JP6061264B2 - バルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置 - Google Patents

バルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置 Download PDF

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Description

この発明は、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことが可能なバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置に関する。
従来、中空状の円筒体である素管の外周に波形の蛇腹部を形成したステンレス製のフレキシブルパイプが知られている。このようなフレキシブルパイプは、耐久性に優れると共に、剛性を有しており、同時に蛇腹部を介して屈曲性を有するため振動などによる変位吸収性を有しているので、単に配管や継手管などとして用いるだけでなく、地中などに埋設される水道管やガス管などの屈曲配管などとしも用いられ多くの需要を有している。
しかして、このような金属ベローズ管の成形装置としては、特許文献1に示すような技術手段を前提として構成されている。
すなわち、図12に示すように、左右の端キャップである端部分割型2,3間に、両端が密封的に保持された素管Pを半径方向に拘束すると共に、それぞれ一対とされた複数個の分割型4・・・を互に所定の間隔を保って配し、素管P内に:液体を満たすと共に、内圧を作用させながら端キャップである端部分割型2,3を介して素管Pを軸方向に圧縮し、同時に分割型4・・・を素管Pとともに:軸方向に移動させて素管Pを膨出成形している。5は、分割型4・・・連結する板ばねである。
また、このような金属ベローズ管の成形装置は、図11に示すように、素管PをフレキシブルパイプP1とする場合には、金型装置1の一方側(図中左側)に管Pを配置すると共に、この素管Pに隣接してその先端部分に芯金拡径支持部6aを有する芯金6を配置し、芯金6を図中右側方向に移動させて、素管P内に芯金6を押し込んだ上で金型装置1を作動させ、順次金型装置1の他方側(図中右側)にフレキシブルパイプP1を押し出し成形している。なお、7は芯金6を固定的に配置する芯金ブロック部である。
したがって、このような従来の金属ベローズ管の成形装置によれば、金型装置1の一方側に素管長L1の素管Pを置くと共に、その左側に芯金長L2の芯金6を置かなければならず、素管長L1と芯金長L2の長さが必要となる。また、金型装置1の他方側にも素管Pを置かなければならないため素管長L1の確保が必要となり、成形装置の大型化が避けられない。
一方、このような技術手段を前提として種々の目的を得るためのバルジ成形装置が提案がなされている。例えば、特許文献2のように、ハウジングの内部に収容される金型アセンブリを備え、金型アセンブリは最も外側に位置する外筒と、外筒内の前側に複数の型部材を入れ子状に重ねて収容した前側ユニットと、外筒内の後側に複数の型部材を入れ子状に重ねて収容した後側ユニットを具備し、前側ユニットの型部材を全て外筒の前端側の規制部に寄せ、かつ、後側ユニットの型部材を全て外筒の後端側の規制部に寄せたとき、各型部材の成形部が所定ピッチで並ぶように、各型部材の長さやストッパの位置等が設定される。これにより、能率良くベローズを製造することができ、構造を簡略化でき、しかもピッチが数mm程度の小ピッチのベローズを製造するものなどがある。
また、特許文献3のように、バルジ加工用の分割型の耐久性を低コストで高めることができ、かつ分割型の取り扱いなどを簡便に行うことが可能なバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、金属ベローズ成形装置を目的として、上側の分割型のフランジと下側の分割型のフランジとに掛かり止められるクランプ板を若干回動することにより、下側の分割型のフランジに掛かり止められた状態としつつ、上側の分割型のフランジにおける掛かり止めを解除することができるなどの本願出願人の提案もある。
特開昭51−136558号 特開平10−180368号公報 特開平09−1249号公報
しかしながら、特許文献1に示したように、左右の端部分割型2,3間に多数の分割型4・・・を所定の間隔を保って配し、両端が密封的に保持された素材管Pを半径方向に拘束し、素材管P内に:液体を満たすと共に、内圧を作用させ端部分割型2,3を介して素材管Pを軸方向に圧縮しつつ:軸方向に移動させ、素材管Pを膨出成形しその外周に蛇腹部分をバルジ成形するという周知の技術を前提にしものは、どうしても金型の消耗度が激しく、金型も高価でありかなりの頻度で金型を交換しなければならないため、バルジ成形にあたりコスト高になるという問題がある。
また、図11のように、金型装置1の一方側に素管長L1の素管Pを置くと共に、その左側に芯金長L2の芯金3を置かなければならず、素管長L1と芯金長L2の長さが必要となり、しかも金型装置1の他方側にも素管Pを置かなければならないため素管長L1の確保が必要となり、成形装置の大型化が避けられないという問題がある。
しかも、特許文献2や特許文献3などのようなものでは、それぞれの目的に応じた課題を達成することはできるものの上記と同様に、素管をバルジ成形するにあたり、金型装置の一方側に素管長L1と芯金長L2を確保しなければれならず、また、金型装置1の他方側にも素管長L1の確保が必要となり、成形装置の大型化が避けられず、成形装置自体のストロークを短くかく設定することはできず、成形装置のコンパクト化は図れないと共に、充分なプレス磨耗性なども得られないという問題を有している
