JP2009050888A - パイプ拡管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パイプの座屈と割れを抑えつつ、高拡管率でパイプを拡管することを可能とする。
【解決手段】 ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部を有するパンチが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部を有するダイスの中に挿入され、パイプ状のワークがパンチとダイスによって拡管される。その結果、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有する拡管パイプが形成される。とくに、パイプの移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、パイプ拡管方法に関する。

パイプの拡管方法は、種々のものが公知である。

特許文献１（特開平９−８５３６７号公報）に記載のパイプ加工方法においては、拡管工程で、パイプの外側に特別な治具を外嵌するとともに、（パンチに相当する）治具をパイプの内側に圧入して、パイプの拡管を行う。

特許文献２（特開２００３−７５０８６号公報）に記載のパイプ拡管方法は、熱交換器のサイドプレートからパイプを立上げた状態で、ほぼ円筒状の大径部、ほぼ円筒状の小径部、および、それらの間で移行するテーパ部を有する（パンチに相当する）加工ヘッドを挿入して、パイプを拡管する。加工ヘッドの先端テーパ角度（α、β）は、１０°≦α≦１５°から１５°≦β≦２５°にされている。

特許文献３（特開平１１−２３９８３５号公報）には、複数の拡管ポンチを使用してパイプの端部に約２倍の拡径部を有する高拡管を成形する方法が開示されている。

また、特許文献４（特開２００２−２８２９５５号公報）は、大きな拡管率でパイプを拡管するパイプ拡管方法を開示している。この方法は、パイプ体の端部を拡管成形する方法であって、パイプ体の外側に、一端にパイプ体の外径と略等しい径に形成された挿入穴を有すると共に他端に拡管すべき径に形成された拡管穴を有する転写型を配置し、パイプ体の内部に液体を所定圧力で充填して、その状態でパイプ体の拡管側端面を蓋して軸方向に押圧しつつ液体を圧縮加圧して、パイプ体の端部を拡管穴に押付けて拡管するものである。
特開平９−８５３６７号公報 特開２００３−７５０８６号公報 特開平１１−２３９８３５号公報 特開２００２−２８２９５５号公報

特許文献１および２に記載の従来技術は、小さな拡管率で拡管するものにすぎず、大きな拡管率で拡管するには適さないものである。

特許文献３に記載の従来技術は、約２倍の拡径を行うので、大きな拡管率といえるが、複数の拡管ポンチを使用して、複数段に分けて成形しなければならず、加工効率がよくない。

特許文献４に記載の従来技術は、パイプの内部に液体を充填するため、加工効率がよくない。

本発明の目的は、パイプの座屈と割れを抑えつつ、高拡管率でパイプを効率的に拡管することを可能とすることである。

本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。

（１）ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有するパンチが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有するダイスの中に挿入され、同一厚みのパイプ状のワークが、パンチとダイスによって拡管されて、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有するパイプが形成される方法において、パイプ状のワークが拡管されるときに、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形されることを特徴とするパイプ拡管方法。

（２）移行部がテーパ部である前述のパイプ拡管方法。

（３）移行部が段部である前述のパイプ拡管方法。

（４）パイプの大径部の直径がパイプの小径部の直径の２倍以上になるように成形される前述のパイプ拡管方法。

（５）パンチの大径部の終端がダイスの大径部の始端と同一レベルに位置しているとき、パンチの小径部の終端がダイスの小径部の始端に到達しない手前の位置にあり、
パンチの小径部の終端がダイスの小径部の始端と同一レベルに位置しているとき、パンチの大径部の終端がダイスの大径部の始端と終端との間に位置している前述のパイプ拡管方法。

（６）テーパ部について更に拡管加工をして、小径部から大径部へ移行する部分を、テーパ形状から半径方向に延在する形状に変形させることを特徴とする前述のパイプ拡管方法。

（７） ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するパンチが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するダイスの中に挿入され、同一厚みのパイプ状のワークが、パンチとダイスによって拡管されて、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するパイプが形成され、このパイプの大径部が、テーパ部を有するダイスの中に挿入されて、互いに逆向きの２つのテーパ部を有するパイプが形成され、この２つのテーパ部が膨出部を形成している、拡管パイプの製造方法。

（８）パイプ状のワークが拡管されるときに、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形されることを特徴とする前述の拡管パイプの製造方法。

