JP6189121B2 - Metal C-ring and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、メタルCリング及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a metal C-ring and a manufacturing method thereof.
一般に、全体形状が円形のメタルCリングを製造することは比較的に容易であって、金属帯板の両端を溶接等にて連結し、あるいは、薄肉パイプを輪切りして、円形短筒状素材(フープ材とも言う)から、製造されている(例えば、特許文献3参照)。即ち、このような円形短筒状素材(フープ材)を、一対の金型によって横断面C型に成形したり、あるいは、一対のロールで挾みながら徐々に横断面C型に成形していく方法が公知である。(このような公知の全体形状円形のメタルCリングの製造方法は、後述の図1〜図3にて、さらに詳しく説明する。) In general, it is relatively easy to manufacture a metal C-ring having a circular overall shape, and both ends of a metal strip are connected by welding or the like, or a thin pipe is cut into a circular short cylindrical material. (Also referred to as a hoop material) (see, for example, Patent Document 3). That is, such a circular short cylindrical material (hoop material) is formed into a cross section C shape by a pair of molds, or gradually formed into a cross section C shape while being squeezed by a pair of rolls. Methods are known. (The manufacturing method of such a known circular metal C ring having a general shape will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3 described later.)
ところが、全体形状が矩形状のメタルCリング(特許文献1参照)の製造方法としては、薄板材から全体形状を矩形環状に金型で打ち抜いて、その後、横断面C型に成形する方法、あるいは、溶接等にて全体を平板矩形環状に形成して後に、金型にて曲げ加工する方法が、用いられてきた。
このような全体矩形状のメタルCリングの従来の製造方法では、大小種々のサイズのメタルCリングを製造するために、サイズ毎に別々の治具・金型を必要とし、かつ、加工効率も低いという問題があった。
However, as a manufacturing method of a metal C ring having a rectangular overall shape (see Patent Document 1), a method of punching the entire shape from a thin plate into a rectangular ring shape with a die, and thereafter forming the cross section into a C shape, or A method has been used in which a whole is formed into a flat plate-like annular shape by welding or the like and then bent by a mold.
In the conventional manufacturing method of such an overall rectangular metal C-ring, in order to manufacture metal C-rings of various sizes, large and small sizes, separate jigs and dies are required for each size, and the processing efficiency is also high. There was a problem of being low.
あるいは、従来技術として、金属帯板の両端を溶接等にて連結して、矩形短筒状素材を形成してから、これを徐々に横断面C型に成形する提案もあるが、現実には、(特別な技術熟練をもってしても)最終製品の寸法精度が悪く、作業能率が悪いという問題がある(例えば、特許文献2参照)。 Alternatively, as a prior art, there is a proposal to form a rectangular short cylindrical material by connecting both ends of a metal strip by welding or the like, and then gradually form this into a C-shaped cross section. There is a problem that the dimensional accuracy of the final product is poor and the work efficiency is poor (for example, see Patent Document 2).
このように、従来の製造方法では、メタルCリングのサイズ毎に別々の治具や金型を必要とし、作業能率も悪いという問題があり、又は、加工に特別な熟練を要したり、若しくは少量生産しかできないという問題があった。 Thus, in the conventional manufacturing method, there is a problem that separate jigs and dies are required for each size of the metal C ring, and work efficiency is poor, or special skill is required for processing, or There was a problem that only small quantities could be produced.
そこで、本発明は、少ない治具をもって容易に、かつ、熟練を要さずに、作製可能であり、大量生産に好適であり、しかも、寸法精度も高く、シール性能も安定して優れた全体形状が矩形状のメタルCリングを提供することを目的とする。また、本発明の製造方法は、サイズ毎に別々の治具や金型を必要とせずに、全体矩形状のメタルCリングを能率良く製造する方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention can be easily manufactured with few jigs and requires no skill, is suitable for mass production, has high dimensional accuracy, and has stable and excellent sealing performance. An object is to provide a metal C ring having a rectangular shape. Another object of the manufacturing method of the present invention is to provide a method for efficiently manufacturing an overall rectangular metal C ring without requiring separate jigs and dies for each size.
