(57)【要約】【課題】本発明は、鋼管の直径及び長さが大きい場合でも容易に且つ安価に拡管又は縮管加工し得る拡管金型及び縮管金型、及び各金型装置を提供する。【解決手段】本発明は、管（１３）の管径を拡大するよう加工する拡管金型において、金型ベース（３１）と、該金型ベース（３１）に固定されて軸方向に伸びる芯金型（３２）と、前記芯金型（３２）の先端に固着された先端金型（３３）と、前記金型ベース（３１）と前記先端金型（３３）との間にて、前記芯金型の外周に嵌合され且つ外径寸法が前記先端金型（３３）側から前記金型ベース側へ向けて徐々に大きくなる所定外形寸法（Ｄ１〜Ｄ３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）を有する外周リング金型（３４、５１、５３）と、を備え、前記管（１３）の内径部が、少なくとも前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）に押込み方向に押し当てられたときに、前記管（１３）の管径が拡大加工される拡管金型である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管（１３）の管径を拡大するよう加工する拡管金型において、
金型ベース（３１）と、
該金型ベース（３１）に固定されて軸方向に伸びる芯金型（３２）と、
前記芯金型（３２）の先端に固着された先端金型（３３）と、
前記金型ベース（３１）と前記先端金型（３３）との間にて、前記芯金型の外周に嵌合され且つ外径寸法が前記先端金型（３３）側から前記金型ベース側へ向けて徐々に大きくなる所定外形寸法（Ｄ１〜Ｄ３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）を有する外周リング金型（３４、５１、５３）と、を備え、
前記管（１３）の内径部が、少なくとも前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）に押込み方向に押し当てられたときに、前記管（１３）の管径が拡大加工される、拡管金型。
【請求項２】
請求項１に記載の拡管金型において、
前記金型ベース（３１）、芯金型（３２）及び先端金型（３３）はボルト（３６〜３８）により互いに一体固定されている、拡管金型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の拡管金型において、
前記外周リング金型（３４、５１、５３）は、軸方向に積重された二以上の部分外周リング金型（３４Ａ〜３４Ｅ、５１Ａ〜５１Ｅ、５３Ａ〜５３Ｅ）から構成された、拡管金型。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の拡管金型において、
前記先端金型（３３）は、その外周に外径寸法が先端側から前記金型ベース側へ向けて徐々に大きくなる外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）を有し、前記管（１３）の内径部が最初に該外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）により拡管加工される、拡管金型。
【請求項５】
請求項４に記載の拡管金型において、
前記先端金型（３３Ａ〜３３Ｃ）の外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）と、前記前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）とは、テーパ角度値が互いに異なる、拡管金型。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の拡管金型において、
前記先端金型（３３Ａ、３３Ｂ）はその先端側に管（１３）を案内するガイド部（３３ａ１、３３ｂ１）を有する、拡管金型。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の拡管金型において、
少なくとも前記先端金型（３３）及び外周リング金型（３４、５１、５３）はＳＫＤ１１材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に外周表面を鏡面仕上げして形成されている、拡管金型。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の拡管金型が、管を複数段階で拡管するために複数組分（１５Ａ〜１５Ｃ）設けられ、
各組（１５Ａ〜１５Ｃ）の前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外径寸法（Ｄ１〜Ｄ３）が、所定の寸法関係（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）を満たすように異なり、
前記管（１３）が複数組の拡管金型（１５Ａ〜１５Ｃ）により順次拡管加工されてその内径寸法が順次拡大される、拡管金型セット。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の少なくとも一つの前記拡管金型（１５Ａ〜１５Ｃ）と、
前記金型ベース（３１）に隣接して、前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周近傍に設けられた離型部材（１６）とを備える金型装置であって、該離型部材（１６）により、拡管加工を終了した管（１３）を、前記押込み方向とは逆方向へ押し戻して前記外周リング金型（３４、５１、５３）及び先端金型（３３）から離間させる、拡管金型装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の拡管金型装置であって、
前記金型ベース（３１）又はこれと一体の部材に取付けた第１の検出部材（４４）と、前記離型部材（１６）に取り付けた第２の検出部材（４５）とからなる検出装置（４３）を備え、前記離型部材（１６）が拡管加工される前記管（１３）により押圧されて移動されたときに、該検出装置（４３）により管（１３）の拡管加工終了を検出する、拡管金型装置。
【請求項１１】
管（１３）の管径を縮小するよう加工する縮管金型において、
金型ベース（３１Ａ）と、
該金型ベース（３１Ａ）に固定されて軸方向に伸びる外周筒形金型（６１）と、
前記外周筒形金型（６１）の先端に固着された先端筒形金型（６２）と、
前記金型ベース（３１Ａ）と前記先端筒形金型（６２）との間にて、前記外周筒形金型（６１）の内周に嵌合され且つ内径寸法が前記先端筒形金型（６２）側から前記金型ベース側へ向けて徐々に小さくなる所定内径寸法（ｄ１〜ｄ３）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）を有する内周リング金型（６３、７８、７９）と、を備え、
前記管（１３）の外径部が、少なくとも前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）に対して押込み方向に押し当てられたときに、前記管（１３）の管径が縮小加工される、縮管金型。
【請求項１２】
請求項１１に記載の縮管金型において、
前記金型ベース（３１Ａ）、外周筒形金型（６１）及び先端筒形金型（６２）はボルト（６５〜６７）により互いに一体固定されている、縮管金型。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の縮管金型において、
