特許 7169891 加工装置、加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-02

(45)【発行日】2022-11-11

(54)【発明の名称】加工装置、加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 3/10 20060101AFI20221104BHJP

   B21D 22/30 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

B21D3/10 C

B21D22/30 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019014096

(22)【出願日】2019-01-30

(65)【公開番号】P2020121322

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-08-18

(73)【特許権者】

【識別番号】596117625

【氏名又は名称】株式会社テクノステート

(74)【代理人】

【識別番号】100178331

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 宏二

(72)【発明者】

【氏名】大野 秀男

【審査官】堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３１７５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２２５８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５０－０１３９８２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭５７－２０６５４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ３／１０

Ｂ２１Ｄ ２２／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形状をなす円筒部の一端の外周に前記円筒部の周方向に延びる円環形状の鍔部が形成され前記鍔部の裏面側に位置する前記円筒部の他端が底壁で閉塞されている被加工物を加工する加工装置であって、
円柱形状をなし前記円筒部の内側に挿通され当該円筒部の軸方向で移動可能な第１加工手段と、
前記円筒部の軸方向で移動可能とされて前記円筒部の一端を押す第２加工手段と、
前記鍔部の裏面側に位置されかつ前記円筒部の外周直径と同等の内周径を有する円形の挿通孔を有し前記挿通孔内に前記円筒部が前記軸方向に挿通される第３加工手段と、
前記鍔部の裏面側に位置され前記挿通孔内に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部が接触される当接部を有する第４加工手段と、
円柱形状をなし前記挿通孔に挿通される前記円筒部の底壁を介して前記第１加工手段に対向して配置され前挿通孔内に挿通され前記軸方向で移動可能な第５加工手段と、を有し、
前記鍔部が前記円筒部の一端で前記円筒部の他端側に屈曲しており、
前記挿通孔に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部のうちその端部だけを前記第４加工手段の当接部に接触させた状態で前記円筒部の内側に挿通された前記第１加工手段が前記円筒部の底壁を前記軸方向に押すとともに前記第２加工手段が前記円筒部の一端を前記軸方向に押し、
前記第１加工手段が前記円筒部の底壁を押す力に対抗して前記第５加工手段が前記円筒部の底壁を前記第１加工手段側に向かって前記軸方向に押す加工装置。

【請求項2】

前記第５加工手段が前記底壁を押す力は、前記第１加工手段が前記底壁を押す力に応じた力になっていることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

前記第１加工手段が前記底壁を押す力の値、前記第５加工手段が前記底壁を押す力の値は、予め設定された範囲の値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。

【請求項4】

円筒形状をなす円筒部の一端の外周に前記円筒部の周方向に延びる円環形状の鍔部が形成され当該鍔部が前記円筒部の一端で前記円筒部の他端側に屈曲し前記鍔部の裏面側に位置する前記円筒部の他端が底壁で閉塞されている被加工物を加工する加工方法であって、
前記円筒部の外周直径と同等の内周径を有する円形の挿通孔内に前記円筒部を挿通し、
前記挿通孔に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部のうちその端部だけを前記挿通孔の周壁に接触させ、
前記円筒部の内側に挿通した円柱形状をなす第１押圧手段で前記円筒部の底壁を前記円筒部の軸方向に押すとともに第２押圧手段で前記円筒部の一端を前記軸方向に押し、
前記挿通孔に挿通される前記円筒部の底壁を介して前記第１押圧手段に対向して前挿通孔内に挿通し配置された円柱形状をなす第３押圧手段で前記第１押圧手段が前記円筒部の底壁を押す力に対抗して前記円筒部の底壁を前記第１押圧手段側に向かって前記軸方向に押す加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、円筒部材を加工する技術が多数存在する（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６４－７１５２７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、被加工物において形成される角を所望の形状に制御することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、円筒形状をなす円筒部の一端の外周に前記円筒部の周方向に延びる円環形状の鍔部が形成され前記鍔部の裏面側に位置する前記円筒部の他端が底壁で閉塞されている被加工物を加工する加工装置であって、円柱形状をなし前記円筒部の内側に挿通され当該円筒部の軸方向で移動可能な第１加工手段と、前記円筒部の軸方向で移動可能とされて前記円筒部の一端を押す第２加工手段と、前記鍔部の裏面側に位置されかつ前記円筒部の外周直径と同等の内周径を有する円形の挿通孔を有し前記挿通孔内に前記円筒部が前記軸方向に挿通される第３加工手段と、前記鍔部の裏面側に位置され前記挿通孔内に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部が接触される当接部を有する第４加工手段と、円柱形状をなし前記挿通孔に挿通される前記円筒部の底壁を介して前記第１加工手段に対向して配置され前挿通孔内に挿通され前記軸方向で移動可能な第５加工手段と、を有し、前記鍔部が前記円筒部の一端で前記円筒部の他端側に屈曲しており、前記挿通孔に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部のうちその端部だけを前記第４加工手段の当接部に接触させた状態で前記円筒部の内側に挿通された前記第１加工手段が前記円筒部の底壁を前記軸方向に押すとともに前記第２加工手段が前記円筒部の一端を前記軸方向に押し、前記第１加工手段が前記円筒部の底壁を押す力に対抗して前記第５加工手段が前記円筒部の底壁を前記第１加工手段側に向かって前記軸方向に押す加工装置である。

