管の製造方法
【課題】小さな成形型を複数使用すると共に、各成形型の構造もシンプルで、軽量かつ安価なものを用い、大きな加圧力を要することなく、素早く管の成形が可能な管の製造方法を提供する。
【解決手段】各工程で使用する成形型Ｐ１〜を小さなものを使用し、しかも各成形型Ｐ１〜における型面Ｋ１〜の稜線がワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する形状構成とすると共に、各工程の成形型Ｐ１〜を直列に所定間隔Ｌ１〜をあけて配置し、各成形型Ｐ１〜を原則として同時に作動させ、各成形型間に存在するワークＷを、相互に隣接する各成形型の加圧力により変形させるようにしたことを特徴とする。
【解決手段】各工程で使用する成形型Ｐ１〜を小さなものを使用し、しかも各成形型Ｐ１〜における型面Ｋ１〜の稜線がワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する形状構成とすると共に、各工程の成形型Ｐ１〜を直列に所定間隔Ｌ１〜をあけて配置し、各成形型Ｐ１〜を原則として同時に作動させ、各成形型間に存在するワークＷを、相互に隣接する各成形型の加圧力により変形させるようにしたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製帯板状のワークをプレス成形し円筒状の管にする管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯板から円筒状の管を製造する方法としては、ロール成形法やプレス金型による方法がある。前者は、成形速度は速いものの、大型の設備を必要とし、製造すべき管の直径や板厚の変化に対応させることが困難で、汎用性に乏しい。一方、後者は、金型自体が大型化し、大きな加圧力が必要となるものの、種々の管直径や板厚の変化に対応し易く、汎用性があり、多品種少量生産に向いていることから、注目されている。
【０００３】
例えば、後者の方法としては、下記特許文献１に開示されているように、１つの大きな金型を用い、下型は、ワーク挿入側の始端からワーク搬出側の終端に掛けて連続した凹溝を形成し、上型は、始端側から終端側の手前までは、下型の凹溝に合致した形状とし、終端部分は、下型の半円状と共に管状をなす半円状の凹部を有する形状となっている。この金型の下型に形成された凹溝の形状は、始端側が幅広く扁平なＵ字状をしており、終端側にいくにしたがって巾が狭くなり、最終的には半円形状となるように次第に変化した形状となっている。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示されているものは、断面矩形状の管を形成するものであるが、下型（ダイ）と上型（パンチ）を用い、下型（ダイ）の上部に断面矩形をした部分や、断面五角形をした部分を有する頭部を形成し、この頭部の外面に沿ってワークを織り込んだ後、最終的には断面矩形状の管状に仕上げるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−６１３３３号公報
【特許文献２】特許３３４７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような従来のプレス金型による管の製造方法は、いずれも使用する型が単一のもので、型面に始端側から終端側に向けて巾や断面形状が徐々に変化する溝あるいは頭部を有するものであり、型成形が面倒で、高価なものとなる。また、長尺あるいは口径の大きな管を成形する場合には型自体が大型化し、これを駆動させる場合には大きな駆動力を要することとなる。
【０００７】
特に、ワークは、始端から終端まですべての部分が型と接触しつつ順送されるため、管は型形状にマッチし、外観的な仕上がりも良好なものが得られるが、成形時の加工速度は遅く、生産能力的には好ましくないものである。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、小さな成形型を複数使用すると共に、各成形型の構造もシンプルで、軽量かつ安価なものを用い、大きな加圧力を要することなく、短時間で管の成形が可能な管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】
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係る管の製造方法は、主として、フォーミング工程、折り曲げ工程、リストライク工程を経て管を形成するが、各工程で使用する成形型は小さなものを使用し、しかも各成形型における凹部の稜線がワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する構成とすると共に、各工程の成形型を直列に所定間隔をあけて配置し、前記各成形型を同時に作動させ、前記各成形型間に存在するワークを、相互に隣接する前記各成形型の加圧力により変形させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
特に、各工程の成形型を所定間隔あけて配置すると共に、同時に作動させてワークを成形すれば、各成形型間に存在するワークの後端側はワークの送り方向後方となる成形型に保持された状態となり、先端側は送り方向前方となる成形型の加圧力の影響を受けて予備的に変形されることになり、完全にゼロからの成形に比し成形が容易になり、成形速度を高めても、これに追随して成形できる。しかも、順送されるワークも、大きな単一の型の場合には送りに大きな抵抗力が作用するが、小型の成形型であれば、極めてスムーズにワークＷを順送でき、管の成形速度が大幅に向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る管の製造方法によれば、各工程で使用する小さな成形型の凹部の稜線がワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する形状構成としたので、型構造が極めてシンプルとなり、安価な型となる。
【００１２】
また、このような成形型が、相互に所定間隔をあけて配置され、これらが同時に作動して順送されるワークを加工するので、各成形型間に存在しているワークは自由変形可能な状態となり、この自由変形により各成形型の成形能力が補完される。つまり、ワークは、各成形型間においても、相互に隣接する各成形型の加圧力により変形されることになり、次の成形型に入り込むときには、予め成形されたワークを整形することになる結果、各成形型の成形が容易となり、しかも、数工程に分けて成形することになるので、各成形型自体が小さくなるのみでなく、ワークと型との接触が低減することになるので、成形速度も速くすることができる。
【００１３】
さらに、各成形型は、小型化、軽量化されるので、ストロークも小さくでき、加工速度は大きくすることができ、加工に要する力も小さく、成形型の俊敏な作動が可能となり、迅速な加工が可能となる。
【００１４】
加えて、ワークの変更により、板厚違いの管であっても加工でき、汎用性のあるものとなる。
【００１５】
請求項２の発明では、ワークを第１成形型に送り込む前にノッチ工程を行い、ワークが第３成形型から送り出されるとセパレート工程を行うようにしたので、ワークの送り量を調節することにより、成形される管の長さを自由に選択乃至調節できる。
【００１６】
