JPH11342431A - 金属管の液圧バルジ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来と同等のシール性能を確保しつつ、着脱
作業の労力を軽減すること。 【解決手段】 素管７内の加工液１０による成形内圧
と、素管７の軸方向圧縮を組合せて素管７を膨出加工す
る液圧バルジ加工装置である。下金型２にセットする素
管７の軸方向両側に配置される軸押装置３，４の軸押ピ
ストン３ａ，４ａ先端面に、液体流路３ａａ，４ａａの
外周側を覆う横Ｕ型のリップパッキン１３の嵌入穴３ａ
ｂ，４ａｂと、係合凸部３ａｃ，４ａｃを形成する。軸
押ピストン３ａ，４ａの先端に取付ける軸押工具８，９
の基端側に、係合凸部３ａｃ，４ａｃに係合する係合凹
部８ｂ，９ｂを設ける。軸押ピストン３ａ，４ａへの軸
押工具８，９の連結時、軸押工具８，９を軸押ピストン
３ａ，４ａの嵌入穴３ａｂ，４ａｂにセットされたリッ
プパッキン１３のシール面に対して平行に移動させる。 【効果】 ボルトの締付に要する作業が省略でき、連結
作業を大幅に軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管内の液圧に
よる内圧と、金属管の軸方向圧縮とを組合せて金属管の
一部を膨出加工する液圧バルジ加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】金属管の液圧バルジ加工は、素材となる
金属管（以下、「素管」という）に液体（以下、「加工
液」という）を注入し、その加工液の圧力（以下、「成
形内圧」という）と、素管の管端への軸方向圧縮力（以
下、「軸押力」という）とを組み合わせて付加すること
により、種々の断面形状の異形管製品を得る加工方法で
ある。

【０００３】図９は液圧バルジ加工装置全体の正面図の
一例を示す。図９に示すように、液圧バルジ加工装置
は、基本的に、対をなす上金型１及び下金型２と、この
下金型２にセットする素管７の軸方向両側に配置され、
それぞれの軸押ピストン３ａ，４ａの先端に取付けた軸
押工具８，９を介して、素管７を軸方向から圧縮すると
共に、軸押ピストン３ａ，４ａ及び軸押工具８，９に設
けた液体流路３ａａ，４ａａ及び８ａ，９ａを通して素
管７内に加工液を供給する軸押装置３，４と、加工液に
数百〜数千kgf/cm² の高圧を発生させる圧力発生装置５
と、上金型１を降下させ、下金型２に押付けるためのプ
レス装置６から構成される。

【０００４】図１０は上記したような構成の液圧バルジ
加工装置を用いた液圧バルジ加工工程の一例を示し、
（ａ）は加工前の状態を、（ｂ）は加工終了時点の状態
を示す。先ず、下金型２に素管７をセットし、図９に示
したプレス装置６にて上金型１を降下させて下金型２に
押付ける。次に、軸押装置３，４を作動させて、素管７
の軸方向両側からそれぞれの軸押ピストン３ａ，４ａを
突出動作させ、これらの軸押ピストン３ａ，４ａに取付
けられた軸押工具８，９を接近移動させて素管７の両管
端に軸押工具８，９を押付けてシールを行う。

【０００５】その後、流路３ａａ，８ａを介して素管７
内に加工液１０を注入しながら、加工液１０と共に素管
７内の空気を液体流路９ａ，４ａａを介して排出した
後、流路９ａの延長上に設けた図示しないバルブを閉じ
て、素管７内を加工液１０で充満させる。この状態を示
すのが図１０（ａ）である。

【０００６】次に、軸押装置３，４を作動させて、図１
０（ａ）の状態よりさらに軸押ピストン３ａ，４ａを突
出動作させ、軸押工具３，４で素管７を圧縮させながら
図９に示した圧力発生装置５によって成形内圧を徐々に
増加させる。これにより、素管７は上金型１と下金型２
の内部形状に沿うように膨出し、図１０（ｂ) に示すよ
うに、製品１１に成形加工される。成形加工終了後は、
成形内圧を低下せしめた後、上金型１を上昇させ、軸押
工具３，４を離反移動させて製品１１を取り出す。

