JP2003181545A - 拡縮管の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は山と谷との外径比率が素材の許容伸び
率を超えるような寸法形状のベローズ管の成形方法に関
し、最大山径と最小谷径の比率が2.0:1.0を超え、5.0:
1.0に至るような大きな最大山径と最小谷径の比率を得
ることを目的とする。 【解決手段】素材管として内管と外管とを密着させたク
ラッド管１８を使用する。クラッド管１８の外径を山の
外径と谷の外径との概略中間とする。回転加工によって
中間外径管を谷の外径に縮径し、次いで、回転加工用の
成形ローラ20A, 20Bによる縮径部分に圧延減肉加工を行
う。その後に、残された中間外径の部位を液圧バルジ加
工によって減肉を与えつつ山部に張り出し成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は山と谷との外径比
率が素材の許容伸び率を超えるような寸法形状のベロー
ズ管などの拡縮管（球形及び半球形状のものも含む）の
成形方法に関するものであり、更に詳しくは、回転成形
法若しくはプレススエージング法およびバルジ成形法更
にはアイヨニング成形法等の複合的な塑性加工による拡
縮管の成形方法に関するものである。ここに拡縮管とは
拡径部と縮径部とを少なくとも一つずつ有した管のこと
をいう。

【０００２】

【従来の技術】ベローズ管の製造方法として椀状もしく
は皿ばね状の単品物品の山と谷部の外周を溶接構造のシ
ーム構造としたものがある。溶接法によるものは最大山
径と最小谷径との比率は素材の許容伸び率とは無関係な
ものを得ることができる利点がある。しかしながら、溶
接法のものは継ぎ目の部分に溶接ビードが必然的に生
じ、通電部品などの用途では放電現象等による耐久性の
悪化を招かないように内外径の溶接ビード部分の円滑化
の削除工程が必須であり、製造コストが嵩む欠点があっ
た。

【０００３】他方、シームレスベローズ管の製造方法と
して液圧バルジ法によるものも公知である。液圧バルジ
法においては、素材管をベローズ断面形状の上下割総金
型にて保持し、素材管の内周側において液圧を印加する
ことにより素材を半径外方に金型に当接するように膨張
せしめるか、又はリング状巾寄せ金型により軸方向への
巾寄せを加えて膨張させるかして、金型の断面形状に応
じたベローズ管とするものである。バルジ法はベローズ
管はシームレス管を用いれば必然的にシームレスであ
り、耐久性の観点では優れたものであるが素材の許容伸
び率が限界となり、更に、肉厚の均一なものは得られに
くい欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】バルジ法によるベロー
ズ管の製造は素材の許容伸率に左右される引張応力下の
張り出しによるものであったため素材の許容伸び率の限
界による問題点あった。すなわち、中間焼鈍を行わない
バルジ法ではリング巾寄せ金型方式でも最大山径と最小
谷径との比率が1.5:1.0ぐらいが限界であった。中間焼
鈍を実施することにより最大山径と最小谷径の比率を2.
0:1.0ぐらいまでは大きくすることは可能であったが、
これでも自由度は十分大きいとはいえなかった。その
上、山径部と谷径部の肉厚の比率は0.5:1.0と不均一に
ならざるを得なかった。

【０００５】この発明は以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、最大山径と最小谷径の比率が2.0:1.0を超
え、5.0:1.0に至るような大きな最大山径と最小谷径の
比率の拡縮管であっても成形を可能とし、しかも肉厚の
均一化を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、素材管からの拡縮管の成形方法において、素材
管として山の外径と谷の外径との概略中間の外径のもの
を用い、塑性加工によって中間外径管を谷の外径に縮径
し、次いで縮径部分に圧延減肉加工を行い、その後に、
残された中間外径の部位を塑性加工によって減肉を与え
つつ山部の張り出し成形することを特徴とする拡縮管の
成形方法が提供される。

