JP6859853B2 - 凹凸材の製造方法 - Google Patents

Description

本願は、端部に複数の凹凸部が形成された金属板製の凹凸材の製造方法に関する。

例えば、特許文献１に記載の発明では、噛合用歯部を有するセクタ歯車をプレス加工による打ち抜きにて製造している。

特開２０１４−１５１３３６号公報

噛合用歯部等の凹凸部をプレス加工による打ち抜きにて製造すると、凸部の板厚方向端部がパンチの移動方向に垂れ下がるように成形されてしまう現象（以下、凸部の「ダレ現象」という。）が発生する（図５参照）。

凸部にダレ現象が発生すると、凸部の尾根寸法、つまり凸部の板厚寸法が実質的に小さくなってしまう。このため、凸部において、必要な剪断強度を確保するには、ブランク材として、ダレ現象によるダレ寸法を加算した板厚寸法の板材を用いる必要がある。

「ダレ寸法」とは、「ダレ現象が発生しなかった場合の凸部の板厚方向寸法」と「ダレ現象が発生した場合の凸部の板厚方向寸法」との寸法差をいう。本願は、ダレ現象が発生している部分（以下、ダレ部という。）を小さくすることが可能な凹凸材の製造方法の一例を開示する。

端部に複数の凹凸部（２Ａ）が形成された金属板製の凹凸材（２）の製造方法において、少なくとも以下の３つの工程を備える。
（１）プレス用金型（１１）をブランク材（１０）に押し付けて当該ブランク材（１０）を剪断しながら当該剪断面に複数の凹凸部（２Ａ）をプレス成形するプレス工程
（２）シェービング用金型（１２）をブランク材（１０）に対してプレス用金型（１１）と同一の向きに相対移動させて、プレス工程にて成形された複数の凹凸部（２Ａ）の先端側を削るシェービング工程
（３）しごき用金型（１３Ｂ）をブランク材（１０）に対してプレス用金型（１１）と反対の向きに相対移動させて、プレス工程にて成形された複数の凹凸部（２Ａ）の先端側を塑性流動させるしごき工程
そして、シェービング工程時に複数の凹凸部（２Ａ）の先端側を削るので、プレス加工時に発生したダレ部を減少させることができる。しごき工程時に複数の凹凸部（２Ａ）の先端側を塑性流動させるので、プレス加工時に発生したダレ部を減少させることができる。したがって、ダレ部を小さくすることが可能な凹凸材の製造方法を得ることができ得る。

なお、上記においては、シェービング工程を実行した後にしごき工程を実行する場合、及びしごき工程を実行した後にシェービング工程を実行する場合のいずれであってもよい。

本願に係る製造方法は、以下の製造方法であってもよい。
すなわち、シェービング加工は、シェービング用金型（１２）をブランク材（１０）に対してプレス用金型（１１）と同一の向きに相対移動させるので、シェービング加工によって新たなダレ部が発生する可能性がある。

したがって、シェービング加工の後にしごき加工を実行すれば、シェービング加工によって新たなダレ部をしごき加工により小さくすることができる。
つまり、プレス加工で発生したダレ部の少なくとも一部はシェービング加工により削除される。シェービング加工により発生した新たなダレ部はしごき加工によって小さくなる。したがって、ダレ部を小さくすることが可能な凹凸材の製造方法を得ることができ得る。

ブランク材（１０）から凹凸材を打ち抜く打ち抜き工程とを備え、しごき加工と同時に打ち抜き工程が実行されることが望ましい。これにより、凹凸材の寸法精度を高めることが可能となり得る。

なお、シェービング加工時に削り取る削り寸法は、しごき加工時に発生する減少寸法より大きいことが望ましい。これは、シェービング加工の方がしごき加工に比べて、容易にダレ部を小さくでき得るからである。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るリクライナの分解図である。 Ａ及びＢは、プレス工程の説明図である。 Ａ〜Ｃは、シェービング工程の説明図である。 Ａ〜Ｃは、しごき工程の説明図である。 ダレ部の説明図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。

（第１実施形態）
１．リクライナの概要
本実施形態は、リクライナに組み込まれるポールの製造方法に本発明を適用したものである。リクライナは、乗物用シート等のシートにおいて、シートバックをシートクッションに対して揺動可能に連結する部材である。

リクライナ１は、例えば図１に示すように、複数のポール２、ラチェット３及び回転カム４等を有して構成されている。複数のポール２は、金属製の板材から成形された部材であって、端部に多数の凹凸部２Ａが設けられた部材である。

