(57)【要約】【課題】１つの装置で、フォーミング成形を行った後に、パイプの加工側端部を所定の位置で切断を行うことができるパイプ加工装置を提供する。【解決手段】  パイプを加工成形するための第１成形面１１ｂ，１６ｂを有する第１金型２と、パイプを加工成形するための第２成形面３ａを有する第２金型３と、第１金型２に対して軸芯Ｘ−Ｘ方向に移動可能な第１芯金４と、軸芯Ｘ−Ｘ方向及びその軸に直交する方向に移動可能な第２芯金５を有し、第２金型３は、軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に移動でき、第１金型２内にパイプを所定の位置に配置した後に、第１芯金４をパイプ内に挿入して、パイプを成形した後に、第１金型２及び第１芯金４と、第２金型３及び第２芯金５とを、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に相対的に移動させて、パイプの端部を切断するパイプ加工装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプを加工成形するための第１成形面を有する第１金型と、前記パイプを加工成形するための第２成形面を有する第２金型と、少なくとも前記第１金型内に挿入できる芯金とを有し、
前記芯金は、第１金型に対して、芯金の軸芯方向に移動可能な第１芯金と、第１金型に対して、第１芯金の軸芯方向及びその軸に直交する方向に移動可能な第２芯金を有し、
前記第２金型は、前記第１芯金の軸芯と直交する方向に移動でき、
第１金型内にパイプを所定の位置に配置した後に、前記第１芯金を第１金型内に位置する前記パイプ内に挿入することにより、前記パイプの少なくとも一部を成形した後に、
前記第１金型及び第１芯金と、前記第２金型及び第２芯金とを、第１芯金の軸芯と直交する方向に相対的に移動させて、パイプの端部を切断することを特徴とするパイプ加工装置。
【請求項２】
前記第２芯金が移動した後に、前記第２芯金の軸芯が、前記第１芯金の軸芯と一致するように第２芯金を移動させる復帰手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のパイプ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製のパイプの端部を、パンチとダイスを用いて、異形断面等にフォーミング成形する場合、パイプ材料の伸びや金型との摩擦抵抗により、パイプの加工側端部に傾ぎが生じる場合がある。
【０００３】
このため、パイプの端部を所望の形状とすべく、フォーミング成形した後に、加工側端部を切断除去する必要がある。
【０００４】
このように、フォーミング成形した後に、パイプの加工側端部を切断する装置として、メタルソーや、特許文献１に開示されているようなパイプ切断装置を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３６１３１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記切断装置は、パイプにフォーミング成形を行う装置とは異なる装置であるために、フォーミング成形装置でフォーミング成形した後に、そのパイプを、切断装置まで搬送する必要があるため、切断装置へのパイプの取付位置がばらつく恐れがあり、切断形状の精度が悪化する恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点を解決したパイプ加工装置を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、本願発明は、パイプを加工成形するための第１成形面を有する第１金型と、前記パイプを加工成形するための第２成形面を有する第２金型と、少なくとも前記第１金型内に挿入できる芯金とを有し、
前記芯金は、第１金型に対して、芯金の軸芯方向に移動可能な第１芯金と、第１金型に対して、第１芯金の軸芯方向及びその軸に直交する方向に移動可能な第２芯金を有し、
前記第２金型は、前記第１芯金の軸芯と直交する方向に移動でき、
第１金型内にパイプを所定の位置に配置した後に、前記第１芯金を第１金型内に位置する前記パイプ内に挿入することにより、前記パイプの少なくとも一部を成形した後に、
前記第１金型及び第１芯金と、前記第２金型及び第２芯金とを、第１芯金の軸芯と直交する方向に相対的に移動させて、パイプの端部を切断することを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記第２芯金が移動した後に、前記第２芯金の軸芯が、前記第１芯金の軸芯と一致するように第２芯金を移動させる復帰手段を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のパイプ加工装置は、第１芯金を第１金型内に位置するパイプ内に挿入して、パイプの少なくとも一部を成形した後に、第１金型及び第１芯金と、第２金型及び第２芯金とを、第１芯金の軸芯と直交する方向に相対的に移動させて、パイプの端部を切断することができるため、成形した部分に対する切断位置が安定し、切断形状の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係るパイプ加工装置の縦断面図。
