ボス部を備えた物品の製造方法、及び物品
【課題】板状部材に無理な変形を強いることなく高さ寸法を大きくすることができるボス部を備えた物品の製造方法を提供する。
【解決手段】ボス部を一体に備えてなる物品を製造するための方法であって、板金素材につぶし加工を施して環状の薄肉部ｕ２を形成するとともに、その薄肉部の内側に増肉部を作りだし、その増肉部にバーリング加工を施して筒部ｕ３を形成し、その筒部と薄肉部との間に存在する増肉部の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起ｐ１１を設け、筒部の内周にねじ溝ｐ１３を刻設してねじ孔ｐ１２を形成する。
【解決手段】ボス部を一体に備えてなる物品を製造するための方法であって、板金素材につぶし加工を施して環状の薄肉部ｕ２を形成するとともに、その薄肉部の内側に増肉部を作りだし、その増肉部にバーリング加工を施して筒部ｕ３を形成し、その筒部と薄肉部との間に存在する増肉部の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起ｐ１１を設け、筒部の内周にねじ溝ｐ１３を刻設してねじ孔ｐ１２を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボス部を備えた物品の製造方法、及びボス部を備えた物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボス部を備えた板状部材を形成するために、板状部材にバーリング加工及びタップ加工を施すものが種々知られている（例えば、特許文献１を参照）。より具体的には、板状部材にバーリング加工を行ってフランジ部を形成した後、フランジ部の内周にタップ加工を施し、ねじ孔を形成するものである。
【０００３】
このように、バーリング加工によってフランジ部を形成するにあたっては、次のような一定の限界があった。すなわち、フランジ部の突出寸法を長くしようとすると、板状部材に無理な変形を強いることとなり、板状部材に亀裂等が入る可能性があった。そのため、ボス部を備えた板状部材と、このボス部を介して取り付けられる他の部材との間の距離を一定以上長くすることが困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５‐３２４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためのもので、板状部材に無理な変形を強いることなく高さ寸法を大きくすることができるボス部を備えた物品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明に係るボス部を備えた物品の製造方法は、ボス部を一体に備えてなる物品を製造するための方法であって、板金素材につぶし加工を施して環状の薄肉部を形成するとともに、その薄肉部の内側に増肉部を作りだし、その増肉部にバーリング加工を施して筒部を形成し、その筒部と前記薄肉部との間に存在する増肉部の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起を設け、前記筒部の内周にねじ溝を刻設してねじ孔を形成することを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、バーリング加工を施して通常の長さ程度の筒部を形成した後に、増肉部の存在を利用してその筒部の外側を絞り上げ加工するため、板状部材に無理な変形を強いることがなく、筒部の突出寸法よりもボス部全体の高さ寸法を無理なく大きくすることが可能となる。
【０００８】
前記物品が単一の部材から構成されている場合は、前記ボス部が前記部材に一体に形成されていることが好ましい。この場合の単一の部材とは、外見上一つの物体として認識し得る部材であって、塑性変形が可能なものであればどのようなものでもよく、たとえば、単一金属あるいは合金等の金属素材を一定の形状に成形してなるものだけでなく、クラッドやメッキ等の複数の金属素材を積層あるいは混在させて一定の形状に成形してなるもの、あるいは、金属素材と非金属素材とを混在させて一定の形状に成形してなるもの等が含まれる。
【０００９】
一方、前記物品が複数の部材から構成されている場合は、前記ボス部が前記部材の少なくとも一部と一体に形成されていることが好ましい。この場合の複数の部材とは、外見上複数の物体として認識し得る部材であって、少なくともボス部が形成される部材については塑性変形が可能なものであればよい。ボス部が形成されない部材については、塑性変形が可能であるか否かを問わず、あらゆる材料で作られたものを含む。
【００１０】
このような製造方法でつくられる物品としては、部材の一部にボス部を一体に形成してなるものであって、前記ボス部が、部材の一部を絞り上げ加工により一面側に膨出させてなる突起と、この突起の先端壁の一部をバーリング加工により突起内方側に突出させてなり内周にねじ溝を刻設してなる筒部とを具備してなり、前記筒部の突出寸法が前記突起の膨出寸法よりも小さく設定してあることを特徴とするものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、板状部材に無理な変形を強いることなく高さ寸法を大きくすることができるボス部を備えた物品の製造方法、及びその方法により作られた物品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態である物品の斜視図。
【図２】図１における一部を省略して示す模式的なＡ−Ａ線断面図。
【図３】同実施形態の分解斜視図。
【図４】同実施形態における物品の製造工程を示す断面図。
【図５】同実施形態における物品の製造工程を示す断面図。
【図６】図１におけるＶの一部を切断した部分拡大斜視図。
