JPH09225564A - 中空円筒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な形状の部品の精密加工性および生産性
を向上させる中空円筒体の製造方法を提供する。 【解決手段】 ステンレス鋼板からなる湾曲前のカラー
２は長方形状の薄板である。長手方向に向かって幅方向
を軸とするようにして湾曲されることにより、カラー２
が形成される。カラー２の薄肉部２ｂをローラ圧延によ
り形成するとき幅方向の金属流れが規制ローラにより規
制され、これ以外方向の金属流れが許容されることか
ら、長溝を形成するときに押出される肉をこの幅方向以
外に逃がすことができる。これにより、ローラの加圧に
より押出される肉が十分に流れないことによるローラへ
の反力が減少し、長溝を形成するローラに過剰な加重が
加わることを防止でき、ローラの破損を防ぐ。したがっ
て、所望の深さを有する長溝、つまり薄肉部２ｂを形成
でき、この薄肉部２ｂにバーリング加工等を施すこと
で、複雑な精密加工ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空円筒体の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属板からなる部品を複雑な
形状に加工しようとすると、レーザ、切削、研削、プレ
スなどの加工方法によりその加工が行われている。例え
ば本願出願人による出願番号特願平６−１６５９４号の
明細書に開示される「流量制御回動弁及びその製造方
法」があり、この製造方法によると、図９および図１０
に示すような流量制御回動弁のカラー１０２を形成する
ため、長方形の薄板からなる金属板をプレス加工などに
より加工し、孔部１１４、１１５、１１６および凹部１
２６、１２７を形成している。そして、例えば凹部１２
６、１２７はパンチ（金型）を用いてつぶすように形成
されると、その周囲には肉が逃げることにより盛上がり
部１２６ａ、１２７ａができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特願平６−１６５９４号の明細書に開示されるカラー
１０２の凹部１２６、１２７をパンチなどにより形成す
ると、凹部１２６、１２７の周囲にできる盛上がり部１
２６ａ、１２７ａによって、若干の肉を逃がすことがで
きるものの、所定深さになるまでパンチ加重を増大させ
た場合、パンチ自体に割れが生じ、所望のつぶし量を得
ることができないという問題を生ずる。

【０００４】また、盛上がり部１２６ａ、１２７ａが許
容される高さを越えて盛上がると、後工程で盛上がり部
１２６ａ、１２７ａを削る必要が生じ、製造コストの増
大を招くという問題がある。さらに、切削加工により凹
部１２６、１２７を加工することも考えられるが、これ
によると加工費が高く製造コストが増大するという問題
が新たに生ずる。

【０００５】本発明の目的は、複雑な形状の部品の精密
加工性および生産性を向上させる中空円筒体の製造方法
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明は、請求項１記載の手段を採用する。この手
段によると、金属板に押圧部材を押圧し凹部を形成する
とき、押圧方向に直交する面上の任意の相反する二方向
の金属流れが規制されることから、凹部を形成するとき
に押出される肉をこの二方向以外に逃がすことができ
る。これにより、押圧部材の加圧により押出される肉が
十分に流れないことによる押圧部材への反力が減少する
ことから、押圧部材に過剰な加重が加わることを防止で
きる。そのため押圧部材の破損を防ぐ効果がある。した
がって、所望の深さを有する凹部を形成することがで
き、複雑な形状の部品の精密加工性および生産性を向上
させる効果がある。

【０００７】請求項２記載の手段を採用することによ
り、金属板の凹部はローラ圧延により形成され、ローラ
軸方向の金属流れが規制されることから、凹部を形成す
るときに流れようとする肉をローラ進行方向に逃がすこ
とができる。これにより、所望の深さを有する凹部を形
成することができ、さらに凹部の底部に孔部を形成する
工程と、この孔部の凹部側周囲に凸部を形成する工程と
を含むことによって、複雑な形状の部品の精密加工性を
より向上できる効果がある。また、リボン状を有し圧延
の前後に巻回される金属板を用いることにより、搬送、
保管が容易になるため、さらに生産性を向上させる効果
がある。

