JP3751296B2

JP3751296B2 - 金属巻パイプ製品の製造方法

Info

Publication number: JP3751296B2
Application number: JP2003284445A
Authority: JP
Inventors: 泰丈 ▲吉▼田; 毅森部
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005052853A

Description

この発明は、例えば自動車のエンジンマウント用のパイプ金具の製造に適用可能な金属巻パイプ製品の製造方法に関する。

従来、自動車のエンジンマウントの一種として、取付ブラケットが円筒状のパイプ金具（巻パイプ製品）を有しており、そのパイプ金具内にマウント本体を圧入して保持するようになしたものが知られている。
このパイプ金具の製造方法として、図８及び図９に示すような方法が実施されている。

図８（Ｉ）において、２００は打抜きによって得られた金属の平板材から成る素材である。
この製造方法では、（II）に示しているように１次曲げ工程で素材２００の両端部を曲げ加工し、最終のパイプ金具（巻パイプ製品）２２４（図９参照）に近い曲率で湾曲した端曲げ部２０２を有する１次曲げ加工品２０４とする。
更にこの１次曲げ加工品２０４に対して２次曲げ工程を実施し、一対の円弧状部２０６と、これと同じ側に湾曲して突出した突出部２０７とを有する概略Ｗ形状の２次曲げ加工品２０８とする。

そしてこの２次曲げ加工品２０８を、（III）に示す次の３次曲げ工程で、図９に示す上下２分割の割型構造の外型２１０の一方の分割型である下型２１２上にセットし、その状態で円周面を有する芯金２１４を下向きに押し込んで、２次曲げ加工品２０８の中間の半分を下型２１２の半円形状の凹状の成形面２１６と、芯金２１４の外周面の成形面とに沿って半円形状に曲げ加工する。

このとき、２次曲げ加工品２０８の他の部分は、芯金２１４の下型２１２から露出した部分の外周面に沿って概略巻き付いた状態となる。このようにして３次曲げ加工品２１８が得られる。
ここで３次曲げ加工品２１８は、互いに近接した各端部の間に隙間Ｓを有する形状となる。

そこでその各端部を突合せ状態として隙間Ｓを解消すべく、次の４次曲げ工程を実施する。
詳しくは、図９（IV）に示しているように外型２１０の他方の分割型である半円形状の凹状の成形面２２２を有する上型２２０を下型２１２側に相対移動させて型締めし、３次曲げ加工品２１８の上半分を上型２２０の成形面２２２に沿って曲げ変形させる。
これによって、両端部が突き合された巻パイプから成る円筒状のパイプ金具２２４が得られる。

しかしながらこの製造方法では、平板状の素材２００から最終の円筒状のパイプ金具２２４を得るまでに４回の曲げ工程が必要で、工程数が多く生産効率が悪い問題がある。
また工程数が多いことから、各工程を実施するためのスペースが全体として広いスペースを占めてしまう問題がある。

更には、型締めした上型と下型とを開いて製品を脱型した後、スプリングバック等によってパイプ金具２２４の各端部が僅かに開き気味となり、そこに若干の隙間が生じたり、またこれに伴って真円度が低下し、形状，寸法精度も悪化するといった問題を生ずる。

以上は自動車のエンジンマウント用のパイプ金具の場合の例であるが、この種の製造方法はそれ以外の各種の巻パイプ製品の製造方法としても知られている。

例えば下記特許文献１には、ステアリングロック機構のロックホルダを製造する方法として同様の製造方法が開示されている。
この特許文献１の製造方法では、図８の１次曲げ工程、即ち平板材から成る素材の両端部を端曲げ部２０２とする工程を省いており、全体として３工程で素材を円筒状に曲げ加工している。

他方下記特許文献２，特許文献３には、芯金を用いないで曲げ加工を行う製造方法が開示されている。
この製造方法では、１次曲げ工程によって平板状の素材の両端部を湾曲状に曲げ加工して端曲げ部を形成し、次に２次曲げ加工で全体をＵ字状に曲げ加工し、そして最終の３次曲げ工程でＵ字状の加工品を円筒状に曲げ加工している。
この特許文献２及び特許文献３の製造方法においても曲げ工程は３回となる。

