(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のパイプ素管からウレタンゴムを用いたバルジ成形により外径を膨らませて外径波形状を作り出し、外径波形状の幅と外径が目標幅と目標外径となるように整形するパイプの外径波形状の整形方法において、
円筒状のパイプ素管（１）の内側にバルジ成形用ウレタンゴムを配置し、このウレタンゴムに潰し圧を加え、ウレタンゴムの変形により外側に膨出する外径波形状（１ａ）を作り出す予成形工程と、
前記外径波形状（１ａ）の内側基端部に中空部（２ａ）を有する突張り用ウレタンゴムを配置し、このウレタンゴムにより外径波形状（１ａ）の基端部に内側から拡張予圧を与える拡張予圧工程と、
前記突張り用ウレタンゴムにより外径波形状（１ａ）の基端部に内側突張りを加えたままで外径波形状（１ａ）に圧縮力を加え、外径波形状（１ａ）の外周部幅と基端部幅と外径をそれぞれ目標外周部幅と目標基端部幅と目標外径に整える本成形工程と、
を備えていることを特徴とするパイプの外径波形状の整形方法。
【請求項２】
請求項１記載のパイプの外径波形状の整形方法において、
前記バルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムを、算盤玉形状中空部（２ａ）を有する中空ウレタンゴム（２）にて兼用し、
中空ウレタンゴム（２）に対し大きな潰し圧を加えての予成形工程に引き続き、中空ウレタンゴム（２）に対する潰し圧を低圧にする拡張予圧工程を経て、あるいは、拡張予圧工程と同時に外径波形状（１ａ）に圧縮力を加えて本成形工程を行なうことを特徴とするパイプの外径波形状の整形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のパイプの外径波形状の整形方法において、
本整形方法により作り出される製品を、単層または２層のステンレスパイプ素管（１）に外径波形状（１ａ）の山を複数列隣接して整形した排気系フレキシブルチューブのベローズ（Ａ）としたことを特徴とするパイプの外径波形状の整形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気系フレキシブルチューブのベローズ等の製造に適用されるパイプの外径波形状の整形方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気系フレキシブルチューブのベローズの製造は、ベローズの山に対応する溝を有する成形型にパイプ素管を配置し、内側から高圧の液圧を加え、液圧により成形型の内面に沿う形状にパイプ素管を成形する液圧バルジ成形法により行なわれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液圧バルジ成形法にあっては、設備費が高価となりコスト的に不利であると共に、大量の水を使用する成形法であるため、作業環境の悪化や水処理問題があり、液圧バルジ成形法に代わるベローズの製造方法の開発が希求されていた。
【０００４】
そこで、本発明者は、例えば、実公平５−１５５３４号公報や実開昭６０−１８２５８７号公報に記載されているウレタンゴムを用いたバルジ成形に着目し、ウレタンゴムバルジ成形による排気系フレキシブルチューブのベローズの製造を試みた。
【０００５】
すなわち、排気系に作用する変位入力を吸収するためのベローズの場合、パイプ素管から突出する外径波形状がなだらかな山形状ではなく、外径がパイプ素管径の１．５倍程度の縦長の山形状にする必要があるため、図４に示すように、円筒状のパイプ素管の内側にウレタンゴムを配置し潰し圧Ｐ1 を加えて外径を膨らませる予成形を行ない（図４(イ) ）、その後、ウレタンゴムの潰し圧Ｐ1 を解除し、外径波形状に圧縮力Ｐ2 を加え、外径波形状の幅Ｗ1 と外径Ｄ1 が目標幅Ｗ2 と目標外径Ｄ2 となるように整形する（図４(ロ) ）。
【０００６】
