JP2005059062A - 押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム合金からなる長尺な形材から押し潰し部を有し且つ表面処理された短尺な形材を複数個得るに際し、表面処理された表面に割れなどが確実に生じず、且つ効率良く製造できる押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材製造方法を提供する。
【解決手段】長尺なアルミニウム合金の形材Ｐに対し、その中空部２の一部が隙間Ｓとして残る範囲までの中間押し潰し加工を行う第１工程と、中間押し潰し加工が施された長尺なアルミニウム合金の中間形材ｍＰに対して、表面処理を施す第２工程と、表面処理された長尺なアルミニウム合金の中間形材ｍＰに対して、中間押し潰し部７に最終押し潰し加工を行うと同時に切断加工を行って複数の短尺な形材ｓＰに分離する第３工程と、を含む、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
【選択図】 図３

Description

本発明は、アルミニウム合金からなり且つ表面処理された長尺な形材を押し潰し加工し、係る押し潰し部を有する複数の短尺な形材の製造方法に関する。

ドームや階段などのトラス構造物を構築するため、アルミニウム合金からなり且つ表面処理されたパイプにより形成されるトラス構成用のフレーム材(以下トラス用フレームとする)が用いられている。係るトラス用フレームは、その両端の偏平な押し潰し部に凸条が設られ、この凸条付き押し潰し部をトラス構造物の節点部を形成するハブの凹溝に挿入・係止して固定することで、上記トラス構造物を構築している。
上記トラス用フレームは、図２２に示すように、予め全表面が陽極酸化皮膜などの表面処理を施された円筒形の本体１からなり且つ中空部２を内蔵する長尺な素材パイプＰを、複数の位置で押し潰し加工することにより形成される。尚、素材パイプＰとなる長尺な形材は、押出成形または引き抜き成形で形成される。

即ち、素材パイプＰを図示しないプレス装置にセットし、図２２に示すように、係るプレスに装着した上ダイス４０および下ダイス４１の間に配置する。上・下ダイス４０，４１は、左右対称のテーパ部４２，４２、これらの間に交互で且つ左右対称に位置する凸条４４，４６，４８、およびこれらに隣接する凹溝４３，４５，４７を下向きまたは上向きに有し、且つ中央の長い凸条４８は、その先端面同士が当接可能な切断刃である。上記テーパ部４２、凸条４４など、および凹溝４３などは、図２２の紙面奥行き方向に沿って連続している。

図２２中の矢印で示すように、上ダイス４０を下ダイス４１上にセットされる素材パイプＰに対して接近させる。その結果、図２３に示すように、左右のテーパ部４２と、これらの間に位置する凸条４４，４６，４８とは、素材パイプＰの本体１に食い込み、これを偏平に塑性変形させる。また、上記パイプＰは、先端面同士が当接する上下一対の凸条４８の位置で切断される。
その結果、図２４に示すように、両端に上下対称のテーパ面５４と偏平な押し潰し部５０とを有する短尺なトラス用フレームｓＰが複数個得られる。押し潰し部５０の上・下面には、凸条５１と凹溝５２が交互に複数形成され、端部に略く字形の端面５３を有する。

しかし、前記図２２〜図２４の製造方法で得られたトラス用フレームｓＰは、その両端に成形されるテーパ面５４の陽極酸化皮膜層に微細な割れが生じることがある。係る割れは、前記素材パイプＰを上・下ダイス４０，４１により最終形状に成形するため、予め被覆された上記皮膜層などが破損して生じ、例えばトラス構造の室内階段に用いた場合、デザイン性を低下させる問題があった。
上記割れを防ぐため、表面処理していない前記素材パイプを上・下ダイス４０，４１により、複数のトラス用フレームｓＰに成形した後、これらを表面処理する製造方法が考えられる。しかし、係る製造方法では、短尺な複数のトラス用フレームｓＰを表面処理するために、電極治具への取り付けおよび取り外す工数が飛躍的に増えると共に、電極が接触した部分の未表面処理部分の跡が除去できずに残るため、デザイン性を低下させる、という問題があった。
また、トラス用フレームに関しては、既に提案されている(例えば、特許文献１参照)が、その表面処理方法については、全く開示されていなかった。

