JP4289107B2 - 配管継手の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、曲げ部を有する配管に径外方への円環状突出部を形成し、この円環状突出部と接続フランジ部材の貫通穴とを圧入固定する配管継手の製造方法に関するものであり、例えば、車両空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手に用いて好適なものである。
この種の配管継手の製造方法として、出願人らは、接続フランジ部材に、その板厚方向に貫通する貫通穴を設け、この貫通穴の一端面側に、貫通穴の内径よりも大きい拡大凹部を形成し、一方、貫通穴に挿入可能な外径を有する配管の端部付近に、径外方へ突出する円環状突出部を形成し、この円環状突出部を拡大凹部に圧入固定することを特徴とした配管継手の製造方法を出願している(例えば、特許文献1参照。)。
特願2002−192203号
しかしながら、上記特許文献1によれば、円環状突出部に隣接する部位に予め曲げ部を形成させた配管と接続フランジ部材とを圧入固定させるためには、圧入固定する工程において用いられる接続フランジ部材に押圧を掛けるための可動治具部材に必ず配管の干渉を避けるための配管逃がし穴が必要となる。因みに、円環状突出部と曲げ部との間の直管部分の長さが相当あって、その直管部分に可動治具部材が上下動している場合には、その配管逃がし穴の形状を、その一部が外部に直接開口するように可動治具部材に形成しておけば、圧入固定する工程における可動治具部材が配管に干渉することはない。
一方、曲げ部が円環状突出部に近接して直管部分が非常に短くなるような形状の配管の場合には、曲げ部との干渉を防止するために、少なくとも配管の曲げ方向に見合った配管逃がし穴を形成した可動治具部材が必ず必要となる。ところで、この種の冷凍サイクルに用いられる配管は、一般的に狭い設置空間に設置されるため、曲げ部の曲げ方向、つまり曲げ角度が多様化している。
これにより、曲げ角度に応じた専用の配管逃がし穴を形成した可動治具部材を各種用意して、それぞれの配管形状に見合った専用の可動治具部材を設置して圧入固定する工程が行なわれていた。従って、圧入固定のための可動治具部材の種類が多種類必要となり、可動治具部材の共用化が損なわれるとともに、圧入固定する工程ごとに可動治具部材の段取り工数を要する問題がある。さらに、この配管逃がし穴を必要以上に大きく形成すると、接続フランジ部材に掛かる押圧に偏りが生じて圧入固定部位における圧入の信頼性が劣る問題がある。
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、配管の形状に応じて調節可能な配管逃がし穴を有する可動治具部材を用いることで、可動治具部材の種類を低減させて共用化を図るとともに段取り工数の低減が図れる配管継手の製造方法を提供することにある。
上記、目的を達成するために、請求項1ないし請求項7に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、接続フランジ部材(10)に、その板厚方向に貫通する貫通穴(13a、14a)を形成する工程と、貫通穴(13a、14a)の一端面側に、貫通穴(13a、14a)の内径よりも大きい拡大凹部(13b、14b)を形成する工程と、貫通穴(13a、14a)に挿入可能な外径を有する配管(11、12)の端部付近に、径外方へ突出する円環状突出部(16、17)を形成する工程と、円環状突出部(16、17)に隣接する部位に、曲げ部(11a、12a)を形成する工程と、貫通穴(13a、14a)および拡大凹部(13b、14b)は、その円周方向の一部が接続フランジ部材(10)の外部へ直接開口する開口部(13c、14c)を有する形状とし、曲げ部(11a、12a)を有する配管(11、12)を、開口部(13c、14c)を通して貫通穴(13a、14a)および拡大凹部(13b、14b)の部位に挿入した後に、接続フランジ部材(10)に押圧を掛けるための可動治具部材(23)を有し、配管(11、12)に干渉しないように可動治具部材(23)を位置決めする工程と、その後に、可動治具部材(23)を可動させて円環状突出部(16、17)を拡大凹部(13b、14b)に圧入固定する工程とを備えることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、接続フランジ部材(10)と曲げ部(11a、12a)との間の直管部分が極めて小さい配管(11、12)を圧入固定する工程においては、一般的に、可動治具部材(23)を可動させると、可動治具部材(23)が配管(11、12)に干渉してしまう。
