JP3704781B2 - パイプ加工方法及びその加工方法に用いる装置及びジョイントコネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の属する技術分野】
本発明は、例えば熱交換器等に使用されるパイプの曲げ等を行なうパイプ加工方法及びその加工方法に用いる装置及びジョイントコネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車のエンジンルーム内の高密度化及びクーラ等の各種熱交換器の複雑化により、配管に割けるスペースは減少傾向にある。
また、これらの状況において、配管のデッドスペース（曲げのために必要とされる空間）の極小化や、配管取り回しの自由度向上のために、配管曲げＲ（即ち配管の曲率半径）の極小化へのニーズが高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、配管の曲げ加工において曲げＲを小さくすると、曲げた場合のパイプの外側部分（以下曲げ外側部と称す）の板厚が極端に減少したり、曲げた場合のパイプの内側部分（以下曲げ内側部と称す）が座屈する不具合が発生する。
【０００４】
つまり、パイプは、通常パイプベンダー等を用いて曲げ加工が行なわれるが、パイプの材料の伸び率、パイプの外径及びパイプの肉厚等によって最小曲率半径が決定され、この最小曲率半径以下に曲げるとパイプが潰れてしまって、曲げ加工が不可能であるという問題があった。
【０００５】
この対策として、例えば図２８（ａ），（ｂ）に示す様に、２部品を接合する加工を行なうことによって、Ｒ極小エルボ部品を得ることはできるが、作業工程が増大して、大幅なコストアップを招き、量産品には向かないという問題がある。
【０００６】
また、これとは別に、コストダウン及び量産化を目的として、特開昭６１−１３７６２９号公報に記載の技術が提案されている。この技術は、被加工パイプ内に弾性体を配置してパイプを曲げるという方法であり、小さなＲの曲げ加工は可能であるが、作業の手間が増大するという問題がある。つまり、この方法では、予め被加工パイプに弾性体を挿入する作業、挿入した弾性体を支えるために加工する反対の管端から弾性体を保持する作業、加工後に弾性体を取り除く作業等の弾性体挿入・除去の作業が必要になり、作業能率が低下したりコストアップを招くという問題がある。また、弾性体を保持する必要があるため、曲げ節点の多い部品には適用することができないという問題もある。
【０００７】
更に、他の先行技術としては、特開平６−２６２２８２号公報記載の様に、湾曲部を備えたパイプ中間体を形成した後にスプール加工を行なって湾曲部を整形する方法や、特開平４−２２０１２０号公報記載の様に、曲げ加工時に曲げ型とクランプ型で構成するクランプ部においてワークが前方に滑り移動して曲げ加工を行なう方法等があるが、いずれの方法も極小Ｒ曲げの問題点の一つである曲げ内側の座屈を防止して真円度を向上する点に関しては効果があると思われるものの、もう一つの問題点である曲げ外側の割れ防止については何ら解決案を示すものではない。即ち、材料固有の伸び率により成形可能な極小曲げＲが決まるため、ステンレス・軟鋼等の伸び量の大きい材料には適用可能であるものの、アルミニウム等の材料伸びの小さな材料には適用できないという欠点がある。
【０００８】
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、材料の伸び量の大小とは無関係に、且つ弾性体挿入等の特殊設備・機構を設けずに、即ち、現状設備の微改造によりＲ極小エルボ形状を得ることができるパイプ加工法及びその加工方法に用いる装置及びジョイントコネクタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、第１工程にて、長尺パイプ等の例えば管端近傍を、例えばＮＣベンダー等を用いて、最小曲率半径より大きな曲率半径で曲げて、大Ｒのエルボ部を形成する。即ち、曲げ外側部の板厚の極端な減少や割れ、パイプの大きなくびれ、又は曲げ内側部の座屈が発生しない領域にて、図１（ａ）に示す様に、大きな曲率半径（Ｒ）で曲げて大Ｒのエルボ部を形成する。次に、第２工程にて、パイプの曲げ側壁を拘束しながら、管端方向からパイプの管端部を押圧することにより、図１（ｂ）に示す様に、大Ｒのエルボ部の曲げ内側部をへこませるとともに、曲げ外側部を拘束治具の内部空間に広げて、小さな曲率半径で曲げてエルボ部を小Ｒ（極小Ｒ）に整形する。
【００１０】
つまり、本発明では、第２工程にて、パイプの（曲げ方向とは垂直方向である）側面が広がらない様に拘束した状態で、押圧部材等を用いて、管端方向から管端部（例えば端面）を押圧することによって、曲げ内側部が座屈することなく極小Ｒにてパイプを曲げることができる。
【００１１】
また、この場合、図１（ｂ）に示す様に、パイプの曲げ内側部は９０゜より小さい角度まで曲げられるので、パイプを曲げる場合のデッドスペース（図１（ａ）の斜線部分）がなくなるという利点がある。
従って、本発明によれば、材料の伸び量の大小とは無関係に、且つ現状設備の微改造によりＲ極小エルボ形状を得ることができるという顕著な効果を奏する。
【００１２】
請求項２の発明では、小Ｒのエルボ部の曲率半径を、１．５Ｄ未満とすることができるので、極めて小さなＲに対応することが可能である。
請求項３の発明では、第２工程の加工により、図１（ｂ）に示す様に、パイプの管端側のストレート部分が曲げ内側部に食い込み、その食い込み部分の断面形状が角形状となるので、小さなＲの場合でも、座屈等の発生を防止することができる。
【００１３】