（９）パイプの小径部が、パイプ状のワークの縮管により形成されていることを特徴とする前述の拡管パイプの製造方法。

発明を実施するための最良の態様

本発明の好ましい実施態様によれば、１種類のパンチとダイスを対にして使用し、好ましくは１つの拡管工程でかつ約２倍以上の拡管率で、全長にわたって同一厚みのパイプ状のワーク（パイプ素材）を拡管して、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有する拡管パイプを製造する。移行部は、テーパ部や段部とすることができる。段部の例としては、タンク一体型ターボオイルリターンパイプがあり、応用部品としては、圧力緩和用サージタンク、リキッド類のデリバリパイプ、ブローバイガスリターンパイプ等がある。

パイプ状のワーク（パイプ素材）の典型例は、材質がＳＴＫＭ１１Ａで、内径が１５．９ｍｍ、外径が１９．１ｍｍ、板厚が全長にわたって均一（同一）で、１．６ｍｍである。

このような材質のワーク（パイプ素材）は、アルミなどのものに比較して、パンチとダイスの構造をうまく設計しないと、割れや座屈が生じやすい。たとえば、パンチのテーパ部のテーパ角度が大きすぎる場合、ワークに対するパンチの押圧力（圧縮力）が過大となって、ワークは座屈しがちである。他方、パンチのテーパ部のテーパ角度が小さすぎる場合、拡管率が小さいときは問題が生じないが、拡管率が大きくなると（例えば７０％を超えると）、ワークに割れが発生する。このように、割れと座屈の相反する現象に阻まれて拡管率を適当な値にすること（特に拡管率を増加させること）は容易ではない。

本発明者は、拡管の際に、パイプの移行部の板厚がパイプの他の部分（つまり大径部と小径部）の板厚よりも大きくなるようにすれば、拡管率を増加させても、パイプに割れが発生せず、かつ、座屈の現象も生じないという知見を得た。例えば、前述の材質のワークであっても、割れと座屈の発生を抑えつつ、パイプを約２倍以上に拡管することが可能となる。

本発明の他の好ましい実施態様によれば、ダイスの加工用孔は、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間の移行領域に延在している移行部からなる。このようなダイスの加工用孔の形状（つまり、大径部、小径部および移行部）に対応して、パンチは、それぞれ、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間の移行領域に延在している移行部を有する。

パンチは、周知のように、ダイスの加工用孔の中に挿入して、パイプ状ワークつまりパイプ素材を拡管するものである。このパイプ素材の外径は、ダイスの加工用孔の小径部の直径と同じである。

ダイスおよびパンチの大径部は、それらの小径部に対して約２倍又はそれ以上に設定されている。たとえば、小径部の直径が１５ｍｍ前後である場合、大径部の直径は３０ｍｍ前後又はそれ以上に設定する。

好ましくは、ダイスの下端面にプレートを設けて、ダイスの加工孔の下端を閉じた状態で、上からパイプ素材をダイスの加工孔に挿入して、パイプ素材の下端がプレートに接したところで、パイプ素材を止めて、そこでパイプ素材をダイスの加工孔の中に入った状態で立上げる。しかるのち、パンチとダイスの加工孔とパイプ素材（ワーク）とを同軸に保ちつつ、パンチをワークの中にその上端開口部から挿入する。

たとえば、パンチが押し下げられると、パンチのテーパ部により、ワーク（パイプ素材）は、徐々に径（放射）方向に押し拡げられ、拡管加工が進んでいく。さらにパンチが押し下げられ、やがて、ワークを介してパンチのテーパ部がダイスのテーパ部に突き当たる。このとき、パイプ素材の拡管加工は終了する。拡管されたパイプは、パンチとダイスの間、とくに、それらの大径部およびテーパ部のところで、密に押圧された状態になる。

前述のように１つのパイプ素材（ワーク）から拡管されたパイプは、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなる。

本発明の他の好ましい実施態様においては、ダイスが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、大径部の終端から小径部の始端へ移行する移行部とを有する。

パンチは、パイプの直径を２倍以上に拡管するためにダイスに挿入されるものであり、ダイスの大径部、小径部および移行部に対応して、それぞれ、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、大径部の終端から小径部の始端へ移行する移行部とを有する。

好ましくは、パンチの大径部の終端がダイスの大径部の始端と同一レベルに位置しているとき、パンチの小径部の終端がダイスの小径部の始端に到達しない手前の位置にあるように設定する。そして、パンチの小径部の終端がダイスの小径部の始端と同一レベルに位置しているとき、パンチの大径部の終端がダイスの大径部の始端と終端との間に位置するように設定する。

