JPH02253088A - 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、小径の屈曲金属パイプおよびこの屈曲金属パ
イプの成形方法に係り、特に屈曲部の湾曲領域内側（以
下、内Ｒ部という）の曲率半径の小さい屈曲金属パイプ
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〕

金属へ′イブを配設する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曲率半径の小さなものか必要
とされることかあるか、従来の屈曲パイプは、金属パイ
プの外径に対して曲率半径か比較的大きく、余分な配設
スペース等を必要としていた。この事情を第８図に示す
が、図に示すように、屈曲部の内Ｒ部の曲率半径か最も
小さいｒ。

のものは屈曲金属パ゛イブの配設高さかｈユと最も小さ
い。また内Ｒ部の曲率半径か１・２．Ｐ３にようにｊ呟
に太きくなるに従って配設高さかｈ２．ｈ３０Ｊ）よう
に順に大きくなってしまう。

ところで金属パイプを屈曲させる従来の力ｆムとしては
、第９図に示されるように、対向ロール１０．１２の間
に金属パイプ１４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１０図の縦断面図及び第１１図の斜視図に示す
ように、曲げ加工を行なわす、二つの構成部品を銅ろう
付により組合せて、配設高さり。

を小さくするものか存在する。即ち、大径の金）ｍパイ
プ１６の側面に孔を開け、この孔に小径の金属パイプ１
７の一端を挿入する。この時、小径金属パイプ１７の挿
入側端部近くにはスプール加工１７ａか行なわれ、挿入
の際の位置決めかなされる。また前記大径の金属パイプ
１６の端面にはキャップ１８か設けられている。そして
これら三つの構成部品、即ち大径の金属パイプ１６、小
径の金属パイプ１７、及びキャップ］８は一般的には各
接合部か銅ろう付によって一体化されている。

〔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かつふれた形状となり、屈曲部の
曲げＲか小さい程この偏平度が著しく、パイプ内横断面
積かこの屈曲部において極端に小さくなる。このため屈
曲部の横断面をパイプ直線部と略同−とするためには、
屈曲部内Ｒ部の曲率半径Ｒをパイプ外径りの１．５倍以
上とすることか不ｒＪＪ欠となり、曲率半径の小さい曲
げ加工はすることかできなかった。従って前記設置高さ
を大きくしてしまうものであった。

また前記した複数の構成部品を銅ろう付する方法では、
大径金属パイプ１６に孔を開けるため、大径金属パイプ
１６の内径は一定以上の大きさが必要となり、さらにｈ
５の高さ（第１０図参照）も大きくなってコンパクトな
製品かできなかった。

また複数の構成部品１６，１７．１８かろう付されてい
るため気密性や液密性等の信頼性に問題があり、さらに
組み合わせ精度か要求されるという問題かあった。

本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
その目的は屈曲部の内１く部における曲率半径を従来よ
りノ」１さくした屈曲金属パイプ及びその成形方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達ｊ戊するために、請求項（１）の屈曲金属
パイプでは、押し通し曲げ成形後、型締め成形された屈
曲部を有する屈曲金属パイプであって、屈曲部の内Ｒ部
における曲率半径を金属パイプ直線部の外径の０．２〜
１．０（４４とするようにしたものである。

また請求項（２）の屈曲金属パイプでば、パイプ屈曲部
を直角としたものである。

またδ１ν求項（３）の屈曲金属パイプの成形方法では
、請求項（１）に示す屈曲金属パイプの成形方法であっ
て、第１の割型によって形成された第１の屈曲挿通孔に
金属パイプを押し通してパイプを屈曲させ、次いで第２
の割型の屈曲Ｊｉｌｔ通孔であって前記第１の挿通孔と
概略類似した第２の挿通孔に前記押し通し曲げ成形した
屈曲パイプを収容し、パイプの挿通孔延在方向へのスラ
イドを阻止した状態でパイプを型締めし、かつ前記押し
通し曲げ成形におけるパイプ先端部側から屈曲部近傍に
届く成形パンチを圧入して、パイプの口元を修正すると
ともに、パイプの屈曲部内Ｒ部を第２の挿通孔の内Ｒ部
に倣った形状に矯正するようにしたものである。

