JP2004223541A - 酸素センサの主体金具の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】主体金具の製造途中で被加工部材にバリが形成されることを防止し、さらに前記主体金具を所定の形状にする酸素センサの主体金具の製造方法を提供する。
【解決手段】第１凹部を有する第１鍛造部材を成形する第１工程と、第１段部と第２凹部とを有する第２鍛造部材を成形する第２工程と、第３凹部と第４凹部とを有する第３鍛造部材を成形する第３工程と、前記第３凹部より深い第５凹部と第２段部とを有する第４鍛造部材を成形する第４工程と、前記第５凹部より深い第６凹部と第３段部と第１凸部とを有する第５鍛造部材を成形する第５工程と、前記第６凹部より深い第７凹部と前記第１凸部より長い第２凸部とを有する第６鍛造部材を成形する第６工程と、連通孔を有する第７鍛造部材を成形する第７工程とを含む酸素センサの主体金具の製造方法。
【選択図】 なし
【解決手段】第１凹部を有する第１鍛造部材を成形する第１工程と、第１段部と第２凹部とを有する第２鍛造部材を成形する第２工程と、第３凹部と第４凹部とを有する第３鍛造部材を成形する第３工程と、前記第３凹部より深い第５凹部と第２段部とを有する第４鍛造部材を成形する第４工程と、前記第５凹部より深い第６凹部と第３段部と第１凸部とを有する第５鍛造部材を成形する第５工程と、前記第６凹部より深い第７凹部と前記第１凸部より長い第２凸部とを有する第６鍛造部材を成形する第６工程と、連通孔を有する第７鍛造部材を成形する第７工程とを含む酸素センサの主体金具の製造方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、酸素センサの主体金具の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に酸素センサは、自動車の排気ガス中の酸素の検出、洞道内の酸素の検出、窒素発生器の残留酸素濃度の検出等に使われている。前記自動車の排気ガス中の酸素を検出する酸素センサは、下記の特許文献等に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この酸素センサは、主体金具と、検出素子と、検出素子の保護管と、前記検出素子やこのセンサに内蔵されるセラミックヒータにそれぞれ接続される電極用端子金具と、該端子金具に接続されるリード線と、前記端子金具等を保護するハウジングを備えている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−７８４８２号公報 （第１−３頁、第１−２図）
【０００４】
前記主体金具は前記検出素子を格納する部分であると同時に排気ガスからの気密性を保つものである。この主体金具の製造方法は、下記の特許文献等に示すものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−１２１２４０号公報 （第１−８頁、第１−９図）
【０００６】
前記製造方法は、被加工部材である筒状部材等を分離可能な上型と下型とからなる成形型に挿入し、前記筒状部材等を複数の工程からなる冷間鍛造によって最終製造物である主体金具にするものである。この製造方法においては、可動機構であるスプリング等によって前記下型を上型に付勢して両型を当接させ、前記主体金具を所定の形状となるようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記の製造方法においては、前記上型と下型とが前記スプリングの付勢力が弱まると当接しないおそれがある。この場合には、前記上型と下型との間に隙間が生じ、この隙間が前記主体金具の製造途中で前記筒状部材等にバリを形成する原因となる。この筒状部材等に形成されたバリは、該筒状部材等が次工程の成形型に挿入されることを妨げる等の問題を生じさせる。
【０００８】
加えて、前記スプリングの付勢力が弱まると以下のような問題も生じさせる。各種ポンチが前記成形型に挿入された筒状部材等を押圧すると、この押圧によって前記上型と下型との当接が維持できないおそれがある。この場合には、最終製造物である主体金具を所定の形状にすることができない問題を生じさせる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、主体金具の製造途中で被加工部材にバリが形成されることを防止し、さらに前記主体金具を所定の形状にする酸素センサの主体金具の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、排気ガス中の酸素を検知する酸素センサの主体金具の製造方法であって、第１ポンチが挿通可能な内孔を有する第１成形型に筒状部材を挿入し、前記第１ポンチによって前記筒状部材の一端を軸方向に押圧して形成される第１凹部を有する第１鍛造部材を成形する第１工程と、前記第１鍛造部材を第１段部内孔とこれに連通して第２ポンチが挿通可能な内孔とを有する第２下型に立設するとともに、前記第２下型と第３ポンチが挿通可能な内孔を有する第２上型とを型合わせしつつ、前記第３ポンチによって前記第１鍛造部材の第１凹部を軸方向に押圧して前記第１段部内孔により形成された第１段部と前記第２ポンチによって前記第１鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成された第２凹部とを有する第２鍛造部材を成形する第２工程と、前記第２鍛造部材を第４ポンチが挿通可能な内孔を有する第３下型に立設するとともに、前記第３下型と第５ポンチが挿通可能な内孔を有する第３上型とを型合わせしつつ、前記第５ポンチによって前記第２鍛造部材の第２凹部を軸方向に押圧して形成された第３凹部と前記第４ポンチによって前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成された第４凹部とを有する第３鍛造部材を成形する第３工程と、前記第３鍛造部材を第２段部内孔を有する第４下型に立設するとともに、前記第４下型と第６ポンチが挿通可能な内孔を有する第４上型とを型合わせしつつ、前記第６ポンチによって前記第３鍛造部材の第３凹部を軸方向に押圧して変形された該第３凹部より