(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の一面に塑性変形により当該板材の厚さ以上の高さを有する突軸を一体に形成する形成方法であって、板材の一面から押圧工具により押圧して一面に穴を他面に突出部を形成する第１の押圧工程と、略円錐状のテーパ凹面を有するテーパ工具により上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に向けて移動させる肉移動工程と、外径の直径寸法が上記突出部の外径寸法より大きい平押し工具により上記穴の周囲を押圧して薄肉部を形成すると共に、この薄肉部の肉量を上記穴の内方に向けて移動すると共に上記突出部をさらに突出させる平押し工程と、上記押圧工具を上記穴内に挿入して押圧することにより上記突出部に高さを加えて突軸を形成する第２の押圧工程と、押出し工具により上記突出部を突出方向に押出して上記薄肉部を遡性変形させることによりさらに高さを加える押出し工程とを具備したことを特徴とする板材への突軸形成方法。
【請求項２】
内径寸法を突出部の挿入を許容する寸法の円筒状に形成すると共に、先端側の端面にテーパ凹面を形成したテーパ工具により、他面から上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に移動させる肉移動工程と、先端側の端面が平坦で内径寸法が突出部の挿入を許容する寸法とした円筒状の円筒平押し工具により他面から上記突出部の周囲を押圧して他面に環状の薄肉部を形成する平押し工程とを具備し、押出し工具により他面側から上記薄肉部を塑性変形させて上記突出部にさらに高さを加える請求項１に記載の板材への突軸形成方法。
【請求項３】
穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿設する穿孔工程と、平押し工程の後に、先端側が先細り状に形成され外径寸法が押圧工具と同寸法としたバーリング工具により上記透孔を貫通して筒状の突軸を形成するバーリング工程を備えた請求項１又は請求項２のいずれかに記載の板材への突軸形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板等の板材に各種部品を取り付けたり、回転部材を支持するための板材への突軸形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属板等の板材に対して、回動部品等を軸支したり、その他部品を軸着するためには、板材に孔を穿設し、この孔に別途製作した軸部材を挿通すると共に、かしめ固着する手段、或いは、上記軸部材をねじによって固着する手段が一般に採用されている。
【０００３】
しかしながら、以上のように軸部材を別体に製作して板材に固着する手段は、部品点数が多くなると共に、作業工程が多くなるため、必然的にコスト高となる問題があった。このため本出願人は、特公平６−２６７３７号において、金属板等の板材に対し、塑性加工技術を用いて軸を一体に形成する方法を提案し、実用に供するに至った。
【０００４】
図８は、その従来の提案による板材への軸部形成方法を示している。先ず、第１の押圧工程＃２０として、鉄板やアルミニウム等の塑性を有する金属板からなる板材１００に対し、先端面を平坦に形成した丸棒状の押圧工具１０１を、その一面から押圧して穴１０２を形成すると共に、他面に突出部１０３を形成する。
【０００５】
次に、平押し工程＃２１として、第１の押圧工程＃２０を経た板材１００に、外径寸法が前記突出部１０３の外径寸法よりも大きい円柱形状の平押し工具１０４の端面を穴１０２の開口側から当接させて押圧する。これにより、押された部分の肉量が抵抗のない穴１０２の中空部１０５に移動すると共に、突出部１０３にも移動し、突出部１０３がさらに突出する。
【０００６】
続いて、第２の押圧工程＃２２として、平押し工程＃２１を経た板材１００に対し、押圧工具１０１を再度開口側から押し当て、上記突出部に高さを加えることにより、板材１００に軸部１０６を一体に形成している。そして、この軸部１０６の高さＬ01は板材１００の板厚ｔ1 に対して２倍以上に形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した板材への軸部形成方法は、板材１００に軸部１０６等を一体に形成するので、コストを低減すると共に、板材１００に対して２倍以上の高さを有する軸部を形成できる特徴を有している。しかしながら、平押し工具１０４による押圧は、肉量の移動方向が分散するため、板材１００の板厚ｔ1 に対して軸部を一層高くするには限界ある。また場合によっては、軸部の肉厚を厚くすることも要求されるが、従来の軸部形成方法にあっては上述の理由から、肉厚を増加する場合にも限界が生ずる問題があった。
【０００８】
