JP3957410B2 - 板材への突軸形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板等の板材に各種部品を取り付けたり、回転部材を支持するための板材への突軸形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属板等の板材に対して、回動部品等を軸支したり、その他部品を軸着するためには、板材に孔を穿設し、この孔に別途製作した軸部材を挿通すると共に、かしめ固着する手段、或いは、上記軸部材をねじによって固着する手段が一般に採用されている。
【0003】
しかしながら、以上のように軸部材を別体に製作して板材に固着する手段は、部品点数が多くなると共に、作業工程が多くなるため、必然的にコスト高となる問題があった。このため本出願人は、特公平6−26737号において、金属板等の板材に対し、塑性加工技術を用いて軸を一体に形成する方法を提案し、実用に供するに至った。
【0004】
図9及び図10は、その従来の提案による板材への軸部形成方法を示し、図9は板材に有底筒状の軸部を形成する方法を示している。先ず、第1の押圧工程#10として、鉄板やアルミニウム等の塑性を有する金属板からなる板材100に対し、先端面を平坦に形成した丸棒状の押圧工具101を、その一面から押圧して穴102を形成すると共に、他面に突出部103を形成する。
【0005】
次に、平押し工程#11として、第1の押圧工程#10を経た板材100に、外径寸法が前記突出部103の外径寸法よりも大きい円柱形状の平押し工具104の端面を穴102の開口側から当接させて押圧する。これにより、押された部分の肉量が抵抗のない穴102の中空部105に移動すると共に、突出部103にも移動し、突出部103がさらに突出する。
【0006】
続いて、第2の押圧工程#12として、平押し工程#11を経た板材100に対し、押圧工具101を再度開口側から押し当て、上記突出部に高さを加えることにより、板材100に軸部106を一体に形成している。そして、この軸部106の高さL01は板材100の板厚t1 に対して2倍以上に形成されている。
【0007】
図10は、板材の表裏に貫通した円筒状の軸部を形成する方法を示している。即ち、平押し工程#11までは、図9に示した工程を経るが、その後、穿孔工程#13を設け、板材100の突出部103の底部103aに、細径の棒状部分を有する穿孔工具107を穴102から挿通させて打ち抜き、透孔108を穿設する。次にバーリング工程#14において、先端側が先細り状に形成され、かつ外径寸法が押圧工具101と同寸法のバーリング工具109を、穴102から挿入して透孔108を拡開しながら貫通することにより、高さL02を有する円筒状の軸部110を形成する。この図10に示した方法においても、軸部110の高さL02は、板材100の板厚t1 に対して2倍以上に形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した板材への軸部形成方法は、板材100に軸部106等を一体に形成するので、コストを低減すると共に、板材100に対して2倍以上の高さを有する軸部を形成できる特徴を有している。しかしながら、平押し工具104による押圧は、肉量の移動方向が分散するため、板材100の板厚t1 に対して軸部を一層高くするには限界ある。また場合によっては、軸部の肉厚を厚くすることも要求されるが、従来の軸部形成方法にあっては上述の理由から、肉厚を増加する場合にも限界が生ずる問題があった。
【0009】
本発明は以上のような従来の形成方法の問題点を解決するためになされたもので、板材の板厚に対して軸部をより一層高くしたり、或いは、軸部の肉厚を厚くすることが可能な板材への軸部形成方法を提供することを目的とする。
【0010】
【問題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる板材への突軸形成方法は、板材の一面から押圧工具により押圧して一面に穴を他面に突出部を形成する第1の押圧工程と、外径の直径寸法が上記突出部の外径寸法より大きい円柱状の平押し工具により上記穴の周囲を押圧することにより、押圧部分の肉量を上記穴の内方に向けて移動すると共に上記突出部をさらに突出させる平押し工程と、上記押圧工具を上記穴内に挿入して押圧することにより上記突出部に高さを加えて突軸を形成する第2の押圧工程とを具備し、上記板材の一面に塑性変形により当該板材の厚さ以上の高さを有する上記突軸を一体に形成する形成方法であって、上記第1の押圧工程の後に、略円錐状のテーパ面を有するテーパ工具により上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に向けて移動させる工程を付加し、上記突軸への肉量の移動量を増加させたことを特徴としている。
