JPH05293533A - 中空材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、軸方向の途中で断面寸法や形状が部
分的に異なる中空材を、大掛かりな製造設備を必要とす
ることなく容易に製造することができる中空材の製造方
法を提供することを目的とする。 【構成】中空材１１の断面に対して外形寸法が小さく且
つ相似形をなす孔部を有するダイス１を用意する工程
と、中空材の端部を把持体で把持し、この中空材をダイ
スに通してチャックにより引いて引抜き加工を行う工程
と、中空材をダイスを通して所定長さまで引抜いた後
に、中空材をその引抜き方向とは逆向きの方向に押し戻
して、ダイスに通す前の中空材の断面に対して外形寸法
が小さく且つ相似形をなす断面部を中空材に形成する工
程とを具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は断面の寸法が異なる部分
を有する中空材を製造する中空材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムなどの金属からなる中空材
の製造するために一般に採用されている方法として引抜
き加工がある。この中空材の引抜き加工は、素材である
中空材をダイスを通して引抜き、中空材にダイスの孔部
と等しい断面形状を与える冷間加工である。この引き抜
き加工で加工する中空材の断面形状には、円形（丸棒）
や四角形（角棒）などが挙げられる。

【０００３】このように従来の引抜き加工による中空材
の製造方法は、前記したようにダイスの孔部に特定の寸
法と特定の形状をもった断面を軸方向全体にわたって有
する中空材を製造する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近では、金
属からなる中空材の用途が広まるにつれて、断面が軸方
向全体にわたり特定の寸法と特定の形状を有するものだ
けでなく、部分的に断面の寸法が異なる中空材が要求さ
れてきている。例えば自動車部品や建築部品に用いる中
空材において、部分的に断面の外形寸法（例えば断面円
形の中空材の場合には直径寸法）や肉厚を変更して、そ
の箇所の強度や曲げ特性を高めるという要求が表れ始め
ている。

【０００５】ところが従来採用されている引抜き加工に
よる中空材の製造方法では、部分的に断面の外形寸法や
肉厚が異なる中空材を製造することができない。

【０００６】そこで、前記の要求に対して一部では、ス
ピンニング加工、スウェージング加工あるいはバルジ加
工を採用して中空材の断面の外形寸法や肉厚を小さくす
ることが行われている。

【０００７】しかし、これらの加工方法を採用して断面
の外形寸法や肉厚が部分的に異なる中空材を製造する方
法は、いずれの方法を採用した場合にも加工設備が大掛
かりであるとともに、加工に手数を要して能率が悪く、
さらに加工部の長さに限界があり余り長い中空材の加工
が困難であるという問題がある。

【０００８】本願の発明は前記事情に基づいてなされた
もので、断面の寸法が部分的に異なる中空材を、大掛か
りな製造設備を必要とすることなく容易に製造すること
ができる中空材の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の第１の中空材の製造方法は、金属からなる中
空材の断面に対して外形寸法が小さく且つ相似形をなす
孔部を有するダイスを用意する工程と、前記中空材の端
部を把持体で把持し、この中空材をダイスの孔部に通し
て前記把持体で引いて引抜き加工を行う工程と、前記中
空材を前記ダイスを通して所定長さまで引抜いた後に、
前記中空材をその引抜き方向とは逆向きの方向に押し戻
して、前記ダイスに通す前の前記中空材の断面に対して
外形寸法が小さく且つ相似形をなす断面部を有する部分
を前記中空材に形成する工程とを具備することを特徴と
する。

【００１０】本発明の第２の中空材の製造方法は、金属
からなる中空材の断面に対して外形寸法が小さく且つ相
似形をなす孔部を有するダイスを用意する工程と、前記
中空材の端部を把持体で把持し、前記中空材をダイスの
孔部に通して前記把持体で引いて引抜き加工を行う工程
と、前記中空材の内部に前記中空材の断面に対して相似
形の断面を有するプラグを挿入して前記中空材を前記ダ
イスの孔部に通して引抜き加工し、前記中空材を所定長
さまで引抜き加工した後に前記プラグを前記中空材の内
部から抜き出し、前記プラグを挿入せずに引き抜き加工
を行った前記中空材の部分に対して肉厚が異なる部分を
前記中空材に形成する工程とを具備することを特徴とす
る。

