JP2000079421A - 金属ベロ−ズの製造装置およびベローズ製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 山数が多いベローズも短時間で成形できしか
も山数に制約を受けない金属ベロ−ズの製造装置を提供
する。 【解決手段】 このベローズ製造装置１０は、パイプＡ
の外周に沿う成形部を有する２分割型の複数の移動型６
１，６２，６３を軸線方向に移動自在に入れ子状に設け
た金型セット３２を備えている。加圧された液体をパイ
プＡの内側に供給しつつ移動型６１，６２，６３の各成
形部を互いに近付ける方向に移動させることにより、複
数山分を一度に成形する。そして移動型６１，６２，６
３を分割したのち、パイプＡを複数山分に相当する距離
を移動させるとともに移動型６１，６２，６３を元の位
置まで後退させる。そして再び加圧された液体をパイプ
Ａの内側に供給しつつ移動型６１，６２，６３の各成形
部を互いに近付ける方向に移動させることにより、複数
山分を一度に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アキュムレ−タ等
に内蔵される金属ベロ−ズの製造装置と製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】圧力容器の内部に液と圧縮されたガスと
が収容されるアキュムレ−タ等の流体機器において、液
とガスとを仕切るために、金属ベロ−ズが使用されるこ
とがある。この種のベロ−ズを製造するための装置とし
て、例えば図７に示されるようなベロ−ズ成形装置１が
公知である。この従来装置１は、固定側ホルダ２と可動
側ホルダ３との間に、成形すべきベロ−ズの山数に応じ
た数の割型４を配置している。これらの型４と可動側ホ
ルダ３は、ガイド５，６に沿って図示左右方向に移動可
能である。また、互いに隣合う型４間にはそれぞれ戻り
ばね７が圧縮された状態で配置されており、戻りばね７
の弾力によって各型４が所定位置に保持されるようにし
ている。可動側ホルダ３は油圧シリンダ等の駆動手段８
によって固定側ホルダ２に向かって移動可能である。

【０００３】この種の従来装置１を使ってベロ−ズを製
造するには、液圧発生ユニット９によってパイプＡの内
部に液圧Ｐａをかけることにより、ベロ−ズの山となる
箇所を外側に膨出させる。この状態で、駆動手段８を作
動させることによって、図８に示されるように一定の液
圧Ｐｂを維持しつつ可動側ホルダ３と型４を固定側ホル
ダ２に向かって移動させる。こうすることにより、ベロ
−ズの山となる箇所がＵ状に塑性変形するため、所定の
山数のベロ−ズＢが成形される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置１におい
ては、ベロ−ズＢの山数に応じた多数の割型４と、多数
の戻りばね７が必要である。しかも全ての型４がガイド
５，６に沿って円滑に摺動できるようにしなければなら
ないから、型４の基部すなわちガイド５，６の挿通部分
をある程度厚くする必要がある。しかも、型４をあまり
薄くすると液圧をかけた時に型４とガイド５，６との挿
通部分に過大な面圧が作用するようになるため、型４を
薄くするにはおのずと限界があるし、各型４間には戻り
ばね７を収容するスペ−スが確保されていなければなら
ない。また、各型４間のピッチを正確に規制することに
困難を伴う。これらの理由から、各型４間の距離を狭め
ることに大きな制約があり、山のピッチが小さいベロ−
ズを製造することが困難であった。

【０００５】そこでこのような問題を解決するために、
特公平３−４２９６９号公報に開示されているように、
ベローズを１山ずつ順次成形する装置が開発されたが、
このものは所望の山数に達するまでの時間が長くかかる
ため、山数の多いベローズを成形する場合には成形時間
（サイクルタイム）を短縮する上で改善の余地があっ
た。また特許第２７７４９６０号に開示したように、一
度に複数の山を成形することのできる新規なベローズ製
造装置も開発されたが、このものはベローズの山数が特
定されてしまい、山数が限られるという点で改良の余地
があった。

