(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素管の一部に縮管加工を施して素管部とテーパ部と小径管部を連続状態に形成する縮管工程と、素管部とテーパ部の境界部のアールを小径管部とテーパ部の境界部のアールよりも大きくするアール付け工程と、素管部と小径管部が相互に近づく方向へ押圧してテーパ部を順次座屈させる座屈工程とからなることを特徴とする多層管の製造方法。
【請求項２】
アール付け工程前に、素管部を拡張して大径部に形成する工程を有する請求項１記載の多層管の製造方法。
【請求項３】
アール付け工程において、先端肩部にアール部を有するパンチを素管部又は大径管部とテーパ部との境界部の内面に押圧して、その境界部をパンチのアール部でアール付け加工を施すようにした請求項１又は２記載の多層管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１本の管を反転状に折曲して多層管を製造する多層管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１本の管を反転状に折曲して多層管を製造する方法として、素管の一部を拡管した後、素管側端と拡管側端を管軸方向に加圧して、図１０に示すように拡管部１００を連続的に座屈して拡管部１００内に素管部１０１を挿入するようにしたものが例えば特公昭４７−１４５３５号公報に開示されている。これを第１の従来の技術とする。
【０００３】
また、図１１に示すように、素管の一部を縮管して素管部２００とテーパ部２０１と小径管部２０２を連続して形成し、その後に管を軸方向に加圧してテーパ部２０１を座屈させて素管内に縮管部を挿入するようにしたものが例えば特開昭５７−９０４８８号公報に開示されている。これを第２の従来の技術とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１の従来の技術においては、拡管部１００が、拡管時に引っ張りの塑性加工を受けた上に折曲反転による引っ張り加工を再度受けることとなり、また、該部１００の板厚も減少しているため脆弱化し、折曲反転加工時に図１０に示す反転部分２０３に割れを生じやすい問題がある。
【０００５】
また、上記第２の従来の技術においては、縮管部であるテーパ部２０１で反転されるため上記のような割れのおそれがないが、その素管部２００とテーパ部２０１の境界部２０３のアールと、縮管部２０２とテーパ部２０１の境界部２０４のアールとが同一であることから、管の押圧時において、図１２に示すように、テーパ部２０１の小径側の肉がテーパ部２０１の大径側の肉より先に流れてテーパ部２０１の小径側から順に座屈し、テーパ部２０１が外側へ膨出する現象が生じたり、また図１３に示すように縮管部２０２である小径管部に曲がりや傾きが生じ、理想的な折曲反転形状が得難いという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題を解決する多層管の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、素管の一部に縮管加工を施して素管部とテーパ部と小径管部を連続状態に形成する縮管工程と、素管部とテーパ部の境界部のアールを小径管部とテーパ部の境界部のアールよりも大きくするアール付け工程と、素管部と小径管部が相互に近づく方向へ押圧してテーパ部を順次座屈させる座屈工程とからなることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、素管部とテーパ部の境界部のアールを小径管部とテーパ部の境界部のアールよりも大きくしたので、座屈工程において、テーパ部の大径側から順に内側へ座屈し、テーパ部の大径側が外側へ膨出することない。そのため、素管部も内側へ順次座屈し、内側への座屈が連続的にスムーズに行われる。
【０００９】
更に、縮管加工は引っ張りの塑性加工ではないので、テーパ部は、該部の座屈時のみ引っ張り加工されることになり、座屈加工時の引っ張りによってテーパ部の割れは発生しない。更に、縮管加工は板厚減少を招かないので、その材料の強度低下が防止され、これも割れ防止に貢献する。
【００１０】
請求項２記載の第２の発明は、上記第１の発明において、アール付け工程前に、素管部を拡張して大径部に形成する工程を有するものである。
本発明においては、上記第１の発明と同様の作用を発揮する上に、小径管部と大径管部との直径差が大きくなり、座屈加工時における所期の連続座屈変形が発生しやすくなる。
【００１１】
請求項３記載の第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、アール付け工程において、先端肩部にアール部を有するパンチを素管部又は大径管部とテーパ部との境界部の内面に押圧して、その境界部をパンチのアール部でアール付け加工を施すようにしたものである。
