JPS5853329A

JPS5853329A - ワンシ−ムｔ形管継手の製造方法

Info

Publication number: JPS5853329A
Application number: JP56152584A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Kojima; 正康小嶋; Masatake Yamazaki; 山崎　雅丈; Kyoji Nakao; 中尾　恭次
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumikin Kikoh Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Benkan Kikoh Corp
Priority date: 1981-09-26
Filing date: 1981-09-26
Publication date: 1983-03-29
Also published as: JPS619891B2

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】本発明は、−枝の鋼板を加工してつくるワンシームＴ形
管継手の製造方法に関する。

配管の分岐に用いられるＴ形管継手（以下ティー継手と
いう）は、第１図に示す如く母管部（１）と枝管（２）
で構成され、両者の境界（３）はクロッチ部と呼ばれる
。ワンシームティー継手の溶接線（４）は、枝管部（２
）の反対側に位置させるのが通例でちゃ、その理由は、
強度上高い信頼性が要求されるクロッチ部（３）から溶
接線（４）を出来るだけ遠ざけるためである。鋼板から
このワンシームティー継手ヲつくるには、基本的に第２
図（ａ）〜（Ｃ）に示す手順がふまれる。

先ず、同図（ａ）に示す素材鋼板（５）にプレス成形を
施し、同図（ｂ）に示す如き生成品（６）、すなわち、
製品母管部（１）と同一の曲率で弯曲した曲面底部（イ
）と、曲面底部（ｆ）中央に形成された枝管部（２）と
、残りの斜線で示す直壁部（１′１とよりなる生成品（
６）を製作する。次いで、直壁部（１’５を製品母管部
（１）と同一の曲率に曲げて、同図（ｃ）に示す如き第
２の生成品α・を得、互いに向き合う直辺エツジ（ｔ）
（りを突き合わせ溶接する。そして最後に、第２の生成
品αゆの母管部（１）の両管端ならびに枝管部（２）の
管端を必要に応じて切り揃えた後、開先加工して製品を
得る。

このような順序で行われるワンシームティー継手の製造
において、重要点の１つは、第２図（ｂ）に示す生成品
（６）の枝管部（２）の高さく第１図のＨに相当）を如
何にして確保するかということにある。

最も簡便な生成品（６）の成形方法を第３図（ａ）〜（
ｃ）に示す。

簡単に説明すると、先ず、同図（ａ）に示す如く、プレ
ス成形により得られた曲面底部（イ）と直壁（１’５と
からなるＵ字形成形品（生成品（６）の母体）の枝管形
成予定部に下穴（７）を明ける。次に、このＵ字形成形
品を、同図（１））に示す如く、ダイス（８）にセット
する。ダイス（８）は、第２図（ｂ）に示す生成品（６
）の外郭形状と略々同一の内郭形状を有する。そして最
後に、上方より製品枝管内径（第１図にｄｌで示す）と
同一外径のバーリングポンチ（９）を降下させ、ダイス
枝管穴（イ）内で第３図（ｃ）に示す如く下穴（７）を
押し拡げ、枝管部（２）を形成する。いわゆるバーリン
グ加工である。

ところが、この方法には、得られる枝管部（２）の高さ
が制約を受ける欠点がある。

すなわち、この方法で枝管部（２）の高さを増加させる
には、１つに下穴（７）の直径（δ）を小さくすること
があるが、これによるとバーリング加工における穴径拡
大率が増加し、第４図に示す如き枝管部管端からの破断
００が発生する危険を生じるので、下穴（７）の直径（
δ）をそれほど小さくはとり得ないのである。そこで、
第２の対策として、第５図に示す如く、Ｕ字形成形品の
枝管形成予定部に膨出部０］）を設けてこの部分の高さ
を予めかせいだ生成品（＋３）を製造し、そのあとで膨
出部（１］）の中央に下穴（７）を明けて第３図（Ｃ）
に示すバーリング加工を施し、必要枝管高さを確保する
手法が知られているが、従来の膨出部０１）を成形する
方法では期待するほどの成果は得られない。

