JP6788890B2

JP6788890B2 - 拡管装置

Info

Publication number: JP6788890B2
Application number: JP2016228910A
Authority: JP
Inventors: 稔正山根; 秀雄三好
Original assignee: Keylex Corp
Current assignee: Keylex Corp
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: JP2018083222A

Description

本発明は、金属管を拡管する拡管装置に関する。

従来より、例えば、特許文献１に開示されている拡管装置は、外周部分に略球面状の拡管面部を有するパンチ型を備え、該パンチ型を金属管にその開口部分から挿入することにより、上記拡管面部が上記金属管を径方向外側に押し広げるようになっている。

ところで、特許文献１の如き拡管装置では、パンチ型を金属管に挿入する際、金属管とパンチ型との間に潤滑油を多量に介在させて金属管の内周面とパンチ型の拡管面部との間の摩擦抵抗を小さくすることにより、金属管の拡管加工を安定させるだけでなく、パンチ型と金属管との間において摩擦熱による焼き付きを発生させないようにしている。

特開２００８−９３７１３号公報

しかし、特許文献１の如き拡管装置では、拡管加工後、金属管に潤滑油が付着し過ぎているので、例えば、拡管加工後に脱脂洗浄等で取り除く必要があり、拡管加工後の金属管の後処理が煩雑であるという問題があった。また、拡管加工時に多量の潤滑油を使用するので、潤滑油の飛散により作業場が汚れ易く、作業環境が悪くなるという問題もあった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属管の拡管加工を安定させることができるとともに、拡管加工後の金属管の後処理が簡単になり、さらには、作業環境を良くすることができる拡管装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、パンチ型を金属管に挿入する際、多数の金属製ボールを利用して金属管の内周面とパンチ型の拡管面部との間の摩擦抵抗が小さくなるように工夫を凝らしたことを特徴とする。

具体的には、外周部分に拡管面部を有するパンチ型を備え、該パンチ型を金属管にその開口部分から挿入して上記拡管面部により上記金属管を径方向外側に押し広げる拡管装置において、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、上記パンチ型は、当該パンチ型の挿入方向に沿って延びる棒状をなし、且つ、外周面に開口する多数の収容部が少なくとも上記拡管面部に形成された金属製のパンチ本体と、外周面の一部が上記収容部の開口から飛び出すように当該収容部にそれぞれ転動可能に収容される多数の金属製のボールとを備え、上記各収容部は、それぞれ独立して設けられていて、上記ボールをそれぞれ独立して収容し、さらに上記各収容部は、断面が円形状をなしかつ上記ボールよりも大きい径を有する環状の内周面部と、上記内周面部の一端から縮径するようにテーパ状に形成された底面部と、上記内周面部の他端から縮径するようにテーパ状に形成されかつ上記内周面部とは反対側の開口の径が上記ボールよりも小さいテーパ面部と、を有し、上記各ボールは、上記各収容部の上記内周面部、上記底面部、及び上記テーパ面部に接触した状態で、該各収容部にそれぞれ収容されていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記パンチ本体は、上記パンチ型の挿入方向に沿って延びる棒状のベース軸部と、該ベース軸部を覆う筒状のカバー部とを備え、上記各収容部は、上記ベース軸部の外周面に形成され、開口部分の径が上記ボールの径より大きい収容凹部と、上記カバー部の上記収容凹部に対応する位置に形成され、径が上記ボールの径より小さい貫通孔とでそれぞれ構成されていることを特徴とする。

第１の発明では、パンチ型を金属管に挿入すると、各ボールが金属管の内周面を転動しながらパンチ型が金属管内部に入り込むようになるので、金属管の内周面とパンチ型の拡管面部との間の摩擦抵抗が小さくなり、金属管の拡管加工が安定するとともにパンチ型と金属管との間において摩擦熱による焼き付きを発生させないようにできる。また、パンチ型で金属管を拡管する際、各ボールによって金属管の内周面に対して応力が集中する部分としない部分とがそれぞれ発生するようになるので、パンチ型が金属管を径方向外側に押し広げる際において、パンチ型の拡管面部の全領域が金属管の内周面に接触する場合に比べて金属管の板厚が一気に薄くならなくなり、金属管に割れや亀裂を発生し難くできる。さらに、拡管加工時に多量の潤滑油を必要としないので、拡管加工後に金属管に付着する潤滑油を取り除くのにかかる時間が減り、金属管の後処理が簡単になるとともに、作業場への潤滑油の飛散が少なくなり、環境の良い作業場にすることができる。