深い第５凹部と前記第２段部内孔によって形成された第２段部とを有する第４鍛造部材を成形する第４工程と、前記第４鍛造部材を第７ポンチが挿通可能な第３段部内孔と第１捨て軸とを有する第５成形型に立設し、前記第７ポンチによって前記第４鍛造部材の第５凹部を軸方向に押圧して変形された該第５凹部より深い第６凹部と前記第３段部内孔によって形成された第３段部と前記第１捨て軸によって形成された第１凸部とを有する第５鍛造部材を成形する第５工程と、前記第５鍛造部材を第２捨て軸を有する第６下型に立設するとともに、前記第６下型と第８ポンチが挿通可能な内孔を有する第６上型とを型合わせしつつ、前記第８ポンチによって前記第５鍛造部材の第６凹部の一部を軸方向に押圧して変形された該第６凹部より深い第７凹部と前記第２捨て軸によって変形された前記第１凸部より長い第２凸部とを有する第６鍛造部材を成形する第６工程と、前記第６鍛造部材を外部と連通する内孔を有する第７下型に立設するとともに、前記第７下型と第９ポンチが挿通可能な内孔を有する第７上型とを型合わせしつつ、前記第９ポンチによって前記第６鍛造部材の第２凸部を打ち抜くことにより連通孔を有する第７鍛造部材を成形する第７工程とを含むことを特徴とする酸素センサの主体金具の製造方法に係る。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記第２、第３、第６工程では、前記各下型と上型との型合わせが前記各下型または上型が圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて行われる酸素センサの主体金具の製造方法に係る。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１において、前記第３工程では、前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部が半球面形状である酸素センサの主体金具の製造方法に係る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係る酸素センサの主体金具の製造方法の第１工程の説明図、図２は同製造方法の第２工程の説明図、図３は同製造方法の第３工程の説明図、図４は同製造方法における第４工程の第１説明図、図５は第４工程の第２説明図、図６は第５工程の説明図、図７は第６工程の第１説明図、図８は第６工程の第２説明図、図９は第７工程の説明図、図１０は第２工程における第２成形型の一部を示す概略図、図１１は第２鍛造部材にバリが形成される状態を示す図、図１２は第３鍛造部材にふくらみが発生する状態を示す図、図１３は第６鍛造部材の形状や寸法の不良状態を示す図、図１４は第３鍛造部材の第４凹部が下方へ倒れ込む状態を示す図、図１５は第４鍛造部材の底面に折り込み部が形成される状態を示す図である。
【００１４】
請求項１の発明の酸素センサの主体金具の製造方法は、第１凹部１１を有する第１鍛造部材１０を成形する第１工程と、第１段部２１と第２凹部２２とを有する第２鍛造部材２０を成形する第２工程と、第３凹部３１と第４凹部３２とを有する第３鍛造部材３０を成形する第３工程と、第５凹部４１と第２段部４２とを有する第４鍛造部材４０を成形する第４工程と、第６凹部５１と第３段部５２と第１凸部５３とを有する第５鍛造部材５０を成形する第５工程と、第７凹部６１と第２凸部６２とを有する第６鍛造部材６０を成形する第６工程と、連通孔７１を有する第７鍛造部材７０を成形する第７工程とを含んでいる。
【００１５】
前記第１工程では、図１に図示したように、筒状部材５を第１成形型８１が有する内孔８２に挿入する。この筒状部材５の一端は前記内孔８２を挿通可能な第１ポンチ１５１によって該筒状部材５の軸方向に押圧される。これによって、前記筒状部材５は、その一端が前記第１ポンチ１５１の先端に沿って形成された第１凹部１１を有する第１鍛造部材１０となる。なお、図中の符号Ｇは第１ポンチガイド部材である。
【００１６】
前記第２工程では、図２に図示したように、前記第１鍛造部材１０を内孔９２を有する第２下型９１Ａに立設する。なお、この第２下型９１Ａは後述する第１段部２１を形成する第１段部内孔９３を有している。その後、前記第２下型９１Ａは内孔９４を有する第２上型９１Ｂと型合わせされる。続いて前記第２下型９１Ａと第２上型９１Ｂとを型合わせしつつ、前記第１鍛造部材１０の第１凹部１１が前記内孔９４を挿通可能な第３ポンチ１５３によって該第１鍛造部材１０の軸方向に押圧される。これと同時に前記第１鍛造部材１０の他端が前記内孔９２を挿通可能な第２ポンチ１５２によって該第１鍛造部材１０の軸方向に押圧される。これによって、前記第１鍛造部材１０は、前記第１段部内孔９３に沿って形成された第１段部２１と前記第２ポンチ１５２の先端に沿って形成された第２凹部２２とを有する第２鍛造部材２０となる。
【００１７】
前記第３工程では、前記第２鍛造部材２０を反転させ、図３に図示したように、この反転させた第２鍛造部材２０を内孔１０２を有する第３下型１０１Ａに立設する。その後、前記第３下型１０１Ａは内孔１０３を有する第３上型１０１Ｂと型合わせされる。続いて前記第３下型１０１Ａと第３上型１０１Ｂとを型合わせしつつ、前記立設した第２鍛造部材２０の第２凹部２２が前記内孔１０３を挿通可能な第５ポンチ１５５によって該第２鍛造部材２０の軸方向に押圧される。これと同時に前記第２鍛造部材２０の他端が前記内孔１０２を挿通可能な第４ポンチ１５４によって該第２鍛造部材２０の軸方向に押圧される。これによって、前記第２鍛造部材２０は、前記第５ポンチ１５５の先端に沿って形成された第３凹部３１と前記第４ポンチ１５４の先端に沿って形成された第４凹部３２とを有する第３鍛造部材３０となる。
【００１８】
前記第４工程では、図４に図示したように、前記第３鍛造部材３０を第２段部内孔１１２を有する第４下型１１１Ａに立設する。その後、前記第４下型１１１Ａは内孔１１３を有する第４上型１１１Ｂと型合わせされる。続いて、前記第４下型１１１Ａと第４上型１１１Ｂとを型合わせしつつ、前記第３鍛造部材３０の第３凹部３１が前記内孔１１３を挿通可能な第６ポンチ１５６によって該第３鍛造部材３０の軸方向に押圧される。これによって、図５に図示したように、前記第３鍛造部材３０は、前記第６ポンチ１５６の先端に沿って変形された前記第３凹部３１より深い第５凹部４１と前記第２段部内孔１１２に沿って形成された第２段部４２とを有する第４鍛造部材４０となる。
