JPS63157724A - フレアチユ−ブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフレアチューブの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、フレアチューブの製造は、一般に液圧バルジ加工
によっていた。しかしながら、この液圧バルジ加工によ
れば、素管を液密に保持するための高精度な成形型を必
要とするばかりか、大型の油圧ユニットが必要で、設備
コストが高くつくという問題があった。

ところで、最近、鋼管を局部的に円周方向に加熱した後
、両管端から圧縮荷重を加えて加熱部分を膨出させるこ
とを、所定のピッチで繰り返すことによりフレアチュー
ブを製造する技術が開発されている（特開昭５９−１４
４５２９号公報）、この方法によれば、成形型を必要と
しないため、設備コストの低減を図ることができると共
に、任意の大きさや肉厚の素管を対象とし得るという製
造上の自由度が得られるようになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、−ヒ記新たなフレアチューブの製造方法
によれば、先に膨出成形した山（既成形出）に現在の加
熱部分から熱が伝達されるため、成形ピッチを小さくし
ようとすると、前記熱の影響により既成形出が座屈して
しまい、成形不能に落ち入り易いという問題があった。

また加熱後に圧縮荷重を加えるようにしているため、加
熱時間と圧縮時間とを個別に設定しなければならず、し
かも上記座屈を防電する関係上、既成形出の冷却を待っ
て次の山の成形に移行しなければならないという制約が
あり、思うように加工能率を上げ得ないという問題もあ
った。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記従来の問題点を解決するため、素管を高周
波コイルにより局部的に円周方向に加熱しつ一両管端か
ら圧縮方向の荷重を加えて加熱部分を膨出させ、加熱終
了とほぐ同時に前記荷重を加えることを停止して該加熱
部分を冷却液で冷却することを、所定のピッチで繰り返
すように構成したことを要旨とする６ 本発明において、冷却液を供給するタイミングは任意で
あり１例えば加熱、成形終了直後に供給するようにして
も、加熱、成形中を通じて供給するようにしても良い、
また冷却液を供給する方法も任意であり１例えば前者の
場合は、高周波コイルを通じて、あるいは別途設けた冷
却コイルを通じて行うことができ、−・方後者の場合は
、素管内部に冷却液を常時循環させ、あるいは水中に素
管および高周波コイルを侵漬して水中で加熱を行うよう
にすることができる。

また本発明において、膨出成形を所定ピッチで繰り返す
方法は任意であり、素管を固定的にセットして高周波コ
イルを移動させ、あるいは高周波コイルを固定状態とし
て素管を移動させる方法を採用することができる。

（作　用） 上記構成のフレアチューブの製造方法において、加熱部
分を冷却液で強制的に冷却するようにしたので、既成形
出に対する熱影響を些少に抑えることができ、結果とし
て成形ピッチを小さくしても１２ｆ、ＩＯ＆形山形出屈
が起こり難くなる。

また加熱途中から圧縮荷重を加えるようにしたので、膨
出部分が高周波コイルの内面に漸次接近し、この結果、
経時的に加熱効率が増して素管の塑性変形能が高まるこ
ととなり、加熱終了とほゞ同時に膨出成形を終えても十
分満足する膨出量が得られるようになる。しかも、冷却
液によって膨出成形後の山を直ちに強制冷却することが
でき、連続的に次の山の成形に移行することができて加
工能率が著しく向上するようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図は１本発明にか−るフレアチューブの製造の第１
実施例を示したものである。同図において、１は加工対
象である素管、２ａ、２ｂは前記素管ｌの管端に係合し
、該素管ｌを上・下方向から挾持する一対のラムで、該
ラムの内の一方のラム２ａは上下動できるようになって
いる。３は前記一対のラム２ａ、２ｂ間に配設された高
周波コイルで、図示を略す支持フレームに支持され、上
下動できるようになっている。前記高周波コ・イル３は
、その内側に冷却液の噴出孔４を具備しており、素管ｌ
を局部的に円周方向に加熱する機能と共に、該素管ｌに
対して冷却液を噴射し加熱部分を冷却する機能を有する
ものとなっている。