【０００６】従って本発明の目的は、少数の型を用いて
多くの山数のベロ−ズを成形できるとともに、山数が多
いベローズも短時間で成形できしかも山数が制限されな
い金属ベロ−ズの製造装置と製造方法を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明のベローズ製造装置は、パイプの外周
に沿う成形部を有しかつパイプの径方向に２分割可能な
型要素からなる複数の移動型を軸線方向に互いに移動自
在に入れ子状に設けた金型セットと、前記各成形部が互
いに離れる第１の位置まで前記複数の移動型をいっぱい
に移動させたとき各成形部が第１のピッチで並ぶように
各移動型の位置を規制する第１のピッチ規制部と、前記
各成形部が互いに近付く第２の位置まで前記複数の移動
型をいっぱいに寄せた状態において各成形部が第２のピ
ッチで並ぶように各移動型の位置を規制する第２のピッ
チ規制部と、前記複数の移動型の各成形部を前記第１の
位置と第２の位置とにわたって移動させる型駆動手段
と、前記金型セットに挿入されたパイプの内部に挿入さ
れる芯金と、パイプに挿入された芯金の外周面とパイプ
内面との間に密閉された液室をつくりだすシール部材
と、加圧された液体を前記液室に供給する液圧供給手段
と、パイプを前記金型セットに対し複数山分移動させる
パイプ送り機構とを具備している。

【０００８】また本発明のベローズ製造方法は、パイプ
の外周に沿う成形部を有しかつパイプの径方向に２分割
可能な型要素からなる入れ子状の複数の移動型を、前記
各成形部が互いに離れる第１の位置までいっぱいに移動
させるピッチ付け工程と、加圧された液体をパイプの内
側に供給しつつ前記各移動型の各成形部を互いに近付く
第２の位置まで寄せることにより、パイプの前記各成形
部間の部位をそれぞれ外側に膨らませて複数山分を成形
する成形工程と、前記成形工程後に前記各移動型を分割
したのちパイプを複数山分に相当する距離を移動させる
パイプ送り工程とを具備し、前記ピッチ付け工程と前記
成形工程と前記パイプ送り工程とを繰返すことにより、
ベローズの山を複数山ずつ順次成形することを特徴とす
る。またこの製造方法は、前記成形工程において複数山
を一度に成形したのち、前記パイプ送り工程においてパ
イプを複数山分よりも長い距離送り、そののち再び前記
成形工程を行なうことにより、複数山と複数山との間に
直管状の部分を残すことも含んでいる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て、図１から図５を参照して説明する。図１に示された
ベロ−ズ製造装置１０は、ベロ−ズの材料である直管状
の薄肉金属パイプＡを用いて複数の山を有するベローズ
を成形する装置である。パイプＡの両端は開口してい
る。

【００１０】このベロ−ズ製造装置１０は基台１１を備
えている。図１において右側に位置するパイプ供給部１
２に、パイプＡを保持するためのチャック機構１３が設
けられている。このチャック機構１３は、図示しないサ
−ボモ−タによって回転駆動されるボ−ルねじ機構１４
によって、基台１１のガイド部１５に沿って図示左右方
向に所望位置まで移動させることができるようになって
いる。

【００１１】ボ−ルねじ機構１４の回転量すなわちチャ
ック機構１３の移動量は、マイクロコンピュータ等を用
いた制御装置２０によって制御される。チャック機構１
３やボ−ルねじ機構１４および制御装置２０等は、下記
金型ユニット３０に対してパイプＡを軸線方向に所定量
送るためのパイプ送り機構２１を構成する。

【００１２】基台１１上に金型ユニット３０が設けられ
ている。この金型ユニット３０は、図１において右側に
位置する固定側金型セット３１と、左側に位置する移動
側金型セット３２と、これら金型セット３１，３２の中
心部分を水平方向に挿通する芯金３３などを備えてい
る。

【００１３】固定側金型セット３１は、基台１１の型取
付部３５に固定された固定型４０を備えている。固定型
４０には、パイプＡを挿入可能な内径のパイプ挿通孔４
１が形成されている。図２に示すようにパイプ挿通孔４
１の前端側開口付近に、ベローズの山の輪郭に対応した
形状の成形部４２が形成されている。この固定型４０
は、パイプＡの径方向に２分割可能な左右一対の型要素
４０ａからなる割型構造であり、固定型４０に対するパ
イプＡの挿入を容易ならしめている。

【００１４】移動側金型セット３２は、ボ−ルねじ機構
５０により基台１１の軸線方向（図１中に矢印Ｆで示す
方向）に移動可能な可動体５１を有している。ボ−ルね
じ機構５０は、基台１１の軸線方向に延びるリ−ドねじ
５２と、リ−ドねじ５２を回転させるサ−ボモ−タ５３
などを備えている。サ−ボモ−タ５３は制御装置２０に
よって回転が制御され、リ−ドねじ５２の回転方向と回
転量に応じて、可動体５１がリ−ドねじ５２の軸線方向
に螺進するようになっている。これらボ−ルねじ機構５
０やモ−タ５３、制御装置２０等は、移動側金型セット
３２を芯金３３の軸線方向に移動させるための型駆動手
段５４を構成する。

