JP3620114B2

JP3620114B2 - パイプ加工方法

Info

Publication number: JP3620114B2
Application number: JP24180895A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　　誠; 吉孝黒田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JPH0985367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプの端部にフランジを形成するいわゆるバルジ加工にかかわるパイプ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平６−２６２２８２号公報、特開昭６１−１３７６２９号公報、特開平４−２２０１２０号公報、特開平５−３１５４７公報等に開示されている方法により、管（パイプ）を管端近傍で曲げた場合、図８（ａ）に示す様に、曲げ内周面側が突き出し、管端が管の軸方向に対し斜めに不揃いになる。例えば、直径Ｄ＝φ１７ｍｍ、肉厚＝１ｍｍのアルミパイプを１．５Ｄ曲げした場合には、不揃い部分の長さｈが２ｍｍ以上になる場合がある。
【０００３】
また、管は一般に他の管もしくは管継手（ジョイント）等と組み付けるために、図８（ｂ）に示す様に、バルジ形状（管直径より大きな膨らみ部；フランジ）を管端に形成するいわゆるバルジ加工を行なうが、前記の様に管端が斜めになっていると、バルジ加工がやりにくいばかりでなく、バルジ加工後の端面が不揃いとなり、組み付けに不具合が生じたり、継手部分が大きくなって継手部分をコンパクトにできなくなる。
【０００４】
そのため、通常は、図８（ｃ）に示す様に、端面切削を行なうか、或は図８（ｄ）に示す様に、曲げ加工に伴う端面の不揃いを予め見込んで、管端を予め斜めに加工した管を使用して曲管を製造している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記端面切削を行なうと、バリ取りや洗浄が必要となるため作業工程が増大しコストアップとなるという問題があり、また、管端を斜めに加工した管を使用する場合は、曲げに加えて管端の加工が必要となり、作業工程が増大しコストアップとなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、工程増大によりコストアップすることない簡便なパイプ加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１の発明は、
パイプの管端部を軸方向に押圧してフランジを形成するパイプ加工方法において、前記パイプの端部の余肉部分を、前記フランジの径方向及び／又は厚さ方向の形状に吸収するために、前記パイプの余肉部分が形成されている側にて張り出した及び／又は余肉部分が形成されている側にて深く設定されたリング状凹部を設けるとともに、前記パイプの形状に対応した孔状保持部を設けた治具を用い、該治具の孔状保持部に前記パイプを配置して、前記パイプの端部の余肉部分により不揃いとなった前記パイプの不揃いの管端部を、前記軸方向に押圧してフランジを成形する際に、前記不揃いの管端部の余肉部分を、前記治具のリング状凹部に押し込んで前記フランジ形状に吸収させて、前記フランジより先端側の管端部の端面を揃えることを特徴とするパイプ加工方法を要旨とする。
【０００９】
請求項２の発明は、
前記フランジを形成するために使用する治具の前記フランジ形状に対応するリング状凹部の体積を、前記不揃いの管端部の余肉部分の体積分増加させたことを特徴とする前記請求項１記載のパイプ加工方法を要旨とする。
【００１０】
請求項３の発明は、
