JP3688809B2 - 板金工作方法および板金工作装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密機器等のシャーシーに筒状の突出体を成形する板金工作方法および板金工作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、VTR,オーディオ機器,コンピュータ機器などの精密機器の板金シャーシーに回動体(レバー,アームなど)もしくは回転体(ギヤー,ローラ,回転伝達体)の軸を設けるには、切削加工により成形した軸を前記板金シャーシー上にねじ止めもしくはカシメ止めにより樹立する方法が最も一般的である。
【0003】
また、高さの低い軸状物の場合には、シャーシー用の板金材からプレス成形によって一体成形でその軸状物を成形する技術も実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ねじ止めもしくはカシメ止めによる加工方法では、工程が多岐にわたって複雑であるとともに、コストアップが避けられないという問題点がある。また、前述のように板金材から一体成形で軸状物を成形する技術が実用化されてはいるが、従来技術では、軸を樹立したい箇所だけ板金素材の肉を盛り上げることは不可能であるために、シャーシー板金からの立ち上がり高さ(軸の高さ)が板厚の2〜3倍程度の低いものしか実現できず、成形された軸の用途が限られてしまうという問題点がある。
【0005】
本発明は、このような問題点を解消することを目的として、板金の板厚に対して軸高さの高い種々の用途の軸状物を板金一体成形で樹立することのできる板金工作方法および板金工作装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明による板金工作方法は、
上型と下型とにより板金を挟圧してその板金に板厚の5〜9倍の高さの筒状の突出体を樹立する板金工作方法であって、
(a)雄型と雌型との間に板金を介在させた状態で雄型を押し下げ、前記雄型の外周部に摺動自在に設けられた押付具により前記板金の一面側が強力なばね力で押付けられた状態でその板金が前記雌型に超高圧圧接されることにより、前記板金の一面側に凹部を形成すると同時に、前記板金の素材をその板金の他面側へ浮き上がらせてその他面側に凸部を形成する第1挟圧工程および
(b)この第1挟圧工程にて形成された前記凸部の頂面に芯押型にて強力なばね力による押圧力を加えつつその頂面に対応する前記凹部の底面を前記凸部より小さな外径でその先端面の中心部が凸状に形成された凸状雄型にて押圧して前記凸部を筒状の突出体に成形する第2挟圧工程
を備えることを特徴とするものである。
【0007】
本発明においては、まず第1挟圧工程において、雄型と雌型との間に板金を介在させた状態で雄型を押し下げ、前記雄型の外周部に摺動自在に設けられた押付具により前記板金の一面側が強力なばね力で押付けられた状態でその板金が前記雌型に超高圧圧接されることにより、塑性変形によりその板金の一面側に凹部が形成され、この凹部の形成と同時に、前記板金の素材をその板金の他面側へ浮き上がらせてその他面側に凸部が形成される。次に、第2挟圧工程において、前記凸部の頂面に芯押型にて強力なばね力による押圧力を加えつつその頂面に対応する前記凹部の底面が前記凸部より小さな外径でその先端面の中心部が凸状に形成された凸状雄型にて押圧され、これによって板金材から一体成形で筒状の突出体が成形される。本発明によれば、第1挟圧工程において、押付具により板金の一面側が強力なばね力で押付けられた状態で板金が雌型に超高圧圧接されるので、素材分子の流れが板金の外周部に流れずに、凸部に有効に流れて中間成形品がスムーズに成形される。また、第2挟圧工程において、凸部の頂面に強力なばね力による押圧力を加えつつ凹部の底面が押圧されて板金の分子が流動化され、その際に先端面の中心部が凸状に形成された凸状雄型により板金素材分子がスムーズに流動されて、筒状の突出体の高さを板厚の5〜9倍程度にすることが可能となり、種々の用途の軸を板金一体成形で形成することができる。この工作方法によれば、一度に複数本(6〜8本)の軸を一瞬にして成形,樹立することも可能である。こうして、従来のようにシャーシー上に軸状物を1本ずつ植え立てる工作方法に比べて、大幅な原価低減を図ることができる。
【0009】