請求項３の発明では、ワークを第１成形型に送り込む前に、相互に噛み合う凹状部と凸状部を形成する予備工程を行うようにしたので、矩形状の凸状部と凹状部の噛み合いにより成形後のワークの側端部の連結が強固になり、溶接接合することのない、強度的に優れた管を成形できる。
【００１７】
請求項４の発明では、凸状部及び凹状部を矩形状とし、ワークの送り方向における前方側端縁部を後傾させ、後方側端縁部をワークの送り方向に対し略直角に形成したので、凸状部と凹状部の噛み合いが円滑に行われ、強度的に優れた管を容易に成形できる。
【００１８】
請求項５の発明では、ワークを第１成形型に送り込む前に、複数の通孔を開設するピアス工程を行うようにしたので、軽量化した管を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る管の製造工程を示す概略斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る管の製造工程を示す概略斜視図である。
【図２】同実施形態によるワークの成形状態を示す概略斜視図である。
【図３】図１（Ａ）の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図１（Ａ）の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図１（Ａ）の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図１（Ｂ）の６−６線に沿う断面図である。
【図７】図１（Ｂ）の７−７線に沿う断面図である。
【図８】図１（Ｂ）の８−８線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態によるワークの成形状態を示す概略斜視図である。
【図１０】図９の要部を示す拡大展開平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）（Ｂ）において、本実施形態に係る管の製造方法は、概して、複数の小さな成形型Ｐ１〜Ｐ９を所定間隔Ｌ１〜Ｌ８で同一軸線上に直列的に配置し、この軸線に沿って帯板状のワークＷを所定の送り速度で搬送しつつ、円筒状の管に成形するもので、例えば、車両のサスペンションで使用されるロッドなどのように、外観的に仕上がりのよさを問われず、実質的に強度あるいは機能を発揮する管の製造に好適なものである。なお、成形型Ｐ１〜Ｐ９の相互の間隔Ｌ１〜Ｌ８は、均等であってもよく、またそれぞれが相違するようにしてもよい。
【００２１】
本実施形態で使用される成形型Ｐ１〜Ｐ９は、帯板状のワークＷの送り方向において始端側から順に説明すれば、ワークＷに複数の通孔Ｏを開設し軽量化を図るためのピアスやこれに類似する予備的な成形工程を行う予備成形用成形型Ｐ１と、ワークＷの側端部からワークの送り方向に直交する方向に伸延する切込みＣを入れ連結部Ｄを形成するノッチ用成形型Ｐ２と、主としてワークの中央部と側縁部を競り上げるように成形するフォーミング用成形型Ｐ３と、フォーミング成形されたワークＷを円弧状に折り曲げる折り曲げ用の第１〜第３の成形型Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６と、折り曲げ成形されたワークを円弧状に加圧変形させるリストライク用の第１及び第２の成形型Ｐ７、Ｐ８と、第２成形型Ｐ８から送り出された円筒状のワーク間に存在している連結部Ｄを切り離すセパレート用の切断型Ｐ９と、を有している。
【００２２】
さらに詳述する。予備成形用成形型Ｐ１は、図１に示すように、多数の円形開口Ｏが設けられた下型１ｄと、各開口Ｏに対応して設けられたポンチを有する上型（不図示）とから構成されている。本実施形態のワークＷは、例えば、車両のサスペンションで使用されるロッドなどのように、軽量化が好ましい管であるため、この予備成形用成形型Ｐ１は必要不可欠であるが、成形する管によってはピアスや他の予備成形を施す必要がないものもあり、このような場合にはこの成形型Ｐ１は必ずしもなくてもよい。なお、ピアスする開口Ｏの形状に関しても必ずしも円形のみでなく種々の形状を選択できることはいうまでもない。
【００２３】
ノッチ用成形型Ｐ２は、図１に示すように、ワークＷの送り方向に直交する切込みＣを入れて連結部Ｄを形成するように、側端から内方に向って伸延された一対の凹部２ａを有する下型２ｄと、凹部２ａに対応して設けられたポンチ部を有する上型（不図示）とから構成されている。ノッチ用成形型Ｐ２が入れる切込みＣの間隔は、成形すべき管の長さＭに対応しており、長尺な管を形成する場合には長い間隔で切込みＣを入れ、短い管の場合には短い間隔で切込みＣを入れる。したがって、成形すべき管の軸方向長以上の長さを有する帯状のワークの場合には、この成形型Ｐ２を設けることが好ましいが、成形すべき管の長さに対応して切断された帯状のワークを使用する場合には、ノッチ用成形型Ｐ２は、必ずしも必要ではない。なお、後者の場合のワークを連続して送ることができないが、ロボットハンドなどを使用し送りを掛ければよい。
【００２４】
フォーミング用成形型Ｐ３は、図１Ａ及び図３に示すように、上下一対の型３ｕ、３ｄからなり、上型３ｕの凸部３１と下型３ｄの凹部３２とにより、ワークＷの送り方向に直交する方向でのワークの中央部と両側縁部を競り上げるフォーミング工程を行うものである。上型３ｕの凸部３１及び下型３ｄの凹部３２の各稜線Ｒ（図１Ａ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型３ｕ、下型３ｄとも比較的簡単な型面Ｋ３となっている。
【００２５】
折り曲げ用の第１成形型Ｐ４は、図１Ａ及び図４に示すように、上下一対の型４ｕ、４ｄからなり、上型４ｕの凸部４１と下型４ｄの凹部４２とにより、前工程でフォーミング成形されたワークＷを断面Ｕ字状にする折り曲げ工程を行うものである。第１折曲成形型Ｐ４においても、上型４ｕの凸部４１と下型４ｄの凹部４２の稜線Ｒ（図１Ａ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型４ｕ、下型４ｄとも比較的簡単な型面Ｋ４となっている。
【００２６】
ただし、第１成形型Ｐ４では、下型４ｄの中央部分にバネ部材４３により付勢されたポンチ部材４４が設けられ、加圧時にポンチ部材４４が下型４ｄの型面Ｋ４よりさらに下降し、ワークＷの中央部分がより円弧状に成形され易いようにしている。
【００２７】
折り曲げ用の第２成形型Ｐ５は、図１Ａ及び図５に示すように、上下一対の型５ｕ、５ｄからなり、上型５ｕの凸部５１と下型５ｄの凹部５２とにより、前工程で断面Ｕ字状に折り曲げ成形されたワークＷを円弧状に近付けるように第２段階の折り曲げ工程を行うものである。
【００２８】
第２成形型Ｐ５においても、上型５ｕの凸部５１と下型５ｄの凹部５２の稜線Ｒ（図１Ａ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型５ｕ、下型５ｄとも比較的簡単な型面Ｋ５となっている。また、第２成形型５でも、下型５ｄの中央部分にバネ部材５３により付勢されたポンチ部材５４が設けられ、加圧時にポンチ部材５４が上型５ｕの凸部５１により押圧され下型５ｄの型面Ｋ５よりさらに下降し、ワークＷの中央部分がより円弧状に近付くようにしている。
【００２９】
