(57)【要約】【課題】  平板体を巻回して端部同士を噛合させて筒状体にする場合において、平板体を打ち抜く際に端面に傾斜部と真直部を形成することで、特別の加工なしに強い結合力を有する噛合とする。【解決手段】  平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させて筒状体とした平板体による筒状体において、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手側と緊く嵌合する真直部としたことを特徴とする平板体による筒状体。【選択図】  図２
2008253348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させて筒状体とした平板体による筒状体において、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手側と緊く嵌合する真直部としたことを特徴とする平板体による筒状体。
【請求項２】
真直部が筒状体の外面側に位置する請求項１の平板体による筒状体。
【請求項３】
凸部と凹部が同一形状をしている請求項１又は２の平板体による筒状体。
【請求項４】
筒状体の断面が円形又は非円形である請求項１〜３いずれかの平板体による筒状体。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの傾斜部と真直部の成形方法であり、平板体の一端側と他端側がプレスで凸部と凹部に打ち抜かれるものであり、剪断面に傾斜部と真直部が形成されることを特徴とする平板体による筒状体の成形方法。
【請求項６】
予め形成された剪断面に傾斜部と真直部が形成される請求項５の平板体による筒状体の成形方法。
【請求項７】
凸部と凹部が打ち抜かれるときにその剪断面に傾斜部と真直部が形成される請求項５の平板体による筒状体の成形方法。
【請求項８】
請求項１〜４いずれかの筒状体の製造方法であり、芯金と一体の下型の上で（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合、の加工を連続して行うことを特徴とする平板体による筒状体の製造方法。
【請求項９】
下型上で平板体を間欠的に送るとともに、移送方向に沿って設けた（ａ）〜（ｄ）の加工ステーションで各加工を連続片を残しながら行う請求項８の平板体による筒状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のヘッドレスト装置におけるヘッドレスト受け等に用いられる平板体による筒状体並びにこの筒状体の成形方法及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、 金属製の筒状体の製作にはパイプ素材を使うが、自動車部品のように大量に用いられるものでは、コストを追求して平板体を巻回して筒状体にすることが多い（ヘッドレスト受けもそうである）。平板体を巻回して筒状体とするには、端部同士が強固に結合される必要があるが、これには溶接が一般的である。しかし、溶接はその工程が必要になってコスト高になるし、歪の問題もある。このため、端部に凹凸形状を形成し、これを噛合させて筒状体にしているものがあるが、この場合は、噛合部が緩まないことが肝要である。
【０００３】
下記特許文献１には、緩み防止の方策が示されているが、これにおいて、加工手段によって噛合部の肉の移動を行い、しかも、この肉の移動を広域的に行うことで緊い嵌合、すなわち緩みを防止するとある。しかし、平板体を巻回して筒状体にする際にその端部に形成された凹凸形状を噛合させるとなると、真上からの挿入は無理で、斜め方向からの噛合になるから、隙間を相当とらなくてはならない。このため、肉の移動量は多く必要になるし、そのためには大きな力を要求される。さらに、噛合と肉の移動では別々の工程を必要とする。
【特許文献１】特開２００６−３２０５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これらの欠点を解消したものであり、噛合と同時に緊い嵌合ができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させて筒状体とした平板体による筒状体において、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手側と緊く嵌合する真直部としたことを特徴とする平板体による筒状体を提供したものである。
【０００６】
また、本発明は、以上の筒状体において、請求項２に記載した、真直部が筒状体の外面側に位置する手段、請求項３に記載した、凸部と凹部が同一形状をしている手段、請求項４に記載した、筒状体の断面が円形又は非円形である手段を提供する。
【０００７】
さらに、本発明は、以上の筒状体の成形方法として、請求項５に記載した、平板体の一端側と他端側がプレスで凸部と凹部に打ち抜かれるものであり、剪断面に傾斜部と真直部が形成されることを特徴とする平板体による筒状体の成形方法を提供するとともに、これにおいて、請求項６に記載した、予め形成された剪断面に傾斜部と真直部が形成される手段、請求項７に記載した、凸部と凹部が打ち抜かれるときにその剪断面に傾斜部と真直部が形成される手段を提供する。
【０００８】
加えて、本発明は、以上の筒状体の製造方法であり、請求項８に記載した、芯金と一体の下型の上で（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合、の加工を連続して行うことを特徴とする平板体による筒状体の製造方法を提供するとともに、これにおいて、請求項９に記載した、下型上で平板体を間欠的に送るとともに、移送方向に沿って設けた（ａ) 〜（ｄ）の加工ステーションで各加工を連続片を残しながら行う手段を提供したものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の手段によると、傾斜部を有することで斜め方向からの挿入であっても、食付き（呼込みのこと）が可能になり、真直部を噛合させることで緩みのない緊い嵌合ができる。したがって、噛合部の隙間を潰すための肉の移動等は必要なく、製造が簡単である。また、請求項２の手段によると、噛合部の継目の隙間が小さく見えて外観的に優れる。請求項５〜７の手段によると、傾斜部や真直部の形成が高い寸法精度で効率的にできる。請求項８〜９の手段によると、噛合に際して強固な圧入ができるとともに、連続加工できるから、加工時間が短く、コスト安く製作できる。特に、芯金が各工程で用いられる下型と一体にでき（抜き差しが不要）、強度及び寸法精度が向上されて加工時間を大幅に短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す筒状体の平面図、図２は図１のＡーＡ断面図、図３はＡーＡ断面の拡大図であるが、本例の筒状体は、自動車のヘッドレスト受け等に用いられる断面が四角形をしたものである。なお、断面についてはこの他に円形又は楕円形、三角形、多角形等の非円形のものもある。筒状体は、一枚の鋼板からなる平板体（板材）の一端側に凸部１と凹部２を形成するとともに、他端側にも凸部３と凹部４を形成し、平板体を巻回してそれぞれの凸部１、３と凹部２、４を噛合させたものである。なお、平板体の板厚や凸部１、３と凹部２、４のサイズ、寸法等については特に限定はない。
