JP2874532B2

JP2874532B2 - コルゲートチューブ成形方法とその装置

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Publication number: JP2874532B2
Application number: JP5233792A
Authority: JP
Inventors: 雅彦三林; 典孝宮本; 佳介角田; 昌澄大西; 徹島田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1999-03-24
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JPH0788566A; US5522247A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコルゲートチューブ成形
方法とその方法の実施に直接使用する装置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】実開昭６３−８５３１９号公報は、比較
的短かい素管を両端でチャックし、軸方向に一部加熱し
て軸方向加圧力をかけることにより加熱部をバルジ成形
し、素管を所定量送ってバルジ成形を繰り返すことによ
りコルゲートチューブを連続的に成形することを開示し
ている。この方法を長尺素管に適用して長尺コルゲート
チューブを作製しようとすると、両端のチャック間隔が
大になって成形が不安定になり、山形状の不均一、成形
品の曲がりを生じる。それを対策するために、長尺素管
を途中の近接した２位置で外周からチャックで支持し、
素管をチャック間で局部的に加熱手段にて加熱し、チャ
ック間に軸方向圧縮力をかけて１山分をバルジ成形し、
１山毎にチャックを掴みかえることによって素管を送
り、成形部位を加熱手段に対して移動させるコルゲート
チューブ成形方法が、本出願人により先に出願されてい
る（特願平２−２０８１７７号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術では
何れの方法も、プレスと素管の送りとが互いに別ステッ
プで時間的に直列の関係にあるため、コルゲートチュー
ブ成形時間が長くなり、作業能率が悪いという問題があ
る。また、個々の方法に対しては、実開昭６３−８５３
１９号公報に開示の方法には、長尺コルゲートチューブ
の製造に用いると曲がりが生じるという上記の問題があ
り、特願平２−２０８１７７号の方法には、曲がりの問
題は解決されるものの、１山毎に素管をチャックしなお
さなければならないので、コルゲートチューブ製造時間
を非常に長くさせるという問題がある。本発明の目的
は、製造時間を大幅に短縮でき能率を向上できるコルゲ
ートチューブ成形方法とその装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の（１）の方法、（２）の装置によって達成さ
れる。すなわち、（１）素管の途中を軸方向に異なる２位置で外周よりそ
れぞれのチャックでチャックし、前記素管の前記２位置
間の中間部を静止の加熱装置で局部的に加熱し、加熱後
前記２位置のそれぞれのチャックを同時に同方向に素管
送り方向後方のチャックが素管送り方向前方のチャック
よりも静止空間に対して大量に移動するように移動させ
ることを、複数回繰り返し、前記それぞれのチャックに
よる素管のチャックを解除して前記それぞれのチャック
をそれぞれの元の位置に送り戻す、コルゲートチューブ
成形方法。（２）素管を外周よりチャックし、素管軸方向に移動可
能な一対のチャックと、前記チャックをそれぞれ素管軸
方向に移動させる駆動装置と、前記一対のチャック間に
設けられ、前記素管を局部的に加熱しその後冷却する加
熱、冷却手段と、前記加熱、冷却手段と前記一対のチャ
ックのうち素管送り方向後方にあるチャックとの間に設
けられ、前記素管の径方向変位を規制するガイドと、を
備えたコルゲートチューブ成形装置。

【０００５】

【作用】上記（１）、（２）によるコルゲートチューブ
成形では、素管を局部的に加熱した後、素管の送りとプ
レスを同時に行うので、成形時間を短縮でき、成形能率
が向上する。上記（１）によるコルゲートチューブ成形
では、複数山の成形に対して１回だけチャックの掴みか
えをし、１山毎にチャック掴みかえをしないので、特願
平２−２０８１７７号の方法にくらべてコルゲートチュ
ーブ製造に要する時間を大幅に短縮できる。上記（２）
によるコルゲートチューブ成形では、ガイドを設けたた
めチャック間隔を過大にすることなく、したがって座
掘、曲がりを生じることなく、１回のチャックにつき複
数山の成形が可能になる。

【０００６】

【実施例】本発明の望ましい実施例を、３例、以下に説
明する。このうち、図１は前記（１）の方法を実施する
装置に係わる本発明の第１実施例を、図２は前記（１）
の方法を実施する装置であるとともに前記（２）の装置
に係わる本発明の第２実施例を、図３は前記（１）の方
法を実施する装置であるとともに前記（２）の装置に係
わる本発明の第３実施例を示す。図４、図５は第３実施
例の部分構造である。はじめに、全実施例にわたって共
通な構成、作用を、たとえば図３を参照して説明する。
ただし、共通構成部分には全実施例にわたって同一符号
を使用している。

