WO2000078479A1

WO2000078479A1 - Procede et dispositif de dilatation du materiau d'un tube

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Publication number: WO2000078479A1
Application number: PCT/JP2000/004038
Authority: WO
Inventors: Toru Irie; Akinobu Morikawa; Naoshi Hayakawa
Original assignee: Sango Co., Ltd.
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2000-12-28
Also published as: JP3027581B1; EP1121998B1; EP1121998A4; US6530256B1; DE60016709T2; DE60016709D1; JP2001001083A; ATE284765T1; EP1121998A1

Description

明細書管材の拡管加工方法及び管材の拡管加工装置技術分野

本発明は管材の拡管加工方法と拡管加工装置に関するものである。

従来の技術

従来、金属製の管素材（管材）の端部に、その管素材の管軸に対し傾斜した軸を持った拡管部を形成する場合がある。

例えば、自動車部品の排気管などにおいて、車両床下の限られたスペースで経路を確保するため、図 1 8に示すように、一方の管 1 0 1と他方の管 1 0 2を縮径部 1 0 3において、一方の管 1 0 1の管軸 Αに対して他方の管 1 0 2の管軸 B を傾斜させて連結する場合がある。このような連結を行う場合、例えば図 1 9に示すように、金属管からなる管材の素管 1 0 4の先部に徐変部 1 0 5を拡管形成するとともに該徐変部 1 0 5の先端に連結用の拡管部 1 0 6を連続形成し、かつ、その徐変部 1 0 5と拡管部 1 0 6の管軸 C， Bを素管 1 0 4の管軸 Aに対して傾斜させた連結管を用いることがある。

なお、上記の素管 1 0 4における拡管部 1 0 6と反対側に図 1 8に示すように徐変部 1 0 7を予め一体的に形成しておいてもよい _c

ところで、前記のような素管 1 0 4の先部に管軸が傾斜する徐変部 1 0 5及び拡管部 1 0 6を成形する方法に通常のパンチを利用する工法が考えられる。すなわち、図 2 0に示すように、予め素管 1 0 4の端部に、該素管 1 0 4の管軸 Aと同軸の拡径部 1 0 5 aを成形しておき、該素管 1 0 4と拡径部 1 0 5 aからなるワーク Wを、図 2 0に示すようにその管軸 Aが鉛直線 Bに対して傾斜するように掴み型 1 0 8で挟持して固定し、下面に内型面 1 0 9を形成したパンチ 1 1 0を鉛直方向のみに単に下動して拡径部 1 0 5 a内に挿入し、その内型面 1 0 9と、前記掴み型 1 0 8の外型面 1 1 1とで前記拡径部 1 0 5 aを、管軸 Aに対して傾斜した徐変部 1 0 5及び拡管部 1 0 6に加圧成形する工法が考えられる。

し力し、この工法によると、図 2 1に示すように、パンチ 1 1 0の内型面 1 0 9に、前記拡径部 1 0 5 aの開口端面 1 0 5 bと干渉する部分 1 0 9 aができてしまい、拡径部 1 0 5 aが潰れて拡管加工が成立しない問題がある。

前記のような干渉を生じないように、図 2 2に示すような公知の斜め抜き型を利用することも考えられる。この工法は、拘束型 2 0 1に傾斜孔 2 0 2を形成し、該傾斜孔 2 0 2内にパンチ 2 0 3を摺動可能に備えるとともに復帰用パネ 2 0 4 を備え、そのパンチ 2 0 3の頭部をカムブロック 2 0 5で叩くことにより、パンチ 2 0 3を斜め下方へ移動させて、傾斜して配置したワーク 2 0 6を穴抜きする工法である。

この工法を前記のような徐変部 1 0 5と拡管部 1 0 6の拡径加工に利用した場合には、前記図 2 1で説明した干渉の問題はない。しかし、大きな拘束型 2 0 1 が必要になるため不経済であるとともに、徐変部 1 0 5や拡管部 1 0 6の管軸の角度ゃ拡管形状の違いに対応するためには拘束型 2 0 1をその都度新設する必要があり設備費用も嵩む問題がある。

前記の従来装置を利用して前記のような素管の管軸に対して傾斜する徐変部と拡管部を成形することは夫々前記のような問題があり、このような傾斜する徐変部や拡管部を簡単な構成で拡管加工できる拡管加工方法やその装置が望まれていた。

発明の開示

そこで本発明は、素管の管軸に対して角度を有する管軸を持った拡管部を精度良く加工できる拡管加工方法及び拡管加工装置を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明の第 1の局面では、金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをワークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工方法において、パンチをワークの管軸に対して所定の角度でワークの開口端から挿入し、かつ、このパンチの挿入時にパンチおよび Zまたはワークが、パンチの挿入経路に対して略直交方向に移動しつっ拡管加工することを特徴とする。

本発明の拡管加工方法では、前記パンチを挿入する側のワークの開口端面が、前記パンチの前記挿入経路に対して略直角になるように形成されていてもよい。また本発明の拡管加工方法では、前記ワークが鉛直に対して傾斜して保持され、前記パンチの前記挿入経路が鉛直で、前記パンチおよび Zまたはワークの、前記ワークの挿入経路に対する略直交方向の移動が水平方向の移動であることも可能である。

