(57)【要約】　　　（修正有）【課題】本発明は、多数の部品を必要とせず金属パイプ自体の加工費も抑え、さらに金属パイプも丸形状だけでなく楕円形状等の異形パイプにも適用できる金属伸縮パイプを提供することにある。【解決手段】第１金属パイプ１とこの第１の金属パイプの内形とほぼ同形の外形を有する第２金属パイプ２とから構成されており、かつ、第１金属パイプの端部に第２金属パイプをスライド可能に挿入し、さらに、第１金属パイプの一端部にスライド方向に第１凸部３，４を成形し、第２金属パイプの一端部に第１凸部よりもスライド方向の長さが短い第２凸部７，８を成形して、第１凸部内に第２凸部がスライドすることで金属パイプの伸縮の範囲を規制していることを特徴とする金属伸縮パイプとした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属パイプとこの第１の金属パイプの内形とほぼ同形の外形を有する第２金属パイプとから構成されており、
かつ、第１金属パイプの端部に第２金属パイプをスライド可能に挿入し、
さらに、第１金属パイプの一端部にスライド方向に第１凸部を成形し、第２金属パイプの一端部に第１凸部よりもスライド方向の長さが短い第２凸部を成形して、
第１凸部内に第２凸部がスライドすることで金属パイプの伸縮の範囲を規制していることを特徴とする金属伸縮パイプ。
【請求項２】
第１金属パイプの端部に、この第１の金属パイプの内形とほぼ同形の外形を有する第２金属パイプの端部を挿入して、
第１金属パイプが配置される第１金属パイプの外形と同形状の第１凹部と、第２金属パイプが配置される第２金属パイプの外形と同形状の第２凹部と、第２凹部側端部から少し離れた第１凹部の部位に第１金属パイプの外形よりも大きな径寸法を有する第３凹部とを有する成形型内に、第１金属パイプ内に挿入した第２金属パイプの一端部が第３凹部内に位置するように第１金属パイプと第２金属パイプとを配置すると共に、
第１金属パイプの他端からマンドレルを挿入して、このマンドレルに形成された穴から第１金属パイプの端部から少し離れた部位と第２金属パイプの端部に対して気体もしくは液体を流し込んでその圧力を負荷して第３凹部にそれらの部位を押し当てて凸形状に成形してなることを特徴とするハイドロフォーム成形による金属伸縮パイプを製造する方法。
【請求項３】
前記成形型は、分割されており、さらに、第３凹部に位置しない第１金属パイプと第２金属パイプの重ね合わせた端部にシール部を設け、かつ、前記マンドレルからの圧力負荷はシール部に掛からないことを特徴とする請求項２に記載のハイドロフォーム成形による金属伸縮パイプを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属伸縮パイプに係り、特に水栓金具の長さを可変できるスパウト等の液体を通す構造に好適であり楕円パイプ等の円形でないものにも適用できる金属伸縮パイプおよび金属伸縮パイプの製造方法に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の金属伸縮パイプは、様々な構造をしている。図１３に示す例は、水栓金具の長さ可変スパウトで用いられている伸縮構造で、第１金属パイプ１、２とナット２３，２４から構成された構造になっている。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００３】
第１金属パイプ１の端部にはネジが加工されてナット２３が固定され、第２金属パイプ２はガイドとストッパーを兼ねた突起２１を具備している。伸縮時のガイドは、該突起２１と第１金属パイプ１内面との接触部及びナット２３の内面とパイプ２外面の接触部で行う。伸縮時のストッパーは、該突起２１がナット２３に当たることで行う。シールは、ナット２４にＯリング２７，２９及びナット２３のネジ２２でシールテープ等により行う。
【０００４】
【非特許文献１】
東陶機器製品カタログ「ＴＯＴＯ水栓金具」、２００２年５月、第８２頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属伸縮パイプでは、部品点数が金属パイプ以外にナットが必要であり、またこれらを組み立てる費用もかかる。さらに金属パイプ自体にネジ加工やストッパー加工等の切削加工が必要となり非常にコストのかかる構造であった。
【０００６】
一方製品形状においては、金属パイプに切削加工をしたり、ねじ込むナット等の組み合わせのため、これらのコストを抑えるため断面形状は丸形状でなければならなかった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、多数の部品を必要とせず金属パイプ自体の加工費も抑え、さらに金属パイプも丸形状だけでなく楕円形状等の異形パイプにも適用できる金属伸縮パイプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１では、第１金属パイプとこの第１の金属パイプの内形とほぼ同形の外形を有する第２金属パイプとから構成されており、かつ、第１金属パイプの端部に第２金属パイプをスライド可能に挿入し、さらに、第１金属パイプの一端部にスライド方向に第１凸部を成形し、第２金属パイプの一端部に第１凸部よりもスライド方向の長さが短い第２凸部を成形して、第１凸部内に第２凸部がスライドすることで金属パイプの伸縮の範囲を規制していることを特徴とする金属伸縮パイプとした。