【0007】

本発明の第２の態様では、前記第５加工手段が前記底壁を押す力は、前記第１加工手段が前記底壁を押す力に応じた力になっていることが好ましい。

【0008】

本発明の第３の態様では、前記第１加工手段が前記底壁を押す力の値、前記第５加工手段が前記底壁を押す力の値は、予め設定された範囲の値であることが好ましい。

【0009】

前記課題を解決するために、本発明の第４の態様は、円筒形状をなす円筒部の一端の外周に前記円筒部の周方向に延びる円環形状の鍔部が形成され当該鍔部が前記円筒部の一端で前記円筒部の他端側に屈曲し前記鍔部の裏面側に位置する前記円筒部の他端が底壁で閉塞されている被加工物を加工する加工方法であって、前記円筒部の外周直径と同等の内周径を有する円形の挿通孔内に前記円筒部を挿通し、前記挿通孔に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部のうちその端部だけを前記挿通孔の周壁に接触させ、前記円筒部の内側に挿通した円柱形状をなす第１押圧手段で前記円筒部の底壁を前記円筒部の軸方向に押すとともに第２押圧手段で前記円筒部の一端を前記軸方向に押し、前記挿通孔に挿通される前記円筒部の底壁を介して前記第１押圧手段に対向して前挿通孔内に挿通し配置された円柱形状をなす第３押圧手段で前記第１押圧手段が前記円筒部の底壁を押す力に対抗して前記円筒部の底壁を前記第１押圧手段側に向かって前記軸方向に押す加工方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の前記第１の態様によれば、加工装置は、挿通孔に円筒部が挿通された被加工物の鍔部を第４加工手段の当接部に接触させた状態で、円筒部の内側に挿通された第１加工手段が円筒部の底壁を軸方向に押すとともに第２加工手段が円筒部の一端を軸方向に押し、第１加工手段が円筒部の底壁を押す力に対抗して第５加工手段が円筒部の底壁を第１加工手段側に向かって軸方向に押すことで、被加工物において形成される角を所望の形状に制御できる。

【0011】

また、本発明の前記第１の態様によれば、加工装置は、被加工物の鍔部が円筒部の一端で円筒部の他端側に屈曲していることで、被加工物において形成される角をより高い精度で所望の形状にできる。

【0012】

本発明の前記第２の態様によれば、加工装置は、被加工物において形成される角をより高い精度で所望の形状にできる。

【0013】

本発明の前記第３の態様によれば、加工装置は、被加工物において形成される角をより高い精度で所望の形状にできる。

【0014】

本発明の前記第４の態様によれば、加工方法は、被加工物において形成される角を所望の形状に制御できる。
また、本発明の前記第４の態様によれば、加工方法は、被加工物の鍔部が円筒部の一端で円筒部の他端側に屈曲していることで、被加工物において形成される角をより高い精度で所望の形状にできる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、加工装置の構成例を示す断面図である。