さらに本発明の拡管加工方法では、前記パンチおよび Zまたはワークにおける前記パンチの挿入経路に対する略直交方向の移動が少なくとも 2方向であってもよい。

また前記の課題を解決するために、本発明の第 2の局面では、金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをワークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工装置において、ワークをパンチの揷入経路に対して傾斜状態に保持する掴み型と、パンチを前記揷入経路方向に移動させる駆動手段と、パンチおよび/またはワークを、ワークの前記挿入経路に対して略直交方向に遊動可能に支持する支持機構を有することを特徴とする。

また本発明の拡管加工装置では、前記パンチを挿入する側のワークの開口端面、前記パンチの挿入経路に対して略直角になるように形成されてもよい。

さらに本発明の拡管加工装置では、前記ワークの掴み型が、ワークを鉛直に対して傾斜して保持するように形成され、前記パンチの挿入経路が鉛直方向に設定され、前記パンチおよび Zまたはワークの遊動方向が水平方向に設定されることも可能である。

また本発明の拡管加工装置では、前記パンチおよびノまたはワークの遊動方向を少なくとも 2方向に設定してもよレ、。

また本発明の拡管加工装置では、前記パンチおよびまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けてもよレ、。また本発明の拡管加工装置では、上記において、前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であってもよい。

そして、前記の課題を解決するため、本発明の第 3の局面では、金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをワークの開口端から揷入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工装置において、ワークを、その端部がハンチの挿入経路に対して傾斜するように固定保持する掴み型と、ワークを前記の揷入経路方向に移動させる駆動手段と、パンチをワークの前記挿入経路に対して略直交方向に遊動可能に支持する支持機構を有することを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は本発明による第 1実施例を示すもので、固定掴み型の分割面側から見た正面図である。

図 2は図 1における第 1実施例の側面図。

図 3は図 1における第 1実施例の要部正面図。

図 4は図 3の状態からパンチを挿入した途中の状態を示す要部正面図。

図 5は図 4の状態からパンチを更に挿入した拡管状態を示す要部正面図。図 6は本発明による第 2実施例を示すもので、固定掴み型の分割面側から見た正面図であって一部を切断した図。

図 7は本発明による第 3実施例を示すもので、固定掴み型の分割面から見た正面図であって一部を切断した図。

図 8は図 7における第 3実施例の側面図で、一部を切断した図。

図 9は図 7における第 3実施例の要部正面図であってパンチの挿入途中の状態を示す図。

図 1 0は図 9の状態からパンチを挿入した拡管状態を示す要部正面図。

図 1 1は本発明による第 4実施例を示すもので、固定掴み型の分割面側から見た正面図であって一部を切断した図。

図 1 2は図 1 1における第 4実施例の側面図。

図 1 3は図 1 1における第 4実施例の要部正面図であってパンチの挿入途中の状態を示す図。

図 1 4は図 1 3の状態からパンチを挿入した拡管状態を示す要部正面図。図 1 5は本発明による第 5実施例を示すもので、固定掴み型の分割面側から見た正面図であって一部を切断した図。

図 1 6は図 1 5における第 5実施例の側面図。

図 1 7八〜図1 7 Fは本発明により拡管される拡管端面の例を示す図。

図 1 8は本発明により拡管される管材の使用例を示す図。

図 1 9は本発明により成形しょうとする拡管部を示す断面図。図 2 0は従来のバンチを揷入方向のみに移動して拡管する場合を説明する図。図 2 1は図 2 0による拡管時に発生する干渉を示す図。

図 2 2は従来のパンチ構造を示す断面図。

発明の実施の形態

図 1乃至図 1 7 Fに示す実施例に基いて本発明の実施の形態について説明する _c 図 1乃至図 5は本発明による第 1実施例を示す。

図 1及び図 2において、ベース 1上にはレール 4が略水平な一方向（これを X , 一 X ₂ 方向とする）に配置され、該レール 4の一端側には固定型保持体 2 a がべ一ス 1上に固設され、レール 4上には可動型保持体 3 aがレール 4に沿って、すなわち前記固定型保持体 2 aに対向して X！一 X ₂方向に移動可能に備えられている。該可動型保持体 3 aは駆動手段である油圧シリンダ 5によって X ₁ - X ₂方向に往復移動するようになっている。

前記固定型保持体 2 aにおける前記可動型保持体 3 aと対向する側の上部には固定掴み型 2が固着され、また前記可動型保持体 3 aにおける前記の固定型保持体 2 aと対向する側の上部には可動掴み型 3が固着されている。

前記固定掴み型 2と可動掴み型 3の対向面には、夫々金属製の管材からなるヮーク 6における素管部 6 aの周方向の半面が嵌合する挟持溝 7， 8が形成されてレ、る。更に、前記挟持溝 7， 8の上部には、挟持溝 7， 8の端部からテーパ状に拡径する徐変加工用型面 9， 1 0と該徐変加工用型面 9， 1 0の上端に位置して拡径加工用型面 1 1， 1 2が半円断面形状で形成されている。

また、徐変加工用型面 9， 1 0における丫ェ方向側の面は図示のように鉛直線に対する傾斜角が大きく、 Y ₂方向側の面は鉛直線に対する傾斜角が小さい。前記挟持溝 7， 8は、その軸芯 Aを前記 X i— X ₂方向と直交する略水平方向 (これを Y — Y ₂方向とする）において、図 1及び図 3に示すように、鉛直線 Βに対して所定の角度 Θだけ傾斜させて形成されている。また、前記徐変加工用型面 9 , 1 0は、図 3に示すように、その軸芯 Cを前記挟持溝 7， 8の軸芯 Αに対して所定の角度だけ Y ₁方向に傾斜させて形成されている。更に前記拡径加工用型面 1 1 , 1 2は、図 3に示すように、その軸芯 Dを鉛直にして形成されている。更に、前記拡径加工用型面 1 1， 1 2の上端部は図 3に示すようにテーパ面 1 3で拡開している。

