JP2966299B2 - パイプ材の内周面に環状突出部を形成加工する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属筒の内周面に環状突
出部を形成加工する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属筒の内周面に環状の突出部を
形成加工するために、ロールの加圧のみによる成型加工
が行なわれている。この方法は回転する金属筒の外周か
らドーナツ形のロールを押付けながら金属筒を塑性変形
させて凹形状の周溝を成形するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法は深い凹みを成型する場合、ローラの摺動に伴う擦
傷が周溝の内壁面に生じ易いという問題がある。

【０００４】また、周溝の幅寸法と周溝の深さ寸法との
比率が大きい場合、ローラを薄くしなければならず、成
形不可能な場合も起り問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述のごとき従来の問題
に鑑みて、本発明のパイプ材の内周面に環状突出部を形
成加工する方法は、パイプ材の内周面に環状突出部を形
成加工する方法にして、互いに先端部が対向した第１芯
金と第２芯金とに亘ってパイプ材を被嵌する（ａ）工程
と、前記第１芯金と第２芯金との間においてパイプ材の
周面に底部の断面形状が円弧状の周溝を形成する（ｂ）
工程と、前記パイプ材の前記周溝付近の外周面を外筒リ
ングによって被嵌する（ｃ）工程と、前記第１芯金と第
２芯金とによって前記パイプ材を軸方向に加圧した際の
パイプ材の外方向への変形を前記外筒リングによって規
制し、かつ前記加圧によって前記周溝の間隔を次第に縮
小せしめると共に前記周溝の深さを次第に深くする
（ｄ）工程とよりなるものである。

【０００６】そして、形成加工装置は、互いに先端部が
対向しかつ相対的に接近離反自在に設けられた第１、第
２の芯金と、上記第１、第２の芯金に亘って被嵌された
パイプ材に底部の断面形状が円弧状の周溝を形成するた
めの周溝成形装置と、前記第１の芯金に長手方向に位置
調節固定自在かつ前記パイプ材の一端部を第１の芯金に
固定自在のチャックと、前記第１の芯金と第２の芯金と
によって前記パイプ材を軸方向に加圧して前記周溝の間
隔を次第に縮小せしめると共に周溝の深さを次第に深く
すべく前記第１の芯金又は第２の芯金の一方を軸方向に
加圧駆動する加圧装置と、を備えてなるものである。

【０００７】また、加圧装置による加圧駆動に先立って
パイプ材の周溝付近の外方向への変形を規制すべく上記
周溝付近を被嵌自在の外筒リングを備えてなるものであ
る。

【０００８】

【作用】前記構成により、本発明の方法は、パイプ材の
内周面に環状突出部を形成加工する形成加工方法であっ
て、（ｂ）工程より明らかなように、パイプ材の周面に
は底部の断面形状が円弧状の周溝が形成された後、
（ｃ）工程において周溝付近の外周面を外筒リングによ
って被嵌する。そして、（ｄ）工程においてパイプ材は
第１芯金と第２芯金とによって軸方向に加圧され、前記
周溝の幅が次第に縮小されると共に周溝の深さを次第に
深くするものである。

【０００９】すなわち、パイプ材の周面に底部が断面円
弧状の周溝を形成して軸方向に加圧することによって周
溝の幅を狭め、そして周溝を次第に深くする方法である
から、例えばロール等を押圧することができない程度に
周溝の幅を極めて狭くすることができるものであり、周
溝の幅と内方向への突出高さ（周溝の深さ）との比率を
大きくすることができるものである。この際、外周面は
外筒リングによって径の拡大が規制され、外径寸法に影
響を与えることがない。

【００１０】本発明に係る装置においては、第１芯金と
第２芯金とによってパイプ材を軸方向に加圧して前記周
溝の幅を狭め、かつ周溝を深くするので、周溝の幅と深
さとの比率の大きな環状突出部を内周面に形成すること
ができるものである。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例に係る装置を図１を参照して
説明する。

