JP4021976B2 - Manufacturing method of multilayer pipe - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は1本の管を反転状に折曲して多層管を製造する多層管の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、1本の管を反転状に折曲して多層管を製造する方法として、素管の一部を拡管した後、素管側端と拡管側端を管軸方向に加圧して、図10に示すように拡管部100を連続的に座屈して拡管部100内に素管部101を挿入するようにしたものが例えば特公昭47−14535号公報に開示されている。これを第1の従来の技術とする。
【0003】
また、図11に示すように、素管の一部を縮管して素管部200とテーパ部201と小径管部202を連続して形成し、その後に管を軸方向に加圧してテーパ部201を座屈させて素管内に縮管部を挿入するようにしたものが例えば特開昭57−90488号公報に開示されている。これを第2の従来の技術とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1の従来の技術においては、拡管部100が、拡管時に引っ張りの塑性加工を受けた上に折曲反転による引っ張り加工を再度受けることとなり、また、該部100の板厚も減少しているため脆弱化し、折曲反転加工時に図10に示す反転部分203に割れを生じやすい問題がある。
【0005】
また、上記第2の従来の技術においては、縮管部であるテーパ部201で反転されるため上記のような割れのおそれがないが、その素管部200とテーパ部201の境界部203のアールと、縮管部202とテーパ部201の境界部204のアールとが同一であることから、管の押圧時において、図12に示すように、テーパ部201の小径側の肉がテーパ部201の大径側の肉より先に流れてテーパ部201の小径側から順に座屈し、テーパ部201が外側へ膨出する現象が生じたり、また図13に示すように縮管部202である小径管部に曲がりや傾きが生じ、理想的な折曲反転形状が得難いという問題がある。
【0006】
そこで本発明は、上記の問題を解決する多層管の製造方法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1記載の第1の発明は、素管の一部に縮管加工を施して素管部とテーパ部と小径管部を連続状態に形成する縮管工程と、素管部とテーパ部の境界部のアールを小径管部とテーパ部の境界部のアールよりも大きくするアール付け工程と、素管部と小径管部が相互に近づく方向へ押圧してテーパ部を順次座屈させる座屈工程とからなることを特徴とするものである。
【0008】
本発明においては、素管部とテーパ部の境界部のアールを小径管部とテーパ部の境界部のアールよりも大きくしたので、座屈工程において、テーパ部の大径側から順に内側へ座屈し、テーパ部の大径側が外側へ膨出することない。そのため、素管部も内側へ順次座屈し、内側への座屈が連続的にスムーズに行われる。
【0009】
更に、縮管加工は引っ張りの塑性加工ではないので、テーパ部は、該部の座屈時のみ引っ張り加工されることになり、座屈加工時の引っ張りによってテーパ部の割れは発生しない。更に、縮管加工は板厚減少を招かないので、その材料の強度低下が防止され、これも割れ防止に貢献する。
【0010】
請求項2記載の第2の発明は、上記第1の発明において、アール付け工程前に、素管部を拡張して大径部に形成する工程を有するものである。
本発明においては、上記第1の発明と同様の作用を発揮する上に、小径管部と大径管部との直径差が大きくなり、座屈加工時における所期の連続座屈変形が発生しやすくなる。
【0011】
請求項3記載の第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、アール付け工程において、先端肩部にアール部を有するパンチを素管部又は大径管部とテーパ部との境界部の内面に押圧して、その境界部をパンチのアール部でアール付け加工を施すようにしたものである。
【0012】
本発明においては、アール付け加工が、アール部を有するパンチを使用して容易に行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1乃至図9に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図1乃至図4は第1実施例の製造方法を示す。
【0014】
先ず金属製のパイプ(素管)の一部(一方側)に縮管加工を施して該部を小径管部3とし、図1に示すように、素管部1とテーパ部2と小径管部3が連続した管を形成する。この縮管加工によっては小径管部3の板厚は、素管より減少しない。
【0015】
この縮管加工方法としては、例えば図2(a)に示すように、素管部1の内径と同一径の大径凸形4aを有する型4と、小径管部3の外径と同径の小径凹型5aとテーパ凹型5bを有する型5とを設け、図2(b)に示すように、素管部1の一方端から大径凸型4aを押圧挿入し、他方端からテーパ凹型5bと小径凹型5aを押圧挿入して縮管加工を施す。また、この縮管加工は、その他スウェージングなどの周知の方法で行ってもよい。
【0016】
なお、実際の製造に際しては、素管1として、材質がSUS409、管直径D1 がφ25.4mm、板厚tが1mmのものを使用した。また、縮管加工においては、上記の素管(25.4mm)を直径dがφ17mmになるまで縮管して小径管部3を形成した。
【0017】
次に、図3に示すように、先端肩部6aにアールR3 を形成したパンチ6を用い、小径管部3の開口端側を部材7で固定して、パンチ6を素管部1の開口端側より挿入し、素管部1とテーパ部2の境界部1aに先端肩部6aのアールR3 によって押圧荷重P1 を加え、その境界部1aにアールR1 を形成する。該アールR1 の半径は、小径管部3とテーパ部2との境界部3aのアールR2 よりも大きく設定する。
【0018】
