JP3334398B2

JP3334398B2 - 金属製ベローズ製造用中間材の製造方法と製造装置

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Publication number: JP3334398B2
Application number: JP01167895A
Authority: JP
Inventors: 潔大久保
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JPH08197179A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車のステ
アリング装置に組み込まれる金属製ベローズを製造する
為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】大径部と小径部とを交互に連続させる事
で軸方向に亙る断面形状を波形にしたベローズは、従来
から各種機械装置の部品として利用されている。この様
なベローズのうちで金属製のものは、或る程度曲げ剛性
が大きく、しかも軸方向に亙って大きな衝撃が加わった
場合には、この衝撃のエネルギを吸収しつつ塑性変形す
る事で、その全長が縮まる。この様な金属製ベローズの
特性に着目して、自動車のステアリングコラムを金属製
ベローズとし、衝撃吸収式ステアリング装置を構成する
事が研究されている。

【０００３】衝撃吸収式ステアリング装置を構成するベ
ローズは、配管等に使用される様な、単に可撓性を要求
されるだけの金属製ベローズに比べて、大きな剛性を要
求される。この様な高剛性の金属製ベローズを従来は、
図５或は図６に示す様な方法により造っていた。

【０００４】先ず、図５に示した第１例の方法は、中村
正信著、日刊工業新聞社発行の『パイプ加工法』の第９
６頁に記載されたものである。この第１例の方法では、
金属製で円管状の素管１の内側に高圧の液体を送り込
み、この素管１の一部を液圧により直径方向外方に膨ら
ませるバルジ加工を施す事により、金属製ベローズ２と
する。図５の下半部は成形前の素管１のままの状態を、
上半部は成形後の金属製ベローズ２を、それぞれ示して
いる。

【０００５】成形時には、成形シリンダ３内にセットし
た上記素管１の内側に、水、油等の液体を高圧で送り込
み、この素管１の内周面に膨張方向の力を加える。これ
と同時に、上記成形シリンダ３の両端部に嵌合した成形
ピストン４ａ、４ｂを前記液体の圧力によって、互いに
近づく方向に強く押圧する。尚、前記成形シリンダ３内
の軸方向（図５の左右方向）に互いに離隔した位置には
円環状の抑えリング５、５を、軸方向に亙る変位自在に
嵌装しておく。この様にして、各部に液圧を作用させる
と、図５の下半部に示す様な素管１が、その一部を直径
方向外方に膨張させつつ全長が縮まり、同図の上半部に
示す様な金属製ベローズ２となる。

【０００６】次に、図６に示した第２例の方法は、特開
昭６３−１５７７２４号公報に記載されたものである。
この第２例の方法では、素管１の軸方向（図６の上下方
向）一部を高周波誘導コイル６によってジュール発熱さ
せつつ、この素管１を軸方向に押圧する。この結果、ジ
ュール発熱によって温度上昇した部分が直径方向外方に
膨らむ様に塑性変形する。この作業を、上記高周波誘導
コイル６を軸方向に少しずつずらせて複数回行ない、大
径部（膨出部）と小径部とを交互に連続させる事で軸方
向に亙る断面形状を波形にした金属製ベローズを得る。

【０００７】ところが、上述の様な従来方法の場合に
は、次の(1)(2)の様な、解決すべき点がある。 (1) 先ず、図５に示した第１例の方法の場合には、設備
費が嵩むだけでなく、衝撃吸収式ステアリング装置を構
成できる様な、大きな剛性を有する金属製ベローズを得
る事は難しい。即ち、液圧によって金属製の素管１を塑
性変形させる為、相当に大きな液圧を発生させる必要が
あり、高価な液圧発生装置が必要になる。又、上述の様
に大きな剛性を有する金属製ベローズを造る為の素管１
は、それだけ板厚が大きくなり、塑性変形させる為に大
きな力を要する為、液圧による成形が難しくなる。更
に、液体を使用する関係上、作業性が悪く、自動化が難
しい。この為、金属製ベローズの製作費が高くなる。

【０００８】(2) 次に、図６に示した第２例の方法で
は、高価な高周波誘導コイル６が必要になり、設備費が
嵩むだけでなく、複数の膨出部を１個所ずつ加工する
為、加工能率が悪い。従って、やはり金属製ベローズの
製作費が高くなる。しかも、加熱した状態で素管１を塑
性変形させる為、塑性変形部の寸法精度並びに形状精度
を確保する事が難しく、得られた金属製ベローズの精度
が必ずしも良くない。

