JP5191838B2 - 管状ワークの引抜加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、管状ワークの外表面を高平滑面に加工することができる管状ワークの引抜加工方法及び管状ワーク用引抜加工装置に関する。

なお本明細書及び特許請求の範囲において、「アルミニウム」の語は、特に示さない限り純アルミニウム及びアルミニウム合金の両方を含む意味で用いる。また、「上流側」及び「下流側」とは、それぞれワークの引抜方向の上流側及び下流側を意味している。

従来、外表面の表面粗さＲｙが１．０〜３．０μｍ程度のアルミニウム管は、例えば、アルミニウム素材（例：アルミニウムビレット）を順次、押出加工及び引抜加工することにより製造されていた。このような引抜管は「ＥＤ（Extrusion Drawing）管」と呼ばれている。この引抜管は、例えば電子写真装置（複写機、レーザビームプリンタ等）の感光ドラム基体に用いられている。

而して、特開２００５−１１８７９９号公報には、管状ワークとしての金属管の外径を縮径加工する引抜ダイスを具備した引抜加工装置（縮径加工装置）が開示されている（特許文献１参照）。この引抜加工装置は、管の内表面を加工するための引抜プラグを具備しておらず、すなわち空引き方式を採用したものであり、そのため引抜加工によって管の肉厚が増大するという特徴を有している。この引抜加工装置の目的は、引抜プラグを用いないで管の肉厚の増大を抑制するとともに、引抜加工時に管の外表面に発生するチャタリングマークを防止することにある。

特開平８−６６７１５号公報には、管を製造する方法でなく中実な線材又は棒材を引抜加工により製造する方法が開示されている（特許文献２参照）。この方法で用いられるワークは、管状のものではなく中実なものである。したがって、この方法に用いられる引抜加工装置は、引抜プラグを具備する必要のないものである。
特開２００５−１１８７９９号公報 特開平８−６６７１５号公報

而して、引抜管は様々な用途に用いられるものであるが、例えば上述した感光ドラム基体に用いられる引抜管は、その外表面が鏡面状態であることが望ましい。そこで従来では、管の外表面を切削加工することにより、管の外表面を鏡面状態にしていた。このように外表面が切削加工された引抜管は「切削管」と呼ばれている。一方、外表面が切削加工されていない引抜管は「無切削管」と呼ばれている。

切削管は、管の外表面を切削加工する必要があるため、製造コストが高くつくという問題があった。したがって、製造コストを低くするためには、切削管ではなく無切削管を用いることが望ましい。

しかしながら、無切削管は、その外表面に引抜加工時に生じた凹状欠陥としてのオイルピットが多数存在している。そのため、表面粗さＲｙが例えば１．０μｍ以下といった高平滑な外表面を有する無切削管を得ることは非常に困難であった。

そこで本発明者らは、引抜加工においてオイルピットが生じる原因について鋭意研究したところ、次のような知見を得た。この知見について図４及び５を参照して以下に説明する。

図４において、１１０は管状ワーク用引抜加工装置である。この引抜加工装置１１０は、引抜ダイス１２０と引抜プラグ１３０とを含む引抜加工工具１１１を具備している。引抜ダイス１２０はワーク４０の外表面４０ａ側を加工するものである。引抜プラグ１３０はワーク４０の内表面４０ｂ側を加工するものである。引抜プラグ１３０の形状は略玉形又は略球状である。そして、引抜プラグ１３０は、支持棒１３１の先端部に設けられるとともに、ワーク４０の中空部４０ｃ内に配置されている。また、図５に示すように、引抜ダイス１２０のダイス孔１２１の周面において、ダイスアプローチ部１０１Ａの下流端に縦断面円弧状の曲面部１０１Ｃが滑らかに連なって形成されており、さらに、ダイスベアリング部１０１Ｂの上流端Ｆにこの曲面部１０１Ｃが滑らかに連なって形成されている。ダイスアプローチ部１０１Ａと曲面部１０１Ｃは、ワーク４０の引抜方向Ｎの下流側に向かってその直径が漸次減少するように形成されている。また、引抜ダイス１２０のダイス軸Ｘを含む断面において、引抜ダイス１２０のダイス軸Ｘに対する曲面部１０１Ｃの接線の傾きは、ワーク４０の引抜方向Ｎに進むにつれて漸次小さくなっている。ダイスベアリング部１０１Ｂは、引抜ダイス１２０のダイス軸Ｘと略平行に形成されている。１０２Ｅは、引抜ダイス１２０のリリーフ部である。なお図４及び５では、ワーク４０は他の部材と区別し易くするためドットハッチングで示している。

この引抜ダイス１２０は、第１縮径加工部１Ｙとして、ダイスアプローチ部１０１Ａと曲面部１０１Ｃとを備えている。さらに、この引抜ダイス１２０は、第２縮径加工部２Ｙとしてダイスベアリング部１０１Ｂを備えている。

この引抜加工装置１１０を用いて管状ワーク４０を引抜加工する場合、ワーク４０は、引抜ダイス１２０のダイスアプローチ部１０１Ａ又は曲面部１０１Ｃに接触して曲面部１０１Ｃにより縮径加工されながら曲面部１０１Ｃからダイスベアリング部１０１Ｂへ案内される。そして、該ワーク４０がダイスベアリング部１０１Ｂと引抜プラグ１３０のプラグベアリング部１０３Ｂとの間をダイスベアリング部１０１Ｂとプラグベアリング部１０３Ｂとに接触した状態で通過することにより、ワーク４０の外表面４０ａび内表面４０ｂがダイスベアリング部１０１Ｂ及びプラグベアリング部１０３Ｂによって同時に仕上げ加工される。この仕上げ加工のとき、ワーク４０はダイスベアリング部１０１Ｂとプラグベアリング部１０３Ｂとにより加圧されて、ワーク４０の肉厚が減少する。このようなワーク４０の材料流動を経て引抜管４１が得られる。

このようなワーク４０の材料流動において、従来では、一般に、引抜加工の教科書に記載されているように、引抜ダイス１２０の曲面部１０１Ｃに接触したワーク４０は、曲面部１０１Ｃに接触した状態のままで曲面部１０１Ｃからダイスベアリング部１０１Ｂへ案内されるものと考えられていた。しかしながら、実際の引抜加工ではそうようなワーク４０の材料流動は生じず、すなわち、図５に示すように、曲面部１０１Ｃに接触したワーク４０は、曲面部１０１Ｃからダイスベアリング部１０１Ｂへ案内される際に曲面部１０１Ｃから一旦離れ、そしてダイスベアリング部１０１Ｂに再接触していた。そのため、ワーク４０が曲面部１０１Ｃからダイスベアリング部１０１Ｂへ移動する途中で、ワーク４０が過度に縮径加工される。これにより、ワーク４０の外表面４０ａが縦断面円弧状に凹んで該外表面４０ａに激しい微細な凹凸（図示せず）が多数発生する。この激しい凹凸の凹部に引抜加工用潤滑油が溜まる。そしてこの状態のままでワーク４０がダイスベアリング部１０１Ｂとプラグベアリング部１０３Ｂとの間を通過することにより、ワーク４０の外表面４０ａ及び内表面４０ｂがダイスベアリング部１０１Ｂ及びプラグベアリング部１０３Ｂにより加圧され、その結果、引抜管４１の外表面４１ａに多数の微細なオイルピット（図示せず）が発生する。このような多数のオイルピットが原因で引抜管４１の外表面４１ａが粗くなる。以上のような知見を発明者らは得ることができた。

本発明は、上記技術背景と発明者らが得た上記知見とに基づいてなされたもので、その目的は、管状ワークの外表面を高平滑面に加工することができる管状ワークの引抜加工方法、該方法に好適に用いられる管状ワーク用引抜加工装置を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 管状ワークの外表面側を加工する引抜ダイスと、ワークの中空部内に配置されるとともにワークの内表面側を加工する引抜プラグとを用いた管状ワークの引抜加工方法において、
ワークが前記引抜ダイスから離れたのち前記引抜ダイスに再接触する材料流動を示し、
ワークが前記引抜ダイスから離れるワーク離れ位置とワークが前記引抜ダイスに再接触するワーク再接触位置との間におけるワークの最小外径をｄ１、
引抜加工後のワークの外径をｄ３とするとき、
次式（１）
０．９５＜ｄ１／ｄ３＜１．１ …（１）
を満足するようにワークを引抜加工することを特徴とする管状ワークの引抜加工方法。

［２］ ワーク再接触位置でのワークの外径をｄ２とするとき、
次式（２）
１．０＜ｄ２／ｄ３＜１．１ …（２）
を満足するようにワークを引抜加工する前項１記載の管状ワークの引抜加工方法。

