JP5061770B2

JP5061770B2 - パイプ一体加工による管継手の製造方法

Info

Publication number: JP5061770B2
Application number: JP2007194336A
Authority: JP
Inventors: 直樹坂
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP2009028748A

Description

この発明は、パイプ一体加工による管継手の製造方法に係わり、さらに詳しくはパンチ加工により形成したフランジ部の端面のシール性能を、後加工することなく向上させることができるパイプ一体加工による管継手の製造方法に関する。

管継手の製造方法としては、継手部分となるヘッド部とパイプとをロー付けや溶接によって接合する方法が知られているが、このような接合方式では継ぎ目のシール性能が確保しにくい、加工工数が多くなる等の問題があった。そこで、パイプの端部を突出させて固定治具にセットして、突出させたパイプの端部をパンチ治具によって加圧して継手部分をパイプと一体加工する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この一体加工方式では、オスフレアタイプ、メスフレアタイプ、Ｏリングフェイスシールタイプ等の継手部分が形成される。このＯリングフェイスシールタイプの継手は、図６に例示するような所定長さに切断した直線状のパイプ１の端部を突出させて固定治具にセットし、この固定治具から突出させたパイプ１の端部を、第１パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧してパイプの端部を拡径する拡管工程を行ない、次いで、拡管工程で拡径したパイプの端部を、第２パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧して押し潰して塑性変形させる。これにより図７に例示するように、パイプ１の端部に継手部分となるフランジ部２を形成する。

しかしながら、従来、帯鋸盤やメタルソーを用いてパイプ１を所定長さに切断していたので、パイプ１の切端面には図８に例示するように、切断刃による傷（以下、ツールマークＴという）が一方向に残る。そのため、形成したフランジ部２の端面には、このツールマークＴがフランジ部２を横切るように表れ、フランジ部２にＯリングを圧着させた際には、ツールマークＴがＯリングを横切ってシール性能を低下させる要因となる。そのためパンチ加工後に、切削加工等によってツールマークを除去してフランジ部２の端面を所定の表面粗さに仕上げて平滑にする必要があった。
特開２００４-１６９８７３号公報

本発明はかかる従来の問題点に着目し、パンチ加工により形成したフランジ部の端面のシール性能を、後加工することなく向上させることができるパイプ一体加工による管継手の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明のパイプ一体加工による管継手の製造方法は、パイプを所定長さに切断後、該切断したパイプの端部を突出させて固定治具にセットし、該固定治具から突出させたパイプの端部を、第１パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧して該パイプの端部を拡径する拡管工程を行ない、次いで、拡管工程で拡径したパイプの端部を、第２パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧して押し潰すことによりフランジ部を形成するパイプ一体加工による管継手の製造方法において、前記パイプを所定長さに切断する際に旋盤加工により切断するとともに、前記形成したフランジ部を固定治具から突出させてパイプを固定治具にセットした状態で、該フランジ部を第３パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧してフランジ部の端面を所定の表面粗さに仕上げることを要旨とするものである。

ここで、前記旋盤加工によりパイプの切断面の表面粗さを、例えば、ＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ１２．５以下にする。また、前記第３パンチ治具の加圧面の表面粗さを、例えば、ＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ６以下にする。また、本発明で加工対象とするパイプの外径を、例えば、１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下にする。

本発明は、上記のように、旋盤加工によりパイプを所定長さに切断後、該切断したパイプの端部を突出させて固定治具にセットし、この固定治具から突出させたパイプの端部を、第１パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧してパイプの端部を拡径する拡管工程を行ない、次いで、拡管工程で拡径したパイプの端部を、第２パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧して押し潰すことによりフランジ部を形成することで、パイプを切断した際に旋盤加工により生じたツールマークは、フランジ部の表面にフランジ部と同心円状に表れることになる。このツールマークは、フランジ部にＯリングを圧着させた際に、Ｏリングを横切ることがないので、ツールマークによるシール性能の低下を防止することが可能になる。

また、形成したフランジ部を固定治具から突出させてパイプを固定治具にセットした状態で、このフランジ部を第３パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧してフランジ部の端面を所定の表面粗さに仕上げることにより、Ｏリングを圧着させてシール面となるフランジ部の端面を、一段と平滑にすることができる。このように、パンチ加工の後に追加の加工することなくフランジ部の端面のシール性能を向上させることができる。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。

本発明では、Ｏリングフェイスシールタイプの継手をパンチ加工による一体加工により製造するために、まず、図６に例示するような直線状のパイプ１を所定長さに旋盤加工により切断する。図６では、以下で説明するパンチ加工によるパイプ１の変形状態を明確にするため、パイプ１の軸方向断面には、模式的にパイプ軸方向に平行に延びる仮想線（二点鎖線）を記載している。パイプ１の材質は、炭素鋼、ステンレス鋼等である。

パイプ１を旋盤加工により切断することにより、パイプ１の切断面には、図１に例示するようなパイプ１と同心円状のツールマークＴが生じる。パイプ１の切断面Ａは、パンチ加工後にＯリング８を圧着させるシール面の一部になるため、その表面粗さは、シール性能に大きく影響する。そこで、パイプ１の切断面Ａの表面粗さを、例えば、ＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ１２．５以下にして切断する。