〔作用〕

請求項（１）の屈曲金属パイプでは、屈曲部の内Ｒ部に
おける曲率半径か従来より極めて小さいものにできるた
め、屈曲金属パイプの配設高さ（第８図参照）を従来よ
り小さくできる。従って配設スペースを小さくすること
かできる。特に請求項（２）の金１．４パイプのように
、屈曲部が直角である場合にパイプの配設高さの縮小化
かできる。

また請求項（３）の成形方法では、押し通し曲げにより
金属パイプを屈曲し、さらに第２の割型と成形パンチに
より屈曲部の内Ｒ部を型締め矯正成形するので、Ａｉ１
曲部の内側の曲率半径を従来に比へはるかに小さくする
ことかできる。

（実施例〕 次に、本発明の実施例を図ｍ１に基ついて説明する。

第］ｌ！！！ｌおよび第２図は直線状の軟銅製パイプを
押し通し曲げ加工し、その後型締め矯正により成形した
屈曲パイプを示しており、第」図は屈曲ハ゛イブの斜視
図、第２図は屈曲パイプの縦断面図である。

これらの図において、屈曲パイプ２０Ｂは、直線基部２
１と先端側直線部２８とが屈曲部２２を境に直角に延び
ている。そしてパイプの板厚をも、外形をＤ、へ′イブ
屈曲部の内Ｒ部における曲率半径をＲ」−とす７．、ｌ
　ト、ｔ＝０．７ｎｕｏ、Ｄ＝６．３５皿、Ｒｊ　＝　
１．　ｍｍとなっている。

また屈曲部外側壁２２ａの板厚は、第２図にボされるよ
うに、直線基部２１の板ノｌもの約０．９倍で、若干薄
く、屈曲部内側壁２２ｂの板厚は、直線部２１の板厚ｔ
の約」−１５倍で、幾分厚くなっている。これは、後述
するパイプの押し通し曲げ加工の際に、パイプか挿通孔
壁面から受ける抵抗が複合的に作用するためである。即
ち、パイプには挿通孔の屈曲部を通過するときに受ける
屈曲部通過抵抗（比率的には大半を占める）と、屈曲部
を越えた挿通孔直線部をパイプ先端か通るときに受ける
直線部通過抵抗（比率的には僅少である）の２種類か複
合的に作用するためであり、屈曲部２２の内側壁２２ｂ
では軸方向圧縮刃が大きく作用し、屈曲部２２の外側壁
２２ａては軸方向引張力か僅かに作用するためである。

また直線基部２１と先端側直線部２３とは内外径とも真
円に近い形状となっている。これは押し通し曲げ加工に
より、パイプの屈曲部近傍は楕円形状につぶれ、パイプ
先行端部は断面三角形状につぶれた形状となるか、後述
する第２の割型を構成する金ｑ％５Ｑと成形パンチ６０
とによる型締め矯正によって、直線部２３か真円に近い
形状に修正される。

第３図〜第５図は、第１図及び第２図に示す屈曲金属パ
イプの成形方法を説明する説明図で、第３図（、ａ）、
（ｂ）はパイプを押し通し曲げ加工＝８ する状態を説明する図で、割型の片面を７１＜シている
。第４図（ａ）、（ｂ）は押し通し曲は加工したパイプ
を型締め矯正する状態の説明図で、これも割型の片面を
示している。第５図は型締め矯正成形用割型の一方の金
型の斜視図ある。

第３１ｄ　（ａ）、（ｂ）におイブ、符号３０ｉ１／＜
イブの押し通し曲げ加工に使用される割型を構成する一
対の金型で、この金型３０および、この金型３０と対向
する金型３０のイ」合せ曲には直角に延びる挿通孔３２
か形成されている。４１１１通孔３２は金型３０の直交
側面３１ａ、３↓ｂにそれぞれ開口しており、挿通孔３
２の側面３１ａ側開口部３２ａはパイプ押し込み側の開
口部で、ここから金属パイプ２０か押し通しパンチ４０
によって図に示されるように圧入される。即ち、まずパ
イプ２０を上方から挿通孔３２に挿入すると、第３図（
ａ）に示されるように、パイプ先端部が挿通孔３２の屈
曲部に当って静止する。次に押し通しパンチ４０によっ
て第３図（ｂ）に示されるようにパイプ２０を圧入する
。パイプ２ｏは挿通孔３２の屈曲部を通過するときの抵
抗及び屈曲部の先の直線部を通過するときの抵抗を複合
的に受けて、パイプ先端部か三角パイプ状にすぼまると
ともに、パイプ’　ｈｉ１曲部内Ｒ部の曲率半径Ｒ□か
挿通孔３２の屈曲部内Ｒ１１ｊの曲率半径よりわずかに
大きくなって、屈曲部内Ｒ部からパイプ先端に至る直線
部にかけて隙間Ｓか形成される。