そこで、本発明に係るメタルCリングは、全体形状が長辺と短辺を有する矩形状であって、溶接,圧接又は接着によって形成された継目部が上記短辺に配設されている。
また、芯材と、該芯材を被覆する横断面C形の外装材と、から構成され、全体形状が長辺と短辺を有する矩形状であって、上記外装材の開口部は外周側に沿って配設され、しかも、上記外装材の溶接,圧接又は接着によって形成された継目部が上記短辺に配設されている。
また、上記外装材は、内層と外層とから成り、該外層の金属材質は、該内層の金属材質よりも、降伏点が低く塑性変形し易く、全体形状が上記矩形状となるように製造の際に長手方向張力が付与されることで上記外層が上記内層よりも横断面縮径方向に大きく塑性変形して上記内層を掴持するように構成したものである。
また、上記矩形状は4隅にアール弯曲部が形成され、該アール弯曲部の曲率半径は、上記外装材の外径寸法の4倍〜25倍に設定されている。
Therefore, the metal C ring according to the present invention has an overall shape of a rectangular shape having a long side and a short side, and a joint portion formed by welding, pressure welding, or adhesion is disposed on the short side.
Moreover, it is comprised from the core material and the exterior material of the cross-sectional C shape which coat | covers this core material, The whole shape is a rectangular shape which has a long side and a short side, Comprising: The opening part of the said exterior material is an outer peripheral side In addition, a seam portion formed by welding, pressure welding or adhesion of the exterior material is disposed on the short side.
Further, the outer packaging material is composed of an inner layer and an outer layer, and the metal material of the outer layer is manufactured so that the yield point is lower than the metal material of the inner layer and plastic deformation is easy, and the overall shape is the rectangular shape. When the longitudinal tension is applied, the outer layer is configured to be more plastically deformed in the direction of diameter reduction of the cross section than the inner layer to grip the inner layer.
The rectangular shape has rounded corners at four corners, and the radius of curvature of the rounded corner is set to 4 to 25 times the outer diameter of the exterior material.
そして、本発明に係るメタルCリングの製造方法は、全体形状が円形のメタルCリング中間体を製作し、次に、矩形の4隅を形成するためのアール弯曲部形成受け具を、上記中間体の内周側に対応させ、該アール弯曲部形成受け具の移動によって、上記中間体に長手方向張力を付与し、上記受け具にてアール弯曲部を有する4隅を形成しつつ全体形状を矩形状に塑性変形させる方法である。
また、4個の上記アール弯曲部形成受け具は、相対的に近接分離自在に往復移動する第1部材・第2部材に2個ずつに分けて取着し、第1部材・第2部材の各2個の受け具によって短辺を形成すると共に、第1部材と第2部材の分離方向の移動にて長辺を形成するように構成した。
また、好ましくは、上記アール弯曲部形成受け具は回転自在なローラとする。
また、第1部材の2個の受け具の間、又は、第2部材の2個の受け具の間に、メタルCリング中間体の溶接,圧接又は接着によって形成された継目部を配置して、第1部材と第2部材の上記分離方向の移動にて上記長辺に作用する張力が上記受け具を介して短辺側の上記継目部に間接に作用するようにした方法である。
And the manufacturing method of the metal C ring which concerns on this invention manufactures the metal curling part formation receptacle for producing the metal C ring intermediate body whose whole shape is circular, and then forming four corners of a rectangle. Corresponding to the inner peripheral side of the body, the intermediate body is given longitudinal tension by the movement of the curved portion forming receiver, and the overall shape is formed while forming the four corners having the curved portion by the receiver. This is a method of plastic deformation in a rectangular shape.
In addition, the four above-described curved portions forming receivers are attached to the first member and the second member, which are reciprocally moved so as to be relatively close to each other. The short side is formed by each of the two receivers, and the long side is formed by moving the first member and the second member in the separating direction.
Preferably, the rounded bent portion forming receiver is a rotatable roller.
Further, a seam formed by welding, pressure welding or adhesion of a metal C ring intermediate body is arranged between the two receivers of the first member or between the two receivers of the second member. This is a method in which the tension acting on the long side by the movement of the first member and the second member in the separation direction indirectly acts on the joint portion on the short side via the support.
