JPS63194829A - パイプの絞り成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ９発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、マンドレルで内面を拘束しながらダイに圧入
することによりパイプの外周を絞り成形した後に、成形
後のパイプを圧入方向とは逆の離型方向に押圧してグイ
から離型させるようにしたパイプの絞り成形方法および
装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる装置はたとえば実開昭６１−１２７８４２
号公報により公知である。

゛（３）発明が解決しようとする問題点上記従来の技術
では、グイ側にマンドレルを固定しているので、パイプ
の絞り成形すべき部分が比較的長い場合や、マンドレル
による内面拘束力が比較的大きく設定されている場合に
は、パイプ内面とマンドレルとの摩擦力が太き（流動抵
抗も大となる。このためマンドレルの摩耗が早くなり、
また荷重が高くなるのに応じてパイプの非拘束部分で座
屈を生じ易くなる。

そこで、マンドレルを材料の流れ方向に自由に動けるよ
うにフローティング支持することが考えられるが、その
場合、単純にはマンドレルの長さを移動骨だけ長くする
ことになる。ところが絞り成形部分が比較的長い場合に
は、マンドレルをより一層長（することになり、その分
だけノックアウトストロークも長くなってしまう。この
ようにノックアウトストロークが長くなると、それに要
するスペースが大きくなり無駄な空間が大きくなるだけ
でな（、シャフトハイドやノックアウトストロークの大
きい大型あるいは特別なプレスが必要になるとともにノ
ックアウト部材の座屈対策も必要となり、より複雑な金
型構成が必要となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ノ
ックアウトストロークを増大させることなくマンドレル
を可動タイプとして上記問題点を解決したパイプの絞り
成形方法および装置を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明方法によれば、マンドレルをパイプの圧入方向に
沿う一定範囲で移動可能としつつ離型方向にばね付勢し
ておき、マンドレルを挿入しながらパイプを一定位置ま
でダイに圧入した後に、マンドレルの移動を阻止しなが
らパイプを離型させ、次いでマンドレルの移動を許容す
る。

また本発明装置によれば、マンドレルは、圧入方向に沿
う一定範囲でのグイとの相対移動を可能にして配置され
るとともに離型方向前方に向けてばね付勢され、圧入方
向前方に移動したマンドレルに係合可能であってノック
アウト部材がパイプをマンドレルから離型せしめる位置
まで移動するのに応じて係合状態を解除するロック機構
がダイに対する相対位置を不変として配設される。

（２）作　用 本発明方法では、パイプがノックアウトされるまでマン
ドレルの移動が阻止されるので、その分だけノックアウ
トストロークが小さくてすむ。

また本発明装置の構成によれば、ロック機構によりマン
ドレルの移動を阻止することができ、本発明方法を適切
に実施することができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、パイプＰの両端はたとえば３段
に絞り成形されるものであり、３段目の絞り成形時には
、固定基台１に設けられた成形機構２と、固定基台１の
上方で昇降可能な可動基台３に設けられた成形機構２′
とに軸方向両端を嵌合して鉛直姿勢で配置され、この状
態で可動基台３を降下させることによりパイプＰの両端
が絞り成形される。

画成形機構２，２′は基本的に同一の構成を有するもの
であり、以下、一方の成形機構２の構成についてのみ詳
細に説明し、他方の成形機構２′については説明を省略
する。

第２図において、固定基台１には、大径孔部４と、上方
に臨む段部５を介して大径孔部４に同軸に連なる第１中
径孔部６と、上方に臨む段部７を介して第１中径孔部６
に同軸に連なる小径孔部８と、下方に向かうにつれて大
径となるテーパ部９を介して小径孔部８に同軸に連なる
第２中径孔部１０とが上方から順にかつ鉛直軸線を有し
て穿設される。

第１中径孔部６の上部には円筒部材１１の一部が嵌入さ
れる。すなわち円筒部材１１の中間部外面には下方に臨
む支持面１２が全周にわたって設けられており、円筒部
材１１は支持面１２を段部７で受けるようにして第１中
径孔部６の上部に嵌入される。また大径孔部４には、円
筒部材１１を囲繞するリング部材１３が嵌合され、この
リング部材１３の上面は段部５に当接したときに円筒部
材１１の上面と面一となる。

大径孔部４には、下端をリング部材１３に当接させるよ
うにして円筒状支持ケース１４が嵌合され、支持ケース
１４の中間部外面に設けたフランジ部１５がボルト１６
により固定基台１に結合される。

