(57)【要約】【課題】液圧成形によりパイプ材に所望形状のふくらみを連続して形成すること。【解決手段】くびれ加工されたパイプ材Ｐのくびれ位置に合わせて稼動割型３４をセットして円筒カバー３１内に装填し、増圧シリンダ機構２３によりパイプ材Ｐの内部に挿入した圧縮用ネジ１４から内圧を加えて変形させると共に圧縮用シリンダ機構４０により稼動割型３４をパイプ軸方向に押込み、さらにパイプ材Ｐが変形により短くなるのに合わせてウォーム機構により圧縮用ネジ１４を引き戻すようにした。これにより、くびれ加工されたパイプ材Ｐのパイプ径部を稼動割型３４により所望形状のふくらに加工でき、一度のバルジ加工で複数のふくらみを成形できる。【選択図】図１
2008055428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ軸方向に連続してくびれが形成されたパイプ材の各くびれ位置に取り付けられる複数の稼動割型と、
前記パイプ材の一端部に取り付けられる稼動型と、
前記パイプ材の他端部に取り付けられる固定型と、
前記稼動割型、稼動型及び固定型が前記パイプ材に取り付けられたまま装填される筒状カバーと、
棒内部には軸方向に沿って圧液導入路が形成され、前記パイプ材のパイプ軸方向の複数の位置において圧液を吐出する吐出口が設けられ、前記パイプ材内部をパイプ両端部で密閉した状態で当該パイプ材の内部に通される圧液吐出棒と、
前記圧液吐出棒の圧液導入路に圧液を導入する圧液導入装置と、
前記稼動型及びパイプ材一端部を前記固定型が取り付けられたパイプ材他端部方向に押し込む押圧装置と、
前記固定型及びパイプ材他端部が押し当てられる固定ブロックと、
を具備したことを特徴とするパイプ材のふくらみ加工装置。
【請求項２】
前記パイプ材の短縮側への動きに併せて前記圧液吐出棒を移動させる移動機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のパイプ材のふくらみ加工装置。
【請求項３】
前記移動機構は、駆動源と、前記駆動源から回転力が伝達されるウォームと、前記ウォームの回転を前記圧液吐出棒を回転軸とする回転に変換するウォームホイールと、前記圧液吐出棒の外周に形成されたねじ部と螺合し前記圧液吐出棒の棒軸方向への移動が規制された状態で前記ウォームホイールと共に回転する回転体とから構成されたことを特徴とする請求項２記載のパイプ材のふくらみ加工装置。
【請求項４】
前記圧液導入装置は、ブースタ方式の増圧シリンダ機構で構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のパイプ材のふくらみ加工装置。
【請求項５】
前記パイプ材は、内層がニオブ（Ｎｂ）で外層が銅（Ｃｕ）、又は内層が銅（Ｃｕ）、中間層がニオブ（Ｎｂ）で外層が銅（Ｃｕ）の複合材からなり、超伝導加速空洞に用いられることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のパイプ材のふくらみ加工装置。
【請求項６】
パイプ軸方向に連続してくびれが形成されたパイプ材の各くびれ位置に稼動割型を取り付けると共に前記パイプ材の一端部に稼動型を取り付ける一方、前記パイプ材の他端部に固定型を取り付けて筒状カバーに装填し、
棒内部には軸方向に沿って圧液導入路が形成され、前記パイプ材のパイプ軸方向の複数の位置において圧液を吐出する吐出口が設けられた圧液吐出棒を、前記パイプ材内部をパイプ両端部で密閉した状態で当該パイプ材の内部に通し、
前記稼動型及びパイプ材一端部を前記固定型が取り付けられたパイプ材他端部方向に押し込む一方、前記圧液吐出棒の圧液導入路に圧液を導入し、