本発明は以上のような従来の形成方法の問題点を解決するためになされたもので、板材の板厚に対して軸部をより一層高くしたり、或いは、軸部の肉厚を厚くすることが可能な板材への軸部形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本発明にかかる板材への突軸形成方法は、板材の一面に塑性変形により当該板材の厚さ以上の高さを有する突軸を一体に形成する形成方法であって、板材の一面から押圧工具により押圧して一面に穴を他面に突出部を形成する第１の押圧工程と、略円錐状のテーパ凹面を有するテーパ工具により上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に向けて移動させる肉移動工程と、外径の直径寸法が上記突出部の外径寸法より大きい平押し工具により上記穴の周囲を押圧して薄肉部を形成すると共に、この薄肉部の肉量を上記穴の内方に向けて移動すると共に上記突出部をさらに突出させる平押し工程と、上記押圧工具を上記穴内に挿入して押圧することにより上記突出部に高さを加えて突軸を形成する第２の押圧工程と、押出し工具により上記突出部を突出方向に押出して上記薄肉部を塑性変形させることによりさらに高さを加える押出し工程とを具備したことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載の板材への突軸形成方法は、内径寸法を突出部の挿入を許容する寸法の円筒状に形成すると共に、先端側の端面にテーパ凹面を形成したテーパ工具により、他面から上記穴の開口周囲の肉量を寄せ集めて上記穴の内方に移動させる肉移動工程と、先端側の端面が平坦で内径寸法が突出部の挿入を許容する寸法とした円筒状の円筒平押し工具により他面から上記突出部の周囲を押圧して他面に環状の薄肉部を形成する平押し工程とを具備し、押出し工具により他面側から上記薄肉部を塑性変形させて上記突出部にさらに高さを加えることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の板材への突軸形成方法は、穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿設する穿孔工程と、平押し工程の後に、先端側が先細り状に形成され外径寸法が押圧工具と同寸法としたバーリング工具により上記透孔を貫通して筒状の突軸を形成するバーリング工程を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の板材への突軸形成方法は、穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿設する穿孔工程と、平押し工程の後に、先端側が先細り状に形成され外径寸法が押圧工具と同寸法としたバーリング工具により上記透孔を貫通して筒状の突軸を形成するバーリング工程を備えたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明にかかる板材への突軸形成方法について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明による板材への軸突形成方法を適用して製作した突軸を示す部分断面斜視図である。即ち、板材１としては、鉄、銅、アルミニウム、或いは真鍮等の塑性加工に適する金属板が選択される。この板材１には、一部を塑性変形することにより、内部を中空とした円形の有底筒状に形成された突軸２が一体に形成されている。突軸２は、後に詳述する形成方法によって、板材１の板厚に対して３〜５倍以上の高さに形成されている。
【００１５】
また、この突軸２の基端周縁には、環状の薄肉部３が形成されている。この薄肉部３は、板材１の板厚よりも薄くなっていて、この薄肉部３に本来あるべき肉量は、突軸２に所定の高さを得るために塑性変形する際に突軸２に移動させている。尚、突軸２は薄肉部３の所定の内径以上の隣接間隔をもって複数個を立設させてもよく、また、薄肉部３は突軸２が円形の場合は円形が好ましいが、略四角形や三角形等の多角形、或いは楕円であってもよい。
【００１６】
次に、本発明にかかる板材への突軸形成方法について説明する。図２は、内部を中空とした円形の有底筒状に形成された突軸２の形成工程を示すものである。先ず、第１の押圧工程＃１として、鉄、銅等々の金属板からなる板材１の一面から押圧工具１０により押圧して、一面に穴４を他面に突出部５を形成する。押圧工具１０は、先端面が平坦な円柱状に形成され、この押圧工具１０の押圧によって、突出部５は略円筒状に形成される。
【００１７】
次の肉移動工程＃２は、穴４の開口周囲の肉量を寄せ集め、穴４の内方に向けて移動させる工程である。この工程＃２で用いる円筒テーパ工具１１は、円筒状に形成され、内径寸法を突出部５の挿入を許容する寸法とし、先端面には外周から中央に至るに従って凹ませた略円錐状のテーパ凹面１１ａが形成されている。
【００１８】
この円筒テーパ工具１１の内孔を上記第１の押圧工程＃１によって形成した突出部５に挿入する。一方、板材１の一面には先端面を平坦とした当接部材１２を当接させている。そして、円筒テーパ工具１１のテーパ凹面１１ａにより穴４の周縁を他面側から押圧する。これにより、テーパ凹面１１ａが穴４の周縁の肉量を抵抗のない中空部６方向に寄せ集め、中空部６の開口側に移動して肉塊７を形成する。このとき、突出部５もさらに突出する。
【００１９】