［３］ 引抜加工前のワークの外径をｄ０とするとき、
次式（３）
−０．２５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１５ …（３）
を満足するようにワークを引抜加工する前項１又は２記載の管状ワークの引抜加工方法。

［４］ 引抜加工前のワークの外径をｄ０、
ワーク再接触位置でのワークの外径をｄ２とするとき、
次式（４）
ｄ０＞ｄ１≧ｄ２＞ｄ３ …（４）
を満足するようにワークを引抜加工する前項１〜３のいずれかに記載の管状ワークの引抜加工方法。

［５］ 管状ワークの外表面側を加工する引抜ダイスと、ワークの中空部内に配置されるとともにワークの内表面側を加工する引抜プラグとを用いた管状ワークの引抜加工方法において、
ワークが前記引抜ダイスから離れたのち前記引抜ダイスに再接触する材料流動を示し、
引抜加工前のワークの外径をｄ０、
ワークが前記引抜ダイスから離れるワーク離れ位置とワークが前記引抜ダイスに再接触するワーク再接触位置との間におけるワークの最小外径をｄ１、
ワーク再接触位置でのワークの外径をｄ２、
引抜加工後のワークの外径をｄ３とするとき、
次式（４）
ｄ０＞ｄ１≧ｄ２＞ｄ３ …（４）
を満足するようにワークを引抜加工することを特徴とする管状ワークの引抜加工方法。

［６］ 前記材料流動は、ワークが前記引抜ダイスの第１縮径加工部により縮径加工されながら第１縮径加工部から離れたのち、前記引抜ダイスの第２縮径加工部と前記引抜プラグのプラグベアリング部との間をワークが第２縮径加工部に再接触した状態で通過するものであり、
前記引抜ダイスは、
前記第１縮径加工部として第１曲面部と、
前記第２縮径加工部としてダイスベアリング部及び案内部と、
を備えており、
前記ダイスベアリング部は、前記第１曲面部におけるワーク離れ位置よりも内側且つ下流側に配置されており、
前記案内部は、前記ダイスベアリング部の上流端に滑らかに連なる第２曲面部を有するとともに、前記第１曲面部から離れたワークと再接触して該ワークを縮径加工しながら前記ダイスベアリング部へ案内するものであり、
前記引抜プラグのプラグベアリング部は、前記ダイスベアリング部に対応する位置に配置されている前項１〜５のいずれかに記載の管状ワークの引抜加工方法。

［７］ 管状ワークの外表面側を加工する引抜ダイスと、ワークの中空部内に配置されるとともにワークの内表面側を加工する引抜プラグとを具備し、
前記引抜ダイスは、
ワークが縮径加工されながら離れる第１縮径加工部として第１曲面部と、
第１縮径加工部から離れたワークを縮径加工する第２縮径加工部としてダイスベアリング部及び案内部と、
を備えており、
前記ダイスベアリング部は、前記第１曲面部におけるワーク離れ位置よりも内側且つ下流側に配置されており、
前記案内部は、前記ダイスベアリング部の上流端に滑らかに連なる第２曲面部を有するとともに、前記第１曲面部から離れたワークと再接触して該ワークを縮径加工しながら前記ダイスベアリング部へ案内するものであり、
前記引抜プラグのプラグベアリング部は、前記ダイスベアリング部に対応する位置に配置されており、
ワークが前記引抜ダイスから離れるワーク離れ位置とワークが前記引抜ダイスに再接触するワーク再接触位置との間におけるワークの最小外径をｄ１、
引抜加工後のワークの外径をｄ３とするとき、
次式（１）
０．９５＜ｄ１／ｄ３＜１．１ …（１）
を満足するようにワークが引抜加工されるように構成されていることを特徴とする管状ワーク用引抜加工装置。

［８］ 管状ワークの外表面側を加工する引抜ダイスと、ワークの中空部内に配置されるとともにワークの内表面側を加工する引抜プラグとを具備し、
前記引抜ダイスは、
ワークが縮径加工されながら離れる第１縮径加工部として第１曲面部と、
第１縮径加工部から離れたワークを縮径加工する第２縮径加工部としてダイスベアリング部及び案内部と、
を備えており、
前記ダイスベアリング部は、前記第１曲面部におけるワーク離れ位置よりも内側且つ下流側に配置されており、
前記案内部は、前記ダイスベアリング部の上流端に滑らかに連なる第２曲面部を有するとともに、前記第１曲面部から離れたワークと再接触して該ワークを縮径加工しながら前記ダイスベアリング部へ案内するものであり、
前記引抜プラグのプラグベアリング部は、前記ダイスベアリング部に対応する位置に配置されており、
引抜加工前のワークの外径をｄ０、
ワークが前記第１縮径加工部から離れるワーク離れ位置とワークが前記第２縮径加工部に再接触するワーク再接触位置との間におけるワークの最小外径をｄ１、
ワーク再接触位置でのワークの外径をｄ２、
引抜加工後のワークの外径をｄ３とするとき、
次式（４）
ｄ０＞ｄ１≧ｄ２＞ｄ３ …（４）
を満足するようにワークが引抜加工されるように構成されていることを特徴とする管状ワーク用引抜加工装置。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明では、上記式（１）を満足するようにワークを引抜加工することにより、ワークの外表面を高平滑面に加工することができるし、ワークの外表面と引抜ダイスの縮径加工部（ダイスベアリング部等）との間で発生するワークの外表面の焼付きを防止することができる。その理由は次のとおりである。

ｄ１／ｄ３が０．９５を超える場合（即ち０．９５＜ｄ１／ｄ３の場合）、引抜ダイスのワーク離れ位置とワーク再接触位置との間におけるワークの過度の縮径が抑制され、これに伴い、ワークの外表面に激しい凹凸が発生するのが抑制される。これにより、ワークの外表面に潤滑油が溜まり難くなる。その結果、オイルピットの発生が抑制される。そのため、ワークの外表面を高平滑面に加工することができる。

ｄ１／ｄ３が１．１以上の場合（即ち１．１≦ｄ１／ｄ３の場合）、引抜ダイスの縮径加工部によるワークの縮径加工量及び減肉加工量が大きすぎるため、縮径加工部からワークの外表面に与える面圧が大きくなり、その結果、ワークの外表面と縮径加工部との間で焼付きがしばしば発生する。一方、ｄ１／ｄ３が１．１未満の場合（即ちｄ１／ｄ３＜１．１の場合）、そのような焼付きを防止することができる。

［２］の発明では、上記式（２）を満足するようにワークを引抜加工することにより、次の効果を奏する。

ｄ２／ｄ３が１．０を超える場合（即ち１．０＜ｄ２／ｄ３の場合）、引抜ダイスの縮径加工部（ダイスベアリング部等）によりワークの外表面を確実に加圧することができ、もってワークの外表面を確実に高平滑面に加工することができる。

ｄ２／ｄ３が１．１未満の場合（即ちｄ２／ｄ３＜１．１の場合）、ワークの外表面と引抜ダイスの縮径加工部との間で発生するワークの外表面の焼付きを確実に防止することができる。

［３］の発明では、上記式（３）を満足するようにワークを引抜加工することにより、次の効果を奏する。

（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）が−０．２５を超える場合（即ち−０．２５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）の場合）、引抜ダイスの縮径加工部（ダイスベアリング部等）によるワークの縮径加工量及び減肉加工量が増大することで引抜抵抗が増加する不具合を抑制することができる。

（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）が０．１５未満の場合（即ち（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１５の場合）、ワーク離れ位置とワーク再接触位置との間におけるワークの過度の縮径を確実に抑制することができる。そのため、ワークの外表面を確実に高平滑面に加工することができる。

［４］の発明では、上記式（４）を満足するようにワークを引抜加工することにより、ワークの外径が単調に減少するようにワークを引抜加工することができる。これにより、ワーク離れ位置とワーク再接触位置との間でワークが過度に縮径されることがなくなり、もってワークの外表面をより確実に高平滑面に加工することができる。

［５］の発明では、上記［４］の発明と同様の理由により、ワークの外表面をより確実に高平滑面に加工することができる。

［６］の発明では、所定の引抜ダイス及び引抜プラグを用いてワークを引抜加工することにより、ワークの外表面をより確実に高平滑面に加工することができる。

［７］及び［８］の発明では、管状ワークの外表面を確実に高平滑面に加工することができる管状ワーク用引抜加工装置を提供することができる。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１〜３は、本発明の一実施形態に係る管状ワークの引抜加工方法を説明する図である。これらの図において、１０は本実施形態の引抜加工装置である。

