JP2002521200A - 液圧管成形ダイスおよびその製造方法 - Google Patents

液圧管成形ダイスおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 内部空間を有する素材管から管状嵌合部を成形する装置が設けられる。本装置は、右ダイス・プレート、左ダイス・プレート、下部ダイス・プレート、上部ダイス・プレートからなる。右ダイス・プレートは、素材管を受けることができる第1空所を有する。左ダイス・プレートは、第1空所に整合された第2空所を有する。右ダイス・プレートは第1案内ポストを有し、また、左ダイス・プレートは第2案内ポストを有する。第1空所は、成形空所を画定するように第2空所に結合される。下部ダイス・プレートは、右ダイス・プレートおよび左ダイス・プレートを支持することができる。下部ダイス・プレートは流体ラインを受けることができるポートを含む。上部ダイス・プレートは、第1位置と第2位置との間を動くことができる。上部ダイス・プレートは第1および第2案内ポストを受けかつ上部ダイス・プレートを右ダイス・プレートおよび左ダイス・プレートに整合させる案内穴を有する。本装置は、流体を、流体ラインをかいして素材管の内部空間に連通する流体配送手段をさらに有する。プランジャが、素材管内の流体を加圧して素材管の形状が成形空所に一致するように素材管を膨張させるために用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に冷間成形管状材料の分野に関し、さらに詳しく言えば、素材
管から管状嵌合部を液圧成形する装置および方法に関する。
【0002】 本特許出願は、1998年7月21日に出願された米国仮出願第60/093
,612号の優先権の利益を請求する。
【0003】
【従来の技術】
産業は、一体の管形状に成形されるべき標準の素材管を要求している。マンド
レルを用いてまたはそれなしに素材管を曲げ、伸延し、押圧し、半径方向に膨張
させる一般な動作は、公知である。いくつかの金属および合金は、液圧成形方法
によって複雑な管形状に成形される。液圧成形方法は、所望の管形状を成形する
ためにいくつかの工程を必要とする。例えば、1997年5月15日に出願され
かつ本出願人に譲渡された米国特許出願第08/856,511号をここに引用
する。一般に、管または工作物は、管の所望の合成形状を画定する空所を有する
1対のダイス間に置かれる。ダイスは併合し、工作物の端が1対の密封ユニット
によって密封される。工作物は加圧された流体で満たされる。工作物内で流体を
加圧することによって、空所の形状に一致するように工作物を膨張させる。流体
は、工作物から抜かれ、密封ユニットが工作物を解除するように取り除かれる。
この方法の主な問題は、液圧成形プレスが極めて高価であることである。単独の
液圧成形プレスは、約300万ドルもする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
機械的または液圧プレスが広く入手でき、長年多くの工場で使用されてきて以
来、上記液圧成形動作を実行するようにこれらのプレスを変更しようとする試み
がなされてきた。機械的または液圧プレスの液圧成形動作を実行しようとする従
来の試みは、いくつかの追加の設備部品が液圧成形動作仕事をするために要求さ
れる。このような設備は、例えば、外部水ユニット、外部液圧部、および追加の
備品、ホース、弁を含むことができる。これは、費用を増加し、液圧成形動作の
信頼性を低下させる。
【0005】 本発明は、液圧成形動作に要求される追加の設備のいくつかを排除することに
向けられる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点にもとづいて、内部空間を有する素材管から管状嵌合部を成形
する装置が設けられる。本装置は、右ダイス・プレート、左ダイス・プレート、
下部ダイス・プレート、上部ダイス・プレートからなる。右ダイス・プレートは
、素材管を受けることができる第1空所を有する。左ダイス・プレートは、第1
空所に整合された第2空所を有する。右ダイス・プレートは第1案内ポストを有
し、また、左ダイス・プレートは第2案内ポストを有する。第1空所は、成形空
所を画定するように第2空所に結合される。下部ダイス・プレートは、右ダイス
・プレートおよび左ダイス・プレートを支持することができる。下部ダイス・プ
レートは流体ラインを受けることができるポートを含む。上部ダイス・プレート
は、第1位置と第2位置との間を動くことができる。上部ダイス・プレートは第
1および第2案内ポストを受けかつ上部ダイス・プレートを右ダイス・プレート
および左ダイス・プレートに整合させる案内穴を有する。本装置は、流体を、流
体ラインをかいして素材管の内部空間に連通する流体配送手段をさらに有する。
プランジャが、素材管内の流体を加圧して素材管の形状が成形空所に一致するよ
