JP5944182B2 - 中空筒型リング部材の製造方法および中空筒型リング部材 - Google Patents

Description

本発明は、中空筒型リング部材の製造方法および中空筒型リング部材に関する。

金属性の中空筒型リング部材は、例えば、車両走行時の振動，衝撃を吸収するショックアブソーバーや、建築関係の制振ダンパーまたは鉄道車両の車体間ダンパーの部品として用いられている。これらの用途に用いられるショックアブソーバーや、ダンパーは，通常、オイルが充填された筒内を摺動移動するピストンを備えている。中空筒型リング部材は、外周にゴムライニングが施され、ピストンの摺動移動を阻害することなく、オイルの流出を防止するために筒内に装着するシール部品として用いられている。

ところで、上述したような用途に用いられる中空筒型リング部材は、従来、以下のようにして製造されていた。まず、直径が１００ｍｍ以上の大口径の中空筒型リング部材は、製造しようとするリング部材とほぼ同じ径の中実丸棒を所定の厚みで切り出してブランク材とし、このブランク材の内面を切削加工により除去して、中空筒型リング部材としていた。また、直径が１００ｍｍ以下の中径乃至小径の中空筒型リング部材は、所要の厚みの板材から円形に切り取ってブランク材とし、絞り成型やプレスにより、有底筒型の中間体を形成し、その後に、中間体の底部を切断除去することにより、中空筒型リング部材としていた。しかしながら、このような従来の中空筒型リング部材の製造方法には、以下に説明する課題があった。

すなわち、上述した大口径の中空筒型リング部材の製造方法では、ブランク材の内面側を切削加工により除去するので、材料の無駄か多く発生する。また、中径，小径の中空筒型リング部材の製造方法では、板状の素材から円形のブランクを切り出し、さらに、中間体の底部を切断除去するので、材料の無駄が非常に多く発生するという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、材料の無駄の発生が可及的に防止できる中空筒型リング部材の製造方法および中空筒型リング部材を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明にかかる製造方法は、中空筒型リング部材の製造方法において、前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材を形成する第１工程と、前記ブランク材の長手方向の両端部に、端縁側に向けて拡幅する突起部と、端縁側に向けて縮幅する凹部とを備えた相互に嵌合可能な嵌合部を形成する第２工程と、前記ブランク材の幅方向が、高さ方向になるように環状に変形させた状態で、前記突起部を前記ブランク材の厚み方向から前記凹部に嵌合させて、当該突起部が前記凹部から周方向に離脱不能に係止して、リング部材とする第３工程と、前記中空筒型リング部材の高さ方向の一端側または両端側に、他端側から圧力を加えることで、前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、当該側部と所定の角度で交差する面または直交面からなる変形部を形成する第４工程と、を備えており、前記嵌合部は、前記側部と前記変形部との間に跨るように介在させる、ことを特徴としている。
また、中空筒型リング部材の製造方法において、前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材を形成する第１工程と、前記ブランク材の長手方向の両端部に、端縁側に向けて拡幅する突起部と、端縁側に向けて縮幅する凹部とを備えた相互に嵌合可能な嵌合部を形成する第２工程と、前記ブランク材の幅方向が、高さ方向になるように環状に変形させた状態で、前記突起部を前記ブランク材の厚み方向から前記凹部に嵌合させて、当該突起部が前記凹部から周方向に離脱不能に係止して、リング部材とする第３工程と、前記中空筒型リング部材の高さ方向の一端側または両端側に、他端側から圧力を加えることで、前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、当該側部と所定の角度で交差する面または直交面からなる変形部を形成する第４工程と、を備えており、前記嵌合部は、前記ブランク材の両端に２組が並列になるように形成し、一方の嵌合部を前記側部に配置し、他方の嵌合部を前記変形部に配置する、ことを特徴としている。

