JP2017070979A - Method for manufacturing pipe material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パイプ材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a pipe material.
従来、その管経路に例えばテーパ部が施されたり、管外周に六角形状が施されたパイプを製造する方法として、特許文献1に記載のものが知られている。具体的には、中空状のエキゾーストパイプ(パイプ材)の一部を絞り加工する際、スウェージング加工を用いてパイプの外径が次第に縮径するようなテーパ部を設ける方法を採用している。 Conventionally, for example, a method described in Patent Document 1 is known as a method of manufacturing a pipe in which a tapered portion is provided on the pipe path or a hexagonal shape is provided on the outer periphery of the pipe. Specifically, when drawing a part of a hollow exhaust pipe (pipe material), a method is employed in which a tapered portion is provided by using swaging so that the outer diameter of the pipe is gradually reduced. .
しかしながら、管経路を変更したり、管外周形状を変更したりする際にスウェージング加工を用いる場合、パイプ材の位相を変えながらその外周面に連続的に打撃を与えることが必要で、高額な専用機が必要となる。また、パイプ材の角度を変えながら一部ずつ加工していくため、その仕上がりにおけるパイプ材の要求精度によっては、スウェージング加工中にパイプ材が曲がってしまう事態を回避すべくパイプ材内部に芯金を挿入することが必要となるが、パイプ形状によってはその内部に芯金を挿入することができない場合もある。 However, when swaging is used when changing the pipe path or changing the pipe outer shape, it is necessary to continuously hit the outer peripheral surface while changing the phase of the pipe material, which is expensive. A special machine is required. Also, because the pipe material is processed part by part while changing the angle of the pipe material, depending on the required accuracy of the pipe material at the finish, the core inside the pipe material should be avoided to avoid bending the pipe material during swaging. Although it is necessary to insert gold | metal | money, depending on pipe shape, a metal core cannot be inserted in the inside.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、比較的簡便で、コスト削減を実現可能とするパイプ材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a pipe material manufacturing method that is relatively simple and can realize cost reduction.
上記課題を解決するために、本発明は、長尺円筒状をなすとともに、その端部を除いた少なくとも一部の外周に断面視多角形状の絞りを設けたパイプ材の製造方法であって、第1型と第2型との間に長尺円筒状のプレパイプ材を配し、前記第1型と前記第2型を型閉じすることで前記プレパイプ材をその外周から加圧し、その外周面に前記絞りを形成する絞り工程を含み、前記第1型は、前記第2型と対向する面に多角面からなる第1凹部を有し、前記第2型は、前記第1型と対向する面に多角面からなる第2凹部を有し、前記絞り工程では、前記第1凹部の第1多角凹内面と前記第2凹部の第2多角凹内面とにより前記プレパイプ材を拘束しつつ、前記第1多角凹内面と前記第2多角凹内面とにより前記プレパイプ材の外周を加圧することで、前記第1多角凹内面の内面数と前記第2多角凹内面の内面数との和に相当する多角形状の絞りを形成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a method of manufacturing a pipe material that has a long cylindrical shape and is provided with a polygonal-shaped diaphragm in at least a part of its outer periphery excluding its end, A long cylindrical pre-pipe material is arranged between the first die and the second die, and the pre-pipe material is pressurized from the outer periphery by closing the first die and the second die, and the outer peripheral surface thereof. The first mold has a first concave portion having a polygonal surface on the surface facing the second mold, and the second mold faces the first mold. In the drawing step, the pre-pipe material is restrained by the first polygonal concave inner surface of the first concave portion and the second polygonal concave inner surface of the second concave portion, Pressurizing the outer periphery of the pre-pipe material with the first polygonal concave inner surface and the second polygonal concave inner surface , And forming the aperture of the polygonal shape corresponding to the sum of the inner surface speed of the inner surface number and the second polygonal concave inner surface of the first polygonal concave inner surface.
