JPH0732052A - コルゲート管の加工方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 素管の加工時間を短縮するとともに、素管の
加工精度を高める。 【構成】 素管１５の一端を入子３２によって保持する
とともに、入子３２に取付けられた複数の分割可動内型
３４を素管１５の一端から素管１５内に挿入し、素管１
５の他端を入子３２に向けて押圧し、素管１５の外周面
に、分割された可動外型の波形成形面を密着させる。複
数の分割可動内型３４の拡径穴３４ａに拡径ロッド４２
を挿入し、拡径ロッド４２の挿入により各分割可動内型
３４を可動外型２２の波形成形部２２ａに向けて逐次移
動させ、可動外型２２の波形成形部２２ａと分割可動内
型３４との挾圧により素管１５を波形に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型を用いたコルゲー
ト管の加工方法および加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング装置には、図７に
示すように、外力を吸収する金属製のコルゲート管１が
用いられている。コルゲート管１は、波形の金属管であ
り、小さな荷重で軸方向に容易に変形可能となってい
る。コルゲート管１は、所定の荷重で所定量変形するこ
とが要求されており、加工精度に大きなバラツキが生じ
てはならない。

【０００３】コルゲート管１は、液圧バルジ加工または
高周波バルジ加工によって製作されるのが一般的であ
る。図８は、液圧バルジ加工によるコルゲート管１の製
作方法を示している。図８に示すように、素管５の外周
には内周面が波形の金型６が配置されており、素管５の
内側に油や水などの液体７が充填されている。素管５の
両端部はパッキン８を有する蓋９によって塞がれてい
る。素管５は、内側に充填された液体７の圧力が高くな
ると外形に変形し、金型６の形状に沿って波形に成形さ
れる。液圧バルジ加工に関連する先行技術として、たと
えば特開平２−２９０６２６号公報が知られている。

【０００４】図９は、高周波バルジ加工によるコルゲー
ト管の製作状態を示している。図９に示すように、素管
１１の両端をブロック１２、１３によって規制した状態
で、素管１１の一部が高周波コイル１４によって加熱さ
れる。素管１１の一部が加熱された状態では、上部のブ
ロック１２によって素管１１が軸方向に圧縮され、加熱
部分は半径方向外方に膨出する。つぎに、膨出部分１１
ａが十分冷却した後に、素管１１の膨出部分１１ａから
所定のピッチだけ離れた部分が加熱され、同様に素管１
１の圧縮によって膨出部分が形成される。この加工を繰
返すことにより、波形のコルゲート管を得ることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
液圧バルジ加工および高周波バルジ加工には、つぎの問
題が存在する。

【０００６】（１）液圧バルジ加工の場合は、液体を高
圧にしなければならないため、液体の圧力上昇に時間が
かかり生産性が悪い。また、液体を高圧にするので、パ
ッキンなどのシール部材の寿命が短く、保守が十分でな
いと液体の漏れが頻繁に発生する。

【０００７】（２）高周波バルジ加工の場合は、素管１
１を１ヶ所ずつ加熱して膨出部分１１ａを形成するた
め、加工に多くの時間がかかり生産性が悪い。また、高
周波バルジ加工の場合は、加熱部分の座屈によって膨出
部分１１ａを形成し、金型による膨出部分１１ａの規制
は行われないので、成形条件の変化により膨出部分１１
ａの精度にばらつきが生じ、加工精度を高めることが難
かしい。

【０００８】本発明は、素管の加工時間が短縮でき、し
かも素管の加工精度を高めることが可能なコルゲート管
の加工方法および加工装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るコルゲート管の加工方法および加工装置
は、つぎのように構成されている。

