(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部を装着して、この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、を有し、この本体部と前記拡管ツール部とを別体として構成し、前記拡管ツール部を作業者が手に持って拡管作業をする液圧拡管成形装置であって、
前記本体部に、拡管成形する拡管液を油圧により前記超高圧液にして吐出孔から吐出するブースタと、このブースタに前記拡管液を供給する給液ユニットと、前記ブースタに前記油圧を発生させる圧油を供給する油圧ユニットと、を収納し、
前記超高圧液の液圧は、超高圧水の水圧であり、
前記拡管ツール部には、前記シール部に連通する超高圧流路を設け、
前記超高圧流路と前記ブースタの吐出孔とが超高圧チューブで連結され、
前記ブースタの吐出孔から吐出された前記超高圧液の圧力を検出する圧力変換器を前記本体部に設け、
前記ブースタは、シリンダ内に形成される前記拡管液が充填される給液室および前記圧油が充填される油圧室と、前記給液室および油圧室を前記給液室と前記油圧室との間で往復移動するピストンと、このピストンを前記油圧室側に付勢する付勢手段と、を備え、
前記ピストンは、前記シリンダ内に摺接する大径部と、前記シリンダ内に隙間を形成する小径部と、中心部に軸方向に沿って前記圧油が流入される導入孔と、を有し、
前記油圧室は、前記シリンダと前記小径部との隙間に形成され、
前記小径部に放射状に形成され、前記導入孔から前記油圧室に連通する貫通孔を設けたことを特徴とする液圧拡管成形装置。
【請求項２】
前記拡管ツール部は、前記超高圧流路に連結され前記超高圧液をドレンから排出して前記液圧を減圧する減圧弁をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液圧拡管成形装置。
【請求項３】
前記減圧弁は、前記油圧ユニットから供給される圧油で制御するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液圧拡管成形装置。
【請求項４】
前記ブースタにおいて、前記給液室に連通し前記拡管液を導入する給液孔と、この給液孔への前記拡管液の導入を制御する給液側チェックバルブと、を設け、
この給液側チェックバルブは、前記給液孔に適合するバルブと、このバルブを前記給液孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねを収納して前記給液孔に対して保持するバルブキャップと、を備え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項に記載の液圧拡管成形装置。
【請求項５】
前記ブースタにおいて、前記給液室に連通する前記吐出孔からの吐出を制御する吐出側チェックバルブを設け、
この吐出側チェックバルブは、前記吐出孔に適合するバルブと、このバルブを前記吐出孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねとを収納して前記吐出孔に対して保持するバルブキャップと、を備え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項に記載の液圧拡管成形装置。
【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に関し、特に拡管ツール部を小型軽量化し、作業性を向上させた液圧拡管成形装置に関する。
【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、液圧拡管装置として、例えば、特許文献１に記載されているような、作業者が手に持って拡管作業をする拡管ツール部にブースタが内蔵されたタイプが一般的である。
また、超高圧水の圧力管理は、ブースタの低圧側の一次油圧による換算が一般的であるが（特許文献１の図２参照）、拡管ツール部に圧力センサを設けたものも知られている（特許文献１の図１）。
【特許文献１】実用新案登録第２６０２６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、拡管ツール部にブースタが一体化しているタイプでは構造上重くなるため、連続作業時には作業者の負担が大きくなる。また、重量増加による慣性力により正確な位置合わせが行ないにくいので、作業性が悪いという問題があった。
