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(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】P2024176856
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】ボールフォーミング装置、拡管加工方法
(51)【国際特許分類】
B21D 39/14 20060101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
B21D39/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023095694
(22)【出願日】2023-06-09
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１） 公開日 令和５年４月２４日 公開場所 ２０２３年度塑性加工春季講演会Ｗｅｂページ ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｊｓｔｐｓ２０２３ ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｊｓｔｐｓ２０２３／ｔｏｐ
(71)【出願人】
【識別番号】504133110
【氏名又は名称】国立大学法人電気通信大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】久保木 孝
(72)【発明者】
【氏名】梶川 翔平
(72)【発明者】
【氏名】大栗 宗馬
(57)【要約】
【課題】円管状のワークの軸方向の中間部分を拡径させる加工を容易に行うことができるボールフォーミング装置および拡管加工方法を提供する。
【解決手段】ボールフォーミング装置は、円管状のワークの内部に軸線に沿って挿入可能な第一挿入部および第二挿入部と、第一挿入部と第二挿入部との間に保持される複数の球体と、を備え、第一挿入部には、軸方向で第二挿入部側に位置するほど縮径する傾斜面が形成され、第一挿入部および第二挿入部は、軸線中心で相対回転可能であり、第一挿入部および第二挿入部の相対回転時には、複数の球体がワークに対して軸線中心で回転可能であり、かつネジ機構の作動で第一挿入部および第二挿入部が互いに軸方向で近付き、複数の球体を傾斜面に沿って径方向外側へ移動させる。
【選択図】図３
【解決手段】ボールフォーミング装置は、円管状のワークの内部に軸線に沿って挿入可能な第一挿入部および第二挿入部と、第一挿入部と第二挿入部との間に保持される複数の球体と、を備え、第一挿入部には、軸方向で第二挿入部側に位置するほど縮径する傾斜面が形成され、第一挿入部および第二挿入部は、軸線中心で相対回転可能であり、第一挿入部および第二挿入部の相対回転時には、複数の球体がワークに対して軸線中心で回転可能であり、かつネジ機構の作動で第一挿入部および第二挿入部が互いに軸方向で近付き、複数の球体を傾斜面に沿って径方向外側へ移動させる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円管状のワークの内部に軸線に沿って挿入可能な第一挿入部と、
前記第一挿入部に、前記軸線中心の回転運動を前記軸線に沿う軸方向の移動に変換するネジ機構を介して支持され、前記第一挿入部と前記軸方向で並んで前記ワークの内部に挿入可能な第二挿入部と、
前記第一挿入部と前記第二挿入部との間に保持され、前記第一挿入部および前記第二挿入部とともに前記ワークの内部に挿入可能な複数の球体と、を備え、
前記第一挿入部および前記第二挿入部の少なくとも一方には、前記軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜する傾斜面が形成され、
前記第一挿入部および前記第二挿入部は、前記軸線中心で相対回転可能であり、
前記第一挿入部および前記第二挿入部の相対回転時には、前記複数の球体が前記ワークに対して前記軸線中心で回転可能であり、かつ前記ネジ機構の作動で前記第一挿入部および前記第二挿入部が互いに前記軸方向で近付き、前記複数の球体を前記傾斜面に沿って径方向外側へ移動させるボールフォーミング装置。
前記第一挿入部に、前記軸線中心の回転運動を前記軸線に沿う軸方向の移動に変換するネジ機構を介して支持され、前記第一挿入部と前記軸方向で並んで前記ワークの内部に挿入可能な第二挿入部と、
前記第一挿入部と前記第二挿入部との間に保持され、前記第一挿入部および前記第二挿入部とともに前記ワークの内部に挿入可能な複数の球体と、を備え、
前記第一挿入部および前記第二挿入部の少なくとも一方には、前記軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜する傾斜面が形成され、
前記第一挿入部および前記第二挿入部は、前記軸線中心で相対回転可能であり、
前記第一挿入部および前記第二挿入部の相対回転時には、前記複数の球体が前記ワークに対して前記軸線中心で回転可能であり、かつ前記ネジ機構の作動で前記第一挿入部および前記第二挿入部が互いに前記軸方向で近付き、前記複数の球体を前記傾斜面に沿って径方向外側へ移動させるボールフォーミング装置。
【請求項2】
前記ワークを保持可能なワーク保持具を備え、
前記第一挿入部は、前記ワーク保持具に、前記軸線中心の回転運動を前記軸方向の移動に変換する第二ネジ機構を介して支持され、
前記ネジ機構は、規定の停止位置まで締め込まれることで、前記第一挿入部および前記第二挿入部を互いに前記軸方向で近付いた状態に固定可能であり、
前記ネジ機構で固定された前記第一挿入部および前記第二挿入部を含む集合体は、前記第二ネジ機構の作動によって、前記ワークに対して前記軸線中心で回転しながら軸方向移動する請求項１に記載のボールフォーミング装置。
前記第一挿入部は、前記ワーク保持具に、前記軸線中心の回転運動を前記軸方向の移動に変換する第二ネジ機構を介して支持され、
前記ネジ機構は、規定の停止位置まで締め込まれることで、前記第一挿入部および前記第二挿入部を互いに前記軸方向で近付いた状態に固定可能であり、
前記ネジ機構で固定された前記第一挿入部および前記第二挿入部を含む集合体は、前記第二ネジ機構の作動によって、前記ワークに対して前記軸線中心で回転しながら軸方向移動する請求項１に記載のボールフォーミング装置。
【請求項3】
前記ネジ機構の前記停止位置を調整可能な停止位置調整機構を備えている請求項２に記載のボールフォーミング装置。
【請求項4】
円管状のワーク内に、第一挿入部と、前記第一挿入部に、軸線中心の回転運動を軸線に沿う軸方向の移動に変換するネジ機構を介して支持された第二挿入部と、前記第一挿入部と前記第二挿入部との間に保持された複数の球体と、を挿入し、