本発明のメタルCリングは、製造途中にて破損を生じ易い溶接等の継目部に過大な引張力が掛からないで製造できる。そして、シール性能に優れ、寸法精度も安定して優れる。
The metal C-ring of the present invention can be manufactured without applying an excessive tensile force to a joint portion such as welding that is easily damaged during the manufacturing. And it is excellent in sealing performance and the dimensional accuracy is also stable and excellent.
また、本発明に係るメタルCリングの製造方法によれば、全体矩形状のメタルCリングを、安価に多量生産することを初めて実現できた。しかも、治工具・金型等を最少とすることができて、加工効率も著しく向上できる。 In addition, according to the metal C-ring manufacturing method of the present invention, it has been possible to realize mass production of a generally rectangular metal C-ring at a low cost for the first time. In addition, the number of jigs and dies can be minimized, and the processing efficiency can be remarkably improved.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図9は、本発明に係る製造方法によって製作されたメタルCリング1を示し、このメタルCリング1は、図10に示したように、(ラジアル)外方向に開口する開口部10を有する横断面C字形であり、しかも、図9のように長辺21と短辺22を有する矩形状(矩形閉環状)であって、継目部20───星印をもって図9に示す───が短辺22に配設される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
FIG. 9 shows a metal C-
また、図4と図10に示すように、コイルバネ(又は図示省略のゴム等の弾性線材等)から成る芯材11と、この芯材11を被覆する横断面C形の外装材12と、から構成されている。図4,図10では、この外装材12が内層12Aと外層12Bとから成り、外層12Bの金属材質は、内層12Aの金属材質よりも、降伏点が低く、塑性変形し易いものが選定されている。例えば、内層12Aは、ステンレス鋼や、Ni−Fe−Cr−Nb−Mo合金等のNi基合金等の降伏点が高く、硬い材質を使用する。外層12Bとしては、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、あるいは、銀合金等の降伏点が低く、軟らかい材質を使用する。このように、外層12Bが軟らかい材質で降伏点が低い材質としたことによって、メタルCリング1を対向する2平面間にて挾着した密封使用状態下で、その2平面各々に対する“なじみ性”が良好となるが、それ以外に、本発明では後述する製造方法によれば、別の作用・効果が得られる(後に説明する)。
Also, as shown in FIGS. 4 and 10, a
次に、図9に基づいて全体形状を説明すれば、4隅にアール弯曲部3が形成された矩形状(長方形状)であって、このアール弯曲部3の(内側面での)曲率半径R3は、外装材12の(横断面における)外径寸法D12の4倍以上、好ましくは、5倍以上にすることが好ましい。上限値は、特定する必要はないが、好ましくは、外径寸法D12の25倍以下である。下限値未満であると、後述の円形から矩形への変形(図5,図6,図7又は図12,図13,図14参照)がスムーズに行い難くなる傾向となる。また、上限値を越すと、使用箇所の矩形窓部の形状に一致しない可能性がある。
Next, the overall shape will be described with reference to FIG. 9. It is a rectangular shape (rectangular shape) with
また、図9に於て、全体矩形の内周側にて測定した長辺寸法L21と短辺寸法S22の間には、次式が成立する。
1.5≦L21/S22≦3
望ましくは、
1.8≦L21/S22≦2.2
具体的には、例えば、L21=700mm,S22=350mm等に設定する。
Further, in FIG. 9, the following equation is established between the long side dimension L 21 and the short side dimension S 22 measured on the inner peripheral side of the entire rectangle.
1.5 ≦ L 21 / S 22 ≦ 3
Preferably
1.8 ≦ L 21 / S 22 ≦ 2.2
Specifically, for example, L 21 = 700 mm, S 22 = 350 mm, etc. are set.
