WO2012026515A1 - アンダーカット部の成形方法およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法 - Google Patents

アンダーカット部の成形方法およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法 Download PDF

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WO2012026515A1
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undercut
punch
workpiece
plate body
molding
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吉晴 中村
晃宏 山下
祐志 大塚
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株式会社エフ・シー・シー
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/20Bending sheet metal, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02Stamping using rigid devices or tools

Definitions

  • the present invention relates to an undercut portion forming method for forming a undercut portion by plastically deforming a plate-like workpiece by press working using a punch and a die, and a method for producing a molded product having an undercut portion.
  • molded products obtained by plastic deformation of a plate-shaped workpiece by bending are molded into a shape including an undercut portion while maintaining the plate shape.
  • a lockup damper device for a torque converter described in Patent Document 1 below has an undercut portion in which a peripheral portion of a disk-shaped disk body rises and a tip portion of the standing portion tilts inward.
  • a rotating body called a piston is used.
  • a molded product having such an undercut portion cannot be formed by pressing using a punch that is displaced only in one direction with respect to a die. Therefore, other pressing processes such as a flow forming process and a slide core are not possible. Molding is performed by a slide core type press working using.
  • the present invention was made to cope with the above-mentioned problem, and its purpose is to form an undercut portion in a molded product obtained by plastic processing a plate-shaped workpiece material by pressing using a punch and a die.
  • An object of the present invention is to provide a method for forming an undercut portion and a method for producing a molded product having an undercut portion, which can improve the economic efficiency and processing efficiency in the forming process.
  • a feature of the present invention according to claim 1 is that the workpiece is plasticized using a punch that presses the plate-like workpiece and a die that receives the workpiece pressed by the punch.
  • a method of forming an undercut part in press working to obtain a molded product by deforming, wherein the part to be processed is an inner part from the part where the undercut part is formed, and the outer part from the base point to the pressing direction side of the punch A bending step of bending, an outer part forming step of forming a target shape of the outer part including an undercut portion in the outer part of the work material, and the bending of the outer part from the base point of the work material.
  • the pressing of the punch is performed on the outer side of the base point from the inner side of the part where the undercut part is formed with respect to the plate-like workpiece.
  • the undercut portion is formed again by bending the outer portion to the opposite side. That is, after forming the part that forms the undercut shape by changing the portion where the undercut portion in the plate-shaped workpiece is formed, to the direction that does not become the undercut shape with respect to the advance and retreat direction of the punch, The changed direction is corrected so as to be restored.
  • the molded product which has an undercut part can be shape
  • the bending angle of the portion outside the base point in the workpiece is an angle that is equal to or greater than the angle at which the undercut surface constituting the undercut portion is parallel to the pressing direction of the punch, in other words, the outer portion and the undercut. It is an angle within a range until the surface (including a planned portion to be an undercut surface) is parallel to the pressing direction of the punch.
  • Another feature of the present invention according to claim 2 resides in that in the molding method of the undercut portion, the bending step and the outer partial molding step are simultaneously performed on the workpiece.
  • the outer portion of the workpiece outside the undercut portion is excluded from the outer portion. And a finish forming step of re-forming the target shape.
  • the undercut is applied to the outer portion.
  • the target shape of the outside portion excluding the portion is formed again, that is, re-striated.
  • the present invention can be implemented not only as an invention of a method for forming an undercut part, but also as an invention of a method for producing a molded product having an undercut part.
  • a method of manufacturing a molded article having an undercut part wherein a bending step of bending an outer part outside the base point to the pressing direction side of the punch with an inner part as a base point from the undercut part formed on the workpiece,
  • An outer part forming step for forming a target shape of the outer part including an undercut portion in the outer part of the work material; and the bending direction of the outer part by the bending angle with the base point of the work material as a base point. Includes a folding elimination step of folding in the opposite direction and returning the folded state by the folding step.
  • the bending step and the outer partial molding step may be performed simultaneously on the workpiece.
  • (A), (B) has shown the external appearance structure of the side plate shape
  • (A) is a top view of a side plate
  • (B ) Is a cross-sectional view of the side plate taken along line AA shown in FIG. It is explanatory drawing for demonstrating the shaping
  • (A) is sectional drawing which shows the state which set the plate body on the metal mold
  • (B) is a cross-sectional view showing a state during pressing of the plate body.
  • FIG. 1A and 1B show a schematic configuration of a side plate 90 that is a molded product formed by the undercut portion molding method according to the present invention
  • FIG. 1A is a plan view of the side plate 90
  • (B) is a schematic cross-sectional view of the side plate 90 as viewed from AA shown in (A).
  • 2 (A), 2 (B) to 4 (A), (B) are sectional views schematically showing a state in which the side plate 90 is formed by the undercut portion forming method according to the present invention. is there.
  • Note that each drawing referred to in the present specification is schematically represented by exaggerating some of the components in order to facilitate understanding of the present invention. For this reason, the dimension, ratio, etc. between each component may differ.
  • the side plate 90 which is a molded product formed by the undercut portion forming method according to the present invention will be described.
  • the side plate 90 is a component that constitutes a lock-up damper device for a torque converter mounted on a vehicle such as an automobile, and is formed in a substantially disc shape with the peripheral edge of the disc body standing upright. More specifically, the side plate 90 includes a through hole 92 and a peripheral wall portion 93 formed on a plate body 91 formed by punching a workpiece material made of a steel plate (for example, JSH270C material) (not shown) into a disk shape. Formed and configured.
  • the through-hole 92 is a hole formed by punching the plate body 91 and punching the central portion into a circle.
  • the peripheral wall portion 93 is a portion formed by the undercut portion forming method according to the present invention, and is formed by raising the peripheral edge portion of the plate body 91 in a wall shape in a right angle direction.
  • An inner inclined portion 94 that is inclined toward the inner side of the plate body 91 is formed at the distal end portion of the peripheral wall portion 93. That is, the inner inclined portion 94 corresponds to an undercut portion.
  • the inner inclined portion 94 is formed to be inclined toward the inner side of the plate body 91 by about 30 ° with respect to the peripheral wall portion 93.