しかも、ダイスの大径部および小径部の直径が、それぞれパンチの大径部および小径部の直径の２倍以上であることが好ましい。

さらに、半径方向に延在している移行部を成形することもできる。その場合は、上述のパイプ拡管方法を利用してテーパ状の移行部を有するパイプを製造した後、そのテーパ状の移行部について更なる拡管加工を行う。

この場合、まず、大径部と小径部の間の移行部が半径方向に延在したダイスに、テーパ状の移行部を有するパイプを配置する。更に、半径方向に延在した下面を有するパンチをこのパイプ内に配置する。パイプの小径部の内壁面は、パンチに対応する小径部を設けて拘束しても良いし、別途対応する芯金を設けて拘束しても良い。

次に、パンチをダイスに向けて移動させてパイプを押圧する。パイプのテーパ状の移行部は、パンチの半径方向に延在した下面とダイスの半径方向に延在した上面に挟まれて、半径方向に延在する。こうして形成されたパイプの半径方向に延在する移行部は、パイプのテーパ状の移行部をパンチの進行方向に圧縮したものである。そのため、パイプの半径方向に延在する移行部の板厚は、パイプのテーパ状の移行部の板厚よりも大きくなるように変化し、従ってパイプの大径部と小径部の板厚よりも更に大きくなる。

前述のパイプは、好ましくは、ベンチレーションパイプである。

また、本発明の別の実施形態によれば、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するパンチが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するダイスの中に挿入される。パイプ状のワークが、パンチとダイスによって拡管されて、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するパイプが形成される。

パイプ状のワークが拡管されるときに、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形される
パイプの大径部が、テーパ部を有するダイスの中に挿入されて、互いに逆向きの２つのテーパ部を有するパイプが形成され、この２つのテーパ部が膨出部を形成している。

好ましくは、パイプの小径部が、パイプ状のワークの縮管により形成される。

なお、本願の出願書類において、「ほぼ円筒状」とは、厳密な意味でいう「円筒状」に限らず、例えば、少しテーパ状またはそれに近い形状になっているものを含む。拡管された後、拡管パイプは、厳密な円筒状よりも、むしろ少しテーパの付いた「ほぼ円筒状」の方が、ダイスの加工孔から抜き出しやすい。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例１を説明する。

図１〜３は、本発明の実施例１によるパイプ拡管の一連の工程を示している。

図１に示されているように、パンチ１は、ほぼ円筒状の大径部１ａと、ほぼ円筒状の小径部１ｂと、テーパ部１ｃを有する。テーパ部１ｃは、大径部１ａの終端と小径部１ｂの始端との間の移行領域に延在している。換言すれば、テーパ部１ｃは、大径部１ａの終端から小径部１ｂの始端へ移行している。

パンチ１の大径部１ａの直径（２Ｄ）は、小径部１ｂの直径（Ｄ）の２倍である。

ダイス２は、加工用の孔を有する。このダイス２の加工孔は、パンチ１の外形、つまり、大径部１ａ、小径部１ｂ、テーパ部１ｃの連続した外壁面形状に対応して、それぞれ、ほぼ円筒状の大径部２ａと、ほぼ円筒状の小径部２ｂと、テーパ部２ｃからなる。

ダイス２のテーパ部２ｃは、パンチ１のテーパ部１ｃと同じテーパ角度を有する。ダイス２の加工孔の小径部２ｂの直径（Ｄ＋２ｔ）は、パイプ状ワーク３の外径（Ｄ＋２ｔ）と同じである。ここで、ｔは、ワーク３の板厚である。ワーク３の板厚は全長にわたって均一（同一）である。

ダイス２の下端面にプレート４が着脱可能に設けられている。それによって、ダイス２の加工孔の小径部２ｂの下端が閉じられている。

そのような状態で、パイプ状ワーク３の下端部が、図１でいえば下向きに、ダイス２の加工孔の大径部２ａの上端開口部から挿入される。

図１に示されているように、パイプ状ワーク３の下端がプレート４の上面に接したところで、パイプ状ワーク３は停止する。その結果、パイプ状ワーク３は、ダイス２の加工孔の中に入った形で立上げられる。

