JP5019791B2 - Pipe expansion processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、パイプをエキスパンド加工する装置及び方法、並びに、パイプにフランジ等の被接合部材を接合する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for expanding a pipe, for example, and an apparatus and method for joining a member to be joined such as a flange to the pipe.
従来、パイプにフランジ等の被接合部材を接合する方法として、例えば次の方法が知られている。 Conventionally, for example, the following method is known as a method of joining a member to be joined such as a flange to a pipe.
パイプを被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通するとともに、パイプの中空部内にエキスパンド加工用ダイを配置する。このダイは、楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されている。次いで、マンドレルの楔部をダイの楔孔部内に差し込むことにより、ダイの各ダイセグメントをパイプの半径方向外向きに移動させる。これにより、パイプをエキスパンド加工(即ち拡管加工)し、パイプに被接合部材を接合する。なお、この接合方法はリッジロック方法とも呼ばれている(例えば、特許文献1〜3参照)。
The pipe is inserted into an insertion hole provided in the member to be joined, and an expanding die is disposed in the hollow portion of the pipe. The die has a wedge hole portion and is divided into a plurality of die segments in the circumferential direction around the wedge hole portion. Next, each die segment of the die is moved radially outward of the pipe by inserting the wedge portion of the mandrel into the wedge hole portion of the die. As a result, the pipe is expanded (that is, expanded), and the member to be joined is joined to the pipe. This joining method is also called a ridge lock method (see, for example,
また、パイプに被接合部材を接合する方法ではないが、円筒体(パイプ)をエキスパンド加工する方法として、例えば特開2002−224743号公報に開示された方法が知られている(特許文献4参照)。
ところで、従来のエキスパンド加工方法によってパイプをエキスパンド加工する場合には、次の問題があった。この問題について図20に基づいて説明すると次のとおりである。 By the way, when a pipe is expanded by a conventional expanding method, there are the following problems. This problem will be described with reference to FIG.
同図において、(100)は、断面円形状のパイプ(101)をエキスパンド加工するエキスパンド加工装置である。このエキスパンド加工装置(100)は、ダイ(111)とマンドレル(118)を備えている。ダイ(111)はパイプ(101)の中空部(103)内に配置されている。このダイ(111)は、一般に、周方向に4個〜8個のダイセグメント(112)に分割されており、同図では、4個のダイセグメント(112)(112)(112)(112)に均等に分割されている。マンドレル(118)の先端部に設けられた楔孔部(119)は、ダイ(111)の中心部に設けられた楔孔部(115)内に差し込まれている。 In the figure, reference numeral (100) denotes an expanding apparatus for expanding a pipe (101) having a circular cross section. The expand processing apparatus (100) includes a die (111) and a mandrel (118). The die (111) is disposed in the hollow part (103) of the pipe (101). The die (111) is generally divided into four to eight die segments (112) in the circumferential direction. In the figure, four die segments (112) (112) (112) (112) Are evenly divided. A wedge hole (119) provided at the tip of the mandrel (118) is inserted into a wedge hole (115) provided at the center of the die (111).
このダイ(111)とマンドレル(118)を用いてパイプ(101)をエキスパンド加工する場合において、同図に示すように、エキスパンド加工時には、ダイ(111)の互いに隣り合う2個のダイセグメント(112)(112)の間が開き、該両ダイセグメント(112)(112)間に隙間(S0)が生じる。パイプ(101)のこの隙間(S0)に対応する部位(104)は、ダイセグメント(112)と接触していないので、この部位(104)と、パイプ(101)のダイセグメント(112)と接触している部位との間に、拡管量の差が生じる。そのため、この部分(104)がエキスパンド加工時に破断し易いという問題があった。 When the pipe (101) is expanded using the die (111) and the mandrel (118), as shown in the figure, at the time of expanding, the two die segments (112) adjacent to each other of the die (111) are shown. ) (112) is opened, and a gap (S0) is generated between the two die segments (112) (112). Since the part (104) corresponding to this gap (S0) of the pipe (101) is not in contact with the die segment (112), this part (104) is in contact with the die segment (112) of the pipe (101). There is a difference in the amount of tube expansion between it and the area where it is. Therefore, there is a problem that this portion (104) is easily broken during the expansion process.
一方、ダイ(111)の分割数を多くすれば、エキスパンド加工時に、互いに隣り合う2個のダイセグメント(112)(112)間に生じる隙間(S0)は小さくなるため、上記の拡管量の差が小さくなり、その結果、パイプ(101)の破断が生じ難くなる。しかしながら、この場合、ダイ(111)の分割数が増加することに伴い、各ダイセグメント(112)の移動精度が低下する。そのため、上記の問題に対して十分な改善を図れないし、更に、パイプ(101)に対して均一なエキスパンド加工を施すことが困難になる。さらに、ダイ(111)のパイプ(101)中空部(103)内へのセッティング作業が面倒になる。 On the other hand, if the number of divisions of the die (111) is increased, the gap (S0) generated between the two adjacent die segments (112) and (112) at the time of the expanding process becomes smaller. As a result, the pipe (101) is hardly broken. However, in this case, as the number of divisions of the die (111) increases, the movement accuracy of each die segment (112) decreases. Therefore, sufficient improvement cannot be achieved with respect to the above problem, and it is difficult to perform uniform expanding on the pipe (101). Further, the setting work of the die (111) into the pipe (101) hollow portion (103) becomes troublesome.
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、パイプの破断を防止できるパイプのエキスパンド加工装置、該加工装置を用いたパイプと被接合部材との接合装置、前記加工装置を用いたパイプのエキスパンド加工方法、及び、前記加工装置を用いたパイプと被接合部材との接合方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object of the present invention is to provide a pipe expansion processing apparatus that can prevent the pipe from being broken, a pipe-to-bonded apparatus using the processing apparatus, and the processing described above. An object of the present invention is to provide a method for expanding a pipe using an apparatus, and a method for joining a pipe and a member to be joined using the processing apparatus.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
[1] 周方向に複数個のダイセグメントに分割されたダイを備え、
ダイの各ダイセグメントは、エキスパンド加工時に、パイプの中空部内にダイが配置された状態でパイプの半径方向外向きに移動されるパイプのエキスパンド加工装置において、
ダイの互いに隣り合う2個のダイセグメントのうち一方のダイセグメントの外周面の側縁部と他方のダイセグメントの外周面の側縁部とに、それぞれ、ダイの長さ方向に延びた半凹所部が設けられるとともに、両ダイセグメントが互いに組み合わされた状態において、両ダイセグメントの外周面の分割部に半凹所部同士の合体により凹所部が形成されており、
凹所部内に、パイプの該凹所部に対応する部位を支持する支持板が配置されており、
両ダイセグメントは支持板に対して該支持板の幅方向両側方に移動可能であることを特徴とするパイプのエキスパンド加工装置。
[1] comprising a die divided into a plurality of die segments in the circumferential direction;
Each die segment of the die is expanded in a pipe that is moved radially outward of the pipe in a state where the die is disposed in the hollow portion of the pipe at the time of expanding.
A semi-concave extending in the length direction of the die, on the side edge of the outer peripheral surface of one die segment and the side edge of the outer peripheral surface of the other die segment, of two die segments adjacent to each other In the state where both the die segments are combined with each other, a recess is formed by combining the semi-recessed portions in the split portion of the outer peripheral surface of both die segments,
A support plate for supporting a portion corresponding to the recess portion of the pipe is disposed in the recess portion,
An apparatus for expanding a pipe, wherein both die segments are movable with respect to the support plate on both sides in the width direction of the support plate.
[2] 凹所部内に支持板が一方の半凹所部の底部と他方の半凹所部の底部とに跨って配置されるとともに、
凹所部内に支持板が配置された状態において、一方の半凹所部の底部と他方の半凹所部の底部とがそれぞれ支持板の裏面に対して支持板の幅方向に摺動可能である前項1記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[2] The support plate is disposed in the recess portion so as to straddle the bottom portion of the one half recess portion and the bottom portion of the other half recess portion,
In a state where the support plate is disposed in the recess, the bottom of one half-recess and the bottom of the other half-recess can slide in the width direction of the support plate with respect to the back surface of the support plate, respectively. An apparatus for expanding a pipe according to
[3] ダイは、凹所部の幅方向への支持板の片寄りを防止する片寄り防止手段を備えている前項1又は2記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[3] The pipe expanding apparatus according to the
[4] 片寄り防止手段は、各半凹所部の底部に設けられ、支持板を凹所部の幅方向中央部に誘導する、凹所部の幅方向中央部に向かって上り勾配の誘導傾斜面と、支持板の裏面に該支持板の長さ方向に延びて設けられ、各誘導傾斜面に対応する被誘導傾斜面を有する被誘導窪み溝部と、を備えている前項3記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[4] The deviation prevention means is provided at the bottom of each half-recess portion, and guides the support plate to the center portion in the width direction of the recess portion, and induces an upward slope toward the center portion in the width direction of the recess portion. The pipe according to
[5] 片寄り防止手段は、各半凹所部の底部に設けられ、支持板を凹所部の幅方向中央部に誘導する、凹所部の幅方向中央部に向かって下り勾配の誘導傾斜面と、支持板の裏面に該支持板の長さ方向に延びて設けられ、各誘導傾斜面に対応する被誘導傾斜面を有する被誘導突出条部と、を備えている前項3記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[5] The shift prevention means is provided at the bottom of each semi-recess portion, and guides the support plate to the center portion in the width direction of the recess portion, and induces a downward slope toward the center portion in the width direction of the recess portion. 4. The preceding
[6] 片寄り防止手段は、凹所部内における支持板の幅方向両側の隙間内にそれぞれ配置され、支持板を凹所部の幅方向中央部に向かって付勢する付勢手段を備えている前項3記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[6] The shift prevention means is provided in each of the gaps on both sides in the width direction of the support plate in the recess, and includes biasing means for biasing the support plate toward the center in the width direction of the recess. 4. The apparatus for expanding a pipe according to
[7] 一方のダイセグメントに支持板がその幅方向に移動可能に連結されるとともに、
他方のダイセグメントに支持板がその幅方向に移動可能に連結されている前項1〜6のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[7] A support plate is connected to one die segment so as to be movable in the width direction,
7. The apparatus for expanding a pipe according to any one of the preceding
[8] パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
ダイは、パイプの各平坦壁部の幅方向中間部に対応する位置で分割されており、
ダイの各ダイセグメントは、エキスパンド加工時に、パイプの各角部に向かってパイプの半径方向外向きに移動されるものである前項1〜7のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置。
[8] The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The die is divided at a position corresponding to the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion of the pipe,
8. The pipe expanding apparatus according to any one of the preceding
[9] 被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通されたパイプをエキスパンド加工することにより、パイプに被接合部材を接合する、パイプと被接合部材との接合装置において、
パイプをエキスパンド加工する装置として、前項1〜8のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置を備えていることを特徴とする接合装置。
[9] In a joining apparatus for a pipe and a member to be joined, which joins the member to be joined to the pipe by expanding the pipe inserted into the insertion hole provided in the member to be joined.
An apparatus for expanding a pipe, comprising the apparatus for expanding a pipe according to any one of
[10] ダイの外周面に、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部が設けられている前項9記載の接合装置。 [10] The joining device according to item 9 above, wherein two pressing protrusions are provided on the outer peripheral surface of the die to locally bulge the portions in the vicinity of both sides in the axial direction of the insertion portion into the insertion hole of the pipe. .
