JP6043230B2 - ナックルブラケットの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器を車両に取り付けるためのナックルブラケットの製造装置及び製造方法に関するものである。

従来のナックルブラケットとして、特許文献１には、軸方向に延びる湾曲部と湾曲部の周方向両端に形成された直線部とを備え、湾曲部の内側に液圧緩衝器の下端部が挿入して固定されるものが開示されている。一対の直線部には、車両への取付ボルトが挿通する取付孔が形成される。

特開平９−８９０３６号公報

一般的に、ナックルブラケットの製造は、板材をブランク加工してから曲げ加工することによって湾曲部と直線部を成形し、最後に一対の直線部に穴開け加工することによって取付孔を形成する。曲げ加工の前に穴開け加工する方法もあるが、この方法では一対の直線部に形成される取付孔の同軸度を確保するのが困難である。したがって、取付孔の同軸度を確保するためには、製造工程の最後に穴開け加工するのが一般的である。

穴開け加工はブランク加工から曲げ加工までを行うラインとは別の専用のプレス機を用いて行う必要があるため、穴開け加工費用が追加で発生してしまい、ナックルブラケットの製造コストが増加してしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ナックルブラケットの製造コストを低減することを目的とする。

本発明は、緩衝器のチューブに沿った内周形状を有し前記チューブに固定されるブラケット本体と、前記ブラケット本体の両端から互いに平行に突出して形成されステアリングナックルに締結される一対の取付部と、を備えるナックルブラケットの製造装置であって、前記ブラケット本体の内周形状に沿った外周形状を有し、ワークを支持する支持軸と、前記支持軸にてワークを支持した状態で、前記一対の取付部の幅を所定寸法に成形する幅成形機と、前記支持軸にてワークを支持すると共にダイの両側面に前記一対の取付部が対向した状態で、前記一対の取付部に取付穴を加工する穴開け機と、を備え、前記幅成形機から前記穴開け機へのワークの搬送は、前記支持軸を上昇させた後、前記ワークを前記支持軸に沿って前記ダイの上方まで移動させ、前記支持軸を前記ダイ上面に当接するまで下降させることによって行うことを特徴とする。

本発明によれば、幅成形機から穴開け機へのワークの移動は支持軸に沿って行われるため、取付穴の加工は一対の取付部の幅成形と連続して行われ、専用のプレス機を用いて行う必要がない。したがって、ナックルブラケットの製造コストを低減することができる。

ナックルブラケットの斜視図である。 プレス成形工程によって得られたワークの平面図である。 リブ曲げ成形工程によって得られたワークの平面図である。 曲げ成形工程によって得られたワークの平面図である。 幅成形工程によって得られたワークの平面図である。 穴開け工程によって得られたワークの側面図である。 本発明の実施形態に係るナックルブラケットの製造装置を示す側面図であり、上部架台が上死点に位置する状態を示す。 図３の状態における幅成形機の正面図である。 図３の状態における穴開け機の正面図である。 本発明の実施形態に係るナックルブラケットの製造装置を示す側面図であり、上部架台が上死点と下死点の間に位置する状態を示す。 図６の状態における幅成形機の正面図である。 図６の状態における穴開け機の正面図である。 本発明の実施形態に係るナックルブラケットの製造装置を示す側面図であり、上部架台が下死点に位置する状態を示す。 図９の状態における幅成形機の正面図である。 図９の状態における穴開け機の正面図である。 図５の部分拡大図である。 図１１の部分拡大図である。 比較例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

本発明の実施形態に係るナックルブラケット１の製造装置１００について説明する。

まず、図１を参照して、ナックルブラケット１について説明する。ナックルブラケット１は、緩衝器を車両のステアリングナックルに取り付けるためのものである。

ナックルブラケット１は、緩衝器のチューブ１０に沿った内周形状を有する断面Ｃ型のブラケット本体２と、ブラケット本体２の両端から互いに平行に突出して形成されステアリングナックルに締結される一対の取付部３，４と、一対の取付部３，４の端部から内側に屈折して形成された屈折部としての一対のリブ５，６と、を備える。