本願出願人は、そのような観点から鋭意研究を重ね、地中などに埋設される水道管やガス管などの屈曲性を有するフレキシブルパイプだけでなく、特に医療分野・化学分野あるいは航空分野などへの小型で薄くさらなる防食性なども有するフレキシブルパイプとしても好適なバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置の完成をみたものである。
また、さらに鋭意研究を重ねた上、フレキシブルパイプのようなバルジ加工用の金属ベローズ成形装置のみならず、単にパイプや種々の加工素材の成形についても検討しこの発明を完成したものである。
この発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことが可能なバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置の提供を目的とする。
この発明は、上記のような目的を達成するために、請求項1記載のように、中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形方法において、装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、上記フレキシブルパイプを上記パイプ搬送領域に押し出すと共に、上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰り返し行われることを特徴とする。
請求項2記載のように、中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形方法において、装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、上記素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって上記素管が挟持されクランプされると共に、上記素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応した形状にバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、上記パイプ搬送領域に押し出された上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰返し行われることを特徴とする。
請求項3記載のように、上記金型本体における上記左右の分割金型の両端側には、それぞれ固定金型と可動金型とが配置され、上記素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、上記固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ上記可動金型に対向するように可動シール部が配置され、上記可動シール部が上記可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されることを特徴とする。
請求項4記載のように、中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形装置において、装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、上記フレキシブルパイプを上記パイプ搬送領域に押し出すと共に、上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰り返し行われることを特徴とする。
請求項5記載のように、中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形装置において、装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、上記素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって上記素管が挟持されクランプされると共に、上記素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応主る形状にバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、上記パイプ搬送領域に押し出された上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰返し行われることを特徴とする。
請求項6記載のように、上記金型本体における上記左右の分割金型の両端側には、それぞれ固定金型と可動金型とが配置され、上記素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、上記固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ上記可動金型に対向するように可動シール部が配置され、 上記可動シール部が上記可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されることを特徴とする。
このように、パイプなどの加工素材の成形に適した成形方法、及び、成形装置の提供を特徴とする。
請求項1の発明によれば、加工素材の成形に際して、加工素材を加工素の搬送領域から加工素材の成形領域へ、ついで加工素材の受け入れ領域へと、素管載せ領域へと順次配置されるように構成されるため、金属ベローズ成形装置自体のストロークを短く設定することができ、成形手段のコンパクト化を図ることがで、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