折り曲げ用の第３成形型Ｐ６は、図１Ｂ及び図６に示すように、上下一対の型６ｕ、６ｄからなり、上型６ｕの凸部６１と下型６ｄの凹部６２とにより、前工程で第２段階の折り曲げ成形されたワークＷを円弧状に近付けるように第３段階の折り曲げ工程を行うものである。第３成形型Ｐ６においても、上型６ｕの凸部６１と下型６ｄの凹部６２の稜線Ｒ（図１Ｂ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型６ｕ、下型６ｄとも比較的簡単な型面Ｋ６となっている。
【００３０】
第３成形型Ｐ６でも、下型６ｄの中央部分にバネ部材６３により付勢されたポンチ部材６４が設けられているが、上型６ｕの凸部６１の形状は、ワークＷの両側縁部がより円弧状に成形され易いように、下端がワークＷの送り方向に軸線が伸延する円柱状部６５とされている。
【００３１】
リストライク用の第１成形型Ｐ７は、図１Ｂ及び図７に示すように、上下一対の型７ｕ、７ｄからなり、上型７ｕには半円状の凹部７１が、下型７ｄには上型７ｕの凹部７１と共に略円形状をなす凹部７２がそれぞれ設けられ、これら両凹部７１，７２により前工程で第３段階の折り曲げ成形されたワークＷを円弧状に近付くように第１段階のリストライク工程を行うものである。
【００３２】
第１成形型Ｐ７においても、上下両型の凹部７１，７２の稜線Ｒ（図１Ｂ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型７ｕ、下型７ｄとも比較的簡単な型面Ｋ７となっている。なお、下型７ｄの凹部７２は、リストライク時にその側縁部７４の上端部分が上型７ｕの凹部７１の口縁部内に僅かに入り込むように構成され、円形状に近くなったワークＷを外周から締め付け、より円弧状に近付く成形が行われるようになっている。
【００３３】
リストライク用の第２成形型Ｐ８は、図１Ｂ及び図８に示すように、上下一対の型８ｕ、８ｄからなり、上下の各型８ｕ、８ｄにはそれぞれ半円状の凹部８１、８２が設けられ、両凹部８１、８２が共に略円形状をなすように構成され、これら両凹部８１，８２によりワークＷを断面円状に仕上げる第２段階のリストライク工程を行うものである。
【００３４】
第２成形型Ｐ８においても、上下両型の凹部８１，８２の稜線Ｒ（図１Ｂ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型８ｕ、下型８ｄとも比較的簡単な型面Ｋ８となっている。
【００３５】
各成形型Ｐ１〜Ｐ９（ただし、ノッチ用成形型Ｐ２を除く）は、ワークＷを同時成形するように同期して作動され、ワークＷも先端から後端まで全体的に同時移送されるように連結部Ｄ（図２参照）を介して連結されているので、これを最終成形品とするには、連結部Ｄを切断しなければならない。したがって、本実施形態の切断型Ｐ９は、図１（Ｂ）に示すように、前工程の第２成形型Ｐ８から送り出された円筒状に仕上げられたワークＷの連結部Ｄを切り離すためのカッター９ｕと受台９ｄとを有している。
【００３６】
次に、本実施形態に係る管の製造方法を説明する。
【００３７】
まず、例えば、帯板がロール状に巻回されたワークＷを、一対のローラなどを使用して所定速度で引き出しつつ予備成形用の成形型Ｐ１に送り込む。本実施形態の成形型Ｐ１では、ワークＷに対し多数の開口Ｏを明けるピアス加工を行う。
【００３８】
そして、ワークＷを順送し、ワークＷがノッチ用成形型Ｐ２の凹部２ａを越え、ワークＷの先端から凹部２ａまでが製造すべく管の長さＭ（図２参照）に到達すると、ノッチ用成形型Ｐ２を作動し、ワークＷの送り方向に直交する切込みＣを入れる。これにより所定の長さＭ毎に連結部Ｄで連結されたワークＷとなる。
【００３９】
この場合、ワークＷがフォーミング用成形型Ｐ３あるいは折り曲げ用第１成形型Ｐ４に到達していると、ノッチ用成形型Ｐ２を除く全ての成形型Ｐ１〜Ｐ９は同時に作動されるので、図３あるいは図４に示すように、フォーミング用成形型Ｐ３の内部では、ワークＷは上型３ｕと下型３ｄとの加圧によりワークＷの送り方向に直交する方向での中央部と側縁部が競り上げられた形状にフォーミング成形され、折り曲げ用第１成形型Ｐ４の内部では上型４ｕと下型４ｄとの加圧により断面Ｕ字状に折り曲げ成形されることになる。
【００４０】
ところが、フォーミング用成形型Ｐ３と折り曲げ用第１成形型Ｐ４との間に存在するワークＷは、後端側は成形型Ｐ３に成形された直後のものであるため、成形型Ｐ３の型面Ｋ３と同様の断面形状をしており、この結果、成形型Ｐ３に保持された状態と同じであり、先端側は成形型Ｐ４の加圧力の影響を受け、断面Ｕ字状とまではいかないまでも側縁部が相互に近接する方向に折り曲げ変形されることになる。つまり、フォーミング用成形型Ｐ３と折り曲げ用第１成形型Ｐ４との間のワークＷは、第１成形型Ｐ４に入る前に第１成形型Ｐ４の加圧力により予備的に折り曲げ成形されることになる。したがって、第１成形型Ｐ４による成形は、完全にゼロからの成形に比し成形が容易になり、成形速度を高めても、これに追随して成形できる。しかも、順送されるワークＷも、大きな単一の型の場合には送りに大きな抵抗力が作用するが、本実施形態のように小型の成形型Ｐ１〜Ｐ９であれば、極めてスムーズにワークＷを順送できるので、管の成形速度が大幅に向上することになる。
【００４１】
これは、折り曲げ用第１成形型Ｐ４と第２成形型Ｐ５との間、折り曲げ用第２成形型Ｐ５と第３成形型Ｐ６との間、折り曲げ用第３成形型Ｐ６とリストライク用の第１成形型Ｐ７との間、リストライク用の第１成形型Ｐ７と第２成形型Ｐ８との間の全てにおいて同様に実行されることになる。
【００４２】
前述の折り曲げ用第１成形型Ｐ４により断面Ｕ字状に折り曲げ成形されたワークＷが第２成形型Ｐ５に順送されると、図５に示すように、上型５ｕの凸部５１とポンチ部材５４との間で略中央部分が挟持された状態で下方に向い、第２成形型Ｐ５の上型５ｕと下型５ｄとの加圧によりワークＷは、下型５ｄの型面Ｋ５に沿って折り曲げ成形される。この場合、第２成形型Ｐ５に順送される後続のワークＷは、両折り曲げ用成形型Ｐ４、Ｐ５の加圧力により側縁部が相互に近接する方向に予め折り曲げ変形されているので、完全にゼロからの成形に比し成形が容易になり、成形速度を高めても、これに追随して成形できる。
【００４３】
このようにして折り曲げ成形されたワークは、図５に示すように、中央部が略半円状に成形され、側端部が相互に近接するように加圧変形されたものとなるが、ワークＷは、まだ断面円形ではないので、本実施形態では、さらに第３成形型Ｐ６により加圧変形し、断面円形に近付ける。
【００４４】
折り曲げ用第２成形型Ｐ５により折り曲げ成形されたワークＷが第３成形型Ｐ６に順送され、第３成形型Ｐ６により加圧されると、図６に示すように、上型６ｕの凸部６１とポンチ部材６４との間で略中央部分が挟持された状態で下方に向って押圧され、第３成形型Ｐ６の上型６ｕと下型６ｄとの加圧により下型６ｄの型面Ｋ６に沿って折り曲げ成形され、底部はより半円状に近付き、上部の側端部はさらに相互に近接する状態になる。
【００４５】
この状態で順送されたワークＷは、リストライク用の第１成形型Ｐ７において、上型７ｕの半円状凹部７１と下型７ｄの半円状凹部７２とにより、側端部が相互に当接するようにリストライクされる。しかし、まだ断面形状は完全な円形にはなっていない。
【００４６】
そして、リストライク用の第２成形型Ｐ８に順送されたワークＷは、上型８ｕの半円状凹部８１と下型７ｄの半円状凹部８２とによりリストライクされ、ここで完全な断面円形となる。
【００４７】
