JPS6117336A - 金属リングの成形方法およびその方法に用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属リングの成形方法およびその方法に用いる
装置に関する。さらに詳しくは、リングの軸方向に延び
る溝部と山部とからなる所定の形状がつけられた内縁面
および（または）外縁面、およびくまたは）リングの軸
方向に突出した隆起部が形成された部分を有する金属リ
ングの成形方法およびその方法に用いる装置に関する。

［従来の技術］ 平坦な金属リングの内縁面および（または）外縁面に該
金属リングの軸方向と平行に延びる山部および溝部が形
成された特定の金属リングが必要となるばあいがある。

そのようなリングを製造するためのいくつかの方法が従
来から知られている。しかしながら、それらの方法にお
いては、ときにはスクラップ金属が５０％にも及んだり
、その方法自体非常に複雑であるとか、また製造コスト
や人件費に関する問題など種々の欠点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は前述の欠点を克服し、効果的に、かつ成
形工程において金属のロスのない金属リングを成形する
新しい方法およびその方法に用いる装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の金属リングの成形方法は、均一な断面形状を有
する金属棒を曲げて該金属棒の両端がたがいに向かいあ
うようにリング状にする工程と、 該リング状にされた金属棒のたがいに向がいあう端部同
士を溶接して、所望の金属リングに成形されるべきブラ
ンクを形成する工程と、該ブランクによって部分的に塞
がれると共に、対応する所望の金属リングの形状にされ
る溝を形成するための相互補足的でかつ協働しあう第１
部材と第２部材とからなる成形アセンブリを用いて、 前記第１部材と前記第２部材とのどちらか一方の支持面
に前記ブランクを配置する工程と、該ブランクにかけら
れる応力が該ブランクを変形させて前記溝を満たすのに
、前記ブランクの変形に対づる抵抗を最小にするに充分
な応力であるように、前記第１部材および前・記第２部
材に力をかけて移動させることによって、前記ブランク
に応力をかける工程 とからなり、前記金属棒の断面積が、仕上げられた金属
リングにおいて前記ブランクの変形の程度が少なくとも
１０％であるように、選択されている、金属リングの面
の少なくとも１つに所定の形状をつけることを要旨とす
るものである。

さらに、本発明の金属リングの成形方法に用いられる装
置は、金属棒をリング状に曲げて、その向かいあう端部
同士を溶接して形成されたリング状のブランクによって
部分的に塞がれる溝を形成するために、相互補足的であ
りかつ協働する第１部材と第２部材とからなり、該第１
部材と第２部材のうちの１つが前記ブランクを支持する
支持面を有しており、前記ブランクの変形に充分な応力
をかけるために、前記第１部材と前記第２部材との少な
くとも一方に力がかけられ、それによって前記ブランク
が前記溝を満たす、金属リングの面の少なくとも１つに
所定の形状をつけることを要旨とするものである。

［実施例］ 第１図はリング状に形成される金属棒の説明図、第２図
および第３図はそれぞれ第１図の金属棒がリング状に曲
げられた状態および該リング状に曲げられた金属棒から
形成されたブランクを示す説明図、第４図は本発明の成
形方法によって成形された金属リングを示す平面図、第
５図は第４図の（Ｉ）　−（Ｉ）轢断面図、第６図は本
発明のプレス加工型の装置の一実施例を示す説明図、第
７図は内縁面と外縁面との両方に溝部と山部とが・成形
される金属リングの一部断面図、第８図は本発明の成形
方法に用いられるプレス加工型の装置の他の実施例を示
す説明図、第９図は本発明の成形方法によって成形され
た異なった形状の金属リングの平面図、第１０図は第９
図の（Ｉｌｌ　−（Ｉｌ線断面図、第１１図は本発明の
成形方法に用いられるプレス加工型の装置の他の実施例
を示す説明図、第１２図は第１１図の（２）−ｌ線断面
図、第１３Ａ〜１３０図はそれぞれとくに厚さの厚いリ
ングや複雑な形状をつ【プた金属リングを成形するとき
に生じる摩耗を減少させるのに有用な、プレス加工型の
装置の説明図である。

第１〜３図においては、円形断面の選択可能−な直径が
（０）であり、かつ両端部（１０ａ）、（１０ｂ）間の
長さが（［）である金属棒（１０）が示されている。金
属棒の全体積Ｖは長さくＬ）と直径（Ｄ）とで決まるこ
とは明らかである。金属棒（１０）は符号（２０）で示
されているようにリング状に曲げられ、該金属棒（１０
）の両端部（１０ａ）、（ｉｏｂ）は小さな隙間（２１
）をおいてたがいに向かいあうようにされる。これらの
端部（１０ａ）、（１０ｂ）は符号（２２）で示されて
いるようにたがいに溶接される。