【００１５】上記可動体５１に型クランプガイド５９が
設けられている。型クランプガイド５９は可動体５１と
一体に基台１１の軸線方向に移動可能である。型クラン
プガイド５９はパイプＡの径方向に２分割可能な構造と
なっており、図示しない油圧シリンダ等を用いたクラン
プ駆動機構によってパイプＡの径方向に開閉させること
ができるように構成されている。

【００１６】型クランプガイド５９の内側に移動型アセ
ンブリ６０が収容されている。この移動型アセンブリ６
０は、第１の移動型６１と、第２の移動型６２と、第３
の移動型６３を備えている。これら移動型６１，６２，
６３は、図５に示すように、それぞれ、パイプＡの径方
向（芯金３の径方向）に２分割可能な左右一対の型要素
６１ａ，６２ａ，６３ａからなる。

【００１７】第１の移動型６１を構成する一対の型要素
６１ａは、図２等に示すように、型クランプガイド５９
に固定される基部７０と、型クランプガイド５９の内側
に位置する胴部７１と、胴部７１の先端から外側に突出
するフランジ部７２と、胴部７１の先端から芯金３３の
方向に突出する成形部７３を有する縦壁７４を備えてい
る。成形部７３は、図５に示すように正面方向から見た
形状が円弧（半円状）をなし、その先端がパイプＡの外
周面に対向するようになっている。

【００１８】第２の移動型６２を構成する一対の型要素
６２ａは、第１の移動型６１に対して金型セット３２の
軸線方向（前記矢印Ｆ方向）に移動自在な胴部７５と、
胴部７５の一端側から芯金３３の方向に突出するフラン
ジ部７６と、胴部７５の他端側から芯金３３の方向に突
出する成形部７７を有する縦壁７８を有している。成形
部７７は、第１の移動型６１の前記成形部７３と同様
に、正面方向から見た形状が円弧（半円状）をなしてい
る。この成形部７７の先端は前記成形部７３の先端と同
じ高さにあり、パイプＡの外周面に対向するようになっ
ている。

【００１９】第３の移動型６３を構成する一対の型要素
６３ａは、第１の移動型６１と第２の移動型６２に対し
金型セット３２の軸線方向に移動自在な胴部８１と、胴
部８１の一端側から芯金３３の方向に突出するフランジ
部８２と、胴部８１の他端側から芯金３３の方向に突出
する成形部８３を有する縦壁８４を有している。成形部
８３は、第１の移動型６１と第２の移動型６２の各成形
部７３，７７と同様に正面方向から見た形状が円弧（半
円状）をなしている。この成形部８３の先端は前記成形
部７３，７７の先端と同じ高さにあり、それぞれパイプ
Ａの外周面に対向するようになっている。

【００２０】言い換えるとこの移動型アセンブリ６０
は、第３の移動型６３の内側に、これよりも小さい第２
の移動型６２が収まり、第２の移動型６２の内側に、こ
れよりも小さい第１の移動型６１の縦壁７４と成形部７
３が収まるといった入れ子状の組構造となっている。し
かも各移動型６１，６２，６３が互いに独立して移動型
アセンブリ６０の軸線方向に相対移動自在となってい
る。各成形部７３，７７，８３の軸線方向に沿う断面
は、成形すべき山Ｃの輪郭形状に対応している。

【００２１】図２に示すように、各移動型６１，６２，
６３の成形部７３，７７，８３が互いに離れる方向に移
動型６１，６２，６３がいっぱいに移動した状態を、こ
の明細書では第１の位置と呼ぶ。この第１の位置におい
て、フランジ部７２，７６，８２が互いに軸線方向に重
なることにより、各成形部７３，７７，８３がパイプＡ
の軸線方向に第１のピッチＰ1 で並ぶように、フランジ
部７２，７６，８２の厚みが設定されている。

【００２２】これら移動型６１，６２，６３が前記第１
の位置まで移動した状態において、固定型４０から第３
の移動型６３までの距離はストッパーピン８８によって
規制され、これにより、固定型４０の成形部４２から第
３の移動型６３の成形部８３までの距離も第１のピッチ
Ｐ1 となるようにしている。すなわちこの実施形態の場
合、フランジ部７２，７６，８２とストッパーピン８８
が第１のピッチ規制部として機能することになる。

