WO2015147297A1

WO2015147297A1 - 複数の増肉部分を有する板状成形体の製造方法及び複数の増肉部を有する板状成形体

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Publication number: WO2015147297A1
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Inventors: 嘉明中澤; 佐藤　浩一; 浩二郎秋葉
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Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2015-10-01
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Abstract

【課題】大略的に平板状である部分において、縁部から離間した領域に増肉部を有する板状成形体の製造方法を提供する。【解決手段】この製造方法は、複数の増肉部を有する板状成形体の製造方法であって、平板部と、前記平板部から突出するように膨らみ、円形の頂部を有する円筒絞り部とを備えた円筒絞り成形体を絞り成形により得る絞り成形工程であって、平板状の板状部材における縁部から離間した領域を、第１の金型と第２の金型とでプレスして、前記板状部材に凹湾曲部を形成する第１の工程と、前記板状部材における前記凹湾曲部を含む領域を、前記第１および第２の金型で挟んだまま、前記板状部材の外周部を、第３の金型と第４の金型とで挟み、前記第１および第２の金型と、前記第３および第４の金型とを相対的に移動させることにより、前記凹湾曲部を含む領域を、前記外周部に対して突出させて、前記円筒絞り成形体を得る第２の工程とを備える。

Description

複数の増肉部分を有する板状成形体の製造方法及び複数の増肉部を有する板状成形体

　本発明は、複数の増肉部分を有する板状成形体の製造方法に関し、特に、プレス加工により、板状成形体を成形する工程を含む方法に関する。

　輸送機、建設構造物等に用いられる板状部材には、ボルトにより、他の部材に締結されるものがある。図１は、複数の締結部を有する板状部材の例を示す平面図である。この板状部材１は、大略的に平坦な円板状である。板状部材１において、周縁部から離間した領域には、３つの締結部２がある。板状部材１は、締結部２で他の部材にボルト締めされる。

　板状部材１の表面がボルトの座面となる場合は、締結強度は、この板状部材１の締結部２付近の厚さに大きく影響される。締結強度を高くする必要がある場合は、板状部材１を厚くするか、締結部２に補強プレートを取り付ける必要がある。

　しかし、板状部材の全体に渡って厚さを厚くすると、その板状部材の重量が著しく増加し、その板状部材が備えられた製品に対して軽量化の要求がある場合には、この要求には応えられない。また、補強プレートを用いると、部品点数が増加し、管理コスト、および組み立てコストが増大する。そこで、板状部材のうち、必要な部分（図１の例では、締結部２、およびその周囲の部分）のみの厚さを厚くする（以下、「増肉する」ともいう。）ことが考えられる。

　特許文献１には、ワークを深絞り加工をする前工程と、加工後のワークに対して、所定の部分を増肉するようにプレス加工する工程とを含む増肉プレス加工法が開示されている。特許文献２には、端壁と、この端壁の外周から一側方に屈曲する屈曲部とを備えたプレス製のワークに対して、屈曲部を、ワークの外周からクランプして、半径方向に圧縮して、増肉させる方法が開示されている。特許文献３には、屈曲した角部を有する成形部品を製造する方法であって、角部の肉厚を、加圧成形によって増加させる増肉工程を有する、成形部品を製造する方法が開示されている。

特許第３５９４８４５号公報特開２０１０－２４７１９９号公報特開２００７－１７５７６５号公報

　しかし、特許文献１～３に開示された方法は、板状部材において、屈曲部、または縁部に隣接する部分を増肉させるものであり、それ以外の部分、たとえば、図１に示す締結部２のように、大略的に平板状である（すなわち、屈曲していない）部分において、周縁部から離間した領域を増肉させる場合に適用することはできない。また、特許文献１～３は、図１に示す板状部材１のように、中心に対して周方向に沿って複数の領域（締結部、およびその周囲の部分）を増肉させる方法を示していない。

　　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、大略的に平板状である部分において、縁部から離間した領域に増肉部を有する新規かつ改良された板状成形体とその製造方法を提供することである。

　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の増肉部を有する板状成形体の製造方法は、複数の増肉部を有する板状成形体の製造方法であって、平板部と、前記平板部から突出するように膨らみ、円形の頂部を有する円筒絞り部とを備えた円筒絞り成形体を絞り成形により得る絞り成形工程を少なくとも備え、前記絞り成形行程は、平板状の板状部材における縁部から離間した領域を、第１の金型と第２の金型とでプレスして、前記板状部材に凹湾曲部を形成する第１の工程と、前記板状部材における前記凹湾曲部を含む領域を、前記第１および第２の金型で挟んだまま、前記板状部材の外周部を、第３の金型と第４の金型とで挟み、前記第１および第２の金型と、前記第３および第４の金型とを相対的に移動させることにより、前記凹湾曲部を含む領域を、前記外周部に対して突出させて、前記円筒絞り成形体を得る第２の工程とを含む。

　前記第１の工程は、前記頂部に相当する領域に前記凹湾曲部を形成し、
　前記第２の工程は、前記円筒絞り部に相当する領域において、前記凹湾曲部の少なくとも一部を含みつつ特定の中心に対して周方向に沿って複数の増肉予定領域を設定し、前記平板部に垂直で前記特定の中心を含む断面において、前記増肉予定領域の実長が前記板状成形体における前記増肉部の実長より長くなるように絞り成形するものであっても良い。

　また、前記絞り成形工程の後、前記断面の各増肉予定領域の実長が短くなるようにしつつ、最終的に、前記増肉予定領域と前記平板部とを全体として平坦にするように、前記円筒絞り成形体をプレスする増肉工程を更に備えるものであっても良い。

