金属薄肉成形体並びにその鍛造成形加工方法及び装置
【課題】本発明は、鍛造押出し加工によりひけ等の欠陥を生じることなく一体成形された突起部を表面に有すると共に成形された突起部に十分な強度を備える金属薄肉成形体並びにその鍛造成形加工方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】上型１００の押圧面部１０６により金属薄肉成形体Ｍの周辺部に所定の圧力を加えた状態で、パンチ部１０８が圧下されて加工面１０８ｃに荷重が加えられて鍛造押出し加工されると、周辺部には圧力が加えられているため、外方への流動が抑制されて内方に向かって流動し誘導孔１０８ｂに誘導される。誘導孔１０８ｂ内では背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂから所定の荷重が加えられて誘導孔１０８ｂ内への流入を抑制するように作用するが、加えられた荷重に抗して金属が流動していき背圧ピン１０９が押し上げられて突起部形成領域に所定の高さのボスが形成されるようになる。
【解決手段】上型１００の押圧面部１０６により金属薄肉成形体Ｍの周辺部に所定の圧力を加えた状態で、パンチ部１０８が圧下されて加工面１０８ｃに荷重が加えられて鍛造押出し加工されると、周辺部には圧力が加えられているため、外方への流動が抑制されて内方に向かって流動し誘導孔１０８ｂに誘導される。誘導孔１０８ｂ内では背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂから所定の荷重が加えられて誘導孔１０８ｂ内への流入を抑制するように作用するが、加えられた荷重に抗して金属が流動していき背圧ピン１０９が押し上げられて突起部形成領域に所定の高さのボスが形成されるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に突起部が鍛造押出し加工により一体成形された金属薄肉成形体及びその鍛造成形加工方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状体、筐体又は容器といった金属薄肉成形体には、電子回路基板等の他の部品を取り付けたり、蓋体等の部材を結合するためのボスや強度を高めるためのリブといった突起部を表面に形成する必要がある。こうした突起部は、本体と共に一体成形することが望ましいが、一体成形の際に亀裂やひけといった欠陥が生じやすく、十分な強度を備えた突起部を成形するのが難しいという問題がある。
【０００３】
こうした問題に対処するため、例えば、特許文献１では、板厚３ｍｍ以下のマグネシウム合金製薄板素材を、壁部の立ち上がり内側角部および／または外側角部の面取りまたは半径が１ｍｍ以下、ポンチまたはダイに窪み部分を有した金型を用い、素材温度２００〜５４０℃で、成形荷重１〜３０ｔｏｎ／ｃｍ2 、鍛造速度１〜５００ｍｍ／秒、圧下率７５％以下で荒鍛造した後、圧下率３０％以下で仕上鍛造し、主要部肉厚１．５ｍｍ以下にする点が記載されている。また、特許文献２では、対向するダイとパンチとの間に素板材を配置し、ダイの対向面にパンチの対向面を押圧して、塑性加工によりダイの対向面に形成した凹部に素板材の一部を塑性流動させて凸部を形成する凸部の成形方法において、形成すべき凸部の周囲の素板材を押圧、又は更に形成すべき凸部の裏面に突出部を設けこの突出部も押圧して、形成すべき凸部に向けて素板材の一部に塑性流動を与え、凸部を形成する点が記載されている。また、特許文献３では、マグネシウム合金板材に、その厚さ方向の荷重を印加して、凸部を形成する工程を有するマグネシウム合金部品の製造方法において、板材表面の凸部を形成しようとする領域近傍における合金材料の流動性をその裏面近傍における合金材料の流動性よりも大きくなるようにした点が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１７０７３４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３５４０号公報
【特許文献３】特開２００４−３３７９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、荒鍛造した後仕上鍛造を行うため工程数増加すると共に工程が複雑になり、金型にはボス部に対応する窪みが形成されているのみであるので、ボス部を形成する際のひけの問題に確実に対応するものではない。また、特許文献２では、成形する凸部の周囲や裏面に窪みが形成されるため強度が低下し、ボス部の場合には折損するおそれがある。また、特許文献３では、金型と素材との間の摩擦係数の設定等のように流動性の設定が難しく確実にひけが防止されるとは限らない。
【０００５】
そこで、本発明は、鍛造押出し加工によりひけ等の欠陥を生じることなく一体成形された突起部を表面に有すると共に成形された突起部に十分な強度を備える金属薄肉成形体並びにその鍛造成形加工方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る金属薄肉成形体は、鍛造押出し加工により一体成形された突起部が表面に立設された金属薄肉成形体であって、突起部を形成した押出し加工領域に複数のリブが一体成形されていることを特徴とする。さらに、前記リブは、前記突起部の根元部分から放射状に延設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る金属薄肉成形体の鍛造成形加工方法は、金属薄肉成形体の被加工面に設定された突起部形成領域を囲む押出し加工領域及び当該押出し加工領域を囲む押圧領域を設定し、押圧領域全体に所定の圧力を加えた状態で、突起部形成領域に向かう複数の溝が形成された加工面により押出し加工領域を圧下して、突起部形成領域上に形成された誘導空間へ流動金属を誘導するとともに当該流動金属に対して所定の荷重を加えることを特徴とする。さらに、温間鍛造の温度領域で行われることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る金属薄肉成形体の鍛造成形加工装置は、突起部を形成するための誘導空間を内部に形成するとともに当該誘導空間に向かう複数の溝が加工面に形成されたパンチ部と、前記誘導空間内に配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面において前記誘導空間に面して画定される突起部形成領域に当接する背圧部材と、前記パンチ部を囲むように配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面の所定範囲に画定される押圧領域に当接する押圧部材とを備えた上型と、前記パンチ部及び前記押圧部材に対向して配設されるダイ部を備えた下型と、前記上型及び下型を相対的に移動させて前記パンチ部及び前記ダイ部の間に押出し加工荷重を加える加工荷重印加手段と、前記背圧部材を突起部形成領域に圧接させて所定の圧力を加える背圧印加手段と、前記押圧部材を押圧領域に圧接させて所定の圧力を加える押圧印加手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記上型及び前記下型には、前記金属薄肉成形体を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る金属薄肉成形体は、上記のような構成を備えることで、鍛造押出し加工により一体成形されているので、欠陥のない十分な強度を有する突起部に成形することができ、また、鍛造押出し加工された領域は加工によりさらに薄肉になるが、複数のリブを一体成形しているので、強度の低下を抑えることができる。また、リブを突起部の根元部分から放射状に延設するように形成することで、例えばボスのように細長い柱状の突起部の場合には、その根元部分に応力が集中しやすいが、その部分の強度を高めることができる。
