WO2014109202A1

WO2014109202A1 - プレス部品の成形方法、プレス部品の製造方法およびプレス部品の成形用金型

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Publication number: WO2014109202A1
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Abstract

板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品に用いられる設備構成の小型化および単純化ができるとともに幅広い形状のボス部の成形も可能なプレス部品の成形方法、プレス部品の製造方法およびプレス部品の成形用金型を提供する。プレス部品（９０）の成形には、ピアスダイス（１１０）、ホールド体（１２０）およびピアスパンチ（１３０）を用いる。ピアスダイス（１１０）は、受け部（１１１）、外形成形部（１１２）およびダイス側切れ刃（１１３）を備えている。また、ピアスパンチ（１３０）は、内形成形部（１３１）、パンチ側切れ刃（１３２）および直線部（１３３）を備えている。プレス部品（９０）を成形する際には、ブランク（ＢＬ）に予備ボス部（９２'）を成形した予備成形品（９０'）に対してピアスパンチ（１３０）を押し付けて予備ボス部（９２'）を外形成形部（１１２）に流動させた後、外形成形部（１１２）に流動し残った予備ボス部（９２'）を切除することによりボス部（９２）を成形する。

Description

プレス部品の成形方法、プレス部品の製造方法およびプレス部品の成形用金型

　本発明は、板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の成形方法、プレス部品の製造方法およびプレス部品の成形用金型に関する。

　従来から、機械装置を構成する所謂機械部品の組付けには、板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品が用いられている。一般に、これらのプレス部品は、絞り加工、バーリング加工、打抜き加工および切削加工によって成形されている。

　例えば、下記特許文献１には、平板状のブランク上に突出した状態で筒体の中央部が閉塞した予備成形部を成形した後、この予備成形部における閉塞した部分をピアス加工によって切除することにより貫通した筒状のボス部を成形するプレス部品の成形方法が開示されている。

特開２０１０－２６００７８号公報

　しかしながら、上記特許文献１に記載されたプレス部品の成形方法においては、平板状のブランクにボス部の最終形状に近い予備成形部を成形するため、ブランクの板厚が厚くなればなるほど予備成形部の成形に大きな圧縮荷重を必要とするため、金型を含む設備構成が大型化および複雑化するという問題ある。特に、プレス部品に成形したボス部の内周面にタップ加工により雌ネジを成形する場合、雌ネジの剛性を向上させるためにボス部の肉厚を厚くすればするほどボス部のプレスによる成形加工が困難となるという問題があった。

　また、上記従来のプレス部品の成形方法においては、プレス部品に成形するボス部の形状の制約が多いという問題もあった。すなわち、従来のプレス部品の成形方法においては、予備成形部における閉塞部分の全てが下孔のピアス加工によってスクラップとなり材料の使用効率が低いため、ボス部における突出量および肉厚を確保し難い。また、材料に貫通孔を成形するピアス加工においては、一般に、材料の板厚以下の孔径の貫通孔を打ち抜くことができないため、従来のプレス部品の成形方法においては、ボス部の内径の大きさがブランクの板厚以上に制限されるという問題があった。

　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、板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品に用いられる設備構成の小型化および単純化ができるとともに幅広い形状のボス部の成形も可能なプレス部品の成形方法、プレス部品の製造方法およびプレス部品の成形用金型を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明の特徴は、板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の成形方法であって、プレス部品におけるボス部の外形に対応する形状に形成された筒状の外形成形部および同外形成形部に対してボス部の厚さ分だけ内側に張り出して形成されたダイス側切れ刃をそれぞれ有するピアスダイスと、棒状体の先端部に砲弾状の内形成形部が形成されるととともに同内形成形部に対して張り出した状態でダイス側切れ刃と対をなすパンチ側切れ刃を有するピアスパンチとをそれぞれ用意しておき、砲弾状に形成された先端部を有した砲弾型パンチを用いて板状のブランクを押圧することによって同ブランクの一部を凸状に突出させた予備ボス部を成形する予備ボス部成形工程と、予備ボス部の先端部に貫通孔からなる下孔を形成する下孔成形工程と、予備ボス部の外側に対向配置したピアスダイスと予備ボス部の内側に対向配置したピアスパンチとを相対変位させて予備ボス部内に内形成形部を進入させることによって同予備ボス部の一部を外形成形部側に流動させた後、同予備ボス部の他の一部をダイス側切れ刃とパンチ側切れ刃とによって切断するボス部成形工程とを含むことにある。