また、第１の発明では、収容部内面とボール外周面との間の隙間に溜まる潤滑油によってボールがスムーズに転動するようになるとともに、ボール外周面に付着する潤滑油によって拡管加工時における金属管内周面とボール外周面との間の摩擦抵抗が減るので、金属管の拡管加工をさらに安定させることができるとともに、金属管とパンチ型との間における焼き付きを確実に防ぐことができる。

第２の発明では、ベース軸部の各収容凹部に各ボールを収容し、且つ、カバー部で上記ベース軸部を覆うと、各収容部に各ボールが収容されたパンチ型になるので、パンチ型の組み立てが簡単であり、製造コストを低く抑えることができる。

本発明の実施形態に係る拡管装置の断面概略図である。図１のII−II線における断面図である。図２のIII−III線における断面図である。図２のIV部拡大図である。図１の状態の後、クランプ型に固定された金属管に第１パンチ型を挿入して金属管を拡管した直後の状態を示す図である。図５の状態の後、クランプ型に固定された金属管に第２パンチ型を挿入して金属管を拡管した直後の状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る拡管装置１の概略断面図である。該拡管装置１は、車両に組み込まれる燃料給油管（図示せず）の製造ラインに設置され、金属管１０を拡管するためのものであり、当該金属管１０を固定するクランプ型２を備えている。

該クランプ型２は、略直方体形状の上型３と下型４とに上下略中央の位置で分割されている。

上記上型３下面の水平方向一方側から中途部に亘る部分には、筒中心線Ｃ１が水平方向に向く姿勢の金属管１０の上半部分に対応する断面半円状の第１凹状面３１が形成されている。

上記上型３下面の水平方向他方側には、断面半円状の第２凹状面３２が形成されている。

該第２凹状面３２は、水平方向一端が上記第１凹状面３１に連続し、且つ、水平方向他端側に行くにつれて次第に拡径するように延びる傾斜延出面３２ａと、該傾斜延出面３２ａの水平方向他端に連続し、且つ、水平方向に延びる水平延出面３２ｂとを備えている。

尚、上記下型４は、上記上型３と同一の構造をしており、側面視で上下方向に対称となるように配置されているだけであるので、上記上型３と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

そして、上記クランプ型２を型開きした状態で、筒中心線Ｃ１が水平方向に向く姿勢の金属管１０を上記上型３及び上記下型４の間に挿入するとともに上記クランプ型２を型閉じすると、上型３及び下型４の各第１凹状面３１が上記金属管１０の一端側から中途部の外周面に接触して当該金属管１０を固定するようになっている。

また、上型３及び下型の各第２凹状面３２は、上記金属管１０が上型３及び下型４の各第１凹状面３１に固定された状態において、上記金属管１０の他端側外周面と接触せずにその外周面との間に周方向に亘って隙間Ｓ１を形成するようになっている。

上記クランプ型２における両第２凹状面３２側の側方には、中心軸Ｃ２が水平方向に向く略棒状の第１及び第２パンチ型５，６が上下に所定の間隔をあけて上から順に並設されている。

該第１及び第２パンチ型５，６は、上下方向に昇降可能な昇降機８に取り付けられ、該昇降機８の昇降動作によって第１及び第２パンチ型５，６のそれぞれを上記クランプ型２に対応させることができるようになっている。

また、上記第１及び第２パンチ型５，６は、その中心軸Ｃ２に沿って前進・後退可能となっていて、上記クランプ型２に対応する状態で、且つ、クランプ型２が上記金属管１０を固定した状態で、上記クランプ型２側に前進することにより、上記金属管１０の他端開口に挿入されるようになっている。

上記第１パンチ型５の外周部分には、金属管１０の内周面に対応する小径部５ａ、第１パンチ型５の先端から離れるにつれて次第に拡径する拡管面部５ｂ、及び、水平方向に延びる大径部５ｃが第１パンチ型５の先端から基端側にかけて順に設けられている。

上記第１パンチ型５は、図２及び図３に示すように、当該第１パンチ型５の挿入方向に沿って延びる金属製のパンチ本体５１を備え、該パンチ本体５１は、棒状をなすベース軸部５２と、該ベース軸部５２を覆う筒状のカバー部５３とを備えている。

上記ベース軸部５２の外周面には、金属製のボール７を収容可能な収容凹部５２ａが上記ベース軸部５２の外周面全域に所定の間隔をあけて多数形成されている。

上記各収容凹部５２ａは、中心軸Ｃ２周りに等間隔に位置するとともに、中心軸Ｃ２に沿う方向にも等間隔に位置している。

上記収容凹部５２ａは、図４に示すように、断面が円形状をなす環状の内周面部５２ｂ（隙間形成面部）と、テーパ状をなす底面部５２ｃ（隙間形成面部）とで構成され、上記内周面部５２ｂの開口部分の径は、上記ボール７の径より大きくなるように設定されている。