【0011】
また、請求項2に記載の板材への突軸形成方法は、テーパ工具を、略円錐状のテーパ面を有するテーパ凹部を先端側の端面に形成し、該テーパ凹部を板材の一面から押圧することを特徴としている。
【0012】
請求項4に記載の板材への突軸形成方法は、肉移動工程及び平押し工程を経た後、穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿設する穿孔工程を設け、この透孔を先端側が先細り状に形成された外径寸法を押圧工具と同寸法としたバーリング工具により貫通して筒状の突軸を形成するバーリング工程を備えたことを特徴としている。
【0013】
請求項4に記載の板材への突軸形成方法は、穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿設する穿孔工程を設け、この透孔を先端側が先細り状に形成された外径寸法を押圧工具と同寸法としたバーリング工具により貫通して筒状の突軸を形成するバーリング工程を備えたことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明にかかる板材への突軸形成方法について詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明による板材への軸突形成方法を適用して製作した突軸を示す部分断面斜視図である。即ち、板材1としては、鉄、銅、アルミニウム、或いは真鍮等の塑性加工に適する金属板が選択される。この板材1には、一部を塑性変形することにより、内部を中空とした円形の有底筒状に形成された突軸2が一体に形成されている。突軸2は、後に詳述する形成方法によって、板材1の板厚に対して3〜5倍以上の高さに形成されている。
【0016】
また、この突軸2に対して裏側の開口部周縁には、所定の内径を有する凹陥部3が形成されている。この凹陥部3は、板材1の板厚よりも薄くなっていて、本来あるべき肉量は、突軸2に所定の高さを得るために塑性変形する際に突軸2に移動させている。尚、突軸2は凹陥部3の所定の内径以上の隣接間隔をもって複数個を立設させてもよく、また、凹陥部3は突軸2が円形の場合は円形が好ましいが、略四角形や三角形等の多角形、或いは楕円であってもよい。
【0017】
次に、本発明にかかる板材への突軸形成方法について説明する。図2は、内部を中空とした円形の有底筒状に形成された突軸2の形成工程を示すものである。先ず、第1の押圧工程#1として、鉄、銅等々の金属板からなる板材1の一面から押圧工具10により押圧して、一面に穴4を他面に突出部5を形成する。押圧工具10は、先端面が平坦な円柱状に形成され、この押圧工具10の押圧によって、突出部5は略円筒状に形成される。
【0018】
次の肉移動工程#2は、本発明における主要な工程であり、穴4の開口周囲の肉量を寄せ集めて穴4の内方に向けて移動させる工程である。この工程#2で用いるテーパ工具11は、外径寸法が上記突出部5の外径寸法よりも大きい円柱状に形成され、その先端面には、外周から中央に至るに従って凹ませた略円錐状のテーパ面を有するテーパ凹部11aが形成されている。このテーパ工具11を板材1の穴4側から当接させて押圧する。これにより、穴4の開口周囲の肉量が、テーパ凹部11aによって抵抗のない中空部6方向に寄せ集められ、中空部6の開口側に移動して肉塊7が形成されると共に、突出部5がさらに突出する。
【0019】
この肉移動工程#2を経た板材1は、次の平押し工程#3に移行する。平押し工程#3は、外径寸法が突出部5の外径寸法よりも大きく、かつ先端面が平坦な円柱形状の平押し工具12の端面を、上記テーパ工具11の押圧加工に重ねるように板材1の穴4側から当接させて押圧する。これにより、中空部6の開口側に形成された肉塊7が、さらに中空部6の中心方向に移動すると共に、突出部5方向にも移動して中空部6がさらに突出する。そして、平押し工具12の押圧によって穴4の周囲には凹陥部3が形成される。
