CN111515299B - 筒状部件以及筒状部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供筒状部件以及筒状部件的制造方法。卷绕套环的制造方法具有：第1工序，通过将长条的金属板材的一部分向下方冲裁的冲裁加工，形成矩形部件和矩形部件的周围的框部件，并且对金属板材的长度方向上的矩形部件的两端的端面的下端侧部进行整形加工，在下端侧部形成倾斜面，所述倾斜面以随着端面的下端侧部朝矩形部件的下方而向矩形部件的内侧斜行的方式倾斜；第2工序，使形成有倾斜面的矩形部件上升，使端面与框部件抵接，由此停止矩形部件的上升；以及第3工序，以倾斜面在圆筒部的径向上成为内周侧的方式，以长度方向为中心轴线，绕该中心轴线卷曲与框部件抵接的矩形部件，形成中空圆筒状的筒状部件。

Description

筒状部件以及筒状部件的制造方法

技术领域

本发明涉及作为汽车等车辆的构成部件适用的筒状部件以及筒状部件的制造方法。

以往，在汽车等车辆中，作为利用螺栓来固定车辆用副车架的顶板与底板时的加强间隔件(spacer)，使用了套环(collar)部件。作为这样的套环部件，已知有将金属板卷曲成筒状而形成的卷绕套环。

在该状况下，日本特开2003-191012号公报涉及金属管及其制造方法，公开了如下内容：通过剪切加工将金属板1剪切成四边形的金属材料2，在经剪切的金属材料2的四方的端面3形成以相互靠近或相互分离的方式倾斜的倾斜面5，并且将金属材料2以倾斜面5相互靠近的一侧为径向内侧而卷曲成圆筒状，由此制造金属管。

背景技术

但是，根据本发明人的研究，在日本特开2003-191012号公报中，由于将金属板剪切成四边形的金属材料的剪切工序和在金属材料的端面形成倾斜面的带倾斜工序是独立的工序，因此关于简化制造工序，存在改善的余地。并且，在日本特开2003-191012号公报中，在对经剪切的金属材料进行端部弯曲、U形弯曲以及O形弯曲的弯曲加工时，需要另外设置相对于金属材料定位弯曲加工用辅具的部件，导致制造装置的结构的复杂化。

发明内容

本发明是经以上研究而完成的，其目的在于提供能够简化制造工序和制造装置的结构的筒状部件以及筒状部件的制造方法。

为了实现以上目的，本发明的第1方面是一种筒状部件的制造方法，其中，该筒状部件由金属制成，该筒状部件的制造方法包含：第1工序，通过将长条的金属板材的一部分向下方冲裁的冲裁加工，形成矩形部件和所述矩形部件的周围的框部件，并且对所述金属板材的长度方向上的所述矩形部件的两端的第1端面的下端侧进行整形加工，在所述第1端面的所述下端侧形成第1倾斜面，所述第1倾斜面以随着所述第1端面的所述下端侧朝向所述矩形部件的下方而向所述矩形部件的内侧斜行的方式倾斜；第2工序，使从所述金属板材冲裁出并形成有所述第1倾斜面的所述矩形部件上升，使所述第1端面与所述框部件抵接，由此停止所述矩形部件的上升；以及第3工序，以所述第1倾斜面在所述筒状部件的径向上成为内周侧的方式，以所述长度方向为中心轴线，绕所述中心轴线卷曲与所述框部件抵接的所述矩形部件，由此形成中空圆筒状的所述筒状部件。

并且，在本发明的第2方面的筒状部件的制造方法中，在所述第1工序中，对与所述长度方向垂直的所述金属板材的板宽方向上的所述矩形部件的两端的第2端面的下端侧进行整形加工，在所述第2端面的所述下端侧形成第2倾斜面，所述第2倾斜面以随着所述第2端面的所述下端侧朝向所述矩形部件的下方而向所述矩形部件的内侧斜行的方式倾斜。

并且，本发明的第3方面是一种筒状部件，其中，该筒状部件具有中空圆筒状的由金属制成的圆筒部，所述圆筒部的中心轴线方向的两端的端面包含：表面粗糙度高的高粗糙面部，其沿着所述端面的外周缘设置；以及低粗糙面部，其设置于所述高粗糙面部的内周侧，并且表面粗糙度比所述高粗糙面部的表面粗糙度低。

