JP6540554B2 - 部材の製造方法、および、部材の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、突起を有する部材の製造方法、および、部材の製造装置に関する。

従来、部材の外壁面に凹凸を形成する方法の一つであるコイニング加工は、部材全体を拘束しつつ凹凸を有する金型を転写する。例えば、特許文献１には、部材を拘束する金型に部材をセットした後、部材の外壁に形成される突起の大きさに対応する凹部を有する成形パンチを押し付けることによって当該部材に突部を形成する部材の製造方法が記載されている。

特開２０１１−２１２７３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の部材の製造方法を外形が加工済の部材や中空の部材に対して適用すると、部材を拘束したときに部材の外形や中空の部分が変形するおそれがある。また、部材の変形を抑制しようとすると部材の拘束が不十分となり、形成される突起の加工精度が低下するおそれがある。

本発明は、突起が形成される部材の変形を防止しつつ当該突起の加工精度を向上する部材の製造方法を提供することにある。

本発明は、突起を有する部材の製造方法であって、当接工程、および、突起成形工程を含む。
当接工程では、所定の距離離れた位置にある少なくとも二つ以上のパンチのそれぞれが有する先端面を部材の外壁面に当接させる。
突起成形工程では、少なくとも二つ以上のパンチの第一のパンチに外壁面に交わる方向に作用する第一の力を作用させつつ、部材内で第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力を少なくとも二つ以上のパンチの第二のパンチに作用させ、外壁面に突起を成形する。

本発明の部材の製造方法では、突起成形工程において、部材の外壁面に当接させた少なくとも二つ以上のパンチのうち第一のパンチに外壁面に交わる方向の第一の力を作用させる。また、第一のパンチから所定の距離離れた位置で部材の外壁面に先端面が当接している第二のパンチに部材内で第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力を作用させる。これにより、部材の外壁面近傍の材料が第一のパンチと第二のパンチとの間に寄せられるため、突起を成形することができる。この方法では、部材の突起が形成される外壁面近傍の材料にのみ力を作用させるため、部材全体を拘束することが不要となる。これにより、突起の成形時に部材が変形することを防止することができる。
また、本発明の部材の製造方法では、第一の力の大きさや方向と第二作用力の大きさや方向との組み合わせによって突起の形状を任意に変更することができる。これにより、突起の加工精度を向上することができる。

また、本発明は、突起を有する部材の製造装置であって、少なくとも二つ以上のパンチ、および、作用力発生部を備える。
パンチは、所定の距離離れた位置に設けられ、部材の外壁面に当接可能な先端面を有する。
作用力発生部は、少なくとも二つ以上のパンチの第一のパンチに外壁面に交わる方向に作用する第一の力を作用させつつ、部材内で第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力を少なくとも二つ以上のパンチの第二のパンチに作用させることが可能である。

本発明の部材の製造装置では、所定の距離離れた位置に設けられている少なくとも二つ以上のパンチに部材内で交わる方向に作用する二つの力を作用させることが可能である。これにより、少なくとも二つ以上のパンチが互いに近づきながら部材の外壁面近傍の材料を少なくとも二つ以上のパンチの間に寄せることができるため、突起を形成することができる。このとき、二つの力は、部材の外壁面近傍の材料にのみ作用するため、部材全体を拘束することが不要となる。これにより、突起の成形時に部材が変形することを防止することができる。
また、本発明の部材の製造装置では、第一の力の大きさや方向と第二作用力の大きさや方向との組み合わせによって突起の形状を任意に変更することができる。これにより、突起の加工精度を向上することができる。

本発明の第一実施形態による部材の製造装置の模式図である。 図１のＩＩ部拡大図である。 本発明の第一実施形態による部材の製造方法で製造される燃圧センサを有する燃料供給システムの模式図である。 本発明の第一実施形態による部材の製造方法で製造される燃圧センサの部分断面図である。 本発明の第一実施形態による部材の製造方法で製造される受圧部の模式図である。 本発明の第一実施形態による部材の製造方法で製造される受圧部の部分拡大図である。 本発明の第一実施形態による部材の製造方法のフローチャートである。 本発明の第一実施形態による部材の製造方法における部材の製造装置の作動状態を示す模式図である。 図８のＩＸ部拡大図である。 本発明の第一実施形態による部材の製造装置の効果を説明する模式図である。 本発明の第二実施形態による部材の製造装置の効果を説明する模式図である。 本発明の第三実施形態による部材の製造装置の効果を説明する模式図である。 本発明の第四実施形態による部材の製造方法のフローチャートである。 本発明の第四実施形態による部材の製造装置の作動を説明する模式図である。 比較例の部材の製造装置の作動を説明する模式図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による部材の製造装置および部材の製造方法を図１〜１０に基づいて説明する。本実施形態による「部材の製造装置」としての突起成形装置１は、内燃機関が有する燃焼室に供給される燃料の圧力を検出可能な燃圧センサ９０が有する突起９５を形成するために用いられる。

最初に、燃圧センサ９０が適用される燃料供給システム５について図３に基づいて説明する。
燃料供給システム５は、図示しない内燃機関の燃焼室にガソリンを直接噴射可能なガソリン直噴システムである。燃料供給システム５は、圧力ポンプ６、圧力レール７、燃料噴射弁８、燃圧センサ９０などを有する。
燃料供給システム５では、圧力ポンプ６において燃焼室に噴射可能な程度の圧力まで昇圧されたガソリンが圧力レール７内を流れる（白抜き矢印Ｆｆ５）。圧力レール７内のガソリンは、圧力レール７に設けられている複数の燃料噴射弁８によってそれぞれの燃料噴射弁８に対応する燃焼室にガソリンを直接噴射する。

