JP2018144606A - ヘッドレストステーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に切削屑を残留させずに、ヘッドレストステーの先端に球面部を良好に成形することができるヘッドレストステーの製造方法を提供する。【解決手段】断面円形の金属パイプを素材とするステー２の先端に、半球状の球面部６をプレス加工により成形するヘッドレストステーの製造方法である。金属パイプの先端外周部を切削加工し、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、先端外周部をテーパ状の切削し、テーパ面４ａのテーパ部４を形成する工程と、テーパ部４の先端を、プレス型１０の球面凹部１１内に挿入し、プレス型または金属パイプをその軸方向に相対的に押圧し、ステー２の先端部３に球面部６を成形する工程とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドレストステーの製造方法に関し、特にヘッドレストステーの先端に球面部を、簡単に且つ少ない工数で良好に形成することができるヘッドレストステーの製造方法に関する。

自動車用シートのシートバック上には、通常、ヘッドレストが着脱可能に装着される。ヘッドレストは、基本的には、搭乗者の頭部を支持するヘッドレスト本体（パッド部）とヘッドレスト本体の下側に突き出すようにヘッドレスト本体内に取り付けられるヘッドレストステーとからなる。

ヘッドレストステーは、通常、金属パイプを曲折して形成され、ヘッドレスト本体から下方に突出するヘッドレストステーの両端の先端部には、ユーザーの安全性を考慮して、球面部が形成される。

従来のヘッドレストステー両端の球面加工は、スピニング加工やスェージング加工を行って、先端を丸く絞り加工し、ヘッドレストステーの先端に球面部を形成していた。しかし、この種の絞り加工は作業性が悪く、無理な絞り加工を行った場合、先端にクラックや座屈が発生しやすい不具合があった。

特開２０１６−１６５９６８号公報

そこで、従来、プレス型を用いてヘッドレストステーの先端部に球面部を加工する、ヘッドレストステーの製造方法が、上記特許文献１により、提案されている。

この従来の製造方法は、先ず、ヘッドレスステーの素材となる金属パイプの先端部内側を、切削加工による中ぐり加工を行い、金属パイプの先端部の肉厚を半分程度に薄くする。次にその状態で、金属パイプの先端を、プレス型の球面凹部内に挿入し、プレス型または金属パイプを軸方向に相対的に加圧し、プレス型の球面凹部内で、先端の球面絞り加工を行うものである。

しかし、金属パイプは、通常、肉厚が２ｍｍ程度と厚く、パイプ内側先端面の全体が略半分の厚さになる切削量で切削されるため、パイプ内で多くの切削屑が発生し、それらの切削屑がパイプ内に残留しやすい。

このため、中ぐり加工の後、金属パイプ内に残留した切削屑を取り出す作業を行うこととなるが、素材の金属パイプの内径は、通常１０ｍｍ程度と細く、さらにヘッドレストステーの長さは、例えば６００ｍｍから９００ｍｍ、或いは９００ｍｍ以上とかなり長尺である。このため、切削屑を完全に取り出すために専用の工具が必要なり、さらにそれらを用いて切削屑を取り出す作業工数が増大し、ヘッドレストステーの製造コストを増大させる課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、内部に切削屑を残留させずに、ヘッドレストステーの先端に球面部を良好に成形することができるヘッドレストステーの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るヘッドレストステーの製造方法は、断面円形の金属パイプを素材とするステーの先端部に、半球状の球面部をプレス加工により成形するヘッドレストステーの製造方法において、
該金属パイプの先端外周部を切削加工し、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、該先端外周部をテーパ状に切削して、テーパ面を有するテーパ部を先端に形成する工程と、
該テーパ部をプレス型の球面凹部内に挿入し、該プレス型または該金属パイプを軸方向に相対的に押圧し、該ステーの先端部に球面部をプレスにより成形する工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明のヘッドレストステーの製造方法によれば、先ず、金属パイプの先端の外周部を切削加工し、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、先端外周部をテーパ状に切削して、テーパ面のテーパ部を形成するため、切削加工後に、切削屑が金属パイプのステーの内部に残留することはない。このため、従来のように金属パイプの先端内側を切削して球面プレス加工する場合に比して、金属パイプ内から切削屑を除去する煩雑化な作業が不要となり、工数の削減から製造コストを低減することができる。

