(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ素管に曲げ加工を施し、前記パイプ素管の一方の端部側に第１直管部、前記パイプ素管の他方の端部側に第２直管部を残しつつ、前記第１直管部と前記第２直管部との間に湾曲部を形成する仮曲げ工程と、
前記湾曲部を曲管部中間体の形状に成形するための空洞部を備えた割型状の成形型に前記仮曲げ工程で得られた曲げパイプ中間体を配置し、前記第１直管部または前記第２直管部の管端からストライク曲げＲ矯正用ピンを挿入することで、前記湾曲部の曲げ外側部の曲面を径方向外向きに拡大して前記湾曲部を前記曲管部中間体の形状に成形するストライク曲げＲ矯正工程と、
前記第１直管部を収容する第１空洞部と、前記曲管部中間体を収容する第２空洞部であって前記曲管部中間体の一部を拡幅するための窪みを有する第２空洞部と、前記第２直管部の外径より大きな内径になるように座ぐりされ、且つ、前記第１空洞部に配置された前記第１直管部の軸方向に沿う方向における前記第１直管部の断面視において前記第１空洞部と前記第１直管部の外周面とが接触する前記第２直管部側の接触線の延長上に形成された下部面を有する第３空洞部と、を備える割型状のクランプ型で、前記第１直管部および前記曲管部中間体を固定する管固定工程と、
前記第２直管部の内径よりも大きな外径の拡径部を有する第１拡管ピンを、前記クランプ型の外に突出した前記第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記第１拡管ピンを前記第２直管部の管端から挿入することで、前記第２直管部を拡径して、前記第２直管部を拡径第２直管部に成形する第１拡管工程と、
前記拡径第２直管部の内径よりも大きな幅の断面長円の拡幅部を有する第２拡管ピンを、前記クランプ型の外に突出した前記拡径第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記第２拡管ピンを前記拡径第２直管部の管端から挿入することで、前記拡径第２直管部および前記曲管部中間体の一部を拡幅して、前記拡径第２直管部および前記曲管部中間体をそれぞれ拡幅第２直管部および最終的に得ようとする形状の曲管部に成形する第２拡管工程と、
断面長円の形状保持部を有する絞りピンが内蔵された絞りパンチであって、入口から奥に向かって開口が徐々に狭められた各断面長円の絞りテーパー部と、前記絞りテーパー部より奥に形成された前記絞りテーパー部から延在する断面長円の絞り筒穴部とを備える絞りパンチを、前記クランプ型の外に突出した前記拡幅第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記絞りピンを前記拡幅第２直管部の管端から挿入するとともに、前記絞りパンチの先端面を前記第３空洞部の前記下部面に当接させることにより前記拡幅第２直管部を絞って、前記拡幅第２直管部を断面長円の長円第２直管部に成形する絞り工程と、
断面長円の形状保持部を有するバルジピンが内蔵されたバルジパンチであって、最終的に得ようとする長円形状のバルジに対応した寸法で所定の深さ座ぐりされることで入口に形成された段差部と、前記段差部より奥に形成された前記段差部から延在する断面長円の筒穴部とを備えるバルジパンチを、前記クランプ型の外に突出した前記長円第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記バルジピンを前記長円第２直管部の管端から挿入するとともに、前記バルジパンチの先端面を前記第３空洞部の前記下部面に当接させることにより、前記第１直管部の外周に接するように前記バルジを成形するバルジ成形工程と、
を備える、曲げパイプの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の曲げパイプの製造方法において、
前記ストライク曲げＲ矯正工程は、
前記成形型に前記曲げパイプ中間体を配置し、前記第１直管部または前記第２直管部の管端から前記ストライク曲げＲ矯正用ピンを挿入するとともに、前記ストライク曲げＲ矯正用ピンを挿入しない側の前記第１直管部または前記第２直管部の管端から内径規制用ピンを挿入する第１ストライク曲げＲ矯正工程と、