なお、図 3は固定掴み型 2を、分割面側から見た図であるが、他方の可動掴み型 3も固定掴み型 2と同様に形成されている。

前記固定掴み型 2の上部には、駆動手段である油圧シリンダ 1 4が不動状態に垂設されており、そのロッド 1 4 aの軸芯 Eは、前記 X i— X 2方向に対しては前記固定掴み型 2の分割面 2 b部に位置し、 X ₁ 一 X ₂方向と直交する丫ェ一 Y ₂方向に対しては図 1及び図 3に示すように前記拡径加工用型面 1 1の中央に位置して、すなわち、拡径加工用型面 1 1の軸芯 Dに位置している。

前記口ッド 1 3 aの下端には逆 T型の案内部材 1 5が、その案内面を前記 Υ _χ 一 Υ ₂方向に略水平にして設けられている。該案内部材 1 5には、 — Υ ₂方向に形成した逆 Τ型のスロット 1 6 aを有するとともに下面にパンチ 1 8を固着したレール状のパンチ支持体 1 6が、その逆 T型のスロット 1 6 aを案内部材 1 5に摺動可能に嵌合して備えられており、該 Tスロット構造からなるフローティング支持機構 1 7によってパンチ 1 8が Y i— Y ₂方向に自由に移動、すなわち遊動するように備えられている。

そして、油圧シリンダ 1 4によってロッド 1 4 aが進退することによって、ノンチ 1 8が Z 一 Z ₂方向に駆動されるようになつている。この丄一 Z ₂方向がパンチ 1 8の挿入経路である。

前記パンチ 1 8には、図 3に示すように、前記固定掴み型 2， 3における徐変加工用型面 9， 1 0に対応するテーパ状の型面 1 8 aと、該型面 1 8 aの下側において Y ₂方向が上昇する傾斜面で形成した底面 1 8 bと、型面 1 8 aの上部において前記拡径加工用型面 1 1， 1 2に対応する鉛直状の型面 1 8 cが形成されており、該パンチ 1 8の下部が先細状に形成されている。

次に拡管加工方法について説明する。

先ず、パンチ 1 8による加工前において、加工されるワーク 6の素管部 6 aの一端部を予めダイス等によって拡径し、図 1乃至図 3に示すように、素管部 6 a の軸芯 Aと同芯の徐変部 6 bと拡径部 6 cを成形する。なお、拡径部 6 cの開口端面 6 dは、図 3に示すように、ワーク 6を掴み型にセットした場合に略水平になるように、素管部 6 aの軸芯 Aに対して傾斜して形成されている。すなわち、前記パンチ 1 8の揷入経路 Zェ—Z 2に対して略直角になるように形成されている。

次で、図 2に示すように、可動型保持体 3 aを駆動手段である油圧シリンダ 5 により後退させて開いた状態において、ワーク 6を、図 1乃至図 3に示すように固定掴み型 2に嵌合する。すなわち、素管部 6 aを挟持溝 7に嵌合し、徐変部 6 bと拡径部 6 cを徐変加工用型面 9及び拡径加工用型面 1 1内に位置させる。そして、油圧シリンダ 5を前進作動させて可動型保持体 3 aを矢印 X i方向へ移動し、その可動掴み型 3を固定掴み型 2に接触させて、両掴み型 2， 3でワーク 6 を掴み保持する。

これにより、ワーク 6は図 1及び図 3に示すように、、一 Y。方向において鉛直線 Bに対し所定角度 Θ分傾斜し、かつ開口端面 6 dが鉛直（パンチ 1 8の挿入経路）に対して略直交方向に配置されて固定される。

次に、パンチ 1 8を手動によって Y 一 Y ₂方向に移動し、そのパンチ 1 8を図 3に示すように、そのパンチ 1 8の軸芯 Fが拡径加工用型面 1 1， 1 2の軸芯 Dよりも Υェ方向に若干偏位する位置におく。すなわち、パンチ 1 8のテーパ状の底面 1 8 bが前記開口端面 6 dの Y ₂方向の端部 6 eと干渉しない位置におく。これを原位置とする。

次で、昇降駆動手段である油圧シリンダ 1 4を下降作動し、そのロッド 1 4 a、フローティング支持機構 1 7を介してパンチ 1 8を略鉛直に Z ₂方向に下降させる。この下降により、先ずパンチ 1 8が、図 4に示すように、その底面 1 8 b力 S ワーク 6の開口端面 6 dの端部 6 eと干渉することなくワーク 6の拡径部 6 c内に進入し、端部 6 eがパンチ 1 8の型面 1 8 aに当接する。

また、ワークの開口端面 6 dがパンチ 1 8の進入方向に対して略直交方向に形成されているので、すなわち、開口端面 6 dがパンチ 1 8の進入方向に対向して開口しているので、パンチ 1 8の挿入が容易に行われる。