【０００７】図３において、５はコルゲートチューブに
成形される素管を示す。７は素管５の一部でコルゲート
成形された部分を示す。車両用オイルクーラに用いられ
るコルゲートチューブの場合は、素管５には、たとえ
ば、直径１２．７ｍｍ±０．１ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの
アルミ合金（ＪＩＳ−Ａ３００３）チューブが用いら
れ、コルゲートチューブにされたときの山の外径は１８
ｍｍとなる。

【０００８】素管５は、たとえば横方向に配設され、長
手方向に比較的短かい距離しか離れていない２位置で、
一対のチャック１、３によってチャックされ、支持され
る。一対のチャック１、３のうち、一方のチャック３は
素管５を固定するための固定チャックであり、他方のチ
ャック１は素管５を固定するとともに、素管５のうち２
チャック間にある部分に軸方向圧縮力をかけることので
きるプレスチャックである。各チャック１、３は、図６
に示すように、爪２１と爪２１を半径方向に動かす油圧
シリンダ２２を有し、素管５を外周から掴む。

【０００９】固定チャック３は、静止のベース１８に対
してスライド８により往復動可能である。固定チャック
３は素管５のうちコルゲートチューブ成形部７を掴むこ
とができるように山の部分が山のピッチで凹部となった
チャックからなり、コルゲート成形部７を谷の部分で掴
む。プレスチャック１は固定チャック３上に載ってい
て、固定チャック３に対してスライド２により往復動可
能である。プレスチャック１は素管５の成形前の部分を
掴む。固定チャック３の移動方向とプレスチャック１の
移動方向とは同方向である。固定チャック３は、ベース
１８に固定されたサーボモータ１４により回転されるボ
ールねじ１５によって駆動される。プレスチャック１
は、固定チャック３に固定されたサーボモータ１２によ
り回転されるボールねじ１３によって駆動される。これ
らのサーボモータ１４、１２とボールねじ１５、１３
は、一対のチャック装置１、３を移動させる駆動装置の
一例を示している。このような駆動装置は、サーボモー
タとボールねじの組み合わせ以外の構造であってもよ
い。図１、図２では、サーボモータ、ボールねじは図示
していない。

【００１０】固定チャック３とプスチャック１との間に
は、２位置で支持された素管５の、両チャック１、３間
の部分をとり巻くようにして、素管５を軸方向に局部的
に加熱しその後冷却する加熱、冷却手段４が設けられて
いる。この加熱、冷却手段４は、たとえば図７に示すよ
うに、高周波コイル１９と、その内周側の冷却水噴射管
２０と、遮蔽材２１とから成る。高周波コイル１９は、
素管５を高周波誘導加熱するためのもので、内側が空洞
になった矩形断面の銅管からなり、銅管には高周波電流
が流れ、空洞部には銅管を冷却する冷却液が流れる。冷
却水噴射管２０は、素管５が加熱されバルジ成形される
や否や素管５を急冷するもので、内側に冷却液を噴射す
るための多数の穴を有している。遮蔽材２１はコルゲー
トチューブ成形部７が高周波加熱されないように高周波
誘導磁界を遮蔽するもので、高周波コイル１９の、素管
送り方向前方に設けられている。加熱、冷却手段４は、
静止の部材であり、ベース１８から支持されるか、また
は静止の天井から懸吊されている。

【００１１】加熱、冷却手段４と、一対のチャック１、
３のうち素管送り方向後方にあるプレスチャック１との
間には、素管５の径方向変位を規制するガイドが設けら
れるかもしれない。第１実施例ではガイドは設けられな
いが、第２実施例では固定のブッシュガイド１０が設け
られ、第３実施例では素管５に接触、転動するローラガ
イド１７が設けられる。ブッシュガイド１０、ローラガ
イド１７については、後でさらに詳細に説明する。

