JP2009012045A - 金属製ベローズ管の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外径が小径（例えば、４ｍｍ〜７ｍｍ程度）で、耐圧強度に優れたベローズ管を高精度に成形することができる成形方法を提供する。
【解決手段】 金属製円管からベローズ管をプレス加工で成形する成形方法であって、
（１）金属製円管のワークを、内側面に環状突条を有した外型と、外側面に環状突条を有した内型との間に挿入し、前記内型を外型方向に拡開して前記ワークの管壁に波形状を予備成形する第一工程と、
（２）前記予備成形したワークの襞部分を板部材で上下より挟持し、その板部材相互の間隔を狭める方向に加圧して前記波形状のピッチ間隔を圧縮する第二工程と、
（３）前記第二工程で成形したワークの波形状の谷部分を分割パンチで挟み、その分割パンチを径方向外側から中心方向に移動させて目的の内径に縮径する第三工程とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は金属製円管からベローズ管（蛇腹管）を成形する成形方法に関し、更に詳しくは外径が小径（例えば、４ｍｍ〜７ｍｍ程度）なベローズ管をプレス加工によって成形する成形方法に関する。

金属製ベローズ管は、管壁が蛇腹状に成形された金属管で、金属製円管からベローズ管を成形する方法として各種方法が開発されている。それら方法として、例えば、(1)ロール成形方法、(2)液圧成形方法、(3)溶接による方法、(4)電着による方法等がある。

(1)のロール成形方法は、金属製円管の内側に芯金を入れ、外側にローラーを押し当てて成形する方法で、芯金の強度の関係等で成形可能なベローズ管の最小外径は１０ｍｍ程度が限度である。
又、(2)の液圧成形方法は、金属製円管の外側に環状の成形型を配置し、その状態で金属製円管の内側に油や水等の液体を入れ、これに高圧を作用させて金属製円管の管壁を蛇腹状に成形する方法である。
(3)の溶接による方法は、プレス成形で得たドーナツ形状の部品を、内側縁、外側縁同士を溶接して蛇腹管を成形する方法で、耐圧強度に問題がある。
(4)の電着による方法は、アルミニウム製の丸棒を、ベローズ管の内側形状に合わせて削りだしてマンドレルを形成し、そのマンドレルの表面に金属皮膜を電着により所望の厚さまで堆積形成する。その後、前記マンドレルを溶剤で取り除き、蛇腹状の薄い金属皮膜を得る方法である。この方法は、金属皮膜の堆積で目的の厚さに成形する為、厚さに限度があり、高い耐圧強度を求められるベローズ管の成形は困難である。

一方、金属製ベローズ管は、伸縮、バネ性、気密性を利用してバルブ用シール材、配管部材、真空機器、加速器等、一般産業から化学分野まで幅広く使用され、最近は自動車の燃料噴射装置のバルブ等にも使用されている。そして、燃料噴射装置のバルブに使用されるベローズ管は小形（例えば、外径５ｍｍ前後）で、圧力２０ＭPaに耐え得る耐圧強度が求められている。

しかし、上記した従来の成形方法は、口径（例えば、１０.０〜９００．０ｍｍ）の大きな大形のベローズ管の成形には問題ないが、口径の小さなベローズ管の成形は殆ど不可能である。
何故ならば、(1)のロール成形では当然のことながら芯金も口径に応じて細くなり、ローラーの圧力に耐えられず変形する、(2)の液圧成形の場合は、金属製円管を液密に保持しなければならない為、円管を高精度に加工する必要があり、且つ装置全体が大型化、複雑化し、設備が高価となる問題を有する。これらの成形方法は構造的に、口径の小さいベローズ管の成形には不向きである。
又、高い耐圧強度の要求に応じて使用する金属製円管の肉厚も厚くなるが、これを加工成形するのに、上記した従来の何れの成形方法も困難である。
従って、従来の成形方法では外径が小径（例えば、４ｍｍ〜７ｍｍ程度）で、耐圧強度に優れたベローズ管を高精度に成形することは殆ど不可能である。

また、最近、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、ベローズ管を成形する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１に記載の方法は、内部にマンドレルを配置した上で、金属管を軸方向端部から圧縮し、表面に座屈による凹凸を発生させるもので、座屈を利用した工法である。尚、軸方向に圧縮する際、金属管表面に座屈の起点となる折れビードを予備成形した上で圧縮することで、所定の箇所以外の部位での座屈の発生を抑制でき、より均一で良好な形状のベローズ管の成形が可能であるとしているが、管端部を軸方向に圧縮するため、座屈による変形にバラツキが生じ、成形される襞形状は安定しない。

