(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管からの振動変位入力を入力方向に追従する柔軟な変形により吸収するベローズと、該ベローズの保護と伸び切り防止のためにベローズの外周を覆って設けられた金属細線の網組みによるアウタブレードと、前記ベローズと前記アウタブレードを両端部位置にて固定すると共に排気管との接合に供される２つのキャップ部材と、を備えた自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記ベローズを、直管素材からバルジ成形により円周上に蛇腹状凹凸を形成した後、リフォーム前寸法より短くするベローズ圧縮と、圧縮寸法より長くするベローズ引っ張りを経過し、その後、スプリングバックにより最終的にベローズ全長を正規寸法とするリフォーム処理を施して成形し、ベローズに残留している応力の方向を、全長寸法が短縮する方向またはバランスする設定としたことを特徴とする自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法において、
前記ベローズをアウタブレードによる拘束状態で組み立て、使用時の排気入熱によりベローズを短縮させた時に所定の伸び柔軟特性を得られるように、前記リフォーム処理のベローズ引っ張りにて、引っ張りのストローク，速度，保持時間の条件を適切に設定することにより、全長寸法が短縮する方向の残留応力を管理しながら成形したことを特徴とする自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法において、
前記リフォーム処理でのベローズ圧縮とベローズ引っ張りを、バルジ成形されたベローズの両端をクランプし、一方のクランプ端を軸方向にストロークさせるリフォーム装置により行なうようにしたことを特徴とする自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の排気系の途中に介装され、排気管の振動変位を吸収する自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車排気系用フレキシブルチューブとしては、例えば、実開昭６１−１８７９１６号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来の自動車排気系用フレキシブルチューブは、排気管からの振動変位入力を入力方向に追従する柔軟な変形により吸収するベローズと、該ベローズの保護と伸び切り防止のためにベローズの外周を覆って設けられた金属細線の網組みによるアウタブレードと、前記ベローズと前記アウタブレードを両端部位置にて固定すると共に排気管との接合に供される２つのキャップ部材とを備えた構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動車排気系用フレキシブルチューブにあっては、構成要素であるベローズとして、直管素材から液圧バルジ成形により円周上に蛇腹状凹凸を形成した後、図６に示すように、リフォーム前寸法Ｌより短くするベローズ圧縮（Ｌ−ａ）をし、その後、スプリングバックにより最終的にベローズ全長を正規寸法Ｌｓとするリフォーム処理を施す。このリフォーム処理を施す理由は、液圧バルジ成形直後のベローズは型構造上直線部がハの字に開いているので、より伸縮耐久性で有利な断面円弧部の長いＵ字又はΩ字状に成形するためであり、スプリングバック量を考慮して正規寸法よりさらに圧縮される。
【０００５】
しかし、圧縮のみによるリフォーム処理が施されたベローズであり、ベローズに残留している応力の方向が全長寸法が伸長する方向であるため、実際に使用する時、排気入熱により残留応力が解放されると、ベローズの全長が長くなり、ベローズとアウタブレード間の伸び余裕ストロークが短くなり、組み付け初期の伸び柔軟性が得られないという問題がある。
【０００６】
すなわち、フレキシブルチューブとしての伸び柔軟性は静止状態からアウタブレードの拘束を受けながら機能するが、アウタブレードは全長方向に伸ばすと径が細くなる構造体であるため、ベローズが排気入熱により伸びるとベローズとアウタブレード間に形成される空間が狭くなり、バネ定数の小さな伸び柔軟性を有する範囲となる伸び余裕ストロークが短くなる。
【０００７】
例えば、フレキシブルチューブにおいて、ベローズの全長が正規寸法Ｌｓであると伸び余裕ストロークＳを持つ伸び柔軟特性（図５の実線特性）を示す場合、排気入熱によりベローズが伸びると伸び余裕ストロークＳ１（＜Ｓ）を持つ伸び柔軟特性（図５の点線特性）となる。
【０００８】
ちなみに、上記圧縮のみによるリフォーム処理を施した後、ベローズの残留応力解放による伸びを測定してみると、常温下で正規寸法Ｌｓから約２ｍｍ程度の伸びであるのに対し、排気入熱では正規寸法Ｌｓから約６ｍｍ〜８ｍｍの伸びに達し、排気入熱があるとベローズの全長変化によりフレキシブルチューブとしての伸び柔軟特性を変えてしまう。
【０００９】
上記のように伸び柔軟特性を悪化させる原因が残留応力であることが明らかであるため、このベローズの残留応力を組み付け前に焼鈍処理を施して取り除くことが有効な対策の一つとなる。
