(57)【要約】【課題】小型軽量化を図り作業性を向上させ、かつ、シール部の耐久性を確保する。【解決手段】超高圧液を封入して拡管成形をするマンドレルシール部を有する液圧拡管成形装置のマンドレルシール構造であって、マンドレルシール部は、マンドレル１ａの外周部に装着され超高圧室を形成する封入手段（２）と、この封入手段をマンドレル１ａの軸方向に保持するように超高圧室の少なくとも一方の側に配置された環状の可動式リング部材４と、を備え、可動式リング部材４は、くさび形状部４２ａを有する固定リング４２と、くさび形状部４２ａに適合するように内径が端面側に向けて拡径されたテーパ形状凹部４１ａを有し、径方向に拡張可能なすり割部４１ｂが設けられた拡張リング４１と、を備え、すり割部４１ｄには、拡張リング４１の外周面から内周面まで一の端面から他の端面に渡って拡張リング４１の軸方向に対して交差する方向に沿ってすり割面を形成する。【選択図】図２
2008080378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークとの間で超高圧液を封入して拡管成形をするマンドレルシール部と、このマンドレルシール部に前記超高圧液を注入する拡管ツール部と、この拡管ツール部に前記超高圧液を供給する本体部と、を有する液圧拡管成形装置の前記マンドレルシール部におけるマンドレルシール構造であって、
前記マンドレルシール部は、
前記拡管ツール部に連結され、前記超高圧液が導入されるマンドレルと、
このマンドレルの外周部に装着され、前記ワークと前記マンドレルとの間で前記超高圧液を封入して超高圧室を形成する封入手段と、
この封入手段を前記マンドレルの軸方向に保持するように前記超高圧室の少なくとも一方の側に配置され、前記マンドレルに外嵌された環状の可動式リング部材と、を備え、
この可動式リング部材は、
外径が端面側に向けて縮径されたくさび形状部を有する固定リングと、
前記くさび形状部に適合するように内径が端面側に向けて拡径されたテーパ形状凹部を有し、前記超高圧液の液圧により前記くさび形状部が前記テーパ形状凹部に押圧されて径方向に拡張可能なすり割部が設けられた拡張リングと、を備え、
前記すり割部には、前記拡張リングの外周面から内周面まで一の端面から他の端面に渡って前記拡張リングの軸方向に対して交差する方向に沿ってすり割面が形成されていることを特徴とするマンドレルシール構造。
【請求項２】
前記すり割部は、前記拡張リングの円周方向で１か所に設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載のマンドレルシール構造。
【請求項３】
前記すり割部は、前記拡張リングの円周方向で少なくとも２か所に設けられ、
前記拡張リングの外周部には、この拡張リングの中心方向へ付勢する保持部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマンドレルシール構造。
【請求項４】
前記封入手段は、前記マンドレルに外嵌されたシール部材であり、
このシール部材が前記ワークと前記マンドレルとの間に介装されることで、前記超高圧液が封入されるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマンドレルシール構造。
【請求項５】
前記封入部材は、袋状のゴム部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマンドレルシール構造。
【請求項６】
前記封入手段と前記可動リング部材の間に弾性部材からなるバックアップリングを介在させて配置し、
前記可動リング部材は、前記バックアップリング側に拡張リングを配置し、この拡張リングの前記バックアップリング側の端面に、この端面側に向けて拡径されたテーパ形状を有する拡径凹部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマンドレルシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液圧拡管成形装置のマンドレルシール構造に関し、特に、シール部の耐久性を向上させる液圧拡管成形装置のマンドレルシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、熱交換器、コンデンサ等の管と管板とを接合する方法としてローラ拡管法、液圧拡管法、シール溶接法、爆発拡管法等が用いられている。その中でも、数千気圧の液圧を用いて直接拡管する液圧拡管法は、液圧のエネルギーを利用した正確強固な拡管でクリーンな環境での作業が可能であり多方面で利用されている。ローラ拡管法では転圧により管内径に剥離（フレーキング）が発生する場合があるが、液圧拡管法では管の内面に均一な液圧を与えて拡管するため、接触圧力を精度よく管理することができ、信頼性の高い拡管が可能である。