【０００７】請求項１の発明の作用・効果を説明する
と、中間径の素材管は回転成形やプレス型スエージング
などの塑性加工により谷の外径に縮径され、縮径に伴い
自然増肉されるが、縮径に引き続いた圧延減肉により縮
径部分は減肉させられる。縮径−圧延減肉に引き続き、
残された山と谷の中間外径の部位にバルジ加工などの塑
性加工を行い、山部の張り出しがされる。山部の張り出
しの際に引張膨張による減肉が発生するが、先行する谷
の部分の加工では圧延により適切な減肉が行われている
ため、山−谷を通じて成形物の肉厚は均一となるように
される。そして、この発明では、谷径と山径の中間の外
径の素材管を使用し、塑性加工により中間径から谷径へ
の縮径を行い、塑性加工により中間径から山径への拡径
を行っている。中間径の素材管からの塑性加工により、
従来は不可能であった山と谷の径比率が2:1を超えて
も、肉厚の均一なシームレスのベローズ管を得ることが
できる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、異種材質の多重管を必要とする
場合に、多重管内材径に心金を挿入してから、外周側か
ら強圧しごき加工を加えることにより多重管における内
外の対向周面を密着せしめ、これにより、素材管として
の、外径が山の外径と谷の外径との中間の外径のクラッ
ド管を得ることを特徴とする拡縮管の成形方法が提供さ
れる。これにより、防錆、電熱、通電、価格などの観点
からの特殊用途に適合させることが可能となる。

【０００９】請求項２の発明の作用・効果を説明する
と、素材管としてクラッド管の製造のため、異種材質の
２重や３重の多重管とし、心金を挿入しつつダイスを通
し、心金と当接する先端を潰しつつ外周から強圧しごき
を加えることにより対向面同士で密着せしめている。異
種材質の多重管を使用するのは高価な素材は薄くして一
方の側に使用し、低廉な強度材を厚くして他方の側に使
用することにより低コスト化を図るためである。請求項
２の発明のようなクラッド管の製法は所謂アイヨニング
工法の一種のバテッド成形法であるが、クラッド管の製
造のため従来行われてきた超高圧・高温ガス室内加工の
ため、高価にして大型化困難な装置を用いるホット・ア
イソスタティック・プレス法よりコストと共に長尺物成
形で大いに有利であり、また、クラッド管の製造のため
の別の従来方法である時間保持と大型装置化が困難であ
る爆発成形法との比較でも制御管理が容易であり、従っ
て、コストと共に長尺物成形でも有利である。また、ダ
イスと心金による強圧しごきによるクラッド管の製法は
黒皮のビードカット、焼鈍シーム管の内外径を数ミクロ
ン単位で精密に仕上げうるため、後工程としての表面仕
上げの手間が削減される点でも有利である。尚、アイヨ
ニング法では最終製品の肉厚に対応した偏肉管に仕上げ
ることも容易である。

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
若しくは２に記載の発明において、中間外径の素材管
の、谷の外径への縮径のための塑性加工法は回転成形法
であることを特徴とする拡縮管の成形方法が提供され
る。ここに、回転成形とは塑性絞り加工の一種でありワ
ーク（素材管）を回転させつつ成形ローラなどの工具を
局部的に押し込み接触させ製品形状を成形する加工のこ
とをいう。

【００１１】請求項３の発明の作用・効果を説明する
と、回転成形法においてはワークとしての素材管を回転
させつつ成形ローラなどの工具をワークの外周に押付け
てゆくことによりスムーズな縮径を得ることができる。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明において、中間外径
の素材管の、山部の外径への拡径のための塑性加工法は
液圧バルジ法であることを特徴とする拡縮管の成形方法
が提供される。

【００１３】請求項４の発明の作用・効果を説明する
と、液圧バルジ法によって中間外径管の残余の部分での
拡径を行い、所期の山径を得ることができる。

【００１４】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明において、内外管の接合に先立って内外管
の対向面に肌荒れ処理を行うことを特徴とする拡縮管の
成形方法が提供される。

