CN107073541B - 管、金属模具以及管制造方法 - Google Patents
管、金属模具以及管制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种管,是具有被弯折加工而成的弯曲部的金属制的管,其特征在于,在上述弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面,设置有多个非曲面、以及折曲地连接上述多个非曲面的多个折弯部。根据该管,能够良好地维持外观,并且能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍。
Description
技术领域
本发明涉及通过弯折加工来形成弯曲部的管、在形成弯曲部时使用的金属模具以及管的制造方法。
背景技术
在对金属制的管实施弯折加工来形成弯曲部的情况下,在曲率中心侧亦即内侧的周面产生褶皱。作为抑制该褶皱的方法,例如公知有如下方法:在金属模具与管之间夹入刮片,利用该刮片进行推压,形成弯曲部以使褶皱延展(参照专利文献1、2)。
然而,刮片是消耗品,也有使成本变高的可能,且无法说是有效率,另外,由于刮片是在弯折的内侧夹入的部件,所以在形成弯曲部的曲率半径较小的管时不适用。
另一方面,公知有如下方法,形成规则的凹凸来取代不规则且外观恶劣的褶皱,来使外观良好,其结果能够不使用刮片(参照专利文献3、4及5)。
专利文献1:日本特开平6-246359号公报
专利文献2:日本特开2004-9125号公报
专利文献3:日本特开2012-135797号公报
专利文献4:日本特开2002-301520号公报
专利文献5:美国专利第05142895号说明书
然而,即便是在弯折的内侧积极地形成有凹凸的管,也无法否认外观因凹凸而变差,并且在流体所流通的管的管内表面侧也形成褶状凹凸,容易产生流动的停滞、阻碍,从而有也成为腐蚀的一个因素的可能性。
发明内容
本发明以解决以上课题为目的,其目的在于提供良好地维持外观并且减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍的管、在制造该管时使用的金属模具以及该管的制造方法。
本发明是一种管,是具有被弯折加工而成的弯曲部的金属制的管,上述管的特征在于,在弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面,设置有多个非曲面、以及折曲地连接多个非曲面的多个折弯部。
在具有被弯折加工而成的弯曲部的一般管的情况下,曲率中心侧亦即内侧被压缩而容易产生褶皱。然而,在上述管中,由于以利用多个折弯部吸收褶皱的方式使管折曲,所以难以产生损害外观的褶皱。并且,通过利用折弯部使之折曲,而在折弯部彼此之间形成没有褶状凹凸的非曲面。其结果是,能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍。
另外,优选为,非曲面处的壁厚比折弯部处的壁厚更厚。由于利用非曲面处的壁厚对在弯曲部的曲率中心侧亦即内侧产生的壁厚的多余部分进行吸收,所以能够更可靠地防止产生褶状凹凸。
另外,能够在规定了管轴线上的假想的平面与多个折弯部的交点的情况下,在平面上连结了相邻的交点彼此的直线成为多边形的一部分。
并且,优选为,多个折弯部由设于沿管轴线的方向的两端的一对副折弯部、以及设于一对副折弯部之间的多个主折弯部构成,并且,在将平面与主折弯部的交点确定作为基准交点的情况下,连结了相邻的基准交点彼此的直线成为基准交点为顶点且曲率中心为中心的正多边形的一部分。通过成为正多边形的一部分,来等间隔地形成折弯部,从而在完成时的外观方面变得良好,设计性提高。
并且,若该正多边形的边数为六个以上,折弯部彼此的间隔不会变窄,能够更可靠地抑制褶状凹凸、褶皱的产生,因此优选。
另外,若上述管还具备与弯曲部连续地连接的直线部,在将直线部的外径设为(d)、将弯曲部的曲率半径设为(r)、并将直线部的壁厚设为(t)的情况下,上述正多边形的边数是通过下面的式(1)而导出的值(x)以下的自然数,则折弯部的形成更加可靠,因此优选。
[数1]
