JPH0890053A - 異形中空パイプの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工程数が少なく、コストを低くするとともに
生産性を高め、製品におけるバリその他の品質欠陥の発
生を防止するとともに、バリその他を除去する工程を不
要にすること。 【構成】 コンテナ１０内において加熱されたアルミニ
ウムを押圧する押し板１１と、押し出し成形する環状の
穴１２を備えたダイス１３と、前記環状の穴１２の内周
面に形成された歯形加工を施す歯形加工部１４とを備え
た熱間押し出し加工装置１と、前記熱間押し出し加工装
置１により押し出し加工が施された異形中空パイプＰを
熱処理する熱処理装置２と、前記熱処理装置２によって
熱処理された前記異形中空パイプＰを引き抜くととも
に、前記歯形加工が施された外周面に製品としての要求
精度に適合させるための少量の加工を施す平坦な内周面
によって構成される加工面を備えた冷間引抜き装置３と
から成る異形中空パイプの製造方法および製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間において、加熱さ
れた材料を押圧することにより、ダイスの環状の穴より
押し出し成形する際に少なくとも一面に歯形加工を施す
異形中空パイプの製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の異形中空パイプの製造方法は、図
９に示すように熱間において加熱されたアルミニウム他
の材料をラムＲにより押圧することにより、ダイスＤの
環状の穴Ａより押し出し中空パイプＰを成形する。

【０００３】次に、一定以上の公差例えば１５／１００
を得るために図１０に示すように前記押し出された中空
パイプＰを冷間においてマンドレルＭとダイスＨとの間
で２ないし３回引抜きを行い、最後の引抜きにおいて内
周面に歯形加工部Ｔが形成されたダイスＤによって前記
中空パイプＰの外周面に歯形を形成するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の異形中空パ
イプの製造方法は、一定以上の公差例えば１５／１００
を得るために図１０に示すように冷間において２ないし
３回引抜きを行う必要があり、工程数が多く、コスト高
となるとともに生産性が悪いという問題が有った。

【０００５】また最後の引抜きにおいて、内周面に歯形
加工部Ｔが形成されたダイスＤによって前記中空パイプ
Ｐの外周面に歯形を形成するので、製品にバリその他の
品質欠陥が残るという問題が有るとともに、それを回避
するためにはバリその他を除去する工程が必要になると
いう問題が有った。

【０００６】そこで本発明者らは、熱間においてダイス
の環状の穴より押し出し成形する際に少なくとも一面に
歯形加工を施すという本発明の第１の技術的思想に着眼
するとともに、前記歯形加工が施された少なくとも一面
に冷間において平坦面により製品の要求精度に適合させ
るための少量の加工を施して引抜きを行うという本発明
の第２の技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた
結果、工程数が少なく、コストを低くするとともに生産
性を高め、製品におけるバリその他の品質欠陥の発生を
防止するとともに、バリその他を除去する工程を不要に
するという目的を達成する本発明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の異形中空パイプの製造方法は、熱間にお
いて、加熱された材料を押圧することにより、ダイスの
環状の穴より押し出し成形する際に少なくとも一面に歯
形加工を施すものである。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）の異
形中空パイプの製造方法は、第１発明に対して、冷間に
おいて、前記押し出された材料を引き抜くとともに、平
坦面により前記歯形加工が施された少なくとも一面に製
品の要求精度に適合させるための少量の加工を施す引抜
き工程を付加したものである。

【０００９】本発明（請求項３に記載の第３発明）の異
形中空パイプの製造方法は、前記第２発明に対して、前
記熱間押し出し加工が施された材料に対して前記冷間引
抜き工程に先立ち熱処理を施す熱処理工程を付加したも
のである。

【００１０】本発明（請求項４に記載の第４発明）の異
形中空パイプの製造方法は、前記第４発明において、前
記熱間押し出し工程において、前記異形中空円筒パイプ
の外表面に歯形加工が施されるものである。

【００１１】本発明（請求項５に記載の第５発明）の異
形中空パイプの製造方法は、前記第４発明において、前
記熱間押し出し工程において、前記異形中空円筒パイプ
の内表面に歯形加工が施されるものである。