【0020】
続いて、第2の押圧工程#4として、平押し工程#3を経た板材1に、前記押圧工具10を再度開口側から押し当てて押圧することにより、突出部5に高さが加えられ、この結果、図1に示した有底筒状の突軸2が形成される。
【0021】
この突軸2の高さL10は、上記肉移動工程#2において、テーパ工具11のテーパ凹部11aによって、穴4の開口周囲の肉量を中空部6方向に寄せ集め、突出部5に移動する肉量を増加しているので、従来の形成方法よりも一段と高くすることができる。
【0022】
図3は、本発明にかかる板材への軸部形成方法の他の実施例を示している。即ち、図3に示す形成方法は、板材1の他面から押圧するようにしている。
【0023】
図3における第1の押圧工程#1は、前述した図2における第1の押圧工程#1と同じであり、その説明を省略する。次の肉移動工程#2は、穴4の開口周囲の肉量を寄せ集めて穴4の内方に向けて移動させる工程である。この工程#2で用いる円筒テーパ工具20は、円筒状に形成され、内径寸法を突出部5の挿入を許容する寸法とし、先端面には、外周から中央に至るに従って凹ませた略円錐状のテーパ部20aが形成されている。
【0024】
この円筒テーパ工具20を上記第1の押圧工程#1によって形成された突出部5に挿入し、板材1の一面に先端面を平坦とした当接部材21を押し当てた状態で、穴4の周縁を他面側から当接させて押圧する。これにより、穴4の周縁の肉量がテーパ凹面20aにより抵抗のない中空部6方向に寄せ集め、中空部6の開口側に移動して肉塊7を形成する。このとき、突出部5もさらに突出する。
【0025】
次に、平押し工程#3において、当接部材21を押し当てた状態で、先端側の端面が平坦で内径寸法を突出部5の挿入を許容するように設定した円筒状の平押し工具22により、穴4の他面側の周囲をさらに押圧し、押圧部分の肉量をさらに穴4の中空部6方向に移動すると共に、突出部5をさらに突出させる。このとき、突出部5の周囲の他面側には、環状の凹陥部8が形成される。
【0026】
その後、第2の押圧工程#4により、円筒状の平押し工具22を挿入した状態で、前記押圧工具10を再度開口側から押し当てて押圧することにより、突出部5に高さを加えることにより有底筒状の突軸2が形成される。
【0027】
この図3に示す形成方法によって形成された突軸2の高さL20も、円筒テーパ工具20のテーパ凹部20aにより、穴4の開口周囲の肉量を寄せ集め、突出部5に移動する肉量を増加しているので、図2に示した方法と同様に、突軸2の高さを従来の形成方法よりも一段と高くすることができる。
【0028】
図4は、第1の押圧工程#1に使用する押圧工具10の変形例を示し、(A)は先端を半球状に形成した例である。また、(B)は先端が平坦でこの先端からテーパ状に拡開する形状に形成した例である。前述した各形成方法に、これら押圧工具を使用しても同様に、従来よりも高い突軸2を形成することができる。
【0029】
図5は、板材の表裏に貫通した貫通孔を有する筒状の突軸の形成工程を示すものである。この図5において、第1の押圧工程#1、肉移動工程#2及び平押し工程#3は、図2と同様であるので、その説明を省略する。
【0030】
平押し工程#3を経た板材1は、次の穿孔工程#5において、穿孔工具30により突出部5の底部に透孔5aを穿設する。穿孔工具30は、先端側が先細り状に形成されている。そして、穿孔工具30を突出部5の底部に当接すると共に、押圧することにより小径の透孔5aが穿設される。
【0031】
その後、バーリング工程#6に移行し、外径寸法を前記押圧工具10と同寸法に形成すると共に、先端側に至るに従って細くなる略放物線状に形成したバーリング工具31を中空部6に挿入して押圧することにより、透孔5aを貫通して筒状の突軸2Aを形成する。このとき、突出部5の底部の肉がバーリング工具31によって延ばされるので、突軸2Aの高さL50を従来よりもより一層高く形成することができる。
【0032】
図6は、板材の表裏に貫通した貫通孔を有する筒状の突軸の形成工程の変形例を示すものである。この図6に示す形成工程は図3に示した形成方法に基づいた方法であり、第1の押圧工程#1、肉移動工程#2及び平押し工程#3は、図3に示した形成方法と同様であるので、その説明を省略する。
