JP2007160328A - 金属管のバーリング用加工装置、およびバーリング用加工具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は金属管のバーリング用加工装置、およびバーリング用加工具に関し、自動車用空気調和装置に備える冷凍サイクルのコンプレッサからコンデンサを経てエバポレータに到る金属配管内を流れる高圧冷媒と、エバポレータからコンプレッサに到る金属配管内を流れる低圧冷媒との熱交換効率が行える金属管に冷却媒体導入パイプと冷却媒体導出パイプを溶接するためのバーリングを効率的に精度良く加工する。
【解決手段】被加工管１の外周にパイプ２Ａ,２Ｂを接続するバーリング加工部３,３′を形成する金属管のバーリング加工装置において、被加工管１の管端１ａ,１ｂ内に選択的に進退可能に加工台４上に設けた穿孔用芯金部材５と、バーリング用芯金部材６と、穿孔用芯金部材に昇降可能で被加工管１の外周を穿孔７する穿孔具８と、バーリング用芯金部材６の外周に突設され穿孔内に内周側から強挿されるバーリング治具ピン９を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は金属管のバーリング加工装置、およびバーリング用加工具に関し、例えば自動車用空気調和装置に備えられる冷凍サイクルのコンプレッサからコンデンサを経てエバポレータに到る金属配管内を流れる高圧冷媒と、エバポレータからコンプレッサに到る金属配管内を流れる低圧冷媒との熱交換効率が良好に行える外管と内管とよりなる二重管構造の金属管に冷却媒体導入パイプと、冷却媒体導出パイプとを溶接するためのバーリングを効率的に、しかも精度良く加工を行えるようにしたものである。

従来、例えば金属パイプに穿孔する下穴の周囲を突き出して穴フランジを成形するためのバーリング加工装置用工具として、工具軸部の先端にカッタ部を設置し、該カッタ部に隣接して、バーリング加工位置に回動されたバーリング加工用爪を支持する斜面を有する支持台部を設置し、前記工具軸部を穿設して形成した支持板部に前記バーリング加工爪を軸着し、かつバーリング加工爪が起立した状態で前記工具軸部の外径範囲内に収めるようにする溝を穿設し、前記カッタ部に隣接する端部に、前記カッタ部の外径より外側に突出する部分を有するインターロックパイプを、前記工具軸部における前記バーリング加工用爪を包含する範囲位置から、これより離脱する位置まで移動可能に設置した構成のものがある。

そして、金属パイプ等の被加工物の工作機械に装着したこの工具のカッタ部で下穴を穿穴した後に、工具を押し進めることにより、下穴の周部がインターロックパイプの外方突出部分に当たって、押し上げて、バーリング加工用爪の部分から離脱させることにより、バーリング加工爪を自動的にバーリング加工位置に回動せしめる。この後、工具を回転させながら、後退せしめることにより、下穴の周囲を盛り上げるようにしてカラーリムを形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来、例えば自動車用空気調和装置に備えられる冷凍サイクルとして、車内に設けられる膨張弁とエバポレータとの間を熱伝導性の良好な金属管よりなる外管と、該外管内に配挿される金属管よりなる内管とよりなる二重管が配管され、このうち、内管の一端は配管を介してリキッドタンクに接続され、内管の他端は膨張弁の入口に接続される。しかも、外管の一端側はバーリング加工部に取付けられた冷却媒体導入パイプを介してコンプレッサの入口に接続され、また、外管の他端側はバーリング加工部に取付けられた冷却媒体導出パイプを介してエバポレータの出口に接続される構成により、リキッドタンクから吐出されて内管内を通る高圧冷媒と、エバポレータにて蒸発し、外管内をコンプレッサへと通る低圧冷媒とは熱交換が行われるようにするものがある。

この二重管構造の自動車用空気調和装置に備えられる冷凍サイクルは、小径にして蛇腹状乃至は螺旋状の内管の内部を流れる高圧冷媒と、大径の外管内を流れる低圧冷媒との熱交換効率を向上させるために、伝熱面積を増加させる必要から二重管構造の外管の内周面に内管を近づけるよう外管と内管とを大きく採るのと、断面積が縮小化されて冷媒の流通抵抗が増大されて流れにくくならないようにしたこととにより、設置面積が狭いエンジンルーム内においても大型化されずにコンパクトに配管を行おうとするものであった（例えば、特許文献２参照。）。
特開昭６３−３１３６１７号公報 特開２００４−３０６６８６号公報

しかしながら特許文献１に記載の上記従来のバーリング加工装置用工具により、金属パイプ等の被加工物にバーリング加工を行う場合には、先ず金属パイプ等の被加工物に外側からカッタを回動して下穴を穿孔し、次いで、工具を押し進めることにより、下穴の周部がインターロックパイプの外方突出部分に当たって、押し上げ、バーリング加工用爪の部分から離脱させることにより、バーリング加工爪を被加工物としての金属パイプの外側から内部のバーリング加工位置に自動的に位置させて回動せしめる。それから、工具を回転させながら、後退せしめることにより、下穴の周囲を盛り上げるようにしてカラーリムを形成し、バーリング加工を行うものである。従って、特許文献１に記載の上記従来のバーリング加工装置用工具により被加工物にバーリング加工を行うのには、下穴の穿孔時におけるカッタの回動−降下動作、工具の押し進めによるインターロックパイプの上昇−押し上げ操作−バーリング加工爪の離脱操作、バーリング加工時における工具（バーリング加工爪）の回転−後退−下穴の周囲のバーリング加工等の各工程を経て一連の操作が行われるので、多くの時間がかかり、バーリング加工は非能率的であった。

