JP5654747B2 - リンク部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両用のワイパ装置のリンク機構等に用いられるリンク部材を長尺の板材からプレス加工により製造するリンク部材の製造方法に関する。

自動車等の車両に設けられるワイパ装置は、運転席側と助手席側の２本のワイパアームを１つのワイパモータで揺動駆動するために、ワイパモータの動力をリンク機構を介して各ワイパアームに伝達するようにしている。このリンク機構は、通常、ワイパモータの出力軸に固定される出力アームと各ピボット軸に固定されるリンクプレート（リンク部材）とを備え、各リンクプレートが連結ロッドにより互いに連結され、出力アームが駆動ロッドにより一方のリンクプレートに連結される構造となっている。駆動ロッドが連結される側のリンクプレートは、その一端側に固定孔を備えるとともに他端側に２つの連結孔を備えており、固定孔においてピボット軸に固定されるとともに、２つの連結孔において駆動ロッドと連結ロッドとに連結されている。

従来、このような３つの孔を備えたリンクプレートは、例えば特許文献１に示されるように、固定孔が設けられる一端側よりも２つの連結孔が設けられる他端側の方が幅広の略Ｔ字形状に形成されている。そのため、長尺の鋼板等の板材（帯板）をプレス加工して複数のリンクプレートを連続的に製造する際には、プレス加工用の金型として総ブランク型を用い、当該ブランク型を用いた打ち抜き加工により板材から所定形状のリンクプレートを形成するようにしていた。

特開２００８−１８４０４２号公報

しかしながら、従来の製造方法のように、総ブランク型を用いて板材から順次リンクプレートを打ち抜く方法では、板材の各リンクプレートを打ち抜いた間の部分に不要な残りかすが生じ、板材の歩留がよくなかった。

本発明の目的は、リンク部材を製造する際の板材の歩留を高めて、リンク部材のコストを低減することにある。

本発明のリンク部材の製造方法は、長尺の板材をプレス加工して複数のリンク部材を製造するリンク部材の製造方法であって、前記板材の両側辺を面取り加工して、前記板材の長手方向に、前記複数のリンク部材に対応する複数の材料部分の両端形状を形成する面取り工程と、前記複数の材料部分の両端形状が形成された前記板材を前記両端形状の範囲で長手方向に順送する送り工程と、順送された前記板材を、前記板材の長手方向の前端部から順送方向に形成された隣り合う前記複数の材料部分における前記両端形状の間を切断して、隣り合う前記複数の材料部分同士を分離し、前記板材を切断する際における前記複数の材料部分の前記両端形状の一方の辺及び他方の辺の形状が平面視で同一のくの字である前記複数のリンク部材を製造する切断工程とを有し、前記板材の幅方向の一端側にピボット軸が固定される固定孔を形成するとともに他端側に駆動ロッドと連結ロッドが連結される一対の連結孔を形成する孔明け工程を、前記面取り工程と前記切断工程との間にさらに有することを特徴とする。

本発明のリンク部材の製造方法は、前記リンク部材は車両用のワイパ装置のリンク機構に用いられるリンクプレートであることを特徴とする。

本発明のリンク部材の製造方法は、前記切断工程は、順送された前記板材を、前記板材の長手方向の前端部から順送方向に１つ目の前記両端形状と２つ目の前記両端形状との間、および２つ目の前記両端形状と３つ目の前記両端形状との間を同時に切断して、隣り合う前記複数の材料部分同士を分離することを特徴とする。

本発明のリンク部材の製造方法は、前記両端形状の間の一方の辺の曲げ形状の半径と他方の辺の曲げ形状の半径とが同一径であることを特徴とする。

本発明によれば、隣り合う複数の材料部分における両端形状の間を切断して、隣り合う複数の材料部分同士を分離し、両端形状の間の一方の辺及び他方の辺の形状が同一である複数のリンク部材を製造する。したがって、長尺の板材から、残りかすを生じさせることなく、複数のリンク部材を順次切断することができるので、リンク部材の材料となる板材の歩留を高めて、リンク部材のコストを低減することができる。