【００１２】本発明（請求項６に記載の第６発明）の異
形中空パイプの製造装置は、加熱された材料を押圧する
ラムと、押し出し成形する環状の穴を備えたダイスと、
前記環状の穴の少なくとも一面に形成された歯形加工を
施す歯形加工部とを備えた熱間押し出し加工装置と、前
記押し出された材料を引き抜くとともに、前記歯形加工
が施された少なくとも一面に製品の要求精度に適合させ
るための少量の加工を施す平坦な加工面を備えた冷間引
抜き装置とから成るものである。

【００１３】

【作用】上記構成より成る第１発明の異形中空パイプの
製造方法は、熱間において加熱された材料を押圧するこ
とにより、ダイスの環状の穴より押し出し成形する際に
少なくとも一面に歯形加工を施すものである。

【００１４】上記構成より成る第６発明の異形中空パイ
プの製造装置は、前記熱間押し出し加工装置のラムが加
熱された材料を押圧し、前記ダイスが環状の穴より押し
出し成形し、前記環状の穴の少なくとも一面に形成され
た前記歯形加工部が少なくとも一面に歯形加工を施し、
前記冷間引抜き装置が前記押し出された材料を引き抜く
とともに、前記平坦な加工面により前記歯形加工が施さ
れた少なくとも一面に製品の要求精度に適合させるため
の少量の加工を施すものである。

【００１５】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の異形中空パ
イプの製造方法は、熱間においてダイスの環状の穴より
押し出し成形する際に少なくとも一面に歯形加工を施す
ので、工程数が少なく、コストを低くするとともに生産
性を高めるという効果を奏する。

【００１６】上記作用を奏する第６発明の異形中空パイ
プの製造装置は、前記熱間押し出し加工装置の前記ダイ
スの環状の穴少なくとも一面に形成された前記歯形加工
部が少なくとも一面に歯形加工を施し、前記冷間引抜き
装置が前記平坦な加工面により前記歯形加工が施された
少なくとも一面に製品の要求精度に適合させるための少
量の加工を施すので、装置全体が簡単になり、コストを
低くするとともに生産性を高めるという効果を奏すると
ともに、製品におけるバリその他の品質欠陥の発生を防
止するとともに、バリその他を除去する工程を不要にす
るという効果を奏する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１８】（第１実施例）本第１実施例の異形中空パ
イプの製造方法および製造装置は、図１ないし図５に示
すようにコンテナ１０内において加熱されたアルミニウ
ムを押圧する押し板１１と、押し出し成形する環状の穴
１２を備えたダイス１３と、前記環状の穴１２の内周面
に形成された歯形加工を施す歯形加工部１４とを備えた
熱間押し出し加工装置１と、前記熱間押し出し加工装置
１により押し出し加工が施された異形中空パイプＰを熱
処理する熱処理装置２と、前記熱処理装置２によって熱
処理された前記異形中空パイプＰを引き抜くとともに、
前記歯形加工が施された外周面に製品としての要求精度
に適合させるための少量の加工を施す平坦な内周面によ
って構成される加工面３１を備えた冷間引抜き装置３と
から成るものである。

【００１９】前記熱間押し出し加工装置１は、図１およ
び図３に示すように中空円筒状のコンテナ１０内におい
て加熱されたアルミニウム（例えばＡ６０６３）をラム
によりステムを介して押圧する円板状の押し板１１と、
前記押し板１１に対向して前記コンテナ１０の一端に配
設された４個の四分の一円の穴１３５が等間隔に配設さ
れた第１のダイス１３１と該第１のダイス１３１に当接
して並設された押し出し成形する前記環状の穴１２が形
成された第２のダイス１３２とを備えたダイス１３と、
前記環状の穴１２の少なくとも内周面に形成された歯形
加工を施す歯形加工部１４とから成る。

【００２０】前記第１のダイス１３１は、図１および図
３に示すように周辺部１３３と該周辺部に連続して同軸
的に形成され前記第２のダイス１３２内に突出した突出
部を備えたＴ字状縦断面の中央部１３４とから成り、そ
の間の一端に４個の独立の四分の一の円の穴１３５が等
角度間隔に形成され、他端においては前記４個の独立の
円穴１３５が合流した環状の穴１３６が形成されてい
る。

