JPH0655226A - 金属管の肉厚増加方法およびその装置 - Google Patents
金属管の肉厚増加方法およびその装置Info
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- JPH0655226A JPH0655226A JP21177892A JP21177892A JPH0655226A JP H0655226 A JPH0655226 A JP H0655226A JP 21177892 A JP21177892 A JP 21177892A JP 21177892 A JP21177892 A JP 21177892A JP H0655226 A JPH0655226 A JP H0655226A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属管の内周面側への肉厚を増加させる。
【構成】 金属管１１の一部を周方向から加熱手段２１
によって加熱しつつ、金属管１１の加熱部１１ａの外周
面を冷却手段３１によって強制冷却し、金属管１１の加
熱部１１ａの外周面側の温度が内周面側の温度よりも低
下した状態で金属管１１を押圧手段１５によって軸方向
に圧縮し、金属管１１の加熱部１１ａの内周面を半径方
向内方に膨出させる。
によって加熱しつつ、金属管１１の加熱部１１ａの外周
面を冷却手段３１によって強制冷却し、金属管１１の加
熱部１１ａの外周面側の温度が内周面側の温度よりも低
下した状態で金属管１１を押圧手段１５によって軸方向
に圧縮し、金属管１１の加熱部１１ａの内周面を半径方
向内方に膨出させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属管の内周面側の肉
厚を増加させる製造方法およびその製造装置に関する。
厚を増加させる製造方法およびその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】加工素材を据込みプレス加工方法によっ
て半径方向外方に膨出させる技術は、たとえば特開昭５
８−８１５３４号公報に開示されている。また、金属管
を局部的に半径方向外方に膨出させる技術は、たとえば
実開昭６３−８５３１９号公報に開示されている。
て半径方向外方に膨出させる技術は、たとえば特開昭５
８−８１５３４号公報に開示されている。また、金属管
を局部的に半径方向外方に膨出させる技術は、たとえば
実開昭６３−８５３１９号公報に開示されている。
【０００３】近年、自動車では燃費等の向上を図るため
に、車両部品の軽量化が強く要求されている。たとえ
ば、動力を伝達するための動力伝達軸は、強度を十分に
維持しつつ中空構造とすることが要求されている。
に、車両部品の軽量化が強く要求されている。たとえ
ば、動力を伝達するための動力伝達軸は、強度を十分に
維持しつつ中空構造とすることが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動力伝
達軸を中空化する際にはつぎのような問題が存在する。
達軸を中空化する際にはつぎのような問題が存在する。
【０００５】図６は、軸端にスプライン加工を施した中
空軸としての鋼管１を示している。鋼管１のスプライン
２は、図示されないダイスを用いた転造によって形成さ
れており、スプライン２の終端には周方向に延びる逃げ
溝３が形成される。この逃げ溝３は、転造時に形成され
ダイスの寿命延長させるため等、必要不可欠のものであ
る。このように、鋼管１には逃げ溝３が形成されること
から、逃げ溝３が形成される部分の肉厚が極めて薄くな
る。したがって、図６のような構造の鋼管１を動力伝達
軸として使用する場合は、薄肉部分の応力集中が大とな
り耐久性に問題がある。
空軸としての鋼管１を示している。鋼管１のスプライン
２は、図示されないダイスを用いた転造によって形成さ
れており、スプライン２の終端には周方向に延びる逃げ
溝３が形成される。この逃げ溝３は、転造時に形成され
ダイスの寿命延長させるため等、必要不可欠のものであ
る。このように、鋼管１には逃げ溝３が形成されること
から、逃げ溝３が形成される部分の肉厚が極めて薄くな
る。したがって、図６のような構造の鋼管１を動力伝達
軸として使用する場合は、薄肉部分の応力集中が大とな
り耐久性に問題がある。
【０００６】図６のような鋼管１では、逃げ溝３の内周
面側を増肉させれば強度を著しく高めることができる
が、上記公報に示すように、従来技術は半径方向外方に
のみ増肉させる技術であり、このような技術は利用でき
ない。なお、軸長の短かい鋼管の場合は、金型を用いて
内周面側の増肉は可能であるとも考えられるが、このよ
うな部材は実際には動力伝達軸としては用いられること
がなく、実質的に動力伝達軸の内周面側の増肉は不可能
に近い。
面側を増肉させれば強度を著しく高めることができる
が、上記公報に示すように、従来技術は半径方向外方に
のみ増肉させる技術であり、このような技術は利用でき
ない。なお、軸長の短かい鋼管の場合は、金型を用いて
