JP2001212623A - パイプの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性の低下および成形コストの増大を招来
することなく曲げ部分の内方側外周面から絞り部を設け
たパイプを成形すること。 【解決手段】 本発明では、直線状に延在したパイプ素
材Ｐ″から、曲げ部分Ｑの内方側外周面Ｑ1 に絞り部Ｓ
を有したパイプＰを成形する方法であって、先端部が前
記絞り部Ｓの形状に合致し、かつ該絞り部Ｓの両側とな
る位置にそれぞれ規制壁部４３を有した絞り部成形用部
材４０を、前記パイプ素材Ｐ″の曲げ部分Ｑとなる部位
よりも一端部側においてその内方側外周面Ｑ1 に当接さ
せる工程と、前記パイプ素材Ｐ″の一端面から押圧力を
付与しながら、該パイプ素材Ｐ″の他端部と絞り部成形
用部材４０とが相互に近接するように曲げ成形を施し、
該曲げ部分Ｑの内方側外周面Ｑ1 と前記絞り部成形用部
材４０の先端部とを互いに押圧させて前記絞り部Ｓを成
形する工程と、を含むようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直線状に延在した
パイプ素材から、曲げ部分の内方側外周面に絞り部を有
したパイプを成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両用の安全装置であるシート
ベルトには、車両の衝突時に乗員を座席と一体に拘束す
るためのプリテンショナを備えたリトラクタが用いられ
ている。プリテンショナは、車両の衝突を検知してガス
発生装置を作動させ、該ガス発生装置から発生した燃焼
ガスの圧力を利用してリトラクタの巻取軸をウェビング
の巻取方向に強制的に回転させるためのものである。

【０００３】この種のプリテンショナでは、ガス発生装
置から発生した燃焼ガスを効率良く利用して瞬時にウェ
ビングを巻き取る必要がある等々の要求から、図６乃至
図８に示すように、これらガス発生装置とプリテンショ
ナにおけるウェビングの巻取部との間にパイプＰを介在
させるようにしている。すなわち、このパイプＰは、図
５に示すように、その長手方向の略中央部に曲げ部分Ｑ
を有した略Ｌ字状を成しており、この曲げ部分Ｑの内方
側外周面Ｑ1 を窪ませることにより、燃焼ガスの流通通
路を絞るようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、単純にＬ字
状の曲げ部分を有するパイプに関しては、従前の成形方
法を適用することで、直線状に延在したパイプ素材から
これを容易に成形することが可能である。例えば、図９
に示すように、パイプ素材Ｐ′の両端部をそれぞれ支持
した状態で適宜形状のパンチＲを介してその略中央部に
押圧力を付与すれば、当該中央部が曲げ部分Ｑとなって
パイプ素材Ｐ′がＬ字状に成形されることになる。

【０００５】しかしながら、上記のようにして成形した
パイプにあっては、Ｘ，Ｙいずれの方向においても寸法
が大きくなるため、リトラクタに適用した場合、これを
小型化することが困難となる。

【０００６】一方、上述したように曲げ部分Ｑの内方側
外周面Ｑ1 に絞り部Ｓを有するパイプＰによれば、当該
絞り部Ｓによって寸法を小さくできるため、適用するリ
トラクタの小型化を図ることが可能になる。

【０００７】しかしながら、上述したパイプＰにあって
は、その横断面が左右方向に大きく扁平した形状である
ため、上述した成形方法を適用してこれを成形しようと
した場合、つまりパンチＲを介してパイプ素材Ｐ′の略
中央部に押圧力を付与した場合、その横断面形状を維持
することが困難となり、当該絞り部Ｓが容易に座屈する
虞れがある。

