JP2013103250A - 管端成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形が容易であると共に、工程も簡単な管端成形方法を得る。
【解決手段】縮管工程では、素管１の管端側を管端に向かって縮径するテーパ部１ｂとテーパ部１ｂから管端に至る小径管部１ａとに縮管する。密着拡管工程では、素管１を抱き型２０の素管孔２３に装着すると共に、素管孔２３に連接する素管１の外径より大きな内径の抱き型２０の拡管孔２２内にテーパ部１ｂの少なくとも一部を収納し、小径管部１ａの管端をパンチ２１により軸方向に押圧してテーパ部１ｂから小径管部１ａを素管１の内側に折り返し、小径管部１ａを折り返した後、更に、パンチ２１を軸方向に移動して、パンチ２１の拡管部２８を折り返した小径管部１ａ内に挿入し、抱き型２０の拡管孔２２内壁に押し付けて密着した二重管状に拡管する。パンチ２１の先端に小径管部１ａに挿入される位置決め部２４を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、素管の管端を密着した二重管状に拡管成形する管端成形方法に関する。

従来より、特許文献１にあるように、素管の開口端方向に管径が漸減するように縮径して第１のテーパ部を形成し、更に、第１のテーパ部に連続して第１のテーパ部の管径の漸減割合と異なる割合で漸減する第２のテーパ部を形成して、第１のテーパ部及び第２のテーパ部を素管の内側に折曲して二重管状に形成する方法が知られている。このように、素管の管端側を二重管状に形成して、管端側の強度や肉厚を増し、素管の肉厚を薄くしても、管端側にねじ等の形成やフランジ等の溶接を行うことができる。

特許第２９０９７１３号公報

しかしながら、こうした従来の方法では、第１のテーパ部及びこれと漸減割合の異なる第２のテーパ部を形成しなければならず、成形が煩雑になると共に、第１のテーパ部及び第２のテーパ部を素管の内側に折曲する工程の後に、折曲した両テーパ部を拡管して素管内壁に密着させる工程を別に必要とし、工程が複雑になるという問題があった。

本発明の課題は、成形が容易であると共に、工程も簡単な管端成形方法を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
素管の管端側を管端に向かって縮径するテーパ部とテーパ部から管端に至る小径管部とに縮管する縮管工程と、
前記素管を抱き型の素管孔に装着すると共に、前記素管孔に連接する前記素管の外径より大きな内径の前記抱き型の拡管孔内に前記テーパ部の少なくとも一部を収納し、前記小径管部の管端をパンチにより軸方向に押圧して前記テーパ部から前記小径管部を前記素管の内側に折り返し、前記小径管部を折り返した後、更に、前記パンチを軸方向に移動して、前記パンチの拡管部を折り返した前記小径管部内に挿入し、前記抱き型の前記拡管孔内壁に押し付けて密着した二重管状に拡管する密着拡管工程と、を備えたことを特徴とする管端成形方法がそれである。

その際、前記パンチの先端に前記小径管部に挿入される位置決め部を設け、前記位置決め部を前記小径管部に挿入して、前記パンチと前記小径管部との位置決めを行うようにしてもよい。更に、前記パンチには前記位置決め部と前記拡管部との間に段部を設け、前記段部を前記小径管部の管端に接触させて軸方向に押圧するようにしてもよい。前記パンチには、前記段部と前記拡管部との間に前記拡管部より直径の小さなストレート部を設けた構成としてもよい。また、前記パンチは前記小径管部の外径と前記ストレート部の外径とを略同一にしてもよい。

本発明の管端成形方法は、縮管工程でテーパ部と小径管部とを形成すればよいので成形が容易で、また、密着拡管工程で小径管部を折り返すと共に密着した二重管状に拡管するので、少ない工程数で成形できるという効果を奏する。

また、パンチの先端に位置決め部を設けることにより、素管との位置決めが容易にできる。パンチに段部を設けることにより、位置決めしながら素管の管端を容易に押圧できる。パンチにストレート部を設けることにより、成形の際の割れを防止できる。

本発明の一実施形態としての管端成形方法の縮管工程を示す説明図である。 本実施形態の管端成形方法の密着拡管工程の開始状態を示す説明図である。 本実施形態の管端成形方法の密着拡管工程の折り返し状態を示す説明図である。 本実施形態の管端成形方法の密着拡管工程の終了状態を示す説明図である。 本実施形態の管端成形方向により成形した管の使用例を示す断面図である。 本実施形態の管端成形方法との比較例を示す説明図である。

