JP3901551B2 - パイプラック成形方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパイプラック成形方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パイプ素材の一部に予め平面部を形成したパイプ成形体の該平面部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラップ成形装置として、特開2001-9554号公報に記載のものがある。
【０００３】
この従来技術は、パイプ成形体を保持金型の保持部で保持する状態で、該パイプ成形体の平面部を歯形金型の最終歯形と同一の歯形部の歯底成形面で押圧し、このパイプ成形体の内周に小径〜大径の２本以上のマンドレルを順に圧入して押圧進退することをくり返す。これにより、パイプ成形体の平面部の肉を内周の側から盛り上げ、該平面部の外周に最終歯形を持つラック歯を成形するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、寸法の異なる複数本のマンドレルを必要とし、加工工数が多くかかる。そして、パイプ成形体の平面部を最初から歯形金型の最終歯形と同一の歯形部の歯底成形面で押圧し、押圧されたパイプ成形体の内周にマンドレルを圧入するものであり、１本目のマンドレルは特に小径になって座屈による折損を生じ易い。このため、小径のパイプラックほど成形困難になる。
【０００５】
本発明の課題は、歯形金型とマンドレルを用いてパイプラックを成形するに際し、マンドレルの折損を回避しながら、簡易にパイプラックを成形することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、歯底成形面の高さ位置を異にする複数段の歯形部を有する歯形金型を用意し、パイプ素材を保持金型の保持部で保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の各段の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がる歯形部を順に用い、かつ歯形金型の各段の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退することをくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部を有する保持金型と、各段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有し、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を後段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間に移送してパイプ押圧保持手段により押圧保持し、マンドレル押圧進退手段により該パイプ素材にマンドレルを押圧進退可能とするようにしたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部を有する保持金型と、保持金型の共通の保持部と歯形金型の各段の歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有し、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、このパイプ素材に対し成形金型の後段の成形部を位置付けてパイプ押圧保持手段により押圧保持し、マンドレル押圧進退手段により該パイプ素材にマンドレルを押圧進退可能とするようにしたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、歯形金型本体に対し歯形部が変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型を用い、パイプ素材を保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体とで保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ、歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退することをくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形するようにしたものである。
【００１０】
請求項５の発明は、パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、歯形金型本体に対し歯形部が変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型を用い、パイプ素材を保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体とで保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、該パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形するようにしたものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型と、歯形金型の歯形部に対応する保持部を有する保持金型と、保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体及び歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有するようにしたものである。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２、３又は６のいずれかの発明において更に、前記マンドレル押圧進退手段がパイプ押圧保持手段の両側に設置され、両マンドレル押圧進退手段がマンドレルの両端部を保持して該マンドレルを押圧進退するようにしたものである。
【００１３】
【作用】
請求項１の発明によれば下記(1)、(2)の作用がある。
(1)歯形金型が複数段の歯形部を有し、各段の歯形部の歯底成形面の高さ位置を異にする。そして、パイプ素材の一部を歯形金型の各段の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がる歯形部を順に用い、かつ歯形金型の各段の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型の各段の歯形部によるパイプ素材の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各段の歯形部によって押しつぶされたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルの寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレルの折損を回避できる。小径のパイプラックも容易に成形できる。
【００１４】
(2)歯形金型の各段の歯形部により押圧されたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルとして同一寸法のものを用いることができ、パイプラックを簡易に成形できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば下記(3)の作用がある。
(3)複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部を有する保持金型とを有するものとし、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を後段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間に移送するものとした。これにより、各段の歯形部による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラックの生産性を向上できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば下記(4)、(5)の作用がある。
(4)複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部を有する保持金型とを有するものとし、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、このパイプ素材に対し歯形金型の後段の歯形部を位置付けるものとした。これにより、パイプ素材を保持金型の共通の保持部に保持したまま、各段の歯形部による歯形をスムースにくり返すことができ、パイプラックの生産性を向上できる。
【００１７】
(5)保持金型が１個の保持部を有し、これを歯形金型の各段の歯形部に共通化したから、パイプラック成形装置の構成を簡素化できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば下記(6)、(7)の作用がある。
(6)歯形金型が歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる。そして、パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型の各位置制御段階の歯形部によるパイプ素材の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各位置制御段階の歯形部によって押しつぶされたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルの寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレルの折損を回避できる。小径のパイプラックも容易に成形できる。
【００１９】
(7)歯形金型の各位置制御段階の歯形部により押圧されたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルとして、同一寸法のものを用いることができ、パイプラックを簡易に成形できる。
【００２０】
請求項５の発明によれば下記(8)〜(10)の作用がある。
(8)歯形金型が歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる。そして、パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部がパイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、該パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返すようにした。従って、歯形金型の各位置制御段階の歯形部によるパイプ素材の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各位置制御段階の歯形部によって押しつぶされたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルの寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレルの折損を回避できる。小径のパイプラックも容易に成形できる。
