(57)【要約】【課題】中空軸の底部にバリの発生が大幅に抑制された美麗な透孔を容易に形成することができる透孔の形成方法を提供する。【解決手段】中空軸２の底部２ａに対し、先端外周縁にエッジを有する押圧パンチ７を押圧して底面周縁にエッジ部８ａが形成された凹部８を一方面側に形成し、このとき他方面側に形成される凸部９を押圧具１０によって押し戻すとき、凹部８内のエッジ部８ａから破断させることによって透孔を形成することによって、バリの発生を大幅に抑制し、しかも美麗な透孔を容易に形成する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性加工可能な金属板から底部を有する中空軸を形成し、上記底部に小径な透孔を形成する透孔形成方法であって、
先端外周縁にエッジを有する押圧パンチを上記底部の一方面側から押圧して底面周縁にエッジ部が形成された凹部を形成すると共に、上記底部の他方面に凸部を突出させ、
押圧具によって他方面側から一方面側に上記凸部を押圧して押し戻すと共に、ほぼ上記凸部の形状のスクラップを上記一方面側から離脱させて透孔を形成し、
上記凸部を押圧具によって他方面側から押圧するとき、上記凹部内のエッジ部から破断させることを特徴とする小径な透孔の形成方法。
【請求項２】
上記底部の一方面側から上記押圧パンチを押圧して凹部を形成したとき、上記凹部の開口端周縁をなまらせ、上記凸部を上記押圧具により押圧して上記透孔を形成したとき、上記透孔の他方面側の開口側周縁をなまらせた請求項１記載の小径な透孔の形成方法。
【請求項３】
上記中空軸は、上記金属板の一方面側から所定の外径を有する押圧工具を押圧することにより形成され、上記押圧工具には先端に先端外周縁にエッジを有する押圧パンチ部または凹陥部を形成して、上記中空軸を押圧形成するときに上記凹部または上記凸部を形成する請求項１記載の小径な透孔の形成方法。
【請求項４】
上記中空軸は、上記金属板の一方面側から所定の外径を有する押圧工具を押圧することにより形成され、所定寸法の上記中空軸が形成される位置に上記底部を当接させる当接台を設け、この当接台の当接面または上記押圧工具の先端に押圧パンチ部または凹陥部を形成し、上記当接台と上記押圧工具の間に上記底部を圧潰させて上記凹部または凸部を形成する請求項１記載の小径な透孔の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塑性加工可能な金属から形成される中空軸の底部に小径の透孔を形成する小径な透孔の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属板によって形成される各種電子機器等のシャーシやベースをはじめとする各種の部品には、この部品を装着または支持、或いは移動範囲を規制するために軸類が一体的に突出形成されている。金属板から塑性加工によって形成される軸類は、通常の場合、中空状に形成される。また、このような軸類には、先端側に底部が形成された中空軸がある。本出願人は、内部を中空に形成すると共に先端側を閉塞することができる軸の形成方法を、特願２０００−１６８３３９号によって提案した。
【０００３】
即ち、ダイの上面に金属板からなるベースを位置決めして載置し、その後、ベースの一方面から、テーパ状に形成したの押圧工具を押圧することにより、上記ダイの穴内に所定の軸長とした比較的長尺の突軸を形成している。この形成方法によって、図６に示すように、突軸１００の内部には中空部１０１に形成され、先端側には底部１０２が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したベースに突出形成される突軸１００は、先端側が底部１０２によって閉塞されていることから、中空部１０１内に粉塵や加工油等の異物１０３が蓄積される。この異物１０３は、例えばエアーガン１０４のノズルから放出されるエアーによって吹き飛ばしたり、或いは、洗浄によって除去するようにしている。しかし、上記突軸１００が例えば３ｍｍ以下の小径に形成されるときは、上記中空部１０１の内径は２ｍｍ以下となることから、中空部１０１の奥に入った上記異物１０３は、図６に示すように、エアーの通過ルートから外れるために除去できない場合がある。このような残留した異物１０３は、機器に組み込まれた後に振動等によって放出されることがあり、他の機構部分に付着することによって、機構部品に損傷を与えたり、装置等を誤動作させる要因となる。
【０００５】
