特許 6050963 インナーチューブ製造装置及びインナーチューブ製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6050963

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】インナーチューブ製造装置及びインナーチューブ製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 3/14 20060101AFI20161212BHJP

   B21D 53/86 20060101ALN20161212BHJP

【ＦＩ】

   B21D3/14 C

   !B21D53/86 C

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-139550(P2012-139550)

(22)【出願日】2012年6月21日

(65)【公開番号】特開2014-4589(P2014-4589A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年5月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】390029089

【氏名又は名称】高周波熱錬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100159651

【弁理士】

【氏名又は名称】高倉 成男

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】須永 頼匡

(72)【発明者】

【氏名】一色 信元

(72)【発明者】

【氏名】山本 剛

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貴司

【審査官】 福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５１−０６７２５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ３／１４

Ｂ２１Ｄ ５３／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属材製のチューブを支持する支持部と、
この支持部に対向配置され、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有し、上記チューブの素材よりも硬い金属材製の球体を圧入・通過させる圧入部と、
上記チューブの外径より僅かに大きい内径を有する孔部を有し、上記孔部に上記チューブを貫通させて案内する複数のガイド部と、
上記複数のガイド部を上記チューブの軸方向に沿って並設支持するガイド支持部とを備えていることを特徴とするインナーチューブ製造装置。

【請求項2】

金属材製のチューブを支持する支持部と、
この支持部に対向配置され、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有し、上記チューブの素材よりも硬い金属材製の球体を圧入・通過させる圧入部と、
上記チューブの外径より僅かに大きい内径を有する孔部を有し、上記孔部に上記チューブを貫通させて案内する複数のガイド部と、
上記複数のガイド部を上記チューブの軸方向に沿って並設支持するガイド支持部とを備え、
上記ガイド部は、上記複数の孔部の中心を繋ぐ線が中凸状となることを特徴とするインナーチューブ製造装置。

【請求項3】

素管を芯引き加工によりチューブを形成し、
上記チューブを熱処理し、
上記熱処理の後、上記チューブを複数の円環状のガイド部に沿って設置し、
上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有する金属材製の球体を圧入・通過させることを特徴とするインナーチューブ製造方法。

【請求項4】

素管を芯引き加工によりチューブを形成し、
上記チューブを熱処理し、
上記熱処理の後、上記チューブを、それぞれの中心を結ぶ線が中凸状になるよう形成された複数の円環状のガイド部に沿って設置し、
上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有する金属材製の球体を圧入・通過させることを特徴とするインナーチューブ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動二輪車のフロントフォーク等に用いられるショックアブソーバのインナーチューブを製造するためのインナーチューブ製造装置及びインナーチューブ製造方法に関し、特に真円度を矯正する手法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動二輪車Ｍのフロントフォークにはショックアブソーバ１００が取り付けられている（図３参照）。このショックアブソーバ１００は、アウターチューブ１１０とインナーチューブ１２０とを組み合わせて構成されている。インナーチューブ製造方法では、素管から芯引きにより加工されたチューブを高周波焼入れ、焼戻し（炉戻し・高周波）をする。このとき、チューブが変形して真円度が低下する。このときの変形量は外径が例えば５０ｍｍの場合で０．１〜０．３ｍｍ程度である。この変形を修正するため、外周を研削して外径を整える外径研削工程を実施している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４６４７９６４号公報

【特許文献2】特開昭５９−１３０６３３号公報

【特許文献3】特開２００７−０６１８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したインナーチューブ製造方法では、次のような問題があった。すなわち、外周面を研削するため、外径は一定になるが、研削後の肉厚が均一とならない。また、変形量を見越した研削代が必要となり、素管の外径が大きくなると同時に研削工程（研削回数）も多くなる。また、取り代が不均等になり研削前の傷等が残り易くショックアブソーバとしての機能に影響する虞がある。

【0005】

そこで本発明は、熱処理を施し、真円度が低下したチューブであっても、内外径を均一にさせ、研削代を均一にさせるインナーチューブ製造装置及びインナーチューブ製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のインナーチューブ製造装置及びインナーチューブ製造方法は次のように構成されている。