パイプ形状に応じた孔状保持部と形成されるフランジ形状に応じたリング状凹部とを有する治具を用い、該治具の前記孔状保持部内に、管端部が不揃いのパイプを配置して固定した後に、前記固定したパイプに対して、前記不揃いの管端部側から拡管加工を行ない、更に、前記拡管を行なったパイプに対して、前記不揃いの管端部側から絞り加工を行ない、前記絞り加工を行なったパイプに対して、前記不揃いの管端部の端面を押圧してフランジの成形を行なう際に、前記不揃いの管端部の余肉部分を前記フランジ形状に吸収させることを特徴とする前記請求項１又は２記載のパイプ加工方法を要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明では、パイプの不揃いの管端部を軸方向に押圧してフランジを成形する際に、不揃いの管端部の余肉部分をフランジ形状に吸収させる。
ここでは、不揃いの管端部の余肉部分を吸収させるフランジ形状として、フランジの径方向の大きさを変えたり（例えば余肉のある側のフランジを径方向に伸ばす）、フランジの厚さを変更する（例えば余肉のある側のフランジを厚くする）。
つまり、本発明では、従来の様に、管端部の不揃いを切削により除去する必要がないため、従来よりも安価に且つ簡便にフランジ付きパイプを製造することができる。
【００１３】
請求項２の発明では、フランジを形成するために治具を使用するが、この治具にはフランジ形状に対応するリング状凹部が形成されている。そして、このリング状凹部の体積を、不揃いの管端部の余肉部分の体積分増加させることにより、即ち、不揃いの管端部の余肉部分の体積と通常の真円状のフランジの体積との和とすることにより、余肉部分をリング状凹部に吸収することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、まず、パイプ形状に応じた孔状保持部とフランジ形状に合わせたリング状凹部とを有する治具を用い、管端部が不揃いのパイプを、その孔状保持部内に固定し、その後、固定したパイプに対し、不揃いの管端部側を広げて拡管加工を行なうことにより、フランジの下側の起点となる角付けを行ない、その後、拡管を行なったパイプに対し、不揃いの管端部側を絞って絞り加工を行なうことにより、フランジの上側の起点となる角付けを行ない、その後、絞り加工を行なったパイプに対し、不揃いの管端部の端面を押圧してフランジの成形を行なって、不揃いの管端部の余肉部分を治具のリング状凹部に押し込む様にしてフランジ形状に吸収させる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明のパイプ加工方法を詳細に説明するために、実施例を図面とともに説明する。
（実施例１）
本実施例のパイプ加工方法を適用するパイプは、図１に示す様に、パイプ１の管端部にて（図の左側が突出する様に）斜めに不揃いになっているものであり、その斜めの余肉部分Ｙを、フランジ３（図４参照）に吸収させる様なバルジ加工を行なう。尚、本実施例では、直管の管端部が斜めになっている場合について説明する。
＜１．固定工程＞
図２（ａ）に示す様に、管端部が斜めに不揃いになったパイプ１を、第１治具５内に設けられた（パイプ１と同形状の）孔状保持部７内に配置して、軸方向及び回転方向に移動しない様に固定する。
【００１６】
この第１治具５は、図３に示す様に、形成するフランジ３の形状に対応したリング状凹部９を備えたものであり、従来の真円状で均一な厚さのリングとはその形状が大きく異なる。つまり、第１治具５のリング状凹部９は、余肉部分Ｙが形成されている側（図１及び図３における左側）にて、真円より半月状部分Ｈ（図３（ａ）の斜線部分）が、径方向寸法Ｄ１＜Ｄ２となる様に張り出すとともに、図３（ｂ）の左側の深さＬ２が右側の深さＬ１より大きな値（Ｌ１＜Ｌ２）に設定されている。尚、リング状凹部９の底面は、右側から左側へその深さの差の分だけ緩やかに傾いて下降している。
【００１７】
従って、図３（ｃ）に拡大して示す様に、本実施例におけるリング状凹部９の体積Ｖは、従来の通常の真円状の厚さが均一のリング部分の体積Ｖ０と、前記半月状部分Ｈの体積Ｖ１と深さの差に相当する体積Ｖ２とを合計したものとされている。つまり、この体積の増加分であるＶ１＋Ｖ２が、前記余肉部分Ｙの体積ＶＹと等しくなる様に設定されている。これは、後に詳述する様に、リング状凹部９によって形成されるフランジ３の体積とほぼ同様である。
＜２．拡管工程＞
