JP2001276942A - 偏芯拡管パイプの製造方法及び偏芯拡管装置 - Google Patents
偏芯拡管パイプの製造方法及び偏芯拡管装置Info
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Abstract
偏芯拡管パイプを一体成形できる。 【解決手段】 フューエルインレットパイプFPを製造
するに当たって、(1)エキスパンダポンチを用いて素
管の一部を拡管加工して、素管径のままの首部からテー
パ部を介して連接された拡管部までが同軸となるように
形成された加工管を得る(同軸拡管工程)、(2)首部
の中心軸と拡管部の中心軸とを相対的に偏芯させるとと
もに、同軸拡管工程よりも大径のエキスパンダポンチを
用いて加工管の拡管部を更に拡管することにより、フュ
ーエルインレットパイプFPを得る、ことを特徴とす
る。ここで、同軸拡管工程は1回又は複数回行い、偏芯
拡管工程は1回だけ行う。
Description
製造方法及びその方法に利用するのに適した偏芯拡管装
置に関する。
するためのフューエルインレットパイプFPは、大径部
FPaと、徐変部FPbと、小径部FPcとを有し、大
径部FPaと小径部FPcとが偏芯したものである。こ
のフューエルインレットパイプFPは、小径部FPcに
比べて大径部FPaが1.9倍以上の径であり、しかも
小径部FPcの中心軸と大径部FPaの中心軸とが偏芯
していることから、拡管加工により作製することは困難
であった。このため、通常は大径部FPaと徐変部FP
bと小径部FPcの3部品を溶接して作製していた。
フューエルインレットパイプFPを作製するにあたり、
拡管加工を利用して一体成形するには、次の方法が考え
られる。一般に拡管の可能範囲は、素材の伸びの限度を
超えると拡管部に亀裂あるいは素管部に座屈を生ずるの
で、一工程であまり大きな拡管はできない。したがっ
て、図6のフューエルインレットパイプFPのように拡
管率の大きなものは、多段に分けて拡管加工を施すこと
になるが、大径部FPaと小径部FPcとは偏芯してい
るため、多段に分けて少しずつ偏芯しながら拡管する方
法が考えられる。
と、偏芯により部分的に大きく伸びる箇所があり、この
ような箇所では実質的な拡管率が大きくなるため、多段
に分けて少しずつ偏芯拡管を施す場合であっても、この
ように大きく伸びる箇所で亀裂が生じる可能性が大きい
という問題がある。
とするものであり、拡管率が大きくても亀裂等を生じる
ことなく偏芯拡管パイプを一体成形できる偏芯拡管方法
を提供することを目的とする。また、その偏芯拡管方法
に利用するに適した偏芯拡管装置を提供することを別の
目的とする。
を解決するため、本発明の偏芯拡管パイプの製造方法
は、エキスパンダポンチを用いて素管の一部を拡管加工
して、素管径のままの首部からテーパ部を介して連接さ
れた拡管部までが同軸となるように形成された加工管を
得る同軸拡管工程と、前記首部の中心軸と前記拡管部の
中心軸とを相対的に偏芯させると共に、前記同軸拡管工
程よりも大径のエキスパンダポンチを用いて前記加工管
の拡管部を更に拡管することにより、偏芯拡管パイプを
得る偏芯拡管工程とを含み、前記同軸拡管工程は1回又
は複数回行い、前記偏芯拡管工程は1回だけ行うことを
特徴とする。
ポンチを用いて同軸拡管を行い、偏芯は行わない。この
同軸拡管工程は、拡管率によっては、径の異なるエキス
パンダポンチを用いて多段に分けて素管の一部を拡管加
工すること、つまり複数回この工程を行うことが好まし
い。例えば、1回目の同軸拡管工程において低率の拡管
率(例えば30〜55%、特に35〜50%)で拡管
し、2回目の同軸拡管工程において高率の拡管率(例え
ば65〜85%、特に70〜80%)で拡管する、とい
う具合である。このように多段に分けることにより、拡
管率が高くても亀裂を生じさせることなく確実に拡管す
ることが可能となる。なお、拡管率はJISによれば下
記式で表されるが、本発明では下記式のDとして常に素
管径を用いて拡管率を算出することとする。
まり偏芯拡管パイプの拡管部の拡管率)の8割程度以上
