JP2005342725A - 有底チューブおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クロージング加工後、ブラッシングにより酸化スケールの除去を行っても品質に悪影響を及ぼすことがない有底チューブの製造方法を提供する。
【解決手段】管体の端部を絞って縮管部１１を有する段付き管１２を製造した後、この段付き管１２の縮管部１１の端部にクロージング加工を施す。クロージング加工は、チャック装置２０により段付き管１２を回転させながらその縮管部１１の端部を高周波加熱コイル２２により加熱し、その後、メス型工具２１を自転させながら段付き管１２に対して偏心位置を前進させ、ガス流路２６から噴出する不活性ガス中で、縮管部１１の端部を口絞りおよび封口して継目のない底板部１３を成形する。チャック装置２０から有底チューブ１４を取出した後、縮管部１１内をブラッシングして酸化スケールを除去し、縮管部１１を除く主要部内面に、ブラッシングによる傷が付くのを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、クロージング加工により管体の端部を口絞りおよび封口して有底チューブを製造する方法および該方法によって製造された有底チューブに関する。

例えば、モノチューブ式ガス入りショックアブソーバは、一般に図４に示されるように、有底のチューブ１内に、ピストンロッド２が連結されたピストン３とフリーピストン４とを摺動可能に配設し、ピストンロッド２をチューブ１の開口端部に装着したロッドガイド５を挿通して外部へ延ばし、前記ロッドガイド５とフリーピストン４との間に油液を封入すると共に、フリーピストン４とチューブ１の内底との間に形成されるリザーバ室６にガス（窒素ガス等）を封入し、ピストン３に設けた減衰力発生機構７を介して前記油液を流通させて伸び行程および縮み行程の減衰力を発生させ、ピストンロッド２の進入、退出分の油液は前記リザーバ室６の容積変化で補償する構造となっている。なお、８は、チューブ１の底部に溶接固定された取付用アイである。

上記したモノチューブ式ガス入りショックアブソーバにおいて、そのチューブ１の底板部は、従来一般には、別体のエンドキャップ９を溶接することにより形成されていた。しかし、このような構造では、溶接に際して生じたスパッタが異物（コンタミネーション）としてリザーバ室６や油室内に入り込む虞れがあり、その対策が望まれていた。なお、ツインチューブ式ショックアブソーバにおいては、アウタチューブの底板部が前記チューブ１と同様に溶接構造となっており、同様のコンタミネーション対策が望まれていた。

そこで最近、クロージング加工により管体の端部を口絞りおよび封口して、継目のない底板部を形成することが種々検討され、例えば、特許文献１には、管体の端部を加熱すると共に該管体を回転させ、この回転する管体に対してその軸に沿ってメス型工具を自転させながら相対移動させて、該管体の端部を口絞りおよび封口するクロージング加工方法が開示されている。
特開２００３−２００２４１号公報

ところで、上記したクロージング加工方法においては、加工中、加工部位に不活性ガス（通常、窒素ガス）を供給して酸化（空気酸化）を防ぐようにしている。しかるに、加工を終えた有底チューブは、加工機から取外した後の放置過程でも、しばらくの間高温の状態を維持するため、この間に酸化が進み、そのままショックアブソーバのチューブとして用いた場合は、使用中、酸化スケールの剥離が起こって新たなコンタミネーション問題を引き起こすことになる。そこで従来は、最終的に有底チューブの内底部をブラッシングして酸化スケールを除去するようにしていた。しかし、このようにブラッシングを行うと、有底チューブの内面に傷が付き、モノチューブ式ガス入りショックアブソーバに適用する場合は、チューブ１の内面が上記ピストン３およびフリーピストン４（図４）の摺動面となっているため、前記傷が流体漏れを引き起こす原因になる。また、ツインチューブ式ショックアブソーバに適用する場合は、アウタチューブの開口端部の内面がオイルシールの嵌合面となっているため、同様に前記傷が流体漏れを引き起こす原因になる。

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、クロージング加工後、ブラッシングにより酸化スケールの除去を行っても品質に悪影響を及ぼすことがない有底チューブの製造方法を提供し、併せて該製造方法によって有底チューブを提供することにある。

上記課題を解決するため、製造方法としての第１の発明は、管体の端部を絞って縮管部を成形する絞り加工工程と、前記縮管部の端部を加熱すると共に管体を回転させ、この回転する管体に対してその軸に沿ってメス型工具を自転させながら相対移動させて、前記縮管部の端部を口絞りおよび封口するクロージング加工工程とからなることを特徴とする。