【図７】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図８】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図９】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図１０】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図１１】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す斜視図。
【図１２】図２におけるＶＩの部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００１４】
この実施形態は、本発明を電子機器の筐体用部品であるノートパソコンのキーボード形成用の上面盤Ｊに適用した場合のものであり、説明の都合上、図１〜図１２では内面側が上を向くように描いてある。
【００１５】
この上面盤Ｊは、それぞれが単品プレス加工により作られた形状の異なる複数枚の板状部材、すなわち、外部に表出する表側の板状部材１ａと、この表側の板状部材１ａの裏側に添接される中間の板状部材１ｂと、この中間の板状部材１ｂの裏面側に添接される裏側の板状部材１ｃとが重ね合わされた状態で接着層ｓを介して接合されてなる。前記各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃは金属製のもので具体的には、鉄、アルミ、銅、ステンレス、チタン、マグネシウムなどが用いられる。
【００１６】
この上面盤Ｊは、局所的な特異形状部分である複数のボス部ｐ１とキーボード形成用の領域ｒ１を構成するための厚肉部ｐ２とを有している。しかして、この上面盤Ｊは、キーボード形成用の領域ｒ１と、この領域ｒ１を囲むフレームプレート形成用の領域ｒ２とを具備している。そして、前記接着層ｓが板状部材１の接合面全域に亘ってとぎれることなく略一定の厚さで存在している。
【００１７】
ボス部ｐ１は、取付のための部分であって中間の板状部材１ｂにより形成されており、中間の板状部材１ｂを表側の板状部材１ａに接着した状態で筐体の内方に突出する形態をなしている。換言すれば、上面盤Ｊを構成する板状部材の一部である中間の板状部材１ｂにボス部ｐ１を一体に形成してなる物品である上面盤Ｊは、前記ボス部ｐ１が、中間の板状部材１ｂを絞り上げ加工により一面側、すなわち上面盤Ｊの裏面側に膨出させてなる突起ｐ１１と、この突起ｐ１１の先端壁ｐ１４の一部をバーリング加工により突起ｐ１１内方側に突出させてなり内周にねじ溝ｐ１３を刻設してなる筒部ｕ３とを具備してなり、前記筒部ｕ３の突出寸法ｓ１が前記突起ｐ１１の膨出寸法ｓ２よりも小さく設定してあるとともに、前記筒部ｕ３の内径寸法は、前記突起ｐ１１の内径寸法よりも小さく設定してある。ボス部ｐ１は、前記中間の板状部材１ｂを単品プレス加工により作る際にこの板状部材１ｂに一体に形成されるボス部形成用の突起ｐ１１を主体に構成されたもので、その突起ｐ１１の先端部分のねじ孔ｐ１２にタップ加工を施してねじ溝ｐ１３を形成したうえで前記中間の板状部材１ｂを表側の板状部材１ａに接着することにより作られている。突起ｐ１１は内部に空洞ｐ１１１を有したものでこの空洞ｐ１１１は表側の板状部材１ａにより塞がれている。換言すると、上面盤Ｊは、ボス部ｐ１により中空化した部分を有したものとなっている。すなわち、物品たるノートパソコンのキーボード形成用の上面盤Ｊが複数の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃから構成されており、前記ボス部ｐ１が前記板状部材１ａ、１ｂ、１ｃのうちの一部、すなわち前記中間の板状部材１ｂと一体に形成されているものである。
【００１８】
厚肉部ｐ２は、主として強度を変化させるための部分であって、表側の板状部材１ａの裏面に中間の板状部材１ｂと裏側の板状部材１ｃとを重ね合わせて接着することにより作られている。裏側の板状部材１ｃはキーボード形成用の領域ｒ１に対応させた形状をなしており、中間の板状部材１ｂはキーボード形成用の領域ｒ１とフレームプレート形成用の領域ｒ２とを合わせた形状をなしている。そのため、キーボード形成用の領域ｒ１は表側、中間、裏側の三枚の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃにより構成され、一方、フレームプレート形成用の領域は表側、中間の二枚の板状部材１ａ、１ｂにより構成されている。その結果、キーボード形成用の領域ｒ１は、フレームプレート形成用の領域ｒ２と比べて裏側の板状部材１ｃの厚み分だけ厚み寸法が大きくなっている。したがって、この上面盤Ｊは、前記板状部材の重ね合わせ枚数が相互に異なり、且つ厚みも異なる複数の領域を備えている。
【００１９】
換言すれば、裏側の板状部材１ｃは、上面盤Ｊにおいて重ね合わせ枚数が相互に異なるとともに、厚みも異なる複数の領域を形成させるものであり、上面盤Ｊにおける強度的特性を変化させるための要素を少なくとも含んでいる。なお、表側の板状部材１ａは、筐体の外面の一部を構成しており、外観を整えるための意匠面を形成する要素を少なくとも含んでいる。
【００２０】
キーボード形成用の領域ｒ１には、図示しないキーを収容するための複数のキー収容孔１１が多数穿設されている。また、フレームプレート形成用の領域ｒ２には図示しないトラックパッド及びクリックボタン表出用の窓１２、スイッチボタンの表出用の孔１３、及び、ヒンジに対応する切欠部１４が形成されており、前記各ボス部ｐ１はこの領域ｒ２に設けられている。
【００２１】
次いで、この上面盤Ｊの製造方法を説明する。
【００２２】
