JPH09174174A - 管の押し出し加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガイドブッシュのがたつきに伴う予期しない
うねりや曲がりが生じるのを防止できる管の押し出し加
工装置を提供する。 【解決手段】 前部支持台３は、上下一対の挟持体３
１，３２と、これらに挟まれるガイドブッシュ４とを備
えている。一対の挟持体３１，３２はボルト３９で締め
付けられてガイドブッシュ４をクリアランスなく支持し
ている。ガイドブッシュ４の外周にはフランジ４ａが形
成されており、このフランジ４ａが挟持体３１，３２に
形成された嵌合溝３１ｘ，３２ｘに嵌められている。芯
金５の前端部は素管Ｐを外装した状態でこのガイドブッ
シュ４に挿入支持される。押圧ラム１０で素管Ｐを押し
出すことにより、芯金５の前端に取り付けた拡径プラグ
６（加工プラグ）が素管Ｐを拡径する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芯金に外装された
素管を前方へ押し出し、芯金の前端に取り付けた加工プ
ラグで素管を加工する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管の押し出し加工装置は、用途に応じて
様々なものがあるが、例えば、円管を真円度を維持した
まま拡径するとともに曲げる加工装置が開発されてい
る。この拡径，曲げ加工装置では、特公平６−４２９６
７号公報、特開平５−１６９１４５号公報等に開示され
ているように、真っすぐな円管形状の素管を、丸棒状の
芯金に外装し、この素管の後端を押圧ラムにより芯金に
沿って押し出す。芯金の前端には素管の内径より大きい
球形状の拡径プラグ（加工プラグ）が設けられており、
押し出されてきた素管を塑性変形させて拡径する。この
拡径された素管は、拡径プラグの前方に配置されたガイ
ドローラに案内されることにより、曲げ力を受け、上記
拡径プラグ位置で曲げ加工される。

【０００３】ところで、上記芯金は両端部で支持されて
いる。すなわち、芯金の後端部は後部支持台により支持
され、芯金の前端部は前部支持台により支持されてい
る。前部支持台での支持構造について詳述すると、前部
支持台は水平に延びる支持孔を有し、この支持孔に円管
形状のガイドブッシュが差し込まれている。そして、こ
のガイドブッシュ内に、素管を外装してなる芯金の前端
部が挿入支持されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記前部支持台の支持
孔へのガイドブッシュの挿入設置を容易にするために、
支持孔の内周面とガイドブッシュの外周面との間にクリ
アランスが形成されている。特に、加工すべき素管に応
じてガイドブッシュを頻繁に交換する場合には、このク
リアランスは比較的大きなものとなる。

【０００５】上記支持孔とガイドブッシュとの間のクリ
アランスは、次の問題を抱えている。すなわち、上記加
工の際に、素管には拡径プラグから受ける軸方向の反力
が働き、また、素管の送りに伴う軸方向の摩擦力も働
く。これら軸方向の力は、素管を圧縮する力となるばか
りか、素管や芯金の僅かな撓みに起因して素管を曲げる
力にもなる。この際、上記ガイドブッシュと支持孔との
間のクリアランス分だけ、ガイドブッシュが径方向にが
たつくため、素管に予期しないうねりや僅かな曲げが生
じてしまう。また、上記のようにガイドローラにより拡
径素管を案内することにより、拡径プラグ位置で曲げを
行う場合には、このガイドローラからの径方向の反力を
受けてガイドブッシュのがたつきが生じ、所望の曲率半
径を高精度に得られない。