【0033】
平押し工程#3を経た板材1は、図6における穿孔工程#5において、穿孔工具30により、突出部5の底部に当接して押圧し、底部に透孔5aを穿設する。
【0034】
その後、バーリング工程#6に移行し、バーリング工具31を中空部6に挿入して押圧することにより、透孔5aを貫通して筒状の突軸2Bを形成する。このとき、突出部5の底部の肉がバーリング工具31によって延ばされるので、突軸2Bの高さL60を、図5の例と同様に一層高く形成することができる。
【0035】
以上説明した各例は、いずれも突軸の高さをより一層高くする形成方法を示した。しかし、用途によっては、高さは従来と同じであっても、肉厚を厚くすることが求められる。このような場合は、図7及び図8に示す方法によって形成することできる。
【0036】
図7(A)は、図2の形成方法に基づいて、有底筒状の突軸における肉厚を厚くする方法を示している。この図7(A)において、第1の押圧工程#1、肉移動工程、及び平押し工程#3は、図2に示した形成方法と同様であり説明を省略するが、前記図2と異なる点は、第1の押圧工程#1、及び第2の押圧工程#4に用いる押圧工具40の外形寸法を細くしたことである。そしてこの細い径の押圧工具40を穴4の開口側から押圧することにより、突出部5の中空部6の内径寸法が小さくなり、この結果、肉厚の厚い突軸2Cが形成される。
【0037】
因みに突軸2Cの高さは、従来例に示したの突軸とほぼ同じであるが、前述のように、テーパ工具11のテーパ凹部11aにより、穴4の開口周囲の肉量を寄せ集め、突出部5に移動する肉量を増加しているので、肉厚t71を従来の形成方法よりも一段と厚くすることができる。
【0038】
図7(B)は、図3に示した形成方法に基づいて、有底筒状の突軸における肉厚を厚くする方法を示している。この図7(B)に示す方法においても、相違する点は、第1の押圧工程#1、及び第2の押圧工程#4に用いる押圧工具40の外形寸法を細くしたことである。これにより、図7(B)においても突軸2Cの肉厚t72を厚くすることができる。
【0039】
また、図8(A)(B)は、板材の表裏に貫通した貫通孔を有する筒状の突軸の肉厚を厚くする方法を示している。図8(A)は、図5に示した形成方法に基づくものであり、第1の押圧工程#1、肉移動工程#2、及び第2の押圧工程#4は、図5に示した形成方法と同様であるのでその説明を省略する。この図5と異なる点は、第1の押圧工程#1、及び、バーリング工程#6に用いる押圧工具及びバーリング工具50の外形寸法を、前述した第1の押圧工具10よりも細い径にしたことである。このバーリング工具50を穴4の開口側から押圧することにより、中空部の内径寸法が小さくなり、この結果、肉厚の厚い筒状の突軸2Dが形成される。
【0040】
この例においても、突軸2の高さL80は、従来例に示した突軸とほぼ同じであるが、テーパ工具11のテーパ凹部11aによって、穴4の開口周囲の肉量を中空部6方向に寄せ集め、突出部5に移動する肉量を増加しているので、従来の形成方法よりも一段と厚くすることができる。
【0041】
図8(B)は、図6に示した形成方法に基づくものであり、この図8(B)においても、相違する点は、第1の押圧工程#1、及びバーリング工程#6に用いるバーリング工具50の外形寸法を細くしたことである。以下詳細は、前述の図6と同じであり、その説明は省略するが、この図8(B)においても突軸2Dの肉厚を厚くすることができる。
【0042】
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。例えば、突軸を円筒状ではなく、略四角形等の多角形、或いは楕円形に形成してもよい。また、突軸の中間部、又は、先端部分等に追加工を施し、Dカット状の突軸としたり、抜け止め部を形成する等、各種の用途に応じて任意に変形してもよい。さらに、上記実施例は、1つの突軸を形成する例を示したが、板材に複数個の突軸を形成するようにしてもよいことは勿論である。