【００１２】つぎに、全実施例にわたって共通なコルゲ
ートチューブ成形方法（上記共通構成の作用でもある）
を、たとえば図３を参照して説明する。該成形方法は、
チャック工程と、素管局部加熱および加熱後のチャック
移動によるバルジ成形および素管送りを複数繰り返して
複数山を成形する工程と、チャック解除して各チャック
を元の位置に戻す工程と、から成る。１回のチャック
１、３による素管チャックと、つぎの回のチャック１、
３による素管チャックとの間に、１山分の素管の局部加
熱、素管軸方向加圧による１山分のバルジ成形を、複数
回繰り返して、複数山をバルジ成形する。各工程をさら
に詳細に説明すると次の通りである。

【００１３】チャック工程では、素管５の途中を、２位
置で外周から、それぞれのチャック１、３でチャックす
る。チャックは、図６の油圧シリンダ２２で爪２３を半
径方向内方に駆動して素管５の外周に押しつけることに
より行う。

【００１４】つぎに、素管５の両チャック１、３間の中
間部を、高周波コイル１９で誘導加熱する。高周波加熱
条件は、たとえば陽極電圧８ＫＶ、陽極電流１２Ａとし
た。外径１２．７ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのアルミ素管の
場合は、約１秒で５５０−６５０℃の成形温度に加熱で
きる。つぎに、誘導加熱を停止し、両チャック１、３を
素管送り方向に同方向に同時に、かつプレスチッャク１
の静止空間に対する移動量の方が固定チャック３の静止
空間に対する移動量より大となるように移動させる。こ
の移動はサーボモータ１４、１２を駆動することによっ
て行う。この場合、プレスチャック１が固定チャック３
の上に載っているので、固定チャック３を移動させると
自動的にプレスチャック１も移動するが、それではプレ
ス作用がないので、プレスチャック１を固定チャック３
に対して相対的に移動させる。これによってプレスチャ
ック１の移動量が固定チャック３の移動量より大とな
り、素管５のうち両チャック１、３間の部分に軸方向圧
縮力が作用して加熱部分がバルジ（膨出）成形されると
ともに、プレスチャック１と固定チャック３の同時移動
により、素管の加熱した部分が１山分送られ次の加熱す
べき部分が高周波コイル１９に対向する部位にくる。こ
のように、軸方向プレスと素管の送りが同時に行われる
ので、成形時間の短縮がはかられている。約０．４秒で
１山分のバルジ成形が行われ、その間に１山分の素管の
移動も完了する。続いて、素管の移動を停止した状態で
冷却管２０から冷却液が噴出され、バルジ成形が完了し
た直後の加熱部を約１．１秒急冷する。１山分のバルジ
成形と送りに要する合計時間は、加熱に約１秒、プレス
と送り（プレスと同時）に約０．４秒、冷却に約１．１
秒の合計約２．５秒である。

【００１５】続いて、チャックを掴みかえることなく、
次の加熱、バルジ成形、冷却工程が始まり、これを複数
回繰り返す。これによって、チャック１、３のつかみ替
えなしでコルゲートチューブの複数山が成形される。従
来は、１山成形毎に掴みかえをするので、次の加熱に移
る前に掴み替え工程があり、この掴み替え毎に約４〜５
秒を要していた。しかし、本発明では複数の山を成形す
る毎に１回掴み替えを入れればよいので、その分大幅な
時間短縮をはかることができる。

【００１６】つぎに、固定チャック３とプレスチャック
１による素管５のつかみを解除し、サーボモータ１４、
１２を駆動してそれぞれ元の位置に戻す。この場合、両
チャック１、３のうち一方、たとえばチャック１のチャ
ックを解除して他方のチャック３を元の位置に戻し、続
いて該他方のチャック３のチャックを解除して前記一方
のチャック１を元の位置に戻すようにしてもよい。後は
上記サイクルの繰り返しとなる。

【００１７】つぎに、各実施例に特有な構成、作用を説
明する。第１実施例は、図１に示してあるように、加
熱、冷却手段４とプレスチャック１との間にガイドを設
けない。この場合、１回のチャックのつかみ当り多数の
山を成形すると、加熱、冷却手段４とプレスチャック１
との間の間隔が長くなって、座掘が生じやすくなり、成
形が不安定になるので、１回のチャックのつかみ当り
４．５山の成形にとどめることが望ましい。それでも、
コルゲートチューブの１本あたりの製造時間を、従来の
１山毎にチャックの掴みかえがある場合に比べて、約１
／２にすることができる。

