WO2014168028A1 - ナックルブラケットの製造装置及び製造方法 - Google Patents

ナックルブラケットの製造装置及び製造方法 Download PDF

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Abstract

 緩衝器のチューブに沿った内周形状を有するブラケット本体と、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、支持軸にてワークを支持した状態で、一対の取付部の幅を所定寸法に成形する幅成形機と、支持軸にてワークを支持すると共にダイの両側面に一対の取付部が対向した状態で、一対の取付部に取付穴を加工する穴開け機と、を備え、幅成形機から穴開け機へのワーク9の搬送は、支持軸を上昇させた後、ワークを支持軸に沿ってダイの上方まで移動させ、支持軸をダイの上面に当接するまで下降させることによって行う。

Description

ナックルブラケットの製造装置及び製造方法

 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、JP1997-89036A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。

 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、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。

 本発明のある態様によれば、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。

 本発明の別の態様によれば、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を製造する製造方法であって、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。

図1は、ナックルブラケットの斜視図である。 図2Aは、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。 図2Bは、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。 図2Cは、曲げ成形工程によって得られたワークの平面図である。 図2Dは、幅成形工程によって得られたワークの平面図である。 図2Eは、穴開け工程によって得られたワークの側面図である。 図3は、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4は、図3の状態における幅成形機の正面図である。 図5は、図3の状態における穴開け機の正面図である。 図6は、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7は、図6の状態における幅成形機の正面図である。 図8は、図6の状態における穴開け機の正面図である。 図9は、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10は、図9の状態における幅成形機の正面図である。 図11は、図9の状態における穴開け機の正面図である。 図12は、図5の部分拡大図である。 図13は、図11の部分拡大図である。 図14は、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。

 本願は2013年4月10日に日本国特許庁に出願された特願2013-081779に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

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ナックルブラケットの製造装置。
  2.  請求項1に記載のナックルブラケットの製造装置であって、
     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を製造する製造方法であって、
     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ナックルブラケットの製造方法。
  4.  請求項3に記載のナックルブラケットの製造方法であって、
     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ナックルブラケットの製造方法。
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