また、金属パイプ先端の切削加工は、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、テーパ状の先端外周部を切削してテーパ面のテーパ部を形成するので、その後、テーパ部の先端部分を、プレス型の球面凹部内に挿入し、プレス型またはステーを軸方向に相対的に押圧し、ステーの先端に球面部を成形する工程では、従来のように金属パイプの先端の内面を、均一の厚さに切削する場合に比して、より低いプレス圧で先端の絞り加工を良好に行うことが可能となる。また、外周部をテーパ状に切削する際、テーパ面の傾斜角度などの寸法精度もラフに決めることができ、簡単に切削加工を行うことができる。

さらに、プレス加工時、テーパ面を加工した先端部分は薄肉の先端から徐々に
内側に絞られて球面部を成形するので、内側に絞られた部分の肉厚が厚くなるなどの変形がなく、プレス型に生じるプレス圧の反力は、従来より減少する。このため、従来のプレス加工時のようにテーパ面の直ぐ上方の金属パイプの外側が膨出する変形は全く生じず、より小さいプレス圧力によりステーの先端に、球面部を良好に成形することができる。また、使用するプレス型の軸方向の厚さ形状（球面凹部の深さ寸法）もテーパ面の長さ程度とし、プレス型の小形化を図り、製造コストを下げることができる。

ここで、上記ステーの金属パイプの外径をＲ１とした場合、上記テーパ面の軸方向の長さＬ１は、Ｒ１／２より大きく、Ｒ１／１．５より小さくすることが好ましい。また、金属パイプの外径をＲ１とし、その内径をＲ２としたとき、切削加工時のテーパ部先端の切削厚さは、ステーの肉厚（Ｒ１−Ｒ２）／２の約２／３とし、該テーパ部の円環端面の肉厚は、金属パイプの肉厚（Ｒ１−Ｒ２）／２の約１／３とすることが好ましい。これによれば、プレス加工した状態のステーの球面部の軸方向の長さＬ２は、ステーの外径Ｒ１の約１／２程度となり、コンパクトな形状の球面部を、ステーの先端部に良好に形成することができる。

本発明のヘッドレストステーの製造方法によれば、内部に切削屑を残留させずに、ヘッドレストステーの先端に球面部を良好に成形することができる。

本発明のヘッドレストステーの製造方法の一実施形態を示し、ステーの素材の先端外周部を切削加工して、外周にテーパ面を有する先端部を形成する際の説明図である。 テーパ面の先端部を形成したステーの正面図である。 先端にテーパ部を形成したステーを、プレス型の球面凹部内に挿入してプレス加工する際の説明図である。 ステーの先端部をプレス加工し、ステーの先端に球面部を成形した状態の説明図である。 球面部を成形したヘッドレストステーの側面図である。 先端に半球状の球面部を成形したヘッドレストステーの斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。自動車用のヘッドレストは、図６に示すように、クッション材である例えばウレタン製のパッド部１と、パッド部１内にその上部を埋め込まれ、両側の先端部３が下方に突出するステー（ヘッドレストステー）２を備えて構成される。

ヘッドレストのステー２は、金属パイプＰ（金属丸パイプ）を所定の長さに裁断し、ステー２の両方の先端部３に、図５のような半球状の球面部６を成形し、ステー２全体を所定形状に曲げ加工して製作される。なお、この実施形態では、ヘッドレストのステー２は、１本の金属パイプＰから形成されるが、ステーを２本の金属パイプから成形し、各金属パイプの先端に球面部を成形し、２本の金属パイプを溶接などで連結することもできる。

ステー２の素材となる金属パイプＰは、先ず、所定の長さに裁断した状態で、その先端外周部を、テーパ状に切削加工して、金属パイプＰの先端外周部に、テーパ面４ａを有するテーパ部４を形成する。

この切削加工は、金属パイプＰの先端外周部のみを切削するため、汎用の旋盤などの切削加工機で、非常に簡単に行うことができる。また、切削加工は、金属パイプＰの先端の外周部を、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、外側をテーパ状に切削して、テーパ部４を形成するため、切削加工後に、切削屑が金属パイプＰの内部に残留することはない。このため、従来のように金属パイプの先端内側を切削して球面プレス加工する場合に比して、金属パイプ内から切削屑を除去する煩雑化な作業が不要となり、工数の削減から製造コストを低減することができる。

