JP3952991B2

JP3952991B2 - 両端に継手部分を有する配管の製造方法

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Publication number: JP3952991B2
Application number: JP2003155230A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　　誠; 剛志酒井; 慎司加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: DE10333122B4; CN1261254C; CN1478620A; KR20040010294A; US6928732B2; KR100510838B1; FR2842444A1; FR2842444B1; JP2004108571A; DE10333122A1; US20040045151A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両用空調装置の冷凍サイクルの一部に使用されるための両端に継手部分を有する配管に係り、特にその配管の塑性加工による製造方法と、それに伴って自動的に行なわれる長さの調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置の冷凍サイクルにおける各種の構成要素を相互に接続する冷媒配管、例えば、エンジンコンパートメント内に設けられた冷媒圧縮機、コンデンサ、及び受液器等と、車室内に設けられたエバポレータ等との間を連結するために設けられる往きと戻りの冷媒配管は、それら２本の冷媒配管の一方に挿入するように設けられた膨張弁の前後においてそれぞれ並行に纏めて配置される。この場合、エバポレータから圧縮機へ戻る低圧の冷媒を導く方の配管は膨張弁を通過する必要がないけれども、往復で２本の配管を纏めて取り扱いを容易にするために、位置的に膨張弁の前後にある往復のパイプの両端をそれぞれ同じコネクタにろう付けすることにより、２本のパイプと２個のコネクタが結合して一体化された継手部分を有する配管を使用することがある。
【０００３】
このような配管を製造する場合には、２本のパイプの一方の端部を一方のコネクタにろう付けしても、それらのパイプの他方の端部が他方のコネクタの所定の位置までそれぞれ正確に加工されていなければ、２本のパイプの両端部を２個のコネクタに確実に結合することができない。しかしながら、車両用空調装置における冷凍サイクルの冷媒配管は複雑な形状に屈曲しているのが常であるから、切断と曲げ加工を終えた状態において屈曲した２本のパイプの他端部を他方のコネクタにおけるそれぞれ所定の位置へ正確に整合させることは至難の業である。従って、コネクタにろう付けする前に個々のパイプに予め手直しを施して、長さや曲がり具合或いは端部の形状等を細かく調整することにより、部品としての個々のパイプの精度を高める必要がある。このようなパイプの手直し作業が多くなると継手部分を有する配管のコストアップを招くことは言うまでもない。
【０００４】
この問題は２本のパイプと２個のコネクタからなる冷凍サイクル用の継手部分を有する配管に限って生じる訳ではなく、何らかの機器のそれぞれ所定の位置に所定の姿勢で取り付けられるべき２個のコネクタに対して、単に１本の屈曲したパイプの両端をろう付けして配管を製造するような場合にも起こることである。まして、３本以上の多数の屈曲したパイプの両端をそれぞれ同じコネクタにろう付けして単一の配管を製造するような場合には、全てのパイプの端部を同じコネクタ上において整合させるために、部品としてのパイプの精度を更に高める必要があるし、それに応じて継手部分を有する配管のコストも上昇する。また、パイプとコネクタをろう付けによって結合すると、確実な結合強度が得られる半面、流体の漏洩チェックが必要となり、コストが高くなるという問題もある。
【０００５】
なお、後に詳しく説明をするが、本発明の実施例の一部においては、パイプの長さを短縮させるための１つの方法としてパイプに座屈変形を起こさせるものが含まれている。この方法にやや近いと思われる第１の従来技術が、特許文献１にパイプの鍛造方法として記載されているが、第１の従来技術においてはパイプの端面を加圧することにより、パイプの長手方向における中間部分にある余剰の肉を、パイプの円筒形側面を支持している金型に形成された逃がし空間内へ押し出して、余剰の肉の分だけパイプの長さを短縮させるという方法を開示している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３４３１７０号公報
【０００７】
しかしながら、第１の従来技術は、直径に対する長さが数倍程度の直管に限って適用することができる技術であって、本発明の主たる適用対象である冷媒配管のように、長尺で且つ複数の屈曲部を有する配管には適用することができないという問題がある。
【０００８】
また、第２の従来技術として、本発明によって製造される継手部分を有する配管に対して、外見的に一部類似する点を有する配管接続用コネクタが特許文献２に記載されている。しかしながら、第２の従来技術は、一定の形状を有する固体からなる接続用ブロックの内部に流体の通路を形成する目的において、接続用ブロックの穴にパイプを挿入し、予めパイプに形成されている大径のシート部と、パイプの端部に形成される拡径部との間で接続用ブロックを挟持することにより、パイプを接続用ブロックの内部に一体化するものである。
【０００９】
【特許文献２】
特許第３２８１９９７号公報
【００１０】