また、特許文献１に記載の上記従来のバーリング加工装置用工具により、金属パイプ等の被加工物にバーリング加工を行う場合には、金属パイプ自体が軟らかい素材で形成されていたり、肉厚が薄く形成されている場合には、下穴の穿孔時におけるカッタの押し込みにより金属パイプが歪んだり、変形したりする。

しかも、特許文献１に記載の上記従来のバーリング加工装置用工具では、下穴の穿孔作業後に連続して下穴の周囲にバーリング加工を行うのには、工具を回転させながら、後退させて今度は押圧力とは反対にバーリング加工爪を被加工物としての金属パイプの中側から外側へ引き上げるようにして塑性変形し、バーリング加工を行うものである。従って、金属パイプにはカッタによる下穴の穿孔作業時の押圧力と、バーリング加工時のバーリング加工爪による引き上げ力が働くことによりバーリング加工部に歪み、変形、皺、亀裂等が生じ易く、製品の歩留まりが悪かった。

このことは、例えば特許文献２に記載の自動車用空気調和装置に備えられる冷凍サイクルのように、冷却媒体導入パイプを一端側に取付け、また、他端側には冷却媒体導出パイプを取付けるためのバーリング加工部を形成した外管と、該外管内に挿入される金属管よりなる内管とよりなる二重管構造の金属管の管端から所定位置にバーリング加工部を形成する必要がある等の高い製作精度と取付精度とを要求される場合に、バーリング加工を行うのには不適である。

さらに、特許文献１に記載の上記従来のバーリング加工装置用工具では、金属パイプ等の被加工物に外側からカッタを回動して下穴を穿孔する場合に、被加工物内から切削屑や切粉を排出するための何らの手段、工夫を施してはいないので、切削屑がバーリング加工後においても金属パイプの内部に入り込んで残存する欠点があった。

本発明は上記課題に鑑みなされ、作業効率良く、高効率に被加工管の管端から所定位置に確実にバーリング加工が行え、しかも、金属パイプが歪んだり、変形したり、皺、亀裂等が生ずることなく製品の製作精度、加工精度、組付精度が良く歩留まりが高い信頼性のある製品が得られ、さらには、穿孔具による金属パイプの穿孔時に切削屑が金属パイプの内部に入り込まずに済む金属管のバーリング加工装置、およびバーリング加工具を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、
金属管よりなる被加工管の外周にパイプを接続するバーリング加工部を形成する金属管のバーリング加工装置において、
被加工管の管端内に選択的に進退可能に加工台上に設けられた穿孔用芯金部材およびバーリング用芯金部材と、
前記穿孔用芯金部材に対して昇降可能に設けられ前記被加工管の外周を穿孔する穿孔具と、
前記バーリング用芯金部材の外周に突設され前記穿孔内に内周側から強挿されて前記被加工管にバーリング加工を行うバーリング治具ピンを有するバーリング加工手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記バーリング加工手段は、前記バーリング用芯金部材と該前記バーリング用芯金部材の上面の所定位置に交換可能に取付けられる前記バーリング用治具ピンとよりなり、前記バーリング用芯金部材が、前記被加工管の内周下方部に適合する形状の摺動面として形成された外周下面部と、該外周下面部の２分周位置に軸芯を略一致して前記バーリング用治具ピンの下部が取付けられるとともに前記被加工管の内周上方部との間に空隙部を設けた上面部とにより形成され、前記バーリング用治具ピンは、前記被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて先端部に突出された小径な挿入部と、該挿入部の下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部と、基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材の外周上面の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記穿孔用芯金部材および前記バーリング用芯金部材は、前記被加工管の軸長方向に交差する方向に前記加工台上を往復移動可能となる共用の移動体に交換可能に取付けられることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１の請求項において、前記被加工管は、対向して開閉可能に設けられた上クランプと下クランプとにより前方外周が挟持可能に設けられることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１の請求項において、 前記被加工管は、前記加工台上に長手方向に移動自在に設けられた支持クランプ機構により軸芯周りに回動可能に後方部が支持されることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１の請求項において、 前記穿孔具により前記被加工管を穿孔後に生ずるスクラップ屑は、前記穿孔用芯金部材が被加工管から後退することにより被加工管の管端部開口から外部に排除されることを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載の発明は、バーリング用芯金部材と該バーリング用芯金部材の上面の所定位置に交換可能に取付けられるバーリング用治具ピンとよりなり、
前記バーリング用芯金部材が、被加工管の内周下方部に適合する形状の摺動面として形成された外周下面部と、
該外周下面部の２分周位置に軸芯を略一致して前記バーリング用治具ピンの下部が取付けられるとともに前記被加工管の内周上方部との間に空隙部を設ける上面部とにより形成され、
前記バーリング用治具ピンは、前記被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて先端部に突出された小径な挿入部と、
該挿入部に下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部と、
基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材の外周上面の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、金属管よりなる被加工管の外周にパイプを接続するバーリング加工部を形成する金属管のバーリング加工装置において、被加工管の管端内に選択的に進退可能に加工台上に設けられた穿孔用芯金部材およびバーリング用芯金部材と、前記穿孔用芯金部材に対して昇降可能に設けられ前記被加工管の外周を穿孔する穿孔具と、前記バーリング用芯金部材の外周に突設され前記穿孔内に内周側から強挿されて前記被加工管にバーリング加工を行うバーリング治具ピンを有するバーリング加工手段とを備えたことを特徴とするので、作業効率良く、高効率に被加工管の管端から所定位置に確実にバーリング加工が行え、しかも、金属パイプが歪んだり、変形したり、皺、亀裂等が生ずることなく製品の製作精度、加工精度、組付精度が良く歩留まりが高い信頼性のある製品が得られ、さらには、穿孔具による金属パイプの穿孔時に切削屑が金属パイプの内部に入り込まずに済む。