【０００９】

【先発明の説明】この様な事情に鑑みて本発明者は先
に、比較的簡単で安価な設備を使用して、ステアリング
装置等に組み込み可能な、剛性の高い、しかも高精度の
金属製ベローズを造れる金属製ベローズの製造方法を発
明した（特願平５−２９６４０６号）。この先発明に係
る金属製ベローズの製造方法を実施する場合には、先
ず、図７（Ａ）に示す様な、鋼板、或はステンレス鋼板
等、塑性変形自在な金属板により円筒状に造られた素管
１を用意する。この素管１の長さＬ₁ は、図７（Ｃ）に
示した、完成品である金属製ベローズ２の長さＬ₃ より
も十分に大きい（Ｌ₁ ≫Ｌ₃ ）。又、前記素管１の外径
Ｄ₁ は、前記金属製ベローズ２の外径Ｄ₃ よりも十分に
小さい（Ｄ₁ ≪Ｄ₃ ）。更に、前記素管１の内径ｄ₁
は、前記金属製ベローズ２の内径ｄ₃ よりも少し大きい
（ｄ₁ ＞ｄ₃ ）。尚、板厚は、加工の前後で殆ど変化し
ない。

【００１０】そして、第一工程で前記素管１の外周面
に、図７（Ｂ）に示す様に、それぞれがこの素管１の全
周に亙る複数の環状凹部７、７を、前記素管１の軸方向
（図７の左右方向）に亙り間欠的に形成して、中間材８
とする。この中間材８の長さＬ₂ は、前記素管１の長さ
Ｌ₁ と同じか、僅かに短い（Ｌ₁ ≧Ｌ₂ ）。又、前記中
間材８の外径Ｄ₂ は、前記素管１の外径Ｄ₁ と同じ（Ｄ
₁ ＝Ｄ₂ ）である。更に、前記中間材８の内径ｄ₂ は、
前記素管１の内径ｄ₁ よりも小さい（ｄ₁ ＞ｄ₂）。上
述の様な中間材８には、第二工程で更に加工を施し、図
７（Ｃ）に示す様な金属製ベローズ２とする。

【００１１】前記第一工程で、前記素管１の外周面に複
数の環状凹部７、７を形成して中間材８とするのに、先
発明の具体例では図８〜９に示す様に、３組の回転ロー
ラ９、９により行なっている。これら各回転ローラ９、
９は、前記素管１の周囲に、この素管１と平行に配置さ
れて、互いに同方向（図示の例では時計方向）に回転し
つつ、前記素管１の外周面に向け押圧される。各回転ロ
ーラ９、９の外周面には、それぞれが円周方向に亙る複
数の環状突条１０、１０を、形成すべき環状凹部７、７
のピッチに合致するピッチで設けている。又、各回転ロ
ーラ９、９外周面の環状突条１０、１０の軸方向（図８
の左右方向、図９の表裏方向）に亙る位相は、互いに一
致させている。

【００１２】前記各回転ローラ９、９を同方向に回転さ
せつつ、これら各回転ローラ９、９の外周面に形成した
環状突条１０、１０を前記素管１の外周面に押し付ける
事で、この素管１の外周面が塑性変形する。この結果前
記環状凹部７、７が、前記環状突条１０、１０のピッチ
に合わせて形成され、前記中間材８となる。

【００１３】この様にして造られた中間材８は、第二工
程の加工を施して前記図７（Ｃ）に示した様な金属製ベ
ローズ２とすべく、図１０に示す様な製造装置に組み付
ける。この製造装置は、芯金１１と、それぞれが円輪状
である複数の抑え環１２、１２と、やはり円輪状に形成
された、１対の押圧環１３、１３とから構成される。

【００１４】尚、これら各部材１１、１２、１３は、例
えばシリンダ状に形成された抑え筒（図示省略）内にセ
ットする。即ち、前記各抑え環１２、１２と押圧環１
３、１３とを、前記抑え筒に挿入する。そして、一方
（例えば図１０の右方）の押圧環１３を除く残りの部材
１２、１２、１３を、前記抑え筒内で、軸方向（図１０
の左右方向）に亙る変位自在とする。前記第二工程の実
施時には、プレス装置のラム等によりこれら残りの部材
１２、１２、１３を、前記一方の押圧環１３に向けて押
し付ける。前記芯金１１は、この押し付け作業の間中、
総ての抑え環１２、１２並びに押圧環１３、１３の内側
に存在する。尚、実際には縦形のプレス装置を使用する
場合がある為、図面の上下左右方向と実際の上下左右方
向とは、必ずしも一致しない。