第４図（ａ）、（ｂ）及び第５図において、符号５０は
パイプの型締め矯正に使用さＡしる割型を構成する一方
の金型で、金型５０、および金型５０と対向する金型の
付合せ而には、パイプ押し通し用の金型３０の挿通孔３
２に略等しいが、屈曲部の曲率半径の小さい直角挿通孔
５２か形成されている。挿通、孔５２は金型の直交側面
５１ａ、５１ｂに開口しており、挿通孔５２の側面５１
ａ側開口部５２ａにはパイプ端部を支持しパイプの挿通
孔５２内でのスライドを阻止するストッパロット５４か
螺着されている。一方、挿通孔５２の側面５１ｂ側聞１
０部５２ｂには金型５０と協働してパイプ先端部および
屈曲部内Ｒ部を修正成形する成形パンチ６０か設けられ
ている。符号（３２はパイプ内に圧入されてパイプ内周
＋１１を成形するパンチ本体て、圧入されるパイプ径よ
り幾分大ぎい１１径の尖頭形状体である。

次きに、これらの第３図〜第５図ひ参照してパイプを屈
曲成形する手順を説明する。

まず第３図（ａ）、（ｂ）に示されるように、押し通し
パンチ４０を使って開１」部３２ａから直線状の金属パ
イプ２０を挿通孔３２へ押し通す。

金属パイプ２０は、第３図（ｂ）に示されるように挿通
孔３２の形状に沿って曲かり、内■く部の曲率半径Ｒ１
なる屈曲部か形成される。パイプは押し通される際の抵
抗により、屈曲部の内１く部形成壁（屈曲部内側壁）の
肉か始めの肉厚ｔ、からｔ２に増肉されるとともに、屈
曲部の外１く部形成壁（屈曲部外側壁）の肉の薄肉化か
抑制される。このようにして金属パイプの押し通し曲げ
上程か終了する。

次きに金型３０を分離して中から屈曲パイプ２０Ａを取
り出す。そして金型５０の挿通孔５２に位置合せしてパ
イプ２ＯＡを収容する。吹いて金型５０と対向する金型
とを付合せ締め付けるとともに、挿通孔開口部５２ａに
はストッパロット５４を螺着し、一方挿通孔開１コ部５
２ｂには成形パンチ６０を圧入して型締めすると、第４
図（ｂ）に示されるように、金型５０により屈曲パイプ
２０Ａの矯正成形か行なわれる。即ち、金型か互いに接
近することによりパイプ外周面か挿通孔５２の内周面に
倣った形状に矯正される。そして成形パンチ６０はパイ
プ先端部から圧入されてパイプ屈曲部の内１く部まで父
出し、パイプ直線部２３の内周面を拡径させて真円に成
形するとともに、ｈｊ１曲部２２の内ｌく部を挿通孔５
２の内１く部の曲率２１′（ｆＨＲ２（＝　Ｒｉ　）に
修正する。またストツパロノ１〜５４はパイプの後端部
に当接してパイプか挿通孔延在方向にスライ１〜しない
ように支持し、成形パンチ６０のパイプ先端部からの圧
入を可能とする。このように屈曲パイプ２０Ａは型締め
成形工程によって修止された屈曲パイプ２０１３となる
。

なお金型３０，５０の型締め、成形パンチ６０のＪ】 ｚ １！ｆ動、ストッパロツ１−５４によるパイプの抑圧は
ねし締結等の機械的ｌ距動手段、曲圧手段等種々の方法
が考えられる。

