WO2017098857A1 - バルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その成形装置 - Google Patents

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WO2017098857A1
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mold
molding
split
bulge processing
bellows
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PCT/JP2016/083480
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佐々木 勇
鈴木 啓司
中村 裕司
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株式会社昭和螺旋管製作所
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    • B21D37/02Die constructions enabling assembly of the die parts in different ways

Definitions

  • the present invention relates to a mold main body that performs bellows molding on the outer periphery of an element pipe by bulge processing, and is formed by a pair of molding split molds composed of a combination of an inner mold and an outer mold.
  • the present invention relates to a metal bellows molding method for bulge processing of an outer rotation type capable of reducing the plate thickness of the bellows to reduce the pitch interval of the bellows, and a molding apparatus therefor.
  • a metal bellows molding apparatus for bulge processing for example, as shown in FIG. 12, a mold body 1 having a pair of split molds 2, 2 as a set, is divided into half split holes of both split molds 2, 2. 2a and 2a hold the outer periphery of the raw pipe P in the radial direction and constrain it, and a plurality of divided molds 2, 2,... As shown in FIGS. 2B and 2C, both ends of the raw pipe P are sealed with end cap members 6 and 6, and the internal pressure of the raw pipe P is increased by a liquid inflow device (not shown), The half-split holes 2 a, 2 a are fitted to the U-shaped convex portions 2 b ...
  • Reference numerals 3 are support shaft holes established at the four corners of the mold body 1.
  • the support shaft shafts 4 passing through the support shaft holes 3. This prevents the tube axis from collapsing in the axial direction.
  • the upper split mold 2 and the lower split mold 2 are fixed via a clamp member 7 (see FIG. 13 (a)), FIG.
  • FIG. 3 there are also those in which the upper split mold 2 and the lower split mold 2 are engaged with a clamp member 7 by a rotation method.
  • split mold performed by a combination of an inner mold and an outer mold.
  • a molding apparatus is disclosed in which both the mold and the clamper have a half-crack shape, and the joining surface of the molding die and the joining surface of the clamper are perpendicular to each other (See the right column on page 1, right column, lines 2 to 1, lines 3 to 4, etc., see FIGS. 1 to 2).
  • the split molds 2 and 2 are constituted by inner molds 8 and 8 and outer molds 9 and 9.
  • the inner mold shafts 8b and 8b that pass through the inner mold shaft holes 8a and 8a and the outer mold shafts 9b and 9b that pass through the outer mold shaft holes 9a and 9a are supported by the inner mold shafts 8b and 8a.
  • 9 and 9 are slidably and rotatably combined, and a rotational force is applied to the inner molds 8 and 8 at once, so that the split surfaces 8c and 8c of the inner molds 8 and 8 are split surfaces 9c of the outer molds 9 and 9. , 9c, and an inner mold rotating system that rotates between a combination position that matches with 9c and a molding position that does not match.
  • the acting direction of the resultant force between the inner molds 8 and 8 and the outer molds 9 and 9 can prevent the separation of the inner molds 8 and 8 by the rigidity of the outer molds 9 and 9.
  • Patent Document 3 discloses that a bellows pipe having a small outer diameter of about 4 mm to 7 mm is proposed from a metal circular pipe. It wasn't something to do.
  • Patent Document 4 proposes a technique for reducing the bellows pitch shape by making the bellows cross-sectional shape v-shaped, but it is a proposal mainly for continuous die forming and not by bulging.
  • the inner-type rotating type has the disadvantage that the inner pipe is directly sandwiched by the inner mold when the inner pipe P is bellows molded, so the inner mold is damaged by the inner mold P, etc. There is also a problem that it is not possible to perform blank tube forming with good yield by holding the bellows without damaging them.
  • Patent Document 3 and the like respond to a request for reducing the diameter of a bellows tube used in a fuel injection device having an outer diameter of about 5 mm and a pressure strength that can withstand a pressure of 20 MPa, but this is also handled by pressing. It is not a bulge processing.
  • patent document 4 uses v-shaped and shortens a pitch shape, it uses mainly continuous die shaping
  • the base tube in the case of bulge forming, the base tube must be processed with high precision while keeping the metal circular tube fluid-tight, so that the equipment becomes expensive due to the increase in size and complexity of the device, etc.
  • it has been difficult to form a bellows pipe having a small diameter by bulging and no effective proposal has been made so far.
  • the applicant of the present application has conducted intensive research in view of such circumstances, and configured the split mold by a combination of an inner mold and an outer mold, and completed the present invention to achieve the above-described technique by bulging. It is what I saw.
  • a mold body that performs bellows molding on the outer periphery of a raw tube by bulging is performed by a pair of split molds composed of a combination of an inner mold and an outer mold. It is an object of the present invention to provide a metal bellows molding method ⁇ for bulge processing of an outer mold rotation type capable of narrowing the pitch interval and preventing the falling of the split mold, and a molding apparatus therefor.
  • the present invention provides a metal bellows molding method for bulge processing by an outer mold rotation method, as described in claim 1, wherein the inner mold of the semicircular plate body sandwiching the raw tube and the inner mold are fitted.
  • a pair of split molds for molding consisting of outer molds of plates that are slidably and slidably combined are arranged in the axial direction, and are combined so as to be openable and closable via mutually facing surface portions, and the inner mold and the mold
  • the split mold for molding is transmitted from the rotary drive mechanism.
  • the outer mold drive shaft which is the support guide shaft
  • the outer mold is different from the inner mold with respect to the inner mold which holds the base tube and is maintained at a fixed position.
  • the inner mold and the outer mold are combined and molded through a V-shaped fitting mechanism on each inner peripheral surface portion.
  • the V-shaped fitting mechanism is formed by being cut into a V shape as it is from the outer peripheral surface ends of the inner mold and the outer mold.