前記内周リング金型（６３）は、軸方向に積重された二以上の部分内周リング金型（６３Ａ〜６３Ｄ、７８Ａ〜７８Ｄ、７９Ａ〜７９Ｄ）から構成された、縮管金型。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３の何れかに記載の縮管金型において、
前記先端筒形金型（６２）は、その内周に内径寸法が先端側から前記金型ベース側へ向けて徐々に小さくなる内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）を有し、前記管（１３）の外径部が最初に該内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）により縮管加工される、縮管金型。
【請求項１５】
請求項１４に記載の拡管金型において、
前記先端筒形金型（６２）の内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）と、前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）とは、テーパ角度値が互いに異なる、拡管金型。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れかに記載の縮管金型において、
前記先端金型（６２）はその先端側に管（１３）を案内するガイド部（６２ａ１、６２ｂ１）を有する、縮管金型。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６の何れかに記載の縮管金型において、
少なくとも前記先端金型（６２）及び内周リング金型（６３、７８、７９）はＳＫＤ１１材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に内周表面を鏡面仕上げして形成されている、縮管金型。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７の何れかに記載の縮管金型が、管を複数段階で縮管するために複数組分（２１Ａ〜２１Ｃ）設けられ、
各組（２１Ａ〜２１Ｃ）の前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内径寸法（ｄ１〜ｄ３）が、所定の寸法関係（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３）を満たすように異なり、
前記管（１３）が複数組の縮管金型（２１Ａ〜２１Ｃ）により順次縮管加工されてその外径寸法が順次縮小される、縮管金型セット。
【請求項１９】
請求項１１乃至１８の何れかに記載の縮管金型と、
前記金型ベース（３１Ａ）に隣接して、前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内周近傍に設けられた離型押圧部材（７３）とを備える金型装置であって、該離型押圧部材（７３）により、縮管加工を終了した管（１３）を前記押込み方向とは逆方向へ押し戻して前記内周リング金型（６３、７８、７９）及び先端金型（６２）から離間させる、縮管金型装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の縮管金型装置であって、
前記金型ベース（３１Ａ）又はこれと一体の部材（７１）に取付けた第１の検出部材（４４）と、前記離型部材（１６）に取り付けた第２の検出部材（４５）とからなる検出装置（４３）を備え、前記離型押圧部材（７３）が縮管加工される前記管（１３）により押圧されて移動されたときに、該検出装置（４３）により管（１３）の縮管加工終了を検出する、縮管金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管、特に鋼管の直径が大きくなるよう（拡管）又は小さくなるよう（縮管）加工するための金型、及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車給油管等の比較的小径の鋼管の端部を拡管加工するには、例えば、特開２００１−１７９３６８号公報に示す如く、鋼管１の開口部側に、金型としてのポンチ２の先端テーパ部を押込んで（逆に言えば、鋼管１の開口部をポンチ２の先端テーパ部に嵌合させて押込み）、鋼管１の開口部側端部の直径を拡大（拡管）していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７９３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に記載される従来の鋼管の拡管装置では、金型としてのポンチ２が一体部材で有るため、例えば鋼管電柱に使用する鋼管の如く、鋼管の拡管変形部分の直径及び長さが大きい場合には、ポンチ２の形状及び重量が大きくなり、材料費も高くなり、また鋼管１を複数段階に分けて順次大きな径になるよう拡管変形させたい場合には、複数種類のポンチ２を用意する必要が有って、一層コストが高くなるという問題点があった。
【０００５】
また、鋼管を縮管させる場合にも同様の問題点があった。
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、鋼管の拡管又は縮径変形させたい部分の直径及び長さが大きい場合でも、容易に且つ安価に拡管又は縮径加工が可能な拡管金型及び縮管金型、及び各金型装置と提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による拡管金型は、
管（１３）の管径を拡大するよう加工する拡管金型において、
金型ベース（３１）と、
該金型ベース（３１）に固定されて軸方向に伸びる芯金型（３２）と、
前記芯金型（３２）の先端に固着され且つ外径寸法が先端側から前記金型ベース側へ向けて徐々に大きくなる外周テーパ部（３３ａ）を有する先端金型（３３）と、
前記金型ベース（３１）と前記先端金型（３３）との間にて、前記芯金型の外周に嵌合され且つ外径寸法が前記先端金型（３３）側から前記金型ベース側へ向けて徐々に大きくなる所定外形寸法（Ｄ１〜Ｄ３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）を有する外周リング金型（３４、５１、５３）と、を備え、
前記管（１３）の内径部が、少なくとも前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）に押込み方向に押し当てられたときに、前記管（１３）の管径が拡大加工される、拡管金型である。
【０００７】
好ましくは、前記金型ベース（３１）、芯金型（３２）及び先端金型（３３）はボルト（３６〜３８）により互いに一体固定されている、拡管金型。
また好ましくは、前記外周リング金型（３４、５１、５３）は、軸方向に積重された二以上の部分外周リング金型（３４Ａ〜３４Ｅ、５１Ａ〜５１Ｅ、５３Ａ〜５３Ｅ）から構成される。
【０００８】
更に好ましくは、前記先端金型（３３）は、その外周に外径寸法が先端側から前記金型ベース側へ向けて徐々に大きくなる外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）を有し、前記管（１３）の内径部が最初に該外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）により拡管加工される。
【０００９】
更に好ましくは、前記先端金型（３３Ａ〜３３Ｃ）の外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）と、前記前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）とは、テーパ角度値が互いに異なる。
