JP5662228B2 - ベローズ製造方法及びベローズ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属パイプから液圧バルジ法によりベローズを製造する方法及び装置に関し、更に詳細には金属パイプに液圧を印加しながら単純な操作で効率的に多段のベローズ山を形成するベローズ製造方法及びベローズ製造装置に関する。

金属パイプを金型内に挿入し、前記金属パイプの内部に液体を充填して加圧により液体に内圧を発生させながらパイプの両端を軸方向に圧縮し、前記内圧により前記金属パイプを金型に当接するまで膨張させて、金属パイプに多数のベローズ山を形成するベローズ製造方法がバルジ成形法として知られている。

バルジ成形法として特許第３７２３８５８号（特許文献１）が知られている。このバルジ成形法は、中間金型を割型状に対向させて構成し、多数の中間金型をガイド軸に取り付けた後、前記金属パイプの中間領域の外周に配置させる手法である。従って、中間金型の管軸方向への移動はガイド軸によって行われるため、中間金型の配置に手間取り、ベローズを効率的に成形することが困難であった。

特許第２７７４９６０号（特許文献２）の図１０及び図１３に従来のバルジ成形法が簡潔に説明されている。多数の中間金型を金属パイプの外周に等間隔に配置する場合に、中間金型と中間金型の間にスペーサを挿入する必要がある。中間金型の個数だけ大量のスペーサが必要になり、これらのスペーサを全て装着するのに時間がかかるため、ベローズ成形の効率性が悪かった。

特許第３７２３８５８号公報 特許第２７７４９６０号公報

図１４は従来のバルジ成形法を簡潔に述べた工程説明図である。図１４では、スペーサユニットの替わりに、一個一個のスペーサブロックを用いている点で、特許文献２と異なっている。（１４Ａ）は組立工程図である。下金型１０８の中央に金属パイプ１０６を直立配置する。下金型１０８の上面周囲に４個のスペーサブロック１３０を等間隔に立設し、これらのスペーサブロック上に第１の中間金型１２０を配置する。中間金型１２０は２個の半割型を金属パイプ１０６の外周に対向させて連結構成される。この第１の中間金型１２０の上に４個のスペーサブロック１３０を等間隔立設して、その上に第２の中間金型１２０を配置する。同様の手順で必要数の中間金型１２０を積層し、最後に上金型１１０を金属パイプ１０６の上面に接触配置する。全てのスペーサブロック１３０の高さは同一であるから、下金型１０８と複数の中間金型１２０と上金型１１０からなる金型群の金型間の離間距離は同一に調整される。

（１４Ｂ）は初期段階のバルジ加圧図である。前記金属パイプ１０６の中に注入口（図示せず）から液体を充填し、液体に内圧を発生させながら、ベローズ製造装置により上金型１１０と下金型１０８間に圧縮力を印加すると、液体の内圧により金属パイプ１０６は金型間の間隙から少し膨出する。この段階で、金属パイプ１０６内の液体の内圧を解除し、全てのスペーサブロック１３０を取り去る。しかし、全ての中間金型１２０はパイプ膨出部間の谷間に嵌り込んでいるため、中間金型１２０は全く不動状態にあり、その位置は固定されている。

（１４Ｃ）は最終段階のバルジ加圧図である。（１４Ｂ）において、スペーサブロック１３０を取り去った後、再び液体を金属パイプ１０６内に加圧注入し、プレスを開始する。前記液体を滴量だけ排出しながら前記液体を徐々に抜き、圧縮力により金属パイプ１０６は一層に短縮し、最終的には、中間金型１２０が上下に接触するまで短縮化される。この最終段階が（１４Ｃ）である。金属パイプ１０６はベローズ１２４へと成形されている。前述した膨出部もより先鋭なベローズ山１２４ａへと変化している。（１４Ｄ）はベローズの外観斜視図である。（１４Ｃ）において、上金型１１０と下金型１０８と中間金型１２０を取り外すと、ベローズ１２４が出現する。中間金型１２０の個数より一つ多い数のベローズ山１２４ａが形成されたベローズ１２４が成形される。