【００１５】尚、前記各部材１１、１２、１３のうちの
芯金１１は、円柱状で、前記中間材８の長さＬ₂ よりも
十分に大きな長さと、この中間材８の内径ｄ₂ とほぼ同
じ外径とを有する。又、この芯金１１の軸方向両端部に
は先細テーパ部１４、１４を設けて、前記中間材８内に
挿入する作業の容易化を図っている。

【００１６】又、前記各抑え環１２、１２は、図１１に
示す様に、それぞれが複数個（図示の例では４個）ずつ
の環素１５、１５を組み合わせて成る。それぞれが円弧
状に形成された各環素１５、１５の内周縁部はくさび状
にテーパしている。又、各環素１５、１５の内周縁の断
面は、円弧状に形成している。この内周縁の断面方向の
曲率半径は、造るべき金属製ベローズ２の外周面で、隣
り合う大径部２２、２２に挟まれた環状凹溝１６、１６
（図７（Ｃ））の底部の断面方向の曲率半径に一致させ
ている。又、前記複数の環素１５、１５を組み合わせて
抑え環１２、１２を構成し、各抑え環１２、１２を前記
抑え筒内にセットした状態で、これら各環素１５、１５
の内径は、前記各環状凹部７、７の底部の直径（更には
造るべき金属製ベローズ２の小径部２３、２３（図７
（Ｃ））の直径で、前記環状凹溝１６、１６の底部の直
径）に一致する。又、前記各押圧環１３、１３の片側面
内周寄り部分で、前記各抑え環１２、１２と対向する部
分は、これら各抑え環１２、１２の片半部と同様の断面
形状にしている。

【００１７】更に、図示の例では、前記各環素１５、１
５により構成される各抑え環１２、１２の厚さ寸法Ｔ
（図１０）を、造るべき金属製ベローズ２の外周面に存
在する環状凹溝１６、１６のピッチＰ（図７（Ｃ））に
一致させている。従って、前記中間材８及び各部材１
１、１２、１３を、プレス装置の抑え筒内にセットした
状態では、隣り合う抑え環１２、１２同士の間には隙間
１７、１７が存在する。図示の例の場合にはこの様な抑
え環１２、１２を、軸方向（図１０の左右方向）両端の
環状凹部７、７を除く中間の環状凹部７、７の周囲に、
各環状凹部７、７毎に１枚ずつ配置している。

【００１８】一方、前記各押圧環１３、１３は、前記芯
金１１の外径よりも僅かに大きな内径を有する。これら
各押圧環１３、１３の互いに対向する面の内周縁部に
は、図１２に詳示する様な段部１８を形成している。各
段部１８は、開口寄り部分（図１２の右寄り部分）に、
開口端縁（図１２の右端縁）に向かうに従って内径が大
きくなるガイドテーパ部１９を形成すると共に、奥端部
（図１２の左端部）を押圧部２０としている。

【００１９】前記中間材８を上述の様に構成される各部
材１１、１２、１３と共に前記抑え筒内に、図１０に示
す様にセットした後、この中間材８を塑性変形して図７
（Ｃ）の様な金属製ベローズ２とするには、先ず前記一
方（図１０の右方）の押圧環１３に向けて他方（同図の
左方）の押圧環１３を（同図で右方に向けて軸方向に）
押圧する。この押圧に伴ってこれら両押圧環１３、１３
同士の間隔が縮められると、図１３に示す様に、前記中
間材８の軸方向（図１３の左右方向）両端部が前記ガイ
ドテーパ部１９に沿って各押圧環１３、１３の段部１
８、１８内に進入する。そして、この中間材８の両端部
が、前記軸方向両端の環状凹部７、７を支点として直径
方向内方に絞り込まれる。この結果、前記中間材８の軸
方向両端部に、完成品である金属製ベローズ２の両端部
と同じ外径及び内径を有する円筒部２１、２１が形成さ
れる。

【００２０】この状態から更に前記他方の押圧環１３を
前記一方の押圧環１３に向けて押圧し、これら両押圧環
１３、１３同士の間隔を縮めれば、前記中間材８の一部
で軸方向に隣り合う環状凹部７、７同士の間部分が座屈
変形して、この中間材８の直径方向外側に膨らむ。そし
て、図１４に示す様に、前記両押圧環１３、１３の間で
前記複数枚の抑え環１２、１２を挟持する状態まで、こ
れら両押圧環１３、１３を近づければ、大径部２２、２
２と小径部２３、２３とを交互に連続させる事で軸方向
に亙る断面形状を波形にした金属製ベローズ２となる。