【０００３】
従来、液圧拡管装置のマンドレルシール構造として、例えば、エキスパンションリングにすり割部を設けたものが知られている。このタイプのマンドレルシール構造１００について、図８と図９を参照しながら説明する。
図８（ａ）は従来のマンドレルシール構造を示す半断面図であり、（ｂ）は（ａ）のエキスパンションリングの構成を示す断面図、（ｃ）はその側面図であり、（ｄ）は分割タイプのエキスパンションリングの構成を示す断面図、（ｅ）はその側面図である。図９（ａ）は拡管時の作用を説明するための要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【０００４】
このタイプのマンドレルシール構造１００は、図８（ａ）に示すように、超高圧液が導入されるマンドレル１００ａと、超高圧液を封入するＯリング１２０と、このＯリング１２０を保持するバックアップリング１３０と、エキスパンション機構を構成するくさび形状リング１４２およびエキスパンションリング１４１と、を備えて構成されている。
そして、エキスパンションリング１４１には、図８（ｂ）に示すように、エキスパンションリング１４１の軸方向に沿って端面から中央部付近まですり割が形成されている。
【０００５】
かかる構成により、超高圧液が供給されると、図９（ｂ）に示すように、液圧により、Ｏリング１２０およびバックアップリング１３０を介して、くさび形状リング１４２のくさび形状部１４２ａがエキスパンションリング１４１のテーパ形状部１４１ａに入り込むように軸方向に移動することで、エキスパンションリング１４１が径方向に拡張（拡径）され、拡管成形が行なわれる。そして、拡管成形後、エキスパンションリング１４１は弾性的に縮径されてマンドレルを管から引き抜きやすいように構成されている。
【０００６】
また、すり割部の形状は、図８（ａ）に示したものの他に種々のタイプがあり、例えば、エキスパンションリング１４１の両側の端面から中央部に向かってそれぞれすり割を設けたものがある（特許文献１）。
さらに、図８（ｅ）に示すように、エキスパンションリング１５０をすり割部１５０ａで完全に分割して外周面にゴムベルトやクリップ等の保持部材１６０を設けて、その付勢力で弾性的に保持したタイプがある。
【特許文献１】特開平１１−２８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のマンドレルシール構造においては、エキスパンションリング１４１が拡径されると、構造上すり割部１４１ｂに形成された隙間も大きくなる。この状態で数千気圧の液圧が作用すると、図９（ｂ）に示すように、ウレタンゴム等の弾性部材で構成されたバックアップリング１３０は、Ｏリング１２０を介して押圧されると径方向に膨張して、くさび形状リング１４２を乗り越えて、さらにエキスパンションリング１４１のすり割部１４１ｂ（図８（ａ）参照）に進入する場合がある（矢印の方向）。
このため、バックアップリングがエキスパンションリングのすり割部１４１ｂに噛み込んで、バックアップリングの損傷を招き、寿命に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】
また、図８（ａ）に示すエキスパンションリング１４１は、すり割部により、戻り方向に弾性力を発生させる必要があるため、軸方向の長さを長くして径方向の弾性力を確保していた。このため、マンドレル自体の長さも長くなり、装置が大型化し作業性が悪化してしまうという問題があった。一方、図８（ｄ）に示す分割タイプのエキスパンションリングでは、構成が複雑になり部品点数も多くなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、簡易な構成で小型軽量化を図り作業性を向上させ、しかも、シール部の耐久性を確保した液圧拡管成形装置のマンドレルシール構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ワークとの間で超高圧液を封入して拡管成形をするマンドレルシール部と、このマンドレルシール部に前記超高圧液を注入する拡管ツール部と、この拡管ツール部に前記超高圧液を供給する本体部と、を有する液圧拡管成形装置の前記マンドレルシール部におけるマンドレルシール構造であって、前記マンドレルシール部は、前記拡管ツール部に連結され、前記超高圧液が導入されるマンドレルと、このマンドレルの外周部に装着され、前記ワークと前記マンドレルとの間で前記超高圧液を封入して超高圧室を形成する封入手段と、この封入手段を前記マンドレルの軸方向に保持するように前記超高圧室の少なくとも一方の側に配置され、前記マンドレルに外嵌された環状の可動式リング部材と、を備え、この可動式リング部材は、外径が端面側に向けて縮径されたくさび形状部を有する固定リングと、前記くさび形状部に適合するように内径が端面側に向けて拡径されたテーパ形状凹部を有し、前記超高圧液の液圧により前記くさび形状部が前記テーパ形状凹部に押圧されて径方向に拡張可能なすり割部が設けられた拡張リングと、を備え、前記すり割部には、前記拡張リングの外周面から内周面まで一の端面から他の端面に渡って前記拡張リングの軸方向に対して交差する方向に沿ってすり割面が形成されていること、を特徴とする。