また、先端外周部をテーパ状に切削する際、テーパ面４ａの傾斜角度などの寸法精度は、ラフに決めることができ、旋盤などの切削加工機により、簡単に切削加工を行うことができる。

テーパ部４の切削加工は、図１のように、先ず、素材の金属パイプＰの先端外周部を切削加工し、テーパ面４ａを有するテーパ部４を形成する。このテーパ部４は、金属パイプＰの先端外周部を切削加工するのみであるため、汎用の切削用旋盤を使用すれば、簡単に加工することが可能である。またこのとき、金属パイプＰの先端外周部をテーパ状に切削加工するが、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように切削すればよく、切削屑はパイプ内に入らず、簡単に除去される。金属パイプＰのテーパ部４は、最終的にプレス型内で軸方向に加圧され、内側に湾曲されて球面部６が成形されるため、正確な形状の傾斜面（傾斜角度など）は必要とせず、ラフな切削加工でテーパ部４を形成すればよい。

図１，２に示す如く、素材となる金属パイプＰはその外径をＲ１としたとき、テーパ部４の軸方向の長さＬ１は、Ｒ１／２より大きく、Ｒ１／１．５より小さくすることが好ましい。テーパ部４の軸方向の長さＬ１を、Ｒ１／２以下に短くすると、プレス加工によりテーパ部を半球状に成形する際、長さが不足し、長さをＲ１／１．５以上にすると、長さが過大となる。

また、金属パイプＰの外径をＲ１とし、その内径をＲ２としたとき、金属パイプＰの肉厚Ｔ２（図１）は、（Ｒ１―Ｒ２）／２となるが、切削加工時、テーパ部先端の切削厚さＴ４（図１）は、肉厚Ｔ２の約２／３とすることが好ましい。つまり、切削厚さＴ４（切削する厚さ）は、約（Ｒ１―Ｒ２）／３とすることが好ましい。また、テーパ部４の円環端面５の肉厚Ｔ３（図１）は、肉厚Ｔ２の約１／３とすることが好ましく、約（Ｒ１―Ｒ２）／６とすることが好ましい。

次に、先端外周部を切削形成したテーパ部４の先端部分を、図３、４に示すように、プレス型１０の球面凹部１１内に挿入し、プレス型１０をまたは金属パイプＰ（ステー２）を軸方向に相対的に移動させて、相互に押圧するようにし、ステー２の先端に球面部６を成形する。

プレス型１０には、成形する球面部６の形状に対応した球面凹部１１が形成されている。球面凹部１１は、ステー２の半球状の先端部３より、若干大きい内径及び深さを有した半球状凹部として形成される。球面凹部１１の深さは、テーパ部４の軸方向の長さＬ１より若干長くする程度でよいため、プレス型１０は小形で安価に製作することが可能である。

プレス加工時、プレス型１０を固定プレートに固定し、金属パイプＰをその軸方向に往復移動させ、或いは金属パイプＰを固定プレートに固定し、プレス型１０を軸方向に往復移動させ、金属パイプＰのテーパ部４の先端を、プレス型１０の球面凹部１１内に繰り返し挿入して加圧する。テーパ部４を曲げ加工するため、プレス加工時のプレス圧力は、汎用の油圧シリンダで発生させることが可能な通常圧力でよいため、油圧機器を含むプレス装置は比較的簡単な構造とすることができる。

図４に示すように、金属パイプＰのテーパ部４の先端を、球面凹部１１の内面に押し当てながら加圧し、テーパ部４の先端を半球状に、絞るように塑性変形させる。なお、テーパ部４の先端を、球面凹部１１の内面に複数回繰り返し押し当てながら加圧して球面部６をプレス加工するが、加圧する回数は、例えば２回または３回程度でよく、テーパ部４は簡単に半球状に絞るように塑性変形させることができる。