第２の従来技術によると、大径のシート部と拡径部との間パイプの長さが常に接続用ブロックの穴の長さと同じになるので、それ以外の長さになることはあり得ないことから、開示された第２の従来技術には、屈曲部分を形成することなどによって長さのばらつきを避けることができないパイプの長さを任意の値に調整しようとする意図は全く含まれていない。従って、外見的には一部類似する点を有するとしても、第２の従来技術は本発明とは基本的に異なる技術であるから、第２の従来技術によっては、パイプの長さを、パイプの端部に形成する拡径部の加工の際に同時に任意の長さに調整するようなことはできない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、両端に継手部分を有する配管を構成する部品としてのパイプに対する機械加工による手直しに比べて、より簡単で製品のコスト上昇を招く恐れがない手段によって、パイプの端部に形成する拡径部の工程において同時にパイプの長さを自動的に調整することにより、パイプの長さを容易に任意の長さに整合させることを主たる目的としている。また、従来技術のようにろう付けによらないで機械的なかしめ作業によってパイプの端部とコネクタを結合し、必要にして十分な程度の連結強度とシール性能を得ることにより、従来技術に比べて大幅なコストダウンを可能とする両端に継手部分を有する配管の製造方法を提供することをも目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載された両端に継手部分を有する配管の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の両端に継手部分を有する配管の製造方法は、拡径部を形成する前に拡径部の形成に必要なパイプ長さに予め調整する第１の工程と、拡径部を形成する際に調整しきれなかったパイプの余分な材料を吸収させる第２の工程とを備えていて、第１の工程が、パイプの長さのばらつきを吸収できる分量だけ予め長めに作成したパイプを用い、そのパイプの一端を治具で位置決めする段階と、この位置決めしたパイプの一端から製品寸法により定まる所定の距離をパイプチャックによってクランプして固定する段階と、このクランプ固定された側のパイプ端部を矯正用パンチによって加圧することによりパイプを座屈させて、パイプの材料の一部をパイプチャックの端面に予め形成されている逃げ空間内へ押し出すことにより、パイプの外周部に環状の突出部（パイプ座屈部）を形成して、その突出部の大きさを調整することでパイプの長さを調整する段階とを含み、また第２の工程が、パイプの端部に内面形状が拡径する貫通穴を有するコネクタを挿入する段階と、拡径用工具によってパイプの端部を拡径させてコネクタの内面にかしめ付けする段階とを含んでおり、その特徴の１つは、コネクタの内面の一部に、パイプの材料の逃げ部空間としてのパイプばらつき吸収部を予め形成しておく点にある。従って、拡径用工具によりパイプの端部に塑性変形を与えて拡径部を形成する時に、パイプの余分な材料がパイプばらつき吸収部に吸収されてパイプの長さが調整され、パイプの長さが自動的に目的の長さに適合するようになる。
【００１４】
なお、本発明の両端に継手部分を有する配管の製造方法においては、位置決めしたパイプの一端から製品寸法により定まる所定の距離をパイプチャックによってクランプして固定する段階に続いて、パイプのいずれかの端部を矯正用パンチによって加圧することによりパイプを座屈させて、パイプの材料の一部をパイプチャックの端面に予め形成されている逃げ部空間内へ押し出すことにより、パイプの外周に例えばフランジのような環状の突出部を形成して、パイプの長さを短縮する段階の工程を有している。したがって、パイプの長さの調整を複数の手段によって相互に独立に行なうことができるので、調整のための自由度が高くなるだけでなく、調整の幅が広くなる。突出部を形成させる場合には、突出部の半径を増大させることによってパイプの長さの調整量を増大させることができる。従って、パイプチャックの端面に形成される逃げ部空間の高さを一定として、突出部の半径を可変にすればよい。
【００１５】
また本発明の両端に継手部分を有する配管の製造方法においては、拡径部が形成される側とは反対側のパイプの一端を治具によって所定の位置に位置決めした後に、パイプチャックによってパイプの該一端から製品寸法により定まる所定の距離をクランプして固定することにより、パイプチャックの端面を基準として、それよりも先のパイプの長さを所定の長さに調整するのが好適である。
【００１６】
コネクタ或いはそれに代わる雌型治具の貫通穴の拡径する内表面に形成されるパイプばらつき吸収部は、その貫通穴の内面と、拡径用工具の表面との間に空隙として形成される。このパイプばらつき吸収部は、コネクタの内部にあるパイプの先端部に対応して形成してもよいし、コネクタの内部にあるパイプの中間部分に対応して形成してもよい。
【００１７】
本発明の継手部分を有する配管の製造方法の具体的な例として、パイプの一方の端部に拡径部を形成して、その拡径部によって、拡径する貫通穴を有するコネクタに内部からパイプをかしめ付ける一方、パイプの他方の端部に単なるコネクタをかしめ付けた配管を製造することができる。
【００１８】
本発明の継手部分を有する配管の製造方法を実施する場合には、拡径用工具の外周部にスリーブを設けて、そのスリーブを拡径用工具とは別に移動させることにより、拡径部の加工の前後においてコネクタを押さえるようにするのが望ましい。また、このスリーブの端面の一部によってパイプの拡径された先端部を押し潰すことにより、材料の一部をパイプばらつき吸収部へ流入させて、パイプの長さを調整することもできる。
【００１９】