【０００８】しかも、曲げ部分Ｑに成形する絞り部Ｓの
影響から、パイプ素材Ｐ′を単純にＬ字状に曲げる場合
に比べて、成形途中における曲げ部分Ｑの内方側と外方
側とで材料の流れのアンバランスが顕著となるため、つ
まり成形途中において曲げ部分Ｑの内方側Ｑinにおいて
材料が過多になる一方、曲げ部分Ｑの外方側Ｑoutにお
いて材料が不足する現象が顕著となるため、成形後にお
ける肉厚の変動が大きくなるばかりか、当該曲げ部分Ｑ
の外方側Ｑoutに割れが発生する割合も極めて高くな
る。これらの結果、歩留まりの点できわめて不利とな
り、生産性に著しく劣るばかりか、成形コストの著しい
増大を招来することになる。

【０００９】本発明は、上記実情に鑑みて、生産性の低
下および成形コストの増大を招来することなく曲げ部分
の内方側外周面から絞り部を設けたパイプを成形するこ
とのできる方法を提供することを解決課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、直線状に延
在したパイプ素材から、曲げ部分の内方側外周面に絞り
部を有したパイプを成形する方法であって、先端部が前
記絞り部の形状に合致し、かつ該絞り部の両側となる位
置にそれぞれ規制壁部を有した絞り部成形用部材を、前
記パイプ素材の曲げ部分となる部位よりも一端部側にお
いてその内方側外周面に当接させる工程と、前記パイプ
素材の一端面から押圧力を付与しながら、該パイプ素材
の他端部と絞り部成形用部材とが相互に近接するように
曲げ成形を施し、該曲げ部分の内方側外周面と前記絞り
部成形用部材の先端部とを互いに押圧させて前記絞り部
を成形する工程と、を含むようにしている。

【００１１】前記パイプ素材を曲げる以前において前記
曲げ部分となる部位よりも一端部側に芯金を嵌合挿入す
る工程をさらに含むことが好ましい。前記パイプ素材は
曲げる以前においてその一端部側が矩形の筒状を成すと
ともに、その他端部側が円筒状を成すようにしてもよ
く、この場合、矩形の筒状を成す部分と円筒状を成す部
分との境界部近傍に曲げ成形を施すことが好ましい。ま
た、前記パイプ素材は曲げる以前においてその全長が円
筒状を成すようにしてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る
パイプの成形方法の一実施形態を概念的に示したもので
ある。ここで例示する成形方法は、先に図５に示したも
のと同様に、シートベルトのガス発生装置とプリテンシ
ョナにおけるウェビングの巻取部との間に介在されるも
の、つまり、その長手方向の略中央部に曲げ部分Ｑを有
した略Ｌ字状を成し、該曲げ部分Ｑの内方側外周面Ｑ1
から絞り部Ｓを設けたパイプＰを成形するためのもので
ある。より具体的に述べれば、このパイプＰは、肉厚が
約２ｍｍで全長が約１２０ｍｍの鉄や軟鋼等の金属製筒
状部材である。曲げ部分Ｑよりも一端部側となる部位
は、図５（ｃ）に示すように、矩形の筒状を成す一方、
該曲げ部分Ｑよりも他端部側となる部位は、図５（ｂ）
に示すように、一端部側よりも僅かに太径の円筒状を成
し、さらにその開放端部が僅かに広口となっている。

【００１３】まず、この成形方法では、図１（ａ）に示
すようなパイプ素材Ｐ″を用意する。パイプ素材Ｐ″
は、直線状に延在し、かつ曲げ部分Ｑとなる部位よりも
一端部側が矩形の筒状を成すとともに、該曲げ部分Ｑを
含んだ他端部側が一端部側よりも僅かに太径の円筒状を
成すものである。このパイプ素材Ｐ″に関しては、従前
の方法を適用することで容易に構成することができる。
この場合、必ずしも円管からパイプ素材Ｐ″を構成する
必要はなく、円柱棒材に圧造成形を施すことによっても
パイプ素材Ｐ″を容易に構成することが可能である。

【００１４】次いで、図１（ｂ）に示すように、このパ
イプ素材Ｐ″において曲げ部分Ｑとなる部位よりも一端
側に芯金１０を嵌合挿入するとともに、パイプ素材Ｐ″
の一端面に押圧部材２０を当接させ、さらにこのパイプ
素材Ｐ″の一端部を支持台３０と絞り部成形用部材４０
との間に摺動可能に挟装保持させる。