そして、図 4の状態から更にパンチ 1 8を下降させると、鉛直線に対する傾斜角度が小さい型面 1 8 aによってワーク 6の拡径部 6 cは拡管される。このとき、前記ワーク 6の端部 6 eは、パンチ 1 8の型面 1 8 aに当接した状態から外側へ押し拡げられるため、この端部 6 eの拡管が良好に行える。このパンチ 1 8の進入による拡管作用により、パンチ 1 8には拡径加工用型面 1 1， 1 2における Y i側の面に拘束されて Y ₂方向への反力（荷重）が作用する。そのため、パンチ 1 8は、前記原位置からフローティング支持機構 1 7によつて Υ ₂方向に従動的に移動しながら図 5の状態まで下降し、ワーク 6の徐変部 6 b及び拡径部 6 cは、図 5に示すように、パンチ 1 8の型面 1 8 aと徐変加工用型面 9， 1 0とによって素管部 6 aに対して傾斜した軸芯 Cからなる徐変部 6 Πこ成形され、また、パンチ 1 8の鉛直状の型面 1 8 cと拡径加工用型面 1 1， 1 2によって鉛直の軸芯 Dを有する拡管部 6 gに成形され、かつこれら徐変部 6 f と拡管部 6 gは一連に一体成形される。

この成形後、油圧シリンダ 1 4を上昇作動してパンチ 1 8をワーク 6の拡管部 6 gより上昇脱型し、可動型保持体 3 aを油圧シリンダ 5で後退させて、両型 2， 3を開き、ワーク 6を取り出す。

なお、本第 1実施例のようにワーク 6の拡管側を、拡管加工前に予め拡径しておくことにより、拡管作業が良好に行える。

図 6は本発明による第 2実施例を示す。

本第 2実施例は、前記第 1実施例における Tスロット構造からなる Y ₂— Y ₂ 方向へのフローティング支持機構 1 7に加えて、更にパンチ 1 8が X — Χ ₂方向にも自由に移動できる第 2のフローテイング支持機構 2 0を設けたものである。すなわち、前記 Υ — Υ ₂方向へのフローティング支持機構 1 7における案内部材 1 5に、 X i—X ₉方向に形成した逆 Τ型のスロット 2 1 aを有するレール 2 1を固設し、該レール 2 1のスロット 2 1 aに X 丄 X ₂方向の案内面を有する逆 T型の案内部材 2 2を摺動可能に嵌合し、該案内部材 2 2を前記昇降駆動手段である油圧シリンダ 1 4のロッド 1 4 aに固着している。

その他の構造は前記第 1実施例と同様であるため、同一部分には前記と同一の符号を付してその説明は省略する。

本第 2実施例においても、パンチ 1 8を前記第 1実施例と同様に下降することにより、ワーク 6を前記と同様に加工できる。更に、本第 2実施例においては、前記 —Y ₂方向へのフローティング支持機構 1 7とは別に X ₂方向へのフローティング支持機構 2 0を付加したので、パンチ 1 8の Y Y ₂方向の移動方向、すなわちスロット 1 6 aと案内部材 1 5の Y 一 Y ₂方向とワーク 6 の軸芯 Aの傾斜する方向とを正確に合致させる必要がない。

すなわち、パンチ 1 8の移動方向と Yェ一 Y。とワーク 6の軸芯 Aの傾斜方向とが不一致の場合には、パンチ 1 8が Y ₂方向へ移動した場合にパンチ 1 8に X i— Χ ₂方向への荷重が作用してパンチ 1 8の挿入ができなくなるが、本第 2 実施例のように、 X — X ₂方向へのフローティング支持機構 2 0を設けることによってパンチ 1 8が X ₁ 一 Χ ₂方向にも従動的に移動し、拡管加工を無理なく良好に行うことができる。

したがって、前記第 1実施例においては、掴み型 2， 3及びフローティング支持機構 1 7を Υェ一 Υ ₂方向に対して高い精度で形成する必要があるのに対し、本第 2実施例においてはその必要がなく、装置の簡易化を図ることができる。図 7乃至図 1 0は本発明による第 3実施例を示す。

本第 3実施例は前記第 2実施例のように、 2個のフローティング支持機構を設けたものの他の例を示す。

図 7及び図 8において、固定型保持体 2 aと可動型保持体 3 aは前記図 1及び図 2に示す実施例と同様に構成され、固定型保持体 2 aには固定掴み型 2が備えられ、可動型保持体 3 aには可動掴み型 3が備えられている。

この第 3実施例では、拡管加工前のワークとして、図に示すように、素管部 6 hの一端部に、予めスピニング加工やダイス加工によって縮径部 6 iを、その軸芯 G (図 9参照）が素管部 6 hの軸芯 Aより偏芯させて成形したワークを使用した。また、そのワーク 6 Aの縮径部 6 iの開口端面 6 dは、前記と同様にワーク 6 Aをセットした場合に略水平になるように形成されている。

更に、固定掴み型 2と可動掴み型 3における拡径加工用型面 1 1， 1 2は図 9 に示すように、その軸芯 Dが鉛直に対して前記 Υ _λ 一 Υ ₂方向に傾斜した傾斜面に形成されている。

前記固定掴み型 2側と可動掴み型 3側におけるその他の構造は前記第 1実施例と同様であるため、同様の部分には前記と同一の符号を付してその説明は省略する。

前記固定掴み型 2の上部には、昇降手段である油圧シリンダ 1 4が不動状態に垂設されており、そのロッド 1 4 aの下端には第 1支枠 3 0が固着されている。該第 1支枠 3 0の下部にはリニァレール 3 1が前記 Y ₂ 一 Y ₂方向に配置されているとともに該リニアレール 3 1に第 2支枠 3 2がべァリング 3 3によって丫丄一 Y ₂方向に自由に移動（遊動）可能に備えられ、これらによって丫ェ— Υ ₂方向への第 1のフローティング支持機構 3 4を構成している。

