JP2002028748A - アンバランスウエイトの製造方法及びアンバランスウエイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏心効率の高いアンバランスウエイトを提供
するとともに、生産コストを押え、しかも生産効率の高
いアンバランスウエイトの製造方法を提供する。 【解決手段】 回転式の振動装置６に装着されるアンバ
ランスウエイト１を、平面形状が扇形をなす鍛造・成形
された金属成形品２５ｂから作るとともに、その円弧状
周縁部２が他の部位３より厚肉にする。このアンバラン
スウエイト１は、平面形状が扇形をなす厚肉金属部材２
６が複数個相並べられている円盤状の成形初期材料２７
を第二臼状雌型１９ｂの中に置いて、ハンマー等の第二
鍛造手段２０ｂで特定部位を鍛造して成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンバランスウエイ
トの製造方法及びアンバランスウエイトに関し、更に詳
しく言えば、偏心効率の高いアンバランスウエイトを効
率よく製造する製造方法及び偏心効率の高いアンバラン
スウエイトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から回転式の振動装置は公知で、例
えば、特許第２７２６５７７号明細書に開示されている
ように、運転者が居眠りするのを防止するために自動車
に搭載されている。具体的に図面を用いてその装置を説
明すると、図２０及び図２１に示すように前記自動車５
０のボディ床面５１には基台５２が固定されており、そ
の基台５２に対して４本の支持体５３を介して運転座席
５４が設けられている。

【０００３】そして運転座席５４の取付板５５の下面側
に振動装置５６が取付けられており、運転者が居眠りを
催しそうになる前に前記振動装置５６のモータ５７のス
イッチをＯＮにすると、前記モータ５７の回転軸５８と
それに固定されているアンバランスウエイト５９とが同
時に回転するため、両者の回転中心が前記回転軸５８そ
のものの真の回転中心から偏心した位置に移り回転軸５
８が回転振動を起こす。回転軸５８が回転振動すると、
その振動は当然振動装置５６全体、ひいてはそれが固定
されている運転座席５４にも伝わるので、運転座席５４
の座り心地が悪くなり、その結果、運転者は居眠りでき
なくなる。なお、振動装置５６の振動がボディ床面５１
に伝播しないようにするために、前記支持体５３と取付
板５５との間に振動吸収手段６０が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記アンバランスウエ
イト５９は、通常、半円形又は扇形をなす材料からでき
ているが、それを金属素材から製作しようとすると、次
のような問題に遭遇する。

【０００５】第一に、製造に手間がかかるとともに前記
金属素材から無駄な廃材が発生する。例えば、金属塊か
らアンバランスウエイト５９を１個ずつ製造しようとす
ると、最終的に得られる目的物の外側表面に円弧面を形
成しなければならないために、その円弧面の成形加工が
難しく非常に手間がかかる。また１枚の金属板から溶断
手段、例えばレーザでアンバランスウエイト５９を作ろ
うとする場合、それに対応する形の金属片を切り抜いた
後の素材は全く用途のない廃材になるので、それだけ資
源が無駄になり、ひいては製品のコストアップに繋が
る。

【０００６】第二に、振動装置における偏心効率、すな
わち、アンバランスウエイト５９に使用される金属材料
の量や嵩張り程度を最小限に抑えて前記偏心位置を大き
くできる効果をより高めるために、従来から周知の機械
加工法によりアンバランスウエイト５９を製作しようと
すると、製作工程が煩雑になり相応してコストアップに
繋がるだけでなく、前記同様に廃材が発生する。例え
ば、前記偏心効率を高めるために、前記アンバランスウ
エイト５９をその円弧状周縁部が他の部位より厚肉とな
る構造にする場合、通常は比較的大径の丸棒を輪切りに
して一旦円盤状初期材料を作り、その円盤状初期材料の
中央部分を切削してから、放射方向かつ厚さ方向に縦割
りにする製造方法が考えられるが、この方法には２回の
切断加工と１回の切削加工とを施す必要があるだけでな
く、切削して切り取られた部分は廃材になる。