[11] 前項1〜8のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置を用いて、パイプのエキスパンド加工を行うことを特徴とするパイプのエキスパンド加工方法。 [11] A method for expanding a pipe, wherein the pipe is expanded by using the pipe expanding apparatus according to any one of 1 to 8 above.
[12] 被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通されたパイプをエキスパンド加工することにより、パイプに被接合部材を接合する、パイプと被接合部材との接合方法において、
パイプをエキスパンド加工する装置として、前項1〜8のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置を用いて、パイプのエキスパンド加工を行うことを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
[12] In the joining method of a pipe and a member to be joined, by joining the member to be joined to the pipe by expanding the pipe inserted into the insertion hole provided in the member to be joined,
9. A method for joining a pipe and a member to be joined, wherein the pipe is expanded by using the pipe expanding apparatus according to any one of
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
[1]の発明では、互いに隣り合う2個のダイセグメントの外周面の分割部に半凹所部同士の合体より凹所部が形成されており、凹所部内に、パイプの該凹所部に対応する部位を支持する支持板が配置されている。したがって、エキスパンド加工時に生じる両ダイセグメント間の隙間が、凹所部内における支持板の幅方向両側の隙間に二分されるとともに、更に、パイプの凹所部に対応する部位が支持板によって支持される。これにより、パイプの各ダイセグメント及び支持板と接触していない部位の幅が小さくなる。そのため、この部位と、パイプの各ダイセグメント及び支持板と接触している部位との間に生じる拡管量の差を小さくすることができ、もってパイプの破断を防止できる。 In the invention of [1], a recessed portion is formed by combining the semi-recessed portions in the divided portion of the outer peripheral surface of two adjacent die segments, and the recessed portion of the pipe is formed in the recessed portion. The support plate which supports the site | part corresponding to is arrange | positioned. Therefore, the gap between the two die segments generated during the expansion process is divided into two gaps on both sides in the width direction of the support plate in the recess, and further, the portion corresponding to the recess of the pipe is supported by the support plate. . Thereby, the width | variety of the site | part which is not contacting each die segment and support plate of a pipe becomes small. Therefore, the difference in the amount of expansion that occurs between this part and the part in contact with each die segment and the support plate of the pipe can be reduced, thereby preventing the pipe from being broken.
さらに、ダイの分割数を増加しなくても、この部位の幅を小さくできることから、ダイの分割数の増加に伴う各ダイセグメントの移動精度の低下を防止できる。これにより、パイプに対して均一なエキスパンド加工を施すことができるし、ダイのパイプ中空部内へのセッティング作業を容易に行うことができる。 Furthermore, since the width of this portion can be reduced without increasing the number of die divisions, it is possible to prevent a decrease in the movement accuracy of each die segment accompanying an increase in the number of die divisions. Thereby, a uniform expansion process can be performed with respect to a pipe, and the setting operation | work in the pipe hollow part of die | dye can be performed easily.
さらに、両ダイセグメントが支持板に対して該支持板の幅方向両側方に移動可能であることにより、エキスパンド加工時に各ダイセグメントが所定方向に確実に移動できる。 Furthermore, since both die segments can move to both sides in the width direction of the support plate with respect to the support plate, each die segment can surely move in a predetermined direction during the expansion process.
[2]の発明では、凹所部内に支持板が一方の半凹所部の底部と他方の半凹所部の底部とに跨って配置されるとともに、凹所部内に支持板が配置された状態において、一方の半凹所部の底部と他方の半凹所部の底部とがそれぞれ支持板の裏面に対して支持板の幅方向に摺動可能である。これにより、エキスパンド加工時に各ダイセグメントが所定方向に更に確実に移動できる。さらに、支持板が各半凹所部の底部で支持され、これにより、パイプの凹所部に対応する部位を支持板によって確実に支持できる。 In the invention of [2], the support plate is disposed in the recess portion so as to straddle the bottom portion of the one half recess portion and the bottom portion of the other half recess portion, and the support plate is disposed in the recess portion. In the state, the bottom part of one half-recess part and the bottom part of the other half-recess part can slide in the width direction of the support plate with respect to the back surface of the support plate. Thereby, each die segment can move more reliably in a predetermined direction at the time of expanding. Further, the support plate is supported at the bottom of each semi-recessed portion, whereby the portion corresponding to the recessed portion of the pipe can be reliably supported by the support plate.
[3]の発明では、ダイは、凹所部の幅方向への支持板の片寄りを防止する片寄り防止手段を備えているので、凹所部内における支持板の幅方向両側の隙間を確実に均等にすることができる。これにより、パイプの破断を確実に防止できる。 In the invention of [3], since the die is provided with a deviation prevention means for preventing the deviation of the support plate in the width direction of the recess portion, the gaps on both sides in the width direction of the support plate in the recess portion are surely secured. Can be even. This can reliably prevent the pipe from being broken.
[4]〜[6]の発明では、いずれも、支持板の片寄りを確実に防止できる。これにより、パイプの破断を更に確実に防止できる。 In any of the inventions [4] to [6], the deviation of the support plate can be reliably prevented. Thereby, the fracture of the pipe can be prevented more reliably.
[7]の発明では、一方のダイセグメントに支持板がその幅方向に移動可能に連結されるとともに、他方のダイセグメントに支持板がその幅方向に移動可能に連結されているので、ダイの各ダイセグメントと各支持板とが互いに一体化されている。そのため、ダイのパイプ中空部内へのセッティング作業を容易に行うことができる。 In the invention of [7], the support plate is connected to one die segment so as to be movable in the width direction, and the support plate is connected to the other die segment so as to be movable in the width direction. Each die segment and each support plate are integrated with each other. Therefore, the setting operation into the pipe hollow portion of the die can be easily performed.
[8]の発明では、パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、ダイは、パイプの各平坦壁部の幅方向中間部に対応する位置で分割されており、ダイの各ダイセグメントは、エキスパンド加工時に、パイプの各角部に向かってパイプの半径方向外向きに移動されるものである。したがって、断面形状が多角形状のパイプにおいて、該パイプの各角部を平坦壁部よりも重点的にエキスパンド加工することができて、該各角部を外側に大きく膨出させることができる。 In the invention of [8], the cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape, and the die corresponds to the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion of the pipe. Each die segment of the die is moved outward in the radial direction of the pipe toward each corner of the pipe during the expansion process. Therefore, in a pipe having a polygonal cross-sectional shape, each corner portion of the pipe can be expanded more preferentially than the flat wall portion, and each corner portion can be greatly expanded outward.
[9]の発明では、パイプをエキスパンド加工する装置として、上記発明に係るエキスパンド加工装置が用いられているので、パイプに被接合部材を接合する際に、パイプの破断を防止できる。 In the invention [9], since the expanding apparatus according to the above-described invention is used as an apparatus for expanding a pipe, the pipe can be prevented from being broken when the member to be bonded is bonded to the pipe.
[10]の発明では、ダイの外周面に、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部が設けられているので、このダイを用いてエキスパンド加工を行うことより、パイプに対する被接合部材の抜け強度を向上できる。 In the invention of [10], on the outer peripheral surface of the die, there are provided two pressing convex portions that locally bulge outward in the axial vicinity of both sides of the insertion portion into the pipe insertion hole. By performing the expanding process using this die, it is possible to improve the pull-out strength of the member to be joined to the pipe.
[11]の発明では、パイプをエキスパンド加工する装置として、上記発明に係るエキスパンド加工装置を用いて、パイプのエキスパンド加工を行うので、パイプに被接合部材を接合する際に、パイプの破断を防止できる。 In the invention of [11], since the pipe is expanded using the expanding apparatus according to the invention as an apparatus for expanding the pipe, the pipe is prevented from being broken when the member to be bonded is bonded to the pipe. it can.
次に、本発明の好ましい幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Next, several preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図9は、本発明の第1実施形態に係るパイプのエキスパンド加工装置を説明する図である。 FIGS. 1-9 is a figure explaining the expand processing apparatus of the pipe which concerns on 1st Embodiment of this invention.
この第1実施形態では、本第1実施形態のエキスパンド加工装置を用いてパイプをエキスパンド加工することにより、パイプに被接合部材を接合する場合を例にとって説明する。 In the first embodiment, a case in which a member to be joined is joined to a pipe by expanding the pipe using the expanding apparatus of the first embodiment will be described as an example.
図1において、(A1)は、パイプ(1)に被接合部材(5)が接合されて製造された接合構造体である。 In FIG. 1, (A1) is a joined structure manufactured by joining a member (5) to be joined to a pipe (1).
パイプ(1)の断面形状は、多角形状であり、本第1実施形態では四角形状である。また、パイプ(1)はその長さ方向(即ちその軸方向)に延びた断面略四角形状の中空部(3)を有している。 The cross-sectional shape of the pipe (1) is a polygonal shape, which is a quadrangular shape in the first embodiment. The pipe (1) has a hollow portion (3) having a substantially square cross section extending in the length direction (that is, the axial direction).
パイプ(1)は、長さ方向に延びるとともに周方向に互いに並んだ4個の平坦壁部(1a)(1a)(1a)(1a)と、互いに隣り合う2個の平坦壁部(1a)(1a)間に介在された角部(1b)とを有している。各角部(1b)の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状である。 The pipe (1) includes four flat wall portions (1a) (1a) (1a) (1a) which extend in the length direction and are arranged in the circumferential direction, and two flat wall portions (1a) adjacent to each other. (1a) and a corner (1b) interposed therebetween. The cross-sectional shape of each corner (1b) is an arc with a predetermined radius of curvature.
パイプ(1)は、弾性変形及び塑性変形可能な材料からなり、例えば金属からなり、詳述するとアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ただし本発明では、パイプ(1)の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。また、パイプ(1)は、例えば押出材からなるものであっても良いし、その他の方法で製作されたものであっても良い。 The pipe (1) is made of a material that can be elastically deformed and plastically deformed, for example, a metal, and more specifically, aluminum or an aluminum alloy. However, in the present invention, the material of the pipe (1) is not limited to aluminum or an aluminum alloy. In addition, for example, a metal such as iron, steel, copper, or the like may be used. May be. Moreover, the pipe (1) may be made of, for example, an extruded material, or may be manufactured by other methods.
被接合部材(5)は、例えば、他の部材に取り付けられるフランジとして用いられるものである。この被接合部材(5)は、平面視略四角形状の板状のものであり、4個の突片部(5a)(5a)(5a)(5a)を一体に有している。各突片部(5a)の先端部にはボルト挿通孔(5b)等の締結具挿通孔が設けられている。ただし本発明では、被接合部材(5)はフランジとして用いられるものであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、ブラケットやステイを有するものであっても良いし、その他の目的に用いられるものであっても良い。 The member (5) to be joined is used as, for example, a flange attached to another member. The member to be joined (5) is a plate having a substantially rectangular shape in plan view, and integrally includes four projecting pieces (5a) (5a) (5a) (5a). A fastener insertion hole such as a bolt insertion hole (5b) is provided at the tip of each protruding piece (5a). However, in the present invention, the member to be joined (5) is not limited to be used as a flange, and may have, for example, a bracket or a stay, for other purposes. It may be used.
被接合部材(5)の中央部には、パイプ(1)が挿通される挿通孔(6)が設けられている。この挿通孔(6)の断面形状は、パイプ(1)の断面形状に対応した形状であり、即ち四角形状である。ここで、上述したようにパイプ(1)の各角部(1b)の断面形状は円弧状であることから、被接合部材(5)の挿通孔(6)の各角部の断面形状は、パイプ(1)の各角部(1b)の断面形状に対応して円弧状である。 An insertion hole (6) through which the pipe (1) is inserted is provided at the center of the member to be joined (5). The cross-sectional shape of the insertion hole (6) is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe (1), that is, a quadrangular shape. Here, as described above, since the cross-sectional shape of each corner (1b) of the pipe (1) is an arc, the cross-sectional shape of each corner of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) is Corresponding to the cross-sectional shape of each corner (1b) of the pipe (1) is an arc.
