深絞りスタンピングオイルパン：工程、仕様およびエンジニアリングガイド

要点まとめ

深絞りスタンピングオイルパン は、平らな金属板（通常は インターチシャルフリースチール（IF） または エクストラディープドローイングスチール（EDDS） ）を、深さが直径を超えるような複雑な形状に引き伸ばし、シームレスで漏れのないオイルリザーバーを形成する精密金属成形プロセスです。鋳造アルミニウム製の代替品とは異なり、スタンピングされたオイルパンは優れた延性、軽量性、および大量生産における低コストを提供します。

主な製造指標には、フランジの平面度公差を サイズの13インチ 以内に保ちながら、最大 半径0.1mm までの絞り深さを達成することが含まれます。このプロセスでは、しわや破断を防ぎ、材料の流れを制御するために、400〜2000トン以上の油圧または機械式プレスが必要です。

深絞りスタンピング対鋳造：エンジニアリング上の検討点

自動車のエンジニアや調達担当マネージャーにとって、深絞り鋼板製と鋳造アルミニウム製のオイルパンを選び分ける際の決め手は、以下の3つの要因に帰着することが多いです： 耐久性、重量、シーリングの完全性 。深絞り成形は、単一の金属ブランクを溶接部のない中空の軸対称形状に変形させるため、溶接加工品に伴う漏れ経路を根本的に排除します。

構造的完全性と加工硬化

鋳造アルミニウムは剛性を提供する一方で、道路からの飛び石などの衝撃によって割れが生じやすく、取り付け位置が低いオイルパンにとっては致命的な故障モードとなる可能性があります。一方、深絞り鋼板は成形過程での 加工硬化 （またはひずみ硬化）の恩恵を受けます。材料が引き伸ばされる際に結晶構造が再配列され、引張強度が著しく向上します。ステンプ加工された鋼板製オイルパンは衝撃により破砕するのではなくへこみ、エンジンの潤滑システムを維持します。

コストと量産効率

深絞り成形は、大量生産される自動車部品において主流の選択肢です。金型（ダイとパンチ）の検証が完了すれば、サイクルタイムは数秒単位で測定されます。これに対して、鋳造にはより長い冷却時間および広範な二次機械加工が必要です。頑丈さが求められる大型ディーゼル用途では、厚肉鋳物の重量ペナルティを伴わずに必要な耐久性を発揮するため、スタンピングされたパンに .071” CR IF（冷間圧延無間隙鋼） 鋼板を使用することが適しています。

段階別の製造工程

欠陥のないオイルパンを製造するには、厳密で多段階にわたるプロセスが必要です。平らなコイルから13インチの深さを持つ完成品リザーバーへと至るまで、材料の流動とトライボロジーを精密に制御する必要があります。

1. ブランキングおよび潤滑処理

この工程は、母材コイルから初期形状（「ブランク」）を切断することから始まります。ブランクのサイズは面積ではなく体積に基づいて計算され、材料の流動を考慮に入れています。板と金型の間の摩擦を最小限に抑えるために特殊な高圧潤滑剤が塗布されます。これは極端な変形時にガリング（異常摩耗）を防ぐ上で極めて重要です。

2. 引抜工程

これが最も重要な工程です。ブランクは ブランクホルダー 正確な圧力でクランプされます。圧力が不足するとしわが生じ、強すぎると破断が発生します。機械式または油圧式のパンチが金属を金型キャビティ内へ押し込みます。深絞り製品（例：8〜13インチ）の場合、金属の成形限界線図（FLD）を超えないように最終的な深さを得るために、複数の引抜ステーション（再引抜）が必要になることがあります。

3. イアニングおよび壁厚制御

深絞り成形では、底部の角部で材料が必然的に薄くなり、フランジ部で厚くなる。材料を再分配して均一な壁厚を確保するために、精密アイロン加工工程を組み込むことが一般的である。製造業者は、構造性能を保証するために、壁厚を厳しい公差（通常は±0.005インチ）内に維持しなければならない。

こうした複雑な形状を実現するには、堅牢な設備リストを持つ製造パートナーが必要となる。例えば シャオイ金属技術 600トンまでのプレス機を使用し、 IATF 16949 規格に準拠することで、ラピッドプロトタイピングからサブフレームやオイルパンなどの主要部品の量産までをつなぐことができる。