ブラケット本体２は、緩衝器のチューブ１０を抱えた状態でチューブ１０の下部に溶接固定される。

一対の取付部３，４のそれぞれには、ボルト締結用の取付穴３ａ，４ａが２つずつ形成される。一対の取付部３，４の間には、ステアリングナックルの締結部が挿入され、一対の取付部３，４とステアリングナックルとは、取付穴３ａ，４ａと締結部とを挿通するボルトによって締結される。このように、緩衝器は、ナックルブラケット１を介してステアリングナックルに取り付けられる。

一対のリブ５，６は、取付部３，４の強度を高くするためのものである。

ナックルブラケット１は、金属製の板材を加工するブランク加工から、図２Ａ〜２Ｅに示すプレス成形工程、リブ曲げ成形工程、曲げ成形工程、幅成形工程、及び穴開け工程の各工程を経て成形される。ブランク加工では、金属製の板材からナックルブラケット１の素地を打ち抜く。プレス成形工程では、ブランク加工によって得られた素地をプレス成形してブラケット本体２となる部位と取付部３，４となる部位とを成形する。リブ曲げ成形工程では、曲げ加工によってリブ５，６を成形する。曲げ成形工程では、曲げ加工によってブラケット本体２を成形する。幅成形工程では、一対の取付部３，４の幅を所定寸法に成形する。穴開け工程では、一対の取付部３，４に取付穴３ａ，４ａを加工する。

図３〜１４を参照して、製造装置１００について説明する。

製造装置１００は、プレス成形工程、リブ曲げ成形工程、曲げ成形工程、幅成形工程、及び穴開け工程をトランスファープレスによって連続して行う装置である。製造装置１００は各工程を行う専用の金型を有し、各工程の金型にワーク９を順番に搬送して連続して自動加工する。

製造装置１００は、プレス成形工程を行うプレス加工機と、リブ曲げ成形工程を行うリブ曲げ成形機と、曲げ成形工程を行う曲げ成形機と、幅成形工程を行う幅成形機３０と、穴開け工程を行う穴開け機４０と、を備える。図３，６，及び９では、幅成形機３０及び穴開け機４０のみを示し、プレス加工機、リブ曲げ成形機、及び曲げ成形機の図示は省略する。

製造装置１００は、幅成形工程及び穴開け工程をそれぞれ行う専用の金型３１，４１が設けられて上下動可能に構成された上部架台６２を備える。上部架台６２を上下動させる駆動源としては、例えば、油圧シリンダやサーボモータが用いられる。

上部架台６２が図３に示す上死点と図９に示す下死点の間で往復動するのに同期して、図示しない搬送機構がワーク９を幅成形機３０及び穴開け機４０に搬送することによって、ワーク９の自動加工が行われる。上部架台６２が上死点に位置した状態で、ワーク９の搬送が行われ、上部架台６２が上死点から下死点に下降する過程で各工程の成形が行われる。図３〜５は上部架台６２が上死点に位置する状態を示し、図６〜８は上部架台６２が上死点と下死点の間に位置する状態を示し、図９〜１１は上部架台６２が下死点に位置する状態を示す。

まず、図３，４，６，７，９，及び１０を参照して、幅成形機３０について説明する。

幅成形機３０は、下部架台６１に上下動可能に設けられた受けダイ３２と、ワーク９を支持する支持軸としての中子型３３と、上部架台６２に設けられ一対の取付部３，４の幅成形時に中子型３３との間でワーク９を支持する金型３１と、受けダイ３２に対して一対の取付部３，４を押圧する押圧機構７０と、を備える。

受けダイ３２は、基台３２ａと、一対の取付部３，４の間に位置し一対の取付部３，４の幅寸法を規定するための受部３２ｂと、を有する。基台３２ａは、下部架台６１に摺動自在なガイドピン３５とスプリング３６とを介して下部架台６１に支持される。

中子型３３は、ブラケット本体２の内周形状に沿った外周形状を有する円柱状の型である。中子型３３は、受けダイ３２の受部３２ｂの上端に結合して形成される。このように、中子型３３と受けダイ３２は一体に形成される。中子型３３は、次工程の穴開け機４０まで延在して形成され、幅成形工程及び穴開け工程の双方で共通に使用される。

