特開 2023-124038 パイプ材の偏心縮管方法及び偏心縮管装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023124038

(43)【公開日】2023-09-06

(54)【発明の名称】パイプ材の偏心縮管方法及び偏心縮管装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 41/04 20060101AFI20230830BHJP

   B21D 22/28 20060101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

B21D41/04 C

B21D22/28 A

B21D22/28 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022027586

(22)【出願日】2022-02-25

(71)【出願人】

【識別番号】000142115

【氏名又は名称】株式会社協豊製作所

(71)【出願人】

【識別番号】510245256

【氏名又は名称】中部スリッター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 英紀

(72)【発明者】

【氏名】加藤 錦樹

(72)【発明者】

【氏名】平田 紀生

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA15

4E137AA26

4E137BB03

4E137CA09

4E137EA01

4E137EA22

4E137GA12

4E137HA08

(57)【要約】

【課題】パイプ材の端部に目標とする形状の偏心縮管部を成形することができるパイプ材の偏心縮管方法及び偏心縮管装置を提供する。
【解決手段】パイプ材の偏心縮管方法においては、パイプ材８の端部８０をダイス３の成形穴３０によって加工して、パイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２を成形する。パイプ材の偏心縮管方法においては、成形穴３０に、手前側逃がし部３１、奥側逃がし部３３及び成形部３２を有するダイス３を用いる。手前側逃がし部３１及び奥側逃がし部３３は、成形穴３０の軸方向Ｌの穴端部において、パイプ材８から退避する内径に形成されている。成形部３２は、成形穴３０の、手前側逃がし部３１と奥側逃がし部３３との軸方向Ｌの間において、パイプ材８の端部８０を偏心する状態で縮径させる形状に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パイプ材の端部をダイスの成形穴によって加工して、前記パイプ材の端部に、特定の径方向に向けて偏心した状態で縮径する偏心縮管部を成形するパイプ材の偏心縮管方法であって、
前記成形穴は、前記パイプ材の端部が挿入される軸方向の手前側の穴端部に、前記パイプ材から退避する内径に形成された手前側逃がし部を有するとともに、前記手前側とは反対側に位置する前記軸方向の奥側の穴端部に、前記パイプ材から退避する内径に形成された奥側逃がし部を有し、かつ、前記手前側逃がし部と前記奥側逃がし部との前記軸方向の間に、前記パイプ材の端部を偏心する状態で縮径させる成形部を有する、パイプ材の偏心縮管方法。

【請求項2】

前記成形部は、前記成形穴の周方向における前記特定の径方向の対応位置においては、前記軸方向に沿った直線形状を有するとともに、前記周方向における前記特定の径方向の対応位置を除く位置においては、前記軸方向の手前側から前記軸方向の奥側に向かって内径が縮小するテーパ形状を有する、請求項１に記載のパイプ材の偏心縮管方法。

【請求項3】

前記ダイスは、前記成形穴における前記成形部の内径が最も縮小した部位を最縮径部分としたとき、前記最縮径部分の内径が異なる複数種類のものを用い、
前記パイプ材の端部の加工に用いる前記ダイスの前記最縮径部分の内径が段階的に小さくなるよう、前記パイプ材の端部を複数種類の前記ダイスの前記成形穴に順次挿入し、
複数種類の前記ダイスの前記最縮径部分によって前記パイプ材の端部を段階的に縮径させる成形量は、１段階目の前記ダイスの前記最縮径部分による成形量を最も大きくする、請求項１又は２に記載のパイプ材の偏心縮管方法。

【請求項4】

複数種類の前記ダイスについて、前記パイプ材の端部の最終段階の加工に用いる前記ダイスの前記成形穴は、前記特定の径方向を含む内径が最も大きい楕円形状を有しており、前記パイプ材の端部の他の段階の加工に用いる前記ダイスの前記成形穴は、真円形状を有している、請求項１～３のいずれか１項に記載のパイプ材の偏心縮管方法。

【請求項5】

前記ダイスが配置された下型プレートに対して上型プレートが縦方向に接近するときに、前記ダイスが前記縦方向に交差する横方向に移動して、前記横方向に沿って配置された前記パイプ材の端部を加工する偏心縮管装置を用い、
前記上型プレートは、前記パイプ材を押圧用部材の押圧力によって押さえる押圧部を有しており、
前記押圧部には、前記ダイスが前記押圧部に接近したとき、前記ダイスの前記成形穴から成形後の前記パイプ材の端部を抜き出すための抜き出し力を生じさせる抜出用部材が設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載のパイプ材の偏心縮管方法。

