JPH06210385A

JPH06210385A - 自転車用フレームパイプの製造方法

Info

Publication number: JPH06210385A
Application number: JP5006698A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Todoroki; 寛轟; Masazumi Shimizu; 正澄清水
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1994-08-02
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JP3197647B2

Abstract

(57)【要約】【目的】バルジ加工の素材管に加工硬化を起こさない
ようにすると共に、バルジ成形金型と素材管との隙間を
減少させてバルジ加工の成形性を向上させること。【構成】段付きマンドレル10を用いて、このマンドレ
ル10に嵌合した素材管１の成形部において、素材管１の
内面とマンドレル10の外面との間に間隙12を設ける。そ
の素材管１をスピニング加工法によって管の中間部をテ
ーパー状に縮管すると共にしごき加工して両端部の外径
が大で中間部の外径が小さくかつ薄肉厚の素材管１を得
る。この素材管１を用いて管の両端部または少なくとも
一方の端部の上下にバルジ加工により管状膨突部14a を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用フレームパイ
プのバルジ加工による製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のバルジ加工による自転車用フレ
ームパイプとして本出願人は先に、特開平４−218479
号、特開平４−218480号、特開平４−288937号等を提案
した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらバルジ加
工による自転車用フレームパイプの軽量化をさらに図ろ
うとするには、図６に示すような、フレームパイプＦに
かかる曲げモーメントＭ₁，Ｍ₂の分布を考慮すると、
フレームパイプは両端から中央部にかけて、肉厚を薄く
するとともに外径も連続的に減少するように成形するの
が理想的である。従来は、一般的に図７の(a)(b)に示す
ように、バテッド加工法によって中間部の肉厚のみを減
少させたバテッドパイプａが素材管として用いられてい
た。図中ｂはダイス、ｃはプラグである。

【０００４】ところで、上述のように現在一般に広く行
なわれているバテッド加工法によると、ダイスｂの外径
が、必ず素材管ａの外径より小さなものを用いるため
に、パイプ全長にわたってしごき加工が施されることに
なり、その結果パイプ全長にわたって加工硬化をおこす
ことになる。そしてこの加工硬化したバテッドパイプを
バジル加工の素材管として用いると、バルジ加工の次工
程でパイプの両端部にラグ部を成形しようとしても、既
にそのパイプの両端部は加工硬化をしているから、バル
ジ加工による充分な膨出量が得られないという問題点が
あった。

【０００５】また図８に示すように、外径が一定のバテ
ッドパイプａをバルジ加工の素材管としてバルジ成形金
型ｄ内にセットすると、パイプａの両端部とバルジ成形
金型ｄのバルジ膨出空所ｅとの隙間ｓが大きいために成
形不良を生じやすいという問題点もあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため本発明においては、段付きマンドレルを用いて、こ
のマンドレルに嵌合した素材管の成形部において、素材
管の内面とマンドレルの外面との間に間隙を設け、その
素材管をスピニング加工法によって管の中間部をテーパ
ー状に縮管すると共にしごき加工して両端部の外径が大
で中間部の外径が小さくかつ薄肉厚の素材管を得ると共
に、この素材管を用いて管の両端部または少なくとも一
方の端部の上下にバルジ加工により管状膨突部を形成す
るようにする。

【０００７】

【作用】上述のように本発明においては、段付きマンド
レルを用いて、このマンドレルに嵌合した素材管の成形
部において、素材管の内面とマンドレルの外面との間に
間隙を設け、その素材管をスピニング加工法によって管
の中間部をテーパー状に縮管すると共にしごき加工して
両端部の外径が大で中間部の外径が小さくかつ薄肉厚の
素材管をパルジ加工の素材管として用いることによっ
て、バルジ加工で最も大きな膨出量を要する素材管の両
端部が加工硬化をしていないことから、バルジ加工によ
る充分な膨出量が得られる。

