JPS63144827A - 鍔付き中空軸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野− この発明は、自転車の車輪のハブ、紡績機械の糸巻きボ
ビン等として用いられる金属、特にアルミニウム合金製
の鍔付き中空軸の製造方法に関するものである。

一従来の技術− 自転車の車体の軽量化を図る為に、スポーツ用自転車の
車輪のハブにはアルミニウム合金製のハブが用いられて
いる。このハブには、中心に支軸を貫通させる中空孔が
設けられ、該中空孔の両端にはラッパ状に拡開したベア
リング受けが形成され、外周部両端にはスポークを連接
する鍔が形成されている。従来このアルミニウム合金製
のハブは、中実円筒状の材料の両端にすえ込み鍛造によ
り鍔を形成し、機械加工により中空孔を穿孔すると共に
内径及び外径の仕上げ加工を行って製造していた。

また紡績機械に用いられる糸巻きボビンは、スピンドル
に嵌装される中空軸の両端に鍔を有する構造であり、従
来は金属製の中空軸の両端に板金ないしプラスチック板
で形成した鍔を固着して製作されている。

一発明が解決しようとする問題点− アルミニウム合金製の自転車のハブは、上記従来の製造
方法によると、製造コストがきわめて高価になるという
問題がある。特に近時の高級品指向により、学童用自転
車のハブにもアルミニウム製のものを用いたいという要
求があり、アルミニウム製のハブを安価に製造する技術
手段が要求されている。

また糸巻きボビンは、多量に用いられるものであるから
、より安価に製造することができれば、ユーザの経済的
負担をそれだけ減少させることができる。

この発明は、上記要求を満たす技術手段を提供するもの
で、自転車のハブや糸巻きのボビンとして用いられる比
較的小径の中心孔を有する鍔付き中空軸を安価に製造す
る方法を得ることを目的としている。

一問題点を解決するための手段− この発明では、金属、特にアルミニウム合金のパイプ１
を材料として、その両端に塑性加工により鍔１４を形成
している。

まず、両端面を鍔成形面２１．２１とした保持体２でパ
イプ１の中央部を抱持し、第１工程で、パイプ１の両端
をラム３で軸方向に押圧し、パイプ１の両側に膨出部１
３を形成する。ラム３は、パイプの中空孔１１に嵌装さ
れる緩い円錐面を有するプラグ３１とパイプの端部１２
に当接する段部３２とを備えている。

次に第２工程で、パイプ１の両端をダイス４で押圧し、
第１工程で形成した膨出部１３を保持体の鍔成形面２１
とダイスの鍔成形面４３との間で座屈展伸させて鍔１４
を形成している。ダイス４は、パイプの中空孔１１に丁
度嵌入される内径ガイド４１とパイプの端部１２を係止
する円周溝４２と前記鍔成形面４３とを備えている。

−作用− 上記第１工程では、ラム３の押圧力によりパイプ１に軸
方向の圧縮力が作用し、同時にプラグ３１でパイプ１の
両端が封止された状態でプラグ３１が中空孔１１内に挿
入されるので、中空孔１１内の空気が加圧され、パイプ
１に内圧が作用する。

この第１工程を水中で行ってやれば、パイプｌにより大
きな内圧を作用させることができる。パイプｌは、この
軸方向の圧縮力と内圧との合成力により膨出し、保持体
２で抱持されていない両側部に膨出部１３が形成される
のである。

第２工程では、膨出部１３を形成したパイプ１を更に軸
方向に大きな力で押圧することにより、膨出部１３を座
屈させて鍔１４を形成している。

このとき、ダイス４の内径ガイド４１が中空孔１１に挿
入され、且つパイプ１の端面１２は円周溝４２で係止さ
れているので、膨出部１３は円滑に外側に向かって座屈
展伸し、保持体の鍔成形面２１とダイスの鍔成形面４３
との間で鍔１４が平板状に成形される。成形される鍔１
４の広さく径）は、保持体２からのパイプ１の突出長さ
しで決定され、冷間加工で材料の２．５倍程度の径の鍔
を成形することができる。

成形された鍔付き中空軸の端部１２をパイプ１の元の径
より拡開する必要があれば、第１図に示すように、プラ
グ３１の根元の径をパイプ１の内径より大径としておけ
ば良い。ダイス４の円周溝４２の径は、プラグ３１の根
元の径に応じた径としておく。

自転車のハブを製作する場合には、パイプ１の端部１２
を拡開したａ様で鍔付き中空軸１０を製造し、中空孔１
１の両端にプレス加工等により成形したベアリング受は
皿１５を嵌着してやれば良い。また糸巻きボビンを製造
するのであれば、端部１２を拡開させない態様で製造し
た鍔付き中空軸をそのまま用いれば良い。

一実施例− 第１図はこの発明の第１実施例を示したもので、自転車
のハブの材料となる鍔付き中空軸１０（第２図）の製造
工程を第１工程（ａ）　、　（ｂ）と第２工程（ｃ）　
、　（ｄ）の順に示したものである。

２は保持体で、材料となるアルミニウム合金製のパイプ
１を所定長さに切断し、その中央部を保持体２で抱持す
る。保持体２は、パイプ１の中心軸を含む面で二つ割れ
で、両側からパイプ１を抱持している。保持体２の両側
面は、平滑な平面に仕上げられて鍔成形面２１とされ、
鍔成形面２１の内径側には円錐面２２が設けられている
。

３はラムで、保持体２で抱持されたパイプ１の両端に向
けて進退する。ラム３及び後述するダイス４の進退機構
は、図には示されていないが、油圧シリンダその他の公
知の装置を用いてやれば良く、両側のラム３が同期して
進退する構造とする。

