(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリングバックを含むパイプ材を曲げ加工した曲げ加工品に孔あけ工具によって孔あけ加工を行う方法であって、
前記曲げ加工品を形状矯正状態で拘束保持する保持部及び前記保持部に配置された前記曲げ加工品に対する前記孔あけ工具の進行を案内する工具案内孔を含む保持部材を有する孔あけ加工用治具を用い、
前記孔あけ加工用治具に前記曲げ加工品をセットし、前記保持部によって前記曲げ加工品を、弾性変形させてスプリングバックを除去した形状矯正状態で拘束保持し、
当該形状矯正状態で前記工具案内孔に前記孔あけ工具を挿入し、前記工具案内孔による前記孔あけ工具の案内のもとに前記孔あけ工具を進行させて前記曲げ加工品に孔をあける孔あけ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、孔あけ加工用治具及び孔あけ加工方法に関し、更に詳細には、パイプ材による曲げ加工品に孔あけを行う加工に用いられる孔あけ加工用治具及びその孔あけ加工用治具を用いた孔あけ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリル等の孔（穴）あけ工具による孔あけ加工に用いられる治具として、孔あけ対象物を挟み込み部材によって所定位置に保持し、挟み込み部材によって保持されている孔あけ対象物に到達する工具案内孔を有するものが知られている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５９−１５１２１２号公報
【特許文献２】特開２０００−１７６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パイプ材を曲げ加工した曲げ加工品は、スプリングバックを含むため、設計図面通りの位置に孔あけを行おうとすると、上述の如き治具を用いたとしても、スプリングバック分だけオフセットされた位置を見出して孔あけを行う必要がある。このために、曲げ加工品に高い位置精度をもって孔あけ加工することが難しく、高い位置精度をもって設計図面通りの位置孔あけ加工するには、スプリングバックを矯正（除去）する前処理を行った後に孔あけ加工を行う必要がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、曲げ加工品に対してスプリングバックを矯正する前処理を行うことなく、高い位置精度をもって設計図面通りの位置に孔あけ加工が行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による孔あけ加工用治具は、パイプ材による曲げ加工品（Ｗ）に孔あけ工具（Ｔ）によって孔あけを行う加工に用いられる治具であって、前記曲げ加工品（Ｗ）を形状矯正状態で拘束保持する保持部（６２、６４）を含む保持部材（５５）を有し、前記保持部材（５２）には外面から前記保持部（６２、６４）の前記曲げ加工品（Ｗ）の所定位置に到達し、前記曲げ加工品（Ｗ）に対する前記孔あけ工具（Ｔ）の進行を案内する工具案内孔（７６）が設けられている。
【０００７】
この構成によれば、スプリングバックを除去された形状矯正状態の曲げ加工品（Ｗ）に孔あけ加工が行われるようになり、設計図面通りの位置に孔があけられることになる。これにより、スプリングバックを矯正する前処理を行うことなく、曲げ加工品（Ｗ）に、高い位置精度をもって設計図面通りの位置に孔あけ加工が行われる。
【０００８】
本発明による孔あけ加工用治具は、好ましくは、前記保持部材（５５）は、各々、前記保持部として前記曲げ加工品の半割形状をした溝断面形状の溝部（６２、６４）を有する一対の保持板（５２、５４）を具備し、当該一対の保持板（５２、５４）が互いに重ね合わせられることにより、前記溝部（６２、６４）において前記曲げ加工品（Ｗ）を形状矯正状態で拘束保持し、前記工具案内孔（７６）は前記一対の保持板（５２、５４）の少なくとも一方に設けられている。
【０００９】