前記曲げパイプ中間体を裏返して前記成形型に前記曲げパイプ中間体を配置し、前記第１ストライク曲げＲ矯正工程時に前記内径規制用ピンを挿入した前記第１直管部または第２直管部の管端から前記ストライク曲げＲ矯正用ピンを挿入するとともに、前記第１ストライク曲げＲ矯正工程時に前記ストライク曲げＲ矯正用ピンを挿入した前記第１直管部または第２直管部の管端から前記内径規制用ピンを挿入する第２ストライク曲げＲ矯正工程と、
を備える、曲げパイプの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の曲げパイプの製造方法において、
前記第１拡管工程において、前記第１拡管ピンが内蔵された第１拡管パンチを、前記クランプ型の外に突出した前記第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記第１拡管ピンを前記第２直管部の管端から挿入するとともに、前記第１拡管パンチの先端面を前記第３空洞部の前記下部面に当接させる、
曲げパイプの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の曲げパイプの製造方法において、
前記第２拡管工程において、前記第２拡管ピンが内蔵された第２拡管パンチを、前記クランプ型の外に突出した前記拡径第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記第２拡管ピンを前記拡径第２直管部の管端から挿入するとともに、前記第２拡管パンチの先端面を前記第３空洞部の前記下部面に当接させる、
曲げパイプの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の曲げパイプの製造方法において、
前記第２拡管パンチは、入口から奥に向かって開口が徐々に狭められた各断面長円のテーパー部と、前記テーパー部より奥に形成された前記テーパー部から延在する断面長円の筒穴部とを備える、
曲げパイプの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の曲げパイプの製造方法において、
前記絞りパンチの前記絞りテーパー部は、前記拡幅第２直管部と前記曲管部との境界部のうちの曲がり内側部に当接するテーパー部分における、前記絞りパンチの軸方向に対する傾斜角度が、前記境界部のうちの曲がり外側部に当接するテーパー部分における、前記軸方向に対する傾斜角度よりも大きくされている、
曲げパイプの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の曲げパイプの製造方法において、
前記バルジパンチの前記段差部は、当該段差部を正面から視たときに、当該段差部の長手方向中央部における幅が、当該段差部の長手方向端部における幅よりも広くされている、
曲げパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げパイプの製造方法に関し、例えば、自動車のエンジンルーム内に配設される曲げパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記曲げパイプの製造方法に関する技術として、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、座ぐりされた段差部を備えたバルジ成形用のパンチの先端面を、クランプ型の第２空洞部における、第１空洞部と第１直管部の外周面とが接触する第２直管部側の接触線の延長上に形成された下部面に当接させることにより、曲管部の第２直管部に近い側の所定位置の拡径されたままの外径を、上記段差部の内周面に向かって径方向外向きにさらに膨張させて、第１直管部の外周に接するようにバルジを成形するという曲げパイプの製造方法が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の曲げパイプの製造方法によると、バルジの曲管部側の端面と直管部の外周面との間の隙間が小さい、または隙間が無い曲げパイプを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６５４６６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の曲げパイプの製造方法は、バルジが円形の場合の製造方法である。これに対して、昨今、バルジが円形ではなく長円形状の曲げパイプの製造ニーズがある。長円形状のバルジとするには、バルジを成形するための型部分の形状を長円形状にする必要がある。