【００１０】
しかしながら、ベローズに焼鈍処理（例えば、６００℃で２分程度）を施した場合、ベローズ素材のクロムやカーバイトによる組成構造が熱影響を受けて変化し、硬い物性に変化すると共に耐食性が低下し、柔軟特性を悪化させる新たな原因となるし、また、焼鈍処理はコストや工数の面でも不利である。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、組み付け前の簡単なベローズのリフォーム処理により、実際に使用する時、排気入熱により伸び柔軟特性の向上が達成される、または、排気入熱の変化に対し伸び柔軟特性の変化が抑制される自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法を提供することにある。
【００１２】
【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、排気管からの振動変位入力を入力方向に追従する柔軟な変形により吸収するベローズと、該ベローズの保護と伸び切り防止のためにベローズの外周を覆って設けられた金属細線の網組みによるアウタブレードと、前記ベローズと前記アウタブレードを両端部位置にて固定すると共に排気管との接合に供される２つのキャップ部材と、を備えた自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、
前記ベローズを、直管素材からバルジ成形により円周上に蛇腹状凹凸を形成した後、リフォーム前寸法より短くするベローズ圧縮と、圧縮寸法より長くするベローズ引っ張りを経過し、その後、スプリングバックにより最終的にベローズ全長を正規寸法とするリフォーム処理を施して成形し、ベローズに残留している応力の方向を、全長寸法が短縮する方向またはバランスする設定としたことを特徴とする。
【００１３】
（解決手段２）
上記課題の解決手段２（請求項２）は、請求項１記載の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法において、
前記ベローズをアウタブレードによる拘束状態で組み立て、使用時の排気入熱によりベローズを短縮させた時に所定の伸び柔軟特性を得られるように、前記リフォーム処理のベローズ引っ張りにて、引っ張りのストローク，速度，保持時間の条件を適切に設定することにより、全長寸法が短縮する方向の残留応力を管理しながら成形したことを特徴とする。
【００１４】
（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記載の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法において、
前記リフォーム処理でのベローズ圧縮とベローズ引っ張りを、バルジ成形されたベローズの両端をクランプし、一方のクランプ端を軸方向にストロークさせるリフォーム装置により行なうようにしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は請求項１〜３に記載の発明に対応する自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法である。
【００１６】
図２は実施の形態１の成形方法により成形されたベローズを構成要素とする自動車排気系用フレキシブルチューブを示す半断面図で、図２に基づいフレキシブルチューブの構成を説明する。
【００１７】
フレキシブルチューブＦは、排気管１，２からの振動変位入力を入力方向に追従する柔軟な変形により吸収するベローズ３と、該ベローズ３の保護と伸び切り防止のためにベローズ３の外周を覆って設けられた金属細線の網組みによるアウタブレード４と、前記ベローズ３と前記アウタブレード４を両端部位置にて固定すると共に排気管１，２との接合に供される２つのキャップ部材５，６と、を備えて構成されてる。
【００１８】
図１は実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法を示す工程図であり、図１に基づいてベローズ成形方法を説明する。
【００１９】
ベローズ成形方法は、バルジ成形工程とベローズ圧縮工程とベローズ引っ張り工程と正規寸法回復工程とからなり、ベローズ圧縮工程とベローズ引っ張り工程と正規寸法回復工程をリフォーム処理という。
【００２０】
前記バルジ成形工程では、２層のステンレス直管素材から液圧バルジ成形により円周上に蛇腹状凹凸が形成され、直管素材からベローズ３の原形が作り出される。ここで、液圧バルジ成形とは、パイプ素材の内側に液圧を加え、素材の部分膨出成形を行なうことをいう。
【００２１】
前記ベローズ圧縮工程では、バルジ成形後のベローズ３をリフォーム前寸法Ｌより設定圧縮量ａだけ短く圧縮される。
【００２２】
前記ベローズ引っ張り工程では、ベローズ圧縮工程でリフォーム前寸法Ｌより設定圧縮量ａだけ短縮されたベローズ３を、圧縮寸法Ｌ−ａより設定引っ張り量ｂだけ伸ばした長さＬ−ａ＋ｂにて引っ張られる。
【００２３】
前記正規寸法回復工程では、圧縮寸法Ｌ−ａより設定引っ張り量ｂだけ伸ばしたベローズ３をそのまま放置しておくことによるスプリングバックにて最終的にベローズ全長が正規寸法Ｌｓとされる。
