(57)【要約】【課題】  バルジ加工の成形装置において、角部におけるコーナーダレの発生や大きなＲの残存を防止し、高い製品精度を確保する。【解決手段】  管状素材の外周面側に配置され、内壁部に湾曲形状に相当する溝が形成されたダイと、管状素材の内周面側に配置される成形用弾性体と、成形用弾性体を管状素材の軸方向から加圧する加圧手段と、成形用弾性体と管状素材の内周面との間に液体を注入する液体注入手段とを備え、管状素材を成形用弾性体とダイとの間で予備的に成形した後、成形用弾性体と管状素材の内周面との間に液体を注入し、成形用弾性体により管状素材を更に加圧する成形装置。【選択図】  図１
2005313187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状素材の胴部をバルジ加工により所定の湾曲形状に成形するための成形装置であって、
管状素材の外周面側に配置され、内壁部に湾曲形状に相当する溝が形成されたダイと、
管状素材の内周面側に配置される成形用弾性体と、
成形用弾性体を管状素材の軸方向から加圧する加圧手段と、
成形用弾性体と管状素材の内周面との間に液体を注入する液体注入手段とを備え、
加圧手段により成形用弾性体を管状素材の軸方向から加圧した後、液体注入手段により成形用弾性体と管状素材の内周面との間に液体を注入し、成形用弾性体を管状素材の軸方向から更に加圧することを特徴とする成形装置。
【請求項２】
成形用弾性体がポリウレタンであることを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状素材の胴部をバルジ加工により所定の湾曲形状に成形するための成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ころ軸受に組み込まれる保持器の製造においては、溶接による方法の他、管状素材を切削加工したり、プレス加工により成形した円筒素材または薄肉パイプをロール成形する方法、管状素材をバルジ加工し、その胴部に転動体保持用の窓を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４及び図５はそれぞれ、特許文献１に記載のバルジ加工によるころ軸受用保持器の製造に使用される成形装置を示す図であり、図４は概略断面図、図５は要部分解斜視図である。図示される成形装置では、金属製の管状素材５０の内側に等方圧縮工具３０を嵌装し、内壁に所定の溝が形成された成形部４１ａを備える一対の割型４１で構成されるダイ４０で挟み込み、等方圧縮工具３０を加工ポンチ５１にて管状素材５０の軸方向（図４中矢印Ｅ方向）に押圧する。等方圧縮工具３０は、ポリウレタン樹脂製の弾性中空体３１の内部に、非圧縮性流体３２を封入したものである。そのため、押圧により、等方圧縮工具３０が半径方向に膨らみ、管状素材５０に内側から外側への圧力を付与し、管状素材５０の胴部は成形部４１ａに応じた断面形状に成形される。
【０００４】
得られる成形体は、図６に断面図で示すように、胴部が湾曲に成形された環状部材６０であり、図示は省略するが、その胴部にころを保持するための窓を周方向に所定間隔で複数形成して保持器が得られる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００―２５７６３８号公報（第５頁、第７図及び第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の成形装置では、環状部材６０の角部６０ａに大きなコーナーダレが発生したり（例えば図６（ａ）参照）、角部６０ａを９０°まで屈曲させることができず、大きなＲが残存してしまう（例えば図６（ｂ）参照）という問題がある。これは、等方圧縮工具３０はダイ４０の成形部４１ａの形状に合わせて変形する必要があるが、弾性中空体３１が管状素材５０の内周面と強く摺接するため、角部にまで十分に等方圧縮工具３０が充満せず、角部に十分な押圧力が作用しないことが原因と考えられる。また、他の部分でも、等方圧縮工具３０の変形・充満具合によっては押圧状態にバラツキが生じ、製品精度が低下することもある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、バルジ加工の成形装置において、角部におけるコーナーダレの発生や大きなＲの残存を防止し、高い製品精度を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は下記に示す成形装置を提供する。