【００１０】
更に好ましくは、前記先端金型（３３Ａ、３３Ｂ）はその先端側に管（１３）を案内するガイド部（３３ａ１、３３ｂ１）を有する。
更に好ましくは、少なくとも前記先端金型（３３）及び外周リング金型（３４、５１、５３）はＳＫＤ１１材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に外周表面を鏡面仕上げして形成される。
【００１１】
また、本発明は、上記拡管金型が、管を複数段階で拡管するために複数組分（１５Ａ〜１５Ｃ）設けられ、各組（１５Ａ〜１５Ｃ）の前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外径寸法（Ｄ１〜Ｄ３）が、所定の寸法関係（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）を満たすように異なり、前記管（１３）が複数組の拡管金型（１５Ａ〜１５Ｃ）により順次拡管加工されてその内径寸法が順次拡大される、拡管金型セットである。
【００１２】
更に、本発明は、少なくとも一つの前記拡管金型（１５Ａ〜１５Ｃ）と、前記金型ベース（３１）に隣接して、前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周近傍に設けられた離型部材（１６）とを備える金型装置であって、該離型部材（１６）により、拡管加工を終了した管（１３）を、前記押込み方向とは逆方向へ押し戻して前記外周リング金型（３４、５１、５３）及び先端金型（３３）から離間させる、拡管金型装置である。
【００１３】
好ましくは、前記金型ベース（３１）又はこれと一体の部材に取付けた第１の検出部材（４４）と、前記離型部材（１６）に取り付けた第２の検出部材（４５）とからなる検出装置（４３）を備え、前記離型部材（１６）が拡管加工される前記管（１３）により押圧されて移動されたときに、該検出装置（４３）により管（１３）の拡管加工終了を検出する。
【００１４】
また、他の本発明は、管（１３）の管径を縮小するよう加工する縮管金型において、
金型ベース（３１Ａ）と、
該金型ベース（３１Ａ）に固定されて軸方向に伸びる外周筒形金型（６１）と、
前記外周筒形金型（６１）の先端に固着され且つ内径寸法が先端側から前記金型ベース側へ向けて徐々に小さくなる内周テーパ部（６２ａ）を有する先端筒形金型（６２）と、
前記金型ベース（３１Ａ）と前記先端筒形金型（６２）との間にて、前記外周筒形金型（６１）の内周に嵌合され且つ内径寸法が前記先端筒形金型（６２）側から前記金型ベース側へ向けて徐々に小さくなる所定内径寸法（ｄ１〜ｄ３）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）を有する内周リング金型（６３、７８、７９）と、を備え、
前記管（１３）の外径部が、少なくとも前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）に対して押込み方向に押し当てられたときに、前記管（１３）の管径が縮小加工される。
【００１５】
好ましくは、前記金型ベース（３１Ａ）、外周筒形金型（６１）及び先端筒形金型（６２）はボルト（６５〜６７）により互いに一体固定されている。
また好ましくは、前記内周リング金型（６３）は、軸方向に積重された二以上の部分内周リング金型（６３Ａ〜６３Ｄ、７８Ａ〜７８Ｄ、７９Ａ〜７９Ｄ）から構成される。
【００１６】
更に好ましくは、前記先端筒形金型（６２）は、その内周に内径寸法が先端側から前記金型ベース側へ向けて徐々に小さくなる内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）を有し、前記管（１３）の外径部が最初に該内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）により縮管加工される。
【００１７】
更に好ましくは、前記先端筒形金型（６２）の内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）と、前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）とは、テーパ角度値が互いに異なる。
【００１８】
更に好ましくは、前記先端金型（６２）はその先端側に管（１３）を案内するガイド部（６２ａ１、６２ｂ１）を有する。
更に好ましくは、少なくとも前記先端金型（６２）及び内周リング金型（６３、７８、７９）はＳＫＤ１１材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に内周表面を鏡面仕上げして形成されている。
【００１９】
また本発明は、前記縮管金型が、管を複数段階で縮管するために複数組分（２１Ａ〜２１Ｃ）設けられ、
各組（２１Ａ〜２１Ｃ）の前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内径寸法（ｄ１〜ｄ３）が、所定の寸法関係（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３）を満たすように異なり、
前記管（１３）が複数組の縮管金型（２１Ａ〜２１Ｃ）により順次縮管加工されてその外径寸法が順次縮小される、縮管金型セットである。
【００２０】
また本発明は、前記縮管金型と、
前記金型ベース（３１Ａ）に隣接して、前記内周リング金型（６３、７８、７９）の内周近傍に設けられた離型押圧部材（７３）とを備える金型装置であって、該離型押圧部材（７３）により、縮管加工を終了した管（１３）を前記押込み方向とは逆方向へ押し戻して前記内周リング金型（６３、７８、７９）及び先端金型（６２）から離間させる、縮管金型装置である。
【００２１】
好ましくは、前記金型ベース（３１Ａ）又はこれと一体の部材（７１）に取付けた第１の検出部材（４４）と、前記離型部材（１６）に取り付けた第２の検出部材（４５）とからなる検出装置（４３）を備え、前記離型押圧部材（７３）が縮管加工される前記管（１３）により押圧されて移動されたときに、該検出装置（４３）により管（１３）の縮管加工終了を検出する、縮管金型装置である。
【発明の効果】
【００２２】
以下は、本発明から得られる効果である。
（１）  管（１３）を拡管する拡管金型が、大略、芯金型（３２）、先端金型（３３）及び外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）付き外周リング金型（３４、５１、５３）の３つの構成部品を組付けて構成されるので、芯金型（３２）は共通使用のままで先端金型（３３）及び外周リング金型（３４、５１、５３）を交換することにより、管（１３）の拡径寸法の変化に対応できるため、種々の拡管加工に対応でき、また芯金型（３２）の共通使用によりコストを低減し得る。
【００２３】
（２）  金型ベース（３１）、芯金型（３２）及び先端金型（３３）はボルトにより互いに一体固定されるため、組付け作業が簡単で且つ構成が堅固である。
（３）  外周リング金型（３４）は、軸方向に積重された二以上の部分外周リング金型（３４Ａ〜３４Ｅ）から構成されるため、外周リング金型（３４）の軸方向全長が大きいときは、一つの部材から製作するものに比して製作が容易になる。また、個々の部分外周リング金型（３４Ａ〜３４Ｅ）は小型化し得るから、ＴｉＣコーティング処理コストが低減される。また、部分外周リング金型（３４Ａ〜３４Ｅ）のいずれかが摩耗した際、当該摩耗した部分金型の交換のみでよくコストが低減される。また外周リング金型（３４）の一定全長の範囲内で個々の部分外周リング金型（３４Ａ〜３４Ｅ）の長さ寸法の変更や、複数の部分外周リング金型を一体化してモジュール化し得る等の汎用性もある。
