JP3819085B2 - 金属製パイプの端部を閉塞する方法 - Google Patents

金属製パイプの端部を閉塞する方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製パイプの端部を流体が漏洩しないように閉塞する方法に関する。
【０００２】
本発明による方法は、特に、乗物用熱交換器の生産分野で使用され、より正確には、凝縮分配器の製造のために使用される。この凝縮分配器は、一般的に押し出しまたは引き抜きされたパイプから作られると共に、流れを分配するために挿入区分した後であるかもしれないが、パイプの一端または両端は流体気密に閉塞されなければならない。しかしながら、本発明は、この特定な分野に限定されず、流体が漏洩しないように金属製パイプの端部で閉塞するのが必要な所はどこでも使用されて差し支えない。
【０００３】
【従来の技術】
パイプの端部が、銅とアルミニユームまたはいずれか一方、あるいは他の金属材料から作られ、その適用に際して流体が漏洩しないように閉塞されなければならず、シール部分が高圧と高温に耐えねばならないときは、溶接カバーが一般的に用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
溶接作業は、生産工程の自動化において困難を伴い、しばしば再溶接や仕上げの作業を必要とし、かなり重大なコスト高となる。
【０００５】
本発明の目的は、パイプ端部を閉塞するシステムであって、溶接をすることなく流体が漏洩しない閉塞を作り出すと共に、閉塞は最小のコストで形成され、かつ高圧に対して良好な耐久性を持つシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、熱等の外部源を付加することな く金属パイプの端部を閉塞する方法において、閉塞されるべきパイプ端部が支持物から予め決められた量（Ａ）だけ突出して、上記パイプが上記支持物によって保持されながら、上記パイプの縦方向の軸の周りに上記パイプを回転するステップと、上記パイプの軸に実質的に垂直な線に沿って上記パイプに向かって移動する形成工具によって、上記パイプ端部の近傍で実質的に半径方向の力を回転するパイプの外面に加えるステップとを備え、これらのステップによって、上記力の印加の区域を上記パイプに対して円周方向と半径方向との両方に連続的に移動させ、上記パイプの側壁を中心内側方向に変形させて、上記端部を完全に閉塞する閉塞方法であって、上記変形工具は、上記パイプの軸に実質的に平行な軸の周りに回転できるようになっている自由に回転可能なホイールであって、上記支持物から突出する上記パイプの部分の軸方向長さ（Ａ）以上の長さの曲率（Ｒ）の凸状接触面を有していることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属パイプの端部を閉塞する方法において、上記ホイールは、上記パイプの上記軸に向かって前進移動中に、上記閉塞されるべき端部が突出している上記支持物の平坦な面と実質的に同一面上にある平坦な面を有することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる特性と利点は、添付の図面に関連して、非制限的な例によって純粋に与えられる以下の詳細な記述の中で明確になる。添付図面の中で、図１と図２は本発明の方法の２つの段階を示す図式的な側面図である。
【０００９】
図１で、１０で示される金属製パイプは、本発明の方法によって密封されることになっている端部１２を有している。
【００１０】
この端部１２を閉塞するのに必要な道具は、中にパイプ１０が配置される管状支持物１４を備える。この支持物１４は、チャック１６に挿入するために、例えば、弾力のあるブッシュによって構成される。チャック１６は、パイプ１０の長手軸と一致する軸１８の回りを回転できる。支持物１４は、チャック１６によって掴まれるときにパイプ１０の外面に対する損傷を防止するという主要な目的を持っている。支持物１４は平坦な面２０を持ち、この面からパイプ１０の部分Ａが突出している。
【００１１】
本発明の方法が好結果となるように、寸法Ａは注意して決定されなければならない。実際、寸法Ａがパイプ１０の直径Ｄに比較して小さ過ぎるならば、端部を閉塞することはできない。ところが、もしも寸法Ａが大き過ぎるならば、材料の過剰な逆の流れと変形が生じる。経験が示すには、寸法Ａと直径との関係は実質的に次の等式に従う。
【００１２】
Ａ＝Ｋ＋b Ｄ
ここで、Ａは支持物１４の面２０から軸方向に突出しているパイプの一部分をmm単位で表した寸法であり、Ｄはパイプ１０のmm単位で表した直径であり、Ｋは定数で、その値は１.５から２.５に変化し、b はその大きさが０.１５から０.２５の間で変化する係数である。
【００１３】
例えば、良好な結果が次の関係で達成されるということが経験的に分かっている。
Ａ＝２＋０.２Ｄ
【００１４】
端部１２を閉塞するための作業中に、パイプ１０の軸の回りのパイプ１０の回転速度は、６００から１０００回転／分に変化する。良好な結果をもたらすチャック１６の回転速度の標準値は、約８００回転／分である。
【００１５】
パイプ１０の端部を閉塞する道具は、また、道具ホルダー２４に無負荷で固定されたホイール２２を備える。このホイール２２は、パイプ１０の軸１８に平行または実質的に平行な軸２６の回りを自由に回転できる。道具ホルダー２４は、パイプ１０の軸１８に垂直な直線であると共に図１の矢印２８によって示される直線に沿って移動できる。
【００１６】
上記ホイール２２は、支持物１４の平坦な面２０と実質的に同一面上にある平坦な平面３０を有する。良好な質的結果をもたらし、かつ閉塞作業中に材料のトリミングやバリ取りを避けるために、面３０と面２０との間の軸１８に平行な方向の距離は、ゼロに近いものでなければならない。
【００１７】
パイプ１０の壁に接触するように意図されたホイール２２の面は、半径Ｒの湾曲部３２を有し、好ましくは、この半径Ｒは閉塞される端部が突出する寸法Ａに等しいかあるいは大きい。
【００１８】
無負荷のホイール２２は、本発明による方法を実現するための最適な道具の典型を示す。しかしながら、この方法は、異なる種類の道具でも実施され得る。例えば、ホイール２２の断面と類似した輪郭を持つ回転できない金属体が、ホイール２２の代わりに使用できる。無負荷のホイール２２は、パイプ１０の変形段階で発生する接触摩擦と熱とを減少させるという利点を持ち、美的見地からより良好な結果をもたらす。しかしながら、これら幾つかの利点をあきらめることによって、回転できない道具を使って本発明の方法を実施することができる。
【００１９】
図１に示される配置から始めると、本発明による方法は、単に、パイプ１０を回転すること、および道具ホルダー２４をパイプ１０の軸１８に向かって矢印２８の方向に移動することによって実施される。道具ホルダー２４の前進運動は、弧状面３２と平坦面３０との間の接合が軸１８を少し越えた時に停止される。
【００２０】
図２は、道具ホルダー２４の前進動作が完了したときの道具とパイプ１０の配置を示す。パイプ１０の突出している部分が、完全に平坦にされ、内側に裏返っているということは注目できる。材料の据え込みとその工程中に発生する摩擦熱とによって、端部を完全に密封する塑性変形が材料に生じる。道具ホルダー２４の前進動作中に、ホイール２２は内向きの変形力をパイプ１０の壁に印加し、この力の印加箇所は、パイプ１０の回転の結果として円周方向に、かつ道具ホルダー２４の進行の結果として半径方向に連続的に変化する。内方への変形の効果は、穴の幅を次第に減少させて、最後に穴は完全に閉塞される。
【００２１】
【発明の効果】
作られた閉塞は、生じた摩擦熱の結果として閉塞が自らを密封するので、再び溶接作業をする必要がない。閉塞は、特に高い作動圧に対して耐久性がある。本発明の方法は、容易に自動化されることができ、従来の溶接方法に比較して、実施するのに非常に簡単かつ最小のコストとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金属製パイプの端部を閉塞する方法の一実施の形態の閉塞前の状態を示す側面図である。
【図２】 上記実施の形態の閉塞後の状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１０…金属製パイプ、 １２…端部、 １４…支持物、 １８,２６…軸、
２２…ホイール、 ３０…平坦な面、 ３２…曲率半径(Ｒ)を持つ接触面。