この対策として、突軸１００の底部１０２に小径の透孔１０５を形成して、この透孔１０５から上記異物を放出させることにより除去するようにしている。小径の透孔１０５を形成する方法としては、一般的に、図７に示すように、先端を小径に形成した抜きパンチ１０６によって打ち抜くことによって小径の透孔１０５を形成している。
【０００６】
しかし、上述した方法では、抜きパンチ１０６の抜き方向にバリ１０７が発生することがある。このために、後工程において、上記バリ１０７を除去する必要があり、必然的にコストアップになる問題があった。また、バリ１０７を除去するためにバレルを使用しても、上述したベースの大きさに対して上記突軸１００自体が著しく小さいことから、研磨剤がバリ１０７に十分に到達しないために、除去されない問題が生ずる。更に、バレルの研磨剤が中空部１０１の内部に蓄積されることから、再度洗浄を行う必要があり、却って問題を悪化させてしまう。
【０００７】
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、中空軸の底部にバリの発生が大幅に抑制された美麗な透孔を容易に形成することができる透孔の形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、本発明にかかる透孔の形成方法は、中空軸の底部に対し、先端外周縁にエッジを有する押圧パンチを押圧して底面周縁にエッジ部が形成された凹部を一方面側に形成し、このとき他方面側に形成される凸部を押圧具によって押し戻すとき、上記凹部内のエッジ部から破断させることによって透孔を形成するので、バリの発生が大幅に抑制され、しかも美麗な透孔が容易に形成される。
【０００９】
また、請求項２に記載の透孔の形成方法は、上記底部の一方面側から上記押圧パンチを押圧して凹部を形成したとき、上記凹部の開口端周縁をなまらせ、上記凸部を上記押圧具により押圧して上記透孔を形成したとき、上記透孔の他方面側の開口側周縁をなまらせるので、透孔の両開口端周縁が略円弧状に形成されてバリの発生を大幅に抑制することを可能にしている。
【００１０】
更に、請求項３に記載の透孔の形成方法は、金属板から押圧工具を用いて上記中空軸を形成するときに、上記押圧工具の先端に形成された先端外周縁にエッジを有する押圧パンチ部または凹陥部によって、上記中空軸を押圧形成するときに上記凹部または凸部を形成するので、工程が簡略され、透孔の形成を容易にしている。
【００１１】
請求項４に記載の透孔の形成方法は、金属板から押圧工具を用いて上記中空軸を形成するときに上記底部を当接台に当接させ、上記押圧工具と上記当接台との間に上記底部を圧潰させて上記凹部または凸部を形成するので、底部の圧潰によって上記凹部または凸部が確実に形成され、工程の簡略化と共に、美麗が透孔を容易に形成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明にかかる透孔の形成方法について詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本発明による透孔の形成方法によって、底部２ａに透孔３を形成した略円筒形の中空軸２を示している。この中空軸２は金属板１から突出形成されている。金属板１としては、例えば鉄、ステンレス、或いは、アルミニウム等の塑性加工に適する金属板が選択される。この金属板１には、一部を塑性変形することにより、例えば電子記憶装置等における各種機構の支持や位置決めを行うための中空軸２が一体に形成されている。この中空軸２の内部は、略円錐状に形成された中空部４が形成されている。尚、中空部４は中空軸２が略円筒形の場合は円錐形とすることが好ましいが、略四角形や三角形等の多角形であってもよい。
【００１４】
次に、透孔の形成方法における第１の実施形態について、図１によって詳細に説明する。図１（Ａ）（Ｂ）は、上述した中空軸２を形成するための工程を示している。先ず、ダイ５の上面に、鉄、ステンレス、或いはアルミニウム等々の素材からなる金属板１を位置決めして載置する。ダイ５には、上記中空軸２として必要な外形寸法とほぼ等しい所定の内径を有する穴５ａが形成されている。そして、図１（Ｂ）に示す押圧工程において、ダイ５に載置した金属板１の一方面から押圧工具６を押圧して、金属板１の他方面側に先端側を閉塞させた中空軸２を一体に突出形成する。
【００１５】