この上面盤Ｊは、図４及び図５に示すように、単品プレス加工により作られた金属製の表側の板状部材１ａに、異形状に別加工した中間の板状部材１ｂ及び裏側の板状部材１ｃを重ね合わせ、それら板状部材１ａ、１ｂ、１ｃをストローク制御機構を備えたプレス機による接着プレス加工に伴わせて接合することにより作られる。その過程で、前述したような局所的な特異形状部分であるボス部ｐ１と厚肉部ｐ２が同時に形成される。ここで、「接着プレス加工」とは、重ね合わせた複数枚の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを接着させるために厚み方向に圧縮する加工全般を意味して命名した文言である。また、「単品プレス加工」とは、板金素材Ｕにプレス加工を施すことにより所定の形状をなす各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを作る行為を意味しており、説明の便宜上、前記「接着プレス加工」と明確に区別するために命名した文言である。
【００２３】
前記接着プレス加工は、板状部材１ａ、１ｂ、１ｃ間に介在させた接着層ｓの接着機能を少なくとも惹起させる加工であり、本実施形態においては、圧接力を加えつつ板状部材間に介在させた接着層ｓを熱により溶融させることにより行うものである。
【００２４】
詳述すれば、単品プレス加工により裏面に接着層ｓを有した表側の板状部材１ａと、接着層を有しない中間の板状部材１ｂと、表面に接着層ｓを有した裏側の板状部材１ｃとをそれぞれ製作する。しかる後に、それらの板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを重ねあわせたうえで、前記接着層ｓが溶融する程度の温間で接着プレス加工を施すことにより前記各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃ同士を接合する。次いで、表側の板状部材１ａの周縁部１５にヘミング加工を施して上面盤Ｊの輪郭部分の仕上げを行うとともに、前記キー収容孔１１、トラックパッド及びクリックボタン表出用の窓１２、スイッチボタン表出用の孔１３、及び、ヒンジに対応する切欠部１４等に対して仕上げプレス加工である貼付シェービング加工を行う。貼付シェービング加工は、前記接着プレス加工を終えた後に不要部分ｓｔを切除するためのものである。前記不要部分ｓｔは、完成品の縁を構成すべき部位からはみ出た部分であり、この実施形態においては、例えば、図１２に示すようにキー収容孔の内周縁からはみ出た部分ｓｔを意味している。はみ出た部分ｓｔには、板状部材の金属部分ｓｔ１や接着層の部分ｓｔ２あるいはその両方が含まれる。
【００２５】
具体的には、完成品である上面盤Ｊのキー収容孔１１の内径寸法ｍ１よりも単品プレスにより形成される各板状部材１のキー収容孔１１に相当する孔１１´の内径寸法ｍ２を若干小さくしている場合には、この貼付シェービング加工により接着層の部分ｓｔ２だけでなく金属部分ｓｔ１をも打ち抜くことになる。その際、プレス機の上型と下型とのクリアランスをゼロに近い状態に設定した上で冷却しつつ打ち抜くことによってキー収納孔１１の内周が鏡面仕上げ状態となり製品の外観レベルにまで加工面を成形することができる。この貼付シェービング加工は、前記窓１２や切欠部１４に対しても同時に行うことができる。
【００２６】
表側の板状部材１ａに関する単品プレス加工は、打ち抜き加工を伴う通常のプレス加工技術を用いて行われる。
【００２７】
中間の板状部材１ｂに関する単品プレス加工は、打ち抜き加工を伴う通常のプレス加工技術に加えてボス部ｐ１を形成するための特殊なプレス加工工程が加えられている。図６には、そのボス部ｐ１の拡大図であり一部を切断して内部構造も示している。プレス加工によりボス部ｐ１を成形するにはまず、図７に示すような中間の板状部材１ｂを構成する板金素材Ｕに、図８に示すようにつぶし加工を施して円環状の薄肉部ｕ１を形成するとともに、その薄肉部ｕ１の内側に増肉部ｕ２を作りだす。しかる後に、図９に示すように、その増肉部ｕ２にバーリング加工を施して筒部ｕ３を形成し、その筒部ｕ３と前記薄肉部ｕ１との間に存在する増肉部ｕ２の塑性変形を利用して絞り上げ加工により図１０に示すようなカップ状の突起ｐ１１を設ける。そして、前記筒部ｕ３の内周にタップ加工によりねじ溝ｐ１３を刻設してねじ孔ｐ１２を形成する。以上の工程を行うことにより、図１１に示されるようなボス部ｐ１を得ることができる。
【００２８】
裏側の板状部材１ｃに関する単品プレス加工は、打ち抜き加工を伴う通常のプレス加工技術を用いて行われる。
【００２９】
以上に述べたように、本実施形態に係るボス部ｐ１を備える上面盤Ｊの製造方法は、板金素材Ｕにつぶし加工を施して環状の薄肉部ｕ１を形成するとともに、その薄肉部ｕ１の内側に増肉部ｕ２を作りだし、その増肉部ｕ２にバーリング加工を施して筒部ｕ３を形成し、その筒部ｕ３と前記薄肉部ｕ１との間に存在する増肉部ｕ２の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起ｐ１１を設け、前記筒部ｕ３の内周にねじ溝ｐ１３を刻設してねじ孔ｐ１２を形成している。すなわち、バーリング加工を施して中間の板状部材１ｂに亀裂が入らない程度の高さを有する筒部ｕ３を形成した後に、増肉部ｕ２の存在を利用してその筒部ｕ３の外側を絞り上げ加工するため、中間の板状部材１ｂに無理な変形を強いることがなく、筒部ｕ３の突出寸法ｓ１よりもボス部ｐ１全体の高さ寸法を無理なく大きくすることが可能となる。すなわち、バーリング加工を施して筒部ｕ３を形成した後に、その筒部ｕ３の外側を絞り上げ加工するため、この絞り上げ加工によって前記筒部ｕ３が中間の板状素材１ｂよりも厚さ方向に変位した位置に形成されることとなる。したがって、ボス部ｐ１を備えた中間の板状部材１ｂと、このボス部ｐ１を介して取り付けられる筐体との間の距離を、無理なく大きくすることが可能となる。
【００３０】
また、板金素材Ｕにつぶし加工を施して増肉部ｕ２を作り出し、その増肉部ｕ２に絞り上げ加工を施しているので、この板金素材Ｕに亀裂等を生じさせることなく、深く絞り出すことができる。
【００３１】
さらに、本実施形態にかかる上面盤Ｊの製造方法によれば、現在行われている低生産性・高コストのアルミ削り出し加工によって作られた上面盤の製造に比べて、安価なプレス加工によって背の高いボス部ｐ１を形成することができるため、工数の大幅な増大を招くことなく種々の形態の物品を製造することが可能となる。すなわち、複雑な形状の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを組み合わせることにより、一体加工に比べ、加工にかかるコストを大幅に削減できる。