この構成によれば、一対の保持板（５２、５４）が曲げ加工品（Ｗ）を挟み込み、溝部（６２、６４）によって曲げ加工品（Ｗ）が形状矯正状態で良好に拘束保持される。
【００１０】
本発明による孔あけ加工方法は、パイプ材（Ｗ）を曲げ加工した曲げ加工品（Ｗ）に孔あけ工具（Ｔ）によって孔あけ加工を行う方法であって、前記曲げ加工品（Ｗ）を形状矯正状態で拘束保持する保持部（６２、６４）及び前記保持部（６２、６４）に配置された前記曲げ加工品（Ｗ）に対する前記孔あけ工具（Ｔ）の進行を案内する工具案内孔（７６）を含む保持部材（５５）を有する孔あけ加工用治具（５０）を用い、前記孔あけ加工用治具（５０）に前記曲げ加工品（Ｗ）をセットし、前記保持部（６２、６４）によって前記曲げ加工品（Ｗ）を、スプリングバックを除去した形状矯正状態で拘束保持し、当該形状矯正状態で前記工具案内孔（７６）に前記孔あけ工具（Ｔ）を挿入し、前記工具案内孔（７６）による前記孔あけ工具（Ｔ）の案内のもとに前記孔あけ工具（Ｔ）を進行させて前記曲げ加工品（Ｗ）に孔（３０）をあける。
【００１１】
この孔あけ加工方法によれば、孔あけ加工用治具（５０）の使用のもとに、スプリングバックを除去された形状矯正状態の曲げ加工品（Ｗ）に孔あけ加工が行われるようになり、設計図面通りの位置に孔があけられることになる。これにより、スプリングバックを矯正する前処理を行うことなく、曲げ加工品（Ｗ）に、高い位置精度をもって設計図面通りの位置に孔あけ加工が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による孔あけ加工用治具及び孔あけ加工方法によれば、曲げ加工品に対してスプリングバックを矯正する前処理を行うことなく、高い位置精度をもって設計図面通りの位置に孔あけ加工が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】曲げ加工品による孔あけ対象物を含む具体例であるオムニホイール式車輪の側断面図
【図２】図１の線II−IIに沿った断面図
【図３】図１の線III−IIIに沿った拡大断面図
【図４】オムニホイール式車輪の分解斜視図
【図５】（Ａ）はオムニホイール式車輪に用いられる芯体の分解斜視図、（Ｂ）は同芯体の組立斜視図
【図６】本発明による孔あけ加工用治具の一つの実施形態を示す斜視図
【図７】本実施形態による孔あけ加工用治具の開き状態の俯瞰斜視図
【図８】本実施形態による孔あけ加工用治具の開き状態の仰瞰斜視図
【図９】本実施形態による孔あけ加工用治具の工具案内部分の拡大断面図
【図１０】本実施形態による孔あけ加工用治具の工具案内部分を拡大して示す俯瞰斜視図
【図１１】本実施形態による孔あけ加工用治具の受け側保持板の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、パイプ材を曲げ加工した曲げ加工品による孔あけ対象物の一つの具体例を、図１〜図５を参照して説明する。
【００１５】
オムニホイール式の車輪１０は孔あけ対象物である芯体１２を含んでいる。芯体１２は、図５（Ａ）に示されているように、ステンレス鋼（例えば、機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ）やアルミニウム等の金属製の円形横断面形状のパイプを１８０度の曲げ加工によって半円形に成形した２個の分割部材１４の組み合わせによって図５（Ｂ）に示されているような所定輪径による円環状の輪体をなしている。つまり、芯体１２は、２個の分割部材１４の端部同士の突き合わせによって端面同士が互いに対向して接合することにより２個の継ぎ目Ａ（図１参照）を形成し、各継ぎ目Ａにおいて分割部材１４同士が接合されることによって連続した円環状をなしている。
【００１６】
芯体１２には、図１に示されているように、複数のインナースリーブ１６が嵌装されている。インナースリーブ１６は、内孔１８を有する円筒部２０と、円筒部２０の軸線方向の両端の互いに１８０度反転した周方向位置に設けられた半円筒体２２（図５（Ｂ）参照）とを一体に有し、内孔１８に芯体１２を通されることにより芯体１２に取り付けられる。
【００１７】