そこで、本発明では、配管(11、12)に干渉しないように可動治具部材(23)を位置決めする工程と、可動治具部材(23)を可動させて円環状突出部(16、17)を拡大凹部(13b、14b)に圧入固定する工程とを備えることにより、配管(11、12)の形状に応じて可動治具部材(23)を位置決めする工程を備えることで、可動治具部材(23)を配管(11、12)の形状に応じて専用化することもなく可動治具部材(23)の共用化が図れるとともに、可動治具部材(23)の種類の削減と、可動治具部材(23)の取り換えが不要となって段取り工数の低減が図れる。
請求項2に記載の発明では、可動治具部材(23)には、少なくとも一部が外部に直接開口する配管逃がし穴(24a、25a)を有し、かつその配管逃がし穴(24a、25a)の開口側の向きを自在に回動することが可能な可動部(24、25)を設け、位置決めする工程では、可動部(24、25)を回動させて配管逃がし穴(24a、25a)の開口側を配管(11、12)の曲げ方向に合わせることを特徴としている。
請求項2に記載の発明によれば、少なくとも一部が外部に直接開口する配管逃がし穴(24a、25a)を有し、かつその配管逃がし穴(24a、25a)の開口側の向きを自在に回動することが可能な可動部(24、25)を設けることにより、配管逃がし穴(24a、25a)が必要最小限の大きさで良いため、その後の圧入固定する行程において接続フランジ部材(10)に均等な押圧を掛けることが可能となる。また、配管(11、12)の形状に配管逃がし穴(24a、25a)の開口側を合わせることが可能となることで、可動治具部材(23)の種類の削減と、可動治具部材(23)の取り換えが不要となって段取り工数の低減が図れる。
請求項3に記載の発明では、可動治具部材(23)には、配管逃がし穴(24a、25a)の開口側を配管(11、12)の曲げ方向に位置決めするための目盛り盤(23b)が形成され、位置決めする工程では、目盛り盤(23b)に基づいて可動部(24、25)を回動させることを特徴としている。請求項3に記載の発明によれば、目盛り盤(23b)に基づいて可動部(24、25)を回動させることにより、位置決めが容易にかつ確実に行なえることができるとともに、位置決めするための工数を小さくすることが可能となる。
請求項4に記載の発明では、位置決めする工程は、目盛り盤(23b)に基づいて可動部(24、25)を手動操作によって回動させることを特徴としている。請求項4に記載の発明によれば、簡素な構造の可動部(24、25)で良いため製造コストを低く抑えることができる。
請求項5に記載の発明では、可動部(24、25)を電気的に回動させるためのアクチュエータが設けられ、位置決めする工程では、配管(11、12)を貫通穴(13a、14a)および拡大凹部(13b、14b)の部位に挿入した後に、アクチュエータを作動させて可動部(24、25)を回動させることを特徴としている。請求項5に記載の発明によれば、上述した手動操作と比較して可動させるための部品類が増加して製造コストが割高となるが、手動操作よりも位置決めの正確性を向上させることができる。
請求項6に記載の発明では、接続フランジ部材(10)は、配管(11、12)を複数本保持するように構成されていることを特徴としている。請求項6に記載の発明によれば、少なくとも冷凍サイクルにおける冷媒配管の行き管および戻り管を接続フランジ部材(10)により一体化することができるため車両空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手に用いて好適である。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下、本発明の一実施形態による配管継手の製造方法を図1ないし図4に基づいて説明する。図1(a)および(b)は本発明を車両空調用冷凍サイクルの冷媒配管に適用したもので、配管継手の全体構成を示す平面図および縦断面図である。接続フランジ部材10は、図1(a)および(b)に示すように、2本の冷媒配管11、12を保持固定する部材の役割を果たすものであり略矩形状の平板形状になっている。
