JP7159648B2 - インパクトプレス装置、製造装置、及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インパクトプレス装置、製造装置、及び製造方法に関する。

特許文献１には、ダイスの底部に孔を設けてこの孔を開閉することによりスラグ底面の製品側面へのメタルフローを抑制した衝撃押出成形が開示されている。

特許第４１５４３３７号公報

ここで、インパクトプレス加工では、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分に、ショックライン（表面粗さが他の領域よりも大きい領域）が周方向に沿って発生する場合がある。

本発明は、溝の最大深さが０.０５ｒ未満であること、第一距離が０.１５ｒを超えること、及び、第二距離が最大深さ未満であることのいずれかを満たす構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できるようにすることを目的とする。

第１態様は、金属塊が配置される凹部を有し、該凹部の底面の外周部に形成された溝を有するダイスと、前記ダイスに対して相対移動して先端部が前記凹部内に挿入されるパンチと、を有し、前記ダイスの前記凹部の半径をｒとした場合、前記溝の最大深さが０.０５ｒ以上であり、前記溝の断面の重心と前記凹部の内周面との第一距離が０.１５ｒ以下であり、前記パンチを前記底面に接触させたときの前記溝の最底部と前記パンチとの第二距離が、前記最大深さ以上である。

第２態様は、前記最大深さが０.０８ｒ以上である。

第３態様は、前記最大深さが０．１ｒ以下である。

第４態様は、前記第二距離が、前記最大深さよりも長い。

第５態様は、金属塊が配置される凹部を有するダイスと、前記ダイスに対して相対移動して先端部が前記凹部内に挿入されるパンチと、前記ダイスの凹部の底面の外周部に形成された溝であって、前記パンチのプレスによって内部に進入してきた金属塊を滞留させる前記溝と、を備える。

第６態様では、前記パンチは、プレスによって、前記金属塊における前記底面側の外周部分を前記溝の内部に進入させ、前記溝は、前記パンチのプレスによって内部に進入してきた前記外周部分を滞留させる。

第７態様では、前記溝は、前記パンチのプレスによって内部に進入してきた前記外周部分を、成形される筒体の軸方向端部となる部分に留まらせる。

第８態様では、前記溝は、前記パンチのプレスによって内部に進入してきた前記外周部分を、前記溝内に留まらせる。

第９態様では、前記パンチは、プレスによって、前記金属塊における前記底面側の中央部分を、前記凹部の内周面と前記パンチの外周面との間を通過させる。

第１０態様は、第１態様から第９態様のいずれか１つの態様のインパクトプレス装置、を備え、前記インパクトプレス装置によって前記金属塊をインパクトプレス加工して、筒体を製造する。

第１１態様は、前記インパクトプレス装置によって金属塊をインパクトプレス加工して成形された円筒体をしごき加工するしごき加工装置と、を備え、前記しごき加工装置によるしごき加工によって、前記円筒体としての、電子写真式の感光体用の支持体を製造する。

第１２態様は、第１態様から第９態様のいずれか１つの態様のインパクトプレス装置を準備する工程と、前記インパクトプレス装置の凹部に金属塊を配置する工程と、前記インパクトプレス装置のパンチをダイスに対して相対移動して、前記金属塊にインパクトプレス加工を行う工程と、を有する、筒体を製造する。

第１態様の構成によれば、溝の最大深さが０.０５ｒ未満であること、第一距離が０.１５ｒを超えること、及び、第二距離が最大深さ未満であることのいずれかを満たす構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第２態様の構成によれば、溝の最大深さが０．０８ｒ未満である構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第３態様の構成によれば、溝の最大深さが０．１ｒを超える構成に比べ、材料効率が向上する。

第４態様の構成によれば、第二距離が最大深さと同じである構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第５態様の構成によれば、パンチのプレスによって溝の内部に進入してきた金属塊が、滞留せずに、成形される筒体の側面へ移動する構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第６態様の構成によれば、パンチのプレスによって溝の内部に進入してきた金属塊の外周部分が、滞留せずに、成形される筒体の側面へ移動する構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第７態様の構成によれば、パンチのプレスによって溝の内部に進入してきた金属塊の外周部分が、成形される筒体の軸方向端部となる部分を超えて移動する構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第８態様の構成によれば、パンチのプレスによって溝の内部に進入してきた金属塊の外周部分が溝の外部へ移動する構成に比べ、成形される筒体の側面における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制できる。

第９態様の構成によれば、金属塊における底面側の中央部分を溝の内部に留まらせる構成に比べ、材料効率が向上する。

第１０態様の構成によれば、凹部の底面の外周部に溝が形成されていないインパクトプレス装置を用いて、インパクトプレス加工する製造装置に比べ、側面における軸方向の中央側の部分でのショックラインの発生が抑制された筒体を得ることができる。