　また、前記凹湾曲部は、穴状に湾曲した穴状湾曲部を含む、請求項１～３のいずれかに記載の板状成形体の製造方法。

　また、前記凹湾曲部が、前記平板部に垂直に見て全体として多角形をなすように前記穴状湾曲部の周囲に形成され溝状に湾曲した環溝状湾曲部をさらに含むものであっても良い。

　また、前記凹湾曲部は、前記平板部に垂直に見て全体として多角形をなすように形成され溝状に湾曲した環溝状湾曲部を含むものであっても良い。

　また、前記増肉部が、前記円筒絞り成形体の板厚である初期板厚に対して２０％以上の増肉率の板厚を有するとともに、前記断面において前記初期板厚の５倍以上の長さを有するものであっても良い。

　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の増肉部を有する板状成形体であって、平板部と、前記平板部から突出するように膨らみ、円形の頂部を有する円筒絞り部と、を備え、基準板厚をｔ［ｍｍ］とした場合に、前記増肉部の板厚ｔｉ［ｍｍ］、及び前記基準板厚よりも減肉された減肉部の板厚ｔｄ［ｍｍ］が、以下の関係式を満たす、板状成形体が提供される。
２．０＜ｔ＜３．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．２５ｔ
３．０＜ｔ＜４．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．３５ｔ
４．０＜ｔ＜５．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．４５ｔ

　以上説明したように本発明によれば、大略的に平板状である部分において、縁部から離間した領域に増肉部を有する板状成形体とその製造方法を提供することができる。

図１は、板状部材の例を示す平面図である。図２は、第１の実施形態で形成され用いられる円筒絞り成形体の斜視図である。図３Ａは、第１の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図３Ｂは、第１の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図３Ｃは、第１の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図３Ｄは、第１の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図４Ａは、第１の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図４Ｂは、第１の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図４Ｃは、第１の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図４Ｄは、第１の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図５Ａは、第１の実施形態での主たる増肉工程を説明するための断面図である。図５Ｂは、第１の実施形態での主たる増肉工程を説明するための断面図である。図５Ｃは、第１の実施形態での主たる増肉工程を説明するための断面図である。図５Ｄは、第１の実施形態での主たる増肉工程を説明するための断面図である。図６Ａは、第１の実施形態において、増肉予定領域の厚さを調整する工程を説明するための断面図である。図６Ｂは、第１の実施形態において、増肉予定領域の厚さを調整する工程を説明するための断面図である。図６Ｃは、第１の実施形態において、増肉予定領域の厚さを調整する工程を説明するための断面図である。図６Ｄは、第１の実施形態において、増肉予定領域の厚さを調整する工程を説明するための断面図である。図７は、第２の実施形態で形成され用いられる円筒絞り成形体の斜視図である。図８Ａは、第２の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図８Ｂは、第２の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図８Ｃは、第２の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図８Ｄは、第２の実施形態での絞り成形工程を説明するための断面図である。図９Ａは、第２の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図９Ｂは、第２の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図９Ｃは、第２の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。図９Ｄは、第２の実施形態において、円筒絞り部を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、凹湾曲部周辺の部分を増肉する工程を説明するための断面図である。円筒絞り成形体の基準板厚をｔ［ｍｍ］、増肉部の板厚ｔｉ［ｍｍ］、基準板厚よりも減肉した減肉部の板厚ｔｄ［ｍｍ］との間の関係を示す特性図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　本実施形態の、複数の増肉部を有する板状成形体の製造方法は、
　平板部と、前記平板部から突出するように膨らみ、円形の頂部を有する円筒絞り部とを備えた円筒絞り成形体を絞り成形により得る絞り成形工程であって、前記頂部に相当する領域に、穴状に湾曲した穴状湾曲部を含む凹湾曲部を形成し、前記円筒絞り部に相当する領域において、前記凹湾曲部の少なくとも一部を含みつつ特定の中心に対して周方向に複数の増肉予定領域を設定し、前記平板部に垂直で前記特定の中心を含む断面において、前記増肉予定領域の実長が前記板状成形体における前記増肉部の実長より長くなるように絞り成形する絞り成形工程と、
　前記断面の各増肉予定領域の実長が短くなるようにしつつ、最終的に、前記増肉予定領域と前記平板部とを全体として平坦にするように、前記円筒絞り成形体をプレスする増肉工程と、
を含む。

　ここで、「実長」とは、対象物の所定の断面における、当該対象物の表面に沿う長さをいうものとする。

　増肉工程は、前記断面の各増肉予定領域の実長が短くなるように、前記円筒絞り成形体をプレスする複数の工程を含んでもよく、この場合、これらの複数の工程のうち、少なくとも１つの工程において、増肉予定領域と平板部とを全体として平坦な状態にすることができる。

　板状部材の材料は、特に限定されないが、たとえば、引張強さが３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板とすることができ、たとえば、引張強さが４４０ＭＰａ以上の高張力鋼板であってもよい。

　この製造方法により製造する板状成形体は、たとえば、駆動系部品やサスペンション取付け部品とすることができる。この場合、増肉部は、ボルトを締結する部分とすることができる。

　以下では、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
〈第１の実施形態〉
　この実施形態では、中心の周りに３つの増肉部が形成された板状成形体、たとえば、図１に示す板状部材１であって、締結部２およびその周辺を増肉したものを製造する。

　図２は、絞り成形工程で形成される円筒絞り成形体の斜視図である。図２に示すように、この工程で得られる円筒絞り成形体５は、平板部６と、平板部６に対して突出するように膨らんだ円筒絞り部７とを備えている。

　円筒絞り部７は、この実施形態では、ドーム状であり、平板部６に垂直に見て、ほぼ円形である。円筒絞り部７は、平板部６から立ち上がった環状の側部７ａと、円形の頂部７ｂとを有している。頂部７ｂには、穴状に湾曲した穴状湾曲部８と、穴状湾曲部８の周りに形成され、溝状に湾曲した環溝状湾曲部９とを含む凹湾曲部１０が形成されている。

