JPH1052721A

JPH1052721A - 二重管の製造方法

Info

Publication number: JPH1052721A
Application number: JP8227425A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Kato; 和明加藤
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1998-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-08
Also published as: JP2832702B2

Abstract

(57)【要約】【課題】二重管を構成する内管に断面変形や皺が生ず
ることなく、内管と外管との間に所定の空隙を維持しつ
つ所定の屈曲形状の二重管を製造する。【解決手段】外管１に内管２を挿入し、内管２を拡径
して外管１に圧着し、密着した外管１及び内管２を所定
の形状に屈曲形成して屈曲二重管を形成する。このと
き、内管２は拡径治具を用いて拡径するとよい。そし
て、屈曲二重管を構成する内管２と外管１との間及び内
管２に圧力流体を導入して外管１を拡径し、内管２と外
管１との間に所定の空隙を形成して、最終製品の二重管
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二重管の製造方法
に関し、特に内管と外管との間に所定の空隙を維持しな
がら屈曲して形成する二重管の製造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】二重管の製造方法については、内管と外
管との間に所定の空隙を維持しながら屈曲して形成する
製造方法が知られている。例えば１９９３年３月２日発
行の米国特許第５１８９７９０号の明細書には、二重壁
パイプエルボの製造方法が開示されている。即ち、内管
を外管に挿入し、両者を少くとも一方のパイプの両端部
で結合し、内管に曲げ用のマンドリルを挿入し、内管及
び外管に曲げ加工を行なう方法が開示されている。そし
て、同明細書においては、特に、外管の最終形状に対応
する内面を有する中空内部空間に、内管及び外管を配置
し、外管の両端をシールし、外管の外面が中空内部空間
に面接触するように外管を拡径し、これにより内管の外
面と外管の内面との間に開放中間部空間を形成する方法
が提案されている。

【０００３】もっとも、上記の二重管の曲げ加工につい
ては、例えば中村正信著「パイプの加工法」（１９８４
年６月２０日、日刊工業新聞社発行）の２０２頁及び２
０３頁に説明されているように、既に知られている。特
に、２０２頁の図１４．２１に加工手順が図示され、
「液圧を使う方法としては、図１４．２１のようにパイ
プを２重に組み上げ、曲げ加工した後型に入れ、内パイ
プおよび内パイプ、外パイプの間へ液圧を加えて同図
（ｂ）のように成形する。」と記載されている。

【０００４】上記の方法が提案された以降においても、
例えば米国特許第５３６３５４４号の明細書には、非線
形の屈曲形状の二重管の製造方法が提案されている。同
明細書では一例として、内管と外管から成る二重管を型
の凹部に配置し、内管のみに流体を充填、増圧し、内管
が所定の寸法になるまで内管及び外管を型の凹部内で所
定量拡管し、この加工物を更に大きな凹部に配置し、内
管及び内管の外面と外管の内面との間の圧力が等しくな
るように圧力流体を導入し、外管のみを大きな凹部に対
応する所定の最終形状に拡径し、内管の外面と外管の内
面との間に所定の空隙を形成し、所定形状の二重管を形
成する方法が提案されている。

【０００５】尚、曲り管の製造方法としては、例えば特
公昭５９−２９３３４号公報に、成形型内において、曲
り素材管の一方端部を圧縮すると同時にその素材管の上
記端部に沿って曲り部の内側の成形を行う移動成形型を
前進させながら、曲り素材管内にバルジ液圧を導入し、
曲り管の成形を行なう液圧バルジ成形方法が開示されて
いる。また、二重管の一般的な製造方法としては、特公
昭５８−３７０５０号公報に、所定外管内に該外管内径
より設定量小径の外径を有する内管を適宜挿入しておき
その状態で内管内に高流体圧を作用させて該内管を外管
に相対拡管させ、その後作動流体圧を除去することによ
り所謂締まりばりばめ方式で内外管圧着緊結一体化する
方法が開示されている。

