JP2000140980A - 貫通孔付金属部材の製造方法及び貫通孔付金属部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貫通孔の形成位置や直進性の精度を良好に確
保できる小型長尺の貫通孔付金属部材の製造方法を提供
する。 【解決手段】 鍛造前の比較的アスペクト比の小さい金
属素材に対し、ドリル切削又は後方押出＋打抜きにより
予め貫通孔２１を形成しておく。金属素材２０のアスペ
クト比が小さければ、貫通孔２１の形成精度を比較的確
保しやすい。そして、この貫通孔２１内にマンドレル５
５を挿通しながら絞り鍛造加工が行われる。素材２０
は、鍛造ダイ５６のダイ孔５７により軸断面外径及び貫
通孔内径が縮小されつつ、その外形形状がダイ孔内面に
対応する非円形状（例えば正方形状）に成形される。他
方、貫通孔２１内面はマンドレル５５により拘束され、
対応する内径を有するものとなるように成形される。こ
のとき、マンドレル５５は、ダイ孔内５７にて素材２０
を介して周方向に略当方的に加圧されるため、橈みが生
じにくい。その結果得られる金属部材１に最終的に形成
される貫通孔２の形成精度が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貫通孔付金属部材
の製造方法及び貫通孔付金属部材に関し、特に小型で貫
通孔のアスペクト比が大きく、かつ軸断面外形が四角形
状等の非円形形状である貫通孔付金属部材の製造方法及
び貫通孔付金属部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような貫通孔付金属部材は、例え
ば角状断面を有するものの場合、従来は以下のようにし
て製造されていた。まず、図９（ａ）に示すような丸棒
状の素材１００を、同図（ｂ）に示すように引抜ダイ１
０２を用いて引き抜き加工することにより、製品外形に
対応する角棒状素材１０１とする。次いで、同図（ｃ）
に示すように、その角棒状素材１０１を切断して角状素
材１０３とし、これにドリル１０４を用いて、断面中央
部に軸線方向に穿孔することにより、（ｄ）に示すよう
な貫通孔１０５を有する金属部材１０４が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法においては、断面寸法の小さい長尺部材の場合、小径
のドリルにてかなりの深さの穿孔を行わなければならな
いから、ドリルに橈みが生じやすい問題がある。そのた
め、図１０（ａ）に示すように、貫通孔１０５の形成位
置の精度が損なわれたり、あるいは同図（ｂ）に示すよ
うに、貫通孔１０５の直進性が悪化して不良を生じやす
くなる。例えば、断面が１０×１５ｍｍ程度の角状であ
り、長さが６０ｍｍ程度の角状素材に、内径７ｍｍ程度
の貫通孔を上記方法により形成しようとした場合、貫通
孔１０５の真直度が最大で３８／１００程度にまで悪化
することがある。

【０００４】本発明の課題は、貫通孔の形成位置や直進
性の精度を良好に確保できる小型長尺の貫通孔付金属部
材の製造方法と、それにより製造可能な貫通孔付金属部
材とを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために本発明の貫通孔付金属部材の製造方法
の第一は、軸断面が円状であり、その軸断面外径Ｄ’が
１０〜３０ｍｍ、軸方向長さＬ’が１５〜３６ｍｍの金
属素材に対し、その軸断面中央に、内径ｄ’が５〜８ｍ
ｍであり、Ｌ’／ｄ’が３〜４．５の軸線方向の貫通孔
をドリル切削加工にて穿孔することにより、貫通孔付金
属素材を作製する切削穿孔工程と、加工後の孔内径を規
定するマンドレルを貫通孔に挿通しつつ貫通孔付金属素
材を、鍛造ダイに形成された非円形形状のダイ孔に対し
軸線方向に通すことにより減面率４０〜７０％以下の絞
り鍛造加工を行い、それによって軸断面外形がダイ孔に
対応する非円形形状となり、かつ加工後の部材の軸断面
外径をＤ、同じく貫通孔の内径及び長さをそれぞれｄ及
びＬとして、Ｌ／ｄが５〜１０、Ｄが７〜１８ｍｍ、ｄ
が５〜８ｍｍの貫通孔付金属部材を得る絞り鍛造工程と
を含むことを特徴とする。