特開平６−２７２３０６号公報 (第１〜６頁、図１〜６)

本発明は、以上にて説明した背景技術における問題点を解決し、アルミニウム合金からなる長尺な形材から押し潰し部を有し且つ表面処理された短尺な形材を複数個得るに際し、表面処理された表面に割れなどが確実に生じず、且つ効率良く製造できる押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材製造方法を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、長尺な素材パイプを中空部が残るように偏平加工または縮径加工し、係る状態で表面処理した後に、最終形状になるよう仕上成形する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項１)は、中空部を有する長尺なアルミニウム合金の形材から、塑性加工による押し潰し部が形成され且つ表面処理が施された短尺な形材を製造する方法であって、上記長尺なアルミニウム合金の形材に対し、上記中空部が一部残る範囲までの中間押し潰し加工を行う第１工程と、係る中間押し潰し加工が施された長尺なアルミニウム合金の形材に対して、表面処理を施す第２工程と、係る表面処理された長尺なアルミニウム合金の形材に対して、上記中間押し潰し部に最終押し潰し加工を行うと同時に切断加工を行って複数の短尺な形材に分離し、または、上記中間押し潰し部に最終押し潰し加工を行った後に形成された押し潰し部に切断加工を行って複数の短尺な形材に分離し、あるいは、中間押し潰し加工したままで切断加工を行って複数の短尺な形材に分離する、の何れかである第３工程と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、中空部を有する長尺な上記形材に、該中空部が一部残る範囲までの中間押し潰し加工を行う第１工程と、係る中間押し潰し加工が施された長尺なアルミニウム合金の形材に対して、表面処理を施す第２工程とを行った後に、最終押し潰し加工および切断加工する第３加工が行われて、複数の短尺な形材が得られる。しかも、中間押し潰し加工された長尺な中空形材の状態で表面処理した後で、最終押し潰し加工するため、表面処理により形成された皮膜などに割れなどが生じにくくなり、デザイン性を保つことができる。また、中間押し潰し加工された長尺な中空形材の中空部は、一部が残っているため、表面処理時の表面処理液が確実に排出でき、表面処理工程の処理槽の維持管理も容易となる。
尚、前記形材には、アルミニウム合金からなり中空部を有する押出形材の他、上記合金からなり中空部を有する引き抜き加工した形材も含まれる。また、前記押し潰し部には、例えば中空形材を相対する２方向から押し潰す偏平形や、中空形材を４方向などとから押し潰す求心状に縮径する縮径形などが含まれる。更に、前第３工程で前記中間押し潰し加工したままで切断加工する形態は、係る中間押し潰し加工により、所望の押し潰し部が既に得られている場合に適用される。

また、本発明には、前記第１工程の中間押し潰し加工において、前記長尺なアルミニウム合金の形材に残る中空部は前記第２工程での表面処理液が通過できる大きさである、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項２)も含まれる。これによれば、前記表面処理時の表面処理液が確実に外部に排水できるため、表面処理工程の各処理槽の維持管理を容易とすることができる。
更に、本発明には、前記第１工程の中間押し潰し加工にて前記形材に成形される前記押し潰し部の内側に残る中空部は、押し潰し方向で少なくとも２ｍｍ以上である、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項３)も含まれる。これらによれば、上記表面処理液を重力によって確実に外部に確実に排出できる。

また、本発明には、前記第２工程で行う表面処理は、陽極酸化皮膜処理と電着塗装との組み合わせ、または、陽極酸化皮膜処理と２次電解発色処理との組み合わせ、あるいは、陽極酸化皮膜処理と２次電解発色処理と電着塗装との組み合わせの何れかである、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項４)も含まれる。これによれば、耐食性に優れた陽極酸化皮膜と、透明な光沢や任意の彩色とした２次電解発色処理層および電着塗膜の少なくとも一方と、が割れを生じることなく、上記形材の表面に所望の厚みをもって被覆できる。