【００１１】本発明の第３の中空材の製造方法は、金属
からなる中空材の断面に対して外形寸法が小さく且つ相
似形をなす孔部を有するダイスを用意する工程と、前記
中空材の端部を把持体で把持し、この中空材をダイスに
通して引抜き装置により引いて引抜き加工を行う工程
と、前記ダイスの孔部に通して引抜き加工している前記
中空材の内部に前記中空材の断面に対して相似形の断面
を有するプラグを挿入して前記中空材を前記ダイスの孔
部に通して引抜き加工し、前記中空材を所定長さまで引
抜き加工した後に前記プラグを前記中空材の内部から抜
き出し、前記プラグを挿入せずに引き抜き加工を行った
前記中空材の部分に対して肉厚が異なる部分を前記中空
材に形成する工程と、前記プラグを抜き出した後に前記
中空材をその引抜き方向とは逆向きの方向に押し戻し
て、前記ダイスに通す前の前記中空材の断面に対して外
形寸法が小さく且つ相似形をなす断面部を有する部分を
前記中空材に形成する工程とを具備することを特徴とす
る。

【００１２】なお、本願の各発明において断面部の寸法
とは外形寸法および肉厚寸法をさしている。

【００１３】

【作用】第１の発明の中空材の製造方法によれば、従来
からのダイスを用いた引抜き加工に加えて、中空材を押
し戻しす工程を行うだけの簡単な加工で、断面寸法のひ
とつである外形寸法が部分的に異なる中空材を容易に製
造することができ、しかも従来の引抜き装置をそのまま
利用できて、新たに大掛かりな設備を設ける必要がな
い。

【００１４】第２の発明の中空材の製造方法によれば、
従来からのダイスを用いた引抜き加工に加えて、引抜き
加工時に中空材の内部に芯材であるプラグを挿入、抜き
出しする工程を行うだけの簡単な加工で、断面寸法のひ
とつである肉厚が部分的に異なる中空材を容易に製造す
ることができ、しかも従来の引抜き装置をそのまま利用
できて、新たに大掛かりな設備を設ける必要がない。

【００１５】第３の発明の中空材の製造方法によれば、
第１の発明の中空材の製造方法における工程と第２の発
明の中空材の製造方法における工程とを組合せることに
より、断面の外形寸法と肉厚すなわち断面寸法が部分的
に異なる中空材を、大掛かりな設備を有することなく容
易に製造することができる。

【００１６】

【実施例】第１の発明の中空材の製造方法にかかわる実
施例について図面を参照して説明する。

【００１７】本発明の一実施例を図１を参照して説明す
る。

【００１８】まず、図１（ａ）に示すように素材である
金属材料からなる中空材１１を用意する。この中空材１
１は例えば丸中空材であり、断面が外径Ｄ1 の円形をな
している。中空材１１の端部には押し潰し部１２が形成
されている。この押潰し部１２はあらかじめスウェージ
ング加工により形成された平坦な部分で、引抜き加工の
際に引抜き装置のチャックで把持される部分である。

【００１９】また、図１（ａ）に示すように中空材１１
の円形断面に対して外径Ｄ2 が小さく且つ相似形すなわ
ち円形をなす孔部２を持ったダイス１を用意する。な
お、孔部２には絞り部２ａ，ベアリング部２ｂおよび逃
げ部２ｃが形成されている。ベアリング部２ｂの内径は
中空材１１の引き抜き加工後の外径を規定する。

【００２０】そして、中空材１１の押し潰し部１２をダ
イス１の導入側から孔部１２に通して導出側に突出し、
この押潰し部２を、引抜き装置のチャック３で把持す
る。この引抜き装置としては従来から使用されているド
ローベンチなどが挙げられる。