【0043】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による板材への突軸形成方法によれば、板材の一面に塑性変形により突軸を一体に形成する形成方法において、略円錐状のテーパ面を有する工具により肉量を寄せ集める肉移動工程により、突軸への肉量の移動量を増加させる工程を付加しているので、従来の突軸形成方法によって形成された突軸と比較し、軸長を高くしたり、或いは、肉厚の厚い突軸を容易に形成することができる。また、肉移動工程を付加するのみのため、コストへの影響を最小限に止められるので、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる突軸を形成した板材の一例を示す部分断面斜視図である。
【図2】本発明の板材への突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図3】本発明にかかる他の突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図4】本発明の第1の押圧工具の変形例を示す断面図である。
【図5】本発明にかかる筒状の突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図6】本発明にかかる他の筒状の突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図7】(A)(B)は、有底筒状の突軸の肉厚を厚くする場合の形成方法を示す断面図である。
【図8】(A)(B)は、筒状の突軸の肉厚を厚くする場合の形成方法を示す断面図である。
【図9】従来の板材への突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図10】従来の他の板材への突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
1 板材
2 突軸
3 凹陥部
4 穴
5 突出部
6 中空部
10 押圧工具
11 テーパ工具
11a テーパ凹面
12 平押し工具
20 円筒テーパ工具
22 平押し工具
30 穿孔工具
31 バーリング工具
#1 第1の押圧工程
#2 肉移動工程
#3 平押し工程
#4 第2の押圧工程
#5 穿孔工程
#6 バーリング工程
Claims (4)
- 板材の一面から押圧工具により押圧して一面に穴を他面に突出部を形成する第1の押圧工程と、外径の直径寸法が上記突出部の外径寸法より大きい円柱状の平押し工具により上記穴の周囲を押圧することにより、押圧部分の肉量を上記穴の内方に向けて移動すると共に上記突出部をさらに突出させる平押し工程と、上記押圧工具を上記穴内に挿入して押圧することにより上記突出部に高さを加えて突軸を形成する第2の押圧工程とを具備し、上記板材の一面に塑性変形により当該板材の厚さ以上の高さを有する上記突軸を一体に形成する形成方法であって、上記第1の押圧工程の後に、略円錐状のテーパ面を有するテーパ工具により上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に向けて移動させる肉移動工程を付加し、上記突軸への肉量の移動量を増加させたことを特徴とする板材への突軸形成方法。
- テーパ工具は、略円錐状のテーパ面を有するテーパ凹部を先端側の端面に形成し、該テーパ凹部を板材の一面に形成した穴の開口周囲を押圧することを特徴とする請求項1に記載の板材への突軸形成方法。
- テーパ工具は、内径寸法を突出部の挿入を許容する寸法とした円筒状に形成され、先端側の端面に略円錐状のテーパ面を有するテーパ部を形成し、該テーパ部を板材の他面側から突出部の周囲を押圧することにより、上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に向けて移動させた後、先端側の端面が平坦で内径寸法が突出部の挿入を許容する寸法とした円筒状の円筒平押し工具により、上記突出部の周囲をさらに押圧することにより、押圧部分の肉量を穴の内方に向けて移動すると共に上記突出部をさらに突出させる請求項1に記載の板材への突軸形成方法。
- 肉移動工程及び平押し工程を経た後、穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿設する穿孔工程を設け、この透孔を先端側が先細り状に形成され外径寸法が押圧工具と同寸法としたバーリング工具により貫通して筒状の突軸を形成するバーリング工程を備えた請求項1に記載の板材への突軸形成方法。
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