2本の冷媒配管11、12のうち、一方の大径d1の冷媒配管11は、冷凍サイクルの低圧側冷媒配管であり、より具体的には、圧縮機吸入側冷媒配管である。他方の小径d2の冷媒配管12は、冷凍サイクルの高圧側冷媒配管であり、より具体的には、膨張弁入口側に位置する高圧側冷媒配管である。
そして、低圧側(吸入側)冷媒配管11の先端部は図示しない減圧手段である膨張弁の低圧側冷媒出口部に接続され、高圧側冷媒配管12の先端部は図示しない減圧手段である膨張弁の高圧側冷媒入口部に接続されるようになっている。このように、一実施形態の接続相手部材は膨張弁である。
接続フランジ部材10には、その板厚方向に貫通する二つの貫通穴13a、14aが形成され、この二つの貫通穴13a、14aは、それぞれ冷媒配管11、12を挿入するためのものであり、一方の貫通穴13aは接続フランジ部材10の長辺方向の一端側に位置し、他方の貫通穴14aは接続フランジ部材10の長辺方向の他端側に位置している。
そして、二つの貫通穴13a、14aの中間部位にボルト通し穴15が2個開けてある。このボルト通し穴15に挿入されるボルト(図示せず)によって、接続フランジ部材10は、膨張弁のハウジング部(図示せず)に締結して固定されるようになっている。
なお、二つの貫通穴13a、14aは、2本の冷媒配管11、12において、径寸法が相違しており略U字状の同じ形状に形成している。具体的には、貫通穴13a、14aの円周方向を開口部13c、14cにより外部へ直接開口する形状に形成されている。ここで、開口部13c、14cの開口方向は、接続フランジ部材10の短辺方向Bと略並行になっている。
そして、この二つの貫通穴13a、14aの一端側に多角形状(例えば、八角形)の拡大凹部13b、14bを形成している。この多角形状の拡大凹部13b、14bの内接円径は、貫通穴13a、14aの内径よりも所定量大きくしてある。また、貫通穴13aの内径は冷媒配管11の外径d1より、また、貫通穴14aの内径は冷媒配管12の外径d2よりそれぞれ所定量大きくしてある。そして、開口部13c、14cの幅寸法W1、W2は、貫通穴13a、14aの内径とほぼ同じである。
また、接続フランジ部材10は、金属製、例えば、アルミニウム製で形成されている。そして、加工コスト低減のために、接続フランジ部材10はダイカスト加工により、図1(a)および図1(b)の形状に一体成形している。勿論、接続フランジ部材10の形状を切削加工により形成することも可能であるが切削加工によると加工コストが上昇する欠点が生ずる。
次に、冷媒配管11、12について説明する。冷媒配管11、12も径寸法が相違しているだけで同一形状となっており、その材質は金属製、ここでは、アルミニウム製である。ただし、冷媒配管11、12のアルミニウム材料は、パイプ形状の成形性などからアルミニウム合金の中でも、比較的硬度の低い材料、具体的に、A3003−Oを用いている。
これに対し、接続フランジ部材10のアルミニウム材料は、後述する冷媒配管11、12の圧入固定、配管取りつけ部材としての強度確保のために、A3003−Oよりも機械的強度が高くて硬度の高いアルミニウム合金を用いる。また、冷媒配管11、12の端部近傍には、径外方へ円環状の形状にて突出する円環状突出部であるバルジ部16、17が周知のバルジ加工により一体成形されている。なお、このバルジ部16、17の外径は、多角形状の拡大凹部13b、14bの内接円径よりも所定量大きくしてある。
さらに、バルジ部16、17よりも、さらに先端側にOリング(図示せず)を収納する円環状の凹状溝部20、21がスピニング加工により成形されている。そして、本実施形態では、バルジ部16、17に隣接する部位に、予め曲げ部11a、12aを成形した冷媒配管11、12を使用して冷媒配管11、12と接続フランジ部材10とを圧入固定するようにしている。
次に、以上の構成による配管継手の組み付け方法を説明する。まず、接続フランジ部材10は、上述したようにダイカスト加工により、図1(a)および図1(b)に示す形状、つまり、その板厚方向に貫通する貫通穴13a、14a、および貫通穴13a、14aの一端面側に貫通穴13a、14aの内径よりも大きい拡大凹部13b、14bを成形している。