【０００７】以上の液圧バルジ加工では、軸押しの過程
で成形内圧を適正に保つことが重要である。成形内圧が
低下すると、素管を所定の形状に膨出させることができ
ないばかりか、軸圧縮によって素管に座屈が発生するか
らである。そして、成形内圧を適正に保つためには、軸
押ピストン３，４や軸押工具８，９の液体流路３ａａ，
４ａａ，８ａ，９ａにおいて、漏洩なく加工液１０をシ
ールする技術が重要となる。

【０００８】図１１は、従来の液圧バルジ加工装置にお
ける、軸押ピストン３ａ，４ａと軸押工具８，９の連結
手段の代表例を示す図である。従来の液圧バルジ加工装
置では、軸押ピストン３ａ，４ａと軸押工具８，９の間
で漏洩なくシールし、かつ、軸押ピストン３ａ，４ａと
軸押工具８，９の着脱を可能とするために、図１１に示
すように、軸押工具８，９の連結部をフランジ形式とな
すと共に、軸押ピストン３ａ，４ａと軸押工具８，９の
当接面にＯリング等のパッキン１２を挟み込み、数本か
ら十数本のボルト１６によって軸押ピストン３ａ，４ａ
に連結し、シールを行っていた。

【０００９】このように、シールを必要とする連結部の
間にパッキンを挟み込み、連結部をボルトによって均等
に締め付けて固定し、フランジの合わせ平面をシールす
る方法は、ＪＩＳ Ｂ ２４０６に示すように、広く一
般的に行われている方法である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示したような連結手段では、段取り替え等で軸押工具
を軸押ピストンから着脱する際に多数のボルトを均等に
締め付ける作業が必要である。そして、これらの作業
は、軸押工具が水平に取付けられていることもあり、多
大な労力を必要とする。さらに、Ｏリングを毎回着脱す
るので、Ｏリングが損傷することも多くなるという問題
もある。

【００１１】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、従来と同等のシール性能を確保し
つつ、着脱作業の労力を軽減することができる、金属管
の液圧バルジ加工装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置は、
軸押ピストン先端面に、シール部材の嵌入穴と第１係合
部を形成すると共に、軸押工具の基端側に前記第１係合
部に係合する第２係合部を設けた構成としている。そし
て、このようにすることで、軸押ピストンへの軸押工具
の連結時、軸押工具を軸押ピストンの嵌入穴にセットさ
れたシール部材のシール面に対して平行に移動させるだ
けで、軸押ピストンと軸押工具を連結することができる
ようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る金属管の液圧バルジ
加工装置は、金属管内の液体による内圧と、金属管の軸
方向圧縮を組合せて金属管を膨出加工する液圧バルジ加
工装置において、下金型にセットする金属管の軸方向両
側に配置される軸押装置の軸押ピストン先端面に、液体
流路の外周側を覆うシール部材の嵌入穴と、第１係合部
を形成すると共に、この軸押ピストンの先端に取付ける
軸押工具の基端側に、前記第１係合部に係合する第２係
合部を設け、軸押ピストンへの軸押工具の連結時、軸押
工具を軸押ピストンの嵌入穴にセットされたシール部材
のシール面に対して平行に移動させて連結するように構
成したり、シール部材の嵌入穴を、軸押ピストン先端面
に代えて軸押工具の基端面に形成したものであり、必要
に応じて、シール部材として横Ｕ型のリップパッキンを
使用し、かつ、少なくともシール面側外周に金属リング
を設けることとする。

【００１４】本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置
では、連結に際しては、軸押工具をシール部材のシール
面に対して平行に移動させるだけであるので、ボルトが
不用になって、その締付に要する作業が省略でき、連結
作業を大幅に軽減することができる。

【００１５】軸押ピストンへの軸押工具の連結時、軸押
工具の移動を円滑に行うためには、軸押ピストンの第１
係合部と、軸押工具の第２係合部の間に僅かな隙間を有
することが必要であるが、軸方向圧縮を伴う液圧バルジ
加工にあっては、成形内圧を負荷しているときには、軸
圧ピストンによって金属管に圧縮力が加えられているの
で、前記隙間は０になり、加工液が漏洩することはな
い。

【００１６】偏荷重を受けた場合には、図７（ａ）に示
すように、軸押工具８，９が軸押ピストン３ａ，４ａに
対して僅かに傾くが、シール部材として横Ｕ型のリップ
パッキン１３を使用した場合には、図７（ｂ）に示すよ
うに、隙間を殺す方向にリップ１３ａが開くので、加工
液１０が漏洩することはない。

