JPH02142988A - 屈曲金属パイプ及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は小径であって曲率半径の小さい屈曲部を有する
屈曲金属パイプ及びこの屈曲金属パイプを成形する方法
に関する。

〔従来技術〕

配設スペース等の関係で、小径の屈曲金属パイプであっ
て屈曲部か鋭角状となったものが必要とされることがあ
るが、従来の屈曲パイプは、パイプ径に対して曲率半径
が比較的大きく、さらに屈曲部における曲げ角は直角以
上となっていた。

また小径金属パイプを湾曲させる従来の方法としては、
第８図に示されるように、対向ロール２゜４間にパイプ
１を通して湾曲させるロール曲げ方法が知られている。

また第９図に示されるように、割型６内に屈曲した挿通
孔７を形成し、この挿通孔７にパイプ１を押し通す、い
オ〕ゆる押通し曲げ方法も知られている。

〔発明の解決しようとする課題〕

しかし前記したロール曲げ方法では、曲率半径を小さく
すると屈曲部の横断面がつぶれた形状となって、パイプ
内径がこの屈曲部において著しく小さくなる。このため
均一径の屈曲パイプを成形するには、屈曲部の曲率半径
Ｒがパイプ径りの２倍以上の大きさとなり、曲率半径の
小さい曲げ加工はすることができなかった。

また前記した押通し曲げ方法では、挿通孔７内にパイプ
１をガイドするマンドレル８が配されており、このマン
ドレル８から成形後のパイプを抜き出す必要があり、屈
曲部か鋭角状のものはマン１くレル８からの抜き出しが
困難なため成形することができなかった。

そのため従来の小径金属パイプであって屈曲部が鋭角状
の屈曲パイプは、第１０図に示されるように、それぞれ
斜めに切断したパイプ端部を溶接や鑞付は等で接合して
一体化したものであった。

しかしこの接合パイプは、接合部１ａでの強度及び気密
性や液密性等といった信頼性に問題があった。また切り
口のパリ取りが不可欠で面倒でもあり、さらに合わせ精
度か要求される等といった種々の問題もあった。

本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
その目的は曲率半径が小さくイｄ頼性の高い屈曲金属パ
イプ及びこのパイプを簡単に曲げ加工することの可能な
成形力ｔムを提供することにある。

〔課題を触法するための手段〕

前記目的を達成するために、請求項（１）に係る屈曲金
属パイプにおいては、先端部が押通し曲げ加工によりＶ
字又はＵ字形状に屈曲された屈曲金属パイプであって、
屈曲部の曲げ半径をパイプの外形の１〜２倍とし、パイ
プの直線基部と屈曲部先端直線部の交差角度を鋭角とす
るとともに、屈曲部の肉厚を増肉させるようにしたもの
である。

またパイプの屈曲部をねじり形状とするようにしてもよ
い。

また請求項（３）に係る成形方法においては、割型によ
って構成した屈曲形状のパイプ挿通孔に金属パイプを押
し通して曲げ加工する屈曲金属パイプの成形方法におい
て、前記パイプ挿通孔の屈曲部の曲げ半径を押し通す金
属パイプの１〜２倍とし、パイプの挿通孔通過抵抗か小
さく、パイプ屈曲部に十分な肉ｌ」Ｊが確保できない場
合は、パイプの先端にパイプ進行方向と逆方向の負荷を
与えつつ押し通し、パイプの挿通孔通過抵抗が太き（、
パイプ屈曲部に十分な肉厚が確保できる場合は、パイプ
先端に負荷を与えることな（押し通すようにしたもので
ある。

〔作用〕

請求項（１）のパイプでは、パイプの直線基部と屈曲部
先端直線部とか鋭角状に延びており、従来では不可能な
所定のパイプ配、投スペース内への配設か可能となる。

また請求項（２）のパイプでは、屈曲部においてねじれ
ており、それだけ屈曲パイプの形状の汎用性が広くなっ
ている。

また請求項（３）の方法によれは、パイプ先端に加えら
れるパイプ進行方向と逆方向の負荷がパイプ屈曲部の内
側部位を圧縮して増肉させ、かつパイプ屈曲部の外側部
位における伸びによる極端な薄肉化を抑制する。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基ついて説明する。