　このように構成した本発明の特徴によれば、プレス部品の成形方法は、プレス部品の材料となるブランクに対して凸状に突出する予備ボス部を成形した後、この予備ボス部の先端部に下孔を成形している。そして、プレス部品の成形方法は、下孔が形成された予備ボス部内にピアスパンチの内形成形部を進入させることによって同予備ボス部の一部をピアスダイスの外形成形部側に流動させた後、同予備ボス部の他の一部をダイス側切れ刃とパンチ側切れ刃とによって切断している。すなわち、本発明に係るプレス部品の成形方法は、ブランクにボス部を成形するに際して凸状の予備ボス部を成形するとともに予備ボス部の先端部に下孔を成形している。これにより、本発明に係るプレス部品の成形方法によれば、ブランクに対して単純な形状である凸状の予備ボス部を成形するとともに同予備ボス部の先端部に下孔を成形した後、ピアスパンチおよびピアスダイスを用いてボス部を成形するため、一工程に必要な圧縮荷重を小さく抑えることができる。また、予備ボス部の先端部側を薄肉に成形することができるため、ブランクの板厚よりも小さい内径の下孔を容易に成形できるとともにピアスパンチとピアスダイスとによって切除する部分の体積を最小限に留めることができる。これらにより、本発明に係るプレス部品の成形方法によれば、プレス部品の成形に用いる設備構成の小型化および単純化ができるとともに幅広い形状、具体的には従来技術に比べて突出量および肉厚を増加させたボス部を成形することができる。

　また、本発明の他の特徴は、前記プレス部品の成形方法において、予備ボス部成形工程は、予備ボス部の一部を板材の１／１０以下の厚さに成形することにある。

　このように構成した本発明の他の特徴によれば、プレス部品の成形方法は、予備ボス部成形工程において予備ボス部の先端部を板材の１／１０以下の厚さに成形するため、下孔成形工程において板材の板厚よりも小さい内径の下孔を容易に成形することができる。

　また、本発明は、プレス部品の成形方法の発明として実施できるばかりでなく、プレス部品の製造方法およびプレス部品の成形用金型の発明としても実施できるものである。

　具体的には、プレス部品の製造方法は、板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の製造方法であって、プレス部品におけるボス部の外形に対応する形状に形成された筒状の外形成形部および同外形成形部に対してボス部の厚さ分だけ内側に張り出して形成されたダイス側切れ刃をそれぞれ有するピアスダイスと、棒状体の先端部に砲弾状の内形成形部が形成されるととともに同内形成形部に対して張り出した状態でダイス側切れ刃と対をなすパンチ側切れ刃を有するピアスパンチとをそれぞれ用意しておき、砲弾状に形成された先端部を有した砲弾型パンチを用いて板状のブランクを押圧することによって同ブランクの一部を凸状に突出させた予備ボス部を成形する予備ボス部成形工程と、予備ボス部の先端部に貫通孔からなる下孔を形成する下孔成形工程と、予備ボス部の外側に対向配置したピアスダイスと予備ボス部の内側に対向配置したピアスパンチとを相対変位させて予備ボス部内に内形成形部を進入させることによって同予備ボス部の一部を外形成形部側に流動させた後、同予備ボス部の他の一部をダイス側切れ刃とパンチ側切れ刃とによって切断するボス部成形工程とを含むようにするとよい。

　また、プレス部品の成形用金型は、板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の成形用金型であって、プレス部品におけるボス部の外形に対応する形状に形成された筒状の外形成形部および同外形成形部に対してボス部の厚さ分だけ内側に張り出して形成されたダイス側切れ刃をそれぞれ有するピアスダイスと、棒状体の先端部に砲弾状の内形成形部が形成されるととともに同内形成形部に対して張り出した状態でダイス側切れ刃と対をなすパンチ側切れ刃を有するピアスパンチとを備えようにするとよい。

