JP6373907B2 - バルジ加工用の金属ベローズ成型方法、及び、その成型装置 - Google Patents
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Description
なお、3・・・は金型本体 1の四隅に開設された支持シャフト孔であり、この支持シャフト孔3・・・を貫通する支持シャフト軸4・・・と上部に配置されたクランプ部材5とにより管体軸方向の倒れを防止するようにしている。
また、特許文献2は、図14に示すように、分割金型2、2を内型8、8と外型9、9とによって構成している。すなわち、内型シャフト孔8a、8aを挿通する内型シャフト8b、8bと外型シャフト孔9a、9aを挿通する外型シャフト9b、9bによってこれを支持すると共に、内型8、8と外型9、9とをそれぞれ摺動可能かつ回転可能に組み合わせ、内型8、8に一括して回転力を加え、内型8、8の割り面8c、8cが外型9、9の割り面9c、9cと整合する併せ位置また同じく整合しない成形位置との間にて回転させる内型回転方式のものである。これにより、内型8、8と外型9、9との合力の作用方向が内型8、8の分離を外型9、9の剛性によって防ぐことができるというものである。
また、特許文献4には、ベローズの断面形状をv字状とし蛇腹のピッチ形状を短くする技術が提案されているが、連続ダイス成形を主としての提案であって、バルジ加工によるものではない。
また、ベローズ管を小径で高圧力に耐え得るもの、ベローズ管のピッチ形状を短くするものなども前記したように提案されているが、それぞれに課題がありバルジ加工による好適なものではなかった。例えば、特許文献2のように、分割金型を内型と外型との組み合わせによって構成するものは、薄板化に好適であるともいわれが、薄板化に伴う金型の脆弱化などの問題や、分割金型の構成が複雑になるなどの課題もまたある。
また、分割金型の板厚にも限界があり、薄板化により分割金型の合力の作用にも限界が生じ、かつ倒れを防ぐことに限界を生ずるなどの課題もある。
加えて、内型回転方式のものは、素管Pのベローズ成形に際して素管Pを内型が直接的に挟持するという欠点を有しているため、挟持した素管Pを内型が傷つけるなどの問題を有し、ベローズを破損せずに挟持し歩留りのよい素管成形を行うことができないという課題もある。
また、特許文献4は、v字状としピッチ形状を短くするものの連続ダイス成形を主として用いるものであり、やはりバルジ加工で対応するものではない。
本願出願人は、このような事情に鑑みて鋭意研究を行い、分割金型を内型と外型との組み合わせによって構成し、バルジ加工によって上記のような技術を達成すべく本願発明の完成を見たものである。
また、請求項2記載のように、一対の成形用分割金型同士は、互いに対向する接合面部同士に嵌め合い機構が設けられて組み合わされて形成されることを特徴とする。
また、請求項3記載のように、上記成形用分割金型は、二相ステンレス系またはスーパー二相ステンレス系のSUS304系鋼板により成形されることを特徴とする。
上記内型と上記外型は互いに対向する内周面部において、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端部から嵌め合い代を削除してV状に直接的に切り込まれたV状嵌め合い機構Xをを介して組み合わされて成形され、上記外型回転方式により上記素管を傷つけず、かつ上記内型と上記外型とのV状嵌め合い機構Xにより金型の薄板化を可能とすることを特徴とする。
また、請求項5記載のように、一対の成形用分割金型同士は、互いに対向する接合面部同士に嵌め合い機構が設けられて組み合わされて形成されることを特徴とする。
また、請求項6記載にように、上記成形用分割金型は、二相ステンレス系またはスーパー二相ステンレス系のSUS304系鋼板により成形されることを特徴とする。
図1は装置の概略を示す平面図であり、図2は図1中のA−A線断面図、図3は図1中における中央部位の成形領域示す模式図である。
ベローズ成形を行う金型本体10は、図中左右側に開閉自在な成形用分割金型11、11よりなる横型の成形装置であり、荷重の付加を軽減するのに好適であるが、この横型に限定されず縦型の装置としてもよいことは勿論である。