【０００６】また、同じく第二は、金属素材を後方押出
加工することにより、軸断面が円状であり、その軸断面
外径Ｄ’が１０〜３０ｍｍ、軸方向長さＬ’が１５〜３
６ｍｍで、その断面中央に内径ｄ’が５〜８ｍｍの軸線
方向の有底孔が形成された有底孔付金属素材を作製する
押出工程と、その有底孔付金属素材の底部を打ち抜くこ
とにより、有底孔をＬ’／ｄ’が３〜４．５の貫通孔と
なして貫通孔付金属素材を作製する打抜き工程と、加工
後の孔内径を規定するマンドレルを貫通孔に挿通しつつ
孔付金属素材を、鍛造ダイに形成された非円形形状のダ
イ孔に対し軸線方向に通すことにより減面率７０％以下
の絞り鍛造加工を行い、それによって軸断面外形がダイ
孔に対応する非円形形状となり、かつ加工後の部材の軸
断面外径をＤ、同じく貫通孔の内径及び長さをそれぞれ
ｄ及びＬとして、Ｌ／ｄが５〜１０、Ｄが７〜１８ｍ
ｍ、ｄが５〜８ｍｍの貫通孔付金属部材を得る鍛造工程
とを含むことを特徴とする。

【０００７】なお、本発明において「軸断面外形が非円
形形状である」とは、図７に示すように、軸断面（軸線
と直交する平面による断面）の外形線Ｔに対し、その幾
何学的重心Ｇを中心とする内接円ＩＣと外接円ＯＣとを
描き、さらにそれら内接円ＩＣと外接円ＯＣとの中間に
位置する仮想的な基準円ＳＣを描いた場合に、断面外形
線Ｔの一部が基準円ＳＣの内側に位置し、他の部分が該
基準円ＳＣの外側に位置する形状をいう。例えば、三角
形状、四角形状（正方形、長方形等）等の多角形状形態
や楕円状形態を例示することができる。図７（ａ）は断
面外形線Ｔが正方形状の場合、（ｂ）は楕円状の場合の
例を示している。また、非円形形状となる加工後の部材
の軸断面径Ｄは、該軸断面と同面積の円の直径として定
義する。

【０００８】上記本発明の方法によれば、貫通孔内径ｄ
と長さＬとの比Ｌ／ｄが５〜１０と大きく、かつＤが７
〜１８ｍｍ、Ｌが４０〜１００ｍｍ程度の小型の金属部
材において、貫通孔の形成位置及び直進性の精度（以
下、両者を総称する場合は「形成精度」という）を、前
記従来の方法と比べて飛躍的に高めることができる。

【０００９】上記方法においては、鍛造前の比較的アス
ペクト比の小さい素材に対し、ドリル切削又は後方押出
＋打抜きにより予め貫通孔を形成しておく。素材のアス
ペクト比が小さければ、貫通孔の形成精度を比較的確保
しやすいためである。そして、この貫通孔内にマンドレ
ルを挿通しながら鍛造ダイにより絞り鍛造加工が行われ
る。素材は、鍛造ダイのダイ孔により断面縮小されつ
つ、外形形状がダイ孔内面に対応する非円形形状に成形
される。他方、貫通孔内面はマンドレルにより拘束され
つつ、対応する内径を有するものとなるように成形され
る。このとき、マンドレルは、ダイ孔内にて素材を介し
て周方向に略当方的に加圧されるため、橈みが生じにく
い。その結果、得られる金属部材に最終的に形成される
貫通孔の形成精度が高められるものと考えられる。