【請求項6】

パイプ材が横方向に沿って配置される下型プレートと、
前記下型プレートに配置され、前記パイプ材の端部を加工する成形穴を有するダイスと、
前記下型プレートに対して、前記横方向に直交する縦方向に下降可能な上型プレートと、を備え、
前記下型プレートに対して前記上型プレートが前記縦方向に接近するときに、前記ダイスが前記横方向に移動し、前記ダイスの前記成形穴によって、前記パイプ材の端部に、特定の径方向に向けて偏心した状態で縮径する偏心縮管部を成形する偏心縮管装置であって、
前記成形穴は、
前記パイプ材の端部が挿入される軸方向の手前側の穴端部において、前記パイプ材から退避する内径に形成された手前側逃がし部と、
前記手前側とは反対側に位置する前記軸方向の奥側の穴端部において、前記パイプ材から退避する内径に形成された奥側逃がし部と、
前記手前側逃がし部と前記奥側逃がし部との前記軸方向の間において、前記パイプ材の端部を偏心する状態で縮径させる成形部と、を有する、偏心縮管装置。

【請求項7】

前記上型プレートは、前記パイプ材を押圧用部材の押圧力によって押さえる押圧部を有しており、
前記押圧部には、前記ダイスが前記押圧部に接近したとき、前記ダイスの前記成形穴から成形後の前記パイプ材の端部を抜き出すための抜き出し力を生じさせる抜出用部材が設けられている、請求項６に記載の偏心縮管装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイプ材の偏心縮管方法及び偏心縮管装置に関する。

【背景技術】

【0002】

パイプ材は、種々の用途で用いられる。パイプ材の用途によっては、その端部に、特定の径方向に向けて偏心した状態で縮径する偏心縮管部を成形することがある。パイプ材に加工をする方法としては、例えば、油圧、水圧等の静水圧をパイプ材の内側に作用させて加工するバルジ加工（ハイドロ成形）、回転するパイプ材に対して工具を当てて加工するスピニング加工（ヘラ絞り）等がある。一方、バルジ加工及びスピニング加工の、大掛かりな装置を必要とする欠点や、加工時間が長いといった欠点を解消するために、パイプ材の端部にダイスを用いたプレス加工を行うこともある。

【0003】

プレス加工によってパイプ材の端部に偏心絞りを行う方法としては、例えば、特許文献１に記載されたパイプの偏心絞り加工方法がある。この偏心絞り加工方法においては、パイプの端部に偏心絞り加工を行って絞り部を成形するに当たり、絞り部の直径を段階的に減少させるとともに、絞り部の中心軸線をパイプの中心軸線に対して段階的に偏心させる複数のダイスを用いる。これにより、簡単な装置によって、パイプの端部に偏心絞り加工を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５７－１８７１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、例えば、パイプ材の硬度がより高く、かつ直径がより大きい場合等には、特許文献１等の従来の加工方法によっては、パイプ材の端部に、偏心縮管部（偏心絞り部）を成形することが困難であることが判明した。この場合には、パイプ材の端部に座屈等が生じ、目標とする形状に成形できないことがある。従って、種々のパイプ材の端部の加工を可能にするためには、ダイスの成形穴に更なる工夫が必要であることが分かった。

【0006】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、パイプ材の端部に目標とする形状の偏心縮管部を成形することができるパイプ材の偏心縮管方法及び偏心縮管装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、
パイプ材の端部をダイスの成形穴によって加工して、前記パイプ材の端部に、特定の径方向に向けて偏心した状態で縮径する偏心縮管部を成形するパイプ材の偏心縮管方法であって、
前記成形穴は、前記パイプ材の端部が挿入される軸方向の手前側の穴端部に、前記パイプ材から退避する内径に形成された手前側逃がし部を有するとともに、前記手前側とは反対側に位置する前記軸方向の奥側の穴端部に、前記パイプ材から退避する内径に形成された奥側逃がし部を有し、かつ、前記手前側逃がし部と前記奥側逃がし部との前記軸方向の間に、前記パイプ材の端部を偏心する状態で縮径させる成形部を有する、パイプ材の偏心縮管方法にある。

【0008】

本発明の他の態様は、
パイプ材が横方向に沿って配置される下型プレートと、
前記下型プレートに配置され、前記パイプ材の端部を加工する成形穴を有するダイスと、
前記下型プレートに対して、前記横方向に直交する縦方向に下降可能な上型プレートと、を備え、
前記下型プレートに対して前記上型プレートが前記縦方向に接近するときに、前記ダイスが前記横方向に移動し、前記ダイスの前記成形穴によって、前記パイプ材の端部に、特定の径方向に向けて偏心した状態で縮径する偏心縮管部を成形するパイプ材の偏心縮管装置であって、
前記成形穴は、
前記パイプ材の端部が挿入される軸方向の手前側の穴端部において、前記パイプ材から退避する内径に形成された手前側逃がし部と、
前記手前側とは反対側に位置する前記軸方向の奥側の穴端部において、前記パイプ材から退避する内径に形成された奥側逃がし部と、
前記手前側逃がし部と前記奥側逃がし部との前記軸方向の間において、前記パイプ材の端部を偏心する状態で縮径させる成形部と、を有する、パイプ材の偏心縮管装置にある。