各円筒部２０の外周にはボールベアリング２４によってゴム製のフリーローラ２６が回転可能に設けられている。
【００１８】
芯体１２に対するインナースリーブ１６の装着は、既にフリーローラ２６を装着されているインナースリーブ１６を、図５（Ａ）に示されているように、分割部材１４が円環状に組み合わせられていない２個の半円状の分割部材１４の各々に、分割部材１４の端部より所定個数挿入することにより行われる。
【００１９】
インナースリーブ１６は、各々、芯体１２の円周方向に隣り合うインナースリーブ１６の半円筒体２２が互いに１８０度異なった周方向位置にある状態で、内孔１８に芯体１２を通されることにより、芯体１２の円周方向に隣り合う半円筒体２２同士が補完し合って、つまり組み合わさって略円筒状をなし（図３参照）、図１に示されているように、芯体１２の周方向の全体に亘って実質的に隙間なく配置される。
【００２０】
半円筒体２２には、図３及び図４に示されているように、リベット孔２８が貫通形成されている。芯体１２には、図３〜図５に示されているように、各インナースリーブ１６のリベット孔２８に整合するリベット孔３０が複数貫通形成されている。リベット孔２８及び３０には、図３に示されているように、半円筒体２２の外周側からこれらリベット孔２８、３０を貫通するようにブラインドリベット３２が挿入されている。各ブラインドリベット３２は、先端が芯体１２の中空部内において膨径変形することによって芯体１２に係止され、各インナースリーブ１６を芯体１２に固定する。
【００２１】
半円筒体２２には、図３及び図４に示されているように、もう一つのリベット孔３４が貫通形成されている。芯体１２には、図３〜図５に示されているように、継ぎ目Ａに位置するインナースリーブ１６のリベット孔３４に整合するリベット孔３６が貫通形成されている。インナースリーブ１６のうち、各継ぎ目Ａに位置するインナースリーブ１６は、継ぎ目Ａを芯体１２の周方向を跨って延在し、半円筒体２２が継ぎ目Ａの両側に位置している。換言すると、フリーローラ２６毎の複数のインナースリーブ１６は、継ぎ目Ａを跨って延在し、各半円筒体２２が継ぎ目Ａの両側に位置するものを２個含んでいる。
【００２２】
リベット孔３４及び３６には、図３に示されているように、半円筒体２２の外周側からこれらリベット孔３４、３６を貫通するようにブラインドリベット３８が挿入されている。ブラインドリベット３８は、先端が芯体１２の中空部内において膨径変形するによって芯体１２に係止される。これにより、継ぎ目Ａに位置するインナースリーブ１６はブラインドリベット３２に加えてブラインドリベット３８によって継ぎ目Ａの両側に固定される。つまり、継ぎ目Ａに位置するインナースリーブ１６は、円筒部２０の一方の側の半円筒体２２を、継ぎ目Ａを隔てて突き合わせられている２個の分割部材１４のうちの一方の分割部材１４に固定され、他方の側の半円筒体２２を他方の分割部材１４に固定され、２個の分割部材１４を接合する継手を兼ねている。
【００２３】
芯体１２の円周方向に隣り合うボールベアリング２４及びフリーローラ２６の各間には、図１〜図３に示されているように、スペーサ４０が配置されている。各スペーサ４０は、芯体１２の円周方向に隣り合うボールベアリング２４及びフリーローラ２６間にできる楔形状（芯体１２の軸線方向で見て楔形状）の空間、特に芯体１２の輪外側の空間を埋めるように、芯体１２の軸線方向で見て楔形、つまり側面形状が楔形をしており、且つ正面形状がインナースリーブ１６を芯体１２の輪外側に跨ぐ門形（ステープル形）をしており、板ばね４２によってインナースリーブ１６に固定されている。
【００２４】
次に本発明による孔あけ加工用治具として、図６〜図１１を参照して、上述の芯体１２の各分割部材１４に複数のリベット孔３０を設ける孔あけ加工に用いられる孔あけ加工用治具５０について説明する。リベット孔３０は、貫通丸孔であり、ドリルＴ（図９参照）によって穿設される。
【００２５】