【０００８】また管の中間部をテーパー状に縮管加工し
た素材管をバルジ加工の素材管として用いることよっ
て、予めバルジ成形金型のバルジ膨出空所と素材管との
隙間を減少させることができる。つまり本発明によれ
ば、バルジ成形金型の成形形状に出来るだけ沿うような
外形の素材管を使用するから、バルジ加工の成形性をさ
らに向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を説明す
る。図１および図２は、本発明で使用するスピニング加
工法を示すもので、図中、１は素材管、２はマンドレ
ル、３はマンドレル２と共に回転するマンドレル受け、
４はマンドレル２と素材管１をチャックする爪である。
５はスピニング加工用ローラー、６はそのローラー５を
装着した台であり、マンドレル軸と平行な軸に枢支され
て回転する。

【００１０】図１(a) は、一般的な直状マンドレル２に
素材管１をチャックした状態を示す平断面図であり、ロ
ーラー５を装着した台６は、スピニング加工プログラム
により、回転しながらＸ方向及びＹ方向に同時に動くよ
うになっている。図１(b) は、図１(a) のＡ−Ａ断面図
である。

【００１１】図２は、パイプ加工部の拡大断面図であ
り、マンドレル２と素材管１を回転させながら、図２
(a) に示すようにローラー５の先端部5aが、加工パス７
に沿って動くと、塑性変形が起こり、図２(b) の断面図
のように素材管１が1aのように成形される。また、ロー
ラー５の先端部5aが、加工パス８に沿って動けば、図２
(c) の断面図のように素材管１が1bのように成形され
る。すなわち上述のようにすれば、マンドレル２を交換
することなく、スピニング加工部の長さ及び肉厚を変え
ることが出来るので、所望のバルジ加工用素材管の長さ
及び肉厚が得られる。

【００１２】図３は、本発明に係る段付きマンドレルを
用いて、素材管１の縮管作用としごき作用（減肉厚作
用）をするスピニング加工の実施例を示すものである。
すなわち10は段付きマンドレルであり、この段付きマン
ドレル10は、素材管１を固定するために管の内径より僅
かに小さな外径を有するチャック部10a と、それより更
に小さな外径の加工部10b より成っている。この段付き
マンドレル10に素材管１を嵌合させてから、ローラー５
を所望の加工パスに沿って移動させてスピニング加工を
すれば、前述のマンドレル２を用いた以上に、素材管１
の外径を小さくしたり、肉厚を減少させることなく外径
を減少させることが出来る。

【００１３】また、この段付きマンドレル10には、加工
中の素材管１の図３における右端の芯振れを防止するた
めに、スリーブ11を装着する。このスリーブ11は、素材
管１の内径より僅かに小さな外径の挿入部11a と、素材
管１の内径より大きな外径の鍔部11b より形成されてお
り、また、スリーブ11の内径は、マンドレル10の外径よ
り僅かに大きくなっている。このスリーブ11は、図３に
おいて素材管１の右端に装着してあるので、スピニング
加工による素材管１の伸びに伴い図の右方向へ移動する
ことになる。このように素材管１を自由にしてスピニン
グ加工すれば、素材管１の加工硬化はあまり生じない。

【００１４】図３(a) は、段付きマンドレル10に素材管
１を装着した装置の断面図を示すものであり、12はスピ
ニング加工成形部における素材管１の内面とマンドレル
10の外面との間に設けた間隙である。この間隙12によっ
て、肉厚を減少することなしに、素材管１の外径を減少
させることが出来る。また、図３(b) は、スピニング加
工をした後の素材管１の変形状態を示すものである。上
述したスピニング加工は、次工程であるバルジ加工に使
用するバルジ金型の内面形状を考慮して、最適な加工パ
スを設定し、スピニングマシンのＮＣプログラムによ
り、ローラー５の加工パスを制御するようにする。

【００１５】図４(a) は、上述のスピニング加工後の素
材管１をバルジ金型13に設置した状態を示すものであ
り、13a はバルジ金型13における膨出空所であり、図４
(b) は、この素材管１に内圧を加えて膨出したバルジ加
工後の状態を示すものである。

【００１６】図５(a) は、バルジ加工後の自転車用フレ
ームパイプ14を示す斜視図であり、14a はその膨出部で
ある。また図５(b) は、その膨出部14a に他のフレーム
パイプが挿通するように穿孔したフレームパイプ14を示
す斜視図であり、14b はその孔部である。図５(c) は、
更にラグ部に切欠部14c を形成した自転車用フレームパ
イプ14を示す斜視図である。