内周面側の増肉は可能であるとも考えられるが、このよ
うな部材は実際には動力伝達軸としては用いられること
がなく、実質的に動力伝達軸の内周面側の増肉は不可能
に近い。
【０００７】本発明は、上記の問題に着目し、長軸の金
属管であっても内周面側の肉厚を増加させることが可能
な金属管の肉厚増加方法およびその装置を提供すること
を目的とする。
属管であっても内周面側の肉厚を増加させることが可能
な金属管の肉厚増加方法およびその装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
（１）この目的に沿う本発明に係る金属管の肉厚増加方
法は、金属管の一部を周方向から加熱しつつ、該金属管
の加熱部の外周面を強制冷却し、該金属管の加熱部の外
周面側の温度が内周面側の温度よりも低下した状態で該
金属管を軸方向に圧縮し、該金属管の加熱部の内周面を
半径方向内方に膨出させる方法から成る。
法は、金属管の一部を周方向から加熱しつつ、該金属管
の加熱部の外周面を強制冷却し、該金属管の加熱部の外
周面側の温度が内周面側の温度よりも低下した状態で該
金属管を軸方向に圧縮し、該金属管の加熱部の内周面を
半径方向内方に膨出させる方法から成る。
【０００９】（２）この目的に沿う本発明に係る金属管
の肉厚増加装置は、金属管の一部を周方向から加熱する
加熱手段と、前記加熱手段によって加熱される金属管の
加熱部の外周面を強制冷却する冷却手段と、前記金属管
の加熱部の外周面側の温度が内周面側の温度よりも低下
した状態で該金属管を軸方向に圧縮する押圧手段と、を
備えたものから成る。
の肉厚増加装置は、金属管の一部を周方向から加熱する
加熱手段と、前記加熱手段によって加熱される金属管の
加熱部の外周面を強制冷却する冷却手段と、前記金属管
の加熱部の外周面側の温度が内周面側の温度よりも低下
した状態で該金属管を軸方向に圧縮する押圧手段と、を
備えたものから成る。
【００１０】
【作用】このように構成された金属管の肉厚増加方法お
よびその装置においては、金属管の一部が周方向から加
熱されるとともに、この金属管の加熱部の外周面が強制
冷却される。これにより、金属管の加熱部に大きな温度
差が生じ、加熱部の内周面側が外周面側よりも変形しや
すい状態となる。
よびその装置においては、金属管の一部が周方向から加
熱されるとともに、この金属管の加熱部の外周面が強制
冷却される。これにより、金属管の加熱部に大きな温度
差が生じ、加熱部の内周面側が外周面側よりも変形しや
すい状態となる。
【００１１】金属管の加熱部の外周面側の温度が内周面
側の温度よりも低下した状態では、押圧手段の押圧によ
って金属管が軸方向に圧縮される。そのため、変形しや
すい加熱部の内周面側が半径方向内方に膨出し、内周面
側の肉厚の増加が可能となる。
側の温度よりも低下した状態では、押圧手段の押圧によ
って金属管が軸方向に圧縮される。そのため、変形しや
すい加熱部の内周面側が半径方向内方に膨出し、内周面
側の肉厚の増加が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明に係る金属管の肉厚増加方法
およびその装置の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。
およびその装置の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。
【００１３】図４は、本発明を実施するための肉厚増加
装置の一例を示している。図４において、１１は金属管
としての鋼管を示している。鋼管１１は、垂直状態でベ
ッド１２の上面に載せられている。鋼管１１の上方に
は、押圧手段としてのプレス機械のラム１５が位置して
いる。鋼管１１の外周には、加熱手段としての高周波コ
イル２１と冷却手段としての冷媒噴出リング３１が配置
されている。
装置の一例を示している。図４において、１１は金属管
としての鋼管を示している。鋼管１１は、垂直状態でベ
ッド１２の上面に載せられている。鋼管１１の上方に
は、押圧手段としてのプレス機械のラム１５が位置して
いる。鋼管１１の外周には、加熱手段としての高周波コ
イル２１と冷却手段としての冷媒噴出リング３１が配置
されている。
【００１４】高周波コイル２１と冷媒噴出リング３１は
一体に形成されており、高周波コイル２１は冷媒噴出リ
ング３１の外側に配置されている。冷媒噴出リング３１
内には、高周波コイル２１を貫通するパイプ３２を介し
て冷却媒体が供給されるようになっている。高周波コイ
ル２１、冷媒噴出リング３１、パイプ３２は銅から構成
されており、この三者はロウ付によって接合されてい
る。
一体に形成されており、高周波コイル２１は冷媒噴出リ
ング３１の外側に配置されている。冷媒噴出リング３１
内には、高周波コイル２１を貫通するパイプ３２を介し
て冷却媒体が供給されるようになっている。高周波コイ
ル２１、冷媒噴出リング３１、パイプ３２は銅から構成
されており、この三者はロウ付によって接合されてい
る。
【００１５】高周波コイル２１の中空部には、高周波コ
