JP3179499B2 - スエージング方法 - Google Patents

スエージング方法

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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
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    • B21D39/046—Connecting tubes to tube-like fittings

Description

【発明の詳細な説明】 硬質管状エンドピースを有する締結装置においては、
可撓性ホースの自由端を、ホースの外側及び内側に夫々
同軸状に配されたリングと硬質管状エレメントとの間に
締結することが公知である。
上記目的の為には、リングの直径を減ずるスエージン
グ（すえ込み）作業を施すことが必要である。
本発明は概して、それ自体が硬質管状エレメント上に
契合されている可撓性ホースの自由端上に係合されたリ
ングで、当初の直径がホースの直径よりも大であって少
なくともスエージされる一部分を有したリングをスエー
ジする方法に関する。
当該方法は、第１端から第２端へ渡って末広がりとさ
れたフレアー長さを有する部分（flared length）含ん
で成る軸キャビティを備えたスエージングダイスを用い
るが、当該キャビティは、実質的に上記第２端における
フレアー長さ部分の直径に等しくなるような大きな直径
の自由端を有している。
軸方向のスエージングは、硬質管上に加工を施すのに
よく用いられる。
米国特許2,314,002では、可撓性ホースの自由端上に
係合されたリングをスエージする為に軸方向のスエージ
ングを用いる方法が記載されている。
上記方法によると、スエージングダイスは初めホース
周囲に設置され、後にリング上をホースの自由端側へと
変位される。
スエージングダイスをホース周囲に設置する為、軸キ
ャビティの最小直径はホース外径より大きくなってい
る。リングそのものはホース周囲に配されているので、
リングの内径もホース外径よりも大きくなっている。結
果的に、スエージング中の実際の直径減少（縮径）はリ
ングの厚みより大にならない。
この様な縮径においては、ホース、リング、環状エレ
メントから成るアセンブリが一体的に保持され得るには
不充分となる危険性がある。
スエージングの大きさを増す唯一の方法、即ち、リン
グの縮径を大きくさせる方法は、リンクの厚みを増やす
ことであるが、このことは必然的に材料費やスエージン
グに要する動力の増加を導くものである。
一方、相対的に可動な複数の有角扇形歯輪（angular
sector）と備えたスエージング工具を用いるラジアル
方向のスエージングが可能なことも知られている。この
方法はしかし、扇形歯輪のラジアルギャップの為に、ス
エージ部に長手方向の折り曲げを形成してしまうという
外観上の欠陥を生じ、これまで満足できるものではなか
った。この様な欠陥は、シーリングを害するホースのニ
ッピング（締めつけ・・・nipping）につながる。
本発明はこれらの欠点を改善することにある。
本発明の目的は下記の事により達成される。即ち、キ
ャビティの少なくとも長端が被スエージ部の周囲に配さ
れ、又当該キャビティのフレアー長さ部分の第１端がホ
ース範囲外の当該ホースの自由端前方に来るようスエー
ジングダイスを配置すること；リングとスエージングダ
イスから成る２つのエレメントの１つを軸方向に保持す
る一方で、当該２つのエレメント間で相対的な軸方向の
変位を、後ろ方向（Ｆ）、即ち、ホースの“前”端であ
る自由端から“後”端である他端へ動く方向に成すこ
と、である。
この配置によれば、スエージングはリングの厚みに制
限されることはない。更に当該移動を後方へ行うことに
より、ホース、リング、管状エレメントから成るアセン
ブリの機械的強度を相当程度改善することが可能であ
る。これは、スエージング操作中におけるホース材料
（通常ラバー）の作用に帰因する。
ホース材料の一部は、スエージング中に押し出しされ
る。即ち、クリープ（creep）を起こし、ダイスのホー
スに対する変位方向に押し出されてしまうのである。当
該変位の方向がホースの自由端に向かう場合、押し出さ
れたホース材料は当該自由端に蓄積する傾向となる。そ
して、リングの内側に空所が存在しないと、表面材料は
次に逆方向にクリープし出すので、全体としてのクリー
プは後方へのクリープ、即ちダイスのリングに対する変
位と逆方向に起きる。
ラバータイプの材料から成る可撓性ホースの厚みは、
製造パラメータいかんでかなりまちまちであり、許容範
囲の大きさは１ミリにもなる。厚みにおける部分的な変
差により、余剰材料の体積、即ちクリープにより局部的
に押し出される傾向にある材料の体積も同様にかなりま
ちまちである。その結果、リングの内側におけるホース
を構成する材料の圧力は、非常に大きな局部変差を被