【００２４】
図３は実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法に用いられるリフォーム装置を示す全体図、図４はリフォーム装置のスライド側クランプ部を示す図３のＡ部拡大図であり、図３及び図４に基づいてリフォーム装置の構成を説明する。
【００２５】
図３及び図４において、３はベローズ、７は装置ベース、８は固定枠、９は可動枠、１０は第１油圧シリンダ、１１は第２油圧シリンダ、１２は第１クランプ治具、１３は第２クランプ治具、１４，１５はボールネジ棒支持枠、１６はガイド、１７はボールネジ棒、１８はボールネジスライダ、１９はカップリング、２０はサーボモータ、２１はラッシュブースタ、２２は圧油パイプ、１３ａはクランプ外筒、１３ｂはクランプコマ、１３ｃはＯ−リング、１３ｄはクランプコマ支持部材、１３ｅはクランプテーパロッドである。
【００２６】
リフォーム装置は、ワークであるベローズ３の両端円筒部を第１クランプ治具１２と第２クランプ治具１３に差し込み、第１油圧シリンダ１０と第２油圧シリンダ１１に油圧を加えてクランプする。例えば、第２クランプ治具１３側では、第２油圧シリンダ１１によりクランプテーパロッド１３ｅをストロークさせることで、テーパ嵌合している３分割のクランプコマ１３ｂを径方向に押し出し、Ｏ−リング１３ｃとクランプ外筒１３ａとの間にベローズ３の端部を挟持させる。尚、第１クランプ治具１２側でも同様である。
【００２７】
そして、両端をクランプしたベローズ３を、サーボモータ２０を回転させることで、第２油圧シリンダ１１と第２クランプ治具１３に支持された可動枠９をボールネジスライダ１８と共に軸方向にストロークさせ、リフォーム処理でのベローズ圧縮とベローズ引っ張りが行なわれる。尚、圧縮のストローク，速度，保持時間の圧縮条件と、引っ張りのストローク，速度，保持時間の引っ張り条件は、サーボモータ２０の回転量と回転速度とモータ停止時間をモータ駆動制御回路によりコントロールすることでいかなる設定条件にも対応することができる。
【００２８】
次に、作用を説明する。
【００２９】
［ベローズのリフォーム処理について］
まず、液圧バルジ成形により成形されたベローズをそのまま用いるのではなくリフォーム処理を施すかという理由は、液圧バルジ成形直後のベローズは型構造上直線部がハの字に開いているので、より伸縮耐久性で有利な断面円弧部の長いＵ字又はΩ字状に成形するためであり、基本的なリフォーム処理としてベローズ圧縮が行なわれ、このベローズ圧縮では、スプリングバック量を考慮して正規寸法よりさらに圧縮される。
【００３０】
しかし、ベローズ圧縮のみでリフォーム処理を行なおうとする場合、従来技術で述べたように、ベローズに伸び方向の残留応力が残ったままとなり、使用時に排気入熱があった場合には、残留応力が解放されてベローズが伸び、アウタブレードに対する伸び余裕ストロークが小さくなり、伸び柔軟特性を悪化させる。
【００３１】
そこで、リフォーム処理にベローズ引っ張りを加えてベローズ３を成形するようにしたのが本願発明であり、ベローズ引っ張りにより一時的にはベローズ全長が正規寸法Ｌｓより長くなるように変形をさせ、その後、スプリングバックにより短縮する方向に弾性変形したところでベローズ全長が正規寸法Ｌｓとなるようにしている。
【００３２】
この結果、ベローズ３に残留している応力の方向は、排気入熱により残留応力が解放された時、ベローズ全長寸法が短縮する方向の設定、または、圧縮と引っ張りの条件が合致して残留応力がほぼゼロとなり、排気入熱にかかわらずベローズ全長寸法の変化がないバランスした設定となる。
【００３３】
ベローズ全長寸法が短縮する方向に残留応力が設定されていると、実際に使用する時、排気入熱による残留応力の解放でベローズ３の全長が短くなり、アウタブレード４が縮められベローズ３とアウタブレード４間の伸び余裕ストロークが長くなる。つまり、組み付け初期の伸び柔軟特性が図５の実線特性に示すように伸び余裕ストロークＳを持つ特性の場合、排気入熱によりベローズ３が短くなると伸び余裕ストロークＳ２（＞Ｓ）を持つ伸び柔軟特性（図５の１点鎖線特性）となる。
【００３４】
ベローズ３の残留応力がほぼゼロに設定されていると、実際に使用する時、排気入熱があってもベローズ３の全長には変化がなく、ベローズ３とアウタブレード４間の伸び余裕ストロークも変わらない。つまり、組み付け初期の伸び柔軟特性が図５の実線特性に示すように伸び余裕ストロークＳを持つ特性の場合、排気入熱にかかわらず伸び余裕ストロークＳを持つ伸び柔軟特性が維持される。
【００３５】
上記のように、組み付け前のベローズ圧縮とベローズ引っ張りによる簡単なベローズ３のリフォーム処理により、実際に使用する時、ベローズ残留応力が短縮方向であれば排気入熱により伸び柔軟特性の向上が達成される、または、ベローズ残留応力がほぼゼロであれば排気入熱の変化に対し伸び柔軟特性の変化が抑制される。
【００３６】
［ベローズ残留応力の管理について］
上述したベローズ３のリフォーム処理では、ベローズ３とアウタブレード４の組み立てに関しては、従来通りにベローズ３に対しアウタブレード４を少し伸び余裕を持たせながら組み立て、ベローズ残留応力が短縮方向であれば排気入熱により伸び柔軟特性の向上する例を述べた。