【００１２】図１において、パイプ材Ｗを被嵌し、この
パイプ材Ｗの内周面に環状突出部を成形加工するための
第１芯金１と第２芯金３は同一軸上にあり、第１芯金１
の先端部１ａと第２芯金３の先端部３ａは互いに対向
し、かつ接近離反自在に設けられている。

【００１３】前記第１芯金１の中央部分の適宜な箇所に
は、パイプ材Ｗを拘持するためのチャック５、第１芯金
を回転するための歯車７が設けられており、第１芯金１
の反対側の端部（図の左端部分）には、前記各先端部１
ａ、３ａを互いに接近離反するための着脱駆動装置９が
設けられている。

【００１４】前記第２芯金３の中央部分の適宜な箇所
に、前記パイプ材Ｗを被嵌するための外筒部材１１が軸
方向に往復動自在に設けられており、第２芯金３の反対
側の端部（図の右端部分）には、第２芯金３を回転する
ための歯車１３が設けられている。

【００１５】前記第１芯金１の先端部１ａと第２芯金３
の先端部３ａの適宜の位置に、パイプ材Ｗを押圧変形せ
しめて底部の断面形状が円弧状の周溝を形成するための
周溝成形装置１５が設けられている。

【００１６】さらに詳細に説明すると、前記第１芯金１
の先端部１ａと前記第２芯金３の先端部３ａは、パイプ
材Ｗの内径より僅小の外径で構成されており、第一芯金
１の先端部１ａには空洞部１ｂが、第２芯金３の先端部
３ａには突出部３ｂが各々設けられており、ガイドの役
割を果たす。さらに、前記空洞部１ｂには調整ねじであ
るストッパー１Ｃが調節自在に設けられており、前記第
１芯金１の先端部１ａと前記第２芯金３の先端部３ａが
一定距離以上接近しないようにして形成される環状突出
部の大きさを一定にする。

【００１７】前記チャック５は、例えばスクロールチャ
ックからなるもので、チャック本体５ａが前記第１芯金
１に固定自在に設けられており、チャック爪５ｂがパイ
プ材Ｗを把持自在に設けられている。なお、前記チャッ
ク本体５ａは前記第１芯金に固定して設けることもでき
るが、図７に示すように、チャック本体５ａを可動とし
て固定部５Ｃを設けて、固定移動自在に設けるともでき
る。

【００１８】前記着脱駆動装置９は、円板状デスク９ａ
とケース９ｂ及び前記ケース９ｂを往復動させると共に
パイプ材Ｗを軸方向に加圧駆動する加圧装置１７によっ
て構成されるものである。前記デスク９ａと前記ケース
９ｂには適宜な間隔が設けられており、往復運動は自在
に伝動するが、回転動は伝動できない。また、前記デス
ク９ｂにピストンロッド１９は固定されており、ピスト
ンシリンダ２１によって往復動自在に操作される。

【００１９】前記外筒部材１１は中空の円筒からなる外
筒用リング２３と前記外筒用リング２３を往復動させる
ための移動部材２５から構成されるもので、前記外筒用
リング２３は適宜の長さで、前記パイプ材Ｗを嵌挿し、
図４に示す前記パイプ材Ｗの周溝２７付近が半径方向外
側に膨らむのを防止できる内径に設ける。前記移動部材
２５は前記外筒用リング２３と固設されていると共に、
移動用シリンダ２９に運動連結している。従って、パイ
プ材Ｗの被嵌、脱被嵌は前記移動用シリンダ２９によっ
て自在に操作される。

【００２０】前記第１歯車及び第２歯車は各々第１チェ
ーン３１第２チェーン３３によって駆動用第１歯車３
５、駆動用第２歯車３７に連動連結されている。前記駆
動用第１歯車３５と第２歯車３７は駆動用モータ４１と
連動連結した駆動軸３９に固設されている。

【００２１】前記周溝成形装置１５は、回転動自在に設
けられた１個又は複数個の成形用ロール４３と前記パイ
プ材Ｗの半径方向に前記成形用ロール４３を往復動自在
に移動して前記周溝２７を成形する成形駆動装置４５か
ら構成されるものである。前記成形用ロール４３は図２
に示すように、ドーナツ形状のロール４７をロール軸４
９に回転自在に設けたもので、ドーナツの形状、即ちド
ーナツ部の曲り具合は例えば、前記周溝２７を成形する
に適した半径の半円断面とする。また、成形用ロール４
３を複数個設ける場合は対象な位置に配置してパイプ材
Ｗに及ぼす力が平衡するように設ける。