金属棒（１０）は必ずしも円形断面である必要はなく、
種々の断面形状を有していてもよい。しかしながら、金
属棒（１０）の断面積Ａｒおよび全体＠Ｖそれぞれは仕
上げられた金属リングの断面積＾ｆおよび体積’ＪＴ以
上でなければならない。また、金属棒（１０）の長手軸
に沿って曲げられてできたリング（２０）の厚さは仕上
げられたリングの厚さの少なくとも１０％は大きくなけ
ればならない。

溶接されたリングと溶接されていないリングを区別する
ために、溶接されたリングを符号（２５）で示す。厚さ
くＤ）の溶接されたリング（２５）はブランクとして用
いられるものであり、゛所定の形状をつけられた面を有
する所望の金属リングを成形するための方法のそれぞれ
の工程においてはブランクという。

第４図および第５図においては、ブランク（２５）から
成形される所望の金属リング（３０）の１つがＣＩ＋　
−［１１線断面図とともに示されている。ブランク（２
５）の厚さ、すなわち金属棒（１０）の直径（Ｄ）は、
仕上げられた金属リング（３０）の所望の厚さくＴ（Ｄ
＞月）によって選択される。一方、金属棒（１０）の長
さく［）は特定の形状をつけられた面を有する金属リン
グ（３０）の所望の全寸法によって選択される。第４図
には、その内縁面において三角形状に形成された山部（
３５）と溝部（３６）とを有する金属リング（３０）が
示されでいる。しかしながら、三角形状のものに限定さ
れるものではなく、そのほかの形状の山部（３５）と溝
部（３６）が形成されてもよい。またこの山部（３５）
と溝部（３６）は内縁面と外縁面のどちらか、または両
方に形成されてもよい。

第６図には、ブランク（２５）の内縁面に形成された山
部（３５）と溝部（３６）とを有する第４図に示されて
いる金属リング（３０）の成形方法に用いられる装置が
示されている。金属リングは母型（ｉａｔｒｉｘ）また
はブランク支持部材（４１）を有するプレス加工型の装
置（４０）で成形される。ブランク（２５）は支持面（
４２）上に支持されている。ブランク（２５）は開口（
４３）を通して配置される。第６図の左側（６Ｌ）には
金属リング成形前、右側（６Ｒ）には金属リング成形中
の状態が示されている。

平らな面（４６）を有するプランジャー（ｐｌｕｎｇｅ
ｒ）（４５）が、金属リングの成形のために設けられて
いる。平゛らな面（４６）はブランク（２５）に下向き
の圧力（Ｐ）をかけるための面である。ダイ（４８）が
プランジャー（４５）の一部として、またはプランジャ
ー（４５）に連結されて設けられており、ダイ（４８）
の外周、部には溝部と山部とが形成されている。その部
分を符号（５０）であられすことにする。

ダイ（４８）の溝部は金属リングの山部を成形するため
にブランク（２５）の金属で満たされる。一方、ダイ（
４８）の山部により、金属リングの溝部が成形される。

いったん、プランジャー（４５）の平らな面（４６）が
ブランク（２５）に当接すると、ブランク（２５）は完
全に閉じ込められることになる。金属によって塞がれな
い唯一の空間がダイ（４８）の溝部（５０）である。ダ
、イ（４８）の長手軸に沿って連続的に応力（Ｐ）がか
けられるため、均一でない圧縮力が発生する。すなわち
、上側、下側からかけられる応力をそれぞれ（ｑｌ）、
（ｑ３）とし右側、左側からかけられる応力をそれぞれ
（Ｑ２）、（Ｑ４）とすると、（ｑｌ）≠（ｑｌ）≠（
Ｑｓ）≠（ｑ４）である。このような条件のもとで、ブ
ランク（２５）の金属の可塑度は最大に達し、変形に対
する抵抗は最小となる。

その結果、ブランク（２５）の金属は半径方向内向きへ
、すなわちダイ（４８）の長手軸に対して直角な方向に
向けて前述の唯一の塞がれていない空間すなわちダイの
溝部の中へ、流れ込む。変形の間に、ブランク（２５）
は支持面（４２）と平らな面（４６）との間で平坦にさ
れることは明らかである。′実際には、ブランク（２５
）の変形の程度は少なくとも１０％である。この少なく
とも１０％とは、ブランク（２５）の断面積と仕上げら
れ友金属リングの断面積とを比較したばあいに、ブラン
クにおけるもとの状態から、仕上げられた金属リングに
おける新しい状態まで、少なくとも１０％変形したこと
を意味するものである。