【発明の効果】

【0009】

（一態様のパイプ材の偏心縮管方法）
前記一態様のパイプ材の偏心縮管方法においては、成形穴に、成形部以外に、手前側逃がし部及び奥側逃がし部が形成されたダイスを用いる。手前側逃がし部及び奥側逃がし部は、ダイスの成形穴の成形部によってパイプ材の端部を偏心する状態で縮径させるときに、成形穴の一部が、パイプ材の端部の外周に接触しないようにしたものである。

【0010】

パイプ材の端部を偏心する状態で縮径させるときには、パイプ材の端部の周方向における、特定の径方向に近い位置は、ほとんど加工されない一方、パイプ材の端部の周方向における、特定の径方向とは反対側に近い位置は、大きく加工される。そのため、パイプ材の端部の加工時には、その周方向において、この端部に発生する応力に分布が生じる。

【0011】

このとき、ダイスの成形穴に手前側逃がし部及び奥側逃がし部が形成されていることにより、パイプ材の端部に生じる応力が適切に解放される。これにより、周方向に応力の分布が生じたとしても、パイプ材の端部に座屈等が生じないようにすることができる。また、パイプ材の硬度がより高い場合、パイプ材の直径がより大きい場合等においても、パイプ材の端部に座屈等が生じないようにすることができる。

【0012】

それ故、前記一態様のパイプ材の偏心縮管方法によれば、種々の場合においても、パイプ材の端部に目標とする形状の偏心縮管部を成形することができる。

【0013】

（他の態様のパイプ材の偏心縮管装置）
前記他の態様のパイプ材の偏心縮管装置においては、下型プレートに対して上型プレートが縦方向に接近する動作を、ダイスが横方向に移動する動作に変換して、ダイスの成形穴によって、パイプ材の端部に偏心縮管部を成形する。これにより、例えば、パイプ材の長さがより長い場合でも、大きな高さを有する装置を用いなくても、パイプ材の端部に加工を行うことができる。

【0014】

それ故、前記他の態様のパイプ材の偏心縮管装置によれば、簡単な装置で、パイプ材の端部に目標とする形状の偏心縮管部を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態にかかる、１段階目の加工を行うダイスを、パイプ材の特定の径方向に沿った断面によって示す説明図。

【図2】実施形態にかかる、１段階目の加工を行うダイスを、パイプ材の軸方向に直交する断面によって示す説明図。

【図3】実施形態にかかる、最終段階の加工を行うダイスを、パイプ材の特定の径方向に沿った断面によって示す説明図。

【図4】実施形態にかかる、最終段階の加工を行うダイスを、パイプ材の軸方向に直交する断面によって示す説明図。

【図5】実施形態にかかる、パイプ材の端部の周辺を、特定の径方向に沿った断面によって示す説明図。

【図6】実施形態にかかる、上型プレートが上死点にある状態のパイプ材の偏心縮管装置を示す説明図。

【図7】実施形態にかかる、上型プレートが下降途中にある状態のパイプ材の偏心縮管装置を示す説明図。

【図8】実施形態にかかる、上型プレートが下死点にある状態のパイプ材の偏心縮管装置を示す説明図。

【図9】実施形態にかかる、上型プレートが下死点にある状態のパイプ材の偏心縮管装置を、パイプ材の軸方向に直交する断面によって示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

前述したパイプ材の偏心縮管方法及び偏心縮管装置にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
＜実施形態＞
本形態のパイプ材８の偏心縮管方法においては、図１～図５に示すように、パイプ材８の端部８０をダイス３の成形穴３０によって加工して、パイプ材８の端部８０に、特定の径方向Ｒ０に向けて偏心した状態で縮径する偏心縮管部８２を成形する。パイプ材８の偏心縮管方法においては、成形穴３０に、手前側逃がし部３１、奥側逃がし部３３及び成形部３２を有するダイス３を用いる。詳細は後述するが、図１及び図２には、１段階目の加工を行うダイス３Ａを示し、図３及び図４には、最終段階の加工を行うダイス３Ｂを示す。