ラチェット３は、各ポール２の凹凸部２Ａと噛合可能な凹凸部３Ａが内周面に多数設けられた部材である。回転カム４は、凹凸部２Ａが凹凸部３Ａに噛み合った位置（以下、噛合位置という。）と凹凸部２Ａが凹凸部３Ａから離間した位置との間で各ポール２を変位させるための部材である。

渦巻きばね（スパイラルスプリング）５は、各ポール２を噛合位置に保持する弾性力を各ポール２に作用させる。当該弾性力は、ヒンジカム５Ａを介して回転カム４に伝達される。複数のポール２、回転カム４及びヒンジカム５Ａは、ラチェット３の凹部３Ｂ内に収納されている。

ガイド６は、凹部３Ｂを閉塞するとともに、複数のポール２及び回転カム４の変位を案内する。外周リング７は、ラチェット３をガイド６に対して相対変位可能とした状態で、ラチェット３をガイド６に固定する部材である。

２．ポール（特に、凹凸部）の製造方法
ポール２（特に、凹凸部２Ａ）は、帯板状のブランク材１０（図２Ａ参照）に対して、を少なくとも、プレス工程（図２Ａ参照）、シェービング工程（図３Ａ参照）及びしごき工程（図４Ａ参照）の３つ工程を経て成形される。

ポール２の製造装置は、図２Ａ〜図４Ａに示すように、ブランク材１０を順送しながら、上記３つの工程を、プレス工程→シェービング工程→しごき工程の順に施すことにより、少なくとも２つのポール２を同時に成形していく。

上記製造装置は、プレス用金型１１（図２Ｂ参照）、シェービング用金型１２（図３Ｂ参照）及びしごき用金型１３（図４Ｂ参照）を少なくとも備える。プレス用金型１１は、プレス工程時に使用するパンチ等の金型である。

シェービング用金型１２は、シェービング工程時に使用するパンチ等の金型である。しごき用金型１３は、しごき工程時に使用するパンチ１３Ａ及びダイ１３Ｂ等の金型である（図４Ｂ参照）。

（１）プレス工程（図２Ａ及び図２Ｂ参照）
プレス工程は、プレス加工によりブランク材１０からポール２の概略外形状を成形する工程である。具体的には、当該プレス工程では、プレス用金型１１をブランク材１０に押し付けてブランク材１０を剪断しながら当該剪断面に複数の凹凸部２Ａを成形する。

このとき、プレス用金型１１は、図２Ａの斜線で示す部分をブランク材１０から打ち抜く。換言すれば、プレス用金型１１は、ブランク材１０からスクラップを打ち抜きながら、剪断面に凹凸部２Ａを成形する。

スクラップとは、ブランク材１０から打ち抜かれて破棄される部分をいう。そして、ブランク材１０を打ち抜く際に発生する剪断面は、ポール２を構成する板材の端面となる。なお、プレス用金型１１のうち凹凸部２Ａを成形する部位には、当該凹凸部２Ａを成形するための凹凸部（図示せず。）が設けられている。

（２）シェービング工程（図３Ａ〜図３Ｃ参照）
シェービング工程は、複数の凹凸部２Ａの先端側を削るシェービング加工を実行する工程である。

具体的には、図３Ｂ→図３Ｃの順に示されるように、シェービング工程では、シェービング用金型１２が、ブランク材１０に対してプレス用金型１１と同一の向きに相対移動することにより、プレス工程にて成形された複数の凹凸部２Ａの先端側を削る。

（３）しごき工程（図４Ａ〜図４Ｃ参照）
しごき工程は、プレス工程にて成形された複数の凹凸部２Ａの先端側を塑性流動させるしごき加工（アイロニング加工）を実行する工程である。

具体的には、図４Ｂ→図４Ｃの順に示されるように、しごき工程では、しごき用金型（ダイ）１３Ｂがブランク材１０に対してプレス用金型１１と反対の向きに相対移動することにより、プレス工程にて成形された複数の凹凸部２Ａの先端側を塑性流動させる。

つまり、プレス工程及びシェービング工程では、プレス用金型１１及びシェービング用金型１２が、ポール２に対して紙面の上から下に相対移動する。一方、しごき工程では、ポール２に対してダイ１３Ｂ（しごき用金型１３）が紙面の下から上に相対移動する。このため、凹凸２Ａの先端側の一部は、紙面の下から上に塑性流動する。