うに素材管を膨張させるために用いられる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明において、液圧プレスは液圧成形装置として動作する。液圧成形装置は
、素材管から管嵌合部をつくる。一実施例においては、液圧管成形ダイス装置は
、液圧プレスに用いられる。液圧プレスは、ラム・プレスを含む。液圧プレスは
、素材管をほぼ管形状に成形する液圧工程を実施する。液圧成形工程は、素材管
左右併合ダイス・プレート間の成形空所に入れられることを要求する。素材管は
、流体で満たされる。プランジャが後退を開始する。プランジャは、流体を加圧
し、成形空所の窪みに素材管を膨張させるために、図示した深さまで管の内部に
下降される。管嵌合部は、成形空所に一致した形状を持つように成形される。
【0008】 図1に示すように、上記工程に用いられる液圧成形装置は、右ダイス・プレー
ト16(図3)、左ダイス・プレート18、下部ダイス・プレート12、上部ダ
イス・プレート14を有するダイス10を含む。上部ダイス・プレート14は、
ラム・プレスに装着される。下部ダイス・プレート12は、ボルト穴50(図4
)をかいして固定ダイス・ベッドに装着される。
【0009】 図5において、管状嵌合部は、素材管を右ダイス・プレート16の第1空所2
2に収容された管位置決め部24の開放上端に置くことによって成形される。左
ダイス・プレート18は、第2空所を含む。第1空所22は、成形空所26を成
形するように第2空所に整合される。
【0010】 下部ダイス・プレート12は、右ダイス・プレート16および左ダイス・プレ
ート18を支持する。液圧成形工程が開始したとき、上部ダイス・プレート14
は、左右ダイス・プレート16、18の頂部28から離れた第1位置にある。次
いで、図5に示すように、ラム・プレスが第1位置から頂部28に隣接した第2
位置まで上部ダイス・プレート14を動かす。ラム・プレスは、例えば、液圧シ
リンダ集合体、モータおよびネジ組合せ機構等の第1移動手段によって上部ダイ
ス・プレート14を動かす。図3に示すように、右ダイス・プレート16は第1
ガイド・ポスト34を含み、また、左ダイス・プレート18は第2ガイド・ポス
ト36を含む。図2に示すように、上部ダイス・プレート14は、第1ガイド・
ポスト34および第2ガイド・ポスト36を受けかつ上部ダイス・プレート14
を左右ダイス・プレート18、16に整合させるために対応する第1案内穴38
および第2案内穴40を有する。上部ダイス・プレート14を下降することによ
って、左右ダイス・プレート18、16を密封状態に圧し潰す。
【0011】 図5において、右ダイス・プレート16は、流体の受入れおよび排出をするこ
とができる導管25を有する管位置決め部24を含む。図4に示すように、下部
ダイス・プレート12は、例えば、流体ライン、圧力計等のような隣接部材を受
けることができるポート42に接続される導管25を含む。例えば、液圧ポンプ
のような流体配送手段が、図5に示すように、導管25をかいして成形空所26
に定置された素材管の内部まで流体を配送する。導管25は、流体を供給する流
体ラインに流体連通する。プランジャ32は、素材管内の流体を加圧するように
用いられる。加圧流体が成形空所26に一致して管状嵌合部を成形するように、
加圧流体が管を膨張する。
【0012】 管内の圧力は、図5に示す深さまで管の内部にプランジャ32を下降すること
によって増加される。ラム・プレスは、プランジャ32を流体で満たされた管内
に下降させて管内の圧力を増加する第2移動手段を含む。このような移動手段は
、例えば、液圧シリンダ集合体、モータおよびネジ組合せ機構を含んでいてもよ
い。
【0013】 管内の合成圧力は、成形空所26の窪みを満たすように管を膨張させるのに十
分に高い。この圧力は、素材管の材料およびプランジャが管内に挿入される直径
によって決まる。この圧力は、管を成形空所の窪みまで膨張させる降伏点圧力よ
りも大きく、ダイス・プレートの降伏点圧力よりも小さい。通常の動作において
は、その圧力は6.895×105hPa(10000 lbf/in2)よりも
大きい。例えば、この圧力は、ダイス・プレートが分離されない限り、6.89
5×106hPa(100000 lbf/in2)程度の高さでもよい。代用的
な圧力範囲は、3.448×106−6.895×106hPa(50000−1
00000 lbf/in2)である。
【0014】 管内の流体圧力を増加させることによって、管は成形空所26の窪み内に膨張
する。管が膨張した後、流体の圧力は、プランジャ32を後退しかつ管位置決め
部24内の導管25をかいして成形された管から流体を抜くことによって低下さ
れる。上部ダイス・プレート14は、左右ダイス・プレート18、16から成形
された管を取り出せるように上昇される。成形された管はリフタの助けを借りて
取り出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にもとづくダイスの分解側面図である。
【図2】本発明にもとづく上部ダイス・プレートの一実施例の上面図である