【００１０】具体的には、本発明の方法により、貫通孔
の中心軸線をＯ、貫通孔付金属部材の中心軸線をＣとし
て、ＯのＣに対する同軸度をφ０．１５ｍｍ以下の高精
度に確保することができるようになる。また、貫通孔の
真直度は２０／１００以下の精度を確保できる。例え
ば、真直度については、前記した従来の方法では３８／
１００程度のまで悪化していたものが、本発明の方法で
は、その半分程度以下の値とすることが可能となるので
ある。なお、本発明において同軸度は、ＪＩＳＢ００２
１の１１．１に定義されたものを採用し、同じく真直度
はＪＩＳ Ｂ００２１の１．２に定義されたものを採用
する。

【００１１】絞り鍛造加工後の部材にて、貫通孔の形成
位置及び直進性の精度を上記範囲のものとするには、鍛
造加工前の素材に形成する貫通孔の形成精度を確保する
ことが重要である。そして、その素材の貫通孔の前記
Ｌ’／ｄ’の値が４．５以下である限り、本発明の方法
の第一及び第二で採用しているドリル切削あるいは後方
押出加工により、いずれも必要十分な貫通孔の形成精度
を確保できる。この場合、加工後の部材の貫通孔の同軸
度及び真直度を前記した範囲のものとするには、加工前
の素材の貫通孔の同軸度をφ０．１０ｍｍ以下、真直度
は３／１００以下とすることが望ましい。

【００１２】なお、得られる金属部材のＬ／ｄの値が５
未満では、従来の方法にて貫通孔の形成精度の高い部材
が得られることもあり、本発明を敢て適用する意味がな
くなる。他方、Ｌ／ｄが１０を超えると、貫通孔の形成
精度が確保できなくなる。Ｌ／ｄは望ましくは５〜１０
に設定するのがよい。

【００１３】また、部材の軸断面外形Ｄが１０ｍｍ未
満、あるいは貫通孔内径ｄが３ｍｍ未満になると、貫通
孔の形成精度が確保できなくなる。一方、内径ｄが８ｍ
ｍを超える貫通孔は、ドリル切削や旋盤切削等の公知の
方法でも十分可能となるため本発明を敢て適用する意味
がなくなる。他方、軸断面外形Ｄが３０ｍｍを超える場
合は、貫通孔内径ｄが３〜８ｍｍとされる関係上、製造
すべき部材の肉厚が大きくなり過ぎ、絞り鍛造による製
造が困難となる。なお、Ｄは望ましくは１０〜３０ｍｍ
とするのがよく、ｄは望ましくは５〜８ｍｍとするのが
よい。なお、Ｌが１５〜３６ｍｍの範囲を外れると、ｄ
が前記した範囲に設定される関係上、Ｌ／ｄを５〜１０
の範囲のものとすることが不可能となる。

【００１４】絞り鍛造時の素材の減面率を７０％以下と
する理由は、これが７０％を超えると加工後の部材の貫
通孔の形成精度を確保できなくなるためである。他方減
面率は、５０％以上を確保しないと、Ｌ’／ｄ’が４．
５以下の素材を用いて、Ｌ／ｄが５以上の部材を製造す
ることが不可能となる。

【００１５】一方、加工前の素材については、軸断面外
径Ｄ’が１０ｍｍ未満になると、ドリル切削あるいは後
方押出加工により必要な精度を具備した貫通孔を形成す
ることが困難となる。他方、Ｄ’が３０ｍｍを超える
と、減面率７０％以下の条件にて、外径Ｄが１８ｍｍ以
下の部材を得ることが不可能となる。また、素材の貫通
孔の内径ｄ’については、これが５ｍｍ未満では、ドリ
ル切削あるいは後方押出加工により、必要な形成精度に
て貫通孔を形成することが困難となる。他方、ｄ’が８
ｍｍを超えると、減面率７０％以下の条件にて、加工後
の部材の貫通孔内径ｄを３ｍｍ以下とすることができな
くなる。なお、Ｄ’は望ましくは１５〜２５ｍｍとする
のがよく、ｄ’は６〜８ｍｍとするのがよい。