か−る装置を用いて、いま一対のラム２ａ、２５間に素
管１をモー２トし、高周波コイル３を適宜位置決めする
。そして、先ず高周波コイル３に高周波′電流を印加し
て素管ｌの加熱を開始し、これと同時にラム２ａを下動
させて素管ｌに軸方向の圧縮荷重を加える。この加熱お
よび圧縮荷重の付与により、素管１の加熱部分の塑性変
形能が増すと共にこの部分に歪が集中し、該加熱部分は
徐々に膨出する。その後、所定時間経過時点で、高周波
コイル３に対する高周波電流の印加を停止し、これと同
時にラム２ａの下動を停止し、その直後に高周波コイル
３の噴出孔４から冷却液を噴射し前記膨出部を冷却する
。か〜る一連の動作により前記加熱部分には所定形状の
一つの山５が膨出成形され、以降。

高周波コイルの位置を変えて所定のピッチでｊｔｊ記動
作を繰り返せば、所望の山数を有するフレアチューブが
得られるようになる。

しかして１本第１実施例においては、膨出成形直後に高
周波コイル３から冷却液を噴射するようにしたので、成
形を終えた山は速やかに冷却される。この結果、次の山
の成形に際して既成形出の温度上昇が抑えられ、成形ピ
ッチを小さくしても該既成形出の座屈が起こり難くなる
。また加熱開始と同時に圧縮荷重を加えるようにしたの
で、膨出部分が高周波コイル３の内面に漸次接近し、こ
の結果、経時的に加熱効率が増して素管ｌの塑性変形能
が高まることとなり、加熱終了とほゞ同時に圧縮荷重の
付与つまり膨出成形を終えても十分満足する膨出量が得
られるようになる。したがって、前記強制冷却の効果と
相まって一山の成形に要する時間が可及的に短縮され、
加工能率が向上するようになる。

第２図は、上記第１実施例における一山成形の熱および
荷重サイクルを示したものである。

同図中、Ｌｌは成形範囲を表しており、この間は温度Ｔ
と荷重Ｗは共に増大し、一方、Ｌ２は冷却範囲を表して
おり、この間は荷重ＷはＯとなって温度Ｔは急激に低下
する。

以下、上記第１実施例を具体的に説明する。

使用素管として、ＪＴＳ　ＳＴＫＭＩＩＡ　、外径３４
０１１１１　。

肉厚　１．０ｍｍ　、長さ　１３０＋ｍのものを用い、
先ず周波数４０ＫＨｚ　、　４０ＫＷの発振器に結ぶ高
周波コイル３にて、電圧４ＫＶ　、電流？、５Ａ（７）
出力テ１．８秒間加熱した。この加熱により１膨出成形
部の温度は最高８００°Ｃまで到達した。一方、加熱開
始直後からラム２ａを下降速度１．８ｍ＋ｓ／秒の速度
で下切せしめ、加熱終了と同時にラム２ａの下動を停止
し、その直後、高周波コイル３の噴出孔４から冷却液を
２０文／分の条件で５秒間噴射した。そしてか＼る動作
を等ピッチで繰り返し、その後、前記動作を必要な山数
だけ繰り返し、所定のフレアチューブを製作し、これを
後述する形状試験および圧縮試験に供した。なお比較の
ため、前述と同一の素管を用い、局部加熱後、圧縮荷重
を加える従来法（特開昭５９−１４４５２８吋公報に示
される方法）によりフレアチューブを得、−上記と同様
の試験に供した。

形状試験の結果、第３図に示すように、本誌で得たフレ
アチューブＡは従来法で得たフレアチューブＢに比し、
膨出量において損色なく、一方、成形ピッチにおいて（
フレアチューブＡのピッチをＰｔ　＋　フレアチューブ
Ｂのピッチをｐ２として表す）明らかに小ピツチとなる
ことが確認できた。

また圧縮試験の結果、第４図に示すように。

本誌によって得たフレアチューブＡが３００〜５００ｋ
ｇで変形するのに対し、従来法で得たフレアチューブＢ
は７５０〜１０００ｋｇで変形し、本誌で得たもののフ
レキシビリティに優れていることが確認できた。

