JP2002295676A - ベローズ管及びその製造方法 - Google Patents
ベローズ管及びその製造方法Info
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- JP2002295676A JP2002295676A JP2001105347A JP2001105347A JP2002295676A JP 2002295676 A JP2002295676 A JP 2002295676A JP 2001105347 A JP2001105347 A JP 2001105347A JP 2001105347 A JP2001105347 A JP 2001105347A JP 2002295676 A JP2002295676 A JP 2002295676A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、パイプ素材の内部にシール部材
を軸方向に押し付けて、パイプ素材の内部の液圧室を簡
単な構造で且つ十分な密封性を伴ってシールし、パイプ
素材を内部の高い圧力で変形したベローズ管及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 パイプ素材10のベローズ形成部13の
各サイド14に内面に***する凸周条15を形成し、パ
イプ素材10の両側から挿入される寄せ型20,21に
設けた各Oリング26を凸周条15に押し当てて、寄せ
型20,21の位置決めをすると共にパイプ素材10の
変形のために高圧力が供給される液圧室29のシールを
行う。パイプ素材10と寄せ型20,21とは緩く嵌合
しているので、寄せ型20,21の挿入時にシールに傷
が付きにくく、直管部12,12からベローズ成形部1
3までを一体構造としたベローズ管の成形が容易にな
る。
を軸方向に押し付けて、パイプ素材の内部の液圧室を簡
単な構造で且つ十分な密封性を伴ってシールし、パイプ
素材を内部の高い圧力で変形したベローズ管及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 パイプ素材10のベローズ形成部13の
各サイド14に内面に***する凸周条15を形成し、パ
イプ素材10の両側から挿入される寄せ型20,21に
設けた各Oリング26を凸周条15に押し当てて、寄せ
型20,21の位置決めをすると共にパイプ素材10の
変形のために高圧力が供給される液圧室29のシールを
行う。パイプ素材10と寄せ型20,21とは緩く嵌合
しているので、寄せ型20,21の挿入時にシールに傷
が付きにくく、直管部12,12からベローズ成形部1
3までを一体構造としたベローズ管の成形が容易にな
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、エンジ
ンから排出される排気ガスをその処理装置に導くために
エンジンと処理装置との間に配設されて、伝達される熱
や振動に起因して生じる過大な応力を緩和するためのベ
ローズ管及びその製造方法に関する。
ンから排出される排気ガスをその処理装置に導くために
エンジンと処理装置との間に配設されて、伝達される熱
や振動に起因して生じる過大な応力を緩和するためのベ
ローズ管及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジン、特に、ディーゼルエン
ジンにおいては、エンジンから排出される排気ガス中
に、不完全燃焼に伴って生じる煤等のディーゼル微粒子
が含まれている。このディーゼル微粒子をフィルタで取
り除いて処理するために、排気系統にディーゼルパティ
キュレートフィルタ(以下、DPFと略す)が設けられ
ることがある。一般に、DPFはディーゼルエンジンに
近接して配置されるが、ディーゼルエンジンとは別に製
作されるので、排気ガスをDPFに導入するために、エ
ンジンはその排気口に接続された排気管によってDPF
に接続される。
ジンにおいては、エンジンから排出される排気ガス中
に、不完全燃焼に伴って生じる煤等のディーゼル微粒子
が含まれている。このディーゼル微粒子をフィルタで取
り除いて処理するために、排気系統にディーゼルパティ
キュレートフィルタ(以下、DPFと略す)が設けられ
ることがある。一般に、DPFはディーゼルエンジンに
近接して配置されるが、ディーゼルエンジンとは別に製
作されるので、排気ガスをDPFに導入するために、エ
ンジンはその排気口に接続された排気管によってDPF
に接続される。
【0003】しかしながら、DPF等の処理装置に接続
される排気管は、エンジンの運転開始・停止に伴って高
温の排気ガスが通過するために熱膨張・熱収縮を繰り返
し、また、エンジンと処理装置を車両に搭載する場合に
は、車両の走行に伴って生じる振動によって圧縮・引っ
張りの繰返し応力が加わる。こうした繰返し応力は、配
管の溶接等の継ぎ目に金属疲労を起こす原因になるの
で、従来、排気管の途中にばね特性を示すベローズを介
在させて、ベローズが繰返し応力を吸収して緩和するこ
とにより、エンジンと処理装置とに対する排気管の接続
部が疲労することを回避して、排気系統の耐久性の確保
を図っている。図8に示すように、ベローズ管30は、
エンジン側とDPF側とにそれぞれ設けられた直管部3
2,32と、直管部32,32の各端部をエンジンの排
気口とDPFの導入口とに接続するためのフランジ3
6,36と,直管部32,32をそれぞれ接続するベロ
ーズ形成部33とから構成されている。直管部32,3
2とベローズ形成部33とは別体として製作され、直管
部32,32の端部34,34とベローズ形成部33の
端部35,35とは、それぞれ重ね合わされて溶接にて
固定されている。また、フランジ36,36も直管部3
2,32とは別体として製作され、接合部37において
溶接にて固定されている。
される排気管は、エンジンの運転開始・停止に伴って高
温の排気ガスが通過するために熱膨張・熱収縮を繰り返
