WO2011093345A1 - スリーブ一体型メンバーとその製造方法 - Google Patents
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- the sleeve when a large load is applied to the sleeve, such as a sleeve-integrated member for mounting a brake pedal device, the sleeve must have strength and rigidity as a whole. Such requirements have not been met.
- a first draw forming process is performed to form the protrusion 30 in the corner area of the substrate W.
- the protrusion 30 has an outer diameter D1 larger than the outer diameter D of the spacer 12 as shown in FIG. 5, and the height H1 from the substrate W to the tip 30b is the height of the spacer 12 It is about H. If a larger one than the spacer 12 to be formed is formed, it is preferable that the subsequent forming be performed as long as the material is reduced, which facilitates the formation.
- the present invention can be suitably used, for example, for an end plate used when attaching a brake pedal device of a vehicle to a dash panel.
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Abstract
本発明は、基板Ｗより突出部３０を立ち上げ、突出部３０を既定の外径Ｄ及び高さＨを有するスペーサ１２に成形するに当り、一旦既定の外径Ｄより大径に形成し、これを既定の高さＨより高く形成した後、突出部３０を押し潰すと共に突出部３０の先端部３０ｂを径方向外方に突出させて２枚重ね構造とし、先端部３０ｂに通孔３５を開設するので、先端部３０ｂが２重構造の強度を有するものとなり、また側部３０ａも押し縮めにより高強度となり、全体的に強度を有するスペーサ１２を備えたスリーブ一体型メンバーとしたことを特徴とする。
Description
本発明は、例えば、ブレーキペダル装置をダッシュパネルに取り付ける際などに使用されるスリーブ一体型メンバーとその製造方法に関する。
例えば、車両のブレーキペダル装置においては、実開平５－１２３３５号公報に示されているように、ブレーキペダルの基端側を保持するユニット本体が、端板を介してダッシュパネルに取り付けられている。ダッシュパネルは、車室内とエンジンルームとを仕切るものであるが、高強度の板材により構成されているので、ブレーキ操作時に大きな力が作用しても、これに十分対抗することができる。
ところが、ダッシュパネルとユニット本体との間には、遮音材などが設置されることがあるので、ユニット本体側とダッシュパネルとの間にはスペースを設ける必要がある。したがって、ブレーキペダル装置をダッシュパネルに取り付ける場合には、ユニット本体側の端板とダッシュパネルとの間にスペーサを設けている。そして、ブレーキペダル装置の取り付けに当っては、ダッシュパネル側から挿通したボルトをスリーブに通した後、基板側のナットと螺合することにより行う。