孔あけ加工用治具５０は、下側の受け側保持板５２と上側の抑え側保持板５４による保持部材５５を有する。受け側保持板５２と抑え側保持板５４とは、上下一対で、共に金属製の矩形の平板によって構成されている。受け側保持板５２の４隅には案内柱５６が立設されている。抑え側保持板５４の４隅には案内柱５６が軸線方向に摺動可能に嵌合する案内孔５８が上下に貫通形成されている。抑え側保持板５４は、案内柱５６と案内孔５８との嵌合によって案内されて受け側保持板５２に対して上下に移動可能であり、図６に示されているように受け側保持板５２上に接合する閉じ位置と、図７及び図８に示されているように、受け側保持板５２から上方に離間した開き位置との間に変位可能になっている。なお、手動開閉の場合には、抑え側保持板５４に持上用ハンドル６０が設けられていてよい。
【００２６】
受け側保持板５２の上面には、分割部材１４の半割形状（下半分）、つまり半円形状をした溝断面形状で、且つ平面視で半円状の保持溝６２が形成されている。抑え側保持板５４の下底面には、分割部材１４の半割形状（上半分）、つまり半円形状をした溝断面形状で、且つ平面視で半円形状の保持溝６４が形成されている。保持溝６２と６４とは、互いに同一形状であり、前記閉じ位置では互いに協働して分割部材１４の横断面形状に略等しい円形の空間をなす。保持溝６２及び６４の平面視での半円形状の半径は、曲げ加工品に生じるスプリングバックを含まない設計通り（設計図面通り）の分割部材１４の半径に等しい。
【００２７】
抑え側保持板５４には上面から保持溝６４に貫通する複数の貫通孔６６（図９参照）が保持溝６４に沿って形成されている。貫通孔６６の配置は分割部材１４のリベット孔３０の配置と同一であり、各貫通孔６６には円筒状のブッシュ６８が嵌め込み固定されている。各ブッシュ６８には工具案内ブッシュ７０の円筒部７２が抜き差し可能に嵌挿されている。工具案内ブッシュ７０は、抑え側保持板５４の保護のためのものであり、円筒部７２の上端に頭部７４を有し、ドリルＴのドリル径に略等しい工具案内孔７６を貫通形成されている。頭部７４には固定用フランジ部７４Ａと円弧状の切欠部７４Ｂとが形成されている。
【００２８】
抑え側保持板５４には、各貫通孔６６の近傍に上方開口のねじ孔７８（図９参照）が形成されている。ねじ孔７８には頭付き止めねじ８０のねじ部８０Ａがねじ係合している。頭付き止めねじ８０は、頭部８０Ｂが固定用フランジ部７４Ａの上部に当接係合することにより、工具案内ブッシュ７０を抑え側保持板５４に回り止め且つ抜け止め固定する。頭付き止めねじ８０は、ねじ係合を少し弛められることにより、工具案内ブッシュ７０の回転を許し、切欠部７４Ｂが頭部８０Ｂに整合する位置に位置することにより、抑え側保持板５４から取り外されなくても、貫通孔６６からの工具案内ブッシュ７０の抜き出しを可能にする。これにより、工具案内ブッシュ７０の交換作業等が簡便に行われ得るようになる。
【００２９】
受け側保持板５２には各工具案内孔７６と上下に整合する位置にドリルＴの逃がし孔８２が穿設されている。
【００３０】
受け側保持板５２の保持溝６２の近傍には保持溝６２に沿って所定間隔をおいて複数のねじ孔８４が形成されている。抑え側保持板５４の保持溝６４近傍には各ねじ孔８４と上下に整合するボルト通し孔８６が貫通形成されている。受け側保持板５２と抑え側保持板５４とは締結ボルト８８を各ボルト通し孔８６に挿入され、各締結ボルト８８がねじ孔８４にねじ係合することにより、互いに締結される。
【００３１】
図６〜図１１において、符号Ｗは芯体１２を構成する分割部材１４の素材である曲げ加工品を示している。曲げ加工品Ｗは、余剰の両端部分Ｗａを切除され、リベット孔３０となる指定個数の貫通孔をあけられることにより、分割部材１４になる。
【００３２】
曲げ加工品Ｗは、自由状態では、図１１に仮想線によって示されているように、スプリングバックを含み、設計図面通りのものより少し大きい円弧を描いて拡がった形状をしている。
【００３３】
孔あけに際しては、抑え側保持板５４が開き位置にある状態において、曲げ加工品Ｗを弾性変形させてスプリングバックを除去した状態で、曲げ加工品Ｗの下半分を、受け側保持板５２の保持溝６２に嵌め込む。その後、抑え側保持板５４を閉じ位置に降下することにより、え側保持板５４の保持溝６４に曲げ加工品Ｗの上半分が嵌め込まれる。これにより、曲げ加工品Ｗは、スプリングバックを除去された形状矯正状態で、受け側保持板５２と抑え側保持板５４とによって上下から挟まれるようにして孔あけ加工用治具５０に拘束保持される。