また、本発明にかかる中空筒型リング部材は、所定の高さを有し、周方向に閉止された中空筒型リング部材であって、前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材の長手方向の両端部に形成された，端縁側に向けて拡幅する突起部と，端縁側に向けて縮幅する凹部とが，前記ブランク材の幅方向が高さ方向になるように環状に変形された状態で嵌合された嵌合部と、前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、前記側部と所定の角度で交差する面または直交面とからなる変形部と、を備えており、前記嵌合部は、前記側部と前記変形部との間に跨がるように介在されている、ことを特徴としている。
また、所定の高さを有し、周方向に閉止された中空筒型リング部材であって、前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材の長手方向の両端部に形成された，端縁側に向けて拡幅する突起部と，端縁側に向けて縮幅する凹部とが，前記ブランク材の幅方向が高さ方向になるように環状に変形された状態で嵌合された嵌合部と、前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、前記側部と所定の角度で交差する面または直交面とからなる変形部と、を備えており、前記嵌合部は、前記ブランク材の両端に２組が並列になるように形成されており、一方の嵌合部は前記側部に配置され、他方の嵌合部は前記変形部に配置されている、ことを特徴としている。

上記構成の中空筒型リング部材の製造方法および中空筒型リング部材によれば、実質的に材料が無駄になるのは、突起部と凹部とからなる嵌合部を形成する際に，突起部の周辺の除去や、凹部の貫通孔の除去でのみ発生し、従来の製造方法と比べて、無駄が飛躍的に少なくなる。

本発明にかかる中空筒型リング部材の製造方法および中空筒型リング部材によれば、中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材を、環状に変形させた状態で、突起部を凹部に嵌合させて、当該突起部が凹部から周方向に離脱不能に係止してリング部材とするので、材料の無駄が非常に少なくなる。

本発明にかかる中空筒型リング部材の製造方法の第１工程の説明図である。 図１に引き続いて行われる第２工程の説明図である。 図２に引き続いて行われる第２工程の説明図である。 図３までの工程で得られる成型品の斜視図である。 図２の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。 図５の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。 図６までの工程で得られる成型品の斜視図と断面図である。 図６の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。 図８の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。 図９までの工程で得られる成型品の斜視図と断面図である。 本発明にかかる中空筒型リング部材に用いることができる嵌合構造の他の例を示す説明図である。 本発明にかかる中空筒型リング部材に用いることができる嵌合構造の他の例を示す説明図である。 本発明にかかる中空筒型リング部材に用いることができる嵌合構造の他の例を示す説明図である。 本発明にかかる中空筒型リング部材の他の例を示す断面図と斜視図である。 本発明にかかる中空筒型リング部材の他の例を示す断面図と斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図１０は、本発明にかかる中空筒型リング部材の製造方法の一実施例と、同製造方法で得られる中空筒型リング部材の一実施例を示している。図１は、本発明の製造方法の第１工程を示している。同図に示した第１工程では、製造しようとする中空筒型リング部材の高さｈと周長ｌとに対応する幅Ｗと長さＬとを備えた、所定厚みの細長いブランク材１０が、素材を切断加工することにより形成される。

図２は、図１の工程に引き続いて行われる第２工程を示している。この第２工程では、ブランク材１０の端部に嵌合部１２を形成する工程である。本実施例の嵌合部１２は、概略台形状に形成された突起部１２ａと、突起部１２ａの嵌合が可能な略台形状に形成された凹部１２ｂとから構成されている。突起部１２ａは、ブランク材１０の長手方向の一端側に配置され、端縁側に向けて、幅が拡大する拡幅形状になっている。また、凹部１２ｂは、ブランク材１０の長手方向の他端側に配置され、ブランク材１０を板厚方向に貫通する孔部になっていて、外端縁が開口し、端縁側に向けて、幅が収縮する縮幅形状になっている。

なお、嵌合部１２の突起部１２ａと凹部１２ｂの形状は、図示した形状に限られるものではなく、端縁側に向けて拡幅ないしは縮幅する形状であれば、例えば、円形や楕円形、三角形や多角形などであってもよい。