次に、前記板金工作方法が具体的に適用される、本発明による板金工作装置は、
雄型と雌型とにより板金を挟圧してその板金に板厚の5〜9倍の高さの筒状の突出体を樹立する板金工作装置であって、
(a)前記板金の一面側に凹部を形成する雄型と、この雄型より小さな径の凹所を有してその凹所により前記板金の他面側に凸部を形成する雌型と、前記雄型の外周部に摺動自在に設けられ成形時に前記板金の一面側を強力なばね力で押付ける押付具とを有する第1の成形装置および
(b)この第1の成形装置により板金に形成される凸部より小さな外径でその先端面の中心部が凸状に形成された凸状雄型と、この凸状雄型による押圧時に前記凸部の頂面に強力なばね力による押圧力を加える芯押型とを有する第2の成形装置
を備えることを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による板金工作方法および板金工作装置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明する。
【0012】
図1は、本発明の一実施例に係る板金工作方法の加工手順を示す図であって、(a)は被加工板金(素材板金材)の断面図,(b)は第1挟圧工程終了後の成形品形状を示す断面図,(c)は第2挟圧工程終了後の成形品形状を示す断面図である。
【0013】
本実施例においては、被加工板金1として、図1(a)に示されるように全面均一な板厚t(通常は0.8mm〜1.6mm)の素材が用いられる。このような被加工板金1から、まず第1挟圧工程において、一面側に凹部2が形成されると同時にその被加工板金1の素材を他面側に浮き上がらせてその他面側に凸部3が形成されて中間成形品4とされる(図1(b)参照)。次に、第2挟圧工程において、この中間成形品4における前記凸部3の頂面3aに押圧力を加えつつ凹部2の底面2aを押圧することで、前記凸部3に筒状の突出体5が樹立されて最終成形品6となる(図1(c)参照)。なお、例えばVTR等のシャーシーの場合、外径,高さの異なる前述のような突出体(軸状物)5が5〜8本程度設けられる。
【0014】
次に、この被加工板金1から最終成形品6を成形する成形工程を図2乃至図5を参照しつつ説明する。
【0015】
まず、被加工板金1から中間成形品4を成形するには、図2に示されるような第1の成形装置7が用いられる。この第1の成形装置7は、雄型(上成形型)8と雌型(下成形型)9とを備え、これら雄型8および雌型9間に被加工板金1を介在させた状態で、雄型8を超高圧にて押し下げることによりコイニング加工によって被加工板金1を塑性変形させるものである。
【0016】
前記雄型8の被加工板金1への当接面はフラットに形成され、一方雌型9の上面には雄型8の受圧面よりも小さな径の凹所9aが形成されている。また、雄型8の下部外周面には上下方向に摺動自在な押付具10が嵌合されている。この押付具10は、下面に断面V字状かつ環状の板金押付部10aを有し、圧縮コイルばね11の作用により常時下方へ向けて付勢されている。
【0017】
このように構成されているので、雄型8および雌型9間に被加工板金1を介在させた状態で雄型8を超高圧にて押し下げると、図3に示されるように、板金押付部10aにより被加工板金1の成形部の周囲が強力なばね力で押付けられた状態で、この被加工板金1が雌型9に超高圧圧接されることにより、図1(b)における凹部2の板金素材肉が凸部3の素材肉となって素材分子が塑性変形される。この際、板金押付部10aが凹部2の周囲の被加工板金1の表面に喰付くので、素材分子の流れが被加工板金1の外周部に流れずに、凸部3に有効に流れて中間成形品4の成形がスムーズに行われる。
【0018】
ここで、成形された中間成形品4の凸部3の外径Aは、凹部2の内径Bの60%程度が好ましい。また、凸部3の被加工板金1表面からの高さCは、板厚tの80〜130%にすることができる。なお、図1(b)に示されているように、この中間成形品4の成形後において、被加工板金1の表面には板金押付部10aの喰付きによる窪み12が形成される。
【0019】
次に、この中間成形品4から最終成形品6を成形するには、図4に示されるような第2の成形装置13が用いられる。この第2の成形装置13は、前記中間成形品4の凸部3より小さな外径の凸状雄型14と、この凸状雄型14による押圧時に前記凸部3の頂面3aに押圧力を加える芯押型15とを備えている。
【0020】