図中左側部位は、成形押し側である成形シリンダ領域であり、成形押し側より進退され、金型本体10である成形用分割金型11、11の開閉、及び、圧縮・解放に対する動作などの指令を行う。
図中右側部位は、成形受け側である受けシリンダ―領域であり、進退される成形用分割金型11、11に対し固定側とされ、成形用分割金型11、11の閉状態での回転動作などの指令を行う。
図中上下側部位は、型クランプシリンダ領域とされ、
分割金型11、11の開閉動作を指令する。
104は成形シリンダ、104aは成形シリンダブラケット、104bはシールロックシリンダ、104cは成形押座、104dは成形ノズル、105はプレート開閉シリンダ、106はリニア機構によるプレート開閉移動ガイド、107は受けシリンダブラケット、107aはシールロックシリンダ、107bは成形ノズル、107cはストローク調整ネジ、108は外型回転サーボモータ、109は成形側軸受けである回転駆動用分割金型16を示し、110は成形押板である回転シャフト許容用分割金型15を示し、
111は成形側成形シール用分割金型用14を示し、112は受け側軸受け板である回転駆動用分割金型16を示し、113は受け側成形シール用分割金型14を示す。
同図において、ダイセット102内には、左右側に開閉される一対の成形用分割金型11、11が多数列設されており、この成形用分割金型11、11・・・は、その左右側より一対の成形シール用分割金型14、14が配置されている。12は内型13は外型である。
弓状の長孔15d、15dを有する回転シャフト許容用分割金型15、15が外側から挟むよう支持されている。
さらに、それらの外側からは歯切り部16e、16eを有し、主として外型回転シャフト19を駆動すべく回転駆動用分割金型16,16で支持している。
また、歯切り部16eを有する回転駆動用分割金型16は、歯切り部16eと嵌合する歯車20が嵌め合わされると共に、回転駆動機構21に連結されている。この回転駆動機構21、21は、外型回転サーボモータ108の駆動に伴って回転する駆動シャフト21を有し、これらを載せて移動させるプレート移動ガイド106を有している。
なお、この回転駆動機構21、21のプレート移動固定板17は、回転シャフト許容用分割金型15と固定されつつ協働する構成もので、プレート移動固定板17の下部側はプレート開閉移動ガイド106に載置されたリニア式の移動機構によって支持され、回転シャフト許容用分割金型15をプレート移動固定板17上で移動可能としている。
各分割金型11、11/14、14/15、15/16、16は、一対の成形用分割金型11、11の対向面部11a、11a(直線状の端辺)と円孔11bの中心点を基点として展開される。
この嵌め合い固定部102aは、歯切り部16eを有する回転駆動用分割金型6が一体的に組み合されつつ回転可能に嵌め合わされると共に、歯切り部16eには歯車20が噛み合わされている。
この歯車20は、駆動シャフト21aが挿通されると共に、駆動シャフト21aを介して回転シャフト許容用分割金型15に挿通され、ダイセット102の外側に配置された外型回転サーボモータ108に連結されている。
また、成形用分割金型11、11の外型13は、外型用回転シャフト19が挿通され、この外型用回転シャフト19は回転シャフト許容用分割金型15及び回転駆動用分割金型16及び嵌め合い固定部102aを介してダイセット102に固定されている。
したがって、この外型用回転シャフト19は、外型回転サーボモータ108の回転動作に伴う駆動シャフト21aの回転動作に伴って、歯車20が回転駆動用分割金型16の歯切り部16eからの伝達力により回転駆動されることとなる。
左右一対のそれぞれの成形用分割金型11は、半円状板体よりなる内型12と、この内型12を被嵌する方形状板体の外型13とよりなり、互いに摺合可能に組み合される。
内型12、12・・・と外型13、13・・・には支持用ガイド軸であるシャフトが挿通されており、内型12、12にはそれぞれ2個の内型シャフト孔12c、12cが開設され、外型13、13にはそれぞれ2個の外型シャフト孔13c、13cが開設されている。
内型シャフト孔12cには内型用シャフト18が挿通され、外型シャフト孔13cには外型用回転シャフト19が挿通され、成形用分割金型11、11の軸方向の倒れを防止している。