上記カバー部５３の上記収容凹部５２ａに対応する位置には、貫通孔５３ａが形成されている。

上記貫通孔５３ａ内周面の上記収容凹部５２ａの反対側には、断面が円形状をなす環状面部５３ｂが形成され、該環状面部５３ｂの径は、上記ボール７の径より小さくなるように設定されている。

一方、上記貫通孔５３ａ内周面の上記収容凹部５２ａ側には、当該収容凹部５２ａに近づくにつれて次第に拡径するテーパ面部５３ｃ（隙間形成面部）が形成されている。

そして、上記収容凹部５２ａにボール７を収容した状態でベース軸部５２にカバー部５３を取り付けると、上記収容凹部５２ａ及び上記貫通孔５３ａで構成される収容部５０にボール７が転動可能に収容されるようになっている。

上記収容部５０に収容されたボール７の外周面の一部は、上記環状面部５３ｂの開口部分から飛び出すようになっている。

上記収容部５０に収容されたボール７の外周面は、上記内周面部５２ｂ、上記底面部５２ｃ及び上記テーパ面部５３ｃにそれぞれ線当たりするようになっていて、上記内周面部５２ｂ、上記底面部５２ｃ及び上記テーパ面部５３ｃと上記ボール７の外周面との間には、潤滑油が溜まる隙間Ｓ２が形成されている。

上記第２パンチ型６の外周部分には、図１に示すように、金属管１０の内周面に対応する小径部６ａ、先端から離れるにつれて次第に拡径する拡管面部６ｂ、及び、水平方向に真っ直ぐに延びる大径部６ｃが上記第２パンチ型６の先端から基端側にかけて順に設けられている。

上記拡管面部６ｂの外周面の中心軸Ｃ２に対する傾斜角度は、上記拡管面部５ｂの外周面の中心軸Ｃ２に対する傾斜角度に比べて大きくなっており、上記拡管面部６ｂの外周面は、上型３及び下型４の両傾斜延出面３２ａに対応する形状となっている。

そして、上記拡管装置１は、図５及び図６に示すように、クランプ型２に固定された金属管１０にその他端開口部分から第１及び第２パンチ型５，６を順に挿入することにより、第１及び第２パンチ型５，６の拡管面部５ｂ，６ｂで金属管１０の他端側を径方向外側に次第に押し広げて上型３及び下型４の両傾斜延出面３２ａに沿う形状に加工するようになっている。

次に、上記拡管装置１を用いた金属管１０の拡管加工について詳述する。

まず、拡管加工前の金属管１０を型開きしたクランプ型２の上型３と下型４との間に筒中心線Ｃ１が水平方向に延びる姿勢となるように挿入する。

次に、図１に示すように、クランプ型２を型閉じする。すると、上型３及び下型の各第１凹状面３１が上記金属管１０の一端側から中途部の外周面に接触して当該金属管１０を固定する。

このとき、上型３及び下型の各第２凹状面３２と金属管１０の他端側外周面との間には、隙間Ｓ１が形成される。

次いで、図５に示すように、上記第１パンチ型５をクランプ型２に向けて前進させる。すると、まず、第１パンチ型５の小径部５ａが上記金属管１０の他端開口に挿入される。

さらに第１パンチ型５を前進させると、拡管面部５ｂによって上記金属管１０の他端側が径方向外側に押し広げられる。

その後、第１パンチ型５を後退させるとともに、昇降機８により第１及び第２パンチ型５，６を上昇させ、第２パンチ型６を上記クランプ型２に対応させる。

そして、図６に示すように、上記第２パンチ型６をクランプ型２に向けて前進させる。すると、第２パンチ型６の小径部６ａが金属管１０の他端開口から挿入され、且つ、拡管面部６ｂによって金属管１０の他端側が次第に押し広げられて上型３及び下型４の各第２凹状面３２に沿った形状になり、拡管加工が終了する。

このように、本発明の実施形態によると、第１パンチ型５を金属管１０に挿入すると、各ボール７が金属管１０の内周面を転動しながら第１パンチ型５が金属管１０の内部に入り込むようになるので、金属管１０の内周面と第１パンチ型５の拡管面部５ｂとの間の摩擦抵抗が小さくなり、金属管１０の拡管加工が安定するとともに第１パンチ型５と金属管１０との間において摩擦熱による焼き付きを発生させないようにできる。

また、第１パンチ型５で金属管１０を拡管する際、各ボール７によって金属管１０の内周面に対して応力が集中する部分としない部分とがそれぞれ発生するようになるので、第１パンチ型５が金属管１０を径方向外側に押し広げる際において、第１パンチ型５の拡管面部５ｂの全領域が金属管１０の内周面に接触する場合に比べて金属管１０の板厚が一気に薄くならなくなり、金属管１０に割れや亀裂を発生し難くできる。