【００２１】次に図１（ｂ）に示すように引抜き装置を
駆動してチャック３を図示Ａ方向に移動する。チャック
３は中空材１１の押し潰し部２を図示Ａ方向に引く。こ
のため、押し潰し部２に連続する中空材１１の部分はダ
イス１の孔部２の絞り部２ｂ、ベアリング部２ｂおよび
逃げ部２ｃを通って引き抜かれる。ダイス１の孔部２を
通過した中空材１１の部分は、ベアリング部２ｂの内径
と同じ大きさの外径Ｄ2 の円形の断面を有する部分に形
成される。中空材１１はチャック３により連続してダイ
ス１の孔部２を通して所定長さまで引抜かれ、引抜かれ
た部分には軸方向にわたり外径Ｄ2 の円形の断面を有す
る部分１１ａが形成される。

【００２２】このようにして中空材１１を所定長さダイ
ス１の孔部２に通して引抜き加工を行い、中空材１１に
直径Ｄ2 の円形をなす断面を有する部分１１ａを形成す
る。

【００２３】その後、図１（ｃ）に示すように引抜き装
置が駆動してチャック３を中空材１１を引抜き方向Ａと
は反対向きの戻り方向Ｂに向けて移動する。このため、
中空材１１はチャック３に押されて戻り方向Ｂに向けて
移動し、ダイス１を通過していない部分１ｂがダイス１
の孔部２から離れ、部分１ａが孔部２をＢ方向に移動す
る。中空材１１が引抜き加工前の元の位置まで戻り移動
した時に、チャック１が中空材１１の押し潰し部１２の
把持を解除する。

【００２４】このようにして中空材１１にはダイス１の
孔部２を通過せず引き抜き加工が行われていない部分１
１ｂと、ダイス１の孔部２を通過して引き抜き加工が行
われない部分１１ｂ（ダイス１に通す前の中空材１１の
断面部分）の断面に対して外径寸法が小さく且つ相似形
すなわち円形をなす断面部を有する部分１１ａが形成さ
れる。

【００２５】具体例として、中空材１１の外径Ｄ1 90mm
×この部分の肉厚1.8mm 、部分１１ａの外径Ｄ2 37mm×
肉厚2.5mm が挙げられる。

【００２６】この第１の発明の製造方法では、引抜き加
工に際して従来から使用されている一体型のダイス１１
を使用し、従来から使用されている引き抜き装置を使用
し、従来から行われている引抜き加工を行っている。従
って、中空材１１にダイス１に通す前の中空材１１の断
面に対して外径寸法が小さく且つ相似形の断面部を有す
る部分１ａを形成するために新たに大掛かりな製造設備
を設ける必要がない。また、中空材１１にダイス１に通
す前の中空材１１の断面に対して外径寸法が小さく且つ
相似形の断面部を有する部分１１ａを形成するために従
来と同じ引抜き加工を行うので、中空材１１の加工に特
別に手数を要することがなく能率良く加工を行うことが
でき、また中空材１１の加工長さが制限されることがな
い。

【００２７】本発明の製造方法において孔部２の直径が
異なるダイス１を用いて、前記の引抜き肯定および押し
戻し工程を繰り返すことにより、中空材１１に断面が円
形で且つ直径寸法が異なる部分を複数段に分けて形成す
ることができる。図２は断面が円形で且つ直径寸法が異
なる部分が複数段に分けて形成された中空材１１の例を
示している。

【００２８】第２の発明の中空材の製造方法にかかわる
実施例について図面を参照して説明する。

【００２９】本発明の一実施例について図３を参照して
説明する。

【００３０】なお、図３において図１と同じ部分は同じ
符号を付して示している。

【００３１】まず、図３（ａ）に示すように素材である
金属材料からなる中空材２１を用意する。この中空材２
１は前記した中空材１１と同様に断面が直径Ｄ1 の円形
をなすものである。中空材２１の端部には押し潰し部２
２が形成されている。また、図３（ａ）に示すように孔
部２を有するダイス１を用意する。