また、本発明の請求項２では、第１金属パイプの端部に、この第１の金属パイプの内形とほぼ同形の外形を有する第２金属パイプの端部を挿入して、第１金属パイプが配置される第１金属パイプの外形と同形状の第１凹部と、第２金属パイプが配置される第２金属パイプの外形と同形状の第２凹部と、第２凹部側端部から少し離れた第１凹部の部位に第１金属パイプの外形よりも大きな径寸法を有する第３凹部とを有する成形型内に、第１金属パイプ内に挿入した第２金属パイプの一端部が第３凹部内に位置するように第１金属パイプと第２金属パイプとを配置すると共に、第１金属パイプの他端からマンドレルを挿入して、このマンドレルに形成された穴から第１金属パイプの端部から少し離れた部位と第２金属パイプの端部に対して気体もしくは液体を流し込んでその圧力を負荷して第３凹部にそれらの部位を押し当てて凸形状に成形してなることを特徴とするハイドロフォーム成形による金属伸縮パイプを製造する方法とした。
【０００９】
本発明によれば、多数の部品を必要とせず金属パイプ自体の加工費も抑え、さらに金属パイプも丸形状だけでなく楕円形状等の異形パイプにも適用できる金属伸縮パイプを製造することができる。
【００１０】
本発明の請求項３では、前記成形型は、分割されており、さらに、第３凹部に位置しない第１金属パイプと第２金属パイプの重ね合わせた端部にシール部を設け、かつ、前記マンドレルからの圧力負荷はシール部に掛からないことを特徴とする請求項２に記載のハイドロフォーム成形による金属伸縮パイプを製造する方法とした。
これにより、圧力負荷されてシール部を設けた部分の金属パイプが成形型の型割れに押し当てられて突起が成形されることがない。このように突起が成形されてしまうと、その部分での水密性を確保することが困難になってしまうのである。しかしながら、本発明によって、シール部に突起は成形されないため、水密性を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明を説明する。
本発明では、金属パイプ自体を成形することで、伸縮に必要なストッパー部とガイド部とシール部を一体加工し金属伸縮パイプを構成している。
【００１２】
図１に示すように、第１金属パイプ１には、ガイド部３とストッパー部４とからなる第１凸部と、Ｏリング６を具備するＯリング溝５と、が成形されている。そして、第２金属パイプ２には、第１金属パイプ１に挿入した状態で、ガイド部７とストッパー部８とからなる第２凸部を成形されている。
そして第１凸部におけるガイド部３のスライド方向の寸法Ａを、第２凸部におけるガイド部７のスライド方向の寸法Ｂよりも長く形成し、第１凸部のガイド部３内でかつこれに沿って、第２凸部のガイド部７がスライド自在に形成されている。
また、第１凸部におけるストッパー部４に第２凸部におけるストッパー部８もしくは第２金属パイプの端部２Ａが当接することでスライド範囲を規制している。
なお、第１金属パイプ１と第２金属パイプ２との重なり合う部位にＯリング６を具備することで水密性を維持している。
【００１３】
図１は、第２金属パイプ２のストッパー部８と第１金属パイプ１のストッパー部４が接触して伸びた状態を示している。図２は、第２金属パイプ２のガイド部７側の端面と第１金属パイプ１のストッパー部４が接触し縮んだ状態を示している。
【００１４】
伸縮時のガイドは、第１金属パイプ１のガイド部３の内面と第２金属パイプ２のガイド部７の外面とが接触して行われる。この伸縮時のシールも第１金属パイプ１のＯリング６と第２金属パイプ２の外面により行われる。なお、このＯリング６と第２金属パイプ２の外面の接触でも伸縮時のガイドが行われている。
【００１５】
次に、図４乃至５は、本発明の金属伸縮パイプの製造工程を示したものである。
まず、第１金属パイプの端部に、この第１の金属パイプの内形とほぼ同形の外形を有する第２金属パイプの端部を挿入する。
そして、第１金属パイプが配置される第１金属パイプの外形と同形状の第１凹部と、第２金属パイプが配置される第２金属パイプの外形と同形状の第２凹部と、第２凹部側端部から少し離れた第１凹部の部位に第１金属パイプの外形よりも大きな径寸法を有する第３凹部とを有する成形型を用意しておく。
そして、第１金属パイプ内に挿入した第２金属パイプの一端部が第３凹部内に位置するように第１金属パイプと第２金属パイプとをそれぞれ第１凹部、第２凹部に配置する。
また、第１金属パイプの他端からマンドレルを挿入する。
このマンドレルは軸方向（スライド方向）に伸びる長穴が周方向に複数設けられている。
このマンドレルに形成された長穴から第１金属パイプの端部から少し離れた部位と第２金属パイプの端部に対して気体もしくは液体を流し込んでその圧力を負荷して第３凹部にそれらの部位を押し当てて凸形状に成形する。
つまり、この製造方法は、金属パイプの内側から高圧を負荷させて加工するハイドロフォームを用いて行われる。特に、負荷圧力として衝撃液圧を使用すれば加圧負荷回数を自由に変更でき本発明の達成には適している。
【００１６】
図４は、加工前の状態を示しており、この段階ですでに第１金属パイプ１にはＯリング溝５及びＯリング６を具備している。また圧力を負荷するマンドレル１１には第１金属パイプ１と第２金属パイプ２の重なった部分に互いに接触し機能するガイド３と７及びストッパー４と８を同時に成形するため特定部位に圧力負荷する長穴１２がある。これはハイドロフォームにおいて成形した場合型の割面に発生する材料の突起が第２金属パイプ２の外面に発生するのを防ぎＯリング６とのシールを確実にするためのものである。従って長穴１２はＯリング溝５とＯリング６に影響しない領域に明ける必要がある。