図4、及び、図8〜図10に示した実施の一形態では、芯材11と外装材12とから構成され、全体形状が長辺21と短辺22を有する矩形状であり、外装材12の開口部10は外周側(ラジアル外方)に沿って配設され、しかも、外装材12の継目部20が短辺22に配設されている。
ところで、継目部20としては、溶接によるもの(溶接継目部)、圧接によるもの(圧接継目部)、又は、接着によるもの(接着継目部)等が挙げ得るが、ロット間のばらつきの少なさ、及び継目部内でのばらつきの少なさと安定性の面から、溶接継目部が好適である。
In the embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 8 to FIG. 10, it is composed of a
By the way, as the
次に、本発明に係るメタルCリングの製造方法について説明する。図1〜図3は、全体形状が円形のメタルCリング中間体5の製造する工程を、順次、図示したものである。図4の内層12Aを作るために、金属帯板6Aの両端を(2点鎖線にて示した)溶接や接着又は圧接等の接合部7Aにて連結して円形短筒状素材(フープ材)8Aを製作する。また、図4の外層12Bを作るために、別の金属帯板6Bの両端を(2点鎖線にて示した)溶接や接着又は圧接等の接合部7Bにて連結して円形短筒状素材(フープ材)8Bを製作する。
Next, a method for manufacturing a metal C ring according to the present invention will be described. 1 to 3 sequentially illustrate the steps of manufacturing the metal C-ring intermediate 5 having a circular overall shape. In order to make the
次に、図2に示すように2層に嵌合させる。次に、曲げ加工又はロール加工にて、図2の上部位に2点鎖線に示した如くU字状に塑性加工しつつ、芯材11を装入し、さらに、C字形まで塑性加工することによって、図3に示した、全体形状が円形、かつ、外向きC字状横断面のメタルCリング中間体5を製作する。
図示しないが、フープ材8Aに芯材11を装入しながらC字形にした後に、フープ材8BをC字形となったフープ材8Aの外側に沿わせて、フープ材8Bをフープ材8Aの外周に沿わせてC字形に製作してもよい。
後者の方が、フープ材を別々に加工するので、同時に加工する場合より、加工によるそれぞれのフープ材の伸び、縮みを考慮せずに製作できる点で好ましい。
また、外装材12を2層とする場合、各フープ材8A,8Bの継目部20,20は、必ずしも一致させる必要はない。
Next, as shown in FIG. Next, the
Although not shown, after the
The latter is preferable because the hoop materials are processed separately, and can be manufactured without considering the expansion and contraction of each hoop material due to the processing, as compared with the case of simultaneous processing.
Further, when the
ところで、図1〜図3にて上述した全体形状円形の中間体5の製造方法は、公知の方法であって、既述の特許文献3等にも掲載され、広く実施されていると共に、ここで述べた以外の製造方法を用いて中間体5を製作することも、自由である。しかしながら、その後の工程が、独自のものであり、以下、詳説する。
By the way, the manufacturing method of the intermediate-shaped circular intermediate body 5 described above with reference to FIGS. 1 to 3 is a known method, which is also described in the above-mentioned
即ち、図5に示したように、矩形の4隅を形成するためのアール弯曲部形成受け具30,30,31,31を前記中間体5の内周側に対応させ、アール弯曲部3(図9参照)を形成するためのアール弯曲部形成受け具30,30,31,31の矢印G,G方向の移動によって、図5に示したような円形の中間体5を、図6に示すような樽型(両端の短辺側より、長辺の中央付近が膨らんでいる形状)を経て、さらに、図7に示した矩形状にまで、変形する。つまり、長手方向張力Fを、線条体としての外装体12に付与し、かつ、受け具30,30,31,31にて、アール弯曲部3,3,3,3を4隅に形成し、図7及び図9に示すような全体矩形状に塑性変形させる。
That is, as shown in FIG. 5, the curved
さらに、具体的に説明すると、4個のアール弯曲部形成受け具30,30,31,31は、矢印G及びその逆方向に、相対的に近接分離自在に、往復移動する第1部材13・第2部材14に、2個ずつ分けて取着されている。
また、2個のアール弯曲部形成受け具31,31は固定し、2個のアール弯曲部形成受け具30,30を相対的に近接分離自在としてもよい。
後者の方が、設備が簡単な構成にできるので、好ましい。図例では、上方の第1部材13には、2個の受け具30,30が取着され、下方の第2部材14には、別の2個の受け具31,31が取着されている。
More specifically, the four rounded curved
Further, the two rounded curve
The latter is preferable because the equipment can be configured simply. In the example shown in the figure, the upper
図9と図7から明らかなように、第1部材13の2個の受け具30,30によって、図9の上方の短辺22を形成し、他方、第2部材14の2個の受け具31,31によって、図9の下方の短辺22を形成する。かつ、第1部材13と第2部材14の分離方向の移動G,Gにて長辺21,21を形成する。