このようにして成形されたワークＷは、連結部Ｄにより相互に連結された状態であるため、最後に、図１（Ｂ）に示す切断型Ｐ９のカッター９ｕと受台９ｄとより連結部Ｄが切断されると、所定長Ｍの管となる。
【００４８】
このようにして形成された管は、順送速度が速く、ワーク全体が確実に成形型に接触して成形されるものではないため、外表面に凹凸があり、外観的には仕上がりのよいものではないが、管としての実質的強度や機能は備えているので、外観のよさを問われない部位で使用される管としてば、極めて好ましいものとなる。
【００４９】
本実施形態に係る管の製造方法により板厚が２．３ｍｍの普通鋼板と４．０ｍｍの普通鋼板をワークＷとして管の製造を試みた。各ワークＷにおいて成形型の昇降ストロークを変更することなく行った。この結果、外表面が凸凹を有するものの、正常に管を成形することができた。
【００５０】
なお、板厚がさらに厚いワークＷにより管を製造する場合には、各成形型の昇降ストロークを変更することによりある程度対処することができる。
＜第２の実施形態＞
図９は本発明の第２の実施形態によるワークの成形状態を示す概略斜視図、図１０は図９の要部を示す拡大平面図である。
【００５１】
第１の実施形態では、予備成形用成形型Ｐ１を用いて、ワークＷに複数の通孔Ｏを開設し軽量化を図っているが、ワークＷの側端部には加工を施していないので、円筒状の管にされたとき、両側端部は単に近接するのみである。したがって、強力な捩じりや軸方向の力などが作用すると、近接した両側端部が離れ、強度不足となる可能性があり、強度のある管材にする場合には両側端部を溶接接合しなければならないこともある。
【００５２】
本実施形態は、図９に示すように、ワークＷの一側端部に凸状部Ｔを、他側端部に凹状部Ｈを形成し、円筒状の管にしたとき、凸状部Ｔと凹状部Ｈが相互に噛み合い、捩じりや軸方向の力などに対しても強度的に優れ、溶接接合の必要もない管を成形するものである。本実施形態のワークＷは、予備成形用成形型Ｐ１を用いて、ワークＷの一側端部に略矩形状をした凸状部Ｔを複数個形成し、他側端部に凸状部Ｔに対応する形状の略矩形状をした凹状部Ｈを凸状部Ｔと同数形成し、凸状部Ｔと凹状部Ｈが相互に噛み合うようにしている。
【００５３】
特に、凸状部Ｔや凹状部Ｈの形状を定めるに当り、端縁部Ｔａ，Ｈａが送り方向に対し直交しないように形成すれば、両者の噛み合いが円滑に行われることが実験により判明した。これは、リストライク用の第１成形型Ｐ７と第２成形型Ｐ８との間などの中間部分において、ワークＷは予備的に成形され、送り方向の先端側の凸状部Ｔと凹状部Ｈから相互に近付きつつ噛み合う点が影響しているものと思われる。
【００５４】
つまり、本実施形態では、図１０に示すように、凹状部Ｈの、ワークＷの送り方向（白抜き矢印方向）における前方側端縁部Ｈｆを後傾させ、後方側端縁部ＨｂをワークＷの送り方向に対し略直角に形成している。ただし、凸状部Ｔ及び凹状部Ｈの角部は、両者が相互に円滑に噛み合うように滑らかな円弧に形成している。このようにすれば、矩形状の凸状部Ｔと凹状部Ｈの噛み合いによりワークの側端部の連結が強固になり、溶接接合することのない、強度的に優れた管を成形することができる。
【００５５】
ここにおいて、後傾傾斜角θ（ワークＷの送り方向に直交する方向に対する傾斜角）を実験により検証すれば、０度〜１０度が好ましいことが判明した。０度以下のときは、捩じりや軸方向の力などに対する強度不足が生じ、１０度以上のときは、凸状部Ｔと凹状部Ｈが噛み合い時に干渉を起しやすくなった。
【００５６】
なお、凸状部Ｔと凹状部Ｈの形状は、略矩形状であって、図示のような波形状となるように複数個形成することが好ましいが、これのみでなく、両者が相互に噛み合い易い形状であれば、どのような形状であってもよく、例えば、三角形状のものが、いわばジグザグ状とされたもの、あるいは個々の凸状部Ｔと凹状部Ｈが種々の形状を有するものであってもよい。また、予備成形用成形型Ｐ１を用いる場合、先の実施形態と同様、多数の開口Ｏを同時に形成してもよい。
【００５７】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述した実施形態は、乗用車のサスペンションで使用されるロッドについて説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、種々の部位に使用される管材として利用可能である。
【００５８】
また、本発明に係る管の製造方法としては、フォーミング工程、折り曲げ工程、リストライク工程における工程毎に、必ずしも複数対の成形型を使用する必要はなく、少なくとも１対の成形型を有していればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば、車両のサスペンションで使用されるロッドなどの管の製造に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１…フォーミング用成形型、
Ｈ…凹状部、
Ｈａ…凹状部の側縁部、
Ｌ１〜Ｌ９…間隔、
Ｐ３…フォーミング用成形型、
Ｐ４〜Ｐ６‥折り曲げ用成形型、
Ｐ７、Ｐ８…リストライク用成形型、
Ｔ…凸状部、
Ｔａ…凸状部の側縁部、
Ｗ…ワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製帯板状のワークをプレス成形し円筒状の管にする管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯板から円筒状の管を製造する方法としては、ロール成形法やプレス金型による方法がある。前者は、成形速度は速いものの、大型の設備を必要とし、製造すべき管の直径や板厚の変化に対応させることが困難で、汎用性に乏しい。一方、後者は、金型自体が大型化し、大きな加圧力が必要となるものの、種々の管直径や板厚の変化に対応し易く、汎用性があり、多品種少量生産に向いていることから、注目されている。
【０００３】
例えば、後者の方法としては、下記特許文献１に開示されているように、１つの大きな金型を用い、下型は、ワーク挿入側の始端からワーク搬出側の終端に掛けて連続した凹溝を形成し、上型は、始端側から終端側の手前までは、下型の凹溝に合致した形状とし、終端部分は、下型の半円状と共に管状をなす半円状の凹部を有する形状となっている。この金型の下型に形成された凹溝の形状は、始端側が幅広く扁平なＵ字状をしており、終端側にいくにしたがって巾が狭くなり、最終的には半円形状となるように次第に変化した形状となっている。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示されているものは、断面矩形状の管を形成するものであるが、下型（ダイ）と上型（パンチ）を用い、下型（ダイ）の上部に断面矩形をした部分や、断面五角形をした部分を有する頭部を形成し、この頭部の外面に沿ってワークを織り込んだ後、最終的には断面矩形状の管状に仕上げるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−６１３３３号公報
【特許文献２】特許３３４７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような従来のプレス金型による管の製造方法は、いずれも使用する型が単一のもので、型面に始端側から終端側に向けて巾や断面形状が徐々に変化する溝あるいは頭部を有するものであり、型成形が面倒で、高価なものとなる。また、長尺あるいは口径の大きな管を成形する場合には型自体が大型化し、これを駆動させる場合には大きな駆動力を要することとなる。