【０００７】従って、本発明の課題は、偏心効率の高い
アンバランスウエイトを得るとともに、金属素材から省
資源的かつ単純な機械加工法で、しかも１回の機械加工
法で複数個のアンバランスウエイトが同時に得られる製
造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本請求項１記載の発明の
アンバランスウエイトの製造方法は、平面形状が半円形
又は扇形をなす厚肉金属部材を複数個、それらの非円弧
面同士が突き合うよう相並べてなる円盤状の成形初期材
料を臼状雌型の中に置いて、その成形初期材料の平面よ
り小さい下端面を有する鍛造手段で鍛造・成形すること
を特徴とする。また、本請求項３記載の発明のアンバラ
ンスウエイトの製造方法は、円形かつ平らなキャビティ
底面を有する第一臼状雌型の中に円形断面を有する複数
本の短尺素材を相隣接させて建て置いた後、それらの短
尺素材を第一鍛造手段で鍛造して前記第一臼状雌型内に
延展させる型鍛造工程と、該型鍛造工程で得られた、平
面形状が半円形又は扇形をなす複数個の厚肉金属部材が
相並べられている円盤状の成形初期材料を第二臼状雌型
の中に入れて、その成形初期材料の平面より小さい下端
面を有する第二鍛造手段で鍛造する鍛造・成形工程とか
らなることを特徴とする。

【０００９】さらに、本請求項５記載のアンバランスウ
エイトは、平面形状が半円形又は扇形をなす鍛造・成形
された金属成形品からなり、その円弧状周縁部が他の部
位より厚肉になっていることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜１９に基づいて本発
明の実施例を具体的に説明する。 （１）アンバランスウエイトの構成 図１に示すように、本発明に係るアンバランスウエイト
１は平面形状がほぼ扇形をなす金属成形品２５ｂからな
り、その円弧状周縁部２の厚さＤが他の部位である扇形
平面部３の厚さｄより大きく、前者が後者より厚肉にな
っている。厚肉の程度、円弧状周縁部２と扇形平面部３
の面積比及び前記扇形平面部３の二つの非円弧面４がな
す扇形角α等は、前記偏心効率やアンバランスウエイト
１が取付けられる回転軸の耐振動疲労性等を考慮して任
意に設計できるが、この実施例においては前記扇形角α
はほぼ１２０度になっている。

【００１１】さらに前記アンバランスウエイト１の扇形
平面部３には挿通孔５が透設されており、その挿通孔５
に回転軸を通して固定して、図２及び図３に示すよう
に、それらを振動装置６の一構成要素とする。すなわ
ち、基板７に設けた一対の軸受８ａ、８ｂに回転軸９を
支承させ、その回転軸９を前記挿通孔５に通してアダプ
ター又はキーとキー溝等の固定手段乃至かしめ手段（図
示なし）等により両者を一体的な固定するとともに、モ
ータ１０により回転可能にすれば、前記振動装置６とな
る。この振動装置６においては前記アンバランスウエイ
ト１と回転軸９との回転中心が回転軸９の真の回転中心
より外方に移動するので、回転軸９が回転すると、振動
装置６に回転振動が発生するようになる。

【００１２】なお、この振動装置６を前記公知技術のよ
うに自動車の運転座席に装着する場合、前記基板７の裏
面側に複数個の係止部材１１を固着しておいて、それら
の係止部材１１の係止孔１２に係止手段（図示なし）を
介して運転座席に前記振動装置６を逆さにして固定すれ
ばよい。このとき、前記回転軸９の振動がモータ１０の
回転軸１３に伝播しないようにするために、両者をカッ
プリング１４を介して回転可能に接合する。さらにより
偏心効果を高めるために、図４に示すように、前記アン
バランスウエイト１を２個使用するとともに、それらの
円弧状周縁部２、２が互いに外方を向くよう前記回転軸
９に固定する。

