(57)【要約】【課題】高い生産性を発揮し、かつ低コストなベローズ管の成形方法を提供する。【解決手段】内部にマンドレル２０を配置した上で、金属管１０を軸方向に圧縮し、表面に座屈による凹凸を発生させる。好ましくは、金属管を軸方向に９９９ｍｍ／秒以上の速度で圧縮し、また、好ましくは、金属管表面に座屈の起点となる折れビード１１を施した上で、軸方向に圧縮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にマンドレルを配置した上で、金属管を軸方向に圧縮し、表面に座屈による凹凸を発生させることを特徴とするベローズ管の成形方法。
【請求項２】
前記金属管を軸方向に圧縮する際に、９９９ｍｍ／秒以上の速度で圧縮することを特徴とする請求項１に記載のベローズ管の成形方法。
【請求項３】
前記金属管を軸方向に圧縮する際に、金属管表面に座屈の起点となる折れビードを施した上で、軸方向に圧縮することを特徴とする請求項１又は２に記載のベローズ管の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体や気体の輸送管に用いられ、熱による膨張や収縮で発生する応力や、機械的な振動を吸収するために配管経路の一部に用いて好適な、蛇腹状の構造をした所謂ベローズ管の製造に関し、加工コストを低く抑え、かつ高い生産性を発揮する、ベローズ管の成形方法を提供するものである。かかるべローズ管の用途は、自動車、船舶、航空機等の輸送機関をはじめ、空調設備や工業用プラント設備、真空装置等の科学実験設備等、幅広い分野に及ぶ。
【背景技術】
【０００２】
蛇腹状の構造を持ち、応力や振動を吸収する機能を賦与した所謂ベローズ管の製造には、種々の方法が知られている（非特許文献１参照）。製品となるベローズ管のサイズによって最適な加工方法が選択される。ベローズ管の素材は耐食性の観点よりオーステナイト系およびフェライト系のステンレス鋼が用いられたり、バネ特性などの機械的性質の観点から用途に応じて種々の特殊鋼が素材として選択されるが、総じて高強度のため、軟鋼でできた金属管に比べ成形が困難となる。
【０００３】
特に、比較的小径（φ２０〜φ１００ｍｍ）、かつ短尺（３０〜３００ｍｍ）の製品の成形は簡単ではない。従来、当該サイズのベローズ管の成形には、（１）リング状の可動式金型を用いた液圧成形により、所定数のヒダを一回の工程で作り込む方法（特許文献１参照）、もしくは、（２）液体もしくは弾性体を用いたバルジ成形によりヒダを１個ずつ順送りに作り込む方法（特許文献２、３参照）がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７５０２８号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２４２号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９９５８号公報
【非特許文献１】日本塑性加工学会発行  「塑性と加工」  第３２巻  第３６６号  第８１８〜８２４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者の方法（１）は、少ない工程数で所定の形状を完成させられるものの、液圧成形であるため生産性が低い。加えて、リング状の可動式金型が複雑な構造で、かつ異なる製品形状のものを成形しようとすると、金型を共用できず、金型コストが高いという問題がある。
【０００６】
一方、後者の方法（２）は、比較的簡単な金型を使用でき、逐次加工でヒダの数を自由に作り込める利点はあるが、やはり生産性が低いという問題がある。
【０００７】
本発明は、高い生産性を発揮し、かつ低コストなベローズ管の成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内部にマンドレルを配置した上で、金属管を軸方向に圧縮し、表面に座屈による凹凸を発生させることにより、前記課題を解決したものである。
【０００９】
又、前記金属管を軸方向に圧縮する際に、９９９ｍｍ／秒以上の速度で圧縮するようにしたものである。
【００１０】
又、前記金属管を軸方向に圧縮する際に、金属管表面に座屈の起点となる折れビードを施した上で、軸方向に圧縮するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い生産性を発揮し、かつ低コストなベローズ管の成形方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に本発明のベローズ管の成形方法の例を示し説明する。１０は、製品の素材となる金属管、２０は、該金属管１０の内側に挿入されるマンドレル、２２は、下ラム、２４は、上ラム、２６は、上下ラム２２、２４のガイドである。
【００１３】
図１の左側に示す如く、金属管１０と工具である下ラム２２、上ラム２４、ガイド２６を配置し、しかる後に上ラム２４に荷重を加え金属管１０を軸方向に圧縮する。ここで、下ラム２２と上ラム２４のホールド部分Ａは、製品の直管部分を確保するようになっている。マンドレル２０とガイド２６は、それぞれ金属管１０の内側、外側への変形を一定以内に保つ。その成形の際の荷重は静的荷重でも良いが、比較的高速度の所謂、撃力で与えて成形した方が、却って周方向に均一な変形が得られ好ましい。高速の撃力は、例えば重りを上ラム２４に落下させる等の方法で与えることができる。
【００１４】
更に金属管１０の軸方向の変形の均一性（ヒダのピッチおよび高さ）を良好にするには、上記の軸方向への圧縮成形工程に先立ち、図２に示すように、座屈の起点となる折れビード１１を金属管１０に予備成形して施しておくことで、座屈の発生位置が、折れビードのある所定の箇所に制御され、所定の箇所以外の部位での座屈の発生が抑制され、より均一で良好な形状のベローズ管の成形が可能となる。
【００１５】
この場合の予備成形の方法は特に限定されるものではないが、図３に示すような、金属管１０の外側に、内表面が山形とされたガイド３０を配置し、内側に、セグメント３２と呼ばれる、外表面が山形とされた内金型を、ガイド３０とセグメント３２の山と谷の位置が対向するように配置して、セグメント３２を外側に広げるセグメント拡管と呼ばれる方法や、液圧成形などが利用できる。いずれにしても折れビード１１の予備成形での変形量は少なくてよいので、小さな装置出力で対応でき、金型を連動して動作させるような複雑な機構も必要ないため、従来法に比べて高い生産性を発揮でき、設備費や金型費等のコストは低く抑えることができる。
【実施例】
【００１６】
板厚０．６ｍｍ、φ６５ｍｍのＳＵＳ３０４の素材金属管から、図４に示すヒダ形状（１０ｍｍピッチ、７ｍｍ高さ）のベローズ管の成形を、表１に示すＡ〜Ｄの成形条件で実施した。その際に成形できたヒダの数を同じく表１に示した。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
本発明の方法に従うことで、ベローズ管の成形が可能であることがわかる。また折れビードを予備成形しておくこと、および成形速度を速くすることで成形可能なヒダの数が多くなることがわかる。これは折れビードを起点として所定の箇所で座屈を発生させることで、所定の箇所以外の部位での座屈が防止されるためである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の１つを示す断面図
【図２】本発明の別の実施の形態を示す断面図
【図３】折れビードの予備成形の方法を示す断面図
【図４】本発明の実施例にて成形しようとするベローズ管の各部寸法を示す断面図
【符号の説明】
【００２０】
１０…金属管
１１…折れビード
２０…マンドレル
２２…下ラム
２４…上ラム
２６、３０…ガイド
３２…セグメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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