【００１１】
これにおいて、凸部１、３は幅の狭い根元部１ａ、３ａと、この先にあってこれよりも幅の広い先部１ｂ、３ｂとからなり、凹部２、４は幅の狭い入口部２ａ、４ａとこの奥にあってこれよりも幅の広い奥部２ｂ、４ｂとからなる。なお、本例では、凸部１、３と凹部２、４とは同種形状をしたものを示しているが、異種形状をしたものであってもよい。なお、以下の説明で長手方向、短手方向とあるが、これは平板体を巻回する方向を長手方向、これに直角な方向を短手方向とするものである。したがって、一端側、他端側というのは、長手方向の一端側と他端側のことであり、また、長手方向は筒状体でいえば周方向となり、短手方向は軸方向ということになる。
【００１２】
図１等に示すものは、凸部１、３と凹部２、４が対称形（同一）の鍵形をしたものであるが、平板体の一端と他端を挿入側の一部は面取りされた傾斜部５にし、残部は少なくとも相手側と緊く嵌合する面と直角な真直部６としたものである。なお、傾斜部５は一端のみに形成し、他端は真直部６だけにしたものでもよい。この場合、真直部６は緊く面接触することで高い強度を発揮する部分であり、その寸法は相手方の寸法に等しくするか、場合によっては相手方の寸法よりは大きくして強引に圧入する方法をとってもよい。
【００１３】
図４は一端と他端を噛合させるときの断面図であるが、凸部１、３と凹部２、４を巻回させて噛合させるとき、平板体を巻回してその端部同士を噛合させる場合、真上から挿入させることはできず、横方向の移動を伴う斜め挿入にならざるを得ない。このため、噛合の最初は噛合面の角が相手方に干渉する事態となるが、傾斜部５が干渉を回避して食付きを可能にし、以下、凸部１、３と凹部２、４を強く押し付けることで真直部６が緊く嵌合して強固な結合を得る。
【００１４】
この場合、真直部６は、少なくとも必要とする筒状体の結合強度に適合する接触面を確保する寸法とする必要があるが、傾斜部５は挿入時の干渉を排除して食付きが可能な範囲で少ない寸法が好ましく、一般的には、板厚の２０％程度とする。さらに、傾斜部５の傾斜度は先端が広い方が好ましく、一般的には、板厚の２０％程度広がる寸法とする。なお、噛合面の他方の挿入側にも傾斜部７を形成してもよい。こうすると、傾斜部６のトータルの寸法を短くできるから、結果的に真直部６の寸法を長くとることができ、平板体の板厚を薄くすることが可能になる。
【００１５】
次に、平板体Ａに凹部２、４を形成したり、これに傾斜部５や真直部６を形成する方法について説明する。これら凸部１、３や凹部２、４の及び傾斜部５や真直部６の形成は機械加工、塑性（プレス）加工を問わないが、平板体Ａが比較的薄い鋼板であることから、一般的にはプレス加工で行われる。
【００１６】
凹部２、４と凸部１、３の形成は、プレスによる打抜き剪断加工によるが、この場合、雄型と雌型を用い、一般的には、板厚の５％以下の金型クリアンランスの下で行われる。このため、剪断面（破断面）にわずかな引け（傾斜面）が生ずるが、クリアランスを小さくすればするほど、この引けは小さくなる。図５は精密金型を用いて平板体Ａに凹部２、４を打ち抜いた状態の断面図であるが、このようにクリアランスが限りなく零に近い精密金型によれば、剪断面を綺麗で引けのない垂直面とする加工が可能になる。なお、剪断面が垂直（真直部６）なもの同士を斜めに挿入して噛合させるときには、間に十分な隙間がない限り不可能であることは容易に理解できる。
【００１７】
図６はクリアランスの小さい精密金型によって予め形成された一端側の凹部２の剪断面に傾斜部５や真直部６を形成する状態の説明図であるが、この場合、平板体Ａの上方にパンチ（雄型）８、下方にダイ（雌型）９を配する。パンチ８の先端は垂直壁であるが、ある程度入った個所からは上方に向かって径が拡大する傾斜形状部８ａが設けられている。これを平板体Ａの凹部２に押し込むと、先端側は真直部６に形成されるが、傾斜形状部８ａが作用すると傾斜部５に形成される。なお、この傾斜部５は剪断面の全周に形成されることになるが、同時に傾斜部５の周囲は盛り上げられて余肉部５ａとなる。また、凹部２に傾斜部５と真直部６を形成すれば、隣の凸部１にも同じ向きの傾斜部５と真直部５が形成されることになる（余肉部５ａは凸部１に形成される）。この余肉部５ａは、凸部１、３と凹部２、４を噛合させるときの型による押付けで潰れ、傾斜部５の空間を埋めて結合をより強固にするとともに、噛合部の継目の幅を狭めて見た目を綺麗にする。
【００１８】
図７はクリアランスが普通の通常金型によって平板体Ａから凹部２を打ち抜くと同時にその剪断面に傾斜部５と真直部６を形成する同時成形の説明図であるが、傾斜形状部８ａを有するパンチ８とダイ９を使用する点は変わらないが、パンチ８の先端は尖らせてあり、ダイ９の内周周囲にはポケット９ａが陥設してある点で異なる。このようなパンチ８で平板体Ａを打ち抜くと、真直部６が形成されるが、同時に凹部２の外周、すなわち凸部１の内周の肉が垂れ始めてポケット９ａに落ち込み、更に傾斜形状部８ａが作用することによって余肉部５ａがポケット９ａの中に形成される。なお、この余肉部５ａも、凹部２と凸部１を噛合させるときに潰れて両者の隙間を埋める点では同じである。
【００１９】
図８はクリアランスが板厚の１０〜２０％程度のパンチ８とダイ９を用いて凹部２と凸部１の打抜きと傾斜部５と真直部６の形成を同時に行う状態の断面図であるが、これによると、そのクリアランスによって自然にパンチ８及びダイ９の直前が傾斜部５となり、先方が真直部６となる。図９はこの方法によった剪断部の拡大断面図であるが、傾斜部５の表面がギザギサになる上に真直部６の寸法が十分に確保できないきらいはあるものの、パンチ８やダイ９の形状が簡単になる利点がある。
【００２０】
以上、本発明は、平板体の一端側の凹部２と凸部１の剪断面に傾斜部５と真直部６を形成し、他端側の凸部３と凹部４と噛合させて緩みのない結合を得るものであり、このために真直部６は結合強度を担い、傾斜部５は噛合の際の食付きを容易にするものである。この点で、真直部６はある程度長くとるのが好ましいし、傾斜部５は短く、しかも先が開いたものが好ましい。なお、噛合に際しては、凸部１と凹部２の始端部同士がわずかに食い付けば、緊い嵌合公差であっても容易に噛合できる。
【００２１】
次に、以上の平板体Ａを巻回して円筒形の筒状体にする方法について説明する。平板体Ａを巻回して端部同士を噛合させる場合、真上からの挿入はできず、斜め方向からの挿入になるのは上述した。このための製造方法は、芯金と一体の下型（本例では芯金が横に突出する）の上で（イ）一端と他端に凸部１、３と凹部２、４を有する平板体Ａの打抜き、（ロ）破断面に傾斜部５と真直部６の形成、（ハ）中央部を巻回して一端と他端を平行に延ばすＵ字形の成形、（ニ）一端と他端の一方を円形にする巻回、（ホ）一端と他端の他方を一方に嵌め込む噛合、の各加工を連続して行う。なお、傾斜部５と真直部６の形成は、一端側であっても両端であってもよく、前者の場合は、他端側の剪断面は真直部６にしておく。
【００２２】
