(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型パイプと雌型パイプとを嵌合させる継手パイプの雄型パイプに溝を転造加工する工程において、
（ａ）素管を拡管する工程と、
（ｂ）外側にパイプの外周面を押える外周押え枠を配し、内側に成形後の雄型パイプの内径と一致する外径の内面押え枠を配し、該外周押え枠と内面押え枠との間にパイプ肉厚より太幅としたパイプ嵌入のための間隙を設け、該間隙の奥に内窄まりの傾斜枠を形成すると共に先に該傾斜枠の傾斜角度より深く傾斜したエッジ落とし枠を設けてパンチを形成し、該パンチとクランプとでパイプの先を絞り込む工程と、
（ｃ）芯金とクランプとの間に溝凸部を形成した３つの遊転する転造ローラーを有する転造機でパイプに溝を形成する工程と、
から成るバリを発生させない継手パイプの成形方法。
【請求項２】
外側にパイプの外周面を押える外周押え枠を配し、内側に内側に成形後の雄型パイプの内径と一致する外径の内面押え枠を配し、該外周押え枠と内面押え枠との間にパイプ肉厚より太幅としたパイプ嵌入のための間隙を設け、該間隙の奥に内窄まりの傾斜枠を形成すると共に先に該傾斜枠の傾斜角度より深く傾斜したエッジ落とし枠を設けてパンチを形成し、該パンチとクランプとからなるバリを発生させない継手パイプの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バリを生じさせない継手パイプの成形加工方法及びその装置に関し、更に詳細には、雄型パイプと雌型パイプとを嵌合させる継手パイプの溝を転造加工して成形加工する際に雄型パイプの先端にバリを生じさせない方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のエアコンの冷媒循環用のパイプには、図１に示す如く、一方にフランジ部を有する雄型パイプ１に雌型パイプ２を嵌合させ、その周囲をフランジ部に係止されるナット４とユニオン５とを螺着させる継手パイプが配設されており、この雄型パイプ１と雌型パイプ２との間には、気密性を図る為に一つ又は二つ以上のＯリング３が挟着されている。
【０００３】
このＯリング３を嵌め込む為には、雄型パイプ１にＯリング溝１ｅを形成せねばならないが、その成形方法は、従来（ａ）素管の端部を拡張させる拡管処理する工程と、（ｂ）ビード加工にてフランジ部を形成する工程と、（ｃ）転造機によってＯリング溝を刻設する工程、即ち、図６及び図７に示す如く、機体部３０と送り機構部４０及び加工部２０を配した転造機にあって、遊転する転造ローラー２３が中心部に向って押圧することで金属パイプの展性を利用して溝を形成する工程とから成っている。
【０００４】
しかし、上記工程によった場合、その溝加工後の雄型パイプの先端には、外縁部が先鋭に突出した所謂バリが発生することが避けられず、従来は、このバリを切削機に掛けて回転刃によって切削処理している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この回転刃による切削処理は、（ａ）加工精度が均一でなく、精度の出ていないものは、継手として雄型パイプと雌型パイプを嵌合させる際に嵌め込みが円滑でない等の不都合が生じ易く、（ｂ）この切削処理を精度を保って行おうとすると、作業が複雑となり効率を落とすことになる、等の問題点を残している。
そこで、本発明者らは、バリ発生に対する問題の研究を重ねた結果、その原因が転造ローラーによるパイプ金属の展性にあるのでなく、転造ローラーによる転造残りによってバリが発生することを究明し、その解決手段を創出したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の対象とするのは、アルミニウム等の金属で形成された継手パイプであって、例えば、自動車のエアコンの冷媒を循環させる経路の一部に使用されるもので、上述の如く、雄型パイプ１と雌型パイプ２とが嵌合し、そのパイプの間にＯリング３及びＯリング溝１ｅを配して気密性を図るもので、そのＯリング３及びＯリング溝１ｅが一つ又は二つ以上のものがある。そして、成形の対象となるのは、この継手パイプのうちでＯリング溝を形成すべき雄型パイプ１に対してである。
但し、上記は一例を示すものであって、Ｏリング及びＯリング溝を二つ以上形成する継手パイプであれば、エアコン用配管に限定されず適用することができる。
