(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス型の下型に該下型と離間して設けられ、長尺管を支持する長尺管支持台と、
前記長尺管及び前記長尺管支持台を貫通して前記下型に固定され、先端に円柱状のスウェージング加工用型部、その後段にセレーション加工用型部を備えたパンチと、
プレス型の上型に固定された、前記パンチに対応するダイスと、
該ダイスの下降に応じて前記長尺管支持台を下型に対して下降させるフローティング手段とからなり、
前記ダイスが所定ストローク下降することにより、該ダイスの型穴内に前記長尺管の先端が入り込んで、該長尺管の先端が前記パンチのスウェージング加工用型部によって内部から拘束されつつ徐々に絞り込まれて、該長尺管の先端に前記スウェージング加工が施され、その後前記ダイスと連動して前記長尺管支持台が前記長尺管と一体に下型に対して下降することにより、該長尺管の先端内に前記パンチのセレーション加工用型部が圧入されて、前記長尺管の先端の内面にセレーション加工が施される長尺管のセレーション加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載する長尺管のセレーション加工装置において、
フローティング手段が、長尺管支持台を所定の圧力で支持するクッションと、
パンチとダイスが前記所定のストローク相対移動して長尺管端部のスウェージング加工が完了した時、長尺管支持台とダイス間に介在され、ダイスと長尺管支持台間の距離を一定に保持するディスタンス部材とからなることを特徴とする長尺管のセレーション加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管材の端部内面にセレーションを成形加工する方法およびその装置であって、特に肉厚に対して軸寸法の長い長尺管の加工時に生じる座屈を防止した長尺管のセレーション加工方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管材の端部内面にセレーションをもつ管部品を加工する一般的な方法としては、プレス加工によるものが挙げられる。そこで、プレスを利用したセレーション加工装置の一部断面図を図３及び図４に略図で示す。
上下に移動する上型には、型穴１０７が形成されたダイス１０２が固設され、下型には上端にセレーション型１０３が備えられたセレーションパンチ１０４が上下に移動可能に設けられている。また下型には、セレーションパンチ１０４に貫かれ、加工対象となる管材１１０を載置させるための支持台１０５が設けられている。そして、支持台１０５とセレーションパンチ１０４下端のフランジとの間に配設されたコイルスプリング１０６によってセレーションパンチ１０４は下方に付勢され、通常下面が下型に当接した状態で支持されている。
【０００３】
そこで、セレーションパンチ１０４を囲むように管材１１０が支持台１０５上にセットされ、その後ダイス１０２が下降すると、管材１１０がダイス１０２の型穴１０７内に加圧挿入されて管材１１０の端部を縮径するスウェージング加工が行われる。それと同時にスウェージングされた管材１１０は、その内部に配置されているセレーションパンチ１０４のセレーション型１０３によって歯型形状が転写されて内面にセレーション加工が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、管材１１０は、ダイス１０２の下降によって軸方向に圧縮力を受ける。また、これに加えてセレーション加工では、管材１１０がしごかれて断面積が減少するために管材１１０の加工部分において上下方向への肉の流れが生じ、これにより管材１１０に加わる圧縮力がさらに増大する。このとき、管材１１０が短尺の場合は管材１１０の剛性が大きいため肉は下方に逃げにくく解放されている上方への流れとなる。
また、肉の上方への流れに応じてコイルスプリング１０６が縮められ、セレーションパンチ１０４が押し上げられる。即ち、肉の上方への流れによってダイス１０２と管材１１０との間に摩擦が生じ、加工力が増大するのを防止している。
しかしながら、このような肉流れによって発生する圧縮力は、短尺な管材１１０にセレーション加工する場合には、上述のように管材１１０の剛性が大きいためにあまり問題とはならないが、長尺な管材の場合にはセレーション加工する際に座屈を生じさせて問題となる。
【０００５】
そこで本発明は、かかる問題点を解決すべく、座屈を防止したセレーション加工が可能な長尺管のセレーション加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる長尺管のセレーション加工装置は、プレス型の下型に該下型と離間して設けられ、長尺管を支持する長尺管支持台と、前記長尺管及び前記長尺管支持台を貫通して前記下型に固定され、先端に円柱状のスウェージング加工用型部、その後段にセレーション加工用型部を備えたパンチと、プレス型の上型に固定された、前記パンチに対応するダイスと、該ダイスの下降に応じて前記長尺管支持台を下型に対して下降させるフローティング手段とからなり、前記ダイスが所定ストローク下降することにより、該ダイスの型穴内に前記長尺管の先端が入り込んで、該長尺管の先端が前記パンチのスウェージング加工用型部によって内部から拘束されつつ徐々に絞り込まれて、該長尺管の先端に前記スウェージング加工が施され、その後前記ダイスと連動して前記長尺管支持台が前記長尺管と一体に下型に対して下降することにより、該長尺管の先端内に前記パンチのセレーション加工用型部が圧入されて、前記長尺管の先端の内面にセレーション加工が施されることを特徴とする。