【００１５】芯金１０は、図３に示すように、パイプ素
材Ｐ″の一端部に嵌合するようにその横断面が略矩形状
を成すもので、その先端部に湾曲部１１を有している。
湾曲部１１は、パイプＰの曲げ部分Ｑにおける外方側内
周面Ｑ2 （図５参照）に沿った形状を成す部分である。

【００１６】押圧部材２０は、図４に示すように、パイ
プ素材Ｐ″の一端部と同一形状の筒状部材であり、上述
した芯金１０をガイドとしてその先端面をパイプ素材
Ｐ″の一端面に当接させてある。

【００１７】支持台３０は、その上面にパイプ素材Ｐ″
の一端部を収容するための支持溝３１を有したブロック
状を成す部材であり、該支持溝３１を介してパイプ素材
Ｐ″の一端部において下方側外周面に当接している。

【００１８】絞り部成形用部材４０は、図２に示すよう
に、支持台３０の支持溝３１に対向する部位に抑え溝４
１を有したブロック状を成すものであり、この抑え溝４
１を介してパイプ素材Ｐ″の一端部において上方側外周
面に当接することにより、上記支持台３０の支持溝３１
との間においてパイプ素材Ｐ″の一端部を挟持してい
る。

【００１９】この絞り部成形用部材４０には、パイプ素
材Ｐ″の他端側に向く先端部に、絞り部成形用凸部４２
および一対の規制壁部４３を設けてある。絞り部成形用
凸部４２は、成形すべき絞り部Ｓの形状に合致した突出
部分であり、抑え溝４１の先端よりもさらに先端に向け
て突設してある。規制壁部４３は、互いの間に上述した
パイプ素材Ｐ″における他端部側の外径よりも僅かに大
きな間隙を確保した状態で相互に対向する壁状部分であ
り、抑え溝４１の先端両側となる位置から互いに平行と
なるように突設してある。

【００２０】次いで、上記成形方法では、パイプ素材
Ｐ″において曲げ部分Ｑよりも他端部側となる部分をク
ランプ部材５０，５１によってクランプし、さらに図１
（ｃ）に示すように、押圧部材２０を介してパイプ素材
Ｐ″の一端面から押圧力を付与するとともに、クランプ
部材５０，５１を介してパイプ素材Ｐ″の他端部を上方
に向けて弧状に変位させることにより、当該パイプ素材
Ｐ″の略中央部に順次曲げ成形を施す。クランプ部材５
０，５１は、例えばパイプ素材Ｐ″における曲げ部分Ｑ
の曲げ中心を軸心とする円盤上に設けられていることが
好ましい。

【００２１】上述した状態でパイプ素材Ｐ″に対する曲
げ成形が暫時進行すると、やがて曲げ部分Ｑの内方側外
周面Ｑ1 に絞り部成形用凸部４２が当接し、以降、パイ
プ素材Ｐ″の内方側外周面Ｑ1 をこの絞り部成形用凸部
４２に押圧した状態で曲げ成形が進行するようになり、
当該パイプ素材Ｐ″の内方側外周面Ｑ1 に絞り部成形用
凸部４２の形状に合致した絞り部Ｓが順次成形されるよ
うになる。

【００２２】ここで、この成形方法によれば、パイプ素
材Ｐ″の内方側外周面Ｑ1 を絞り部成形用凸部４２に押
圧した状態で曲げ成形が進行し、換言すれば、当該内方
側外周面Ｑ1 の変位を停止させた状態で曲げ成形が進行
し、これによりパイプ素材Ｐ″に絞り部Ｓを構成するよ
うにしているため、従前の如く、パンチの押圧力によっ
て絞り部Ｓを構成するようにした方法に比べて座屈が発
生する割合がきわめて小さくなる。しかも、この絞り部
Ｓを構成する部分の両側となる部位に、それぞれ絞り部
成形用部材４０の規制壁部４３を配するようにしている
ため、当該絞り部Ｓにおいてパイプ素材Ｐ″が必要以上
に左右方向に変形して座屈を招来する事態も有効に防止
することができる。さらに、パイプ素材Ｐ″の一端部か
ら押圧力を付与しながら曲げ成形を行うようにしている
ため、曲げ部分Ｑの外方側Ｑoutへも十分に材料が供給
されるようになり、割れが発生する虞れもなくなる。

