(57)【要約】【課題】  細径の管体を内側から外側に向けて膨出変形させてかしめることが可能なかしめ加工装置を提供すること。【解決手段】  かしめ加工装置１０は割型バルジ１２を備えている。バルジ１２は、同一形状の４つの割型１２ａを集合させることによって略円筒状とされている。各割型１２ａには、かしめ爪１２ａ３側にバルジ１２の環状溝を形成する溝１２ａ４が形成され、シャフト１４が進入する側に溝１２ａ５が形成される。そして、溝１２ａ４および溝１２ａ５には、各割型１２ａを集合させてバルジ１２を形成した状態で、環状の弾性部材としてのＯリング１２ａ６およびＯリング１２ａ７がそれぞれ装着される。これにより、かしめ加工時におけるバルジ１２（すなわち割型１２ａ）に対して部分的に発生する過大な負荷を低減することができ、管体Ｐを膨出変形（拡管）させてフランジＦに結合することができる。【選択図】  図１
2012035293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体からなる第１の部材を第２の部材に設けられた挿通孔に挿通した状態で前記第１の部材と前記第２の部材とを互いにかしめて結合するかしめ加工装置において、
周方向にて分割された複数の同形状の割型からなる円筒状の割型バルジであって、前記第１の部材の内部に進入する第１の段部の外周面に前記第１の部材の内面に当接する凸部が形成されるとともに、前記第１の段部よりも大径の第２の段部の外周面に複数の環状溝が互いに離間して形成された割型バルジと、
前記割型バルジの内周面側に形成されて前記第２の段部から前記第１の段部に向けて狭まるテーパー面に整合するテーパー面を有しており、前記割型バルジの前記第２の段部側から前記第１の段部側に向けて進入して前記割型バルジを形成する各割型を拡径方向に押圧するシャフトと、
前記割型バルジの前記第２の段部に形成された前記複数の環状溝にそれぞれ装着される環状の弾性部材とを備えたかしめ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載したかしめ加工装置において、
前記割型バルジの前記第２の段部に形成される複数の環状溝は、少なくとも、
前記第２の段部における前記第１の段部が接続される側と、前記第２の段部における前記シャフトが進入する側とに形成されることを特徴とするかしめ加工装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したかしめ加工装置において、
前記管体からなる第１の部材の内径が、略４．９ｍｍ〜略１２ｍｍであることを特徴とするかしめ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管体の結合の技術に関し、特に、管体と他部材とをかしめ加工により結合するかしめ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、下記特許文献１に記載された管体の結合方法は知られている。この従来の管体の結合方法は、管体同士を結合するアダプタに形成された挿入部に対して管体を挿入し、アダプタの内側から力を加えて、アダプタとともに管体の端部を外側に膨出変形させるようになっている。そして、膨出変形には割型バルジをアダプタの内側に挿入し、割型バルジを構成する割型同士の間隔を拡大させることにより、アダプタとともに管体の端部を外側に膨出変形させてかしめるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０９６４号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、上記従来の管体の結合方法のように、膨出変形を伴うかしめ加工においては、少なくとも管体を膨出変形（拡管）させるために割型バルジの機械的な強度が必要となる。このため、割型バルジを用いて管体を膨出変形（拡管）させる場合には、割型バルジの機械的な強度を確保する観点から、一般的に、管体の内径が、例えば、１２ｍｍを超える太径の管体の内側に対して割型バルジを挿入してかしめ加工することが行われる。