しかしながら、バルジが円形の場合の曲げパイプの製造方法からの変更点が、単に上記型部分の形状の変更のみであると、長円形状のバルジおよびその周辺部分を整った形状のものとすることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルジの曲管部側の端面と直管部の外周面との間の隙間を小さくすることができる、または隙間を無くすことができることに加えて、整った形状の長円形状のバルジおよび整った形状のその周辺部分とすることができる曲げパイプの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の曲げパイプの製造方法は、パイプ素管に曲げ加工を施し、前記パイプ素管の一方の端部側に第１直管部、前記パイプ素管の他方の端部側に第２直管部を残しつつ、前記第１直管部と前記第２直管部との間に湾曲部を形成する仮曲げ工程と、前記湾曲部を曲管部中間体の形状に成形するための空洞部を備えた割型状の成形型に前記仮曲げ工程で得られた曲げパイプ中間体を配置し、前記第１直管部または前記第２直管部の管端からストライク曲げＲ矯正用ピンを挿入することで、前記湾曲部の曲げ外側部の曲面を径方向外向きに拡大して前記湾曲部を前記曲管部中間体の形状に成形するストライク曲げＲ矯正工程と、前記第１直管部を収容する第１空洞部と、前記曲管部中間体を収容する第２空洞部であって前記曲管部中間体の一部を拡幅するための窪みを有する第２空洞部と、前記第２直管部の外径より大きな内径になるように座ぐりされ、且つ、前記第１空洞部に配置された前記第１直管部の軸方向に沿う方向における前記第１直管部の断面視において前記第１空洞部と前記第１直管部の外周面とが接触する前記第２直管部側の接触線の延長上に形成された下部面を有する第３空洞部と、を備える割型状のクランプ型で、前記第１直管部および前記曲管部中間体を固定する管固定工程と、前記第２直管部の内径よりも大きな外径の拡径部を有する第１拡管ピンを、前記クランプ型の外に突出した前記第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記第１拡管ピンを前記第２直管部の管端から挿入することで、前記第２直管部を拡径して、前記第２直管部を拡径第２直管部に成形する第１拡管工程と、前記拡径第２直管部の内径よりも大きな幅の断面長円の拡幅部を有する第２拡管ピンを、前記クランプ型の外に突出した前記拡径第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記第２拡管ピンを前記拡径第２直管部の管端から挿入することで、前記拡径第２直管部および前記曲管部中間体の一部を拡幅して、前記拡径第２直管部および前記曲管部中間体をそれぞれ拡幅第２直管部および最終的に得ようとする形状の曲管部に成形する第２拡管工程と、断面長円の形状保持部を有する絞りピンが内蔵された絞りパンチであって、入口から奥に向かって開口が徐々に狭められた各断面長円の絞りテーパー部と、前記絞りテーパー部より奥に形成された前記絞りテーパー部から延在する断面長円の絞り筒穴部とを備える絞りパンチを、前記クランプ型の外に突出した前記拡幅第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記絞りピンを前記拡幅第２直管部の管端から挿入するとともに、前記絞りパンチの先端面を前記第３空洞部の前記下部面に当接させることにより前記拡幅第２直管部を絞って、前記拡幅第２直管部を断面長円の長円第２直管部に成形する絞り工程と、断面長円の形状保持部を有するバルジピンが内蔵されたバルジパンチであって、最終的に得ようとする長円形状のバルジに対応した寸法で所定の深さ座ぐりされることで入口に形成された段差部と、前記段差部より奥に形成された前記段差部から延在する断面長円の筒穴部とを備えるバルジパンチを、前記クランプ型の外に突出した前記長円第２直管部の管端と離間した状態で対向させ、その後、前記バルジピンを前記長円第２直管部の管端から挿入するとともに、前記バルジパンチの先端面を前記第３空洞部の前記下部面に当接させることにより、前記第１直管部の外周に接するように前記バルジを成形するバルジ成形工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の曲げパイプの製造方法によれば、バルジの曲管部側の端面と直管部の外周面との間の隙間を小さくすることができる、または隙間を無くすことができることに加えて、整った形状の長円形状のバルジおよび整った形状のその周辺部分とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】パイプ素管の形状を示す図である。