ただし、外型用回転シャフト19は、軸方向の倒れの防止のみでなく、外型13の回転駆動も行う。
なお、この倒れは連結ピン22の支え補助もありよりよく倒れを防止することができる。
また、内型12の内周面部12bには、U字状凸部121aが設けられており、このU字状凸部121aを介して素管Pを挟持し(円孔11B(半円孔12b、12b)、素管P内に導入される液圧により素管Pの外周にベローズを膨出させることとなる。
なお、内型12、12および外型13、13との接合面部は、金型本体10の対向面部11a、11aと一致する。
さらにその後、図(c)に示すように、一体的に組み合わされ閉状態とされる。
成形用分割金型11、11において、回転駆動機構21から伝達された回転力が外型用回転シャフト19を介して外型13、13に加わることにより、外型13、13のみが図中90°左側方向に回転移行する。すなわち、図(c)で示すように、対向面部11a、11aは内型12、12と外型13、13とが異なる位置となる。この成形用分割金型11、11の回転駆動については後述する。
したがって、図9(b)に示すように、従来は内型12と外型13が凹凸状嵌め合い機構とされており、嵌め合い溝L1の両側に嵌め合い代Lを必要としていた。
しかしながら、本実施例では、V溝121bとV凸部131b同士は嵌め合い幅のみの嵌め合い構造とされるので、その嵌め合い幅を狭くし不要とすることが可能となり、板厚を薄板化することができるので、以ってベローズのピッチ幅を狭くすることができる。例えば、この実施例によるバルジ成形におけるベローズ成形の外型回転方式によれば、従来の限度を超えてピッチ間隔2.3mmのものを得ることができた。
なお、ベローズを形成するU字状凸部121a、121aは、上記嵌め合い幅の狭小化に伴って対応することとなる。
この嵌め合い機Y(13f、13g)は、一対の成形用分割金型11、11を強固に組み合せるもので、溝と凸部の嵌め合いとされている。但し、一対の成形用分割金型11、11同士を強固に一体的に組み合すものであれば適宜設計変更可能である。
この回転シャフト許容用分割金型15、15は、少なくとも図中左側(成形側)に配置され、その接合については成形用分割金型11、11及び成形シール用分割金型14、14と同様であるが、それ自体は回転は行われない。すなわち、同図(a)に示すように、一対の回転シャフト許容用分割金型15、15の板体のそれぞれには弓状の長孔15d、15dが開設されており、この弓状の長孔15d、15dに外型13、13の外型用回転シャフト19、19が挿通されている。
この弓状の長孔15d、15dは、図中左側の長孔15d/15dはその上部が図中右側の長孔15dに一部がかかり、また、図中右側の長孔15dはその下部が図中左側の長孔15dに一部がかかるように開設されている。
しかして、これらの弓状の長孔15d、15d内で外型用回転シャフト19/19、19/19が軸方向の倒れを防止しつつ回転駆動し、外型13、13を90°回転移行させることとなる。
図(c)に示は、一対の回転シャフト許容用分割金型15、15の板外型用回転シャフト19/19、19/19のみが弓状の長孔15d、15d内で移動している。なお、15c、15cは方形状の外周部である。
この回転駆動用分割金型16、16は、自らが回転することで成形用分割金型11、11の外型13,13を回転されるもので、この回転駆動用分割金型16、16はそれぞれ1対の半円状中空部16e、16eを有する板体よりなり、その外周は半円状の外周面部16c、16cよりなる。
図(a)の開状態から図(b)の閉状態に移行し、図(c)に移行するように、対向面部16aは対向面部16aへと回転移動するに随って板体が90°方向に回転移行されることとなる。
回転駆動機構21より伝達される回転力を外型回転シャフト19/19に伝達する。これを外型回転シャフト19/19に伝え、常に定位置に保持されている内型12、12に対して外型13、13が所定範囲だけ回転移動する。すなわち、外型回転方式とされ、もって内型12、12と外型13、13とが1枚の分割金型11、11よりなる金型本体10は従来のように素管Pを直接挟持する内型回転方式のように素管Pを傷つけることがない。
この液量調整機構23は、図示は省略するが、成形領域の左右開閉される成形用分割金型11、11間の下部領域に設けられ、液量調整機構23の主要部を構成する芯金27及びその進退機構は成形用分割金型11、11間の下部領域から上下動する。