【００２４】
（４）  先端金型（３３）に外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）を設けることにより、管（１３）の内径部が最初にある程度拡管加工されるため後工程の外周リング金型（３４、５１、５３）による拡管加工が容易になる。
【００２５】
（５）  先端金型（３３Ａ〜３３Ｃ）の外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）と、前記外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）とは、テーパ角度値が互いに異なる（例えば、前者のテーパ角度が後者のテーパ角度より大きい）ため、管（１３）を例えば、前者の外周テーパ部（３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃ）により所定径の嵌合部径まで拡径し、次いで後者の外周テーパ部（３４ａ、５１ａ、５３ａ）により上記嵌合部に所定のテーパ角度を付与することができる。
【００２６】
先端金型（３３）及び外周リング金型（３４、５１、５３）の外周テーパ部の異なるテーパ角度値に基づいて一つの管（１３）に異なるテーパ角度値の拡管部分を加工することも可能である。
【００２７】
（６）  先端金型（３３Ａ、３３Ｂ）はその先端側に管（１３）を案内するガイド部（３３ａ１、３３ｂ１）を有するため、パイプ（１３）は円滑且つ容易に外周リング金型（３４、５１）へ案内される。
【００２８】
（７）  少なくとも先端金型（３３）及び外周リング金型（３４、５１、５３）はＳＫＤ１１材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に外周表面を鏡面仕上げして形成されているため、先端金型（３３）及び外周リング金型（３４、５１、５３）の外周表面は硬くて滑りが良くしかも耐摩耗性が大きくなるので、管（１３）の加工時の押込み移動が円滑となると共に金型自体も傷みが無く耐久性が向上して、拡管加工を円滑に行い得る。
【００２９】
（８）  先端金型（３３）の少なくとも外周テーパ部（３３ａ）の形状と、外周リング金型（３４、５１、５３）の外径寸法とが異なるような複数組の拡管金型が設けられているため、管（１３）を段階的に拡管し得るので良好且つ幅広い拡管加工を行い得る。
【００３０】
（９）  拡管金型に隣接して離型部材（１６）を設けた金型装置を構成しているため、拡管加工を終了した管（１３）を当初の押込み方向とは逆方向へ押し戻して管（１３）を金型から容易に離間させることができる。
【００３１】
（１０）  離型部材（１６）に取り付けた検出装置（４３）により管（１３）の拡管加工終了を検出し得るため、正確な拡管加工を行い得る。
（１１）  管（１３）を縮管する縮管金型が、大略、外周筒形金型（６１）、先端筒形金型（６２）及び内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）付き内周リング金型（６３、７８、７９）の３つの構成部品を組付けて構成されるので、外周筒形金型（６１）は共通使用のままで先端筒形金型（６２）及び内周リング金型（６３、７８、７９）を交換することにより、管（１３）の拡径寸法の変化に対応できるため、種々の縮管加工に対応できまた外周筒形金型（６１）の共通使用によりコストを低減し得る。
【００３２】
（１２）  金型ベース（３１Ａ）、外周筒形金型（６１）及び先端筒形金型（６２）はボルトにより互いに一体固定されるため、組付け作業が簡単で且つ構成が堅固である。
（１３）  内周リング金型（６３）は、軸方向に積重された二以上の部分内周リング金型（６３Ａ〜６３Ｄ）から構成されるため、内周リング金型（６３）の軸方向全長が大きいときは、一つの部材から製作するものに比して製作が容易となる。また、個々の部分内周リング金型（６３Ａ〜６３Ｄ）は小型化し得るから、ＴｉＣコーティング処理コストが低減される。また、部分内周リング金型（６３Ａ〜６３Ｄ）のいずれかが摩耗した際、当該摩耗した部分金型の交換のみでよくコストが低減される。また内周リング金型（６３）の一定全長の範囲内で個々の部分内周リング金型（６３Ａ〜６３Ｄ）の長さ寸法の変更や、複数の部分内周リング金型を一体化してモジュール化し得る等の汎用性もある。
【００３３】
（１４）  先端筒形金型（６２）に内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）を設けることにより管（１３）の外径部が最初にある程度縮管加工されるため、後工程の内周リング金型（６３、７８、７９）による縮管加工が容易になると共に、先端筒形金型（６２）及び内周リング金型（６３、７８、７９）の内周テーパ部の異なるテーパ角度値に基づいて一つの管（１３）に異なるテーパ角度値の縮管部分を加工することも可能である。
【００３４】
（１５）  先端筒形金型（６２）の内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）と、内周リング金型（６３、７８、７９）の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）とは、テーパ角度値が互いに異なる（例えば、前者のテーパ角度が後者のテーパ角度より大きい）ため、管（１３）を例えば、前者の内周テーパ部（６２ａ２、６２ｂ２、６２ｃ）により所定径の嵌合部径まで縮径し、次いで後者の内周テーパ部（６３ａ、７８ａ、７９ａ）により上記嵌合部に所定のテーパ角度を付与することができる。
【００３５】
（１６）  先端筒形金型（６２）はその先端側に管（１３）を案内するガイド部（６２ａ１、６２ｂ１）を有するため、パイプ（１３）は円滑且つ容易に内周リング金型（６３、７８）へ案内される。
【００３６】
（１７）  少なくとも前記先端筒形金型（６２）及び内周リング金型（６３）はＳＫＤ１１材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に外周表面を鏡面仕上げして形成されているため、先端筒形金型（６２）及び内周リング金型（６３）の内周表面は硬くて滑りが良くしかも耐摩耗性が大きくなるので、管（１３）の加工時の押込み移動が円滑となると共に金型自体も傷みが無く耐久性が向上して、縮管加工を円滑に行い得る。
【００３７】
（１８）  先端筒形金型（６２）の少なくとも内周テーパ部（６２ａ）の形状と、前記内周リング金型（６３）の外径寸法とが異なるような複数組の縮管金型が設けられているため、管（１３）を段階的に縮管し得るので良好且つ幅広い縮管加工を行い得る。
【００３８】
（１９）  縮管金型に隣接して離型部材（７３）を設けた金型装置であるため、縮管加工を終了した管（１３）を当初の押込み方向とは逆方向へ押し戻して管（１３）を金型から容易に離間させることができる。
【００３９】
（２０）  離型押圧部材（７３）に取り付けた検出装置（４３）により管（１３）の縮管加工終了を検出し得るため、正確な縮管加工を行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る拡管金型及び縮管金型を適用した、拡管又は縮管加工装置の全体を示す平面図である。
【図２】図１に示した拡管又は縮管加工装置の側面図である。
【図３】図１に示した拡管又は縮管加工装置の正面図である。