特開２００５−２６２３０８号公報

本発明は、外径が小径（例えば、４ｍｍ〜７ｍｍ程度）で、耐圧強度に優れたベローズ管を高精度に成形することができる成形方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、肉厚の厚い小径の金属製円管からベローズ管を精度よく成形する為には、プレス加工を用い、且つ目的の製品寸法のものを一工程で成形せずに、段階的に複数の工程を経て成形することが有効であることを知見し、斯かる知見に基づき更に研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の金属製ベローズ管の成形方法は、金属製円管からベローズ管をプレス加工で成形する成形方法であって、
（１）金属製円管のワークを、内側面に環状突条を等ピッチで有し、径方向に開閉可能な外型と、前記外型の内側に挿入され前記環状突条と互い違いに噛合する環状突条を外側面に等ピッチで有し、径方向に拡縮する内型との間に挿入し、前記内型を外型方向に加圧拡開して前記ワークの管壁に波形状の襞を成形する第一工程と、
（２）前記第一工程で成形したワークの内側に、襞部分の内径と略同径の芯金を挿入し、且つ襞部分を開閉可能な板部材で上下より挟持し、板部材相互の間隔を狭める方向に加圧して前記波形状のピッチ間隔を圧縮する第二工程と、
（３）前記第二工程で成形したワークの内側に、第二工程完了時の襞部分の内径と第三工程で縮径する目的の内径に合致する外径を有した芯金を挿入し、ワークの外側には波形状の谷部分を周方向に間隔をおいて配置した分割パンチで挟み、その分割パンチを径方向外側から中心方向に加圧移動させて前記谷部分を目的の内径に縮径する第三工程と、
からなることを特徴とする（請求項１）。

前記第一工程における内側面に環状突条を有する外型は、ベローズ管の外形（波形状）を決定するもので、ワークのセット及び第一工程の加工終了後における成形済みワークの取り出しのために開閉し得るように分割されているが、その分割数は、二分割、三分割、四分割等何れでもよく、分割外型は閉鎖されて形状付与に供される。
他方、内型は、径方向に拡開して該内型の外側に配置したワークの管壁を前記外型の内側面側に押し広げるもので、前記外型同様、周方向が複数に分割されている。その分割数は、径方向に拡開することで分割型相互間には隙間が発生するが、その隙間の幅を出来るだけ小さくする為には分割数を多くするのが有効である。尚、型の成形を考慮した場合は四分割程度が好ましい。

又、前記内型を圧力（プレス圧）で外型方向に拡開させる方法としては、例えば、前記分割内型の軸芯に沿ってテーパ孔を形成し、その分割内型のテーパ孔（軸芯）にテーパピンを挿入し、そのテーパピンの上端にプレス圧を加えることで前記分割内型を径方向外側に向けて拡開することができる。

前記第二工程における波形状のピッチ間隔の圧縮は、前記第一工程で成形した複数の襞の全部を同時に圧縮するもので、その為に襞部分を上下より挟持する板部材は所定間隔をおいて積層され、且つワークを着脱し得るように分割され、開閉可能となっている。尚、波形状のピッチ間隔の圧縮完了は、加圧部材の移動量を制御する、或いはセンサで検知する等、各種方法があるが、例えば、予め所定の間隔をあけて積層配置した板部材同士が加圧によって接触した時、圧縮完了としてもよく、その場合は装置を簡単な構造とすることが出来る。

前記第三工程における分割パンチを径方向外側から中心方向に加圧移動させる方式としては、例えば、カム方式、或いはシリンダ方式等、その方式は問わない。又、分割パンチの分割数も、該パンチの径方向の移動によってパンチの内径で区画される口径が変化（縮径）するものであればよく、分割数は問わない。