しかしながら、外径波形状に圧縮力Ｐ2 を加えて成形する場合、外径波形状の基端部において変形の規制がないために沈み込みやバラツキが生じ、図５に示すように、外周部幅Ｗ2 と外径Ｄ2 は目標とする寸法が確保できても基端部幅Ｗ3 は目標とする幅よりも狭くなり過ぎる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、排気系フレキシブルチューブのベローズ等の製造に適用されるパイプの外径波形状の整形方法において、ウレタンゴムバルジ成形法を採用しながらも外径波形状の外周部幅と基端部幅と外径を目標寸法とする安定整形を達成することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題の解決手段１（請求項１）は、円筒状のパイプ素管からウレタンゴムを用いたバルジ成形により外径を膨らませて外径波形状を作り出し、外径波形状の幅と外径が目標幅と目標外径となるように整形するパイプの外径波形状の整形方法において、
円筒状のパイプ素管の内側にバルジ成形用ウレタンゴムを配置し、このウレタンゴムに潰し圧を加え、ウレタンゴムの変形により外側に膨出する外径波形状を作り出す予成形工程と、
前記外径波形状の内側基端部に中空部を有する突張り用ウレタンゴムを配置し、このウレタンゴムにより外径波形状の基端部に内側から拡張予圧を与える拡張予圧工程と、
前記突張り用ウレタンゴムにより外径波形状の基端部に内側突張りを加えたままで外径波形状に圧縮力を加え、外径波形状の外周部幅と基端部幅と外径をそれぞれ目標外周部幅と目標基端部幅と目標外径に整える本成形工程と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
（解決手段２）
上記課題の解決手段２（請求項２）は、請求項１記載のパイプの外径波形状の整形方法において、
前記バルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムを、算盤玉形状中空部を有する中空ウレタンゴムにて兼用し、
中空ウレタンゴムに対し大きな潰し圧を加えての予成形工程に引き続き、中空ウレタンゴムに対する潰し圧を低圧にする拡張予圧工程を経て、あるいは、拡張予圧工程と同時に外径波形状に圧縮力を加えて本成形工程を行なうことを特徴とする。
【００１０】
（解決手段３）
上記課題の解決手段３（請求項３）は、請求項１または請求項２記載のパイプの外径波形状の整形方法において、
本整形方法により作り出される製品を、単層または２層のステンレスパイプ素管に外径波形状の山を複数列隣接して整形した排気系フレキシブルチューブのベローズとしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は、解決手段１ないし解決手段３に対応するパイプの外径波形状の整形方法である。
【００１２】
図１は実施の形態１のパイプの外径波形状の整形方法を示す工程図であり、図１に基づいて各工程を説明する。
【００１３】
まず、パイプの外径波形状の整形方法とは、円筒状のパイプ素管からウレタンゴムを用いたバルジ成形により外径を膨らませて外径波形状を作り出し、外径波形状の幅と外径が目標幅と目標外径となるように整形する方法をいい、ウレタンゴム設定工程と、予成形工程と、拡張予圧工程と、本成形工程により外径波形状が整形される。以下、排気系フレキシブルチューブのベローズＡをステンレスパイプ素管１から成形する各工程について説明する。
【００１４】
（ウレタンゴム設定工程）
ウレタンゴム設定工程は、図１(イ) に示すように、図外の２重推進軸方式の油圧プレス機の成形治具に円筒状のステンレスパイプ素管１を設け、ステンレスパイプ素管１の外径波形状１ａを作り出す位置の内側に中空ウレタンゴム２を配置する。
【００１５】
ここで、ステンレスパイプ素管１は、０．２ｍｍ厚のステンレス鋼板を２枚重ねた２層鋼板を素材とし、約５０ｍｍの径を持つパイプ素管である。
【００１６】
また、中空ウレタンゴム２は、円筒型のウレタンゴムの一側面に円錐切除面を形成し、このウレタンゴムを２個用意し、２つの円錐切除面を互いに対向させて組み合わせることで算盤玉形状中空部２ａとしている。そして、この中空ウレタンゴム２を、潰し圧を変えることでバルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムとして兼用している。
【００１７】
（予成形工程）
予成形工程は、図１(ロ) に示すように、円筒状のステンレスパイプ素管１の内側に配置された中空ウレタンゴム２に潰し圧Ｐ1 を加え、中空ウレタンゴム２の変形により外側に膨出する外径波形状１ａを作り出す。