【００１６】他方、Ｌ’／ｄ’が３未満になると、減面
率７０％以下の条件にて、加工後の部材のＬ／ｄを５以
上とすることが不可能となる。また、Ｌ’／ｄ’が４．
５を超えると、素材に形成する貫通孔の形成精度を十分
に確保できなくなる。Ｌ’／ｄ’は、望ましくは３〜４
とするのがよい。なお、Ｌ’が１５〜３６ｍｍの範囲を
外れると、ｄ’が前記した範囲に設定される関係上、
Ｌ’／ｄ’を３〜４．５の範囲のものとすることが不可
能となる。

【００１７】なお、本発明の方法の第一及び第二では、
素材への貫通孔の形成がそれぞれドリル切削ないし後方
押出加工により形成されるが、ドリル切削を採用する本
発明の第一のほうが、素材への貫通孔の形成精度、ひい
ては得られる部材の貫通孔の形成精度をより高めること
が可能である。この場合、素材の貫通孔については同軸
度がφ０．２０ｍｍ以下、真直度が２０／１００以下、
また、部材の貫通孔については、同軸度がφ０．１０ｍ
ｍ以下、あるいは真直度が１０／１００以下と、さらに
良好な値を達成することが可能となる。

【００１８】次に、本発明の貫通孔付金属部材は、軸断
面外形が非円形形状で軸断面中央に軸線方向の貫通孔が
形成され、軸断面外径をＤ、同じく貫通孔の内径及び長
さをそれぞれｄ及びＬとして、Ｌ／ｄが５〜１０、Ｄが
７〜１８ｍｍ、ｄが５〜８ｍｍであり、貫通孔内面は、
周方向の切削痕と軸線方向の鍛造加工痕とが形成されて
おり、さらに、貫通孔の中心軸線をＯ、部材自身の中心
軸線をＣとして、ＯのＣに対する同軸度がφ０．１５ｍ
ｍ以下であり、かつ貫通孔の真直度が２０／１００以下
であることを特徴とする。

【００１９】上記貫通孔付金属部材は、前記本発明の製
造方法の第一により製造することができ、該製造方法の
採用により、その貫通孔は、同軸度がφ０．１５ｍｍ以
下であり、かつ真直度が２０／１００以下と、従来の製
造方法では達成不可能な優れた形成精度を具備したもの
となる。この場合、上記同軸度は、φ０．１０ｍｍ以下
とすることもでき、真直度は１０／１００以下とするこ
ともできる。

【００２０】他方、貫通孔の内面には周方向の切削痕と
軸線方向の鍛造加工痕とが形成される。これは貫通孔の
内面が、ドリル切削後にマンドレルにより鍛造加工され
た複合加工面であることを意味している。すなわち、ド
リル切削による孔形成の後、その内面をマンドレルによ
り鍛造すると、本発明の製造方法で採用する減面率範囲
では切削痕は消滅するには至らず、それに重なる形でマ
ンドレルによる鍛造加工痕が形成されるからである。な
お、従来技術のように、鍛造（あるいは引抜）加工後に
ドリル切削加工を施す形では、貫通孔の内面にドリルに
よる切削痕は形成されても、鍛造加工痕は形成されな
い。

【００２１】そして、貫通孔は、ドリル加工面の状態で
は切削痕が深く比較的荒れたものとなるのに対し、鍛造
加工を重ねて施すことで切削痕がつぶれて内面が平滑化
される。これにより、例えば部材内面に他部材を通して
摺動させるときに、その摺動性が改善されたり、あるい
は線材等を挿通する際の引っ掛かりが生じにくくなるな
ど、種々の効果を奏することができる。すなわち、上記
本発明の貫通孔付金属部材の構成により、全体として
は、貫通孔の形成精度が高く、形成される貫通孔内
面の平滑性に優れ、さらに、切削加工及び鍛造加工の
組合せにより容易に製造可能である、という３つの効果
が同時に達成されるのである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に示す実施例を参照しながら説明する。図１〜図
４は、本発明の方法に基づく貫通孔付金属部材の製造工
程を示している。まず、図１に示すように、圧延線材等
として得られる円状断面の金属棒材Ｂを、所定長に切断
して円柱状の金属素材１０を作る。図２（ａ）に示すよ
うに、金属素材１０は、軸断面が円状であり、その軸断
面外径Ｄ’が１０〜３０ｍｍ（望ましくは１５〜２５ｍ
ｍ）、軸方向長さＬ’が１５〜３６ｍｍ（望ましくは２
０〜３０ｍｍ）、Ｌ’／Ｄ’が３〜４．５（望ましくは
３〜３．５）とされる。