つまり、一旦パイプが略四角形状に成形されると、その四角形状を変更するためには極めて大きな力を必要とするので、その以上の座屈等の許容できない変形が防止され、それによって、好適にＲ極小エルボ部の形成が可能となる。
請求項４の発明では、第２工程の後に、第３工程にて、パイプの曲げ側壁を拘束しながら、図１（ｃ）に示す様な管端部の整形加工を行なうので、座屈等の不具合が発生することなく、他のパイプと嵌合させるための管端部の整形が容易である。
【００１４】
請求項５の発明では、第３工程の加工として、パイプの管端部を鍔状に形成するいわゆるバルジ加工を採用することができる。
請求項６の発明は、パイプ加工方法の第１工程によって加工された大Ｒのエルボ部を有するＬ字状のパイプを固定する装置であり、この装置には、その内部の空間に面して、パイプの曲げ側壁の側方向（即ち曲げ方向に対して垂直方向）への拡開を規制する拘束壁を有するので、曲げ側壁を拘束した状態にて、前記第２工程における加工を容易に行なうことができる。
【００１５】
請求項７の発明では、装置の内部の空間において、大Ｒのエルボ部の曲げ外側部の外側を覆うように、円弧状にカーブする曲げ空間を有するので、例えば曲げ外側部の内側面をパンチ等によって押圧することにより、曲げ外側部を曲げ空間内に広げる様にして、パイプの曲げ外側部を滑らかに曲げることができる。
【００１６】
請求項８の発明では、パンチ等の押圧部材によって、パイプの管端側から管端部を押圧することにより、例えば長尺パイプの管端側のストレート部分を曲げ内側部に食い込ませる様にして、第２工程における小さなＲの曲げを行なうことができる。
【００１７】
請求項９の発明では、パイプの管端側から管内部に挿入される押圧部材が、パイプの曲げ外側部の内側面を押圧する内側押圧部を有するので、例えば第２工程において、パイプの曲げ外側部を滑らかに曲げることができる。
請求項１０の発明では、第２工程にて、下パイプ保持部にて、エルボ部の曲げ方向外側部分の外面側及び長尺側ストレートの下面側を保持する。つまり、パイプの下側半分程度と（曲げられて立設された状態の）パイプの側面の半分程度とを保持する。また、上パイプ保持部にて、エルボ部の曲げ方向内側部分の外面側及び長尺側ストレートの上面側を保持する。これにより、下パイプ保持部及び上パイプ保持部でパイプをしっかりと挟持することができるので、第２工程の加工を容易に行なうことができる。
【００１８】
請求項１１の発明では、第１工程にて曲げられたパイプの管端部は、上パイプ保持部の貫通孔内に配置されてしっかりと固定されるので、この状態で、貫通孔にパンチ等の押圧部材を圧入してパイプの端面等を押圧することにより、パイプの小Ｒ曲げを行なうことができる。
【００１９】
請求項１２の発明では、下パイプ保持部は、第２工程の後のエルボ部の曲げ側壁を拘束できる形状であるので、その後の第３工程においても、しっかりとパイプを保持して必要な管端部の加工を行なうことができる。
請求項１３の発明では、第２工程の後に、パイプの管端部に他のパイプと嵌合させるための整形加工を行なう第３工程にて、下パイプ保持部の上に、バルジ形状を整形するための治具を装着する。よって、第２工程と第３工程において、同じ下パイプ保持部を治具として使用できるので、生産性が向上するという効果がある。
【００２０】
請求項１４の発明では、第２工程の後に、パイプの管端部にジョイントコネクタを装着するので、ジョイントコネクタを備えたパイプを容易に加工することができる。また、例えばクーラ配管の接続の際には、通常のバルジ加工された管端部だけでなく、このジョイントコネクタを使用してより強固な接続を行なうことができる。
【００２１】
請求項１５の発明では、第３工程にて、ジョイントコネクタが挿入された状態で、パイプの曲げ側壁を拘束しながら他のパイプと嵌合させるための管端部の整形加工を行なうので、ジョイントコネクタの装着及び管端部の加工を同時に行なうことができ、生産性が向上するという利点がある。
【００２２】
請求項１６の発明では、第３工程の管端部の整形加工の際に、ジョイントコネクタ及びパイプを固定する治具を用いるので、ジョイントコネクタの装着及び管端部の加工を同時に行なうことができ、生産性が向上するという利点がある。
請求項１７の発明では、下パイプ保持部にて、エルボ部の曲げ方向外側部分の外面側及び長尺側ストレートの下面側を保持するとともに、クランプにて、下パイプ保持部の上方からパイプを押圧する。これにより、パイプを挟持することができるので、第２工程の加工を容易に行なうことができる。
【００２３】
請求項１８の発明では、下パイプ保持部とクランプとにより挟持されたパイプの管端部にスリーブを嵌挿し、このスリーブの貫通孔から押圧部材を圧入して小Ｒ曲げを行なうことができる。
請求項１９の発明では、第２工程の後に、パイプの管端部にジョイントコネクタを取り付けてクランプにて固定した状態で、第３工程の管端部の整形加工を行なうので、連続的に加工を行なうことができ生産性が向上する。つまり、第２工程と第３工程とで下パイプ保持部を取り替える必要が無いので、作業能率が向上する。
【００２４】
請求項２０の発明では、ジョイントコネクタが、第１孔部を有する厚肉部と第２孔部を有する薄肉部とを備えており、この第２孔部にて、パイプの管端部を回動可能に保持することができる。従って、ジョイントコネクタの向きを同一平面内でかなり自由に変更することができるので、接続する対象が広くなるという効果がある。よって、例えば各種のクーラ配管等にも僅かな種類のジョイントコネクタを用意すれば足りるので、コスト的に有利である。
【００２５】