本発明の継手部分を有する配管の製造方法は、単に一本のパイプを対象としてそれに適用することができるだけでなく、複数本のパイプに対して適用することもできる。それによって、例えば複数本のパイプの長さを同一の長さに揃えるというように、複数本のパイプの相互の長さの関係を調整することができる。この場合には、少なくともそれら複数本のパイプの一方の端部が共通のコネクタに結合されるようにすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の継手部分を有する配管に関する幾つかの好適な実施例について詳細に説明する。本発明の図示実施例はいずれも図示しない車両用空調装置の冷凍サイクルにおける膨張弁の前後の部分に取り付けられる配管の製造方法に関するものであって、図示実施例の方法によって製造される製品としての配管は、具体的な例の外観を図３に示したように、所定の形状に屈曲された大径及び小径の２本のパイプ２０及び２１のような複数本のパイプ部分と、それらの両端にかしめ付けの方法によって一体化される厚肉の金属板から製作された２個のコネクタ１６及び６０から構成される配管用の継手部品である。
【００２１】
パイプ２０及び２１の材料は、先行する工程において溶融したアルミニウムのような素材から押し出し成形等の方法によって円筒形の連続的なパイプ材料として製造される。そして、コイル状に巻かれている長いパイプ材料を矯正ローラによって直管状に矯正した後に切断機によって所定の長さに切断し、図１及び図２に示すように、一端部３０及び３１にプレス加工の一種であるバルジ加工を施してフランジを形成し、更に転造加工の一種であるスピニング加工を施してＯリングシールのための溝を形成する。その後に、パイプベンダー等によってパイプ２０及び２１を目標の形状に合わせて屈曲させる。
【００２２】
太さの異なる２本のパイプ２０，２１の一端部側（図１における下端部側）にかしめ付けられるコネクタ１６は、図３に示すように、その平面形状が２本のパイプ２０，２１を受け入れてかしめ付けられる２個の半円形の凹部を有するＥ形のもので、他端部側（図１における上端部側）のコネクタ６０は、パイプ２０，２１を挿通させた後にかしめ付けられる２個の円形の穴を有するメガネ形のものである。なお、パイプ２０及び２１に対するコネクタ１６のかしめ付けは最終工程において行なわれる。この配管は、一端部側のコネクタ１６が冷凍サイクルの膨張弁に対してボルトのような手段によって取り付けられると共に、他端部側のコネクタ６０が車室内のエバポレータか、或いはエンジンコンパートメント内の受液器に同様な手段によって取り付けられる。
【００２３】
この場合、２本のパイプのうちの小径のパイプ２１は冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒を受液器から膨張弁まで、或いは膨張弁からエバポレータまで導くためのもので、図１に示したパイプ仮固定治具２と置き換えられるようにそれと概ね同じ形状を有する一端部側のコネクタ１６が、パイプセット治具１と置き換えられるような図示しない膨張弁に取り付けられることによって、そのまま膨張弁の内部に連通する。それに対して、大径のパイプ２０は車室内のエバポレータからエンジンコンパートメント内の冷媒圧縮機の方へ流れる低圧の戻り冷媒を導くためのもので、同じ一端部側のコネクタ１６によって膨張弁と機械的に連結されるけれども、パイプ２０が直接に膨張弁の内部に連通することはなく、膨張弁を迂回するように並設される図示しないバイパス通路に連通する。
【００２４】
図１から図５は本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第１実施例について、その第１の工程を示したものである。前述のように、１はパイプセット治具であって、この方法に使用される治具類の一つとして、図示しない車両用空調装置の冷凍サイクルにおける膨張弁の代わりに、２本のパイプ２０及び２１の一端部３０及び３１を挿入するための２個の穴を有し、パイプの一端部３０及び３１を揃えて、それぞれ所定の位置に位置決めするために使用される。
【００２５】
２はパイプ仮固定治具であって、第１実施例の第３の工程においてパイプの一端部３０及び３１側の部分にかしめ付けられるコネクタ１６と同様に、その平面形状はパイプ２０及び２１のバルジ部を受け入れる凹部を有するＥ形をなしている。パイプ仮固定治具２は、工程の初期においてコネクタ１６の代わりにパイプ２０，２１の一端部３０及び３１に近い部分を２個の凹部に緩やかに嵌合させて一側方から支持することにより、パイプセット治具１と協働してパイプの一端部３０及び３１を位置決めすると共に、それぞれのパイプ２０，２１の屈曲部の相対的な位置関係を仮固定する。
【００２６】
図１に示したように、パイプ２０及び２１の一端部３０及び３１をパイプセット治具１とパイプ仮固定治具２によって固定すると、屈曲しているパイプ２０，２１の他端部３２及び３３の端末の間には長手方向の寸法差１７が生じる。このような寸法差が生じることは、個々のパイプ２０及び２１が前述のように切断や曲げ等の工程を重ねて製作されることから避けることができない。パイプ２０及び２１のうちのいずれか一方の長手方向における寸法が適正値である時に、そのパイプに対する他方のパイプの寸法差１７の許容範囲が例えば±０．２ｍｍである場合に、パイプ２０，２１の取り付け後に実測される寸法差１７が例えば±３ｍｍのように大きい時は、この寸法差１７を許容範囲の±０．２ｍｍ以内に抑え込んで必要な部品精度を得るために、図２に略示したようなパイプチャック３等を使用して第１実施例の第１の工程の矯正加工を実行する。
【００２７】
第１実施例の方法によって長手方向の寸法差１７を矯正する第１の工程の詳細が図４及び図５に示されている。この場合は、矯正加工によって長い方のパイプ２０を短縮させることになる。なお、パイプ２１の方が長過ぎてそれを短縮させる必要がある場合とか、パイプ２０及び２１の長手方向の寸法がいずれも長過ぎて双方を短縮させる必要がある場合には、パイプ２１に対して同様な矯正加工を行うことが可能であるが、ここではパイプ２０の長手方向の長さを短縮させる場合のみを例にとって説明する。
【００２８】