しかしながら、上述した従来バルジ成形法では、以下のような弱点がある。第一に、一個一個のスペーサブロック１３０を金型上に立設してゆく手間が必要である。（１４Ａ）では、合計２０個のスペーサブロック１３０が必要であるが、より多数のベローズ山１２４ａを成形するには、より多数の手間を必要とする。（１４Ｂ）では、膨出成形した後、液体の内圧を一端解除し、全てのスペーサブロック１３０を取り外す手間が必要となる。しかも再度液体を加圧注入して圧縮処理をしなければならない。従って、従来ベローズ成形法では、成形するのに手間と時間がかかり、ベローズの量産が困難であるばかりでなく、ベローズの低価格化を阻害する原因となっていた。

従って、本発明は上記欠点を改善するために為されたものであり、スペーサブロックを使用せず、液体の再加圧を必要としないベローズ成形法を提案するものである。このことによって、ベローズ成形の効率化を図り、ベローズの量産性能を上げて、結果的にベローズの低価格化を実現することに成功したものである。

本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであって、本発明の第１の形態は、金属パイプの上方開口部と下方開口部を上金型と下金型で夫々密閉して前記金属パイプを直立状に狭持し、前記上金型の外周面に接合部により固定された複数本のワイヤを吊下させ、前記金属パイプの直立方向に所定間隔を有して一個以上の中間金型を配置し、前記中間金型は前記金属パイプの外周面に周方向全周に亘ってリング状に周接しており、前記中間金型の外面に前記複数本のワイヤを接合部により固定して前記中間金型を前記ワイヤにより吊持し、前記金属パイプの内部に液体を液密状に注入し、前記上金型と前記下金型の間に圧縮力を印加して前記金属パイプを短縮化させると同時に前記液体に内圧を発生させ、前記上金型と前記下金型と前記中間金型からなる金型群の金型相互の間隙に前記金属パイプの外周面を前記内圧により径方向外方に膨張させてパイプ膨出部を形成し、前記パイプ膨出部の形成と共に前記ワイヤは変曲し、前記内圧を保持しつつ前記液体を排出しながら前記上金型と前記下金型の間隔が目的間隔まで短縮化した段階で前記圧縮力の印加を解除し、前記パイプ膨出部がベローズ山にまで突出して前記金属パイプがベローズに成形されることを特徴とするベローズ製造方法である。

本発明の第２の形態は、圧縮力の印加を解除した後、液体を排出し、上金型と下金型を相互に離間させ、中間金型を成形されたベローズから引き離して、ベローズを取り出すベローズ製造方法である。

本発明の第３の形態は、金型を吊持するワイヤが金属線、金属紐、又は金属チェーンであるベローズ製造方法である。

本発明の第４の形態は、ワイヤを金型に固定する接合部が溶接部、ロウ付け部又は接着部であるベローズ製造方法である。

本発明の第５の形態は、中間金型は、半割金型である左中間金型と右中間金型を金属パイプの外周面に当接させ、前記左中間金型と前記右中間金型を連結することによって構成されるベローズ製造方法である。

本発明の第６の形態は、前記目的間隔とは、前記上金型と前記下金型と前記中間金型からなる金型群が上下方向に接触するまで前記金属パイプが短縮化されたときの、前記上金型と前記下金型の間隔であるベローズ製造方法である。

本発明の第７の形態は、金属パイプの上方開口部と下方開口部を上金型と下金型で夫々密閉して前記金属パイプを直立状に狭持する上下金型装置と、前記上金型の外周面に接合部により固定して吊下された複数本のワイヤと、前記金属パイプの直立方向に所定間隔を有して配置され、且つ前記金属パイプの外周面に周方向全周に亘ってリング状に周接した一個以上の中間金型と、前記中間金型を前記ワイヤにより吊持するために前記中間金型の外面に前記複数本のワイヤを固定する接合部と、前記金属パイプの内部に液体を液密状に加圧注入及び調圧する液体制御装置と、前記上金型と前記下金型の間に圧縮力を印加して前記金属パイプを短縮化させる圧縮制御装置を有するベローズ製造装置である。