図３、４は、図２の工程に引き続いて行われる第３工程を示している。第３工程は、ブランク材１０の幅方向が、高さ方向になるように環状に成形する工程であり、この成形には、図３に示すように、環状成形型１４が用いられる。環状成形型１４は、下型１４ａと上型１４ｂとから構成され、下型１４ａには、環状成形用の円形溝１４ｃが形成されている。上型１４ｂは、下型１４ａの円形溝１４ｃ内に挿入されるものであって、先端に円形部が設けられている。

ブランク材１０を環状に成形する際には、ブランク材１０を下型１４ａの円形溝１４ｃ上に位置させて、その上方から上型１４ｂを降下させ、円形溝１４ｃと上型１４ｂとの間にブランク材１０を挟み込むようにして変形させて環状に形成する。そして、ブランク材１０を、このように環状に変形させた状態で、突起部１２ａをブランク材１０の厚み方向から凹部１２ｂ内に嵌合させる。なお、ブランク材１０を環状に成形する手段は、本実施例で示した型成形に限ることはなく、例えば、ロールフォーマなどであってもよい。

この場合、突起部１２ａが端縁方向に向けて拡幅し、凹部１２ｂが端縁方向に向けて縮幅しているので、突起部１２ａと凹部１２ｂの嵌合が終了すると、突起部１２ａが、凹部１２ｂから周方向に離脱不能に係止される。このような嵌合結合を行う際に、ブランク材１０の環状径が、所望の径よりも若干小さくなるようにして嵌合させると、嵌合が完了するとブランク材１０のスプリングバックすることで、突起部１２ａと凹部１２ｂの係止結合が、より深まることになって、その結果、より一層強固になる。

図４は、ブランク材１０を環状に変形させて、突起部１２ａと凹部１２ｂとを嵌合結合させて得られた中空筒状のリング部材１６の斜視図であり、リング部材１６では、ブランク材１０の幅Ｗが、直立する側部１６ａの高さｈとなっており、同長さＬがリング部材１６の側部１６ａの上下端の周長となっている。

図５〜図１０は、第３工程で得られたリング部材１６の側部１６ａの上下方向の端部に変形部を形成する第４工程の詳細を示している。本実施例の場合、変形部は、第１段階で、側部１６ａと所定の角度で交差する交差変形部１６ａを形成し、その後の第２段階で、側部１６ａと直交する面を有する直交変形部１６ｃを形成する。

交差変形部１６ｂを形成する際には、図５，６に示す変形部形成用第１型１８が用いられる。これらの図に示した第１型１８は、下型２０と上型２２とを有していて、下型２０には、リング部材１６の側部１６ａの挿入可能な環状凹部２０ａと、この環状凹部２０ａ下端に設けられた内方傾斜面２０ｂとを有している。一方上型２２は、リング部材１６の側部１６ａ内に挿通される凸部２０ａと、この凸部２０ａが形成された段部２０ｂとを備え、凸部２０ａの最先端に円錐台部２０ｃが設けられている。

このような第１型１８の上型２２の凸部２０ａの外周にリング部材１６の側部１６ａを装着して、その先端側を下型２０の環状凹部２０ａ内に挿入して、上型２２を下型２０側に押し下げると、図５に示すように、側部１６ａの上端側から下端側に向けて圧力が加えられ、上型２２が下型２０側に近接すると、側部１６ａの下端側は、内方傾斜面２０ｂに沿って、徐々に変形する。そして、型締めが完了すると、図６に示すように、側部１６ａの下端側は、内方傾斜面２０ｂと円錐台部２２ｃとの間にはさまれて変形することで、側部１６ａと所定の角度で傾斜する傾斜変形部１６ｂが形成される。