そして、特許文献１に記載の液圧拡管装置では、プランジャ側からの給水圧力、または低圧シリンダへの油圧供給によりブースタの戻し動作を行なっていたため、そのための戻し用の配管が必要であった。このため、ブースタの構造が複雑になり、組み立て作業性、メンテナンス性が悪いという問題があった。
また、超高圧水の圧力管理をブースタの低圧側の一次油圧で換算すると、正確にタイミングよく超高圧水の圧力を制御することが困難である。さらに、ブースタの一次油圧とブースタにより吐出された超高圧水との間に、換算精度の問題や、ストローク端では一次油圧が上昇するが逆に水圧がゼロになるという問題点がある。
他方、拡管ツール部に圧力センサを設ける場合には、重量の増加による操作性の悪化や、制御ケーブルの追加等システムを複雑にするという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、拡管ツール部を小型軽量化し、作業性を向上させた液圧拡管成形装置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】
【０００６】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部を装着して、この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、を有し、この本体部と前記拡管ツール部とを別体として構成し、前記拡管ツール部を作業者が手に持って拡管作業をする液圧拡管成形装置であって、前記本体部に、拡管成形する拡管液を油圧により前記超高圧液にして吐出孔から吐出するブースタと、このブースタに前記拡管液を供給する給液ユニットと、前記ブースタに前記油圧を発生させる圧油を供給する油圧ユニットと、を収納し、前記超高圧液の液圧は、超高圧水の水圧であり、前記拡管ツール部には、前記シール部に連通する超高圧流路を設け、前記超高圧流路と前記ブースタの吐出孔とが超高圧チューブで連結され、前記ブースタの吐出孔から吐出された前記超高圧液の圧力を検出する圧力変換器を前記本体部に設け、前記ブースタは、シリンダ内に形成される前記拡管液が充填される給液室および前記圧油が充填される油圧室と、前記給液室および油圧室を前記給液室と前記油圧室との間で往復移動するピストンと、このピストンを前記油圧室側に付勢する付勢手段と、を備え、前記ピストンは、前記シリンダ内に摺接する大径部と、前記シリンダ内に隙間を形成する小径部と、中心部に軸方向に沿って前記圧油が流入される導入孔と、を有し、前記油圧室は、前記シリンダと前記小径部との隙間に形成され、前記小径部に放射状に形成され、前記導入孔から前記油圧室に連通する貫通孔を設けたことを特徴とする。
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。
【０００７】
このように、本発明は、拡管ツール部からブースタを分離して、本体部にブースタを収納することで、作業者が手に持って作業をする拡管ツール部を小型軽量化して、作業性を向上させている。このため、連続作業時における作業者の負担を軽減するとともに、シール部を管に挿入する際の位置合わせを容易にしている。また、高圧源となるブースタを作業者の手元から離して本体部に収納することで、より安全性を高めている。
また、本発明は、ブースタに供給される油圧を検出するのではなく、圧力変換器により、ブースタの吐出孔から吐出された超高圧液の圧力を直接検出することで、拡管成形の圧力を精度よく検出することができる。このため、高精度の圧力管理が可能であり、拡管品質を向上させることができる。
さらに、ピストンを油圧室側に付勢する付勢手段を設けたことで、拡管終了後に付勢手段によってピストンを戻すことができる。このため、ピストンを戻すための給液側の配管や高圧タイプのプランジャポンプ等の増圧装置が不要となり、本体部を全体として簡素化することができる。また、給液側の供給圧力を低減することができるため、安価な低圧ポンプを使用することも可能となる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液圧拡管成形装置であって、前記超高圧流路に連結され前記超高圧液をドレンから排出して前記液圧を減圧する減圧弁を前記拡管ツール部に備えていることを特徴とする。
かかる構成によれば、超高圧流路に減圧弁を備えたことで、給液ユニットに設けられた給液ポンプで、拡管液をブースタから拡管ツール、および減圧弁まで循環させながら、この減圧弁から拡管液を排出して拡管液の流通路のエア抜きを行なうことができる。