以上のように従来の製造方法では、素材から最終の巻パイプ製品を得るために多くの曲げ工程を必要としており、このことによって上記したような問題が生じていた。

特開平１０−２４４３１８号公報特開平９−１６８８２４号公報特開平９−２３４５１１号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、少ない工程数で金属製の巻パイプ製品が製造でき、これによって生産効率を高めることができるとともに、製造装置の占めるスペースも節減することのできる金属巻パイプ製品の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。

而して本発明の金属巻パイプ製品の製造方法は、金属の平板材をパイプ状に曲げ加工して金属巻パイプ製品を製造する方法であって、（イ）前記金属の平板材を素材として、該素材の一端側の部分と他端側の部分とを同じ側に立上り形状に曲げ加工する１次曲げ工程と、（ロ）前記巻パイプ製品の外周面形状に対応した凹状の成形面を有する、複数の分割型から成る割型構造の外型を型締めして、前記１次曲げ工程で得られた１次曲げ加工品を巻パイプ状に曲げ加工し、その際に該巻パイプ製品の内周面形状に対応した外周の成形面を有し且つ該外型に対して相対変位可能な芯金を、該芯金の成形面とは異なった形状の前記１次曲げ加工品の両立上り部と残りの中間部とで囲まれた内側空間に挿入しておき、該外型の型締め時に該芯金の移動を伴って該外型と芯金とで前記１次曲げ加工品を内周側と外周側とから同時的に挟圧して前記各成形面に沿って押圧変形させ、それら外型と芯金とで共働して巻パイプ状に曲げ加工する２次曲げ工程と、を含んでいることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記巻パイプ製品は全体として円筒状をなしており、前記外型及び芯金の成形面が円筒の外周面，内周面に対応した形状をなしていることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記１次曲げ工程で前記立上り部の立上り形状を、それらの間の前記中間部から略直角に立ち上がる形状とすることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記１次曲げ工程で前記中間部に前記立上り部と同じ側に湾曲する突出部を形成しておき、前記２次曲げ工程で該突出部を前記芯金の移動を伴って該芯金により内周側から前記外型に向けて外周側に押圧し、以って該突出部及びその周辺部を前記外型及び芯金の成形面に沿った形状に押圧変形させるとともに、その変形に伴って前記両立上り部の各端部を該外型及び芯金の成形面に沿って曲げ変形させつつ該成形面に沿って接近方向に相対移動させ、該各端部を互いに突合せ状態とすることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記外型を上下の２分割の割型構造となして、一方の分割型である下型に前記１次曲げ加工品をセットした状態で他方の分割型である上型を型締め動作させ、その際に該上型にて前記立上り部を自身の成形面及び前記芯金の成形面に沿って曲げ変形させるようにし、且つ該上型にはその成形面に続いてハの字状に開いた傾斜形状の雌嵌合面を形成しておく一方、前記下型には型締め状態で該雌嵌合面に嵌合する雄嵌合面を形成しておき、型締めに際して該雌嵌合面を、前記立上り部を該上型の成形面に向けて移動案内するガイド面として働かせるようになすことを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記巻パイプ製品が自動車のエンジンマウント用の巻パイプ製品であることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、１次曲げ工程で平板状の素材の一端側の部分と他端側の部分とを同じ側に立上り形状に曲げ加工しておき、そして２次曲げ工程で、１次曲げ加工品を芯金と割型構造の外型とにより内周側と外周側とから同時的に挟圧して、１次曲げ加工品を芯金の外周面と外型の内周面、即ちそれらの成形面に沿って押圧変形させ、芯金に巻き付いた状態にこれを一挙に巻パイプ状に曲げ加工するもので、本発明によれば、少ない工程数で巻パイプ製品を製造することができ、かかる巻パイプ製品の生産効率を高め、併せて巻パイプ製品の製造コストを低減することができる。
また全体の工程数が少なくなることから、各工程の占めるスペースを合せた全体のスペースを小スペース化することができる。

本発明は、特に円筒状をなす巻パイプ製品の製造に好適に適用可能である（請求項２）。
また上記１次曲げ工程において、立上り部の立上り形状をそれらの間の中間部から略直角に立ち上がる形状となしておくことができる（請求項３）。

次に請求項４は、上記１次曲げ工程で中間部に突出部を形成しておき、そして２次曲げ工程で、その突出部を芯金の移動を伴ってその芯金により内周側から外型に向けて外周側に押圧し、以って突出部及びその周辺部を外型及び芯金の成形面に沿った形状に押圧変形させるとともに、その変形に伴って両立上り部の各端部を外型及び芯金の成形面に沿って曲げ変形させつつ接近方向に相対移動させ、各端部を互いに突合せ状態とするものである。