【００１０】（１）素管の一端を入子によって保持する
とともに、該入子に取付けられた複数の分割可動内型を
素管の一端から素管内に挿入し、前記素管の他端を前記
入子に向けて押圧し、前記素管の外周面に、分割された
可動外型の波形成形面を密着させ、前記複数の分割可動
内型の拡径穴に拡径ロッドを挿入し、該拡径ロッドの挿
入により各分割可動内型を前記可動外型の波形成形部に
向けて逐次移動させ、該可動外型の波形成形部と分割可
動内型との挾圧により前記素管を波形に成形することを
特徴とするコルゲート管の加工方法。 （２）周方向に複数に分割され、内周面に波形成形部が
設けられ、外周面にカム面が形成される可動外型と、前
記可動外型の内側にセットされた素管の一端を保持する
入子と、前記入子と対向して設けられ、前記可動外型の
内側にセットされた素管を軸方向に押圧する押圧手段
と、前記入子に取付けられ、前記素管の内側に挿入され
る半径方向に移動可能な複数の分割可動内型と、前記可
動外型のカム面と摺接し、該摺接により前記入子と押圧
手段とによって保持された前記素管に向けて可動外型を
移動させる可動カムと、前記可動カムを前記可動外型の
カム面に押圧する第１の駆動手段と、前記複数の可動内
型の拡径穴に挿入され、該各可動内型を前記可動外型の
波形成形部に向けて移動させる拡径ロッドと、前記拡径
ロッドを軸方向に移動させる第２の駆動手段と、を備え
たことを特徴とするコルゲート管の加工装置。

【００１１】

【作用】このように構成されたコルゲート管の加工方法
および加工装置においては、素管の外側に可動外型が配
置され、素管の内側に分割可動内型が配置される。この
状態では、分割可動内型の拡径穴に拡径ロッドが挿入さ
れ、分割可動内型が可動外型の波形成形部に向って移動
（拡径）される。そのため、素管は可動外型の波形成形
部と分割可動内型によって挾圧され、素管が波形に成形
される。

【００１２】このように、素管は拡径ロッドによる分割
可動内型の半径方向外方への移動により挾圧されるの
で、拡径ロッドの分割可動内型への挿入速度を速くする
ことにより、素管を素早く波形に成形することが可能と
なり、従来の液圧バルジ加工や高周波バルジ加工に比べ
てコルゲート管の生産性を高めることが可能となる。

【００１３】また、素管は可動外型と分割可動内型との
挾圧によって波形に成形されるので、高周波バルジ加工
のように素管が何ら金型に規制されない加工に比べて加
工精度を著しく高めることができる。また、加工時には
押圧手段によって素管が軸方向に押圧されるので、素管
の膨出効果（座屈効果）が高められ、素管の肉厚も均一
化される。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明に係るコルゲート管の加工方
法および加工装置の望ましい実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１５】図１ないし図６は、本発明の一実施例を示
している。まず、コルゲート管の加工装置の構成につい
て説明する。図１において、２０はコルゲート管加工装
置を示している。コルゲート管加工装置１は、下型ベー
ス２１を有している。下型ベース２１は、図示されない
プレス機械のベッドに取付けられている。下型ベース２
１の上面には、可動外型２２が配置されている。可動外
型２２は周方向で２分割されている。分割された可動外
型２２は、水平方向に移動可能となっている。各可動外
型２２は、スプリング２３により半径方向外方に常時引
張られている。

【００１６】可動外型２２の内周面には、波形成形部２
２ａが形成されている。波形成形部２２ａは、素管１５
を波形に成形するための部分である。可動外型２２の外
周面には、傾斜面を有するカム面２２ｂが形成されてい
る。カム面２２ｂは、後述する可動カム５６との接触に
より可動外型２２を半径方向内方に移動させる機能を有
している。

【００１７】下型ベース２１には、押圧手段としての油
圧シリンダ２４が固定されている。油圧シリンダ２４の
ロッド２４ａには、段付きブロック２６が取付けられて
いる。段付きブロック２６には、素管１５の一端が保持
されるようになっている。段付きブロック２６は、油圧
シリンダ２４のロッド２４ａの伸縮により素管１５の軸
方向に移動可能となっている。

