JPH11347644A - 液圧バルジの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液圧バルジ加工において、被加工物の内面に
欠陥部があっても良好なバルジ加工を行う。液圧バルジ
における加工限界を大幅に向上させる。 【解決手段】 受圧面２ａに、バルジ加工時の常温では
弾力性を有する熱可塑性もしくは加熱溶融性のプラスチ
ックまたはワックスからなる被膜５が密着された被加工
物２を、その被膜５側から液圧をかけて加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液圧バルジの加工方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図７に示すように、管材（被加工
物）１０１を金型１０２内に嵌合し、その管材１０１内
に液体を充満して圧力を加え、この液圧１０３により管
材１０１を図８に示すように型内へ膨出させて拡管する
液圧バルジ加工がある。

【０００３】この液圧バルジ加工時において、図９
（ａ）に示すようなシーム部のアンダーカットと呼ばれ
るビードカットの痕跡１０４や、（ｂ）に示すような管
内壁の傷１０５などの欠陥部があると、この欠陥部に対
し加圧液体が作用し、この加圧液体がクサビ効果を起こ
してその欠陥部を押し拡げ、その管材１０１が図１０の
符号１０６で示すように破断する場合がある。この現象
は、特に、膨出率が大きい等、管素材の加工限界に近い
バルジ加工を施す場合に顕著である。

【０００４】また、管材中に、該管材と別体で成形され
たシリコンゴム製のチューブを挿入し、バルジ加工時の
液体により管材の内面が汚染されないようにしたものが
例えば特開昭５５−１０９５２７号公報（第１公報）に
開示され、また、被加工物の偏肉が生じやすい部分の受
圧面に応力緩衝材を部分的に添設して、バルジ加工時に
おいて被加工物の偏肉差を低減するものが例えば特公昭
５２−１７８１７号公報（第２公報）に開示されてい
る。この両公報に記載の技術によれば、上記のような管
材の欠陥に対し、液体が直接接しないため、上記のクサ
ビ効果を緩和して上記の不具合を防ぐ効果がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記第１公報の技術に
おいては、シリコンゴム製のチューブは複雑な型面への
追従性や膨出性に劣ることから、複雑な形状や膨出率の
大きなバルジ加工が困難であり、形状にかなりの制約を
受ける。更に、上記のチューブにおいては、被加工物の
管径及び管長に合ったものを用意する必要があり、異種
の被加工物をバルジ加工する場合には、チューブの管理
が面倒になる。更に、バルジ加工時に上記のゴムチュー
ブの装着作業が必要になる。

【０００６】更に、チューブの劣化が著しいために頻繁
にメンテナンスや新たなものと交換しなければならず、
経済性、信頼性に問題がある。また、上記第２公報の技
術においては、応力緩衝材を部分的に添設するため、該
部分以外の部分に上記の欠陥がある場合には、その欠陥
による上記のような破断は防止できない。

【０００７】そこで本発明は、上記の問題を解消する液
圧バルジの加工方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、受圧面に、バルジ
加工時の常温では弾力性を有する熱可塑性もしくは加熱
溶融性のプラスチックまたはワックスからなる被膜が密
着された被加工物を、その被膜側から液圧をかけて加工
することを特徴とする液圧バルジの加工方法である。

【０００９】本発明においては、液圧が被膜に作用し、
被加工物に直接作用しない。そのため、被加工物の受圧
面側に欠陥部があっても、液体によるクサビ作用は生じ
ない。また、プラスチックまたはワックスは液体のよう
な流動性を有しないので、該プラスチックまたはワック
スが欠陥部に入ってクサビ効果をおこすこともない。

【００１０】更に、被膜が被加工物に密着されているた
め、該被膜と被加工物との摩擦抵抗が大きくなる。その
ため、バルジ加工時において被膜が被加工物に追従して
その被膜により被加工物に受圧面方向への圧縮応力を与
え、限界膨出率を上げることができる。

【００１１】請求項２記載の第２の発明は、上記第１の
発明において、上記被加工物が金属管であって、該管の
内面に上記被膜が密着されているものである。本発明に
おいては、上記の作用により金属管の拡管が行えるは勿
論、拡管時の軸引張応力を緩和し、限界拡管率を向上で
きる。

【００１２】請求項３記載の第３の発明は、上記請求項
１記載の発明において、被加工物の受圧面側に所定の空
隙を有して型を配置し、該空隙内に上記プラスチックま
たはワックスを加熱溶融状態で注入し、その後離型して
被加工物の受圧面に上記被膜を密着させる前工程を含む
液圧バルジの加工方法である。