　環溝状湾曲部９は、平板部６に垂直に見て、ほぼ正三角形である。この実施形態では、３つの増肉部を形成することに対応して、三角形の環溝状湾曲部９を形成している。Ｎ個の増肉部を形成する場合は、Ｎ角形の環溝状湾曲部を形成する。穴状湾曲部８のまわりには、この実施形態では、一重（１本）の環溝状湾曲部９が形成されているが、二重以上の環溝状湾曲部を形成してもよい。

　図３Ａ～図３Ｄは、絞り成形工程を説明するための断面図である。この工程では、下ダイ（ブランクホルダー）１１、およびパンチ１２と、これらの部材１１、１２と対をなし、これらの上方に配置された上ダイ１３、およびパッド１４とを用いて、プレス成形（絞り成形）により、中間成形体である円筒絞り成形体５を得る。

　以下の断面図（図３Ｂ、図３Ｃ、図４Ａ～図４Ｃ、図５Ａ～図５Ｃ、図６Ｂ、図６Ｃ、図８Ｂ、図８Ｃ、および図９Ａ～図９Ｃ）で、矢印は、金型の移動方向を示す。

　下ダイ１１には、鉛直方向に貫通した円柱状の穴が形成されている。パンチ１２は、この穴の中に配置されている。下ダイ１１は、鉛直方向に移動することにより、パンチ１２との相対的な位置関係が変化する。下ダイ１１、およびパンチ１２の上面は、それぞれ、押圧面１１ａ、およびプレス面１２ａをなす。

　上ダイ１３には、鉛直方向に延び、下ダイ１１の穴より小さな幅を有する柱状の穴が形成されている。パッド１４は、この穴の中に配置されているとともに、プレスバネやガスシリンダーを介して上ダイ１３に装着されており、この穴の軸方向に沿って移動可能である。

　上ダイ１３の下面のうち、外周部は、押圧面１３ａをなし、下ダイ１１の押圧面１１ａに対向しており、内周部は、プレス面１３ｂをなし、パンチ１２のプレス面１２ａの外周部に対向している。パッド１４の下面は、プレス面１４ａをなし、パンチ１２のプレス面１２ａの中央部に対向している。パッド１４には、上ダイ１３からプレスバネやガスシリンダーを介して荷重がかけられるようになっている。このような荷重がかけられていないとき、パッド１４の下端は、押圧面１３ａの高さよりわずかに低い位置にある。

　下ダイ１１の押圧面１１ａ、および上ダイ１３の押圧面１３ａは、平坦である。パッド１４のプレス面１４ａと、パンチ１２のプレス面１２ａのプレス面１４ａに対向する領域とは、円筒絞り成形体５の凹湾曲部１０（図２参照）に対応する形状を有している。プレス面１３ｂと、プレス面１２ａにおいてプレス面１３ｂに対向する領域とは、円筒絞り部７において凹湾曲部１０以外の部分に対応する形状を有している。

　図３Ａを参照して、まず、下ダイ１１の押圧面１１ａの高さと、パンチ１２のプレス面１２ａの上端の高さとがほぼ同じになるようにして、たとえば、押圧面１１ａ、およびプレス面１２ａの上に、被加工体である平板状の板状部材（以下、「ワーク」ともいう。）Ｗを載置する。

　次に、下ダイ１１と上ダイ１３とにより、単動プレス機の場合はクッション力で、複動プレス機の場合はアウター荷重を作用させてワークＷを挟み込む（図面は単動プレスの場合）。このとき、下ダイ１１、および上ダイ１３は、ワークＷに対してワークＷが移動可能な程度の面内方向の力（「ブランクホールド力」や「しわ押さえ力」という）を、ワークＷに加える。

　続いて、上ダイ１３を下方に移動させる。これにより、上ダイ１３に装着されたパッド１４も下方に移動して、まず上ダイ１３の下端が、ワークＷに接触する。そして、上ダイ１３をさらに下方に移動させて、パッド１４から与えられる圧力によってパンチ１２とパッド１４とで、ワークＷをプレスする。これにより、ワークＷの中央部に、凹湾曲部１０が形成される（図３Ｂ参照）。このとき、ワークＷにおける凹湾曲部１０の高さは、ワークＷの残部の高さとほぼ同じになり、また、上ダイ１３のプレス面１３ｂと、パンチ１２のプレス面１２ａにおいて上ダイ１３のプレス面１３ｂに対向する領域とは、実質的にワークＷから離間している。

　その後、ワークＷを、パンチ１２とパッド１４とで挟んだまま、上ダイ１３を下方に継続的に移動させて、絞り成形により、ワークＷに円筒面状の部分を成形する（図３Ｃ参照）。これに伴い、下ダイ１１と上ダイ１３との間のワークＷは、内側、すなわち、プレス面１２ａの外周部と、プレス面１３ｂとの間の空間へと絞りこまれる。パンチ１２とパッド１４とでワークＷを挟んだまま絞り成形を継続するため、パンチ１２とパッド１４との間からの外周方向への材料流出は、ほとんど生じない。その結果、パンチ１２とパッド１４と間の空間内のワークＷの肉厚が減少することは、ほとんどない。また、下ダイ１１と上ダイ１３とでワークＷが適切に押さえられていることにより、ワークＷが内方に引き込まれても、ワークＷにしわが生じ難い。