【0007】

金属材製のチューブを支持する支持部と、この支持部に対向配置され、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有し、上記チューブの素材よりも硬い金属材製の球体を圧入・通過させる圧入部と、上記チューブの外径より僅かに大きい内径を有する孔部を有し、上記孔部に上記チューブを貫通させて案内する複数のガイド部と、上記複数のガイド部を上記チューブの軸方向に沿って並設支持するガイド支持部とを備えている。
金属材製のチューブを支持する支持部と、この支持部に対向配置され、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有し、上記チューブの素材よりも硬い金属材製の球体を圧入・通過させる圧入部と、上記チューブの外径より僅かに大きい内径を有する孔部を有し、上記孔部に上記チューブを貫通させて案内する複数のガイド部と、上記複数のガイド部を上記チューブの軸方向に沿って並設支持するガイド支持部とを備え、上記ガイド部は、上記複数の孔部の中心を繋ぐ線が中凸状となる。

【0008】

素管を芯引き加工によりチューブを形成し、上記チューブを熱処理し、上記熱処理の後、上記チューブを複数の円環状のガイド部に沿って設置し、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有する金属材製の球体を圧入・通過させる。
素管を芯引き加工によりチューブを形成し、上記チューブを熱処理し、上記熱処理の後、上記チューブを、それぞれの中心を結ぶ線が中凸状になるよう形成された複数の円環状のガイド部に沿って設置し、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有する金属材製の球体を圧入・通過させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、熱処理を施したチューブであっても、内外径とも均一で、外周面に傷が残りにくいインナーチューブを製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るインナーチューブ製造装置を模式的に示す側面図。

【図2】同インナーチューブ製造装置の要部を拡大し、一部破断して示す説明図。

【図3】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブが組み込まれたショックアブソーバ装置を模式的に示す斜視図。

【図4】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の前後、自動矯正後の内径を示すグラフ。

【図5】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の前後、自動矯正後の外径を示すグラフ。

【図6】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の前後、自動矯正後の全長を示すグラフ。

【図7】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の前後、自動矯正後の振れ（曲がり）を示すグラフ。

【図8】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブの熱処理後、ボールサイジング（圧入加工）の前における内径寸法・真円度を示すグラフ。

【図9】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の後における内径寸法・真円度を示すグラフ。

【図10】本発明の第２の実施の形態に係るインナーチューブ製造装置を模式的に示す斜視図。

【図11】同インナーチューブ製造装置により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の前後における断面を比較して示す説明図。

【図12】比較例として示すインナーチューブ製造装置により製造されたインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の前後における断面を比較して示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインナーチューブ製造装置１０を模式的に示す側面図、図２は図１中Ｅの部分を拡大し、一部破断して示す説明図、図３はインナーチューブ製造装置１０により製造されるインナーチューブ１２０が組み込まれたショックアブソーバ装置１００を模式的に示す斜視図である。また、図４〜図７はインナーチューブ製造装置１０によるインナーチューブ１２０のボールサイジング（圧入加工）の前後、自動矯正後の各測定値を示すグラフである。

【0012】

図１に示すように、インナーチューブ製造装置１０は、金属材製のチューブＣの一端を支持する有底筒状の支持部１１と、チューブＣの他端を支持する筒状の押さえ１５と、チューブＣ内にチューブＣの内径より大きい外径を有し、チューブＣの素材よりも硬い金属材製の球体Ｄを圧入・通過させる圧入部１２とを備えている。圧入部１２は、油圧シリンダ１３と、この油圧シリンダ１３によって動作するロッド１４とを備えている。ロッド１４の先端には金属材製の球体Ｄが着脱自在に配置されている。球体Ｄは、チューブＣの材質よりも硬い金属で形成されるとともに、チューブＣの内径よりも僅かに大きい外径を有している。

【0013】

図３は、このインナーチューブ製造装置１０によって製造されるインナーチューブ１２０が使用されるショックアブソーバ１００の概略を示している。すなわち、ショックアブソーバ１００は、自動二輪車Ｍのフロントフォーク等に用いられており、アウターチューブ１１０とインナーチューブ１２０とが同軸的に配置され、軸方向に摺動可能に構成されている。

【0014】

インナーチューブ製造装置１０を用いて、次のようにしてインナーチューブ１２０を製造する。インナーチューブ製造方法では、素管を芯引加工によりチューブＣを塑性加工する。次に、高周波焼入れ、焼戻し（炉戻し・高周波）等の所定の熱処理を行い、金属組織を形成する。このとき、チューブが変形して真円度が低下する。

【0015】

次に、インナーチューブ製造装置１０の支持部１１の開口部にチューブＣの一端を挿入し、他端を押さえ１５で押さえることで、両端面を固定する。次に、チューブＣの上端部に球体Ｄを載せる。そして、油圧シリンダ１３を作動させてロッド１４を伸長させる。これにより、球体ＤはチューブＣの内部に圧入される。ロッド１４の伸長速度は例えば、秒速１５ｍｍ程度である。このようにして、球体ＤをチューブＣ内を通過させて処理を完了する。

