JPH0985367A

JPH0985367A - パイプ加工方法

Info

Publication number: JPH0985367A
Application number: JP24180895A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ito; 伊藤　　誠; Yoshitaka Kuroda; 吉孝黒田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JP3620114B2

Abstract

(57)【要約】【課題】工程増大によりコストアップすることない簡
便なパイプ加工方法を提供することができるパイプ加工
方法を提供すること。【解決手段】固定工程では、管端部が不揃いのパイプ
１を第１治具５に固定する。拡管工程では、パイプ１に
第２治具１１を外嵌するとともに第３治具１３を圧入し
てパイプ１の拡管を行なう。絞り工程では、第４治具１
５をパイプ１の管端側より挿入するとともに第５治具１
７を外嵌し絞りを行なう。成形工程では、第６治具１９
をパイプ１に挿入するとともに第７治具２１をパイプ１
に外嵌し、余肉部分Ｙをフランジ３の径方向や厚さ方向
の形状の変化として吸収する様に押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプの端部にフ
ランジを形成するいわゆるバルジ加工にかかわるパイプ
加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平６−２６２２８２号公報、
特開昭６１−１３７６２９号公報、特開平４−２２０１
２０号公報、特開平５−３１５４７公報等に開示されて
いる方法により、管（パイプ）を管端近傍で曲げた場
合、図８（ａ）に示す様に、曲げ内周面側が突き出し、
管端が管の軸方向に対し斜めに不揃いになる。例えば、
直径Ｄ＝φ１７ｍｍ、肉厚＝１ｍｍのアルミパイプを
１．５Ｄ曲げした場合には、不揃い部分の長さｈが２ｍ
ｍ以上になる場合がある。

【０００３】また、管は一般に他の管もしくは管継手
（ジョイント）等と組み付けるために、図８（ｂ）に示
す様に、バルジ形状（管直径より大きな膨らみ部；フラ
ンジ）を管端に形成するいわゆるバルジ加工を行なう
が、前記の様に管端が斜めになっていると、バルジ加工
がやりにくいばかりでなく、バルジ加工後の端面が不揃
いとなり、組み付けに不具合が生じたり、継手部分が大
きくなって継手部分をコンパクトにできなくなる。

【０００４】そのため、通常は、図８（ｃ）に示す様
に、端面切削を行なうか、或は図８（ｄ）に示す様に、
曲げ加工に伴う端面の不揃いを予め見込んで、管端を予
め斜めに加工した管を使用して曲管を製造している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記端面切
削を行なうと、バリ取りや洗浄が必要となるため作業工
程が増大しコストアップとなるという問題があり、ま
た、管端を斜めに加工した管を使用する場合は、曲げに
加えて管端の加工が必要となり、作業工程が増大しコス
トアップとなるという問題がある。

【０００６】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、工程増大によりコストア
ップすることない簡便なパイプ加工方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、パイプのバルジ加工を行なうパイ
プ加工方法において、前記パイプの不揃いの管端部を軸
方向に押圧してフランジを成形する際に、前記不揃いの
管端部の余肉部分を前記フランジ形状に吸収させること
を特徴とするパイプ加工方法を要旨とする。

【０００８】請求項２の発明は、前記不揃いの管端部の
余肉部分を吸収させるフランジ形状が、前記フランジの
径方向の大きさ及び／又は厚さであることを特徴とする
前記請求項１記載のパイプ加工方法を要旨とする。

【０００９】請求項３の発明は、前記フランジを形成す
るために使用する治具の前記フランジ形状に対応するリ
ング状凹部の体積を、前記不揃いの管端部の余肉部分の
体積分増加させたことを特徴とする前記請求項１又は２
記載のパイプ加工方法を要旨とする。