従来の膨出部（１１）の成形方法としては、例えば第６
図（ａ）（＋３）に示す方法がある。これによると、先
ず、同図（ａ）（ｂ）に示す如く、ポンチα枠およびダ
イス０→を用いて底部に巾方向のみならず長手方向にも
丸みを持たせることにより、底部の長手方向の線長（ｆ
ｏ）を直辺エツジ（りのそれより太きくしだＵ字形成形
品をつくる。次に、同図（１））に示す如く、これをダ
イス（８）にセットし、第５図に示す膨出生成品（４）
の内郭形状と同一の外郭形状を有するポンチαのを降下
させて膨出部（１１）を成形する。

ところが、この方法では、２種類のポンチ０■００なら
びにダイス◇→（８）を必要とし、工具費用が大きくな
るばかりでなく、膨出部α℃の長さを増加させるには、
第６図（ａ）に示される底部の長手方向の線長（ｆｏ）
を増加させる必要が生じ、ポンチα枠の長手方向の曲率
（Ｒｏ）を小さくすることが要求されることになるだめ
、第７図に示す如き直壁部（１’５のしわａηが発生す
る危険を生じ、膨出部０◇の高さを大きくとることは困
難である。

したがって、Ｕ字形成形品の枝管形成部に膨出部を設け
る対策も、従来の膨出部αＤの成形方法を５− 用いる限り、十分な効果を挙げることは難しく、結局は
製品枝管部（２）の高さが制限されることになるのであ
る。

第２図（ａ）〜（Ｃ）に示すワンシームティー継手製造
方法における今１つの重要点は、同図（ｂ）に示す直壁
部（１′１の曲げ加工の成否、換言すれば、直辺エツジ
（４）近傍の材料に如何にうまく曲げ加工を加えるかと
いうことである。この加工は基本的に第８図（ａ）（ｂ
）に示す方法により行われる。

先ず、同図（ａ）に示す如く、枝管部（２）を形成した
生成品（６）を、曲面部（ｆ）ならびに枝管部（２）の
外郭形状と略々同一の内郭形状を有する下ダイス（小に
セットし、上方より製品母管部（１）の外面曲率半径と
略々同一曲率半径の半円筒面を有する上ダイス（ｄ）を
降下させ、同図（ｂ）に示す如く、直壁部（イ）を上ダ
イス（ｄ）の内郭面に沿わせて曲げ加工する。

ところが、この方法では、直辺エツジ（４）近傍に曲げ
がかかりに＜＜、第９図に示す如き不完全曲げ部αカを
有する生成品α→となってしまう。そこで従来は、この
対策として、第１０図（ａ）に示す如く、６一予め直辺エツジ（イ）近傍の材料を製品母管部（１）の
曲率半径よりもやや大きい曲率半径■で曲げておく方法
や、同図（１））に示す如く、製品母管部（１）の内径
（Ｄｉ　）に略々等しい外径の円筒状マンドレルα樟を
挿入してＯ成形を行うことにより、マンドレル（へ）と
上ダイス＜Ａ間で直辺エツジ（イ）近傍の材料に強制的
に曲げを与える方法が採られているが、端曲げ工程やマ
ンドレルを別途必要とする欠点がある。