イル自身を冷却するための冷却水が供給されている。冷
却リング３１は断面形状が四角形となっており、内周壁
には、多数の噴出口３１ａが形成されている。パイプ３
２を介して冷媒噴出リング３１内に供給された冷却媒体
は噴出口３１ａから鋼管１１の外周面に向けて噴出され
るようになっている。本実施例では、冷却媒体として空
気が用いられているが、たとえばＮ2 ガスのような不活
性ガスでもよく、また水でもよい。
イル自身を冷却するための冷却水が供給されている。冷
却リング３１は断面形状が四角形となっており、内周壁
には、多数の噴出口３１ａが形成されている。パイプ３
２を介して冷媒噴出リング３１内に供給された冷却媒体
は噴出口３１ａから鋼管１１の外周面に向けて噴出され
るようになっている。本実施例では、冷却媒体として空
気が用いられているが、たとえばＮ2 ガスのような不活
性ガスでもよく、また水でもよい。
【００１６】高周波コイル２１には、高周波電流を出力
する制御装置（図示略）が接続されている。また、冷媒
噴出リング３１内に供給されるエアの流量は、図示され
ない流量制御装置によって制御される。この高周波電流
とエアの流量、および加熱冷却時間を調整することによ
り、鋼管１１の加熱部１１ａの温度分布を所望の値に制
御することができる。
する制御装置（図示略）が接続されている。また、冷媒
噴出リング３１内に供給されるエアの流量は、図示され
ない流量制御装置によって制御される。この高周波電流
とエアの流量、および加熱冷却時間を調整することによ
り、鋼管１１の加熱部１１ａの温度分布を所望の値に制
御することができる。
【００１７】つぎに、本発明に係る金属管の肉厚増加方
法とその作用について説明する。
法とその作用について説明する。
【００１８】図１は、本発明の加工工程を示しており、
条件はつぎのように設定した。 鋼管の材質 Ｓ４５ 鋼管のサイズ 外径３５．６ｍｍ 肉厚１０．３ｍ
ｍ 高周波電圧 ５ＫＶ 高周波電流 １０Ａ 周波数 ４０ＫＨｚ 加熱時間 ２０秒 冷却開始時間 加熱開始後３．５秒 冷却媒体・流量 エア２０ｌ／ｍｉｎ ラムの下降速度 １ｍｍ／ｓｅｃ 加工代 ５ｍｍ
条件はつぎのように設定した。 鋼管の材質 Ｓ４５ 鋼管のサイズ 外径３５．６ｍｍ 肉厚１０．３ｍ
ｍ 高周波電圧 ５ＫＶ 高周波電流 １０Ａ 周波数 ４０ＫＨｚ 加熱時間 ２０秒 冷却開始時間 加熱開始後３．５秒 冷却媒体・流量 エア２０ｌ／ｍｉｎ ラムの下降速度 １ｍｍ／ｓｅｃ 加工代 ５ｍｍ
【００１９】図１の（Ａ）に示すように、まず鋼管１１
が垂直にベッド１２上にセットされる。鋼管１１が所定
の位置に位置決めされると、高周波コイル２１に高周波
電流が流され、鋼管１１の軸方向の一部が周方向から加
熱される。
が垂直にベッド１２上にセットされる。鋼管１１が所定
の位置に位置決めされると、高周波コイル２１に高周波
電流が流され、鋼管１１の軸方向の一部が周方向から加
熱される。
【００２０】鋼管１１が加熱されて加熱部１１ａの温度
が８００℃に到達すると、高周波コイル３１による加熱
を続行しつつ、エア３３の噴出による加熱部１１ａの冷
却が開始される。つまり、加熱部の温度が８００℃に到
達した状態では加熱部１１ａが変形しやすくなってお
り、この状態で鋼管１１の外周面側のみがエア３３の噴
出によって強制冷却される。
が８００℃に到達すると、高周波コイル３１による加熱
を続行しつつ、エア３３の噴出による加熱部１１ａの冷
却が開始される。つまり、加熱部の温度が８００℃に到
達した状態では加熱部１１ａが変形しやすくなってお
り、この状態で鋼管１１の外周面側のみがエア３３の噴
出によって強制冷却される。
【００２１】高周波コイル３１による加熱およびエアに
よる冷却が続行されると、図１の（Ｂ）に示すように、
加熱部１１ａが熱膨張によって半径方向外方および内方
に僅かながら膨出する。この状態では、図３に示すよう
に、加熱部１１ａの外周面側の温度が内周面側の温度よ
りも低下するので、内周面側が外周面側よりも変形しや
すくなる。
よる冷却が続行されると、図１の（Ｂ）に示すように、
加熱部１１ａが熱膨張によって半径方向外方および内方
に僅かながら膨出する。この状態では、図３に示すよう
に、加熱部１１ａの外周面側の温度が内周面側の温度よ
りも低下するので、内周面側が外周面側よりも変形しや
すくなる。
【００２２】加熱部１１ａの外周面側の温度が内周面側
の温度よりも低下した状態では、図１の（Ｃ）に示すよ
うに、金属管１１がラム１５の押圧によって軸方向に圧
縮される。そのため、変形しやすい加熱部１１ａの内周
面側が半径方向内方に膨出し、内周面側には増肉部１１
ｂが形成される。図３は、加熱部１１ａの温度変化を示
しており、加熱部１１ａの温度が８００℃を超え、かつ
内周面側の温度よりも外周面側の温度が低下した状態と
なった後に、ラム１５が下降し金属管１１に軸方向の圧
縮力が付与される。ラム１３による金属管１１の押圧時
期は、特性Ａであってもよいし特性Ｂでもよい。
の温度よりも低下した状態では、図１の（Ｃ）に示すよ
うに、金属管１１がラム１５の押圧によって軸方向に圧