【００１１】
なお、「超高圧」とは、拡管成形に必要な圧力をいい、管のサイズや形状にもよるが、一般的には、数千気圧の圧力を意味する。
【００１２】
このように、本発明は、拡張リングの外周面から内周面まで一の端面から他の端面に渡って、拡張リングの軸方向に対して交差する方向に沿ってすり割面を形成したことで、拡張リングが径方向に拡張（拡径）された際に、すり割部に隙間ができないようにしている。
すなわち、超高圧液の液圧により、固定リングのくさび形状部に拡張リングのテーパ形状凹部が押圧された状態で、拡張リングが径方向に拡張（拡径）される。このとき、拡張リングには超高圧液の液圧が軸方向に作用するため、すり割面が互いに当接し重なり合う方向に押圧されて変形することで、すり割面に隙間ができないようにしている。
【００１３】
これにより、可動式リング部材の周囲に配置された他のシール部材が、すり割部に挟まれたり、噛み込んだりすることを防止し、シール部材の損傷を回避することが可能である。したがって、シール部材の損傷による液圧拡管成形装置の寿命の低下を防止することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のマンドレルシール構造であって、前記すり割部は、前記拡張リングの円周方向で１か所に設けられていること、を特徴とする。
かかる構成によれば、すり割部を拡張リングの円周方向で１か所に設けたことで、拡張リングが拡径されても分離されないので、別途拡張リングの保持部材を設ける必要がなく、部品点数を削減して、構成を簡素化することができる。
また、超高圧液の液圧により、固定リングのくさび形状部に拡張リングのテーパ形状凹部が押圧された状態で、拡張リングが径方向に拡張（拡径）されると、拡張リングには弾性変形による弾性力（復元力）が発生する。そして、この復元力は、拡張リングの周方向（接線方向）に作用するため、拡張リングの軸方向の長さを短くすることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のマンドレルシール構造であって、前記すり割部は、前記拡張リングの円周方向で少なくとも２か所に設けられ、前記拡張リングの外周部には、この拡張リングの中心方向へ付勢する保持部材が設けられていること、を特徴とする。
かかる構成によれば、すり割部を拡張リングの円周方向で少なくとも２か所に設けたことで、拡張リングを径方向に放射状に拡径することができるため、拡張リングの外周面における密着性および成形性（例えば、真円度）を向上させることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマンドレルシール構造であって、前記封入手段は、前記マンドレルに外嵌されたシール部材であり、このシール部材が前記ワークと前記マンドレルとの間に介装されることで、前記超高圧液が封入されるように構成されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、マンドレルにＯリング等のシール部材を外嵌してワークとマンドレルとの間に超高圧室を形成するため、構成が簡素で装置のコンパクト化を図ることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のマンドレルシール構造であって、前記封入部材は、袋状のゴム部材であること、を特徴とする。
かかる構成によれば、超高圧室を形成する封入部材を袋状のゴム部材としたことで、超高圧液が外へ漏れ出すことを防止することができ、装置の取り扱いも容易である。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマンドレルシール構造であって、前記封入手段と前記可動リング部材の間に弾性部材からなるバックアップリングを介在させて配置し、前記可動リング部材は、前記バックアップリング側に拡張リングを配置し、この拡張リングの前記バックアップリング側の端面に、この端面側に向けて拡径されたテーパ形状を有する拡径凹部を設けたこと、を特徴とする。