図２に示すように、パンチ１、ダイス２の加工孔およびワーク３を同軸（Ｘ）に保ちつつ、矢印Ｗの方向（つまり図の下方向）にパンチ１を下降させると、まずパンチ１の小径部１ｂがワーク３の上端開口部の中に入り、次に、パンチ１のテーパ部１ｃがワーク３の上端開口部に到達し、パンチ１のテーパ部１ｃにより、ワーク３の上端部は徐々に半径（放射）方向に押し拡げられて、拡管加工が進んでいく。

パンチ１がさらに下降して、パンチ１の大径部１ａの終端（図１〜３では下端）がダイス２の大径部２ａの始端（図１〜３では上端）と同一レベルに位置したとき、パンチ１の小径部１ｂの終端（図１〜３では下端）がダイス２の小径部２ｂの始端（図１〜３では上端）に到達しない、手前の位置にある。

さらにパンチ１が下降して、パンチ１の小径部１ｂの終端（図１〜３では下端）がダイス２の小径部２ｂの始端（図１〜３では上端）と同一レベルに到達したとき、パンチ１の大径部１ａの終端（図１〜３では下端）がダイス２の大径部２ａの始端（図１〜３では上端）と終端（図１〜３では下端）との間に位置している。

図３に示すように、パンチ１が矢印Ｗの方向にさらに下降すると、パンチ１のテーパ部１ｃがワーク３を介してダイス２のテーパ部２ｃに突き当たる。このとき、パイプ拡管加工は終了する。

しかるのち、図示はされていないが、パンチ１をダイス２の加工孔から引き抜き、さらに、拡管されたパイプもダイス２の加工孔から抜き出す。

パンチ１のテーパ部１ｃの最適のテーパ角度（θ）は、ワーク３の材質や寸法によって変化しうるが、例えば、２５〜３２度とすることが好ましい。テーパ角度（θ）が大きすぎると、ワーク３は、図２にＡで示す部位に座屈が発生しがちである。逆に、テーパ角度（θ）が小さすぎると、とくに２倍以上の拡管加工をする場合、ワーク３は、図２にＢで示す部位に割れが発生しがちである。

実験例１
図４は、図１〜３に示された本発明のパイプ拡管方法によってパイプ状ワークが拡管されて形成された拡管パイプの１つの例の縦断面を示している。

図４において、符号１〜５は、拡管されたパイプについて、板厚を測定した箇所を示す。

表１は、パイプの符号１〜５で示す箇所の板厚測定値を示す。

拡管加工前のパイプ状ワーク（パイプ素材）の寸法を述べると、ワークの全長にわたって、板厚（ｔ）が１．６ｍｍであり、外径が１９．１ｍｍであり、内径が１５．９ｍｍであった。ワークの材質はＳＴＫＭ１１Ａである。

次は、拡管されたパイプについて説明する。

図４に示されているように、拡管パイプの大径部の上端内径は３０．３ｍｍであり、小径部の下端内径は１５．９ｍｍであった。

また、表１から明らかなように、本発明の実施例１では、パイプのテーパ部（符号５で示す箇所）が最大の板厚１．６４ｍｍを有する。パイプの小径部の板厚は、ワークと同じ板厚、つまり１．６ｍｍである。パイプの大径部は、符号４で示す終端の板厚がワークの板厚と同じ１．６０ｍｍであり、符号１で示す始端の板厚が最小の値である１．２９ｍｍであり、大径部の終端から始端へ向って、少しずつ板厚は薄くなっている。つまり、符号３で示す箇所の板厚は、１．４６ｍｍ、符号２で示す箇所の板厚は１．３７ｍｍである。

これに対し、比較例においては、２種類のパンチとダイスを使用した。まず、テーパ角度（θ）の小さい尖った第１パンチを使って、本発明の実施例１で使ったものと同じパイプ状ワークを予備的に拡管加工した。そのあと、そのように予備的に拡管加工されたワーク半加工品を、図１〜３に示すパンチ１によって最終的に拡管加工した。

表１を参照して、本発明の実施例１と比較例とを比較する。

比較例では、パイプの板厚の減少が激しい。とくにテーパ部（符号５で示す箇所）の板厚は１．２８ｍｍであり、拡管加工前のワークの板厚（１．６０ｍｍ）よりも減少している。