このため、配管を外すことなく容易にエア抜きを行うことができ、作業性が向上し、作業者の負担も軽減することができる。また、フラッシングとともにエア抜きを行なうことで、高精度な圧力制御が可能になる。そして、拡管液の圧縮効率を高めることで、作業時間の短縮やシール類の高寿命化の相乗効果も期待できる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の液圧拡管成形装置であって、前記減圧弁を前記油圧ユニットから供給される圧油で制御することを特徴とする。
かかる構成によれば、減圧弁を油圧で制御することで、拡管後に自動的に減圧するように制御したり、ボタン操作で自動的にエア抜きをしたりすることが可能となり、作業時間を短縮し、作業性を向上させることができる。
【００１１】
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項に記載の液圧拡管成形装置であって、前記ブースタにおいて、前記給液室に連通し前記拡管液を導入する給液孔と、この給液孔への前記拡管液の導入を制御する給液側チェックバルブと、を設け、この給液側チェックバルブは、前記給液孔に適合するバルブと、このバルブを前記給液孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねを収納して前記給液孔に対して保持するバルブキャップと、を備えていることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、請求項1から請求項３のいずれか１項に記載の液圧拡管成形装置であって、前記ブースタにおいて、前記給液室に連通する前記吐出孔からの吐出を制御する吐出側チェックバルブを設け、この吐出側チェックバルブは、前記給液孔に適合するバルブと、このバルブを前記給液孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねを収納して前記給液孔に対して保持するバルブキャップと、を備えていることを特徴とする。
請求項４または請求項５に係る発明によれば、バルブおよびばねを収納し保持するバルブキャップを設けて、シールを一体構造としたことで、部品点数を削減してコンパクト化するとともに、メンテナンス性も向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る液圧拡管成形装置によれば、拡管ツール部を小型軽量化し、作業性を向上させた液圧拡管成形装置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】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について、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はシール部の構成を示す断面図であり、図３は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置の回路図である。
【００１５】
本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置１は、図１に示すように、超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部９を装着して、このシール部９に超高圧液を注入する拡管ツール部２と、この拡管ツール部２に超高圧チューブ１１を通して超高圧液を供給する本体部３と、を備えて構成されている。また、拡管ツール部２と本体部３とは、制御用の油圧チューブ１２および減圧用の排水チューブ１３で連結されている。
【００１６】
シール部９は、液圧拡管成形装置１にアタッチメントとして装着される。シール部９は、拡管加工をする管の中へ挿入し、超高圧液をシールして、拡管範囲を制御する工具である。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。
例えば、チューブ式のシール部９（マンドレル）は、図２に示すように、マンドレルボディ９１の超高圧液供給流路９１ａの吐出部９１ｂをチューブ９２で密閉し、超高圧水の漏れを防ぐものである。両端の特殊形状のバックアップリング９３とエキスパンションリング９４は、チューブ９２の中の液圧に対して安定して追随し、拡がるような構造となっている。したがって、数千気圧に達しても、管内面とマンドレル外径に生ずる隙間からチューブ９２の塑性流動を完全にシールすることができる。
【００１７】
本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置１の全体構成、並びに拡管液を供給する給液回路および制御系を構成する油圧回路について、図３を参照しながら説明する。
