JP4138370B2 - 冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒配管の接続継手に用いられる冷媒配管接続継手用締結フランジと、その製造方法に係り、特にカーエアコン等のような車両用冷却装置の冷媒配管に使用するのに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーエアコンのような車両用冷却装置は、冷媒配管が接続継手を介して互いに接続される。接続継手は、冷媒配管に締結フランジが取り付けられて構成されており、締結フランジは、アルミニウム若しくはその合金によって形成されている。締結フランジは、予め、押し出し加工や引き抜き加工によって外形形状をなす長尺体に成形され、次いで長尺体から１０〜１４ｍｍ程度の厚さで順次切断されて板体に形成され、その後、冷媒配管を接続するのに必要な機械加工が施されることで締結フランジが形成される。
【０００３】
従って、締結フランジは、押し出し加工や引き抜き加工によって長尺体を形成する成形装置と、その長尺体から板体に切断する切断装置と、切断された板体に必要な機械加工を施す切削装置との各工程を経ることで、最終的な形状に形成されるのが主流となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の冷媒配管接続継手用締結フランジは、成形装置と切断装置と切削装置とによって形成されるので、三種類の装置によってそれぞれの工程を要するばかりでなく、切削装置で最終的な形状に形成されるのに多くの工程を要し、生産性に劣ると共にコストダウンを図ることができない問題があった。また、この種の締結フランジは、万一に備えて肉厚に形成されており、それ自体がコスト高になっていっそう高騰を招く問題もあった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、プレス加工するだけで簡単かつ確実に形成することができ、コストダウンを図ると共に、生産性を高めることができる冷媒配管接続継手用締結フランジ及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
配管取付孔と締結孔とを有する冷媒配管接続継手用締結フランジにおいて、前記締結フランジは、３ｍｍ〜８ｍｍの範囲内の肉厚を有し、金属板からプレス加工によって形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明の冷媒配管接続継手用締結フランジによれば、肉厚が薄く、プレス加工により形成されるので、一つの装置で締結フランジの形成を簡単に行うことができる。
【０００８】
また、配管取付孔と締結孔とを有する接続継手用締結フランジの製造方法において、帯状の金属板を繰り出して、順送プレスにより該金属板を所望形状に順次打ち抜き加工して前記締結フランジを連続的に形成することを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る製造方法によれば、金属板の先端が繰り出される度に順次打ち抜いて締結フランジを連続的に形成するので、素材の繰り出しから締結フランジの形成までを一連の工程で連続して行うことができる。
【００１０】
また、前記打ち抜き加工時、前記金属板の前記締結フランジと対応する範囲をパンチと受け台とで挟み込みながら打ち抜きして前記締結フランジを形成することを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る製造方法によれば、締結フランジを金属板から打ち抜くとき、パンチと受け台とで締結フランジを挟み込みながら打ち抜くので、打ち抜き時の反り等不要な変形を防止すると共に、締結フランジは、鍛造加工に類似した形態で打ち抜き形成されることとなり、締結フランジが数ｍｍ程度の肉厚であっても、配管接続継手としての強度を充分得ることができる。
【００１２】
また、前記打ち抜き加工に際し、前記金属板に前記締結フランジの輪郭に沿って溝を形成するバリ抑え加工を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る製造方法によれば、打ち抜き加工に際し、金属板に締結フランジの輪郭に合わせて溝が形成されるので、その後に打ち抜き加工を行うと、打ち抜かれた締結フランジにバリが発生するのを抑えることができ、締結フランジの打ち抜きを良好に行うことができる。