x=180/sin-1(t/(2r-d))···式(1)
另外,本发明是一种管,是使未加工管沿弯折加工用的金属模具弯曲从而形成有弯曲部的金属制的管,上述管的特征在于,利用设于金属模具的多个圆弧状的顶部使未加工管边折曲边弯曲,从而在弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面形成与顶部对应的多个折弯部、以及通过多个折弯部而折曲地连接的多个非曲面。
在上述管中,由于以利用多个折弯部吸收褶皱的方式使管折曲,所以难以产生损害外观的褶皱。并且,通过利用折弯部使之折曲,而在折弯部彼此之间形成没有褶状凹凸的非曲面。其结果是,能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍。
另外,本发明是一种金属模具,是在形成对未加工管实施弯折加工而具有弯曲部的金属制的管时使用的金属模具,上述金属模具的特征在于,具备对未加工管的弯折进行引导的模具槽,模具槽具备在弯折加工时与未加工管抵接来形成多个折弯部的圆弧上的多个顶部。
通过使用该金属模具,在折弯部以外的部位没有损害外观的褶皱,另外,容易制造具有没有褶状凹凸的弯曲部的管,从而能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍。另外,若使用该金属模具,则即使不使用刮片,也容易形成没有褶皱的管,其结果是,容易制造具有曲率半径较小的弯曲部的管。
并且,优选为,该金属模具的模具槽具备在多个顶部间与未加工管抵接来形成非曲面的非曲面承接部。通过具备非曲面承接部,能够更可靠地形成没有褶皱的非曲面。
另外,本发明是一种管制造方法,是使未加工管沿弯折加工用的金属模具弯曲从而制造形成有弯曲部的金属制的管的管制造方法,上述管制造方法的特征在于,利用设于金属模具的多个圆弧状的顶部使未加工管边折曲边弯曲,从而在弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面形成与顶部对应的多个折弯部、以及通过多个折弯部而折曲地连接的多个非曲面。
根据该管制造方法,能够利用实际上计划形成的折弯部来吸收褶皱,并且能够形成没有褶状凹凸的弯曲部,因此能够制造外观良好且能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍的管。另外,在该管制造方法中,即使不使用刮片也容易形成没有褶皱的管,其结果是,容易制造具有曲率半径较小的弯曲部的管。
另外,在该管制造方法中,若以非曲面处的壁厚比折弯部处的壁厚更厚的方式形成管,则能够更可靠地防止产生褶状凹凸,因此优选。
另外,在该管制造方法中,能够以如下方式形成管,即:在规定了管轴线上的假想的平面与多个折弯部的交点的情况下,在平面上连结了相邻的交点彼此的直线成为多边形的一部分。
并且,在该管制造方法中,优选以如下方式形成管,即:在将上述假想平面上折曲地连续的多条直线中的除成为两端的两条直线之外的一条直线确定作为基准直线、且将作为基准直线的两端的交点确定作为一对基准交点的情况下,上述多边形成为由通过曲率中心与一对基准交点的两条基准直线形成的夹角作为中心角的正多边形。通过成为正多边形的一部分,来等间隔地形成折弯部,从而能够制造设计性提高的管。
并且,在该管制造方法中,若以正多边形的边数为六个以上的方式形成管,则折弯部彼此的间隔不会变窄,从而能够更可靠地制造较少产生褶状凹凸、褶皱的管。
并且,在该管制造方法中,若以如下方式形成管,即:正多边形的边数为六个以上,并且在将未加工管的外径设为(d)、将弯曲部的曲率半径设为(r)、并将未加工管的壁厚设为(t)的情况下,正多边形的边数是通过下面的式(1)而导出的值(x)以下的自然数,则折弯部的形成更加可靠,因此优选。
[数2]
x=180/sin-1(t/(2r-d))···式(1)
根据本发明,能够实现良好地维持外观并且能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动停滞、阻碍的管。
附图说明
图1是表示在制造本发明的一个实施方式的管时使用的弯折加工装置、且表示在实施弯折加工之前的管装配准备时刻的状态的分解立体图。