【０００６】また、従来では重いガイドブッシュを支持
孔の一端側から差し込み固定しているため、クレーン等
の吊り装置の使用が難しく、着脱が容易にできないとい
う別の問題もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、
（イ）素管に挿入された状態でこの素管を軸方向に案内
する芯金と、（ロ）芯金の前端に設けられ前方に向かっ
て断面積が徐々に大となるとともに、最大断面積での外
周長が素管の内周長以上である加工プラグと、(ハ)芯金
の後端部を支持する後部支持台と、（ニ）芯金の前端部
を素管を介して挿入支持するガイドブッシュを、交換可
能に装着してなる前部支持台と、（ホ）芯金に外装され
た素管の後端を押しながら、前方に移動することによ
り、素管を加工プラグで加工させる押圧ラムと、を備え
た管の押し出し加工装置において、上記前部支持台は、
一対の挟持体と、これら一対の挟持体を、上記ガイドブ
ッシュを挟んだ状態で連結する連結手段と、を備えたこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の管の
押し出し加工装置において、上記一対の挟持体は、固定
位置に設置された下側挟持体と、この下側挟持体に対し
て取り外し可能な上側挟持体とからなることを特徴とす
る。請求項３の発明は、請求項１または２に記載の管の
押し出し加工装置において、上記ガイドブッシュの外周
には周方向に延びるフランジが形成されており、上記一
対の挟持体は互いに対向する収容凹部を有し、少なくと
も一方の挟持体の収容凹部の内周には周方向に延びる嵌
合溝が形成されており、上記フランジと嵌合溝の嵌合に
より、ガイドブッシュの前端が前部支持台の所定位置と
一致するように位置決めされていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の管の押し出し加工
装置において、上記ガイドブッシュは円管形状をなし、
そのフランジは環状をなしており、上記挟持体の収容凹
部の内周は半円筒面をなし、一対の挟持体の嵌合溝が互
いに連なって環状をなしていることを特徴とする。請求
項５の発明は、請求項３または４に記載の管の押し出し
加工装置において、上記ガイドブッシュは複数用意さ
れ、その外径が互いに等しく、内径と長さが互いに異な
り、内径が小さい程短く、内径が大きい程長く形成され
ていることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
管の押し出し加工装置を、図面に基づいて説明する。こ
の装置は、円管を拡径しながら曲げるためのものであ
る。図１に示すように、この装置は、ベースフレーム１
上に間隔をおいて配置された後部支持台２と前部支持台
３を備えている。

【００１０】上記ベースフレーム１の上方には、丸棒形
状の芯金５が、水平をなして配置されている。この芯金
５は、加工すべき円管形状の素管Ｐに挿入されてこの素
管Ｐを軸方向に案内するものである。なお、芯金５の外
径は素管Ｐの内径より僅かなクリアランス分だけ小さい
が、図１では、その差が誇張して示されている。芯金５
の後端部は、後部支持台２に軸方向への移動を禁じられ
た状態で着脱可能に支持されている。

【００１１】前部支持台３は円管形状のガイドブッシュ
４を備えており、このガイドブッシュ４に上記芯金５の
前端部が挿入されている。このガイドブッシュ４の内径
は、芯金５の外径より大きく、芯金５に外装される素管
Ｐの外径より僅かなクリアランス分だけ大きい。したが
って、芯金５の前端部は素管Ｐを介してガイドブッシュ
４に支持されるようになっている。

【００１２】芯金５は、ガイドブッシュ４から若干量前
方へ突出している。芯金５の前端には、拡径プラグ６
（加工プラグ）が連結具７を介して全方向に揺動可能か
つ取り外し可能に装着されている。この拡径プラグ６
は、球形状をなし、その径は素管Ｐの内径より大きい。
拡径プラグ６の前方には、ガイドローラ８（ガイド部
材）が配置されている。このガイドローラ８は、図示し
ない移動機構により、上下に移動可能となっている。

【００１３】ベースフレーム１の上面には、後部支持台
２と前部支持台３との間を芯金５と平行に延びる２本の
レール９が設けられている。これらレール９上を押圧ラ
ム１０が移動するようになっている。この押圧ラム１０
は、上記芯金５の挿通を許容する構造をなしており、前
部に押圧リング１１を有している。この押圧リング１１
の内径は芯金５より若干大きく、素管Ｐの外径より小さ
い。

【００１４】上記押圧ラム１０は、駆動機構２０により
前方に移動されるようになっている。この駆動機構２０
は、一対の油圧シリンダ２１を有している。これら油圧
シリンダ２１は、芯金５の両側に配置され、後部支持台
２に水平に固定されている。この油圧シリンダ２１のロ
ッド２１ａの前端が、押圧ラム１０に固定されている。