本発明は、上記しだ膨出部成形工程、及び母管部のＯ成
形工程における種々問題点を解決して、枝管部、母管部
ともに良好な形状のワンシームティー継手を、少ない工
数および工具でもって簡単に製造し得る方法の提供を目
的とするものであり、その特徴とするところは、膨出部
成形前のＵ字形成形品を、該Ｕ字形成形品の外郭形状と
略々同一の内郭形状で枝管形成予定部の対応箇所に空孔
を有するダイスに、曲面底部（ｉ）の温度が直壁部（１
′５（１′５の温度よシ高い状態でセットしておいて、
直記直壁部（ｌ′ｊ（］′）の直辺エツジ（イ）（イ）
を下方に押圧し、該抑圧により材料が前記空孔に流入し
て前記枝管形成予定部を外側に膨出させた後、該膨出部
０１）に穴明バーリング加工を施して枝管部（２）を形
成し、しかる後、前記直壁部（１′５　（δの直辺エツ
ジ近傍領域を他の部分より高温として前記直壁部（δ（
δにＯブレスによる製品母管部（１）と同一曲率の曲げ
加工を加えるようにした点にある・以下、第１１図（ａ）〜（ωを主体として本発明の方法
の一例を具体的に説明する・第１１図（ａ）は素材鋼板である矩形ブランク（５）を
示している。ブランク（５）の長さくＬＯ）は製品母管
部（第１図（υ）よりも仕上代分だけ長い。ブランク（
５）の巾（ＷＯ）については後で述べる。

このブランク（５）は、巾（Ｗｏ）のうち中央部の（３
）の領域（ル）を高温、残りの両側エツジ領域（ｔｌを
（ル）よりも低い温度状態としである。巾（ト）の具体
的大きさについては後で述べる。

斯かるブランク（５）が用意されると、ブランク（５）
を同図（ｂ）に示すダイス（８）の上端面翰に載せ、上
方より製品母管部内郭曲率半径に略々等しい曲面を有す
る曲げポンチα匂を降下させて、Ｕ字形成形品（第３図
（ａ）に示すＵ字形成形品から下穴（７）を除いたもの
に相当）を得る。

なお、上記Ｕ字曲げ加工はブランク（５）を加熱せずに
冷間で実施し、しかる後第１１図（ｂ）にＵ曲げ生成品
の曲面底部領域（ル）を高温となしてもよく、またブラ
ンク（５）全体を加熱して熱間にて白字曲げ加工を行な
い、しかる後第１１図（ｂ）に示すＵ曲げ生成品の両側
エツジ領域（Ｋ）を冷却してもよい。

上記ダイス（８）には、製品枝管部の外郭形状と略々同
一の内郭形状の空孔（イ）（ダイス枝管穴）が備わって
いる。

また、曲げポンチα８）は丁字形フランジ画にてポンチ
ホルダーＱｌの丁字形溝ａｈに吊シ下げられていて、同
図（ｂ）に示す曲げ加工終了後抜きとられる。

曲げポンチ０句が抜きとられると次に、上記ポンチホル
ダーθりを再度降下させ、ポンチホルダー０りの両サイ
ドに設けた長手方向に水平な押圧面＠翰にて前記Ｕ字形
成形品の直辺エツジ°（り（イ）を下方に押圧して、Ｕ
字形成形品に周方向の圧縮加工を加える。

９− 第１２図はこの工程途中を示したものである。

材料変形は、変形抵抗が小さい曲面底部（イ）の高温域
（ル）の部分に集中する。高温域（ル）のうち、ダイス
枝管穴（ホ）巾の領域（Ｉ）にある材料はダイス枝管穴
（ホ）内に流入し、膨出部０ηを形成することとなる。

一方向に広がろうとする。この広がシのうち前後端に向
かう分ははみ出しくハ）を形成するが、ダイス枝管穴（
イ）に向う分はやはり膨出部θ◇の形成に寄与すること
となる。

そしてこの周圧縦加工は、第１１図（Ｃ）に示す如く、
高温域（ル）と低温域（ｔ）の境界＠がダイス枝管式入
口部（ハ）に略々達するまで行われる。その結果、成形
を終えだ膨出部α◇の、中心を通るラインに沿って計っ
た周方向線長−は、同図（ａ）あるいは（ｂ）に示す高
温域（ル）の巾■に略々等しいものとなる。

