(57)【要約】      （修正有）【課題】物形状の自由度が高い利点と連結ピンを使用しない２つの部品による連結合を可能とし、狭い場所で連結部分の小型化を計ることができる自動車用ドアヒンジの加工方法を提供する。【解決手段】ドア品時を構成するドア側とフレーム側の２つの部品のどちらか一方にボス部を設け、他方に穴部を設け、ボス部を穴部に填め込み、穴部の長さよりボス部が長い部分に座金を填め、それより長く出た部分をカシメにより膨張させその部分を抜け止めとして一体加工で組み付けを完成させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物製自動車用ドアヒンジを構成するドア側とフレーム側の２つの部品を１つに構成する方法で、一方のどちらかに、ボス部を設け、他方に穴部を設けボス部を穴部に填め込み、穴部の長さよりボス部が長い部分に座金を填め、それより長く出た部分をカシメにより膨張させその部分を抜け止めとして一体加工で組付けを完成させるこの方法は、連結ピンを使用しない画期的な工法である。
【請求項２】
鋳物素材の精度は悪く、ドア側又はフレーム側の連結部には円柱頭部の先に径の細い円柱形ボス部があり、一方のヒンジ素材は、円柱形部の中心には穴部を設け、鋳物精度が悪い為、プレス加工による双方の連結部分の精度を高める必要が有り、双方が結合時に必要な寸法をプレス成形加工で仕上げる。
円柱ボス部長は、穴部長より３ミリより１５ミリ長く出っ張らせ、円柱ボス部先端径はストレート径のままと、ストレート先端部は、更にそれより小さい径を有する段付き円柱ボス部の２種類が有り、２種類のカシメ加工を提案し、ボス部付き素材と一方の円柱形の穴部の間に円錐ブッシュ又は座付きブッシュを填め込み、ボス部の出た部分へ座金を填め込み、座金より出ているボス先端部がストレートの場合、円柱カシメ加工とし、ボス部先端が２段円柱形の場合、最先端部の細い部分をカシメて、２つの素材を一体化にする。
【請求項３】
各鋳物素材の精度を高めた後、ボス部と穴部との間には、合金製又は、鉄製ないしは、樹脂ブッシュを填め込み、油脂を注入し、ヒンジの回転摩擦抵抗を軽減させる処置を取る。
【請求項４】
鋳物素材の精度出しプレス加工を行う時は、常温で加工する場合と、摂氏８００度以下に加熱し、全体又は必要部分にコイニング成形し、ドア側とフレーム側の取付用穴をプレスで打ち抜く場合、各種穴明けパンチの下面部にはパンチの径にもよるが、３Ｃ又は３Ｒ以下の面取りを施し、一方の穴明け用ダイスの入口はフラット面とする。パンチ径とダイス穴のクリアランスは穴明けパンチ径の直径で１０％以内とする。
【請求項５】
プレス加工による鋳物ヒンジ素材の成形率が２０％を越える場合の加工では、加工前後又はどちらかの方法で焼きナラシ加工又は焼鈍加工を加える事で、衝撃強度を強くし、脆さを是正し、粘性度を高める事を目的とする。
【請求項６】
円柱形部の先に円柱ボス部を一体形成して、このボス部の先端よりプレス成形加工を行う時、鋳物素材の精度劣化で、素材ボリュームの大小が生産の都度に異なった寸法て製作される。
ボス部長さと直径の成形時は、円柱ボス部一体円柱部の反対面には凹部ないしはフラット面を鋳物素材製作時に形成し、パンチ下面部がフラットの場合では、円柱面部に凹部を形成し、又、パンチ下面部に凹部を形成した場合では、円柱端面部はフラットに形成した後に加工を行う。
素材ボリュームの大小で、パンチフラット下面部と素材の凹部の隙間に予肉を流動させパンチ加圧を減少させてプレス成形加工時の加圧力の減少を目的とする。
２つの素材の円柱外周部のいづれかの一方に一定の外周部にストッパー用凸山部を設け、ドアが最大に開いた時、このストッパー部が反対部品の一部に当たる。
【請求項７】