請求項2の発明によれば、パイプ搬送領域にセットされた素管をバルジ成形領域に挿通させて芯金支持領域に移送すると共に、素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、芯金支持領域の素管をバルジ成形領域に押し返すと共に、バルジ成形領域を駆動しつつ素管をフレキシブルパイプとして成形し、素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって素管を挟持されクランプされると共に、素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応した形状バルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、パイプ搬送領域に押し出されたフレキシブルパイプを新たな素管と交換し、このような一連の動作を繰り返し行うことができるので、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
請求項3の発明によれば、左右の分割金型の両端側にはそれぞれ固定金型と可動金型とが配置され、素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ可動金型に対向するように可動シール部が配置され、可動シール部の動作は、可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されるので、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
請求項4の発明によれば、バルジ成形に際して、素管を芯金支持領域から素管載せ領域へそしてバルジ成形領域へまた素管載せ領域へと順次配置されるように構成されるため、金属ベローズ成形装置自体のストロークを短く設定することができ、成形手段のコンパクト化を図ることがで、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
請求項5の発明によれば、パイプ搬送領域にセットされた素管をバルジ成形領域に挿通させて芯金支持領域に移送すると共に、素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、芯金支持領域の素管をバルジ成形領域に押し返すと共に、バルジ成形領域を駆動しつつ素管をフレキシブルパイプとして成形し、素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって素管を挟持されクランプされると共に、素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応した形状にバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、パイプ搬送順域に押し出されたフレキシブルパイプを新たな素管と交換し、このような一連の動作を繰り返し行うことができるので、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
請求項6の発明によれば、左右の分割金型の両端側には、それぞれ固定金型と可動金型とが配置され、素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ可動金型に対向するように可動シール部が配置され、可動シール部の動作は、可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されるので、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
すなわち、パイプなどの加工素材の成形に適した成形方法、及び、成形装置の提供することができる。
この発明に係る金属ベローズ成形装置の全体基本構成図である。 左右の分割金型を示す正面図である。 左右の分割金型の開いた状態を示す説明図である。 左右の分割金型の接合状態を示す説明図である。 電気的手段を示す構成図である。 金型本体の上半分の側面を示す説明図である。 連結ピンを示す説明図である。 金型本体の展開状態を示す説明図である。 金型本体の閉じられた状態を示す説明図である。 この発明の装置の説明用方式図である。 従来の装置の説明用方式図である。 従来の金属ベローズ成形装置の概略構成を示す説明図である。 この発明の他の実施例による基本領域を示す平面図である。 図13における説明用方式図である。 図13における基本領域と電気的手段を示す構成図である。 図13における工程図である。
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。
図1は、金属ベローズ成形装置における装置本体10を示す全体基本構成図で、図(a)はその側面図、図(b)はその平面図であり、中空状の円筒体である素管P1の外周に径方向に蛇腹部を成形したフレキシブルパイプPとするものである。この装置本体10は、その中央部位にバルジ成形領域200を構成する金型装置20が配置されており、図中右側にパイプ搬送領域300を構成するパイプ搬送装置30が配置されると共に、図中左側に芯金支持領域400を構成する芯金支持装置40が配置されている。なお、これらの各領域200,300,400は、基台50(50a,50b,50c)上に載置されている。
また、この装置本体10への統括・指令は、制御手段100に基づくものであるが、各手段は少なくとも次のような電気的指令によって制御される(図5参照)。
すなわち、バルジ成形領域200における必要な指令は、バルジ成形指令手段201によって行われる。例えば、分割金型の開閉及びそのクランプを行うに必要な指令、分割金型の押し出しあるいは引き戻しを行うに必要な指令、素管をフレキシブルパイプとするバルジ成形に必要な指令、素管を膨出するため可動シール部追従機構を動作するに必要な指令などよりなる。
