JP4218917B2

JP4218917B2 - へッドレストステーの凹部の加工方法

Info

Publication number: JP4218917B2
Application number: JP26975399A
Authority: JP
Inventors: 日吉石川
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP2001087833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシートバック上端に取付けられるへッドレストステーの凹部の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などのシートバック上端に取付けられるヘッドレストＳには、乗員の頭部がフィットできるよう、へッドレストステー３のステー部３１に所定間隔をおいて高さ調節用の凹部２が複数設けられている（図８〜図１０）。図中、符号２ｂは係止用凹部、符号２ａはへッドレストの抜け防止用凹部である。へッドレストＳに組み込まれるヘッドレストステー３は、近年、軽量化のためパイプ材が多く使用されているが、これらの凹部２はこれまで▲１▼図示のごとくの切削加工による方法、▲２▼プレス加工による方法、▲３▼スエージング加工による方法等で形成されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記▲１▼の切削加工による方法は、バリが発生するためバリ取り（バフ掛け）が必要になっていた。また、切削加工では切欠き深さとして１．５ｍｍ程度必要とするため、パイプ材の肉厚ｔ1を薄肉化すると不定形の孔が開いてしまう欠点があり、さらに、切削によって強度不足に陥り易かった。
前記▲２▼のプレス加工による場合は、中空部Ｏが在るパイプ材を使用するために、押し潰されてダレた姿態のパイプ変形を起こし易かった。凹部にシャープな形状を出しづらく、係止用凹部２ｂで係止がうまくいかなかったり、抜け防止用凹部２ａが働かなかったりした。特に抜け防止用凹部２ａでは、切り立ったシャープな面を必要としているのにもかかわらず、プレス加工のダレによってストッパ機能を発揮できず、へッドレストがシートバック上端から抜けてしまう不具合があった。該プレス加工に関しては、例えば、特開平８−９０１２５号公報等でパイプ変形を防止する対策技術が提案されている。ここでは、パイプが不必要に押し潰れて凹んでしまうダレを解消すべく、パイプ材内部に別途小径パイプ材を内在させているが、対策として未だ不十分であり、さらに別体の小径パイプ材を必要とする部品コストアップ、作業コストアップは免がれなかった。
前記▲３▼のスエージング加工は加工費が高く、また、へッドレストステーに用いるパイプ肉厚が大のときは所定形状を出しづらく、高価なものとなった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するもので、シャープな凹部形状を簡単にして且つ低コストで提供できるへッドレストステーの凹部の加工方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、パイプ材からなるへッドレストステーのステー部に設けられるへッドレストステーの凹部の加工方法であって、端部に前記凹部用プレス加工部を形成し、さらに、該プレス加工部の先端に小突起からなる刃先部分を突出形成させたパンチを使用して、ステー部の所定位置に該パンチを押圧し、前記刃先部分をステー部に食い込ませて亀裂を発生させ、その後、亀裂を成長させながらプレス加工部により塑性変形で凹部を形成することを特徴とするへッドレストステーの凹部の加工方法にある。
