JP4778728B2 - 分岐管の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、多穴管の端部に複数の分岐管を接続する配管の接続構造、及び分岐管の成形方法に関する。

この種の従来の多穴管と複数の分岐管からなる配管の接続構造としては、図１２及び図１３に示す特許文献１に開示されたものがある。図１２及び図１３に示すように、多穴管１００の端部に２つの分岐管１１０、１１０がロー付けで接続されることによって多穴管１００が分岐されている。高度の耐久性及び耐熱性が要求されるダクトとして使用可能な多層プラスチック管を提供する。

多穴管１００は、円筒状の外管部１０１、この外管部１０１の内部を２つの連通管１０２，１０２に仕切る仕切壁１０３とから構成されている。

２つの分岐管１１０、１１０は、端部１１０ａ、１１０ａが加工によってＤ形状にそれぞれ形成され、端部１１０ａ、１１０ａ以外が円筒状である。各分岐管１１０、１１０の端部１１０ａ、１１０ａの外周形状及び寸法は、多穴管１００の連通管１０２，１０２にほぼ一致するように設定されている。

そして、多穴管１００の端部の各連通管１０２，１０２に各分岐管１１０、１１０の端部１１０ａ、１１０ａがそれぞれ挿入されている。挿入箇所の多穴管１００の内周面と各分岐管１１０、１１０の外周面の間がロー付けで固定されている。ロー付け作業は、多穴管１００の端面上で、且つ、多穴管１００より外方に突き出た各分岐管１１０、１１０の外周に沿ってロー材（図示せず）を置く。そして、多穴管１００を下位置、２本の分岐管１１０、１１０を上位置とした状態に配置して加熱することによって行う。
特開２０００４−１５６９００号公報

しかしながら、前述した従来の配管の接続構造では、多穴管１００の端部に分岐管１１０，１１０を挿入してロー付けするようになっているので、分岐管１１０，１１０の肉厚で多穴管１００の端部の断面積が減少して、多穴管１００及び分岐管１１０，１１０間で流体の円滑な流通が難しくなるという問題がある。

そこで、本発明は、多穴管と分岐管とを接続したとき、これらの多穴管及び分岐管間で流体を円滑に流通させることができる配管の接続構造に係る分岐管を円滑に成形することのできる分岐管の成形方法を提供することを目的とする。

上記主な目的を達成するため請求項１の発明は、外管部内が仕切壁によって複数の連通穴に分割された多穴管の端部の各連通穴に、複数の分岐管の端部がそれぞれ挿入され、前記多穴管と前記分岐管の間がロー付けで固定される配管の接続構造に用いられる分岐管の成形方法であって、前記多穴管の開口端部に拡径部を形成するとともに、前記仕切壁に対して垂直方向に対向する前記拡径部を拡径し、前記分岐管の挿入端部を拡径成形し、これらの拡径成形した分岐管の挿入端部を前記拡径部に挿入するようにし、成形加工する前の前記分岐管の端部を拡径する第１工程と、前記分岐管の端部から離間する円筒部をクランプする第２工程と、前記分岐管の端部を前記円筒部に対してオフセットした位置にプレスする第３工程と、前記オフセットした分岐管の端部をＤ字形状に加工する第４工程とを有し、前記第２工程として、成形加工する前の前記分岐管の端部に芯金を挿入するとともに、上型を下降して上クランプと下クランプで前記分岐管の端部から離間する円筒部を把持し、弾性体の反発力で前記分岐管を固定した後、前記第３工程及び前記第４工程として、前記上型を下降して上金型で前記分岐管の端部を押し下げるとともに、芯金押え部材で前記芯金を押し下げることにより、前記分岐管の端部をＤ字形状に成形し、同時に、前記分岐管を曲げるようにしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、多穴管の開口端部及び分岐管の挿入端部がそれぞれ拡径しており各断面積を十分に大きいので、多穴管の開口端部の連通穴に各分妓管を挿入したときに挿入部分の通路抵抗を低減でき、従って、多穴管及び分岐管間で流体を円滑に流通させることができる。さらに、第１工程から第４工程の手順で分岐管の成形を行うことによって、挿入端部の断面積が大きく、且つ多穴管の開口端部に挿入可能な分岐管を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図１１は本発明の一実施形態を示し、図１は多穴管１と2本の分岐管１０からなる配管９の接続構造を示す断面図、図２は図１のＡ部の拡大図、図３は多穴管１の側面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線断面図、図６（ａ）は分岐管１０の平面図、図６（ｂ）は分岐管１０の側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図７は分岐管１０の成形方法を示すフローチャート、図８は成形加工する前の分岐管１０のセット工程を示す図、図９は分岐管１０のクランプ工程を示す図、図１０は分岐管１０の端部成形及び曲げ工程を示す図、図１１は図９のＥ−Ｅ線断面図である。

