(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の金属素管の一方の開口端の内面側に、又は一方の開口部に内向きフランジ部を有する円筒形状の金属素管の該開口部の内面側に、円環状の空間部を有する折り返し部を形成し、空間部にしごきパンチの中空円筒形状の突起部を挿入して、折り返し部に係合させてしごきパンチを前進させ、前側しごきリングと後側しごきリングを有し、前側しごきリングでしごき加工中に、後側しごきリングでしごき加工が行われるように前側しごきリングと後側しごきリングが配設されたダブル・しごきリングのみ、または最前端に配置されたダブル・しごきリングと１個以上のしごきリングとの協同によりしごき加工を行ってしごき成形体を形成し、しごき成形体からしごきパンチを抜き出した後、しごき成形体の両端部をトリムする薄肉円筒体の製造方法であって、
前記折り返し部が、環状溝部よりなることを特徴とする薄肉円筒体の製造方法。
【請求項２】
円筒形の金属素管の一方の開口端の内面側に、又は一方の開口部に内向きフランジ部を有する円筒形状の金属素管の該開口部の内面側に、円環状の空間部を有する折り返し部を形成し、空間部にしごきパンチの中空円筒形状の突起部を挿入して、折り返し部に係合させてしごきパンチを前進させ、前側しごきリングと後側しごきリングを有し、前側しごきリングでしごき加工中に、後側しごきリングでしごき加工が行われるように前側しごきリングと後側しごきリングが配設されたダブル・しごきリングのみ、または最前端に配置されたダブル・しごきリングと１個以上のしごきリングとの協同によりしごき加工を行ってしごき成形体を形成し、しごき成形体からしごきパンチを抜き出した後、しごき成形体の両端部をトリムする薄肉円筒体の製造方法であって、
前記折り返し部が、環状溝部及び環状溝部に連接する短円筒形状部又は台形部よりなることを特徴とする薄肉円筒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄肉の金属円筒体の製造方法に関し、さらに詳しくは円筒形の金属素管又は円筒形状の金属素管から、しごき加工法による薄肉円筒体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒形素管から表面平滑で真円度が高い、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用される感光ドラム基材等の薄肉円筒体を作成する方法として、素管の一方の開口端に、中心角が９０度程度の断面長さが短いカール部を形成して、パンチの先端部をカール部に押し当てて、しごき加工を単独のダイスによって行う方法が提案されている（特開平７−６８３２６号公報）。この方法は、上記公報の実施例に記載のような素管の肉厚が３．０ｍｍと厚く、しごき加工後の円筒体の肉厚も１．１ｍｍ（圧下率：６２．３％）と比較的厚い場合には、パンチ表面を粗面化する等して満足な製品を得ることができる。
【０００３】
しかしながら最近、可撓性の感光ドラムを複写機等の画像形成装置に使用することが提案されている（例えば特開平１０−１０８２３号公報）。この場合、肉厚が薄く（例えば２０〜２００μｍ）、かつ比較的長い（例えば約２５〜５０ｃｍ）薄肉円筒体の感光ドラム基材を用いることになる。
このように極薄の薄肉円筒体をしごき加工によって製造するために、素管の肉厚を薄くしたり、１回のしごき率を大きくしたりすると、しごき加工時にパンチ先端部による負荷にカール部が耐えられず、カール部が変形してパンチが抜けてしまい、工具の破損や生産停止を招いて生産性が低下するという問題を生じ易い。
【０００４】
更に上記のように形成される薄肉円筒体が長い場合には、上記特開平７−６８３２６号公報に示されるように、薄肉円筒体の開口端面にストリッピング装置（図６のストッパ３）を係合させてパンチを抜き取る際に、抜き出し抵抗が大きいので、開口部近傍が座屈したり、真円度が低下して、開口部近傍のトリム長さが大きくなって、製品歩留まりが低下したり、感光ドラムとしての規定の長さが得られないという問題を生じ易い。また上記のようにしごき加工を単独のダイスによって行う場合は、仮に満足に抜き出しができたとしても、薄肉円筒体毎の真円度のばらつきが大きいという問題があることが判明した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属素管および形成される薄肉円筒体の肉厚が薄い場合でも、工具の破損や生産停止を招くおそれがない、金属素管からしごき加工法により比較的長い薄肉円筒体を製造する方法を提供することを目的とする。
本発明は、さらに形成された薄肉円筒体からパンチを抜き出す際に開口部近傍が座屈するおそれがない、金属素管からしごき加工法により比較的長い薄肉円筒体を製造する方法を提供することを次の目的とする。