これに対し、本発明の実施例１においては、パイプのテーパ部の板厚はパイプの全長の中で最大の１．６４ｍｍで、他の部分よりも大きな測定値となっている。

図５を参照して、本発明の好適な実施例２を説明する。

図５は、本発明のパイプ拡管方法によってパイプ状ワークが拡管されて、半径半方に延在している移行部が形成された拡管パイプの１つの例を示している。

図５に示されているように、本発明においては、半径方向に延在している移行部を有するパイプを成形することもできる。その場合は、上述の実施例１のパイプ拡管方法を利用してテーパ部を有するワーク３を製造した後、そのテーパ部について更なる拡管加工を行う。

この場合、まず、大径部と小径部の間の移行部が半径方向に延在したダイス（図示省略）に、テーパ部を有するワーク３を配置する。更に、半径方向に延在した下面を有するパンチ（図示省略）をこのワーク３内に配置する。ワーク３の小径部の内壁面は、パンチに対応する小径部を設けて拘束しても良いし、別途対応する芯金を設けて拘束しても良い。

次に、パンチをダイスに向けて移動させてワーク３を押圧する。ワーク３のテーパ部は、パンチの半径方向に延在した下面とダイスの半径方向に延在した上面に挟まれて、半径方向に延在する。こうしてパイプの半径方向に延在する移行部を有するパイプが形成される。

実験例２
図５において、符号１〜６は、半径半方に延在している移行部が形成されたパイプについて、板厚を測定した箇所を示す。

表２は、パイプの符号１〜６で示す箇所の板厚測定値を示す。

拡管加工前のパイプ状ワーク（パイプ素材）の寸法を述べると、ワークの全長にわたって、板厚（ｔ）が１．６ｍｍであり、外径が１９．１ｍｍであり、内径がΦ１５．９ｍｍであった。ワークの材質はＳＴＫＭ１１Ａである。

次は、半径半方に延在している移行部が形成されたパイプについて説明する。

図５に示されているように、パイプの大径部の上端内径はΦ３０．３ｍｍであり、小径部の下端内径はΦ１５．９ｍｍであった。

また、表２から明らかなように、本発明の実施例２では、パイプの半径方向に延在している移行部（符号６で示す箇所）が最大の板厚１．６６ｍｍを有する。パイプの小径部の板厚は、ワークと同じ板厚、つまり１．６０ｍｍである。パイプの大径部は、符号４で示す終端の板厚が１．６０ｍｍであり、符号１で示す始端の板厚が最小の値である１．２９ｍｍであり、大径部の終端から始端へ向って、少しずつ板厚は薄くなっている。つまり、符号４で示す箇所の板厚は１．６０ｍｍ、符号３で示す箇所の板厚は１．４６ｍｍ、符号２で示す箇所の板厚は１．３７ｍｍである。

このように、本発明の実施例２においては、パイプの半径方向に延在している移行部の板厚はパイプの全長の中で最大の１．６６ｍｍで、他の部分よりも大きな測定値となっている。

図６は、本発明による拡管パイプの他の例を示す正面図である。

拡管パイプ１０の中央領域には、拡管パイプ１０の半径方向に膨出した膨出部１２が形成されている。

膨出部１２の両側に第１円筒部１４と第２円筒部１５が形成されている。なお、膨出部１２と第１円筒部１４と第２円筒部１５は、１つのパイプ状のワークから一体的に形成されている。第１円筒部１４は、第２円筒部１５よりも大径となっている。図１に示された例においては、第１円筒部１４の外径Ｅ（例えばＥ＝３２ｍｍ）が、第２円筒部１５の外径ｅ（例えばｅ＝２６．１５ｍｍ）よりも大きくなっている。拡管パイプ１０の長さＬは例えば１２３ｍｍである。

膨出部１２は、第１テーパ部１２ａと第２テーパ部１２ｂを有する。第１テーパ部１２ａと第２テーパ部１２ｂは互いに反対方向に向いていて外向きに先細になっている。第１テーパ部１２ａは、第１円筒部１４に接続している。第２テーパ部１２ｂは、第２円筒部１５に接続している。第１テーパ部１２ａは、テーパ状の内周面１２ｃを有している。

図７〜１０を参照して、拡管パイプの製造工程の一例を説明する。図７は、パイプ状のワークの一例を示す概略縦断面図である。図８は、パイプ状のワークの先端側を縮管した状態の一例を示す概略縦断面図である。図９は、パイプ状のワークの基端側を拡管した状態の一例を示す概略縦断面図である。図１０は、パイプ状のワークの基端側を縮管した状態の一例を示す概略縦断面図である。なお、図７〜１０においては、図中右側を先端側とし、図中左側を基端側としてある。