本発明の第８の形態は、金型を吊持するワイヤが金属線、金属紐、又は金属チェーンであるベローズ製造装置である。

本発明の第９の形態は、ワイヤを金型に固定する接合部が溶接部、ロウ付け部又は接着部であるベローズ製造装置である。

本発明の第１の形態によれば、上金型の外周面に接合部により固定された複数本のワイヤを吊下させ、中間金型の外面に前記複数本のワイヤを接合部により固定して前記中間金型を前記ワイヤにより吊持するから、一個以上の中間金型をワイヤに簡単に吊り下げることができ、中間金型を例えば等間隔に吊持することも簡単に行える。また、圧縮力の印加により金属パイプが膨出して短縮化しても、ワイヤは変曲性により中間金型間で自在に曲がるから、圧縮力の連続印加が可能になる。圧縮力の印加を解除するまでワイヤは変曲するだけであり、従来のように圧縮途中におけるスペーサブロックの脱離操作は全く不要になる。従って、圧縮開始から圧縮終了まで一気にバルジ成形が可能であり、金属パイプからのベローズ成形が一気に効率的に行うことができ、ベローズの量産が可能になると同時に、ベローズの低価格化を実現できる。また、圧縮工程を任意の途中段階で終了することによって、緩慢な山状から急峻な山状にまで任意形状のベローズ山を成形することができる。

本発明の第２の形態によれば、圧縮力の印加を終了した後、液体を排出し、上金型と下金型を相互に離間させ、中間金型をベローズから引き離すだけで、ベローズを簡単に取り出すことが可能である。このとき、中間金型を吊持するワイヤは、中間金型の自重により直線状に伸びて元の長さに復帰しており、新しい金属パイプを装填するだけで出発状態に復帰し、再度のベローズ成形も、繰り返し行うことができる。その点で、ベローズの量産が一層容易になる。

本発明の第３の形態によれば、金型を吊持するワイヤが金属線、金属紐、又は金属チェーンであるから、中間金型の吊り下げが安価に且つ簡単に行えるベローズ成形法を提供することができる。金属線は前記圧縮過程で簡単に曲がって変曲し、しかもベローズを取り出した時に元の直線状態に簡単に復帰し、何回も使用することができる。金属紐や金属チェーンは、圧縮過程で簡単に折れ曲がることができ、変曲性に優れ、しかも元の直線状態に簡単に復帰する。従って、繰り返しベローズの大量生産に使用することができ、どこにでもあるワイヤで安価にベローズの量産を可能にすることができる。

本発明の第４の形態によれば、ワイヤを金型に固定する接合部が溶接部、ロウ付け部又は接着部であるベローズ製造方法を提供できる。ワイヤを金型に接合する手段として、第１に溶接法が使用される。溶接法には、電気抵抗溶接、アーク放電溶接、ガス溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接などが利用できる。最も簡単にはアーク溶接とスポット溶接が使用できる。第２にロウ付け方法も使用できる。接合する材料（母材）よりも融点が低いロウ材を溶かしてワイヤを金型に接合する。例えば、銀ロウ付け、銅ロウ付け、黄銅ロウ付け、リン銅付け、アルミロウ付け等各種のロウ付け法から自由に選択することができる。圧縮過程で熱の発生は殆ど無いから、樹脂接着剤による接着により、ワイヤを金型に接合することも可能である。特に、瞬間接着剤を用いると、ワイヤの金型への接合を素早く簡単に行うことが可能である。ワイヤを金型から外す場合にも、接着方式は高能率である。

本発明の第５の形態によれば、中間金型は、半割金型である左中間金型と右中間金型を金属パイプの外周面に周接させ、前記左中間金型と前記右中間金型を連結することによって構成されるベローズ製造方法を提供できる。ワイヤで吊下される中間金型が半割型であるから、金属パイプの外周に取り付けるのが容易であるだけでなく、ワイヤを接合したまま半割型を相互に分離するだけで、ワイヤで吊下された半割型を左右に離開させて、成形されたベローズを取り出すことが可能になる。この点がワイヤ吊持法の長所である。即ち、ワイヤで半割型を吊持したまま、新しい金属パイプを下金型上に直立させれば、再度のベローズ成形が繰り返し極めて容易に行える利点を有している。

本発明の第６の形態によれば、前記目的間隔とは、前記上金型と前記下金型と前記中間金型からなる金型群が上下方向に接触するまで前記金属パイプが短縮化されたときの、前記上金型と前記下金型の間隔であるベローズ製造方法を提供できる。上金型と下金型と中間金型が相互接触するまで圧縮して完了すると、この過程を繰り返すことにより、正確な同一ピッチ・同一山高・同一山幅のベローズ山を有したベローズの量産が可能になる。ベローズ山のピッチ・山高・山幅を変更するには、異なった形状の中間金型に変更するだけで良い。