【図２】図１の状態から固定金型にパイプを載置した状態の縦断面図。
【図３】図２の状態から可動金型を下降させた状態の縦断面図。
【図４】図３の状態から第２金型を下降させた状態の縦断面図。
【図５】図４の状態から第１芯金と第２芯金を移動させた状態の縦断面図。
【図６】図５の状態から第２金型と第２芯金を下降させた状態の縦断面図。
【図７】図６の状態から第２金型を上昇させた状態の縦断面図。
【図８】図７の状態から第２芯金を上昇させた状態の縦断面図。
【図９】図８の状態から第１芯金と第２芯金を後退させた状態の縦断面図。
【図１０】図９の状態から可動金型を上昇させた状態の縦断面図。
【図１１】本発明の実施例２に係るパイプ加工装置の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
【００１３】
［実施例１］
本実施例１に係るパイプ加工装置について図１乃至図１０に基づいて説明する。
【００１４】
パイプ加工装置１は、図１に示すように、第１金型２、第２金型３、第１芯金４と第２芯金５からなる芯金６を有する。
【００１５】
第１金型２は、図１に示すように、固設された第１ベース９上に立設された固定金型１１と、第１ベース９の上方に固設された第２ベース１２の下部に、シリンダーからなる第１移動手段１５を介して垂設され、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向（本実施例においては鉛直方向）に移動可能な可動金型１６を有する。
【００１６】
固定金型１１の上面には、図１，図２に示すように、ワークであるパイプ１０の下半周面に対応した形状に形成されて、パイプ１０の下半外周面を保持する保持部１１ａと、この保持部１１ａより第１芯金４側に位置して、パイプ１０を加工成形するための第１成形面１１ｂが設けられている。第１成形面１１ｂの内面形状は、パイプ１０のフォーミング成形後における下半分の外周形状に対応した形状に形成されるもので、本実施例では、保持部１１ａの内径より大径に形成されている。
【００１７】
可動金型１６の下面には、図１，図３に示すように、ワークであるパイプ１０の上半周面に対応した形状に形成されて、パイプ１０の上半外周面を保持する保持部１６ａと、この保持部１６ａより第１芯金４側に位置して、パイプ１０を加工成形するための第１成形面１６ｂが設けられている。第１成形面１６ｂの内面形状は、パイプ１０のフォーミング成形後における上半分の外周形状に対応した形状に成されるもので、本実施例では、保持部１１ａの内径より大径に形成されている。
【００１８】
第２金型３は、図１に示すように、可動金型１６の第１芯金４側に近接して設けられているとともに、第２ベース１２の下部に、シリンダーからなる第２移動手段１８を介して垂設され、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に移動可能に設けられている。第２金型３には、パイプ１０のフォーミング成形後における上半分の外周形状に対応した形状に形成されて、パイプ１０を加工成形するための第２成形面３ａを有する。本実施例においては、第２成形面３ａの内径は、第１成形面１６ｂの第１芯金４側端の内径と同径に形成されている。
【００１９】
第１芯金４は、パイプ１０のフォーミング成形後における内周面形状に対応した外周面形状に形成された加工部４ａを有する。本実施例において加工部４ａは、ワークであるパイプ１０の内径より大径に設定され、第１金型２、第２金型３、第１芯金４、第２芯金５を用いたフォーミング成形により、拡径加工（拡径フォーミング）が施されるようになっている。
【００２０】
第１芯金４は、図示しない第３移動手段により、その軸芯方向（Ｘ−Ｘ方向）に移動可能な移動基部２０に固設された軸部材２０ａに対して、ボルト２１により固設されており、この第１芯金４は、第１金型２に対して、その軸芯方向（Ｘ−Ｘ方向）に相対的に移動できるようになっている。
【００２１】
第２芯金５は、第１芯金４と移動基部２０との間に設けられ、第２芯金５の内部には両端が開口する中空部５ａが形成されている。中空部５ａ内には移動基部２０に固設された軸部材２０ａが挿通されているとともに、中空部５ａの内周面における軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向の第２金型３側（上側）と、軸部材２０ａの外周面との間には、第２金型３の移動方向、すなわち、軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向において所定距離Ｌ１の隙間を有するように空隙が形成されている。これにより、第２芯金５は、第２金型３の移動方向に移動できるようになっている。