【図3】本発明にもとづく左右ダイス・プレートの一実施例の上面図である
【図4】本発明にもとづく下部ダイス・プレートの一実施例の上面図である
【図5】図3のA−A線から取った右ダイス・プレートの一実施例の横断面
図である。
【手続補正書】
【提出日】平成13年1月22日(2001.1.22)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】 図5において、第1ダイス・プレート16は、流体の受入れおよび排出をする
ことができる導管25を有する管位置決め部24を含む。図4に示すように、下
部ダイス・プレート12は、例えば、流体ライン、圧力計等のような隣接部材を
受けることができるポート42に接続される導管25を含む。例えば、液圧ポン
プのような流体配送手段が、図5に示すように、導管25をかいして成形空所2
6に定置された素材管の内部まで流体を配送する。図3、5に示すように、ドエ
ルピン46、48が、第1または第1ダイス・プレート16内に部分的に定置さ
れ、また、第2または第2ダイス・プレート18内に部分的に定置される。導管
25は、流体を供給する流体ラインに流体連通する。プランジャ32は、素材管
内の流体を加圧するように用いられる。加圧流体が成形空所26に一致して管状
嵌合部を成形するように、加圧流体が管を膨張する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】 管内の圧力は、図2、3に示すように、プランジャ32を、プランジャ穴41
をかいして図5に示す深さまで管の内部に下降することによって増加される。ラ
ム・プレスは、プランジャ32を流体で満たされた管内に下降させて管内の圧力
を増加する第2移動手段を含む。このような移動手段は、例えば、液圧シリンダ
集合体、モータおよびネジ組合せ機構を含んでいてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW 【要約の続き】 の形状が成形空所に一致するように素材管を膨張させる ために用いられる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部空間を有する素材管から管状嵌合部を成形する装置であっ
    て、 前記素材管を受けることができる第1空所を有する右ダイス・プレートと、た
    だし該右ダイス・プレートは第1案内ポストを有し、 前記第1空所に整合された第2空所を有する左ダイス・プレートと、ただし該
    左ダイス・プレートは第2案内ポストを有し、前記第1空所および前記第2空所
    は成形空所を画定するように結合される形状につくられ、 前記右ダイス・プレートおよび前記左ダイス・プレートを支持することができ
    る下部ダイス・プレートと、ただし該下部ダイス・プレートは流体ラインを受け
    ることができるポートを有し、 第1位置と第2位置との間を動くことができる上部ダイス・プレートと、ただ
    し該上部ダイス・プレートは前記第1および第2案内ポストを受けかつ前記上部
    ダイス・プレートを前記右ダイス・プレートおよび前記左ダイス・プレートに整
    合させる第1および第2案内穴を有し、 流体を、前記流体ラインをかいして前記素材管の内部空間に連通する流体配送
    手段と、 前記素材管内の前記流体を加圧するように前記素材管の前記内部空間に配置さ
    れていて素材管が前記成形空所に一致するように該素材管を膨張させるプランジ
    ャと、 からなる装置。
  2. 【請求項2】前記流体配送手段が液圧ポンプを含む、請求項1に記載の装置
  3. 【請求項3】内部空間を有する素材管から管状嵌合部を成形する方法であっ
    て、 第1空所を有する右ダイス・プレートを設けること、ただし該右ダイス・プレ
    ートは第1案内ポストを有し、 前記素材管を前記第1空所に定置すること、 第2空所を有する左ダイス・プレートを設けること、ただし該左ダイス・プレ
    ートは第2案内ポストを有し、 成形空所をつくり出すように前記第2空所を前記第1空所に整合させること、 前記右ダイス・プレートおよび前記左ダイス・プレートを下部ダイス・プレー
    トに支持すること、ただし該下部ダイス・プレートは導管を有し、 第1位置と第2位置との間を動くことができる上部ダイス・プレートを設ける
    こと、ただし前記上部ダイス・プレートは第1および第2案内穴を有し、 前記第1および第2案内ポストを前記第1および第2案内穴に整合させること
    、 前記上部ダイス・プレートを前記第1位置から前記第2位置まで動かすこと、 流体を、前記導管をかいして前記素材管の前記内部空間に供給すること、 プランジャを前記素材管の内部空間に動かして前記流体の圧力を増加し、かつ
    、前記素材管が前記成形空間に一致するように該素材管を膨張させること、 からなる方法。
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