(57)【要約】【課題】積層体を構成するワークの平行度が悪化することを抑制することができる。【解決手段】積層体１０を構成するワーク２０は、プレス加工によって形成された凸部２２と、このプレス加工によって凸部２２が形成された面の裏面に形成された凹部２４と、凸部２２と凹部２４との間に形成された切除部２６とを有している。凸部２２の高さｔ１は凹部２４の深さｔ２よりも小さくされている（ｔ１＜ｔ２）。また、ワーク２０の凸部２２と同ワーク２０に隣接する他のワーク２０の凹部２４とが嵌合されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄板状のワークが積層された積層体であって、
ワークは、プレス加工によって形成された凸部と、凸部が形成された面の裏面に前記プレス加工によって形成された凹部と、凸部と凹部との間に形成された切除部とを有し、
凸部の高さは凹部の深さよりも小さくされ、
ワークの凸部と同ワークに隣接する他のワークの凹部とが嵌合されている、
積層体。
【請求項２】
前記切除部はワークを貫通している、
請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記切除部は凸部及び凹部の中心に形成されている、
請求項１又は請求項２に記載の積層体。
【請求項４】
積層体の一方の面には凹溝が形成され、
複数のワークのうちの一部のワークには凹溝を構成する孔が形成されている、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項５】
複数の薄板状のワークを積層することによって積層体を製造する方法であって、
ワークにおける所定の位置に切除部を形成する第１工程と、
ワークに対してプレス加工を行なうことによって、前記切除部が含まれる部位のワークの一方の面に凸部を形成するとともに同面の裏面に凹部を形成する第２工程と、
ワークの凸部と同ワークに隣接する他のワークの凹部とを嵌合させる第３工程と、を含み、
前記プレス加工に用いられる凸部を形成するダイの深さは凹部を形成するパンチの高さよりも小さく設定されている、
積層体の製造方法。
【請求項６】
積層体の一方の面には凹溝が形成され、
複数のワークのうちの一部のワークには前記凹溝を構成する孔が形成され、
第３工程よりも前に行なわれる工程であってプレス加工によって前記孔を形成する工程を含む、
請求項５に記載の積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の薄板状のワークが積層された積層体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関にはバルブタイミングを変更するベーン型のバルブタイミング変更機構が設けられている（例えば特許文献１参照）。こうしたバルブタイミング変更機構においては、カムシャフトとベーンロータとの間に円盤状のリアブッシュが設けられている。このリアブッシュの一方の面には、作動油の油路の一部をなす凹溝が形成されている。この凹溝は高い加工精度が求められることから従来、切削加工によって形成されている。
【０００３】
ところで、切削加工によって凹溝を形成する場合には、加工コストの節減を図ることが難しい。
そこで、発明者は、複数の薄板状のワークが積層された積層体によってリアブッシュを構成し、複数のワークのうちの一部のワークに形成された孔によって積層体の一方の面に凹溝を形成することを考えた（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
すなわち、図９及び図１０に示すように、積層体３１０を構成するワーク３２０にはプレス加工によって一方の面に凸部３２２が形成され、同面の裏面に凹部３２４が形成される。そして、ワーク３２０の凹部３２４に対して同ワーク３２０に隣接する他のワーク３２０の凸部３２２を嵌合させる、所謂かしめることによって積層体３１０が形成される。
【０００５】
また、ワーク３２０を積層するに先立ち、複数のワーク３２０のうちの一部のワーク３２０にプレス打ち抜き加工を行なうことによって上記孔が形成される。そして、上記一部のワーク３２０に形成された孔によって積層体３１０の一方の面に上記凹溝が構成される。
【０００６】
こうした積層体３１０によれば、切削加工を行なわなくとも凹溝を容易に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１―２４１７１１号公報
【特許文献２】特開２００６−３４５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、プレス加工によって形成されたワーク３２０の凸部３２２の高さと凹部３２４の深さは略同一となる。そのため、例えば図１０に示すように、凸部３２２の頂面とこれに対向する凹部３２４の底面との間にばりが入り込んだ場合には、ワーク３２０が積層体３１０の積層方向に直交する方向に対して傾いて固定されることとなり、ワーク３２０の平行度が悪化するといった問題が生じる。