上記手段によれば、第一工程で環状突条を有した閉鎖固定の外型に対し、内型を径方向外側に拡開することで外型と内型との間にセットした金属製円管のワークは、内型と外型の環状突条の噛み合いにより管壁が緩やかな波形状に予備成形される。そして、その予備成形された緩やかな波形状の管壁における襞部分は、第二工程で板部材で上下より挟持し、その板部材相互の間隔を狭める加圧（プレス）により、前記波形状のピッチ間隔が狭くなり、波形状は断面略Ｖ字型から断面略Ｕ字型に成形される。そして、波形状が鋭角になったワークは、更にその波形状の谷部分が第三工程の分割パンチによる縮径（絞り）動作によって目的の内径に絞られ、全ての谷部分が縮径されることでベローズ管が完成する。
即ち、金属製円管の管壁を緩やかな波形状に予備成形し、次にその予備成形した波形状のピッチ間隔を狭くしてハッキリした鋭角の波形状に成形し、最後に波形状の谷部分を縮径して目的のベローズ管に仕上げる。
従って、口径が小さく、しかも素材肉厚が厚くても、高精度のベローズ管を成形することが出来る。

前記第一工程は、閉鎖固定した外型に対し内側に配置した内型を径方向外側に拡開してワークの管壁を波形状に成形するが、内型は周方向が複数に分割されている為、径方向に拡開した時、内型を構成する部材相互間には周方向に隙間が生じる。従って、内型を拡開させて波形状の成形を行う場合において、前記隙間と対応する管壁部分は内型の拡開によって間接的に引き伸ばされる。しかし、成形するベローズ管の口径が小さく、例えばワークの外径が５ｍｍ、肉厚が１ｍｍ、内型の分割数が４分割である場合、該内型を拡開して内型部材相互間に生じる隙間は０．５ｍｍ以下である。
よって、内型の拡開を一定の位置で行っても製品の仕上がりに大きく影響するものではないが、より高精度のものを成形する場合は、発生する前記隙間部分を内型で直接押圧するために内型又は外型（ワークも一緒）を周方向に回転移動させる（請求項２）。例えば、内型が４等分の型である場合、内型又は外型を最初拡開した位置から時計回り方向又は反時計回り方向に４５度回転し、その位置で内型を拡開する。
この動作を複数回行なうことで、管壁を均等に拡開することが出来る。

又、前記第三工程の縮径は、第二工程で波形状のピッチ間隔を狭く成形した谷部分を縮径して断面略Ｕ字型が連続したベローズ管に仕上げるが、前記縮径は波形状の全部を一度に縮径することなく、１ピッチ（１段）ずつ成形するようにしてもよい。即ち、ワークの内側に挿入する縮径代（第二工程終了時の波形状の内径と、第三工程終了時（完成ベローズ管）の波形状の内径とのギャップ）を有した芯金とワークを１ピッチ成形ごとに順次軸方向に移動させて縮径するようにしてもよい（請求項３）。
ワーク内に挿入する縮径代に相当する外径差を有する芯金は、大径の芯金と小径の芯金の二分割構造、或いは大径部と小径部が一本の軸に形成された段付の芯金であってもよい。

上記手段によれば、１ピッチずつ縮径する場合、ワークにおける縮径箇所以外は軸方向端部に向かって解放されているため、縮径動作は阻止されることなく安定して行われる。従って、口径が小さく、肉厚が厚いベローズ管を高精度に成形することができる。

更に、前記第三工程の縮径は、前記第一工程の内型と同様、周方向が複数に分割された分割パンチの径方向内方への移動で行われるため、縮径時においてパンチ部材相互間には微小な隙間が生じる。従って、管壁の全周を均一に縮径し、外径真円度を高めるときは、分割パンチ又はワークを周方向に回転して縮径位置を移動させる（請求項４）。

上記手段によれば、分割パンチ又はワークを周方向に回転して縮径することで、分割パンチによる縮径位置（絞り位置）が周方向に移動し、分割パンチで直接縮径されない箇所はなくなる。それにより、真円度を高めることが出来る。

本発明の金属製ベローズ管の成形方法は請求項１に記載の構成により、従来の方法では成形が困難である小口径で素材肉厚が厚い金属製ベローズ管を高精度に成形することが出来る。
又、請求項２記載の構成により、第一工程の緩やかな波形状成形（予備成形）をより均一行うことができ、その結果それ以降の第二工程、第三工程の成形精度も安定し、高精度のベローズ管を成形することができる。

更に、請求項３記載の構成により、肉厚が一定で形状の安定したベローズ管を成形することができる。
また、請求項４記載の構成により、外径真円度が安定した高精度のベローズ管を成形することができる。

