JPH0367451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加工用直管に、これに高液圧を作用
させながら圧力を加えることにより、端部にテー
パー部を形成するとともに中央部に多角形縦断面
又はフランジ状の膨出部を形成するのに用いるテ
ーパー付き管材の高液圧膨出成形方法とその装置
に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種の一般的な高液圧膨出成形は、第
７図に示すように、それぞれ中央部内面に膨出成
形部２ａ，２ｂが凹設された２分割の上部成形型
１ａおよび下部成形型１ｂと、加工用の直管から
なる素材管３の両端面を押圧するための左側およ
び右側の加圧桿４ａ，４ｂを用いて行われる。そ
の膨出成形工程は、上部成形型１ａを上昇させた
開放状態において、素材管３の下部成形型１ｂ上
にセツトする。そして、上部成形型１ａを、同図
の中心線に対し上方部に示すように、下部成形型
１ｂに合体し圧縮力Waを加えて締結する。その
後に、両加圧桿４ａ，４ｂを両側から挿入して素
材管３の端面に低力で接触させ、素材管３の管端
開口部を液体の注入口を除き閉塞状態とする。こ
の状態で高液圧Ｐを素材管３内に作用させながら
加圧桿４ａ，４ｂを内方向に向けて強力に前進さ
せて素材管３に圧力を加え、この高液圧Ｐと両加
圧桿４ａ，４ｂによる圧縮力Ｆとにより、素材管
３を、同図の中心線に対し下方部に示すように、
膨出成形部２ａ，２ｂに向けて膨出させ、素材管
３に膨出部３ａを形成する。尚、第７図は、成形
開始前の状態を中心線に対し上方部に、且つ成形
完了状態を中心線に対し下方部に示している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述のような成形手段により厚
肉の素材管３を成形しようとすると、膨出部３ａ
の据野半径R1および隅部半径R2を小さくする要
求があつた場合に、加圧桿４ａ，４ｂで両側から
単に圧縮力Ｆを加えるだけであるから、極めて高
い高液圧Ｐを必要とし、成形機に支障を来たすと
云う問題がある。また、膨出部３ａとともに端部
テーパー部を成形する場合が多いが、この膨出部
３ａの膨出成形の前或いは後にテーパー部の成形
工程を別途必要とし、従つて、成形工程数が多く
なり、それに伴つて成形に要する金型も増え、成
形費が非常に高くつく欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、このような問題点に鑑みなされたも
ので、比較的低い高液圧で膨出部据野半径および
隅部半径の小さい膨出部を形成できるとともに、
一連の膨出成形工程において膨出部の他にテーパ
ー部をも形成することのできるテーパー付き管材
の高液圧膨出成形方法およびその装置を提供する
ことを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は複数個に
分割されたガイド型に、膨出成形型を中央部に、
且つテーパー成形部を有する左右側の端部成形型
を前記膨出成形型の両側にこれに対し所定間隔に
配して嵌着し、加工用直管を、これの両側管端を
何れかの前記ガイド型の左右側端部成形型に跨つ
てセツトし、このガイド型に他のガイド型を合体
締結することにより、前記各端部成形型のテーパ
ー成形部で直管の管端部を半径方向に加圧縮径さ
せてテーパー状の絞り管部を形成し、その後に、
直管内に高液圧を作用させながら左右側の加圧桿
を両側から合体させた前記ガイド型内に圧入させ
て直管の管端と合体された前記端部成形型と押圧
し、前記膨出成形型に近接する方向に移動する前
記端部成形型で直管の端部を保持して直管の中央
部を前記膨出成形型に膨出させるようにテーパー
付き管材の高液圧膨出成形方法と、複数個に分割
されたガイド型と、このガイド型の中央部内面に
嵌着される複数個に分割した膨出成形型と、前記
ガイド型の両端部に前記膨出成形型に対し所定間
隔を存して移動自在に嵌着され前記ガイド型の合
体締結時に加工用直管の端部を縮径させるテーパ
ー成形部を有する左右側の端部成形型と、合体さ
れた前記ガイド型に両側から圧入されて直管の管
端と前記端部成形型とを同時に押圧し前記端部成
形型を移動させながら直管の中央部を前記膨出成
形型に膨出させる加圧桿とを具備してなるテーパ
ー付き管材の高液圧膨出成形装置を要旨とするも
のである。

