(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空金属部材を製造する方法であって、
中空コアを有し、且つ、端部に該中空コアに連通するコア開口部を有する金属製本体を形成する工程と、
フィラメントを、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程と、
前記フィラメントを囲んだ状態で前記コア開口部を閉塞する工程と、
前記フィラメントを崩壊させ前記中空コア内の気体が排出され得るようなフィラメント孔を形成するように、前記金属製本体を加熱する工程とを含むことを特徴とする金属部材の製造方法。
【請求項２】
金属製の自転車クランクアームを製造する方法であって、
中空コアを有し、且つ、端部に該中空コアに連通するコア開口部を有するクランクアーム本体を形成する工程と、
フィラメントを、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程と、
前記フィラメントを囲んだ状態で前記コア開口部を閉塞する工程と、
前記フィラメントを崩壊させ前記中空コア内の気体が排出され得るようなフィラメント孔を形成するように、前記クランクアーム本体を加熱する工程とを含むことを特徴とする金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項３】
前記配設工程は、細長形状体を、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項４】
前記配設工程は、０．４ｍｍから３．０ｍｍの直径を有する細長形状体を、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項５】
前記配設工程は、直径１．０ｍｍの前記細長形状体を、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項６】
前記配設工程は、繊維体を、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項７】
前記配設工程は、木綿糸を、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程は、前記クランクアーム本体を２００℃以上の温度に加熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項９】
前記加熱工程は、前記クランクアーム本体を２００℃から８００℃までの温度に加熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１０】
前記加熱工程は、前記クランクアーム本体を５００℃以上の温度に加熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１１】
前記加熱工程は、前記クランクアーム本体を５３０℃に加熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１２】
前記加熱工程の後に、前記クランクアーム本体を液体中に配置する工程を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１３】
前記クランクアームを液体中に配置する工程は、該クランクアームを水中に配置する工程を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１４】
前記クランクアーム本体を形成する工程は、アルミニウム合金製のクランクアーム本体を形成する工程を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１５】
前記加熱工程は、前記クランクアーム本体を５００℃以上の温度に加熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項１４に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【請求項１６】
前記加熱工程は、前記クランクアーム本体を５３０℃に加熱する工程を含んでいることを特徴とする請求項１５に記載の金属製自転車クランクアームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属構造物を製造する方法に関し、より詳しくは、製造工程中において、自転車クランクアーム等の中空金属部材を加熱し且つ冷却する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車クランクアームや他の金属部材（以下、単にクランクアームという）は、しばしば、鍛造処理を用いて製造される。前記鍛造処理においては、強度を高める為に、鍛造工程後に、該クランクアームは加熱され、冷却される。ところで、中空のクランクアームに対して加熱及び冷却工程を行う場合には、以下に示す問題がある。
【０００３】
即ち、密閉された中空部を有するクランクアームが加熱されると、該中空部内の空気又は他の気体は膨張して高圧となり、該クランクアームを変形させる場合がある。
【０００４】
この問題に対する一つ解決策は、加熱工程中における前記気体の排出を可能とする為に、前記クランクアームの側部に孔を穿孔することである。しかしながら、該解決策は、別途、機械加工工程を要するし、該孔を介して冷却液が中空部に侵入することが起こり得る。中空部内に侵入した液体を、容易に且つ有効に除去することは困難であり、該液体によって腐食や酸化が引き起こされる場合がある。冷却工程の前に、前記孔にキャップ又はカバーを被せることも可能であるが、製造方法に対して、さらに別途の工程、複雑さ及び部品を追加することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術における問題点に鑑みなされたものであり、加熱工程を含む中空金属部材の製造方法において、機械加工を行うことなく、前記加熱工程中における中空コア内の気体を排出し得るコア開口部を容易に形成し得る製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の形態においては、前記目的を達成するために、金属部材を製造する方法であって、中空コアを有し、且つ、端部に該中空コアに連通するコア開口部を有する金属製本体を形成する工程と、フィラメントを、前記コア開口部を介して前記中空コア内に延びるように配設する工程と、前記フィラメントを囲んだ状態で前記コア開口部を閉塞する工程と、前記フィラメントを崩壊させ前記中空コア内の気体が排出され得るようなフィラメント孔を形成するように、前記金属製本体を加熱する工程とを含む金属部材の製造方法が提供される。