【０００７】
該雄型パイプ１の成形にあっては、先ず、所定の寸法規格のストレートの素管１を用意し（図２（Ａ）参照）、これに拡管ピン６を挿入して、先端部１ａを拡管加工する（図２（Ｂ）参照）。
【０００８】
次に、ビード加工によりフランジ部１ｂを形成すると共に、クランプ７とパンチ８とを用いて下記の処理を行う。
先ず、この処理に用いるパンチ８は、図３に示す如く、クランプ７の凹部７ａとの間にパイプ１を挟み込み圧縮加工してフランジ部１ｂを形成する垂直壁８ａを先端に形成し、拡管処理したパイプの外周面を押える外周押え枠８ｂ，８ｂと、絞り込まれるパイプの先端を押える内面押え枠８ｃ，８ｃとの間に間隙８ｄ，８ｄを設け、その内壁面８ｅ，８ｅに絞り込む為の内窄まりの傾斜枠８ｆ，８ｆを形成し、その傾斜枠８ｆ，８ｆの先に、該傾斜枠の傾斜角度より深く傾斜したエッジ落とし枠８ｇ，８ｇを形成して成るものである。
【０００９】
該パンチ８を詳説する。
（ａ）垂直壁８ａ
先端に垂直壁８ａを形成し、その垂直壁８ａとクランプ７の凹部７ａとの間に圧縮して屈曲したパイプ１を挟み込み、それを圧縮することでビード加工し、フランジ部１ｂを形成するもので、従来のものと変りはない。
（ｂ）外周押え枠８ｂ
上記拡管処理したパイプの外周面を押える為の枠体であり、圧縮処理する際に、屈曲部以外のパイプが変形するのを防ぐ枠であり、従来のものと変らない。
（ｃ）内面押え枠８ｃ
後述の傾斜枠８ｆによって絞り込まれるパイプの先端を、それ以上には絞り込まれないよう内面を所定寸法に形成する為の枠であって、所定寸法とは、成形完了後の雄型パイプの内径と一致する寸法、即ち、雌型パイプと嵌合する際に密接嵌合できる寸法を言い、その寸法の断面円形の円柱状物を形成する。
（ｄ）傾斜枠８ｆ及びエッジ落とし枠８ｇ
上記、外周押え枠８ｂと内面押え枠８ｃとの間に、パイプ先端部１ａを挿入する間隙８ｄ，８ｄを設け、その内壁面８ｅ，８ｅに絞り込む為の内窄まりの傾斜枠８ｆ，８ｆを形成する。
この傾斜枠８ｆの傾斜度αは、図５に示す如く、後述の転造機による転造ローラー２３との接触点Ｔに対し、この接触点Ｔが内側となり、しかし、突起部Ｍに至らない範囲となるよう傾斜角度αを決定するのが望ましい。
そして、その傾斜枠８ｆの先に、該傾斜枠の傾斜角度より深く傾斜した角度βのエッジ落とし枠８ｇを形成する。これは、単にバリの発生を抑制するだけでなく、パイプの先端はエッジの無い、丸みを帯びたものであることが望ましいので、このため傾斜枠８ｆによる絞り込みに加えて、先端部外周に丸みを与えるエッジ落とし枠８ｇを形成する。
【００１０】
次に、転造機による溝加工に移るが、該転造機は、図６及び図７の如くで、機体部３０の後方に送り機構部４０を配すると共に前方に加工部２０を配し、その前方にパイプ固定部を設けた転造機にあって、該加工部２０には回転軸２１が設けられ、その前に３個の転造ローラー２３がチャック２２に咬持されており、遊転する転造ローラー２３が中心部に向って押圧することで、金属パイプの展性を利用して溝を形成するものである。
【００１１】
そして、一方にパイプ固定の為のクランプを配し、他方に芯金９を配設する。
【００１２】
次に、上記転造機の転造ローラー２３が雄型パイプ１に接触し、更に下動して突起２３ａが溝を形成し始めると、その転造ローラー２３の腹部は拡管したパイプ１ａの径を若干窄めるように絞りこんでゆくが、該転造ローラー２３の端部２３ｂは丸みを帯びたアール部に形成されており、最端部には転造ローラー２３の接触しない非接触部が存在する。
この非接触部に転造ローラーの押圧力により、パイプの一部が押し出され、その先端が鋭角となりバリを発生する原因と頭初は想定していた。
しかし、現実には、図８に示す如く、接触部が転造ローラーの突起２３ａの押圧力で内側に絞り込まれるのに対し、非接触部は絞られることがなく、拡管したパイプの外径が残り（図８(Ｂ)）、更に転造ローラー５が押圧すると最終的に絞り込まれた接触部の外径より非接触部は若干大きいものとなると共に、端部が転造ローラーと芯金角部とに挟まれて先鋭な押圧痕となり、これがバリの発生する原因となる（図８(Ｃ)参照）。
【００１３】