【００２１】
(9)歯形金型の歯形部がパイプ素材の一部を押圧する度に、パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返すことにより、加工工数の削減を図ることができる。
【００２２】
(10)歯形金型の各位置制御段階の歯形部により押圧されたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルとして、同一寸法のものを用いることができ、パイプラックを簡易に成形できる。
【００２３】
請求項６の発明によれば下記(11)、(12)の作用がある。
(11)パイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、歯形金型の各位置制御段階の歯形部による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラックの生産性を向上できる。
【００２４】
(12)歯形金型と保持金型が各１個の歯形部と保持部を有すれば足り、パイプラック成形装置の構成を簡素化できる。
【００２５】
請求項７の発明によれば下記(13)の作用がある。
(13)両マンドレル押圧進退手段がマンドレルの両端部を保持して該マンドレルを押圧進退（押圧前進と押圧後退）するから、マンドレルは両マンドレル押圧進退手段の一方による押しの力と、他方による引きの力を同時に受け、マンドレルの破損の防止が図れる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１はパイプラック成形装置を示す側面図、図２は第１実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図、図３はパイプ成形体の平面成形状態を示す模式図、図４はパイプ成形体の各段の歯形成形状態を示す模式図、図５はパイプ成形体の各段の歯形成形断面を示す模式図、図６は第２実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図、図７は第３実施形態の歯形金型と保持金型を示す正面図、図８は第３実施形態のマンドレル押圧進退装置を示す模式図、図９はマンドレル押圧進退装置の変形例を示す模式図である。
【００２７】
（第１実施形態）（図１〜図５）
パイプラック成形装置１０は、図３、図４に示す如く、パイプ素材の一部に予め平面部２を形成したパイプ成形体１に、一定の歯底高さＨｃ、歯頂高さＨｔの凸形の最終歯形３Ｃをもつ、パイプラック４のラック歯４Ａを成形する。尚、本実施形態では、歯底高さＨｃ、歯頂高さＨｔの基準高さ位置をパイプ成形体１の平面部２に対する反対側の外面に定めたが、この基準高さ位置はパイプ成形体１の任意の位置に設定できる。
【００２８】
パイプラック成形装置１０は、図１に示す如く、架台１１に立設したガイドポスト１２の上部にタイプレート１３を固定し、タイプレート１３に油圧サーボシリンダ又はスクリュープレス等からなるパイプ押圧保持装置１４を設置し、パイプ押圧保持装置１４のプランジャ１５を油圧により昇降可能とし、プランジャ１５に設けたサドル１６をガイドポスト１２によりガイドしている。プランジャ１５の下面には歯形金型２０が着脱可能に設置される。
【００２９】
他方、パイプラック成形装置１０は、パイプ押圧保持装置１４におけるプランジャ１５の直下にアンビル１７を固定し、アンビル１７の上面に保持金型３０を着脱可能に設置する。
【００３０】
歯形金型２０は、図２に示す如く、歯形金型本体２０Ａに複数段、本実施形態では第１段〜第３段の凸形が連続する歯形部２１〜２３を有し、各段の歯形部２１〜２３は高さ位置の異なる歯底成形面２１Ａ〜２３Ａ（歯底成形面２１Ａ〜２３Ａの歯底成形高さが順に下がるように順に小さくなる）を備え、パイプ成形体１の平面部２に順に凸形の歯形３Ａ〜３Ｃ（図４、図５に示す如く、各歯形３Ａ〜３Ｃの歯底高さＨａ〜Ｈｃが順に小さくなるように下がる）を成形する。
【００３１】
保持金型３０は、図２に示す如く、歯形金型２０の各段の歯底成形面２１〜２３のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部３１〜３３を有し、各保持部３１〜３３は同一形状をなし、パイプ成形体１の平面部２を除く外周、本実施形態では円弧状外周を支持する。
【００３２】
パイプ押圧保持装置１４は、プランジャ１５の昇降により、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３を保持金型３０の各段の保持部３１〜３３に保持したパイプ成形体１に対して接離し、各段の歯形部２１〜２３と各段の保持部３１〜３３の間でパイプ成形体１を押圧保持する。
【００３３】
パイプラック成形装置１０は、架台１１におけるパイプ押圧保持装置１４の側方に、油圧シリンダからなるマンドレル押圧進退装置５０を設置し、マンドレル押圧進退装置５０のプランジャ５４にマンドレル台５５を着脱自在に設置する。マンドレル台５５は、図２に示す如く、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３と保持金型３０の各段の保持部３１〜３３の間に押圧保持された各パイプ成形体１の内周に圧入されて押圧進退（押圧前進と押圧後退）されるマンドレル５１〜５３を備える。マンドレル５１〜５３は、それぞれ芯金状をなし、それらの軸方向の一部の外径を膨径状にした成形凸部を備え、それらの成形凸部により同一のマンドレル高さＨｍを形成する。各マンドレル５１〜５３は、パイプ成形体１の内周に圧入されて押圧進退される過程で、パイプ成形体１の内周を通過するそれらの成形凸部によりパイプ成形体１の肉を外側に盛り上げる。
【００３４】
パイプラック成形装置１０は、不図示のワーク移載装置を有し、歯形金型２０の前段の歯形部２１、２２を用いて成形したパイプ成形体１を、歯形金型２０の後段の歯形部２２、２３と保持金型３０の後段の保持部３２、３３の間に移送可能とする。
【００３５】
パイプラック成形装置１０によるパイプラック４の成形手順は以下の如くなされる。
【００３６】
(1)パイプ素材の一部に平面部２を形成し、パイプ成形体１を得る（図３）。このパイプ成形体１は、図３に示す如く、パイプラック成形装置１０のアンビル１７に保持金型６１を設置し、プランジャ１５に加圧金型６２を設置し、保持金型６１の加圧成形面６２Ａで平面部２を成形するものとしても良い。
【００３７】
(2)パイプ成形体１を保持金型３０の第１段の保持部３１で保持する状態で、このパイプ成形体１の平面部２をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の第１段の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす（図４（Ａ））。歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ａ）に示す如く、歯底成形高さが一番大きく、歯底高さＨａが一番大きな歯形３Ａを成形可能とする。パイプ成形体１の押しつぶされた平面部２の内周面２Ａが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００３８】
(3)上述(2)の歯形金型２０の歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されているパイプ成形体１の内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に埋め込み、歯底高さＨａの歯形３Ａを成形する。これにより、第１中間パイプ成形体１Ａを得る。
【００３９】
(4)上述(3)で得た第１中間パイプ成形体１Ａを保持金型３０の第２段の保持部３２と歯形金型２０の第２段の歯形部２２の間に移送し、第１中間パイプ成形体１Ａを保持金型３０の保持部３２で保持する状態で、この第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の歯形部２２の歯底成形面２２Ａで押圧して押しつぶす（図４（Ｂ））。歯形部２２の歯底成形面２２Ａは、図５（Ｂ）に示す如く、歯底成形高さが２番目に大きく、歯底高さＨｂが２番目に大きな歯形３Ｂ（歯底高さＨｂは歯形３Ａの歯底高さＨａより下がる）を成形可能とする。第１中間パイプ成形体１Ａの押しつぶされた平面部２の内周面２Ｂが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５２の高さＨｍより低くなる。
【００４０】
(5)上述(4)の歯形金型２０の歯形部２２と保持金型３０の保持部３２で押圧保持されている第１中間パイプ成形体１Ａの内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５２を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２（歯形３Ａ）の肉を盛り上げて歯形部２２の相隣る凸形の凹所に詰め込み、歯底高さＨｂの歯形３Ｂを成形する。これにより、第２中間パイプ成形体１Ｂを得る。
【００４１】
(6)上述(5)で得た第２中間パイプ成形体１Ｂに対し、上述(4)、(5)の成形動作を１回以上くり返し、最終歯形３Ｃを持つラック歯４Ａを成形する。本実施形態では、歯形金型２０の第３段の歯形部２３、保持金型３０の第３段の保持部３３、マンドレル５３を用いる１回の成形動作をくり返し、第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を保持部３３で保持する状態で歯形部２３の歯底成形面２３Ａで押しつぶし、この第２中間パイプ成形体１Ｂの内周（内周面２Ｃがマンドレル５２の高さＨｍより低い）にマンドレル５３を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、歯底高さＨｃの最終歯形３Ｃ（歯底高さＨｃは歯形３Ｂの歯底高さＨｂより下がる）を持つラック歯４Ａを得る（図４（Ｃ）、図５（Ｃ））。
【００４２】
尚、パイプラック成形装置１０にあっては、パイプ成形体１、１Ａ、１Ｂの内周に対するマンドレルの押圧進退動作を、図４に示す如く、パイプ成形体１、１Ａ、１Ｂの両端側から相対向する２本のマンドレル５１と５１´、５２と５２´、５３と５３´を交互に圧入して行なうものでも良い。
【００４３】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