图2是表示在弯折加工装置装配有直线状的未加工管的状态的图,并且是将一部分剖切来表示的立体图。
图3是表示对装配于弯折加工装置的未加工管实施弯折加工的状态的图,图3的(a)是表示弯折加工的开始状态的立体图,图3的(b)是表示弯折加工的结束状态的立体图。
图4是表示在弯折加工的结束时分解弯折加工装置并将管从弯折加工装置取下的状态的分解立体图。
图5是分割滚压下模具的俯视图,为便于说明而用阴影表示模具槽以及管以外的部分。
图6是放大表示管的弯曲部的立体图。
图7是用基准平面将管的弯曲部的一部分剖切来表示的俯视图。
图8是用基准平面将管的弯曲部切断的截面,并且是放大表示曲率中心侧的内侧的周面的剖视图。
图9是表示分割滚压下模具的变形例的俯视图,图9的(a)是第一变形例的俯视图,图9的(b)是第二变形例的俯视图,图9的(c)是第三变形例的俯视图,图9的(d)是第四变形例的俯视图,图9的(e)是第五变形例的俯视图,图9的(f)是第六变形例的俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的管(参照图6以及图7)1是金属制的,通过对直线状的管(以下称为“未加工管”)100实施弯折加工来形成弯曲部2。以下,先说明具有弯曲部2的U字状的管1的管制造方法。
如图1、图2、图3以及图4所示,具有弯曲部2的管1例如使用弯折加工装置30来制造。弯折加工装置30具有对未加工管100施加成为弯曲部2的形状的金属模具部(金属模具)40、和以通过弯折加工的曲率中心的旋转轴线Ar为支点对未加工管100施加弯曲应力的弯曲部50。
金属模具部40具备形成弯曲部2的外周面中的主要位于曲率中心Px侧亦即内侧的外周面(周面)2a的滚压模具41、以及为了使管1弯曲而从外侧的周面2b进行按压的加压模具44。滚压模具41能够上下分割,下侧是分割滚压下模具42A,上侧是分割滚压上模43。分割滚压下模具42A固定于基板45,相对于分割滚压下模具42A重合有分割滚压上模43。并且,设置有与分割滚压上模43的边缘抵接的按压板46。按压板46为了在与基板45之间夹持滚压模具41而进行螺栓紧固。另外,加压模具44是板状的部件,形成有供未加工管100的一半部分收纳的截面呈半圆状的纵槽44a。
弯曲部50具备:具有通过弯折加工的曲率中心Px的旋转轴线Ar的销部51;经由销部51而与滚压模具41旋转自如地连结的弯曲臂52;插入于未加工管100内并且在弯折加工时防止管内表面的压扁的芯骨53;以及边保持加压模具44边与弯曲臂52联动地进行旋转移动的加压模具保持部54。
销部51以贯通滚压模具41以及基板45并且到达至加压模具保持部54的方式安装。弯曲臂52的一个端部旋转自如地嵌入于销部51的头部,从而弯曲臂52装配为能够以销部51为支点摆动。芯骨53的前端部53a插入于未加工管100,基端部53b固定于弯曲臂52的下表面。加压模具保持部54具备:台座部54b,其支撑加压模具44;以及板状的保持部54a,其竖立设置于台座部54b,并且在抵接于未加工管100的状态下在与滚压模具41之间保持加压模具44。保持部54a固定于弯曲臂52的下表面,台座部54b以能够与弯曲臂52联动地移动的方式经由销部51而与基板45旋转自如地连结。
如图1所示,在实施弯折加工时,弯折加工装置30的各部件处于分解的状态。在该状态下,以收纳于分割滚压下模具42A与分割滚压上模43之间的方式配置未加工管100,并且经由销部51将弯曲臂52安装为相对于滚压模具41旋转自如。另外,将芯骨53的前端部53a插入未加工管100,并且将芯骨53的基端部53b固定于弯曲臂52的下表面。另外,将加压模具44装配为与未加工管100的周面2b接触,并且将保持加压模具44的加压模具保持部54固定于弯曲臂52的下表面。以上,弯折加工的准备工序结束(参照图2)。
接下来,如图3所示,使弯曲臂52绕旋转轴线Ar旋转,使未加工管100弯曲。其结果是,形成具有U字状的弯曲部2的管1。这里,旋转轴线Ar成为弯曲部2的实际的曲率中心Px(参照图6以及图7)。在本实施方式中,假定未加工管100的外径(d)为12mm,壁厚(t)为1mm,材质为铁,另外,假定从弯曲部2的管轴线至曲率中心Px的距离即曲率半径(r)为12mm,弯折角度为180°。其中,作为所使用的未加工管100的材质,也能够使用其它金属材料,外径(d)、曲率半径(r)以及弯折角度也能够适当地变更。