図１０はこの製造方法において使用する下型の斜視図、図１１は筒状体に加工されるまでの状態を示す斜視図、図１２は各加工工程ごとの斜視図、図１３は各加工工程ごとの筒状体の断面図（下方に開く花びら線図）であり、この下方開きを選択することで、打抜き方向による真直部６が筒状体Ａの外面に位置することを可能にしている。この加工はプレス成形によるが、それには、筒状体の内径の寸法を有する芯金１０とこれと一体的に設けられる下型（巻回成形型の雄型）１１を用い、上流から下流に亘る範囲を上記（イ）〜（ホ）の加工を順に行う加工ステーション（ステージ）に設定する。
【００２３】
まず、（イ）ステーションでは、下型として平板体Ａの両端に形成される凸部１、３と凹部２、４を形成するとともに、わずかな連続片１２を残してその外郭形状を打ち抜く第一下型１１ａを用いる。したがって、第一下型１１ａの上に平板体Ａを載せて上記した傾斜形状部８ａを有するパンチ８を含む上型（上部成形刃‥図示省略）を押し下げれば、中央に連続片１２を残して一端と他端に上記した凸部１、３と凹部２、４が形成されることになる。このように、両方の凸部１、３と凹部２、４を同時に打ち抜くことで展開長（長手方向の長さ）のバラツキを防止できるそして、この加工のとき、一端側又は両端の凸部１、３と凹部２、４の剪断面に傾斜部５と真直部６を形成するが、これには、上記したように、まず、剪断面が真直な凸部１、３と凹部２、４を形成してその次に傾斜部５と真直部６を形成する二工程のものと、凸部１、３と凹部２、４を形成すると同時に傾斜部５と真直部６を形成する一工程のものとがある。
【００２４】
次に、（ロ）ステーションでは、下型として一端側と他端側を平行に延ばして中央部を巻回する（Ｕ字成形）するとき、その空間に存在して巻回を規制する規制体１３を有する第二下型１１ｂを使用する。したがって、半円状の上型（図示省略）を降ろせば、平板体Ａは一端側と他端側が起立して中央部が半円形のＵ字成形が行われる。さらに、（ハ）ステーションでは、下型として一端又は他端を巻回するために巻回しない方の側をそのままに保持する第二下型１１ｂの規制体１３の半分の厚みの規制体１４を有する第三下型１１ｃを使用する。したがって、半円形をした金型（下部成形刃‥図示省略）でカムを利用して横方向から突けば、こちら側は円形に形成される。
【００２５】
この他、（ニ）と（ホ）ステーションでは、下型として上記した規制体を廃して芯金１０のみに形成した第四下型１１ｄが用いられる。そして、残された部分を円形にする加工を行うが、これは上記と同様にカムを利用した成形刃（図示省略）で巻回した部分を横方向又は下方から受け、別の成形刃（図示省略）で一辺を突けばよい。このとき、凸部１、３と凹部２、４の噛合は、一端側が回転しながら斜め方向から挿入され、傾斜部５で食い付き、真直部６で強固に噛合（圧入）されて一体になる。なお、上記した余肉部５ａを有するものは、このときに押し潰されて傾斜部５等の隙間を埋めるから、結合力は一層強化される。この場合、噛合や押潰しはステーションを追加して二回行えば、寸法の精度は更に向上する。
【００２６】
そして、最後に連続片１２を切断すれば、筒状体は完成する。この場合、第四下型１１ｄの下方は半円形の受部を有するカムを移動させる等の手段を講じて荷重を支えるようにすればよい。以上の方法によれば、芯金の抜き差しが省略できるとともに、平板体Ａを芯金の上で連続移動させるだけでよいから、加工時間が短く、生産性を大幅に改善できる。図１４は凸部と凹部が扇形をして筒状体が角形をしたもので、自動車のヘッドレスト受け等に用いられるものである。この筒状体の成形も、芯金を四角形にする他は上記と同様な方法で成形できる。ただし、断面が四角形をしていることから、（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合といった順序でしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】筒状体の平面図である。
【図２】図１のＡーＡ断面図である。
【図３】図１のＡーＡ断面の拡大図である。
【図４】一端と他端の噛合の状態を示す断面図である。
【図５】平板体に凹部を打ち抜いた状態の断面図である。
【図６】パンチで平板体に凹部を打ち抜くときの説明図である。
【図７】パンチで平板体に凹部を打ち抜くときの説明図である。
【図８】クリアランスの大きなパンチで平板体を打ち抜くときの説明図である。
【図９】クリアランスの大きなパンチで平板体を打ち抜いたときの断面図である。
【図１０】筒状体の製造方法に使用する下型の斜視図である。
【図１１】筒状体に加工されるまでの状態を示す斜視図である。
【図１２】筒状体を製造する加工ごとの斜視図である。
【図１３】筒状体を製造する工程ごとの筒状体の断面図である。
【図１４】筒状体の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    凸部
１ａ  根元部
１ｂ  先部
２    凹部
２ａ  入口部
２ｂ  奥部
３    凸部
３ａ  根元部
３ｂ  先部
４    凹部
４ａ  入口部
４ｂ  奥部
５    傾斜部
５ａ  余肉部
６    真直部
７    傾斜部
８    パンチ
８ａ  パンチの傾斜形状部
９    ダイ
９ａ  ポケット
１０  芯金
１１ａ第一下型
１１ｂ第二下型
１１ｃ第三下型
１１ｄ第四下型
１２  連続片
１３  規制体
１４  規制体
【図１】
2008253348.tif 000003
【図２】
2008253348.tif 000004
【図３】
2008253348.tif 000005
【図４】
2008253348.tif 000006
【図５】
2008253348.tif 000007
【図６】
2008253348.tif 000008
【図７】
2008253348.tif 000009
【図８】
2008253348.tif 000010
【図９】
2008253348.tif 000011
【図１０】
2008253348.tif 000012
【図１１】
2008253348.tif 000013
【図１２】
2008253348.tif 000014
【図１３】
2008253348.tif 000015
【図１４】
2008253348.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月27日(2007.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの傾斜部と真直部の成形方法であり、平板体の一端側と他端側がパンチとダイとによるプレスで凸部と凹部に打ち抜かれるものであり、パンチに傾斜形状部と真直壁とを形成して剪断面に傾斜部と真直部を形成することを特徴とする平板体による筒状体の成形方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
さらに、本発明は、以上の筒状体の成形方法として、請求項５に記載した、平板体の一端側と他端側がパンチとダイとによるプレスで凸部と凹部に打ち抜かれるものであり、パンチに傾斜形状部と真直壁とを形成して剪断面に傾斜部と真直部を形成することを特徴とする平板体による筒状体の成形方法を提供するとともに、これにおいて、請求項６に記載した、予め形成された剪断面に傾斜部と真直部が形成される手段、請求項７に記載した、凸部と凹部が打ち抜かれるときにその剪断面に傾斜部と真直部が形成される手段を提供する。