【００３４】
この後、各ボルト通し孔８６に締結ボルト８８を挿入し、各締結ボルト８８をねじ孔８４にねじ係合させることにより、受け側保持板５２と抑え側保持板５４とが互い締結され、孔あけ加工用治具５０によって曲げ加工品Ｗを形状矯正状態で拘束保持することが強固に行われる。
【００３５】
この後、複数の工具案内孔７６にドリルＴを順次挿入し、工具案内孔７６によってドリルＴの進行、つまりドリルＴの軸線方向の送り移動を案内されつつドリルＴの先端を曲げ加工品Ｗに到達させ、曲げ加工品Ｗに貫通孔（リベット孔３０）をあける。
【００３６】
所定個数の貫通孔（リベット孔３０）の孔あけ加工が完了すれば、締結ボルト８８を外し、抑え側保持板５４を持ち上げて開き位置に移動させ、受け側保持板５２の保持溝６２から曲げ加工品Ｗを取り外す。
【００３７】
曲げ加工品Ｗは、孔あけ加工用治具５０から取り外されると、スプリングバックを含む形状に戻るが、各貫通孔、つまり、各リベット孔３０は、スプリングバックを除去された形状矯正状態の曲げ加工品Ｗにあけられているので、自ずと、設計図面通りの位置にあけられていることになる。これにより、スプリングバックを矯正する前処理を行うことなく、曲げ加工品Ｗに、高い位置精度をもって設計図面通りの位置に孔あけ加工が行われることになる。
【００３８】
これにより、曲げ加工品Ｗによる芯体１２に、リベット孔３０を貫通するブラインドリベット３２によって複数のインナースリーブ１６が周方向に連続して固定されると、スプリングバックを除去された曲げ加工品Ｗによる設計図面通りの芯体１２が得られる。
【００３９】
以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４０】
例えば、曲げ加工品Ｗは半円形状のものに限られることなく、鉤形や波形等の各種形状のものであってよい。保持溝６２は曲げ加工品Ｗの全体を受け入れる形状をしていて、抑え側保持板５４は、平板で、保持溝６２を蓋するような構造であってもよい。また、保持溝６２、６４は、必ずしも曲げ加工品Ｗの全長に亘って連続したものでなくてもよい。また、曲げ加工品Ｗの拘束保持は、受け側保持板５２等に設けられる複数の突起によって行われてもよい。また、工具案内孔７６は受け側保持板５２及び抑え側保持板５４の双方に設けられていてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    車輪
１２    芯体
１４    分割部材
１６    インナースリーブ
１８    内孔
２０    円筒部
２２    半円筒体
２４    ボールベアリング
２６    フリーローラ
２８    リベット孔
３０    リベット孔
３２    ブラインドリベット
３４    リベット孔
３６    リベット孔
３８    ブラインドリベット
４０    スペーサ
４２    板ばね
５０    孔あけ加工用治具
５２    受け側保持板
５４    抑え側保持板
５５    保持部材
５６    案内柱
５８    案内孔
６０    持上用ハンドル
６２    保持溝(保持部)
６４    保持溝(保持部)
６６    貫通孔
６８    ブッシュ
７０    工具案内ブッシュ
７２    円筒部
７４    頭部
７４Ａ  固定用フランジ部
７４Ｂ  切欠部
７６    工具案内孔
７８    ねじ孔
８０    頭付き止めねじ
８０Ａ  ねじ部
８０Ｂ  頭部
８２    逃がし孔
８４    ねじ孔
８６    ボルト通し孔
８８    締結ボルト
Ｔ      ドリル（孔あけ工具）
Ｗ      曲げ加工品
【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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