此外,在本实施方式中,在弯曲部2的始端侧与终端侧分别留有直线部5(参照图5)并且弯折角度为180°,这是指与弯曲部2连续地连接的一对直线部5大致平行。这里,在弯曲部2的形成结束的状态(参照图3的(b))下,在弯曲部2残留弹性变形,复原作用稍微发挥作用。因此,终端侧的直线部5弯曲至超过相对于始端侧的直线部5成为平行的位置稍微进入内侧的程度,若释放弯曲应力,则结果稍微复原而调整为与始端侧的直线部5大致平行。
接下来,详细说明滚压模具41。对于本实施方式的滚压模具41而言,由于假定180°作为弯折角度并且假定对终端实施扩管加工,所以根据将管1从滚压模具41取下的需要而一分为二。然而,在不对终端实施扩管加工的情况下,若弯折角度为180°以下,则理论上能够从滚压模具41拔出地取下。即,滚压模具41无需能够分割,能够根据弯折角度等适当地采用,但在本实施方式中,以能够分割的方式为例进行说明。
在滚压模具41的分割滚压下模具42A与分割滚压上模43分别形成有成为同心的轴孔H(参照图5)。在该轴孔H插入并安装有销部51。另外,在分割滚压下模具42A与分割滚压上模43形成有为了配合地形成弯曲部2的内侧的周面2a的引导未加工管100的弯曲的大致U字状的模具槽60。模具槽60的外侧即与弯曲部2的周面2a不干涉的一侧敞开。由于分割滚压下模具42A侧的下模具槽60a与分割滚压上模43侧的上模具槽基本上成为对称形状,所以以下模具槽60a为中心进行说明,省略分割滚压上模43的上模具槽的详细说明。
下模具槽60a大致U字状地弯曲。另外,在以截面观察下模具槽60a的情况下,下模具槽60a成为将成为未加工管100的横截面的圆形分割为四分之一的程度的圆弧状的凹曲面形状。在以下的说明中,将仿照U字状的下模具槽60a的形状的U字状的曲线方向作为下模具槽60a的长边方向进行说明。
在下模具槽60a,且在弯折加工的起点以及终点即在下模具槽60a的长边方向的两端,副尖形部63a以尖形突出地形成。另外,在一对副尖形部63a之间,以等间隔突出形成有多个主尖形部61a。副尖形部63a以及主尖形部61a是圆弧状,包含副尖形部63a的各平面、包含主尖形部61a的各平面分别与下模具槽60a的长边方向正交。此外,在本实施方式中,副尖形部63a与主尖形部61a的间隔比主尖形部61a彼此的间隔宽,但也可以与主尖形部61a彼此的间隔相同。
上模具槽也相同,以与下模具槽60a的副尖形部63a连续的方式形成有圆弧上的副尖形部,以与主尖形部61a连续的方式形成有圆弧上的主尖形部。
通过下模具槽60a的主尖形部61a与上模具槽的主尖形部连续,形成在圆弧上连续的主顶部(顶部)61。另外,通过下模具槽60a的副尖形部63a与上模具槽的副尖形部连续,形成在圆弧上连续的副顶部(顶部)63。在对未加工管100实施弯折加工时,主顶部61以及副顶部63与未加工管100的周面2a抵接使未加工管100的周面2a弯曲。其结果是,在未加工管100的曲率中心Px侧的内侧的周面2a形成线状的多个折弯部3A、3B(参照图6以及图7)。
另外,下模具槽60a具有设于多个主尖形部61a彼此之间的主凹曲面62a。主凹曲面62a基本上是仿照直线状的管的周面的形状。也在上模具槽形成有凹曲面以便与下模具槽60a的主凹曲面62a连续。而且,通过下模具槽60a的主凹曲面62a与上模具槽的主凹曲面连续,成为在多个主顶部61间与未加工管100抵接形成主非曲面4A(参照图6以及图7)的主承接面(非曲面承接部)62。另外,也在副尖形部63a与主尖形部61a之间形成有副凹曲面64a,该副凹曲面64a也基本上是仿照直线状的管的周面的形状。而且,也在上模具槽形成有副凹曲面以便与副凹曲面64a连续,通过下模具槽60a的副凹曲面64a与上模具槽的副凹曲面连续,成为在副顶部63与主顶部61之间与未加工管100抵接形成副非曲面4B的副承接面(非曲面承接部)64。