本発明の金属製ベローズ管の成形方法は、プレス加工により成形し、しかも材料の金属製円管のワークＷから目的のベローズ管Ｆに仕上げるまでを３段階（第一工程、第二工程、第三工程）に分けて成形することで、従来の工法では成形することが困難とされていた肉厚が厚く口径の小さいベローズ管（例えば、７ｍｍ以下）を高精度に成形することを可能とするものである。
即ち、金属製円管のワークＷ（図１（ａ）参照）を、内側面に環状突条を等ピッチで有した外型と、前記外型の内側に挿入され前記環状突条と互い違いに噛合する環状突条を外側面に等ピッチで有し、径方向に拡縮する内型との間に挿入し、前記内型を軸芯方向の圧力（プレス加工）で外型方向に拡開して前記ワークの管壁を緩やかな波形状の襞に成形する第一工程（第一工程加工品形状は図１（ｂ）参照）と、前記第一工程で成形したワークＷ’の内側に、襞部分の内径と略同径の芯金を挿入し、且つ襞部分を開閉可能な板部材で上下より挟持し、その板部材相互の間隔を狭める方向に加圧して前記波形状のピッチ間隔を圧縮する第二工程（第二工程加工品形状は図１（ｃ）参照）と、前記第二工程で成形したワークＷ”の内側に、第二工程完了時の襞部分の内径と第三工程で縮径する目的の内径に合致する外径を有した芯金を挿入し、ワークの外側には波形状の谷部分を分割パンチで挟み、その分割パンチを径方向外側から中心方向に移動させて目的の内径に縮径する第三工程（第三工程加工品（完成品Ｆ）形状は図１（ｄ）参照）と、からなる。

以下、第一工程から第三工程を図面に基いて説明する。尚、図示する成形装置は本発明の成形方法を概念的に説明する為のもので、成形に直接関係しない動力源等は省略する。
［第一工程］
この第一工程は、ワークＷの管壁を緩やかな波形状に予備成形する工程で、成形装置は図２に示すように、内側面に環状突条２を等ピッチで突出形成し、且つ径方向に開閉可能とした４分割の外型１と、前記外型１の環状突条２と互い違い状に噛み合う環状突条４を外側面に等ピッチで有し、且つ径方向に拡縮可能な４分割の内型３と、前記内型３を径方向外方に向けて拡開するテーパピン５とを備え、前記外型はワークを載承保持する基台６上に配置され、前記内型３は前記外型１より上方に配置されて該外型１に対して抜き差し自在に構成され、更に、前記内型３はスプリング７で閉じ方向に付勢されている。

上記装置による第一工程は、先ず図２（ａ）に示すように、基台６上の外型１を開き、その中心にワークＷを載置し、次に図２（ｂ）に示すように外型１を閉鎖して前記ワークＷを保持する。次に、図２（ｃ）に示すように、スプリングで縮径されている内型３を、前記ワークＷの内側に挿入する。この時、内型３の環状突条４は外型１の環状突条２相互間に位置し、互い違い状に噛み合うように配置する。そして、図２（ｄ）に示すように、内型３の軸芯に挿入したテーパピン５をプレス機で加圧し、内型３を径方向外方に向けて拡開する。
それにより、ワークＷの管壁は閉鎖固定された外型１の内側面に圧着され、外型１の環状突条２と内型３の環状突条４の噛み合いにより波形状に成形される。

そして、前記内型３は前記したように分割型であるため、径方向に拡開した時、型部材相互間に僅かな隙間が生じ、ワークＷの内側面に対して内型３が接触しない部分が生じる。そこで、内型３を周方向に回転して前回の内型拡開時に内型がワークＷと非接触だった部分に内型３の外側面が対応するようにし、その位置で再度テーパピン５をプレス機で加圧して内型３を拡開する。このような内型３を周方向に回転する動作を数回行い、拡開位置を移動させることで、ワークＷの周壁を波形状に均一に成形する。
成形後、図３（ａ）に示すように、プレス機を上昇してテーパピン５の加圧を解除し、内型３をスプリング７の収縮力で径方向内方に縮径させ、ワークＷの内側面から引き離す。
その後、図３（ｂ）に示すように内型３を上方に移動させて外型１から離し、図３（ｃ）に示すように外型１を開いて波形状が予備成形されたワークＷ’（図１（ｂ）参照）を取り出す。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、前記第一工程の成形動作の各部（内型挿入、内型拡開による成形、内型縮径）における外型１と内型３とワークＷの位置関係を示す拡大図である。