【００２３】なお金属素材の材質は特に限定されない
が、本実施例ではステンレス鋼、例えばＳＵＳ４１０等
のマルテンサイト系ステンレス鋼（ただし、焼きなまし
状態のもの）が採用されている。

【００２４】次いで、図２に示すように、その金属素材
１０に対しドリル５０を用いてその軸断面中央に、内径
ｄ’が５〜８ｍｍの円状断面の貫通孔２１を、ドリル切
削加工にて軸線方向に穿孔することにより貫通孔付金属
素材２０を形成する。このとき、貫通孔２１の内面に
は、図２（ｃ）に示すように、周方向の切削痕（ドリル
マーク）ＤＭが形成される。なお、Ｌ’／ｄ’は３〜
４．５（望ましくは３〜３．５）とされる。ドリル切削
の採用により、貫通孔２１の同軸度をφ０．２０ｍｍ以
下、同じく真直度Ｋを２０／１００以下に確保すること
が可能となる。なお、図６に示すように、円柱状部材２
００の中心に円柱状内面の貫通孔２０１を形成する場
合、その同軸度Ｊは、円柱状部材２００の中心軸線Ｃを
中心とする直円筒のうち、貫通孔２０１を完全に包含す
る最小のものの直径にて定義される。また、真直度Ｋ
は、円柱状部材２００の中心軸線Ｃと貫通孔２０１の中
心軸線Ｏとを含む平面内にて、Ｃからの距離が最大とな
るＯ上の点を通ってＣに平行な直線Ｏ’を引いたとき
に、そのＣとＯ’との距離をＷとして、Ｃの円柱状部材
２００内に存在する部分の長さをＬとして、Ｗ／Ｌにて
定義する。

【００２５】一方、図３は、貫通孔付金属素材２０を形
成する別の方法の例を示している。この方法では、
（ａ）に示すように、金属素材１０を押出口５１ａを有
するコンテナ５１のキャビティ５１ｂ内に入れ、そのキ
ャビティ５１ｂ内の素材２１に対し押出口から軸線方向
に穿孔ラム５２を圧入する。これにより、素材２１は、
穿孔ラム５２と押出口５１ａの間からラム５２の圧入方
向と逆向きに押し出され、有底孔２１’が形成された有
底孔付金属素材２０’が得られる。そして、（ｂ）に示
すように、その底部２０ａを打抜き加工にて打ち抜くこ
とにより、有底孔２１’が貫通孔２１となって貫通孔付
金属素材２０が得られる。この方法では、貫通孔２１の
同軸度をφ０．１５ｍｍ以下、同じく真直度Ｋを３／１
００以下に確保することができる。

【００２６】こうして得られた貫通孔付金属素材２０に
は、図４に示すように、深絞り鍛造工程が施され、最終
的な貫通孔付金属部材１となる。（ａ）に示すように、
素材２０の貫通孔２１内に、これよりも幾分小径で、後
方側に素材２０の後端面を押す鍛造パンチ５４が一体化
されたマンドレル５５を挿通する。このマンドレル５５
の外径は、最終的な部材１の貫通孔２の内径に対応する
寸法に設定されている。そして、該マンドレル５５とと
もに素材２０を鍛造パンチ５４により、鍛造ダイ５６の
ダイ孔５７に圧入する。ダイ孔５７は素材２０よりも断
面積の小さい非円形形状、本実施例では正方形状に形成
されており、その入口側には円状断面の素材２０を縮径
しつつ案内するテーパ状の案内部５７ａが形成されてい
る。素材２０は、ダイ孔５７において軸断面外径及び貫
通孔内径が縮小されつつ、外面側がダイ孔内面に対応す
る非円形形状（この場合、正方形状）に鍛造成形され
る。他方、貫通孔２１の内面はマンドレル５５により拘
束されつつ、対応する内径を有するものとなるように成
形される。