【００１９】
前記第５工程では、図６に図示したように、前記第４鍛造部材４０を第３段部内孔１２２を有する第５下型１２１Ａに立設する。なお、この第５下型１２１Ａは後述する第１凸部５３を形成する第１捨て軸１２３を有している。その後、前記第４鍛造部材４０の第５凹部４１が前記第３段部内孔１２２を挿通可能な第７ポンチ１５７によって該第４鍛造部材４０の軸方向に押圧される。これによって、前記第４鍛造部材４０は、前記第７ポンチ１５７の先端に沿って形成された前記第５凹部４１より深い第６凹部５１と前記第３段部内孔１２２に沿って形成された第３段部５２と前記第３捨て軸１２３に沿って伸長して形成された第１凸部５３とを有する第５鍛造部材５０となる。
【００２０】
前記第６工程では、図７に図示したように、前記第５鍛造部材５０を第２捨て軸１３２を有する第６下型１３１Ａに立設する。その後、前記第６下型１３１Ａは内孔１３３を有する第６上型１３１Ｂと型合わせされる。続いて、前記第６下型１３１Ａと第６上型１３１Ｂとを型合わせしつつ、前記第５鍛造部材５０の第６凹部５１の一部５１Ａが前記内孔１３３を挿通可能な第８ポンチ１５８によって該第５鍛造部材５０の軸方向に押圧される。これによって、図８に図示したように、前記第５鍛造部材５０は、前記第８ポンチ１５８の先端に沿って変形された前記第６凹部５１より深い第７凹部６１と前記第２捨て軸１３２に沿って伸長して変形された前記第１凸部５３より長い第２凸部６２とを有する第６鍛造部材６０となる。
【００２１】
前記第７工程では、図９に図示したように、前記第６鍛造部材６０を外部と連通する内孔１４２を有する第７下型１４１Ａに立設する。その後、前記第７下型１４１Ａは内孔１４３を有する第７上型１４１Ｂと型合わせされる。続いて、前記第７下型１４１Ａと第７上型１４１Ｂとを型合わせしつつ、前記第６鍛造部材６０の第２凸部６２が前記内孔１４３を挿通可能な第９ポンチ１５９によって該第６鍛造部材６０の軸方向に押圧される。これによって、図示したように、前記第６鍛造部材６０は、前記第９ポンチ１５９によって前記第２凸部６２が打ち抜かれて連通孔７１を有する第７鍛造部材７０となる。この第７鍛造部材７０が最終製造物である主体金具１である。
【００２２】
前記第２、第３、第６工程では、請求項２の発明として規定するように、前記各下型と上型との型合わせが圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて行われる。
【００２３】
前記第２工程では、図１０に図示したように、第２成形型９０がシリンダーＳ１，Ｓ２を有している。このシリンダーＳ１，Ｓ２はそれぞれ作動油Ｏを貯留するとともに、前記第２下型９１Ａの支え棒Ｂ１，Ｂ２とそれぞれに一体成形されたピストンＰ１，Ｐ２を収容している。そして、前記シリンダーＳ１は前記作動油Ｏの流通路Ｒを介して公知の空油変換器１６０と接続されている。なお、この空油変換器１６０は空気圧力を同圧の油圧に変換する機器をいい、空気圧回路中に配置して空気圧力を作動油に伝達するものである。前記空油変換器１６０は、油圧装置に比べて前記ピストンＰ１，Ｐ２の作動特性を向上させることができる。
【００２４】
前記第２工程では、前記第２鍛造部材２０を成形する際に、圧縮空気が前記空油変換器１６０に供給され、この圧縮空気が該空油変換器１６０に貯留された作動油を加圧し、油圧が図示のＸ１方向に移動する。これによって、前記ピストンＰ１が作動油Ｏの油圧を受けてＸ２方向に上昇するとともに前記ピストンＰ２も前記Ｘ２方向に上昇し、前記第２下型９１Ａが前記第２上型９１Ｂ（図示せず）と型合わせされる。この場合には、前記第２下型９１Ａが前記第２上型９１Ｂの押圧方向とは反対方向に押圧され、該下型９１Ａと該上型９１Ｂとが当接した状態を維持することができる。そこで、図１１に図示したように、前記第２下型９１Ａと第２上型９１Ｂとの間に隙間Ｔ１が生じることがなく、前記第２鍛造部材２０にバリＵが形成されることを防止できる。
【００２５】
一方、前記第２鍛造部材２０の成形を終了する際には、前記圧縮空気の供給を停止する。これによって、前記ピストンＰ１をこれが受ける作動油Ｏの油圧を解くことにより前記Ｘ２方向とは逆方向に下降させるとともに前記ピストンＰ２も下降させ、前記第２下型９１Ａと第２上型９１Ｂとを型開きする。
【００２６】
前記第３工程では、前記第３上型１０１Ｂが圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて下降し、前記第３下型１０１Ａが前記第３上型１０１Ｂと型合わせされる。前記第３上型１０１Ｂの作動は、上述した第２工程における第２下型９１Ａと同様である。この場合には、前記第３上型１０１Ｂが前記第２鍛造部材２０と当接した状態を維持することができる。そこで、図１２に図示したように、前記第３上型１０１Ｂと第２鍛造部材２０との間に隙間Ｔ２が生じることがなく、前記第３鍛造部材３０にふくらみＶが発生することを防止できる。
【００２７】
前記第６工程では、前記第６上型１３１Ｂが圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて下降し、前記第６下型１３１Ａが前記第６上型１３１Ｂと型合わせされる。前記第６上型１３１Ｂの作動は、上述した第２工程における前記第２下型９１Ａと同様である。この場合には、前記第６上型１３１Ｂが前記第５鍛造部材５０と当接した状態を維持することができる。そこで、図８に図示したように、前記第６鍛造部材６０の前記第７凹部６１，第２凸部６２，直線部Ｙ１がそれぞれ所定の形状や寸法となる。
【００２８】
一方、スプリング等の可動機構によって前記第６上型１３１Ｂと前記第５鍛造部材５０とを当接させた場合には、前記スプリングの付勢力が弱まると該上型１３１Ｂと該鍛造部材５０との当接を維持することができない。そこで、図１３に図示したように、前記第５鍛造部材５０と前記第６下型１３１Ａとの間に隙間Ｚが生じることとなり、前記第６鍛造部材６０の第７凹部６１Ａ，第２凸部６２Ａ，直線部Ｙ２がそれぞれ所定の形状や寸法とならない。