(a)歯形金型２０が複数段の歯形部２１〜２３を有し、各段の歯形部２１〜２３の歯底成形面２１Ａ〜２３Ａの高さ位置を異にする。そして、パイプ成形体１の平面部２を歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３の歯底成形面２１Ａ〜２３Ａで押圧するに際し、該歯形金型２０の歯形部２１〜２３が該平面部２に付与する歯底高さが順に下がる歯形部２１〜２３を順に用い、かつ歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３が該平面部２を押圧する度に同一寸法のマンドレル５１〜５３を該パイプ成形体１の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３によるパイプ成形体１の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各段の歯形部２１〜２３によって押しつぶされたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１〜５３の寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレル５１〜５３の折損を回避できる。小径のパイプラック４も容易に成形できる。
【００４４】
(b)歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３により押圧されたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１〜５３として同一寸法のものを用いることができ、パイプラック４を簡易に成形できる。
【００４５】
(c)複数段の歯形部２１〜２３を有する歯形金型２０と、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部３１〜３３を有する保持金型３０とを有するものとし、歯形金型２０の前段の歯形部２１、２２を用いて成形したパイプ成形体１を後段の保持金型３０の保持部３２、３３と歯形金型２０の歯形部２２、２３の間に移送するものとした。これにより、各段の歯形部２１〜２３による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラック４の生産性を向上できる。
【００４６】
（第２実施形態）（図６）
第２実施形態のパイプラック成形装置１０が、第１実施形態のパイプラック成形装置１０と異なる点は、保持金型３０が１個の保持部３１だけを有し、マンドレル押圧進退装置５０が１個のマンドレル５１だけを有するものとし、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３のそれぞれに対しそれらの保持部３１とマンドレル５１を共通に対応させたことにある。このため、第２実施形態のパイプラック成形装置１０では、歯形金型２０の各歯形部２１〜２３を、保持金型３０の保持部３１、及びマンドレル押圧進退装置５０のマンドレル５１と同一軸上に定めた成形作業位置に順に位置付ける、油圧シリンダ等からなる歯形金型横移動装置（不図示）を具備した。
【００４７】
第２実施形態のパイプラック成形装置１０によるパイプラック４の成形手順は以下の如くなされる。
【００４８】
(1)パイプ素材の一部に平面部２を形成し、パイプ成形体１を得る（図３）。
(2)パイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１で保持する状態で、このパイプ成形体１の平面部２をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の第１段の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす。歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ａ）に示す如く、歯底成形高さが一番大きく、歯底高さＨａが一番大きな歯形３Ａを成形可能とする。パイプ成形体１の押しつぶされた平面部２の内周面２Ａが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００４９】
(3)上述(2)の歯形金型２０の歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されているパイプ成形体１の内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に埋め込み、歯底高さＨａの歯形３Ａを成形する。これにより、第１中間パイプ成形体１Ａを得る。
【００５０】
(4)上述(3)で得た第１中間パイプ成形体１Ａを保持金型３０の保持部３１に保持したまま、この第１中間パイプ成形体１Ａに対し歯形金型２０の第２段の歯形部２２を位置付け、この第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の歯形部２２の歯底成形面２２Ａで押圧して押しつぶす。歯形部２２の歯底成形面２２Ａは、図５（Ｂ）に示す如く、歯底成形高さが２番目に大きく、歯底高さＨｂが２番目に大きな歯形３Ｂ（歯底高さＨｂは歯形３Ａの歯底高さＨａより下がる）を成形可能とする。第１中間パイプ成形体１Ａの押しつぶされた平面部２の内周面２Ｂが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５２の高さＨｍより低くなる。
【００５１】
(5)上述(4)の歯形金型２０の歯形部２２と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されている第１中間パイプ成形体１Ａの内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２（歯形３Ａ）の肉を盛り上げて歯形部２２の相隣る凸形の凹所に詰め込み、歯底高さＨｂの歯形３Ｂを成形する。これにより、第２中間パイプ成形体１Ｂを得る。
【００５２】
(6)上述(5)で得た第２中間パイプ成形体１Ｂに対し、上述(4)、(5)の成形動作を１回以上くり返し、最終歯形３Ｃを持つラック歯４Ａを成形する。本実施形態では、歯形金型２０の第３段の歯形部２３、保持金型３０の保持部３１、マンドレル５１を用いる１回の成形動作をくり返し、第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を保持部３１で保持したまま歯形部２３の歯底成形面２３Ａで押しつぶし、この第２中間パイプ成形体１Ｂの内周（内周面２Ｃがマンドレル５２の高さＨｍより低い）にマンドレル５３を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、歯底高さＨｃの最終歯形３Ｃ（歯底高さＨｃは歯形３Ｂの歯底高さＨｂより下がる）を持つラック歯４Ａを得る（図５（Ｃ））。
【００５３】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼複数段の歯形部２１〜２３を有する歯形金型２０と、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部３１を有する保持金型３０とを有するものとし、歯形金型２０の前段の歯形部２１、２２を用いて成形したパイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１に保持したまま、このパイプ成形体１に対し歯形金型２０の後段の歯形部２２、２３を位置付けるものとした。これにより、パイプ成形体を保持金型３０の共通の保持部３１に保持したまま、各段の歯形部２１〜２３による歯形をスムースにくり返すことができ、パイプラック４の生産性を向上できる。
【００５４】
▲２▼保持金型３０が１個の保持部３１を有し、これを歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３に共通化したから、パイプラック成形装置１０の構成を簡素化できる。
【００５５】
（第３実施形態）（図７、図８）
第３実施形態のパイプラック成形装置１０が、第１実施形態のパイプラック成形装置１０と異なる点は、歯形金型２０が１個の歯形部２１だけであって、最終歯形３Ｃに対応する歯形部２１だけを有し、保持金型３０が１個の保持部３１だけを有し、マンドレル押圧進退装置１０が１個のマンドレル５１だけを有するものとし、歯形金型２０が歯形金型本体２０Ａに対し歯形部２１を変位でき、パイプ押圧保持装置１４の昇降動作により歯形部２１の歯底成形面２１Ａの高さ位置を無段階又は複数段階に制御できるようにしたことにある（図７）。
【００５６】
歯形金型２０の歯形部２１はパイプ成形体１（中間パイプ成形体１Ａ、１Ｂ）に対する歯底成形面２１Ａの高さ位置を順に下げる各位置制御段階（例えば第１〜第３の位置制御段階）に位置制御される。
【００５７】
第３実施形態のパイプラック成形装置１０によるパイプラック４の成形手順は以下の如くなされる。
【００５８】
(1)パイプ素材の一部に平面部２を形成し、パイプ成形体１を得る（図３）。
(2)パイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１と歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａで保持した状態で、このパイプ成形体１の平面部２をパイプ押圧保持装置１４により第１位置制御段階に位置付けた歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす。第１位置制御段階に位置制御された歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ａ）に示す如く、歯底成形高さが一番大きく、歯底高さＨａが一番大きな歯形３Ａを成形可能とする。パイプ成形体１の押しつぶされた平面部２の内周面２Ａが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００５９】
(3)上述(2)の歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａ及び歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されているパイプ成形体１の内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に埋め込み、歯底高さＨａの歯形３Ａを成形する。これにより、第１中間パイプ成形体１Ａを得る。
【００６０】
(4)上述(3)で得た第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）をパイプ押圧保持装置１４により第２位置制御段階に位置付けた歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす。第２位置制御段階に位置制御された歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ｂ）に示す如く、歯底成形高さが２番目に大きく、歯底高さＨｂが２番目に大きな歯形３Ｂ（歯底高さＨｂは歯形３Ａの歯底高さＨａより下がる）を成形可能とする。第１中間パイプ成形体１Ａの押しつぶされた平面部２の内周面２Ｂが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００６１】