本発明の一実施の形態であるリンクプレートの製造方法により製造されたリンクプレートを備える車両用のワイパ装置の正面図である。 図１に示すリンク機構の出力リンクと運転席側のリンクプレートの部分の詳細を示す図である。 図１に示すリンク機構の助手席側のリンクプレートの部分の詳細を示す図である。 図３に示す助手席側のリンクプレートの詳細を示す斜視図である。 図４に示す助手席側のリンクプレートの形状を示す平面図である。 本発明の一実施の形態であるリンクプレートの製造方法の工程図である。 図６に示す工程図の各工程の手順を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ図５に示すリンクプレートの変形例を示す平面図である。 図６に示されるリンクプレートの製造方法の変形例を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す車両用のワイパ装置１１（以下、ワイパ装置１１とする）は、自動車等の車両に設けられて運転席側と助手席側の２本のワイパアーム（不図示）を揺動駆動し、ウインドシールドガラス（フロントガラス）を払拭するものである。

このワイパ装置１１はその駆動源となるワイパモータ１２を備えている。このワイパモータ１２は電動モータ１３と減速機１４が一つのユニットとされた減速機付き電動モータとなっており、図示しないボルト等の締結部材によりモータブラケット１５に固定されている。

モータブラケット１５はアルミダイキャスト製となっており、ワイパモータ１２はこのモータブラケット１５の板状に形成された本体部１５ａの表面側に固定されている。また、モータブラケット１５には一対の取付脚部１５ｂが本体部１５ａと一体に設けられており、これらの取付脚部１５ｂにおいて図示しないボルト等の締結部材によりモータブラケット１５は車体に固定されるようになっている。

図１に示すように、モータブラケット１５には運転席側のピボットホルダ１７が一体に設けられ、このピボットホルダ１７には運転席側のピボット軸１８が回動自在に支持されている。また、ワイパ装置１１は助手席側のピボットホルダ２１を備えており、このピボットホルダ２１には助手席側のピボット軸２２が回動自在に支持されている。助手席側のピボットホルダ２１はモータブラケット１５つまり運転席側のピボットホルダ１７とは別体に形成されたアルミダイキャスト製となっており、これと一体に設けられた一対の取付脚部２１ａにおいて図示しないボルト等の締結部材により車体に固定されるようになっている。モータブラケット１５（運転席側のピボットホルダ１７）と助手席側のピボットホルダ２１は鋼材等により断面円形の中空状に形成されたパイプフレーム２３により連結され、これによりワイパ装置１１はモジュール化されている。

ワイパモータ１２の出力軸１２ａの回転を揺動運動に変換して各ピボット軸１８，２２に伝達するために、ワイパ装置１１にはリンク機構３１が設けられている。

図２は図１に示すリンク機構の出力リンクと運転席側のリンクプレートの部分の詳細を示す図であり、図３は図１に示すリンク機構の助手席側のリンクプレートの部分の詳細を示す図である。

図２に示すように、リンク機構３１はワイパモータ１２の出力軸１２ａに固定される出力リンク３２を備えている。モータブラケット１５の本体部１５ａの略中心部分には貫通孔（不図示）が設けられており、ワイパモータ１２の出力軸１２ａはモータブラケット１５の表面側から貫通孔を介して裏面側に突出している。出力リンク３２は出力軸１２ａの先端に固定されており、モータブラケット１５の裏面側において出力軸１２ａとともに回転するようになっている。また、運転席側のピボット軸１８の基端部には運転席側のリンクプレート３３が固定されている。