【0017】

手前側逃がし部３１は、パイプ材８の端部８０が挿入される、成形穴３０の軸方向Ｌの手前側の穴端部において、パイプ材８から退避する内径に形成されている。奥側逃がし部３３は、手前側とは反対側に位置する、成形穴３０の軸方向Ｌの奥側の穴端部において、パイプ材８から退避する内径に形成されている。成形部３２は、成形穴３０の、手前側逃がし部３１と奥側逃がし部３３との軸方向Ｌの間において、パイプ材８の端部８０を偏心する状態で縮径させる形状に形成されている。

【0018】

以下に、本形態のパイプ材８の偏心縮管方法及び偏心縮管装置１について詳説する。
（パイプ材８）
図５は、パイプ材８の端部８０の周辺を、特定の径方向Ｒ０に沿って切断した断面を示す。図５に示すように、パイプ材８の偏心縮管方法によって製造するパイプ材８の製品は、円筒形状の本体管部８１と、本体管部８１の一方の端部に成形された偏心縮管部８２とを有する。偏心縮管部８２は、本体管部８１の両端部に成形してもよい。偏心縮管部８２は、パイプ材８の最先端部に成形された、軸方向Ｌに平行な円筒形状の縮管部分８２１と、本体管部８１と縮管部分８２１との間において、偏心する傾斜状に成形された傾斜管部分８２２とを有する。図５においては、パイプ材８及び本体管部８１の中心軸線を符号Ｏ１によって示し、偏心縮管部８２の中心軸線を符号Ｏ２によって示す。

【0019】

傾斜管部分８２２は、特定の径方向Ｒ０から、周方向Ｃに向かって特定の径方向Ｒ０の反対側（１８０°位相が異なる側）へ行くほど、軸方向Ｌに対する傾斜内周面８２３の傾斜角度θが大きくなる外周形状に成形される。偏心縮管部８２は、特定の径方向Ｒ０の位置においては、本体管部８１から内周側に偏心していない。偏心縮管部８２の特定の径方向Ｒ０の位置は、本体管部８１から連続する軸方向Ｌに平行な直線形状を有する。

【0020】

本形態のパイプ材８の偏心縮管方法及び偏心縮管装置１は、φ５０ｍｍ～φ７０ｍｍの太い外径を有するパイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２を成形できるものである。また、本形態のパイプ材８の偏心縮管方法及び偏心縮管装置１は、引張強さが２９０Ｎ／ｍｍ²～４９０Ｎ／ｍｍ²の強度を有するパイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２を成形できるものである。なお、パイプ材８の外径及び引張強さは、これらの数値を外れるものであってもよい。

【0021】

（偏心縮管装置１）
図６～図９に示すように、パイプ材８の偏心縮管方法においては、下型プレート２、ダイス３及び上型プレート５を備えるパイプ材８の偏心縮管装置１を用いて、パイプ材８の端部８０に加工を行う。図６は、上型プレート５が上死点にある状態１０１の偏心縮管装置１を示し、図７は、上型プレート５が下降途中にある状態の偏心縮管装置１を示し、図８は、上型プレート５が下死点にある状態１０２の偏心縮管装置１を示す。図９は、上型プレート５が下死点にある状態１０２の偏心縮管装置１を、パイプ材８の軸方向Ｌに直交する断面によって示す。

【0022】

偏心縮管装置１は、下型プレート２に対して上型プレート５が縦方向Ｈに接近するときに、下型プレート２におけるダイス３が縦方向Ｈに交差する横方向Ｗに移動して、横方向Ｗに沿って配置されたパイプ材８の端部８０を加工するものである。パイプ材８の偏心縮管方法及び偏心縮管装置１は、いわゆるプレス成形によってパイプ材８の端部８０に加工を行う。

【0023】

本形態の偏心縮管装置１においては、水平方向に平行であって、パイプ材８の軸線方向が向けられた方向を横方向Ｗといい、鉛直方向に平行であって、横方向Ｗに直交する方向を縦方向Ｈという。

【0024】

パイプ材８の軸方向Ｌとは、パイプ材８の中心軸線Ｏ１が通る方向のことをいい、パイプ材８の軸方向Ｌと成形穴３０の軸方向Ｌとは同じ方向とする。パイプ材８の周方向Ｃとは、パイプ材８の中心軸線Ｏ１の周りの方向のことをいい、パイプ材８の周方向Ｃと成形穴３０の周方向Ｃとは同じ方向とする。パイプ材８の径方向Ｒとは、パイプ材８の中心軸線Ｏ１を中心とする放射状の方向のことをいい、パイプ材８の径方向Ｒと成形穴３０の径方向Ｒとは同じ方向とする。