(5)上述(4)の歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａ及び歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されている第１中間パイプ成形体１Ａの内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２（歯形３Ａ）の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に詰め込み、歯底高さＨｂの歯形３Ｂを成形する。これにより、第２中間パイプ成形体１Ｂを得る。
【００６２】
(6)上述(5)で得た第２中間パイプ成形体１Ｂに対し、上述(4)、(5)の成形動作を１回以上くり返し、最終歯形３Ｃを持つラック歯４Ａを成形する。本実施形態では歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａを第３位置制御段階に位置付け、第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を保持金型３１で保持する状態で、第３位置制御段階に位置制御された歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押しつぶし、この第２中間パイプ成形体１Ｂの内周（内周面２Ｃがマンドレル５１の高さＨｍより低い）にマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、歯底高さＨｃの最終歯形３Ｃ（歯底高さＨｃは歯形３Ｂの歯底高さＨｂより下がる）を持つラック歯４Ａを得る。
【００６３】
第３実施形態における前述の工程では、第１、第２、第３の各位置制御段階に位置付けた歯形部２１の歯底成形面２１Ａが中間パイプ成形体１Ａ（１Ｂ）の平面部２を押しつぶした後、その都度マンドレル５１を圧入し押圧進退（押圧前進と押圧後退）して歯形を成形しているが、歯形部２１の歯底成形面２１Ａがパイプ成形体１（中間パイプ成形体１Ａ、１Ｂ）を押圧する度に、マンドレル５１を押圧前進と押圧後退することを、下記(1)〜(3)の如くに交互にくり返すことにより歯形を成形することも可能である。これによれば、加工工数の削減が図れる。
【００６４】
(1)歯形部２１の歯底成形面２１Ａをパイプ押圧保持装置１４によりパイプ成形体１に対する第１位置制御段階に位置付けた状態で、マンドレル５１をパイプ成形体１に対し押圧前進して第１中間パイプ成形体１Ａ（歯形３Ａ）を得る。
【００６５】
(2)マンドレル５１を上述(1)の押圧前進端に待機させた状態で、歯形部２１の歯底成形面２１Ａをパイプ押圧保持装置１４により第１中間パイプ成形体１Ａに対する第２位置制御段階に位置付けて第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）を押しつぶす（図８）。このようにして歯形部２１の歯底成形面２１Ａを第２位置制御段階に位置付けた状態で、マンドレル５１を第１中間パイプ成形体１Ａに対し押圧後退して第２中間パイプ成形体１Ｂ（歯形３Ｂ）を得る。
【００６６】
(3)マンドレル５１を上述(2)の押圧後退端に待機させた状態で、歯形部２１の歯底成形面２１Ａをパイプ押圧保持装置１４により第２中間パイプ成形体１Ｂに対する第３位置制御段階に位置付けて第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を押しつぶす。このようにして歯形部２１の歯底成形面２１Ａを第３位置制御段階に位置付けた状態で、マンドレル５１を第２中間パイプ成形体１Ｂに対し押圧前進して最終歯形３Ｃをもつラック歯４Ａを得る。
【００６７】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
(a)歯形金型２０が歯形金型本体２０Ａに対し歯形部２１を変位でき、歯形部２１の歯底成形面２１Ａの高さ位置を制御できる。そして、パイプ成形体１の平面部２を歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧するに際し、該歯形金型２０の歯形部２１が該平面部２に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部２１を位置制御し、かつ歯形金型２０の歯形部２１が該平面部２を押圧する度に同一寸法のマンドレル５１を該パイプ成形体１の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型２０の各位置制御段階の歯形部２１によるパイプ成形体１の押しつぶし量を、最初から最終歯形３Ｃの歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各位置制御段階の歯形部２１によって押しつぶされたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１の寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレル５１の折損を回避できる。小径のパイプラック４も容易に成形できる。
【００６８】
(b)歯形金型２０の歯形部２１がパイプ成形体１（１Ａ、１Ｂ）の一部を押圧する度に、該パイプ成形体１（１Ａ、１Ｂ）の内周に同一寸法のマンドレル５１を押圧前進と押圧後退することを交互にくり返すことにより、加工工数の削減を図ることができる。
【００６９】
(c)歯形金型２０の各位置制御段階の歯形部２１により押圧されたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１として同一寸法のものを用いることができ、パイプラック４を簡易に成形できる。
【００７０】
(d)パイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１と歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａとに保持したまま、歯形金型２０の各位置制御段階の歯形部２１による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラック４の生産性を向上できる。
【００７１】
(e)歯形金型２０と保持金型３０が各１個の歯形部２１と保持部３１を有すれば足り、パイプラック成形装置１０の構成を簡素化できる。
【００７２】
更に、パイプラック成形装置１０にあっては、図９に示す如く、パイプ押圧保持装置１４の両側にマンドレル押圧進退装置５０（５０Ａ、５０Ｂ）を設置し、マンドレル５１の成形凸部の両方に設けた保持部５１Ａ、５１Ｂを両側のマンドレル押圧進退装置５０Ａ、５０Ｂのプランジャ５４に設けたチャック等で保持し、両側のマンドレル押圧進退装置５０Ａ、５０Ｂの協働作用によりマンドレル５１を押圧進退させても良い。これによれば、マンドレル５１はマンドレル押圧進退装置５０Ａ、５０Ｂの一方による押しの力と、他方による引きの力を同時に受け、マンドレル５１の破損の防止が図れる。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、マンドレルの両端部を両側のマンドレル押圧進退手段により保持して押圧進退させる構成（図９）は、第３実施形態のパイプラック成形装置１０に限らず、第１実施形態と第２実施形態のパイプラック成形装置１０（マンドレル５１〜５３）においても採用できる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、歯形金型とマンドレルを用いてパイプラックを成形するに際し、マンドレルの折損を回避しながら、簡易にパイプラックを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はパイプラック成形装置を示す側面図である。
【図２】図２は第１実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図である。
【図３】図３はパイプ成形体の平面成形状態を示す模式図である。
【図４】図４はパイプ成形体の各段の歯形成形状態を示す模式図である。
【図５】図５はパイプ成形体の各段の歯形成形断面を示す模式図である。
【図６】図６は第２実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図である。
【図７】図７は第３実施形態の歯形金型と保持金型を示す正面図である。
【図８】図８は第３実施形態のマンドレル押圧進退装置を示す模式図である。
【図９】図９はマンドレル押圧進退装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
１ パイプ成形体
２ 平面部
３Ａ〜３Ｃ 歯形
４Ａ ラック歯
４ パイプラック
１０ パイプラック成形装置
１４ パイプ押圧保持装置
２０ 歯形金型
２０Ａ 歯形金型本体
２１〜２３ 歯形部
２１Ａ〜２３Ａ 歯底成形面
３０ 保持金型
３１ 保持部
５０ マンドレル押圧進退装置
５１〜５３ マンドレル
【発明の属する技術分野】
本発明はパイプラック成形方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パイプ素材の一部に予め平面部を形成したパイプ成形体の該平面部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラップ成形装置として、特開2001-9554号公報に記載のものがある。
【０００３】
この従来技術は、パイプ成形体を保持金型の保持部で保持する状態で、該パイプ成形体の平面部を歯形金型の最終歯形と同一の歯形部の歯底成形面で押圧し、このパイプ成形体の内周に小径〜大径の２本以上のマンドレルを順に圧入して押圧進退することをくり返す。これにより、パイプ成形体の平面部の肉を内周の側から盛り上げ、該平面部の外周に最終歯形を持つラック歯を成形するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、寸法の異なる複数本のマンドレルを必要とし、加工工数が多くかかる。そして、パイプ成形体の平面部を最初から歯形金型の最終歯形と同一の歯形部の歯底成形面で押圧し、押圧されたパイプ成形体の内周にマンドレルを圧入するものであり、１本目のマンドレルは特に小径になって座屈による折損を生じ易い。このため、小径のパイプラックほど成形困難になる。
【０００５】