したがって、先に触れた高温域（６）の巾■の具体的大
きさについては、必要とする膨出部０］）の形状から逆
に求めればよいことになる。

１０− だだ、ここで注意しなければならないのは、ブランク（
５）の厚さくｔｏ）（第１１図（ａ）参照）とＵ字形成
形品の巾（Ｄｏ　Ｘ第１１図（ｂ）参照）との比（ｔｏ
／Ｄｏ　）が小さい用台には、上記（ホ）が大きいと第
１３図に示す如き挫屈を生じる危険があるので、上記に
）を膨出部０］）の形状から一方的に決めることができ
ない点である。

本発明者らの経験によれば、ｔｏ／Ｄｏ＝　３％の場合
はｗ　中１．５　ＤＯ％　ｔｏ／Ｄｏ　＝　５　ｑ６の
場合はｗ　中２．　ＯＤ。

が実用的な挫屈限界である。

第１１図（ｄ）は、上記屑圧縮加工により得た成形品の
外観を斜視図で示したものである。膨出部０］）を通ら
ないラインに沿って計った成形品の周方向線長（λ）は
、製品厚管部周長（λ）（第１図参照）に略々等しく、
膨出部０］）の中心を通るラインに沿って計った成形品
の周方向線長（曽ｏ）は、ブランク（５）の巾（Ｗｏ）
　（第１１図（ａ）参照）にＩ略々等しい。

したがって、先に触れたブラング（５）の巾（’Ｗｏ　
）の具体的大きさについては、必要とする成形品の形状
から逆に求めればよいことになる。

Ｕ字形成形品に膨出部α◇が形成されると、膨出部αＤ
の中央に下穴を明け、しかる後、第１１図（ｂ）（Ｃ）
に示すダイス（８）をそのまま用いて第３図（１））（
ｃ）に示すバーリング加工により膨出部０］）のところ
に枝管部（２）を形成する。

ダイス（８）の枝管穴（イ）（空孔）を製品枝管部（２
）の外郭形状と略々同一の形としたのは、上記の如く、
第１１図（ｂ）に示すＵ曲げ工程から枝管部形成工程ま
でを１つのダイス（８）で間に合わせようとしたためで
あり、ダイス交換の労をいとわなければ、Ｕ曲げ工程、
膨出部成形工程、枝管部形成工程のそれぞれに異なるダ
イスを用いることも可能である。

同様に、第１１図（Ｑに示す膨出部成形工程をポンチホ
ルダー００ではなく専用の抑圧工具で行うことも可能で
ある。

枝管部（２）の形成が終ると次に、第１１図（ｅ）に示
す如く、直辺エツジ＜１）（Ｊ）から巾（ｇ）の領域（
ハ）の変形抵抗を低下させるために、この領域（５）を
加熱し、引き続き、第８図（ａ）（ｂ）に示した下ダイ
ス（ｄ）と上ダイス（ｄ）とによるプレス加工にて成形
品（６）の直壁部（、′５．ｙ５を内側へ曲げる。

上記加熱領域（イ）の巾（ＩＩ）は、第９図の不完全曲
げ領域０５の巾に略々等しくとればよく、本発明者らの
経験によればブランク（５）の厚み（ｔｏ％３〜５倍に
あたる。

第１１図（ｆ）は、このＯブレスが終了した状態、同図
ＱはこのＯプレスにより得たいわゆる第２の成形品の外
観をそれぞれ示している。従来、このＯプレスの工程で
は、前述した如く、直辺エツジ（４）近傍の曲げ不良が
問題となるが、本方法では、上記の局部的な加熱により
この部分も上ダイス（ｄ）の内郭面に沿って所定の曲率
にスムーズに曲げられることとなる。

０ブレスが終ると次に、第１１図＠に示す互いに衝合す
る直辺エツジ＜ｉ＞に溶接のだめの開先加工を施し、こ
の部分を溶接接続する。直辺エツジ（１）は、先の膨出
部成形工程において、ポンチホルダー〇呻の水平な抑圧
面（イ）にて全長にわたって押されているため、真直に
仕上っており、したがって上記開先加工ならびに溶接作
業がスムースに行われ１３− る０溶接が終ると最後に、必要に応じて熱処理を施し、更に
、母管部（１）の端面ならびに枝管部（２）の端面に切
削仕上加工および開先加工を施し、製品となす。