次に、図２（ｂ）に示す様に、第１治具５の上部に突出するパイプ１に対し、第１治具５の内径より大きな内径を有する筒状の第２治具１１を外嵌する。そして、パイプ１の管端側より、先端部がカットされ且つテーパ状となった棒状の第３治具１３を圧入し、パイプ１の拡管を行なうとともに、フランジ３の下側の角付けを行なう。この角付けを行なう部分は、前記リング状凹部９における孔状保持部７側の段差の部分（例えば点Ｋ１，Ｋ２）である。
＜３．絞り工程＞
次に、図２（ｃ）に示す様に、第２治具１１及び第３治具１３を取り除き、リング状の凸部１５ａを有する棒状の第４治具１５を、パイプ１の管端側より挿入する。尚、この凸部１５ａの外径は、前記第２治具１１の内径より僅かに小径とされている。
【００１８】
この状態で、筒状の第５治具１７をパイプ１に外嵌する。尚、第５治具１７の内周面には、凸部１５ａの上面を押圧可能な様に環状の段差（その内径は前記凸部１５ａの外径と同一）１７ａが形成してある。また、第５治具１７の内周面の先端側は、テーパ状に斜めにカットされており、このカット部分は、図の左側の高さＬ４の方が右側の高さＬ３より大きく（Ｌ３＜Ｌ４）なる様に設定されている。
【００１９】
従って、外側の第５治具１７を下方に押圧することによって、その段差１７ａにて凸部１５ａの上面に当接して、内側の第４治具１５を押圧し、それによってパイプ１の端部を押圧して、パイプ１を押し曲げてフランジ３の上側の角付けを行なう。この角付けを行なう部分は、前記カット部分の上部（例えば点Ｋ３，Ｋ４）である。
【００２０】
尚、本実施例では、フランジ３を形成する部分の（図の）上側のパイプ１の径を下側のパイプ１の径より大きくなる様に絞っているが、同じ径となる様に絞ってもよい。更に、上側のパイプ１の径を下側のパイプ１の径より小さくなる様に絞る場合は、上記＜２．拡管工程＞は実施する必要がない。
＜４．成形工程＞
次に、図２（ｄ）に示す様に、第４治具１５及び第５治具１７を取り除き、棒状の第６治具１９を、パイプ１の管端側より挿入する。尚、この第６治具１９は、先端側の小径の部分と後端側の大径の部分とから構成されている。
【００２１】
この状態で、内周面側に段差２１ａを有する筒状の第７治具２１をパイプ１に外嵌するとともに、第７治具２１の段差２１ａにてパイプ１の上端面を下方に押圧する。それによって、パイプ１の上端部は、徐々に曲げられて第１治具５のリング状凹部９内に押し込まれ、フランジ３が形成される。
【００２２】
この様にしてバルジ加工されてフランジ３が形成されたパイプ１を、図４に示すが、フランジ３の形状は、上述した第１治具５のリング状凹部９とほぼ同様な形状をしている。
つまり、従来の真円状で均一な厚さのフランジに比べて、本実施例におけるフランジ３は、図４（ａ）の右側が半月状に突出しており、図４（ｂ）の左側の厚さが右側より厚くなっている。
【００２３】
即ち、本実施例では、管端部が不揃いなパイプ１に対してバルジ加工を行なう際に、予めその余肉部分Ｙに相当する体積ＶＹをフランジ３の形状に吸収する様に、第１治具５のリング状凹部９の形状（即ち、余肉部分Ｙの側の径方向の寸法及び厚さ）を決定している。
【００２４】
従って、実際にパイプ１の管端部を押圧してバルジ加工を行なうことによって、余肉部分Ｙはフランジ３の径方向や厚さ方向の形状の変化として吸収されるので、管端部（図４（ｂ）におけるフランジ３より上側の部分）の厚さを均一にすることができる。
【００２５】
また、本実施例における、各寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｄ１，Ｄ２に関しては、余肉部分Ｙの体積ＶＹをフランジ３の（真円状で均一の厚さのリングからの）変形部分に吸収できればよく、その吸収できる範囲で適宜決定すればよい。
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。
【００２６】
本実施例のパイプ加工方法は、前記実施例１の様な直管ではなく、直管を略垂直に曲げた曲管のバルジ加工方法に関するものである。
一般に、直管を曲げた場合には、その内径側と外径側とに長さの差があるので、管端部に不揃いな余肉部分が発生する。
【００２７】
本実施例は、この様な曲管を形成した過程にて発生した不揃いな管端部に対し、図５に示す様なフランジ３１を形成するバルジ加工を施すものであり、その加工方法は、前記実施例１とほぼ同一である。
