JPS6390323A - テ−パ−付き管材の高液圧膨出成形方法とその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、加工用直管に、これに高液圧を作用させなが
ら圧力を加えることにより、端部にテーパ一部を形成す
るとともに中央部に多角形縦断面又はフランジ状の膨出
部を形成するのに用いるテーパー付き管材の高液圧膨出
成形方法とその装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種の一般的な高液圧膨出成形は、第７図に示
すように、それぞれ中央部内面に膨出成形部２ａ、２ｂ
が凹設された２分割の上部成形型１ａおよび下部成形型
１ｂと、加工用の直管からなる素材管３の両端面を押圧
するための左側および右側の加圧枠４ａ、４ｂを用いて
行われる。その膨出成形工程は、上部成形型１ａを上昇
させた開放状態において、素材管３を下部成形型ｌｂ上
にセットする。そして、上部成形型１ａを、同図の中心
線に対し上方部に示すように、下部成形型１ｂに合体し
圧縮力Ｗａを加えて締結する。その後に、両加圧桿４ａ
、４ｂを両側から挿入して素材管３の端面に低力で接触
させ、素材管３の管端間口部を液体の注入口を除き閉塞
状態とする。この状態で高液圧Ｐを素材管３内に作用さ
せながら加圧枠４ａ、４ｂを内方向に向けて強力に前進
させて素材管３に圧力を加え、この高液圧Ｐと両加圧桿
４ａ、４ｂによる圧縮力Ｆとにより、素材管３を、同図
の中心線に対し下方部に示すように、膨出成形部２ａ、
２ｂに向けて膨出させ、素材管３に膨出部３ａを形成す
る。尚、第７図は、成形開始前の状態を中心線に対し上
方部に、且つ成形完了状態を中心線に対し下方部に示し
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述のような成形手段により厚肉の素材
管３を成形しようとすると、膨出部３ａの裾野半径Ｒ１
および隅部半径Ｒ２を小さくする要求があった場合に、
加圧枠４ａ、４ｂで両側から単に圧縮力Ｆを加えるだけ
であるから、極めて高い高液圧Ｐを必要とし、成形機に
支障を来たすと云う問題がある。また、膨出部３ａとと
もに端部にテーパー部を成形する場合が多いが、この膨
出部３ａの膨出成形の前或いは後にテーパ一部の成形工
程を別途必要とし、従って、成形工程数が多くなり、そ
れに伴って成形に要する金型も増え、成形費が非常に高
くつく欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、比
較的低い高液圧で膨出部裾野半径および隅部半径の小さ
い膨出部を形成できるとともに、一連の膨出成形工程に
おいて膨出部の他にテーパ一部をも形成することのでき
るテーパー付き管材の高液圧膨出成形方法およびその装
置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は複数個に分割され
たガイド型に、膨出成形型を中央部に、且つテーパー成
形部を有する左右側の端部成形型を前記膨出成形型の両
側にこれに対し所定間隔に配して嵌着し、加工用直管を
、これの両側管端を何れかの前記ガイド型の左右側端部
成形型に跨ってセットし、このガイド型に他のカイト型
を合体締結することにより、前記各端部成形型のテーパ
ー成形部で直管の管端部を半径方向に加圧縮径させてテ
ーパー状の絞り管部を形成し、その後に、直管内に高液
圧を作用させながら左右側の加圧枠を両側から合体され
た前記ガイド型内に圧入させて直管の管端と合体された
前記端部成形型とを押圧し、前記膨出成形型に近接する
方向に移動する前記端部成形型で直管の端部を保持して
直管の中央部を前記膨出成形型に膨出させるようにした
テーパー付ぎ管材の高液圧膨出成形方法と、複数個に分
割されたガイド型と、このガイド型の中央部内面に嵌着
される複数個に分割した膨出成形型と、前記ガイド型の
両端部に前記膨出成形型に対し所定間隔を存して移動自
在に嵌着され前記ガイド型の合体締結時に加工用直管の
端部を縮径させるテーパー成形部を有する左右側の端部
成形型と、合体された前記ガイド型に両側から圧入され
て直管の管端と前記端部成形型とを同時に押圧し前記端
部成形型を移動させながら直管の中央部を前記膨出成形
型に膨出させる加圧枠とを具備してなるテーパー付き管
材の高液圧膨出成形装置を要旨とするものである。