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月23日(2008.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させるに、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手方と緊く嵌合する真直部とする平板体による筒状体の成形方法において、平板体の一端側と他端側がプレスで凸部と凹部に打ち抜かれるものであり、剪断面に傾斜部と真直部が形成されることを特徴とする平板体による筒状体の成形方法。
【請求項２】
予め形成された凸部と凹部の剪断面に傾斜形状部と真直形状部を有するパンチで傾斜部と真直部が形成される請求項１の平板体による筒状体の成形方法。
【請求項３】
傾斜形状部と真直形状部を有するパンチで凸部と凹部が打ち抜かれると同時に剪断面に傾斜部と真直部が形成される請求項１の平板体による筒状体の成形方法。
【請求項４】
平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させるに、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手方と緊く嵌合する真直部にして凸部と凹部を緊く嵌合させた平板体による筒状体の製造方法において、芯金と一体の下型の上で（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合、の加工を連続して行うことを特徴とする平板体による筒状体の製造方法。
【請求項５】
下型上で平板体を間欠的に送るとともに、移送方向に沿って設けた（ａ）〜（ｄ）の加工ステーションで各加工を連続片を残しながら連続的に行う請求項４の平板体による筒状体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３いずれかの成形方法で凸部と凹部の剪断面に傾斜部と真直部が形成された平板体による筒状体、又は請求項４又は５の製造方法によって製造された平板体による筒状体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のヘッドレスト装置におけるヘッドレスト受け等に用いられる平板体による筒状体につき、その成形方法及び製造方法並びにこれら成形方法と製造方法で成形及び製造された平板体による筒状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、 金属製の筒状体の製作にはパイプ素材を使うが、自動車部品のように大量に用いられるものでは、コストを追求して平板体を巻回して筒状体にすることが多い（ヘッドレスト受けもそうである）。平板体を巻回して筒状体とするには、端部同士が強固に結合される必要があるが、これには溶接が一般的である。しかし、溶接はその工程が必要になってコスト高になるし、歪の問題もある。このため、端部に凹凸形状を形成し、これを噛合させて筒状体にしているものがあるが、この場合は、噛合部が緩まないことが肝要である。
【０００３】
下記特許文献１には、緩み防止の方策が示されているが、これにおいて、加工手段によって噛合部の肉の移動を行い、しかも、この肉の移動を広域的に行うことで緊い嵌合、すなわち緩みを防止するとある。しかし、平板体を巻回して筒状体にする際にその端部に形成された凹凸形状を噛合させるとなると、真上からの挿入は無理で、斜め方向からの噛合になるから、隙間を相当とらなくてはならない。このため、肉の移動量は多く必要になるし、そのためには大きな力を要求される。さらに、噛合と肉の移動では別々の工程を必要とする。
【特許文献１】特開２００６−３２０５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これらの欠点を解消したものであり、噛合と同時に緊い嵌合ができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させるに、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手方と緊く嵌合する真直部とする平板体による筒状体の成形方法において、平板体の一端側と他端側がプレスで凸部と凹部に打ち抜かれるものであり、剪断面に傾斜部と真直部が形成されることを特徴とする平板体による筒状体の成形方法を提供したものである。
【０００６】
また、本発明は、以上の平板体による筒状体の成形方法において、請求項２に記載した、予め形成された凸部と凹部の剪断面に傾斜形状部と真直形状部を有するパンチで傾斜部と真直部が形成される方法、請求項３に記載した、傾斜形状部と真直形状部を有するパンチで凸部と凹部が打ち抜かれると同時に剪断面に傾斜部と真直部が形成される方法を提供する。
【０００７】
さらに、本発明は、以上の平板体による筒状体の製造方法として、請求項４に記載した、平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させるに、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手方と緊く嵌合する真直部にして凸部と凹部を緊く嵌合させた平板体による筒状体の製造方法において、芯金と一体の下型の上で（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合、の加工を連続して行うことを特徴とする平板体による筒状体の製造方法を提供するとともに、これにおいて、請求項５に記載した、下型上で平板体を間欠的に送るとともに、移送方向に沿って設けた（ａ）〜（ｄ）の加工ステーションで各加工を連続片を残しながら連続的に行う方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の手段によると、傾斜部や相手方と緊く嵌合する真直部が高い寸法精度で効率的にできるし、この方法には請求項２又は３の方法がある。請求項４の手段によると、噛合に際して強固な圧入ができるとともに、連続加工ができるから、加工時間が短く、コスト安く製作できる。請求項５の手段によると、芯金が各工程で用いられる下型と一体にでき（抜き差しが不要）、強度及び寸法精度が向上して加工時間を大幅に短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す筒状体の平面図、図２は図１のＡーＡ断面図、図３はＡーＡ断面の拡大図であるが、本例の筒状体は、自動車のヘッドレスト受け等に用いられる断面が四角形をしたものである。なお、断面についてはこの他に円形又は楕円形、三角形、多角形等の非円形のものもある。筒状体は、一枚の鋼板からなる平板体（板材）の一端側に凸部１と凹部２を形成するとともに、他端側にも凸部３と凹部４を形成し、平板体を巻回してそれぞれの凸部１、３と凹部２、４を噛合させたものである。なお、平板体の板厚や凸部１、３と凹部２、４のサイズ、寸法等については特に限定はない。
【００１０】
