JPH11182749A - チューブ継手成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最終形状を常温で且つ座屈を発生させないで
必要な範囲を段階的に増肉して行くチューブ継手成形方
法を提供する。 【解決手段】 最終形状を常温で且つ、座屈を発生させ
ず、座屈が次工程に影響を与えない程度に、必要な範囲
を段階的に増肉して行き、組織的に欠陥のない成形を完
成するチューブ継手成形方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は管（主として鋼管）
の先端部を、特殊な形状に常温にて成形する方法に関す
るものであって、産業車両、建設機械、その他広範囲の
分野に利用される。そのための管の接続を、継手の接合
（通常溶接、ろう付け等）を必要とせずに、管の成形に
よる接合で避けられなかった強度低下やシール性の低下
（耐圧力の限界）を解決したものである。

【０００２】

【従来の技術】通常薄肉チューブでは、常温で成形する
と座屈現象が現れ、疵、折れ込みのない厚肉の部分成形
は不可能であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】座屈、折れ込み現象を
利用した成形とシール機構は、幾例もあり、広範囲に利
用されているが、高圧力にも適用できチューブ継手は未
だ発明されない。図７、図８及び図９に示す形状が、従
来採用されている管イの端末成形による継手形式の例で
ある。何れも管イの座屈折れ込み部ロを利用した、圧縮
塑性変形によるもので、共通的なのは座屈折れ込み部ロ
の成形部の管の肉厚が何れも薄くなる。そのために２重
にする等により強度アップを計っている。

【０００４】図７の最終段の加工に示す形状では、シー
ト面の角度に限界があり、３７°（実績）未満の角度で
は現存しない。強度的に満足しないためで、継手の抜
け、折損等も発生する。図２は本発明の最終的な形状を
示すもので、常温での管の端末成形のみにより、シート
面角度３０°以下の実用化が可能となった。シート面角
度３０°は国内では最も使用実績が多く、従来は図３に
示す別な継手を接続する方法、或いは厚肉の管を特製
し、成形又は切削する方法図４等が採用されている。薄
肉管（通常の配管用鋼管）では図４に示すチューブの先
端部形状を常温で、組織的に異常なく成形することは困
難であった。

【０００５】本発明は従来の欠点を除去するために発明
されたものであって、従来工法に依れば、薄肉管（通常
の強度を有する肉厚の標準的配管用鋼管）を成形する
と、座屈が応力集中による耐久強度低下を招く疵として
発生し、実用的ではない。又、管を部分的に肉厚以上に
するには、一般的に熱間鍛造が使われるが、切削で仕上
加工せねばならず、合理的ではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図２に示すよ
うなチューブ継手の最終形状を、常温で且つ、座屈を発
生させないで成形しようとするものであって、その基本
的な工程は図４に示す。座屈が次工程に影響を与えない
程度に、必要な範囲を段階的に増肉して行き、組織的に
欠陥のない成形を完成させるものである。

【０００７】

【作用】本発明の工法を採用することにより、本発明は
次のような効果を奏する。 １：図５及び図６に示すように、管と継手ねじが異径の
場合でも、前工程を絞り、及び、拡管の工法を使えば対
応できる。尚拡管、絞り、は既存の工法である。 ２：段階的な増肉工程のため、シート面に必要な硬さと
強度を、加工硬化することができ、焼鈍された汎用的な
管でも従来の形状（図１）に無い強度アップが計れる。 図７は相手継手（アダプター）をナットで締め付けて組
み付けた使用例である。

【０００８】図について本発明のチューブ継手成形方法
を詳しく説明する。図１は、図４に示す基本的チューブ
継手１を製造するため座屈が次の工程に影響を与えない
程度に、必要な範囲を第１段階１ａ、第２段階１ｂ、第
３段階１ｃの如くチューブ継手１の外周方向に増肉して
行き、組織的に欠陥のない成形品を完成させる工程を説
明するためのものである。

【０００９】すなわち図１は鋼管１の端面部１ａを内径
を縮小したり変形したりしないように中子（図示せず）
をチューブ１内に挿入して矢印ｂ方向に押圧して第１段
目の冷間肉厚成形継手部１ａを成形する。次に図１の第
１の段階の工程を経たチューブ１を第２段階の工程に移
し、第２段階においてチューブ継手１の端面部１ｂを矢
印方向に押圧して第１段階の場合よりも肉厚で幅狭の第
２段階の冷間肉厚成形部１ｂを成形する。