（作　用） 前記成形方法および成形装置としたので、直管をセット
してガイド型を合体１ａ結した時に、この圧縮力により
ガイド型の両端部に嵌着されている端部成形型のテーパ
ー成形部により直管の端部にテーパー状の絞り管部を形
成することができる。

即ち、同一金型による一連の成形工程において絞り管部
と膨出部とを一挙に成形することができる。

また、膨出成形型と端部成形型との間に空間が存在し、
この空間において端部成形型を移動させることができ、
加圧桿により直管に圧縮力を加える時に、直管の変形に
伴って端部成形型が直管の端部を保持しながら移動する
。つまり、直管に形成された絞り管部と端部成形型とは
相対的な摺動がないので、膨出部の裾野半径および隅部
半径を従来に比し極めて小さくできる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は一実施例の縦断面図で中心線に対し上方部は成
形開始前の状態、下方部は成形完了状態をそれぞれ示す
。また、第２図乃至第４図はそれぞれ成形工程順に示し
た第１図のＡ−Ａ線における断面図、同様に第５図は第
１図のＢ−Ｂ線における断面図である。これらの図にお
いて、金型構′造は、主として加工用直管５の中央部を
膨出成形するために膨出成形部６ａ、７ａを有する上、
下に２分割された上部および下部の膨出成形型６．７と
、直管５の両端部を半径方向に押圧してテーパー状に形
成するためにそれぞれ２分割された上部および下部の左
側端部成形型８．９および上部および下部の右側端部成
形型１０．１１と、直管５の両側の管端面に接触して開
口部を閉塞すると同時に膨出成形過程において左右側の
端部成形型８，９，１０．１１を膨出成形過程方法て押
圧するための左、右側の加圧桿１２，１３と、これら上
下２分割された各型６〜１３をそれらの軸線を同軸上に
配置すると共に左、右側の端部成形型８〜１１をこれら
の間に配置された膨出成形型６．７に向けた同軸上で移
動できるようにガイドするための上部および下部のガイ
ド型１４．１５とから構成されている。また、各端部成
形型８〜１１には、それぞれテーパー成形部８８〜１１
ａが形成されている。

次に、他の構成を膨出成形工程に基づいて説明すると、
先ず、上部ガイド型１４を上昇させることにより、第２
図乃至第５図に示すように上部ガイド型１４の半円筒部
１４ａに嵌着されている上部の各型６，８．１０も一体
に上昇され、分割開放される。これら上部の各型６，８
．１０の上部ガイド型１４の半円筒部１４ａへの取付は
手段並びに下部の各型７，９．１１の下部ガイド型１５
の半円筒部１５ａへの取付は手段は、第２図乃至第５図
に示すように、収納板１６によりそれぞれ半円筒部１４
ａ、１５ａ内に抱き込むように嵌着する構成が用いられ
ている。そして、膨出成形型６，７は対応するガイド型
１４．１５の中央位置に固定されており、端部成形型８
〜１１は、これらの凹部８ｂ〜ｌｌｂに嵌入されている
コイルばね１７によりそれぞれ外方向に付勢されている
とともに、ガイド型１４．１５に突設されたストッパ１
８に当接して静止し、それぞれ膨出成形型５．７に対し
所定間隔を保っている。

前述の上部ガイド型１４の上昇による分割開放状態にお
いて、直管５を、下部左右側の端部成形型９．１１の各
テーパー成形部９ａ、ｌｌａ上に掛は渡すようにセット
する。その後に、上部ガイド型１４を下降させて下部ガ
イド型１５に合体させるとともに締結するゆこの両ガイ
ド型１４　、１５を締結する過程を順に第２図乃至第４
図に示しである。先ず、第２図は両ガイド型１４．１５
を対向させた状態を示し、この状態から両ガイド型１４
．１５を締結すると、対向する２分割の一対の端部成形
型８，９，１０．１１により第３図に示すように直管５
がその円周長を保ちながら先ず長円形状に変形された後
、両ガイド型１４．１５が完全に締結されると、第４図
および第１図の中心線より上方部に示すように、直管５
の両端部がテーパー成形部８８〜ｌｌａにより半径方向
に押圧されてテーパー状に絞り加工され、縮径して絞り
管部５ａが形成される。