第１１態様の構成によれば、凹部の底面の外周部に溝が形成されていないインパクトプレス装置を用いて、インパクトプレス加工する製造装置に比べ、側面における軸方向の中央側の部分でのショックラインの発生が抑制された電子写真式の感光体用の支持体を得ることができる。

第１２態様の構成によれば、凹部の底面の外周部に溝が形成されていないインパクトプレス装置を用いて、インパクトプレス加工する製造方法に比べ、側面における軸方向の中央側の部分でのショックラインの発生が抑制された筒体を得ることができる。

本実施形態に係る製造装置のインパクトプレス装置の構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るインパクトプレス装置の構成を示す側断面図である。 図１に示されるインパクトプレス装置において、パンチをダイスの凹部に挿入させた状態を示す斜視図である。 図２に示されるインパクトプレス装置の側断面図である。 図１に示されるインパクトプレス装置において、成形された円筒体をパンチから取り外す過程を示す斜視図である。 本実施形態に係るインパクトプレス装置のパンチの一部及びダイスの一部を拡大して示す側断面図である。 本実施形態に係る製造装置のしごき加工装置の構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るしごき加工装置の構成を示す側断面図である。 本実施形態に係る製造装置の切断装置の構成を示す概略図である。 図９に示される切断装置で円筒体を切断した状態を示す概略図である。 実施例及び比較例の評価結果を示す表である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。

＜製造装置１００＞
本実施形態に係る製造装置１００の構成を説明する。

図１等に示される製造装置１００は、筒体を製造する製造装置の一例である。具体的には、製造装置１００は、電子写真式の感光体ドラム用の円筒管４００（図１０参照）を製造する機能を有している。すなわち、製造装置１００は、電子写真式の感光体用の支持体を製造する製造装置の一例ともいえる。なお、製造装置１００が製造する対象は、電子写真式の感光体ドラム用の円筒管４００に限られない。例えば、製造装置１００は、現像ロールに用いられる円筒体などを製造する装置であってもよい。また、製造装置１００は、電池ケースなどの角筒を製造する装置であってよい。すなわち、製造対象の筒体の断面形状は、円形状だけでなく、四角形等を含む多角形状などであってもよく、種々の形状とすることが可能である。

製造装置１００は、具体的には、インパクトプレス装置１０（図１及び図２参照）と、しごき加工装置２００（図７及び図８参照）と、切断装置３００（図９及び図１０参照）と、を有している。以下、インパクトプレス装置１０、しごき加工装置２００、及び切断装置３００について説明する。

（インパクトプレス装置１０）
図１及び図２には、インパクトプレス装置１０の構成が示されている。図１及び図２に示されるインパクトプレス装置１０は、素材である金属塊に対してインパクトプレス加工を行う装置の一例である。具体的には、インパクトプレス装置１０は、金属塊の一例としてのスラグ３０に対して、衝撃（インパクト）を付与して、有底の筒体を成形する機能を有している。

インパクトプレス装置１０は、一例として、図中の矢印＋Ｙ方向側を鉛直上方側とし、図中の矢印－Ｙ方向側を鉛直下方側とした向きに配置されている。なお、インパクトプレス装置１０は、＋Ｙ方向側を水平方向側とした向きに配置されていてもよく、インパクトプレス装置１０が配置される向きと、重力方向との関係は、不問である。

インパクトプレス装置１０は、具体的には、図１に示されるように、ダイス２０と、パンチ４０と、ストリッパー６０と、を有している。以下、スラグ３０、及びインパクトプレス装置１０の各部（ダイス２０、パンチ４０、及びストリッパー６０）について説明する。

（スラグ３０）
スラグ３０は、金属塊の一例である。スラグ３０の材料、形状、大きさ等は、成形品の形状、大きさ、用途などに応じて選択される。本実施形態のように、電子写真式の感光体用の支持体を製造する場合は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の円盤状又は円柱状のスラグ３０が好適に用いられる。なお、成形品の形状などによっては、楕円柱状、角柱状などのスラグ３０を用いてもよい。

スラグ３０として用いられるアルミニウム合金としては、アルミニウムのほかに、例えばＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等を含むアルミニウム合金が挙げられる。電子写真式の感光体用の支持体を製造する場合に用いるスラグ３０に含まれるアルミニウム合金は、いわゆる１０００系合金が好ましい。

スラグ３０を作製する方法は限定されず、例えば、円柱状又は円盤状のスラグ３０を使用する場合は、長手方向に垂直な断面が円形である棒状の金属材料をスラグ３０の高さ（厚み）に相当する長さに切断する方法、スラグ３０の高さ（厚み）に相当する厚みを有する金属板を円形状に打ち抜く方法などが挙げられる。

