(57)【要約】【課題】コスト低減を図る。【解決手段】パイプ拡径装置Ａは、金属製のパイプＰの端末の被加工部Ｍ内に突入して被加工部Ｍを拡径変形させるパンチ２３と、被加工部Ｍ内に進入可能であり、潤滑油Ｆを噴霧して被加工部Ｍの内周面に塗布するノズル３３とを備えている。潤滑油ＦをパイプＰの内部に噴霧するので、大気中における潤滑油Ｆの拡散が抑えられる。したがって、パイプＰ外で降下する潤滑油Ｆの回収範囲も狭く、回収のための設備コストを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のパイプの端末の被加工部内に突入して前記被加工部を拡径変形させるパンチと、
前記被加工部内に進入可能であり、潤滑油を噴霧して前記被加工部の内周面に塗布するノズルとを備えていることを特徴とするパイプ拡径装置。
【請求項２】
前記ノズルは、前記被加工部内において前記パイプの軸線方向に移動しながら潤滑油を噴霧するようになっていることを特徴とする請求項１記載のパイプ拡径装置。
【請求項３】
前記ノズルが、前記被加工部の奥側から開口端側に向かって移動しながら潤滑油を噴霧するようになっていることを特徴とする請求項２記載のパイプ拡径装置。
【請求項４】
前記ノズルは、前記潤滑油を前記被加工部の開口端面に塗布するようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパイプ拡径装置。
【請求項５】
金属製のパイプの端末の被加工部内にノズルを進入させて、前記ノズルから噴霧した潤滑油を前記被加工部の内周面に塗布し、
前記ノズルを前記被加工部外へ退避させた後、前記被加工部内にパンチを突入させて前記被加工部を拡径変形させることを特徴とするパイプ拡径方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ拡径装置及びパイプ拡径方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属製のパイプの端部内にパンチを突き入れて、パイプの端部を拡径変形させる加工技術が開示されている。このように金属製のパイプを拡径させる加工においては、摩擦抵抗低減のためにパンチの表面に潤滑油を塗布しておくことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３０２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パンチの表面に潤滑油を塗布する手段としては、例えばパンチの上方又は側方に配置したノズルから、霧状の潤滑油をパンチに向けて噴出する方法が考えられる。噴出された潤滑油の一部は、パンチに付着せずに落下するが、その落下した潤滑油は、回収して濾過すれば、再び、パンチに塗布するための再使用することができる。ところが、パンチに向けて潤滑油を噴霧する場合、霧状の潤滑油が大気中で拡散するので、潤滑油の降下領域が広範囲となる。そのため、落下する潤滑油を受けるための回収設備が大掛かりとなり、設備コストが高くなる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コスト低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明のパイプ拡径装置は、
金属製のパイプの端末の被加工部内に突入して前記被加工部を拡径変形させるパンチと、
前記被加工部内に進入可能であり、潤滑油を噴霧して前記被加工部の内周面に塗布するノズルとを備えているところに特徴を有する。
【０００６】
第２の発明のパイプ拡径方法は、
金属製のパイプの端末の被加工部内にノズルを進入させて、前記ノズルから噴霧した潤滑油を前記被加工部の内周面に塗布し、
前記ノズルを前記被加工部外へ退避させた後、前記被加工部内にパンチを突入させて前記被加工部を拡径変形させるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００７】