縮される。そのため、変形しやすい加熱部１１ａの内周
面側が半径方向内方に膨出し、内周面側には増肉部１１
ｂが形成される。図３は、加熱部１１ａの温度変化を示
しており、加熱部１１ａの温度が８００℃を超え、かつ
内周面側の温度よりも外周面側の温度が低下した状態と
なった後に、ラム１５が下降し金属管１１に軸方向の圧
縮力が付与される。ラム１３による金属管１１の押圧時
期は、特性Ａであってもよいし特性Ｂでもよい。
【００２３】内周面側の肉厚が増加された金属管１１
は、図４に示すように、外周面側の膨出部分が切削加工
され、外周面が平坦とされる。その後、図５に示すよう
に、切削加工された部分にスプライン１３が形成され
る。ここで、スプライン１３の加工が転造によって行わ
れる場合であっても、金属管１１の内周面側には増肉部
１１ｂが形成されているので、ダイスによる逃げ溝１４
が形成されても、図６の従来技術に示すように肉厚が極
めて薄くなることは解消される。したがって、逃げ溝１
４の近傍に応力が集中することはなくなり、金属管１１
を動力伝達軸として使用する場合の耐久性の向上が図れ
る。
は、図４に示すように、外周面側の膨出部分が切削加工
され、外周面が平坦とされる。その後、図５に示すよう
に、切削加工された部分にスプライン１３が形成され
る。ここで、スプライン１３の加工が転造によって行わ
れる場合であっても、金属管１１の内周面側には増肉部
１１ｂが形成されているので、ダイスによる逃げ溝１４
が形成されても、図６の従来技術に示すように肉厚が極
めて薄くなることは解消される。したがって、逃げ溝１
４の近傍に応力が集中することはなくなり、金属管１１
を動力伝達軸として使用する場合の耐久性の向上が図れ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。
る。
【００２５】金属管の一部を周方向から加熱しつつ、こ
の金属管の加熱部の外周面を強制冷却し、金属管の加熱
部の外周面側の温度が内周面側の温度よりも低下した状
態で金属管を軸方向に圧縮し、金属管の加熱部の内周面
を半径方向内方に膨出させるようにしたので、長軸の金
属管であっても内周面側の肉厚を増加させることができ
る。
の金属管の加熱部の外周面を強制冷却し、金属管の加熱
部の外周面側の温度が内周面側の温度よりも低下した状
態で金属管を軸方向に圧縮し、金属管の加熱部の内周面
を半径方向内方に膨出させるようにしたので、長軸の金
属管であっても内周面側の肉厚を増加させることができ
る。
【００２６】したがって、金属管の外周面に機械加工が
施される場合であっても、切削による肉厚の減少を十分
にカバーすることが可能となる。その結果、金属管を動
力伝達軸として使用する場合でも強度を十分に確保する
ことができ、動力伝達軸の耐久性を高めることができ
る。
施される場合であっても、切削による肉厚の減少を十分
にカバーすることが可能となる。その結果、金属管を動
力伝達軸として使用する場合でも強度を十分に確保する
ことができ、動力伝達軸の耐久性を高めることができ
る。
【００２７】金属管の軸方向における任意の部分の肉厚
増加が可能となるので、必要部分のみの強度を高めるこ
とができ、動力伝達軸として利用した場合には軽量化に
大きく寄与することができる。
増加が可能となるので、必要部分のみの強度を高めるこ
とができ、動力伝達軸として利用した場合には軽量化に
大きく寄与することができる。
【図１】本発明による金属管の肉厚増加方法の手順を示
す工程図である。
す工程図である。
【図２】図１における金属管の加熱部の温度変化と圧縮
開始時期との関係を示す特性図である。
開始時期との関係を示す特性図である。
【図３】図１の金属管の加熱部における温度分布を示す
特性図である。
特性図である。
【図４】図１の作業工程によって肉厚増加された部分の
部分拡大断面図である。
部分拡大断面図である。
【図５】図４の肉厚増加された金属管にスプライン加工
を施した場合の部分拡大断面図である。
を施した場合の部分拡大断面図である。
【図６】金属管に単にスプライン加工を施した場合の部
分拡大断面図である。
分拡大断面図である。
１１ 金属管としての鋼管 １１ａ 加熱部 １１ｂ 増肉部 １３ スプライン １５ 押圧手段 ２１ 加熱手段としての高周波コイル ３１ 冷却手段としての冷媒噴出リング
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２１Ｄ 9/08 Ｄ Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】 金属管の一部を周方向から加熱しつつ、
該金属管の加熱部の外周面を強制冷却し、該金属管の加
熱部の外周面側の温度が内周面側の温度よりも低下した
状態で該金属管を軸方向に圧縮し、該金属管の加熱部の
内周面を半径方向内方に膨出させることを特徴とする金
属管の肉厚増加方法。 - 【請求項２】 金属管の一部を周方向から加熱する加熱
手段と、 前記加熱手段によって加熱される金属管の加熱部の外周