かかる構成によれば、テーパ形状を有する拡径凹部の形状に倣ってバックアップリングが拡張リング側に湾曲するように変形させることで、拡張リングを固定リング側に均等に押圧することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る液圧拡管成形装置のマンドレルシール構造によれば、簡易な構成で小型軽量化を図り作業性を向上させ、しかも、シール部の耐久性を確保した液圧拡管成形装置のマンドレルシール構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の第１実施形態に係る液圧拡管成形装置の全体構成を説明するための斜視図であり、図２はマンドレルシール部の構成を示す半断面図であり、図３はマンドレルシール部の分解斜視図である。
【００２１】
本発明の第１実施形態に係る液圧拡管成形装置１１のマンドレルシール部１０におけるマンドレルシール構造は、図１に示すように、ワークである管Ｗ１（図６参照）との間で超高圧液を封入して拡管成形をするマンドレルシール部１０と、このマンドレルシール部１０に超高圧液を注入する拡管ツール部１２と、この拡管ツール部１２に超高圧液を供給する本体部１３と、を有する液圧拡管成形装置１１のマンドレルシール部１０におけるマンドレルシール構造１（図２参照）である。
マンドレルシール部１０は拡管ツール部１２に装着され、本体部１３から超高圧チューブ１３ａを通して超高圧液が供給される。また、拡管ツール部１２と本体部１３とは、制御用の油圧チューブ１３ｂおよび減圧用の排水チューブ１３ｃで連結されている。
【００２２】
マンドレルシール部１０は、液圧拡管成形装置１１のアタッチメントとして装着される。マンドレルシール部１０は、拡管加工をする管Ｗ１の中へ挿入し、超高圧液を封入して超高圧室Ｐを形成し、この超高圧室Ｐの圧力で管Ｗ１を拡管成形し、管Ｗ１と管板Ｗ２とを接合する（図６参照）。マンドレルシール部１０においては、管の材質、寸法、拡管圧力等、拡管条件に合わせて、いろいろなシール方法が用いられる。
【００２３】
本発明の第１実施形態に係るマンドレルシール部１０におけるマンドレルシール構造１について、図２を参照しながら説明する。
マンドレルシール構造１は、図２に示すように、超高圧液が導入されるマンドレル１ａと、このマンドレル１ａの外周部に装着され、ワークである管Ｗ１とマンドレル１ａとの間で超高圧液を封入して超高圧室Ｐ（図６参照）を形成する封入手段であるＯリング２およびバックアップリング３と、このＯリング２およびバックアップリング３をマンドレル１ａの軸方向に保持するように配置された拡張リング４１および固定リング４２と、を備えて構成されている。そして、拡張リング４１には、軸方向に対して交差する方向に沿ってすり割部４１ｂが形成されている。
【００２４】
また、超高圧室Ｐ（図６参照）には、Ｏリング２等のシール部材の位置を調整し、超高圧室Ｐの軸方向の長さを調整するスペーサ５が設けられている。
そして、マンドレル１ａの後側（本図における右側）には、拡管ツール部１２（図１）に連結されるヘッドアダプタ１ｂと、拡管位置を調整するためのカラー１ｃと、が装着されている。一方、マンドレル１ａの前側（本図における左側）には、ナット１ｄが螺着されている。
【００２５】
ここで、本第１実施形態においては、図２に示すように、マンドレル１ａの軸方向に対して、超高圧室Ｐ（図６）からみて、Ｏリング２、バックアップリング３、拡張リング４１、および固定リング４２は、左右対称の構成としているため、原則として、マンドレル１ａの前側の構成部材について説明し、後側の構成部材についての説明は省略する。
また、以下の説明において、マンドレル１ａの軸方向に対して、超高圧室Ｐ（図６）から見て前側または後側へ遠くなる方向を外側、超高圧室Ｐ側へ近付く方向を内側と表現する場合がある。
【００２６】
マンドレル１ａには、図２に示すように、丸棒形状で拡管ツール部１２（図１）側の端面（本図における右側の端面）から超高圧室Ｐ（図６）まで連通する超高圧液の流路Ｌ１が軸方向に沿ってマンドレル１ａの中央部まで形成され、マンドレル１ａの中央部から超高圧室Ｐまで放射状に連通する連通孔Ｌ２が４本設けられている。
なお、本実施形態においては、連通孔Ｌ２を４本としたが、これに限定されるものではなく、連通孔Ｌ２の本数は、マンドレル１ａの径、超高圧室Ｐの容積、および拡管長等の仕様を考慮して１本以上の最適な本数が設定される。
【００２７】
超高圧室Ｐは、ワークである管Ｗ１の内周面と、マンドレル１ａの外周面と、両側に配置されたＯリング２と、の間に形成され（図６参照）、Ｏリング２はさらにバックアップリング３で保持されている。
Ｏリング２は、図３に示すように、断面がＯ形のゴム製のシール部材であるが、これに限定されるものではなく、いわゆるＵパッキン等を使用することもできる。Ｏリング２は、超高圧液の導入時の比較的液圧が低い時点の初期のシール性を確保するために設けられている。