【００２７】なお、図４（ｂ）に示すように、上記絞り
鍛造前の素材２０の軸断面積をＳ0、鍛造後の部材１の
軸断面積をＳ1として、減面率ＲＡ（＝｛（Ｓ0−Ｓ1）
／Ｓ0｝×１００（％））は、４０〜７０％、望ましく
は４０〜５０％とされる。また、ダイ孔５７からは、マ
ンドレル５５の押込速度よりも高速で材料が押し出され
るため、貫通孔２１の内面はマンドレル５５の外面で擦
られる。その結果、同図（ｃ）に示すように、得られる
部材１の貫通孔２の内面には、前述の切削痕ＤＭの上に
重なる形で、該擦りに伴う鍛造痕ＦＭが軸線方向に形成
される。ここで、（ｄ）に示すように、鍛造前の貫通孔
２１の内面は切削痕ＤＭが深く比較的荒れたものとなっ
ているが、上記鍛造加工を施すことで切削痕ＤＭがつぶ
れ、最終的な貫通孔２は内面が平滑化されたものとな
る。

【００２８】図５は、こうして製造された貫通孔付金属
部材１の平面図及び縦断面図である。部材１は、上記絞
り鍛造工程により、軸断面形状が正方形状であり、円形
換算した場合の軸断面外径をＤ、同じく貫通孔２の内径
及び長さをそれぞれｄ及びＬとして、Ｌ／ｄが５〜１０
（望ましくは５〜７）、Ｄが１０〜３０ｍｍ（望ましく
は１５〜２５ｍｍ）、ｄが５〜８ｍｍ（望ましくは５〜
６ｍｍ）のものとなる。そして、素材２０を、図３に示
すような後方押出加工にて作った場合には、貫通孔２の
中心軸線をＯ、部材１の中心軸線をＣとして、ＯのＣに
対する同軸度Ｊ（図６）をφ０．１５ｍｍ以下、同じく
真直度Ｋ（図６）Ｋを２０／１００以下に確保できる。
他方、図２に示すように、ドリル切削を採用した場合に
は、Ｊはφ０．１０ｍｍ以下、Ｋは１０／１００以下
と、さらに向上する。なお、本実施例では部材１の材質
はマルテンサイト系ステンレス鋼であり、この後さらに
焼き入れ（必要により焼き戻し）処理が施されて、例え
ばエアコンのコンプレッサーの摺動部品等の用途に供さ
れる。

【００２９】なお、図４において、鍛造ダイ５６のダイ
孔５７の形状を変更することにより、部材１の軸断面外
径形状は、例えば図８（ａ）に示すような三角形状のも
の、（ｂ）に示すように六角形状のもの、さらには
（ｃ）に示すような楕円状のものなど、各種形状とする
ことが可能である。

【００３０】以下、本発明の効果を確認するために以下
の実験を行った。すなわち、ＳＵＳ４１０（焼きなまし
材）の丸棒部材Ｂ（図１）を切断し、Ｌ’＝３６ｍｍ、
Ｄ’＝１８ｍｍの金属素材１０を作製した。次いで、こ
れに、図２に示すように、ドリルを用いて内径ｄ’が８
ｍｍの貫通孔２１を穿孔することにより、貫通孔付素材
２０を都合１０個作製した。なお、貫通孔２１の同軸度
Ｊの平均値はφ０．２０ｍｍ（標準偏差：０．０５ｍ
ｍ）であり、真直度Ｋは２／１００（標準偏差：０．０
０４）であった（以下、実施例１という）。