　さらに、上ダイ１３を下方に継続的に移動させて、そのプレス面１３ｂと、パンチ１２のプレス面１２ａの外周部とにより、ワークＷをプレスする（図３Ｄ参照）。これにより、ワークＷにおいて、下ダイ１１の押圧面１１ａと上ダイ１３の押圧面１３ａとの間の部分は、平板部６となり、パンチ１２のプレス面１２ａと、上ダイ１３のプレス面１３ｂ、およびパッド１４のプレス面１４ａとの間の部分は、円筒絞り部７となる。このようにして、円筒絞り成形体５（図２参照）が得られる。

　図３Ｄに示す断面で、ワークＷ（円筒絞り成形体５）の円筒絞り部７において、およそ右半分が、最終的に最も増肉されることが予定された増肉予定領域Ｔである。増肉予定領域Ｔは、凹湾曲部１０の少なくとも一部を含む領域に設定される。

　上述のように、この実施形態では、３つの増肉部を形成するので、３つの増肉予定領域Ｔを設定する。３つの増肉予定領域Ｔは、穴状湾曲部８（図２参照）の中心（特定の中心）に対して周方向にほぼ１２０°間隔に現れるように設定されている。複数の増肉予定領域Ｔの中心をなす穴状湾曲部８の中心は、頂部７ｂの中心（円筒絞り部７の中心軸上）にあってもよく、頂部７ｂの中心からずれた位置にあってもよい。

　図３Ａ～図３Ｄ、および以下に説明する断面図（図４Ａ～図４Ｄ、図５Ａ～図５Ｄ、図６Ａ～図６Ｄ、図８Ａ～図８Ｄ、図９Ａ～図９Ｄ）は、穴状湾曲部８の中心を通り、平板部６に垂直な断面（以下、「中心断面」という。）を示している。これらの断面図には、３つの増肉予定領域Ｔのうち、１つの増肉予定領域Ｔのみが現れている。

　図３Ｃ、および図３Ｄに示す工程では、中心断面において、各増肉予定領域Ｔの実長が、完成品である板状成形体における増肉部の実長より長くされる。

　図３Ｃ、および図３Ｄに示す工程では、パンチ１２とパッド１４とでワークＷをプレスし、パンチ１２とパッド１４とでワークＷを挟んだまま、上ダイ１３を下方に継続的に移動させて、絞り成形により、ワークＷに円筒面状の部分を成形する。このため、絞り成形を行う際に、凹湾曲部１０はパンチ１２とパッド１４とでプレスされた状態が維持されるため、成形過程で凹湾曲部１０におけるワークＷの厚さが減少してしまうことがない。従って、次の増肉工程を行う前に、ワークＷの厚さを最大限に確保しておくことができ、増肉を確実に行うことができる。

　次に、円筒絞り部７を中心軸（円筒軸）側へ寄せるように変形させるとともに、ワークＷの凹湾曲部１０周辺の部分を増肉する。図４Ａ～図４Ｄは、この工程を説明するための断面図である。

　この工程では、下ダイ（ブランクホルダー）１６、およびパンチ１７と、これらの部材１６、１７と対をなし、これらの上方に配置された第１および第２上ダイ１８、１９とを用いる。

　下ダイ１６には、鉛直方向に貫通した柱状の穴が形成されている。パンチ１７は、この穴の中を案内されて、この穴の軸方向に沿って移動可能である。下ダイ１６、およびパンチ１７の上面は、それぞれ、押圧面１６ａ、およびプレス面１７ａをなす。

　第１上ダイ１８には、鉛直方向に貫通し、下ダイ１６の穴と実質的に同じ横断面形状および大きさを有する柱状の穴が形成されている。第２上ダイ１９は、この穴の中を案内されて、この穴の軸方向に沿って移動可能である。第１上ダイ１８の下面は、押圧面１８ａをなし、下ダイ１６の押圧面１６ａに対向している。第２上ダイ１９の下面は、プレス面１９ａをなし、パンチ１７のプレス面１７ａに対向している。

　押圧面１６ａ、１８ａは、平坦である。プレス面１７ａ、１９ａの中央部は、円筒絞り部７より径が小さいドーム状の形状を有している。プレス面１７ａ、１９ａの外周部は、平坦面となっている。中心断面において、プレス面１７ａ、１９ａの実長は、円筒絞り成形体５であるワークＷにおいて、プレス面１７ａ、１９ａに対応する部分の実長より短い。プレス面１７ａ、１９ａにおいて、円筒絞り成形体５の凹湾曲部１０に対向する部分の実長は、凹湾曲部１０の実長に比して、特に短くなっている。

　図４Ａを参照して、まず、下ダイ１６の押圧面１６ａの高さと、パンチ１７のプレス面１７ａの縁部の高さとがほぼ同じになるようにして、押圧面１６ａ、およびプレス面１７ａの所定の位置に、円筒絞り成形体５であるワークＷを載置する。そして、下ダイ１６と、上ダイ１８とにより、ワークＷを挟み込みつつしわ押さえ力を作用させる。

　続いて、第２上ダイ１９を下降させ、ワークＷに押しつける。プレス面１７ａ、１９ａのドーム状の部分の径が円筒絞り部７の径より小さいことにより、ワークＷは、中心軸側へ寄せられるように絞り成形される（図４Ｂ参照）。

　さらに、第２上ダイ１９を下降させる。これにより、ワークＷは、中心軸側に絞り込まれていくとともに、第２上ダイ１９が、ワークＷの凹湾曲部１０に押しつけられる（図４Ｃ参照）。そして、パンチ１７と第２上ダイ１９とにより、ワークＷをプレスする（図４Ｄ参照）。中心断面においてプレス面１７ａ、１９ａの実長がワークＷの対応部分の実長より短いことにより、ワークＷ、特に、凹湾曲部１０の周辺部分の実長は短くなり、増肉される。