第５図は、本発明にか＼るフレアチューブの製造方法の
第２実施例を示したものである。なお同図において、１
油出の第１図に示した部分と同一部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。本第２実施例の特徴とすると
ころは、一対のラム２ａ、２ｂに、端面と側面とにそれ
ぞれ開口する通液孔１１ａ、Ｉｌｂを設けると共に、一
方のラム２ａにおける通液孔＋１ａの側面への開口部を
流入口１２、他方のラム２ｂにおける通液孔１１ｂの側
面への開ｌＪ部を流出口１３として構成し、なおかつ一
対のラム２ａ、２ｂの端部のそれぞれに素管１に嵌入し
得る保持部＋４ａ　、　１４ｂを設け、この保持部１４
ａ　、　＋４ｂにシール部材１５を介して素管１を水密
に保持するようにし、さらに上方のラム２ａに蒸気排出
［コ１７を設けてこれに図示を略す昶し弁を介装した点
にある。本第２実施例において、前記流入口１２および
ｌＡ仁山「１１３を図示を略す循環回路に接わりし、素
・管１内に冷却液１Ｂを循環させるようにする。なお、
高周波コイル３に関しては噴射孔を省略したものを用い
る。

か−る構成により、素管ｌ内に冷却液１６を循環させな
がら、高周波コイル３に高周波電流を印加して素管ｌの
加熱を開始し、この加熱開始から所定時間経過後にラム
２ａを下動させてＪｆｉ↑１に軸方向の圧縮荷重を加え
、さらに所定時間経過後に高周波コイル３に対する高周
波電流の印加とラム２ａの下動とを同時に停止ヒする。

この加熱外出により、素管１の加熱部分に膨出成形され
た山５は、素管ｌ内を流動する冷却液１６によって急速
に冷却される。この結果、−山成形後、高周波コイル３
を移動させて直ちに次の山の成形を行うことができ、加
工能率の大幅な向上を達成できる。なお加熱時において
は、蒸気排出口１７から水蒸気を適宜排出することによ
り管内の圧カニＡ整を行う。

第６図は、に記第２実施例における一山成形の熱および
荷重サイクルを示したものである。

同図から明らかなように、冷却範囲Ｌ２は一ヒ記第１実
施例における場合（第２図）より大幅に狭まっており、
加工能率の向上効果の大きいことが理解できる。

以下、上記第２実施例を具体的に説明する。

実施例１と同一の素管を用い、該素管１内に冷却液を循
環させつ−、実施例１と同一の容量の発振器に結ぶ高周
波コイル３にて、電圧９．５ＫＶ、電流６．ＯＡの出力
で１．５秒間加熱した。この加熱により膨出成形部の温
度は最高８００℃まで到達した。一方、加熱開始１．０
秒からラム２ａを下降速度１０■／秒の速度で下動せし
め、加熱開始から　１．５秒で加熱を停旧し、同時にラ
ム２ａの下切を外出する。その後高周波コイル３を所定
ピッチだけ移動させ、次の山を成形し、か−る動作を等
ピッチで繰り返し、所定の山数を有するフレアチューブ
を製作した。

Ｌ記第２実施例の具体例において、−山の成形に要する
時間は、加熱１．５秒と移ｖＪ（冷却を含む）２．０秒
との合計３．５秒であり、きわめて短時間に成形を完了
させることができる。因みに特開昭５９−１４４５２９
号公報に示される従来の方法によって同様の成形を行っ
たところ、−山の成形に来する時間は、加熱１６５秒と
、冷却１０秒と移！ＦＪＪ２．Ｏ秒との合計１３．５秒
であり、水沫の成形時間の著しく短かい（約１１５）こ
とが確認できた。

一方、成形ピッチに関し、座屈を起こすことなく成形で
きる最小ピッチを求めたところ、本第２実施例で得たフ
レアチューブのそれは８．５１であるのに対し、上記従
来の方法によって得たフレアチューブのそれは１０．５
ｍｍであり、水沫の優れていることが確認できた。