【００３２】
また、本実施形態にかかる上面盤Ｊの製造方法によれば、板金素材Ｕの強度を維持した上での軽量化、及び薄型化を図ることができるとともに、従来のようなアルミ削り出し加工の場合よりも、加工時の歪みを抑えることができる。また、表側の板状部材１ａにはボス部ｐ１に対応した凹凸が形成されないため、意匠面のデザイン性の自由度を高めることができる。
【００３３】
本実施形態にかかる上面盤Ｊの多層部品の一部、例えば表側の板状部材１ａを予めカラー化することにより、別工程での塗装等の後処理が不要となる。
【００３４】
さらに、中間の板状部材１ｂとボス部ｐ１とを一体化したことによって、部品点数の削減を図ることができる。
【００３５】
なお、本発明は以上に説明した各実施形態に限られないのはもちろんのことである。
【００３６】
上述した実施形態においては、本発明をノートパソコンの筐体を構成する上面盤に適用した場合について説明したが、本発明はこのようなものに限らず種々の製品の部品に適用が可能である。たとえば、携帯電話の筐体を構成する操作部側上面盤及び表示部側上面盤、デジタルカメラの筐体を構成する前面盤及び後面盤、矩形状の携帯電話の筐体を構成する後面盤、携帯型ゲーム機の筐体を構成する前面盤及び後面盤、携帯型カーナビゲーションの筐体を構成する前面盤及び後面盤、その他、本発明に係る電子機器の筐体の一部を構成する物品としては、以上に説明したもののほか、デスクトップ用パソコン、スマートフォン又は携帯情報端末（ＰＤＡ）など、種々のものを挙げることができる。また、本発明に係る物品は、電子機器に限らず、自動車や航空機の部品としても適用することが可能である。
【００３７】
プレス加工の度合いを高め、工数の抑制により一層寄与するためには、前記全ての板状部材が、それぞれ単品プレス加工により作られた金属製のものであることが望ましい。なお、金属製の板状部材には、鋼板、アルミ板、ステンレス板、チタン板、ジュラルミン板、マグネシウム板などの単体素材金属板だけでなく、金属板を主体にし、その表面や裏面の全域に種々のコーティング層を有したものも含まれる。
【００３８】
しかしながら、前記板状部材の少なくとも１枚が、非金属製のものであれば、非金属製の板状部材の特性を効果的に利用した部品を得ることができるものとなる。非金属製のものとしては、例えば樹脂製、ガラス製、木製、陶磁製、モルタル製又はコンクリート製のものなどを挙げることができる。
【００３９】
具体的に例示すれば、種々の仕様に適用するには、前記複数枚の板状部材の少なくとも１枚に、強度的特性を変化させるための要素を含んだもの、質量分布を変化させるための要素を含んだもの、熱、電気、電磁波、音、光等を遮蔽するための遮蔽機能を有した要素を含んだもの、制振機能を有した要素を含んだもの、又は、外観を整えるための意匠面を形成する要素を含んだものなどを適用することが好ましい。ここで、「強度的特性」とは、強度に関する特性全般を意味し、具体的には、剛性、軟性、可撓性、靭性、弾性、ねじれ性、耐圧性などを挙げることができる。「要素」には、形態に係わるもの、材質に係わるもの、色彩に係わるもの、電気特性に係わるもの、耐熱性に係わるもの、塑性変形加工性に係わるもの、腐食性に係わるもの、時効変化特性に係わるもの、あるいは、これらを複合したものなどが含まれる。なお、形態には、形状、模様、構造などが含まれる。たとえば、表側の板状部材１ａ、中間の板状部材１ｂ、裏側の板状部材１ｃからなる３ピース構造において、各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃにアルミ材を用いることにより放熱性を上げることができる。また、これらアルミ材を用いた板状部材１ａ、１ｂ、１ｃ間に断熱シートを入れることにより断熱性を上げることができる。
【００４０】
このように、種々にわたる板状部材を使用目的に応じて選択し、これらを組み合わせることが好ましく、また、多層部材各々の材質を選択することにより、物品の軽量化や剛性アップを図ることができる。
【００４１】
ボス部の形状は、円形に限られず、楕円その他の異形状であってもよい。また、ボス部の数も、複数に限られず、１つであってもよい。さらに、筒部の形成位置についても、先端壁の中央には限られない。
【００４２】
薄肉部は、完全な環状に形成されるものに限られず、間欠的に形成されるものであってもよい。
【００４３】
タップ加工は、ねじ溝を有さないボス部の形成後に別工程で行っていたが、バーリング加工により筒部を形成するのと同じ工程で行ってもよい。
【００４４】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００４５】
ｐ１…ボス部
ｐ１１…突起
ｐ１２…ねじ孔
ｐ１３…ねじ溝
ｓ１…突出寸法
ｓ２…膨出寸法
Ｕ…板金素材
ｕ１…薄肉部
ｕ２…増肉部
ｕ３…筒部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボス部を備えた物品の製造方法、及びボス部を備えた物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボス部を備えた板状部材を形成するために、板状部材にバーリング加工及びタップ加工を施すものが種々知られている（例えば、特許文献１を参照）。より具体的には、板状部材にバーリング加工を行ってフランジ部を形成した後、フランジ部の内周にタップ加工を施し、ねじ孔を形成するものである。
【０００３】