【図2】図２は、被加工物の形状例を示す図である。

【図3】図３は、加工装置の前半の加工工程を説明する図である。

【図4】図４は、加工装置の中半の加工工程を説明する図である。

【図5】図５は、加工装置の後半の加工工程を説明する図である。

【図6】図６は、加工後の被加工物の形状の一例を示す図である。

【図7】図７は、被加工物の形状の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、加工装置を挙げている。

【0017】

（構成）
図１は、加工装置１の構成例を示す断面図である。

【0018】

図１に示すように、加工装置１は、ポンチ１０、パッド２０、ダイ３０、及びエジェクタ４０を有している。図１では、加工装置１に既に被加工物１００が装着されている。

【0019】

図２は、被加工物１００の形状例を示す図である。

【0020】

図２に示すように、被加工物１００は、円筒部１０１及び鍔部１０２を有している。円筒部１０１は、端部が底壁１０１ａにより閉塞されて有底の円筒形状をなしている。鍔部１０２は、円筒部１０１の開口されている側の端部の外周に略円盤形状をなすように形成されている。鍔部１０２は、円筒部１０１の他端側に向かって屈曲しかつ円筒部１０１の径方向に延びている。すなわち、鍔部１０２は、円筒部１０１の外周から当該円筒部１０１側に多少折り返された形状になっている。被加工物１００は、前処理工程でこのような形状に成形されている。

【0021】

このような被加工物１００を加工する加工装置１において、図１に示すように、ポンチ１０は、円柱形状をなし、外径が、被加工物１００の円筒部１０１の内径と略同じである。ポンチ１０は、被加工物１００の円筒部１０１の軸方向（以下、単に軸方向という。）で移動可能とされ、被加工物１００の円筒部１０１の内側に挿通されて、最終的には、被加工物１００の底壁１０１ａを下方向に押すよう機能する。ここで、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値は、予め設定された範囲の値である。

【0022】

パッド２０は、ポンチ１０が挿通される挿通孔（以下、ポンチ挿通孔という。）２１を有している。ポンチ挿通孔２１の直径は、ポンチ１０の外径、すなわち、被加工物１００の円筒部１０１の内径と略同じである。パッド２０は、軸方向で移動可能とされ、ポンチ１０が挿通された円筒部１０１の一端部１０１ｂを軸方向で下方向に押せるようになっている。ここで、パッド２０が円筒部１０１の一端部１０１ｂを押す力の値は、予め設定された範囲の値である。

【0023】

ダイ３０は、パッド２０と対向し被加工物１００の鍔部１０２の裏面側に位置されている。ダイ３０は、円筒部１０１が軸方向から挿通される挿通孔（以下、被加工物挿通孔という。）３１を有している。被加工物挿通孔３１の直径は、被加工物１００の円筒部１０１の外径と略同じである。また、ダイ３０において鍔部１０２に対向する周壁の上端面３２は、平面に形成され、被加工物１００が軸方向に移動してきたときに鍔部１０２が接触される当接部となる。ダイ３０は固定設置されている。

【0024】

エジェクタ４０は、円柱形状をなし被加工物挿通孔３１内で軸方向に移動可能とされている。エジェクタ４０は、円筒部１０１の底壁１０１ａを介してポンチ１０に対向して配置されている。エジェクタ４０の外径は、被加工物挿通孔３１の直径と略同じである。エジェクタ４０は、軸方向で移動して被加工物１００の円筒部１０１の底壁１０１ａをポンチ１０側に向かって軸方向で押せるようになっている。ここで、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値は、予め設定された範囲の値である。さらには、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値は、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値に応じた値になっている。

【0025】

（動作、作用等）
次に、加工装置１の動作、及びその作用等の一例について説明する。ここで、図１、図３乃至図５を用いて説明する。図３乃至図５は、加工装置１による加工工程を示す図である。

【0026】

先ず被加工物１００が加工装置１に装着される。図１に示すように、装着状態では、パッド２０のポンチ挿通孔２１に挿通されたポンチ１０の下端１０ａが被加工物１００の円筒部１０１内に位置される。例えば、図１に示すように、ポンチ１０の下端１１が被加工物１００の円筒部１０１内に高さ方向で略中間部位に位置される。また、エジェクタ４０が被加工物１００の円筒部１０１の一端部１０１ｂに接触している。一方、被加工物１００の円筒部１０１の下端部がダイ３０の被加工物挿通孔３１内に位置され、エジェクタ４０の上端部４０ａが、被加工物挿通孔３１内に位置される被加工物１００の円筒部１０１の底壁１０１ａに接触している。