（ダイス２０）
図１及び図２に示されるダイス２０は、金属塊が配置される凹部を内部に有し、該凹部の底面の外周部に形成された溝を有するダイスの一例である。具体的には、ダイス２０は、図２に示されるように、スラグ３０が配置される凹部２２を内部に有し、凹部２２の底面２３の外周部に形成された溝２４を有する雌型である。さらに具体的には、ダイス２０は、以下のように構成されている。

ダイス２０は、図１に示されるように、例えば、円盤状に形成されている。凹部２２は、ダイス２０の上面（＋Ｙ方向側の面）で開口するように、ダイス２０の中央部に形成されている。凹部２２は、円柱状又は円盤状に形成されている。すなわち、凹部２２は、平面視（－Ｙ方向視）にて円形状に形成されている。

凹部２２の底面２３は、図２に示されるように、上方側（＋Ｙ方向側）を向く平面とされている。すなわち、底面２３は、無勾配な面（フラットな面）とされている。なお、底面２３は、勾配を有していてもよく、例えば、径方向の中央で、上方側（＋Ｙ方向側）へ凸状とされた面であってもよい。

溝２４は、底面２３で上方側（＋Ｙ方向側）に開口するように、凹部２２の底面２３の外周部に形成されている。具体的には、溝２４は、平面視にて円環状に形成されている。すなわち、溝２４は、凹部２２の内周面２２Ｎに沿ってその全周において底面２３に形成されている。なお、底面２３の外周部とは、底面２３の平面視における中央よりも外周側（凹部２２の内周面２２Ｎ側）の部分である。

溝２４は、側断面視にて、略長方形状とされている。－Ｙ方向側の角部が丸められている。溝２４の底面２４Ｄは、上方側（＋Ｙ方向側）を向く平面とされている。すなわち、底面２４Ｄは、無勾配な面（フラットな面）とされている。なお、底面２４Ｄは、勾配を有していてもよく、例えば、凹部２２（底面２３）の径方向外側で下方側（－Ｙ方向側）へ凹状とされていてもよい。

溝２４は、底面２３の外周部を含んで形成されていればよく、底面２３の平面視における中央部を含んで形成されていてもよい。したがって、溝２４の溝幅（底面２３の径方向に沿った寸法）は、凹部２２の半径の半値よりも広くてもよい。

なお、溝２４の内周側にさらに溝が形成されていてもよい。すなわち、底面２３に溝２４を含む複数の溝が形成されていてもよい。

溝２４は、底面２３における最上部２３Ａから下側に凹んだ空間部分である。最上部２３Ａとは、最も＋Ｙ方向側の部分であり、凹部２２の開口２２Ａ（＋Ｙ方向側の端）側の部分である。

また、本明細書における「底」とは、凹部２２や溝２４の奥側の部分を意味する。本実施形態のように、インパクトプレス装置１０が矢印＋Ｙ方向側を鉛直上方側とした向きに配置される場合では、「底」は、「鉛直下方側の部分」となるが、インパクトプレス装置１０が矢印＋Ｙ方向側を水平方向側とした向きに配置される場合では、「鉛直下方側の部分」とはならない。なお、溝２４の具体的な機能については後述する。

（パンチ４０）
図１及び図２に示されるパンチ４０は、ダイスに対して相対移動して先端部が凹部内に挿入されるパンチの一例であり、この形状に限られるものではない。具体的には、パンチ４０は、図３及び図４に示されるように、ダイス２０に対して降下して先端部４３が凹部２２内に挿入される雄型である。このパンチ４０は、スラグ３０に対して衝撃を付与してスラグ３０をプレスする機能を有している。さらに具体的には、パンチ４０は、以下のように構成とされている。

パンチ４０は、図１に示されるように、円柱状に形成されている。すなわち、パンチ４０は、平面視（平断面視）にて、円形状とされている。パンチ４０の外径は、ダイス２０の凹部２２の内径よりも小さくされている。パンチ４０の先端側（－Ｙ方向側）には、図２及び図４に示されるように、後端側（＋Ｙ方向側）の部分よりも外径が大きい大径部４２（ランド部）が形成されている。大径部４２は、成形される円筒体４１０（筒体の一例）の内径を規定する機能を有している。換言すれば、大径部４２の外周面は、成形される円筒体４１０の内径を規定する加工面とされている。なお、大径部４２は、凹部２２内に挿入される部分において最も外径が大きい部分である。