また、パイプ搬送領域300における必要な指令は、パイプ搬送指令手段301によって行われる。例えば、素管をバルジ成形領域へと移送すると共に、さらに芯金支持領域へと移送するに必要な指令、芯金支持領域からバルジ成形領域へ素管を引き戻すと共に、フレキシブルパイプとされた素管をバルジ成形領域から押し出し、かつ新たな素管と交換するに必要な指令などよりなる。
また、芯金支持領域400における必要な指令は、芯金支持指令手段401によって行われる。例えば、バルジ成形領域から押し出されてきた素管を受け入れると共に、再びこの素管をバルジ成形のためにバルジ成形領域に押し戻すに必要な指令などよりなる。
次に、各装置の具体的な説明を行うが、その都合上パイプ搬送領域300、芯金支持領域400、バルジ成形領域200の順で説明を行う。
パイプ搬送領域300を構成するパイプ搬送装置30は、断面V溝状(図示略)に形成された素管支持用ローラー部31に素管移送用ローラー31aが支持されるように構成され、この素管支持用ローラー部31が所定間隔を隔てて基台50b上に複数個設置されている。また、パイプ搬送装置30の右側端部には、素管をチャックするチャック部32が設置されており、このチャック部32の素管対向面に突き出たチャック本体32aにより初期位置の素管P1の端部が挟まれ、又は、挟まれた素管P1の端部が開放される。
これにより、パイプ搬送装置30に載置された素管P1は、両側より規制されつつずれないように規制されてチャックされ、軸線方向(図中左方向)に移送されることとなる。なお、軸線方向(図中左方向)に移送された素管P1は、金型装置20に設けられている素管用挿通開口部(図示略)を介して金型装置20内に押し込まれていく。また、金型装置20の軸線方向(図中右方向)には、金型本体24である分割金型25,26を進退自在に押圧する金型移送用シリンダー21,21が配置されており、左右の分割金型25,26を押し出し、又は、引き戻す。これにより、パイプ搬送装置30に置かれた軸線方向の素管P1は、直線方向に規制されつつパイプ搬送領域300からバルジ成形領域200に移送されることとなる。なお、33はステーパイプであり、パイプ搬送装置30のそりなどを押さえる。
芯金支持領域400を構成する芯金支持装置40は、断面V溝状(図示略)に形成された芯金支持用ローラー部42に上下一対の素管移送用ローラー42a,42aが支持されるように構成され、この芯金支持用ローラー部42が所定間隔を隔てて基台50c上に複数個設置されている。また、芯金支持装置40の左側端部には、芯金ブロック部43が設置されており、この芯金ブロック部43に取り付けられた芯金41を図中右方向に固定的に支持している。芯金41の先端部(図中右側)は、芯金拡径支持部41a(図10参照)とされており、この芯金拡径支持部41aは固定的に金型装置20内に配置され、バルジ成形時に素管P1の内周側を支持して蛇腹部の膨出を促進する。なお、44はステーパイプであり、芯金支持装置40のそりなどを押さえる。
バルジ成形領域200を構成する金型装置20は、基台50aに載置されており、素管P1を必要に応じてバルジ成形する。この金型装置20の右側には、前述したように、素管P1をパイプ搬送装置30から金型装置20内に直線的に押し込んでいく金型移送用シリンダー21,21が設けられているが、また、この金型装置20の左側には、芯金41と共に素管P1を金型装置20内に直線的に押し込むための外筒である成形押し部22が固定的に形成されている。また、この成形押し部22の先端側(図中左側)には、成形押し用ロッド部(成形押し用シリンダー)23が挿嵌されており、芯金41を包摂しつつ同時に素管P1の外周を支持すると共に、素管P1を金型装置20内に直線方向に進退自在に押し込む構成とされている。
これにより、金型装置20の開状態時(非駆動時)には、素管P1を芯金支持装置40から通過を許容して移送させ、また、装置の閉状態時(駆動時)には素管Pをクランプし移送しつつバルジ成形を行うこととなる。
次に、この金型装置20内の金型本体24である左右の分割金型25,26を、図2乃至図4に基づき説明する。
すなわち、左右の分割金型25,26には、素管P1を径方向から挟持する半割穴25a,26aが開設されると共に、その下端部において両分割金型25,26を枢着する枢着部27が設けられ、この枢着部27を介して左右の分割金型25,26は開閉可能とされる(図3、図4参照)。
また、両分割金型25,26の側部には、それぞれプレス枠25f,26fが取り付けられており、このプレス枠25f,26fにはそれぞれフランジ25g,26gが取り付けられている。また、左右の分割金型25,26の上端部には凸部25b,26bが突出形成され、この凸部25b,26bにはクランプ板28の凹部28bが係り止められ嵌合される。
一方、左右の分割金型25,26のそれぞれの分割金型面には、外側辺に、上下方向に4個の連結ピン穴25c,・・−26c,・・が開設されている。この連結ピン穴25c,・・−26c,・・は、各分割金型を等間隔に整理するための作用をなすため出没自在な連結ピン80,・・・が取り付けられている。これにより、各分割金型25,26同士が閉じられた(軸線方向に接合)際に、或いは、各分割金型25,26同士が開かれた(軸線方向に離間時)際に、各分割金型25,26同士は接合あるいは離間されることとなる。なお、この連結ピン穴25c,26cおよび連結ピン80は、上記のような作用をなすものであればよいので、例えば、コイルばねや板ばねなどのような構成のものでもよいが、金型本体24を薄くコンパクト化するためには連結ピン80のような構成のものがより好適である。
