(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が半円形又は扇形をなす厚肉金属部材（２６）を複数個、それらの非円弧面（４）同士が突き合うよう相並べてなる円盤状の成形初期材料（２７）を臼状雌型（１９）の中に置いて、その成形初期材料（２７）の平面より小さい下端面（２４）を有する鍛造手段（２０）で鍛造・成形することを特徴とするアンバランスウエイトの製造方法。
【請求項２】
前記厚肉金属部材（２６）の二つの非円弧面（４）がなす扇形角（α）が、９０度又は１２０度である請求項１記載のアンバランスウエイトの製造方法。
【請求項３】
円形かつ平らなキャビティ底面（２３ａ）を有する第一臼状雌型（１９ａ）の中に円形断面を有する複数本の短尺素材（２５ａ）を相隣接させて建て置いた後、それらの短尺素材（２５ａ）を第一鍛造手段（２０ａ）で鍛造して前記第一臼状雌型（１９ａ）内に延展させる型鍛造工程（Ａ）と、該型鍛造工程（Ａ）で得られた、平面形状が半円形又は扇形をなす複数個の厚肉金属部材（２６）が相並べられている円盤状の成形初期材料（２７）を第二臼状雌型（１９ｂ）の中に入れて、その成形初期材料（２７）の平面より小さい下端面（２４ｂ）を有する第二鍛造手段（２０ｂ）で鍛造する鍛造・成形工程（Ｂ）とからなることを特徴とするアンバランスウエイトの製造方法。
【請求項４】
前記厚肉金属部材（２６）の二つの非円弧面（４）がなす扇形角（α）が、９０度又は１２０度である請求項３記載のアンバランスウエイトの製造方法。
【請求項５】
平面形状が半円形又は扇形をなす鍛造・成形された金属成形品（２５ｂ）からなり、その円弧状周縁部（２）が他の部位（３）より厚肉になっていることを特徴とするアンバランスウエイト。
【請求項６】
前記金属成形品（２５ｂ）の二つの非円弧面（４）がなす扇形角（α）が、９０度又は１２０度である請求項５記載のアンバランスウエイト。
【請求項７】
前記請求項１から請求項４いずれか一項記載のアンバランスウエイトの製造方法により製造されるアンバランスウエイト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンバランスウエイトの製造方法及びアンバランスウエイトに関し、更に詳しく言えば、偏心効率の高いアンバランスウエイトを効率よく製造する製造方法及び偏心効率の高いアンバランスウエイトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から回転式の振動装置は公知で、例えば、特許第２７２６５７７号明細書に開示されているように、運転者が居眠りするのを防止するために自動車に搭載されている。具体的に図面を用いてその装置を説明すると、図２０及び図２１に示すように前記自動車５０のボディ床面５１には基台５２が固定されており、その基台５２に対して４本の支持体５３を介して運転座席５４が設けられている。
【０００３】
そして運転座席５４の取付板５５の下面側に振動装置５６が取付けられており、運転者が居眠りを催しそうになる前に前記振動装置５６のモータ５７のスイッチをＯＮにすると、前記モータ５７の回転軸５８とそれに固定されているアンバランスウエイト５９とが同時に回転するため、両者の回転中心が前記回転軸５８そのものの真の回転中心から偏心した位置に移り回転軸５８が回転振動を起こす。回転軸５８が回転振動すると、その振動は当然振動装置５６全体、ひいてはそれが固定されている運転座席５４にも伝わるので、運転座席５４の座り心地が悪くなり、その結果、運転者は居眠りできなくなる。なお、振動装置５６の振動がボディ床面５１に伝播しないようにするために、前記支持体５３と取付板５５との間に振動吸収手段６０が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記アンバランスウエイト５９は、通常、半円形又は扇形をなす材料からできているが、それを金属素材から製作しようとすると、次のような問題に遭遇する。
【０００５】