【０００８】請求項３記載の手段を採用することによ
り、内周壁の全周に渡って周方向に形成される凹部の底
部に孔部が形成され、この孔部の凹部側周囲に凸部が形
成されることから、孔部とその周囲の凹部との間に凸部
が位置する。これにより、例えば中空円筒体の内周壁に
塵等が付着しても、凹部内にこの塵等を捕獲することが
できる。したがって、例えばこの中空円筒体内を摺動す
る部材を収容しても、この部材との摺動部に相当する凸
部に塵等が付着せず、この部材のスティックを防止する
効果がある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。平板から中空円筒体を形成する製造方
法の一実施例を図１〜図７に基づいて説明する。図１
は、中空円筒体としてのカラー２の湾曲前の展開図を示
すもので、まずこのカラー２の製造方法について説明す
る。

【００１０】図１および図２に示すように、ステンレス
鋼板からなる湾曲前のカラー２は長方形状の薄板であ
る。そして、長手方向に向かって幅方向を軸とするよう
にして湾曲されることにより、中空円筒体としてのカラ
ー２が形成される。つまり、長手方向の辺を湾曲辺２１
とし幅方向の辺を非湾曲辺２２として、図１において上
下方向に丸めるようにしてカラー２が形成される。

【００１１】カラー２は、後述する圧延工程により形成
される厚肉部２ａおよび薄肉部２ｂをそれぞれ有する。
厚肉部２ａは湾曲辺２１を長手方向の辺とする帯状に形
成されており、湾曲前のカラー２の幅方向両側にそれぞ
れ位置する。一方、薄肉部２ｂはこの厚肉部２ａを除い
た部分、すなわち厚肉部２ａに挟まれる部分に位置して
いる。これらは、薄板のほぼ中央をその長手方向に向か
って後述するローラ４１により押しつぶすことにより形
成される。

【００１２】カラー２の薄肉部２ｂには矩形状のポート
孔が三箇所に形成され、このポート孔のうちの二つが流
出ポート１４、１５、残りの一つが流入ポート１６にそ
れぞれ割当てられる。これらのポート孔は図１で上方か
ら流出ポート１４、流出ポート１５、流入ポート１６の
順に並び、後述するポート孔抜工程のせん断により形成
される。

【００１３】図２に示すように、流出ポート１４、１５
の周囲にはバーリング部１４ａ、１５ａがそれぞれ形成
される。このバーリング部１４ａ、１５ａは薄肉部２ｂ
より所定高さだけ高くなるように形成される凸部であ
り、その高さは例えば０．５mmに設定される。このよう
に流出ポート１４、１５の外周を薄肉部２ｂより一段高
くするようにバーリング部１４ａ、１５ａを形成するこ
とによって、流出ポート１４、１５の周囲に位置する薄
肉部２ｂと流出ポート１４、１５との間を区切ることに
なる。これにより流出ポート１４、１５の周囲を異物受
入用の凹部２ｃとして用いることができる。つまり、加
工上では薄肉部２ｂである部分が、製品上では凹部２ｃ
として用いられる。そして、後述する空気流量制御弁の
カラーとしてこのカラー２が用いられた場合、流入空気
中に混在する塵などをこの異物受入用の凹部２ｃに捕獲
し溜込むことができる。

【００１４】一方、非湾曲辺２２側には、前述した厚肉
部２ａと薄肉部２ｂとの境界付近において四隅に切欠部
２４がそれぞれ形成される。この切欠溝２４を形成する
ことにより厚肉部２ａの両端が厚さ方向に変形可能とな
るため、カラー２が筒状にまるめて形成されたとき、こ
の厚肉部２ａの両端をより径方向内側に折曲げることが
できる。