更に、本発明には、前記第２工程の表面処理の前または後の前記長尺な形材、あるいは前記第３工程後の短尺な形材に対して、人工時効処理が施される、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項５)も含まれる。
これによれば、前記第３工程で中間押し潰し加工のまま切断加工することが予定されている上記長尺な形材、あるいは第３工程後の短尺な形材を、時効硬化させることにより、その強度を高められる。このため、例えば後述するトラス状構造物を形成するトラス用フレーム材などの用途に一層適した短尺な形材を提供することができる。尚、上記人工時効処理には、例えばＴ５処理が含まれる。

また、本発明には、前記人工時効処理は、２００℃以下の温度域で行われる、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項６)も含まれる。
これによれば、６０００系のアルミニウム合金からなる前記形材に対し、時効硬化を確実に施すことが可能となる。例えば、上記合金からなる形材の場合、約２００℃×１時間、または約１８０℃×４時間の条件により時効処理を施し得る。
更に、本発明には、前記長尺なアルミニウム合金の形材は、断面円形のパイプである、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項７)も含まれる。これによれば、一端、両端、あるいは中間に偏平または任意の断面形状に縮径された押し潰し部を有する複数の短尺なパイプが効率良く製造でき、例えば、次述するフレーム材の他、フェンスや門扉などの装飾付き格子に容易に適用することが可能となる。尚、上記形材は、断面角形の中空材であっても良い。

加えて、本発明には、前記短尺なアルミニウム合金の形材は、トラス状構造物を形成するフレーム材であって、その切断部付近には凹凸状の係合部を有する偏平な前記押し潰し部が形成されている、押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法(請求項８)も含まれる。
これによれば、一端または両端に凹凸状の係合部を有する偏平な押し潰し部が形成されたトラス用フレーム材を精度および効率良く製造できる共に、複数の当該フレーム材を、放射方向に沿って上記係合部と係合する凹溝を有するハブを介して連結することで、例えばドーム形構造物、または構造部分をトラス構造とする階段などのトラス状構造物を強固且つ容易に組み立てることが可能となる。

図１は、本発明の適用対象であって、軸方向に沿って中空部２を内蔵する断面円形のパイプ１からなる長尺なアルミニウム合金(例えば、ＪＩＳ：６０００系)の形材Ｐを示す。係る形材Ｐは、上記アルミニウム合金の素材を押出または引き抜き加工したままの材料で、例えば外径：２０ｍｍ×内径：１６ｍｍである。
先ず、上記形材Ｐに複数の位置で中間押し潰し加工を施すため、図２に示すように、中間押し潰し加工専用で一対の対称な上・下ダイス３，４を用意する。この上ダイス３と下ダイス４は、図２で左右対称のテーパ面６，６と、その間の浅い凹面５と、係る凹面５の中央付近から突出する凸条５ａとを、図示の紙面奥行き方向に沿って連続して有する。
尚、パイプ１に対する中間押し潰し加工は、当該パイプ１の複数箇所に順次行うほか、複数組の上・下ダイス３，４を図示しないプレス装置に所定の間隔を置いて予めセットしておくことで、パイプ１の複数箇所を同時に加工しても良い。

予め、長尺な上記形材Ｐを複数の下ダイス４上に載置し、上ダイス３と下ダイス４との間に長尺な形材Ｐを拘束した状態で、図２中の矢印で示すように、係る上ダイス３を下ダイス４および形材Ｐに向けて移動させる(第１工程の中間押し潰し加工)。
その結果、図３に示すように、上記形材Ｐには、上・下ダイス３，４の各テーパ面６および凸条５ａによる塑性加工によって、当初の外径の約１／２〜１／４の厚みである中間押し潰し部７が複数の位置に成形される。係る中間押し潰し部７は、左右の対称な傾斜部８，８と、これらの間に位置する偏平部９とからなり、係る偏平部９の内側には中空部２の一部である偏平な隙間Ｓが残っている。係る隙間Ｓの図３で上下(径)方向の短い寸法ｄは、２ｍｍ以上となるように、予め中間押し潰し加工の条件が設定されている。尚、凸条５ａは、形材Ｐに小さな凹みを生じさせ、第３工程での最終押し潰し加工の目印を付けるものである。