【００１０】前記第２段階を経たチューブ継手１より中
子（図示せず）を抜き取り端面に３０°の開角度を持つ
中子を入れ替えその内側型をチューブ継手１の前端面部
１ｃに当て八字形に拡開した開口部１ｄを形成する。チ
ューブ継手１の前記肉厚部の後方段縁部５には継手６の
内径部７が係合される（図２、図３、図４）。図３はチ
ューブ継手１の後端部に接続管８を溶接手段９により一
体に接続した場合であって、チューブ継手１の後端接続
部１Ａ及び継手１の端部１ｃは棒鋼材切削等により加工
し、その後端接続部の内径に接続管８の外径を嵌合して
前記溶接手段９にて溶接した例である。

【００１１】図５はチューブ継手１の後端接続部１Ｂが
径大であって、チューブ継手１の前端接続部１ｄが径小
なる場合を示す。

【００１２】図６はチューブ継手１の後端接続部１ｃが
径小であって、チューブ継手１の前端接続部１ｄが径大
なる場合を示す。図７、図８及び図９は、何れも従来採
用されている管の端末成形によるチューブ継手の例であ
る。何れも管の座屈折れ込みを利用した、圧縮塑性変形
によるもので、共通的なのは成形部の管の肉厚は何れも
薄くなる。そのために、折り返して２枚重ねにする等に
より強度アップを計っている。特に図７に示すチューブ
継手では、シート面の角度に限界があり、３７°（実
績）未満の角度では現存しない。強度的に満足しないた
めで、継手の抜け、折損等も発生する。

【００１３】図２は本発明の最終的なチューブ継手を示
すもので、常温での管の端末成形のみにより、シート面
角度３０°以下の実用化が可能となった。シート面角度
３０°は国内では最も使用実績が多く、従来は図３に示
す別なチューブ継手を接続する方法、或いは肉厚の管を
特製し、成形又は切削する方法（図４）等が採用されて
いる。

【００１４】薄肉管（通常の配管用鋼管）では、図２の
先端部形状を常温で組織的に異常なく形成することは困
難であった。前記実施例では３段階の冷間厚肉成形部
（端面部）について説明したが、３段階以上又は３段階
以下の冷間厚肉成形部（端面部）の工程を経由すること
ができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明のチューブ継手を、従来工法では
薄肉管（通常の強度）を有する肉厚の標準的配管用鋼管
を成形すると、座屈が応力集中による耐久強度低下を招
く疵として発生し、実用的ではない。又継手部を管の肉
厚以上にするには、一般的に熱間鍛造が使われるが、切
削で仕上げ加工せねばならず、合理的ではない。

【００１６】本発明の工法を採用することにより、図５
及び図６の如く管と継手ねじが異径の場合でも、前工程
を既存の絞り、及び拡管の工法を使えば、対応できる。
又本発明は段階的な増肉工程のためシート面に必要な硬
さと強度を、加工硬化で得ることができ、焼鈍された汎
用的な管も、従来の形状（図７）にない強度アップが計
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１段階、第２段階及び第３段階に増肉工程を
経由行なう例の説明図。

【図２】本発明工法により製造されたチューブ継手の一
部を切欠した側面図。

【図３】本発明形状部（１Ｃ部）を従来工法で製作した
他例の一部を切欠した側面図。

【図４】本発明形状部（１ｄ部）を従来工法で製作した
他例の一部を切欠した側面図。

【図５】基部が大径のチューブ継手の一部を切欠した側
面図。

【図６】基部が小径のチューブ継手の一部を切欠した側
面図。

【図７】従来のチューブ継手の一部を切欠した側面図。

【図８】同上他例のチューブ継手の一部を切欠した側面
図。

【図９】同上他例のチューブ継手の一部を切欠した側面
図。

【図１０】図２の本発明工法に相手部品（オスアダプタ
ー）をナットで締めつけて組み付けた使用例であって一
部を切欠した側面図。

【符号の説明】

１ 継手 １ａ 第１段階工程の冷間厚肉成形部（端面部） １ｂ 第２段階工程の冷間厚肉成形部（端面部） １ｃ 第３段階工程の冷間厚肉成形部（端面部） １ｄ チューブ継手の前端接続部 ５ 後方段縁部 ６ スイベルナット継手 ７ 継手６の内径部 ９ 溶接手段 １Ａ チューブ継手の後端接続部 １Ｂ 基部が大径のチューブ １Ｃ 基部が小径のチューブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最終形状を、常温で且つ、座屈を発生さ
   せないで成形するために、座屈が次工程に影響を与えな
   い程度に、必要な範囲を段階的に増肉して行き、組織的
   に欠陥のない成形を完成することを特徴とするチューブ
   継手成形方法。