前述の図９（IV）に示す４次曲げ工程では、上型２２０の型締め動作の際に、芯金２１４に巻き付いた状態にある３次曲げ加工品２１８の各端部が単に突合せ方向に押圧されるだけであり、そのため型開き及び脱型後において各端部がスプリングバック等によって僅かに開き気味となる問題があるが、この請求項４によれば、２次曲げ工程の際に一対の立上り部の各端部が外型及び芯金の成形面に沿って、即ち外型と芯金との間に形成されるキャビティに沿って互いに接近方向に相対移動しつつ強制的に且つ最終的に両端部が互いに強く突合せ状態となるまで曲げ変形させられることから、型開き及び脱型後において各端部が開いて隙間を生じるといった問題を解決することができる。
これにより巻パイプ製品の形状，寸法精度を高めることができ、特に円筒状をなす巻パイプ製品の場合、その真円度を従来に増して高めることができる。

次に請求項５は、分割型の一方である上型に形成した雌嵌合面を、上記一対の立上り部をその上型の成形面に向けて移動案内するガイド面として働かせるようになしたもので、このようにすれば、１次曲げ加工品の立上り部の形状が設定した形状から多少ずれていても、型締めの際にこの立上り部を支障なく上型の成形面に案内して良好に曲げ変形させることができる。

本発明は、特に自動車のエンジンマウント用の巻パイプ製品の製造に適用して好適なものである（請求項６）。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は自動車用のエンジンマウントで、取付ブラケット１２とマウント本体１４とを有している。
マウント本体１４は、円筒状をなす外筒金具１６と、同じく円筒状をなす内筒金具１８と、それらを連結するゴム弾性体２０とを有しており、全体が一体に加硫接着されている。

取付ブラケット１２は、図２にも示しているように円筒状のパイプ金具（巻パイプ製品）２２と、一対の取付ボルト２４と、パイプ金具２２を支持する支持部２６とを有している。
支持部２６は、金属の板材をコ字形状に曲げて成る台部２８と、台部２８を連結する板状の連結部３０とを有しており、この支持部２６に対し上記パイプ金具２２が溶接接合されて一体化されている。

この取付ブラケット１２はマウント本体１４、詳しくはその外筒金具１６をパイプ金具２２内に圧入させて、これを嵌合状態に保持している。
図３にも示しているように、本例において取付ブラケット１２のパイプ金具２２は、金属の平板材を、両端部を突合せ状態に円筒状に巻いて構成したものである。

図４〜図７にこの巻パイプから成るパイプ金具２２の本実施形態の製造方法が具体的に示してある。
この実施形態では、先ず図４（Ｉ）に示しているように板体の打抜きによって金属の平板材から成る素材３２を用意する。

そしてこの素材３２に対し、図５に示す工程に従って１次曲げ加工を施し（１次曲げ工程）、図４（II）に示す一端側と他端側とに、中間部３６から略直角に立ち上がる一対の立上り部３４を有し、また中間部３６に立上り部３４と同じ側に湾曲して突出する突出部３８を有する概略Ｗ形状の１次曲げ加工品４０とする。

図５に示しているようにこの１次曲げ工程では、雄型４２と雌型４３とを有する加工型を用い、そして素材３２を雌型４３上にセットした状態で雄型４２を雌型４３に押し込み、素材３２を図４（II）に示す概略Ｗ形状に曲げ加工する。
ここで得られた１次曲げ加工品４０は、一対の立上り部３４が雄型４２の押込方向に互いに平行且つ中間部３６からほぼ直角に立ち上がった形状となる。

図５（III）中Ｗは、これら一対の立上り部３４の外面と外面との間の幅寸法を表している。この幅寸法Ｗは、パイプ金具２２の外径とほぼ等しくされている。

次にこのようにして得た１次曲げ加工品４０に対し、図４（III）に示しているように最終の曲げ工程である２次曲げ加工を施し（２次曲げ工程）、１次曲げ加工品４０から最終の円筒状且つ巻パイプ状のパイプ金具２２を一挙に製造する。

この２次曲げ工程では、上下の割型構造の外型４４と芯金４６とを用いて１次曲げ加工品４０を曲げ加工する。
ここで芯金４６は、パイプ金具２２の内径と同じ外径を有しており、その外周面全体がパイプ金具２２の内周面に対応した形状の成形面４８とされている。