【００２１】そこで、この金属製ベローズ２を芯金１
１、抑え環１２、１２、押圧環１３、１３と共に前記抑
え筒から抜き取り、更に芯金１１、抑え環１２、１２、
押圧環１３、１３を取り外せば、所望の形状及び寸法を
有する金属製ベローズ２を得られる。

【００２２】尚、図１５〜１６に示す様に、各抑え環１
２ａ、１２ａを構成する各環素１５ａ、１５ａの内周縁
の断面形状を、造るべき金属製ベローズ２の外周面の断
面形状に一致させて、得られる金属製ベローズ２の形状
精度並びに寸法精度を向上させる事も、前記特願平５−
２９６４０６号に開示されている。

【００２３】又、完成した金属製ベローズ２の両端部に
存在する円筒部２１、２１の内径を、小径部２３、２３
の内径よりも大きくする為に、図１７〜１９に示す様
に、第一工程で造られる中間材８外周面の環状凹部７、
７の数を、前記第一実施例の場合よりも２個所少なくす
る事も、やはり上記特願平５−２９６４０６号に開示さ
れている。この場合には、第二工程では総ての環状凹部
７、７の周囲に抑え環１２、１２を配置する。又、軸方
向（図１８〜１９の左右方向）両端部に配置する１対の
押圧環１３ａ、１３ａの互いに対向する面で、中心孔の
開口よりも直径方向外方に寄った部分には、円筒形の凹
溝２４、２４を形成している。これら各凹溝２４、２４
には、前記中間材８の両端部をがたつきなく挿入自在で
ある。各部材８、１１、１２、１３ａを図１８に示す様
に組み合わせて抑え筒に挿入した後、図１９に示す様に
押圧環１３ａ、１３ａ同士を近づければ、図１７に示す
様に、小径部２３、２３よりも大径の円筒部２１、２１
を有する金属製ベローズ２を得られる。

【００２４】更に、抑え環１２（１２ａ）を、前述した
抑え筒に嵌装する代わりに、支持軸に支持する事も、特
願平５−２９６４０６号に開示されている。即ち、図２
０に示す様に、前記各抑え環１２、１２の外周部分を押
圧環１３、１３よりも直径方向外方に延長し、この延長
部分に於いて、これら各抑え環１２、１２を支持軸２
５、２６に、軸方向（図２０の上下方向）に亙る変位自
在に支持する。これら各支持軸２５、２６は、それぞれ
芯金１１と平行に配設されている。従って、第二工程の
進行に伴って前記押圧環１３、１３（１３ａ、１３ａ）
同士の間隔が縮まると、各抑え環１２、１２の間隔が狭
められて、金属製ベローズ２の成形が行なわれる。この
様な装置を使用する事により、前記抑え筒を使用する場
合に比べて、前記各抑え環１２、１２の取り扱いを容易
化して、金属製ベローズ２の製造作業の能率化を図れ
る。尚、成形後の金属製ベローズ２の取り出しを可能と
すべく、前記各抑え環１２、１２は分割式のものとし、
前記支持軸２５、２６同士は遠近動自在とする。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用する先発明の金属製ベローズの製造方法によれば、前
述した従来方法に比べて、比較的簡単で安価な設備を使
用して、ステアリング装置等に組み込み可能な、剛性の
高い、しかも高精度の金属製ベローズを造れる。但し、
より高品質の金属製ベローズをより安価に製作する為に
は、素管１の外周面に環状凹部７、７を形成して中間材
８とする第一工程で生じる、次の〜に示す様な不具
合をなくす事が望まれている。

【００２６】回転ローラ９、９を回転させながら素
管１の直径方向内側に移動させる為、これら各回転ロー
ラ９、９の支持機構及び駆動機構が複雑になり、中間材
８の製造装置が高価になる。素管１を、ローラ９、９を構成する環状突条１０、
１０の外周縁との摩擦により回転させながら、この素管
１の外周面に環状凹部７、７を形成する為、スリップ痕
等がない高品質の中間材８及び金属製ベローズ２を得る
為には、素管１の外周面と環状突条１０、１０の外周縁
とがスリップしない様にする必要がある。この為、ロー
ラ９、９の回転速度並びに素管１への押し付け速度（直
径方向内側への変位速度）を微妙に調節する必要があ
り、中間材８の製造装置の運転条件の設定作業が面倒に
なる。素管１の外周面とローラ９、９を構成する環状突条
１０、１０の外周縁とが、それぞれ円周方向複数個所
（図示の例では３個所）ずつの狭い部分でのみ当接する
為、素管１の断面形状が真円から楕円形等に変形し易
い。そして、得られた中間材８の断面形状が真円から大
きくずれた場合には、この中間材８を第二工程を実施す
る為の装置に装着しにくくなる。肉厚の小さい素管１に環状凹部７、７を形成する際
には、この素管１の好ましくない変形を防止する為に、
上記環状凹部７、７部分を緩徐に変形させる必要があ
る。この為、中間材８の加工時間が長くなり、金属製ベ
ローズ２の製造能率が悪くなる。加工を緩徐に行なう結果、中間材８の全長Ｌ₂ が素
管１の全長Ｌ₁ に比べて大きく変化する可能性がある。
大きく変化し、しかも変化量がばらついた場合には、こ
の中間材８に更に第二工程の加工を施して得られる金属
製ベローズ２の品質が安定しない。

