JP2017087279A - 板金部材および板金部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外形形状の縁部付近に高精度に部品取付部を設けることが可能な板金部材および板金部材の製造方法を提供する。【解決手段】板金部材１０は、本体部１１と、本体部１１に対して所定位置に設けられた部品取付部１２と、記部品取付部１２を囲む囲繞部１３と、本体部１１と囲繞部１３とを連結する連結部１４と、を備え、連結部１４は、平面視で囲繞部１３より狭い幅を有する。板金部材１０は、連結部１４を複数備えている。複数の連結部１４は、本体部１１の縁部１０ｅに沿って囲繞部１３の両側に設けられた一対の縁部連結部１４ａを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、板金部材および板金部材の製造方法に関する。

従来、金型を用いて鉄板や鋼板、アルミ板、りん青銅板等の金属板をプレス加工することで、様々な板金部材の製造がなされている。プレス加工の手法としては、例えばせん断加工、曲げ加工、絞り加工等があり、これらを適宜選択、または組み合わせながら行われている。

プレス加工では、孔や切起し等の形状部分は外形形状の縁部から離間して設けられている。このような形状部分を、板金部材の外形形状の縁部付近に設定し、ダイおよびパンチを用いたプレス加工により外形形状を形成すると、ダイとパンチとのクリアランスに起因したモーメントにより側方力が生じ、この側方力によりそのような形状部分の変形や位置ずれなどが生じることが知られている（非特許文献１参照）。

山口文雄、鰐淵淳、小渡邦昭共著、「基本プレス金型実習テキスト」、日刊工業新聞社、１９９３年６月、ｐ．１２２

しかしながら、精密機器の多機能化等のために、小型化したり部品を高密度に配置したりする場合、例えば図８に示すように、板金部材１０において他部品の部品取付部１２を外形形状の縁部１０ｅ付近に配設する必要が生じることがある。
この場合、部品取付部１２に十分な強度を持たせることがスペース上困難である。このため、例えば製造中のプレス加工時に生じる側方力や製造後の衝撃等によって部品取付部１２の周囲に荷重が負荷された際、塑性変形により部品取付部１２の位置精度や寸法精度が悪化するという問題点があった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、外形形状の縁部付近に高精度に部品取付部を設けることが可能な板金部材および板金部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の板金部材は、本体部と、前記本体部に対して所定位置に設けられた部品取付部と、前記部品取付部を囲む囲繞部と、前記本体部と前記囲繞部とを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、平面視で前記囲繞部より狭い幅を有することを特徴としている。

本発明によれば、本体部と囲繞部とを連結する連結部が平面視で囲繞部より狭い幅を有しているので、連結部の剛性が囲繞部よりも低く、連結部が囲繞部よりも変形し易い。
このため、例えば製造中のプレス加工時に生じる側方力や製造後の衝撃等によって囲繞部に荷重が負荷されると、連結部が優先的に弾性変形することができる。これにより、囲繞部の塑性変形を防止できるので、囲繞部に囲まれた部品取付部を高い位置精度や寸法精度で形成して維持することができる。
したがって、外形形状の縁部付近に高精度の部品取付部を設けることが可能な板金部材を提供することができる。

また、前記連結部を複数備えていることを特徴としている。

本発明によれば、囲繞部を複数の連結部により複数の位置で支持できるので、囲繞部を安定して配置できるとともに応力を分散できる。そのため部品取付部を所定位置に精度よく配置してより安定に維持することができる。

また、前記複数の連結部は、前記本体部の縁部に沿って前記囲繞部の両側に設けられた一対の縁部連結部を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、一対の縁部連結部により囲繞部の両側が支持されるので囲繞部を安定して支持できる。また、一対の縁部連結部が本体部の縁部に沿って設けられているので、囲繞部に負荷される縁部と直交する荷重成分に対して一対の縁部連結部が変形し易く、囲繞部の変形をより防止し易くできる。

また、前記複数の連結部は、前記一対の縁部連結部に対して斜めに傾斜して配置された傾斜連結部を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、傾斜連結部を設けることで、囲繞部をより多くの連結部により安定に支持できる。その際、傾斜連結部が一対の縁部連結部に対して傾斜しているため、傾斜連結部が一対の縁部連結部の変形を阻害することも防止できる。