これにおいて、凸部１、３は幅の狭い根元部１ａ、３ａと、この先にあってこれよりも幅の広い先部１ｂ、３ｂとからなり、凹部２、４は幅の狭い入口部２ａ、４ａとこの奥にあってこれよりも幅の広い奥部２ｂ、４ｂとからなる。なお、本例では、凸部１、３と凹部２、４とは同種形状をしたものを示しているが、異種形状をしたものであってもよい。なお、以下の説明で長手方向、短手方向とあるが、これは平板体を巻回する方向を長手方向、これに直角な方向を短手方向とするものである。したがって、一端側、他端側というのは、長手方向の一端側と他端側のことであり、また、長手方向は筒状体でいえば周方向となり、短手方向は軸方向ということになる。
【００１１】
図１等に示すものは、凸部１、３と凹部２、４が対称形（同一）の鍵形をしたものであるが、平板体の一端と他端を挿入側の一部は面取りされた傾斜部５にし、残部は少なくとも相手側と緊く嵌合する面と直角な真直部６としたものである。なお、傾斜部５は一端のみに形成し、他端は真直部６だけにしたものでもよい。この場合、真直部６は緊く面接触することで高い強度を発揮する部分であり、その寸法は相手方の寸法に等しくするか、場合によっては相手方の寸法よりは大きくして強引に圧入する方法をとってもよい。
【００１２】
図４は一端と他端を噛合させるときの断面図であるが、凸部１、３と凹部２、４を巻回させて噛合させるとき、平板体を巻回してその端部同士を噛合させる場合、真上から挿入させることはできず、横方向の移動を伴う斜め挿入にならざるを得ない。このため、噛合の最初は噛合面の角が相手方に干渉する事態となるが、傾斜部５が干渉を回避して食付きを可能にし、以下、凸部１、３と凹部２、４を強く押し付けることで真直部６が緊く嵌合して強固な結合を得る。
【００１３】
この場合、真直部６は、少なくとも必要とする筒状体の結合強度に適合する接触面を確保する寸法とする必要があるが、傾斜部５は挿入時の干渉を排除して食付きが可能な範囲で少ない寸法が好ましく、一般的には、板厚の２０％程度とする。さらに、傾斜部５の傾斜度は先端が広い方が好ましく、一般的には、板厚の２０％程度広がる寸法とする。なお、噛合面の他方の挿入側にも傾斜部７を形成してもよい。こうすると、傾斜部６のトータルの寸法を短くできるから、結果的に真直部６の寸法を長くとることができ、平板体の板厚を薄くすることが可能になる。
【００１４】
次に、平板体Ａに凹部２、４を形成したり、これに傾斜部５や真直部６を形成する方法について説明する。これら凸部１、３や凹部２、４の及び傾斜部５や真直部６の形成は機械加工、塑性（プレス）加工を問わないが、平板体Ａが比較的薄い鋼板であることから、一般的にはプレス加工で行われる。
【００１５】
凹部２、４と凸部１、３の形成は、プレスによる打抜き剪断加工によるが、この場合、雄型と雌型を用い、一般的には、板厚の５％以下の金型クリアンランスの下で行われる。このため、剪断面（破断面）にわずかな引け（傾斜面）が生ずるが、クリアランスを小さくすればするほど、この引けは小さくなる。図５は精密金型を用いて平板体Ａに凹部２、４を打ち抜いた状態の断面図であるが、このようにクリアランスが限りなく零に近い精密金型によれば、剪断面を綺麗で引けのない垂直面とする加工が可能になる。なお、剪断面が垂直（真直部６）なもの同士を斜めに挿入して噛合させるときには、間に十分な隙間がない限り不可能であることは容易に理解できる。
【００１６】
図６はクリアランスの小さい精密金型によって予め形成された一端側の凹部２の剪断面に傾斜部５や真直部６を形成する状態の説明図であるが、この場合、平板体Ａの上方にパンチ（雄型）８、下方にダイ（雌型）９を配する。パンチ８の先端は垂直壁であるが、ある程度入った個所からは上方に向かって径が拡大する傾斜形状部８ａが設けられている。これを平板体Ａの凹部２に押し込むと、先端側は真直部６に形成されるが、傾斜形状部８ａが作用すると傾斜部５に形成される。なお、この傾斜部５は剪断面の全周に形成されることになるが、同時に傾斜部５の周囲は盛り上げられて余肉部５ａとなる。また、凹部２に傾斜部５と真直部６を形成すれば、隣の凸部１にも同じ向きの傾斜部５と真直部５が形成されることになる（余肉部５ａは凸部１に形成される）。この余肉部５ａは、凸部１、３と凹部２、４を噛合させるときの型による押付けで潰れ、傾斜部５の空間を埋めて結合をより強固にするとともに、噛合部の継目の幅を狭めて見た目を綺麗にする。
【００１７】
図７はクリアランスが普通の通常金型によって平板体Ａから凹部２を打ち抜くと同時にその剪断面に傾斜部５と真直部６を形成する同時成形の説明図であるが、傾斜形状部８ａを有するパンチ８とダイ９を使用する点は変わらないが、パンチ８の先端は尖らせてあり、ダイ９の内周周囲にはポケット９ａが陥設してある点で異なる。このようなパンチ８で平板体Ａを打ち抜くと、真直部６が形成されるが、同時に凹部２の外周、すなわち凸部１の内周の肉が垂れ始めてポケット９ａに落ち込み、更に傾斜形状部８ａが作用することによって余肉部５ａがポケット９ａの中に形成される。なお、この余肉部５ａも、凹部２と凸部１を噛合させるときに潰れて両者の隙間を埋める点では同じである。
【００１８】
図８はクリアランスが板厚の１０〜２０％程度のパンチ８とダイ９を用いて凹部２と凸部１の打抜きと傾斜部５と真直部６の形成を同時に行う状態の断面図であるが、これによると、そのクリアランスによって自然にパンチ８及びダイ９の直前が傾斜部５となり、先方が真直部６となる。図９はこの方法によった剪断部の拡大断面図であるが、傾斜部５の表面がギザギサになる上に真直部６の寸法が十分に確保できないきらいはあるものの、パンチ８やダイ９の形状が簡単になる利点がある。
【００１９】
以上、本発明は、平板体の一端側の凹部２と凸部１の剪断面に傾斜部５と真直部６を形成し、他端側の凸部３と凹部４と噛合させて緩みのない結合を得るものであり、このために真直部６は結合強度を担い、傾斜部５は噛合の際の食付きを容易にするものである。この点で、真直部６はある程度長くとるのが好ましいし、傾斜部５は短く、しかも先が開いたものが好ましい。なお、噛合に際しては、凸部１と凹部２の始端部同士がわずかに食い付けば、緊い嵌合公差であっても容易に噛合できる。
【００２０】
次に、以上の平板体Ａを巻回して円筒形の筒状体にする方法について説明する。平板体Ａを巻回して端部同士を噛合させる場合、真上からの挿入はできず、斜め方向からの挿入になるのは上述した。このための製造方法は、芯金と一体の下型（本例では芯金が横に突出する）の上で（イ）一端と他端に凸部１、３と凹部２、４を有する平板体Ａの打抜き、（ロ）破断面に傾斜部５と真直部６の形成、（ハ）中央部を巻回して一端と他端を平行に延ばすＵ字形の成形、（ニ）一端と他端の一方を円形にする巻回、（ホ）一端と他端の他方を一方に嵌め込む噛合、の各加工を連続して行う。なお、傾斜部５と真直部６の形成は、一端側であっても両端であってもよく、前者の場合は、他端側の剪断面は真直部６にしておく。
【００２１】
図１０はこの製造方法において使用する下型の斜視図、図１１は筒状体に加工されるまでの状態を示す斜視図、図１２は各加工工程ごとの斜視図、図１３は各加工工程ごとの筒状体の断面図（下方に開く花びら線図）であり、この下方開きを選択することで、打抜き方向による真直部６が筒状体Ａの外面に位置することを可能にしている。この加工はプレス成形によるが、それには、筒状体の内径の寸法を有する芯金１０とこれと一体的に設けられる下型（巻回成形型の雄型）１１を用い、上流から下流に亘る範囲を上記（イ）〜（ホ）の加工を順に行う加工ステーション（ステージ）に設定する。