素材円柱形の連結部のボリューム誤差を吸収する加工では、前項の凹部、凸部の逃がし部を成形加工する事に加えて、ボリュームのバラツキが更に悪い素材の場合では、フレーム側ドア側部品の連結部分の円柱形状部の外径を素材製作時に円柱形部の直径を２ミリ以内に小さくし、円柱部の形状はストレート部、円錐形のテーパー部、円柱両端テーパー部等の形状を製作後、穴明けボリュームの大小で選定する。
ボス部の直径や所定長さを得る為の居込み加工と、他方の穴精度出し加工時に双方の円柱外周部と金型側円柱形のホールド部との間に前記の最大径２ミリ以内のクリアランスを設けて加工を開始すると、そのクリアランスへ素材円柱形状部へ予肉が張り出されることで加工時のパンチ加圧力を極度に減少させる事が可能と成り、パンチ類の破損を防止する事が出来き金型寿命を伸ばす事を可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  鋳物の素材を製作後、プレス加工により無切削化を計ることは、鋳物の最大特徴の形状の自由度が高く、その後生産性が加工方法の中で最も高いプレス加工で製作すれば、２つの特徴を生かすことで最も安価な自動車用鋳物製ドアヒンジの製作が２つの複合技術により造る事が可能である。
【背景技術】
【０００２】  自動車用ドアヒンジの製作では、▲１▼板金プレス順送加工で製作されている板金ヒンジは、生産性は最も高く安価で有るが、最大の欠点で有る強度が弱い。板金ヒンジは、強度が弱い理由で欧州の多くの国では使用が禁止されている。
▲２▼４〜５ｍの長尺形鋼引き抜き素材を製作し、所定の長さにノコ盤により切断し、その後、全切削加工で完成している。形鋼材ヒンジの特徴は、強度は強く世界で最も使用されているが、形鋼引き抜き材その物が高い為、製品価格が高い。
▲３▼所定の丸棒鋼材を過熱し、ヒンジ素材を製作後、全切削加工で完成させている。鍛造と切削により完成する鍛造ヒンジは強度は強いが価格が最も高い。
▲４▼旧来の鋳物ヒンジの製作では、鋳物素材製作後、全て切削加工で製作されていて強度を強くする為、重量が重く、価格が高い欠点を持つ。
４種類のヒンジ製作方法が有るが、機能、取付形状の用途に応じて使い分けられている。
プレス板金製ヒンジを除けば、他のヒンジは、いづれも別々な加工方法で素材を製作後、次工程ではいづれも全切削加工で仕上げている。
いづれも別途に製作した連結ピンを２つの連結部分に差し込みカシメ方法で一体化するか又はカシメピンの一部にネジ部を設けナットを締付けて一体連結となる。
今、求められている自動車用ドアヒンジは、連結部分の小型化によるヒンジ以外の他の設計自由度を求めていて、形状、強度、小型軽量化で有りながら安価な自動車用ドアヒンジの要求が高く成っている。
【特許文献１】
【０００３】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  自動車用ドアヒンジに求められている要求は、形状の自由度が高く、強度、小型軽量化で且つ安価なヒンジの製作を行う為には、高強度鋳物で製作する事が最も合理的であるが、鋳物素材は、強度の問題を抱え、大きな素材を造り切削加工で仕上げて完成する場合では、切削加工に生産性及び切削加工機械を多数必要となる課題を抱えている。
【課題を解決するたるの手段】
【０００５】  本発明では、鋳物形状の自由度が高い為、連結ピンを使用しない２つの部品による連結を可能とし、狭い場所で連結部分の小型化を計ることに成功している。
又、砂型鋳物の最大欠点である精度が悪い部分の切削加工を全て廃止し、その代替加工のプレス加工による生産に切り替えれば、鋳物素材からプレス加工で仕上げる事で他に類を見ない複合加工技術の成功で、他の加工方法と比較し、生産性は高くプレスコイニング成形で高強度と高精度の鋳物製ドアヒンジの開発に成功した。
【発明の効果】
【０００６】  プレス加工技術の向上でヒンジ連結部の長さが４３ミリと他のヒンジの６５〜８０ミリと比較して短い為、自動車のドア取付部分の狭い部分でフレームとドアとの連結部分が小さくなった事で設計上の自由度が増した事に対する自動車メーカー技術者より大歓迎された。