ラム３は、先端に円錐状のプラグ３１を備えており、プ
ラグ３１の根元に段部３２が形成されている。プラグ３
１の先端径は、パイプ１の内径より僅かに小径で、根元
の径はパイプｌの外径と略等しくしである（第１図（ａ
））。

ラム３をパイプ１の両端に向けて進出させると、プラグ
３１の先端が中空孔１１に挿入されて中空孔１１の両端
を封止する。ラム３を更に進出させると、プラグ３１は
、パイプ１の端部１２を拡開させながら中空孔１１に挿
入され、パイプ１の端部１２が段部３２に衝突する。こ
のとき、プラグ３１の挿入により、中空孔１１内の圧力
が上昇する。そしてラム３を更に僅かに進出させること
により、パイプ１に軸方向の圧縮力が作用し、中空孔１
１の内圧の作用とあいまって、保持体２から突出してい
るパイプ１の両側部に膨出部１３が形成される（第１図
（ｂ））。

次にラム３を後退させ、保持体２を移動させてパイプ１
を第２工程に送る。第２工程には、保持体２で支持され
たパイプ１の両端に向けて進退するダイス４が設けられ
ている。このダイス４は、先端部の径がパイプ１の元の
内径と等しく且つ根元の径が前記プラグ３１の根元の径
と等しい内径ガイド４１を有しており、内径ガイド４１
の根元には円周溝４２が設けられ、円周溝４２の外側に
平滑な鍔成形面４３を備えている（第１図（Ｃ））。

ダイス４をパイプ１の両側に向けて進出させると、まず
内径ガイド４１がパイプの中空孔１１に挿入され、パイ
プ１の端部１２が円周溝４２に嵌装されて係止される。

この状態で更にダイス４を進出させることにより、第１
工程で形成した膨出部工３が外側に向けて座屈して展伸
され、保持体の鍔成形面２１とダイスの鍔成形面４３と
の間で該座屈部が挟着成形されて鍔１４が形成される（
第１図（ｄ））。

このようにして製作された鍔付き中空軸１０の中空孔１
１の両端に銅鉄製のベアリング受は皿１５を嵌装固着し
て自転車のハブ１６を製作する（第２図）。

第３図は、糸巻きボビン用の鍔付き中空軸を製造する工
程を第１図の（ｂ）と（ｄ）に対応する工程で示したも
ので、パイプ１の両端を拡開しない態様の製造工程が示
されている。以下、第１図と異なる点についてのみ説明
する。

保持体２は、その鍔成形面２１の内径側に円錐面を有し
ていない。ラム３のプラグ３１は、先端に短い円錐部３
３を有し、その根元側は円筒形で、該円筒部３４の径は
パイプ１の内径より僅かに大きい。ダイス４の内径ガイ
ド４１は、パイプ１の内径と等しい円筒形とされている
。

ラム３がパイプの中空孔１１に挿入されると、プラグの
円錐部３３が挿入された時点で中空孔１１は封止され、
その後円筒部３４が挿入されることによって、パイプｌ
の端部１２が拡開されない状態で中空孔１１の圧力が上
昇する。その後の各工程における作用は、第１図のもの
と同様である。

−発明の効果− 上記この発明の方法によると、自転車の車輪のハブや糸
巻きボビンを製造するための鍔付き中空軸をきわめて安
価に且つ能率良く製造することができる。例えばアルミ
ニウム合金製の自転車のハブであれば、従来方法の約１
／２のコストで製作することができ、製造時間も大幅に
短縮され、製造するための設備も簡単な構造の装置で済
む。また第１工程でパイプを軸方向に押圧して膨出部を
形成する方法を採用しているので、能率的であるばかり
でなく、細いパイプに鍔を形成することも容易にできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を第１工程（ａ）、（ｂ
）と第２工程（ｃ）、（ｄ）の順に示した断面図、第２
図はこの発明方法により製作された鍔付き中空軸からな
る自転車の車輪のハブを示す断面図、第３図は第２実施
例を第１図の（ｂ）　、　（ｄ）に対応する工程で示し
た断面図である。 図中、 １：パイプ　　　　　　１０：鍔付き中空軸１１：パイ
プの中空孔　　１２：パイプの端部１３：膨出部　　　
　　　１４：鍔 ２：保持体　　　　　　２１：鍔成形面３：ラム　　　
　　　　３１ニブラグ ３２：段部　　　　　　　４：ダイス ４１：内径ガイド　　　　４２：円周溝４３：鍔成形面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定長に切断したアルミニウム合金その他の金属パイプ
   （１）の中央部を両端面を鍔成形面（２１）とした保持
   体（２）で抱持し、第１工程でパイプの中空孔（１１）
   に嵌入される円錐面を有するプラグ（３１）とパイプの
   端部（１２）に当接する段部（３２）とを備えたラム（
   ３）でパイプ（１）の両端を軸方向に押圧してパイプ（
   １）の両側に膨出部（１３）を形成し、第２工程でパイ
   プの中空孔（１１）に丁度嵌入される内径、ガイド（４
   １）と鍔成形面（４３）とパイプの端部（１２）を係止
   する円周溝（４２）とを備えたダイス（４）でパイプ（
   １）の両端を軸方向に押圧して前記膨出部（１３）を保
   持体の鍔成形面（２１）とダイスの鍔成形面（４３）と
   の間で座屈展伸させることを特徴とする、鍔付き中空軸
   の製造方法。