部に向かって突出させられることとなる。その結果、図６に示されるように、半加工品２１０の裏２０４のうち窪み２２０の裏面にあたる箇所には、溝２３６が形成されることとなる。
上述された説明から明らかな通り、曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０において、窪み２２０のうち底部２３４から側部２３２にわたる中央部分が、窪み２２０の内部に向かって突出させられる。その突出させられた部分は、図７に示されるように、真っ直ぐなものとなるように突出させられる。この部分は、その中央から互いに相反する方向へ延びる仕切り２４０，２４０の対を形成するように突出していると見ることもできる。一方、半加工品２１０の窪み２２０の外縁２３０と側部２３２とのうち仕切り２４０，２４０の対を挟んで相対する部分は、窪み２２０の中央に向かって寄せられることとなる。
整形分割工程Ｓ１２４において、作業者は、図８に示されるように、半加工品２１０を第１押さえ型３５０と第２押さえ型３５２とで固定する。次に、作業者は、上述されたプレス機械を操作することにより、その半加工品２１０の裏２０４に雌型３５４を押付ける。これにより、半加工品２１０の窪み２２０の側部２３２が窪み２２０の中央に向かってさらに寄せられることとなる。次に、作業者は、その半加工品２１０の窪み２２０に表２０２から雄型３５６を押付ける。
雌型３５４は、隣り合う２個の穴を有している。雄型３５６は、それら２個の穴に対向する２個の凸部を有している。雌型３５４の２個の穴に窪み２２０が嵌まり、かつ、それら２個の穴に対向する雄型３５６の２個の凸部が窪み２２０に押付けられることにより、窪み２２０は、隣り合う２個の凹部２２２の組に分割されることとなる。また、それら隣り合う２個の凹部２２２は、それぞれ整形されることとなる。
複数個凹部整形工程Ｓ１０２において、複数個凹部形成工程Ｓ１００において形成された隣り合う２個の凹部２２２それぞれの形態が整えられる。この工程の具体的内容は、隣り合う複数個の凹部２２２それぞれの形態が整えられるための周知の工程と同様である。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返されない。この工程が終了すると、図９に示されるように、半加工品２１０は２個の凹部２２２を備える加工品２１２となる。
［本実施形態にかかる金属板の加工方法の効果］
本実施形態にかかる金属板２００の加工方法によれば、曲面形成窪み形成工程Ｓ１２０において金属板２００に形成された窪み２２０のうち、底部２３４から側部２３２にわたる中央部分は、突出工程Ｓ１２２において、窪み２２０の内部に向かって突出させられる。これと共に、窪み２２０の側部２３２のうち両脇部分が裏側雌型３１４によって窪み２２０の中央に向かって寄せられる。両脇部分が窪み２２０の中央に向かって寄せられることにより、窪み２２０のうち中央部分が窪み２２０の内部に向かって突出させられることに伴うその部分の材料不足が補われる。材料不足が補われるので、材料不足であれば生じたはずの隣り合う凹部２２２の間の板厚の減少を抑えられる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよいのはもちろんである。
例えば、突出工程Ｓ１２２において、裏側雄型３１６の先端３２０の形態は上述されたものに限定されない。上述された表側雄型３１８の先端３２０の形態は、中央から互いに相反する方向へ延びる板状部分を有するものであってもよい。そのような形状の例には、十文字状がある。そのような先端を有する表側雄型によって半加工品２１０の窪み２２０の所定の部分が突出させられる場合、その部分は、中央から互いに相反する方向へ延びる仕切りの対を形成するものとなる。もちろん、上述された表側雄型３１８の先端３２０の形態は、中央から互いに相反する方向へ延びる板状部分を有するものに限定されない。
２００…金属板
２０２…表
２０４…裏
２１０…半加工品
２１２…加工品
２２０…窪み
２２２…凹部
２３０…外縁
２３２…側部
２３４…底部
２３６…溝
３００，３５４…雌型
３０２…押さえ型
３０４，３５６…雄型
３１０，３５０…第１押さえ型
３１２，３５２…第２押さえ型
３１４…裏側雌型
３１６…裏側雄型
３１８…表側雄型
３２０…先端

Claims (1)

  1. 隣り合う複数個の凹部の組が金属板に形成される複数個凹部形成工程を備える金属板の加工方法であって、
    前記複数個凹部形成工程が、
    前記金属板に、外縁が曲面を形成し、前記外縁と底部との間の側部が円錐台状であり、かつ、前記底部も曲面を形成する窪みを形成する曲面形成窪み形成工程と、
    前記曲面形成窪み形成工程において形成された前記窪みのうち前記底部から前記側部にわたる所定の部分を前記窪みの内部に向かって突出させると共に前記窪みの前記側部のうち突出させないいずれかの部分を前記窪みの中央に向かって寄せる突出工程と、
    前記突出工程において前記窪みの前記内部に向かい突出した部分と前記窪みの外縁とを整形することにより、前記曲面形成窪み形成工程において形成された前記窪みを前記隣り合う複数個の凹部の組に分割する整形分割工程とを有し、
    前記突出工程が、前記窪みのうち前記内部に向かい突出した部分が前記突出した部分の中央から互いに相反する方向へ延び前記窪みを分割するよう前記窪みの両端に達する仕切りの対を形成するように突出させられ、かつ、前記窪みの突出させないいずれかの部分のうち前記仕切りの対を挟んで相対する部分は金型によって前記窪みの中央に向かって寄せられ ることを特徴とする金属板の加工方法。
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