JP2000051960A

JP2000051960A - 板材への突軸形成方法

Info

Publication number: JP2000051960A
Application number: JP10241057A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Miyahara; 英行宮原
Original assignee: Nakamura Seisakusho KK
Current assignee: Nakamura Seisakusho KK
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-02-22
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP3957410B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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を可能にする。【構成】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を形成する第１の押圧工
程と、外径の直径寸法が突出部５の外径寸法より大きい
円柱状の平押し工具１２により穴４の周囲を押圧するこ
とにより、押圧部分の肉量を穴４の内方に向けて移動す
ると共に突出部５をさらに突出させる平押し工程と、押
圧工具１０を穴４内に挿入して押圧することにより突出
部５に高さを加えて突軸２を形成する第２の押圧工程と
を具備し、板材１の一面に塑性変形により当該板材１の
厚さ以上の高さを有する突軸２を一体に形成する形成方
法であって、第１の押圧工程の後に、略円錐状のテーパ
面１１ａを有するテーパ工具１１により穴４の開口周囲
の肉量を寄せ集めて穴４の内方に向けて移動させる肉移
動工程を付加し、突軸４への肉量の移動量を増加させ形
成する。

Description

【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６−２
６７３７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９及び図１０は、その従来の提案による
板材への軸部形成方法を示し、図９は板材に有底筒状の
軸部を形成する方法を示している。先ず、第１の押圧工
程＃１０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＃１１として、第１の押
圧工程＃１０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１
０２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＃１２として、平
押し工程＃１１を経た板材１００に対し、押圧工具１０
１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１０
０の板厚ｔ1 に対して２倍以上に形成されている。

【０００７】図１０は、板材の表裏に貫通した円筒状の
軸部を形成する方法を示している。即ち、平押し工程＃
１１までは、図９に示した工程を経るが、その後、穿孔
工程＃１３を設け、板材１００の突出部１０３の底部１
０３ａに、細径の棒状部分を有する穿孔工具１０７を穴
１０２から挿通させて打ち抜き、透孔１０８を穿設す
る。次にバーリング工程＃１４において、先端側が先細
り状に形成され、かつ外径寸法が押圧工具１０１と同寸
法のバーリング工具１０９を、穴１０２から挿入して透
孔１０８を拡開しながら貫通することにより、高さＬ02
を有する円筒状の軸部１１０を形成する。この図１０に
示した方法においても、軸部１１０の高さＬ02は、板材
１００の板厚ｔ1 に対して２倍以上に形成される。

【０００８】

【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。

【０００９】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。

【００１０】

【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、外径の直径寸法が上記
突出部の外径寸法より大きい円柱状の平押し工具により
上記穴の周囲を押圧することにより、押圧部分の肉量を
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の押圧工程とを具備し、上記板材の
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
る上記突軸を一体に形成する形成方法であって、上記第
１の押圧工程の後に、略円錐状のテーパ面を有するテー
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工程を付加し、上記突軸へ
の肉量の移動量を増加させたことを特徴としている。

【００１１】また、請求項２に記載の板材への突軸形成
方法は、テーパ工具を、略円錐状のテーパ面を有するテ
ーパ凹部を先端側の端面に形成し、該テーパ凹部を板材
の一面から押圧することを特徴としている。

【００１２】請求項３に記載の板材への突軸形成方法
は、テーパ工具を、内径寸法が突出部の挿入を許容する
外径寸法とした円筒状に形成し、先端側の端面に略円錐
状のテーパ面を有するテーパ部を形成し、該テーパ部を
板材の他面から押圧することにより、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、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
外径寸法とした円筒状の第２の工具により、上記穴の周
囲をさらに押圧することにより、押圧部分の肉量を上記
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
出させることを特徴としている。

【００１３】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
工程を設け、この透孔を先端側が先細り状に形成された
外径寸法を押圧工具と同寸法としたバーリング工具によ
り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。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】また、この突軸２に対して裏側の開口部周
縁には、所定の内径を有する凹陥部３が形成されてい
る。この凹陥部３は、板材１の板厚よりも薄くなってい
て、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は凹陥部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、凹陥部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。

【００１７】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。

【００１８】次の肉移動工程＃２は、本発明における主
要な工程であり、穴４の開口周囲の肉量を寄せ集めて穴
４の内方に向けて移動させる工程である。この工程＃２
で用いるテーパ工具１１は、外径寸法が上記突出部５の
外径寸法よりも大きい円柱状に形成され、その先端面に
は、外周から中央に至るに従って凹ませた略円錐状のテ
ーパ面を有するテーパ凹部１１ａが形成されている。こ
のテーパ工具１１を板材１の穴４側から当接させて押圧
する。これにより、穴４の開口周囲の肉量が、テーパ凹
部１１ａによって抵抗のない中空部６方向に寄せ集めら
れ、中空部６の開口側に移動して肉塊７が形成されると
共に、突出部５がさらに突出する。