つまり、金属パイプＰのテーパ部４は、その先端側が薄くなるようにテーパ面４ａを外周部に形成し、先端の円環端面５は薄く形成されているため、より低いプレス圧力と少ないプレス回数で、先端の絞り加工を良好に行うことができ、ステー２の先端部３に、図５に示す如く、軸方向の長さＬ２とする良好な半球状の球面部６が、プレス成形される。この球面部６の軸方向の長さＬ２は、金属パイプＰの外径Ｒ１の約１／２程度となり、コンパクトに成形される。

またこのプレス加工時、テーパ面４ａを加工した先端部分は、薄肉の先端から徐々に内側に絞られて球面部６を成形するので、プレス型１０に生じるプレス圧の反力は小さい。このため、金属パイプＰにおける、プレス型１０から直ぐ外側に露出した部分が膨出する変形、球面部６の肉厚が厚くなるなどの変形や座屈変形、或いは湾曲部にクラックは発生せず、球面部６を良好にプレス加工することができる。また、この際使用するプレス型１０は、その軸方向の厚さ形状（球面凹部１１の深さ寸法）を、テーパ部４の長さ程度とすればよく、プレス型１０の小形化を図り、製造コストを下げることができる。

上記のように、プレス加工により両端の先端部３に球面部６を形成したステー２は、図６の如く所定の形状に曲げ加工され、めっき処理を施した後、ステー２の中央部にパッド部１が取着され、パッド部１にカバーが被覆され、ヘッドレストが製作される。

以上のように、この製造方法によれば、金属パイプＰの先端の外周部を切削加工し、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、先端外周部をテーパ状に切削して、テーパ面のテーパ部４を形成するため、切削加工後に、切削屑が金属パイプのステー２の内部に残留せず、金属パイプＰ内から切削屑を除去する煩雑化な作業が不要となり、工数の削減から製造コストを低減することができる。

また、金属パイプ先端の切削加工は、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、テーパ状の先端外周部を切削してテーパ面のテーパ部４を形成するので、その後、テーパ部４の先端部分を、プレス型１０の球面凹部１１内に挿入し、プレス型またはステーを軸方向に相対的に押圧し、ステーの先端に球面部を成形する工程では、より低いプレス圧で先端の絞り加工を行い、半球状の球面部６を良好に成形することが可能となる。

さらに、プレス加工時、テーパ面４ａを加工した先端部分は薄肉の先端から徐々に内側に絞られて球面部６を成形するので、内側に絞られた部分の肉厚が厚くなるなどの変形がなく、プレス型１０に生じるプレス圧の反力は小さい。このため、テーパ面４ａの直ぐ上方の金属パイプの外側部分（プレス型内から露出部分）が膨出する変形は全く生じず、より小さいプレス圧力でステー２の先端に、球面部６を良好に成形することができる。

１ パッド部
２ ステー
３ 先端部
４ テーパ部
４ａ テーパ面
５ 円環端面
６ 球面部
１０ プレス型
１１ 球面凹部
Ｐ 金属パイプ

Claims (3)

1. 断面円形の金属パイプを素材とするステーの先端部に、半球状の球面部をプレス加工により成形するヘッドレストステーの製造方法において、
   該金属パイプの先端外周部を切削加工し、先端に向かって徐々に肉厚が薄くなるように、該先端外周部をテーパ状に切削して、テーパ面を有するテーパ部を先端に形成する工程と、
   該テーパ部をプレス型の球面凹部内に挿入し、該プレス型または該金属パイプを軸方向に相対的に押圧し、該ステーの先端部に球面部をプレスにより成形する工程と、
   を備えたことを特徴とするヘッドレストステーの製造方法。
2. 前記金属パイプの外径をＲ１としたとき、前記テーパ部の軸方向の長さは、Ｒ１／２より大きく、Ｒ１／１．５より小さくすることを特徴とする請求項１記載のヘッドレストステーの製造方法。
3. 前記金属パイプの外径をＲ１とし、その内径をＲ２としたとき、切削加工時の前記テーパ部先端の切削厚さは、ステーの肉厚（Ｒ１−Ｒ２）／２の約２／３とし、該テーパ部の円環端面の肉厚は、金属パイプの肉厚（Ｒ１−Ｒ２）／２の約１／３とすることを特徴とする請求項１記載のヘッドレストステーの製造方法。
   
   

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