【０００５】
一方で、管体の内径が１２ｍｍ以下の細径の管体に対して割型バルジを挿入し、例えば、フランジに対してかしめ加工により結合しようとすると、各割型を広げる際の間隔(（すなわち、各割型の広がり方）が不均一になって部分的に過大な負荷がかかりやすく、上述した割型バルジの機械的な強度の不足も加わって、かしめ加工ができなくなる。このため、管体の内径が１２ｍｍ以下の細径の管体とフランジとを結合する際には、一般に、フランジに形成された挿通孔に管体を挿入した後、フランジの挿通孔近傍を打撃して、フランジの肉を寄せてかしめる工法（所謂、打痕かしめ工法）が広く採用されている。この場合、フランジに打痕が残るため、細径の管体とフランジとを結合する際も、打痕の残らない上述した割型バルジを用いて膨出変形によるかしめ加工が熱望されている。
【０００６】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、細径の管体を内側から外側に向けて膨出変形させてかしめることが可能なかしめ加工装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、管体からなる第１の部材を第２の部材に設けられた挿通孔に挿通した状態で前記第１の部材と前記第２の部材とを互いにかしめて結合するかしめ加工装置において、周方向にて分割された複数の同形状の割型からなる円筒状の割型バルジであって、前記第１の部材の内部に進入する第１の段部の外周面に前記第１の部材の内面に当接する凸部が形成されるとともに、前記第１の段部よりも大径の第２の段部の外周面に複数の環状溝が互いに離間して形成された割型バルジと、前記割型バルジの内周面側に形成されて前記第２の段部から前記第１の段部に向けて狭まるテーパー面に整合するテーパー面を有しており、前記割型バルジの前記第２の段部側から前記第１の段部側に向けて進入して前記割型バルジを形成する各割型を拡径方向に押圧するシャフトと、前記割型バルジの前記第２の段部に形成された前記複数の環状溝にそれぞれ装着される環状の弾性部材とを備えたことにある。
【０００８】
この場合、前記割型バルジの前記第２の段部に形成される複数の環状溝は、少なくとも、前記第２の段部における前記第１の段部が接続される側と、前記第２の段部における前記シャフトが進入する側とに形成されるとよい。
【０００９】
また、これらの場合、前記管体からなる第１の部材の内径が、例えば、略４．９ｍｍ〜略１２ｍｍであるとよい。
【００１０】
これらによれば、本発明に係るかしめ加工装置は、割型バルジを用いて、例えば、略４．９ｍｍ〜略１２ｍｍ程度の内径を有する細径の管体からなる第１の部材を膨出変形（拡管）させて結合することができる。これにより、例えば、細径の管体とフランジとを結合する場合、従来から広く実施されてきた打痕かしめによらず、フランジに打痕を残すことなく結合することができる。
【００１１】
また、本発明に係るかしめ加工装置によれば、割型バルジに互いに離間した環状溝を形成し、この環状溝に弾性部材を装着することができる。これにより、割型バルジを構成する各割型同士をシャフトの進入に伴って均一に広げることができる。このため、かしめ加工時における割型バルジ（より具体的には割型）に対して部分的に発生する過大な負荷を低減することができる。その結果、割型バルジの破損やかしめ加工不良の発生を良好に低減することができて、設備の維持管理費および製造コストを大幅に低減することができるとともに加工品質を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るかしめ加工装置によれば、細径の管体からなる第１の部材（具体的には、細径の管体部分）の外周面を第２の部材（例えば、フランジ）に形成された挿通孔の内周面に対してほぼ均等に膨出変形（拡管）させてかしめることができる。これにより、例えば、かしめ加工によって仮に結合しておき最終的な仕上げ加工（例えば、ロー付け加工など）を施すような場合には、細径の管体からなる第１の部材（細径の管体部分）の外周面と第２の部材（フランジ）の挿通孔の内周面との間の隙間を極めて小さくすることができる。このため、例えば、仕上げ加工としてロー付け加工を施す場合には、溶融したロー材の回りを良好にすることができてロー付け加工品質を向上させることもできる。