本発明は、次に製造された薄肉円筒体毎の真円度のばらつきが小さい、金属素管からしごき加工法により比較的長い薄肉円筒体を製造する方法を提供することを他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる発明の薄肉円筒体の製造方法は、円筒形の金属素管の一方の開口端の内面側に、又は一方の開口部に内向きフランジ部を有する円筒形状の金属素管の該開口部の内面側に、円環状の空間部を有する折り返し部を形成し、空間部にしごきパンチの中空円筒形状の突起部を挿入して、折り返し部に係合させてしごきパンチを前進させ、前側しごきリングと後側しごきリングを有し、前側しごきリングでしごき加工中に、後側しごきリングでしごき加工が行われるように前側しごきリングと後側しごきリングが配設されたダブル・しごきリングのみ、または最前端に配置されたダブル・しごきリングと１個以上のしごきリングとの協同によりしごき加工を行ってしごき成形体を形成し、しごき成形体からしごきパンチを抜き出した後、しごき成形体の両端部をトリムすることを特徴とする。
【０００７】
金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、低炭素鋼、ぶりき、ニッケルめっき鋼板、ステンレス鋼、銅、真鍮、ニッケル等が適宜採用される。
内向きフランジ部を有する円筒形状の金属素管は、例えば後述の段落番号００５２の実施例２に記載のように、ブランクより形成された絞り成形体又は再絞り成形体の底部に円形孔を形成することによって得ることができる。
折り返し部とは、その先端部（端面）が、断面直線の側壁部の下端を結ぶ平面上、またはこの平面よりも他方の開口端又は開口部側に位置するまで、内部に空間部を有するように、皺を生じない範囲で折り返された部分をいう。
薄肉円筒体の肉厚は、通常０．０５〜１．０ｍｍである。
【０００８】
請求項１に係わる発明の場合、空間部にしごきパンチの中空円筒形状の突起部を挿入して、折り返し部に係合させてしごき加工を行なうのであるが、折り返し部の肉厚は、金属素管又はブランクの厚さに等しいので厚く、しかも折り返し部の断面係数は大きい。従ってしごき加工の際に、折り返し部がしごきパンチの突起部の負荷によって変形することが起こり難いので、この変形によるしごきパンチの抜けが生じ難い。そのためパンチの抜けによる工具の破損や生産停止が
起こり難い。
【０００９】
しごき成形体は折り返し部を備えているので、しごき成形体を形成した後、折り返し部の端面にストリッパー装置のフィンガーを係合させて、しごき成形体からしごきパンチを抜き出すことができる。折り返し部は厚く、かつ断面係数が大きいので、しごきパンチをしごき成形体から抜き出す時の摩擦抵抗が大きい場合でも、抜き出しは可能である。この場合フィンガーはしごき成形体の開口端面に係合しないので、抜き出し抵抗が大きい場合でも、開口端部が座屈することはない。
【００１０】
前側しごきリングと後側しごきリングを有し、前側しごきリングでしごき加工中に、後側しごきリングでしごき加工が行われるように前側しごきリングと後側しごきリングが配設されたダブル・しごきリングのみ、または最前端に配置されたダブル・しごきリングと１個以上のしごきリングとの協同によりしごき加工を行う。すなわち前側しごきリングでしごき加工中に、後側しごきリングでしごき加工が行われるので、前側しごきリングのアプローチ部入口側におけるしごき成形体の円周方向の材料の流れが、後側しごきリングによって抑制され、上記流れが主として軸方向に向かう。そのためしごき成形体の真円度が良好になると共に、真円度の各薄肉円筒体毎のばらつきが小さくなる。真円度は０ではないので、横断面は通常極く僅かに楕円状になるが、高さ方向の各横断面において楕円の長軸方向がほぼ揃う。そのためと思われるが、薄肉円筒体を画像形成装置に取り付けるための中間部材として、端部体（図２０の６０参照）を両開口端部に嵌入した時の真円度が良好になり、かつ各薄肉円筒体毎の真円度のばらつきも小さくなる。
【００１１】
請求項１に係わる発明は、折り返し部が、環状溝部よりなる薄肉円筒体の製造方法である。環状溝部とは、折り返し部の先端部（端面）が、断面直線の側壁部の下端を結ぶ平面上にある場合をいう。環状溝部の断面形状は、半円形、半楕円形等適宜の形状をとることができる。環状溝部は、カール部よりも断面係数が大きい。
請求項２に係わる発明は、折り返し部が、環状溝部及び環状溝部に連接する短円筒形状部又は台形部よりなる請求項１記載の薄肉円筒体の製造方法である。短円筒形状とは、短円筒形又は短円筒形に近い形状をいう。環状溝部に短円筒形状部又は台形部が連接しているので、請求項１に係わる発明の場合よりも断面係数が大きい。短円筒形状部が連接している場合は、台形部が連接している場合よりも断面係数が大きい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、金属素管の上方の端部に折り返し部を形成するための第１の工程を行う前の状態を示す図面である。図１において、１は長尺の金属パイプから所定の長さに、軸方向直角に切断された金属素管である。２はダイであって、円筒形の台部２aと、台部２aに固着された成形部２ｂよりなっている。成形部２ｂは、高さが素管１の高さの半分より僅かに大きい円筒形基部２ｂ1と、基部２ｂ1に接続する先細のテーパ部２ｂ2よりなっている。円筒形基部２ｂ1の外周面は、金属素管１がほぼぴったりと外挿されるように、外径が金属素管１の内径より極く僅かに小さく定められている。テーパ部２ｂ2のテーパ角は極く小さく、１〜５度程度である。成形部２ｂの先端に、テーパ部２ｂ2を外周面とする環状突起部２ｃが形成されている。環状突起部２ｃは、テーパ部２ｂ2に連接する断面半円形の曲率部２ｃ1と、曲率部２ｃ1の内側端部に接続する短円筒形部２ｃ2を備えている。