前記パイプ材が短くなり前記稼動割型、稼動型、固定型が一体化した後、前記パイプ材に完全なふくらみが形成されるようにしたことを特徴とするパイプ材のふくらみ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個所にくびれが形成されたパイプ材にふくらみを与えるふくらみ加工装置及びふくらみ加工方法に関し、特に超伝導加速空洞に用いられるパイプ材にバルジ加工により所望形状のふくらみを与えるパイプ材のふくらみ加工装置及びふくらみ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、リニアコライダー（電子・陽電子加速器）用の超伝導加速空洞の開発が行われている。リニアコライダーでは、共鳴周波数１．３ＧＨＺのニオブ（Ｎｂ）製の空洞を液体ヘリウムで絶対温度２度（２Ｋ）に冷却した超伝導状態で運転し、３５ＭＶ/ｍ〜４５ＭＶ/ｍの軸上電場を生成して電子（又は陽電子）ビームを加速する。ＩＬＣ（国際リニアコライダー計画）では、クライオスタッドと呼ばれる装置に、４〜８個の超伝導加速空洞（キャビティ）を直列に並べて組み込み、これを５０００〜２５００台連設して約３０〜４０Ｋｍの直線状の空洞を構築することが計画されている。
【０００３】
図８は、９個の多連セルからなる超伝導加速空洞の正面図である。超伝導加速空洞は、内部が単調な空洞形状ではなく、粒子を加速するためのアイリスと呼ばれるくびれが各セルに存在する。多連セルからなる超伝導加速空洞を製作する方法として、ニオブ板金をプレス加工によって半セルに成形し、この半セル群を順次電子ビーム溶接で接合してダンベル形状とし、さらにダンベル形状同士を電子ビーム溶接で接合する電子ビーム方式が技術上確立されている。
【０００４】
ところが、電子ビーム方式は完成した超伝導加速空洞の赤道部（空洞最大直径部）に電子ビーム溶接によるビードが残る問題がある。超伝導加速空洞の赤道部においてビードが電界方向に対して直交方向に形成されていると、空洞性能の低下を招く大きな原因となる。このため、電子ビーム方式は、ビードを滑らかに研磨する工程が必要であると共に溶接時間も長くなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、周方向及び軸方向のいずれにも継ぎ目の無いシームレス管を成形する方法が提案されている。例えば、プレス加工、深絞り加工、張り出し成形加工、液圧バルジ加工及びスピニング加工のうちの複数を適当に組み合わせるとした製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された製造方法は、クラッド板から切断で円板を採取し、数回の深絞り加工によりカップ状円筒に成形し、この円筒を素管として液圧バルジにてアイリス部、赤道部を有する単セルを作製するというものである。
【０００６】
また、少ない金型を用いてバルジ加工によりシームレスキャビティを製作する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、空洞の最大径部に相当する位置にて分割される一対の分割金型を用いたバルジ加工にて円筒から単セルを形成するものである。
【特許文献１】特開２０００−３６７７９９号公報
【特許文献２】特開２００１−１９６２００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、従来のバルジ加工によるシームレスキャビティ製作方法は、１つの金型を用いて１個ずつふくらみを加工するため、多連セルからなる超伝導加速空洞を製作しようとすると、全てのふくらみ加工を完了するまでに長時間を要するという問題があった。
【０００８】
本発明は、くびれがパイプ軸方向に連続して形成されたパイプ材を用いてパイプ軸方向に複数のふくらみを一度に作ることができ、ふくらみ加工時間を大幅に短縮することのできるパイプ材のふくらみ加工装置及びふくらみ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のパイプ材のふくらみ加工装置は、パイプ軸方向に連続してくびれが形成されたパイプ材の各くびれ位置に取り付けられる複数の稼動割型と、前記パイプ材の一端部に取り付けられる稼動型と、前記パイプ材の他端部に取り付けられる固定型と、前記稼動割型、前記稼動型、前記固定型が前記パイプ材に取り付けられたまま装填される筒状カバーと、棒内部には軸方向に沿って圧液導入路が形成され、前記パイプ材のパイプ軸方向の複数の位置において圧液を吐出する吐出口が設けられ、前記パイプ材内部をパイプ両端部で密閉した状態で当該パイプ材の内部に通される圧液吐出棒と、前記圧液吐出棒の圧液導入路に圧液を導入する圧液導入装置と、前記稼動型及びパイプ材一端部を前記固定型が取り付けられたパイプ材他端部方向に押し込む押圧装置と、前記固定型及びパイプ材他端部が押し当てられる固定ブロックとを具備したことを特徴とする。