【００１３】
さらに、本発明に係るかしめ加工装置によれば、かしめ加工に伴ってシャフト（より具体的には、形成されたテーパ面）を進退させるのみでよい。このため、装置の構成を簡略化することができて、装置自体を極めてコンパクトとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のかしめ加工装置の主要部分を概略的に示す概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１の割型バルジの構造を説明するための図である。
【図３】本発明のかしめ加工装置の作動を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るかしめ加工装置１０の主要部を概略的に示している。
【００１６】
かしめ加工装置１０は、内径が略４．９ｍｍ〜略１２ｍｍ程度の細径の管体Ｐからなる第１の部材と第２の部材としてのフランジＦとを、管体Ｐの内部から外部に向けて膨出変形（拡管）させてフランジＦに形成された挿通孔Ｆ１にかしめることによって、互いに結合（仮結合）させる装置である。このため、かしめ加工装置１０は、図１に示すように、フランジＦに予め形成された段付きの挿通孔Ｆ１に対して管体Ｐを挿入したワークＷを載置するテーブル１１を備えている。また、かしめ加工装置１０は、管体Ｐを膨出変形（拡管）させる割型バルジ１２を備えている。割型バルジ１２は、図２（ａ）および（ｂ）に詳細に示すように、例えば、超硬合金などから形成される複数（本実施形態においては４つ）の割型１２ａから構成されるものである。
【００１７】
各割型１２ａは、管体Ｐ内に進入して割型バルジ１２における第１の段部を形成するかしめ加工部１２ａ１と、第１の段部（かしめ加工部１２ａ１）よりも大径となる割型バルジ１２における第２の段部を形成する一般部１２ａ２とを有している。そして、かしめ加工部１２ａ１には、その先端側に割型バルジ１２における凸部を形成するかしめ爪１２ａ３が形成されている。一方、一般部１２ａ２には、かしめ加工部１２ａ１側に割型バルジ１２における環状溝を形成する溝１２ａ４が形成されるとともに、溝１２ａ４から離間する側、すなわち、後述するシャフト１４が進入する側に溝１２ａ５が形成されている。
【００１８】
このように形成された溝１２ａ４および溝１２ａ５には、図２（ｂ）に示すように、各割型１２ａを集合させて割型バルジ１２を形成した状態で、環状の弾性部材としてのＯリング１２ａ６およびＯリング１２ａ７がそれぞれ装着される。各Ｏリング１２ａ６およびＯリング１２ａ７は、後述するかしめ加工時において、割型バルジ１２を構成する各割型１２ａが互いに拡径方向にて均一に離間するように、各割型１２ａに対して弾性力を付与するものである。
【００１９】
さらに、各割型１２ａの内面には、図２（ｃ）に示すように、内テーパ面１２ａ８が形成されている。内テーパ面１２ａ８は、溝１２ａ５からかしめ爪１２ａ３に向けて、すなわち、割型バルジ１２における第２の段部から第１の段部に向けて狭まるテーパ面である。これにより、後述するシャフト１４が割型バルジ１２内に進入することにより、各割型１２ａを外側（拡径方向）に向けて広げることができる。
【００２０】
このように構成される割型バルジ１２は、図１に示すように、第２の段部、より詳しくは、各割型１２ａに形成された溝１２ａ４と溝１２ａ５との間の一般部１２ａ２にて、ホルダプレート１３によって支持される。これにより、割型バルジ１２においては、第１の段部（すなわち、集合した各割型１２ａのかしめ加工部１２ａ１）がテーブル１１に形成された貫通孔１１ａを挿通してテーブル１１のワークＷを載置する載置面から突出した状態で支持される。なお、ホルダプレート１３は、後述する割型バルジ１２の作動すなわち各割型１２ａの外側への広がりを阻害しないように、割型バルジ１２における第２の段部（すなわち、集合した各割型１２ａの一般部１２ａ２）と所定のクリアランスが確保されている。