【０００９】
尚、こうした問題は、バルブタイミング変更機構のリアブッシュとして用いられる積層体に限られるものではなく、モータコア等の他の積層体においても共通して生じる。
本発明の目的は、積層体を構成するワークの平行度が悪化することを抑制することのできる積層体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための積層体は、複数の薄板状のワークが積層された積層体であって、ワークは、プレス加工によって形成された凸部と、凸部が形成された面の裏面に前記プレス加工によって形成された凹部と、凸部と凹部との間に形成された切除部とを有し、凸部の高さは凹部の深さよりも小さくされ、ワークの凸部と同ワークに隣接する他のワークの凹部とが嵌合されている。
【００１１】
同構成によれば、ワークにおける凸部と凹部との間には切除部が形成されているため、ワークに対してプレス加工が行なわれた際に、この切除部が潰れ、その容積が縮小することによって、凹部の深さよりも小さい高さの凸部を形成することができる。また、上記構成によれば、凸部の高さが凹部の深さよりも小さくされているため、凸部の頂面とこれに対向する凹部の底面との間に間隙が形成される。このため、凸部の高さや凹部の深さのばらつき、或いは凸部の頂面と凹部の底面との間に入り込んだばりが上記間隙によって許容されることとなる。従って、積層体を構成するワークの平行度が悪化することを抑制することができる。
【００１２】
この場合、前記切除部はワークを貫通している、といった態様が好ましい。
同態様によれば、切除部がワークを貫通するものとされているため、例えばプレス打ち抜き加工によって切除部を容易に形成することができる。
【００１３】
この場合、前記切除部は凸部及び凹部の中心に形成されている、といった態様が好ましい。
同態様によれば、切除部が凸部及び凹部の中心に形成されているため、ワークに対してプレス加工が行なわれた際に、切除部が凸部及び凹部の中心に向けて均一に潰れることとなる。従って、切除部を追加することに起因して凸部或いは凹部が必要以上に歪むことを抑制することができる。
【００１４】
この場合、積層体の一方の面には凹溝が形成され、複数のワークのうちの一部のワークには凹溝を構成する孔が形成されている、といった態様が好ましい。
同態様によれば、複数のワークのうちの一部のワークに形成された孔によって積層体の凹溝が構成される。このため、積層体の一方の面に対して凹溝を容易に形成することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するための積層体の製造方法は、複数の薄板状のワークを積層することによって積層体を製造する方法であって、ワークにおける所定の位置に切除部を形成する第１工程と、ワークに対してプレス加工を行なうことによって、前記切除部が含まれる部位のワークの一方の面に凸部を形成するとともに同面の裏面に凹部を形成する第２工程と、ワークの凸部と同ワークに隣接する他のワークの凹部とを嵌合させる第３工程と、を含み、前記プレス加工に用いられる凸部を形成するダイの深さは凹部を形成するパンチの高さよりも小さく設定されている。
【００１６】
同方法によれば、プレス加工に用いられるダイの深さがパンチの高さよりも小さく設定されている。また、第２工程においてワークに対してプレス加工が行なわれた際に、切除部が潰れ、その容積が縮小することによって、ワークに凸部及び凹部が形成される。これらのことにより、凹部の深さよりも小さい高さの凸部を有するワークを好適に形成することができる。そして、ワークの凸部とこれに近接する他のワークの凹部とが嵌合されることによって、複数のワークが積層された積層体が製造される。
【００１７】
こうして製造された積層体によれば、凸部の高さが凹部の深さよりも小さくされているため、凸部の頂面とこれに対向する凹部の底面との間に間隙が形成される。このため、凸部の高さや凹部の深さのばらつき、或いは凸部の頂面と凹部の底面との間に入り込んだばりが上記間隙によって許容されることとなる。従って、積層体を構成するワークの平行度が悪化することを抑制することができる。
【００１８】
この場合、積層体の一方の面には凹溝が形成され、複数のワークのうちの一部のワークには前記凹溝を構成する孔が形成され、第３工程よりも前に行なわれる工程であってプレス加工によって前記孔を形成する工程を含む、といった態様が好ましい。
【００１９】