また、製造方法としての第２の発明は、管体の端部を加熱すると共に該管体を回転させ、この回転する管体に対してその軸に沿ってメス型工具を自転させながら相対移動させて、該管体の端部を口絞りおよび封口するクロージング加工工程と、前記クロージング加工された管体の底部を絞って縮管部を成形する絞り加工工程とからなることを特徴とする。

上記した第１の発明と第２の発明との相違は、絞り加工工程とクロージング加工工程とを相互に逆に設定した点にあるが、何れの発明においても、得られる有底チューブの底部側が縮管されているので、酸化スケールの除去のために内底部側をブラッシングしても、主要なチューブ内面に傷を付けることはない。

本第１の発明および第２の発明は、上記クロージング加工工程において、内底面の形状出しを目的に、縮管部内にマンドレルを挿入し（第１の発明）、または管体内にマンドレルを挿入して（第２の発明）、該マンドレルの先端に材料を押圧するようにしてもよい。このようにマンドレルを用いる場合、マンドレルに付着している酸化スケールがチューブ内面に転移する機会が増すが、この酸化スケールの転移する範囲はチューブの底部側の縮管部に限定されるので、このような転移により生じた酸化スケールの除去のために内底部側をブラッシングしても、主要なチューブ内面に傷を付けることはない。

本発明に係る有底チューブは、上記した製造方法により製造されたもので、継目なしの底部を有し、かつ底部側が縮管されていることを特徴とする。本有底チューブの用途は任意であるが、モノチューブ式ガス入りショックアブソーバのチューブまたはツインチューブ式ショックアブソーバのアウタチューブとして用いて有用となる。

本発明に係る有底チューブの製造方法によれば、クロージング加工後、ブラッシングにより酸化スケールの除去を行っても、その除去は、底部側の縮管部分に限定されるので、主要なチューブ内面に傷を付けることはなく、品質的に優れた有底チューブを安定して製造できる。

また、本発明に係る有底チューブによれば、主要なチューブ内面に傷がないので、モノチューブ式ガス入りショックアブソーバまたはツインチューブ式ショックアブソーバに適用しても、性能面で悪影響を与えることはなく、多種のシリンダ装置に適用できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係る有底チューブの製造方法の１つの実施形態を示したものである。本実施形態は、前記図４に示したモノチューブ式ガス入りショックアブソーバのチューブ１を製造しようとするもので、その製造に際しては、先ず、図２に示すように、前記チューブ１と同じ外径および内径を有する管体（素管）１０を用意し、この素管１０の一端部に絞り加工を施して、一端側に縮管部１１を有する段付き管１２を得、次に、図１に示すように、前記段付き管１２の縮管部１１の端部にクロージング加工を施して、その端部を口絞りおよび封口して継目のない底板部１３を有する有底チューブ１４を得る。

本実施形態において、素管１０の端部に絞り加工を施して縮管部１１を成形する方法は任意であり、例えば、ロータリダイを素管１０の周りに旋回させるロータリスエージ加工方法、絞りダイを素管１０に対してその軸方向へ相対移動させる平行スエージ加工方法などを採用することができる。また、この絞り加工による絞り比ｍ＝（Ｄ₁／Ｄ₀）はそれほど大きくする必要がなく、板厚ｔによっても異なるが、０．５０〜０．９９の間で可能である（Ｄ₀：素管１０の外径、Ｄ₁：縮管部１１の外径）。

クロージング加工を行う加工装置は、図１に示されるように、上記段付き管１２を支持しその軸回りに回転させるチャック装置２０と、メス型工具２１と、高周波加熱コイル２２と、前記メス型工具２１および高周波コイル２２を支持する工具台２３と、段付き管１２に挿入可能なマンドレル２４とを備えている。メス型工具２１は、裁頭円錐形状の導入部２５ａと、平坦形状の底部２５ｂと、前記導入部２５ａと底部２５ｂとの間を連接する湾曲部２５ｃとからなる成形凹部２５を備えている。このメス型工具２１は、前記工具台２３に設けられた回動手段（図示略）によりその軸回りに自転するようになっており、ここでは、その自転軸Ｃ２が前記チャック装置２０による段付き管１２の回転軸Ｃ１に対して所定の距離Ｓだけ偏心して位置決めされている。工具台２３は、チャック装置２０に対して進退動可能となっており、この工具台２３の進退動に応じてメス型工具２１と高周波加熱コイル２２とは、チャック装置２０に支持された段付き管１２に対してその軸に沿って相対移動する。メス型工具２１はまた、その自転軸Ｃ２上に、成形凹部２５内に不活性ガス（窒素ガス等）を供給するためのガス流路２６を設けている。