第一に、製造に手間がかかるとともに前記金属素材から無駄な廃材が発生する。例えば、金属塊からアンバランスウエイト５９を１個ずつ製造しようとすると、最終的に得られる目的物の外側表面に円弧面を形成しなければならないために、その円弧面の成形加工が難しく非常に手間がかかる。また１枚の金属板から溶断手段、例えばレーザでアンバランスウエイト５９を作ろうとする場合、それに対応する形の金属片を切り抜いた後の素材は全く用途のない廃材になるので、それだけ資源が無駄になり、ひいては製品のコストアップに繋がる。
【０００６】
第二に、振動装置における偏心効率、すなわち、アンバランスウエイト５９に使用される金属材料の量や嵩張り程度を最小限に抑えて前記偏心位置を大きくできる効果をより高めるために、従来から周知の機械加工法によりアンバランスウエイト５９を製作しようとすると、製作工程が煩雑になり相応してコストアップに繋がるだけでなく、前記同様に廃材が発生する。例えば、前記偏心効率を高めるために、前記アンバランスウエイト５９をその円弧状周縁部が他の部位より厚肉となる構造にする場合、通常は比較的大径の丸棒を輪切りにして一旦円盤状初期材料を作り、その円盤状初期材料の中央部分を切削してから、放射方向かつ厚さ方向に縦割りにする製造方法が考えられるが、この方法には２回の切断加工と１回の切削加工とを施す必要があるだけでなく、切削して切り取られた部分は廃材になる。
【０００７】
従って、本発明の課題は、偏心効率の高いアンバランスウエイトを得るとともに、金属素材から省資源的かつ単純な機械加工法で、しかも１回の機械加工法で複数個のアンバランスウエイトが同時に得られる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本請求項１記載の発明のアンバランスウエイトの製造方法は、平面形状が半円形又は扇形をなす厚肉金属部材を複数個、それらの非円弧面同士が突き合うよう相並べてなる円盤状の成形初期材料を臼状雌型の中に置いて、その成形初期材料の平面より小さい下端面を有する鍛造手段で鍛造・成形することを特徴とする。また、本請求項３記載の発明のアンバランスウエイトの製造方法は、円形かつ平らなキャビティ底面を有する第一臼状雌型の中に円形断面を有する複数本の短尺素材を相隣接させて建て置いた後、それらの短尺素材を第一鍛造手段で鍛造して前記第一臼状雌型内に延展させる型鍛造工程と、該型鍛造工程で得られた、平面形状が半円形又は扇形をなす複数個の厚肉金属部材が相並べられている円盤状の成形初期材料を第二臼状雌型の中に入れて、その成形初期材料の平面より小さい下端面を有する第二鍛造手段で鍛造する鍛造・成形工程とからなることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本請求項５記載のアンバランスウエイトは、平面形状が半円形又は扇形をなす鍛造・成形された金属成形品からなり、その円弧状周縁部が他の部位より厚肉になっていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜１９に基づいて本発明の実施例を具体的に説明する。
（１）アンバランスウエイトの構成
図１に示すように、本発明に係るアンバランスウエイト１は平面形状がほぼ扇形をなす金属成形品２５ｂからなり、その円弧状周縁部２の厚さＤが他の部位である扇形平面部３の厚さｄより大きく、前者が後者より厚肉になっている。厚肉の程度、円弧状周縁部２と扇形平面部３の面積比及び前記扇形平面部３の二つの非円弧面４がなす扇形角α等は、前記偏心効率やアンバランスウエイト１が取付けられる回転軸の耐振動疲労性等を考慮して任意に設計できるが、この実施例においては前記扇形角αはほぼ１２０度になっている。
【００１１】
さらに前記アンバランスウエイト１の扇形平面部３には挿通孔５が透設されており、その挿通孔５に回転軸を通して固定して、図２及び図３に示すように、それらを振動装置６の一構成要素とする。すなわち、基板７に設けた一対の軸受８ａ、８ｂに回転軸９を支承させ、その回転軸９を前記挿通孔５に通してアダプター又はキーとキー溝等の固定手段乃至かしめ手段（図示なし）等により両者を一体的な固定するとともに、モータ１０により回転可能にすれば、前記振動装置６となる。この振動装置６においては前記アンバランスウエイト１と回転軸９との回転中心が回転軸９の真の回転中心より外方に移動するので、回転軸９が回転すると、振動装置６に回転振動が発生するようになる。
【００１２】