本発明の第７の形態によれば、金属パイプの上方開口部と下方開口部を上金型と下金型で夫々密閉して前記金属パイプを直立状に狭持する上下金型装置と、前記上金型の外周面に接合部により固定して吊下された複数本のワイヤと、前記金属パイプの直立方向に所定間隔を有して配置され、且つ前記金属パイプの外周面に周方向全周に亘ってリング状に周接した一個以上の中間金型と、前記中間金型を前記ワイヤにより吊持するために前記中間金型の外面に前記複数本のワイヤを固定する接合部と、前記金属パイプの内部に液体を液密状に加圧注入及び調圧する液体制御装置と、前記上金型と前記下金型の間に圧縮力を印加して前記金属パイプを短縮化させる圧縮制御装置を有するベローズ製造装置を提供できる。
本発明装置を用いれば、上金型の外周面に接合部により固定された複数本のワイヤを吊下させ、中間金型の外面に前記複数本のワイヤを接合部により固定して前記中間金型を前記ワイヤにより吊持するから、複数の中間金型をワイヤに簡単に吊り下げることができ、中間金型を例えば等間隔に吊持することも簡単に行える。また、圧縮力の印加により金属パイプが膨出して短縮化しても、ワイヤは変曲性により中間金型間で自在に曲がるから、圧縮力の連続印加が可能になる。圧縮力の印加を解除するまでワイヤは変曲するだけであり、従来のように圧縮途中におけるスペーサブロックの脱離操作は全く不要になる。従って、圧縮開始から圧縮終了まで一気にバルジ成形が可能であり、金属パイプからのベローズ成形が一気に効率的に行うことができ、ベローズの量産が可能になると同時に、ベローズの低価格化を実現できるベローズ製造装置を提供できる。また、圧縮工程を任意の途中段階で終了することによって、緩慢な山状から急峻な山状にまで任意形状のベローズ山を成形することができるベローズ製造装置を提供できる。

本発明の第８の形態によれば、金型を吊持するワイヤが金属線、金属紐、又は金属チェーンであるベローズ製造装置が提供できる。本装置を使用すれば、圧縮力の印加を終了した後、液体を排出し、上金型と下金型を相互に離間させ、中間金型をベローズから引き離すだけで、ベローズを簡単に取り出すことが可能である。このとき、中間金型を吊持するワイヤは、中間金型の自重により直線状に伸びて元の長さに復帰しており、新しい金属パイプを装填するだけで出発状態に復帰し、再度のベローズ成形も、繰り返し行うことができる。その点で、ベローズの量産が一層容易になる装置である。

本発明の第９の形態によれば、ワイヤを金型に固定する接合部が溶接部、ロウ付け部又は接着部であるベローズ製造装置を提供できる。本発明装置を用いれば、金型を吊持するワイヤが金属線、金属紐、又は金属チェーンであるから、中間金型の吊り下げが安価に且つ簡単に行えるベローズ製造装置を提供することができる。金属線は前記圧縮過程で簡単に曲がって変曲し、しかもベローズを取り出した時に元の直線状態に簡単に復帰し、何回も使用することができる。金属紐や金属チェーンは、圧縮過程で簡単に折れ曲がることができ、変曲性に優れ、しかも元の直線状態に簡単に復帰する。従って、繰り返しベローズの大量生産に使用することができ、どこにでもあるワイヤで安価にベローズの量産を可能にすることができる。