拡管しておくことが好ましい。例えば、所望の拡管率が
90%だとすると、同軸拡管工程後の加工管の拡管部の
拡管率を70%以上にするのが好ましい。
中心軸と拡管部の中心軸とを相対的に偏芯させると共
に、同軸拡管工程後の加工管の拡管部を更に拡管するこ
とにより、偏芯拡管パイプを得る。この偏芯拡管工程
は、多段に分けずに1回のみ行う。同軸拡管は1回又は
複数回に分けて多段に行っても亀裂等が生じるおそれが
少ないが、偏芯拡管は複数回に分けて多段に行うと、偏
芯の際に大きく伸びる箇所は実質的な拡管率が高くなる
ため亀裂が生じるおそれがあることから、偏芯拡管工程
は1回のみ行うのである。
多段に分けて行うのではなく、同軸拡管を1回又は多段
に行ったあと偏芯拡管を1回行うことにより、亀裂を生
じさせることなく偏芯拡管パイプを得ることができる。
本発明の偏芯拡管パイプの製造方法は、特に、偏芯拡管
パイプの拡管部の拡管率が90%以上のものを製造する
のに適している。この場合、同軸拡管工程によって得ら
れる加工管の拡管部を多段に分けて拡管部の拡管率70
〜80%とし、偏芯拡管工程によって得られる偏芯拡管
パイプの拡管部を拡管率90%以上とするのが、亀裂の
発生を確実に防止する上で好ましい。このように偏芯拡
管パイプの拡管部の拡管率が90%以上という高率のも
のであっても、本発明によれば亀裂を生じさせることな
く一体成形することができる。
にフューエルインレットパイプの製造に適している。フ
ューエルインレットパイプは、近年、1インチ偏芯拡管
フューエルインレットと呼ばれるタイプのものが開発さ
れており、このものの大径部は拡管率が90数%でしか
も小径部と大径部とが偏芯している(図6参照)。この
ため、従来は一体成形が不可能と考えられていたが、本
発明の製造方法により初めて一体成形が可能となった。
ーエルインレットパイプの製造に適用する場合、偏芯拡
管工程において、ハズ部を、パイプ断面をみたときに偏
芯方向に対して45〜135°の領域に配置するのが好
ましい。なお、ハズ部とは、溶接熱影響部(weld heat
affected zone、一般にHAZと称される)であり、溶
加材と母材の一部とがアークなどの熱エネルギにより融
合した際に溶接金属(weld metal)の周辺に形成される
部分のことをいう。
ら、偏芯時に大きく伸ばされる部分、つまりフューエル
インレットパイプの上側の部分に配置するのは亀裂が生
じるおそれがあるため好ましくなく、偏芯時にあまり大
きく伸ばされない部分、つまりフューエルインレットパ
イプの下側に当たる部分に配置するのが好ましい。しか
し、このハズ部は車両衝突時のように衝撃を受けたとき
に割れが発生しやすい箇所でもあるため、フューエルイ
ンレットパイプの下側に配置したのでは割れが生じたと
きに燃料漏れの原因になるおそれがある。このため、ハ
ズ部を、パイプ断面をみたときに偏芯方向に対して45
〜135°の領域に配置することにより、偏芯時に亀裂
が生じるのを防止すると共に、仮に車両衝突時にハズ部
が割れたとしてもそこから燃料が漏れ出すのを防止する
のが好ましい。
あたっては、以下の偏芯拡管装置を利用することが好ま
しい。即ち、加工管の首部の外周を保持した状態で所定
ラジアル方向へ移動することを許容された首部保持手段
と、首部保持手段を所定ラジアル方向へ移動させること
により、首部と拡管部とを偏芯させる首部移動手段と、
首部保持手段に保持された加工管の拡管部から軸方向に
沿って前記拡管部へ圧入されるエキスパンダポンチとを
備えた偏芯拡管装置を利用することが好ましい。この偏
芯拡管装置を利用すれば、容易に偏芯拡管工程を実施で
きる。
を図面に基づいて説明する。本実施形態では、偏芯拡管
パイプとしてフューエルインレットパイプFP(図6参
照)を製造する場合を例に挙げて説明する。以下には、
製造手順として、第1工程(第1同軸拡管工程)、第2
工程(第2同軸拡管工程)、第3工程(偏芯拡管工程)
の3つに分けて順に説明する。
説明図、(b)は工程作業中の説明図である。まず、素
管P0として1インチのストレートパイプ(外径25.