る。リングを変形させることなくその様な変差に耐える
様成し、かつ、ホース、リング、及び管状エレメント間
の牽引力を保障するよう成す為には、リングの厚みは相
対的に非常に大きいものとならざるを得ない。
更に、ホースの自由端に向かって変位が起こる場合、
ホースを構成する材料はクリープと同時に圧力変差を増
し、その結果、ホースの機械的特性に影響を与えかねな
い。
本発明による後方への変位によるスエージング中に
は、ホースの自由端に印加される圧縮力は連続的にホー
スの全周に渡って分散され、ホースのどの一部分も突然
押しつぶされたり、挟まれたりすることがない。加え
て、スエージングはホースの自由端から軸方向に順次起
こるので、ホース構成材料は漸進的クリープを被るだけ
となる。当該漸進的クリープとは、ホースを損うことの
ない、しかしてアセンブリがシーリングに関して要求さ
れる優良性を維持できるクリープである。
この様にして、スエージングが均一的かつ順々に施さ
れるので、リングとホースは確固たる信頼性を持って一
体化され、又ホースは、リングと硬質管状エレメント間
でクランプされる端部において、その構成材料のかみ込
み（nips）や蓄積を呈することなく、更に又、とりわけ
管の自由端から離れたリングの端部において脆弱部分が
発生しない。例え比較的小さな厚みのリングを用いる場
合であっても、連結は確かなものとなる。
リングとスエージングダイスの軸方向の変位は、フレ
アー長さ部分の第１端がホースの自由端から離れた被ス
エージ部の端部に到達するまでに止まるのがよい。
この様にすると、リングの後部は若干末広がりとな
り、ホースを損う危険を回避することができる。締結装
置を信頼性と耐久性あるものにする為には、条件を除々
に厳しくしたテストに耐える必要があるが、その１つと
して、ホースをリングに対して振動せしめるというのが
ある。リングの後部が末広がりとされていると、その様
なテストが行なわれている時にホースを損ねたり、ある
いは切断したりすることを回避することができる。
本発明は、下記の非限定例としての実施例の詳細な説
明によりよりよく理解され、又その利点もよりよく表わ
れるところとなろう。以下図面に基づいて説明するが： 図１は、硬質管状エレメントに契合されている可撓性
ホースの自由端に係合されたリング、及び本発明の第１
の実施例が実施されようとしているスエージングダイス
の長手方向の断面図である。
図２と図３は、夫々本発明の方法の初めと終わりとを
示すものである。
図４は、本願発明の変更態様を行わんとする図１同様
図である。
図５は、本発明の方法の実施を示すものである。
図１において、その自由端10aが硬質管状エレメント1
2に契合されている可撓性ホース10が示されているが、
一方で、円筒状リング14は自由端10aに係合されている
ことを示している。
以下記載を簡略化する為、当該自由端10aを可撓性ホ
ース10の前端（端部）とみなす。図面は全て先端を切っ
たもので、ホースの後端については表わしていない。
図１において、リング14はスエージ前の状態を表わ
し、その直径Ｄはホース10の直径より大となっている。
図１は更に、軸キャビティ18を備えたスエージングダ
イスを示している。当該キャビティは、直径ｄ′の第１
端19aから直径ｄの第２端19bへ末広がりとされたフレア
ー長さ部分18aを有する。直径ｄは直径Ｄより大で、直
径Ｄは直径ｄ′より大である。フレアー長さ部分の第１
端19aの近傍で、上記キャビティは狭い開放端17に向け
て開放した直径ｄ′の円筒長さ18bを有している。上記
キャビティはまた、その他端において、例示した如く、
截頭円錐形のフレアー長さ部分の第２端19bに一致する
広い開放端を有している。
図１は、これら様々なエレメントがスエージング処理
直前にあることを示しており、キャビティの軸は可撓性
ホースの長手軸Ａと一直線上にあり、又広い開口端20は
後方に面している。
図１はまた、リングの後端14bに当接して設けられ
た、リング14を軸方向に保持する工具22も示している。
当該工具は、図１では概略的に示されてあるが、ホース
周りに配された２つのあご部から成って、リング14の自
由端と共働してスエージング中にリングを適正位置に保
つようになっている。
スエージング処理を始める為、スエージングダイス
は、少なくともキャビティの広い開口端20がスエージさ
れるリングの周りに配置され、第１端19aがスエージさ
れるリングの前方、ホースの前端の向こう側、に位置す
るように配置される。換言すれば、ダイスはスエージン
グリングに関し矢印Ｆの方向、即ち、ホースの前端10a
からその後端の方向へと移動される。あるいは、少なく
ともキャビティの開口端20がリングの前端14aに至るま
で移動される。
正式なスエージングは、キャビティ壁がリングの外周
と共働し始めた時始まる。
スエージングを施すには、図２及び図３に示す様に、
スエージングダイス16を矢印Ｆの方向、即ち後方、にリ
ング14上を変位せしめる。
当該変位が行なわれている間、リングは保持工具22に