この引抜加工装置１０は、図１及び２に示すように、管状ワーク４０を引抜加工するものである。この引抜加工装置１０によって管状ワーク４０が引抜加工されることにより、引抜管４１が製造される。この引抜管４１は、外表面４１ａが高平滑面であることを要求される管に用いられるものであり、例えば電子写真装置（複写機、レーザビームプリンタ等）の感光ドラム基体に好適に用いられるものである。なお、感光ドラム基体の外表面にはＯＰＣ（有機光導電体）膜等の所定の膜が塗工される。したがって、ワーク４０は、感光ドラム基体製造用素管として捉えることができる。

ワーク４０は、例えば、素材としての金属ビレット（例：アルミニウムビレット）を押出加工することにより得られた金属押出管（例：アルミニウム押出管）からなるものである。ワーク４０の断面形状は円環状である。ワーク４０の外径は例えば１５〜５０ｍｍ、、その肉厚は例えば０．５〜２ｍｍに設定されている。

ワーク４０の材質は、鉄、鋼、銅、マグネシウム（その合金を含む）、アルミニウム（その合金を含む）等の金属であり、特にアルミニウムであることが望ましい。

本実施形態では、ワーク４０の縮径率を例えば１０〜２０％に設定してワーク４０を引抜加工装置１０により引抜加工し、これにより断面円環状の引抜管４１が製造される。このとき、引抜管４１の肉厚は、ワーク４０の肉厚に対して例えば６０〜９０％に減少する。

なお、ワーク４０の縮径率（詳述するとワーク４０の外径の縮径率）Ｑは、引抜加工前のワーク４０の外径をｄ０、引抜加工後のワーク４０（即ち引抜管４１）の外径をｄ３としたとき、次式（５）により算出される。

Ｑ＝｛１−（ｄ３／ｄ０）｝×１００％ …（５）

本実施形態の引抜加工装置１０は、図１及び２に示すように、空引き方式ではなくプラグ引き方式を採用したものである。したがって、この引抜加工装置１０は、引抜ダイス２０と引抜プラグ３０とを含む引抜加工工具１１を具備しており、更に、牽引装置１２、潤滑油供給装置１３などを具備している。

引抜ダイス２０は、ワーク４０の外表面４０ａ側を加工するものであり、具体的には例えばワーク４０の外表面４０ａとその内部近傍とを加工するものである。この引抜ダイス２０はダイスホルダ（図示せず）により固定状態に保持されている。引抜ダイス２０の材質は、超硬、ダイス鋼、高速度工具鋼、セラミック等である。この引抜ダイス２０の詳細な構成は後述する。

引抜プラグ３０は、ワーク４０の中空部４０ｃ内に配置されるとともにワーク４０の内表面４０ｂ側を加工するものであり、具体的には例えばワーク４０の内表面４０ｂとその内部近傍とを加工するものである。この引抜プラグ３０は、引抜プラグ３０を支持する支持棒３１の先端部に固定状態に設けられている。引抜プラグ３０の形状は略玉形又は略球状である。引抜プラグ３０の材質は、超硬、ダイス鋼、高速度工具鋼、セラミック等である。この引抜プラグ３０の詳細な構成は後述する。

図１に示すように、牽引装置１２は、ワーク４０を引抜方向Ｎに牽引するためのものであり、チャック部１２ａと、チャック部１２ａに引抜方向Ｎの牽引力を付与する駆動源１２ｂとを備えている。チャック部１２ａは、ワーク４０の先端部に形成された口付け部４０ｄをチャックするものである。駆動源１２ｂとしては油圧シリンダ等が用いられている。なお、ワーク４０の引抜方向Ｎは、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに沿う方向である。

潤滑油供給装置１３は、ワーク４０の外表面４０ａに引抜加工用潤滑油１４を供給付着するものであり、潤滑油１４をワーク４０の外表面４０ａに向けて噴出するノズル１３ａを備えている。ノズル１３ａは引抜ダイス２０の上流側に配置されている。

潤滑油１４としては、特に限定されるものではなく、具体的に例示すると、出光興産（株）製の商品名「ダフニーマスタードロー」、スギムラ化学工業（株）製の商品名「サンドロー」、共栄油化（株）製の商品名「ストロール」等が用いられる。また、潤滑油１４の動粘度は、特に限定されるものではないが、例えば、４０℃での動粘度が３００〜５００ｍｍ²／ｓであることが望ましい。

引抜ダイス２０の構成は次のとおりである。

引抜ダイス２０は、図２及び３に示すように、そのダイス孔２１の内側に配置される引抜プラグ３０と組み合わされて用いられるものであり、ダイスアプローチ部１Ａと第１曲面部１Ｃと繋ぎ部１Ｂと案内部２Ｄとダイスベアリング部２Ｂとリリーフ部２Ｅとを備えている。これらの部位（１Ａ、１Ｃ、１Ｂ、２Ｄ、２Ｂ、２Ｅ）は、引抜ダイス２０のダイス孔２１の周面に、ワーク４０の引抜方向Ｎに順に設けられている。さらに、これらの部位は、個別に分割されているのではなく、一体形成されている。また、これらの部位の表面は全て鏡面状に研磨加工されている。

この引抜ダイス２０は、ダイスアプローチ部１Ａと第１曲面部１Ｃとを含む第１縮径加工部１Ｙを具備している。さらに、この引抜ダイス２０は、繋ぎ部１Ｂと案内部２Ｄとダイスベアリング部２Ｂとを含む第２縮径加工部２Ｙを具備している。本実施形態では、第１縮径加工部１Ｙはダイスアプローチ部１Ａと第１曲面部１Ｃとから構成されており、第２縮径加工部２Ｙは繋ぎ部１Ｂと案内部２Ｄとダイスベアリング部２Ｂとから構成されている。また、第２縮径加工部２Ｙは第１縮径加工部１Ｙよりも下流側に配置されている。

さらに、この引抜ダイス２０は、ワーク４０が引抜ダイス２０から離れたのち引抜ダイス２０に再接触する材料流動を示すように構成されたものである。詳述すると、この引抜ダイス２０は、ワーク４０が第１縮径加工部１Ｙにより縮径加工されながら第１縮径加工部１Ｙから離れたのち、第２縮径加工部２Ｙと引抜プラグ３０のプラグベアリング部３Ｂとの間を該ワーク４０が第２縮径加工部２Ｙに接触した状態で通過するという材料流動を示すように構成されている。

ダイスアプローチ部１Ａは、ワーク４０の引抜方向Ｎの下流側に向かってその直径が漸次減少するように形成されており、詳述すると円錐テーパ状に形成されている。

引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対するダイスアプローチ部１Ａの傾斜角、すなわちダイスアプローチ半角θ１は、例えば２０〜４０°に設定されている（図２参照）。

第１曲面部１Ｃは、ダイスアプローチ部１Ａの下流端にダイスアプローチ部１Ａに対して滑らかに連なって形成されており、すなわち第１曲面部１Ｃはダイスアプローチ部１Ａの下流端に段差及び角が生じないように連なって形成されている。さらに、第１曲面部１Ｃは、ワーク４０の引抜方向Ｎの下流側に向かってその直径が漸次減少するように形成されている。また、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘを含む断面において、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対する第１曲面部１Ｃの接線の傾きは、ワーク４０の引抜方向Ｎに進むにつれて漸次小さくなっている。第１曲面部１Ｃの縦断面形状は円弧状である。なお本明細書では、縦断面とは引抜ダイス２０のダイス軸Ｘを含む断面であり、即ち図２及び３に示した断面である。

第１曲面部１Ｃの曲率半径Ｒ１は、例えば１〜１０ｍｍに設定されている。

ダイスアプローチ部１Ａと第１曲面部１Ｃは、最初にワーク４０を縮径加工（詳述するとワーク４０の外表面４０ａを縮径加工）する部位である。さらに、第１曲面部１Ｃは、ワーク４０が縮径加工されながら離れる部位である。

ダイスアプローチ部１Ａと第１曲面部１Ｃとを合計したダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ１は、例えば１０〜５０ｍｍに設定されている。この長さＬ１は、第１縮径加工部１Ｙのダイス軸Ｘと平行な方向の長さに相当している。

ここで、ワーク４０（詳述するとワーク４０の外表面４０ａ）が引抜ダイス２０の第１縮径加工部１Ｙに最初に接触する位置、すなわち第１縮径加工部１Ｙにおけるワーク初接触位置を「Ｊ」とする。また、ワーク４０が縮径加工されながら第１縮径加工部１Ｙから離れる位置、すなわち第１縮径加工部１Ｙにおけるワーク離れ位置を「Ｋ」とする。本実施形態では、ワーク４０は、ダイスアプローチ部１Ａではなく第１曲面部１Ｃに最初に接触しており、そしてワーク４０が第１曲面部１Ｃから離れている。なお本発明では、ワーク４０はダイスアプローチ部１Ａに最初に接触しても良い。