【0027】

このように装着された後、図３に示すように、同図中に示す矢印の方向に、加工装置１は、ポンチ１０、パッド２０、及びエジェクタ４０を軸方向で下方向に同期して移動させる。図４に示すように、加工装置１は、被加工物１００の鍔部１０２の外周端部１０２ａがダイ３０の上端面３２に接触するまで、ポンチ１０、パッド２０、及びエジェクタ４０を同期して移動させる。

【0028】

そして、図５に示すように、加工装置１は、被加工物１００の鍔部１０２の外周端部１０２ａがダイ３０の上端面３２に接触したタイミングで又は接触する直前で、ポンチ１０を軸方向で下方向に移動させて被加工物１００の円筒部１０１の底壁１０１ａに接触させ、同図中に示す矢印の方向に、ポンチ１０及びパッド２０によって被加工物１００を軸方向で下方向に押し下げる。すなわち、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを、パッド２０が円筒部１０１の上端部（一端部１０１ｂ）をそれぞれ軸方向で下方向に押し下げる。

【0029】

一方、加工装置１は、これらポンチ１０及びパッド２０の動きに連動させて、同図中に示す矢印の方向に、円筒部１０１の底壁１０１ａを軸方向で上方向に、すなわちポンチ１０及びパッド２０側に向かって、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押し上げる。このとき、エジェクタ４０は、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力に対抗するように押し上げる。

【0030】

ここで、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力は、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁を押す力に応じた力になっている。また、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁を押す力の値は、予め設定された範囲の値である。

【0031】

加工装置１は、以上のようにして被加工物１００を成形加工し、その後、被加工物１００を排出する。具体的には、加工装置１は、ポンチ１０及びパッド２０を軸方向で十分な高さまで移動させた後、円筒部１０１が被加工物挿通孔３１内に収容されている被加工物１００を、エジェクタ４０を軸方向で上方向に移動させてダイ３０から排出する。

【0032】

図６は、加工後の被加工物１００の形状の一例を示す図である。

【0033】

図６に示すように、加工後の被加工物１００は、円筒部１０１の下端側に向かって多少折れ曲がっていた鍔部１０２が径方向に向かうように成形される。

【0034】

（本実施形態における効果）
（１）加工装置１は、被加工物挿通孔３１に円筒部１０１が挿通された被加工物１００の鍔部１０２をダイ３０の上端面３２に接触させた状態で、円筒部１０１の内側に挿通されたポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを軸方向に押すとともにパッド２０が円筒部１０１の一端部１０１ｂを軸方向に押し、その一方で、エジェクタ４０が、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力に対抗して円筒部１０１の底壁１０１ａをポンチ１０側に向かって軸方向に押している。

【0035】

これにより、被加工物１００は、ポンチ１０、パッド２０、及びエジェクタ４０によって円筒部１０１を形成する周壁が軸方向で圧縮される結果、図６中に示す破線部内の円筒部１０１の内側面の上端の角１０１ｃ、及び円筒部１０１の外側面の下端の角１０１ｄのＲが小さくなる。このように、加工装置１は、被加工物１００において形成される角１０１ｃ，１０１ｄを所望の形状に制御できる。

【0036】

これにより、被加工物１００は、鍔部１０２の上側面１０２ｂの面積及び底壁１０１ａの下側面１０１ｅの面積を広く確保できる。これによって、被加工物１００は、例えば、鍔部１０２の上側面１０２ｂの全面や底壁１０１ａの下側面１０１ｅの全面に対して他の部品が接触して取り付けられる場合に、そのような他の部品との接触面積を増やせる。

【0037】

（２）加工装置１は、円筒部１０１の一端側に形成されている鍔部１０２が当該円筒部１０１の他端側に屈曲している結果、被加工物１００の円筒部１０１を軸方向でより効果的に圧縮できる。この結果、被加工物１００は、円筒部１０１の内側面の上端の角１０１ｃ、及び円筒部１０１の外側面の下端の角１０１ｄのＲがより小さくなる。このように、加工装置１は、被加工物１００において形成される角をより高い精度で所望の形状にできる。