【0025】

図６、図８及び図９に示すように、下型プレート２の上面には、パイプ材８が横方向Ｗに沿って配置されるパイプ材受部４が配置されている。パイプ材受部４の上面には、パイプ材８の外周を保持する半円状の受け面４１が形成されている。パイプ材８の端部８０は、パイプ材受部４の端面から横方向Ｗに突出する状態で配置される。下型プレート２の上面には、パイプ材８の端部８０を加工するためのダイス３が配置されている。

【0026】

ダイス３は、下型プレート２のパイプ材受部４の側方において、下型プレート２に対してスライド可能に配置されており、パイプ材受部４のパイプ材８に対して進退可能である。ダイス３には、バネ等の戻し部材３４によって、パイプ材受部４から離れる方向に戻し力が付与されている。また、下型プレート２には、パイプ材８の、偏心縮管部８２を成形する端部８０とは反対側の端面に接触して、ダイス３によって横方向Ｗに押されるパイプ材８を受け止めるストッパ４３が設けられている。

【0027】

偏心縮管装置１は、上型プレート５をプレス設備のボルスターに設置し、下型プレート２をプレス設備のテーブルに設置して用いることができる。上型プレート５は、プレス設備等によって下型プレート２に対して縦方向Ｈに昇降可能である。上型プレート５の下面には、上型プレート５が下型プレート２に向けて下降するときに、下型プレート２上のダイス３に当接して、ダイス３を横方向Ｗにスライドさせるカム５１が配置されている。ダイス３には、カム５１の傾斜面５１１に当接する当接面３５１を有するカム受部３５が設けられている。

【0028】

図６、図８及び図９に示すように、上型プレート５の下面には、パイプ材８を押圧用部材６１の押圧力（弾性力）によって押さえる押圧部６が配置されている。押圧部６は、図示しないガイド等によって上型プレート５の縦方向Ｈにスライド可能であり、押圧用部材６１を弾性変形させながら上型プレート５の下面に近づくようスライド可能である。押圧用部材６１は、バネ等によって構成されており、上型プレート５の下面と押圧部６との間に配置されている。

【0029】

押圧部６の下面には、パイプ材８の外周を保持する半円状の押さえ面６３が形成されている。パイプ材８における、端部を除く部分は、下型プレート２に対して上型プレート５が最も接近したとき（上型プレート５が下死点に到達したとき）には、下型プレート２のパイプ材受部４の受け面４１と押圧部６の押さえ面６３とによって全周が保持される。

【0030】

押圧部６には、ダイス３が押圧部６に接近したとき、ダイス３の成形穴３０から成形後のパイプ材８の端部８０を抜き出すための抜き出し力を生じさせる上部抜出用部材６２が設けられている。上部抜出用部材６２は、ガスクッション、バネ等によって構成されている。上部抜出用部材６２の少なくとも一部は、押圧部６の横方向Ｗの側面から、横方向Ｗのダイス３の側に向けて突出する状態で配置されている。

【0031】

また、下型プレート２のパイプ材受部４には、下部抜出用部材４２が設けられている。パイプ材受部４の下部抜出用部材４２の少なくとも一部は、パイプ材受部４の横方向Ｗの側面から、横方向Ｗのダイス３の側に向けて突出する状態で配置されている。ダイス３がパイプ材受部４に接近したときには、ダイス３の成形穴３０から成形後のパイプ材８の端部８０を抜き出すための抜き出し力が、パイプ材受部４の下部抜出用部材４２によっても生じる。

【0032】

本形態のパイプ材の偏心縮管装置１は、油圧シリンダによって上型プレート５を昇降駆動する油圧式のものである。偏心縮管装置１は、上型プレート５が下型プレート２に対して下死点まで下降したときには、所定時間、下死点に維持して、加圧状態を検出するよう構成されている。なお、偏心縮管装置１は、サーボモータによって上型プレート５を昇降駆動する機械式のものとしてもよい。

【0033】

（ダイス３）
図１及び図２に示すように、ダイス３の成形穴３０は、パイプ材受部４に対向する横方向Ｗに向けて開口されている。成形穴３０は、パイプ材８の端部８０が挿入されるときに、パイプ材８の端部８０を偏心する状態で絞る形状に形成されている。成形穴３０の手前側逃がし部３１は、パイプ材８の端部８０が挿入される軸方向Ｌの手前側の穴端部において、成形穴３０の軸方向Ｌに平行な手前側平行部分３１１と、軸方向Ｌの奥側に行くほど縮径する手前側傾斜部分３１２とを有する。手前側平行部分３１１は、パイプ材８の端部８０の外周に接触しない内径に形成されており、手前側傾斜部分３１２は、手前側平行部分３１１と成形部３２とを繋ぐ傾斜面として形成されている。