請求項２１の発明では、ジョイントコネクタが、第１孔部を有する厚肉部と第２孔部を有する薄肉部と板状部とを備えており、この第２孔部にて、パイプの管端部を保持するとともに、板状部にはパイプの回動を規制する例えばパイプの側面が嵌り込む溝等の規制部を備えている。従って、パイプを保持方向をしっかりと規定することができるという利点がある。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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）
実施例１のパイプ加工方法は、例えば図２に示す様な、「長尺パイプの管端に曲率半径（Ｒ）の小さい（Ｒ＜１．５Ｄ；但しＤは管直径）エルボ部のある部品」を、高生産性かつ低コストで得ようとする加工方法である。
【００２７】
ａ）本実施例では、まず、図１（ａ）に示す様に、長尺のパイプ１の管端部３近傍を、破損や座屈等の不具合が生じない最小曲率半径より大きな曲率半径で曲げた後（第１工程における第１曲げ）、図１（ｂ）に示す様に、押圧部材であるパンチ５によって管端方向から管端部３の端面３ａを圧縮することにより、小Ｒ曲げを行ない（第２工程における第２曲げ）、その後、図１（ｃ）に示す様に、管端部３の整形を行なう。以下、その方法及び該加工に使用する装置について詳細に説明する。
【００２８】
(1)（第１工程）
まず、通常のＮＣベンダー等を用いて、エルボ部９の曲げ外側部９ａの板厚減少により割れが発生せず、且つ曲げ内側部９ｂに座屈が発生しない曲率半径で曲げて、第１曲げを行なう。具体的には、材質・板厚により最小曲率半径（限界曲げＲ）は異なるが、例えば材質：Ａ３００３−０，管径：φ１７，板厚：１・０の場合、限界曲げ中心Ｒは約１．５Ｄ（但しＤは管の直径）である。これによって、図１（ａ）に示す様な大きくカーブするパイプ形状となる。
【００２９】
(2)（第２工程）
次に、第１曲げを行なったパイプ１を、例えば図３に示す様な左右に分割可能な拘束治具７を用いて、拘束治具７の内部のＬ字状の筒状の空間７ａ内にて、第１曲げにより成形されたエルボ部９の曲げ側壁１１を外側から挟んで拘束した状態で固定する。従って、拘束治具７の筒状の空間７ａの（エルボ部９に対応する）側方部分が拘束壁（図示せず）となる。また、この時、エルボ部９の曲げ外側部９ａの外側部分には、円弧状に広がる曲げ空間７ｂが存在している。
【００３０】
次に、拘束治具７によって固定されたパイプ１の開口部１ａより、芯金付き端面圧縮用のパンチ５を挿入し、パンチ５の段部５ａにて管端部３の端面３ａを押し込みながら、前記第１曲げにて成形されたエルボ部９の曲げ内側部９ｂをへこませて、第２曲げ（小Ｒ曲げ）を行なう。このパンチ５の先端側の形状は、パイプ１の曲げ外側部９ａに対応した形状とされており、パンチ５が管端部３を押圧する時に、同時に、曲げ外側部９ａをその内側面から前記曲げ空間７ｂに広げる様に押圧する。
【００３１】
これによって、図１（ｂ）に示すパイプ形状となる。即ち、曲げ内側部９ｂは、その角度が９０゜よりも狭くなる様に曲がり、パイプ１の水平に伸びる長尺側ストレート部１４の上面より下方に移動する。
(3)（第３工程）
次に、対となるパイプと嵌合させるために、管端部３の整形を行なう。この加工は、図４に示す様に、前記図３と類似の拘束治具１７にて、前記第２曲げされたエルボ部９の曲げ側壁１１の両側を拘束する。尚、この拘束治具１７は、バルジ（鍔部）１９を形成する部分に環状の段差１７ａが設けてある点が前記拘束治具７と大きく異なる。
【００３２】
そして、整形したい形状に応じた各種のパンチを管端方向から挿入して、拡管，絞り，成形の各工程を経ることにより、所望のバルジ１９の形状を得る。
次に、このバルジ形成工程について、詳しく述べる。
図５（ａ）に示す様に、まず、第１外パンチ２１を、拘束治具１７の凹部１７ｂ内にて、パイプ１に対して僅かの隙間を保って外嵌する。ついで、パイプ１の内径より大きな径の第１内パンチ２３をパイプ１の内側に挿入して、段差１７ａの位置までのパイプ１を外側に広げる（拡管工程）。
【００３３】
次に、図５（ｂ）に示す様に、第２内パンチ２５の段差２５ａにて、パイプ１の端面１ａを押圧するとともに、第１外パンチ２１の内径より小さな内径の第２外パンチ２７をパイプ１に外嵌することによりパイプ１を絞り、それとともに、傾斜面２７ａの内側にてパイプ１を緩やかに曲げる（絞り工程）。
【００３４】
次に、図５（ｃ）に示す様に、第３内パンチ２９をパイプ１に内嵌した状態で、第３外パンチ３１の段差３１ａにてパイプ１の端面１ａを押圧して、段差１７ａ部分にてパイプ１を折曲げてバルジ１９を形成する。
この様に、本実施例では、最小曲率半径より大きな曲率半径での曲げ加工（第１工程）の後、拘束治具７にてエルボ部９の曲げ側壁１１を拘束した状態で、管端方向から押圧加工する（第２工程）という、非常に簡単な方法にて、低コストで見かけ上曲げ内側部９ｂの曲率半径をゼロに加工する、即ちデッドスペースを無くすることができるという顕著な効果を奏する。つまり、本実施例では、安定して且つ高生産性にて、極小Ｒのエルボ部９を有するパイプ１を製造することができる。
【００３５】
また、第２工程の後に、エルボ部９の曲げ側壁１１を拘束した状態で、各種のパンチを用いて、座屈を生ずることなく、容易に管端部３にバルジ１９を形成できるという利点がある。
ｂ）次に、本実施例において、極小Ｒのエルボ部９を有するパイプ１を、安定して、また高生産性で得られる理由を示す。
【００３６】
前記第１曲げにて得られたエルボ部９の曲げ壁面１１を外側から拘束した後、パンチ５により押圧すると、図６（ａ）に示す様に、管端側ストレート部４が、長尺側ストレート部１４と直角に交わる部分（曲げ内側部９ｂ）に食い込んでいこうとする。これにより曲げ内側部９ｂは、側方に広がる楕円形状に変形しようとするが、前記拘束治具７により曲げ側壁１１を拘束してあるため、この部分が拘束治具７と張り合い、図６（ｂ）に示す様に、角形状が成形される。この部分は、全体が滑らかなＲ形状であるのに対し特異点形状となり、この角形状の成形以降は、管端側ストレート部４が曲げ内側部９ｂの内側へ大きくへこもうとする座屈現象の抑制ができるので、安定的に図６（ｂ）に示す形状が得られる。