変形が完了すると、プランジャー（４５）とダイ（４８
）は上げられ、成形された金属リングがブランク支持部
材（４１）から取り出される。このような工程によって
成形されたリングが第４図に示されている金属リング（
３０）である。金属リング（３０）の山部（３５）はダ
イ（４８）の溝部（５０）の中へ金属が流れ込んで成形
されたものであり、溝部（３６）は前述の方法のそれぞ
れの工程の間に成形された山部（３５）同士の間の部位
に成形されたものである。

前述の少なくとも１０％程度のブランク（２５）の変形
は、ｉ接部（２２）が金属棒（１０）の構造、強度の特
性と同様の特性を維持するように、その変形動作は変形
に最小限必要な程度の動作で行なわれるべきである。

同様に、第７図に示すように溝部と山部とがブランク（
２５）の外縁面に成形されてもよい。このようなブラン
ク外縁面の溝部と山部は、ダイと、ブランク（２５）の
外縁面に当接する適当な溝部と山部が形成されたブラン
ク支持部材（４１）とを設けることによって達成されう
る。

第７図には、山部（３５）と溝部（３６）とを有する内
ダイ（５０）と共にブランク（２５）が部分的に示され
ている。また、山部（３５ａ）と溝部（３６ａ）とを有
する外ダイ（５０ａ）も示されている。金属に圧力（Ｐ
）がかけられると、金属は内ダイの溝部（３６）を満た
すために矢印（６０）の方へ流れ込み、同時に外ダイの
溝部（３６ａ）を満たすために矢印（６２）の方へ流れ
込む。このようにして、金属リングが仕上がると、該金
属リングの山部はそれぞれの工程の間にダイの溝部に流
れ込む金属により成形される。

本発明が山部と溝部とだけを成形することに限定される
ものではないことは明らかである。

本発明によれば、種々の異なった形状を有する金属リン
グが提供されうる。このことはつぎの説明から明らかと
なる。

第８図には、金属リングが所望の形状に仕上げられたの
ち、プレス加工型の装置（４０）の母型（４１）から金
属リング（３０）を突き出す工程の一実施例が示されて
いる。また第８図において左側（８Ｌ）および右側（８
Ｒ）にはそれぞれ金属リングの仕上がり完了後および金
属リングの突き出し後の状態におけるプレス加工型の装
置が示されている。

第８図に示されている実施例においては、押し棒（７１
）を有するキツカー（ｋｉｃｋｅｒ）またはピストン（
７０）がブランク支持部材（４−１）内に摺動自在に設
けられている。ピストン（７０）の頂部はブラング支持
面（４２）　（第６図参照）である。金属リング（３０
）の成形が完了すると、右側（８Ｒ）に示すように、ダ
イ（４５）は上げられる。つぎに、矢印（７５）で示す
力が押し棒（７１）にかけられ、それにより母型の溝部
（７７）から仕上げられた金属リング（３０）を突き出
すために、該金属リングとピストン（７０）が上方に押
し上げられる。

このようにして仕上げられた金属リングは第５図に（１
）で示すような均一な厚さを有する。

しかしながら、本発明はこのように均一な厚さの金属リ
ングの成形に限定されるものではなく、金属リングの種
々の断面において種々の厚さを有するのものであっても
よい。このよ・うに、本発明によって成形される金属リ
ングは溝部と山部とのみからなる形状に限定されるもの
ではない。

第９図および第１０図には、厚さく■１）のボス（８１
）、（８２）、（８３）などの複数の隆起した部分を有
する金属リング（３０）が示されている。一方、金属リ
ング自体の厚さ番よ（Ｔ２ｔＴｉ＞Ｔ２］）である。

金属リング成形中、厚さが（■３）の複数のアーク状の
７ランジ（８５）、（８６）、（８７）が形成される。

これらのフランジは金属リングの仕上がり時に取り除か
れる。

第１１図および第１２図には、第１０図に示したような
厚さく■１）のボス（８１〜８３）や厚さく■３）のア
ーク状の７ランジ（８５〜８７）などの、異なった厚さ
または断面積のボスを有する金属リングを成形するため
のプレス加工型の装置（４０）が示されている。第１１
図の左側の（１１Ｌ）と右側（ＩＩＲ）にそれぞれ示さ
れているように、プレス加工型の装置（４０）は基部（
９りを有する。左側（１１Ｌ）には金属リング成形中の
状態が示されており、右側（１１Ｒ）にはダイが上げら
れたあとの状態が示されている。