【0034】

成形穴３０の奥側逃がし部３３は、手前側とは反対側に位置する軸方向Ｌの奥側の穴端部において、成形穴３０の軸方向Ｌに平行な奥側平行部分３３１と、軸方向Ｌの奥側に行くほど縮径する奥側傾斜部分３３２とを有する。奥側平行部分３３１は、パイプ材８の端部８０の外周に接触しない内径に形成されており、奥側傾斜部分３３２は、奥側平行部分３３１と成形部３２とを繋ぐ傾斜面として形成されている。

【0035】

成形穴３０の成形部３２は、成形穴３０の軸方向Ｌにおける、手前側逃がし部３１の手前側傾斜部分３１２と奥側逃がし部３３の奥側傾斜部分３３２との間に形成されている。成形部３２は、成形穴３０の周方向Ｃにおける特定の径方向Ｒ０の位置においては、軸方向Ｌに沿った直線形状を有するとともに、周方向Ｃにおける特定の径方向Ｒ０の位置を除く位置においては、軸方向Ｌの手前側から軸方向Ｌの奥側に向かって内径が縮小するテーパ形状を有する。

【0036】

換言すれば、成形部３２は、軸方向Ｌに平行に形成されてパイプ材８の端部８０の外周に接触する接触平行部分３２１と、接触平行部分３２１の軸方向Ｌの奥側においてパイプ材８の端部８０の外周に接触し、特定の径方向Ｒ０の位置を除いて奥側に行くほど内径が縮径する接触傾斜部分３２２と、接触傾斜部分３２２の軸方向Ｌの奥側に繋がる、軸方向Ｌに平行に形成された最縮径部分３２３とを有する。最縮径部分３２３は、成形穴３０における成形部３２の内径が最も縮小した部位となる。接触傾斜部分３２２は、特定の径方向Ｒ０から、周方向Ｃに向かって特定の径方向Ｒ０の反対側（１８０°位相が異なる側）へ行くほど、軸方向Ｌに対する傾斜内周面の傾斜角度θ１が大きくなる内周形状に形成されている。

【0037】

図１及び図３に示すように、接触平行部分３２１と接触傾斜部分３２２との間の角部には、Ｒ形状（曲面形状）が形成されている。最縮径部分３２３の軸方向Ｌの奥側の端部は、奥側逃がし部３３の奥側傾斜部分３３２に繋がっている。特定の径方向Ｒ０の位置を除いて、成形部３２の接触傾斜部分３２２及び最縮径部分３２３と奥側逃がし部３３の奥側傾斜部分３３２とによって、山状の傾斜内周面が形成されている。

【0038】

偏心縮管方法及び偏心縮管装置１においては、複数種類のダイス３の成形穴３０に、パイプ材８の端部８０を複数回挿入して、パイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２を成形する。図１及び図２には、１段階目の加工を行うダイス３Ａを示し、図３及び図４には、最終段階の加工を行うダイス３Ｂを示す。１段階目のダイス３Ａ及び最終段階のダイス３Ｂの他のダイス３の記載は省略する。

【0039】

ダイス３は、成形穴３０における成形部３２の内径が最も縮小した位置を最縮径部分３２３としたとき、最縮径部分３２３の内径が異なる複数種類のものを用いる。偏心縮管装置１においては、下型プレート２に配置するダイス３を、最縮径部分３２３の内径が大きなものから小さなものへ段階的に変わるよう交換すればよい。

【0040】

偏心縮管方法及び偏心縮管装置１においては、パイプ材８の端部８０の加工に用いるダイス３の最縮径部分３２３の内径が段階的に小さくなるよう、パイプ材８の端部８０が複数種類のダイス３の成形穴３０に順次挿入される。また、複数種類のダイス３の最縮径部分３２３によってパイプ材８の端部８０を段階的に縮径させる成形量は、１段階目のダイス３Ａの最縮径部分３２３による成形量を最も大きくする。成形量は、最縮径部分３２３によってパイプ材８の端部８０の外径を小さくする量として示される。また、２段階目のダイス３の最縮径部分３２３の内径と１段階目のダイス３Ａの最縮径部分３２３の内径との差は、２段目以降の連続する段階同士における最縮径部分３２３の内径同士の差よりも大きい。

【0041】

パイプ材８の端部８０を加工するときには、加工の初期において、加工硬化がより強く生じやすい。１段階目のダイス３Ａの最縮径部分３２３による成形量を、２段目以降のダイス３の最縮径部分３２３による成形量よりも大きくすることにより、パイプ材８の端部８０が加工硬化する前に、パイプ材８の端部８０を目標とする形状に効果的に加工することができる。