【００１０】
本発明に係る鍛造成形加工方法は、突起部形成領域を囲む押出し加工領域において部分的に鍛造押出し加工を行うことで突起部を一体成形することができる。その際に押出し加工領域を囲む押圧領域に所定の圧力を加えて流動金属を突起部形成領域に向かって集中するようにしているため、効率よく突起部が成形されるようになる。また、突起部形成領域に向かう複数の溝が形成された加工面により押出し加工領域を圧下して加工を行うようにしているので、誘導空間内に流入する流動金属の流れが調整されるととも誘導空間内の流動金属に対して所定の荷重を加えることで裏面にひけを生じることがなくなり、さらに押圧加工領域に加工面の溝によるリブを一体成形することができる。
【００１１】
また、温間鍛造の温度領域で鍛造押出し加工を行うことで、マグネシウム合金材料等の常温では鍛造押出し加工が困難な材料についても容易に鍛造成形加工できる。
【００１２】
本発明に係る鍛造成形加工装置は、上型にパンチ部、背圧部材及び押圧部材を備えているので、１回の押圧加工により突起部をひけ等の欠陥を生じることなく鍛造成形加工することができる。すなわち、上型の１回のプレス動作で、押圧部材により所定の圧力を加えた状態でパンチ部を鍛造押出し加工動作させながら背圧部材に所定の荷重を加えるといった一連の動作を行うことができ、効率よく欠陥のない突起部を一体成形することが可能となる。
【００１３】
また、上型及び下型に金属薄板を加熱する加熱手段を設けることで、金属薄板を上型及び下型の間にセットすれば、金属薄板を温間鍛造の温度領域に安定した状態で維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る鍛造成形加工装置に関する概略構成図である。この例では、鍛造成形加工装置としてサーボプレス１を用いている。サーボプレス１は、クランク機構、エキセン機構、リンク機構等の駆動力伝達機構が内蔵されたクラウン２と、クラウン２内の駆動力伝達機構にプランジャ４を介して連結されたスライド３と、ボルスタ６が取り付けられたベッド７と、ベッド７の上面に立設されてクラウン２を支持するアプライト８とを備えている。そして、スライド３の下面には上型１００が取付固定されており、ボルスタ６の上面には下型２００が取付固定されている。
【００１６】
図２は、サーボプレス１の動作制御に関する概略構成図である。スライド３は、サーボモータ９により駆動されるスライド駆動部５により上下方向に移動制御されるようになっており、コントローラ１０からの駆動制御信号によりサーボモータ９の回転駆動制御が行われてスライド３の位置調整が行われる。サーボプレス１は、スライド３の下死点位置補正装置が設けられており、コントローラ１０は、スライド位置検知器１１からの検知信号に基づいて位置調整モータ１２を回転駆動して位置調整機構１３を動作させて位置補正を行うようになっている。
【００１７】
上述のサーボプレス１では、サーボモータ９によりスライド３の位置制御を精密に行えるため、後述するように上型及び下型に加熱手段を取り付けて上型及び下型を金属薄板に接触させた位置に調整して加熱することができるようになり、加熱工程からプレス工程を１台の装置で連続して行うことが可能となる。したがって、高効率で低コストの鍛造成形加工が実現できる。
【００１８】
図３は、上型１００及び下型２００に関する概略構成図である。図３では、スライド３に固定された上型１００が下方に移動して下型２００に圧着したプレス状態を示している。
【００１９】
上型１００は、スライド３の下面に取付固定されるベース１０１と、ベース１０１の下面に断熱板Ｔを介して固定される取付基台１０２と、取付基台１０２の下面に断熱板Ｔを介して固定される保持部１０３と、保持部１０３内に上下動可能に収容された押圧基部１０４と、押圧基部１０４内に配設された棒状のヒータからなる加熱部１０５と、押圧基部１０４の下端部の押圧面部１０６とを備えている。
【００２０】
押圧基部１０４の上部には、圧縮バネ部材１０７を収容する複数の孔部が形成されており、収容された圧縮バネ部材１０７の上端部が保持部１０３の上面の断熱板Ｔに固定され、下端部が孔部の底面に固定されて、押圧基部１０４は、圧縮バネ部材１０７に支持されるとともに下方に付勢されるようになっている。
【００２１】
取付基台１０２の中央部分には大径の取付孔１０２ａが穿設され、押圧基部１０４、加熱部１０５及び押圧面部１０６の中央部分には上下方向に貫通孔１０４ａが穿設されており、パンチ部１０８は、その基部が取付孔１０２ａ内に収容され、基部の下面から下方に延設された加工部１０８ａが貫通孔１０４ａ内に挿着されている。パンチ部１０８の上面にはリング状の押え部１１１が当接しており、押え部１１１の上面には、ベース１０１に穿設された固定ネジ孔に固定ネジ部１１０がネジ止めされている。そのため、パンチ部１０８は、固定ネジ部１１０により押え部１１１を介して取付基台１０２内に固定されている。
【００２２】
パンチ部１０８の中心には基部から加工部にかけて上下方向に誘導孔１０８ｂが穿設されており、誘導孔１０８ｂ内に棒状の背圧ピン１０９が挿着されている。パンチ部１０８の加工部１０８ａの下面には加工面１０８ｃが形成されており、背圧ピン１０９の下面は圧接面１０９ｂが形成されている。
【００２３】
背圧ピン１０９の上部には、押え部１１１内にフランジ部１０９ａが形成されており、背圧ピン１０９は、パンチ部１０８の上面にフランジ部１０９ａにより保持されている。背圧ピン１０９の上方には、固定ネジ部１１０の中心部に穿設された貫通孔に背圧ロッド１１２が収容されており、その下面が押え部１１３の上面に当接し押え部１１３の下面がフランジ部１０９ａの上面に当接している。したがって、背圧ピン１０９は、背圧ロッド１１２及び押え部１１３と共に各貫通孔内を上下動可能となっている。
【００２４】
背圧ロッド１１２の上方には図示せぬ油圧シリンダが配設されており、背圧ロッド１１２の上面に所定の圧力の油圧が加えられるようになっている。
