(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の端部に装着する金属部品の外周面に係合溝を形成する方法であって、
円筒状の金属製の本体を絞り加工して、その外周面全体に軸方向へ延びる凹凸を形成し、
然る後、前記本体における外周面の軸方向所定位置に、前記凹凸の凸条を凹条側に押圧して周方向溝を転造することを特徴とする係合溝の形成方法。
【請求項２】
前記凸条を前記凹条側に押圧して前記周方向溝を転造する際に、凹条内に押し込まれる凸条の容積を、塑性変形した前記凸条を収容する凹条の容積の同等以下とすることを特徴とする請求項１に記載の係合溝の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として荷重支持用管体などの管体の端部に取り付けられる金属部品の製造方法に関し、特に、円筒状の金属部品の外周面に形成する係合溝の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、床荷重支持柱など荷重支持用の管体の端部には、当該端部を補強すると共に当該管体の取り付け等に資するべく、金属部品が取り付けられている。
【０００３】
このような金属部品の一例として、図６に示すような金属ブッシュ７、すなわち中空円筒状の本体１を有し、当該本体１の一方端部に鍔３を形成すると共に、本体１の外周面に環状の凹部５を軸方向に複数列形成したものがある（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
かかるブッシュ７を荷重支持用の管体９に取り付けて使用する際には、まず、当該管体９の端部９ａにブッシュ７を挿入し、然る後、管体９の外側からブッシュ７を挿入した端部９ａを押圧して凹部５に端部９ａをかしめる。こうすることで凹部５が係合溝として機能し、荷重支持用の管体９の端部９ａに金属製のブッシュ７を離脱不自在に装着することができる。
【特許文献１】特開２０００−７３５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本体１の外周面に環状の凹部５のみが形成されたブッシュ７では、上述のように荷重支持用の管体９の端部９ａに離脱不自在に装着することはできるものの、回転不能に装着するのが困難であった。このため、例えばブッシュ７にナット部材を装着する場合など管体９の端部９ａにブッシュ７を回転不能に装着しなければならない場合には、別途ブッシュ７の回転を止める何らかの方策を採らねばならず面倒であるという問題があった。
【０００６】
また、このように中空円筒状の本体１の外周面に環状の凹部５が設けられたブッシュ７を製造する際には、一般的に本体１の径方向への加工応力が少ない切削加工が用いられているが、かかる加工法では、凹部５を寸法精度よく形成できるものの、切削屑が発生して材料の無駄が多くなり、また加工速度も遅いことから、効率的且つ経済的にブッシュ（すなわち金属部品）を製造するのが困難であるという問題があった。
【０００７】
それゆえに、本発明の主たる課題は、荷重支持用管体などの管体の端部に装着した際、離脱不自在且つ回転不能に装着可能な金属部品を効率よく経済的に製造することができる金属部品の製造方法、とりわけ効率的且つ経済的に実施可能な金属部品における係合溝の形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明は、「管体１２の端部に装着する金属部品１０の外周面に係合溝を形成する方法であって、円筒状の金属製の本体１４を絞り加工して、その外周面全体に軸方向へ延びる凹凸１６を形成し、然る後、本体１４における外周面の軸方向所定位置に、凹凸１６の凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧して周方向溝１８を転造する」ことを特徴とする係合溝の形成方法である。
【０００９】
本発明の係合溝の形成方法では、まず初めに、円筒状の金属製の本体１４を絞り加工して、その外周面全体に軸方向へ延びる凹凸１６を形成する。このように円筒状の本体１４の外周面全体に軸方向へ延びる凹凸１６を設けることによって、金属部品１０を管体１２の端部１２ａに圧入或いは挿入してかしめた際、当該凹凸１６の凹条１６ｂ内に管体１２の端部１２ａが嵌め込まれ、管体１２の端部１２ａに装着した金属部品１０を回転不能にすることができる。つまり、凹凸１６が管体１２に装着した金属部品の回転を阻止する係合溝として機能する。