燃圧センサ９０は、圧力レール７に設けられている。燃圧センサ９０は、「部材」としての受圧部９１、歪み検出部９２、算出部９３などから構成されている。

受圧部９１は、金属から形成されている。受圧部９１は、図４に示すように、ねじ部９１１、フランジ部９１２、変形可能部９１３などから形成されている。
ねじ部９１１は、径外方向の外壁にねじ溝が形成されている。燃圧センサ９０は、圧力レール７が有するねじ溝とねじ部９１１のねじ溝とがねじ結合することによって圧力レール７に組み付けられる。
フランジ部９１２は、ねじ部９１１の圧力レール７に組み付けられる側とは反対側の端部に設けられている。フランジ部９１２は、ねじ部９１１の外径に比べ大きい外径を有する略六角形状に形成されている。フランジ部９１２は、歪み検出部９２および算出部９３が嵌合可能な溝９１４、９１５を有する。
変形可能部９１３は、フランジ部９１２の略中央であってねじ部９１１とは反対側に設けられている。変形可能部９１３は、厚みがねじ部９１１およびフランジ部９１２に比べ薄くなるよう形成されている。
受圧部９１は、圧力レール７内と連通する連通路９１０を有する。連通路９１０は、ねじ部９１１およびフランジ部９１２を貫通し、変形可能部９１３が底となるよう形成されている。連通路９１０に圧力レール７内を流れるガソリンが流入すると、変形可能部９１３は、連通路９１０のガソリンの圧力の大きさに応じて変形する。

歪み検出部９２は、フランジ部９１２のねじ部９１１とは反対側に設けられる。歪み検出部９２は、図５に示すように、歪みセンサ９２１、出力電極９２２、位置決め部９２３、接地電極９２４などを有する。
歪みセンサ９２１は、変形可能部９１３の変形量を検出し、当該変形量に応じた電気信号を出力する。
出力電極９２２は、歪みセンサ９２１および算出部９３と電気的に接続している。出力電極９２２は、歪みセンサ９２１が出力する電気信号を算出部９３に出力する。
位置決め部９２３は、歪みセンサ９２１を挟んで出力電極９２２と反対側に設けられる。位置決め部９２３は、受圧部９１と算出部９３との組付において歪み検出部９２と算出部９３との位置合わせを行うことが可能である。
接地電極９２４は、出力電極９２２および位置決め部９２３と干渉しない位置、具体的には、歪みセンサ９２１からみて出力電極９２２と位置決め部９２３とを結ぶ方向に対して略垂直な方向に設けられている。接地電極９２４は、受圧部９１が有する突起９５と電気的に接続されている。

算出部９３は、受圧部９１との間に歪み検出部９２を挟み込むよう設けられている。算出部９３は、Ｏリング９３１を利用して受圧部９１に組み付けられている。算出部９３は、歪みセンサ９２１と電気的に接続する計算処理部９３２を有する。計算処理部９３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを中心に構成される周知のマイクロコンピュータである。計算処理部９３２は、歪み検出部９２が出力する電気信号に基づいて変形可能部９１３の変形量を算出する。

ここで、突起成形装置１が成形する突起９５の位置および形状について、図５、６に基づいて説明する。
突起９５は、受圧部９１のフランジ部９１２に形成されている。具体的には、歪みセンサ９２１からみて出力電極９２２と位置決め部９２３とを結ぶ方向に対して略垂直な方向であって、受圧部９１の歪み検出部９２が設けられる「部材の外壁面」としての外壁面９１６に形成されている。突起９５の両側には、突起成形装置１が備える「第一のパンチ」としての第一パンチ１０と「第二のパンチ」としての第二パンチ２０とによって形成される溝９６、９７が形成されている。溝９６を形成する内壁９５１と溝９７を形成する内壁９５２とが突起９５の側面となる。本実施形態では、突起９５は、例えば、幅Ｌ９５１が０．５ｍｍとなるよう形成されている。また、溝９６、９７は、幅Ｌ９６、Ｌ９７が３．０ｍｍであって、深さＤ９６、Ｄ９７が０．５ｍｍとなるよう形成されている。なお、図８〜１０に示されている突起９５および溝９６、９７の断面形状は、図を見やすくするために、突起９５の大きさと溝９６、９７の大きさとの関係を変更している。

次に、突起成形装置１の構成について、図１、２に基づいて説明する。突起成形装置１は、第一パンチ１０、「パンチガイド」としての第一パンチガイド１５、第二パンチ２０、「パンチガイド」としての第二パンチガイド２５、中央パンチガイド３０、作用力発生部３５を備える。図１は、第一パンチ１０および第二パンチ２０が受圧部９１の外壁面９１６に当接している状態を示している。図１には、突起成形装置１が形成する突起９５の中心軸Ｃ９５を示す。なお、図１、２、８〜１０では、便宜的に、突起成形装置１からみて受圧部９１が置かれている側を「地」側、受圧部９１からみて突起成形装置１の作用力発生部３５が設けられている側を「天」側とする。しかしながら、突起成形装置１と受圧部９１との位置関係において、天地の関係はこれに限定されない。

第一パンチ１０は、受圧部９１に比べ硬度が高い金属から形成されている略棒状の部材である。第一パンチ１０は、外壁面９１６に対して往復移動可能に設けられ、先端面１１、突起成形面１２、「パンチ傾斜面」としての外側摺動面１３、内側摺動面１４などを有する。