  • the pair of split molds for molding are formed by being combined with a mating mechanism provided between the joint surfaces facing each other.
  • the split mold for molding is formed of a duplex stainless steel or super duplex stainless steel SUS304 steel sheet.
  • the molding die is inserted into the raw tube so as to be able to advance and retreat from one side, and when the insertion is completed, the core metal is in close contact with the fixing receiving cap on the other side. And a closed space is formed between the inner peripheral surface portion of the core tube and the outer peripheral surface portion of the core metal at the time of completion of insertion of the core metal into the core tube, and a bellows molding liquid is placed in the space portion.
  • a liquid amount adjusting mechanism that conducts through the liquid discharge hole of the cored bar is provided and molded.
  • the mold body includes the split mold for molding, the split mold for allowing the rotation shaft, and the split mold for rotation drive, and the split mold for rotation drive rotates.
  • Rotational force transmitted from the drive mechanism is transmitted to the outer mold drive shaft of the molding split mold while being inserted through the long hole of the rotary shaft allowing split mold, and the outer mold drive shaft is rotated.
  • the outer mold is rotated and moved to a different movement position from the inner mold with respect to the inner mold of the molding mold that is held in a fixed position by holding the raw tube by force. It is characterized by that.
  • a pair of forming split molds that are moved and combined with the outer mold of the plate body are arranged in the axial direction and combined to be openable and closable via the opposing surface portions, and the inner mold and the outer mold are combined.
  • the split mold for molding receives the rotational force transmitted from the rotational drive mechanism.
  • the outer mold drive shaft which is the support guide shaft
  • the outer mold is rotated to a moving position different from the inner mold with respect to the inner mold which holds the base tube and is maintained at a fixed position.
  • Serial in type and the said outer die is characterized by being combined through the mechanism fitting V-shaped inner peripheral surface of each other.
  • the V-shaped fitting mechanism is cut into a V shape as it is from the outer peripheral surface ends of the inner mold and the outer mold.
  • the pair of forming molds are combined with each other by providing a fitting mechanism between the joint surfaces facing each other.
  • the split mold for molding is formed of a SUS304 steel plate of a duplex stainless steel or a super duplex stainless steel.
  • the split mold for molding is inserted into the raw tube so as to be able to advance and retreat from one side, and when the insertion is completed, the core metal is in close contact with the fixed receiving cap on the other side.
  • a closed space is formed between the inner peripheral surface portion of the core tube and the outer peripheral surface portion of the core metal at the time of completion of insertion of the core metal into the core tube, and a bulge processing liquid is placed in the space portion.
  • a liquid amount adjusting mechanism that conducts through the liquid discharge hole of the cored bar is provided.
  • the mold body includes the split mold for molding, the split mold for allowing the rotation shaft, and the split mold for rotation drive, and the split mold for rotation drive rotates.
  • Rotational force transmitted from the drive mechanism is transmitted to the outer mold drive shaft of the molding split mold while being inserted through the long hole of the rotary shaft allowing split mold, and the outer mold drive shaft is rotated.
  • the outer mold is rotationally shifted to a different movement position from the inner mold with respect to the inner mold of the molding die that is held in place by holding the raw tube by force. To do.
  • a split mold composed of a combination of an inner mold and an outer mold to prevent the split mold from collapsing, and the V-shape between the inner mold and the outer mold.
  • the fitting mechanism reduces the thickness of the bellows so that the pitch interval between the bellows is narrowed, and the yield can be improved by an easy means with a simple structure that does not damage the raw tube.
  • the liquid amount adjusting mechanism provided with the cored bar inserted into the base pipe is closed between the inner peripheral surface part of the base pipe and the outer peripheral surface part of the cored bar when the core bar is inserted into the base pipe. Since the space portion is formed, the bellows can be quickly and easily formed by an easy means with a simple configuration with a small amount of bulge processing liquid.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of FIG. It is explanatory drawing which shows the split mold for shaping
  • FIG. 9 is a longitudinal explanatory view showing a comparison between FIG. 8 and a known example. It is a 2nd Example figure which shows the principal part of the apparatus which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing an outline of the apparatus
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic view showing a molding region at a central portion in FIG.
  • a mold body 10 that performs bellows molding is a horizontal molding apparatus that includes split molds 11 and 11 that can be opened and closed freely in the left and right sides in the figure, and is suitable for reducing the addition of load.
  • the apparatus may be a vertical apparatus.
  • a central portion of an oil pan 101 that is an oil receiver on the base 100 is a molding region, and the outer periphery of the raw tube P is sandwiched by the central portion of the mold body 10. Then, the bellows is bulged, and commands such as left and right opening / closing of the molding split molds 11 and 11 and axial compression / release are commanded.
  • the left side of the drawing is a molding cylinder area on the molding push side, which is advanced and retracted from the molding push side, and opens and closes the molding molds 11 and 11 that are the mold main body 10, and operations for compression and release. Make a command.
  • the right part in the figure is a receiving cylinder area which is a molding receiving side, which is a fixed side with respect to the molding die 11 and 11 to be advanced and retracted, and the molding die 11 and 11 are rotated in a closed state. Commands such as operation.
  • the upper and lower parts in the figure are the mold clamp cylinder region, and command the opening / closing operation of the divided molds 11 and 11.
  • 102 is a die set as a support frame
  • 103 is a mold clamp cylinder
  • 104 is a molding cylinder
  • 104a is a molding cylinder bracket
  • 104b is a seal lock cylinder
  • 104c is a molding presser seat
  • 104d is a molding nozzle
  • 105 is a plate opening / closing cylinder
  • 106 is a plate opening / closing movement guide by a linear mechanism
  • 107 is a receiving cylinder bracket
  • 107a is a seal lock cylinder
  • 107b is a molding nozzle
  • 107c is a stroke adjusting screw
  • 108 is an outer mold rotary servo motor
  • 109 is a molding side bearing.