根据本发明的第1方面的制造方法，由于是一种筒状部件的制造方法，其中，该筒状部件由金属制成，该筒状部件的制造方法具有：第1工序，通过将长条的金属板材的一部分向下方冲裁的冲裁加工，形成矩形部件和矩形部件的周围的框部件，并且对金属板材的长度方向上的矩形部件的两端的第1端面的下端侧进行整形加工，在第1端面的下端侧形成第1倾斜面，第1倾斜面以随着第1端面的下端侧朝向矩形部件的下方而向矩形部件的内侧斜行的方式倾斜；第2工序，使从金属部件冲裁出并形成有第1倾斜面的矩形部件上升，使第1端面与框部件抵接，由此停止矩形部件的上升；以及第3工序，以第1倾斜面在筒状部件的径向上成为内周侧的方式，以长度方向为中心轴线，绕所述中心轴线卷曲与框部件抵接的矩形部件，由此形成中空圆筒状的筒状部件，因此能够通过将筒状部件的长度方向的两端的端面进行大致平坦化来提高尺寸精度，并且能够简化制造工序和制造装置的结构。

根据本发明的第2方面的制造方法，由于在第1工序中，对与所述长度方向垂直的金属板材的板宽方向上的矩形部件的两端的第2端面的下端侧进行整形加工，在第2端面的下端侧形成第2倾斜面，第2倾斜面以随着第2端面的下端侧朝向矩形部件的下方而向矩形部件的内侧斜行的方式倾斜，因此能够提高通过以长度方向为轴线来卷曲矩形部件而得到的筒状部件的圆度。

根据本发明的第3方面的结构，由于是一种筒状部件，其中，该筒状部件具有中空圆筒状的由金属制成的圆筒部，圆筒部的中心轴线方向的两端的端面具有：表面粗糙度高的高粗糙面部，其沿着端面的外周缘设置；以及低粗糙面部，其设置于高粗糙面部的内周侧，并且表面粗糙度比高粗糙面部的表面粗糙度低，因此能够简化制造工序和制造装置的结构。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的卷绕套环的立体图。

图2是本实施方式中的卷绕套环的局部放大立体图。

图3是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的立体图。

图4是在本实施方式中的卷绕套环的制造工序的各工序中形成的部件的立体图。

图5是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的平面图。

图6是在本实施方式中的卷绕套环的制造工序中形成的部件的侧视图。

图7是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的第1工序的剖视图。

图8是在本实施方式中的卷绕套环的制造工序的第1工序中经冲裁加工而成的矩形部件以及框部件的剖视图。

图9是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的第2工序的剖视图。

图10是示出在本实施方式的变形例中的卷绕套环的制造工序的第1工序中形成的矩形部件的立体图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式中的筒状部件以及筒状部件的制造方法，以作为汽车等车辆的构成部件适用的卷绕套环为例进行详细说明。另外，在图中、x轴、y轴以及z轴构成3轴直交坐标系，以y轴的正方向为前方向、以y轴的负方向为后方向、以x轴的正方向为左方向、以x轴的负方向为右方向、以z轴的正方向为上方向以及以z轴的负方向为下方向来进行说明。

＜卷绕套环的结构＞

以下，参照图1以及图2对本实施方式所涉及的卷绕套环1的结构进行详细说明。

图1是本实施方式中的卷绕套环的立体图，并且图2是本实施方式中的卷绕套环的局部放大立体图。

卷绕套环1具有由钢板等金属板制成的中空圆筒状的圆筒部2。圆筒部2的中心轴线P的方向(前后方向)的两端的端面3分别具有：高粗糙面部31，其沿着端面3的外周缘在圆筒部2的周向上连续地设置于端面3；以及低粗糙面部32，其沿着端面3的内周缘在圆筒部2的周向上连续，并且相对于高粗糙面部31设置在圆筒部2的内周侧。圆筒部2具有与中心轴线P平行地延伸的接合部位11。接合部位11是圆筒部2的周向的端部彼此抵接的部分，延伸设置至圆筒部2的前后方向的前端和后端。