  • three molds 100, 200, and 300 are used to press-mold the peripheral edge of the side plate 90.
  • These three molds 100, 200, and 300 mainly include so-called male punches 110, 210, and 310 that are pressed against a plate body 91 that is a material to be processed constituting the side plate 90, and the punches 110, 210, and 300, respectively.
  • These are configured by so-called female dies 120, 220, and 320 that receive the plate body 91 pressed by 310.
  • the mold 100 is pressed in a state where the peripheral wall portion 93 is inclined with respect to the ring-shaped plate body 91 in which the through holes 92 are formed. It is a mold for performing.
  • the punch 110 constituting the mold 100 is made of die steel formed in a substantially columnar shape, and a ring-shaped male die 111 protruding in a convex shape for forming the plate body 91 is formed on the lower surface thereof. Has been.
  • a concave relief hole 112 corresponding to the through hole 92 of the side plate 90 is formed at the center of the lower surface of the punch 110.
  • the die 120 constituting the mold 100 is made of die steel formed in a substantially ring shape, and a female die 121 recessed in a concave shape for forming the plate body 91 is formed in a substantially ring shape on the upper surface thereof. Is formed. Further, a through hole 122 corresponding to the through hole 92 of the side plate 90 is formed at the center of the die 120.
  • These male mold 111 and female mold 121 are punched on the outer side from the base point with the inner part (inside the area indicated by the broken line arrow in FIG. 1B) from the inner inclined part 94 in the plate body 91 as the base point.
  • the shape of the peripheral wall portion 93 that is bent to the pressing direction side of 110 and is inclined by an angle corresponding to the bending angle is formed in the outer portion of the bent plate body 91 in a shape that can be formed.
  • the angle at which the plate body 91 is bent toward the pressing direction of the punch 110 is an angle at which the undercut surface 94 a of the inner inclined portion 94 is parallel to the pressing direction of the punch 110.
  • the angle at which the plate body 91 is bent toward the pressing direction of the punch 110 is 30 ° below the horizontal direction in which the plate body 91 extends.
  • the mold 200 has a bent portion of the plate body 91 that is bent by the mold 100 toward the pressing direction of the punch 110 in the final target shape of the side plate 90.
  • This is a mold for forming into a certain flat planar shape.
  • the punch 210 constituting the mold 200 is made of die steel formed in a substantially cylindrical shape, and an outer surface (upper surface in the drawing) formed along the radial direction of the plate body 91 is formed on the lower surface thereof.
  • a planar male mold 211 is formed in a ring shape.
  • a concave relief hole 212 corresponding to the through hole 92 of the side plate 90 is formed at the center of the lower surface of the punch 210.
  • the outer diameter of the male mold 211 is formed to be slightly larger than the outer diameter of the side plate 90.
  • the die 220 constituting the mold 200 is made of die steel formed in a substantially ring shape, and an inner side surface (lower surface in the drawing) formed along the radial direction of the plate body 91 is formed on the upper surface thereof.
  • a flat female die 221 is formed in a substantially ring shape.
  • a through hole 222 corresponding to the through hole 92 of the side plate 90 is formed at the center of the die 220.
  • the outer diameter of the female die 221 is slightly larger than the diameter of the bent portion formed on the plate body 91 and is smaller than the inner diameter of the inner inclined portion 94 of the side plate 90.
  • the mold 300 is a mold for finishing a plate body 91, which is substantially formed into the final target shape of the side plate 90 by the mold 200, into the final target shape. It is.
  • the punch 310 constituting the mold 300 is made of die steel formed in a substantially cylindrical shape, and an inner side surface (upper surface in the drawing) formed along the radial direction of the plate body 91 is formed on the lower surface thereof.
  • a planar male mold 311 is formed in a ring shape. Further, a concave relief hole 312 corresponding to the through hole 92 of the side plate 90 is formed at the center of the lower surface of the punch 310. In this case, the outer diameter of the male mold 311 is formed so as to fit a little with respect to the inner diameter of the uppermost end of the undercut surface 94a that is the inner surface of the inner inclined portion 94 of the side plate 90.
  • the die 320 constituting the mold 300 is composed of a ring-shaped outer peripheral die 321 made of die steel and an inner die 322 arranged in the outer peripheral die 321.
  • the outer peripheral die 321 is a mold for forming the outer peripheral surface of the plate body 91, and a through-molding hole 321 a capable of forming the final target outer diameter of the side plate 90 is formed at the center.
  • the inner die 322 is a mold for molding an outer surface (lower surface in the drawing) formed along the radial direction of the plate body 91, and a planar female for molding the plate body 91 on the upper surface thereof.
  • the mold 322a is formed in a substantially ring shape.
  • a through hole 322 b corresponding to the through hole 92 of the side plate 90 is formed at the center of the inner die 322.
  • the outer diameter of the female die 322a is formed so as to be slidable in the through-molding hole 321a of the outer peripheral die 321, that is, a diameter that slightly fits the inner diameter of the through-molding hole 321a.
  • These molds 100, 200, and 300 are used by being attached to a press machine (not shown) that is formed by bending and plastically deforming a plate body 91 that is a material to be processed.
  • the die 320 constituting the mold 300 is provided with an outer peripheral die 321 fixed to the press machine, and the inner die 322 is slidably fitted into the through-molding hole 321a of the outer peripheral die 321. In a state, it is fixedly provided on the die receiving portion 80 of the press machine.
  • the die receiving portion 80 in the press machine is a member that supports the inner die 322 while being pressed to the punch 310 side (the upper side in the drawing).
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation process of the press forming process of the side plate 90.
  • the operator prepares the plate body 91 in the first step. Specifically, the operator punches a workpiece (not shown) made of a steel plate (JSH270C) into a ring shape using a punching press machine (not shown) to form the plate body 91.
  • the outer diameter of the plate body 91 is formed to have a size including the molding allowance of the peripheral wall portion 93.
  • the inner diameter of the through-hole 92 formed in the central portion of the plate body 91 is formed to the size of the final target shape by the punching press machine.
  • the worker forms the peripheral wall portion 93 in an inclined state in the second step.