前記第 2支枠 3 2の下部にはリニアレール 3 5が前記 X！一 Χ ₂方向に配置されているとともに、該リニアレール 3 5にパンチ支持体 3 6がベアリング 3 7によって — Χ ₂方向に自由に移動（遊動）可能に備えられ、これらによって Χ — X ₂方向への第 2のフローティング支持機構 3 8を構成している。パンチ支持体 3 6の下側には口ッド 3 9が垂設され、該ロッド 3 9の下端にパンチ 1 8 Αが固着されている。

前記パンチ 1 8 Aは、その軸芯が、図 9に示すように、前記掴み型 2， 3における拡径加工用型面 1 1， 1 2の軸芯 Dと同方向（Y — Y ₂方向）に傾斜して形成されており、下部に前記掴み型 2， 3における徐変加工用型面 9， 1 0に対応するテーパ状の型面 1 8 aを形成し、上部に拡径加工用型面 1 1， 1 2に対応するように Y ₂方向において傾斜した型面 1 8 dを有する。

前記第 1支枠 3 0には第 1の原位置復帰手段を構成するエアシリンダ 3 9が Y — Y ₂方向に配置固着されているとともにその口ッド 4 0の先端が前記第 2 支枠 3 2に固着されており、該エアシリンダ 3 9内へのエアーの供給によりロッド 4 0が進出して第 2支枠 3 2が第 1支枠 3 0の対向片 3 0 aに当り、パンチ 1 8 Aが丫ェ一 Y ₂方向の原位置に復帰するようになっている。また、エアシリンダ 3 9内のエアーの出入りを自由にすることにより、第 2支枠 3 2の丫ェ一 Υ。方向の移動が自由になるように構成されている。

また、前記第 2支枠 3 2には、第 2の原位置復帰手段を構成するエアシリンダ 4 1が X〗一X ₉方向に配置固着されているとともに、そのロッド 4 2の先端が前記パンチ支持体 3 6に固着されており、該エアシリンダ 4 1内へのエアーの供給によりロッド 4 2が進出してパンチ支持体 3 6が第 2支枠 3 2の対向片 3 2 a に当り、パンチ 1 8 Aが Xェ一 X ₂方向の原位置に復帰するようになっている。また、エアシリンダ 4 1内のエア一の出入りを自由にすることにより、パンチ支持体 3 6の X _} 一 X ₂方向の移動が自由になるように構成されている。

なお、前記エアシリンダ 3 9， 4 1の代わりに油圧シリンダを使用してもよい。次に本第 3実施例における加工方法について説明する。

先ず、図 7及び図 8に示すように予め成形されたワーク 6 Aを前記実施例と同様に固定掴み型 2と可動掴み型 3で図 7に示すように傾斜状態で挟持して固定する。

次で、エアシリンダ 3 9とエアシリンダ 4 1にエアーを供給してパンチ 1 8 A を Y i— Y ₂方向及び Xェ一 X ₂方向に対して加工開始位置である原位置に設定する。

この原位置設定後は、両エアシリンダ 3 9， 4 1のエア一の出入りを自由にし、パンチ 1 8 Aをェ一 X ₂方向と — Y ₂方向に遊動可能にする。

次でエアシリンダ 1 4を下降作動してそのロッド 1 4 aを下動する。これにより、パンチ 1 8 Aは鉛直方向に下降し、図 9に示すように、パンチ 1 8 Aの先部がワーク 6 Aの開口端面 6 dから縮径部 6 i内に挿入される。このとき、開口端面 6 dにおける Y。方向の端部 6 eはパンチ 1 8 Aのテーパ状の型面 1 8 aにより内側から外側へ押し拡げられる。したがって、前記従来のような干渉はない。更に、パンチ 1 8 Aを下降すると、そのパンチ 1 8 Aの軸芯と拡径加工用型面 1 1， 1 2の軸芯が図 3の Dのように鉛直に対して傾斜しているため、パンチ 1 8 Aには丫ェ方向へ誘導する荷重が作用する。この荷重が作用すると、前記第 1 のフローティング支持機構 3 4により第 2支枠 3 2が Y 方向に従動し、パンチ 1 8 Aが方向へ従動する。そのため、パンチ 1 8 Aは方向に移動しながら縮径部 6 i内に進入し、図 1 0に示すように、パンチ 1 8 Aと徐変加工用型面 9 , 1 0及び拡径加工用型面 1 1， 1 2により、素管部 6 hの一端部に素管部 6 hの軸芯 Aに対して偏芯した徐変部 6 j と、素管部 6 hの軸芯 Aに対して傾斜した拡管部 6 kがー体に成形される。

前記の拡管加工後、エアシリンダ 1 4によってパンチ 1 8 Aを上動させると、前記の第 1のフローティング支持機構 3 4によってパンチ 1 8 Aは前記の揷入と逆の経路で上昇して拡管部 6 kより脱型する。

したがって、本実施例のように、パンチ 1 8 A及び拡径加工用型面 1 1， 1 2 の軸芯が鉛直に対して傾斜していても、すなわち拡径加工用型面 1 1 , 1 2の Y i方向側が負角となっていても、容易かつ確実に拡管加工ができる。

更に、本第 3実施例においても X〗一 X ₂方向へのフローティング支持機構 3 8を設けたので、前記第 2実施例と同様に、加工時において、パンチ 1 8 Aに Xェ— ₂方向の荷重が作用した場合には、パンチ 1 8 Aがその荷重方向へ従動し、前記と同様に装置の簡易化を図ることができる。