【００１４】
また、前記打ち抜き加工に際し、前記金属板の前記締結フランジの輪郭を越える範囲に、該金属板より１〜１０％程度薄肉に形成された平押し部を設ける平押し工程を備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る製造方法によれば、締結フランジの打ち抜きに際し、金属板に対して締結フランジより大きな範囲で平押し加工を行い、締結フランジとなり得る部分が、予め押されて金属板より肉薄に形成されているので、その点からも締結フランジに対する鍛造機能が得られ、薄肉であるにも拘わらず締結フランジの強度をいっそう高めることができる
【００１６】
また、前記平押し工程時、金属板に対し締結フランジの配管取付孔を形成すると共に、該配管取付孔の軸方向の一端部に該配管取付孔より大径の段付き開口部を形成することを特徴とする。
【００１７】
この製造方法によれば、平押し工程時、金属板に締結フランジの配管取付孔を形成すると共に、該配管取付孔の軸方向の一端部にこれより大径の段付き開口部が設けられるので、配管を配管取付孔に挿入してカシメ等にて固定されたとき、そのビードが外部に露出することなく開口部内に納めることができ、ビードの露出部分を後処理で削除したりする必要がなくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、この発明の一実施の形態に係る冷媒配管接続継手用締結フランジを単に、「フランジ」と称して説明する。なお、図１はフランジの製造方法を示す全体概略図、図２はプレス装置によってフランジが形成される過程を加工順に示す説明図、図３は金属板を平押し加工した状態の説明図、図４は金属板に平押し加工された平押し部が設けられた状態を示す説明用断面図、図５は金属板におけるフランジの配管挿入孔にカシメ溝が形成された要部を示す拡大平面図、図６は金属板にバリ抑え溝を設けたバリ抑え加工を示す説明図、図７は打ち抜き加工を示す説明図、図８は打ち抜き形成されたフランジを示す正面図、図９は冷媒配管を取り付けたオス型接続継手を示す説明用断面図、図１０は冷媒配管を取り付けたメス型接続継手を示す説明用断面図である。
この実施形態のフランジの製造方法を説明する前に、本例で取り扱うフランジについて図８を用いて述べると、該フランジ１は、互いに大小の円形を重ね合わせることによって形成されたダルマ形状をなす板体であって、その大径側２の中心に配管取付孔３が設けられている一方、小径側４の中心に、ボルトによって互いに締結するための締結孔５が設けられている。
【００１９】
このようなフランジ１は、配管取付孔３に図９若しくは図１０のように配管（冷媒配管）６が挿入されたとき、配管６を図示しない手段等によって径方向に膨出させることで配管取付孔３内に配管６の外周壁が食い込み、この状態でカシメられることによって互いに取り付けられる。
【００２０】
その際、フランジ１の配管取付孔３に対し、図９に示すように、配管６の先端が前方に突出した状態で取り付けられることでオス型接続継手が構成され、また図１０に示すように、配管６の先端が配管取付孔３内に収容された状態で取り付けられることで、メス型接続継手が構成される。なお、図９に示すオス型接続継手の配管６には、例えばＯリング等が装着されている。
【００２１】
上記フランジ１を形成するプレス装置３０は、いわゆる順送プレス（順送り型プレス）として構成されたものであって、図１に示すように、金属板１０の搬送経路上に設置されており、金属板１０の先端が矢印方向に繰り出されると、所定位置で順次加工して最後の工程で打ち抜く加工することで上記フランジ１を連続的に形成するようになっている。金属板１０としては、例えば３〜８ｍｍ程度の肉厚を有するアルミニウム若しくはその合金によって帯状に形成され、プレス装置３０の供給ドラム３０Ａにロール状に巻回され、供給ドラム３０Ａから所定のピッチで繰り出される。このとき金属板の肉厚・材料の組合せ等によりロール状に巻回出来ない場合は定尺に切断した板材を用いても良い
【００２２】
プレス装置３０は、金属板１０が繰り出されると、その金属板１０に対し、図２に示すように、穴明け加工Ａ、平押し加工Ｂ、溝入れ加工Ｃ、面押し加工Ｄ、シェービング加工Ｅ、バリ抑え加工Ｆ、打ち抜き加工Ｇを順次行うことで、金属板１０からフランジ１を打ち抜いて形成する。
【００２３】