4mm)を用意し、この素管P0の一端をストッパ10
に突き当てた状態で、素管P0の他端の開口から第1エ
キスパンダポンチ11を圧入する。
第1ポンチ本体11aと、この第1ポンチ本体11aの
先端側に第1ポンチ本体11aと同軸に形成された第1
円錐台部11bと、第1ポンチ本体11aの基端に取り
付けられた第1台座11cとを有している。第1円錐台
部11bの先端の外径は素管P0の内径とほぼ一致して
いる。また、第1ポンチ本体11aには第1リング11
dが外挿されており、この第1リング11dは第1スプ
リング11eを介して第1台座11cに連結されてい
る。
0の軸方向に沿って移動させ、第1円錐台部11bの先
端を素管P0の他端の開口から圧入すると、素管P0は
一端がストッパ10に突き当たっているため、第1エキ
スパンダポンチ11が圧入されるにつれ、この第1エキ
スパンダポンチ11の形状どおりに拡管される。
た第1リング11dが素管P0の他端に接した後は、第
1スプリング11eの付勢力に抗して更に第1エキスパ
ンダポンチ11を素管P0に圧入していき、その後もは
や圧入方向へ進行できない状態に至った時点で、今度は
第1エキスパンダポンチ11を逆向きにつまり引き抜き
方向に移動させる。
加工管P1になる。この第1加工管P1は、第1エキス
パンダポンチ11の第1ポンチ本体11aにより拡管さ
れた第1拡管部P1aと、第1エキスパンダポンチ11
の第1円錐台部11bにより形取られた第1テーパ部P
1bと、第1エキスパンダポンチ11が挿入されなかっ
た素管径のままの第1首部P1cとを有し、各部P1a
〜cは同軸に形成されている。このときの第1拡管部P
1aは外径36.2mmであり、素管P0に対する拡管
率は42.5%である。
説明図、(b)は工程作業中の説明図である。まず、第
1工程後の第1加工管P1の一端をストッパ20に突き
当てた状態で、他端の開口から第2エキスパンダポンチ
21を圧入する。
第2ポンチ本体21aと、この第2ポンチ本体21aの
先端側に第2ポンチ本体21aと同軸に形成された第2
円錐台部21bと、第2ポンチ本体21aの基端に取り
付けられた第2台座21cとを有している。第2円錐台
部21bの先端の外径は第1加工管P1の第1首部P1
cの内径とほぼ一致している。また、第2ポンチ本体2
1aには第2リング21dが外挿されており、この第2
リング21dは第2スプリング21eを介して第2台座
21cに連結されている。なお、第2ポンチ本体21a
の径は第1ポンチ本体11aの径よりも大きい。
工管P1の軸方向に沿って移動させ、第2円錐台部21
bの先端を第1加工管P1の他端(第1拡管部P1aの
端部)の開口から圧入すると、第1加工管P1は一端
(第1首部P1cの端部)がストッパ20に突き当たっ
ているため、第2エキスパンダポンチ21が圧入される
につれ、この第2エキスパンダポンチ21の形状どおり
に拡管される。
た第2リング21dが第1加工管P1の他端に接した後
は、第2スプリング21eの付勢力に抗して更に第2エ
キスパンダポンチ21を第1加工管P1に圧入してい
き、その後もはや圧入方向へ進行できない状態に至った
時点で、今度は第2エキスパンダポンチ21を逆向きに
つまり引き抜き方向に移動させる。
て第2加工管P2になる。この第2加工管P2は、第2
エキスパンダポンチ21の第2ポンチ本体21aにより
拡管された第2拡管部P2aと、第2エキスパンダポン
チ21の第2円錐台部21bにより形取られた第2テー
パ部P2bと、第2エキスパンダポンチ21が挿入され
なかった素管径のままの第2首部P2cとを有し、各部
P2a〜cは同軸に形成されている。このときの第2拡
管部P2aは外径45.0mmであり、素管P0に対す
る拡管率は77.2%である。
説明図、(b)及び(c)は工程作業中の説明図であ
る。第3工程の説明に先立ち、偏芯拡管装置50の構成
について説明する。偏芯拡管装置50は、移動体51、
首部保持体52、第3エキスパンダポンチ56、拡管部
保持体57を備えており、作業台60の上に設置されて
いる。
いアクチュエータにより作業台60に対して上下方向に
移動するように構成されている。なお、本実施形態では
上下方向が本発明の所定ラジアル方向に当たる。また、
この移動体51は、本発明の首部移動手段に相当する。
プリング53aを介して上下動可能に設置された首部下
側保持部材53と、移動体51の下面に固着された首部
上側保持部材54とから構成されている。両部材53,
54は、第2加工管P2の第2首部P2cを上下から挟
み込んで保持し、第2加工管P2が軸方向(第3エキス
パンダ56の挿入方向、図3にて右方向)へ移動するの
を阻止する役割を果たす。なお、首部保持体52が本発