本体部３には、拡管ツール部２に超高圧液を供給するブースタ４と、ブースタ４に拡管液を供給する給液ユニット５と、ブースタ４に圧油を供給する油圧ユニット６と、が収納されている。
一方、拡管ツール部２は、拡管成形する超高圧液を減圧する減圧弁２６と、シール部９に連通する超高圧流路２３と、を備えている。
【００１８】
給液回路は、給液タンク５１からブースタ４の給液室４１まで拡管液である水を供給する流路Ｌ１と、ブースタ４の給液室４１から拡管ツール部２およびシール部９まで超高圧水を供給する流路Ｌ２と、減圧弁２６から給液タンク５１まで超高圧水を排出する戻り側の流路Ｒと、を備えている。
流路Ｌ１は、主として、給液ユニット５で構成され、給液ポンプ５２で給液タンク５１からブースタ４の給液室４１まで水を供給する。そして、流路Ｌ１には、流路内の圧力を検知する圧力変換器５３および圧力計５４が設けられている。
流路Ｌ２には、ブースタ４から吐出される超高圧液の圧力を検出する圧力検出器である圧力変換器５６が本体部３に設けられている。なお、流路Ｌ２は、本体部３から外部側は、フレキシブルな超高圧チューブ１１（図１参照）で拡管ツール部２まで連結されている。
流路Ｒは、拡管ツール部２の減圧弁２６が開放されることで、超高圧水が排水されて給液タンク５１に戻るように構成されている。なお、流路Ｒは、本体部３から外部側は、フレキシブルな排水チューブ１３（図１参照）で連結されている。
【００１９】
このように、流路Ｌ１から流路Ｌ２を通って超高圧流路２３および減圧弁２６まで連結し、減圧弁２６から流路Ｒを通って給液タンク５１まで循環させることで、給液回路のエア抜きができるように構成されている。
【００２０】
油圧回路は、貯留タンク６１から切り換え弁６３を通り（流路Ｌ３）、ブースタ４の油圧室４２まで連結された流路Ｌ４と、貯留タンク６１から切り換え弁６４を通り（流路Ｌ３）、減圧弁２６まで連結された流路Ｌ５と、を備えている。
流路Ｌ３は、主として油圧ユニット６で構成され、油圧ポンプ６２で貯留タンク６１から、往き側と戻り側を切り換える切り換え弁６３および切り換え弁６４まで圧油を供給している。
そして、切り換え弁６３を介して流路Ｌ３と流路Ｌ４とが連結され、流路Ｌ４では、切り換え弁６３を切り換えることで、ブースタ４の油圧室４２の圧力を制御している。
また、切り換え弁６４を介して流路Ｌ３と流路Ｌ５とが連結され、流路Ｌ５では、切り換え弁６４を切り換えることで、流路内の圧力を調整して減圧弁２６の開閉を制御している。
なお、流路Ｌ５には、戻り側の流量を規制する流量調整弁６５が設けられている。
【００２１】
続いて、ブースタ４の構成について、図４〜図５を参照しながら説明する。
図４は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のブースタの構成を説明するための断面図であり、超高圧液の吐出された状態を示す。すなわち、図４においては、油圧ピストン４３が給液室４１側（図面上で左側）に移動した状態を示す。
図５は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のブースタの構成を説明するための断面図であり、給液された状態を示す。すなわち、図５においては、油圧ピストン４３が油圧室４２側（図面上で右側）に移動した状態を示す。
【００２２】
ブースタ４は、図４に示すように、拡管液である水が充填される給液室４１と、圧油が充填される油圧室４２と、給液室４１と油圧室４２との間で往復移動するピストンである油圧ピストン４３およびプランジャ４３ａと、この油圧ピストン４３を油圧室４２側に付勢する付勢手段であるリターンスプリング４８と、を備えている。そして、給液室４１には、水の導入を制御する給液側チェックバルブ４６と、水の吐出を制御する吐出側チェックバルブ４７と、がバルブシート４１ａに装着された状態で設けられている。
ブースタ４は、給液室４１に充填された水を油圧室４２に供給される圧油によって加圧する増圧装置であり、拡管に必要な超高圧水を得るために給液室４１の断面積よりも油圧室４２の断面積の方が大きく設定されている。
【００２３】
油圧室４２は、図４に示すように、フランジ４ｂを備えた円筒形状の油圧シリンダ４ａと、油圧シリンダ４ａ内で往復移動する油圧ピストン４３との隙間に形成されている。油圧ピストン４３は、給液室４１側に設けられた大径部４３ｂとその反対側に設けられた小径部４３ｃを有する段付きの丸棒に構成されている。小径部４３ｃには、中心部に軸方向に沿って圧油が流入される導入孔４２ａが大径部４３ｂまで形成されている。そして、この導入孔４２ａの大径部側の先端には、油圧室４２に連通する貫通孔４３ｄが放射状に形成されている。