図４は、複数の前記中間押し潰し部７が形成された中間形材ｍＰを示す。
次に、中間押し潰し加工によって中間押し潰し部７が形成された長尺な中間形材ｍＰに対して、表面処理を施す(第２工程の表面処理)。
長尺な中間形材ｍＰの一端を図示しない電極に吊り下げ、公知の水洗および脱脂処理などを経た後、公知の電解液が充填された陽極酸化処理槽に浸漬して陽極酸化被膜処理を施す。その結果、図５，６に示すように、中間形材ｍＰのパイプ１および中間押し潰し部７の表面に、厚みが約５〜２０μｍの陽極酸化被膜１２が形成される。更に、係る陽極酸化被膜１２が被覆された長尺な中間形材ｍＰを、前記電極ビームと共に図示しない電着処理槽に浸漬して、透明または所望の彩色の電着塗装を施す。

その結果、図５，６に示すように、前記陽極酸化被膜１２の上に厚さ約７μｍの電着塗膜１４が形成され、係る被膜１２と塗膜１４とからなる表面処理層１０が形成される。この間において、中間形材ｍＰの中間押し潰し部７には、前記隙間Ｓが位置しているため、電解液などの表面処理液が中空部２に残留せず外部に排出されるため、異なる処理槽に持ち出しても表面処理工程の処理作用を低下させない。
尚、陽極酸化被膜１２を形成した長尺な中間形材ｍＰに対し、これを無機金属塩水溶液中に浸漬して電気化学的に着色する公知の２次電解発色処理を施したり、更にこれらに電着塗装を組み合わせて施しても良い。また、第２工程の表面処理の前において、人工時効処理(Ｔ５)を施しても良い。若しくは、第２工程の表面処理後の上記形材ｍＰに対し、約２００℃×１時間または約１８０℃×４時間などの加熱を行う人工時効処理(Ｔ５)を施して、時効硬化させても良い。これらの場合において、２００℃乃至それ以下で加熱を行う人工時効処理であると、前記表面処理層１０に不具合を生じることがない。

次に、複数の中間押し潰し部７が形成され且つ表面処理層１０が被覆された長尺な中間形材ｍＰに対して、最終押し潰し加工と切断加工とを同時に施す第３工程を行う。図７に示すように、一対の対称な上・下ダイス１５，１６を用意する。最終押し潰し加工用の上ダイス１５と下ダイス１６は、図７で左右対称のテーパ面１７，１７と、その間に交互に位置する左右対称で且つ断面台形の凹溝１８，２０，２２および断面台形の凸条１９，２１と、図示で中央に位置する切断加工用の長い凸条２４とを、図７の紙面奥行き方向に沿って連続して形成したものである。尚、複数組の上・下ダイス１５，１６を間隔を置いてプレス装置に予め配置し、最終押し粒加工と切断加工とを同時に複数箇所に対し行っても良い。

予め、長尺な前記形材ｍＰを下ダイス１６上に載置し、上ダイス１５と下ダイス１６との間に長尺な形材ｍＰを拘束した状態で、図７中の矢印で示すように、凸条２４，２４の先端面同士が互いに当接する位置まで係る上ダイス１５を下ダイス１６に向けて移動させる(第３工程の最終押し潰し加工および切断加工)。
その結果、図８に示すように、上下に対向する凸条１９，２１同士が接近する塑性加工により、前記中間押し潰し部７の偏平部９は前記隙間Ｓが閉塞された偏平部９ａとなり、その上下面には、３個の凸条９ｂを含む凹凸状の係合部が形成される。同時に、先端面同士が当接する長い凸条２４，２４によって、上記偏平部９ａは、図８に示すように、その中央で切断加工を受けて、断面く字形の切断面９ｃを形成して左右に分離される。尚、テーパ面１７，１７は、前記中間押し潰し部７の傾斜部８，８に接触しない角度であるため、係る傾斜部８に形成された表面処理層１０は、上・下ダイス１５，１６に接触しない。

この間において、前記表面処理層１０は、最終押し潰し加工のみを受けるため、傾斜部８などの目立つ部分において割れを生じない。また、前記焼き入れ処理を、この工程の前後において施すことも可能である。
その結果、図９に示すように、パイプ１の両端に偏平部９ａと傾斜部８とからなる押し潰し部Ｘが対称に形成された短尺な形材ｓＰを複数個製造することができる。係る形材ｓＰは、両端に偏平部９ａの両面に複数の凸条９ｂを含む凹凸状の係合部を有しているため、例えば、放射方向に偏平部９ａを挿入し且つ係合可能な係合溝を複数有する図示しないハブを介して、ドーム形や階段などのトラス状構造物を形成するトラス用フレームとして、活用することができる。