し、また、エンジンと処理装置を車両に搭載する場合に
は、車両の走行に伴って生じる振動によって圧縮・引っ
張りの繰返し応力が加わる。こうした繰返し応力は、配
管の溶接等の継ぎ目に金属疲労を起こす原因になるの
で、従来、排気管の途中にばね特性を示すベローズを介
在させて、ベローズが繰返し応力を吸収して緩和するこ
とにより、エンジンと処理装置とに対する排気管の接続
部が疲労することを回避して、排気系統の耐久性の確保
を図っている。図8に示すように、ベローズ管30は、
エンジン側とDPF側とにそれぞれ設けられた直管部3
2,32と、直管部32,32の各端部をエンジンの排
気口とDPFの導入口とに接続するためのフランジ3
6,36と,直管部32,32をそれぞれ接続するベロ
ーズ形成部33とから構成されている。直管部32,3
2とベローズ形成部33とは別体として製作され、直管
部32,32の端部34,34とベローズ形成部33の
端部35,35とは、それぞれ重ね合わされて溶接にて
固定されている。また、フランジ36,36も直管部3
2,32とは別体として製作され、接合部37において
溶接にて固定されている。
【0004】エンジンとDPF等の処理装置とを接続す
る排気管においては、上記のようにベローズ管30を介
在させているので、熱や振動に伴って生じる繰返し応力
は緩和されるが、ベローズ形成部33と直管部32,3
2とを溶接で接続すると、依然として溶接接合面の機械
加工、それに伴う材料ロス、溶接不良等の懸念がある。
排気ガスを、漏れを起こすことなく確実に処理装置に導
入するため、製造された排気管の全数に対して漏れが有
るか否かのリークチェックを行っているが、このような
溶接構造を採用しているために行なわざるを得ない全数
検査は、排気管の製造コストを上昇させる要因の一つと
なっている。
る排気管においては、上記のようにベローズ管30を介
在させているので、熱や振動に伴って生じる繰返し応力
は緩和されるが、ベローズ形成部33と直管部32,3
2とを溶接で接続すると、依然として溶接接合面の機械
加工、それに伴う材料ロス、溶接不良等の懸念がある。
排気ガスを、漏れを起こすことなく確実に処理装置に導
入するため、製造された排気管の全数に対して漏れが有
るか否かのリークチェックを行っているが、このような
溶接構造を採用しているために行なわざるを得ない全数
検査は、排気管の製造コストを上昇させる要因の一つと
なっている。
【0005】管の途中にベローズ形成部を液圧成形によ
って成形する方法が、例えば、特開平10−27766
0号公報に開示されている。この成形方法によれば、第
1成形段階として、金属素管の上端と下端とが金型によ
って密封されると共にクランプして保持され、金属素管
のベローズ成形予定領域がライナによって移動しないよ
うに拘束された割型で囲まれる。ポンプによって金属素
管の内部へ供給される液状の圧力媒体の吐出量が、セン
サで検出した金属素管の張出し量に応じて制御される。
予め定めた張出し量が検出されたとき、一旦、液状の圧
力媒体の金属素管内部への供給が停止される。第2成形
段階として、金属素管の内部の圧力を維持しながら、ラ
イナを取り外すことで移動可能となった割型を上金型と
共に軸方向に押し込むことによって、張出した金属素管
が割型の内側の成形形状に従って更に変形してベローズ
に成形される。
って成形する方法が、例えば、特開平10−27766
0号公報に開示されている。この成形方法によれば、第
1成形段階として、金属素管の上端と下端とが金型によ
って密封されると共にクランプして保持され、金属素管
のベローズ成形予定領域がライナによって移動しないよ
うに拘束された割型で囲まれる。ポンプによって金属素
管の内部へ供給される液状の圧力媒体の吐出量が、セン
サで検出した金属素管の張出し量に応じて制御される。
予め定めた張出し量が検出されたとき、一旦、液状の圧
力媒体の金属素管内部への供給が停止される。第2成形
段階として、金属素管の内部の圧力を維持しながら、ラ
イナを取り外すことで移動可能となった割型を上金型と
共に軸方向に押し込むことによって、張出した金属素管
が割型の内側の成形形状に従って更に変形してベローズ
に成形される。
【0006】また、溶接を不要とした一体成形のフラン
ジ付きベローズ管の絞り成形方法が提案されている(特
開平9−239472号公報)。このフランジ付きベロ
ーズの絞り成形方法によれば、両端に、フランジ加工若
しくはねじ加工等のための接続部の加工を施した中空円
筒素材に対して、スピンドルマシンを用いて、中央円筒
部に圧延加工用ローラを押圧しつつ横方向に移行させて
圧延することにより、所定の肉厚及び所定の長さのベロ
ーズ形成部を形成している。
ジ付きベローズ管の絞り成形方法が提案されている(特
開平9−239472号公報)。このフランジ付きベロ
ーズの絞り成形方法によれば、両端に、フランジ加工若
しくはねじ加工等のための接続部の加工を施した中空円
筒素材に対して、スピンドルマシンを用いて、中央円筒
部に圧延加工用ローラを押圧しつつ横方向に移行させて
圧延することにより、所定の肉厚及び所定の長さのベロ
ーズ形成部を形成している。
【0007】しかしながら、配管用のパイプ素材は、通
常、研削や研磨が行われることなく熱間圧延機によって
形成されたままの状態で使用されるため、内面及び外面
は共に圧延肌を呈しており、真円度、円筒度及び面粗度
(平滑度)が低いものに止まっている。このため、上記
の液圧によるベローズ管の成形方法では、液圧で膨張さ
せるときのシールが重要になり、上下の金型を金属素管
に確実に密封するためにリング状弾性体等から成る密封
構造と、成形時の金属素管の引き込みを防止するため伸
縮式リング状金型等のクランプ構造とから成る複雑な機
構を用いている。しかも、この密封構造は密封性を高め
るため多重シールを必要としており、製造コストが上昇
したり、円筒部分が長いためにシール素管を挿入すると
きに、予め設けられているシールが損傷するおそれもあ
る。