そして、図8から明らかなように、アール弯曲部形成受け具30,31は、枢支軸15の軸心L15廻りに回転自在なローラR0とする。
As is apparent from FIGS. 9 and 7, the two receiving
As is apparent from FIG. 8, the rounded bent
図5に示すように、中間体5の継目部20は、第1部材13の2個の受け具30,30の間───好ましくは中央近傍───に配置する。この配置によって、第1部材13と第2部材14の分離方向の移動(矢印G参照)にて、長辺21に作用する張力F(図7と図6参照)が、受け具30,30を介して短辺22側の上記継目部20に間接に作用する。
また、外装材12が内層12A、外層12Bの2層構造の場合、外層12Bの継目部20が第1部材13の2個の受け具30,30の間───好ましくは、中央付近───に配置すればよい(内層12Aの継目部20は、第1部材13の2個の受け具30,30の間になくてもよい。なお、好適な態様として、内層12A、外層12Bの継目部20が、第1部材13の2個の受け具30,30の間───好ましくは、中央付近───に配置すればよい)。
芯材11がコイルばね、内層12Aがステンレス鋼、外層12Bがアルミニウム又はアルミニウム合金の構成の場合、内層12Aの継目部20は、円形から矩形に変形させても十分な伸び、強度を有するので、継目部20での破断は起こり難い。
一方、外層12Bのアルミニウム又はアルミニウム合金の継目部20は、円形から矩形に変形させた場合、特に継目部20は、変形に耐え得る伸び、強度を有しないので、その影響を受け難くするために、外層12Bの継目部20は、第1部材13の2個の受け具30,30の間───好ましくは、中央付近───に配置しなければならない。
As shown in FIG. 5, the
Further, when the
When the
On the other hand, when the
なお、(図示省略したが、)第2部材14の2個の受け具31,31の間に(好ましくは中央近傍に)、中間体5の継目部20を配置して、第1部材13と第2部材14の矢印G方向の(相対的)分離移動にて、長辺21に作用する張力F(図7と図6参照)が、受け具31,31を介して下方の短辺22側の継目部20に間接に伝達するようにするも好ましい。
The
図8に示すように、ローラR0には両鍔部16,16が十分な高さで突出状に設けられ、そのU字状の凹溝18は中間体5の横断面形状における外径寸法よりも大きな深さに形成され、かつ、その外径寸法に等しい溝幅寸法W18に形成される。また、凹溝18の溝底の半径R18は、中間体5の横断面形状の半径寸法にするのが望ましい。そのようにローラR0の凹溝18及び鍔部16,16を構成することで、大きな張力Fが作用して(図6から図7のように)塑性変形する際に、メタルCリング1の横断面形状が元の中間体5の横断面形状を維持できる。つまり、図9に示した完成品に於けるメタルCリング1の外径寸法D12が中間体5の外径寸法と同等に維持されると共に、(図10に示すように)真円形状を維持できる。そして、図8に示した凹溝18の溝底半径R13は、図9に示したアール弯曲部3の曲率半径R3と相等しい。
As shown in FIG. 8, the roller R 0 is provided with both
図11は、図10に対応して示した、他の実施の形態の拡大断面図であって、外装材12を一層のみをもって形成する場合である。このような一層の外装材12を有することも自由である。また、図示省略したが、図10又は図11に示した芯材11としてコイルバネに代えて、線状のゴム材等の弾性体を内装することも可能である。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of another embodiment shown corresponding to FIG. 10, in which the
次に、図12〜図14は、既述した図5〜図7に代わる他の実施形態を例示する。アール弯曲部形成受け具30,31が、ローラR0から、円弧状固定部材32,33に変更自由であることを示す。この固定部材32,33は、各々、例えば、四半円弧状とした形状であり、第1部材13には一対の固定部材32,32が固着され、第2部材14には別の一対の固定部材33,33が固着される。各固定部材32,33の外周側の滑り面34の曲率半径R32,R33は、図9に示す完成品としてのメタルCリング1のアール弯曲部3の曲率半径R3と等しいように設定する。
Next, FIGS. 12 to 14 illustrate another embodiment instead of the above-described FIGS. It is shown that the rounded curved
ところで、各固定部材32,33の外周滑り面34の横断面形状については、図8に示した凹溝18と同じ半径R18、乃至、僅かに大きな半径とした滑り凹溝面状に形成するのが望ましい。但し、所望により、各固定部材32,33の外周滑り面34に凹溝を形成しない平滑円筒面とすることも可能である(このことは、図8のローラR0についても同様である)。
By the way, the cross-sectional shape of the outer peripheral sliding
図12〜図14に示した実施の形態に於けるメタルCリング製造方法は、図5〜図7に於て既述した製造方法と同様であり、同一符号は同様の構成を示しており、重複説明をここでは省略する。 The metal C-ring manufacturing method in the embodiment shown in FIGS. 12 to 14 is the same as the manufacturing method described in FIGS. 5 to 7, and the same reference numerals indicate the same configuration. A duplicate description is omitted here.