【００２１】
また、かしめ加工装置１０は、図１に示すように、割型バルジ１２の各割型１２ａに形成された内テーパ面１２ａ８に対して進退可能に設けられて、割型バルジ１２内に進入することにより各割型１２ａを外側（拡径方向）に向けて押圧するシャフト１４を備えている。シャフト１４は、上述した各割型１２ａに形成された内テーパ面１２ａ８に整合するテーパ面１４ａを備えている。ここで、シャフト１４のテーパ面１４ａは、例えば、超硬合金などから形成されている。このシャフト１４は、ガイドプレート１５によって支持されており、油空圧または電動により駆動力を発生する駆動装置１６によって軸方向にて進退する。
【００２２】
次に、上記のように構成したかしめ加工装置１０の作動を、図１および図３を用いて具体的に説明する。作業者がワークＷをテーブル１１の載置面にセットしてかしめ加工装置１０を起動する。このとき、作業者は、図１に示すように、ワークＷにおけるフランジＦの挿通孔Ｆ１に対して、テーブル１１から突出した割型バルジ１２の第１の段部（すなわち、集合した各割型１２ａのかしめ加工部１２ａ１）を挿入してセットする。
【００２３】
かしめ加工装置１０においては、図３に示すように、駆動装置１６の駆動力によって、シャフト１４が割型バルジ１２に向けて前進する。そして、割型バルジ１２においては、各割型１２ａに形成された内テーパ面１２ａ８とシャフト１４のテーパ面１４ａとが整合しているために、シャフト１４（テーパ面１４ａ）の前進に伴って、各割型１２ａ同士の間隔が外側（拡径方向）に広がり、ワークＷの管体Ｐの内部に挿入された各割型１２ａが管体Ｐの内面に向けて変位する。
【００２４】
ところで、割型バルジ１２には、溝１２ａ４および溝１２ａ５が互いに離間するように形成されているとともに、各溝１２ａ４，１２ａ５にはそれぞれＯリング１２ａ６およびＯリング１２ａ７が装着されている。このため、各割型１２ａは、ワークＷの管体Ｐの内面に向けて変位するとき、Ｏリング１２ａ６およびＯリング１２ａ７の弾性力によって、割型バルジ１２の軸方向に対して略平行に変位するようになる。また、特に、かしめ加工部１２ａ１（すなわち、割型バルジ１２における第１の段部）に近接した位置に形成された溝１２ａ４にＯリング１２ａ６を装着することにより、各かしめ加工部１２ａ１におけるワークＷの管体Ｐの内面に向けての変位を均一にすることができる。
【００２５】
したがって、シャフト１４のテーパ面１４ａが前進して各割型１２ａのかしめ加工部１２ａ１に形成したかしめ爪１２ａ３が管体Ｐの内面に当接するときには、各かしめ爪１２ａ３は均等に管体Ｐの内面に当接するようになる。そして、管体ＰをフランジＦの挿通孔Ｆ１の内周面に向けて膨出変形（拡管）させるために、シャフト１４のテーパ面１４ａがさらに前進すると、管体Ｐの内面に均等に当接した各かしめ爪１２ａ３は、シャフト１４のテーパ面１４ａによってさらに管体Ｐの内面方向に変位し、管体Ｐの内面を押圧して管体Ｐの外面を挿通孔Ｆ１の内周面に向けて膨出変形（拡管）する。この場合、各割型１２ａおよびシャフト１４のテーパ面１４ａは、ともに、管体Ｐの形成材料に比して硬度の大きな材料から形成されているため、駆動装置１６による駆動力によって管体Ｐは容易に膨出変形（拡管）される。
【００２６】
これにより、管体ＰはフランジＦの挿通孔Ｆ１の内周面に対してかしめられ、管体ＰとフランジＦとの仮結合が完了する。このように、仮結合が完了すると、かしめ加工装置１０においては、駆動装置１６がシャフト１４を後退させる方向の駆動力を発生してシャフト１４を後退させる。このシャフト１４の後退に伴って、割型バルジ１２においては、Ｏリング１２ａ６およびＯリング１２ａ７の弾性力により、各割型１２ａ同士が集合するため、作業者は仮結合されたワークＷを取り出すことができる。なお、このように仮結合されたワークＷに関しては、その後、仕上げ加工として、例えば、ロー付け加工により、管体ＰとフランジＦとが気密的にかつ強固に接合されて、最終的な製品として完成される。
