JPH08294784A - 金属リングの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度と強度にまた特殊材質に優れた金属リン
グの量産はもとより多品種少量生産に好適であるととも
に、特に特殊断面の金属リングの生産を経済的に行う金
属リングの製造方法を提供する。 【構成】 金属材を環状に湾曲して環状体を形成し、こ
の環状体の端面と端面とを相対させて、この両端面を拡
散接合させることにより、リングを構成することを特徴
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、精度と強度に又特殊材
質に優れた金属リングの量産はもとより多品種少量生
産、特に特殊断面の金属リングの生産を経済的に行う金
属リングの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属リングの製造には、次の方法
が知られていた。その一つは、鋼管による製造方法で、
この鋼管を切断して金属リングを製造する方法であり、
いま一つは、鋳鍛造によって金属リングを製造する方法
であり、さらにいま一つはフラッシバット接合により金
属リングを製造する方法である。従来これら３種の製造
方法が知られていたが、特殊な寸法、断面形状の金属リ
ングの量産はもとより、多品種少量生産を経済的に製造
する方法はなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼管により金属リング
を製造する方法は、鋼管を切断するだけであるから手軽
に金属リングを製造できるという利点はあるが、必要と
する内外径の鋼管が入手し難いという問題点があり、最
悪の場合、数量が大量になってしまいコスト高になると
いう問題点があり、さらには、リングの断面形状が四角
形状に限られるという問題点があった。規格化された鋼
管は、その等級によってサイズが段階的に定められてい
るため、等級と等級の中間のサイズの鋼管は入手できな
いという問題点があった。従って、規格外の金属リング
は、この方法では経済的に製造できないという問題点が
あった。鋳鍛造による製造方法は、リングの断面形状が
ある程度異形のものにも対応できるという利点はある
が、そのためには先ず目的とする形状、サイズに合った
型を用意する必要があった。しかし、この型はコスト高
につくので、多品種、少量の金属リングは経済的に製造
できないだけでなく、内径、外径、厚さ方向すべてに仕
上代をつけるため、この点でもコスト高になるという問
題点があった。

【０００４】そこで、本願発明者は、精度と強度に優れ
たあらゆる断面形状でしかも特殊材質での多品種、少量
の金属リングを経済的に製造するためには、金属材の曲
げ加工と、適切な溶接手段又は結合手段とを組み合わせ
れば、可能である点に着目した。従来、この種の溶接手
段には、フラッシバット溶接と摩擦溶接とが知られてい
て、このフラッシバット接合による製造方法はすでに実
用化されている。フラッシバット接合は、一対の金属材
の相対する端面と端面を圧着し、この圧着部分を加熱溶
融して溶接する方法で、仕上代が少なくて軽量にできる
とする利点はあるが、棒材を円弧状にするため、リング
径の小さい物の加工が困難であり、リング径が小さいも
のは接合が困難であるという問題点があった。また、こ
のフラッシバット溶接では、接合面の異物除去のため、
接合材を長めに保たなければならないし、溶接箇所にバ
リができるためにバリ落としの工数がかかり、特に高精
度に仕上げるための工数によりコスト高につくという問
題点があった。摩擦溶接は、例えば一対の相対する金属
材の一方を固定し、他方の金属材を高速回転させて、こ
の相対する固定端面と、高速回転の端面とを圧着して、
そこに発生する摩擦熱により溶接する方法であった。し
かし、この摩擦溶接は、金属材の一方又は双方を高速回
転させるため、リングを形成するための手段としては採
用できなかったという問題点があった。

【０００５】近年は、例えば多目的用機械、装置や高精
度の各種専用機器等の開発が盛んであるから、強度に優
れた規格外の金属リングや、精度に優れた規格外の金属
リングが、さらには特殊材質による金属リングが、求め
られているという課題があった。

【０００６】本発明は、上記の問題点や課題を解決する
ため、精度と強度に優れ特殊材質による金属リングの多
量品多品種、少量生産に好適であるとともに、特に規格
外の金属リングの生産を経済的に行う金属リングの製造
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明金属リングの製造
方法は、上記の問題点や課題を解決するため、金属材を
環状に湾曲して環状体を形成し、この環状体の端面と端
面とを相対させて、この両端面を拡散接合させることに
より、リングを構成することを特徴とする。金属材を弧
状に湾曲又は屈曲して弧状体を形成し、この弧状体各々
の両端面と両端面とを相対させて、この両端面を拡散接
合させることにより、リングを構成することを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明金属リングの製造方法は、金属材を環状
に湾曲して環状体を形成し、この環状体の端面と端面と
を相対させて、この両端面を拡散接合させるから、金属
材の端面と端面とが均質に結合して強度と精度に優れし
かも異形断面によるリングを構成する。

【０００９】

【実施例】本発明金属リングの製造方法を以下図を用い
て説明する。図１乃至図３は、図１図示の長尺状の金属
材１を用いて、図３図示の円形状のリング７を構成する
過程を示す。上記金属材１は、その両端が方形状の端面
３、４になった角材であり、鋼材により形成してある。
この金属材１を一定の曲率により環状に湾曲して、図２
図示の円形状の環状体２を形成してあり、この環状体２
は、その両端面３、４を近接させ相対させてある。この
両端面３、４の間の僅かな隙間を拡散結合することによ
って、円形状のリング７を構成する。