【０００８】
よって、本発明にかかる長尺管のセレーション加工装置では、先ずパンチとダイスの相対移動によりパンチのスウェージング加工用型部とダイスとで長尺管の端部にスウェージング加工を行う。そして、更にパンチとダイスが相対移動するのに伴ってフローティング手段によって長尺管支持台も下型に対して下降し、それによって長尺管とパンチが相対移動し、長尺管端部のスウェージング加工部にパンチのセレーション加工用型部とダイスとでセレーション加工が行われる。
従って、スウェージング加工とセレーション加工を２段階で行うために、長尺管に一度にかかる軸方向の圧縮力を小さくすることができる。よって、長尺管の座屈が防止できる。
また、先端にスウェージング加工用型部、その後段にセレーション加工用型部を有するパンチを用いることにより、スウェージング加工とセレーション加工の２段階の加工を１ストロークで行うことができる。
【０００９】
また、本発明にかかる長尺管のセレーション加工装置は、段落０００７に記載する装置において、フローティング手段が、長尺管支持台を所定の圧力で支持するクッションと、パンチとダイスが前記所定のストローク相対移動して長尺管端部のスウェージング加工が完了した時、長尺管支持台とダイス間に介在され、ダイスと長尺管支持台間の距離を一定に保持するディスタンス部材とからなることを特徴とする。
よって、本発明にかかる長尺管のセレーション加工装置では、スウェージング加工後にディスタンス部材がダイスと長尺管支持台との間に介在することにより、クッションが押し縮められながらダイスと長尺管支持台間の距離が一定に保持される。これにより長尺管はダイスとともにパンチに対して相対移動し、パンチのセレーション加工用型部とダイスとで長尺管のスウェージング加工部にセレーション加工が行われる。
従って、簡易な構成で正確なセレーションの成形、及び長尺管の座屈を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる長尺管のセレーション加工装置を具体化した一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、長尺管のセレーション加工装置（以下、単にセレーション加工装置と記す）を簡略化して示した図である。
セレーション加工装置１は、上下に移動可能な上型と固定された下型４とからなるプレス機によって構成され、上型には型穴２の形成されたダイス３が固定されている。型穴２は、長尺管３１の外径と同一径で形成された非加工部２１と、長尺管３１よりも小径で形成された加工部２３と、その非加工部２１から加工部２３にかけて連続するように形成されたテーパ部２２とから構成された円筒穴である。そして、型穴２の下端入口部分には面取りが施されている。
【００１１】
一方、下型４に対してパンチ５が垂直に固設されている。パンチ５は、ダイス３の型穴２と同軸上に配置され、ダイス３の下降によって先端部分が型穴２内に入り込むようになっている。パンチ５の先端部分には、円柱状のスウェージング加工用型部６と、外周にセレーション歯が形成されたセレーション加工用型部７とが上下に一体に設けられている。
また下型には、パンチ５に貫かれ、そのパンチ５に対して直交する長尺管支持台８が配設されている。この長尺管支持台８は、下型４を貫いたクッションピン９を介してクッション１０に連結固定されている。
【００１２】
クッション１０は、長尺管支持台８がダイス３より下方に受ける荷重に対してクッションとして作用するとき、内部に発生する圧力が、図示しない圧力調整弁などからなる油圧回路によって一定となるように制御できるよう構成されている。更に、長尺管支持台８上にはダイス３の下降進路上にディスタンス部材であるロッド１３が数本立設されている。このロッド１３は、ダイス３が所定距離下降したところで、ダイス３と長尺管支持台８との距離がそれ以上近づかないようにする突っ張りとなる。
【００１３】
そこで、このような構成のセレーション加工装置１では、次のようにして長尺管３１端部にセレーションが形成される。図２は、セレーション加工工程を示した図であり、図２（Ａ）から図２（Ｃ）にかけて加工順に示したものである。
先ず、図２（Ａ）に示すように、長尺管３１がパンチ５を囲むように長尺管支持台８上に立ててセットされると、上型とともにダイス３が下降する。ダイス３が下降すると、その型穴２内に長尺管３１の先端が入り込んでいく。
長尺管３１は、先ず型穴２の非加工部２１に挿入され、次いでテーパ部２２に沿って徐々に絞り込まれていく。図２（Ｂ）に示すようにテーパ部２２に沿って絞り込まれた長尺管３１は、内部からパンチ５のスウェージング加工用型部６によって拘束されてスウェージング加工が行われ、縮径されたスウェージング加工部３１ａが成形される。