综上所述,在本实施方式的管制造方法中,形成通过使未加工管100沿弯折加工用的金属模具部40弯曲而形成有弯曲部2的金属制的管1。并且,对于该管1而言,通过利用设于金属模具部40的多个圆弧状的主顶部61以及副顶部63使未加工管100边折曲边弯曲,在弯曲部2的曲率中心Px侧亦即内侧的周面2a形成与主顶部61以及副顶部63对应的多个折弯部3A、3B、以及通过多个折弯部3A、3B折曲地连接的多个主非曲面4A以及副非曲面4B。
更详细地说明管1(参照图6、图7以及图8)。管1具有U字状的弯曲部2,在弯曲部2的曲率中心Px侧亦即内侧的周面2a设置有多个折弯部3A、3B。这里,在多个折弯部3A、3B中,设于弯曲部2的起点以及终点即沿着管轴线Ta的方向的两端的一对折弯部是副折弯部3B,设于一对副折弯部3B之间的多个折弯部是主折弯部3A。
另外,在周面2a形成有通过主折弯部3A以及副折弯部3B折曲地连接的主非曲面4A以及副非曲面4B。更详细而言,在设于弯曲部2的起点以及终点的副折弯部3B与主折弯部3A之间设置有副非曲面4B,在主折弯部3A彼此之间设置有多个主非曲面4A。在本实施方式中,主非曲面4A以及副非曲面4B分别是非曲面的一个例子。
这里,首先确定弯曲部2的管轴线Ta上的假想平面(以下称为“基准平面”)W、基准平面W与主折弯部3A的交点Pa以及基准平面W与副折弯部3B的交点Pb(参照图7以及图8)。接下来,若确定连结交点Pb与交点Pa的假想直线Sb、和连结相邻的交点Pa彼此的假想直线Sa,则形成在基准平面W上折曲地连续的多条直线Sa、Sb。这里,多条直线Sa的长度大致均匀地一致,另一方面,直线Sb比直线Sa长,但连续的直线Sa、Sb至少成为多边形的一部分。
接下来,若着眼于基准平面W与主折弯部3A的交点(基准交点)Pa以及直线Sa,则折曲地连续的多条直线Sa成为以交点Pa为顶点并且以曲率中心Px为中心的正多边形Rp的一部分。具体而言,在对将相邻的一对交点Pa与曲率中心Px连结的两条直线进行了假定的情况下,该两条直线在曲率中心Px交叉。而且,该两条直线的夹角α成为正多边形Rp的中心角。在本实施方式的情况下,夹角α为30°,因此正多边形Rp的边数为十二,即为正十二边形。多条直线Sa成为正多边形Rp的一部分是指以等间隔形成有主折弯部3A,因此完成时的外观良好,设计性提高。
此外,在本实施方式中,连结交点Pb与交点Pa的假想直线Sb比连结相邻的交点Pa彼此的假想直线Sa长,并且直线Sb的一部分与正多边形Rp的一部分重叠。另外,从曲率中心Px至交点Pb的距离比从曲率中心Px至交点Pa的距离大,因此在以从曲率中心Px至交点Pb的距离为半径画圆的情况下,该圆相对于通过正多边形Rp的各顶点的圆为同心圆,且为半径较大的大直径的圆。
成为正多边形Rp的中心的曲率中心Px例如是指在上述制造方法中在弯折加工时进行旋转移动的弯曲部50的旋转轴线Ar。另一方面,虽然多少存在误差,但也能够根据制造后的管1推断曲率中心Px,例如在基准平面W上假定有至少通过3个以上交点Pa的圆的情况下,该圆的中心是曲率中心Px,从曲率中心Px至管轴线Ta的距离是曲率半径(r)。
此外,在本实施方式中,正多边形Rp的边数为十二,但该边数并不限定于十二边形,通过为六以上即为六个边以上的多边形,主折弯部3A彼此的间隔不会变窄,能够更可靠地抑制褶状凹凸、褶皱的产生,因此优选。另外,在本实施方式中,对交点Pa的数量为五个即直线Sa为四条的方式进行例示,但是例如在直线Sa为一条的情况下,若直线Sa的两端亦即一对交点Pa与曲率中心Px的距离实际上相同,则也称作正多边形的一部分。
另外,若该正多边形Rp的边数例如为六个以上,且为通过下面的式(1)而导出的值(x)以下的自然数,则主折弯部3A的形成更加可靠,因此优选。这里,在式(1)中,将与弯曲部2连续的直线部5的外径设为(d),将弯曲部2的曲率半径设为(r),将直线部5的壁厚设为(t)。
[数3]
x=180/sin-1(t/(2r-d))···式(1)
此外,在上述式(1)中,将直线部5的外径设为(d)进行说明,但在想到对未加工管100实施弯折加工的上述制造方法的情况下,直线部5的外径(d)与直线状的未加工管100的外径(d)共通。