【００３７】
この時、パンチ５の先端部が、エルボ部９の曲げ外側部９ａの内側面を押圧し、曲げ外側部９ａに相当するＲ形状を成形する様にすると、更に良好な形状が得られる。ここで良好な形状とは、極端な断面積・形状変化がなく、パイプ１内に流れる流体に抵抗を極端に増加させない形状である。
【００３８】
次に、管端部３の整形について説明する。この場合も、前記第１曲げ加工と同様に、曲げ側壁１１を拘束して管端部３から整形したい形状に応じた各種のパンチを挿入し所望の形状を得る。この加工においても、前記図６（ｂ）に示す特異点形状があるために、バルジ１９等を行なう加工力に対する抵抗力となり、曲げ内側部９ｂへの座屈を防止できる。
【００３９】
ｃ）次に、本実施例のパイプ加工方法の効果を確認するために行なった実験例について説明する。
この実験では、まず、図７（ａ）に示す様に、第１曲げを行なったパイプ１に対し、その板厚分布を測定した。測定は、パイプ１に沿って図７（ａ）に示す１８箇所で行なった。その結果を下記表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
次に、第２曲げ及び管端バルジ加工を行なったパイプ１に対し、同様に板厚分布を測定した。測定は、パイプ１に沿って図７（ｂ）に示す１０箇所で行なった。その結果を下記表２に示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
この表１及び表２から明らかな様に、第１曲げにより約７０％以上確保された（曲げ外側部９ａ近傍の）板厚が、その後の加工により減少していないことがわかる。つまり、本実施例のパイプ加工方法では、安定して且つ高生産性を保ちながら、見かけ上曲げ内側部９ｂのＲをゼロとし、且つ板厚減少が従来の曲げ加工以下に抑制できることが分かる。
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。
【００４４】
本実施例のパイプ加工方法は、前記実施例１の(1) 〜 (4)の工程を、ロボット等の装置を用いて、連続した工程で行なうものである。
図８に示す様に、この連続工程を構成する装置では、まず、パイプ供給機４１により供給されたパイプ１を、ＮＣベンダー４３により、前記第１曲げに該当する曲げを含めた多節の曲げ加工を行なう。
【００４５】
その後、ロボット等の搬送装置４５により、管端加工装置４７に搬送する。そして、この管端加工装置４７にて、第２曲げ及び管端バルジ加工を、タレット方式等により次々にパンチを挿入して行なう。
この様に、本実施例では、連続的にパイプ１の加工を行なうことができるとともに、従来のバルジ加工用タレットステージに、１工程（即ち小Ｒ曲げ工程）を追加するだけで、全ての加工を行なうことができるという利点がある。
（実施例３）
次に、実施例３について説明する。
【００４６】
本実施例では、パイプ１を第１曲げにおいて、図９に示す様に、エルボ部９に到る管端部３の所定範囲（例えばエルボ部９を中心に左右同じ長さ）まで、曲げ方向の寸法Ａより曲げと垂直の方向の寸法Ｂが小さくなる様な楕円形状に整形しておく。それによって、第２曲げ（小Ｒ曲げ）において、曲げ内側部９ｂの座屈を抑制する剛性が向上し、良好な小Ｒ曲げ形状が得られる。
【００４７】
尚、この実施例においては、第１曲げにおいて管端部３を楕円形状に整形しておいても、小Ｒ曲げ及び管端部整形（管端バルジ加工）において、真円の芯金（およびそれに対応する嵌合治具）を挿入することにより、楕円部分が真円に再整形されるため、実施例１と同様な形状が得られる。
（実施例４）
次に、実施例４について説明する。
【００４８】
前記実施例１では、小Ｒ曲げと管端部３の整形に用いる拘束治具は異なるものであったが、本実施例では、同一のものを用いる。具体的には、管端部３の整形の際に使用した段部１７ａのある拘束治具１７を用いる。
尚、同一の治具を用いることができるか否かは管端部３の整形形状によるが、前記実施例１に示したバルジ形状では同一治具を用いることができる。
【００４９】
この様に、同一治具を用いた場合、被加工物であるパイプ１の持ち替えを行なう必要がなくなり、更に作業能率が向上するので、コストダウンに寄与する。
（実施例５）
次に、実施例５について説明する。
【００５０】
本実施例は、管端部の整形形状に依存せずに拘束治具を共用化できる技術である。
ａ）まず、本実施例に使用する治具等について説明する。
パイプのエルボ部を小Ｒ形状に整形する第２工程に用いる装置として、図１０に示す様に、パイプ１００の下半分を拘束する拘束治具である下パイプ保持部１０２と、パイプ１００の上半分及ぶ管端部１００ａを拘束するスリーブである上パイプ保持部１０３と、パイプ端面を押圧するパンチ１０４とを用いる。
【００５１】
また、パイプ１００の管端部１００ａを整形する第３工程に用いる装置として、図１１に示す様に、パイプ１００の下半分を拘束する前述の下パイプ保持部１０２と、バルジ形状の鍔部１００ｆを支えるバルジ用治具１０５と、バルジ形状を整形するパンチ１０６及びスリーブ１０７とを用いる。
ｂ）次に、本実施例のパイプ加工方法を説明する。
【００５２】
(1)まず、第２工程を説明する。
図１０（ａ）に示す様に、拘束治具である下パイプ保持部１０２に、前記実施例１の第１工程と同様にして曲げられたパイプ１００を配置する。