【００１５】請求項５の発明の作用・効果を説明する
と、バテッド法による内外管の接合に先立って内外管の
対向面に肌荒れ処理を行うことにより、内外管の対抗面
の密着性を高めることができ、後工程での塑性加工にお
いて密着面の剥離を招くことがない。

【００１６】請求項６に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明において、前記回転成形法による前記中間
外径管の縮径は心金を素材管に挿入しつつ成形ローラに
て行い、その後の圧延減肉は心金と成形ローラ間に素材
を強圧しつつ、成形ローラを軸線方向に移動させること
により行うことを特徴とする拡縮管の成形方法が提供さ
れる。

【００１７】請求項６の発明の作用・効果を説明する
と、回転成形時に素材管には心金が挿入され、この状態
で成形ローラによる谷径への縮径が行われ、心金と成形
ローラ間に素材を強圧しつつ成形ローラは軸線方向に移
動され、そのため、縮径により自然増肉した谷相当部分
は減肉され、後工程としてのバルジ加工における張り出
し成形による必然的減肉部分の肉厚に一致せしめられ、
山−谷を通じて板厚の偏肉比率の均一化成形品を得るこ
とができる。回転成形による単なる縮径には必ずしも心
金は必要ではないが、心金を設けることにより谷出しか
ら即座に減肉工程に移動することができ、成形効率を高
めることができる。

【００１８】請求項７に記載の発明によれば、請求項３
から６のいずれか一項に記載の発明において、回転成形
は１個の成形ローラ若しくは対向位置させた複数の成形
ローラにて行うことを特徴とする拡縮管の成形方法が提
供される。

【００１９】請求項７の発明の作用・効果を説明する
と、管長が長尺となる複数の山谷を有する拡縮管時回転
成形のローラを対向せる若しくは複数とすることにより
加工時の心金への横押付荷重の均衡を与えることができ
る。

【００２０】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
若しくは２に記載の発明において、中間外径の素材管
の、谷の外径への縮径のための塑性加工法は１山用とし
てプレス型スエージング法であり、絞型による縮径後に
心金による内径のしごき減肉を行うことを特徴とする拡
縮管の成形方法が提供される。

【００２１】請求項８の発明の作用・効果を説明する
と、プレス型スエージングにより一山の場合の成形品を
得ることができる。

【００２２】請求項９に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明において、バルジ加工は自由バルジ型によ
り行うことを特徴とする拡縮管の成形方法が提供され
る。

【００２３】請求項９の発明の作用・効果を説明する
と、自由バルジを使用することにより、軸方向への圧縮
作動による肉寄せを行うにあたって、素材管と金型との
滑りを発生させることなく、圧縮押し込みを行うことが
でき、成形後の山部を肉厚としてより均一化することが
できる。

【００２４】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
９に記載の発明において、自由バルジ型に設けた串刃に
より素材の局部の過膨張を抑制することを特徴とする拡
縮管の成形方法が提供される。

【００２５】請求項１０の発明の作用・効果を説明する
と、山部のバルジ成形において串刃を用いた特殊バルジ
型を使用することにより膨張限が抑制され、バルジ成形
時の素材管の破裂を防止することができる。

【００２６】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１から１０のいずれか一項に記載の発明において、一連
の工程の中間において素材の焼鈍処理を行うことを特徴
とする拡縮管の成形方法が提供される。

【００２７】請求項１１の発明の作用・効果を説明する
と、縮・拡径率によっては、塑性加工硬化により加工限
界を超過する場合があるが、このような場合において素
材を焼鈍処理を行うことにより再結晶化させ、塑性加工
硬化の影響を除去することができ、これにより山と谷の
直径比率を5:1といった大比率にも成形することができ
る。

【００２８】請求項１２に記載の発明によれば、異種材
質の多重管を準備し、多重管に心金を挿入しつつ外周側
から強圧しごき加工を加えることにより多重管における
内外の対向周面で密着せしめることを特徴とするクラッ
ド管の製造方法が提供される。