【００３１】他方、同じ金属素材１０を用いて図３に示
す後方押出加工及び打抜き加工により、上記実施例１と
同寸法の貫通孔付素材２０を都合１０個作製した。な
お、貫通孔２１の同軸度Ｊの平均値はφ０．３０ｍｍ
（標準偏差：０．０８ｍｍ）であり、真直度Ｋは４／１
００（標準偏差：（０．００９）であった（以下、実施
例２という）。

【００３２】そして、これら実施例１及び実施例２の貫
通孔付素材２０に、図４に示す絞り鍛造加工をそれぞれ
施すことにより、軸断面寸法が１１ｍｍ×１３ｍｍ（円
換算軸断面径Ｄ＝１５．５ｍｍ）、長さＬが３６ｍｍ、
貫通孔２の内径ｄが７．５ｍｍ、Ｌ／ｄが４．３ｍｍの
貫通孔付金属部材１とした。

【００３３】なお、比較例として、図９に示すように、
丸棒部材１００を引抜加工することにより、軸断面寸法
が１１ｍｍ×３ｍｍの角棒部材１０１となし、これを長
さＬ＝７０ｍｍに定尺切断したのち、ドリルを用いて内
径ｄ’が７．５ｍｍの貫通孔１０５を穿孔した貫通孔付
素材も都合１０個作製した。

【００３４】そして、上記得られた各部材の貫通孔の同
軸度Ｊ及び真直度Ｋを測定したところ、比較例の部材の
Ｊはφ０．１９ｍｍ（標準偏差：０．０４ｍｍ）、Ｋは
６／１００（標準偏差：０．０１０）と大きかったのに
対し、実施例１の貫通孔付素材２０を用いて本発明の方
法により製造した部材については、Ｊがφ０．１０ｍｍ
（標準偏差：０．０２ｍｍ）、Ｋが５／１００（標準偏
差：（０．００８）であり、同じく実施例２の貫通孔付
素材２０を用いたものについては、Ｊがφ０．１５ｍｍ
（標準偏差：０．０３ｍｍ）、Ｋが２／１００（標準偏
差：０．００４）と、いずれも良好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の貫通孔付金属部材の製造方法の工程説
明図。

【図２】図１に続く説明図。

【図３】図１に続く別の説明図。

【図４】図２又は図３に続く説明図。

【図５】本発明の貫通孔付金属部材の一例を示す平面図
及び縦断面図。

【図６】貫通孔の同軸度及び真直度の概念を説明する
図。

【図７】非円形形状の軸断面形状の定義を説明する図。

【図８】本発明の貫通孔付金属部材の軸断面形状のいく
つかの変形例を示す図。

【図９】従来の貫通孔付金属部材の製造方法を示す説明
図。

【図１０】その問題点の説明図。

【符号の説明】

１ 貫通孔付金属部材 ２ 貫通孔 １０ 金属素材 ２０ 貫通孔付金属素材 ２１ 貫通孔 ５０ ドリル ５５ マンドレル ５６ 鍛造ダイ ５７ ダイ孔 ＤＭ 切削痕 ＦＭ 鍛造痕

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E029 GA02 4E087 AA08 AA10 BA15 BA20 CA17 CA21 CA22 CA24 CA28 CB11 CB12 DB01 DB03 DB05 DB06 DB22 DB24 EC11 EC17 EC18 EC37 EC38 EC39 EC46 HA00

