JPH0337815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、管体、特に薄肉の管体を一体的に保
有する金属製品の製造に最適な方法に関する。

従来技術 従来、製品の構成の一部分に管状部を有する金
属製品を製造する場合、予め、パイプと、このパ
イプに組み合わせて結合一体化する為の結合部材
とを別々に準備し、結合部材側に設けた突起や孔
などにパイプを圧入したり、或は、両者の接合部
を溶接して一体化したり、或は、ピン、ねじなど
の固着具によつて固定するなどの方法によつて、
パイプとその結合部材を一体化して製品にしてい
る。

しかしながら、これらの方法では、特に製品の
管状部をなすパイプが薄肉の場合、結合部におい
てパイプが破損したり、変形してしまい一体化が
困難であり、又、溶接や固着具による場合は、加
工手間がかかる上に、結合部において、均質な強
度が得られ難く、外観上も見苦しいなどの欠点が
あつた。

発明の構成 本発明は、このような事情に対処してなされた
ものであつて、その要旨は、製造すべき製品の構
成の一部分に管体を有する金属製品の製造に際し
て、該管体に一体化すべき結合部材と管体とを予
め別部材として準備し、結合部材に機械工作加工
を施すことにより、管体と嵌合させ両者を組み合
わせるか、若しくは、結合部材を鋳造によつて製
作する際、その鋳造型中に管体を収納しておき、
この鋳造型中に溶湯を流し込むことにより、両者
の結合部を嵌合させて組み合わせるかして、管体
とその結合部材とを予備結合させ、この予備結合
体を鍛造加工に付すことにより、管体とその結合
部材との嵌合部を変形圧着させて、両者を強固
に、且つ、美観を保つて一体化した製品を得るこ
とを特徴とするものである。

以下、実施例につて、図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は、管体と一体化すべき結合部材を鋳造
によつて製造する際に、その鋳造工程を利用して
管体と結合部材とを予備結合して、これを鍛造工
程に付して仕上げ成形を行う場合を示している。

第１図−アにおいて、鋳造用下型１１と上型１
２中に、予め、目的製品の一部をなす管体２の径
に合わせた円筒状中空部と、この中空部に連通す
る状態で、管体２に一体化すべき結合部材を成形
する為の中空部１０を形成しておく。このような
鋳造用型１１，１２中の所定位置に、管体２を収
納する。尚、この際、管体２には、溶湯が必要以
上に流入しないように、中栓３を嵌入する。中栓
３は、管体２への嵌入部３ａと管体２と同径の突
出部３ｃとから成るが、嵌入部３ａの先端３ｂ
は、管体２の前記中空部１０側の端部２ａより、
若干管体２の内部に引き込んだ位置になるように
して、溶湯が管体２中に一部流入して、管体２の
端部付近を、溶湯によつて両面から挟むようにす
ることが望ましい。このことは、管端部２が薄肉
管の場合、特に重要である。中栓３は、管体中へ
の溶湯の到達限度域を規定する為のものであるか
ら、図示のような段付きの異径棒である必要は必
ずしもなく、管体内の所望位置で、溶湯の移動を
阻止できる構造であれば十分である。１３は湯
口、１４は湯道である。

このような状態において、湯口１４から、溶湯
として、例えば、アルミ合金の溶湯を流し込んで
固化させてから、成形物を鋳型から取り出し、中
栓３を引き抜き、バリ取り工程を経て、第１図−
イに示すような、管体２を嵌合保持する結合部材
１の鋳造物を得る。

このようにして得られた管体２と結合部材１と
の予備結合体５は、目的製品の寸法に合わせて製
作した鍛造用の下型１６と、及び該下型と同形の
上型（図示せず）を夫々、鍛造機械に取り付けた
ものによつて、所望の仕上形状になるまで鍛造加
工が施される。第１図−ウにおいて、鍛造型の管
体２への当接部１７は、管体２の径に等しくなる
ように製造されており、管体２は、鍛造型による
加圧力を受けない。このような鍛造加工の過程に
おいて、結合部材１は、その半径方向及び軸方向
に金属が流れて、所望形状に仕上げ成形されると
共に、金属組織が微細化及び均質化し、管体と結
合部材との接合面が密着すると共に、管体と結合
部材との嵌合する部分においては、結合部材１に
加えられた加圧力が、金属組織を介して、管体に
も加えられるので、管体自身も金属組織の変化や
形状の変形２ｂが生じ、従つて、両者の接合境界
では、双方の金属が複雑にからみ合つて圧着し、
強固な一体化が達成される。この鍛造による管体
とその結合部材との圧着一体化は、鍛造加工とし
て、熱間鍛造を採用すれば一層効果的である。

又、管体の端部付近に、第２図に示すように、
複数の孔２ｃ若しくは凹部を設けたり、或は、第
３図に示すように、変形を加えておくことによ
り、これらの孔や変形部に、鍛造時金属が回り込
んで密着が良くなる。