（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施形態に係るプレス部品の成形方法に成形されるプレス部品の外観構成の概略を示しており、（Ａ）はプレス部品の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ－Ａ線から見たプレス部品の断面図である。本発明の一実施形態に係るプレス部品の成形方法に用いる成形用金型および同成形用金型によるプレス部品の加工工程を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るプレス部品の成形方法によるプレス部品のプレス成形の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プレス部品の成形方法に用いる予備成形品を成形する前の材料となるブランクの外観構成の概略を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るプレス部品の成形に用いるブランクに予備ボス部を成形する予備成形用金型および同予備成形用金型による予備ボス部の加工工程を示す断面図である。図５に示す予備ボス部に下孔を成形した予備成形品の構成を示す断面図である。本発明の変形例に係るプレス部品の成形に用いるブランクに予備ボス部を成形する予備成形用金型および同予備成形用金型による予備ボス部の加工工程を示す断面図である。

　以下、本発明に係るプレス部品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、本発明に係るプレス部品の成形方法によって成形されるプレス部品９０の概略構成を示しており、（Ａ）はプレス部品９０の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ－Ａから見たプレス部品９０の断面図である。また、図２は、本発明に係るプレス部品の成形方法によってプレス部品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、本発明に係るプレス部品の成形方法によって成形されるプレス部品９０について簡単に説明する。このプレス部品９０は、各種機械装置を構成する所謂機械部品の組付けに用いられる部品であり、鋼板材（例えば、ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ、Ｓ３５Ｃなどの炭素鋼および高張力鋼など）をプレス加工した成形品である。このプレス部品９０は、板状のベース部９１上に筒状のボス部９２が突出した状態で形成されて構成されている。この場合、プレス部品９０には、ベース部９１およびボス部９２をそれぞれ貫通した状態で貫通孔９３が形成されている。そして、このプレス部品９０における貫通孔９３が、タップ加工の下孔、カシメ加工用の孔または軸受などの機械部品の取付孔などとして利用されるものである。

　（成形金型１００の構成）
　次に、本発明に係るプレス部品の成形方法によってプレス部品９０をプレス成形するための成形金型１００について説明する。この成形金型１００は、主として、ピアスダイス１１０、ホールド体１２０およびピアスパンチ１３０によって構成されている。

　ピアスダイス１１０は、ホールド体１２０と協働してプレス部品９０の半加工品である予備成形品９０’を固定支持するとともにピアスパンチ１３０と協働して予備成形品９０’を押圧および切断することによりプレス部品９０を成形するための金型であり、ダイス鋼を略円筒状に形成して構成されている。より具体的には、ピアスダイス１１０は、主として、受け部１１１、外形成形部１１２およびダイス側切れ刃１１３を備えている。

　受け部１１１は、予備成形品９０’におけるベース部９１をホールド体１２０とともに挟んで固定支持する部分であり、円筒状に形成されたピアスダイス１１０におけるホールド体１２０に対向する端面（図示上側面）に平らなリング状に形成されている。この受け部１１１の内周側には、外形成形部１１２が連続的に形成されている。

　外形成形部１１２は、プレス部品９０のボス部９２における外周部分を成形するための部分であり、同ボス部９２の外周形状に対応する形状、すなわち、ボス部９２の外周形状を反転した凹状の形状に形成されている。この外形成形部１１２の底部は、ボス部９２におけるリング状の端面を成形するためにボス部９２の肉厚に対応する幅で外形成形部１１２の内側に向かってリング状に張り出して形成されるとともに内周端部にダイス側切れ刃１１３が形成されている。

　ダイス側切れ刃１１３は、ピアスパンチ１３０と協働して切断加工することにより予備成形品９０’における後述する予備ボス部９２’の一部を切断除去するためのリング状の刃部である。このダイス側切れ刃１１３には、ピアスダイス１１０を貫通して形成された案内孔１１４が繋がっている。案内孔１１４は、外形成形部１１２とともにダイス側切れ刃１１３を構成しつつピアスパンチ１３０を案内するための孔であり、ピアスパンチ１３０が摺動可能な内径に形成されている。