但し、バルジ加工を施すパイプ３３は、曲管であるので、使用する治具が多少異なる。つまり、本実施例では、前記実施例１の第１治具５に代えて、その孔状保持部が曲管と同形状に曲がった治具（図示せず）を使用する。尚、本実施例のパイプ３３は、バルジ加工後においても、フランジ３１の（図の）上側と下側におけるパイプ３３の径に変化はなく同一である。
【００２８】
従って、本実施例では、バルジ加工の際に、管端部の不揃いな余肉部分を、前記実施例１と同様に、フランジ３１の余肉部分側における径方向の寸法の増加（図の斜線部分）及び厚さの増加により吸収することができるので、管端部（フランジ３１の上側の部分）の厚さを均一にすることができる。
【００２９】
尚、上記以外の手順等は、前記実施例１と同様であるので説明は省略する。
（実施例３）
次に、実施例３について説明する。
本実施例のパイプ加工方法は、前記実施例２と同様な曲管のバルジ加工方法に関するものであるが、形成するフランジの形状が多少異なる。
【００３０】
図６に示す様に、本実施例の方法にて加工されたフランジ４１は、厚さは均一であるが、余肉部分側の径方向の寸法（図の斜線部分）のみが増大している。つまり、このフランジ形状に応じたリング状凹部を有する第１治具（図示せず）を用いることにより、余肉部分をフランジ形状に吸収することができる。
【００３１】
特に本実施例では、形成されるフランジ４１の厚さが均一であるので、管端からフランジ４１の下面までの長さが全周にわたって同じである。従って、その様な構造の接続部分を有するジョイントや他のパイプの接続に有利である。
尚、上記以外の手順等は、前記実施例２と同様であるので説明は省略する。
（実施例４）
次に、実施例４について説明する。
【００３２】
本実施例のパイプ加工方法は、前記実施例２と同様な曲管のバルジ加工方法に関するものであるが、形成するフランジの形状が多少異なる。
図７に示す様に、本実施例の方法にて加工されたフランジ５１は、径方向の寸法は均一（真円状）であるが、余肉部分側の厚さのみが増大している。つまり、このフランジ形状に応じたリング状凹部を有する第１治具（図示せず）を用いることにより、余肉部分をフランジ形状に吸収することができる。
【００３３】
特に本実施例では、形成されるフランジ５１は真円状であるので、軸方向と垂直の断面が真円状の接続部分を有するジョイントや他のパイプの接続に有利である。
尚、上記以外の手順等は、前記実施例２と同様であるので説明は省略する。
【００３４】
また、本発明は前記実施例になんら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の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記各実施例では、鍔状のフランジを形成したが、その形状に限るものではなく、余肉部分を吸収できる各種のフランジ形状を適宜採用することができる。
【００３５】
また、上述した実施例では、「拡管→絞り→成形」という３工程でバルジ加工を行なう方法を示したが、使用するパイプの加工性や成形するフランジの形状に応じて、隣接する工程を組み合わせて工程短縮することも可能である。
更に、形成するフランジは通常１個であるが、場合によっては、複数のフランジを形成しても差し支えない。
【００３６】
尚、図９に示す様に、端面が不揃いの管は、治具で管の内外径を拘束しながら、心金を用いて管端を押圧することで、管壁が内径側に座屈するのを防止して、不揃いの余肉部分を管壁厚の増大により吸収して管端の不揃いを矯正する方法が考えられるが、この余肉部分を管壁厚の増大により吸収して管端の不揃いを矯正した管に対してバルジ加工を行なった場合には、管の肉厚差が大きいために、この肉厚差が座屈に対する剛性差となり、バルジ加工部の変形に差が生じて、形状精度を悪化させることがあった。また、管端部分は、他の管や管継手を接続するためにＯリングを嵌め込むことがあるので、高い真円度が要求されるが、上記の様な変形があると、十分な真円度が得られず、Ｏリングによるシール性能が確保できなくなることもあった。
【００３７】