本発明の課題は、歯形金型とマンドレルを用いてパイプラックを成形するに際し、マンドレルの折損を回避しながら、簡易にパイプラックを成形することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、歯底成形面の高さ位置を異にする複数段の歯形部を有する歯形金型を用意し、パイプ素材を保持金型の保持部で保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の各段の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がる歯形部を順に用い、かつ歯形金型の各段の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退することをくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部を有する保持金型と、各段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有し、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を後段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間に移送してパイプ押圧保持手段により押圧保持し、マンドレル押圧進退手段により該パイプ素材にマンドレルを押圧進退可能とするようにしたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部を有する保持金型と、保持金型の共通の保持部と歯形金型の各段の歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有し、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、このパイプ素材に対し成形金型の後段の成形部を位置付けてパイプ押圧保持手段により押圧保持し、マンドレル押圧進退手段により該パイプ素材にマンドレルを押圧進退可能とするようにしたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、歯形金型本体に対し歯形部が変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型を用い、パイプ素材を保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体とで保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ、歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退することをくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形するようにしたものである。
【００１０】
請求項５の発明は、パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、歯形金型本体に対し歯形部が変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型を用い、パイプ素材を保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体とで保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、該パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形するようにしたものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型と、歯形金型の歯形部に対応する保持部を有する保持金型と、保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体及び歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有するようにしたものである。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２、３又は６のいずれかの発明において更に、前記マンドレル押圧進退手段がパイプ押圧保持手段の両側に設置され、両マンドレル押圧進退手段がマンドレルの両端部を保持して該マンドレルを押圧進退するようにしたものである。
【００１３】
【作用】
請求項１の発明によれば下記(1)、(2)の作用がある。
(1)歯形金型が複数段の歯形部を有し、各段の歯形部の歯底成形面の高さ位置を異にする。そして、パイプ素材の一部を歯形金型の各段の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がる歯形部を順に用い、かつ歯形金型の各段の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型の各段の歯形部によるパイプ素材の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各段の歯形部によって押しつぶされたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルの寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレルの折損を回避できる。小径のパイプラックも容易に成形できる。
【００１４】
(2)歯形金型の各段の歯形部により押圧されたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルとして同一寸法のものを用いることができ、パイプラックを簡易に成形できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば下記(3)の作用がある。
(3)複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部を有する保持金型とを有するものとし、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を後段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間に移送するものとした。これにより、各段の歯形部による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラックの生産性を向上できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば下記(4)、(5)の作用がある。
(4)複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部を有する保持金型とを有するものとし、歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、このパイプ素材に対し歯形金型の後段の歯形部を位置付けるものとした。これにより、パイプ素材を保持金型の共通の保持部に保持したまま、各段の歯形部による歯形をスムースにくり返すことができ、パイプラックの生産性を向上できる。
【００１７】
(5)保持金型が１個の保持部を有し、これを歯形金型の各段の歯形部に共通化したから、パイプラック成形装置の構成を簡素化できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば下記(6)、(7)の作用がある。
(6)歯形金型が歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる。そして、パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型の各位置制御段階の歯形部によるパイプ素材の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各位置制御段階の歯形部によって押しつぶされたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルの寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレルの折損を回避できる。小径のパイプラックも容易に成形できる。
【００１９】
(7)歯形金型の各位置制御段階の歯形部により押圧されたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルとして、同一寸法のものを用いることができ、パイプラックを簡易に成形できる。
【００２０】
請求項５の発明によれば下記(8)〜(10)の作用がある。
(8)歯形金型が歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる。そして、パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部がパイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、該パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返すようにした。従って、歯形金型の各位置制御段階の歯形部によるパイプ素材の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各位置制御段階の歯形部によって押しつぶされたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルの寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレルの折損を回避できる。小径のパイプラックも容易に成形できる。
【００２１】
(9)歯形金型の歯形部がパイプ素材の一部を押圧する度に、パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返すことにより、加工工数の削減を図ることができる。
【００２２】
(10)歯形金型の各位置制御段階の歯形部により押圧されたパイプ素材の内周に圧入されるマンドレルとして、同一寸法のものを用いることができ、パイプラックを簡易に成形できる。
【００２３】
請求項６の発明によれば下記(11)、(12)の作用がある。
(11)パイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、歯形金型の各位置制御段階の歯形部による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラックの生産性を向上できる。
【００２４】
(12)歯形金型と保持金型が各１個の歯形部と保持部を有すれば足り、パイプラック成形装置の構成を簡素化できる。
【００２５】
請求項７の発明によれば下記(13)の作用がある。
(13)両マンドレル押圧進退手段がマンドレルの両端部を保持して該マンドレルを押圧進退（押圧前進と押圧後退）するから、マンドレルは両マンドレル押圧進退手段の一方による押しの力と、他方による引きの力を同時に受け、マンドレルの破損の防止が図れる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１はパイプラック成形装置を示す側面図、図２は第１実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図、図３はパイプ成形体の平面成形状態を示す模式図、図４はパイプ成形体の各段の歯形成形状態を示す模式図、図５はパイプ成形体の各段の歯形成形断面を示す模式図、図６は第２実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図、図７は第３実施形態の歯形金型と保持金型を示す正面図、図８は第３実施形態のマンドレル押圧進退装置を示す模式図、図９はマンドレル押圧進退装置の変形例を示す模式図である。