次に、図4に示すように、素管部1の開口端側を部材7aで固定し、小径管部3に圧縮荷重P2 を加えて小径管部3を素管部1方向へ押圧する。このとき、素管部1とテーパ部2との境界部1aのアールR1 が小径管部3とテーパ部2との境界部3aのアールR2 よりも大きいため、荷重P2 によってテーパ部2の小径側よりも大径側(素管側)が先に内側へ座屈し、テーパ部2が外側へ膨出することを防止する。そのため、上記の圧縮荷重P2 を連続的に加えることにより、テーパ部2の素管部1側から順次内側へスムーズに連続して座屈変形し、小径管部3の曲りや傾きが発生することなく、図4に示すような三層管が成形される。
【0019】
また、前工程である上記の縮管加工は引っ張り加工ではないので、管の引っ張り加工は上記座屈加工時のみとなり、テーパ部の脆弱化が少なく、座屈加工時の引っ張りにより管の割れは発生しない。また、縮管加工は板厚減少を招かないので、テーパ部2における材料の強度低下を防ぐことができ、これも管の割れ防止に貢献する。
【0020】
なお、上記の縮管加工時において、その縮管工程を複数工程で行い、縮径を大きくしてもよい。例えば上記のφ25.4の素管を第1縮管工程でd=φ17としたり、また、第2縮管工程でd=φ14までに縮管してもよい。
【0021】
図5乃至図7は第2実施例の製造方法を示す。
本実施例は、先ず金属製のパイプ(素管)一部(一方側)を上記第1実施例と同様に縮管加工を施して該部を小径にし、他方側を拡管加工して大径にし、図5に示すように大径部1bとテーパ部2と小径管部3が連続した管を形成する。この拡管加工方法としては、例えば上記図2(a)に示す大径凸型4aを素管内径より大径のものにしたり、その他周知の拡管加工方法で行う。
【0022】
また、この実施例として実際に使用した素管1は上記第1実施例での素管1と同じものを使用した。また、小径管部3は上記第1実施例と同様d=φ17mm又はφ14mmまで縮管し、大径管部1bは、その直径D2 をφ29.2mmまで拡管した。
【0023】
次に、図6(a)に示すように、先端肩部8aにアールR4 を形成したパンチ8を使用して、上記第1実施例と同様のアール付け加工によって大径管部1bとテーパ部2との境界部1aにアールR5 を形成する。該アールR5 の半径は小径管部3とテーパ部2との境界部3aのアールR6 よりも大きく設定する。
なお、このとき、図6(b)に示すように、テーパ部2も同時に拡げて、テーパ部2が管軸に対して略直角までに形成すると、後工程に効果的である。
【0024】
次に、図7に示すように、大径管部1bの開口端部を部材7aで固定し、小径管部3に圧縮荷重P4 を加えて小径管部3を大径管部1b方向へ押圧する。このとき、R6 <R5 に形成されているため、上記第1実施例と同様にテーパ部2が外側へ膨出することなく座屈し、小径管部3の曲りや傾きが発生することなく図7に示すような三層管が形成される。
【0025】
本第2実施例によれば、大径管部1bと小径管部3との直径差を大きくすることができ、座屈加工時における連続座屈変形が発生しやすくなる。また、大径管部1bの外形D2 が上記第1実施例の素管部1の外径D1 より大径の三層管が得られる。
【0026】
なお、本第2実施例における大径管部1bの拡管率は15%以下に設定し、拡管時に大きな引っ張りが発生しないようにする。
また、上記R1 とR2 との関係及びR5 とR6 との関係を、R2 <R1 、R6 <R5 にすると、大径側の肉が座屈に流れて座屈がより連続的にスムーズに進む。
【0027】
また、上記第1実施例の素管部1又は第2実施例の大径管部1bの開口側端に図8に示すようなフランジ部10を折曲形成することにより、フランジ部を有する三層管が得られる。
【0028】
更に、上記第1実施例の素管部1又は第2実施例の大径管部1bの開口側部を折り返して外管部11を形成することにより、W形状の四層管を形成することができる。この外側管11の直径としては、例えば、上記素管部1を折曲する場合はφ30mmとし、大径管部1bを折曲する場合はφ34.5mmとする。また、外側管11の開口端側にフランジ部10を折曲形成してもよい。
【0029】
なお、上記各実施例における各層の管の長さは所望に設定するもので、またその長さはテーパ部2の長さ、座屈長、折曲長などを所望に設定することにより所望に調節できる。
【0030】
また、本発明により製造される多層管は、例えば内燃機関における樹脂インテークマニホールドのEGRポートを形成する管などに使用されるもので、図8、図9に示すフランジ部10によりインテークマニホールドなどに接続される。
【0031】
【発明の効果】
以上のようであるから、請求項1記載の発明によれば、座屈加工時において、テーパ部及び素管部の内側への座屈がスムーズに連続して行われ、小径管部の曲りや傾きが防止され、理想的な折曲反転形状の多層管が製造できる。更に、管の割れの発生もない。
【0032】
請求項2記載の発明によれば、更に、連続座屈変形が発生しやすく、多層管の製造が容易になる。
そして、請求項3記載の発明によれば、更に境界部のアール付け加工が簡易な構造で容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の製造方法における縮管工程を示す管の断面図。
【図2】(a)は図1の縮管工程に使用するダイスを示す断面図、(b)はその加工状態を示す図。
【図3】図1の工程後のアール付け加工を示す管の断面図。
【図4】図3の工程後の座屈工程を示す管の断面図。
【図5】本発明の第2実施例の製造方法における縮管と拡管工程を示す管の断面図。
【図6】(a)は図5の工程後のアール付け加工を示す管の断面図、(b)はこのアール付け加工と同時にテーパ部も管軸に対して略直角に折曲形成する例を示す要部拡大断面図。
【図7】図6の工程後の座屈工程を示す管の断面図。
【図8】図4又は図7の多層管にフランジ部を形成した多層管の断面図。
【図9】図4又は図7の多層管の外側管端をフランジ成形して、さらに外側管を折曲形成した多層管の断面図。
【図10】従来の製造方法の第1例を示す管の断面図。
【図11】従来の製造方法の第2例を示すもので拡管した管の断面図。
【図12】図11の管の加圧によるテーパ部の座屈状態を示す要部拡大断面図。
【図13】図11の管の加圧による管の曲がりを示す断面図。
【符号の説明】
1…素管部 1a,3a…境界部