【００１３】
上下動可能の曲げ工具３は、凹部３aおよび凹部３aの上部に形成されたエア抜き用透孔３ｂを備えている。凹部３aは、下方から金属素管１の導入を容易にするためのテーパ角が大きいテーパ部３a1、テーパ部３a1に接続するテーパ角が極く小さい円筒形状部３a2、円筒形状部３a2に接続する曲率部３a3および曲率部３a3に接続する僅かに半径方向上方に傾斜して、透孔３ｂの周面下端まで延びる環状上面部３a4よりなっている。金属素管１，ダイ２および曲げ工具３は、図示されない装置によって、金属素管１が中間に位置するように図示のように同軸に配設されている。
【００１４】
図示されない装置によって、金属素管１を降下させてダイ２の成形部２ｂに外挿した後、図示されない装置によって、曲げ工具３を降下させて、凹部３aを素管１の上端部に外挿し、上端部を、曲率部３a3および環状上面部３a4によって上端部が半径方向内方に向かう内向きフランジ部４が形成されるまで、押圧具（図示されない）によって押圧する。図２は、押圧が終了した後の状態を示したものであり、素管１の上部に内向きフランジ部４が形成されている。
【００１５】
図３は、金属素管の上方の端部に折り返し部を形成するための最終の工程を行う前の状態を示す図面である。２は、図１に示すダイであり、その上方に内向きフランジ部４を形成された素管１が、図示されない装置によって支持されて配設されている。金属素管１の上方に折り返し部形成工具５が配設されている。
【００１６】
折り返し部形成工具５は、折り返し部形成用凹部６を備えている。折り返し部形成用凹部６は、折り返し部形成工具５の下面から上方に極く僅かなテーパ角度で延びる導入用台形部６a、台形部６aの上方端部に接続する断面半円形の曲率部６ｂ、曲率部６ｂの内側端部に接続する短円筒部６ｃおよび短円筒部６ｃに曲率部を介して接続する軸方向に垂直な平面部６ｄを備えている。平面部６ｄの中央を通って、エア抜き孔６eが軸方向に延びている。台形部６a上端の内径は、金属素管１の外径に実質的に等しく定められている。曲率部６ｂの曲率半径は、（ダイ２の曲率部２ｃ1の曲率半径＋金属素管１の肉厚）に等しく定められている。短円筒部６ｃの長さは、形成される折り返し部７ｂの皺が生じない範囲内の短円筒部７ｂ2の最大長さよりも若干長いことが望ましい。
【００１７】
図示されない装置によって、内向きフランジ部４を形成された金属素管１を降下させてダイ２の成形部２ｂに外挿した後、図示されない装置によって、折り返し部形成工具５を降下させて、凹部６を素管１の上端部に外挿した後、押圧具（図示されない）によって押圧して、フランジ部４を、ダイ２の環状突起部２ｃと折り返し部形成工具５の短円筒部６ｃの協同によりフランジ部４を垂下するまで折り曲げて、曲率部７ｂ1と短円筒部７ｂ2よりなる折り返し部７ｂ、および側壁部７aを有するしごき素体７を形成する。
【００１８】
押圧が終了した後の状態を示した図４では、金属素管１が、曲率部７ｂ1と短円筒部７ｂ2よりなる折り返し部７ｂと、側壁部７aを有するしごき素体７に形成されている。図５は、図４に示すしごき素体７をダイ２から抜き出して、折り返し部７ｂが下部になるように倒立させて示したものである。側壁部７aの下方部と折り返し部７ｂとの間に、空間部７ｃが形成されている。
【００１９】
しごき素体７のしごき加工は、しごき装置のパンチのストロークが十分に長い場合は、１工程で行うことができる。例えばダブル・しごきリング５５のみでしごき加工を行う場合は１工程で行う。しかし上記ストロークが短い場合は、数工程に分けてしごき加工を行ってもよい。この場合、ダブル・しごきリング５５でのしごき加工は最後の工程で行う。
次に２工程でしごき加工を行う場合の例について説明する。図６は、第１工程でしごき素体７をしごき加工する直前の状態を示す図面である。上方から第１のしごきパンチ１０、しごき素体７、第１のしごきリング１１，第２のしごきリング１２、第３のしごきリング１３および第１のストリッパー装置１４が同軸に配設されている。各しごきリング１１，１２，１３は、各しごきリングに対応する冷却潤滑液噴射装置を備える保持装置（図示されない）によって保持されている。なおしごきリングの数は、各しごきリングによるしごき率及び全しごき率、並びにしごき装置のストローク長さ等に応じて適宜に定められる。
【００２０】
第１のしごきパンチ１０の胴部１０aの外径は、胴部１０aがしごき素体７の側壁部７aにほぼぴったりと嵌入できるように、しごき素体７の側壁部７aの内径より極く僅かに小さく定められている。第１のしごきパンチ１０の下端部は中空円筒形状の突起部１０ｂとなっている。第１のしごきパンチ１０の上記嵌入が容易に行われるように、突起部１０ｂの外面１０ｂ1は、僅かに下細の逆台形となっている。突起部１０ｂの下端部は、しごき素体７の空間部７ｃにほぼぴったりと入るように、空間部７ｃと実質的に同形，同寸になるように定められている。突起部１０ｂの内面１０ｂ3の高さは、しごき素体７の折り返し部７ｂの接地面からの高さより大きく定められている。