【００２３】また図３に示すように、各移動型６１，６
２，６３の成形部７３，７７，８３が互いに近付く方向
にいっぱいに寄せた状態を、この明細書では第２の位置
と呼ぶ。この第２の位置においては、縦壁７４，７８，
８４が互いに軸線方向に重なることにより、各成形部７
３，７７，８３がパイプＡの軸線方向に第２のピッチＰ
2 で並ぶように、縦壁７４，７８，８４の厚みが設定さ
れている。すなわち縦壁７４，７８，８４は、第２のピ
ッチ規制部として機能する。第２のピッチＰ2は成形す
べきベローズの山Ｃのピッチに等しい。なお、第２のピ
ッチＰ2 が第１のピッチＰ1 よりも小さいことは言うま
でもない。

【００２４】各移動型６１，６２，６３の縦壁７４，７
８，８４に形成された貫通孔８９と固定型４０に形成さ
れた孔９０に、回り止めロッド９１が軸線方向に相対移
動自在に挿通されており、この回り止めロッド９１によ
って、固定型４０に対する移動型６１，６２，６３の回
り止めがなされている。

【００２５】図１に示すように芯金３３の基部９５は可
動体５１に固定されている。この芯金３３は、パイプＡ
の開口端からパイプＡの内側に挿入されるものである。
従って芯金３３は固定型４０のパイプ挿通孔４１の軸線
の延長上に位置している。図２等に示すように芯金３３
の先端部付近には、芯金３３をパイプＡに挿入した状態
において、芯金３３の外周面とパイプＡの内面との間に
密閉された液室９６をつくりだすためのシール手段の一
例として、芯金３３の軸線方向に互いに離間した位置に
第１のシール部材９７と第２のシール部材９８が設けら
れている。

【００２６】芯金３３の内部に、前記液室９６に連通す
る液通路１００が形成されている。この液通路１００
に、液圧供給手段として機能する液圧ユニット１０１が
接続されている。液圧ユニット１０１は、制御装置２０
によって制御される開閉弁等の作動に基いて、液圧供給
源から送られる油あるいは水等の加圧された液を、液通
路１００を介して液室９６に供給できるようになってい
る。

【００２７】次に上記構成のベローズ製造装置１０の作
用について、図４に示すフローチャート等を参照して説
明する。ベローズの成形に先立ち、パイプ挿入工程Ｓ１
において、パイプＡが金型ユニット３０に挿入される。
またパイプＡが芯金３３に挿入される。この場合、固定
型４０と移動型６１，６２，６３は径方向に分割した状
態とし、パイプ送り機構２１を作動させることにより、
パイプＡが金型ユニット３０の所定位置まで前進させら
れる。

【００２８】ピッチ付け工程Ｓ２において、移動型６
１，６２，６３は前記第１の位置（図２に示す位置）ま
でいっぱいに移動させられており、固定型４０と移動型
６１，６２，６３の各成形部４２，７３，７７，８３間
の距離は第１のピッチＰ1 となっている。そして固定型
４０と移動型６１，６２，６３を閉じる。

【００２９】そののち成形工程Ｓ３において、液圧ユニ
ット１０１によって加圧された液体（水または油）が液
室９６に供給され、パイプＡの内側に液圧をかけたま
ま、型駆動手段５４としてのボールねじ機構５０を作動
させ、移動型６１，６２，６３を第２の位置（図３に示
す位置）に向って移動させる。この移動の途中で、パイ
プＡの一部すなわち成形部４２，７３，７７，８３間の
部位が外側に膨らみつつ成形部４２，７３，７７，８３
が第２のピッチＰ2 に至ることにより、成形部４２，７
３，７７，８３間で複数の山Ｃ（この実施形態では合計
３山）が一度に成形される。

【００３０】上記のようにして複数の山Ｃが成形された
のち液圧を下げる。そして型開き工程Ｓ４において、固
定型４０と移動型６１，６２，６３を分割する。成形す
べき山数が所定数に達するまでは、パイプ送り工程Ｓ５
においてパイプＡを複数山分（この実施形態では３山
分）に相当する距離を送る。そして移動型６１，６２，
６３を後退させ、前述のピッチ付け工程Ｓ２から成形工
程Ｓ３を経てパイプ送り工程Ｓ５に至る一連の工程を繰
り返すことにより、所定の山数を有するベローズが成形
される。

【００３１】こうして所定の山数が成形されたベローズ
は、金型ユニット３０から取り出されたのち、新たなパ
イプＡがチャック機構１３にセットされることにより、
新たなパイプＡの前記ベローズ製造サイクルが繰り返さ
れる。

【００３２】なお、成形工程Ｓ３において複数山を一度
に成形したのち、パイプ送り工程Ｓ５においてパイプＡ
を複数山分よりも十分に長い距離だけ送り、そののち再
び成形工程Ｓ３を実施することによって複数山を一度に
成形すれば、図６に示すように、複数山からなる山群
Ｃ′と山群Ｃ′との間に、直管状の部分Ｄを残すことも
できる。