常、研削や研磨が行われることなく熱間圧延機によって
形成されたままの状態で使用されるため、内面及び外面
は共に圧延肌を呈しており、真円度、円筒度及び面粗度
(平滑度)が低いものに止まっている。このため、上記
の液圧によるベローズ管の成形方法では、液圧で膨張さ
せるときのシールが重要になり、上下の金型を金属素管
に確実に密封するためにリング状弾性体等から成る密封
構造と、成形時の金属素管の引き込みを防止するため伸
縮式リング状金型等のクランプ構造とから成る複雑な機
構を用いている。しかも、この密封構造は密封性を高め
るため多重シールを必要としており、製造コストが上昇
したり、円筒部分が長いためにシール素管を挿入すると
きに、予め設けられているシールが損傷するおそれもあ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】パイプ素材の内部に高
い圧力をかけることでパイプ素材に塑性変形を起こさせ
てベローズを成形するベローズ管とその製造において
は、直管部の内面は、パイプ素材の真円度、円筒度、面
粗度等の加工精度が高くなく且つストレートな形状を有
しているので、ストレートな内面に対してシール部材を
径方向に押し付けるために密封構造やクランプ構造が複
雑になる。そこで、直管部の内部において、単純にシー
ル部材を軸方向に押し付けることで、パイプ素材の内部
に形成される液圧室を簡単な構造で且つ十分な密封性を
伴ってシールすると共にパイプ素材を保持し、パイプ素
材の変形を容易に行う点で解決すべき課題がある。
い圧力をかけることでパイプ素材に塑性変形を起こさせ
てベローズを成形するベローズ管とその製造において
は、直管部の内面は、パイプ素材の真円度、円筒度、面
粗度等の加工精度が高くなく且つストレートな形状を有
しているので、ストレートな内面に対してシール部材を
径方向に押し付けるために密封構造やクランプ構造が複
雑になる。そこで、直管部の内部において、単純にシー
ル部材を軸方向に押し付けることで、パイプ素材の内部
に形成される液圧室を簡単な構造で且つ十分な密封性を
伴ってシールすると共にパイプ素材を保持し、パイプ素
材の変形を容易に行う点で解決すべき課題がある。
【0009】この発明の目的は、上記課題を解決するこ
とであり、パイプ素材の真円度、円筒度、面粗度等の加
工精度が高くなくても、ベローズの成形範囲を定めると
共に、内部に高い圧力をかけたときに液漏れを生じない
ように設けるシールを簡便なものとし、シールが傷つき
にくくし、更にパイプ素材とそのパイプ素材に嵌合され
る型とがルーズに嵌合している状態であっても、一つの
シールで、十分な密封性を確保することができるベロー
ズ管とその製造方法を提供することである。
とであり、パイプ素材の真円度、円筒度、面粗度等の加
工精度が高くなくても、ベローズの成形範囲を定めると
共に、内部に高い圧力をかけたときに液漏れを生じない
ように設けるシールを簡便なものとし、シールが傷つき
にくくし、更にパイプ素材とそのパイプ素材に嵌合され
る型とがルーズに嵌合している状態であっても、一つの
シールで、十分な密封性を確保することができるベロー
ズ管とその製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、長手方向両
側に設けられた直管部、及び前記両直管部の間において
前記両直管部と一体に成形されたベローズ形成部を備
え、前記ベローズ形成部の両サイドには内周面に***し
た凸周条が形成されていることから成るベローズ管に関
する。また、このベローズ管は、一方の前記直管部をデ
ィーゼルエンジンの排気管に接続し、他方の前記直管部
を前記ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の
粒子を取り除くディーゼルパティキュレートフィルタの
導入部に接続することにより、前記ディーゼルエンジン
と前記ディーゼルパティキュレートフィルタとの間に適
用されている。
側に設けられた直管部、及び前記両直管部の間において
前記両直管部と一体に成形されたベローズ形成部を備
え、前記ベローズ形成部の両サイドには内周面に***し
た凸周条が形成されていることから成るベローズ管に関
する。また、このベローズ管は、一方の前記直管部をデ
ィーゼルエンジンの排気管に接続し、他方の前記直管部
を前記ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の
粒子を取り除くディーゼルパティキュレートフィルタの
導入部に接続することにより、前記ディーゼルエンジン
と前記ディーゼルパティキュレートフィルタとの間に適
用されている。
【0011】このベローズ管によれば、直管部とベロー
ズ形成部とは、溶接によることなく一体に成形されてい
る。従って、直管部とベローズ形成部との溶接接合部に
生じていた応力集中のような不都合な事態は、このベロ
ーズ管には生じることがない。ベローズ形成部の両サイ
ドに内周面に***して形成した凸周条に対して、型に設
けたシールリングを圧接させることが可能になり、パイ
プ素材の一体性を保ったまま、内側からの液圧による変
形でベローズを製造することが可能になる。また、この
ベローズ管を車両のディーゼルエンジンとディーゼルパ
ティキュレートフィルタとの間に適用したときには、ベ
ローズ管は、エンジンの運転開始に伴って内部を通過す
る高温の排気ガスから受熱し、エンジンの運転停止に伴
って排気ガスの流れが止まることで冷却されることによ
って熱応力を受けたり、あるいは車両の走行に伴って生
じる振動によって機械的な応力を受けるが、ベローズ形
成部が撓むことによって、これらの応力は吸収緩和され
る。
ズ形成部とは、溶接によることなく一体に成形されてい
る。従って、直管部とベローズ形成部との溶接接合部に
生じていた応力集中のような不都合な事態は、このベロ
ーズ管には生じることがない。ベローズ形成部の両サイ
ドに内周面に***して形成した凸周条に対して、型に設
けたシールリングを圧接させることが可能になり、パイ