このようなパイプ材の製造方法によると、第1型と第2型とによってプレパイプ材の外周から加圧しつつ型閉じすることで、一度の絞り工程によってパイプ材の外周面に多角形状を施すことが可能となり、パイプ材の製造工程に要する時間を短縮できる。また、絞り加工を行うにあたり、例えばスウェージング加工のような高額な専用機を用いる方法に比べて、比較的安価な方法で実現できる。 According to such a pipe material manufacturing method, the outer periphery of the pipe material is subjected to a polygonal shape by a single drawing process by closing the mold while applying pressure from the outer periphery of the pre-pipe material using the first mold and the second mold. This makes it possible to shorten the time required for the pipe material manufacturing process. Further, the drawing process can be realized by a relatively inexpensive method compared to a method using an expensive dedicated machine such as a swaging process.
上記パイプ材の製造方法において、前記多角形状は、正六角形状であり、前記第1型は、正六角形状を構成する面のうち3面を有し、前記第2型は、正六角形状を構成する面のうち残り3面を有し、前記プレパイプ材の外径Xに対して、前記第1型と前記第2型とを型閉じした状態における前記第1多角凹内面と前記第2多角凹内面との互いに対向する面同士の距離Yを0.77X〜0.95Xとし、前記絞り工程において、前記第1型と前記第2型とを型閉じする際に、前記第1型が有する前記3面と前記第2型が有する前記3面とにより、前記プレパイプ材の外周に対して圧力をかけるものとすることができる。 In the pipe material manufacturing method, the polygonal shape is a regular hexagonal shape, the first mold has three surfaces constituting a regular hexagonal shape, and the second mold has a regular hexagonal shape. The first polygonal concave inner surface and the second polygonal shape in a state in which the remaining three surfaces among the surfaces to be configured and the first mold and the second mold are closed with respect to the outer diameter X of the pre-pipe material The distance Y between the opposing surfaces to the concave inner surface is set to 0.77X to 0.95X, and the first mold has the first mold and the second mold when the first mold and the second mold are closed in the drawing step. Pressure can be applied to the outer periphery of the pre-pipe material by the three surfaces and the three surfaces of the second mold.
このようなパイプ材の製造方法によると、各3面により簡便にプレパイプ材の外周面を拘束しつつ加圧することが可能となり、より確実に所望する正六角形状の絞り加工を施すことが可能となる。 According to such a pipe material manufacturing method, it is possible to pressurize while easily constraining the outer peripheral surface of the pre-pipe material by each of the three surfaces, and it is possible to more reliably perform a desired regular hexagonal drawing process. Become.
上記パイプ材の製造方法において、前記パイプ材は、エンジン構成部品であるカムシャフトの軸となるシャフトであるものとすることができる。このようなパイプ材の製造方法によると、カムシャフトの軸となるシャフトの中間部分に多角形状の絞りを設けることができ、カムの位置調整等の作業時において利便性に優れたものとなる。 In the pipe material manufacturing method, the pipe material may be a shaft that is a shaft of a camshaft that is an engine component. According to such a pipe material manufacturing method, a polygonal aperture can be provided in the intermediate portion of the shaft that becomes the shaft of the camshaft, which is excellent in convenience during operations such as cam position adjustment.
上記パイプ材の製造方法において、前記絞り工程において、前記プレパイプ材のうち前記第1型と前記第2型とで加圧される箇所の近傍を、その外周から保持部材で保持するものとすることができる。このようなパイプ材の製造方法によると、保持部材によりプレパイプ材の外周が拘束されるため、プレパイプ材に絞り加工を施す際、プレパイプ材が変形してしまう事態を軽減できる。また、その内部に芯金を挿入することができないような形状のプレパイプ材を用いる場合であっても、その外周から保持部材により拘束することにより、プレパイプ材の曲がりを防止できる。 In the pipe material manufacturing method, in the drawing step, the vicinity of the portion to be pressurized by the first mold and the second mold in the pre-pipe material is held from its outer periphery by a holding member. Can do. According to such a pipe material manufacturing method, since the outer periphery of the pre-pipe material is restrained by the holding member, it is possible to reduce a situation where the pre-pipe material is deformed when the pre-pipe material is drawn. Further, even when a pre-pipe material having a shape in which a core metal cannot be inserted therein is used, it is possible to prevent the pre-pipe material from being bent by restraining it from the outer periphery with a holding member.