  • 1 shows a split mold 16 for rotation
  • 110 shows a split mold 15 for rotating shaft that is a molding press plate
  • 111 shows a split mold 14 for split mold for molding side molding seal
  • 112 shows a receiving side bearing plate 1 shows a rotary drive split mold 16, 113 for a receiving side molding seal
  • a split mold 14 is shown.
  • FIG. 3 the compression of the molding molds 11, 11.
  • a die set 102 a plurality of a pair of split molds 11, 11 that are opened and closed on the left and right sides are arranged in a row, and the split molds 11, 11,.
  • a pair of split molds 14 and 14 for forming seals are arranged from the side.
  • Reference numeral 12 denotes an inner mold 13 and an outer mold.
  • the split molds 11 and 11 and the split molds 14 and 14 for molding seals are supported so that the rotary shaft permitting split molds 15 and 15 having arcuate long holes 15d and 15d are sandwiched from the outside.
  • gear cutting parts 16e and 16e are provided from the outside of these parts, and are mainly supported by rotation driving split dies 16 and 16 so as to drive the outer mold rotating shaft 19.
  • the rotary drive split mold 16 having the gear cutting portion 16e is connected to the rotation driving mechanism 21 while the gear 20 fitted to the gear cutting portion 16e is fitted.
  • the rotary drive mechanisms 21 and 21 have a drive shaft 21 that rotates in accordance with the driving of the outer rotary servomotor 108, and a plate movement guide 106 that moves these shafts 21 on the drive shaft 21.
  • the plate movement fixed plate 17 of the rotation drive mechanisms 21 and 21 is configured to cooperate while being fixed to the rotary shaft allowing split mold 15, and the lower side of the plate movement fixed plate 17 is a plate opening / closing movement guide 106.
  • the rotary shaft allowing split mold 15 is movable on the plate moving fixed plate 17 by being supported by a linear moving mechanism placed on the plate.
  • Each of the divided molds 11, 11/14, 14/15, 15/16, 16 is a center of the opposing surface portions 11a, 11a (linear end sides) of the pair of molding divided molds 11, 11 and the circular hole 11b. Expanded with a point as the base point.
  • the fitting fixing portion 102a is rotatably fitted inside the die set 102.
  • the fitting fixing portion 102a is rotatably fitted while the rotary driving split mold 6 having the gear cutting portion 16e is integrally assembled, and the gear 20 is meshed with the gear cutting portion 16e.
  • the gear 20 is inserted through the drive shaft 21 a and through the drive shaft 21 a through the rotary shaft allowing split mold 15, and is connected to an outer mold rotary servo motor 108 disposed outside the die set 102. ing.
  • the inner mold 12 is inserted into the inner mold 12, and the inner mold shaft 18 is connected to the rotary shaft allowing split mold 15 and the rotational drive. It is fixed to the die set 102 via the split mold 16 and the fitting fixing portion 102a.
  • the outer mold 143 of the molding molds 11 and 11 is inserted with an outer mold rotating shaft 19, and the outer mold rotating shaft 19 includes a rotating shaft allowing split mold 15 and a rotary drive split mold 16. And it is being fixed to the die set 102 via the fitting fixing
  • the outer mold rotary shaft 19 is driven by the transmission force of the gear cutting part 16e of the rotary drive split mold 16 due to the gear 20 accompanying the rotational operation of the drive shaft 21a accompanying the rotational operation of the outer mold rotary servo motor 108. It will be rotationally driven.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the split molds 11 and 11 for molding.
  • Each of the pair of left and right split molds 11 includes an inner mold 12 made of a semicircular plate body and an outer mold 13 of a rectangular plate body on which the inner mold 12 is fitted, and is assembled so as to be slidable with each other. It is.
  • the inner molds 12, 12... And the outer molds 13, 13... Are inserted with shafts serving as support guide shafts, and the inner molds 12, 12 each have two inner mold shaft holes 12c, 12c.
  • the outer molds 13 and 13 have two outer mold shaft holes 13c and 13c, respectively.
  • the inner mold shaft 18 is inserted into the inner mold shaft hole 12c, and the outer mold rotary shaft 19 is inserted into the outer mold shaft hole 13c to prevent the split molds 11 and 11 from falling in the axial direction. Yes.
  • the outer mold rotating shaft 19 not only prevents the axial tilting but also rotates the outer mold 13. In addition, this fall also has the support assistance of the connection pin 22, and can prevent a fall more well.
  • the inner mold 12 and the outer mold 13 are combined by a V-shaped fitting mechanism X. That is, the inner mold 12 and the outer mold 13 are V-shaped fitting mechanisms that are cut directly from the peripheral surface portion at the outer peripheral surface portion 12c of the inner mold 12 and the inner peripheral surface portion 13b of the outer mold 13 which are joint surface portions. It is slidably rotated through X.
  • a U-shaped convex portion 121a is provided on the inner peripheral surface portion 12b of the inner mold 12, and the raw tube P is sandwiched through the U-shaped convex portion 121a (circular hole 11B (semicircular hole 12b 12b), the bellows is caused to bulge around the outer periphery of the raw pipe P by the hydraulic pressure introduced into the raw pipe P.
  • the joint surface portion between the inner dies 12, 12 and the outer dies 13, 13 is made of gold. It coincides with the opposed surface portions 11a and 11a of the mold body 10.
  • the molding divided molds 11 and 11 are left and right open. Thereafter, as shown in FIG. 2 (b), the pair of split molds 11 and 11 are combined together and closed. After that, as shown in FIG. 3 (c), they are combined together and closed.