【００１０】
そして、本体１４における外周面の軸方向所定位置に、凹凸１６の凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧して（換言すれば、凸条１６ａを凹条１６ｂ内に押し込んで）周方向溝１８を転造する。
【００１１】
ここで、転造加工は切削加工に比べて加工時に被加工体の径方向に作用する加工応力（圧力）が大きいことから、特に中空円筒状の被加工体を転造加工してその外周面に周方向溝を形成しようとした場合、被加工体の径方向に過大な加工応力が加わり、被加工体が径方向に潰されてしまい、内径が変形して中空円筒状の形態を維持できないという問題があった。しかしながら、本発明の金属ブッシュ１０の製造方法では、中空円筒状の本体１４の外周面全体に予め凹凸１６を設け、転造加工する際に凹凸１６の肉薄な凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧するようにしているので、このような凹凸１６を設けずに被加工体の外周面に直接、周方向溝を転造する場合に比べて極めて弱い加工圧力で周方向溝１８を形成することができる。この結果、本体１４の径方向に加わる加工応力を低減させることができ、中空円筒状の本体１４の形状が転造時の加工応力で変形するのを防止することができる。
【００１２】
とりわけ、請求項２に記載したように「凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧して周方向溝１８を転造する際に、凹条１６ｂ内に押し込まれる凸条１６ａの容積を、塑性変形した凸条１６ａを収容する凹条１６ｂの容積の同等以下とする」ことによって、本体１４が比較的肉厚の薄い中空円筒状のものであっても、内径を変形させることなく、その外周面に周方向溝１８を転造することができる。
【００１３】
なお、このような周方向溝１８を形成することにより、金属部品１０を管体１２の端部１２ａに挿入してかしめた際、当該周方向溝１８内に管体１２の端部１２ａが嵌め込まれ、管体１２の端部１２ａに装着した金属ブッシュ１０を離脱不自在にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の製造方法によれば、円筒状の本体の外周面全体に、軸方向に延びる凹凸を絞り加工で形成し、然る後、本体外周面に周方向溝を転造している、つまり金属部品の成形に際し、加工の全てを塑性加工で行なっているので、切削屑が発生せず材料の無駄を防止でき、速い加工速度にて効率的且つ経済的に金属部品を製造することができる。
【００１５】
また、凸条を凹条側に押圧して周方向溝を転造する際に、凹条内に押し込まれる凸条の容積を、塑性変形した凸条を収容する凹条の容積の同等以下とすることによって、本体が比較的肉厚の薄い中空円筒状のものであっても、内径を変形させることなく、その外周面に周方向溝を転造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に従って詳述する。図１は、本発明の製造方法で製造した金属部品１０の一実施例である金属ブッシュ１０Ａの使用態様を例示した図である。この図が示すように、本実施例の金属ブッシュ１０Ａは、床荷重支持柱など荷重支持用の管体１２の端部１２ａに装着され、当該端部１２ａを補強すると共に荷重支持用の管体１２の取り付けに資するためのものである。
【００１７】
図２は、本発明の一実施例の金属ブッシュ１０Ａを示す斜視図である。この図が示すように、本発明の金属ブッシュ１０Ａは、大略、本体１４，凹凸１６，周方向溝１８及び鍔部２０で構成されている。
【００１８】
本体１４は、伸び率が５％以上又は硬度がＨＲＣ４０°未満の（すなわち塑性加工とりわけ転造が可能な）鋼，ステンレス鋼，真鍮，銅，アルミニウム及びチタン等の金属からなり、荷重支持用管体１２の端部１２ａに挿入される中空円筒状の部材である。この本体１４の外周面には、軸方向に延びる凹凸１６が外周面全体に所定のピッチで形成されると共に、軸方向の所定位置(本実施例の場合、軸方向の略中央部)に周方向溝１８が形成されている。また、本体１４の軸方向一方端部には鍔部２０が形成されている。