【００１８】
この予成形工程にて、中空ウレタンゴム２に加えられる潰し圧Ｐ1 は、油圧プレス機による７トン程度の力による圧力である。
【００１９】
また、予成形工程による外径波形状１ａの幅Ｗ1 は、中空ウレタンゴム２の幅をＴとした場合、Ｗ1 ＝０．３５Ｔ程度であり、外径波形状１ａの外径Ｄ1 は、パイプ素管１の外径をＤとした場合、Ｄ1 ＝１．４Ｄ程度である。
【００２０】
（拡張予圧工程）
拡張予圧工程は、図１(ハ) に示すように、外径波形状１ａの内側基端部に配置されている中空ウレタンゴム２に加える潰し圧をＰ1 からＰ3 に減圧することで外径波形状１ａの基端部に中空ウレタンゴム２の小さな変形により内側から拡張予圧を与える。
【００２１】
この拡張予圧工程にて、中空ウレタンゴム２に加えられる潰し圧Ｐ3 は、油圧プレス機による２〜３トン程度の力による圧力である。
【００２２】
（本成形工程）
本成形工程は、図１(ニ) に示すように、中空ウレタンゴム２により外径波形状１ａの基端部に内側突張りを加えたままで外径波形状１ａに圧縮力Ｐ2 を加え、外径波形状１ａの外周部幅Ｗ2 と基端部幅Ｗ3 と外径Ｄ2 をそれぞれ目標外周部幅Ｗ2 ＝０．３Ｗ1 と目標基端部幅Ｗ3 ＝０．８Ｗ2 と目標外径Ｄ2 ＝１．５Ｄに整える。
【００２３】
この本成形工程により、外径波形状１ａの高さは（Ｄ2 −Ｄ）／２となる。
【００２４】
図２は実施の形態１のパイプの外径波形状の整形方法により得られた外径波形状を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、上記ウレタンゴム設定工程と予成形工程と拡張予圧工程と本成形工程によるパイプの外径波形状の整形方法を採用することで、外径波形状１ａとして、基端部幅Ｗ3 が目標基端部幅Ｗ3 ＝０．８Ｗ2 であり、外径波形状１ａとして基端部の沈み込みがない目標形状が確保される。
【００２６】
図３は実施の形態１のパイプの外径波形状の整形方法で製造されたベローズＡが適用された排気系フレキシブルチューブを示す半断面図である。
【００２７】
排気系フレキシブルチューブのベローズＡの製造にあたっては、上記ウレタンゴム設定工程と予成形工程と拡張予圧工程と本成形工程とを、ステンレスパイプ素管１に対する中空ウレタンゴム２の位置を変えて繰り返し行なうことで、外径波形状１ａによる山が複数列隣接して整形されるベローズＡが製造される。
【００２８】
尚、図３において、３は第１プロテクタ、４はアウタチューブ、５は第２プロテクタ、６はステンレスメッシュシール材である。
【００２９】
次に、効果を説明する。
【００３０】
（１）予成形工程の後に外径波形状１ａの内側基端部に潰し圧を低圧とした中空ウレタンゴム２により外径波形状１ａの基端部に内側から拡張予圧を与える拡張予圧工程を行ない、中空ウレタンゴム２により外径波形状１ａの基端部に内側突張りを加えたままで外径波形状１ａに圧縮力を加える本成形工程を行なう方法としたため、ウレタンゴムバルジ成形法を採用しながらも外径波形状１ａの外周部幅と基端部幅と外径を目標寸法とする安定整形を達成することができる。
【００３１】
（２）バルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムを、算盤玉形状中空部２ａを有する中空ウレタンゴム２にて兼用し、中空ウレタンゴム２に対し大きな潰し圧を加えての予成形工程に引き続き、中空ウレタンゴム２に対する潰し圧を低圧にする拡張予圧工程を経て、外径波形状１ａに圧縮力を加えて本成形工程を行なう方法としたため、１台のプレス機によりウレタンゴムの交換を要さないで外径波形状１ａの予成形から本成形まで連続的に行なうことができ、外径波形状１ａの整形時間の短縮化を図ることができる。
【００３２】
（３）本整形方法により作り出される製品は、２層のステンレスパイプ素管１に外径波形状１ａの山を複数列隣接して整形した排気系フレキシブルチューブのベローズＡとしたため、液圧バルジ成形法に比べ、低コストで、かつ、作業環境の悪化や水処理問題なく、排気系フレキシブルチューブに用いるベローズＡを提供することができる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