パンチ４０の先端部４３（大径部４２に対する－Ｙ方向側の部分）は、先端面４５（－Ｙ方向側の面）に向けて徐々に縮径されている。先端面４５は、－Ｙ方向側を向く平面で構成されている。

パンチ４０は、図示せぬ駆動源から駆動力が伝達されて、上下方向（－Ｙ方向及び＋Ｙ方向）に移動するようになっている。

そして、インパクトプレス装置１０では、図３及び図４に示されるように、パンチ４０をスラグ３０が配置された凹部２２内に底面２３に対して隙間を有するように挿入して、スラグ３０に対して衝撃を付与することで、凹部２２に配置されたスラグ３０を押し潰して変形させる。すなわち、パンチ４０がスラグ３０をプレスする。これにより、スラグ３０は凹部２２からパンチ４０の周囲（外周）を覆うように円筒状に伸びて、底壁４１２を有する円筒体４１０が成形される。

なお、パンチ４０に対してダイス２０が移動することで、パンチ４０が凹部２２に挿入される構成であってもよい。すなわち、パンチ４０がダイス２０に対して相対移動する構成であればよい。また、パンチ４０の平面視（平断面視）の形状、及び凹部２２の平面視の形状は、成形品の形状に応じて選択される。例えば、成形品が角筒であれば、パンチ４０の平面視（平断面視）の形状、及び凹部２２の平面視の形状は、四角形とされる。

（ストリッパー６０）
図３及び図５に示されるストリッパー６０は、成形された円筒体４１０をパンチ４０から取り外す機能を有している。ストリッパー６０は、平面視における中央部で貫通する円形状の貫通孔６２を有している。これにより、ストリッパー６０は、平面視にて円環状に形成されている。インパクトプレス装置１０では、図５に示されるように、パンチ４０をストリッパー６０の貫通孔６２に通して、円筒体４１０をストリッパー６０に接触させることにより、円筒体４１０がパンチ４０から取り外される。

（インパクトプレス装置１０の各寸法）
ダイス２０の凹部２２の半径をｒとした場合において、溝２４の最大深さＤＡが０．０５ｒ（０．０５×半径ｒ）以上とされている（図６参照）。溝２４の最大深さＤＡとは、図６に示されるように、ダイス２０の底面２３における最上部２３Ａから溝２４の最底部２４Ｂまでの寸法であって、パンチ４０の挿入方向（－Ｙ方向）に沿った寸法である。

この溝２４の最大深さＤＡは、ショックラインの抑制効果の観点から、０．０８ｒ以上であることが好ましい。また、溝２４の最大深さＤＡは、材料効率の観点から、０．１ｒ以下であることが好ましい。

また、溝２４の断面の重心ＧＡ（図心）と凹部２２の内周面２２Ｎとの第一距離Ｌ１が０.１５ｒ以下とされている。「溝２４の断面」とは、ダイス２０を－Ｙ方向に沿って切断したときの断面である。具体的には、「溝２４の断面」とは、平面視にて円形状の凹部２２の平面視における中心を通るように、ダイス２０を－Ｙ方向に沿って切断したときの断面である。「溝２４の断面の重心ＧＡと凹部２２の内周面２２Ｎとの第一距離Ｌ１」とは、前述の断面において、当該重心ＧＡから凹部２２の内周面２２Ｎまでの最も短い距離である。

パンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときの溝２４の最底部２４Ｂとパンチ４０との第二距離Ｌ２が、最大深さＤＡ以上とされている。ここで「パンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときの溝２４の最底部２４Ｂとパンチ４０との第二距離Ｌ２」とは、前述の断面において、当該最底部２４Ｂからパンチ４０までの最も短い距離である。

ここで、インパクトプレス装置１０でインパクトプレス加工する際の動作では、パンチ４０と凹部２２の底面２３とは接触しない。すなわち、パンチ４０と凹部２２の底面２３との間に隙間ができるように、パンチ４０によるインパクトプレス加工が行われる。当該隙間が、成形品の底厚となる。そして、当該隙間の距離は、得たい底厚により任意に変更されるため、本実施形態では、仮にパンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときの最底部２４Ｂとパンチ４０と最短距離を第二距離Ｌ２としている。また、第二距離Ｌ２は、最短距離であるので、－Ｙ方向に沿った距離とは限らない。

そして、第二距離Ｌ２が最大深さＤＡ以上とされることで、パンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときに、パンチ４０の一部が凹部２２内に進入しない。換言すれば、本実施形態では、パンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときにおいて、パンチ４０の一部が凹部２２内に進入しない構成とされている。さらに換言すれば、本実施形態では、パンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときにおいて、凹部２２内に進入する凸部をパンチ４０が有していない構成とされている。さらに換言すれば、本実施形態では、パンチ４０を凹部２２の底面２３に接触させたときにおいて、パンチ４０の先端面４５において溝２４に対向する部分は、溝２４の開口２４Ａ（＋Ｙ方向側の端）より上側に位置する構成とされている。

