JP2003191012A - 金属管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易で軸方向端面の精度に優れた金属
管７を得る。 【解決手段】 剪断加工により金属板１を四角形の金属
素材２に剪断する（剪断工程Ａ）。この金属素材２の四
方の端面３に、互いに近接・離間するように傾斜する傾
斜面５を形成する（傾斜付け工程Ｂ）。この金属素材２
を、傾斜面５が互いに近接する側を径方向内側として、
円筒状に丸める（曲げ工程Ｃ〜Ｆ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属管及びその
製造方法に関し、特に防振ブッシュの内筒などに用いる
小径厚肉の金属管を厚肉の金属板から製造する方法に係
るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車部品として多く用いられる防振ブ
ッシュにおいて、車体等の支持シャフトを挿通する小径
厚肉の金属管は、これまで押出成形による引き抜きパイ
プの切削加工品などが用いられてきたが、製品コストの
低下を目的として、引き抜きパイプの使用を止め、厚肉
の金属板から成形加工できれば望ましい。金属板から小
径厚肉な金属管を成形する場合、従来の常道によれば、
厚肉な金属板を切断して四角形の金属素材を得て、この
金属素材を円筒状に丸めて金属管を成形することとな
る。しかしながら、端面処理が施されていない金属素材
を円筒状に丸めると、互いに突き合わされる部分で、外
周側に口開きが生じたまま残され、又は、Ｖ溝が形成さ
れることがあるため、真円に近く成形することは難しい
こととされ、特に肉厚ｔ／直径Ｄが０.１を超えるよう
な小径厚肉の金属管の真円度の確保は不可能であった。

【０００３】そこで、本出願人等による特開平１１−１
５６４４０号公報では、金属管を丸める際に互いに突き
合わされることとなる金属素材の一対の端面に、予め傾
斜面を形成し、これらの傾斜面が互いに近接する側を径
方向内側として金属管を丸めることにより、真円度の高
い小径厚肉な金属管を得る技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記の特
開平１１−１５６４４０号公報には、金属管を丸める際
に互いに突き合わされる金属素材の端面に予め傾斜面を
形成する点については記載されているものの、金属管の
軸方向両端面となる金属素材の端面の処理については記
載されていない。

【０００５】上述したように比較的肉厚が大きい金属素
材を円筒状に丸める場合、その軸方向端面では、内径と
外径との差に起因して、巻き成形完了時に内径側が外径
側に比して軸方向へ大きく突出したり、凹凸が生じ易
い。このため、巻き成形後の金属管の軸方向端面を、そ
の軸方向にほぼ直交する平坦な平面に加工する際に、以
下のような課題が残る。第１に、プレス加工等により端
面を押し潰して平面化しようとすると、この軸方向端面
の外周縁部まで潰しきれずに未形成部分が残ったり、あ
るいは外周縁部まで押し潰そうとすると部分的な肉余り
現象を招き易い。第２に、上記軸方向端面を切削により
平面に加工する場合、上記軸方向端面の外周縁部に削り
残しが生じ易く、あるいは外周縁部まで切削しようとす
ると、切削代が増加して歩留まりが低下するとともに、
表面の凹凸により切削用の刃物が欠けるおそれがある。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、軸方向端面の精度にも優れた金属管を安
価に提供することを一つの目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属管の製
造方法は、四角形の金属素材の四方の端面のうち、少な
くとも製造後の金属管の軸方向両端面となる一対の端面
に、互いに近接・離間するように傾斜する一対の傾斜面
を形成する傾斜付け工程と、上記金属素材を、上記傾斜
面が互いに近接する側を径方向内側として、円筒状に丸
める曲げ工程と、を有することを特徴としている。

【０００８】好ましくは、上記傾斜付け工程では、上記
金属素材の四方の端面の全てに、同じ方向へ向けて互い
に近接する傾斜面を形成する。より好ましくは、金属板
を剪断して上記金属素材を成形する剪断工程を有し、上
記傾斜面は、上記金属板の切口面に生じる破断面を利用
して形成される。更に好ましくは、上記傾斜面は、上記
切口面にプレス加工を施すことにより形成される。

【０００９】本発明に係る金属管は、四角形の金属素材
を円筒状に丸めて得られる金属管であって、上記金属素
材の四方の端面のうち、少なくとも上記金属管の軸方向
両側面となる一対の端面に、互いに近接・離間するよう
に傾斜する一対の傾斜面がプレス加工により予め形成さ
れていることを特徴としている。