【００２９】
前記第３工程では、請求項３の発明であって図３に図示したように、第２鍛造部材２０の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部３２が半球面形状となる。この第３工程では、前記第３凹部３１と前記半球面形状の第４凹部３２とを有する第３鍛造部材３０が成形される。
【００３０】
その後、この第３鍛造部材３０は、図４に図示したように、前記第４工程の第４下型１１１Ａに立設される。この第４工程では、図５に図示したように、前記第３鍛造部材３０は、前記第５凹部４１と第２段部４２とを有する第４鍛造部材４０となる。この時、図１４に図示したように、前記第３凹部３１が前記第６ポンチ１５６によって前記第３鍛造部材３０の軸方向に押圧されると、前記第４凹部３２をその半球面形状によって図示のように下方へ倒れ込ませることができる。
【００３１】
一方、前記第４凹部３２が円筒形状の場合には、図１５に図示したように、前記第２凹部３１が前記第６ポンチ１５６によって前記第３鍛造部材３０の軸方向に押圧されると、前記第４凹部３２の端部が中央部付近より遅れて下方へ倒れ込む。この場合には、前記第４鍛造部材４０の底面に折り込み部４５が形成され、該鍛造部材４０を所定の形状とすることができない。
【００３２】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。例えば、前記空油変換器は、これに供給される圧縮空気が直接作動油の油面を加圧するものや圧縮空気がフロート等を介在して作動油の油面を加圧するもの等の適宜なものとしてよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明によれば、酸素センサの主体金具の製造途中で下型と上型とが当接した状態を維持することができる。これによって被加工部材にバリが形成されることを防止できる。さらに、前記下型と上型との当接によって前記被加工部材にふくらみが発生することも防止でき、前記主体金具を所定の形状に成形することができる。また、前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部を半球面形状とし、前記第４工程で成形される第４鍛造部材の底面に折り込み部が形成されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る酸素センサの主体金具の製造方法の第１工程の説明図である。
【図２】同製造方法の第２工程の説明図である。
【図３】同製造方法の第３工程の説明図である。
【図４】同製造方法における第４工程の第１説明図である。
【図５】第４工程の第２説明図である。
【図６】第５工程の説明図である。
【図７】第６工程の第１説明図である。
【図８】第６工程の第２説明図である。
【図９】第７工程の説明図である。
【図１０】第２工程における第２成形型の一部を示す概略図である。
【図１１】第２鍛造部材にバリが形成される状態を示す図である。
【図１２】第３鍛造部材にふくらみが発生する状態を示す図である。
【図１３】第６鍛造部材の形状や寸法の不良状態を示す図である。
【図１４】第３鍛造部材の第４凹部が下方へ倒れ込む状態を示す図である。
【図１５】第４鍛造部材の底面に折り込み部が形成される状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 主体金具
５ 筒状部材
１０ 第１鍛造部材
１１ 第１凹部
２０ 第２鍛造部材
２１ 第１段部
２２ 第２凹部
３０ 第３鍛造部材
３１ 第３凹部
３２ 第４凹部
４０ 第４鍛造部材
４１ 第５凹部
４２ 第２段部
５０ 第５鍛造部材
５１ 第６凹部
５２ 第３段部
５３ 第１凸部
６０ 第６鍛造部材
６１ 第７凹部
６２ 第２凸部
７０ 第７鍛造部材
７１ 連通孔
８１ 第１成形型
８２ 第１成形型の内孔
９１Ａ 第２下型
９１Ｂ 第２上型
９２ 第２下型の内孔
９３ 第１段部内孔
９４ 第２上型の内孔
１０１Ａ 第３下型
１０１Ｂ 第３上型
１０２ 第３下型の内孔
１０３ 第３上型の内孔
１１１Ａ 第４下型
１１１Ｂ 第４上型
１１２ 第２段部内孔
１１３ 第４上型の内孔
１２１ 第５成形型
１２２ 第３段部内孔
１２３ 第１捨て軸
１３１Ａ 第６下型
１３２ 第２捨て軸
１３３ 第６上型の内孔
１４１Ａ 第７下型
１４１Ｂ 第７上型
１４２ 第７下型の外部と連通する内孔
１４３ 第７上型の内孔
Ｏ 作動油
【発明の属する技術分野】
この発明は、酸素センサの主体金具の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に酸素センサは、自動車の排気ガス中の酸素の検出、洞道内の酸素の検出、窒素発生器の残留酸素濃度の検出等に使われている。前記自動車の排気ガス中の酸素を検出する酸素センサは、下記の特許文献等に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この酸素センサは、主体金具と、検出素子と、検出素子の保護管と、前記検出素子やこのセンサに内蔵されるセラミックヒータにそれぞれ接続される電極用端子金具と、該端子金具に接続されるリード線と、前記端子金具等を保護するハウジングを備えている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−７８４８２号公報 （第１−３頁、第１−２図）
【０００４】
前記主体金具は前記検出素子を格納する部分であると同時に排気ガスからの気密性を保つものである。この主体金具の製造方法は、下記の特許文献等に示すものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−１２１２４０号公報 （第１−８頁、第１−９図）
【０００６】