一方、図３に示すように、助手席側のピボット軸２２の基端部にはリンク部材としての助手席側のリンクプレート３４が固定されている。

図４は図３に示す助手席側のリンクプレートの詳細を示す斜視図であり、図５は図４に示す助手席側のリンクプレートの形状を示す平面図である。

このリンクプレート３４は長尺の板材である帯板をプレス加工して形成した鋼板製となっており、長手方向の両端がそれぞれ半円形に面取りされ、両端形状の間の部分が平面視でくの字に曲げられるとともに、くの字に曲げられた部分と一方の先端側との間が段差状に曲げられた形状となっている。図５に示すように、くの字の曲がり部分は、その一方の辺３４ｂ，３４ｄの側における曲げ形状の半径Ｒ１と、他方の辺３４ａ，３４ｃの側における曲げ形状の半径Ｒ２とが同一径となっている。また、図５に示すように、当該曲げ形状の部分から長手方向の一端にまで延びる各辺３４ａ，３４ｂは一方側と他方側とで互いに平行となっており、同様に、当該曲げ形状の部分から長手方向の他端にまで延びる各辺３４ｃ，３４ｄは一方側と他方側とで互いに平行となっている。

助手席側のリンクプレート３４の長手方向の一端側には固定孔３５が設けられている。図３に示すように、助手席側のリンクプレート３４は、その固定孔３５において助手席側のピボット軸２２の基端部に固定され、このピボット軸２２とともに当該ピボット軸２２を中心として回動するようになっている。

また、助手席側のリンクプレート３４の長手方向の曲げ形状の部分よりも他端側の部分には一対の連結孔３６，３７が設けられている。図３に示すように、助手席側のリンクプレート３４の一方の連結孔３６には駆動ロッド４１の一端に設けられたボールジョイント４１ａが当該リンクプレート３４の裏面側にボルト４２により固定され、これにより、助手席側のリンクプレート３４には駆動ロッド４１の一端が回動自在に連結されている。また、助手席側のリンクプレート３４の他方の連結孔３７には連結ロッド４３の一端に設けられたボールジョイント４３ａが当該リンクプレート３４の表面側にボルト４４により固定され、これにより、助手席側のリンクプレートには連結ロッドの一端が回動自在に連結されている。このとき、前述のように、助手席側のリンクプレート３４は、くの字に曲げて形成され、その曲げ形状の部分と他端との間の部分に連結孔３６，３７が並べて設けられているので、各連結孔３６，３７を各ロッド４１，４３に合わせた最適位置に配置することができる。

一方、図２に示すように、駆動ロッド４１の他端はボールジョイント４１ｂとトルクリミッタ４６とを介して出力リンク３２の先端に回動自在に連結され、連結ロッド４３の他端は運転席側のリンクプレート３３の先端にボールジョイント４３ｂを介して回動自在に連結されている。

このような構造によりリンク機構３１が構成され、ワイパモータ１２が作動して出力軸１２ａが回転すると、出力軸１２ａの回転運動がリンク機構３１により揺動運動に変換されて各ピボット軸１８，２２に伝達される。各ピボット軸１８，２２が揺動運動すると、運転席側のピボット軸１８の先端に取り付けられる運転席側のワイパアームと助手席側のピボット軸２２の先端に取り付けられる助手席側のワイパアームとがウインドシールドガラス上を揺動運動してガラス面が払拭されることになる。

トルクリミッタ４６は、ワイパアームがそのストローク端において過度の荷重を受けたときに、駆動ロッド４１の出力リンク３２に対する連結位置を出力軸１２ａの側に変位させて当該荷重を逃がすために設けられるものである。このトルクリミッタ４６は、出力リンク３２にピン４７により回動自在に連結される中間リンク４８を備えており、この中間リンク４８の一端には駆動ロッド４１がボールジョイント４１ｂにより回動自在に連結され、他端にはスプリング４９が装着されている。ワイパアームに過大な荷重が加えられると、その荷重により中間リンク４８がピン４７を中心としてスプリング４９のばね力に抗する方向に回動し、これにより、出力リンク３２に対する駆動ロッド４１の連結位置が出力軸１２ａの側に移動する。なお、出力軸１２ａつまり出力リンク３２の回転方向は図２において反時計周り方向である。