一方外型４４は、上型（分割型）５０と下型（分割型）５２との上下の２分割構造とされている。
これら上型５０，下型５２は、パイプ金具２２の外周面に対応した凹状且つ半円形状の成形面５４，５６をそれぞれ有している。
また上型５０には、成形面５４に続いてハの字状に開いた傾斜形状の雌嵌合面５８が設けられている。
またこれに対応して下型５２には、型締め状態で上型５０の雌嵌合面５８に嵌合する、同じ傾斜形状の雄嵌合面６０が設けられている。

尚、芯金４６には図６（Ｂ）に示しているように軸部６２が設けてあり、全体的に図６（Ｂ）中左右方向に出入可能とされている。
またこの芯金４６は、図示を省略するスプリングによって上下方向に移動可能な浮動状態に支持されている。

この２次曲げ工程では、図４（III）及び図６（Ａ）に示しているように、先ず１次加工品４０を下型５２上にセットする。
このとき、１次曲げ加工品４０の下部が下型５２の凹所内に一部嵌り込んだ状態となる。
この１次曲げ加工品４０の下型５２へのセットと併せて、その１次曲げ加工品４０における一対の立上り部３４と中間部３６とで囲まれた内側空間に芯金４６を軸方向から挿入する。

次いで図７に示しているように、上型５０を図中下向きに移動させて外型４４を型締め動作させる。即ち上型５０と下型５２とを上下方向に閉じ合せる。
これにより、１次曲げ加工品４０は芯金４６と外型４４即ち上型５０及び下型５２とによって、内周側と外周側とから同時的に挟圧され、図４（III）に示しているようにそれら芯金４６の成形面４８及び外型４４の成形面５４，５６に沿って曲げ変形（押圧変形）させられ、図３の円筒状のパイプ金具２２に成形（曲げ加工）される。

この２次曲げ工程では浮動状態にある芯金４６が、図７に示しているように上型５０の下降に伴って下向きの押圧力により上型５０と一緒に下向きに強制下降させられる。
このとき、１次曲げ加工品４０は芯金４６によって中間部３６における図中上向きの突出部３８が下向きに押圧され、かかる突出部３８及びその周辺部が、下型５２における半円形状の成形面５６及び芯金４６における成形面４８の下半分に沿って曲げ変形させられ、これによって１次曲げ加工品４０における下半分が半円形状に成形される。

一方１次曲げ加工品４０における一対の立上り部３４は、突出部３８の半円形状への変形に伴って図中上向きに強制的に押し上げられ、上型５０における半円形状の成形面５４及び芯金４６における成形面４８の上半分に沿って、互いの端部を接近させる方向に、各成形面５４，４８上を曲り変形しつつ相対移動し、最終的に各端部が型締め力で互いに強く当接した突合せ状態となる。

以上のような２次曲げ加工を施したところで、上型５０を図中上向きに移動させて外型４４を型開きし、そして２次曲げ加工品、即ちパイプ金具２２を外型４４から、更には芯金４６から取り出す。
ここにおいて図２に示す円筒状の且つ巻パイプ状のパイプ金具２２が得られる。

以上のような本例の製造方法によれば、少ない工程数でパイプ金具２２を製造することができ、かかるパイプ金具２２の生産効率を高め、併せてパイプ金具２２の製造コストを低減することができる。
また全体の工程数が少なくなることから、各工程を実施するためのスペースを合せた全体のスペースを小スペース化することができる。

本例では、１次曲げ工程で中間部３６に突出部３８を形成しておき、そして２次曲げ工程でその突出部３８及びその周辺部を芯金４６の押圧により外型４４及び芯金４６の成形面５４，５６，４８に沿った形状に押圧変形させるとともに、両立上り部３４の各端部をその成形面５４，５６，４８に沿って相対移動させ、突合せ状態とすることから、型開き及び脱型後において各端部がスプリングバック等によって開き気味になる問題を解決することができる。
これによりパイプ金具２２の形状，寸法精度を高めることができ、その真円度を従来に増して高めることができる。

本例ではまた、上型５０に形成した雌嵌合面５８が、立上り部３４を上型５０の成形面５４に移動案内するガイド面として働くため、１次曲げ加工品４０の立上り部３４の形状が設定した形状から多少ずれていても、型締めの際に立上り部３４を支障なく上型５０の成形面５４に案内して良好にこれを曲げ変形させることができる。

