JP2007044761A

JP2007044761A - 角パイプの製造方法

Info

Publication number: JP2007044761A
Application number: JP2005235001A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Murakami; 幸義村上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2007-02-22

Abstract

【課題】経費が安価で、且つ、精度の高い部材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、丸パイプの内側に中芯材を挿入する工程と、該中芯材の挿入された丸パイプを内側に山形溝を形成した上金型と谷溝を形成した下金型との間に配する工程と、該上下金型を押圧して丸パイプを四角の角パイプに塑性変形させる工程とから成り、角パイプの外径＝（Ｋ）、中芯材の外径＝（Ａ）、丸パイプの肉厚寸法＝（Ｂ）、としたとき、（Ａ）＋（Ｂ）＝Ｋの関係が成り立つことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ等の事務機器の軸部材として使用される金属製角パイプの製造方法に関する。

従来、プリンタ等の事務機器の軸部材として金属製角パイプが使用されている。この金属製角パイプの製造方法としては、（１）一度造菅された丸パイプを角ダイス、角プラグ（芯金）により塑性変形を伴い引き抜き角パイプを製造する方法、（２）一度造菅した丸パイプを塑性変形を伴わない状態十字方向からローラにより加圧し、角形状に変形させる製作する方法、（３）帯状のフープ材を造菅機により角形状に変形しつつ材料の合わせ目を溶接しながら製作する方法、等が採られている。

特開平８−２３８５２０号公報

しかし、上記手段によっては、下記の如き問題が生じる。
イ）上記（１）、（２）、（３）共に加工点が短く加工後の製品が連続して製造する為、曲がりねじれが発生し、この対策に大きなコストを必要である。
ロ）特に、一般的な曲がり矯正機の原理が矯正ロールを材料の外周を回転させるか、材料其の物を回転させることにより材料にひねりを加えて矯正する為、角形状は、特に困難でコスト高に成っている。
ハ）又、製造方法のうち（２）、（３）は、塑性変形を伴わない為に、工数的に容易であるが、反面、角形状に加工する前の材料幅（２は、丸パイプの外周長、３は、フープ材の幅長）が一定に出来ない為、角の４面が外側、又は内側に変形し、膨れ、垂れ込みが発生してしまう。

又、製品加工時の現工程製造方法の問題点としては、次の如き問題が生じる。
イ）上記により製造されたパイプの長尺材料は、使用方法により一定の長さに切断し使用されるが、切断面の面取り、バリ取りが角形状の為、切断した材料を回転し面取り、バリ取りが出来ず手間がかかっている、
ロ）表面の凸凹、面祖度等を要求される場合は、４面個々に平面研磨、バフ研磨を必要とし、回転を利用した、センタレース研磨、通しバフ研磨等の高効率方法を使用する事が出来ない。
ハ）製品仕様により精密な曲がりを除去する為、切断した製品に内外同軸リンクを通し回転させ、リングの外周のダイヤルゲージの振れにより加圧し曲がりを矯正するという、手間が必要となっている。
そこで本発明は、上記問題点を解決し、経費が安価で、且つ、精度の高い部材を提供することを目的とする。

そこで上記課題を解決するために、請求項１の発明は、丸パイプの内側に中芯材を挿入する工程と、該中芯材の挿入された丸パイプを内側に山形溝を形成した上金型と谷溝を形成した下金型との間に配する工程と、該上下金型を押圧して丸パイプを四角の角パイプに塑性変形させる工程とから成り、角パイプの外径＝（Ｋ）、中芯材の外径＝（Ａ）、丸パイプの肉厚寸法＝（Ｂ）、としたとき、（Ａ）＋（Ｂ）＝Ｋの関係が成り立つことを特徴とする。

以上述べたように本発明によれば、従来の工法に比べ丸の芯金がある為、精度が高い。一度に前面を加工する為、ねじれ、が生じない。加工時の加工応力分散により曲がりが生じない。バリ、面取り、４面精度確保が容易にできる。上記により、格段の安価な部品を作る事が出来る。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
本発明は、先ず、金属製の丸パイプ１を用意し、それを必要な長さ寸法に切断すると共に、切断後両端部に面取り、外径研磨等により面粗さを向上させる処理を施す。
次いで、該丸パイプ１に中芯材２を挿入するが、当該中芯材２は、金属製等の硬質部材で、その断面を円形とした中実材とすることができる。