なお、本実施の形態においては、駆動ロッド４１をトルクリミッタ４６を介して出力リンク３２に連結するようにしているが、駆動ロッド４１を直接出力リンク３２に連結するようにしてもよい。

次に、このワイパ装置１１に用いられる助手席側のリンクプレート３４の製造方法（リンク部材の製造方法）について説明する。

図６は本発明の一実施の形態であるリンクプレートの製造方法の工程図であり、図７は図６に示す工程図の各工程の手順を示す説明図である。

本発明のリンクプレートの製造方法では、その材料として長尺の板材である鋼板の帯板５１が用いられ、これを各工程毎に長手方向に順送しながら順次プレス加工して複数のリンクプレート３４を連続的に製造するようにしている。帯板５１としては、例えばロール状に巻かれたものが用いられ、この場合、帯板５１は順送装置によりロールから順次巻き戻されながら長手方向に所定のピッチで順送されることになる。

帯板５１が順送装置にセットされると、まず、図６、図７に示すように、マッチング孔明け工程Ｓ１において、ポンチとダイスとを備えた金型（不図示）により、帯板５１の長手方向に延びる両側辺５１ａ，５１ｂの側に、それぞれ当該側辺５１ａ，５１ｂに沿って長手方向に並べて一対の位置決め用のマッチング孔５２が形成される。これらのマッチング孔５２の帯板５１の長手方向つまり順送方向に向くピッチは、製品となるリンクプレート３４の材料１つ分の幅となっている。

帯板にマッチング孔５２が形成されると、次いで送り工程Ｓ２において、順送装置により帯板５１がマッチング孔５２を基準として材料２個分づつ長手方向に順送される。これにより、帯板５１の既加工箇所が次工程に移動し、未加工箇所がマッチング孔明け工程Ｓ１の金型に配置されることになる。

マッチング孔５２が形成された帯板５１が材料２個分順送されると、次に、面取り工程Ｓ３が行われる。面取り工程Ｓ３では、図７に示すように、帯板５１の長手方向に延びる両側辺５１ａ，５１ｂがトリム型（不図示）により所定の形状に面取り加工され、当該両側辺５１ａ，５１ｂに製品となるリンクプレート２個分に対応し、隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂの両端形状が長手方向に並べて形成される。

面取り工程Ｓ３において帯板５１に隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂの両端形状が形成されると、次いで送り工程Ｓ４において、順送装置により帯板５１がマッチング孔５２を基準として材料２個分づつ、つまり、これに形成された隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂの両端形状の２つ分の範囲で長手方向に順送される。これにより、帯板５１の両端形状が形成された部分が次工程に移動し、マッチング孔５２のみが形成された部分がトリム型に配置されることになる。

帯板５１の両端形状が形成された部分が次工程に向けて順送されると、次いで、孔明け工程Ｓ５が行われる。孔明け工程Ｓ５では、まず、ポンチとダイスとを備えた金型（不図示）により帯板５１の幅方向の一端側つまり一方の側辺５１ａの側に固定孔３５の下孔３５ａが長手方向に並べて一対形成される（図７中Ｓ５丸付き数字１で示す）。下孔３５ａが形成されると順送装置により帯板５１が材料２つ分順送され（図７中Ｓ５丸付き数字２で示す）、次いで、ポンチとダイスとを備えた金型（不図示）により下孔３５ａが仕上げられて固定孔３５が形成される（図７中Ｓ５丸付き数字３で示す）。また、この工程において別の金型（不図示）により帯板５１の幅方向の他端側つまり他方の側壁５１ｂの側に一対の連結孔３６，３７が長手方向に並べて２セット形成される。このように、孔明け工程Ｓ５は帯板５１の順送１回分を含めた工程Ｓ５丸付き数字１〜３で行われ、当該孔明け工程Ｓ５により帯板５１の幅方向の一端側と他端側に、隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂの固定孔３５と一対の連結孔３６，３７とが長手方向に並べて形成されることになる。