【００１９】
凹凸１６は、金属ブッシュ１０Ａを荷重支持用管体１２の端部１２ａに圧入(金属ブッシュ１０Ａの外径が管体１２の内径よりやや大きい場合)、或いは挿入してかしめた(金属ブッシュ１０Ａの外径が管体１２の内径よりやや小さい場合)際に前記管体１２の一部が嵌まり込んで、端部１２ａに装着した金属ブッシュ１０Ａが回転不能となるようにする、つまり係合溝として機能するものであり、本体１４の軸方向に延びる凸条１６ａとこれに隣接・並行する凹条１６ｂとで構成されている。
【００２０】
周方向溝１８は、金属ブッシュ１０Ａを荷重支持用管体１２の端部１２ａに挿入してかしめた際に前記管体１２の一部が嵌まり込んで、端部１２ａに装着した金属ブッシュ１０Ａが離脱不自在となるようにする、つまり係合溝として機能するものである。
【００２１】
この周方向溝１８は、本体１４の軸方向所定位置にて凹凸１６の凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押し込むことによって形成されており、凹条１６ｂ内に押し込まれる凸条１６ａの容積が、塑性変形した凸条１６ａを収容する凹条１６ｂの容積の同等以下となるように構成されている。すなわち、凹凸１６の形状が本体軸方向において一定である場合には、図４に示すように、凹条１６ｂ内に押し込まれる凸条１６ａの本体１４径方向の断面積Ｓ１が、当該凸条１６ａを収容する凹条１６ｂの本体１４径方向の断面積Ｓ２の同等以下となるようにしている。なお、図４における矢印ｄは、後述する転造加工をする際に凸条１６ａに対して押圧力が加わる方向を示している。
【００２２】
鍔部２０は、金属ブッシュ１０Ａを荷重支持用管体１２の端部１２ａに挿入した際に金属ブッシュ１０Ａが荷重支持用管体１２の内部深くまで挿入されないよう、端部１２ａの先端が突き当てられる（つまり位置決めする）と共に、荷重支持用管体１２の先端を保護するためのものである。なお、本実施例のものでは、本体１４の外周面を一方の側壁とし、且つ荷重支持用の管体１２の先端を収容する外周溝２０ａを備える。
【００２３】
次に、図５を参照して、本実施例の金属ブッシュ１０Ａの製造方法について説明する。本実施例の金属ブッシュ１０Ａを製造する際には、まず、金属製のロッド線材を所定の長さに切断すると共に、これをフォーマーなどの冷間鍛造機を用いて圧造加工を行ない、本体１４となる所定の大きさの中空円筒状の金属短管１４ａを成形する（図５(a)）。そして、この金属短管１４ａに対し絞り加工を行ない、本体１４の軸方向一方端部に鍔部２０を形成すると共に、本体１４の外周面全体に軸方向へ延びる凹凸１６を形成する。これにより金属ブッシュ１０の基本的形状が完成する（図５(b)）。なお、上述のロッド線材の切断から凹凸１６の形成までの各工程は、連続的に１つの装置で行うようにしてもよいし、各工程別々の装置で行うようにしてもよい。
【００２４】
そして、凹凸１６及び鍔部２０が設けられた本体１４の軸方向の所定位置（本実施例の場合は軸方向中央部）に、凹凸１６の凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧して周方向溝１８を転造する。これにより本実施例の金属ブッシュ１０Ａが完成する（図５(c)）。
【００２５】
ここで、本体１４の外周面に周方向溝１８を転造する際には、セグメントダイスと丸ダイスとを組み合わせたロータリー式転造ダイスが装着された転造盤を用いるのが生産性の点で好ましい。このロータリー式転造ダイスが装着された転造盤では、固定されたセグメントダイスと回転する丸ダイスとの間を本体１４が遊星運動しながら転がる間に本体１４の外周面に形成した肉薄な凸条１６ａが凹条１６ｂ側へ向けて押圧され、当該凸条１６ａが凹条１６ｂを埋めるように塑性変形して周方向溝１８が形成される。
【００２６】
なお、周方向溝１８を転造する前もしくは後に、必要に応じて本体１４の内周面に雌ネジ（図示せず）を形成するようにしてもよい。
【００２７】