また、前記本体部と前記囲繞部との間には、窓部が設けられ、前記窓部の大きさは、前記連結部の弾性変形による前記囲繞部の変位範囲より大きいことを特徴としている。

本発明によれば、囲繞部に荷重が負荷されて連結部が弾性変形しても、囲繞部が本体部に当接することなく変位できる。したがって、連結部の弾性変形により確実に囲繞部の変形を防止できる。

また、本発明の板金部材の製造方法は、本体部に対して所定位置となるように部品取付部を形成する取付部形成工程と、前記本体部と前記部品取付部との間となる位置に窓部を形成することで、前記部品取付部を囲む囲繞部の一部を形成する窓部形成工程と、前記取付部形成工程および前記窓部形成工程の後に、外形形状の縁部を形成することで、前記囲繞部の残部を形成するとともに前記囲繞部と前記本体部とを連結する連結部を形成する外形形成工程と、を備え、前記外形形成工程では、平面視で前記囲繞部より狭い幅を有するように前記連結部を形成することを特徴としている。

本発明によれば、部品取付部を形成するとともに窓部を形成することで囲繞部の一部を形成する。その後、外形形状の縁部を形成することで、囲繞部の残部を形成するとともに、囲繞部と本体部とを連結する連結部を平面視で囲繞部より狭い幅に形成する。
そのため、部品取付部および囲繞部の一部が形成された状態で外形形状の縁部を形成し、囲繞部の残部を形成する際、囲繞部に側方力が負荷されても、囲繞部より狭い幅の連結部が優先的に弾性変形することで側方力が吸収される。これにより囲繞部の変形を防止することができ、囲繞部に囲まれた部品取付部を高い位置精度や寸法精度で形成することができる。
したがって、外形形状の縁部付近に高精度の部品取付部を形成できる板金部材の製造方法を提供することができる。

本発明によれば、本体部と囲繞部とを連結する連結部が平面視で囲繞部より狭い幅を有しているので、連結部の剛性が囲繞部よりも低く、連結部が囲繞部よりも変形し易い。
このため、例えば製造中のプレス加工時に生じる側方力や製造後の衝撃等によって囲繞部に荷重が負荷されると、連結部が優先的に弾性変形することができる。これにより、囲繞部の塑性変形を防止できるので、囲繞部に囲まれた部品取付部を高い位置精度や寸法精度で形成して維持することができる。
したがって、外形形状の縁部付近に高精度の部品取付部を設けることが可能な板金部材を提供することができる。

実施形態における板金部材の平面図である。 図１のＡ部拡大平面図である。 実施形態で使用するプレスユニットの模式図である。 実施形態の第１変形例における板金部材の拡大部分平面図である。 実施形態の第２変形例における板金部材の拡大部分平面図である。 実施形態の第３変形例における板金部材の拡大部分平面図である。 実施形態の第４変形例における板金部材の拡大部分平面図である。 従来の板金部材の平面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
（板金部材）
本実施形態における板金部材について説明する。
図１は、実施形態における板金部材の平面図であり、図２は、図１のＡ部拡大平面図である。
本実施形態の板金部材１０は、図１および図２に示すように、金属薄板がプレス加工により成形された状態の部材であり、形状は特に限定されない。この実施形態では、帯状の金属板２０に複数の板金部材１０が並べて成形されており、板金部材１０はそれぞれ帯状の金属板２０から離脱させた後で使用される。
板金部材１０の用途は特に限定されるものではないが、この実施形態の板金部材１０は、機械式時計やクオーツ時計などに組み込まれて多数の部品が装着される。

板金部材１０は、本体部１１と、本体部１１に対して他の部品を所定位置に取付けるための部品取付部１２と、部品取付部１２を囲む囲繞部１３と、本体部１１と囲繞部１３とを連結する連結部１４と、を備え、本体部１１と囲繞部１３との間には窓部１５が設けられている。

本体部１１は、両端で帯状の金属板２０に連結されており、平面視で略長方形形状に形成される。本体部１１には、孔や切起し、絞り、凹凸形状などの各種の形状が複数形成されているが、詳細な図示は省略している。