ダイスベアリング部２Ｂは、第１曲面部１Ｃにおけるワーク離れ位置Ｋよりも内側（即ちダイス軸Ｘ側）且つ下流側に第１曲面部１Ｃに対して離間して配置されている。このダイスベアリング部２Ｂは、ワーク４０の外表面４０ａ及び外径寸法を仕上げ加工する部位であり、ダイス軸Ｘと略平行に形成されている。

ダイス軸Ｘに対するダイスベアリング部２Ｂの平行度は、±３°以内に設定されている。

ダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４、詳述するとダイスベアリング部２Ｂのダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ４は、例えば３〜１５ｍｍに設定されており、好ましくは５ｍｍ以上に設定されるのが良い。

引抜ダイス２０の半径方向ｒにおいて、第１曲面部１Ｃにおけるワーク離れ位置Ｋとダイスベアリング部２Ｂとの間の段差Ｈ１は、様々に設定されるものであるが、好ましくは０．３ｍｍ以上３ｍｍ未満に設定されるのが良い。

案内部２Ｄは、第１曲面部１Ｃから離れたワーク４０（詳述するとワーク４０の外表面４０ａ）と再接触して該ワーク４０を縮径加工しながらダイスベアリング部２Ｂへ案内する部位である。この案内部２Ｄは、ワーク４０の引抜方向Ｎの下流側に向かってその直径が漸次減少するように形成されている。

ここで、ワーク４０（詳述するとワーク４０の外表面４０ａ）が引抜ダイス２０の案内部２Ｄに再接触する位置、すなわち第２縮径加工部２Ｙにおけるワーク再接触位置を「Ｍ」とする。

案内部２Ｄは、ダイスベアリング部２Ｂの上流端Ｆにダイスベアリング部２Ｂに対して滑らかに連なる縦断面円弧状の第２曲面部２Ｃを有しており、更に、第２曲面部２Ｃの上流端に第２曲面部２Ｃに対して滑らかに連なる縦断面円弧状の補助曲面部２Ａを有している。

引抜ダイス２０のダイズ軸Ｘと含む断面において、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対する第２曲面部２Ｃの接線の傾きは、ワーク４０の引抜方向Ｎに進むにつれて漸次小さくなっている。一方、補助曲面部２Ａは、第２曲面部２Ｃの曲がり方向とは反対方向に曲がっている。したがって、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘを含む断面において、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対する補助曲面部２Ａの接線の傾きは、ワーク４０の引抜方向Ｎに進むにつれて漸次大きくなっている。

案内部２Ｄのダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ３は、例えば２〜５ｍｍに設定されている。第２曲面部２Ｃの曲率半径Ｒ２１は、例えば１〜１０ｍｍに設定されている。補助曲面部２Ａの曲率半径Ｒ２２は、例えば１〜１０ｍｍに設定されている。さらに、第２曲面部２Ｃの曲率半径Ｒ２１は、第１曲面部１Ｃの曲率半径Ｒ１に対して等しいか又は小さく設定されている（即ち、Ｒ２１≦Ｒ１）。

繋ぎ部１Ｂは、第１曲面部１Ｃと案内部２Ｄとの間に配置され、第１曲面部１Ｃと案内部２Ｄとを繋ぐ部位である。本実施形態では、繋ぎ部１Ｂは、第１曲面部１Ｃと案内部２Ｄとを一体に繋いでいる。したがって、第１曲面部１Ｃと案内部２Ｄとは繋ぎ部１Ｂを介して一体形成されている。さらに、繋ぎ部１Ｂは、引抜加工時にワーク４０と接触しないようにするため、ダイス軸Ｘと略平行に形成されている。さらに、繋ぎ部１Ｂの上流端が第１曲面部１Ｃの下流端に滑らかに連なっている。また、繋ぎ部１Ｂの下流端が案内部２Ｄ（詳述すると案内部２Ｄの補助曲面部２Ａ）の上流端に滑らかに連なっている。

繋ぎ部１Ｂのダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ２は、例えば３〜１０ｍｍに設定されている。

繋ぎ部１Ｂと案内部２Ｄとダイスベアリング部２Ｂとを合計したダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ７（即ち、Ｌ７＝Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）は、第２縮径加工部２Ｙのダイス軸Ｘと平行な方向の長さに相当している。

引抜ダイス２０の半径方向ｒにおいて、繋ぎ部１Ｂとダイスベアリング部２Ｂとの間の段差Ｈ２は、上記の段差Ｈ１と等しいか又は僅かに小さく設定されている（即ちＨ２≦Ｈ１）。しかるに、Ｈ２とＨ１との差は一般的に非常に小さい。したがって、Ｈ２とＨ１は、厳密には異なっているが、通常、等しいと捉えても良い。

リリーフ部２Ｅは、引抜ダイス２０のワーク出口部を形成する部位であり、ワーク４０（詳述すると引抜管４１）と接触しないようにするため、ワーク４０の引抜方向Ｎの下流側に向かってその直径が漸次増大するように形成されている。ダイス軸Ｘに対するリリーフ部２Ｅの傾斜角、すなわちリリーフ部２Ｅの逃げ半角θ２は、例えば２０〜４０°に設定されている（図２参照）。

リリーフ部２Ｅのダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ５は、例えば３〜１０ｍｍに設定されている。

引抜プラグ３０の構成は次のとおりである。

引抜プラグ３０は、その軸が引抜ダイス２０のダイス軸Ｘと一致して配置されており、プラグアプローチ部３Ａと第３曲面部３Ｃとプラグベアリング部３Ｂとを備えている。これらの部位（３Ａ、３Ｃ、３Ｂ）は、引抜プラグ３０の周面に、ワーク４０の引抜方向Ｎに順に設けられている。さらに、これらの部位は、個別に分割されているのではなく、一体形成されている。また、これらの部位の表面は全て鏡面状に研磨加工されている。

プラグベアリング部３Ｂは、ワーク４０の内表面４０ｂ及び内径寸法を仕上げ加工する部位であり、引抜ダイス２０のダイスベアリング部２Ｂに対応した位置に配置されており、詳述するとダイスベアリング部２Ｂに対向して且つダイス軸Ｘと略平行に配置されている。さらに、プラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇの位置は、ワーク４０の引抜方向Ｎにおいて、ダイスベアリング部２Ｂの上流端Ｆの位置に対して同じ位置か又は下流側に配置されている。図３において、Ｓは、ダイスベアリング部２Ｂの上流端Ｆの位置に対するプラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇの位置の下流側へのずれ量を示している。したがって、図３に示すように、ダイスベアリング部２Ｂの上流端Ｆの位置に対してプラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇの位置が下流側にずれている場合、ずれ量Ｓの符号は「＋（正）」である。これとは逆に、プラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇの位置が上流側にずれている場合、ずれ量Ｓの符号は「−（負）」である。このずれ量Ｓは、例えば−５〜５ｍｍの範囲に設定されており、好ましくは−１〜３ｍｍの範囲に設定されるのが良く、特に０〜２ｍｍの範囲に設定されるのが非常に良い。

ダイス軸Ｘに対するプラグベアリング部３Ｂの平行度は、±３°以内に設定されている。

プラグベアリング部３Ｂの長さＬ６、詳述するとプラグベアリング部３Ｂのダイス軸Ｘと平行な方向の長さＬ６は、ダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４よりも短く設定されている（即ち、Ｌ６＜Ｌ４）。さらに、この長さＬ６は、ダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４に対して５〜７０％の範囲に設定されるのが望ましく、特に６〜３０％の範囲に設定されるのが良い。なお、Ｄｐは引抜プラグ３０のプラグベアリング部３Ｂの直径である。

プラグアプローチ部３Ａは、ワーク４０の引抜方向Ｎの下流側に向かってその直径が漸次増大するように形成されており、詳述すると円錐テーパ状に形成されている。

ダイス軸Ｘに対するプラグアプローチ部３Ａの傾斜角、すなわちプラグアプローチ半角θ３は、例えば５〜３０°に設定されている（図２参照）。

第３曲面部３Ｃは、プラグアプローチ部３Ａとプラグベアリング部３Ｂとの間に配置されており、プラグアプローチ部３Ａとプラグベアリング部３Ｂとを滑らかに繋いでいる。すなわち、この第３曲面部３Ｃは、プラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇにプラグベアリング部３Ｂに対して滑らかに連なって形成されている。さらに、この第３曲面部３Ｃの上流端にプラグアプローチ部３Ａが滑らかに連なって形成されている。引抜プラグ３０のダイス軸Ｘを含む断面において、ダイス軸Ｘに対する第３曲面部３Ｃの接線の傾きは、ワーク４０の引抜方向Ｎに進むにつれて漸次小さくなっている。詳述すると、第３曲面部３Ｃの縦断面形状は円弧状である。

