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

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

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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。
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