また、溝２４の溝幅は、例えば、０．１ｒ以上０．９ｒ以下とされる。溝２４の溝幅は、前述の「溝２４の断面」において、溝２４の開口２４Ａでの凹部２２の半径方向に沿った寸法である。

（溝２４の機能）
前述のように、図６に示される溝２４の最大深さＤＡ、第一距離Ｌ１、第二距離Ｌ２が設定されることで、溝２４は、パンチ４０のプレスによって内部に進入してきたスラグ３０を滞留させる機能を有している。具体的には、溝２４は、パンチ４０のプレスによって内部に進入してきたスラグ３０における底面２３側の外周部分３５を滞留させる。

ここで、「滞留」とは、パンチ４０のプレスによって内部に進入してきたスラグ３０の移動量が、溝２４を有さない構成において当該スラグ３０が移動する移動量よりも、減少することをいう。したがって、当該移動量が減少していれば、パンチ４０のプレスによって内部に進入してきたスラグ３０が、溝２４内から排出される構成であってもよい。

「スラグ３０における底面２３側の外周部分３５」は、具体的には、スラグ３０における底面３９（－Ｙ方向側の面）と、側面３１（周面）との間の角部（境界部分）である。当該角部は、丸みを有している。

本実施形態では、具体的には、溝２４は、スラグ３０の外周部分３５を、成形される円筒体４１０の軸方向端部となる部分に留まらせる。さらに具体的には、溝２４は、スラグ３０の外周部分３５を溝２４内に留まらせる。「円筒体４１０の軸方向端部となる部分」とは、本実施形態では、具体的には、切断装置３００によって切断される軸方向端部４２５（図９及び図１０参照）である。なお、「円筒体４１０の軸方向端部となる部分」を、円筒体４１０の軸方向中央よりも軸方向端に近い部分と把握してもよい。また、「留まらせる」とは、当該位置に位置させることをいう。したがって、「外周部分３５を溝２４内に留まらせる」とは、外周部分３５を溝２４内に位置させることを意味する。

また、本実施形態では、スラグ３０における底面２３側の中央部分３７は、パンチ４０によるプレスによって、凹部２２の内周面２２Ｎとパンチ４０の外周面との間を通過する。換言すれば、スラグ３０の中央部分３７を円筒体４１０の側面４１３（外周面）における軸方向の中央側の部分に移動させる。なお、軸方向の中央側の部分とは、軸方向端部４２５に対する中央側の部分である。具体的には、軸方向の中央側の部分は、製造品として使用される部分である。

また、溝２４の最大深さＤＡ、第一距離Ｌ１、第二距離Ｌ２は、前述した数値に限られない。溝２４が滞留機能を発揮すれば、溝２４の最大深さＤＡ、第一距離Ｌ１、第二距離Ｌ２は、前述した数値範囲と異なる数値範囲に設定されていてもよい。

なお、スラグ３０の一部（例えば外周部分３５や中央部分３７）をマーキング（着色）した後にインパクトプレス加工を行い、成形品の着色位置を確認することで、当該一部の移動量がわかる。当該方法を用いることで、スラグ３０の一部が、滞留しているか否か、及び、どの位置に留まっているかがわかる。

（しごき加工装置２００）
図７及び図８に示されるしごき加工装置２００は、インパクトプレス装置によって金属塊をインパクトプレス加工して成形された円筒体をしごき加工するしごき加工装置の一例である。具体的には、しごき加工装置２００は、インパクトプレス装置１０によってスラグ３０をインパクトプレス加工にして形成された円筒体４１０をしごき加工する装置である。

さらに具体的には、しごき加工装置２００は、図７及び図８に示されるように、円柱型２１０と、押付型２２０と、を備えている。

円柱型２１０は、インパクトプレス装置１０によるインパクトプレス加工によって成形された円筒体４１０の内部に先端側の部分が挿入される円柱状の型である。円柱型２１０の外径は、円筒体４１０の内径と比して小さくされている。

このため、図８に示されるように、先端側の部分（図中下側の部分）が円筒体４１０の内部に挿入された状態（円柱型２１０に円筒体４１０を装着させた状態）で、円柱型２１０の外周面と円筒体４１０の内周面との間には隙間が形成されるようになっている。