なお、この振動装置６を前記公知技術のように自動車の運転座席に装着する場合、前記基板７の裏面側に複数個の係止部材１１を固着しておいて、それらの係止部材１１の係止孔１２に係止手段（図示なし）を介して運転座席に前記振動装置６を逆さにして固定すればよい。このとき、前記回転軸９の振動がモータ１０の回転軸１３に伝播しないようにするために、両者をカップリング１４を介して回転可能に接合する。さらにより偏心効果を高めるために、図４に示すように、前記アンバランスウエイト１を２個使用するとともに、それらの円弧状周縁部２、２が互いに外方を向くよう前記回転軸９に固定する。
【００１３】
（２）アンバランスウエイトの製造方法
次に、かかる形状・構造を有するアンバランスウエイト１の製造方法について述べると、この製造方法は基本的には型鍛造工程Ａと鍛造・成形工程Ｂの二つの工程からなっている。型鍛造工程Ａは、前記アンバランスウエイト１となる金属素材からその中間的材料に相当する成形初期材料を機械加工により製造する工程であり、鍛造・成形工程Ｂは、前記成形初期材料を同種の機械加工により目的物であるアンバランスウエイト１を製造する工程である。
【００１４】
いずれの工程においても基本的には、図５に示すように、固定部１５と、その上方で上下動の反復プレス動作をする可動部１６とからなる鍛造装置１７が使用される。前記固定部１５にはセット治具１８を介して臼状雌型１９が固定されているのに対して、前記可動部１６には前記雌型１９と嵌合する鍛造手段２０がセット治具２１を介して固定されている。ただ両工程ＡＢにおいて使用される鍛造手段２０はそれらの大きさにおいて相違している。
【００１５】
さらに詳述すると、型鍛造工程Ａにおいては、図６に示すように、ほぼ円柱状空間を形成するキャビティ２２ａを有するとともに、そのキャビティ２２ａの底面（本発明ではキャビティ底面という）２３ａがほぼ平らな第一臼状雌型１９ａと前記キャビティ底面２３ａより僅かに小さい下端面２４ａを有するシリンダーパンチ、ハンマー等の第一鍛造手段２０ａ（図においては１点鎖線で描かれている）とが使用される。なお、型鍛造される金属素材としてほぼ円形断面を有する５０ｍｍＸ３０ｍｍφ程度の短尺素材２５ａが３本使用される。短尺素材２５ａとしては鍛造可能な金属ならいかなる材質のものでも使用可能である。
【００１６】
このように被鍛造材料及び金型が準備されたら、鍛造装置１７にセットした第一臼状雌型１９ａのキャビティ底面２３ａ上に３本の短尺素材２５ａを互いに隣接させるとともに建てた状態にして置き、同じく前記鍛造装置１７にセットした第一鍛造手段２０ａを反復上下動させて前記短尺素材２５ａを殴打して前記第一臼状雌型１９ａのキャビティ２２ａ内で型鍛造をする。この鍛造工程Ａで前記短尺素材２５ａは変形するが、第一鍛造手段２０ａの下端面２４ａがキャビティ底面２３ａより僅かに小さいのでキャビティ２２ａの開口をほとんど塞ぐため、変形されつつある短尺素材２５ａは逃げ場を失って第一臼状雌型１９ａの中で密閉鍛造され、最終的に、図７に示すように、前記キャビティ底面２３ａ上に延展される。その結果、図８に示すように、短尺素材２５ａは完全に原形を失って平面形状がほぼ扇形をなす複数個の厚肉金属部材２６になるとともに、それらは突合せ面を真っ直ぐにして相並ぶ円盤状の成形初期材料２７なる。そして、前記突合せ面が次の工程の鍛造・成形工程Ｂにおいてもそのまま維持されて、本発明に係るアンバランスウエイト１の非円弧面４になるとともに、密閉鍛造が十分キャビティ２２ａに行き渡らない場合は、前記厚肉金属部材２６外側上部には面取りされた曲面部２６ｔが残り、この面がハンドリング上の安全性及びデザイン性を高めることになる。
【００１７】
次に、鍛造・成形工程Ｂについて述べると、図９に示すように、まず前記成形初期材料２７を前記鍛造工程Ａと同様に鍛造装置１７にセットされた第二臼状雌型１９ｂの中に入れてキャビティ底面２３ｂ上に置く。そして前記同様に鍛造装置１７に予めセットしておいたシリンダー、パンチ、ハンマー等の第二鍛造手段２０ｂにより前記成形初期材料２７を鍛造するのであるが、この工程Ｂで使用される第二鍛造手段２０ｂは、第一鍛造手段２０ａと相違して下端面２４ｂが相似形状をしているものの面積が小さい。従って、成形初期材料２７を鍛造する過程で第二鍛造手段２０ｂは、第二臼状雌型１９ｂのキャビティ２３ｂの開口を完全に塞ぐことなく、第二臼状雌型１９ｂの中に第二鍛造手段２０ｂを嵌合させると両者の間に隙間２８ができる。