本発明によれば、比較的簡便で、コスト削減を実現可能とするパイプ材の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the pipe material which can implement | achieve comparatively simple and cost reduction can be provided.
本発明の実施形態を図1ないし図7によって説明する。なお、図3〜図5においては、保持部材70を省略して図示するものとする。図1に示すカムシャフト340は、エンジンの構成部品の一つで、シャフト(パイプ材)30一本に対してエンジンの吸排気バルブの開閉を行う複数のカム40(41〜48)をまとめて備えている。これら複数のカム40(41〜48)は、シャフト30に対して一体回転可能に組み付けられており、紙面上左寄りの隣り合うカム42とカム43の間には、断面視正六角形状の六角部55が設けられている。シャフト30に対して各カム40を取り付ける際、この六角部55(六角形状をなす向かい合う平面)をレンチ等工具(図示せず)の先端で挟持しつつ、各カム40の位置決めや位置合わせ等の調整作業を行う。なお、この六角部55は、長尺円筒状をなすプレパイプ材50の一端部寄りの一部の外周に断面視正六角形状の絞りを設けることにより形成されている(図6参照)。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5, the
(シャフト30の製造方法)
図6に示すような六角部55を設けたシャフト30の製造方法としては、まず、長尺円筒状のプレパイプ材50を製造する。プレパイプ材50には、一般的なパイプ材の原料であるSTKM13Cを用いて、その外径が25mm、厚みが3.5mmとなるように製造する。その後、端部を除いた所望の位置にその断面視正六角形となるような絞り加工を施す。
(Manufacturing method of shaft 30)
As a manufacturing method of the
絞り加工を施すための絞り工程では、図2〜図5に示すように、上方に配される第1型10と下方に配される第2型20を備えたプレス成形装置を用いる(第1型10,第2型20のみ図示)。第1型10は、第2型20と対向する面11に多角面からなる第1凹部10Aを有しており、該第1凹部10Aは、正六角形状を構成する面のうち3面(第1多角凹内面101,102,103)を有する。一方、第2型20も、第1型10と対向する面21に多角面からなる第2凹部20Aを有しており、該第2凹部20Aは、正六角形状を構成する面のうち残り3面(第2多角凹内面204,205,206)を有する。以後、第1多角凹内面101,102,103を総称するときは第1多角凹内面100と言い、第2多角凹内面204,205,206を総称するときは第2多角凹内面200と言う。
In the drawing process for drawing, as shown in FIGS. 2 to 5, a press forming apparatus including a
このような第1型10と第2型20を型閉じすると、第1多角凹内面100と第2多角凹内面200とにより正六角形が形成されるような構成となっている(図5参照)。そして、このように型閉じした状態における第1多角凹内面100と第2多角凹内面200との互いに対向する面同士の距離が22mmとなるような構成となっている。具体的には、第1多角凹内面101と第2多角凹内面204,第1多角凹内面102と第2多角凹内面205,第1多角凹内面103と第2多角凹内面206の、それぞれの面幅W1が一律22mmとなっている。つまり、ここではプレパイプ材50の外径に対して、第1型10と第2型20とを型閉じした状態における第1多角凹内面100と第2多角凹内面200との互いに対向する面同士の距離の比率が約0.88となっている。なお、第1型10と第2型20とを型閉じした状態における第1多角凹内面100と第2多角凹内面200との互いに対向する面同士の距離Yは、プレパイプ材50の外径Xに対して好ましくは0.77X〜0.95Xの範囲となることが望ましい。面同士の距離Yが0.77X未満の場合は、プレパイプ材50の一部が型凹部外に漏れる可能性があり、0.95Xを超えると所望の六角形形状を形成できない場合がある。