前記第一挿入部および前記第二挿入部の少なくとも一方に、前記軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜する傾斜面を形成し、
前記第一挿入部および前記第二挿入部を前記軸線中心で相対回転させ、前記複数の球体を前記ワークに対して前記軸線中心で回転させるとともに、前記ネジ機構の作動で前記第一挿入部および前記第二挿入部を互いに前記軸方向で近付け、前記複数の球体を前記傾斜面に沿って径方向外側へ移動させる拡管加工方法を提供する拡管加工方法。
前記第一挿入部および前記第二挿入部の少なくとも一方に、前記軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜する傾斜面を形成し、
前記第一挿入部および前記第二挿入部を前記軸線中心で相対回転させ、前記複数の球体を前記ワークに対して前記軸線中心で回転させるとともに、前記ネジ機構の作動で前記第一挿入部および前記第二挿入部を互いに前記軸方向で近付け、前記複数の球体を前記傾斜面に沿って径方向外側へ移動させる拡管加工方法を提供する拡管加工方法。
【請求項5】
前記第一挿入部を、前記ワークを保持するワーク保持具に、前記軸線中心の回転運動を前記軸方向の移動に変換する第二ネジ機構を介して支持し、
前記ネジ機構を締め込んで前記第一挿入部および前記第二挿入部を互いに前記軸方向で近付いた状態に固定した状態で、前記第一挿入部および前記第二挿入部を含む集合体を、前記第二ネジ機構の作動によって、前記ワークに対して前記軸線中心で回転させながら軸方向移動させる請求項４に記載の拡管加工方法。
前記ネジ機構を締め込んで前記第一挿入部および前記第二挿入部を互いに前記軸方向で近付いた状態に固定した状態で、前記第一挿入部および前記第二挿入部を含む集合体を、前記第二ネジ機構の作動によって、前記ワークに対して前記軸線中心で回転させながら軸方向移動させる請求項４に記載の拡管加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボールフォーミング装置および拡管加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
非特許文献１には、金属管の内周側から金属管の内周面に複数のローラーを押し当てて公転させ、金属管の壁をしごいて厚さ（肉厚）を変化させる（薄くする）加工技術が開示されている。金属管の壁を薄肉加工する際、金属管の外周面は加工機器の内周面に当接して支持され、各ローラーの押圧力で壁が外周側に変形することを防いでいる。非特許文献１の技術では、金属管の外径は一定のままである。
一方、非特許文献２には、回転するダイス内に金属管を納め、複数のローラーを保持した工具を金属管内に挿入し、金属管の内周面に各ローラーを押し当てて公転させることで、金属管の壁をしごいて直径を変化させる（拡径する）加工技術が開示されている。
このように、複数のローラー等の自転要素を自転と同時に公転させて管壁をしごき、管壁を塑性変形させて高機能円管を作成しうる加工法を“プラネタリ・コニカル・ローリング”（ＰＣＲ加工）という。
一方、非特許文献２には、回転するダイス内に金属管を納め、複数のローラーを保持した工具を金属管内に挿入し、金属管の内周面に各ローラーを押し当てて公転させることで、金属管の壁をしごいて直径を変化させる（拡径する）加工技術が開示されている。
このように、複数のローラー等の自転要素を自転と同時に公転させて管壁をしごき、管壁を塑性変形させて高機能円管を作成しうる加工法を“プラネタリ・コニカル・ローリング”（ＰＣＲ加工）という。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Eugen Wiens，Werner Homberg著「Internal Flow-Turning - a new approach for the manufacture of tailored tubes with a constant external diameter」、Procedia Engineering、２０１７年、ｐ．１７５５－１７６０
【非特許文献2】森敏彦、斉藤雄二、中島邦彦著「ＰＣＲ加工における拡管の影響」、日本機械学会論文集６２巻６０１号、１９９６年、ｐ．３６７６－３６８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のように金属管の径を広げる拡管加工は、主に熱交換器の継手や自動車のシャフトの軽量化、ハイドロフォーミングの前処理を目的として用いられ、様々な加工法が開発されている。
しかし、既存の加工法は加工装置が大型であり、例えば配管接手を想定する場合に、配管現場などで簡便に加工することができない。また、金属管の軸方向中間部を拡径することも難しい。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、円管状のワークの軸方向の中間部分を拡径させる加工を容易に行うことができるボールフォーミング装置および拡管加工方法を提供する。
しかし、既存の加工法は加工装置が大型であり、例えば配管接手を想定する場合に、配管現場などで簡便に加工することができない。また、金属管の軸方向中間部を拡径することも難しい。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、円管状のワークの軸方向の中間部分を拡径させる加工を容易に行うことができるボールフォーミング装置および拡管加工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題の解決手段として、本発明の第一の態様は、円管状のワークの内部に軸線に沿って挿入可能な第一挿入部と、第一挿入部に、軸線中心の回転運動を軸線に沿う軸方向の移動に変換するネジ機構を介して支持され、第一挿入部と軸方向で並んでワークの内部に挿入可能な第二挿入部と、第一挿入部と第二挿入部との間に保持され、第一挿入部および第二挿入部とともにワークの内部に挿入可能な複数の球体と、を備え、第一挿入部および第二挿入部の少なくとも一方には、軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜する傾斜面が形成され、第一挿入部および第二挿入部は、軸線中心で相対回転可能であり、第一挿入部および第二挿入部の相対回転時には、複数の球体がワークに対して軸線中心で回転可能であり、かつネジ機構の作動で第一挿入部および第二挿入部が互いに軸方向で近付き、複数の球体を傾斜面に沿って径方向外側へ移動させるボールフォーミング装置を提供する。