【００１２】
本発明においては、アール付け加工が、アール部を有するパンチを使用して容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図９に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は第１実施例の製造方法を示す。
【００１４】
先ず金属製のパイプ（素管）の一部（一方側）に縮管加工を施して該部を小径管部３とし、図１に示すように、素管部１とテーパ部２と小径管部３が連続した管を形成する。この縮管加工によっては小径管部３の板厚は、素管より減少しない。
【００１５】
この縮管加工方法としては、例えば図２（ａ）に示すように、素管部１の内径と同一径の大径凸形４ａを有する型４と、小径管部３の外径と同径の小径凹型５ａとテーパ凹型５ｂを有する型５とを設け、図２（ｂ）に示すように、素管部１の一方端から大径凸型４ａを押圧挿入し、他方端からテーパ凹型５ｂと小径凹型５ａを押圧挿入して縮管加工を施す。また、この縮管加工は、その他スウェージングなどの周知の方法で行ってもよい。
【００１６】
なお、実際の製造に際しては、素管１として、材質がＳＵＳ４０９、管直径Ｄ1 がφ２５．４ｍｍ、板厚ｔが１ｍｍのものを使用した。また、縮管加工においては、上記の素管（２５．４ｍｍ）を直径ｄがφ１７ｍｍになるまで縮管して小径管部３を形成した。
【００１７】
次に、図３に示すように、先端肩部６ａにアールＲ3 を形成したパンチ６を用い、小径管部３の開口端側を部材７で固定して、パンチ６を素管部１の開口端側より挿入し、素管部１とテーパ部２の境界部１ａに先端肩部６ａのアールＲ3 によって押圧荷重Ｐ1 を加え、その境界部１ａにアールＲ1 を形成する。該アールＲ1 の半径は、小径管部３とテーパ部２との境界部３ａのアールＲ2 よりも大きく設定する。
【００１８】
次に、図４に示すように、素管部１の開口端側を部材７ａで固定し、小径管部３に圧縮荷重Ｐ2 を加えて小径管部３を素管部１方向へ押圧する。このとき、素管部１とテーパ部２との境界部１ａのアールＲ1 が小径管部３とテーパ部２との境界部３ａのアールＲ2 よりも大きいため、荷重Ｐ2 によってテーパ部２の小径側よりも大径側（素管側）が先に内側へ座屈し、テーパ部２が外側へ膨出することを防止する。そのため、上記の圧縮荷重Ｐ2 を連続的に加えることにより、テーパ部２の素管部１側から順次内側へスムーズに連続して座屈変形し、小径管部３の曲りや傾きが発生することなく、図４に示すような三層管が成形される。
【００１９】
また、前工程である上記の縮管加工は引っ張り加工ではないので、管の引っ張り加工は上記座屈加工時のみとなり、テーパ部の脆弱化が少なく、座屈加工時の引っ張りにより管の割れは発生しない。また、縮管加工は板厚減少を招かないので、テーパ部２における材料の強度低下を防ぐことができ、これも管の割れ防止に貢献する。
【００２０】
なお、上記の縮管加工時において、その縮管工程を複数工程で行い、縮径を大きくしてもよい。例えば上記のφ２５．４の素管を第１縮管工程でｄ＝φ１７としたり、また、第２縮管工程でｄ＝φ１４までに縮管してもよい。
【００２１】
図５乃至図７は第２実施例の製造方法を示す。
本実施例は、先ず金属製のパイプ（素管）一部（一方側）を上記第１実施例と同様に縮管加工を施して該部を小径にし、他方側を拡管加工して大径にし、図５に示すように大径部１ｂとテーパ部２と小径管部３が連続した管を形成する。この拡管加工方法としては、例えば上記図２（ａ）に示す大径凸型４ａを素管内径より大径のものにしたり、その他周知の拡管加工方法で行う。
【００２２】
また、この実施例として実際に使用した素管１は上記第１実施例での素管１と同じものを使用した。また、小径管部３は上記第１実施例と同様ｄ＝φ１７ｍｍ又はφ１４ｍｍまで縮管し、大径管部１ｂは、その直径Ｄ2 をφ２９．２ｍｍまで拡管した。
【００２３】
次に、図６（ａ）に示すように、先端肩部８ａにアールＲ4 を形成したパンチ８を使用して、上記第１実施例と同様のアール付け加工によって大径管部１ｂとテーパ部２との境界部１ａにアールＲ5 を形成する。該アールＲ5 の半径は小径管部３とテーパ部２との境界部３ａのアールＲ6 よりも大きく設定する。
なお、このとき、図６（ｂ）に示すように、テーパ部２も同時に拡げて、テーパ部２が管軸に対して略直角までに形成すると、後工程に効果的である。
【００２４】
次に、図７に示すように、大径管部１ｂの開口端部を部材７ａで固定し、小径管部３に圧縮荷重Ｐ4 を加えて小径管部３を大径管部１ｂ方向へ押圧する。このとき、Ｒ6 ＜Ｒ5 に形成されているため、上記第１実施例と同様にテーパ部２が外側へ膨出することなく座屈し、小径管部３の曲りや傾きが発生することなく図７に示すような三層管が形成される。