【図４Ａ】図４Ａ及び図４Ｂは夫々、図１の加工装置の拡管金型部分を示す部分平面図及び図４Ａ中、４Ｂ−４Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ及び図４Ｂは夫々、図１の加工装置の拡管金型部分を示す部分平面図及び図４Ａ中、４Ｂ−４Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは夫々、図１の加工装置の管クランプの正面図及び側面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは夫々、図５のクランプが、管をクランプした状態を示す正面図及び側面図である。
【図７】本発明に係る拡管金型の第１の実施形態の外観斜視図である。
【図８】上記拡管金型の第１の実施形態の断面図である。
【図９】上記拡管金型の第２の実施形態の断面図である。
【図１０】上記拡管金型の第３の実施形態の断面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは夫々、上記拡管金型の外周リング金型の縦断側面図及び正面図である。
【図１２】本発明に係る縮管金型の第１の実施形態を切断して示す外観斜視図である。
【図１３】上記縮管金型の第１の実施形態の断面図である。
【図１４】上記縮管金型の第２の実施形態の断面図である。
【図１５】上記縮管金型の第３の実施形態の断面図である。
【図１６】図１６Ａ及び図１６Ｂは夫々、上記縮管金型の内周リング金型の縦断側面図及び正面図である。
【図１７−１】図１７Ａ乃至図１７Ｇは夫々、拡管金型により、管を拡管加工する工程を示す図である。
【図１７−２】図１７Ａ乃至図１７Ｇは夫々、拡管金型により、管を拡管加工する工程を示す図である。
【図１８】図１８Ａ及び図１８Ｂは夫々、管を段階的に拡管加工する際に、第１段階工程前の管単独状態、及び該管を第１の拡管金型に押込み加工終了した状態を示す図である。
【図１９】図１９Ａ及び図１９Ｂは夫々、同上、第２段階工程前の管単独状態、及び該管を第２の拡管金型に押込み加工終了した状態を示す図である。
【図２０】図２０Ａ及び図２０Ｂは夫々、同上、第３段階工程前の管単独状態、及び該管を第３の拡管金型に押込み加工終了した状態を示す図である。
【図２１】拡管加工を終了した管を示す図である。
【図２２−１】図２２Ａ乃至図２２Ｇは夫々、縮管金型により、管を縮管加工する工程を示す図である。
【図２２−２】図２２Ａ乃至図２２Ｇは夫々、縮管金型により、管を縮管加工する工程を示す図である。
【図２３】図２３Ａ及び図２３Ｂは夫々、管を段階的に縮管加工する際に、第１段階工程前の管単独状態、及び該管を第１の縮管金型に押込み加工終了した状態を示す図である。
【図２４】図２４Ａ及び図２４Ｂは夫々、同上、第２段階工程前の管単独状態、及び該管を第２の縮管金型に押込み加工終了した状態を示す図である。
【図２５】図２５Ａ及び図２５Ｂは夫々、同上、第３段階工程前の管単独状態、及び該管を第３の縮管金型に押込み加工終了した状態を示す図である。
【図２６】縮管加工を終了した管を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る拡管金型及び縮管金型及びこれらを適用した拡管又は縮管加工装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は夫々、本発明に係る拡管金型及び縮管金型を適用した、拡管又は縮管加工装置の全体を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【００４２】
各図中、拡管又は縮管加工装置１は、大略、鋼管加工部２と、鋼管（以下パイプという）１３を搬入する搬入テーブル３、及び搬出する搬出テーブル４とを有する。なおパイプ１３は鋼管に限ることなく、銅、アルミニウム等の他の金属材料でも良い。
【００４３】
鋼管加工部２は、フレーム５と、図中左側のパイプ押圧用油圧シリンダ６を支持する左側架台７と、図中右側の離型リング押圧用油圧シリンダ８を支持する右側架台９と、中間位置の複数のクランプ１０（図５参照）とを有する。左側油圧シリンダ６のシリンダロッド６ａには延長軸１１が取付けられ、また右側油圧シリンダ８のシリンダロッド８ａには押圧シャフト１２が取付けられている。なお、延長軸１１はパイプ１３の長さの変化に対応して異なる長さの複数種類が用意される。
【００４４】
１３は拡管又は縮管加工される所定長さの電柱等に使用される鋼管（以下、パイプという）であり、フレーム５上方位置で複数の送りローラ１４上に載置され、該送りローラ１４の回転に伴い延長軸１１に当接される。しかる後に、パイプ１３がクランプ１０によりクランプされると、送りローラ１４は下方へ逃げ移動して、クランプ状態のパイプ１３の加工を可能にする。
【００４５】
１５は拡管金型で、右側架台９に対して鋼管加工部２の軸線方向と直交する方向に往復移動可能に設けられた金型取付基板１７に取付けられ（図４Ａ及び４Ｂ参照）、１段目拡管金型１５Ａ、２段目拡管金型１５Ｂ、及び３段目拡管金型１５Ｃを備える。各金型１５Ａ〜１５Ｃは夫々、水平方向に伸び且つ平面図（図１）で見て図中上下方向に所定ピッチで配設されている。
【００４６】
１６は拡管金型１５に使用される離型リングで、３つの離型リング１６Ａ〜１６Ｃを備え、各離型リング１６Ａ〜１６Ｃは、後述する如く各段の拡管金型１５Ａ〜１５Ｃの根元部分に嵌合配置されている。（図７〜図１０参照）
２１は、同じく右側架台９の上記金型取付基板１７に取付けられた縮管金型で、１段目縮管金型２１Ａ、２段目縮管金型２１Ｂ、及び３段目縮管金型２１Ｃを備える。各縮管金型２１Ａ〜２１Ｃは夫々、水平方向に伸び且つ平面図（図１）で見て所定ピッチで配設されている。
【００４７】
クランプ１０は、図５Ａ及び５Ｂに示す如く、フレーム５の架台２２に枢動自在に取付けられた一対のクランプアーム１０Ａ及び１０Ｂを備え、油圧シリンダ２３のシリンダロッド２４の上方移動に伴い、押プレート２７が上方へ移動され、ローラフォロワ２８を介してクランプアーム１０Ａ及び１０Ｂが閉鎖方向に回動して、パイプ１３をクランプする。（図６Ａ及び６Ｂ参照）
なお図２中、符号２６は、分割式の拘束ロッドであり、一対の架台７及び９が拡管又は縮管加工時に倒れ変形しないように拘束するもので、ナット２６ａにより張力を調節可能である。
【００４８】
次に、拡管金型の詳細を図７〜図１０を使用して説明する。
図７及び図８中、１段目拡管金型１５Ａは、円板形の金型ベース３１と、円柱形の芯金型３２と、第１の先端金型３３Ａと、金型ベース３１及び第１の先端金型３３Ａ間で芯金型３２に嵌合された複数の外周リング金型３４Ａ〜３４Ｅ（外径寸法Ｄ１）とを備え、芯金型３２は、機械加工の便宜上軸方向に積重した二つの部分芯金型３２Ａ及び３２Ｂを組合せてなるが、これに限らず単一の部材でもよく又は３個以上の芯金型を組合せてもよい。金型ベース３１、部分芯金型３２Ａ及び３２Ｂ、及び第１の先端金型３３Ａは沈みボルト３６〜３８により強固に一体固着されている。なお、３５は芯金型３２Ａの根元部に嵌合されたカラーである。
【００４９】
ここで、先端金型３３Ａの比較的大きなテーパ角の先端側テーパ部分はパイプ１３が先端金型３３Ａに嵌合挿入される際に該パイプ１３をガイドするガイド部３３ａ１であり、根元側の比較的小さなテーパ角のテーパ部３３ａ２がパイプ１３を最初に拡管加工する部分となる。
【００５０】
また、上記１段目拡管金型１５Ａの外径寸法Ｄ１は、複数の外周リング金型３４Ａ〜３４Ｅにわたって同一寸法ではなく、金型先端側から根元方向へ向けて外径が徐々に大きくなるような僅かなテーパ角（例えば０．３度〜８．０度）の外周テーパ部３４ａを形成している。これにより、拡管加工後のパイプ１３が１段目拡管金型１５Ａの外周部から容易に抜け出ることが可能となる。この点については、後述する２段目及び３段目拡管金型１５Ｂ及び１５Ｃについても同様である。