また、左右の分割金型25,26のそれぞれの分割金型面には、その内側辺に、中央に1個のピン穴25d,26dと、上下に2個のピン穴25e,25e−26e,26eが開設されている。中央に開設されたピン穴25d,26dは、左右の分割金型25,26の開閉を支持する型開閉用シャフト(型開閉用駆動軸)90が取り付けられる開設穴であり、その駆動は最外側の分割金型の両端に配置される型開閉用シリンダー部91,91によって行われる(図8,図9参照)。
上下の開設されたピン穴25e,25e−26e,26eは、左右の分割金型25,26を直立かつ等間隔に支持する連結用ガイドシャフト92,92が取り付けられる開設穴である(図8,図9参照)。
上述したように、このクランプ板28は、その凹部28bが係り止められ嵌合されるのであるが、一方側の上端部に枢着部28aが設けられており、この枢着部28aを介してクランプ板28は駆動自在に取り付けられており、回動することとなり、これに伴って両分割金型25,26が一体の金型本体24とされ、又は、分離された金型本体24とされる。
また、クランプ板28の枢着部28aとの対角線上には、長孔28cが開設されており、この長孔28c内には、左右の分割金型25,26の開閉を操作するクランプ板用シリンダー部60が取り付けられている(図3,4参照)。
このクランプ板用シリンダー部60は、クランプ板用シリンダー本体部60aとそのアーム部60bとよりなり、アーム部60bの先端部は長孔28cに臨んでおり、その後端部において分割金型26に取り付けられたプレス枠26fに臨み接続されている。このように、クランプ板用シリンダー部60の動作に基づいてクランプ板28は応動され、左右の分割金型25,26の開閉を行うのであるが、このクランプ板用シリンダー部60はクランプ開閉シリンダー手段(図示省)によって駆動される。
一方、上述したように,プレス枠25f,26fには、ピン穴(図示略)を有するフランジ25g,26gが設けられており、このフランジ25g,26gには、プレス枠駆動用シリンダー部70,71がそれぞれ取り付けられている。
すなわち、このプレス枠駆動用シリンダー部70,71は、それぞれプレス枠駆動用シリンダー本体部70a,71aと、そのアーム部70b,71bとよりなり、アーム部70b,71bは伸退自在とされその先端部はフランジ25g,26gに枢着部70c,71cを介して臨んでいる。また、このアーム部70b,71bの後端部は、基台50aから立ち上がる張り出し板51,52と枢着部70d,71dを介して臨んでいる。
図6に示すものは、金型本体24の上半分の側面を示す説明図である。
240は固定金型、241は可動金型であり、固定金型240と可動金型241との間に各分割金型24(25)・・・が配置されている。また、P1は素管を示し、素管P1の内部に挿嵌され配置される固定金型240に対向する位置にパッキンを有する固定シール部242が、また可動金型241に対向する位置にパッキンを有する可動シール部243が配されている。
なお、この固定シール部242や可動金型241などは、図示しないが高圧注水ロッド部に形成されている。
この可動シール部243は、可動金型241の動作に追従して動作されるのであるが、図示は省略するが可動シール部追従機構(250)によって動作され、その構造は機械的にまた電気的に同期するように行うことが可能である。 可動金型241の左側には、可動金型241を固定金型240に向けて押圧する成形押シリンダー23が配されており、この成形押シリンダー23によって可動金型241は固定金型240に押圧され、また、連結ピン80などの作用により可動金型241の当初位置に引き戻される。
Sは、固定金型240と可動金型241との間に形成される空間部であり、この空間部Sには図示しない液通路からバルジ成形用液が供給・充填され、可動金型241の押圧に伴なって素管P1の下部側を押圧し、各分割金型24(25)・・・と固定金型240と可動金型241の各U字溝に素管P1を膨出させ、蛇腹部を形成する。
次に、動作の全体を説明する。
第1工程 パイプ搬送領域300の初期位置に素管P1をセットする。この時点では、パイプ搬送装置30は開放状態(非駆動状態)にあり、素管P1は素管取り出し装置(図示略)によって取り出され、パイプ搬送装置30の素管支持用ローラー部31上に載置される。
第2工程 パイプ搬送領域300の素管P1を、バルジ成形領域200内を挿通させ芯金支持領域400まで移送する。
素管支持用ローラー部31上に載置された素管P1は、チャック部32によりチャックされ素管支持用ローラー部31上を移送され、バルジ成形領域200の金型装置20に向けて移送され、金型装置20の挿通開口部より金型装置20内に挿入される。この時点で金型装置20は開放状態(非駆動状態)にあるので、素管P1は金型装置20内を自在に挿通することができ、芯金支持領域400の芯金支持装置40に向けて移送されることとなる。すなわち、管P1は金型装置20内の通過を許容され、軸線方向に移送されつつ芯金支持装置40に至ることとなる。
第3工程 芯金支持領域400に移送された素管P1のバルジ成形の準備を行う。
芯金支持装置40に移送されてきた素管P1は、芯金41が固定的に支持されているので、素管P1の挿入にともなって芯金ブロック部43に取り付けられている芯金41を素管P1内に挿嵌させた状態に置くこととなり、かつ芯金41の先端部の芯金拡径支持部41aが金型装置20内に架かるようにセットされ、バルジ成形の準備を行う。
第4工程 バルジ成形領域200において素管P1のバルジ成形を行う。