さらに、被接合部材(5)の挿通孔(6)の周縁部には、該挿通孔(6)を包囲するように短角筒状(詳述すると短四角筒状)の座部(8)が、パイプ(1)の長さ方向の片側に突出して一体形成されている。 Further, a peripheral portion of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) has a short-cubic cylindrical shape (more specifically, a short rectangular cylindrical shape) so as to surround the insertion hole (6). However, it protrudes to one side of the length direction of the pipe (1) and is integrally formed.
この座部(8)は、被接合部材(5)の挿通孔(6)の周縁部を、その全周に亘ってパイプ(1)の長さ方向の片側に突出するように短角筒状にプレス曲げ加工することにより、形成されたものである。すなわち、この座部(8)は、被接合部材(5)の挿通孔(6)の周縁部からパイプ(1)の長さ方向の片側に突出するように屈曲して形成されたものである。したがって、この座部(8)は、被接合部材(5)の挿通孔(6)の周縁部の全周に沿うように形成されている。また、この座部(8)の内側の中空部の断面形状は挿通孔(6)の断面形状と同じであり、即ち四角形状である。また、この座部(8)は、エキスパンド加工の際にパイプ(1)の外周面に重合状態に配置されるものである。 This seat part (8) is a short-angled tube shape so that the peripheral part of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) protrudes to one side in the length direction of the pipe (1) over the entire circumference. It is formed by press bending. That is, the seat portion (8) is formed to be bent so as to protrude from the peripheral portion of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) to one side in the length direction of the pipe (1). . Therefore, this seat part (8) is formed so that the perimeter of the peripheral part of the penetration hole (6) of a to-be-joined member (5) may be followed. Further, the cross-sectional shape of the hollow portion inside the seat portion (8) is the same as the cross-sectional shape of the insertion hole (6), that is, a quadrangular shape. Moreover, this seat part (8) is arrange | positioned in the superposition | polymerization state on the outer peripheral surface of a pipe (1) in the case of an expanding process.
被接合部材(5)は、弾性変形可能な材料からなり、例えば金属からなり、詳述するとアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ただし本発明では、被接合部材(5)の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。また、被接合部材(5)の座部(8)はプレス成形により形成されたものであるが、本発明では、被接合部材(5)は、押出加工やダイカストにより製造されたものであっても良いし、その他の方法により製造されたものであっても良い。 The member to be joined (5) is made of an elastically deformable material, for example, a metal, and more specifically, aluminum or an aluminum alloy. However, in the present invention, the material of the member to be joined (5) is not limited to aluminum or an aluminum alloy, but may be other metals such as iron, steel, copper, etc. It may be. Moreover, although the seat part (8) of the member to be joined (5) is formed by press molding, in the present invention, the member to be joined (5) is manufactured by extrusion or die casting. Alternatively, it may be manufactured by other methods.
パイプ(1)の長さは例えば50〜2000mmの範囲内である。パイプ(1)の断面における各辺の長さは例えば20〜100mmの範囲内である。パイプ(1)の各角部(1b)の曲率半径は例えば5〜45mmの範囲内である。パイプ(1)の周壁部としての平坦壁部(1a)及び角部(1b)の肉厚は例えば0.5〜5mmの範囲内である。 The length of the pipe (1) is, for example, in the range of 50 to 2000 mm. The length of each side in the cross section of the pipe (1) is, for example, in the range of 20 to 100 mm. The curvature radius of each corner | angular part (1b) of a pipe (1) exists in the range of 5-45 mm, for example. The thickness of the flat wall portion (1a) and the corner portion (1b) as the peripheral wall portion of the pipe (1) is, for example, in the range of 0.5 to 5 mm.
ただし本発明では、パイプ(1)の各寸法は上記の範囲内であることに限定されるものではなく、パイプ(1)の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。 However, in this invention, each dimension of a pipe (1) is not limited to being in said range, It sets variously according to the intended purpose and application of a pipe (1).
被接合部材(5)の各辺の長さは例えば30〜150mmの範囲内である。被接合部材(5)及び座部(8)の肉厚は例えば2〜5mmの範囲内である。座部(8)の突出長さは例えば5〜20mmの範囲内である。被接合部材(5)の挿通孔(6)の断面における各辺の長さは、パイプ(1)の断面における各辺の長さよりも例えば0.1〜1mm大きく設定されている。被接合部材(5)の挿通孔(6)の角部の各曲率半径は例えば5.1〜47mmの範囲内である。 The length of each side of the member to be joined (5) is, for example, in the range of 30 to 150 mm. The thickness of the member to be joined (5) and the seat (8) is, for example, in the range of 2 to 5 mm. The protruding length of the seat (8) is, for example, in the range of 5 to 20 mm. The length of each side in the cross section of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) is set to be, for example, 0.1 to 1 mm larger than the length of each side in the cross section of the pipe (1). Each curvature radius of the corner portion of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) is in the range of 5.1 to 47 mm, for example.
ただし本発明では、被接合部材(5)の各寸法は上記の範囲内であることに限定されるものではなく、被接合部材(5)の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。 However, in this invention, each dimension of a to-be-joined member (5) is not limited to being in said range, It sets variously according to the intended purpose and use of a to-be-joined member (5). It is.
図1及び図2に示すように、この接合構造体(A1)において、パイプ(1)は被接合部材(5)の挿通孔(6)内に挿通されるとともに、被接合部材(5)の座部(8)はパイプ(1)の外周面に重合状態に配置されている。そして、この状態で、図2に示すように、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)とその軸方向両側近傍部分(2b)(2b)とからなるエキスパンド加工対象部(2)の少なくとも一部がエキスパンド加工されることにより、パイプ(1)に被接合部材(5)が接合されている。本第1実施形態では、パイプ(1)のエキスパンド加工対象部(2)の全部がエキスパンド加工されている。 As shown in FIG.1 and FIG.2, in this joining structure (A1), while the pipe (1) is penetrated in the insertion hole (6) of a to-be-joined member (5), of the to-be-joined member (5). The seat (8) is arranged in a superposed state on the outer peripheral surface of the pipe (1). In this state, as shown in FIG. 2, the object to be expanded, which includes an insertion portion (2 a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and portions (2 b) and (2 b) near both sides in the axial direction The member (5) to be joined is joined to the pipe (1) by expanding at least part of the part (2). In the first embodiment, the entire expansion processing target portion (2) of the pipe (1) is expanded.
こうして得られた接合構造体(A1)では、被接合部材(5)(詳述すると、被接合部材(5)の座部(8))は、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)に外側に膨出状に形成された2個の膨出部(B)(B)間で挟まれた状態になっている。各膨出部(B)の断面形状は円弧状である。 In the bonded structure (A1) thus obtained, the member to be bonded (5) (specifically, the seat (8) of the member to be bonded (5)) is inserted into the insertion hole (6) of the pipe (1). The insertion portion (2a) is sandwiched between two bulging portions (B) and (B) formed in a bulging shape on the outer side in the portions (2b) and (2b) near both sides in the axial direction. . The cross-sectional shape of each bulging portion (B) is an arc shape.
膨出部(B)の高さは例えば1〜5mmの範囲内である。膨出部(B)の幅は例えば5〜20mmの範囲内である。ただし本発明では、膨出部(B)の高さ及び幅は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 The height of the bulging portion (B) is, for example, in the range of 1 to 5 mm. The width of the bulging portion (B) is, for example, in the range of 5 to 20 mm. However, in the present invention, the height and width of the bulging portion (B) are not limited to being within the above range.
次に、本第1実施形態のパイプのエキスパンド加工装置(10A)について以下に説明する。 Next, the pipe expanding apparatus (10A) of the first embodiment will be described below.
図6〜図9に示すように、エキスパンド加工装置(10A)は、パイプ(1)に被接合部材(5)を接合するために、パイプ(1)をエキスパンド加工(即ち拡管加工)するものである。したがって、このエキスパンド加工装置(10A)は、パイプ(1)に被接合部材(5)を接合する接合装置としても捉えることができる。 As shown in FIGS. 6 to 9, the expanding device (10A) is for expanding (ie, expanding) the pipe (1) in order to join the member (5) to be joined to the pipe (1). is there. Therefore, this expand processing apparatus (10A) can also be regarded as a joining apparatus for joining the member (5) to be joined to the pipe (1).
このエキスパンド加工装置(10A)は、ダイ(11A)とマンドレル(18)を備えている。 This expand processing apparatus (10A) includes a die (11A) and a mandrel (18).
図6及び図7に示すように、ダイ(11A)は、パイプ(1)の中空部(3)内に配置されるものであり、図8に示すように、パイプ(1)のエキスパンド加工対象部(2)を外側へ押して膨出させるものである。ダイ(11A)は、例えば工具鋼や超硬合金製である。ダイ(11A)の中心部には、該ダイ(11A)の長さ方向に延びた楔孔部(15)が形成されている。この楔孔部(15)はテーパ孔からなるものであり、楔孔部(15)の断面形状は円形状である。 As shown in FIGS. 6 and 7, the die (11A) is arranged in the hollow portion (3) of the pipe (1), and as shown in FIG. The part (2) is pushed outward to bulge. The die (11A) is made of, for example, tool steel or cemented carbide. A wedge hole (15) extending in the length direction of the die (11A) is formed at the center of the die (11A). The wedge hole portion (15) is a tapered hole, and the wedge hole portion (15) has a circular cross-sectional shape.
さらに、図3〜図5Cに示すように、このダイ(11A)は、楔孔部(15)を中心に周方向に複数個のダイセグメント(12)(12)(12)(12)に均等に分割されている。本第1実施形態では、ダイ(11A)の分割数は4個である。詳述すると、図7に示すように、このダイ(11A)は、楔孔部(15)を中心に、パイプ(1)の各平坦壁部(1a)の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。ただし本発明では、ダイ(11A)の分割数は4個であることに限定されるものではなく、例えば2〜8個が挙げられる。 Further, as shown in FIGS. 3 to 5C, this die (11A) is evenly divided into a plurality of die segments (12) (12) (12) (12) in the circumferential direction around the wedge hole (15). It is divided into In the first embodiment, the number of divisions of the die (11A) is four. More specifically, as shown in FIG. 7, the die (11A) is centered on the wedge hole (15) at a position corresponding to the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion (1a) of the pipe (1). It is divided. However, in this invention, the division | segmentation number of die | dye (11A) is not limited to four pieces, For example, 2-8 pieces are mentioned.
このダイ(11A)の各ダイセグメント(12)は、エキスパンド加工時に、パイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動されるものである(図9参照)。 Each die segment (12) of the die (11A) is moved outward in the radial direction of the pipe (1) toward each corner (1b) of the pipe (1) during the expansion process (see FIG. 9).