【００１８】第２実施例では、図２に示してあるよう
に、加熱、冷却手段４とプレスチャック１との間に環状
の固定ガイド１０が設けられる。ガイド１０は、たとえ
ば天井から支持プレート９で懸吊される。ガイド１０の
内径は、素管外径１２．７ｍｍ±０．１ｍｍの場合、１
２．８ｍｍとする。これによって、素管５の支点間の自
由長をガイドがない場合に約１／２にでき、耐座荷重を
約４倍に高めることができ、成形が大幅に安定する。ガ
イド１０は、高周波誘導加熱を受けないように、たとえ
ば真ちゅう製とし、支持プレート９はステンレス製とし
てある。ガイド１０は支持プレート９からねじ手段を介
して支持され、ねじ手段を調整することにより、位置調
整可能としてある。ガイド１０を設けたことによる成形
の安定化によって、１回のチャックのつかみ替え当り、
約８〜１０山の成形が可能になり、従来に比べてコルゲ
ートチューブの製造時間を約１／３にすることができ
る。

【００１９】第３実施例では、図３に示してあるよう
に、油圧シリンダで素管５方向に付勢されたチャック爪
１６と、このチャック爪１６に支持されたワーク接触ロ
ーラ１７とからなるワーク拘束チャック１１が、加熱、
冷却手段４とプレスチャック１との間に設けられてお
り、ワーク接触ローラ１７で、クリアランスなく素管５
を支持するようにしてある。第２実施例では、固定ガイ
ド１０と素管５との間には素管５を摺動自在とするため
に微小クリアランスが必要であってその分素管は不安定
になるが、第３実施例のようにクリアランスなく素管５
を支持することにより、成形がさらに安定し、チャック
の掴みかえなしで成形できる山数が１０山以上にもで
き、１本のコルゲートチューブ成形時間を１山成形毎に
チャックの掴みがあった従来に比べて、６８％以上短縮
できる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１によれば、プレスと素管の送り
を同時に行い、しかもチャックの掴みかえなしに複数山
を連続成形するようにしたので、コルゲートチューブの
成形時間を大幅に短縮できる。請求項２によれば、加
熱、冷却手段とプレスチャックとの間に、素管を支持す
るガイドを設けたので、成形が安定化し、連続成形でき
る山数を増加でき、コルゲートチューブの成形時間の更
なる短縮をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るコルゲートチューブ
成形装置の概略断面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るコルゲートチューブ
成形装置の概略断面図である。

【図３】本発明の第３実施例に係るコルゲートチューブ
成形装置の概略断面図である。

【図４】図３の装置のガイドローラ近傍の拡大断面図で
ある。

【図５】図４のガイドローラ近傍の正面図である。

【図６】図１〜図３の装置のうちチャックの正面図であ
る。

【図７】図１〜図３の装置のうち加熱、冷却手段の断面
図である。

【符号の説明】

１チャック（プレスチャック）２スライド３チャック（固定チャック）４加熱、冷却手段５素管６素管加熱部７コルゲート成形部８スライド１１素管拘束チャック１２サーボモータ１３ボールねじ１４サーボモータ１５ボールねじ１６チャック爪１７ワーク接触ローラ１８ベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大西昌澄愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者島田徹愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平４−91824（ＪＰ，Ａ) 特開平２−211913（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−191523（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 15/06,19/08 B21C 37/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】素管の途中を軸方向に異なる２位置で外
周よりそれぞれのチャックでチャックし、前記素管の前記２位置間の中間部を静止の加熱装置で局
部的に加熱し、加熱後前記２位置のそれぞれのチャック
を同時に同方向に素管送り方向後方のチャックが素管送
り方向前方のチャックよりも静止空間に対して大量に移
動するように移動させることを、複数回繰り返し、前記それぞれのチャックによる素管のチャックを解除し
て前記それぞれのチャックをそれぞれの元の位置に送り
戻す、ことを特徴とするコルゲートチューブ成形方法。
【請求項２】素管を外周よりチャックし、素管軸方向
に移動可能な一対のチャックと、前記チャックをそれぞれ素管軸方向に移動させる駆動装
置と、前記一対のチャック間に設けられ、前記素管を局部的に
加熱しその後冷却する加熱、冷却手段と、前記加熱、冷却手段と前記一対のチャックのうち素管送
り方向後方にあるチャックとの間に設けられ、前記素管
の径方向変位を規制するガイドと、を備えたことを特徴
とするコルゲートチューブ成形装置。