JP2012135784A - Working method of metal round pipe and metal round pipe worked with the method - Google Patents
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Description
本発明は、曲げ加工が施された金属製丸パイプの曲げ部の一部分を押し潰したようにして平面化するための方法、およびこの方法を用いて加工された金属製丸パイプに関する。 The present invention relates to a method for flattening a part of a bent portion of a metal round pipe that has been subjected to a bending process, and a metal round pipe that is processed by using this method.
本出願人は、金属製丸パイプに曲げ加工を施すことにより、このパイプをたとえば長円形の螺旋状に形成し、このパイプを熱交換器の伝熱管として利用することを先に提案している(たとえば、特許文献1を参照)。この場合、たとえば図7(a)に示すように、金属製丸パイプ(伝熱管)1の曲げ部10に、温度センサ80などのセンサ類を安定して取り付けることを目的として、曲げ部10の一部分を平面または平面に近い平面化処理部14’としたい場合がある。また、同図(b)に示すように、金属製丸パイプ1の曲げ部10と熱交換器の他の部材81とが干渉することを避けるために、曲げ部10の一部分に平面化処理部14’を形成したい場合もある。
The present applicant has previously proposed that a metal round pipe is bent to form this pipe, for example, in an oval spiral shape, and that this pipe is used as a heat transfer tube of a heat exchanger. (For example, see Patent Document 1). In this case, for example, as shown in FIG. 7A, for the purpose of stably attaching sensors such as the
前記した平面化処理部14’の形成手段としては、たとえば図8に示すように、先端の押圧用面90が平面状のパンチ9を利用し、金属製丸パイプ1の曲げ部10にプレス加工を施すことが考えられる。しかしながら、このような手段によれば、図9に示すように、プレスされた部分19が、金属製丸パイプ1の内側に大きく窪む現象を生じ易い。これは、金属製丸パイプ1の曲げ部10の外面は、直状部分(非曲げ部)とは異なり、円筒面ではなく、曲げ部10の最外周部分やその近傍部分は、球面の一部に近い凸状の3次曲面となっているため、そのような部分を平面状にプレスしようとすると、プレスされた部分が凹状に反転し易いからである。前記したように、プレスされた部分19が大きく窪んだのでは、この部分が適切に平面化されない。また、金属製丸パイプ1が伝熱管である場合、プレスされた部分19が窪んでいると、その部分の流路面積が狭小となり、流路抵抗が相当に大きくなるといった不具合を生じる。
As a means for forming the
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、金属製丸パイプの曲げ部の外面の一部を大きく窪んだ形状にすることなく、適切に平面化することが可能な金属製丸パイプの加工方法、およびこの方法を用いて加工された金属製丸パイプを提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and is appropriately planarized without making a part of the outer surface of the bent portion of the metal round pipe into a greatly depressed shape. It is an object of the present invention to provide a method for processing a metal round pipe that can be used, and a metal round pipe processed by using this method.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明の第1の側面により提供される金属製丸パイプの加工方法は、金属製丸パイプの湾曲した曲げ部の外面に、パンチを用いてプレス加工を施し、前記曲げ部の外面の一部を平面化するための金属製丸パイプの加工方法であって、前記パンチの先端に形成された押圧用面については、この押圧用面の両端部側よりも中央部側が窪むように傾斜した一対の傾斜面部を有する構成としておき、前記曲げ部の外面にプレス加工を施す際には、前記一対の傾斜面部の双方を前記曲げ部の外面に対面接触させることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a metal round pipe machining method, wherein the outer surface of a curved bent portion of the metal round pipe is pressed using a punch, and a part of the outer surface of the bent portion is formed. The pressing surface formed at the tip of the punch is a pair of slanted so that the center side is recessed from both ends of the pressing surface. A configuration having an inclined surface portion is provided, and when the outer surface of the bent portion is pressed, both the pair of inclined surface portions are brought into contact with the outer surface of the bent portion.