前記製造方法は、被加工部材である筒状部材等を分離可能な上型と下型とからなる成形型に挿入し、前記筒状部材等を複数の工程からなる冷間鍛造によって最終製造物である主体金具にするものである。この製造方法においては、可動機構であるスプリング等によって前記下型を上型に付勢して両型を当接させ、前記主体金具を所定の形状となるようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記の製造方法においては、前記上型と下型とが前記スプリングの付勢力が弱まると当接しないおそれがある。この場合には、前記上型と下型との間に隙間が生じ、この隙間が前記主体金具の製造途中で前記筒状部材等にバリを形成する原因となる。この筒状部材等に形成されたバリは、該筒状部材等が次工程の成形型に挿入されることを妨げる等の問題を生じさせる。
【０００８】
加えて、前記スプリングの付勢力が弱まると以下のような問題も生じさせる。各種ポンチが前記成形型に挿入された筒状部材等を押圧すると、この押圧によって前記上型と下型との当接が維持できないおそれがある。この場合には、最終製造物である主体金具を所定の形状にすることができない問題を生じさせる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、主体金具の製造途中で被加工部材にバリが形成されることを防止し、さらに前記主体金具を所定の形状にする酸素センサの主体金具の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、排気ガス中の酸素を検知する酸素センサの主体金具の製造方法であって、第１ポンチが挿通可能な内孔を有する第１成形型に筒状部材を挿入し、前記第１ポンチによって前記筒状部材の一端を軸方向に押圧して形成される第１凹部を有する第１鍛造部材を成形する第１工程と、前記第１鍛造部材を第１段部内孔とこれに連通して第２ポンチが挿通可能な内孔とを有する第２下型に立設するとともに、前記第２下型と第３ポンチが挿通可能な内孔を有する第２上型とを型合わせしつつ、前記第３ポンチによって前記第１鍛造部材の第１凹部を軸方向に押圧して前記第１段部内孔により形成された第１段部と前記第２ポンチによって前記第１鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成された第２凹部とを有する第２鍛造部材を成形する第２工程と、前記第２鍛造部材を第４ポンチが挿通可能な内孔を有する第３下型に立設するとともに、前記第３下型と第５ポンチが挿通可能な内孔を有する第３上型とを型合わせしつつ、前記第５ポンチによって前記第２鍛造部材の第２凹部を軸方向に押圧して形成された第３凹部と前記第４ポンチによって前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成された第４凹部とを有する第３鍛造部材を成形する第３工程と、前記第３鍛造部材を第２段部内孔を有する第４下型に立設するとともに、前記第４下型と第６ポンチが挿通可能な内孔を有する第４上型とを型合わせしつつ、前記第６ポンチによって前記第３鍛造部材の第３凹部を軸方向に押圧して変形された該第３凹部より深い第５凹部と前記第２段部内孔によって形成された第２段部とを有する第４鍛造部材を成形する第４工程と、前記第４鍛造部材を第７ポンチが挿通可能な第３段部内孔と第１捨て軸とを有する第５成形型に立設し、前記第７ポンチによって前記第４鍛造部材の第５凹部を軸方向に押圧して変形された該第５凹部より深い第６凹部と前記第３段部内孔によって形成された第３段部と前記第１捨て軸によって形成された第１凸部とを有する第５鍛造部材を成形する第５工程と、前記第５鍛造部材を第２捨て軸を有する第６下型に立設するとともに、前記第６下型と第８ポンチが挿通可能な内孔を有する第６上型とを型合わせしつつ、前記第８ポンチによって前記第５鍛造部材の第６凹部の一部を軸方向に押圧して変形された該第６凹部より深い第７凹部と前記第２捨て軸によって変形された前記第１凸部より長い第２凸部とを有する第６鍛造部材を成形する第６工程と、前記第６鍛造部材を外部と連通する内孔を有する第７下型に立設するとともに、前記第７下型と第９ポンチが挿通可能な内孔を有する第７上型とを型合わせしつつ、前記第９ポンチによって前記第６鍛造部材の第２凸部を打ち抜くことにより連通孔を有する第７鍛造部材を成形する第７工程とを含むことを特徴とする酸素センサの主体金具の製造方法に係る。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記第２、第３、第６工程では、前記各下型と上型との型合わせが前記各下型または上型が圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて行われる酸素センサの主体金具の製造方法に係る。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１において、前記第３工程では、前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部が半球面形状である酸素センサの主体金具の製造方法に係る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係る酸素センサの主体金具の製造方法の第１工程の説明図、図２は同製造方法の第２工程の説明図、図３は同製造方法の第３工程の説明図、図４は同製造方法における第４工程の第１説明図、図５は第４工程の第２説明図、図６は第５工程の説明図、図７は第６工程の第１説明図、図８は第６工程の第２説明図、図９は第７工程の説明図、図１０は第２工程における第２成形型の一部を示す概略図、図１１は第２鍛造部材にバリが形成される状態を示す図、図１２は第３鍛造部材にふくらみが発生する状態を示す図、図１３は第６鍛造部材の形状や寸法の不良状態を示す図、図１４は第３鍛造部材の第４凹部が下方へ倒れ込む状態を示す図、図１５は第４鍛造部材の底面に折り込み部が形成される状態を示す図である。
【００１４】
請求項１の発明の酸素センサの主体金具の製造方法は、第１凹部１１を有する第１鍛造部材１０を成形する第１工程と、第１段部２１と第２凹部２２とを有する第２鍛造部材２０を成形する第２工程と、第３凹部３１と第４凹部３２とを有する第３鍛造部材３０を成形する第３工程と、第５凹部４１と第２段部４２とを有する第４鍛造部材４０を成形する第４工程と、第６凹部５１と第３段部５２と第１凸部５３とを有する第５鍛造部材５０を成形する第５工程と、第７凹部６１と第２凸部６２とを有する第６鍛造部材６０を成形する第６工程と、連通孔７１を有する第７鍛造部材７０を成形する第７工程とを含んでいる。