そして、左右の加圧桿１２．１３を第１図の中心線に対
し上方部に示す位置よりそれぞれ内方に向けて８動させ
、各加圧桿１２．１３を直管５の管端面に接触させて直
管５の開口部を液注入口を除き閉塞する。この時、加圧
桿１２．１３の段差部１２ａ、１３ａが各端部成形型８
〜１１の端面に接合する。次に、直管５の管内に高液圧
Ｐｍを作用させながら加圧桿１２．１３を内方に向けて
強力に前進させると、この加圧桿１２．１３の段差部１
２ａ、１３ａによって各端部成形型８〜１１も加圧桿１
２．１３と一体に内方に向は移動し、この端部成形型８
．１１によって直管５の絞り管部５ａが接合保持される
状態で直管５が圧縮力Ｆｍで中央部に向は移動する状態
で変形し、膨出成形工程が進行する。この進行に伴って
膨出成形型δ、７と各端部成形型８〜１１との間隙で形
設されている移動膨出成形用空間が減少していき、膨出
成形工程の終了時には第１図の中心線より下方部に示す
ように無くなって各端部成形型８〜１１が膨出成形型６
．７に密着する。この膨出成形工程において、直管５の
絞り管部５ａのテーパー面と各端部成形管８〜１１のそ
れぞれのテーパー成形部８ａｘｌｌａとは相対的な摺動
が全く無いので、前述の膨出成形型６．７と各端部成形
型８〜１１との間隙である移動膨出成形用空間を適切に
設定すれば、第５図に示すように直管５に形成される六
角形の膨出部５ｂにおける第１図に示す裾野半径Ｒ３お
よび隅部半径Ｒ４は従来成形法に比較して格段に小さく
成形することができる。このようにして膨出部５ｂの成
形が完了したならば、直管５内の高液圧の液体を大気に
放出すると同時に加圧桿１２　、１３を後退させ、さら
に上部ガイド型１４を上昇させて各成形型を開放し、成
形品を取り出す。

また、ネジを施すような場合、ネジの終端切削を容易に
する目的で逃げ溝を設けることがあるが、このような逃
げ溝は成形型の構造によることから、前述の成形工程に
おける両ガイド型１４．１５の合体締結工程による管端
のテーパー面の絞り加工時つまり絞り管部５ａの加工時
に同時に形成することが可能となる。

第６図は本発明の他の実施例を示し、同図において第１
図乃至第５図と同−若しくは実質的に同等のものには同
一の符号を付しである。そして、膨出成形型２０．２５
にそれぞれ段部からなるフランジ膨出成形部２０ａ、２
５ａを設け、各端部成形型２１〜２４のテーパー成形部
２１ａ〜２４ａの傾斜を前述の実施例のものより大きく
した構成において前記実施例と相違する。

そして、成形工程は前述の実施例と全く同様であり、膨
出成形型２０にフランジ膨出成形部を設けていることに
より、膨出成形工程時における高液圧Ｐｎおよび加圧桿
１２．１３の圧縮力Ｆｎは前記実施例の場合よりも若干
高くなるが、成形完了状態を示す同図の中心線より下方
部のように、直管５にフランジ部５ｃを膨出成形するこ
とができる。このフランジ部５ｃを有する成形品は、前
記実施例の同一肉厚の成形品と比較して膨出部分の剛性
を高めることができる。

また、両側端部の絞り管部５ｄについて説明すると、過
度に大きな直径減少率（直径の減量／加工前の直径Ｘ１
００）の絞り加工は８の字状の座屈を生じて絞りが不可
能となる。直管５の材質や外径に対する肉厚の比（ｔ／
Ｄ）によって座屈限界は左右されるが、一般の低炭素鋼
管の座屈限界はｔ／Ｄ−０゜００５の極薄肉管で約２零
となり、ｔ／Ｄ−０，０２の薄肉管で約４＊、さらに、
ｔ／Ｄ−０，１では約８零となり、これを越える直径減
少率は座屈を話起する。第６図は、この座屈限界を越え
る直径減少率のテーパー形状等を必要とする場合の実施
例であり、同図の中心線より上方部に示す加工前状態の
ように、端部成形型２１〜２４を第１図の場合よりも外
方に位置した状態で両ガイド型１４　、１５を合体締結
し、このように座屈を発生しない範囲の直径減少率によ
り直管５の管端部を半径方向に押圧して絞りを行った後
、端部成形型２１〜２４を内方に移動させる過程におい
てテーパーの追加工絞りを施すことにより、前述の座屈
限界を越える直径減少率のテーパー形状を有する絞り管
部５ｄを得ている。この方法によると、前述の直径減少
率の限界値の約２倍以上の絞り加工が可能となる。