　ホールド体１２０は、ピアスダイス１１０と協働して予備成形品９０’を固定支持するための金型であり、ダイス鋼を略円筒状に形成して構成されている。より具体的には、ホールド体１２０は、主として、押圧部１２１および案内孔１２２を備えている。押圧部１２１は、予備成形品９０’におけるベース部９１をピアスダイス１１０の受け部１１１とともに挟んで固定支持する部分であり、円筒状に形成されたホールド体１２０におけるピアスダイス１１０に対向する端面（図示下側面）に平らなリング状に形成されている。また、案内孔１２２は、ピアスパンチ１３０を案内するための孔であり、ピアスパンチ１３０が摺動可能な内径に形成されている。

　ピアスパンチ１３０は、ピアスダイス１１０と協働して予備成形品９０’を押圧および切断することによりプレス部品９０を成形するための棒状の金型であり、ダイス鋼を略円柱状に形成して構成されている。より具体的には、ピアスパンチ１３０は、主として、内形成形部１３１、パンチ側切れ刃１３２および直線部１３３を備えている。

　内形成形部１３１は、予備成形品９０’における予備ボス部９２’を内側から押し広げてピアスダイス１１０の外形成形部１１２側に流動させてプレス部品９０のベース部９１およびボス部９２における各内周部、すなわち貫通孔９３を成形するための部分であり、外径が放物線状に増加する砲弾状に形成されるとともに同砲弾状に形成された部分の端部から直線部１３３に向かってテーパ状に拡径して形成されている。この場合、内形成形部１３１における最も大きな外径は、プレス部品９０の貫通孔９３の内径に対応している。この内形成形部１３１と直線部１３３との境部分にはパンチ側切れ刃１３２が形成されている。

　パンチ側切れ刃１３２は、ピアスダイス１１０と協働して切断加工することにより予備成形品９０’における予備ボス部９２’の一部を切断除去するためのリング状の刃部である。直線部１３３は、内形成形部１３１を支持しつつパンチ側切れ刃１３２を形成するとともにプレス部品９０における貫通孔９３の内周部を成形するための部分であり、丸棒状に形成されている。この場合、直線部１３３の外径は、プレス部品９０における貫通孔９３の内径に対応している。

　この成形金型１００を構成するこれらのピアスダイス１１０、ホールド体１２０およびピアスパンチ１３０は、予備成形品９０’をプレス加工することによりプレス部品９０を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、ピアスダイス１１０は、プレス加工機に固定的に設けられる。一方、ホールド体１２０およびピアスパンチ１３０は、プレス加工機内においてピアスダイス１１０に対して同軸上でかつピアスダイス１１０に対して接近および離隔する方向に変位可能な状態で設けられる。

（プレス部品９０の成形）
　次に、上記のように構成した成形金型１００を用いたプレス部品の成形方法の作動について図３に示す工程流れ図を参照しながら説明する。図３は、プレス部品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、ブランクＢＬを用意する。具体的には、作業者は、図４に示すように、鋼板（例えば、ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ、Ｓ３５Ｃなどの炭素鋼および高張力鋼など）材を円形状に形成した平板状のブランクＢＬを用意する。

　次に、作業者は、第２工程にて、ブランクＢＬ上に予備ボス部９２’を成形する。ここで、予備ボス部９２’は、図５に示すように、ブランクＢＬ上から外形が略球面状に突出するとともに内形が砲弾状に窪んだ形状に形成された凸状の部分である。この予備ボス部９２’の成形工程は、例えば、図５に示すような予備成形金型２００を備えた絞り加工機（図示せず）を用いて行われる。