【００１０】本発明の対象とする金属管は、典型的に
は、板厚が数ｍｍ（１〜１０ｍｍ）、直径が数ｃｍの小
径厚肉な金属管を対象としており、例えば車両に数多く
適用される防振ブッシュの内筒等に好適に適用される。
上記傾斜付け工程で行われる加工の例として、後述する
プレス加工やロール加工による塑性加工や切削加工の
他、砥石による研削加工やレーザーによる切断加工等が
挙げられる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、軸方向端面の精度に優
れた金属管を容易かつ安価に得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明
の一実施形態に係る金属管７を製造する工程の概要を示
している。この金属管７は、例えば自動車のサスペンシ
ョンに用いられる防振ブッシュの内筒として用いられ
る。金属管７の製造工程には、金属板１を切断（剪断）
して四角形の金属素材２を得る素材切断工程Ａ（剪断）
と、金属素材２を円筒状に丸めて金属管７を得る曲げ工
程Ｃ〜Ｆと、が含まれる。曲げ工程Ｃ〜Ｆは、外周面６
側が製品管の曲率に近づくように両端部を押し潰す工程
Ｃ（押し潰し）と、素材２を端曲げる工程Ｄ（端曲げ）
と、素材２をＵ形に成形する工程Ｅ（Ｕ曲げ）と、この
Ｕ形に成形した素材２をＯ形に成形する工程Ｆ（Ｏ曲
げ）と、が含まれる。各工程Ｃ〜Ｆの詳細については、
上記の特開平１１−１５６４４０号公報にも記載されて
いるので、ここでは説明を省略する。

【００１３】そして、本実施形態の要部をなす工程とし
て、金属素材２の四方の端面３の全てに、同方向に近接
・離間する傾斜面５（５ａ，５ｂ）を形成する傾斜付け
工程Ｂが、切断工程Ａの後、又はこの工程Ａと並行して
行われる。すなわち、製造後の金属管７において互いに
突き合わされることとなる一対の端面に、互いに近接・
離間する一対の第１傾斜面５ａを形成するとともに、金
属管７の軸方向両端面となる一対の端面にも、互いに近
接・離間する一対の第２傾斜面５ｂを形成する。従っ
て、傾斜付けされた金属素材２は、部分的に四角錐型の
台形状をなしている。なお、上記の端面３には、傾斜面
５が形成されていない余部４が残されている。続く曲げ
工程Ｃ〜Ｆにおいては、これらの傾斜面５ａ，５ｂが互
いに近接する側を径方向内側として、金属素材２が円筒
状に丸められる。

【００１４】上記の第１傾斜面５ａを形成することによ
り、上記公報にも記載されているように、互いに突き合
わされる一対の端面が口開きして接合部が密着しないこ
とを防止でき、かつ、真円度が向上するとともに、工程
数の大幅な増加もなく、金型構造が簡単で、コスト安価
に小径厚肉な金属管７を成形できる。

【００１５】仮に第２傾斜面５ｂを形成しなかった場
合、図２（ａ）に示すように、金属素材を円筒状に丸め
たときに、その軸方向端面２ａでは、径方向内側が径方
向外側に対して所定量αだけ軸方向へ突出してしまう。
これに対し、本実施形態のように第２傾斜面５ｂを予め
形成した場合、図２（ｂ）に示すように、金属素材を円
筒状に丸めたときに、その軸方向端面２ａが軸直交面に
ほぼ平行な略平坦面となる。この結果、曲げ工程Ｃ〜Ｆ
後に金属管７の軸方向端面の仕上げ処理を行う際に、そ
の作業が容易となり、製品の品質が一段と向上する。例
えば図３（ａ）に示すように、下型２１とパッド２２で
保持された金属管７の軸方向両端面をパンチ２３により
押圧して平坦化する場合には、その押し潰し量が抑制さ
れ、あるいは図３（ｂ）に示すように、チャック２４で
保持された金属管７の軸方向端面をバイト２５で切削す
る場合にも、その切削量が抑制される。

【００１６】上記の切断工程Ａにおいて、図４に示すよ
うに金属板１を金属素材２に剪断加工する場合、ダイス
２６とポンチ２７との隙間ΔＤ１に応じて、その切口面
２８に、剪断面２９に対して実質的に傾斜する破断面３
０が不可避的に生成される。本実施形態では、この破断
面３０を有効に活用して上記の傾斜面５ａ，５ｂを形成
している。つまり、破断面３０に沿うように傾斜面５
ａ，５ｂを形成することにより、その加工量が低減さ
れ、作業能率及び製品精度の向上を図ることができる。