第３曲面部３Ｃの曲率半径Ｒ３は、例えば１０〜６０ｍｍに設定されている。

プラグアプローチ部３Ａと第３曲面部３Ｃは、ワーク４０（詳述するとワーク４０の内表面４０ｂ）と接触して該ワーク４０を減肉加工しながら第３曲面部３Ｃからプラグベアリング部３Ｂへ案内する部位である。本実施形態では、ワーク４０の内表面４０ｂは、プラグアプローチ部３Ａではなく第３曲面部３Ｃに最初に接触している。なお本発明では、ワーク４０の内表面４０ｂはプラグアプローチ部３Ａに最初に接触しても良い。

本実施形態では、管状ワーク４０を引抜加工する方法は次のとおりである。

まず、管状ワーク４０の先端部にスエージング加工等によってワーク４０よりも小径の口付け部４０ｄを形成する。そして、ワーク４０の中空部４０ｃ内に引抜プラグ３０を挿入配置するとともに、ワーク４０の先端部（即ち口付け部４０ｄ）を引抜ダイス２０のダイス孔２１内に挿入する。このとき、引抜プラグ３０のプラグベアリング部３Ｂは、引抜ダイス２０のダイスベアリング部２Ｂに対応する位置に配置されている。

次いで、ワーク４０の先端部の口付け部４０ｄを牽引装置１２のチャック部１２ａによりチャックする。そして、図１に示すように、潤滑油供給装置１３のノズル１３ａから潤滑油１４をワーク４０の外表面４０ａに供給付着しながら、所定の引抜速度でワーク４０を牽引装置１２により引抜方向Ｎに牽引する。これにより、ワーク４０を引抜加工する。引抜速度は例えば１０〜１００ｍ／ｍｉｎの範囲に設定される。

この引抜加工では、図２及び３に示すように、ワーク４０は引抜ダイス２０の第１曲面部１Ｃに接触して第１曲面部１Ｃにより縮径加工されながら、案内部２Ｄに向かって誘導されるように第１曲面部１Ｃから離れる。次いで、該ワーク４０が引抜ダイス２０の案内部２Ｄに再接触して案内部２Ｄにより縮径加工されながら案内部２Ｄからその第２曲面部２Ｃを通ってダイスベアリング部２Ｂへ案内される。このとき、ワーク４０の内表面４０ｂは、引抜プラグ３０の第３曲面部３Ｃに接触して第３曲面部３Ｃからプラグベアリング部３Ｂへ案内される。

そして、該ワーク４０がダイスベアリング部２Ｂとプラグベアリング部３Ｂとの間を通過することにより、ワーク４０の肉厚が減少するようにワーク４０の外表面４０ａ及び内表面４０ｂがそれぞれダイスベアリング部２Ｂ及びプラグベアリング部３Ｂにより加圧される。その結果、ワーク４０の外径寸法がダイスベアリング部２Ｂにより目標寸法に仕上げ加工されると同時に、ワーク４０の外表面４０ａがダイスベアリング部２Ｂにより高平滑面に仕上げ加工され、さらに、ワーク４０の内径寸法がプラグベアリング部３Ｂにより目標寸法に仕上げ加工されると同時に、ワーク４０の内表面４０ｂがプラグベアリング部３Ｂにより目標面粗さに仕上げ加工される。

以上の引抜加工工程において、ワーク４０は次式（１）を満足するように引抜加工される。

０．９５＜ｄ１／ｄ３＜１．１ …（１）

さらに、次式（２）〜（４）のうち少なくとも一つを満足するようにワーク４０を引抜加工することが望ましく、特にこれらの式のうち二つ以上を満足するようにワーク４０を引抜加工することが望ましい。

１．０＜ｄ２／ｄ３＜１．１ …（２）
−０．２５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１５ …（３）
ｄ０＞ｄ１≧ｄ２＞ｄ３ …（４）

また、上記式（１）〜（４）のうち式（４）だけを満足するようにワーク４０を引抜加工することも推奨される。

ここで、ｄ０、ｄ１、ｄ２、ｄ３は、次のことを示している。

ｄ０は、引抜加工前のワーク４０の外径である（図２参照）。

ｄ１は、ワーク４０が引抜ダイス２０の第１縮径加工部１Ｙから離れるワーク離れ位置Ｋとワーク４０が引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙに再接触するワーク再接触位置Ｍとの間におけるワーク４０の最小外径である（図３参照）。

ｄ２は、ワーク再接触位置Ｍでのワーク４０の外径である（図３参照）。

ｄ３は、引抜加工後のワーク４０の外径、すなわち引抜管４１の外径である（図２及び３参照）。

上記式（１）を満足するようにワーク４０を引抜加工することにより、ワーク４０の外表面４０ａを高平滑面に加工することができるし、ワーク４０の外表面４０ａと引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙとの間で発生するワーク４０の外表面４０ａの焼付きを防止することができる。その理由は次のとおりである。

ｄ１／ｄ３が０．９５を超える場合（即ち０．９５＜ｄ１／ｄ３の場合）、引抜ダイス２０のワーク離れ位置Ｋとワーク再接触位置Ｍとの間におけるワーク４０の過度の縮径が抑制され、これに伴い、ワーク４０の外表面４０ａに激しい凹凸が発生するのが抑制される。これにより、ワーク４０の外表面４０ａに潤滑油１４が溜まり難くなる。その結果、オイルピットの発生が抑制される。そのため、ワーク４０の外表面４０ａを高平滑面に加工することができる。

ｄ１／ｄ３が１．１以上の場合（即ち１．１≦ｄ１／ｄ３の場合）、引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙによるワーク４０の縮径加工量及び減肉加工量が大きすぎるため、第２縮径加工部２Ｙからワーク４０の外表面４０ａに与える面圧が大きくなり、その結果、ワーク４０の外表面４０ａと第２縮径加工部２Ｙとの間で焼付きがしばしば発生する。一方、ｄ１／ｄ３が１．１未満の場合（即ちｄ１／ｄ３＜１．１の場合）、そのような焼付きを防止することができ、すなわちワーク４０の外表面４０ａと引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙとの間で発生するワーク４０の外表面４０ａの焼付きを防止することができる。

上記式（１）において、特に次式（１ａ）を満足するのが望ましい。

０．９８＜ｄ１／ｄ３＜１．０２ …（１ａ）

その理由は次のとおりである。

ｄ１／ｄ３が０．９８を超える場合（即ち０．９８＜ｄ１／ｄ２の場合）、ワーク４０の内表面４０ａとプラグ３０との接触面積及び接触圧力が増大することにより発生するワーク４０の内表面４０ｂの焼付きを確実に防止することができる。

ｄ１／ｄ３が１．０２未満の場合（即ちｄ１／ｄ２＜１．０２の場合）、ワーク４０の外表面４０ａと引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙとの間で発生するワーク４０の外表面４０ａの焼付きを確実に防止することができる。

また、上記式（２）を満足するようにワーク４０を引抜加工する場合には、次の利点がある。

ｄ２／ｄ３が１．０を超える場合（即ち１．０＜ｄ２／ｄ３の場合）、引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙによりワーク４０の外表面４０ａを確実に加圧することができ、もってワーク４０の外表面４０ａを確実に高平滑面に加工することができる。

ｄ２／ｄ３が１．１未満の場合（即ちｄ２／ｄ３＜１．１の場合）、ワーク４０の外表面４０ａと引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙとの間で発生するワーク４０の外表面４０ａの焼付きを確実に防止することができる。

上記式（２）において、このような効果を確実に奏しうるようにするため、特に次式（２ａ）を満足するのが望ましい。

１．０＜ｄ２／ｄ３＜１．０２ …（２ａ）

また、上記式（３）を満足するようにワーク４０を引抜加工する場合には、次の利点がある。

（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）が−０．２５を超える場合（即ち−０．２５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）の場合）、引抜ダイス２０の第２縮径加工部２Ｙによるワーク４０の縮径加工量及び減肉加工量が増大することで引抜抵抗が増加する不具合を抑制することができる。

（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）が０．１５未満の場合（即ち（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１５の場合）、ワーク離れ位置Ｋとワーク再接触位置Ｍとの間におけるワーク４０の過度の縮径を確実に抑制することができる。そのため、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