［第二工程］
第二工程は、第一工程で予備成形した緩やか（鈍角）な波形状のピッチ間隔を狭くする波形状に成形する工程で、第一工程を終了したワークＷ’の襞部分を軸方向に圧縮して、図１（ｃ）に示す波形状のピッチ間隔を圧縮したワークＷ”を成形する。
波形状の襞部分のピッチを圧縮する第二工程は、ワークＷ’の波形状の各谷部分に左右二分割の板部材を嵌着し、且つワークＷ’の内側には該波形状の谷部分の内径と略同径の芯金を挿入して内径を規制し、その状態で前記板部材を鉛直方向に加圧して該板部材相互の鉛直方向の間隔を狭め、それにより波形状のピッチ間隔を圧縮する。
その装置は、開閉可能な基台８，８’上に、ワークＷ’の波形状の谷部分に嵌着し得る略半円形の切欠部を有した板部材９，９’が鉛直方向に移動可能に積層配置された下型１０と、ワークＷ’の内側に挿入する芯金１１と前記下型１０の板部材９，９’を加圧する加圧ブロック１２を垂下保持した上型１３と、ワークＷ’を前記下型１０にセットするガイドピン１４を備え、上型１３とガイドピン１４は、下型１０に対して上下し得るように構成されている。

先ず、図５（ａ）に示すようにガイドピン１４にワークＷ’を嵌着し、次に図５（ｂ）に示すようにガイドピン１４を開いている下型１０内に上昇させ、その後図５（ｃ）に示すように下型１０を閉鎖して板部材９，９’をワークＷ’の波形状の谷部分に嵌着する。このワークＷ’の各波形状の谷部分に板部材９，９’を嵌めることで、積層配置された板部材９，９’は波形状のピッチ間隔に保持され、積層された板部材相互間には圧縮代に相当する隙間が形成される。ワークＷ’を下型１０に嵌着セット後、図５（ｄ）に示すように前記ガイドピン１４を下降させ、ワークＷ’から離脱する。
ガイドピン１４の離脱後、図６（ａ）に示すように上型１３を下降させ、芯金１１をワークＷ’の内側に挿入し、加圧ブロック１２を下型１０の板部材９，９’の最上部に当接させる。この時の下型１０と上型１３とワークＷ’の位置関係は図８（ａ）に示す通りで、下型１０の板部材９，９’はワークＷ’の波形状の谷部分に嵌着係合して、積層された各板部材相互間に圧縮代Ｓが形成されている。又、ワークＷ’の波形状の内側面（谷部分の内径）には上型１３の芯金１１の外周面が略当接し、加圧ブロック１２による波形状の圧縮時、ワークＷ’の管壁が中心方向へ膨出変形するのが規制されている。

次に、図６（ｂ）に示すように上型１３を下降させ、下型１０の積層配置された板部材９，９’を加圧ブロック１２で加圧し、前記圧縮代Ｓをゼロにする。圧縮した状態は図８（ｂ）に示す通り、谷部分に嵌着する板部材９，９’相互が接触して前記圧縮代Ｓがゼロになり、その圧縮による変形は、内側への膨出変形が芯金１１で規制されているため、変形が許容されている外側方向、即ち、板部材９、９’に予め形成されている段差部（逃げ凹部）１５内に膨出する。
前記圧縮完了後、図６（ｃ）に示すように上型１３を上昇させて下型１０より離し、次に図６（ｄ）に示すようにガイドピン１４を上昇させ、下型１０の内側に支持されているワークＷ’に挿入し、挿入後、図７（ａ）に示すように下型１０を開き、更に図７（ｂ）に示すようにガイドピン１４を下降させて第二工程加工済みのワークＷ”をガイドピン１４から取り出す。

［第三工程］
第三工程は、第二工程でピッチ間隔を狭くした波形状の谷部分の内径を目的の内径に縮径する工程で、第二工程を終了したワークＷ”の内側に、第二工程完了時の襞部分の内径と第三工程で縮径する目的の内径に合致する外径を有した芯金を挿入し、ワークＷ”の外側には波形状の谷部分を、周方向に間隔をおいて複数個配置した分割パンチで挟み、その分割パンチを径方向外側から中心方向に移動させて目的の内径に縮径し、完成品（製品）Ｆ（図１（ｄ）参照）を得る。
その装置は、図９に示すように、第二工程の加工を終了したワークＷ”を保持するスリーブ１６を備えたスリーブホルダ１７と、縮径する内径に合致する外径を有した下部芯金１８を起立保持した下部芯金ホルダ１９と、ワークＷ”の谷部分を縮径する径方向に移動可能な４個で構成された分割パンチ２０と、ワークＷ”の谷部分の内径に合致する外径を有した上部芯金２１を垂下保持した上部芯金ホルダ２２を備え、前記スリーブ１６は下部芯金１８に嵌合され、上下昇降可能に支持されている。又、分割パンチ２０は前記スリーブ１６を貫通して水平に支持したパンチホルダ２３上に平面視略十字状に支持され、径方向外側から中心方向に加圧移動することでワークＷ”の谷部分を中心方向に押し込み、目的の内径に縮径する。