同態様によれば、複数のワークのうちの一部のワークに対してプレス加工によって孔が形成される。そして、これらのワークの孔によって積層体の凹溝が構成される。従って、切削加工を行なわなくとも積層体の一方の面に対して凹溝を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態の積層体の斜視図。
【図２】同実施形態の積層体の断面図。
【図３】第２工程のプレス加工が行なわれる直前の同実施形態のワーク及び型の断面図。
【図４】第２工程のプレス加工が行なわれた直後の同実施形態のワーク及び型の断面図。
【図５】同実施形態の第３工程を説明するための図であって、積層されたワーク及びこれから積層されるワークの断面図。
【図６】同実施形態の作用を説明するための図であって、同実施形態の積層体の断面図。
【図７】変形例のワークの断面図であって、図３に対応する断面図。
【図８】他の変形例のワークの断面図であって、図３に対応する断面図。
【図９】比較例の積層体を構成するワークの断面図。
【図１０】比較例の積層体の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図６を参照して、積層体及びその製造方法を具体化した一実施形態について説明する。尚、本実施形態の積層体は、内燃機関のバルブタイミング変更機構のリアブッシュとして用いられるものである。
【００２２】
まず、図１及び図２を参照して、積層体１０の構造について説明する。
図１に示すように、積層体１０は複数の薄板状の金属製ワーク２０が積層されたものであり、全体として円盤状をなしている。また積層体１０の中心には孔が形成されている。
【００２３】
積層体１０の一方の面にはバルブタイミング変更機構の作動油の油路の一部をなす凹溝１４が形成されている。この凹溝１４は、複数のワーク２０のうちの一部のワーク２０に形成された孔２８によって構成されている。
【００２４】
また、積層体１０には互いに隣接するワーク２０が、かしめられた複数（本実施形態では４つ）のかしめ部１２が形成されている。
図２に示すように、積層体１０を構成するワーク２０には、プレス加工によって形成された円柱状の凸部２２、及び凸部２２が形成された面の裏面に同プレス加工によって形成された円柱状の空間を有する凹部２４が形成されている。凸部２２及び凹部２４は共通の中心軸線Ｃ上に形成されている。
【００２５】
また、凸部２２と凹部２４との間にはワーク２０を貫通する切除部２６が形成されている。この切除部２６は凸部２２及び凹部２４の中心軸線Ｃ上に形成されている。
ここで、凸部２２の高さｔ１は凹部２４の深さｔ２よりも小さくされている（ｔ１＜ｔ２）。
【００２６】
また、ワーク２０の凸部２２と同ワーク２０に隣接する他のワーク２０の凹部２４とが嵌合されており、これら嵌合された凸部２２及び凹部２４によって上記かしめ部１２が構成されている。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照して、積層体１０の製造方法について説明する。
図３に示すように、まず、プレス打ち抜き加工によってワーク２０における所定の位置に円柱状の切除部２６が形成される（第１工程）。また、プレス打ち抜き加工によって、先の図１に示した孔２８が、該当するワーク２０の所定の位置に形成される。
【００２８】
次に、円柱状のパンチ３２が設けられた上型３０と、円柱状の空間を有するダイ４２が設けられた下型４０との間に、パンチ３２、切除部２６、及びダイ４２が中心軸線Ｃ上となるようにワーク２０が載置される。
【００２９】
ここで、ダイ４２の深さｔ１はパンチ３２の高さｔ２よりも小さく設定されている（ｔ１＜ｔ２）。また、ダイ４２の直径ｄ１は、パンチ３２の直径ｄ２よりも僅かに大きくされている。
【００３０】
そして、図４に示すように、パンチ３２を降下させてワーク２０に対してプレス加工が行なわれる。このことによって、切除部２６が含まれる部位のワーク２０の一方の面に凸部２２が形成されするとともに同面の裏面に凹部２４が形成される（第２工程）。
【００３１】
このとき、ワーク２０に対してプレス加工が行なわれることによって、同図に実線にて示すように、切除部２６が潰れ、その容積が縮小することによって、凹部２４の深さｔ２よりも小さい高さｔ１の凸部２２が形成される。
【００３２】
次に、図５に示すように、ワーク２０の凹部２４に対して同ワーク２０に隣接する他のワーク２０の凸部２２を嵌合させる、所謂かしめることによってワーク２０が互いに固定されつつ積層される（第３工程）。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図６に示すように、凸部２２の高さｔ１が凹部２４の深さｔ２よりも小さくされているため、凸部２２の頂面２２ａとこれに対向する凹部２４の底面２４ａとの間に間隙Ｚが形成される。このため、凸部２２の高さｔ１や凹部２４の深さｔ２のばらつき、或いは凸部２２の頂面２２ａと凹部２４の底面２４ａとの間に入り込んだばりＸが上記間隙Ｚによって許容されることとなる。従って、積層体１０を構成するワーク２０の平行度が悪化することが抑制される。