上記式（３）において、このような効果を確実に奏しうるようにするため、特に次式（３ａ）を満足するのが望ましい。

−０．１５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１０ …（３ａ）

ここで、ｄ３−ｄ１の値は、ワーク離れ位置Ｋとワーク再接触位置Ｍとの間に生じる過度のワーク縮径量を意味している。ｄ０−ｄ３の値は、ワーク４０の引抜加工の開始時から終了時までの間におけるワーク縮径量を意味している。そして、（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）の値が上記所定範囲内であることにより、上述した効果を確実に奏し得ることを本発明者らは見出すことができた。

また、上記式（４）を満足するようにワーク４０を引抜加工する場合には、次の利点がある。

すなわち、この場合には、図３に二点鎖線で示すようにワーク４０の外径が単調に減少するようにワーク４０を引抜加工することができる。これにより、ワーク離れ位置Ｋとワーク再接触位置Ｍとの間でワーク４０が過度に縮径されることがなくなり、もってワーク４０の外表面４０ａをより確実に高平滑面に加工することができる。

なお本発明では、少なくとも上記式（１）又は（４）を満足するように引抜加工を行うことができるのであれば、図４及び５に示した引抜加工装置１１０と図１〜図３に示した本実施形態の引抜加工装置１０とのうちどちらを用いても良いし、その他の引抜加工装置を用いても良い。しかるに、上記式（１）〜（４）を確実に満足させるためには、図４及び５に示した引抜加工装置１１０を用いて引抜加工を行うよりも、図１〜３に示した本実施形態の引抜加工装置１０を用いて引抜加工を行うことが望ましく、こうすることにより、ワーク４０の外表面４０ａをより確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、本実施形態の引抜加工装置１０には次の利点がある。

引抜ダイス２０のダイスベアリング部２Ｂは第１曲面部１Ｃにおけるワーク離れ位置Ｋよりも内側に配置されているので、ワーク４０が第１曲面部１Ｃからダイスベアリング部２Ｂへと移動する間にワーク４０が過度に縮径加工されるのを確実に防止することができる［効果１］。

さらに、ダイスベアリング部２Ｂの上流端Ｆに案内部２Ｄの第２曲面部２Ｃが滑らかに連なっているので、案内部２Ｄに再接触したワーク４０はこの第２曲面部２Ｃを通ってダイスベアリング部２Ｂに向かって円滑に移動することができる［効果２］。

さらに、引抜プラグ３０のプラグベアリング部３Ｂの長さＬ６が引抜ダイス２０のダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４よりも短く設定されることにより、プラグベアリング部３Ｂとダイスベアリング部２Ｂとの両部位からワーク４０にその外表面４０ａを高平滑面に加工するのに必要な圧力を確実に与えることができる［効果３］。

以上の効果１〜３が相乗的に作用することにより、ワーク４０の外表面４０ａを確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜プラグ３０のプラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇの位置が、ダイスベアリング部２Ｂの上流端Ｆの位置に対して同じ位置か又は下流側に配置している。これにより、引抜ダイス２０の案内部２Ｄに再接触したワーク４０が案内部２Ｄからダイスベアリング部２Ｂへと移動する間にワーク４０が過度に縮径加工されるのを確実に防止できるとともに、プラグベアリング部３Ｂとダイスベアリング部２Ｂとの両部位からワーク４０にその外表面４０ａを高平滑面に加工するのに必要な圧力を更に確実に与えることができる。これにより、ワーク４０の外表面４０ａを確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘを含む断面において、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対する第１曲面部１Ｃの接線の傾きと第２曲面部２Ｃの接線の傾きとは、それぞれ、ワーク４０の引抜方向Ｎに進むにつれて漸次小さくなっている。これにより、ワーク４０を第１曲面部１Ｃによって確実に縮径加工することができるし、案内部２Ｄに再接触したワーク４０を第２曲面部２Ｃによってダイスベアリング部２Ｂへ確実に案内することができる。

さらに、引抜ダイス２０の第２曲面部２Ｃの曲率半径Ｒ２１は、第１曲面部１Ｃの曲率半径Ｒ１に対して等しいか又は小さく設定されている。これにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。その理由は、次のとおりである。すなわち、第１曲面部１Ｃの曲率半径Ｒ１を大きくすることにより、ワーク４０の外表面４０ａと引抜ダイス２０との間に引き込まれる潤滑油１４の引込み量を十分に確保することができる。さらに、第２曲面部２Ｃの曲率半径Ｒ２１を小さくすることにより、第２曲面部２Ｃからワーク４０の外表面４０ａに与える面圧を高めることができる。これによりオイルピットの発生を更に抑制することができる。その結果、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、案内部２Ｄは、第２曲面部２Ｃの上流端に滑らかに連なり且つ第２曲面部２Ｃの曲がり方向とは反対方向に曲がった補助曲面部２Ａを有しているので、第１曲面部１Ｃから離れたワーク４０を案内部２Ｄで確実に受けることができ、もってワーク４０を案内部２Ｄからダイスベアリング部２Ｂへ確実に案内することができる。

さらに、引抜プラグ３０のプラグベアリング部３Ｂの長さＬ６が、ダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４に対して５％以上に設定されることにより、プラグベアリング部３Ｂとダイスベアリング部２Ｂとの両部位からワーク４０にその外表面４０ａを高平滑面に加工するのに必要な圧力を更に確実に与えることができる。これにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。また、プラグベアリング部３Ｂの長さＬ６がダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４に対して７０％以下に設定されることにより、ワーク４０とプラグベアリング部３Ｂとの間の接触摩擦力に起因して生じるワーク４０の断管を確実に防止することができる。

さらに、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対するダイスベアリング部２Ｂの平行度が±３°以内に設定されることにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜ダイス２０のダイス軸Ｘに対するプラグベアリング部３Ｂの平行度が±３°以内に設定されることにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜ダイス２０のダイスベアリング部２Ｂの長さＬ４が５ｍｍ以上であることにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜ダイス２０の半径方向ｒにおいて、引抜ダイス２０の第１曲面部１Ｃにおけるワーク離れ位置Ｋとダイスベアリング部２Ｂとの間の段差Ｈ１が、０．３ｍｍ以上に設定されることにより、ワーク４０が第１曲面部１Ｃからダイスベアリング部２Ｂへと移動する間にワーク４０が過度に縮径加工されるのを確実に防止することができる。また、この段差Ｈ１が３ｍｍ未満に設定されることにより、案内部２Ｄに再接触したワーク４０がダイスベアリング部２Ｂに案内される際にワーク４０がダイスベアリング部２Ｂから離れるのを確実に防止することができる。これにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜ダイス２０の第１曲面部１Ｃと案内部２Ｄとダイスベアリング部２Ｂとが一体形成されているので、第１曲面部１Ｃの軸とダイスベアリング部２Ｂの軸との間の軸ずれを防止することができる。これにより、引抜ダイス２０の同軸度が高められている。したがって、この引抜ダイス２０を用いてワーク４０を引抜加工することにより、引抜管４１の外径及び内径の寸法精度を確実に向上させることができる。

さらに、引抜プラグ３０は、プラグベアリング部３Ｂの上流端Ｇに滑らかに連なる第３曲面部３Ｃを備えているので、第３曲面部３Ｃに接触したワーク４０はプラグベアリング部３Ｂに向かって円滑に移動することができる。これにより、ワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

さらに、引抜管４１の引抜速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上になるようにワーク４０を牽引装置１２によって牽引することにより、引抜加工能率を向上させることができる。また、引抜速度が１００ｍ／ｍｉｎ以下になるようにワーク４０を牽引装置１２によって牽引することにより、ワーク４０の外表面４０ａと引抜ダイス２０との間に引き込まれる潤滑油１４の引込み量が過剰に増えるのを防止することができる。これにより、オイルピットの発生を更に確実に防止することができ、もってワーク４０の外表面４０ａを更に確実に高平滑面に加工することができる。

以上で、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に変更可能である。

また本発明では、引抜ダイス２０の第１曲面部１Ｃと案内部２Ｄとの間に、ワーク４０の材料流動をサポートする１個又は複数個の補助的なベアリング部や縮径加工部が配置されていても良い。また本発明では、引抜ダイス２０の第１曲面部１Ｃよりも上流側に、ワーク４０の材料流動をサポートする１個又は複数個の補助的なベアリング部や縮径加工部が配置されていても良い。

また本発明では、本発明に係る引抜加工装置によって引抜加工されて得られる引抜管は、感光ドラム基体に用いられるものに限定されるものではなく、様々な用途に用いることができる。

また本発明では、上述したように、少なくとも上記式（１）を満足するように引抜加工を行うことができるのであれば、図４及び５に示した引抜加工装置１１０と図１〜図３に示した本実施形態の引抜加工装置１０とのうちどちらを用いても良いし、その他の引抜加工装置を用いても良い。