【００２７】本発明の金属製ベローズ製造用中間材の製
造方法と製造装置は、上述した〜の様な不具合をな
くし、より高品質の金属製ベローズをより安価に製作す
べく発明したものである。

【００２８】

【課題を解決する為の手段】本発明の金属製ベローズ製
造用中間材の製造方法と製造装置のうち、請求項１に記
載した金属製ベローズ製造用中間材の製造方法の発明
は、塑性変形自在な金属板により円筒状に造られた素管
の外周面に、それぞれがこの素管の全周に亙る複数の環
状凹部を、前記素管の軸方向に亙り間欠的に形成して金
属製ベローズ製造用中間材を造る為、上記素管の周囲
に、周方向に亙って３個以上に分割されて上記環状凹部
に対応する部分に突条を備えたダイス素子により構成さ
れる分割ダイスを配置した後、上記各ダイス素子を上記
素管の直径方向内側に向け同時に変位させ、上記各環状
凹部の底部の円周形状に合致する円弧形状とされた上記
各突条の先端縁を上記素管の外周面に突き当ててこの素
管の一部を直径方向内側に塑性変形させ、上記複数の環
状凹部を形成する。

【００２９】又、請求項２に記載した金属製ベローズ製
造用中間材の製造装置の発明は、塑性変形自在な金属板
により円筒状に造られた素管を支持する為の載置台と、
この載置台に載置された素管の周囲にこの素管を中心と
する放射方向に配置されて、この素管の外周面に対して
同時に遠近動する３個以上の変位ブロックと、各変位ブ
ロックの内周側面に固定されたダイス素子と、各ダイス
素子の内周側面に上記素管の軸方向に亙って間欠的に設
けられ、それぞれの先端縁を、上記素管の外周面に形成
すべき環状凹部の底部の円周形状に合致する円弧形状と
された複数の突条とを備える。

【００３０】

【作用】上述の様に構成される本発明の金属製ベローズ
製造用中間材の製造方法と製造装置によれば、周方向に
亙って３個以上に分割されたダイス素子に設けた突条の
先端縁を素管の外周面軸方向複数個所に、それぞれ素管
の外周面のほぼ全長に亙って突き当てて、上記複数個所
に環状凹部を同時に形成する。この為、前述した先発明
の明細書中に記載された第一工程の具体例に比べて、次
の〜の様な優れた作用効果を奏する事ができる。

【００３１】各ダイス素子は素管の直径方向に平行
移動するだけである為、各ダイス素子の支持機構及び駆
動機構は簡単な構造で実現できて、中間材の製造装置が
安価になる。素管はその外周面を各ダイス素子の突条で押圧され
るだけで、殆どスリップする事がないので、特に面倒な
運転条件の設定をする事なく、スリップ痕等がない高品
質の中間材及び金属製ベローズを得られる。素管の外周面で環状凹部の形成部分が、各ダイスの
突条によってほぼ全周に亙って抑え付けられる為、素管
の断面形状が真円のままに保持される。従って、得られ
た中間材を第二工程を実施する為の装置に装着し易い。素管の外周面で環状凹部の形成部分が、各ダイスの
突条によってほぼ全周に亙って抑え付けられる為、肉厚
の小さい素管に環状凹部を短時間で形成しても、この素
管に好ましくない変形が生じない。この為、中間材の加
工時間を短くして、金属製ベローズの製造能率の向上を
図れる。素管の加工を短時間で行なう結果、中間材の全長が
素管の全長に比べて殆ど変化せず、中間材の製造後に調
整工程を設けなくても、この中間材に更に第二工程の加
工を施して得られる金属製ベローズの品質が安定する。