【００２８】
バックアップリング３は、リング状の円板形状を備え、ウレタンゴム等の弾性部材で構成されている。バックアップリング３は、拡管成形時の液圧が高い時点のシール性を確保するために設けられている。
【００２９】
なお、本第１実施形態においては、バックアップリング３を設けてシール性を高めているが、これに限定されるものではなく、例えば、後記するチューブタイプ（図７参照）のように別途シール性が確保されれば必ずしもバックアップリング３を設けなくてもよい。
また、本実施形態においては、バックアップリング３の材質としてウレタンゴムを使用したが、これに限定されるものではなく、気密性、拡張性、および耐久性等を考慮して、ゴムメタル、硬質ゴム、ナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂、テフロン（登録商標）、その他の樹脂材料等が適宜選定される。
【００３０】
続いて、可動式リング部材４である拡張リング４１と固定リング４２の構成について、主として図４を参照しながら説明する。図４は拡張リングの形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は斜視図を示し、（ｄ）は拡張リングの作用を説明するための模式的な側面図である。
拡張リング４１と固定リング４２は、図２に示すように、拡張リング４１が内側（超高圧室Ｐに近い側）に配置され、固定リング４２が外側（超高圧室Ｐから見て遠い側）に配置されている。
【００３１】
拡張リング４１は、図４に示すように、リング状の円板形状を備えている。拡張リング４１の固定リング４２側の端面には、固定リング４２（図２参照）に接する端面側に向けて内径が拡径されたテーパ形状凹部４１ａを有し、超高圧液の液圧によりテーパ形状凹部４１ａに固定リング４２のくさび形状部４２ａ（図２参照）が押圧されて径方向に拡張可能にすり割部４１ｂが設けられている。
【００３２】
また、拡張リング４１のバックアップリング３側の端面には、図２に示すように、この端面側に向けて拡径されたテーパ形状を有する拡径凹部４１ｃを設けて構成されている。
かかる構成により、テーパ形状を有する拡径凹部４１ｃの形状に倣ってバックアップリング３を拡張リング４１側に湾曲するように変形させることで、拡張リング４１を固定リング４２側に均等に押圧することができる。
【００３３】
すり割部４１ｂには、図４（ａ）に示すように、拡張リング４１の円周方向に対し１か所で、外周面から内周面まで、かつ、図４（ｂ）に示すように、後側の端面４１ｅから前側の端面４１ｆに渡って、拡張リング４１の軸方向ＣＬに対して側面視で交差する方向に沿ってすり割面４１ｄ（図４（ｄ））が形成されている。
【００３４】
ここで、本発明に係る拡張リングにおける他の実施例について、図５を参照しながら説明する。図５は拡張リングの他の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は斜視図を示す。
本実施例に係る拡張リング４１′は、拡張リング４１′の円周方向で２か所にすり割部４１ｂ′，４１ｂ′が設けられている点で、前記した第１実施形態における１か所にすり割部４１ｂが設けられた拡張リング４１と相違する。このため、本実施例における拡張リング４１′は、半割リング４１Ａ′と半割リング４１Ｂ′とに分割して構成されている。
【００３５】
そして、拡張リング４１′の外周部には、リング溝４１ｇ′が形成され（図５（ｂ）参照）、このリング溝４１ｇ′に拡張リング４１′の中心方向へ付勢するスナップリング４１ｈ′が嵌め込まれている（図５（ｃ）参照）。
かかる構成により、スナップリング４１ｈ′を設けることで，拡張リング４１′が径方向に拡がるように拡径されると、拡張リング４１′を縮径する方向に付勢力が作用する。
【００３６】
固定リング４２は、図２に示すように、リング状の円板形状を備え、拡張リング４１に接する端面に向けて外径が縮径されたくさび形状部４２ａが形成されている。そして、拡張リング４１のテーパ形状凹部４１ａ（図２参照）と固定リング４２のくさび形状部４２ａが適合し、密着した状態で係合されている。
【００３７】
なお、拡張リング４１のテーパ形状凹部４１ａと固定リング４２のくさび形状部４２ａが形成する傾斜角θを適宜設定することで、拡張リング４１の拡径方向の押圧力およびストロークを調整することができる。このため、ワークである管Ｗ１のサイズや管板Ｗ２との隙間（拡径ストローク）等の諸条件に応じて、この傾斜角θを設定することで、最適な拡管成形条件を得ることができる。
【００３８】
