(57)【要約】【課題】金属製の角管材の端部に縮径部が形成された金属管材を容易に製造すること。【解決手段】断面多角形の金属製の角管材８に略円錐台状の縮径部４が形成された金属管材１の製造方法であって、断面多角形の金属製の角管材８の端部に、拡管パンチ９を挿入して拡管加工を施すことにより拡管部１１を形成する拡管工程と、形成された前記拡管部１１にスピニング加工を施すことにより略円錐台状の縮径部４を形成する縮径工程と、を含む、金属管材の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面多角形の金属製の角管材に縮径部が形成された金属管材の製造方法であって、
断面多角形の金属製の角管材の端部に、拡管加工を施すことにより拡管部を形成する拡管工程と、
形成された前記拡管部にスピニング加工を施すことにより縮径部を形成する縮径工程と、
を含むことを特徴とする金属管材の製造方法。
【請求項２】
断面多角形の金属製の角管部と、
前記角管部から遠ざかるにつれて縮径するように、前記角管部と同心上に形成された縮径部と、
を含むことを特徴とする金属管材。
【請求項３】
請求項１に記載の金属管材において、
前記角管部および前記縮径部は、一つの材料内に一体に形成されたものである、
ことを特徴とする金属管材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管材の製造方法および金属管材に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の技術分野でフレームの部材としてよく使用される金属管材として、断面四角形の角管材と断面円形の円管材がある。角管材と円管材を比較すると、角管材の方が平面上で転がり難いため、取扱い易く、設置安定性に優れている。このため、特定の技術分野のフレーム、例えば浴室ユニット用フレーム（特許文献１を参照。）には、角管材の方が円管材よりも使用されることが多い。
【０００３】
ところで、金属管材を使用してフレームを構築する際に、金属管材の端部に雌ねじを設けることが必要になることがある。この場合、金属管材が円管材であれば、円管材の端部にスピニング加工を施して縮径部を形成することにより、当該縮径部の先端に雌ねじを容易に設けることができる。なお、特許文献２には、円管材の端部にスピニング加工を施して縮径部を形成することが記載されている。但し、同文献には雌ねじを設けることは記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７０７１５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９５９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、金属管材が円管材ではなく、角管材である場合は、その端部にスピニング加工を施して縮径部を形成することは困難である。すなわち、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、スピニング加工において、スピニング加工機の加工ローラ１３は、角管材８の周囲を回転移動しながら、徐々に角管材８を押し込むが、このとき、加工ローラ１３が角管材８の角部近傍の平面を強く打撃する。このため、図５（ｃ）に示すように、角管材８を形成する薄板が波状に変形してしまい、縮径部を形成することができなくなる。
【０００６】
角管材の端部に雌ねじを設ける他の方法としては、雌ねじが形成された四角形の板材を角管材の端部に嵌め込んで溶接することなどが知られているが、溶接作業に時間と労力を費やす必要がある。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、金属製の角管材の端部に縮径部が形成された金属管材を容易に製造することができる金属管材の製造方法および当該金属管材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る金属管材の製造方法は、断面多角形の金属製の角管材に縮径部が形成された金属管材の製造方法であって、断面多角形の金属製の角管材の端部に、拡管加工を施すことにより拡管部を形成する拡管工程と、形成された前記拡管部にスピニング加工を施すことにより縮径部を形成する縮径工程と、を含むことを特徴としている。
【０００９】
かかる工程を含む金属管材の製造方法によれば、角管材の端部に拡管加工が施され、断面が円形または断面円形に近い形状の拡管部が形成された後に、当該拡管部にスピニング加工が施されるため、確実に縮径部を形成することができる。