第１図は軟鋼製パイプを押通し曲げ加工により成形した
屈曲パイプを示している。

この屈曲パイプ１０は、先端部か７字形状に屈曲されて
、直線基部１１と屈曲部先端直線部１３とか鋭角状（図
では７０度前後）に延びている。

符号１２は屈曲部、符号Ｌ工＋Ｌｚはそれぞれ直線基部
１１．屈曲部直線部１３の中心１碌を示す。そしてパイ
プの板厚をし、外径をＤ、パイプ屈曲部１２の曲率半径
をＲ□とすると、ｔ＝１．２ｎｏ、ｐ＝１２，７ｍ＋、
Ｒ，＝１９．０１１１１１となっている。

また第２図は、パイプ１０の屈曲部１２の横断面を示す
図で、屈曲部外側壁１２ａの板厚は、この図に示される
ように、直線基部１１の板厚ｔの約０．９倍で、若干薄
く、屈曲部内側ｕ１２ｂの板厚は、直線基部１１の板厚
ｔの約１．５倍で、幾分厚くなっている。さらに屈曲部
１２の横断面は、この第２図に示されるように、内側Ｑ
１２ｂが符号１２ｃで示す真円位置に対しわずかに窪ん
だ形状となっている。これは、後述するパイプの押通し
曲げ加工の際に、屈曲部１２に曲げ力が作用するためで
あり、さらに屈曲部１２の内側壁１２ｂでは軸方向圧縮
力が作用し、屈曲部１２の外側壁１２ａでは軸方向引張
力が作用するためである。

しかしこの屈曲部１２の横断面の断面積は、従来の屈曲
パイプの屈曲部の横断面の断面積よりも大きくなってい
る。またパイプ先端部の端面１０ａは、第１図および第
１図（ａ）に示すように、先窄まりで丸味の帯びた横断
面三角パイプ形状となっている。したがって例えば先端
部を所定量だけ切り取って、均一断面形状領域を製品と
して使用する。あるいは、パイプを屈曲成形した後、第
５図に示すような口元修正バンチ３０Ａを用いてパイプ
先端部を修正して、パイプ先端部の切断量を小さくする
ことも可能である。また屈曲パイプ１０の内周面は端部
から他端部まで滑らかとなっており、さらに金属組織的
に見ても、屈曲部内側壁１２ｂでは結晶組織が圧縮応力
の作用した分だけ密となり、屈曲部外側壁１２ａでは引
張応力が作用した分だけ粗となっているだけで、強度上
はむしろ屈曲部内側の増肉化が強度向上につながってい
る。

したがってこの屈曲パイプ１０は、従来では曲げ加工で
きなかった小径にして曲げ半径の小さいものであり、し
かも曲げ角は約７０度で、配設スペースの制約を受ける
ことなく所定位置に取り付けることが可能となる。

第３図は、第１１８！！ｌに示す屈曲パイプ１ｏを押通
し曲げ方法によって成形する装置の一実施例を示すもの
である。

この図において、符号２０は対向する一対の金型２１，
２２からなる割型で、金型２１，２２はボルトナツト締
結等の適宜締結手段（図示せず）により一体化されてい
る。符号２３は金型２１に突設されている位置決め用の
ピンである。割型２０には、上端面から一側面に向けて
貫通する屈曲部成形面である屈曲挿通孔２４が形成され
ている。

そして曲げ加工しようとする金属パイプＩＯＡをこの挿
通孔２４に圧入することによって、パイプ１０Ａが挿通
孔２４に倣った屈曲形状に成形されるようになっている
。符号３８は金属パイプを圧入するための押圧ロッドで
、パイプＩＯＡ内に挿入される部分３８ａとパイプ後端
部押圧面３８ｂよりなる。パイプ内挿入部分３８ａは、
パイプ後端部押圧面３８ｂより伝播された圧縮力に抗し
てパイプ後端部の内径が縮径することを防ぐ。

割型２０の挿通孔側面開口側には、パイプ端面逆圧付加
機構３０が組み付けられている。この逆圧付加機構３０
は、金型２１，２２にまたがって螺着され、挿通孔２４
と面一なる孔３２ａを有するケーシング３２と、このケ
ーシング３２に支持されてばね付勢された摺動子３４と
から構成されている。摺動子３４は、ケーシング３２を
貫通して延びるロット３６と一体化されており、挿通孔
２４および孔３２ａに沿った慴動がａｆ能となっている
。また摺動子３４とケーシング３２間には、圧縮ばね３
５が介装されており、摺動子３４をパイプ進行方向と逆
方向に付勢している。なお符号３７は摺動子３４のスト
ッパーである。また摺動子３４の先端部３４ａは尖頭形
状とされて、挿通ｆＬ２４内を進行するパイプ先端開口
部と係合するようになっている。そしてこの摺動子３４
は次のような重要な作用をする。