金型装置20の成形押し用ロッド(成形押し用シリンダー)23を介して素管P1は金型装置20内に送り込まれると共に、金型装置20は非開放状態(駆動状態)にセットされバルジ成形が行われる。 すなわち、左右の分割金型25,26は開かれた状態から、プレス枠駆動用シリンダー部70,71が動作され左右の分割金型25,26は閉じられた状態に移行し、クランプ板用シリンダー部60が動作されクランプ板28が左右の分割金型25,26を一体の金型本体24とされる。
素管P1の挟持が行われると共に、開閉用シリンダー部91が動作され、かつガイドシャフト92などを介して左右の分割金型25,26は、左右の分割金型25,26の軸線方向に対しプレス磨耗なきよう直角方向に矯正しバルジ成形が行われる。このとき、素管P1を挟持する左右の分割金型25,26は、固定金型240と可動金型241との間にある。また、素管P1を挟んで金型本体24内には、固定金型240と可動金型241とに対向する位置にパッキンを有する固定/可動シール部242,243がそれぞれ配されている。この固定金型320と可動金型321との間に形成された空間部Sに、液通路を介してバルジ成形用液が供給・充填され、素管P1の下部側を押圧し、各分割金型25(26)・・・と固定金型320と可動金型321の各U字溝に素管P1を膨出させ、蛇腹部を形成する。
第5工程 バルジ成形領域200においてバルジ成形を繰り返す。
第1回目のバルジ成形が行われた後、左右の分割金型25,26は閉じられた状態から、プレス枠駆動用シリンダー部70,71が動作され左右の分割金型25,26は開かれた状態に移行し、クランプ板用シリンダー部60が動作されクランプ板28が左右の分割金型25,26を分離した状態の開放状態の金型本体24とする。そして、開放状態とされた金型本体24において素管P1の移行が行われ、蛇腹部を有しない直管部が形成され、その後に上記第4工程から上記第5工程が必要に応じて繰り返される。
第6工程 素管P1をフレキシブルパイプとして成形し、このフレキシブルパイプを新たな素管と交換する。
金型装置20から押し出されてきたフレキシブルパイプをパイプ搬送装置30上で受け入れ、このフレキシブルパイプを素管取り出し装置(図示略)に押し出し、素管取り出し装置(図示略)から新たな素管を受け入れる。
第7工程 第6工程の後に再び初期状態に戻り、第1工程から第7工程までの上記一連の動作が繰返し行われる。
このように、この発明によれば、装置本体の中央部位にバルジ成形領域を構成する金型装置が配置されており、図中右側にはパイプ搬送領域を構成するパイプ搬送装置が配置されると共に、図中左側には芯金支持領域を構成する芯金支持装置が配置されているので、パイプ搬送領域にセットされた素管をバルジ成形領域に挿通させ、芯金支持領域に移送した上で、再び素管をバルジ成形領域に引き戻しつつバルジ成形を施し、パイプ搬送領域にフレキシブルパイプとして押し出し、このフレキシブルパイプを新たな素管に交換することができ、このような一連の動作を繰り返し行うことができるので、 特に成形に際してコンパクト化を図ることができ、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
また、左右の分割金型によって素管が挟持されクランプされると共に、素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応した形状にバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、パイプ搬送領域に押し出されたフレキシブルパイプを新たな素管と交換し、このような一連の動作を繰り返し行うことができるので、特にプレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
また、パイプ搬送領域にセットされた素管をバルジ成形領域に挿通させて芯金支持領域に移送すると共に、素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、芯金支持領域の素管をバルジ成形領域に押し返すと共に、バルジ成形領域を駆動しつつ素管をフレキシブルパイプとして成形し、素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって素管を挟持されクランプされると共に、素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきよう直角方向に矯正されつつバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、パイプ搬送領域に押し出されたフレキシブルパイプを新たな素管と交換し、このような一連の動作を繰り返し行うことができるので、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
また、左右の分割金型の両端側には、それぞれ固定金型と可動金型とが配置され、素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ可動金型に対向するように可動シール部が配置され、可動シール部の動作は、可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されるので、成形に際してコンパクト化を図ることができ、プレス磨耗性の減少を図ると共に、バルジ加工の作業性の向上を図り、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
次に、この発明の他の実施例である素管P1に対する成形システム、及び、成形方法を図13乃至図16に基づいて説明する。
図13は加工素材の成形システムを示す平面図で、システム本体10Aは、その中央部位に加工素材の成形領域200Aを構成する成形装置20Aが配置されており、図中右側に加工素材の搬送領域300Aを構成する加工素材の搬送装置30Aが配置されると共に、図中左側に加工素材の受け入れ領域400Aを構成する受承・戻し装置40Aが配置されている。なお、これらの各領域200A,300A,400Aは、図1(a)ように基台上に載置されている。