円柱型２１０は、図示せぬ駆動源から駆動力が伝達されて、上下方向（－Ｙ方向及び＋Ｙ方向）に移動するようになっている。

押付型２２０は、円筒体４１０を円柱型２１０の外周面に押し付ける型である。押付型２２０は、図７に示されるように、円柱型２１０と同軸上に配置された円環状とされている。また、押付型２２０には、押付型２２０の径方向の内側に突出する突起部２２３が円環状に形成されている。

この突起部２２３の内径は、円柱型２１０の外径と比して大きくされ、かつ、しごき加工前の円筒体４１０の外径と比して小さくされている。

しごき加工装置２００では、図８に示されるように、円柱型２１０に円筒体４１０を装着させた状態の円柱型２１０を下方側へ移動させて円筒体４１０が押付型２２０の内部を通過させることで、押付型２２０が、円筒体４１０を円柱型２１０の外周面に押し付ける。このように、しごき加工が行われることで、円筒体４１０の形状が矯正される。これにより、円筒体４１０の内径、外径、及び真円度などが調整される。

（切断装置３００）
図９及び図１０に示される切断装置３００は、しごき加工装置２００によってしごき加工が行われた円筒体４１０の底壁４１２が設けられた軸方向端部４２５を切断する装置である。

切断装置３００は、図９に示されるように、円筒体４１０の軸方向端部４２５を切断するカッタ３１０（切断部）を有している。切断装置３００では、図１０に示されるように、カッタ３１０が円筒体４１０の軸方向端部４２５を切断することで、軸方向両端部が開放された円筒管４００が得られる。

＜製造方法＞
電子写真式の感光体ドラム用の円筒管４００（支持体の一例）の製造方法について説明する。本製造方法は、準備工程と、インパクトプレス加工工程と、しごき加工工程と、切断工程と、洗浄工程と、を有している。

（準備工程）
準備工程では、インパクトプレス装置１０と、しごき加工装置２００と、切断装置３００と、を有する前述の製造装置１００を準備する。また、準備工程では、前述のスラグ３０を準備する。

（インパクトプレス加工工程）
インパクトプレス工程では、まず、スラグ３０の表面に潤滑剤を付与する。スラグ３０に潤滑剤を付与するのは、スラグ３０のパンチ４０やダイス２０との接触によるキズの発生を抑制するためである。

潤滑剤としては、特に制限はないが、偏肉抑制の観点から、粉末状の固体潤滑剤が好ましい。固体潤滑剤としては、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム等が挙げられる。

次に、表面に潤滑剤が付与されたスラグ３０を、図１及び図２に示されるように、インパクトプレス装置１０のダイス２０の凹部２２に配置する。なお、スラグ３０は、溝２４内に進入していない状態で、凹部２２の底面２３に配置される。換言すれば、溝２４内に空間を有した状態で、スラグ３０が凹部２２の底面２３に配置される。

次に、図３及び図４に示されるように、ダイス２０の上側に配置されたパンチ４０を降下させて凹部２２内に挿入する。これにより、パンチ４０が、凹部２２に配置されたスラグ３０を押し潰して変形させる。すなわち、パンチ４０がスラグ３０をプレスする。これにより、スラグ３０は凹部２２からパンチ４０の周囲を覆うように円筒状に伸びて、底壁４１２を有する円筒体４１０が成形される。

このとき、スラグ３０の一部が溝２４内に進入する。具体的には、スラグ３０における底面２３側の外周部分３５が溝２４内に進入する。溝２４内に進入した外周部分３５は、滞留する。具体的には、溝２４内に進入した外周部分３５は、成形される円筒体４１０の軸方向端部となる部分に留まる。さらに具体的には、溝２４内に進入した外周部分３５は、溝２４内に留まる。また、スラグ３０の中央部分３７は、溝２４内に進入せず、パンチ４０によるプレスによって、凹部２２の内周面２２Ｎとパンチ４０の外周面との間を通過する。

次に、パンチ４０を上方側へ移動させて、パンチ４０をストリッパー６０の貫通孔６２に通すことにより、円筒体４１０がパンチ４０から取り外される。このようにして、円筒体４１０が成形される。

（しごき加工工程）
しごき工程では、まず、図８に示されるように、円柱型２１０の先端側の部分を、円筒体４１０に挿入する。

次に、円柱型２１０を下方側へ移動させ、円筒体４１０を押付型２２０の内部で通過させる。これにより、押付型２２０が円筒体４１０を円柱型２１０の外周面に押し付ける。

この結果、円筒体４１０が円柱型２１０の外周面に沿うように塑性変形し、円筒体４１０の形状が矯正される。次に、形状が矯正された円筒体４１０が円柱型２１０から脱型される。