【００１０】請求項４の発明は、パイプ形状に応じた孔
状保持部と形成されるフランジ形状に応じたリング状凹
部とを有する治具を用い、該治具の前記孔状保持部内
に、管端部が不揃いのパイプを配置して固定した後に、
前記固定したパイプに対して、前記不揃いの管端部側か
ら拡管加工を行ない、更に、前記拡管を行なったパイプ
に対して、前記不揃いの管端部側から絞り加工を行な
い、前記絞り加工を行なったパイプに対して、前記不揃
いの管端部の端面を押圧してフランジの成形を行なう際
に、前記不揃いの管端部の余肉部分を前記フランジ形状
に吸収させることを特徴とする前記請求項１〜３のいず
れか記載のパイプ加工方法を要旨とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１の発明では、パイプの不
揃いの管端部を軸方向に押圧してフランジを成形する際
に、不揃いの管端部の余肉部分をフランジ形状に吸収さ
せる。つまり、本発明では、従来の様に、管端部の不揃
いを切削により除去する必要がないため、従来よりも安
価に且つ簡便にフランジ付きパイプを製造することがで
きる。

【００１２】請求項２の発明では、不揃いの管端部の余
肉部分を吸収させるフランジ形状として、フランジの径
方向の大きさを変えたり（例えば余肉のある側のフラン
ジを径方向に伸ばす）、フランジの厚さを変更する（例
えば余肉のある側のフランジを厚くする）方法を採用で
きる。

【００１３】請求項３の発明では、フランジを形成する
ために治具を使用するが、この治具にはフランジ形状に
対応するリング状凹部が形成されている。そして、この
リング状凹部の体積を、不揃いの管端部の余肉部分の体
積分増加させることにより、即ち、不揃いの管端部の余
肉部分の体積と通常の真円状のフランジの体積との和と
することにより、余肉部分をリング状凹部に吸収するこ
とができる。

【００１４】請求項４の発明では、まず、パイプ形状に
応じた孔状保持部とフランジ形状に合わせたリング状凹
部とを有する治具を用い、管端部が不揃いのパイプを、
その孔状保持部内に固定し、その後、固定したパイプに
対し、不揃いの管端部側を広げて拡管加工を行なうこと
により、フランジの下側の起点となる角付けを行ない、
その後、拡管を行なったパイプに対し、不揃いの管端部
側を絞って絞り加工を行なうことにより、フランジの上
側の起点となる角付けを行ない、その後、絞り加工を行
なったパイプに対し、不揃いの管端部の端面を押圧して
フランジの成形を行なって、不揃いの管端部の余肉部分
を治具のリング状凹部に押し込む様にしてフランジ形状
に吸収させる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明のパイプ加工方法を詳細に説明
するために、実施例を図面とともに説明する。（実施例１）本実施例のパイプ加工方法を適用するパイ
プは、図１に示す様に、パイプ１の管端部にて（図の左
側が突出する様に）斜めに不揃いになっているものであ
り、その斜めの余肉部分Ｙを、フランジ３（図４参照）
に吸収させる様なバルジ加工を行なう。尚、本実施例で
は、直管の管端部が斜めになっている場合について説明
する。＜１．固定工程＞図２（ａ）に示す様に、管端部が斜め
に不揃いになったパイプ１を、第１治具５内に設けられ
た（パイプ１と同形状の）孔状保持部７内に配置して、
軸方向及び回転方向に移動しない様に固定する。

【００１６】この第１治具５は、図３に示す様に、形成
するフランジ３の形状に対応したリング状凹部９を備え
たものであり、従来の真円状で均一な厚さのリングとは
その形状が大きく異なる。つまり、第１治具５のリング
状凹部９は、余肉部分Ｙが形成されている側（図１及び
図３における左側）にて、真円より半月状部分Ｈ（図３
（ａ）の斜線部分）が、径方向寸法Ｄ１＜Ｄ２となる様
に張り出すとともに、図３（ｂ）の左側の深さＬ２が右
側の深さＬ１より大きな値（Ｌ１＜Ｌ２）に設定されて
いる。尚、リング状凹部９の底面は、右側から左側へそ
の深さの差の分だけ緩やかに傾いて下降している。