部品取付部１２は、精密な寸法形状に形成されている。部品取付部１２は、本体部１１に対して所定位置および所定向きに精密に配設されている。本実施形態の部品取付部１２は、本体部１１の長手方向における中間部分であって、本体部１１の縁部（すなわち板金部材１０の外形形状の縁部１０ｅ）に対応した位置に設けられている。部品取付部１２は、他の部品を挿入や当接、嵌合等により位置決めして配置したり取付けたりする部位であり、他の部品に対応した形状に設けられている。
部品取付部１２は、円形の貫通孔となっている。部品取付部１２には、図示しない軸を回転可能に支持するための軸受が挿入される。部品取付部１２は、軸受に対して精密な嵌め合い公差で形成される。

囲繞部１３は、部品取付部１２を構成するための部位である。囲繞部１３は、環状に形成されて内周面が部品取付部１２となっている。
囲繞部１３の平面視における幅は、部品取付部１２に装着される部品の機能を確保できる範囲で出来るだけ細く形成されている。
この実施形態では、囲繞部１３が本体部１１の外形形状より外側きに突出し、囲繞部１３の一部が板金部材１０の外形形状の縁部１０ｅを構成している。

連結部１４は、囲繞部１３と本体部１１とを連結する。この実施形態では、複数の連結部１４が形成されており、本体部１１の縁部１０ｅに沿って囲繞部１３の両側に設けられた一対の縁部連結部１４ａからなる。
連結部１４は、平面視で囲繞部１３より狭い幅を有している。そのため剛性が囲繞部より低く、囲繞部１３よりも弾性変形を生じ易くなっている。

窓部１５は、囲繞部１３と本体部１１との間に間隙を形成するように、金属板２０を貫通して設けられている。形状は特に限定されないが、図２において二点鎖線で示すように、窓部１５は、少なくとも連結部１４の弾性変形により囲繞部１３が変位する範囲より大きく形成されている。窓部１５は、連結部１４が弾性変形することで囲繞部１３が変位した際、囲繞部１３が本体部１１に当接しない大きさとなっている。
板金部材１０は、帯状の金属板２０から打ち抜かれた後、部品取付部１２に軸受を嵌合させるなど、各種の部品を装着して機械式時計やクオーツ時計等に使用される。

以上のような板金部材１０によれば、本体部１１と囲繞部１３とを連結する連結部１４が平面視で囲繞部１３より狭い幅を有しているので、連結部１４の剛性が囲繞部１３よりも低く、連結部１４が囲繞部１３よりも弾性変形し易い。
ここでは部品取付部１２が形成された囲繞部１３の周りに窓部１５が設けられ、連結部１４が容易に弾性変形可能な形状となっている。このため、例えば製造中のプレス加工時に生じる側方力や製造後の衝撃等によって囲繞部１３に荷重が負荷されると、連結部１４が優先的に弾性変形することができる。これにより、囲繞部１３の変形を防止できるので、囲繞部１３に囲まれた部品取付部１２を高い位置精度や寸法精度で形成して維持することができる。
したがって、このような板金部材１０によれば、外形形状の縁部１０ｅ付近に高精度の部品取付部１２を形成でき、板金部材１０を小型化しつつ精度良く部品取付部１２を設けることができる。また板金部材１０の外形形状における縁部のより近くに部品取付部１２を設けることが可能となり、さらに板金部材１０の部品の配置密度を向上し、板金部材１０の小型化を図ることができる。これにより、外形形状の縁部付近に高精度の部品取付部１２を設けることが可能な板金部材１０を提供することができる。

また、この実施形態の板金部材１０によれば、囲繞部１３を複数の連結部１４により複数の位置で支持しているので、囲繞部１３を安定して配置できるとともに応力を分散できる。そのため部品取付部１２を所定位置に精度よく配置してより安定に維持することができる。

また、この実施形態の板金部材１０によれば、一対の縁部連結部１４ａにより囲繞部１３の両側が支持されているので、囲繞部１３を安定して支持できる。さらに一対の縁部連結部１４ａは、本体部１１の縁部１０ｅに沿って設けられているので、例えば、製造中のプレス加工時に生じる側方力等、囲繞部１３に負荷される縁部１０ｅと直交する荷重成分に対して一対の縁部連結部１４ａが変形し易く、囲繞部１３の変形をより防止しできる。