【図１Ｂ】仮曲げ工程後の曲げパイプ中間体の形状を示す図である。
【図２】第１ストライク曲げＲ矯正工程前の、曲げパイプ中間体、成形型、ストライク曲げＲ矯正用ピン、および内径規制用ピンの位置関係を示す図である。
【図３】図２に示す状態から第１ストライク曲げＲ矯正工程が実施された状態を示す図である。
【図４】第１ストライク曲げＲ矯正工程後に、曲げパイプ中間体が裏返されて第２ストライク曲げＲ矯正工程が実施された状態を示す図である。
【図５】割型状のクランプ型を示す斜視図である。
【図６】図５に示すクランプ型の平面図である。
【図７】第１拡管ピンを示す斜視図である。
【図８】第２拡管パンチを示す斜視図である。
【図９】図８に示す第２拡管パンチの正面図である。
【図１０】第２拡管ピンを示す斜視図である。
【図１１】絞りパンチを示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す絞りパンチの正面図である。
【図１３】絞りピンを示す斜視図である。
【図１４】バルジパンチを示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すバルジパンチの正面図である。
【図１６】バルジピンを示す斜視図である。
【図１７】第１拡管工程の手順を説明するための図である。
【図１８】第２拡管工程の手順を説明するための図である。
【図１９】絞り工程の手順を説明するための図である。
【図２０】バルジ成形工程の手順を説明するための図である。
【図２１】曲げパイプの最終形態を示す図である。
【図２２】長円第２直管部の開口側を斜め上向きにして撮影した最終形態の曲げパイプの写真である。
【図２３】長円第２直管部の開口側を横向きにして撮影した最終形態の曲げパイプの写真である。
【図２４】長円第２直管部の開口側を下向きにして撮影した最終形態の曲げパイプの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１１】
図１Ａは、曲げパイプの素材であるパイプ素管１を示す。パイプ素管１として、例えば、Ａｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金Ａ３００３管などのアルミニウム合金管、高圧配管用炭素鋼鋼管ＳＴＳＷ１−Ｂ、銅管などの金属製管が用いられる。パイプ素管１の外径Ｄ１は、これに限られることはないが、例えば、φ１７ｍｍである。また、パイプ素管１の肉厚は、これに限られることはないが、例えば、１．２ｍｍである。
【００１２】
（仮曲げ工程）
仮曲げ工程について説明する。図１Ｂに示すように、ＮＣベンダーなどの曲げ加工機を用いて、パイプ素管１に曲げ加工を施し、パイプ素管１の一方の端部側に第１直管部２ａ、パイプ素管１の他方の端部側に第２直管部２ｂを残しつつ、第１直管部２ａと第２直管部２ｂとの間に湾曲部２ｃを形成し、第１直管部２ａ、湾曲部２ｃ、および第２直管部２ｂを備える曲げパイプ中間体２を製造する。
【００１３】
（ストライク曲げＲ矯正工程）
ストライク曲げＲ矯正工程について説明する。上記湾曲部２ｃの曲げＲ（曲率半径）を矯正して湾曲部２ｃを曲管部中間体３ｃ（図４参照）の形状に成形する。図２は、第１ストライク曲げＲ矯正工程前の、曲げパイプ中間体２、成形型１０、ストライク曲げＲ矯正用ピン２０、および内径規制用ピン３０の位置関係を示す図である。
【００１４】
成形型１０は、割型状の成形型であって、対称形状の一対の型からなる。なお、図２〜図４に示す成形型１０部分における曲げパイプ中間体２、３を示す図は、一対の型同士の接触面で管を切断した場合を図示したものである。図２などには、対称形状の一対の型からなる成形型１０のうちの一方の型のみを示している。曲げパイプ中間体２を成形型１０にセットする際、図２などに示す一方の型と、図示を省略するもう一方の型とで、曲げパイプ中間体２を挟み込むようにする。
【００１５】
成形型１０は、湾曲部２ｃを曲管部中間体３ｃ（図４参照）の形状に成形するための空洞部１０ｃを有する。空洞部１０ｃは、曲管部中間体３ｃ（図４参照）の曲げ外側部の曲面に対応した形状（曲率半径）の第１内周面１０ｃ１と、湾曲部２ｃの曲げ内側部の曲面に対応した形状（曲率半径）の第２内周面１０ｃ２とを有する。また、成形型１０は、第１直管部２ａおよび第２直管部２ｂを収容するための空洞部１０ａ、１０ｂを有する。