【００２３】また、パイプ素材Ｐ″の一端部に芯金１０
を嵌合挿入してあるため、絞り部Ｓを構成する際の影響
が当該パイプ素材Ｐ″の一端部に及ぶ虞れもない。

【００２４】これらの結果、本成形方法によれば、最終
的に図１（ｄ）に示すように、パイプ素材Ｐ″の他端部
が一端部に対して直交するまでクランプ部材５０，５１
を変位させれば、図５に示す形状通りのパイプＰを得る
ことができるようになり、その歩留まりの著しい向上か
ら、生産性を高めることができるとともに、成形コスト
の低減を図ることが可能になる。

【００２５】以下、上記のように構成したパイプＰを適
用したシートベルトのリトラクタ１００について、図６
乃至図８を参照しながらその一例を簡単に説明する。

【００２６】このリトラクタ１００では、図６に示すよ
うに、ねじりシャフト１０１の周囲にウェビング１０２
を巻き取るためのボビン１０３を設けてある。ねじりシ
ャフト１０１は、図示せぬ巻取バネ装置によって常時ウ
ェビング１０２を巻き取る方向に付勢させたもので、そ
の一端部にロック機構１１０を備えているとともに、そ
の他端部にプリテンショナ１２０を備えている。

【００２７】ロック機構１１０は、ウェビング１０２が
所定値以上の加速度で引き出されようとした場合に作動
してねじりシャフト１０１の回転を阻止し、ウェビング
１０２が引き出されないようにするためのものである。

【００２８】一方、プリテンショナ１２０は、車両の衝
突時にウェビング１０２を強制的に巻き取ってその弛み
を瞬時に除去するための機構である。このプリテンショ
ナ１２０は、図６および図８（ａ）に示すように、ねじ
りシャフト１０１の基端部にスリーブ１２１、クラッチ
プレート１２２およびプーリ１２３を備えている。スリ
ーブ１２１は、ねじりシャフト１０１と一体的に回転す
るもので、その外周面がローレット状に形成してある。
クラッチプレート１２２は、ねじりシャフト１０１に対
して回転可能に配設したもので、スリーブ１２１の外周
部に複数、本実施形態では４つのクラッチ爪１２２ａを
備えている。各クラッチ爪１２２ａは、スリーブ１２１
の外周面に向けて凹となるように湾曲した横断面形状を
有しており、通常状態においてスリーブ１２１の外周面
から離隔している。プーリ１２３は、内周にカム面１２
３ａを有した環状を成しており、該カム面１２３ａを上
述したクラッチ爪１２２ａに接触させた状態で配置して
ある。このプーリ１２３には、その外周部にワイヤ１２
４の基端を連結してある。ワイヤ１２４は、プーリ１２
３の外周部を複数巻回させた後に外方に延在させ、さら
にその先端部をケース１２５に保持させてある。なお、
上述したプーリ１２３は、ケース１２５から突設したせ
ん断ピン１２６（図７参照）を介して当該ケース１２５
に保持させてある。