【００２１】
図示できる図面のサイズの都合で、各しごきリング１１，１２，１３間の間隔Ｌ1およびＬ2は、図６では小さくなっているが、実際は上記間隔は図示の夫れよりも遙かに大きい。すなわち間隔Ｌ1は、しごき素体７が第１のしごきリング１１のしごき部１１ｂ（所謂短円筒形のランド部）を通過し終わった後に、第２のしごきリング１２のしごき部１２ｂに入るように定められている。同様にして、間隔Ｌ2は、第２のしごきリング１２で形成された中間しごき成形体（図示されない）が、第２のしごきリング１２のしごき部１２ｂを通過し終わった後に、第３のしごきリング１３のしごき部１３ｂに入るように定められている。第３のしごきリング１３とストリッパー装置１４の支持体１９上面間の間隔Ｌ3も、第３のしごきリング１３で形成された中間しごき成形体２１（図７参照）の高さより大きく定められている。
【００２２】
図７は、第２工程で中間しごき成形体２１をしごき加工する直前の状態を示す図面である。上方から第２のしごきパンチ１００、中間しごき成形体２１、第４のしごきリング５４，ダブル・しごきリング５５の後側しごきリング５６，前側しごきリング５７および第２のストリッパー装置１１４が同軸に配設されている。各しごきリング５４，５６，５７は、各しごきリングに対応する冷却潤滑液噴射装置を備える保持装置（図示されない）によって保持されている。なおしごきリングの数は、各しごきリングによるしごき率及び全しごき率、並びにしごき装置のストローク長さ、並びに形成される最終しごき成形体２８の長さ等に応じて適宜に定められる。例えば第４のしごきリング５４とダブル・しごきリング５５の間に第５のしごきリング（図示されない）を設けてもよい。
【００２３】
第２のしごきパンチ１００は、中間しごき成形体２１の内径がしごき素体７の内径より小さいのに応じて、その胴部１０aの外径が小さい点を除いては、形状、構造等は、第１のパンチ１０と同様である。すなわち第１のパンチ１０の記号と同一の部分は同様な部分を示す。第４のしごきリング５４とダブル・しごきリング５５間の間隔Ｌ4は、中間しごき成形体２１が第４のしごきリング５４のしごき部５４ｂを通過し終わった後に、後側しごきリング５６のしごき部５６ｂに入るように定められている。しごき加工を１工程で行う場合は、第３のしごきリング１３と第４のしごきリング５４間の間隔は、中間しごき成形体２１が第３のしごきリング１３のしごき部１３ｂを通過し終わった後に、第４のしごきリング５４のしごき部５４ｂに入るように定められている。
【００２４】
後側しごきリング５６と前側しごきリング５７間の間隔Ｌ5は、前側しごきリング５７のしごき部５７ｂによって最終しごき加工が行われている間に、後側しごきリング５６のしごき部５６ｂでもしごき加工が行われる程度に小さい、好ましくは後側しごきリング５６と前側しごきリング５７の間で、最終しごき成形体２８に冷却潤滑液を噴射することが可能の範囲でできるだけ小さいことが望ましい。しごき部５６ｂとしごき部５７ｂ間の間隔Ｌ6が小さい程、前側しごきリング５７のアプローチ部５７aにおける中間しごき成形体２１の円周方向の材料の流れが後側しごきリング５６によって抑制され易くなり、上記流れが主として軸方向に向かうようになる。そのため最終しごき成形体２８の真円度が良好になると共に、真円度の各最終しごき成形体２８毎のばらつきが小さくなるからである。
【００２５】
しごき部５６ｂとしごき部５７ｂ間の間隔Ｌ6は、通常好ましくは１０〜５０ｍｍである。第２のストリッパー装置１１４において、第１のストリッパー装置１４と同一の記号の部分は同様の部分を示す。前側しごきリング５７とストリッパー装置１１４の支持体１９上面間の間隔Ｌ7も、ダブル・しごきリング５５で形成された最終しごき成形体２８の高さより大きく定められている。
【００２６】
金属素管がアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる場合は、破断防止等のため、４０℃における動粘度が１５〜１５０ｍｍ2／秒の潤滑剤を冷却潤滑液として用いるのが好ましい。水エマルジョン又は水溶液を冷却潤滑液として用いる場合は、動粘度が３０〜３００ｍｍ2／秒の潤滑剤を希釈して冷却潤滑液とするのが好ましい。
【００２７】
かつ上記の場合は、各しごきリングのアプローチ部のアプローチ角α（図７参照）が２〜１０度であるのがしごき加工中の破断防止等の観点から望ましい。また前側しごきリング５７でのしごき率が２０〜５０％、後側しごきリング５６でのしごき率が１０〜５０％であるのが好ましい。前側しごきリング５７でのしごき率が２０％より小さいと、最終しごき成形体２８の真円度が悪くなり、一方５０％より大きいと、破断を生じ易くなるからである。同様に、後側しごきリング５６でのしごき率が１０％より小さいと、最終しごき成形体２８の真円度が悪くなり、一方５０％より大きいと、破断を生じ易くなるからである。
【００２８】