以上のような方法で製造した金属ブッシュ１０Ａを使用する際には、荷重支持用の管体１２の端部１２ａに金属ブッシュ１０Ａを挿入し、金属ブッシュ１０Ａを挿入した前記管体１２の端部１２ａを外側から押圧してかしめる。こうすることで荷重支持用管体１２の端部１２ａが凹凸１６および周方向溝１８内に嵌め込まれ（図１参照）、金属ブッシュ１０Ａが離脱不自在且つ回転不能の状態で荷重支持用管体１２の端部１２ａに装着される。
【００２８】
本実施例の金属ブッシュ１０Ａの製造方法によれば、中空円筒状の本体１４の外周面全体に予め凹凸１６を設け、凹凸１６の肉薄な凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧するようにして周方向溝１８を転造しているので、このような凹凸１６を設けずに被加工体の外周面に直接、周方向溝を転造する場合に比べて極めて弱い加工圧力で周方向溝１８を形成することができる。この結果、本体１４の径方向に加わる加工応力を低減させることができ、中空円筒状の本体１４の形状が転造時の加工応力で変形するのを防止することができる。特に、凸条１６ａを凹条１６ｂ側に押圧して周方向溝１８を転造する際に、凹条１６ｂ内に押し込まれる凸条１６ａの容積を、塑性変形した凸条１６ａを収容する凹条１６ｂの容積の同等以下とすることによって、本体１４が比較的肉厚の薄い中空円筒状のものであっても、内径を変形させることなく、その外周面に周方向溝１８を転造することができる。
【００２９】
また、絞り加工にて中空円筒状の本体１４の外周面全体に軸方向に延びた凹凸１６を設けると共に本体１４の軸方向一方端部に鍔部２０を設けた後、本体１４の外周面に周方向溝１８を転造している、つまり金属ブッシュ１０Ａの成形を全て塑性加工で行なっているので、切削屑が発生せず材料の無駄を防止でき、速い加工速度にて効率的且つ経済的に金属ブッシュ１０Ａを製造することができる。また、かかる方法で得られた金属ブッシュ１０Ａは、切削加工で成形したものと異なり、ファイバーフロー（繊維状金属組織）が切断されておらず、被加工面が組成硬化しているので、機械的強度の高いものとなる。
【００３０】
なお、上述の例では、本体１４の外周面における軸方向中央部に１つの周方向溝１８を形成する場合を示したが、周方向溝１８を形成する位置は上記の場合に限られず、また、本体１４の外周面に２以上の周方向溝１８を形成するようにしてもよい。
【００３１】
また、上述の実施例では、金属部品１０として本体１４が中空円筒状の金属ブッシュ１０Ａの場合を示したが、本発明の方法で製造される金属部品１０はこれに限定されるものではなく、例えば、（図示しないが）中実の円柱を本体とし、この本体の軸方向一方端部に雄ネジを形成すると共に、その外周面全体に軸方向へ延びる凹凸を形成し、且つ当該凹凸の凸条を凹条側に押圧して周方向溝を転造し、これら(凹凸及び周方向溝)を係合溝としたもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の金属ブッシュの使用態様を示す部分断面図である。
【図２】本発明の一実施例の金属ブッシュを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施例の金属ブッシュを示す平面図及び正面部分断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本体を構成する電解銅箔の製造装置を示す概略図である。
【図６】従来の金属ブッシュの使用態様を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…金属部品
１０Ａ…金属ブッシュ
１２…荷重支持用管体
１２ａ…(荷重支持用管体の)端部
１４…本体
１６…凹凸
１６ａ…凸条
１６ｂ…凹条
１８…周方向溝
２０…鍔部
２０ａ…外周溝
【図１】
0004791824.tif 000002
【図２】
0004791824.tif 000003
【図３】
0004791824.tif 000004
【図４】
0004791824.tif 000005
【図５】
0004791824.tif 000006
【図６】
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