下パイプ保持部１０２は、図１２に示す様に、パイプ１００の横投影形状（Ｌ形状）の約半分を覆う形状である。つまり、断面Ｌ形状の部材の中央に、パイプ１００の下半分及び（図の左側面である）横半分が嵌る溝１０２ａが形成されている。尚、溝１０２ａの上端の周囲には、第３工程のバルジ加工のための半鍔形状の切欠１０２ｂが形成されている。
【００５３】
(2)そして、図１０（ｂ）に示す様に、下パイプ保持部１０２の溝１０２ａにパイプ１００を配置した状態で、上方より上パイプ保持部（スリーブ）１０３を下降させて、上下のパイプ保持部１０２，１０３でパイプ１００を挟む様にして、パイプを固定する。
【００５４】
この上パイプ保持部１０３には、図１０（ａ）に示す様に、パイプ１００の管端部１００ａが挿入される（上下方向に貫通する）挿入孔１０３ａと、挿入孔１０３ａの下端から側方向に伸びてパイプ１００の上半分及び（図の右側面である）横半分が嵌る溝１０３ｂとが形成されている。尚、挿入孔１０３ａの下端の周囲には、前記半鍔形状の切欠１０２ｂと対応する半鍔形状の凸部１０３ｃが形成されている。
【００５５】
(3)次に、この状態で、図１０（ｂ）及び図１３に示す様に、パンチ１０４を、挿入孔１０３ａに挿入し、前記実施例１と同様にして、エルボ部１００ｂの曲げ外側部１００ｃにおける小Ｒ曲げ加工を行なう。
(4)これにより、図１０（ｃ）に示す様に、エルボ部１００ｂの曲げ内側部１００ｄは、長尺ストレート部１００ｅの上面より下方に移動して直角状に曲げられる。その後、上パイプ保持部１０３を上方に移動させる。尚、パンチ１０４及び上パイプ保持部１０３を上昇させた状態が第２工程の終了状態である。
【００５６】
(5)次に、第３工程を説明する。
図１１（ａ）に示す様に、前記第２工程でエルボ部１００ｂが小Ｒ化されたパイプ１００を下パイプ保持部１０２にセットしたまま、図１１（ｂ）に示す様に、バルジ用治具１０５を下パイプ保持部１０２に密着するようにセットする。この実施例では、図１４に示す様に、バルジ用治具１０５は、左右対象の２分割されるもので、パイプ１００の曲げ形状に応じた、Ｌ字状の溝１０５ａと半鍔形状の切欠１０５ｂとを有しており、図１４では、サイドからスライドしてセットする方法を示してある。
【００５７】
(6)これにより、実施例１の第３工程と同様の状態となるので、スリーブ１０７及びパンチ１０６を下降させて、実施例１と同様なバルジ加工を行なえば、所望のバルジ形状を得ることができる。
(7)最後に、スリーブ１０７及びパンチ１０６を上昇させ、バルジ用治具１０５を下パイプ保持部１０２から外す。尚、図１１（ｃ）の状態が、第３工程の終了状態である。
【００５８】
以上説明したように、本実施例に示した構成を用いれば、管端部１００ａの整形形状に依らず、第２工程及び第３工程にて同一の拘束治具（下パイプ保持部１０２）を用いることができる。
よって、本実施例のように同一の拘束治具を用いた場合、被加工物であるパイプ１００の持ち替えを行なう必要がなくなり、バルジ用治具１０５のスライド及びパンチ１０４，１０６の連続挿入のみで所望の形状が得られるので、更にコストダウンに寄与する。
【００５９】
尚、前記バルジ用治具１０５は、下パイプ保持部１０２にセットできれば良いため、分割なしでも或は多分割されていても同様の効果を発揮する。
（実施例６）
次に、実施例６について説明する。
【００６０】
本実施例は、図１５に示す様に、締結力を向上させるためにクーラ配管等で用いられているジョイントコネクタ２０５付き配管（パイプ）２００の整形加工に関するものである。
ａ）まず、本実施例に使用する治具等について説明する。
【００６１】
図１６に示す様に、パイプ２００のエルボ部２００ａを、小Ｒ形状に整形する第２工程に用いる装置として、Ｌ字形の貫通孔２０１ｃを備えた拘束治具２０１と、パイプ端面を押圧するパンチ２０３とを用いる。尚、拘束治具２０１には、貫通孔２０１ｃに面して、パイプ２００の曲げ側壁を拘束する部分２０１ａ及びパイプ２００を保持する部分２０１ｂを有している。
【００６２】
また、図１７に示す様に、他のパイプと締結させるためのジョイントコネクタ２０５が挿入された状態で、パイプ２００の管端部２００ｂを整形する第３工程に用いる装置として、パイプ２００を保持する部分２０４ａを有する保持治具２０４と、パイプ２００をジョイントコネクタ２０５に結合させるためのパンチ２０６，２０７，２０８（図１８参照）とを用いる。尚、パンチ２０６，２０７，２０８は、実施例１と同様のものを用いる。
ｂ）次に、本実施例のパイプ加工方法を説明する。
【００６３】
(1)まず、第２工程を図１６を用いて説明する。
第２工程は、基本的には実施例１と同様であり、パイプ２００の側面が広がらないように（左右に２分割される）拘束治具２０１で拘束した状態で、パンチ２０３を用いて、パイプ２００の管端方向から管端部（例えば端面）２００ｂを押圧する。これにより、曲げ内側部２００ｃが座屈することなく極小Ｒにてパイプ２００を曲げることができる。
【００６４】
(2)次に、第３工程を図１７及び図１８を用いて説明する。
図１７に示す様に、前記第２工程にて小Ｒ形状に曲げられたパイプ２００の管端部２００ｂに、ジョイントコネクタ２０５を装着した状態で、パンチ２０６，２０７，２０８を、図１８に示す様に順次連続して下降・加圧することにより、所望の嵌合形状が得られる。尚、前記ジョイントコネクタ２０５の貫通孔２０５ａの上端の周囲には、バルジ２００ｄを形成するための切欠２０５ｂが設けられている。
【００６５】
尚、この工程におけるパイプ２００の側壁拘束は、保持治具２０４を用いても、或はコネクタ２０５を用いても可能である。また、パイプ２００とコネクタ２０５の結合は、図１８に示す様に、パンチ２０６によるア部で行なうこともできるし、他のパンチ２０８による鍔部（イ部）の拡管力によって行なうことも可能である。
【００６６】