このように、バーリング加工によってフランジ部を形成するにあたっては、次のような一定の限界があった。すなわち、フランジ部の突出寸法を長くしようとすると、板状部材に無理な変形を強いることとなり、板状部材に亀裂等が入る可能性があった。そのため、ボス部を備えた板状部材と、このボス部を介して取り付けられる他の部材との間の距離を一定以上長くすることが困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５‐３２４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためのもので、板状部材に無理な変形を強いることなく高さ寸法を大きくすることができるボス部を備えた物品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明に係るボス部を備えた物品の製造方法は、ボス部を一体に備えてなる物品を製造するための方法であって、板金素材につぶし加工を施して環状の薄肉部を形成するとともに、その薄肉部の内側に増肉部を作りだし、その増肉部にバーリング加工を施して筒部を形成し、その筒部と前記薄肉部との間に存在する増肉部の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起を設け、前記筒部の内周にねじ溝を刻設してねじ孔を形成することを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、バーリング加工を施して通常の長さ程度の筒部を形成した後に、増肉部の存在を利用してその筒部の外側を絞り上げ加工するため、板状部材に無理な変形を強いることがなく、筒部の突出寸法よりもボス部全体の高さ寸法を無理なく大きくすることが可能となる。
【０００８】
前記物品が単一の部材から構成されている場合は、前記ボス部が前記部材に一体に形成されていることが好ましい。この場合の単一の部材とは、外見上一つの物体として認識し得る部材であって、塑性変形が可能なものであればどのようなものでもよく、たとえば、単一金属あるいは合金等の金属素材を一定の形状に成形してなるものだけでなく、クラッドやメッキ等の複数の金属素材を積層あるいは混在させて一定の形状に成形してなるもの、あるいは、金属素材と非金属素材とを混在させて一定の形状に成形してなるもの等が含まれる。
【０００９】
一方、前記物品が複数の部材から構成されている場合は、前記ボス部が前記部材の少なくとも一部と一体に形成されていることが好ましい。この場合の複数の部材とは、外見上複数の物体として認識し得る部材であって、少なくともボス部が形成される部材については塑性変形が可能なものであればよい。ボス部が形成されない部材については、塑性変形が可能であるか否かを問わず、あらゆる材料で作られたものを含む。
【００１０】
このような製造方法でつくられる物品としては、部材の一部にボス部を一体に形成してなるものであって、前記ボス部が、部材の一部を絞り上げ加工により一面側に膨出させてなる突起と、この突起の先端壁の一部をバーリング加工により突起内方側に突出させてなり内周にねじ溝を刻設してなる筒部とを具備してなり、前記筒部の突出寸法が前記突起の膨出寸法よりも小さく設定してあることを特徴とするものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、板状部材に無理な変形を強いることなく高さ寸法を大きくすることができるボス部を備えた物品の製造方法、及びその方法により作られた物品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態である物品の斜視図。
【図２】図１における一部を省略して示す模式的なＡ−Ａ線断面図。
【図３】同実施形態の分解斜視図。
【図４】同実施形態における物品の製造工程を示す断面図。
【図５】同実施形態における物品の製造工程を示す断面図。
【図６】図１におけるＶの一部を切断した部分拡大斜視図。
【図７】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図８】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図９】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図１０】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す断面図。
【図１１】同実施形態におけるボス部の製造工程を示す斜視図。
【図１２】図２におけるＶＩの部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００１４】
この実施形態は、本発明を電子機器の筐体用部品であるノートパソコンのキーボード形成用の上面盤Ｊに適用した場合のものであり、説明の都合上、図１〜図１２では内面側が上を向くように描いてある。
【００１５】
この上面盤Ｊは、それぞれが単品プレス加工により作られた形状の異なる複数枚の板状部材、すなわち、外部に表出する表側の板状部材１ａと、この表側の板状部材１ａの裏側に添接される中間の板状部材１ｂと、この中間の板状部材１ｂの裏面側に添接される裏側の板状部材１ｃとが重ね合わされた状態で接着層ｓを介して接合されてなる。前記各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃは金属製のもので具体的には、鉄、アルミ、銅、ステンレス、チタン、マグネシウムなどが用いられる。
【００１６】
この上面盤Ｊは、局所的な特異形状部分である複数のボス部ｐ１とキーボード形成用の領域ｒ１を構成するための厚肉部ｐ２とを有している。しかして、この上面盤Ｊは、キーボード形成用の領域ｒ１と、この領域ｒ１を囲むフレームプレート形成用の領域ｒ２とを具備している。そして、前記接着層ｓが板状部材１の接合面全域に亘ってとぎれることなく略一定の厚さで存在している。
【００１７】