【００１７】すなわち本発明は、段付きマンドレル10を
用いて、このマンドレル10に嵌合した素材管１の成形部
において、素材管１の内面とマンドレル10の外面との間
に間隙12を設け、その素材管１をスピニング加工法によ
って管の中間部をテーパー状に縮管すると共にしごき加
工して両端部の外径が大で中間部の外径が小さくかつ薄
肉厚の素材管１を得ると共に、この素材管１を用いて管
の両端部の上下にバルジ加工により管状膨突部14a を形
成するものである。

【００１８】なお自転車用フレームパイプ14の形状に
は、下パイプのようにラグ部を下方の端部のみに有する
ものもあるが、このような場合には、フレームパイプの
一方にのみラグ部を形成すればよい。また、上記製造方
法を適用したラグ一体の自転車用フレームパイプ14は、
強度バランスに優れると共に軽量で、生産性も優れたも
のである。

【００１９】

【発明の効果】上述のように本発明においては、段付き
マンドレル10を用いて、このマンドレル10に嵌合した素
材管１の成形部において、素材管１の内面とマンドレル
10の外面との間に間隙12を設け、その素材管１をスピニ
ング加工法によって管の中間部をテーパー状に縮管する
と共にしごき加工して両端部の外径が大で中間部の外径
が小さくかつ薄肉厚の素材管１をバルジ加工の素材管と
して用いることによって、バルジ加工で最も大きな膨出
量を要する素材管の両端部が加工硬化をしていないこと
から、バルジ加工による充分な膨出量が得られる。

【００２０】また管の中間部をテーパー状に縮管加工し
た素材管をバルジ加工の素材管として用いることによっ
て、予めバルジ金型13のバルジ膨出空所13a と素材管１
との隙間を減少させることができる。つまり本発明によ
れば、バルジ金型13の成形形状に出来るだけ沿うような
外形の素材管１を使用するから、バルジ加工の成形性を
さらに向上させることがてきるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は、一般的な直状マンドレルに嵌合した素
材管をチャックした状態を示す平断面図であり、(b) は
図１(a) のＡ−Ａ断面図である。

【図２】(a),(b),(c) は、加工部の各工程を示す拡大断
面図である。

【図３】(a) は、段付きマンドレルに素材管を装着した
装置の断面図であり、(b) は、スピニング加工をした後
の素材管の状態を示す断面図である。

【図４】(a) は、スピニング加工後の素材管をバルジ金
型に設置した状態を示す断面図であり、(b) は、この素
材管に内圧を加えて膨出したバルジ加工後の状態を示す
断面図である。

【図５】(a) は、バルジ加工後の自転車用フレームパイ
プを示す斜視図であり、(b) は、膨出部に他のフレーム
パイプが挿通するように穿孔したフレームパイプを示す
斜視図であり、(c) は、更にラグ部に切欠部を形成した
自転車用フレームパイプを示す斜視図である。

【図６】自転車用フレームパイプに作用する曲げモーメ
ントを示す斜視図である。

【図７】(a),(b) は、バテッド加工法の説明図である。

【図８】外形が一定のバテッドパイプをバルジ成形金型
にセットした状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１素材管２マンドレル３マンドレル受け４爪５ローラー６台７，８加工パス 10 段付きマンドレル 11 スリーブ 12 間隙 13 バルジ金型 13a 膨出空所 14 フレームパイプ 14a 膨出部 14b 孔部 14c 切欠部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】段付きマンドレルを用いて、このマンド
レルに嵌合した素材管の成形部において、素材管の内面
とマンドレルの外面との間に間隙を設け、その素材管を
スピニング加工法によって管の中間部をテーパー状に縮
管すると共にしごき加工して両端部の外径が大で中間部
の外径が小さくかつ薄肉厚の素材管を得ると共に、この
素材管を用いて管の両端部または少なくとも一方の端部
の上下にバルジ加工により管状膨突部を形成することを
特徴とする自転車用フレームパイプの製造方法。