この構成によれば、第一挿入部および第二挿入部をワーク内に挿入し、複数の球体をワークの軸方向中間部に配置し、第一挿入部および第二挿入部を相対回転させて、複数の球体をワークに対して回転（公転）させつつ径方向外側へ移動させる。複数の球体は、ワークに対して回転しつつ、やがてワークの管壁を内周側からしごくように押圧する。その結果、各球体は、ワークの全周に渡って管壁を径方向外側に徐々に膨出変形させ、管壁の軸方向中間部に膨出部を形成する。このように、第一挿入部および第二挿入部を工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向の中間部分に拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
この構成によれば、第一挿入部および第二挿入部をワーク内に挿入し、複数の球体をワークの軸方向中間部に配置し、第一挿入部および第二挿入部を相対回転させて、複数の球体をワークに対して回転（公転）させつつ径方向外側へ移動させる。複数の球体は、ワークに対して回転しつつ、やがてワークの管壁を内周側からしごくように押圧する。その結果、各球体は、ワークの全周に渡って管壁を径方向外側に徐々に膨出変形させ、管壁の軸方向中間部に膨出部を形成する。このように、第一挿入部および第二挿入部を工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向の中間部分に拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
【0006】
本発明の第二の態様は、上記第一の態様において、ワークを保持可能なワーク保持具を備え、第一挿入部は、ワーク保持具に、軸線中心の回転運動を軸方向の移動に変換する第二ネジ機構を介して支持され、ネジ機構は、規定の停止位置まで締め込まれることで、第一挿入部および第二挿入部を互いに軸方向で近付いた状態に固定可能であり、ネジ機構で固定された第一挿入部および第二挿入部を含む集合体は、第二ネジ機構の作動によって、ワークに対して軸線中心で回転しながら軸方向移動する。
この構成によれば、まず、第一挿入部および第二挿入部ならびに各球体の集合体をワークの内部に挿入し、各球体をワークに対して軸線中心で回転（公転）させながら、傾斜面に沿って径方向外側に移動させ、ワークの管壁を内周側から押圧して膨出変形させる。その後、ネジ機構を停止位置まで締め込んで第一挿入部および第二挿入部を互いに近付いた状態で固定し、この状態で、第一挿入部および第二挿入部を含む集合体を、第二ネジ機構の作動によって、ワークに対して軸線中心で回転させながら軸方向移動させることで、各球体がワークの管壁の内面を内周側からしごきながら軸方向移動し、ワークの管壁を軸方向の所定範囲に渡って幅広に膨出変形させる。このように、前記集合体とワーク保持具とを工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向中間部に幅広の拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
この構成によれば、まず、第一挿入部および第二挿入部ならびに各球体の集合体をワークの内部に挿入し、各球体をワークに対して軸線中心で回転（公転）させながら、傾斜面に沿って径方向外側に移動させ、ワークの管壁を内周側から押圧して膨出変形させる。その後、ネジ機構を停止位置まで締め込んで第一挿入部および第二挿入部を互いに近付いた状態で固定し、この状態で、第一挿入部および第二挿入部を含む集合体を、第二ネジ機構の作動によって、ワークに対して軸線中心で回転させながら軸方向移動させることで、各球体がワークの管壁の内面を内周側からしごきながら軸方向移動し、ワークの管壁を軸方向の所定範囲に渡って幅広に膨出変形させる。このように、前記集合体とワーク保持具とを工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向中間部に幅広の拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
【0007】
本発明の第三の態様は、上記第二の態様において、ネジ機構の停止位置を調整可能な停止位置調整機構を備えている。
この構成によれば、ネジ機構の停止位置を調整可能とすることで、第一挿入部および第二挿入部が軸方向で互いに最も近付いたときの球体の軸方向位置（ワークの膨出部形成位置）を調整可能となり、ワークの加工の自由度を向上させることができる。
この構成によれば、ネジ機構の停止位置を調整可能とすることで、第一挿入部および第二挿入部が軸方向で互いに最も近付いたときの球体の軸方向位置（ワークの膨出部形成位置）を調整可能となり、ワークの加工の自由度を向上させることができる。
【0008】
本発明の第四の態様は、円管状のワーク内に、第一挿入部と、第一挿入部に、軸線中心の回転運動を軸線に沿う軸方向の移動に変換するネジ機構を介して支持された第二挿入部と、第一挿入部と第二挿入部との間に保持された複数の球体と、を挿入し、第一挿入部および第二挿入部の少なくとも一方に、軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜する傾斜面を形成し、第一挿入部および第二挿入部を軸線中心で相対回転させ、複数の球体をワークに対して軸線中心で回転させるとともに、ネジ機構の作動で第一挿入部および第二挿入部を互いに軸方向で近付け、複数の球体を傾斜面に沿って径方向外側へ移動させる拡管加工方法を提供する。
この構成によれば、第一挿入部および第二挿入部を相対回転させて、複数の球体をワークに対して回転（公転）させつつ径方向外側へ移動させる。その結果、各球体は、ワークの全周に渡って管壁を径方向外側に徐々に膨出変形させ、管壁の軸方向中間部に膨出部を形成する。このように、第一挿入部および第二挿入部を工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向の中間部分に拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
この構成によれば、第一挿入部および第二挿入部を相対回転させて、複数の球体をワークに対して回転（公転）させつつ径方向外側へ移動させる。その結果、各球体は、ワークの全周に渡って管壁を径方向外側に徐々に膨出変形させ、管壁の軸方向中間部に膨出部を形成する。このように、第一挿入部および第二挿入部を工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向の中間部分に拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
【0009】
本発明の第五の態様は、上記第四の態様において、第一挿入部を、ワークを保持するワーク保持具に、軸線中心の回転運動を軸方向の移動に変換する第二ネジ機構を介して支持し、ネジ機構を締め込んで第一挿入部および第二挿入部を互いに軸方向で近付いた状態に固定した状態で、第一挿入部および第二挿入部を含む集合体を、第二ネジ機構の作動によって、ワークに対して軸線中心で回転させながら軸方向移動させる。