Claims (2)

  1. 熱等の外部源を付加することなく金属パイプ（１０）の端部（１２）を閉塞する方法において、
    閉塞されるべきパイプ端部（１２）が支持物（１４）から予め決められた量（Ａ）だけ突出して、上記パイプ（１０）が上記支持物（１４）によって保持されながら、上記パイプ（１０）の縦方向の軸（１８）の周りに上記パイプ（１０）を回転するステップと、
    上記パイプ（１０）の軸（１８）に実質的に垂直な線に沿って上記パイプ（１０）に向かって移動する形成工具によって、上記パイプ端部（１２）の近傍で実質的に半径方向の力を回転するパイプ（１０）の外面に加えるステップとを備え、
    これらのステップによって、上記力の印加の区域を上記パイプ（１０）に対して円周方向と半径方向との両方に連続的に移動させ、上記パイプ（１０）の側壁を中心内側方向に変形させて、上記端部を完全に閉塞する閉塞方法であって、
    上記変形工具は、上記パイプ（１２）の軸（１８）に実質的に平行な軸（２６）の周りに回転できるようになっている自由に回転可能なホイール（２２）であって、上記支持物（１４）から突出する上記パイプ（１２）の部分の軸方向長さ（Ａ）以上の長さの曲率（Ｒ）の凸状接触面（３２）を有していることを特徴とする金属パイプの端部を閉塞する方法。
  2. 請求項１に記載の金属パイプの端部を閉塞する方法において、上記ホイール(２２)は、上記パイプ(１０)の上記軸(１８)に向かって前進移動中に、上記閉塞されるべき端部(１２)が突出している上記支持物(１４)の平坦な面(２０)と実質的に同一面上にある平坦な面(３０)を有することを特徴とする金属パイプの端部を閉塞する方法。
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