先端面１１は、第一パンチ１０の一端に受圧部９１の外壁面９１６に当接可能に形成されている。本実施形態では、図２に示すように、先端面１１を含む仮想平面Ｖｐ１１は、先端面１１が外壁面９１６に当接しているとき、外壁面９１６に交わるよう形成されている。また、本実施形態では、先端面１１は、先端面１１が外壁面９１６に当接しているとき、仮想平面Ｖｐ１１が第二パンチ２０に近づくにつれて外壁面９１６から離れるよう形成されている。

突起成形面１２は、第一パンチ１０の第二パンチ２０側に形成されている。突起成形面１２は、溝９６の内壁９６１、すなわち、突起９５の側面の形状を規定する。

外側摺動面１３は、第一パンチ１０の第二パンチ２０とは反対側に形成されている。外側摺動面１３は、先端面１１に近づくにつれて中心軸Ｃ９５に近づくよう形成されている。外側摺動面１３は、第一パンチガイド１５に摺動可能である。

内側摺動面１４は、突起成形面１２の天側であって外側摺動面１３に略平行に設けられている。内側摺動面１４は、中央パンチガイド３０に摺動可能である。

第一パンチガイド１５は、中心軸Ｃ９５からみて第一パンチ１０の径外方向に設けられている。第一パンチガイド１５は、パンチガイド部１６、カムガイド部１７などを有する。
パンチガイド部１６は、第一パンチガイド１５の地側に設けられ、外壁面９１６に当接している。パンチガイド部１６は、外側摺動面１３に摺動可能なパンチ摺動面１６１を有する。パンチガイド部１６は、外壁面９１６に当接しつつ第一パンチ１０の移動を案内する。
カムガイド部１７は、第一パンチガイド１５の天側に設けられている。カムガイド部１７は、後述する第一カムブロック３６に摺動可能に形成されている。カムガイド部１７は、第一カムブロック３６の天地方向の移動を案内する。

第二パンチ２０は、受圧部９１に比べ硬度が高い金属から形成されている略棒状の部材である。第二パンチ２０は、第一パンチ１０から所定の距離離れた位置に設けられ、外壁面９１６に対して往復移動可能である。第二パンチ２０は、先端面２１、突起成形面２２、「パンチ傾斜面」としての外側摺動面２３、内側摺動面２４などを有する。

先端面２１は、第二パンチ２０の一端に受圧部９１の外壁面９１６に当接可能に形成されている。本実施形態では、図２に示すように、先端面２１を含む仮想平面Ｖｐ２１は、先端面２１が外壁面９１６に当接しているとき、外壁面９１６に交わるよう形成されている。また、本実施形態では、先端面２１は、先端面２１が外壁面９１６に当接しているとき、仮想平面Ｖｐ２１が第一パンチ１０に近づくにつれて外壁面９１６から離れるよう形成されている。

突起成形面２２は、第二パンチ２０の第一パンチ１０側に形成されている。突起成形面２２は、溝９７の内壁９７１、すなわち、突起９５の側面の形状を規定する。

外側摺動面２３は、第二パンチ２０の第一パンチ１０とは反対側に形成されている。外側摺動面２３は、先端面２１に近づくにつれて中心軸Ｃ９５に近づくよう形成されている。外側摺動面２３は、第二パンチガイド２５に摺動可能である。

内側摺動面２４は、突起成形面２２の天側であって外側摺動面２３に略平行に設けられている。内側摺動面２４は、中央パンチガイド３０に摺動可能である。

第二パンチガイド２５は、中心軸Ｃ９５からみて第二パンチ２０の径外方向に設けられている。第二パンチガイド２５は、パンチガイド部２６、カムガイド部２７などを有する。
パンチガイド部２６は、第二パンチガイド２５の地側に設けられ、外壁面９１６に当接している。パンチガイド部２６は、外側摺動面２３に摺動可能なパンチ摺動面２６１を有する。パンチガイド部２６は、外壁面９１６に当接しつつ第二パンチ２０の移動を案内する。
カムガイド部２７は、第二パンチガイド２５の天側に設けられている。カムガイド部２７は、後述する第二カムブロック３７に摺動可能に形成されている。カムガイド部２７は、第二カムブロック３７の天地方向の移動を案内する。

中央パンチガイド３０は、第一パンチ１０と第二パンチ２０との間に設けられている。中央パンチガイド３０は、内側摺動面１４、２４に摺動可能に形成されている。中央パンチガイド３０は、第一パンチ１０および第二パンチ２０の移動を案内する。また、中央パンチガイド３０は、第一カムブロック３６および第二カムブロック３７の天地方向の移動を案内する。

作用力発生部３５は、第一カムブロック３６、第二カムブロック３７、および、プレス部３８を有する。作用力発生部３５は、第一パンチ１０および第二パンチ２０が外壁面９１６に押し付けられるよう第一パンチ１０と第二パンチ２０とに作用する力を発生する。

第一カムブロック３６は、第一パンチガイド１５のカムガイド部１７と中央パンチガイド３０との間に挟まれつつ、天地方向に往復移動可能に形成されている。第一カムブロック３６は、地側にカム傾斜面３６１を有する。カム傾斜面３６１は、突起９５に近づくにつれて中心軸Ｃ９５から離れるよう傾斜し、第一パンチ１０の先端面１１とは反対側の端面１００に当接可能に形成されている。第一カムブロック３６は、プレス部３８に連結している。

