JP2017154170A - 部材の製造方法、および、部材の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
当接工程では、所定の距離離れた位置にある少なくとも二つ以上のパンチのそれぞれが有する先端面を部材の外壁面に当接させる。
突起成形工程では、少なくとも二つ以上のパンチの第一のパンチに外壁面に交わる方向に作用する第一の力を作用させつつ、部材内で第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力を少なくとも二つ以上のパンチの第二のパンチに作用させ、外壁面に突起を成形する。
また、本発明の部材の製造方法では、第一の力の大きさや方向と第二作用力の大きさや方向との組み合わせによって突起の形状を任意に変更することができる。これにより、突起の加工精度を向上することができる。
パンチは、所定の距離離れた位置に設けられ、部材の外壁面に当接可能な先端面を有する。
作用力発生部は、少なくとも二つ以上のパンチの第一のパンチに外壁面に交わる方向に作用する第一の力を作用させつつ、部材内で第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力を少なくとも二つ以上のパンチの第二のパンチに作用させることが可能である。
また、本発明の部材の製造装置では、第一の力の大きさや方向と第二作用力の大きさや方向との組み合わせによって突起の形状を任意に変更することができる。これにより、突起の加工精度を向上することができる。
本発明の第一実施形態による部材の製造装置および部材の製造方法を図1〜10に基づいて説明する。本実施形態による「部材の製造装置」としての突起成形装置1は、内燃機関が有する燃焼室に供給される燃料の圧力を検出可能な燃圧センサ90が有する突起95を形成するために用いられる。
燃料供給システム5は、図示しない内燃機関の燃焼室にガソリンを直接噴射可能なガソリン直噴システムである。燃料供給システム5は、圧力ポンプ6、圧力レール7、燃料噴射弁8、燃圧センサ90などを有する。
燃料供給システム5では、圧力ポンプ6において燃焼室に噴射可能な程度の圧力まで昇圧されたガソリンが圧力レール7内を流れる(白抜き矢印Ff5)。圧力レール7内のガソリンは、圧力レール7に設けられている複数の燃料噴射弁8によってそれぞれの燃料噴射弁8に対応する燃焼室にガソリンを直接噴射する。
ねじ部911は、径外方向の外壁にねじ溝が形成されている。燃圧センサ90は、圧力レール7が有するねじ溝とねじ部911のねじ溝とがねじ結合することによって圧力レール7に組み付けられる。
フランジ部912は、ねじ部911の圧力レール7に組み付けられる側とは反対側の端部に設けられている。フランジ部912は、ねじ部911の外径に比べ大きい外径を有する略六角形状に形成されている。フランジ部912は、歪み検出部92および算出部93が嵌合可能な溝914、915を有する。
変形可能部913は、フランジ部912の略中央であってねじ部911とは反対側に設けられている。変形可能部913は、厚みがねじ部911およびフランジ部912に比べ薄くなるよう形成されている。
受圧部91は、圧力レール7内と連通する連通路910を有する。連通路910は、ねじ部911およびフランジ部912を貫通し、変形可能部913が底となるよう形成されている。連通路910に圧力レール7内を流れるガソリンが流入すると、変形可能部913は、連通路910のガソリンの圧力の大きさに応じて変形する。
歪みセンサ921は、変形可能部913の変形量を検出し、当該変形量に応じた電気信号を出力する。
出力電極922は、歪みセンサ921および算出部93と電気的に接続している。出力電極922は、歪みセンサ921が出力する電気信号を算出部93に出力する。
位置決め部923は、歪みセンサ921を挟んで出力電極922と反対側に設けられる。位置決め部923は、受圧部91と算出部93との組付において歪み検出部92と算出部93との位置合わせを行うことが可能である。
接地電極924は、出力電極922および位置決め部923と干渉しない位置、具体的には、歪みセンサ921からみて出力電極922と位置決め部923とを結ぶ方向に対して略垂直な方向に設けられている。接地電極924は、受圧部91が有する突起95と電気的に接続されている。
突起95は、受圧部91のフランジ部912に形成されている。具体的には、歪みセンサ921からみて出力電極922と位置決め部923とを結ぶ方向に対して略垂直な方向であって、受圧部91の歪み検出部92が設けられる「部材の外壁面」としての外壁面916に形成されている。突起95の両側には、突起成形装置1が備える「第一のパンチ」としての第一パンチ10と「第二のパンチ」としての第二パンチ20とによって形成される溝96、97が形成されている。溝96を形成する内壁951と溝97を形成する内壁952とが突起95の側面となる。本実施形態では、突起95は、例えば、幅L951が0.5mmとなるよう形成されている。また、溝96、97は、幅L96、L97が3.0mmであって、深さD96、D97が0.5mmとなるよう形成されている。なお、図8〜10に示されている突起95および溝96、97の断面形状は、図を見やすくするために、突起95の大きさと溝96、97の大きさとの関係を変更している。
パンチガイド部16は、第一パンチガイド15の地側に設けられ、外壁面916に当接している。パンチガイド部16は、外側摺動面13に摺動可能なパンチ摺動面161を有する。パンチガイド部16は、外壁面916に当接しつつ第一パンチ10の移動を案内する。