【００２９】請求項１２の発明の作用・効果を説明する
と、心金と外周からの強圧しごきにより対向面を密着さ
せており、長尺の素材であっても全長にわたって均一に
密着したクラッド管を得ることができ、高温・高圧のガ
ス室で長時間圧着させるため素材表面の変質を招くホッ
ト・アイソスタティック・プレス法と比較してコスト的
に安価であるという点で大いに優れている。また、クラ
ッド管の製造のための別のより低コストの従来方式とし
ての爆発成形法との比較では、制御管理が容易で長尺も
のの場合でも均一な密着性が得られる点で優れたもので
ある。更に、大口径長尺物の装置の製法も廉価であり、
安全性に優れる。

【００３０】請求項１３に記載の発明によれば、素材管
からのバルジ加工方法において、心金を挿入した素材管
は軸線方向に間隔を置いた複数の外金型により保持され
ると共に、外金型はホルダにより軸線方向に移動可能と
され、心金より素材管に内側から液圧を作用させること
により、隣接する外金型を離間させた状態で第１段階の
バルジ加工を行い、その後、外金型を相互に接近するよ
うに軸線方向に移動させた上、心金より素材管に内側か
ら液圧を作用させることにより第２段階のバルジ加工を
行うことを特徴とするバルジ加工方法が提供される。

【００３１】請求項１３の発明の作用・効果を説明する
と、バルジ加工は隣接する外金型が離間した状態での第
１段目の低圧加工と、隣接する外金型を接近させた状態
での第２断面の高圧加工とが無段階で昇圧が行われ、更
に、素材管と外金型との滑りによる摩擦抵抗損失がない
ため、より均一な肉厚でのバルジ加工を行うことができ
る。

【００３２】請求項１４に記載の発明によれば、心金を
素材管に挿入した状態で回転成形ローラにより素材管を
縮径し、その後に素材管の縮径部分を心金と成形ローラ
間において強圧しつつ、成形ローラを軸線方向に移動さ
せることにより、素材管の縮径部分の減肉を行うことを
特徴とする素材管の縮径方法が提供される。

【００３３】請求項１４の発明の作用・効果を説明する
と、回転成形ローラを素材管に押付けることにより谷径
への縮径が行われ、それに引き続き心金と成形ローラ間
に素材を強圧しつつ成形ローラは軸線方向に移動するこ
とにより必然的増肉部分が残余の部分として軸方向に横
移動させられ、所期の肉厚に減肉される。回転成形によ
る縮径には必ずしも心金は必要ないが、心金を設けるこ
とにより谷出しから即座に減肉工程に移動することがで
き、成形効率を高めることができる効果がある。

【００３４】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態における拡縮
管としてのシームレスベローズ管の用途の一例は超伝導
加速器における多重セル空洞に使用されるものである。
この種の加速器では素材としては低電気抵抗性のものが
必要とされるためニオブが最適材とされている。しかし
ながら、全体をニオブで構成するとコスト的に著しく高
くなるため、内周のみニオブとし強度目的で良い外周は
ニオブと特性的に似通った銅を使用した多重管構造とな
っている。以下、この発明の実施形態としての超伝導加
速器における多重セル空洞用の拡縮管の成形方法につい
て段階を追って説明する。即ち、この発明になる拡縮管
の成形方法は (ａ)クラッド管の造管、(ｂ)回転成形に
よる谷部の縮径と減肉、（ｃ）焼鈍および（ｄ）特殊自
由バルジ型による液圧バルジより構成される。以下、各
段階について説明する。