【００１７】
図５は、加工後の状態を示したものであり、第１金属パイプ１にはストッパー部４とガイド部３が、第２金属パイプ２にはストッパー部８とガイド部７が同時に成形される。また、ハイドロフォームによりストッパー部４と８及びガイド部３と７は相似形状に一度に成形されるため、第１金属パイプ１と第２金属パイプ２を単体で成形する場合と異なり該部位の寸法公差に注意を払う必要がない。
【００１８】
圧力負荷回数が少ないと図３に示すように第２金属パイプ２に成形されるガイド部７がパイプ全周に成形されないが機能的には問題ない。パイプ全周に成形する場合は、圧力負荷回数を増やして成形することにより解消できる。この点で衝撃液圧を用いた方が簡便に達成できる。
【００１９】
このように第１金属パイプ１及び第２金属パイプ２の長さを変えることにより様々な伸縮パイプを提供することができるが、より伸縮パイプの強度を増すために考え出したものが図６乃至１０に示す金属パイプが３本より構成した伸縮パイプである。
【００２０】
前述の図１乃至２に示す金属伸縮パイプとの相違点は、第２金属パイプ２はシール用のＯリング溝１３及びＯリング１４を具備し、さらに第３金属パイプ１５を付加しその第３金属パイプ１５にはストッパー部１６と長穴１７が具備してある点である。該部位の機能は図１乃至２で説明したものと同一であるが、長穴１７はこの構成特有のものである。この長穴１７は第１金属パイプ１にストッパー部４及びガイド部３を、第２金属パイプ２にストッパー部８及びガイド部７を成形する際に必要な圧力負荷用のものである。
【００２１】
このように構成される金属パイプを３本にすることにより、例えば図６では図の右方に第２金属パイプ２と第３金属パイプ１５が重なる部位が発生し、図７では第１金属パイプ１と第２金属パイプ２及び第３金属パイプ１５が重なる部位が発生し、図８でも第１金属パイプ１と第２金属パイプ２及び第３金属パイプ１５が重なる部位が発生し、伸縮パイプの肉厚が増加した状態となり強度が増す。
【００２２】
図１１乃至１２は金属パイプ３本により構成する場合の製造方法である。前述の図４乃至５に示す金属伸縮パイプの製造工程との違うのは、マンドレル１８には長穴２０と圧力孔１９と固定溝３０がある点である。長穴２０は第３金属パイプ１５の長穴１７を介して第１金属パイプ１、第２金属パイプ２に圧力を負荷するものである。圧力孔１９は第３金属パイプ１５にストッパー１６を成形するために設けられたものである。固定溝３０は第３金属パイプ１５を固定するための溝である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、多数の部品を必要とせず金属パイプ自体の加工費も抑え、さらに金属パイプも丸形状だけでなく楕円形状等の異形パイプにも適用できる金属伸縮パイプを得ることができる。
さらにその製造方法では、複数の金属パイプを単体で製作する場合の寸法公差に注意を払う必要が無く一度に成形で、さらに加工費を抑えることができる。
また、構成する金属パイプの本数を増加することにより強度を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伸びた金属伸縮パイプを示す断面図である。
【図２】本発明の縮んだ金属伸縮パイプを示す断面図である。
【図３】本発明のストッパー部７を示す断面図である。
【図４】本発明の加工前を示す断面図である。
【図５】本発明の加工後を示す断面図である。
【図６】本発明のパイプ３本での金属伸縮パイプを示す断面図である。
【図７】本発明のパイプ３本での伸びた金属伸縮パイプを示す断面図である。
【図８】本発明のパイプ３本での縮んだ金属伸縮パイプを示す断面図である。
【図９】本発明のストッパー部１６を示す断面図である。
【図１０】本発明の長穴１７を示す断面図である。
【図１１】本発明のパイプ３本で構成される場合の加工前を示す断面図である。
【図１２】本発明のパイプ３本で構成される場合の加工後を示す断面図である。
【図１３】従来技術の伸縮構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…金属パイプ
２…金属パイプ
３…ガイド部
４…ストッパー部
５…Ｏリング溝
６…Ｏリング
７…ガイド部
８…ストッパー部
９…ハイドロフォーム型Ａ
１０…ハイドロフォーム型Ｂ
１１…マンドレル
１２…長穴
１３…Ｏリング溝
１４…Ｏリング
１５…金属パイプ
１６…ストッパー部
１７…長穴
１８…マンドレル
１９…圧力孔
２０…長穴
２１…突起
２２…ネジ
２３…ナット
２４…ナット
２５…ネジ
２６…Ｏリング溝
２７…Ｏリング
２８…Ｏリング溝
２９…Ｏリング
３０…固定溝
【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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【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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