在以在圆筒部2的周向上连续的方式沿着端面3的外周缘形成的高粗糙面部31中，通过由在对作为母材的金属板进行冲裁时形成的具有凹凸的断裂面构成，表面粗糙度增高。在以在圆筒部2的周向上连续的方式沿着端面3的内周缘形成的低粗糙面部32中，通过在对作为母材的金属板进行冲裁时形成的断裂面进一步被压扁，所述凹凸被平滑化，其表面粗糙度变得比高粗糙面部31的表面粗糙度低。由此，在高粗糙面部31中实质上观察不到金属光泽，而在低粗糙面部32中观察到金属光泽。

构成端面3的高粗糙面部31和低粗糙面部32彼此相连，构成与垂直于中心轴线P的面平行的一个面部。另外，高粗糙面部31也可以构成倾斜面部，而不是与低粗糙面部32一同构成与垂直于中心轴线P的面平行的一个面部，该倾斜面部以端面3彼此的各个高粗糙面部31之间的距离随着从端面3的外周缘侧朝中心轴线P侧(内周侧)而变长的方式斜行，并且以从低粗糙面部32稍微向外侧膨出的方式与低粗糙面部32相连。

具有以上结构的卷绕套环1例如能够适用于车辆用副车架。在该情况下，卷绕套环1能够以如下形态使用：在中心轴线P方向的两端的端面3分别与车辆用副车架的顶板以及底板对应抵接的状态下，卷绕套环1通过焊接等而安装在顶板与底板之间之后，将顶板和底板进行固定的螺栓以贯穿卷绕套环1的圆筒部2内的方式贯穿插入。

＜卷绕套环的制造方法＞

接着，以下参照图3至图9对具有以上结构的本实施方式中的卷绕套环1的制造方法进行详细说明。图3是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的立体图，图4是在本实施方式中的卷绕套环的制造工序的各工序中形成的部件的立体图，图5是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的平面图，图6是在本实施方式中的卷绕套环的制造工序中形成的部件的侧视图，图7是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的第1工序的剖视图，图8是在本实施方式中的卷绕套环的制造工序的第1工序中经冲裁加工而成的矩形部件以及框部件的剖视图，并且图9是示出本实施方式中的卷绕套环的制造工序的第2工序的剖视图。

另外，在图6中，图6的(a)示出了矩形部件41a的侧视图，图6的(b)示出了矩形部件41b的侧视图，并且图6的(c)示出了已完成的卷绕套环1的侧视图。

卷绕套环1使用图3以及图5所示的长条的金属板材4来形成。在卷绕套环1的制造工序中，朝向图3以及图5中的图中右方向(y轴的正方向)以规定的进给间距(进给距离)输送金属板材4。

首先，通过将金属板材4的一部分向下方冲裁的冲裁加工，形成图4的(a)以及图6的(a)所示的矩形部件41a和作为矩形部件41a的周围的剩余部件的框部件42，并且在通过冲裁加工向下方冲裁矩形部件41a的过程中，分别对金属板材4的长度方向(前后方向)上的矩形部件41a的两端的端面411的下端侧部411d进行整形加工，将下端侧部411d形成为倾斜面，该倾斜面以随着端面411各自的下端侧部411d从上方侧朝向下方侧而缩短端面411彼此的各个下端侧部411d之间的距离并且向矩形部件41a的内侧斜行的方式倾斜(第1工序)。

具体地说，在第1工序中，如图7所示，使用冲模101和冲模102，并通过冲裁加工向下方冲裁金属板材4的一部分，由此形成矩形部件41a和框部件42。此时，端面411成为断裂面，同时通过设定在冲模101与冲模102之间的规定的间隙，暂时具有以随着从其上方朝下方而向矩形部件41a的外侧斜行的方式扩展的形状。并且，矩形部件41a的金属板材4的板宽方向(左右方向)的两端的端面511也同样地成为断裂面，同时具有扩展的形状。