【００１８】
そのため、第二臼状雌型１９ｂ内で成形初期材料２７を鍛造すると、図１０に示すように、成形初期材料２７の中央部が延展されて薄肉になるとともに、外方に押しやられた部分の材料の延展方向がキャビティ２２ｂで規制されて、前記材料は隙間２８を上昇する。その結果、成形初期材料２７は、図１１に示すような形状の成形品に変形する。この成形品においては前記厚肉金属部材２６が備えている突合せ面、すなわち非円弧面４がそのまま維持されているから、その成形品は容易に３分割でき、３個の金属成形品２５ｂとなる。これらの金属成形品２５ｂに前記挿通孔５を透設すれば、平面形状が半円形又は扇形をなす鍛造・成形された金属成形品であって、その円弧状周縁部２が他の部位３より厚肉になっている本発明に係るアンバランスウエイト１が同時に複数個完成する。なお、本発明において「平面形状が半円形又は扇形」とはアンバランスウエイト１に平行光線を当てて得られた投影が半円形又は扇形に写るような面を有する形状を意味する。
【００１９】
上記実施例においては次の効果が発揮される。まず短尺素材２５ａをそのまま全部金属成形品２５ｂに変換できるので、製造過程に廃材を発生させることがなく、本発明に係る製造方法は省資源的にあり、ひいては製品のコストダウンに貢献する。また前記二つの工程ＡＢにおいて単純で同種の機械加工法によりアンバランスウエイト１を製造できるので、従来技術のように異種の機械加工法を組み合わせる煩雑さがない。しかも同時に複数個のアンバランスウエイト１を均質に製造できる。
【００２０】
なお、上記実施例には鍛造・成形工程Ｂも包含されており、その工程Ｂは本請求項１記載の発明に相当する。すなわち、前記鍛造・成形工程Ｂには、平面形状が半円形又は扇形をなす厚肉金属部材２６を複数個使用されているとともに、それらの非円弧面４同士が突き合うよう相並べられた円盤状の成形初期材料２７も使用されている。そしてその成形初期材料２７が臼状雌型１９の中に置かれて、その成形初期材料の平面より小さい下端面２４を有する鍛造手段２０で鍛造・成形されている。
【００２１】
また、本請求項１記載の発明は、前記成形初期材料２７又はこれに相当する材料さえ準備できれば、単独でも上記効果を発揮する。例えば、前記成形初期材料２７と同等の断面形状・大きさの金属丸棒を輪切りにして得た金属円盤を半割りにし、それら平面形状がほぼ半円形をなす厚肉金属部材を２個それらの非円弧面同士が突き合うよう相並べて円盤状の成形初期材料を準備しても本請求項１記載の発明の実施は可能になる。
【００２２】
以上本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は発明の効果を損なわない限度において、前記実施例を部分的に、例えば、次のように変更して実施することは許容される。
第一臼状雌型１９ａにセットされる短尺素材２５ａは複数本なら何本でも使用できる。例えばそれが２本使用された場合には図１２に示した形状を有する成形初期材料２７が得られ、最終的に平面形状がほぼ半円形のアンバランスウエイトが得られるし、４本使用された場合には図１３に示す成形初期材料２７を経由して平面形状がほぼ１／４円形の本発明品が得られる。しかしながら、偏心効果を考慮すると、２〜６本、好ましくは３〜４本の短尺素材２５ａが使用される。
【００２３】
第一鍛造手段２０ａと第二鍛造手段２０ｂだけを交換して第一臼状雌型１９ａ又は第二臼状雌型１９ｂのいずれかを使用して型鍛造工程Ａと鍛造・成形工程Ｂとを１台の鍛造装置１７において実施してもよい。第二鍛造手段２０ｂの下端面２４ｂを半球面状にしたり、階段状にしたりして成形初期材料２７を鍛造・成形して、図１４や図１５に示す放射方向断面を有するアンバランスウエイト１とすることもできる。また第一鍛造手段２０ａの下端面２４ａの形状も平面に限定されず、緩やかなテーパをつけた円錐形又は角錐形にして前記扇形平面部３を扇形曲面部にすることもできる。
【００２４】
第二鍛造手段２０ｂの周面に、図１６に示すように、鍔状突起２９を設けてアンバランスウエイト１の円弧状周縁部２の上面形状を規制することができる。前記鍔状突起２９を設けない態様においては、厚肉の円弧状周縁部２の上面は、図１７に示すように、内側に傾斜した面に形成されるが、鍔状突起２９を設けて平面にすることもできる。