　予備成形金型２００は、平板状のブランクＢＬを塑性加工することによりブランクＢＬ上に予備ボス部９２’を成形するための金型であり、主として、ワークチャック２１０、パンチ２２０およびエジェクタ２３０によって構成されている。これらのうち、ワークチャック２１０は、ブランクＢＬにおける周縁部を挟んで固定支持するための一対の可動型２１１および固定型２１２からなる金型であり、ダイス鋼をそれぞれ略円筒状に形成して構成されている。

　パンチ２２０は、ブランクＢＬの中央部を押圧することによって予備ボス部９２’の内形を成形するための可動型の金型であり、ダイス鋼を略円柱状に形成して構成されている。より具体的には、パンチ２２０は、円柱状に延びる円柱部２２１とこの円柱部２２１の端部にテーパ部を介して砲弾状に形成された砲弾部２２２とで構成されている。また、エジェクタ２３０は、ブランクＢＬにおけるパンチ２２０によって押圧された部分を受け止めて予備ボス部９２’の外形の一部を成形するとともに固定型２１２の孔部に嵌った予備ボス部９２’を同孔部から押し出すための可動型の金型であり、ダイス鋼を略円柱状に形成して構成されている。この場合、エジェクタ２３０におけるブランクＢＬを受け止める受け部２３１は、平面状に形成されている。

　したがって、作業者は、予備成形金型２００内にブランクＢＬをセットして予備成形金型２００を備えた絞り加工機を操作することにより予備ボス部９２’の成形加工を開始させる。この指示に応答して絞り加工機は、ワークチャック２１０によって固定支持したブランクＢＬの中央部に対してパンチ２２０およびエジェクタ２３０をそれぞれ近接させるとともにパンチ２２０をブランクＢＬに押圧してめり込ませる。この場合、作業者は、絞り加工機を操作することによって予備ボス部９２’の先端部の厚さｔがブランクＢＬの厚さ以下の厚さとなるようにパンチ２２０とエジェクタ２３０との間隔を調節する。この予備ボス部９２’の先端部の厚さｔは、本発明者らの実験によれば、ブランクＢＬの厚さの１／１０以下が好適である。

　本実施形態においては、ブランクＢＬの厚さｔが４ｍｍに対して予備ボス部９２’の先端部の厚さが０.３ｍｍに設定されている。また、本実施形態においては、作業者は、パンチ２２０の円柱部２２１における砲弾部２２２側の一部をブランクＢＬにめり込ませる。これらにより、ブランクＢＬには、パンチ２２０の押圧によって外形が球面状に盛り上がるとともに内形がパンチ２２０の先端部に対応する形状に成形された予備ボス部９２’が成形される。本実施形態においては、予備ボス部９２’の内形には、砲弾部２２２のほかに円柱部２２１の一部によって予備ボス部９２’の立ち上り部分に円筒部９４が成形される。この円筒部９４は、次の第３工程および第４工程でそれぞれ位置決め孔として用いられるものであり、円筒部９４を利用しない位置決め方法を採用する場合には円筒部９４省略、すなわち、パンチ２２０の押し込み量を砲弾部２２２のみにすることができる。

　そして、絞り加工機は、ブランクＢＬに予備ボス部９２’を成形した後においては、ワークチャック２１０を開放する。これにより、作業者は、予備成形金型２００から予備ボス部９２’が形成されたブランクＢＬを取り出すことができる。

　次に、作業者は、第３工程にて、予備ボス部９２’に下孔９５を形成する。ここで、下孔９５は、図６に示すように、予備ボス部９２’をバーリング加工によってボス部９２に成形する際に材料を良好に塑性変形させるための貫通孔である。この下孔９５の成形加工は、既に公知の穴あけ加工（ピアス加工や打ち抜き加工ともいう）によって行われるため、詳細な説明は省略する。本実施形態においては、ブランクＢＬの厚さが４ｍｍに対して３.４ｍｍの下孔を成形する。

　これら第２工程における予備ボス部９２’の成形工程と第３工程における下孔９５の成形工程とによってブランクＢＬに下孔９５を備えた予備ボス部９２’が形成されて予備成形品９０’が成形される。すなわち、第２工程における予備ボス部９２’の成形工程が本発明に係る予備ボス部成形工程に相当するとともに、第３工程における下孔９５の成形工程が本発明に係る下孔成形工程に相当する。