【００１５】
前記第１工程では、図１に図示したように、筒状部材５を第１成形型８１が有する内孔８２に挿入する。この筒状部材５の一端は前記内孔８２を挿通可能な第１ポンチ１５１によって該筒状部材５の軸方向に押圧される。これによって、前記筒状部材５は、その一端が前記第１ポンチ１５１の先端に沿って形成された第１凹部１１を有する第１鍛造部材１０となる。なお、図中の符号Ｇは第１ポンチガイド部材である。
【００１６】
前記第２工程では、図２に図示したように、前記第１鍛造部材１０を内孔９２を有する第２下型９１Ａに立設する。なお、この第２下型９１Ａは後述する第１段部２１を形成する第１段部内孔９３を有している。その後、前記第２下型９１Ａは内孔９４を有する第２上型９１Ｂと型合わせされる。続いて前記第２下型９１Ａと第２上型９１Ｂとを型合わせしつつ、前記第１鍛造部材１０の第１凹部１１が前記内孔９４を挿通可能な第３ポンチ１５３によって該第１鍛造部材１０の軸方向に押圧される。これと同時に前記第１鍛造部材１０の他端が前記内孔９２を挿通可能な第２ポンチ１５２によって該第１鍛造部材１０の軸方向に押圧される。これによって、前記第１鍛造部材１０は、前記第１段部内孔９３に沿って形成された第１段部２１と前記第２ポンチ１５２の先端に沿って形成された第２凹部２２とを有する第２鍛造部材２０となる。
【００１７】
前記第３工程では、前記第２鍛造部材２０を反転させ、図３に図示したように、この反転させた第２鍛造部材２０を内孔１０２を有する第３下型１０１Ａに立設する。その後、前記第３下型１０１Ａは内孔１０３を有する第３上型１０１Ｂと型合わせされる。続いて前記第３下型１０１Ａと第３上型１０１Ｂとを型合わせしつつ、前記立設した第２鍛造部材２０の第２凹部２２が前記内孔１０３を挿通可能な第５ポンチ１５５によって該第２鍛造部材２０の軸方向に押圧される。これと同時に前記第２鍛造部材２０の他端が前記内孔１０２を挿通可能な第４ポンチ１５４によって該第２鍛造部材２０の軸方向に押圧される。これによって、前記第２鍛造部材２０は、前記第５ポンチ１５５の先端に沿って形成された第３凹部３１と前記第４ポンチ１５４の先端に沿って形成された第４凹部３２とを有する第３鍛造部材３０となる。
【００１８】
前記第４工程では、図４に図示したように、前記第３鍛造部材３０を第２段部内孔１１２を有する第４下型１１１Ａに立設する。その後、前記第４下型１１１Ａは内孔１１３を有する第４上型１１１Ｂと型合わせされる。続いて、前記第４下型１１１Ａと第４上型１１１Ｂとを型合わせしつつ、前記第３鍛造部材３０の第３凹部３１が前記内孔１１３を挿通可能な第６ポンチ１５６によって該第３鍛造部材３０の軸方向に押圧される。これによって、図５に図示したように、前記第３鍛造部材３０は、前記第６ポンチ１５６の先端に沿って変形された前記第３凹部３１より深い第５凹部４１と前記第２段部内孔１１２に沿って形成された第２段部４２とを有する第４鍛造部材４０となる。
【００１９】
前記第５工程では、図６に図示したように、前記第４鍛造部材４０を第３段部内孔１２２を有する第５下型１２１Ａに立設する。なお、この第５下型１２１Ａは後述する第１凸部５３を形成する第１捨て軸１２３を有している。その後、前記第４鍛造部材４０の第５凹部４１が前記第３段部内孔１２２を挿通可能な第７ポンチ１５７によって該第４鍛造部材４０の軸方向に押圧される。これによって、前記第４鍛造部材４０は、前記第７ポンチ１５７の先端に沿って形成された前記第５凹部４１より深い第６凹部５１と前記第３段部内孔１２２に沿って形成された第３段部５２と前記第３捨て軸１２３に沿って伸長して形成された第１凸部５３とを有する第５鍛造部材５０となる。
【００２０】
前記第６工程では、図７に図示したように、前記第５鍛造部材５０を第２捨て軸１３２を有する第６下型１３１Ａに立設する。その後、前記第６下型１３１Ａは内孔１３３を有する第６上型１３１Ｂと型合わせされる。続いて、前記第６下型１３１Ａと第６上型１３１Ｂとを型合わせしつつ、前記第５鍛造部材５０の第６凹部５１の一部５１Ａが前記内孔１３３を挿通可能な第８ポンチ１５８によって該第５鍛造部材５０の軸方向に押圧される。これによって、図８に図示したように、前記第５鍛造部材５０は、前記第８ポンチ１５８の先端に沿って変形された前記第６凹部５１より深い第７凹部６１と前記第２捨て軸１３２に沿って伸長して変形された前記第１凸部５３より長い第２凸部６２とを有する第６鍛造部材６０となる。
【００２１】
前記第７工程では、図９に図示したように、前記第６鍛造部材６０を外部と連通する内孔１４２を有する第７下型１４１Ａに立設する。その後、前記第７下型１４１Ａは内孔１４３を有する第７上型１４１Ｂと型合わせされる。続いて、前記第７下型１４１Ａと第７上型１４１Ｂとを型合わせしつつ、前記第６鍛造部材６０の第２凸部６２が前記内孔１４３を挿通可能な第９ポンチ１５９によって該第６鍛造部材６０の軸方向に押圧される。これによって、図示したように、前記第６鍛造部材６０は、前記第９ポンチ１５９によって前記第２凸部６２が打ち抜かれて連通孔７１を有する第７鍛造部材７０となる。この第７鍛造部材７０が最終製造物である主体金具１である。
【００２２】
前記第２、第３、第６工程では、請求項２の発明として規定するように、前記各下型と上型との型合わせが圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて行われる。
【００２３】
前記第２工程では、図１０に図示したように、第２成形型９０がシリンダーＳ１，Ｓ２を有している。このシリンダーＳ１，Ｓ２はそれぞれ作動油Ｏを貯留するとともに、前記第２下型９１Ａの支え棒Ｂ１，Ｂ２とそれぞれに一体成形されたピストンＰ１，Ｐ２を収容している。そして、前記シリンダーＳ１は前記作動油Ｏの流通路Ｒを介して公知の空油変換器１６０と接続されている。なお、この空油変換器１６０は空気圧力を同圧の油圧に変換する機器をいい、空気圧回路中に配置して空気圧力を作動油に伝達するものである。前記空油変換器１６０は、油圧装置に比べて前記ピストンＰ１，Ｐ２の作動特性を向上させることができる。
【００２４】