上記マンドレル２４は、段付き管１２の内径よりも小径をなす軸部２７と段付き管１２の縮管部１１の内径よりもわずか小径をなす成形部２８とからなっている。軸部２７と成形部２８とは、ここでは別体に形成されており、成形部２８は、その背面に突設したピン部２８ａを軸部２７の先端部に穿設した穴２７ａに圧入させることにより該軸部２７に一体化されている。成形部２８の先端には前記製造すべき有底チューブ１４の底板部１３の裏面形状を確定するための成形凸部２９が設けられている。

クロージング加工に際しては、先ず、チャック装置２０から縮管部１１が突出するように段付き管１２を該チャック装置２０に支持させた後、この段付き管１２内に所定深さとなる位置までマンドレル２４を挿入する。この時、工具台２３は後退端にあり、メス型工具２１および高周波加熱コイル２２は前記チャック装置２０に支持された段付き管１２に干渉しない待機位置に位置決めされている。この状態のもと、工具台２３は所定距離だけ前進し、これにより高周波加熱コイル２２は、前記段付き管１２の縮管部１１の先端部を囲む位置に位置決めされる。次に、チャック装置２０による段付き管１２の回転および高周波加熱コイル２２に対する通電が開始され、これにより縮管部１１の端部は所定温度に加熱される。この時、縮管部１１の端部は、メス型工具２１内のガス流路２６から噴出する不活性ガスの雰囲気に曝されており、これにより縮管部１１の端部の酸化が防止される。

一方、メス型工具２１は、上記加熱開始と前後して段付き管１１と同方向へ回転駆動（自転）されており、高周波加熱コイル２２による加熱終了と同時に、工具台２３と共にチャック装置２０側へ前進する。なお、この時、高周波加熱コイル２２はメス型工具２１と一体にチャック装置２０側へ移動する。すると、メス型工具２１の自転軸Ｃ２が段付き管１２の回転軸Ｃ１に対して所定距離Ｓだけ偏心していることから、先ずメス型工具２１の成形凹部２５の導入部２５ａが段付き管１２の縮管部１１の端部に局部的に係合し（片当りし）、これにより縮管部１１の端部が次第に口絞りされる。縮管部１１の端部は、前記した事前加熱およびメス型工具２１との接触による摩擦熱発生により高温に保持されており、その変形抵抗が十分に小さくなっている。この結果、その後のメス型工具２１の前進に応じて縮管部１１の端部の材料がメス型工具２１の導入部２５ａから湾曲部２５ｃへ、湾曲部２５ｃから底部２５ｂへと流動し、その口絞りがさらに進行する。そして遂には、その口縁部が圧接封口して前記底板部１３が成形され、この段階でメス型工具２１の前進が停止される。この段階では、段付き管１２の回転軸Ｃ１に対してメス型工具２１の自転軸Ｃ２が偏心していることから、底板部１３の中心点Ｐにおいてもメス型工具２１との間に相対速度が存在し、これにより摩擦熱の発生が依然として続いて口縁部が確実に圧接封口する。また、この段階では、底板部１３の裏面側がマンドレル２４の先端の成形凸部２９の大部分に密着するので、底板部１３の裏面は所望の形状となる。

このようにして継目のない底板部１３を有しかつ底部側に縮径部１１を有する有底チューブ１４が完成し、その後は、工具台２３の後退に応じてメス型工具２１と高周波加熱コイル２２とが待機位置に戻り、さらにマンドレル２４が有底チューブ１４から引抜かれる。続いて、有底チューブ１４は、チャック装置２０から取外されて所定場所に放置されるが、その底部側はしばらくの間高温の状態を維持するため、この間、表面の酸化が進み、酸化スケールが底板部１３を含む縮管部１１の内・外表面に形成される。本実施形態においては、前記有底チューブ１４が常温近くまで冷えた後、これをブラッシング工程に搬入し、その内部のブラッシングを行う。

上記ブラッシングは、図３に示すように、得られた有底チューブ１４の底板部１３の裏面および縮管部１１の内面に対して集中的に実施し（点線にて示す）、この範囲の酸化スケールを除去する。こ場合、ブラッシング用のブラシ（図示略）として、前記縮管部１１に整合する適当な回転径を有するものを選択し、かつ該ブラシを有底チューブ１４内に同心に挿入することで、有底チューブ１４の主要部１４ａの内面に傷が付くことない。ただし、縮管部１１の内面にはブラッシングにより傷が付くが、この部分は、前記図４に示したモノチューブ式ガス入りショックアブソーバのチューブ１として用いた場合に、リザーバ室（ガス室）６内のフリーピストン４の摺動部から外れ他部分となっており、したがって流体漏れの原因になることはない。