尚、前記ダイス１５，１６の凹溝１８，２０，２２や凸条１９，２１，２４を、前記中間形材ｍＰの軸方向に対し、斜めに交叉する配置で前記最終押し潰し加工および切断加工を施すことにより、図１０の平面図で示すように、パイプ１の軸方向に対し、両端の３個の凸条９ｂとこれらの間の凹溝とを有する偏平部９ａおよび傾斜部８ａを斜めに成形した最終押し潰し部Ｘ′，Ｘ′を有する短尺な形材ｓＰ′を複数個製造することもできる。係る形材ｓＰ′を前記ハブを介して用いることにより、各種のトラス状構造物を形成するトラス用フレーム材として活用することができる。
また、前記ダイス１５，１６の長い凸条２４を低い凸条１９，２１と同じとするか、または省略して、最終押し潰し加工のみを先に行い、その後に偏平部９ａの中間で、丸鋸などの公知の切断工具により切断加工を行って、複数の短尺な形材ｓＰ，ｓＰ′を得る第３工程も可能である。

更に、前記中間押し潰し加工により得られる中間押し潰し部７が最終目的形状である場合には、第３工程では切断加工のみを前記中間形材ｍＰに行うこととしても良い。
加えて、複数の中間押し潰し部７を有する前記中間形材ｍＰや、最終押し潰し加工のみを行って複数の偏平部９ａにより繋がった長尺な形材のパイプ１の中間における任意の位置で、第３工程の切断加工を行っても良く、これによりフェンスや門扉などの装飾付き格子を複数本製造することが可能となる。

ここで、本発明の具体的な実施例について説明する。
予め、ＪＩＳ：Ａ６０６３のアルミニウム合金からなり、外径：２０ｍｍ×内径：１６ｍｍ×長さ：４メートルで中空部２を有するパイプ１の長尺な押出形材Ｐを複数本用意した。また、２つのプレス装置に、前記中間押し潰し加工用の上・下ダイス３，４と、最終押し潰し加工用の上・下ダイス１５，１６とをそれぞれセットした。
因みに、上・下ダイス３，４における前記テーパ面６，６の水平線に対する傾斜は１０°、凹部５の幅は１６ｍｍ、凸条５ａの高さは０．５ｍｍである。また、上・下ダイス１５，１６における前記テーパ面１７，１７の水平線に対する傾斜は１５°、長い凸条２４の先端面と凸条１９，２１の先端面との差は１ｍｍ、前記凸条２４の先端面と凹溝１８，２０，２２の底面との差は２ｍｍ、左右の凹溝１８，１８間の外幅は１６．５ｍｍである。

表１に示すように、実施例１〜９の各形材Ｐに対し、前記ダイス３，４を用いる中間押し潰し加工(第１工程)、表１に示す組合せの表面処理(第２工程)、および前記ダイス１５，１６を用いる最終押し潰し加工と同時の切断加工(第３工程)を行った。また、２００℃×１時間のＴ５処理(人工時効処理)を、第１工程と第２工程の間、第２工程と第３工程の間、あるいは第３工程終了後に行ったかで、それぞれを区分し、実施例１〜９ごとに長さ２７０ｍｍの短尺な形材ｓＰを３本ずつ得た。
尚、実施例１〜９の中間押し潰し部７における中空部２の隙間Ｓは、短手方向(押し潰し方向)で２．０〜２．２ｍｍであった。また、表面処理における各処理はそれぞれ同じ条件とし、陽極酸化皮膜の膜厚は平均９μｍ、電着塗膜の膜厚は平均７μｍであった。更に、切断加工では、表面処理時における端部の電極の接触痕がある部分を、端材として切除した。