即ち、プレス装置３０は、金属板１０が繰り出されると、まず金属板１０の両側に該金属板を順次繰り出すためのガイド孔１１と、配管取付孔部１２と、逃がし孔１３とが、図示しない第１パンチによってそれぞれ形成される穴明け加工Ａを施す。配管取付孔部１２は、フランジ１の配管取付孔３の位置にこれより小さめに形成されている。
【００２４】
次いで、金属板１０が平押し加工Ｂの位置に繰り出されると、そこで金属板１０が、形成すべきフランジ１の輪郭を越える大きな範囲で図３に示す第２パンチ３１によって平らに面押しされることで、金属板１０より薄肉となる平押し部１４が形成される。そのため、第２パンチ３１の先端には平押し部１４を形成するための平押しパンチ部３２が突設され、この平押しパンチ部３２が金属板１０を下方に面押しすることで、平押し部１４が図４のように、金属板１０から約１〜１０％程度減少した肉厚に形成される。
【００２５】
また、第２パンチ３１の先端には、図３のように取付孔用パンチ部３３が前方に突設されると共に、そのパンチ部３３の基部に段付きパンチ部３４が設けられ、平押し加工時Ｂ、取付孔用パンチ部３３によって配管取付孔３を打ち抜くと同時に、段付きパンチ部３４が配管取付孔３の周囲を加圧して、図４に示すように、配管取付孔３の軸方向の端部に配管取付孔３の径より若干大きな段付き開口部３ａを形成する。
なお、図２及び図４に示す鎖線１ａは、フランジ１の外形を表す輪郭であり、説明の都合上図示している。図３の符号３１Ａは、ダイである。
【００２６】
このように平押し加工Ｂが施された後、金属板１０に溝入れ加工Ｃが施される。この溝入れ加工Ｃは、図示しない第３パンチにより、金属板１０に締結孔５を形成すると共に、配管取付孔３の内周縁にカシメ溝３ｂを設ける。このカシメ溝３ｂは、図５に示すように、配管取付孔３の内周縁に所定間隔を隔てて設けられたＶ字状をなしており、配管６が図９のようにフランジ１の配管取付孔３に挿入されてかつ径方向に膨出したとき、その配管６の外周壁に配管取付孔３の内周壁が食い込むようになっている。
【００２７】
このように溝入れ加工Ｃがなされた金属板１０が更に繰り出されると、次に面押し加工Ｄが行われる。面押し加工Ｄは、図示しない第４パンチが金属板１０の締結孔５の周囲を面押し加工することで、締結孔５の周囲に面取り部５ａを形成する。面取り部５ａは、図２では詳細に図示していないが、テーパ形状をなしている。
その後、金属板１０の先端がシェービング加工Ｅの位置に繰り出されると、ここで図示しない第５パンチにより、配管取付孔３が最終的な形状に成形される。
【００２８】
しかる後、金属板１０の先端がより繰り出されると、図６に示すように、第６パンチ３５に設けられた溝形成突起３６が金属板１０の上面に対し、形成すべきフランジ１の輪郭に沿ってＶ字状の溝１５を設けるバリ抑え加工Ｆを行う。この溝１５は、平板である金属板１０をそのまま打ち抜くと、バリが発生することから、後述する打ち抜き加工Ｇで打ち抜かれる前に、予めフランジ１の輪郭に沿って設けられ、その後に打ち抜き加工Ｇがなされたときに、バリが発生するのを極力抑えることができるようになっている。図６において、３５Ａはダイ、１ａはフランジの輪郭を示している。
【００２９】
そして、溝１５が設けられた金属板１０が打ち抜き加工Ｇの位置に至ると、ここで第７パンチ３７によって金属板１０からフランジ１が打ち抜かれる。この場合、図７（ａ）のように、ダイ３８内にノックアウトピン３９によって支持された受け台４０がセットされ、第７パンチ３７が降下することによって金属板１０を受け台４０に押圧すると共に、受け台４０と共に金属板１０を挟み付けながらダイ３８内に進入して金属板１０からフランジ１を打ち抜く。
つまり、第７パンチ３７が受け台４０と共に、金属板１０のフランジ１の部分を挟み付けながら打ち抜くことで、フランジ１が変形するのを防止できるようになっている。
【００３０】
受け台４０は、第７パンチ３７のプレス力が作用したとき、図７（ａ）に示す矢印方向にノックアウトピン３９と共に押し下げられ、またパンチが同図（ｂ）のように上昇して開放されたとき、ノックアウトピン３９の上昇により、打ち抜かれたフランジ１をダイ３８上に浮上させる。このフランジ１がダイ３８に浮上すると、そのフランジ１が図示しない手段によって払い出されるようになっている。
従って、金属板１０が繰り出される度に、上記の各加工Ａ〜Ｇが順次行われるることで、フランジ１が連続的に形成される。なお、図２において、符号１６はフランジ１が打ち抜かれることによって形成された穴である。