第１の発明及び第２の発明によれば、潤滑油をパイプの内部に噴霧するようにしたので、大気中における潤滑油の拡散が抑えられる。したがって、パイプ外で降下する潤滑油の回収範囲も狭く、回収のための設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のパイプ拡径装置であって、ノズルによりパイプ内に潤滑油を塗布している状態をあらわす側面図
【図２】ノズルによりパイプ内に潤滑油を塗布している状態をあらわす部分拡大断面図
【図３】パイプを保持機構にセットする工程をあらわす側面図
【図４】パンチによる拡径加工工程において、パイプの被加工部の開口縁にパンチが当接した状態をあらわす部分拡大断面図
【図５】パンチによる拡径工程が行われている状態をあらわす側面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（１）第１及び第２の発明は、前記ノズルが、前記被加工部内において前記パイプの軸線方向に移動しながら潤滑油を噴霧してもよい。この構成によれば、被加工部の内周面に満遍なく潤滑油を塗布することができる。
【００１０】
（２）第１及び第２の発明は、（１）において、前記ノズルが、前記被加工部の奥側から開口端側に向かって移動しながら潤滑油を噴霧してもよい。この構成によれば、被加工部の内周面における天井部分から潤滑油が滴下しても、その滴下した潤滑油がノズルに付着する虞がない。
【００１１】
（３）第１及び第２の発明は、前記ノズルが、前記潤滑油を前記被加工部の開口端面に塗布してもよい。被加工部の内周面と開口端面とが略直角に連なるエッジ状の開口縁は、拡径加工工程でパンチが最初に当接する部分である。本発明によれば、この被加工部の開口縁にも潤滑油が塗布されるので、パンチと開口縁との間の摩擦が低減され、被加工部が不正に変形する虞がない。
【００１２】
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図５を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後方向に関しては、図１〜５の右方を前方と定義する。本実施例１のパイプ拡径装置Ａは、円形断面の金属製のパイプＰに拡径加工を施すための装置である。パイプ拡径装置Ａは、保持機構１０と、加工機構２０と、噴霧機構３０とを備えて構成されている。
【００１３】
保持機構１０は、拡径加工工程においてパイプＰを移動規制状態に保持するためのものである。保持機構１０は、床面に設置された基台１１の上面に固設された受け部材１２と、受け部材１２の上方に昇降可能に設けられた保持部材１４とを備えて構成されている。受け部材１２の上面には、パイプＰを支持するための略半円形断面の下部溝１３が形成されている。保持部材１４の下面には、保持溝と対向する略範囲円形の上部溝１５が形成されている。
【００１４】
保持機構１０にパイプＰを固定する際には、保持部材１４を上方へ退避させた状態で、パイプＰを下部溝１３に載置する。そして、保持部材１４を下降させて上部溝１５をパイプＰの上半分に嵌合させると、パイプＰは、受け部材１２と保持部材１４によって上下に挟み付けられる。これにより、パイプＰは、軸線を前後方向に向けた姿勢で、前後方向、上下方向及び左右方向に移動するのを規制された固定状態に保持される。保持機構１０に保持されたパイプＰの前端部は、拡径加工が施される被加工部Ｍとなっている。保持機構１０に固定された状態では、被加工部Ｍが保持機構１０の前端よりも更に前方へ突き出している。
【００１５】
加工機構２０は、基台１１の上面のうち保持機構１０よりも前方の領域に設けられたガイドレール２１と、ガイドレール２１に嵌合されて前後方向に平行移動するスライダ２２と、スライダ２２の後面から後方（保持機構１０に固定されたパイプＰに接近する方向）へ片持ち状に突出するように設けたパンチ２３とを備えて構成されている。スライダ２２は、図示しない駆動機構により前後方向（つまり、保持機構１０に固定された状態のパイプＰの軸線と平行な方向）に往復駆動される。
【００１６】