前記製造方法は、特に、自転車クランクアームを製造する際に有用である。
また、好ましくは、前記フィラメントとして、細い木綿糸を用いることができ、この場合には、後に行われる冷却工程における，冷却液の侵入を最小化又は防止しつつ、加熱処理中における気体の排出を有効に行うことが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、一連の処理工程中において、加熱及び／又は冷却される，自転車クランクアーム本体１０等の金属部材の断面模式図である。前記クランクアーム本体１０は、中空コア１４を有し、且つ、前記クランクアーム体１０の側部又は端部２２には該中空コア１４に連通するコア開口部１８が形成されるように、冷間鍛造によって形成される。
【０００８】
その後、図２に示すように、フィラメント３０が前記中空コア１４内に延びるように、前記コア開口部内に配設される。前記フィラメント３０としては、後述する一連の処理工程中に加えられる熱にさらされた際に、実質的に崩壊する、リボン，ワイヤ，長尺シリンダ等の種々の細長形状体を用いることができる。本実施の形態において、前記フィラメント３０は、直径約０．４ｍｍから約３．０ｍｍ（例えば直径１ｍｍ）の木綿糸等の繊維体である。
【０００９】
図３に示されるように、クランクアーム本体１０の端部２２は、プレス又はその他の周知の方法によって、前記フィラメント３０を囲んだ状態で閉塞される。その後、図４に示すように、加熱容器４０内に置かれ、約２００℃から約８００℃の温度まで加熱される。本実施の形態において、クランクアーム本体１０は、アルミニウム合金で形成されており、５００℃以上（例えば５３０℃）に加熱される。もちろん、加熱温度は、金属部材の材質及びフィラメント３０の材質に依存する。
【００１０】
フィラメント３０は、設定された温度で十分に崩壊（例えば、溶解又は焼失）する材料で作成され、フィラメント孔４４を形成するようになっている。該フィラメント孔は、中空コア１４内の気体が熱処理工程中に排出されることを可能とするものである。言い換えると、該フィラメント孔は、加熱工程中に、中空コア１４内が高圧となることを防止し、これにより、クランクアーム本体１０の変形を防止する。もちろん、フィラメント３０は、加熱工程中におけるガスの排出を十分に許容する限り、完全に消失する必要はない。
【００１１】
その後、所望の場合には、図５に示されるように、クランクアーム本体１０は、該クランクアーム本体１０の強度を高める為の一般的な冷却工程を行うべく、冷却タンク５４内の水等の冷却液内に浸漬される。冷却処理が行われることが分かっている場合には、中空コア１４内への液体５０の侵入を最小化又は防止する為に、フィラメント３０の直径は、フィラメント孔４４が液体５０の粘度に対して十分に小さくなるように、設定されるべきである。
【００１２】
前述のように、本発明に係る種々の形態の説明を行ったが、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、さらに他の変形を行うことは可能である。例えば、一つの工程の作用を二つの工程によって奏することも可能であるし、また、その逆の可能である。前述した全ての効果が、本発明の特定の形態において同時に奏される必要はない。従来技術と異なる全ての態様又は工程は、それぞれ単独として又は他の態様又は工程との組み合わせとして、斯かる態様に含まれる構成的及び／又は作用的概念を含み、出願人による発明の個々の説明とみなされるべきである。このように、本発明の範囲は、開示した特定の構成に限定されるものではない。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る中空金属部材の製造方法によれば、中空コアに連通して開口するコア開口部を、機械加工を行うことなく、極めて簡単に且つ制御性良く形成することができる。
【００１４】
さらに、前記コア開口部の直径を精度良く形成することができるので、冷却液に浸漬する冷却工程を行う場合に、該冷却液が中空コア内に侵入することを、別途の工程及び追加の部材を必要とすることなく、最小化又は防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る製造方法の中間工程における自転車クランクアーム本体の断面模式図である。
【図２】図２は、中空内部コアに延びるフィラメントを設置した状態での自転車クランクアーム本体の断面模式図である。
【図３】図３は、図２におけるフィラメントを挟んだ状態で端部が閉塞された自転車クランクアーム本体の端部を示す断面模式図である。
【図４】図４は、加熱工程における自転車クランクアーム本体の断面模式図である。
【図５】図５は、冷却工程における自転車クランクアーム本体の断面模式図である。
【符号の説明】
１０  自転車クランクアーム本体
１４  中空コア
１８  コア開口部
２２  端部
３０  フィラメント
４０  加熱容器
５０  冷却液
５４  冷却タンク
【図１】
0003555753.tif 000002
【図２】
0003555753.tif 000003
【図３】
0003555753.tif 000004
【図４】
0003555753.tif 000005
【図５】
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