【００２５】
本第２実施例によれば、大径管部１ｂと小径管部３との直径差を大きくすることができ、座屈加工時における連続座屈変形が発生しやすくなる。また、大径管部１ｂの外形Ｄ2 が上記第１実施例の素管部１の外径Ｄ1 より大径の三層管が得られる。
【００２６】
なお、本第２実施例における大径管部１ｂの拡管率は１５％以下に設定し、拡管時に大きな引っ張りが発生しないようにする。
また、上記Ｒ1 とＲ2 との関係及びＲ5 とＲ6 との関係を、Ｒ2 ＜Ｒ1 、Ｒ6 ＜Ｒ5 にすると、大径側の肉が座屈に流れて座屈がより連続的にスムーズに進む。
【００２７】
また、上記第１実施例の素管部１又は第２実施例の大径管部１ｂの開口側端に図８に示すようなフランジ部１０を折曲形成することにより、フランジ部を有する三層管が得られる。
【００２８】
更に、上記第１実施例の素管部１又は第２実施例の大径管部１ｂの開口側部を折り返して外管部１１を形成することにより、Ｗ形状の四層管を形成することができる。この外側管１１の直径としては、例えば、上記素管部１を折曲する場合はφ３０ｍｍとし、大径管部１ｂを折曲する場合はφ３４．５ｍｍとする。また、外側管１１の開口端側にフランジ部１０を折曲形成してもよい。
【００２９】
なお、上記各実施例における各層の管の長さは所望に設定するもので、またその長さはテーパ部２の長さ、座屈長、折曲長などを所望に設定することにより所望に調節できる。
【００３０】
また、本発明により製造される多層管は、例えば内燃機関における樹脂インテークマニホールドのＥＧＲポートを形成する管などに使用されるもので、図８、図９に示すフランジ部１０によりインテークマニホールドなどに接続される。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようであるから、請求項１記載の発明によれば、座屈加工時において、テーパ部及び素管部の内側への座屈がスムーズに連続して行われ、小径管部の曲りや傾きが防止され、理想的な折曲反転形状の多層管が製造できる。更に、管の割れの発生もない。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、更に、連続座屈変形が発生しやすく、多層管の製造が容易になる。
そして、請求項３記載の発明によれば、更に境界部のアール付け加工が簡易な構造で容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の製造方法における縮管工程を示す管の断面図。
【図２】（ａ）は図１の縮管工程に使用するダイスを示す断面図、（ｂ）はその加工状態を示す図。
【図３】図１の工程後のアール付け加工を示す管の断面図。
【図４】図３の工程後の座屈工程を示す管の断面図。
【図５】本発明の第２実施例の製造方法における縮管と拡管工程を示す管の断面図。
【図６】（ａ）は図５の工程後のアール付け加工を示す管の断面図、（ｂ）はこのアール付け加工と同時にテーパ部も管軸に対して略直角に折曲形成する例を示す要部拡大断面図。
【図７】図６の工程後の座屈工程を示す管の断面図。
【図８】図４又は図７の多層管にフランジ部を形成した多層管の断面図。
【図９】図４又は図７の多層管の外側管端をフランジ成形して、さらに外側管を折曲形成した多層管の断面図。
【図１０】従来の製造方法の第１例を示す管の断面図。
【図１１】従来の製造方法の第２例を示すもので拡管した管の断面図。
【図１２】図１１の管の加圧によるテーパ部の座屈状態を示す要部拡大断面図。
【図１３】図１１の管の加圧による管の曲がりを示す断面図。
【符号の説明】
１…素管部                        １ａ，３ａ…境界部
１ｂ…大径管部                    ２…テーパ部
３…小径管部                      ６，８…パンチ
６ａ，８ａ…先端肩部
【図１】
0004021976.tif 000002
【図２】
0004021976.tif 000003
【図３】
0004021976.tif 000004
【図４】
0004021976.tif 000005
【図５】
0004021976.tif 000006
【図６】
0004021976.tif 000007
【図７】
0004021976.tif 000008
【図８】
0004021976.tif 000009
【図９】
0004021976.tif 000010
【図１０】
0004021976.tif 000011
【図１１】
0004021976.tif 000012
【図１２】
0004021976.tif 000013
【図１３】
0004021976.tif 000014