  • the rotational force transmitted from the rotation drive mechanism 21 is applied to the outer molds 13 and 13 via the... 19, so that only the outer molds 13 and 13 are left by 90 ° in the figure. Rotation transition in the direction. That is, as shown in FIG. 2C, the opposing surface portions 11a and 11a are located at different positions of the inner molds 12 and 12 and the outer molds 13 and 13, respectively. The rotational driving of the molding molds 11 and 11 will be described later.
  • the V-shaped fitting mechanism X includes a V groove 121b and a V convex 131b (see FIG. 8).
  • the V groove 121b and the V convex portion 131b may be provided on either the inner mold 12 or the outer mold 13 side. Accordingly, as shown in FIG. 9 (b), conventionally inner mold 12 and the outer mold 13 are the uneven fitting mechanism, it has required cash L fit on either side of the groove L 1 fitting.
  • a pitch spacing of 2.3 mm could be obtained exceeding the conventional limit.
  • the U-shaped convex portions 121a and 121a forming the bellows correspond to the narrowing of the fitting width ℓ 1 .
  • a fitting mechanism Y that firmly joins and combines the pair of molding dies 11, 11 will be described.
  • a fitting mechanism Y that firmly joins and combines each other is provided on each of the upper and lower portions.
  • This fitting machine Y (13f, 13g) is a strong combination of a pair of forming molds 11 and 11, and is configured to fit grooves and projections.
  • the design can be appropriately changed as long as the pair of split molds 11 and 11 are firmly and integrally assembled.
  • a second fitting mechanism Z is provided on the rear stage side of the fitting mechanism Y, and in addition to the fitting mechanism Y, the divided molds 11 and 11 can be firmly joined and combined. it can.
  • the fitting mechanism Z is provided with a convex portion and a concave groove.
  • the fitting mechanism Z is not limited to that shown in the figure, and any combination of the two can be achieved. Other shapes can be changed as appropriate.
  • the split molds 14 and 14 for split molds for molding seals sandwich the split molds 11 and 11 from the left and right, and are synchronized with the split molds 11 and 11 in cooperation with each other.
  • the plate thickness is formed to be thicker than the divided molds 11 and 11 for molding.
  • the rotary shaft allowing split molds 15 and 15 will be described.
  • the rotary shaft-accepting split molds 15 and 15 do not rotate by themselves while preventing the tilting in the axial direction.
  • the rotary molds 19/19 and 19/19 for outer molds are formed in the arcuate long holes 15d and 15d.
  • the rotary shaft-allowing split molds 15 and 15 are disposed at least on the left side (molding side) in the figure, and for the joining, the split molds 11 and 11 for molding and the split mold 14 for split mold for molding seals, 14 but with no rotation itself. That is, as shown in FIG.
  • arc-shaped long holes 15d and 15d are formed in the plate bodies of the pair of rotary shaft-allowing split molds 15 and 15, respectively.
  • the outer mold rotating shafts 19 and 19 of the outer molds 13 and 13 are inserted into the holes 15d and 15d.
  • the arc-shaped long holes 15d and 15d have a portion in the upper part of the left long hole 15d / 15d in the drawing and a portion in the right long hole 15d in the drawing, and a lower portion in the right long hole 15d in the drawing.
  • the long hole 15d on the left side in the figure is opened so that a part thereof is applied.
  • the outer mold rotary shafts 19/19 and 19/19 are driven to rotate in the arcuate long holes 15d and 15d while preventing the axial molds from collapsing, and the outer molds 13 and 13 are shifted by 90 °. Will be allowed to.
  • FIG. 4B shows a state in which the plates of the pair of rotary shaft-allowing split molds 15 and 15 are joined, and the arrangement in the arcuate long holes 15d and 15d of the outer rotary shafts 19/19 and 19/19. Indicates.
  • the figure (c) only the outboard plate rotary shafts 19/19, 19/19 of the pair of rotary shaft permissible split dies 15, 15 are moved in the arcuate slots 15d, 15d. .
  • 15c and 15c are square-shaped outer peripheral parts.
  • the rotary drive split dies 16, 16 which are formed with threaded portions 15d on the outer peripheral surface portions 16c, 16c and are transmitted from the rotational drive mechanism 21 via the threaded portions 15d.
  • the rotary drive split dies 16, 16 rotate the outer molds 13, 13 of the molding split dies 11, 11 by themselves rotating.
  • the rotary drive split dies 16, 16 Each comprises a plate having a pair of semicircular hollow portions 16e, 16e, and the outer periphery thereof comprises semicircular outer peripheral surface portions 16c, 16c.
  • the opposed surface portion 16a shifts from the open state of FIG. 1A to the closed state of FIG. The rotation is shifted in the direction.
  • a bellows is formed on the raw tube by the molds 11 and 11 for molding.
  • the inner molds 12 and 12 and the outer mold 13 and Out of the shafts 18, 18/19, 19, the outer rotary shafts 19, 19/19, 19 move through arcuate slots 15 d, 15 d in the rotary shaft-accepting split molds 15, 15. It will be.
  • the rotational force transmitted from the rotational drive mechanism 21 is transmitted to the outer rotary shaft 19/19. This is transmitted to the outer mold rotating shaft 19/19, and the outer molds 13 and 13 are rotationally moved by a predetermined range with respect to the inner molds 12 and 12 which are always held at fixed positions.
  • the outer mold rotating system is adopted, and the mold body 10 including the inner molds 12 and 12 and the outer molds 13 and 13 each consisting of one split mold 11 and 11 directly holds the raw tube P as in the prior art.
  • the raw tube P is not damaged as in the case of the internal rotation method.
  • the rotary drive split dies 16, 16 transmit the rotational force transmitted from the rotary drive mechanism 21 to the molding split dies 11, 11, and the outer dies 13, 13 of the molding split dies 11, 11. Is rotated.