【０００６】更に、特開平１−１３３６２４号公報に
は、外管と内管とからなる二層曲管を用意し、該二層曲
管の内管内に圧力流体を供給して該内管に内圧を加え、
内管を半径方向外方に変形させ、この状態で、前記外管
を周方向環状に加熱し次いで冷却する環状加熱冷却を該
外管の長さ方向に連続して行うことにより、該外管の内
径を縮径させる緊着二層曲管の製造方法が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記米国特許第５３６
３５４４号明細書に記載の方法は、米国特許第５１８９
７９０号明細書に記載の方法に近似しており、前掲の書
籍に記載の方法が基本となっている。要するに、基本的
には、何れの方法も内管と外管との間に所定の空隙を維
持しながら屈曲して形成する二重管の製造方法に係るも
のであり、内管を外管に挿入した後に曲げ加工を行な
い、然る後に内管の中及び内管と外管との間に圧力流体
を導入することを基本としている。しかし、この製造方
法においては、屈曲形成する際に内管が拘束されていな
いと、内管には断面変形（潰れ）や皺が生ずる。これ
は、特に屈曲半径が小さい場合、及び／又は内管の板厚
が薄い場合に著しい。

【０００８】また、米国特許第５３６３５４４号明細書
に記載の方法においては、内管と外管の曲げ加工を行な
った後に内管と外管を同時に拡径することとしているの
で、内管の断面変形を修正することができるが、皺の発
生は防止できず、特に内管の板厚が薄い場合に著しい。
この皺は一種の座屈であり、加工硬化されているため、
流体圧が加えられても皺以外の部分が延びることになり
脆弱になる。

【０００９】そこで、本発明は、二重管を構成する内管
に断面変形や皺が生ずることなく、内管と外管との間に
所定の空隙を維持しつつ所定の屈曲形状の二重管を製造
する方法を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の二重管の製造方法は、外管に内管を挿入
し、該内管を拡径して前記外管に圧着し、前記内管及び
外管を密着した状態で所定の形状に屈曲形成して屈曲二
重管を形成し、該屈曲二重管を構成する前記内管と前記
外管との間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管
を拡径し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形
成することとしたものである。

【００１１】前記二重管の製造方法において、前記内管
を、拡径治具によって全長に亘って拡径し、前記内管の
外面を前記外管の内面に圧着して前記屈曲二重管を形成
することとするとよい。

【００１２】更に、前記屈曲二重管を構成する前記内管
と前記外管のうちの少くとも前記外管に対し、両端部か
ら軸方向に圧縮荷重を付与しながら、前記内管と前記外
管との間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管を
拡径し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形成
することとしてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記の構成になる二重管の製造方
法の実施の形態としては、図１乃至図５に示す工程から
成り、図６に示す二重管を最終製品とするもので、例え
ば自動車用の消音器（図示せず）に供される。図６に示
す二重管は、例えばステンレススティール製の大径の外
管１内に、これより厚さが薄いステンレススティール製
の小径の内管２が所定の空隙をもって同軸上に配置さ
れ、両者の一端部で嵌着されて成る。これら外管１及び
内管２は屈曲されており、夫々二箇所に屈曲部１ｃ，２
ｃ及び屈曲部１ｄ，２ｄを有する。尚、本実施形態では
外管１の板厚は内管２より大に設定されているが、逆の
関係としてもよく、またステンレススティール管に限ら
ず、他の金属管を用いることとしてもよい。

【００１４】上記図６の二重管を製造する方法を図１乃
至図５を参照して説明する。先ず、図１に示すように、
外管１の素管の一端部に円筒ポンチＰ１が圧入され、拡
径部１ｂが形成される。次に、図２に示すように、外管
１内に、これより小径で長尺の内管２の素管が挿入され
る。従って、内管２の一端が外管１の一端から延出した
状態にある。そして、図３に示すように内管２の一端側
から、本発明にいう拡径治具たる円筒ポンチＰ２が圧入
され、内管２を拡径しながら移動し、その他端側から取
り出される。これにより、内管２（場合によっては内管
２及び外管１）が拡径され、内管２の外面が外管１の内
面に密着する。この場合において、外管１は必ずしも拡
径する必要はなく、要は内管２の外面が外管１の内面に
密着するように内管２を拡径すればよい。

【００１５】尚、本実施形態では拡径治具として円筒ポ
ンチＰ２を用いることとしたが、ゴム、ウレタン等の弾
性部材を用いたバルジ加工を行なうこととしてもよい。
更に、引抜き加工、熱膨張を利用した締まりばめ（但
し、このときは外管の縮径となる）等を行なうこととし
てもよい。もっとも、この工程で液圧バルジ加工を行な
うこととすると、後の外管拡径工程でも行なうので、コ
ストがかかる液圧バルジ加工を２回行なうことになり、
コストアップとなる。