即ち、パイプＩＯＡは、パイプ挿通孔２４の屈曲部２５
を通過することによって屈曲されるが。

パイプの屈曲部内側では圧縮応力が、外側では弓張応力
かそれぞれ作用して、第４図に示されるように、パイプ
の先端部端面１０ａが挿通孔２４の延在方向に対し傾ｑ
・［した状態となるが、摺動子先端部３４ａがパイプ端
面１０ａの突出端部１０ａ、を抑圧し、パイプ端面１０
ａをそろえるように作用する。さらにパイプ先端部は、
第４図に示されるように、挿通孔の屈曲部２５を通過す
ることにより先窄まり形状となるが、摺動子先端部３４
ａがこの先端開口部に係合し、第４図仮想線に示される
ように、先窄まりを矯正するように作用する。しかし、
成形する屈曲パイプの曲げ角度によってはパイプ端面逆
圧付加機構３０は不要である。

これは曲げ角度（曲げりが小さいときには、屈曲部内外
における伸縮差がパイプ先端部に大きくあられれず、端
面を矯正する必要がないためである。

なお第３図において、符号３３はケーシング３２に螺合
するばね座であり、このはね座３３の位置調整により成
形する金属パイプの材料や屈曲部の曲率等に応じて摺動
子３４の付勢力を調整できるようになっている。

次に、第３図に示す装置を使ってパイプを曲げ加工する
手順について説明する。

まず挿通孔２４内に適宜量の潤滑油を注入する。

次いで直線状の金属パイプＩＯＡを割型２０の上方から
挿通孔２４内に挿通する。そして押圧ロッド３８を所定
基下降させる。抑圧ロッド３８はパイプ後端部１０ｂに
係合し、パイプＩＯＡを挿通孔２４内に圧入する。この
ときパイプＩＯＡは先端部から順次挿通孔２４の屈曲部
２５を通過することにより、屈曲部２５に倣った形状に
屈曲される。そしてパイプ先端部端面１０ａはパイプ端
面逆圧付加機構３０の摺動子先端部３４ａと係合し、パ
イプ進行方向と逆方向の負荷（圧縮ばね３５のばね力）
を受ける。このためパイプの屈曲部内側では、十分な増
肉作用が生じ、一方屈曲部外側では、内側の材料が一部
回り込んで伸びに起因する薄肉化か抑制されるので、屈
曲部外側にもある程度の肉厚が確保される。さらにパイ
プ先端の先窄まりも矯正される。このようにしてパイプ
を挿通孔２４に押し通し、その後、金型２１，２２を分
割することにより、金型から１名単に成形されたパイプ
を抜き出すことができ、こうして所定のＡｉ１曲パイプ
が得られる。

なお屈曲部を座屈させることなく成形するためには、抑
圧ロッド３８を非常にゆっくりと動作させる場合より、
幾分高速で押し込んだり、あるいは衝撃的に押し込む方
が望ましい。これはパイプをある程度の速度で変形させ
ると、屈曲部の金属組織が座屈する以前に曲げ変形され
てしまうためと思われる。

また前記したパイプ端面逆圧付加機構３０の摺動子３４
の付勢手段としては圧縮はね３５を用いているか、ばね
以外の適宜付勢手段であってもよい。

第５図は、口元修正パンチによって屈曲パイプの先端部
を修正している状態を示す図である。これは、第３図に
示す成形装置の端面逆圧付加機構３０に替えて口元修正
バンチ３０Ａを取り付け、屈曲成形されたパイプの先端
部にパンチ３０Ａを圧入して、強制的にパイプ先端部の
先やまりを修正し、パイプ屈曲部の先端直線部の横断面
形状を均一な円パイプ形状にするものである。