  • the rotational drive of the outer mold 1 3 ⁇ ⁇ ⁇ is not shown in FIG. 4 ⁇ . It may be configured to be transmitted, but the design can be changed as another mechanism.
  • FIG. 10 shows a liquid amount adjusting mechanism applied to the present invention.
  • the liquid amount adjusting mechanism 23 is provided in a lower region between the molds 11 and 11 that are opened and closed in the left and right directions of the forming region, and is a core metal that constitutes a main part of the liquid amount adjusting mechanism 23.
  • 27 and its advance / retreat mechanism move up and down from the lower region between the split molds 11 and 11 for molding.
  • the metal core 27 has a hollow liquid feeding path 27a and a bellows forming hole 27b, and is inserted into the raw tube P by the metal core pushing mechanism 26. It comes into close contact with a certain receiving side cap 25.
  • the bellows molding liquid is conducted and filled in the sealed space S through the bellows molding hole 27b of the cored bar.
  • the bellows forming liquid is subjected to bellows processing as the raw tube P is compressed.
  • the receiving cap 25 has an air hole 25a.
  • the space part S sealed between the raw pipes P can be formed as a smaller space part than in the prior art.
  • the bellows molding pressure is constant as before, but the bellows molding pressing force (pushing force) is small, and the bellows molding can be performed with a small amount of water and low power consumption.
  • the radial size of the cored bar 27 to be inserted the space S in the pipe P is adjusted, and the amount of liquid for the bellows bulging introduced into the pipe P is adjusted. To be adjusted.
  • the left side in the figure is a molding-side cap 24 that is a molding region
  • the right side in the figure is a receiving-side cap 25 that is a molding receiving side.
  • a cored bar pushing mechanism 26 is in contact with the molding side cap 24 on the left side in the drawing.
  • the core metal pushing mechanism 26 has an oilless push 2 6 b..., Or a 0 ring 2 to seal the core metal 27 together with a flange portion 26a that abuts the molding side cap 2 4 at its end.
  • 6 c ⁇ ⁇ ⁇ is provided.
  • 2 7 a ⁇ is a liquid introduction hole in the metal core 27, and 2 5 a is an air hole in the receiving side cap 25.
  • FIG. 11 shows a connecting pin hole 13e, which is provided in the outer molds 13 of the split molds 1 and 1, and the connecting pins 22 are attached through the connecting pin holes 13e so that each split metal is attached. It is a freely connecting and retracting pin that acts to arrange the molds at equal intervals.
  • the connecting pin holes 13e are arranged at equal intervals around the center of the circle as shown in the figure so that the divided molds are equally spaced.
  • the split molds 11 and 11 may be formed not only from a SUS304 steel plate but also from a duplex stainless steel or super duplex stainless steel SUS304 steel plate.
  • SUS304 type steel plate made of duplex stainless steel or SUS304 type steel plate made of super duplex stainless steel has the characteristic of high hardness apart from corrosion resistance and other characteristics, so it can be made thin and utilize its hardness. . Therefore, the inner molds 12 and 12 and the outer molds 13 and 13 of the molding molds 11 and 11 are combined, and the inner molds 12 and 12 and the outer molds 13 and 13 are thinned by the V-shaped fitting mechanism X. Since the pitch width can be narrowed, a duplex stainless steel SUS304 steel plate that is hard and can be thinned is used.
  • the metal bellows forming method for bulge processing made of stainless steel and the metal bellows forming apparatus can be provided.
  • the present invention can also be applied to a metal bellows forming method for bulge processing of stainless steel having a large, thick and thick anticorrosive property as a large-diameter pipe and a metal bellows forming apparatus. Further, the present invention can be applied to processing of any other raw material other than the raw pipe and the raw pipe.