このような構成によれば、後述する実験データからも明らかなように、金属製丸パイプの曲げ部の外面がパイプ内に大きく窪まないようにしつつ、前記曲げ部の外面の平面化を適切に図ることが可能である。
本発明を理解する上で、留意すべき点は、本発明の方法において用いられるパンチの押圧用面の一対の傾斜面部は、打ち抜きプレス用パンチに設けられる凹状のシャー(シャー角)とは、役割および機能が全く異なり、これらを混同すべきではないことである。すなわち、打ち抜きプレス用パンチのシャー角は、パンチとワークとの接触度合いを少なくして、打ち抜きプレス荷重や打ち抜き時の騒音を小さくするといった作用を発揮し、シャー角が付された部分(傾斜面の部分)はワークを積極的に押圧するためのものではない。これに対し、本発明において用いられるパンチの一対の傾斜面部は、パイプの曲げ部の外面に直接接触してこの外面を積極的に押圧するための部分であり、プレス対象となる金属製丸パイプの曲げ部の外面が球面の一部に近い凸状の3次曲面である場合に、この3次曲面の頂部およびその近傍部分のプレス変形量を抑制する作用を発揮し、パンチによってプレスされた部分がパイプの内側に大きく窪むことを防止するのに役立つのである。
According to such a configuration, as is apparent from experimental data described later, the outer surface of the bent portion of the metal round pipe is appropriately flattened while preventing the outer surface of the bent portion from being greatly recessed in the pipe. It is possible to plan.
In understanding the present invention, it should be noted that the pair of inclined surface portions of the pressing surface of the punch used in the method of the present invention is a concave shear (shear angle) provided in the punch for punching press. The roles and functions are completely different and should not be confused. In other words, the shear angle of the punch for punching press reduces the degree of contact between the punch and the workpiece, and reduces the punching press load and noise during punching. Is not intended to positively press the workpiece. On the other hand, the pair of inclined surface portions of the punch used in the present invention is a portion for directly contacting the outer surface of the bent portion of the pipe and positively pressing the outer surface, and is a metal round pipe to be pressed. When the outer surface of the bent portion is a convex cubic curved surface close to a part of the spherical surface, it exerts an action of suppressing the amount of press deformation at the top of the cubic curved surface and the vicinity thereof and is pressed by a punch. It helps to prevent the part from being greatly recessed inside the pipe.
本発明において、好ましくは、前記一対の傾斜面部は、これらの夾角が150〜160°の範囲内とされた構成である。このような構成によれば、金属製丸パイプの曲げ部の外面がパイプ内に窪むことを抑制しつつ、前記曲げ部の外面のうち、プレスされた部分の平面度合いを高くするのに好適である。この点も、後述する実験データから理解することができる。 In the present invention, preferably, the pair of inclined surface portions have a configuration in which the depression angles are within a range of 150 to 160 °. According to such a configuration, it is preferable to increase the flatness of the pressed portion of the outer surface of the bent portion while suppressing the outer surface of the bent portion of the metal round pipe from being recessed in the pipe. It is. This point can also be understood from experimental data described later.
本発明の第2の側面により提供される金属製丸パイプは、本発明の第1の側面により提供される金属製丸パイプの加工方法を用いて加工されたことを特徴としている。この金属製丸パイプは、熱交換器の伝熱管として構成することができる。 The metal round pipe provided by the second aspect of the present invention is characterized by being processed by using the metal round pipe processing method provided by the first aspect of the present invention. This metal round pipe can be configured as a heat transfer tube of a heat exchanger.