この構成によれば、ワークの管壁を内周側から押圧して膨出変形させた状態で、第一挿入部および第二挿入部を含む集合体を、第二ネジ機構の作動によって、ワークに対して軸線中心で回転させながら軸方向移動させることで、ワークの管壁を軸方向の所定範囲に渡って幅広に膨出変形させる。このように、前記集合体とワーク保持具とを工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向中間部に幅広の拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
この構成によれば、ワークの管壁を内周側から押圧して膨出変形させた状態で、第一挿入部および第二挿入部を含む集合体を、第二ネジ機構の作動によって、ワークに対して軸線中心で回転させながら軸方向移動させることで、ワークの管壁を軸方向の所定範囲に渡って幅広に膨出変形させる。このように、前記集合体とワーク保持具とを工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークの軸方向中間部に幅広の拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、円管状のワークの軸方向の中間部分を拡径させる加工を容易に行うことができるボールフォーミング装置および拡管加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態におけるボールフォーミング装置の軸方向に沿う断面図であり、球体が内方位置にある状態を示す。
【図5】上記ボールフォーミング装置の構成部品を径方向から見た側面図である。
【図6】上記ボールフォーミング装置で拡管加工する前の金属管を径方向から見た側面図である。
【図7】上記ボールフォーミング装置で第一拡管加工をした金属管を径方向から見た側面図である。
【図8】上記ボールフォーミング装置で第二拡管加工をした金属管を径方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明するが、本発明の範囲はここで説明する一実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができる。本実施形態で用いる「中間」とは、対象の両端間の中央のみならず、対象の両端間の内側の部位および所定範囲を含む意とする。
【0013】
図１、図６～図８を参照し、実施形態のボールフォーミング装置１は、例えば熱交換器の配管現場で配管継手を作成するための工具として用いられる。ボールフォーミング装置１は、略円筒状の外観をなし、内部に所定長さの円筒状の金属管（以下、ワークＷという。）を同軸に配置する。ボールフォーミング装置１は、ワークＷの軸方向の中間部に、外周側に膨出した膨出部（拡径部）ＷＢ１，ＷＢ２（図７、図８参照）を形成可能とする。図中線Ｃ１はボールフォーミング装置１の中心軸線、線Ｃ２はワークＷの中心軸線、符号ＷａはワークＷの円筒状の管壁、をそれぞれ示す。
【0014】
以下の説明は、特に記載がなければ、ボールフォーミング装置１にワークＷを同軸に配置した状態（図１～図４に示す状態）を参照して行う。この状態において、中心軸線Ｃ１（およびＣ２）に沿う方向をボールフォーミング装置１（およびワークＷ）の軸方向、軸線Ｃ１（およびＣ２）と直交する方向をボールフォーミング装置１（およびワークＷ）の径方向、軸線Ｃ１（およびＣ２）中心の周回方向をボールフォーミング装置１（およびワークＷ）の周方向とする。また「軸線Ｃ１（およびＣ２）中心の・・・」とは「軸線Ｃ１（およびＣ２）を中心とした・・・」の意である。
【0015】
＜ボールフォーミング装置１＞
ボールフォーミング装置１は、ワーク保持具１０と、第一組体２０と、第二組体３０と、複数（例えば四つ）の球体（ボール）４１と、を備えている。
ボールフォーミング装置１は、ワーク保持具１０と、第一組体２０と、第二組体３０と、複数（例えば四つ）の球体（ボール）４１と、を備えている。
【0016】
＜ワーク保持具１０＞
ワーク保持具１０は、所定長さのワークＷを内周側に保持可能な円筒状をなしている。ワーク保持具１０は、軸線Ｃ１中心の円筒状の外筒１１と、外筒１１と同軸の円筒状をなし、外筒１１の軸方向一端側の内部にすきまばめの公差で挿入される内筒１５と、を備えている。
ワーク保持具１０は、所定長さのワークＷを内周側に保持可能な円筒状をなしている。ワーク保持具１０は、軸線Ｃ１中心の円筒状の外筒１１と、外筒１１と同軸の円筒状をなし、外筒１１の軸方向一端側の内部にすきまばめの公差で挿入される内筒１５と、を備えている。
【0017】
外筒１１は、ワークＷの外径および拡径寸法に応じた径寸法を有している。外筒１１の軸方向一端側の内部には、内筒１５が挿入される。外筒１１の軸方向一端側には、周壁を径方向で貫通する第一ナット孔１２ａが複数（四つ）形成されている。複数の第一ナット孔１２ａは、周方向で等間隔に並んで配置されている。各第一ナット孔１２ａには、外筒１１の外周側から内筒固定ボルトＢ１がそれぞれ締め込まれている。各内筒固定ボルトＢ１は、外筒１１内に嵌め込まれた内筒１５の外周面に先端ｔ１を当接させる。この状態で各内筒固定ボルトＢ１を締め込むことで、外筒１１内に内筒１５の軸方向一端側の周壁が固定される。
【0018】
実施形態では、外筒１１の内周面の軸方向中間部に、内筒１５の軸方向他端側の外周縁部を当接させる段差１２ｃが形成されている。段差１２ｃは、内筒１５の軸方向位置を規定可能とする。内筒１５は、段差１２ｃ等に干渉せずかつ各内筒固定ボルトＢ１の先端ｔ１が当接可能な軸方向位置に配置可能であり、この位置で内筒固定ボルトＢ１によって固定可能である。内筒１５は、軸方向他端にワークＷの軸方向一端を当接させることが可能であり、ワークＷの軸方向位置を規定可能である。内筒１５の軸方向位置を変更すれば、ワークＷの軸方向位置を変更可能であり、ワークＷにおける膨出部ＷＢ１，ＷＢ２の形成位置を調整可能である。
【0019】
外筒１１の軸方向他端部には、内周側に肉厚を増した外筒縮径部１３が形成されている。外筒縮径部１３は、軸線Ｃ１中心の円筒状の内周面１３ａを形成している。外筒縮径部１３の内部には、ワークＷがすきまばめの公差で挿入される。外筒１１の軸方向他端側には、外筒縮径部１３を含む部位を径方向で貫通する複数（例えば四つ）の第二ナット孔１２ｂが形成されている。複数の第二ナット孔１２ｂは、周方向で等間隔に並んで形成されている。各第二ナット孔１２ｂには、外筒１１の外周側からワーク固定ボルトＢ２がそれぞれ締め込まれる。各ワーク固定ボルトＢ２は、外筒縮径部１３内に嵌め込まれたワークＷの外周面に先端ｔ２を当接させる。この状態で各ワーク固定ボルトＢ２を締め込むことで、外筒縮径部１３内にワークＷの軸方向他端側の管壁Ｗａが固定される。