【００１３】本発明においては、上記の被膜を被加工物
に密着状態に形成することが容易に行える。請求項４記
載の第４の発明は、上記第３の発明において、上記被加
工物が金属管であって、その金属管の内側に、該金属管
の内径より小径の芯金を配置し、該金属管と芯金との空
隙内に上記プラスチックまたはワックスを加熱溶融状態
で注入し、その後離型して金属管の内面に上記の被膜を
密着させる前工程を含むものである。

【００１４】本発明においては、上記金属管の内面に被
膜を、略均一の厚みで密着状態に形成することが容易に
行える。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明を金属管の拡管に適用した
図１乃至図６に示す実施例に基づいて本発明の実施の形
態について説明する。

【００１６】本発明は被加工物の内面にプラスチック層
またはワックス層からなる被膜を密着させてバルジ加工
するものであり、この被膜を密着状態に添設する工程に
ついて図１により説明する。なお、説明上、プラスチッ
ク層からなる被膜の場合について説明する。

【００１７】図１は被加工物が管材の場合の例を示し、
ケース１には被加工物２を挿入して保持する保持穴３
が、上端を開口して形成されている。そして、この保持
穴３内に、その上方から被加工物２を挿入してセットす
る。

【００１８】次で、上記被加工物２の内径よりも、成形
すべき被膜（以下プラスチック層という）の厚み分だけ
小径の芯金４を図１に示すように被加工物２内に挿入す
る。この場合、芯金４を被加工物２と同心的に挿入し、
かつその同心状態を保持して被加工物２と型である芯金
４との間に所定の空隙Ｄを形成する。この被加工物の挿
入及び抜き外しを行う手段は省略されている。また、芯
金４の外面には離型剤を塗布しておく。

【００１９】次で、上記被加工物２の内面と芯金４の外
面間の空隙Ｄ内に、常温で柔軟性を有する熱可塑性もし
くは加熱溶融性のプラスチックを、熱溶解された液化状
態で注入する。この注入後、常温で放置することによ
り、そのプラスチックは柔軟性を有する状態まで固化
し、被加工物２の内面、すなわち受圧面２ａに密着して
被膜状態に成形される。

【００２０】上記のプラスチックは、所定温度の加熱に
より液体状となり、常温では弾力性、柔軟性を有する程
度に固化する樹脂を使用するもので、例えば、防錆材に
使用される商品名シールピールホットが最適である。こ
の商品名シールピールホットは、常温では硬めのゼリー
状を呈し、手で容易に剥離できる性質を有する。本発明
に使用するプラスチックは、このような性質を有する樹
脂であれば、上記の商品名の樹脂以外のものでもよい。

【００２１】次で、上記の芯金４を抜き外し、その後被
加工物２を抜き外して、図２及び図３に示すように内周
面にプラスチック層５を密着した被加工物２を得る。次
で、上記の被加工物２を図４に示すように、被加工物２
の素材径よりも大径の型面６ａを形成した金型６内に嵌
入し、その被加工物２の両端を、液体圧入孔７ａ，８ａ
を形成した部材７，８で閉塞する。

【００２２】次で、上記液体圧入孔７ａ，８ａより被加
工物２内に液体を注入して充満させるとともに、その液
体を加圧する。この加圧により液圧Ｐがプラスチック層
５の内面に作用し、その液圧Ｐによりプラスチック層５
とともに被加工物２は図５に示すように型面６ａまで膨
出する。

【００２３】このとき、液体は直接被加工物２に接しな
いため、被加工物２の内面側に、例えば図６（ａ）に示
すようなシーム部のアンダーカットと呼ばれるビードカ
ットの痕跡９や（ｂ）に示すような材料傷１１の欠陥部
があってもこの欠陥部に液体は侵入しない。また、プラ
スチック槽５のプラスチックも分子量の大きな高分子で
あり、液体のような流動性を有しないため、これが上記
欠陥部に対してクサビ効果をおこすこともない。

【００２４】更に、上記プラスチックはゴムやシリコン
製のチューブに比べて追従性、膨出性に優れているた
め、複雑な形状や膨出率の大きなバルジ加工が容易に行
える。更に、上記プラスチックは良好な延び特性を有し
ており、かつ、被加工物２に密着していることにより、
バルジ加工が進むにつれて伸ばされ、軸方向には被加工
物２との摩擦を介して軸圧縮力を与える。この軸圧縮力
により拡管時の２軸応力状態のうち軸引張応力を緩和
し、１軸応力状態に近くすることができ、外部から付加
する軸押しと合わせて被加工物に圧縮応力を与え、限界
拡管率を上げることができる。