  • the worker sets the plate body 91 formed in the first step on the die 120 of the mold 100 assembled in a press machine (not shown). .
  • the operator lowers the punch 110 by operating the press machine.
  • the plate body 91 is pressed against the die 120 by pressing by the punch 110 and is pressed.
  • a male die 111 and a female die 121 are formed on each surface of the punch 110 and the die 120 facing the plate body 91, respectively.
  • the plate body 91 has the inner portion of the inner inclined portion 94 formed on the side plate 90 as a base point P, and the outer portion of the plate body 91 is bent toward the pressing direction of the punch 110 from the bent portion.
  • a peripheral wall portion 93 that is inclined by an angle corresponding to the bending angle is formed on the outer portion.
  • the peripheral wall portion 93 is formed in a state where the plate body 91 is inclined by 30 ° below the horizontal direction in which the plate body 91 extends.
  • the undercut surface 94 of the undercut portion 94 in the peripheral wall portion 93 is formed in a direction parallel to the pressing direction (traveling direction) of the punch 110.
  • the step of bending the inner portion of the plate body 91 from the inner inclined portion 94 formed on the side plate 90 as the base point P and the outer portion from the base point P toward the pressing direction of the punch 110 is included in the present invention.
  • molding the surrounding wall part 94 in an outer side part from the said bending part is equivalent to the outer peripheral part shaping
  • the worker corrects the inclined state of the peripheral wall portion 93 in the third step.
  • the operator attaches the plate body 91 formed with the peripheral wall portion 93 formed in an inclined state in the second step to a press machine (not shown).
  • a press machine (not shown).
  • the operator places the plate body 91 on the die 220 with the convex side of the bent portion of the plate body 91 facing the punch 210 side.
  • the operator lowers the punch 210 by operating the press machine.
  • FIG. 3 (B) the plate body 91 is pressed against the die 220 and pressed by the punch 210.
  • a male die 211 and a female die 221 are formed on each surface of the punch 210 and the die 220 facing the plate body 91, respectively. Therefore, the plate body 91 is pressed by the male mold 211 and the female mold 221 after the outer peripheral portion of the plate body 91 is pressed by the male mold 211 of the punch 210, so that the bent portion in the second step is flat. Molded into a flat shape. As a result, the inclined peripheral wall portion 93 is formed so as to stand substantially perpendicular to the flat portion of the plate body 91. That is, the step of eliminating the inclined state of the peripheral wall portion 93 in the third step corresponds to the bending elimination step according to the present invention.
  • the worker finishes and corrects the inclined state of the peripheral wall portion 93 in the plate body 91 in the fourth step.
  • the operator as shown in FIG. 4 (A), the inner die 322 of the mold 300 assembled in a press machine (not shown) with the plate body 91 whose inclination state has been corrected in the third step. Set up.
  • the operator places the plate body 91 on the inner die 322 in a direction in which the peripheral wall portion 93 of the plate body 91 faces the punch 310 side.
  • the operator lowers the punch 310 by operating the press machine.
  • the plate body 91 is pressed against the inner die 322 by pressing with the punch 310 as shown in FIG.
  • the inner die 322 moves downward in the through-molding hole 321a by the pressing force of the punch 310 via the plate body 91 while resisting the pressing force toward the punch 310 by the press machine via the die receiving portion 80. To slide. Thereby, the plate body 91 is guided into the through-molding hole 321a of the outer peripheral die 321 as the inner die 322 descends. Therefore, the plate 91 is pressed again by the punch 310 and the inner die 322 while the outer shape of the peripheral wall portion 93 is formed by the punch 310 and the through-molding hole 321a of the outer peripheral die 321.
  • the plate body 91 is formed into the final target shape of the side plate 90 by correcting the spring back and / or spring go in the press working in the third step.
  • the fourth step is to restructure the plate body 91 to the final target shape of the side plate 90, and corresponds to the finish forming step according to the present invention.
  • the press working machine in which the plate body 91 is restructured displaces the punch 310 upward in the figure.
  • the plate body 91 located in the through-molding hole 321 in the outer peripheral die 321 has the inner die 322 raised by the pressing force toward the punch 310 by the press machine via the die receiving portion 80, and the through-molding hole 321. It is discharged above. Therefore, the operator removes the plate body 91 discharged onto the outer peripheral die 321, that is, the side plate 90 formed in the final target shape, from the press machine, thereby completing the press molding process of the side plate 90.
  • the inner portion of the plate body 91 that is a plate-like workpiece is formed with respect to the inner inclined portion 94 that is the undercut portion.
  • the inner inclined portion 94 is formed by bending the outer portion again to the opposite side. ing.
  • the inner inclined portion 94 where the undercut portion is formed in the plate body 91 is once inclined to the direction in which the undercut shape is not formed with respect to the pressing direction of the punch 110, specifically, each portion constituting the undercut shape, specifically After the peripheral wall portion 93 is formed, the inclined state is corrected by folding back the bent portion.
  • the side plate 90 which is a molded product having an undercut portion, can be molded only by pressing using the punches 110, 210, 310 and the dies 120, 220, 320. As a result, the economy and processing efficiency in the side plate 90 can be improved.
  • the peripheral wall portion 93 is inclined to an angle at which the undercut surface 94a is parallel to the pressing direction of the punch 110.
  • the angle at which the peripheral wall portion 93 is inclined is equal to or greater than an angle parallel to the pressing direction of the punch 110 (for example, 30 ° or more), that is, the undercut surface 94a is an undercut shape with respect to the pressing direction of the punch 110.
  • the angle is not necessarily limited to the above-described embodiment as long as it is an angle that is equal to or larger than the angle of the undercut surface 94a of the inner inclined portion 94 with respect to the pressing direction of the punch 110.
  • the bending angle of the outer portion (peripheral wall portion 93) of the side plate 90 from the base point P is an angle greater than or equal to the angle at which the undercut surface 94a constituting the undercut portion is parallel to the pressing direction of the punch 110.
  • the outer portion and the undercut surface 94a are angles within a range until they are parallel to the pressing direction of the punch 110.
  • the angle at which the peripheral wall portion 93 is inclined can be set to 30 °, 40 °, 50 °, 60 °, or 70 ° or more.