まず、図４に示したように、パイプ２０の前述の他端部３２に近い所定の寸法位置を二つ割りのパイプチャック３，３’によって矢印のように挟み込んで固定する。パイプチャック３，３’は相互に対向するように平面図形が半円形の凹部３ａ，３ａ’を備えていて、それらによってパイプ２０をクランプすることができるが、それらの半円形の凹部３ａ，３ａ’が合一して円形の開口を形成し、それによってパイプ２０を受け入れた時に、円形の開口の上縁部に円環状の逃げ部空間が形成されるように、パイプチャック３，３’の上面８，８’で且つ半円形の凹部３ａ，３ａ’の縁部にそれぞれ半円形の段部４，４’が形成されている。
【００２９】
図４に示すように、対になったパイプチャック３，３’によって長過ぎるパイプ２０をクランプして固定した後に、パイプ２０の他端部３２にパイプと同じ円筒形で有底の凹部６ａを形成された矯正用のパンチ６を嵌合して、下方に向かって打撃を加える。それによって図５に示したようにパイプ２０の一部が座屈し、材料の一部がパイプチャック３，３’の上面８，８’に形成された一対の半円形の段部４，４’からなる円環状の逃げ部空間内へ流入して、いずれも側方へ突出するパイプ座屈部２２，２３が形成され、それらが連続した１つのフランジを形成する。
【００３０】
このようにしてパイプ２０の長手方向の寸法が短縮することにより、パイプ２１に対するパイプ２０の長手方向の寸法差１７が許容範囲内のものとなる。矯正用のパンチ６に設けられた円筒形の凹部６ａの深さが図５に参照符号５０として示されているが、矯正用のパンチ６がパイプチャック３，３’の上面８，８’に接触する位置まで降下するものとすれば、円筒形の凹部６ａの深さ５０が一定であることから、パイプ２０のパイプチャック３，３’によってクランプされた先の部分の長さの大小に関係なく、矯正後の長さが同じになる。従って、パイプチャック３，３’を正しく位置決めすれば、常にパイプ２０の他端部３２から一定の寸法位置にフランジ状のパイプ座屈部２２，２３が形成されると共に、パイプ２０の長手方向の寸法が適正値となるように短縮される。
【００３１】
第１実施例においては、パイプ２０及び２１とコネクタ１６及び６０からなる配管を製造する場合を取り上げているが、これは説明を判り易くするために、パイプの長さを２本のパイプの長さの相対的な差として説明したためである。しかし、必要なパイプの長さとは、個々のパイプにおける寸法５０の値であることは言うまでもない。従って、本発明の製造方法の対象となる配管のうちで最も簡単なものは、１本の屈曲したパイプと、その両端にかしめ付けられる２個のコネクタからなるものであってもよい。このような場合には複数本のパイプの長さを揃える必要はないが、通常は切断及び屈曲されたパイプの長さを再切断や手直し等によって適正値にする必要があるので、その代わりに、前述の第１実施例における第１の工程によってパイプの長さを適正値に合致させることが可能になる。
【００３２】
また、前述の例では単一の矯正用パンチ６を使用して、パイプ２０又は２１の長手方向の寸法を１本づつ矯正する場合について説明しているが、複数本のパイプを同時に矯正する場合には、図６に示すように、矯正用のパンチ６の変形例として複数個の矯正用パンチ６，６’を一体化した矯正用パンチの集合体７を使用することにより、一挙に前述の矯正工程の前半（第１の工程）を終了させることができる。この場合にはパイプチャック３，３’のそれぞれにも、複数本のパイプ２０，２１を同時にクランプすることができる複数個の凹部を設ける。その他の点は前述の例と同様であるから詳細な説明を省略する。
【００３３】
図７から図９は本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第１実施例における第２の工程を示したものである。第２の工程はパイプ２０，２１の他端部３２及び３３にコネクタ６０をかしめ付けによって簡単に且つ確実に取り付けるために実施するものであるが、この工程においても製品としての配管の長手方向寸法を調整することができるので、第１の工程において無理なく寸法調整をすることができないほど大きい寸法差１７がある場合や、第１の工程によらないで、実質的に第２の工程のみによって寸法調整をするような場合に、この機能を効果的に利用することができる。
【００３４】
この工程においては、まず、パイプチャック３，３’によってクランプされているパイプ２０の他端部３２に、上方に向かって拡径する形状の貫通穴６０ａを形成されたコネクタ６０を嵌合させる。パイプチャック３，３’によってパイプ２０をクランプしているので、第２の工程における加工中にパイプ２０がパンチの打撃によって下方へずれるのを阻止することができる。
【００３５】
次に、パイプ２０の他端部３２に図７及び図８に示したような形状、即ち、コネクタ６０に形成された上方に向かって拡径する貫通穴６０ａの内面形状と実質的に相似であって、それよりも必要な肉厚の分だけ小さい表面形状を有するパイプの拡径用パンチ９を上方から挿入して、下方に向かって打撃を加える。それによって拡径用パンチ９は、図８に示すように、パイプ２０の他端部３２に近い部分を拡径させて拡径部２８を形成することにより、コネクタ６０の貫通穴６０ａの内面に密着させてかしめ付けると共に、他端部３２を更に拡径させることによって、貫通穴６０ａに形成されている円錐形口部６０ｂに沿って拡径されたパイプの先端部２９を形成する。
【００３６】
この場合、１回のみの打撃によってパイプ２０の他端部３２の形状を変化させることができるけれども、拡径用パンチ９は図示しない駆動機構によって上下方向に往復動させることができるので、小さい打撃を複数回繰り返すことによって徐々に加工を行なって、製品の精度を更に高めることもできる。
【００３７】
第１実施例においては、拡径用パンチ９の周囲を取り囲むように拡径用パンチ９とは別に上下動することができる円筒形のスリーブ１０が設けられており、拡径用パンチ９による加工に先立って降下してコネクタ６０を押さえ込むと共に、加工中及び拡径用パンチ９が上方へ復帰する間も、それによってコネクタ６０を押さえ続けて、コネクタ６０が拡径用パンチ９の運動に伴って移動しないようにする。