【００１０】
本発明に係る金属管材は、断面多角形の金属製の角管部と、前記角管部から遠ざかるにつれて縮径するように、前記角管部と同心上に形成された縮径部と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
かかる構成を含む金属管材によれば、断面多角形の角管部と縮径部が備わっているため、平面上に置いても転がり難く、設置安定性に優れ、かつ、端部に雌ねじを容易に設けることができる。
【００１２】
前記角管部および前記縮径部は、一の材料内に一体に形成されたものである、ことが望ましい。
【００１３】
かかる金属管材は、前記した金属管材の製造方法により、好適に製造することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る金属管材の製造方法によれば、角管材の端部に確実に縮径部を形成することができる。
また、本発明に係る金属管材は、平面上で転がり難く、設置安定性に優れ、かつ、端部に雌ねじを容易に設けることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】金属管材を示す斜視図である。
【図２】金属管材の製造方法の各工程を斜視図を用いて示した図である。
【図３】拡管パンチの半径と、角管材の中心から内壁面までの距離と、角管材の内寸の対角寸法の１／２との関係を説明する図である。図中の２点鎖線は、角管材の内側の輪郭を示す。
【図４】スピニング加工機の加工ローラの軌跡と金属管材の縦断面を示す図である。
【図５】角管材の端部にスピニング加工を行った場合に生じる問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る金属管材およびその製造方法について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る金属管材１は、角管部２、円管部３、縮径部４、小径部５等が一つの材料内に一体に形成されたものである。
【００１７】
角管部２は、断面多角形の管で形成されている。図１に示す例では、角管部２は断面四角形の管で形成されている。
【００１８】
円管部３は、断面円形の管で形成されており、角管部２と後述の縮径部４との間に形成されている。
【００１９】
縮径部４は、円管部３および角管部２から遠ざかるにつれて縮径するように、円管部３の端部から連続して形成されている。また、縮径部４は、円管部３および角管部２と同心上に形成されている。
【００２０】
小径部５は、縮径部４の先端部から連続して形成されている。小径部５は円筒状に形成され、その内部には雌ねじ７が形成されている。この雌ねじ７は、例えば、他の部材と金属管材１とをねじ締結するために使用される。
【００２１】
上述のように各部２〜５が形成された金属管材１に使用される材質およびその肉厚は、その用途に応じて適宜決められる。金属管材１に使用される材質の例としては、ステンレス鋼、アルミニウム合金等が挙げられる。
【００２２】
次に、上記金属管材１の製造方法について図２を参照しながら説明する。
【００２３】
先ず最初に、金属製の角管材８を用意し、その角管材８の端部に拡管加工を施す。この拡管加工では、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、角管材８の端部に拡管パンチ９を挿入し、拡管部１１を形成する。本実施形態で用いる拡管パンチ９は、前部に円錐台部９ａが形成され、この円錐台状部９ａの後方に円柱部９ｂが形成されたものである。
【００２４】
図３は、上記拡管加工により形成される拡管部１１の断面形状を示している。同図において、ｒは拡管パンチ９の半径（円柱部９ｂの半径）であり、ｄ１は角管材の中心からその内壁面８ｂ（角管材の断面が長方形の場合は中心から遠い方の内壁面）までの距離であり、ｄ２は角管材の内寸の対角寸法の１／２である。本実施形態では、ｒ≧ｄ２＞ｄ１の条件が成立するように各部の寸法が決められている。このため、拡管部１１の断面形状は、図３（ａ）に示すように、円形となる。また、拡管加工により形成される拡管部１１の断面形状は、当該拡管部１１にスピニング加工を施すことができればよく、必ずしも完全な円形である必要はない。例えば、ｄ２＞ｒ＞ｄ１の条件が成立するように各部の寸法が決められても良い。この場合、図３（ｂ）に示すように、拡管部１１の断面形状は、拡管パンチ９により変形されずに残存した角管材のエッジ部８ａと、拡管パンチ９により変形されて形成された円弧部１１ａとが周方向に交互に現れるものとなる。