ただ、スペーサと端板が別体であれば、ボルト挿通操作が面倒になり、自動車製造ラインでのブレーキペダル取付け時に時間を要することから、通常、スペーサを予め端板に一体的に設けたものが使用されている。
しかし、このようなスペーサ（以下、スリーブ）を予め端板（以下、基板）に一体的に設けたもの（以下、スリーブ一体型メンバー）を製造する場合の従来の手法は、基板に短い円筒状のスリーブを溶接により取り付けているので、作業性が悪く、コスト的にも不利である。特に、複数個のスリーブを取り付ける場合は、より作業性が低下する。また、これをプレスにより成形すれば、溶接の場合に比し製造が容易となり、作業性も向上するが、ドロー成形時に基板より立設されたスリーブの先端側が薄肉になりやすく、強度乃至剛性不足になるおそれがある。特に、ブレーキペダル装置取り付け用のスリーブ一体型メンバーのように、スリーブに大きな荷重が作用する場合には、スリーブが全体的に強度及び剛性を有するものにしなければならないが、現状のものでは、このような要請を満足するものに至っていない。
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、基板から立設されたスリーブが先端側のみならず全体的に剛性を有するスリーブ一体型メンバーと、これを容易に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明に係るスリーブ一体型メンバーは、基板と、当該基板に基端部が一体に連結され、内部に前記基板の平面に対し直交する軸線を有する貫通孔が形成された、既定の外径及び高さを有するスリーブと、を有するものであって、当該スリーブは、前記基板をドロー成形することにより形成された胴部と、当該胴部の先端部に形成された少なくとも２枚重ね構造の先端フランジ部と、を有することを特徴とする。
上記目的を達成する本発明に係る製造方法は、基板をプレスすることにより突出部を立ち上げ、当該突出部を既定の外径及び高さを有しかつ先端に先端フランジ部を有するスリーブに成形するスリーブ一体型メンバーの製造方法であって、前記外径より大径で前記既定の高さより高くなるように前記突出部を前記基板に成形するドロー工程と、前記ドロー工程により成形された前記突出部を前記既定の高さに押し潰すと共に前記突出部の先端部を径方向外方に突出させ、前記先端部の外周縁部を少なくとも２枚重ね構造の先端フランジ部とする押し潰し工程と、当該先端部に通孔を開設し前記先端フランジ部を形成するピアス工程と、を有することを特徴とする。
本発明に係るスリーブ一体型メンバーによれば、スリーブの先端フランジ部を、少なくとも２枚重ね構造としたので、スリーブの先端側が補強され、剛性乃至強度を有するスリーブとなる。しかも、基板をプレス成形してスリーブを形成すれば、基板からスリーブ全体に至る材料の流れ線が連続する材料の流れ線にすることができるので、基板とスリーブの剛性乃至強度を均質化でき、メンバー全体を所望の剛性乃至強度を有するものにしやすい。
請求項２の発明によれば、スリーブを基板に複数個形成したので、作業性がさらに向上することになる。
本発明に係るスリーブ一体型メンバーの製造方法によれば、基板より突出部を立ち上げ、既定の外径及び高さを有するスリーブを成形するに当り、一旦既定の外径より大径に形成し、これを既定の高さより高く形成した後、前記突出部を押し潰すと共に先端部を径方向外方に突出させて前記先端部を少なくとも２枚重ね構造の先端フランジ部とし、該先端部に通孔を開設し前記先端フランジ部を形成するので、先端部が多重構造となり、スリーブの強度が増大し、また側部も押し潰しにより肉厚の増加により高強度となり、全体的に強度及び剛性を有するスリーブとなる。しかも、全体を成形するにあたりプレス成形のみにより行うため、製造が極めて容易となる。