図７は、変形部形成用第１型１８で形成された交差変形部１６ｂを有するリング部材１６の外観と断面とを示している。この実施例では、交差変形部１６ｂは、側部１６ａの下端にあって、内方側に向かって、所定の角度で傾斜している。なお、図５、６に示した交差変形部１６ｂの形成過程において、上型２２を下型２０河に向けて降下させると、側部１６ａには、上端側から下端側に向けて圧力が加わるので、突起部１２ａと凹部１２ｂとで構成された嵌合部１２は、この圧力を受けて、突起部１２ａと凹部１２ｂとの上下方向の間隙が狭くなり、嵌合結合がより一層強固になる。

図８，９は、側部１６ａの下端に、側部１６ａと直交する直交変形部１６ｃ形成する工程を示している。直交変形部１６ｃを形成する際には、図８，９に示す変形部形成用第２型２４が用いられる。これらの図に示した第２型２４は、下型２６と上型２８とを有していて、下型２６には、リング部材１６の側部１６ａの挿入可能な環状凹部２６ａが形成され、環状凹部２６ａの底面は、平坦になっている。一方上型２８は、リング部材１６の側部１６ａ内に挿通される凸部２８ａと、この凸部２８ａが形成された段部２８ｂとを備え、凸部２８ａの先端は、平坦な面になっている。

このような第２型２４の上型２８の凸部２８ａの外周に、第１成形型１８で交差変形部１６ｂが形成されたリング部材１６の側部１６ａを装着して、その先端側を下型２６の環状凹部２６ａ内に挿入して、上型２８を下型２６側に押し下げると、図８に示すように、側部１６ａの上端側から加担側に向けて圧力が加えられ、上型２８が下型２６側に近接すると、側部１６ａの下端側に設けられた交差変形部１６ｂは、環状凹部２６ａの底面に当接して、徐々に変形する。そして、型締めが完了すると、図９に示すように、交差変形部１６ｂは、凸部２８ａの先端と挟持されて変形することで、側部１６ａと直交する面を有する直交変形部１６ｃとなる。

図１０は、変形部形成用第２型２４で形成された直交変形部１６ｃを有するリング部材１６の外観と断面とを示している。この実施例では、直交変形部１６ｃは、側部１６ａの下端にあって、内方側に向かって、側部１６ａと直交するように延設されている。なお、図８、９に示した直交変形部１６ｃの形成過程においても、側部１６ａには、上端側から下端側に向けて圧力が加わるので、突起部１２ａと凹部１２ｂとで構成された嵌合部１２は、この圧力を受けて、突起部１２ａと凹部１２ｂとの上下方向の間隙が狭くなり、嵌合結合がより一層強固になる。

さて、以上のような工程で製造される中空筒型リング部材１６の製造方法および同製造方法により得られるリング部材１６によれば、中空筒型リング部材１６の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材１０を、環状に変形させた状態で、突起部１２ａを凹部１２ｂに嵌合させて、当該突起部１２ａが凹部１２ｂから周方向に離脱不能に係止してリング部材とするので、材料の無駄が非常に少なくなる。より具体的には、実質的に材料が無駄になるのは、突起部１２ａと凹部１２ａｂとからなる嵌合部１２を形成する際に，突起部１２ａの周辺の除去や、凹部１２ｂの貫通孔の除去でのみ発生し、従来の製造方法と比べて、無駄が飛躍的に少なくなる。

なお、上記実施例では、中空筒型リング状部材として、側部１６ａの下端に、これと直交する直交変形部１６ｃを形成する場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定することはなく、例えば、変形部１６ｂ、１６ｃを設けない場合には、図５以降の工程は必要としないし、また、側部１６ａの下端に交差変形部１６ｂだけを形成する場合には、図８以降の工程は必要としない。