図 1 1乃至図 1 4は本発明による第 4実施例を示す。

本第 4実施例は、フローティング支持機構を掴み型側に設けたものである。図 1 1及び図 1 2において、ベース 1上に備えられた固定型保持体 2 a、可動型保持体 3 a、駆動手段 5、固定掴み型 2、可動掴み型 3及びワーク 6 Aは前記第 3実施例と同様であるため、同一部分には前記と同一符号を付してその説明は省略する。

前記ベース 1の下部に配置した台部 1 a上には前記 Y — Y ₂方向にリニアレール 4 0が配置されており、該リニアレール 4 0上に摺動部材 4 1が Υ — Υ ₂ 方向へ移動可能に設けられ、これらにより丫ェ一 Υ ₂方向の第 1のフローテイング支持機構 4 2が構成されている。前記摺動部材 4 1上には支板 4 3が固着され、該支板 4 3上にリニァレール 4 4が前記 X ₁ 一 X ₂方向に配置固着され、該リニァレール 4 4上に摺動部材 4 5が X ₁ 一 X 2方向に移動可能に設けられている。このリニァレール 4 4と摺動部材 4 5により X丄一 X。方向の第 2のフローティング支持機構 4 6を構成している。そして前記摺動部材 4 5に前記のベース 1が固着されている。

前記台部 1 aには第 1の原位置復帰手段を構成するエアシリンダ 4 7が Y丄一 Y ₂方向に配置固着されているとともにその口ッド 4 7 aが前記支板 4 3に固着されており、該エアシリンダ 3 9内へのエアの供給によりロッド 4 7 aが所定の位置に進出して両掴み型 2， 3が Yェ一 Y ₂方向の原位置に復帰するようになつている。

また、前記支板 4 3には、第 2の原位置復帰手段を構成するエアシリンダ 4 8 が X — X ₂方向に配置固着されているとともにそのロッド 4 8 aが前記べ一ス 1に固着されており、該エアシリンダ 4 8内へのエアの供給により口ッド 4 8 a が所定位置に進出して両掴み型 2， 3が Xェ一 X ₂方向の原位置に復帰するようになっている。

前記固定掴み型 2の原位置における上部には昇降駆動手段であるエアシリンダ 1 4が鉛直に配置固設されており、そのロッド 1 4 aの下端にはパンチ 1 8 Aが固着されている。該パンチ 1 8 Aは前記図 7乃至図 1 0に示す第 3実施例のパンチ 1 8 Aと同様に形成されている。

本第 4実施例における加工方法について説明する。

先ず、前記実施例と同様に、ワーク 6 Aを固定掴み型 2に嵌合し、エアシリンダ 5を作動して可動掴み型 3を前進させてワーク 6 Aを両掴み型 2， 3で挟持固定する。

次で、エアシリンダ 4 7にエアーを供給して両掴み型 2， 3を — Y ₂方向の原位置に設定するとともにエアシリンダ 4 8にエアーを供給して両掴み型 2，

3をェ一 X 2方向の原位置に設定する。

その後、両エアシリンダ 4 7， 4 8のエアの出入りを自由にする。

次で、エアシリンダ 1 4を下降作動してパンチ 1 8 Aを鉛直方向に下降し、該パンチ 1 8 Aをワーク 6 Aの縮径部 6 iの開口部から図 1 3に示すように揷入する。この挿入時に、パンチ 1 8 Aと拡径加工用型面 1 1， 1 2の軸芯が前記のように傾斜しているため、両掴み型 2， 3が Y ₂方向へ従動する。したがって、両掴み型 2， 3が Υ ₂方向に移動しながらパンチ 1 8 Αが挿入され、ワーク 6 Aの縮径部 6 iが図 1 4に示すように徐変部 6 j と拡管部 6 kに成形される。

この拡管加工後、エアシリンダ 1 4によってパンチ 1 8 Aを上動させると、前記の第 2のフローティング支持機構 4 2によって両掴み型 2 , 3が丫方向に移動してパンチ 1 8 Aは前記の揷入とは逆の経路で脱型する。

更に、この第 4実施例においても Xェ一 X ₂方向へのフローティング支持機構 4 6を設けたので、パンチ 1 8 Aによる加工時において両掴み型 2， 3に一 X ₂方向の荷重が作用した場合には、両掴み型 2， 3がその荷重方向へ従動し、前記と同様に装置の簡易化を図ることができる。

図 1 5及び図 1 6は第 5実施例を示す。

本第 5実施例は、前記図 Ί乃至図 1 0に示す第 3実施例における原位置復帰手段 3 9， 4 1を、常時原位置方向へ付勢する付勢手段で形成したもので、図の例ではパネを使用した例を示す。

すなわち、前記図 7及び図 8における第 1支枠 3 0と第 2支枠 3 2間に、第 2 支枠 3 2を常時 Y ₂方向へ付勢するパネ 5 0を介在し、第 2支枠 3 2とパンチ支持体 3 6間に、パンチ支持体 3 6を常時 Χ ₂方向に付勢するパネ 5 1を介在したものである。

その他の構造は前記図 7及び図 8に示す構造と同様であるため、前記と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

本第 5実施例においても前記第 3実施例と同様の作用、効果を発揮する。更に、本実施例においては、パンチ 1 8 Αによる加工時において、そのパンチ 1 8 Aが方向へ移動する際に、このパンチ 1 8 Aに、その移動方向と反対側（Y ₂方向側）への付勢力が作用し、パンチ 1 8 Αのブレ等を防止することができ、加工の高精度化に貢献する。