【００１５】次に、湾曲前のカラー２の圧延工程を図３
〜図７に基づいて説明する。図３に示すように、湾曲前
のカラー２は、異形圧延材料５１に対してポート孔抜、
バーリング、外形抜き、切断などの各加工が施され形成
される。この異形圧延材料５１は、図４に示すようなロ
ール形状に巻かれたリボン材５０をローラ圧延すること
により形成される。ここで、ローラ圧延前のリボン材５
０の板厚はｔ₀ に設定されている。

【００１６】このリボン材５０を図５に示すようなロー
ラ圧延機の押圧部材としてのローラ４１により所定深さ
の凹部としての長溝５２ができるように圧延する。ロー
ラ圧延機にはこのローラ４１の他、リボン材５０が所定
長さ分だけ幅方向に変形するように規制する規制ローラ
４２を備えている。このようなローラ４１、４２を備え
るローラ圧延機によってリボン材５０に形成される長溝
５２が所定深さｄになるように数回に渡って圧延され
る。なお、この圧延回数は、リボン材５０の材質により
左右され、例えば本実施例のステンレス鋼板では二回で
ある。また硬度が低く伸展性が良好な材質よりリボン材
がなる場合には一回でも良い。また、圧延工程の前後に
図４に示すようなロール形状にリボン材５０を巻くこと
により、搬送を容易にし保管スペースを削減することが
できる。

【００１７】ここで、リボン材５０が二回に渡ってロー
ラ圧延される様子を図７に基づいて説明する。図７に示
される破線による形状は圧延前のリボン材５０の断面形
状を示すものであり、二点鎖線で示す形状は圧延後の異
形圧延材料５１の断面形状を示すものである。まず、圧
延前のリボン材５０をローラ４１により所定深さｄより
浅く長溝ができるように第一回目の圧延が施される。こ
の第一回目の圧延により図７に示す一点鎖線の形状が形
成され、このときの厚肉部２ａに相当する板厚は圧延前
のリボン材５０の板厚ｔ₀ より大きく圧延後の異形圧延
材料５１の板厚ｔよりも小さくなるように設定される。
このように第一回目の圧延の板厚を所定範囲に設定する
ためリボン材５０の両側に位置する規制ローラ４２を設
けており、ローラ４１によりつぶされるリボン材５０の
金属流れがこの規制ローラ４２によって規制される。つ
まり、つぶされたリボン材５０の肉が幅方向に逃げよう
としても、幅方向の両端に位置する規制ローラ４２によ
り規制され、つぶされた肉が所定間隔以上逃げられな
い。これにより幅方向の逃げ量が規制されるため、幅方
向に逃げられない肉が厚さ方向に逃げ、その結果厚さ方
向に盛り上がる。そのため、リボン材５０の肉厚ｔ₀ よ
りも大きな肉厚にすることができる。ここで、リボン材
５０の幅方向は特許請求の範囲に記載の「任意の相反す
る二方向」に相当する。

【００１８】この第一回目の圧延が終わると、第二回目
のローラ圧延が施される。このとき、幅方向に位置する
規制ローラ４２の間隔は第一回目の圧延のときよりも広
く設定される。そして第二回目のローラ圧延により所定
深さｄのつぶし量が得られるように圧延が施される。こ
のとき第一回目のローラ圧延と同様、リボン材５０の幅
方向に肉が逃げようとするが、幅方向両側に位置する規
制ローラ４２によりその逃げ量が規制される。これによ
り、逃げた肉は板厚方向に盛り上がるためこの規制ロー
ラ４２の間隔を調整することにより所定の板厚ｔになる
ように板厚を設定することができる。このようにローラ
４１によりリボン材５０の中央部分を長手方向に圧延す
ることにより、リボン材５０に厚肉部２ａと薄肉部２ｂ
とを形成することができる。