第７図は１本発明にか繁るフレアチューブの製造方法の
第３実施例を示したものである。なお同図において、前
出の第１図に示した部分と同一部分には同一符号を付し
、その説明は省略する。本第３実施例の特徴とするとこ
ろは、一対のラム２ａ、２ｂを水平方向に範囲し、その
素管１の保持部を液槽２１に収納すると共に高周波コイ
ル３をも液槽２１に収納し、冷却液１６中にて膨出成形
するようにした点にある。

か＼る構成により、高周波コイル３に高周波電流を印加
して素管１の加熱を開始し、この加熱開始から所定時間
経過後にラム２ａを、下動させて素管１に軸方向の圧縮
荷重を加え、さらに所定時間経過後に＾゛６周波コイル
３に対する高周波電流の印加とラム２ａの下動とを同時
に停止Ｆする。この加熱外出により、素管ｌの加熱部分
に膨出成形された山５は、液槽２１内の冷却液１Ｂによ
って急速に冷却される。この結果、−山成形後、高周波
コイル３を移動させて直ちに次の山の成形を行うことが
でき、加工能率の大幅な向上を達成できる。

第８図は、上記第３実施例における一山成形の熱および
荷重サイクルを示したものである。

同図から明らかなように、前記第１実施例および第２実
施例に対応する冷却範囲Ｌ２は実質Ｏとなり、加工能率
のより一層の向上を達成できる。

以下、上記第３実施例を具体的に説明する。

実施例１と同一の素管を用い、実施例１と同一の容量の
発振器に結ぶ高周波コイル３にて、電圧１０ＫＶ　、電
流６．５Ａの出力で１．５秒間加熱した。この加熱によ
り膨出成形部の温度は最高８め、加熱開始から　１．５
秒で加熱を停止トし、同時イル３を所定ピッチだけ移動
させ、次の山を成形し、か＼る動作を等ピッチで繰り返
し、所定の山数を有するフレアチューブを製作した。

上記第３実施例の具体例において、−山の成形に要する
時間は、上記第２実施例の場合と同じく加熱　１．５秒
と移動（冷却を含む）２，０秒との合計３，５秒であり
、きわめて短時間に成形を完了させることができる。木
：ｆＳ３実施例の場合、冷却に要する時間をほとんど無
視できるので、移動時間を短縮することにより、実施例
２の場合よりもさらに成形時間を短縮し得ることはいう
までもない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にか〜るフレアチ
ューブの製造方法は、素管の加熱部分を冷却液で強制的
に冷却するようにしたので、既成形出に対する熱影響を
些少に抑えることができて、成形ピッチの可及的縮小を
達成できる効果が得られた。

また加熱途中から圧縮荷重を加えるようにしたので、加
熱終了とほゞ同時に膨出成形を終えても十分満足する膨
出量が得られ、冷却液による強制冷却の効果と相まって
、−山の成形時間を著しく短縮することが可能になり、
生産性の大幅向上を達成できる効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか−るフレアチューブの製造方法の第
１実施例を示す模式図、第２図は前記第１実施例におけ
る熱および荷重のサイクル線図、第３図は前記第１実施
例で得たフレアチューブの形状を従来の方法で得たフレ
アチューブのそれと対比して示す断面図、第４図は前記
第１実施例で得たフレアチューブの圧縮試験結果を従来
法で得たフレアチューブのそれとを対比して示すグラフ
、第５図は本発明にが−るフレアチューブの製造方法の
第２実施例を示す模式図、第６図は前記第２実施例にお
ける熱および荷重のサイクル線図、第７図は本発明にか
−るフレアチューブの製造方法の第３実施例を示す模式
図、第８図は前記第３実施例における熱および荷重のサ
イクル線図である。 １　・・・　素管 ２ａ、２ｂ・・・　ラム ３　・・・　高周波コイル １６　　・・・　冷却液 特許出願人　トヨタ自動車株式会社 第１図 ２ａ、２ｂ　　ラム ３・・山周ｊ戻コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）素管を高周波コイルにより局部的に円周方向に加
   熱しつゝ両管端から圧縮方向の荷重を加えて加熱部分を
   膨出させ、加熱終了とほゞ同時に前記荷重を加えること
   を停止して該加熱部分を冷却液で冷却することを、所定
   の ピッチで繰り返すことを特徴とするフレア チューブの製造方法。