帯板５１に固定孔３５と連結孔３６，３７とが形成されると、次いで送り工程Ｓ６において、図示しない順送装置により帯板５１がマッチング孔５２を基準として材料２個分づつ更に長手方向に順送される。

当該送り工程Ｓ６で帯板５１が順送されると、次いで切断工程Ｓ７が行われる。切断工程Ｓ７においては、帯板５１が、その長手方向つまり順送方向の前端部からその側辺５１ａ，５１ｂの両端形状が形成された範囲で、つまり、隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂにおける両端形状の間がカット型（不図示）により切断され、隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂが分離される。

ここで、帯板５１は順送装置により材料２個分づつ順送されているので、切断工程Ｓ７では、カット型により、帯板５１の前端部から１つ目と２つ目の両端形状の間と、２つ目と３つ目の両端形状の間とを同時に切断して、前端部から１つ目の材料部分５３ａと２つ目の材料部分５３ｂとを同時に抜き取る中抜きを行うようにしている。

また、カット型によるカット形状つまり切断部分の形状は、１つ目と２つ目の両端形状の間と、２つ目と３つ目の間の両端形状の、いずれにおいても、両端形状の間でくの字に曲がる同一形状とされている。つまり、帯板５１は、順送される毎に、カット型により各両端形状の間において同一形状で切断される。これにより、１回の順送毎に、順次２つのリンクプレート分の材料部分５３ａ，５３ｂが帯板５１から同一形状で切断されることになる。したがって、帯板５１から順次リンクプレート３４の材料部分５３ａ，５３ｂを切断しても、その隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂの隣り合う辺の部分の形状は常に同一であり、帯板５１の隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂの間に残りかすが生じることがない。

このように、本発明のリンクプレートの製造方法では、帯板５１を順送毎に、隣り合う材料部分５３ａ，５３ｂにおける両端形状の間を同一形状で切断して、切断される各材料部分５３ａ，５３ｂの間の部分に残りかすが生じないようにしたので、リンクプレート３４の材料となる帯板５１の歩留を高めて、リンクプレート３４の製造コストを低減することができる。

帯板５１から２つ分のリンクプレート３４の材料部分５３ａ，５３ｂが切断されると、次いで、曲げ工程Ｓ８が行われる。曲げ工程Ｓ８においては、材料部分５３ａ，５３ｂが曲げ型を用いた曲げ加工により所定の段差形状に曲げられ、リンクプレート３４が完成する。

上記各工程は帯板５１の順送毎に同時に行われ、これにより、多数のリンクプレート３４が順次連続的に製造されることになる。

図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図５に示すリンクプレートの変形例を示す平面図である。

図５に示す場合では、リンクプレート３４の、くの字に曲げられた部分の曲げ角度を９０度以上の角度としているが、これに限らず、図８（ａ）に示すように、当該角度を９０度としてもよい。

また、図５に示す場合では、リンクプレート３４の固定孔３５が設けられる一端と、くの字に曲げられた部分との間に曲げ加工により段差形状を設けるようにしているが、これに限らず、例えば図８（ａ）に示すように、段差形状を設けない構成としてもよい。この場合、曲げ工程Ｓ８は行われない。

なお、図８（ａ）、（ｂ）においては、前述した部分に対応する部分には同一の符号が付されており、また、図８（ａ）、（ｂ）に示す場合においても、くの字の半径Ｒ１とＲ２は同一径となっている。

図９は図６に示されるリンクプレートの製造方法の変形例を示す工程図である。なお、図９においては、図６に示されるリンクプレートの製造方法と同一の工程に同一の工程番号を使用している。