前記第２工程では、前記第２鍛造部材２０を成形する際に、圧縮空気が前記空油変換器１６０に供給され、この圧縮空気が該空油変換器１６０に貯留された作動油を加圧し、油圧が図示のＸ１方向に移動する。これによって、前記ピストンＰ１が作動油Ｏの油圧を受けてＸ２方向に上昇するとともに前記ピストンＰ２も前記Ｘ２方向に上昇し、前記第２下型９１Ａが前記第２上型９１Ｂ（図示せず）と型合わせされる。この場合には、前記第２下型９１Ａが前記第２上型９１Ｂの押圧方向とは反対方向に押圧され、該下型９１Ａと該上型９１Ｂとが当接した状態を維持することができる。そこで、図１１に図示したように、前記第２下型９１Ａと第２上型９１Ｂとの間に隙間Ｔ１が生じることがなく、前記第２鍛造部材２０にバリＵが形成されることを防止できる。
【００２５】
一方、前記第２鍛造部材２０の成形を終了する際には、前記圧縮空気の供給を停止する。これによって、前記ピストンＰ１をこれが受ける作動油Ｏの油圧を解くことにより前記Ｘ２方向とは逆方向に下降させるとともに前記ピストンＰ２も下降させ、前記第２下型９１Ａと第２上型９１Ｂとを型開きする。
【００２６】
前記第３工程では、前記第３上型１０１Ｂが圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて下降し、前記第３下型１０１Ａが前記第３上型１０１Ｂと型合わせされる。前記第３上型１０１Ｂの作動は、上述した第２工程における第２下型９１Ａと同様である。この場合には、前記第３上型１０１Ｂが前記第２鍛造部材２０と当接した状態を維持することができる。そこで、図１２に図示したように、前記第３上型１０１Ｂと第２鍛造部材２０との間に隙間Ｔ２が生じることがなく、前記第３鍛造部材３０にふくらみＶが発生することを防止できる。
【００２７】
前記第６工程では、前記第６上型１３１Ｂが圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて下降し、前記第６下型１３１Ａが前記第６上型１３１Ｂと型合わせされる。前記第６上型１３１Ｂの作動は、上述した第２工程における前記第２下型９１Ａと同様である。この場合には、前記第６上型１３１Ｂが前記第５鍛造部材５０と当接した状態を維持することができる。そこで、図８に図示したように、前記第６鍛造部材６０の前記第７凹部６１，第２凸部６２，直線部Ｙ１がそれぞれ所定の形状や寸法となる。
【００２８】
一方、スプリング等の可動機構によって前記第６上型１３１Ｂと前記第５鍛造部材５０とを当接させた場合には、前記スプリングの付勢力が弱まると該上型１３１Ｂと該鍛造部材５０との当接を維持することができない。そこで、図１３に図示したように、前記第５鍛造部材５０と前記第６下型１３１Ａとの間に隙間Ｚが生じることとなり、前記第６鍛造部材６０の第７凹部６１Ａ，第２凸部６２Ａ，直線部Ｙ２がそれぞれ所定の形状や寸法とならない。
【００２９】
前記第３工程では、請求項３の発明であって図３に図示したように、第２鍛造部材２０の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部３２が半球面形状となる。この第３工程では、前記第３凹部３１と前記半球面形状の第４凹部３２とを有する第３鍛造部材３０が成形される。
【００３０】
その後、この第３鍛造部材３０は、図４に図示したように、前記第４工程の第４下型１１１Ａに立設される。この第４工程では、図５に図示したように、前記第３鍛造部材３０は、前記第５凹部４１と第２段部４２とを有する第４鍛造部材４０となる。この時、図１４に図示したように、前記第３凹部３１が前記第６ポンチ１５６によって前記第３鍛造部材３０の軸方向に押圧されると、前記第４凹部３２をその半球面形状によって図示のように下方へ倒れ込ませることができる。
【００３１】
一方、前記第４凹部３２が円筒形状の場合には、図１５に図示したように、前記第２凹部３１が前記第６ポンチ１５６によって前記第３鍛造部材３０の軸方向に押圧されると、前記第４凹部３２の端部が中央部付近より遅れて下方へ倒れ込む。この場合には、前記第４鍛造部材４０の底面に折り込み部４５が形成され、該鍛造部材４０を所定の形状とすることができない。
【００３２】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。例えば、前記空油変換器は、これに供給される圧縮空気が直接作動油の油面を加圧するものや圧縮空気がフロート等を介在して作動油の油面を加圧するもの等の適宜なものとしてよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明によれば、酸素センサの主体金具の製造途中で下型と上型とが当接した状態を維持することができる。これによって被加工部材にバリが形成されることを防止できる。さらに、前記下型と上型との当接によって前記被加工部材にふくらみが発生することも防止でき、前記主体金具を所定の形状に成形することができる。また、前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部を半球面形状とし、前記第４工程で成形される第４鍛造部材の底面に折り込み部が形成されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る酸素センサの主体金具の製造方法の第１工程の説明図である。
【図２】同製造方法の第２工程の説明図である。
【図３】同製造方法の第３工程の説明図である。
【図４】同製造方法における第４工程の第１説明図である。
【図５】第４工程の第２説明図である。
【図６】第５工程の説明図である。
【図７】第６工程の第１説明図である。
【図８】第６工程の第２説明図である。
【図９】第７工程の説明図である。
【図１０】第２工程における第２成形型の一部を示す概略図である。
【図１１】第２鍛造部材にバリが形成される状態を示す図である。
【図１２】第３鍛造部材にふくらみが発生する状態を示す図である。
【図１３】第６鍛造部材の形状や寸法の不良状態を示す図である。
【図１４】第３鍛造部材の第４凹部が下方へ倒れ込む状態を示す図である。
【図１５】第４鍛造部材の底面に折り込み部が形成される状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 主体金具
