JP4711048B2

JP4711048B2 - 取付環の製造方法

Info

Publication number: JP4711048B2
Application number: JP2005035039A
Authority: JP
Inventors: 弘幸小林; 広恭小沢; 広志村田; 勲木村
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: JP2006220233A

Description

本発明は、緩衝器、ガススプリング等の機器類の取付けに用いられる取付環の製造方法とに関する。

従来、この種の取付環は、図７に符号１にて示されるように、機器本体２の底面に横向きに溶接部３により固定され、その内部の弾性部材４および取付軸（中空軸）５と一体に用いられるようになっている。このような取付環構造において、弾性部材４は、予め取付軸５に焼付けにより接着されると共に、取付環１に対して圧入固定されるようになっており、したがって、取付環１と弾性部材４との相互間には、弾性部材４の離脱を防止する抜止めが必要となる。このため、従来一般には、同じく図７に示すように、取付環１の両端部の内面に溝６，６を設け、この溝６内に弾性部材４を膨出変形させて、該溝６を弾性部材４の抜止めとして用いるようにしていた。なお、特許文献１にも同様の抜止めが記載されている。

しかるに、上記溝６の加工には切削が用いられており、この場合は、材料歩留りの低下に伴う材料コストの上昇に加え、生産性の低下が避けられないようになる。そこで、特許文献２には、異形断面を有する帯状板体を環状に曲げて、その両端を部分的にまたは全面的に突合させることにより切削加工を省略した取付環が提案されている。
実開昭５５−７４８４４号公報特開平８−１２８４８５号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の取付環によれば、異形断面の帯状板体を用意しなければならないため、素材の準備にコストがかかり、製造コストの低減にそれほど寄与しない、という問題があった。また、環状に曲げた帯状板体の両端の突合せ部を機器本体に対する溶接を利用して接合するようにしているが、このような接合形態では該突合せ部が部分接合の状態となり、強度的な信頼性に劣る、という問題もあった。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、切削加工を省略できることはもちろん、単純な筒状素材の使用を可能にし、もって製造コストの低減および強度的な信頼性の向上に大きく寄与する取付環とその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る取付環の製造方法は、筒状素材を軸方向に圧縮し、その軸方向の中間部分を半径内方向へ盛上げることで厚肉部を形成する第１工程と、前記第１工程を終えた筒状素材を軸方向に再び圧縮し、その両端部を半径内方向へ盛上げることで厚肉部の両側に環状の溝を挟んで環状突起を形成する第２工程とを含み、
前記第１工程は、内径が前記筒状素材の外径と同径又は僅かに大径の筒状ガイドに前記筒状素材を挿入し、該筒状素材の端面と当接する本体部と前記筒状素材内に挿入され外径が該筒状素材の内径と同径又は僅かに小径のガイド部とからなるダイを前記筒状素材の一方から挿入し、該筒状素材の端面と当接する本体部と該筒状素材内に挿入され外径が前記筒状素材の内径と同径又は僅かに小径のガイド部とからなるポンチを前記筒状素材の他方から挿入し、前記ポンチと前記ダイとの間で前記筒状素材を軸方向に圧縮することで、前記筒状ガイドにより前記筒状素材の外周面を拘束して内周面を加工する工程であり、
前記第２工程は、内径が前記筒状素材の外径と同径又は僅かに大径の筒状ガイドに前記筒状素材を挿入し、該筒状素材の端面と当接する本体部と前記筒状素材内に挿入され外径が前記筒状素材よりも前記環状突起の内径に対応した所定寸法だけ小径のガイド部とからなるダイを前記筒状素材の一方から挿入し、前記筒状素材の端面と当接する本体部と前記筒状素材内に挿入され外径が該筒状素材の内径よりも前記環状突起の内径に対応した所定寸法だけ小径のガイド部とからなるポンチを前記筒状素材の他方から挿入し、前記ポンチと前記ダイとの間で前記筒状素材を軸方向に圧縮することで、前記筒状ガイドにより前記筒状素材の外周面を拘束して内周面を加工する工程であることを特徴とする。

本発明に係る取付環の製造方法によれば、切削加工の省略はもとより、単純な筒状素材の使用が可能になるので、製造コストの低減を達成できる。また、筒状素材の厚肉化と継目なしの構造とにより強度確保は十分となり、強度的な信頼性の向上にも十分に寄与するものとなる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一つの実施形態としての取付環とその製造工程とを示したものである。同図中、（Ｃ）に示される取付環１０は、前記図７に示した従来の取付環１と実質的に同じもので、その両端部の内面には、前記弾性部材４の抜止めとして機能する溝１１，１１が形成されている。