なお、本実施形態では、しごき用金型（ダイ）１３Ｂは不動である。そして、しごき用金型（パンチ）１３Ａが、ポール２をしごき用金型（ダイ）１３Ｂ側に移動させるように押圧する。このため、しごき用金型（ダイ）１３Ｂがブランク材１０に対してプレス用金型１１と反対の向きに相対移動することになる。

（４）打ち抜き工程
打ち抜き工程は、ブランク材１０からポール２を打ち抜く打ち抜き加工を実行する工程である。本実施形態に係る製造装置は、しごき加工と同時に当該打ち抜き加工を実行する。

すなわち、プレス加工では、スクラップがブランク材１０から打ち抜かれる。このとき、ポール２は、図２Ａ等の二点鎖線で示される部位にてブランク材１０と繋がっている。
シェービング工程及びしごき工程は、複数の凹凸部２Ａにシェービング加工及びしごき加工を実行する工程であるので、ポール２はブランク材１０と繋がったままである。

そこで、本実施形態に係る製造装置は、しごき工程で用いるしごき用金型１３、つまりパンチ１３Ａ及びダイ１３Ｂにてしごき加工と同時にポール２をブランク材１０から打ち抜く。

３．本実施形態に係る製造装置及び製造方法の特徴
本実施形態では、シェービング工程時に複数の凹凸部２Ａの先端側を削るので、プレス加工時に発生したダレ部を減少させることができる。しごき工程時に複数の凹凸部２Ａの先端側を塑性流動させるので、プレス加工時に発生したダレ部を減少させることができる。

ところで、シェービング加工は、シェービング用金型１２をブランク材１０に対してプレス用金型１１と同一の向きに相対移動させるので（図３Ｂ参照）、シェービング加工によって新たなダレ部が発生する可能性がある。

したがって、シェービング加工の後にしごき加工を実行すれば、シェービング加工によって新たなダレ部をしごき加工により小さくすることができる。つまり、プレス加工で発生したダレ部の少なくとも一部はシェービング加工により削除される。シェービング加工により発生した新たなダレ部はしごき加工によって小さくなる。

しごき加工と同時に打ち抜き加工が実行される。これにより、ポール２の寸法精度を高めることが可能となり得る。
すなわち、仮に、打ち抜き加工後にシェービング加工及びしごき加工が実行されると、シェービング加工及びしごき加工によりポール２の寸法が変化してしまう。

これに対して、本実施形態では、打ち抜き加工後にシェービング加工及びしごき加工は実行されないので、打ち抜き加工終了時のポール２の寸法が維持される。したがって、シェービング加工及びしごき加工による寸法変化を抑制できるので、ポール２の寸法精度を高めることが可能となり得る。

シェービング加工時に削り取る削り寸法は、しごき加工時に発生する減少寸法より大きいことが望ましい。これは、シェービング加工の方がしごき加工に比べて、容易にダレ部を小さくでき得るからである。

ところで、シェービング加工時による削り寸法をダレ寸法以上とすれば、プレス加工により発生したダレ部を消滅させることが可能である。しかし、シェービング加工時に当該シェービング加工による新たなダレ部が発生する。したがって、当該製造方法では、最終的にダレ部を小さくすることが難しい。

これに対して、本実施形態では、シェービング加工及びしごき加工を組み合わせるとともに、シェービング加工時に削り取る削り寸法が、しごき加工時に発生する減少寸法より大きいので、プレス加工により発生した大きなダレ部を小さくしつつ、シェービング加工による新たなダレ部も小さくでき得る。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、シェービング工程を実行した後にしごき工程を実行した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、しごき工程を実行した後にシェービング工程を実行してもよい。

上述の実施形態では、シェービング加工時に削り取る削り寸法が、しごき加工時に発生する減少寸法より大きく設定されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、削り寸法と減少寸法とが同一である製造方法、又は削り寸法が減少寸法より小さい製造方法であってもよい。

上述の実施形態では、しごき加工と同時に打ち抜き加工が実行された。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、しごき加工後に打ち抜き加工を実行する製造方法、又はシェービング加工及びしごき加工の実行前に打ち抜き加工を実行する製造方法等であってもよい。

上述の実施形態に係るプレス工程では、スクラップをブランク材１０から完全に打ち抜いた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、打ち抜き工程にてスクラップを完全に打ち抜いてもよい。

上述の実施形態では、リクライナ１のポール２に設けられた凹凸部２Ａを製造するために本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されるものではなく例えば、歯車の製造方法等にも適用できる。

さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

１… リクライナ ２… ポール ２Ａ… 凹凸部 ３… ラチェット
３Ａ… 凹凸部 ３Ｂ… 凹部 ４… 回転カム ５Ａ… ヒンジカム
６… ガイド ７… 外周リング １０… ブランク材
１１… プレス用金型 １２… シェービング用金型 １３… しごき用金型
１３Ａ… パンチ １３Ｂ… ダイ

Claims (5)

1. 端部に複数の凹凸部が形成された金属板製の凹凸材の製造方法において、
   プレス用金型をブランク材に押し付けて前記ブランク材を剪断しながら当該剪断面に前記複数の凹凸部をプレス成形するプレス工程と、
   前記プレス工程にて成形された複数の凹凸部の先端側を削るシェービング工程であって、前記ブランク材に対して前記プレス用金型と同一の向きにシェービング用金型を相対移動させてシェービング加工を実行するシェービング工程と、
   前記プレス工程にて成形された複数の凹凸部の先端側を塑性流動させるしごき工程であって、前記ブランク材に対して前記プレス用金型と反対の向きにしごき用金型を相対移動させてしごき加工を実行するしごき工程と、
   前記ブランク材から前記凹凸材を打ち抜く打ち抜き工程と
   を備え、
   前記しごき工程は、前記シェービング工程の後に実行され、
   前記打ち抜き工程は、前記しごき加工と同時に実行される凹凸材の製造方法。
2. 前記しごき加工時に発生する前記凹凸部の寸法減少量を減少寸法としたとき、
   前記シェービング加工時に削り取る削り寸法は、前記減少寸法より大きい請求項１に記載の凹凸材の製造方法。
3. 端部に複数の凹凸部が形成された金属板製の凹凸材の製造方法において、
   プレス用金型をブランク材に押し付けて前記ブランク材を剪断しながら当該剪断面に前記複数の凹凸部をプレス成形するプレス工程と、
   前記プレス工程にて成形された複数の凹凸部の先端側を削るシェービング工程であって、前記ブランク材に対して前記プレス用金型と同一の向きにシェービング用金型を相対移動させてシェービング加工を実行するシェービング工程と、
   前記プレス工程にて成形された複数の凹凸部の先端側を塑性流動させるしごき工程であって、前記ブランク材に対して前記プレス用金型と反対の向きにしごき用金型を相対移動させてしごき加工を実行するしごき工程と
   を備え、
   前記しごき工程は、前記シェービング工程の後に実行され、
   前記しごき加工時に発生する前記凹凸部の寸法減少量を減少寸法としたとき、
   前記シェービング加工時に削り取る削り寸法は、前記減少寸法より大きい凹凸材の製造方法。
4. 端部に複数の凹凸部が形成された金属板製の凹凸材の製造装置において、
   プレス用金型をブランク材に押し付けて前記ブランク材を剪断しながら当該剪断面に前記複数の凹凸部をプレス成形するプレス装置と、
   シェービング用金型を前記ブランク材に対して前記プレス用金型と同一の向きに相対移動させて、前記プレス装置にて成形された複数の凹凸部の先端側を削るシェービング加工を実行するシェービング装置と、
   しごき用金型を前記ブランク材に対して前記プレス用金型と反対の向きに相対移動させて、前記シェービング加工が終了した複数の凹凸部の先端側を塑性流動させるしごき加工を実行するしごき装置と
   を備え、
   前記しごき装置は、前記しごき加工と同時に、前記しごき用金型にて前記ブランク材から前記凹凸材を打ち抜く打ち抜き工程を実行する凹凸材の製造装置。
5. 端部に複数の凹凸部が形成された金属板製の凹凸材の製造装置において、
   プレス用金型をブランク材に押し付けて前記ブランク材を剪断しながら当該剪断面に前記複数の凹凸部をプレス成形するプレス装置と、
   シェービング用金型を前記ブランク材に対して前記プレス用金型と同一の向きに相対移動させて、前記プレス装置にて成形された複数の凹凸部の先端側を削るシェービング加工を実行するシェービング装置と、
   しごき用金型を前記ブランク材に対して前記プレス用金型と反対の向きに相対移動させて、前記シェービング加工が終了した複数の凹凸部の先端側を塑性流動させるしごき加工を実行するしごき装置と
   を備え、
   前記しごき加工時に発生する前記凹凸部の寸法減少量を減少寸法としたとき、
   前記シェービング加工時に削り取る削り寸法は、前記減少寸法より大きい凹凸材の製造装置。

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