　この工程により、三角形をなす環溝状湾曲部９（図２参照）の３つの頂点付近が、最も厚く増肉される。穴状湾曲部８の中心に対して、ワークＷが最も厚く増肉される部分の方向は、増肉予定領域Ｔの方向に一致しており、当該最も厚く増肉される部分は、増肉予定領域Ｔに含まれる。

　図４Ｂ～図４Ｄに示す工程では、下ダイ１６と第１上ダイ１８との間のワークＷがプレス面１７ａとプレス面１９ａとの間の空間に適切に引き込まれていくような力で、下ダイ１６、および第１上ダイ１８により、ワークＷを押圧する。

　次に、プレスにより、ワークＷにおいて、増肉予定領域Ｔの主たる部分を増肉する。図５Ａ～図５Ｄは、この工程を説明するための断面図である。

　この工程では、下ダイ２１と、下ダイ２１の上方に配置された第１および第２上ダイ２３、２４とを用いる。

　第１上ダイ２３には、鉛直方向に貫通した柱状の穴が形成されている。第２上ダイ２４は、この穴の中を案内されて、この穴の軸方向に沿って移動可能である。

　下ダイ２１の上部には、円錐台状の突出部２１Ｐが形成されている。下ダイ２１の上面は、プレス面２１ａをなす。プレス面２１ａにおいて、突出部２１Ｐの周囲には、突出部２１Ｐから離れる方向に下り傾斜の領域があり、この下り傾斜の領域の周囲には、ほぼ同一平面上にのる平坦な領域がある。

　第２上ダイ２４の下面は、プレス面２４ａをなし、プレス面２１ａにおいて、突出部２１Ｐの表面、および下り傾斜の領域に対向している。第１上ダイ２３の下面は、平坦な押さえ面２３ａをなしており、プレス面２１ａにおいて平坦な領域に対向している。

　プレス面２１ａにおいて下り傾斜の領域の一部、およびプレス面２４ａの対応する領域は、ワークＷの増肉予定領域Ｔに対応している。図５Ａに示すように、ワークＷの増肉予定領域Ｔは、上に凸に大きく湾曲しているのに対して、プレス面２１ａ、２４ａの対応する領域は、ほぼ平坦である。したがって、中心断面において、増肉予定領域Ｔの実長は、プレス面２１ａ、２４ａの対応する領域の実長より長くなっている。

　増肉予定領域Ｔを増肉する際は、まず、ワークＷにおいて、外周部の平坦な部分を、下ダイ２１と第１上ダイ２３とで挟み込む。このとき、プレスにより、ワークＷに面内方向の力が加わっても、その方向にワークＷが移動しないように、下ダイ２１と第１上ダイ２３とで十分強くワークＷを押圧する。そして、第２上ダイ２４を下降させて、ワークＷに押しつけ、下ダイ２１と第２上ダイ２４とで、ワークＷをプレスする。

　中心断面において、プレス面２１ａ、２４ａの増肉予定領域Ｔに対応する領域の実長は、増肉予定領域Ｔの実長より短いので、このプレスにより、増肉予定領域Ｔの実長が短くなるように、ワークＷは変形する（図５Ｂ～図５Ｄ参照）。これにより、増肉予定領域Ｔは、増肉し、かつ平坦になる。増肉予定領域Ｔは、凹湾曲部１０をプレスして増肉した部分（図４Ａ～図４Ｄ参照）を含むので、増肉予定領域Ｔは、ワークＷの初期の厚さに比して、著しく増肉する。

　一方、ワークＷにおいて、増肉予定領域Ｔ以外の領域では、増肉予定領域Ｔと同程度に大きな増肉は生じない。

　その後、さらに、ワークＷの形状、増肉予定領域Ｔの厚さ等を調整する工程を実施する。図６Ａ～図６Ｄは、この工程を説明するための断面図である。この工程では，前工程（図５Ａ～図5Ｄ）の成形体を搬送機などにより反転させた後に成形を実施する．

　この工程では、下ダイ２６と、下ダイ２６の上方に配置された第１および第２上ダイ２８、２９とを用いる。

　第１上ダイ２８には、鉛直方向に貫通した柱状の穴が形成されている。第２上ダイ２９は、この穴の中を案内されて、この穴の軸方向に沿って移動可能である。下ダイ２６の上面は、プレス面２６ａをなす。第１および第２上ダイ２８、２９の下面は、それぞれ、プレス面２８ａ、２９ａをなす。

　プレス面２６ａの形状は、図５Ａに示す押さえ面２３ａ、およびプレス面２４ａの位置をそろえて上下反転させたものと、ほぼ同じであるが、断面の実長を図５Ａのものよりもやや短く設定している。プレス面２８ａ、２９ａの形状は、図５Ａに示すプレス面２１ａを上下反転させたものと、ほぼ同じである。ただし、下ダイ２１の突出部２１Ｐ（図５Ａ参照）が、上述のように、円錐台形状であるのに対して、第１上ダイ２８において突出部２１Ｐに対応する突出部２８Ｐは、円柱状である。また、プレス面２６ａ、２８ａ、２９ａにおいて、増肉予定領域Ｔに対応する部分を含む一部の領域は、以下に説明するように、プレス面２４ａ、２１ａの形状とは異なる。

　プレス面２９ａ、およびプレス面２６ａにおいてプレス面２９ａに対向する領域は、ワークＷの増肉予定領域Ｔに対応している。図５Ａに示すプレス面２１ａにおいて増肉予定領域Ｔに対応する領域は、その外周の平坦部に対して傾斜しているのに対して、図６Ａに示すプレス面２６ａにおいて増肉予定領域Ｔに対応する領域は、その外周の平坦部に対して、ほとんど傾斜しておらず、ほぼ同一平面上にのる。この差異に起因して、図６Ａ～図６Ｄに示すワークＷの増肉予定領域Ｔは、プレス面２６ａ、２９ａの対応する領域に対して傾斜して延びており、中心断面において、この領域では、ワークＷの実長は、プレス面２６ａ、２９ａの実長に比して長い。