而且，在第1工序中，使冲模101下降直至矩形部件41a的下表面与冲模102的冲模孔103的内底面抵接为止，并通过冲模101向下方按压矩形部件41a。在此，设置于冲模102的冲模孔103的彼此相对的内侧壁104的上方侧是沿着上下方向与y-z平面平行的面，并且内侧壁104的下方侧是以随着朝向下方而内侧壁104彼此逐渐缩短彼此之间的距离从而相互靠近的方式倾斜的倾斜面。由此，从内侧壁104的下方侧的部分对通过冲模102冲裁而成的矩形部件41a的端面411的下端侧部411d施加压缩方向的力，如图8所示，下端侧部411d成为以随着下端侧部411d朝向下方而向矩形部件41a的内侧斜行的方式倾斜的倾斜面。并且，从内侧壁104的上方侧的部分对通过冲模102冲裁而成的矩形部件41a的端面411的上端侧部411u施加压缩方向的力，如图8所示，上端侧部411u成为不斜行而沿着上下方向与y-z平面平行的面。但是，实际上容许上端侧部411u稍微向矩形部件41a的外侧膨出。

这样形成的端面411的上端侧部411u成为作为因从金属板材4冲裁并剪切矩形部件41a而形成的断裂面的高粗糙面部31。并且，端面411的下端侧部411d通过冲模孔103的内侧壁104的下方侧的部分处的整形加工，从所述下方侧的部分被施加较大的压缩方向的力，由此断裂面被压扁，成为粗糙度比上端侧部411u的粗糙度低的低粗糙面部32。

接着，使矩形部件41a上升，使其端面411与框部件42抵接，由此停止矩形部件41a的上升(第2工序)。

具体地说，通过解除使用冲模101而施加于矩形部件41a的朝下方的按压力，如图9所示，矩形部件41a通过在第一工序中压缩的螺旋弹簧等施力部件105被向与冲裁方向相反的方向的上方施力而上升，矩形部件41a的端面411与框部件42的端面421抵接，由此矩形部件41a停止上升。此时，通过在第1工序中对端面411的下端侧部411d进行整形加工，端面411成为稍微向金属板材4的长度方向的外侧膨出的状态，因此能够通过简化的结构使端面411与端面421可靠地抵接。

接着，以下端侧部411d在圆筒部2中的径向上成为内周侧的方式，绕与金属板材4的长度方向平行的中心轴线卷曲矩形部件41a，形成中空圆筒状的卷绕套环1(第3工序)。

具体地说，如图4的(b)以及图6的(b)所示，在将金属板材4的板宽方向上的矩形部件41b的两端分别向下方弯入之后，在矩形部件41b的下方设置图5所示的引导棒5，如图4的(c)所示，沿着引导棒5的外周卷曲矩形部件41c，如图4的(d)所示，沿着引导棒5的外周进一步对矩形部件41d进行整圆。然后，如图4的(e)以及图6的(c)所示，两个端面511彼此相互相对而形成接合部位11，由此完成卷绕套环1。另外，卷绕套环1并不限于构成为两个端面511彼此在接合部位11处抵接的情况，也可以构成为两个端面511彼此隔着间隔而分离，同时彼此相对。

在所述工序中，通过将矩形部件41a的进给方向设成与卷绕套环1的轴向P平行的方向，在形成矩形部件41c、矩形部件41d以及卷绕套环1时，能够共用引导棒5，并且能够高精度地设定向进给方向输送矩形部件41a时的进给间距。

最后，使引导棒5从卷绕套环1退避等，结束利用引导棒5的卷绕套环1的引导，由此使卷绕套环1向下方落下，并且如图4的(f)所示，从金属板材4切断并去除已完成的卷绕套环1的周围的框部件42。

通过以上的制造方法制造的卷绕套环1能够通过高粗糙面部31的较高的摩擦力而防止与高粗糙面部31抵接的顶板以及底板沿着与高粗糙面部31平行的方向移动。

在以上的本实施方式的卷绕套环1的制造方法中，由于具有：第1工序，通过将长条的金属板材4的一部分向下方冲裁的冲裁加工，形成矩形部件41a和矩形部件41a的周围的框部件42，并且对金属板材4的长度方向上的矩形部件41a的两端的端面411的下端侧部411d进行整形加工，在下端侧部411d形成倾斜面，该倾斜面以随着端面411的下端侧部411d朝向矩形部件41a的下方而向矩形部件41a内侧斜行的方式倾斜；第2工序，使形成有倾斜面的矩形部件41a上升，使端面411与框部件42抵接，由此停止矩形部件41a的上升；以及第3工序，以倾斜面在圆筒部2的径向上成为内周侧的方式，以长度方向为中心轴线，绕该中心轴线卷曲与框部件42抵接的矩形部件41a，形成中空圆筒状的筒状部件1，因此通过将筒状部件的中心轴线方向的两端的端面进行大致平坦化，能够提高尺寸精度，并且能够简化制造工序和制造装置的结构。