【００１０】
このように構成されたパイプ材のふくらみ加工装置によれば、圧液吐出棒の圧液導入路に圧液を導入すると共に、前記稼動型及びパイプ材一端部を前記固定型が取り付けられたパイプ材他端部方向に押し込むようにしたので、パイプ材が金型の各位置でふくらみ、パイプ材の長さがある程度まで短くなると、押圧装置による押し込みで稼動割型、稼動型、固定型が一体化し、その後、一体化されている金型で完全なふくらみが形成される。したがって、パイプ材にはバルジ加工により複数のふくらみが一度に成形可能であり、加工時間を大幅に短縮可能である。
【００１１】
また本発明は、上記パイプ材のふくらみ加工装置において、前記パイプ材の短縮側への動きに併せて前記圧液吐出棒を移動させる移動機構を備えたことを特徴とする。
【００１２】
このように構成されたパイプ材のふくらみ加工装置によれば、パイプ材の短縮側への動きに併せて前記圧液吐出棒を移動させるので、圧液を吐出する吐出口を常に最適な位置に配置することができる。
【００１３】
前記移動機構は、駆動源と、前記駆動源から回転力が伝達されるウォームと、前記ウォームの回転を前記圧液吐出棒を回転軸とする回転に変換するウォームホイールと、前記圧液吐出棒の外周に形成されたねじ部と螺合し前記圧液吐出棒の棒軸方向の移動が規制された状態で前記ウォームホイールと共に回転する回転体とから構成することができる。
【００１４】
また前記圧液導入装置は、ブースタ方式の増圧シリンダ機構で構成することができる。これにより、発生圧力すなわち使用圧力が低圧であっても高圧力に増圧することができる。
【００１５】
また、前記パイプ材は、内層がニオブ（Ｎｂ）で外層が銅（Ｃｕ）、又は内層が銅（Ｃｕ）、中間層がニオブ（Ｎｂ）で外層が銅（Ｃｕ）の複合材からなり、超伝導加速空洞に用いられることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のパイプ材のふくらみ加工方法は、パイプ軸方向に連続してくびれが形成されたパイプ材の各くびれ位置に稼動割型を取り付けると共に前記パイプ材の一端部に稼動型を取り付ける一方、前記パイプ材の他端部に固定型を取り付けて筒状カバーに装填し、棒内部には軸方向に沿って圧液導入路が形成され、前記パイプ材のパイプ軸方向の複数の位置において圧液を吐出する吐出口が設けられた圧液吐出棒を、前記パイプ材内部をパイプ両端部で密閉した状態で当該パイプ材の内部に通し、前記稼動型及びパイプ材一端部を前記固定型が取り付けられたパイプ材他端部方向に押し込む一方、前記圧液吐出棒の圧液導入路に圧液を導入し、前記パイプ材が短くなり前記稼動割型、稼動型、固定型が一体化した後、前記パイプ材に完全なふくらみが形成されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、くびれがパイプ軸方向に連続して形成されたパイプ材を用いてパイプ軸方向に複数のふくらみを一度に作ることができ、複数のふくらみ加工時間を大幅に短縮することができることから、シームレス化された多連セル超伝導加速空洞の製作時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を液圧成形装置に適用した一実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態に係る液圧成形装置の断面構造を示す正面図である。図１において、可動部分については、後述する圧縮用ネジの中心軸より上側がふくらみ加工前の状態を示し、圧縮用ネジの中心より下側がふくらみ加工後の状態を示している。なお、パイプ材Ｐは、ニオブ（Ｎｂ）の単一材、内層がニオブ（Ｎｂ）で外層が銅（Ｃｕ）、又は内層が銅（Ｃｕ）、中間層がニオブ（Ｎｂ）で外層が銅（Ｃｕ）の複合材からなり、超伝導加速空洞に用いられるものとする。
【００２０】