【００２４】
リターンスプリング４８は、油圧シリンダ４ａのフランジ４ｂと、油圧ピストン４３の小径部４３ｃの先端側（本図上における右側）に設けられたばね受け４８ａと、の間に設けられている。このため、リターンスプリング４８により、ばね受け４８ａを介して、油圧ピストン４３が油圧室４２を縮小する方向（本図上における右側）に付勢されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、付勢手段としてリターンスプリング４８を使用したが、これに限定されるものではなく、エア圧や油圧等の流体圧、その他の加圧手段を適宜採用することもできる。
【００２６】
かかる構成により、導入孔４２ａから供給された圧油は貫通孔４３ｄを経由して油圧室４２に充填され、リターンスプリング４８のばね力に抗して、油圧室４２の圧力が高められる。また、油圧ピストン４３には大径部４３ｂに丸棒形状のプランジャ４３ａが連結されているため、油圧ピストン４３の往復移動に伴いプランジャ４３ａが給液室４１内で往復移動するように構成されている。
【００２７】
給液室４１は、図５に示すように、シリンダ４ｃ内に形成され、プランジャ４３ａの移動により給液室４１の容積が変化するように構成されている。
給液室４１には、シリンダ４ｃに設けられた給液孔４５ａからバルブシート４１ａ内に形成された流路４５ｂ（図６（ｂ）参照）を通り、給液側チェックバルブ４６を開いて拡管液が充填される。
【００２８】
このとき、リターンスプリング４８により、油圧ピストン４３に連結されたプランジャ４３ａが給液室４１を拡張する方向（本図上における右側）にばね力が作用している。このため、拡管終了後にリターンスプリング４８によって油圧ピストン４３およびプランジャ４３ａを給液室４１が拡張される方向に円滑に戻すことができる。
したがって、油圧ピストン４３を戻すための給液側の配管や高圧タイプのプランジャポンプ等の増圧装置が不要となり、本体部３（図１参照）を全体として簡素化することができる。また、給液側の供給圧力を低減することができるため、安価な低圧の給液ポンプ５２（図３参照）を使用することも可能となる。
【００２９】
続いて、給液側チェックバルブ４６、および吐出側チェックバルブ４７の構成について、図６を参照しながら説明する。図６は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のチェックバルブの構成を示す図４の要部断面図であり、（ａ）は吐出側チェックバルブ（図４のＡ部）を示し、（ｂ）は給液側チェックバルブ（図４のＢ部）を示す。
給液側チェックバルブ４６と吐出側チェックバルブ４７は、基本的な構成は同様であるので、給液側チェックバルブ４６を例として、図６（ｂ）を参照しながら説明する。
給液側チェックバルブ４６は、給液孔４５を塞ぐように設けられたバルブであるボール４６ａと、ボール４６ａを保持するバルブシート４６ｂと、バルブシート４６ｂを給液孔４５側へ付勢するばね４６ｃと、ボール４６ａおよびばね４６ｃを収納して給液孔４５に対して保持するバルブキャップ４６ｄと、を備えている。
【００３０】
かかる構成により、ボール４６ａおよびばね４６ｃを収納し保持するバルブキャップ４６ｄを設けて、一体構造としたことで、部品点数を削減してコンパクト化するとともに、メンテナンス性も向上させることができる。
【００３１】
また、図６においては、給液状態を示している。したがって、図６（ａ）に示すように、吐出側チェックバルブ４７は閉状態で保持され、給液側チェックバルブ４６は、図６（ｂ）に示すように、開状態で保持されている。
一方、図示は省略するが、超高圧水の吐出状態では、吐出側チェックバルブ４７は開状態で保持され、給液側チェックバルブ４６は、閉状態で保持される。このような、給液側チェックバルブ４６と吐出側チェックバルブ４７の動作の制御は、例えば、ばね４６ｃとばね４７ｃのばね力を調整することで行なうことができる。
【００３２】
続いて、拡管ツール部２の構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、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。
拡管ツール部２は、シール部９（図１参照）に連通する超高圧流路２３と、超高圧流路２３に連結され超高圧水をドレン２７から排出して減圧する減圧弁２６と、を備えている。
超高圧流路２３は、図７に示すように、シール部９と先端部２３ｂで連結される円柱状のマンドレルアダプタ２３ａの軸方向に沿って形成されている。