請求項２の発明たるへッドレストステーの凹部の加工方法は、請求項１で、プレス加工部の一起立面と前記刃先部分の一起立面とを同一面にし、パンチを押圧し、前記刃先部分をステー部に食い込ませて亀裂を発生させ、その後、亀裂を成長させながら、ステー部外面から該ステー部のパイプ中空部へ導通する透孔を形成するようにしてプレス加工部により塑性変形で凹部を形成することを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明のごとく、凹部用プレス加工部の先端に刃先部分を突出形成させたパンチを使用して、該パンチを押圧すると、刃先部分への応力集中により比較的小さな外力でもってステー部に食い込ませて亀裂を発生させることができる。そして、この亀裂の成長により切断面を形成できるので、その部分にシャープな面の形状確保ができる。その後、亀裂を成長させながらプレス加工部により塑性変形で凹部を形成すると、亀裂部分の大きな変位で必要な所に大きな変形を設けることができるので、塑性変形によるダレを小さくできる。
請求項２の発明のごとく、プレス加工部の一起立面と前記刃先部分の一起立面とを同一面上にし、パンチを押圧して亀裂を発生させると、この一起立面で切断面を形成していくので、切断面は極めてシャープな切り立ち面となる。従って、係止用凹部や抜け防止用凹部の凹部がストッパとして確実に機能することになり好都合となる。そして、ステー部外面から該ステー部のパイプ中空部へ導通する透孔を形成するようにしてプレス加工部により塑性変形で凹部を形成すると、亀裂成長部分が大きくなるので、その分、塑性変形で凹部を形成するところでのダレを小さくできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るへッドレストステーの凹部の加工方法について詳述する。
図１〜図７は、本発明のへッドレストステーの凹部の加工方法の一形態で、図１はステー部に形成した凹部の斜視図、図２はへッドレストステーの凹部周りの縦断面図、図３は，図４はパンチの部分斜視図、図５〜図７は凹部の加工方法の説明断面図である。
【０００８】
本発明のへッドレストステーの凹部の加工方法に先立ち、これに用いる加工治具について説明する。
加工治具は、プレス基盤５に設けた孔５１に挿入され、プレス機の加圧力でもって下動可能なパンチ１である（図３，図４）。パンチ１は、下端部に凹部用プレス加工部１１を形成し、さらに、プレス加工部１１の先端のほぼ中央域に小突起からなる刃先部分１２を突出形成させている。パンチ１には、抜け防止用凹部２ａのためのストッパ用パンチ１ａと、係止用凹部２ｂのための係止用パンチ１ｂがあるが、両方とも凹部用プレス加工部１１と刃先部分１２を有する。
【０００９】
図３のストッパ用パンチ１ａでは、図１の切断面２１と底面２３と傾斜面２４とでつくる凹部２ａに対応する凹部用プレス加工部１１を、棒鋼の端部を削って形成する。切断面２１をつくるプレス加工部分は、棒鋼の軸方向に沿う切り立った起立面１１１とする。凹部底面２３を形成する底面部１１２は平らにする。凹部底面２３の溝幅Ｗに合わせて底面部１１２の厚みｔが決められ、底面部１１２は細長の長方形端面になる。底面部厚みｔは１〜２ｍｍ程度である。傾斜部１１３は仰角６０゜〜７５゜程度の傾斜面２４に合わせた面になっている。
刃先部分１２は、プレス加工部１１の先端すなわち底面部１１２に一体形成される小突起である。刃先部分１２は底面部１１２のほぼ中央に設けられる。刃先部分１２は図示のごとく方形体模様で、プレス加工部１１の底面部１１２の厚みｔをそのまま刃先部分１２の底部厚みとする。そして、刃先部分１２はその一つが起立面１２１で、該起立面１２１はプレス加工部１１の起立面１１１から延設し同一面にする。刃先部分１２の下端面１２２は図３で後方（傾斜部１１３の在る方）に向け、上方傾斜面とする。よって、刃先部分１２の下端面１２２と起立面１２１の交わる所が刃先部分１２の尖った突端Ｔになる。
【００１０】
図４の係止用パンチ１ｂも基本構成はストッパ用パンチ１ａと同じで、切断面２１と底面２３と傾斜面２４とでつくる凹部２ｂに対応する凹部用プレス加工部１１を棒鋼端部に形成する。切断面２１をつくるプレス加工部分は起立面１１１となり、凹部底面２３をつくる底面部１１２は平らになる。傾斜面２４をつくる傾斜部１１３は、該傾斜面２４が緩やかであることからストッパ用パンチ１ａの傾斜部１１３より仰角が小さくなっている。係止用パンチ１ｂの刃先部分１２も、プレス加工部１１の底面部１１２に一体形成される小突起である。刃先部分１２はプレス加工部１１の底面部厚みｔをそのまま刃先部分１２の底部厚みとし、その起立面１２１とプレス加工部１１の起立面１１１と同一面にする。刃先部分１２の下端面１２２は図４の後方（傾斜部１１３の在る方）に向け上方傾斜面とし、刃先部分１２の下端面１２２と起立面１２１の交わる所が刃先部分１２の突端Ｔになっている。