1b…大径管部 2…テーパ部
3…小径管部 6,8…パンチ
6a,8a…先端肩部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer tube, in which a single tube is bent in an inverted shape to manufacture a multilayer tube.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of manufacturing a multilayer pipe by bending a single pipe in an inverted shape, after expanding a part of the raw pipe, press the raw pipe side end and the wide pipe side end in the pipe axis direction. As shown in FIG. 10, for example, Japanese Patent Publication No. 47-14535 discloses a structure in which the
[0003]
Further, as shown in FIG. 11, a part of the raw pipe is contracted to continuously form the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the first prior art, the expanded
[0005]
Further, in the second conventional technique, since it is reversed by the
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer pipe that solves the above-described problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a first invention according to
[0008]
In the present invention, the radius of the boundary portion between the raw tube portion and the taper portion is made larger than the radius of the boundary portion between the small diameter tube portion and the taper portion. The large diameter side of the tapered portion does not bulge outward. For this reason, the raw tube portion is also sequentially buckled inward, and the inward buckling is continuously and smoothly performed.
[0009]
Further, since the tube shrinking process is not a plastic process of tension, the taper part is pulled only when the part is buckled, and the taper part is not cracked by the tension during the buckling process. Furthermore, since the tube contraction does not cause a reduction in the plate thickness, the strength of the material is prevented from being reduced, which also contributes to prevention of cracking.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, before the rounding step, the raw pipe portion is expanded to form a large diameter portion.
In the present invention, the same effect as in the first aspect of the present invention is exhibited, and the diameter difference between the small diameter pipe portion and the large diameter pipe portion is increased, and the expected continuous buckling deformation occurs during buckling. It becomes easy to do.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the rounding step, the punch having the rounded portion at the tip shoulder portion is a boundary between the raw pipe portion or the large diameter pipe portion and the tapered portion. It presses against the inner surface of the part, and the boundary part is subjected to a rounding process at the rounded part of the punch.