装置本体の基台１０上面に後述する円筒カバー３１の一端部側を支える固定ブロック１１が取付け固定されている。固定ブロック１１は円筒カバー３１とは逆側に開放した円柱状の収納空間１２を有する。この収納空間１２を形成する円筒カバー側側壁に貫通口が形成されており、当該貫通口に取り付けられたブッシュ１３を介して圧縮用ネジ１４が挿通されている。
【００２１】
圧縮用ネジ１４は、ふくらみ加工前のくびれパイプ材Ｐの全長よりも十分に長い寸法に設定されている。圧縮用ネジ１４の内部は中心軸に沿って圧液導入路１５が形成されている。圧液導入路１５は圧縮用ネジ１４の圧液導入側端部（図中左側）から対向端部の手前までの所定領域に掛けて形成されており、圧縮用ネジ１４の長手方向の複数個所であってふくらみ加工領域に相当する位置に吐出口１５ａがそれぞれ設けられている。また、圧縮用ネジ１４の圧液導入側端部の所定領域にはその外周面にネジ溝１６が設けられている。
【００２２】
また、固定ブロック１１の収納空間１２には圧縮用ネジ１４を回転軸として回転する回転体１７が配設されている。回転体１７の中心軸に沿ってネジ穴が形成されており、当該ネジ穴に圧縮用ネジ１４外周面のネジ溝１６を螺合させている。しかも、回転体１７はネジ軸方向の両側が軸受け１８ａ，１８ｂを介して固定ブロック１１の左右の内壁に支持されており、ネジ軸方向への移動が規制されている。したがって、回転体１７が圧縮用ネジ１４を回転軸として回転することにより、圧縮用ネジ１４が相対的に左右方向に移動することになる。
【００２３】
また、固定ブロック１１の収納空間１２にはウォームホイール１９とウォーム２０とからなるウォーム機構が配設されている。このウォーム機構では、ウォームホイール１９の外周溝が、圧縮用ネジ１４の下方に配置されたウォーム２０と噛合し、ウォーム２０の回転によりウォームホイール１９が回転体１７と係合して一体となって圧縮用ネジ１４を回転軸として回転する。固定ブロック１１の開放側は収納空間１２の左側側壁を形成するサイド蓋２１が取り付けられている。
【００２４】
サイド蓋２１にはウォーム機構により左右方向に移動する圧縮用ネジ１４の圧液導入側端部が出し入れされる開口部が形成されている。中間円筒部２２の一端部がサイド蓋２１に対して上記開口部と同心状に取り付け固定されている。
【００２５】
中間円筒部２２の他端部に対してブースタ方式の増圧シリンダ機構２３が設けられている。増圧シリンダ機構２３は、シリンダ部が、シリンダ内径が大きい元圧側シリンダ２４と、シリンダ内径が相対的に小さく元圧側シリンダ２４に連通した増圧側シリンダ２５とから構成される。また、ピストン部が、元圧側シリンダ２４内を往復運動する元圧側ピストン部２６と、元圧側ピストン部２６に一体形成され増圧側シリンダ２５内を往復運動する増圧側ピストン部２７とからなる。具体的には、元圧側は、直径＝１６０ｍｍ、ピストン面積＝２０１ｃｍ２、圧力＝４０Ｋｇ／ｃｍ２、容積＝２０００ｃｃ／回とし、増圧側は、直径＝７０ｍｍ、ピストン面積＝３８．５ｃｍ２、圧力＝２００Ｋｇ／ｃｍ２、（元圧４０Ｋｇ／ｃｍ２のとき）、容積＝３８０ｃｃ／回とする。このように、増圧シリンダ機構２３は、４０Ｋｇ／ｃｍ２の元圧を２００Ｋｇ／ｃｍ２に増圧して圧縮用ネジ１４に送り込む。
【００２６】
増圧側シリンダ２５において元圧側とは反対側となる側壁外周に設けられたフランジと、中間円筒部２２の一端部開口の外周に設けられたフランジとが締結部材にて締結固定されている。増圧側シリンダ２５の側壁中央部に小径の貫通口が形成されており、案内管２８の一端が当該貫通口に連結されている。案内管２８は、中間円筒部２２を通過して圧縮用ネジ１４の圧液導入路１５に先端部が挿入されている。圧液導入路１５は案内管２８が挿入される部分の径がそれよりも先の径よりも大きくなっていて案内管２８が圧液導入路１５内を摺動するものとなっている。
【００２７】
固定ブロック１１の一方の外壁に対して長尺な円筒状をなす円筒カバー３１が水平に取り付けられている。円筒カバー３１は、後述する金型の外径に相当する内径を有しており、当該カバーの一端部に形成したフランジを固定ブロック１１の外壁にネジ等の締結部材で締め付けることで固定ブロック１１に対して水平に取付け固定されている。
【００２８】