When the
図3に示すように、このような第1型10における第1凹部10Aの第1多角凹内面100と、第2型20における第2凹部20Aの第2多角凹内面200との間にプレパイプ材50を配した後、第1型10と第2型20を型閉じする。このとき、第1多角凹内面101,103と第2多角凹内面204,206とによりプレパイプ材50を拘束しつつ型閉じすることとなり、その型閉じに基づき、第1多角凹内面101,103と第2多角凹内面204,206とにより、ひいては第1多角凹内面102と第2多角凹内面205とにより、プレパイプ材50の外周は軸心に向かって加圧されることとなる。なお、この型閉じにおけるプレパイプ材50への荷重はおよそ100kNである。
As shown in FIG. 3, the pre-pipe material between the first polygonal concave
つまり、型閉じした状態における第1凹部10Aと第2凹部20A内の対向する面同士の距離22mmに対し、プレパイプ材50の外径25mmの方が大きいため、第1型10と第2型20を型閉じしてゆくと、まず第1多角凹内面101,103及び第2多角凹内面204,206が、Y1方向に加圧するようにプレパイプ材50の外周面50Mにそれぞれ当接して該箇所の塑性変形が始まる。そして第1型10と第2型20が完全に型閉じした状態となるべく更に加圧を進めると、塑性変形が進み上下に位置する第1多角凹内面102及び第2多角凹内面205もプレパイプ材50の外周面50Mに当接し、該箇所も塑性加工されることとなる。このように、第1型10と第2型20を型閉じする際、第1多角凹内面100と第2多角凹内面200とでプレパイプ材50の外周面50Mに対して圧力をかける。そして最終的に第1型10と第2型20が型閉じした状態で、プレパイプ材50の外周に第1多角凹内面100(101,102,103)の内面数3と第2多角凹内面200(204,205,206)の内面数3との和に相当する正六角形となる多角形状の絞りが形成される。こうして、一部の外周に断面視正六角形状の六角部55を設けたシャフト30が製造される。
That is, since the outer diameter of 25 mm of the
なお、絞り工程の際、図2に示すようにプレパイプ材50のうち第1型10と第2型20とで加圧される箇所(絞り加工される箇所)の近傍を、その外周から保持部材70で保持する。この保持部材70はプレパイプ材50と同様に長尺円筒状をなしており、その内径はプレパイプ材50の外径に倣うものとされている。このようにプレパイプ材50の外周を保持部材70で拘束することにより、第1型10と第2型20とにより荷重がかかる際、プレパイプ材50が曲がってしまう事態を防止することができる。また、図7に示すような一端部250Tが先細り形状をなすようなプレパイプ材に六角部255を設けたシャフト230を製造する場合、その内部に芯金を挿入することができないため、このように六角部255となる箇所以外の箇所を保持部材70で外周から保持することは有効である。
In the drawing process, as shown in FIG. 2, a holding member is provided from the outer periphery of the
続いて、本実施形態の作用・効果について説明する。
上記のようなパイプ材30の製造方法によると、第1型10と第2型20とによってプレパイプ材50の外周から加圧しつつ型閉じすることで、一度の絞り工程によってパイプ材30の外周面50Mに多角形状を施すことが可能となり、パイプ材30の製造工程に要する時間を短縮できる。また、絞り加工を行うにあたり、例えばスウェージング加工のような高額な専用機を用いる方法に比べて、比較的安価な方法で実現できる。
Then, the effect | action and effect of this embodiment are demonstrated.