請求項４の発明によれば、前記ドロー工程を、前記既定の外径より大径で前記高さ程度の前記突出部を前記基板に成形する第１ドロー工程と、当該第１ドロー工程により形成された前記突出部の外径を縮小すると共に前記既定の高さより高くなるように成形する第２ドロー工程としたので、前記突出部の高さ程度をより高いものにすることができ、後に形成する先端フランジ部の成形がきわめて円滑で容易になる。
さらに、前記第２ドロー工程により成形した前記突出部の外径をさらに縮小すると共に前記高さをより高く成形する成形仕上げ工程を有するので、多重構造の前記先端フランジ部をさらに容易に成形することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係るスリーブ一体型メンバーの使用例としては、例えば、図１に示すような車両のブレーキペダル装置がある。ブレーキペダル装置１は、ユニット本体１０と、乗員がブレーキ操作を行うブレーキペダル２０とを有している。
ユニット本体１０は、エンジンルーム２と車室３とを仕切るダッシュロアパネル４と、ダッシュロアパネル４の上部に設けられ、カウル部の一部を構成するダッシュアッパーパネル５とに取り付けられている。つまり、ユニット本体１０は、ダッシュアッパーパネル５にボルトにより取り付けられた頂板１１ａと、頂板１１ａの車幅方向両側端から垂下された側板１１ｂと、頂板１１ａの前方に垂下された端板（基板）１１ｃと、から構成されたハウジング１１を有し、頂板１１ａと端板１１ｃとにより保持されている。
端板１１ｃは、ダッシュロアパネル４にボルトにより取り付けられるが、図２に例示するように、４個のスペーサ（スリーブ）１２が一体的に設けられ、これらスペーサ１２によりダッシュロアパネル４と端板１１ｃとの間に、遮音材６などを設置するためのスペースが生じるようにしている。このスペーサ１２には、ブレーキペダル装置１の重量のみでなく、ブレーキング時の操作力やボルトの締め付け時の締付力が作用するので、スペーサ１２自体がこれら力に対抗し得る強度及び剛性を有し、たわみの少ないものでなければならない。したがって、スペーサ１２は、端板１１ｃの平面に対し直交する軸線を有する貫通孔が形成された胴部１２ａや、端板１１ｃ自体が所定の肉厚ｔを有するように構成され、また、端板１１ｃからスペーサ１２の先端部までが所定の高さＨを有するように形成されている。
特に、スペーサ１２の先端部に形成された先端フランジ部Ｆの肉厚ｔｆは、前記肉厚ｔ以上の肉厚を有するように構成され、外径Ｄｆもスペーサ１２の外径Ｄよりも大きく形成されている。また、本実施形態では、図３に示すように、スリーブ一体型メンバーを形成するに当り、プレス成形しているので、端板１１ｃからスペーサ１２の先端フランジ部Ｆに至るまで材料の流れ線Ｒが連続し、この結果、端板１１ｃとスペーサ１２の剛性乃至強度を均質化でき、メンバー全体が所望の剛性乃至強度を有するものになる。
ユニット本体１０の両側板１１ｂ間には、保持軸１３が回動可能に設けられ、保持軸１３には、ブレーキペダル２０の上端部分が連結され、乗員の踏み込み操作によりブレーキペダル２０が保持軸１３を中心に揺動するようになっている。ブレーキペダル２０は、ブレーキ操作の操作力を増大してブレーキングするマスターバック（不図示）とプッシュロッド１４を介して連結されるので、端板１１ｃの中央にはプッシュロッド１４が挿通する通孔１５が開設されている。
なお、図中の符号「１６」は踏み込まれたブレーキペダル２０を元の位置（図示の位置）に戻すリターンスプリング、符号「１７」はブラケットである。
このようなスリーブ一体型メンバーの成形方法を説明する。
＜基板の成形＞
まず、図４に示すように、所定の肉厚ｔを有するブランク材から略矩形状をした、前記端板１１ｃに相当する基板Ｗを打ち抜く。基板Ｗの隅部近傍には、既定の外径Ｄ及び高さＨ（図３参照）のスペーサ１２を成形する元となる円筒状をした突出部３０（想像線で示す部分）を成形するが、この成形時に均等に材料が移動するように、基板Ｗの角部を円弧状にすると共に、突出部３０の内方領域３１となる部分も円弧状となるように通孔３２を打ち抜き成形することが好ましい。ただし、基板Ｗの中央部分は、後にプッシュロッド１４が挿通するための通孔１５（図２参照）が開設され除去される部分であるが、突出部３０を成形している段階では、基板Ｗの変形を防止するために、基板Ｗの両側端部を連結する支持部材３３が存在するように前記通孔３２を成形することが好ましい。