金型３１は、上部架台６２に摺動自在なガイドピン３９とスプリング３８とを介して上部架台６２に吊り下げられている。金型３１は、ブラケット本体２の外周形状に沿った型彫り３１ａを有する。

下部架台６１には、一対のガスシリンダ３７が設けられる。ガスシリンダ３７のロッド先端にはピン３７ａが設けられる。ガスシリンダ３７は、上部架台６２が上死点から下死点に下降する際に、金型３１がワーク９に当接するのに先立って、ピン３７ａが中子型３３に当接して中子型３３を下降させる。なお、図４，７，及び１０ではガスシリンダ３７の図示を省略している。

押圧機構７０は、図４，７，及び１０に示すように、受けダイ３２の両側方に移動自在に設けられ一対の取付部３，４に押圧力を付与するスライダ７１と、下部架台６１に設けられスライダ７１を支持する支持台７２と、上部架台６２における金型３１の両側方に設けられスライダ７１を受部３２ｂに向けて前進させて押圧力を発生させる楔カム７３と、を備える。

スライダ７１の背面には、楔カム７３の傾斜面に対応する傾斜面が形成される。上部架台６２が上死点から下死点に下降する際には、楔カム７３の傾斜面がスライダ７１背面の傾斜面に押し付けられることによって、スライダ７１が前進する。

スライダ７１の後端部には、支持台７２を摺動自在に挿通するボルト７４の先端部が締結される。ボルト７４の頭部と支持台７２との間には、戻しスプリング７５が介装される。楔カム７３がスライダ７１に押し付けられスライダ７１が前進すると、戻しスプリング７５はボルト７４の頭部と支持台７２との間で圧縮される。スライダ７１に対する楔カム７３の押し付けが解除されると、戻しスプリング７５の付勢力によってスライダ７１は後退して元の位置に復帰する。

幅成形機３０の動作について説明する。

前工程である曲げ成形機から幅成形機３０へのワーク９の搬送は、上部架台６２が上死点に位置した状態で行われる。上部架台６２が上死点に位置した状態では、スプリング３６の付勢力によって受けダイ３２が付勢され、中子型３３は最大高さまで上昇した状態となる（図３及び４に示す状態）。この状態で、ワーク９を搬送機構に設けられた搬送フィンガーにて把持して搬送し、中子型３３に支持させる。このようにして、曲げ成形機から幅成形機３０へのワーク９の搬送が行われる。

上部架台６２が上死点から下死点に下降する際には、楔カム７３がスライダ７１に押し付けられる前に、ガスシリンダ３７のピン３７ａが中子型３３に当接し、中子型３３はガスシリンダ３７によって押し付けられて下降する。これにより、中子型３３と一体の受けダイ３２は、スプリング３６を圧縮しながら下降して下部架台６１に当接する（図６及び７に示す状態）。これにより、スライダ７１が受けダイ３２の基台３２ａと干渉せずに前進可能な状態となる。また、受けダイ３２と一体の中子型３３は最小高さに位置する。

図７に示す状態から上部架台６２がさらに下降すると、ガスシリンダ３７が収縮し始め、金型３１の型彫り３１ａがワーク９のブラケット本体２の外周に当接する。これにより、ワーク９は中子型３３と金型３１の間で支持された状態となる。

上部架台６２がガスシリンダ３７とスプリング３８を圧縮しながらさらに下降すると、楔カム７３がスライダ７１に押し付けられスライダ７１が先進する。スライダ７１は、受部３２ｂに向けて一対の取付部３，４を押し付ける。これにより、一対の取付部３，４の幅は所定寸法に成形される（図９及び１０に示す状態）。一対の取付部３，４の幅は受部３２ｂの幅と略等しくなるため、受部３２ｂの幅を調整することによって一対の取付部３，４の幅を所望の寸法に成形することが可能となる。