According to the manufacturing method of the
また上記のようなパイプ材30の製造方法によると、第1型10は、正六角形状を構成する面のうち3面を有し、第2型20は、正六角形状を構成する面のうち残り3面を有し、プレパイプ材50の外径Xに対して、第1型10と第2型20とを型閉じした状態における第1多角凹内面100と第2多角凹内面200との互いに対向する面同士の距離Yを0.77X〜0.95Xとし、絞り工程において、第1型10と第2型20とを型閉じする際に、第1型10の3面と第2型20の3面とによりプレパイプ材50の外周に対して圧力をかけるものとしているため、簡便にプレパイプ材50の外周面50Mを拘束しつつ加圧することが可能となり、より確実に所望する正六角形状の絞り加工を施すことが可能となる。
Moreover, according to the manufacturing method of the
また上記のようなパイプ材30の製造方法によると、カムシャフト340の軸となるシャフト30の中間部分に多角形状の絞り55を設けることができ、カム40の位置調整等の作業時において利便性に優れたものとなる。
Further, according to the manufacturing method of the
また上記のようなパイプ材30の製造方法によると、保持部材70によりプレパイプ材50の外周が拘束されるため、プレパイプ材50に絞り加工を施す際、プレパイプ材50が変形してしまう事態を軽減できる。また、その内部に芯金を挿入することができないような形状のプレパイプ材50を用いる場合であっても、その外周から保持部材70により拘束することで、プレパイプ材50の曲がりを防止できる。
Moreover, according to the manufacturing method of the
10…第1型、10A…第1凹部、11…第1型10において第2型20と対向する面、20…第2型、20A…第2凹部、21…第2型20において第1型10と対向する面、30…シャフト(パイプ材)、50…プレパイプ材、50M…プレパイプ材50の外周面、55…六角部(絞り)、100(101,102,103)…第1多角凹内面、200(204,205,206)…第2多角凹内面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1型と第2型との間に長尺円筒状のプレパイプ材を配し、前記第1型と前記第2型を型閉じすることで前記プレパイプ材をその外周から加圧し、その外周面に前記絞りを形成する絞り工程を含み、
前記第1型は、前記第2型と対向する面に多角面からなる第1凹部を有し、
前記第2型は、前記第1型と対向する面に多角面からなる第2凹部を有し、
前記絞り工程では、前記第1凹部の第1多角凹内面と前記第2凹部の第2多角凹内面とにより前記プレパイプ材を拘束しつつ、前記第1多角凹内面と前記第2多角凹内面とにより前記プレパイプ材の外周を加圧することで、前記第1多角凹内面の内面数と前記第2多角凹内面の内面数との和に相当する多角形状の絞りを形成することを特徴とするパイプ材の製造方法。 A manufacturing method of a pipe material having a long cylindrical shape and provided with a polygonal-shaped diaphragm in at least a part of the outer periphery excluding its end,
A long cylindrical pre-pipe material is arranged between the first die and the second die, and the pre-pipe material is pressurized from the outer periphery by closing the first die and the second die, and the outer peripheral surface thereof. Including a drawing step for forming the drawing,
The first mold has a first recess formed of a polygonal surface on a surface facing the second mold,
The second mold has a second concave portion formed of a polygonal surface on a surface facing the first mold,
In the drawing step, the pre-pipe material is restrained by the first polygonal concave inner surface of the first concave part and the second polygonal concave inner surface of the second concave part, and the first polygonal concave inner surface and the second polygonal concave inner surface A pipe having a polygonal shape corresponding to the sum of the number of inner surfaces of the first polygonal concave inner surface and the number of inner surfaces of the second polygonal concave inner surface is formed by pressurizing the outer periphery of the pre-pipe material by A method of manufacturing the material.
前記第1型は、正六角形状を構成する面のうち3面を有し、
前記第2型は、正六角形状を構成する面のうち残り3面を有し、
前記プレパイプ材の外径Xに対して、前記第1型と前記第2型とを型閉じした状態における前記第1多角凹内面と前記第2多角凹内面との互いに対向する面同士の距離Yを0.77X〜0.95Xとし、
前記絞り工程において、前記第1型と前記第2型とを型閉じする際に、前記第1型が有する前記3面と前記第2型が有する前記3面とにより、前記プレパイプ材の外周に対して圧力をかけることを特徴とする請求項1に記載のパイプ材の製造方法。 The polygonal shape is a regular hexagonal shape,
The first mold has three of the faces constituting a regular hexagon shape,
The second mold has the remaining three surfaces among the surfaces constituting a regular hexagonal shape,
The distance Y between the mutually opposing surfaces of the first polygonal concave inner surface and the second polygonal concave inner surface in a state where the first mold and the second mold are closed with respect to the outer diameter X of the pre-pipe material. Is 0.77X to 0.95X,
In the drawing step, when the first mold and the second mold are closed, the outer surface of the pre-pipe material is formed by the three surfaces of the first mold and the three surfaces of the second mold. 2. The method for producing a pipe material according to claim 1, wherein pressure is applied to the pipe material.
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