（１）筒状素材の胴部をバルジ加工により所定の湾曲形状に成形するための成形装置であって、
管状素材の外周面側に配置され、内壁部に湾曲形状に相当する溝が形成されたダイと、
管状素材の内周面側に配置される成形用弾性体と、
成形用弾性体を管状素材の軸方向から加圧する加圧手段と、
成形用弾性体と管状素材の内周面との間に液体を注入する液体注入手段とを備え、
加圧手段により成形用弾性体を管状素材の軸方向から加圧した後、液体注入手段により成形用弾性体と管状素材の内周面との間に液体を注入し、成形用弾性体を管状素材の軸方向から更に加圧することを特徴とする成形装置。
（２）成形用弾性体がポリウレタンであることを特徴とする上記（１）記載の成形装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の成形装置によれば、成形用弾性体により予備的に成形した後、液体による成形を付加して管状素材をダイの溝形状に忠実に合致させて成形でき、角部におけるコーナーダレの発生やＲの残存の無い保持器が得られる。また、従来では実現出来なかった小さな曲率で角部を成形することもできる。更に、成形用弾性体は大きな変形や圧力が不要で、押圧ムラもなく、製品精度も高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明するが、ここでは、ころ軸受用の保持器を成形する場合を例示する。
【００１１】
図１は本発明の成形装置の一例を示す概略断面図であり、図の左半分は管状素材を成形する前の状態を、図の右半分は管状素材を成形している状態をそれぞれ示す。また、図２は、図１に示す成形装置の要部断面図であり、図２（ａ）は成形開始時の状態を、図２（ｂ）は成形途中の状態を、図２（ｃ）は角部成形中の状態をそれぞれ示す。
【００１２】
成形装置１０は、ダイ１３と、成形用弾性体１２と、成形用弾性体１２を加圧する加圧パンチ１１と、液体注入手段としての液体注入用貫通孔１２ｂを主要部材として備える。
【００１３】
この成形装置１０において、金属製の管状素材１は、ボルスタ２０の下プレート２１から立設するガイドピン２２を軸心として配置され、内部に成形用弾性体１２が充填される。また、管状素材１の外周面側にはダイ１３が配置される。ダイ１３は、図５に示したように２分割されており、その内壁面に例えば断面略Ｍ字状の溝が形成された成形部１３ａを有する。そして、このダイ１３は、同一外周面寸法を有する一対の円板１９で挟持された状態で下プレート２１上に設置される。また、ダイ１３及び円板１０は、成形時にスライド１４が降下した際に、スライド１４に垂設された補強リング１５と係合するように（図１の右半分参照）下プレート２１上に位置決めされている。補強リング１５は焼きバメ処理されており、スライド１４にボルト締結されたベース部材１６に対して、ピン１７を介して図１中上下方向に摺動可能に支持されるとともに、バネ１８により図１中下方に常時付勢されている。また、スライダ１４には、成形用弾性体１２を加圧するための円環状の加圧パンチ１１が垂設されている。
【００１４】
成形用弾性体１２は、好ましくはポリウレタンを円筒状に成形したものであり、管状素材１とガイドピン２２との隙間に挿入される。また、成形用弾性体１２は、その下端面をガイドピン２２の基端部に形成された突き当て面２２ａに当接し、上端面１２ａが管状素材１の上端よりも突出するように、全長が規定されている。
【００１５】
更に、成形用弾性体１２には、図２に示すように、ガイドピン２２からダイ１３側に向かう液体注入用の貫通孔１２ｂが形成されている。この液体注入用貫通孔１２ｂは、ダイ１３の成形部１３ａの溝部に対向するように位置決めされて設けられる。それに伴い、ガイドピン２２にも成形用弾性体１２の液体注入用貫通孔１２ｂと連通する液体注入用通路２２ｂが形成されている。
【００１６】
尚、図示は省略するが、ガイドピン２２の液体注入用通路２２ｂは、外部に設けられた液溜に接続しており、配管の途中に設けられた電磁弁により、液体の供給時期及び供給量が制御される。
【００１７】
上記の如く概略構成される製造装置１０を用いて成形するには、以下の操作を行う。
【００１８】