ボス部ｐ１は、取付のための部分であって中間の板状部材１ｂにより形成されており、中間の板状部材１ｂを表側の板状部材１ａに接着した状態で筐体の内方に突出する形態をなしている。換言すれば、上面盤Ｊを構成する板状部材の一部である中間の板状部材１ｂにボス部ｐ１を一体に形成してなる物品である上面盤Ｊは、前記ボス部ｐ１が、中間の板状部材１ｂを絞り上げ加工により一面側、すなわち上面盤Ｊの裏面側に膨出させてなる突起ｐ１１と、この突起ｐ１１の先端壁ｐ１４の一部をバーリング加工により突起ｐ１１内方側に突出させてなり内周にねじ溝ｐ１３を刻設してなる筒部ｕ３とを具備してなり、前記筒部ｕ３の突出寸法ｓ１が前記突起ｐ１１の膨出寸法ｓ２よりも小さく設定してあるとともに、前記筒部ｕ３の内径寸法は、前記突起ｐ１１の内径寸法よりも小さく設定してある。ボス部ｐ１は、前記中間の板状部材１ｂを単品プレス加工により作る際にこの板状部材１ｂに一体に形成されるボス部形成用の突起ｐ１１を主体に構成されたもので、その突起ｐ１１の先端部分のねじ孔ｐ１２にタップ加工を施してねじ溝ｐ１３を形成したうえで前記中間の板状部材１ｂを表側の板状部材１ａに接着することにより作られている。突起ｐ１１は内部に空洞ｐ１１１を有したものでこの空洞ｐ１１１は表側の板状部材１ａにより塞がれている。換言すると、上面盤Ｊは、ボス部ｐ１により中空化した部分を有したものとなっている。すなわち、物品たるノートパソコンのキーボード形成用の上面盤Ｊが複数の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃから構成されており、前記ボス部ｐ１が前記板状部材１ａ、１ｂ、１ｃのうちの一部、すなわち前記中間の板状部材１ｂと一体に形成されているものである。
【００１８】
厚肉部ｐ２は、主として強度を変化させるための部分であって、表側の板状部材１ａの裏面に中間の板状部材１ｂと裏側の板状部材１ｃとを重ね合わせて接着することにより作られている。裏側の板状部材１ｃはキーボード形成用の領域ｒ１に対応させた形状をなしており、中間の板状部材１ｂはキーボード形成用の領域ｒ１とフレームプレート形成用の領域ｒ２とを合わせた形状をなしている。そのため、キーボード形成用の領域ｒ１は表側、中間、裏側の三枚の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃにより構成され、一方、フレームプレート形成用の領域は表側、中間の二枚の板状部材１ａ、１ｂにより構成されている。その結果、キーボード形成用の領域ｒ１は、フレームプレート形成用の領域ｒ２と比べて裏側の板状部材１ｃの厚み分だけ厚み寸法が大きくなっている。したがって、この上面盤Ｊは、前記板状部材の重ね合わせ枚数が相互に異なり、且つ厚みも異なる複数の領域を備えている。
【００１９】
換言すれば、裏側の板状部材１ｃは、上面盤Ｊにおいて重ね合わせ枚数が相互に異なるとともに、厚みも異なる複数の領域を形成させるものであり、上面盤Ｊにおける強度的特性を変化させるための要素を少なくとも含んでいる。なお、表側の板状部材１ａは、筐体の外面の一部を構成しており、外観を整えるための意匠面を形成する要素を少なくとも含んでいる。
【００２０】
キーボード形成用の領域ｒ１には、図示しないキーを収容するための複数のキー収容孔１１が多数穿設されている。また、フレームプレート形成用の領域ｒ２には図示しないトラックパッド及びクリックボタン表出用の窓１２、スイッチボタンの表出用の孔１３、及び、ヒンジに対応する切欠部１４が形成されており、前記各ボス部ｐ１はこの領域ｒ２に設けられている。
【００２１】
次いで、この上面盤Ｊの製造方法を説明する。
【００２２】
この上面盤Ｊは、図４及び図５に示すように、単品プレス加工により作られた金属製の表側の板状部材１ａに、異形状に別加工した中間の板状部材１ｂ及び裏側の板状部材１ｃを重ね合わせ、それら板状部材１ａ、１ｂ、１ｃをストローク制御機構を備えたプレス機による接着プレス加工に伴わせて接合することにより作られる。その過程で、前述したような局所的な特異形状部分であるボス部ｐ１と厚肉部ｐ２が同時に形成される。ここで、「接着プレス加工」とは、重ね合わせた複数枚の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを接着させるために厚み方向に圧縮する加工全般を意味して命名した文言である。また、「単品プレス加工」とは、板金素材Ｕにプレス加工を施すことにより所定の形状をなす各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを作る行為を意味しており、説明の便宜上、前記「接着プレス加工」と明確に区別するために命名した文言である。
【００２３】
前記接着プレス加工は、板状部材１ａ、１ｂ、１ｃ間に介在させた接着層ｓの接着機能を少なくとも惹起させる加工であり、本実施形態においては、圧接力を加えつつ板状部材間に介在させた接着層ｓを熱により溶融させることにより行うものである。
【００２４】
詳述すれば、単品プレス加工により裏面に接着層ｓを有した表側の板状部材１ａと、接着層を有しない中間の板状部材１ｂと、表面に接着層ｓを有した裏側の板状部材１ｃとをそれぞれ製作する。しかる後に、それらの板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを重ねあわせたうえで、前記接着層ｓが溶融する程度の温間で接着プレス加工を施すことにより前記各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃ同士を接合する。次いで、表側の板状部材１ａの周縁部１５にヘミング加工を施して上面盤Ｊの輪郭部分の仕上げを行うとともに、前記キー収容孔１１、トラックパッド及びクリックボタン表出用の窓１２、スイッチボタン表出用の孔１３、及び、ヒンジに対応する切欠部１４等に対して仕上げプレス加工である貼付シェービング加工を行う。貼付シェービング加工は、前記接着プレス加工を終えた後に不要部分ｓｔを切除するためのものである。前記不要部分ｓｔは、完成品の縁を構成すべき部位からはみ出た部分であり、この実施形態においては、例えば、図１２に示すようにキー収容孔の内周縁からはみ出た部分ｓｔを意味している。はみ出た部分ｓｔには、板状部材の金属部分ｓｔ１や接着層の部分ｓｔ２あるいはその両方が含まれる。
【００２５】