パンチ２３は、全体として前後方向に細長い棒状をなし、軸線を前後方向に向けた円柱形をなしている。パンチ２３の後端部（突出端部）は、後方（パイプＰに接近する方向）に向かって縮径するような円錐状の成形部２４となっている。成形部２４の先端（後端）の外径寸法は、パイプＰの内径よりも少し小さい寸法であり、成形部２４の最大外径寸法は、パイプＰの内径よりも大きい寸法となっている。
【００１７】
噴霧機構３０は、ロータリークランプ（図示省略）を構成するロッド３１と、によって駆動されるアーム３２と、アーム３２に取り付けられたノズル３３とを備えて構成されている。ロータリークランプは、軸線を前後方向（即ち、パイプＰの軸線と平行な方向）に向けて前方に突出した形態のロッド３１を備えている。ロッド３１の先端（前端）には、ロッド３１の軸線と直角な方向に細長いアーム３２の基端部が固定されている。アーム３２の先端には、軸線を前後方向（つまり、ロッド３１の軸線と平行な方向）に向けた細長いノズル３３が設けられている。ノズル３３は、アーム３２から後方へ片持ち状に突出した形態である。
【００１８】
ノズル３３は、ロータリークランプの駆動によりロッド３１及びアーム３２と一体となって三次元方向に移動するようになっている。即ち、ロッド３１が前後方向に伸縮するのにともない、ノズル３３がパイプＰの軸線と平行に平行移動する。また、ロッド３１がその軸線を中心として回動すると、ノズル３３が、パイプＰの中空内と対応する噴霧位置（図３を参照）と、パイプＰに対して径方向に位置ずれした退避位置（図５を参照）との間でロッド３１を中心として旋回する。ノズル３３の基端部は、図示しないホースを介して潤滑油Ｆを圧送するための圧送装置（図示省略）に接続されている。図２に示すように、ノズル３３の先端（後端）の噴出口３４からは、潤滑油Ｆが霧状となって後方へ円錐状に拡散するように噴出するようになっている。
【００１９】
次に、本実施例の拡径装置を用いてパイプＰの被加工部Ｍを拡径加工する工程を説明する。まず、図３に示すように、保持部材１４を上方へ退避させ、ノズル３３をパイプＰのセット領域よりも前方へ退避させ、パンチ２３をノズル３３よりも前方へ退避させておく。この状態で、受け部材１２の下部溝１３にパイプＰを載置し、前後方向においてパイプＰ（被加工部Ｍ）の前端を位置決めする。この後、図１に示すように、保持部材１４を下降させてパイプＰを受け部材１２の間で上下に挟み付ける。このように保持機構１０にセットされたパイプＰは、前後方向、左右方向及び上下方向への移動を規制された状態に固定される。
【００２０】
パイプＰを保持機構１０に固定したら、パイプＰの前方で待機していたノズル３３を、図１及び図２に示すように、噴出口３４を先に向けて被加工部Ｍ内に所定位置まで進入させる。この状態から、ノズル３３を被加工部Ｍから抜き取るように前方へスライドさせながら、噴出口３４から潤滑油Ｆを斜め後方へ（つまり、被加工部Ｍの奥方に向かって）噴霧させる。ノズル３３の前方移動と潤滑油Ｆの噴霧は、ほぼ同時に開始する。噴霧された潤滑油Ｆは、被加工部Ｍの内周面に塗布される。
【００２１】
ノズル３３の高さは、被加工部Ｍの軸線（被加工部Ｍの高さ方向中央）よりも少し高い位置に設定されているので、被加工部Ｍの内周面における潤滑油Ｆの塗着量は、上面領域で最大となる。しかし、上面領域に塗布された潤滑油Ｆの一部は、重力に従って側面領域を伝い落ちるので、潤滑油Ｆの塗着量は、全周に亘ってほぼ均一化される。
【００２２】
そして、噴出口３４が被加工部Ｍ（パイプＰ）の前端を通過すると同時、または通過した直後に、潤滑油Ｆの噴霧を停止する。このタイミングで潤滑油Ｆの噴霧を停止することにより、被加工部Ｍの内周面の奥方から前端（開口端）に至るまで万遍なく潤滑油Ｆが塗布されるとともに、パイプＰの前端面にも潤滑油Ｆが塗布される。これにより、図４に示すように、被加工部Ｍの内周面と開口端面Ｓだけでなく、内周面と開口端面Ｓとが略直角に連なるエッジ状の開口縁Ｅも、潤滑油Ｆによって覆われる。
【００２３】
上記のようにして潤滑油Ｆの塗布工程が完了した時点では、ノズル３３の全体とアーム３２の一部が、前後方向においてパイプＰとパンチ２３との間に介在するように位置する。したがって、このノズル３３とアーム３２は、ロッド３１中心として旋回させ、図５に示すように、前後方向においてパイプＰおよびパンチ２３とは被対応の領域へ退避させる。これにより、パイプＰとパンチ２３との間に介在物が存在しなくなる。