次に、図15に示したグラフ図は、横軸に変位ΔHをとり縦軸に荷重Wgをとって、前述の図5〜図7(又は図12〜図14)に示したように、円形環状の中間体5に負荷される矢印G方向の荷重Wgが、上下の受け具30,31間の距離Hの変化(変位;ΔH)によって如何に変化するかを示す。
Next, in the graph shown in FIG. 15, the displacement ΔH is taken on the horizontal axis and the load Wg is taken on the vertical axis, and as shown in FIGS. It shows how the load Wg in the direction of the arrow G applied to the annular intermediate body 5 changes according to the change (displacement; ΔH) of the distance H between the upper and
即ち、図5(図12)に示した状態は、図15中の符号aが該当し、荷重Wgは小さくても変位ΔHが急に進行する。続いて、図6(図3)に示した状態は、図15の符号bの領域が該当し、距離Hの変位ΔHによって一直線状に急激に荷重Wgが上昇する領域であって、張力Fが急に増加しつつ変形を生じつつ中間体5が伸長して(円形から)矩形に弾性変形してゆく。 That is, the state shown in FIG. 5 (FIG. 12) corresponds to the symbol a in FIG. 15, and the displacement ΔH advances rapidly even if the load Wg is small. Subsequently, the state shown in FIG. 6 (FIG. 3) corresponds to the region b in FIG. 15 and is a region where the load Wg suddenly increases linearly by the displacement ΔH of the distance H, and the tension F is The intermediate body 5 expands (from a circular shape) and elastically deforms into a rectangular shape while deforming while increasing rapidly.
図15中の×印は、傾斜状の2点鎖線24に沿って、変位ΔHに対して荷重Wgが急激上昇する領域と、2点鎖線24から離れて荷重Wgが僅かに増加すれば急激に変位ΔHが生ずる領域(符号e)との変位点を示す。この変位点(×印)を見掛けの降伏点と呼ぶこととする。
A cross in FIG. 15 indicates a region where the load Wg rapidly increases with respect to the displacement ΔH along the inclined two-
本発明に於て、図7(図14)に示す最終の全体形状矩形まで塑性変形させた状態を2重丸印(符号c)をもって、図15中に示した。即ち、本発明では、見掛けの降伏点(×印)の荷重Wxよりも大き目の最終荷重Wcを掛ける。
この両荷重Wx,Wcの間には次式が成立するように最終荷重Wcを設定する。
1.001・Wx≦Wc≦1.10・Wx
より好ましくは、
1.005・Wx≦Wc≦1.05・Wx
とする。
In the present invention, the state of plastic deformation to the final overall shape rectangle shown in FIG. 7 (FIG. 14) is shown in FIG. That is, in the present invention, a final load Wc that is larger than the load Wx of the apparent yield point (x mark) is applied.
A final load Wc is set between the two loads Wx and Wc so that the following equation is established.
1.001 · Wx ≤ Wc ≤ 1.10 · Wx
More preferably,
1.005 ・ Wx ≦ Wc ≦ 1.05 ・ Wx
And
上述の如く、見掛けの降伏点の荷重Wxよりも大きい最終荷重Wcを負荷する理由は次の通りである。即ち、図5(図13)から図6(図14)のように、全体形状を矩形に変形させる途上で、内外周の周長差によって、(内周側と外周側の歪量及び内部応力に差異を生じ)、見掛けの降伏点を最終とすると、座屈を生ずる虞れがあるためである。 As described above, the reason for applying the final load Wc larger than the apparent load Wx is as follows. That is, as shown in FIG. 5 (FIG. 13) to FIG. 6 (FIG. 14), in the course of deforming the overall shape into a rectangle, due to the circumferential length difference between the inner and outer circumferences, This is because, if the apparent yield point is the final, buckling may occur.