【0016】

次に、自動曲がり矯正機を用いてチューブＣの振れ（曲がり）を矯正する。

【0017】

さらに、チューブＣの外周面の研削や探傷試験等を行い、インナーチューブ１２０が完成する。

【0018】

ここで、具体的なチューブＣ及びインナーチューブ１２０の寸法等に基づいて説明する。例えば、熱処理前において、軸方向の長さが６０３ｍｍ、内径４５ｍｍ、外径４８．５ｍｍ、肉厚１．７５ｍｍのチューブＣを用いる。次に、熱処理を行うと、内径、外径、全長、振れがそれぞれ図４〜図７に示すように変化する。ここで、振れとは、外径基準で測定した中央部の曲り量をＴ．Ｉ．Ｒ（軸偏心量：Total Indicator Reading）で示している。

【0019】

次に、インナーチューブ製造装置１０を用いて、直径４８．５ｍｍの球体ＤをチューブＣに圧入して、チューブＣの矯正、すなわち、ボールサイジングを行う。ボールサイジング後には、内径、外径、全長、振れがそれぞれ図４〜図７に示すように変化する。すなわち、内径・外径が大きくなり、全長は短くなる。但し、振れに関しては同じ変化はせず、大きくなったり、小さくなったりする。これは焼入れ後の初期の曲り量に影響される。

【0020】

すなわち、内径・外径・全長はほとんど変わらず、内外径寸法のばらつきが解消され、振れが変化する。このような傾向は、チューブＣの両端部及び中央部においても同様である。

【0021】

また、図８はインナーチューブ製造装置１０により製造されるインナーチューブの熱処理後、ボールサイジング（圧入加工）の前における内径寸法・真円度を示すグラフ、図９はインナーチューブ製造装置１０により製造されるインナーチューブのボールサイジング（圧入加工）の後における内径寸法・真円度を示すグラフである。

【0022】

このようにして、チューブＣを熱処理後、ボールサイジング（圧入加工）することで、インナーチューブ１２０の真円度が良くなり、ショックアブソーバ１００に組み込んだ場合であっても、所望の性能を得ることができる。

【0023】

また、外周面の削り代を最小限に抑えることができるので、材料を節約することも可能となる。

【0024】

図１０は本発明の第２の実施の形態に係るインナーチューブ製造装置２０を一部破断して示す斜視図、図１１はボールサイジング前のチューブＣの断面と、矯正装置２００を有するインナーチューブ製造装置２０を用いてボールサイジングを行った後のチューブＣ２の断面とを比較して示す説明図である。なお、図１２は本実施の形態に係るインナーチューブ製造装置２０の機能を説明するために、比較例として示すインナーチューブ製造装置を用いてボールサイジングを行った場合の、ボールサイジング前後のチューブＣ（Ｃ３）の断面形状を示す説明図である。なお、図１０及び図１１において、図１と同一機能部分には同一記号を付し、詳細な説明は省略する。

【0025】

本実施の形態に係るインナーチューブ製造装置２０は、金属材製のチューブＣの一端を支持する有底筒状の支持部１１と、チューブＣの他端を支持する押さえ１５と、チューブＣ内にチューブＣの内径より大きい外径を有し、チューブＣの素材よりも硬い金属材製の球体Ｄを圧入・通過させる圧入部１２と、球体Ｄの圧入時に、チューブＣが変形する形状を規定する矯正装置２００とを備えている。圧入部１２は、油圧シリンダ１３と、この油圧シリンダ１３によって動作するロッド１４とを備えている。本実施の形態では、第１の実施の形態に係るインナーチューブ製造装置１０に、図１０に示す矯正装置２００を付加している。

【0026】

矯正装置２００は、チューブＣを貫通させて案内するガイド部２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆと、ガイド部２１０ａ〜２１０ｆを支持するガイド支持部２２０とを有している。ガイド部２１０ａ〜２１０ｆは、平板状に形成され、チューブＣの外径より僅かに大きい内径を有する孔部２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ，２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆを備えている。ガイド支持部２２０は、ガイド部２１０ａ〜２１０ｆを、それぞれが平行で、かつ、チューブＣの軸方向に沿って並設する状態で支持している。また、ガイド部２１０ａ〜２１０ｆは、それぞれの孔部２１１ａ〜２１１ｆの中心が円弧上に位置する状態で保持されている。なお、円弧とは中凸状の一種であり、楕円形状の一部であってもよい。