支持ケース１４内には、４つの厚肉円筒状ダイ部材１７
．１８，１９．２０を積層して成るダイ２１が嵌合され
、このダイ２１の下端は円筒部材１１およびリング部材
１３で受けられる。ダイ２１には、パイプＰの圧入方向
２２に沿う前方すなわち下方に向かうにつれて小径とな
る案内孔部２３と、案内孔部２３の小径端に連なる成形
孔部２４とが同軸に設けられ、成形孔部２４の内径は絞
り成形後のパイプＰの外径を規定すべく設定される。

ダイ２１の上端には円筒状押え部材２５が当接される。

この押え部材２５は、その中間部外面に設けたフランジ
部２６を支持ケース１４の上面にボルト２７で結合する
ことによって支持ケース１４に固定され、これによりダ
イ２１も支持ケース１４内で固定される。

ダイ２１の成形孔部２４には円筒状のノックアウト部材
２８が摺合される。このノックアウト部材２８の長さは
、ダイ２１の軸方向厚さよりもわずかに大きい程度に設
定されており、このノックアウト部材２８の下端には、
半径方向外方に張出した連結鍔２９が全周にわたって設
けられる。連結鍔２９には、その周方向に等間隔をあけ
た複数たとえば３個所に、上下に延びる連結ロフト３０
の上端が固着され、各連結ロッド３０の下端は小径孔部
８を経て第２中径孔部１０に突出する。しかも各種連結
ロッド３０の下端は、小径孔部８内に挿入し得る程度の
外径を有する円板状押圧部材３１に共通に固着される。

また第２中径孔部１０内で押圧部材３１の下方には、図
示しない駆動手段により昇降駆動されるノックアウトピ
ン３２が昇降可能に配置されており、ノックアウトピン
３２で押圧部材３１を押上げることにより、各連結ロッ
ド３０を介してノックアウト部材２８が、圧入方向２２
と逆の離型方向３３に向けて移動する。

さらに押圧部材３１の上面中央には、ウレタンゴムから
成る弾性部材３４が一部を上方に突出させて固設される
。

ノックアウト部材２８内には丸棒状のマンドレル３５が
摺合される。このマンドレル３５の下部には、ノックア
ウト部材２８の下端の連結鍔２９に下方から当接し得る
当接鍔３６が半径方向外方に張出して一体的に設けられ
ており、この当接鍔３６には各連結ロッド３０を相対移
動自在に挿通するための３つの挿通孔３７が穿設される
。またノックアウト部材２８の下端には、係止鍔３８が
一体に設けられており、この係止鍔３８にも各連結ロッ
ド３０を相対移動自在に挿通するための３つの挿通孔３
９が穿設される。

第３図を併せて参照して、第１中径孔部６内の下部には
、ロック機構４０が固定、配置される。

このロック機構４０は、ホルダ３１と、マンドレル３５
の係止鍔３８に係合可能にしてホルダ４１に揺動可能に
支承される３つの係合片４２と、各係合片４２を係合方
向に付勢する３つの板ばね４３と、係合片４２を係合解
除方向に回動せしめるべくホルダ４１に配設される解除
ピン４４とを備える。

ホルダ４１は、帽状部材４５と、円盤部材４６と、両部
材４５．４６間に挟持される板部材４７とを一体的に結
合して構成され、円盤部材４６を段部７に当接させるよ
うにして第１中径孔部６内に配置される。しかもマンド
レル３５の当接鍔３６およびホルダ４１間には、コイル
ばね４８が縮設されており、このコイルばね４８は当接
鍔３６およびホルダ４１を相互に離反せしめる方向のば
ね力を発揮する。したがってホルダ４１は第１中径孔部
６内の下部に実質的に固定され、マンドレル３５は離型
方向３３に沿う前方に向けてばね付勢される。

ホルダ４１には、各連結ロッド３０を移動自在に挿通ず
るための３つの挿通孔５１が穿設される。

またホルダ４１における帽状部材４５内には作動室５２
が画成されており、前記各種通孔５１間に対応する位置
で帽状部材４５の側部には、作動室５２に通じる３つの
開口部５３が設けられ、各開口部５３には、係合片４２
がそれぞれ配置される。

各係合片４２は、略し字状に形成されており、その一端
を作動室５２内に臨ませて開口部５３にそれぞれ配置さ
れる。しかも第１中径孔部６の軸線と直交する水平な支
持軸５４により各係合片４２の屈曲部がホルダ４１に揺
動可能に支承される。

この係合片４２の他端には、マンドレル３５の係止鍔３
８に係合可能な爪部５５が一体に設けられており、爪部
５５の内側面には、係合片４２が係合姿勢にある状態で
、下方に向かうにつれて内方に傾斜した案内面５６が設
けられる。