明の首部保持手段に相当する。
すフューエルインレットパイプFPの大径部FPaに相
当する円柱状の第3ポンチ本体56aと、フューエルイ
ンレットパイプFPの徐変部FPbに相当する先端部5
6bとを備えている。第3ポンチ本体56aの径は、第
2ポンチ本体21aの径よりも大きい。また、先端部5
6bのうち、第3エキスパンダポンチ56の上側は先端
に向かって湾曲しながら下方へ傾斜するように形成され
ている。
れた拡管部下側保持部材58と、移動体51の下面に複
数のスプリング59aを介して上下動可能に設置された
拡管部上側保持部材59とから構成されている。両部材
58,59は、第2加工管P2の第2拡管部P2aを上
下から挟み込んで保持する。
2加工管P2を偏芯拡管する手順を説明する。まず、図
3(a)に示すように、移動体51を作業台60から上
方に大きく離間させ、この状態で第2加工管P2の第2
首部P2cを首部下側保持部材53に、第2拡管部P2
aを拡管部下側保持部材58に載せる。
なビード部B(溶接金属部)やハズ部H(熱影響部)が
存在する場合には、これらが偏芯方向である上下方向に
対して45°〜135°の領域(特に90°前後)に収
まるように第2加工管P2を配置する。
51を作業台60に向かって移動させ、首部上側保持部
材54と首部下側保持部材53とにより第2加工管P2
の第2首部P2cを挟み込んで保持し、拡管部上側保持
部材59と拡管部下側保持部材58により第2拡管部P
2aを挟み込んで保持すると共に、第2首部P2cを第
2拡管部P2aに対して偏芯させる。
保持部材54は首部下側保持部材53と作業台60との
間に介在するスプリング53aを圧縮させながら第2加
工管P2の第2首部P2cを下降させる。したがって、
第2首部P2cの中心軸は移動体51が下降する前に比
べて下方へ移動する。一方、このように移動体51が下
降しても、移動体51と拡管部上側保持部材59との間
に介在するスプリング59aが圧縮されるため、第2拡
管部P2aの中心軸は移動体51が下降する前と同じ位
置に維持される。なお、移動体51の下降量は、フュー
エルインレットパイプFPの小径部FPcの中心軸と大
径部FPaの中心軸とのズレに応じて定められる。
キスパンダポンチ56を第2加工管P2の軸方向に沿っ
て移動させ、第2加工管P2の他端(第2拡管部P2a
側の端部)の開口から圧入する。第2加工管P2は、首
部保持体52によって軸方向へ移動するのを阻止されて
いるため、第3エキスパンダポンチ56が圧入されるに
つれ、この第3エキスパンダポンチ56の形状どおりに
拡管される。
体51の下面にスプリング59aを介して設置されてい
るため、第3エキスパンダポンチ56が第2加工管P2
に圧入されると、第3ポンチ本体56aが第2拡管部P
2aを更に拡管することによりスプリング59aが圧縮
されて拡管部上側保持部材59が上昇する。
1が移動して首部保持体52が拡管部保持体57に対し
て相対的にずれることにより第2拡管部P2aと偏芯
し、第2拡管部P2aは第3エキスパンダポンチ56に
よってその形状どおりに拡管される。
てフューエルインレットパイプFPになる。このフュー
エルインレットパイプFPは、図6に示すように、第3
エキスパンダポンチ56の第3ポンチ本体56aにより
拡管された大径部FPaと、第3エキスパンダポンチ5
6の先端部56bにより形取られた徐変部FPbと、第
3エキスパンダポンチ56が挿入されなかった素管径の
ままの小径部FPcとを有し、大径部FPaと小径部F
Pcとは偏芯して形成されている。もちろん、大径部F
Paや徐変部FPbに亀裂はなく、小径部FPcに座屈
も見られない。このときの大径部FPaは外径48.7
〜49.1mmであり、素管P0に対する拡管率は9
1.7〜93.3%である。
ることにより、素管P0に対する大径部FPaの拡管率
が大きくても、亀裂等を生じることなく偏芯拡管パイプ
としてのフューエルインレットパイプFPを製造するこ
とが可能となる。また、ビード部Bやハズ部Hは、他の
部位に比べて伸びが異なるため、偏芯時に大きく伸ばさ
れない部分、つまりフューエルインレットパイプFPの
下側になるように配置するのが好ましいが、ビード部B
やハズ部Hは車両衝突時のように衝撃を受けたときに割
れが発生しやすいため、フューエルインレットパイプF
Pの下側に配置したのでは燃料漏れの原因になるおそれ
がある。このため、本実施形態では、これらを、パイプ
断面をみたときに偏芯方向に対して45〜135°の領
域に配置することにより、偏芯時に亀裂が生じるのを防
止すると共に、仮に車両衝突時にこれらの箇所が割れた
としてもそこから燃料が漏れ出すのを防止している。