【００１３】（２）アンバランスウエイトの製造方法 次に、かかる形状・構造を有するアンバランスウエイト
１の製造方法について述べると、この製造方法は基本的
には型鍛造工程Ａと鍛造・成形工程Ｂの二つの工程から
なっている。型鍛造工程Ａは、前記アンバランスウエイ
ト１となる金属素材からその中間的材料に相当する成形
初期材料を機械加工により製造する工程であり、鍛造・
成形工程Ｂは、前記成形初期材料を同種の機械加工によ
り目的物であるアンバランスウエイト１を製造する工程
である。

【００１４】いずれの工程においても基本的には、図５
に示すように、固定部１５と、その上方で上下動の反復
プレス動作をする可動部１６とからなる鍛造装置１７が
使用される。前記固定部１５にはセット治具１８を介し
て臼状雌型１９が固定されているのに対して、前記可動
部１６には前記雌型１９と嵌合する鍛造手段２０がセッ
ト治具２１を介して固定されている。ただ両工程ＡＢに
おいて使用される鍛造手段２０はそれらの大きさにおい
て相違している。

【００１５】さらに詳述すると、型鍛造工程Ａにおいて
は、図６に示すように、ほぼ円柱状空間を形成するキャ
ビティ２２ａを有するとともに、そのキャビティ２２ａ
の底面（本発明ではキャビティ底面という）２３ａがほ
ぼ平らな第一臼状雌型１９ａと前記キャビティ底面２３
ａより僅かに小さい下端面２４ａを有するシリンダーパ
ンチ、ハンマー等の第一鍛造手段２０ａ（図においては
１点鎖線で描かれている）とが使用される。なお、型鍛
造される金属素材としてほぼ円形断面を有する５０ｍｍ
Ｘ３０ｍｍφ程度の短尺素材２５ａが３本使用される。
短尺素材２５ａとしては鍛造可能な金属ならいかなる材
質のものでも使用可能である。

【００１６】このように被鍛造材料及び金型が準備され
たら、鍛造装置１７にセットした第一臼状雌型１９ａの
キャビティ底面２３ａ上に３本の短尺素材２５ａを互い
に隣接させるとともに建てた状態にして置き、同じく前
記鍛造装置１７にセットした第一鍛造手段２０ａを反復
上下動させて前記短尺素材２５ａを殴打して前記第一臼
状雌型１９ａのキャビティ２２ａ内で型鍛造をする。こ
の鍛造工程Ａで前記短尺素材２５ａは変形するが、第一
鍛造手段２０ａの下端面２４ａがキャビティ底面２３ａ
より僅かに小さいのでキャビティ２２ａの開口をほとん
ど塞ぐため、変形されつつある短尺素材２５ａは逃げ場
を失って第一臼状雌型１９ａの中で密閉鍛造され、最終
的に、図７に示すように、前記キャビティ底面２３ａ上
に延展される。その結果、図８に示すように、短尺素材
２５ａは完全に原形を失って平面形状がほぼ扇形をなす
複数個の厚肉金属部材２６になるとともに、それらは突
合せ面を真っ直ぐにして相並ぶ円盤状の成形初期材料２
７なる。そして、前記突合せ面が次の工程の鍛造・成形
工程Ｂにおいてもそのまま維持されて、本発明に係るア
ンバランスウエイト１の非円弧面４になるとともに、密
閉鍛造が十分キャビティ２２ａに行き渡らない場合は、
前記厚肉金属部材２６外側上部には面取りされた曲面部
２６ｔが残り、この面がハンドリング上の安全性及びデ
ザイン性を高めることになる。

【００１７】次に、鍛造・成形工程Ｂについて述べる
と、図９に示すように、まず前記成形初期材料２７を前
記鍛造工程Ａと同様に鍛造装置１７にセットされた第二
臼状雌型１９ｂの中に入れてキャビティ底面２３ｂ上に
置く。そして前記同様に鍛造装置１７に予めセットして
おいたシリンダー、パンチ、ハンマー等の第二鍛造手段
２０ｂにより前記成形初期材料２７を鍛造するのである
が、この工程Ｂで使用される第二鍛造手段２０ｂは、第
一鍛造手段２０ａと相違して下端面２４ｂが相似形状を
しているものの面積が小さい。従って、成形初期材料２
７を鍛造する過程で第二鍛造手段２０ｂは、第二臼状雌
型１９ｂのキャビティ２３ｂの開口を完全に塞ぐことな
く、第二臼状雌型１９ｂの中に第二鍛造手段２０ｂを嵌
合させると両者の間に隙間２８ができる。