そこで、本発明では、図４に示す如く、芯金９に支持されたパイプ先端１ａを転造ローラー２３が押圧し、その先端の突起２３ａがパイプ１ａの外周面に接触し（図４(Ｂ)参照）、更に、回転を続けて転造ローラー２３がパイプ１ａを徐々に内側に絞り込で行く。すると、転造ローラー２３が傾斜部１ｃに当接し、これを内側に絞り込む。そして、非接触部となる更に先端部（Ｔより外側）になると、前述の傾斜部１ｃにより予め所定の深さに絞り込まれているので、転造ローラー５が最終深度にまでパイプを絞り込んだ後にも、接触部と非接触部との間に高さの差異が生じることなく、等しい高さとなる（図４(Ｃ)参照）。
即ち、接触部と非接触部と高さの差異によって生じる鋭角形状の押圧痕が生じることなく、バリの発生が皆無となる。
【００１４】
更に、エッジ落とし枠８ｇの存在によって、先端部の外側に向って角面を形成して鋭いエッジとなる部分が落とされた状態となり、外周面に沿ってアール部１ｃを形成し、丸みを帯びた形態となる。
従って、継手パイプとして雄型パイプと雌型パイプを嵌合させる際に、挿入が容易となる。
【００１５】
この成形方法は、Ｏリング溝が一つの場合は勿論、二つ以上の場合にも同様にして適用が可能である。
【００１６】
最後に、雌型パイプを等の常法に従って成形して、継手パイプを成形する。
【００１７】
【実施例】
外径８ｍｍφのストレートのアルミニウムの円筒形素管を用意し、これに拡管ピンを圧入して外径１０ｍｍφに拡管した。
間隙の外径を１０ｍｍφとし、内面押え枠の外径を８ｍｍφとし、傾斜枠の傾斜度をα＝６度とし、エッジ落とし枠１ｃの傾斜角度をβ＝９度としたパンチを形成した。
該パンチとクランプとの間に上記拡管処理したパイプを挟んで、ビード加工してクランプ部を形成すると共に、先端を内径８ｍｍφに絞り込んだ。
先端押え段部と湾曲凸部を形成した芯金とクランプとの間に上記先端を所定形状に絞り込んだパイプを固定し、これを転造機に掛け、３つの遊転する転造ローラーを回転させつつ押圧し、二つのＯリング溝を刻んだ。
この結果、バリがまったく発生せず、且つ、先端外縁部が丸みを帯びて雌型パイプとの雄雌嵌合も円滑な継手が得られた。
【００１８】
【発明の効果】
以上の構成に基づいて本発明は、従来不可避であった転造による継手パイプの加工におけるバリの発生を未然に解消し、且つ、それが回転刃等による加工精度の不均一という問題を起こさず、均一に加工でき、更に、それが特殊な形状のパンチを創製することで、一工程で処理でき、工程の複雑化や効率の劣化を招かない等の極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】継手の一例を示す縦断側面図。
【図２】拡管工程を示すもので、（Ａ）が素管の一部切欠縦断側面図、（Ｂ）が拡管ピンを挿入する際の一部切欠縦断側面図。
【図３】パンチによる形成工程を示すもので、（Ａ）がパンチ嵌入前の一部切欠縦断側面図、（Ｂ）がパンチ嵌入時の一部切欠縦断側面図。
【図４】転造ローラーでの溝形成工程を示すもので、（Ａ）が溝加工直前の一部切欠縦断側面図、（Ｂ）が転造ローラー接触時の一部切欠縦断側面図、（Ｃ）が溝形成終了時の一部切欠縦断側面図。
【図５】パイプ先端と転造ローラーの関係を示す一部切欠縦断側面図。
【図６】転造機の側面図。
【図７】転造機の回転軸付近を示す正面図。
【図８】従来の転造ローラーと芯金の加工によるバリの発生状態を示すもので、（Ａ）が転造ローラーとパイプの接触時の一部切欠縦断側面図、（Ｂ）が転造ローラーによる押圧を始めた時の一部切欠縦断側面図、（Ｃ）がパイプ先端が外側に屈曲してバリを残した状態の一部切欠縦断側面図。
【符号の説明】
１  雄型パイプ
１ａ  先端部
１ｂ  フランジ部
１ｃ  傾斜部
１ｄ  アール部
１ｅ  Ｏリング溝
２  雌型パイプ
３  Ｏリング
４  ナット
５  ユニオン
６  拡管ピン
７  クランプ
８  パンチ
８ａ  垂直壁
８ｂ  外周押え枠
８ｃ  内面押え枠
８ｄ  間隙
８ｅ  内壁面
８ｆ  傾斜枠
８ｇ  エッジ落とし枠
９  芯金
２０  加工部
２１  回転軸
２２  チャック
２３  転造ローラー
２３ａ  突起
３０  機体部
４０  送り機構部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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