  • P Element tube 10 Mold body 11, 11 Split mold 11a, 11a Opposing surface portion 11B Circular hole (semi-circular holes 12b, 12b) 12, 12 Inner mold 12a of mold for molding 12a Opposing surface part 12b Inner peripheral surface part 121a U-shaped convex part 121b V convex part 12c Outer peripheral surface part 12d Inner mold shaft hole 12e Semi-circular holes 13, 13 Outer mold 13a of molding die for molding Opposing surface part 13b Inner peripheral surface part 131b V-groove 13c Outer peripheral surface part 13d Outer shaft hole 13e Connecting pin hole (many) 13f Concave and convex fitting mechanism 13g at upper and lower end parts Concave and convex fitting mechanism 14 and 14 set in the vicinity of upper and lower end parts Split mold 15 for molding seal 15 and 15 Split mold for rotating shaft allowance 15a Opposing surface part 15b Inner peripheral surface part 15c outer peripheral surface portion 15d long hole 15e formed in an arcuate shape semicircular hole 15f shaft hole 16 split

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Abstract

バルジ加工によりベローズ成形を行うに際し、内型と外型との組み合わせる一対の成形用分割金型によって成形し、板厚の薄板化を図り、かつベローズのピッチ間隔を狭くする外型回転方式のバルジ加工用金属ベローズ成形。バルジ加工のベローズにおいて、上記成型用分割金型11は、回転駆動機構21から伝達される回転力を支持用ガイドシャフトの外型用駆動シャフト19に伝達し、素管Pを保持して定位置に維持されている内型12に対し外型13を内型12とは異なる移動位置に回転移行させると共に、内型12と外型13とがV状嵌め合い機構Xを介して組み合わす。

Description

[規則26に基づく補充 11.01.2017] バルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その成形装置
この発明は、バルジ加工により素管外周にベローズ成形を行う金型本体に係り、内型と外型との組み合わせよりなる一対の成形用分割金型によって形成すると共に、該成形用分割金型の板厚の薄板化を図かってベローズのピッチ間隔を狭くすることが可能な外型回転方式のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法 、及び、その成型装置に関する。
従来、バルジ加工用の金属ベローズ成型装置は、例えば図12に示すように、一対の分割金型2、2を一組とする金型本体1を、両分割金型2、2の半割穴2a、2aで素管P の外周を径方向に挟持して拘束し、この複数の分割金型2、2・・・を管体軸方向に多数列設させると共に、図示しない駆動装置によって管体軸方向に移動させ、同図(b)(c)に示すように、素管P の両端側を端キャップ部材6、6により密封し、図示しない液流入装置によって素管P の内圧を高め、半割穴 2 a、2 a の U字状凸部 2 b ・・・に嵌め合わせて軸方向に移動させ、波形のベローズ(蛇腹部)を形成するようにしている。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。
その他、金型本体 1の倒れを防ぐためには、上側の分割型2と下側の分割型2とをクランプ材7を介して固定するものや(図13(a)参照)、同図(b)に示すように、上側の分割型2と下側の分割型2とをクランプ材7を回動方式によって係り止めするものなどもある。
一方、上記のような分割金型の他に、内型と外型の組み合わせによって行う分割金型もある。例えば、特許文献1のように、成形型とクランパーとがともに半割れ形状を有し、成形型の接合面とクランパ-の接合面とが直角をなすようにする成形装置が開示されている(公報第1頁右欄第 2 1行目~第3 4行目など参照、第 1図乃至第 2 図参照)。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。
一方、バルジ加工においてベローズ管の外径を小径化したいという要望もあるが、従来よりバルジ加工においてベローズ加工の小径化は難しいとされており、少なくとも6mm程度がその限度であった。例えば、特許文献3には、金属製円管からベローズ管を外径が4mm~7mm程度の小径を提案するものが開示されているが、これはプレス加工によって成形するものであって、バルジ加工においてなすものではなかった。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。
特開昭55-165233号 特開平10-080729号 特開2009-012045号 特開2009-08184号
金属製ベローズ管を成形する方法として、(1)ロール成形方法、(2)液圧成形方法、(3)溶接による方法、(4)電着による方法等があるが、バルジ成形に際しては金型本体の軸方向の倒れを防ぐことが必須の要件である。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3などは、燃料噴射装置に使用されるベローズ管を外径5mm前後で圧力20MPaに耐え得る耐圧強度を有する小径化の要請の応じるものであるが、これまたプレス加工で対応するものであってバルジ加工で対応するものではない。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。
このように、バルジ成形の場合には、金属製円管を液密に保持しつつ素管を高精度に加工しなければならないため、装置の大型化や複雑化により設備が高価となるなどの問題を有し、特に、口径の小さいベローズ管をバルジ加工により成形するのは難しいとされ、現在までなんら有効な提案はされてはいなかった。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。
この発明は、バルジ加工により素管外周にベローズ成形を行う金型本体を、内型と外型との組み合わせよりなる一対の分割金型によって行うと共に、分割金型の薄板化を図ってベローズのピッチ間隔を狭くすることができ、分割金型の倒れを防止することが可能な外型回転方式のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法 、及び、その成型装置の提供を目的とする。
この発明は、外型回転方式によるバルジ加工用の金属ベローズ成型方法として、請求項1記載のように、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バルジ加工において、上記成型用分割金型は、回転駆動機構から伝達される回転力を上記支持用ガイドシャフトである外型用駆動シャフトに伝達し、上記素管を保持して定位置に維持されている上記内型に対し上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させると共に、上記内型と上記外型とが互いの内周面部のV状嵌め合い機構を介して組み合されて成形されることを特徴とする。
また、請求項2記載のように、上記V状嵌め合い機構は、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端からそのままV状に切り込まれてて成形されることを特徴とする。
また、請求項3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成形されることを特徴とする。
また、請求項4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系鋼板によって成形されることを特徴とする。
また、請求項5記載のように、上記成形用分割金型は、上記素管内に一方側より進退自在に挿入されると共に、挿入完了時には他方側となる固定用受け側キャップに密着する芯金を有し、かつ上記芯金の素管内挿入完了時には上記素管の内周面部と上記芯金の外周面部との間に閉じられた空間部を形成し、上記空間部内にベローズ成形用液を上記芯金の液噴出孔を介して導通する液量調整機構を備えて成形されることを特徴とする。
また、請求項6記載のように、上記金型本体は、上記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を備え、上記回転駆動用分割金型が回転駆動機構から伝達される回転力を、上記回転シャフト許容用分割金型の長孔を挿通しつつ上記成型用分割金型の外型用駆動シャフトに伝達し、かつ上記外型用駆動シャフトの回転力により、上記素管を保持して定位置に維持されている上記成型用分割金型の上記内型に対して上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させて成形されることを特徴とする。