第二カムブロック３７は、第二パンチガイド２５のカムガイド部２７と中央パンチガイド３０との間に挟まれつつ、天地方向に移動可能に形成されている。第二カムブロック３７は、地側にカム傾斜面３７１を有する。カム傾斜面３７１は、突起９５に近づくにつれて中心軸Ｃ９５から離れるよう傾斜し、第二パンチ２０の先端面２１とは反対側の端面２００に当接可能に形成されている。第二カムブロック３７は、プレス部３８に連結している。

プレス部３８は、第一カムブロック３６および第二カムブロック３７の天側に位置している。プレス部３８は、第一カムブロック３６および第二カムブロック３７を介して第一パンチ１０と第二パンチ２０とを外壁面９１６に押し付ける力を発生可能である。

次に、突起成形装置１を用いた「部材の製造方法」としての突起成形プロセスを説明する。図７には、突起成形プロセスのフローチャートを示す。

最初に、ステップ（以下、単に「Ｓ」という）１０１において、ねじ部９１１やフランジ部９１２などがすでに成形されている受圧部９１を図示しない支持テーブルにセットする。Ｓ１０１では、突起成形装置１に対して受圧部９１が相対移動不能となるよう支持テーブルにセットする。例えば、受圧部９１の場合、ねじ部９１１を利用して支持テーブルにねじ結合させることで固定する。
次に、「当接工程」としてのＳ１０２において、第一パンチ１０および第二パンチ２０を受圧部９１の外壁面９１６に当接させる。このときの突起成形装置１の状態を示した模式図が図１である。Ｓ１０２では、第一パンチ１０と第二パンチ２０との間に所定の間隔を空けたまま先端面１１、２１を外壁面９１６に当接させる。

次に、「突起成形工程」としてのＳ１０３において、第一パンチ１０および第二パンチ２０を受圧部９１の外壁面９１６に押し付ける。
Ｓ１０３では、プレス部３８が発生する地方向のプレス力Ｆ０１、Ｆ０２（図８に示す白抜き矢印Ｆ０１、Ｆ０２）が第一カムブロック３６および第二カムブロック３７を介して第一パンチ１０および第二パンチ２０に作用する。第一カムブロック３６と第一パンチ１０とは、中心軸Ｃ９５に対して傾斜しているカム傾斜面３６１と端面１００とで当接しているため、プレス部３８が発生する地方向のプレス力Ｆ０１は、中心軸Ｃ９５に対して傾いた方向に作用する「第一の力」としての押付力Ｆ１１となる。また、第二カムブロック３７と第二パンチ２０とは、中心軸Ｃ９５に対して傾斜しているカム傾斜面３７１と端面２００とで当接しているため、プレス部３８が発生する地方向のプレス力Ｆ０２は、中心軸Ｃ９５に対して傾いた方向に作用する「第二の力」としての押付力Ｆ１２となる。

第一パンチ１０において先端面１１から外壁面９１６に作用する押付力Ｆ１１の方向（図９の二点鎖線Ａ１１）と第二パンチ２０において先端面２１から外壁面９１６に作用する押付力Ｆ１２の方向（図９の二点鎖線Ａ１２）とは、受圧部９１の内部で交わる。これにより、図９に示すように、外壁面９１６近傍の材料が第一パンチ１０と第二パンチ２０との間に寄せられ、第一パンチ１０と第二パンチ２０との間に突起９５が形成される。

第一パンチ１０および第二パンチ２０を外壁面９１６に押し付けたときの受圧部９１の材料の移動について、図９に基づいて説明する。ここでは、押付力Ｆ１１が作用する第一パンチ１０近傍における受圧部９１の材料の移動を説明するが、押付力Ｆ１２が作用する第二パンチ２０近傍においても同様である。

Ｓ１０３において第一パンチ１０が外壁面９１６に押し付けられると、先端面１１を介して外壁面９１６に押付力Ｆ１１が作用する。この押付力Ｆ１１は、二点鎖線Ａ１１に示すように、先端面１１に対して略垂直な方向に作用している。
ここで、図９において、第一パンチ１０が受圧部９１内に侵入した深さＤｐ１とする。また、図９において、受圧部９１内に侵入した第一パンチ１０の外壁面９１６上の長さを長さＬｐ１とすると、第一パンチ１０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料の体積は、溝９６の長さＲｐ１（図５参照）と深さＤｐ１と長さＬｐ１との積となる。すなわち、第一パンチ１０が外壁面９１６に押し付けられると、長さＲｐ１と深さＤｐ１と長さＬｐ１との積に相当する体積の材料が移動することとなる。この体積は、溝９６の体積と同じである。

第一パンチ１０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料は、一部が先端面１１から突起成形面１２に沿って中心軸Ｃ９５に近づく方向に移動する（図９の実線矢印Ｆ１１１）。一方、材料の一部は、先端面１１から外側摺動面１３に沿って中心軸Ｃ９５から離れる方向に移動する（図９の実線矢印Ｆ１１２）。これにより、第一パンチ１０の押し付けによって材料が移動した領域に溝９６が成形されるとともに、突起成形面１２に沿って天側に移動する受圧部９１の材料が幅Ｌ９５１の突起９５を形成することとなる。

また、Ｓ１０３において突起９５が形成されるとき、第一パンチ１０の突起成形面１２および第二パンチ２０の突起成形面２２には、図１０に示すように、突起９５からの反力Ｆ１０、Ｆ２０が作用する。本実施形態では、第一パンチガイド１５によって反力Ｆ１０に対抗する対抗力Ｆ１５を第一パンチ１０に作用させている。また、第二パンチガイド２５によって反力Ｆ２０に対抗する対抗力Ｆ２５を第二パンチ２０に作用させている。