スペーサ５は、図２に示すように、マンドレル１ａの外周面に外嵌される円筒形状を備え、超高圧室Ｐ（図６）内に配設されている。スペーサ５は、マンドレル１ａに導入された超高圧液を超高圧室Ｐ内に迅速に充満させるために、スペーサ５の内周面にはリング溝５ａが形成されている。そして、このリング溝５ａからスペーサ５の外周面まで貫通する貫通孔５ｂが径方向に放射状に形成され、この貫通孔５ｂから超高圧室Ｐに超高圧液が吐出される。
【００３９】
続いて、本発明の第１実施形態に係るマンドレルシール構造１の動作について、図６を参照しながら説明する。図６は本発明の第１実施形態に係るマンドレルシール構造１の動作を説明するための拡管成形時の様子を示す要部断面図である。
【００４０】
なお、以下の説明において、前記したように、超高圧室Ｐからみて、Ｏリング２、バックアップリング３、拡張リング４１、および固定リング４２は、左右対称の構成としているため、マンドレル１ａの前側の構成部材を対象として、その動作（作用）を説明するが、後側の構成部材も同様であるので説明は省略する。
【００４１】
マンドレルシール部１０（図２）は、拡管する熱交換器等の管Ｗ１に挿入した状態で、マンドレル１ａに超高圧液が供給されて、拡管作業が開始される。
マンドレル１ａから超高圧室Ｐに超高圧液が注入されると、最初にＯリング２が変形して管Ｗ１の内周面をシールし、マンドレル１ａの軸方向に対して外側（超高圧室Ｐから見て遠い側）に押圧力が作用する。その後、超高圧室Ｐ内がさらに増圧されると、バックアップリング３がマンドレル１ａの軸方向に圧縮されて変形し、その分、径方向には拡径されて、管Ｗ１の内周面のシール性を確保する。
【００４２】
このようにして、次第に増圧された超高圧室Ｐの圧力は、Ｏリング２およびバックアップリング３を介して拡張リング４１に伝達される。拡張リング４１が、超高圧液の液圧により、マンドレル１ａの軸方向の外側（超高圧室Ｐから見て遠い側）に押圧されると、固定リング４２がナット１ｄ（図２）に突き当てられて軸方向に移動できないため、固定リング４２のくさび形状部４２ａに拡張リング４１のテーパ形状凹部４１ａが押圧された状態で、拡張リング４１が径方向に拡張（拡径）される。
このとき、拡張リング４１には超高圧液の液圧が軸方向に作用するため、すり割面４１ｄ（図４（ｄ）参照）が互いに当接し重なり合う方向に押圧されて変形することで、すり割面４１ｄに隙間ができないようにしている。
【００４３】
これにより、可動式リング部材４（図２）、すなわち拡張リング４１および固定リング４２の周囲に配置されたバックアップリング３等の他のシール部材が、すり割部４１ｂに挟まれたり、噛み込んだりすることを防止し、シール部材の損傷を回避することが可能である。したがって、シール部材の損傷による液圧拡管成形装置の寿命の低下を防止することができる。
【００４４】
このようにして、超高圧室Ｐの液圧エネルギーにより、管Ｗ１の外径が拡張され、管板穴に接触するようになる。そして、さらに、超高圧室Ｐの圧力を上昇させていくと、管Ｗ１は管板Ｗ２に押し付けられ、管板穴が弾性変形される。このとき、管Ｗ１は塑性領域まで変形され、超高圧室Ｐの圧力を解除した後は、管Ｗ１と管板Ｗ２の間で接触残留応力が生じて強固な固着が行なわれる。
拡管成形の終了後、超高圧室Ｐが減圧されると、拡張リング４１が固定リング４２に押圧される押圧力も解除されるため、拡張リングの弾性復元力によって、拡張リング４１が縮径されて、マンドレルシール部１０を管Ｗ１から容易に抜き取ることができる。
【００４５】
続いて、本発明の第２実施形態について、図７を参照しながら説明する。図７は本発明の第２実施形態に係るマンドレルシール構造を示す半断面図である。前記した第１実施形態においては、封入手段としてＯリング２を使用したが（Ｏリングタイプ）、第２実施形態においては封入手段として、袋状のゴム部材であるチューブ８を使用したものである（チューブタイプ）。
【００４６】
超高圧液のシール体としてのチューブ８は、図７に示すように、マンドレル１ａの外周面に設けられ、マンドレル１ａの流路Ｌ１に超高圧液が導入され、連通孔Ｌ２から吐出される超高圧液がチューブ８内に封入されるように構成されている。したがって、超高圧液（水や油が使用される。）が漏れることがないので、作業環境を汚染する心配がなく、管Ｗ１への挿入も容易である。
【００４７】
第１実施形態に係るＯリングタイプの場合には、構成が簡素であるため特に小径管に対して有効であり、第２実施形態に係るチューブタイプの場合には、シール性が高く、管Ｗ１と管板Ｗ２（図６参照）のクリアランスが大きな拡管であっても幅広く適用できる。