また、本発明の請求項２の発明によれば、前記バーリング加工手段は、前記バーリング用芯金部材と該前記バーリング用芯金部材の上面の所定位置に交換可能に取付けられる前記バーリング用治具ピンとよりなり、前記バーリング用芯金部材が、前記被加工管の内周下方部に適合する形状の摺動面として形成された外周下面部と、該外周下面部の２分周位置に軸芯を略一致して前記バーリング用治具ピンの下部が取付けられるとともに前記被加工管の内周上方部との間に空隙部を設けた上面部とにより形成され、前記バーリング用治具ピンは、前記被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて先端部に突出された小径な挿入部と、該挿入部の下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部と、基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材の外周上面の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部と、を備えたことを特徴とするので、被加工管の管端内に挿入される穿孔用芯金部材に対して穿孔具が降下することにより金属管の外周に穿孔が行われると、穿孔用芯金部材が被加工管の管端内を後退して抜け出し、今度はバーリング用芯金部材が被加工管の管端内を被加工管の内周下方部に適合する形状に外周下面部に形成された摺動面が摺動されながら横ぶれおよび縦ぶれがなく円滑に直線的に上面に取付たバーリング用治具ピンが穿孔具によって被加工管に開設された穿孔に一致するまで挿入されて行く。

そして、バーリング用芯金部材が被加工管の管端内を上昇することにより、バーリング用治具ピンの先端部に突出された小径な挿入部が被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて挿入され、しかも挿入部の下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部が穿孔の周囲を内側から外側に向けて押圧することにより、作業効率良く、高効率に被加工管の管端から所定位置に確実にバーリング加工が行える。しかも、金属パイプは穿孔時には前記穿孔用芯金部材が被加工管の管端内に挿入されて穿孔具による押圧力を受けるのと、バーリング加工時には、バーリング用芯金部材に取付けられたバーリング用治具ピンによる押圧力を被加工管内おいて内側から外側に向けて受けるので、金属パイプが押潰されることなくバーリング加工が行われる。従って、金属パイプが歪んだり、変形したり、皺、亀裂等が生ずることなく製品の製作精度、加工精度、組付精度が良く歩留まりが高い信頼性のある製品が得られる。

また、本発明の請求項３の発明によれば、前記穿孔用芯金部材および前記バーリング用芯金部材は、前記被加工管の軸長方向に交差する方向に前記加工台上を往復移動可能となる共用の移動体に交換可能に取付けられることを特徴とするので、金属管よりなる被加工管の管径の大小に応じてその管端に対して穿孔具による穿孔時には穿孔用芯金部材が進退可能に挿入されて穿孔具により穿孔が行われ、しかも、バーリング加工時にはバーリング用芯金部材が選択的に進退可能に挿入されることにより、バーリング用芯金部材に取付けられたバーリング用治具ピンによる押圧力により効率的にバーリング加工が行われる。

また、本発明の請求項４に記載の発明によれば、前記被加工管は、対向して開閉可能に設けられた上クランプと下クランプとにより前方外周が挟持可能に設けられるので、金属管よりなる被加工管の前方部外周が上クランプと下クランプとにより挟持されることにより、被加工管は管端から所定位置の外周において穿孔とバーリング加工を行うことができる。

また、本発明の請求項５に記載の発明によれば、前記被加工管は、前記加工台上に長手方向に移動自在に設けられた支持クランプ機構により軸芯周りに回動可能に後方部が支持されることを特徴とするので、被加工管の穿孔時においては、穿孔用芯金部材および穿孔具に対して、またバーリング加工時にはバーリング用芯金部材およびバーリング用治具ピンに対して被加工管の長さに応じて支持クランプ機構を長手方向に移動して支持位置を調整できる。また、被加工管の後方部を支持クランプ機構により回動可能に支持することができるので、被加工管の一方の管端部と他方の管端部とに加工するバーリング加工部を軸芯周りの設置角度を変更して設置することができる。

また、本発明の請求項６に記載の発明によれば、前記穿孔具により前記被加工管を穿孔後に生ずるスクラップ屑は、前記穿孔用芯金部材が被加工管から後退することにより被加工管の管端部開口から外部に排除されることを特徴とするので、切削屑や切粉が被加工管内に残存することが無くなり、排出する手間がなくなる。従って、冷却媒体導入パイプを一端側に取付け、また、他端側には冷却媒体導出パイプを取付けるためのバーリング加工部を形成した外管と、該外管内に挿入される金属管よりなる内管とよりなる二重管構造の金属管の管端から所定位置にバーリング加工部を形成する等の高い製作精度と取付精度とを要求される場合に適する。

また、本発明の請求項７に記載の発明によれば、バーリング用芯金部材と該バーリング用芯金部材の上面の所定位置に交換可能に取付けられるバーリング用治具ピンとよりなり、前記バーリング用芯金部材が、被加工管の内周下方部に適合する形状の摺動面として形成された外周下面部と、該外周下面部の２分周位置に軸芯を略一致して前記バーリング用治具ピンの下部が取付けられるとともに前記被加工管の内周上方部との間に空隙部を設ける上面部とにより形成され、前記バーリング用治具ピンは、前記被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて先端部に突出された小径な挿入部と、該挿入部に下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部と、基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材の外周上面の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部と、を備えたことを特徴とするので、作業効率良く、高効率に被加工管の管端から所定位置に確実にバーリング加工が行え、しかも、金属パイプが歪んだり、変形したり、皺、亀裂等が生ずることなく製品の製作精度、加工精度、組付精度が良く歩留まりが高い信頼性のある製品が得られ、さらには、穿孔具による金属パイプの穿孔時に切削屑が金属パイプの内部に入り込まずに済む。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に従って詳細を説明する。