【０００７】
特に、ワークは、始端から終端まですべての部分が型と接触しつつ順送されるため、管は型形状にマッチし、外観的な仕上がりも良好なものが得られるが、成形時の加工速度は遅く、生産能力的には好ましくないものである。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、小さな成形型を複数使用すると共に、各成形型の構造もシンプルで、軽量かつ安価なものを用い、大きな加圧力を要することなく、短時間で管の成形が可能な管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】
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係る管の製造方法は、主として、フォーミング工程、折り曲げ工程、リストライク工程を経て管を形成するが、各工程で使用する成形型は小さなものを使用し、しかも各成形型における凹部の稜線がワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する構成とすると共に、各工程の成形型を直列に所定間隔をあけて配置し、前記各成形型を同時に作動させ、前記各成形型間に存在するワークを、相互に隣接する前記各成形型の加圧力により変形させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
特に、各工程の成形型を所定間隔あけて配置すると共に、同時に作動させてワークを成形すれば、各成形型間に存在するワークの後端側はワークの送り方向後方となる成形型に保持された状態となり、先端側は送り方向前方となる成形型の加圧力の影響を受けて予備的に変形されることになり、完全にゼロからの成形に比し成形が容易になり、成形速度を高めても、これに追随して成形できる。しかも、順送されるワークも、大きな単一の型の場合には送りに大きな抵抗力が作用するが、小型の成形型であれば、極めてスムーズにワークＷを順送でき、管の成形速度が大幅に向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る管の製造方法によれば、各工程で使用する小さな成形型の凹部の稜線がワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する形状構成としたので、型構造が極めてシンプルとなり、安価な型となる。
【００１２】
また、このような成形型が、相互に所定間隔をあけて配置され、これらが同時に作動して順送されるワークを加工するので、各成形型間に存在しているワークは自由変形可能な状態となり、この自由変形により各成形型の成形能力が補完される。つまり、ワークは、各成形型間においても、相互に隣接する各成形型の加圧力により変形されることになり、次の成形型に入り込むときには、予め成形されたワークを整形することになる結果、各成形型の成形が容易となり、しかも、数工程に分けて成形することになるので、各成形型自体が小さくなるのみでなく、ワークと型との接触が低減することになるので、成形速度も速くすることができる。
【００１３】
さらに、各成形型は、小型化、軽量化されるので、ストロークも小さくでき、加工速度は大きくすることができ、加工に要する力も小さく、成形型の俊敏な作動が可能となり、迅速な加工が可能となる。
【００１４】
加えて、ワークの変更により、板厚違いの管であっても加工でき、汎用性のあるものとなる。
【００１５】
請求項２の発明では、ワークを第１成形型に送り込む前にノッチ工程を行い、ワークが第３成形型から送り出されるとセパレート工程を行うようにしたので、ワークの送り量を調節することにより、成形される管の長さを自由に選択乃至調節できる。
【００１６】
請求項３の発明では、ワークを第１成形型に送り込む前に、相互に噛み合う凹状部と凸状部を形成する予備工程を行うようにしたので、矩形状の凸状部と凹状部の噛み合いにより成形後のワークの側端部の連結が強固になり、溶接接合することのない、強度的に優れた管を成形できる。
【００１７】
請求項４の発明では、凸状部及び凹状部を矩形状とし、ワークの送り方向における前方側端縁部を後傾させ、後方側端縁部をワークの送り方向に対し略直角に形成したので、凸状部と凹状部の噛み合いが円滑に行われ、強度的に優れた管を容易に成形できる。
【００１８】
請求項５の発明では、ワークを第１成形型に送り込む前に、複数の通孔を開設するピアス工程を行うようにしたので、軽量化した管を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る管の製造工程を示す概略斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る管の製造工程を示す概略斜視図である。
【図２】同実施形態によるワークの成形状態を示す概略斜視図である。
【図３】図１（Ａ）の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図１（Ａ）の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図１（Ａ）の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図１（Ｂ）の６−６線に沿う断面図である。
【図７】図１（Ｂ）の７−７線に沿う断面図である。
【図８】図１（Ｂ）の８−８線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態によるワークの成形状態を示す概略斜視図である。
【図１０】図９の要部を示す拡大展開平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）（Ｂ）において、本実施形態に係る管の製造方法は、概して、複数の小さな成形型Ｐ１〜Ｐ９を所定間隔Ｌ１〜Ｌ８で同一軸線上に直列的に配置し、この軸線に沿って帯板状のワークＷを所定の送り速度で搬送しつつ、円筒状の管に成形するもので、例えば、車両のサスペンションで使用されるロッドなどのように、外観的に仕上がりのよさを問われず、実質的に強度あるいは機能を発揮する管の製造に好適なものである。なお、成形型Ｐ１〜Ｐ９の相互の間隔Ｌ１〜Ｌ８は、均等であってもよく、またそれぞれが相違するようにしてもよい。
【００２１】
本実施形態で使用される成形型Ｐ１〜Ｐ９は、帯板状のワークＷの送り方向において始端側から順に説明すれば、ワークＷに複数の通孔Ｏを開設し軽量化を図るためのピアスやこれに類似する予備的な成形工程を行う予備成形用成形型Ｐ１と、ワークＷの側端部からワークの送り方向に直交する方向に伸延する切込みＣを入れ連結部Ｄを形成するノッチ用成形型Ｐ２と、主としてワークの中央部と側縁部を競り上げるように成形するフォーミング用成形型Ｐ３と、フォーミング成形されたワークＷを円弧状に折り曲げる折り曲げ用の第１〜第３の成形型Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６と、折り曲げ成形されたワークを円弧状に加圧変形させるリストライク用の第１及び第２の成形型Ｐ７、Ｐ８と、第２成形型Ｐ８から送り出された円筒状のワーク間に存在している連結部Ｄを切り離すセパレート用の切断型Ｐ９と、を有している。