芯金27は、中空状の送液路27aを有すると共に、ベローズ成形用孔27bを有しており、芯金押し込み機構26により素管 P 内に挿入されるが、挿入完了時には成形受け側である受け側キャップ25に密着することとなる。
このとき、芯金27の外周面部と素管Pの内周面部との間に空間部密閉された空間部が形成される。しかして、密閉された空間部S内には、芯金のベローズ成形用孔27bを介してベローズ成形用液が導通され充填される。そして、このベローズ成形用液が素管Pの圧縮にともなってベローズ加工を行う。なお、受け側キャップ25には空気孔25aを有している。このように、素管Pとの間に密閉された空間部Sを,従来に比して少ない空間部として形成することができる。
したがって、ベローズ成形圧は従来と変わらず一定であるが、ベローズ成形押力(押水力)が少なくて済み少ない水量で消費電力も少なくてベローズ成形を行えることとなる。換言すれば、挿入される芯金27の径方向の大きさを可変することによって、素管 P 内の空間部Sを調整し、素管P に導入されるベローズ膨出のための液量を調整するものである。
したがって、成形用分割金型11、11の内型12、12と外型13、13とを組み合せ、V状嵌め合い機構Xにより内型12、12と外型13、13がその板厚を薄板化することができ、ピッチ幅を狭くすることができるために、硬度が硬く薄板化とすることができる二相ステンレス系のSUS304系の鋼板を使用する。
これにより、内型12、12と外型13、13とが組み合わされ一枚の成形用分割金型11、11の合力を薄板として場合でも十分に確保することができる。
また、軸方向の倒れを防止するために、連結ピン22・・・の数も減少することができるなどの効果も有することとなる。
10 金型本体
11、11 成形用分割金型
11a、11a 対向面部
11B 円孔(半円孔12b、12b)
12、12 成形用分割金型の内型
12a 対向面部
12b 内周面部
121a U字状凸部
121b V凸部
12c 外周面部
12d 内型シャフト孔
12e 半円孔
13、13 成形用分割金型の外型
13a 対向面部
13 b 内周面部
131b V溝
13c 外周面部
13d 外型シャフト孔
13e 連結ピン用孔(多数個)
13f 上下端部における凹凸状嵌め合い機構
13g 上下端部近傍に設定される凹凸状嵌め合い機構
14、14 成形シール用分割金型
15、15 回転シャフト許容用分割金型
15a 対向面部
15b 内周面部
15c 外周面部
15d 弓状に開設された長孔
15e 半円孔
15f シャフト孔
16 回転駆動用分割金型
16a 対向面部
16b 内周面部
16c 外周面部
16d 歯切り部(ピ二オン)
17 プレート移動固定板
18 内型を貫く内型シャフト
19 外型を貫く外型回転シャフト
20 歯車
21 回転駆動機構
21a 駆動シャフト
22 連結ピン
23 水量調整機構
24 成形側キャップ(可動シール部)
25 受け側キャップ(固定シール部)
25a 空気孔
26 芯金押し込み機構
26a フランジ部
26b オイルレスブッシュ
26c 0リング
26d 内周面部
27 芯金
27a 液導入孔
27b バルジ加工形成用孔
W 導入液
100 基台
101 オイルパン (油受け)
102 ダイセット (支持枠)
103 型クランプシリンダ
104 成形シリンダ
104a 成形シリンダプラケット
104b シ−ルロックシリンダ
104c 成形押座
104d 成形ノズル
105 プレート開閉シリンダ
106 プレート開閉移動ガイド
107 受けシリンダブラケット
107a シ−ルロックシリンダ
107b 成形ノズル
107c ストロ−ク調整ネジ
108 外型回転サーボモータ
109 回転駆動用分割金型
110 回転シャフト許容用分割金型
111 成形側成形シール用分割金型
112 回転駆動用分割金型
113 受け側成形シール用分割金型
Claims (6)
- 素管を挟持する半円状板体の内型と、上記内型と被嵌されて回転可能に摺動され組み合わされる板体の外型とよりなる一対の成形用分割金型を、軸方向に配置すると共に、互いの対向面部を介して開閉自在に組み合わせ、かつ上記内型と上記外型とをそれぞれの支持用ガイドシャフトである内型用駆動シャフトおよび外型用駆動シャフトによって貫き支持し、上記素管内に導入される液圧によりその外周にベローズを膨出させる金型本体のバルジ加工において、