この肉移動工程＃２を経た板材１は、次の平押し工程＃３に移行する。平押し工程＃３は、先端側の端面を平坦面とし、内径寸法を突出部５の挿入を許容する内孔を有する円筒状の平押し工具１３により、上記当接部材１２を当接させた状態で、穴４の他面側の周囲をさらに押圧する。これにより、押圧部分の肉量をさらに穴４の中空部６方向に移動すると共に、突出部５をさらに突出させる。このとき、突出部５の周囲の他面側には、肉量の移動によって環状に陥没し、薄肉部３が形成される。
【００２０】
その後、第２の押圧工程＃４により、円筒状の平押し工具１３を挿入した状態で、前記押圧工具１０を再度開口側から押し当てて押圧することにより、突出部５に高さを加える。
【００２１】
第２の押圧工程＃４を経た突出部５の高さＬ２は、上記肉移動工程＃２において円筒テーパ工具１１のテーパ凹面１１ａにより、穴４の開口周囲の肉量を中空部６方向に寄せ集め、突出部５に移動する肉量を増加しているので、従来の形成方法よりも一段と高くすることができる。そして、上記突軸２をさらに高くするために、板材１を次の押出し工程＃５に移送する。
【００２２】
押出し工程＃５は、先端面１４ａを略円錐状に突出させた押出し工具１４により、上記薄肉部３を突出部５の突出方向に押し出す。これにより、薄肉部３が塑性変形することによって突出部５に高さＬ３が加えられ、最終形状として突軸２が形成される。このとき、押出し工具１４により押し出す高さＬ３は、板材１の板厚と同程度に設定されるが、用途によって、上記薄肉部３を板材１の面から突出させない場合は、押出し高さＬ３を板材１の板厚以下に設定する等、押出し高さＬ３は適宜に設定可能である。
【００２３】
図３は、第１の押圧工程＃１に使用する押圧工具１０の変形例を示し、（Ａ）は先端を半球状に形成した例である。また、（Ｂ）は先端が平坦でこの先端からテーパ状に拡開する形状に形成した例である。前述した各形成方法に、これら押圧工具を使用しても、従来よりも高い突軸２を形成することができる。
【００２４】
図４は、板材の表裏に貫通した貫通孔を有する筒状の突軸の形成工程を示すものである。この図４において、第１の押圧工程、肉移動工程、及び、平押し工程は図２と同様であるので、その説明を省略する。
【００２５】
平押し工程＃３を経た板材１は、次の穿孔工程＃６において、先端側を先細り状に形成した穿孔工具２０を突出部５の底部に押圧することにより、小径の透孔５ａが穿設される。
【００２６】
その後、バーリング工程＃７に移行し、外径寸法を図２に示した押圧工具１０と同寸法に形成すると共に、先端側に至るに従って細くなる略放物線状に形成したバーリング工具２１を中空部６に挿入すると共に、押圧によって透孔５ａを貫通することにより筒状の突出部５を形成する。このとき、突出部５の底部の肉がバーリング工具２１によって延ばされ、しかも、前述のように肉移動工程を経ているので、突出部５の高さＬ４は従来よりも一層高く形成できる。突出部５の高さをさらに高くするために、板材１を次の押出し工程＃８に移送する。
【００２７】
押出し工程＃８は、先端面２２ａを略円錐状に形成させた押出し工具２２により、前記薄肉部３を突出部５の突出方向に押し出す。これにより、薄肉部３が塑性変形することによって突出部５に高さＬ５が加えられ、この結果、突軸２Ａが形成される。このとき、押出し工具２２により押出す高さＬ５は板材１の板厚程度に設定されるが、用途によって押出し高さＬ５は適宜に設定してもよい。
【００２８】
以上説明した各例は、いずれも突軸の高さをより一層高くする形成方法を示した。しかし、用途によっては、突軸の肉厚を厚くすることも求められる。このような場合は、図５及び図６に示す方法によって達成することできる。
【００２９】
図５は、前述した図２の形成方法に基づいて、有底筒状の突軸における肉厚を厚くする場合の方法を示している。この図５において、第１の押圧工程、肉移動工程、及び平押し工程は、図２に示した形成方法自体は同様であり、その説明を省略するが、図２と異なる点は、図示しない第１の押圧工程、及び、第２の押圧工程＃４Ａに用いる押圧工具３０の外径寸法を細くしたことである。そして、この細い径の押圧工具３０を穴４の開口側から押圧することにより、突出部５の中空部６の内径寸法が小さくなり、従って、肉厚ｔ２を厚くすることができる。その後、押出し工程＃５Ａに移行し、押出し工具２２によって上記薄肉部３を突出部５の突出方向に押出すことにより薄肉部３を塑性変形させ、突出部５の高さＬ６を加える。この結果、軸長の長い突軸２Ｂが形成される。
【００３０】
このように、突軸２Ｂは、肉移動工程＃２を施して肉厚ｔ２を厚くするようにしても、押出し工程＃５Ａにより突出部５をさらに押出すので、従来例に示した突軸よりも高さを一段と高くすることができる。
【００３１】
図６は、図４に示した形成方法に基づいて、板材の表裏に貫通した貫通孔を有する筒状の突軸における肉厚を厚くする場合の方法を示している。この図６に示す方法においても、図示しない第１の押圧工程の押圧工具、及び、バーリング工程＃７Ａに用いるバーリング工具４０の外形寸法を細くしている。そしてこの細い径のバーリング工具４０によってバーリングを行うと、突出部５の内径寸法が小さくなり、従って、肉厚ｔ３を厚くすることができる。