【００２１】前記第２のダイス１３２は、図１および図
３に示すように環状の部材によって構成され、前記中央
部１３４の突出部が介挿された内周壁にはスプライン歯
の歯形加工部１４が形成され、前記第１のダイス１３１
によって熱間で押し出された中空パイプの外周面にスプ
ライン歯面が成形される構成より成る。

【００２２】前記熱処理装置２は、熱間で押し出された
異形中空パイプＰを一定長さに切断して、図５に示され
るようにファン２１により熱風が強制的に循環される炉
２０内に一定間隔で多数載置して、（１）１７０℃ない
し２１０℃の温度で２ないし５時間保持する、（２）４
５０℃ないし５００℃に加熱した後強制空冷して１７０
℃ないし２１０℃で２ないし５時間保持する、（３）４
５０℃ないし５００℃に加熱した後水焼入れして１７０
℃ないし２１０℃の温度で２ないし５時間保持する、の
いずれかの処理条件で熱処理を施すものである。

【００２３】前記冷間引抜き装置３は、前記熱処理され
た前記異形中空パイプＰの引抜きを一回だけ行うもの
で、図２に示すように環状部材３０と、該環状部材３０
と同軸的に引抜きが行われる前記異形中空パイプＰの内
径との間に隙間が形成される程度に外径が充分小さいマ
ンドレル３１とによって構成されている。

【００２４】前記環状部材３０の前半内周壁がテーパ状
に形成され、後半の平坦な加工面を構成する内周壁の内
径が、前記熱処理された前記異形中空パイプＰの外径よ
り小さく設定されており、引き抜かれた前記異形中空パ
イプＰの外径が径公差１５／１００に適合するように構
成されている。

【００２５】上記構成より成る第１実施例の異形中空パ
イプの製造装置の作用に相当する本第１実施例の異形中
空パイプの製造方法は、図１および図３に示すように前
記熱間押し出し加工装置１の前記円板状の押し板１１
が、前記中空円筒状のコンテナ１０内において加熱され
たアルミニウムを押圧して、前記コンテナ１０の一端に
配設された前記第１のダイス１３１の一端に等角度間隔
に配設された前記４個の穴１３５内に前記加熱されたア
ルミニウムを圧入する。

【００２６】前記第１のダイス１３１の前記４個の四分
の一円の穴１３５内に圧入された前記アルミニウムは、
前記第１のダイス１３１の他端に形成された前記環状の
穴１３６において合流し、合流して押し出された前記ア
ルミニウムが、図１に示すように前記第２のダイス１３
２の内周壁に形成されたスプライン歯面の歯形加工部１
４によって、外周面にスプライン歯面が成形される。

【００２７】外周面にスプライン歯面が成形された前記
異形中空パイプＰに対して図５に示される前記熱処理装
置２によって上述の熱処理が施され、前記熱処理された
前記異形中空パイプＰは、図２に示すように前記前記冷
間引抜き装置３によって引抜きを一回だけ行うものであ
る。

【００２８】前記異形中空パイプＰが、前記環状部材の
前半に形成された前記テーパ状内周壁に沿って供給さ
れ、前記熱処理された前記異形中空パイプＰの外径より
小さく設定された前記後半の平坦な加工面を構成する内
周壁の内径が、前記前記熱処理された前記異形中空パイ
プＰの外径を、前記異形中空パイプＰの外径が径公差１
５／１００に適合するようにわずかに減少させる引抜き
加工を施し、図４に示す公差の異形中空パイプＰを製造
するものである。

【００２９】上記作用を奏する第１実施例の異形中空パ
イプの製造方法は、熱間においてダイスの環状の穴より
押し出し成形する際に少なくとも一面に歯形加工を施す
ので、従来の冷間に比べ加工が容易であり、工程数が少
なく、コストを低くするとともに生産性を高めるという
効果を奏する。

【００３０】また第１実施例の異形中空パイプの製造方
法は、前記熱間押し出し加工が施された前記異形中空パ
イプＰに対して前記冷間引抜き工程に先立ち 熱処理を
施すので、所定の機械的特性を有する前記異形中空パイ
プＰを得ることが出来るという効果を奏する。