なお、前記実施例においては、ワーク側とパンチ側のいずれか一方を水平方向 ( X！ - X ₂ ^ Y — Y ₂方向）に移動するようにしたが、ワーク側とパンチ側の双方を水平方向（X — Χ ₂、丫ェー Υ ₂方向）に移動させるようにしてもよレ、。

また、前記実施例ではワークを、その開口端面が上向きになるように配置した力ワークをその開口端面が横向きになるように配置してパンチを前記横向きの開口端面から略水平に挿入する場合は、鉛直面内において前記 X Χ ₂及び Υ — Υ ₂方向を設定する。

更に、前記図 1 1乃至図 1 4に示す復帰手段 4 7 , 4 8を、前記図 1 5及び図 1 6に示したようなパネからなる付勢手段で構成してもよい。

なお、前記ワークの拡管部及び徐変部の横断面形状は、図 1 7 Αから図 1 7 F に示すような、楕円や略三角形、略四角形などの異形でもよい。この場合には、前記のパンチの形状とワーク掴み型の形状を前記の異形に合った形状に形成するとともに、ワーク掴み型を、ワークの加工後にそのワークを取り出せるようにする。

発明の効果以上のようであるから、本発明によれば、金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをワークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工方法において、パンチをワークの管軸に対して所定の角度でワークの開口端から揷入し、かつ、このパンチの挿入時にパンチおよび/またはワークが、パンチの挿入経路に対して略直交方向に移動しつつ拡管加工することにより、ワークの軸芯に対して傾斜した軸芯を有する拡管部を形成できる。しかも、パンチをワークの開口端の中心位置から偏芯させてワークの開口端に干渉しないように揷入し、その後、パンチを、その挿入方向と略直交する方向に移動させることにより、ワークの開口端部をその内側から外側へパンチで押圧して前記従来のようなパンチとワーク開口端との千渉をなくしてワークを拡管できる。更に、前記図 2 2に示すような拘束型を用いることなく、ワークの軸芯に対する傾斜が異なる拡管部にも容易に対応できる。そのため、前記拘束型を使用する場合の問題を解消できる。更に、パンチの挿入経路に対して傾斜する徐変部も容易に成形できる。

また本発明では、上記拡管加工方法において、パンチを挿入する側のワークの開口端面がパンチの挿入経路に対して略直角になるように形成することにより、ワークの開口端面をパンチの挿入経路に対して略直交方向に形成でき、パンチの挿入が容易で、拡管が容易に行える。

さらに本発明では、上記拡管加工方法において、ワークが鉛直に対して傾斜して保持され、パンチの挿入経路が鉛直で、パンチおよび/またはワークの、ヮークの挿入経路に対する略直交方向の移動が水平方向の移動とすることにより、パンチの挿入経路が鉛直であるため、汎用の設備（プレス機、拡管機）が使用できるともに、パンチの挿入経路に対する略直交方向の移動が水平移動であるため、前記図 2 2に示す従来のような傾斜面を移動するものに比べてパンチがスムーズに移動し、傾斜による特定方向への移動も発生せず、高精度の拡管が可能になる。また本発明では、上記拡管加工方法において、パンチおよび Zまたはワークにおけるパンチの挿入経路に対する略直交方向の移動を少なくとも 2方向とすることにより、パンチおよび/またはワークを少なくとも 2方向に移動させることにより、そのパンチおよび Zまたはワークの移動方向と拡管部が傾斜する方向を合致させる必要がなく、設備の配置が簡易になる。

また本発明では、金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをワークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工装置において、ワークをパンチの挿入経路に対して傾斜状態に保持する掴み型と、パンチを前記挿入経路方向に移動させる駆動手段と、パンチおよび Zまたはヮ一クを、ワークの前記挿入経路に対して略直交方向に遊動可能に支持する支持機構を有する力 \ またさらにそのパンチを挿入する側のワークの開口端面がパンチの揷入経路に対し略直角になるように形成することにより、上記の拡管加工方法を達成できる。

更に、パンチおよび Zまたはワークを、ワークの挿入経路に対して略直交方向に移動させる構成として、遊動的に支持する構成としたことにより、ワークの挿入経路と直交する方向への移動がパンチおよびノまたはワークに作用する反力で従動的に自然に移動する。そのため、移動用の駆動手段を必要とせず、簡易な装置で良好な拡管ができる。

また本発明では、上記拡管加工装置において、ワークの掴み型が、ワークを鉛直に対して傾斜して保持するように形成され、パンチの挿入経路が鉛直方向に設定され、パンチおよび/またはワークの遊動方向が水平方向に設定されることにより、上記拡管加工方法を達成できる。

また本発明によれば、上記拡管加工装置において、パンチおよびノまたはヮークの遊動方向を少なくとも 2方向に設定することにより、上記拡管加工方法を達成できる。

また本発明によれば、上記拡管加工装置において、パンチおよび Zまたはヮークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設ければ、拡管加工終了後にパンチおよび Zまたはワークを拡管を開始する原位置へ復帰させることが自動的に行われ、作業者が手で復帰させる手間を省くことができ、作業の能率化を図ることができる。

また本発明では、上記拡管加工装置において、復帰手段を原位置側へ常時付勢する付勢手段とすると、更にパンチおよび Zまたはワークに、その水平方向における移動に対して反対方向への付勢力が常時作用するため、パンチやワークのブレ等を防止して拡管の高精度化に貢献できる。