所定の長さに切断されたパイプ状のワーク３１を用意する（図７）。寸法の一例を挙げると、パイプ状のワーク３１の外径は３５ｍｍ、長さは１２８ｍｍ、厚さは１ｍｍである。パイプ状のワーク３１の材質は例えばＳＴＫＭ１１Ａ（軟鉄）である。

一組の第１ダイス１６と第１パンチ１８を用意する（図８）。

第１ダイス１６には、円筒状の大径部１６ａと、円筒状の小径部１６ｂと、それらの間で移行するテーパ部１６ｃが設けられている。大径部１６ａの内径は、パイプ状のワーク３１の外径とほぼ同じである。小径部１６ｃの内径は、パイプ状のワーク３１の外径より小さい。第１パンチ１８には、パイプ状のワーク３１を位置決めして押圧するための突出部１８ａが設けられている。

図８においては、パイプ状のワーク３１の先端側が第１ダイス１６に挿入され、パイプ状のワーク３１の基端側が第１パンチ１８で押圧されている。パイプ状のワーク３１の先端側が縮管されて半加工品３２が得られるようになっている。半加工品３２には、基端側のパイプ状のワーク部分３２ａと、先端側の円筒状の小径部３２ｂと、それらの間で移行するテーパ部３２ｃが形成されている。寸法の一例を挙げると、パイプ状のワーク部分３２ａの外径は３５ｍｍ、小径部３２ｂの外径は３１．８ｍｍ、半加工品３２の全長は１３２ｍｍである。

次に、一組の第２ダイス２０と第２パンチ２２を用意する（図９）。

第２ダイス２０には、円筒状の大径部２０ａと、円筒状の小径部２０ｂと、それらの間で移行するテーパ部２０ｃが設けられている。第２ダイス２０の大径部２０ａの外径は、半加工品３２のパイプ状のワーク部分３２ａの外径より大きい。第２ダイス２０の小径部２０ｂの外径は、半加工品３２の小径部３２ｂの外径より小さい。第２パンチ２２には、円筒状の大径部２２ａと、円筒状の小径部２２ｂと、それらの間で移行するテーパ部２２ｃが設けられている。

図９においては、第２パンチ２２が第２ダイス２０の中に挿入されている。図８の半加工品３２のパイプ状のワーク部分３２ａが拡管され、小径部３２ｂが縮管されて、図９の半加工品３３が得られるようになっている。半加工品３３には、円筒状の大径部３３ａと、円筒状の小径部３３ｂと、それらの間で移行するテーパ部３３ｃが形成されている。寸法の一例を挙げると、大径部３３ａの外径は４２．５ｍｍ、小径部３３ｂの外径は２６．１５ｍｍ、半加工品３３の全長は１２６ｍｍである。なお、半加工品３３は最終工程で全長１２３ｍｍにカットされる。

次に、一組の第３ダイス２４と第４ダイス２６を用意する（図１０）。

第３ダイス２４には、小径部２４ａとテーパ部２４ｂが設けられている。第４ダイス２６には、小径部２６ａとテーパ部２６ｂが設けられている。第３ダイス２４のテーパ部２４ｂと第４ダイス２６のテーパ部２６ｂは互いに反対方向を向いていて外向きに先細になっている。第４ダイス２６の小径部２６ａの内径は、図９の半加工品３３の大径部３３ａの外径より小さく、パイプ状のワーク３１の外径より小さい。第３ダイス２４の小径部２４ａは、拡管パイプ１０の第２円筒部１５を形成する部分に相当する。第３ダイス２４のテーパ部２４ｂは、拡管パイプ１０の第２テーパ部１２ｂを形成する部分に相当する。第４ダイス２６のテーパ部２６ｂは、拡管パイプ１０の膨出部１２の第１テーパ部１２ａを形成する部分に相当する。第４ダイス２６の小径部２６ａは、拡管パイプ１０の第１円筒部１４を形成する部分に相当する。