【００１６】
ストライク曲げＲ矯正用ピン２０は、円柱形状の本体部２０ａと、第１内周面１０ｃ１の形状（曲率半径）に対応した湾曲面を有する爪部２０ｂとを有する。内径規制用ピン３０は、円柱形状の本体部３０ａと、先端に向かうに連れて外径が小さくなる先端部３０ｂとを有する。
【００１７】
本実施形態のストライク曲げＲ矯正工程は、第１ストライク曲げＲ矯正工程、および第２ストライク曲げＲ矯正工程という２段階のストライク曲げＲ矯正工程である。
【００１８】
〈第１ストライク曲げＲ矯正工程〉
図２に示すように、成形型１０の空洞部１０ａ〜１０ｃに曲げパイプ中間体２を配置し、第１直管部２ａの管端からストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入するとともに、ストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入しない側の第２直管部２ｂの管端から内径規制用ピン３０を挿入する。
【００１９】
図３に示すように、ストライク曲げＲ矯正用ピン２０が挿入されると、その爪部２０ｂが湾曲部２ｃを内側から押圧する。その結果、曲げパイプ中間体２の湾曲部２ｃの曲げ外側部の曲面が径方向外向きに拡大する。また、湾曲部２ｃの曲げ内側部は、上記曲げ外側部が径方向外向きに拡大することによって内側へ引っ張られて管の内方へ変形する。図２と図３とを比較すればわかるように、湾曲部２ｃの曲げ外側部の曲面の曲率半径、および湾曲部２ｃの曲げ内側部の曲面の曲率半径は、いずれも小さくなる。
【００２０】
〈第２ストライク曲げＲ矯正工程〉
次いで、図４に示すように、曲げパイプ中間体２を裏返して成形型１０の空洞部１０ａ〜１０ｃに曲げパイプ中間体２を配置し、第１ストライク曲げＲ矯正工程時に内径規制用ピン３０を挿入した第２直管部２ｂの管端からストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入するとともに、第１ストライク曲げＲ矯正工程時にストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入した第１直管部２ａの管端から内径規制用ピン３０を挿入する。
【００２１】
ストライク曲げＲ矯正用ピン２０が挿入されると、その爪部２０ｂが湾曲部２ｃを内側から押圧する。その結果、曲げパイプ中間体２の湾曲部２ｃの曲げ外側部の曲面が径方向外向きに拡大する。また、湾曲部２ｃの曲げ内側部は、上記曲げ外側部が径方向外向きに拡大することによって内側へ引っ張られて管の内方へ変形する。
【００２２】
第１ストライク曲げＲ矯正工程、および第２ストライク曲げＲ矯正工程の実施により、図２に示す湾曲部２ｃは、図４に示す曲管部中間体３ｃの形状に成形される。曲管部中間体３ｃの曲げ外側部の曲面の曲率半径、および曲管部中間体３ｃの曲げ内側部の曲面の曲率半径は、湾曲部２ｃのそれぞれ対応する曲面の曲率半径よりも小さい。すなわち、曲管部中間体３ｃの曲率半径は、湾曲部２ｃの曲率半径よりも小さい。
【００２３】
なお、第１ストライク曲げＲ矯正工程のときに、第２直管部２ｂの管端からストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入し、第１直管部２ａの管端から内径規制用ピン３０を挿入するとともに、第２ストライク曲げＲ矯正工程のときに、第１直管部２ａの管端からストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入し、第２直管部２ｂの管端から内径規制用ピン３０を挿入してもよい。
【００２４】
また、第１直管部２ａまたは第２直管部の管端からストライク曲げＲ矯正用ピン２０を挿入することのみで、すなわち、１回のストライク曲げＲ矯正工程のみで、図４に示す曲管部中間体３ｃの形状が得られれば、第１ストライク曲げＲ矯正工程、および第２ストライク曲げＲ矯正工程という２段階のストライク曲げＲ矯正工程ではなく、１段階のストライク曲げＲ矯正工程とされてもよい。なお、上記のような２段階のストライク曲げＲ矯正工程を実施することで、より確実に且つ安定して湾曲部２ｃを曲管部中間体３ｃの形状に成形することができる。
【００２５】
（管固定工程）
管固定工程について説明する。図５および図６は、ストライク曲げＲ矯正工程後の曲げパイプ中間体３をセット（固定）する割型状のクランプ型４０を示す図である。