円筒カバー３１の内部には、左端固定型３２及び右端稼動型３３が装填されており、さらにその間に複数の稼動割型３４（同図では４個）が装填されている。左端固定型３２は収納空間１２側から螺入させたネジ３５にて固定ブロック１１の外壁側に固定されている。
【００２９】
一方、円筒カバー３１の右側端部に第１シリンダ３６の一端部が取付け固定されており、第１シリンダ３６の他端部には第２シリンダ３７の一端部が取付け固定されている。円筒カバー３１の右側端部外周及び第１シリンダ３６の一端部外周にそれぞれ形成したフランジを接合させ締結部材にて両者を固定している。また、第１シリンダ３６と第２シリンダ３７の接合部にはピストン軸が通る貫通口が形成されている。この貫通口には第１シリンダ３６の内壁側からブッシュ３８が挿入され、ブッシュ機能を持たせた第２シリンダ３７の側壁凸部３９を第１シリンダ３６の外壁側から貫通口に挿入している。
【００３０】
第１シリンダ３６内の第１ピストン４１と第２シリンダ３７内の第２ピストン４２とはピストン軸４３を介して連結されている。第１ピストン４１の先端部が押圧板４４に当接している。この押圧板４４と右端稼動型３３とがネジ等の締結部材により連結固定されている。押圧板４４は圧縮用ネジ１４の外周に同心状に嵌め込まれており、圧縮用ネジ１４の右端部に取り付けられた固定部材４５が抜け止めとなって図中右方向への移動が規制されている。
【００３１】
第１シリンダ３６は、直径＝２４０ｍｍ、ピストン面積＝４３２ｃｍ２、圧力＝３４トン（８０Ｋｇ／ｃｍ２の場合）であり、第２シリンダ３７は、直径＝１００ｍｍ、ピストン面積＝７８．５ｃｍ２、圧力＝６トン（８０Ｋｇ／ｃｍ２の場合）である。したがって、右端稼動型３３を左端固定型３２方向に合計４０トンの力で押圧することができる。
【００３２】
図２（ａ）は円筒カバー３１内に左端固定型３２及びそれに隣接する２つの稼動割型３４が装填された部分での側断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すＡ−Ａ´線矢視断面図である。
【００３３】
稼動割型３４は、割型３４ａと割型３４ｂとで構成されている。図２（ａ）に示すように、割型３４ａ，３４ｂの両面は左右にそれぞれ隣接する別の割型の側面と共に所望のふくらみ形状を形成するようにおわん形をしている。また、図２（ｂ）に示すように、割型３４ａと割型３４ｂを組み合わせると真円形状をなし、稼動割型３４は、その中心で上下に２分割したものとなっている。そして、割型３４ａと割型３４ｂとが組み合わされて円柱状をなした稼動割型３４の外周に拘束リング５１が設けられている。
【００３４】
図３は拘束リング５１の斜視図である。拘束リング５１は、稼動割型３４と同一幅の円筒状をなしており、その内径は稼動割型３４の外径とほぼ同一寸法に設定している。拘束リング５１には上下の２箇所にキー穴５３ａ，５３ｂが形成されている。
【００３５】
割型３４ａの半円部の頂点を中心として長方形の溝となるキー穴５２ａが形成されており、もう一方の割型３４ｂも半円部の頂点を中心として長方形の溝となるキー穴５２ｂが形成されている。上記した通り拘束リング５１にも中心を挟んで対向する位置に割型３４ａ，３４ｂの形状と同形状のキー穴５３ａ，５３ｂが形成されている。割型３４ａと割型３４ｂとを組み合わせて稼動割型３４を構成する場合、稼動割型３４の外周を拘束リング５１でしっかりと固定すると共に、割型３４ａ，３４ｂのキー穴５２ａ，５２ｂと拘束リング５１のキー穴５３ａ，５３ｂとを一致させ、当該キー穴に略同一形状をなすキー５４ａ，５４ｂを挿入する。キー５４ａ，５４ｂは割型３４ａ，３４ｂに対してねじ止めされる。
【００３６】
図４は、本実施の形態に係る液圧成形装置を上方からみた平面図であり、図５は液圧成形装置の正面図である。同図に示すように、円筒カバー３１の左側端部のフランジ３１ａは複数の締結部材５５等で固定ブロック１１の側壁に固定されている。また、第１シリンダ３６のフランジ３６ａが円筒カバー３１の右側端部のフランジ３１ｂに対して複数の締結部材５６等で固定されると共に、さらに第１シリンダ３６はヒンジ機構５７にて円筒カバー３１の右側端部のフランジ３１ｂに対して回動自在に支持されている。図４に示す２点破線では、第１シリンダ３６を９０度回転させて退避させると共に円筒カバー３１を右方向に引き出した状態を示している。