図８は、しごきパンチ１００の突起部１０ｂが折り返し部７ｂと係合し、矢印方向に前進して、中間しごき成形体２１が最終しごき成形体２８に形成される過程を示す。すなわち図８、▲１▼は、中間しごき成形体２１がしごき部５６ｂおよび５７ｂによって同時にしごき加工を受けている状態を示す。この状態では、前側しごきリング５７のアプローチ部５７aにおけるしごき成形体２１の円周方向の材料の流れが後側しごきリング５６によって抑制され易くなり、上記流れが主として軸方向に向かうようになるため、最終しごき成形体２８の真円度が良好になると共に、真円度の各最終しごき成形体２８毎のばらつきが小さくなる。
【００２９】
図８、▲２▼は、しごきパンチ１００が矢印方向に更に前進して、中間しごき成形体２１の端面２１aがしごき部５６ｂを離れようとする時点の状態を示す。この状態では、アプローチ部５７aにおけるしごき成形体２１の円周方向の材料の流れを後側しごきリング５６が殆ど抑制しなくなるので、この状態でしごき加工された最終しごき成形体２８の部分の真円度が低下し、また各最終しごき成形体２８毎にこの部分の真円度のばらつきが大きくなる。
【００３０】
図８、▲３▼は、端面２１aがしごき部５６ｂを離れ、しごき部５７に接近している状態を示す。この場合も、この状態以後にしごき加工された最終しごき成形体２８の部分の真円度が低下し、また各最終しごき成形体２８毎にこの部分の真円度のばらつきが大きくなる。従って最終しごき成形体２８の開口端部側のトリムは、図８、▲２▼において、しごき部５７ｂに接触している部分より若干前方の位置５８において行うのが好ましい。
【００３１】
ダブル・しごきリングは、図９に示すように一体構造になっているものでもよい。この場合ダブル・しごきリング６５の冷却潤滑液の噴射孔６６の上の部分６７が後側しごきリングになり、下の部分が前側しごきリング６８になる。６７ｂは、後側しごきリングのしごき部であり、６８ｂは、前側しごきリング６８のしごき部である。
【００３２】
図６において、ストリッパー装置１４は、複数（ｎ）個（本実施の形態ではｎ＝８）のフィンガー１５，フィンガー１５によって包囲され、上下動可能の漏斗状の中子１６，フィンガー１５を中子１６に対して半径方向内方に弾性的に押圧するリングばね１７およびフィンガー１５の主部１５ｄを保持する円筒函状の保持具１８を備えている。保持具１８の底部中央には、中子挿通用の透孔１８ｂが形成されている。
【００３３】
図１０および図１１に明示されるように、中子１６は、上方の逆円錐台状部１６aと、逆円錐台状部１６aの下端に接続するロッド部１６ｂを備えている。逆円錐台状部１６aの周面にはｎ個の縦浅溝１６a1が周方向に等間隔に形成されている。ロッド部１６ｂは、支持体１９の透孔１９aを通って、（図示されない）シリンダーのピストンロッド２０によって、適切なタイミングで上下動するようになっている。従って逆円錐台状部１６aも適切なタイミングで上下動する。
フィンガー１５は、縦浅溝１６a1にほぼぴったりと係合して、摺動可能な部分を有する内方凸部１５a、外周が円弧形で、下面が平坦な爪部１５ｂ1となる上部外方突出部１５ｂを備えている。フィンガー１５が拡開した状態（図１０の状態）で、爪部１５ｂ1が折り返し部７ｂの端面７ｄに係合するように、フィンガー１５の形状、寸法が定められている。
【００３４】
上部外方突出部１５ｂの直下に、リングばね１７挿入用の環状溝１５ｃが設けられている。環状溝１５ｃの下部は、外周面の断面が円弧形の主部１５ｄとなっており、中子１６が下降して、フィンガー１５が拡開した時に主部１５ｄの外周面と保持具１８の側壁部１８aの内面が接触するように構成されている。この接触、およびピストンロッドによる中子１６を押し下げる力のため、爪部１５ｂ1に押し上げ力が加わっても、爪部１５ｂ1は上昇しない。
【００３５】
図６の状態より、しごき素体７からの薄肉円筒体２２の形成は次のようにして行われる。なお図６においては、中子１６は上昇位置にあって、フィンガー１５は収縮していて、爪部１５ｂ1の先端部直径は、折り返し部の短円筒部７ｂ2の内径より極く僅かに小さくなっている。先ず第１のパンチ１０が降下、前進して突起部１０ｂがしごき素体７の空間部７ｃに挿入される。この状態のままパンチ１０の前進は続いて、しごき素体７の側壁部７aは、第１のしごきリング１１、第２のしごきリング１２および第３のしごきリング１３によってしごかれて肉厚が次第に減少し、かつ長くなって、中間しごき成形体２１が形成され、折り返し部７ｂはストリッパー装置１４に接近する。しかし図１２に示すように、折り返し部７ｂの肉厚は元の厚さを保って厚いままである。
【００３６】
第１のパンチ１０が更に前進して下死点に達すると、図１３に示すように、折り返し部７ｂの接地部が支持体１９の上面１９aに接近する。同時に中子１６が降下してフィンガー１５が拡開して、爪部１５ｂ1が折り返し部の端面７ｄの上方に来る。直ちにパンチ１０が上昇を開始すると、爪部１５ｂ1と折り返し部の端面７ｄが係合して（図１０）、折り返し部７はこの位置に止まるので、図１４に示すように、第１のパンチ１０は中間しごき成形体２１から容易に抜き出される。その後、フィンガー１５は収縮して中間しごき成形体２１は引き上げられる。
【００３７】
次にしごき成形体２１は、図７に示す装置で、段落番号００３５〜００３６に記載の方法と同様にしてしごき成形され、中間しごき成形体２１より長く、かつ径の小さい最終しごき成形体２８が形成される。最終しごき成形体２８は、開口端部近傍と折り返し部７ｂ近傍の側壁部をトリムされて、図１５に示されるような薄肉円筒体２２となる。トリムは、ワイヤ放電加工法その他機械的の公知の方法で行われる。