【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、外径寸
法が突出部５の外径寸法よりも大きく、かつ先端面が平
坦な円柱形状の平押し工具１２の端面を、上記テーパ工
具１１の押圧加工に重ねるように板材１の穴４側から当
接させて押圧する。これにより、中空部６の開口側に形
成された肉塊７が、さらに中空部６の中心方向に移動す
ると共に、突出部５方向にも移動して中空部６がさらに
突出する。そして、平押し工具１２の押圧によって穴４
の周囲には凹陥部３が形成される。

【００２０】続いて、第２の押圧工程＃４として、平押
し工程＃３を経た板材１に、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
さが加えられ、この結果、図１に示した有底筒状の突軸
２が形成される。

【００２１】この突軸２の高さＬ10は、上記肉移動工程
＃２において、テーパ工具１１のテーパ凹部１１ａによ
って、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。

【００２２】図３は、本発明にかかる板材への軸部形成
方法の他の実施例を示している。即ち、図３に示す形成
方法は、板材１の他面から押圧するようにしている。

【００２３】図３における第１の押圧工程＃１は、前述
した図２における第１の押圧工程＃１と同じであり、そ
の説明を省略する。次の肉移動工程＃２は、穴４の開口
周囲の肉量を寄せ集めて穴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２０
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部２０ａが形成されてい
る。

【００２４】この円筒テーパ工具２０を上記第１の押圧
工程＃１によって形成された突出部５に挿入し、板材１
の一面に先端面を平坦とした当接部材２１を押し当てた
状態で、穴４の周縁を他面側から当接させて押圧する。
これにより、穴４の周縁の肉量がテーパ凹面２０ａによ
り抵抗のない中空部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。

【００２５】次に、平押し工程＃３において、当接部材
２１を押し当てた状態で、先端側の端面が平坦で内径寸
法を突出部５の挿入を許容するように設定した円筒状の
平押し工具２２により、穴４の他面側の周囲をさらに押
圧し、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、環状の凹陥部８が形
成される。

【００２６】その後、第２の押圧工程＃４により、円筒
状の平押し工具２２を挿入した状態で、前記押圧工具１
０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に高さを加えることにより有底筒状の突軸２が形
成される。

【００２７】この図３に示す形成方法によって形成され
た突軸２の高さＬ20も、円筒テーパ工具２０のテーパ凹
部２０ａにより、穴４の開口周囲の肉量を寄せ集め、突
出部５に移動する肉量を増加しているので、図２に示し
た方法と同様に、突軸２の高さを従来の形成方法よりも
一段と高くすることができる。

【００２８】図４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同様
に、従来よりも高い突軸２を形成することができる。

【００２９】図５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５
において、第１の押圧工程＃１、肉移動工程＃２及び平
押し工程＃３は、図２と同様であるので、その説明を省
略する。

【００３０】平押し工程＃３を経た板材１は、次の穿孔
工程＃５において、穿孔工具３０により突出部５の底部
に透孔５ａを穿設する。穿孔工具３０は、先端側が先細
り状に形成されている。そして、穿孔工具３０を突出部
５の底部に当接すると共に、押圧することにより小径の
透孔５ａが穿設される。

【００３１】その後、バーリング工程＃６に移行し、外
径寸法を前記押圧工具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３１を中空部６に挿入して押圧することに
より、透孔５ａを貫通して筒状の突軸２Ａ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３１に
よって延ばされるので、突軸２Ａの高さＬ50を従来より
もより一層高く形成することができる。

【００３２】図６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の変形例を示すものである。
この図６に示す形成工程は図３に示した形成方法に基づ
いた方法であり、第１の押圧工程＃１、肉移動工程＃２
及び平押し工程＃３は、図３に示した形成方法と同様で
あるので、その説明を省略する。

【００３３】平押し工程＃３を経た板材１は、図６にお
ける穿孔工程＃５において、穿孔工具３０により、突出
部５の底部に当接して押圧し、底部に透孔５ａを穿設す
る。

【００３４】その後、バーリング工程＃６に移行し、バ
ーリング工具３１を中空部６に挿入して押圧することに
より、透孔５ａを貫通して筒状の突軸２Ｂ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３１に
よって延ばされるので、突軸２Ｂの高さＬ60を、図５の
例と同様に一層高く形成することができる。

【００３５】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、高さは従来と同じであっても、肉厚を厚くす
ることが求められる。このような場合は、図７及び図８
に示す方法によって形成することできる。

【００３６】図７（Ａ）は、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方法を示し
ている。この図７（Ａ）において、第１の押圧工程＃
１、肉移動工程、及び平押し工程＃３は、図２に示した
形成方法と同様であり説明を省略するが、前記図２と異
なる点は、第１の押圧工程＃１、及び第２の押圧工程＃
４に用いる押圧工具４０の外形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４０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、この結果、肉厚の厚い突軸２Ｃが形成さ
れる。