一方、表１に示すように、比較例１〜６の各形材Ｐに対し、予め表１に示す組合せの表面処理を施した後、前記ダイス１５，１６を用いる最終押し潰し加工およびこれと同時の切断加工を行った。また、比較例１〜６は、２００℃×１時間のＴ５処理を第２工程および第３工程の前後何れで行った否かで、それぞれを区分し、比較例１〜６ごとに長さ２７０ｍｍの短尺な形材ｓＰを３本ずつ得た。
各例における３本ずつの形材ｓＰを目視で観察し、表面処理層１０に割れがあったか否かを観察した。１本でも割れが観察された例は「あり」とし、割れが３本共になかったものを「なし」として表１に示した。

表１によれば、実施例１〜９の全ての短尺な形材ｓＰにおける押し潰し部Ｘの傾斜部８ａや偏平部９ａの表面処理層１０には、ザラザラとした触感の微細な割れが全く発生していなかった。
一方、比較１〜６の短尺な形材ｓＰでは、それらの傾斜部８や偏平部９ａにおける表面処理層１０において、光沢のない縞状の割れが確認された。これは、比較例１〜６では、表面処理した形材Ｐを直ちにまたは人工時効処理した後、前記ダイス１５，１６による最終押し潰し加工を施したため、それらの傾斜部８などにおける表面処理層１０に過大な変形が作用したため、と推定される。
係る結果から、実施例１〜９では、中空部２の一部が残る範囲の中間押し潰し加工を行った後、表面処理および最終押し潰し加工を行ったため、表面に形成された表面処理層１０に塑性加工に伴う過大な変形や応力が作用せず、割れを誘発しなかったことが確認された。係る結果により、本発明の効果が裏付けられた。
尚、前記Ｔ５処理を第３工程の前に行った実施例２，３，５，６，８，９や比較例２，４，６では、第３工程の最終押し潰し加工および切断加工で大きな加工力が必要となったが、それらの表面処理層１０における光沢のない縞状の微細な割れの発生頻度には、差異はなかった。

図１１〜図１５は、本発明の製造方法における異なる形態に関する。
図１１，図１２に示すように、前記同様の中空部２を有する長尺なパイプ１からなるアルミニウム合金の形材Ｐに対し、上下・左右の４方向から互いに対称な中間押し潰し加工用のダイス２５ａ〜２５ｄを用意する。ダイス２５ａ〜２５ｄは、長方形の先端面２６と、その周囲に位置する長短のテーパ面２７，２８とからなるほぼ四角錐形の成形部をそれぞれ有する。
予め、ダイス２５ａ〜２５ｄを図示しないプレス装置にセットし、図１１中の矢印で示すように、それらの先端面２６を上記形材Ｐに対し、求心状に接近させる(第１工程の中間押し潰し加工)。この工程を上記形材Ｐにおける所定間隔ごとに複数回繰り返す。

その結果、図１２，図１３に示すように、一辺の長さが前記形材Ｐの外径と等しい縮径された断面正方形の中間押し潰し部３０を複数有する中間形材ｍＰが成形される。係る中間押し潰し部３０は、断面正方形で４つ側面視が長方形の平坦面３１とこれらの両側に対称に隣接するほぼ半円形の傾斜部３２とからなる。４つの平坦面３１に囲まれた中空部２の一部である隙間Ｓの径方向の寸法ｄは、２ｍｍ以上となるように、予め塑性加工(中間押し潰し加工)の条件が設定される。
次に、上記中間形材ｍＰに対して、前記同様の陽極酸化皮膜処理および電着塗装、または陽極酸化皮膜処理および２次電解発色処理、あるいは陽極酸化皮膜処理と２次電解発色処理と電着塗装との組合せを行う表面処理を施す(第２工程)。

次いで、表面処理を施された長尺な中間形材ｍＰの各中間押し潰し部３０に対して、図１４に示す最終押し潰し用加工のダイス３３ａ〜３３ｄを用いる最終押し潰し加工を施す(第３工程の最終押し潰し加工)。尚、これに先だって、中間形材ｍＰに対して、前記同様の人工時効処理を予め行っても良い。
ダイス３３ａ〜３３ｄは、図１４に示すように、全体の形状が前記ダイス２５ａ〜２５ｄとほぼ相似形で且つ小さく、長方形の先端面３４と、その周囲に位置する長短のテーパ面３５，３６とからなる四角錐形の成形部をそれぞれ有する。係るダイス３３ａ〜３３ｄを図示しないプレス装置にセットし、中間形材ｍＰに対して求心状に接近させる(第３工程の最終押し潰し加工)。