【００１５】次に、本発明の特徴部について説明する。
前部支持台３は、基礎フレーム３０と、この基礎フレー
ム３０上に固定された下側挟持体３１と、この下側挟持
体３１の上に取り外し可能に設置された上側挟持体３２
とを有している。図２，図３に良く示されているよう
に、これら挟持体３１，３２は、水平な平坦面３１ａ，
３２ａと、この平坦面３１ａ，３２ａのほぼ中央に形成
された芯金５方向に延びる収容凹部３１ｂ，３２ｂとを
それぞれ有している。収容凹部３１ｂ，３２ｂの内周面
は半円筒面をなしている。上側挟持体３２が下側挟持体
３１に載せられた状態で、上記収容凹部３１ｂ，３２ｂ
により、断面円形の支持孔が形成される。

【００１６】上記収容凹部３１ｂ，３２ｂのそれぞれの
内周には、周方向に延びる半円弧形状の嵌合溝３１ｘ，
３２ｘが軸方向に間隔をおいて複数形成されている。こ
れら嵌合溝３１ｘ，３２ｘは、上側挟持体３２が下側挟
持体３１に載せられた状態で、互いに連なり、環状をな
している。

【００１７】ガイドブッシュ４の外径は、上記収容凹部
３１ｂ，３２ｂからなる支持孔の内径と等しい。ガイド
ブッシュ４の後端部外周には周方向に延びる環状のフラ
ンジ４ａが設けられている。ガイドブッシュ４は、加工
対象の素管Ｐの外径に対応して、多数用意されている。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、各ガイドブッシュ４
は、素管Ｐの外径より僅かなクリアランス分だけ大きい
内径Ｄ２を有しており、この内径Ｄ２に対応した最適な
長さＬ（すなわち、素管Ｐの支持を確実に行うために必
要な長さであり、例えば内径Ｄ２の約４倍）を有してい
る。但し、外径Ｄ１は互いに等しく、フランジ４ａも同
形状となっている。内径Ｄ２が小さいと、長い孔を形成
するのが困難であるが、上記のように、ガイドブッシュ
４を内径Ｄに応じて短くするので、孔を高精度に簡単に
形成することができる。また、内径Ｄが小さいと肉厚に
なるが、その分短くなるので、ガイドブッシュ４の重量
が過大になるのを防止することができる。

【００１８】また、嵌合溝３１ｘ，３２ｘの位置は、ガ
イドブッシュ４の長さと関連を持って設定され、ガイド
ブッシュ４のフランジ４ａを、対応する嵌合溝３１ｘ，
３２ｘに嵌めることで、長さの違うガイドブッシュ４の
前端が、前部支持台３の所定位置例えば前端面に揃うよ
うになっている。そのため、ガイドブッシュ４の前端と
拡径プラグ６との位置関係は、ガイドブッシュ４を交換
しても変わらず、後述の加工に支障をきたさない。

【００１９】加工対象となる素管Ｐの径が変わる度に、
芯金５は勿論のことガイドブッシュ４も交換される。以
下、ガイドブッシュ４の設置作業について詳述する。下
側挟持体３１の収容凹部３１ｂを開放した状態で、ガイ
ドブッシュ４をクレーン等の吊り装置（図示しない）で
吊って、この収容凹部３１ｂに収容する。この際、ガイ
ドブッシュ４のフランジ４ａの下半分を嵌合溝３１ｘの
一つに収容し、ガイドブッシュ４の前端を下側挟持体３
１の前端面に合わせる。次に、上側半割り３２をクレー
ンで吊ってガイドブッシュ４に被せ、ガイドブッシュ４
の上半分を収容凹部３２ｂに収容するとともに、その嵌
合溝３２ｘの一つをフランジ４ａの上半分に嵌める。そ
の後で、複数のボルト３９（連結手段）を、上側挟持体
３２に形成された貫通孔３２ｙに貫通させ下側挟持体３
１のねじ孔３１ｙにねじ込んで締め付ける。これによ
り、両挟持体３１，３２で、ガイドブッシュ４をクリア
ランスなく挟持する。

【００２０】上記のように、上下の挟持体３１，３２で
ガイドブッシュ４を挟持する構成であるため、クレーン
等の吊り装置を用いてガイドブッシュ４の装着および取
り外しを行うことができ、また、フランジ４ａと嵌合溝
３１ｘ，３２ｘを利用してガイドブッシュ４の位置決め
ができるので、段取り作業が容易となる。