しかし、本発明では、不揃いの余肉部分をフランジ形状に吸収させることにより、端面の揃ったフランジ付きパイプを得ることができる。また、フランジより先端側の管壁厚の増大を最小限に抑えることができるので、管壁厚の差に起因する変形の発生を抑制することができる。これにより、フランジより先端側の管形状（とりわけ外周面の円筒度）を精度よく形成できるので、Ｏリング等を介して相手部品との接続を好適に行なうことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した様に、本発明のパイプ加工方法によれば、管端に不揃いな余肉部分がある場合でも、不揃いを解消して好適にバルジ加工を行なうことができる。つまり、本発明においては、端面切削を行なわないため、バリ取りや洗浄が不要となり、これにより従来の作業工程増大によるコストアップは免れることができ、また、管端を斜めに加工して作業しなくともよいから、作業工程は増大せず、従来のコストアップは発生しない。これにより、従来より安価で且つ簡便にフランジ付きパイプを製造可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の直管のパイプを示す断面図である。
【図２】実施例１のパイプ加工方法の手順を示す説明図である。
【図３】実施例１の第１治具を示し、（ａ）はそのリング状凹部の平面図、（ｂ）はリング状凹部の断面図、（ｃ）はリング状凹部を拡大して示す説明図である。
【図４】実施例１のパイプの端部を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図である。
【図５】実施例２のパイプを示し、（ａ）はその端部の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図である。
【図６】実施例３のパイプを示し、（ａ）はその端部の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図である。
【図７】実施例４のパイプを示し、（ａ）はその端部の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図である。
【図８】従来技術を示す説明図である。
【図９】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１，３３…パイプ
３，３１，４１，５１…フランジ
５…第１治具
７…孔状保持部
９…リング状凹部
１１…第２治具
１３…第３治具
１５…第４治具
１７…第５治具
１９…第６治具
２１…第７治具
Ｙ…余肉部分

Claims

パイプの管端部を軸方向に押圧してフランジを形成するパイプ加工方法において、
前記パイプの端部の余肉部分を、前記フランジの径方向及び／又は厚さ方向の形状に吸収するために、前記パイプの余肉部分が形成されている側にて張り出した及び／又は余肉部分が形成されている側にて深く設定されたリング状凹部を設けるとともに、前記パイプの形状に対応した孔状保持部を設けた治具を用い、
該治具の孔状保持部に前記パイプを配置して、前記パイプの端部の余肉部分により不揃いとなった前記パイプの不揃いの管端部を、前記軸方向に押圧してフランジを成形する際に、
前記不揃いの管端部の余肉部分を、前記治具のリング状凹部に押し込んで前記フランジ形状に吸収させて、前記フランジより先端側の管端部の端面を揃えることを特徴とするパイプ加工方法。
前記フランジを形成するために使用する治具の前記フランジ形状に対応するリング状凹部の体積を、前記不揃いの管端部の余肉部分の体積分増加させたことを特徴とする前記請求項１記載のパイプ加工方法。
パイプ形状に応じた孔状保持部と形成されるフランジ形状に応じたリング状凹部とを有する治具を用い、該治具の前記孔状保持部内に、管端部が不揃いのパイプを配置して固定した後に、前記固定したパイプに対して、前記不揃いの管端部側から拡管加工を行ない、更に、前記拡管を行なったパイプに対して、前記不揃いの管端部側から絞り加工を行ない、前記絞り加工を行なったパイプに対して、前記不揃いの管端部の端面を押圧してフランジの成形を行なう際に、前記不揃いの管端部の余肉部分を前記フランジ形状に吸収させることを特徴とする前記請求項１又は２記載のパイプ加工方法。