各開口部５３に対応する位置で、帽状部材４５の下部外
面および円盤部材４６の外面には軸方向に延びる溝５７
が設けられており、この溝５７には板ばね４３の基部が
配置される。しかも溝５７内で板ばね４３の基部はねじ
部材５８で帽状部材４５に結合されるとともにねじ部材
５９で円盤部材４６に結合され、したがって帽状部材４
５および円盤部材４６は板ばね４３を介して一体的に結
合されることになる。また仮ばね４３の先端は係合片４
２の他端側外面に弾発的に当接しており、この板ばね４
３のばね力により係合片４２は爪部５５が係止鍔３８に
係合する方向に付勢される。

解除ピン４４は、板部材４７および円盤部材４５に同軸
に挿通されており、制限された範囲で軸方向に移動自在
であるとともに、板部材４７との間に介装した弾性体６
０のばね力により、下方に向けて付勢される。しかも解
除ピン４４の下端は、押圧部材３１が上昇したときに弾
性部材３４に当接すべく円盤部材４６から下方に突出さ
れており、解除ピン４４の上端には作動室５２内で各係
合片４２の他端に共通に当接する拡径頭部６１が設けら
れる。この解除ピン４４が上昇すると、各係合片４２は
、その爪部５５と係止鍔３８との係合状態を解除する方
向に回動駆動される。

以上述べて来た成形機構２．２′は第３段目の絞り成形
を行なうものであるが、第１段目および第２段目の絞り
成形を行なうための成形機構も基本的には上記成形機構
２と同様の構成を有するものであり、説明を省略する。

次にこの実施例の作用について説明すると、パイプＰの
絞り成形時には、コイルばね４８のばね力によりマンド
レル３５はその当接鍔３６が円筒部材１１に当接するま
で上昇しており、ノックアウト部材２８もその下端の連
結鍔２９が当接鍔３６に押されるのに伴って上昇してい
る。ががる状態で、マンドレル３５はノックアウト部材
２８よりも上方に突出している。

パイプＰがダイ２１に対して圧入方向２２に相対移動す
ると、先ずマンドレル３５がパイプＰ内に挿入されるが
、パイプＰの内面との摩擦力に応じてマンドレル３５は
コイルばね４８を収縮させながら圧入方向２２に沿う前
方に向けて移動しつつパイプＰ内に挿入され、パイプＰ
はマンドレル３５で内面を拘束されながら成形孔部２４
への圧入により外周を絞り成形される。このようにマン
ドレル３５の圧入方向２２に沿う移動を許容したことに
より、マンドレル３５およびパイ１２間の摩擦力が過大
になることが回避される。したがってマンドレル３５の
摩耗が極力抑えられるとともに、荷重低下に応じてパイ
プＰの非拘束部に座屈が生じることも回避される。

マンドレル３５が圧入方向２２に沿う前方に移動して、
係止鍔３８が各係合片４２の案内面５６に当接すると、
マンドレル３５は板ばね４３のばね力に抗して各係合片
４２を係合解除方向に押圧し、係止鍔３８が案内面５６
を通過してしまうと、係合片４２は係合方向に回動し、
第３図で示すように各爪部５５が係止鍔３８に係合する
。

パイプＰがダイ２１内の所定位置まで圧入され、絞り成
形が完了すると、ノックアウトピン３２が駆動され、ノ
ックアウトピン３２が第４図で示すように押圧部材３１
を押すことによりノックアウト部材２８がパイプＰを離
型方向３３に沿う前方に向けて押圧し、パイプＰがダイ
２１から離型される。このとき、マンドレル３５の係止
鍔３８には各係合片４２が係合しているので、マンドレ
ル３５はその移動を阻止されており、ノックアウト部材
２８のみが離型作動する。

第４図で示したようにパイプＰの一部がダイ２１におけ
る案内孔部２３内に位置している状態では、押圧部材３
１の弾性部材３４は解除ピン４４に当接されておらず、
ノックアウトピン３２がさらに移動して、パイプＰがダ
イ２１およびマンドレル３５から完全に離型された後に
、前記弾性部材３４が第５図で示すように解除ピン４４
に当接する。

この弾性部材３４により解除ピン４４は弾性体６０のば
ね力に抗して離型方向３３に沿う前方に押圧移動する。

それにより、各係合片４２は板ばね４３のばね力に抗し
て保合解除方向に駆動され、各係合片４２と係止鍔３８
との係合状態が解除される。したがってマンドレル３５
はコイルばね４８のばね力により元の位置まで戻る。

