[发明专利]具有通孔的金属制构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明例如可以用于转向柱及其制造方法，所述转向柱，利用液压成形法在中空管状材料的轴向方向的中间部形成膨胀部之后，通过在该膨胀部的侧壁部形成通孔，将该膨胀部作为转向柱托架。或者，也可以用在利用液压成形法加工构成汽车车身的金属板之后，在该金属板的一部分上形成安装门把手、方向指示器等用安装孔的情况下。

总之，作为本发明的对象的金属制构件，包括金属板制的构件，指的是形成上述通孔的部分为板状(包括平板状、弧板状)的金属制构件。不言而喻，将平板状的金属板进行加工制成的金属板制构件，也包括在电焊管、挤压管等中在管壁部分形成通孔的金属管。

背景技术

在构成汽车用转向装置的转向柱中，在组装到称为可倾斜式转向装置的转向盘的高度位置调节装置、或者称为伸缩式转向装置的转向盘的前后位置调节装置上的转向柱的轴向方向的中间部，有必要固定称为转向柱托架的托架。在过去，一般地，将这种转向柱托架与转向柱分开独立形成，之后，焊接固定到转向柱上。与此相对，在专利文献1中，如图15～16所示，记载了一种结构，在该结构中，使构成转向柱1的金属制中空管的轴向方向的中间部向径向方向的外方膨出，将该膨出的部分作为转向柱托架2。通过采用这种结构，可以减少部件的数目，实现重量轻、廉价的汽车用转向装置。

为了制造上面所述的成一整体地设置转向柱托架2的转向柱1，利用液压成形法，向构成该转向柱1的(钢板制或者铝合金制的)金属管3的内周面施加液压(例如，水压)，如图15～图16所示，使该金属管3的一部分向径向方向的外方膨出(塑性变形)。另外，为了利用上述液压成形法使上述金属管3的轴向方向的中间部膨出，例如，如后面的图19所示，将作为原材料的中空构件11(金属管)置于能够分开的、具有与将要扩径制造的上述金属管3的外表面形状相称的内表面形状的金属模具6内。然后，利用轴向推压工具19a、19b堵塞该中空构件11的两端，向中空构件11内例如附加196MPa(2000kg/cm²)左右高压的液压。通过附加液压，将上述中空构件11的轴向方向的中间部向径向方向的外方扩径至贴紧到金属模具6的模腔的内表面上为止，在该中空构件11的轴向方向的中间部形成膨出部7。这时，为了防止该膨出部7的厚度变薄，借助上述两个轴向推压工具19a、19b向轴向方向压缩上述中空构件11，促进向上述膨出部7的材料供给。

另外，进而如图18(A)-(B)所示，存在使以上述方式膨出的部分进一步膨出的情况。这样，在形成于上述转向柱1的一部分上的上述转向柱托架2上，例如，有必要形成用于插入倾斜螺栓4用的通孔5。另外，这些各个通孔5，有必要在使上述金属管3的一部分塑性变形、形成上述转向柱托架2之后形成。进而，在构成伸缩式转向装置的情况下，有必要将上述各个通孔5制成沿着上述转向柱1的轴向方向长的长孔。

作为用于在如上所述的中空材料中利用液压成形方法膨出的部分上形成通孔的技术，过去，已知有专利文献2～3以及非专利文献1中记载的液压穿孔等。下面，利用图19对于其中的非专利文献1中记载的现有技术的三个例子进行说明。

首先，在该图19的左端部所示的第一个例子的情况下，在利用液压成形法使设置在金属模具6内的原材料膨出、形成膨出部7的工序完成之后，在保持向该膨出部7的内侧赋予液压的状态不变的情况下，将冲头9向上述膨出部7推压，其中，所述冲头9嵌入安装到设置在上述金属模具6的一部分中与将要形成通孔5的部分相吻合的位置上的圆柱形孔8内，其前端面的形状与上述膨出部7的外表面相一致。然后，利用该冲头9冲压该膨出部7的一部分，形成上述通孔5。通过利用该冲头9冲压该膨出部7的一部分产生的冲压片10，残留在配备有该膨出部7的中空构件11的内部。

其次，在图19的中央部所示的第二个例子的情况下，在利用液压成形法使设置在金属模具6内的原材料膨出、形成膨出部7的工序完成之后，在保持向该膨出部7的内侧赋予液压的状态不变的情况下，将冲头9a向上述膨出部7推压，其中，所述冲头9a嵌入安装到设置在上述金属模具6的一部分中与将要形成通孔5a的部分相吻合的位置上的圆柱形孔8a内，其前端面向一个方向倾斜。然后，利用该冲头9a将该膨出部7的一部分刺破，形成上述通孔5a。由于为了形成该通孔5a而用以打破上述膨出部7的侧壁的剪切或者破裂从该通孔5a的一侧开始，向另一侧逐渐进行，所以，伴随着上述通孔5a的加工生成的冲压片10a，在该通孔5a的加工完毕之后，会以原封不动地连接在上述膨出部7的侧边上的状态残留下来。