　次に、作業者は、第４工程にて、プレス部品９０を成形する。具体的には、作業者は、図２に示すように、前記第２工程および前記第３工程によって成形した予備成形品９０’を成形金型１００内にセットして図示しないプレス加工機を操作することにより予備成形品９０’へのプレス加工を開始する。この場合、作業者は、ピアスダイス１１０の外形成形部１１２内に予備成形品９０’における予備ボス部９２’が位置するように予備成形品９０’を配置する。そして、このプレス部品９０の成形加工は、図２に示すように、プレス加工機がホールド体１２０をピアスダイス１１０側に移動させてピアスダイス１１０とホールド体１２０とによって予備成形品９０’における予備ボス部９２’の外側部分であるベース部９１を挟んで固定支持した状態で行われる。より具体的には、プレス部品９０の成形加工は、ピアスパンチ１３０をピアスダイス１１０側に移動を開始させた後、次のサブステップ１，２の各工程を経て行われる。

　サブステップ１：まず、予備成形品９０’は、予備ボス部９２’がバーリング加工によってボス部９２に成形される。具体的には、ピアスパンチ１３０がピアスダイス１１０側に移動することによりピアスダイス１３０の内形形成部１３１が予備ボス部９２’の内側に進入した後、予備ボス部９２’の内側面を外側に押圧する。これにより、予備ボス部９２’は、下孔９５が拡張しながらピアスダイス１１０の外形成形部１１２に向かって流動して外形成形部１１２に対応する形状に成形される。

　サブステップ２：次に、予備成形品９０’は、予備ボス部９２’の一部が切除される。具体的には、ピアスパンチ１３０が予備ボス部９２’の先端部を突き破って進行した後、ピアスダイス１１０の外形成形部１１２に流動し残った予備ボス部９２’の一部をピアスパンチ１３０のパンチ側切れ刃１３２とピアスダイス１１０のダイス側切れ刃１１３とで切断する。これにより、ピアスダイス１１０の外形成形部１１２に流動した予備ボス部９２’によってボス部９２が成形されるとともに、同外形成形部１１２に流動し残った予備ボス部９２’の一部がスクラップＳとして廃棄される。すなわち、これらサブステップ１における予備ボス部９２’の流動工程およびサブステップ２における予備ボス部９２’の切除工程が、本発明に係るボス部成形工程に相当する。また、このボス部９２の外周部の成形時においては、ピアスパンチ１３０の直線部１３３によって貫通孔９３も成形される。

　このボス部９２の成形工程の後、プレス加工機は、ピアスパンチ１３０およびホールド体１２０をピアスダイス１１０から離隔させる方向に移動させることにより、成形金型１００を開放、すなわち、成形されたプレス部品９０を成形金型１００から取り出し可能な状態とする。これにより、作業者は、開放された成形金型１００内からプレス部品９０を取り出すことにより、プレス部品９０の成形加工作業を終了する。

　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、プレス部品の成形方法は、プレス部品９０の材料となるブランクＢＬに対して砲弾状に突出する予備ボス部９２’を成形した後、この予備ボス部９２’の先端部に下孔９５を成形している。そして、プレス部品の成形方法は、下孔９５が形成された予備ボス部９２’内にピアスパンチ１３０の内形成形部１３１を進入させることによって同予備ボス部９２’の一部をピアスダイス１１０の外形成形部１１２側に流動させた後、同予備ボス部９２’の他の一部をダイス側切れ刃１１３とパンチ側切れ刃１３２とによって切断している。すなわち、本発明に係るプレス部品の成形方法は、ブランクＢＬにボス部９２を成形するに際して砲弾状の予備ボス部９２’を成形するとともに予備ボス部９２’の先端部に下孔９５を成形している。これにより、本発明に係るプレス部品の成形方法によれば、ブランクＢＬに対して単純な形状である砲弾状の予備ボス部９２’を成形するとともに同予備ボス部９２’の先端部に下孔９５を成形した後、ピアスパンチ１３０およびピアスダイス１１０を用いてボス部９２を成形するため、一工程に必要な圧縮荷重を小さく抑えることができる。また、予備ボス部９２’の先端部側を薄肉に成形することができるため、ブランクＢＬの板厚よりも小さい内径の下孔９５を容易に成形できるとともにピアスパンチ１３０とピアスダイス１１０とによって切除する部分の体積を最小限に留めることができる。これらにより、本発明に係るプレス部品の成形方法によれば、プレス部品９０の成形に用いる設備構成の小型化および単純化ができるとともに幅広い形状、具体的には従来技術に比べて突出量および肉厚を増加させたボス部９２を成形することができる。