【００３８】
拡径用パンチ９が打撃を加えた後に上方へ復帰し、その後にスリーブ１０も上方へ復帰すると、パイプチャック３，３’上には、図９に示すような形状に成形されたパイプ２０と、それによってかしめ付けられてパイプ２０と一体化された状態のコネクタ６０が残る。
【００３９】
このように、第１実施例の第２の工程は基本的にはパイプ２０の他端部３２をコネクタ６０にかしめ付けて機械的に連結するための作業であるが、前述のように、コネクタ６０の円錐形口部６０ｂに沿ってかしめ付けられる拡径されたパイプ２０の先端部２９の寸法、特に長手方向の幅が、第１実施例の第２の工程が実行される前のパイプ２０において、フランジを形成しているパイプ座屈部２２，２３よりも他端部３２側の寸法の大小によって変化するので、図９に誇張して示したように、拡径されたパイプの先端部２９の先に更に若干の幅の空隙が残るように、長手方向における円錐形口部６０ｂの幅をできるだけ大きくとると共に、パイプ座屈部２２，２３から先の長さをそれよりも小さめにとれば、前述の空隙が幅の変化するパイプばらつき吸収部７０となって、それだけでもパイプ２０の長手方向の寸法を適正値に揃えるために役立つ。従って、パイプ２０の長手方向の寸法のばらつきが比較的に少ない時は第１の工程による矯正作業を省略して、何らかの他の工程によってパイプ２０及び２１とコネクタ１６を結合し、実質的に第２の工程のみによって配管の端面位置の調整を行ってもよい。
【００４０】
このような第１実施例における第２の工程を複数本のパイプ２０及び２１に対して同時に実行する場合には、図１０とその部分的な拡大図である図１１に示した変形例のように、パイプ２０及び２１のそれぞれに嵌入する２個の拡径用パンチが一体化された拡径用パンチの集合体１２を使用すればよい。この場合のコネクタ６０は拡径用パンチの集合体１２に合わせて２個の円錐形口部を備えているが、それ以外は前述の場合と同じであるから詳細な説明を省略する。
【００４１】
なお、これまでに説明した第１実施例においては、下方のコネクタ１６をパイプ２０及び２１にかしめ付ける時期は工程の終期であって、第１の工程の終わりか、或いは第２の工程が終了した後に行う。コネクタ１６は、加工中にパイプ２０及び２１を仮固定するために使用するパイプ仮固定治具２と同様に平面形状がＥ形であるから、パイプ２０及び２１に挿通する必要がなく、第１或いは第２の工程のどの時期においてもパイプ２０及び２１の外側から嵌めることができるので、適当な時期にパイプ仮固定治具２と交換するようにパイプ２０及び２１に嵌めて、部分的にかしめ付けを行うか、或いはコネクタ１６の部分でパイプ２０及び２１を内部から拡径させて固定する。
【００４２】
しかしながら、下方のコネクタ１６をパイプ２０及び２１の一端部に取り付けてかしめ付ける時期は、第１工程の最初とすることも可能である。この場合は、図２１に示したように、パイプセット治具１に一端を挿入したパイプ２０及び２１に対してＥ形のコネクタ１６と仮固定治具２とを取り付けて、コネクタ１６の一部に打撃を加えることによりパイプ２０及び２１にかしめ付ける。仮固定治具２を取り外す時期は、例えば第２の工程の終了後のような適当な時期である。
【００４３】
また、第１実施例の他の変形例として、先にも述べたように、パイプ２０及び２１の一端部３０及び３１にコネクタ１６を取り付ける工程を実行しないで、前述の他の工程を実行することにより、図２２に示したように一端部３０及び３１が自由端となっている配管を製造することもできる。この場合は、パイプ２０及び２１の長さが相互に異なっていてもよい。
【００４４】
次に、図１２によって本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第２実施例を説明する。第２実施例の特徴は第１実施例における第２の工程の一部の変更にあるので、それ以外の第２の工程部分や、第１の工程については第１実施例と同様な取り扱いが可能であるし、場合によっては第１の工程による寸法の矯正作業を省略してもよい。
【００４５】
第２実施例の要部を示す図１２と、第１実施例の説明に使用した各図面のうちで図１２に対応している図９とを対比すれば明らかなように、第１実施例の第２の工程においてパイプ２０及び２１にかしめ付けられるコネクタ６０に設けられているパイプばらつき吸収部７０が、コネクタ６０の円錐形口部６０ｂの円錐面に沿って形成されるのに対して、第２実施例におけるパイプばらつき吸収部７１は、第１実施例におけるコネクタ６０と概ね同じ形状を有するコネクタ６２において、拡径する形状の貫通穴６２ａにおける円錐形口部６２ｂの更に先端部側に平坦な段部６２ｃを形成し、段部６２ｃの半径方向外側に空隙としてのパイプばらつき吸収部７１を設けると共に、そのコネクタ６２に対応する形状の図示しない拡径用パンチを使用して拡径部２８を形成する点にある。第２実施例において使用される拡径用パンチが、パイプ２０の先端部をコネクタ６２の平坦な段部６２ｃに沿うように平坦な形状に成形する形状及び機能を有することは言うまでもない。
【００４６】
第２実施例の継手部分を有する配管の製造方法においては、パイプ２０の先端部２９をコネクタ６２の平坦な段部６２ｃに沿って曲げて、段部６２ｃに確実に係合させると共に、曲げられた先端部２９の先に、逃げ部空間としてのパイプばらつき吸収部７１が残るように、パイプ２０の座屈部２２，２３から先の部分の長さを予め所定の範囲内に制限することによって、第１実施例におけるコネクタ６０のパイプばらつき吸収部７０を残すパイプ２０の先端部２９と同様に、配管の長手方向の寸法を調整する作用と、コネクタ６２を確実にパイプ２０にかしめ付ける本来の作用をする。
【００４７】