【００３１】さらに第１実施例の異形中空パイプの製造
方法は、冷間において、前記押し出された前記異形中空
パイプＰを一回の引き抜きにより、前記環状部材３０の
平坦面を構成する内周壁により前記熱間押し出し工程に
おいてスプライン歯面加工が施された前記異形中空パイ
プＰの外周面に製品の要求精度に適合させるための少量
の引抜き加工を施すので、引抜き工程の回数を減らすこ
とが出来、且つ要求精度である前記異形中空パイプＰの
外径が径公差１５／１００を実現することができるとい
う効果を奏するとともに、前記異形中空パイプＰにおけ
るバリその他の品質欠陥の発生を防止して、バリその他
による２次障害を回避するとともに、バリその他を除去
する工程を不要にするという効果を奏する。

【００３２】また上記作用を奏する第１実施例の異形中
空パイプの製造装置は、熱間において、前記熱間押し出
し加工装置１の前記第２のダイス１３２の内周壁に形成
されたスプライン歯の歯形加工部１４によって、外周面
にスプライン歯面が成形されるとともに、前記冷間引抜
き装置３のダイスの加工面が前記平坦な内周面３１によ
り構成されるので、冷間引抜きにより歯形を形成する従
来装置のダイスに比べて金型および装置費用を半分以下
にすることが可能で、生産のためのリードタイムも短く
することが出来るという効果を奏するとともに、前記異
形中空パイプＰの生産コストを低くするとともに生産性
を高めるという効果を奏する。

【００３３】また第１実施例の異形中空パイプの製造装
置は、前記冷間引抜き装置３が前記平坦な内周面により
前記スプライン歯面が形成された外周面に製品の要求精
度である径公差１５／１００に適合させるための少量の
加工を施すのみであるため、公差の小さい精度の高い異
形中空パイプＰの製造を可能にするという効果を奏す
る。

【００３４】さらに第１実施例の異形中空パイプの製造
装置は、前記冷間引抜き装置３のダイスの加工面が前記
平坦な内周面により、前記異形中空パイプＰの引抜きが
行われるので、前記異形中空パイプＰにおけるバリその
他の品質欠陥の発生を防止するととともに、そのために
前記異形中空パイプＰにおけるバリを除去するための機
械的加工が不要であるという効果を奏する。

【００３５】（第２実施例）第２実施例の異形中空パイ
プの製造方法および製造装置は、異形中空パイプＰの内
周面にコの字状の凹凸面を形成するもので、図６ないし
図８に示すようにコンテナ１０内において加熱されたア
ルミニウムを押圧するラム１１と、押し出し成形する環
状の穴１２を備えたダイス１３と、前記環状の穴１２の
中央部１３４の外周面に形成された凹凸加工を施す凹凸
加工部１５とを備えた熱間押し出し加工装置１と、前記
熱間押し出し加工装置１により押し出し加工が施された
異形中空パイプＰを引き抜くとともに、前記凹凸加工が
施された内周面に異形中空パイプＰとしての要求精度に
適合させるための少量の加工を施す円板部材３３の平坦
な外周面によって構成される加工面３４を備えた冷間引
抜き装置３とから成るものである。

【００３６】上記構成より成る第２実施例の異形中空パ
イプの製造装置の作用に相当する本第２実施例の異形中
空パイプの製造方法は、図６ないし図８に示すように前
記熱間押し出し加工装置１の前記円板状のラム１１が、
前記中空円筒状のコンテナ１０内において加熱されたア
ルミニウムを押圧して、前記コンテナ１０の一端に配設
された前記第１のダイス１３１の一端に等角度間隔に配
設された前記４個の円穴１３５内に前記加熱されたアル
ミニウムを圧入する。

【００３７】前記第１のダイス１３１の前記４個の円穴
１３５内に圧入された前記アルミニウムは、前記第１の
ダイス１３１の他端に形成された前記環状の穴１３６に
おいて合流し、合流して押し出された該アルミニウム
が、図６に示すように前記第１のダイス１３１の中央の
突出部の外周壁に形成された凹凸加工部１５によって、
外周面にコの字状の凹凸面が成形される。