【００１６】続いて、例えばロータリベンダーによって
外管１及び内管２が図４に示すように二箇所で屈曲さ
れ、夫々に屈曲部１ｃ，２ｃ及び屈曲部１ｄ，２ｄが形
成された屈曲二重管が形成される。このとき、上記のよ
うに外管１及び内管２が緊密に圧着された状態にあっ
て、内管２が外管１に拘束されて両者が一体的に屈曲さ
れるので、従来方法のように内管２に断面変形や皺が生
ずることはない。尚、屈曲手段としてはプレスベンダー
等、他の手段を用いることとしてもよい。この後、外管
１及び内管２は図５に示すように、液圧バルジ装置１０
０に収容され、後述するように液圧バルジ加工が行なわ
れる。

【００１７】図７は、本実施形態に供する液圧バルジ装
置１００を示すもので、下型１０及びその対称形状の上
型（図示せず）が接合されて成形型が構成される。下型
１０には半円形断面の屈曲凹部１１が形成されており、
上型と接合されると、上型に形成された対称形状の屈曲
凹部と共に中空円筒部が形成される。屈曲凹部１１の一
端側には、これに連続して縮径凹部１２が形成されてい
る。而して、これら屈曲凹部１１及び縮径凹部１２の内
面によって外管１の外面の最終形状が規定される。更
に、屈曲凹部１１の一端側には空気抜孔１３が開口し、
外部空間と連通するように構成されている。

【００１８】また、下型１０とその上型とが接合された
後に、液圧導入ブロック２０が横方向から接合されるよ
うに構成されている。この液圧導入ブロック２０には、
一端側に屈曲凹部１１と同径の嵌合孔２１が形成される
と共に、中間部に内管２が嵌合し得る内径の嵌合孔２２
が形成されており、嵌合孔２１と嵌合孔２２との間には
導入孔２３が形成され、嵌合孔２２に連通し液圧導入ブ
ロック２０の他端側に開口する導入孔２４が形成されて
いる。更に、導入孔２３に連通し、これと直交する方向
に開口する段付き導入孔２５が形成されている。下型１
０と液圧導入ブロック２０は、屈曲凹部１１と嵌合孔２
１の各々の開口端が合致するように配置され、シール部
材６１を介して接合される。また、嵌合孔２２の端部に
もシール部材６２が配設される。尚、本実施形態の液圧
導入ブロック２０は、図７に示す断面形状を有する一体
部材であるが、下型１０と同様に分割した型部材とし、
これと対称形状の上型を接合する構成としてもよい。

【００１９】液圧導入ブロック２０の導入孔２４及び導
入孔２５には、夫々液圧導入ノズル４０及び液圧導入ノ
ズル５０が接続されるように構成されている。液圧導入
ノズル４０，５０の軸心には液圧路４１，５１が形成さ
れており、これらは液圧ポンプ７０に接続される。液圧
ポンプ７０は例えば電動モータ（図示せず）によって駆
動され、高圧の水等の圧力流体を吐出するものである。
尚、液圧導入ノズル４０，５０の外面にはシール部材４
２，５２が装着されている。

【００２０】而して、図７に示す下型１０の屈曲凹部１
１内に、図４に示す内管２と外管１が密着した屈曲二重
管が、その右端側が縮径凹部１２に位置し、拡径部１ｂ
及び内管２の先端が下型１０から外方に延出するように
配置される。次に、下型１０の縮径凹部１２の開口端を
閉塞するようにシール部材６３を介して閉塞ブロック３
０が接合されると共に、その反対端に液圧導入ブロック
２０が接合される。このとき、外管１の先端部が嵌合孔
２１に嵌合すると共に、内管２の先端部が嵌合孔２２に
嵌合するように配置され、注入孔２３と注入孔２４はシ
ール部材６２を介して流体的に分離される。

【００２１】そして、導入孔２４に液圧導入ノズル４０
が装着されると共に、導入孔２５に液圧導入ノズル５０
が装着される。この状態で液圧ポンプ７０が駆動され、
液圧導入ノズル４０及び液圧導入ノズル５０を介して導
入孔２３及び導入孔２４内に圧力流体が導入される。こ
れにより、外管１及び内管２の各々の中空部内に等しい
圧力の圧力流体が充填され、圧力流体の導入に伴い外管
１が拡径部１ｂから縮径凹部１２方向に順次拡径され
る。このとき、屈曲凹部１１内の残留空気は外管１の拡
径に伴い空気抜孔１３を介して外部に排出される。而し
て、外管１のみが拡径され、外管１と内管２の間に所定
の空隙３が形成されて図６に示す二重管が形成される。