【００２５】
図４は、加工面１０８ｃの形状の一例を示す平面図（図４（ａ））及び斜視図（図４（ｂ））である。この例では、金属薄肉成形体Ｍとして円板状の金属板状体の中心部にボスを鍛造成形加工するための加工面を示している。加工面１０８ｃは、円柱状の加工部１０８ａの先端においてその軸方向と直交する円形の平面で、その中心部に円筒状の誘導孔１０８ｂが穿設され、誘導孔１０８ｂから放射状に延設された４つの溝１０８ｄが形成されている。溝１０８ｄの幅及び深さや溝の本数は、鍛造成形加工する金属薄肉成形体Ｍの加工特性に応じて適宜設定すればよい。また、加工面１０８ｃの平面形状についても誘導孔１０８ｂに向かってテーパ状に傾斜する円錐面状に形成してもよい。
【００２６】
下型２００は、ボルスタ６の上面に取付固定されるベース２０１と、ベース２０１の上面に固定された取付基台２０２と、取付基台２０２の上面に断熱板Ｔを介して固定されたダイ部２０３と、ダイ部２０３内に配設された棒状のヒータからなる加熱部２０４と、ダイ部２０３の上面のほぼ中央部分には、パンチ部１０８の加工面１０８ｃ及び背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂに対向して載置台２０５が突設されている。
【００２７】
そして、載置台２０５の外周に密着するようにリング型２０６が嵌合しており、リング型２０６の高さは、載置台２０５の上面よりも高く設定されている。金属薄肉成形体Ｍを載置台２０５にセットする場合には、予め金属薄肉成形体Ｍの平面視形状に一致するように載置台２０５の上面形状を設定しておき、金属薄肉成形体Ｍの上面とリング型２０６の上面が一致するように、載置台２０５の上面に適宜スペーサを挿入する。こうして、金属薄肉成形体Ｍの上面以外は、載置台２０５及びリング型２０６に密着した状態にセットされる。なお、金属薄肉成形体Ｍをセットする際には、金属薄肉成形体Ｍの表面全体に潤滑剤を塗布しておくとよい。
【００２８】
図５は、鍛造成形加工工程に関する説明図である。まず、図５（ａ）に示すように、上型１００を上昇した位置に移動させておき、リング型２０６に囲まれた載置台２０５上の載置スペースに金属薄肉成形体Ｍをセットする。この状態では、上型１００の押圧基部１０４が圧縮バネ部材１０７により付勢されて下方の位置に保持されており、押圧面部１０６の下面は、パンチ部１０８の加工面１０８ｃ及び背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂとほぼ面一となるように設定されている。また、載置された金属薄肉成形体Ｍの上面は、リング型２０６の上面とほぼ面一となるように設定されている。金属薄肉成形体Ｍを加熱する場合には、予め加熱部１０５及び２０４を加熱状態にしておく。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、上型１００を下方に移動して、押圧面部１０６が金属薄肉成形体Ｍの上面に接触した位置にセットする。この状態では、押圧基部１０４が圧縮バネ部材１０７により付勢されているため、押圧面部１０６が金属薄肉成形体Ｍの上面に圧接されて所定の圧力Ｐが加えられた状態となる。また、金属薄肉成形体Ｍは、上面全体に押圧面部１０６、加工面１０８ｃ及び圧接面１０９ｂが密着し、底面全体に載置台２０５が密着し、側面全体にリング型２０６が密着した状態となって、密閉された状態となる。この状態を保持することで、加熱部１０５及び２０４からの熱により金属薄肉成形体Ｍ全体が均一に所定温度となるように加熱される。温間鍛造などのように予め金属薄板を成形温度に設定する必要がある場合には、こうして上型及び下型で予め金属薄板を加熱することができ、効率的に加工を行うことが可能となる。冷間鍛造を行う場合には、こうした加熱工程は省略して鍛造押出し加工を行うようにすればよい。
【００３０】
所定温度に金属薄肉成形体Ｍを加熱した後、図５（ｃ）に示すように、背圧ロッド１１２に油圧が加えられて背圧ピン１０９が下方に押圧されるとともに上型１００及び下型２００の間に鍛造押出し加工に必要な荷重が加えられてパンチ部１０８が下方に圧下される。
【００３１】
図６は、鍛造押出し加工が行われている状態を示している。金属薄肉成形体Ｍの上面は、図７に示すように、押圧面部１０６に対向する押圧領域Ｓ１、加工面１０８ｃに対向する押出し加工領域Ｓ２及び誘導孔１０８ｂに対向する突起部形成領域Ｓ３がそれぞれ同心円状に画定される。
【００３２】
押圧面部１０６により金属薄肉成形体Ｍの周辺部の押圧領域Ｓ１に所定の圧力Ｐが加えられた状態で、パンチ部１０８が圧下されて加工面１０８ｃに荷重Ｆが加えられて金属薄肉成形体Ｍの押出し加工領域Ｓ２が鍛造押出し加工されると、押出し加工領域Ｓ２の金属が外方及び内方に向かって流動するようになるが、周辺部には所定の圧力Ｐが加えられているため、外方への流動が抑制されて内方に向かって流動し突起部形成領域Ｓ３に集中するように誘導される。その際に、加工面１０８ｃに溝１０８ｄが形成されているため、溝１０８ｄを経由した流動も併せて生じるようになる。また、誘導孔１０８ｂ内では背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂから所定の荷重が加えられて誘導孔１０８ｂ内への流入を抑制するように作用するが、加えられた荷重に抗して金属が流動していき背圧ピン１０９が押し上げられて突起部形成領域Ｓ３に所定の高さのボスが形成されるようになる。
【００３３】
図８は、鍛造成形加工後の金属薄肉成形体Ｍの形状を示す平面図（図８（ａ））及びＡ−Ａ断面図（図８（ｂ））である。金属薄肉成形体Ｍの中心部には、所定の高さのボスＭ１が立設されており、その周囲には鍛造押出し加工により薄肉となった円形状の段差部Ｍ２が形成されている。そして、段差部Ｍ２内にボスＭ１の根元部分から放射状に延設されたリブＭ３が盛り上がるように形成されている。このように鍛造押出し加工により薄肉に形成された部分にリブを形成することで、加工部分の強度低下を抑えることができる。また、ボスＭ１の根元部分から放射状にリブが延設されているので、応力が集中しやすいボスＭ１の根元部分が強化されるようになる。
【００３４】
以上のようなボスの鍛造成形加工において、金属薄肉成形体Ｍの被加工面とは反対側の面にひけが生じるのは、押出し加工領域Ｓ２から誘導孔１０８ｂ内に向かって生じる金属の流動と考えられるが、本発明では、加工面１０８ｃに形成された溝１０８ｄにより誘導孔１０８ｂに向かう流動を溝１０８ｄへの流動に分散するとともに背圧ピン１０９により加えられる荷重により誘導孔１０８ｂへの流入を抑制することで、誘導孔１０８ｂ内に向かう金属の流動をひけが生じない程度に弱めることができる。
【００３５】