[0012]
In the present invention, the rounding process can be easily performed using a punch having a rounded portion.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described based on the examples shown in FIGS.
1 to 4 show the manufacturing method of the first embodiment.
[0014]
First, a part (one side) of a metal pipe (element pipe) is subjected to contraction processing to form a small-
[0015]
For example, as shown in FIG. 2 (a), the tube contraction processing method includes a
[0016]
In actual production, the
[0017]
Next, as shown in FIG. 3, the
[0018]
Next, as shown in FIG. 4, the open end side of the
[0019]
In addition, since the above-mentioned contraction processing, which is the preceding process, is not a tensile process, the pipe is pulled only during the buckling process, the taper portion is less brittle, and the pipe cracks due to the pulling during the buckling process. Does not occur. In addition, since the tube contraction process does not cause a reduction in the plate thickness, it is possible to prevent a decrease in the strength of the material in the tapered
[0020]
At the time of the above-described tube contraction, the tube contraction process may be performed in a plurality of steps to increase the diameter reduction. For example, the above tube of φ25.4 may be reduced to d = φ17 in the first contraction step, or may be reduced to d = φ14 in the second contraction step.
[0021]
5 to 7 show the manufacturing method of the second embodiment.
In this embodiment, first, a part (one side) of a metal pipe (base pipe) is subjected to a tube-reducing process in the same manner as in the first embodiment, so that the diameter of the portion is reduced, and the other side is expanded to increase the diameter. Then, as shown in FIG. 5, a tube in which the
[0022]
In addition, the
[0023]
Next, as shown in FIG. 6 (a), the large
At this time, as shown in FIG. 6B, if the tapered
[0024]
Next, as shown in FIG. 7, to secure the open end of the large
[0025]
According to the second embodiment, the difference in diameter between the large-
[0026]
In addition, the pipe expansion rate of the large-
Further, when the relationship between R 1 and R 2 and the relationship between R 5 and R 6 is set to R 2 <R 1 and R 6 <R 5 , the meat on the large diameter side flows buckling and buckling occurs. Progress continuously and smoothly.
[0027]
Further, the
[0028]
Furthermore, a W-shaped four-layer tube is formed by folding the opening side portion of the
[0029]
In addition, the length of the pipe | tube of each layer in each said Example is set as desired, and the length is set as desired by setting the length of the
[0030]
The multilayer pipe manufactured according to the present invention is used for, for example, a pipe forming an EGR port of a resin intake manifold in an internal combustion engine, and is connected to the intake manifold or the like by the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the buckling to the inside of the taper portion and the raw tube portion is performed smoothly and continuously during buckling, and the bending of the small diameter tube portion Inclination is prevented, and an ideal bent-inverted multilayer tube can be manufactured. Furthermore, there is no occurrence of cracks in the tube.
[0032]
According to the second aspect of the present invention, continuous buckling deformation is more likely to occur, and the manufacture of the multilayer tube is facilitated.
According to the third aspect of the present invention, the rounding process of the boundary portion can be easily performed with a simple structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tube illustrating a contraction step in the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view showing a die used in the contraction process of FIG. 1, and FIG. 2B is a view showing a processing state thereof.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a pipe showing a rounding process after the step of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of a tube showing a buckling step after the step of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view of a tube showing a contraction tube and a tube expansion step in the manufacturing method of the second embodiment of the present invention.
6A is a cross-sectional view of a pipe showing a rounding process after the process of FIG. 5, and FIG. 6B is an example in which the taper portion is bent at a substantially right angle to the pipe axis simultaneously with the rounding process. The principal part expanded sectional view which shows.
7 is a cross-sectional view of a tube showing a buckling step after the step of FIG. 6;
8 is a cross-sectional view of a multilayer tube in which a flange portion is formed on the multilayer tube of FIG. 4 or FIG.
9 is a cross-sectional view of a multilayer tube in which the outer tube end of the multilayer tube of FIG. 4 or FIG. 7 is flange-formed and the outer tube is further bent.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a tube showing a first example of a conventional manufacturing method.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a pipe expanded by showing a second example of a conventional manufacturing method.
12 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a buckled state of the taper portion due to pressurization of the pipe of FIG. 11;
13 is a cross-sectional view showing the bending of the tube due to the pressurization of the tube of FIG. 11. FIG.
[Explanation of symbols]
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