【００３２】

【実施例】図１〜４は本発明の金属製ベローズ製造用中
間材の製造方装置の実施例を示している。固定の基板２
７の上面には下部スライドホルダ２８を、複数のねじ５
９により固定している。この下部スライドホルダ２８の
上面中央部には凸部２９を形成しており、この凸部２９
の上面に複数（図示の例では１２）のガイド凹溝３０、
３０を、放射方向に形成している。そして、これら各ガ
イド凹溝３０、３０に、それぞれ変位ブロック３１、３
１の下端部を、上記放射方向に亙る摺動自在に係合させ
ている。又、上記凸部２９の周縁部で、上記各ガイド凹
溝３０、３０の外端部に対向する部分には、それぞれ切
り欠き３２を形成している。そして、上記各変位ブロッ
ク３１、３１の外端部底面に固定した変位側係止ピン３
３、３３を、上記各切り欠き３２の内側に位置させてい
る。そして、これら各変位側係止ピン３３、３３と、上
記基板２７の周縁部に固定した固定側係止ピン３４、３
４との間に、それぞれ引っ張りばね３５、３５を設けて
いる。従って上記各変位ブロック３１、３１は、外力が
作用しない限り、図１の右半部に示す様に、上記基板２
７の直径方向外方に変位した状態となる。

【００３３】又、上記基板２７の上面で、上記下部スラ
イドホルダ２８の周囲部分には、円筒状のガイド筒３６
を、複数本のボルト３７、３７により固定している。こ
のガイド筒３６の上端部内周面には鍔部３８を設けて、
次述するホルダ筒４０の下端部がこのガイド筒３６の上
端開口から上方に抜け出る事を防止している。尚、上記
引っ張りばね３５、３５は、このガイド筒３６の一部に
設けた通孔３９を通じて、上記変位側、固定側、両係止
ピン３３、３４同士の間に掛け渡されている。

【００３４】円筒状のホルダ筒４０の下端部は、上記鍔
部３８の内側を通じて、上記ガイド筒３６の上部に挿入
されている。そして、このホルダ筒４０の下面に円輪状
の係止板４１を、複数のねじ４２により固定している。
この係止板４１の外径は、上記ガイド筒３６の本体部分
の内径よりも小さく、上記鍔部３８の内径よりも大き
い。従ってこの係止板４１は、上記ホルダ筒４０の昇降
を許容するが、鍔部３８との係合に基づき、このホルダ
筒４０のそれ以上の上方への変位を制限する。又、上記
係止板４１の下面複数個所に垂設されたガイドピン４
３、４３を、前記基板２７の上面外周寄り部分の複数個
所（図示の例では４個所）に植設されたガイド筒４４、
４４内に、ボールを介してがたつきなく挿入している。
従って上記ホルダ筒４０は上記基板２７の上方に、がた
つきなく昇降自在に支持されている。

【００３５】又、上記ホルダ筒４０の上端面には、円輪
状に形成された上板４５を、複数のボルト４６により固
定している。そして、上記ホルダ筒４０の内周面と上板
４５の下面とに掛け渡した複数枚のカム板４７、４７
を、それぞれ複数本ずつのねじ４８、４８により放射方
向に固定している。

【００３６】上記各カム板４７、４７は、それぞれ直角
三角形状に形成されており、その傾斜面４９、４９を内
周側に向けた状態で、上記ホルダ筒４０と上板４５とに
固定している。又、前記各変位ブロック３１、３１も、
上記各カム板４７、４７と相似形の直角三角形状に造ら
れており、その傾斜面５０、５０を外周側に向けてい
る。図示の実施例の場合には、上記各カム板４７、４７
の傾斜面４９、４９の幅方向中央部に凹溝５１、５１を
形成し、上記各変位ブロック３１、３１の傾斜面５０、
５０部分をこれら各凹溝５１、５１に、摺動自在に係合
させている。従って上記各変位ブロック３１、３１は、
上記各カム板４７、４７の下降に伴って、前記各引っ張
りばね３５、３５の弾力に抗して、直径方向内側に変位
する。

【００３７】上述の様に構成される各変位ブロック３
１、３１の内周側面には、分割ダイスを構成する為のダ
イス素子５８、５８を、それぞれキー５２、５２とねじ
５３、５３とにより結合固定している。これら各ダイス
素子５８、５８の内周側面には複数の突条５４、５４
を、被加工物である素管１の軸方向（図１〜２の上下方
向、図３〜４の表裏方向）に亙って間欠的に設けてい
る。即ち、これら各突条５４、５４は、上記素管１を加
工して造られる中間材８外周面の環状凹部７、７のピッ
チに合わせて、各ダイス素子５８、５８に就いて環状凹
部７、７と同数ずつ設けられている。又、これら各突条
５４、５４の先端縁は、上記各環状凹部７、７の底部の
円周形状に合致する円弧形状とされている。