この様に、本実施例では、簡易な手順で、管端部２００ｂの整形加工を行なうとともに、小Ｒ形状に曲げられたパイプ２００の管端近傍に、相手部材との締結力を向上させるためのジョイントコネクタ２０５を装着することができる。この場合、コネクタ２０５と相手部材をボルト等で締結することにより、管単独で相手部材と締結する場合に比べ、その締結力が大幅に向上するという効果を奏する。
（実施例７）
次に、実施例７について説明する。
【００６７】
本実施例は、前記実施例６と同様に、締結力を向上させるためのジョイントコネクタ付き配管（パイプ）の整形加工に関するものであるが、前記実施例６より生産性を向上させた方法である。
ａ）まず、本実施例に使用する治具等について説明する。
【００６８】
第２工程に用いる装置として、図１９に示す様に、パイプ３００の保持及び下半分を拘束する拘束治具３０１と、パイプ３００の曲げ側壁を拘束するスリーブ３０２と、パイプ端面を押圧するパンチ３０３とを用いる。ここで、パイプ３００の下半分を保持・拘束する拘束治具３０１は、パイプ３００の側壁を拘束できる形状である。
【００６９】
また、ジョイントコネクタ３０５が挿入された状態で、パイプ３００の管端部３００ｂを整形する第３工程に用いる装置として、図２０に示す様に、パイプ３００の下半分を保持・拘束する前記拘束治具３０１と、ジョイントコネクタ３０５をパイプ３００に結合させるためのパンチ３０６，３０７，３０８とを用いる。このパンチ３０６，３０７，３０８は実施例１と同様のものを用いる。尚、ジョイントコネクタ３０５は、拘束治具３０１上に位置決めしてセットできるようにしてある。
ｂ）次に、本実施例のパイプ加工方法について説明する。
【００７０】
(1)まず、第２工程を図１９を用いて説明する。
第２工程は基本的には実施例６と同様で、図１９（ａ）に示す様に、拘束治具３０１のパイプ形状に設けられたＬ字状の溝３０１ａに、パイプ３００を配置する。そして、パイプ３００の側面が広がらないように拘束した状態で、クランプ３０９にてパイプの長尺ストレート部３００ａを押圧してパイプ３００を固定する。
【００７１】
次に、図１９（ｂ）に示す様に、スリーブ３０２にてパイプ３００の管端部３００ｂの周囲を固定した状態で、図１９（ｃ）に示す様に、パンチ３０３にて管端方向から管端部（例えば端面）３００ｂを押圧することによって、曲げ内側部３００ｃが座屈することなく極小Ｒにてパイプ３００を曲げる。
【００７２】
(2)次に、第３工程を図２０を用いて説明する。
次に、図２０（ａ）に示す様に、前記第２工程にて小Ｒ形状に曲げられたパイプ３００のエルボ部３００ｄ寄りに、クランプ３０９の位置を移動させる。そして、パイプ３００の管端部３００ｂ側に、ジョイントコネクタ３０５を装着するとともに、別のクランプ３１０にて、ジョイントコネクタ３０５を拘束治具３０１側に押圧して固定する。
【００７３】
次に、この状態で、前記図１８で示したのと同様なパンチを、連続して下降・加圧することにより、所望の嵌合形状が得られる。
ここで、この工程におけるパイプ３００の側壁拘束は、拘束治具３０１を用いても、ジョイントコネクタ３０５を用いても可能である。
【００７４】
この様に、本実施例では、拘束治具３０１，スリーブ３０２，クランプ３０９，３１０等を用いて加工を行なう際に、拘束治具３０１を第２工程及び第３工程で共通して使用できるので、前記実施例６と同様な効果を奏するとともに、前記実施例６より生産性が向上するという利点がある。
【００７５】
尚、図２１に示す様に、予めクランプ３０９をパイプ３００のエルボ部３００ｄ側に近づけて取り付け、使用するスリーブ３０２Ａとして、クランプ３０９に当たる部分に切欠３０２ａのあるものを使用すれば、第２工程後にクランプ３０９を移動させる必要がないので、一層生産性が向上する。
（実施例８）
次に、実施例８について説明する。
【００７６】
本実施例は、前記実施例７と同様に、締結力を向上させるためのジョイントコネクタ付き配管（パイプ）の整形加工に関するものであるが、ジョイントコネクタ等の形状が異なる。
図２２に示す様に、本実施例のジョイントコネクタ４００は、大小２つの円筒部分４００ａ，４００ｂが横方向に接合された形状をしており、小さな円筒部分４００ｂの方が大きな円筒部分４００ａより厚く設定されている。また、大きな円筒部分４００ａの孔４００ｃの内側断面は、Ｓ字状の凹凸部分を有している。
そして、図２３に示す様に、前記孔４００ｃにパイプ４０１の管端部４０１ａが回転自由に取り付けられており、それにより、パイプ４０１は所定範囲で回転可能となっている。
また、図２４（ａ）に示す様に、本実施例に使用する拘束治具４０３は、Ｌ字状の溝４０３ａと半円弧状の凸部４０３ｂとを備えている。
【００７７】
従って、パイプ４０１を加工する場合には、まず、この拘束治具４０３の溝４０３ａにパイプ４０１を配置する。
そして、前記実施例７と同様にして第２工程の加工を行なった後に、図２４（ｂ）に示す様に、パイプ４０１の管端部４０１ａにジョイントコネクタ４００を取り付け、前記実施例７と同様に第３工程の整形加工を行なう。
【００７８】
本実施例では、この様なジョイントコネクタ４００を使用するので、前記実施例７と同様な効果を奏するとともに、パイプ４０１の向きを自由に設定できるという利点がある。つまり、１種類の形状のジョイントコネクタ４００と１種類の拘束治具４０３とを用いて、任意の取り付け角度を有するジョイントコネクタ４００付のパイプ４０１が得られるので、製造コストを大幅に低減できるという効果がある。
【００７９】