図１に示すように、多穴管１の端部に２つの分岐管１０，１０がロー付けで接続されることによって配管９が分岐されている。

多穴管１は、図３〜図５に示すように、円筒状の外管部２と、この外管部２の内部を等分に仕切る仕切壁３とから構成されている。外管部２の内部には仕切壁３を境として２つの連通穴４、４が形成されている。各連通穴４、４は、その断面形状が同一寸法の半円形状（すなわちＤ形状）であり、外管部２の長手形状の端面で開口されている。

多穴管１の端部には、開口側に向かって位置決め用段差部５、拡径部６及びロー付材保持部であるフレア部７がこの順に形成されている。位置決め用段差部５は、開口側に向うに従って徐々に拡径する形状であり、その内周面は円錐面に形成されている。拡径部６は、位置決め用段差部５に連続して設けられ、位置決め用段差部５の最大径と同一径の円筒形状に形成されている。フレア部７は、拡径部６に連続して設けられ、開口に向かって徐々に拡径するテーパ形状に形成されている。

仕切壁３は、２つの連通穴４、４の互いの気密性を保持するために、端部を除いては外管部２の内周面に密着状態で固着されている。仕切壁３の端部とフレア部７との間は離間され、双方の間にはロー材流通スペース８が形成されている。

各分岐管１０は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、端部を除いて同一形状、同一寸法の円筒形状である。各分岐管１０の端部には、開口側に向かってＤ形状遷移部１１とＤ形状部１２がこの順に形成されている。Ｄ形状遷移部１１は、円筒形状より徐々にＤ形筒状へと形状を変形させる形態に形成されている。Ｄ形状部１２は、仕切壁３に接する平面部１２ａと外管部２に接する弧状部１２ｂとからなり断面がＤ形状に形成されている。Ｄ形状部１２の外径寸法は、多穴管１の各連通穴４の基準寸法より大きく、且つ、拡径部６の内径寸法より小さい寸法に設定されている。

また、Ｄ形状部１２とＤ形状遷移部１１のほぼ境界位置には、曲がり部１３が設けられている。曲がり部１３は、図２に詳しく示すように、多穴管１の端部に挿入された状態で仕切壁３の先端面３ａより寸法ｄだけ奥に入り込んだ位置となっている。

次に、各分岐管１０の成形方法を図７〜図１１を用いて説明する。この成形方法では、図８〜図１１に示すように下型２１及び上型２２が用いられている。下型２１上には、支持部材２３、芯金２４、下金型２５及び下クランプ２６が設けられ、上型２２下には、芯金押え部材２７、上金型２８及び上クランプ２９が設けられている。

支持部材２３は、スプリング３０を介して上下動自在に下型２１に取り付けられている。芯金押え部材２７は、支持部材２３を上方より下方へ押圧可能である。芯金２４は、分岐管１０の端部の内径より小さいD形状の断面を有し、支持部材２３より側方に突出してパイプ材３１の端部３１ａ内に挿入される。なお、パイプ材３１は、分岐管１０に成形加工する前の部材であり、あらかじめ拡径された端部３１ａと、その他の円筒部３１ｂとから構成されている。