その結果、図１５に示すように、一辺の長さが前記形材Ｐの外径の約半分に縮径された押し潰し部３７を複数有する形材ｓＰが成形される。押し潰し部３７は、断面正方形で側面視が長方形の４つの平坦面３８と、これらの両側に対称に隣接するほぼ半円形の傾斜部３９からなる。そして、押し潰し部３７の中央付近あるいはパイプ１の任意の位置で丸鋸などにより切断する(第３工程の切断加工)。
これにより、両端または中間に目標とする押し潰し部３７を有する短尺な形材ｓＰを複数個製造することができる。
尚、少なくともダイス３３ａ〜３３ｄの各先端面３４を緩い円弧形の断面形状として、ほぼ円筒形の縮径部を成形することも可能である。

図１６〜図２１は、本発明の製造方法における更に異なる形態に関する。
図１６は、前記同様のアルミニウム合金製で断面正方形の角形パイプ１からなり、断面正方形の中空部２を有する長尺な形材Ｐを示す。この形材Ｐも、アルミニウム合金の素材を押出成形または引き抜き加工したものである。
先ず、図１７の断面図で示すように、角形パイプ１の両側壁の中間付近に対して、図示しない所要長さの治具を押し当てて圧力Ｐｈを加えることにより、アール形断面の一対の側壁１Ｒを左右対称に複数の箇所で形成する。この際、一対の側壁１Ｒの上下の上壁および底壁は、平坦面ｆのままに保たれている。
次に、図１８に示すように、係る一対の側壁１Ｒの部分に対し、それぞれ上壁および底壁の平坦面ｆに対して、上下から図示しない所要長さで平坦な先端面を含む治具を押し当てて圧力Ｐｖを加える(第１工程の中間押し潰し加工)。

その結果、図１８，図１９に示すように、一対の側壁１Ｒは上下一対の円弧部１ｒを含む断面ほぼ横向きのＷ字形で且つ対称に塑性変形し、断面全体がほぼ横向きのＨ字形となった中間押し潰し部Ｈ１が形成される。係る中間押し潰し部Ｈ１の内側には、中空部２の一部が残った隙間Ｓが位置し、図１８中央の矢印で示すように、その垂直方向の寸法は２ｍｍ以上になるように設定されている。同時に、上壁と底壁の平坦面ｆの両側には、傾斜面１ｋが左右対称に形成される。
次いで、係る中間押し潰し部Ｈ１を複数箇所に形成された長尺な中間形材ｍＰに対し、前記同様の表面処理を施す(第２工程)。
そして、中間形材ｍＰの各中間押し潰し部Ｈ１における上壁と底壁の平坦面ｆ対し、図２０に示すように、上下から図示しない所要長さで平坦な先端面を含む治具を押し当てて圧力Ｐｖを加える(第３工程の最終押し潰し加工)。

その結果、図２０，図２１に示すように、複数の中間押し潰し部Ｈ１における左右の側壁が上下一対のほぼ横向きＵ字形部１ｈとなってそれぞれ密着し、且つ全体偏平となった目的形状の押し潰し部Ｈ２が形成される。同時に、上壁および底壁の平坦面ｆの両側には、更に傾斜した傾斜面１Ｋが左右対称に形成され、且つ前記隙間Ｓは極小となる。
そして、押し潰し部Ｈ２の中央付近あるいは角形パイプ１の任意の位置で丸鋸などにより切断する(第３工程の切断加工)。これにより、両端または中間に目標とする押し潰し部Ｈ２を有する短尺な形材ｓＰを複数個製造することができる。
尚、中間押し潰し部Ｈ１が目標とする形状である場合には、第３工程の最終押し潰し加工を省き、切断加工のみを行って複数の短尺な形材ｓＰを得ても良い。
付言すると、本発明は、以上に説明した各実施の形態や実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲にて適宜変更することが可能である。