プ素材の一体性を保ったまま、内側からの液圧による変
形でベローズを製造することが可能になる。また、この
ベローズ管を車両のディーゼルエンジンとディーゼルパ
ティキュレートフィルタとの間に適用したときには、ベ
ローズ管は、エンジンの運転開始に伴って内部を通過す
る高温の排気ガスから受熱し、エンジンの運転停止に伴
って排気ガスの流れが止まることで冷却されることによ
って熱応力を受けたり、あるいは車両の走行に伴って生
じる振動によって機械的な応力を受けるが、ベローズ形
成部が撓むことによって、これらの応力は吸収緩和され
る。
【0012】また、この発明は、パイプ素材の長手方向
に沿った所定幅領域の両サイドにおいて前記パイプ素材
の内部に***する凸周条を形成し、前記パイプ素材の両
端からそれぞれ先端部にシールリングを備えた寄せ型を
挿入して前記シールリングを前記凸周条に押圧すること
により前記パイプ素材と前記寄せ型との間をシールし、
前記両寄せ型に挟まれる前記パイプ素材の内部に供給さ
れる液体の圧力によって前記パイプ素材の前記所定幅領
域をその外側に配置されたベローズ成形型に倣って変形
させてベローズ形成部を成形することから成るベローズ
管の製造方法に関する。また、このベローズ管の製造方
法において、前記凸周条は、前記パイプ素材の対応する
外周部に塑性加工によって凹周溝を形成することによっ
て形成される。
に沿った所定幅領域の両サイドにおいて前記パイプ素材
の内部に***する凸周条を形成し、前記パイプ素材の両
端からそれぞれ先端部にシールリングを備えた寄せ型を
挿入して前記シールリングを前記凸周条に押圧すること
により前記パイプ素材と前記寄せ型との間をシールし、
前記両寄せ型に挟まれる前記パイプ素材の内部に供給さ
れる液体の圧力によって前記パイプ素材の前記所定幅領
域をその外側に配置されたベローズ成形型に倣って変形
させてベローズ形成部を成形することから成るベローズ
管の製造方法に関する。また、このベローズ管の製造方
法において、前記凸周条は、前記パイプ素材の対応する
外周部に塑性加工によって凹周溝を形成することによっ
て形成される。
【0013】このベロース管の製造方法によれば、パイ
プ素材のベローズ形成部の両サイドに内面に***する凸
周条を形成し、パイプ素材の両側から挿入される寄せ型
に単一のOリングをシール部材として備えているので、
凸周条は内部を通ることになる流体の流れを阻害しない
程度の***部であり、***部に対してシール手段を軸方
向に押し付けることによって、簡単に且つ完全なシール
が得られると共に寄せ型に保持される。ベローズを形成
すべき必要な箇所だけに液圧がかかるため、型締め力の
小さいプレス機で直管部からベローズ形成部までを一体
構造としたベローズ管の成形が可能になる。また、パイ
プ素材と寄せ型とはルーズに嵌合しているので、寄せ型
を挿入したときにもシールに傷が付きにくい。パイプ素
材の凸周条に対応する外周部に、例えば、ロールを押圧
するロール成形にて凹周溝を成形すれば、パイプ素材の
内面には対応して凸周条を簡単に形成することができ
る。
プ素材のベローズ形成部の両サイドに内面に***する凸
周条を形成し、パイプ素材の両側から挿入される寄せ型
に単一のOリングをシール部材として備えているので、
凸周条は内部を通ることになる流体の流れを阻害しない
程度の***部であり、***部に対してシール手段を軸方
向に押し付けることによって、簡単に且つ完全なシール
が得られると共に寄せ型に保持される。ベローズを形成
すべき必要な箇所だけに液圧がかかるため、型締め力の
小さいプレス機で直管部からベローズ形成部までを一体
構造としたベローズ管の成形が可能になる。また、パイ
プ素材と寄せ型とはルーズに嵌合しているので、寄せ型
を挿入したときにもシールに傷が付きにくい。パイプ素
材の凸周条に対応する外周部に、例えば、ロールを押圧
するロール成形にて凹周溝を成形すれば、パイプ素材の
内面には対応して凸周条を簡単に形成することができ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明によるベローズ管の実施例を説明する。図1はこ
の発明によるベローズ管の一実施例を上半部を断面で示
す側面図、図2は図1に示すベローズ管の側面図、図3
は図1に示すベローズ管のAで示す部分の拡大断面図で
ある。
の発明によるベローズ管の実施例を説明する。図1はこ
の発明によるベローズ管の一実施例を上半部を断面で示
す側面図、図2は図1に示すベローズ管の側面図、図3
は図1に示すベローズ管のAで示す部分の拡大断面図で
ある。
【0015】図1において、ベローズ管1は、長手方向
両側に直管部2,2を有し、両直管部2,2は両直管部
2,2と一体に成形されたベローズ形成部3によって接
続されている。ベローズ形成部3の両サイド4,4に
は、管の内周面に***した凸周条5,5が形成されてい
る。直管部2,2の最端部は、二重構造を有する一体型
のフランジ6,6に形成されている。ベローズ管1は、
フランジ6,6から直管部2,2、両サイド4,4を経
てベローズ形成部3に至るまで、一つのパイプ素材から
形成された一体型配管構造である。従って、溶接固定部
分がないので、金属疲労等の溶接部特有に生じる傾向が
ある不具合を予め回避することができる。
両側に直管部2,2を有し、両直管部2,2は両直管部
2,2と一体に成形されたベローズ形成部3によって接
続されている。ベローズ形成部3の両サイド4,4に
は、管の内周面に***した凸周条5,5が形成されてい
る。直管部2,2の最端部は、二重構造を有する一体型
のフランジ6,6に形成されている。ベローズ管1は、
フランジ6,6から直管部2,2、両サイド4,4を経
てベローズ形成部3に至るまで、一つのパイプ素材から
形成された一体型配管構造である。従って、溶接固定部
分がないので、金属疲労等の溶接部特有に生じる傾向が
ある不具合を予め回避することができる。
【0016】フランジ6,6は、パイプ素材の端部を拡