另外,主非曲面4A的上边4a(参照图6)是将相邻的主折弯部3A的上端彼此在弯曲部2的周面2a连结的假想直线,主非曲面4A的下边4b是将相邻的主折弯部3A的下端彼此连结的假想直线。而且,能够根据主折弯部3A的上端以及下端与曲率中心Px的关系规定从主非曲面4A的上边4a至下边4b的范围(非曲面范围)。首先,假定通过主非曲面4A的上边4a的代表值亦即主折弯部3A的上端与曲率中心Px的直线,另一方面,假定通过主非曲面4A的下边4b的代表值亦即主折弯部3A的下端与曲率中心Px的直线。该两直线在曲率中心Px交叉,其交角θ(参照图6)为90°以下。即,上述非曲面范围是指从曲率中心Px观察交角θ(参照图6)为90°以下的范围。
另外,用于形成主折弯部3A的部位是在弯折加工中折曲的部位,因此实际上壁厚La变薄(参照图8)。相反,在主折弯部3A以外的部位亦即主非曲面4A,材料堆积,实际上壁厚Lb比主折弯部3A处的壁厚La更厚。这意味着在主非曲面4A侧对在弯曲部2的内侧的周面2a产生的多余壁厚部分进行吸收,其结果意味着有效果地抑制在主非曲面4A上出现褶皱。此外,若对主非曲面4A处的壁厚Lb比主折弯部3A处的壁厚La实际上更厚这一意思进行补充,则是指至少相邻的两个主折弯部3A彼此之间的中央部分的主非曲面4A处的壁厚Lb比主折弯部3A处的壁厚La更厚。另外,形成副折弯部3B的部位也相同,实际上副非曲面4B处的壁厚比副折弯部3B处的壁厚更厚。
这里,若对主非曲面4A以及副非曲面4B进行补充,则所谓主非曲面4A,是指在对主非曲面4A与基准平面W的交线进行了确定的情况下,该交线位于连结相邻的交点Pa彼此的直线Sa上或者成为向相对于直线Sa与管轴线Ta侧相反一侧膨胀的线的情况,是指该交线不会成为比该直线Sa向管轴线Ta侧凹陷的曲线的情况。另外,所谓副非曲面4B,是指在对副非曲面4B与基准平面W的交线进行了确定的情况下,该交线位于连结交点Pa与交点Pb的直线Sb上或者成为向相对于直线Sb与管轴线Ta侧相反一侧膨胀的线的情况,是指该交线不会成为比该直线Sb向管轴线Ta侧凹陷的曲线的情况。
接下来,综合地对本实施方式的管1的作用、效果进行说明。本实施方式的金属制的管1具有被弯折加工而成的弯曲部2,在弯曲部2的曲率中心Px侧亦即内侧的周面2a设置有主非曲面4A以及副非曲面4B、和将主非曲面4A以及副非曲面4B折曲地连接的主折弯部3A以及副折弯部3B。
这里,在例如被弯折加工而成的一般管的情况下,曲率中心侧亦即内侧被压缩从而容易产生褶皱。然而,在本实施方式的管1中,由于以通过多个主折弯部3A以及副折弯部3B吸收褶皱的方式使管1折曲,所以难以产生损害外观的褶皱。并且,通过主折弯部3A以及副折弯部3B使管1折曲,在主折弯部3A彼此之间以及副折弯部3B与主折弯部3A之间形成没有褶状凹凸的主非曲面4A以及副非曲面4B。其结果是,能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍。
另外,在本实施方式的管1中,主非曲面4A处的壁厚Lb比主折弯部3A处的壁厚La更厚。这是利用主非曲面4A处的壁厚Lb对在弯曲部2的曲率中心Px侧亦即内侧产生的壁厚的多余部分进行吸收的结果,能够更可靠地防止产生褶状凹凸。同样,由于副非曲面4B处的壁厚比副折弯部3B处的壁厚更厚,所以能够更可靠地防止在副非曲面4B产生褶状凹凸。
另外,在本实施方式的管1中,在基准平面W上,连结交点Pa彼此的直线Sa成为交点Pa成为顶点并且曲率中心Px成为中心的正多边形Rp的一部分,因此以等间隔形成主折弯部3A,完成时的外观良好,设计性提高。
并且,若该正多边形Rp的边数为六个以上,则主折弯部3A彼此的间隔不会变窄,能够更可靠地抑制产生褶状凹凸、褶皱,因此优选。
另外,该管1通过以下的制造方法来制造。即,在本实施方式中,通过设于金属模具部40的多个圆弧状的主顶部61以及副顶部63使未加工管100边折曲边弯曲,其结果是,在弯曲部2的曲率中心Px侧亦即内侧的周面2a形成有与主顶部61对应的多个主折弯部3A以及与副顶部63对应的多个副折弯部3B、和通过多个主折弯部3A以及副折弯部3B折曲地连接的多个主非曲面4A以及副非曲面4B。