また、パイプを直角よりも広い角度（曲げ角度）で曲げた場合には、図２５（ａ）に示す様に、傾斜のついた溝５００ａを有する拘束治具５００を使用する。つまり、図２５（ｂ）に示す様に、この溝５００ａにパイプ５０２を嵌め込んで、第２工程のパイプ加工を行ない、その後、パイプ５０２の管端部５０２ａにジョイントコネクタ５０１を取り付けて第３工程のパイプ加工を行なうことができる。つまり、この様な簡易な手段で任意の取り付け角度及び曲げ角度が得られるため、製造コストを大幅に低減することができるという利点がある。
（実施例９）
次に、実施例９について説明する。
【００８０】
本実施例は、前記実施例８と同様に、締結力を向上させるためのジョイントコネクタ付き配管（パイプ）の整形加工に関するものであるが、ジョイントコネクタの形状が異なる。
図２６に示す様に、本実施例のジョイントコネクタ６００は、大小２つの円筒部分６００ａ，６００ｂと直方体部分６００ｃとが横方向に接合された形状をしており、中央の大きな円筒部分６００ｂの厚さが薄くなっている。また、大きな円筒部分６００ｂの孔６００ｄの一端から直方体部分６００にかけて、パイプ形状に合わせた溝６００ｅが伸びている。
【００８１】
従って、本実施例では、図２７に示す様に、前記孔６００ｄにパイプ６０１の管端部６０１ａが取り付けられるとともに、パイプ６０１の長尺ストレート部６０１ｂは前記溝６００ｅに嵌り込んで、パイプ６０１の回転が規制されている。本実施例では、この様なジョイントコネクタ６００を使用するので、前記実施例７と同様な効果を奏するとともに、パイプ６０１をしっかりと固定できるという利点がある。
【００８２】
尚、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。
例えば前記ジョイントコネクタのパイプとの接触面に、ローレット等の溝付け加工を施したものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の作業手順を示す説明図である。
【図２】 多節のパイプを示す平面図である。
【図３】 第２曲げを示し、（ａ）はその治具を示す平面図、（ｂ）はその治具を使用する第２曲げの加工方法を示す説明図である。
【図４】 管端バルジ加工を行なう治具に固定されたパイプを示す説明図である。
【図５】 管端バルジ加工の手順を示す説明図である。
【図６】 実施例１の加工の原理を示す説明図である。
【図７】 パイプの端面を示し、（ａ）は第１曲げを行なったパイプの端面図、（ｂ）は加工が完了したパイプの端面図である。
【図８】 実施例２の連続加工装置を示す説明図である。
【図９】 実施例３の加工方法を示す説明図である。
【図１０】 実施例５の加工方法の第２工程を示す説明図である。
【図１１】 実施例５の加工方法の第３工程を示す説明図である。
【図１２】 実施例５の加工方法に使用する拘束治具を示す斜視図である。
【図１３】 実施例５の加工方法を示し、（ａ）その加工状態を上面から示す説明図、（ｂ）はその加工状態を正面から破断して示す説明図、（ｃ）はその加工状態を側面から示す説明図である。
【図１４】 実施例５の加工方法に使用するバルジ用治具等を示す斜視図である。
【図１５】 実施例６のパイプを一部破断して示す正面図である。
【図１６】 実施例６の加工方法の第２工程を示し、（ａ）はパイプを拘束した状態を上方より示す説明図、（ｂ）は拘束した状態を破断して示す説明図である。
【図１７】 実施例６の加工方法の第３工程を示し、（ａ）はパイプを拘束した状態を上方より示す説明図、（ｂ）は拘束した状態を破断して示す説明図である。
【図１８】 実施例６のバルジ加工の手順を示す説明図である。
【図１９】 実施例７の加工方法の第２工程を示す説明図である。
【図２０】 実施例７の加工方法の第３工程を示す説明図である。
【図２１】 実施例７の加工方法の変形例を示す説明図である。
【図２２】 実施例８の加工方法に使用するジョイントコネクタを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２３】 実施例８のジョイントコネクタに接続されたパイプの状態を示し、（ａ）はその平面から見た説明図、（ｂ）はその一部を破断して示す説明図である。
【図２４】 実施例９の加工方法を示し、（ａ）はその拘束治具を示す斜視図、（ｂ）はパイプにジョイントコネクタを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２５】 実施例９の加工方法の変形例を示し、（ａ）はその拘束治具を示す斜視図、（ｂ）はパイプにジョイントコネクタを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２６】 他のジョイントコネクタを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２７】 他のジョイントコネクタに接続されたパイプの状態を示し、（ａ）はその平面から見た説明図、（ｂ）はその一部を破断して示す説明図である。
【図２８】 従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１００，２００，３００，４０１，５０２，６０１…パイプ
３，１００ａ，２００ｂ，３００ｂ，４０１ａ，５０２ａ，６０１ａ…管端部
３ａ…端面
５，２１，２３，２５，２７，２９，３１，１０４，１０６，２０３，２０６，２０７，２０８，３０３…パンチ
７，１７，１０２，１０３，２０１，３０１，４０３，５００…拘束治具
９，１００ｂ，２００ａ，３００ｄ…エルボ部
９ａ，１００ｃ…曲げ外側部
９ｂ，１００ｄ，２００ｃ，３００ｃ…曲げ内側部
１１…曲げ側壁
１０５…バルジ用治具
１０７，３０２，３０２Ａ…スリーブ
２０５，３０５，４００，５０１，６００…ジョイントコネクタ

Claims (21)

1. パイプを、最小曲率半径より大きな曲率半径で曲げて大Ｒのエルボ部を形成する第１工程と、