上記押圧工程において使用する押圧工具６は、基端側を円柱状に形成すると共に、先端側は、先端に至るに従って先細に形成した略錐状のテーパ部６ａが形成されている。更に、押圧工具６の先端面は、軸芯と直角な平坦面に形成されている。そして、この押圧工具６を上記ダイ５の穴５ａと同心に下降させると共に、押圧工具６のテーパ部６ａを金属板１の一方面から押圧して、金属板１の肉をダイ５の穴５ａ内の奥方向に移行させる。この結果、この穴５ａ内には、軸長Ｌ１からなる中空軸２が突出形成される。
【００１６】
この押圧工程においては、押圧工具６のテーパ部６ａを図示のように中空軸２の先端に到達しない手前で停止させることによって、中空軸２の先端側を閉塞するようにしている。また、中空軸２の内部には、押圧工具６のテーパ部６ａと相似形の略円錐状の中空部４が形成される。
【００１７】
上述した押圧工程により、中空軸２が一体に突出形成された金属板１は、図１（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）に示す透孔形成工程に移行する。この透孔形成工程においては、先ず、図１（Ｃ）（Ｄ）に示すように、押圧パンチ７を底部２ａの一方面側である外側から押圧して凹部８を形成する。
【００１８】
ここで使用する押圧パンチ７は、先端側を先細に形成して、その先端側の外径寸法φ１は、前述した押圧工具６の先端面の外径寸法と同じか、もしくはやや大きく設定されている。例えば、中空軸２の外形を３ｍｍ以下の小径に形成した場合には、上記中空部４の底面２ａ側の内径は１ｍｍ以下となることから、押圧パンチ７先端側の外径寸法φ１は、１ｍｍ以下の小径に設定される。また、押圧パンチ７の先端外周縁には、面取り等を極力小さくしたエッジが形成されている。従って、押圧パンチ７の押圧によって形成される凹部８の底面周縁には、エッジ部８ａが形成される。更に、押圧パンチ７を押圧する深さは、底部２ａの厚さの１／２以下に設定することが好ましいが、むしろ、押圧パンチ７の押圧によって凹部８の底面周縁にエッジ部８ａを形成することが必要であり、凹部８の深さは適宜に設定することができる。また、凹部８は、押圧パンチ７の先端側の外径寸法φ１にほぼ等しい内径に形成される。このように押圧パンチ７の押圧により、底部２ａ一方面側に凹部８を形成することにより、他方面側、即ち、中空部４の内部には凸部９が突出する。この凸部９の高さは、凹部８の深さとほぼ同じである。
【００１９】
次に、図１（Ｅ）に示すように、上記凸部９を押圧具１０により、中空部４の内部の他方面側から一方面側に向けて押圧して凸部９を押し戻す。このとき、凹部８の底面周縁に形成したエッジ部８ａから破断がはじまり、凸部９の周縁に向けて亀裂１１が生ずる。凸部９を更に押圧すると、ほぼ凸部９の形状のスクラップ１２が一方面側から抜け落ちることにより離脱し、この結果、底部２ａには、内径が１ｍｍ以下の小径な透孔３が形成される。尚、中空部４の底部２ａ側の内径に対して、やや小さい凸部９を突出させた場合には、中空部４の内周と凸部９の外周の間に鋭角な周溝が形成されるので、上記凸部９を押圧具１０により押圧したときに、凸部９の周縁から破断がはじまり、凹部８のエッジ部８ａに至ることがある。
【００２０】
上述したように、底部２ａに小径な透孔３を形成するとき、透孔３の両開口端には断面円弧状のなまり部３ａ、３ｂが形成される。即ち、底部３の一方面側を押圧パンチ７により押圧して凹部８を形成するときに、この凹部８の開口端周縁が金属板１の粘性によってなまることにより、略円弧状のなまり部３ａが形成される。また、凸部９を押圧具１０により押し戻して透孔３を形成するときに、透孔３の他方面側の開口端周縁が金属板１の粘性によってなまることにより、略円弧状なまり部３ｂが形成される。
【００２１】
このように、小径な透孔３を形成する工程の中でなまり部３ａ、３ｂを形成することによって、バリの発生が大幅に抑制される。また、上述したように、押圧具１０により凸部９を押し戻すときに、凹部８の底面周縁に形成したエッジ部８ａから破断させるので、バリの発生を大幅に抑制することができる。従って、底部２ａには、バリのないまたは著しく小さくした美麗な透孔３が形成される。
【００２２】
また、押圧パンチ７の押圧により形成される凹部８の内径寸法φ１に対し、押圧具１０の先端の外形寸法φ２をやや小さく設定することによって、凸部９を押し戻すときに生ずるなまり部３ｂを更に大きくすることができる。
【００２３】