カムガイド部17は、第一パンチガイド15の天側に設けられている。カムガイド部17は、後述する第一カムブロック36に摺動可能に形成されている。カムガイド部17は、第一カムブロック36の天地方向の移動を案内する。
パンチガイド部26は、第二パンチガイド25の地側に設けられ、外壁面916に当接している。パンチガイド部26は、外側摺動面23に摺動可能なパンチ摺動面261を有する。パンチガイド部26は、外壁面916に当接しつつ第二パンチ20の移動を案内する。
カムガイド部27は、第二パンチガイド25の天側に設けられている。カムガイド部27は、後述する第二カムブロック37に摺動可能に形成されている。カムガイド部27は、第二カムブロック37の天地方向の移動を案内する。
次に、「当接工程」としてのS102において、第一パンチ10および第二パンチ20を受圧部91の外壁面916に当接させる。このときの突起成形装置1の状態を示した模式図が図1である。S102では、第一パンチ10と第二パンチ20との間に所定の間隔を空けたまま先端面11、21を外壁面916に当接させる。
S103では、プレス部38が発生する地方向のプレス力F01、F02(図8に示す白抜き矢印F01、F02)が第一カムブロック36および第二カムブロック37を介して第一パンチ10および第二パンチ20に作用する。第一カムブロック36と第一パンチ10とは、中心軸C95に対して傾斜しているカム傾斜面361と端面100とで当接しているため、プレス部38が発生する地方向のプレス力F01は、中心軸C95に対して傾いた方向に作用する「第一の力」としての押付力F11となる。また、第二カムブロック37と第二パンチ20とは、中心軸C95に対して傾斜しているカム傾斜面371と端面200とで当接しているため、プレス部38が発生する地方向のプレス力F02は、中心軸C95に対して傾いた方向に作用する「第二の力」としての押付力F12となる。
ここで、図9において、第一パンチ10が受圧部91内に侵入した深さDp1とする。また、図9において、受圧部91内に侵入した第一パンチ10の外壁面916上の長さを長さLp1とすると、第一パンチ10の押し付けによって移動する受圧部91の材料の体積は、溝96の長さRp1(図5参照)と深さDp1と長さLp1との積となる。すなわち、第一パンチ10が外壁面916に押し付けられると、長さRp1と深さDp1と長さLp1との積に相当する体積の材料が移動することとなる。この体積は、溝96の体積と同じである。
最後に、S105において、支持テーブル上での受圧部91のセットを解除する。
本実施形態による突起成形プロセスでは、このようにして、受圧部91の所定の位置に突起95を形成する。
最初に、被加工部材80の外壁面801に所定の距離離れた位置にある二つのパンチ81、82を当接させる。パンチ81、82のそれぞれに略平行な押付力F811、F821を作用させ、外壁面801に二つの溝86、87を形成する。
次に、溝86を形成したパンチ81および溝87を形成したパンチ82のそれぞれにパンチ81とパンチ82とが衝突する方向に移動するよう作用力F812、F822を作用させる。このとき、パンチ81とパンチ82との間に形成される突起85からの反力F81、F82がパンチ81、82に作用するため、パンチ81、82の先端部が変形するおそれがある。先端部が変形すると、突起85の形状が所望の形状とならないおそれがある。
次に、本発明の第二実施形態による部材の製造装置を図11に基づいて説明する。第二実施形態は、第一パンチおよび第二パンチの形状が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
外側摺動面13は、先端面41に近づくにつれて中心軸C95に近づくよう形成されている。外側摺動面13は、第一パンチガイド15に摺動可能である。
外側摺動面23は、先端面51に近づくにつれて中心軸C95に近づくよう形成されている。外側摺動面23は、第二パンチガイド25に摺動可能である。
次に、本発明の第三実施形態による部材の製造装置を図12に基づいて説明する。第三実施形態は、第一パンチおよび第二パンチの形状が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
外側摺動面13は、先端面61に近づくにつれて中心軸C95に近づくよう形成されている。外側摺動面13は、第一パンチガイド15に摺動可能である。
外側摺動面23は、先端面71に近づくにつれて中心軸C95に近づくよう形成されている。外側摺動面23は、第二パンチガイド25に摺動可能である。
次に、本発明の第四実施形態による部材の製造方法を図13、14に基づいて説明する。第四実施形態は、突起成形プロセスが第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に、「当接工程」としてのS402において、第一実施形態のS102と同様に、第一パンチ10および第二パンチ20を外壁面916に当接させる。
次に、「突起成形工程」としてのS403において、第一実施形態のS103と同様に、第一パンチ10および第二パンチ20を外壁面916に押し付ける。これにより、図14(a)に示すように、受圧部91の外壁面916に溝96、97が形成されるとともに、突起95が形成される。
次に、S404において、第一実施形態のS104と同様に、第一パンチ10および第二パンチ20を外壁面916から離間させる。
最後に、S406において、第一実施形態のS105と同様に、支持テーブル上での受圧部91のセットを解除する。