【００５１】
更に、１段目拡管金型１５Ａの材料としては、高い硬度を必要とする先端金型３３Ａ及び外周リング金型５３は、ＳＫＤ１１（ＪＩＳ規格）材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に外周表面を鏡面仕上げして、算術平均粗さＲａが例えば０．１以下の値としたものである。先端金型３３Ａ及び外周リング金型５３は上記材料に限ることなく高い硬度を有する超硬合金等の材料又でもよく、また低温ＴＩＣコーティング処理に限らず他の硬化処理（表面だけでなく表面以外が硬化してもよい）でもよい。また芯金型３２は、例えばＳ４５Ｃ（ＪＩＳ規格）の焼き入れ及び焼戻し材料により形成されている。以下の、２段目及び３段目拡管金型１５Ｂ及び１５Ｃについても同様である。なお、上記低温ＴＩＣコーティング処理とは、ＴＩＣ（炭化チタン）を鉄鋼材等の表面に４００〜６００°Ｃ等の低温でＣＶＤ法又はＰＶＤ方法により蒸着する処理であり、鉄鋼材の耐摩耗性及び耐食性の向上及び樹脂への離型性を向上させるものである。
【００５２】
４０は離型リング１６Ａにボルト４１により取付けられた当接ピンで、後述する如く、油圧シリンダ８のシリンダロッド８ａの押圧シャフト１２により図中左方向へ押圧される。これにより、離型リング１６Ａは、その貫通孔１６ａに貫通された案内ロッド４２（金型ベース３１に固着）により案内されて同方向へスライドして拡管加工終了後のパイプ１３を金型１５Ａから離間させる。
【００５３】
図７中、４３は離型リング１６Ａの位置を例えば磁気誘導的に検出する近接式検出装置で、固定配置されたセンサ４４と、離型リング１６Ａに取付けられたドグ４５とを備える。
【００５４】
次に、図９中、２段目拡管金型１５Ｂは、１段目拡管金型１５Ａとほぼ同様の構成であるが、第２の先端金型３３Ｂは２段階外周テーパ部３３ｂ１及び３３ｂ２のテーパ角、及び直径寸法が、第１の先端金型３３Ａの対応部分の寸法とは異なり、また複数の外周リング金型５１Ａ〜５１Ｅ（外径寸法Ｄ２）とを備え、この外径寸法Ｄ２は上記外周リング金型３４の外径寸法Ｄ１より大きい（Ｄ２＞Ｄ１）外周テーパ部５１ａを形成している。なお、１６Ｂは離型リング、５２はカラーである。
【００５５】
次に、図１０中、３段目拡管金型１５Ｃは、先の拡管金型１５Ａ及び１５Ｂとほぼ同様の構成であるが、第３の先端金型３３Ｃは外周テーパ部３３ｃのテーパ角、及び直径寸法が、先の先端金型３３Ａ及び３３Ｂの対応部分の寸法とは異なり、また複数の外周リング金型５３Ａ〜５３Ｅ（外径寸法Ｄ３）とを備え、この外径寸法Ｄ３は上記外周リング金型５１の外径寸法Ｄ２より大きい（Ｄ３＞Ｄ２）外周テーパ部５３ａを形成している。なお、１６Ｃは離型リング、５４はカラーである。また、３段目拡管金型１５Ｃの第３の先端金型３３Ｃの外周テーパ部３３ｃの先端側に、１段目及び２段目拡管金型１５Ａ及び１５Ｂの先端金型３３Ａ及び３３Ｂのガイド部３３ａ１及び３３ｂ１の如きガイド部が設けられていないが、その理由は、パイプ１３の端部が１段目及び２段目拡管金型１５Ａ及び１５Ｂによる加工によりすでにある程度拡管加工されているので、第３の先端金型３３Ｃの先端側にガイド部が無くとも該第３の先端金型３３Ｃに良好に嵌合され得るからである。これは、後述する３段目縮管金型２１Ｃの第３の先端金型６２Ｃ（図１５参照）についても同様である。
【００５６】
なお、先端金型３３Ａ〜３３Ｃの外周テーパ部３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃと、外周リング金型３４、５１、５３の外周テーパ部３４ａ、５１ａ、５３ａとは、テーパ角度値が互いに異なる（例えば、前者のテーパ角度が後者のテーパ角度より大きい）ため、パイプ１３を例えば、前者の外周テーパ部３３ａ２、３３ｂ２、３３ｃにより所定径の嵌合部径まで拡径し、次いで後者の外周テーパ部３４ａ、５１ａ、５３ａにより上記嵌合部に所定のテーパ角度を付与することができる。しかしながら、場合によっては、先端金型３３Ａ〜３３Ｃ及び外周リング金型３４、５１、５３のテーパ部どうしは同一のテーパ角度値でも良い。これらについては、後述する縮管金型の先端筒形金型６２及び内周リング金型６３、７８、７９の各内周テーパ部の関係についても同様である。
【００５７】
また、上述した先端金型３３の外周テーパ部と、外周リング金型３４、５１、５３の外周テーパ部とでテーパ角度値が互いに異なる値に切り替わる地点は、先端金型３３及び外周リング金型３４の境目に限ることなく、先端金型３３の軸方向寸法範囲内の地点で切り替わってもよく、また各外周リング金型３４、５１、５３の軸方向寸法範囲内の地点で切り替わっても良い。このテーパ角度値が切り替わる地点については、後述する縮管金型の先端筒形金型６２及び内周リング金型６３、７８、７９の各内周テーパ部の関係についても同様である。
【００５８】
更に、先端金型３３及び外周リング金型３４、５１、５３の外周テーパ部の断面形状は直線に限らず、凸状曲線または凹状曲線でも良い。これについては、縮管金型の先端筒形金型６２及び内周リング金型６３、７８、７９の各内周テーパ部についても同様である。
【００５９】
なお、図１１Ａ及び１１Ｂに、外周リング金型３４（５１、５３）を示す。
次に、縮管金型の詳細を図１２〜図１５を使用して説明する。
図１２及び図１３中、１段目縮管金型２１Ａは、円板形の金型ベース３１Ａと、円筒形の外周筒形金型６１と、第１の先端金型６２Ａと、金型ベース３１Ａ及び第１の先端金型６２Ａ間で外周筒形金型６１に挿入嵌合された複数の内周リング金型６３Ａ〜６３Ｄ（内径寸法ｄ１）とを備え、外周筒形金型６１は、機械加工の便宜上軸方向に積重した二つの部分外周筒形金型６１Ａ及び６１Ｂを組合せてなるが、これに限らず単一の部材でもよく又は３個以上の部分外周筒形金型を組合せてもよい。金型ベース３１Ａ、部分外周筒形金型６１Ａ及び６１Ｂ、及び第１の先端金型６２Ａは沈みボルト６５〜６７により強固に一体固着されている。なお、７１は、後述する離型押圧部材７３を収納する固定シリンダであり、ボルト７２により金型ベース３１Ａに固着される。
【００６０】
ここで、先端金型６２Ａの比較的大きなテーパ角の先端側テーパ部分はパイプ１３３が先端金型６２Ａに嵌合挿入される際に該パイプ１３をガイドするガイド部６２ａ１であり、根元側の比較的小さなテーパ角の内周テーパ部６２ａ２がパイプ１３を最初に縮管加工する部分となる。
【００６１】
また、上記１段目縮管金型２１Ａの内径寸法ｄ１は、複数の内周リング金型６３Ａ〜６３Ｄにわたって同一寸法ではなく、金型先端側から根元方向へ向けて内径が徐々に小さくなるような僅かなテーパ角（例えば０．３度〜８．０度）の内周テーパ部６３ａを形成している。これにより、縮管加工後のパイプ１３が１段目縮管金型２１Ａの内周部から容易に抜け出ることが可能となる。この点については、後述する２段目及び３段目縮管金型２１Ｂ及び２１Ｃについても同様である。
【００６２】
更に、１段目縮管金型２１Ａの材料としては、高い硬度を必要とする先端金型６２Ａ及び内周リング金型６３は、ＳＫＤ１１（ＪＩＳ規格）材料を高温焼戻し処理及び低温ＴＩＣコーティング処理した後に内周表面を鏡面仕上げして、算術平均粗さＲａが例えば０．１以下の値としたものである。先端金型６２Ａ及び内周リング金型６３は上記材料に限ることなく高い硬度を有する超硬合金等の材料又でもよく、また低温ＴＩＣコーティング処理に限らず他の硬化処理（表面だけでなく表面以外が硬化してもよい）でもよい。また外周筒形金型６１は例えばＳ４５Ｃ（ＪＩＳ規格）の焼き入れ及び焼戻し材料により形成されている。以下の、２段目及び３段目縮管金型２１Ｂ及び２１Ｃについても同様である。