本発明の製造方法が適用される長尺な形材を示す概略図。 上記製造方法における第１工程の直前の状態を示す概略図。 上記製造方法の第１工程を示す概略図。 上記第１工程により得られた中間形材を示す概略図。 上記製造方法の第２工程を示す概略図。 図５中の一点鎖線部分Ｚを拡大した模式的断面図。 上記製造方法における第３工程の直前の状態を示す概略図。 上記製造方法の第３工程を示す概略図。 上記製造方法により得られる短尺な形材を示す斜視図。 上記形材の変形形態を示す平面図。 異なる形態の製造方法における第１工程直前の状態を示す概略図。 上記製造方法の第１工程を示す概略図。 上記第１工程により得られた中間形材を示す概略図。 上記製造方法の第３工程を示す概略図。 上記製造方法により得られる短尺な形材を示す概略図。 更に異なる形態の製造方法が適用される長尺な形材を示す概略図。 上記製造方法の第１工程の前段を示す概略図。 上記製造方法の第１工程の後段を示す概略図。 上記第１工程により得られた中間形材を示す概略図。 上記製造方法の第３工程を示す概略図。 上記製造方法により得られる短尺な形材を示す概略図。 従来の製造方法における押し潰し加工直前の状態を示す概略図。 従来の製造方法における押し潰し加工を示す概略図。 従来の製造方法により得られるトラス用フレームを示す概略図。

符合の説明

２…………中空部
３７………押し潰し部
Ｓ…………隙間(中空部の一部)
Ｘ，Ｘ′…押し潰し部
Ｈ２………押し潰し部
Ｐ…………長尺な形材
ｓＰ………短尺な形材／トラス用フレーム
ｍＰ………中間形材(中間押し潰し加工された長尺な形材)

Claims (8)

1. 中空部を有する長尺なアルミニウム合金の形材から、塑性加工による押し潰し部が形成され且つ表面処理が施された短尺な形材を製造する方法であって、
   上記長尺なアルミニウム合金の形材に対し、上記中空部が一部残る範囲までの中間押し潰し加工を行う第１工程と、
   上記中間押し潰し加工が施された長尺なアルミニウム合金の形材に対して、表面処理を施す第２工程と、
   上記表面処理された長尺なアルミニウム合金の形材に対して、
   上記中間押し潰し部に最終押し潰し加工を行うと同時に切断加工を行って複数の短尺な形材に分離し、
   または、上記中間押し潰し部に最終押し潰し加工を行った後に形成された押し潰し部に切断加工を行って複数の短尺な形材に分離し、
   あるいは、中間押し潰し加工したままで切断加工を行って複数の短尺な形材に分離する、の何れかである第３工程と、を含む、
   ことを特徴とする押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
2. 前記第１工程の中間押し潰し加工において、前記長尺なアルミニウム合金の形材に残る中空部は前記第２工程での表面処理液が通過できる大きさである、
   請求項１に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
3. 前記第１工程の中間押し潰し加工にて前記形材に成形される前記押し潰し部の内側に残る中空部は、押し潰し方向で少なくとも２ｍｍ以上である、請求項１または２に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
4. 前記第２工程で行う表面処理は、陽極酸化皮膜処理と電着塗装との組み合わせ、または、陽極酸化皮膜処理と２次電解発色処理との組み合わせ、あるいは、陽極酸化皮膜処理と２次電解発色処理と電着塗装との組み合わせの何れかである、請求項１乃至３の何れか一項に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
5. 前記第２工程の表面処理の前または後の前記長尺な形材、あるいは前第３工程後の短尺な形材に対して、人工時効処理が施される、請求項１〜４の何れか一項に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
6. 前記人工時効処理は、２００℃以下の温度域で行われる、
   請求項５に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
7. 前記長尺なアルミニウム合金の形材は、断面円形のパイプである、請求項１〜６の何れか一項に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
8. 前記短尺なアルミニウム合金の形材は、トラス状構造物を形成するフレーム材であって、その切断部付近には凹凸状の係合部を有する偏平な前記押し潰し部が形成されている、請求項１〜７の何れか一項に記載の押し潰し部付きで表面処理済みの短尺な形材の製造方法。
   
   

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