さらに、図5Bに示すように、このダイ(11A)において、互いに隣り合う2個のダイセグメント(12)(12)のうち、一方のダイセグメント(12)の外周面の側縁部と、他方のダイセグメント(12)の外周面の側縁部とには、それぞれ、ダイ(11)の長さ方向に延びた半凹所部(13)が設けられている。この各半凹所部(13)の断面形状は、ダイセグメント(12)の外周面の外側と側方とに開口した略L字状(L字状)のものである。 Further, as shown in FIG. 5B, in this die (11A), of the two die segments (12) and (12) adjacent to each other, the side edge of the outer peripheral surface of one die segment (12) and the other A semi-recessed portion (13) extending in the length direction of the die (11) is provided on each side edge portion of the outer peripheral surface of the die segment (12). The cross-sectional shape of each semi-recessed portion (13) is substantially L-shaped (L-shaped) opened to the outside and the side of the outer peripheral surface of the die segment (12).
そして、図5Cに示すように、両ダイセグメント(12)(12)が互いに組み合わされた状態において、両ダイセグメント(12)(12)の外周面の分割部に、半凹所部(13)(13)同士の合体により凹所部(14)が形成されている。この凹所部(14)の断面形状は、ダイ(11A)(ダイセグメント(12))の外周面の外側に開口した略コ字状(コ字状)のものである。この凹所部(14)は、図7に示すように、ダイ(11A)の外周面の、パイプ(1)の各平坦壁部(1a)の少なくとも幅方向中間部に対応する部位に設けられている。 Then, as shown in FIG. 5C, in a state where both die segments (12) and (12) are combined with each other, a semi-recessed portion (13) is formed in the divided portion of the outer peripheral surface of both die segments (12) and (12). (13) The recessed portion (14) is formed by coalescence of each other. The cross-sectional shape of the recess (14) is substantially U-shaped (U-shaped) opened to the outside of the outer peripheral surface of the die (11A) (die segment (12)). As shown in FIG. 7, the recess (14) is provided in a portion corresponding to at least the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion (1a) of the pipe (1) on the outer peripheral surface of the die (11A). ing.
半凹所部(13)の幅は例えば5〜45mmの範囲内である。半凹所部(13)の深さは例えば5〜15mmの範囲内である。 The width of the semi-recessed portion (13) is, for example, in the range of 5 to 45 mm. The depth of the semi-recessed portion (13) is, for example, in the range of 5 to 15 mm.
さらに、図5A〜図5Cに示すように、凹所部(14)内には、支持板(20)が、一方の半凹所部(13)の底部(13a)と他の半凹所部(13)の底部(13a)とに跨って、該凹所部(14)の長さ方向に沿うように配置されている。詳述すると、支持板(20)は凹所部(14)内に嵌合されている。 Furthermore, as shown to FIG. 5A-FIG. 5C, in a recessed part (14), a support plate (20) has the bottom part (13a) of one half recessed part (13), and another half recessed part. It is arranged so as to extend along the length direction of the recess (14) across the bottom (13a) of (13). Specifically, the support plate (20) is fitted in the recess (14).
このように凹所部(14)内に支持板(20)が配置された状態において、支持板(20)は、一方の半凹所部(13)の底部(13a)と他方の半凹所部(13)の底部(13a)とで支持されている。さらに、一方の半凹所部(13)の底部(13a)と他方の半凹所部(13)の底部(13a)とは、それぞれ、支持板(20)の裏面に対して支持板(20)の幅方向に摺動可能である。詳述すると、各半凹所部(13)の底部(13a)は、エキスパンド加工時に、支持板(20)の裏面に対して支持板(20)の幅方向外向きに摺動移動される。したがって、両ダイセグメント(12)(12)は支持板(20)に対して該支持板(20)の幅方向両側方に移動可能である。 In this state where the support plate (20) is disposed in the recess (14), the support plate (20) has the bottom (13a) of the one half recess (13) and the other half recess. It is supported by the bottom part (13a) of the part (13). Furthermore, the bottom part (13a) of one half-recessed part (13) and the bottom part (13a) of the other half-recessed part (13) are each provided with a support plate (20 ) In the width direction. Specifically, the bottom part (13a) of each semi-recessed part (13) is slidably moved outward in the width direction of the support plate (20) with respect to the back surface of the support plate (20) during the expansion process. Therefore, both die segments (12) and (12) are movable on both sides in the width direction of the support plate (20) with respect to the support plate (20).
支持板(20)は、パイプ(1)の凹所部(14)に対応する部位をその内面に接触した状態で支持するものである(図9参照)。詳述すると、支持板(20)は、パイプ(1)の平坦壁部(1a)の少なくとも幅方向中間部をその内面に接触した状態で支持するものである。 The support plate (20) supports a portion corresponding to the recess (14) of the pipe (1) in a state where it contacts the inner surface (see FIG. 9). More specifically, the support plate (20) supports at least the intermediate portion in the width direction of the flat wall portion (1a) of the pipe (1) in contact with the inner surface thereof.
支持板(20)の長さはダイ(11A)の長さと同じに設定されている。支持板(20)の幅は、両ダイセグメント(12)(12)が互いに組み合わされた状態での凹所部(14)の幅に対して同じか又は若干小さく設定されている。支持板(20)の厚さは凹所部(14)の深さに対してほぼ同じに設定されており、これにより、支持板(20)の表面が両ダイセグメント(12)(12)の外周面と周方向に面一に連なっている。 The length of the support plate (20) is set to be the same as the length of the die (11A). The width of the support plate (20) is set to be the same as or slightly smaller than the width of the recess (14) in a state where the two die segments (12) and (12) are combined with each other. The thickness of the support plate (20) is set to be substantially the same with respect to the depth of the recess (14), so that the surface of the support plate (20) is the surface of both die segments (12) (12). It is flush with the outer peripheral surface in the circumferential direction.
支持板(20)は、ダイ(11A)と同種材でよく、例えば工具鋼や超硬合金製である製である。ただし本発明では、支持板(20)の材質が上記のものであることに限定されるものではない。 The support plate (20) may be the same material as the die (11A), and is made of, for example, tool steel or cemented carbide. However, in the present invention, the material of the support plate (20) is not limited to the above.
さらに、ダイ(11A)は、凹所部(14)の幅方向への支持板(20)の片寄りを防止する片寄り防止手段(16)を備えている。本第1実施形態では、この片寄り防止手段(16)は次のように構成されている。 Further, the die (11A) is provided with a displacement prevention means (16) for preventing the displacement of the support plate (20) in the width direction of the recess (14). In the first embodiment, the deviation prevention means (16) is configured as follows.
すなわち、図5Bに示すように、各半凹所部(13)の底部(13a)には、支持板(20)を凹所部(14)の幅方向中央部に誘導する、凹所部(14)の幅方向中央部に向かって上り勾配の誘導傾斜面(13b)が設けられている。これにより、図5Cに示すように、両ダイセグメント(12)(12)が互いに組み合わされた状態での凹所部(14)の底部には、該凹所部(14)の長さ方向に延びた断面逆V字状の突出条部が形成される。なお本発明では、突出条部の断面形状は、逆V字状の他に、例えば円弧状であっても良いし、その他の形状であっても良い。 That is, as shown in FIG. 5B, the bottom (13a) of each semi-recessed portion (13) has a recessed portion (20) that guides the support plate (20) to the central portion in the width direction of the recessed portion (14). 14) An upwardly inclined guiding inclined surface (13b) is provided toward the center in the width direction. As a result, as shown in FIG. 5C, the bottom of the recess (14) in a state where the two die segments (12) and (12) are combined with each other is formed in the length direction of the recess (14). An elongated protrusion having an inverted V-shaped cross section is formed. In addition, in this invention, the cross-sectional shape of a protruding item | line part may be circular arc shape other than inverted V shape, for example, and other shapes may be sufficient as it.
各誘導傾斜面(13b)の傾斜角は例えば3〜20°の範囲内に設定されている。ただし本発明では、各誘導傾斜面(13b)の傾斜角は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 The inclination angle of each induction inclined surface (13b) is set within a range of 3 to 20 °, for example. However, in the present invention, the inclination angle of each induction inclined surface (13b) is not limited to the above range.
また、図5Bに示すように、支持板(20)の裏面には、各誘導傾斜面(13b)に対応する被誘導傾斜面(21b)(21b)を有する被誘導窪み溝部(21)が、該支持板(20)の長さ方向に延びて設けられている。被誘導窪み溝部(21)の断面形状はV字状である。すなわち、被誘導窪み溝部(21)の各被誘導傾斜面(21b)は、支持板(20)の裏面の各側縁部から支持板(20)の幅方向中央部に向かって上り勾配の傾斜面からなる。そして、図5Cに示すように、凹所部(14)内に支持板(20)が配置された状態において、被誘導窪み溝部(21)の各被誘導傾斜面(21b)は、対応する各半凹所部(13)の誘導傾斜面(13b)に面接触状態に接触している。なお本発明では、被誘導窪み溝部(21)の断面形状は、V字状の他に、例えば円弧状であっても良いし、その他の形状であっても良い。 Further, as shown in FIG. 5B, guided recess grooves (21) having guided inclined surfaces (21b) (21b) corresponding to the respective guiding inclined surfaces (13b) are formed on the back surface of the support plate (20). The support plate (20) extends in the length direction. The cross-sectional shape of the induced recess groove (21) is V-shaped. That is, each induced inclined surface (21b) of the induced recess groove (21) is inclined upward from each side edge on the back surface of the support plate (20) toward the center in the width direction of the support plate (20). Consists of faces. Then, as shown in FIG. 5C, in the state where the support plate (20) is disposed in the recess (14), each guided inclined surface (21b) of the guided recess groove (21) corresponds to each corresponding The guide inclined surface (13b) of the semi-recessed portion (13) is in contact with the surface. In the present invention, the cross-sectional shape of the guided recess groove portion (21) may be, for example, an arc shape or other shapes in addition to the V shape.
このように、片寄り防止手段(16)は、各半凹所部(13)の底部(13a)の誘導傾斜面(13b)と、支持板(20)の裏面の被誘導窪み溝部(21)とから構成されている。 In this way, the shift prevention means (16) includes the guiding inclined surface (13b) of the bottom portion (13a) of each half-recessed portion (13) and the guided recessed groove portion (21) on the back surface of the support plate (20). It consists of and.
また、図3〜図5Aにおいて、(30)は連結片である。この連結片(30)は、支持板(20)と、その両側に配置された2個のダイセグメント(12)(12)とを連結するものである。詳述すると、支持板(20)と一方のダイセグメント(12)とは、支持板(20)がその幅方向に移動可能になるように、連結片(30)を介して互いに連結されている。また、支持板(20)と他方のダイセグメント(12)とは、支持板(20)がその幅方向に移動可能になるように、連結片(30)を介して互いに連結されている。したがって、ダイ(11A)の各ダイセグメント(12)と各支持板(20)とは、連結片(30)を介して互いに一体化されている。この連結構造について詳述すると次のとおりである。 Moreover, in FIGS. 3-5A, (30) is a connection piece. The connecting piece (30) connects the support plate (20) and the two die segments (12) and (12) arranged on both sides thereof. Specifically, the support plate (20) and the one die segment (12) are connected to each other via the connection piece (30) so that the support plate (20) can move in the width direction. . The support plate (20) and the other die segment (12) are connected to each other via a connection piece (30) so that the support plate (20) can move in the width direction. Therefore, each die segment (12) and each support plate (20) of the die (11A) are integrated with each other via the connecting piece (30). This connection structure will be described in detail as follows.