【００６３】
７３は離型押圧部材で、ベース板７４、中間リング７５及び押圧板７６Ａ（外径寸法ｄ１）をボルト７７Ａ及び７７Ｂにより固着したものであり、押圧板７６Ａが内周リング金型６３の内周に嵌合した状態で、キー７８及びキー溝７４ａ嵌合により案内されて図中左右方向へ往復スライド可能である。この離型押圧部材７３は、押圧シャフト１２により押圧されて左方向へスライドされたときに縮管加工終了後のパイプ１３を金型２１Ａから離間させる。また、４３は離型押圧部材７３の位置を検出する磁気誘導式検出装置で、固定シリンダ７１に配置されたセンサ４４と、離型押圧部材７３に取付けられたドグ４５とを備える。
【００６４】
次に、図１４中、２段目縮管金型２１Ｂは、１段目縮管金型２１Ａとほぼ同様の構成であるが、第２の先端金型６２Ｂは２段階内周テーパ部６２ｂ１及び６２ｂ２のテーパ角、及び直径寸法が、第１の先端金型６２Ａの対応部分の寸法とは異なり、また複数の内周リング金型７８Ａ〜７８Ｄ（内径寸法ｄ２）とを備え、この内径寸法ｄ２は先の内周リング金型６３の内径寸法ｄ１より小さい（ｄ２＜ｄ１）内周テーパ部７８ａを形成している。また離型押圧部材７３の押圧板７６Ｂの外径寸法もｄ２となる。
【００６５】
次に、図１５中、３段目縮管金型２１Ｃは、先の縮管金型２１Ａ及び２１Ｂとほぼ同様の構成であるが、第３の先端金型６２Ｃは内周テーパ部６２ｃのテーパ角、及び直径寸法が、先の先端金型６２Ａ及び６２Ｂの対応部分の寸法とは異なり、また複数の内周リング金型７９Ａ〜７９Ｄ（内径寸法ｄ３）とを備え、この内径寸法ｄ３は上記内周リング金型７８の内径寸法ｄ２より小さい（ｄ３＜ｄ２）内周テーパ部７９ａを形成している。また離型押圧部材７３の押圧板７６Ｃの外径寸法もｄ３となる。
【００６６】
なお、図１６Ａ及び１６Ｂに、内周リング金型６３（７８、７９）を示す。
次に、  パイプ１３を加工する手順について説明する。  
まず、図１〜図３中、パイプ１３はパイプ搬入テーブル３から鋼管加工部２へ搬入されて、延長軸１１及び１段目拡管金型１５Ａ間においてこれらと同軸的位置に至って送りローラ１４上に載置され、送りローラ１４の回転により図中左方向へ軸方向移動されて、延長軸１１に当接される。次に、５個のクランプ１０のクランプアーム１０Ａ及び１０Ｂが油圧シリンダ２３により閉鎖的に回動してパイプ１３を、パイプ１３の予め設定された加工用芯出し位置まで若干寸法だけ持ち上げつつクランプする。このとき、送りローラ１４はパイプから離間される。
【００６７】
続いて、まず拡管金型を使用してパイプ１３を加工する手順について図１７Ａ〜１７Ｅを使用して説明する。
図１７Ａが、パイプ１３及び１段目拡管金型１５Ａが互いに同軸的に芯出しされた状態である。
【００６８】
続いて、図１７Ｂ中、押圧シャフト１２が油圧シリンダ８により図中左方向へ移動されて当接ピン４０を介して離型リング１６Ａを同方向へ所定距離ｍだけ移動させる。これにより、検出装置４３のドグ４５はセンサ４４から外れた位置に至る。
【００６９】
続いて、図１７Ｃ中、押圧シャフト１２は図中右方向へ戻り移動される。
続いて、図１７Ｄ中、パイプ１３が図中右方向へ油圧シリンダ６により延長軸１１を介して且つクランプ１０と一体的に押圧移動されて、パイプ１３先端部が１段目拡管金型１５Ａの先端金型３３Ａの外周テーパ部３３ａ１及び３３ａ２、更には外周リング金型３４の外周テーパ部３４ａへ順次乗り上げて拡管加工開始される。
【００７０】
続いて、図１７Ｅ中、パイプ１３の先端部が、離型リング１６Ａに当接する。
続いて、図１７Ｆ中、パイプ１３が離型リング１６Ａと共に図中右方向へ更に押し込まれ、検出装置４３のドグ４５がセンサ４４に対応位置したとき、その検出信号により油圧シリンダ６の動作が停止されて、パイプ１３の拡管加工が終了する。このとき、クランプ１０によるパイプのクランプが開放された後に、左側油圧シリンダ６のシリンダロッド６ａが図中左方向へ延長軸１１と共に２００ｍｍ程度戻り移動される。
【００７１】
続いて、図１７Ｇ中、押圧シャフト１２が油圧シリンダ８により図中左方向へ移動されて当接ピン４０を介して離型リング１６Ａを同方向へ所定距離だけ移動させる。これにより、拡管加工済みのパイプ１３は１段目拡管金型１５Ａから離間されて１段目の加工が終了する。
【００７２】
次に、このパイプ１３を、１〜３段目金型１５Ａ〜１５Ｃを順次使用して、１段目から３段目まで段階的に拡管加工する手順を、図１８〜図２１を使用して説明する。この場合のパイプ１３に対する１〜３段目金型１５Ａ〜１５Ｃの切り替えは、図１中、各金型１５Ａ〜１５Ｃが取付けられた金型取付基板１７と共に加工部２の軸線とは直交する方向に移動されて、該軸線と同心となる位置へ順次切り替え移動される。なお勿論、３段階加工に限ることなく、１段階又は２段階でもまた４段階以上の加工でもよい。
【００７３】
まず、図１８Ａ及び図１８Ｂは夫々、１段目の拡管加工開始前のパイプ１３Ａの状態と、１段目の拡管加工の終了時のパイプ１３Ｂ及び１段目拡管金型１５Ａの状態を示す図であり、これらは、すでに説明した上記図１７Ａの左側部分、及び図１７Ｆに対応している。
【００７４】
続いて、図１９Ａ及び図１９Ｂは夫々、２段目の拡管加工開始前のパイプ１３Ｂ（図１８Ｂのパイプ１３Ｂに対応）の状態と、２段目の拡管加工の終了時のパイプ１３Ｃ及び２段目拡管金型１５Ｂ（外周テーパ部３３ｂ２、５１ａを有する）の状態を示す図であり、パイプ１３Ｂの右端側の内径寸法Ｄ１´は、１段目拡管金型１５Ａの外周リング金型３４の外径寸法Ｄ１とほぼ同一であるがスプリングバックのためＤ１より僅かに小さい。（Ｄ１´＜Ｄ１）
続いて、図２０Ａ及び図２０Ｂは夫々、３段目の拡管加工開始前のパイプ１３Ｃ（図１９Ｂのパイプ１３Ｃに対応）の状態と、３段目の拡管加工の終了時のパイプ１３Ｄ及び３段目拡管金型１５Ｃ（外周テーパ部３３ｃ、５３ａを有する）の状態を示す図であり、パイプ１３Ｃの右端側の内径寸法Ｄ２´は、２段目拡管金型１５Ｂの外周リング金型５１の外径寸法Ｄ２とほぼ同一であるがスプリングバックのためＤ２より僅かに小さい。（Ｄ２´＜Ｄ２）
最後に、図２１は、最終的に拡管加工されたパイプ１３Ｄ（図２０Ｂのパイプ１３Ｄに対応）を示し、パイプ１３Ｄの右端側の内径寸法Ｄ３´は、３段目拡管金型１５Ｃの外周リング金型５３の外径寸法Ｄ３とほぼ同一であるがスプリングバックのためＤ３より僅かに小さい。（Ｄ３´＜Ｄ３）（Ｄ１´＜Ｄ２´＜Ｄ３´）
拡管加工が終了したパイプ１３は図１及び図２に示す位置まで軸方向に移動復帰し、クランプ１０によるクランプが解除された後に、搬出テーブル４から排出されて、また次のパイプ１３が加工部２に搬入されて、同様の加工が繰り返される。
【００７５】
次に、縮管金型を使用してパイプ１３を加工する手順について図２２Ａ〜２２Ｇを使用して説明する。図１〜図３中、パイプ１３が、搬入テーブル２から鋼管加工部２に搬入されたときに、今度は拡管金型１５の替わりに縮管金型２１Ａ〜２１Ｃが順次加工部２の軸線位置に配置されるが、クランプ１０等の動作は同様である。なお、３段階加工に限ることなく、１段階又は２段階でもまた４段階以上の加工でもよい。
【００７６】
図２２Ａが、パイプ１３及び１段目縮管金型２１Ａが互いに同軸的に芯出しされた状態である。
続いて、図２２Ｂ中、押圧シャフト１２が油圧シリンダ８により図中左方向へ移動されて離型押圧部材７３に当接してこれを同方向へ所定距離ｎだけ移動させる。これにより、検出装置４３のドグ４５はセンサ４４から外れた位置に至る。
【００７７】