【００３１】
この実施形態の製造方法は、上述したように、金属板１０の先端がプレス装置３０に繰り出され、プレス装置３０が繰り出された金属板１０に一連の種々の加工Ａ〜Ｇを順次施すことで、フランジ１を連続的に打ち抜いて形成するので、金属板１０の繰り出しからフランジ１の形成までを、一連の加工Ａ〜Ｇによって連続的して行うことができる。
【００３２】
そのため、プレス加工だけでフランジ１を形成できるので、従来例のように成形装置と切断装置と切削装置との三工程でフランジを形成するものと異なり、一工程で済むばかりでなく、装置間で搬送したりセットする手間等も不要になり、フランジ１を簡単かつ確実に形成することができると共に、生産性を飛躍的に高めることができる結果、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００３３】
そして、プレス加工によってフランジ１が形成されると、以下の効果も得られる。即ち、第７パンチ３７がフランジ１を打ち抜くとき、第７パンチ３７が降下することで金属板１０のフランジ１を受け台４０に打接すると共に、図７（ａ）のように、受け台４０と共にフランジ１を挟み込みながら打ち抜くので、打ち抜かれたフランジ１が変形するのを防止することができると共に、鍛造加工に類似した形態で打ち抜かれる結果となり、３ｍｍ〜８ｍｍ程度の肉厚のフランジ１であっても、配管接続継手としての強度を充分得ることができる。これにより、従来のフランジより薄肉で済むことで、材料の使用量を節減することもでき、コストダウンをいっそう実現できる。
このようなフランジ１は、オス型接続継手用とメス型接続継手用との双方に使用することができる。
【００３４】
また、フランジ１の打ち抜き加工Ｇに際し、バリ抑え加工Ｆを行い、金属板１０にフランジ１の輪郭に沿って溝１５が形成されるので、その後に打ち抜き加工Ｇを行うと、打ち抜かれたフランジ１にバリが発生するのを抑えることができ、フランジ１の打ち抜きを良好に行うことができる。
【００３５】
更に、フランジ１の打ち抜きに際し、金属板１０に対してフランジ１より大きな範囲で平押し加工Ｂを行い、フランジ１となり得る部分が、予め押圧されて肉薄に形成されているので、その点からもフランジ１に対する鍛造機能が得られ、薄肉であるにも拘わらずフランジ１の強度をいっそう高めることができる。これにより、冷媒配管接続継手用としての信頼性を図ることができる。
【００３６】
また、上記平押し加工Ｂ時、金属板１０にフランジ１の配管取付孔３を形成すると共に、該配管取付孔３の軸方向の一端面を加圧して、配管取付孔３にこれより大径の段付き開口部３ｂが設けられるので、フランジ１及び配管６を互いに取り付けるため、配管６を配管取付孔３に挿入してカシメられたとき、そのビードが外部に露出することなく段付き開口部３ｂに納めることができる。これにより、ビードの露出部分を後処理で削除したりする必要がなくなる。
【００３７】
なお、図示実施形態では、金属板１０として、アルミニウム若しくはその合金で構成された例を示したが、例えば、軟質でかつ軽量な他の金属であっても同様の作用効果が得られる。また、フランジ１を形成するため、一般的なプレス装置３０を用いた例を示したが、鍛造プレス装置を使用すれば、金属板１０を強力に打接して確実な鍛造効果が得られ、強度をよりいっそう高めることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、３ｍｍ〜８ｍｍの肉厚を有し、プレス加工により形成されるものであるため、一つの装置で締結フランジを確実に形成でき、締結フランジの形成を簡単に行うことができる効果が得られる。
【００３９】
また、金属板の先端が繰り出される度に順次打ち抜いて締結フランジを連続的に形成するように構成したので、素材の繰り出しから締結フランジの形成までを一連の加工で連続して行うことができ、締結フランジを簡単かつ確実に形成することができると共に、生産性を飛躍的に高めることができる結果、大幅なコストダウンを図ることができる効果が得られる。
【００４０】
また、締結フランジを金属板から打ち抜くとき、パンチと受け台とで締結フランジを挟み込みながら打ち抜いて形成するので、締結フランジが数ｍｍ程度の肉厚であっても、配管接続継手としての強度を充分得ることができる効果がある。