【００２２】また、前記成形用駆動装置４５は例えば、
前記ロール軸４９に成形押圧用ピストン５１のピストン
ロッド５３を固着し、油圧によって適宜接近離反の駆動
がするものである。

【００２３】また、前記成形押圧用ピストン５１は、例
えば歯車等５５によって、パイプ材Ｗの軸心の回りに回
転駆動するようにしてもよい。

【００２４】本実施例は以上のような構成としたので、
以下の作用をする。

【００２５】即ち、図２に示すように、パイプ材Ｗを前
記第１芯金１の右端部と第２芯金の左端部分に被嵌し、
前記チャック５で拘持し、前記駆動用モータ４１で回転
駆動すれば、パイプ材Ｗは前記第２芯金３の左端部と摺
動回転することなく、即ち、パイプ材Ｗは第２芯金３と
同期して回転する。

【００２６】前述の状態で前記成形押圧用ピストン５１
を成形用ロール４３がパイプ材Ｗの軸に接近するように
動作させ、図３に示すようにパイプ材Ｗに適宜な圧力を
加えれば、図４に示すように、底部の断面形状が円弧状
の凹みの浅い周溝２７がパイプ材Ｗの周囲に成形され
る。

【００２７】上記の凹みの浅い周溝２７を成形した後、
前記成形用ロール４３を遠ざけると共に、前記駆動用モ
ータ４１を停止し、前記移動用シリンダ２９を作動させ
て前記外筒部材１１をパイプ材Ｗの周溝２７付近に被嵌
し、図５に示した状態で前記加圧装置１７を前記第１芯
金１が前記第２芯金３に接近する方向へ加圧駆動すれ
ば、前記周溝２７の幅が縮小されて円弧状部の径が次第
に小径になり、かつ周溝の深さは増大する。

【００２８】一方、前記第２芯金３の突起部３ｂの端と
前記ストッパー１Ｃが接触すると、それ以上第１芯金１
と第２芯金３は接近できないので図６に示すような適宜
の深さの凹みを有する周溝２７が成形される。

【００２９】成形用ロール４３を複数個対象な位置に設
ければ、第１芯金と第２芯金は撓むことがなく、成形用
ロールに加圧する力が小さくなるだけでなく、均一な周
溝を成形することができる。

【００３０】なお、本実施例では、第１芯金と第２芯金
を同期して回転させたが、これに代えてまたはこれと同
時に、前記成形押圧用ピストン５１を例えば前記歯車装
置５５等によって回転させてもよい。

【００３１】また、前記第２芯金３の左端部のパイプ材
を被嵌する部分の長さは、図８に示すように、交換可能
なリング５７を嵌装してその長さを調整するようにして
もよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明により理解さ
れるように、本発明の方法は、パイプ材の内周面に環状
突出部を形成加工する形成加工方法であって、パイプ材
Ｗの周面には底部の断面形状が円弧状の周溝２７が形成
された後、この周溝２７付近の外周面を外筒リング２３
によって被嵌し、パイプ材Ｗは第１芯金と第２芯金とに
よって軸方向に加圧され、前記周溝２７の幅が次第に縮
小されると共に周溝２７の深さを次第に深くするもので
ある。

【００３３】すなわち本発明の方法においては、パイプ
材Ｗの周面に底部が断面円弧状の周溝２７を形成し、外
方向への径の拡大変形を規制して軸方向に加圧すること
によって周溝２７の幅を狭め、そして周溝２７を次第に
深くする構成であるから、例えばロール等を押圧するこ
とができない程度に周溝２７の幅を極めて狭くすること
ができるものであり、周溝２７の幅と内方向への突出高
さ（周溝２７の深さ）との比率を大きくすることができ
るものである。