このようにノ・ツクアウト時にはマンドレル３５の移動
を阻止した状態でノックアウト部材２８でパイプＰを離
型させた後に、マンドレル３５の移動を許容するように
したことにより、ノックアウト部材２８のノックアウト
動作に応じてマンドレル３５の移動を許容するようにし
たものに比べると、ノックアウト部材２８のストローク
が短くてすむ。したがって、ノックアウトストロークの
ために必要にスペースが小さくてすみ、ノックアウト部
材２８も比較的短くてすむので座屈の心配もなく、それ
に応じて型構成も簡単となる。

ロック機構としては、シリンダの伸縮作動を利用したも
のも考えられるが、構造が複雑となる。

これに対してこの実施例のロック機構４０は、構造が簡
単でかつ確実にロックし得るものであり、特別な信号や
切換装置を必要とせず、コンパクトに構成し得るもので
ある。

Ｃ９発明の効果 以上のように本発明方法によれば、マンドレルをパイプ
の圧入方向に沿う一定範囲で移動可能としつつ離型方向
にばね付勢しておき、マンドレルを挿入しながらパイプ
を一定位置までダイに圧入した後に、マンドレルの移動
を阻止しながらパイプを離型させ、次いでマンドレルの
移動を許容するので、パイプのダイへの圧入時にパイプ
およびマンドレル間の摩擦力を低減し、マンドレルの摩
耗やパイプの座屈を回避することができるとともに、ノ
ックアウトストロークを比較的短くすることが可能とな
り、ノックアウト部材の座屈の心配を解消し、金型構成
を単純化することができる。

また本発明装置によれば、マンドレルは、圧入方向に沿
う一定範囲でのダイとの相対移動を可能にして配置され
るとともに離型方向前方に向けてばね付勢され、圧入方
向前方に移動したマンドレルに係合可能であってノック
アウト部材がパイプをマンドレル間から離型せしめる位
置まで移動するのに応じて係合状態を解除するロック機
構がダイに対する相対位置を不変として配設されるので
、簡単な構成により本発明方法を適切に実施すそことが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明装置の全体側面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線拡大
断面図、第３図は第２図のｍ−ｎｒ線線入大断面図第４
図および第５図は作動状態の変化を示すための第２図に
対応した断面図である。 ２１・・・ダイ、２２・・・圧入方向、２８・・・ノッ
クアウト部材、３３・・・離型方向、３５・・・マンド
レル、４０・・・ロック機構、４１・・・ホルダ、４２
・・・係合片、４３・・・板ばね、４４・・・解除ピン
、Ｐ・・・パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マンドレルで内面を拘束しながらダイに圧入する
   ことによりパイプの外周を絞り成形した後に、成形後の
   パイプを圧入方向とは逆の離型方向に押圧してダイから
   離型させるようにしたパイプの絞り成形方法において、
   マンドレルをパイプの圧入方向に沿う一定範囲で移動可
   能としつつ離型方向にばね付勢しておき、マンドレルを
   挿入しながらパイプを一定位置までダイに圧入した後に
   、マンドレルの移動を阻止しながらパイプを離型させ、
   次いでマンドレルの移動を許容することを特徴とするパ
   イプの絞り成形方法。
2. （２）圧入に応じてパイプの外周を絞り成形するための
   ダイと、そのダイへの圧入時にパイプの内面を拘束する
   ためのマンドレルと、成形後のパイプをダイから離型さ
   せるべくパイプの圧入方向とは逆の離型方向にパイプを
   押圧するためのノックアウト部材とを備えるパイプの絞
   り成形装置において、マンドレルは、圧入方向に沿う一
   定範囲でのダイとの相対移動を可能にして配置されると
   ともに離型方向前方に向けてばね付勢され、圧入方向前
   方に移動したマンドレルに係合可能であってノックアウ
   ト部材がパイプをマンドレルから離型せしめる位置まで
   移動するのに応じて係合状態を解除するロック機構がダ
   イに対する相対位置を不変として配設されることを特徴
   とするパイプの絞り成形装置。
3. （３）前記ロック機構は、ダイとの相対位置を不変とし
   た固定のホルダと、マンドレルに係合すべく揺動可能に
   してホルダに支承される係合片と、マンドレルに係合す
   る方向に係合片を付勢すべくホルダおよび係合片間に設
   けられるばねと、ノックアウト部材に当接可能にしてホ
   ルダに配設されるとともに係合片をその係合解除方向に
   押圧し得る解除ピンとを備えることを特徴とする特許請
   求の範囲第（２）項記載のパイプの絞り成形装置。