【００１８】下型ベース２１の上方には、上型ベース３
１が配置されている。上型ベース３１は、図示されない
プレス機械のラムに取付けられている。上型ベース３１
の下面には、入子３２が取付けられている。入子３２の
下面側には、段差部３２ａが形成されている。段差部３
２ａには、素管１５の他端が保持されるようになってい
る。段差部３２ａの下面には、複数の分割可動内型３４
が取付けられている。

【００１９】各分割可動内型３４は、積み重ねられてお
り、本実施例では５段重ねとなっている。各分割可動内
型３４のうち最も下方に位置する分割可動内型３４は、
保持具３８によって受け止められている。保持具３８お
よび各分割可動内型３４には、串し差し状にボルト３６
が挿通されている。ボルト３６の上端部のねじ部は、入
子３２に螺合されている。これにより、各分割可動内型
３４は入子３２に吊り下げられた状態で取付けられてい
る。

【００２０】図５は、分割可動内型３４の斜視図を示し
ている。図５に示すように、分割可動内型３４は周方向
に４分割されている。分割可動内型３４の中央部には、
一方がテーパ部となる拡径穴３４ａが形成されている。
拡径穴３４ａには、後述する拡径ロッド４２が挿入され
るようになっている。分割可動内型３４の外周部には、
円弧状の突起部３４ｂが形成されている。突起部３４ｂ
は、素管１５を波形に成形する機能を有している。

【００２１】分割可動内型２４には、拡径穴３４ａと同
心状に保持溝３４ｃが形成されている。保持溝３４ｃに
は、Ｃ形状のスプリング３５が装着されている。これに
より、分割可動内型３４は半径方向に移動可能となって
いる。分割可動内型３４の各分割部位には、半径方向に
延びる長孔３４ｄが形成されている。この長孔２４ｄに
は、前述のボルト３６が挿通される。

【００２２】上型ベース３１には、第１の駆動手段とし
ての油圧シリンダ４１が固定されている。油圧シリンダ
４１のロッド４１ａには、拡径ロッド４２が取付けられ
ている。拡径ロッド４２の先端部は、テーパ部４２ａに
形成されている。拡径ロッド４２は、油圧シリンダ４０
のロッド４０ａの伸縮により、素管１５の軸方向に移動
可能となっている。油圧シリンダ４０のロッド４０ａの
伸長時には、拡径ロッド４２が分割可動内型３４の拡径
孔３４ａに進入し、分割可動内型３４は半径方向外方に
移動するようになっている。

【００２３】上型ベース３１には、第２の駆動手段とし
ての油圧シリンダ５１が固定されている。油圧シリンダ
５１のロッド５１ａには、可動カム５６が取付けられて
いる。可動カム５６には、可動外型２２のカム面２２ｂ
と接触可能なカム面５６ａが形成されている。可動カム
５６が油圧シリンダ５１のロッド５１ａの伸長により下
降し、可動カム５６のストレート部５６ｂと可動外型２
２のストレート部２２ｃとが接触した際には、可動外型
２２が所定の位置に位置決めされるようになっている。

【００２４】上述した各油圧シリンダ２４、４１、５１
には、図示されない電磁弁を介して油圧発生源（図示
略）に接続されている。プレス機械のラムおよび各油圧
シリンダ２４、４１、５１の動作順序は、図示されない
制御手段に予め設定されており、各部は所定の動作順序
で作動するようになっている。

【００２５】つぎに、上述のコルゲート管の加工装置２
０を用いたコルゲート管の加工方法およびその作用につ
いて説明する。

【００２６】図４は、上型ベース３１が上昇している状
態を示している。ステンレス製の素管１５はこの状態で
段付きブロック２６にセットされる。素管１５が段付き
ブロック２６にセットされた状態では、可動外型２２は
スプリング２３の付勢力によって半径方向外方に引張ら
れた状態となっている。

【００２７】素管１５の段付きブロック２６へのセット
が完了すると、上型ベース３１が下降し、分割可動内型
３４が素管１５の一方から素管１５内に挿入される。上
型ベース３１は、素管１５の端部が入子３２に当接した
時点で停止する。上型ベース３１の下降が停止すると、
第２の駆動手段としての油圧シリンダ５１が作動し、可
動カム５６の下降が開始される。可動カム５６の下降に
よって、可動カム５１のカム面５１ａと可動外型２２の
カム面２２ｂが接触し、分割された可動外型２２は半径
方向内方に向って移動する。