また、この装置本体10Aへの統括・指令は、制御手段100Aに基づくが、各手段は少なくとも次のような電気的指令によって制御される(図15参照)。
すなわち、加工素材の成形領域200Aにおける必要な指令は、成形指令手段201Aによって行われる。例えば、分割金型の開閉及びそのクランプを行うに必要な指令、分割金型の押し出しあるいは引き戻しを行うに必要な指令、素管の成形に必要な指令、素管を膨出するため可動シール部追従機構を動作するに必要な指令などを適宜備える。
また、加工素材の搬送領域300Aにおける必要な指令は、搬送指令手段301Aによって行われる。例えば、素管を成形領域へと移送すると共に、さらに受け入れ領域へと移送するに必要な指令、受け入れ領域から成形領域へ素管を引き戻すと共に、加工された素管を成形領域から押し出し、かつ新たな素管と交換するに必要な指令などよりなる。
また、加工素材の受け入れ領域400Aにおける必要な指令は、受入れ・戻し指令手段401Aによって行われる。例えば、成形領域から押し出されてきた素管を受け入れると共に、再びこの素管を成形加工のために成形領域に押し戻すに必要な指令などよりなる。
次に、動作の全体を図16により説明する。
第1工程(500) 加工素材の搬送領域300Aの初期位置に素管P1などの加工素材をセットする。この時点では、加工素材の搬送装置30Aは開放状態(非駆動状態)にあり、加工素材である素管P1は素管取り出し装置(図示略)によって取り出され、加工素材の搬送装置30A上に載置される。
第2工程(501) 加工素材の搬送領域300Aの素管P1を加工素材の成形領域200A内を挿通させ、加工素材の受け入れ領域400Aまで移送する。
搬送領域300A上に載置された素管P1は、チャック部32Aによりチャックされ搬送領域300A上を移送され、加工素材の成形領域200Aの成形装置20Aに向けて移送され、成形装置20Aの挿通開口部より成形装置20A内に挿入される。この時点で成形装置20Aは開放状態(非駆動状態)にあるので、加工素材である素管P1は成形装置20A内を自在に挿通することができ、加工素材の受け入れ領域400Aの受入れ・戻し装置(図示略)に向けて移送されることとなる。すなわち、加工素材である素管P1は成形装置20A内の通過を許容され、軸線方向に移送されつつ受け入れ領域400Aに至ることとなる。
第3工程 加工素材の受け入れ領域400Aに移送された受入れ・戻し装置で素管P1の成形処理の準備を行う。すなわち、移送されてきた素管P1を矯正しつつ成形装置20A内に架かるようにセットし、成形加工の準備を行う。
第4工程 加工素材の成形領域200Aにおいて素管P1である加工素材の成形処理を行う。例えば、素管P1は、成形装置20A内に送り込まれると共に、この成形装置20Aは非開放状態(駆動状態)にセットされ、成形加工処理が行われる。
第5工程 加工素材の成形領域200Aにおいて加工素材の成形処理を繰り返す。
例えば、第1回目の成形が行われた後、素管P1の移行が行われさらなる処理が必要に応じて繰り返される。
第6工程 加工素材である素管P1などを完成品として成形し、この完成品を新たな加工素材と交換する。
すなわち、加工素材された素管P1を新たな素管と交換するため、成形領域200Aから押し出されてきた加工素材された素管P1を搬送領域300上で受け入れると共に、素管取り出し装置(図示略)に押し出し、素管取り出し装置(図示略)から新たな素管を受け入れる。
第7工程 第6工程の後に再び初期状態に戻り、第1工程から第7工程までの上記一連の動作が繰返し行われる。
このように、この実施例によれば、装置本体の中央部位に成形領域を構成する配置されており、図中右側には搬送領域を構成し配置され、図中左側には受け入れ領域を構成し配置されているので、搬送領域にセットされた素管などの加工素材を成形領域に挿通させ、受け入れ領域に移送した上で、再び素管を成形領域に引き戻しつつ成形加工を施し、搬送領域に加工素材の成形品として押し出し、この成形品を新たな加工素材に交換し、このような一連の動作を繰り返し行うことができるので、特に成形に際して往復動可能に行い、コンパクト化を図ることができ、効率のよい成形を低コストに行うことができる。
地中などに埋設される水道管やガス管などの屈曲配管などの他に、医療分野・化学分野あるいは航空分野などへのフレキシブルパイプの進出を図る上で、小型で薄くさらなる防食性などを有するステンレス鋼のバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置とすることができる。また、反対に大型で厚くさらなる防食性などを有するステンレス鋼のバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置としても適用することができ、また、その他の素管や素管以外のあらゆる加工素材の処理に適用できる。
200 バルジ成形領域
300 パイプ搬送領域
400 芯金支持領域
10 装置本体
20 金型装置
22 成形押し部
23 成形押しシリンダー
24 金型本体
25,26 左右の分割金型
25a,28a 半割穴
25d,26d 中央のピン穴
27 分割金型の枢着部
28 クランプ板
50(50a,50b,50b) 基台
60 クランプ板用シリンダー部
70,71 プレス枠駆動用シリンダー部
80 連結ピン
90 型開閉用シャフト(型開閉用駆動軸)
91,91 型開閉用シリンダー部
92,92 ガイドシャフト
240 固定金型
241 可動金型
242 固定シール部
243 可動シール部