次に、Ｓ１０４において、第一パンチ１０および第二パンチ２０を外壁面９１６から離間させる。
最後に、Ｓ１０５において、支持テーブル上での受圧部９１のセットを解除する。
本実施形態による突起成形プロセスでは、このようにして、受圧部９１の所定の位置に突起９５を形成する。

本実施形態では、Ｓ１０３において、受圧部９１の外壁面９１６に当接させた第一パンチ１０に外壁面９１６に交わる方向の押付力Ｆ１１を作用させる。また、第一パンチ１０から所定の距離離れた位置で受圧部９１の外壁面９１６に当接している第二パンチ２０に押付力Ｆ１１が作用する方向と受圧部９１内で交わる方向に作用する押付力Ｆ１２を作用させる。これにより、第一パンチ１０と第二パンチ２０との間の外壁面９１６近傍の材料が移動し、突起９５を成形することができる。したがって、コイニング方法とは異なり受圧部９１の全体を拘束することが不要となるため、突起９５の成形時に受圧部９１が変形することを防止できる。また、突起成形装置１の体格を比較的小さくなるため、切削による突起の形成方法に比べ製造コストを低下することができる。

また、本実施形態では、受圧部９１の全体を拘束することなく突起９５を成形することができるため、受圧部９１が有する連通路９１０や変形可能部９１３の拘束による変形を防止することができる。したがって、受圧部９１の製造工程全体における加工精度の低下を防止することができる。

本実施形態では、押付力Ｆ１１の大きさや方向と押付力Ｆ１２の大きさや方向との組み合わせによって突起９５の形状を任意に変更することができる。これにより、突起９５の加工精度を向上することができる。

また、突起成形装置１は、中心軸Ｃ９５からみて第一パンチ１０の径外方向に設けられる第一パンチガイド１５、および、中心軸Ｃ９５からみて第二パンチ２０の径外方向に設けられる第二パンチガイド２５を備える。

ここで、突起成形装置１の比較例として、突起を成形可能な二つのパンチのそれぞれに略平行な押付力を作用させることで突起を成形可能な突起成形装置の作動を図１５に基づいて説明する。
最初に、被加工部材８０の外壁面８０１に所定の距離離れた位置にある二つのパンチ８１、８２を当接させる。パンチ８１、８２のそれぞれに略平行な押付力Ｆ８１１、Ｆ８２１を作用させ、外壁面８０１に二つの溝８６、８７を形成する。
次に、溝８６を形成したパンチ８１および溝８７を形成したパンチ８２のそれぞれにパンチ８１とパンチ８２とが衝突する方向に移動するよう作用力Ｆ８１２、Ｆ８２２を作用させる。このとき、パンチ８１とパンチ８２との間に形成される突起８５からの反力Ｆ８１、Ｆ８２がパンチ８１、８２に作用するため、パンチ８１、８２の先端部が変形するおそれがある。先端部が変形すると、突起８５の形状が所望の形状とならないおそれがある。

突起成形装置１では、第一パンチガイド１５および第二パンチガイド２５は、第一パンチ１０および第二パンチ２０が外壁面９１６に押し付けられている間、中心軸Ｃ９５からみて第一パンチ１０および第二パンチ２０の径外方向で第一パンチ１０および第二パンチ２０に摺動している。これにより、突起９５からの反力Ｆ１０、Ｆ２０が第一パンチ１０および第二パンチ２０に作用しても第一パンチガイド１５からの対抗力Ｆ１５および第二パンチガイド２５からの対抗力Ｆ２５が第一パンチ１０および第二パンチ２０に作用するため、第一パンチ１０および第二パンチ２０の変形を防止することができる。したがって、突起９５の加工精度をさらに向上することができる。

本実施形態では、略六角形状に形成されているフランジ部９１２などが成形された受圧部９１に対して突起９５を形成する。このとき、突起９５は、接地電極９２４と溶接可能なよう接地電極９２４が設けられる予定の位置に形成することができる。これにより、特定の形状をなしているフランジ部９１２に対する突起９５の位置を精度よく決定することができる。

突起成形装置１は、カム傾斜面３６１、４２１および端面１００、２００を利用することによってプレス部３８が発生する地方向のプレス力Ｆ０１、Ｆ０２を第一パンチ１０および第二パンチ２０のそれぞれに作用させる異なる方向の二つの押付力Ｆ１１、Ｆ１２とすることができる。これにより、突起成形装置１の構成を簡素にするとともに、設備コストを低減することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による部材の製造装置を図１１に基づいて説明する。第二実施形態は、第一パンチおよび第二パンチの形状が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第二実施形態による「部材の製造装置」としての突起成形装置２は、「第一のパンチ」としての第一パンチ４０、第一パンチガイド１５、「第二のパンチ」としての第二パンチ５０、第二パンチガイド２５、中央パンチガイド３０、作用力発生部３５を備える。

第一パンチ４０は、受圧部９１に比べ硬度が高い金属から形成されている略棒状の部材である。第一パンチ４０は、外壁面９１６に対して往復移動可能に設けられ、先端面４１、突起成形面１２、外側摺動面１３、内側摺動面１４などを有する。

先端面４１は、第一パンチ４０の一端に受圧部９１の外壁面９１６に当接可能に形成されている。本実施形態では、先端面４１は、図１１に示すように、先端面４１を含む仮想平面Ｖｐ４１が外壁面９１６に対向するよう形成されている。
外側摺動面１３は、先端面４１に近づくにつれて中心軸Ｃ９５に近づくよう形成されている。外側摺動面１３は、第一パンチガイド１５に摺動可能である。