【００２８】可動カム５１のストレート部５１ｂと可動
外型２２のストレート部２２ｃとが接触した状態では、
可動外型２２は所定の位置に位置決めされ、可動外型２
２の波形成形部２２ａが素管１５の外周面と密着する。
この状態では、第１の駆動手段としての油圧シリンダ４
１が動作し、拡径ロッド４２が素管１５内に挿入された
分割可動内型３４に向って下降を開始する。

【００２９】拡径ロッド４２が分割可動内型３４の拡径
穴３４ａに進入した際には、図２に示すように、分割可
動内型３４が半径方向外方、すなわち可動外型２２の波
形成形部２２ａに向って移動し、素管１５は分割可動内
型３４の突起部３４ｂにより外方に押し出される。この
状態では、素管１５の一方が押圧手段としての油圧シリ
ンダ２４によって軸方向に押圧されるので、素管１５の
膨出効果（座屈効果）か大となる。したがって、素管１
５は可動外型２２の波形成形部２２ａと分割可動内型３
４の突起３４ｂにより挾圧され、容易に波形に成形され
る。

【００３０】各分割可動内型３４のうち最上部に位置す
る分割可動内型３４による素管１５の成形が完了した時
点では、分割可動内型３４の拡径穴３４ａのストレート
状の内周面と拡径ロッド４２のストレート部４２ｂとが
摺接することになり、最上部の分割可動内型３４の半径
方向の動きロックされた状態となる。最上部の分割可動
内型３４の動きがロックされると、拡径ロッド４２のテ
ーパ部４２ａはその下にある分割可動内型３４の拡径穴
３４ａに進入し、上述と同様の成形が行われる。

【００３１】各分割可動内型３４のうち最下部に位置す
る分割可動内型３４による素管１５の成形が完了する
と、素管１５には所定の数の波形に形成され、所定形状
のコルゲート管が得られる。素管１５の成形が完了する
と、第１の駆動手段としての油圧シリンダ４１のロッド
４１ａが収縮し、拡径ロッド４２の引き上げが開始され
る。分割可動内型３４の拡径穴３４ａから拡径ロッド４
２が引き抜かれると、分割可動内型３４はＣ形状のスプ
リング３５の付勢力によって半径方向内方に移動し、元
の状態に戻される。

【００３２】拡径ロッド４２の引き上げが開始される
と、第２の駆動手段としての油圧シリンダ５１によって
可動カム５６も引き上げられ、可動カム５６による可動
外型２２の位置決めが解除される。これにより、可動外
型２２はスプリング２３の付勢力によって半径方向外方
に移動し、波形成形面２２ａの素管１５との接触が解除
される。

【００３３】可動外型２２が所定の位置まで戻される
と、上型ベース３１が上昇し、素管１５内に挿入されて
いた複数の分割可動内型３４の引き上げが行われる。上
型ベース３１が完全に上昇した状態では、複数の分割可
動内型３４が素管１５から抜け出し、素管１５の取り出
しが可能となる。

【００３４】このように、拡径ロッド４２の挿入による
分割可動内型３４の拡径により、素管１５を波形に成形
することができ、拡径ロッド４２の移動速度を高めるこ
とにより、素管１５を素早く成形することが可能とな
る。また、素管１５は可動外型２２と分割可動内型３４
との挾圧によって成形され、押圧手段としての油圧シリ
ンダ２４によって素管１５を軸方向に押圧しているの
で、波形形成時における膨出効果（座屈効果）が高めら
れ、素管１５の波形成形部分がとくに薄肉になることも
防止される。