図１１は、本発明の実施に採用することができるブランク材１０の端部に設ける嵌合部の変形例を示している。同図（ａ）に示した例では、嵌合部１２０は、同じ構成の２組を並列的に配置した構成になっている。すなわち、嵌合部１２０は、上記実施例と同様に、突起部１２０ａと凹部１２０ｂとを有し、ブランク材１０の一端側に、突起部１２０ａが間隔を隔てて２個形成され、他端側に凹部１２０ｂが間隔を隔てて２個形成されている。このような嵌合部の構成では、上記実施例で示した作用効果に加えて、嵌合結合が増加するので、結合状態が強固になる。

図１１（ｂ）に示した例では、ブランク材１０に２組の嵌合部１２１を形成しているが、この例では、ブランク材１０の一端側に、突起部１２１ａと凹部１２１ｂとが間隔を隔てて形成され、他端側に凹部１２１ｂと突起部１２１ａとが間隔を隔てて形成されている。このような嵌合部の構成では、上記実施例で示した作用効果に加えて、嵌合結合が増加するとともに、周方向に働く作用力が相互に逆方向となるので、結合状態がより一層強固になる。

図１２は、ブランク材１０に配置した嵌合部１２２のさらに別の例を示している。この図に示した嵌合部１２２は、上記実施例と同様に、突起部１２２ａと凹部１２２ｂとを備えている。この例の場合には、嵌合部１２２は、中空筒型リング状部材１６の側部１６ａと直交変形部１６ｃとの間に、跨るように介在さている。なお、直交変形部１６ｃは、交差変形部１６ｂであってよい。このように構成した嵌合部１２２によれば、上記実施例の作用効果に加えて以下の効果が奏される。すなわち、本実施例の嵌合部１２２は、中空筒型リング状部材１６の側部１６ａと直交変形部１６ｃとの間に、跨るように配置されているので、側部１６ａ側の嵌合結合を解除しようとする際には、側部１６ａの端部同士を厚み方向、すなわち、リングの内外方向に離間させようとすることになるが、そのときに、直交変形部１６ｃ側の嵌合結合では、凹凸形状が当接して競り合うことになり、側部１６ａ側の解除を阻止するように作用するので、結合状態がより一層強固になる。

図１３は、ブランク材１０に配置した嵌合部１２３のさらに別の例を示している。この図に示した嵌合部１２３は、図１１に示した例と同様に、２組の突起部１２３ａと凹部１２３ｂとを備えている。この例の場合には、嵌合部１２３は、一方の組の突起部１２３ａと凹部１２３ｂとが中空筒型リング状部材１６の側部１６ａに配置され、他方の組の突起部１２３ａと凹部１２３ｂとが直交変形部１６ｃに配置されている。なお、直交変形部１６ｃは、交差変形部１６ｂであってよい。このように構成した嵌合部１２２によれば、上記実施例の作用効果に加えて、図１２に示した例と同様な作用効果が得られる。

図１４は、本発明にかかる中空筒型リング部材１６０の他の実施例を示している。この図に示した実施例では、リング部材１６０は、円筒形の側部１６０ａを有し、その上下端に直交変形部１６０ｃを形成し、嵌合部１２４は、３組設けられていて、１組が側部１６０に配置され、残りの２組が直交変形部１６０ｃにそれぞれ配置されている。このように構成したリング部材１６０においても、上記実施例と同等の作用効果が奏される。

図１５は、本発明にかかる中空筒型リング部材１６１の他の実施例を示している。この図に示した実施例では、リング部材１６１は、円筒形の側部１６１ａを有し、その上下端に一対の直交変形部１６１ｃを形成し、嵌合部１２５は、側部１６１ａに配置されている。直交変形部１６１ｃは、下端側が側部１６１ａの端部から外方に延設されていて、フランジ状になっているとともに、上端側は、内方側に延設されている。このように構成したリング部材１６１においても、上記実施例と同等の作用効果が奏される。

なお、上記実施例では、中空筒型リング部材として、側部が円形断面の場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、楕円断面や多角形断面などの形状に適用することができる。

