(57)【要約】【課題】リング状部材の両端部の溶接時間と溶接エネルギを低減するとともに、スパッタ飛散量も低減すること。【解決手段】所定長の帯状金属粗材をその平面方向で円環状に曲げ成形する工程と、前記帯状金属粗材の両端の内径側を所定幅かつ所定長で残した状態で外径側を切欠く工程と、前記帯状金属粗材の両端の所定幅かつ所定長の内径側部分の先端からフラッシュバット溶接を開始して両端同士を溶接する工程とを有することを特徴とするリング状部材の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長の帯状金属粗材をその平面方向で円環状に曲げ成形する工程と、
前記帯状金属粗材の両端の内径側を所定幅かつ所定長で突出した突出部として残した状態で外径側を切欠く工程と、
前記帯状金属粗材の両端の突出部の先端からフラッシュバット溶接を開始して両端同士を接合する工程とを有することを特徴とするリング状部材の製造方法。
【請求項２】
前記帯状金属粗材の断面形を、曲げ成形後の肉厚が内外径側で等しくなるように台形としたことを特徴とする請求項１記載のリング状部材の製造方法。
【請求項３】
前記外径側の切欠き形状をＬ字状とし、かつ、Ｌ字状切欠きの半径方向に延びる切断線を曲げ成形後の前記帯状金属粗材の半径方向に対して所定角度だけ傾斜させてＬ字状切欠きの角部を鈍角としたことを特徴とする請求項１記載のリング状部材の製造方法。
【請求項４】
帯状金属粗材の外径側を切欠く工程を、エアープラズマカットで行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のリング状部材の製造方法。
【請求項５】
帯状金属粗材をその平面方向で曲げて連続コイリング成形する工程と、
前記コイリング成形した帯状金属粗材の端の内径側を所定幅かつ所定長で突出した突出部として残した状態で外径側を切欠く工程と、
前記帯状金属粗材の両端の突出部の先端からフラッシュバット溶接を開始して両端同士を接合する工程とを有することを特徴とするリング状部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定長の帯状金属粗材からリング状部材を製造する製造方法に係り、特に帯状金属粗材をその平面方向で円環状に曲げ成形すると共に、その両端同士をフラッシュバット溶接で接合するようにしたリング状部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用リングギアやフライホイールなどに使用されるリング状部材は、板金粗材を一体リング状にプレスで打抜くか、所定長の直線帯状金属粗材をその平面方向で円環状に曲げ成形して両端を溶接するなどして製造される。プレス打抜きは製品に使わない廃材部分が多いため、特別な用途以外では、図３のようなリング状部材１は帯状金属粗材から製造するのが普通である。帯状金属粗材からリング状部材を製造する方法は、まず、図４（Ａ）のように所定長に切断した直線帯状金属粗材２ａを力Ｆ１〜Ｆ３による三点曲げにて屈曲させ、図４（Ｂ）のように所定曲率の円弧状部材２ｂを作る。この円弧状部材２ｂはまだ両端が接合されずに開いた状態の中間製品である。次に、図５および図６のように円弧状部材２ｂの両端部を突合せ、この突合せ部分をフラッシュバット溶接し、溶接による肉厚変形部分を研削仕上げで均して最終的に図３のようなリング状部材１を得る。図３の破線で示した部分が溶接による接合部分３である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、帯状金属粗材２ａからリング状部材１を製造する場合、直線帯状金属粗材２ａを円弧状に曲げ成形して円弧状部材２ｂとした後、その両端部をフラッシュバット溶接で接合するが、直線帯状金属粗材２ａを曲げ成形すると外径側は引伸ばされて肉厚が減少するのに対し、内径側は圧縮されるため肉厚が増大する。自動車用リングギアやフライホイールなどに使用されるリング状部材１は通常肉厚均等な製品が要求されるから、図４（Ａ）のように、直線帯状金属粗材２ａの断面形状を最初から台形状としておき、肉厚側を外径側にし肉薄側を内径側にして曲げ成形することにより、円弧状部材２ｂとした状態の肉厚が図４（Ｂ）のように半径方向で内径側も外径側も互いに等しくなるようにしている。
