JP2004291072A

JP2004291072A - 配管の端部の加工方法及びフランジ付配管継手の製造方法

Info

Publication number: JP2004291072A
Application number: JP2003090351A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Takasaki; 浩美高崎; Yoshikazu Takamatsu; 由和高松; Koichi Ozawa; 晃一小沢
Original assignee: Calsonic Kansei Corp; Otsuka Corp
Current assignee: Otsuka Corp; Marelli Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】配管の端部を拡径するにあたって、拡径率が大きい場合であっても、端部の強度の著しい低下や破断が生じない配管の端部の加工方法及びフランジ付配管継手の製造方法を提供する。
【解決手段】配管１の端部を軸方向に圧縮して増厚した後、配管１の端部を複数回の拡径工程により段階的に拡径する。配管の端部のフランジの配管挿通孔に挿通し、配管挿通孔から突出しＴＳ配管の端部を軸方向に圧縮して増厚した後、配管の端部を拡径する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管の端部の加工方法及びフランジ付配管継手の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、例えば自動車用空調装置の冷媒配管をコンプレッサ等に接続するために用いられる配管継手の一例を示す断面図である。このフランジ付配管継手は、配管挿通孔１０３を有するフランジ１０１と、配管挿通孔１０３に端部が突出するように挿通固定されると共に端部が拡径された配管１０２とを備えており、配管１０２の端部を被接続部材２０１に形成された接続口２０２に挿入すると共にフランジ１０１のボルト挿通孔１０４にボルトを挿通して被接続部材２０１のネジ孔２０３に締め付けることにより被接続部材２０１に接続される。
【０００３】
このフランジ付配管継手は以下のような手順により製造される。まず、端部が拡径されていない配管１０２の端部をフランジ１０１の配管挿通孔１０３に挿通し、配管１０２をクランプする。次いで、配管挿通孔１０３から突出した配管１０２の端部にパンチを挿入して端部を拡径させる。なお、拡径された端部の外周部には、接続口２０２との間をシールするＯリングを嵌める溝が形成されることもある（例えば下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２２９２６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の製造方法では、配管の端部を拡径するにあたって、拡径前の径に対する拡径率が大きい場合（例えば１．５倍以上）、配管の端部の肉厚が極めて薄くなって強度が著しく低下したり、端部が破断したりすることがあった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配管の端部の拡径率が大きい場合に端部の強度の著しい低下や破断が生じないようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、配管１の端部を軸方向に圧縮して増厚した後、配管１の端部を拡径することを特徴とする配管の端部の加工方法である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の配管の端部の加工方法において、増厚された配管１の端部を複数回の拡径工程により段階的に拡径することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、配管挿通孔３を有するフランジ２と、配管挿通孔３に端部が突出するように挿通されると共に端部が拡径された配管１とを備え、配管１の端部を被接続部材に形成された接続口に挿入すると共にフランジ２を被接続部材に固定することにより被接続部材に接続するようにしたフランジ付配管継手の製造方法であって、配管１の端部をフランジ２の配管挿通孔３に挿通し、配管挿通孔３から突出した配管１の端部を軸方向に圧縮して増厚した後、配管１の端部を拡径することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のフランジ付配管継手の製造方法において、増厚された配管１の端部を複数回の拡径工程により段階的に拡径することを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１及び請求項３記載の発明によれば、拡径前の径に対する拡径率が大きい場合であっても配管の端部の肉厚が極めて薄くなって強度が著しく低下したり、端部が破断したりすることがない。
【００１２】
請求項２及び請求項４記載の発明によれば、配管の端部にかかるストレスが低減して無理なく拡径することができるため、歩留まり率が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態に用いられる配管クランプ装置及びプレス金型の斜視図、図２は増厚工程の説明図、図３は第１拡径工程の説明図、図４は第２拡径工程の説明図、図５は全長成形工程の説明図、図６は実施形態の製造方法により製造されたフランジ付配管継手の要部断面図である。