図１は本発明の金属管のバーリング用加工装置の実施形態１を側面図、図２は同じく本
実施形態１の金属管のバーリング用加工装置を示す拡大断面図、図３同じく平面図、図４
は同じく拡大平面図、図５は同じく正面面、図６は同じく本実施形態１を構成する支持クランプ機構の正面図、図７は同じく本実施形態１を構成する穿孔用芯金部材の拡大側面図、図８は同じく拡大背面図、図９は同じく本実施形態１を構成する穿孔具の拡大側面図、図１０は同じく本実施形態１を構成するバーリング用芯金部材を示す拡大側面図、図１１拡大背面図、図１２は同じくバーリング用芯金部材に取付けるバーリング用治具ピンを示す拡大側面図、図１３は同じく本実施形態１を構成するバーリング用芯金部材を進退可能に被加工管の管端内に挿入した状態の拡大断面図、図１４は同じく本実施形態１を構成するバーリング用芯金部材に取付けたバーリング治具ピンの挿入部を被加工管の穿孔内に挿入した状態の拡大断面図、図１５は同じくバーリング治具ピンをさらに挿入部内に押し込んでバーリング加工を行っている状態の拡大断面図、図１６は本実施形態１を構成する被加工管を自動車用空気調和装置の冷凍サイクルの二重管に適用した場合の一部切欠拡大側面図、図１７は同じく被加工管を自動車用空気調和装置の冷凍サイクルの二重管の外管に適用した場合の一部切欠拡大側面図、図１８はその拡大正面図、図１９はその拡大背面図、図２０は同じく被加工管を自動車用空気調和装置の冷凍サイクルの二重管に適用した場合の拡大半断面図である。

図示する実施形態１では、金属管よりなる被加工管１の外周にパイプ２Ａ,２Ｂを接続するバーリング加工部３,３′を形成する金属管のバーリング加工装置において、被加工管１の管端１ａ,１ｂ内に選択的に進退可能に加工台４上に設けられた穿孔用芯金部材５およびバーリング用芯金部材６と、前記穿孔用芯金部材５に対して昇降可能に設けられ前記被加工管１の外周を穿孔７する穿孔具８と、前記バーリング用芯金部材６の外周に突設され前記穿孔７内に内周側から強挿されて前記被加工管１にバーリング加工を行うバーリング治具ピン９を有するバーリング加工手段１０とを備えたことを特徴とする。

前記被加工管１としては、図示する本実施形態１では金属管よりなる外管１Ａの一端側の管端１ａ、および他端側の管端１ｂの外周に冷却媒体導入パイプとしての前記パイプ２Ａ、および他端側の管端１ｂの外周に冷却媒体導出パイプとしての前記パイプ２Ｂを接続するための前記バーリング加工部３,３′を形成する。この外管１Ａは、内部に金属管よりなり、直線状ないしは図示するような蛇腹状の内管１Ｂを挿入して外管１Ａの一端側の管端１ａ、および他端側の管端１ｂの外周の所定位置を内管１Ｂに対してかしめ固定することにより例えば自動車用空気調和装置に備えられる冷凍サイクルの二重管として使用される（図１６乃至図２０参照。）。

前記バーリング加工手段１０は、図１０乃至図１５に示すように前記バーリング用芯金部材６と該前記バーリング用芯金部材６の上面部の所定位置に交換可能に取付けられる前記バーリング用治具ピン９とよりなり、前記バーリング用芯金部材６が、前記被加工管１の内周下方部１ｃに適合する形状、本実施形態１では前記被加工管１の内周下方部１ｃに接する内接円Ｃの円弧を摺動面６ｂとして形成された外周下面部６ａと、該外周下面部６ａの２分周位置に軸芯Ｉを略一致して前記バーリング用治具ピン９の下部が取付けられるとともに前記被加工管１の内周上方部１ｄとの間に空隙部Ｋを設けた上面部６ｃとにより形成される。このように、バーリング用芯金部材６は、外周下面部６ａが被加工管１の内周下方部１ｃに適合する形状の摺動面６ｂに形成されるのは、被加工管１の一端側の管端１ａ、および他端側の管端１ｂ内にバーリング用芯金部材６が進退する時に摺動面６ｂが被加工管１の内周下方部１ｃに摺動されることにより横ぶれおよび縦ぶれがなく円滑に直線的に移動するようにするためである。

前記バーリング用治具ピン９は、前記被加工管１の前記穿孔７内に内側から外側に向けて挿入可能に先端部に突出された小径な挿入部９ａと、該挿入部９ａの下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部９ｂと、基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材６の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部９ｃと、を備えている。前記傾斜肩部９ｂは本実施形態１ではバーリング加工部３,３′を円滑に加工するために例えば図１２に示すように挿入部９ａ側から、急傾斜肩部９ｂ₁と、緩傾斜肩部９ｂ₂とにより形成される。