　ワークＷの形状、および増肉予定領域Ｔの厚さを調整する際は、まず、ワークＷを、図５Ｄに示す状態に対して上下を反転させて、下ダイ２６の形状にワークＷの形状が沿うようにして、ワークＷを下ダイ２６の上に載置する。そして、下ダイ２６と第１上ダイ２８とで、ワークＷをプレスする。ワークＷにおいて、突出部２１Ｐ（図５Ａ参照）により円錐台状に成形された部分は、突出部２８Ｐにより円筒状に再成形される（図６Ｂ、および図６Ｃ参照）。

　続いて、下ダイ２６と第１上ダイ２８とによるワークＷのプレスを維持したまま、下ダイ２６と第２上ダイ２９とで、ワークＷの増肉予定領域Ｔをプレスする。中心断面において、プレス面２６ａの増肉予定領域Ｔに対応する領域の実長、およびプレス面２９ａの実長は、増肉予定領域Ｔの実長より短いので、このプレスにより、増肉予定領域Ｔの実長が短くなる。その結果、増肉予定領域Ｔは、増肉して増肉部Ａとなるとともに、増肉部ＡとワークＷの外周部の平坦部（円筒絞り成形体５の平板部６）とが、全体として、実質的に平坦な状態となる（図６Ｄ参照）。

　図３Ａ～図６Ｄに示す断面に示されていない他の２つの増肉予定領域Ｔも、同様に増肉されて増肉部Ａとなる。

　これにより、大略的に平板状である部分において、縁部から離間した領域に複数個の増肉部Ａを有する板状成形体４０が得られる。

　以上の実施形態では、中心断面における増肉予定領域Ｔの実長を短くする主たる工程は、図５Ａ～図５Ｄに示すものであるが、図４Ａ～図４Ｄに示す工程、および図６Ａ～図６Ｄに示す工程においても、当該実長が短くされて、増肉予定領域Ｔは増肉されている。また、増肉予定領域Ｔと平板部６（ワークＷの外周部の平坦部）とが、最終的に、全体としてほぼ平坦な状態にする工程は、図６Ａ～図６Ｄに示すものであるが、図４Ａ～図４Ｄに示す工程、および図５Ａ～図５Ｄに示す工程においても、増肉予定領域Ｔと平板部６とが全体として平坦な状態に近づくようにされている。

〈第２の実施形態〉
　この実施形態では、中心の周りに、３つの増肉部が形成された板状部材を製造する。

　第１の実施形態で用いた円筒絞り成形体５は、穴状湾曲部８、および環溝状湾曲部９が形成されたものであったが、穴状湾曲部８、および環溝状湾曲部９の一方のみが形成された円筒絞り成形体を用いてもよい。

　図７は、円筒絞り成形体の斜視図である。図７において、図２に示す構成要素に対応する部分には、図２と同じ参照符号を付して、説明を省略する。この円筒絞り成形体５Ａの頂部７ｂには、凹湾曲部１０Ａとして、穴状湾曲部８のみが形成されており、環溝状湾曲部９（図２参照）は形成されていない。

　以下、このような円筒絞り成形体５Ａを形成し、これを用いて、板状成形体を製造する方法について説明する。

　図８Ａ～図８Ｄは、絞り成形工程を説明するための断面図である。この工程では、下ダイ（ブランクホルダー）３１、およびパンチ３２と、これらの部材３１、３２と対をなし、これらの上方に配置された上ダイ３３、およびパッド３４とを用いて、プレス成形により、中間成形体である円筒絞り成形体５Ａを得る。

　下ダイ３１、パンチ３２、上ダイ３３、およびパッド３４は、それぞれ、図３Ａ～図３Ｄに示す下ダイ１１、パンチ１２、上ダイ１３、およびパッド１４とほぼ同じ構成を有する。ただし、パッド３４のプレス面３４ａと、パンチ３２のプレス面３２ａにおいてプレス面３４ａに対向する領域とは、円筒絞り成形体５Ａの凹湾曲部１０Ａ（図７参照）に対応する形状を有している。

　図８Ａを参照して、まず、下ダイ３１の押圧面３１ａに対して、プレス面３２ａの上端が低くなるようにして、押圧面３１ａの上に、ワークＷを載置する。そして、下ダイ３１と、上ダイ３３とにより、ワークＷを挟み込む。

　続いて、上ダイ３３を下方に移動させ、上ダイ３３に装着されたパッド３４から与えられる圧力によってパンチ３２とパッド４４とで、ワークＷをプレスする。これにより、ワークＷの中央部に、凹湾曲部１０Ａが形成される（図８Ｂ参照）。このとき、ワークＷにおける凹湾曲部１０Ａの高さは、ワークＷの残部の高さとほぼ同じになり、また、上ダイ３３のプレス面３３ｂと、パンチ３２のプレス面３２ａにおいて上ダイ３３のプレス面３３ｂに対向する領域とは、実質的にワークＷから離間している。

　その後、ワークＷを、パンチ３２とパッド３４とで挟んだまま、上ダイ３３を下方に継続的に移動させて、絞り成形により、ワークＷに円筒面状の部分を成形する（図８Ｃ参照）。これに伴い、下ダイ３１と上ダイ３３との間のワークＷは、内側、すなわち、プレス面３２ａの外周部と、プレス面３３ｂとの間の空間へと絞りこまれる。