【００３７】
また、図４に示すように固定ブロック１１にはウォーム２０を回転駆動するアクチュエータ５８が取り付けられている。アクチュエータ５８として、例えば油圧モータを用いることができる。
【００３８】
図６は図４に示すＢ−Ｂ線において一部破断して示す矢視断面図である。ウォーム２０を構成するシャフト１７ａの両端部が、固定ブロック１１において対向する両側壁に設けた軸受部１１ａ，１１ｂにて回転自在に支持されている。シャフト１７ａの中央部の外周にはウォームギヤ１７ｂが形成されており、当該ウォームギヤ１７ｂに対してウォームホイール１９の外周に形成したギヤが噛合している。シャフト１７ａの一端部はアクチュエータ５８の回転軸に連結されていて、回転力がシャフト１７ａに伝達されるように構成されている。したがって、アクチュエータ５８によってウォーム２０を回転させることにより圧縮用ネジ１４を左右方向へ移動させることができる。
【００３９】
また、図５に示すように、基台１０の上面であって円筒カバー３１の下方に相当する領域にレール６１が設けられている。レール６１上を移動するスライダー６２により円筒カバー３１を支持している。内部に金型及びパイプ材のセットされた円筒カバー３１を固定ブロック１１に対して着脱する際にスライダー６２により基台１０上面を移動可能になっている。
【００４０】
図７は図５に示すＣ−Ｃ線矢視断面図であり、円筒カバー３１内の金型等は引き抜かれた状態を示している。レール６１は左右一対が基台１０上面に配設されており、左右のレール６１のそれぞれにスライダー６２が摺動自在に設置されている。円筒カバー３１の下面に固定されている支持台６３がスライダー６２に締結部材にて取り付け固定されている。
【００４１】
次に以上のように構成された本実施の形態の動作について組立工程を含めて説明する。
本実施の形態によるふくらみ加工前のパイプ材Ｐは、円筒形状をしていてパイプ軸方向に所定間隔で周方向のくびれが形成されている。パイプ材Ｐにおけるくびれ位置の位置精度は稼動割型３４の位置決め精度に影響するので高精度であることが望ましい。
【００４２】
先ず、パイプ材Ｐに対して各くびれ位置に一対の割型３４ａ，３４ｂの内径部を軽く当て両側から挟み込み、当該一対の割型３４ａ，３４ｂからなる稼動割型３４の外周に拘束リング５１を嵌める。そして、割型３４ａ，３４ｂのキー穴５２ａ，５２ｂと拘束リング５１のキー穴５３ａ，５３ｂとを一致させ、当該キー穴にキー５４ａ，５４ｂをそれぞれ挿入し、キー５４ａ，５４ｂを割型３４ａ，３４ｂにねじ止めする。パイプ材Ｐの左端には左端固定型３２が嵌められ、右端には右端稼動型３３がはめ込まれる。さらにパイプ材Ｐの右端には押圧板４４が取付けられ、押圧板４４側から螺入したネジで右端稼動型３３に固定する。このようにパイプ材Ｐの外周に稼動割型３４を嵌め込んだ後、円筒カバー３１内に装填する。なお、パイプ材Ｐの両端部にはパイプ材内部を密封するための蓋６４ａ，６４ｂが取り付けられる。蓋６４ａ，６４ｂは圧縮用ネジ１４が挿入される穴が形成されており、圧縮用ネジ１４との間でシールされる。
【００４３】
次に、図４に２点鎖線で示すように第１シリンダ３６を開いた状態とし、スライダー６２を引き出してその上に円筒カバー３１側の支持台６３を取り付け固定する。しかる後、スライダー６２にて円筒カバー３１を固定ブロック１１側へ移動させる。このとき、固定ブロック１１側から水平に延びている圧縮用ネジ１４を蓋６４ａ，６４ｂを介してパイプ材Ｐの中に通す。圧縮用ネジ１４は図１に上半分が示されるように、最も右よりの位置まで移動している。円筒カバー３１の左端外周のフランジ３１ａが固定ブロック１１の側壁に当接したところで、圧縮用ネジ１４の右端はパイプ材Ｐの右端に取り付けた押圧板４４の貫通口から僅かに外部へ突出した状態となる。圧縮用ネジ１４の外部に突出した部分に固定部材４５が固定される。このとき、圧縮用ネジ１４の各吐出口１５ａはそれぞれパイプ材Ｐのパイプ径部の中心位置、すなわちバルジ加工時に最も膨らむ赤道部付近に位置するものとする。
【００４４】
