JP2008126311A

JP2008126311A - 円筒状バネ部材の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JP2008126311A
Application number: JP2006317894A
Authority: JP
Inventors: Takuo Kobayashi; 卓生小林; Kuniaki Akutsu; 邦明阿久津; Takayuki Onuma; 孝之大沼; Yasuhiro Ito; 康裕伊藤; Tsutomu Ando; 勤安藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: JP4884183B2

Abstract

【課題】円筒状の素材に効率よく連続して孔を形成する円筒状バネ部材製造装置と方法を提供する。
【解決手段】円筒状素材Ｗをダイ２の外周に装着したならば、上下の周方向送り部材１０のローラ１０ａを円筒状素材Ｗに向けて前進させ、円筒状素材Ｗを上下のローラ１０ａで保持する。次いで、パンチ６によって１つ目の異形孔１２をあける。１つ目の異形孔１２をあけたならパンチ６は後退し、同時に一対のローラ１０ａを回転せしめ、円筒状素材Ｗをダイ２の外周に沿って所定角度回転させたなら、一対のローラ１０ａを停止し、円筒状素材Ｗを上下のローラ１０ａで保持し、前記同様パンチ６によって２つ目の異形孔１２をあける。以上の操作を連続することで円筒状素材Ｗの周方向に１周目の孔あけが終了する。
【選択図】図２

Description

本発明は例えばインジェクションノズル（燃料噴射ノズル）内に組み込む円筒状バネ部材（チューブラスプリング）の製造装置及び製造方法に関する。

インジェクションノズル内のピエゾアクチュエータの破損を防止するために予圧を与えるスプリングとして円筒状バネ部材が用いられている。この円筒状バネ部材の一般的な製法は特許文献１に開示されている。

図６は上記円筒状バネ部材の一般的な製法を説明した図であり、従来にあっては、金属シートに異形孔を穿設し、次いで金属シートを丸めて突合せ端部をシーム溶接することで円筒状バネ部材としている。

上記したように長手方向に沿って溶接して円筒状バネ部材とした場合、突合せ端部を真円に沿って曲げることが困難で、この溶接部においてスプリングの剛性が減少してしまい、耐久性に問題がある。

そこで、特許文献２にあっては金属シートをロール成形して溶接する代わりに、一体に深絞りして溶接部分のない円筒体とし、この円筒体に切欠き(異形孔)を打ち抜くようにして、溶接部を有することの不具合を解消している。

また特許文献３には、円筒状バネ部材が円筒形をしていると圧力変動に際して屈曲しやすいとの前提に立って、円筒状バネ部材を角筒形にする提案がなされている。

米国特許第６９８４９２４号公報特開昭２００３−６５１７９号公報特表２００５−５００７０４号公報

上述した特許文献１と特許文献３にあってはシーム溶接部が存在することになり、耐久性の面で問題がある。
また特許文献２にあってはシーム溶接を行わないため上記の問題は生じないが、素材を深絞りして溶接部分のない円筒体とした後に、多数の異形孔を穿設しなければならずその作業が面倒である。

上記課題を解消するため本発明に係る円筒状バネ部材の製造装置は、円筒状素材が摺動自在に装着されるダイと、ダイに装着された円筒状素材に多数の孔を穿孔するパンチと、ダイに装着された円筒状素材をダイの軸廻りに回転せしめる周方向送り部材と、ダイに装着された円筒状素材をダイの軸に沿って移動せしめる軸方向送り部材とを備えた構成とした。
前記周方向送り部材および軸方向送り部材としては、ローラなどが考えられる。

また、前記ダイには軸方向に抜きカス排出路を形成し、エアによって抜きカスを効率よく集める構造にしてもよい。また、抜きカス排出路をオフセットして形成した場合には、ダイに厚肉部ができるので、この厚肉部にパンチの刃が挿入される打ち抜き穴を形成すれば強度アップが図れる。