【００１７】より具体的には、上記の切断工程Ａでは、
図５に示すように複数のロールカッター３１，３２を用
いて金属板１を所定幅の帯状の金属帯材１ａに剪断した
後、図６に示すように、ダイ３３とパッド３４で保持さ
れた各金属帯材１ａをポンチ３５で所定長さに剪断す
る。これらの剪断工程では、互いに対向する一対の破断
面を同方向に向けて傾斜させるための工夫がなされてい
る。すなわち、図５のスリッティング工程では、両外周
縁部に剪断用の切り刃が形成された複数のロールカッタ
ー３１，３２を、材料供給方向Ｆに直交する方向に沿っ
て、金属板１を挟んで上下交互に配設している。また、
図６（ａ）に示すプレス剪断工程では、金属素材２の２
倍の長さ分を送り出す毎に剪断を行い、一回の剪断動作
で２つの金属素材２を得る所謂２個取りの構成としてい
る。

【００１８】このような破断面３０が形成された金属素
材の端面に傾斜付けを行う手法としては、図６（ｂ）に
示すようにフライスカッター３６を用いた切削加工の
他、図７（ａ）に示すようなプレス加工が挙げられる。
すなわち、下型１０に素材２を載せ、素材２の上にパッ
ド１１を載せて弾性体１２で押さえ、素材２の相対向す
る両端面３，３と接触するダイ１３，１３を内側に取り
付けた上型１４で押圧する。また、金属素材の端面とな
る金属帯材１ａの両側面に傾斜付けを行う場合、図８に
示すような一個又は複数の端面加工用ローラ３７を用い
てロール成形を行うことにより、連続的に傾斜付けを行
えるので作業能率が向上することに加えて、上記のプレ
ス加工に比して加工後の寸法が安定する。

【００１９】図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、
金属板１又は金属帯材１ａを剪断する切り刃の隙間ΔＤ
１，ΔＤ２は、破断面の角度θが所望の角度となるよう
に適宜に調整される。具体的には、板厚をｔとした場
合、上記隙間ΔＤ１，ΔＤ２は、従来では十分に小さく
（０．０３ｔ〜０．０５ｔ）設定されていたのに対し、
本実施形態では、最終的な傾斜面５の板厚方向の厚さが
０．５ｔ〜１．０ｔとなるように（図７（ｂ）参照）、
十分に大きく設定されている（０．１ｔ〜０．５ｔ）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る金属管の製造工程を
示す概要図。

【図２】比較例（ａ）及び本発明（ｂ）に係る金属管の
軸方向端面近傍を示す側面対応図。

【図３】金属管の軸方向端面の仕上げ処理の２つの例を
示す断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）。

【図４】金属板を剪断する際に生じる破断面を示す説明
図。

【図５】金属板を金属帯材に剪断するロールカッターを
示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ）、及び要部断面図
（ｃ）。

【図６】（ａ）が上記金属帯材を金属素材に剪断する工
程の一例、（ｂ）が金属素材の端面の傾斜付け工程の一
例を示す説明図。

【図７】（ａ）が上記金属素材の端面の傾斜付け工程の
一例を示す断面図、（ｂ）が（ａ）のＬ部分拡大図。

【図８】ロール成形により上記金属帯材の両側面の傾斜
面付けを行う手法を示す斜視図（ａ）及び断面図
（ｂ）。

【符号の説明】

１…金属板 ２…金属素材 ３…端面 ５…傾斜面 ７…金属管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野坂 潤一郎 千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼怒 川ゴム工業株式会社内 (72)発明者 長井 喜久男 東京都港区芝大門２丁目10番６号 森田電 機産業株式会社内 (72)発明者 稲葉 仁一 茨城県結城市大字上山川4983−５ 株式会 社イナバ内 Ｆターム(参考） 4E028 CB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四角形の金属素材の四方の端面のうち、
   少なくとも製造後の金属管の軸方向両端面となる一対の
   端面に、互いに近接・離間するように傾斜する一対の傾
   斜面を形成する傾斜付け工程と、 上記金属素材を、上記傾斜面が互いに近接する側を径方
   向内側として、円筒状に丸める曲げ工程と、を有するこ
   とを特徴とする金属管の製造方法。
2. 【請求項２】 上記傾斜付け工程では、上記金属素材の
   四方の端面の全てに、同じ方向へ向けて互いに近接する
   傾斜面を形成することを特徴とする請求項１に記載の金
   属管の製造方法。
3. 【請求項３】 金属板を剪断して上記金属素材を成形す
   る剪断工程を有し、 上記傾斜面は、上記金属板の切口面に生じる破断面を利
   用して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の金属管の製造方法。
4. 【請求項４】 上記傾斜面は、上記切口面にプレス加工
   を施すことにより形成されることを特徴とする請求項３
   に記載の金属管の製造方法。
5. 【請求項５】 四角形の金属素材を円筒状に丸めて得ら
   れる金属管において、 上記金属素材の四方の端面のうち、少なくとも上記金属
   管の軸方向両側面となる一対の端面に、互いに近接・離
   間するように傾斜する一対の傾斜面がプレス加工により
   予め形成されていることを特徴とする金属管。