【００３７】
しかしながら、ベローズ３とアウタブレード４の組み立ては、ベローズ３をアウタブレード４による拘束状態（張った状態）で組み立てる方が、伸び余裕を持たせての組み立てに比べ、容易であるし、工数も低減されるし、品質の安定性も図られる。
【００３８】
そこで、本願発明のベローズ成形方法をみると、リフォーム処理のベローズ引っ張りにて、引っ張りのストローク，速度，保持時間の条件を適切に設定することにより、全長寸法が短縮する方向の残留応力を管理（コントロール）しながら成形することができる。
【００３９】
よって、使用時の排気入熱によりベローズ３を短縮させた時、ベローズ３とアウタブレード４に伸び余裕を持たせて組み立てた場合と同レベルの伸び柔軟特性を得られるように、リフォーム処理のベローズ引っ張りにて全長寸法が短縮する方向の残留応力を管理しながらベローズ３を成形すると、ベローズ３とアウタブレード４との拘束状態での組み立てを採用することができ、この結果、伸び柔軟特性を低下させることなく、フレキシブルチューブの組み立て容易性，組み立て工数削減，品質安定性を達成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、排気管からの振動変位入力を入力方向に追従する柔軟な変形により吸収するベローズと、該ベローズの保護と伸び切り防止のためにベローズの外周を覆って設けられた金属細線の網組みによるアウタブレードと、前記ベローズと前記アウタブレードを両端部位置にて固定すると共に排気管との接合に供される２つのキャップ部材と、を備えた自動車排気系用フレキシブルチューブにおいて、前記ベローズを、直管素材からバルジ成形により円周上に蛇腹状凹凸を形成した後、リフォーム前寸法より短くするベローズ圧縮と、圧縮寸法より長くするベローズ引っ張りを経過し、その後、スプリングバックにより最終的にベローズ全長を正規寸法とするリフォーム処理を施して成形し、ベローズに残留している応力の方向を、全長寸法が短縮する方向またはバランスする設定としたため、組み付け前の簡単なベローズのリフォーム処理により、実際に使用する時、排気入熱により伸び柔軟特性の向上が達成される、または、排気入熱の変化に対し伸び柔軟特性の変化が抑制される自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法を提供することができるという効果が得られる。
【００４１】
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法において、前記ベローズをアウタブレードによる拘束状態で組み立て、使用時の排気入熱によりベローズを短縮させた時に所定の伸び柔軟特性を得られるように、前記リフォーム処理のベローズ引っ張りにて、引っ張りのストローク，速度，保持時間の条件を適切に設定することにより、全長寸法が短縮する方向の残留応力を管理しながら成形したため、上記効果に加え、伸び柔軟特性を低下させることなく、フレキシブルチューブの組み立て容易性，組み立て工数削減，品質安定性を達成することができる。
【００４２】
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記載の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法において、前記リフォーム処理でのベローズ圧縮とベローズ引っ張りを、バルジ成形されたベローズの両端をクランプし、一方のクランプ端を軸方向にストロークさせるリフォーム装置により行なうようにしたため、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加え、ベローズ圧縮とベローズ引っ張りを続けて迅速に行なうことができると共に、圧縮と引っ張りのストローク，速度，保持時間のいかなる条件設定にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法を示す工程図である。
【図２】実施の形態１の成形方法により成形されたベローズを構成要素とする自動車排気系用フレキシブルチューブを示す半断面図である。
【図３】実施の形態１の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法に用いられるリフォーム装置を示す全体図である。
【図４】リフォーム装置のスライド側クランプ部を示す図３のＡ部拡大図である。
【図５】自動車排気系用フレキシブルチューブの伸び柔軟特性を示す図である。
【図６】従来の自動車排気系用フレキシブルチューブのベローズ成形方法を示す工程図である。
【符号の説明】
Ｆ  フレキシブルチューブ
１，２  排気管
３  ベローズ
４  アウタブレード
５，６  キャップ部材
【図１】
0003727771.tif 000002
【図２】
0003727771.tif 000003
【図３】
0003727771.tif 000004
【図４】
0003727771.tif 000005
【図５】
0003727771.tif 000006
【図６】
0003727771.tif 000007