また、拡管加工時に多量の潤滑油を必要としないので、拡管加工後に金属管１０に付着する潤滑油を取り除くのにかかる時間が減り、金属管１０の後処理が簡単になるとともに、作業場への潤滑油の飛散が少なくなり、環境の良い作業場にすることができる。

また、収容部５０の内面とボール７の外周面との間の隙間Ｓ２に溜まる潤滑油によってボール７がスムーズに転動するようになるとともに、ボール７の外周面に付着する潤滑油によって拡管加工時における金属管１０の内周面とボール７の外周面との間の摩擦抵抗が減るので、金属管１０の拡管加工をさらに安定させることができるとともに、金属管１０と第１パンチ型５との間における焼き付きを確実に防ぐことができる。

また、ベース軸部５２の各収容凹部５２ａに各ボール７を収容し、且つ、カバー部５３で上記ベース軸部５２を覆うと、各収容部５０に各ボール７が収容された第１パンチ型５になるので、第１パンチ型５の組み立てが簡単であり、製造コストを低く抑えることができる。

尚、本発明の実施形態では、ボール７を収容する収容部５０が第１パンチ型５の外周部分における全域に設けられているが、これに限らず、少なくとも第１パンチ型５の外周部分における拡管面部５ｂに設けていればよい。

また、本発明の実施形態では、隙間Ｓ２に潤滑油を満たしているが、隙間Ｓ２に潤滑油を満たすことは必須ではない。

また、本発明の実施形態では、収容部５０に収容されたボール７の外周面が内周面部５２ｂに線当たりしているが、これに限らず、例えば、内周面部５２ｂが断面矩形状をなしていて、ボール７が内周面部５２ｂに点当たりする構造であってもよい。

また、本発明の実施形態では、各収容凹部５２ａが中心軸Ｃ２周りに等間隔に位置するとともに中心軸Ｃ２に沿う方向にも等間隔に位置しているが、これに限らず、例えば、中心軸Ｃ２周りに千鳥状にずれて位置していてもよいし、中心軸Ｃ２に沿う方向に千鳥状にずれて位置していてもよい。

また、第１パンチ型５を金属管１０に挿入する際、第１パンチ型５に超音波振動を加えてもよい。そうすると、ハンマリング効果又はＢｌａｈａ効果によって金属管の拡管加工を更に安定させることができる。

本発明は、金属管を拡管する拡管装置に適している。

１拡管装置
５第１パンチ型
７ボール
５ｂ拡管面部
１０金属管
５０収容部
５１パンチ本体
５２ベース軸部
５２ａ収容凹部
５２ｂ内周面部（隙間形成面部）
５２ｃ底面部（隙間形成面部）
５３カバー部
５３ａ貫通孔
５３ｃテーパ面部（隙間形成面部）
Ｓ２隙間

Claims

外周部分に拡管面部を有するパンチ型を備え、該パンチ型を金属管にその開口部分から挿入して上記拡管面部により上記金属管を径方向外側に押し広げる拡管装置であって、
上記パンチ型は、当該パンチ型の挿入方向に沿って延びる棒状をなし、且つ、外周面に開口する多数の収容部が少なくとも上記拡管面部に形成された金属製のパンチ本体と、外周面の一部が上記収容部の開口から飛び出すように当該収容部にそれぞれ転動可能に収容される多数の金属製のボールとを備え、
上記各収容部は、それぞれ独立して設けられていて、上記ボールをそれぞれ独立して収容し、
さらに上記各収容部は、
断面が円形状をなしかつ上記ボールよりも大きい径を有する環状の内周面部と、
上記内周面部の一端から縮径するようにテーパ状に形成された底面部と、
上記内周面部の他端から縮径するようにテーパ状に形成されかつ上記内周面部とは反対側の開口の径が上記ボールよりも小さいテーパ面部と、
を有し、
上記各ボールは、上記各収容部の上記内周面部、上記底面部、及び上記テーパ面部に接触した状態で、該各収容部にそれぞれ収容されていることを特徴とする拡管装置。
請求項１に記載の拡管装置において、
上記パンチ本体は、上記パンチ型の挿入方向に沿って延びる棒状のベース軸部と、該ベース軸部を覆う筒状のカバー部とを備え、
上記各収容部は、上記ベース軸部の外周面に形成され、開口部分の径が上記ボールの径より大きい収容凹部と、上記カバー部の上記収容凹部に対応する位置に形成され、径が上記ボールの径より小さい貫通孔とでそれぞれ構成されていることを特徴とする拡管装置。