第二パンチ５０は、受圧部９１に比べ硬度が高い金属から形成されている略棒状の部材である。第二パンチ５０は、外壁面９１６に対して往復移動可能に設けられ、先端面５１、突起成形面２２、外側摺動面２３、内側摺動面２４などを有する。

先端面５１は、第二パンチ５０の一端に受圧部９１の外壁面９１６に当接可能に形成されている。本実施形態では、先端面５１は、図１１に示すように、先端面５１を含む仮想平面Ｖｐ５１が外壁面９１６に対向するよう形成されている。
外側摺動面２３は、先端面５１に近づくにつれて中心軸Ｃ９５に近づくよう形成されている。外側摺動面２３は、第二パンチガイド２５に摺動可能である。

次に、第一パンチ４０および第二パンチ５０を外壁面９１６に押し付けたときの受圧部９１の材料の移動について、図１１に基づいて説明する。図１１では、仮想線Ａ４１の方向の押付力Ｆ４１が作用する第一パンチ４０近傍における受圧部９１の材料の移動を説明するが、仮想線Ａ５１の方向の押付力Ｆ５１が作用する第二パンチ５０近傍においても同様である。本実施形態では、仮想線Ａ４１と仮想線Ａ５１とは、受圧部９１内で交わる。

第一パンチ４０が押付力Ｆ４１によって外壁面９１６に押し付けられると、受圧部９１の材料が実線矢印Ｆ４１１、Ｆ４１２のように移動する。このとき、押付力Ｆ４１は、先端面４１に対して突起成形面１２側に、例えば、１４０度程度の鈍角を形成するよう作用している。この第一パンチ４０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料は、一部が先端面４１から突起成形面１２に沿って中心軸Ｃ９５に近づく方向に移動する（図１１の実線矢印Ｆ４１１）。一方、残りの材料は、先端面４１から外側摺動面１３に沿って中心軸Ｃ９５から離れる方向に移動する（図１１の実線矢印Ｆ４１２）。

ここで、第一パンチ４０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料の体積が第一実施形態の場合と同じ体積、すなわち、長さＲｐ１と長さＬｐ１と深さＤｐ１との積である場合、本実施形態では、先端面４１から突起成形面１２に沿って中心軸Ｃ９５に近づく方向に移動する材料の量は、第一実施形態に比べ少なくなっている。また、先端面４１から外側摺動面１３に沿って中心軸Ｃ９５から離れる方向に移動する材料の量は、第一実施形態に比べ多くなっている。これにより、突起成形装置２によって成形される突起９５の幅Ｌ９５２は、第一実施形態の突起９５の幅Ｌ９５１に比べ狭くなる。

突起成形装置２では、押付力Ｆ４１、Ｆ５１が作用する方向と先端面４１、５１とがなす角度を比較的小さい鈍角にすると、第一パンチ４０および第二パンチ５０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料の移動方向別の割合が第一実施形態に比べ変化する。これにより、本実施形態では、突起９５を形成する材料の量が第一実施形態に比べ少なくなるため、突起９５の幅Ｌ９５２が小さくなる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏するとともに、突起９５の幅を第一実施形態に比べ小さくすることができる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態による部材の製造装置を図１２に基づいて説明する。第三実施形態は、第一パンチおよび第二パンチの形状が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第三実施形態による「部材の製造装置」としての突起成形装置３は、「第一のパンチ」としての第一パンチ６０、第一パンチガイド１５、「第二のパンチ」としての第二パンチ７０、第二パンチガイド２５、中央パンチガイド３０、作用力発生部３５を備える。

第一パンチ６０は、受圧部９１に比べ硬度が高い金属から形成されている略棒状の部材である。第一パンチ６０は、外壁面９１６に対して往復移動可能に設けられ、先端面６１、突起成形面１２、外側摺動面１３、内側摺動面１４などを有する。

先端面６１は、第一パンチ６０の一端に受圧部９１の外壁面９１６に当接可能に形成されている。本実施形態では、先端面６１は、図１２の二点鎖線６０で示すように、先端面６１が外壁面９１６に当接しているとき、先端面６１を含む仮想平面Ｖｐ６１が第二パンチ７０に近づくにつれて外壁面９１６に近づくよう形成されている。なお、二点鎖線６０は、先端面６１が外壁面９１６に当接しているときの第一パンチ６０の位置を示している。
外側摺動面１３は、先端面６１に近づくにつれて中心軸Ｃ９５に近づくよう形成されている。外側摺動面１３は、第一パンチガイド１５に摺動可能である。

第二パンチ７０は、受圧部９１に比べ硬度が高い金属から形成されている略棒状の部材である。第二パンチ７０は、外壁面９１６に対して往復移動可能に設けられ、先端面７１、突起成形面２２、外側摺動面２３、内側摺動面２４などを有する。

先端面７１は、第二パンチ７０の一端に受圧部９１の外壁面９１６に当接可能に形成されている。本実施形態では、先端面７１は、図１２の二点鎖線７０で示すように、先端面７１が外壁面９１６に当接しているとき、先端面７１を含む仮想平面Ｖｐ７１が第一パンチ６０に近づくにつれて外壁面９１６に近づくよう形成されている。なお、二点鎖線７０は、先端面７１が外壁面９１６に当接しているときの第二パンチ７０の位置を示している。
外側摺動面２３は、先端面７１に近づくにつれて中心軸Ｃ９５に近づくよう形成されている。外側摺動面２３は、第二パンチガイド２５に摺動可能である。