また、冷媒配管11、12は、図1(a)および図1(b)に示す形状、つまり、端部近傍に円環状のバルジ部16、17、円環状の凹状溝部20、21を形成した形状、およびバルジ部16、17に隣接する部位に、曲げ部11a、12aを形成した形状に予め成形してある。
次に、これら成形された冷媒配管11、12と接続フランジ部材10とを用いて圧入固定する。ここで、本発明では、接続フランジ部材10と曲げ部11a、12aとの距離、つまり、直管部分の長さが比較的短い形態の冷媒配管11、12であっても、冷媒配管11、12に干渉させない可動治具部材23を圧入装置に備えることで、容易に圧入固定することを特徴としている。
以下、図2ないし図4に基づいて説明する。図2は接続フランジ部材10と、冷媒配管11、12との圧入固定を行なう圧入装置の構成を示す模式図であり、図3(a)は可動治具部材23の全体構成を示す平面図、図3(b)は図3(a)に示すA−A断面図である。また、図4は可動治具部材23を冷媒配管11、12に位置決めをしたときの形態図である。
まず、圧入装置は、図2に示すように、固定治具部材22と、この固定治具部材22の上側に配置され、上下方向に移動可能な可動治具部材23とを備えている。そして、固定治具部材22には、冷媒配管11、12の端部の凹状溝20、21周辺部を収納する凹部22a、22bが形成してある。これにより、固定治具部材22は、バルジ部16、17の端面、および接続フランジ部材10の端面を受けるようになっている。
本発明の要部である可動治具部材23は、図3(a)および図3(b)に示すように、主加圧部23aと二つの可動部24、25とから構成され、その二つの可動部24、25が、例えばベアリングなどの軸受部26a、26bを介して自在に回動するようにしている。具体的には、二つの可動部24、25には、可動治具部材23が上下動するときに、冷媒配管11、12に干渉させないように、一部が外部に直接開口する形状の配管逃がし穴24a、25aが形成され、圧入固定するときに、この可動部24、25を回動させることで、その配管逃がし穴24a、25aの開口側24b、25bの向きを冷媒配管11、12の曲げ方向にあわせる位置決めするようにしている。
これにより、可動治具部材23が上下動しても冷媒配管11、12に干渉することはない。なお、配管逃がし穴24aの内径は冷媒配管11の外径d1より、また、配管逃がし穴25aの内径は冷媒配管12の外径d2よりそれぞれ所定量大きくしてある。そして、開口部24b、25bの幅寸法は、配管逃がし穴24a、25aの内径とほぼ同じである。
そして、圧入固定するときは、図2に示すように、固定治具部材22側の凹部22a、22b内に配管端部の凹状溝20、21周辺部を収納した状態で、円環状のバルジ部16、17の側面を固定治具部材22の上端面に当接させる。ここで、冷媒配管11、12は、接続フランジ部材10の貫通穴13a、14aに嵌合している。そして、図4に示すように、二つの可動部24、25をそれぞれ回動(例えば、角度θ)させて配管逃がし穴24a、25aの開口側が冷媒配管11、12の曲げ方向に向けて位置決めをする。
次に、図示しない加圧用プレス装置により可動治具部材23に矢印Fのように加圧力を加えて、可動治具部材23および接続フランジ部材10を押し下げる。この際に、可動治具部材23は、冷媒配管11、12に干渉しないように下方に下がるとともに、接続フランジ部材10を押し下げている。そして、多角形状の拡大凹部13b、14bの内径よりも冷媒配管11、12のバルジ部16、17の外径を所定量大きくしてあるため、バルジ部16、17の外周面が拡大凹部13b、14bの多角形状に倣って変形する。つまり、接続フランジ部材10はバルジ部16、17の外周面の変形を起こしながら下方に移動する。
これにより、バルジ部16、17の外周面が拡大凹部13b、14bの多角形状の内壁面に密に圧接する。ここで、バルジ部16、17には多角形状に倣う変形を元に戻そうとする復元力が発生するので、この復元力によってバルジ部16、17の外周面が拡大凹部13b、14bの多角形状の内壁面に強く圧接する。この結果、冷媒配管11、12をバルジ部16、17の部位にて接続フランジ部材10に強固に圧入固定される。