本取付環１０の製造に際しては、図１（Ａ）に示されるように、所定肉厚ｔで所定長さＬを有する円筒素材（筒状素材）１２を用意し、先ず、前記円筒素材１２を、後述の成形型２０（図２、３）を用いて軸方向に圧縮し、その中間部分を半径内方向へ盛上げて、図１（Ｂ）に示されるように、軸方向の中間部分に厚肉部１３を有する粗形材１４を得る（第１工程）。次に、前記粗形材１４を、後述の成形型３０（図４、５）を用いて再び軸方向に圧縮し、その両端部１４ａ，１４ａを半径内方向へ盛上げて、図１（Ｃ）に示されるように、両端部に環状突起１５、１５を有する取付環１０を得る（第２工程）。

このようにして得られた取付環１０において、前記弾性部材４の抜止めとして機能する溝１１は、厚肉部１３と環状突起１５との間に画成され、したがって、切削加工は不要となる。しかも、前記厚肉部１３の最大肉厚Ｔは、円筒素材１２の肉厚ｔに比べてかなり厚くなっており、継目なしの円筒素材を用いる構造となっていることもあって、得られた取付環１０の強度保証は十分となる。

ここで、上記円筒素材１２から粗形材１４を得るための第１工程用の成形型２０は、図２および図３に示されるように、ベース２１上に固設されたダイ２２と、ダイ２２に対して接近離間可能に配設されたポンチ２３と、前記ベース２１上にダイ２２を囲む配置で固設された筒状ガイド２４とを備えている。ダイ２２およびポンチ２３のそれぞれは、大径の本体部２２ａ、２３ａと小径のガイド部２２ｂ、２３ｂとを連接してなっており、そのガイド部２２ｂ、２３ｂの先端側の隅角部にはテーパ面２２ｃ、２３ｃが設けられている。この成形型２０において、ダイ２２の本体部２２ａの直径Ｄは前記円筒素材１２の外径と同じかそれよりわずか大きい寸法に、そのガイド部２２ｂの直径ｄは円筒素材１２の内径と同じかそれよりわずか小さい寸法にそれぞれ設定され、一方、筒状ガイド２４の内径はダイ２２の本体部２２ａに密に嵌合する大きさに設定されている。したがって、ダイ２２のガイド部２２ｂと筒状ガイド２４との間には、円筒素材１２の肉厚ｔ（図１）と同じかそれよりわずか大きい隙間δが画成され、これにより円筒素材１２は前記隙間δ内に外部から挿入可能となっている。なお、ポンチ２３のガイド部２３ｂの直径は、ダイ２２のガイド部２２ｂと同径に設定されている。

粗形材１４の成形に際しては、先ず、ポンチ２３をダイ２２から大きく離間させた状態とし、この状態で、筒状ガイド２４とダイ２２のガイド部２２ｂとの隙間δに円筒素材１２を挿入する。この際、図２に示されるように円筒素材１２を、その先端がダイ２２の本体部２２ａに当接するまで挿入し、この挿入終了によりポンチ２３をダイ２２に接近させる。すると、図３に示されるようにポンチ２３のガイド部２３ｂが円筒素材１２に挿入される一方で、ポンチ２３の本体部２３ａに円筒素材１２の後端が当接し、これによって円筒素材１２は、ポンチ２３とダイ２２との間で軸方向に圧縮される。このとき、円筒素材１２の外周面が筒状ガイド２４によって拘束され、かつ円筒素材１２の両端部の内周面がダイ２２およびポンチ２３の各ガイド部２２ｂ、２３ｂによって拘束されているので、円筒素材１２の軸方向の中間部分が半径内方向へ次第に円弧状に盛上がり、遂には、軸方向の中間部分に所定の厚肉部（段差）１３を有する粗形材１４が得られるようになる。

本実施形態においては特に、ダイ２２およびポンチ２３の各ガイド部２２ｂ、２３ｂの先端隅角部にテーパ面２２ｃ、２３ｃを設けているので、円筒素材１２は、これらテーパ面２２ｃ、２３ｃに沿って円滑に半径内方向へ盛上がり、これによって円筒素材１２の座屈が防止される。なお、図示しないが、ダイ２２内にはノックアウトピンが組込まれており、成形終了後は、該ノックアウトピンの作動により粗形材１４が脱型される。