前記穿孔具８は前記被加工管１の一端側の管端１ａ、および他端側の管端１ｂから所定位置の外周に被加工管１の管端１ａ,１ｂ内に挿入される穿孔用芯金部材５に対して降下することにより金属管よりなる被加工管１の外周に穿孔７を行うためのものである。また、この穿孔具８は、前記加工台４に設けた門形のフレーム１１の上面に設けた下向きのシリンダＳ１のシリンダロッドが伸縮することにより穿孔用芯金部材５に対して昇降される。そして、この穿孔具８は、図９に示すように先端部の中心に位置決め用の突起部８ａを備えたパンチピアス式のものが使用される。

また、前記穿孔用芯金部材５および前記バーリング用芯金部材６は、前記被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに前記加工台４上を往復移動可能となる共用の移動部材Ｊに交換可能に取付けられることにより被加工管１の管端１ａ,１ｂに対する穿孔７の穿孔時またはバーリング加工時に被加工管１の管端１ａ,１ｂ内に選択的に進退可能に挿入される。また、前記穿孔用芯金部材５および前記バーリング用芯金部材６を、前記被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに前記加工台４上を往復移動可能とするのは、加工台４上に前記被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに向けて設けられた芯金シフト用シリンダＳ２のシリンダロッドが伸縮することにより行われる。

また、前記穿孔用芯金部材５および前記バーリング用芯金部材６を、前記被加工管１の管端１ａ,１ｂ内に進退可能に挿入するのは、前記被加工管１の軸長方向Ｘに向けて設けた芯金移動用シリンダＳ３のシリンダロッドが伸縮することにより行われる。

また、１２は前記フレーム１１の前端上方に設けられたストッパ材であり、このストッパ材１２はストッパシリンダＳ４のシリンダロッドが伸縮することにより被加工管１の前端に対して昇降動作され、被加工管１の設置位置の前端を規制するためのものである。

１３は上クランプ、１４は下クランプであり、この上クランプ１３と下クランプ１４とは対向して開閉可能に前記フレーム１１内に前記穿孔具８より後部に設けられることにより被加工管１の前方部外周を挟持するためのものである。上クランプ１３と下クランプ１４とを対向して開閉可能にするためには、本実施形態１では前記加工台４の下側に上向きに設けたクランプシリンダＳ５のシリンダロッドを伸縮することにより上クランプ１３を固定的に設けられた下クランプ１４に対して案内杆１３ａ,１３ｂを介して開閉可能にする。

１５は前記加工台４上に設けられた支持クランプ機構であり、この支持クランプ機構１５は被加工管１の穿孔時においては、穿孔用芯金部材５および穿孔具８に対して、またバーリング加工時にはバーリング用芯金部材６およびバーリング用治具ピン９に対して被加工管１の長さＬに応じて長手方向Ｘに移動して被加工管１に対する支持位置を調整し、また被加工管１の後端部を回動可能に支持するためのものである。そして、この支持クランプ機構１５は、前記フレーム１１の後部にて前記加工台４に被加工管１の軸長方向Ｘに沿って設けたレール１６と、該レール１６上を被加工管１の軸長手方向Ｘに沿って移動自在に設けた移動体１７と、該移動体１７上に立設された支柱部１８と、該支柱部１８の前面に回転可能に水平な軸部１９ａに取付けられて被加工管１の前端部を支持する前記上クランプ１３と、下クランプ１４との両クランプにより協同して被加工管１の後端部支持するためのの支持板１９と、該支持板１９の取付位置を変更可能に固定するために取付軸２０ａの先端部を前記軸部１９ａに当接して回動を規制するクランプレバー２０と、被加工管１の後方部を支持する凹部を上面に有するくわえ部１８′とにより構成される。２１は前記支持板１９の前面に取付けられた支持アーム２２の先端に進退可能に装着される位置決めピンであり、この位置決めピン２１は被加工管１の一方の管端１ａ、および他方の管端１ｂに対する穿孔７の設置位置を決定し、印象するためのものである。この位置決めピン２１は、例えばポンチ形式のものが使用される。

２３は被加工管１にバーリング加工を行う事前に前記穿孔具８により前記被加工管１を穿孔した際に生ずるスクラップ屑であり、このスクラップ屑２３は前記穿孔用芯金部材５が被加工管１から後退することにより該穿孔用芯金部材５の上面に支承されて被加工管１の管端部開口から一緒に外部に排除される。

本発明の実施形態１は以上の構成からなり、金属管よりなる被加工管１の外周にパイプ２Ａ,２Ｂを接続するバーリング加工部３,３′を形成するのには、先ず被加工管１を加工台４上にセットする。

これには、加工台４に被加工管１の軸長方向Ｘに沿ってフレーム１１の後部に設けたレール１６上に移動体１７を移動することにより、移動体１７上に立設した支柱部１８に回転可能に水平な軸部１９ａにより取付けられている支持板１９とくわえ部１８′とを設けた支持クランプ機構１５を予め加工を行う被加工管１の長さＬに応じて設置位置を調整しておく。このように、支持クランプ機構１５の被加工管１に対する設置位置を調整するのは、被加工管１の管端１ａ,１ｂからの穿孔具８による加工位置を精度が高く決定するためである。

次いで、被加工管１の前端側、すなわち、一方の管端１ａ側を下クランプ１４上に載置すると、図には示さない検知手段が検知することによりストッパシリンダＳ４が駆動してシリンダロッドが伸長して降下するストッパ部材１２によって被加工管１の前端側、すなわち、一方の管端１ａの加工位置が決定される。その後、ストッパシリンダＳ４が駆動してシリンダロッドが縮小することによりストッパ部材１２は上昇される。このことが図に示されない検知手段により検知されると、加工台４の下面に上向きに設けたクランプシリンダＳ５が駆動することによりシリンダロッドが縮小されて上クランプ１３が下クランプ１４に対して案内杆１３ａ,１３ｂを介して降下し、被加工管１の一方の管端１ａ側を上クランプ１３と下クランプ１４とで挟持する。そして、被加工管１の他方の管端１ｂ側、すなわち、後方部は支持クランプ機構１５により支持される。