以上説明した実施形態では、円板状の金属薄肉成形体Ｍを用いているが、容器や筐体に予め成形された金属薄肉成形体の底面にボス等の突起部を形成する鍛造成形加工に使用することもできる。また、金属薄肉成形体の材料としては、ステンレス鋼材料、アルミニウム及びその合金材料、マグネシウム合金材料、銅及びその合金材料、チタン及びその合金材料等が挙げられる。アルミニウム及びその合金材料の場合には、常温で鍛造押出し加工が可能なことから、加熱工程は不要となる。マグネシウム合金材料の場合には、材料を加熱して温間鍛造で鍛造押出し加工を行うようにすればよい。
【実施例】
【００３６】
金属薄肉成形体として、マグネシウム合金材料（ＡＳＴＭ規格；ＡＺ３１Ｂ）からなり、厚さ１．２ｍｍ、直径２１ｍｍの円板状に形成されたものを用いた。サーボプレス（コマツ産機株式会社製、Ｈ１Ｆ４５；プレス能力４５ｔｏｎｆ、最大加工速度５３０ｍｍ／秒）を使用し、図３に示す上型及び下型を取り付けて鍛造成形加工を行った。押圧領域に加えられるバネ荷重は６３８Ｎに設定し、背圧ピンに加える荷重は、１２４ＭＰａに設定した。上型は、鍛造加工速度１０６ｍｍ／秒で圧下した。
【００３７】
金属薄肉成形体は、上型及び下型の間に１０秒間保持することで加熱した。加熱温度は、３５０℃に設定した。温度の測定は、金属薄肉成形体表面の温度を赤外線サーモグラフィを用いて確認した。
【００３８】
図４に示すような加工面を有するパンチ部を使用し、加工面の直径は６．５ｍｍで、誘導孔の直径は２ｍｍとし、溝幅は２ｍｍで溝の深さを０．２ｍｍに設定した。また、この加工面にさらにテーパ状に傾斜させた（中心に向かうテーパ角が２度）パンチ部も使用した。比較例として、溝のない平面状の加工面を有するパンチ部及び溝がなくテーパ状に傾斜させた（中心に向かうテーパ角が２度）加工面を有するパンチ部を用いた加工も行った。
【００３９】
パンチ部の圧下率Ｒ（％）を、金属薄肉成形体の加工前の厚さｔ0及び加工後の押出し加工領域の厚さｔを用いて以下のとおり定義し、０〜６０％に変化させて行った。
Ｒ＝（ｔ0−ｔ）／ｔ0×１００
【００４０】
実験結果を図９及び図１０に示す。図９は、横軸に圧下率Ｒ（％）、縦軸にボスの高さｈ（ｍｍ）をとっている。ボスの高さｈは、加工後の金属薄肉成形体の上面を３次元形状測定器で測定して、押出し加工領域の上面からのボスの高さを算出した。図９をみると、いずれのパンチ部を用いても成形されるボスの高さはほぼ同じであり、リブが形成されてもボスの高さへの影響は小さい。
【００４１】
図１０は、横軸に圧下率Ｒ（％）、縦軸にひけの直径ｄ（ｍｍ）をとっている。ひけの直径は、加工後の金属薄肉成形体の底面を３次元形状測定器で測定して、ひけ部分の幅を算出した。図１０をみると、リブを形成した場合にはひけが発生しておらず、欠陥のない鍛造成形加工が行われたことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、携帯端末、携帯電話、デジタルカメラ等の小型電子機器の筐体構造のように内部にボスやリブといった突起部を形成する場合に好適であり、薄肉部分に十分な強度を備えた突起部を成形できることから、軽量で十分な強度を有する優れた筐体を鍛造成形加工することができる。また、複写機やプリンタといった精密機器に用いることで、寸法精度の高い部品を鍛造成形加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る鍛造成形加工装置に関する概略構成図である。
【図２】サーボプレスの動作制御に関する概略構成図である。
【図３】上型及び下型に関する概略構成図である。
【図４】パンチ部の加工面に関する平面図及び斜視図である。
【図５】上型及び下型による金属薄板の鍛造押出し加工に関する説明図である。
【図６】鍛造押出し加工が行われる部分の一部拡大図である。
【図７】金属薄肉成形体の上面に関する領域を示す平面図である。
【図８】成形した金属薄肉成形体に関する平面図及びＡ−Ａ断面図である。
【図９】圧下率Ｒを変化させた場合のボスの高さｈの変化を示すグラフである。
【図１０】圧下率Ｒを変化させた場合のひけの直径ｄの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１ サーボプレス
100 上型
106 押圧面部
107 圧縮バネ部材
108 パンチ部
109 背圧ピン
200 下型
203 ダイ部
205 載置台
206 リング型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に突起部が鍛造押出し加工により一体成形された金属薄肉成形体及びその鍛造成形加工方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状体、筐体又は容器といった金属薄肉成形体には、電子回路基板等の他の部品を取り付けたり、蓋体等の部材を結合するためのボスや強度を高めるためのリブといった突起部を表面に形成する必要がある。こうした突起部は、本体と共に一体成形することが望ましいが、一体成形の際に亀裂やひけといった欠陥が生じやすく、十分な強度を備えた突起部を成形するのが難しいという問題がある。
【０００３】
こうした問題に対処するため、例えば、特許文献１では、板厚３ｍｍ以下のマグネシウム合金製薄板素材を、壁部の立ち上がり内側角部および／または外側角部の面取りまたは半径が１ｍｍ以下、ポンチまたはダイに窪み部分を有した金型を用い、素材温度２００〜５４０℃で、成形荷重１〜３０ｔｏｎ／ｃｍ2 、鍛造速度１〜５００ｍｍ／秒、圧下率７５％以下で荒鍛造した後、圧下率３０％以下で仕上鍛造し、主要部肉厚１．５ｍｍ以下にする点が記載されている。また、特許文献２では、対向するダイとパンチとの間に素板材を配置し、ダイの対向面にパンチの対向面を押圧して、塑性加工によりダイの対向面に形成した凹部に素板材の一部を塑性流動させて凸部を形成する凸部の成形方法において、形成すべき凸部の周囲の素板材を押圧、又は更に形成すべき凸部の裏面に突出部を設けこの突出部も押圧して、形成すべき凸部に向けて素板材の一部に塑性流動を与え、凸部を形成する点が記載されている。また、特許文献３では、マグネシウム合金板材に、その厚さ方向の荷重を印加して、凸部を形成する工程を有するマグネシウム合金部品の製造方法において、板材表面の凸部を形成しようとする領域近傍における合金材料の流動性をその裏面近傍における合金材料の流動性よりも大きくなるようにした点が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１７０７３４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３５４０号公報
【特許文献３】特開２００４−３３７９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、荒鍛造した後仕上鍛造を行うため工程数増加すると共に工程が複雑になり、金型にはボス部に対応する窪みが形成されているのみであるので、ボス部を形成する際のひけの問題に確実に対応するものではない。また、特許文献２では、成形する凸部の周囲や裏面に窪みが形成されるため強度が低下し、ボス部の場合には折損するおそれがある。また、特許文献３では、金型と素材との間の摩擦係数の設定等のように流動性の設定が難しく確実にひけが防止されるとは限らない。