【００３８】更に、前記下部スライドホルダ２８の中心
部には、前記基板２７にまで達する貫通孔５５を、鉛直
方向に亙って形成している。そして、この貫通孔５５内
に昇降自在に挿通したロッド５６の上端部に、円柱状の
載置台５７を固定している。上記中間材８を製造する際
には、被加工物である上記素管１を、この載置台５７の
上面に載置する。

【００３９】本発明の金属製ベローズ製造用中間材の製
造方法を実施すべく、上述の様に構成される製造装置を
使用して素管１を中間材８に加工する際には、先ず、ロ
ッド５６の上端部の載置台５７を下降させた状態で、図
１〜２の右半部に示す様に、この載置台５７の上面に素
管１を載せる。この状態では、カム板４７、４７は上端
位置に存在し、変位ブロック３１、３１及び各変位ブロ
ック３１、３１の内周側面に固定されたダイス素子５
８、５８は、直径方向外方に変位したままである。従っ
て、これら各ダイス素子５８、５８の間に上記素管１を
挿入する作業は、ダイス素子５８、５８の突条５４、５
４に邪魔される事なく、容易に行なえる。

【００４０】図１〜２の右半部に示す様に、上記素管１
を所定位置に挿入したならば、前記上板４５の上面を、
プレス機のラム等により押圧する事で、上記各カム板４
７、４７を下降させる。この結果、前記傾斜面４９、５
０同士の摺動に基づき、上記各変位ブロック３１、３１
が、直径方向内側に変位する。そして、図１〜２の左半
部に示す様に、上記各ダイス素子５８、５８の突条５
４、５４の先端を上記素管１の外周面に突き当て、当該
部分に環状凹部７、７を形成して、中間材８とする。

【００４１】この様に、本発明の金属製ベローズ製造用
中間材の製造方法と製造装置によれば、周方向に亙って
分割されたダイス素子５８、５８に設けた突条５４、５
４の先端縁を素管１の外周面軸方向（図１〜２の上下方
向、図３〜４の表裏方向）複数個所（図示の例の場合、
１４個所）に、それぞれ素管１の外周面のほぼ全長に亙
って突き当てて、上記複数個所に環状凹部７、７を同時
に形成する。この様にして環状凹部７、７を形成した
後、上記上板４５の上面を押圧している力を解除すれ
ば、上記各変位ブロック３１、３１が引っ張りばね３
５、３５の弾力により直径方向外側に復位し、上記各カ
ム板４７、４７が上昇する。この様にして素管１から加
工された中間材８は、上記複数のダイス素子５８、５８
の間から取り出して、次の工程に送る。そして、前述し
た先発明の第二工程を施す事により、金属製ベローズ２
とする。

【００４２】尚、図示は省略したが、係止板４１の下面
と下部スライドホルダ２８の上面との間に圧縮ばねを設
けて、この係止板４１に固定されたホルダ筒４０、カム
板４７、４７等の重量とバランスさせ、前記引っ張りば
ね３５、３５による変位ブロック３１、３１の復位が円
滑に行なわれる様にする事もできる。又、被加工物であ
る素管１の内側に適宜の芯金を挿入する事もできる。更
に、各摺動部を潤滑する為の潤滑装置、素管１或は中間
材８を加工位置に出し入れする為のノックアウト機構
も、必要に応じて適宜装着できる。

【００４３】又、円周方向に亙って隣り合うダイス素子
５８、５８に形成した突条５４、５４の円周方向端部同
士の間には僅かな隙間が形成されるが、この僅かな隙間
による環状凹部７、７の形状誤差は、第二工程での金属
製ベローズ２の加工作業に影響を及ぼす事はなく、無視
できる。但し、どうしても形状誤差のない環状凹部７、
７を造る必要があれば、円周方向に亙る位相を少しだけ
ずらせて、２回加工を施せば、上記隙間による形状誤差
をなくせる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の金属製ベローズ製造用中間材の
製造方法と製造装置は、各ダイス素子は素管の直径方向に平行移動するだけ
である為、各ダイス素子の支持機構及び駆動機構は簡単
な構造で実現できて、中間材の製造装置が安価になる。素管はその外周面を各ダイス素子の突条で押圧され
るだけで、殆どスリップする事がないので、特に面倒な
運転条件の設定をする事なく、スリップ痕等がない高品
質の中間材及び金属製ベローズを得られる。素管の外周面で環状凹部の形成部分が、各ダイスの
突条によってほぼ全周に亙って抑え付けられる為、素管
の断面形状が真円のままに保持される。従って、得られ
た中間材を第二工程を実施する為の装置に装着し易い。素管の外周面で環状凹部の形成部分が、各ダイスの
突条によってほぼ全周に亙って抑え付けられる為、肉厚
の小さい素管に環状凹部を短時間で形成しても、この素
管に好ましくない変形が生じない。この為、中間材の加
工時間を短くして、金属製ベローズの製造能率の向上を
図れる。素管の加工を短時間で行なう結果、中間材の全長が
素管の全長に比べて殆ど変化せず、中間材の製造後に調
整工程を設けなくても、この中間材に更に第二工程の加
工を施して得られる金属製ベローズの品質が安定する。
と言った作用効果を奏するので、前述した先発明の効果
をそのまま具備しつつ、更により高品質の金属製ベロー
ズをより安価に製作する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の実施例を示す、図３のＡ−
Ａ断面図。