ここで、上記実施形態においては、メス型工具２１の自転軸Ｃ２をチャック装置２０に支持された段付き管１２の回転軸Ｃ１に対して所定の距離Ｓだけ偏心させるようにしたが、本発明は、前記特許文献１（特開２００３−２００２４１号公報）に記載されるように、メス型工具２１の自転軸Ｃ２を段付き管１２の回転軸Ｃ１に対して所定の角度だけ傾斜させるようにしてもよいものである。また、同じく特許文献１に記載されるように口絞りおよび封口を終了した段階で、段付き管１２の回転軸Ｃ１に直交する方向へメス型工具２１を移動させてもよく、この場合は、マンドレル２４の成形凸部２９に材料がより強圧されることで、底板部１３の裏面がより正確に形状出しされる。

また、上記実施形態においては、絞り加工を行って素管１０の端部に縮管部１１を成形した後、該縮管部１１の端部にクロージング加工を施して底板部１３を成形するようにしたが、本発明は、この絞り加工とクロージング加工との順序を逆、すなわちクロージング加工を行った後、絞り加工を行うようにしてもよいもので、この場合も、上記実施形態と同様に、継目のない底板部１３を有しかつ底部側に縮管部１１を有する底付きチューブ１４が得られる。

なお、上記した各製造方法は、ツインチューブ式ショックアブソーバのアウタチューブの製造に適用してもよいものである。この場合も、底部側の縮管部にブラッシング範囲が限定されるので、得られた有底チューブの開口端部の内面には傷が付かず、この結果、該開口端部にオイルシールを傷付けずに組込むことができる。

また、ツインチューブ式ショックアブソーバのアウトチューブは、上記したモノチューブ式ガス入りショックアブソーバのチューブ１（図４）と異なって、直接流体圧を受けないので、比較的薄肉の管体が用いられるが、上記したように絞り加工を行って後、該縮管部の端部にクロージング加工を施す場合は、前段の絞り加工によって素管の肉厚／径比が実質的に増加するので、その後のクロージング加工における耐座屈性が向上する。換言すれば、クロージング加工における耐座屈性が向上する分、素管として、薄肉のものを用いることができ、これにより重量軽減および材料費の低減を図ることができる。
なお、本発明は、チューブ内に少量の油液と高圧ガスを封入したガススプリング、スタビライザ用の油圧シリンダ等のシリンダ装置にも適用できる。

本発明に係る有底チューブの製造方法におけるクロージング加工の実施状態を模式的に示す断面図である。 本製造方法における絞り加工によって得られた段付き管の構造を示す断面図である。 本製造方法によって得られた有底チューブに対するブラッシングの実施状態と使用状態とを示す要部断面図である。 本製法方法の実施対象であるチューブを含むモノチューブ式ガス入りショックアブソーバの一般的な構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 管体（素管）
１１ 縮管部
１３ 底板部
１２ 段付き管
２０ チャック装置
２１ メス型工具
２２ 高周波加熱コイル
２３ 工具台
２４ マンドレル
２５ メス型工具の成形凹部
２６ ガス流路
２９ マンドレルの成形凸部

Claims (8)

1. 管体の端部を絞って縮管部を成形する絞り加工工程と、前記縮管部の端部を加熱すると共に管体を回転させ、この回転する管体に対してその軸に沿ってメス型工具を自転させながら相対移動させて、前記縮管部の端部を口絞りおよび封口するクロージング加工工程とからなることを特徴とする有底チューブの製造方法。
2. クロージング加工工程において、管体の縮管部内にマンドレルを挿入して、該マンドレルの先端に材料を押圧することを特徴とする請求項１に記載の有底チューブの製造方法。
3. 管体の端部を加熱すると共に該管体を回転させ、この回転する管体に対してその軸に沿ってメス型工具を自転させながら相対移動させて、該管体の端部を口絞りおよび封口するクロージング加工工程と、前記クロージング加工された管体の底部を絞って縮管部を成形する絞り加工工程とからなることを特徴とする有底チューブの製造方法。
4. クロージング加工工程において、管体内にマンドレルを挿入して、該マンドレルの先端に材料を押圧することを特徴とする請求項３に記載の有底チューブの製造方法。
5. 継目のない底板部を有し、かつ底部側が縮管されていることを特徴とする有底チューブ。
6. モノチューブ式ガス入りショックアブソーバのチューブとして用いられることを特徴とする請求項５に記載の有底チューブ。
7. ツインチューブ式ショックアブソーバのアウタチューブとして用いられることを特徴とする請求項５に記載の有底チューブ。
8. 一端側に縮管部を設け、該縮管部の開口端部をクロージング加工により閉塞したチューブと、一端にピストンが設けられ、他端が前記チューブの他端に設けられたロッドガイド貫通して延びるピストンロッドとからなるシリンダ装置。
   
   

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