（切断工程）
切断工程では、図１０に示されるように、切断装置３００のカッタ３１０により、円筒体４１０の底壁４１２が設けられた軸方向端部４２５を切断する。これにより、軸方向両端部が開放された円筒管４００が得られる。

（洗浄工程）
洗浄工程では、円筒管４００の表面を洗浄する。これにより、インパクトプレス加工工程においてスラグ３０に付与された潤滑剤が除去される。洗浄工程で用いられる洗浄方法としては、特に限定されず公知の方法を採用し得る。具体的には、例えば、洗浄剤中に浸漬する浸漬洗浄、流動させた洗浄剤中に浸漬する流動洗浄、超音波洗浄、スクラブ洗浄、シャワー洗浄などが採用される。以上により、電子写真式の感光体ドラム用の円筒管４００が製造される。なお、製造方法としては、スラグ３０に潤滑剤を付与しない構成であってもよい。この場合、洗浄工程は行わなくてもよい。

＜本実施形態に係る作用＞
本実施形態では、溝２４は、パンチ４０のプレスによって内部に進入してきたスラグ３０を滞留させる機能を有している。そして、スラグ３０において、パンチ４０のプレスによる変形によって表面粗さが大きくなる部分を滞留させることで、当該部分が、成形される円筒体４１０の側面４１３へ移動することが抑制される。

したがって、パンチ４０のプレスによって溝２４の内部に進入してきたスラグ３０が、滞留せずに、成形される円筒体４１０の側面４１３へ移動する構成に比べ、円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制される。なお、前述のように、ショックラインとは、表面粗さが他の領域よりも大きい領域をいう。また、ショックラインは、円筒体４１０の周方向に沿って発生する。

また、本実施形態では、具体的には、溝２４は、パンチ４０のプレスによって内部に進入してきたスラグ３０における底面２３側の外周部分３５を滞留させる。

ここで、スラグ３０の外周部分３５は、パンチ４０のプレスによる自由変形（非拘束での変形）によって、粗大結晶粒の表出が原因で、表面粗さが大きくなりやすい部分である。このため、パンチ４０のプレスによって溝２４の内部に進入してきた外周部分３５が、滞留せずに、成形される円筒体４１０の側面４１３へ移動する構成に比べ、円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制される。

また、本実施形態では、さらに具体的には、溝２４は、スラグ３０の外周部分３５を、成形される円筒体４１０の軸方向端部となる部分に留まらせる。

このため、パンチ４０のプレスによって溝２４の内部に進入してきた外周部分３５が、成形される円筒体４１０の軸方向端部となる部分を超えて移動する構成に比べ、円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制される。

また、本実施形態では、具体的には、溝２４は、スラグ３０の外周部分３５を溝２４内に留まらせる。このため、パンチ４０のプレスによって溝２４の内部に進入してきた外周部分３５が溝２４の外部へ移動する構成に比べ、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制される。

また、本実施形態では、スラグ３０の中央部分３７は、溝２４内に進入せず、パンチ４０によるプレスによって、凹部２２の内周面２２Ｎとパンチ４０の外周面との間を通過する。

ここで、スラグ３０の中央部分３７は、外周部分３５に比べ、表面粗さが大きくなりにくい部分である。したがって、スラグ３０の中央部分３７を溝２４の内部に留まらせる構成に比べ、スラグ３０の中央部分３７が、成形される円筒体４１０の側面４１３の材料として有効利用され、材料効率が向上する。

このように、本実施形態では、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制されるので、側面４１３でのショックラインの発生が抑制された円筒体４１０を得られる。

また、支持体の側面の表面粗さの均一性を要求される、電子写真式の感光体用の支持体において、側面４１３でのショックラインの発生が抑制された支持体を得られる。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。

＜評価＞
実施例及び比較例において、スラグ３０の外周部分３５の滞留及びショックラインの有無を評価した。

本評価では、前述のインパクトプレス装置１０と同様に構成されたインパクトプレス装置において、ダイス２０の凹部２２の半径ｒ、溝の最大深さＤＡ、第一距離Ｌ１及び第二距離Ｌ２の各値の設定を、図１１の表に示されるように変えてインパクトプレス加工を行った場合について評価した。

スラグ３０の外周部分３５の滞留は、外周部分３５にマーキング（着色）を行い、どこまで移動したかを評価した。評価基準は以下のとおりである。

〇：スラグ３０の外周部分３５が溝２４内に留まった。ショックラインが円筒体４１０の側面４１３に発生していない。
△：スラグ３０の外周部分３５が、溝２４の外部に出たが、円筒体４１０の切断される軸方向端部４２５内に留まった。ショックラインは、当該軸方向端部４２５で発生した。
×：スラグ３０の外周部分３５が、円筒体４１０の切断される軸方向端部４２５を超えて軸方向の中央側へ移動した。ショックラインは、円筒体４１０の切断される軸方向端部４２５よりも軸方向中央側で発生した。