【００２７】
（第１実施形態）（図１〜図５）
パイプラック成形装置１０は、図３、図４に示す如く、パイプ素材の一部に予め平面部２を形成したパイプ成形体１に、一定の歯底高さＨｃ、歯頂高さＨｔの凸形の最終歯形３Ｃをもつ、パイプラック４のラック歯４Ａを成形する。尚、本実施形態では、歯底高さＨｃ、歯頂高さＨｔの基準高さ位置をパイプ成形体１の平面部２に対する反対側の外面に定めたが、この基準高さ位置はパイプ成形体１の任意の位置に設定できる。
【００２８】
パイプラック成形装置１０は、図１に示す如く、架台１１に立設したガイドポスト１２の上部にタイプレート１３を固定し、タイプレート１３に油圧サーボシリンダ又はスクリュープレス等からなるパイプ押圧保持装置１４を設置し、パイプ押圧保持装置１４のプランジャ１５を油圧により昇降可能とし、プランジャ１５に設けたサドル１６をガイドポスト１２によりガイドしている。プランジャ１５の下面には歯形金型２０が着脱可能に設置される。
【００２９】
他方、パイプラック成形装置１０は、パイプ押圧保持装置１４におけるプランジャ１５の直下にアンビル１７を固定し、アンビル１７の上面に保持金型３０を着脱可能に設置する。
【００３０】
歯形金型２０は、図２に示す如く、歯形金型本体２０Ａに複数段、本実施形態では第１段〜第３段の凸形が連続する歯形部２１〜２３を有し、各段の歯形部２１〜２３は高さ位置の異なる歯底成形面２１Ａ〜２３Ａ（歯底成形面２１Ａ〜２３Ａの歯底成形高さが順に下がるように順に小さくなる）を備え、パイプ成形体１の平面部２に順に凸形の歯形３Ａ〜３Ｃ（図４、図５に示す如く、各歯形３Ａ〜３Ｃの歯底高さＨａ〜Ｈｃが順に小さくなるように下がる）を成形する。
【００３１】
保持金型３０は、図２に示す如く、歯形金型２０の各段の歯底成形面２１〜２３のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部３１〜３３を有し、各保持部３１〜３３は同一形状をなし、パイプ成形体１の平面部２を除く外周、本実施形態では円弧状外周を支持する。
【００３２】
パイプ押圧保持装置１４は、プランジャ１５の昇降により、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３を保持金型３０の各段の保持部３１〜３３に保持したパイプ成形体１に対して接離し、各段の歯形部２１〜２３と各段の保持部３１〜３３の間でパイプ成形体１を押圧保持する。
【００３３】
パイプラック成形装置１０は、架台１１におけるパイプ押圧保持装置１４の側方に、油圧シリンダからなるマンドレル押圧進退装置５０を設置し、マンドレル押圧進退装置５０のプランジャ５４にマンドレル台５５を着脱自在に設置する。マンドレル台５５は、図２に示す如く、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３と保持金型３０の各段の保持部３１〜３３の間に押圧保持された各パイプ成形体１の内周に圧入されて押圧進退（押圧前進と押圧後退）されるマンドレル５１〜５３を備える。マンドレル５１〜５３は、それぞれ芯金状をなし、それらの軸方向の一部の外径を膨径状にした成形凸部を備え、それらの成形凸部により同一のマンドレル高さＨｍを形成する。各マンドレル５１〜５３は、パイプ成形体１の内周に圧入されて押圧進退される過程で、パイプ成形体１の内周を通過するそれらの成形凸部によりパイプ成形体１の肉を外側に盛り上げる。
【００３４】
パイプラック成形装置１０は、不図示のワーク移載装置を有し、歯形金型２０の前段の歯形部２１、２２を用いて成形したパイプ成形体１を、歯形金型２０の後段の歯形部２２、２３と保持金型３０の後段の保持部３２、３３の間に移送可能とする。
【００３５】
パイプラック成形装置１０によるパイプラック４の成形手順は以下の如くなされる。
【００３６】
(1)パイプ素材の一部に平面部２を形成し、パイプ成形体１を得る（図３）。このパイプ成形体１は、図３に示す如く、パイプラック成形装置１０のアンビル１７に保持金型６１を設置し、プランジャ１５に加圧金型６２を設置し、保持金型６１の加圧成形面６２Ａで平面部２を成形するものとしても良い。
【００３７】
(2)パイプ成形体１を保持金型３０の第１段の保持部３１で保持する状態で、このパイプ成形体１の平面部２をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の第１段の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす（図４（Ａ））。歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ａ）に示す如く、歯底成形高さが一番大きく、歯底高さＨａが一番大きな歯形３Ａを成形可能とする。パイプ成形体１の押しつぶされた平面部２の内周面２Ａが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００３８】
(3)上述(2)の歯形金型２０の歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されているパイプ成形体１の内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に埋め込み、歯底高さＨａの歯形３Ａを成形する。これにより、第１中間パイプ成形体１Ａを得る。
【００３９】
(4)上述(3)で得た第１中間パイプ成形体１Ａを保持金型３０の第２段の保持部３２と歯形金型２０の第２段の歯形部２２の間に移送し、第１中間パイプ成形体１Ａを保持金型３０の保持部３２で保持する状態で、この第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の歯形部２２の歯底成形面２２Ａで押圧して押しつぶす（図４（Ｂ））。歯形部２２の歯底成形面２２Ａは、図５（Ｂ）に示す如く、歯底成形高さが２番目に大きく、歯底高さＨｂが２番目に大きな歯形３Ｂ（歯底高さＨｂは歯形３Ａの歯底高さＨａより下がる）を成形可能とする。第１中間パイプ成形体１Ａの押しつぶされた平面部２の内周面２Ｂが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５２の高さＨｍより低くなる。
【００４０】
(5)上述(4)の歯形金型２０の歯形部２２と保持金型３０の保持部３２で押圧保持されている第１中間パイプ成形体１Ａの内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５２を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２（歯形３Ａ）の肉を盛り上げて歯形部２２の相隣る凸形の凹所に詰め込み、歯底高さＨｂの歯形３Ｂを成形する。これにより、第２中間パイプ成形体１Ｂを得る。
【００４１】
(6)上述(5)で得た第２中間パイプ成形体１Ｂに対し、上述(4)、(5)の成形動作を１回以上くり返し、最終歯形３Ｃを持つラック歯４Ａを成形する。本実施形態では、歯形金型２０の第３段の歯形部２３、保持金型３０の第３段の保持部３３、マンドレル５３を用いる１回の成形動作をくり返し、第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を保持部３３で保持する状態で歯形部２３の歯底成形面２３Ａで押しつぶし、この第２中間パイプ成形体１Ｂの内周（内周面２Ｃがマンドレル５２の高さＨｍより低い）にマンドレル５３を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、歯底高さＨｃの最終歯形３Ｃ（歯底高さＨｃは歯形３Ｂの歯底高さＨｂより下がる）を持つラック歯４Ａを得る（図４（Ｃ）、図５（Ｃ））。
【００４２】
尚、パイプラック成形装置１０にあっては、パイプ成形体１、１Ａ、１Ｂの内周に対するマンドレルの押圧進退動作を、図４に示す如く、パイプ成形体１、１Ａ、１Ｂの両端側から相対向する２本のマンドレル５１と５１´、５２と５２´、５３と５３´を交互に圧入して行なうものでも良い。
【００４３】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
(a)歯形金型２０が複数段の歯形部２１〜２３を有し、各段の歯形部２１〜２３の歯底成形面２１Ａ〜２３Ａの高さ位置を異にする。そして、パイプ成形体１の平面部２を歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３の歯底成形面２１Ａ〜２３Ａで押圧するに際し、該歯形金型２０の歯形部２１〜２３が該平面部２に付与する歯底高さが順に下がる歯形部２１〜２３を順に用い、かつ歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３が該平面部２を押圧する度に同一寸法のマンドレル５１〜５３を該パイプ成形体１の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３によるパイプ成形体１の押しつぶし量を、最初から最終歯形の歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各段の歯形部２１〜２３によって押しつぶされたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１〜５３の寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレル５１〜５３の折損を回避できる。小径のパイプラック４も容易に成形できる。
【００４４】
(b)歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３により押圧されたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１〜５３として同一寸法のものを用いることができ、パイプラック４を簡易に成形できる。
【００４５】
(c)複数段の歯形部２１〜２３を有する歯形金型２０と、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部３１〜３３を有する保持金型３０とを有するものとし、歯形金型２０の前段の歯形部２１、２２を用いて成形したパイプ成形体１を後段の保持金型３０の保持部３２、３３と歯形金型２０の歯形部２２、２３の間に移送するものとした。これにより、各段の歯形部２１〜２３による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラック４の生産性を向上できる。
【００４６】
（第２実施形態）（図６）