大し、更にその一部を内側に折り返して構成した一体型
の二重構造である。そうした一体型の二重構造のため、
フランジ剛性が向上している。即ち、図3に示すよう
に、フランジ6は、直管部2の端部を外側に拡大変形し
て折り返し部8で内側に折り返し、更に折り返した先端
部9を段差を付けた直管部2の内部に押し込むことで形
成されている。図2に示すように、各フランジ6には複
数の取付け孔7(一部のみ符号を付す)が等間隔に形成
されている。フランジ6,6は、取付け孔7に取付けボ
ルト(図示せず)を挿通し締め付けることによって、そ
れぞれ、例えばディーゼルエンジンの排気管とDPFの
排気ガス導入口とに取り付けられる。フランジ6に関し
ては、図2及び図3に示す二重構造に代えて、従来から
採用されているような、直管部2の端部を外側に拡大変
形しただけの単層構造のフランジとし、別体に製作した
フランジリング(図示せず)でフランジのシール面を締
め込む構造にしてもよい。
大し、更にその一部を内側に折り返して構成した一体型
の二重構造である。そうした一体型の二重構造のため、
フランジ剛性が向上している。即ち、図3に示すよう
に、フランジ6は、直管部2の端部を外側に拡大変形し
て折り返し部8で内側に折り返し、更に折り返した先端
部9を段差を付けた直管部2の内部に押し込むことで形
成されている。図2に示すように、各フランジ6には複
数の取付け孔7(一部のみ符号を付す)が等間隔に形成
されている。フランジ6,6は、取付け孔7に取付けボ
ルト(図示せず)を挿通し締め付けることによって、そ
れぞれ、例えばディーゼルエンジンの排気管とDPFの
排気ガス導入口とに取り付けられる。フランジ6に関し
ては、図2及び図3に示す二重構造に代えて、従来から
採用されているような、直管部2の端部を外側に拡大変
形しただけの単層構造のフランジとし、別体に製作した
フランジリング(図示せず)でフランジのシール面を締
め込む構造にしてもよい。
【0017】次に、図4〜図6に基づいて、この発明に
よるベローズ管の製造方法について説明する。図4〜図
6は、この発明によるベローズ管の製造方法の一例につ
いてその製造経過を示す図であり、図4はパイプ素材の
内周面に凸周条を形成した状態を示す図、図5はパイプ
素材の内部に寄せ型を挿入し、外周部にベローズ成形型
を配置した状態を示す図、図6はパイプ素材の内部に液
圧を適用してベローズを成形した状態を示す図である。
先ず、図4に示すように、断面が円形のストレートなパ
イプ素材10が用意され、直管部12,12の間でベロ
ーズを成形すべき長手方向に沿った所定幅領域13の両
サイド14,14において、パイプ素材10の内周部1
1には、例えばパイプ軸方向に沿った断面で見て半円状
に***する凸周条15,15が形成される。凸周条1
5,15は、例えば、パイプ素材10の対応する外周部
にロール成形を施すことで形成することができる。即
ち、パイプ素材10の外周部に成形ロールを押圧しつつ
転がしパイプ素材10を塑性変形させて凹周溝16,1
6を形成すると、凹周溝16,16に対応して内周部1
1に生じる膨出変形によって凸周条15,15が形成さ
れる。凸周条15,15の大きさは、後述するように、
シールリングと共働してシール性能が得られればよい程
度の大きさであり、形成すべきベローズの波形の大きさ
に比べて十分小さいものでよく、内部を通過することに
なる排気ガス等の流体の通過に与える影響は小さい。両
サイド14,14の凸周条15,15は、後述するよう
に、ベローズ成形時に液圧をシールする役目を果たす。
よるベローズ管の製造方法について説明する。図4〜図
6は、この発明によるベローズ管の製造方法の一例につ
いてその製造経過を示す図であり、図4はパイプ素材の
内周面に凸周条を形成した状態を示す図、図5はパイプ
素材の内部に寄せ型を挿入し、外周部にベローズ成形型
を配置した状態を示す図、図6はパイプ素材の内部に液
圧を適用してベローズを成形した状態を示す図である。
先ず、図4に示すように、断面が円形のストレートなパ
イプ素材10が用意され、直管部12,12の間でベロ
ーズを成形すべき長手方向に沿った所定幅領域13の両
サイド14,14において、パイプ素材10の内周部1
1には、例えばパイプ軸方向に沿った断面で見て半円状
に***する凸周条15,15が形成される。凸周条1
5,15は、例えば、パイプ素材10の対応する外周部
にロール成形を施すことで形成することができる。即
ち、パイプ素材10の外周部に成形ロールを押圧しつつ
転がしパイプ素材10を塑性変形させて凹周溝16,1
6を形成すると、凹周溝16,16に対応して内周部1
1に生じる膨出変形によって凸周条15,15が形成さ
れる。凸周条15,15の大きさは、後述するように、
シールリングと共働してシール性能が得られればよい程
度の大きさであり、形成すべきベローズの波形の大きさ
に比べて十分小さいものでよく、内部を通過することに
なる排気ガス等の流体の通過に与える影響は小さい。両
サイド14,14の凸周条15,15は、後述するよう
に、ベローズ成形時に液圧をシールする役目を果たす。
【0018】次に、図5に示すように、パイプ素材10
の両端から、それぞれ寄せ型20,21を挿入する。図
示の例では、図左側の寄せ型20は中実の円筒体である
が、図右側の寄せ型21は、後述するように、液体の連
通孔22aが形成された円筒体である。パイプ素材10
と寄せ型20との間のシール部の拡大図である図7に示
すように、寄せ型20,21の先端部22,22の外周
面23,23から型先端側に至るに従って窄んだテーパ
面24,24が形成されている。各テーパ面24が外周
面23に接続する部分には周溝25が形成されており、
各周溝25には、シールリングとしてのOリング26が
嵌め込まれて取り付けられている。寄せ型20,21を
図示のように互いに引き寄せる(例えば、寄せ型21を
製造装置の機枠に固定し、寄せ型20を寄せ型21に向
かって引き寄せる)ことにより、各Oリング26はパイ