幅成形の際に、リブ５，６が受部３２ｂと干渉せず受部３２ｂの端面に沿うように、つまり、リブ５，６が受部３２ｂと干渉して幅成形を阻害しないように、ワーク９は中子型３３に支持されている。具体的には、前工程である曲げ成形機から中子型３３へワーク９が搬送される際に、受部３２ｂに対するワーク９の相対位置が位置決めされる。ワーク９の位置決めは、例えば、搬送フィンガーを駆動するサーボモータにてワーク９の移動量を制御することによって行われる。

上部架台６２が下死点から上死点に上昇する際には、スライダ７１に対する楔カム７３の押し付けが解除されるため、戻しスプリング７５の付勢力によってスライダ７１は元の位置に復帰する。

上部架台６２が上死点に到達した状態では、ガスシリンダ３７による中子型３３の押し付け、及びスプリング３８による金型３１の付勢が解除されるため、スプリング３６の付勢力によって受けダイ３２が付勢され、中子型３３は最大高さまで上昇した状態となる（図３に示す状態）。

次に、図３，５，６，８，９，及び１１〜１３を参照して、穴開け機４０について説明する。

穴開け機４０は、下部架台６１に設けられた受けダイ４２と、幅成形機３０と共通で用いられワーク９を支持する中子型３３と、上部架台６２に設けられ取付穴３ａ，４ａの加工時に中子型３３との間でワーク９を支持する金型４１と、一対の取付部３，４に取付穴３ａ，４ａを打ち抜くパンチ４３と、パンチ４３を駆動する駆動機構８０と、を備える。

受けダイ４２は、基台４２ａと、取付穴３ａ，４ａの加工時に一対の取付部３，４にて挟まれる受部４２ｂと、を有する。受部４２ｂには、取付穴３ａ，４ａの加工時に、パンチ４３が進入する貫通孔４２ｃ（図１２及び１３参照）が形成される。

金型４１は、上部架台６２に摺動自在なガイドピン４４とスプリング４５とを介して上部架台６２に吊り下げられている。金型４１は、ブラケット本体２の外周形状に沿った型彫り４１ａを有する。

駆動機構８０は、受けダイ４２の両側方に設けられパンチ４３を支持すると共にパンチ４３の軸方向に移動自在なスライダ８１と、下部架台６１に設けられスライダ８１を支持する支持台８２と、上部架台６２における金型４１の両側方に設けられスライダ８１を受部４２ｂに向けて前進させる楔カム８３と、を備える。

スライダ８１の背面には、楔カム８３の傾斜面に対応する傾斜面が形成される。上部架台６２が上死点から下死点に下降する際には、楔カム８３の傾斜面がスライダ８１背面の傾斜面に押し付けられることによって、スライダ８１が前進する。

パンチ４３には、取付部３，４がパンチ４３にて打ち抜かれる際に、取付部３，４における打ち抜かれる以外の部分を受部４２ｂに対して押し付け、取付部３，４の変形を防止するストリッパ８７が設けられる。パンチ４３はストリッパ８７を挿通し、ストリッパ８７とスライダ８１の間にはスプリング８８が介装される。

スライダ８１の後端部には、支持台８２を摺動自在に挿通するボルト８４の先端部が締結される。ボルト８４の頭部と支持台８２との間には、戻しスプリング８５が介装される。楔カム８３がスライダ８１に押し付けられスライダ８１が前進すると、戻しスプリング８５はボルト８４の頭部と支持台８２との間で圧縮される。スライダ８１に対する楔カム８３の押し付けが解除されると、戻しスプリング８５の付勢力によってスライダ８１は後退して元の位置に復帰する。

穴開け機４０の動作について説明する。

前工程である幅成形機３０から穴開け機４０へのワーク９の搬送は、上部架台６２が上死点に位置した状態で行われる。上部架台６２が上死点に位置した状態では、上述のように、中子型３３は最大高さに位置する（図３に示す状態）。この状態で、幅成形機３０による幅成形が完了して中子型３３に支持されたワーク９を、搬送機構に設けられた搬送フィンガーにて把持し、中子型３３に沿ってスライドさせて受けダイ４２の上方まで移動させる。ワーク９のスライドの際に、ワーク９が受けダイ４２の受部４２ｂに干渉しないように、つまりワーク９のスライドが受部４２ｂにて阻害されないように、中子型３３の高さが設定される。