円筒カバー３１のフランジ３１ａと固定ブロック１１の側壁とが当接した状態で、パイプ材Ｐの左端では固定ブロック１１の収納空間１２側からねじ込まれた締結部材３５にて左端固定型３２が固定ブロック１１側に固定される。一方、パイプ材Ｐの右端では押圧板４４の外側からねじ込んだ締結部材にて右端稼動型３３と押圧板４４とが連結固定される。そして、締結部材５５にて円筒カバー３１のフランジ３１ａを固定ブロック１１の側壁に締結する。また、第１シリンダ３６を閉じて第１シリンダ３６のフランジ３６ａを円筒カバー３１側のフランジ３１ｂに締結部材で固定する。
【００４５】
以上の作業により、円筒カバー３１内に金型（３２，３３，３４）の装填が完了すると共にパイプ材Ｐのセッティングが完了する。
【００４６】
次に、パイプ材Ｐを圧縮用シリンダ機構４０により右端稼動型３３側から左端固定型３２側へ押圧した状態で、増圧シリンダ機構２３から圧縮用ネジ１４を介してパイプ材Ｐの内部に内圧を加えてバルジ加工を実施する。
【００４７】
具体的には、圧縮用シリンダ機構４０において第２シリンダ３７が約６トンの力でパイプ材Ｐを圧縮方向に押圧し、さらに第１シリンダ３６が約３４トンの力でパイプ材Ｐを圧縮方向に押圧し、合計で約４０トンの力でパイプ材Ｐの右端及び右端稼動型３３が押圧される。
【００４８】
一方、増圧シリンダ機構２３において元圧側シリンダ２４では２０１ｃｍ２の元圧側ピストン部２６に４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力が加えられると、増圧側シリンダ２５では３８．５ｃｍ２の増圧側ピストン部２７で２００ｋｇ／ｃｍ２の圧力に増幅されて圧縮用ネジ１４の圧液導入路１５に圧力媒体（例えば、水）が導入される。圧縮用ネジ１４の各吐出口１５ａからは高圧力の水が吐出し、内圧でパイプ材Ｐのパイプ径部を変形させる。
【００４９】
パイプ径部は稼動割型３４の曲面に沿って変形する。パイプ径部が半径方向へ膨らむ変形が開始されると、パイプ材Ｐの長さが短くなる方向に変化する。上記したように圧縮用シリンダ機構４０にてパイプ材Ｐを左端部から約４０トンの力で押し込んでいるので、当初離間していた隣接する稼動割型３４はパイプ材Ｐの長さが短くなるのに応じて次第に接近する。そして、パイプ径部のふくらみが隣接する稼動割型３４の境界部の割れ目に到達する前に、隣接する稼動割型３４同士は圧縮用シリンダ機構４０にて約４０トンの力で強固に押し付けられて一体化した金型となる。隣接する稼動割型３４同士が当接することにより左右一対の稼動割型３４にて所望形状のふくらみ形状が１つ形成される。
【００５０】
また、アクチュエータ５８によりパイプ材Ｐの長さが短くなるのに合わせて圧縮用ネジ１４を中間円筒部２２側へ移動させて可能な限り吐出口１５ａがパイプ径部（赤道形成部近傍）に位置するように制御している。すなわち、ウォーム２０を所定方向に回転させることによりウォームホイール１９を回転させ、ウォームホイール１９と共に回転体１７を回転させる。回転体１７はネジ軸方向の移動が規制されているので、回転体１７と螺合している圧縮用ネジ１４が相対的に中間円筒部２２側へ移動する。このようにして、バルジ加工中は常に吐出口１５ａが最適位置に来るように圧縮用ネジ１４を中間円筒部２２側へ移動させている。
【００５１】
上記したように、円筒カバー３１に装填した各金型を一体化して、左右一対の稼動割型３４にて所望形状のふくらみ形状が形成された状態で圧縮用ネジ１４から内圧を所定時間、加え続けることにより、パイプ径部が内圧で変形して左右一対の稼動割型３４にて形成されるふくらみ形状に成形されることとなる。
【００５２】
上記バルジ加工の工程において、各稼動割型３４には高圧力が作用するが、拘束リング５１にて固定されているので、バルジ加工時に割型３４ａ，３４ｂが位置ずれを起こすことを防止することができる。
【００５３】
また、稼動割型３４（及び左端固定型３２、右端稼動型３３）は円筒カバー３１内に装填されることから、高圧力が作用する稼動割型３４の安全対策が講じられたこととなり、安全性が向上されている。
【００５４】