【００３４】
以上説明した本実施形態に係る積層体及び積層体の製造方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）積層体１０を構成するワーク２０は、プレス加工によって形成された凸部２２と、凸部２２が形成された面の裏面に同プレス加工によって形成された凹部２４と、凸部２２と凹部２４との間に形成された切除部２６とを有している。凸部２２の高さｔ１は凹部２４の深さｔ２よりも小さくされている（ｔ１＜ｔ２）。また、ワーク２０の凸部２２と同ワーク２０に隣接する他のワーク２０の凹部２４とが嵌合されている。こうした構成によれば、凸部２２の高さｔ１のばらつきや、凸部２２の頂面２２ａと凹部２４の底面２４ａとの間に入り込んだ、ばりＸが上記間隙Ｚによって許容されることとなるため、積層体１０を構成するワーク２０の平行度が悪化することを抑制することができる。
【００３５】
（２）切除部２６がワーク２０を貫通しているため、プレス打ち抜き加工によって切除部２６を容易に形成することができる。
（３）切除部２６が凸部２２及び凹部２４の中心Ｃに形成されているため、ワーク２０に対してプレス加工が行なわれた際に、切除部２６が凸部２２及び凹部２４の中心Ｃに向けて均一に潰れることとなる。従って、切除部２６を追加することに起因して凸部２２或いは凹部２４が必要以上に歪むことを抑制することができる。
【００３６】
（４）積層体１０の一方の面には油路の一部をなす凹溝１４が形成されている。また、複数のワーク２０のうちの一部のワーク２０には凹溝１４を構成する孔２８が形成されている。こうした構成によれば、複数のワーク２０のうちの一部のワーク２０に形成された孔２８によって積層体１０の凹溝１４が構成される。このため、積層体１０の一方の面に対して凹溝１４を容易に形成することができる。
【００３７】
（５）積層体１０の製造方法は、ワーク２０における所定の位置に切除部２６を形成する第１工程、及びワーク２０に対してプレス加工を行なうことによって、切除部２６が含まれる部位のワーク２０の一方の面に凸部２２を形成するとともに同面の裏面に凹部２４を形成する第２工程を含む。また、積層体１０の製造方法は、ワーク２０の凸部２２と同ワーク２０に隣接する他のワーク２０の凹部２４とを嵌合させる第３工程を含む。また、プレス加工に用いられる凸部２２を形成する下型４０のダイ４２の深さｔ１は凹部２４を形成する上型３０のパンチ３２の高さｔ２よりも小さく設定されている。こうした方法によれば、凹部２４の深さｔ２よりも小さい高さｔ１の凸部２２を有するワーク２０を好適に形成することができる。
【００３８】
（６）積層体１０の製造方法は、第３工程よりも前に行なわれる工程であってプレス打ち抜き加工によって孔２８を形成する工程を含む。こうした方法によれば、複数のワーク２０のうちの一部のワーク２０に対してプレス打ち抜き加工によって孔２８が形成される。そして、これらのワーク２０の孔２８によって積層体１０の凹溝１４が構成される。従って、切削加工を行なわなくとも積層体１０の一方の面に対して凹溝１４を容易に形成することができる。
【００３９】
尚、本発明に係る積層体の製造方法は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・一対の凸部と凹部との間に形成される切除部の数は１つに限られるものではない。他に例えば、図７に示すように、凸部及び凹部となるワーク１２０の部位に中心軸線Ｃを挟むように２つの切除部１２６が形成されているものであってもよい。また、凸部及び凹部となるワークの部位に３つ以上の切除部が形成されているものであってもよい。
【００４０】
・切除部はワークを貫通するものに限られるものではなく、図８に示すように、ワーク２２０の一方の面にのみ開口する切除部２２６であってもよい。
・本発明に係る積層体はバルブタイミング変更機構のリアブッシュとして用いられるものに限られるものではなく、電動モータのロータやステータといったモータコア等、バルブタイミング変更機構以外の部品として用いることもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、３１０…積層体、１２…かしめ部、１４…凹溝、２０、１２０、２２０、３２０…ワーク、２２…凸部、２２ａ…頂面、２４…凹部、２４ａ…底面、２６、１２６、２２６…切除部、２８…孔、３０…上型、３２…パンチ、４０…下型、４２…ダイ、Ｘ…ばり、Ｚ…間隙。
【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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