  • the position of the base point P at which the plate body 91 is bent may also be a position within the area inside the inner inclined portion 94 (in the area indicated by the broken line arrow in FIG. 1B).
  • a base point P ′ is provided on the peripheral wall portion 93 of the side plate 90 in FIG. 1B, and a portion outside the base point P ′ is bent toward the outside of the side plate 90 with the base point P ′ as a base point. Also good.
  • the third step which is the next step, it is natural that the plate body 91 is bent to the opposite side with the base point P ′ as a base point to correct the direction of the inner inclined portion 94.
  • the forming process of the peripheral wall part 93 including the inner inclined part 94 with respect to the plate body 91 and the bending process of inclining the peripheral wall part 93 are not necessarily performed simultaneously. That is, after only the molding process of the peripheral wall part 93 is performed on the plate body 91, the bending process of inclining the peripheral wall part 93 may be performed, or the part of the peripheral wall part 93 is molded on the plate body 91. After performing the bending process of inclining the rim in advance, the peripheral wall portion 93 may be formed on the outer part subjected to the bending process.
  • the re-striking for finishing the peripheral wall portion 93 to the plate body 91 is performed.
  • the restructuring step in the fourth step is not necessarily required if the plate body 91 can be formed into the final target shape in the third step.
  • the side plate 90 is brought to the final target shape only by the correction process of the inclined state of the peripheral wall portion 93 in the third step. It can shape
  • the undercut portion molding method according to the present invention is applied to the molding process of the side plate 90 as one part constituting a lockup damper device of a torque converter mounted on a vehicle such as an automobile.
  • the method for forming an undercut portion according to the present invention can be widely applied to a molded product formed by pressing a molded product having an undercut portion from a plate-shaped workpiece.
  • this invention can be implemented also as invention of the manufacturing method of the molded article which has an undercut part.

Abstract

板状の被加工素材を塑性加工した成形品におけるアンダーカット部をパンチとダイスとを用いたプレス加工によって成形することにより、成形加工における経済性および加工効率を向上させることができるアンダーカット部の成形方法およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法を提供する。 板状の被加工素材であるプレート体91に対してアンダーカット部である内側傾倒部94が形成される部分より外側の部分を、内側傾倒部94を構成するアンダーカット面94aがパンチ110の押圧方向に平行となる角度で折り曲げるとともに、同外側部分に折り曲げ角度だけ傾斜した状態の周壁部93を成形する。そして、傾斜した状態の周壁部93が形成されたプレート体91を、前記折り曲げ部分を反対側に折り曲げ返すことにより内側傾倒部94をプレート体91の盤面に対して起立した状態に成形する。

Description

アンダーカット部の成形方法およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法
 本発明は、パンチとダイスとを用いたプレス加工により板状の被加工素材を塑性変形させてアンダーカット部を成形するアンダーカット部の成形方法およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法に関する。
 従来から、板状の被加工素材を曲げ加工により塑性変形させた成形品の中には、板状を保ちつつアンダーカット部を含んだ形状に成形されるものがある。例えば、下記特許文献1に記載されたトルクコンバータのロックアップダンパ装置には、鋼板製の円板体の周縁部が起立するとともに、同起立部分の先端部が内側に傾倒したアンダーカット部を有するピストンと称される回転体が用いられている。
特開2005-3096号公報
 一般に、このようなアンダーカット部を有する成形品は、ダイスに対して一方向にだけ変位するパンチを用いたプレス加工では成形不能であるため、他のプレス加工、例えば、フローフォーミング加工やスライドコアを用いたスライドコア式プレス加工などにより成形加工が行われる。