本発明において、金属板２から金属パイプ４を成形する金属パイプ成形工程図である。 本発明において、上金型１０と下金型８の間に金属パイプ６を上下方向に狭持した狭持状態図である。 本発明において、ワイヤ１４のワイヤ端部１４ｂを上金型１０に接合部１６により固定したワイヤ吊下図である。 本発明において、中間金型２０の半割型構成図である。 本発明において、ワイヤ１４に固定部１６により中間金型２０を順次吊下した中間金型吊下図である。 本発明において、ワイヤ１４に固定部１６により全ての中間金型２０を吊下した中間金型完全吊下図である。 本発明において、全ての中間金型２０を吊下した吊下全体斜視図である。 本発明において、金属パイプ６内に液体２２を注入し上下金型１０、８に圧縮力Ｆを印加したバルジ成形出発図である。 本発明において、圧縮力Ｆと内圧Ｐによりパイプ膨出部６ａとワイヤ変曲部１４ａが形成されつつあるバルジ成形の第１中間状態図である。 本発明において、圧縮力Ｆと内圧Ｐによりパイプ膨出部６ａとワイヤ変曲部１４ａが更に突出したバルジ成形の第２中間状態図である。 本発明において、金属パイプ６からバルジ成形によりベローズ２４を完成したバルジ成形の完成図である。 本発明において、ワイヤ１４を接合した左中間金型１８と右中間金型１９を取り外してベローズ２４を取り出すベローズ取出図である。 本発明において、バルジ成形後に取り出されたベローズ２４の縦断面図と外観斜視図である。 従来のバルジ成形法を簡潔に述べた従来工程説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明において、金属板２から金属パイプ４を成形する金属パイプ成形工程図である。（１Ａ）では、パイプ成形前の金属板２が配置されている。（１Ｂ）では、前記金属板２をロール成形して金属ロール４が形成される。この金属ロール４では、端縁４ａと端縁４ｂが対向状に突き合わされて溶接される。その結果、（１Ｃ）に示されるように、突合溶接線６ｂを有した金属パイプ６が形成される。金属パイプ６の直径は所望に応じて設計され、後述するベローズ（蛇腹管又は伸縮管とも呼ばれる）の断面直径を与える。図１では、金属板２から金属パイプ６を成形する手順を説明したが、シームレスパイプを用いても良いことは言うまでもない。

図２は、本発明において、上金型１０と下金型８の間に金属パイプ６を上下方向に狭持した狭持状態図である。図１で形成された金属パイプ６をベローズに成形する段階に入る。金属パイプ６の下方開口部６ｄを密閉するように、金属パイプ６を下金型８の上に載置して直立させる。金属パイプ６の上方開口部６ｃを密閉するように、上金型１０により金属パイプ６の上端を狭持する。後述するように、下金型８と上金型１０は圧縮制御装置５０に接続され、金属パイプ６は圧縮加工される。上金型１０には注入口１２が接続され、金属パイプ６内にバルジ加工用の液体（例えば水）を注入する。また、圧縮により金属パイプ６が短縮化されるに従って、金属パイプ６から液体を滴量だけ排出しながら、金属パイプ６の内面に内圧（液圧とも云う）を印加して、金属パイプ６の必要領域を外方に膨出させる。

図３は、本発明において、ワイヤ１４のワイヤ端部１４ｂを上金型１０に接合部１６により固定したワイヤ吊下図である。上金型１０の外周面１０ｂにワイヤ１４のワイヤ端部１４ｂを接合部１６により固定し、ワイヤ１４を吊り下げる。ワイヤの本数は任意で良いが、後述するように、中間金型を安定して吊り下げることができる本数であればよい。本実施形態では上金型１０の外周面１０ｂに等間隔に４本のワイヤ１４を吊下している。ワイヤ１４は金属線でも良いし、金属紐や金属チェーンでも良い。その共通する性質は、吊下性と変曲性を有することである。変曲性とは、撓む性質（可撓性）だけでなく、折れ曲がる性質（折曲性）や布のように折り畳まれる性質（折畳性）でも良い。ピンと伸びたワイヤ１４の両端に圧縮力を加えると、短縮した分だけ金属線は曲がり、その曲がりを変曲性と呼ぶ。その曲がりが弾性変形であれば圧縮力を解除した段階で元のようにピンと伸びるが、塑性変形であれば曲がったままで元には戻らない。そのどちらでも良い。金属紐の場合には布のように折畳性を有し、また金属チェーンは鎖であるから、折曲性や折畳性を有する。
また、接合部１６は、ワイヤ１４を吊下でき、しかも重量を有する中間金型を安定して吊持できる手段であれば何でもよい。接合部１６は、例えば溶接部、ロウ付け部又は接着部（接着剤固定）であれば良い。溶接部とは溶接による接合部であり、ロウ付け部とはロウ材による接合部であり、接着部とは接着剤による接合部である。本実施形態ではスポット溶接により接合部１４を形成している。