【００２５】
このような、拡管加工により形成される拡管部１１の断面形状の考え方は、角管材８の断面形状が他の多角形である場合にも当てはまる。例えば、断面が正六角形の角管材を使用した場合、ｒ≧ｄ２＞ｄ１の条件が成立するように各部の寸法が決められると、拡管部の断面形状は、図３（ｃ）に示すように円形となる。また、断面が正六角形の角管材を使用した場合において、ｄ２＞ｒ＞ｄ１の条件が成立するように各部の寸法が決められると、拡管部の断面形状は、図３（ｄ）に示すように、拡管パンチ９により変形されずに残存した角管材のエッジ部８ａと、拡管パンチ９により変形されて形成された円弧部１１ａとが周方向に交互に現れるものとなる。
【００２６】
上記拡管加工を行った後は、スピニング加工機（不図示）を使用して、図２（ｃ）に示すように、拡管部１１にスピンニング加工を施す。これにより、拡管部１１が変形して、図１に示すような、縮径部４と小径部５が形成される。図４は、このスピニング加工中の加工ローラ１３と拡管部１１との接点近傍の軌跡１２の概要を示している。加工ローラ１３は、拡管部１１の周囲を公転しながら、図４の軌跡１２が示すように、拡管部１１を軸方向先端側に延ばすように、拡管部１１の軸方向に往復動しつつ、徐々に中心側に移動して、縮径部４および小径部５を形成する。
【００２７】
なお、スピニング加工に使用されるスピニング加工機としては、公転方向に等間隔に２つの加工ローラ１３を備えたもの（図２（ｃ）参照）と、公転方向に等間隔に３つの加工ローラ１３を備えたものとがよく知られているが、図３（ｂ）、図３（ｄ）に示すように、拡管部１１が断面円形のものではなく、拡管部１１にエッジ部８ａが残存している場合は、２つの加工ローラ１３を備えたスピニング加工機械を使用することが望ましい。２つの加工ローラ１３を備えたスピニング加工機械を使用した場合、２つの加工ローラ１３が同時にエッジ部８ａに接触するため、角管材８に作用する力がバランスして加工中に当該角管材８が軸振れすることなく、きれいな円錐台状の縮径部４が形成され易くなる。
【００２８】
最後に、形成された小径部５内に雌ねじ加工を施して図１に示すような金属管材１が完成する。
【００２９】
以上に説明した本実施形態に係る金属管材１の製造方法によれば、角管材８にスピニング加工が施される前に、角管材８の端部に拡管加工が施され、断面が円形または円形に近い形状の拡管部１１が形成され上で、当該拡管部１１にスピニング加工が施される。このことから、加工ローラ１３により角管材８の角部近傍の平面が強く打撃されることがなく、円錐台状の縮径部４と小径部４が確実に形成される。特に、ｒ≧ｄ２の条件が成立する場合は、拡管部１１の断面形状が円形となるため、円管材の端部に縮径部を形成する場合と同程度に、きれいな円錐台状の縮径部を形成することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る金属管材１は、断面多角形の角管部２と小径部５が備わっているため、平面上で転がり難く、設置安定性に優れたものとなり、かつ、上記製造方法の実施により、溶接施工等を必要とすることなく、容易に角管材８の端部に縮径部４を形成して製造することができる。
【００３１】
＜他の実施形態＞
本実施形態に係る金属管材１では、縮径部４の先端側に円筒状の小径部５が形成されているが、小径部５を省略し、縮径部４の先端部内に雌ねじを形成することも可能である。
【００３２】
本実施形態に係る金属管材１は、一端部に縮径部４および小径部５が設けられたものであるが、角管材８の両端部に拡管加工およびスピニング加工を施すことにより、両端部に縮径部４および小径部５を備える金属管材とすることも可能である。
【００３３】
本実施形態における角管部２および角管材８は断面四角形のものであったが、断面が他の多角形（例えば三角形、五角形、六角形等）の角管部２および角管材８を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、各種産業においてフレームの部材として使用される金属管材について適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    金属管材
２    角管部
４    縮径部
８    角管材
９    拡管パンチ
１１  拡管部
【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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