まず、マッチング孔明け工程Ｓ１を行い、帯板５１にマッチング孔５２の形成を行う。次いで、送り工程Ｓ２で帯板５１が、材料２個分を順送される。そして、切断工程Ｓ７で、帯板５１が、カット型（不図示）により切断され、リンク部材３４が形成される。次いで送り工程Ｓ４で帯板５１が材料２個分順送される。

その後、帯板５１から切断されたリンク部材３４の面取りを行う面取り工程Ｓ３を行い、さらに、図４に示されるように、リンク部材３４を曲げる場合は、送り工程Ｓ６の後、曲げ工程Ｓ８を行う。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施の形態においては、ワイパ装置１１の助手席側のリンクプレート３４の製造に本発明を適用しているが、これに限らず、リンク機構３１に用いられるリンク部材であれば、例えばワイパ装置の他のリンクプレートやワイパ装置以外のリンク機構に用いられるリンク部材の製造に本発明を適用するようにしてもよい。

１１ 車両用のワイパ装置
１２ ワイパモータ
１２ａ 出力軸
１３ 電動モータ
１４ 減速機
１５ モータブラケット
１５ａ 本体部
１５ｂ 取付脚部
１７ 運転席側のピボットホルダ
１８ 運転席側のピボット軸
２１ 助手席側のピボットホルダ
２１ａ 取付脚部
２２ 助手席側のピボット軸
２３ パイプフレーム
３１ リンク機構
３２ 出力リンク
３３ 運転席側のリンクプレート
３４ 助手席側のリンクプレート（リンク部材）
３４ａ〜３４ｄ 辺
３５ 固定孔
３５ａ 下孔
３６，３７ 連結孔
４１ 駆動ロッド
４１ａ，４１ｂ ボールジョイント
４２ ボルト
４３ 連結ロッド
４３ａ，４３ｂ ボールジョイント
４４ ボルト
４６ トルクリミッタ
４７ ピン
４８ 中間リンク
４９ スプリング
５１ 帯板（板材）
５１ａ，５１ｂ 側辺
５２ マッチング孔
５３ａ １つ目の材料部分
５３ｂ ２つ目の材料部分
Ｒ１，Ｒ２ 半径

Claims (4)

1. 長尺の板材をプレス加工して複数のリンク部材を製造するリンク部材の製造方法であって、
   前記板材の両側辺を面取り加工して、前記板材の長手方向に、前記複数のリンク部材に対応する複数の材料部分の両端形状を形成する面取り工程と、
   前記複数の材料部分の両端形状が形成された前記板材を前記両端形状の範囲で長手方向に順送する送り工程と、
   順送された前記板材を、前記板材の長手方向の前端部から順送方向に形成された隣り合う前記複数の材料部分における前記両端形状の間を切断して、隣り合う前記複数の材料部分同士を分離し、前記板材を切断する際における前記複数の材料部分の前記両端形状の一方の辺及び他方の辺の形状が平面視で同一のくの字である前記複数のリンク部材を製造する切断工程とを有し、
   前記板材の幅方向の一端側にピボット軸が固定される固定孔を形成するとともに他端側に駆動ロッドと連結ロッドが連結される一対の連結孔を形成する孔明け工程を、前記面取り工程と前記切断工程との間にさらに有することを特徴とするリンク部材の製造方法。
2. 請求項１記載のリンク部材の製造方法において、前記リンク部材は車両用のワイパ装置のリンク機構に用いられるリンクプレートであることを特徴とするリンク部材の製造方法。
3. 請求項１または２記載のリンク部材の製造方法において、前記切断工程は、順送された前記板材を、前記板材の長手方向の前端部から順送方向に１つ目の前記両端形状と２つ目の前記両端形状との間、および２つ目の前記両端形状と３つ目の前記両端形状との間を同時に切断して、隣り合う前記複数の材料部分同士を分離することを特徴とするリンク部材の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のリンク部材の製造方法において、前記両端形状の間の一方の辺の曲げ形状の半径と他方の辺の曲げ形状の半径とが同一径であることを特徴とするリンク部材の製造方法。

Images