【００２９】また、このプリテンショナ１２０は、上述
したパイプＰを備えている。パイプＰは、矩形の筒状を
成す部分の開口を上述したワイヤ１２４の延在部分に対
向させた状態でケース１２５に保持させてある。このパ
イプＰには、筒状を成す部分にロッド１２７を嵌合収容
させてあるとともに、太径の円筒状を成す部分にガス発
生装置１２８を取り付けてある。ロッド１２７は、その
基端部に押出部材であるパッキン１２９を装着した状態
で上記パイプＰに配置してあり、その弧状に形成した先
端面にワイヤ１２４の延在部分を当接させてある。な
お、このロッド１２７は、ケース１２５から突設したせ
ん断ピン１３０（図７参照）を介して上述した位置を保
持するようにしてある。ガス発生装置１２８は、車両が
衝突した場合に発生する急激な加速度がショックセンサ
（図示せず）によって検出された場合に、この検出信号
に基づいてガス発生剤を発火させるように構成したもの
である。

【００３０】このリトラクタ１００では、通常状態にあ
る場合、図８（ａ）に示すように、クラッチプレート１
２２のクラッチ爪１２２ａがねじりシャフト１０１から
離隔しているため、当該ねじりシャフト１０１に対して
プリテンショナ１２０が何等の影響も与えない。この結
果、ウェビング１０２に対しては、巻取バネ装置（図示
せず）による付勢力のみが作用した状態にあり、ボビン
１０３に対してウェビング１０２を任意に引き出し、あ
るいは巻き取り可能である。

【００３１】これに対して衝突により車両に急激な加速
度が発生した場合には、ガス発生装置１２８のガス発生
剤が発火することになり、これによって発生した燃焼ガ
スがパイプＰの内部に充満し、図８（ｂ）に示すよう
に、その高圧によりパッキン１２９を介してロッド１２
７がパイプＰから瞬時に進出移動するようになる。この
場合、上記パイプＰによれば、ガス発生装置１２８から
ロッド１２７に至る通路に絞り部Ｓを設けてあるため、
当該ガス発生装置１２８から発生した燃焼ガスが瞬時に
ロッド１２７のパッキン１２９に到達することになる。

【００３２】ロッド１２７がパイプＰから押し出される
と、当該ロッド１２７に当接したワイヤ１２４がプーリ
１２３から引き出され、これに伴ってプーリ１２３が矢
印Ａ方向に急速に回転するようになる。さらに、プーリ
１２３が回転すると、そのカム面１２３ａの作用によっ
てクラッチプレート１２２のクラッチ爪１２２ａがねじ
りシャフト１０１の外周面に噛み合うことになり、この
クラッチ爪１２２ａを介してプーリ１２３とねじりシャ
フト１０１が一体的に回転する。この結果、ウェビング
１０２がボビン１０３に対して急速に巻き取られ、乗員
が直ちに座席と一体に拘束されることになる。

【００３３】なお、上述した実施の形態では、曲げ部分
よりも一端部側となる部位が矩形の筒状を成すととも
に、該曲げ部分よりも他端部側となる部位が円筒状のパ
イプを成形する方法を例示しているが、曲げ部分の内方
側外周面から絞り部を設けたものであれば、その他の横
断面形状を有するパイプにも適用することが可能であ
り、その用途もシートベルトのガス発生装置とプリテン
ショナにおけるウェビングの巻取部との間に介在される
ものに限らない。例えばパイプの横断面は、一端部側も
他端部側と同様に円筒状であったり、逆に他端部側も一
端部側と同様に矩形の筒状であって構わない。前者の場
合、パイプ素材としては全長を予め円筒状に成形したも
のを適用すればよく、後者の場合、パイプ素材としては
全長を予め矩形の筒状に成形したものを適用すればよ
い。なお、パイプの寸法が上述した実施の形態に限定さ
れないのももちろんである。