図5Aに示すように、連結片(30)の両端部には、それぞれ、連結片(30)の長さ方向に延びたボルト挿通用案内長孔(31)が設けられている。この各案内長孔(31)内にはショルダボルト(35)(詳述すると六角穴付きショルダボルト)が、該案内長孔(31)に沿うように移動可能に挿通される。また、連結片(30)の長さ方向中間部にはボルト挿通孔(32)が設けられている。 As shown in FIG. 5A, bolt insertion guide slots (31) extending in the length direction of the connecting piece (30) are provided at both ends of the connecting piece (30). In each guide long hole (31), a shoulder bolt (35) (specifically, a hexagon socket shoulder bolt) is movably inserted along the guide long hole (31). Moreover, the bolt insertion hole (32) is provided in the longitudinal direction intermediate part of the connection piece (30).
各ダイセグメント(12)の各端面には、ボルト孔(33)が設けられている。また、支持板(20)の各端面には、ボルト孔(34)が設けられている。 Bolt holes (33) are provided on each end face of each die segment (12). Moreover, the bolt hole (34) is provided in each end surface of a support plate (20).
そして、一方のダイセグメント(12)の端面のボルト孔(33)内に、連結片(30)の一端部の案内長孔(31)内に挿通されたショルダボルト(35)が螺合されるとともに、支持板(20)の端面のボルト孔(34)内に、連結片(30)の長さ方向中間部のボルト挿通孔(32)内に挿通されたショルダボルト(35)が螺合されており、これにより、一方のダイセグメント(12)に支持板(20)がその幅方向に移動可能に連結片(30)を介して連結されている。 And the shoulder bolt (35) inserted in the guide long hole (31) of the one end part of a connection piece (30) is screwed together in the bolt hole (33) of the end surface of one die segment (12). At the same time, the shoulder bolt (35) inserted into the bolt insertion hole (32) at the intermediate portion in the longitudinal direction of the connecting piece (30) is screwed into the bolt hole (34) on the end face of the support plate (20). Thus, the support plate (20) is connected to the one die segment (12) via the connecting piece (30) so as to be movable in the width direction.
さらに、他方のダイセグメント(12)の端面のボルト孔(33)内に、連結片(30)の他端部の案内長孔(31)内に挿通されたショルダボルト(35)が螺合されており、これにより、他方のダイセグメント(12)に支持板(20)がその幅方向に移動可能に連結片(30)を介して連結されている。 Further, the shoulder bolt (35) inserted into the guide long hole (31) at the other end of the connecting piece (30) is screwed into the bolt hole (33) on the end face of the other die segment (12). Thus, the support plate (20) is connected to the other die segment (12) via the connecting piece (30) so as to be movable in the width direction.
連結片(30)は、例えば工具鋼製である。ただし本発明では、連結片(30)の材質が上記のものであることに限定されるものではない。 The connecting piece (30) is made of tool steel, for example. However, in the present invention, the material of the connecting piece (30) is not limited to the above.
なお本発明では、ショルダーボルト(35)の代わりに、例えば連結ピンが用いられても良い。 In the present invention, for example, a connecting pin may be used instead of the shoulder bolt (35).
また、図3及び図4に示すように、このダイ(11A)の各ダイセグメント(12)の外周面には、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部(12a)(12a)が設けられている。また同じく、支持板(20)の表面には、パイプ(1)の当該両部分(2b)(2b)を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部(20a)(20a)が設けられている(図6及び図8参照)。各押圧凸部(12a)(20a)の断面形状は円弧状である。 Moreover, as shown in FIG.3 and FIG.4, on the outer peripheral surface of each die segment (12) of this die (11A), the shaft of the insertion part (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) Two pressing protrusions (12a) and (12a) are provided to locally bulge the vicinity portions (2b) and (2b) on both sides in the direction. Similarly, two pressing projections (20a) (20a) are provided on the surface of the support plate (20) to locally bulge the portions (2b) (2b) of the pipe (1). (See FIGS. 6 and 8). The cross-sectional shape of each pressing convex part (12a) (20a) is circular arc shape.
図6〜図9に示すように、マンドレル(18)は、ダイ(11A)の楔孔部(15)に対応した楔部(19)を有している。この楔部(19)はマンドレル(18)の先端部に先細りの円錐状(詳述すると円錐台状)に形成されいている。したがって、楔部(19)の断面形状は円形状である。また、マンドレル(18)の基端部には、該マンドレル(18)をその軸方向に移動させる駆動源(図示せず)が接続されている。この駆動源として、例えば、油圧シリンダ等の流体圧シリンダが用いられている。マンドレル(18)の楔部(19)は例えば工具鋼や超硬合金製である。 As shown in FIGS. 6 to 9, the mandrel (18) has a wedge portion (19) corresponding to the wedge hole portion (15) of the die (11A). The wedge portion (19) is formed in a tapered conical shape (in detail, a truncated cone shape) at the tip of the mandrel (18). Therefore, the cross-sectional shape of the wedge part (19) is circular. A drive source (not shown) for moving the mandrel (18) in the axial direction is connected to the base end of the mandrel (18). As this drive source, for example, a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder is used. The wedge part (19) of the mandrel (18) is made of, for example, tool steel or cemented carbide.
図8及び図9に示すように、マンドレル(18)は、その楔部(19)をパイプ(1)の中空部(3)内に配置されたダイ(11A)の楔孔部(15)内に差し込むことにより、ダイ(11A)の各ダイセグメント(12)をパイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動させるものである。 As shown in FIGS. 8 and 9, the mandrel (18) has a wedge portion (19) in the wedge hole portion (15) of the die (11A) arranged in the hollow portion (3) of the pipe (1). The die segments (12A) of the die (11A) are moved radially outward of the pipe (1) toward the corners (1b) of the pipe (1).
なお本発明では、マンドレル(18)の楔部(19)の断面形状及びダイ(11A)の楔孔部(15)の断面形状はそれぞれ円形状であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、四角形状等の多角形状であっても良いし、パイプ(1)の中空部(3)の断面形状と相似の形状であっても良い。 In the present invention, the cross-sectional shape of the wedge portion (19) of the mandrel (18) and the cross-sectional shape of the wedge hole portion (15) of the die (11A) are not limited to being circular, respectively. For example, it may be a polygonal shape such as a rectangular shape, or may be a shape similar to the cross-sectional shape of the hollow portion (3) of the pipe (1).
次に、このエキスパンド加工装置(10A)を用いたパイプ(1)と被接合部材(5)との接合方法について以下に説明する。 Next, a method for joining the pipe (1) and the member to be joined (5) using the expanding apparatus (10A) will be described below.
まず、図6及び図7に示すように、被接合部材(5)の挿通孔(6)内にパイプ(1)を遊挿状態に挿通するとともに、被接合部材(5)の座部(8)をパイプ(1)の外周面に重合状態に配置する。 First, as shown in FIGS. 6 and 7, the pipe (1) is inserted into the insertion hole (6) of the member to be joined (5) in a loosely inserted state, and the seat (8) of the member to be joined (5) is inserted. ) In a polymerized state on the outer peripheral surface of the pipe (1).
さらに、パイプ(1)の中空部(3)内における被接合部材(5)に対応する位置に、ダイ(11A)を配置する。 Further, the die (11A) is arranged at a position corresponding to the member to be joined (5) in the hollow portion (3) of the pipe (1).
次いで、図8及び図9に示すように、マンドレル(18)の楔部(19)をダイ(11A)の楔孔部(15)内に差し込む。これにより、ダイ(11A)の各ダイセグメント(12)をパイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動させ、これにより、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)及びその軸方向両側近傍部分(2b)(2b)からなるエキスパンド加工対象部(2)をエキスパンド加工(即ち拡管加工)する。 Next, as shown in FIGS. 8 and 9, the wedge portion (19) of the mandrel (18) is inserted into the wedge hole portion (15) of the die (11A). Thereby, each die segment (12) of the die (11A) is moved radially outward of the pipe (1) toward each corner (1b) of the pipe (1). The expansion processing target portion (2) composed of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) and the axially adjacent side portions (2b) (2b) is expanded (that is, expanded).
このエキスパンド加工によって、パイプ(1)のエキスパンド加工対象部(2)が外側に局部的に膨出するように各ダイセグメント(12)によって押されて塑性変形される。さらに、このようにパイプ(1)のエキスパンド加工対象部(2)が外側に膨出することに伴い、被接合部材(5)の座部(8)が外側に押され、これにより、該座部(8)が外側に膨出するように弾性変形される。このように座部(8)が弾性変形されることに伴い、該座部(8)に弾性復元力が蓄積される。 By this expanding process, the expansion process target part (2) of the pipe (1) is pushed and plastically deformed by each die segment (12) so as to locally bulge outward. Further, as the expanding target portion (2) of the pipe (1) bulges outward in this way, the seat portion (8) of the member to be joined (5) is pushed outward, thereby the seat The part (8) is elastically deformed so as to bulge outward. As the seat (8) is elastically deformed in this way, an elastic restoring force is accumulated in the seat (8).
また、図9に示すように、このエキスパンド加工時には、パイプ(1)の各凹所部(14)内に対応する部位としての、パイプ(1)の各平坦壁部(1a)(詳述すると、各平坦壁部(1a)の少なくとも幅方向中間部)は、対応する支持板(20)によって、該部位(1a)の内面に支持板(20)が接触した状態で支持されている。 Moreover, as shown in FIG. 9, at the time of this expanding process, each flat wall part (1a) of the pipe (1) as a part corresponding to each recess part (14) of the pipe (1) (more specifically, The flat wall portion (1a) is supported at least in the width direction intermediate portion with the support plate (20) in contact with the inner surface of the portion (1a) by the corresponding support plate (20).
さらに、このエキスパンド加工時には、各ダイセグメント(12)がパイプ(1)の半径方向外向きに移動することに伴い、両ダイセグメント(12)(12)の間に隙間(S)が生じる。さらに、各半凹所部(13)の底部(13a)が支持板(20)の裏面に対して支持板(20)の幅方向外向きに摺動移動する。これにより、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側にそれぞれ隙間(S1)が生じる。この各隙間(S1)は、両ダイセグメント(12)(12)間の隙間(S)よりも小さく、即ち隙間(S)の約半分の幅である。なお、図9において、(4)は、パイプ(1)の当該隙間(S1)に対応する部位である。 Furthermore, at the time of this expanding process, as each die segment (12) moves outward in the radial direction of the pipe (1), a gap (S) is generated between both die segments (12) and (12). Furthermore, the bottom part (13a) of each semi-recessed part (13) slides and moves outward in the width direction of the support plate (20) with respect to the back surface of the support plate (20). Thereby, the clearance gap (S1) arises in the width direction both sides of the support plate (20) in a recessed part (14), respectively. Each gap (S1) is smaller than the gap (S) between both die segments (12) and (12), that is, about half the width of the gap (S). In FIG. 9, (4) is a portion corresponding to the gap (S1) of the pipe (1).
そして、被接合部材(5)の座部(8)の弾性変形量が所定量になったら、マンドレル(18)の楔部(19)をダイ(11A)の楔孔部(15)内から抜出する。すると、座部(8)に蓄積されていた弾性復元力により、座部(8)がパイプ(1)の外周面にパイプ(1)に対して外嵌状態に圧接固定される。これにより、被接合部材(5)がパイプ(1)(詳述するとパイプ(1)の外周面)に接合される。 When the amount of elastic deformation of the seat portion (8) of the member to be joined (5) reaches a predetermined amount, the wedge portion (19) of the mandrel (18) is removed from the wedge hole portion (15) of the die (11A). Put out. Then, the seat (8) is press-fitted and fixed to the outer periphery of the pipe (1) in an externally fitted state with respect to the pipe (1) by the elastic restoring force accumulated in the seat (8). Thereby, the member to be joined (5) is joined to the pipe (1) (more specifically, the outer peripheral surface of the pipe (1)).