【００１１】
次に、前記パンチ１を使用して、へッドレストステーの凹部の加工方法について説明する。
まず、例えば図８のコ字状等の所定形状に成形したパイプ材からなるへッドレストステー３を用意する。へッドレストステー３のパイプ外径は１０〜１６ｍｍφ程の範囲にある。へッドレストステー３のステー部３２を水平横置きにし、係止用凹部２ｂと抜け防止用凹部２ａを設けようとするその位置の真上に、それぞれ係止用パンチ１ｂ，１ｂ，… とストッパ用パンチ１ａを垂直に起立セットする。
【００１２】
その後、加圧力をもった各係止用パンチ１ｂ，１ｂ， … とストッパ用パンチ１ａをステー部３２の所定位置を目指して垂直下降させる。なお、以後の凹部２の加工方法の説明は、係止用凹部２ｂと抜け防止用凹部２ａとについて同じであり、抜け防止用凹部２ａについてのみ述べる。
ステー部３２の所定位置にストッパ用パンチ１ａ（以後、単に「パンチ」という。）を押圧し（図５）、刃先部分１２をステー部３２に食い込ませて亀裂Ｋを発生させる（図６）。パンチ１ａの刃先部分１２の突端Ｔが応力集中効果によりステー部３２中に食い込みを開始し（図５）、局部的なせん断力を与えてクラックを発生させる。パンチ１ａの刃先部分１２が一種の楔作用を呈し、この力がある程度以上になって亀裂Ｋが発生する。一旦、亀裂Ｋが発生してしまえば、ステー部３２に発生するせん断応力は小さくなり、以後は小さな加圧力で該亀裂Ｋを成長させることができる。
【００１３】
続いて、前記亀裂Ｋを成長させながら、刃先部分１２の上方に在るプレス加工部１１で塑性変形による凹部２を形成していく。プレス加工部１１の後部が傾斜面１１３になっていることから、ステー部３２へのプレス加工部１１の侵入に伴い（図７）、その部分を塑性変形させて凹部２を成形していく。ここでは、パンチ１ａが深く垂直下降して亀裂Ｋが切り立った切断面２１を形成し、該切断面２１にステー部外面からステー部３２のパイプ中空部Ｏへ導通する透孔Ｃをつくる（図１）。切断面２１に接して底面２３をつくるその端部は、所定の最下端位置にまで沈み込み、且つ切断面２１とは切り離されているので、この部分にダレを発生させることなくシャープな形状の凹部２を形成していく。亀裂面は模式的には図６（ロ）のようにギザギザ面とするが、実際の亀裂面たる切断面２１は綺麗なカット面になる。
【００１４】
かくのごとくして、ステー部３２の所定位置に図１，図２に示すような所望の抜け防止用凹部２ａが完成する。符号２２は凹部底面２３の中央に刃先部分１２がこしらえた最深部であり、凹部２の機能上何ら問題ないものである。符号２５はプレス加工部１１によって傾斜面２４の上縁付近に緩やかに若干沈むダレである。この部分のダレは凹部本体の形状がきちんと確保されており、機能上全く問題にならない。
抜け防止用凹部２ａの加工方法と同様のやり方によって、係止用パンチ１ｂで係止用凹部２ｂが完成する（図２）。こうして、図８〜図１０の切削加工で行った凹部２に勝るとも劣らないシャープな起立面をもつ凹部２ａ，２ｂが出来上がる。
【００１５】
このように構成したへッドレストステーの凹部の加工方法によれば、刃先部分１２で亀裂Ｋを成長させて切り立った切断面２１ができるようにし、残り部分をプレス加工部１１で塑性変形させて凹部２を形成するので、凹部２の切断面２１が垂直状のシャープな壁面になり、その凹部２は係止用凹部２ｂや抜け防止用凹部２ａとして優れた性能を発揮できる。特に、凹部２の切断面２１と底面２３との境界部分が刃先部分１２の亀裂成長によって切断されているので、切断面２１と底面２３との交わる箇所は、係止機構が求められるへッドレストステー凹部２としてこの上ないエッジ形状（略直角の際だった角度）となる。従って、本発明はプレス成形を専ら採用しながらも、従来のプレス加工に見られるダレがなくなり、係止用凹部２ｂで係止がうまくいかなかったり抜け防止用凹部２ａが働かなかったりした従来のプレス加工の問題を一挙に解決する。エッジ形状の凹部２がプレス加工で可能になることで、へッドレストステー３にハイテンション材を使用してステー肉厚を薄肉化できる。