外型回転方式によるバルジ加工用の金属ベローズ成型装置として、請求項7記載のように、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バルジ加工において、上記成型用分割金型は、回転駆動機構から伝達される回転力を上記支持用ガイドシャフトである外型用駆動シャフトに伝達し、上記素管を保持して定位置に維持されている上記内型に対し上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させると共に、上記内型と上記外型とが互いの内周面部のV状嵌め合い機構を介して組み合されることを特徴とする。
また、請求項8記載のように、上記V状嵌め合い機構は、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端からそのままV状に切り込まれていることを特徴とする。
また、請求項9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ることを特徴とする。
また、請求項10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。
また、請求項11記載のように、上記成形用分割金型は、上記素管内に一方側より進退自在に挿入されると共に、挿入完了時には他方側となる固定用受け側キャップに密着する芯金を有し、かつ上記芯金の素管内挿入完了時には上記素管の内周面部と上記芯金の外周面部との間に閉じられた空間部を形成し、上記空間部内にバルジ加工用液を上記芯金の液噴出孔を介して導通する液量調整機構を備えることを特徴とする。
また、請求項12記載のように、上記金型本体は、上記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を備え、上記回転駆動用分割金型が回転駆動機構から伝達される回転力を、上記回転シャフト許容用分割金型の長孔を挿通しつつ上記成型用分割金型の外型用駆動シャフトに伝達し、かつ上記外型用駆動シャフトの回転力により、上記素管を保持して定位置に維持されている上記成型用分割金型の上記内型に対して上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させることを特徴とする。
この発明によれば、バルジ加工用の金属ベローズ成形に際し、内型と外型との組み合わせよりなる分割金型あって、分割金型の倒れを防ぐと共に、内型と外型とのV状の嵌め合い機構によって薄板化を図ってベローズのピッッチ間隔を狭くし、素管を傷つけない簡単な構造で容易な手段で歩留まりの向上を図ることができる。
また、成形に際しては、素管内に挿入される芯金を備えた液量調整機構により、芯金の素管内挿入完了時には素管の内周面部と芯金の外周面部との間に閉じられた空間部を形成することとなるので、少ないバルジ加工用液で簡単な構成により容易な手段でスピーディにベローズ成形を行うことができる。
この発明に係る装置の概略構成を示す平面図である。 図 1におけるA-A 線断面図である。 図 1の模式図である。 成形用分割金型を示す説明図である。 回転シャフト許容用分割型を示す説明図である。 回転駆動用分割金型を示す説明図である。 成形用分割金型の斜視図である。 成形用分割金型の縦断説明図である。 図8と公知例の対比を示す縦断説明図である。 この発明に係る装置の要部を示す第2実施例図である。 分割金型の連結ピン機構を示す説明図である。 従来のバルジ成形装置の説明図である。 従来のクランプ方式を示す説明図である。 従来の内型外型用分割金型を示す説明図である。
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。
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1において、基台100上(図2参照)の油受けであるオイルパン101の中央部位は成形領域とされ、金型本体10の中心部で素管Pを挟持して素管Pの外周にベローズを膨出させ、成形用分割金型11、11の左右開閉や軸方向の圧縮・解放などの動作を指令する。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。
なお、102は支持枠であるダイセツト、103は型クランプシリンダ、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分割金型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。
次に、図3の模式図により、成形用分割金型11、11・・・の圧縮時を動作とともに説
明する。
同図において、ダイセツト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。
成形用分割金型11、11および成形シール用分割金型用分割金型14、14は、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。
 すなわち、ダイセット102の内側には嵌め合い固定部102aが回転可能に嵌め合わされている。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、素管Pを挟持する成形用分割金型11、11は、内型12は内型用シャフト18が挿通され、この内型用シャフト18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。また、成形用分割金型11、11の外型143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の回転動作に伴う歯車20が回転駆動用分割金型16の歯切り部16eがらの伝達力により回転駆動されることとなる。
次に、各部の形状の詳細構成を示す。
図4は、成形用分割金型11、11の説明図である。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。
内型12と外型13は、V状嵌め合い機構Xによって組み合されている。すなわち、内型12と外型13は、互いに接合面部である内型12の外周面部12cと外型13の内周面部13bとにおいて、上記周面部より直接的に切り込まれるV状嵌め合い機構Xを介して回転可能に摺動される。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。
同図(a)に示すように、金型本体10の初期状態では、成形用分割金型11、11は左右開状態とされている。その後に、図(b)に示すように、一対の成形用分割金型11、11は一体的に組み合わされ閉状態とされる。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・・・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。
V状嵌め合い機構Xは、V溝121bとV凸部131b(図8参照)からなる。なお、このV溝121bとV凸部131bとは内型12と外型13のどちら側に設けてもよい。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ℓ1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ℓ1の狭小化に伴って対応することとなる。
 次に、一対の成形用分割金型11、11のそれぞれを互いを強固に接合し組み合わす嵌め合い機構Yを説明する。
すなわち、その上下部のそれぞれには、図7に示すように、互いを強固に接合し組み合わす嵌め合い機構Yが設けられている。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。
また、この嵌め合い機構Yの後段部側は第2の嵌め合い機構Zが設けられており、嵌め合い機構Yに加えさらに強固に成形用分割金型11、11を強固に接合し組み合わせることができる。この嵌め合い機構Zも上記嵌め合い機構Yと同様に、凸部と凹溝とが設けられているが、図示したものに限定されず、両者を強固に一体的に組み合すものであればその他の形状は適宜変更可能である。
成形シール用分割金型用分割金型14、14は、その左右から成形用分割金11、11を挟持するものであり、成形用分割金11、11と互いに協働して同期されるもので、主要な作用としての水密的にシールするために、その板厚が成形用分割金型11、11よりも肉厚に形成されている。
次に、図5により、回転シャフト許容用分割金型15、15について説明する。
この回転シャフト許容用分割金型15、15は、軸方向の倒れを防止しつつ自らは回動しないが、弓状の長孔15d、15d内を外型用回転シャフト19/19、19/19が移動する。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(b)は、一対の回転シャフト許容用分割金型15、15の板体が接合した状態と、外型回転シャフト19/19、19/19の弓状の長孔15d、15d内の配置を示す。
  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。
次に、図6より、その外周面部16c、16cにねじ切り部15dが形成され、このねじ切り部15dを介して回転駆動機構21から伝達される回転駆動用分割金型16、16を説明する。