【００１７】従って、図３（ｃ）に拡大して示す様に、
本実施例におけるリング状凹部９の体積Ｖは、従来の通
常の真円状の厚さが均一のリング部分の体積Ｖ０と、前
記半月状部分Ｈの体積Ｖ１と深さの差に相当する体積Ｖ
２とを合計したものとされている。つまり、この体積の
増加分であるＶ１＋Ｖ２が、前記余肉部分Ｙの体積ＶＹ
と等しくなる様に設定されている。これは、後に詳述す
る様に、リング状凹部９によって形成されるフランジ３
の体積とほぼ同様である。＜２．拡管工程＞次に、図２（ｂ）に示す様に、第１治
具５の上部に突出するパイプ１に対し、第１治具５の内
径より大きな内径を有する筒状の第２治具１１を外嵌す
る。そして、パイプ１の管端側より、先端部がカットさ
れ且つテーパ状となった棒状の第３治具１３を圧入し、
パイプ１の拡管を行なうとともに、フランジ３の下側の
角付けを行なう。この角付けを行なう部分は、前記リン
グ状凹部９における孔状保持部７側の段差の部分（例え
ば点Ｋ１，Ｋ２）である。＜３．絞り工程＞次に、図２（ｃ）に示す様に、第２治
具１１及び第３治具１３を取り除き、リング状の凸部１
５ａを有する棒状の第４治具１５を、パイプ１の管端側
より挿入する。尚、この凸部１５ａの外径は、前記第２
治具１１の内径より僅かに小径とされている。

【００１８】この状態で、筒状の第５治具１７をパイプ
１に外嵌する。尚、第５治具１７の内周面には、凸部１
５ａの上面を押圧可能な様に環状の段差（その内径は前
記凸部１５ａの外径と同一）１７ａが形成してある。ま
た、第５治具１７の内周面の先端側は、テーパ状に斜め
にカットされており、このカット部分は、図の左側の高
さＬ４の方が右側の高さＬ３より大きく（Ｌ３＜Ｌ４）
なる様に設定されている。

【００１９】従って、外側の第５治具１７を下方に押圧
することによって、その段差１７ａにて凸部１５ａの上
面に当接して、内側の第４治具１５を押圧し、それによ
ってパイプ１の端部を押圧して、パイプ１を押し曲げて
フランジ３の上側の角付けを行なう。この角付けを行な
う部分は、前記カット部分の上部（例えば点Ｋ３，Ｋ
４）である。

【００２０】尚、本実施例では、フランジ３を形成する
部分の（図の）上側のパイプ１の径を下側のパイプ１の
径より大きくなる様に絞っているが、同じ径となる様に
絞ってもよい。更に、上側のパイプ１の径を下側のパイ
プ１の径より小さくなる様に絞る場合は、上記＜２．拡
管工程＞は実施する必要がない。＜４．成形工程＞次に、図２（ｄ）に示す様に、第４治
具１５及び第５治具１７を取り除き、棒状の第６治具１
９を、パイプ１の管端側より挿入する。尚、この第６治
具１９は、先端側の小径の部分と後端側の大径の部分と
から構成されている。

【００２１】この状態で、内周面側に段差２１ａを有す
る筒状の第７治具２１をパイプ１に外嵌するとともに、
第７治具２１の段差２１ａにてパイプ１の上端面を下方
に押圧する。それによって、パイプ１の上端部は、徐々
に曲げられて第１治具５のリング状凹部９内に押し込ま
れ、フランジ３が形成される。

【００２２】この様にしてバルジ加工されてフランジ３
が形成されたパイプ１を、図４に示すが、フランジ３の
形状は、上述した第１治具５のリング状凹部９とほぼ同
様な形状をしている。つまり、従来の真円状で均一な厚
さのフランジに比べて、本実施例におけるフランジ３
は、図４（ａ）の右側が半月状に突出しており、図４
（ｂ）の左側の厚さが右側より厚くなっている。

【００２３】即ち、本実施例では、管端部が不揃いなパ
イプ１に対してバルジ加工を行なう際に、予めその余肉
部分Ｙに相当する体積ＶＹをフランジ３の形状に吸収す
る様に、第１治具５のリング状凹部９の形状（即ち、余
肉部分Ｙの側の径方向の寸法及び厚さ）を決定してい
る。

【００２４】従って、実際にパイプ１の管端部を押圧し
てバルジ加工を行なうことによって、余肉部分Ｙはフラ
ンジ３の径方向や厚さ方向の形状の変化として吸収され
るので、管端部（図４（ｂ）におけるフランジ３より上
側の部分）の厚さを均一にすることができる。

【００２５】また、本実施例における、各寸法Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｄ１，Ｄ２に関しては、余肉部分Ｙの
体積ＶＹをフランジ３の（真円状で均一の厚さのリング
からの）変形部分に吸収できればよく、その吸収できる
範囲で適宜決定すればよい。（実施例２）次に、実施例２について説明する。