前記凸状雄型14の先端面14aは、中心部が凸状になるように周縁部からその中心部へ向けて微小角度傾斜されてなり、これによって成形時に素材分子が外方へスムーズに流れるようにされている。また、前記芯押型15は、下方に介挿される強力なばね力の複数本の圧縮コイルばね16によって常時上方へ押し上げられている。
【0021】
このように構成されているので、中間成形品4の凸部3の頂面3aに芯押型15により強力な押圧力を加えつつ、凸状雄型14を超高圧で押し下げると、図5に示されるように、この凸状雄型14により凹部2に内径D(図1(b)参照)の穴が開けられるように素材分子が流動し、図1(c)のような最終成形品6が成形される。こうして、筒状の突出体5の被加工板金1表面からの高さHを、板厚tの3〜9倍にすることができる。なお、板厚tが1.2〜1.6mmの場合、突出体5の外径Aは4〜8mm,突出体5の内径DはA−(0.4〜0.7)mmとなる。
【0022】
なお、この第2の成形装置13による成形において、芯押型15に加える押圧力は一定値に正確に管理することが必要とされる。具体的には、この押圧力は、突出体5の外径が2mmのときには約400kg,3mmのときには約500kg,4mmのときには約600kgになるように圧縮コイルバネ16のばね力が設定される。
【0023】
本実施例の板金工作方法によれば、板厚tの3〜9倍の軸を板金一体成形で形成することができるので、精密機器の軸付きシャーシーの安価な生産が可能となった。すなわち、従来の削物軸をシャーシー上に1本ずつ植え立てる工作方法に比べて、プレス金型で一度に複数本の軸をシャーシー上に形成することができるので、大幅な原価低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施例に係る板金工作方法の加工手順を示す図であって、(a)は被加工板金(素材板金材)の断面図,(b)は第1挟圧工程終了後の成形品形状を示す断面図,(c)は第2挟圧工程終了後の成形品形状を示す断面図である。
【図2】図2は、第1挟圧工程を説明する断面図▲1▼である。
【図3】図3は、第1挟圧工程を説明する断面図▲2▼である。
【図4】図4は、第2挟圧工程を説明する断面図▲1▼である。
【図5】図5は、第2挟圧工程を説明する断面図▲2▼である。
【符号の説明】
1 被加工板金
2 凹部
2a 底面
3 凸部
3a 頂面
4 中間成形品
5 筒状の突出体
6 最終成形品
7 第1の成形装置
8 雄型(上成形型)
9 雌型(下成形型)
10 押付具
10a 板金押付部
11 圧縮コイルばね
12 窪み
13 第2の成形装置
14 凸状雄型
15 芯押型
16 圧縮コイルばね
Claims (2)
- 雄型と雌型とにより板金を挟圧してその板金に板厚の5〜9倍の高さの筒状の突出体を樹立する板金工作方法であって、
(a)雄型と雌型との間に板金を介在させた状態で雄型を押し下げ、前記雄型の外周部に摺動自在に設けられた押付具により前記板金の一面側が強力なばね力で押付けられた状態でその板金が前記雌型に超高圧圧接されることにより、前記板金の一面側に凹部を形成すると同時に、前記板金の素材をその板金の他面側へ浮き上がらせてその他面側に凸部を形成する第1挟圧工程および
(b)この第1挟圧工程にて形成された前記凸部の頂面に芯押型にて強力なばね力による押圧力を加えつつその頂面に対応する前記凹部の底面を前記凸部より小さな外径でその先端面の中心部が凸状に形成された凸状雄型にて押圧して前記凸部を筒状の突出体に成形する第2挟圧工程
を備えることを特徴とする板金工作方法。 - 雄型と雌型とにより板金を挟圧してその板金に板厚の5〜9倍の高さの筒状の突出体を樹立する板金工作装置であって、
(a)前記板金の一面側に凹部を形成する雄型と、この雄型より小さな径の凹所を有してその凹所により前記板金の他面側に凸部を形成する雌型と、前記雄型の外周部に摺動自在に設けられ成形時に前記板金の一面側を強力なばね力で押付ける押付具とを有する第1の成形装置および
(b)この第1の成形装置により板金に形成される凸部より小さな外径でその先端面の中心部が凸状に形成された凸状雄型と、この凸状雄型による押圧時に前記凸部の頂面に強力なばね力による押圧力を加える芯押型とを有する第2の成形装置
を備えることを特徴とする板金工作装置。
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