【００１９】ローラ圧延によりつぶされた肉は長手方向
および幅方向に逃げ、幅方向には長手方向より多く肉が
逃げる。そのため、ローラ４１により圧延するだけなく
幅方向を規制ローラ４２により規制することにより逃げ
た肉の幅方向の移動量を規制することができ、さらに板
厚方向に肉を盛り上げることができる。したがって、従
来、平板にパンチすることにより凹部を形成する場合に
生じていた逃げた肉が四方に盛上がるということや、パ
ンチ（金型）自体が割れるという問題を回避することが
できる。

【００２０】前述したように、二回に渡るローラ圧延に
よって所定深さｄの長溝５２が形成されると、この長溝
５２内に流出ポート１４、１５、流入ポート１６がそれ
ぞれ形成される。この各ポートの形成はポート孔抜工程
によるせん断加工により行われる。各ポートが形成され
ると、流出ポート１４、１５の周囲にバーリング加工が
施される。このバーリング加工によって流出ポート１
４、１５の周囲にバーリング部１４ａ、１５ａが形成さ
れ、前述したように流出ポート１４、１５とその周囲に
位置する薄肉部２ｂとの間には薄肉部２ｂより一段高く
なった凸状のバーリング部１４ａ、ｂが位置することに
なる。

【００２１】バーリング加工が施されると、リボン状に
形成されていたワ−クが所定長さに切断されるとともに
所定の形状に外形抜きされる。このとき、前述した切欠
溝２４もともに形成される。このような各工程により湾
曲前のカラー２が成形される。次に、湾曲前のカラー２
を所定の円筒状に曲げる工程を図３に基づいて説明す
る。

【００２２】湾曲前のカラー２は平板の状態を維持して
いることから、この平板状態からプレスにより前述した
バーリング部１４ａ、１５ａが径方向内側に位置するよ
うにＵ字形状に曲げられる。これにより径方向断面形状
において半円が形成される。Ｕ曲げされたワークをプレ
スによりさらにＯ字形状に曲げる。このＯ曲げにより所
定の筒形状に形成され、カラー２の各加工が終了する。

【００２３】次に、前述したカラー２を用いた空気流量
制御弁の構成を図８に基づいて説明する。図８には空気
流量制御弁の軸方向組立断面図が示されている。図８に
示すように空気流量制御弁はガラス粉混入ナイロン樹脂
成形体からなるハウジング１を有し、またハウジング１
は両端開口円筒状のバルブ収容空間を形成するバルブハ
ウジング部１１を有する。このバルブハウジング部１１
の内周面１１ａには、前述したカラー２が密着するよう
に設定されており、カラー２を介してバルブハウジング
１１の両端部に球軸受３が嵌入されている。これら球軸
受３は回転軸４を回転自在に支持しており、弁体５が一
対の球軸受３の間に位置し回転軸４に固定されている。

【００２４】弁体５の内側に位置する弁室６は、カラー
２の流入ポート１６およびハウジング部１１の周壁に開
口された流入孔１０を通じて外部の空気流入空間に連通
している。またこの弁室６は、カラー２の流出ポート１
４およびバルブハウジング部１１の周壁に開口された主
流出孔１８を通じて外部の空気流出空間にも連通し、同
様にカラー２の流出ポート１５およびバルブハウジング
部１１の周壁に開口された副流出孔１９を通じて図示し
ない流出用パイプにそれぞれ連通している。このような
構成を採ることにより、主流出孔１８および副流出孔１
９が弁体５の回動により開度調整され、これにより空気
流量が制御される。

【００２５】このようにカラー２内には、弁体５が回動
可能に収容されているため、例えばカラー２の内周壁に
流入空気中に含まれる塵などが付着すると、カラー２の
内周壁と弁体５の外周壁との僅かな隙間に塵が侵入し、
弁体５の回動を妨げスティックさせるおそれがある。そ
のため、圧延加工とバーリング加工とにより形成される
前述の薄肉部２ｂからなる異物受入用の凹部２ｃをカラ
ー２の内周壁に設けることにより、これらの塵をこの凹
部２ｃ内に捕獲することができる。これにより、カラー
２の内周壁に付着した塵がこの凹部２ｃによって捕獲さ
れるため、カラー２の内周壁と弁体５の外周壁との間に
塵が侵入するのを防止し弁体５のスティック等を防ぐこ
とができる。