　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、ピアスダイス１１０に対してホールド体１２０およびピアスパンチ１３０を移動させるように構成した。しかし、ピアスダイス１１０、ホールド体１２０およびピアスパンチ１３０の移動は相対的なものであるため、いずれが移動側および固定側であってもよいことは当然である。例えば、ホールド体１２０およびピアスパンチ１３０に対してピアスダイス１１０が移動するように構成されていてもよい。

　また、上記実施形態においては、予備ボス部９２’の先端部の厚さｔは、ブランクＢＬの厚さの１／１０以下に成形した。しかし、予備ボス部９２’の先端部の厚さｔは、ブランクＢＬの厚さ以下で下孔９５が成形可能な厚さであればよく、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。

　また、上記実施形態においては、予備ボス部９２’を成形するパンチ２２０における砲弾部２２２およびボス部９２を成形するピアスパンチ１３０の内形成形部１３１をそれぞれ外径が放物線状に増加する砲弾状に形成した。しかし、予備ボス部９２’を成形するパンチ２２０における砲弾部２２２およびボス部９２を成形するピアスパンチ１３０の内形成形部１３１の形状は、先端部から徐々に外形が増加する形状であればよく、例えば、円錐などの錐形状に形成することもできる。

　また、上記実施形態においては、予備成形金型２００におけるエジェクタ２３０の受け部２３１を平面状に形成した。しかし、エジェクタ２３０の受け部２３１は、凸状に突出する予備ボス部９２’を成形できる形状であれば、必ずしも、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、エジェクタ２３０の受け部２３１は、図７に示すように、エジェクタ２３０の先端面中央部が錐状に突出する形状に形成することができる。これによれば、予備ボス部９２’における先端部の周囲の肉厚を確保してスクラップＳを少なくして体積損失を少なくすることができ、ボス部９２の突出量および肉厚を増加させることができる。

　また、上記実施形態においては、プレス部品９０は、このプレス部品９０は、各種機械装置を構成する所謂機械部品の組付けに用いられる部品を想定したが、これら以外の部品であってもよい。すなわち、本発明に係るプレス部品の成形方法は、板状のベース部９１上に筒状のボス部９２が立ち上って形成された金属製のプレス部品に広く適用することができる。この場合、プレス部品９０は、円筒形状に限らず、円以外の楕円、三角や四角などの多角形状などの所謂異形状であってもよい。また、プレス部品９０は、ボス部９２の外周部や内周部に歯形（例えば、インボリュート歯形、スプラインまたはセレーションなど）が形成された部品や歯形などを備えて機械要素として機能する部品であってもよい。これらの場合、プレス部品９０の形状に合わせて成形金型１００および予備成形金型２００の形状が適宜設定されることは当然である。

　また、プレス部品９０を構成するブランクＢＬの材質もＳＰＣＣ，ＳＰＣＤおよびＳＰＣＥなど絞り加工に特に適した鋼板以外の金属材料であっても採用することができる。特に、一般的に絞り加工やバーリング加工に適さない高炭素鋼や高張力鋼を材料に対しても割れや亀裂などの成形不良を生じさせることなく精度よく成形加工を行うことができる。