【０００５】
そこで、本発明は、鍛造押出し加工によりひけ等の欠陥を生じることなく一体成形された突起部を表面に有すると共に成形された突起部に十分な強度を備える金属薄肉成形体並びにその鍛造成形加工方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る金属薄肉成形体は、鍛造押出し加工により一体成形された突起部が表面に立設された金属薄肉成形体であって、突起部を形成した押出し加工領域に複数のリブが一体成形されていることを特徴とする。さらに、前記リブは、前記突起部の根元部分から放射状に延設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る金属薄肉成形体の鍛造成形加工方法は、金属薄肉成形体の被加工面に設定された突起部形成領域を囲む押出し加工領域及び当該押出し加工領域を囲む押圧領域を設定し、押圧領域全体に所定の圧力を加えた状態で、突起部形成領域に向かう複数の溝が形成された加工面により押出し加工領域を圧下して、突起部形成領域上に形成された誘導空間へ流動金属を誘導するとともに当該流動金属に対して所定の荷重を加えることを特徴とする。さらに、温間鍛造の温度領域で行われることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る金属薄肉成形体の鍛造成形加工装置は、突起部を形成するための誘導空間を内部に形成するとともに当該誘導空間に向かう複数の溝が加工面に形成されたパンチ部と、前記誘導空間内に配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面において前記誘導空間に面して画定される突起部形成領域に当接する背圧部材と、前記パンチ部を囲むように配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面の所定範囲に画定される押圧領域に当接する押圧部材とを備えた上型と、前記パンチ部及び前記押圧部材に対向して配設されるダイ部を備えた下型と、前記上型及び下型を相対的に移動させて前記パンチ部及び前記ダイ部の間に押出し加工荷重を加える加工荷重印加手段と、前記背圧部材を突起部形成領域に圧接させて所定の圧力を加える背圧印加手段と、前記押圧部材を押圧領域に圧接させて所定の圧力を加える押圧印加手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記上型及び前記下型には、前記金属薄肉成形体を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る金属薄肉成形体は、上記のような構成を備えることで、鍛造押出し加工により一体成形されているので、欠陥のない十分な強度を有する突起部に成形することができ、また、鍛造押出し加工された領域は加工によりさらに薄肉になるが、複数のリブを一体成形しているので、強度の低下を抑えることができる。また、リブを突起部の根元部分から放射状に延設するように形成することで、例えばボスのように細長い柱状の突起部の場合には、その根元部分に応力が集中しやすいが、その部分の強度を高めることができる。
【００１０】
本発明に係る鍛造成形加工方法は、突起部形成領域を囲む押出し加工領域において部分的に鍛造押出し加工を行うことで突起部を一体成形することができる。その際に押出し加工領域を囲む押圧領域に所定の圧力を加えて流動金属を突起部形成領域に向かって集中するようにしているため、効率よく突起部が成形されるようになる。また、突起部形成領域に向かう複数の溝が形成された加工面により押出し加工領域を圧下して加工を行うようにしているので、誘導空間内に流入する流動金属の流れが調整されるととも誘導空間内の流動金属に対して所定の荷重を加えることで裏面にひけを生じることがなくなり、さらに押圧加工領域に加工面の溝によるリブを一体成形することができる。
【００１１】
また、温間鍛造の温度領域で鍛造押出し加工を行うことで、マグネシウム合金材料等の常温では鍛造押出し加工が困難な材料についても容易に鍛造成形加工できる。
【００１２】
本発明に係る鍛造成形加工装置は、上型にパンチ部、背圧部材及び押圧部材を備えているので、１回の押圧加工により突起部をひけ等の欠陥を生じることなく鍛造成形加工することができる。すなわち、上型の１回のプレス動作で、押圧部材により所定の圧力を加えた状態でパンチ部を鍛造押出し加工動作させながら背圧部材に所定の荷重を加えるといった一連の動作を行うことができ、効率よく欠陥のない突起部を一体成形することが可能となる。
【００１３】
また、上型及び下型に金属薄板を加熱する加熱手段を設けることで、金属薄板を上型及び下型の間にセットすれば、金属薄板を温間鍛造の温度領域に安定した状態で維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る鍛造成形加工装置に関する概略構成図である。この例では、鍛造成形加工装置としてサーボプレス１を用いている。サーボプレス１は、クランク機構、エキセン機構、リンク機構等の駆動力伝達機構が内蔵されたクラウン２と、クラウン２内の駆動力伝達機構にプランジャ４を介して連結されたスライド３と、ボルスタ６が取り付けられたベッド７と、ベッド７の上面に立設されてクラウン２を支持するアプライト８とを備えている。そして、スライド３の下面には上型１００が取付固定されており、ボルスタ６の上面には下型２００が取付固定されている。
【００１６】
図２は、サーボプレス１の動作制御に関する概略構成図である。スライド３は、サーボモータ９により駆動されるスライド駆動部５により上下方向に移動制御されるようになっており、コントローラ１０からの駆動制御信号によりサーボモータ９の回転駆動制御が行われてスライド３の位置調整が行われる。サーボプレス１は、スライド３の下死点位置補正装置が設けられており、コントローラ１０は、スライド位置検知器１１からの検知信号に基づいて位置調整モータ１２を回転駆動して位置調整機構１３を動作させて位置補正を行うようになっている。
【００１７】
上述のサーボプレス１では、サーボモータ９によりスライド３の位置制御を精密に行えるため、後述するように上型及び下型に加熱手段を取り付けて上型及び下型を金属薄板に接触させた位置に調整して加熱することができるようになり、加熱工程からプレス工程を１台の装置で連続して行うことが可能となる。したがって、高効率で低コストの鍛造成形加工が実現できる。
【００１８】
図３は、上型１００及び下型２００に関する概略構成図である。図３では、スライド３に固定された上型１００が下方に移動して下型２００に圧着したプレス状態を示している。
【００１９】