（作用） 前記成形方法および成形装置としたので、直管
をセツトしてガイド型を合体締結した時に、この
圧縮力によりガイド型の両端部に嵌着されている
端部成形型のテーパー成形部により直管の端部に
テーパー状の絞り管部を形成することができる。
即ち、同一金型による一連の成形工程において絞
り管部と膨出部とを一挙に成形することができ
る。

また、膨出成形型と端部成形型との間に空間が
存在し、この空間において端部成形型を移動させ
ることができ、加圧桿により直管に圧縮力を加え
る時に、直管の変形に伴つて端部成形型が直管の
端部を保持しながら移動する。つまり、直管に形
成された絞り管部と端部成形型とは相対的な摺動
がないので、膨出部の据野半径および隅部半径を
従来に比し極めて小さくできる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図は一実施例の縦断面図で中心線に対し上
方部は成形開始前の状態、下方部は成形完了状態
をそれぞれ示す。また、第２図乃至第４図はそれ
ぞれ成形工程順に示した第１図のＡ−Ａ線におけ
る断面図、同様に第５図は第１図のＢ−Ｂ線にお
ける断面図である。これらの図において、金型構
造は、主として加工用直管５の中央部を膨出成形
するために膨出成形部６ａ，７ａを有する上、下
に２分割された上部および下部の膨出成形型６，
７と、直管５の両端部を半径方向に押圧してテー
パー状に形成するためにそれぞれ２分割された上
部および下部の左側端部成形型８，９および上部
および下部の右側端部成形型１０，１１と、直管
５の両側の管端面に接触して開口部を閉塞すると
同時に膨出成形過程において左右側の端部成形型
８，９，１０，１１を膨出部成形型に向けて押圧
するための左、右側の加圧桿１２，１３と、これ
ら上下２分割された各型６〜１３をそれらの軸線
を同軸上に配置すると共に左、右側の端部成形型
８〜１１をこれらの間に配置された膨出成形型
６，７に向けた同軸上で移動できるようにガイド
するための上部および下部のガイド型１４，１５
とから構成されている。また、各端部成形型８〜
１１には、それぞれテーパー成形部８ａ〜１１ａ
が形成されている。

次に、他の構成を膨出成形工程に基づいて説明
すると、先ず、上部ガイド型１４を上昇させるこ
とにより、第２図乃至第５図に示すように上部ガ
イド型１４の半円筒部１４ａに嵌着されている上
部の各型６，８，１０も一体に上昇され、分割開
放される。これら上部の各型６，８，１０の上部
ガイド型１４の半円筒部１４ａへの取付け手段並
びに下部の各型７，９，１１の下部ガイド型１５
の半円筒部１５ａへの取付け手段は、第２図乃至
第５図に示すように、収納板１６によりそれぞれ
半円筒部１４ａ，１５ａ内に抱き込むように嵌着
する構成が用いられている。そして、膨出成形型
６，７は対応するガイド型１４，１５の中央位置
に固定されており、端部成形型８〜１１は、これ
らの凹部８ｂ〜１１ｂに嵌入されているコイルば
ね１７によりそれぞれ外方向に付勢されていると
ともに、ガイド型１４，１５に突設されたストツ
パ１８に当接して静止し、それぞれ膨出成形型
６，７に対し所定間隔を保つている。

前述の上部ガイド型１４の上昇による分割開放
状態において、直管５を、下部左右側の端部成形
型９，１１の各テーパー成形部９ａ，１１ａ上に
掛け渡すようにセツトする。その後に、上部ガイ
ド型１４を下降させて下部ガイド型１５に合体さ
せるとともに締結する。この両ガイド型１４，１
５を締結する過程を順に第２図乃至第４図に示し
てある。先ず、第２図は両ガイド型１４，１５を
対向させた状態を示し、この状態から両ガイド型
１４，１５を締結すると、対向する２分割の一対
の端部成形型８，９，１０，１１により第３図に
示すように直管５がその円周長を保ちながら先ず
長円形状に変形された後、両ガイド型１４，１５
が完全に締結されると、第４図および第１図の中
心線より上方部に示すように、直管５の両端部が
テーパー成形部８ａ〜１１ａにより半径方向に押
圧されてテーパー状に絞り加工され、縮径して絞
り管部５ａが形成される。