５ 筒状部材
１０ 第１鍛造部材
１１ 第１凹部
２０ 第２鍛造部材
２１ 第１段部
２２ 第２凹部
３０ 第３鍛造部材
３１ 第３凹部
３２ 第４凹部
４０ 第４鍛造部材
４１ 第５凹部
４２ 第２段部
５０ 第５鍛造部材
５１ 第６凹部
５２ 第３段部
５３ 第１凸部
６０ 第６鍛造部材
６１ 第７凹部
６２ 第２凸部
７０ 第７鍛造部材
７１ 連通孔
８１ 第１成形型
８２ 第１成形型の内孔
９１Ａ 第２下型
９１Ｂ 第２上型
９２ 第２下型の内孔
９３ 第１段部内孔
９４ 第２上型の内孔
１０１Ａ 第３下型
１０１Ｂ 第３上型
１０２ 第３下型の内孔
１０３ 第３上型の内孔
１１１Ａ 第４下型
１１１Ｂ 第４上型
１１２ 第２段部内孔
１１３ 第４上型の内孔
１２１ 第５成形型
１２２ 第３段部内孔
１２３ 第１捨て軸
１３１Ａ 第６下型
１３２ 第２捨て軸
１３３ 第６上型の内孔
１４１Ａ 第７下型
１４１Ｂ 第７上型
１４２ 第７下型の外部と連通する内孔
１４３ 第７上型の内孔
Ｏ 作動油
Claims (3)
- 排気ガス中の酸素を検知する酸素センサの主体金具の製造方法であって、
第１ポンチが挿通可能な内孔を有する第１成形型に筒状部材を挿入し、前記第１ポンチによって前記筒状部材の一端を軸方向に押圧して形成される第１凹部を有する第１鍛造部材を成形する第１工程と、
前記第１鍛造部材を第１段部内孔とこれに連通して第２ポンチが挿通可能な内孔とを有する第２下型に立設するとともに、前記第２下型と第３ポンチが挿通可能な内孔を有する第２上型とを型合わせしつつ、前記第３ポンチによって前記第１鍛造部材の第１凹部を軸方向に押圧して前記第１段部内孔により形成された第１段部と前記第２ポンチによって前記第１鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成された第２凹部とを有する第２鍛造部材を成形する第２工程と、
前記第２鍛造部材を第４ポンチが挿通可能な内孔を有する第３下型に立設するとともに、前記第３下型と第５ポンチが挿通可能な内孔を有する第３上型とを型合わせしつつ、前記第５ポンチによって前記第２鍛造部材の第２凹部を軸方向に押圧して形成された第３凹部と前記第４ポンチによって前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成された第４凹部とを有する第３鍛造部材を成形する第３工程と、
前記第３鍛造部材を第２段部内孔を有する第４下型に立設するとともに、前記第４下型と第６ポンチが挿通可能な内孔を有する第４上型とを型合わせしつつ、前記第６ポンチによって前記第３鍛造部材の第３凹部を軸方向に押圧して変形された該第３凹部より深い第５凹部と前記第２段部内孔によって形成された第２段部とを有する第４鍛造部材を成形する第４工程と、
前記第４鍛造部材を第７ポンチが挿通可能な第３段部内孔と第１捨て軸とを有する第５成形型に立設し、前記第７ポンチによって前記第４鍛造部材の第５凹部を軸方向に押圧して変形された該第５凹部より深い第６凹部と前記第３段部内孔によって形成された第３段部と前記第１捨て軸によって形成された第１凸部とを有する第５鍛造部材を成形する第５工程と、
前記第５鍛造部材を第２捨て軸を有する第６下型に立設するとともに、前記第６下型と第８ポンチが挿通可能な内孔を有する第６上型とを型合わせしつつ、前記第８ポンチによって前記第５鍛造部材の第６凹部の一部を軸方向に押圧して変形された該第６凹部より深い第７凹部と前記第２捨て軸によって変形された前記第１凸部より長い第２凸部とを有する第６鍛造部材を成形する第６工程と、
前記第６鍛造部材を外部と連通する内孔を有する第７下型に立設するとともに、前記第７下型と第９ポンチが挿通可能な内孔を有する第７上型とを型合わせしつつ、前記第９ポンチによって前記第６鍛造部材の第２凸部を打ち抜くことにより連通孔を有する第７鍛造部材を成形する第７工程と
を含むことを特徴とする酸素センサの主体金具の製造方法。 - 前記第２、第３、第６工程において、前記各下型と上型との型合わせは前記各下型または上型が圧縮空気によって移動した作動油の油圧を受けて行われる請求項１に記載の酸素センサの主体金具の製造方法。
- 前記第３工程において、前記第２鍛造部材の他端を軸方向に押圧して形成される第４凹部は半球面形状である請求項１に記載の酸素センサの主体金具の製造方法。
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| JP2003012224A JP2004223541A (ja) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | 酸素センサの主体金具の製造方法 |
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ID=32900901
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| JP (1) | JP2004223541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007152413A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Nsk Ltd | 車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法 |
| CN113976809A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-28 | 通裕重工股份有限公司 | 确定风机主轴冲孔位置的装置、方法及风机主轴制作方法 |
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2003
- 2003-01-21 JP JP2003012224A patent/JP2004223541A/ja active Pending
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