根据该制造方法,能够通过实际上计划形成的主折弯部3A、副折弯部3B吸收褶皱,并且能够形成没有褶状凹凸的弯曲部2,因此能够制造外观好且能够减少在流体所流通的管内表面侧产生流动的停滞、阻碍的管1。另外,在该制造方法中,即便未使用刮片,也容易形成没有褶皱的管1,其结果是,容易制造具有曲率半径较小的弯曲部2的管1。
接下来,参照图9对滚压模具41的分割滚压下模具的变形例进行说明。此外,在以下的说明中,对于与上述实施方式相同的要素、构造,标注相同的附图标记并省略详细说明。
第一变形例的分割滚压下模具42B(参照图9的(a))在制造弯曲部2的主折弯部3A的配置为正六边形的一部分的管1时使用。在该分割滚压下模具42B的下模具槽60a设置有两个主顶部61以及两个副顶部63、两处副承接面64和一处主承接面62,并且通过使用分割滚压下模具42B制造具备具有两个主折弯部3A以及两个副折弯部3B、一处主非曲面4A以及两处副非曲面4B的弯曲部2的金属制的管1。此外,在为通过分割滚压下模具42B而制造的管1的情况下,曲率半径(r)与通过上述分割滚压下模具42A而制造的管1相同。
第二变形例的分割滚压下模具42C(参照图9的(b))在制造弯曲部2的主折弯部3A的配置为正八边形的一部分的管1时使用。另外,第三变形例的分割滚压下模具42D(参照图9的(c))在制造弯曲部2的主折弯部3A的配置为正十边形的一部分的管1时使用。另外,第四变形例的分割滚压下模具42E(参照图9的(d))在制造弯曲部2的主折弯部3A的配置为正十四边形的一部分的管1时使用。另外,第五变形例的分割滚压下模具42F(参照图9的(e))在制造弯曲部2的主折弯部3A的配置为正十六边形的一部分的管1时使用。以上,在为通过第二至第五变形例的分割滚压下模具42B~42F而制造的管1的情况下,曲率半径(r)与通过上述分割滚压下模具42A被制造的管1相同。
另外,第六变形例的分割滚压下模具42G(参照图9的(f))在制造弯曲部2的主折弯部3A的配置为正十二边形的一部分的管1时使用。在为通过第六变形例的分割滚压下模具42G而制造的管1的情况下,曲率半径成为通过上述分割滚压下模具42A而制造的管1的曲率半径的两倍。
以上,以各实施方式为例对本发明进行了说明,但本发明并不仅限定于上述实施方式,例如,多个折弯部彼此的间隔也可以不均等,另外,也可以是主折弯部与基准平面的交点未配置于正多边形上的方式。另外,在上述实施方式中,对连接部在弯曲部的两端连续的方式进行了说明,但也可以是没有直线部的方式、在弯曲部的一方仅在端部设置有直线部的方式。
附图标记说明:
1…管;2…弯曲部;2a…内侧的周面;3A…主折弯部(折弯部);3B…副折弯部;4A…主非曲面(非曲面);4B…副非曲面(非曲面);5…直线部;40…金属模具部(金属模具);61…主顶部(顶部);62…主承接面(非曲面承接部);63…副顶部(顶部);64…副承接面(非曲面承接部);100…未加工管;d…直线部的外径;r…曲率半径;t…直线部的壁厚;Lb…非曲面处的壁厚;La…折弯部处的壁厚;Ta…管轴线;W…基准平面;Pa…交点(基准交点);Pb…交点;Rp…正多边形;Sa…连结交点Pa彼此的直线;Sb…连结交点Pb与交点Pa的直线;Px…曲率中心。
Claims (14)
1.一种管,是具有被弯折加工而成的弯曲部的金属制的管,
上述管的特征在于,
在上述弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面,设置有多个非曲面、以及折曲地连接上述多个非曲面的多个折弯部,
所谓上述非曲面,是指在特别规定了管轴线上的假想的平面与上述多个折弯部的交点、以及上述平面与上述多个非曲面的交线的情况下,在上述平面上,上述交线位于连结相邻的上述交点彼此的直线上,上述交线未成为比上述直线更向上述管轴线侧凹陷的曲线。
2.根据权利要求1所述的管,其特征在于,
上述非曲面处的壁厚比上述折弯部处的壁厚更厚。
3.根据权利要求1或2所述的管,其特征在于,
在上述平面上连结了相邻的上述交点彼此的直线成为多边形的一部分。
4.根据权利要求3所述的管,其特征在于,