続いて、図２２Ｃ中、押圧シャフト１２は図中右方へ戻り移動される。
続いて、図２２Ｄ中、パイプ１３が図中右方へ油圧シリンダ６により押圧移動されて、パイプ１３先端部が１段目縮管金型２１Ａの先端金型６２Ａの内周テーパ部６２ａ１及び６２ａ２、更には内周リング金型６３の内周テーパ部６３ａへ順次押し当てられて縮管加工開始される。
【００７８】
続いて、図２２Ｅ中、パイプ１３の先端部が、離型押圧部材７３の押圧板７６Ａに当接する。このとき、クランプ１０によるパイプのクランプが開放された後に、左側油圧シリンダ６のシリンダロッド６ａが図中左方向へ延長軸１１と共に２００ｍｍ程度戻り移動される。
【００７９】
続いて、図２２Ｆ中、パイプ１３が離型押圧部材７３と共に図中右方向へ更に押し込まれ、検出装置４３のドグ４５がセンサ４４に対応位置したとき、その検出信号により油圧シリンダ６の動作が停止されて、パイプ１３の縮管加工が終了する。
【００８０】
続いて、図２２Ｇ中、押圧シャフト１２が油圧シリンダ８により図中左方向へ移動されて離型押圧部材７３に当接してこれを図中左方向へ所定距離だけ移動させる。これにより、縮管加工済みのパイプ１３は１段目縮管金型２１Ａから離間されて１段目の加工が終了する。
【００８１】
次に、このパイプ１３を、１〜３段目金型２１Ａ〜２１Ｃを順次使用して、１段目から３段目まで段階的に縮管加工する手順を、図２３〜図２６を使用して説明する。この場合のパイプ１３に対する１〜３段目縮管金型２１Ａ〜２１Ｃの切り替えは、図１中、各金型２１Ａ〜２１Ｃが加工部２の軸線に対して直交する方向に移動されて、該軸線と同心となる位置へ順次切り替え移動される。なお勿論、３段階に限ることなく、２段階でもまた４段階以上の加工でもよい。
【００８２】
まず、図２３Ａ及び図２３Ｂは夫々、１段目の縮管加工開始前のパイプ１３Ａ´の状態と、１段目の縮管加工の終了時のパイプ１３Ｂ´及び１段目縮管金型２１Ａの状態を示す図であり、これらは、すでに説明した上記図２２Ａの左側部分、及び図２２Ｆに対応している。
【００８３】
続いて、図２４Ａ及び図２４Ｂは夫々、２段目の縮管加工開始前のパイプ１３Ｂ´（図２３Ｂのパイプ１３Ｂ´に対応）の状態と、２段目の縮管加工の終了時のパイプ１３Ｃ´及び２段目縮管金型２１Ｂ（内周テーパ部６２ｂ２、７８ａを有する）の状態を示す図であり、パイプ１３Ｂ´の右端側の外径寸法ｄ１´は、１段目縮管金型２１Ａの内周リング金型６３の内径寸法ｄ１とほぼ同一であるがスプリングバックのためｄ１より僅かに大きい。（ｄ１´＞ｄ１）
続いて、図２５Ａ及び図２５Ｂは夫々、３段目の縮管加工開始前のパイプ１３Ｃ´（図２４Ｂのパイプ１３Ｃ´に対応）の状態と、３段目の縮管加工の終了時のパイプ１３Ｄ´及び３段目縮管金型２１Ｃ（内周テーパ部６２ｃ、７９ａを有する）の状態を示す図であり、パイプ１３Ｃ´の右端側の外径寸法ｄ２´は、２段目縮管金型２１Ｂの内周リング金型７８の内径寸法ｄ２とほぼ同一であるがスプリングバックのためｄ２より僅かに大きい。（ｄ２´＞ｄ２）
最後に、図２６は、最終的に縮管加工されたパイプ１３Ｄ´（図２５Ｂのパイプ１３Ｄ´に対応）を示し、パイプ１３Ｄ´の右端側の外径寸法はｄ３´は、３段目縮管金型２１Ｃの内周リング金型７９の内径寸法ｄ３とほぼ同一であるがスプリングバックのためｄ３より僅かに大きい。（ｄ３´＞ｄ３）（ｄ１´＞ｄ２´＞ｄ３´）
縮管加工が終了したパイプ１３は図１及び図２に示す位置まで軸方向に移動復帰し、クランプ１０によるクランプが解除された後に、搬出テーブル４から排出されて、また次のパイプ１３が加工部２に搬入されて、同様の加工が繰り返される。
【００８４】
なお、上記拡管加工の実施形態では、パイプ１３の内径部が、先端金型３３及び外周リング金型３４、５１、５３により順次拡管加工される際に、先端金型３３の外周テーパ部３３ａ〜３３ｃの第１のテーパ角度と外周リング金型３４、５１、５３の外周テーパ部３４ａ、５１ａ、５３ａの第２のテーパ角度とを異なる数値にしておけば、一つのパイプ１３について異なる２つのテーパ角度値の外周テーパ部分を形成することが可能である。場合によっては、３つ以上のテーパ角度値の外周テーパ部分を形成することも可能である。縮管加工についても同様である。
【００８５】
また、上記拡管加工において、パイプ１３の内径部が、先端金型３３の外周テーパ部３３ａ〜３３ｃ及び外周リング金型３４、５１、５３の外周テーパ部３４ａ、５１ａ、５３ａにより順次拡管加工されているが、これに限らず場合によっては、先端金型３３はパイプ１３をガイドする機能のみで、拡管加工機能は外周リング金型３４、５１、５３の外周テーパ部３４ａ、５１ａ、５３ａのみにより行うようにしても良い。同様に、上記縮管加工においても、パイプ１３の縮管加工機能は内周リング金型６３、７８、７９の内周テーパ部６３ａ、７８ａ、７９ａのみにより行うようにしても良い。
【００８６】
また、上記拡管加工の実施形態では、一つのパイプ１３について１段目乃至３段目拡管金型１５Ａ〜１５Ｃを順次適用して拡管加工を終了した後に次のパイプ１３の拡管加工を行うものであったが、これに限らず、最初に１段目拡管金型１５Ａにより複数のパイプ１３の拡管加工を行った後に、２段目拡管金型１５Ｂにより前記複数のパイプ１３の拡管加工を行い、その後に３段目拡管金型１５Ｃにより前記複数のパイプ１３の拡管加工を行うようにしても良い。縮管加工についても同様である。
【符号の説明】
【００８７】
１  拡管又は縮管加工装置
２  鋼管加工部
３  搬入テーブル
４  搬出テーブル
５  フレーム
６、８、２３  油圧シリンダ
６ａ、８ａ  シリンダロッド
７、９、２２  架台
１０  クランプ
１０Ａ、１０Ｂ  クランプアーム
１１  延長軸
１２  押圧シャフト
１３  鋼管
１４  送りローラ
１５（１５Ａ〜１５Ｃ）  拡管金型
１６（１６Ａ〜１６Ｃ）  離型リング
１６ａ  貫通孔
１７  金型取付基板
２１（２１Ａ〜２１Ｃ）  縮管金型
２４  シリンダロッド
２６  拘束ロッド
２６ａ  ナット
２７    押プレート
２８  ローラフォロワ
３１、３１Ａ  金型ベース
３２（３２Ａ、３２Ｂ）  芯金型
３３（３３Ａ〜３３Ｃ）、６２（６２Ａ〜６２Ｃ）  先端金型
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３４ａ、５１ａ、５３ａ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６３ａ、７８ａ、７９ａ  テーパ部
３３ａ１、３３ｂ１、６２ａ１、６２ｂ１  ガイド部
３４（３４Ａ〜３４Ｄ）、５１（５１Ａ〜５１Ｄ）、５３（５３Ａ〜５３Ｄ）  外周リング金型
３５、５２、５４  カラー
３６〜３８、４１、６５〜６７、７２、７７Ａ〜７７Ｃ  ボルト
４０  当接ピン
４２  案内ロッド
４３  検出装置
４４  センサ
４５  ドグ
６１（６１Ａ、６１Ｂ）  外周筒形金型
６３（６３Ａ〜６３Ｄ）、７８（７８Ａ〜７８Ｄ）、７９（７９Ａ〜７９Ｄ）  内周リング金型
７１  固定シリンダ
７３  離型押圧部材
７４  ベース板
７４ａ  キー溝
７５  中間リング
７６（７６Ａ〜７６Ｃ）  押圧板
７８  キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２−１】
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【図２２−２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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