第１２図は第１１図の上げられたあとの状態の（２）−
（５）線断面図である。

プレス加工型の装置の基部（９１）には底部（９２）と
上部（９３）とからなる母型が設けられている。

なお、底部（９２）と上部（９３）との間にはａｌｌ（
９４）が設けられている。また母型は第８図に示されて
いるピストン゛（７０）と同様の部材（９６）ならびに
押し棒（９１）を有している。

ダイ（９０）は第８図に示されているプランジャー（４
５）とダイ（４８）との両方の機能を果たす。ダイ（９
０）の面の一部分（９０ａ）はブランク（２５）の上面
に当接し、金属リング（３０）はより小さな厚さに成形
される。より低くされた面は、より大きな断面積を有す
るボスを成形するために、１つまたは２つ以上のリセス
（ｒｅｃｅｓｓ）（９０ｂ）を有する。そのほかの過剰
な金属は溝（９４）へ流れ込む。

過剰な金属は、ダイ（９０）およびピストン（９６）が
押し棒（９７）によってかけられた上向きの力によって
金属リング（３０）を突き出したあとに、金属リング（
３０）から切断される。第１１図および第１２図には、
前述の工程から過剰な金属を切断するためのピット（ｂ
ｉｔｓ）を有する溝（９４）が示されている。

第１２図において、符号（１０１〜１０３）はより太き
な断面積を有するボスを示しており、一方符号（１０４
〜１０６）はより小さな断面積を有する断面を示してい
る。また符号（１０７）は最後に成形された金属リング
の過剰な金属であり、一方符号（１０８）　、（１０９
）は最後から２番目および３番目に成形された金属リン
グの過剰な金属である。

金属リングに形成される溝部を成形する母型やダイに、
かなりの摩耗が生じることは明らかである。その原因は
金属の成形工程中、溝成形面が露出していることにある
。そのような摩耗は、とくに非常に複雑な形状をその内
縁面と外縁面に有する金属リングを成形するとき、ある
いは非常に厚い金属リングを成形するときにとくにはげ
しく生じる。

そのような摩耗は第１３Ａ〜１３Ｄ図に示されているよ
うなプレス加工型の装置を提供することによって、減少
させうる。図面にはブランク（１２０）’から金属リン
グを成形するそれぞれの段階が示されている。プレス加
工型の装置（１２２）は母型（１２４）とダイ（１２５
）とからなる。母型（１２４）内の溝（１２６）はそれ
ぞれの図面において９０’より小さい角度（α）と（β
）とをなして頂部から底部まで延びている。

第１３Ｂ図および第１３Ｃ図に示されているように、力
（Ｐ）による金属リングの成形中、母型（１２４）内の
りセス（１３２）を満たす金属は力（Ｐ）によるブラン
ク（１２０）の変形により、半径方向外向きにだけでな
く軸方向にも流れ出す。ダイ（１２５）がブラ′ンク（
１２０）を押圧するにしたがって、ブランク（１２０）
はさらに変形してゆく。第１３Ｂ図および第１３Ｃに示
されているように、ブランクは押圧されてそのもつとも
広い（Ａ）−（Ａ）線断面においてΔｈだけ下降する。

母型の溝には角度（α）と（β）がつけられているため
に、母型の面にかけられる摩擦力は減少し、それにより
摩耗が減ぜられる。最後に、第１３Ｄ図に示されている
ように、ダイ（１２５）が引っ込められてしまったあと
、金属リングを突き出すためにプランジャー（１３Ｇ）
が上げられるときには、金属リング（１４Ｇ）は溝（１
２６）のもつとも小さな断面を有する部分から外へ出さ
れる。そのとき、角度（α）と（β）゛、およびその断
面により最終的な寸法矯正が行なわれる。そのようなプ
レス加工型の装置を用いると、母型内の溝の局面におけ
る摩耗減少は実現可能となる。