【００１４】
本実施形態で製造されるフランジ付配管継手は、例えばフレキシブルホースを車両用空調装置のコンプレッサ等に接続するために用いられるもので、図６に示すように、配管挿通孔３を有する金属製のフランジ２と、配管挿通孔３に端部が突出するように挿通固定されると共に端部が拡径された配管１とを備えており、配管１の端部をコンプレッサに形成された接続口に挿入すると共にフランジ２を熱交換器にボルトで固定することにより熱交換器に接続される。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態では、所定位置に設置された配管クランプ装置１１で配管１をクランプし、配管１の軸方向に対向するように配されたプレス金型２１を配管１に向かって移動させてプレス加工を行う。
【００１６】
配管クランプ装置１１は、半割れ円筒面を有すると共に接離可能な二つの部材１２、１３から構成され、両者を空気圧やねじ締め等により相互に押圧して二つの円筒面により配管１をクランプするものである。
【００１７】
本実施形態では、プレス加工が、増厚工程、第１拡径工程、第２拡径工程、及び全長成形工程の四工程からなっており、プレス金型２１には、増厚金型３１、第１拡径金型４１、第２拡径金型５１、及び全長成形金型６１が上下方向に間隔をおいて設けられている。一工程が終了する毎にプレス金型２１が上方に所定ピッチ移動して次工程の金型が配管１に対向するようになっている。
【００１８】
次に、本実施形態のフランジ付配管継手の製造方法を図２〜図６を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
まず、端部が拡径されていない配管１を配管クランプ装置１１により保持固定する。そして、フランジ２の配管挿通孔３を配管１の端部に嵌合してフランジ２をクランプ装置１１に付き当たるまで押し込む。なお、あらかじめ配管１の端部にフランジ２をセットしておいてから配管１をクランプするようにしてもよい。
【００２０】
そして、プレス金型２１の増厚金型３１を配管１に対向させ、プレス装置を駆動してプレス金型２１を配管１に向かって移動させる。図２（ａ）に示すように、増厚金型３１は、多段円柱状の押金３２と、この押金３２に同軸状かつ軸方向に移動自在に組み合わされた円筒状の外径型３３と、この外径型３３を押金３２に対して軸方向先端側に付勢するバネ３４とから成っている。
【００２１】
押金３２は、配管１内部に摺動自在に入り込む直軸部３５と、これよりも大径で配管１の端面を押圧する押圧部３６と、これよりも大径のストッパ部３７とを有している。外径型３３は押圧部３６の外周部に摺動自在に嵌合されており、その内径は配管１の外径よりも大きくなっている。
【００２２】
増厚金型３１が押圧方向に移動することにより、まず外径型３３の先端面がフランジ２に当接し、次いで押金３２の直軸部３５が配管１の内部に入り込む。これによって外径型３３の移動が停止し、押金３２のみが移動し、バネ３４が圧縮される。そして、押圧部３６が配管１の端面に当接して配管１の端部を軸方向に圧縮する。
【００２３】
このとき、配管１の端部の内面には直軸部３５が当接しているため、配管１の端部は径が小さくなる方向に変形することはなく、配管１の端部の外面と外径型３３の内面との間の環状の隙間３８を埋めるように変形する。したがって、図２（ｂ）に示すように、配管１の端部の肉厚が増厚することになる。そして、ストッパ部３７が外径型３３の端面に当接すると押金３２の移動が停止し、プレス金型２１が押圧方向と逆方向に移動して増厚金型３１が配管１から離脱する。
【００２４】
次いで、プレス金型２１が上方に移動して第１拡径金型４１を配管１に対向させる。そして、プレス金型２１が配管１に向かって移動する。図３（ａ）に示すように、第１拡径金型４１は、多段円柱状の拡径マンドレル４２と、この拡径マンドレル４２に同軸状かつ軸方向に移動自在に組み合わされた円筒状の外径型４３と、この外径型４３を拡径マンドレル４２に対して軸方向先端側に付勢するバネ４４とから成っている。
【００２５】
拡径マンドレル４２は、配管１内部に摺動自在に入り込む頭部４５と、これよりも大径の拡径部４６と、これよりも大径のストッパ部４７とを有している。なお、頭部４５と拡径部４６の間はテーパ状部４８となっている。また、外径型４３の内径は、増厚工程で増厚された配管１の端部の外径よりも大きくなっている。
【００２６】
第１拡径金型４１が押圧方向に移動することにより、まず外径型４３の先端面がフランジ２に当接し、次いで拡径マンドレル４２の頭部４５が配管１の内部に入り込む。これによって外径型４３の移動が停止し、拡径マンドレル４２のみが移動し、バネ４４が圧縮される。
【００２７】
そして、テーパ状部４８が配管１の先端の内周部の縁に当接し、配管１の端部が外径型４３の内面との間の環状の隙間４９を埋めるように拡径し始める。テーパ状部４８が配管１の内部に入り込むと拡径部４６が配管１の内部に入り込み、図３（ｂ）に示すように、配管１の端部を所定径の筒状に成形する。そして、ストッパ部４７が外径型４３の端面に当接すると拡径マンドレル４２の移動が停止し、プレス金型２１が押圧方向と逆方向に移動して第１拡径金型４１が配管１から離脱する。
【００２８】
次いで、プレス金型２１が上方に移動して第２拡径金型５１を配管１に対向させる。そして、プレス金型２１が配管１に向かって移動する。図４（ａ）に示すように、第２拡径金型５１は、多段円柱状の拡径マンドレル５２と、この拡径マンドレル５２に同軸状かつ軸方向に移動自在に組み合わされた円筒状の外径型５３と、この外径型５３を拡径マンドレル５２に対して軸方向先端側に付勢するバネ５４とから成っている。