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。
本実施例は、以上ように構成されているので、成形用分割金型11、11とによって素管にベローズを形成するのであるが、その際には、内型12、12と外型13、13を貫く各シャフト18、18/19、19のうち外型用回転シャフト19、19/19、19がこの回転シャフト許容用分割金型15,15内の弓状長孔15d、15dを移動することとなる。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。
また、回転駆動用分割金型16,16は、回転駆動機構21より伝達された回転力を成形用分割金型11、11に伝達し、成形用分割金型11、11の外型13,13を回動駆動することとなる。 なお、この外型 1 3 の回転駆動は、図4 では図示していないが、所望の位置に歯切り部1 6 e を設け、歯車 2 0を介して回転駆動機構 2 1からの回転力が伝達されるよう構成すればよいが 、その他の機構として設計変更が可能である。
図10は、本発明に適用する液量調整機構を示す。
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。
図中の左側は、成形領域である成形側キャップ24であり、図中の右側は成形受け側である受け側キャップ25であり、両者によって素管 P の両端を密封する。図中左側の成形側キ ャップ24には、芯金押し込み機構26が当接されている。具体的には、この芯金押し込み機構26は、その端部に成形側キャップ2 4に当接するフランジ部26aと共に、芯金27と密封すべくオイルレスプッシュ2 6 b・・・や 0 リング2 6 c ・・・が設けられている。 なお、 2 7 a は芯金27における液導入孔であり、2 5 aは受け側キャップ25における空気孔である。
図11は、連結ピン孔13eであり、分割金型 1 1、1 1の外型13、13に設けられ、この連結ピン孔13e を介して連結ピン22・・・が取り付けられ、各分割金型を等間隔に整理するための作用をなす出没自在な連結ピンである。なお、この連結ピン孔13e ・・・は、各分割金型を等間隔にすべく図示のように円中心を中心として等間隔に配置されている。
 また、成型用分割金型11、11は、SUS304系の鋼板により成形するだけではなく、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系の鋼板により成形してもよい。 二相ステンレス製のSUS304系の鋼板あるいはスーパー二相ステンレス製のSUS304系の鋼板は、耐食性やその他の特性はともかくとして硬度が硬いという特徴を有するので、薄板化しその硬度性を活用することができる。 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。
産業上の利用可能性
地中などに埋設される水道管やガス管などの屈曲配管などの他に、医療分野・化学分野あるいは航空分野などへのフレキシプルパイプの進出を図る上で、小型で薄くさらなる防食性などを有するステンレス製のバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置とすることができる。また、反対に大径管として大型で厚くさらなる防食性などを有するステンレス鋼のバルジ加工用の金属ベローズ成形方法、及び、その金属ベローズ成形装置としても適用することができる。また、その他の素管や素管以外のあらゆる加工素材の処理に適用できる。
P        素管
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        成形シール用分割金型用分割金型
112        回転駆動用分割金型
113         成形シール用分割金型用分割金型
 
 
 

Claims (12)

  1. 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バルジ加工において、上記成型用分割金型は、回転駆動機構から伝達される回転力を上記支持用ガイドシャフトである外型用駆動シャフトに伝達し、上記素管を保持して定位置に維持されている上記内型に対し上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させると共に、上記内型と上記外型とが互いの内周面部のV状嵌め合い機構を介して組み合され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。
  2. 上記V状嵌め合い機構は、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端からそのままV状に切り込まれてて成形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。
  3. 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。
  4. 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系鋼板によって成形されることを特徴とする請求項1、2または3記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法。
  5. 上記成形用分割金型は、上記素管内に一方側より進退自在に挿入されると共に、挿入完了時には他方側となる固定用受け側キャップに密着する芯金を有し、かつ上記芯金の素管内挿入完了時には上記素管の内周面部と上記芯金の外周面部との間に閉じられた空間部を形成し、上記空間部内に成形用液を上記芯金の液噴出孔を介して導通する液量調整機構を備えて成形されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法。
  6. 上記金型本体は、上記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を備え、上記回転駆動用分割金型が回転駆動機構から伝達される回転力を、上記回転シャフト許容用分割金型の長孔を挿通しつつ上記成型用分割金型の外型用駆動シャフトに伝達し、かつ上記外型用駆動シャフトの回転力により、上記素管を保持して定位置に維持されている上記成型用分割金型の上記内型に対して上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させて成形されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型方法。
  7. 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バルジ加工において、上記成型用分割金型は、回転駆動機構から伝達される回転力を上記支持用ガイドシャフトである外型用駆動シャフトに伝達し、上記素管を保持して定位置に維持されている上記内型に対し上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させると共に、上記内型と上記外型とが互いの内周面部のV状嵌め合い機構を介して組み合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装置。
  8. 上記V状嵌め合い機構は、上記内型と上記外型のそれぞれの外周面端からそのままV状に切り込まれていることを特徴とする請求項8記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。
  9. 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ることを特徴とする請求項7または8記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。
  10. 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7、8または9記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。
  11. 上記成形用分割金型は、上記素管内に一方側より進退自在に挿入されると共に、挿入完了時には他方側となる固定用受け側キャップに密着する芯金を有し、かつ上記芯金の素管内挿入完了時には上記素管の内周面部と上記芯金の外周面部との間に閉じられた空間部を形成し、上記空間部内にバルジ加工用液を上記芯金の液噴出孔を介して導通する液量調整機構を備えることを特徴とする請求項7、8、9または11記載のバルジ加工用の金属ベローズ成型装置。
  12. 上記金型本体は、上記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を備え、上記回転駆動用分割金型が回転駆動機構から伝達される回転力を、上記回転シャフト許容用分割金型の長孔を挿通しつつ上記成型用分割金型の外型用駆動シャフトに伝達し、かつ上記外型用駆動シャフトの回転力により、上記素管を保持して定位置に維持されている上記成型用分割金型の上記内型に対して上記外型を上記内型とは異なる移動位置に回転移行させることを特徴とする請求項1、2、3、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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