上型１００は、スライド３の下面に取付固定されるベース１０１と、ベース１０１の下面に断熱板Ｔを介して固定される取付基台１０２と、取付基台１０２の下面に断熱板Ｔを介して固定される保持部１０３と、保持部１０３内に上下動可能に収容された押圧基部１０４と、押圧基部１０４内に配設された棒状のヒータからなる加熱部１０５と、押圧基部１０４の下端部の押圧面部１０６とを備えている。
【００２０】
押圧基部１０４の上部には、圧縮バネ部材１０７を収容する複数の孔部が形成されており、収容された圧縮バネ部材１０７の上端部が保持部１０３の上面の断熱板Ｔに固定され、下端部が孔部の底面に固定されて、押圧基部１０４は、圧縮バネ部材１０７に支持されるとともに下方に付勢されるようになっている。
【００２１】
取付基台１０２の中央部分には大径の取付孔１０２ａが穿設され、押圧基部１０４、加熱部１０５及び押圧面部１０６の中央部分には上下方向に貫通孔１０４ａが穿設されており、パンチ部１０８は、その基部が取付孔１０２ａ内に収容され、基部の下面から下方に延設された加工部１０８ａが貫通孔１０４ａ内に挿着されている。パンチ部１０８の上面にはリング状の押え部１１１が当接しており、押え部１１１の上面には、ベース１０１に穿設された固定ネジ孔に固定ネジ部１１０がネジ止めされている。そのため、パンチ部１０８は、固定ネジ部１１０により押え部１１１を介して取付基台１０２内に固定されている。
【００２２】
パンチ部１０８の中心には基部から加工部にかけて上下方向に誘導孔１０８ｂが穿設されており、誘導孔１０８ｂ内に棒状の背圧ピン１０９が挿着されている。パンチ部１０８の加工部１０８ａの下面には加工面１０８ｃが形成されており、背圧ピン１０９の下面は圧接面１０９ｂが形成されている。
【００２３】
背圧ピン１０９の上部には、押え部１１１内にフランジ部１０９ａが形成されており、背圧ピン１０９は、パンチ部１０８の上面にフランジ部１０９ａにより保持されている。背圧ピン１０９の上方には、固定ネジ部１１０の中心部に穿設された貫通孔に背圧ロッド１１２が収容されており、その下面が押え部１１３の上面に当接し押え部１１３の下面がフランジ部１０９ａの上面に当接している。したがって、背圧ピン１０９は、背圧ロッド１１２及び押え部１１３と共に各貫通孔内を上下動可能となっている。
【００２４】
背圧ロッド１１２の上方には図示せぬ油圧シリンダが配設されており、背圧ロッド１１２の上面に所定の圧力の油圧が加えられるようになっている。
【００２５】
図４は、加工面１０８ｃの形状の一例を示す平面図（図４（ａ））及び斜視図（図４（ｂ））である。この例では、金属薄肉成形体Ｍとして円板状の金属板状体の中心部にボスを鍛造成形加工するための加工面を示している。加工面１０８ｃは、円柱状の加工部１０８ａの先端においてその軸方向と直交する円形の平面で、その中心部に円筒状の誘導孔１０８ｂが穿設され、誘導孔１０８ｂから放射状に延設された４つの溝１０８ｄが形成されている。溝１０８ｄの幅及び深さや溝の本数は、鍛造成形加工する金属薄肉成形体Ｍの加工特性に応じて適宜設定すればよい。また、加工面１０８ｃの平面形状についても誘導孔１０８ｂに向かってテーパ状に傾斜する円錐面状に形成してもよい。
【００２６】
下型２００は、ボルスタ６の上面に取付固定されるベース２０１と、ベース２０１の上面に固定された取付基台２０２と、取付基台２０２の上面に断熱板Ｔを介して固定されたダイ部２０３と、ダイ部２０３内に配設された棒状のヒータからなる加熱部２０４と、ダイ部２０３の上面のほぼ中央部分には、パンチ部１０８の加工面１０８ｃ及び背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂに対向して載置台２０５が突設されている。
【００２７】
そして、載置台２０５の外周に密着するようにリング型２０６が嵌合しており、リング型２０６の高さは、載置台２０５の上面よりも高く設定されている。金属薄肉成形体Ｍを載置台２０５にセットする場合には、予め金属薄肉成形体Ｍの平面視形状に一致するように載置台２０５の上面形状を設定しておき、金属薄肉成形体Ｍの上面とリング型２０６の上面が一致するように、載置台２０５の上面に適宜スペーサを挿入する。こうして、金属薄肉成形体Ｍの上面以外は、載置台２０５及びリング型２０６に密着した状態にセットされる。なお、金属薄肉成形体Ｍをセットする際には、金属薄肉成形体Ｍの表面全体に潤滑剤を塗布しておくとよい。
【００２８】
図５は、鍛造成形加工工程に関する説明図である。まず、図５（ａ）に示すように、上型１００を上昇した位置に移動させておき、リング型２０６に囲まれた載置台２０５上の載置スペースに金属薄肉成形体Ｍをセットする。この状態では、上型１００の押圧基部１０４が圧縮バネ部材１０７により付勢されて下方の位置に保持されており、押圧面部１０６の下面は、パンチ部１０８の加工面１０８ｃ及び背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂとほぼ面一となるように設定されている。また、載置された金属薄肉成形体Ｍの上面は、リング型２０６の上面とほぼ面一となるように設定されている。金属薄肉成形体Ｍを加熱する場合には、予め加熱部１０５及び２０４を加熱状態にしておく。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、上型１００を下方に移動して、押圧面部１０６が金属薄肉成形体Ｍの上面に接触した位置にセットする。この状態では、押圧基部１０４が圧縮バネ部材１０７により付勢されているため、押圧面部１０６が金属薄肉成形体Ｍの上面に圧接されて所定の圧力Ｐが加えられた状態となる。また、金属薄肉成形体Ｍは、上面全体に押圧面部１０６、加工面１０８ｃ及び圧接面１０９ｂが密着し、底面全体に載置台２０５が密着し、側面全体にリング型２０６が密着した状態となって、密閉された状態となる。この状態を保持することで、加熱部１０５及び２０４からの熱により金属薄肉成形体Ｍ全体が均一に所定温度となるように加熱される。温間鍛造などのように予め金属薄板を成形温度に設定する必要がある場合には、こうして上型及び下型で予め金属薄板を加熱することができ、効率的に加工を行うことが可能となる。冷間鍛造を行う場合には、こうした加熱工程は省略して鍛造押出し加工を行うようにすればよい。
【００３０】
所定温度に金属薄肉成形体Ｍを加熱した後、図５（ｃ）に示すように、背圧ロッド１１２に油圧が加えられて背圧ピン１０９が下方に押圧されるとともに上型１００及び下型２００の間に鍛造押出し加工に必要な荷重が加えられてパンチ部１０８が下方に圧下される。
【００３１】
図６は、鍛造押出し加工が行われている状態を示している。金属薄肉成形体Ｍの上面は、図７に示すように、押圧面部１０６に対向する押圧領域Ｓ１、加工面１０８ｃに対向する押出し加工領域Ｓ２及び誘導孔１０８ｂに対向する突起部形成領域Ｓ３がそれぞれ同心円状に画定される。
【００３２】