尚、本発明は、前記実施例にのみ限定されるものではな
く、請求の範囲を逸脱しない限り種々の実施態様が考え
られるのは勿論である。例えば、前記実施例では膨出部
５ｂを六角形状としたが、前述のような成形型の構造に
よる膨出成形であるから任意の多角形状とすることがで
きる。また、膨出成形型に代えて所望の別途物体を配置
することにより膨出成形を行えば、所望物体をフランジ
付膨出成形品に固着することもできる。

（発明の効果） 本発明は、以上のような膨出成形方法を用い、或いは以
上のような構成とし、且つ作用させるので、従来法に要
した膨出成形工程とほぼ同様の一連の膨出成形工程にお
いて膨出部とテーパ一部つまり絞り管部とを同時に得る
ことができるとともに、裾野半径および隅部半径の極小
化が可能となる。しかも、ネジ終端に必要な逃げ溝やフ
ランジ部を形成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明に係る一実施例を示し、第１
図は中心線より上方部に加工前状態を、且つ下方部に加
工後状態をそれぞれ示した縦断面図、第２図乃至第４図
はそれぞれ工程順に示した第１図のＡ−Ａ線での断面図
、第５図は第１図のＡ−Ａ線での断面図、第６図は中心
線より上方部に加工前状態を、且つ下方部に加工後状態
をそれぞれ示した本発明の他の実施例の縦断面図、第７
図は中心線より上方部に加工前状態を、且つ下方部に加
工後状態をそれぞれ示した従来装置の縦断面図である。 ５・・・直管 ６．７，２０．２１・・・膨出成形型 ８〜１１．２１〜２４・・・端部成形型８８〜ｌｌａ　
、　２１ａ〜２４ａ・・・テーパー成形部１２．１３・
・・加圧桿 １４．１５・・・ガイド型 特許出願人　　　　ニッコーメタル株式会社代　理　人
　　　　弁理士　　鈴江　孝−第１図 第２図 第３図 ５１５ａ１） 第４図 第５図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個に分割されたガイド型に、膨出成形型を中
   央部に、且つテーパー成形部を有する左右側の端部成形
   型を前記膨出成形型の両側にこれに対し所定間隔に配し
   て嵌着し、加工用直管を、これの両側管端を何れかの前
   記ガイド型の左右側端部成形型に跨ってセットし、この
   ガイド型に他のガイド型を合体締結することより、前記
   各端部成形型のテーパー成形部で直管の管端部を半径方
   向に加圧縮径させてテーパー状の絞り管部を形成し、そ
   の後に、直管内に高液圧を作用させながら左右側の加圧
   桿を両側から合体された前記ガイド型内に圧入させて直
   管の管端と合体された前記端部成形型とを押圧し、前記
   膨出成形型に近接する方向に移動する前記端部成形型で
   直管の端部を保持して直管の中央部を前記膨出成形型に
   膨出させるようにすることを特徴するテーパー付き管材
   の高液圧膨出成形方法。
2. （２）複数個に分割されたガイド型と、このガイド型の
   中央部内面に嵌着される複数個に分割した膨出成形型と
   、前記ガイド型の両端部に前記膨出成形型に対し所定間
   隔を存して移動自在に嵌着され前記各ガイド型の合体締
   結時に加工用直管の端部を縮径させるテーパー成形部を
   有する左右側の端部成形型と、合体された前記ガイド型
   に両側から圧入されて直管の管端と前記端部成形型とを
   同時に押圧し前記端部成形型を移動させながら直管の中
   央部を前記膨出成形型に膨出させる加圧桿とを具備して
   なることを特徴とするテーパー付き管材の高液膨出成形
   装置。