そして、被加工管１の一方の管端１ａ側が上クランプ１３と下クランプ１４とで挟持されると、加工台４の一側に設けた芯金シフト用シリンダＳ２が駆動することによりシリンダロッドが伸長するので、被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに前記加工台４上を往復移動可能となる共用の移動部材Ｊに交換可能に取付けられている穿孔用芯金部材５は、被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに加工台４上を被加工管１の管端１ａに一致するまで移動する。

その後、芯金移動用シリンダＳ３が駆動することによりシリンダロッドが伸長するので、被加工管１の管端１ａ内に穿孔用芯金部材５は所定位置まで挿入される。それから、シリンダＳ１が駆動することによりシリンダロッドが伸長するので、穿孔具８は、穿孔用芯金部材５が管端１ａ内に挿入されている被加工管１の管端１ａの外周に穿孔７を行う。

この際、被加工管１が軟らかい素材により形成されていたり、または、被加工管１が薄肉に形成されている場合に、穿孔時に被加工管１の外側から穿孔具８の押圧力が加わっても、被加工管１の管端１ａ内には前述のように、穿孔用芯金部材５が挿入されることにより内側から支持して保形性を発揮するので、被加工管１は歪んだり、変形したり、押し潰されることなく高い製作精度および加工精度にて穿孔７が行える。そして、穿孔７後は、シリンダＳ１が駆動してシリンダロッドが縮小することにより穿孔具８が、穿孔用芯金部材５に対してが上昇し、旧位に復する。

このようにして、被加工管１の一方の管端１ａから所定位置Ｌ１の外周に穿孔７が行われると、芯金移動用シリンダＳ３が駆動することによりシリンダロッドが縮小するので、被加工管１の管端１ａ内に挿入されている穿孔用芯金部材５は被加工管１の管端１ａから旧位に抜け出る。

しかも、被加工管１を穿孔した際に生ずるスクラップ屑２３は前記穿孔用芯金部材５が被加工管１から後退する時に穿孔用芯金部材５の上面に支承されたまま被加工管１の管端１ａの開口から一緒に外部に排除される。このため、被加工管１に対する穿孔７の穿孔時に生ずるスクラップ屑２３を敢えて管端１ａ内から外部に排出する時間、手間が省ける。従って、冷却媒体導入用のパイプ２Ａを一端側に取付け、また、他端側には冷却媒体導出用のパイプ２Ｂを取付けるためのバーリング加工部３,３′を形成した外管１Ａと、該外管１Ａ内に挿入される金属管よりなる内管１Ｂとよりなる二重管構造の金属の管端１ａ,１ｂから所定位置Ｌ１にバーリング加工部３,３′を形成する等の高い製作精度と取付精度とを要求される場合に適する。

次いで、再び芯金シフト用シリンダＳ３が駆動することによりシリンダロッドが伸長するので、被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに前記加工台４上を往復移動可能となる共用の移動部材Ｊに交換可能に取付けられているバーリング用芯金部材６が被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに加工台４上を被加工管１の管端１ａに一致するまで移動する。

その後、再び芯金移動用シリンダＳ３が駆動することによりシリンダロッドが伸長するので、被加工管１の管端１ａ内にバーリング用芯金部材６は所定位置まで挿入される。

この際、バーリング用芯金部材６は、上面部６ｃと被加工管１の内周上方部１ｄとの間に空隙部Ｋが設けられ、しかも、外周下面部６ａが被加工管１の内周下方部１ｃに適合する形状の摺動面６ｂに形成されているので、被加工管１の一端側の管端１ａ内にバーリング用芯金部材６が進出する時に摺動面６ｂが被加工管１の内周下方部１ｃに摺動されることにより横ぶれおよび縦ぶれがなく円滑に直線的に移動されるため、以後のバーリング加工を高精度に行うことができる。

そして、バーリング用芯金部材６が管端１ａから所定位置Ｌ１に穿孔７された被加工管１の内に所定位置まで挿入されると、バーリング用シリンダＳ′２が駆動してシリンダロッドが伸長するので、被加工管１の内周下方部１ｃに接する内接円Ｃの円弧ｌを摺動面６ｂとして形成されたバーリング用芯金部材６の外周下面部６ａの２分周位置に軸芯Ｉを略一致してバーリング用芯金部材６の上面部６ｃに取付けられたバーリング用治具ピン９はバーリング用芯金部材６と一緒に被加工管１の管端１ａ内を上昇する（図１３、参照。）。この結果、前記バーリング用治具ピン９の先端部に突出された小径な挿入部９ａが被加工管１の前記穿孔７内に内側から外側に向けて挿入されるとともに、該挿入部９ａの下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部９ｂにより前記穿孔７の周囲は内側から外側に向けて押圧され、無理なくバーリング加工が行われる（図１４，図１５参照。）。従って、特許文献１に記載の従来のバーリング加工のように、工具を回転させながら、後退させ、その後は押圧力とは反対にバーリング加工爪を被加工物としての金属パイプの中側から外側へ引き上げるようにして塑性変形し、バーリング加工を行うものとは異なり被加工管１には穿孔具８による下穴の穿孔作業時の押圧力を穿孔用芯金部材５による保形により和らげるのと、バーリング加工時にはバーリング用芯金部材６に取付けられたバーリング治具ピン９により先端の挿入部９ａが穿孔７内に挿入されるとともに穿孔７の周囲は傾斜肩部９ｂにより内側からの押圧力を作用させてバーリング加工が行われるので、バーリング加工部３には歪み、変形、皺、亀裂等が生じ難く、製品の製作精度、加工精度、組付精度が良く歩留まりが高い信頼性のある製品が得られる。

