特開 2018-202457 パイプ加工方法およびパイプ加工用金型部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-202457(P2018-202457A)

(43)【公開日】2018年12月27日

(54)【発明の名称】パイプ加工方法およびパイプ加工用金型部材

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/28 20060101AFI20181130BHJP

   B21D 28/10 20060101ALI20181130BHJP

【ＦＩ】

   B21D28/28

   B21D28/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-111132(P2017-111132)

(22)【出願日】2017年6月5日

(71)【出願人】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安部 雅人

【テーマコード（参考）】

4E048

【Ｆターム（参考）】

4E048EA02

4E048KA02

4E048KA04

4E048KA07

(57)【要約】

【課題】主に、プレス加工時におけるダイと芯金との軸線方向の位置ズレを防止することで精度の良いプレス加工を行うことなどができるようにする。
【解決手段】パイプ部材２の内部へ金型部材１１を挿入した状態で、パイプ部材２の外側から金型部材１１を挿入した部分の外周部にプレス加工を行うパイプ加工方法に関する。
金型部材１１をプレス加工方向２１に沿った手前側のダイ２２と奥側の芯金２３とに二分割する。
ダイ２２と芯金２３との合わせ面に、パイプ部材２の軸線方向２４に沿って互いに噛合可能な山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを交互に有する凹凸部２６，２７をそれぞれ設ける。
凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａどうしを当接した状態でプレス加工を行う。
凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを互いに噛合わせた状態でパイプ部材２からの金型部材１１の引抜きを行う。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パイプ部材の内部へ金型部材を挿入した状態で、前記パイプ部材の外側から前記金型部材を挿入した部分の外周部にプレス加工を行うパイプ加工方法において、
前記金型部材をプレス加工方向に沿った手前側のダイと奥側の芯金とに二分割し、
前記ダイと前記芯金との合わせ面に、前記パイプ部材の軸線方向に沿って互いに噛合可能な山部と谷部とを交互に有する凹凸部をそれぞれ設けて、
該凹凸部の山部どうしを当接した状態でプレス加工を行うと共に、
前記凹凸部の山部と谷部とを互いに噛合わせた状態で前記パイプ部材からの前記金型部材の引抜きを行うことを特徴とするパイプ加工方法。

【請求項2】

請求項１に記載のパイプ加工方法であって、
前記プレス加工によって、前記パイプ部材にパイプ部材の内方へ延びるフランジ部を有するバーリング穴を形成することを特徴とするパイプ加工方法。

【請求項3】

請求項２に記載のパイプ加工方法であって、
前記凹凸部の前記山部と谷部との段差量は、前記バーリング穴の前記フランジ部の突出量よりも大きいことを特徴とするパイプ加工方法。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパイプ加工方法であって、
前記凹凸部の山部どうしを当接した状態で前記パイプ部材へ挿入した前記ダイと前記芯金との、前記パイプ部材の端部から突出する突出部分の間に設けた、前記プレス加工方向に連通する位置決め穴に、位置決めピンを挿入した状態でプレス加工を行うことを特徴とするパイプ加工方法。

【請求項5】

パイプ部材に対してプレス加工を行う際に、前記パイプ部材の内部へ挿入するパイプ加工用金型部材において、
プレス加工方向に沿って二分割した手前側のダイと奥側の芯金とを有すると共に、
前記ダイと前記芯金とが、合わせ面に、前記パイプ部材の軸線方向に沿って互いに噛合可能な山部と谷部とを交互に有する凹凸部を備えたことを特徴とするパイプ加工用金型部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、パイプ加工方法およびパイプ加工用金型部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設置されている。このインストルメントパネルの内部には、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結する金属製の車体強度部材が設けられている。

【0003】

そして、この車体強度部材には、金属製のパイプ部材が用いられている。この金属製のパイプ部材は、内部へ金型部材を挿入した状態で、パイプ部材の外側から金型部材を挿入した部分の外周部に対しプレスを行うなどにより加工していた（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