【００１８】そのため、第二臼状雌型１９ｂ内で成形初
期材料２７を鍛造すると、図１０に示すように、成形初
期材料２７の中央部が延展されて薄肉になるとともに、
外方に押しやられた部分の材料の延展方向がキャビティ
２２ｂで規制されて、前記材料は隙間２８を上昇する。
その結果、成形初期材料２７は、図１１に示すような形
状の成形品に変形する。この成形品においては前記厚肉
金属部材２６が備えている突合せ面、すなわち非円弧面
４がそのまま維持されているから、その成形品は容易に
３分割でき、３個の金属成形品２５ｂとなる。これらの
金属成形品２５ｂに前記挿通孔５を透設すれば、平面形
状が半円形又は扇形をなす鍛造・成形された金属成形品
であって、その円弧状周縁部２が他の部位３より厚肉に
なっている本発明に係るアンバランスウエイト１が同時
に複数個完成する。なお、本発明において「平面形状が
半円形又は扇形」とはアンバランスウエイト１に平行光
線を当てて得られた投影が半円形又は扇形に写るような
面を有する形状を意味する。

【００１９】上記実施例においては次の効果が発揮され
る。まず短尺素材２５ａをそのまま全部金属成形品２５
ｂに変換できるので、製造過程に廃材を発生させること
がなく、本発明に係る製造方法は省資源的にあり、ひい
ては製品のコストダウンに貢献する。また前記二つの工
程ＡＢにおいて単純で同種の機械加工法によりアンバラ
ンスウエイト１を製造できるので、従来技術のように異
種の機械加工法を組み合わせる煩雑さがない。しかも同
時に複数個のアンバランスウエイト１を均質に製造でき
る。

【００２０】なお、上記実施例には鍛造・成形工程Ｂも
包含されており、その工程Ｂは本請求項１記載の発明に
相当する。すなわち、前記鍛造・成形工程Ｂには、平面
形状が半円形又は扇形をなす厚肉金属部材２６を複数個
使用されているとともに、それらの非円弧面４同士が突
き合うよう相並べられた円盤状の成形初期材料２７も使
用されている。そしてその成形初期材料２７が臼状雌型
１９の中に置かれて、その成形初期材料の平面より小さ
い下端面２４を有する鍛造手段２０で鍛造・成形されて
いる。

【００２１】また、本請求項１記載の発明は、前記成形
初期材料２７又はこれに相当する材料さえ準備できれ
ば、単独でも上記効果を発揮する。例えば、前記成形初
期材料２７と同等の断面形状・大きさの金属丸棒を輪切
りにして得た金属円盤を半割りにし、それら平面形状が
ほぼ半円形をなす厚肉金属部材を２個それらの非円弧面
同士が突き合うよう相並べて円盤状の成形初期材料を準
備しても本請求項１記載の発明の実施は可能になる。

【００２２】以上本発明の好ましい実施例について説明
したが、本発明は発明の効果を損なわない限度におい
て、前記実施例を部分的に、例えば、次のように変更し
て実施することは許容される。第一臼状雌型１９ａにセ
ットされる短尺素材２５ａは複数本なら何本でも使用で
きる。例えばそれが２本使用された場合には図１２に示
した形状を有する成形初期材料２７が得られ、最終的に
平面形状がほぼ半円形のアンバランスウエイトが得られ
るし、４本使用された場合には図１３に示す成形初期材
料２７を経由して平面形状がほぼ１／４円形の本発明品
が得られる。しかしながら、偏心効果を考慮すると、２
〜６本、好ましくは３〜４本の短尺素材２５ａが使用さ
れる。