【００１０】上記環状体２の両端面３、４間の拡散結合
に際しては、先ず両端面３、４の間の僅かな隙間に、ア
モルファス合金により構成した薄膜シート５を嵌め込
む。この薄膜シート５は、厚さが２０乃至４０ミクロン
のシート状に成形されたアモルファス合金をこの端面
３、４に合わせて裁断したものである。次いで、この環
状体２に、図２中左右方向から矢印線Ａ、Ａで示す押圧
を均等に加えて薄膜シート５を圧着する。このとき、端
面３と薄膜シート５と端面４との間に圧縮応力が発生す
る。この状態を維持したまま、この圧着部を、シート材
が溶融拡散するまで加熱保持を施す。

【００１１】この熱処理の際、加熱温度は、薄膜シート
５を構成するアモルファス合金の融点より５０℃乃至１
００℃高い温度範囲内に設定しておくことが好ましい。
加熱温度が上記融点より５０℃程高い温度に設定してあ
れば、薄膜シート５が適度の速さで溶融して行き、この
溶融したアモルファス合金が、端面３と端面４から、環
状体２を構成している金属材１に均質に浸透し拡散して
行く。しかし、加熱温度が高すぎると、金属材１の晶相
が変化してしまう。また、加熱時酸化を防ぐためアルゴ
ン、窒素とによるシールドが必要である。

【００１２】上記熱処理を適切に行えば、薄膜シート５
はその全量が完全に端面３、端面４から環状体２の接合
部に浸透、拡散して均一な拡散接合が行われる。接合部
の表面は平滑であり、接合部内の晶相も金属材１の晶相
がそのまま維持されている。さらに、この環状体２は、
この拡散接合の過程において熱変形を受けることなく、
図３図示の円形状のリング７を構成する。このリング７
は、外周、内周とも真円状であり、表面に接合の跡は残
っていない。

【００１３】リングを構成する金属材は、鋼材に限らな
い。鋼材以外の鉄材でもよく、銅系金属材でも、チタン
系金属材でもよい。拡散接合には、これら金属材の種類
に応じて適切なアモルファス合金を選択すればよい。リ
ングの形状は、円形に限らず、例えば楕円状リングも構
成できる。また、金属材は角材に限らない。例えば丸棒
でもよく、板状のものでもよい。板状の金属材を用いれ
ば、長手のリングが構成できるので、この長手のリング
を裁断して、所要の厚さの金属リングを製造してもよ
い。

【００１４】図４、図５は、別の実施例を示す。この図
４、図５は、図４図示の一対の長尺状の金属材１、１を
用いて、円形状のリングを構成する過程を示す。上記金
属材１、１は、その各々の両端が方形状の端面３、４に
なった角材であって、鋼材により形成してある。この金
属材１、１各々を一定の曲率により円弧状に湾曲して、
図５図示の半円状の円弧状体６、６を形成してある。こ
の円弧状体６、６を向き合わせて、その両端面３、３と
両端面４、４とを近接させ相対させてある。この両端面
３、３及び、両端面４、４との間の僅かな隙間に薄膜シ
ート５を介在させて、前記の方法により、両端面３、３
及び、両端面４、４とを拡散接合させて、円形状リング
を構成してある。

【００１５】この場合、金属材は一対に限らない。例え
ば、三対の金属材を用いて、それぞれ頂角が１２０度の
円弧状体を形成して、この３個の円弧状体の両端面を相
対させて、リングを構成してもよい。なお、上記構成の
際に、厚手板状の金属材を用いれば、外周径と内周径と
の差が大きい規格外の円形状リングを製造できる。ま
た、この場合円弧状のものに限られることなく、あらゆ
る環状のもの、例えば楕円、多角形環状のものの製造も
可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明金属リングの製造方法は、金属材
を環状に湾曲して環状体を形成し、この環状体の端面と
端面とを相対させて、この両端面を拡散接合させること
により、リングを構成するようにしてあるから、規格外
の外周や内周を有する各種サイズ、各種形状の金属リン
グを経済的に製造できる効果を有する。リングを構成す
る際に、環状体の端面と端面は、均一に接合され、この
接合部において晶相の変化は生じないので精度よく強度
に優れた金属リングを製造できる効果を有する。金属材
を円弧状に湾曲して円弧状体を形成し、この円弧状体各
々の両端面と両端面とを相対させて、その両端面と両端
面とを拡散接合させて、リングを構成するようにしてあ
るから、規格外の金属リングを製造できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明金属リングの製造方法に用いる金属材を
示す斜視図

【図２】図１図示の金属材を用いて構成した環状体を示
す斜視図

【図３】図１図示の金属材を用いて構成したリングを示
す斜視図

【図４】別の実施例に用いた一対の金属材を示す斜視図

【図５】図４図示の一対の金属材を用いて形成した円弧
状体が相対した状態を示す斜視図

【符号の説明】

１ 金属材 ２ 環状体 ３ 端面 ４ 端面 ５ 薄膜シート ６ 円弧状体 ７ リング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材を環状に湾曲して環状体を形成
   し、この環状体の端面と端面とを相対させて、この両端
   面を拡散接合させることにより、リングを構成すること
   を特徴とする金属リングの製造方法。
2. 【請求項２】 金属材を弧状に湾曲又は屈曲して弧状体
   を形成し、この弧状体各々の両端面と両端面とを相対さ
   せて、この両端面を拡散接合させることにより、リング
   を構成することを特徴とする金属リングの製造方法。
3. 【請求項３】 上記リングが円又は楕円状である請求項
   １又は２記載の金属リングの製造方法。
4. 【請求項４】 上記リングが多角形のリングである請求
   項１又は２記載の金属リングの製造方法。