図１０においては、図９の半加工品３３の大径部３３ａが縮管されて拡管パイプ１０が得られるようになっている。すなわち、図９の半加工品３３の大径部３３ａが第４ダイス２６のテーパ部２６ｂの中で縮管されて、互いに逆向きの２つのテーパ部１２ａ、１２ｂが形成されている。２つのテーパ部１２ａ、１２ｂが膨出部１２を形成している。こうして拡管パイプ１０の中央領域にプレス加工で膨出部を成形可能になっている。

実施例３においても、実施例１と同様に、例えば図４に示されているように、同一厚みのパイプ状のワークが拡管されるときに、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形されるのが好ましい。

本発明は図示された実施例に限定されない。

本発明の好適な実施例１によるパイプ拡管工程のワークセット後の状態を示す説明図。 図１のパイプ拡管加工の途中の状態を示す説明図。 図１のパイプ拡管加工の終了の状態を示す説明図。 本発明の実施例１によって拡管加工されたパイプの板厚測定箇所を示す説明図。 本発明の実施例２によって拡管加工されたパイプの板厚測定箇所を示す説明図。 本発明による拡管パイプの製造方法の一例を示す正面図である。 パイプ状のワークの一例を示す概略縦断面図である。 パイプ状のワークの先端側を縮管した状態の一例を示す概略縦断面図である。 パイプ状のワークの基端側を拡管した状態の一例を示す概略縦断面図である。 パイプ状のワークの基端側を縮管した状態の一例を示す概略縦断面図である。

符号の説明

１ パンチ
１ａ、２ａ 大径部
１ｂ、２ｂ 小径部
１ｃ、２ｃ 移行部
２ ダイス
３ パイプ状ワーク（パイプ素材）
４ プレート
１０ 拡管パイプ
１２ 膨出部
１２ａ 第１テーパ部
１２ｂ 第２テーパ部
１２ｃ 内周面
１４ 第１円筒部
１５ 第２円筒部
１６ 第１ダイス
１６ａ、２０ａ、２２ａ、３３ａ 大径部
１６ｂ、２０ｂ、２２ｂ、２４ａ、２６ａ、３２ｂ、３３ｂ 小径部
１６ｃ、２０ｃ、２２ｃ、２４ｂ、２６ｂ、３２ｃ、３３ｃ テーパ部
１８ 第１パンチ
１８ａ 突出部
２０ 第２ダイス
２２ 第２パンチ
２４ 第３ダイス
２６ 第４ダイス
３１ パイプ状のワーク
３２、３３ 半加工品
３２ａ パイプ状のワーク部分

Claims (9)

1. ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有するパンチが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有するダイスの中に挿入され、同一厚みのパイプ状のワークが、パンチとダイスによって拡管されて、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行する移行部とを有するパイプが形成され、パイプ状のワークが拡管されるときに、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形されることを特徴とするパイプ拡管方法。
2. 移行部がテーパ部である請求項１に記載のパイプ拡管方法。
3. 移行部が段部である請求項１記載のパイプ拡管方法。
4. パイプの大径部の直径がパイプの小径部の直径の２倍以上になるように成形される請求項１〜３のいずれか１項に記載のパイプ拡管方法。
5. パンチの大径部の終端がダイスの大径部の始端と同一レベルに位置しているとき、パンチの小径部の終端がダイスの小径部の始端に到達しない手前の位置にあり、
   パンチの小径部の終端がダイスの小径部の始端と同一レベルに位置しているとき、パンチの大径部の終端がダイスの大径部の始端と終端との間に位置している請求項１に記載のパイプ拡管方法。
6. テーパ部について更に拡管加工をして、小径部から大径部へ移行する部分を、テーパ形状から半径方向に延在する形状に変形させることを特徴とする請求項２に記載のパイプ拡管方法。
7. ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するパンチが、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するダイスの中に挿入され、同一厚みのパイプ状のワークが、パンチとダイスによって拡管されて、ほぼ円筒状の大径部と、ほぼ円筒状の小径部と、それらの間で移行するテーパ部とを有するパイプが形成され、このパイプの大径部が、テーパ部を有するダイスの中に挿入されて、互いに逆向きの２つのテーパ部を有するパイプが形成され、これらの２つのテーパ部によって膨出部が形成される、パイプ拡管方法。
8. パイプ状のワークが拡管されるときに、移行部の板厚が、大径部の板厚よりも大きく、かつ、小径部の板厚よりも大きくなるように成形されることを特徴とする請求項７に記載のパイプ拡管方法。
9. パイプの小径部が、パイプ状のワークの縮管により形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のパイプ拡管方法。

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