【００２３】第一鍛造手段２０ａと第二鍛造手段２０ｂ
だけを交換して第一臼状雌型１９ａ又は第二臼状雌型１
９ｂのいずれかを使用して型鍛造工程Ａと鍛造・成形工
程Ｂとを１台の鍛造装置１７において実施してもよい。
第二鍛造手段２０ｂの下端面２４ｂを半球面状にした
り、階段状にしたりして成形初期材料２７を鍛造・成形
して、図１４や図１５に示す放射方向断面を有するアン
バランスウエイト１とすることもできる。また第一鍛造
手段２０ａの下端面２４ａの形状も平面に限定されず、
緩やかなテーパをつけた円錐形又は角錐形にして前記扇
形平面部３を扇形曲面部にすることもできる。

【００２４】第二鍛造手段２０ｂの周面に、図１６に示
すように、鍔状突起２９を設けてアンバランスウエイト
１の円弧状周縁部２の上面形状を規制することができ
る。前記鍔状突起２９を設けない態様においては、厚肉
の円弧状周縁部２の上面は、図１７に示すように、内側
に傾斜した面に形成されるが、鍔状突起２９を設けて平
面にすることもできる。

【００２５】前記第二臼状雌型１９ｂのキャビティ２２
ｂに、図１８に示すように、環状溝３０を形成してキャ
ビティ底面２３ｂのうち外方の面を低くすることによ
り、アンバランスウエイト１の厚さ方向の表裏面側にそ
れぞれ円弧状周縁部２を形成して偏心効率をより高めた
アンバランスウエイト１を製造することもできる。

【００２６】第二臼状雌型１９ｂのキャビティ２２ｂ内
における第二鍛造手段２０ｂの相対的中心位置は、図１
９に示すように若干ずれてもよい。それによって円弧状
周縁部２の幅が相違したアンバランスウエイト１を製造
することができる。前記鍛造工程Ａ及び鍛造・成形工程
Ｂで実施される鍛造は主として冷間で行なわれるが、そ
れらの工程を複雑にせずかつ厚肉金属部材２６同士を接
合させない限度において温間や熱間で行なうことも可能
である。

【００２７】振動装置６は回転軸９が垂直に取付けられ
る構造のものであってもよい。この態様にあってはアン
バランスウエイト１の扇形平面部３は、前記実施態様と
異なり、水平になる。また、アンバランスウエイト１に
回転軸９の挿通孔５を設けるこなく、回転軸９に他の回
転部材を設けてその回転部材に本発明に係るアンバラン
スウエイト１を固定することものできる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本請求項１記載の
発明によれば、単純な機械加工により複数個のアンバラ
ンスウエイトを同時に製造できるという優れた効果を発
揮し、本請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の
発明の効果に加えて、省資源化を図ることができるとい
う優れた効果を発揮する。そして、本請求項５記載の発
明によれば、アンバランスウエイトの偏心効率を向上さ
せることができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るアンバランスウエイト
の斜視図である。