プ素材10に形成された凸周条15に押圧され、その結
果、パイプ素材10に対する寄せ型20,21の挿入位
置が定められると共にパイプ素材10が寄せ型20,2
1で保持され、更に、パイプ素材10と寄せ型20,2
1との隙間27がシールされる。
の両端から、それぞれ寄せ型20,21を挿入する。図
示の例では、図左側の寄せ型20は中実の円筒体である
が、図右側の寄せ型21は、後述するように、液体の連
通孔22aが形成された円筒体である。パイプ素材10
と寄せ型20との間のシール部の拡大図である図7に示
すように、寄せ型20,21の先端部22,22の外周
面23,23から型先端側に至るに従って窄んだテーパ
面24,24が形成されている。各テーパ面24が外周
面23に接続する部分には周溝25が形成されており、
各周溝25には、シールリングとしてのOリング26が
嵌め込まれて取り付けられている。寄せ型20,21を
図示のように互いに引き寄せる(例えば、寄せ型21を
製造装置の機枠に固定し、寄せ型20を寄せ型21に向
かって引き寄せる)ことにより、各Oリング26はパイ
プ素材10に形成された凸周条15に押圧され、その結
果、パイプ素材10に対する寄せ型20,21の挿入位
置が定められると共にパイプ素材10が寄せ型20,2
1で保持され、更に、パイプ素材10と寄せ型20,2
1との隙間27がシールされる。
【0019】これに前後して、パイプ素材10の所定幅
領域13の外側には、ベローズ成形型28が配置され
る。ベローズ成形型28は、分離可能な複数のリング状
の割型28a〜28eから成り、当初はストレートな所
定幅領域13に渡って図5に示すように互いに分離して
分散配置されている。割型28a〜28eは、軸方向に
集合したときに、内周の形状がパイプ素材10に形成す
べきベローズ形成部3の形状に合わせた型となる。
領域13の外側には、ベローズ成形型28が配置され
る。ベローズ成形型28は、分離可能な複数のリング状
の割型28a〜28eから成り、当初はストレートな所
定幅領域13に渡って図5に示すように互いに分離して
分散配置されている。割型28a〜28eは、軸方向に
集合したときに、内周の形状がパイプ素材10に形成す
べきベローズ形成部3の形状に合わせた型となる。
【0020】次に、図6に示すように、寄せ型20,2
1で挟まれたパイプ素材10の内部に形成される液圧室
29には、図右側の寄せ型21の連通孔22aを通して
水又はオイル等の液体が供給される。パイプ素材10と
寄せ型20,21との間で液体漏れがないシールが得ら
れた後の加工工程については、上記した特開平10−2
77660号公報に開示されたものと同様の方法を採用
することができる。パイプ素材10と寄せ型20,21
との間の隙間27は、Oリング26,26によって密封
されているので、液体が隙間27を通じて外部に漏れる
ことはない。ベローズの成形は、パイプ素材10の液圧
室29に1000〜3000kgf/cm2程度の液圧
を付与し、パイプ素材10を塑性変形させ膨らませる手
法で行われる。図6に示すように、パイプ素材10の所
定幅領域13は、液圧室29に液圧を維持しながらパイ
プ素材10に軸方向の力を加えることにより、次第に集
合する割型28a〜28eから成るベローズ成形型28
に倣うように塑性変形され、図1に示したベローズ形成
部3に成形される。このとき、最も外側の割型28a,
28eは、凹周溝16,16に嵌まり込む形状を備えて
いるので、Oリング26が押し付けらることによる凸周
条15,15の変形が抑えられる。
1で挟まれたパイプ素材10の内部に形成される液圧室
29には、図右側の寄せ型21の連通孔22aを通して
水又はオイル等の液体が供給される。パイプ素材10と
寄せ型20,21との間で液体漏れがないシールが得ら
れた後の加工工程については、上記した特開平10−2
77660号公報に開示されたものと同様の方法を採用
することができる。パイプ素材10と寄せ型20,21
との間の隙間27は、Oリング26,26によって密封
されているので、液体が隙間27を通じて外部に漏れる
ことはない。ベローズの成形は、パイプ素材10の液圧
室29に1000〜3000kgf/cm2程度の液圧
を付与し、パイプ素材10を塑性変形させ膨らませる手
法で行われる。図6に示すように、パイプ素材10の所
定幅領域13は、液圧室29に液圧を維持しながらパイ
プ素材10に軸方向の力を加えることにより、次第に集
合する割型28a〜28eから成るベローズ成形型28
に倣うように塑性変形され、図1に示したベローズ形成
部3に成形される。このとき、最も外側の割型28a,
28eは、凹周溝16,16に嵌まり込む形状を備えて
いるので、Oリング26が押し付けらることによる凸周
条15,15の変形が抑えられる。
【0021】成形途上のパイプ素材10の直管部12,
12、両サイド14,14、凸周条15,15は、それ
ぞれ、図1に示す成形完了後のベローズ管1における直
管部2,2、両サイド4,4、凸周条5,5にそのまま
対応している。液体圧力による軸方向の力は、配管の投
影面積に液体圧力を乗じた値となるが、この荷重は寄せ
型20,21を介して図示しない装置フレームに支えら
れる。パイプ素材10の内周面11に凸周条15を予め
形成しておくことで、寄せ型20,21のパイプ素材1
0内での挿入位置が定まる。また、ベローズ成形は、凸
周条5,5によって限界付けられたパイプ素材10の必
要な箇所だけに液圧がかかることになるため、型締め力
の小さいプレス機でベローズ成形が可能になる。
12、両サイド14,14、凸周条15,15は、それ
ぞれ、図1に示す成形完了後のベローズ管1における直
管部2,2、両サイド4,4、凸周条5,5にそのまま
対応している。液体圧力による軸方向の力は、配管の投
影面積に液体圧力を乗じた値となるが、この荷重は寄せ
型20,21を介して図示しない装置フレームに支えら
れる。パイプ素材10の内周面11に凸周条15を予め
形成しておくことで、寄せ型20,21のパイプ素材1