連結ピンを使用しない分コスト低減となり、プレス自動化生産で人件費の大幅削減と鋳物のプレス自動化生産に成功した。
強度では、プレスコイニング成形が効果を発揮し、形鋼材ヒンジや熱間鍛造ヒンジと比較して遜色はなく、コイニング成形部分は他工法ヒンジより表面アラサが奇麗な仕上がりと成り、鋳物製とは思えないほど良い仕上りとなり、世界１安価な鋳物製高強度ヒンジの製作で、鋳物技術とプレス技術の複合化による生産に成功した。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明の実施例を図を基に説明する。鋳物素材のフレーム側ヒンジ１とドア側のヒンジ２をフレーム側の円柱部４のボス部５とドア側円柱部６の中心穴７と座付きブッシュ９と座金８とを一体化させて自動車用鋳物製ドアヒンジとする。
鋳物素材１と２は素材の状態で精度が悪いのと、鋳物砂型の場合、砂型へ形状型で成形する場合抜け角度を０．５度より２度の抜け勾配１１を発生させる為、鋳物素材１と２は、一定の部分に抜け勾配１１が付いていて、プレス加工では、この抜け勾配１１の除去をプレスコイニング成形で取り除き平面を確保する必要がある。【０００８】  フレーム側素材１は、取付面２１を図１の金型のコイニング成形し２６、次にフレーム側に取付け面部の穴明け２２型２７上へ移動して加工し、続いて、連結用ボス部５の長さ２７ミリと直径φ１０穴２５にプレス精度出し半密閉加工を型２８により加工を加える。この時素材１のボス部５と円柱部４の反対側には凹部１５を設置し、この役目は、素材のボリームのバラツキに応じて予肉をその凹部１５で調整し常温プレス加工はこの工程でフレーム側ヒンジ素材１のプレス加工を終了する。【０００９】  今回の実施例では、摂氏６００度の温間加工で行った為、熱歪みによる収縮が発生した為、冷却を待って常温で再度ボス部のサイジング加工を型２８の金型を再使用して行ない精度を高める事に成功している。
一方のドア側ヒンジ素材２は、鋳物素材の抜けテーパー部１１のドア側取付部分のコイニング成形型図２の２９へ挿入して平面度出しコイニング成形を行い、ドア側取付面２３をフラットにし、続いてドア側へ取り付く穴明け加工２４を型３０へ挿入して行い、この穴明け部２４の公差が広い為、熱歪みの収縮分を見越して大きめに明けて収縮時では公差の中心近くに仕上げてプレス加工を終了する。【００１０】  続く加工では、円柱部外径６は完成後φ１８であるが、鋳物素材のこの部分はそれより１ミリマイナスで造り、中心にφ１２の穴部７の加工を行うが、この穴明け時にパンチが入り込む時より円柱外径部６のφ１７よりφ１８に中心穴より型の円柱内周部とのクリアランス間１９へ意図的に拡張させる為には、パンチ先端部にＲ１．５の面付けを施し穴明けと円柱外周部へ拡張させる加工で、その処置で、穴抜き加圧を減少させる事に成功した。【００１１】  円筒形の中心穴７の自動化加工が容易に行える様にカム式穴明けユニット１８を金型側面の型内に設置し、穴明けを行うが素材が鋳物の為、脆く、円錐部６の長さが２０ミリも有り、そこへφ１２ミリの穴を明ける為、困難を予想させたが前記の円柱部６の外周部へ予肉の流れを誘導する事とパンチの先端部に１．５Ｒの面取り加工を施し、見事に奇麗な穴明け７に成功し、ストッパー凸部２５の精度を上げる事もできた。前記のフレーム側ヒンジの終了と、ドア側ヒンジのプレス加工を終了するが、熱歪みにより精度保証ができない場合では、フレーム側素材ヒンジ１同様に冷却を待って冷間穴明けサラエ加工型３１で追加して高精度を得る場合もある。【００１２】  フレーム側ヒンジ１とドア側ヒンジ２のプレス加工後の精度は予定の寸法に仕上がっている。
この２つのヒンジ部品を１つに結合する為、図７又は、図８で示すカシメ治具の上に素材１をセットし、次に素材１のボス部５の座付きブッシュ９を差し込み座付きブッシュの内外周には摩擦低減用グリース１０を挿入させ、その外周部へ素材２の円筒中心穴７を差し込み、ボス部５の先端に座金８を填めて、カシメ機の先端部分が円柱ボス部５を拡張させてヒンジの回転摩擦抵抗の良い所でカシメ加工を終了し自動車用高強度鋳物製ドアヒンジ３の完成に至る。