そして、マンドレルアダプタ２３ａと直交するように連結されたクロスジョイント２１ａを介して、超高圧チューブ１１が連結されている。そしてクロスジョイント２１ａには、流路２２が形成されており、流路２２と超高圧チューブ１１の流路１１ａとが連結されている。
【００３３】
減圧弁２６は、マンドレルアダプタ２３ａの他端側（本図上の右側）にシーリングコーン２３ｃを介して接合されている。
減圧弁２６は、シリンダ２６ａと、このシリンダ２６ａに内挿されたピストンロッド２６ｃと、ピストンロッド２６ｃに連結されたバルブ２６ｄと、バルブ２６ｄと接合されたバルブシート２６ｅとを備えている。そして、バルブシート２６ｅには、超高圧流路２３に連通する排出流路２７ａが形成されている。
【００３４】
一方、シリンダ２６ａとピストンロッド２６ｃで囲まれた油圧室２６ｂには、図３に示すように、油圧ユニット６から流路Ｌ５を通って圧油が供給され、切り換え弁６４を切り換えることで、バルブ２６ｄとバルブシート２６ｅとが接合、離隔するように構成されている。また、ピストンロッド２６ｃは、スプリング２６ｆによりバルブ２６ｄを開く方向に付勢されている。
このため、拡管成形時には、バルブ２６ｄとバルブシート２６ｅとを接合させて減圧弁２６を閉じ、拡管成形後はバルブ２６ｄとバルブシート２６ｅとを離隔させて減圧弁２６を開けて、超高圧流路２３内の超高圧水をドレン２７から排水して、シール部９（図１参照）を減圧する。
なお、ドレン２７は、排水チューブ１３で本体部３に導入され、給液タンク５１と連結されている（図３の流路Ｒ参照）。
【００３５】
続いて、本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置１の動作について、実際の拡径作業を想定して、図３を参照しながら説明する。
本体部３の電源スイッチ（不図示）を入れて、拡管作業を開始するが、まず、拡管ツール部２に設けられたエア抜きボタン（不図示）を押して、給液回路（流路Ｌ１〜流路Ｌ２〜超高圧流路２３）のエア抜きを行なう。
具体的には、エア抜きボタンを押すと、給液ポンプ５２が作動し、流路Ｌ１からブースタ４を経由して流路Ｌ２を通り、超高圧流路２３および減圧弁２６まで拡管液が送られ、減圧弁２６から流路Ｒを通って給液タンク５１まで戻り、エア抜きが行なわれる。
【００３６】
このように、本発明に係る液圧拡管成形装置１は、配管を外すことなく容易にエア抜きを行うことができ、作業性が向上し、作業者の負担も軽減することができる。また、フラッシングとともにエア抜きを行なうことで、高精度な圧力制御が可能になる。そして、拡管液の圧縮効率を高めることで、作業時間の短縮やシール類の高寿命化の相乗効果も期待できる。
【００３７】
次に、油圧ユニットの運転ボタン（不図示）を押して、拡管圧力をセットする。
拡管圧力は４００ＭＰａまで設定が可能で、１ＭＰａ単位の設定が可能である。ブースタ４から吐出された水圧を直接圧力変換器５６で検出する方式のため精度もよく±１％（Ｆ．Ｓ）が実現できている。なお、本実施形態においては、拡管圧力の設定はデジタル表示なので設定がしやすく、視認性もよい。
【００３８】
そして、拡管ツール部２の先端に装着されたシール部９を拡管する熱交換器等の管に挿入して、拡管ツール部２に設けられた拡管ボタン（不図示）を押して、拡管作業を開始する。拡管ボタンを押すと、油圧ユニット６が作動して、ブースタ４の油圧室４２に圧油が供給され、給液室４１の拡管液が増圧される。こうして、ブースタ４で増圧された超高圧水が給液室４１から拡管ツール部２へ送り込まれる。この間、拡管ボタン（不図示）は押し続ける。
そうすると、シール部９のアクアチューブ９２内（図２参照）が超高圧状態になり管がその圧力により広がり塑性変形を起こし、管板には弾性変形を生じさせることで、管と管板とに接触残留圧力が生じて永久固着させることができる。このようにして、一管あたり数秒で拡管は終了する。
【００３９】
拡管の終了は、ブースタ４から吐出された超高圧水の圧力を圧力変換器５６で検出して、セットされた所定の拡管圧力と対比して判断し、拡管の終了をブザー（不図示）で作業者に知らせる。拡管終了ブザーがなったら、自動減圧あるいは、作業者が拡管ボタンを離すと、減圧弁２６が開放されて、超高圧流路２３内の超高圧水が減圧される。そして、シール部９を管から抜き取り、次の管に挿入して、同様の作業を繰り返して拡管作業を行なう。
【００４０】
本発明に係る液圧拡管成形装置１は、前記のように構成したため、以下のような効果を生ずる。本発明に係る液圧拡管成形装置１は、拡管ツール部２からブースタ４を分離して、本体部３にブースタ４を収納することで、作業者が手に持って作業をする拡管ツール部２を小型軽量化して、作業性を向上させている。