押圧面部１０６により金属薄肉成形体Ｍの周辺部の押圧領域Ｓ１に所定の圧力Ｐが加えられた状態で、パンチ部１０８が圧下されて加工面１０８ｃに荷重Ｆが加えられて金属薄肉成形体Ｍの押出し加工領域Ｓ２が鍛造押出し加工されると、押出し加工領域Ｓ２の金属が外方及び内方に向かって流動するようになるが、周辺部には所定の圧力Ｐが加えられているため、外方への流動が抑制されて内方に向かって流動し突起部形成領域Ｓ３に集中するように誘導される。その際に、加工面１０８ｃに溝１０８ｄが形成されているため、溝１０８ｄを経由した流動も併せて生じるようになる。また、誘導孔１０８ｂ内では背圧ピン１０９の圧接面１０９ｂから所定の荷重が加えられて誘導孔１０８ｂ内への流入を抑制するように作用するが、加えられた荷重に抗して金属が流動していき背圧ピン１０９が押し上げられて突起部形成領域Ｓ３に所定の高さのボスが形成されるようになる。
【００３３】
図８は、鍛造成形加工後の金属薄肉成形体Ｍの形状を示す平面図（図８（ａ））及びＡ−Ａ断面図（図８（ｂ））である。金属薄肉成形体Ｍの中心部には、所定の高さのボスＭ１が立設されており、その周囲には鍛造押出し加工により薄肉となった円形状の段差部Ｍ２が形成されている。そして、段差部Ｍ２内にボスＭ１の根元部分から放射状に延設されたリブＭ３が盛り上がるように形成されている。このように鍛造押出し加工により薄肉に形成された部分にリブを形成することで、加工部分の強度低下を抑えることができる。また、ボスＭ１の根元部分から放射状にリブが延設されているので、応力が集中しやすいボスＭ１の根元部分が強化されるようになる。
【００３４】
以上のようなボスの鍛造成形加工において、金属薄肉成形体Ｍの被加工面とは反対側の面にひけが生じるのは、押出し加工領域Ｓ２から誘導孔１０８ｂ内に向かって生じる金属の流動と考えられるが、本発明では、加工面１０８ｃに形成された溝１０８ｄにより誘導孔１０８ｂに向かう流動を溝１０８ｄへの流動に分散するとともに背圧ピン１０９により加えられる荷重により誘導孔１０８ｂへの流入を抑制することで、誘導孔１０８ｂ内に向かう金属の流動をひけが生じない程度に弱めることができる。
【００３５】
以上説明した実施形態では、円板状の金属薄肉成形体Ｍを用いているが、容器や筐体に予め成形された金属薄肉成形体の底面にボス等の突起部を形成する鍛造成形加工に使用することもできる。また、金属薄肉成形体の材料としては、ステンレス鋼材料、アルミニウム及びその合金材料、マグネシウム合金材料、銅及びその合金材料、チタン及びその合金材料等が挙げられる。アルミニウム及びその合金材料の場合には、常温で鍛造押出し加工が可能なことから、加熱工程は不要となる。マグネシウム合金材料の場合には、材料を加熱して温間鍛造で鍛造押出し加工を行うようにすればよい。
【実施例】
【００３６】
金属薄肉成形体として、マグネシウム合金材料（ＡＳＴＭ規格；ＡＺ３１Ｂ）からなり、厚さ１．２ｍｍ、直径２１ｍｍの円板状に形成されたものを用いた。サーボプレス（コマツ産機株式会社製、Ｈ１Ｆ４５；プレス能力４５ｔｏｎｆ、最大加工速度５３０ｍｍ／秒）を使用し、図３に示す上型及び下型を取り付けて鍛造成形加工を行った。押圧領域に加えられるバネ荷重は６３８Ｎに設定し、背圧ピンに加える荷重は、１２４ＭＰａに設定した。上型は、鍛造加工速度１０６ｍｍ／秒で圧下した。
【００３７】
金属薄肉成形体は、上型及び下型の間に１０秒間保持することで加熱した。加熱温度は、３５０℃に設定した。温度の測定は、金属薄肉成形体表面の温度を赤外線サーモグラフィを用いて確認した。
【００３８】
図４に示すような加工面を有するパンチ部を使用し、加工面の直径は６．５ｍｍで、誘導孔の直径は２ｍｍとし、溝幅は２ｍｍで溝の深さを０．２ｍｍに設定した。また、この加工面にさらにテーパ状に傾斜させた（中心に向かうテーパ角が２度）パンチ部も使用した。比較例として、溝のない平面状の加工面を有するパンチ部及び溝がなくテーパ状に傾斜させた（中心に向かうテーパ角が２度）加工面を有するパンチ部を用いた加工も行った。
【００３９】
パンチ部の圧下率Ｒ（％）を、金属薄肉成形体の加工前の厚さｔ0及び加工後の押出し加工領域の厚さｔを用いて以下のとおり定義し、０〜６０％に変化させて行った。
Ｒ＝（ｔ0−ｔ）／ｔ0×１００
【００４０】
実験結果を図９及び図１０に示す。図９は、横軸に圧下率Ｒ（％）、縦軸にボスの高さｈ（ｍｍ）をとっている。ボスの高さｈは、加工後の金属薄肉成形体の上面を３次元形状測定器で測定して、押出し加工領域の上面からのボスの高さを算出した。図９をみると、いずれのパンチ部を用いても成形されるボスの高さはほぼ同じであり、リブが形成されてもボスの高さへの影響は小さい。
【００４１】
図１０は、横軸に圧下率Ｒ（％）、縦軸にひけの直径ｄ（ｍｍ）をとっている。ひけの直径は、加工後の金属薄肉成形体の底面を３次元形状測定器で測定して、ひけ部分の幅を算出した。図１０をみると、リブを形成した場合にはひけが発生しておらず、欠陥のない鍛造成形加工が行われたことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、携帯端末、携帯電話、デジタルカメラ等の小型電子機器の筐体構造のように内部にボスやリブといった突起部を形成する場合に好適であり、薄肉部分に十分な強度を備えた突起部を成形できることから、軽量で十分な強度を有する優れた筐体を鍛造成形加工することができる。また、複写機やプリンタといった精密機器に用いることで、寸法精度の高い部品を鍛造成形加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る鍛造成形加工装置に関する概略構成図である。
【図２】サーボプレスの動作制御に関する概略構成図である。
【図３】上型及び下型に関する概略構成図である。
【図４】パンチ部の加工面に関する平面図及び斜視図である。
【図５】上型及び下型による金属薄板の鍛造押出し加工に関する説明図である。
【図６】鍛造押出し加工が行われる部分の一部拡大図である。
【図７】金属薄肉成形体の上面に関する領域を示す平面図である。
【図８】成形した金属薄肉成形体に関する平面図及びＡ−Ａ断面図である。
【図９】圧下率Ｒを変化させた場合のボスの高さｈの変化を示すグラフである。
【図１０】圧下率Ｒを変化させた場合のひけの直径ｄの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１ サーボプレス
100 上型
106 押圧面部
107 圧縮バネ部材
108 パンチ部
109 背圧ピン
200 下型
203 ダイ部
205 載置台
206 リング型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造押出し加工により一体成形された突起部が表面に立設された金属薄肉成形体であって、突起部を形成した押出し加工領域に複数のリブが一体成形されていることを特徴とする金属薄肉成形体。
【請求項２】