まず、図４に示すように、所定の肉厚ｔを有するブランク材から略矩形状をした、前記端板１１ｃに相当する基板Ｗを打ち抜く。基板Ｗの隅部近傍には、既定の外径Ｄ及び高さＨ（図３参照）のスペーサ１２を成形する元となる円筒状をした突出部３０（想像線で示す部分）を成形するが、この成形時に均等に材料が移動するように、基板Ｗの角部を円弧状にすると共に、突出部３０の内方領域３１となる部分も円弧状となるように通孔３２を打ち抜き成形することが好ましい。ただし、基板Ｗの中央部分は、後にプッシュロッド１４が挿通するための通孔１５（図２参照）が開設され除去される部分であるが、突出部３０を成形している段階では、基板Ｗの変形を防止するために、基板Ｗの両側端部を連結する支持部材３３が存在するように前記通孔３２を成形することが好ましい。
＜第１ドロー工程＞
次に、基板Ｗの隅部領域に突出部３０を成形する第１ドロー成形を行う。突出部３０は、図５に示すように、スペーサ１２の外径Ｄより大径である外径Ｄ１を有するものであって、基板Ｗより先端部３０ｂまでの高さＨ１がスペーサ１２の高さＨ程度である。成形すべきスペーサ１２より大きなものを成形すれば、後の成形が材料を縮小すればよく、成形が容易になり、好ましい。
次に、基板Ｗの隅部領域に突出部３０を成形する第１ドロー成形を行う。突出部３０は、図５に示すように、スペーサ１２の外径Ｄより大径である外径Ｄ１を有するものであって、基板Ｗより先端部３０ｂまでの高さＨ１がスペーサ１２の高さＨ程度である。成形すべきスペーサ１２より大きなものを成形すれば、後の成形が材料を縮小すればよく、成形が容易になり、好ましい。
なお、この成形は、通常のものと同様、受け型上に基板Ｗをセットし、ポンチ型により基板Ｗを加圧することにより行うが、基板Ｗに皺や割れが生じないようにするため、受け型上にビードなどを設け、材料の流れを制御することが好ましい。
ここにおいて、このドロー成形時に、周囲より板材が受け型の凹部若しくは孔部内に入り込むが、本実施形態では、基板Ｗの角部を円弧状に、突出部３０の内方領域３１となる部分も円弧状に成形しているので、受け型内に入り込む量が突出部３０の外周にわたり均一になり、突出部３０における先端部３０ｂの肉厚ｔ２は当初の肉厚ｔより低減する。突出部３０の側部３０ａの肉厚ｔ１は大幅に変化することがない。
＜第２ドロー工程＞
次に、第２ドロー成形を行い、図６に示すように、突出部３０の高さＨ２を第１ドロー成形時の高さＨ１より高くし、外径Ｄ２を第１ドロー成形時の外径Ｄ１より小さくする。第２ドロー成形の受け型やポンチ型は、第１ドロー成形時のものとは相違し、受け型の穴内径やポンチ型の外径が、第１ドロー成形時のものより小さなものを使用する。第２ドロー成形では外径を狭めるので、その余肉を高さ方向に利用することができる。この結果、第２ドロー成形により形成される突出部３０における先端部３０ｂの肉厚ｔ２´は多少低減するが、側部３０ａの肉厚ｔ１は低減することがない。
次に、第２ドロー成形を行い、図６に示すように、突出部３０の高さＨ２を第１ドロー成形時の高さＨ１より高くし、外径Ｄ２を第１ドロー成形時の外径Ｄ１より小さくする。第２ドロー成形の受け型やポンチ型は、第１ドロー成形時のものとは相違し、受け型の穴内径やポンチ型の外径が、第１ドロー成形時のものより小さなものを使用する。第２ドロー成形では外径を狭めるので、その余肉を高さ方向に利用することができる。この結果、第２ドロー成形により形成される突出部３０における先端部３０ｂの肉厚ｔ２´は多少低減するが、側部３０ａの肉厚ｔ１は低減することがない。
＜仕上げ成形工程＞