【００２６】
クランプ型４０は、割型状のクランプ型であって、対称形状の一対の型からなる。図５および図６には、対称形状の一対の型からなるクランプ型４０のうちの一方の型のみを示している。曲げパイプ中間体３をクランプ型４０にセットする際、言い換えれば、曲げパイプ中間体３をクランプ型４０で固定する際、図５などに示す一方の型と、図示を省略するもう一方の型とで、曲げパイプ中間体３を挟み込むようにする。
【００２７】
クランプ型４０は、曲げパイプ中間体３の第１直管部２ａを収容する第１空洞部４０ａと、曲管部中間体３ｃを収容する第２空洞部４０ｂと、第２直管部２ｂの外径より大きな内径になるように座ぐりされてなる第３空洞部４０ｃとを有する。
【００２８】
上記第２空洞部４０ｂは、曲管部中間体３ｃを最終的に得ようとする曲管部４ｃ（図２１参照）の形状に成形するための空洞部である。第２空洞部４０ｂは、曲管部中間体３ｃの一部（第２直管部２ｂ側）を拡幅するための窪み４０ｂ１を有する。
【００２９】
図１７などに示すように、上記第３空洞部４０ｃは、第１空洞部４０ａに配置された第１直管部２ａの軸方向に沿う方向における第１直管部２ａの断面視において第１空洞部４０ａと第１直管部２ａの外周面とが接触する第２直管部２ｂ側の接触線Ｌの延長上に形成された下部面４０ｃ１を有する。なお、図１７に示すクランプ型４０部分における曲げパイプ中間体３を示す図は、一対の型同士の接触面で管を切断した場合を図示したものである（図１８〜図２０においても同様）。
【００３０】
対称形状の一対の型で構成される上記クランプ型４０で、曲げパイプ中間体３の第１直管部２ａおよび曲管部中間体３ｃのうちの少なくとも第１直管部２ａに近い側の部分を挟み込んで固定する。
【００３１】
図１７などに示すように、本実施形態では、この管固定工程において、第１直管部２ａの管端から曲管部中間体３ｃ近傍までパイプ内支えピン４５を挿入している。パイプ内支えピン４５を挿入することで、以後の工程（第１拡管工程、第２拡管工程、絞り工程、およびバルジ成形工程）において、第１直管部２ａが座屈することを防止することができる。なお、第２直管部２ｂの長さによっては、曲げパイプ中間体３をクランプ型４０にセットする（曲げパイプ中間体３をクランプ型４０で固定する）前に、第２直管部２ｂを所望の長さ切断して、第２直管部２ｂを短くする。
【００３２】
（第１拡管工程）
第１拡管工程について説明する。図７は、曲げパイプ中間体３の第２直管部２ｂを拡径して、第２直管部２ｂを拡径第２直管部３ｂ（図１８参照）に成形する第１拡管工程で用いる第１拡管ピン５０を示す斜視図である。図１７は、第１拡管工程の手順を説明するための図である。
【００３３】
図７および図１７に示すように、第１拡管ピン５０は、第２直管部２ｂの内径よりも大きな外径の円柱状形状の拡径部５０ａと、第２空洞部４０ｂの曲面形状に対応した湾曲面を有する先端爪部５０ｂとを有する。先端爪部５０ｂの外径は、拡径部５０ａの外径よりも小さい。先端爪部５０ｂと拡径部５０ａとの間に先細りのテーパー部５０ｃが設けられている。また、拡径部５０ａの表面には拡径部５０ａの軸方向に延びる平面部５０ａ１が設けられている。平面部５０ａ１は、拡径部５０ａの周方向で相互に１８０度ずらされて合計２箇所設けられている。２つの平面部５０ａ１間の距離は、拡径部５０ａの外径よりも小さい。なお、拡径部５０ａの表面に上記２つの平面部５０ａ１が設けられていなくてもよい。すなわち、拡径部５０ａは、完全な円柱形状（断面円形）とされてもよい。
【００３４】
上記第１拡管ピン５０は、第１拡管パンチ６０に内蔵される。第１拡管パンチ６０は、筒状部６０ａを有する。この筒状部６０ａの有底の筒穴部６０ａ１に第１拡管ピン５０が挿入された状態で、第１拡管ピン５０は第１拡管パンチ６０にボルト（不図示）などで固定される。筒状部６０ａの外形および筒穴部６０ａ１は、いずれも円形である。第１拡管ピン５０の拡径部５０ａと第１拡管パンチ６０の筒穴部６０ａ１との間には隙間があり、この隙間に第２直管部２ｂが入り込むようになっている。
【００３５】
図１７に示すように、第１拡管ピン５０が内蔵された第１拡管パンチ６０を、クランプ型４０の外に突出した第２直管部２ｂの管端と離間した状態で対向させ、その後、第１拡管ピン５０を第２直管部２ｂの管端から挿入するとともに、第１拡管パンチ６０の先端面６０ａ２をクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接させる。