【００２２】
まず、（イ）ステーションでは、下型として平板体Ａの両端に形成される凸部１、３と凹部２、４を形成するとともに、わずかな連続片１２を残してその外郭形状を打ち抜く第一下型１１ａを用いる。したがって、第一下型１１ａの上に平板体Ａを載せて上記した傾斜形状部８ａを有するパンチ８を含む上型（上部成形刃‥図示省略）を押し下げれば、中央に連続片１２を残して一端と他端に上記した凸部１、３と凹部２、４が形成されることになる。このように、両方の凸部１、３と凹部２、４を同時に打ち抜くことで展開長（長手方向の長さ）のバラツキを防止できるそして、この加工のとき、一端側又は両端の凸部１、３と凹部２、４の剪断面に傾斜部５と真直部６を形成するが、これには、上記したように、まず、剪断面が真直な凸部１、３と凹部２、４を形成してその次に傾斜部５と真直部６を形成する二工程のものと、凸部１、３と凹部２、４を形成すると同時に傾斜部５と真直部６を形成する一工程のものとがある。
【００２３】
次に、（ロ）ステーションでは、下型として一端側と他端側を平行に延ばして中央部を巻回する（Ｕ字成形）するとき、その空間に存在して巻回を規制する規制体１３を有する第二下型１１ｂを使用する。したがって、半円状の上型（図示省略）を降ろせば、平板体Ａは一端側と他端側が起立して中央部が半円形のＵ字成形が行われる。さらに、（ハ）ステーションでは、下型として一端又は他端を巻回するために巻回しない方の側をそのままに保持する第二下型１１ｂの規制体１３の半分の厚みの規制体１４を有する第三下型１１ｃを使用する。したがって、半円形をした金型（下部成形刃‥図示省略）でカムを利用して横方向から突けば、こちら側は円形に形成される。
【００２４】
この他、（ニ）と（ホ）ステーションでは、下型として上記した規制体を廃して芯金１０のみに形成した第四下型１１ｄが用いられる。そして、残された部分を円形にする加工を行うが、これは上記と同様にカムを利用した成形刃（図示省略）で巻回した部分を横方向又は下方から受け、別の成形刃（図示省略）で一辺を突けばよい。このとき、凸部１、３と凹部２、４の噛合は、一端側が回転しながら斜め方向から挿入され、傾斜部５で食い付き、真直部６で強固に噛合（圧入）されて一体になる。なお、上記した余肉部５ａを有するものは、このときに押し潰されて傾斜部５等の隙間を埋めるから、結合力は一層強化される。この場合、噛合や押潰しはステーションを追加して二回行えば、寸法の精度は更に向上する。
【００２５】
そして、最後に連続片１２を切断すれば、筒状体は完成する。この場合、第四下型１１ｄの下方は半円形の受部を有するカムを移動させる等の手段を講じて荷重を支えるようにすればよい。以上の方法によれば、芯金の抜き差しが省略できるとともに、平板体Ａを芯金の上で連続移動させるだけでよいから、加工時間が短く、生産性を大幅に改善できる。図１４は凸部と凹部が扇形をして筒状体が角形をしたもので、自動車のヘッドレスト受け等に用いられるものである。この筒状体の成形も、芯金を四角形にする他は上記と同様な方法で成形できる。ただし、断面が四角形をしていることから、（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合といった順序でしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】筒状体の平面図である。
【図２】図１のＡーＡ断面図である。
【図３】図１のＡーＡ断面の拡大図である。
【図４】一端と他端の噛合の状態を示す断面図である。
【図５】平板体に凹部を打ち抜いた状態の断面図である。
【図６】パンチで平板体に凹部を打ち抜くときの説明図である。
【図７】パンチで平板体に凹部を打ち抜くときの説明図である。
【図８】クリアランスの大きなパンチで平板体を打ち抜くときの説明図である。
【図９】クリアランスの大きなパンチで平板体を打ち抜いたときの断面図である。
【図１０】筒状体の製造方法に使用する下型の斜視図である。
【図１１】筒状体に加工されるまでの状態を示す斜視図である。
【図１２】筒状体を製造する加工ごとの斜視図である。
【図１３】筒状体を製造する工程ごとの筒状体の断面図である。
【図１４】筒状体の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    凸部
１ａ  根元部
１ｂ  先部
２    凹部
２ａ  入口部
２ｂ  奥部
３    凸部
３ａ  根元部
３ｂ  先部
４    凹部
４ａ  入口部
４ｂ  奥部
５    傾斜部
５ａ  余肉部
６    真直部
７    傾斜部
８    パンチ
８ａ  パンチの傾斜形状部
９    ダイ
９ａ  ポケット
１０  芯金
１１ａ第一下型
１１ｂ第二下型
１１ｃ第三下型
１１ｄ第四下型
１２  連続片
１３  規制体
１４  規制体
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2008253348.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させるに、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手方と緊く嵌合する真直部とする平板体による筒状体の噛合面の成形方法において、平板体の一端側と他端側を傾斜形状部と真直形状部を有するパンチで凸部を残して凹部を打ち抜くと同時に剪断面に傾斜部と真直部を形成したことを特徴とする平板体による筒状体の噛合面の成形方法。
【請求項２】
請求項１の成形方法で剪断面に傾斜部と真直部が形成された凸部と凹部を噛合させて筒状体とした平板体による筒状体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のヘッドレスト装置におけるヘッドレスト受け等に用いられる平板体による筒状体につき、その成形方法及びこの成形方法で成形された平板体による筒状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、 金属製の筒状体の製作にはパイプ素材を使うが、自動車部品のように大量に用いられるものでは、コストを追求して平板体を巻回して筒状体にすることが多い（ヘッドレスト受けもそうである）。平板体を巻回して筒状体とするには、端部同士が強固に結合される必要があるが、これには溶接が一般的である。しかし、溶接はその工程が必要になってコスト高になるし、歪の問題もある。このため、端部に凹凸形状を形成し、これを噛合させて筒状体にしているものがあるが、この場合は、噛合部が緩まないことが肝要である。
【０００３】
下記特許文献１には、緩み防止の方策が示されているが、これにおいて、加工手段によって噛合部の肉の移動を行い、しかも、この肉の移動を広域的に行うことで緊い嵌合、すなわち緩みを防止するとある。しかし、平板体を巻回して筒状体にする際にその端部に形成された凹凸形状を噛合させるとなると、真上からの挿入は無理で、斜め方向からの噛合になるから、隙間を相当とらなくてはならない。このため、肉の移動量は多く必要になるし、そのためには大きな力を要求される。さらに、噛合と肉の移動では別々の工程を必要とする。