次いで、パイプ(1)の中空部(3)内からダイ(11A)を取り出すことにより、図1及び図2に示した所望する接合構造体(A1)が得られる。 Next, the desired joined structure (A1) shown in FIGS. 1 and 2 is obtained by taking out the die (11A) from the hollow portion (3) of the pipe (1).
なお本発明では、被接合部材(5)の座部(8)の外側に規制部材(図示せず)を配置し、この規制部材によって座部(8)の外側への膨出量を規制した状態で、エキスパンド加工を行っても良い。 In the present invention, a regulating member (not shown) is arranged outside the seat portion (8) of the member to be joined (5), and the amount of bulging outward of the seat portion (8) is regulated by this regulating member. You may perform an expanding process in a state.
而して、本第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)には、次の利点がある。 Thus, the expanding apparatus (10A) of the first embodiment has the following advantages.
図5A〜図5Cに示すように、ダイ(11A)の互いに隣り合う2個のダイセグメント(12)(12)の外周面の分割部に半凹所部(13)(13)同士の合体より凹所部(14)が形成されており、凹所部(14)内に、パイプ(1)の該凹所部(14)に対応する部位(1a)を支持する支持板(20)が配置されている(図7参照)。したがって、図9に示すように、エキスパンド加工時に生じる両ダイセグメント(12)(12)間の隙間(S)が、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側の隙間(S1)(S1)に二分されるとともに、パイプ(1)の凹所部(14)に対応する部位(1a)が支持板(20)によって支持される。これにより、パイプ(1)の各ダイセグメント(12)及び支持板(20)と接触していない部位(4)の幅が小さくなる。そのため、この部位(4)と、パイプ(1)の各ダイセグメント(12)及び支持板(20)と接触している部分との間に生じる拡管量の差を小さくすることができ、もってパイプ(1)の破断を防止できる。 As shown in FIG. 5A to FIG. 5C, from the combination of the semi-recessed portions (13) and (13) into the divided portion of the outer peripheral surface of the two adjacent die segments (12) and (12) of the die (11 A). A recess (14) is formed, and a support plate (20) for supporting a portion (1a) corresponding to the recess (14) of the pipe (1) is disposed in the recess (14). (See FIG. 7). Therefore, as shown in FIG. 9, the gap (S) between the two die segments (12) and (12) generated during the expanding process is a gap on both sides in the width direction of the support plate (20) in the recess (14) ( In addition to being divided into S1 and S1, the portion (1a) corresponding to the recess (14) of the pipe (1) is supported by the support plate (20). Thereby, the width | variety of the site | part (4) which is not contacting each die segment (12) and support plate (20) of a pipe (1) becomes small. Therefore, the difference in the amount of expansion between the portion (4) and the portion of the pipe (1) that is in contact with each die segment (12) and the support plate (20) can be reduced. Breakage of (1) can be prevented.
さらに、ダイ(11A)の分割数を増加しなくても、この部位(4)の幅を小さくできることから、ダイ(11A)の分割数の増加に伴う各ダイセグメント(12)の移動精度の低下を防止できる。これにより、パイプ(1)に対して均一なエキスパンド加工を施すことができるし、ダイ(11A)のパイプ(1)中空部(3)内へのセッティング作業を容易に行うことができる。 Furthermore, since the width of the part (4) can be reduced without increasing the number of divisions of the die (11A), the movement accuracy of each die segment (12) decreases with an increase in the number of divisions of the die (11A). Can be prevented. Thereby, a uniform expansion process can be performed with respect to a pipe (1), and the setting operation | work in the pipe (1) hollow part (3) of die | dye (11A) can be performed easily.
さらに、両ダイセグメント(12)(12)が支持板(20)に対して該支持板(20)の幅方向両側方に移動可能であることにより、エキスパンド加工時に各ダイセグメント(12)が所定方向に確実に移動できる。 Furthermore, since both die segments (12) and (12) can move to both sides in the width direction of the support plate (20) with respect to the support plate (20), each die segment (12) is predetermined during the expansion process. Can move reliably in the direction.
さらに、凹所部(14)内に支持板(20)が一方の半凹所部(13)の底部(13a)と他方の半凹所部(13)の底部(13a)とに跨って配置されるとともに、凹所部(14)内に支持板(20)が配置された状態において、一方の半凹所部(13)の底部(13a)と他方の半凹所部(13)の底部(13a)とがそれぞれ支持板(20)の裏面に対して支持板(20)の幅方向に摺動可能である。これにより、エキスパンド加工時に各ダイセグメント(12)が所定方向に更に確実に移動できる。さらに、支持板(20)が各半凹所部(13)の底部(13a)で支持され、これにより、パイプ(1)の凹所部(14)に対応する部位(1a)を支持板(20)によって確実に支持できる。 Further, the support plate (20) is disposed in the recess (14) so as to straddle the bottom (13a) of one half-recess (13) and the bottom (13a) of the other half-recess (13). In the state where the support plate (20) is disposed in the recess (14), the bottom (13a) of one half-recess (13) and the bottom of the other half-recess (13) (13a) can slide in the width direction of the support plate (20) with respect to the back surface of the support plate (20). Thereby, each die segment (12) can move more reliably in a predetermined direction at the time of an expanding process. Further, the support plate (20) is supported by the bottom portion (13a) of each semi-recess portion (13), whereby the portion (1a) corresponding to the recess portion (14) of the pipe (1) is supported by the support plate ( 20) can be reliably supported.
さらに、ダイ(11A)は、凹所部(14)の幅方向への支持板(20)の片寄りを防止する片寄り防止手段(16)を備えているので、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側の隙間(S1)(S1)を確実に均等にすることができる。これにより、パイプ(1)の破断を確実に防止できる。 Further, since the die (11A) is provided with a displacement prevention means (16) for preventing the displacement of the support plate (20) in the width direction of the recess (14), the inside of the recess (14) The gaps (S1) (S1) on both sides in the width direction of the support plate (20) can be made uniform evenly. Thereby, a fracture | rupture of a pipe (1) can be prevented reliably.
さらに、第1実施形態では、この片寄り防止手段(16)は、各半凹所部(13)の底部(13a)の誘導傾斜面(13b)と、支持板(20)の裏面の被誘導窪み溝部(21)とから構成されているので、支持板(20)の片寄りを確実に防止でき、すなわち、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側の隙間(S1)(S1)を確実に均等にすることができる。その理由は次のとおりである。 Furthermore, in the first embodiment, the deviation prevention means (16) is configured such that the guide inclined surface (13b) of the bottom portion (13a) of each half-recess portion (13) and the back surface of the support plate (20) are guided. Since it is comprised from the hollow groove part (21), the shift | offset | difference of the support plate (20) can be prevented reliably, ie, the clearance gap (S1) of the width direction both sides of the support plate (20) in a recessed part (14). ) (S1) can be made uniform evenly. The reason is as follows.
すなわち、図7及び図9に示すように、エキスパンド加工時には、各半凹所部(13)の底部(13a)の誘導傾斜面(13b)は、支持板(20)の裏面の対応する被誘導傾斜面(21b)に対して、支持板(20)の幅方向外向きに摺動移動する。このとき、支持板(20)には、該支持板(20)でパイプ(1)の所定部位(1a)を外側へ押すことによって、パイプ(1)の半径方向内向きの反力が作用する。この反力によって、支持板(20)はパイプ(1)の所定部位(1a)からパイプ(1)の半径方向内向きに押される。これにより、支持板(20)が凹所部(14)の幅方向中央部に向かって移動するように、支持板(20)の裏面の各被誘導傾斜面(21b)が対応する半凹所部(13)の底部(13a)の誘導傾斜面(13b)上を摺動移動する。その結果、支持板(20)が凹所部(14)の幅方向中央部に誘導される。 That is, as shown in FIGS. 7 and 9, at the time of expanding, the guide inclined surface (13b) of the bottom portion (13a) of each semi-recessed portion (13) has a corresponding induced surface on the back surface of the support plate (20). It slides and moves outward in the width direction of the support plate (20) with respect to the inclined surface (21b). At this time, a reaction force inward in the radial direction of the pipe (1) acts on the support plate (20) by pushing the predetermined portion (1a) of the pipe (1) outward by the support plate (20). . By this reaction force, the support plate (20) is pushed inward in the radial direction of the pipe (1) from the predetermined portion (1a) of the pipe (1). Thereby, each induced-inclined surface (21b) on the back surface of the support plate (20) corresponds to the semi-recess so that the support plate (20) moves toward the center in the width direction of the recess (14). It slides on the guide inclined surface (13b) of the bottom (13a) of the part (13). As a result, the support plate (20) is guided to the center in the width direction of the recess (14).
さらに、一方のダイセグメント(12)に支持板(20)がその幅方向に移動可能に連結片(30)を介して連結されるとともに、他方のダイセグメント(12)に支持板(20)がその幅方向に移動可能に連結片(30)を介して連結されているので、ダイ(11A)の各ダイセグメント(12)と各支持板(20)とが互いに一体化されている。そのため、ダイ(11A)のパイプ(1)中空部(3)内へのセッティング作業を容易に行うことができる。 Further, the support plate (20) is connected to one die segment (12) via a connecting piece (30) so as to be movable in the width direction, and the support plate (20) is connected to the other die segment (12). Since it is connected via the connecting piece (30) so as to be movable in the width direction, each die segment (12) of the die (11A) and each support plate (20) are integrated with each other. Therefore, the setting operation into the pipe (1) hollow portion (3) of the die (11A) can be easily performed.
さらに、パイプ(1)の断面形状は四角形状(多角形状)であるとともに、該パイプ(1)の各角部(1b)の断面形状は円弧状であり、ダイ(11A)は、パイプ(1)の各平坦壁部(1a)の幅方向中間部に対応する位置で分割されており、ダイ(11A)の各ダイセグメント(12)は、エキスパンド加工時に、パイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動されるものである。したがって、断面形状が四角形状のパイプ(1)において、該パイプ(1)の各角部(1b)を平坦壁部(1a)よりも重点的にエキスパンド加工することができて、該各角部(1b)を外側に大きく膨出させることができる。 Further, the cross-sectional shape of the pipe (1) is a quadrangular shape (polygonal shape), the cross-sectional shape of each corner (1b) of the pipe (1) is an arc shape, and the die (11A) ) Of each flat wall portion (1a) at a position corresponding to the intermediate portion in the width direction. Each die segment (12) of the die (11A) is divided into each corner portion ( The pipe (1) is moved radially outward toward 1b). Therefore, in the pipe (1) having a quadrangular cross-sectional shape, each corner (1b) of the pipe (1) can be expanded more preferentially than the flat wall (1a). (1b) can be greatly bulged outward.
また、このエキスパンド加工装置(10A)を用いてパイプ(1)に被接合部材(5)を接合する方法には、次の利点がある。 Moreover, the method of joining the to-be-joined member (5) to the pipe (1) using this expand processing apparatus (10A) has the following advantages.
すなわち、パイプ(1)の断面形状は四角形状であり、被接合部材(5)の挿通孔(6)の断面形状はパイプ(1)の断面形状に対応した形状(即ち、四角形状)であることから、パイプ(1)が被接合部材(5)の挿通孔(6)内に挿通された状態において、パイプ(1)に対する被接合部材(5)のねじり強度が向上する。したがって、もし仮に被接合部材(5)にパイプ(1)の周方向の荷重(即ち、ねじり荷重)が加わった場合であっても、被接合部材(5)はパイプ(1)の周方向にずれ動き難くなる。 That is, the cross-sectional shape of the pipe (1) is a square shape, and the cross-sectional shape of the insertion hole (6) of the member to be joined (5) is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe (1) (that is, a square shape). Therefore, in a state where the pipe (1) is inserted into the insertion hole (6) of the member to be joined (5), the torsional strength of the member to be joined (5) with respect to the pipe (1) is improved. Therefore, even if a circumferential load (that is, a torsional load) of the pipe (1) is applied to the member (5) to be joined, the member (5) to be joined is in the circumferential direction of the pipe (1). Difficult to move.