次に、図１３とその一部拡大図である図１４によって本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第３実施例を説明する。第３実施例の特徴もまた第１実施例における第２の工程の一部を変更する点にあるので、それ以外の工程部分や、第１の工程については第１実施例と同様な取り扱いが可能であるし、場合によっては第１の工程における寸法の矯正作業を省略するとか、何らかの他の工程によってコネクタ１６とパイプ２０及び２１とを結合してもよい。
【００４８】
第３実施例の方法の特徴は、それに使用されるコネクタ６３が図１４に拡大して示すような位置にばらつき吸収部７２を形成する点にある。即ち、拡径用パンチ１１の外側に設けられる可動のスリーブ１０が第１実施例のそれとは異なり、その下面１０ａの一部に内面に沿って段部のような環状の切り欠き１０ｂを備えている。
【００４９】
従って、第３実施例において第２の工程が実行される時には、最初に拡径用パンチ１１が降下してパイプ２０の他端部３２を拡径する。その後にスリーブ１０が降下してパイプ２０の拡径された先端部２９の縁部を押し潰し、先端部２９の材料の一部によってばらつき吸収部７２の一部を埋める。ばらつき吸収部７２には若干の余裕を設ける必要があり、それによって第１実施例や第２実施例の場合と同様にパイプ２０の先端に拡径部２８を形成してコネクタ６３に確実にかしめ付けることができると共に、パイプ２０の長手方向における寸法の調整をすることができる。なお、かしめ付けが終わった時は、先に拡径用パンチ１１を上昇させて、その後にスリーブ１０を上昇させる。
【００５０】
次に、図１５によって本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第４実施例を説明する。第４実施例の特徴も第１実施例における第２の工程の一部を変更した点にあるので、それ以外の工程部分や、第１の工程については第１実施例の場合と同様な取り扱いが可能であるし、場合によっては第１の工程における寸法の矯正作業を実質的に省略して、パイプ２０及び２１とコネクタ１６を結合するための何らかの他の工程に置き換えることができる。第４実施例の製造方法の特徴は、前述の実施例のようにばらつき吸収部をコネクタの端部に設けないで、コネクタの長手方向の中間部位に設けた点にある。
【００５１】
第４実施例の第２の工程の要部を示す図１５と、第１実施例の説明において図１５に対応している図９とを対比すれば明らかなように、第１実施例の第２の工程において使用されるコネクタ６０に設けられるパイプばらつき吸収部７０が、コネクタ６０の円錐形口部６０ｂの円錐面に沿って形成されるのに対して、第４実施例におけるパイプばらつき吸収部７３は、コネクタ６０と概ね同様な形状を有するコネクタ６４において、拡径する形状の貫通穴６４ａにおける大径部６４ｂと小径部６４ｃの間に段部６４ｄを形成し、図示しない拡径用パンチにはコネクタ６４の段部６４ｄに対応する部分に段部に代えて円錐面を形成することによって、段部６４ｄに空隙としてのパイプばらつき吸収部７３を残した点にある。
【００５２】
従って、第４実施例の配管の製造方法においては、図示しない拡径用パンチの打撃によって、拡径する形状の貫通穴６４ａに沿ってパイプ２０が成形されて拡径部２８が形成されると共に、それによってコネクタ６４に対してかしめ付けられる際に、余剰の材料が逃がし空間であるばらつき吸収部７３へ円滑に押し出されて、パイプ２０の長手方向の寸法が短縮する。それによってパイプ２０の長さが適正値に合致することになる。それ以外の点においては、第４実施例の製造方法は第１実施例のそれと同様な作用効果を奏する。
【００５３】
次に、図１６及び図１７を参照して本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第５実施例について説明する。前述の第２実施例から第４実施例は、いずれも第１実施例における第２の工程の変形例に相当するものであるが、第５実施例は第１実施例の第１の工程の変形例に相当するものである。第５実施例における第２の工程については説明を省略するが、前述の第１実施例から第４実施例における第２の工程と同様に行なうことができる。
【００５４】
第５実施例の工程の要部を示す図１６及び図１７と、第１実施例の説明においてそれと対応する図４及び図５とを対比すれば明らかなように、第１実施例において使用するパイプチャック３，３’の代わりに、第５実施例においては上部パイプチャック１４及び１４’と、下部パイプチャック１５及び１５’という２組のパイプチャックを使用する。逃げ部空間としての半円形の段部４，４’は下部パイプチャック１５及び１５’の上面に設ける。矯正用のパンチ１３は第１実施例における矯正用パンチ６のような円筒形の凹部６ａを備えている必要はなく、単なる円柱形の凹部１３ａが設けられているだけでよい。
【００５５】
パイプ２０の長手方向の寸法が大き過ぎてそれを矯正する場合には、図１６に示すように、パイプ２０の途中を上部パイプチャック１４及び１４’と下部パイプチャック１５及び１５’によって、それらの間に必要とされる長さの間隔をとってクランプする。この間隔は実測されたパイプ２０の長さと適正値との差とする。矯正用のパンチ１３によってパイプ２０の他端部３２と、上部パイプチャック１４及び１４’を打撃することにより、上部パイプチャック１４及び１４’が下部パイプチャック１５及び１５’と接触する位置まで降下する。そのために、２組のパイプチャックの間のパイプ２０の一部が座屈し、その材料が下部パイプチャック１５及び１５’に逃げ部空間として設けられた半円形の段部４，４’へ流入して、フランジ状のパイプ座屈部２２，２３を形成する。このフランジ部分等の作用効果は、第１実施例の第１の工程におけるそれと同じである。このようにしてパイプ２０の長さが適正値に合致する。
【００５６】