【００３８】
ストリッパー装置１１４を用いることなく、図１６に示すような、絞りーしごき缶成形の際に用いられる公知のストリッパー装置２３（例えば特公昭６０−１３３号公報に記載のもの）を用いて、そのフィンガー２４を最終しごき成形体２８の開口部端面２８aに係合させてパンチ１０の抜き出す場合は、次のような問題が起こる。最終しごき成形体２８の側壁部２８ｂが極く薄く（例えば約０．１〜０．３ｍｍ）、かつ比較的長い（例えば約３５〜５０ｃｍ）時は、抜き出し抵抗が大きいため、開口端部２８ｃに座屈変形が生じたり、真円度が低下したりし易いので、開口端部２８ｃ近傍のトリム長さが大きくなるため、歩留まりが低下するのみならず、製品の規定長さが得られなくなるおそれがある。また開口端部２８ｃが第２のしごきパンチ１００とフィンガー２４の間に食い込んでストリッパー装置２３が破損して生産が停止するおそれがある。
【００３９】
図１７に示すように、突起部３０ｂの外径、および形成される薄肉円筒体２２’の開口端部に対応する部分３０ｃの外径を主部３０aの外径より若干小さくした最終しごきパンチ３０を用いることによって、両開口端部が比較的肉厚で、変形抵抗が改善された薄肉円筒体２２’を形成することができる。なお１点鎖線で示す３１および３２は、しごきパンチ３０をしごき成形体２８’から抜き出した後にトリムする部分を示す。
【００４０】
図１８に示すように、しごきパンチ１０および中子１６にそれぞれ、同軸で同径の貫通孔１０ｃおよび１６ｃ、並びに貫通孔１０ｃ、１６ｃをぴったりと挿通して所定のタイミングで上下動可能の心棒２５を設け、パンチ１０を抜き出す時に、心棒２５がパンチ１０を案内、支持するようにして、片持ち支持のパンチ１０の揺れを防止して、しごき成形体２１に歪みが生じないようにすることができる。パンチ１０が降下中は、図１０に示すように心棒２５の上端は中子１６の上面より僅か上方に位置し、パンチ１０が上昇を開始する時点には、図１２に示すように心棒２５の上端は貫通孔１０ｃの下部に挿通し始め、以降心棒２５はパンチ１０より速い速度で上昇して、パンチ１０を支持する。このように心棒２５を設けることは、しごき成形機が横置きタイプで、パンチ１０が重力で撓み易い場合に特に有効である。
【００４１】
なお２６は中子１６の下端に着設されたフランジ部、３７はフランジ部２６の下面に着設された複数のピストンロッド、３８はシリンダー、３９は、その上面にピストンロッド３７が着設されるディスク、３９aはＯリング,４０は心棒２５が挿通する、シリンダー３８に設けられた中央孔である。上記の構成が、図７の第２工程にも採用できることはいうまでもない。
【００４２】
【実施例】
実施例１：押出し、引抜き加工によって形成された長さが７０．５ｍｍ、内径が６６．１ｍｍ、肉厚が１．２ｍｍのアルミニウム合金管（ＪＩＳ  Ｈ ４０８０ 合金番号３００３  Ｈ１４）を円筒形素管１として用いた。
この素管１から図１，図３に示す工具を用いて、図２、図４に示す方法で、しごき素体７を形成した。折り返し部７ｂの曲率部７ｂ1の内面曲率半径r1は２．７ｍｍ、短円筒部7b2の高さhは５．０ｍｍであった（図５参照）。このしごき素体７を図６および図７に示すしごき装置で２工程のしごき加工を行った。２回に分けたのは、使用したプレスのストロークの制約のためである。
【００４３】
第１工程のしごき加工に用いたパンチ１０の胴部１０a（表面粗さは、最大高さRy＝０．２６μｍ）の外径は６６．０５ｍｍ、突起部１０ｂの曲率部１０ｂ2の曲率半径は２．７ｍｍ、内面１０ｂ3の接地部からの高さは２８ｍｍであった。第１しごきリング１１のしごき部１１ｂ、第２しごきリング１２のしごき部１２ｂおよび第３しごきリング１３のしごき部１３ｂの内径はそれぞれ、６７．８６ｍｍ、６７．４１ｍｍおよび６７．０７ｍｍであった。第１しごきリング１１と第２しごきリング１２間の間隔Ｌ1は１５０ｍｍ、第２しごきリング１２と第３しごきリング１３間の間隔Ｌ2は２３０ｍｍであった。第１のしごきリング１１、第２のしごきリング１２および第３のしごきリング１３のアプローチ角αは８度であった。
【００４４】
第２工程のしごき加工に用いたパンチ１００の胴部１０a（表面粗さは、最大高さRy＝０．２６μｍ）の外径は６５．９５ｍｍ、突起部１０ｂの曲率部１００ｂ2の曲率半径は２．４ｍｍ、内面１０ｂ3の接地部からの高さは２８ｍｍであった。第４しごきリング５４のしごき部５４ｂ、後側しごきリング５６のしごき部５６ｂおよび前側しごきリング５７のしごき部５７ｂの内径はそれぞれ、６６．６２ｍｍ、６６．４０ｍｍおよび６６．２５ｍｍであった。第４しごきリング５４と後側しごきリング５６間の間隔Ｌ4は、３７５ｍｍ、後側しごきリング５６と前側しごきリング５７間の間隔Ｌ5は６ｍｍであり、しごき部５６ｂとしごき部５７ｂ間の間隔Ｌ6は２５ｍｍであった。第４のしごきリング５４のアプローチ角αは８度であり、後側しごきリング５６と前側しごきリング５７のアプローチ角αは４度であった。後側しごきリング５６および前側しごきリング５７でのしごき率はそれぞれ、３２．８％および３３．３％であった。