また本発明に係る円筒状バネ部材の製造方法は、溶接部のない円筒状素材をダイの外周に回転可能且つダイの軸方向に摺動可能に装着し、円筒状素材をダイの周方向に間欠的に回転させつつパンチによって円筒状素材の周方向に所定間隔で孔を穿孔し、この周方向に沿った穿孔が終了した後、円筒状素材をダイの軸方向に沿って所定距離移動させ、再び円筒状素材をダイの周方向に間欠的に回転させつつパンチによって円筒状素材の周方向に所定間隔で孔を穿孔する工程を繰り返す。
ここで、溶接部のない円筒状素材は例えば押出し成形などによって得ることができる。

本発明に円筒状バネ部材の製造装置及び製造方法によれば、製造される円筒状バネ部材に溶接部が存在しないため、耐久性が向上する。また円筒状の素材に効率よく連続して孔(異形孔)を形成することができるので、製造コストの低減も図れる。

以下に、本願発明の最適な実施例について図に基づいて説明する。図１は本発明に係る円筒状バネ部材製造装置の側面図、図２は同円筒状バネ部材製造装置のワークを軸廻りに回転させている状態の正面図、図３は同円筒状バネ部材製造装置のワークを軸方向に送っている状態の正面図、図４は同円筒状バネ部材製造装置のダイとパンチとの関係を示す拡大図である。

円筒状バネ部材製造装置はベース１にダイ２を水平方向に設置している。ダイ２は内部に抜きカス排出路３を形成した中空状をなし、一端には抜きカス排出路３内にエア・オイル等を吹き込んで他端から抜きカスを排出するエアブロー４を配置している。

また抜きカス排出路３はその中心をダイ２の中心からオフセットして形成され、その結果ダイは厚肉部を有する。そしてこの厚肉部にパンチの刃が挿入される打ち抜き穴５が形成されている。

また、抜き穴５の上方にはパンチ６が配置されている。このパンチ６はアクチュエータによる加圧によって刃７がバネ８に抗して下動し、ダイ２の外周に装着されている円筒状素材Ｗに異形孔を穿設する。

更に、円筒状バネ部材製造装置は周方向送り部材１０と軸方向送り部材１１をベース１に取り付けている。周方向送り部材１０はダイ２を中心に上下一対設けられ、各周方向送り部材１０は素材Ｗに対して進退するローラ１０ａを備え、このローラ１０ａは図示しないモータ等によって駆動される。

一方、軸方向送り部材１１はダイ２を中心に左右一対設けられ、各軸方向送り部材１１は素材Ｗに対して進退するとともにモータによって駆動されるローラ１１ａを備えている。

以上において、円筒状バネ部材を製造するには、押出し成形などによって溶接部のない円筒状素材Ｗを用意し、この円筒状素材Ｗをダイ２の外周に装着する。尚、製造する円筒状バネ部材の径に合せて複数のダイを用意しておき、目的とする円筒状バネ部材に対応してダイを交換する。

円筒状素材Ｗをダイ２の外周に装着したならば、上下の周方向送り部材１０のローラ１０ａを円筒状素材Ｗに向けて前進させ、円筒状素材Ｗを上下のローラ１０ａで保持する。この状態を図２で示している。

次いで、パンチ６によって１つ目の異形孔１２をあける。１つ目の異形孔１２をあけたならパンチ６は後退し、同時に一対のローラ１０ａを回転せしめ、円筒状素材Ｗをダイ２の外周に沿って所定角度回転させたなら、一対のローラ１０ａを停止し、円筒状素材Ｗを上下のローラ１０ａで保持し、前記同様パンチ６によって２つ目の異形孔１２をあける。

以上の操作を連続することで円筒状素材Ｗの周方向に１周目の孔あけが終了する。次いで、左右の軸方向送り部材１１のローラ１１ａを円筒状素材Ｗに向けて前進させ、円筒状素材Ｗを左右のローラ１１ａで保持する。この状態を図３で示している。