しかし、車体強度部材のような大型のパイプ部材の場合、金型部材が大きく重くなるので、加工後にパイプ部材から金型部材を引抜くのが難しくなり、パイプ部材から金型部材を引抜くための装置が大掛かりになる。そこで、金型部材をダイと芯金とに二分割し、ダイと芯金との合わせ面を傾斜面（くさび面）にすることで、金型部材を引抜く際に傾斜面に作用する軸線方向の分力を利用して金型部材を引抜き易くすることも検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平４−３２７３２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ダイと芯金との合わせ面を傾斜面にした場合には、プレス時にダイと芯金とがパイプ部材の軸線方向へズレ易くなる。そのため、精度の良い加工ができなくなってしまう。

【0007】

そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は、
パイプ部材の内部へ金型部材を挿入した状態で、前記パイプ部材の外側から前記金型部材を挿入した部分の外周部にプレス加工を行うパイプ加工方法において、
前記金型部材をプレス加工方向に沿った手前側のダイと奥側の芯金とに二分割し、
前記ダイと前記芯金との合わせ面に、前記パイプ部材の軸線方向に沿って互いに噛合可能な山部と谷部とを交互に有する凹凸部をそれぞれ設けて、
該凹凸部の山部どうしを当接した状態でプレス加工を行うと共に、
前記凹凸部の山部と谷部とを互いに噛合わせた状態で前記パイプ部材からの前記金型部材の引抜きを行うことを特徴とする。
これにより、凹凸部の山部ａどうしを当接した状態にすることで、プレス加工時におけるダイと芯金との軸線方向の位置ズレを防止することが可能になる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、上記構成によって、プレス加工時におけるダイと芯金との軸線方向の位置ズレを防止して精度の良いプレス加工を行うことなどができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態にかかるパイプ加工方法を適用するパイプ部材を備えた車体強度部材全体斜視図である。

【図2】パイプ加工方法の工程図である。

【図3】図２に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図4】図３に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図5】図４に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図6】図５に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図7】図６に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図8】図７に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図9】図８に続くパイプ加工方法の工程図である。

【図10】パイプ加工用金型部材のプレス時の側面図である。

【図11】図１０の端面図である。

【図12】パイプ加工用金型部材の引抜き時の側面図である。

【図13】図１２の端面図である。

【図14】プレス加工されたパイプ部材の部分拡大側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図１４は、この実施の形態を説明するためのものである。

【実施例1】

【0012】

＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。

【0013】

図中の方向は、車両前後方向Ｘ、車幅方向Ｙ、上下方向Ｚとなっている。

【0014】

自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設置されている。このインストルメントパネルの内部には、図１に示すように、ほぼ車幅方向Ｙへ延びて左右の車体パネル間を連結する金属製の車体強度部材１が設けられている。そして、この車体強度部材１には、金属製のパイプ部材２が用いられている。

【0015】

パイプ部材２には、両端部に、車体のサイドパネルに取付けるためのサイドブラケット３が取付けられる。また、パイプ部材２の中間部に、車体のフロアパネルに支持するためのステー４が取付けられる。更に、パイプ部材２の運転席側の部分に、ステアリングコラムを支持するためのコラムブラケット５が取付けられる。そして、コラムブラケット５の近傍に、車室の前壁に支持するためのポストブラケット６が取付けられる。パイプ部材２には、その他にも各種のブラケットが取付けられる。

【0016】

そして、これらのブラケットの少なくとも一部を省略して各種の部品をパイプ部材２に直接取付けられるようにするためにパイプ部材２を加工することも行われている。

【0017】

この金属製のパイプ部材２の加工は、図２〜図５に示すように、パイプ部材２の内部へ金型部材１１を挿入した状態で、パイプ部材２をプレス装置にセットして、パイプ部材２の外側から金型部材１１を挿入した部分の外周部に、プレス装置の金型１２を用いてプレスするなどにより行う。この際、金型部材１１は、基本的にパイプ部材２の内部空間とほぼ等しい形状を有すると共に、加工する形状に応じた凹部などを有するものとなる。パイプ部材２の外周部は、パイプ部材２の端部や中央部などとすることができる。