一方、上記粗形材１４から最終製品である取付環１０を得るための第２工程用成形型３０は、図４および図５に示されるように、ベース３１上に固設されたダイ３２と、ダイ３２に対して接近離間可能に配設されたポンチ３３と、前記ベース３１上にダイ３２を囲む配置で固設された筒状ガイド３４とを備えている。ダイ３２およびポンチ３３のそれぞれは、大径の本体部３２ａ、３３ａと小径のガイド部３２ｂ、３３ｂとを連接してなっており、本体部３２ａ、３３ａとガイド部３２ｂ、３３ｂとはテーパ面３２ｃ、３３ｃを介して連接されている。この成形型３０において、ダイ３２の本体部３２ａの直径Ｄ´は前記粗形材１４の外径と同じかそれよりわずか大きい寸法に、そのガイド部３２ｂの直径ｄ´は粗形材１４の端部１４ａの内径より所定距離だけ小さい寸法にそれぞれ設定され、また、筒状ガイド３４の内径はダイ３２の本体部３２ａに密に嵌合する寸法に設定されている。したがって、ダイ３２のガイド部３２ｂと筒状ガイド３４との間には、粗形材１４の端部１４ａ（図１）の肉厚より大きい隙間δ´が画成されている。一方、ポンチ３３の本体部３３ａの外径は、筒状ガイド３４の内径よりわずか小さい寸法に設定されており、したがって、ポンチ３３の全体は筒状ガイド３４内に外部から挿入可能となっている。なお、ポンチ３３のガイド部３３ｂの直径は、ダイ３２のガイド部３２ｂと同径に設定されている。

取付環１０の成形に際しては、先ず、ポンチ３３をダイ３２から大きく離間させた状態とし、この状態で、筒状ガイド３４内に粗形材１４を挿入する。この際、図４に示されるように、先端がダイ３２の本体部３２ａ（実際は、テーパ面３２ｃ）に当接するまで粗形材１４を挿入し、この挿入終了によりポンチ３３をダイ３２に接近させる。すると、図５に示されるようにポンチ３３のガイド部３３ｂが粗形材１４に挿入される一方で、ポンチ３３の本体部３３ａ（実際は、テーパ面３３ｃ）に粗形材１４の後端が当接し、これによって粗形材１４は、ポンチ３３とダイ３２との間で軸方向に圧縮される。このとき、粗形材１４の外周面が筒状ガイド３４によって拘束されているので、粗形材１４の両端部１４ａ、１４ａが次第に盛上がり、遂には、両端部に前記環状突起１５を有する取付環１０が得られる。本実施形態においては特に、ダイ３２およびポンチ２３の各本体部３２ａ、３３ａとガイド部３２ｂ、３３ｂとの連接部にテーパ面３２ｃ、３３ｃを設けているので、粗形材１４の両端部１４ａ、１４ａは、これらテーパ面３２ｃ、３３ｃに沿って円滑に半径内方向へ盛上がる。なお、図示しないが、ダイ３２内にはノックアウトピンが組込まれており、成形終了後は、該ノックアウトピンの作動により取付環１０が脱型される。

上記のように形成された取付環１０は、前記図７に関連して説明したように、機器本体２の底面に横向きに溶接部３により固定され、その内部の弾性部材４および取付軸（中空軸）５と一体に使用に供される。この取付環構造において、弾性部材４は、予め取付軸５に焼付けにより接着されており、前記機器本体２に取付環１０を溶接固定した後、該取付環１０に対して弾性部材４が圧入固定される。しかして、本取付環１０の両端部の内面には、その厚肉部１３と環状突起１５とにより溝１１、１１が画成されており、弾性部材４はその圧入に際して前記溝（抜止め）１１、１１内に膨出変形し、これによって弾性部材４の取付環１０からの離脱が防止される。