【００２２】
また、第２芯金５には、その軸芯が、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘ方向と同一線上に位置するまで移動、すなわち、加工開始時の状態の位置にまで復帰させるためのシリンダーからなる復帰手段２３が設けられている。復帰手段２３は、第２移動手段１８により第２金型３を、第１ベース９側に下降する際に、第２芯金５が、第２金型３に同調して下降することができるようになっている。
【００２３】
上記のように、第２芯金５は、第１金型２に対して、第１芯金４の軸芯方向（Ｘ−Ｘ方向）、及び、第２金型３の移動方向（第１芯金４の軸芯と直交する方向）に相対的に移動できるようになっている。
【００２４】
また、第２芯金５の少なくとも一部、本実施例においては先部には、パイプ１０のフォーミング成形後における内周面周形状に対応した形状に形成された加工部５ｂが形成されている。
【００２５】
次に、上記パイプ加工装置１を用いたパイプ１０の加工方法について説明する。
【００２６】
先ず、図１に示すように、第１移動手段１５により可動金型１６を、第２ベース１２側に上昇させ、固定金型１１と可動金型１６を相互に所定距離離間させる。また、第２移動手段１８により、第２金型３を、図１に示すように、第２ベース１２側（図１の上方）に上昇させ、固定金型１１とは相互に所定距離離間させる。また、移動基部２０及び、第１芯金４と第２芯金５を、第３移動手段（図示せず）により、第１金型２から離間した位置に後退させ、図１に示す加工開始状態とする。
【００２７】
次に、図２に示すように、ワークであるパイプ１０を、固定金型１１の所定位置に載置させて、パイプ１０を保持部１１ａ上に嵌合させるとともに、そのパイプ１０の加工側である第１芯金４側の端部を、固定金型１１の端部より突出させる。
【００２８】
次に、図３に示すように、第１移動手段１５により可動金型１６を、第１ベース９側に下降させ、パイプ１０を、固定金型１１の保持部１１ａと可動金型１６の保持部１６ａにより挟持し保持する。第１金型２の加工側からは、パイプ１０の突出部１０ａが突出している。
【００２９】
次に、図４に示すように、第２移動手段１８により、第２金型３を、第１ベース９側に下降させ、第２金型３の第２成形面３ａの軸芯と、可動金型１６の第１成形面１６ｂの軸芯とが同一となるようにする。
【００３０】
次に、図５に示すように、第３移動手段により、移動基部２０及び、第１芯金４と第２芯金５を一体的に、第１金型２方向に移動させ、パイプ１０内に第１芯金４と第２芯金５を圧入する。このとき、第１金型２内に第２芯金５が位置せず、第１芯金４のみが位置するまで圧入する。
【００３１】
固定金型１１の第１成形面１１ｂ、可動金型１６の第１成形面１６ｂ、第２金型３の第２成形面３ａと、第１芯金４の加工部４ａと第２芯金５の加工部５ｂにより、パイプ１０の端部は、拡径加工（拡径フォーミング）され、拡径部２４が形成される。
【００３２】
次に、図６に示すように、第２移動手段１８により第２金型３を、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向、本実施例においては、第１ベース９側に下降させると、この下降力により、パイプ１０の拡径部２４、及び、第２芯金５が同調して下降し、パイプの拡径加工された側の端部２４は、固定金型１１と、可動金型１６と、第２金型３と、第１芯金４と、第２芯金５における各々のエッジ（刃）により、パイプ１０の拡径部２４の一部は切断（剪断）され、スクラップ２５と成形された成形パイプ２６が形成される。
【００３３】
次に、図７に示すように、第２移動手段１８により、第２金型３を第２ベース１２側に上昇させ、第２金型３とパイプのスクラップ２５を離間させる。
【００３４】
次に、図８に示すように、復帰手段２３により、第２芯金５を、その軸芯が、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと同一線上に位置するまで移動、すなわち、加工開始時の状態の位置にまで復帰させる。
【００３５】
次に、第３移動手段により、図９に示すように、移動基部２０及び、第１芯金４と第２芯金５を一体的に、第１金型２と離間する方向に後退させる。このとき、スクラップ２５も、第２芯金５とともに成形パイプ２６より離れ、その後、取り除かれる。
【００３６】
次に、図１０に示すように、第１移動手段１５により可動金型１６を、第２ベース１２側に上昇させ、パイプ１０と可動金型１６を離間させ、加工後のパイプ２３を取り出し、中間品若しくは製品である成形パイプ２６を得る。
【００３７】
上記のように本願のパイプ加工装置１は、拡径加工と拡径加工側端部の切断を一つの装置で行うことができるために、従来技術のように拡径加工したパイプを、切断装置まで搬送する必要がなく、所定の位置で切断を行うことができ、切断形状の精度を向上させることができる。
【００３８】
また、拡径加工したパイプを搬送する手間がなくなるとともに、一つの装置で行うことができるために、製造コストを低減することができる。