以上の説明においては、継手部分を有する配管の少なくとも一端部を、コネクタ６０のような拡径する貫通穴を有するコネクタの内面にかしめ付けることによって継手部を形成し、同時にパイプ２０及び２１の長さを自動的に調整するために拡径部２８を形成する場合を例示しているが、本発明の継手部分を有する配管の製造方法は、パイプの少なくとも一端部に継手部分としての拡径部２８が形成された配管を製造することを目的としているので、継手部分として形成された拡径部２８がコネクタを使用しないで相手方の部分と接続することができる場合には、完成した製品がコネクタを備えている必要はない。従って、例えば、図２３に示すように、パイプ２０の端部がコネクタのない拡径部２８となっている配管を製造する場合には、コネクタ６０の拡径する形状の貫通穴６０ａと同様な内面形状を有する分割可能な金型である雌型治具６１を使用して、拡径部２８を成形すると共にパイプ２０の長さの調整を行って、その後に雌型治具６１を開くという工程を採用することができる。
【００５７】
なお、継手部分を有する配管を製造する場合に、パイプとコネクタとをろう付けによらないで、本発明のようにかしめ付けによって結合するという方法が今まで全く試みられなかった訳ではない。以下、従来の継手部分を有する配管の製造方法とその問題点について図１８から図２０を参照して簡単に説明する。
【００５８】
従来技術によって継手部分を有する配管を製造する方法の１つが図１８に示されている。この従来技術においては、予めバルジ、スピニング加工によって一端部にフランジと溝が形成されたパイプ８０に対して工程（Ａ）においてコネクタ８１が嵌合され、後続の工程において邪魔にならないようになるべく遠くの位置までコネクタ８１を移動させる。しかしながら、コネクタ８１を移動させ得る範囲はパイプ８０の直管の部分に限られるので、その可動範囲が工程（Ｂ）の図に参照符号８２によって示されている。工程（Ｂ）ではパイプ８０の所定の位置を二つ割りの治具８３，８３’によってクランプする。治具８３，８３’には合一して上方に向かって拡径する形状の内面８３ａ，８３ａ’が形成されている。
【００５９】
工程（Ｃ）において、治具の内面８３ａ，８３ａ’の形状と相似で、残すべき肉厚の分だけ小さい表面形状を有する拡径用パンチ８４によってパイプ８０の他端部を加工する。この時は治具８３，８３’がパイプ８０の加工部を支持すると共に、成形のための金型（ダイ）となるので、パイプ８０の他端部が上方に向かって拡径する形状に成形される。このようにして成形されたパイプ８０の他端部に対して、治具８３，８３’が開いて移動した後へ代わりにコネクタ８１を移動させて嵌合させる。そのために、コネクタ８１の内面には予め上方に向かって拡径する形状が形成されている。
【００６０】
それらを嵌合させた後に、かしめパンチ８５をパイプ８０の他端部内へ挿入してパイプ８０の直管部の一部８６を拡径させる。それによってパイプ８０とコネクタ８１がかしめ付けられるが、両者の結合部分は拡径加工された直管部８６だけであるから、結合部の機械的強度やシール性能は十分とは言えない。また、工程が複雑なのでコストが高くなり、コネクタ８１の退避のためにパイプ８０の上に長い直管部が必要になる。以上の工程をパイプ８０が直管である状態において実施し、後の工程においてパイプ８０を必要な形状に屈曲させることも考えられるが、この方法では屈曲加工が難しいだけでなく、パイプ８０の長さ等を調整する手段がないので部品精度の高い配管を製造することができない。
【００６１】
従って、従来の方法ではコネクタ８１と結合する前のパイプ８０の寸法や屈曲形状の精度を高めることが必要になる。図１９に示すように、２本のパイプ８０及び８７の両端部にコネクタ８１及び８８を取り付けた配管を製造する場合に、適正値に比べて長過ぎるパイプ８０と短すぎるパイプ８７とを一端部において揃えてコネクタ８８に固定すると、パイプ８０及び８７が共に屈曲していることもあって、パイプ８０，８７の他端部の位置が三次元のばらつきを示すので、それらをコネクタ８１のそれぞれ所定の位置へ結合することがきわめて困難になる。長手方向における長短のばらつきだけによっても、パイプ８０の先端部８９がコネクタ８１からはみ出すし、パイプ８７の先端部９０が所定の位置まで達しないので、いずれもコネクタ８１とのかしめ付けが不完全になる。
【００６２】
そこで、図２０に示したように、パイプ８０及び８７の先端部をコネクタ８１上の所定の位置に揃えて、これらの部分における拡径加工とかしめ付けを先行させると、今度はパイプ８０及び８７の下端部がコネクタ８８上で整合しなくなって、参照符号９１によって示したように端面がずれるため、コネクタ８８との良好なかしめ付けが不可能になる。
【００６３】
このような従来の継手部分を有する配管の製造方法における諸問題は本発明の製造方法を採用することによって全て解消し、寸法精度が高い配管を比較的に簡単な設備によって容易に、且つ低コストで製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の継手部分を有する配管の製造方法の第１実施例において、第１の工程によって加工される２本のパイプと一端部のコネクタを示す正面図である。
【図２】第１実施例の第１の工程において、パイプが長手方向の矯正加工を受けた状態を概括的に示す正面図である。
【図３】製品としての継手部分を有する配管を例示する斜視図である。
【図４】第１実施例における第１の工程の要部を示す断面図である。
【図５】第１の工程の図４に続く時期における要部を示す断面図である。
【図６】２本のパイプを同時に加工するパンチ等を示す概念図である。
【図７】第１実施例の第２の工程において加工前の状態を示す断面図である。
【図８】第１実施例の第２の工程において加工後の状態を示す断面図である。
【図９】第１実施例の第２の工程によるパイプばらつき吸収部を示す断面図である。