【００３５】なお、分割可動内型３４が周方向に４分割
されているので、分割可動内型３４が拡径ロッド４２に
より半径方向外方に移動した際には、分割可動内型３４
には移動分に相当する隙間が生じ、素管１５の波形成形
部分が完全な円とはならないが、素管１５を成形して得
られたコルゲート管を車両のステアリング装置に使用す
る場合は、この点は全く問題はない。ステアリング装置
に用いられるコルゲート管は、所定の荷重で所定量変形
すればよいので、形状自体は問題とならないからであ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。 （１）拡径ロッドの挿入による複数の分割可動内型の半
径方向外方への移動により素管を波形に成形するので、
拡径ロッドの分割可動内型の拡径穴への挿入速度を高め
るのみで、素管を素早く波形に成形することができる。
したがって、従来の液圧バルジ加工や高周波バルジ加工
に比べて加工時間を大幅に短縮することができ、コルゲ
ート管の生産性を著しく高めることができる。 （２）素管は可動外型と分割可動内型との挾圧によって
成形され、しかも押圧手段によって素管を軸方向に押圧
するようにしているので、分割可動内型の移動による素
管の波形の成形時には、波形成形部の外形寸法を確実に
押えることができるとともに、素管の膨出効果（座屈効
果）が高められ、素管が局部的に薄肉になることが防止
される。したがって、素管の加工精度に大きなばらつき
がなくなり、高周波バルジ加工に比べて加工精度を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工方法が適用されるコルゲート管の
加工装置における素管の成形直後の状態を示す断面図で
ある。

【図２】図１の装置における素管の成形開始後の状態を
示す断面図である。

【図３】図１の装置における素管の成形終了時の状態を
示す断面図である。

【図４】図１の装置における素管の成形開始前の状態を
示す断面図である。

【図５】図１の装置における分割可動内型の斜視図であ
る。

【図６】図５の断面図である。

【図７】コルゲート管が用いられる車両のステアリング
装置の一例を示す正面図である。

【図８】従来の液圧バルジ加工によるコルゲート管の成
形状態を示す断面図である。

【図９】従来の高周波バルジ加工によるコルゲート管の
成形状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１５ 素管 ２０ コルゲート管加工装置 ２２ 可動外型 ２２ａ 波形成形部 ２２ｂ カム面 ２４ 押圧手段 ３２ 入子 ３４ 分割可動内型 ３４ａ 拡径穴 ４１ 第１の駆動手段 ４２ 拡径ロッド ５１ 第２の駆動手段 ５６ 可動カム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素管の一端を入子によって保持するとと
   もに、該入子に取付けられた複数の分割可動内型を素管
   の一端から素管内に挿入し、前記素管の他端を前記入子
   に向けて押圧し、前記素管の外周面に、分割された可動
   外型の波形成形面を密着させ、前記複数の分割可動内型
   の拡径穴に拡径ロッドを挿入し、該拡径ロッドの挿入に
   より各分割可動内型を前記可動外型の波形成形部に向け
   て逐次移動させ、該可動外型の波形成形部と分割可動内
   型との挾圧により前記素管を波形に成形することを特徴
   とするコルゲート管の加工方法。
2. 【請求項２】 周方向に複数に分割され、内周面に波形
   成形部が設けられ、外周面にカム面が形成される可動外
   型と、 前記可動外型の内側にセットされた素管の一端を保持す
   る入子と、 前記入子と対向して設けられ、前記可動外型の内側にセ
   ットされた素管を軸方向に押圧する押圧手段と、 前記入子に取付けられ、前記素管の内側に挿入される半
   径方向に移動可能な複数の分割可動内型と、 前記可動外型のカム面と摺接し、該摺接により前記入子
   と押圧手段とによって保持された前記素管に向けて可動
   外型を移動させる可動カムと、 前記可動カムを前記可動外型のカム面に押圧する第１の
   駆動手段と、 前記複数の可動内型の拡径穴に挿入され、該各可動内型
   を前記可動外型の波形成形部に向けて移動させる拡径ロ
   ッドと、 前記拡径ロッドを軸方向に移動させる第２の駆動手段
   と、を備えたことを特徴とするコルゲート管の加工装
   置。