上記金型本体は、成型用分割金型と回転シャフト許容用分割金型と回転駆動用分割金型と回転駆動機構とを備え、
上記回転シャフト許容用分割金型は、該板体に上記外型用駆動シャフトが移動可能に挿通され、かつ孔内移動可能な弓状の長孔を有し、
上記回転駆動用分割金型は、半円状中空部を有する板体で、その外周には歯車と嵌め合わされる歯切り部を有し、
上記支持用ガイドシャフトの外型用駆動シャフトは、上記回転駆動用分割金型および上記回転シャフト許容用分割金型を介すると共に、上記成型用分割金の上記外型に対して上記回転駆動機構から伝達される回転力を伝達して回転駆動させ、
上記内型と上記外型は互いに対向する内周面部において、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端部から嵌め合い代を削除してV状に直接的に切り込まれたV状嵌め合い機構Xを介して組み合わされて成形され、
上記外型の回転により上記素管を傷つけず、かつ上記内型と上記外型とのV状嵌め合い機構Xにより金型の薄板化を可能として成形されることを特徴とするバルジ加工用の金属ベローズ成型方法。 - 一対の成形用分割金型同士は、互いに対向する接合面部同士に嵌め合い機構が設けられて組み合わされて形成されることを特徴とする請求項1記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法。
- 上記成形用分割金型は、二相ステンレス系またはスーパー二相ステンレス系のSUS304系鋼板により成形されることを特徴とする請求項1または2記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法。
- 素管を挟持する半円状板体の内型と、上記内型と被嵌されて回転可能に摺動され組み合わされる板体の外型とよりなる一対の成形用分割金型を、軸方向に配置すると共に、互いの対向面部を介して開閉自在に組み合わせ、かつ上記内型と上記外型とをそれぞれの支持用ガイドシャフトである内型用駆動シャフトおよび外型用駆動シャフトによって貫き支持し、上記素管内に導入される液圧によりその外周にベローズを膨出させる金型本体のバルジ加工において、
上記金型本体は、成型用分割金型と回転シャフト許容用分割金型と回転駆動用分割金型と回転駆動機構とを備え、
上記回転シャフト許容用分割金型は、該板体に上記外型用駆動シャフトが移動可能に挿通され、かつ孔内移動可能な弓状の長孔を有し、
上記回転駆動用分割金型は、半円状中空部を有する板体で、その外周には歯車と嵌め合わされる歯切り部を有し、
上記支持用ガイドシャフトの外型用駆動シャフトは、上記回転駆動用分割金型および上記回転シャフト許容用分割金型を介すると共に、上記成型用分割金の上記外型に対して上記回転駆動機構から伝達される回転力を伝達して回転駆動させ、
上記内型と上記外型は互いに対向する内周面部において、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端部から嵌め合い代を削除してV状に直接的に切り込まれたV状嵌め合い機構Xをを介して組み合わされて成形され、
上記外型の回転により上記素管を傷つけず、かつ上記内型と上記外型とのV状嵌め合い機構Xにより金型の薄板化を可能とすることを特徴とするバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。 - 一対の成形用分割金型同士は、互いに対向する接合面部同士に嵌め合い機構が設けられて組み合わされて形成されることを特徴とする請求項4記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。
- 上記成形用分割金型は、二相ステンレス系またはスーパー二相ステンレス系のSUS304系鋼板により成形されることを特徴とする請求項4または5記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。
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