【図１０】２本のパイプを同時に加工するパンチ等を示す概念図である。
【図１１】図１０の一部を拡大して示す断面図である。
【図１２】第２実施例の第２の工程によるパイプばらつき吸収部を示す断面図である。
【図１３】第３実施例の第２の工程によるパイプばらつき吸収部を示す断面図である。
【図１４】図１３の一部拡大図である。
【図１５】第４実施例の第２の工程によるパイプばらつき吸収部を示す断面図である。
【図１６】第５実施例における第１の工程の要部を示す断面図である。
【図１７】第１の工程の図１６に続く時期における要部を示す断面図である。
【図１８】従来の継手部分を有する配管の製造方法を示す工程図である。
【図１９】従来技術の問題点を示す概念図である。
【図２０】従来技術の他の問題点を示す概念図である。
【図２１】第１実施例の工程の順序を変更した例を示す概念図である。
【図２２】第１実施例の第１の工程を含まない例を示す概念図である。
【図２３】コネクタを備えない配管の例を示す概念図である。
【符号の説明】
３，３’…パイプチャック
４，４’…半円形の段部
６…矯正用のパンチ
９…パイプの拡径用パンチ
１０…円筒形のスリーブ
１１…パイプの拡径用パンチ
１３…矯正用のパンチ
１６…一端部側のコネクタ
２０，２１…アルミニウムパイプ
２２，２３…パイプ座屈部（フランジ）
２８…拡径部
２９…拡径されたパイプの他端部
６０…他端部側のコネクタ
６０ａ…拡径する形状の貫通穴
６１…雌型治具
７０，７１，７２，７３…パイプばらつき吸収部

Claims

端部に継手部分としての拡径部が形成された配管の製造方法において、
拡径部を形成する前に拡径部の形成に必要なパイプ長さに予め調整する第１の工程と、
拡径部を形成する際に調整しきれなかったパイプの余分な材料を吸収させる第２の工程と、
を備えていて、パイプ端末加工部の材料体積を調整することで、バリや欠肉を生じることなく拡径部を所定寸法に形成する配管の製造方法であって、
前記第１の工程が、パイプの長さのばらつきを吸収できる分量だけ予め長めに作成したパイプを用い、そのパイプの一端を治具で位置決めする段階と、この位置決めしたパイプの一端から製品寸法により定まる所定の距離をパイプチャックによってクランプして固定する段階と、このクランプ固定された側のパイプ端部を矯正用パンチによって加圧することによりパイプを座屈させて、パイプの材料の一部をパイプチャックの端面に予め形成されている逃げ空間内へ押し出すことにより、パイプの外周に環状の突出部を形成して、その突出部の大きさを調整することでパイプの長さを調整する段階とを含み、また
前記第２の工程が、パイプの端部に内面形状が拡径する貫通穴を有するコネクタを挿入する段階と、拡径用工具によってパイプの端部を拡径させてコネクタの内面にかしめ付ける段階とを含んでいて、
コネクタの内面の一部にパイプの材料の逃げ部空間としてのパイプばらつき吸収部が予め形成されていることにより、拡径用工具によってパイプの端部に塑性変形を与えて拡径部を形成する時に、パイプの余分な材料がパイプばらつき吸収部に吸収されてパイプの長さが調整され、パイプの長さが自動的に所定の長さに適合するようにしたことを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項１において、突出部の半径を増大させることによってパイプの長さの調整量を増大させることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項２において、パイプチャックの端面を基準として形成される逃げ部空間の高さを一定としたことを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項１ないし３のいずれかにおいて、コネクタの内部に形成されるパイプばらつき吸収部が、コネクタの貫通穴の内面と、拡径用工具の表面との間に空隙として形成されることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項４において、パイプばらつき吸収部が、コネクタの内部にあるパイプの端部に対応して形成されることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項５において、パイプばらつき吸収部が、コネクタの内部にあるパイプの中間部分に対応して形成されることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項１ないし６のいずれかにおいて、パイプの端部に拡径部を形成してコネクタにかしめ付ける一方、他方の端部に単なるコネクタをかしめ付けることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項１ないし７のいずれかにおいて、拡径用工具の外周部に設けられたスリーブを拡径用工具とは別に移動させることにより、拡径部の加工の前後においてコネクタを押さえるようにしたことを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項８において、スリーブの端面の一部によってパイプの拡径された先端部を押し潰して、パイプばらつき吸収部へ流入させることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項１ないし９のいずれかにおいて、複数本のパイプが、少なくともそれらの一方の端部において共通のコネクタに結合されることを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、パイプの端部の拡径部に結合されるコネクタに代わるものとして、同様に内面形状が拡径する貫通穴を有する分割可能な雌型治具を使用して、パイプの端部を拡径させて雌型治具の内面にかしめ付けた後に、雌型治具を開くことを特徴とする両端に継手部分を有する配管の製造方法。