なお、Ｏリングタイプとチューブタイプでは、Ｏリング２（図２）とチューブ８（図７）以外の構成要素および動作については、原則として同様であるので説明を省略する。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態および実施例に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、第１実施形態においては、超高圧室Ｐ内にスペーサ５を配設しているが、これに限定されるものではなく、スペーサ５を設けない構成を採用することもできる。
【００４９】
第１実施形態において、拡張リング４１′（図５）には、すり割部４１ｂ′が円周方向で対向する位置に２か所設けられているが、これに限定されるものではなく、３箇所ないし４箇所以上設けることもできる。
【００５０】
第１実施形態においては、固定リング４２のくさび形状部４２ａは、固定リング４２の全周に渡って設けられ連続的なコーン形状をなしているが、これに限定されるものではなく、周方向の複数箇所で不連続に設けられたものでもよい。
【００５１】
第１実施形態においては、拡張リング４１と固定リング４２の配置に関し、拡張リング４１を内側（超高圧室Ｐに近い側）に配置し、固定リング４２を外側（超高圧室Ｐから見て遠い側）に配置したが、これに限定されるものではなく、固定リング４２を内側に配置し、拡張リング４１を外側（超高圧室Ｐから見て遠い側）に配置してもよい。
【００５２】
第１実施形態において、拡張リング４１と固定リング４２で構成された可動式リング部材４は、マンドレル１ａの軸方向に対して超高圧室Ｐの両側に対称となるように配置したが、これに限定されるものではなく、可動式リング部材４を一方の側のみに配置し、他方の側には他のタイプの拡張リングや弾性部材で構成することも可能であり、種々の組み合わせが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液圧拡管成形装置の全体構成を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るマンドレルシール部の構成を示す半断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るマンドレルシール部の分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る拡張リングの形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は斜視図を示し、（ｄ）は拡張リングの作用を説明するための模式的な側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る拡張リングの他の実施例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は斜視図を示す。
【図６】本発明の第１実施形態に係るマンドレルシール構造１の動作を説明するための拡管成形時の様子を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置の拡管ツール部の構成を説明するための断面図である。
【図８】（ａ）は従来のマンドレルシール構造を示す半断面図であり、（ｂ）は（ａ）のエキスパンションリングの構成を示す断面図、（ｃ）はその側面図であり、（ｄ）は分割タイプのエキスパンションリングの構成を示す断面図、（ｅ）はその側面図である。
【図９】（ａ）は従来のマンドレルシール構造における拡管時の作用を説明するための要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５４】
１      マンドレルシール構造
２      Ｏリング（封入手段）
３      バックアップリング
４      可動式リング部材
５      スペーサ
８      チューブ（袋状のゴム部材）
１０    マンドレルシール部
１１    液圧拡管成形装置
１２    拡管ツール部
４１，４１′    拡張リング
４１ａ  テーパ形状凹部
４１ｂ，４１ｂ′  すり割部
４１ｃ  拡径凹部
４１ｄ  すり割面
４１ｈ′  スナップリング（保持部材）
４２    固定リング
４２ａ  くさび形状部
Ｐ      超高圧室
Ｗ１    管（ワーク）
Ｗ２    管板
【図１】
2008080378.tif 000003
【図２】
2008080378.tif 000004
【図３】
2008080378.tif 000005
【図４】
2008080378.tif 000006
【図５】
2008080378.tif 000007
【図６】
2008080378.tif 000008
【図７】
2008080378.tif 000009
【図８】
2008080378.tif 000010
【図９】
2008080378.tif 000011