【００２４】
ノズル３３とアーム３２を退避させた後、パンチ２３をパイプＰに向かって進出させる。進出する過程では、図４に拡大して示すように、まず、パンチ２３のテーパ状の外周面が被加工部Ｍのエッジ状の開口縁Ｅに当接する。この開口縁Ｅには、潤滑油Ｆが塗布されているので、金属製のパイプＰと金属製のパンチ２３が直接、当たり合うことはない。パンチ２３が開口縁Ｅに当接した後は、パンチ２３の被加工部Ｍ内への挿入が進むのに伴い、図５に示すように、被加工部Ｍが、パンチ２３の外周のテーパ形状により拡径するように塑性変形させられる。
【００２５】
パンチ２３が所定位置まで被加工部Ｍ内に進入し、被加工部Ｍを所定の形状に拡径変形させた後は、パンチ２３がパンチ２３の前方へ抜き取られる。このようにして拡径変形工程が完了した後は、保持部材１４が上昇してパイプＰを保持機構１０による保持状態から解放する。これにより、加工済みのパイプＰを保持機構１０から取り出すことができる。
【００２６】
上述のように本実施例１のパイプ拡径装置Ａは、金属製のパイプＰの端末の被加工部Ｍを拡径変形させるための装置であって、パンチ２３とノズル３３とを備えている。そして、被加工部Ｍ内にノズル３３を進入させて、ノズル３３から噴霧した潤滑油Ｆを被加工部Ｍの内周面に塗布し、ノズル３３を被加工部Ｍ外へ退避させた後、被加工部Ｍ内にパンチ２３を突入させることによって被加工部Ｍを拡径変形させるようになっている。
【００２７】
この構成によれば、潤滑油ＦをパイプＰの内部に噴霧するようにしたので、大気中において霧状の潤滑油Ｆが拡散することが抑えられる。したがって、パイプＰの外部で降下する潤滑油Ｆの回収範囲も狭くて済み、潤滑油Ｆを回収するための設備コストを低減することができる。
【００２８】
また、ノズル３３は、被加工部Ｍ内においてパイプＰの軸線方向に移動しながら潤滑油Ｆを噴霧するようになっているので、被加工部Ｍの内周面に満遍なく潤滑油Ｆを塗着させることができる。しかも、潤滑油Ｆを噴霧する過程では、ノズル３３が被加工部Ｍの奥側から開口端側に向かって移動するようになっているので、被加工部Ｍの内周面における天井部分（上面領域）から潤滑油Ｆが滴下しても、その滴下した潤滑油Ｆがノズル３３に付着する虞がない。
【００２９】
また、本実施例では、潤滑油Ｆを、被加工部Ｍの内周面だけでなく、被加工部Ｍの開口端面Ｓにも塗着させているが、その技術的意義は次の通りである。被加工部Ｍの内周面と開口端面Ｓとが略直角に連なるエッジ状の開口縁Ｅは、拡径加工工程でパンチ２３が最初に当接する部分である。この点に鑑み、この被加工部Ｍの開口縁Ｅにも潤滑油Ｆを塗着させたことにより、パンチ２３と開口縁Ｅとの間の摩擦が低減される。したがって、被加工部Ｍが不正に変形させられる虞がない。
【００３０】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、ノズルが被加工部内においてパイプの軸線方向に移動しながら潤滑油を噴霧するようにしたが、ノズルは停止した状態で潤滑油を噴霧してもよい。
（２）上記実施例では、ノズルが被加工部の奥側から開口端側に向かって移動しながら潤滑油を噴霧するようにしたが、これとは逆に、ノズルが被加工部の開口端側から奥方に向かって移動しながら潤滑油を噴霧してもよい。
（３）上記実施例では、被加工部の開口端面にも潤滑油を塗布したが、被加工部の開口端面には潤滑油を塗布しないようにしてもよい。この場合、ノズルの噴出口がパイプ（被加工部）の内部に位置している状態で潤滑油の噴霧を停止させればよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ…パイプ拡径装置
Ｆ…潤滑油
Ｍ…被加工部
Ｐ…パイプ
Ｓ…開口端面
２３…パンチ
３３…ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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