【００１７】また、シール部材の、少なくともシール面
側外周に金属リング１５を設けた場合には、図８に示す
ように、液体流路を流れる加工液の水圧により、シール
部材（パッキン１２）の外周側がはみ出して、シール部
材（パッキン１２）を損傷させるということが防止でき
る。

【００１８】さらに、シール部材としてＯリングやＵ型
のリップパッキンを使用した場合には、軸押工具をシー
ル部材のシール面に対して平行に移動させて連結する際
に、ＯリングやＵ型のリップパッキンを巻き込んで損傷
させるという問題があるが、横Ｕ型のリップパッキンを
使用した場合には、軸押工具の移動方向とリップの先端
方向が平行となるので、パッキンを巻き込むということ
がない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る金属管の液圧バルジ加工
装置を図１〜図７に示す一実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置の軸押
ピストンと軸押工具との連結部の構造の一例を示した図
で、（ａ）は平面方向から見た図、（ｂ）は側面方向か
ら見た図、図２は本発明に係る金属管の液圧バルジ加工
装置の軸押ピストンの先端部を示した図で、（ａ）は中
央縦断面平面図、（ｂ）は（ａ）を左側から見た正面
図、図３は本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置の
軸押工具の基端部を示した図で、（ａ）は平面方向から
見た図、（ｂ）は（ａ）を左側から見た正面図、図４は
軸押ピストンと軸押工具の連結作業との過程と、連結し
た状態を示した図、図５はシール面側外周に金属リング
を設けた横Ｕ型のリップパッキンを示した図で、（ａ）
は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、図６は軸押
ピストンと軸押工具との連結部の構造の他の例を示した
図で、（ａ）は軸押工具に嵌入穴を形成したもの、
（ｂ）はあり溝の係合部を形成したもの、図７は軸押工
具に偏荷重が作用した場合の軸押工具と軸押ピストンの
連結部を示した図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡
大断面図である。

【００２０】図１〜図７において、３ａｂ，４ａｂは軸
押ピストン３ａ，４ａの先端面中央部に形成された嵌入
穴であり、この嵌入穴３ａｂ，４ａｂに、軸押ピストン
３ａ，４ａの軸芯に開設された液体流路３ａａ，４ａａ
の外周側を覆うシール部材、例えば図５に示すような、
横Ｕ型のリップパッキン１３が嵌入される。

【００２１】そして、このリップパッキン１３のシール
面側外周には、液体流路８ａ，９ａを流れる加工液１０
の水圧により、リップパッキン１３の外周側がはみ出し
て、リップパッキン１３を損傷させるということを防止
するために、金属リング１５が設けられている。

【００２２】３ａｃ，４ａｃは同じく軸押ピストン３
ａ，４ａの先端面における前記嵌入穴３ａｂ，４ａｂを
挟む両側に突出状に形成された例えば鉤状の係合凸部で
あり、この係合凸部３ａｃ，４ａｃによって、軸押ピス
トン３ａ，４ａの先端面に、上下方向に貫通する内部拡
径溝３ａｄ，４ａｄを形成している。

【００２３】８ｂ，９ｂは軸押工具８，９の基端側に形
成した係合凹部であり、例えば図１（ａ）、図３（ａ）
に示すように、平面視Ｈ状に形成され、先端突出部８ｂ
ａ，９ｂａが前記内部拡径溝３ａｄ，４ａｄに嵌入し、
この先端突出部８ｂａ，９ｂａと後端突出部８ｂｂ，９
ｂｂ間に形成される凹部８ｂｃ，９ｂｃに前記係合凸部
３ａｃ，４ａｃが嵌入するようになっている。

【００２４】１４は軸押ピストン３ａ，４ａの先端面に
おける係合凸部３ａｃ，４ａｃの下方に例えばボルト止
めされたストッパーであり、このストッパー１４により
軸押工具８，９を下側から支え、軸押ピストン３ａ，４
ａに対する軸押工具８，９の位置決めがなされる。

【００２５】本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置
は上記した構成であり、軸押ピストン３ａ，４ａに軸押
工具８，９を連結する際は、先ず、軸押ピストン３ａ，
４ａの嵌入穴３ａｂ，４ａｂに、横Ｕ型のリップパッキ
ン１３を、金属リング１５がシール面側となるように嵌
入してセットする。