【００３５】(ａ)クラッド管の造管 素材管はこの実施形態では２重構造のクラッド管として
構成される。すなわち、図１(イ)はクラッド管の造管の
第１段階を示しており、挿入前の外管１０と内管１２と
を示しており、内管１０と内管１２とはその材質を異な
らせている。内管１２は低電気抵抗性のニオブを素材と
し、その肉厚としては例えば0.5mmであり、外管は強度
材であり、ニオブと機械的特性の似通った銅を素材と
し、必要な強度を得るために例えば2.5mmの肉厚として
いる。そして、外管１０への内管１２の挿入を可能とす
るため外管１０の外径をD1、肉厚をTとし、内管１２の
外径をd1とするとd1≦D1−２×Tとなっている。また、
当然であるが、外管１０の内径D2= D1−２×Tであり、
内管１２の肉厚をtとすると内管１２の内径はd2= d1−
２×tである。そして、後述のバテッド加工時の外管１
０の内面１０Ａと内管１２の内面１２Ａとの密着性を高
めるため、これらの面10A, 12Aは肌荒れ処理を受けてい
る。肌荒れ処理としては数十ミクロン程度の表面凹凸を
得ることができるものであり、機械加工によるものとし
ては、旋盤によるバイト目や、グラインダ掛けや、ショ
ットブラストなどの処理によって得ることができる。肌
荒れ処理のため化学的処理を行うこともでき、この場
合、燐酸などの酸洗いにより肌荒らしを行うことができ
る。

【００３６】図１(ロ)はクラッド管の造管の第２段階を
示しており、外管１０に内管１２が挿入され、２重管を
なした状態を示している。

【００３７】図１(ハ)はクラッド管の造管の第３段階を
示しており、2重管を構成する外管１０および内管１２
の一先端10-1, 12-1が少し潰されるか又は縮径絞りされ
る（内向きに曲折される）。そして、反対側の端部から
心金１４が先端潰し部10-1,12-1に向けて挿入される。
即ち、先端潰し部は心金１４のストッパとなる。

【００３８】図１(ニ)はクラッド管の造管の第４段階を
示しており、心金１４は内管１２の先端潰し部12-1に当
接している。そして、心金１４を挿入した状態で、心金
及び素材管は矢印aのように円環状ダイス１６に押し込
まれる。ダイス１６の内径は外管１０の外径より適切に
小さいためダイス１６によって外管１０および内管１２
は心金１４に対して半径内方に強圧され、外管１０の内
面１０Ａと内管１２の内面１２Ａとは密着せしめられ
る。このような心金１４とダイス１６とを使用したクラ
ッド管の製法は目的が全く異なる所謂アイヨニング工法
の一種であるバテッド成形法と称すべきもので、目的の
肉厚の減肉と共に内外の表面（即ち内管の内面および外
管の外面）を数μの精度で仕上げることが可能である。
他方、外管１０の内面１０Ａと内管１２の内面１２Ａと
は前記のように肌荒れされているため、その密着性はす
こぶる高く、剥離のおそれはない。

【００３９】以上の説明ではクラッド管は２重管として
構成されているが、層数をより多くしたクラッド管とし
て構成することも場合によっては可能である。

【００４０】(ｂ)回転成形による谷部の縮径と減肉 次に、回転成形による谷部の縮径と減肉の工程について
説明すると、工程（ａ）にて内管および外管を密着して
なるクラッド素材管は図２（イ）において符号１８にて
表される。回転成形はこの実施形態では成形工具として
の対向する２個の成形ローラ20A, 20Bにて行われる。心
金２１上の両端部に一対の支持リング２２が装着され、
一対の支持リング２２に素材管１８が嵌合され、これに
より素材管１８は両端において支持リング２２を介して
心金２１により支持される。クランパー２４は円周方向
に配置され、素材管１８を支持リング２２にクランプし
ており、これにより心金２１に対する素材管１８の支持
が行われる。

【００４１】図２（イ）は心金２１に素材管１８を装着
した回転成形実施前の段階を示しており、この段階
（イ）では対向せる成形ローラ20A, 20Bは素材管１８か
ら半径外方に離間して位置している。

【００４２】谷部の回転成形のため心金２１に回転（矢
印ｂ）を加えることにより心金２１に支持された素材管
１８は回転せしめられ、成形ローラ20A, 20Bは心金２１
に向けて矢印ｄのように半径内方に移動され、素材管に
接すると成形ローラ20A, 20Bは従動回転せしめられ、図
２(ロ)に示すように成形ローラ20A, 20Bと接触する部位
において素材管１８は縮径せしめ、谷部V1, V2が形成さ
れる。そして、谷部の所望幅を得るために、成形ローラ
20A, 20Bは軸線方向（矢印ｅ方向）に移動され、拡幅さ
れた谷部を想像線V1', V2'にて示す。図２（ロ）におい
て対向せる成形ローラ20A, 20Bを２セット用いて２つの
谷部が同時に形成するようにしてもよい。