【0020】
外筒縮径部１３内にワークＷを固定した状態で、軸方向で外筒縮径部１３と内筒１５との間に形成される領域は、拡管加工領域Ｒ１となる。拡管加工領域Ｒ１では、ワークＷの管壁Ｗａと外筒１１の周壁との間に径方向の隙間が形成されている。この隙間によって、ワーク保持具１０に保持したワークＷの中間部に対して、外周側に膨出する膨出部ＷＢ１，ＷＢ２を形成することが可能である。拡管加工領域Ｒ１には、後述するボス２１のテーパ面（傾斜面）２３が配置される。このテーパ面２３に拡管加工用の各球体４１を乗り上げさせることで、各球体４１が径方向外側に移動し、ワークＷの管壁Ｗａの軸方向中間部を膨出させることが可能である。
【0021】
内筒１５の軸方向他端部には、内周側に肉厚を増した内筒縮径部１７が形成されている。内筒縮径部１７は、軸線Ｃ１中心の円筒状の内周部を形成している。内周部は、ネジ山が形成された雌ネジ部１８とされる。雌ネジ部１８の内周側には、第一組体２０のボス２１が配置されている。ボス２１の外周部は、雌ネジ部１８に対応するネジ山が形成された雄ネジ部２４とされる。内筒１５の雌ネジ部１８とボス２１の雄ネジ部２４とで、軸線Ｃ１中心の回転運動を軸方向の移動に変換する第二ネジ機構４５が構成される。内筒１５（ワーク保持具１０）は、第二ネジ機構４５を介してボス２１（第一挿入部２１ａ）を支持している。
【0022】
図５を参照し、内筒１５は、第二ネジ機構４５を介して第一組体２０に連結された状態で、外筒１１内に軸方向に沿って挿脱される。このとき、第一組体２０には、第一ネジ機構４３を介して第二組体３０が連結され、第一組体２０および第二組体３０の管には、複数の球体４１が保持されている。これらの組み立て体は、外筒１１に対して軸方向一側（図中左側）から挿脱される。
【0023】
＜第一組体２０＞
図１～図５を参照し、第一組体２０は、ボス２１と、第一ボルト２５と、一対のナット２７と、を備えている。
ボス２１は、内筒１５内に支持され、ワークＷの内部に軸線Ｃ１に沿って挿入可能な第一挿入部２１ａとして機能する。ボス２１は、軸線Ｃ１中心の円筒状をなし、軸方向に沿うナット孔２２を有している。ボス２１の軸方向他端部には、軸方向で図中右側の第二挿入部３１ａ（ボール保持部３１）に近いほど（図中右側に位置するほど）先細りとなるように縮径する円錐台状のテーパ面２３が形成されている。
図１～図５を参照し、第一組体２０は、ボス２１と、第一ボルト２５と、一対のナット２７と、を備えている。
ボス２１は、内筒１５内に支持され、ワークＷの内部に軸線Ｃ１に沿って挿入可能な第一挿入部２１ａとして機能する。ボス２１は、軸線Ｃ１中心の円筒状をなし、軸方向に沿うナット孔２２を有している。ボス２１の軸方向他端部には、軸方向で図中右側の第二挿入部３１ａ（ボール保持部３１）に近いほど（図中右側に位置するほど）先細りとなるように縮径する円錐台状のテーパ面２３が形成されている。
【0024】
テーパ面２３は、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの間に保持された複数の球体４１に対し、軸方向で対向する。テーパ面２３は、図１、図５に示す状態（以下、初期状態Ｓ１という。）では、複数の球体４１から軸方向で離間可能である。このとき、各球体４１は、ワークＷの管壁Ｗａから内周側へ離間した内方位置Ｐ１に移動可能であり、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａとともにワークＷ内に挿入可能となる。
【0025】
テーパ面２３は、図３に示す状態（以下、拡径状態Ｓ２という。）では、複数の球体４１を軸方向で当接させて径方向外側に乗り上げさせる。図３の状態は、第一ネジ機構４３を締め込んで複数の球体４１を径方向外側の外方位置Ｐ２に移動させ、ワークＷに丸ビード状の膨出部ＷＢ１を形成した状態である。図３の断面視において、テーパ面２３は直線状であるが、テーパ面２３が曲率を有してもよい。
【0026】
ボールフォーミング装置１が初期状態Ｓ１から拡径状態Ｓ２に移行する途中において、テーパ面２３に複数の球体４１が当接した状態から、第一ネジ機構４３がさらに締め込まれることで、以下の作用を奏する。すなわち、複数の球体４１がテーパ面２３に乗り上げ、テーパ面２３の傾斜に沿って複数の球体４１が径方向外側（外周側）に移動する。複数の球体４１は、第一ネジ機構４３の第二ボルト３５と一体的に回転するボール保持部３１に駆動されて回転（公転）しながら軸方向移動する（すなわち、第二ボルト３５のネジ山に沿って螺旋状に回転する）。
【0027】
複数の球体４１は、外周側に移動してワークＷの内周面に当接した後、さらに第二ボルト３５が締め込まれることで、第二ボルト３５と一体的に回転しながら規定以上の力でワークＷの管壁Ｗａを外周側に押圧する。これにより、ワークＷの管壁Ｗａの軸方向中間部に、外周側に膨らむ膨出部ＷＢ１が形成される。膨出部ＷＢ１は、複数の球体４１が軸線Ｃ１中心で回転（公転）しながら管壁Ｗａを押圧することで、周方向に沿う丸ビード状に形成される。
【0028】
第一組体２０は、ボス２１のナット孔２２の軸方向一端側に、ボス２１と同軸の第一ボルト２５の首下（ネジ軸）２５ｂの先端２５ｃ側を締め込んでいる。第一ボルト２５の頭部２５ａとボス２１の軸方向一端部との間には、一対のナット２７が第一ボルト２５に螺着されている。一対のナット２７は、第一ボルト２５にダブルナットの作用で固定されている。一対のナット２７は、第一ボルト２５のボス２１への締め込み深さを調整可能とする。
【0029】
第一ボルト２５のナット孔２２への締め込み位置（先端２５ｃ位置）は、第一ネジ機構４３の後述する停止位置４３ａを規定する。すなわち、第一ボルト２５、ボス２１のナット孔２２ならびに一対のナット２７は、第一ネジ機構４３の停止位置４３ａを調整可能とする停止位置調整機構２９に含まれる。第一ネジ機構４３を停止位置４３ａまで締め込むことで、第一組体２０および第二組体３０ならびに各球体４１を含む集合体が実質的に一体化される。第一ボルト２５の頭部２５ａは、ワーク保持具１０の軸方向一端側に突出している。
【0030】
＜第二組体３０＞
図１～図５を参照し、第二組体３０は、ボール保持部３１と、第二ボルト３５と、カラー３７と、ナット３８と、を備えている。
ボール保持部３１は、ボス２１の軸方向他側に配置され、ボス２１とともにワークＷの内部に軸方向に沿って挿入可能な第二挿入部３１ａとして機能する。ボール保持部３１は、軸方向でボス２１のテーパ面２３との間に複数の球体４１を自転可能に保持し、かつ複数の球体４１を公転可能に保持する。ボール保持部３１は、周方向で隣接する一対の球体４１の間にそれぞれ保持爪３２を延ばしている。このボール保持部３１が第二ボルト３５と一体に回転することで、各球体４１に対して公転方向の駆動力を付与する。