次いで、図２に例示するように、所定長さに切断したパイプ１を固定治具３ａ、３ｂに挟んで固定する。この際にパイプ１の端部を固治具３ａ、３ｂから突出させてセットする。パイプ１の内部には、パイプ１の内周側への変形を防止する芯金４を挿入しておく。この固定治具３ａ、３ｂから突出させたパイプ１の端部を、油圧等によって作動する第１パンチ治具５によりパイプ軸方向に加圧してパイプ１の端部を拡径する拡管工程を行なう。

次いで、図３に例示するように、拡管工程で拡径したパイプ１の端部を、固定治具３ａ、３ｂから突出させ、パイプ１の内部に芯金４を挿入した状態にする。そして、拡径したパイプ１の端部を、油圧等によって作動する第２パンチ治具６によりパイプ軸方向に加圧して押し潰す。これにより、パイプ１の端部にはフランジ部２が形成される。

この段階におけるパイプの軸方向断面状態は、図７に例示するように、パイプ１の切断面Ａとパイプ１の側面部領域Ｂとがフランジ部２を形成している状態になる。図７には、図６で模式的に記載したパイプ軸方向に平行に延びる仮想線（二点鎖線）の変形状態を記載している。このフランジ部２の端面を平面方向で示すと図５のようになる。フランジ部２の端面は、対向する連結部材との間でＯリング８を圧着させるシール面となるので、シール性能を向上させるにはフランジ部２の端面を滑らかにする必要がある。

そこで、図４に例示するように、パイプ１の端部に形成したフランジ部２を、固定治具３ａ、３ｂから突出させ、パイプ１の内部に芯金４を挿入した状態にして、フランジ部２を、油圧等によって作動する第３パンチ治具７によりパイプ軸方向に加圧する。この第３パンチ治具７による加圧によって、フランジ部２の端面のツールマークＴや、パイプ切断面Ａとパイプ側面の領域Ｂとの段差を一段と滑らかにして、フランジ部２の端面が所定の粗さになるように仕上げを行なう。例えば、フランジ部２の表面粗さをＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ８〜１２．５に仕上げる。

滑らかな仕上げを確保するために、例えば、フランジ部２の端面に当接する第３パンチ治具６の加圧面の表面粗さを、ＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ６以下に設定するとよい。

図５に例示するように、フランジ部２の端面に表れるツールマークＴがフランジ部２にＯリング８を圧着させた際に、Ｏリング８を横切ることがないので、シール性能に悪影響が生じることがない。しかも、旋盤加工によりパイプ１を切断しているのでツールマークＴの粗さは、比較的容易にコントロールすることができる。さらに、第３パンチ治具７による加圧によって、フランジ部２の端面の微小な凸部を潰して表面粗さの仕上げを行なうので一段と平滑な表面となる。

このように、本発明によれば、上記の一連のパンチ加工によって、シール性能に優れたフランジ部２を形成してパイプ一体加工による管継手を製造することができる。そのため、パンチ加工の後に、フランジ部２の端面を所定の表面粗さにするための後加工が不要になる。これにより、加工工数が削減でき、これに伴って加工時間の短縮やコスト低減を図ることが可能になる。

本発明は、従来、パイプ軸方向圧縮強度が高くてパンチ加工による塑性変形では、フランジ部２の端面の表面粗さを小さく（滑らかに）することが困難であった外径が１５ｍｍ以上のパイプ１に対しても適用することができる。ただし、パイプ１の外径が５０ｍｍを超える場合は、パイプ軸方向の圧縮強度が高くなり過ぎて、フランジ部２の端面のシール性能を確保することが難しくなるため、加工対象とするパイプ１の外径は、例えば１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度にすると、最も効果的である。

旋盤加工により切断したパイプの切断面のツールマークを模式的に示す説明図である。第１パンチ治具による加工工程を例示する説明図である。第２パンチ治具による加工工程を例示する説明図である。第３パンチ治具による加工工程を例示する説明図である。本発明により形成されたフランジ部の端面を例示する説明図である。パンチ加工前のパイプの軸方向断面状態を模式的に示すパイプの半断面図である。パンチ加工によりフランジ部を形成した後のパイプの軸方向断面状態を模式的に示すパイプの半断面図である。従来のパイプの切断面のツールマークを模式的に示す説明図である。

符号の説明

１パイプ
２フランジ部
３ａ、３ｂ固定治具
４芯金
５第１パンチ治具
６第２パンチ治具
７第３パンチ治具
８Ｏリング
Ｔツールマーク

Claims

パイプを所定長さに切断後、該切断したパイプの端部を突出させて固定治具にセットし、該固定治具から突出させたパイプの端部を、第１パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧して該パイプの端部を拡径する拡管工程を行ない、次いで、拡管工程で拡径したパイプの端部を、第２パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧して押し潰すことによりフランジ部を形成するパイプ一体加工による管継手の製造方法において、前記パイプを所定長さに切断する際に旋盤加工により切断するとともに、前記形成したフランジ部を固定治具から突出させてパイプを固定治具にセットした状態で、該フランジ部を第３パンチ治具によりパイプ軸方向に加圧してフランジ部の端面を所定の表面粗さに仕上げるパイプ一体加工による管継手の製造方法。
前記旋盤加工によりパイプの切断面の表面粗さを、ＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ１２．５以下にする請求項１に記載のパイプ一体加工による管継手の製造方法。
前記第３パンチ治具の加圧面の表面粗さを、ＪＩＳＢ０６０１に規定の粗さＲｙ６以下にする請求項１または２に記載のパイプ一体加工による管継手の製造方法。
前記パイプの外径が、１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のパイプ一体加工による管継手の製造方法。