図４は、本発明において、中間金型２０の半割型構成図である。まず、（４Ａ）は左中間金型１８と右中間金型１９を対向連結したリング状の中間金型２０の斜視図である。（４Ｂ）は（４Ａ）のＩ−Ｉ腺断面斜視図である。図から分かるように、中間金型２０は半割型である左中間金型１８と右中間金型１９を対向してボルト１９ｄで連結して構成される。更に詳説すると、左中間金型１８は、左半円部１８ａと左半円突出部１８ｂとそれらの端面にある左連結片１８ｃから構成される。同様に、右中間金型１９は、右半円部１９ａと右半円突出部１９ｂとそれらの端面にある右連結片１９ｃから構成される。次の図５に示されるように、左中間金型１８と右中間金型１９を金属パイプ６の外周面上に周回状に対向させ、左連結片１８ｃと右連結片１９ｃを面接合し、ボルト１９ｄ、１９ｄにより螺合すると、中間金型２０が形成される。従って、左半円部１８ａと右半円部１９ａが一体化して大リング部２０ａが形成される。また、左半円突出部１８ｂと右半円突出部１９ｂが一体化してリング突出部２０ｂが形成される。大リング部２０ａの大リング部厚Ｔはベローズ山のピッチｐを決める。突出部高さＨはベローズ山の山高ｈを与え、突出部厚Ｗはベローズ山の山幅ｗをｗ＝Ｔ−Ｗとして決める。

図５は、本発明において、ワイヤ１４に固定部１６により中間金型２０を順次吊下した中間金型吊下図である。中間金型２０は、上金型１０より上金型所定間隔ｄ１だけ離間した下方位置に金属パイプ６の外周面にリング突出部２０ｂが当接するように固定される。しかも、中間金型２０は４本のワイヤ１４に接合部１６により固定されて吊下される。より詳細に述べると、２本のワイヤ１４に左中間金型１８が接合部１６により吊下され、同様に残り２本のワイヤ１４に右中間金型１９が接合部１６により吊下される。

図６は、本発明において、ワイヤ１４に固定部１６により全ての中間金型２０を吊下した中間金型完全吊下図である。図５と同様の手順で、４個の中間金型２０を金属パイプ６の外周面に順次に吊下する。各中間金型２０は接合部１６によりワイヤ１４に固定され、ワイヤ１４に吊持される。中間金型２０と中間金型２０の間の離間距離は中間金型所定間隔ｄ２であり、中間金型２０と下金型８との離間距離は下金型所定間隔ｄ３である。このようにして、全ての中間金型２０が金属パイプ６の周囲に吊下配置される。

図７は、本発明において、全ての中間金型２０を吊下した吊下全体斜視図である。図６が断面図であるのに対し、図７は斜視図である点で相違するだけである。全体の斜視図に、上金型所定間隔ｄ１、中間金型所定間隔ｄ２及び下金型所定間隔ｄ３が付記されている。また、４本のワイヤ１４の吊下状態が明示されている。上金型１０には注入口１２が省略されている。

図８は、本発明において、金属パイプ６内に液体２２を注入し上下金型１０、８に圧縮力Ｆを印加したバルジ成形出発図である。金属パイプ６内には液体制御装置４０により矢印ａ方向に液体２２が注入され、金属パイプ６は液体２２で液密状態（満杯状態）に充填される。上下金型装置３０を構成する上金型１０と下金型８には圧縮力Ｆが印加される。前記圧縮力Ｆは圧縮制御装置５０により制御され、金属パイプ６内には液圧である内圧Ｐが金属パイプ６を径方向外方に膨張させるように作用する。特に、上金型１０と中間金型２０の間、中間金型２０と中間金型２０の間、更に中間金型２０と下金型８の間に前記内圧Ｐが作用する。金属パイプ６の外周面でも、中間金型２０が当接する位置は、中間金型２０により金属パイプの膨張が規制されているから、図８においては、金型間の上記５か所が内圧Ｐにより径方向外方に膨張する。

図９は、本発明において、圧縮力Ｆと内圧Ｐによりパイプ膨出部６ａとワイヤ変曲部１４ａが形成されつつあるバルジ成形の第１中間状態図である。圧縮力Ｆの印加で金属パイプ６は短縮化を開始し、短縮した長さだけ、金属パイプ６は径方向外方に膨張し、５箇所でパイプ膨出部６ａが形成されつつある。金属パイプ６の内容積が減少した分量だけ液体２２は矢印ｂ方向に排出され、圧縮期間中、圧縮制御装置５０により内圧Ｐは制御される。同時に、金属パイプ６の短縮に応じて、ワイヤ１４も上下方向に短縮し、その短縮量だけワイヤ６は外方に変曲し、ワイヤ変曲部１４ａが形成される。