このような構成の金属製丸パイプは、湾曲した曲げ部の外面に、大きな窪みを生じることなく平面化された部分を有するものとなる。平面化された部分の平面度合いは高いために、この部分には、たとえばセンサなどの機器を好適に取り付けることが可能となる。また、平面化された部分が、金属製丸パイプの内側に大きく窪んだ状態にはならないために、その部分の内幅(内径)が狭小になることも抑制され、金属製丸パイプ内に流体を流通させる場合に、大きな流路抵抗を生じないようにすることもできる。 The metal round pipe having such a configuration has a flattened portion on the outer surface of the curved bent portion without causing a large depression. Since the flatness of the flattened portion is high, a device such as a sensor can be suitably attached to this portion. In addition, since the flattened portion does not become a state of being greatly recessed inside the metal round pipe, the inner width (inner diameter) of the portion is prevented from being narrowed, and the fluid is contained in the metal round pipe. It is also possible to prevent a large flow path resistance from occurring when circulating the gas.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図3は、本発明の一例を示している。本実施形態の金属製丸パイプの加工方法は、図1に示すような金属製丸パイプ1を加工対象としている。この金属製丸パイプ1は、曲げ加工が施されたステンレス製または銅製などのパイプであって、全体または一部が正面視U字状であり、半円弧状に湾曲した曲げ部10を有している。
1 to 3 show an example of the present invention. The method for processing a metal round pipe according to the present embodiment targets a
曲げ部10の外面の一部を平面化するために用いるパンチ2は、硬質の金属製であって、図1(b)に示すように、先端の押圧用面20は、一対の傾斜面部20aを有する構成である。これら一対の傾斜面部20aは、略くの字状であり、押圧用面20の両端部側(図1(b)では上下両端部側)よりも中央部側が窪むように傾斜している。各傾斜面部20aは、平面状であることが好ましいが、平面に近い曲面とすることも可能である。一対の傾斜面部20aの夾角αは、たとえば150°〜160°の範囲である。
The
曲げ部10の外面の一部を平面化するには、図2に示すように、パンチ2の一対の傾斜面部20aの双方を曲げ部10の外面に対面接触させるようにして、パンチ2を用いたプレス加工を施し、曲げ部10の外面の一部を押し潰す。その際、金属製丸パイプ1については、適当なホルダ(図示略)を用いて固定させておく。
In order to planarize a part of the outer surface of the
前記した加工方法によれば、図3(a),(b)に示すような平面化処理部14が形成される。この平面化処理部14は、曲げ部10の内側に向けた窪みを生じることなく、その表面が略平面状とされた形態である。このような平面化処理部14が形成されるのは、次のような理由によると考えられる。すなわち、プレス加工対象となる曲げ部10の外面は、元々は球面の一部に近い凸状の3次曲面であるが、前記した加工方法によれば、この3次曲面の頂部(パンチ2の対面箇所のうち、パンチ2に向けて最も突出している部分)およびその近傍部分のプレス量は抑制され、それ以外の部分のプレス量よりも少なくなる。その結果、前記した3次曲面の頂部およびその近傍部分が金属製丸パイプ1の内側に大きく反転するように変形する現象が防止され、平面度合いが高い平面化処理部14が得られる。
According to the above-described processing method, the
前記した加工が施された金属製丸パイプ1は、たとえば特許文献1に記載されているような熱交換器の伝熱管として利用される。平面化処理部14は、先に述べた図7の平面化処理部14’と同様な役割を果たし、たとえばセンサ類などの機器を取り付けたり、あるいは他の部材との干渉を回避するのに役立つ。平面化処理部14は、既述したように、平面度合いが高いために、センサ類などの機器の取り付けを容易かつ適切に行なうことが可能である。また、平面化処理部14が金属製丸パイプ1の内側に大きく窪んでいないために、平面化処理部14の形成箇所においてパイプの内幅が狭小になることも抑制される。したがって、金属製丸パイプ1内に流体を流通させる場合に、平面化処理部14が大きな流路抵抗となる不具合も適切に解消することができる。
The metal round
本件発明者は、パンチ2として、一対の傾斜面部20aの夾角αが相違するものを用いて、金属製丸パイプの曲げ部にプレス加工を施す実験を行なった。加工対象となる金属製丸パイプとしては、次の第1ないし第3の金属製丸パイプを用いた。
第1の金属製丸パイプ:ステンレス製(JIS:SUS304L)、外径8mm、肉厚0.3mm、曲げ部の曲げ半径20mm
第2の金属製丸パイプ:銅製(JIS:C1220T)、外径18mm、肉厚1.0mm、曲げ部の曲げ半径20mm
第3の金属製丸パイプ:銅製(JIS:C1220T)、外径12.7mm、肉厚0.6mm、曲げ部の曲げ半径24mm
曲げ部のうち、プレス加工を施した位置は、図1〜図3に示した先の実施形態と同様な位置である。
本実験の結果は、次の「表1」に示すとおりであり、第1ないし第3の金属製丸パイプのいずれについても同様な結果が得られた。
The inventor of the present invention conducted an experiment in which the
First metal round pipe: stainless steel (JIS: SUS304L), outer diameter 8 mm, wall thickness 0.3 mm, bending
Second metal round pipe: copper (JIS: C1220T), outer diameter 18 mm, wall thickness 1.0 mm, bending
Third metal round pipe: copper (JIS: C1220T), outer diameter 12.7 mm, wall thickness 0.6 mm, bending radius 24 mm
The position where the press working is performed in the bent portion is the same position as in the previous embodiment shown in FIGS.