実施の形態１では、バルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムを中空ウレタンゴム２にて兼用する例を示したが、バルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムとしてそれぞれ異なるものを用いても良い。この場合、予成形用のプレス機と拡張予圧及び本成形用のプレス機との２台のプレス機を用い、ウレタンゴムの交換を行なわないで一方のプレス機で製造された予成形品を他方のプレス機に移すことで製造することもできる。
【００３４】
実施の形態１では、本パイプの外径波形状の整形方法を排気系フレキシブルチューブのベローズＡの製造方法に適用する例を示したが、他の用途に用いられるベローズや、また、山の高い外径波形状を有する製品であって、従来のウレタンバルジ成形で製造不可能な製品あれば他の製品の製造方法として適用できるのは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、排気系フレキシブルチューブのベローズ等の製造に適用されるパイプの外径波形状の整形方法において、円筒状のパイプ素管の内側にバルジ成形用ウレタンゴムを配置し、このウレタンゴムに潰し圧を加え、ウレタンゴムの変形により外側に膨出する外径波形状を作り出す予成形工程と、外径波形状の内側基端部に中空部を有する突張り用ウレタンゴムを配置し、このウレタンゴムにより外径波形状の基端部に内側から拡張予圧を与える拡張予圧工程と、突張り用ウレタンゴムにより外径波形状の基端部に内側突張りを加えたままで外径波形状に圧縮力を加え、外径波形状の外周部幅と基端部幅と外径をそれぞれ目標外周部幅と目標基端部幅と目標外径に整える本成形工程と、を備えた方法としたため、ウレタンゴムバルジ成形法を採用しながらも外径波形状の外周部幅と基端部幅と外径を目標寸法とする安定整形を達成することができるという効果が得られる。
【００３６】
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載のパイプの外径波形状の整形方法において、バルジ成形用ウレタンゴム及び突張り用ウレタンゴムを、算盤玉形状中空部を有する中空ウレタンゴムにて兼用し、中空ウレタンゴムに対し大きな潰し圧を加えての予成形工程に引き続き、中空ウレタンゴムに対する潰し圧を低圧にする拡張予圧工程を経て、あるいは、拡張予圧工程と同時に外径波形状に圧縮力を加えて本成形工程を行なう方法としたため、上記効果に加え、１台のプレス機によりウレタンゴムの交換を要さないで外径波形状の予成形から本成形まで連続的に行なうことができ、外径波形状の整形時間の短縮化を図ることができる。
【００３７】
請求項３記載の発明にあっては、請求項１または請求項２記載のパイプの外径波形状の整形方法において、本整形方法により作り出される製品を、単層または２層のステンレスパイプ素管に外径波形状の山を複数列隣接して整形した排気系フレキシブルチューブのベローズとしたため、上記効果に加え、液圧バルジ成形法に比べ、低コストで、かつ、作業環境の悪化や水処理問題なく、排気系フレキシブルチューブに用いるベローズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のパイプの外径波形状の整形方法を示す工程図である。
【図２】実施の形態１のパイプの外径波形状の整形方法により得られた外径波形状を示す図である。
【図３】実施の形態１のパイプの外径波形状の整形方法で製造されたベローズが適用された排気系フレキシブルチューブを示す半断面図である。
【図４】従来のパイプの外径波形状の整形方法を示す工程図である。
【図５】従来のパイプの外径波形状の整形方法により得られた外径波形状を示す図である。
【符号の説明】
１  パイプ素管
１ａ  外径波形状
２  中空ウレタンゴム
２ａ  算盤玉形状中空部
Ａ  ベローズ
【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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