JPS5937136B2 - 自転車用のクラウンレス前ホ−ク材の製作法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 自転車の前ホークはステム、肩（クラウン）、２本のさ
や又は足（以下、足という）の三部構成であるが、本発
明はこの三部構成の中で肩即ちクラウンを省略し、足の
彎曲部で代用し、自転車製作コストを低減しようとする
ものである。

本発明は要約すれば、２本の足を一本ずつの直線状溶接
鋼管より作り、これらの２本の足でステムを挾み溶接し
て成るものである。

本発明の出発材料となる溶接鋼管は市場で入手容易のも
のでよく、クラウン部分を含め、長さ４００−４５０ｍ
ｍのもので、外径２１．２−２４．０困、内径２０．０
ｍｍ）肉厚１．２−１．４ｍｍのものを用いる。

その鋼の組成はＣｏ、１２％以下、Ｓｉ０．３５％以下
、Ｍｎ０．２５−Ｏ、６０％、Ｐｏ、０４０％、残部は
Ｆｅより成り、その物理的性能としては抗張力３２−４
２ｋｇ／Ｃｄ）伸び３０−４０％、ブリネル硬度８０−
１２０という一般的の且つ普通の鋼種である。

また溶接継目として管軸に平行に一直線状の継目のある
ものを用いるが、シームレス・パイプを用いれば申分な
いが、コストの面から問題がある。溶接鋼管を金型にセ
ットする場合、その溶接継目が肩の部分で内側に向うよ
うに配慮すべきである。本発明の一実施例を添付図面に
ついて以下に詳述する。

第１図は公知の自転車用クラウン（肩）付前ホークであ
り、ステム、クラウン、足又はさや、つめより成る。

第２図は本発明による前ホークの断面図であり、第１図
と比較して見ると直ちに判明するようにクラウンが欠如
している、即ちクラウンレスである。

第２図において彎曲部５は管材１の外周部即ちクラウン
５ａと内周部５ｂとから成り、外周部５ａが内周部５ｂ
より、その肉厚が約２倍程度に厚くなつていることを示
す。第３図は本発明で用いる出発材料の直線状溶接継目
１ａを有する直線状溶接鋼管１を示す。

第４図は本発明の出発材料である管材１の先端（図にお
いて右−端）部分を、金型６にセットする前に、管軸に
対し約２００〜５００の範囲で斜めに切断したものを示
す。第５図は斜切先端の管材１を分割式金型６に挿入し
、これからマンドレル７を用い、図において左端から圧
入する直前を示す。

第５図において金型６の断面図を示すが、この断面図に
示すように管材１は図において左端からマンドレル７に
より押圧されて、斜切先端は金型６の右端に設置された
彎曲状マンドレル８の彎曲部８ａに沿つて管材１が彎曲
されるのである。第６図は金型６において管材１が所要
の工程を終了したことを示す。

第７図は両マンドレル７と８とを挿入したままの管材１
を金型６から取外して後、マンドレル７と８とを管材１
から引抜く方法を示す。

マンドレル７は直線状円筒体７ａと中間円筒体７ｂとベ
ース７ｃとから成り、直線状円筒体７ａは管材１の斜切
先端近くまで挿入可能で、管材の内径と直線状円筒体７
ａの外径とは略等しいか又は前者よりも後者が小さく作
られ、管材内を自由に摺動可能とする。

マンドレル７の中間円筒体７ｂの外径は管材１の端面に
十分に当接し且つ金型６の中まで、即ち斜切先端が約９
０度彎曲するまで、圧入可能の長さに設定する。

金型６の凹陥部６ａは第２図に示す管材１の彎曲部の肉
厚部分５ａに相当する大きさを有している。マンドレル
８は彎曲体部分８ａを具えて居るが、凹陥部６ａと対応
すべき体積を有し、以下に詳述する。

一例として、前ホークの足の長さが４００１１で、クラ
ウン部分が５０１１あるものとすれば、合計で長さ４５
０１１の管材１をとり、これを第５図に示す金型６に挿
入しセツトする。

管材１の先端は上述のように斜切しておく。この金型６
の彎曲状凹陥部６ａは管材１の彎曲部を所要の厚みとす
るように、金型６に取外し可能に設置せる彎曲状円筒体
８ａと協力できるように互の大きさが設計されている。
換言すれば凹陥部６ａは次のように定められる。

管材１の始めの肉厚を１．２１１とすれば、本発明の方
法によりその肉厚が２．８１ｕに増加し、また最初の肉
厚を１．４１１とすればその肉厚は３．０１１にも増加
することが判明したので、凹陥部６ａの大きさは２．８
〜３．０ｍ１位にすれば十分であろうと思われる。第５
図に管材１を金型６にセツトする場合、前述のように管
材の溶接継目１ａの部分が管材１の彎曲個所の内側即ち
５ｂ（第２図）の位置を占めるように留意する。