以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる中空筒型リング部材の製造方法およびリング部材によれば、ショックアブゾーバ，ダンパーなどのシールリングや、電気照明機器の取付リング、さらに、パイプ，ホースなどの締結リングなどに適用できるので、これらの技術分野において有効に活用することができる。

１０ ブランク材
１２ 嵌合部
１２ａ 突起部
１２ｂ 凹部
１４ 環状成形型
１６ 中空筒型リング部材
１６ａ 側部
１６ｂ 交差変形部
１６ｃ 直交変形部

Claims (4)

1. 中空筒型リング部材の製造方法において、
   前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材を形成する第１工程と、
   前記ブランク材の長手方向の両端部に、端縁側に向けて拡幅する突起部と、端縁側に向けて縮幅する凹部とを備えた相互に嵌合可能な嵌合部を形成する第２工程と、
   前記ブランク材の幅方向が、高さ方向になるように環状に変形させた状態で、前記突起部を前記ブランク材の厚み方向から前記凹部に嵌合させて、当該突起部が前記凹部から周方向に離脱不能に係止して、リング部材とする第３工程と、
   前記中空筒型リング部材の高さ方向の一端側または両端側に、他端側から圧力を加えることで、前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、当該側部と所定の角度で交差する面または直交面からなる変形部を形成する第４工程と、を備えており、
   前記嵌合部は、前記側部と前記変形部との間に跨るように介在させる、
   ことを特徴とする中空筒型リング部材の製造方法。
2. 中空筒型リング部材の製造方法において、
   前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材を形成する第１工程と、
   前記ブランク材の長手方向の両端部に、端縁側に向けて拡幅する突起部と、端縁側に向けて縮幅する凹部とを備えた相互に嵌合可能な嵌合部を形成する第２工程と、
   前記ブランク材の幅方向が、高さ方向になるように環状に変形させた状態で、前記突起部を前記ブランク材の厚み方向から前記凹部に嵌合させて、当該突起部が前記凹部から周方向に離脱不能に係止して、リング部材とする第３工程と、
   前記中空筒型リング部材の高さ方向の一端側または両端側に、他端側から圧力を加えることで、前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、当該側部と所定の角度で交差する面または直交面からなる変形部を形成する第４工程と、を備えており、
   前記嵌合部は、前記ブランク材の両端に２組が並列になるように形成し、一方の嵌合部を前記側部に配置し、他方の嵌合部を前記変形部に配置する、
   ことを特徴とする中空筒型リング部材の製造方法。
3. 所定の高さを有し、周方向に閉止された中空筒型リング部材であって、
   前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材の長手方向の両端部に形成された，端縁側に向けて拡幅する突起部と，端縁側に向けて縮幅する凹部とが，前記ブランク材の幅方向が高さ方向になるように環状に変形された状態で嵌合された嵌合部と、
   前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、
   前記側部と所定の角度で交差する面または直交面とからなる変形部と、を備えており、
   前記嵌合部は、
   前記側部と前記変形部との間に跨がるように介在されている、
   ことを特徴とする中空筒型リング部材。
4. 所定の高さを有し、周方向に閉止された中空筒型リング部材であって、
   前記中空筒型リング部材の高さと周長に対応する幅と長さとを備えた平板状の細長いブランク材の長手方向の両端部に形成された，端縁側に向けて拡幅する突起部と，端縁側に向けて縮幅する凹部とが，前記ブランク材の幅方向が高さ方向になるように環状に変形された状態で嵌合された嵌合部と、
   前記中空筒型リング部材の高さ方向に位置する側部と、
   前記側部と所定の角度で交差する面または直交面とからなる変形部と、を備えており、
   前記嵌合部は、
   前記ブランク材の両端に２組が並列になるように形成されており、一方の嵌合部は前記側部に配置され、他方の嵌合部は前記変形部に配置されている、
   ことを特徴とする中空筒型リング部材。

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