【００３２】そして、図３（ａ）に示すように中空材２
１の押し潰し部２２をダイス１の導入側から孔部２に通
して導出側に突出する。ダイス１の孔部２に挿通された
中空材１の内部にプラグ４を挿入し、このプラグ４をダ
イス１の内側においてその中心軸線上に位置させる。こ
のプラグ４は外径がＤ3 である断面円形をなす丸棒であ
り、ダイス１の孔部２との間で中空材２１の肉厚を規定
する空隙を形成するようになっている。プラグ４は図示
しない駆動装置により駆動される支持棒５に支持されて
おり、この支持棒５の動きとともに中空材２１の内部に
対して挿入および抜き出しされる。さらに、ダイス１の
導出側に突出した中空材２１の押し潰し部２２を引抜き
装置のチャック３で把持する。

【００３３】次に図３（ｂ）に示すように引抜き装置を
駆動してチャック３を図示Ａ方向に移動して中空材２１
を図示Ａ方向に引く。このため、中空材２１はダイス１
の孔部２とプラグ４との間の空隙を通って引き抜かれ
る。ダイス１の孔部２とプラグ４との間の空隙を通過し
た中空材２１の部分は、外径が孔部２の直径と同じ大き
さのＤ2 であり、内径がプラグ４の外径と同じ大きさの
Ｄ3 であり、肉厚がＤ2ーＤ3 ＝ｔ1 となる。そして、
中空材２１はチャック３により連続してダイス１の孔部
２を通して引抜き加工される。

【００３４】次に図３（ｃ）に示すように中空材２１が
チャック３により所定の長さ間で引抜き加工された時点
で、駆動装置により支持部材５が動作して中空材２１の
内部に挿入配置されているプラグ４を戻り方向Ｂに移動
して中空材２１から外部に抜き出す。

【００３５】次に図３（ｄ）に示すように引抜き装置の
チャック３１がさらにＡ方向に移動して中空材２１の全
体をダイス１の孔部２を通して引抜き加工を行う。ここ
で、プラグ４を抜き出した後に引抜き加工を行う中空材
２１の部分は、プラグ４による肉厚の規定がなくプラグ
４が挿入されていた時の肉厚より厚い肉厚ｔ2 となる。
管体２１の全体がダイス１を通過し終わった時点でチャ
ック３による押し潰し部２２の把持を解除する。

【００３６】このようにして引抜き加工の初めの時点と
後の時点とで異なる肉厚ｔ1 、ｔ2を有する中空材２１
を製造することができる。

【００３７】図４は第２の発明の他の実施例について示
している。この実施例は中空材２１を引抜き加工してい
る途中でプラグ４を中空材２１の内部に挿入し、続けて
引抜き加工を行うものである。

【００３８】図４（ａ）、（ｂ）に示すように前述した
実施例と同様に引抜き装置のチャック３で中空材２１の
押し潰し部２を把持し、チャック３を引抜き方向Ａに移
動して中空材２１をダイス１の孔部２を通して引くこと
により引抜き加工を行う。

【００３９】次いで図４（ｃ）に示すように中空材２１
を所定長さまで引抜き加工した時点で、プラグ４を中空
材２１の内部に挿入する。

【００４０】そして、プラグ４を中空材２１の内部に挿
入した状態で中空材２１の引抜き加工を継続して終了す
る。

【００４１】従って、この実施例では、引き抜き加工の
前半で加工された中空材２１の部分はプラグ４が挿入さ
れていないので肉厚がｔ2 であり、後半で加工された中
空材２１の部分はプラグ４が挿入されているので肉厚が
ｔ2 より薄いｔ1 である。

【００４２】具体例として、中空材１１の外径Ｄ2 47mm
×肉厚2.2mm ＋外径Ｄ2 47mm×肉厚1.3mm 、中空材１１
の外径Ｄ2 20mm×肉厚1.1mm ＋外径Ｄ2 20mm×肉厚2.5m
m 挙げられる。

【００４３】この第２の発明の製造方法では、従来から
使用されているダイス１を用いた引抜き加工に加えて、
引抜き加工時に中空材２１の内部に芯材であるプラグ４
を挿入、抜き出しする工程を行うだけの簡単な加工で、
断面寸法のひとつである肉厚が部分的に異なる中空材を
容易に製造することができ、しかも従来の引抜き装置を
そのまま利用できて新たに大掛かりな設備を設ける必要
がない。