【特許文献１】特開２００６−３２０５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これらの欠点を解消したものであり、噛合と同時に緊い嵌合ができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、平板体の一端に根元部と根元部よりも幅の広い先部を有する凸部と、凸部の隣に設けられる入口部と入口部よりも幅の広い奥部を有する凹部を形成し、他端に一端側の凸部と凹部に噛み合う凹部と凸部を形成するとともに、平板体を巻回して凸部と凹部を噛合させるに、噛合面の一方又は双方を挿入側の一部は面取りされた傾斜部にし、残部は少なくとも相手方と緊く嵌合する真直部とする平板体による筒状体の噛合面の成形方法において、平板体の一端側と他端側を傾斜形状部と真直形状部を有するパンチで凸部を残して凹部を打ち抜くと同時に剪断面に傾斜部と真直部を形成したことを特徴とする平板体による筒状体の噛合面の成形方法及びこの成形方法で剪断面に傾斜部と真直部が形成された凸部と凹部を噛合させて筒状体とした平板体による筒状体を提供したものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の手段によると、相手方に対して挿入を容易にする傾斜部や相手方と緊く嵌合する真直部がプレスによる打抜きと同時に成形できるから、高い寸法精度で効率的にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す筒状体の平面図、図２は図１のＡーＡ断面図、図３はＡーＡ断面の拡大図であるが、本例の筒状体は、自動車のヘッドレスト受け等に用いられる断面が四角形をしたものである。なお、断面についてはこの他に円形又は楕円形、三角形、多角形等の非円形のものもある。筒状体は、一枚の鋼板からなる平板体（板材）の一端側に凸部１と凹部２を形成するとともに、他端側にも凸部３と凹部４を形成し、平板体を巻回してそれぞれの凸部１、３と凹部２、４を噛合させたものである。なお、平板体の板厚や凸部１、３と凹部２、４のサイズ、寸法等については特に限定はない。
【０００８】
これにおいて、凸部１、３は幅の狭い根元部１ａ、３ａと、この先にあってこれよりも幅の広い先部１ｂ、３ｂとからなり、凹部２、４は幅の狭い入口部２ａ、４ａとこの奥にあってこれよりも幅の広い奥部２ｂ、４ｂとからなる。なお、本例では、凸部１、３と凹部２、４とは同種形状をしたものを示しているが、異種形状をしたものであってもよい。なお、以下の説明で長手方向、短手方向とあるが、これは平板体を巻回する方向を長手方向、これに直角な方向を短手方向とするものである。したがって、一端側、他端側というのは、長手方向の一端側と他端側のことであり、また、長手方向は筒状体でいえば周方向となり、短手方向は軸方向ということになる。
【０００９】
図１等に示すものは、凸部１、３と凹部２、４が対称形（同一）の鍵形をしたものであるが、平板体の一端と他端を挿入側の一部は面取りされた傾斜部５にし、残部は少なくとも相手側と緊く嵌合する面と直角な真直部６としたものである。なお、傾斜部５は一端のみに形成し、他端は真直部６だけにしたものでもよい。この場合、真直部６は緊く面接触することで高い強度を発揮する部分であり、その寸法は相手方の寸法に等しくするか、場合によっては相手方の寸法よりは大きくして強引に圧入する方法をとってもよい。
【００１０】
図４は一端と他端を噛合させるときの断面図であるが、凸部１、３と凹部２、４を巻回させて噛合させるとき、平板体を巻回してその端部同士を噛合させる場合、真上から挿入させることはできず、横方向の移動を伴う斜め挿入にならざるを得ない。このため、噛合の最初は噛合面の角が相手方に干渉する事態となるが、傾斜部５が干渉を回避して食付きを可能にし、以下、凸部１、３と凹部２、４を強く押し付けることで真直部６が緊く嵌合して強固な結合を得る。
【００１１】
この場合、真直部６は、少なくとも必要とする筒状体の結合強度に適合する接触面を確保する寸法とする必要があるが、傾斜部５は挿入時の干渉を排除して食付きが可能な範囲で少ない寸法が好ましく、一般的には、板厚の２０％程度とする。さらに、傾斜部５の傾斜度は先端が広い方が好ましく、一般的には、板厚の２０％程度広がる寸法とする。なお、噛合面の他方の挿入側にも傾斜部７を形成してもよい。こうすると、傾斜部６のトータルの寸法を短くできるから、結果的に真直部６の寸法を長くとることができ、平板体の板厚を薄くすることが可能になる。
【００１２】
次に、平板体Ａに凹部２、４を形成したり、これに傾斜部５や真直部６を形成する方法について説明する。これら凸部１、３や凹部２、４の及び傾斜部５や真直部６の形成は機械加工、塑性（プレス）加工を問わないが、平板体Ａが比較的薄い鋼板であることから、一般的にはプレス加工で行われる。
【００１３】
凹部２、４と凸部１、３の形成は、プレスによる打抜き剪断加工によるが、この場合、雄型と雌型を用い、一般的には、板厚の５％以下の金型クリアンランスの下で行われる。このため、剪断面（破断面）にわずかな引け（傾斜面）が生ずるが、クリアランスを小さくすればするほど、この引けは小さくなる。図５は精密金型を用いて平板体Ａに凹部２、４を打ち抜いた状態の断面図であるが、このようにクリアランスが限りなく零に近い精密金型によれば、剪断面を綺麗で引けのない垂直面とする加工が可能になる。なお、剪断面が垂直（真直部６）なもの同士を斜めに挿入して噛合させるときには、間に十分な隙間がない限り不可能であることは容易に理解できる。
【００１４】
図６はクリアランスの小さい精密金型によって予め形成された一端側の凹部２の剪断面に傾斜部５や真直部６を形成する状態の説明図であるが、この場合、平板体Ａの上方にパンチ（雄型）８、下方にダイ（雌型）９を配する。パンチ８の先端は垂直壁であるが、ある程度入った個所からは上方に向かって径が拡大する傾斜形状部８ａが設けられている。これを平板体Ａの凹部２に押し込むと、先端側は真直部６に形成されるが、傾斜形状部８ａが作用すると傾斜部５に形成される。なお、この傾斜部５は剪断面の全周に形成されることになるが、同時に傾斜部５の周囲は盛り上げられて余肉部５ａとなる。また、凹部２に傾斜部５と真直部６を形成すれば、隣の凸部１にも同じ向きの傾斜部５と真直部５が形成されることになる（余肉部５ａは凸部１に形成される）。この余肉部５ａは、凸部１、３と凹部２、４を噛合させるときの型による押付けで潰れ、傾斜部５の空間を埋めて結合をより強固にするとともに、噛合部の継目の幅を狭めて見た目を綺麗にする。
【００１５】
図７はクリアランスが普通の通常金型によって平板体Ａから凹部２を打ち抜くと同時にその剪断面に傾斜部５と真直部６を形成する同時成形の説明図であるが、傾斜形状部８ａを有するパンチ８とダイ９を使用する点は変わらないが、パンチ８の先端は尖らせてあり、ダイ９の内周周囲にはポケット９ａが陥設してある点で異なる。このようなパンチ８で平板体Ａを打ち抜くと、真直部６が形成されるが、同時に凹部２の外周、すなわち凸部１の内周の肉が垂れ始めてポケット９ａに落ち込み、更に傾斜形状部８ａが作用することによって余肉部５ａがポケット９ａの中に形成される。なお、この余肉部５ａも、凹部２と凸部１を噛合させるときに潰れて両者の隙間を埋める点では同じである。
【００１６】