【００４１】
また、打ち抜かれた締結フランジにバリが発生するのを抑えることができ、締結フランジの打ち抜きを良好に行うことができる効果が得られる。
【００４２】
また、平押し加工により、締結フランジとなり得る部分が金属板より肉薄に形成されることで締結フランジに対する鍛造機能が得られ、薄肉であるにも拘わらず締結フランジの強度をいっそう高めることができる効果が得られる。
【００４３】
また、配管を配管取付孔に挿入してカシメられたとき、そのビードが外部に露出することなく段付き開口部内に納めることができるので、ビードの露出部分を後処理で削除したりする必要がなくなる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態に係る冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法を示す全体概略図である。
【図２】 プレス装置によって金属板からフランジが形成される過程を加工順に示す説明図である。
【図３】 金属板を平押し加工した状態の説明図である。
【図４】 金属板に平押し加工された平押し部を示す説明用断面図である。
【図５】 金属板におけるフランジの配管挿入孔にカシメ溝が形成された要部を示す拡大平面図である。
【図６】 バリ抑え加工により金属板にバリ抑え溝を設けた状態を示す説明図である。
【図７】 打ち抜き加工を示す説明図であって、（ａ）は金属板からフランジを挟み込んで打ち抜いたときの状態を示す断面図、（ｂ）は打ち抜かれたフランジが払い出される位置に移動する断面図である。
【図８】 打ち抜き形成されたフランジを示す正面図である。
【図９】 冷媒配管を取り付けたオス型接続継手を示す説明用断面図である。
【図１０】 冷媒配管を取り付けたメス型接続継手を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
１ 締結フランジ
３ 配管取付孔
３ａ 段付き開口部
５ 締結孔
６ 配管（冷媒配管）
１０ 金属板
１４ 平押し部
１５ 溝
３０ プレス装置
３１ 第２パンチ
３２ 平押しパンチ部
３４ 段付きパンチ部
３７ 第７パンチ
４０ 受け台
Ａ 穴明け加工
Ｂ 平押し加工
Ｃ 溝入れ加工
Ｄ 面押し加工
Ｅ シェービング加工
Ｆ バリ抑え加工
Ｇ 打ち抜き加工

Claims (3)

1. 配管取付孔と締結孔とを有する冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法において、
   前記締結フランジは、３ｍｍ〜８ｍｍの範囲内の肉厚を有し、帯状の金属板を繰り出して、順送プレスにより前記金属板を所望の形状に順次打ち抜き加工して前記締結フランジを連続的に形成し、前記打ち抜き加工に際し、前記締結フランジとなり得る部分を含む前記締結フランジの輪郭を超える範囲に、前記金属板より１〜１０％程度の薄肉に形成された平押し部を設ける平押し工程を備え、
   前記打ち抜き加工時、前記金属板の前記締結フランジと対応する範囲をパンチとダイ内にノックアウトピンによって支持された受け台とで挟みながら打ち抜きを行い、前記パンチが開放されたときに、前記ノックアウトピンの上昇により、打ち抜かれた前記締結フランジを前記ダイ上に浮上させて払い出されることを特徴とする冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法。
2. 請求項１に記載の冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法において、
   前記打ち抜き加工に際し、前記金属板に前記締結フランジの輪郭に沿って溝を形成するバリ抑え加工を備えることを特徴とする冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法。
3. 請求項１または２に記載の冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法において、
   前記平押し工程時、前記金属板に対し前記締結フランジの配管取付孔を形成すると共に、該配管取付孔の軸方向の一端部に段付き開口部を形成することを特徴とする冷媒配管接続継手用締結フランジの製造方法。

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