【００２１】上記構成の装置による素管Ｐの加工を順を
追って説明する。素管Ｐの装着前に、押圧ラム１０は図
１に示すように、後部支持台２の近傍に位置している。
拡径プラグ６は予め芯金５の前端から外されている。こ
の状態で、捨て管Ｐ’と加工対象の素管Ｐとをこの順に
芯金５の前端から装着する。この捨て管Ｐ’は、素管Ｐ
と同一の内外径を有する円管からなり、その長さＬ’
（図１参照）は、押圧ラム１０が最前位置にある時の押
圧リング１１の前面と、拡径プラグ６の中心との間の距
離に相当する。

【００２２】上記捨て管Ｐ’と素管Ｐとを芯金５に装着
した後、芯金５の前端に拡径プラグ６を装着する。その
後、油圧シリンダ２１を駆動させて、押圧ラム１０を前
進させる。この際、押圧ラム１０の押圧リング１１が捨
て管Ｐ’を介して素管Ｐの後端を押し、芯金５に沿って
前方へ移動させる。素管Ｐの前端が拡径プラグ６に当た
ると、それ以後、上記押圧力により素管Ｐの拡径がなさ
れる。ガイドローラ８は、最初芯金５の前方において、
芯金５の軸線より下方に位置しており、拡径された素管
Ｐの前端がガイドローラ８の上方に達した段階で徐々に
上方に移動し、所定位置に停止する。以後、素管Ｐはこ
の所定位置のガイドローラ８に案内されて進む。素管Ｐ
には、このガイドローラ８により常時曲げ力が働いてお
り、上記拡径プラグ６での拡径に伴う塑性変形の際に、
この曲げ力により曲げられる。その結果、所定の曲率半
径を有する拡径された曲げ管が得られる。なお、拡径プ
ラグ６は揺動可能であるので、ガイドローラ８で決定さ
れた曲率半径に応じて振れ角度が決定され、素管Ｐに不
必要な力が付与されず、円滑な曲げ加工がなされる。

【００２３】素管Ｐの後端が拡径プラグ６を半分越えた
時に、この素管Ｐの加工が終了する。この加工により得
られた曲げ管を、拡径プラグ６から抜き取る。次に、油
圧シリンダ２１を縮めて押圧ラム１０を後退させ、前端
が拡径プラグ６を半分くわえた状態の捨て管Ｐ’を芯金
５に沿って若干後退させる。次に、拡径プラグ６を芯金
５から外し、さらに、捨て管Ｐ’を芯金５から抜き取る
ことにより、加工の全工程が終了する。

【００２４】上述したように、ガイドブッシュ４は、一
対の挟持体３１，３２にクリアランスなくして（または
最小限のクリアランスで）挟持されている。そのため、
上記加工の際に、素管Ｐには拡径プラグ６から受ける反
力やガイドローラ６から受ける反力等があっても、ガイ
ドブッシュ４ががたつくのを防止でき、そのため、素管
Ｐに予期しないうねりや微小な曲げが生じることがな
く、所望の曲率半径の曲げ管を高精度で製造することが
できる。また、フランジ４ａと嵌合溝３１ｘ，３２ｘと
の嵌合により、ガイドブッシュ４は軸方向に移動を禁じ
られているので、素管Ｐに対する支持強度を高めること
ができる。

【００２５】本発明は上記実施例に制約されず、種々の
形態が可能である。例えば、素管を曲げるためのガイド
ローラは拡径プラグに近接して配置されていてもよい。
本発明の管の押し出し加工装置は、曲げを伴わず拡径だ
けでもよい。この場合、内面が滑らかな直管を得ること
ができる。また、本発明は、素管の断面形状を楕円や多
角形に変える加工を行う装置にも適用できる。この場
合、断面形状の周長さは、変わらなくてもよいし長くな
ってもよい。加工プラグは、前方に向かって断面積が徐
々に大となるとともに、最大断面積での外周長が素管の
内周長以上とする。ガイドブッシュの前端部または中間
部にフランジが形成されている場合には、挟持体の嵌合
溝が一つでも、フランジと協働して、種々の長さのガイ
ドブッシュの前端位置決めを行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、前部支持台が一対の挟持体を含み、ガイドブッ
シュをクリアランスなく挟持したので、加工に際しての
ガイドブッシュのがたつきがなく、高精度に管を押し出
し加工することができる。請求項２の発明によれば、一
対の挟持体を上下に配置したので、下側の挟持体を開放
させた状態で、クレーン等の吊り装置を使用してガイド
ブッシュを簡単に設置したり取り外すことができ、ガイ
ドブッシュが重くてもその設置，取り外し作業を効率よ
く行うことができる。