【００２６】本実施例のパイプ加工方法は、前記実施例
１の様な直管ではなく、直管を略垂直に曲げた曲管のバ
ルジ加工方法に関するものである。一般に、直管を曲げ
た場合には、その内径側と外径側とに長さの差があるの
で、管端部に不揃いな余肉部分が発生する。

【００２７】本実施例は、この様な曲管を形成した過程
にて発生した不揃いな管端部に対し、図５に示す様なフ
ランジ３１を形成するバルジ加工を施すものであり、そ
の加工方法は、前記実施例１とほぼ同一である。但し、
バルジ加工を施すパイプ３３は、曲管であるので、使用
する治具が多少異なる。つまり、本実施例では、前記実
施例１の第１治具５に代えて、その孔状保持部が曲管と
同形状に曲がった治具（図示せず）を使用する。尚、本
実施例のパイプ３３は、バルジ加工後においても、フラ
ンジ３１の（図の）上側と下側におけるパイプ３３の径
に変化はなく同一である。

【００２８】従って、本実施例では、バルジ加工の際
に、管端部の不揃いな余肉部分を、前記実施例１と同様
に、フランジ３１の余肉部分側における径方向の寸法の
増加（図の斜線部分）及び厚さの増加により吸収するこ
とができるので、管端部（フランジ３１の上側の部分）
の厚さを均一にすることができる。

【００２９】尚、上記以外の手順等は、前記実施例１と
同様であるので説明は省略する。（実施例３）次に、実施例３について説明する。本実施
例のパイプ加工方法は、前記実施例２と同様な曲管のバ
ルジ加工方法に関するものであるが、形成するフランジ
の形状が多少異なる。

【００３０】図６に示す様に、本実施例の方法にて加工
されたフランジ４１は、厚さは均一であるが、余肉部分
側の径方向の寸法（図の斜線部分）のみが増大してい
る。つまり、このフランジ形状に応じたリング状凹部を
有する第１治具（図示せず）を用いることにより、余肉
部分をフランジ形状に吸収することができる。

【００３１】特に本実施例では、形成されるフランジ４
１の厚さが均一であるので、管端からフランジ４１の下
面までの長さが全周にわたって同じである。従って、そ
の様な構造の接続部分を有するジョイントや他のパイプ
の接続に有利である。尚、上記以外の手順等は、前記実
施例２と同様であるので説明は省略する。（実施例４）次に、実施例４について説明する。

【００３２】本実施例のパイプ加工方法は、前記実施例
２と同様な曲管のバルジ加工方法に関するものである
が、形成するフランジの形状が多少異なる。図７に示す
様に、本実施例の方法にて加工されたフランジ５１は、
径方向の寸法は均一（真円状）であるが、余肉部分側の
厚さのみが増大している。つまり、このフランジ形状に
応じたリング状凹部を有する第１治具（図示せず）を用
いることにより、余肉部分をフランジ形状に吸収するこ
とができる。

【００３３】特に本実施例では、形成されるフランジ５
１は真円状であるので、軸方向と垂直の断面が真円状の
接続部分を有するジョイントや他のパイプの接続に有利
である。尚、上記以外の手順等は、前記実施例２と同様
であるので説明は省略する。

【００３４】また、本発明は前記実施例になんら限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の態様で実施しうることはいうまでもない。例
えば、前記各実施例では、鍔状のフランジを形成した
が、その形状に限るものではなく、余肉部分を吸収でき
る各種のフランジ形状を適宜採用することができる。

【００３５】また、上述した実施例では、「拡管→絞り
→成形」という３工程でバルジ加工を行なう方法を示し
たが、使用するパイプの加工性や成形するフランジの形
状に応じて、隣接する工程を組み合わせて工程短縮する
ことも可能である。更に、形成するフランジは通常１個
であるが、場合によっては、複数のフランジを形成して
も差し支えない。