図１～図５を参照し、第二組体３０は、ボール保持部３１と、第二ボルト３５と、カラー３７と、ナット３８と、を備えている。
ボール保持部３１は、ボス２１の軸方向他側に配置され、ボス２１とともにワークＷの内部に軸方向に沿って挿入可能な第二挿入部３１ａとして機能する。ボール保持部３１は、軸方向でボス２１のテーパ面２３との間に複数の球体４１を自転可能に保持し、かつ複数の球体４１を公転可能に保持する。ボール保持部３１は、周方向で隣接する一対の球体４１の間にそれぞれ保持爪３２を延ばしている。このボール保持部３１が第二ボルト３５と一体に回転することで、各球体４１に対して公転方向の駆動力を付与する。
【0031】
ボール保持部３１は、各球体４１に軸方向他端側から当接する底部３３を備えている。底部３３は、第二ボルト３５の締め込みによって各球体４１をテーパ面２３側に押圧する。第一組体２０と第二組体３０とを組み付けた状態（図５参照）において、ボール保持部３１は、ボス２１との間に複数の球体４１を保持し、各球体４１とともにワークＷ内に挿入される。このとき、各球体４１はボス２１のテーパ面２３から離間した状態（初期状態Ｓ１）となる。
【0032】
各球体４１がワークＷ内に挿入された状態で、第一ネジ機構４３が締め込まれることで、ボール保持部３１および複数の球体４１が回転（公転）しながら軸方向一側に移動し、やがて各球体４１がテーパ面２３に当接する。
複数の球体４１がテーパ面２３に当接した後にさらに第一ネジ機構４３が締め込まれると、各球体４１がテーパ面２３に乗り上げて径方向外側（外周側）に移動し、ワークＷの管壁Ｗａの内周面に当接する。
複数の球体４１がテーパ面２３に当接した後にさらに第一ネジ機構４３が締め込まれると、各球体４１がテーパ面２３に乗り上げて径方向外側（外周側）に移動し、ワークＷの管壁Ｗａの内周面に当接する。
【0033】
各鋼球４１がワークＷの管壁Ｗａに当接した状態からさらに第一ネジ機構４３が締め込まれると、各球体４１がワークＷの管壁Ｗａを外周側に押圧しながら公転し、管壁Ｗａの軸方向中間部を外周側に徐々に膨出させる。これにより、管壁Ｗａの軸方向中間部に環状の膨出部ＷＢ１が形成される。この拡管加工は、第二ボルト３５の頭部３５ａを締め込むという一つの操作入力によってなされる。第二ボルト３５の頭部３５ａは、ワーク保持具１０の軸方向他端側に突出している。
【0034】
第二組体３０は、第一組体２０のボス２１と同軸の第二ボルト３５の首下（ネジ軸）３５ｂにボール保持部３１を螺着している。ボール保持部３１と第二ボルト３５の頭部３５ａとの間には、頭部３５ａ側にナット３８が螺着されるとともに、ボール保持部３１側にカラー３７が装着されている。ボール保持部３１とナット３８とは、カラー３７を挟んだダブルナットの作用で第二ボルト３５に固定されている。例えば、カラー３７は、複数の軸方向長さのものが設定されている。
【0035】
カラー３７の軸方向長さを変更することで、第一ネジ機構４３の作動によらず、ボス２１のテーパ面２３とボール保持部３１との間の軸方向距離を調整可能である。換言すれば、第二ボルト３５に対するボール保持部３１の固定位置を調整可能である。第二ボルト３５、ボール保持部３１，カラー３７およびナット３８は、テーパ面２３とボール保持部３１との間の軸方向距離を調整可能とする距離調整機構３９に含まれる。
【0036】
第二ボルト３５の首下３５ｂの先端３５ｃ側は、ボス２１のナット孔２２の軸方向他端側に締め込まれる。第二ボルト３５とナット孔２２とで、軸線Ｃ１中心の回転運動を軸方向の移動に変換する第一ネジ機構４３が構成されている。ボス２１（第一挿入部２１ａ）は、第一ネジ機構４３を介してボール保持部３１（第二挿入部３１ａ）を支持（連結）している。
【0037】
＜球体４１＞
図１～図５を参照し、複数の球体４１は、軸方向でボス２１のテーパ面２３とボール保持部３１の底部３３との間に挟まれて保持される。第一ネジ機構４３を締め込む前の初期状態Ｓ１（図１、図２参照）において、複数の球体４１は、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａとともにワークＷの内部に軸線Ｃ１に沿って挿入可能である。初期状態Ｓ１では、第二ボルト３５がボス２１内に規定量締め込まれた状態にあり、第一組体２０と第二組体３０とを互いに組み付けた状態で取り扱うことが可能である。
図１～図５を参照し、複数の球体４１は、軸方向でボス２１のテーパ面２３とボール保持部３１の底部３３との間に挟まれて保持される。第一ネジ機構４３を締め込む前の初期状態Ｓ１（図１、図２参照）において、複数の球体４１は、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａとともにワークＷの内部に軸線Ｃ１に沿って挿入可能である。初期状態Ｓ１では、第二ボルト３５がボス２１内に規定量締め込まれた状態にあり、第一組体２０と第二組体３０とを互いに組み付けた状態で取り扱うことが可能である。
【0038】
第一組体２０と第二組体３０とを互いに組み付けた状態（図５参照）において、複数の球体４１は、複数の保持爪３２によって径方向外側への離脱が規制され、もって第一組体２０および第二組体３０ならびに複数の球体４１を一体的に取り扱うことが可能である。例えば、保持爪３２は球体４１の周方向の動きを規制するのみとし、球体４１の径方向外側への離脱は、ワークＷ内への挿入時に管内側で規制する構成でもよい。例えば、各球体４１は鋼球であるが、ワークＷを膨出変形可能なものであれば材質は問わない。
【0039】
＜作用＞
実施形態のボールフォーミング装置１は、第一加工段階として、各球体４１を公転させながら主として径方向外側（外周側）に移動させる（詳細には、各球体４１をテーパ面２３に沿って径方向外側に移動させる）。各球体４１は、公転しながら外周側に移動することで、周方向に移動しながらワークＷの管壁Ｗａを内周側から外周側へ押圧し、金属管の軸方向中間部の管壁Ｗａを徐々に外周側に膨出変形（塑性変形）させる。
実施形態のボールフォーミング装置１は、第一加工段階として、各球体４１を公転させながら主として径方向外側（外周側）に移動させる（詳細には、各球体４１をテーパ面２３に沿って径方向外側に移動させる）。各球体４１は、公転しながら外周側に移動することで、周方向に移動しながらワークＷの管壁Ｗａを内周側から外周側へ押圧し、金属管の軸方向中間部の管壁Ｗａを徐々に外周側に膨出変形（塑性変形）させる。
【0040】
第一ネジ機構４３は、第二ボルト３５の先端３５ｃが第一ボルト２５の先端２５ｃに突き当たることで、それ以上の締め込みが規制され、各球体４１が最大外周位置まで移動した状態（拡径状態Ｓ２）となる。第一ボルト２５の先端２５ｃは、第一ネジ機構４３の締め込みの停止位置４３ａを規定している。この停止位置４３ａは、ワークＷに形成する膨出部ＷＢ１，ＷＢ２の高さ等の条件に応じて調整可能である。