第６図は、本発明の他の実施例である屈曲パイプ４０を
示すもので、前記実施例では屈曲部が７字形状であるの
に対し、本実施例では屈曲部４２がＵ字形状とされ、直
線基部４１と屈曲部直線部４３とが略平行となっている
。屈曲部４２の曲率半径および屈曲部４２の外側壁４２
ａ、内側壁４２ｂの板厚は、第１図に示す屈曲パイプの
屈曲部１２における値と略同−である。

第７図および第７図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明
のさらに他の実施例である屈曲ノ（イブを示すもので、
屈曲部５２が三次元的にねじられており、直線基部５１
と屈曲部直線部５３とのなす角度Ｏは鋭角とされている
。また屈曲部５２は二つの曲率中心○０，０□に沿った
同一曲率半径Ｉくなる曲率で曲げられている。なおパイ
プの径、板厚等は第１の実施例のパイプと略同−である
。

このように本発明では、第６図、第７図に示すような各
種形状のパイプを成形でき、このようなパイプを用いる
ことにより、従来では配設できなかった所定位置に、こ
れらの屈曲パイプを取付けることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明かなように、本発明によれは以下のよ
うな効果がある。

請求項（１）のパイプでは、パイプの直線基部と屈曲部
先端直線部とが鋭角状に延びており、従来では不可能な
所定のパイプ配設スペース内への配設か可能となる。

請求項（２）のパイプでは、屈曲部においてねじれてお
り、それだけ屈曲パイプの形状の汎用性か広く、任意の
パイプ屈曲形状とすることにより、池の部品と干渉する
ことなく配設が可能となる。

また請求項（３）の方法によれば、パイプ先端に加えら
れるパイプ進行方向と逆方向の負荷がパイプ屈曲部の内
側部位を圧縮して増肉させ、かつ外側部位における伸び
による極端な薄肉化を抑制するので、屈曲部内側では十
分増肉され、屈曲部外側の肉厚もある程度確保された小
径にして曲率半径の小さい屈曲パイプを簡単に成形する
ことが＋＋Ｊ能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である屈曲金属パイプの
縦断面図、第１図（、）はその屈曲金属パイプの先端部
の平面図、第２図は第１図に示す線■−■に沿うパイプ
断面図、第３図は本発明に係る方法を実施するための装
置の一実施例の斜視図、第４図は屈曲パイプ先端部を逆
方向に押圧する逆圧付加機構の作用を説明する説明図、
第５図は口元修正パンチによってパイプ先端部を修正す
る様子を説明する説明図、第６図は本発明の第２の実施
例である屈曲金属パイプの縦断面図、第７図は本発明の
第３の実施例である屈曲金属パイプの斜視図、第７図Ｃ
ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第７図に示す屈曲金属パイプの
平面図、正面図、右側面図、第８図〜第１０図は従来の
屈曲パイプの成形方法を説明する説明図である。 １０．４０．５０・・屈曲金属パイプ、１２．４２，５
２川屈曲部、 ２０・・・割型、　　２４・・・パイプ挿通孔、３０・
・・パイプ端面逆圧付加機構、 ３０Ａ・・・口元修正パンチ。 第３図 盲 Ｌ］（ａ） 第 図 図 （ａ） 第 図 第 図 第１０ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端部が押通し曲げ加工によりＶ字又はＵ字形状
   に屈曲された屈曲金属パイプであって、屈曲部の曲げ半
   径がパイプの外径の１〜２倍とされ、パイプの直線基部
   と屈曲部先端直線部との交差角度が鋭角とされるととも
   に、屈曲部の肉厚が増肉されてなることを特徴とする屈
   曲金属パイプ。
2. （２）前記屈曲部はねじり形状とされてなることを特徴
   とする請求項（１）記載の屈曲金属パイプ。
3. （３）割型によって構成された屈曲形状のパイプ挿通孔
   に金属パイプを押し通して曲げ加工する屈曲金属パイプ
   の成形方法において、前記パイプ挿通孔の屈曲部の曲げ
   半径が押し通す金属パイプの外径の１〜２倍とされ、パ
   イプの挿通孔通過抵抗が小さく、パイプ屈曲部に十分な
   肉厚が確保できない場合は、パイプの先端にパイプ進行
   方向と逆方向の負荷を与えつつ押し通し、パイプの挿通
   孔通過抵抗が大きく、屈曲部に十分な肉厚を確保できる
   場合は、パイプの先端に負荷を与えることなく押し通す
   ことを特徴とする屈曲金属パイプの成形方法。