【００３３】この発明において、移動型アセンブリ６０
を構成する移動型の数は、一度に成形すべき山数に応じ
て設定される。要するに複数の移動型を備えた移動型ア
センブリ６０であればこの発明の所期の目的を達成でき
るから、移動型の数が前記実施形態に制約されないこと
は勿論である。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載した本発明のベローズ製
造装置によれば、山数の多いベローズも短時間に成形す
ることができ、材料としてのパイプの長さが許す限り、
山数をいくらでも多くすることができる。そして請求項
２に記載したベローズ製造方法によれば、１回の成形工
程で複数山を一度に成形し、この成形工程を山数に応じ
て繰り返すことにより、多くの山を有するベローズも短
時間に成形することができ、しかも山数に制約を受ける
ことがなくなる。請求項３に記載した発明によれば、山
群と山群との間に直管部を有するベローズも容易に成形
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すベローズ製造装置
を一部断面で示す側面図。

【図２】 図１に示されたベローズ製造装置の金型ユニ
ットを拡大して示す断面図。

【図３】 図１に示されたベローズ製造装置において移
動型が前進した状態の断面図。

【図４】 ベローズ製造工程を示すフローチャート。

【図５】 図２中のＶ−Ｖ線に沿う断面図。

【図６】 ベローズの一例を示す断面図。

【図７】 従来のベローズ製造装置の概略を示す断面
図。

【図８】 図７に示されたベローズ製造装置において型
が閉じた状態の断面図。

【符号の説明】

Ａ…パイプ １０…ベローズ製造装置 ２１…パイプ送り機構 ３２…移動側金型セット ３３…芯金 ４０…固定型 ５４…型駆動手段 ６１，６２，６３…移動型 ７３，７７，８３…成形部 ７２，７６，８２…フランジ部（第１のピッチ規制部） ７４，７８，８４…縦壁（第２のピッチ規制部） ９６…液室 ９７，９８…シール部材 １０１…液圧ユニット（液圧供給手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属ベローズの材料であるパイプの外周に
   沿う成形部を有しかつ前記パイプの径方向に２分割可能
   な型要素からなる複数の移動型を軸線方向に互いに移動
   自在に入れ子状に設けた金型セットと、 前記各成形部が互いに離れる第１の位置まで前記複数の
   移動型をいっぱいに移動させたとき各成形部が第１のピ
   ッチで並ぶように各移動型の位置を規制する第１のピッ
   チ規制部と、 前記各成形部が互いに近付く第２の位置まで前記複数の
   移動型をいっぱいに寄せた状態において各成形部が第２
   のピッチで並ぶように各移動型の位置を規制する第２の
   ピッチ規制部と、 前記複数の移動型の各成形部を前記第１の位置と第２の
   位置とにわたって移動させる型駆動手段と、 前記金型セットに挿入された前記パイプの内部に挿入さ
   れる芯金と、 前記パイプに挿入された芯金の外周面とパイプ内面との
   間に密閉された液室をつくりだすシール部材と、 加圧された液体を前記液室に供給する液圧供給手段と、 前記パイプを前記金型セットに対しパイプの軸線方向に
   複数山分移動させるパイプ送り機構と、 を具備したことを特徴とする金属ベロ−ズの製造装置。
2. 【請求項２】パイプの外周に沿う成形部を有しかつ前記
   パイプの径方向に２分割可能な型要素からなる入れ子状
   の複数の移動型を、前記各成形部が互いに離れる第１の
   位置までいっぱいに移動させるピッチ付け工程と、 加圧された液体を前記パイプの内側に供給しつつ前記各
   移動型の各成形部を互いに近付く第２の位置まで寄せる
   ことにより、前記パイプの前記各成形部間の部位をそれ
   ぞれ外側に膨らませて複数山分を成形する成形工程と、 前記成形工程後に前記各移動型を分割したのち前記パイ
   プを複数山分に相当する距離を移動させるパイプ送り工
   程と、 を具備し、 前記ピッチ付け工程と前記成形工程と前記パイプ送り工
   程とを繰返すことにより、ベローズの山を複数山ずつ順
   次成形することを特徴とする金属ベローズの製造方法。
3. 【請求項３】前記成形工程において複数山を一度に成形
   したのち、前記パイプ送り工程において前記パイプを複
   数山分よりも長い距離送り、そののち再び前記成形工程
   を行なうことにより、複数山と複数山との間に直管状の
   部分を残すようにしたことを特徴とする請求項２記載の
   金属ベロ−ズの製造方法。