あるいは、図4と図10等に示した内層12Aと外層12Bとから成る外装材12では、材料(金属材質)の降伏点が相違し、一方が塑性変形していても他方が僅かに弾性域が残留している場合に、上記座屈を生じたり、局部的に変形を生ずる虞れがあるため、前記最終荷重までを負荷するのが望ましい。
Alternatively, in the
なお、外層12Bの金属材質が、内層12Aの金属材質よりも、降伏点が低く塑性変形し易い場合、全体形状が矩形状となる製造の際(図7,図14参照)、長手方向張力Fが付与されることで、外層12Bが内層12Aよりも横断面縮径方向に大きく塑性変形して内層12Aを外側から掴持して、間隙無く密に、2層を形成できる利点もある。
ところで、本発明に於て、長手方向張力Fとは、矩形にした時に長辺となる側と同じ方向に作用する張力(荷重)のことを示す。
When the metal material of the
By the way, in this invention, the longitudinal direction tension F shows the tension | tensile_strength (load) which acts in the same direction as the side which becomes a long side, when it makes it a rectangle.
本発明に係るメタルCリング1の用途としては、半導体製造装置、圧力容器、真空容器等がある。上述のように本発明に係る製造方法では、従来から広く用いられてきた全体形状が円形のメタルCリングを、出発的として、これを巧妙に矩形に塑性変形させるもので、サイズ毎の金型や治工具等が省略可能であって、少量多品種生産にも好適な方法である。
Applications of the
本発明に係るメタルCリングの製造方法に於て、継目部20は伸びにくく破断し易いため、図3に示した円形の中間体5の材質が軟化する温度で熱処理することが望ましい。また、図4や図10に示したように、2層タイプのメタルCリング1の場合、外層12Bが内層12Aよりも破断し易いので、外層12Bが軟化する温度で熱処理するのが望ましく、特に、外層12Bが軟質金属である場合、内層12Aが軟化せずに、外層12Bが軟化する温度を選定することが望ましい。
In the metal C-ring manufacturing method according to the present invention, the
図7,図14及び図15で説明した全体形状矩形への塑性加工によって、アール弯曲部3と直線状長辺21と短辺22に機械的強度(硬さ)に差異が生じ易いため、その後に(上述と同様に)熱処理を行うことも好ましい。
Since the plastic processing to the overall shape rectangle described in FIGS. 7, 14 and 15 is likely to cause a difference in mechanical strength (hardness) between the rounded
本発明に係るメタルCリングは以上述べたように、全体形状が長辺21と短辺22を有する矩形状であって、継目部20が上記短辺22に配設されているので、全体形状が円形のメタルCリング(中間体5)をベースとして、図6,図7(図13,図14)のように、4個の受け具30,30;31,31を移動Gさせて、荷重Wgを付与するときに、長辺21,21には直接に引張力Fや衝撃が作用するといえども、短辺22には間接的な引張力が作用し、受け具30,30;31,31にて衝撃も緩和され、継目部20に亀裂等の損傷が生じないので、製作し易く、かつ、不良品も発生せずに品質が良好に安定する。
As described above, the metal C ring according to the present invention has a rectangular shape having a
また、芯材11と、該芯材11を被覆する横断面C形の外装材12と、から構成され、全体形状が長辺21と短辺22を有する矩形状であって、上記外装材12の開口部10は外周側に沿って配設され、しかも、上記外装材12の継目部20が上記短辺22に配設されている構成であるので、開口部10がアール弯曲部形成受け具30,31によって異常変形を生じたり傷付くことが防止できて、高精度に安定した横断面形状にアール弯曲部3が形成できる。さらに、全体形状が円形のメタルCリング(中間体5)をベースとして、図6,図7(図13,図14)のように、4個の受け具30,30;31,31を移動Gさせて、荷重Wgを付与するときに、長辺21,21には直接に引張力Fや衝撃が作用するといえども、短辺22には間接的な引張力が作用し、受け具30,30;31,31にて衝撃も緩和され、継目部20に亀裂等の損傷が生じないので、製作し易く、かつ、不良品も発生せずに品質が良好に安定する。