図１１に示すように、下金型２５は平坦状の上面を有し、パイプ材３１の端部３１ａの下側平坦部を押圧成形する。上金型２８は下側に略半円筒状の凹部３２を有し、パイプ材３１の端部３１ａの上側湾曲部を押圧成形する。

上クランプ２９は、上型２２に弾性体、例えばウレタンゴム３３を介して取り付けられ、上型２２に対して上下動可能である。この上クランプ２９及び下クランプ２６によって、パイプ材３１の円筒部３１ｂが保持される。

まず図７の手順Ｓ１として、図８に示すように上型２２及び下型２１間にワーク、すなわち分岐管１０に成形加工する前のパイプ材３１を配置する。このとき、パイプ材３１の円筒部３１ｂを下クランプ２６上に置いて、パイプ材３１の端部３１ａ内に芯金２４を挿入し、手順Ｓ２として、図９に示すように、上型２２を下降して上クランプ２９と下クランプ２６でパイプ材３１の円筒部３１ｂを把持し、ウレタンゴム３３の反発力でパイプ材３１を固定する。

手順Ｓ３として、図１０に示すように上型２２をさらに下降して上金型２８でパイプ材３１の端部３１ａを押し下げるとともに、芯金押え部材２７で支持部材２３を介して芯金２４を押し下げることにより、パイプ材３１の端部３１ａをＤ字形状に成形し、同時にパイプ材３１を曲げる。なお、芯金２４の断面は分岐管１０の端部の内径より小さいＤ形状に形成されているが、上述したように下金型２５及び上金型２８で分岐管１０の上下方向から挟圧するとともに、分岐管１０の端部内面のうち、平坦面及び湾曲面の各一部に対して芯金２４が圧設することによって、分岐管１０の端部をＤ形状に成形することができる。

このようにして分岐管１０の成形を完了した後、手順Ｓ４として、成形後のワーク、すなわち分岐管１０を取り外す。

次に、多穴管１と分岐管１０の接続手順を説明する。多穴管１の端部の各連通穴４，４に２本の分岐管１０，１０の端部をそれぞれ挿入し、各分岐管１０，１０の先端面が位置決め用段差部５に突き当たるまで挿入する。次に図２の仮想線で示すように、多穴管１の端面上で、且つ、多穴管１より外方へ突き出た各分岐管１０，１０の全外周に沿ってロー材１４を置く。ここで、２本の分岐管１０，１０の曲がり部１３，１３によって離間するため、各分岐管１０，１０の全周にロー材１４を置くことができる。尚、分岐管１０、１０の先端面は、位置決め用段差部５に必ずしも突き当てなくともよい。

次に、多穴管１を下位置、２本の分岐管１０，１０を上位置とした配置で加熱室にセットし、加熱する。この加熱によって溶融したロー材１４は重力によって下方に流下し、流下したロー材１４は多穴管１の内周面と分岐管１０，１０の外周面との間に流入する。この流入したロー材１４は、加熱処理後の冷却処理によって固化され、フィレット１５が形成される。このとき、例えば、分岐管１０の外周面に沿ってひも状のロー材１４を密着させてＤ形状にした後、バーナーにより加熱して溶融したロー材１４を多穴管１の内周面と分岐管１０，１０の外周面との間に流し込む。これにより、ロー材１４は各分岐管１０，１０の全外周に亘ってロー材１４が流入し、各分岐管１０，１０の全周に亘ってフィレット１５が形成される。以上より、各分岐管１０，１０の全周に亘って均一にロー材１４を流し込むことができ、多穴管１と分岐管１０，１０の間をロー付けで良好に接続できる。