次に、第一パンチ６０および第二パンチ７０を外壁面９１６に押し付けたときの受圧部９１の材料の移動について、図１２に基づいて説明する。図１２では、仮想線Ａ６１の方向の押付力Ｆ６１が作用する第一パンチ６０近傍における受圧部９１の材料の移動を説明するが、仮想線Ａ７１の方向の押付力Ｆ７１が作用する第二パンチ７０近傍においても同様である。本実施形態では、仮想線Ａ６１と仮想線Ａ７１とは、受圧部９１内で交わる。

第一パンチ６０が押付力Ｆ６１によって外壁面９１６に押し付けられると、受圧部９１の材料が実線矢印Ｆ６１１、Ｆ６１２のように移動する。このとき、押付力Ｆ６１は、先端面６１に対して突起成形面１２側に、例えば、１７０度程度の鈍角を形成するよう作用している。この第一パンチ６０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料は、一部が先端面６１から突起成形面１２に沿って中心軸Ｃ９５に近づく方向に移動する（図１２の実線矢印Ｆ６１１）。一方、残りの材料は、先端面６１から外側摺動面１３に沿って中心軸Ｃ９５から離れる方向に移動する（図１２の実線矢印Ｆ６１２）。

ここで、第一パンチ６０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料の体積が第一実施形態の場合と同じ体積、すなわち、長さＲｐ１と長さＬｐ１と深さＤｐ１との積である場合、本実施形態では、先端面６１から突起成形面１２に沿って中心軸Ｃ９５に近づく方向に移動する材料の量は、第二実施形態に比べ少なくなっている。また、先端面６１から外側摺動面１３に沿って中心軸Ｃ９５から離れる方向に移動する材料の量は、第二実施形態に比べ多くなっている。これにより、突起成形装置３によって成形される突起９５の幅Ｌ９５３は、第二実施形態の突起９５の幅Ｌ９５２に比べ狭くなる。

突起成形装置３では、押付力Ｆ６１、Ｆ７１が作用する方向と先端面６１、７１とがなす角度を第二実施形態に比べさらに大きな鈍角にすると、第一パンチ６０および第二パンチ７０の押し付けによって移動する受圧部９１の材料の移動方向別の割合が第二実施形態に比べ変化する。これにより、本実施形態では、突起９５を形成する材料の量が第一実施形態に比べさらに少なくなるため、突起９５の幅Ｌ９５３が突起９５の幅Ｌ９５１に比べさらに小さくなる。したがって、第三実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏するとともに、突起９５の幅を第一実施形態に比べさらに小さくすることができる。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態による部材の製造方法を図１３、１４に基づいて説明する。第四実施形態は、突起成形プロセスが第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第四実施形態による「部材の製造方法」としての突起成形プロセスを図１３、１４に基づいて説明する。図１３には、突起成形プロセスのフローチャートを示す。

最初に、Ｓ４０１において、第一実施形態のＳ１０１と同様に、ねじ部９１１やフランジ部９１２などが成形されている受圧部９１を支持テーブルにセットする。
次に、「当接工程」としてのＳ４０２において、第一実施形態のＳ１０２と同様に、第一パンチ１０および第二パンチ２０を外壁面９１６に当接させる。
次に、「突起成形工程」としてのＳ４０３において、第一実施形態のＳ１０３と同様に、第一パンチ１０および第二パンチ２０を外壁面９１６に押し付ける。これにより、図１４（ａ）に示すように、受圧部９１の外壁面９１６に溝９６、９７が形成されるとともに、突起９５が形成される。
次に、Ｓ４０４において、第一実施形態のＳ１０４と同様に、第一パンチ１０および第二パンチ２０を外壁面９１６から離間させる。

次に、「高さ調整工程」としてのＳ４０５において、外壁面と突起との高さを調整する。Ｓ４０５では、図１４（ｂ）に示すように、Ｓ４０３において形成した突起９５の先端部９５０を外壁面９１６とともに研磨し、突起９５の先端面９５３の高さと受圧部９１の外壁面９１７の高さとを同じにする。
最後に、Ｓ４０６において、第一実施形態のＳ１０５と同様に、支持テーブル上での受圧部９１のセットを解除する。
本実施形態では、このようにして、受圧部９１の所定の位置に外壁面９１７と同じ高さの突起９５を形成する。

本実施形態では、受圧部９１の外壁面９１７と突起９５の先端面９５３とを同じ高さにすることができる。これにより、第四実施形態では、第一実施形態の効果を奏するとともに、突起９５を接地電極９２４とのプロジェクション溶接に適した形状とすることができるため、受圧部９１と接地電極９２４とのプロジェクション溶接を容易に行うことができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、突起成形装置は、パンチを二つ有するとした。パンチは三つ以上あってもよい。それぞれのパンチに作用する押付力が受圧部内で交わるよう作用すればよい。

上述の実施形態では、突起成形装置が備えるパンチガイドは、パンチに作用する反力に対抗する対抗力をパンチに作用させるとした。しかしながら、パンチガイドは、パンチの移動を案内するだけでもよい。また、パンチガイドはなくてもよい。

上述の実施形態では、突起成形装置は、二つのパンチが向かい合う側の摺動面に摺動する中央パンチガイドを備えるとした。中央パンチガイドはなくてもよい。

上述の実施形態では、突起成形装置が備える作用力発生部は、地側にカム傾斜面を有する二つのカムブロック、および、第一パンチと第二パンチとを受圧部に押し付けるプレス力を発生可能なプレス部を有するとした。しかしながら、作用力発生部の構成はこれに限定されない。第一パンチおよび第二パンチのそれぞれ別々に押付力を作用させることが可能な構成であればよい。