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は素管で、本実施形態では、肉厚ｔが０．８ｍｍの薄肉のパイプある。肉厚ｔは０．８ｍｍに限らず、１．２ｍｍや１．５ｍｍ等でもよく、薄肉のパイプであればよい。２は縮管型で、縮管型２には、縮管孔４とテーパ孔６と素管孔８とが同軸上に連接して形成されている。

縮管孔４の内径Ｄ１は素管１の外径Ｄ２よりも小さく（Ｄ１＜Ｄ２）、素管１の外径Ｄ２から肉厚ｔの４倍を減算した径（＝Ｄ２−４ｔ）よりも少し小さく形成されている。テーパ孔６は縮管孔４と素管孔８とを繋ぐテーパ状の孔で、テーパ角度θは３０〜７０度程度とすればよい。素管孔８は素管１を挿入可能な内径に形成されている。

図１に示す縮管工程では、図１（ａ）に示すように、素管１を素管孔８に挿入し、更に、図１（ｂ）に示すように、素管１をテーパ孔６を介して縮管孔４内に押し込む。これにより、素管１の管端側に管端へ向かって縮径するテーパ部１ｂとテーパ部１ｂから管端に至る小径管部１ａと成形される。縮管工程では、小径管部１ａとテーパ部１ｂとを成形するので、小径管部１ａの管端に波打つような凹凸は形成されず、小径管部１ａの管端を切断して平坦にする必要はない。

次に、密着拡管工程について、図２〜図４によって説明する。密着拡管工程では、抱き型２０とパンチ２１とを用い、図２に示すように、抱き型２０は拡管孔２２と素管孔２３とを備えている。

拡管孔２２は内径Ｄ３が素管１の外径Ｄ２よりも大きく（Ｄ２＜Ｄ３）、本実施形態では、拡管孔２２の内径Ｄ３は素管１の外径Ｄ２に肉厚ｔの２倍を加算した径から素管１の外径Ｄ２の１．４倍程度の範囲に形成されている（Ｄ３＝Ｄ２＋２ｔ〜１．４×Ｄ２）。拡管孔２２の深さは、縮管工程で成形される小径管部１ａとテーパ部１ｂとの軸方向長さよりも長く形成されている。

パンチ２１は位置決め部２４とストレート部２６とテーパ軸部２７と拡管部２８とを備え、位置決め部２４の外径は小径管部１ａ内に挿入可能な径に形成されると共に、位置決め部２４を小径管部１ａ内に挿入した際には、パンチ２１と素管１との位置決めができるように形成されている。

位置決め部２４とストレート部２６とは段部３０を介して連接されており、位置決め部２４を素管１に挿入した際に、段部３０が素管１の管端に接触できるように形成されている。ストレート部２６の直径は、拡管部２８の直径よりも小さく、小径管部１ａの外径とほぽ同じに形成されている。

拡管部２８の直径は、拡管孔２２の内径Ｄ３から素管１の肉厚ｔの４倍を減算した径（＝Ｄ３−４ｔ）程度に形成されている。テーパ軸部２７はストレート部２６と拡管部２８とを滑らかに接続するようにテーパ状等に形成されている。

密着拡管工程では、図２に示すように、縮管工程で小径管部１ａを形成した素管１を抱き型２０に装着する。抱き型２０には、素管孔２３に素管１を装着し、拡管孔２２にテーパ部１ｂを挿入する。少なくとも、テーパ部１ｂの素管１側が拡管孔２２内に挿入されているように装着するとよい。

パンチ２１の位置決め部２４を小径管部１ａ内に挿入して、段部３０を小径管部１ａの管端に接触させる。そして、小径管部１ａに軸方向の押圧力を付与することにより、図３（ａ）に示すように、テーパ部１ｂが折れ曲がり、小径管部１ａが素管１内に入り込む。その際、テーパ部１ｂの大径側が素管１の内側にＵ字状に折れ曲がり、テーパ部１ｂの小径側が素管１の外側にＵ字状に折れ曲がる。

小径管部１ａを押圧して小径管部１ａを素管１内に押し込むと、テーパ部１ｂの大径側が径方向外側に押し開かれて、拡管孔２２の内壁以上に、径方向外側に押し開かれるのを規制する。

図６に示すように、抱き型２０に拡管孔２２がない状態で、小径管部１ａを軸方向に押圧すると、テーパ部１ｂの小径側での折返し箇所がＵ字状ではなく、密着したＶ字状になり、小径管部１ａを押圧しても折返し箇所が移動せずに固定してしまうので、折返し成形ができなくなってしまう。