以上のようにして屈曲部２２か成形された屈曲金属パイ
プ２０Ｂは、成形前の外径Ｄ、に苅し先端直線部の外径
ＩＪ２か拡径されでいる。同時に屈曲部２２の内側の曲
率半径Ｒ，は、第２の割型５０の挿通孔５２の形状に沿
って矯正された小さなものとなっている。

このような方Ｙムによって成形された屈曲金属へ。

イブでは、屈曲部２２の内１く部における曲率半径Ｒ２
が金属パイプの外径Ｄ□の０．２〜１．０倍にできるこ
とが明らかになった。そして曲率半径Ｒ２をこれ程まで
小さくできる技術は従来全く存在せす、第８図に示すよ
うな配設スペースを小さくするという点で極めて有効で
ある。

次ぎに、第６図および第７図を参照して屈曲金属パイプ
成形方法の第２の実施例を示す。なお前記第１図〜第５
図に示す部分と同−又は類似の部分については同一の符
号をイ・］シて、重複した説明は省略する。

前記実施例の屈曲金属パイプ２０Ｂでは、９０度に曲が
る屈曲部か一つたけ形成されていたが、本実施例におけ
るパイプ２０Ｃでは、９０度に曲がる屈曲部が二つ形成
されている。さらに第１の割型を構成する金型７０には
コ字形状に延びるパイプ挿通孔７２か形成されている。

そしてこの屈曲金属パイプ２０Ｃを成形するには、まず
第６図に示すように、押し通しパンチ４０によって挿通
孔７２の側面間］コ部７２ａから金属パイプ２０を押し
通すことにより、金属パイプ２０は、第６図（ａ）、（
ｂ）に示されるように、挿通孔７２の形状に沿って曲げ
加］二される。そしてこの曲げ加工にされた屈曲金属パ
イプ２０Ｃを割型から取り出して、次ぎの型締め成形工
程によって成形する。

第７図に示す型締め成形工程においては、屈曲部の内Ｒ
部の曲率半径１（２か、金型７０の挿通孔７２の内Ｒ部
の曲率半径Ｒ工よりも小さい挿通孔８２を形成する第２
の割型（符号８０は第２の割型を構成する金型を示す）
が使用される。この第２の割型により、パイプ２０Ｃを
型締めするとともに、成形パンチ６０をパイプ端部から
圧入してパイプ端部の形状を修止し、かつパイプ屈曲部
内Ｒ部を挿通孔８２の屈曲部内Ｊ＜部に倣った形状に修
正する。

このようにして屈曲部を二つ有する屈曲金属パイプ２０
Ｄを成形することかでき、屈曲部の内しく部における曲
率半径Ｒ２か金属製パイプ外径り、の０゜２倍とするこ
とかでき、従来よりも非常に小さな曲率半径Ｉ＜２のｈ
′Ａ曲部曲部内部を有する屈曲パイプを成形することか
できる。そしてこの屈曲パイプ２０１Ｊは、配管をニー
ターンさせる際等のパイプとして使用でき、屈曲金属パ
イプの配設スペースを小さくすることかできる。

以」二の二つの実施例において成形された屈曲金属パイ
プの屈曲部は、従来のロール曲げ方法で屈曲部の内Ｉく
部をノコＸさくした場合のような横断面のつふれを生し
ないので、パイプ内の横断ａｌｌ積をパイプ延在方向に
略一定にできる。

またパイプ屈曲部の内１く部の板厚は増肉され、外Ｒ部
の板厚も従来のロール曲げによって成形した屈曲部外Ｒ
部の板厚よりも厚いので、それたけ強度的に優れ、信頼
性も高い。

また複数の構成部品をろう付した従来例と比べて部品点
数か少なく、パイプの製造工程数も少なく、しかも気密
性や液密性等の点で心配がない。

さらに成形精度も高くできる。また内側の曲率半径を従
来と比へ非常に小さくてきるので、パイプの配設スペー
スも小さくてきる。

また以」二の実施例においては、成形パンチ６０によっ
て金属パイプの端部を拡径するものであったか、他の実
施例においては、型締め成形工程で使用される割型５０
，８０に形成されている挿通孔５２，８２をパイプ径と
同一の大きさとすることにより、拡径を行なわないよう
にすることもできる。