【００３４】さらに、上述した実施の形態では、絞り部
成形用部材をパイプ素材の上部側周面に当接させるよう
にしているが、その他の外周面に当接させてもよい。

【００３５】また、上述した実施の形態では、パイプ素
材の他端部側を保持したクランプ部材を変位させるよう
にしているが、パイプ素材の一端部側を保持した支持台
と絞り部成形用部材とを変位させたり、両者を共に変位
させてパイプ素材に曲げ成形を施すようにしても構わな
い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パイプ素材の内方側外周面を絞り部成形用部材の先端部
に押圧した状態で曲げ成形を行い、しかも、この絞り部
を構成する部分の両側となる部位に、それぞれ絞り部成
形用部材の規制壁部を配するようにしているため、当該
絞り部において座屈が発生する事態を有効に防止するこ
とができる。さらに、パイプ素材の一端部から押圧力を
付与しながら曲げ成形を行うようにしているため、曲げ
部分の外方側へも十分に材料が供給されるようになり、
割れが発生する虞れもなくなる。これらの結果、歩留ま
りが著しく向上し、生産性を高めることができるととも
に、成形コストの低減を図ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパイプの成形方法を順に示す概念
図である。

【図２】（ａ）は図１に示した成形方法に適用する絞り
部成形用部材の斜視図、（ｂ）はその要部断面図であ
る。

【図３】図１に示した成形方法に適用する芯金の要部斜
視図である。

【図４】図１に示した成形方法に適用する支持台および
押圧部材の斜視図である。

【図５】（ａ）は本発明の成形対象となる曲げ部分の内
方側外周面に絞り部を有したパイプの断面側面図、
（ｂ）は（ａ）における矢視Ｂ図、（ｃ）は（ａ）にお
ける矢視Ｃ図である。

【図６】本発明を適用して成形したパイプの使用例を示
すもので、車両用の安全装置であるシートベルトのリト
ラクタを示す断面図である。

【図７】リトラクタの要部分解斜視図である。

【図８】リトラクタの動作を示すもので、（ａ）はプリ
テンショナの非作動状態を示す断面図、（ｂ）はプリテ
ンショナの作動状態を示す断面図である。

【図９】従来のパイプの成形方法を順に示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１０ 芯金 １１ 湾曲部 ２０ 押圧部材 ３０ 支持台 ３１ 支持溝 ４０ 部成形用部材 ４１ 抑え溝 ４２ 絞り部成形用凸部 ４３ 規制壁部 ５０，５１ クランプ部材 Ｐ パイプ Ｐ″ パイプ素材 Ｑ 曲げ部分 Ｑ1 内方側外周面 Ｑ2 外方側内周面 Ｑin 内方側 Ｑout 外方側 Ｓ 絞り部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝又 説夫 静岡県沼津市足高396番53 有限会社勝又 製作所内 Ｆターム(参考） 4E063 AA04 BC01 CA03 HA01 KA06 MA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状に延在したパイプ素材から、曲げ
   部分の内方側外周面に絞り部を有したパイプを成形する
   方法であって、 先端部が前記絞り部の形状に合致し、かつ該絞り部の両
   側となる位置にそれぞれ規制壁部を有した絞り部成形用
   部材を、前記パイプ素材の曲げ部分となる部位よりも一
   端部側においてその内方側外周面に当接させる工程と、 前記パイプ素材の一端面から押圧力を付与しながら、該
   パイプ素材の他端部と絞り部成形用部材とが相互に近接
   するように曲げ成形を施し、該曲げ部分の内方側外周面
   と前記絞り部成形用部材の先端部とを互いに押圧させて
   前記絞り部を成形する工程と、 を含むパイプの成形方法。
2. 【請求項２】 前記パイプ素材を曲げる以前において前
   記曲げ部分となる部位よりも一端部側に芯金を嵌合挿入
   する工程をさらに含む請求項１記載のパイプの成形方
   法。
3. 【請求項３】 前記パイプ素材は曲げる以前においてそ
   の一端部側が矩形の筒状を成すとともに、その他端部側
   が円筒状を成す請求項１または請求項２記載のパイプの
   成形方法。
4. 【請求項４】 前記パイプ素材において矩形の筒状を成
   す部分と円筒状を成す部分との境界部近傍に曲げ成形を
   施す請求項３記載のパイプの成形方法。
5. 【請求項５】 前記パイプ素材は曲げる以前においてそ
   の全長が円筒状を成す請求項１または請求項２記載のパ
   イプ成形方法。