【００４５】
しごき加工の際に用いた冷却潤滑液は、日本クエーカーケミカル（株）製、「Ｊ  ６０２Ａ（製品番号：４０℃での動粘度：６８ｍｍ2／秒）」であった。上記の条件で、第１工程および第２工程のしごき加工を行った。
パンチ１００から抜き出れた最終しごき成形体２８の高さは約３７０ｍｍであった。最終しごき成形体２８は、底部からの高さ約３２０ｍｍより上部の部分は、ダブル・しごきリング５５によるしごき加工が行われないので、高さ３１５ｍｍの位置でワイヤ放電加工法によってトリムした。また底部側も同様にしてトリムして長さ２９５ｍｍの薄肉円筒体２２を製造した。薄肉円筒体２２の平均肉厚は０．１５ｍｍで、偏肉（肉厚のばらつき）は０．０１０ｍｍであった。
【００４６】
上記の条件で１０個（No.1〜１０）の薄肉円筒体２２のサンプルを作成した。図１９に示すフリー状態、および図２０に示す両開口端部にフランジ部６０a付き端部体６０（薄肉円筒体２２を軸部に着設するためのもの）を嵌入した（嵌入深さｄ＝１０ｍｍ）状態で、位置Ａ（図１９の左側の開口端部から２７．５ｍｍの位置）、Ｂ（同８７．５ｍｍの位置）、Ｃ（同１４７．５ｍｍの位置）、Ｄ（同２０７．５ｍｍの位置）およびＥ（同２６７．５ｍｍの位置）において真円度を測定した。測定器としては、（株）ミツトヨ製の非接触型真円度円筒測定器RL-１０１を用いた。結果を表１に示す。更に各サンプルについて表面粗さを、東京精密（株）製表面粗さ形状測定器５７５Ａー３ＤＦを用いて測定したが、何れのサンプルについても最大高さＲｙは１μｍ以下であった。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１において、「最大値」とは、各サンプルの位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの真円度の中の最大の真円度をいい、単位はｍｍである。例えばサンプルNo.１のフリー状態の場合、位置Ｅにおいて、最大の真円度が得られ、その値が０．０８ｍｍであることを示す。「評価」については、１０個のサンプルの最大値が全て０．１０ｍｍ以下の場合を○とし、１個のサンプルでも最大値が０．１０ｍｍを越えるものが有った場合は、×とした。
【００４９】
比較例１：第２工程で、ダブル・しごきリング５５の後側しごきリング５６と前側しごきリング５７を、両者の間隔Ｌ5が２３０ｍｍになるように離し、かつ第４のしごきリング５４と後側しごきリング５６の間隔Ｌ4を１５０ｍｍとした点以外は、実施例１と同様にしてしごき加工を行い、最終しごき成形体２８を形成し、実施例１と同様にしてトリムして長さ２９５ｍｍの薄肉円筒体２２を製造した。薄肉円筒体２２の平均肉厚は０．１５ｍｍで、偏肉は０．００９ｍｍであった。
【００５０】
実施例１と同様にして１０個（No.1１〜２０）の薄肉円筒体２２のサンプルを作成し、真円度を測定した。結果を表２に示す。真円度のばらつきが実施例１の場合よりも大きく、評価は×であった。各サンプルについて表面粗さを、東京精密（株）製表面粗さ形状測定器５７５Ａー３ＤＦを用いて測定したが、何れのサンプルについても最大高さＲｙは１μｍ以下であった。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
実施例２：厚さが０．９５ｍｍのアルミニウム合金板（ＪＩＳ  Ｈ ４０００ 合金番号３００４  Ｈ１２）から、直径１６１ｍｍのブランクを打抜き、このブランクを内径８７ｍｍの絞り成形体に絞り加工した後、内径６６．１ｍｍに再絞り加工して得た再絞り成形体の底部に、直径４６ｍｍの円形孔を中心が軸心と一致するように形成し、開口端をトリムして、図２の内向きフランジ部４を有する金属素管１と同様の形状の、高さが７６ｍｍ、側壁部の平均厚さが０．９５ｍｍの円筒形状の素管を作成した。内向きフランジ部４の厚さは、元厚と変わらず０．９５ｍｍであった。
【００５３】
この円筒形状の素管から、図３に示す工具を用いて、図４に示す方法で、しごき素体７を形成した。折り返し部７ｂの曲率部７ｂ1の内面曲率半径r1は２．７ｍｍ、短円筒部7b2の高さhは５．０ｍｍであった（図５参照）。このしごき素体７を、第１工程で第３しごきリング１３を用いない点以外は、実施例１と同様にして最終しごき成形体２８を形成し、両端をトリムして長さ２９５ｍｍの薄肉円筒体２２を作成した。薄肉円筒体２２の平均肉厚は０．１５ｍｍで、偏肉は０．００７ｍｍであった。
【００５４】
実施例１と同様にして１０個（No.２１〜３０）の薄肉円筒体２２のサンプルを作成し、真円度を測定した。結果を表３に示す。真円度のばらつきが小さく、実施例１の場合と同等であった。すなわち評価は○であった。各サンプルについて表面粗さを、東京精密（株）製表面粗さ形状測定器５７５Ａー３ＤＦを用いて測定したが、何れのサンプルについても最大高さＲｙは１μｍ以下であった。
【００５５】
【表３】
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【００５６】