ＢＬ…ブランク、ｔ…予備ボス部の先端部の厚さ、Ｓ…スクラップ、
９０…プレス部品、９１…ベース部、９２…ボス部、９３…貫通孔、９４…円筒部、９５…下孔、
９０’…予備成形品、９２’…予備ボス部、
１００…成形金型、
１１０…ピアスダイス、１１１…受け部、１１２…外形成形部、１１３…ダイス側切れ刃、１１４…案内孔、
１２０…ホールド体、１２１…押圧部、１２２…案内孔、
１３０…ピアスパンチ、１３１…内形成形部、１３２…パンチ側切れ刃、１３３…直線部、
２００…予備成形金型、
２１０…ワークチャック、２１１…可動型、２１２…固定型、
２２０…パンチ、２２１…円柱部、２２２…砲弾部、
２３０…エジェクタ、２３１…受け部。

Claims

　板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の成形方法であって、
　前記プレス部品における前記ボス部の外形に対応する形状に形成された筒状の外形成形部および同外形成形部に対して前記ボス部の厚さ分だけ内側に張り出して形成されたダイス側切れ刃をそれぞれ有するピアスダイスと、
　棒状体の先端部に砲弾状の内形成形部が形成されるととともに同内形成形部に対して張り出した状態で前記ダイス側切れ刃と対をなすパンチ側切れ刃を有するピアスパンチとをそれぞれ用意しておき、
　砲弾状に形成された先端部を有した砲弾型パンチを用いて板状のブランクを押圧することによって同ブランクの一部を凸状に突出させた予備ボス部を成形する予備ボス部成形工程と、
　前記予備ボス部の先端部に貫通孔からなる下孔を形成する下孔成形工程と、
　前記予備ボス部の外側に対向配置した前記ピアスダイスと前記予備ボス部の内側に対向配置した前記ピアスパンチとを相対変位させて前記予備ボス部内に前記内形成形部を進入させることによって同予備ボス部の一部を前記外形成形部側に流動させた後、同予備ボス部の他の一部を前記ダイス側切れ刃と前記パンチ側切れ刃とによって切断するボス部成形工程とを含むことを特徴とするプレス部品の成形方法。
　請求項１に記載したプレス部品の成形方法において、
　前記予備ボス部成形工程は、前記予備ボス部の先端部を前記ブランク部の１／１０以下の厚さに成形することを特徴とするプレス部品の成形方法。
　板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の製造方法であって、
　前記プレス部品における前記ボス部の外形に対応する形状に形成された筒状の外形成形部および同外形成形部に対して前記ボス部の厚さ分だけ内側に張り出して形成されたダイス側切れ刃をそれぞれ有するピアスダイスと、
　棒状体の先端部に砲弾状の内形成形部が形成されるととともに同内形成形部に対して張り出した状態で前記ダイス側切れ刃と対をなすパンチ側切れ刃を有するピアスパンチとをそれぞれ用意しておき、
　砲弾状に形成された先端部を有した砲弾型パンチを用いて板状のブランクを押圧することによって同ブランクの一部を凸状に突出させた予備ボス部を成形する予備ボス部成形工程と、
　前記予備ボス部の先端部に貫通孔からなる下孔を形成する下孔成形工程と、
　前記予備ボス部の外側に対向配置した前記ピアスダイスと前記予備ボス部の内側に対向配置した前記ピアスパンチとを相対変位させて前記予備ボス部内に前記内形成形部を進入させることによって同予備ボス部の一部を前記外形成形部側に流動させた後、同予備ボス部の他の一部を前記ダイス側切れ刃と前記パンチ側切れ刃とによって切断するボス部成形工程とを含むことを特徴とするプレス部品の製造方法。
　板状のベース部上に筒状のボス部が立ち上って形成された金属製のプレス部品の成形用金型であって、
　前記プレス部品における前記ボス部の外形に対応する形状に形成された筒状の外形成形部および同外形成形部に対して前記ボス部の厚さ分だけ内側に張り出して形成されたダイス側切れ刃をそれぞれ有するピアスダイスと、
　棒状体の先端部に砲弾状の内形成形部が形成されるととともに同内形成形部に対して張り出した状態で前記ダイス側切れ刃と対をなすパンチ側切れ刃を有するピアスパンチとを備えることを特徴とするプレス部品の成形用金型。