 しかしながら、パンチとダイスとを用いたプレス加工による成形品の成形過程において、アンダーカット部の成形のためにフローフォーミング加工などの他の加工工程を加えると、そのための設備の経済的負担およびメンテナンス工数が増大するとともに、成形品の成形工程が煩雑化して成形に要する時間が長くなり加工効率が低下するという問題がある。また、スライドコアを用いたプレス加工においては、スライドコアの変位機構が必要となり金型が複雑化するため金型設備の経済的負担およびメンテナンス工数が増大するという問題がある。
 本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、板状の被加工素材を塑性加工した成形品におけるアンダーカット部をパンチとダイスとを用いたプレス加工によって成形することにより、成形加工における経済性および加工効率を向上させることができるアンダーカット部の成形方法およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法を提供することにある。
 上記目的を達成するため、請求項1に係る本発明の特徴は、板状の被加工素材を押圧するパンチと、パンチにより押圧される被加工素材を受けるダイスとを用いて被加工素材を塑性変形させて成形品を得るプレス加工におけるアンダーカット部の成形方法であって、被加工素材におけるアンダーカット部が形成される部分より内側部分を基点として同基点より外側部分をパンチの押圧方向側に折り曲げる折曲げステップと、被加工素材における前記外側部分にアンダーカット部を含む同外側部分の目的形状を成形する外側部分成形ステップと、被加工素材における前記基点を基点として前記外側部分を前記折曲げ角度だけ前記折り曲げ方向とは反対方向に折り曲げて折曲げステップによる折り曲げ状態を戻す折曲げ解消ステップとを含むことにある。
 このように構成した請求項1に係る本発明の特徴によれば、板状の被加工素材に対してアンダーカット部が形成される部分より内側部分を基点として同基点より外側部分をパンチの押圧方向側に折り曲げて同外側部分の目的形状を成形した後、再度、同外側部分を反対側に折り曲げることによりアンダーカット部を成形している。すなわち、板状の被加工素材におけるアンダーカット部が形成される部分を、一旦、パンチの進退方向に対してアンダーカット形状とならない向きに変化させてアンダーカット形状を構成する各部を成形した後、前記変化させた向きを元通りになるように修正している。これにより、アンダーカット部を有する成形品をパンチとダイスとを用いたプレス加工のみによって成形することができる。この結果、アンダーカット部を有する成形品の成形加工における経済性および加工効率を向上させることができる。なお、被加工素材における前記基点より外側部分の折り曲げ角度は、アンダーカット部を構成するアンダーカット面がパンチの押圧方向に平行となる角度以上の角度、換言すれば、前記外側部分および前記アンダーカット面(アンダーカット面となる予定部分を含む)がパンチの押圧方向に平行となるまでの範囲内の角度である。
 また、請求項2に係る本発明の他の特徴は、前記アンダーカット部の成形方法において、被加工素材に対して折曲げステップと外側部分成形ステップとを同時に行なうことにある。
 このように構成した請求項2に係る本発明の他の特徴によれば、被加工素材に対してアンダーカット部を形成する外側部分を折り曲げる加工と同外側部分に目的形状を成形する加工とを同時に行なっている。これにより、アンダーカット部を有する成形品の成形加工を効率的に行うことができる。
 また、請求項3に係る本発明の他の特徴は、前記アンダーカット部の成形方法において、折曲げ解消ステップの後に、被加工素材における前記外側部分に対してアンダーカット部を除く同外側部分の目的形状を再度成形する仕上げ成形ステップとを含むことにある。
 このように構成した請求項3に係る本発明の他の特徴によれば、アンダーカット部が成形された外側部分を反対側に折り曲げて折り曲げ形状を修正した後に、同外側部分に対してアンダーカット部を除く同外側部分の目的形状を再度成形、すなわちリストライクしている。これにより、成形品におけるアンダーカット部が成形された外側部分に生じるスプリングバックやスプリングゴーなどを修正して成形品のプレス加工精度を向上させることができる。
 また、本発明は、アンダーカット部の成形方法の発明として実施できるばかりでなく、およびアンダーカット部を有する成形品の製造方法の発明としても実施できるものである。
 具体的には、請求項4に示すように、板状の被加工素材を押圧するパンチと、パンチにより押圧される被加工素材を受けるダイスとを用いて被加工素材を塑性変形させるプレス加工によるアンダーカット部を有する成形品の製造方法であって、被加工素材に成形されるアンダーカット部より内側部分を基点として同基点より外側の外側部分をパンチの押圧方向側に折り曲げる折曲げステップと、被加工素材における前記外側部分にアンダーカット部を含む同外側部分の目的形状を成形する外側部分成形ステップと、被加工素材における前記基点を基点として前記外側部分を前記折曲げ角度だけ前記折り曲げ方向とは反対方向に折り曲げて折曲げステップによる折り曲げ状態を戻す折曲げ解消ステップとを含むようにする。
 また、請求項5に示すように、前記アンダーカット部を有する成形品の製造方法において、被加工素材に対して折曲げステップと外側部分成形ステップとを同時に行なうようにするとよい。
 また、請求項6に示すように、前記アンダーカット部を有する成形品の製造方法において、折曲げ解消ステップの後に、被加工素材における前記外側部分に対してアンダーカット部を除く同外側部分の目的形状を再度成形する仕上げ成形ステップとを含むようにするとよい。
(A),(B)は本発明の一実施形態に係るアンダーカット部の成形方法に成形されるサイドプレートの外観構成を示しており、(A)はサイドプレートの平面図であり、(B)は(A)に示すA-A線から見たサイドプレートの断面図である。 図1に示すサイドプレートの成形加工工程におけるプレート体への周壁部の成形加工工程を説明するための説明図であり、(A)は金型上にプレート体をセットした状態を示す断面図であり、(B)はプレート体へのプレス加工時の状態を示す断面図である。 図1に示すサイドプレートの成形加工工程におけるプレート体に成形した周壁部の傾斜状態の修正加工工程を説明するための説明図であり、(A)は金型上にプレート体をセットした状態を示す断面図であり、(B)はプレート体へのプレス加工時の状態を示す断面図である。 図1に示すサイドプレートの成形加工工程におけるプレート体に成形した周壁部の傾斜状態の仕上げ修正加工工程を説明するための説明図であり、(A)は金型上にプレート体をセットした状態を示す断面図であり、(B)はプレート体へのプレス加工時の状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るアンダーカット部の成形方法によるサイドプレートのプレス成形における加工工程を示す流れ図である。 本発明の一実施形態に係るアンダーカット部の成形方法によるサイドプレートのプレス成形における第2工程で成形される傾斜した周壁部を備えるプレート体の断面図である。