よって適正に保持されているので、その外径は除々にキ
ャビティ18の小直径ｄ′にまで減縮されていく。この間
に、漸進的クリープが可撓性ホースの端部10aにおいて
起こる。
スエージング終了時には図３で示した形態となり、リ
ング14は、硬質エレメント12とリング14との間に堅固に
クランプされたホースの端部10a上に圧着された状態と
なる。
スエージングの終了を示す同図に見られる様に、スエ
ージングダイス16のリング14に対する軸方向の変位は、
望ましくはキャビティのフレアー長さ部分18aの小直径
が、ホース10の自由端10aから離れたリング14の後端14b
に達する前に停止させるのがよい。
よって、リングの後端部はわずかに末広がりとなり、
ホースを損うことがない。
加えて、図面から、管状エレメント12は、その後端部
の近傍において半径方向の膨張部を具備している。スエ
ージングは、望ましくは、リングが当該膨張部上で完全
にスエージされる前に止めるのがよい。こうすれば、締
結装置のエレメント間の、信頼性高い連結を確保できる
と同時に、ホースの機械的特性を損う上記膨張部に対す
るホースの部分的圧潰を回避できる。
スエージングが完了すると、ダイスを矢印Ｆと反対方
向に変位させることによりリングをスエージングダイス
から離し、保持工具22を除去すればそれで済む。
図１乃至図３において、円筒状リング14は実質的にそ
の全長に渡ってスエージされる。
他の事例においては、図４乃至図５に示された様に、
リングの一部分のみスエージするのが望ましい。これら
の図面においては、図１乃至図３中に相等エレメントは
100番代の同じ番号を付している。
リング114は、スエージされない第１の部分115aを有
している。例示図では、当該部分115aは可撓性ホース11
0の前端110aの前方に延出し、封止リング117のハウジン
グを形成するようになっている。あるいはここに、ホー
ス110が連結される硬質管状エンドピースへの固定部材
を設けることができる。
よって、スエージされるのはリング114の後部115bの
みとなる。部分115aは、図１乃至図３に関して云えば上
記した望ましい条件下で単体（ワンピース）のスエージ
ングダイス16の使用を不能にする軸方向の障害物を形成
している。スエージングダイス116は、従って116aと116
bの２つのシェルから成るものを用いる。
このダイスをリング周りに配するには、シェル116aと
116bをまず互いに分離すべく移動させて、リング、正確
にはその前部115a、が通過できるに充分な大きさの通路
を確保する。ダイスが矢印Ｆの方向に変位される正式な
軸方向のスエージングは、２つのシェルがリング周りを
前期通路を解消すべく共に移動した後に始まる。
この様にして、一旦２つのシェルが合体すると、ダイ
スのキャビティ118は、フレアー長さ部分118aと小直径
の円筒長さ部分118bを有するものとして定義され得る。
キャビティの大きい端部120から離れた小端部121は開
口している。これは、図５に見られる様に、リング114
の第１部分115aをダイスから前方へ突出させたままでダ
イス116をスエージされる部分115b周りに配することを
可能としている。
部分115bは、ダイス116を矢印Ｆの方向に変位させる
こと、即ち、破線で示されたスエージ開始部から実線で
示されたスエージ終了部へ移動させることによりスエー
ジされるのである。スエージングダイスの軸方向への変
位の間、リングはスエージング工具122なる手段により
軸方向に保持される。図４及び図５に示された例では、
工具122はリング114の前部と共働する複数のあご部から
成る。更に正確には、工具122のあご部は、リングの第
１部分115aのすぐ後のリング周りに肩部114′に当接し
て配され、リングを保持しリングがスエージ中に後方に
変位することを回避するようになっている。
図４において、リング第１部分115aの後方にある第２
部分115bの全部分は、スエージ前、縮径されたスエージ
後の直径より大となっている。このことは、リングの第
１部分115aの直後に位置する115bの前端部115cにおいて
注目される。ダイスの軸方向変位に先立って、２つのシ
ェルがリング114周りを互いの方向に移動する時、当該1
15c、即ちスエージされる部分のごく短い長さに渡って
予備的なラジアル方向のスエージング工程が施されるの
である。
図４及び図５に見る様に、望ましくは、上記予備的な
ラジアル方向のスエージングが施される部位115cは可撓
性ホースの前端110aから前方に延出していて、当該ラジ
アル方向のスエージングを施すことに関連して生じるい
かなる不利益もホースに影響しないようにすることが望
ましい。
また、上記中間部115cの直径を、初めらかスエージさ
れる直径より小さいか同じにしておくことができるが、
この場合、上記ラジアル方向のスエージング工程は不要
となる。
リングは軸方向に保持され、ダイスは図面に示した例
の如く、矢印Ｆの方向に変位されるが、ダイスを軸方向