次に管材１の他端即ち斜切先端とは反対の端部に押圧用
マンドレル７を当接する。

マンドレル７は前述のように三部分が一体構造に作られ
ているので、まず始めにマンドレル７の先頭部分７ａが
管材１の中へ挿入して、管材１を内部から支持すること
になり、次に中間体７ｂが管材１の端面全体に当接し、
２００００〜２５０００ｋｇという押圧力を以て矢印の
方向即ち金型内へと圧入する。マンドレル７の圧入速度
は１分間に約１ｍという緩徐速度で行う。圧入マンドレ
ル７の先端７ａが金型６内の彎曲状マンドレル８の先端
８ａに当接するに至ると、押圧を停止するが、この時は
マンドレル７の中間円筒体７ｂが金型６の内部に侵入し
、ベース部７ｃが金型６に当接する時である。即ち中間
円筒体７ｂが金型６内に十分圧入すれば、管材１の斜切
先端は彎曲状マンドレル先端部８ａに沿つて彎曲し、マ
ンドレルのベース部分８に当接して彎曲成形工程が完了
し、金型６の凹陥部６ａにおいて目的とする管材１の肉
厚が所要の肉厚となる。マンドレル７の中間部７ｂの長
さは管材１の彎曲部の長さに相当するものとし、７ｂの
長さが定まれば先端部７ａの長さは容易に求められる。

第６図は本発明により押圧のみによる加圧成形工程を終
了した時点を示す断面図であり、第５図の直前を示す点
からの続きであり、第５図から第６図に至る中間工程を
省略してある。第６図に示す通り管材１の先端は金型６
における彎曲状マンドレル８ａに沿つて上述の押圧を上
述の速度で加えられ、所要の膨出部５ａ（第２図）が成
形され、成形終了後は、金型６の上型を取外し、次に下
型から両マンドレル７と８とを挿入したままの管材１を
下型から取外し、第７図に示すように、直線状マンドレ
ル７を矢印の方向に引抜き、次に彎曲状マンドレル８を
矢印に示すように弧を画きつつ引抜いてクラウンレス前
ホーク粗材を取出し、事後の加工処理をほどこし、目的
とするクラウンレス前ホーク完成製品を得る。本発明者
は日本特許公告昭５３−１２４６０（昭５３．５．１）
及び米国特許４０５１７０４（１９７７．１０．４）で
公表されている通り、自転車部品のバルジ成形について
多年の経験を有するが、本願も油圧を用いず純然たる機
械力のみで所要の目的を達成せる一種のバルジ成形と見
るべきものであろう。

上述の通り金型６に設けた凹陥部６ａに、管材１の金属
成分が、所謂逃げ場を見出して、ここに凝集する結果、
管材１の彎曲部分５ａの肉厚が厚くなるものと考える。

肉厚の増加割合については前述の通りである。金型６よ
り取出した彎曲ホーク３を２本そろえ、２本のホーク３
で第２図に示すようにステム２を挟み、９，９ａで示す
個所を溶接すれば、クラウンレス前ホークが完成する。

図では右側のホークとステムとの溶接個所９，９ａを示
したが、左側のホークとステムとの溶接個所についても
同じである。これより自転車部品として各種の公知の加
工処理工程をほどこせば完成品となるものである。周知
の如く自転車部品工業界は各部品の生産コストを、如何
に低減するかについて苦心しているかが現状であり、本
発明のようにクラウン（肩）が欠如するも、実用上何等
支障のない前ホーク材を市場に提供できるのは極めて有
意義であると考えられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を示すもので第１図は公知の前ホーク
、第２図は本発明によるクラウンレス前ホーク断面図、
第３図は原材料、第４図は一端を斜切した出発材料の断
面図、第５〜６図は本発明方法における金型の初期及び
最終工程を示す。 第７図は金型より取出した両マンドレル挿入の管材より
両マンドレルを引抜く方法を示す。１・・・・・・原材
料パイプ、２・・・・・・ステム、３・・・・・・足、
４・・・・・・つめ、５・・・・・・彎曲部、６・・・
・・・金型、７・・・・・・押圧マンドレル、８・・・
・・・彎曲状マンドレル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 先端を斜切せる直線状溶接鋼管を出発材料とし該管
   材の該先端を約９０度折曲げるべき分割式金型内に挿入
   し、該金型は該管材の該折曲げ個所において比較的大き
   く彎曲する外周部分即ち自転車用の前ホーク材の肩部に
   おける肉厚を比較的小さく彎曲する内周部分よりも厚く
   なるように凹陥部を設計し、該管材の他端より挿入可能
   の直線状マンドレルを、且つ先端より挿入可能の彎曲状
   マンドレルを具え、該管材の溶接継目は該彎曲領域にお
   いて内方に向けて該金型にセットし、該管材の他端より
   該直線状マンドレルを挿入し、所定の押圧力並びに所定
   速度を以て該マンドレルを圧入し、該管材の先端が所定
   の該彎曲部を有する管材を製作して一個の前ホーク材と
   して該金型より取出し、次に該ホーク材を二個用意し中
   央にステムを設置し、二個の該前ホーク材の該彎曲部を
   有する先端を夫々該ステムの両側に溶接して成ることを
   特徴とする自転車用クラウンレス前ホーク材の製作法。