JP2005118794A

JP2005118794A - パイプの接合構造およびその接合方法

Info

Publication number: JP2005118794A
Application number: JP2003354184A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Matsumoto; 伸介松本; Isao Yumizaki; 功弓崎
Original assignee: Matsumoto Kogyo KK
Current assignee: Matsumoto Kogyo KK
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】
スパッタの管内侵入による音鳴りを防ぎ、パイプの接合強度が高く、被接合物に対するパイプの接合角度の自由度が大きいパイプの接合構造およびその接合方法を提供する。
【解決手段】
第１パイプ１０の一端部１０ａにフレア加工を施し、第２パイプ１１の外周面の曲率に合わせて湾曲させる。これにより、両パイプ１０，１１の溶接が面溶接となり、第１パイプ１０の一端側の開口部に、従来のような管内と連通する隙間ａが形成されない。その結果、スパッタｂの管内侵入による音鳴りを防止できるとともに、両パイプ１０，１１の接合強度も高まる。さらに、第２パイプ１１に対する第１パイプ１０の接合角度の自由度も大きくなる。
【選択図】図１

Description

この発明はパイプの接合構造およびその接合方法、詳しくはパイプの端部を別のパイプの周面などに接続可能なパイプの接合構造およびその接合方法に関する。

２本の金属製のパイプのうち、第１パイプの一端部を第２パイプの外周面に接合（溶接）する方法として、例えば特許文献１の方法が知られている。
以下、図９〜図１１を参照して特許文献１の方法を説明する。まず第１パイプ１００の先端部の周方向の対向部分（左，右側部分）に、第２パイプ１０１の外周面と同じ曲率を有した三日月形状の切欠部１００ａを１対形成する（図９）。その後、平面視してＴ字形状となるように第１パイプ１００の一端部を第２パイプ１０１の外周面に当接する（図１０）。次に、この状態を維持したまま、両パイプ１００，１０１の当接部分を溶接する（図１１）。
特開２００２−３５８４９号公報

しかしながら、特許文献１のパイプの接合方法では、第１パイプ１００は三日月形状の切欠部１００ａを介して、第２パイプ１０１の外周面に線状に溶接（線接合）されていた。そのため、第２パイプ１０１に対する第１パイプ１００の溶接面積は小さく、両パイプ１００，１０１の溶接強度が低下していた。
しかも、第１パイプ１００の溶接側の開口部の上，下端部には、溶接されていない隙間ａがそれぞれ形成されていた（図１１）。その結果、両隙間ａを介して、溶接中に飛散したスパッタ（金属粒など）ｂの一部が、第１パイプ１００の管内に侵入するおそれがあった。これにより、例えばパイプ取扱時に、第１パイプ１００の管内でスパッタｂが管壁に衝突し、音鳴りと呼ばれる耳障りな金属音が発生していた。
また、従来のパイプの溶接方法によれば、溶接強度の観点から、第１パイプ１００は第２パイプ１０１に対して両軸線が直交する角度だけの溶接に限られていた（図１０）。

この発明は、パイプの接合側の開口部に、管内と連通する隙間が形成されず、これによりスパッタの管内侵入を原因とする音鳴りを防止することができ、しかもパイプの接合強度も高めることができ、さらに被接合物に対するパイプの接合角度の自由度が大きいパイプの接合構造およびその接合方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、パイプの一端部が被接合物の湾曲する接合面に接合されたパイプの接合構造において、前記パイプの一端部は、前記被接合物の湾曲する接合面の形状に合わせてフレア加工が施されたパイプの接合構造である。

請求項１に記載の発明によれば、パイプの一端部を被接合物の湾曲する接合面に接合する。このとき、パイプの一端部は接合面の形状に合わせて湾曲している。そのため、パイプの一端部と被接合物との接合が、パイプの一端部の全周縁において面接合（面的な接合）となる。これにより、パイプの一端側（接合側）の開口部に、管内と連通する隙間が形成されない。その結果、例えば接合が溶接の場合、溶接時に発生するスパッタの管内侵入が防止され、このスパッタを原因とした音鳴りの現象を防止することができる。しかも、パイプの接合強度も高めることができ、さらには被接合物に対するパイプの接合角度の自由度も大きくなる。

パイプの素材は限定されない。例えば、鉄、鋼、アルミニウム、銅、真鍮などの金属を採用することができる。
パイプの断面形状は限定されない。例えば円形、楕円形、三角形以上の多角形、その他の任意の形状を採用することができる。パイプの直径も限定されない。
被接合物としては、例えばパイプを採用することができる。また、湾曲する接合面を有する任意の物体を採用することができる。
フレア加工とは、パイプの端部の開口部を外方に向かって広げる加工である。
フレア加工が施されるのは、パイプの少なくとも一端部である。パイプの両端部に施してもよい。

請求項２に記載の発明は、パイプの一端部を、被接合物の湾曲する接合面に接合するパイプの接合方法において、前記パイプの一端部に、前記被接合物の湾曲する接合面の形状に合わせたフレア加工を施すフレア加工工程と、該フレア加工後、前記パイプの一端部を被接合物の接合面に接合する接合工程とを備えたパイプの接合方法である。
パイプのフレア加工法としては、例えばパイプの一端側の開口部内に、元部に向かってパイプの直径より徐々に拡径化したポンチを打ち込む方法を採用することができる。ポンチの拡径の度合いは任意である。