なお、バルジ部16、17の外径と多角形状の拡大凹部13b、14bの内接円径との直径差は、0.2〜1.2mm程度の範囲である。また、冷媒配管11、12の外径と配管逃がし穴24a、25aとの内径との直径差は、出来るだけ少なくすると接続フランジ部材10を押圧する加圧力が拡大凹部13b、14bに均等に掛けられることができる。
以上の一実施形態による配管継手の製造方法によれば、接続フランジ部材10と曲げ部11a、12aとの間の直管部分が極めて小さい冷媒配管11、12を圧入固定する工程においては、一般的に、可動治具部材23を可動させると、可動治具部材23が冷媒配管11、12に干渉してしまう。
そこで、本発明では、冷媒配管11、12に干渉しないように可動治具部材23と冷媒配管11、12とを位置決めする工程と、可動治具部材23を可動させてバルジ部16、17)を拡大凹部13b、14bに圧入固定する工程とを備えることにより、冷媒配管11、12の形状に応じて可動治具部材23の位置決めする工程を備えることで、可動治具部材23を冷媒配管11、12の形状に応じて専用化することもなく可動治具部材23の共用化が図れるとともに、可動治具部材23の種類の削減と、可動治具部材23の取り換えが不要となって段取り工数の低減が図れる。
また、可動治具部材23に一部が外部に直接開口する配管逃がし穴24a、25aを有し、かつ配管逃がし穴24a、25aの開口側の向きを自在に回動する可動部24、25を設けることにより、配管逃がし穴24a、25aが必要最小限の大きさで良いため、その後の圧入固定する行程において、接続フランジ部材10に均等な押圧を掛けることが可能となる。また、冷媒配管11、12の形状に配管逃がし穴24a、25aの開口側を合わせることが可能となることで、可動治具部材23の種類の削減と、可動治具部材23の取り換えが不要となって段取り工数の低減が図れる。
また、接続フランジ部材10は、冷媒配管11、12を2本保持するように構成されていることにより、少なくとも冷凍サイクルにおける冷媒配管の行き管および戻り管を接続フランジ部材10により一体化することができるため車両空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手に用いて好適である。
なお、冷媒配管11、12および接続フランジ部材10は、アルミニウム合金で形成され、接続フランジ部材10は、冷媒配管11、12より硬度の高いアルミニウム合金で形成されていることにより、硬度の低いアルミニウム合金を用いて、冷媒配管11、12の成形性を向上すると同時に、圧入固定時におけるバルジ部16、17の変形もスムーズに行なうことができる。しかも、接続フランジ部材10は、硬度の高いアルミニウム合金で形成するから接続フランジ部材10の必要強度を容易に確保できるとともに、圧入変形したバルジ部16、17を拡大凹部13b、14bおよび突出部13d、14dを冷媒配管11、12により確実に保持し固定できる。
(他の実施形態)
以上の一実施形態では、二つの可動部24、25の回動を冷媒配管11、12の曲げ方向に合わせるように位置決めさせたが、これに限らず、図5に示すように、加工部23aに目盛り盤23bを形成させるとともに、可動部24、25に目盛り24c、25cを形成させて、位置決めする工程では、目盛り盤23bに基づいて、可動部24、25を回動させることにより、位置決めが容易にかつ確実に行なえることができるとともに、位置決めするための工数を小さくすることが可能となる。また、この位置決めを目盛り盤23bに基づいて可動部24、25を手動操作によって回動させることにより、簡素な構造の可動部24、25で良いため製造コストを低く抑えることができる。
また、手動操作の他に、可動部24、25を電気的に回動させるためのアクチュエータを設け、位置決めする工程では、冷媒配管11、12を貫通穴13a、14aおよび拡大凹部13b、14bの部位に挿入した後に、このアクチュエータを作動させて可動部24、25を回動させるようにしても良い。これによれば、上記手動操作と比較して可動させるための部品類が増加して製造コストが割高となるが、手動操作よりも位置決めの正確性を向上させることができる。
また、以上の実施形態では、拡大凹部13b、14bの形状を多角形状(例えば、八角形)に形成したが、これに限らず、この多角形状は、言い換えれば、貫通穴13a、14aの内径に対して、近接する部位と遠ざかる部位とを円周方向に繰り返して形成する非円形状である。また、貫通穴13a、14aの形状を、その貫通穴13a、14aの円周方向に連なる波型の凹凸状からなるセレーション形状で形成しても良い。