具体的には、完成品である上面盤Ｊのキー収容孔１１の内径寸法ｍ１よりも単品プレスにより形成される各板状部材１のキー収容孔１１に相当する孔１１´の内径寸法ｍ２を若干小さくしている場合には、この貼付シェービング加工により接着層の部分ｓｔ２だけでなく金属部分ｓｔ１をも打ち抜くことになる。その際、プレス機の上型と下型とのクリアランスをゼロに近い状態に設定した上で冷却しつつ打ち抜くことによってキー収納孔１１の内周が鏡面仕上げ状態となり製品の外観レベルにまで加工面を成形することができる。この貼付シェービング加工は、前記窓１２や切欠部１４に対しても同時に行うことができる。
【００２６】
表側の板状部材１ａに関する単品プレス加工は、打ち抜き加工を伴う通常のプレス加工技術を用いて行われる。
【００２７】
中間の板状部材１ｂに関する単品プレス加工は、打ち抜き加工を伴う通常のプレス加工技術に加えてボス部ｐ１を形成するための特殊なプレス加工工程が加えられている。図６には、そのボス部ｐ１の拡大図であり一部を切断して内部構造も示している。プレス加工によりボス部ｐ１を成形するにはまず、図７に示すような中間の板状部材１ｂを構成する板金素材Ｕに、図８に示すようにつぶし加工を施して円環状の薄肉部ｕ１を形成するとともに、その薄肉部ｕ１の内側に増肉部ｕ２を作りだす。しかる後に、図９に示すように、その増肉部ｕ２にバーリング加工を施して筒部ｕ３を形成し、その筒部ｕ３と前記薄肉部ｕ１との間に存在する増肉部ｕ２の塑性変形を利用して絞り上げ加工により図１０に示すようなカップ状の突起ｐ１１を設ける。そして、前記筒部ｕ３の内周にタップ加工によりねじ溝ｐ１３を刻設してねじ孔ｐ１２を形成する。以上の工程を行うことにより、図１１に示されるようなボス部ｐ１を得ることができる。
【００２８】
裏側の板状部材１ｃに関する単品プレス加工は、打ち抜き加工を伴う通常のプレス加工技術を用いて行われる。
【００２９】
以上に述べたように、本実施形態に係るボス部ｐ１を備える上面盤Ｊの製造方法は、板金素材Ｕにつぶし加工を施して環状の薄肉部ｕ１を形成するとともに、その薄肉部ｕ１の内側に増肉部ｕ２を作りだし、その増肉部ｕ２にバーリング加工を施して筒部ｕ３を形成し、その筒部ｕ３と前記薄肉部ｕ１との間に存在する増肉部ｕ２の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起ｐ１１を設け、前記筒部ｕ３の内周にねじ溝ｐ１３を刻設してねじ孔ｐ１２を形成している。すなわち、バーリング加工を施して中間の板状部材１ｂに亀裂が入らない程度の高さを有する筒部ｕ３を形成した後に、増肉部ｕ２の存在を利用してその筒部ｕ３の外側を絞り上げ加工するため、中間の板状部材１ｂに無理な変形を強いることがなく、筒部ｕ３の突出寸法ｓ１よりもボス部ｐ１全体の高さ寸法を無理なく大きくすることが可能となる。すなわち、バーリング加工を施して筒部ｕ３を形成した後に、その筒部ｕ３の外側を絞り上げ加工するため、この絞り上げ加工によって前記筒部ｕ３が中間の板状素材１ｂよりも厚さ方向に変位した位置に形成されることとなる。したがって、ボス部ｐ１を備えた中間の板状部材１ｂと、このボス部ｐ１を介して取り付けられる筐体との間の距離を、無理なく大きくすることが可能となる。
【００３０】
また、板金素材Ｕにつぶし加工を施して増肉部ｕ２を作り出し、その増肉部ｕ２に絞り上げ加工を施しているので、この板金素材Ｕに亀裂等を生じさせることなく、深く絞り出すことができる。
【００３１】
さらに、本実施形態にかかる上面盤Ｊの製造方法によれば、現在行われている低生産性・高コストのアルミ削り出し加工によって作られた上面盤の製造に比べて、安価なプレス加工によって背の高いボス部ｐ１を形成することができるため、工数の大幅な増大を招くことなく種々の形態の物品を製造することが可能となる。すなわち、複雑な形状の板状部材１ａ、１ｂ、１ｃを組み合わせることにより、一体加工に比べ、加工にかかるコストを大幅に削減できる。
【００３２】
また、本実施形態にかかる上面盤Ｊの製造方法によれば、板金素材Ｕの強度を維持した上での軽量化、及び薄型化を図ることができるとともに、従来のようなアルミ削り出し加工の場合よりも、加工時の歪みを抑えることができる。また、表側の板状部材１ａにはボス部ｐ１に対応した凹凸が形成されないため、意匠面のデザイン性の自由度を高めることができる。
【００３３】
本実施形態にかかる上面盤Ｊの多層部品の一部、例えば表側の板状部材１ａを予めカラー化することにより、別工程での塗装等の後処理が不要となる。
【００３４】
さらに、中間の板状部材１ｂとボス部ｐ１とを一体化したことによって、部品点数の削減を図ることができる。
【００３５】
なお、本発明は以上に説明した各実施形態に限られないのはもちろんのことである。
【００３６】
上述した実施形態においては、本発明をノートパソコンの筐体を構成する上面盤に適用した場合について説明したが、本発明はこのようなものに限らず種々の製品の部品に適用が可能である。たとえば、携帯電話の筐体を構成する操作部側上面盤及び表示部側上面盤、デジタルカメラの筐体を構成する前面盤及び後面盤、矩形状の携帯電話の筐体を構成する後面盤、携帯型ゲーム機の筐体を構成する前面盤及び後面盤、携帯型カーナビゲーションの筐体を構成する前面盤及び後面盤、その他、本発明に係る電子機器の筐体の一部を構成する物品としては、以上に説明したもののほか、デスクトップ用パソコン、スマートフォン又は携帯情報端末（ＰＤＡ）など、種々のものを挙げることができる。また、本発明に係る物品は、電子機器に限らず、自動車や航空機の部品としても適用することが可能である。
【００３７】
プレス加工の度合いを高め、工数の抑制により一層寄与するためには、前記全ての板状部材が、それぞれ単品プレス加工により作られた金属製のものであることが望ましい。なお、金属製の板状部材には、鋼板、アルミ板、ステンレス板、チタン板、ジュラルミン板、マグネシウム板などの単体素材金属板だけでなく、金属板を主体にし、その表面や裏面の全域に種々のコーティング層を有したものも含まれる。
【００３８】