【０００４】
ところが、直線帯状金属粗材２ａを３点曲げ等の機構により曲げ成形する場合、両端部自体に曲げ作用を付加することが困難なため、直線帯状金属粗材２ａの当初の台形断面が両端部ではそのまま残ってしまう。すなわち、図５のＢ−Ｂ断面は図４（Ｂ）の斜線部のような矩形状であるが、図５のＡ−Ａ断面は図４（Ａ）の台形状のままである。従って、円弧状部材２ｂとした粗材の両端部を溶接する際に、図５の斜線で示す両端部の少なくとも台形断面が残った部分は仕方なく溶接で溶かし込み、製品としてのリング状部材１の接合部に台形断面が残らないようにして肉厚均等なリング状部材を製造していた。換言すると、図５の２つの点Ｘが互い接近して図６の点Ｘに移動するまで溶接する必要があった。このため、製品としては不必要な台形断面の部分の溶かし込みに時間を費やし、溶接エネルギを無駄に費消していた。また、図５のように内径部の点当たりからフラッシュバット溶接を開始して肉厚均等部分同士が出会うまで溶接を続けると、その間に大量のスパッタが飛散して周囲の環境を汚染するという課題もあった。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、リング状部材の両端部の溶接時間と溶接エネルギを低減するとともに、スパッタ飛散量を低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明のリング状部材の製造方法は、所定長の帯状金属粗材をその平面方向で円環状に曲げ成形する工程と、前記帯状金属粗材の両端の内径側を所定幅かつ所定長で突出した突出部として残した状態で外径側を切欠く工程と、前記帯状金属粗材の両端の突出部の先端からフラッシュバット溶接を開始して両端同士を接合する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
外径側を切欠いてフラッシュバット溶接をすることにより、特に溶接開始時点において、比較的細い突出部同士の突当て状態から溶接が開始する。そして暫くは溶接断面が急増しないので溶接状態が安定し、この安定した溶接状態に移行してから突出部の溶かし込みが完了して溶接断面が増大し始めるため、全体としての溶接品質が良好となり、溶接不良にともなう歩留まり低下を防止することができる。
【０００８】
前記帯状金属粗材の断面形は、通常用途では、曲げ成形後の肉厚が内外径側で等しくなるように台形とする。また、前記外径側の切欠き形状は通常用途ではＬ字状とする。このＬ字状切欠きの半径方向に延びる切断線は、曲げ成形後の帯状金属粗材の半径方向に対して所定角度だけ傾斜させてＬ字状切欠きの角部を鈍角とするのが望ましい。これによりフラッシュバット溶接時の材料の溶込み量が時間の経過に対して急増することなく滑らかに増大して溶接安定性が高まり、スパッタ飛散量低減にも効果がある。前記Ｌ字状切欠きの角部は加工上の都合により厳密には円弧状（Ｒ面）となることが多いが、本発明の作用効果に本質的な影響が及ぶことはない。また、Ｌ字状切欠きの角部を鈍角とした場合の利点は前述の通りであるが、場合によっては、Ｌ字状切欠きの半径方向に延びる切断線を曲げ成形後の帯状金属粗材の半径方向に対して前述とは反対側に傾斜させてＬ字状切欠きの角部を鋭角とすることも可能である。
【０００９】
帯状金属粗材の外径側を切欠く工程は任意の加工方法で可能であるが、ダイスカットではＬ字状切欠き用の刃物が角部で損傷して寿命が短くなるし、専用の金型や押え治具も必要となる。そこで、外径側を切欠く工程はエアープラズマカットで行うとよい。エアープラズマカットは専用の金型や押え治具が不要であり、ＮＣ制御で任意の切欠き形状が簡単に得られるうえ、切断面も滑らかであるから安定したフラッシュバット溶接のためにも有益である。
【００１０】