図３は、本発明の第２の実施形態を示し、中空軸を形成する工程の中で底部に凹部および凸部を形成するようにしている。この図３に示す中空軸２０は、金属板１の基端から先端に至るまでほぼ円筒形に形成した例を示している。従って、中空軸２０の先端側に形成される底部２０ａはやや平坦に形成されている。図３に示すほぼ円筒形の中空軸２０は、金属板１に板厚に対して数倍の軸長に形成されているが、このように軸長の大きい中空軸２０を形成するためには、数回の押圧工程が施されるが、この押圧工程については説明を省略する。図３（Ａ）は中空軸２０の形成工程における最終工程を示している。
【００２４】
中空軸２０は金属板１から一定の軸長に形成されることから、ダイ２１に形成された所定の内径を有する穴２１ａの内部の所定位置には、当接台２２が設けられている。そして、金属板１の一方面から押圧工具２３を押圧して中空軸２０を形成するとき、中空軸２０の先端側に形成される底部２０ａを上記当接台２２に当接させる。
【００２５】
上記当接台２２の当接面には、先端外周縁にエッジを有する押圧パンチ部２２ａが一体的に設けられている。この押圧パンチ部２２ａの外形寸法は、中空軸２の外形寸法が例えば３ｍｍ以下の小径の場合には、中空部４の内径は２ｍｍ以下となることから、この内径よりも小さい１ｍｍ以下に設定される。また、上記押圧工具２３の先端面には、凹陥部２３ａが形成されている。そして、押圧工具２３の押圧により中空軸２０を形成するとき、押圧工具２３の先端によって底部２０ａを当接台２２に圧潰させる。この圧潰によって、図３（Ａ）に示すように、底部２０ａの一方面側（図示下方側）には、押圧パンチ部２２ａによって凹部２４が形成され、他方面側（図示上方側）には凸部２５が押圧工具２３の凹陥部２３ａ内に形成される。
【００２６】
このとき、凹部２４の底面周縁にはエッジ部が形成される。図３（Ａ）において、当接台２２の周縁近傍には、外部に連通する小孔２２ｂが形成されている。この小孔２２ｂは、押圧工具２３を押圧して中空軸２０を形成するとき、ダイ２１の穴２１ａの内部が密閉状態となって気圧が上昇することを防止するために、内部の空気を外部に逃がすようにしている。
【００２７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、押圧具２６を中空軸２０の中空部２０ｂ内に挿入すると共に、上記凸部２５を押圧具２６により一方面側に向けて押圧して凸部２５を他方面側に押し戻す。このとき、前述した実施形態と同様に、凹部２４の底面周縁に形成したエッジ部から破断がはじまり、凸部２５を更に押圧することによって、ほぼ凸部２５の形状のスクラップ２７が一方面側から抜け落ちることにより離脱し、この結果、図３（Ｃ）に示すように、底部２０ａには、内径が１ｍｍ以下の小径な透孔２８が形成される。この第２の実施形態においても、底部２０ａに透孔２８を形成するとき、透孔２８の両開口端には断面円弧状のなまり部が形成される。
【００２８】
このような第２の実施形態においては、底部２０ａの圧潰によって凹部２４と凸部２５を確実に形成するので、工程が簡略化されて製造コストを低減することが可能となる。また、バリの発生が抑制された美麗な透孔２８を容易に形成することが可能となる。尚、この第２の実施形態において、押圧工具２３の先端面に凹陥部２３ａを形成すると共に、当接台２２の当接面に押圧パンチ部２２ａを設けたが、逆に、押圧工具２３の先端面に押圧パンチ部を設け、当接台２２の当接面に凹陥部２３ａを形成しても良い。
【００２９】
図４は、前述した第１の実施形態の変形例を示し、凹部８と凸部９との形成位置を第１の実施形態のものとは逆に形成したものである。即ち、押圧パンチ７を底部３の他方面側から押圧して凹部８を形成すると共に、一方面側に凸部９を突出形成する。尚、この実施形態において使用する押圧パンチ７は、前述した第１の実施形態における押圧パンチ７と同じものであっても良い。しかし、この押圧パンチ７は、図４（Ａ）に示すように、中空軸２の内部形成される押圧工具６のテーパ部６ａと相似形の略円錐状の中空部４に外形を合わせると共に、先端部を上記凹部８の深さに一致させるように構成している。
【００３０】
そして、押圧パンチ７を中空部４内に挿入して底部３の他方面側から押圧すると、押圧パンチ７の外周面が中空部４の内面に接合して、押圧パンチ７の進行が阻止される。このとき、押圧パンチ７の先端が底部３の一方面側を押圧して凹部８を形成するが、その深さは押圧パンチ７の先端部の突出寸法によって定められる。従って、凹部８の深さを押圧パンチ７と中空部４の接合によって規制することができるので、バラツキの発生を解消することが可能となる。