【0042】

パイプ材８の端部８０は、偏心した縮径形状に加工するために、特に、内周面が真円形状から楕円形状に若干変形する。具体的には、ダイス３の成形穴３０が真円形状に形成されている場合には、パイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２を成形するときには、パイプ材８の端部８０においては、特定の径方向Ｒ０を含む周方向Ｃの位置の内径が、特定の径方向Ｒ０に対して９０°位相が異なる周方向Ｃの位置の内径に比べて小さくなろうとする。換言すれば、ダイス３の成形穴３０が真円形状に形成されている場合には、パイプ材８の端部８０には、特定の径方向Ｒ０を含む周方向Ｃの位置の内径が短径部となる楕円形状の内周面が形成される。

【0043】

そこで、本形態においては、複数種類のダイス３について、パイプ材８の端部８０の最終段階の加工に用いるダイス３Ｂの成形穴３０の形状を、パイプ材８の端部８０の楕円形状の内周面を真円形状に近い内周面となるようにする。具体的には、図４に示すように、パイプ材８の端部８０の最終段階の加工に用いるダイス３Ｂの成形穴３０の成形部３２は、特定の径方向Ｒ０を含む内径が最も大きい楕円形状に形成する。図４においては、楕円形状を誇張して示す。

【0044】

つまり、最終段階のダイス３Ｂの成形穴３０の成形部３２は、特定の径方向Ｒ０を含む周方向Ｃの位置（図４においては上下方向で示す位置）の内径が、特定の径方向Ｒ０に対して９０°位相が異なる周方向Ｃの位置の内径に比べて大きい楕円形状とする。換言すれば、最終段階のダイス３Ｂの成形穴３０の成形部３２は、特定の径方向Ｒ０を含む周方向Ｃの位置の内径が長径部となる楕円形状の内周面とする。

【0045】

最終段階のダイス３Ｂを除く残りのダイス３の成形穴３０は、真円形状の内周面に形成されている。最終段階のダイス３Ｂの成形穴３０の形状の工夫により、パイプ材８の端部８０に成形する偏心縮管部８２の内周面の形状を真円形状に近い形状にすることができる。

【0046】

（縮管成形方法）
縮管成形方法においては、下型プレート２に対して上型プレート５が下降して、ダイス３の成形穴３０によってパイプ材８の端部８０が加工される下降工程と、下型プレート２に対して上型プレート５が上昇して、ダイス３の成形穴３０からパイプ材８の端部８０が抜き出される上昇工程とが行われる。また、下降工程を行う前には、準備工程として、成形後のパイプ材８の端部８０がダイス３の成形穴３０から抜けやすくするために、ダイス３の成形穴３０とパイプ材８の端部８０とに潤滑油を塗布する。

【0047】

図６及び図７に示すように、下降工程において、下型プレート２に対して上型プレート５が下降するときには、上型プレート５のカム５１の傾斜面５１１が下型プレート２のダイス３のカム受部３５の当接面３５１に当接する。このとき、ダイス３が戻し部材３４の戻し力に対抗してパイプ材受部４に接近して、パイプ材８の端部８０がダイス３の成形穴３０に挿入されるとともに、押圧部６が押圧用部材６１の押圧力に対抗して、パイプ材８の外周に当接する。

【0048】

そして、図８に示すように、カム５１によってダイス３がパイプ材受部４に更に接近して、パイプ材８の端部８０が、ダイス３の成形穴３０の手前側逃がし部３１から成形部３２へと挿入され、成形部３２によってパイプ材８の端部８０が加工される。このとき、手前側逃がし部３１が形成されていることによって、パイプ材８の端部８０における、成形部３２に加工される部分よりも手前側の部分に生じる応力が解放される。また、このとき、奥側逃がし部３３が形成されていることによって、パイプ材８の端部８０における、成形部３２に加工される部分よりも奥側の部分に生じる応力も解放される。つまり、成形部３２によってパイプ材８の端部８０が加工されるときに、パイプ材８の端部８０に生じる応力が適切に解放され、パイプ材８の端部８０に座屈等の不具合が生じにくくなる。

【0049】

ダイス３の成形穴３０の成形部３２によってパイプ材８の端部８０が加工されるときには、上型プレート５の押圧部６に設けられた上部抜出用部材６２、及び下型プレート２のパイプ材受部４に設けられた下部抜出用部材４２がダイス３に接触する。また、上型プレート５が下型プレート２に対して下死点まで下降したときには、上型プレート５が下死点にある状態を所定時間維持する。