【0041】
各球体４１が最大外周位置に達した後、ボールフォーミング装置１は、第二加工段階として、第二ネジ機構４５を作動させ、第一組体２０および第二組体３０ならびに各球体４１を一体的に回転（公転）させつつ軸方向移動させる。第一ネジ機構４３を停止位置４３ａまで締め込んで第一組体２０および第二組体３０ならびに各球体４１を含む集合体を一体化しているため、第一ボルト２５を回転させることで集合体を容易に回転可能である。
【0042】
このとき、前述の集合体は、拡径状態Ｓ２のまま回転しつつ、軸方向で所定範囲を移動可能である。この移動後の状態を、図４に軸方向移動状態Ｓ３として示す。軸方向移動状態Ｓ３において、ワークＷの軸方向中間部の所定範囲には、軸線Ｃ１と平行な頂面を形成する幅広かつ平坦状の膨出部ＷＢ２が形成される。
【0043】
上記した拡管加工を行う際、各加工段階において、複数の球体４１の公転、径方向の移動、および軸方向の移動は、それぞれ一つの入力（回転操作）によって実現される。このように、簡便な機構のボールフォーミング装置１を用いることで、例えば配管の施工現場などでワークＷの拡管加工を行うことが可能となる。また、本発明は、自動車のシャフトやエキゾーストマニフォールド等の各種の管部品、ならびに医療機器などの各種の管部品を製造するために、広く産業界で利用可能である。
【0044】
以上説明したように、上記実施形態におけるボールフォーミング装置１は、円管状のワークＷを保持可能なワーク保持具１０と、ワーク保持具１０に支持され、ワークＷの内部に軸線Ｃ１に沿って挿入可能な第一挿入部２１ａと、第一挿入部２１ａに、軸線Ｃ１中心の回転運動を軸線Ｃ１に沿う軸方向の移動に変換する第一ネジ機構４３を介して支持され、第一挿入部２１ａと軸方向で並んでワークＷの内部に挿入可能な第二挿入部３１ａと、第一挿入部２１ａと第二挿入部３１ａとの間に保持され、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａとともにワークＷの内部に挿入可能な複数の球体４１と、を備え、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの少なくとも一方には、軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜するテーパ面２３が形成され、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａは、軸線Ｃ１中心で相対回転可能であり、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの相対回転時には、複数の球体４１がワークＷに対して軸線Ｃ１中心で回転可能であり、かつ第一ネジ機構４３の作動で第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａが互いに軸方向で近付き、複数の球体４１をテーパ面２３に沿って径方向外側へ移動させる。
【0045】
上記ボールフォーミング装置１を用いた拡管加工方法は、円管状のワークＷ内に、第一挿入部２１ａと、第一挿入部２１ａに、軸線Ｃ１中心の回転運動を軸線Ｃ１に沿う軸方向の移動に変換する第一ネジ機構４３を介して支持された第二挿入部３１ａと、第一挿入部２１ａと第二挿入部３１ａとの間に保持された複数の球体４１と、を挿入し、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの少なくとも一方に、軸方向で相手側に位置するほど縮径するように傾斜するテーパ面２３を形成し、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを軸線Ｃ１中心で相対回転させ、複数の球体４１をワークＷに対して軸線Ｃ１中心で回転させるとともに、第一ネジ機構４３の作動で第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを互いに軸方向で近付け、複数の球体４１をテーパ面２３に沿って径方向外側へ移動させる。
【0046】
この構成によれば、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａをワークＷ内に挿入し、複数の球体４１をワークＷの軸方向中間部に配置し、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを相対回転させて、複数の球体４１をワークＷに対して回転（公転）させつつ径方向外側へ移動させる。複数の球体４１は、ワークＷに対して回転しつつ、やがてワークＷの管壁Ｗａを内周側からしごくように押圧する。その結果、各球体４１は、ワークＷの全周に渡って管壁Ｗａを径方向外側に徐々に膨出変形させ、管壁Ｗａの軸方向中間部に膨出部ＷＢ１を形成する。このように、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークＷの軸方向中間部に拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
【0047】
また、上記ボールフォーミング装置１において、第一挿入部２１ａは、ワーク保持具１０に、軸線Ｃ１中心の回転運動を軸方向の移動に変換する第二ネジ機構４５を介して支持され、第一ネジ機構４３は、規定の停止位置４３ａまで締め込まれることで、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを互いに軸方向で近付いた状態に固定可能であり、第一ネジ機構４３で固定された第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを含む集合体は、第二ネジ機構４５の作動によって、ワークＷに対して軸線Ｃ１中心で回転しながら軸方向移動する。
【0048】
上記ボールフォーミング装置１を用いた拡管加工方法は、第一挿入部２１ａを、ワークＷを保持するワーク保持具１０に、軸線Ｃ１中心の回転運動を軸方向の移動に変換する第二ネジ機構４５を介して支持し、第一ネジ機構４３を締め込んで第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを互いに軸方向で近付いた状態に固定した状態で、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを含む集合体を、第二ネジ機構４５の作動によって、ワークＷに対して軸線Ｃ１中心で回転させながら軸方向移動させる。
【0049】