さらに、パイプ(1)の各角部(1b)の断面形状が円弧状であるから、被接合部材(5)にパイプ(1)の周方向の荷重が加わった場合において、パイプ(1)の各角部(1b)に応力が集中するのを確実に防止できる。これにより、強度的信頼性が向上する。 Furthermore, since the cross-sectional shape of each corner | angular part (1b) of a pipe (1) is circular arc shape, when the load of the circumferential direction of a pipe (1) is added to the to-be-joined member (5), It is possible to reliably prevent stress from concentrating on each corner (1b). Thereby, strength reliability improves.
さらに、ダイ(11A)の各ダイセグメント(12)の外周面と、支持板(20)の表面とに、それぞれ、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部(12a)(12a)(20a)(20a)が設けられているので、このダイ(11A)を用いてエキスパンド加工を行うことより、パイプ(1)に対する被接合部材(5)の抜け強度を向上できる。したがって、もし仮に被接合部材(5)にパイプ(1)の長さ方向の荷重(即ち、抜け荷重)が加わった場合であっても、被接合部材(5)はパイプ(1)の長さ方向にずれ動き難くなる。 Further, on the outer peripheral surface of each die segment (12) of the die (11A) and the surface of the support plate (20), the shaft of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1), respectively. Since there are two pressing projections (12a), (12a), (20a), and (20a) that locally bulge the vicinity portions (2b) and (2b) on both sides in the direction, this die (11A) By performing the expanding process by using it, the pull-out strength of the member to be joined (5) with respect to the pipe (1) can be improved. Therefore, even if a load in the length direction of the pipe (1) (that is, a load to be removed) is applied to the member to be joined (5), the member to be joined (5) is the length of the pipe (1). Difficult to move in the direction.
図10及び図11は、本発明の第2実施形態に係るエキスパンド加工装置(10B)を説明する図である。これらの図には、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)の構成要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第2実施形態のエキスパンド加工装置(10B)の構成について、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)とは異なる点を中心に以下に説明する。 FIG.10 and FIG.11 is a figure explaining the expand processing apparatus (10B) which concerns on 2nd Embodiment of this invention. In these drawings, the same reference numerals are given to the same elements as the constituent elements of the expanding apparatus (10A) of the first embodiment. The configuration of the expand processing apparatus (10B) of the second embodiment will be described below with a focus on differences from the expand processing apparatus (10A) of the first embodiment.
本第2実施形態のエキスパンド加工装置(10B)のダイ(11B)では、支持板(20)の片寄り防止手段(16)は次のように構成されている。 In the die (11B) of the expanding apparatus (10B) of the second embodiment, the deviation prevention means (16) of the support plate (20) is configured as follows.
すなわち、各半凹所部(13)の底部(13a)には、支持板(20)を凹所部(14)の幅方向中央部に誘導する、凹所部(14)の幅方向中央部に向かって下り勾配の誘導傾斜面(13c)が設けられている。これにより、両ダイセグメント(12)(12)が互いに組み合わされた状態での凹所部(14)の底部には、該凹所部(14)の長さ方向に延びた断面V字状の窪み溝部が形成される。なお本発明では、窪み溝部の断面形状は、V字状の他に、例えば円弧状であっても良いし、その他の形状であっても良い。 That is, at the bottom (13a) of each semi-recessed portion (13), the support plate (20) is guided to the widthwise central portion of the recessed portion (14), and the widthwise central portion of the recessed portion (14). A guide slope (13c) having a downward slope toward the top is provided. As a result, the bottom of the recess (14) in a state where the two die segments (12) and (12) are combined with each other has a V-shaped cross section extending in the length direction of the recess (14). A recessed groove is formed. In the present invention, the cross-sectional shape of the recessed groove portion may be, for example, an arc shape or other shapes other than the V shape.
各誘導傾斜面(13c)の傾斜角は例えば3〜20°の範囲内に設定されている。ただし本発明では、各誘導傾斜面(13c)の傾斜角は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 The inclination angle of each induction inclined surface (13c) is set within a range of 3 to 20 °, for example. However, in the present invention, the inclination angle of each induction inclined surface (13c) is not limited to the above range.
また、支持板(20)の裏面には、各誘導傾斜面(13c)に対応する被誘導傾斜面(22b)(22b)を有する被誘導突出条部(22)が、該支持板(20)の長さ方向に延びて設けられている。被誘導突出条部(22)の断面形状は逆V字状である。すなわち、被誘導突出条部(22)の各被誘導傾斜面(22b)は、支持板(20)の裏面の各側縁部から支持板(20)の幅方向中央部に向かって下り勾配の傾斜面からなる。そして、凹所部(14)内に支持板(20)が配置された状態において、被誘導突出条部(22)の各被誘導傾斜面(22b)は、対応する各半凹所部(13)の誘導傾斜面(13c)に面接触状態に接触している。なお本発明では、被誘導突出条部(22)の断面形状は、逆V字状の他に、例えば円弧状であっても良いし、その他の形状であっても良い。 In addition, on the back surface of the support plate (20), guided protrusions (22) having guided inclined surfaces (22b) (22b) corresponding to the respective induction inclined surfaces (13c) are provided on the support plate (20). It is provided extending in the length direction. The cross-sectional shape of the guided protrusion (22) is an inverted V shape. That is, each induced inclined surface (22b) of the guided protrusion strip (22) has a downward slope from each side edge on the back surface of the support plate (20) toward the center in the width direction of the support plate (20). It consists of an inclined surface. In the state where the support plate (20) is disposed in the recessed portion (14), each guided inclined surface (22b) of the guided protruding strip (22) has a corresponding half recessed portion (13). ) Is in surface contact with the guiding inclined surface (13c). In the present invention, the cross-sectional shape of the guided protrusion (22) may be, for example, an arc shape or other shapes in addition to the inverted V shape.
このように、片寄り防止手段(16)は、各半凹所部(13)の底部(13a)の誘導傾斜面(13c)と、支持板(20)の裏面の被誘導突出条部(22)とから構成されている。 In this way, the deviation prevention means (16) includes the guiding inclined surface (13c) of the bottom portion (13a) of each half-recessed portion (13) and the guided protrusion (22) on the back surface of the support plate (20). ).
このエキスパンド加工装置(10B)のその他の構造、及びこれを用いたエキスパンド加工方法(接合方法)は、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)及びこれを用いたエキスパンド加工方法(接合方法)と同じである。 The other structure of the expand processing apparatus (10B) and the expand processing method (joining method) using the same are the expand processing apparatus (10A) of the first embodiment and the expand processing method (joining method) using the same. Is the same.
而して、本第2実施形態のエキスパンド加工装置(10B)では、ダイ(11B)は、上述した片寄り防止手段(16)を備えているので、上記第1実施形態と同様に、支持板(20)の片寄りを確実に防止でき、すなわち、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側の隙間(S1)(S1)を確実に均等にすることができる。 Thus, in the expanding apparatus (10B) of the second embodiment, since the die (11B) includes the above-described deviation prevention means (16), the support plate is the same as in the first embodiment. The deviation of (20) can be reliably prevented, that is, the gaps (S1) (S1) on both sides in the width direction of the support plate (20) in the recess (14) can be surely made uniform.
図12及び図13は、本発明の第3実施形態に係るエキスパンド加工装置(10C)を説明する図である。これらの図には、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)の構成要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第3実施形態のエキスパンド加工装置(10C)の構成について、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)とは異なる点を中心に以下に説明する。 12 and 13 are diagrams for explaining an expanding apparatus (10C) according to the third embodiment of the present invention. In these drawings, the same reference numerals are given to the same elements as the constituent elements of the expanding apparatus (10A) of the first embodiment. The configuration of the expand processing apparatus (10C) of the third embodiment will be described below with a focus on differences from the expand processing apparatus (10A) of the first embodiment.
本第3実施形態のエキスパンド加工装置(10C)のダイ(11C)では、支持板(20)の片寄り防止手段(16)は次のように構成されている。 In the die (11C) of the expanding apparatus (10C) of the third embodiment, the deviation prevention means (16) of the support plate (20) is configured as follows.
すなわち、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側の隙間(S1)(S1)内には、それぞれ、支持板(20)を凹所部(14)の幅方向中央部に向かって付勢する付勢手段(17)が介在配置されている。本第3実施形態では、付勢手段(17)はバネ(詳述すると圧縮コイルバネ)である。ただし本発明では、付勢手段(17)は、バネの他に、例えばゴムであっても良いし、その他の手段であっても良い。 That is, in the gaps (S1) and (S1) on both sides in the width direction of the support plate (20) in the recess (14), the support plate (20) is placed in the center in the width direction of the recess (14), respectively. An urging means (17) for urging toward is disposed. In the third embodiment, the biasing means (17) is a spring (more specifically, a compression coil spring). However, in the present invention, the biasing means (17) may be, for example, rubber or other means in addition to the spring.
また、半凹所部(13)の底部(13a)には傾斜面は形成されておらず、即ち、底部(13a)は平坦状に形成されている。また同じく、支持板(20)の裏面は平坦状に形成されている。 Moreover, the inclined surface is not formed in the bottom part (13a) of a half-recessed part (13), ie, the bottom part (13a) is formed flat. Similarly, the back surface of the support plate (20) is formed flat.
このエキスパンド加工装置(10C)のその他の構造、及びこれを用いたエキスパンド加工方法(接合方法)は、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)及びこれを用いたエキスパンド加工方法(接合方法)と同じである。 The other structure of the expand processing apparatus (10C) and the expand processing method (joining method) using the same are the expand processing apparatus (10A) of the first embodiment and the expand processing method (joining method) using the same. Is the same.
而して、本第3実施形態のエキスパンド加工装置(10C)では、ダイ(11C)は、上述した片寄り防止手段(16)を備えているので、上記第1実施形態と同様に、支持板(20)の片寄りを確実に防止でき、すなわち、凹所部(14)内における支持板(20)の幅方向両側の隙間(S1)(S1)を確実に均等にすることができる。 Thus, in the expanding apparatus (10C) of the third embodiment, since the die (11C) includes the above-described deviation prevention means (16), the support plate is the same as in the first embodiment. The deviation of (20) can be reliably prevented, that is, the gaps (S1) (S1) on both sides in the width direction of the support plate (20) in the recess (14) can be surely made uniform.
以上で本発明の幾つかの好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に示したものに限定されるものではない。 Although several preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those shown in the above embodiments.
例えば、本発明では、本発明に係るエキスパンド加工装置によりエキスパンド加工されるパイプの断面形状は、四角形状であることに限定されるものではなく、その他に、三角形状、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状、あるいはそれ以上の多角形状のものであっても良いし、又は、円形状であっても良い。 For example, in the present invention, the cross-sectional shape of the pipe that is expanded by the expanding apparatus according to the present invention is not limited to a quadrangular shape, and other shapes such as a triangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, A rectangular shape, an octagonal shape, or a polygonal shape higher than that, or a circular shape may be used.