4. トリミングおよびフランジ加工

形状が形成された後、余分な材料がトリミングされる。その後、エンジンブロックと接合するシール面であるフランジが平坦化される。これは最も重要な品質特性であり、フランジの反りは確実にオイル漏れを引き起こす。主要メーカーは通常、ガスケットとの完全なシールを確保するために、 250mm内で0.1mm の平面度公差を目指している。

深絞り加工用の材質仕様

オイルパンは大きな変形を受けるため、適切な鋼材グレードを選定することは不可欠です。標準的な炭素鋼では十分な延び性能を持たないことが多いです。

ほとんどの過酷な使用条件において、メーカーは .071" (1.8mm) CR IF または .055" (1.4mm) EDDS といった材質を指定します。これらのグレードは、標準的な鋼材では破断してしまうような「ストレッチ」比率に対応できます。

重要な設計および品質上の考慮事項

オイルパンの設計は、単なる形状決定にとどまりません。アセンブリは、多数の機能を統合する必要があり、厳しい検証試験に合格しなければなりません。

漏れテストと検証

ゼロ欠陥が標準です。完成したオイルパンは、すべて100%漏れテストを受けます。通常は 1.5 Barの空気減衰試験 または水中に30秒間浸漬して、微細なピンホールを特定します。鋼製のオイルパンについては、電着塗装または粉体塗装の耐久性を道路用塩類に対して検証するために、塩水噴霧試験（多くの場合480時間以上）も必須です。

機能統合

現代のオイルパンは単なる外殻ではなく、アセンブリです。以下の部品が必要です：

• バッフル： サム内側にスポット溶接され、高G時のコーナリングやブレーキング中にオイル供給不足を防ぎます。
• ドレンプラグシート： トルク荷重に耐えられるよう補強された部位で、その値は 80 N·mを超える必要があります 変形せずに。
• ドップスティックガイド： 側壁に一体成形された高精度スタンプ加工されたチューブ。

抜き勾配および面取り半径

ダイから部品を取り外しやすくするため、垂直の壁面には通常、抜き勾配が必要です。ただし、深絞り成形では鋳造よりも直線に近い壁を実現できます。角部の面取り半径は、材料の流動性を確保し、割れの原因となる応力集中を低減するために、一般的に 材料厚さの6～8倍 程度の大きさを設ける必要があります。

完璧なシールを設計する

オイルパンの製造において、コスト、重量、信頼性のバランスを取るためのグロースタンダードであり続けているのが深絞り成形です。IF鋼のような先進材料と、ブランクホルダー圧力からフランジ平坦化までの精密なプロセス制御を活用することで、保護対象のエンジンよりも長持ちする部品を製造できます。エンジニアにとって成功の鍵は、設計段階の早い時期に絞り深さ、材料の延び率、シール部の公差について明確な仕様を定めることにあります。

よく 聞かれる 質問

1. 深絞り成形と通常のスタンピングの違いは何ですか？

主な違いは深さと直径の比率にあります。深絞り成形は、部品の深さがその直径の半分を超える場合に定義される工程です。このプロセスでは材料の大きな流動と伸長が伴いますが、通常のプレス加工（または浅絞り）は、壁厚のほとんど変化しない状態での切断、曲げ、表面形状の形成に重点を置いています。

2. 深絞りオイルパンに最適な鋼材は何ですか？

インタースティシャルフリースチール（IF鋼） と エクストラディープドローイングスチール（EDDS） が最も適した選択肢です。これらの鋼種は超低炭素で、チタンまたはニオブによって安定化されており、割れや破断を起こすことなく8～13インチの深い形状まで伸ばすために必要な極めて高い延性を持っています。

3. 鋳造アルミニウムではなく、なぜプレス鋼材を使用するのですか？

プレス鋼板は一般的に鋳造アルミニウムよりも軽量で延性が高く、大量生産時のコストが大幅に安くなります。鋳造アルミニウムは剛性が高いものの、道路の飛び石などの衝撃で割れることがあります。一方、プレス鋼板は破断するより凹む傾向があり、エンジンのオイル供給に対する故障保護性能が優れています。