に保持し、リングを矢印と反対方向に変位させることも
同様に可能である。重要な点は、リングとダイスの２つ
のエレメントを、ダイスが矢印Ｆの方向、即ち後方、ヘ
スエージされる部分に添って移動する様、相対的に変位
させることである。
フロントページの続き (72)発明者 アンドレ，ミシェル フランス国エフ−41200・ロモランタン、 リュ・デュ・８−メ140番 (56)参考文献 特開 昭58−44927（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138818（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−50170（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−71672（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−71925（ＪＰ，Ｕ) 米国特許2314002（ＵＳ，Ａ) 米国特許3726122（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 39/04 B21D 41/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】硬質管状エレメント（12,112）上にそれ自
    体が契合された可撓性ホース（10,110）の自由端に係合
    されたリング（14,114）をスエージする方法であって、
    上記リングは当該可撓性ホース径より大きな径（Ｄ）を
    有し少なくともスエージされる一部分（14,115b）を備
    え、上記方法は第１端部（19a）から第２端部（19b）に
    かけて末広がりとされたフレアー長さ部分（18a,118a）
    を有する軸キャビティ（18,118）を含むスエージングダ
    イス（16,116）を実施させるものであって、上記キャビ
    ティは大開口端部（20,120）を有し当該端部に於て該キ
    ャビティの直径（ｄ）が上記フレアー長さ部分の径とそ
    の第２端部に於て、ほゞ等しくなるものに於て、 当該軸キャビティ（18,118）の大開口端（20,120）が被
    スエージ部（14,115b）の周りに配置されるように、且
    つ前記キャビティのフレアー長さ部分（18a,118a）の第
    １端部が上記ホース（10,110）の範囲外の当該ホースの
    自由端（10a,110a）前方に来るよう前記スエージングダ
    イス（16,116）が配置されると共に、上記リング（14,1
    14）及びスエージングダイス（16,116）より構成される
    軸方向の２つのエレメントのうち１つを保持している
    間、当該２つのエレメント間の軸方向に関する相対変位
    が、ホース（10,110）の“前端”である自由端（10a,11
    0a）から始まって“後端”である他端に至る後方向
    （Ｆ）に向けてなされることを特徴とするスエージング
    方法。
  2. 【請求項２】請求の範囲１において、リング（14,114）
    及びスエージングダイス（16,116）の軸方向の相対変位
    が、フレアー長さ部分（18a,118a）の第１端部（19a）
    がホース（10,110）の自由端より離隔している被スエー
    ジ部（14,115b）の端部（14b,114b）に到達する前に停
    止することを特徴とするスエージング方法。
  3. 【請求項３】請求の範囲１又は２のいずれかにおいて、
    リング（14,114）が軸方向に保持され、スエージングダ
    イス（16,116）が被スエージ部（14,115b）上を軸方向
    に変位されることを特徴とするスエージング方法。
  4. 【請求項４】請求の範囲１乃至３のいずれかにおいて、
    ２つのシェル（116a,116b）を含むスエージングダイス
    （116）が用いられ、リングの周囲にダイス（116）を配
    備すべく、当該シェル（116a,116b）は互いに離隔的に
    動くことによりリング（114）を通過させるに十分な大
    きさの通路を形成し、当該シェルは前記通路が解消され
    るまで上記リングの周りを互いの方向に移動することを
    特徴とするスエージング方法。
  5. 【請求項５】請求の範囲４において、シェル（116a,116
    b）がリング（114）の周りを互いの方向に動いていると
    き、ホース（110）の自由端（110a）に隣り合う被スエ
    ージ部（115b）の端部（115c）に於て、当該部位（115
    b）の短かい範囲にわたって予備的なラジアルスエージ
    ングが実施されることを特徴とするスエージング方法。
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