0内での挿入位置が定まる。また、ベローズ成形は、凸
周条5,5によって限界付けられたパイプ素材10の必
要な箇所だけに液圧がかかることになるため、型締め力
の小さいプレス機でベローズ成形が可能になる。
【0022】上記の実施例において、また、このベロー
ズ管は、ディーゼルエンジンとDPFとの間を接続する
配管として適用されるものとして説明したが、DPF以
外の処理装置、例えば、触媒型浄化装置等であり、ま
た、これら装置を本ベローズ管の内部に納めたものにも
適用可能である。あるいはエンジン以外のものであって
も、熱や振動のような使用環境の厳しい状況のものは勿
論のこと、配管系であれば、どのような用途にも適用す
ることができる。
ズ管は、ディーゼルエンジンとDPFとの間を接続する
配管として適用されるものとして説明したが、DPF以
外の処理装置、例えば、触媒型浄化装置等であり、ま
た、これら装置を本ベローズ管の内部に納めたものにも
適用可能である。あるいはエンジン以外のものであって
も、熱や振動のような使用環境の厳しい状況のものは勿
論のこと、配管系であれば、どのような用途にも適用す
ることができる。
【0023】
【発明の効果】この発明によるベローズ管によれば、直
管部とベローズ形成部とが一体型の配管であり、耐久性
と信頼性とを高めることができる。また、直管部はベロ
ーズ形成部との結合のために溶接を使用することがない
ので、リーク不良がない低コストな配管を得ることがで
き、車両のディーゼルエンジンとDPFとの間に適用し
たときには、安価なDPF用排気管を得ることができ
る。また、この発明によるベローズ管の製造方法によれ
ば、パイプ素材のベローズ形成部の両サイドに、内周部
に***する凸周条を形成し、パイプ素材の両側から挿入
される寄せ型に単一のOリングをシールリングとして備
えているので、凸周条に対してシールリングを軸方向に
押し付けることによって、ベローズ成形のために成形範
囲を定めると共に、簡単に且つ完全なシールが得られ、
直管部からベローズ形成部までを一体構造としたベロー
ズ管を成形することができる。また、ベローズを形成す
るときの液圧付与範囲が狭く必要な箇所だけに液圧を作
用させればよいため、従来のような寄せ型の両端で液圧
の密封を確保するため多重化・大径化等の大がかりなシ
ールを必要とせず、大径・長尺管でも、型締め力の小さ
い小型のプレス機等の安価な設備を使用することができ
る。ベローズ管を成形するための加圧液量が少ないた
め、ポンプ容量が小さくてすみ、製造設備のコトスを低
く抑えることができる。また、一つのベローズ管を製造
するサイクルタイムも短く、単位時間当たりの生産量を
増やし、生産効率を向上することができる。更に、パイ
プ素材と寄せ型とはルーズに嵌合しているので、パイプ
素材の真円度、円筒度、面粗度等の加工精度が高くなく
ても、寄せ型を挿入したときにシールに傷が付きにく
い。
管部とベローズ形成部とが一体型の配管であり、耐久性
と信頼性とを高めることができる。また、直管部はベロ
ーズ形成部との結合のために溶接を使用することがない
ので、リーク不良がない低コストな配管を得ることがで
き、車両のディーゼルエンジンとDPFとの間に適用し
たときには、安価なDPF用排気管を得ることができ
る。また、この発明によるベローズ管の製造方法によれ
ば、パイプ素材のベローズ形成部の両サイドに、内周部
に***する凸周条を形成し、パイプ素材の両側から挿入
される寄せ型に単一のOリングをシールリングとして備
えているので、凸周条に対してシールリングを軸方向に
押し付けることによって、ベローズ成形のために成形範
囲を定めると共に、簡単に且つ完全なシールが得られ、
直管部からベローズ形成部までを一体構造としたベロー
ズ管を成形することができる。また、ベローズを形成す
るときの液圧付与範囲が狭く必要な箇所だけに液圧を作
用させればよいため、従来のような寄せ型の両端で液圧
の密封を確保するため多重化・大径化等の大がかりなシ
ールを必要とせず、大径・長尺管でも、型締め力の小さ
い小型のプレス機等の安価な設備を使用することができ
る。ベローズ管を成形するための加圧液量が少ないた
め、ポンプ容量が小さくてすみ、製造設備のコトスを低
く抑えることができる。また、一つのベローズ管を製造
するサイクルタイムも短く、単位時間当たりの生産量を
増やし、生産効率を向上することができる。更に、パイ
プ素材と寄せ型とはルーズに嵌合しているので、パイプ
素材の真円度、円筒度、面粗度等の加工精度が高くなく
ても、寄せ型を挿入したときにシールに傷が付きにく
い。
【図1】この発明によるベローズ管の一実施例を上半部
を断面で示す側面図。
を断面で示す側面図。
【図2】図1に示すベローズ管の正面図。
【図3】図1に示すベローズ管のAで示す部分の拡大断
面図。
面図。
【図4】この発明によるベローズ管の製造方法におい
て、パイプ素材の内周面に凸周条を形成した状態を示す
図。
て、パイプ素材の内周面に凸周条を形成した状態を示す
図。
【図5】図4に示す状態からパイプ素材の内部に寄せ型
を挿入し、外周部にベローズ成形型を配置した状態を示
す図。
を挿入し、外周部にベローズ成形型を配置した状態を示
す図。
【図6】図5に示す状態からパイプ素材の内部に液圧を
適用してベローズを成形した状態を示す図。
適用してベローズを成形した状態を示す図。
【図7】図5又は図6においてパイプ素材と寄せ型との
間のシール部の拡大図。
間のシール部の拡大図。
【図8】従来のベローズ管の側面図である。
1 ベローズ管 2 直管部 3 ベローズ形成部 4,4 ベローズ形成部のサイド 5 凸周条 6 フランジ 10 パイプ素材 11 内周部 13 所定幅領域 14 サイド 15 凸周条 16 凹周溝 20,21 寄せ型 22 先端部 23 パイプ素材の外周部 26 シールリング(Oリング) 28 ベローズ成形型 28a〜28e 割型 29 液圧室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G004 BA04 EA03 FA04 3H104 JA08 JB02 JC08 JD03 LB01 LB38 LF16 LG02 MA01 3J045 AA14 BA04 CB03 DA02 EA10