そして、バーリング加工後には、バーリング用シリンダＳ′２が駆動してシリンダロッドが縮むことによりバーリング用芯金部材６は被加工管１の管端１ａ内を降下してバーリング治具ピン９が穿孔７から抜け出し、しかも、芯金移動用シリンダＳ３が駆動することによりシリンダロッドが縮小し、被加工管１の管端１ａ内からバーリング用芯金部材６は抜き出され、旧位に復する。

その後、クランプシリンダＳ５が駆動することによりシリンダロッドが伸長されて上クランプ１３が下クランプ１４に対して上昇することにより被加工管１の一方の管端１ａ側の上クランプ１３と下クランプ１４とによる挟持は解放される。

それから、ストッパシリンダＳ４が駆動してシリンダロッドが縮小することによりストッパ部材１２は上昇する。次いで、芯金シフトシリンダＳ２が駆動することによりシリンダロッドは縮小し、加工台４上を共用の移動部材Ｊに取付けられている穿孔用芯金部材４とバーリング用芯金部材６とは被加工管１の軸長方向Ｘに交差する方向Ｙに加工台５上を移動して旧位に復する。その後、バーリング加工が済まされた被加工管１を加工台４から取り出す。こうして、被加工管１の前端側、すなわち、一方の管端１ａの穿孔７と、バーリング加工とが終了される。

また、被加工管１の後端側、すなわち、他方の管端１ｂ側から所定位置の外周に穿孔７と、バーリング加工を行うのには、被加工管１を反転させて今度は後端側にあった一方の管端１ｂを前端側にして上記手順により同様操作を繰り返して行うようにすることにより被加工管１の他方の管端１ｂから所定位置Ｌ１の外周にバーリング加工を行うことができる。

また、被加工管１の後端部を支持する支持クランプ機構１５は、移動体１７上に立設された支柱部１８に回転可能に軸部１９ａにより支持板１９が設けられ、該軸部１９ａに取付軸２０ａの先端部が当接することにより支持板１９を所定の回動位置にて固定するためのクランプレバー２０が装設されているので、クランプレバー２０を回動操作することにより軸部１９ａに対するクランプレバー２０の取付軸２０ａの先端部による締付けを解放することにより、軸部１９ａを中心として支持板１９を回動し、この支持板１９に支持アーム２２を介して装着されている位置決めピン２１により被加工管１の他方の管端１ｂから所定位置Ｌ１の外周に穿孔７の設置位置を容易に決定して印象を付すことができるため、被加工管１の一方の管端１ａとは軸芯周りにおいて所望角度異なる穿孔７を他方の管端１ｂから所定位置Ｌ１の外周に開設することができる。そして、被加工管１の一方の管端１ａと他方の管端１ｂとに加工するバーリング加工部３,３′を軸芯周りの設置角度を容易に変更して設置することができる。

このように上記実施形態１では、被加工管１の左右両方の管端１ａ,１ｂ内に選択的に加工台４上に設けられた穿孔用芯金部材５と、バーリング用芯金部材６とを進退可能に設けたことにより被加工管１の外周を穿孔７し、該穿孔７の周囲をバーリング用芯金部材６の所定位置に取付けられて一体に動作するバーリング治具ピン９により作業効率良く、高効率に所定位置に確実にバーリング加工を行うことができる。

そして、被加工管１の管径Ｒの大小や穿孔７の設置位置等の相違に応じて穿孔用芯金部材５、およびバーリング用芯金部材６とパーリング治具ピン９を適当なものに交換するようにすれば被加工管１の管径に応じてその管端１ａ,１ｂからの所定位置に容易に穿孔作業とバーリング作業との加工を行える。

従って、本実施形態１の金属管のバーリング加工装置は、被加工管１が、金属管よりなる外管１Ａの一方側の管端１ａ、および他方側の管端１ｂの外周に冷却媒体導入用のパイプ２Ａと他端側の管端１ｂの外周に冷却媒体導出用のパイプ２Ｂとを接続するためのバーリング加工部３,３′を形成し、外管１Ａの内部に内管１Ｂをかしめ固定した例えば自動車用空気調和装置に備えられる冷凍サイクルの直線状または所望複数回屈曲された二重管を形成するのに最適である。

なお、上記説明では、被加工管１の左右両方の管端１ａ,１ｂにバーリング加工部３,３′を形成する場合を代表的に説明したが、これは例示であり、被加工管１の一方の管端１ａ、または他方の管端１ｂから所定位置Ｌ１にバーリング加工を例示する場合にも本発明は適用できる。また、穿孔用芯金部材５と、バーリング用芯金部材６とは同時加工を行うべき被加工管１の設置本数に応じて増減変更は自由である。

本発明は、作業効率良く、高効率に被加工管の管端から所定位置に確実にバーリング加工が行え、しかも、金属パイプが歪んだり、変形したり、皺、亀裂等が生ずることなく製品の製作精度、加工精度、組付精度が良く歩留まりが高い信頼性のある製品が得られ、さらには、穿孔具による金属パイプの穿孔時に切削屑が金属パイプの内部に入り込まずに済むという用途・機能に適する。