【００４３】素材管の縮径は必然的に谷の部位での自然
増肉をもたらし、そのままでは他の部位との肉厚の不均
衡をもたらす。例えば、肉厚4mmの素材管の径が140mmと
して谷の径を84mmまで縮径したとすると、谷の肉厚は4
×140/84×kとなり、k≒0.75として谷の肉厚は5.0mm程
度まで増肉される。そこで、この発明では谷部において
対向せる成形ローラ20A, 20Bにより素材を心金２１に押
し付け、圧荷重下において成形ローラ20A, 20Bを繰り返
し的に横移動（矢印ｅ方向）させる。その結果、谷部V
1, V2における素材管の部位は圧延加工の作用を受ける
ことにより減肉され、後工程の液圧バルジにより形成さ
れる山部の肉厚の減肉と均衡化することができる。

【００４４】対向せる成形ローラ20A, 20Bによる谷部V
1, V2の成形後、成形ローラ20A, 20Bは半径外方に後退
移動され、次いで、残余の谷部の次なる成形部位まで軸
方向に移動され、以後図２（ロ）に示したと同様な回転
成形により第３及び第４の谷部V3, V4の縮径成形及びそ
れに引き続く心金２１への圧荷重を印加下での成形ロー
ラ20A, 20Bの軸線方向の往復による圧延用作用による谷
部の減肉が実施される。その結果、谷部V1, V3, V2, V4
の間に素材管径のままの３つの部位M1, M2, M3が残され
る。これらの素材管径のままの部位M1, M2, M3 は次の
バルジ加工により拡径されベローズ管のセルとなる部位
である。

【００４５】（ｃ）焼鈍 塑性加工は、その加工度合如何と材質如何にその程度に
差異はあるも、必ず加工硬化する。このような加工硬化
は次工程である液圧バルジ工程の拡管率に制限的に影響
する。即ち、この発明のように拡管率が大きい場合は加
工限界を超えるおそれがある。そこで、バルジ工程で必
要となる拡管率によっては焼鈍を行うことにより、バル
ジ工程での所期の拡管率を得ることができる。

【００４６】（ｄ）特殊自由バルジ型による液圧バルジ 図３において、自由液圧バルジ型は心金２６と、串刃型
に分割された、それぞれが上下に割られた４組の外金型
28A, 28Bと、外金型の案内用の１組の上下割りホルダ30
A, 30Bとを備える。心金２６上で４組の割り外金型28A,
28Bは一連に配置されベローズ管の拡径部（セル）を成
形するための３個の空洞部２９を形成している。図４及
び図５に示すように隣接する４組の割り外金型28A, 28B
は相互に係合する串刃部分により軸線方向には相対移動
可能になっている。即ち、一組の割り外金型28A, 28Bの
一端に円周方向に離間するように串刃部分28-1が設けら
れ、これらの串刃部分28-1は隣接する外金型28A, 28Bの
対向端における串刃部分間の円周方向に離間したスロッ
ト部28-2に嵌合されている。このような串刃部分28-1と
スロット部分28-2との相互嵌合構造により４組の割り外
金型28A, 28Bは心金２６上を軸線方向に摺動自在に案内
される。しかも、このような串刃嵌合構造により、バル
ジ加工時において山部が当接する外金型の部位は円周方
向に途切れがないため素材管１８の山部の抑え込み機能
が得られ、素材管１８の破裂を防止することができる。