本実施形態では、このようにして、受圧部91の所定の位置に外壁面917と同じ高さの突起95を形成する。
上述の実施形態では、突起成形装置は、パンチを二つ有するとした。パンチは三つ以上あってもよい。それぞれのパンチに作用する押付力が受圧部内で交わるよう作用すればよい。
10・・・第一パンチ
11・・・先端面
20・・・第二パンチ
21・・・先端面
35・・・作用力発生部
91・・・受圧部(部材)
916・・・外壁面
95・・・突起
F11・・・押付力(第一の力)
F12・・・押付力(第二の力)
Claims (15)
- 突起(95)を有する部材(91)の製造方法であって、
所定の距離離れた位置にある少なくとも二つ以上のパンチ(10、20)のそれぞれが有する先端面(11、21)を前記部材の外壁面(916)に当接させる当接工程(S102)と、
少なくとも二つ以上の前記パンチの第一のパンチ(10)に前記外壁面に交わる方向に作用する第一の力(F11)を作用させつつ、前記部材内で前記第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力(F12)を少なくとも二つ以上の前記パンチの第二のパンチ(20)に作用させ、前記外壁面に前記突起を成形する突起成形工程(S103)と、
を含む部材の製造方法。 - 前記突起成形工程において、前記突起から前記パンチに作用する反力(F10、F20)に比べ大きい抵抗力(F15、F16)を前記反力が作用する方向とは反対の方向に前記パンチに作用させる請求項1に記載の部材の製造方法。
- 前記突起成形工程の後、前記突起の高さと前記外壁面の高さとの関係を調整する高さ調整工程(S405)をさらに含む請求項1または2に記載の部材の製造方法。
- 前記部材は、中空状に形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
- 前記部材は、燃料噴射弁(8)が噴射する燃料の圧力を検出可能な燃圧センサ(90)が有する受圧部(91)である請求項1〜4のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
- 突起(95)を有する部材(91)の製造装置(1、2、3)であって、
所定の距離離れた位置に設けられ、前記部材の外壁面(916)に当接可能な先端面(11、21)を有する少なくとも二つ以上のパンチ(10、20)と、
少なくとも二つ以上の前記パンチの第一のパンチ(10)に前記外壁面に交わる方向に作用する第一の力(F11)を作用させつつ、前記部材内で前記第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力(F12)を少なくとも二つ以上の前記パンチの第二のパンチ(20)に作用させることが可能な作用力発生部(35)と、
を備える部材の製造装置。 - 前記先端面は、前記先端面が前記外壁面に当接しているとき、前記先端面を含む仮想平面(Vp11、Vp21、Vp61、Vp71)が前記外壁面に交わるよう形成されている請求項6に記載の部材の製造装置。
- 少なくとも二つ以上の前記パンチの一のパンチが有する前記先端面は、当該先端面が前記外壁面に当接しているとき、当該先端面を含む仮想平面(Vp11、Vp21)が少なくとも二つ以上の前記パンチの他のパンチに近づくにつれて前記外壁面から離れるよう形成されている請求項7に記載の部材の製造装置。
- 少なくとも二つ以上の前記パンチの一のパンチが有する前記先端面は、当該先端面が前記外壁面に当接しているとき、当該先端面を含む仮想平面(Vp61、Vp71)が少なくとも二つ以上の前記パンチの他のパンチに近づくにつれて前記外壁面に近づくよう形成されている請求項7に記載の部材の製造装置。
- 前記先端面は、前記先端面を含む仮想平面(Vp41、Vp51)が前記外壁面と対向するよう形成されている請求項7に記載の部材の製造装置。
- 前記パンチは、前記先端面の前記突起とは反対側に接続し前記先端面に近づくにつれて前記突起の中心軸に近づくよう傾斜するパンチ傾斜面(13、23)を有し、
前記パンチ傾斜面に当接可能に形成され前記パンチの移動を案内するパンチガイド(15、25)をさらに備える請求項6〜10のいずれか一項に記載の部材の製造装置。 - 前記パンチガイドは、前記突起から前記パンチに作用する反力(F10、20)に比べ大きい対抗力(F15、F25)を前記反力が作用する方向とは反対の方向に前記パンチに作用可能である請求項11に記載の部材の製造装置。
- 前記作用力発生部は、
前記突起の中心軸(C95)に沿う方向に加圧可能なプレス部(38)と、
前記プレス部と前記パンチとの間に設けられ、前記突起に近づくにつれて前記突起の中心軸から離れるよう傾斜し前記パンチの前記先端面とは反対側の端面(100、200)に当接可能に形成されているカム傾斜面(361、371)を有し、前記突起の中心軸に沿う方向に移動可能なカムブロック(36、37)と、
を有する請求項6〜12のいずれか一項に記載の部材の製造装置。 - 前記突起は、プロジェクション溶接に用いられる請求項6〜13のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
- 前記部材は、燃料噴射弁(8)が噴射する燃料の圧力を検出可能な燃圧センサ(90)が有する受圧部(91)である請求項6〜14のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
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