【００２６】以上説明したように本実施例によると、リ
ボン材５０に長溝を形成するときリボン材５０の幅方向
の金属流れが規制ローラ４２により規制され、この幅方
向以外の金属流れが許容されることから、長溝を形成す
るときに押出される肉をこの幅方向以外に逃がすことが
できる。これにより、ローラ４１の加圧により押出され
る肉が十分に流れないことによるローラ４１への反力が
減少することから、長溝を形成するローラ４１に過剰な
加重が加わることを防止できる。そのため、ローラ４１
の破損を防ぐことができる。したがって、所望の深さを
有する長溝、つまり薄肉部２ｂを形成することができ、
この薄肉部２ｂにバーリング加工等を施すことで、より
複雑な精密加工が可能となり、生産性を向上させる効果
がある。

【００２７】また、本実施例によると、圧延の前後にリ
ボン材５０を巻回することにより、帯状に長く形成され
る異形圧延材料５１の搬送、保管が容易になる。これに
より、さらに生産性を向上させる効果がある。さらに、
本実施例によると、空気流量制御弁に用いられるカラー
２の内周壁には、圧延加工とバーリング加工とにより形
成される異物受入用の凹部２ｃが形成される。これによ
り、流入空気中に含まれる塵などがカラー２の内周壁に
付着しても、この凹部２ｃ内に塵などを捕獲することが
できる。したがって、カラー２の内周壁と弁体５の外周
壁との間に塵が侵入するのを防止し弁体５のスティック
等を防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による中空円筒体の製造方法
を適用して製造したカラーの展開図である。

【図２】図１に示すII−II線断面図である。

【図３】本実施例によるカラーの製造方法の各工程を示
す説明図である。

【図４】本実施例のカラーの製造方法に用いられるリボ
ン材の斜視図である。

【図５】本実施例のリボン材の圧延工程を示す説明図で
ある。

【図６】圧延工程により圧延された異形圧延材を示す説
明図である。

【図７】圧延工程によりリボン材が圧延される様子を示
す説明図である。

【図８】本実施例の中空円筒体の製造方法より製造され
たカラーを適用した流量制御回転弁の軸方向組立断面図
である。

【図９】従来例による中空円筒体の製造方法を適用して
製造した中空円筒体の展開図である。

【図１０】図９に示すＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

２ カラー （中空円筒体） ２ａ 厚肉部 ２ｂ 薄肉部 ２ｃ 凹部 １４、１５ 流出ポート （孔部） １４ａ、１５ａ バーリング部（凸部） １６ 流入ポート ４１ ローラ （押圧部材） ５２ 長溝 （凹部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｋ 5/04 Ｆ１６Ｋ 5/04 Ｊ (72)発明者 森川 伸之 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 古川 晃 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板に押圧部材を押圧し凹部を形成す
   る工程と、 前記凹部の底部に孔部を形成する工程と、 前記孔部の前記凹部側周囲に凸部を形成する工程と、 前記凸部を形成した金属板を円筒状に曲げる工程とを含
   み、 前記凹部を形成するとき押圧方向に直交する面上の任意
   の相反する二方向の金属流れが規制されることを特徴と
   する中空円筒体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記凹部はローラ圧延により形成され、
   ローラ軸方向の金属流れが規制されることを特徴とする
   請求項１記載の中空円筒体の製造方法。
3. 【請求項３】 金属板を筒状にまるめて形成する中空円
   筒体であって、 内周壁の全周に渡って周方向に形成される凹部と、 前記凹部の底部に形成される孔部と、 前記孔部の前記凹部側周囲に形成される凸部とを備える
   ことを特徴とする中空円筒体。