そして、左右の加圧桿１２，１３を第１図の中
心線に対し上方部に示す位置よりそれぞれ内方に
向けて移動させ、各加圧桿１２，１３を直管５の
管端面に接触させて直管５の開口部を液注入口を
除き閉塞する。この時、加圧桿１２，１３の段差
部１２ａ，１３ａが各端部成形型８〜１１の端面
に接合する。次に、直管５の管内に高液圧Pmを
作用させながら加圧桿１２，１３を内方に向けて
強力に前進させると、この加圧桿１２，１３の段
差部１２ａ，１３ａによつて各端部成形型８〜１
１も加圧桿１２，１３と一体に内方に向け移動
し、この端部成形型８，１１によつて直管５の絞
り管部５ａが接合保持される状態で直管５が圧縮
力Fmで中央部に向け移動する状態で変形し、膨
出成形工程が進行する。この進行に伴つて膨出成
形型６，７と各端部成形型８〜１１との間隙で形
設されている移動膨出成形用空間が減少してい
き、膨出成形工程の終了時には第１図の中心線よ
り下方部に示すように無くなつて各端部成形型８
〜１１が膨出成形型６，７に密着する。この膨出
成形工程において、直管５の絞り管部５ａのテー
パー面と各端部成形管８〜１１のそれぞれのテー
パー成形部８ａ〜１１ａとは相対的な摺動が全く
無いので、前述の膨出成形型６，７と各端部成形
型８〜１１との間隙である移動膨出成形用空間を
適切に設定すれば、第５図に示すように直管５に
形成される八角形の膨出部５ｂにおける第１図に
示す据野半径R3および隅部半径R4は従来成形法
に比較して格段に小さく成形することができる。
このようにして膨出部５ｂの成形が完了したなら
ば、直管５内の高液圧の液体を大気に放出すると
同時に加圧桿１２，１３を後退させ、さらに上部
ガイド型１４を上昇させて各成形型を開放し、成
形品を取り出す。

また、ネジを施すような場合、ネジの終端切削
を容易にする目的で逃げ溝を設けることがある
が、このような逃げ溝は成形型の構造によること
から、前述の成形工程における両ガイド型１４，
１５の合体締結工程による管端のテーパー面の絞
り加工時つまり絞り管部５ａの加工時に同時に形
成することが可能となる。

第６図は本発明の他の実施例を示し、同図にお
いて第１図乃至第５図と同一若しくは実質的に同
等のものには同一の符号を付してある。そして、
膨出成形型２０，２５にそれぞれ段部からなるフ
ランジ膨出成形部２０ａ，２５ａを設け、各端部
成形型２１〜２４のテーパー成形部２１ａ〜２４
ａの傾斜を前述の実施例のものより大きくした構
成において前記実施例と相違する。

そして、成形工程は前述の実施例と全く同様で
あり、膨出成形型２０にフランジ膨出成形部を設
けていることにより、膨出成形工程時における高
液圧Pnおよび加圧桿１２，１３の圧縮力Fnは前
記実施例の場合よりも若干高くなるが、成形完了
状態を示す同図の中心線より下方部のように、直
管５にフランジ部５ｃを膨出成形することができ
る。このフランジ部５ｃを有する成形品は、前記
実施例の同一肉厚の成形品と比較して膨出部分の
剛性を高めることができる。