断面形状が例えば六角形状のパイプをエキスパンド加工する場合には、その加工装置として、例えば図14及び図15に示したダイ(11D)を備えたエキスパンド加工装置(10D)が用いられる。 For example, when a pipe having a hexagonal cross-section is expanded, an expanding apparatus (10D) including a die (11D) shown in FIGS. 14 and 15 is used as the processing apparatus.
なお、これらの図には、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)の構成要素と同一の要素に同一の符号が付されている。 In these drawings, the same reference numerals are given to the same elements as the constituent elements of the expanding apparatus (10A) of the first embodiment.
断面形状が例えば円形状のパイプをエキスパンド加工する場合には、その加工装置として、例えば図16及び図17に示したダイ(11E)を備えたエキスパンド加工装置(10E)が用いられる。このダイ(11E)では、図17に示すように、各ダイセグメント(12)(12)がパイプ(図示せず)の半径方向外向きに移動された状態のもとで、各半凹所部(13)の底部(13a)が支持板(20)の裏面に面接触状態に接触している。 In the case of expanding a pipe having a circular cross-sectional shape, for example, an expanding apparatus (10E) including a die (11E) shown in FIGS. 16 and 17 is used as the processing apparatus. In this die (11E), as shown in FIG. 17, each half-recess portion is formed under the state where each die segment (12) (12) is moved radially outward of a pipe (not shown). The bottom (13a) of (13) is in surface contact with the back surface of the support plate (20).
なお、これらの図には、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)の構成要素と同一の要素に同一の符号が付されている。 In these drawings, the same reference numerals are given to the same elements as the constituent elements of the expanding apparatus (10A) of the first embodiment.
また、本発明では、図18及び図19に示すように、本発明に係るエキスパンド加工装置によりエキスパンド加工されるパイプ(1)は、その内部に、該パイプ(1)の長さ方向に延びた仕切り壁部(1c)が配置されたものであっても良い。この仕切り壁部(1c)はパイプ(1)に一体形成されており、この仕切り壁部(1c)によってパイプ(1)の内部が2個の中空部(3)(3)に仕切られている。 Moreover, in this invention, as shown in FIG.18 and FIG.19, the pipe (1) expanded by the expanding apparatus which concerns on this invention was extended in the length direction of this pipe (1) in the inside. The partition wall (1c) may be disposed. The partition wall (1c) is integrally formed with the pipe (1), and the interior of the pipe (1) is partitioned into two hollow portions (3) (3) by the partition wall (1c). .
これらの図に示した本発明の第6実施形態のエキスパンド加工装置(10F)は、この仕切り壁部(1c)付きパイプ(1)をエキスパンド加工するためのものである。 The expanding apparatus (10F) of the sixth embodiment of the present invention shown in these drawings is for expanding the pipe (1) with the partition wall (1c).
なお、これらの図には、上記第1実施形態のエキスパンド加工装置(10A)の構成要素と同一の要素に同一の符号が付されている。 In these drawings, the same reference numerals are given to the same elements as the constituent elements of the expanding apparatus (10A) of the first embodiment.
このエキスパンド加工装置(10F)のマンドレル(18)の楔部(19)は、2個の楔部セグメント(19a)(19a)に分割されている。 The wedge part (19) of the mandrel (18) of the expanding apparatus (10F) is divided into two wedge part segments (19a) (19a).
このエキスパンド加工装置(10F)を用いてパイプ(1)をエキスパンド加工する方法について、以下に説明する。 A method for expanding the pipe (1) using the expanding apparatus (10F) will be described below.
パイプ(1)の各中空部(3)内に、ダイ(11F)の2個のダイセグメント(12)(12)とマンドレル(18)の楔部セグメント(19)とを配置する。次いで、楔部セグメント(19)(19)同士で仕切り壁部(1c)を挟んだ状態で、各楔部セグメント(19)を対応するダイセグメント(12)の楔孔部(15)の割溝部(15c)内に同時に差し込む。これにより、各ダイセグメント(12)をパイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動させることで、パイプ(1)をエキスパンド加工する。 In each hollow part (3) of the pipe (1), two die segments (12) (12) of the die (11F) and a wedge segment (19) of the mandrel (18) are arranged. Next, in a state where the partition wall portion (1c) is sandwiched between the wedge portion segments (19) and (19), each wedge portion segment (19) is divided into the corresponding groove portion of the wedge hole portion (15) of the die segment (12). (15c) is simultaneously inserted. Thereby, the pipe (1) is expanded by moving each die segment (12) outward in the radial direction of the pipe (1) toward each corner (1b) of the pipe (1).
さらに、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to the one shown in the above embodiment, and various setting changes can be made.
例えば、本発明では、マンドレル(18)の楔部(19)の表面とダイ(11A)の楔孔部(15)の周面とのうち少なくとも一方の面に、摩擦力を低減させるための処理や、摩耗量を減少させるための処理が施されていても良い。そのような処理として、潤滑剤の付着、窒化処理、硬質皮膜処理、DLC処理等が用いられる。 For example, in the present invention, a process for reducing the frictional force on at least one of the surface of the wedge portion (19) of the mandrel (18) and the peripheral surface of the wedge hole portion (15) of the die (11A). Alternatively, a treatment for reducing the amount of wear may be performed. As such a treatment, adhesion of a lubricant, nitriding treatment, hard coating treatment, DLC treatment or the like is used.
本発明は、例えば、自動車のステアリングサポートビーム、ステアリングコラムホルダ、マフラ、フレーム、プロペラシャフト、サスペンションアーム、その他の自動車の部品、あるいは、自動車以外の製品として、例えば配管材に用いられるパイプのエキスパンド加工装置、パイプのエキスパンド加工方法、パイプと被接合部材との接合装置、及び、パイプと被接合部材との接合方法に利用可能である。 The present invention, for example, expands pipes used for piping materials, for example, as a steering support beam of an automobile, a steering column holder, a muffler, a frame, a propeller shaft, a suspension arm, other automobile parts, or a product other than an automobile. The present invention can be used for an apparatus, a method for expanding a pipe, a joining device for a pipe and a member to be joined, and a joining method for a pipe and a member to be joined.
A1…接合構造体
1…パイプ
1a…平坦壁部
1b…角部
2…エキスパンド加工対象部
2a…挿通部分
2b…近傍部分
3…中空部
5…被接合部材
6…挿通孔
8…座部
10A〜10F…エキスパンド加工装置(接合装置)
11A〜11F…ダイ
12…ダイセグメント
12a…押圧凸部
13…半凹所部
13a…底部
13b…誘導傾斜面
13c…誘導傾斜面
14…凹所部
15…楔孔部
16…片寄り防止手段
17…付勢手段(バネ)
18…マンドレル
19…楔部
20…支持板
20a…押圧凸部
21…被誘導窪み溝部
21b…被誘導傾斜面
22…被誘導突出条部
22b…被誘導傾斜面
30…連結片
S…両ダイセグメント間の隙間
S1…凹所部内における支持板の幅方向両側の隙間
A1 ...
11A to 11F ... Die 12 ... Die
18 ...
Claims (8)
ダイの各ダイセグメントは、エキスパンド加工時に、パイプの中空部内にダイが配置された状態でパイプの半径方向外向きに移動されるパイプのエキスパンド加工装置において、
ダイの互いに隣り合う2個のダイセグメントのうち一方のダイセグメントの外周面の側縁部と他方のダイセグメントの外周面の側縁部とに、それぞれ、ダイの長さ方向に延びた半凹所部が設けられるとともに、両ダイセグメントが互いに組み合わされた状態において、両ダイセグメントの外周面の分割部に半凹所部同士の合体により凹所部が形成されており、
凹所部内に、パイプの該凹所部に対応する部位を支持する支持板が配置されており、
両ダイセグメントは支持板に対して該支持板の幅方向両側方に移動可能であり、
ダイは、凹所部の幅方向への支持板の片寄りを防止する片寄り防止手段を備えており、
片寄り防止手段は、各半凹所部の底部に設けられ、支持板を凹所部の幅方向中央部に誘導する、凹所部の幅方向中央部に向かって上り勾配の誘導傾斜面と、支持板の裏面に該支持板の長さ方向に延びて設けられ、各誘導傾斜面に対応する被誘導傾斜面を有する被誘導窪み溝部と、を備えていることを特徴とするパイプのエキスパンド加工装置。 The die is divided into a plurality of die segments in the circumferential direction,
Each die segment of the die is expanded in a pipe that is moved radially outward of the pipe in a state where the die is disposed in the hollow portion of the pipe at the time of expanding.
A semi-concave extending in the length direction of the die, on the side edge of the outer peripheral surface of one die segment and the side edge of the outer peripheral surface of the other die segment, of two die segments adjacent to each other In the state where both the die segments are combined with each other, a recess is formed by combining the semi-recessed portions in the split portion of the outer peripheral surface of both die segments,
A support plate for supporting a portion corresponding to the recess portion of the pipe is disposed in the recess portion,
Both die segments Ri movable der widthwise both sides of the support plate relative to the support plate,
The die includes a deviation prevention means for preventing the deviation of the support plate in the width direction of the recess,
The offset prevention means is provided at the bottom of each half-recess portion, and guides the support plate to the center portion in the width direction of the recess portion. And a guided recess groove portion provided on the back surface of the support plate so as to extend in the length direction of the support plate and having a guided inclined surface corresponding to each guiding inclined surface. Processing equipment.
凹所部内に支持板が配置された状態において、一方の半凹所部の底部と他方の半凹所部の底部とがそれぞれ支持板の裏面に対して支持板の幅方向に摺動可能である請求項1記載のパイプのエキスパンド加工装置。 A support plate is disposed in the recessed portion across the bottom of one half-recessed portion and the bottom of the other half-recessed portion,
In a state where the support plate is disposed in the recess, the bottom of one half-recess and the bottom of the other half-recess can slide in the width direction of the support plate with respect to the back surface of the support plate, respectively. The pipe expanding apparatus according to claim 1.
他方のダイセグメントに支持板がその幅方向に移動可能に連結されている請求項1又は2記載のパイプのエキスパンド加工装置。 A support plate is connected to one die segment so as to be movable in the width direction,
3. The pipe expanding apparatus according to claim 1, wherein a support plate is connected to the other die segment so as to be movable in the width direction.
ダイは、パイプの各平坦壁部の幅方向中間部に対応する位置で分割されており、
ダイの各ダイセグメントは、エキスパンド加工時に、パイプの各角部に向かってパイプの半径方向外向きに移動されるものである請求項1〜3のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置。 The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The die is divided at a position corresponding to the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion of the pipe,
The pipe expanding apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein each die segment of the die is moved outward in the radial direction of the pipe toward each corner of the pipe at the time of expanding.
パイプをエキスパンド加工する装置として、請求項1〜4のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置を備えていることを特徴とする接合装置。 In the joining device of a pipe and a member to be joined, by joining the member to be joined to the pipe by expanding the pipe inserted into the insertion hole provided in the member to be joined,
A joining apparatus comprising the pipe expanding apparatus according to any one of claims 1 to 4 as an apparatus for expanding a pipe.
パイプをエキスパンド加工する装置として、請求項1〜4のいずれかに記載のパイプのエキスパンド加工装置を用いて、パイプのエキスパンド加工を行うことを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。 In the joining method of a pipe and a member to be joined, by joining the member to be joined to the pipe by expanding the pipe inserted into the insertion hole provided in the member to be joined,
5. A method for joining a pipe and a member to be joined, wherein the pipe is expanded by using the pipe expanding apparatus according to any one of claims 1 to 4 as an apparatus for expanding the pipe.
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