また、分岐管１０，１０の曲がり部１３，１３が多穴管１の仕切壁３より奥位置に配置されることから仕切壁３と分岐管１０，１０の端部との間への進入を容易とし、溶融されたロー材１４が仕切壁３の先端面３ａを伝わって多穴管１の外周面に流出する事態を阻止できる。

この実施形態では、多穴管１の開口端部及び分岐管１０，１０の挿入端部をそれぞれ拡径して各断面積を十分に大きくすることにより、挿入部分の通路抵抗を低減できるので、多穴管1及び分岐管１０，１０の間で流体を円滑に流通させることができる。

この実施形態では、多穴管１の端部の連通穴４，４に各分妓管１０，１０を挿入したとき、多穴管１の開口部に対して分岐管１０，１０の各中心がオフセットし、各分岐管１０，１０間に比較的大きな間隔が空いているので、各分岐管１０，１０の全周にロー材１４を置くことができ、多穴管１および各分岐管１０，１０を確実に、且つ容易に接続することができる。

この実施形態では、外管部２の端部の外周に、ロー材１４を保持するロー材保持部であるフレア部７が設けられているので、外管部２の内周面と各分岐管１０，１０の外周面との間にフレア部７によって間口を大きく開けた隙間が形成され、この隙間に溶融されたロー材１４が確実に流入され、且つ、この隙間に保持されるため、各分岐管１０，１０の全周に亘って均一にフィレット１５が形成される。

この実施形態では、外管部２の端部に、開口側に向かうに従って徐々に拡径する位置決め用段差部５が設けられたので、各分岐管１０，１０を多穴管１の位置決め用段差部５に突き当たるまで挿入すれば、各分岐管１０，１０を所定長さだけ容易に、且つ、確実に挿入できる。また、多穴管１と各分岐管１０，１０をロー付けで固定するまでは、各分岐管１０，１０の多穴管１への挿入長さを所定長さに維持しておく必要があるがその維持が容易である。以上より、多穴管１と各分岐管１０，１０との接続作業性が良い。

この実施形態では、外管部２の端部に、位置決め用段差部５に連続し、且つ、位置決め用段差部５の最大径と同一径の拡径部６が設けられているので、多穴管１に挿入した各分岐管１０，１０の端部を拡径部６が保持し、各分岐管１０，１０が多穴管１より外れないように位置決めするため、多穴管１と各分岐管１０，１０をロー付けで固定するまでの仮位置決めが容易である。以上より、多穴管１と各分岐管１０，１０との接続作業性が良い。

この実施形態では、仕切壁３の端部とフレア部７との間に、ロー材流通スペース８が形成されているので、多穴管１のフレア部７で形成される円周上の隙間が仕切壁３によって遮断されずにロー材流通スペース８を介して連通するため、各分岐管１０，１０の外周面に流れ込んだロー材１４が隣接する分岐管１０，１０の外周面にも流出入する。従って、各分岐管１０，１０の全外周に亘ってより均一にロー材１４を流し込むことができ、多穴管１と分岐管１０，１０間を接続するロー付けの信頼性がさらに高まる。

この実施形態では、図７の手順Ｓ３にて分岐管１０の端部成形及び曲げを同時に行うので、作業工数を削減して効率的に分岐管１０に成形処理を施すことができる。

この実施形態では、分岐管１０に成形加工する前のパイプ材３１の端部３１ａを拡径し、この拡径した端部３１ａ内にＤ形状の断面を有する芯金２４を挿入した状態で、パイプ材３１の端部３１ａのＤ形状加工を行うので、この端部３１ａの局部的な変形を防止することができ、パイプ材３１の端部３１を良好な状態でＤ形状に成形することができる。

なお、上記実施形態にあっては、パイプ材３１の端部３１ａを拡径してプレス加工を施すことにより、分岐管１０の端部を円筒状からＤ形状に成形するようにしたが、本発明はこれに限定されず、パイプ材３１の端部３１ａを拡径するとともに、この端部３１ａの断面を楕円状に加工した後にプレス加工を施すことによって、分岐管１０の端部をより良好な状態でＤ形状に成形することができる。