【００４４】第２の発明の製造方法では、プラグ４の直
径、中空材２にプラグを挿入している時間を選択して、
前記の工程を繰り返すことにより、種々の形態の肉厚を
もった中空材を得ることができる。

【００４５】第３の発明の棒材の製造方法にかかわる実
施例について図面を参照して説明する。

【００４６】本発明の一実施例について図５を参照して
説明する。

【００４７】図５において第一の発明に用いた図と同じ
部分は同じ符号を付して示している。 図５（ａ）に示
すように中空材３１とダイス１を用意する。

【００４８】次に図５（ａ）に示すように中空材３１に
押し潰し部３２をダイス１の孔部２に通し、中空材３１
の内部にプラグ４を挿入する。

【００４９】次に図５（ｂ）に示すように引抜き装置の
チャック３により中空材３１をＡ方向に引いて引抜き加
工する。中空材３１はダイス１に孔部２とプラグ４との
間の空隙を通る。

【００５０】次に図５（ｃ）に示すように中空材３１を
所定長さまで引抜き加工した時点で、プラグ４を中空材
３１の内部から抜き出す。

【００５１】次に図５（ｄ）に示すようにチャック３で
中空材３１をＢ方向に押し戻す。

【００５２】この結果、中空材３１はダイス１の孔部２
を通過せず引き抜き加工が行われていない部分３１ｂ
と、引き抜き加工が行われた部分１１ａが形成される。
そして、部分３１ａはダイス１の孔部２を通過して引き
抜き加工が行われない部分３１ｂの断面に対して外径が
Ｄ2 であり、プラグ４が挿入されているので内径がＤ
3、肉厚がｔ1 である。

【００５３】他の実施例について図６を参照して説明す
る。

【００５４】図６（ａ）、（ｂ）に示すように引抜き装
置のチャック３で中空材３１の押し潰し部２を把持し、
チャック３を引抜き方向Ａに移動して中空材３１をダイ
ス１の孔部２を通して引くことにより引抜き加工を行
う。

【００５５】次いで図６（ｃ）に示すように中空材３１
を所定長さまで引抜き加工した時点で、プラグ４を中空
材２１の内部に挿入する。

【００５６】次に図６（ｄ）に示すようにさらに中空材
３１を引抜き加工し、所定長さまで引抜き加工した時点
で、プラグ４を中空材３１の内部から抜き出す。

【００５７】次に図６（ｅ）に示すようにチャック３で
中空材３１をＢ方向に押し戻す。

【００５８】この結果、中空材３１はダイス１の孔部２
を通過せず引き抜き加工が行われていない部分３１ｂ
と、引き抜き加工が行われた部分１１ａが形成される。
引抜き加工で得られた部分３１ａにおいて、加工の前半
部で形成された部分は外径がＤ2 、肉厚がｔ2 であり、
加工の後半部で形成された部分は外径がＤ2 、肉厚がｔ
1 である。

【００５９】具体例として、中空材３１の外径Ｄ1 90mm
×肉厚2mm 、部分３１ａ外径Ｄ2 35mm×肉厚2.4mm ＋外
径Ｄ2 35mm×肉厚2.6mm が挙げられ、また中空材３１の
外径Ｄ1 90mm×肉厚2mm 、部分３１ａ外径Ｄ2 35mm×肉
厚1.0mm ＋外径Ｄ2 35mm×肉厚1.2mm が挙げられる。

【００６０】この発明の中空材の製造方法によれば、第
１の発明の中空材の製造方法における工程と第２の発明
の中空材の製造方法における工程とを組合せることによ
り、断面の外径寸法と肉厚すなわち断面寸法が部分的に
異なる中空材３１を、大掛かりな設備を有することなく
容易に製造することができる。

【００６１】この発明において、ダイスの孔部直径およ
び引抜き長さを種々組合せることができる。また、プラ
グの直径、中空材にプラグを挿入している時間を選択し
て、前記の工程を繰り返すことにより、種々の形態の肉
厚をもった中空材を得ることができる。