前記リブは、前記突起部の根元部分から放射状に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の金属薄肉成形体。
【請求項３】
金属薄肉成形体の被加工面に設定された突起部形成領域を囲む押出し加工領域及び当該押出し加工領域を囲む押圧領域を設定し、押圧領域全体に所定の圧力を加えた状態で、突起部形成領域に向かう複数の溝が形成された加工面により押出し加工領域を圧下して、突起部形成領域上に形成された誘導空間へ流動金属を誘導するとともに当該流動金属に対して所定の荷重を加えることを特徴とする金属薄肉成形体の鍛造成形加工方法。
【請求項４】
温間鍛造の温度領域で行われることを特徴とする請求項３に記載の鍛造成形加工方法。
【請求項５】
突起部を形成するための誘導空間を内部に形成するとともに当該誘導空間に向かう複数の溝が加工面に形成されたパンチ部と、前記誘導空間内に配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面において前記誘導空間に面して画定される突起部形成領域に当接する背圧部材と、前記パンチ部を囲むように配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面の所定範囲に画定される押圧領域に当接する押圧部材とを備えた上型と、
前記パンチ部及び前記押圧部材に対向して配設されるダイ部を備えた下型と、
前記上型及び下型を相対的に移動させて前記パンチ部及び前記ダイ部の間に押出し加工荷重を加える加工荷重印加手段と、
前記背圧部材を突起部形成領域に圧接させて所定の圧力を加える背圧印加手段と、
前記押圧部材を押圧領域に圧接させて所定の圧力を加える押圧印加手段と
を備えていることを特徴とする金属薄肉成形体の鍛造成形加工装置。
【請求項６】
前記上型及び前記下型には、前記金属薄肉成形体を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の鍛造成形加工装置。
【請求項１】
鍛造押出し加工により一体成形された突起部が表面に立設された金属薄肉成形体であって、突起部を形成した押出し加工領域に複数のリブが一体成形されていることを特徴とする金属薄肉成形体。
【請求項２】
前記リブは、前記突起部の根元部分から放射状に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の金属薄肉成形体。
【請求項３】
金属薄肉成形体の被加工面に設定された突起部形成領域を囲む押出し加工領域及び当該押出し加工領域を囲む押圧領域を設定し、押圧領域全体に所定の圧力を加えた状態で、突起部形成領域に向かう複数の溝が形成された加工面により押出し加工領域を圧下して、突起部形成領域上に形成された誘導空間へ流動金属を誘導するとともに当該流動金属に対して所定の荷重を加えることを特徴とする金属薄肉成形体の鍛造成形加工方法。
【請求項４】
温間鍛造の温度領域で行われることを特徴とする請求項３に記載の鍛造成形加工方法。
【請求項５】
突起部を形成するための誘導空間を内部に形成するとともに当該誘導空間に向かう複数の溝が加工面に形成されたパンチ部と、前記誘導空間内に配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面において前記誘導空間に面して画定される突起部形成領域に当接する背圧部材と、前記パンチ部を囲むように配設されるとともに金属薄肉成形体の被加工面の所定範囲に画定される押圧領域に当接する押圧部材とを備えた上型と、
前記パンチ部及び前記押圧部材に対向して配設されるダイ部を備えた下型と、
前記上型及び下型を相対的に移動させて前記パンチ部及び前記ダイ部の間に押出し加工荷重を加える加工荷重印加手段と、
前記背圧部材を突起部形成領域に圧接させて所定の圧力を加える背圧印加手段と、
前記押圧部材を押圧領域に圧接させて所定の圧力を加える押圧印加手段と
を備えていることを特徴とする金属薄肉成形体の鍛造成形加工装置。
【請求項６】
前記上型及び前記下型には、前記金属薄肉成形体を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の鍛造成形加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３６７００（Ｐ２００８−３６７００Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１７５８２（Ｐ２００６−２１７５８２）
【出願日】平成１８年８月９日（２００６．８．９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 研究集会名 平成１７年度 博士前期課程 公聴会 主催者名 国立大学法人福井大学 開催日 平成１８年２月１６日 発行者名 国立大学法人福井大学 刊行物名 ２００５年度（平成１７年度）学位論文要旨集 発行年月日 平成１８年２月１６日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度経済産業省近畿経済産業局「地域申請コンソーシアム研究開発事業（マグネシウム合金製携帯電子機器製造のための超精密複合鍛造技術の開発）に係る委託契約に基づく研究開発」、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける出願
【出願人】（５０４１４５３２０）国立大学法人福井大学 (287)
【出願人】（３９１０１５６３８）アイテック株式会社 (16)
【出願人】（５９４０５４７８２）株式会社西村金属 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月９日（２００６．８．９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 研究集会名 平成１７年度 博士前期課程 公聴会 主催者名 国立大学法人福井大学 開催日 平成１８年２月１６日 発行者名 国立大学法人福井大学 刊行物名 ２００５年度（平成１７年度）学位論文要旨集 発行年月日 平成１８年２月１６日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度経済産業省近畿経済産業局「地域申請コンソーシアム研究開発事業（マグネシウム合金製携帯電子機器製造のための超精密複合鍛造技術の開発）に係る委託契約に基づく研究開発」、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける出願
【出願人】（５０４１４５３２０）国立大学法人福井大学 (287)
【出願人】（３９１０１５６３８）アイテック株式会社 (16)
【出願人】（５９４０５４７８２）株式会社西村金属 (5)
【Ｆターム（参考）】
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