以上の説明から明らかなように、本発明の方法は、第１
に、膨出部（ｌ◇の成形を１セツトの工具（例えばポン
チａ８）、ポンチホルダー００、ダイス（８））で行う
ことができるから、従来の膨出部成形方法と較べて工具
費用が僅かで、工数も少ない効果がある０第２に、膨出部（１◇の成形をＵ字形成形品の周方向圧
縮によって行うから、減肉を伴わずに膨出部（１１）が
成形され、枝管部（２）の形成に大量の材料を供し得て
、枝管部（２）の高さを大きくするのに極めて有効であ
る。

第３に、膨出部０→の成形に伴って直辺エツジ（イ）（
Ｊ）が真直に仕上るから、Ｏプレス後の直辺エツジ（シ
）（４）の会合状態がよく、溶接のため開先加工ならび
溶接作業がスムースに行われ、接合精度も非常１４− に高いものとなる。

第４に、溶接接合される直辺エツジ（イ）近傍の加熱に
より、Ｏプレス時のエツジ近傍の曲げが容易かつ完全に
行われ、第１０図に示す如き対策なしに良好な母管部形
状が得られる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はワンシームティー継手の説明図、第２図（ａ）
〜（ｃ）は鋼板から同継手をつくる基本工程図、第３図
（ａ）〜（ｃ）は枝管部形成のバーリング加工工程図、
第４図は同加工における破断状況の説明図、第５図は膨
出部付成形品の説明図、第６図（ａ）（ｂ）は従来の膨
出部成形方法の工程図、第７図は同加工における材料変
形の説明図、第８図（ａ）（ｂ）は母管部のＯプレス加
ニー丁程図、第９図は同加工における曲げ不良の説明図
、第１０図（ａ）（ｂ）は同曲げ不良の従来対策の説明
図、第１１図（ａ）〜Ｑは本発明に係るワンシームティ
ー継手製造方法の工程図、第１２図は同方法の膨出部成
形工程における材料移動状、況の説明図、第１３図は同
工程における材料変形の説明図である。図中　１＝母管部、イ二曲面底部、７′：直壁部、イ：
直辺エツジ、５：素材鋼板（矩形ブランク）、６：枝管
部付生成品、８、ｄ、　ｓ’　：ダイス、１１：膨出部
、１８：曲げポンチ、１９：ポンチホルダー、２０：ダ
イス枝管穴（空孔）、２２：抑圧面。出　願　人　住友金属工業株式会社第７メｐ、ｌ第１０１！１第８図（ａ）　　　　　　　　（ｂ）第　　９ＷＪ特開昭５８−５３３２９（８）第１２図４′ 第　１３　　図９０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼板製ワンシームＴ形管継手の製造において、素
材鋼板を製品母管部と略々同一曲率の曲面底部を有する
Ｕ字形成形品とした後、該Ｕ字形成形品を、Ｕ字形成形
品の外郭形状と略々同一の内郭形状で枝管形成予定部の
対応箇所に空孔を有するダイスに、前記曲面底部の温度
が両側の直壁部の温度より高い状態でセットしておいて
、前記直壁部の直辺エツジを下方に押圧し、該抑圧によ
り材料が前記空孔に流入して前記枝管形成予定部を外側
へ膨出させた後、該膨出部に穴明バーリング加工を施し
て枝管部を形成し、更に、当該成形品の直壁部の直辺エ
ツジ近傍領域を他の部分より高温として前記直壁部にＯ
プレスによる製品母管部と同一曲率の曲げ加工を加え、
しかる後、会合せる直辺エツジ部に開先加工を施し、当
該部分を溶接接合することを特徴とするワンシームＴ形
管継手の製造方法。