【００２７】請求項３の発明によれば、ガイドブッシュ
のフランジを挟持体の嵌合溝に嵌めることにより、ガイ
ドブッシュの位置決めを簡単に行うことができ、また、
ガイドブッシュの軸方向支持強度を高めることができ
る。請求項４の発明によれば、一対の挟持体の嵌合溝が
環状をなして連なり、ここに環状のフランジが嵌まるた
め、上側挟持体の設置時における位置決めも容易となる
とともに、ガイドブッシュの軸方向力に対する支持強度
をより一層高めることができる。請求項５の発明によれ
ば、ガイドブッシュの長さを素管径に対応した最適長さ
に設定することができ、内径が小さい場合には全長を必
要以上に長くしないので、ガイドブッシュの加工負担が
軽減するとともに、重量が過大になるのを防止できる。
しかも、上記フランジと嵌合溝との嵌め合わせによる位
置決めにより、ガイドブッシュの長さが異なってもその
前端を揃えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態をなす管の押し出し加工装
置を、一部断面にして示す側面図である。

【図２】前部支持台を含む要部拡大断面図である。

【図３】図２中IIIーIII矢視断面図である。

【図４】異なるガイドブッシュを（ａ），（ｂ）で比較
して示す断面図である。

【符号の説明】

Ｐ 素管 ２ 後部支持台 ３ 前部支持台 ４ ガイドブッシュ ４ａ フランジ ５ 芯金 ６ 拡径プラグ（加工プラグ） １０ 押圧ラム ３１ 下側挟持体 ３２ 上側挟持体 ３１ａ，３２ｂ 収容凹部 ３１ｘ，３２ｘ 嵌合溝 ３９ ボルト（連結手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）素管に挿入された状態でこの素管を
   軸方向に案内する芯金と、（ロ）芯金の前端に設けら
   れ、前方に向かって断面積が徐々に大となるとともに、
   最大断面積での外周長が素管の内周長以上である加工プ
   ラグと、（ハ）芯金の後端部を支持する後部支持台と、
   （ニ）芯金の前端部を素管を介して挿入支持するガイド
   ブッシュを、交換可能に装着してなる前部支持台と、
   （ホ）芯金に外装された素管の後端を押しながら、前方
   に移動することにより、素管を加工プラグで加工させる
   押圧ラムと、 を備えた管の押し出し加工装置において、上記前部支持
   台は、一対の挟持体と、これら一対の挟持体を、上記ガ
   イドブッシュを挟んだ状態で連結する連結手段と、を備
   えたことを特徴とする管の押し出し加工装置。
2. 【請求項２】 上記一対の挟持体は、固定位置に設置さ
   れた下側挟持体と、この下側挟持体に対して取り外し可
   能な上側挟持体とからなることを特徴とする請求項１に
   記載の管の押し出し加工装置。
3. 【請求項３】 上記ガイドブッシュの外周には周方向に
   延びるフランジが形成されており、上記一対の挟持体は
   互いに対向する収容凹部を有し、少なくとも一方の挟持
   体の収容凹部の内周には周方向に延びる嵌合溝が形成さ
   れており、上記フランジと嵌合溝の嵌合により、ガイド
   ブッシュの前端が前部支持台の所定位置と一致するよう
   に位置決めされていることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の管の押し出し加工装置。
4. 【請求項４】 上記ガイドブッシュは円管形状をなし、
   そのフランジは環状をなしており、上記挟持体の収容凹
   部の内周は半円筒面をなし、一対の挟持体の嵌合溝が互
   いに連なって環状をなしていることを特徴とする請求項
   ３に記載の管の押し出し加工装置。
5. 【請求項５】 上記ガイドブッシュは複数用意され、そ
   の外径が互いに等しく、内径と長さが互いに異なり、内
   径が小さい程短く、内径が大きい程長く形成されている
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の管の押し出
   し加工装置。