 以下、本発明に係るアンダーカット部の成形方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1(A),(B)は、本発明に係るアンダーカット部の成形方法によって成形される成型品であるサイドプレート90の概略構成を示しており、(A)はサイドプレート90の平面図であり、(B)は(A)に示すA-Aから見たサイドプレート90の概略断面図である。また、図2(A),(B)~図4(A),(B)は、本発明に係るアンダーカット部の成形方法によってサイドプレート90を成形加工する状態を模式的に示す断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。
 まず、本発明に係るアンダーカット部の成形方法によって成形される成型品であるサイドプレート90について説明する。このサイドプレート90は、自動車などの車両に搭載されるトルクコンバータのロックアップダンパ装置を構成する一部品であり、円板体の周縁部が起立した略円盤状に形成されている。より具体的には、サイドプレート90は、図示しない鋼板(例えば、JSH270C材)製の被加工素材を円板状に打ち抜き加工により成形したプレート体91に、貫通孔92と周壁部93とをそれぞれ形成して構成されている。この場合、貫通孔92は、プレート体91の打ち抜き成形とともに中央部が円形に打ち抜かれて成形された孔である。
 周壁部93は、本発明に係るアンダーカット部の成形方法によって成形される部分であり、プレート体91の周縁部を直角方向に壁状に起立させて形成されている。この周壁部93の先端部には、プレート体91の内側に向かって傾倒した内側傾倒部94が形成されている。すなわち、この内側傾倒部94が、アンダーカット部に相当する。本実施形態においては、内側傾倒部94は、周壁部93に対して約30°だけプレート体91の内側に向って傾倒して成形されている。
 次に、本発明に係るアンダーカット部の成形方法によってサイドプレート90をプレス成形するための金型について説明する。本実施形態においては、サイドプレート90の周縁部をプレス成形するために3つの金型100,200,300を用いる。これら3つの金型100,200,300は、主として、サイドプレート90を構成する被加工素材であるプレート体91に押圧される所謂雄型のパンチ110,210,310と、同パンチ110,210,310によって押圧されたプレート体91を受け止める所謂雌型のダイス120,220,320とでそれぞれ構成されている。
 これらのうち金型100は、詳しくは図2(A),(B)に示すように、貫通孔92が形成されたリング状のプレート体91に対して周壁部93を傾斜した状態でプレス加工を行うための金型である。この金型100を構成するパンチ110は、略円柱状に形成されたダイス鋼で構成されており、その下面にプレート体91を成形するための凸状に突出したリング状の雄型111が形成されている。また、パンチ110の下面中央部には、サイドプレート90の貫通孔92に対応する凹状の逃げ穴112が形成されている。一方、金型100を構成するダイス120は、略リング状に形成されたダイス鋼で構成されており、その上面にプレート体91を成形するための凹状に凹んだ雌型121が略リング状に形成されている。また、ダイス120の中央部には、サイドプレート90の貫通孔92に対応する貫通孔122が形成されている。
 これらの雄型111および雌型121は、プレート体91における内側傾倒部94より内側部分(図1(B)にて破線矢印で示した範囲の領域内)を基点として同基点より外側部分をパンチ110の押圧方向側に折り曲げるとともに、同折り曲げられたプレート体91の外側部分に同折り曲げ角度に対応する角度だけ傾斜した周壁部93の形状を成形可能な形状に形成されている。この場合、プレート体91をパンチ110の押圧方向側に折り曲げる角度は、内側傾倒部94のアンダーカット面94aがパンチ110の押圧方向に平行となる角度である。本実施形態において、プレート体91をパンチ110の押圧方向側に折り曲げる角度は、プレート体91が延びる水平方向に対して図示下方に30°である。
 金型200は、詳しくは図3(A),(B)に示すように、金型100によってパンチ110の押圧方向側に折り曲げられたプレート体91における折り曲げ部分をサイドプレート90の最終目的形状である平らな平面形状に成形するための金型である。この金型200を構成するパンチ210は、略円柱状に形成されたダイス鋼で構成されており、その下面にプレート体91の径方向に沿って形成される外側面(図示上面)を成形するための平面状の雄型211がリング状に形成されている。また、パンチ210の下面中央部には、サイドプレート90の貫通孔92に対応する凹状の逃げ穴212が形成されている。この場合、雄型211の外径は、サイドプレート90の外径より若干大きな径に形成されている。
 一方、金型200を構成するダイス220は、略リング状に形成されたダイス鋼で構成されており、その上面にプレート体91の径方向に沿って形成される内側面(図示下面)を成形するための平面状の雌型221が略リング状に形成されている。また、ダイス220の中央部には、サイドプレート90の貫通孔92に対応する貫通孔222が形成されている。この場合、雌型221の外径は、プレート体91に形成された折り曲げ部分の径より若干大きいとともに、サイドプレート90の内側傾倒部94の内径よりも小さい径に形成されている。
 金型300は、詳しくは図4(A),(B)に示すように、金型200によってサイドプレート90の最終目的形状に略成形されたプレート体91を最終目的形状に仕上げるための金型である。この金型300を構成するパンチ310は、略円柱状に形成されたダイス鋼で構成されており、その下面にプレート体91の径方向に沿って形成される内側面(図示上面)を成形するための平面状の雄型311がリング状に形成されている。また、パンチ310の下面中央部には、サイドプレート90の貫通孔92に対応する凹状の逃げ穴312が形成されている。この場合、雄型311の外径は、サイドプレート90の内側傾倒部94の内側面であるアンダーカット面94aの最上端の内径に対して若干の隙間嵌めとなる径に形成されている。
 一方、金型300を構成するダイス320は、それぞれダイス鋼で構成されたリング状の外周ダイス321と同外周ダイス321内に配置される内側ダイス322とで構成されている。これらのうち外周ダイス321は、プレート体91の外周面を成形するための金型であり、中央部にサイドプレート90の最終目的外径を成形可能な貫通成形孔321aが形成されている。また、内側ダイス322は、プレート体91の径方向に沿って形成される外側面(図示下面)を成形するための金型であり、その上面にプレート体91を成形するための平面状の雌型322aが略リング状に形成されている。
 また、内側ダイス322の中央部には、サイドプレート90の貫通孔92に対応する貫通孔322bが形成されている。この場合、雌型322aの外径は、外周ダイス321の貫通成形孔321a内を摺動可能な径、すなわち、貫通成形孔321aの内径に対して若干の隙間嵌めとなる径に形成されている。これらの金型100,200,300は、被加工素材であるプレート体91を折り曲げて塑性変形させることにより成形する図示しないプレス加工機に取り付けられて用いられる。