本評価の結果、実施例１～１６は、溝２４の最大深さが０.０５ｒ未満である構成（比較例１、２）に比べ、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制されることがわかった。

また、実施例１～１６は、第一距離が０.１５ｒを超える構成（比較例３、４）に比べ、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制されることがわかった。

また、実施例１～１６は、第二距離が最大深さ未満である構成（比較例５、６）に比べ、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することが抑制されることがわかった。

また、実施例３～５、１１～１３は、溝２４の最大深さが０．０８ｒ未満である構成（実施例１、２、９、１０）に比べ、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制する効果が高いことがわかった。

なお、溝２４の最大深さが０．１ｒ以上であると（実施例４、５、１２、１３参照）、スラグ３０の外周部分３５が留まる位置に変化がなく、ショックラインの発生を抑制する効果に変化がないことがわかった。したがって、溝２４の最大深さが０．１ｒ未満であると、溝２４の最大深さが０．１ｒ以上である構成に比べ、滞留するスラグ３０の量を減少させられ、材料効率が向上する。

また、第二距離Ｌ２が最大深さＤＡよりも長いと（実施例８、１４、１５、１６）、スラグ３０を留まられる空間が大きくなるため、第二距離Ｌ２が最大深さＤＡと同じ構成に比べ、成形される円筒体４１０の側面４１３における軸方向の中央側の部分にショックラインが発生することを抑制する効果が高くなる。

１０ インパクトプレス装置
２０ ダイス
２２ 凹部
２３ 底面
２４ 溝
３０ スラグ（金属塊の一例）
４０ パンチ
１００ 製造装置
２００ しごき加工装置
ＧＡ 重心
Ｌ１ 第一距離
Ｌ２ 第二距離
ｒ 半径

Claims (9)

1. 金属塊が配置される凹部を有し、該凹部の底面の外周部に形成された溝を有するダイスと、
   前記ダイスに対して相対移動して先端部が前記凹部内に挿入されるパンチと、
   を有し、
   前記ダイスの前記凹部の半径をｒとした場合、
   前記溝の最大深さが０.０５ｒ以上であり、
   前記溝の断面の重心と前記凹部の内周面との第一距離が０.１５ｒ以下であり、
   前記パンチを前記底面に接触させたときの前記溝の最底部と前記パンチとの第二距離が、前記最大深さ以上であり、
   前記断面は、前記底面に垂直な面であって且つ前記半径をｒとした場合の円の中心を通る面で前記溝を切断した場合の断面である
   インパクトプレス装置。
2. 前記最大深さが０.０８ｒ以上である
   請求項１に記載のインパクトプレス装置。
3. 前記最大深さが０．１ｒ以下である
   請求項１又は２に記載のインパクトプレス装置。
4. 前記第二距離が、前記最大深さよりも長い
   請求項１～３のいずれか１項に記載のインパクトプレス装置。
5. 金属塊が配置される凹部を有するダイスと、
   前記ダイスに対して相対移動して先端部が前記凹部内に挿入されるパンチと、
   前記ダイスの凹部の底面の外周部に形成された溝であって、前記パンチのプレスによって内部に進入してきた金属塊を滞留させる前記溝と、
   を備え、
   前記パンチは、
   プレスによって、前記金属塊における底面と側面との間の角部を前記溝の内部に進入させ、
   前記溝は、
   前記パンチのプレスによって内部に進入してきた前記角部を前記溝内に留まらせる
   インパクトプレス装置。
6. 前記パンチは、
   プレスによって、前記金属塊における前記底面側の中央部分を、前記凹部の内周面と前記パンチの外周面との間を通過させる
   請求項５に記載のインパクトプレス装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のインパクトプレス装置、
   を備え、
   前記インパクトプレス装置によって前記金属塊をインパクトプレス加工して、筒体を製造する製造装置。
8. 前記インパクトプレス装置によって金属塊をインパクトプレス加工して成形された円筒体をしごき加工するしごき加工装置と、
   を備え、
   前記しごき加工装置によるしごき加工によって、前記円筒体としての、電子写真式の感光体用の支持体を製造する請求項７に記載の製造装置。
9. 請求項１～６のいずれか１項に記載のインパクトプレス装置を準備する工程と、
   前記インパクトプレス装置の凹部に金属塊を配置する工程と、
   前記インパクトプレス装置のパンチをダイスに対して相対移動して、前記金属塊にインパクトプレス加工を行う工程と、
   を有する、
   筒体を製造する製造方法。

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