前記分割パンチ２０を径方向に加圧移動させる機構としては、例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、前記パンチホルダ２３上のスリーブ１６で起立支持されるワークＷ”を囲む周囲に、４分割の分割パンチ２０がパンチガイド２４で径方向に移動可能に支持され、且つ前記分割パンチ２０はリング状のスクロールカム２５の回転で径方向に移動しワークＷ”の谷部分を中心方向に押し込み縮径する。

第三工程は、先ず図９（ａ）に示すように、第二工程の成形を完了したワークＷ”をスリーブ１６に嵌合セットし、次に図９（ｂ）に示すように上部芯金２１をワークＷ”内に挿入し、上部芯金２１の下端を下部芯金１８の上端と接触させる。この時点におけるスリーブ１６、ワークＷ”、分割パンチ２０、下部芯金１８、及び上部芯金２１の位置関係は図１２（ａ）に示す通りで、分割パンチ２０と対応するワークＷ”の谷部の内径と下部芯金１８の外周面との間に縮径代に相当する環状隙間Ｓ’が生じ、縮径箇所より上位の谷部分の内径は上部芯金２１の外周面と合致し、隙間は生じていない。従って、後に行われる分割パンチ２０の径方向の移動による縮径では、該分割パンチ２０が嵌入した谷部分のみが縮径され、他の部分が変形されることはない。

上部芯金２１を挿入した後、図９（ｃ）に示すように分割パンチ２０をスクロールカム２５の回転によって径方向中心方向に移動させ、ワークＷ”の谷部分を縮径する。その縮径の量は、前記した環状隙間Ｓ’をゼロにするもので、図１２（ｂ）に示すように分割パンチ２０の径方向移動によって縮径された谷部分の内側が下部芯金１８の外周面と接触するまで縮径する。
そして縮径後、図９（ｄ）に示すように、前記分割パンチ２０を径方向外側に移動させてワークＷ”から離し（図１２（ｃ）参照）、１つの谷部分の縮径を終了する。
そして、次の谷部分の縮径を行うために、図９（ｅ）に示すように、ワークＷ”を保持したスリーブ１６を下部芯金１８に沿って１ピッチ下降させる。この時点におけるスリーブ１６、ワークＷ”、分割パンチ２０、下部芯金１８、及び上部芯金２１の位置関係は図１２（ｄ）に示す通りである。
以後、分割パンチの移動による縮径成形（図９（ｃ）の動作）、分割パンチ２０の開動離脱（図９（ｄ）の動作）、スリーブ１６（ワークＷ”）の下降移動（図９（ｅ）の動作）を順次繰り返し、ワークＷ”の周壁に形成された波形状の全ての谷部分について縮径を行い、図１０（ａ）に示すように、最終段の縮径加工を完了する。

最終段の縮径を完了した後、図１０（ｂ）に示すように上部芯金２１をワークＷ”から離脱し、次に図１０（ｃ）に示すようにスリーブ１６を下部芯金１８に沿って上昇させ、ワークＷ”を分割パンチ２０より上方に突出させ、ワークＷ”をスリーブ１６より取り出して完成品（金属製ベローズ管）Ｆを得る。完成した金属製ベローズ管Ｆは図１（ｄ）に示す通りである。

又、第三工程は分割パンチ２０を径方向中心方向に移動させてワークＷ”の谷部分を縮径（絞る）するが、その分割パンチは周方向が複数（図示例では４分割）に分割されている為、ワークＷ”の谷部分の全周が前記分割パンチで一度に縮径されるとは限らず、分割パンチによる縮径が行われない箇所が円周上に発生する。この分割パンチによる未縮径箇所の発生を無くし、略真円の縮径とするために、前記第一工程と同様、分割パンチ２０又はワークＷ”を周方向に回動して、縮径位置（分割パンチがワークと当たる位置）を移動させる。縮径位置の変更、即ち位置変更の回数は任意である。これにより、より均一な縮径を行うことが可能となる。