【0038】

（３）加工装置１は、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力を、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力に応じた力にすることで、被加工物１００の円筒部１０１を軸方向で適切な力で圧縮できる。これにより、加工装置１は、被加工物１００において形成される角をより高い精度で所望の形状にできる。

【0039】

（４）加工装置１は、ポンチ１０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値、エジェクタ４０が円筒部１０１の底壁１０１ａを押す力の値を予め設定された範囲にすることで、被加工物１００の円筒部１０１を軸方向で適切な力で圧縮できる。これにより、加工装置１は、被加工物１００において形成される角をより高い精度で所望の形状に制御できる。

【0040】

なお、前述の実施形態では、ポンチ１０は、例えば、第１加工手段を構成する。また、パッド２０は、例えば、第２加工手段を構成する。また、ダイ３０は、例えば、第３加工手段及び第４加工手段を構成する。また、エジェクタ４０は、例えば、第５加工手段を構成する。

【0041】

（本実施形態の変形例等）
本実施形態の変形例として、被加工物１００は、他の形状とされることもできる。図７は、加工装置１で加工される前の被加工物１００の形状の他の例を示す図である。図７に示すように、被加工物１００は、鍔部１０２が円筒部１０１の下端側に屈曲することなく径方向に向かう形状になっている。この場合、図４に示す工程では、加工装置１は、被加工物１００の鍔部１０２の裏面１０２ｃがダイ３０の上端面３２に接触したタイミングで又は接触する直前で、ポンチ１０を軸方向で下方向に移動させて被加工物１００の円筒部１０１の底壁１０１ａに接触させ、ポンチ１０及びパッド２０によって被加工物１００を軸方向で下方向に押し下げる。その後の加工工程は前記の説明と同じである。

【0042】

被加工物１００をこのような形状にした場合でも、被加工物１００は、ポンチ１０、パッド２０、及びエジェクタ４０によって円筒部１０１が軸方向で圧縮される結果、円筒部１０１の内側面の上端の角１０１ｃ、及び円筒部１０１の外側面の下端の角１０１ｄのＲがより小さくなる。

【0043】

また、本実施形態の変形例として、鍔部１０２に対向して鍔部１０２と接触する上端面３２は、ダイ３０と異なる部材において構成されることもできる。

【0044】

また、本実施形態では、円筒形状をなす円筒部の一端の外周に前記円筒部の周方向に延びる円環形状の鍔部が形成され前記鍔部の裏面側に位置する前記円筒部の他端が底壁で閉塞されている被加工物を加工する加工方法であって、前記円筒部の外周直径と同等の内周径を有する円形の挿通孔内に前記円筒部を挿通し、前記挿通孔に前記円筒部が挿通された前記被加工物の前記鍔部を前記挿通孔の周壁に接触させ、前記円筒部の内側に挿通した円柱形状をなす第１押圧手段で前記円筒部の底壁を前記円筒部の軸方向に押し、第２押圧手段で前記円筒部の一端を前記軸方向に押し、前記挿通孔に挿通される前記円筒部の底壁を介して前記第１押圧手段に対向して前挿通孔内に挿通し配置された円柱形状をなす第３押圧手段で前記第１押圧手段が前記円筒部の底壁を押す力に対抗して前記円筒部の底壁を前記第１押圧手段側に向かって前記軸方向に押す加工方法を実現している。

【0045】

ここで、ポンチ１０が、例えば、第１押圧手段を構成する。また、パッド２０が、例えば、第２押圧手段を構成する。また、エジェクタ４０が、例えば、第３押圧手段を構成する。

【0046】

また、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0047】

１ 加工装置、１０ ポンチ、２０ パッド、２１ ポンチ挿通孔、３０ ダイ、３１ 被加工物挿通孔、３２ 上端面、４０ エジェクタ、１００ 被加工物、１０１ 円筒部、１０１ａ 底壁、１０１ｂ 一端部（上端部）、１０２ 鍔部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】