第２ドロー成形により形成された突出部３０では、高さが不十分な場合には、さらにリストライクし、仕上げ成形を行う。つまり、図７に示すように、突出部３０の高さＨ３を第２ドロー成形時の高さＨ２より高くし、外径Ｄ３は、第２ドロー成形時の外径Ｄ２より小さくなるように仕上げる。この仕上げ成形により所望の突出部３０とし、後述する先端フランジ部Ｆが２枚重ね構造となったときに、所望の肉厚、つまり、少なくとも当初の肉厚ｔ以上の肉厚を確保できるようにする。仕上げ成形の受け型やポンチ型は、第２ドロー成形時のものより、深さあるいは突出高さは大きく、穴内径や外径が小さなものを使用する。
第２ドロー成形により形成された突出部３０では、高さが不十分な場合には、さらにリストライクし、仕上げ成形を行う。つまり、図７に示すように、突出部３０の高さＨ３を第２ドロー成形時の高さＨ２より高くし、外径Ｄ３は、第２ドロー成形時の外径Ｄ２より小さくなるように仕上げる。この仕上げ成形により所望の突出部３０とし、後述する先端フランジ部Ｆが２枚重ね構造となったときに、所望の肉厚、つまり、少なくとも当初の肉厚ｔ以上の肉厚を確保できるようにする。仕上げ成形の受け型やポンチ型は、第２ドロー成形時のものより、深さあるいは突出高さは大きく、穴内径や外径が小さなものを使用する。
なお、この仕上げ成形は、第２ドロー成形により所望の突出部３０が得られる場合には必ずしも行う必要はない。
＜押し潰し工程＞
次に、押し潰し工程を行う。押し潰し工程は、図８に示すように、第２ドロー成形あるいは仕上げ成形により形成された突出部３０が所望の高さＨ及び外径Ｄになるように突出部３０の先端部３０ｂを押し潰し、先端部３０ｂを径方向外方に突出させて先端フランジ部Ｆを形成する。つまり、第２ドロー成形あるいは仕上げ成形時に使用した受け型やポンチ型の深さあるいは突出高さより小さく、穴内径や外径が大きなものを使用し、突出部３０の先端部３０ｂを軸方向に押し潰し、その外径Ｄ４が最も大きくなるようにすると共に、先端部３０ｂの外周領域の部分が２枚重ね構造となるように成形する。この結果、第２ドロー成形あるいは仕上げ成形により先端部３０ｂの肉厚ｔ２´´が多少薄くなっても、これを２枚重ねすることになるので、先端フランジ部Ｆの肉厚は十分な厚さとなり、強度を有するものとなる。
次に、押し潰し工程を行う。押し潰し工程は、図８に示すように、第２ドロー成形あるいは仕上げ成形により形成された突出部３０が所望の高さＨ及び外径Ｄになるように突出部３０の先端部３０ｂを押し潰し、先端部３０ｂを径方向外方に突出させて先端フランジ部Ｆを形成する。つまり、第２ドロー成形あるいは仕上げ成形時に使用した受け型やポンチ型の深さあるいは突出高さより小さく、穴内径や外径が大きなものを使用し、突出部３０の先端部３０ｂを軸方向に押し潰し、その外径Ｄ４が最も大きくなるようにすると共に、先端部３０ｂの外周領域の部分が２枚重ね構造となるように成形する。この結果、第２ドロー成形あるいは仕上げ成形により先端部３０ｂの肉厚ｔ２´´が多少薄くなっても、これを２枚重ねすることになるので、先端フランジ部Ｆの肉厚は十分な厚さとなり、強度を有するものとなる。
＜ピアス工程＞
そして、突出部３０における２枚重ね構造の先端部３０ｂの中央部分、つまり一重の部分にボルト挿通用の通孔３５を開設するピアス工程を行う。
そして、突出部３０における２枚重ね構造の先端部３０ｂの中央部分、つまり一重の部分にボルト挿通用の通孔３５を開設するピアス工程を行う。
＜最終工程＞
最後に、図９に示すように、基板Ｗの中央部分を打ち抜き、ここにプッシュロッド１４が挿通する通孔１５を開設する。
最後に、図９に示すように、基板Ｗの中央部分を打ち抜き、ここにプッシュロッド１４が挿通する通孔１５を開設する。
＜実施例＞
上述した製造方法を実際に検証した。形成するスペーサ１２は、外径Ｄが１６．０ｍｍ、高さＨが１０．７ｍｍとし、使用した板材は、板厚ｔが１．４ｍｍの構造用圧延鋼板を使用した。