しかしながら、前記板状部材の少なくとも１枚が、非金属製のものであれば、非金属製の板状部材の特性を効果的に利用した部品を得ることができるものとなる。非金属製のものとしては、例えば樹脂製、ガラス製、木製、陶磁製、モルタル製又はコンクリート製のものなどを挙げることができる。
【００３９】
具体的に例示すれば、種々の仕様に適用するには、前記複数枚の板状部材の少なくとも１枚に、強度的特性を変化させるための要素を含んだもの、質量分布を変化させるための要素を含んだもの、熱、電気、電磁波、音、光等を遮蔽するための遮蔽機能を有した要素を含んだもの、制振機能を有した要素を含んだもの、又は、外観を整えるための意匠面を形成する要素を含んだものなどを適用することが好ましい。ここで、「強度的特性」とは、強度に関する特性全般を意味し、具体的には、剛性、軟性、可撓性、靭性、弾性、ねじれ性、耐圧性などを挙げることができる。「要素」には、形態に係わるもの、材質に係わるもの、色彩に係わるもの、電気特性に係わるもの、耐熱性に係わるもの、塑性変形加工性に係わるもの、腐食性に係わるもの、時効変化特性に係わるもの、あるいは、これらを複合したものなどが含まれる。なお、形態には、形状、模様、構造などが含まれる。たとえば、表側の板状部材１ａ、中間の板状部材１ｂ、裏側の板状部材１ｃからなる３ピース構造において、各板状部材１ａ、１ｂ、１ｃにアルミ材を用いることにより放熱性を上げることができる。また、これらアルミ材を用いた板状部材１ａ、１ｂ、１ｃ間に断熱シートを入れることにより断熱性を上げることができる。
【００４０】
このように、種々にわたる板状部材を使用目的に応じて選択し、これらを組み合わせることが好ましく、また、多層部材各々の材質を選択することにより、物品の軽量化や剛性アップを図ることができる。
【００４１】
ボス部の形状は、円形に限られず、楕円その他の異形状であってもよい。また、ボス部の数も、複数に限られず、１つであってもよい。さらに、筒部の形成位置についても、先端壁の中央には限られない。
【００４２】
薄肉部は、完全な環状に形成されるものに限られず、間欠的に形成されるものであってもよい。
【００４３】
タップ加工は、ねじ溝を有さないボス部の形成後に別工程で行っていたが、バーリング加工により筒部を形成するのと同じ工程で行ってもよい。
【００４４】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００４５】
ｐ１…ボス部
ｐ１１…突起
ｐ１２…ねじ孔
ｐ１３…ねじ溝
ｓ１…突出寸法
ｓ２…膨出寸法
Ｕ…板金素材
ｕ１…薄肉部
ｕ２…増肉部
ｕ３…筒部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボス部を一体に備えてなる物品を製造するための方法であって、
板金素材につぶし加工を施して環状の薄肉部を形成するとともに、その薄肉部の内側に増肉部を作りだし、その増肉部にバーリング加工を施して筒部を形成し、その筒部と前記薄肉部との間に存在する増肉部の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起を設け、前記筒部の内周にねじ溝を刻設してねじ孔を形成することを特徴とするボス部を備えた物品の製造方法。
【請求項２】
物品が単一の部材から構成されており、前記ボス部が前記部材に一体に形成されている請求項１記載のボス部を備えた物品の製造方法。
【請求項３】
物品が複数の部材から構成されており、前記ボス部が前記部材の少なくとも一部と一体に形成されている請求項１記載のボス部を備えた物品の製造方法。
【請求項４】
部材の一部にボス部を一体に形成してなる物品であって、
前記ボス部が、部材の一部を絞り上げ加工により一面側に膨出させてなる突起と、この突起の先端壁の一部をバーリング加工により突起内方側に突出させてなり内周にねじ溝を刻設してなる筒部とを具備してなり、前記筒部の突出寸法が前記突起の膨出寸法よりも小さく設定してあることを特徴とする物品。
【請求項１】
ボス部を一体に備えてなる物品を製造するための方法であって、
板金素材につぶし加工を施して環状の薄肉部を形成するとともに、その薄肉部の内側に増肉部を作りだし、その増肉部にバーリング加工を施して筒部を形成し、その筒部と前記薄肉部との間に存在する増肉部の塑性変形を利用して絞り上げ加工によりカップ状の突起を設け、前記筒部の内周にねじ溝を刻設してねじ孔を形成することを特徴とするボス部を備えた物品の製造方法。
【請求項２】
物品が単一の部材から構成されており、前記ボス部が前記部材に一体に形成されている請求項１記載のボス部を備えた物品の製造方法。
【請求項３】
物品が複数の部材から構成されており、前記ボス部が前記部材の少なくとも一部と一体に形成されている請求項１記載のボス部を備えた物品の製造方法。
【請求項４】
部材の一部にボス部を一体に形成してなる物品であって、
前記ボス部が、部材の一部を絞り上げ加工により一面側に膨出させてなる突起と、この突起の先端壁の一部をバーリング加工により突起内方側に突出させてなり内周にねじ溝を刻設してなる筒部とを具備してなり、前記筒部の突出寸法が前記突起の膨出寸法よりも小さく設定してあることを特徴とする物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１６１５０５（Ｐ２０１１−１６１５０５Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０２１０（Ｐ２０１０−３０２１０）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（５１００４２３０１）株式会社田中製作所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（５１００４２３０１）株式会社田中製作所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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