そして、本発明によれば、金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをワークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工装置において、ワークを、その端部がパンチの揷入経路に対して傾斜するように固定保持する掴み型と、ワークをその挿入経路方向に移動させる駆動手段と、パンチをワークの揷入経路に対して略直交方向に遊動可能に支持する支持機構を有する構成とすることにより、ワークの掴み型よりも軽量なパンチ側を移動するようになるので、その移動構造を簡易に構成できる。

Claims

請求の範囲

1. 金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをヮークの開口端から揷入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工方法において、パンチをワークの管軸に対して所定の角度でワークの開口端から揷入し、かつ、このパンチの揷入時にパンチおよび zまたはワークが、パンチの挿入経路に対して略直交方向に移動しつつ拡管加工することを特徴とする管材の拡管加工方法。

2. 前記パンチを揷入する側のワークの開口端面が、前記パンチの前記挿入経路に対して略直角になるように形成されていることを特徴とする請求項 1記載の拡管加工方法。

3. 前記ワークが鉛直に対して傾斜して保持され、前記パンチの前記挿入経路が鉛直で、前記パンチおよび/またはワークの、前記ワークの揷入経路に対する略直交方向の移動が水平方向の移動であることを特徴とする請求項 1記載の拡管加工方法。

4. 前記ワークが鉛直に対して傾斜して保持され、前記パンチの前記挿入経路が鉛直で、前記パンチおよび/またはワークの、前記ワークの挿入経路に対する略直交方向の移動が水平方向の移動であることを特徴とする請求項 2記載の拡管加工方法。

5. 前記パンチおよび Zまたはワークにおける前記パンチの挿入経路に対する略直交方向の移動が少なくとも 2方向であることを特徴とする請求項 1記載の拡管加工方法。

6. 前記パンチおよび Zまたはワークにおける前記パンチの挿入経路に対する略直交方向の移動が少なくとも 2方向であることを特徴とする請求項 2記載の摅管加工方法。

7. 前記パンチおよび Zまたはワークにおける前記パンチの挿入経路に対する略直交方向の移動が少なくとも 2方向であることを特徴とする請求項 3記載の拡管加工方法。

8. 前記パンチおよび Zまたはワークにおける前記パンチの揷入経路に対する略直交方向の移動が少なくとも 2方向であることを特徴とする請求項 4記載の拡管加工方法。

9. 金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをヮークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工装置において、ワークをパンチの揷入経路に対して傾斜状態に保持する掴み型と、パンチを前記 δ 揷入経路方向に移動させる駆動手段と、パンチおよび/またはワークを、ワークの前記挿入経路に対して略直交方向に遊動可能に支持する支持機構を有することを特徴とする拡管加工装置。

10. 前記パンチを挿入する側のワークの開口端面が、前記パンチの揷入経路に対して略直角になるように形成されていることを特徴とする請求項 9記載の拡管0 加工装置。

11. 前記ワークの掴み型が、ワークを鉛直に対して傾斜して保持するように形成され、前記パンチの挿入経路が鉛直方向に設定され、前記パンチおよびノまたはワークの遊動方向が水平方向に設定されていることを特徴とする請求項 9記載の拡管加工装置。

5 12. 前記ワークの掴み型が、ワークを鉛直に対して傾斜して保持するように形成され、前記パンチの挿入経路が鉛直方向に設定され、前記パンチおよび Ζまたはワークの遊動方向が水平方向に設定されていることを特徴とする請求項 1 0記载の拡管加工装置。

13. 前記パンチおよびノまたはワークの遊動方向を少なくとも 2方向に設定し0 た請求項 9記載の拡管加工装置。

14. 記パンチおよび Ζまたはワークの遊動方向を少なくとも 2方向に設定した請求項 1 0記載の拡管加工装置。

15. 前記パンチおよびノまたはワークの遊動方向を少なくとも 2方向に設定した請求項 1 1記載の拡管加工装置。

5 16. 前記パンチおよび/またはワークの遊動方向を少なくとも 2方向に設定した請求項 1 2記載の拡管加工装置。

17. 記パンチおよび Ζまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 9に記載の拡管加工装置。

18. 前記パンチおよび Zまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 0に記載の拡管加工装置。

19. 前記パンチおよび Zまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 1に記載の拡管加工装置。

20. 前記パンチおよび Zまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 2に記載の拡管加工装置。

21. 前記パンチおよび Zまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 3に記載の拡管加工装置。

22. 前記パンチおよび Zまたはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 4に記載の拡管加工装置。

23. 前記パンチおよび/またはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 5に記載の拡管加工装置。

24. 前記パンチおよび/またはワークを、その遊動方向における拡管を開始する原位置側へ復帰させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項 1 6に記載の拡管加工装置。

25. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 1 7記載の拡管加工装置。

26. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 1 8記載の拡管加工装置。

27. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 1 9記載の拡管加工装置。

28. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 2 0記載の拡管加工装置。

29. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 2 1記載の拡管加工装置。

30. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 2 2記載の拡管加工装置。

31. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 2 3記載の拡管加工装置。

32. 前記復帰手段が、前記原位置側へ常時付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項 2 4記載の拡管加工装置。

33. 金属製の管材からなるワークの開口端側にパンチを配置して該パンチをヮークの開口端から挿入してワークの端部を拡径する管材の拡管加工装置において、ワークを、その端部がパンチの揷入経路に対して傾斜するように固定保持する掴み型と、ワークを前記の挿入経路方向に移動させる駆動手段と、パンチをワークの前記挿入経路に対して略直交方向に遊動可能に支持する支持機構を有することを特徴とする拡管加工装置。