図１は本発明の金属管のバーリング用加工装置の実施形態１を側面図である。 図２は同じく本実施形態１の金属管のバーリング用加工装置を示す拡大断面図である。 図３同じく平面図である。 図４は同じく拡大平面図である。 図５は同じく正面面である。 図６は同じく本実施形態１を構成する支持クランプ機構の正面図である。 図７は同じく本実施形態１を構成する穿孔用芯金部材の拡大側面図である。 図８は同じく拡大背面図である。 図９は同じく本実施形態１を構成する穿孔具の拡大側面図である。 図１０は同じく本実施形態１を構成するバーリング用芯金部材を示す拡大側面図である。 図１１拡大背面図である。 図１２は同じくバーリング用芯金部材に取付けるバーリング用治具ピンを示す拡大側面図である。 図１３は同じく本実施形態１を構成するバーリング用芯金部材を進退可能に被加工管の管端内に挿入した状態の拡大断面図である。 図１４は同じく本実施形態１を構成するバーリング用芯金部材に取付けたバーリング治具ピンの挿入部を被加工管の穿孔内に挿入した状態の拡大断面図である。 図１５は同じくバーリング治具ピンをさらに挿入部内に押し込んでバーリング加工を行っている状態の拡大断面図である。 図１６は本実施形態１を構成する被加工管を自動車用空気調和装置の冷凍サイクルの二重管に適用した場合の一部切欠拡大側面図である。 図１７は同じく被加工管を自動車用空気調和装置の冷凍サイクルの二重管の外管に適用した場合の一部切欠拡大側面図である。 図１８はその拡大正面図である。 図１９はその拡大背面図である。 図２０は同じく被加工管を自動車用空気調和装置の冷凍サイクルの二重管に適用した場合の拡大半断面図である。

符号の説明

１ 被加工管
１ａ 管端
１ｂ 管端
２Ａ パイプ
２Ｂ パイプ
３ バーリング加工部
３′ バーリング加工部
４ 加工台
５ 穿孔用芯金部材
６ バーリング用芯金部材
６ａ 外周下面部
６ｂ 摺動面
７ 穿孔
８ 穿孔具
９ バーリング治具ピン
９ａ 挿入部
９ｂ 傾斜肩部
１０ バーリング加工手段
１２ ストッパ部材
１３ 上クランプ
１４ 下クランプ
１５ 支持クランプ機構
Ｘ 軸長方向
Ｙ 軸長方向に交叉する方向

Claims (7)

1. 金属管よりなる被加工管の外周にパイプを接続するバーリング加工部を形成する金属管のバーリング用加工装置において、
   被加工管の管端内に選択的に進退可能に加工台上に設けられた穿孔用芯金部材およびバーリング用芯金部材と、
   前記穿孔用芯金部材に対して昇降可能に設けられ前記被加工管の外周を穿孔する穿孔具と、
   前記バーリング用芯金部材の外周に突設され前記穿孔内に内周側から強挿されて前記被加工管にバーリング加工を行うバーリング治具ピンを有するバーリング加工手段とを備えたことを特徴とする金属管のバーリング用加工装置。
2. 前記バーリング加工手段は、前記バーリング用芯金部材と該前記バーリング用芯金部材の上面の所定位置に交換可能に取付けられる前記バーリング用治具ピンとよりなり、
   前記バーリング用芯金部材が、前記被加工管の内周下方部に適合する形状の摺動面として形成された外周下面部と、
   該外周下面部の２分周位置に軸芯を略一致して前記バーリング用治具ピンの下部が取付けられるとともに前記被加工管の内周上方部との間に空隙部を設けた上面部とにより形成され、
   前記バーリング用治具ピンは、前記被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて先端部に突出された小径な挿入部と、
   該挿入部の下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部と、
   基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材の外周上面の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金属管のバーリング用加工装置。
3. 前記穿孔用芯金部材および前記バーリング用芯金部材は、前記被加工管の軸長方向に交差する方向に前記加工台上を往復移動可能となる共用の移動体に交換可能に取付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の金属管のバーリング用加工装置。
4. 前記被加工管は、対向して開閉可能に設けられた上クランプと下クランプとにより前方外周が挟持可能に設けられることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の請求項に記載の金属管のバーリング用加工装置。
5. 前記被加工管は、前記加工台上に長手方向に移動自在に設けられた支持クランプ機構により軸芯周りに回動可能に後方部が支持されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の請求項に記載の金属管のバーリング用加工装置。
6. 前記穿孔具により前記被加工管を穿孔後に生ずるスクラップ屑は、前記穿孔用芯金部材が被加工管から後退することにより被加工管の管端部開口から外部に排除されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１の請求項に記載の金属管のバーリング用加工装置。
7. バーリング用芯金部材と該バーリング用芯金部材の上面の所定位置に交換可能に取付けられるバーリング用治具ピンとよりなり、
   前記バーリング用芯金部材が、被加工管の内周下方部に適合する形状の摺動面として形成された外周下面部と、
   該外周下面部の２分周位置に軸芯を略一致して前記バーリング用治具ピンの下部が取付けられるとともに前記被加工管の内周上方部との間に空隙部を設ける上面部とにより形成され、
   前記バーリング用治具ピンは、前記被加工管の前記穿孔内に内側から外側に向けて先端部に突出された小径な挿入部と、
   該挿入部に下方に連設される円錐台形状の傾斜肩部と、
   基端部側に連設され前記バーリング用芯金部材の外周上面の所定位置に交換可能に取付けられる柱状の基柱部と、を備えたことを特徴とする金属管のバーリング用加工具。

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