また、本発明は帯状金属粗材をその平面方向で曲げて連続コイリング成形したコイル部材から複数のリング状部材を製造する場合にも適用可能である。連続コイリング成形の場合は曲げ力を長さ方向の任意の部分で均等に作用させることができるから、所定長に切断した円弧状金属粗材の切断端部でも肉厚が内外径側で等しくなっている。このため、外径側を切欠かなくても溶接時間、溶接エネルギおよびスパッタ飛散量はもともと少ないのであるが、外径側を切欠くことによりフラッシュバット溶接の安定性が高まり、前述したように全体としての溶接品質が良好となり、溶接不良にともなう歩留まり低下を防止することができるという利点がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を  に適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明のリング状部材の製造方法は、リング状粗材５の両端部５ａの外径側をダイスカットやエアープラズマカットなどで切欠くとともに、内径側を所定長、所定幅で突出部５ｂとして残した状態でフラッシュバット溶接するものである。外径側の切欠き部６の形状は、望ましくは直角よりも１〜３°程度開いて鈍角にしたＬ字状に切欠く。すなわち、リング状粗材５の曲率中心Ｏと、切欠き部６のＬ字状の角部６ａを通過する直線Ｒに対して、切欠き部６の半径方向の切断線６ｂが１〜３°程度で傾斜するような切欠き部６形状が望ましい。このように切断線６ｂを傾斜させておくことにより、内径側突出部５ｂがフラッシュバット溶接で溶け込んだ後に切断線６ｂ相互が溶接される時、切断線６ｂ相互の当たりが内径側から外径側に順次進行するため、フラッシュバット溶接が安定し、スパッタ飛散量の低減にも役立つ。切欠き部６の形状は図１のような形状に限定されることなく、切欠き部６の加工方法や粗材の種類ないしリング状部材の用途等に応じて、適宜変形可能であることは勿論である。
【００１２】
前述したリング状部材の製造方法でリング状に曲げ成形した金属粗材の両端部をフラッシュバット溶接すると、図２（Ａ）のように互いに当接した内径側突出部の先端からフラッシュバット溶接が進行し、この突出部は次第に溶け込んで短くなり、その後半径方向切断線の内径側が互いに当接して溶け始め、この溶け込み部分が半径方向外方に次第に移動し、最終的に図２（Ｂ）のように突出部と切断線の近傍が溶けて両端部が互いに溶接接合される。あとは溶接による肉厚変形部分を研削仕上げで均して最終的に図３のようなリング状部材１を得る。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は前述の如く、帯状金属粗材の両端の内径側を所定幅かつ所定長で残した状態で外径側を切欠き、両端の所定幅かつ所定長の内径側部分の先端からフラッシュバット溶接を開始して両端同士を溶接するようにしたから、両端部の溶接長を必要最小限度にすることができて、溶接時間の短縮、溶接エネルギの節約、スパッタ飛散量の低減を図ることができる。
【００１４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリング状部材の製造方法で用いる曲げ成形した金属粗材の両端部の平面図。
【図２】（Ａ）（Ｂ）はリング状部材の製造工程を示す平面図。
【図３】リング状部材の平面図。
【図４】（Ａ）（Ｂ）はリング状部材の曲げ工程を示す斜視図。
【図５】従来のリング状部材の製造方法における両端部の溶接進行状態を示す平面図。
【図６】従来のリング状部材の製造方法における両端部の溶接完了状態を示す平面図。
【符号の説明】
１        リング状部材
２ａ    直線帯状金属粗材
２ｂ    円弧状部材
３        接合部分
５        リング状粗材
５ａ    両端部
５ｂ    内径側突出部
６        切欠き部
６ａ    角部
６ｂ    切断線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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