また、この実施形態の板金部材１０によれば、本体部１１と囲繞部１３との間に窓部１５が設けられ、窓部１５の大きさが、連結部１４の弾性変形による囲繞部１３の変位範囲より大きいので、囲繞部１３に荷重が負荷されて連結部１４が弾性変形しても、囲繞部１３が本体部１１に当接することなく変位できる。したがって、連結部１４の弾性変形により確実に囲繞部１３の変形を防止できる。

（板金部材の製造方法）
次に、上述のような板金部材１０の製造方法について説明する。
図３は、実施形態で使用するプレスユニットの模式図である。
この実施形態では、例えば図３に示すような順送りタイプのプレスユニット３０を用いて、帯状の金属板２０を順次プレス加工することで、図１に示すような複数の板金部材１０を製造する。

巻回された帯状の金属板２０は、プレスユニット３０のアンコイラ３１により引出される。金属板２０は、フィーダ３２により順送りにプレス加工機３３に供給される。
プレス加工機３３は、複数の加工ステージ３４においてパンチおよびダイを用いて、部分毎にプレス加工を行う。

この実施形態では、板金部材１０の外形形状における一方の縁部１０ｅ（図中左側）を打ち抜いた後、窓部形成工程、取付部形成工程、外形形成工程の順に行う。
窓部形成工程では、図１に示すように、窓部形成工程に対応する加工ステージ３４において、本体部１１と部品取付部１２との間となる位置に窓部１５を打ち抜いて形成し、囲繞部１３の外周の一部を形成する。
次いで、取付部形成工程では、取付部形成工程に対応する加工ステージ３４において、本体部１１に対して所定位置となるように部品取付部１２を打ち抜いて形成し、窓部１５との間に囲繞部１３の一部を形成する。

次いで、窓部形成工程および取付部形成工程の後、外形形成工程を行う。外形形成工程では、本体部１１の側縁を形成し、さらに縁部１０ｅと部品取付部１２との間に囲繞部１３の残部を形成するとともに、縁部１０ｅと窓部１５との間に平面視で囲繞部１３より狭い幅を有する縁部連結部１４ａを形成する。
このような工程を帯状の金属板２０を順送りして行うことで、帯状の金属板２０に多数の板金部材１０を形成することができる。

本実施形態の板金部材１０の製造方法によれば、部品取付部１２および窓部１５を形成することで囲繞部１３の一部を本体部１１から離間して形成する。その後、外形形状の縁部１０ｅを形成することで、囲繞部１３の残部を形成するとともに連結部１４を平面視で囲繞部１３より狭い幅に形成する。

外形形状の縁部１０ｅを形成する際には、加工ステージ３４のパンチおよびダイによりプレス加工されることで、囲繞部１３に側方力の荷重が負荷される。すると図２において二点鎖線で示すように、囲繞部１３より狭い幅の一対の縁部連結部１４ａが優先的に弾性変形することで側方力が吸収され、囲繞部１３が変形せずに窓部１５内へ変位する。
そして加工ステージ３４のパンチおよびダイが離間すると、一対の縁部連結部１４ａが復元して、囲繞部１３の変位が戻る。
これにより囲繞部１３の変形を防止することができ、囲繞部１３に囲まれた部品取付部１２を、精密な形状に維持した状態で、本体部１１に対して所定位置に精密に配置でき、高い位置精度や寸法精度で形成することが可能である。
したがって、外形形状の縁部１０ｅ付近に高精度の部品取付部１２を形成することができる。

（実施形態の第１変形例）
図４は、実施形態の第１変形例における板金部材の拡大部分平面図である。
実施形態の第１変形例は、複数の連結部１４が、一対の縁部連結部１４ａに対して斜めに傾斜して配置された傾斜連結部１４ｂを備えている点で、実施形態と異なっている。
実施形態の第１変形例によれば、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに実施形態の第１変形例によれば、一対の縁部連結部１４ａにより囲繞部１３の両側が支持されるので囲繞部１３を安定して支持できる。また、一対の縁部連結部１４ａが本体部１１の縁部１０ｅに沿って設けられているので、囲繞部１３に負荷される縁部１０ｅと直交する荷重成分に対して一対の縁部連結部１４ａが変形し易く、囲繞部１３の変形をより防止し易くできる。また、傾斜連結部１４ｂを設けることで、囲繞部１３をより多くの連結部１４により安定に支持できる。その際、傾斜連結部１４ｂが一対の縁部連結部１４ａに対して傾斜しているため、傾斜連結部１４ｂが一対の縁部連結部１４ａの変形を阻害することなく容易に弾性変形できる。