またｉη記実施例では、軟鋼製パイプの屈曲成形につい
て説明したか、ステンレス、銅、黄銅、アルミ合金等の
鋼以外の金属製パイプの屈曲成形においても適用できる
。また本発明は、外径５〜３３Ｏｎｎで、肉厚が外径の
９〜１３％のパイプの）７ｔｉ曲成形に最適であるか、
外径かこれ以上のパイプについても同様に適用できる。

〔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）、（２）の屈曲金属パイプによれは、屈曲
部内Ｒ部の曲率半径を極めて小さくてき、従来では不可
能な狭いパイプ配設スペース内へ容易に配設かｒｌｆ能
となる等、配管レイアラ１〜の白山度か著しく増大する
。

また請求項（１）、（２）の屈曲部１１イパイプの屈曲
部の板厚は、従来のロール曲げによるパイプの屈曲部の
板厚よりも幾分厚いので強度的にも優れている。

また請求項（３）の屈曲金属パイプの成形方法では、第
２の割型及び成形パンチにより）ｒｊｉ曲部曲部内部の
矯正成形を行なうことにより、屈曲部内Ｒ部の曲率半径
を従来達成できなかった小さな値にすることができる。

また１本の金属パイプから成形を行なうことかできるの
で、従来のように複数のパイプ構成部利をろう付する場
合に比へて信頼性が高く製造も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は直線状の軟鋼製パイプを押し通し
曲げ加工し、その後型締め加工により成形した屈曲パイ
プの斜視図及び縦断面図、第３図（ａ）、（ｂ）は本発
明の第１の実施例におけるパイプ押し通し曲げ工程を示
す断面図、第４図（ａ）、（ｂ）は第１の実施例におけ
るパイプの型締め矯正成形工程を万（す縦断面図、第５
図はパ。 イブの型締め矯正成形工程に使用される割型の斜視図、
第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施例
のパイプ押し通し曲げ工程を示す断面図、第７図（ａ）
、（ｂ）はそれぞれ第２の実施例のパイプ型締め矯正成
形工程を示す断面図、第８図は屈曲金属パイプの配設高
さを説明する側面図、第９図は従来技術を示す断面図、
第１０図は他の従来技術を刀（す断面図、第１１図は第
１−０図の斜視図である。 ２０　屈曲成形される前の直線状金属バイン、２０Ｂ、
２０１Ｊ・・屈曲金属パイプ、２］・・直線基部、 ２２　・屈曲部、 ２３　先端側直線部、 ３０．７０　・第１の割型を構成する金型、３２、’７
２　・第１の挿通孔、 ４０・・・成形パンチ、 ５０．８０　・第２の割型を構成する金型、５２．８２
　　第２の］１１ｆ通孔、 Ｒｉ・・・屈曲部内Ｒ部の曲率半径。 特 許　出　願　人　山川工業　株式会社 ５１ｂ ズ（ａ） 又（ｂ） 第　５ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）押し通し曲げ成形後、型締め成形された屈曲部を
   有する屈曲金属パイプであって、屈曲部の内Ｒ部におけ
   る曲率半径が金属パイプ直線部の外径の０．２〜１．０
   倍であることを特徴とする屈曲金属パイプ。
2. （２）前記パイプ屈曲部は、屈曲角が直角とされたこと
   を特徴とする請求項（１）記載の屈曲金属パイプ。
3. （３）請求項（１）に示す屈曲金属パイプの成形方法で
   あって、第１の割型によって形成された第１の屈曲挿通
   孔に金属パイプを押し通してパイプを屈曲させ、次いで
   第２の割型の屈曲挿通孔であって前記第１の挿通孔と概
   略類似した第２の挿通孔に前記押し通し曲げ成形した屈
   曲パイプを収容し、パイプの挿通孔延在方向へのスライ
   ドを阻止した状態でパイプを型締めし、かつ前記押し通
   し曲げ成形におけるパイプ先端部側から屈曲部近傍に届
   く成形パンチを圧入して、パイプの口元を修正するとと
   もに、パイプの屈曲部内Ｒ部を第２の挿通孔の内Ｒ部に
   倣った形状に矯正することを特徴とする屈曲金属パイプ
   の成形方法。