　さらに、上ダイ３３を下方に継続的に移動させて、そのプレス面３３ｂと、パンチ３２のプレス面３２ａの外周部とにより、ワークＷをプレスする（図８Ｄ参照）。これにより、ワークＷにおいて、下ダイ３１の押圧面３１ａと上ダイ３３の押圧面３３ａとの間の部分は、平板部６となり、パンチ３２のプレス面３２ａと、上ダイ３３のプレス面３３ｂ、およびパッド３４のプレス面３４ａとの間の部分は、円筒絞り部７となる。このようにして、円筒絞り成形体５Ａ（図７参照）が得られる。

　図８Ｄに示す断面で、ワークＷ（円筒絞り成形体５）の円筒絞り部７において、およそ右半分が、最終的に最も増肉されることが予定された増肉予定領域Ｔである。上述のように、この実施形態では、３つの増肉部を形成するので、３つの増肉予定領域Ｔを設定する。３つの増肉予定領域Ｔは、穴状湾曲部８（図７参照）の中心（特定の中心）に対して周方向にほぼ１２０°間隔で現れるように設定されている。

　図８Ｃ、および図８Ｄに示す工程では、中心断面において、各増肉予定領域Ｔの実長が、完成品である板状成形体における増肉部の実長より長くされる。

　次に、円筒絞り部７を中心軸側へ寄せるように変形するとともに、ワークＷの凹湾曲部１０Ａ周辺の部分を増肉する。図９Ａ～図９Ｄは、この工程を説明するための断面図である。

　この工程では、下ダイ３６、およびパンチ３７と、これらの部材３６、３７と対をなし、これらの上方に配置された第１および第２上ダイ３８、３９とを用いる。下ダイ（ブランクホルダー）３６、パンチ３７、第１上ダイ３８、および第２上ダイ３９は、それぞれ、図４Ａ～図４Ｄに示す下ダイ１６、パンチ１７、第１上ダイ１８、および第２上ダイ１９とほぼ同じ構成を有する。

　パンチ３７のプレス面３７ａの中央部、および第２上ダイ３９のプレス面３９ａの中央部は、円筒絞り部７より径が小さいドーム状の形状を有している。中心断面において、プレス面３７ａ、３９ａの実長は、円筒絞り成形体５ＡであるワークＷにおいて、プレス面３７ａ、３９ａに対応する部分の実長より短い。プレス面３７ａ、３９ａにおいて、円筒絞り成形体５Ａの凹湾曲部１０Ａに対応する部分の実長は、凹湾曲部１０Ａの実長に比して、特に短くなっている。

　図９Ａを参照して、まず、下ダイ３６の押圧面３６ａの高さと、パンチ３７のプレス面３７ａの縁部の高さとがほぼ同じになるようにして、押圧面３６ａ、およびプレス面３７ａの所定の位置に、円筒絞り成形体５ＡであるワークＷを載置する。そして、下ダイ３６と、第１上ダイ３８とにより、ワークＷを挟み込む。

　続いて、第２上ダイ３９を下降させて、ワークＷに押しつける。プレス面３７ａ、３９ａのドーム状の部分の径が円筒絞り部７の径より小さいことにより、ワークＷは、中心軸側へ寄せられるように変形する（図９Ｂ参照）。

　さらに、第２上ダイ３９を下降させ、第２上ダイ３９を、ワークＷの凹湾曲部１０Ａに押しつけ（図９Ｃ参照）、パンチ３７と第２上ダイ３９とにより、ワークＷをプレスする（図９Ｄ参照）。中心断面においてプレス面３７ａ、３９ａの実長がワークＷの対応部分の実長より短いことにより、ワークＷ、特に、凹湾曲部１０Ａの周辺部分の実長は短くなり、増肉される。

　ただし、凹湾曲部１０Ａが、環溝状湾曲部９（図２参照）を含まないことにより、以上の工程による増肉予定領域Ｔの増肉率は、図４Ｂ～図４Ｄに示す工程での増肉予定領域Ｔの増肉率に比して小さくなる。

　その後、第１の実施形態で図５Ａ～図５Ｄ、および図６Ａ～図６Ｄに示す工程と同様の工程を実施することにより、大略的に平板状である部分において、縁部から離間した領域に複数の増肉部を有する板状成形体が得られる。

　ただし、環溝状湾曲部９をプレスすることによる増肉が得られないことにより、第２の実施形態の製造方法により得られる増肉部の増肉率は、第１の実施形態の製造方法により得られる増肉部の増肉率より小さくなる。しかし、第２の実施形態においても、増肉部は、円筒絞り成形体の板厚である初期板厚に対して２０％以上の増肉率を有するとともに、中心断面において初期板厚の５倍以上の長さを有する。

　以上の説明において、下の金型と上の金型とでプレスを行う場合、下の金型を上昇させる代わりに、上の金型を下降させてもよく、上の金型を下降させる代わりに下の金型を上昇させてもよい。

　以上説明したように、増肉工程では、成形中の面外変形により生じるしわを抑制しつつ増肉予定領域Ｔの実長が短くされる。これにより、増肉予定領域Ｔは増肉され増肉部となる。また、増肉工程では、増肉予定領域Ｔと、平板部（円筒絞り成形体の外周部）とが全体として平坦な状態にされる。このため、この方法によれば、大略的に平板状である部分において、縁部から離間した領域に増肉部を有する板状成形体を製造することができる。

　また、増肉予定領域Ｔは、特定の中心に対して周方向に沿って複数個設定されている。このため、この方法によれば、中心に対して周方向に沿って複数の増肉部が現れる板状成形体を製造することができる。

　さらに、凹湾曲部１０は、凹湾曲のない断面に比べ実長が長い。増肉予定領域Ｔは、凹湾曲部１０の少なくとも一部を含む領域に形成されるので、増肉予定領域Ｔにおいて凹湾曲部１０は、増肉工程でのプレスにより、特に厚く増肉される。