并且，在本实施方式的卷绕套环1中，由于中空圆筒状的由金属制成的圆筒部2的中心轴线P方向的两端的端面3具有：表面粗糙度高的高粗糙面部31；以及设置于高粗糙面部31的内周侧并且表面粗糙度比高粗糙面部31的表面粗糙度低的低粗糙面部32，因此在形成卷绕套环1时能够使端面3平滑，并且能够容易地相对于安装卷绕套环1的部件定位卷绕套环1。

此外，由于本实施方式的卷绕套环1可以考虑各种变形例，因此以下还参照图10对本实施方式的变形例的卷绕套环进行详细说明。

图10是示出在本实施方式的变形例中的卷绕套环的制造工序的第1工序中形成的矩形部件的立体图。另外，在图10中，对作为与图1至图9相同的结构的部分标注同一标号，省略其说明。

如图10所示，在第1工序中，在通过冲裁加工而向下方冲裁矩形部件14a的过程中，对金属板材4的板宽方向上的矩形部件14a的两端的端面511的下端侧部511d进行整形加工，在端面511的下端侧部511d形成倾斜面，该倾斜面以随着下端侧部511d朝向下方而向矩形部件41a的内侧斜行的方式倾斜。

在本实施方式的变形例中的卷绕套环的制造方法中，由于第1工序对与长度方向垂直的板宽方向上的矩形部件14a的两端的端面511的下端侧部511d进行整形加工，在端面511的下端侧部511d形成随着朝向下方而向内侧倾斜的倾斜面，因此能够提高通过以长度方向为轴线来卷曲矩形部件14a而得到的筒状部件的圆度。

另外，本发明的部件的种类、形状、配置、个数等并不限定于前述的实施方式，当然能够在不脱离发明主旨的范围内适当地变更，例如将其构成要素适当地置换成得到同等的作用效果的构成要素。

具体地说，在上述实施方式中，对卷绕套环以及卷绕套环的制造方法进行了说明，但是本发明还能够适用于卷绕套环以外的由金属制成的筒状部件以及该筒状部件的制造方法。

如以上，在本发明中，由于能够提供可简化制造工序和制造装置的结构的筒状部件以及筒状部件的制造方法，因此可以期待根据其通用普遍的性质广泛地适用于车辆等的部件的领域。

Claims (2)

1.一种筒状部件的制造方法，其中，该筒状部件由金属制成，该筒状部件的制造方法包含：

第1工序，通过将长条的金属板材的一部分向下方冲裁的冲裁加工，形成矩形部件和所述矩形部件的周围的框部件，并且对所述金属板材的长度方向上的所述矩形部件的两端的第1端面的下端侧进行整形加工，在所述第1端面的所述下端侧形成第1倾斜面，所述第1倾斜面以随着所述第1端面的所述下端侧朝向所述矩形部件的下方而向所述矩形部件的内侧斜行的方式倾斜；

第2工序，使从所述金属板材冲裁出并形成有所述第1倾斜面的所述矩形部件上升，使所述第1端面与所述框部件抵接，由此停止所述矩形部件的上升；以及

第3工序，以所述第1倾斜面在所述筒状部件的径向上成为内周侧的方式，以所述长度方向为中心轴线，绕所述中心轴线卷曲与所述框部件抵接的所述矩形部件，由此形成中空圆筒状的所述筒状部件。

2.根据权利要求1所述的筒状部件的制造方法，其中，

在所述第1工序中，对与所述长度方向垂直的所述金属板材的板宽方向上的所述矩形部件的两端的第2端面的下端侧进行整形加工，在所述第2端面的所述下端侧形成第2倾斜面，所述第2倾斜面以随着所述第2端面的所述下端侧朝向所述矩形部件的下方而向所述矩形部件的内侧斜行的方式倾斜。

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