管状素材１及び成形用弾性体１２を装着した後、スライド１４を降下させて補強リング１５をダイ１３及び円板１９と係合させる。この際、補強リング１５は、バネ１８の付勢力により下プレート２１に押し付けられた状態に保持される。
【００１９】
スライド１４を更に降下すると、加圧パンチ１１が成形用弾性体１２の上端面１２ａに当接し、バルジ成形が開始される。即ち、図２（ａ）に示すように、加圧パンチ１１が成形用弾性体１２の上端面１２ａを矢印Ａ方向に押圧すると、成形用弾性体１２は矢印Ａ方向に圧縮された分だけ管状素材１を半径方向（矢印Ｂ方向）に押圧し、管状素材１をダイ１３の成形部１３ａの溝に沿ってある程度拡開する。
【００２０】
次いで、加圧状態を維持したまま、ガイドピン２２の液体注入用通路２２ｂから成形用弾性体１２の液体注入用貫通孔１２ｂを介して、液体３を成形用弾性体１２と管状素材１の内周面との間に注入する。尚、液体３は、矢印Ｃで示すように、下プレート２１からガイドピン２２の内部に設けられた主通路２２ａを通じて送られる。また、液体３としては、水や油等を使用できる。
【００２１】
次いで、加圧パンチ１１により更に成形用弾性体１２を押圧する。この更なる加圧により、先ず、図２（ｃ）に示すように、成形用弾性体１２が更に圧縮されて液体注入用貫通孔１２ｂが閉塞し、液体３は成形用弾性体１２と管状素材１の内周面との間に密封される。そして、密封された液体３が加圧パンチ１１による更なる加圧に伴って加圧され、管状素材１をダイ１３の成形部１３ａに沿って押圧する。このとき、押圧媒体が変形自在な液体３であるため、管状素材１をダイ１３の成形部１３ａに追従させて均質に押圧できる。また、成形用弾性体１２には必要以上の大きな圧力・変形が加わらないため、押圧ムラも無くなる。
【００２２】
このような成形工程を経ることにより、図３に断面図で示すように、ダイ１３の成形部１３ａに正確に合致した胴部形状を有する環状部材２が得られる。この環状部材２では、角部２ａに従来のバルジ加工のようなコーナーダレや大きなＲの残存もなく（図６参照）、更に角部２ａを小さな曲率で成形することもできる。また、最終的には液体による成形になるため、成形用弾性体１２には厳しい変形が必要でなくなり、管状素材１の角部やダイ１３の成形部１３ａとの擦れ等による摩滅や損傷が少なくなり、成形用弾性体１２の寿命が長くなるという利点も得られる。
【００２３】
そして、図示は省略するが、得られた環状部材２に従来と同様にして、ころ保持用の窓を形成して保持器が得られる。
【００２４】
以上説明したように、本発明の成形装置は、従来のバルジ加工用の成形装置では成形できなかった形状、具体的には細かな凹凸や小さな曲率で角部を良好に成形できる。そのため、制限されるものではないが、上記したころ軸受用の保持器の他にもサスペンションアーム等の自動車足廻り部品、フレーム部品等の自動車構造部品、管継手、ベローズ（管）、自動車や鉄道車両または建築部材のフレーム或いは接合部、筒状部材、排気系フレキシブルチューブのベローズ等の成形に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の成形装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す成形装置の要部断面図である。
【図３】図１に示す成形装置により得られる成形体を示す概略断面図である。
【図４】従来のバルジ加工を行うための成形装置を示す要部概略断面図である。
【図５】図４に示す成形装置の要部分解斜視図である。
【図６】図４に示す成形装置により得られる成形体を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  管状素材
２  環状部材
３  液体
１１  加圧パンチ
１２  成形用弾性体
１２ｂ  液体注入用貫通孔
１３  ダイ
１３ａ  成形部
１４  スライド
２２  ガイドピン
２２ｂ  液体注入用通路
【図１】
2005313187.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005313187.tif 000006
【図５】
2005313187.tif 000007
【図６】
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