なお、本発明に係る取付環の構造は、その内面に弾性部材４の離脱を防止する抜止めを有していれば任意であり、例えば、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す種々の形態とすることができる。このうち、同図（Ａ）は、上記実施形態の中間体である粗形材１４（図１）をそのまま取付環１０Ａとしたもので、この場合は、厚肉部１３の両側のテーパ部（段差）４０、４０が弾性部材４の抜止めとして機能する。また、同図（Ｂ）は、円筒素材の軸方向の一端部を除く部分を半径内方向へ盛上げて厚肉部４１を形成した後、円筒素材（粗形材）の一端部を半径内方向へ盛上げて環状突起４２を形成して取付環１０Ｂとしたもので、この場合は、前記厚肉部４１の片側の段差４３と前記環状突起４２との間の溝４４が弾性部材４の抜止めとして機能する。さらに、同図（Ｃ）は、前記取付環１０Ｂに対して、さらにその厚肉部４１の一端部を半径内方向へ盛上げて環状突起４５を形成して取付環１０Ｃとしたもので、この場合は、前記溝４４に加え、環状突起４５が弾性部材４の抜止めとして機能する。

さらに、上記各実施の形態では、筒状素材を断面が円形の筒状素材を用いたものを示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、楕円形状に近い筒状素材に用いることもできる。

また、上記各実施の形態では、突起として、筒状素材の端部に環状に亘る環状突起を形成したものを示したが、本発明はこれに限らず、環状でなくとも抜止めとして機能すれば良いので、筒状素材の端部に沿って部分的に突起を設けるようにしても構わない。

本発明の一つの実施形態としての取付環とその製造工程とを示す断面図である。図１（Ｂ）に示す粗形材を得るための第１工程用成形型の構造と該成形型に対する筒状素材のセット状態とを示す断面図である。図２に示した成形型による成形の最終段階を示す断面図である。図１（Ｃ）に示す取付環を得るための第２工程用成形型の構造と該成形型に対する粗形材のセット状態とを示す断面図である。図４に示した成形型による成形の最終段階を示す断面図である。本発明に係る取付環の種々の変形構造を示す断面図である。従来の取付環の機器本体に対する取付構造と使用状態とを示す断面図である。

符号の説明

１０、１０Ａ〜１０Ｃ取付環
１１溝（抜止め）
１２円筒素材（筒状素材）
１３厚肉部（抜止め）
１４粗形材
１５環状突起（突起）
２０第１工程用成形型
３０第２工程用成形型
４０厚肉部の段差（抜止め）
４４厚肉部の段差と突起との間の溝（抜止め）
４５環状突起（突起、抜止め）

Claims

筒状素材を軸方向に圧縮し、その軸方向の中間部分を半径内方向へ盛上げることで厚肉部を形成する第１工程と、前記第１工程を終えた筒状素材を軸方向に再び圧縮し、その両端部を半径内方向へ盛上げることで厚肉部の両側に環状の溝を挟んで環状突起を形成する第２工程とを含み、
前記第１工程は、筒状ガイドに前記筒状素材を挿入し、該筒状素材の端面と当接する本体部と前記筒状素材内に挿入され外径が該筒状素材の内径と同径又は僅かに小径のガイド部とからなるダイを前記筒状素材の一方から挿入し、該筒状素材の端面と当接する本体部と該筒状素材内に挿入され外径が前記筒状素材の内径と同径又は僅かに小径のガイド部とからなるポンチを前記筒状素材の他方から挿入し、前記ポンチと前記ダイとの間で前記筒状素材を軸方向に圧縮することで、前記筒状ガイドにより前記筒状素材の外周面を拘束して内周面を加工する工程であり、
前記第２工程は、内径が前記筒状素材の外径と同径又は僅かに大径の筒状ガイドに前記筒状素材を挿入し、該筒状素材の端面と当接する本体部と前記筒状素材内に挿入され外径が前記筒状素材よりも前記環状突起の内径に対応した所定寸法だけ小径のガイド部とからなるダイを前記筒状素材の一方から挿入し、前記筒状素材の端面と当接する本体部と前記筒状素材内に挿入され外径が該筒状素材の内径よりも前記環状突起の内径に対応した所定寸法だけ小径のガイド部とからなるポンチを前記筒状素材の他方から挿入し、前記ポンチと前記ダイとの間で前記筒状素材を軸方向に圧縮することで、前記筒状ガイドにより前記筒状素材の外周面を拘束して内周面を加工する工程であることを特徴とする取付環の製造方法。
前記第２工程において、前記ダイの本体部とガイド部との間にはテーパ面が設けられ、前記ポンチの本体部とガイド部との間にはテーパ面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の取付環の製造方法。