【００２２】
さらに詳述する。予備成形用成形型Ｐ１は、図１に示すように、多数の円形開口Ｏが設けられた下型１ｄと、各開口Ｏに対応して設けられたポンチを有する上型（不図示）とから構成されている。本実施形態のワークＷは、例えば、車両のサスペンションで使用されるロッドなどのように、軽量化が好ましい管であるため、この予備成形用成形型Ｐ１は必要不可欠であるが、成形する管によってはピアスや他の予備成形を施す必要がないものもあり、このような場合にはこの成形型Ｐ１は必ずしもなくてもよい。なお、ピアスする開口Ｏの形状に関しても必ずしも円形のみでなく種々の形状を選択できることはいうまでもない。
【００２３】
ノッチ用成形型Ｐ２は、図１に示すように、ワークＷの送り方向に直交する切込みＣを入れて連結部Ｄを形成するように、側端から内方に向って伸延された一対の凹部２ａを有する下型２ｄと、凹部２ａに対応して設けられたポンチ部を有する上型（不図示）とから構成されている。ノッチ用成形型Ｐ２が入れる切込みＣの間隔は、成形すべき管の長さＭに対応しており、長尺な管を形成する場合には長い間隔で切込みＣを入れ、短い管の場合には短い間隔で切込みＣを入れる。したがって、成形すべき管の軸方向長以上の長さを有する帯状のワークの場合には、この成形型Ｐ２を設けることが好ましいが、成形すべき管の長さに対応して切断された帯状のワークを使用する場合には、ノッチ用成形型Ｐ２は、必ずしも必要ではない。なお、後者の場合のワークを連続して送ることができないが、ロボットハンドなどを使用し送りを掛ければよい。
【００２４】
フォーミング用成形型Ｐ３は、図１Ａ及び図３に示すように、上下一対の型３ｕ、３ｄからなり、上型３ｕの凸部３１と下型３ｄの凹部３２とにより、ワークＷの送り方向に直交する方向でのワークの中央部と両側縁部を競り上げるフォーミング工程を行うものである。上型３ｕの凸部３１及び下型３ｄの凹部３２の各稜線Ｒ（図１Ａ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型３ｕ、下型３ｄとも比較的簡単な型面Ｋ３となっている。
【００２５】
折り曲げ用の第１成形型Ｐ４は、図１Ａ及び図４に示すように、上下一対の型４ｕ、４ｄからなり、上型４ｕの凸部４１と下型４ｄの凹部４２とにより、前工程でフォーミング成形されたワークＷを断面Ｕ字状にする折り曲げ工程を行うものである。第１折曲成形型Ｐ４においても、上型４ｕの凸部４１と下型４ｄの凹部４２の稜線Ｒ（図１Ａ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型４ｕ、下型４ｄとも比較的簡単な型面Ｋ４となっている。
【００２６】
ただし、第１成形型Ｐ４では、下型４ｄの中央部分にバネ部材４３により付勢されたポンチ部材４４が設けられ、加圧時にポンチ部材４４が下型４ｄの型面Ｋ４よりさらに下降し、ワークＷの中央部分がより円弧状に成形され易いようにしている。
【００２７】
折り曲げ用の第２成形型Ｐ５は、図１Ａ及び図５に示すように、上下一対の型５ｕ、５ｄからなり、上型５ｕの凸部５１と下型５ｄの凹部５２とにより、前工程で断面Ｕ字状に折り曲げ成形されたワークＷを円弧状に近付けるように第２段階の折り曲げ工程を行うものである。
【００２８】
第２成形型Ｐ５においても、上型５ｕの凸部５１と下型５ｄの凹部５２の稜線Ｒ（図１Ａ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型５ｕ、下型５ｄとも比較的簡単な型面Ｋ５となっている。また、第２成形型５でも、下型５ｄの中央部分にバネ部材５３により付勢されたポンチ部材５４が設けられ、加圧時にポンチ部材５４が上型５ｕの凸部５１により押圧され下型５ｄの型面Ｋ５よりさらに下降し、ワークＷの中央部分がより円弧状に近付くようにしている。
【００２９】
折り曲げ用の第３成形型Ｐ６は、図１Ｂ及び図６に示すように、上下一対の型６ｕ、６ｄからなり、上型６ｕの凸部６１と下型６ｄの凹部６２とにより、前工程で第２段階の折り曲げ成形されたワークＷを円弧状に近付けるように第３段階の折り曲げ工程を行うものである。第３成形型Ｐ６においても、上型６ｕの凸部６１と下型６ｄの凹部６２の稜線Ｒ（図１Ｂ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型６ｕ、下型６ｄとも比較的簡単な型面Ｋ６となっている。
【００３０】
第３成形型Ｐ６でも、下型６ｄの中央部分にバネ部材６３により付勢されたポンチ部材６４が設けられているが、上型６ｕの凸部６１の形状は、ワークＷの両側縁部がより円弧状に成形され易いように、下端がワークＷの送り方向に軸線が伸延する円柱状部６５とされている。
【００３１】
リストライク用の第１成形型Ｐ７は、図１Ｂ及び図７に示すように、上下一対の型７ｕ、７ｄからなり、上型７ｕには半円状の凹部７１が、下型７ｄには上型７ｕの凹部７１と共に略円形状をなす凹部７２がそれぞれ設けられ、これら両凹部７１，７２により前工程で第３段階の折り曲げ成形されたワークＷを円弧状に近付くように第１段階のリストライク工程を行うものである。
【００３２】
第１成形型Ｐ７においても、上下両型の凹部７１，７２の稜線Ｒ（図１Ｂ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型７ｕ、下型７ｄとも比較的簡単な型面Ｋ７となっている。なお、下型７ｄの凹部７２は、リストライク時にその側縁部７４の上端部分が上型７ｕの凹部７１の口縁部内に僅かに入り込むように構成され、円形状に近くなったワークＷを外周から締め付け、より円弧状に近付く成形が行われるようになっている。
【００３３】
リストライク用の第２成形型Ｐ８は、図１Ｂ及び図８に示すように、上下一対の型８ｕ、８ｄからなり、上下の各型８ｕ、８ｄにはそれぞれ半円状の凹部８１、８２が設けられ、両凹部８１、８２が共に略円形状をなすように構成され、これら両凹部８１，８２によりワークＷを断面円状に仕上げる第２段階のリストライク工程を行うものである。
【００３４】
第２成形型Ｐ８においても、上下両型の凹部８１，８２の稜線Ｒ（図１Ｂ参照）は、ワークＷの送り方向に直線的に伸延しており、上型８ｕ、下型８ｄとも比較的簡単な型面Ｋ８となっている。
【００３５】
各成形型Ｐ１〜Ｐ９（ただし、ノッチ用成形型Ｐ２を除く）は、ワークＷを同時成形するように同期して作動され、ワークＷも先端から後端まで全体的に同時移送されるように連結部Ｄ（図２参照）を介して連結されているので、これを最終成形品とするには、連結部Ｄを切断しなければならない。したがって、本実施形態の切断型Ｐ９は、図１（Ｂ）に示すように、前工程の第２成形型Ｐ８から送り出された円筒状に仕上げられたワークＷの連結部Ｄを切り離すためのカッター９ｕと受台９ｄとを有している。
【００３６】
次に、本実施形態に係る管の製造方法を説明する。
【００３７】
まず、例えば、帯板がロール状に巻回されたワークＷを、一対のローラなどを使用して所定速度で引き出しつつ予備成形用の成形型Ｐ１に送り込む。本実施形態の成形型Ｐ１では、ワークＷに対し多数の開口Ｏを明けるピアス加工を行う。
【００３８】
そして、ワークＷを順送し、ワークＷがノッチ用成形型Ｐ２の凹部２ａを越え、ワークＷの先端から凹部２ａまでが製造すべく管の長さＭ（図２参照）に到達すると、ノッチ用成形型Ｐ２を作動し、ワークＷの送り方向に直交する切込みＣを入れる。これにより所定の長さＭ毎に連結部Ｄで連結されたワークＷとなる。