【００２６】次に、軸押ピストン３ａ，４ａの先端に形
成した内部拡径溝３ａｄ，４ａｄに軸押工具８，９の先
端突出部８ｂａ，９ｂａが挿入し、軸押ピストン３ａ，
４ａの係合凸部３ａｃ，４ａｃが軸押工具８，９の凹部
８ｂｃ，９ｂｃに係合するように位置させた後、図４に
白抜き矢印で示すように、軸押工具８，９を、その下端
がストッパー１４に当接するまで、リップパッキン１３
のシール面に対して平行に移動させる。

【００２７】以上のように、本発明に係る金属管の液圧
バルジ加工装置では、軸押工具８，９をリップパッキン
１３のシール面に対して平行に移動させるだけで、軸押
工具８，９を軸押ピストン３ａ，４ａに連結できるの
で、連結に際し、ボルトが不要になって、その締付に要
する作業を大幅に省略することができる。

【００２８】そして、軸押ピストン３ａ，４ａの嵌入穴
３ａｂ，４ａｂにリップパッキン１３を嵌入してセット
した状態では、リップパッキン１３のリップ１３ａは、
その先端が軸押ピストン３ａ，４ａの軸芯方向を向いて
いるので、軸押工具８，９を軸押ピストン３ａ，４ａに
連結する際、リップパッキン１３のリップ１３ａを巻き
込むことがない。また、リップパッキン１３のシール面
側外周に金属リング１５を設けているので、液体流路３
ａａ，４ａａを流れる加工液１０の水圧により、リップ
パッキン１３の外周側がはみ出して、リップパッキン１
３を損傷させることもない。

【００２９】ちなみに、軸押工具８，９と軸押ピストン
３ａ，４ａの連結部を、図１〜図４に示す構成とし、シ
ール部材として、シール面側外周に金属リング１５を設
けた、図４に示す外径がφ６０ｍｍ、内径がφ３０ｍ
ｍ、厚さが１５ｍｍの横Ｕ型のリップパッキン１３を採
用した場合と、ボルト数が８本の、図１１に示す従来の
連結構造のものを比較した。

【００３０】ボルトを用いて連結する従来の金属管の液
圧バルジ加工装置では、連結に３０〜４０分必要であっ
たが、本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置では、
連結に要する時間は数十秒であった。連結後、加工液の
漏れが発生しなかったのは言うまでもない。また、軸押
工具を軸押ピストンに対して水平移動させるだけで、ボ
ルトの締付作業がないので、作業が極めて楽で簡単であ
った。

【００３１】上記した実施例では、軸押ピストン３ａ，
４ａの先端面に嵌入穴３ａｂ，４ａｂを形成したものに
ついて説明したが、これに代えて、図６（ａ）に示すよ
うに、軸押工具８，９の基端面に嵌入穴を形成したもの
でも良い。

【００３２】なお、この図６（ａ）に示す実施例では、
軸押ピストン３ａ，４ａの先端面に、前記軸押工具８，
９の基端面に形成したのと同様の係合凹部３ｂ，４ｂ
を、また、軸押工具８，９の基端面に、軸押ピストン３
ａ，４ａの先端面に形成したのと同様の係合凸部８ｃ，
９ｃを形成したものを示したが、図１〜図５に示した実
施例において、軸押ピストン３ａ，４ａの先端面に形成
した嵌入穴３ａｂ，４ａｂに代えて、軸押工具８，９の
基端面に嵌入穴を形成したものでも良い。また、係合凸
部と係合凹部の形状も、上記した実施例に限らないこと
は勿論であり、同様の作用を奏するものであれば、図６
（ｂ）に示すようなあり溝形状のものでも良い。

【００３３】また、上記した実施例では、シール部材と
して、シール面側外周に金属リング１５を設けた横Ｕ型
のリップパッキン１３を採用したものを開示したが、こ
の金属リング１５は必要最低限シール面側外周に設けれ
ば良いのであって、外周全域に設けたものであっても良
いことは言うまでもない。

【００３４】さらに、加工液の水圧によるリップパッキ
ン１３の外周側のはみ出しを問題としないのであれば、
金属リング１５を設けなくても良い。さらに、軸押工具
８，９をシール部材のシール面に対して平行に移動させ
て連結する際、シール部材の巻込みを問題としないので
あればシール部材としてＯリングやＵ型のリップパッキ
ンを使用しても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る金属
管の液圧バルジ加工装置によれば、軸押工具をシール部
材のシール面に対して平行に移動させるだけで、軸押ピ
ストンに軸押工具を連結できるので、連結作業に要する
労力を大幅に軽減することができる。