本実施形態では、図３（ａ）に示すように、テーパ部１ｂの大径側が素管１の内側にＵ字状に折れ曲がり、素管１の内側に折り返される。更に、素管１の外側にＵ字状に折れ曲げられて、小径管部１ａに連接する。段部３０を介して小径管部１ａを押圧すると、小径管部１ａが素管１の内側に入り込み、小径管部１ａの長さが順次短くなると共に、小径側のＵ字状に折れ曲げられている箇所が素管１の内部に向かって順次移動する。

パンチ２１を軸方向に更に移動して、図３（ｂ）に示すように、ストレート部２６が素管１内に挿入され、続いて、拡管部２８が挿入されると、拡管部２８がまず折返し箇所を径方向外側に拡管して素管１の外周を抱き型２０の拡管孔２２の内壁に押し付ける。

パンチ２１にストレート部２６を設けることなく、段部３０により小径管部１ａの管端を押し、パンチ２１の拡管部２８によりすぐに拡管すると、Ｕ字状に折れ曲がったテーパ部１ｂの大径側に割れが発生する場合がある。ストレート部２６を設けて段部３０と拡管部２８との間に距離を設けたことにより、割れの発生を防止できる。

更に、パンチ２１が移動されると、図４に示すように、小径管部１ａを折り返し、パンチ２１の拡管部２８が折り返された小径管部１ａと素管１とを径方向外側に拡管して拡管孔２２に押し付け、密着した二重管状に成形する。抱き型２０の拡管孔２２の内壁に押し付けて密着させるため、成形品の外径の精度が安定する。

このように、縮管工程でテーパ部１ｂと小径管部１ａとを形成すればよいので成形が容易で、また、密着拡管工程で小径管部１ａを折り返すと共に密着した二重管状に拡管成形するので、１工程で折返しと拡管とを行うことができ、少ない工程数で成形できると共に、パンチ２１にストレート部２６を設けたので、成形の際の割れを防止できる。

また、パンチ２１の先端に位置決め部２４を設けることにより、素管１との位置決めが容易にできる。パンチ２１に段部３０を設けることにより、位置決めしながら素管１の管端を容易に押圧できる。

このようにして二重管状に形成した素管１を、図５に示すように、フランジ３１の筒部３２に挿入し、筒部３２と二重管状の素管１とを隅肉溶接する。筒部３２が肉厚で、素管１が薄肉であっても、二重管状とすることにより肉厚が倍になるので、ＭＩＧ溶接を行っても、素管１が溶け落ちることなく、容易に全周溶接することができる。また、二重管状に成形しても、管端側は拡管しているので、素管１の内径と等しく、素管１を排気管等に使用しても、流路抵抗が増加するのを抑制できる。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１…素管 １ａ…小径管部
１ｂ…テーパ部 ２…縮管型
４…縮管孔 ６…テーパ孔
８…素管孔 ２０…抱き型
２１…パンチ ２２…拡管孔
２３…素管孔 ２４…位置決め部
２６…ストレート部 ２７…テーパ軸部
２８…拡管部 ３０…段部
３１…フランジ

Claims (5)

1. 素管の管端側を管端に向かって縮径するテーパ部とテーパ部から管端に至る小径管部とに縮管する縮管工程と、
   前記素管を抱き型の素管孔に装着すると共に、前記素管孔に連接する前記素管の外径より大きな内径の前記抱き型の拡管孔内に前記テーパ部の少なくとも一部を収納し、前記小径管部の管端をパンチにより軸方向に押圧して前記テーパ部から前記小径管部を前記素管の内側に折り返し、前記小径管部を折り返した後、更に、前記パンチを軸方向に移動して、前記パンチの拡管部を折り返した前記小径管部内に挿入し、前記抱き型の前記拡管孔内壁に押し付けて密着した二重管状に拡管する密着拡管工程と、を備えたことを特徴とする管端成形方法。
2. 前記パンチの先端に前記小径管部に挿入される位置決め部を設け、前記位置決め部を前記小径管部に挿入して、前記パンチと前記小径管部との位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載の管端成形方法。
3. 前記パンチには前記位置決め部と前記拡管部との間に段部を設け、前記段部を前記小径管部の管端に接触させて軸方向に押圧することを特徴とする請求項２に記載の管端成形方法。
4. 前記パンチには、前記段部と前記拡管部との間に前記拡管部より直径の小さなストレート部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の管端成形方法。
5. 前記パンチは前記小径管部の外径と前記ストレート部の外径とを略同一にしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の管端成形方法。

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