上部架台６２が上死点から下死点に下降する際には、楔カム８３がスライダ８１に押し付けられる前に、ガスシリンダ３７の作用によって、中子型３３は受部４２ｂの上面に当接するまで下降する（図６及び８に示す状態）。この状態では、一対の取付部３，４が受部４２ｂの両側面を挟み、かつリブ５，６が受部４２ｂと干渉せず受部４２ｂの端面に沿った状態となる。このように、中子型３３の下降は、リブ５，６が受部４２ｂと干渉しないように行われる。つまり、ワーク９は、中子型３３の下降の際に、リブ５，６が受部４２ｂと干渉しないように中子型３３に支持されている。具体的には、ワーク９が中子型３３に沿ってスライド搬送される際に、受部４２ｂに対するワーク９の相対位置が位置決めされる。ワーク９の位置決めは、例えば、搬送フィンガーを駆動するサーボモータにてワーク９の移動量を制御することによって行われる。

図８に示す状態から上部架台６２がさらに下降すると、ガスシリンダ３７が収縮し始め、金型４１の型彫り４１ａがワーク９のブラケット本体２の外周に当接する。これにより、ワーク９は中子型３３と金型４１の間で支持された状態となる。

上部架台６２がガスシリンダ３７とスプリング４５を圧縮しながらさらに下降すると、楔カム８３がスライダ８１に押し付けられスライダ８１が先進する。スライダ８１の前進によって、ストリッパ８７とパンチ４３との先端面がワーク９の取付部３，４の外側面に当接する。さらにスライダ８１が前進すれば、パンチ４３は取付部３，４に食い込むと共に、ストリッパ８７はストリッパ８７とスライダ８１の間で圧縮されたスプリング８８の付勢力によって取付部３，４に押し付けられる。スライダ８１の前進に伴って、パンチ４３の先端が受部４２ｂの貫通孔４２ｃに到達し、取付部３，４が打ち抜かれる（図１１及び１３に示す状態）。

上部架台６２が下死点から上死点に上昇する際には、スライダ８１に対する楔カム８３の押し付けが解除されるため、戻しスプリング８５の付勢力によってスライダ８１は元の位置に復帰する。

上部架台６２が上死点に到達した状態では、ガスシリンダ３７による中子型３３の押し付け、及びスプリング４５による金型４１の付勢が解除されるため、幅成形機３０のスプリング３６の付勢力によって、中子型３３は最大高さまで上昇した状態となる（図３に示す状態）。

最後に、中子型３３に支持されたワーク９が回収される。以上にて、ナックルブラケット１の成形が完了する。

以上の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

幅成形機３０から穴開け機４０へのワーク９の移動は中子型３３に沿って行われるため、取付穴３ａ，４ａの加工は一対の取付部３，４の幅成形と連続して行われ、専用のプレス機を用いて行う必要がない。したがって、ナックルブラケット１の製造コストを低減することができる。

また、幅成形機３０から穴開け機４０へのワーク９の搬送は、中子型３３を上昇させた後、ワーク９を中子型３３に沿って受けダイ４２の上方まで移動させ、中子型３３を受けダイ４２の受部４２ｂの上面に当接するまで下降させることによって行われる。このように、ワーク９は受部４２ｂの上方から受部４２ｂにセットされる。ここで、ワーク９を受部４２ｂの上方から受部４２ｂにセットするのではなく、仮に、ワーク９を中子型３３に沿ってスライドさせるだけで受部４２ｂにセットする場合について考える。この場合には、ワーク９のリブ５，６が受部４２ｂに干渉しないように、受部４２ｂを図１４に斜線で示すような形状にする必要があり、符号９５で示すように肉厚の薄い首部を設ける必要がある。このような形状では、受部４２ｂの剛性が確保できないため、幅成形工程と穴開け工程を連続して行うことができない。そのため、穴開け工程を専用のプレス機を用いて行わなければならない。