【００６２】前述した各発明の実施例では、断面円形を
なす中空材を対象にしてきたが、これに限定されず例え
ば断面四角形の中空材を対象にすることもできる。断面
四角形の中空材の場合、外形寸法とは各辺の長さであ
る。

【００６３】なお、本願の各発明は夫々前述した実施例
に限定されずに種々変形して実施することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本願の第１の発明の
中空材の製造方法によれば、断面の外形寸法が部分的に
異なる中空材を、大掛かりな製造設備を必要とすること
なく容易に製造することができる。

【００６５】第２の発明の中空材の製造方法によれば、
断面の肉厚が部分的に異なる中空材を、大掛かりな製造
設備を必要とすることなく容易に製造することができ
る。

【００６６】第３の発明の中空材の製造方法によれば、
断面の外形寸法および肉厚が部分的に異なる中空材を、
大掛かりな製造設備を必要とすることなく容易に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の製造方法の一実施例における各工
程を示す図。

【図２】第１の発明の製造方法によって製造された中空
材を示す図。

【図３】第２の発明の製造方法の一実施例における各工
程を示す図。

【図４】第２の発明の製造方法の他の実施例における各
工程を示す図。

【図５】第３の発明の製造方法の一実施例における各工
程を示す図。

【図６】第３の発明の製造方法の他の実施例における各
工程を示す図。

【符号の説明】

１…ダイス、３…チャック、４…プラグ、１１，２１，
３１…中空材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属からなる中空材の断面に対して外形
   寸法が小さく且つ相似形をなす孔部を有するダイスを用
   意する工程と、前記中空材の端部を把持体で把持し、こ
   の中空材を前記ダイスの孔部に通して前記把持体で引い
   て引抜き加工を行う工程と、前記中空材を前記ダイスを
   通して所定長さまで引抜いた後に、前記中空材をその引
   抜き方向とは逆向きの方向に押し戻して、前記ダイスに
   通す前の前記中空材の断面に対して外形寸法が小さく且
   つ相似形をなす断面部を有する部分を前記中空材に形成
   する工程とを具備することを特徴とする中空材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 金属からなる中空材の断面に対して外形
   寸法が小さく且つ相似形をなす孔部を有するダイスを用
   意する工程と、前記中空材の端部を把持体で把持し、前
   記中空材を前記ダイスの孔部に通して前記把持体で引い
   て引抜き加工を行う工程と、前記中空材の内部に前記中
   空材の断面に対して相似形の断面を有するプラグを挿入
   して前記中空材を前記ダイスの孔部に通して引抜き加工
   し、前記中空材を所定長さまで引抜き加工した後に前記
   プラグを前記中空材の内部から抜き出し、前記プラグを
   挿入せずに引き抜き加工を行った前記中空材の部分に対
   して肉厚が異なる部分を前記中空材に形成する工程とを
   具備することを特徴とする中空材の製造方法。
3. 【請求項３】 金属からなる中空材の断面に対して外形
   寸法が小さく且つ相似形をなす孔部を有するダイスを用
   意する工程と、前記中空材の端部を把持体で把持し、こ
   の中空材をダイスに通して引抜き装置により引いて引抜
   き加工を行う工程と、前記中空材の内部に前記中空材の
   断面に対して相似形の断面を有するプラグを挿入して前
   記中空材を前記ダイスの孔部に通して引抜き加工し、前
   記中空材を所定長さまで引抜き加工した後に前記プラグ
   を前記中空材の内部から抜き出し、前記プラグを挿入せ
   ずに引き抜き加工を行った前記中空材の部分に対して肉
   厚が異なる部分を前記中空材に形成する工程と、前記プ
   ラグを抜き出した後に前記中空材をその引抜き方向とは
   逆向きの方向に押し戻して、前記ダイスに通す前の前記
   中空材の断面に対して外形寸法が小さく且つ相似形をな
   す断面部を有する部分を前記中空材に形成する工程とを
   具備することを特徴とする中空材の製造方法。