また、刃先部分１２をプレス加工部１１の先端に突出形成し、この刃先部分１２へ応力を集中させ亀裂成長により切断面２１を形成しながら凹部加工していくので、パンチ１に大きな加圧力を要せず、能力の小さなプレス機でも凹部加工ができる。大きな力をかける必要がなく、ステー部３２が変形して作動が悪くなってしまうプレス加工における問題も解消する。
【００１６】
実施形態のごとく、ステー部３２のパイプ材の肉厚が小さかったり凹部２を深く形成したりした場合は、ステー部外面からステー部３２のパイプ中空部Ｏに導通する透孔Ｃを形成することになる。しかし、該透孔Ｃはパイプの円弧の形がそのまま残っており、従来の切削加工で不定形の孔が開いてしまう不具合と異なり、見栄えはさほど悪くならない。抜け防止用凹部２ａとして用いられるときは、透孔Ｃはシートバック内に隠れてしまうので、全く問題にならない。
【００１７】
さらに、本へッドレストステーの凹部の加工方法は、ステー部３２を横置きし、抜け防止用凹部２ａおよび複数の係止用凹部２ｂを設けようとする位置の上方に、ストッパ用パンチ１ａおよび係止用パンチ１ｂを配置しこれらを下降させるだけで、簡単に凹部２が出来上がる。ストッパ用パンチ１ａおよび係止用パンチ１ｂを同期させて下降する１ストロークで、まず刃先部分１２で亀裂Ｋを発生させ、その後、該亀裂Ｋを成長させながらプレス加工部１１により所望の凹部２ａ，２ｂを同時形成できる。本へッドレストステーの凹部の加工方法は極めて簡単で、スエージング加工や切削加工に比べ安くつく。切削加工によるバリ取りの手間や、切削によるパイプ材の薄肉化で生じる強度不足の問題もない。切断面２１があっても、底面２３及びこれに続く傾斜面２４がステー部３２のパイプ材本体に連続してつながっており、ステー部３２の強度は十分確保できる。
【００１８】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。パンチ１，凹部２，へッドレストステー３等の形状，大きさ，材質等は用途に合わせて本発明の範囲内で適宜選択できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明のへッドレストステーの凹部の加工方法は、塑性変形のプレス加工に先立ってせん断加工を取り入れることで、簡単にして且つ低コストで、ステー部の係止機構やストッパ機構に必要なシャープな凹部形状をつくり込むことができ極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】へッドレストステーの凹部の一形態で、ステー部に形成された凹部の斜視図である。
【図２】へッドレストステーの凹部周りの縦断面図である。
【図３】パンチの部分斜視図である。
【図４】パンチの部分斜視図である。
【図５】凹部の加工段階を示す説明断面図で、（イ）が横断面図、（ロ）が縦断面図である。
【図６】図５の段階から更に進んだ凹部の加工段階を示す説明断面図で、縦断面図の部分拡大図である。
【図７】図６の段階から更に進んだ凹部の加工段階を示す説明断面図で、（イ）が横断面図、（ロ）が縦断面図である。
【図８】へッドレスト及びへッドレストステーの斜視図である。
【図９】図８のIV−IV線矢視図である。
【図１０】図８のステー部の拡大図である。
【符号の説明】
１パンチ
１１プレス加工部
１１１起立面
１２刃先部分
１２１起立面
２凹部
３へッドレストステー
３２ステー部
Ｃ透孔
Ｏパイプ中空部
Ｋ亀裂

Claims

パイプ材からなるへッドレストステーのステー部に設けられるへッドレストステーの凹部の加工方法であって、
端部に前記凹部用プレス加工部を形成し、さらに、該プレス加工部の先端に小突起からなる刃先部分を突出形成させたパンチを使用して、
ステー部の所定位置に該パンチを押圧し、前記刃先部分をステー部に食い込ませて亀裂を発生させ、その後、亀裂を成長させながらプレス加工部により塑性変形で凹部を形成することを特徴とするへッドレストステーの凹部の加工方法。
前記プレス加工部の一起立面と前記刃先部分の一起立面とを同一面にし、パンチを押圧し、前記刃先部分をステー部に食い込ませて亀裂を発生させ、その後、亀裂を成長させながら、ステー部外面から該ステー部のパイプ中空部へ導通する透孔を形成するようにしてプレス加工部により塑性変形で凹部を形成する請求項１記載のへッドレストステーの凹部の加工方法。