請求項３に記載の発明は、前記フレア加工工程では、前記パイプの一端側の開口部内に、前記接合面の形状に合わせた外形状を有するポンチを圧入する請求項２に記載のパイプの接合方法である。
パイプの一端側の開口部内に、接合面の形状に合わせた外形状を有したポンチを圧入し、パイプの一端部にフレア加工を施す。そのため、パイプのフレア加工を簡単かつ低コストで行うことができる。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、パイプの一端部にフレア加工を施し、被接合物の接合面の形状に合わせて湾曲させる。これにより、パイプの一端部と被接合物との接合が、パイプの一端部の全周縁において面接合となり、パイプの一端側の開口部に、管内と連通する隙間が形成されない。その結果、例えば溶接による接合の場合、溶接時に発生するスパッタの管内侵入を原因とした音鳴りを防ぐことができる。しかも、パイプの接合強度も高まる。さらに、被接合物に対するパイプの接合角度の自由度も大きくなる。

請求項３に記載の発明によれば、パイプの一端側の開口部内に、接合面の形状に合わせた外形状を有するポンチを圧入してフレア加工を施す。これにより、パイプのフレア加工を簡単かつ低コストで行うことができる。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１および図２において、Ａはこの発明の実施例１に係るパイプの接合構造で、このパイプの接合構造Ａは、鋼製の第１パイプ１０の一端部が、同じく鋼製の第２パイプ（被接合物）１１の外周面（湾曲する接合面）に溶接（接合）されている。
この発明の特徴は、第１パイプ１０の一端部１０ａに、第２パイプ１１の湾曲する接合面の形状に合わせたフレア加工を施した点である（図３）。

以下、実施例１のパイプの接合方法を説明する。
まず、第１パイプ１０の一端部１０ａに、第２パイプ１１の外周面の曲率に合わせたフレア加工を施す（図４および図５）。具体的には、軸線方向を垂直にした第１パイプ１０を、１対のダイス１２により半径方向から挟持する。このとき、両ダイス１２の上端部の接合部分には、第２パイプ１１の外周面の曲率に合わせたフレア加工が可能な断面略半円形状を有した溝部１２ａが、両ダイス１２の接合面の幅方向に向かって形成されている。

次に、第１パイプ１０の一端側（一端部１０ａ側）の開口部内に、接合面の形状に合わせた外形状のポンチ１３を圧入する（図４）。ポンチ１３は断面弾頭形状を有している。ポンチ１３は、両ダイス１２の接合面の幅方向に長い基台１４の湾曲側の面のうち、その長さ方向の中間部に一体形成されている。
続いて、直線的に往復運動する図示しないパンチング装置により、ポンチ１３を第１パイプ１０の上側の開口部内に圧入する。これにより、第１パイプ１０の一端部１０ａに、第２パイプ１１の外周面の曲率に合わせたフレア加工が施される（図５）。

その後、第１パイプ１０のフレア加工された先端部を第２パイプ１１の外周面に当接し、溶接する。これにより、第１パイプ１０の一端部１０ａの全周縁と第２パイプ１１との接合が面接合となり、従来のように第１パイプ１０の一端側の開口部に、管内と連通する隙間が形成されない（図１および図２）。その結果、溶接時に発生するスパッタの第１パイプ１０内への侵入を原因とした音鳴りを防ぐことができる。しかも、両パイプ１０，１１の溶接強度も高まる。さらに、第２パイプ１１に対する第１パイプ１０の溶接角度が従来の９０度に限定されず（図６）、その溶接角度の自由度が大きくなる。
そして、このように第１パイプ１０の一端側の開口部内に、第２パイプ１１の外周面の形状に合わせた外形状を有するポンチ１３を圧入してフレア加工を施すので、このフレア加工を簡単かつ低コストで行うことができる。

なお、図７に示すように、第１パイプ１０の両端部１０ａ，１０ｂにフレア加工を施し、第１パイプ１０の一端部１０ａを第２パイプ１１の外周面に溶接するとともに、第１パイプ１０の他端部１０ｂを第３パイプ１５の外周面に溶接してもよい。
また、図８に示すように、第１パイプ１０の一端部１０ａを、パイプとは異なる金属ブロック１６の所定の曲率を有する湾曲面（外周面の上側隅部の長さ方向の中間部）に溶接してもよい。

この発明の実施例１に係るパイプの接合構造を示す要部平面図である。この発明の実施例１に係るパイプの接合構造を示す要部正面図である。この発明の実施例１に係るパイプの接合構造の一部を構成するパイプの端部を示す斜視図である。この発明の実施例１に係るパイプのフレア加工前を示す斜視図である。この発明の実施例１に係るパイプのフレア加工後を示す斜視図である。この発明の実施例１に係る別のパイプの接合構造を示す要部斜視図である。この発明の実施例１に係るさらに別のパイプの接合構造を示す要部正面図である。この発明の実施例１に係る他のパイプの接合構造を示す要部斜視図である。従来手段に係るパイプの端部の切欠加工工程を示す斜視図である。従来手段に係るパイプの接合構造を示す要部斜視図である。従来手段に係るパイプの接合構造を示す要部縦断面図である。

符号の説明

１０第１パイプ（パイプ）、
１０ａ一端部、
１１第２パイプ（被接合物）、
１３ポンチ、
１５第３パイプ（被接合物）、
１６金属ブロック（被接合物）。

Claims

パイプの一端部が被接合物の湾曲する接合面に接合されたパイプの接合構造において、
前記パイプの一端部は、前記被接合物の湾曲する接合面の形状に合わせてフレア加工が施されたパイプの接合構造。
パイプの一端部を、被接合物の湾曲する接合面に接合するパイプの接合方法において、
前記パイプの一端部に、前記被接合物の湾曲する接合面の形状に合わせたフレア加工を施すフレア加工工程と、
該フレア加工後、前記パイプの一端部を被接合物の接合面に接合する接合工程とを備えたパイプの接合方法。
前記フレア加工工程では、前記パイプの一端側の開口部内に、前記接合面の形状に合わせた外形状を有するポンチを圧入する請求項２に記載のパイプの接合方法。