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では同軸拡管工程を2回行っ
たが、3回以上に分けて行ってもよい。また、拡管率に
よっては同軸拡管工程を1回だけ行ってもよい。
ットパイプに限らず、どのような用途に使用されるもの
であっても、本発明の製造方法により製造可能である。
更に、第3工程において、第2加工管P2を軸方向に移
動するのを阻止するストッパを首部保持体52に組み入
れてもよい。例えば、図5に示すように、首部上側保持
部材54のうち第2首部P2cを載せる部分に第2首部
P2cの端面と当接する壁54bを設け、同じく首部下
側保持部材53のうち第2首部P2cを載せる部分に第
2首部P2cの端面と当接する壁53bを設け、これら
の壁53b,54bをストッパとして用いてもよい。
である。
る。
る。
チ、11a・・・第1ポンチ本体、11b・・・第1円
錐台部、21・・・第2エキスパンダポンチ、21a・
・・第2ポンチ本体、21b・・・第2円錐台部、50
・・・偏芯拡管装置、51・・・移動体、52・・・首
部保持体、53・・・首部下側保持部材、53a・・・
スプリング、54・・・首部上側保持部材、56・・・
第3エキスパンダポンチ、56a・・・第3ポンチ本
体、56b・・・先端部、57・・・拡管部保持体、5
8・・・拡管部下側保持部材、59・・・拡管部上側保
持部材、59a・・・スプリング、60・・・作業台、
FP・・・フューエルインレットパイプ、FPa・・・
大径部、FPb・・・徐変部、FPc・・・小径部、P
0・・・素管、P1・・・第1加工管、P1a・・・第
1拡管部、P1b・・・第1テーパ部、P1c・・・第
1首部、P2・・・第2加工管、P2a・・・第2拡管
部、P2b・・・第2テーパ部、P2c・・・第2首
部。
Claims (6)
- 【請求項1】 エキスパンダポンチを用いて素管の一部
を拡管加工して、素管径のままの首部からテーパ部を介
して連接された拡管部までが同軸となるように形成され
た加工管を得る同軸拡管工程と、 前記首部の中心軸と前記拡管部の中心軸とを相対的に偏
芯させると共に、前記同軸拡管工程よりも大径のエキス
パンダポンチを用いて前記加工管の拡管部を更に拡管す
ることにより、偏芯拡管パイプを得る偏芯拡管工程とを
含み、前記同軸拡管工程は1回又は複数回行い、前記偏
芯拡管工程は1回だけ行うことを特徴とする偏芯拡管パ
イプの製造方法。 - 【請求項2】 前記同軸拡管工程では、径の異なるエキ
スパンダポンチを用いて多段に分けて素管の一部を拡管
加工する請求項1記載の偏芯拡管パイプの製造方法。 - 【請求項3】 前記同軸拡管工程によって得られる加工
管の拡管部は拡管率70〜80%であり、前記偏芯拡管
工程によって得られる偏芯拡管パイプの拡管部は拡管率
90%以上である請求項1又は2記載の偏芯拡管パイプ
の製造方法。 - 【請求項4】 前記偏芯拡管工程によって得られる偏芯
拡管パイプはフューエルインレットパイプである請求項
1〜3のいずれかに記載の偏芯拡管パイプの製造方法。 - 【請求項5】 前記偏芯拡管工程では、断面をみたとき
に偏芯方向に対して45°〜135°をなす領域にハズ
部が配置される請求項4記載の偏芯拡管パイプの製造方
法。 - 【請求項6】 素管径のままの首部からテーパ部を介し
て連接された拡管部までが同軸となるように形成された
加工管を偏芯拡管する偏芯拡管装置であって、 前記加工管の首部の外周を保持した状態で所定ラジアル
方向へ移動することを許容された首部保持手段と、 前記首部保持手段を所定ラジアル方向へ移動させること
により、前記首部と前記拡管部とを偏芯させる首部移動
手段と前記首部保持手段によって保持された加工管の拡
管部から軸方向に沿って前記拡管部へ圧入されるエキス
パンダポンチと、 を備えたことを特徴とする偏芯拡管装置。
Priority Applications (2)
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JP2000091493A JP3342006B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 偏芯拡管パイプの製造方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
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JP3342006B2 JP3342006B2 (ja) | 2002-11-05 |
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