【0018】

以上のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えるようにしている。

【0019】

（１）以下、パイプ加工方法について説明する。
金型部材１１をプレス加工方向２１に沿った手前側（図中上側）のダイ２２と奥側（図中下側）の芯金２３とに二分割する。
ダイ２２と芯金２３との合わせ面に、パイプ部材２の軸線方向２４に沿って互いに噛合可能な山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを交互に有する凹凸部２６，２７をそれぞれ設ける。
そして、図２〜図５に示すように、凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａどうしを当接した状態（図１０、図１１参照）でプレス加工を行う。
また、図６〜図９に示すように、凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを互いに噛合わせた状態（図１２、図１３参照）でパイプ部材２からの金型部材１１の引抜きを行うようにする。

【0020】

ここで、引抜きの際には、芯金２３を引張ることでダイ２２との位置関係をズラせるのが好ましい。

【0021】

（２）図１４に示すように、プレス加工によって、パイプ部材２にパイプ部材２の内方へ延びるフランジ部３１を有するバーリング穴３２を形成する。

【0022】

ここで、パイプ部材２に対するプレス加工は、平坦面３３に対してバーリング穴３２を形成するようにしている。平坦面３３とバーリング穴３２とは一度のプレスで同時に加工するのが好ましい。そのために、ダイ２２の図中の上部には、平坦面３３やバーリング穴３２を形成するための凹部を適宜設けるようにする。

【0023】

このように、パイプ部材２に平坦面３３を設け、平坦面３３にバーリング穴３２を設けることで、平坦面３３を座面にして、部品を安定してバーリング穴３２に取付けることが可能になる。但し、平坦面３３は必ずしも必要なものではない。また、上記ではバーリング穴３２を例として説明したが、プレス加工では、フランジ部３１を有さない素穴を設けるようにしても良い。更に、バーリング穴３２と素穴は両方同時に設けることもできる。

【0024】

（３）凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとの段差量４１（図１０、図１２）は、バーリング穴３２のフランジ部３１の突出量４２（図１２）よりも大きくする（段差量４１＞突出量４２）。

【0025】

ここで、バーリング穴３２と同時に平坦面３３を設けている場合には、平坦面３３の深さもバーリング穴３２のフランジ部３１の突出量４２に含めるものとする。

【0026】

（４）図１０に示すように、凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａどうしを当接した状態でパイプ部材２へ挿入したダイ２２と芯金２３との、パイプ部材２の端部から突出する突出部分５１（図３参照）の間に設けた、プレス加工方向２１に連通する位置決め穴５２，５３に、位置決めピン５４を挿入した状態でプレス加工を行うようにする。

【0027】

ここで、芯金２３の突出部分５１には、凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを互いに噛合わせた状態の時に位置決めピン５４を挿入可能な別の位置決め穴５５（図１２参照）を設けるようにしても良い。

【0028】

（５）以下、パイプ加工用の金型部材１１（パイプ加工用金型部材）について説明する。

【0029】

パイプ部材２に対してプレス加工を行う際に、パイプ部材２の内部へ挿入するパイプ加工用の金型部材１１を設ける。
パイプ加工用の金型部材１１を、プレス加工方向２１に沿って二分割した手前側のダイ２２と奥側の芯金２３とで構成する。
ダイ２２と芯金２３とが、合わせ面に、パイプ部材２の軸線方向２４に沿って互いに噛合可能な山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを交互に有する凹凸部２６，２７を備えるようにする。

【0030】

ここで、ダイ２２の凹凸部２６と芯金２３の凹凸部２７は、それぞれ同じにしている。そして、ダイ２２の凹凸部２６の山部２６ａと谷部２６ｂ、および、芯金２３の凹凸部２７の山部２７ａと谷部２７ｂは、それぞれ等間隔になっている。これにより、山部２６ａ，２７ａをより大きなものとして、より大きなプレス荷重に耐えられるようにすることができる。また、パイプ加工用の金型部材１１をパイプ部材２から引抜く際に、互いに凹凸部２６，２７を噛み合わせた状態のダイ２２と芯金２３との間で引抜力を伝え易くすることができる。また、互いに凹凸部２６，２７を噛み合わせた状態のダイ２２と芯金２３との間に位置決めピン５４を挿入することも容易となる。