【００４７】液圧バルジ加工に先立ち、図３（イ）に示
すように心金２６には図２(ハ)で得られた谷部を縮径し
た素材管１８がその両端を切除した形で嵌合され、谷の
部位V1, V2, V3, V4は割り外金型28A, 28Bによって心金
２６に押付けられ、谷の部位V1, V2, V3, V4間の素材管
径のままの部位M1, M2, M3は一連の上下割り外金型28A,
28Bの組間におけるそれぞれの空洞部２９に収容され
る。

【００４８】心金２６は油圧の導入用にその中心部に軸
孔３２を外周部に軸線方向に離間して円周溝３４を備え
ており、軸孔３２と円周溝３４とは半径方向孔３６にて
連通される。円周溝３４は素材管１８の素材管径のまま
の部位M1, M2, M3の内側の空洞３８に開口される。従っ
て、軸孔３２に導入された油圧は半径方向孔３６より円
周方向溝３４を経て空洞３８に導入され、液圧バルジ加
工を実施することができる。尚、空洞部の脱気を必要と
する場合は、全体を縦置きにすれば脱気が容易となる。

【００４９】次に、液圧バルジの各段階を説明すると、
図３の（イ）は谷部V1, V2, V3を形成した素材管１８は
谷V1, V2, V3の部位において上下の半割外金型28A, 28B
間に保持される。隣接する半割外金型28A, 28Bの間隔は
空洞２９に、素材管１８の元径部M1, M2, M3がそれぞれ
収容されるように保持される。そして、素材管１８の元
径部M1, M2, M3の内側の空洞３８に心金２６の外周の環
状溝３４がそれぞれ開口する。

【００５０】液圧バルジの次の段階を図３の（ロ）にて
示し、油孔３２より低圧P1の作動油が導入され、油圧に
より素材管１８の元径部は油圧によりM1', M2', M3'の
ように拡開される。そして、素材管１８の外面が外金型
28A, 28Bの串状爪部28-1に当接することによりそれ以上
の自由張り出しは制限される。これにより、バルジの内
圧の制御不良などがあっても素材管１８が破裂に至るこ
とは未然に防止される。

【００５１】液圧バルジの最後の段階を図３の(ハ)にて
示しており、バルジ圧P1は低圧に抑えたまま、外金型28
A, 28Bの軸端面の両側より閉じ込め力P2が加わり、これ
により外金型28A, 28Bはホルダ30A, 30Bの内面により案
内されつつ軸線方向にアコーディオンのように折り畳ま
れる。隣接する外金型間での串状部分28-1と溝28-2との
相互嵌合構造は金型の前記アコーディオンのような収縮
を可能とする。金型28A, 28Bが完全に閉じきった状態で
バルジ内圧P1が高圧に切り替えられ、素材が分割金型28
A, 28Bに完全になじむように最終成形される。

【００５２】この発明の実施形態における自由金型によ
る図３（ロ）と（ハ）との２段階によるバルジ成形は、
固定型によるバルジの場合のように金型と素材との滑り
抵抗がなく、金型28A, 28Bの移動に対する素材の滑りに
よる肉厚の変化が生じない（隣接する組の金型28A, 28B
が（ロ）から（ハ）に移動するとき素材管１８は金型28
A, 28Bに密着して移動し滑りが生じない）ため、加工後
の製品の肉厚の不均一が可及的に少なくなる点で優れた
ものである。

【００５３】この発明は説明の実施形態のような多数セ
ルのベローズ管に限らず拡径部と縮径部を有した管の成
形に応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の拡縮管の成形方法における第
１段階としてのクラッド管の製造工程を示す図である。

【図２】図２はこの発明の拡縮管の成形方法における第
２段階としての回転成形による谷部の縮径及び圧延によ
る減肉工程を示す図である。

【図３】図３はこの発明の拡縮管の成形方法における第
３段階としての液圧バルジによる山部の拡径工程を示す
図である。

【図４】図４は自由バルジ型における串刃式の外金型の
側面図である。

【図５】図５は図４のＶ−Ｖ線に沿って表される矢視断
面図である。

【符号の説明】

１０…外管 １２…内管 １４…心金 １６…円環状ダイス 20A, 20B…成形ローラ ２１…心金 ２２…支持リング ２６…心金 28A, 28B…外金型 30A, 30B …上下割りホルダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｄ 51/12 Ｂ２１Ｄ 51/12