【発明の効果】
【００１３】  プレス加工技術の向上でヒンジ連結部の長さが４３ミリと他のヒンジの６５〜８０ミリと比較して短い為、自動車のドア取付部分の狭い場所でフレームとドアとの連結部分の長さが短くなった事で設計上の自由度が増した事に対する自動車メーカー技術者より大歓迎された。
連結ピンを使用しない分コスト低減となり、プレス自動化生産で人件費の削除と鋳物のプレス自動化生産に成功した。
強度では、プレスコイニング成形が効果を発揮し、鋼材ヒンジや熱間鍛造ヒンジと比較して遜色はなく、コイニング成形部分は他工法ヒンジより表面アラサが奇麗な仕上がりと成り、鋳物製とは思えないほど良い仕上がりと成り、世界一安価な鋳物製高強度ヒンジの製作で鋳物技術とプレス技術の複合技術による生産に成功した。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】温間プレス型でフレーム側ヒンジの３工程並列金型を上より見た図である。
【図２】温間プレス型でドア側ヒンジの３工程並列金型を上より見た図である。
【図３】ドアヒンジのフレーム側鋳物素材の図である。
【図４】ドアヒンジのドア側鋳物素材図である。
【図５】ドアヒンジの完成品図と座付き、円筒ブッシュと座金の部品形状図である。
【図６】各種穴明け用パンチ図である。
【図７】ドア側、フレーム側を一体化に結合する揺動拡張カシメ用治具図である。
【図８】ドア側、フレーム側を一体化に結合する２段ボス部の先端プレスツブシカシメ用治具図である。
【図９】フレーム側ヒンジの円柱ボス部加工時のパンチ下面形状部の図。
【符号の説明】
【００１５】  １・・・フレーム側の鋳物素材図
２・・・ドア側の鋳物素材図
３・・・鋳物製ドアヒンジの完成図
４・・・フレーム側円柱形部
５・・・フレーム側円柱形の先にあるボス部
６・・・ドア側円円柱部
７・・・ドア側円柱形部中心穴
８・・・座金
９・・・ブッシュ及び座付きブッシュ
１０・・・摩擦低減用グリース
１１・・・フレーム側、ドア側の鋳物製作時の抜け勾配部
１２・・・穴明けパンチ類
１３・・・パンチ類先端Ｒ面付け部又はＣ面付け部
１４・・・フレーム側ボス部のカシメ加工前の部分
１５・・・フレーム側ボス部成形時の円柱部の予肉逃がし凹部
１６・・・フレーム側ボス部成形時の予肉逃がしパンチ下面凹部
１７・・・フレーム側円柱部のパンチ下面フラット部
１８・・・ドア側穴明け用カム式穴明けユニット
１９・・・フレーム側ボス部成形時の円柱外径部と型のホールド部間のクリアランス部
２０・・・ドア側円柱外径部と型のホールド部間のクリアランス部
２１・・・フレーム側のヒンジ取付面
２２・・・フレーム側取付用穴類
２３・・・ドア側のヒンジ取付面
２４・・・ドア側の取付用穴類
２５・・・円柱形の外周部にドア側のストッパー用フック山部
２６・・・フレーム側鋳物素材のプレスコイニングＬ型成形図
２７・・・フレーム側鋳物素材のプレス取り付け面の穴明け型図
２８・・・フレーム側鋳物素材のプレス円柱部と円柱ボス部の成形型図
２９・・・ドア側鋳物素材の取り付け部のプレスコイニング成形型図
３０・・・ドア側鋳物素材の取り付け面部のプレス穴明け型図
３１・・・ドア側鋳物素材の円柱部の中心穴明け用カム式プレス横穴明け型図
【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】
2005238326.tif 000009
【図８】
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【図９】
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