また、上記実施形態では、ロー材保持部は、開口に向かって徐々に拡径するフレア部７であるが、多穴管１の内周面と分岐管１０，１０の外周面との間に所定の隙間を形成できる構成であればよい。また、多穴管１の端部の拡径部６は、図３の様に全周方向に設けているが、仕切壁３に沿った方向への拡径をせず、仕切壁に対し垂直方向の拡径だけでも良い。

本発明の一実施形態を示し、多穴管と２本の分岐管からなる配管の接続構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態を示し、図1のＡ部の拡大図である。 本発明の一実施形態を示し、多穴管の側面図である。 本発明の一実施形態を示し、図３のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、図３のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）は分岐管の平面図、（ｂ）は分岐管の側面図、（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、分岐管の成形方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態を示し、成形加工する前の分岐管のセット工程を示す図である。 本発明の一実施形態を示し、分岐管のクランプ工程を示す図である。 本発明の一実施形態を示し、分岐管の端部成形及び曲げ工程を示す図である。 本発明の一実施形態を示し、図９のＥ−Ｅ線断面図である。 多穴管と２本の分岐管からなる配管の従来例を示す斜視図である。 図１２に示す配管の断面図である。

符号の説明

１ 多穴管
２ 外管部
３ 仕切壁
４ 連通穴
５ 位置決め用段差部
６ 拡径部
７ フレア部
９ 配管
１０ 分岐管
１１ Ｄ形状遷移部
１２ Ｄ形状部
１３ 曲がり部
１４ ロー材
１５ フィレット（ロー付け部）
２１ 下型
２２ 上型
２３ 支持部材
２４ 芯金
２５ 下金型
２６ 下クランプ
２７ 芯金押え部材
２８ 上金型
２９ 上クランプ
３０ スプリング
３１ パイプ材（成形前の分岐管）
３１ａ 端部
３１ｂ 円筒部
３２ 凹部
３３ ウレタンゴム（弾性体）

Claims (1)

1. 外管部（２）内が仕切壁（３）によって複数の連通穴（４）、（４）に分割された多穴管（１）の端部の各連通穴（４）、（４）に、複数の分岐管（１０）、（１０）の端部がそれぞれ挿入され、前記多穴管（１）と前記分岐管（１０）、（１０）の間がロー付けで固定される配管（９）の接続構造に用いられる分岐管（１０）の成形方法であって、
   前記多穴管（１）の開口端部に拡径部（６）を形成するとともに、前記仕切壁（３）に対して垂直方向に対向する前記拡径部（６）を拡径し、前記分岐管（１０）、（１０）の挿入端部を拡径成形し、これらの拡径成形した分岐管（１０）、（１０）の挿入端部を前記拡径部（６）に挿入するようにし、
   成形加工する前の前記分岐管（１０）の端部を拡径する第１工程と、前記分岐管（１０）の端部から離間する円筒部をクランプする第２工程と、前記分岐管（１０）の端部を前記円筒部に対してオフセットした位置にプレスする第３工程と、前記オフセットした分岐管（１０）の端部をＤ字形状に加工する第４工程とを有し、
   前記第２工程として、成形加工する前の前記分岐管（１０）の端部に芯金（２４）を挿入するとともに、上型（２２）を下降して上クランプ（２９）と下クランプ（２６）で前記分岐管（１０）の端部から離間する円筒部を把持し、弾性体（３３）の反発力で前記分岐管（１０）を固定した後、
   前記第３工程及び前記第４工程として、前記上型（２２）を下降して上金型（２８）で前記分岐管（１０）の端部を押し下げるとともに、芯金押え部材（２７）で前記芯金（２４）を押し下げることにより、前記分岐管（１０）の端部をＤ字形状に成形し、同時に、前記分岐管（１０）を曲げるようにしたことを特徴とする分岐管（１０）の成形方法。

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