上記した成形方法は、ワークを鉛直方向にセットして成形する縦型について行い、その成形のための装置も縦型を図示したが、本発明の成形方法はワークの軸芯を水平線と平行となる横に寝かせた状態で成形する横型でもよいことは言うまでもないことである。
又、本発明における第一工程、第二工程、及び第三工程の各動作を示す成形装置は、あくまでも一例であり、これによって限定されるものではない。

本発明の成形方法における各工程の成形状態を示す正面図で、（ａ）は成形に使用するワーク（金属製円管）Ｗ、（ｂ）は第一工程完了時のワークＷ’、（ｃ）は第二工程完了時のワークＷ”、（ｄ）は第三工程完了時の完成品Ｆを示す。 （ａ）〜（ｄ）は第一工程のワークセットから波形状の成形までを示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）は第一工程の内型縮径から外型開動までを示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）は第一工程の各動作時における外型１と内型３とワークＷの位置関係を示す拡大図。 （ａ）〜（ｄ）は第二工程の下型に対するワークのセットまでを示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）は第二工程の波形状の圧縮動作を示す説明図。 （ａ）、（ｂ）は第二工程の成形済みワークを取り出す工程を示す説明図。 （ａ）、（ｂ）は第二工程の圧縮前と圧縮後の状態を示す拡大図。 （ａ）〜（ｅ）は第三工程のワークセットから一段目の谷部分の縮径までを示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）は第三工程の最終段の縮径完了からワークの取出しまでを示す説明図。 第三工程の分割パンチの縮径動作を行う移動機構の一例を示す説明図で、（ａ）は縮径前、（ｂ）は縮径時を示す。 （ａ）〜（ｄ）は第三工程の各動作時における拡大図。

符号の説明

Ｗ…ワーク（金属製円管）
Ｗ’…第一工程の成形を完了したワーク
Ｗ”…第二工程の成形を完了したワーク
Ｆ…第三工程の成形を完了した完成品
１…第一工程でワークに波形状を成形する外型
３…第一工程でワークに波形状を成形する内型
５…内型を拡開するテーパピン
９，９’…第二工程で波形状を圧縮する板部材
１１…第二工程でワークの内側に挿入する芯金
１８，２１…第三工程でワークに挿入する芯金
２０…第三工程でワークの谷部分を縮径する分割パンチ

Claims (4)

1. 金属製円管からベローズ管をプレス加工で成形する成形方法であって、
   （１）金属製円管のワークを、内側面に環状突条を等ピッチで有し、径方向に開閉可能な外型と、前記外型の内側に挿入され前記環状突条と互い違いに噛合する環状突条を外側面に等ピッチで有し、径方向に拡縮する内型との間に挿入し、前記内型を外型方向に加圧拡開して前記ワークの管壁に波形状の襞を成形する第一工程と、
   （２）前記第一工程で成形したワークの内側に、襞部分の内径と略同径の芯金を挿入し、且つ襞部分を開閉可能な板部材で上下より挟持し、その板部材相互の間隔を狭める方向に加圧して前記波形状のピッチ間隔を圧縮する第二工程と、
   （３）前記第二工程で成形したワークの内側に、第二工程完了時の襞部分の内径と第三工程で縮径する目的の内径に合致する外径を有した芯金を挿入し、ワークの外側には波形状の谷部分を周方向に間隔をおいて配置した分割パンチで挟み、その分割パンチを径方向外側から中心方向に加圧移動させて前記谷部分を目的の内径に縮径する第三工程と、
   からなることを特徴とする金属製ベローズ管の成形方法。
2. 前記第一工程の拡開は、内型、外型の何れか一方、又は両方を周方向に回転させて拡開位置を移動させて行うことを特徴とする請求項１記載の金属製ベローズ管の成形方法。
3. 前記第三工程の縮径は、前記芯金及び前記ワークを軸方向に移動させて１ピッチずつ縮径成形することを特徴とする請求項１又は２記載の金属製ベローズ管の成形方法。
4. 前記第三工程の分割パンチによる縮径は、該分割パンチを周方向に回転して縮径位置を移動させて行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の金属製ベローズ管の成形方法。

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