【0050】

次いで、上昇工程においては、上型プレート５を下型プレート２に対して上昇させる。そして、ダイス３が戻し部材３４によって、横方向Ｗのパイプ材８から離れる側へ移動しようとする。このとき、パイプ材８は、パイプ材受部４の受け面４１と押圧用部材６１による押圧力を受けた押圧部６の押さえ面６３とによって位置ずれしないように保持されている。また、押圧部６の上部抜出用部材６２による抜き出し力、及びパイプ材受部４の下部抜出用部材４２による抜き出し力が、パイプ材８の端部８０からダイス３が横方向Ｗに離れるように作用する。さらに、ダイス３の成形穴３０とパイプ材８の端部８０とに塗布された潤滑油によって、パイプ材８の端部８０が成形穴３０から抜けやすくなっている。これらの構成により、ダイス３がパイプ材受部４から離れるときには、ダイス３の成形穴３０からパイプ材８の端部８０が円滑に抜き出され、戻し部材３４によってダイス３がパイプ材受部４から離れた元の位置に戻る。

【0051】

次いで、偏心縮管部８２の１段階目の加工が行われたパイプ材８を、２段階目の加工を行うダイス３に対向するパイプ材受部４の受け面４１に保持させる。そして、下降工程において、上型プレート５が下型プレート２に対して下降するときに、１段階目の加工が行われたパイプ材８の端部８０に、２段階目の加工を行うダイス３の成形穴３０によって２段階目の加工が行われる。次いで、上昇工程において、上型プレート５が下型プレート２から上昇し、２段階目の加工が行われたパイプ材８の端部８０が、ダイス３の成形穴３０から抜き出される。

【0052】

その後、最終段階の加工を行うダイス３Ｂの成形穴３０によってパイプ材８の端部８０が加工されるまで、下降工程及び上昇工程が繰り返される。そして、パイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２が成形され、偏心縮管部８２が成形穴３０から抜き出される。

【0053】

（作用効果）
本形態のパイプ材８の偏心縮管方法及び偏心縮管装置１においては、成形穴３０に、成形部３２以外に、手前側逃がし部３１及び奥側逃がし部３３が形成されたダイス３を用いる。手前側逃がし部３１及び奥側逃がし部３３は、ダイス３の成形穴３０の成形部３２によってパイプ材８の端部８０を偏心する状態で縮径させるときに、成形穴３０の一部が、パイプ材８の端部８０の外周に接触しないようにしたものである。また、下型プレート２に対して上型プレート５が縦方向Ｈに接近する動作を、ダイス３が横方向Ｗに移動する動作に変換して、ダイス３の成形穴３０によって、パイプ材８の端部８０に偏心縮管部８２を成形する。

【0054】

パイプ材８の端部８０を偏心する状態で縮径させるときには、パイプ材８の端部８０の周方向Ｃにおける、特定の径方向Ｒ０に近い位置は、ほとんど加工されない一方、パイプ材８の端部８０の周方向Ｃにおける、特定の径方向Ｒ０とは反対側に近い位置は、大きく加工される。そのため、パイプ材８の端部８０の加工時には、その周方向Ｃにおいて、この端部８０に発生する応力に分布が生じる。

【0055】

このとき、ダイス３の成形穴３０に手前側逃がし部３１及び奥側逃がし部３３が形成されていることにより、パイプ材８の端部８０に生じる応力が適切に解放される。これにより、周方向Ｃに応力の分布が生じたとしても、パイプ材８の端部８０に座屈等が生じないようにすることができる。また、パイプ材８の硬度がより高い場合、パイプ材８の直径がより大きい場合等においても、パイプ材８の端部８０に座屈等が生じないようにすることができる。

【0056】

それ故、本形態のパイプ材８の偏心縮管方法及び偏心縮管装置１によれば、種々の場合においても、パイプ材８の端部８０に目標とする形状の偏心縮管部８２を成形することができる。

【0057】

本発明は、実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。

【符号の説明】

【0058】

１ パイプ材の偏心縮管装置
２ 下型プレート
３ ダイス
３０ 成形穴
３１ 手前側逃がし部
３１１ 手前側平行部分
３１２ 手前側傾斜部分
３２ 成形部
３２１ 接触平行部分
３２２ 接触傾斜部分
３２３ 最縮径部分
３３ 奥側逃がし部
３３１ 奥側平行部分
３３２ 奥側傾斜部分
３４ 戻し部材
３５ カム受部
４ パイプ材受部
４１ 受け面
４２ 下部抜出用部材
４３ ストッパ
５ 上型プレート
５１ カム
６ 押圧部
６１ 押圧用部材
６２ 上部抜出用部材
６３ 押さえ面
８ パイプ材
８０ 端部
８１ 本体管部
８２ 偏心縮管部
８２１ 縮管部分
８２２ 傾斜管部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】