図８はクリアランスが板厚の１０〜２０％程度のパンチ８とダイ９を用いて凹部２と凸部１の打抜きと傾斜部５と真直部６の形成を同時に行う状態の断面図であるが、これによると、そのクリアランスによって自然にパンチ８及びダイ９の直前が傾斜部５となり、先方が真直部６となる。図９はこの方法によった剪断部の拡大断面図であるが、傾斜部５の表面がギザギサになる上に真直部６の寸法が十分に確保できないきらいはあるものの、パンチ８やダイ９の形状が簡単になる利点がある。
【００１７】
以上、本発明は、平板体の一端側の凹部２と凸部１の剪断面に傾斜部５と真直部６を形成し、他端側の凸部３と凹部４と噛合させて緩みのない結合を得るものであり、このために真直部６は結合強度を担い、傾斜部５は噛合の際の食付きを容易にするものである。この点で、真直部６はある程度長くとるのが好ましいし、傾斜部５は短く、しかも先が開いたものが好ましい。なお、噛合に際しては、凸部１と凹部２の始端部同士がわずかに食い付けば、緊い嵌合公差であっても容易に噛合できる。
【００１８】
次に、以上の平板体Ａを巻回して円筒形の筒状体にする方法について説明する。平板体Ａを巻回して端部同士を噛合させる場合、真上からの挿入はできず、斜め方向からの挿入になるのは上述した。このための製造方法は、芯金と一体の下型（本例では芯金が横に突出する）の上で（イ）一端と他端に凸部１、３と凹部２、４を有する平板体Ａの打抜き、（ロ）破断面に傾斜部５と真直部６の形成、（ハ）中央部を巻回して一端と他端を平行に延ばすＵ字形の成形、（ニ）一端と他端の一方を円形にする巻回、（ホ）一端と他端の他方を一方に嵌め込む噛合、の各加工を連続して行う。なお、傾斜部５と真直部６の形成は、一端側であっても両端であってもよく、前者の場合は、他端側の剪断面は真直部６にしておく。
【００１９】
図１０はこの製造方法において使用する下型の斜視図、図１１は筒状体に加工されるまでの状態を示す斜視図、図１２は各加工工程ごとの斜視図、図１３は各加工工程ごとの筒状体の断面図（下方に開く花びら線図）であり、この下方開きを選択することで、打抜き方向による真直部６が筒状体Ａの外面に位置することを可能にしている。この加工はプレス成形によるが、それには、筒状体の内径の寸法を有する芯金１０とこれと一体的に設けられる下型（巻回成形型の雄型）１１を用い、上流から下流に亘る範囲を上記（イ）〜（ホ）の加工を順に行う加工ステーション（ステージ）に設定する。
【００２０】
まず、（イ）ステーションでは、下型として平板体Ａの両端に形成される凸部１、３と凹部２、４を形成するとともに、わずかな連続片１２を残してその外郭形状を打ち抜く第一下型１１ａを用いる。したがって、第一下型１１ａの上に平板体Ａを載せて上記した傾斜形状部８ａを有するパンチ８を含む上型（上部成形刃‥図示省略）を押し下げれば、中央に連続片１２を残して一端と他端に上記した凸部１、３と凹部２、４が形成されることになる。このように、両方の凸部１、３と凹部２、４を同時に打ち抜くことで展開長（長手方向の長さ）のバラツキを防止できるそして、この加工のとき、一端側又は両端の凸部１、３と凹部２、４の剪断面に傾斜部５と真直部６を形成するが、これには、上記したように、まず、剪断面が真直な凸部１、３と凹部２、４を形成してその次に傾斜部５と真直部６を形成する二工程のものと、凸部１、３と凹部２、４を形成すると同時に傾斜部５と真直部６を形成する一工程のものとがある。
【００２１】
次に、（ロ）ステーションでは、下型として一端側と他端側を平行に延ばして中央部を巻回する（Ｕ字成形）するとき、その空間に存在して巻回を規制する規制体１３を有する第二下型１１ｂを使用する。したがって、半円状の上型（図示省略）を降ろせば、平板体Ａは一端側と他端側が起立して中央部が半円形のＵ字成形が行われる。さらに、（ハ）ステーションでは、下型として一端又は他端を巻回するために巻回しない方の側をそのままに保持する第二下型１１ｂの規制体１３の半分の厚みの規制体１４を有する第三下型１１ｃを使用する。したがって、半円形をした金型（下部成形刃‥図示省略）でカムを利用して横方向から突けば、こちら側は円形に形成される。
【００２２】
この他、（ニ）と（ホ）ステーションでは、下型として上記した規制体を廃して芯金１０のみに形成した第四下型１１ｄが用いられる。そして、残された部分を円形にする加工を行うが、これは上記と同様にカムを利用した成形刃（図示省略）で巻回した部分を横方向又は下方から受け、別の成形刃（図示省略）で一辺を突けばよい。このとき、凸部１、３と凹部２、４の噛合は、一端側が回転しながら斜め方向から挿入され、傾斜部５で食い付き、真直部６で強固に噛合（圧入）されて一体になる。なお、上記した余肉部５ａを有するものは、このときに押し潰されて傾斜部５等の隙間を埋めるから、結合力は一層強化される。この場合、噛合や押潰しはステーションを追加して二回行えば、寸法の精度は更に向上する。
【００２３】
そして、最後に連続片１２を切断すれば、筒状体は完成する。この場合、第四下型１１ｄの下方は半円形の受部を有するカムを移動させる等の手段を講じて荷重を支えるようにすればよい。以上の方法によれば、芯金の抜き差しが省略できるとともに、平板体Ａを芯金の上で連続移動させるだけでよいから、加工時間が短く、生産性を大幅に改善できる。図１４は凸部と凹部が扇形をして筒状体が角形をしたもので、自動車のヘッドレスト受け等に用いられるものである。この筒状体の成形も、芯金を四角形にする他は上記と同様な方法で成形できる。ただし、断面が四角形をしていることから、（ａ）一端と他端に凸部と凹部を同時に形成する平板体の打抜き、（ｂ）剪断面に傾斜部と真直部の形成、（ｃ）一端と他端を噛合前の状態にして所要個所を折曲又は巻回する形成、（ｄ）一端と他端の噛合といった順序でしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】筒状体の平面図である。
【図２】図１のＡーＡ断面図である。
【図３】図１のＡーＡ断面の拡大図である。
【図４】一端と他端の噛合の状態を示す断面図である。
【図５】平板体に凹部を打ち抜いた状態の断面図である。
【図６】パンチで平板体に凹部を打ち抜くときの説明図である。
【図７】パンチで平板体に凹部を打ち抜くときの説明図である。
【図８】クリアランスの大きなパンチで平板体を打ち抜くときの説明図である。
【図９】クリアランスの大きなパンチで平板体を打ち抜いたときの断面図である。
【図１０】筒状体の製造方法に使用する下型の斜視図である。
【図１１】筒状体に加工されるまでの状態を示す斜視図である。
【図１２】筒状体を製造する加工ごとの斜視図である。
【図１３】筒状体を製造する工程ごとの筒状体の断面図である。
【図１４】筒状体の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    凸部
１ａ  根元部
１ｂ  先部
２    凹部
２ａ  入口部
２ｂ  奥部
３    凸部
３ａ  根元部
３ｂ  先部
４    凹部
４ａ  入口部
４ｂ  奥部
５    傾斜部
５ａ  余肉部
６    真直部
７    傾斜部
８    パンチ
８ａ  パンチの傾斜形状部
９    ダイ
９ａ  ポケット
１０  芯金
１１ａ第一下型
１１ｂ第二下型
１１ｃ第三下型
１１ｄ第四下型
１２  連続片
１３  規制体
１４  規制体