【0027】

インナーチューブ製造装置２０を用いて、次のようにしてインナーチューブ１２０を製造する。インナーチューブ製造方法では、素管を芯引加工によりチューブＣを塑性加工する。次に、高周波焼入れ、焼戻し（炉戻し・高周波）等の所定の熱処理を行い、金属組織を形成する。このとき、チューブが変形して、真円度が低下する。

【0028】

次に、インナーチューブ製造装置２０の支持部１１の開口部にチューブＣの一端を挿入し、他端を押さえ１５で押さえることで、両端面を固定する。この際、チューブＣを矯正装置２００のガイド部２１０ａ〜２１０ｆの孔部２１１ａ〜２１１ｆを貫通する状態で固定する。次に、チューブＣの上端部に球体Ｄを載せる。そして、油圧シリンダ１３を作動させてロッド１４を伸長させる。これにより、球体ＤはチューブＣの内部に圧入される。ロッド１４の伸長速度は例えば、秒速１５ｍｍ程度である。この際、チューブＣは圧入によりその外径が拡張され、ガイド部２１０ａ〜２１０ｆと干渉し、矯正装置２００に規定された形状を形成する。ガイド部２１０ａ〜２１０ｆは、その孔部２１１ａ〜２１１ｆの中心が円弧上に位置していることから、チューブＣも図１１中Ｃ２に示すように円弧状に曲がった形状に形成される。

【0029】

次に、自動曲がり矯正機を用いてチューブＣの円弧状の振れ（曲がり）を矯正する。

【0030】

さらに、チューブＣ（Ｃ２）の外周面の研削や深傷試験等を行い、インナーチューブ１２０が完成する。

【0031】

上記のように形成された矯正装置２００を用いてインナーチューブの製造を行う場合、次のような効果がある。すなわち、図１１に示すチューブＣ２は円弧状に曲がった形状を有する。一方、図１２に示す矯正装置２５０は、ガイド部２１０ａ〜２１０ｆの孔部２１１ａ〜２１１ｆの中心が直線上を通る位置で固定されている。矯正装置２５０を用いた場合や、矯正装置を用いない場合、ボールサイジング後は不規則な振れを有するチューブＣ３が形成される。

【0032】

矯正装置２００を用いて形成されたチューブＣ２は、規定された円弧形状を有することから、不規則な振れを有するチューブＣ３よりも容易かつ正確に振れの矯正を行うことができる。

【0033】

したがって、本実施の形態に係るインナーチューブ製造装置２０によれば、第１の実施の形態に係るインナーチューブ製造装置１０と同様の効果を得られるとともに、矯正装置２００を用いてチューブＣのボールサイジング時の振れ（曲がり）を意図的に規定することで、チューブＣの振れの矯正を容易かつ正確に行うことが可能となり、軸心直進度を改善する効果を付加することが可能となる。なお、インナーチューブ製造装置２０ではガイド部の数を６つとしているが、本実施の形態はガイド部の数を６つに限るものではない。

【0034】

上述したように、本発明のインナーチューブ製造装置によれば、熱処理を施したチューブＣであっても、内外径とも均一で、外周面に傷が残りにくいインナーチューブ１２０を製造することが可能となる。

【0035】

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］金属材製のチューブを支持する支持部と、この支持部に対向配置され、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有し、上記チューブの素材よりも硬い金属材製の球体を圧入・通過させる圧入部とを備えていることを特徴とするインナーチューブ製造装置。
［２］上記チューブの外径より僅かに大きい内径を有する孔部を有し、上記孔部に上記チューブを貫通させて案内する複数のガイド部と、上記複数のガイド部を上記チューブの軸方向に沿って並設支持するガイド支持部とを備え、上記ガイド部は、上記複数の孔部の中心を繋ぐ線が中凸状となる［１］に記載のインナーチューブ製造装置。
［３］素管を芯引き加工によりチューブを形成し、上記チューブを熱処理し、上記チューブ内に上記チューブの内径より大きい外径を有する金属材製の球体を圧入・通過させることを特徴とするインナーチューブ製造方法。
［４］上記熱処理の後、上記球体の圧入・通過の前に、上記チューブを、それぞれの中心を結ぶ線が中凸状になるよう形成された複数の円環状のガイド部に沿って設置することを特徴とする［３］に記載のインナーチューブ製造方法。

【符号の説明】

【0036】

１０，２０…インナーチューブ製造装置、１１…支持部、１２…圧入部、１３…油圧シリンダ、１４…ロッド、１５…押さえ、２００，２５０…矯正装置、２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆ…ガイド部、Ｃ，Ｃ２，Ｃ３…チューブ、Ｄ…球体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】