【００２９】
拡径マンドレル５２は、配管１内部に入り込む頭部５５と、これよりも大径の拡径部５６と、これよりも大径のストッパ部５７とを有している。なお、頭部５５と拡径部５６の間はテーパ状部５８となっている。また、外径型５３の内径は、第１拡径工程で拡径された配管１の端部の外径よりも大きくなっている。
【００３０】
第２拡径金型５１が押圧方向に移動することにより、まず外径型５３の先端面がフランジ２に当接し、次いで拡径マンドレル５２の頭部５５が配管１の内部に入り込む。これによって外径型５３の移動が停止し、拡径マンドレル５２のみが移動し、バネ５４が圧縮される。
【００３１】
そして、テーパ状部５８が配管１の先端の内周部の縁に当接して配管１の端部が外径型５３の内面との間の環状の隙間５９を埋めるように拡径し始める。テーパ状部５８が配管１の内部に入り込むと拡径部５６が配管１の内部に入り込み、図４（ｂ）に示すように、配管１の端部を所定径の筒状に成形する。そして、ストッパ部５７が外径型５３の端面に当接すると拡径マンドレル５２の移動が停止し、プレス金型２１が押圧方向と逆方向に移動して第２拡径金型５１が配管１から離脱する。
【００３２】
次いで、プレス金型２１が上方に移動して全長成形金型６１を配管１に対向させる。そして、プレス金型２１が配管１に向かって移動する。図５（ａ）に示すように、全長成形金型６１は、二段円柱状の芯金６２と、この芯金６２に同軸状に固定された円柱状のパンチ型６３とから成っている。
【００３３】
芯金６２は、パンチ型６３の一方の端面から軸方向に形成された断面円形の凹部６４内に同軸状に固定されていて、芯金６２と凹部６４の間には環状の隙間６５が形成されている。この隙間６５には、第２拡径工程で拡径された配管１の端部が入り込むようになっている。
【００３４】
芯金６２は、配管１内部に入り込む直軸部６６と、これよりも大径の押圧部６７とを有している。なお、芯金６２の外周部には、軸方向の略全長にわたって延びる一対の溝状の凹部６８が径方向に対向するように刻設されている。芯金６２は、配管１における拡径されていない部分の内部に摺動自在に入り込むようになっている。
【００３５】
全長成形金型６１が押圧方向に移動することにより、まず芯金６２の直軸部６６が配管１の内部に入り込む。次いで隙間６５に配管１の先端が入り込み、押圧部６７が配管１の内部に入り込む。押圧部６７の端面が配管１の内部のテーパ状の面１ａを押圧し、この面１ａを、図５（ｂ）に示すように、配管１の軸方向と略直交するように成形する。そして、パンチ型６３の先端面がフランジ２に当接すると第２拡径金型６１の移動が停止し、配管１の拡径された端部が所定長さＬとなる。
【００３６】
そして、プレス金型２１が押圧方向と逆方向に移動して全長成形金型６１が配管１から離脱する。このとき、芯金６２に形成された溝状の凹部６８にプレス油が入り込むため、芯金６２は配管１からスムーズに離脱する。したがって、配管１が芯金６２によって引っ張られることがなく、破損を防止することができる。
また、押圧時においても、面１ａに残っている余分なプレス油を排出することができる。
【００３７】
そして、図６に示すように、配管１の拡径された端部の外周部に周方向に回転する回転ローラが押し付けられてＯリングを嵌着するための環状の溝４が転造加工される。
【００３８】
上述したように、配管１の端部を増厚してから拡径することで、拡径された端部の径Ｄを拡径されていない部分の径ｄの１．５倍以上としても、端部の強度が著しく低下したり、端部が破断したりすることはない。
【００３９】
また、本実施形態のように、拡径工程を複数回に分けて配管１の端部を段階的に拡径するようにすると、配管１に過度のストレスを与えずに無理なく拡径することができるため、歩留まり率が向上するという利点が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に用いられる配管クランプ装置及びプレス金型の斜視図。
【図２】増厚工程の説明図。
【図３】第１拡径工程の説明図。
【図４】第２拡径工程の説明図。
【図５】全長成形工程の説明図本。
【図６】実施形態の製造方法により製造されたフランジ付配管継手の要部断面図。
【図７】従来の製造方法により製造されたフランジ付配管継手の断面図。
【符号の説明】
１配管
２フランジ
３配管挿通孔

Claims

配管（１）の端部を軸方向に圧縮して増厚した後、配管（１）の端部を拡径することを特徴とする配管の端部の加工方法。
増厚された配管（１）の端部を複数回の拡径工程により段階的に拡径することを特徴とする請求項１記載の配管の端部の加工方法。
配管挿通孔（３）を有するフランジ（２）と、配管挿通孔（３）に端部が突出するように挿通されると共に端部が拡径された配管（１）とを備え、配管（１）の端部を被接続部材に形成された接続口に挿入すると共にフランジ（２）を被接続部材に固定することにより被接続部材に接続するようにしたフランジ付配管継手の製造方法であって、
配管（１）の端部をフランジ（２）の配管挿通孔（３）に挿通し、配管挿通孔（３）から突出した配管（１）の端部を軸方向に圧縮して増厚した後、配管（１）の端部を拡径することを特徴とするフランジ付配管継手の製造方法。
増厚された配管（１）の端部を複数回の拡径工程により段階的に拡径することを特徴とする請求項３記載のフランジ付配管継手の製造方法。