第２実施形態のパイプラック成形装置１０が、第１実施形態のパイプラック成形装置１０と異なる点は、保持金型３０が１個の保持部３１だけを有し、マンドレル押圧進退装置５０が１個のマンドレル５１だけを有するものとし、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３のそれぞれに対しそれらの保持部３１とマンドレル５１を共通に対応させたことにある。このため、第２実施形態のパイプラック成形装置１０では、歯形金型２０の各歯形部２１〜２３を、保持金型３０の保持部３１、及びマンドレル押圧進退装置５０のマンドレル５１と同一軸上に定めた成形作業位置に順に位置付ける、油圧シリンダ等からなる歯形金型横移動装置（不図示）を具備した。
【００４７】
第２実施形態のパイプラック成形装置１０によるパイプラック４の成形手順は以下の如くなされる。
【００４８】
(1)パイプ素材の一部に平面部２を形成し、パイプ成形体１を得る（図３）。
(2)パイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１で保持する状態で、このパイプ成形体１の平面部２をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の第１段の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす。歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ａ）に示す如く、歯底成形高さが一番大きく、歯底高さＨａが一番大きな歯形３Ａを成形可能とする。パイプ成形体１の押しつぶされた平面部２の内周面２Ａが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００４９】
(3)上述(2)の歯形金型２０の歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されているパイプ成形体１の内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に埋め込み、歯底高さＨａの歯形３Ａを成形する。これにより、第１中間パイプ成形体１Ａを得る。
【００５０】
(4)上述(3)で得た第１中間パイプ成形体１Ａを保持金型３０の保持部３１に保持したまま、この第１中間パイプ成形体１Ａに対し歯形金型２０の第２段の歯形部２２を位置付け、この第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）をパイプ押圧保持装置１４により歯形金型２０の歯形部２２の歯底成形面２２Ａで押圧して押しつぶす。歯形部２２の歯底成形面２２Ａは、図５（Ｂ）に示す如く、歯底成形高さが２番目に大きく、歯底高さＨｂが２番目に大きな歯形３Ｂ（歯底高さＨｂは歯形３Ａの歯底高さＨａより下がる）を成形可能とする。第１中間パイプ成形体１Ａの押しつぶされた平面部２の内周面２Ｂが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５２の高さＨｍより低くなる。
【００５１】
(5)上述(4)の歯形金型２０の歯形部２２と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されている第１中間パイプ成形体１Ａの内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２（歯形３Ａ）の肉を盛り上げて歯形部２２の相隣る凸形の凹所に詰め込み、歯底高さＨｂの歯形３Ｂを成形する。これにより、第２中間パイプ成形体１Ｂを得る。
【００５２】
(6)上述(5)で得た第２中間パイプ成形体１Ｂに対し、上述(4)、(5)の成形動作を１回以上くり返し、最終歯形３Ｃを持つラック歯４Ａを成形する。本実施形態では、歯形金型２０の第３段の歯形部２３、保持金型３０の保持部３１、マンドレル５１を用いる１回の成形動作をくり返し、第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を保持部３１で保持したまま歯形部２３の歯底成形面２３Ａで押しつぶし、この第２中間パイプ成形体１Ｂの内周（内周面２Ｃがマンドレル５２の高さＨｍより低い）にマンドレル５３を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、歯底高さＨｃの最終歯形３Ｃ（歯底高さＨｃは歯形３Ｂの歯底高さＨｂより下がる）を持つラック歯４Ａを得る（図５（Ｃ））。
【００５３】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼複数段の歯形部２１〜２３を有する歯形金型２０と、歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部３１を有する保持金型３０とを有するものとし、歯形金型２０の前段の歯形部２１、２２を用いて成形したパイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１に保持したまま、このパイプ成形体１に対し歯形金型２０の後段の歯形部２２、２３を位置付けるものとした。これにより、パイプ成形体を保持金型３０の共通の保持部３１に保持したまま、各段の歯形部２１〜２３による歯形をスムースにくり返すことができ、パイプラック４の生産性を向上できる。
【００５４】
▲２▼保持金型３０が１個の保持部３１を有し、これを歯形金型２０の各段の歯形部２１〜２３に共通化したから、パイプラック成形装置１０の構成を簡素化できる。
【００５５】
（第３実施形態）（図７、図８）
第３実施形態のパイプラック成形装置１０が、第１実施形態のパイプラック成形装置１０と異なる点は、歯形金型２０が１個の歯形部２１だけであって、最終歯形３Ｃに対応する歯形部２１だけを有し、保持金型３０が１個の保持部３１だけを有し、マンドレル押圧進退装置１０が１個のマンドレル５１だけを有するものとし、歯形金型２０が歯形金型本体２０Ａに対し歯形部２１を変位でき、パイプ押圧保持装置１４の昇降動作により歯形部２１の歯底成形面２１Ａの高さ位置を無段階又は複数段階に制御できるようにしたことにある（図７）。
【００５６】
歯形金型２０の歯形部２１はパイプ成形体１（中間パイプ成形体１Ａ、１Ｂ）に対する歯底成形面２１Ａの高さ位置を順に下げる各位置制御段階（例えば第１〜第３の位置制御段階）に位置制御される。
【００５７】
第３実施形態のパイプラック成形装置１０によるパイプラック４の成形手順は以下の如くなされる。
【００５８】
(1)パイプ素材の一部に平面部２を形成し、パイプ成形体１を得る（図３）。
(2)パイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１と歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａで保持した状態で、このパイプ成形体１の平面部２をパイプ押圧保持装置１４により第１位置制御段階に位置付けた歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす。第１位置制御段階に位置制御された歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ａ）に示す如く、歯底成形高さが一番大きく、歯底高さＨａが一番大きな歯形３Ａを成形可能とする。パイプ成形体１の押しつぶされた平面部２の内周面２Ａが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００５９】
(3)上述(2)の歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａ及び歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されているパイプ成形体１の内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に埋め込み、歯底高さＨａの歯形３Ａを成形する。これにより、第１中間パイプ成形体１Ａを得る。
【００６０】
(4)上述(3)で得た第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）をパイプ押圧保持装置１４により第２位置制御段階に位置付けた歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧して押しつぶす。第２位置制御段階に位置制御された歯形部２１の歯底成形面２１Ａは、図５（Ｂ）に示す如く、歯底成形高さが２番目に大きく、歯底高さＨｂが２番目に大きな歯形３Ｂ（歯底高さＨｂは歯形３Ａの歯底高さＨａより下がる）を成形可能とする。第１中間パイプ成形体１Ａの押しつぶされた平面部２の内周面２Ｂが反対側の内面に対してなす高さはマンドレル５１の高さＨｍより低くなる。
【００６１】
(5)上述(4)の歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａ及び歯形部２１と保持金型３０の保持部３１で押圧保持されている第１中間パイプ成形体１Ａの内周に、マンドレル押圧進退装置５０によりマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、平面部２（歯形３Ａ）の肉を盛り上げて歯形部２１の相隣る凸形の凹所に詰め込み、歯底高さＨｂの歯形３Ｂを成形する。これにより、第２中間パイプ成形体１Ｂを得る。
【００６２】
(6)上述(5)で得た第２中間パイプ成形体１Ｂに対し、上述(4)、(5)の成形動作を１回以上くり返し、最終歯形３Ｃを持つラック歯４Ａを成形する。本実施形態では歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａを第３位置制御段階に位置付け、第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を保持金型３１で保持する状態で、第３位置制御段階に位置制御された歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押しつぶし、この第２中間パイプ成形体１Ｂの内周（内周面２Ｃがマンドレル５１の高さＨｍより低い）にマンドレル５１を圧入して押圧進退（押圧前進と押圧後退）し、歯底高さＨｃの最終歯形３Ｃ（歯底高さＨｃは歯形３Ｂの歯底高さＨｂより下がる）を持つラック歯４Ａを得る。
【００６３】
第３実施形態における前述の工程では、第１、第２、第３の各位置制御段階に位置付けた歯形部２１の歯底成形面２１Ａが中間パイプ成形体１Ａ（１Ｂ）の平面部２を押しつぶした後、その都度マンドレル５１を圧入し押圧進退（押圧前進と押圧後退）して歯形を成形しているが、歯形部２１の歯底成形面２１Ａがパイプ成形体１（中間パイプ成形体１Ａ、１Ｂ）を押圧する度に、マンドレル５１を押圧前進と押圧後退することを、下記(1)〜(3)の如くに交互にくり返すことにより歯形を成形することも可能である。これによれば、加工工数の削減が図れる。
【００６４】
(1)歯形部２１の歯底成形面２１Ａをパイプ押圧保持装置１４によりパイプ成形体１に対する第１位置制御段階に位置付けた状態で、マンドレル５１をパイプ成形体１に対し押圧前進して第１中間パイプ成形体１Ａ（歯形３Ａ）を得る。