【0031】

山部２６ａ，２７ａは、それぞれプレス加工方向２１と垂直な頂面部２６ｃ，２７ｃを有している。これにより、軸線方向２４に位置ズレのないプレス加工を行うことができる。

【0032】

山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとの間の段差部は傾斜面２６ｄ，２７ｄになっている。これにより、ダイ２２と芯金２３とを軸線方向２４ズラして凹凸部２６，２７を互いに噛合わせる際に傾斜面２６ｄ，２７ｄに沿って徐々に高さが変化する（または一気に落ち込まない）ようにすることができる。

【0033】

図１１、図１３に示すように、ダイ２２と芯金２３との合わせ面は、プレス加工方向２１と垂直な直径の位置に対して、上か下かにズレている。この場合には、上にズレることで、ダイ２２よりも芯金２３の方が大きくなるようにしている。

【0034】

＜作用効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0035】

（作用効果１）プレス加工時に、金型部材１１を構成するダイ２２と芯金２３との合わせ面にそれぞれ設けた凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａどうしを当接した状態にすることで、パイプ部材２と、パイプ部材２の内部へ挿入した金型部材１１との間のクリアランスを最小限に抑えることができる。また、プレス加工時に凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａどうしを当接した状態にすることで、プレス荷重に耐えることができる。この際、凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａどうしを当接した状態にすることで、プレス加工時におけるダイ２２と芯金２３との軸線方向２４の位置ズレを防止することができる。これらによって、精度の良いプレス加工を行うことができる。

【0036】

また、パイプ部材２からの金型部材１１の引抜き時に、ダイ２２と芯金２３との位置を軸線方向２４にズラして凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとが互いに噛合わされた状態にすることで、パイプ部材２と金型部材１１との間のクリアランスを大きくして、パイプ部材２から金型部材１１を容易に引抜くことができる。

【0037】

これに対し、例えば、ダイ２２と芯金２３との合わせ面に凹凸部２６，２７を設けずに、合わせ面をパイプ部材２の軸線方向２４に沿った平坦面にして、平坦面を全面で当接した場合には、パイプ部材２から金型部材１１を引抜くことが困難になる。

【0038】

（作用効果２）プレス加工によってバーリング穴３２を形成した。これにより、合わせ面にそれぞれ凹凸部２６，２７を有するダイ２２と芯金２３とを用いて精度の良いバーリング穴３２を作ることができる。バーリング穴３２は、フランジ部３１を有することによって、締結具の軸方向に対して広い締結面を確保することができるため、部品を取付ける上で有利となる。

【0039】

（作用効果３）凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとの段差量４１を、バーリング穴３２のフランジ部３１の突出量４２よりも大きくした。これにより、ダイ２２と芯金２３との位置を軸線方向２４にズラして凹凸部２６，２７の山部２６ａ，２７ａと谷部２６ｂ，２７ｂとを互いに噛合わせた状態にすることで、ダイ２２と芯金２３とのプレス加工方向２１の高さがフランジ部３１の突出量４２の分よりも小さくなるので、バーリング穴３２のフランジ部３１に対して干渉を起こすことなく金型部材１１をパイプ部材２から引抜くことができる。

【0040】

（作用効果４）パイプ部材２へ挿入したダイ２２と芯金２３における、パイプ部材２の端部からの突出部分５１を、位置決め穴５２，５３へ位置決めピン５４を挿入することで軸線方向２４に固定した。これにより、プレス加工時に、ダイ２２と芯金２３との軸線方向２４の位置ズレを確実に防止することができる。よって、より精度の高いプレス加工を行うことができる。

【0041】

（作用効果５）パイプ加工用の金型部材１１によれば、上記したパイプ加工方法と同様の作用効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0042】

２ パイプ部材
１１ 金型部材
２１ プレス加工方向
２２ ダイ
２３ 芯金
２４ 軸線方向
２６ 凹凸部
２６ａ 山部
２６ｂ 谷部
２７ 凹凸部
２７ａ 山部
２７ｂ 谷部
３１ フランジ部
３２ バーリング穴
４１ 段差量
４２ 突出量
５１ 突出部分
５２ 位置決め穴
５３ 位置決め穴
５４ 位置決めピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】