以上、本発明の特定の実施例を図面に示し説明してきた
けれども、本発明はかかる実施例にのみ限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲の記載内で当業者が容易にな
しうる変更、改変のすべてを含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はリング状に形成される金属棒の説明図、第２図
および第３図はそれぞれ第１図の金属棒がリング状に曲
げられた状態および該リング状に曲げられた金属棒から
形成されたブランクとを示す説明図、第４図は本発明の
成形方法によって成形された金属リングを示す平面図、
第５図は第４図の（Ｉ）　−（１）線断面図、第６図は
本発明プレス加工型の装置の一実施例を示す説明図、第
７図は内縁面と外縁面との両方に溝部と山部とが形成さ
れる金属リングの一部断面図、第８図は本発明の成形方
法に用いられるプレス加工型の装置の他の実施例を示す
説明図、第９図は本発明の成形方法によって成形された
異なった形状の金属リングの平面図、第１０図は第９図
の（１１−（Ｉ）轢断面図、第１１図は本発明の成形方
法に用いられるプレス加工型の装置の他の実施例を示す
説明図、第１２図は第１１図の（５）−（５）線断面図
、第１３Ａ〜１３Ｄ図はそれぞれとくに厚さの厚いリン
グや複雑な形状をつけた金属リングを成形するときに生
じる摩耗を減少させるのに有用なプレス加工型の装置の
説明図である。 （図面の主要符号） （ｉｏ）　：金属棒 （２２）　：溶接部 （２５）　ニブランク （３０）　：金属リング （３５）　：山部 （３６）　：溝部 （４１）ニブランク支持部材 （４５）ニブランジャー （４８）　：ダ　イ 特許出願人　ザ・ステート・オブ・イスラエル、ミニス
トリー・オブ・デフ ェンス、イスラエル・ミリタリ 第１図 第　　２　　図□　　　　　　　　第　　６　　同第４
図 「１　　　第　５　図 に、　　　″“８ 第　　６　　図 第７図 第　　８　　図 ８Ｌ　　！３Ｒ 第９図　第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　均一な断面形状を有する金属棒を曲げて該金属棒の
   両端部がたがいに向かいあうようにリング状にする工程
   と、 該リング状にされた金属棒のたがいに向かいあう端部同
   士を溶接して、所望の金属リングに成形されるべきブラ
   ンクを形成する工程と、該ブランクによって部分的に塞
   がれると共に、対応する所望の金属リングの形状にされ
   る溝を形成するための相互補足的でかつ協働しあう第１
   部材と第２部材とからなる成形アセンブリを用いて、 前記第１部材と前記第２部材とのどちらか一方の支持面
   に前記ブランクを配置する工程と、該ブランクにかけら
   れる応力が該ブランクを変形させて前記溝を満たすのに
   、前記ブランクの変形に対する抵抗を最小にするに充分
   な応力であるように、前記第１部材および第２部材に力
   をかけて移動させることによって、前記ブランクに応力
   をかける工程 とからなり、前記金属棒の断面積が、仕上げられた金属
   リングにおいて前記ブランクの変形の程度が少なくとも
   １０％であるように、選択されている、金属リングの面
   の少なくとも１つに所定の形状をつける金属リングの成
   形方法。 ２　前記仕上げられた金属リングが均一な厚さからなり
   、前記金属棒の厚さが少なくとも１０％該仕上げられた
   金属リングの厚さより大である特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３　前記金属リングの内縁面と外縁面のうちの少なくと
   も１つが、該金属リングの軸方向に延びる溝部と山部と
   を有するように成形される特許請求の範囲第１項記載ま
   たは第２項記載の方法。 ４　前記金属リングの少なくとも一方の側部において、
   少なくとも１つの隆起部を有するように成形される特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ５　前記金属リングを成形するときに、前記ブランクの
   変形によってできる少なくとも１つの半径方向外向きに
   延びる部分を切断する工程を有する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ６　金属棒をリング状に曲げて、その向かいあう端部同
   士を溶接して形成されたリング状のブランクによつて部
   分的に塞がれる溝を形成するために、相互補足的であり
   かつ協働する第１部材と第２部材とからなり、該第１部
   材と第２部材のうちの１つが前記ブランクを支持する支
   持面を有しており、前記ブランクの変形に充分な応力を
   かけるために、前記第１部材と前記第２部材との少なく
   とも一方に力がかけられ、それによって前記ブランクが
   前記溝を満たす、金属リングの面の少なくとも１つに所
   定の形状をつけるためのプレス加工型の装置。 ７　仕上げられた金属リングを突き出すための手段を有
   する特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８　前記突き出し中、前記金属リングがさらに変形する
   特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９　少なくとも１つの半径方向外向きに延びる延長部分
   を形成するために、前記変形中における膨張を受け入れ
   るようにされた、前記溝から半径方向外向きに延びる少
   なくとも１つのもう１つの溝を有しており、突き出し動
   作中、該延長部分を切断するようにされている特許請求
   の範囲第７項記載の装置。