本発明一実施形態における(a)は配管継手の全体構成を示す平面図、(b)は縦断面図である。 本発明の一実施形態における配管継手の製造装置の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態における(a)は可動治具部材23の構成を示す平面図、(b)は(a)に示すA−A断面図である。 本発明の一実施形態における可動治具部材23を冷媒配管11、12に位置決めしたときの形態を示す形態図である。 他の実施形態における可動治具部材23の構成を示す平面図である。
符号の説明
10…接続フランジ部材
11、12…冷媒配管(配管)
11a、12a…曲げ部
13a、14a…貫通穴
13b、14b…拡大凹部
13c、14c…開口部
13d、14d…突出部
16、17…バルジ部(円環状突出部)
23…可動治具部材
23b…目盛り盤
24、25…可動部
24a、25a…配管逃がし穴

Claims (6)

  1. 接続フランジ部材(10)に、その板厚方向に貫通する貫通穴(13a、14a)を形成する工程と、
    前記貫通穴(13a、14a)の一端面側に、前記貫通穴(13a、14a)の内径よりも大きい拡大凹部(13b、14b)を形成する工程と、
    前記貫通穴(13a、14a)に挿入可能な外径を有する配管(11、12)の端部付近に、径外方へ突出する円環状突出部(16、17)を形成する工程と、
    前記円環状突出部(16、17)に隣接する部位に、曲げ部(11a、12a)を形成する工程と、
    前記貫通穴(13a、14a)および前記拡大凹部(13b、14b)は、その円周方向の一部が前記接続フランジ部材(10)の外部へ直接開口する開口部(13c、14c)を有する形状とし、
    前記曲げ部(11a、12a)を有する前記配管(11、12)を、前記開口部(13c、14c)を通して前記貫通穴(13a、14a)および前記拡大凹部(13b、14b)の部位に挿入した後に、
    前記接続フランジ部材(10)に押圧を掛けるための可動治具部材(23)を有し、前記配管(11、12)に干渉しないように前記可動治具部材(23)を位置決めする工程と、
    その後に、前記可動治具部材(23)を可動させて前記円環状突出部(16、17)を前記拡大凹部(13b、14b)に圧入固定する工程とを備えることを特徴とする配管継手の製造方法。
  2. 前記可動治具部材(23)には、少なくとも一部が外部に直接開口する配管逃がし穴(24a、25a)を有し、かつ前記配管逃がし穴(24a、25a)の開口側の向きを自在に回動することが可能な可動部(24、25)を設け、前記位置決めする工程では、前記可動部(24、25)を回動させて前記配管逃がし穴(24a、25a)の開口側を前記配管(11、12)の曲げ方向に合わせることを特徴とする請求項1に記載の配管継手の製造方法。
  3. 前記可動治具部材(23)には、前記配管逃がし穴(24a、25a)の開口側を前記配管(11、12)の曲げ方向に位置決めするための目盛り盤(23b)が形成され、前記位置決めする工程では、前記目盛り盤(23b)に基づいて前記可動部(24、25)を回動させることを特徴とする請求項2に記載の配管継手の製造方法。
  4. 前記位置決めする工程は、前記目盛り盤(23b)に基づいて前記可動部(24、25)を手動操作によって回動させることを特徴とする請求項3に記載の配管継手の製造方法。
  5. 前記可動部(24、25)を電気的に回動させるためのアクチュエータが設けられ、前記位置決めする工程では、前記配管(11、12)を前記貫通穴(13a、14a)および前記拡大凹部(13b、14b)の部位に挿入した後に、前記アクチュエータを作動させて前記可動部(24、25)を回動させることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の配管継手の製造方法。
  6. 前記接続フランジ部材(10)は、前記配管(11、12)を複数本保持するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の配管継手の製造方法。
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