【００２５】
前記第二臼状雌型１９ｂのキャビティ２２ｂに、図１８に示すように、環状溝３０を形成してキャビティ底面２３ｂのうち外方の面を低くすることにより、アンバランスウエイト１の厚さ方向の表裏面側にそれぞれ円弧状周縁部２を形成して偏心効率をより高めたアンバランスウエイト１を製造することもできる。
【００２６】
第二臼状雌型１９ｂのキャビティ２２ｂ内における第二鍛造手段２０ｂの相対的中心位置は、図１９に示すように若干ずれてもよい。それによって円弧状周縁部２の幅が相違したアンバランスウエイト１を製造することができる。前記鍛造工程Ａ及び鍛造・成形工程Ｂで実施される鍛造は主として冷間で行なわれるが、それらの工程を複雑にせずかつ厚肉金属部材２６同士を接合させない限度において温間や熱間で行なうことも可能である。
【００２７】
振動装置６は回転軸９が垂直に取付けられる構造のものであってもよい。この態様にあってはアンバランスウエイト１の扇形平面部３は、前記実施態様と異なり、水平になる。また、アンバランスウエイト１に回転軸９の挿通孔５を設けるこなく、回転軸９に他の回転部材を設けてその回転部材に本発明に係るアンバランスウエイト１を固定することものできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本請求項１記載の発明によれば、単純な機械加工により複数個のアンバランスウエイトを同時に製造できるという優れた効果を発揮し、本請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、省資源化を図ることができるという優れた効果を発揮する。そして、本請求項５記載の発明によれば、アンバランスウエイトの偏心効率を向上させることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るアンバランスウエイトの斜視図である。
【図２】前記アンバランスウエイトが適用される一用途の側面図である。
【図３】図２におけるIIIーIII矢視方向の断面・側面図である。
【図４】図２におけるIV部分の破断斜視図である。
【図５】本発明法に使用される鍛造装置の部分破断側面図である。
【図６】型鍛造工程に使用される雌型の部分破断斜視図である。
【図７】同工程で得られた成形初期材料が入っている雌型の部分破断斜視図である。
【図８】前記成形初期材料の斜視図である。
【図９】鍛造・成形工程に使用される雌型の部分破断斜視図である。
【図１０】同工程で得られた金属成形品が入っている雌型の部分破断斜視図である。
【図１１】複数個の金属成形品を寄せ集めて示す斜視図である。
【図１２】２個の厚肉金属部材を寄せ集めて示す平面図である。
【図１３】４個の厚肉金属部材を寄せ集めて示す平面図である。
【図１４】アンバランスウエイトについて他の態様を示す放射方向の断面図である。
【図１５】アンバランスウエイトについてさらに他の態様を示す放射方向の断面図である。
【図１６】第二鍛造手段の他の態様を示す部分破断側面図である。
【図１７】アンバランスウエイトについて他の態様を示す側面図である。
【図１８】第二臼状雌型の他の態様を示す部分破断側面図である。
【図１９】第二臼状雌型と第二鍛造手段との相対的な位置関係について他の態様を示す部分平面図である。
【図２０】従来技術の適用例を示す部分破断側面図である。
【図２１】同じく要部説明図である。
【符号の説明】
１；アンバランスウエイト、２；円弧状周縁部、３；他の部位、４；非円弧面、１９；雌型、１９ａ；第一臼状雌型、１９ｂ；第二臼状雌型、２０；鍛造手段、２０ａ；第一鍛造手段、２０ｂ；第二鍛造手段、２３；キャビティ底面、２３ａ；キャビティ底面、２３ｂ；キャビティ底面、２３；下端面、２４ａ；下端面、２４ｂ；下端面、２５ａ；短尺素材、２５ｂ；金属成形品、２６；厚肉金属部材、２７；成形初期材料、Ａ；鍛造工程、Ｂ；鍛造・成形工程、α；扇形角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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