また、両側端部の絞り管部５ｄについて説明す
ると、過度に大きな直径減少率（直径の減量／加
工前の直径×100）の絞り加工は８の字状の座屈
を生じて絞りが不可能となる。直管５の材質や外
径に対する肉厚の比（ｔ／Ｄ）によつて座屈限界
は左右されるが、一般の低炭素鋼管の座屈限界は
ｔ／Ｄ＝0.005の極薄肉管で約２％となり、ｔ／
Ｄ＝0.02の薄肉管で約４％、さらに、ｔ／Ｄ＝
0.1では約８％となり、これを越える直径減少率
は座屈を誘起する。第６図は、この座屈限界を越
える直径減少率のテーパー形状等を必要とする場
合の実施例であり、同図の中心線より上方部に示
す加工前状態のように、端部成形型２１〜２４を
第１図の場合よりも外方に位置した状態で両ガイ
ド型１４，１５を合体締結し、このように座屈を
発生しない範囲の直径減少率により直管５の管端
部を半径方向に押圧して絞りを行つた後、端部成
形型２１〜２４を内方に移動させる過程において
テーパーの追加工絞りを施すことにより、前述の
座屈限界を越える直径減少率のテーパー形状を有
する絞り管部５ｄを得ている。この方法による
と、前述の直径減少率の限界値の約２倍以上の絞
り加工が可能となる。

尚、本発明は、前記実施例にのみ限定されるも
のではなく、請求の範囲を逸脱しない限り種々の
実施態様が考えられるのは勿論である。例えば、
前記実施例では膨出部５ｂを八角形状としたが、
前述のような成形型の構造による膨出成形である
から任意の多角形状とすることができる。また、
膨出成形型に代えて所望の別途物体を配置するこ
とにより膨出成形を行えば、所望物体をフランジ
付膨出成形品に固着することもできる。

（発明の効果） 本発明は、以上のような膨出成形方法を用い、
或いは以上のような構成とし、且つ作用させるの
で、従来法に要した膨出成形工程とほぼ同様の一
連の膨出成形工程において膨出部とテーパー部つ
まり絞り管部とを同時に得ることができるととも
に、据野半径および隅部半径の極小化が可能とな
る。しかも、ネジ終端に必要な逃げ溝やフランジ
部を形成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明に係る一実施例を示
し、第１図は中心線より上方部に加工前状態を、
且つ下方部に加工後状態をそれぞれ示した縦断面
図、第２図乃至第４図はそれぞれ工程順に示した
第１図のＡ−Ａ線での断面図、第５図は第１図の
Ａ−Ａ線での断面図、第６図は中心線より上方部
に加工前状態を、且つ下方部に加工後状態をそれ
ぞれ示した本発明の他の実施例の縦断面図、第７
図は中心線より上方部に加工前状態を、且つ下方
部に加工後状態をそれぞれ示した従来装置の縦断
面図である。 ５……直管、６，７，２０，２１……膨出成形
型、８〜１１，２１〜２４……端部成形型、８ａ
〜１１ａ，２１ａ〜２４ａ……テーパー成形部、
１２，１３……加圧桿、１４，１５……ガイド
型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個に分割されたガイド型に、膨出成形型
   を中央部に、且つテーパー成形部を有する左右側
   の端部成形型を前記膨出成形型の両側にこれに対
   し所定間隔に配して嵌着し、加工用直管を、これ
   の両側管端を何れかの前記ガイド型の左右側端部
   成形型に跨つてセツトし、このガイド型に他のガ
   イド型を合体締結することにより、前記各端部成
   形型のテーパー成形部で直管の管端部を半径方向
   に加圧縮径させてテーパー状の絞り管部を形成
   し、その後に、直管内に高液圧を作用させながら
   左右側の加圧桿を両側から合体された前記ガイド
   型内に圧入させて直管の管端と合体された前記端
   部成形型とを押圧し、前記膨出成形型に近接する
   方向に移動する前記端部成形型で直管の端部を保
   持して直管の中央部を前記膨出成形型に膨出させ
   るようにすることを特徴とするテーパー付き管材
   の高液圧膨出成形方法。 ２ 複数個に分割されたガイド型と、このガイド
   型の中央部内面に嵌着される複数個に分割した膨
   出成形型と、前記ガイド型の両端部に前記膨出成
   形型に対し所定間隔を存して移動自在に嵌着され
   前記各ガイド型の合体締結時に加工用直管の端部
   を縮径させるテーパー成形部を有する左右側の端
   部成形型と、合体された前記ガイド型に両側から
   圧入されて直管の管端と前記端部成形型とを同時
   に押圧し前記端部成形型を移動させながら直管の
   中央部を前記膨出成形型に膨出させる加圧桿とを
   具備してなることを特徴とするテーパー付き管材
   の高液膨出成形装置。