このため、連続作業時における作業者の負担を軽減するとともに、シール部９を管に挿入する際の位置合わせを容易にしている。また、高圧源となるブースタ４を作業者の手元から離して本体部３に収納することで、より安全性を高めている。
【００４１】
また、本発明に係る液圧拡管成形装置１は、ブースタ４に供給される油圧を検出するのではなく、圧力変換器５６により、ブースタ４の吐出孔から吐出された超高圧液の圧力を直接検出することで、拡管成形の圧力を精度よく検出することができる。このため、高精度の圧力管理が可能であり、拡管品質を向上させることができる。
【００４２】
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、本実施形態においては、液圧拡管成形装置１として、シール部９にアクアチューブタイプのアクアマンドレルを装着した拡管装置を例として説明したが、これに限定されるものではなく、アタッチメントを交換して、拡管のみならず他の分野での金属成形加工装置としても利用されるものである。
したがって、本実施形態においては、拡管成形装置としての一例としての拡管圧力等の数値を示したものであり、これに限定されるものではなく、適用されるワークの径や形状に応じて拡管成形装置の容量、動作、その他の仕様は適宜設定されるものである。
【００４３】
本実施形態においては、拡管の終了をブザーで知らせることとしたが、これに限定されるものではなく、パイロットランプ等で視認できるようにしてもよい。また、本実施形態においては、作業者が拡管ボタンを離すと減圧弁２６が開放されるようにしたが、圧力変換器５６で検出される圧力が所定の設定値に達したときにパイロットランプ等で表示して、自動的に減圧されるように構成してもよい。要するに、減圧弁２６の制御の方法は、安全性、作業性等を考慮して適宜設定されるものである。
さらに、本実施形態においては、減圧弁２６を油圧で制御するように構成したが、これに限定されるものではなく、エア圧で制御することもできるし、電磁式の制御を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の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】本発明の実施形態に係るシール部の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置の回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のブースタの構成を説明するための断面図であり、超高圧液の吐出された状態を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のブースタの構成を説明するための断面図であり、給液された状態を示す。
【図６】本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のチェックバルブの構成を示す図４の要部断面図であり、（ａ）は吐出側チェックバルブ（図４のＡ部）を示し、（ｂ）は給液側チェックバルブ（図４のＢ部）を示す。
【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。
【符号の説明】
【００４５】
１      液圧拡管成形装置
２      拡管ツール部
３      本体部
４      ブースタ
５      給液ユニット
６      油圧ユニット
９      シール部
１１    超高圧チューブ
１２    油圧チューブ
１３    排水チューブ
２３    超高圧流路
２７    ドレン
４１    給液室
４２    油圧室
４３    油圧ピストン（ピストン）
４３ａ  プランジャ（ピストン）
４４    吐出孔
４５    給液孔
４６    給液側チェックバルブ
４６ａ  ボール（バルブ）
４６ｂ  バルブシート
４６ｃ  ばね
４６ｄ  バルブキャップ
４７    吐出側チェックバルブ
４７ａ  ボール（バルブ）
４７ｂ  バルブシート
４７ｃ  ばね
４７ｄ  バルブキャップ
４８    リターンスプリング（付勢手段）
５６    圧力変換器（圧力検出器）
【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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