ここで、図４及び５に示した引抜加工装置１１０について簡単に説明すると、次のとおりである。図５において、Ｊは、ワーク４０が引抜ダイス１２０の第１縮径加工部１Ｙに最初に接触する位置、即ちワーク初接触位置である。Ｋは、ワーク４０が引抜ダイス１２０の第１縮径加工部１Ｙから離れる位置、即ちワーク離れ位置である。Ｍは、ワーク４０が引抜ダイス１２０の第２縮径加工部２Ｙに再接触する位置、即ちワーク再接触位置である。Ｌ１は、引抜ダイス１２０のダイスアプローチ部１０１Ａと曲面部１０１Ｃとを合計したダイス軸Ｘと平行な方向の長さである。この長さＬ１は、第１縮径加工部１Ｙのダイス軸Ｘと平行な方向の長さに相当している。Ｌ４は、ダイスベアリング部１０１Ｂの長さである。この長さＬ４は、第２縮径加工部２Ｙの長さＬ７に相当している。Ｌ５は、リリーフ部１０２Ｅのダイス軸Ｘと平行な方向の長さである。θ１はダイスアプローチ半角である。θ２はリリーフ部２Ｅの逃げ半角である。Ｌ６は、引抜プラグ１３０のプラグベアリング部１０３Ｂの長さである。Ｄｐは、プラグベアリング部１０３Ｂの直径である。１０３Ａはプラグアプローチ部である。１０３Ｃは、プラグベアリング部１０３Ｂとプラグアプローチ部１０３Ａとの間の縦断面円弧状の曲面部である。Ｒ３は曲面部１０３Ｃの曲率半径である。θ３はプラグベアリング半角である。

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。

＜実施例１〜１０、参考例１及び比較例１、２＞
引抜加工用ワークとして、アルミニウム製管状ワーク４０を準備した。このワーク４０の断面形状は円環状である。ワーク４０の材質は、引抜加工用ワークの材料としてよく用いられる材料の一つであるＪＩＳ（日本工業規格） Ａ３００３相当のアルミニウム合金である。このワーク４０は、アルミニウムビレットを押出加工することにより得られたアルミニウム押出管からなるものである。引抜加工前のワーク４０の外径ｄ０は２０ｍｍ、その内径は１７ｍｍ、その肉厚は１．５ｍｍである。

図１〜３に示した引抜加工装置１０（実施例１〜１０）又は図４及び５に示した引抜加工装置１１０（参考例１、比較例１、２）を用いて、引抜ダイスの各部位の寸法（θ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２１、Ｈ２）を様々に変えて、上記ワーク４０を一回だけ引抜加工し、これにより引抜管４１を製造した。引抜加工後のワーク４０の外径ｄ３すなわち引抜管４１の外径ｄ３は１６ｍｍ、その内径は１４．４ｍｍ、その肉厚は０．８ｍｍである。したがって、この引抜加工では、ワーク４０の縮径率Ｑは２０％である。また、引抜速度は３０ｍ／ｍｉｎである。

この引抜加工の際に使用した潤滑油１４は、出光興産（株）製の商品名「ダフニーマスタードロー２５９４」である。この潤滑油１４の４０℃での動粘度は３８２．５ｍｍ²／ｓである。そして、引抜管４１の外表面４１ａの表面粗さＲｙを測定し、外表面４１ａの表面粗さを評価した。

表１は、実施例１〜１０、参考例１及び比較例１、２で用いた引抜加工装置の種類、及び引抜ダイスの各部位の寸法（θ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２１、Ｈ２）を示している。表１中の「装置の種類」欄において、符号「１０」は図１〜３に示した引抜加工装置１０を意味しており、符号「１１０」は図４及び５に示した引抜加工装置１１０を意味している。

表２は、実施例１〜１０、参考例１及び比較例１、２におけるｄ１、ｄ２、ｄ１／ｄ３、ｄ２／ｄ３、（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）を示している。なお、ｄ１及びｄ２は次のようにして測定した。すなわち、ワーク４０を引抜加工している途中でワーク４０の引抜方向Ｎへの移動を強制的に停止し、そのワーク４０を引抜ダイス及び引抜プラグから取り外した。そして、このワーク４０についてｄ１とｄ２を測定した。

表２中の「単調減少」欄において、○はワーク４０が単調に減少したことを示しており、すなわち上記式（４）を満足するようにワーク４０が引抜加工されたことを示している。

また、表２中の「表面粗さ」欄の記号の意味は次のとおりである。

◎：Ｒｙが１．０μｍ以下（即ちＲｙ≦１．０μｍ）
○：Ｒｙが１．０μｍを超え２．０μｍ未満（即ち１．０μｍ＜Ｒｙ＜２．０μｍ）
△：Ｒｙが２．０μｍ以上（即ちＲｙ≧２．０μｍ）

実施例１〜１０で用いた引抜加工装置１０の引抜ダイス２０及び引抜プラグ３０のその他の各部位の寸法は次のとおりである。

引抜ダイス２０において、θ２＝２０°、Ｌ１＝１０ｍｍ、Ｌ３＝２ｍｍ、Ｌ４＝９ｍｍ、Ｌ５＝２ｍｍ、Ｒ２２＝２ｍｍである。

引抜プラグ３０において、Ｄｐ＝１４．４ｍｍ、Ｒ３＝５０ｍｍ、θ３＝２０°、Ｓ＝１ｍｍ、Ｌ６＝１ｍｍである。なお、Ｌ６がこの長さの場合、Ｌ４に対するＬ６の割合は１１％である。

参考例１及び比較例１、２で用いた引抜加工装置１１０の引抜ダイス１２０及び引抜プラグ１３０のその他の各部位の寸法は次のとおりである。

引抜ダイス１２０において、θ２＝２０°、Ｌ１＝１０ｍｍ、Ｌ４（＝Ｌ７）＝２０ｍｍ、Ｌ５＝２ｍｍである。

引抜プラグ１３０において、Ｄｐ＝１４．４ｍｍ、Ｒ３＝５０ｍｍ、θ３＝２０°、Ｓ＝１ｍｍ、Ｌ６＝１ｍｍである。

引抜管４１の外表面４１ａの表面粗さＲｙは、レーザ表面粗さ計（レーザのプローブ：２μｍ）により、引抜管４１の外表面４１ａの周方向と長さ方向とのそれぞれ５箇所を測定し、これらの平均値を表面粗さＲｙとした。またその測定は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９９４に準拠して行った。

表２に示すように、実施例１〜１０及び参考例１の場合には、比較例１、２の場合よりもワーク４０の外表面４０ａを高平滑面に加工することができた。

＜実施例１２〜１９、参考例２及び比較例３＞
引抜加工用ワークとして、アルミニウム製管状ワーク４０を準備した。このワーク４０の断面形状は円環状である。ワーク４０の材質は、引抜加工用ワークの材料としてよく用いられる材料の一つであるＪＩＳ（日本工業規格） Ａ３００３相当のアルミニウム合金である。このワーク４０は、アルミニウムビレットを押出加工することにより得られたアルミニウム押出管からなるものである。引抜加工前のワーク４０の外径ｄ０は３３ｍｍ、その内径は３０ｍｍ、その肉厚は１．５ｍｍである。

図１〜３に示した引抜加工装置１０（実施例１２〜１９）又は図４及び５に示した引抜加工装置１１０（参考例２、比較例３）を用いて、引抜ダイスの各部位の寸法（θ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２１、Ｈ２）を様々に変えて、上記ワーク４０を一回だけ引抜加工し、これにより引抜管４１を製造した。引抜加工後のワーク４０の外径ｄ３すなわち引抜管４１の外径ｄ３は３０ｍｍ、その内径は２８ｍｍ、その肉厚は１．０ｍｍである。したがって、この引抜加工では、ワーク４０の縮径率Ｑは９％である。また、引抜速度は３０ｍ／ｍｉｎである。

この引抜加工の際に使用した潤滑油１４は、出光興産（株）製の商品名「ダフニーマスタードロー２５９４」である。そして、引抜管４１の外表面４１ａの表面粗さＲｙを測定し、外表面４１ａの表面粗さを評価した。

表３は、実施例１２〜１９、参考例２及び比較例３で用いた引抜加工装置の種類、及び引抜ダイスの各部位の寸法（θ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２１、Ｈ２）を示している。表３中の「装置の種類」欄において、符号「１０」は図１〜３に示した引抜加工装置１０を意味しており、符号「１１０」は図４及び５に示した引抜加工装置１１０を意味している。