（実施形態の第２変形例）
図５は、実施形態の第２変形例における板金部材の拡大部分平面図である。
図５に示すように、実施形態の第２変形例では、一対の縁部連結部１４ａに加えて、一対の傾斜連結部１４ｂが設けられている。一対の傾斜連結部１４ｂは、一対の縁部連結部１４ａに対して斜めに傾斜して配置されている。囲繞部１３は、４本の連結部１４（一対の縁部連結部１４ａおよび一対の傾斜連結部１４ｂ）により本体部１１と連結されている。その他の構成は実施形態の第１変形例と同様であり、実施形態の第１変形例と同様の作用効果を得ることができる。

（実施形態の第３変形例）
図６は、実施形態の第３変形例における板金部材の拡大部分平面図である。
図６に示すように、実施形態の第３変形例では、囲繞部１３と本体部１１とが１本の連結部により連結されている。その他の構成は実施形態と同様であり、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（実施形態の第４変形例）
図７は、実施形態の第４変形例における板金部材の拡大部分平面図である。
図７に示すように、第４変形例では、窓部１５が囲繞部１３の形状に沿ったスリット状に形成されている。窓部１５の大きさは、一対の縁部連結部１４ａの弾性変形による囲繞部１３が移動できる変位範囲より大きく形成されている。第４変形例では、実施形態や他の変形例に比べて、窓部１５の開口面積が小さくなっている。その他の構成は実施形態と同様であり、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第４変形例では、窓部１５をスリットとすることにより、実施形態と比較して開口面積を小さくすることができる。これにより、板金部材１０のさらなる小型化や、スペース効率の向上等により、機械式時計やクオーツ時計等に実装される部品の高密度化を図ることができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。

例えば、実施形態では帯状の金属板２０に複数並べて成形される板金部材１０を例示したが、個々に独立して成形される板金部材であっても本発明を適用できる。
また本発明の板金部材１０は、板金加工が完了した状態のものであっても、加工途中の中間体であってもよい。
また、実施形態では、金属板２０を貫通した孔を部品取付部１２としたが、部品取付部は、囲繞部に対して凹んだ凹部や突出した凸部、切起し等の形態であってもよい。
また、実施形態では、製造方法として、窓部形成工程により窓部１５を形成した後、取付部形成工程により部品取付部１２を形成した例について説明した。これに対して、取付部形成工程により部品取付部１２を形成した後、窓部形成工程により窓部１５を形成してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１０・・・板金部材 １０ｅ・・・縁部 １１・・・本体部 １２・・・部品取付部 １３・・・囲繞部 １４・・・連結部 １４ａ・・・縁部連結部 １４ｂ・・・傾斜連結部 １５・・・窓部

Claims (6)

1. 本体部と、
   前記本体部に対して所定位置に設けられた部品取付部と、
   前記部品取付部を囲む囲繞部と、
   前記本体部と前記囲繞部とを連結する連結部と、
   を備え、
   前記連結部は、平面視で前記囲繞部より狭い幅を有することを特徴とする板金部材。
2. 前記連結部を複数備えていることを特徴とする請求項１に記載の板金部材。
3. 前記複数の連結部は、前記本体部の縁部に沿って前記囲繞部の両側に設けられた一対の縁部連結部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の板金部材。
4. 前記複数の連結部は、前記一対の縁部連結部に対して斜めに傾斜して配置された傾斜連結部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の板金部材。
5. 前記本体部と前記囲繞部との間には、窓部が設けられ、
   前記窓部の大きさは、前記連結部の弾性変形による前記囲繞部の変位範囲より大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の板金部材。
6. 本体部に対して所定位置となるように部品取付部を形成する取付部形成工程と、
   前記本体部と前記部品取付部との間となる位置に窓部を形成することで、前記部品取付部を囲む囲繞部の一部を形成する窓部形成工程と、
   前記取付部形成工程および前記窓部形成工程の後に、外形形状の縁部を形成することで、前記囲繞部の残部を形成するとともに前記囲繞部と前記本体部とを連結する連結部を形成する外形形成工程と、
   を備え、
   前記外形形成工程では、平面視で前記囲繞部より狭い幅を有するように前記連結部を形成することを特徴とする板金部材の製造方法。

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