この構成によれば、まず、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａならびに各球体４１の集合体をワークＷの内部に挿入し、各球体４１をワークＷに対して軸線Ｃ１中心で回転（公転）させながら、テーパ面２３に沿って径方向外側に移動させ、ワークＷの管壁Ｗａを内周側から押圧して膨出部ＷＢ１を形成する。その後、第一ネジ機構４３を停止位置４３ａまで締め込んで第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａを互いに近付いた状態で固定し、この状態で第二ネジ機構４５の作動により前記集合体を軸線Ｃ１中心で回転させながら軸方向移動させることで、各球体４１がワークＷの管壁Ｗａの内面を内周側からしごきながら軸方向移動し、ワークＷの管壁Ｗａを軸方向の所定範囲に渡って幅広に膨出させた膨出部ＷＢ２を形成する。このように、前記集合体とワーク保持具１０とを工具等を用いて相対回転させる単一の動作によって、ワークＷの軸方向中間部に幅広の拡管加工を容易に行うことができる。また、入力が一つだけであるため、加工機の構成が簡便であり、例えば、配管工事の現場において容易に使用することができる。
【0050】
また、上記ボールフォーミング装置１において、第一ネジ機構４３の停止位置４３ａを調整可能な停止位置調整機構２９を備えている。
この構成によれば、第一ネジ機構４３の停止位置４３ａを調整可能とすることで、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａが軸方向で互いに最も近付いたときの球体４１の軸方向位置（ワークＷの膨出部形成位置）を調整可能となり、ワークＷの加工の自由度を向上させることができる。
この構成によれば、第一ネジ機構４３の停止位置４３ａを調整可能とすることで、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａが軸方向で互いに最も近付いたときの球体４１の軸方向位置（ワークＷの膨出部形成位置）を調整可能となり、ワークＷの加工の自由度を向上させることができる。
【0051】
また、上記ボールフォーミング装置１において、第一ネジ機構４３が規定の締め込み位置にある状態で、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの一方のテーパ面２３と、相手側の挿入部と、の間の軸方向の距離を調整可能な距離調整機構３９を備えている。
この構成によれば、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの一方のテーパ面２３と相手側の挿入部との間の軸方向の距離を調整可能とすることで、第一ネジ機構４３の締め込み量が同一であっても、各球体４１のテーパ面２３に沿う径方向外側への移動量を調整可能となり、ワークＷの加工の自由度を向上させることができる。
この構成によれば、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの一方のテーパ面２３と相手側の挿入部との間の軸方向の距離を調整可能とすることで、第一ネジ機構４３の締め込み量が同一であっても、各球体４１のテーパ面２３に沿う径方向外側への移動量を調整可能となり、ワークＷの加工の自由度を向上させることができる。
【0052】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、第一挿入部２１ａの軸方向他側にテーパ面２３を有する構成に限らず、第二挿入部３１ａの軸方向一端部にテーパ面２３を有してもよく、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａの両方にテーパ面２３を有してもよい。
第一ネジ機構４３は、第一挿入部２１ａ側を固定して第二挿入部３１ａ側を回転させる構成に限らず、第二挿入部３１ａ側を固定して第一挿入部２１ａ側を回転させる構成でもよい。すなわち、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａが相対回転可能な構成であればよい。同様に、第二ネジ機構４５は、ワーク保持具１０側を固定して第一挿入部２１ａ側を回転させる構成に限らず、第一挿入部２１ａ側を固定してワーク保持具１０側を回転させる構成でもよい。すなわち、ワーク保持具１０および第一挿入部２１ａが相対回転可能な構成であればよい。
第一ネジ機構４３は、第一挿入部２１ａ側を固定して第二挿入部３１ａ側を回転させる構成に限らず、第二挿入部３１ａ側を固定して第一挿入部２１ａ側を回転させる構成でもよい。すなわち、第一挿入部２１ａおよび第二挿入部３１ａが相対回転可能な構成であればよい。同様に、第二ネジ機構４５は、ワーク保持具１０側を固定して第一挿入部２１ａ側を回転させる構成に限らず、第一挿入部２１ａ側を固定してワーク保持具１０側を回転させる構成でもよい。すなわち、ワーク保持具１０および第一挿入部２１ａが相対回転可能な構成であればよい。
【0053】
ボールフォーミング装置１は、平坦状の膨出部ＷＢ２を形成可能（第二加工段階を実施可能）な構成に限らず、ビード状の膨出部ＷＢ１のみ形成可能（第一加工段階のみ実施可能）な構成でもよい。すなわち、第二ネジ機構４５を無くした構成でもよい。
第一組体２０は、一対のナット２７を有する構成に限らず、第二組体３０のようにナットおよびカラーを有する構成でもよい。同様に、第二組体３０は、ナット３８およびカラー３７を有する構成に限らず、第一組体２０のように一対のナットを有する構成でもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
第一組体２０は、一対のナット２７を有する構成に限らず、第二組体３０のようにナットおよびカラーを有する構成でもよい。同様に、第二組体３０は、ナット３８およびカラー３７を有する構成に限らず、第一組体２０のように一対のナットを有する構成でもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0054】
１ ボールフォーミング装置
２０ 第一組体
２１ ボス
２１ａ 第一挿入部
２３ テーパ面（傾斜面）
２９ 停止位置調整機構
３０ 第二組体
３１ ボール保持部
３１ａ 第二挿入部
３９ 距離調整機構
４１ 球体（ボール）
４３ 第一ネジ機構（ネジ機構）
４３ａ 停止位置
４５ 第二ネジ機構
ＷＢ１，ＷＢ２ 膨出部（拡径部）
Ｃ１，Ｃ２ 中心軸線（軸線）
Ｗ ワーク（金属管）
Ｗａ 管壁
２０ 第一組体
２１ ボス
２１ａ 第一挿入部
２３ テーパ面（傾斜面）
２９ 停止位置調整機構
３０ 第二組体
３１ ボール保持部
３１ａ 第二挿入部
３９ 距離調整機構
４１ 球体（ボール）
４３ 第一ネジ機構（ネジ機構）
４３ａ 停止位置
４５ 第二ネジ機構
ＷＢ１，ＷＢ２ 膨出部（拡径部）
Ｃ１，Ｃ２ 中心軸線（軸線）
Ｗ ワーク（金属管）
Ｗａ 管壁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】