上述多个折弯部由设于沿上述管轴线的方向的两端的一对副折弯部、以及设于上述一对副折弯部之间的多个主折弯部构成,
并且,在将上述平面与上述主折弯部的交点确定作为基准交点的情况下,连结了相邻的上述基准交点彼此的直线成为上述基准交点为顶点且上述曲率中心为中心的正多边形的一部分。
5.根据权利要求4所述的管,其特征在于,
上述正多边形的边数为六个以上。
6.根据权利要求5所述的管,其特征在于,
还具备与上述弯曲部连续地连接的直线部,
在将上述直线部的外径设为d、将上述弯曲部的曲率半径设为r、并将上述直线部的壁厚设为t的情况下,上述正多边形的边数是通过下面的式(1)而导出的值x以下的自然数,
x=180/sin-1(t/(2r-d))…式(1)。
7.一种管,是使未加工管沿弯折加工用的金属模具弯曲从而形成有弯曲部的金属制的管,
上述管的特征在于,
利用设于上述金属模具的多个圆弧状的顶部使上述未加工管边折曲边弯曲,从而在上述弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面形成与上述顶部对应的多个折弯部、以及通过上述多个折弯部而折曲地连接的多个非曲面,
所谓上述非曲面,是指在特别规定了管轴线上的假想的平面与上述多个折弯部的交点、以及上述平面与上述多个非曲面的交线的情况下,在上述平面上,上述交线位于连结相邻的上述交点彼此的直线上,上述交线未成为比上述直线更向上述管轴线侧凹陷的曲线。
8.一种金属模具,是在形成对未加工管实施弯折加工而具有弯曲部的金属制的管时使用的金属模具,
上述金属模具的特征在于,
具备对上述未加工管的弯折进行引导的模具槽,
上述模具槽具备在弯折加工时与上述未加工管抵接来形成多个折弯部的圆弧状的多个顶部、以及在上述多个顶部间与上述未加工管抵接来形成多个非曲面的非曲面承接部,
所谓上述非曲面,是指在特别规定了上述管的管轴线上的假想的平面与上述多个折弯部的交点、以及上述平面与上述多个非曲面的交线的情况下,在上述平面上,上述交线位于连结相邻的上述交点彼此的直线上,上述交线未成为比上述直线更向上述管轴线侧凹陷的曲线。
9.一种管制造方法,是使未加工管沿弯折加工用的金属模具弯曲从而制造形成有弯曲部的金属制的管的方法,
上述管制造方法的特征在于,
利用设于上述金属模具的多个圆弧状的顶部使上述未加工管边折曲边弯曲,从而在上述弯曲部的曲率中心侧亦即内侧的周面形成与上述顶部对应的多个折弯部、以及通过上述多个折弯部而折曲地连接的多个非曲面,
所谓上述非曲面,是指在特别规定了管轴线上的假想的平面与上述多个折弯部的交点、以及上述平面与上述多个非曲面的交线的情况下,在上述平面上,上述交线位于连结相邻的上述交点彼此的直线上,上述交线未成为比上述直线更向上述管轴线侧凹陷的曲线。
10.根据权利要求9所述的管制造方法,其特征在于,
以上述非曲面处的壁厚比上述折弯部处的壁厚更厚的方式形成上述管。
11.根据权利要求9或10所述的管制造方法,其特征在于,
以如下方式形成上述管,即:在规定了上述弯曲部的管轴线上的假想的平面与上述多个折弯部的交点的情况下,在上述平面上连结了相邻的上述交点彼此的直线成为多边形的一部分。
12.根据权利要求11所述的管制造方法,其特征在于,
以如下方式形成上述管,即:
上述多个折弯部由设于沿上述管轴线的方向的两端的一对副折弯部、以及设于上述一对副折弯部之间的多个主折弯部构成,
并且,在将上述平面与上述主折弯部的交点确定作为基准交点的情况下,连结了相邻的上述基准交点彼此的直线成为上述基准交点为顶点且上述曲率中心为中心的正多边形的一部分。
13.根据权利要求12所述的管制造方法,其特征在于,
以上述正多边形的边数为六个以上的方式形成上述管。
14.根据权利要求13所述的管制造方法,其特征在于,
以如下方式形成上述管,即:
上述管还具备与上述弯曲部连续地连接的直线部,
在将上述直线部的外径设为d、将上述弯曲部的曲率半径设为r、并将上述直线部的壁厚设为t的情况下,上述正多边形的边数是通过下面的式(1)而导出的值x以下的自然数,
x=180/sin-1(t/(2r-d))…式(1)。
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