そして、長尺管３１の端部が所定長さ絞り込まれてスウェージング加工部３１ａが成形されると、ダイス３がロッド１３に当接し、そのロッド１３がダイス３と長尺管支持台８との間の突っ張りとなってそれ以上両者の距離が縮まらないようになる。
【００１４】
そこで、ダイス３がロッド１３に当接すると、長尺管支持台８がダイス３と同じ速度で下降することとなる。長尺管支持台８上の長尺管３１も同様に下降し、ダイス３とパンチ５のスウェージング加工用型部６によって先に成形された長尺管３１のスウェージング加工部３１ａが、パンチ５のセレーション加工用型部７にまで押し下げられる。従って、図２（Ｃ）に示すように、長尺管３１のスウェージング加工部３１ａ内にセレーション加工用型部７が圧入され、セレーション加工用型部７の歯型がスウェージング加工部３１ａに転写されて長尺管３１にセレーションが成形されることとなる。
このように、長尺管支持台８がダイス３に押されて下降するとき、長尺管支持台８を支えるクッション１０は、下降方向の押圧力を受けて油圧が図示しない油圧回路で一定となるように調節されている。
【００１５】
ところで、パンチ５のセレーション加工用型部７とダイス３によってセレーション加工が行われる時、ダイス３と長尺管支持台８間の距離がディスタンス部材１３により一定に保持されているため、ダイス３より長尺管３１を圧縮させる力は働かない。
一方、長尺管３１には、パンチ５のセレーション加工用型部７が圧入されることよって長尺管３１のスウェージング加工部３１ａ部分の断面積が減少するため、減少分の肉流れが生じる。そして、長尺管３１は肉流れが起きると軸方向に伸びが生じ、その伸びが制限されると長尺管３１に内部応力となって作用する。しかし、このセレーション加工装置１では、相対的にセレーション加工用型部７が長尺管３１に対し上方に圧入されるため、長尺管３１の肉流れによる伸びは解放された上方に生じる。
従って、本実施の形態のセレーション加工装置１は、セレーション加工時に、ダイス３から受ける圧縮力と肉流れによる内部応力とが長尺管３１にはかからないため、加工の際に長尺管３１を座屈させることはない。
【００１６】
上述のように、本実施の形態のセレーション加工装置１では、パンチ５の先端にスウェージング加工用型部６とセレーション加工用型部７とを設けて、スウェージング加工とセレーション加工を２段階で行うようにしたため、長尺管３１にかかる軸方向の圧縮力を小さくすることができ、長尺管３１の座屈を防止できる。かつ、スウェージング加工用型部６とセレーション加工用型部７とを１本のパンチ５に連続して設けたことで、セレーションの成形を１ストロークで行うことができた。
【００１７】
なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、フローティング手段の一部構成としてディスタンス部材であるロッド１３を備えるようにしたが、ロッド１３をなくし、セレーション加工時に長尺管３１に圧縮力が働かないように、クッション１０の油圧を切って長尺管支持台８をフリーにするようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、プレス型の下型に該下型と離間して設けられ、長尺管を支持する長尺管支持台と、前記長尺管及び前記長尺管支持台を貫通して前記下型に固定され、先端に円柱状のスウェージング加工用型部、その後段にセレーション加工用型部を備えたパンチと、プレス型の上型に固定された、前記パンチに対応するダイスと、該ダイスの下降に応じて前記長尺管支持台を下型に対して下降させるフローティング手段とから構成し、前記ダイスが所定ストローク下降することにより、該ダイスの型穴内に前記長尺管の先端が入り込んで、該長尺管の先端が前記パンチのスウェージング加工用型部によって内部から拘束されつつ徐々に絞り込まれて、該長尺管の先端に前記スウェージング加工が施され、その後前記ダイスと連動して前記長尺管支持台が前記長尺管と一体に下型に対して下降することにより、該長尺管の先端内に前記パンチのセレーション加工用型部が圧入されて、前記長尺管の先端の内面にセレーション加工が施されるようにしたので、座屈を防止したセレーション加工が可能な長尺管のセレーション加工装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる長尺管のセレーション加工装置の一実施の形態を簡略化して示した図である。
【図２】長尺管のセレーション加工工程を示した図である。
【図３】従来のセレーション加工装置の一部断面を示した図である。
【図４】従来のセレーション加工装置の一部断面を示した図である。
【符号の説明】
１    セレーション加工装置
２    型穴
３    ダイス
５    パンチ
６    スウェージング加工用型部
７    セレーション加工用型部
８    長尺管支持台
９    クッションピン
１０  クッション
３１  長尺管
【図１】
0003591332.tif 000002
【図２】
0003591332.tif 000003
【図３】
0003591332.tif 000004
【図４】
0003591332.tif 000005