表４は、実施例１２〜１９、参考例２及び比較例３におけるｄ１、ｄ２、ｄ１／ｄ３、ｄ２／ｄ３、（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）を示している。なお、ｄ１及びｄ２は次のようにして測定した。すなわち、ワーク４０を引抜加工している途中でワーク４０の引抜方向Ｎへの移動を強制的に停止し、そのワーク４０を引抜ダイス及び引抜プラグから取り外した。そして、このワーク４０についてｄ１とｄ２を測定した。

表４中の「単調減少」欄の記号の意味は表２と同じである。また、表４中の「表面粗さ」欄の記号の意味も表２と同じである。

実施例１２〜１９で用いた引抜加工装置１０の引抜ダイス２０及び引抜プラグ３０のその他の各部位の寸法は次のとおりである。

引抜ダイス２０において、θ２＝２０°、Ｌ１＝１０ｍｍ、Ｌ３＝２ｍｍ、Ｌ４＝９ｍｍ、Ｌ５＝２ｍｍ、Ｒ２２＝２ｍｍである。

引抜プラグ３０において、Ｄｐ＝２８ｍｍ、Ｒ３＝５０ｍｍ、θ３＝２０°、Ｓ＝１ｍｍ、Ｌ６＝１ｍｍである。なお、Ｌ６がこの長さの場合、Ｌ４に対するＬ６の割合は１１％である。

参考例２及び比較例３で用いた引抜加工装置１１０の引抜ダイス１２０及び引抜プラグ１３０のその他の各部位の寸法は次のとおりである。

引抜ダイス１２０において、θ２＝２０°、Ｌ１＝１０ｍｍ、Ｌ４（＝Ｌ７）＝２０ｍｍ、Ｌ５＝２ｍｍである。

引抜プラグ１３０において、Ｄｐ＝２８ｍｍ、Ｒ３＝５０ｍｍ、θ３＝２０°、Ｓ＝１ｍｍ、Ｌ６＝１ｍｍである。

引抜管４１の外表面４１ａの表面粗さＲｙは、レーザ表面粗さ計（レーザのプローブ：２μｍ）により、引抜管４１の外表面４１ａの周方向と長さ方向とのそれぞれ５箇所を測定し、これらの平均値を表面粗さＲｙとした。またその測定は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９９４に準拠して行った。

表４に示すように、実施例１２〜１９、参考例２の場合には、比較例３の場合よりもワーク４０の外表面４０ａを高平滑面に加工することができた。

本発明は、管状ワークの外表面を高平滑面に加工することができる管状ワークの引抜加工方法、該方法に好適に用いられる管状ワーク用引抜加工装置に利用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る管状ワークの引抜加工方法に好適に用いられる管状ワーク用引抜加工装置の概略全体図である。 図２は、同引抜加工装置を用いてワークを引抜加工している途中の状態における引抜ダイス及び引抜プラグの断面図である。 図３は、図２の拡大図である。 図４は、従来の管状ワークの引抜加工方法によりワークを引抜加工している途中の状態における引抜ダイス及び引抜プラグの断面図である。 図５は、図４の拡大図である。

符号の説明

１０：引抜加工装置
１２：牽引装置
２０：引抜ダイス
１Ａ：ダイスアプローチ部
１Ｂ：繋ぎ部
１Ｃ：第１曲面部
１Ｙ：第１縮径加工部
２Ａ：補助曲面部
２Ｂ：ダイスベアリング部
２Ｃ：第２曲面部
２Ｄ：案内部
２Ｙ：第２縮径加工部
３０：引抜プラグ
３Ａ：プラグアプローチ部
３Ｂ：プラグベアリング部
３Ｃ：第３曲面部
４０：ワーク
４０ａ：外表面
４１：引抜管
４１ａ：外表面
Ｘ：引抜ダイスのダイス軸
Ｎ：ワークの引抜方向

Claims (7)

1. 管状ワークの外表面側を加工する引抜ダイスと、ワークの中空部内に配置されるとともにワークの内表面側を加工する引抜プラグとを用いた管状ワークの引抜加工方法において、
   ワークが前記引抜ダイスの第１縮径加工部により縮径加工されながら第１縮径加工部から離れたのち、前記引抜ダイスの第２縮径加工部と前記引抜プラグのプラグベアリング部との間をワークが第２縮径加工部に再接触した状態で通過する材料流動を示し、
   前記引抜ダイスは、
   前記第２縮径加工部としてダイスベアリング部及び案内部を備えており、
   前記ダイスベアリング部は、ワークが前記第１縮径加工部から離れるワーク離れ位置よりも内側且つ下流側に配置されており、
   前記案内部は、前記ダイスベアリング部の上流端に滑らかに連なる第２曲面部を有するとともに、前記第１縮径加工部から離れたワークと再接触して該ワークを縮径加工しながら前記ダイスベアリング部へ案内するものであり、
   前記引抜プラグのプラグベアリング部は、前記ダイスベアリング部に対応する位置に配置されるとともに、更に、プラグベアリング部の上流端の位置が、ワークの引抜方向において、前記ダイスベアリング部の上流端の位置に対して同じ位置か又は下流側に配置されており、
   ワーク離れ位置とワークが前記引抜ダイスの前記第２縮径加工部に再接触するワーク再接触位置との間におけるワークの最小外径をｄ１、
   ワーク再接触位置でのワークの外径をｄ２、
   引抜加工後のワークの外径をｄ３とするとき、
   次式（１）及び（２）
   ０．９５＜ｄ１／ｄ３＜１．１ …（１）
   １．０＜ｄ２／ｄ３＜１．１ …（２）
   を満足するようにワークを引抜加工することを特徴とする管状ワークの引抜加工方法。
2. 引抜加工前のワークの外径をｄ０とするとき、
   次式（３）
   −０．２５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１５ …（３）
   を満足するようにワークを引抜加工する請求項１記載の管状ワークの引抜加工方法。
3. 引抜加工前のワークの外径をｄ０とするとき、
   次式（４）
   ｄ０＞ｄ１≧ｄ２＞ｄ３ …（４）
   を満足するようにワークを引抜加工する請求項１又は２記載の管状ワークの引抜加工方法。
4. 前記引抜ダイスは、
   前記第１縮径加工部として第１曲面部を備えており、
   前記ダイスベアリング部は、前記第１曲面部における前記ワーク離れ位置よりも内側且つ下流側に配置されており、
   前記案内部は、前記第１曲面部から離れたワークと再接触して該ワークを縮径加工しながら前記ダイスベアリング部へ案内するものである請求項１〜３のいずれかに記載の管状ワークの引抜加工方法。
5. 管状ワークの外表面側を加工する引抜ダイスと、ワークの中空部内に配置されるとともにワークの内表面側を加工する引抜プラグとを具備し、
   前記引抜ダイスは、
   ワークが縮径加工されながら離れる第１縮径加工部として第１曲面部と、
   第１縮径加工部から離れたワークを縮径加工する第２縮径加工部としてダイスベアリング部及び案内部と、
   を備えており、
   前記ダイスベアリング部は、前記第１曲面部におけるワーク離れ位置よりも内側且つ下流側に配置されており、
   前記案内部は、前記ダイスベアリング部の上流端に滑らかに連なる第２曲面部を有するとともに、前記第１曲面部から離れたワークと再接触して該ワークを縮径加工しながら前記ダイスベアリング部へ案内するものであり、
   前記引抜プラグのプラグベアリング部は、前記ダイスベアリング部に対応する位置に配置されるとともに、更に、プラグベアリング部の上流端の位置が、ワークの引抜方向において、前記ダイスベアリング部の上流端の位置に対して同じ位置か又は下流側に配置されており、
   ワークが前記第１縮径加工部から離れるワーク離れ位置とワークが前記第２縮径加工部に再接触するワーク再接触位置との間におけるワークの最小外径をｄ１、
   ワーク再接触位置でのワークの外径をｄ２
   引抜加工後のワークの外径をｄ３とするとき、
   次式（１）及び（２）
   ０．９５＜ｄ１／ｄ３＜１．１ …（１）
   １．０＜ｄ２／ｄ３＜１．１ …（２）
   を満足するようにワークが引抜加工されるように構成されていることを特徴とする管状ワーク用引抜加工装置。
6. 引抜加工前のワークの外径をｄ０とするとき、
   次式（３）
   −０．２５＜（ｄ３−ｄ１）／（ｄ０−ｄ３）＜０．１５ …（３）
   を満足するようにワークが引抜加工されるように構成されている請求項５記載の管状ワーク用引抜加工装置。
7. 引抜加工前のワークの外径をｄ０とするとき、
   次式（４）
   ｄ０＞ｄ１≧ｄ２＞ｄ３ …（４）
   を満足するようにワークが引抜加工されるように構成されている請求項５又は６記載の管状ワーク用引抜加工装置。
   

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