【００２７】
以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、かしめ加工装置１０は、細径の管体ＰとフランジＦとの結合において、割型バルジ１２を用いて管体Ｐを膨出変形（拡管）させて結合することができる。これにより、従来から広く実施されてきた打痕かしめによらず、すなわち、フランジＦに打痕を残すことなく結合することができる。
【００２８】
また、かしめ加工装置１０によれば、割型バルジ１２に弾性部材としてのＯリング１２ａ６，１２ａ７を互いに離間させて設けることができる。これにより、割型バルジ１２を構成する各割型１２ａ同士をシャフト１４の進入に伴って均一に広げることができるため、かしめ加工時における割型バルジ１２（より具体的には割型１２ａ）に対して部分的に発生する過大な負荷を低減することができる。その結果、割型バルジ１２の破損やかしめ加工不良の発生を良好に低減することができて、設備の維持管理費および製造コストを大幅に低減することができるとともに加工品質を向上させることができる。
【００２９】
また、かしめ加工装置１０によれば、管体Ｐの外周面をフランジＦの挿通孔Ｆ１の内周面に対してほぼ均等に膨出変形（拡管）させてかしめることができる。これにより、例えば、上述したように、最終的にロー付け加工を施す場合には、管体Ｐの外周面とフランジＦの挿通孔Ｆ１の内周面との間の隙間を極めて小さくすることができるため、溶融したロー材の回りを良好にすることができてロー付け加工品質を向上させることもできる。
【００３０】
さらに、かしめ加工装置１０によれば、かしめ加工に伴ってシャフト１４（より具体的には、テーパ面１４ａ）を前進および後進させるのみでよい。このため、かしめ加工装置１０の構成を簡略化することができ、装置自体を極めてコンパクトとすることができる。
【００３１】
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、例示的に、直線状の管体ＰをフランジＦに結合する場合を説明した。この場合、かしめ加工装置１０においては、管体Ｐの内側から外側に向けて膨出変形（拡管）させることができるため、例えば、管体Ｐに曲げ加工が施されていても、何ら直線状の管体Ｐと変わらずにかしめ加工することができる。
【００３３】
また、上記実施形態においては、割型バルジ１２に装着する弾性部材として、Ｏリング１２ａ６，１２ａ７を用いて実施した。この場合、割型バルジ１２を構成する各割型１２ａを均一に変位させることができるものであれば、弾性部材として採用することができ、例えば、金属ばねなどを採用して実施することも可能である。また、上記実施形態においては、割型バルジ１２にＯリング１２ａ６，１２ａ７を装着して実施した。この場合、装着する弾性部材（Ｏリング）の数としては、これに限定されるものではなく、３つ以上の弾性部材を割型バルジに装着して実施可能であることはいうまでもない。
【００３４】
さらに、上記実施形態においては、割型バルジ１２を４つの割型１２ａから構成して実施した。しかし、割型バルジを構成する割型の数についてはこれに限定されるものではなく、２つ以上の割型から割型バルジを構成して実施可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１０…かしめ加工装置、１１…テーブル、１２…割型バルジ、１２ａ…割型、１２ａ１…かしめ加工部（第１の段部）、１２ａ２…一般部（第２の段部）、１２ａ３…かしめ爪（凸部）、１２ａ４…溝（環状溝）、１２ａ５…溝（環状溝）、１２ａ６…Ｏリング（弾性部材）、１２ａ７…Ｏリング（弾性部材）、１２ａ８…内テーパ面、１３…ホルダプレート、１４…シャフト、１４ａ…テーパ面、１５…ガイドプレート、１６…駆動装置、Ｐ…管体（第１の部材）、Ｆ…フランジ（第２の部材）、Ｆ１…挿通孔
【図１】
2012035293.tif 000003
【図２】
2012035293.tif 000004
【図３】
2012035293.tif 000005