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材管からの拡縮管の成形方法におい
   て、素材管として山の外径と谷の外径との概略中間の外
   径のものを用い、塑性加工によって中間外径管を谷の外
   径に縮径し、次いで縮径部分に圧延減肉加工を行い、そ
   の後に、残された中間外径の部位を塑性加工によって減
   肉を与えつつ山部の張り出し成形することを特徴とする
   拡縮管の成形方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、異種材
   質の多重管を必要とする場合に、多重管内材径に心金を
   挿入してから、外周側から強圧しごき加工を加えること
   により多重管における内外の対向周面を密着せしめ、こ
   れにより、素材管としての、外径が山の外径と谷の外径
   との中間の外径のクラッド管を得ることを特徴とする拡
   縮管の成形方法。
3. 【請求項３】 請求項１若しくは２に記載の発明におい
   て、中間外径の素材管の、谷の外径への縮径のための塑
   性加工法は回転成形法であることを特徴とする拡縮管の
   成形方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   発明において、中間外径の素材管の、山部の外径への拡
   径のための塑性加工法は液圧バルジ法であることを特徴
   とする拡縮管の成形方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の発明において、内外管
   の接合に先立って内外管の対向面に肌荒れ処理を行うこ
   とを特徴とする拡縮管の成形方法。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の発明において、前記回
   転成形法による前記中間外径管の縮径は心金を素材管に
   挿入しつつ成形ローラにて行い、その後の圧延減肉は心
   金と成形ローラ間に素材を強圧しつつ、成形ローラを軸
   線方向に移動させることにより行うことを特徴とする拡
   縮管の成形方法。
7. 【請求項７】 請求項３から６のいずれか一項に記載の
   発明において、回転成形は１個の成形ローラ若しくは対
   向位置させた複数の成形ローラにて行うことを特徴とす
   る拡縮管の成形方法。
8. 【請求項８】 請求項１若しくは２に記載の発明におい
   て、中間外径の素材管の、谷の外径への縮径のための塑
   性加工法は１山用としてプレス型スエージング法であ
   り、絞型による縮径後に心金による内径のしごき減肉を
   行うことを特徴とする拡縮管の成形方法。
9. 【請求項９】 請求項４に記載の発明において、バルジ
   加工は自由バルジ型により行うことを特徴とする拡縮管
   の成形方法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の発明において、自由
    バルジ型に設けた串刃により素材の局部の過膨張を抑制
    することを特徴とする拡縮管の成形方法。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか一項に記
    載の発明において、一連の工程の中間において素材の焼
    鈍処理を行うことを特徴とする拡縮管の成形方法。
12. 【請求項１２】 異種材質の多重管を準備し、多重管に
    心金を挿入しつつ外周側から強圧しごき加工を加えるこ
    とにより多重管における内外の対向周面で密着せしめる
    ことを特徴とするクラッド管の製造方法。
13. 【請求項１３】 素材管からのバルジ加工方法におい
    て、心金を挿入した素材管は軸線方向に間隔を置いた複
    数の外金型により保持されると共に、外金型はホルダに
    より軸線方向に移動可能とされ、心金より素材管に内側
    から液圧を作用させることにより、隣接する外金型を離
    間させた状態で第１段階のバルジ加工を行い、その後、
    外金型を相互に接近するように軸線方向に移動させた
    上、心金より素材管に内側から液圧を作用させることに
    より第２段階のバルジ加工を行うことを特徴とするバル
    ジ加工方法。
14. 【請求項１４】 心金を素材管に挿入した状態で回転成
    形ローラにより素材管を縮径し、その後に素材管の縮径
    部分を心金と成形ローラ間において強圧しつつ、成形ロ
    ーラを軸線方向に移動させることにより、素材管の縮径
    部分の減肉を行うことを特徴とする素材管の縮径方法。