【００３９】
この場合、ワークＷがフォーミング用成形型Ｐ３あるいは折り曲げ用第１成形型Ｐ４に到達していると、ノッチ用成形型Ｐ２を除く全ての成形型Ｐ１〜Ｐ９は同時に作動されるので、図３あるいは図４に示すように、フォーミング用成形型Ｐ３の内部では、ワークＷは上型３ｕと下型３ｄとの加圧によりワークＷの送り方向に直交する方向での中央部と側縁部が競り上げられた形状にフォーミング成形され、折り曲げ用第１成形型Ｐ４の内部では上型４ｕと下型４ｄとの加圧により断面Ｕ字状に折り曲げ成形されることになる。
【００４０】
ところが、フォーミング用成形型Ｐ３と折り曲げ用第１成形型Ｐ４との間に存在するワークＷは、後端側は成形型Ｐ３に成形された直後のものであるため、成形型Ｐ３の型面Ｋ３と同様の断面形状をしており、この結果、成形型Ｐ３に保持された状態と同じであり、先端側は成形型Ｐ４の加圧力の影響を受け、断面Ｕ字状とまではいかないまでも側縁部が相互に近接する方向に折り曲げ変形されることになる。つまり、フォーミング用成形型Ｐ３と折り曲げ用第１成形型Ｐ４との間のワークＷは、第１成形型Ｐ４に入る前に第１成形型Ｐ４の加圧力により予備的に折り曲げ成形されることになる。したがって、第１成形型Ｐ４による成形は、完全にゼロからの成形に比し成形が容易になり、成形速度を高めても、これに追随して成形できる。しかも、順送されるワークＷも、大きな単一の型の場合には送りに大きな抵抗力が作用するが、本実施形態のように小型の成形型Ｐ１〜Ｐ９であれば、極めてスムーズにワークＷを順送できるので、管の成形速度が大幅に向上することになる。
【００４１】
これは、折り曲げ用第１成形型Ｐ４と第２成形型Ｐ５との間、折り曲げ用第２成形型Ｐ５と第３成形型Ｐ６との間、折り曲げ用第３成形型Ｐ６とリストライク用の第１成形型Ｐ７との間、リストライク用の第１成形型Ｐ７と第２成形型Ｐ８との間の全てにおいて同様に実行されることになる。
【００４２】
前述の折り曲げ用第１成形型Ｐ４により断面Ｕ字状に折り曲げ成形されたワークＷが第２成形型Ｐ５に順送されると、図５に示すように、上型５ｕの凸部５１とポンチ部材５４との間で略中央部分が挟持された状態で下方に向い、第２成形型Ｐ５の上型５ｕと下型５ｄとの加圧によりワークＷは、下型５ｄの型面Ｋ５に沿って折り曲げ成形される。この場合、第２成形型Ｐ５に順送される後続のワークＷは、両折り曲げ用成形型Ｐ４、Ｐ５の加圧力により側縁部が相互に近接する方向に予め折り曲げ変形されているので、完全にゼロからの成形に比し成形が容易になり、成形速度を高めても、これに追随して成形できる。
【００４３】
このようにして折り曲げ成形されたワークは、図５に示すように、中央部が略半円状に成形され、側端部が相互に近接するように加圧変形されたものとなるが、ワークＷは、まだ断面円形ではないので、本実施形態では、さらに第３成形型Ｐ６により加圧変形し、断面円形に近付ける。
【００４４】
折り曲げ用第２成形型Ｐ５により折り曲げ成形されたワークＷが第３成形型Ｐ６に順送され、第３成形型Ｐ６により加圧されると、図６に示すように、上型６ｕの凸部６１とポンチ部材６４との間で略中央部分が挟持された状態で下方に向って押圧され、第３成形型Ｐ６の上型６ｕと下型６ｄとの加圧により下型６ｄの型面Ｋ６に沿って折り曲げ成形され、底部はより半円状に近付き、上部の側端部はさらに相互に近接する状態になる。
【００４５】
この状態で順送されたワークＷは、リストライク用の第１成形型Ｐ７において、上型７ｕの半円状凹部７１と下型７ｄの半円状凹部７２とにより、側端部が相互に当接するようにリストライクされる。しかし、まだ断面形状は完全な円形にはなっていない。
【００４６】
そして、リストライク用の第２成形型Ｐ８に順送されたワークＷは、上型８ｕの半円状凹部８１と下型７ｄの半円状凹部８２とによりリストライクされ、ここで完全な断面円形となる。
【００４７】
このようにして成形されたワークＷは、連結部Ｄにより相互に連結された状態であるため、最後に、図１（Ｂ）に示す切断型Ｐ９のカッター９ｕと受台９ｄとより連結部Ｄが切断されると、所定長Ｍの管となる。
【００４８】
このようにして形成された管は、順送速度が速く、ワーク全体が確実に成形型に接触して成形されるものではないため、外表面に凹凸があり、外観的には仕上がりのよいものではないが、管としての実質的強度や機能は備えているので、外観のよさを問われない部位で使用される管としてば、極めて好ましいものとなる。
【００４９】
本実施形態に係る管の製造方法により板厚が２．３ｍｍの普通鋼板と４．０ｍｍの普通鋼板をワークＷとして管の製造を試みた。各ワークＷにおいて成形型の昇降ストロークを変更することなく行った。この結果、外表面が凸凹を有するものの、正常に管を成形することができた。
【００５０】
なお、板厚がさらに厚いワークＷにより管を製造する場合には、各成形型の昇降ストロークを変更することによりある程度対処することができる。
＜第２の実施形態＞
図９は本発明の第２の実施形態によるワークの成形状態を示す概略斜視図、図１０は図９の要部を示す拡大平面図である。
【００５１】
第１の実施形態では、予備成形用成形型Ｐ１を用いて、ワークＷに複数の通孔Ｏを開設し軽量化を図っているが、ワークＷの側端部には加工を施していないので、円筒状の管にされたとき、両側端部は単に近接するのみである。したがって、強力な捩じりや軸方向の力などが作用すると、近接した両側端部が離れ、強度不足となる可能性があり、強度のある管材にする場合には両側端部を溶接接合しなければならないこともある。
【００５２】
本実施形態は、図９に示すように、ワークＷの一側端部に凸状部Ｔを、他側端部に凹状部Ｈを形成し、円筒状の管にしたとき、凸状部Ｔと凹状部Ｈが相互に噛み合い、捩じりや軸方向の力などに対しても強度的に優れ、溶接接合の必要もない管を成形するものである。本実施形態のワークＷは、予備成形用成形型Ｐ１を用いて、ワークＷの一側端部に略矩形状をした凸状部Ｔを複数個形成し、他側端部に凸状部Ｔに対応する形状の略矩形状をした凹状部Ｈを凸状部Ｔと同数形成し、凸状部Ｔと凹状部Ｈが相互に噛み合うようにしている。
【００５３】
特に、凸状部Ｔや凹状部Ｈの形状を定めるに当り、端縁部Ｔａ，Ｈａが送り方向に対し直交しないように形成すれば、両者の噛み合いが円滑に行われることが実験により判明した。これは、リストライク用の第１成形型Ｐ７と第２成形型Ｐ８との間などの中間部分において、ワークＷは予備的に成形され、送り方向の先端側の凸状部Ｔと凹状部Ｈから相互に近付きつつ噛み合う点が影響しているものと思われる。
【００５４】
つまり、本実施形態では、図１０に示すように、凹状部Ｈの、ワークＷの送り方向（白抜き矢印方向）における前方側端縁部Ｈｆを後傾させ、後方側端縁部ＨｂをワークＷの送り方向に対し略直角に形成している。ただし、凸状部Ｔ及び凹状部Ｈの角部は、両者が相互に円滑に噛み合うように滑らかな円弧に形成している。このようにすれば、矩形状の凸状部Ｔと凹状部Ｈの噛み合いによりワークの側端部の連結が強固になり、溶接接合することのない、強度的に優れた管を成形することができる。
【００５５】
ここにおいて、後傾傾斜角θ（ワークＷの送り方向に直交する方向に対する傾斜角）を実験により検証すれば、０度〜１０度が好ましいことが判明した。０度以下のときは、捩じりや軸方向の力などに対する強度不足が生じ、１０度以上のときは、凸状部Ｔと凹状部Ｈが噛み合い時に干渉を起しやすくなった。