【００３６】尚、図９に示す様に、端面が不揃いの管
は、治具で管の内外径を拘束しながら、心金を用いて管
端を押圧することで、管壁が内径側に座屈するのを防止
して、不揃いの余肉部分を管壁厚の増大により吸収して
管端の不揃いを矯正する方法が考えられるが、この余肉
部分を管壁厚の増大により吸収して管端の不揃いを矯正
した管に対してバルジ加工を行なった場合には、管の肉
厚差が大きいために、この肉厚差が座屈に対する剛性差
となり、バルジ加工部の変形に差が生じて、形状精度を
悪化させることがあった。また、管端部分は、他の管や
管継手を接続するためにＯリングを嵌め込むことがある
ので、高い真円度が要求されるが、上記の様な変形があ
ると、十分な真円度が得られず、Ｏリングによるシール
性能が確保できなくなることもあった。

【００３７】しかし、本発明では、不揃いの余肉部分を
フランジ形状に吸収させることにより、端面の揃ったフ
ランジ付きパイプを得ることができる。また、フランジ
より先端側の管壁厚の増大を最小限に抑えることができ
るので、管壁厚の差に起因する変形の発生を抑制するこ
とができる。これにより、フランジより先端側の管形状
（とりわけ外周面の円筒度）を精度よく形成できるの
で、Ｏリング等を介して相手部品との接続を好適に行な
うことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した様に、本発明のパイプ加工
方法によれば、管端に不揃いな余肉部分がある場合で
も、不揃いを解消して好適にバルジ加工を行なうことが
できる。つまり、本発明においては、端面切削を行なわ
ないため、バリ取りや洗浄が不要となり、これにより従
来の作業工程増大によるコストアップは免れることがで
き、また、管端を斜めに加工して作業しなくともよいか
ら、作業工程は増大せず、従来のコストアップは発生し
ない。これにより、従来より安価で且つ簡便にフランジ
付きパイプを製造可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の直管のパイプを示す断面図であ
る。

【図２】実施例１のパイプ加工方法の手順を示す説明
図である。

【図３】実施例１の第１治具を示し、（ａ）はそのリ
ング状凹部の平面図、（ｂ）はリング状凹部の断面図、
（ｃ）はリング状凹部を拡大して示す説明図である。

【図４】実施例１のパイプの端部を示し、（ａ）はそ
の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図であ
る。

【図５】実施例２のパイプを示し、（ａ）はその端部
の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図であ
る。

【図６】実施例３のパイプを示し、（ａ）はその端部
の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図であ
る。

【図７】実施例４のパイプを示し、（ａ）はその端部
の平面図、（ｂ）はその一部を破断して示す正面図であ
る。

【図８】従来技術を示す説明図である。

【図９】従来技術を示す説明図である。

【符号の説明】

１，３３…パイプ３，３１，４１，５１…フランジ５…第１治具７…孔状保持部９…リング状凹部１１…第２治具１３…第３治具１５…第４治具１７…第５治具１９…第６治具２１…第７治具Ｙ…余肉部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パイプのバルジ加工を行なうパイプ加工
方法において、前記パイプの不揃いの管端部を軸方向に押圧してフラン
ジを成形する際に、前記不揃いの管端部の余肉部分を前
記フランジ形状に吸収させることを特徴とするパイプ加
工方法。
【請求項２】前記不揃いの管端部の余肉部分を吸収さ
せるフランジ形状が、前記フランジの径方向の大きさ及
び／又は厚さであることを特徴とする前記請求項１記載
のパイプ加工方法。
【請求項３】前記フランジを形成するために使用する
治具の前記フランジ形状に対応するリング状凹部の体積
を、前記不揃いの管端部の余肉部分の体積分増加させた
ことを特徴とする前記請求項１又は２記載のパイプ加工
方法。
【請求項４】パイプ形状に応じた孔状保持部と形成さ
れるフランジ形状に応じたリング状凹部とを有する治具
を用い、該治具の前記孔状保持部内に、管端部が不揃い
のパイプを配置して固定した後に、前記固定したパイプ
に対して、前記不揃いの管端部側から拡管加工を行な
い、更に、前記拡管を行なったパイプに対して、前記不
揃いの管端部側から絞り加工を行ない、前記絞り加工を
行なったパイプに対して、前記不揃いの管端部の端面を
押圧してフランジの成形を行なう際に、前記不揃いの管
端部の余肉部分を前記フランジ形状に吸収させることを
特徴とする前記請求項１〜３のいずれか記載のパイプ加
工方法。