【００３１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、上記凸部９を押圧具１０により、一方面側から他方面側に向けて押圧して凸部９を押し戻す。このとき、凹部８の底面周縁に形成したエッジ部８ａから破断がはじまり、凸部９を更に押圧することにより、ほぼ凸部９の形状のスクラップ１２が中空部４内の他方面から抜け落ちることにより離脱して底部２ａに透孔３が形成される。
【００３２】
図５は、前述した各実施形態における押圧パンチの変形例を示している。上記凹部８を押圧形成する押圧パンチ２０は、先端が略円錐台状に形成され、その先端面周縁の外径寸法は、前述した押圧工具６の先端面の外径寸法と同じか、もしくはやや大きく設定されている。また、押圧パンチ７の先端外周縁には、面取り等を極力小さくしたエッジが形成されている。従って、押圧パンチ７の押圧によって形成される凹部８の底面周縁には、エッジ部８ａが形成される。更に、押圧パンチ７を押圧する深さは、前述した実施形態と同様であれば良い。このように構成した押圧パンチ７の押圧によって底部２ａ一方面側に凹部８を形成すると、略円錐台状の凹部８が形成されると共に、他方面側には凸部９が突出する。この凸部９の高さは、凹部８の深さとほぼ同じである。
【００３３】
その後、前述した実施形態と同様に、上記凸部９を押圧具１０によって一方面側から他方面側に向けて押圧して凸部９を押し戻すことにより、底部２ａに透孔３が形成される。この透孔３の形成過程で、凹部８が略円錐台状に形成されているので、スクラップ１２を抜け落ちが容易となる特徴がある。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について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、中空軸を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、中空軸の中間部等にに追加工を施し、各種の用途に応じて任意に変形してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による小径な透孔の形成方法によれば、中空軸の底部を押圧パンチにより押圧して凹部を形成することとにより形成される凸部を押圧具によって押し戻して透孔を形成するので、バリの発生が大幅に抑制され、しかも美麗な透孔を容易に形成することができる。凹部を形成するとき、先端外周縁にエッジを有する押圧パンチにより押圧することで凹部の底面周縁にエッジ部が形成されるので、このエッジ部から破断させることにより透孔が形成されるので、更にバリの発生を抑制することができる。この結果、例え、中空軸の中空部内に異物が付着しても、透孔から放出させることができるので、中空部内の汚染を未然の防止して経時的な異物の放出による機器のトラブルを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｆ）は、本発明にかかる小径な透孔の形成方法の第１の実施形態である工程を示す工程図である。
【図２】本発明にかかる透孔が形成された中空軸を示す部分断面斜視図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明にかかる小径な透孔の形成方法の第２の実施形態である工程を示す工程図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、本発明にかかる第１の実施形態の変形例を示す示す工程図である。
【図５】本発明にかかる押圧パンチの変形例を示す断面図である。
【図６】従来の中空軸における問題点を説明する説明図である。
【図７】従来の透孔の形成方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１          金属板
２          中空軸
２ａ    底部
３          透孔
３ａ    なまり部
３ｂ    なまり部
４          中空部
７      押圧パンチ
８          凹部
８ａ    エッジ部
９      凸部
１０    押圧具
１１    亀裂
１２    スクラップ
【図１】
2004249318.tif 000003
【図２】
2004249318.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004249318.tif 000007
【図６】
2004249318.tif 000008
【図７】
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