【００３９】
また、復帰手段２３により、第２芯金５を、その軸芯が、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと同一となるまで移動、すなわち、加工開始時の状態の位置にまで復帰させるようにしたことにより、拡径加工時において、第１芯金４の軸芯に対する第２芯金５の位置を一定にすることができ、拡径加工、及び、切断加工の精度を向上させることができる。
【００４０】
なお、上記実施例においては、第１金型２と第１芯金４を固定した状態で、第２金型３と第２芯金５を、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に移動させて、パイプ１０の拡径部２４の一部を切断したが、第２金型３と第２芯金５を固定した状態で、第１金型２と第１芯金４を、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に移動させて、パイプ１０の拡径部２４の一部を切断してもよい。すなわち、本発明は、第１金型２及び第１芯金４と、第２金型３及び第２芯金５とを、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に相対的に移動させて、パイプ１０の拡径部２４の一部を切断するものである。
【００４１】
また、復帰手段２３を、スプリング等の復元力を有する部材で構成し、この復帰手段２３の復元力に抗して、第２金型３を下降することにより、その下降力により、第２芯金５が下降するとともに、第２移動手段１８により第２金型３を上昇させた際に、復帰手段２３の復元力により第２芯金５を、加工開始時の状態の位置にまで復帰させるようにしてもよい。
【００４２】
［実施例２］
上記実施例１においては、第２金型３は、第２成形面３ａを有する可動金型のみで構成したが、図１１に示すように、第２金型３２を、上記実施例１の第２金型３と同様の上側可動金型３３と、下側可動金型３４で構成してもよい。
【００４３】
下側可動金型３４は、パイプ１０を加工成形するための第２成形面３４ａを有する。第２成形面３４ａは、パイプ１０のフォーミング成形後における下半分の外周形状に対応した形状に形成され、本実施例では、保持部１１ａの内径より大径に形成されている。
【００４４】
また、下側可動金型３４は、第１芯金４の軸芯Ｘ−Ｘと直交する方向に移動できるとともに、下側可動金型３４には、その第２成形面３４ａの軸芯と固定金型１１の第１成形面１１ｂの軸芯とが同一線上となるまで、すなわち、加工開始時の状態の位置にまで、下側可動金型３４を復帰させるスプリング等の復元力を有する第２復帰手段３６が設けられている。
【００４５】
この第２復帰手段３６の復元力に抗して、上側可動金型３３を下降させることにより、その下降力により、下側可動金型３４は、上側可動金型３３と同調して下降し、パイプの拡径部２４の一部を、第２金型３３等により切断し、スクラップ２５と成形パイプ２６を形成する。
【００４６】
また、復帰手段２３により第２芯金５を上方へ移動させると、第２復帰手段３６の復元力により、下側可動金型３４は、加工開始時の状態の位置にまで復帰する。
【００４７】
なお、第２復帰手段３６を、シリンダー等で構成し、積極的に下側可動金型３４を移動させるようにしてもよい。
【００４８】
それ以外の構造は、前記実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４９】
本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。
【００５０】
また、上側可動金型３３と下側可動金型３４からなる第２金型３２を用いることにより、拡径加工、及び、切断加工の精度をより向上させることができる。
【００５１】
［その他の実施例］
上記実施例１，２では、第１金型２を固定金型１１と可動金型１６の２つの型で構成したが、これらを一体に形成して、１つの金型からなる第１金型とし、第１ベース９上に固定し、この１つの金型からなる第１金型内に、パイプ１０を挿入するようにしてもよい。
【００５２】
また、パイプ１０としては、断面が真円状の円筒に限らず、それ以外の任意の断面形状を有するパイプを用いることができる。また、パイプ１０のフォーミング加工後の断面形状は、上記実施例１の拡径に限定されず、縮径、異形、角形、扇形等任意の形状に設定することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  パイプ加工装置
２  第１金型
３ａ，３４ａ  第２成形面
３，３２  第２金型
４  第１芯金
５  第２芯金
６  芯金
１０  パイプ
１１ｂ，１６ｂ  第１成形面
２３  復帰手段
【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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