更に、管体２の両側に結合部材が一体的に結合
するような製品を製造する場合には、第１図に示
したような、引き抜いて除去するタイプの中栓
は、用いられないので、この場合は、管体２中に
取り付けて、その位置に固定することができる中
栓を用いる。そのようなものとしては、例えば、
第４図に示すよう截頭円錐形の中栓７，７を大径
側を管体中側に向け、且つ、管体端部から若干中
に引つ込んだ位置に、最大径部７ａを管体内周面
に圧接して固定したものである。溶湯は、管体２
の両側から管内に入り、中栓７のテーパ面７ｂに
沿つて最大径部７ａ付近まで達してから冷却固化
して、中栓７を保持固定する。このような中栓７
は、前記第１図の実施例に於いて、中栓３の代わ
りに用いることもできる。

このような管体内に装着して、目的製品と一体
化させるタイプの中栓の形状は、必ずしも、テー
パ面を有するものに限られず、第５図−ハに示す
中栓２４のように、中央付近に小径部を有するも
のなど、適宜なものが採用できる。

第５図は、結合部材２１を、予め、切削等の機
械加工や、鋳造、鍛造加工によつて、作つてお
き、これに管体２２を予備的に結合し、ついで、
この予備結合体を鍛造工程に付す実施例方法を示
すものである。この場合は、予め、その形状に応
じて、最適な製造方法によつて製造された結合部
材２１に、管体２２を嵌合して予備結合するにあ
たり、先ず、結合部材２１に孔あけ加工など必要
な加工を施して、嵌合孔２３を形成する。これ
に、管体２２を嵌入して、予備結合する。

この予備結合体２０を第１図−ウに示すような
鍛型で鍛造加工を施すことは、前記の場合と全く
同じであるが、鋳造の際の加工力が管体２２と結
合部材２１との嵌合部に及んで、両者の圧着が効
果的に行なわれる為には、嵌合部における管体の
素材に、結合部材の素材金属を介して加えられる
加圧力が、管体２２の半径方向への変形によつて
緩衝されることのないように、中芯２４を、管体
２２内に、管体と結合部材との重合域にわたつて
挿入しておくことが望ましい。このことは、特に
管体２２が薄肉の場合に重要である。中芯は、丸
棒形でもよいが、第５図−ハに示す中央小径部２
４ａのように管体２２の内周面と中芯との間に、
若干の空隙部が残るように形状を決めれば、鍛造
の際、管体の塑性変形や結合部材の金属のまわり
込みなどが生じて、管体と結合部材との圧着効果
が大きく、且つ、中芯も十分な強度でその位置に
固定される。

勿論、中芯や中栓の素材は、結合部材や管体と
同一素材であつてもよいし、異なる素材であつて
もよい。

効 果 本発明に係る方法によれば、管体を構成の一部
に有する部品などの製造において、両者の一体化
が、十分な強度を保つて行なわれ、且つ、外観的
にも、ねじ止めや溶接の場合のように、製品に不
自然な凹凸が生じない。

特に、管体が径が小さかつたり、或は、薄肉管
の場合にあつては、従来の圧入、溶接、ねじ止め
等の方法では、管体の変形が生じたり、両部材の
結合部の強度が保てず、結合部で折損、変形する
など加工が極めて困難で高価なものにならざるを
得なかつたが、本願方法によれば、小径管や薄肉
管を構成の一部に有する製品を均質で十分な強度
を有し、しかも外観的にも一体感のある製品を安
価に量産することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ア〜エは、本発明の一実施例に係る方法
の工程を示す説明図である。第２図及び第３図
は、夫々本願方法において用いる管体の予備加工
例を示す説明図である。第４図は、本発明に係る
方法の他の実施例の要部を示す説明図である。第
５図イ〜ハは、本発明のさらに他の実施例方法の
要部を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 構成の一部に管体を有する金属製品の製造に
   際して、前記管体に一体化すべき結合部材を作る
   為の鋳造型中に、前記管体を予め収納しておき、
   該鋳造型中に溶湯を流し込んで、前記管体を嵌合
   保持する前記結合部材の鋳造物を得たのち、該鋳
   造物に所定の仕上形状を有する鍛造型で鍛造加工
   を施こして前記仕上形状に変形させることによ
   り、前記管体と結合部材とを圧着一体化すること
   を特徴とする、管状部を有する金属製品の製造方
   法。 ２ 構成の一部に薄肉の管体を有する金属製品の
   製造に際して、前記管体に一体化すべき結合部材
   に、前記管体との嵌合部として嵌合孔を形成して
   前記管体と前記結合部材とを嵌合すると共に、該
   管体内に、該管体と結合部材との重合域にわたつ
   て中芯を収納したのち、前記結合部材に鍛造加工
   を施して、所定の仕上形状に変形させることによ
   り、前記管体とその結合部材とを圧着一体化する
   ことを特徴とする、薄肉の管状部を有する金属製
   品の製造方法。