   該第１工程の後に、前記パイプの曲げ方向に対して垂直方向に位置する曲げ側壁を拘束しながら、管端方向からパイプの管端部を押圧することにより、前記第１工程により成形された大Ｒのエルボ部の曲げ内側部をへこませるとともに、曲げ外側部を拘束治具の内部空間に広げて、前記第１工程により成形された大Ｒのエルボ部を、より小さな曲率半径で曲げて小Ｒのエルボ部に整形する第２工程と、
   を有することを特徴とするパイプ加工方法。
2. 前記請求項１記載のパイプ加工方法において、
   前記小Ｒのエルボ部の曲率半径が、１．５Ｄ（但しＤはパイプ直径）未満であることを特徴とするパイプ加工方法。
3. 前記請求項１又は２記載のパイプ加工方法において、
   前記第２工程の加工により、前記パイプの管端側のストレート部分を前記小Ｒのエルボ部の曲げ方向内側に食い込ませ、該食い込み部分の断面形状を角形状とすることを特徴とするパイプ加工方法。
4. 前記請求項１〜３のいずれか記載のパイプ加工方法において、
   前記第２工程の後に、前記パイプの曲げ側壁を拘束しながら、他のパイプと嵌合させるための管端部の整形加工を行なう第３工程を有することを特徴とするパイプ加工方法。
5. 前記請求項４記載のパイプ加工方法において、
   前記第３工程の加工が、パイプの管端部のバルジ加工であることを特徴とするパイプ加工方法。
6. 前記請求項１〜５のいずれか記載のパイプ加工方法に用いられ、前記大Ｒのエルボ部を有するＬ字状のパイプを固定する装置であって、
   前記パイプを内部の空間に収容するとともに、前記パイプの曲げ側壁に対し、該パイプの曲げ方向に対して垂直方向への拡開を規制する拘束壁を有することを特徴とするパイプ加工方法に用いる装置。
7. 前記請求項６記載の内部の空間において、
   前記大Ｒのエルボ部の曲げ方向外側部分を外側から覆うように、円弧状にカーブする曲げ空間を有することを特徴とするパイプ加工方法に用いる装置。
8. 前記請求項６又は７記載の装置に固定されたパイプを加工する装置であって、
   前記パイプの管端側から管端部を押圧する押圧部材を有することを特徴とするパイプ加工方法に用いる装置。
9. 前記請求項８の押圧部材が、前記パイプの管端側から管内部に挿入されて、前記大Ｒのエルボ部の曲げ方向外側部分のパイプ内側面を押圧する内側押圧部を有することを特徴とするパイプ加工方法に用いる装置。
10. 前記請求項１〜５のいずれか記載のパイプ加工方法において、
    前記第２工程にて、前記エルボ部の曲げ方向外側部分の外面側及び長尺側ストレートの下面側を保持する下パイプ保持部と、前記エルボ部の曲げ方向内側部分の外面側及び長尺側ストレートの上面側を保持する上パイプ保持部とを用い、前記下パイプ保持部及び上パイプ保持部で前記パイプを挟持することを特徴とするパイプ加工方法。
11. 前記上パイプ保持部の貫通孔内に前記パイプの管端部を配置した状態で、該貫通孔に押圧部材を圧入してパイプの小Ｒ曲げを行なうことを特徴とする前記請求項１０記載のパイプ加工方法。
12. 前記下パイプ保持部は、前記第２工程の後のエルボ部の曲げ側壁を拘束できる形状であることを特徴とする前記請求項１０又は１１記載のパイプ加工方法。
13. 前記第２工程の後に、前記パイプの管端部に他のパイプと嵌合させるための整形加工を行なう第３工程にて、前記下パイプ保持部の上に、バルジ形状を整形するための治具を装着することを特徴とする前記請求項１０〜１２のいずれか記載のパイプ加工方法。
14. 前記請求項１〜５のいずれか記載のパイプ加工方法において、
    前記第２工程の後に、前記パイプの管端部にジョイントコネクタを装着することを特徴とするパイプ加工方法。
15. 前記第３工程にて、前記ジョイントコネクタが挿入された状態で、前記パイプの曲げ側壁を拘束しながら他のパイプと嵌合させるための管端部の整形加工を行なうことを特徴とする前記請求項１４記載のパイプ加工方法。
16. 前記第３工程の前記管端部の整形加工の際に、前記ジョイントコネクタ及びパイプを固定する治具を用いることを特徴とする前記請求項１５記載のパイプ加工方法。
17. 前記請求項１〜５のいずれか記載のパイプ加工方法において、
    前記第２工程にて、前記エルボ部の曲げ方向外側部分の外面側及び長尺側ストレートの下面側を保持する下パイプ保持部と、下パイプ保持部の上方からパイプを押圧するクランプとを用いて、前記パイプを挟持することを特徴とするパイプ加工方法。
18. 前記下パイプ保持部とクランプとにより挟持された前記パイプの管端部にスリーブを嵌挿し、該スリーブの貫通孔から押圧部材を圧入して小Ｒ曲げを行なうことを特徴とする前記請求項１７記載のパイプ加工方法。
19. 前記第２工程の後に、前記パイプの管端部にジョイントコネクタを取り付けてクランプにて固定した状態で、前記第３工程の前記管端部の整形加工を行なうことを特徴とする前記請求項１７又は１８記載のパイプ加工方法。
20. 前記請求項１９記載のパイプ加工方法に使用されるジョイントコネクタであって、
    前記ジョイントコネクタが、第１孔部を有する厚肉部と第２孔部を有する薄肉部とを備え、該第２孔部にて、前記パイプの管端部を回動可能に保持することを特徴とするジョイントコネクタ。
21. 前記請求項１９記載のパイプ加工方法に使用されるジョイントコネクタであって、
    前記ジョイントコネクタが、第１孔部を有する厚肉部と第２孔部を有する薄肉部と板状部とを備え、該第２孔部にて、前記パイプの管端部を保持するとともに、前記板状部には前記パイプの回動を規制する規制部を備えたことを特徴とするジョイントコネクタ。

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