250 可動シール部追従機構
S 空間部
P1 素管
P フレキシブルパイプ
200A 加工素材の成形領域
201A 成形指令手段
20A 成形装置
300A 加工素材の搬送領域
301A 搬送指令手段
30A 搬送装置
400A 加工素材の受入れ領域
401A 受入れ・戻し指令手段
40A 受入れ・戻し装置

Claims (6)

  1. 中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形方法において、
    装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、
    上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記索管の内部に芯金を挿通させた状態とし、
    上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、
    上記フレキシブルパイプを上記パイプ搬送領域に押し出すと共に、上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰り返し行われることを特徴とするバルジ加工用の金属ベローズ成形方法。
  2. 中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形方法において、
    装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、
    上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、
    上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、
    上記素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって上記索管が挟持されクランプされると共に、上記素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応した形状にバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、上記パイプ搬送領域に押し出された上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰返し行われることを特徴とするバルジ加工用の金属ベローズ成形方法。
  3. 上記金型本体における上記左右の分割金型の両端側には、それぞれ固定金型と可動金型とが配置され、上記素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、上記固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ上記可動金型に対向するように可動シール部が配置され、上記可動シール部が上記可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されることを特徴とする請求項1又は2記載のバルジ加工用の金属ベローズ成形方法。
  4. 中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形装置において、
    装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、
    上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、
    上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、
    上記フレキシブルパイプを上記パイプ搬送領域に押し出すと共に、上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰り返し行われることを特徴とするバルジ加工用の金属ベローズ成形装置。
  5. 中空状の円筒体である素管の外周径方向に蛇腹部を有するバルジ加工用の金属ベローズ成形装置において、
    装置本体の中央部位にバルジ成形領域を配置し、その一方側部位にパイプ搬送領域を配置すると共に、その他方側部位に芯金支持領域を配置し、
    上記パイプ搬送領域にセットされた上記素管を上記バルジ成形領域に挿通させて上記芯金支持領域に移送すると共に、上記素管の内部に芯金を挿通させた状態とし、
    上記芯金支持領域の上記素管を上記バルジ成形領域に押し返すと共に、上記バルジ成形領域を駆動しつつ上記素管をフレキシブルパイプとして成形し、
    上記素管のバルジ加工に際しては、金型本体を構成する左右の分割金型によって上記素管が挟持されクランプされると共に、上記素管の軸線方向に対しプレス磨耗なきようフレキシブルパイプに対応した形状にバルジ加工されてフレキシブルパイプとされ、その後に、上記パイプ搬送領域に押し出された上記フレキシブルパイプを新たな素管と交換し、上記一連の動作が繰返し行われることを特徴とするバルジ加工用の金属ベローズ成形装置。
  6. 上記金型本体における上記左右の分割金型の両端側には、それぞれ固定金型と可動金型とが配置され、上記素管の内部に挿嵌され配置される固定シール部と可動シール部が、上記固定金型に対向するように固定シール部が配置され、かつ上記可動金型に対向するように可動シール部が配置され、上記可動シール部が上記可動金型の動作に追従する可動シール部追従機構によって動作されることを特徴とする請求項4又は5記載のバルジ加工用の金属ベローズ成形装置。



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