【００５６】
なお、凸状部Ｔと凹状部Ｈの形状は、略矩形状であって、図示のような波形状となるように複数個形成することが好ましいが、これのみでなく、両者が相互に噛み合い易い形状であれば、どのような形状であってもよく、例えば、三角形状のものが、いわばジグザグ状とされたもの、あるいは個々の凸状部Ｔと凹状部Ｈが種々の形状を有するものであってもよい。また、予備成形用成形型Ｐ１を用いる場合、先の実施形態と同様、多数の開口Ｏを同時に形成してもよい。
【００５７】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述した実施形態は、乗用車のサスペンションで使用されるロッドについて説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、種々の部位に使用される管材として利用可能である。
【００５８】
また、本発明に係る管の製造方法としては、フォーミング工程、折り曲げ工程、リストライク工程における工程毎に、必ずしも複数対の成形型を使用する必要はなく、少なくとも１対の成形型を有していればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば、車両のサスペンションで使用されるロッドなどの管の製造に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１…フォーミング用成形型、
Ｈ…凹状部、
Ｈａ…凹状部の側縁部、
Ｌ１〜Ｌ９…間隔、
Ｐ３…フォーミング用成形型、
Ｐ４〜Ｐ６‥折り曲げ用成形型、
Ｐ７、Ｐ８…リストライク用成形型、
Ｔ…凸状部、
Ｔａ…凸状部の側縁部、
Ｗ…ワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯板状のワークを円筒状の管に成形する管の製造方法であって、
前記ワークの送り方向に直交する方向での中央部及び側縁部を競り上げる形状とする型面を備えた一対のフォーミング用成形型で成形するフォーミング工程と、
前記フォーミング工程で成形されたワークの前記中央部を凹ませ側縁部を相互に近接させる方向に折り曲げ変形させる型面を備えた少なくとも一対の折り曲げ用成形型で成形する折り曲げ工程と、
前記折り曲げ工程で成形されたワークの前記中央部を半円状に成形し、前記側端部を相互に接するように加圧変形させる型面を備えた少なくとも一対のリストライク用成形型で成形するリストライク工程と、
を有し、
前記各工程の前記成形型は、各型面における稜線が前記ワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する構成とし、かつ、前記フォーミング用成形型、前記折り曲げ用成形型及び前記リストライク用成形型の順に直列に所定間隔をあけて配置した状態で、前記ワークを前記フォーミング用成形型から前記リストライク用成形型に向って順送すると共に、前記各成形型を同時に作動させ、前記各成形型間に存在するワークを、相互に隣接する前記各成形型の加圧力により変形させるようにしたことを特徴とする管の製造方法。
【請求項２】
前記ワークを前記第１成形型に送り込む前に、前記ワークの側端部から前記ワークの送り方向に直交する方向に伸延する切込みを入れるノッチ工程と、前記ワークが前記第３成形型から送り出されると前記切込み部分を切り離すセパレート工程と、を有する請求項１に記載の管の製造方法。
【請求項３】
前記ワークを前記第１成形型に送り込む前に、前記ワークの一側端部に少なくとも１つの凹状部を、前記ワークの他側端部に前記凹状部と噛み合う凸状部を形成する予備工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の管の製造方法。
【請求項４】
前記凸状部及び凹状部は、矩形状であって、ワークの送り方向における前方側端縁部を後傾させ、後方側端縁部をワークの送り方向に対し略直角に形成したことを特徴とする請求項３に記載の管の製造方法。
【請求項５】
前記ワークを前記第１成形型に送り込む前に、前記ワークに複数の通孔を開設する予備工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の管の製造方法。
【請求項１】
帯板状のワークを円筒状の管に成形する管の製造方法であって、
前記ワークの送り方向に直交する方向での中央部及び側縁部を競り上げる形状とする型面を備えた一対のフォーミング用成形型で成形するフォーミング工程と、
前記フォーミング工程で成形されたワークの前記中央部を凹ませ側縁部を相互に近接させる方向に折り曲げ変形させる型面を備えた少なくとも一対の折り曲げ用成形型で成形する折り曲げ工程と、
前記折り曲げ工程で成形されたワークの前記中央部を半円状に成形し、前記側端部を相互に接するように加圧変形させる型面を備えた少なくとも一対のリストライク用成形型で成形するリストライク工程と、
を有し、
前記各工程の前記成形型は、各型面における稜線が前記ワークの送り方向の始端から終端に掛けて直線的に伸延する構成とし、かつ、前記フォーミング用成形型、前記折り曲げ用成形型及び前記リストライク用成形型の順に直列に所定間隔をあけて配置した状態で、前記ワークを前記フォーミング用成形型から前記リストライク用成形型に向って順送すると共に、前記各成形型を同時に作動させ、前記各成形型間に存在するワークを、相互に隣接する前記各成形型の加圧力により変形させるようにしたことを特徴とする管の製造方法。
【請求項２】
前記ワークを前記第１成形型に送り込む前に、前記ワークの側端部から前記ワークの送り方向に直交する方向に伸延する切込みを入れるノッチ工程と、前記ワークが前記第３成形型から送り出されると前記切込み部分を切り離すセパレート工程と、を有する請求項１に記載の管の製造方法。
【請求項３】
前記ワークを前記第１成形型に送り込む前に、前記ワークの一側端部に少なくとも１つの凹状部を、前記ワークの他側端部に前記凹状部と噛み合う凸状部を形成する予備工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の管の製造方法。
【請求項４】
前記凸状部及び凹状部は、矩形状であって、ワークの送り方向における前方側端縁部を後傾させ、後方側端縁部をワークの送り方向に対し略直角に形成したことを特徴とする請求項３に記載の管の製造方法。
【請求項５】
前記ワークを前記第１成形型に送り込む前に、前記ワークに複数の通孔を開設する予備工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の管の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１０４６２３（Ｐ２０１１−１０４６２３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２１５１（Ｐ２００９−２６２１５１）
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【出願人】（０００２５３４５５）株式会社ヨロズ (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【出願人】（０００２５３４５５）株式会社ヨロズ (22)
【Ｆターム（参考）】
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