次いで、左右のローラ１１ａを回転させて円筒状素材Ｗをダイ２の軸方向に１ピッチ分だけ移動せしめ、再び円筒状素材Ｗを上下のローラ１０ａで保持し、周方向に異形孔１２を穿設する。以上の操作を繰り返すことによって、円筒状素材Ｗの全面に多数の異形孔１２が形成される。この後、仕上げ加工を施すことで円筒状バネ部材が得られる。

図５は以上によって得られた円筒状バネ部材をインジェクションノズルに組み込んだ例を示す図であり、インジェクションノズル２０内にはピエゾアクチュエータ２１とこのピエゾアクチュエータ２１に予圧を与える本発明によって得られた円筒状バネ部材２２が収納され、またインジェクションノズルの先端ノズル部２３内にはニードルバルブ２４がコイルスプリング２５によって後退方向に付勢されて収納されている。

そして、ピエゾアクチュエータ２１に電圧を印加するとピエゾアクチュエータ２１が伸長し、円筒状バネ部材２２を介してニードルバルブ２４が開となり燃料供給路２６内の燃料が先端ノズル部２３内面とニードルバルブ２４との隙間を通って噴射される。尚、円筒状バネ部材の使用例は上記に限定されるものではない。

尚、図示例にあっては、パンチ６を１つ配置した例を示したが、複数個のパンチを配置してもよい。例えば複数のパンチをダイ２の軸方向に離間して配置すれば、同時に複数の孔をあけることができるので、生産効率が向上する。

本発明に係る円筒状バネ部材製造装置の側面図同円筒状バネ部材製造装置のワークを軸廻りに回転させている状態の正面図同円筒状バネ部材製造装置のワークを軸方向に送っている状態の正面図同円筒状バネ部材製造装置のダイとパンチとの関係を示す拡大図円筒状バネ部材を組み込んだインジェクションノズルの断面図円筒状バネ部材の一般的な製法を説明した図

符号の説明

１…ベース、２…ダイ、３…抜きカス排出路、４…エアブロー、５…打ち抜き穴、６…パンチ、７…刃、８…バネ、１０…周方向送り部材、１０ａ…周方向送り部材のローラ、１１…軸方向送り部材、１１ａ…軸方向送り部材のローラ、１２…異形孔、２０…インジェクションノズル、２１…ピエゾアクチュエータ、２２…円筒状バネ部材、２３…先端ノズル部、２４…ニードルバルブ、２５…コイルスプリング、２６…燃料供給路２６、Ｗ…円筒状素材。

Claims

円筒状素材が摺動自在に装着されるダイと、ダイに装着された円筒状素材に多数の孔を穿孔するパンチと、ダイに装着された円筒状素材をダイの軸廻りに回転せしめる周方向送り部材と、ダイに装着された円筒状素材をダイの軸に沿って移動せしめる軸方向送り部材とを備えた円筒状バネ部材の製造装置。
請求項１に記載の円筒状バネ部材の製造装置において、前記ダイには軸方向に抜きカス排出路が形成されていることを特徴とする円筒状バネ部材の製造装置。
請求項２に記載の円筒状バネ部材の製造装置において、前記抜きカス排出路はその中心をダイの中心からオフセットして形成され、オフセットすることで生じるダイの厚肉部分にパンチの刃が挿入される打ち抜き穴が形成されていることを特徴とする円筒状バネ部材の製造装置。
溶接部のない円筒状素材をダイの外周に回転可能且つダイの軸方向に摺動可能に装着し、円筒状素材をダイの周方向に間欠的に回転させつつパンチによって円筒状素材の周方向に所定間隔で孔を穿孔し、この周方向に沿った穿孔が終了した後、円筒状素材をダイの軸方向に沿って所定距離移動させ、再び円筒状素材をダイの周方向に間欠的に回転させつつパンチによって円筒状素材の周方向に所定間隔で孔を穿孔する工程を繰り返すことを特徴とする円筒状バネ部材の製造方法。