【００６５】
(2)マンドレル５１を上述(1)の押圧前進端に待機させた状態で、歯形部２１の歯底成形面２１Ａをパイプ押圧保持装置１４により第１中間パイプ成形体１Ａに対する第２位置制御段階に位置付けて第１中間パイプ成形体１Ａの平面部２（歯形３Ａ）を押しつぶす（図８）。このようにして歯形部２１の歯底成形面２１Ａを第２位置制御段階に位置付けた状態で、マンドレル５１を第１中間パイプ成形体１Ａに対し押圧後退して第２中間パイプ成形体１Ｂ（歯形３Ｂ）を得る。
【００６６】
(3)マンドレル５１を上述(2)の押圧後退端に待機させた状態で、歯形部２１の歯底成形面２１Ａをパイプ押圧保持装置１４により第２中間パイプ成形体１Ｂに対する第３位置制御段階に位置付けて第２中間パイプ成形体１Ｂの平面部２（歯形３Ｂ）を押しつぶす。このようにして歯形部２１の歯底成形面２１Ａを第３位置制御段階に位置付けた状態で、マンドレル５１を第２中間パイプ成形体１Ｂに対し押圧前進して最終歯形３Ｃをもつラック歯４Ａを得る。
【００６７】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
(a)歯形金型２０が歯形金型本体２０Ａに対し歯形部２１を変位でき、歯形部２１の歯底成形面２１Ａの高さ位置を制御できる。そして、パイプ成形体１の平面部２を歯形金型２０の歯形部２１の歯底成形面２１Ａで押圧するに際し、該歯形金型２０の歯形部２１が該平面部２に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部２１を位置制御し、かつ歯形金型２０の歯形部２１が該平面部２を押圧する度に同一寸法のマンドレル５１を該パイプ成形体１の内周に押圧進退（押圧前進と押圧後退）することをくり返すようにした。従って、歯形金型２０の各位置制御段階の歯形部２１によるパイプ成形体１の押しつぶし量を、最初から最終歯形３Ｃの歯底高さに見合うように過大にせず、小さ目に設定できるから、各位置制御段階の歯形部２１によって押しつぶされたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１の寸法を格別に小径化する必要がなく、マンドレル５１の折損を回避できる。小径のパイプラック４も容易に成形できる。
【００６８】
(b)歯形金型２０の歯形部２１がパイプ成形体１（１Ａ、１Ｂ）の一部を押圧する度に、該パイプ成形体１（１Ａ、１Ｂ）の内周に同一寸法のマンドレル５１を押圧前進と押圧後退することを交互にくり返すことにより、加工工数の削減を図ることができる。
【００６９】
(c)歯形金型２０の各位置制御段階の歯形部２１により押圧されたパイプ成形体１の内周に圧入されるマンドレル５１として同一寸法のものを用いることができ、パイプラック４を簡易に成形できる。
【００７０】
(d)パイプ成形体１を保持金型３０の保持部３１と歯形金型２０の歯形金型本体２０Ａとに保持したまま、歯形金型２０の各位置制御段階の歯形部２１による成形をスムースにくり返すことができ、パイプラック４の生産性を向上できる。
【００７１】
(e)歯形金型２０と保持金型３０が各１個の歯形部２１と保持部３１を有すれば足り、パイプラック成形装置１０の構成を簡素化できる。
【００７２】
更に、パイプラック成形装置１０にあっては、図９に示す如く、パイプ押圧保持装置１４の両側にマンドレル押圧進退装置５０（５０Ａ、５０Ｂ）を設置し、マンドレル５１の成形凸部の両方に設けた保持部５１Ａ、５１Ｂを両側のマンドレル押圧進退装置５０Ａ、５０Ｂのプランジャ５４に設けたチャック等で保持し、両側のマンドレル押圧進退装置５０Ａ、５０Ｂの協働作用によりマンドレル５１を押圧進退させても良い。これによれば、マンドレル５１はマンドレル押圧進退装置５０Ａ、５０Ｂの一方による押しの力と、他方による引きの力を同時に受け、マンドレル５１の破損の防止が図れる。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、マンドレルの両端部を両側のマンドレル押圧進退手段により保持して押圧進退させる構成（図９）は、第３実施形態のパイプラック成形装置１０に限らず、第１実施形態と第２実施形態のパイプラック成形装置１０（マンドレル５１〜５３）においても採用できる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、歯形金型とマンドレルを用いてパイプラックを成形するに際し、マンドレルの折損を回避しながら、簡易にパイプラックを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はパイプラック成形装置を示す側面図である。
【図２】図２は第１実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図である。
【図３】図３はパイプ成形体の平面成形状態を示す模式図である。
【図４】図４はパイプ成形体の各段の歯形成形状態を示す模式図である。
【図５】図５はパイプ成形体の各段の歯形成形断面を示す模式図である。
【図６】図６は第２実施形態の金型とマンドレルを示し、（Ａ）は歯形金型と保持金型を示す正面図、（Ｂ）はマンドレルを上方から見た平面図である。
【図７】図７は第３実施形態の歯形金型と保持金型を示す正面図である。
【図８】図８は第３実施形態のマンドレル押圧進退装置を示す模式図である。
【図９】図９はマンドレル押圧進退装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
１ パイプ成形体
２ 平面部
３Ａ〜３Ｃ 歯形
４Ａ ラック歯
４ パイプラック
１０ パイプラック成形装置
１４ パイプ押圧保持装置
２０ 歯形金型
２０Ａ 歯形金型本体
２１〜２３ 歯形部
２１Ａ〜２３Ａ 歯底成形面
３０ 保持金型
３１ 保持部
５０ マンドレル押圧進退装置
５１〜５３ マンドレル
Claims (7)
- パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、
歯底成形面の高さ位置を異にする複数段の歯形部を有する歯形金型を用意し、
パイプ素材を保持金型の保持部で保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の各段の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がる歯形部を順に用い、かつ歯形金型の各段の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退することをくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形することを特徴とするパイプラック成形方法。 - 請求項１に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、
複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し個別に対応する複数段の保持部を有する保持金型と、各段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有し、
歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を後段の保持金型の保持部と歯形金型の歯形部の間に移送してパイプ押圧保持手段により押圧保持し、マンドレル押圧進退手段により該パイプ素材にマンドレルを押圧進退可能とするパイプラック成形装置。 - 請求項１に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、
複数段の歯形部を有する歯形金型と、歯形金型の各段の歯形部のそれぞれに対し共通に対応する１個の保持部を有する保持金型と、保持金型の共通の保持部と歯形金型の各段の歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有し、
歯形金型の前段の歯形部を用いて成形したパイプ素材を保持金型の保持部に保持したまま、このパイプ素材に対し成形金型の後段の成形部を位置付けてパイプ押圧保持手段により押圧保持し、マンドレル押圧進退手段により該パイプ素材にマンドレルを押圧進退可能とするパイプラック成形装置。 - パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、
歯形金型本体に対し歯形部が変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型を用い、
パイプ素材を保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体とで保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ、歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、同一寸法のマンドレルを該パイプ素材の内周に押圧進退することをくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形することを特徴とするパイプラック成形方法。 - パイプ素材の一部に、一定の歯底高さ及び歯頂高さの最終歯形をもつラック歯を成形するパイプラック成形方法において、
歯形金型本体に対し歯形部が変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型を用い、
パイプ素材を保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体とで保持する状態で、該パイプ素材の一部を歯形金型の歯形部の歯底成形面で押圧するに際し、該歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部に付与する歯底高さが順に下がるように該歯形部を位置制御し、かつ歯形金型の歯形部が該パイプ素材の一部を押圧する度に、該パイプ素材の内周に同一寸法のマンドレルを押圧前進と押圧後退することを交互にくり返し、最終歯形をもつラック歯を成形することを特徴とするパイプラック成形方法。 - 請求項４又は５に記載のパイプラック成形方法を実施するに用いられるパイプラック成形装置であって、
歯形金型本体に対し歯形部を変位でき、歯形部の歯底成形面の高さ位置を制御できる歯形金型と、歯形金型の歯形部に対応する保持部を有する保持金型と、保持金型の保持部と歯形金型の歯形金型本体及び歯形部の間でパイプ素材を押圧保持するパイプ押圧保持手段と、パイプ素材の内周にマンドレルを押圧進退するマンドレル押圧進退手段とを有するパイプラック成形装置。 - 前記マンドレル押圧進退手段がパイプ押圧保持手段の両側に設置され、両マンドレル押圧進退手段がマンドレルの両端部を保持して該マンドレルを押圧進退する請求項２、３又は６のいずれかに記載のパイプラック成形装置。
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