図１０は、本発明において、圧縮力Ｆと内圧Ｐによりパイプ膨出部６ａとワイヤ変曲部１４ａが更に突出したバルジ成形の第２中間状態図である。圧縮力Ｆの更なる印加により、金属パイプ６は更に短縮し、パイプ膨出部６ａは内圧Ｐにより一層に径方向外方に膨出する。同時に、ワイヤ１４のワイヤ変曲部１４ａも一層に変曲する。

図１１は、本発明において、金属パイプ６からバルジ成形によりベローズ２４を完成したバルジ成形の完成図である。圧縮力Ｆの持続的印加と液体２２の矢印ｂ方向への排出により、上金型１０と中間金型２０と下金型８が相互に密着するまで金属パイプ６を短縮させる。従って、上金型１０と下金型８の離間距離は４個の中間金型の厚さ、即ち目的間隔ｄ０になる。この目的間隔ｄ０は大リング厚Ｔとの関係でいうと、ｄ０＝４×Ｔと考えてよい。中間金型がｎ個使用される場合には、ｄ０＝ｎ×Ｔとなる。その結果、金属パイプ６はベローズ２４に成形され、パイプ膨出部６ａはベローズ山２４ａにまで変形される。この段階で、ベローズ２４は完成される。ワイヤ変曲部１４ａも最大状態に変曲している。

図１２は、本発明において、ワイヤ１４を接合した左中間金型１８と右中間金型１９を取り外してベローズ２４を取り出すベローズ取出図である。図１１において、液体２２を完全に排出し、圧縮力Ｆを解除する。次にワイヤ１４と上金型１０との接合部１６を解離すると、４個の中間金型２０はワイヤ１４と一体に上金型１０から分離される。下金型８又は上金型１０を上下に開くと、ベローズ２４を取り出すことが可能になる。

図１３は、本発明において、バルジ成形後に取り出されたベローズ２４の縦断面図と外観斜視図である。（１３Ａ）はベローズ２４の縦断面図であり、（１３Ｂ）はベローズ２４の外観斜視図である。図から分かるように、ベローズ２４には多数のベローズ山２４ａが形成されている。ベローズ山２４ａのピッチｐ、山高ｈ、山幅ｗは図示の通りである。

以上詳述したように、本発明は画期的なベローズ製造方法及びベローズ製造装置を提供することに成功したものであり、各地のベローズ製造工場において直ちに利用でき、しかもベローズの低価格化と大量生産を行うことを可能にした。具体的には、上金型の外周面に接合部により固定された複数本のワイヤを吊下させ、中間金型の外面に前記複数本のワイヤを接合部により固定して前記中間金型を前記ワイヤにより吊持するから、一個以上の中間金型をワイヤに簡単に吊り下げることができ、中間金型を例えば等間隔に吊持することも簡単に行える。また、圧縮力の印加により金属パイプが膨出して短縮化しても、ワイヤは変曲性により中間金型間で自在に曲がるから、圧縮力の連続印加が可能になる。圧縮力の印加を解除するまでワイヤは変曲するだけであり、従来のように圧縮途中におけるスペーサブロックの脱離操作は全く不要になる。従って、圧縮開始から圧縮終了まで一気にバルジ成形が可能であり、金属パイプからのベローズ成形が一気に効率的に行うことができ、ベローズの量産が可能になると同時に、ベローズの低価格化を実現できる。また、圧縮工程を任意の途中段階で終了することによって、緩慢な山状から急峻な山状にまで任意形状のベローズ山を成形することができる。