このように本実施の形態によれば、くびれ加工されたパイプ材Ｐのくびれ位置に合わせて稼動割型３４をセットして円筒カバー３１内に装填し、パイプ材Ｐの内部に挿入した圧縮用ネジ１４から内圧を加えて変形させると共に稼動割型３４をパイプ軸方向に押込み、さらにパイプ材Ｐが変形により短くなるのに合わせて圧縮用ネジ１４を引き戻すようにしたので、くびれ加工されたパイプ材Ｐのパイプ径部を稼動割型３４により所望形状のふくらみに加工でき、一度のバルジ加工で複数のふくらみを成形できる。したがって、シームレス化された多連セル超伝導加速空洞を製作する場合に、パイプ周方向のくびれがパイプ軸方向に連続して形成されたパイプ材を用いてパイプ軸方向に複数のふくらみを一度に作ることができ、ふくらみ加工時間を大幅に短縮することができる。
【００５５】
また本実施の形態によれば、圧縮用ネジ１４の圧液導入路１５に高圧力を導入するため増圧シリンダ機構２３を備えたので、油圧系の使用圧力は低圧であってもバルジ加工に必要な高圧力を得ることができ、油圧源となる油圧ユニットをコンパクト化することができる。
【００５６】
また本実施の形態によれば、パイプ材Ｐのくびれ位置に合わせて稼動割型３４をセットして円筒カバー３１内に装填するので、簡便な安全対策を講じることができる。
【００５７】
なお、本発明は上記した一実施の形態に限定されるものではない。例えば、バルジ加工時におけるパイプ材Ｐの縮みを計測して圧縮用ネジ１４の各吐出口１５ａが常に最適な位置に来るようにアクチュエータ５８にフィードバック制御をかけるように構成することもできる。また、圧縮用シリンダ機構４０は必ずしも２段構成である必要は無く、稼動割型３４を押圧するのに十分な圧力が得られるのであれば他の方式を採用することも可能である。
【００５８】
また、以上の説明ではパイプ材Ｐが変形により短くなるのに合わせて圧縮用ネジ１４を引き戻すようにしたが、圧縮用ネジ１４を移動させなくてもふくらみを一度に複数成形することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、パイプ材をバルジ加工して複数のふくらみを形成する液圧成形装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液圧成形装置の断面構造を示す正面図
【図２】（ａ）は円筒カバー内に左端固定型及び稼動割型が装填された部分での断面図、（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ−Ａ´線矢視断面図
【図３】拘束リングの斜視図
【図４】上記実施の形態に係る液圧成形装置の上面図
【図５】上記実施の形態に係る液圧成形装置の正面図
【図６】図４に示すＢ−Ｂ線において一部破断して示す矢視断面図
【図７】図５に示すＣ−Ｃ線矢視断面図
【図８】多連セルからなる超伝導加速空洞の正面図
【符号の説明】
【００６１】
１０…基台、１１…固定ブロック、１２…収納空間、１３…ブッシュ、１４…圧縮用ネジ、１５…圧液導入路、１６…ネジ溝、１７…回転体、１８ａ，１８ｂ…軸受け、１９…ウォームホイール、２０…ウォーム、２１…サイド蓋、２２…中間円筒部、２３…増圧シリンダ機構、２４…元圧側シリンダ、２５…増圧側シリンダ、２６…元圧側ピストン部、２７…増圧側ピストン部、２８…案内管、２９…ブッシュ、３１…円筒カバー、３１ａ…左側端部のフランジ、３１ｂ…右側端部のフランジ、３２…左端固定型、３３…右端稼動型、３４…稼動割型、３４ａ，３４ｂ…割型、３５…ネジ、３６…第１シリンダ、３７…第２シリンダ、３８…ブッシュ、３９…側壁凸部、４０…圧縮用シリンダ機構、４１…第１ピストン、４２…第２ピストン、４３…ピストン軸、４４…押圧板、４５…固定部材、５１…拘束リング、５２ａ，５２ｂ…キー穴（金型側）、５３ａ，５３ｂ…キー穴（拘束リング側）、５４ａ，５４ｂ…キー、５５…締結部材（固定ブロック側）、５６…締結部材（回動フランジ側）、５７…ヒンジ機構、５８…アクチュエータ、６１…レール、６２…スライダー、６３…支持台
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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