Moreover, it is comprised from the
また、上記外装材12は、内層12Aと外層12Bとから成り、該外層12Bの金属材質は、該内層12Aの金属材質よりも、降伏点が低く塑性変形し易く、全体形状が上記矩形状となるように製造の際に長手方向張力Fが付与されることで上記外層12Bが上記内層12Aよりも横断面縮径方向に大きく塑性変形して上記内層12Aを掴持するように構成したので、平行な2平面に密接して密封する際に、外層12Bの材質が軟らかく、なじみ易くシール性能が向上するのみならず、全体形状を矩形に変形させる製造工程によって、外層12Bが内層12Aに密着化して、間隙無く、外嵌できて横断面形状が安定して高精度な円形2層構造となる(図10参照)。
The
また、上記矩形状は4隅にアール弯曲部3が形成され、該アール弯曲部3の曲率半径R3は、上記外装材12の外径寸法D12の4倍〜25倍に設定されているので、製造の際にアール弯曲部3に無理な過大塑性変形を起こすことなく、美しくアール弯曲部3を形成できる。特に、曲率半径R3を、外径寸法D12の5倍〜10倍とするのが好ましい。
Further, the rectangular shape is rounded
また、本発明に係るメタルCリングの製造方法によれば、全体形状が円形のメタルCリング中間体5を製作し、次に、矩形の4隅を形成するためのアール弯曲部形成受け具30,30,31,31を、上記中間体5の内周側に対応させ、該アール弯曲部形成受け具30,30,31,31の移動によって、上記中間体5に長手方向張力Fを付与し、上記受け具30,30,31,31にてアール弯曲部3を有する4隅を形成しつつ全体形状を矩形状に塑性変形させる構成であるので、現在多量に製造されている全体形状が円形のメタルCリングをそのまま利用できて、製造設備が簡素化可能となる。しかも、メタルCリングの品質も安定する。特に、製品サイズの大小に応じて金型や治工具を必要とせず、簡易な設備にて、安価に製造可能であり、多品種少量生産にも好適な製造方法であって、半導体製造設備等の要望にも迅速に対応できる。
Moreover, according to the manufacturing method of the metal C-ring according to the present invention, the metal C-ring intermediate body 5 having a circular overall shape is manufactured, and then the curved
また、4個の上記アール弯曲部形成受け具30,30,31,31は、相対的に近接分離自在に往復移動する第1部材13・第2部材14に2個ずつに分けて取着し、第1部材13・第2部材14の各2個の受け具30,30;31,31によって短辺22を形成すると共に、第1部材13と第2部材14の分離方向の移動にて長辺21,21を形成するように構成したので、第1部材13と第2部材14のいずれか一方、又は、両方を、流体シリンダや電気駆動往復アクチュエータ等にて往復移動させて、安価に、かつ、容易に、特に、従来の作業者の熟練を要することなく、大型の金型や治工具を要することなく、多品種少量生産も実現できる。
Further, the four rounded curved
また、上記アール弯曲部形成受け具30,31は回転自在なローラR0とすることによって、全体形状に塑性変形させる際に、無理な力が局部的に作用することが防止でき、高品質のメタルCリングが容器かつスムーズに製作できる。
Moreover, when the above-mentioned
また、第1部材13の2個の受け具30,30の間、又は、第2部材14の2個の受け具31,31の間に、メタルCリング中間体5の継目部20を配置して、第1部材13と第2部材14の上記分離方向の移動にて上記長辺21に作用する張力Fが上記受け具30,30を介して短辺22側の上記継目部20に間接に作用するようにしたので、継目部20の製造時の損傷(亀裂発生等)を防止できる。
Further, the
1 メタルCリング
3 アール弯曲部
5 メタルCリング中間体
10 開口部
11 芯材
12 外装材
12A 内層
12B 外層
13 第1部材
14 第2部材
20 継目部
21 長辺
22 短辺
30,31 アール弯曲部形成受け具
F 張力
R0 ローラ
R3 曲率半径
D12 外径寸法
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