【００２２】尚、図５に示す工程において、少くとも外
管１に対し、両端部から軸方向に圧縮荷重を付与しなが
ら、内管２と外管１との間に圧力流体を導入して外管１
を拡径することとすれば、所謂軸押荷重によって外管１
の拡径方向に材料が送られることになるので、圧力流体
の導入に伴い外管１が容易に拡径される。上記図６の二
重管は自動車用の消音器に好適であるが、消音器に適用
する場合に、外管１の一端に形成される縮径部１ｅ及び
これに密着した内管２の端部を切除することしてもよ
い。

【００２３】図８は液圧バルジ装置の他の実施例を示す
もので、外管１の両端に形成された拡径部１ｂ，１ｂに
対し、一対の液圧導入ブロック２０，２０が装着される
ように構成されている。尚、その他の構成は図７の液圧
バルジ装置１００と同様であるので、説明を省略する。
これにより、外管１の一端に縮径部１ｅが形成されるこ
とがないので、別途切除工程を設けることなく、図５に
示す工程において外管１と内管２の間の空隙が両端で開
口した二重管が形成される。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の
二重管の製造方法においては、内管を拡径して外管に圧
着し、内管及び外管を密着した状態で所定の形状に屈曲
形成して屈曲二重管を形成し、これを構成する内管と外
管との間及び内管に圧力流体を導入して外管を拡径する
こととしており、内管と外管が緊密に圧着され、内管が
外管に拘束されて両者が一体的に屈曲されるので、内管
の断面変形や皺が生ずることなく、内管と外管との間に
所定の空隙を維持しつつ所定の屈曲形状の二重管を製造
することができる。また、内管の断面形状を修正するた
めの拡径工程が不要であるので、作業工数およびコスト
を低減することができる。

【００２５】また、請求項２に記載のように、拡径治具
によって内管を全長に亘って拡径し、内管の外面を外管
の内面に圧着することとした場合には、内管を拡径して
外管に圧着する手段としては液圧バルジ手段を必要とす
ることなく、簡単な治具で容易に密着させることができ
るので、低コストで所定の屈曲形状の二重管を製造する
ことができる。

【００２６】更に、請求項３に記載のように、少くとも
外管に対し、両端部から軸方向に圧縮荷重を付与しなが
ら、内管と外管との間に圧力流体を導入して外管を拡径
することとすれば、所謂軸押荷重によって外管の拡径方
向に材料が送られることになるので、一層確実に外管の
拡径を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態において外管に拡径部を形
成した状態を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態において内管を外管に挿入
した状態を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態において内管を拡径治具に
よって拡径する状態を示す断面図である。

【図４】本発明の一実施形態において内管と外管が密着
した屈曲二重管を示す断面図である。

【図５】本発明の一実施形態において外管を液圧バルジ
装置によって拡径する状態を示す断面図である。

【図６】本発明の一実施形態における最終製品の二重管
を示す断面図である。

【図７】本発明の一実施形態において外管を拡径する液
圧バルジ装置を示す断面図である。

【図８】本発明の一実施形態において外管を拡径する液
圧バルジ装置の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１外管，１ｂ拡径部，１ｃ，１ｄ屈曲部２内管，２ｃ，２ｄ屈曲部３空隙１０下型２０液圧導入ブロック３０閉塞ブロック４０，５０液圧導入ノズルＰ１円筒ポンチＰ２円筒ポンチ（拡径治具）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外管に内管を挿入し、該内管を拡径して
前記外管に圧着し、前記内管及び外管を密着した状態で
所定の形状に屈曲形成して屈曲二重管を形成し、該屈曲
二重管を構成する前記内管と前記外管との間及び前記内
管に圧力流体を導入して前記外管を拡径し、前記内管と
前記外管との間に所定の空隙を形成することを特徴とす
る二重管の製造方法。
【請求項２】前記内管を、拡径治具によって全長に亘
って拡径し、前記内管の外面を前記外管の内面に圧着し
て前記屈曲二重管を形成することを特徴とする請求項１
記載の二重管の製造方法。
【請求項３】前記屈曲二重管を構成する前記内管と前
記外管のうちの少くとも前記外管に対し、両端部から軸
方向に圧縮荷重を付与しながら、前記内管と前記外管と
の間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管を拡径
し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の二重管の製造方法。