上述の実施形態では、突起成形装置は、プロジェクション溶接に用いられる突起を形成するとした。しかしながら、突起成形装置が形成する突起の用途はこれに限定されない。

上述の実施形態では、突起成形装置は、燃圧センサの受圧部が有する突起を形成するとした。しかしながら、突起成形装置が形成する突起を有する部材はこれに限定されない。中実形状の部材であってもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１、２、３・・・突起成形装置（部材の製造装置）
１０・・・第一パンチ
１１・・・先端面
２０・・・第二パンチ
２１・・・先端面
３５・・・作用力発生部
９１・・・受圧部（部材）
９１６・・・外壁面
９５・・・突起
Ｆ１１・・・押付力（第一の力）
Ｆ１２・・・押付力（第二の力）

Claims (15)

1. 突起（９５）を有する部材（９１）の製造方法であって、
   所定の距離離れた位置にある少なくとも二つ以上のパンチ（１０、２０）のそれぞれが有する先端面（１１、２１）を前記部材の外壁面（９１６）に当接させる当接工程（Ｓ１０２）と、
   少なくとも二つ以上の前記パンチの第一のパンチ（１０）に前記外壁面に交わる方向に作用する第一の力（Ｆ１１）を作用させつつ、前記部材内で前記第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力（Ｆ１２）を少なくとも二つ以上の前記パンチの第二のパンチ（２０）に作用させ、前記外壁面に前記突起を成形する突起成形工程（Ｓ１０３）と、
   を含む部材の製造方法。
2. 前記突起成形工程において、前記突起から前記パンチに作用する反力（Ｆ１０、Ｆ２０）に比べ大きい抵抗力（Ｆ１５、Ｆ１６）を前記反力が作用する方向とは反対の方向に前記パンチに作用させる請求項１に記載の部材の製造方法。
3. 前記突起成形工程の後、前記突起の高さと前記外壁面の高さとの関係を調整する高さ調整工程（Ｓ４０５）をさらに含む請求項１または２に記載の部材の製造方法。
4. 前記部材は、中空状に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
5. 前記部材は、燃料噴射弁（８）が噴射する燃料の圧力を検出可能な燃圧センサ（９０）が有する受圧部（９１）である請求項１〜４のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
6. 突起（９５）を有する部材（９１）の製造装置（１、２、３）であって、
   所定の距離離れた位置に設けられ、前記部材の外壁面（９１６）に当接可能な先端面（１１、２１）を有する少なくとも二つ以上のパンチ（１０、２０）と、
   少なくとも二つ以上の前記パンチの第一のパンチ（１０）に前記外壁面に交わる方向に作用する第一の力（Ｆ１１）を作用させつつ、前記部材内で前記第一の力が作用する方向と交わる方向に作用する第二の力（Ｆ１２）を少なくとも二つ以上の前記パンチの第二のパンチ（２０）に作用させることが可能な作用力発生部（３５）と、
   を備える部材の製造装置。
7. 前記先端面は、前記先端面が前記外壁面に当接しているとき、前記先端面を含む仮想平面（Ｖｐ１１、Ｖｐ２１、Ｖｐ６１、Ｖｐ７１）が前記外壁面に交わるよう形成されている請求項６に記載の部材の製造装置。
8. 少なくとも二つ以上の前記パンチの一のパンチが有する前記先端面は、当該先端面が前記外壁面に当接しているとき、当該先端面を含む仮想平面（Ｖｐ１１、Ｖｐ２１）が少なくとも二つ以上の前記パンチの他のパンチに近づくにつれて前記外壁面から離れるよう形成されている請求項７に記載の部材の製造装置。
9. 少なくとも二つ以上の前記パンチの一のパンチが有する前記先端面は、当該先端面が前記外壁面に当接しているとき、当該先端面を含む仮想平面（Ｖｐ６１、Ｖｐ７１）が少なくとも二つ以上の前記パンチの他のパンチに近づくにつれて前記外壁面に近づくよう形成されている請求項７に記載の部材の製造装置。
10. 前記先端面は、前記先端面を含む仮想平面（Ｖｐ４１、Ｖｐ５１）が前記外壁面と対向するよう形成されている請求項６に記載の部材の製造装置。
    
11. 前記パンチは、前記先端面の前記突起とは反対側に接続し前記先端面に近づくにつれて前記突起の中心軸に近づくよう傾斜するパンチ傾斜面（１３、２３）を有し、
    前記パンチ傾斜面に当接可能に形成され前記パンチの移動を案内するパンチガイド（１５、２５）をさらに備える請求項６〜１０のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
12. 前記パンチガイドは、前記突起から前記パンチに作用する反力（Ｆ１０、２０）に比べ大きい対抗力（Ｆ１５、Ｆ２５）を前記反力が作用する方向とは反対の方向に前記パンチに作用可能である請求項１１に記載の部材の製造装置。
13. 前記作用力発生部は、
    前記突起の中心軸（Ｃ９５）に沿う方向に加圧可能なプレス部（３８）と、
    前記プレス部と前記パンチとの間に設けられ、前記突起に近づくにつれて前記突起の中心軸から離れるよう傾斜し前記パンチの前記先端面とは反対側の端面（１００、２００）に当接可能に形成されているカム傾斜面（３６１、３７１）を有し、前記突起の中心軸に沿う方向に移動可能なカムブロック（３６、３７）と、
    を有する請求項６〜１２のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
14. 前記突起は、プロジェクション溶接に用いられる請求項６〜１３のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
15. 前記部材は、燃料噴射弁（８）が噴射する燃料の圧力を検出可能な燃圧センサ（９０）が有する受圧部（９１）である請求項６〜１４のいずれか一項に記載の部材の製造装置。

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