比較例２：折り返し部７ｂを形成する代わりに、中心角が９０度で、端面がほぼ軸心方向に延びている断面円弧状のカール部を形成して得たしごき素体を用いた点以外は、実施例１と同様の材料および装置を用いてしごき加工を行った。しかし１回目のしごき加工の際に、しごき加工時のパンチ１０の突起部１０ｂによる負荷にカール部が耐えず、パンチ１０がしごき加工中のしごき素体から突き出て成形ができず、作業を中断した。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１に係わる発明は次の効果を奏する。
（イ）金属素管および形成される薄肉円筒体の肉厚が薄い場合でも、工具の破損や生産停止を招くおそれがなく、金属素管からしごき加工法により比較的長い薄肉円筒体を製造することができる。
（ロ）形成された薄肉円筒体からパンチを抜き出す際に開口部近傍が座屈するおそれがなく、金属素管からしごき加工法により比較的長い薄肉円筒体を製造するすることができる。
（ハ）金属素管からしごき加工法により製造された比較的長い薄肉円筒体の真円度が良好で、しかも薄肉円筒体毎の真円度のばらつきが小さい。さらに薄肉円筒体の両開口端部に端部体を嵌入した後でも、薄肉円筒体の真円度が良好で、薄肉円筒体毎の真円度のばらつきが小さい。
請求項２に係わる発明は、折り返し部の断面係数が大きいので、請求項１に係わる発明の（イ）、（ロ）の効果を奏するのに寄与する。
請求項３に係わる発明は、請求項２に係わる発明の場合よりも、折り返し部の断面係数が大きいので、請求項１に係わる発明の（イ）、（ロ）の効果を奏するのに更に一層寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における、円筒形の金属素管に折り返し部を形成する第１工程開始前の、装置と金属素管の配置を示す要部縦断面図である。
【図２】図１の装置を用いて、第１工程が終了した直後の状態を示す縦断面図である。
【図３】円筒形の金属素管に折り返し部を形成する第２工程開始前の、装置と第１工程を経た金属素管の配置を示す要部縦断面図である。
【図４】図３の装置を用いて、第２工程が終了して折り返し部が形成された直後の状態を示す縦断面図である。
【図５】第２の工程で形成された折り返し部を有するしごき素体の縦断面図である。
【図６】本発明のしごき加工を行う第１工程で、しごき加工直前の状態を示す説明用縦断面図である。
【図７】本発明のしごき加工を行う第２工程で、しごき加工直前の状態を示す説明用縦断面図である。
【図８】本発明において、ダブル・しごきリングでしごき加工が行われる過程を示す説明用縦断面図である。
【図９】図８に示すダブル・しごきリングと異なる態様の、ダブル・しごきリングの例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明において、パンチが下死点より極く僅かに上昇して折り返し部とストリッパー装置が係合し始めた時点の状態を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のXI-XI線に沿う横断面図である。
【図１２】本発明において、しごき加工が終わり、パンチがストリッパー装置に接近した状態を示す説明用縦断面図である。
【図１３】本発明において、パンチが下死点に達した状態を示す説明用縦断面図である。
【図１４】本発明において、パンチがしごき成形体から抜き出された状態を示す説明用縦断面図である。
【図１５】本発明の方法により形成された薄肉円筒体の縦断面図である。
【図１６】従来の方法により、パンチがしごき成形体から抜き出される直前の状態を示す説明用縦断面図である。
【図１７】図６に示すしごきパンチと異なる態様の本発明のしごきパンチと、このしごきパンチを用いて形成された、しごきパンチが抜き出される前のしごき成形体を示す縦断面図である。
【図１８】図６に示すしごきパンチと更に異なる態様の本発明のしごきパンチが、しごき成形体から抜き出されている途中の状態を示す説明用縦断面図である。
【図１９】本発明の方法により製造された薄肉円筒体の、真円度を測定する位置の例を示す縦断面図である。
【図２０】  本発明の方法により製造された薄肉円筒体の両開口端部に端部体を嵌入した後に、真円度を測定する位置の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１            金属素管
７ｂ          折り返し部
７ｂ1         曲率部（環状溝部）
７ｂ2         短円筒部（短円筒形状部）
７ｃ          空間部
１０          しごきパンチ（第１のしごきパンチ）
１０ｂ        突起部
２１          しごき成形体（中間しごき成形体）
２２          薄肉円筒体
２８          しごき成形体（最終しごき成形体）
５５          ダブル・しごきリング
５６          後側しごきリング
５７          前側しごきリング
１００        しごきパンチ（第２のしごきパンチ）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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