【００３８】内周面に凹凸面が成形された該異形中空パ
イプＰに対して図７に示すように前記前記冷間引抜き装
置３によって引抜きを一回だけ行うものである。

【００３９】前記異形中空パイプが、前記円板部材の前
半に形成された前記テーパ状外周壁に沿って供給され、
前記押し出し成形された前記異形中空パイプＰの内径よ
り大きく設定された前記後半の平坦な加工面を構成する
外周壁の外径が、前記異形中空パイプＰの内径を、前記
異形中空パイプＰの内径が径公差１５／１００に適合す
るようにわずかに拡大させる引抜き加工を施し、図８に
示す異形中空パイプＰを製造するものである。

【００４０】上記作用を奏する第２実施例の異形中空パ
イプの製造方法および製造装置は、熱間においてダイス
の環状の穴より押し出し成形する際に内周面に凹凸加工
を施すので、加工が容易であり、工程数が少なく、コス
トを低くするとともに生産性を高めるという効果を奏す
るとともに、その他前記第１実施例と同様の効果を奏す
るものである。

【００４１】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００４２】上述の第１実施例の冷間引抜きにおいて
は、一例としてマンドレルを前記隙間を形成して前記異
形中空パイプ内に介挿する例について説明したが、本発
明は、それに限定するものでは無く、例えばマンドレル
を前記異形中空パイプの内に介挿しないで冷間引抜きを
行う態様も採用可能である。

【００４３】上述の実施例においては、一例として前記
異形中空パイプの外周面または内周面にスプライン歯面
または凹凸面を形成した例について説明したが、本発明
は、それに限定するものでは無く、前記外周面および内
周面の両面に歯面を形成しても良く、また前記スプライ
ン歯面または凹凸面以外の歯形形状を形成しても良いも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の熱間押し出し装置を示す
断面図である。

【図２】本第１実施例の冷間引抜き装置を示す断面図で
ある。

【図３】本第１実施例の第１のダイスを示す平面図であ
る。

【図４】本第１実施例で製造された異形中空パイプを示
す断面図である。

【図５】本第１実施例の熱処理装置を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例の熱間押し出し装置を示す
断面図である。

【図７】本第２実施例の冷間引抜き装置を示す断面図で
ある。

【図８】本第２実施例で製造された異形中空パイプを示
す断面図である。

【図９】従来装置の熱間押し出し装置を示す断面図であ
る。

【図１０】従来装置の冷間引抜き装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱間押し出し装置 ２ 熱処理装置 ３ 冷間引抜き装置 １０ コンテナ １１ ラム １２ 環状の穴 １３ ダイス １４ 歯形加工部 ３１ 加工面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間において、加熱された材料を押圧す
   ることにより、ダイスの環状の穴より押し出し成形する
   際に少なくとも一面に歯形加工を施すことを特徴とする
   異形中空パイプの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に対して、 冷間において、前記押し出された材料を引き抜くととも
   に、平坦面により前記歯形加工が施された少なくとも一
   面に製品の要求精度に適合させるための少量の加工を施
   す引抜き工程を付加したことをことを特徴とする異形中
   空パイプの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２に対して、 前記熱間押し出し加工が施された材料に対して前記冷間
   引抜き工程に先立ち熱処理を施す熱処理工程を付加した
   ことを特徴とする異形中空パイプの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項４において、 前記熱間押し出し工程において、前記異形中空円筒パイ
   プの外表面に歯形加工が施されることを特徴とする異形
   中空パイプの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記熱間押し出し工程において、前記異形中空円筒パイ
   プの内表面に歯形加工が施されることを特徴とする異形
   中空パイプの製造方法。
6. 【請求項６】 加熱された材料を押圧するラムと、押し
   出し成形する環状の穴を備えたダイスと、前記環状の穴
   の少なくとも一面に形成された歯形加工を施す歯形加工
   部とを備えた熱間押し出し加工装置と、 前記押し出された材料を引き抜くとともに、前記歯形加
   工が施された少なくとも一面に製品の要求精度に適合さ
   せるための少量の加工を施す平坦な加工面を備えた冷間
   引抜き装置とから成ることを特徴とする異形中空パイプ
   の製造装置。