　図１０は、円筒絞り成形体５，５Ａの板厚を示す特性図である。上述した実施形態により円筒絞り成形体５，５Ａを製造すると、増肉部Ａでは加工前の板厚（基準板厚）よりも増肉される。一方、加工時にパッド１４によって抑えられた領域では、パンチ１２とパッド１４との間からの外周方向への材料流出は、ほとんど生じないが、僅かな減肉が生じる場合がある。また、パッド１４によって抑えられた領域の周囲において、増肉されなかった領域にも、僅かな減肉が生じる場合がある。これらの減肉された領域を減肉部と称する。円筒絞り成形体５，５Ａの板厚を測定した結果、基準板厚をｔ［ｍｍ］、増肉部の板厚ｔｉ［ｍｍ］、基準板厚よりも減肉した減肉部の板厚ｔｄ［ｍｍ］との間に、図１０及び以下の表に示す関係が得られた。ここで、基準板厚とは、円筒絞り成形体５，５Ａの増肉部と減肉部を除いた領域の板厚である。

　従って、上述した実施形態に係る製造方法によれば、基準板厚をｔ［ｍｍ］とした場合に、増肉部の板厚ｔｉ［ｍｍ］、及び減肉部の板厚ｔｄ［ｍｍ］が、以下の関係式を満たす、板状成形体を成形することが可能である。
２．０＜ｔ＜３．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．２５ｔ
３．０＜ｔ＜４．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．３５ｔ
４．０＜ｔ＜５．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．４５ｔ

　以上のように、上述した実施形態の製造方法によれば、基準板厚に応じて、基準板厚に対して増肉された増肉部と、基準板厚に対して僅かに減肉された減肉部が形成される。減肉部における最大減肉率は９０％程度となり、材料流出が最小限に抑えられていることが判る。従って、上述した実施形態によれば、パンチ１２とパッド１４で材料を挟持した状態で成形を行うことで、減肉部における材料流出を最小限に抑えるとともに、増肉部では２５％以上増肉した円筒絞り成形体５，５Ａを成形することができる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　　５、５Ａ：円筒絞り成形体、　　６：平板部、　　７：円筒絞り部、
　　７ｂ：頂部、　　８：穴状湾曲部、　　９：環溝状湾曲部、
　　１０、１０Ａ：凹湾曲部、　　１１、３１：下ダイ、　　１３、３３：上ダイ、
　　１２、３２：パンチ、　　１４、３４：パッド、　　４０：板状成形体、
　　Ａ：増肉部、　　Ｔ：増肉予定領域、　　Ｗ：ワーク（被加工体）

Claims

　複数の増肉部を有する板状成形体の製造方法であって、
　平板部と、前記平板部から突出するように膨らみ、円形の頂部を有する円筒絞り部とを備えた円筒絞り成形体を絞り成形により得る絞り成形工程を少なくとも備え、
　前記絞り成形行程は、
　平板状の板状部材における縁部から離間した領域を、第１の金型と第２の金型とでプレスして、前記板状部材に凹湾曲部を形成する第１の工程と、
　前記板状部材における前記凹湾曲部を含む領域を、前記第１および第２の金型で挟んだまま、前記板状部材の外周部を、第３の金型と第４の金型とで挟み、前記第１および第２の金型と、前記第３および第４の金型とを相対的に移動させることにより、前記凹湾曲部を含む領域を、前記外周部に対して突出させて、前記円筒絞り成形体を得る第２の工程と
　を備える、板状成形体の製造方法。
　前記第１の工程は、前記頂部に相当する領域に前記凹湾曲部を形成し、
　前記第２の工程は、前記円筒絞り部に相当する領域において、前記凹湾曲部の少なくとも一部を含みつつ特定の中心に対して周方向に沿って複数の増肉予定領域を設定し、前記平板部に垂直で前記特定の中心を含む断面において、前記増肉予定領域の実長が前記板状成形体における前記増肉部の実長より長くなるように絞り成形する、請求項１に記載の板状成形体の製造方法。
　前記絞り成形工程の後、前記断面の各増肉予定領域の実長が短くなるようにしつつ、最終的に、前記増肉予定領域と前記平板部とを全体として平坦にするように、前記円筒絞り成形体をプレスする増肉工程を更に備える、請求項２に記載の板状成形体の製造方法。
　前記凹湾曲部は、穴状に湾曲した穴状湾曲部を含む、請求項１～３のいずれかに記載の板状成形体の製造方法。
　前記凹湾曲部が、前記平板部に垂直に見て全体として多角形をなすように前記穴状湾曲部の周囲に形成され溝状に湾曲した環溝状湾曲部をさらに含む、請求項４に記載の板状成形体の製造方法。
　前記凹湾曲部は、前記平板部に垂直に見て全体として多角形をなすように形成され溝状に湾曲した環溝状湾曲部を含む、請求項１～３のいずれかに記載の板状成形体の製造方法。
　前記増肉部が、前記円筒絞り成形体の板厚である初期板厚に対して２０％以上の増肉率の板厚を有するとともに、前記断面において前記初期板厚の５倍以上の長さを有する、請求項１～６のいずれかに記載の板状成形体の製造方法。
　複数の増肉部を有する板状成形体であって、
　平板部と、
　前記平板部から突出するように膨らみ、円形の頂部を有する円筒絞り部と、
　を備え、
　基準板厚をｔ［ｍｍ］とした場合に、前記増肉部の板厚ｔｉ［ｍｍ］、及び前記基準板厚よりも減肉された減肉部の板厚ｔｄ［ｍｍ］が、以下の関係式を満たす、板状成形体。
２．０＜ｔ＜３．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．２５ｔ
３．０＜ｔ＜４．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．３５ｔ
４．０＜ｔ＜５．０の場合　ｔｄ≧０．９ｔ，ｔｉ≧１．４５ｔ