【００３４】本発明の装置においては、第１芯金１と第
２芯金３とによって、パイプ材Ｗを軸方向に加圧して周
溝２７の幅を狭めるものであり、また外筒リング２３に
よってパイプ材Ｗの周溝２７付近において外方向へ突出
するように変形することが規制されるので、パイプ材Ｗ
の軸方向の加圧時に、パイプ材Ｗの１部分の径が拡大さ
れることを防止でき、外径寸法に影響を与えることなく
周溝２７の幅と深さとの比率の大きな環状突出部を内周
面に形成することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る装置の全体図である。

【図２】実施例において、パイプ材Ｗを装着する工程を
示す図である。

【図３】実施例において、周溝を成形するため成形用ロ
ールを加圧した工程を示す図である。

【図４】パイプ材Ｗに成形された周溝の断面を示す図で
ある。

【図５】実施例において、周溝を変形せしめるために第
１芯金に軸方向の力を加えた工程を示す図である。

【図６】パイプ材Ｗに成形された深さの深い周溝の断面
を示す図である。

【図７】実施例におけるチャックを可動固定自在なもの
とする場合の説明図である。

【図８】実施例における第２芯金のパイプ材を装着する
部分を可変にする場合の説明図である。

【符号の説明】

１ 第１芯金 ３ 第２芯金 ９ 着脱駆動装置 １１ 外筒部材 １５ 突出部成形装置 １７ 加圧装置 ２３ 外筒用リング ２５ 移動部材 ２７ 周溝 ２９ 移動用シリンダ ４３ 成形用ロール ４５ 成形駆動装置 ４７ ドーナツ形状ロール

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ材の内周面に環状突出部を形成加
   工する方法にして、次の各工程よりなることを特徴とす
   る形成加工方法。 （ａ）互いに先端部が対向した第１芯金（１）と第２芯
   金（３）とに亘ってパイプ材（Ｗ）を被嵌する工程、 （ｂ）前記第１芯金（１）と第２芯金（３）との間にお
   いてパイプ材（Ｗ）の周面に底部の断面形状が円弧状の
   周溝（２７）を形成する工程、 （ｃ）前記パイプ材（Ｗ）の前記周溝（２７）付近の外
   周面を外筒リング（２３）によって被嵌する工程、 （ｄ）前記第１芯金（１）と第２芯金（３）とによって
   前記パイプ材（Ｗ）を軸方向に加圧した際のパイプ材
   （Ｗ）の外方向への変形を前記外筒リング（２３）によ
   って規制し、かつ前記加圧によって前記周溝（２７）の
   間隔を次第に縮小せしめると共に前記周溝（２７）の深
   さを次第に深くする工程。
2. 【請求項２】 互いに先端部が対向しかつ相対的に接近
   離反自在に設けられた第１、第２の芯金（１，３）と、
   上記第１、第２の芯金（１，３）に亘って被嵌されたパ
   イプ材（Ｗ）に底部の断面形状が円弧状の周溝（２７）
   を形成するための周溝成形装置（１５）と、前記第１の
   芯金（１）に長手方向に位置調節固定自在かつ前記パイ
   プ材（Ｗ）の一端部を第１の芯金（１）に固定自在のチ
   ャック（５）と、前記第１の芯金（１）と第２の芯金
   （３）とによって前記パイプ材（Ｗ）を軸方向に加圧し
   て前記周溝（２７）の間隔を次第に縮小せしめると共に
   周溝（２７）の深さを次第に深くすべく前記第１の芯金
   （１）又は第２の芯金（３）の一方を軸方向に加圧駆動
   する加圧装置（１７）と、を備えてなることを特徴とす
   るパイプ材の内周面に環状突出部を形成加工する形成加
   工装置。
3. 【請求項３】 加圧装置（１７）による加圧駆動に先立
   ってパイプ材（Ｗ）の周溝（２７）付近の外方向への変
   形を規制すべく上記周溝（２７）付近を被嵌自在の外筒
   リング（２３）を備えてなることを特徴とする請求項２
   に記載のパイプ材の内周面に環状突出部を形成加工する
   形成加工装置。