次に、内側に山形溝３ａを上型３と谷形溝４ａを形成した下型４とを用意するが、該山形溝３ａ、谷形溝４ａとは、角パイプの外径をＫとしたとき、斜辺の寸法がＫで、目的とする角パイプが正方形の場合には、溝角度α＝４５度で略正三角形を成す溝である。
この上型３と下型４との間に、上記中芯材２を挿入した丸パイプ１を配し、プレス機で押圧する。
プレス機の押圧が開始されると、先ず、丸パイプの表面に山形溝３ａ及び谷形溝４ａの内壁面が接触し、丁度山形溝３ａ及び谷形溝４ａの斜面中央の位置が接触点となり、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４がそれぞれ接触点となる。

更にプレス機の押圧を続けると、接触点となったｔ１を中心に金属製のパイプは塑性変形を開始し、それが溝内側に沿って平坦面を形成していき、ｔ２，ｔ３，ｔ４にも同様に働く。
この働きは、上型のｔ１と対向する下型のｔ３とが丁度丸パイプ１を上下から挟圧する格好となり、円形の丸パイプ１を楕円形に変形させる力として作用する。そして、それが他方のｔ２とｔ４間にも働くから、楕円とはならず、四辺形に近づく形となる。

上記パイプが変形して溝内側に沿って平坦面を形成していく過程にあって、接触点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４間には、例えば、ｔ１とｔ２間にはパイプをｔ１とｔ２の中間の山形溝の山の頂点へと素材を押しやる方向への力が働くことになる。ｔ２とｔ３間では、上型と下型との中間間隙部へと素材を押しやる力が働く。同様にｔ３とｔ４では谷溝底部へと、ｔ１とｔ４間では中間間隙部へと力が働く。

やがて、上下の型が近づき、最終点に近づくと、山頂部、谷溝底部及び左右の中間間隙部へと向かっていた力は、その端部に至って隅部に近づくと、逃げ場を失った力は、反作用として反対方向の力となって反ってくる虞れがある。例えば、丸パイプ１の外径寸法にはバラツキがあり、所定寸法より大きなものにはこの虞が生じる。
すると、隅部から返ってくる反力は、丁度ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４付近で衝突し、逆にｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を内側へと湾曲させる力となって作用する虞がある。

しかし、内側には、中芯材が存在するので、この内側へと湾曲させる力を抑え、且つ、角パイプの外径＝（Ｋ）、中芯材の外径＝（Ａ）、丸パイプの肉厚寸法＝（Ｂ）、としたとき、（Ａ）＋（Ｂ）＝Ｋの関係が成り立つので、上下型が合致して、丁度丸パイプの変形が目的とする角パイプの形状に近づいた時点で互いの作用が終了する。

即ち、もしｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４に内側へと湾曲させる力が働いたしても、中芯材２の存在がこれを抑制し、且つ、それらが互いに上記関係に調整されているので、互いが反力を抑える格好となり、目的とする角パイプの寸法、形態に近づけることができる。
中芯材２に働くｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を内側へと湾曲させる力は、相互に同時且つ反対方向に生じるので、中芯材２を介して各力が衝突して反力を生じ、湾曲する力を抑制する作用を果たす。
このとき、中芯材は互いの力が働く介在点となるので、その位置を正確に固定しておく必要はなく、対向する力の均衡で適切な位置を保持できる。

角パイプの形状は、上記正四角形のほか長方形等の角形に応用が可能である。又、中芯材２は、金型で成形後の引き抜き易さ等を考慮すると円形が望ましいが、これに限定されず、同機能を果たす変形タイプも含まれる。

本発明はプリンタ等の事務機器の軸部材として使用される金属製角パイプの製造方法に利用できる。

本発明の丸パイプ及び中芯材を金型に挿入したときの全体斜視図である。同上丸パイプの正面及び側面図図である。丸パイプの拡大正面である。丸パイプ及び中芯材を金型に挿入したときの拡大正面である。金型で押圧している途中段階の拡大正面である。金型の押圧が最終段階に入ったときの拡大正面である。成形された角パイプの拡大正面である。

符号の説明

１丸パイプ
２中芯材
３上型
３ａ山形溝
４下型
４ａ谷形溝

Claims

丸パイプの内側に中芯材を挿入する工程と、該中芯材の挿入された丸パイプを内側に山形溝を形成した上金型と谷溝を形成した下金型との間に配する工程と、該上下金型を押圧して丸パイプを四角の角パイプに塑性変形させる工程とから成り、
角パイプの外径＝（Ｋ）、中芯材の外径＝（Ａ）、丸パイプの肉厚寸法＝（Ｂ）、としたとき、（Ａ）＋（Ｂ）＝Ｋの関係が成り立つことを特徴とする角パイプの製造方法。