【図２】前記アンバランスウエイトが適用される一用途
の側面図である。

【図３】図２におけるIIIーIII矢視方向の断面・側面図
である。

【図４】図２におけるIV部分の破断斜視図である。

【図５】本発明法に使用される鍛造装置の部分破断側面
図である。

【図６】型鍛造工程に使用される雌型の部分破断斜視図
である。

【図７】同工程で得られた成形初期材料が入っている雌
型の部分破断斜視図である。

【図８】前記成形初期材料の斜視図である。

【図９】鍛造・成形工程に使用される雌型の部分破断斜
視図である。

【図１０】同工程で得られた金属成形品が入っている雌
型の部分破断斜視図である。

【図１１】複数個の金属成形品を寄せ集めて示す斜視図
である。

【図１２】２個の厚肉金属部材を寄せ集めて示す平面図
である。

【図１３】４個の厚肉金属部材を寄せ集めて示す平面図
である。

【図１４】アンバランスウエイトについて他の態様を示
す放射方向の断面図である。

【図１５】アンバランスウエイトについてさらに他の態
様を示す放射方向の断面図である。

【図１６】第二鍛造手段の他の態様を示す部分破断側面
図である。

【図１７】アンバランスウエイトについて他の態様を示
す側面図である。

【図１８】第二臼状雌型の他の態様を示す部分破断側面
図である。

【図１９】第二臼状雌型と第二鍛造手段との相対的な位
置関係について他の態様を示す部分平面図である。

【図２０】従来技術の適用例を示す部分破断側面図であ
る。

【図２１】同じく要部説明図である。

【符号の説明】

１；アンバランスウエイト、２；円弧状周縁部、３；他
の部位、４；非円弧面、１９；雌型、１９ａ；第一臼状
雌型、１９ｂ；第二臼状雌型、２０；鍛造手段、２０
ａ；第一鍛造手段、２０ｂ；第二鍛造手段、２３；キャ
ビティ底面、２３ａ；キャビティ底面、２３ｂ；キャビ
ティ底面、２３；下端面、２４ａ；下端面、２４ｂ；下
端面、２５ａ；短尺素材、２５ｂ；金属成形品、２６；
厚肉金属部材、２７；成形初期材料、Ａ；鍛造工程、
Ｂ；鍛造・成形工程、α；扇形角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｋ 28/06 Ｂ６０Ｋ 28/06 Ａ // Ｂ６０Ｎ 2/44 Ｂ６０Ｎ 2/44

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面形状が半円形又は扇形をなす厚肉金
   属部材（２６）を複数個、それらの非円弧面（４）同士
   が突き合うよう相並べてなる円盤状の成形初期材料（２
   ７）を臼状雌型（１９）の中に置いて、その成形初期材
   料（２７）の平面より小さい下端面（２４）を有する鍛
   造手段（２０）で鍛造・成形することを特徴とするアン
   バランスウエイトの製造方法。
2. 【請求項２】 前記厚肉金属部材（２６）の二つの非円
   弧面（４）がなす扇形角（α）が、９０度又は１２０度
   である請求項１記載のアンバランスウエイトの製造方
   法。
3. 【請求項３】 円形かつ平らなキャビティ底面（２３
   ａ）を有する第一臼状雌型（１９ａ）の中に円形断面を
   有する複数本の短尺素材（２５ａ）を相隣接させて建て
   置いた後、それらの短尺素材（２５ａ）を第一鍛造手段
   （２０ａ）で鍛造して前記第一臼状雌型（１９ａ）内に
   延展させる型鍛造工程（Ａ）と、該型鍛造工程（Ａ）で
   得られた、平面形状が半円形又は扇形をなす複数個の厚
   肉金属部材（２６）が相並べられている円盤状の成形初
   期材料（２７）を第二臼状雌型（１９ｂ）の中に入れ
   て、その成形初期材料（２７）の平面より小さい下端面
   （２４ｂ）を有する第二鍛造手段（２０ｂ）で鍛造する
   鍛造・成形工程（Ｂ）とからなることを特徴とするアン
   バランスウエイトの製造方法。
4. 【請求項４】 前記厚肉金属部材（２６）の二つの非円
   弧面（４）がなす扇形角（α）が、９０度又は１２０度
   である請求項３記載のアンバランスウエイトの製造方
   法。
5. 【請求項５】 平面形状が半円形又は扇形をなす鍛造・
   成形された金属成形品（２５ｂ）からなり、その円弧状
   周縁部（２）が他の部位（３）より厚肉になっているこ
   とを特徴とするアンバランスウエイト。
6. 【請求項６】 前記金属成形品（２５ｂ） の二つの非
   円弧面（４）がなす扇形角（α）が、９０度又は１２０
   度である請求項１記載のアンバランスウエイト。
7. 【請求項７】 前記請求項１から請求項４いずれか一項
   記載のアンバランスウエイトの製造方法により製造され
   るアンバランスウエイト。