The results of this experiment are as shown in the following “Table 1”, and similar results were obtained for any of the first to third metal round pipes.
表1の結果から理解されるように、パンチ2の一対の傾斜面部20aの夾角αが、180°である場合には、背景技術の欄(図9)で説明したのと同様に、プレス加工された部分がパイプの内側に大きく窪んだ。これに対し、夾角αが150°または160°の場合には、プレス加工された部分がパイプの内側に窪むことはなく、その表面は平面に近い状態となった。夾角αが140°である場合には、図4に示すように、平面化処理部14に小さい2箇所の窪み部15が生じた。
As understood from the results in Table 1, when the included angle α of the pair of
前記した結果からすると、夾角αを150〜160°の範囲内とすれば、平面化処理部14が窪みのない平面に近い形態となることが理解できる。実験で用いられた金属製丸パイプの材質は、ステンレス製および銅製の2種類であるが、これら以外の材質であっても、これらと同様な硬度または性質の材質であれば、前記と同様な結果が得られるものと考えられる。
From the above results, it can be understood that when the depression angle α is in the range of 150 to 160 °, the
夾角αを140°にした場合には、小さい窪み部15が生じるものの、この窪み部15は、図9で示した窪み部と比較すると小さい。したがって、夾角αを140°程度まで小さくした場合であっても、夾角αが180°の場合よりは、平面化処理部14を良好な形態にすることが可能である。したがって、本発明においては、夾角αを150°未満にすることも可能である。
When the depression angle α is 140 °, a
図5および図6は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。 5 and 6 show another embodiment of the present invention. In these drawings, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.
図5に示す実施形態では、パンチ2によるプレス加工対象部位が、金属製丸パイプ1の曲げ部10の最端部n1(同図の右端部分)ではなく、この最端部n1からずれた部分n2とされている。この部分n2の外面も、最端部n1の外面と同様な球面に近い3次曲面であり、前記実施形態で得られた平面化処理部14を形成することができる。曲げ部10の外面のうち、最外周寄りの領域A(中心線Cよりも外周寄りであって、クロスハッチングが入れられた領域)の外面は、球面に近い3次曲面であるために、前記した領域Aのいずれの箇所を平面化する場合においても、本発明は最適である。
In the embodiment shown in FIG. 5, the portion to be pressed by the
図6に示す実施形態では、金属製丸パイプ1の曲げ部10が、いわゆる1/4円弧状である。このような形態の曲げ部10であっても、本発明を適用し、表面が平面に近い平面化処理部を適切に形成することが可能である。もちろん、半円弧状や1/4円弧状以外の
曲げ部にも、本発明を適用することができる。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る金属製丸パイプの加工方法の具体的な工程は、本発明の意図する範囲内で変更自在である。また、本発明に係る金属製丸パイプの各部の具体的な構成は、設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific steps of the metal round pipe processing method according to the present invention can be changed within the intended scope of the present invention. The specific configuration of each part of the metal round pipe according to the present invention can be changed in design.
本発明が適用された金属製丸パイプは、熱交換器の伝熱管として利用するのに適するが、これ以外の用途に用いることもできる。 The metal round pipe to which the present invention is applied is suitable for use as a heat exchanger tube of a heat exchanger, but can also be used for other purposes.
1 金属製丸パイプ
2 パンチ
10 曲げ部(金属製丸パイプの)
14 平面化処理部
20 押圧用面(パンチの)
20a 傾斜面部(押圧用面の)
1
14
20a Inclined surface (pressing surface)
Claims (4)
前記パンチの先端に形成された押圧用面については、この押圧用面の両端部側よりも中央部側が窪むように傾斜した一対の傾斜面部を有する構成としておき、
前記曲げ部の外面にプレス加工を施す際には、前記一対の傾斜面部の双方を前記曲げ部の外面に対面接触させることを特徴とする、金属製丸パイプの加工方法。 The outer surface of the curved bent portion of the metal round pipe is subjected to press processing using a punch, and is a processing method of the metal round pipe for planarizing a part of the outer surface of the bent portion,
The pressing surface formed at the tip of the punch has a configuration having a pair of inclined surface portions that are inclined so that the center side is recessed from both ends of the pressing surface,
When pressing the outer surface of the bent part, both of the pair of inclined surface parts are brought into face-contact with the outer surface of the bent part.
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