しかし、本実施形態によれば、ワーク９は受部４２ｂの上方から受部４２ｂにセットされるため、図１２及び１３に示すように受部４２ｂに首部９５を設ける必要がなく、受部４２ｂの剛性を確保することができる。このように、本実施形態では、ワーク９を受部４２ｂの上方から受部４２ｂにセットする構成としたことによって、幅成形工程と穴開け工程を連続して行うことが可能となった。

以下に、本実施形態の変形例を示す。

（１）上記実施形態では、プレス成形工程、リブ曲げ成形工程、曲げ成形工程、幅成形工程、及び穴開け工程をトランスファープレスによって連続して行う場合について説明した。これに代わり、連続した板材を連続供給する順送プレスによって上記各工程を行うようにしてもよい。その場合には、ワーク９の搬送時の高さを上記各工程において合わせると共に、上部架台６２の下死点となるワーク９の成形時の高さを上記各工程において合わせる必要がある。

（２）上記実施形態では、幅成形工程はスライダ７１を用いる場合について説明した。これに代わり、金型３１による曲げ成形によって一対の取付部３，４の幅を所定寸法に成形するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、曲げ成形機にてワーク９を曲げ成形した後、幅成形機３０にて一対の取付部３，４の幅成形を行う場合について説明した。これに代えて、ワーク９の曲げ成形と幅成形とを同一の工程で行うようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００ ナックルブラケットの製造装置
１ ナックルブラケット
２ ブラケット本体
３，４ 取付部
３ａ，４ａ 取付穴
５，６ リブ
９ ワーク
３０ 幅成形機
３１ 金型
３２ 受けダイ
３３ 中子型
４０ 穴開け機
４１ 金型
４２ 受けダイ
４３ パンチ
６１ 下部架台
６２ 上部架台

Claims (4)

1. 緩衝器のチューブに沿った内周形状を有し前記チューブに固定されるブラケット本体と、前記ブラケット本体の両端から互いに平行に突出して形成されステアリングナックルに締結される一対の取付部と、を備えるナックルブラケットの製造装置であって、
   前記ブラケット本体の内周形状に沿った外周形状を有し、ワークを支持する支持軸と、
   前記支持軸にてワークを支持した状態で、前記一対の取付部の幅を所定寸法に成形する幅成形機と、
   前記支持軸にてワークを支持すると共にダイの両側面に前記一対の取付部が対向した状態で、前記一対の取付部に取付穴を加工する穴開け機と、を備え、
   前記幅成形機から前記穴開け機へのワークの搬送は、前記支持軸を上昇させた後、前記ワークを前記支持軸に沿って前記ダイの上方まで移動させ、前記支持軸を前記ダイ上面に当接するまで下降させることによって行うことを特徴とするナックルブラケットの製造装置。
2. 前記ナックルブラケットは、前記一対の取付部の端部から内側に屈折して形成された一対の屈折部をさらに備え、
   前記屈折部の成形は、一対の取付部の幅成形の前に行われることを特徴とする請求項１に記載のナックルブラケットの製造装置。
3. 緩衝器のチューブに沿った内周形状を有し前記チューブに固定されるブラケット本体と、前記ブラケット本体の両端から互いに平行に突出して形成されステアリングナックルに締結される一対の取付部と、を備えるナックルブラケットの製造方法であって、
   前記一対の取付部の幅を所定寸法に成形する幅成形工程と、
   ダイの両側面に前記一対の取付部が対向した状態で、前記一対の取付部に取付穴を加工する穴開け工程と、を備え、
   前記幅成形工程及び前記穴開け工程は、前記ブラケット本体の内周形状に沿った外周形状を有する支持軸にてワークを支持した状態で行われ、
   前記幅成形工程から前記穴開け工程へのワークの搬送は、前記支持軸を上昇させた後、前記ワークを前記支持軸に沿って前記ダイの上方まで移動させ、前記支持軸を前記ダイ上面に当接するまで下降させることによって行うことを特徴とするナックルブラケットの製造方法。
4. 前記ナックルブラケットは、前記一対の取付部の端部から内側に屈折して形成された一対の屈折部をさらに備え、
   前記幅成形工程の前に、前記屈折部を成形する屈折部成形工程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のナックルブラケットの製造方法。

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