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸断面が円状であり、その軸断面外径
   Ｄ’が１０〜３０ｍｍ、軸方向長さＬ’が１５〜３６ｍ
   ｍの金属素材に対し、その軸断面中央に、内径ｄ’が５
   〜８ｍｍであり、Ｌ’／ｄ’が３〜４．５の軸線方向の
   貫通孔をドリル切削加工にて穿孔することにより、貫通
   孔付金属素材を作製する切削穿孔工程と、 加工後の孔内径を規定するマンドレルを前記貫通孔に挿
   通しつつ前記貫通孔付金属素材を、鍛造ダイに形成され
   た非円形形状のダイ孔に対し軸線方向に通すことにより
   減面率４０〜７０％以下の絞り鍛造加工を行い、それに
   よって軸断面外形が前記ダイ孔に対応する非円形形状と
   なり、かつ加工後の部材の軸断面外径をＤ、同じく貫通
   孔の内径及び長さをそれぞれｄ及びＬとして、Ｌ／ｄが
   ５〜１０、Ｄが７〜１８ｍｍ、ｄが５〜８ｍｍの貫通孔
   付金属部材を得る絞り鍛造工程とを含むことを特徴とす
   る貫通孔付金属部材の製造方法。
2. 【請求項２】 金属素材を後方押出加工することによ
   り、軸断面が円状であり、その軸断面外径Ｄ’が１０〜
   ３０ｍｍ、軸方向長さＬ’が１５〜３６ｍｍで、その断
   面中央に内径ｄ’が５〜８ｍｍの軸線方向の有底孔が形
   成された有底孔付金属素材を作製する押出工程と、 その有底孔付金属素材の底部を打ち抜くことにより、前
   記有底孔をＬ’／ｄ’が３〜４．５の貫通孔となして貫
   通孔付金属素材を作製する打抜き工程と、 加工後の孔内径を規定するマンドレルを前記貫通孔に挿
   通しつつ前記孔付金属素材を、鍛造ダイに形成された非
   円形形状のダイ孔に対し軸線方向に通すことにより減面
   率７０％以下の絞り鍛造加工を行い、それによって軸断
   面外形が前記ダイ孔に対応する非円形形状となり、かつ
   加工後の部材の軸断面外径をＤ、同じく貫通孔の内径及
   び長さをそれぞれｄ及びＬとして、Ｌ／ｄが５〜１０、
   Ｄが７〜１８ｍｍ、ｄが５〜８ｍｍの貫通孔付金属部材
   を得る鍛造工程とを含むことを特徴とする貫通孔付金属
   部材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記貫通孔の中心軸線をＯ、前記貫通孔
   付金属部材の中心軸線をＣとして、ＯのＣに対する同軸
   度をφ０．１５ｍｍ以下とする請求項１又は２に記載の
   貫通孔付金属部材の製造方法。
4. 【請求項４】 前記貫通孔の中心軸線をＯ、前記貫通孔
   付金属部材の中心軸線をＣとして、ＯのＣに対する同軸
   度をφ０．１０ｍｍ以下とする請求項１記載の貫通孔付
   金属部材の製造方法。
5. 【請求項５】 前記貫通孔の真直度を２０／１００以下
   とする請求項１ないし４のいずれかに記載の貫通孔付金
   属部材の製造方法。
6. 【請求項６】 前記貫通孔の真直度が１０／１００以下
   とする請求項１又は４のいずれかに記載の貫通孔付金属
   部材の製造方法。
7. 【請求項７】 前記貫通孔付金属部材の軸断面外形を四
   角形状とする請求項１ないし６のいずれかに記載の貫通
   孔付金属部材の製造方法。
8. 【請求項８】 軸断面外形が非円形形状で軸断面中央に
   軸線方向の貫通孔が形成され、軸断面外径をＤ、同じく
   前記貫通孔の内径及び長さをそれぞれｄ及びＬとして、 Ｌ／ｄが５〜１０、Ｄが７〜１８ｍｍ、ｄが５〜８ｍｍ
   であり、 前記貫通孔内面は、周方向の切削痕と軸線方向の鍛造加
   工痕とが形成されており、さらに、 前記貫通孔の中心軸線をＯ、部材自身の中心軸線をＣと
   して、ＯのＣに対する同軸度がφ０．１５ｍｍ以下であ
   り、かつ前記貫通孔の真直度が２０／１００以下である
   ことを特徴とする貫通孔付金属部材。
9. 【請求項９】 前記貫通孔の中心軸線をＯ、部材自身の
   中心軸線をＣとして、ＯのＣに対する同軸度がφ０．１
   ０ｍｍ以下であり、さらに、前記貫通孔の真直度が１０
   ／１００以下である請求項８記載の貫通孔付金属部材。