上述した製造方法を実際に検証した。形成するスペーサ１２は、外径Ｄが１６．０ｍｍ、高さＨが１０．７ｍｍとし、使用した板材は、板厚ｔが１．４ｍｍの構造用圧延鋼板を使用した。
第１ドロー成形で、外径Ｄ１が２７ｍｍ、高さＨ１が１２ｍｍの突出部３０を基板Ｗの４隅に形成した。
次に、第２ドロー成形を行い、外径Ｄ２が１９．４ｍｍ、高さＨ２が１５ｍｍの突出部３０とした。この第２ドロー成形時に、基板Ｗに皺や割れが生じることはなく、円滑に成形できた。
仕上げ成形を行い、外径Ｄ３を外径Ｄ２より小さい、１５．５ｍｍとし、高さＨ３を高さＨ２より大きい、１６．０ｍｍの突出部３０とした。
この突出部３０を押し潰し、突出部３０の高さＨを１０．７ｍｍ、外径Ｄを１８．０ｍｍにすると共に、先端部３０ｂを２枚重ね構造とした。突出部３０における側部３０ａの板厚ｔ１は１．５ｍｍであり、当初の板厚との差は０．１ｍｍであった。２枚重ね構造の先端部３０ｂの板厚ｔ２は２．０ｍｍであり、当初の板厚より厚いものとなった。そして、この突出部３０の先端部３０ｂにピアス工程を施し、１３ｍｍの通孔３５を開設した。
このスリーブ一体型メンバーのスペーサ１２にＭ８のボルトを挿通し、ナットと螺合し、端板１１ｃを締め付けたが、スペーサ１２が潰れることはなく、実用上問題はなかった。
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述した実施形態は、乗用車のブレーキペダル装置で使用される端板について説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、サスペンション装置に取り付けられるカラーなど、広くスリーブ状の部材を使用する構造物に利用可能である。
また、本実施形態では、先端部３０ｂを２重構造としたが、これのみでなく３重あるいはそれ以上の多重構造としてもよい。
本発明は、例えば、車両のブレーキペダル装置をダッシュパネルに取り付ける場合に使用される端板などに好適に利用できる。
最後に、本出願は、２０１０年０１月２７日に出願された日本特許出願番号２０１０－１５６５８号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
Claims (4)
- 基板と、当該基板に基部が一体に連結され、内部に前記基板の平面に対し直交する軸線を有する貫通孔が形成された、既定の外径及び高さを有するスリーブと、を有するスリーブ一体型メンバーであって、当該スリーブは、前記基板をドロー成形することにより形成された胴部と、当該胴部の先端部に形成された少なくとも２枚重ね構造の先端フランジ部と、を有することを特徴とするスリーブ一体型メンバー。
- 前記スリーブは、前記基板に複数個形成したことを特徴とする請求項１に記載のスリーブ一体型メンバー。
- 基板をプレスすることにより突出部を立ち上げ、当該突出部を既定の外径及び高さを有しかつ先端に先端フランジ部を有するスリーブに成形するスリーブ一体型メンバーの製造方法であって、
前記外径より大径で前記既定の高さより高くなるように前記突出部を前記基板に成形するドロー工程と、
前記ドロー工程により成形された前記突出部を前記既定の高さに押し潰すと共に前記突出部の先端部を径方向外方に突出させ、前記先端部の外周縁部を少なくとも２枚重ね構造とする押し潰し工程と、
当該先端部に通孔を開設し前記先端フランジ部を形成するピアス工程と、
を有することを特徴とするスリーブ一体型メンバーの製造方法。 - 前記ドロー工程は、前記既定の外径より大径で前記高さ程度の前記突出部を前記基板に成形する第１ドロー工程と、当該第１ドロー工程により形成された前記突出部の外径を縮小すると共に前記既定の高さより高くなるように成形する第２ドロー工程と、当該第２ドロー工程により成形した前記突出部の外径をさらに縮小すると共に前記高さをより高く成形する成形仕上げ工程と、を有することを特徴とする請求項３に記載のスリーブ一体型メンバーの製造方法。
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