【００３２】
その後、押出し工程＃８Ａに移行し、押出し工具２２によって上記薄肉部３を突出部５の突出方向に押出することにより、薄肉部３を塑性変形させて突出部５に高さＬ７が加えられ、突軸２Ｃが形成される。このように、移動工程＃２を施して肉厚を厚くしても、押出し工程によって、従来例に示した突軸よりも高さを一段と高くすることができる。
【００３３】
図７は、本発明にかかる板材への突軸形成方法の他の方法例を示している。この例においても、第１の押圧工程は図２に示した形成方法と同様であり省略するが、前記図２と異なる点は、肉移動工程及び平押し工程を突出部５とは反対側の板材１の一面から施すようにしたことである。
【００３４】
即ち、第１の押圧工程（図示せず）を経た板材１に、平押し工程＃９として、外径寸法が突出部５０の外径寸法よりも大きい円柱形状の平押し工具５１の端面を穴５２の開口側から当接させて押圧する。これにより、押された部分の肉量が抵抗のない穴５２の中空部５３に移動すると共に突出部５０にも移動させてさらに突出させる。そして、平押し工具５１によって押圧された穴５２の開口周囲には、薄肉部５６が形成される。
【００３５】
続いて第２の押圧工程＃１０として、平押し工程＃９を経た板材１に対し、押圧工具５４を再度開口側から押圧し、突出部５０に高さを加える。その後、板材１を押出し工程＃１１に移行し、押出し工具５５により薄肉部５６を突出部５０の突出方向に押出し、薄肉部５６を塑性変形させ、突出部５０に高さを加える。これにより、板材１には突軸２Ｄが一体に形成される。
【００３６】
上記押出し工具５５は、前述したものとほぼ同じように、先端面５５ａを略円錐状に突出させた構造に形成されているが、外径寸法を円柱形状の前記平押し工具５１と同じか、やや小さい径に形成している点で異なる。そして、押出し工具５５を平押し工具５１と同心の状態で下降させて押出すことにより、薄肉部５６を塑性変形させて突軸２Ｄの高さを高くしている。
【００３７】
以上、本発明を実施例に基づき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、前述した各例は、平押し工具の先端面を略円錐状に形成したが、略半球状に形成したり、或いは、外径寸法を薄肉部の内径寸法よりも小さくし、薄肉部の中心側のみを塑性変形させるようにしてもよい。また、突軸は円筒状の他に、略四角形等の多角形、或いは楕円形に形成してもよい。さらには、突軸を板材に複数個形成するようにしてもよいことは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による板材への突軸形成方法によれば、板材に塑性変形により突軸を一体に形成する形成方法において、押出し工程により、薄肉部を塑性変形させて突軸の高さを高くするので、軸長を一段と高くすることが可能となる。さらに、肉移動工程により、突軸への肉量の移動量を増加するので、従来の突軸形成方法によって形成された突軸と比較し、軸長を高くしたり、或いは、肉厚の厚い突軸を容易に形成することができる。また、これら工程を付加してもコストへの影響を最小限に止められるので、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる突軸を形成した板材の一例を示す部分断面斜視図である。
【図２】本発明の板材への突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第１の押圧工具の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明にかかる筒状の突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図５】本発明にかかる有底筒状の突軸の肉厚を厚くする場合の形成方法を示す断面図である。
【図６】本発明にかかる筒状の突軸の肉厚を厚くする場合の形成方法を示す断面図である。
【図７】本発明にかかる他の突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【図８】従来の板材への突軸形成方法の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１      板材
２      突軸
３      薄肉部
４      穴
５      突出部
６      中空部
１０    押圧工具
１１    円筒テーパ工具
１１ａ  テーパ凹面
１３    平押し工具
２０    穿孔工具
２１    バーリング工具
＃１    第１の押圧工程
＃２    肉移動工程
＃３    平押し工程
＃４    第２の押圧工程
＃５    押出し工程
＃６    穿孔工程
＃７    バーリング工程
【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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