以上本発明の実施形態を説明したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明は、場合によって図１のマウント本体１４における外筒金具１６等の製造方法として適用することも可能であるし、巻パイプ製品が楕円形状や軸方向のパイプ端面が凹凸若しくは波状のものであっても構わない。更にはまたエンジンマウント以外の各種用途に供される金属製の巻パイプ製品の製造方法として適用することも可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

本発明の適用対象であるパイプ金具を含んだ自動車用のエンジンマウントを示す図である。図１の取付ブラケットを示す図である。図１及び図２のパイプ金具の形状を単体状態で示す図である。本発明の実施形態の製造方法を工程順に示す説明図である。図４における工程の一部を更に詳しく示す説明図である。図４における工程の他の一部を更に詳しく示す説明図である。本実施形態の利点をその作用とともに示す説明図である。従来のパイプ金具の製造方法を工程順に示す説明図である。図８に続く工程の説明図である。

符号の説明

１０エンジンマウント
２２パイプ金具（巻パイプ製品）
３２素材
３４立上り部
３６中間部
３８突出部
４０１次曲げ加工品
４４外型
４６芯金
４８，５４，５６成形面
５０上型（分割型）
５２下型（分割型）
５８雌嵌合面
６０雄嵌合面

Claims

金属の平板材をパイプ状に曲げ加工して金属巻パイプ製品を製造する方法であって、
（イ）前記金属の平板材を素材として、該素材の一端側の部分と他端側の部分とを同じ側に立上り形状に曲げ加工する１次曲げ工程と、
（ロ）前記巻パイプ製品の外周面形状に対応した凹状の成形面を有する、複数の分割型から成る割型構造の外型を型締めして、前記１次曲げ工程で得られた１次曲げ加工品を巻パイプ状に曲げ加工し、その際に該巻パイプ製品の内周面形状に対応した外周の成形面を有し且つ該外型に対して相対変位可能な芯金を、該芯金の成形面とは異なった形状の前記１次曲げ加工品の両立上り部と残りの中間部とで囲まれた内側空間に挿入しておき、該外型の型締め時に該芯金の移動を伴って該外型と芯金とで前記１次曲げ加工品を内周側と外周側とから同時的に挟圧して前記各成形面に沿って押圧変形させ、それら外型と芯金とで共働して巻パイプ状に曲げ加工する２次曲げ工程と、
を含んでいることを特徴とする金属巻パイプ製品の製造方法。
請求項１において、前記巻パイプ製品は全体として円筒状をなしており、前記外型及び芯金の成形面が円筒の外周面，内周面に対応した形状をなしていることを特徴とする金属巻パイプ製品の製造方法。
請求項１，２の何れかにおいて、前記１次曲げ工程で前記立上り部の立上り形状を、それらの間の前記中間部から略直角に立ち上がる形状とすることを特徴とする金属巻パイプ製品の製造方法。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記１次曲げ工程で前記中間部に前記立上り部と同じ側に湾曲する突出部を形成しておき、前記２次曲げ工程で該突出部を前記芯金の移動を伴って該芯金により内周側から前記外型に向けて外周側に押圧し、以って該突出部及びその周辺部を前記外型及び芯金の成形面に沿った形状に押圧変形させるとともに、その変形に伴って前記両立上り部の各端部を該外型及び芯金の成形面に沿って曲げ変形させつつ該成形面に沿って接近方向に相対移動させ、該各端部を互いに突合せ状態とすることを特徴とする金属巻パイプ製品の製造方法。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記外型を上下の２分割の割型構造となして、一方の分割型である下型に前記１次曲げ加工品をセットした状態で他方の分割型である上型を型締め動作させ、その際に該上型にて前記立上り部を自身の成形面及び前記芯金の成形面に沿って曲げ変形させるようにし、且つ該上型にはその成形面に続いてハの字状に開いた傾斜形状の雌嵌合面を形成しておく一方、前記下型には型締め状態で該雌嵌合面に嵌合する雄嵌合面を形成しておき、型締めに際して該雌嵌合面を、前記立上り部を該上型の成形面に向けて移動案内するガイド面として働かせるようになすことを特徴とする金属巻パイプ製品の製造方法。
請求項１〜５の何れかにおいて、前記巻パイプ製品が自動車のエンジンマウント用の巻パイプ製品であることを特徴とする金属巻パイプ製品の製造方法。