【００３６】また、シール部材として、横Ｕ型のリップ
パッキンを使用し、少なくともシール面側外周に金属リ
ングを設けた場合には、軸押工具をシール部材のシール
面に対して平行に移動する際、パッキンを巻き込むとい
うことがなく、また、加工液の水圧により、シール部材
の外周側がはみ出して、シール部材を損傷させるという
こともなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置の軸
押ピストンと軸押工具との連結部の構造の一例を示した
図で、（ａ）は平面方向から見た図、（ｂ）は側面方向
から見た図である。

【図２】本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置の軸
押ピストンの先端部を示した図で、（ａ）は中央縦断面
平面図、（ｂ）は（ａ）を左側から見た正面図である。

【図３】本発明に係る金属管の液圧バルジ加工装置の軸
押工具の基端部を示した図で、（ａ）は平面方向から見
た図、（ｂ）は（ａ）を左側から見た正面図である。

【図４】軸押ピストンと軸押工具の連結作業との過程
と、連結した状態を示した図である。

【図５】シール面側外周に金属リングを設けた横Ｕ型の
リップパッキンを示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図６】軸押ピストンと軸押工具との連結部の構造の他
の例を示した図で、（ａ）は軸押工具に嵌入穴を形成し
たもの、（ｂ）はあり溝の係合部を形成したものであ
る。

【図７】軸押工具に偏荷重が作用した場合の軸押工具と
軸押ピストンの連結部を示した図で、（ａ）は全体図、
（ｂ）は要部拡大断面図である。

【図８】液体流路を流れる加工液の水圧により、シール
部材の外周側がはみ出した状態を説明する図である。

【図９】液圧バルジ装置全体の一例を示した正面図であ
る。

【図１０】液圧バルジ加工工程の一例を示した図であ
り、（ａ）は加工前の状態を、（ｂ）は加工終了時点の
状態を示す図である。

【図１１】従来の液圧バルジ加工装置における、軸押ピ
ストンと軸押工具の連結手段の代表例を示す図であり、
（ａ）は側面方向から見た縦断面図、（ｂ）は左側から
見た正面図である。

【符号の説明】

２ 下金型 ３ 軸押装置 ３ａ 軸押ピストン ３ａａ 流路 ３ａｂ 嵌入穴 ３ａｃ 鉤状係合凸部 ４ 軸押装置 ４ａ 軸押ピストン ４ａａ 流路 ４ａｂ 嵌入穴 ４ａｃ 鉤状係合凸部 ７ 素管 ８ 軸押工具 ８ｂ 係合凹部 ９ 軸押工具 ９ｂ 係合凹部 １０ 加工液 １３ 横Ｕ型のリップパッキン １５ 金属リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福村 卓巳 大阪府豊中市庄本町２丁目８番８号 株式 会社山本水圧工業所内 (72)発明者 山口 勇 大阪府豊中市庄本町２丁目８番８号 株式 会社山本水圧工業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管内の液体による内圧と、金属管の
   軸方向圧縮を組合せて金属管を膨出加工する液圧バルジ
   加工装置において、下金型にセットする金属管の軸方向
   両側に配置される軸押装置の軸押ピストン先端面に、液
   体流路の外周側を覆うシール部材の嵌入穴と、第１係合
   部を形成すると共に、この軸押ピストンの先端に取付け
   る軸押工具の基端側に、前記第１係合部に係合する第２
   係合部を設け、軸押ピストンへの軸押工具の連結時、軸
   押工具を軸押ピストンの嵌入穴にセットされたシール部
   材のシール面に対して平行に移動させて連結するように
   構成したことを特徴とする金属管の液圧バルジ加工装
   置。
2. 【請求項２】 シール部材の嵌入穴を、軸押ピストン先
   端面に代えて軸押工具の基端面に形成したことを特徴と
   する請求項１記載の金属管の液圧バルジ加工装置。
3. 【請求項３】 シール部材として横Ｕ型のリップパッキ
   ンを使用し、かつ、少なくともシール面側外周に金属リ
   ングを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の金
   属管の液圧バルジ加工装置。