 この場合、金型300を構成するダイス320は、プレス加工機に対して外周ダイス321が固定的に設けられるとともに、内側ダイス322が外周ダイス321の貫通成形孔321aに摺動可能に嵌合した状態でプレス加工機のダイス受け部80に固定的に設けられる。プレス加工機におけるダイス受け部80は、パンチ310側(図示上側)に押圧された状態で内側ダイス322を支持する部材である。
 次に、上記のように構成した金型100,200,300を用いたアンダーカット部の成形方法の作動について図5に示す工程流れ図を参照しながら説明する。図5は、サイドプレート90のプレス成形加工の作業工程を示す流れ図である。
 まず、作業者は、第1工程にて、プレート体91を用意する。具体的には、作業者は、図示しない打抜きプレス加工機を用いて、鋼板(JSH270C)製の被加工素材(図示せず)をリング状に打抜いてプレート体91を成形する。この場合、プレート体91の外径は、周壁部93の成形代を加えた大きさに形成されている。また、プレート体91の中心部に形成される貫通孔92の内径は、前記打抜きプレス加工機にて最終の目的形状の大きさに成形されている。
 次に、作業者は、第2工程にて、周壁部93を傾斜した状態で成形する。具体的には、作業者は、図2(A)に示すように、前記第1工程にて成形したプレート体91を図示しないプレス加工機に組み付けられた金型100のダイス120上にセットする。そして、作業者は、プレス加工機を操作することによりパンチ110を下降させる。これにより、プレート体91は、図2(B)に示すように、パンチ110による押圧によりダイス120に押し付けられてプレスされる。
 この場合、パンチ110およびダイス120には、プレート体91に対向する各面に雄型111および雌型121がそれぞれ形成されている。これにより、プレート体91は、サイドプレート90に形成される内側傾倒部94より内側部分を基点Pとして同基点Pより外側部分がパンチ110の押圧方向側に折り曲げられた状態で、同折り曲げ部分より外側部分に同折り曲げ角度に対応する角度だけ傾斜した状態の周壁部93が形成される。本実施形態においては、図6に示すように、プレート体91が延びる水平方向に対して図示下方に30°だけ傾斜した状態で周壁部93が成形される。これにより、周壁部93におけるアンダーカット部94のアンダーカット面94は、パンチ110の押圧方向(進行方向)に平行な向きで成形される。
 すなわち、この第2工程においてプレート体91におけるサイドプレート90に形成される内側傾倒部94より内側部分を基点Pとして同基点Pより外側部分をパンチ110の押圧方向側に折り曲げる工程が、本発明に係る折曲げステップに相当する。そして、この第2工程において、前記折り曲げ部分より外側部分に周壁部94を成形する工程が、本発明に係る外周部分成形ステップに相当する。すなわち、本実施形態においては、第2工程において、折曲げステップと外周部分成形ステップとを同時に行なっている。
 次に、作業者は、第3工程にて、周壁部93の傾斜状態を修正する。具体的には、作業者は、図3(A)に示すように、前記第2工程にて傾斜した状態で成形した周壁部93が形成されたプレート体91を図示しないプレス加工機に組み付けられた金型200のダイス220上にセットする。この場合、作業者は、プレート体91における前記折り曲げられた部分の凸側をパンチ210側に向けた向きでプレート体91をダイス220上に載置する。そして、作業者は、プレス加工機を操作することによりパンチ210を下降させる。これにより、プレート体91は、図3(B)に示すように、パンチ210による押圧によりダイス220に押し付けられてプレスされる。
 この場合、パンチ210およびダイス220には、プレート体91に対向する各面に雄型211および雌型221がそれぞれ形成されている。このため、プレート体91は、プレート体91の外周部がパンチ210の雄型211に押圧された後、雄型211および雌型221によってプレスされることよって前記第2工程による折り曲げ部分が平らな平面状に成形される。これにより、傾斜した状態の周壁部93がプレート体91の平面部に対して略垂直に起立した状態に成形される。すなわち、この第3工程において周壁部93の傾斜状態を解消させる工程が、本発明に係る折曲げ解消ステップに相当する。
 次に、作業者は、第4工程にて、プレート体91における周壁部93の傾斜状態を仕上げ修正する。具体的には、作業者は、図4(A)に示すように、前記第3工程にて傾斜状態を修正したプレート体91を図示しないプレス加工機に組み付けられた金型300の内側ダイス322上にセットする。この場合、作業者は、プレート体91における周壁部93をパンチ310側に向けた向きでプレート体91を内側ダイス322上に載置する。そして、作業者は、プレス加工機を操作することによりパンチ310を下降させる。これにより、プレート体91は、図4(B)に示すように、パンチ310による押圧により内側ダイス322に押し付けられる。
 この場合、内側ダイス322は、ダイス受け部80を介したプレス加工機によるパンチ310側への押圧力に抗しながら、プレート体91を介したパンチ310の押圧力によって貫通成形孔321a内を下方に摺動する。これにより、プレート体91は、内側ダイス322の下降とともに外周ダイス321の貫通成形孔321a内に導かれる。したがって、プレート体91は、周壁部93の外形がパンチ310および外周ダイス321の貫通成形孔321aによって成形されながらパンチ310と内側ダイス322とで再度プレスされる。
 これにより、プレート体91は、前記第3工程によるプレス加工におけるスプリングバックおよび/またはスプリングゴーが修正されてサイドプレート90の最終目的形状に成形される。すなわち、この第4工程は、プレート体91をサイドプレート90の最終目的形状にリストライクするものであり、本発明に係る仕上げ成形ステップに相当する。
 プレート体91をリストライクしたプレス加工機は、パンチ310を図示上方に向って変位させる。これにより、外周ダイス321における貫通成形孔321内に位置するプレート体91は、ダイス受け部80を介したプレス加工機によるパンチ310側への押圧力によって内側ダイス322が上昇して貫通成形孔321の上方に排出される。したがって、作業者は、外周ダイス321上に排出されたプレート体91、すなわち、最終目的形状に形成されたサイドプレート90をプレス加工機から取り除くことにより、サイドプレート90のプレス成形加工が終了する。
 上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、板状の被加工素材であるプレート体91に対してアンダーカット部である内側傾倒部94が形成される部分より内側の部分を基点Pとして同基点Pより外側の部分をパンチ110の押圧方向側に折り曲げて同外側部分の目的形状を成形した後、再度、同外側部分を反対側に折り曲げることにより内側傾倒部94を成形している。すなわち、プレート体91にアンダーカット部が形成される内側傾倒部94を一旦、パンチ110の押圧方向に対してアンダーカット形状とならない向きに傾斜させてアンダーカット形状を構成する各部、具体的には周壁部93を成形した後、前記折り曲げ部分を折り返すことにより傾斜状態を修正している。これにより、アンダーカット部を有する成形品であるサイドプレート90をパンチ110,210,310とダイス120,220,320とを用いたプレス加工のみによって成形することができる。この結果、サイドプレート90の成形加工における経済性および加工効率を向上させることができる。
 さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
 例えば、上記実施形態においては、サイドプレート90のプレス成形加工工程における第2工程において、周壁部93をアンダーカット面94aがパンチ110の押圧方向と平行となる角度まで傾斜させている。しかし、周壁部93を傾斜させる角度は、パンチ110の押圧方向と平行となる角度以上の角度(例えば、30°以上)、すなわち、アンダーカット面94aがパンチ110の押圧方向に対してアンダーカット形状とならない角度、換言すれば、パンチ110の押圧方向に対する内側傾倒部94のアンダーカット面94aの角度以上の角度であれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。これは、サイドプレート90における基点Pより外側部分(周壁部93)の折り曲げ角度が、アンダーカット部を構成するアンダーカット面94aがパンチ110の押圧方向に平行となる角度以上の角度、換言すれば、前記外側部分および前記アンダーカット面94a(アンダーカット面94aとなる予定部分を含む)がパンチ110の押圧方向に平行となるまでの範囲内の角度であることを意味する。例えば、周壁部93を傾斜させる角度を、30°、40°、50°、60°または70°以上に設定することができる。
 プレート体91を折り曲げる基点Pの位置も内側傾倒部94より内側の領域内(図1(B)にて破線矢印で示した範囲の領域内)の位置であればよい。例えば、図1(B)サイドプレート90における周壁部93上に基点P’を設けて、同基点P’を基点として同基点P’より外側部分をサイドプレート90の外側に向って折り曲げるようにしてもよい。この場合、次工程である、第3工程にて、前記基点P’を基点としてプレート体91を反対側に折り曲げて内側傾倒部94の向きを修正することは当然である。
 また、上記実施形態においては、サイドプレート90のプレス成形加工工程における第2工程において、プレート体91に対して内側傾倒部94を含む周壁部93の成形と同周壁部93を傾斜させる曲げ加工とを同時に行なった。しかし、プレート体91に対して内側傾倒部94を含む周壁部93の成形加工と同周壁部93を傾斜させる曲げ加工とは、必ずしも同時に行なう必要はない。すなわち、プレート体91に対して周壁部93の成形加工のみを単独で行った後、周壁部93を傾斜させる曲げ加工を行っても良いし、プレート体91に対して周壁部93を成形する部分を予め傾斜させる曲げ加工を行った後に、同曲げ加工を行った外側部分に周壁部93を成形加工するようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、サイドプレート90のプレス成形加工工程における第4工程において、プレート体91に対して周壁部93を仕上げ成形するリストライクを行った。しかし、この第4工程におけるリストライク工程は、第3工程においてプレート体91を最終目的形状に成形可能であれば必ずしも必要ではない。例えば、サイドプレート90の周壁部93の成形精度の許容範囲(寸法公差)が比較的広い場合には、第3工程における周壁部93の傾斜状態の修正工程のみでサイドプレート90を最終目的形状まで成形してサイドプレート90のプレス成形加工を終了することができる。
 また、上記実施形態においては、自動車などの車両に搭載されるトルクコンバータのロックアップダンパ装置を構成する一部品としてのサイドプレート90の成形加工について本発明に係るアンダーカット部の成形方法を適用した。しかし、本発明に係るアンダーカット部の成形方法は、板状の被加工素材からアンダーカット部を有する成形品をプレス加工により成形する成形品に広く適用することができる。また、本発明は、アンダーカット部を有する成形品の製造方法の発明としても実施できるものである。
P,P’…基点、
80…ダイス受け部、
90…サイドプレート、91…プレート体、92…貫通孔、93…周壁部、94…内側傾倒部、94a…アンダーカット面、
100,200,300…金型、110,210,310…パンチ、120,220,320…ダイス、111,211,311…雄型、121,221,322a…雌型、321…外周ダイス、321a…貫通形成孔、322…内側ダイス。

Claims (6)

  1.  板状の被加工素材を押圧するパンチと、
     前記パンチにより押圧される前記被加工素材を受けるダイスとを用いて前記被加工素材を塑性変形させて成形品を得るプレス加工におけるアンダーカット部の成形方法であって、
     前記被加工素材における前記アンダーカット部が形成される部分より内側部分を基点として同基点より外側部分を前記パンチの押圧方向側に折り曲げる折曲げステップと、
     前記被加工素材における前記外側部分に前記アンダーカット部を含む同外側部分の目的形状を成形する外側部分成形ステップと、
     前記被加工素材における前記基点を基点として前記外側部分を前記折曲げ角度だけ前記折り曲げ方向とは反対方向に折り曲げて前記折曲げステップによる折り曲げ状態を戻す折曲げ解消ステップとを含むことを特徴とするアンダーカット部の成形方法。
  2.  請求項1に記載したプレス加工におけるアンダーカット部の成形方法において、
     前記被加工素材に対して前記折曲げステップと前記外側部分成形ステップとを同時に行なうことを特徴とするアンダーカット部の成形方法。
  3.  請求項1または請求項2に記載したプレス加工におけるアンダーカット部の成形方法において、
     前記折曲げ解消ステップの後に、前記被加工素材における前記外側部分に対して前記アンダーカット部を除く同外側部分の目的形状を再度成形する仕上げ成形ステップとを含むことを特徴とするアンダーカット部の成形方法。
  4.  板状の被加工素材を押圧するパンチと、
     前記パンチにより押圧される前記被加工素材を受けるダイスとを用いて前記被加工素材を塑性変形させるプレス加工によるアンダーカット部を有する成形品の製造方法であって、
     前記被加工素材における前記アンダーカット部が形成される部分より内側部分を基点として同基点より外側部分を前記パンチの押圧方向側に折り曲げる折曲げステップと、
     前記被加工素材における前記外側部分に前記アンダーカット部を含む同外側部分の目的形状を成形する外側部分成形ステップと、
     前記被加工素材における前記基点を基点として前記外側部分を前記折曲げ角度だけ前記折り曲げ方向とは反対方向に折り曲げて前記折曲げステップによる折り曲げ状態を戻す折曲げ解消ステップとを含むことを特徴とするアンダーカット部を有する成形品の製造方法。
  5.  請求項4に記載したアンダーカット部を有する成形品の製造方法において、
     前記被加工素材に対して前記折曲げステップと前記外側部分成形ステップとを同時に行なうことを特徴とするアンダーカット部を有する成形品の製造方法。
  6.  請求項4または請求項5に記載したアンダーカット部を有する成形品の製造方法において、
     前記折曲げ解消ステップの後に、前記被加工素材における前記外側部分に対して前記アンダーカット部を除く同外側部分の目的形状を再度成形する仕上げ成形ステップとを含むことを特徴とするアンダーカット部を有する成形品の製造方法。
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