【００３７】因みに突軸２Ｃの高さは、従来例に示した
の突軸とほぼ同じであるが、前述のように、テーパ工具
１１のテーパ凹部１１ａにより、穴４の開口周囲の肉量
を寄せ集め、突出部５に移動する肉量を増加しているの
で、肉厚ｔ71を従来の形成方法よりも一段と厚くするこ
とができる。

【００３８】図７（Ｂ）は、図３に示した形成方法に基
づいて、有底筒状の突軸における肉厚を厚くする方法を
示している。この図７（Ｂ）に示す方法においても、相
違する点は、第１の押圧工程＃１、及び第２の押圧工程
＃４に用いる押圧工具４０の外形寸法を細くしたことで
ある。これにより、図７（Ｂ）においても突軸２Ｃの肉
厚ｔ72を厚くすることができる。

【００３９】また、図８（Ａ）（Ｂ）は、板材の表裏に
貫通した貫通孔を有する筒状の突軸の肉厚を厚くする方
法を示している。図８（Ａ）は、図５に示した形成方法
に基づくものであり、第１の押圧工程＃１、肉移動工程
＃２、及び第２の押圧工程＃４は、図５に示した形成方
法と同様であるのでその説明を省略する。この図５と異
なる点は、第１の押圧工程＃１、及び、バーリング工程
＃６に用いる押圧工具及びバーリング工具５０の外形寸
法を、前述した第１の押圧工具１０よりも細い径にした
ことである。このバーリング工具５０を穴４の開口側か
ら押圧することにより、中空部の内径寸法が小さくな
り、この結果、肉厚の厚い筒状の突軸２Ｄが形成され
る。

【００４０】この例においても、突軸２の高さＬ80は、
従来例に示した突軸とほぼ同じであるが、テーパ工具１
１のテーパ凹部１１ａによって、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厚くす
ることができる。

【００４１】図８（Ｂ）は、図６に示した形成方法に基
づくものであり、この図８（Ｂ）においても、相違する
点は、第１の押圧工程＃１、及びバーリング工程＃６に
用いるバーリング工具５０の外形寸法を細くしたことで
ある。以下詳細は、前述の図６と同じであり、その説明
は省略するが、この図８（Ｂ）においても突軸２Ｄの肉
厚を厚くすることができる。

【００４２】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、突軸を円筒状ではなく、
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、突軸の中間部、又は、先端部分等に追加工を施
し、Ｄカット状の突軸としたり、抜け止め部を形成する
等、各種の用途に応じて任意に変形してもよい。さら
に、上記実施例は、１つの突軸を形成する例を示した
が、板材に複数個の突軸を形成するようにしてもよいこ
とは勿論である。

【００４３】

【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、板材の一面に塑性変形により
突軸を一体に形成する形成方法において、略円錐状のテ
ーパ面を有する工具により肉量を寄せ集める肉移動工程
により、突軸への肉量の移動量を増加させる工程を付加
しているので、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、肉移動工程
を付加するのみのため、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】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４】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５】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６】本発明にかかる他の筒状の突軸形成方法の工程
を示す工程図である。

【図７】（Ａ）（Ｂ）は、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８】（Ａ）（Ｂ）は、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９】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。

【図１０】従来の他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凹陥部４穴５突出部６中空部１０押圧工具１１テーパ工具１１ａテーパ凹面１２平押し工具２０円筒テーパ工具２２平押し工具３０穿孔工具３１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穿孔工程＃６バーリング工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、
外径の直径寸法が上記突出部の外径寸法より大きい円柱
状の平押し工具により上記穴の周囲を押圧することによ
り、押圧部分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
を具備し、上記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上記突軸を一体に形成する形成
方法であって、上記第１の押圧工程の後に、略円錐状の
テーパ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
動工程を付加し、上記突軸への肉量の移動量を増加させ
たことを特徴とする板材への突軸形成方法。
【請求項２】テーパ工具は、略円錐状のテーパ面を有
するテーパ凹部を先端側の端面に形成し、該テーパ凹部
を板材の一面に形成した穴の開口周囲を押圧することを
特徴とする請求項１に記載の板材への突軸形成方法。
【請求項３】テーパ工具は、内径寸法を突出部の挿入
を許容する寸法とした円筒状に形成され、先端側の端面
に略円錐状のテーパ面を有するテーパ部を形成し、該テ
ーパ部を板材の他面側から突出部の周囲を押圧すること
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た後、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、上記突出部の周囲をさらに押圧する
ことにより、押圧部分の肉量を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請求項１に記載
の板材への突軸形成方法。
【請求項４】穿孔工具により突出部の底部に透孔を穿
設する穿孔工程を設け、この透孔を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に記載の板材への突軸形成方法。