２ 金属板
４ 金属ロール
４ａ 端縁
４ｂ 端縁
６ 金属パイプ
６ａ パイプ膨出部
６ｂ 突合溶接線
６ｃ 上方開口部
６ｄ 下方開口部
８ 下金型
１０ 上金型
１０ｂ 外周面
１２ 注出口
１４ ワイヤ
１４ａ ワイヤ変曲部
１４ｂ ワイヤ端部
１６ 接合部
１８ 左中間金型
１８ａ 左半円部
１８ｂ 左半円突出部
１８ｃ 左連結片
１９ 右中間金型
１９ａ 右半円部
１９ｂ 右半円突出部
１９ｃ 右連結片
１９ｄ ボルト
２０ 中間金型
２０ａ 大リング部
２０ｂ リング突出部
２２ 液体
２４ ベローズ
２４ａ ベローズ山
３０ 上下金型装置
４０ 液体制御装置
５０ 圧縮制御装置
１０６ 金属パイプ
１０８ 下金型
１１０ 上金型
１２０ 中間金型
１３０ スペーサブロック
１２４ ベローズ
１２４ａ ベローズ山
Ｔ 大リング厚
Ｈ 突出部高さ
Ｗ 突出部厚
ｄ０ 目的間隔
ｄ１ 上金型所定間隔
ｄ２ 中間金型所定間隔
ｄ３ 下金型所定間隔
Ｐ 内圧
Ｆ 圧縮力
ｐ ピッチ
ｗ 山幅
ｈ 山高

Claims (9)

1. 金属パイプの上方開口部と下方開口部を上金型と下金型で夫々密閉して前記金属パイプを直立状に狭持し、前記上金型の外周面に接合部により固定された複数本のワイヤを吊下させ、前記金属パイプの直立方向に所定間隔を有して一個以上の中間金型を配置し、前記中間金型は前記金属パイプの外周面に周方向全周に亘ってリング状に周接しており、前記中間金型の外面に前記複数本のワイヤを接合部により固定して前記中間金型を前記ワイヤにより吊持し、前記金属パイプの内部に液体を液密状に注入し、前記上金型と前記下金型の間に圧縮力を印加して前記金属パイプを短縮化させると同時に前記液体に内圧を発生させ、前記上金型と前記下金型と前記中間金型からなる金型群の金型相互の間隙に前記金属パイプの外周面を前記内圧により径方向外方に膨張させてパイプ膨出部を形成し、前記パイプ膨出部の形成と共に前記ワイヤは変曲し、前記内圧を保持しつつ前記液体を排出しながら前記上金型と前記下金型の間隔が目的間隔まで短縮化した段階で前記圧縮力の印加を解除し、前記パイプ膨出部がベローズ山にまで突出して前記金属パイプがベローズに成形されることを特徴とするベローズ製造方法。
2. 前記圧縮力の印加を解除した後、前記液体を排出し、前記上金型と前記下金型を相互に離間させ、前記中間金型を成形されたベローズから引き離して、ベローズを取り出す請求項1に記載のベローズ製造方法。
3. 前記ワイヤは金属線、金属紐、又は金属チェーンである請求項１又は２に記載のベローズ製造方法。
4. 前記接合部は溶接部、ロウ付け部又は接着部である請求項１、２又は３に記載のベローズ製造方法。
5. 前記中間金型は、半割金型である左中間金型と右中間金型を前記金属パイプの外周面に当接させ、前記左中間金型と前記右中間金型を連結することによって構成される請求項１〜４のいずれかに記載のベローズ製造方法。
6. 前記目的間隔とは、前記上金型と前記下金型と前記中間金型からなる金型群が上下方向に接触するまで前記金属パイプが短縮化されたときの、前記上金型と前記下金型の間隔である請求項１〜５のいずれかに記載のベローズ製造方法。
7. 金属パイプの上方開口部と下方開口部を上金型と下金型で夫々密閉して前記金属パイプを直立状に狭持する上下金型装置と、前記上金型の外周面に接合部により固定して吊下された複数本のワイヤと、前記金属パイプの直立方向に所定間隔を有して配置され、且つ前記金属パイプの外周面に周方向全周に亘ってリング状に周接した一個以上の中間金型と、前記中間金型を前記ワイヤにより吊持するために前記中間金型の外面に前記複数本のワイヤを固定する接合部と、前記金属パイプの内部に液体を液密状に加圧注入する液体制御装置と、前記上金型と前記下金型の間に圧縮力を印加して前記金属パイプを短縮化させる圧縮制御装置を有することを特徴とするベローズ製造装置。
8. 前記ワイヤは金属線、金属紐、又は金属チェーンである請求項７に記載のベローズ製造装置。
9. 前記接合部は溶接部、ロウ付け部又は接着部である請求項７又は８に記載のベローズ製造装置。