【００２５】上記のバルジ加工による拡管が終了した
後、その被加工物２を金型６から外し、更にプラスチッ
ク層２を治具等により剥離して取り出す。このとき、上
記商品名シールピールホットのようなプラスチックを使
用すると、そのプラスチック層５を溶剤を使用すること
なく容易に剥離できる。

【００２６】また、剥離したプラスチックは溶解して再
使用する。なお、本発明は上記のようなプラスチックの
代わりにワックスを使用しても同様の作用、効果が得ら
れる。

【００２７】また、本発明は上記の金属管の拡径に限ら
ず、その他の部品のバルジ加工に適用できるものであ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上のようであるから、請求項１記載の
発明によれば、被加工物の欠陥部がクサビ効果によって
破断することを防止できる。更に、プラスチックまたは
ワックスがゴムに比べて追従性、膨出性に優れているた
め複雑な形状や膨出率の大きなバルジ加工が可能にな
る。更に、プラスチック層またはワックス層を被加工物
に密着させたことにより、バルジ加工時に被加工物に圧
縮応力を与えることができる。したがって、バルジ加工
の限界を大幅に向上することができる。

【００２９】更に、プラスチック層が被加工物に密着さ
れているため、前記従来のゴムチューブを用いるものに
みられるゴムチューブの管理が不要で、かつバルジ加工
時の挿着作業も不要になり、バルジ加工作業が容易にな
る。

【００３０】更に、溶解して再使用できるプラスチック
またはワックスを使用することにより、従来のゴムチュ
ーブのものに比べて、経済的であり、かつ信頼性も高く
なる。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、金属管にお
いて、上記の作用により限界拡管率を向上できる。請求
項３記載の発明によれば、上記請求項１記載のバルジ加
工に必要なプラスチック層またはワックス層を容易に形
成できる。

【００３２】そして請求項４記載の発明によれば、上記
請求項２記載のバルジ加工に必要なワックス層またはプ
ラスチック層を容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を金属管のバルジ加工に適用した実施例
におけるワックス層またはプラスチック層の形成方法を
示す縦断面図。

【図２】図１により形成された金属管の側断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図４】本発明を金属管のバルジ加工に適用した実施例
におけるバルジ加工時の縦断面図。

【図５】図４のバルジ加工により拡管された状態を示す
縦断面図。

【図６】本発明における金属管の欠陥部を示すもので、
（ａ）はビードカットの痕跡による欠陥部を示し、
（ｂ）は材料傷による欠陥部を示す。

【図７】従来のバルジ加工の加圧時を示す縦断面図。

【図８】図７のバルジ加工により拡管された状態を示す
縦断面図。

【図９】従来のバルジ加工における金属管の欠陥部を示
すもので、（ａ）はビードカットの痕跡による欠陥部を
示し、（ｂ）は材料傷による欠陥部を示す。

【図１０】従来のバルジ加工による管材の破断状態を示
す外面図。

【符号の説明】

２…被加工物 ２ａ…受圧面 ４…芯金 ５…被膜 Ｄ…空隙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受圧面に、バルジ加工時の常温では弾力
   性を有する熱可塑性もしくは加熱溶融性のプラスチック
   またはワックスからなる被膜が密着された被加工物を、
   その被膜側から液圧をかけて加工することを特徴とする
   液圧バルジの加工方法。
2. 【請求項２】 上記被加工物が金属管であって、該管の
   内面に上記被膜が密着されている請求項１記載の液圧バ
   ルジの加工方法。
3. 【請求項３】 被加工物の受圧面側に所定の空隙を有し
   て型を配置し、該空隙内に上記プラスチックまたはワッ
   クスを加熱溶融状態で注入し、その後離型して被加工物
   の受圧面に上記被膜を密着させる前工程を含む請求項１
   記載の液圧バルジの加工方法。
4. 【請求項４】 上記被加工物が金属管であって、その金
   属管の内側に、該金属管の内径より小径の芯金を配置
   し、該金属管と芯金との空隙内に上記プラスチックまた
   はワックスを加熱溶融状態で注入し、その後離型して金
   属管の内面に上記の被膜を密着させる前工程を含む請求
   項３記載の液圧バルジの加工方法。