【図２】図１の中央部拡大図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】図３の中央部拡大図。

【図５】従来方法の第１例を示す断面図。

【図６】同じく第２例を示す断面図。

【図７】先発明に於ける部材の形状変化を工程順に示
す、断面図及び端面図。

【図８】同じく第一工程の実施状態の第１例を示す、図
９のＣ−Ｃ断面に相当する図。

【図９】図８の側方から見た図。

【図１０】第１例に於ける第二工程開始時の状態を示す
断面図。

【図１１】抑え環を図１０の側方から見た図。

【図１２】図１０の左部拡大図。

【図１３】第１例に於ける第二工程途中の状態を示す断
面図。

【図１４】同じく第二工程終了時に於ける断面図。

【図１５】先発明の第２例に於ける第二工程開始時の状
態を示す断面図。

【図１６】同じく第二工程終了時に於ける断面図。

【図１７】先発明の第３例により造られる金属製ベロー
ズの断面図。

【図１８】第３例に於ける第二工程途中の状態を示す断
面図。

【図１９】同じく第二工程終了時に於ける断面図。

【図２０】先発明に於ける製造装置の別例を、第二工程
終了時の状態で示す縦断面図。

【符号の説明】

１素管２金属製ベローズ３成形シリンダ４ａ、４ｂ成形ピストン５抑えリング６高周波誘導コイル７環状凹部８中間材９回転ローラ１０環状突条１１芯金１２、１２ａ抑え環１３、１３ａ押圧環１４先細テーパ部１５、１５ａ環素１６環状凹溝１７隙間１８段部１９ガイドテーパ部２０押圧部２１円筒部２２大径部２３小径部２４凹溝２５、２６支持軸２７基板２８下部スライドホルダ２９凸部３０ガイド凹溝３１変位ブロック３２切り欠き３３変位側係止ピン３４固定側係止ピン３５引っ張りばね３６ガイド筒３７ボルト３８鍔部３９通孔４０ホルダ筒４１係止板４２ねじ４３ガイドピン４４ガイド筒４５上板４６ボルト４７カム板４８ねじ４９、５０傾斜面５１凹溝５２キー５３ねじ５４突条５５貫通孔５６ロッド５７載置台５８ダイス素子５９ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 53/86 F16J 3/04 B62D 3/12 505 B21D 53/88

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塑性変形自在な金属板により円筒状に造
られた素管の外周面に、それぞれがこの素管の全周に亙
る複数の環状凹部を、前記素管の軸方向に亙り間欠的に
形成して金属製ベローズ製造用中間材を造る為、上記素
管の周囲に、周方向に亙って３個以上に分割されて上記
環状凹部に対応する部分に突条を備えたダイス素子によ
り構成される分割ダイスを配置した後、上記各ダイス素
子を上記素管の直径方向内側に向け同時に変位させ、上
記各環状凹部の底部の円周形状に合致する円弧形状とさ
れた上記各突条の先端縁を上記素管の外周面に突き当て
てこの素管の一部を直径方向内側に塑性変形させ、上記
複数の環状凹部を形成する金属製ベローズ製造用中間材
の製造方法。
【請求項２】塑性変形自在な金属板により円筒状に造
られた素管を支持する為の載置台と、この載置台に載置
された素管の周囲にこの素管を中心とする放射方向に配
置されて、この素管の外周面に対して同時に遠近動する
３個以上の変位ブロックと、各変位ブロックの内周側面
に固定されたダイス素子と、各ダイス素子の内周側面に
上記素管の軸方向に亙って間欠的に設けられ、それぞれ
の先端縁を、上記素管の外周面に形成すべき環状凹部の
底部の円周形状に合致する円弧形状とされた複数の突条
とを備えた金属製ベローズ製造用中間材の製造装置。