Claims (4)
- 【請求項1】 長手方向両側に設けられた直管部、及び
前記両直管部の間において前記両直管部と一体に成形さ
れたベローズ形成部を備え、前記ベローズ形成部の両サ
イドには内周面に***した凸周条が形成されていること
から成るベローズ管。 - 【請求項2】 排気管に適用されていることから成る請
求項1に記載のベローズ管。 - 【請求項3】 パイプ素材の長手方向に沿った所定幅領
域の両サイドにおいて前記パイプ素材の内部に***する
凸周条を形成し、前記パイプ素材の両端からそれぞれ先
端部にシールリングを備えた寄せ型を挿入して前記シー
ルリングを前記凸周条に押圧することにより前記パイプ
素材と前記寄せ型との間をシールし、前記両寄せ型に挟
まれる前記パイプ素材の内部に供給される液体の圧力に
よって前記パイプ素材の前記所定幅領域をその外側に配
置されたベローズ成形型に倣って変形させてベローズ形
成部を成形することから成るベローズ管の製造方法。 - 【請求項4】 前記凸周条は、前記パイプ素材の対応す
る外周部に塑性加工によって凹周溝を形成することによ
って形成されることから成る請求項3に記載のベローズ
管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001105347A JP2002295676A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | ベローズ管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001105347A JP2002295676A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | ベローズ管及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002295676A true JP2002295676A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18958054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001105347A Pending JP2002295676A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | ベローズ管及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002295676A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008100489A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Showarasenkan Seisakusho Co Ltd | フレキシブルな防振継手の製造方法 |
JP2011513652A (ja) * | 2008-03-13 | 2011-04-28 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 内燃機関の排気マニホールド |
CN110523833A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-12-03 | 燕山大学 | 一种单向伸长补偿的y型波纹管、成形装置及成形方法 |
CN114704368A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-05 | 威海海洋职业学院 | 一种船舶发动机用排气装置 |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105347A patent/JP2002295676A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008100489A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Showarasenkan Seisakusho Co Ltd | フレキシブルな防振継手の製造方法 |
JP4645958B2 (ja) * | 2006-10-18 | 2011-03-09 | 株式会社昭和螺旋管製作所 | フレキシブルな防振継手の製造方法 |
JP2011513652A (ja) * | 2008-03-13 | 2011-04-28 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 内燃機関の排気マニホールド |
CN110523833A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-12-03 | 燕山大学 | 一种单向伸长补偿的y型波纹管、成形装置及成形方法 |
CN110523833B (zh) * | 2019-07-18 | 2020-12-01 | 燕山大学 | 一种单向伸长补偿的y型波纹管、成形装置及成形方法 |
CN114704368A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-05 | 威海海洋职业学院 | 一种船舶发动机用排气装置 |
CN114704368B (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-23 | 威海海洋职业学院 | 一种船舶发动机用排气装置 |
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