面を強制冷却する冷却手段と、 前記金属管の加熱部の外周面側の温度が内周面側の温度
よりも低下した状態で該金属管を軸方向に圧縮する押圧
手段と、を備えたことを特徴とする金属管の肉厚増加装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21177892A JP2874467B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 金属管の肉厚増加方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21177892A JP2874467B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 金属管の肉厚増加方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655226A true JPH0655226A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2874467B2 JP2874467B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=16611445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21177892A Expired - Fee Related JP2874467B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 金属管の肉厚増加方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874467B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711177A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for corrugating a metallic pipe |
| KR100476722B1 (ko) * | 2002-05-21 | 2005-03-16 | 호일정공 주식회사 | 관체 내면의 단턱부 가공방법 및 장치 |
| US7175799B2 (en) | 2001-09-26 | 2007-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing hollow member |
| JP2007505789A (ja) * | 2003-09-23 | 2007-03-15 | ビショップ イノヴェーション リミテッド | 複合ステアリングラック |
| JP2009148805A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Showa Denko Kk | ダイレス加工方法 |
| CN104858278A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-26 | 东北大学 | 一种金属波纹管的无模成形工艺方法 |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP21177892A patent/JP2874467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711177A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for corrugating a metallic pipe |
| US7175799B2 (en) | 2001-09-26 | 2007-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing hollow member |
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| JP2007505789A (ja) * | 2003-09-23 | 2007-03-15 | ビショップ イノヴェーション リミテッド | 複合ステアリングラック |
| JP2009148805A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Showa Denko Kk | ダイレス加工方法 |
| CN104858278A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-26 | 东北大学 | 一种金属波纹管的无模成形工艺方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2874467B2 (ja) | 1999-03-24 |
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