【００３６】
図１８中の右に示すように、第２直管部２ｂの管端から第１拡管ピン５０が挿入されると、第１拡管ピン５０のテーパー部５０ｃおよび拡径部５０ａが第２直管部２ｂを拡径し、第２直管部２ｂは、第２直管部２ｂよりも径が大きい断面略円形の拡径第２直管部３ｂに成形される。第１拡管ピン５０にテーパー部５０ｃが設けられていることで、第２直管部２ｂをスムーズに拡径することができる。また、拡径部５０ａの表面に上記２つの平面部５０ａ１が設けられていることで、成形された拡径第２直管部３ｂの断面が真円ではなく若干横長の円となり、次工程（第２拡管工程）での拡径第２直管部３ｂの加工（拡管）が行いやすい。
【００３７】
（第２拡管工程）
第２拡管工程について説明する。図８は、第２拡管パンチ８０を示す斜視図であり、図９は、図８に示す第２拡管パンチ８０の正面図である。図１０は、第２拡管ピン７０を示す斜視図である。図１８は、第２拡管工程の手順を説明するための図である。
【００３８】
第２拡管ピン７０は、拡径第２直管部３ｂの内径よりも大きな幅の断面長円の拡幅部７０ａを有する。拡幅部７０ａは、幅および高さが一定の拡幅本体部７０ａ１と、先細りの拡幅先端部７０ａ２とで構成される。
【００３９】
上記第２拡管ピン７０は、第２拡管パンチ８０に内蔵される。第２拡管パンチ８０は、筒状部８０ａを有する。この筒状部８０ａの有底の筒穴部８０ａ１に第２拡管ピン７０が挿入された状態で、第２拡管ピン７０は第２拡管パンチ８０にボルト（不図示）などで固定される。筒状部８０ａの外形は円形であり、これに対し、筒穴部８０ａ１は断面長円である。また、第２拡管パンチ８０は、入口から奥に向かって開口が徐々に狭められた各断面長円のテーパー部８０ａ２を有する。筒穴部８０ａ１は、テーパー部８０ａ２より奥に形成され、テーパー部８０ａ２から延在する。第２拡管ピン７０の拡幅部７０ａと第２拡管パンチ８０の筒穴部８０ａ１との間には隙間があり、この隙間に拡径第２直管部３ｂが入り込むようになっている。
【００４０】
図１８に示すように、第２拡管ピン７０が内蔵された第２拡管パンチ８０を、クランプ型４０の外に突出した拡径第２直管部３ｂの管端と離間した状態で対向させ、その後、第２拡管ピン７０を拡径第２直管部３ｂの管端から挿入するとともに、第２拡管パンチ８０の先端面８０ａ３をクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接させる。
【００４１】
拡径第２直管部３ｂの管端から第２拡管ピン７０が挿入されると、第２拡管ピン７０の拡幅部７０ａが拡径第２直管部３ｂを拡幅する。これに加えて、図１９中の右に示すように、第２拡管パンチ８０の先端面８０ａ３がクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接する過程で、第２拡管パンチ８０の断面長円の筒穴部８０ａ１によって、第１直管部２ａの軸方向において拡径第２直管部３ｂが凹む。その結果、拡径第２直管部３ｂは、断面長円の拡幅第２直管部４ｂに成形される。なお、拡幅第２直管部４ｂは、図２０および図２１に示す最終的に得ようとする長円第２直管部５ｂよりもひとまわり大きい。
【００４２】
また、第２拡管パンチ８０の筒穴部８０ａ１が断面長円であること、および筒穴部８０ａ１の先端部に先広がりの上記テーパー部８０ａ２が設けられていることで、第２拡管パンチ８０の先端面８０ａ３がクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接する過程で、図１９中の右に示すように、第１直管部２ａの軸方向において、拡幅第２直管部４ｂと曲管部４ｃとの境界部にバルジ中間体６が形成される。
【００４３】
バルジ中間体６は、後に、バルジ７となる部分（凸部）である。この第２拡管工程において、バルジ中間体６を成形しておくことで、後のバルジ成形工程にて、より整った形状のバルジ７を成形することができる。
【００４４】
また、拡径第２直管部３ｂの管端から第２拡管ピン７０が挿入されると、第２拡管ピン７０の拡幅先端部７０ａ２が、曲管部中間体３ｃを内側から押圧する。クランプ型４０の第２空洞部４０ｂには窪み４０ｂ１（図５参照）が設けられているため、拡幅先端部７０ａ２が曲管部中間体３ｃを内側から押圧すると、曲管部中間体３ｃの一部（第２直管部２ｂ側）が窪み４０ｂ１に嵌り込むようにして拡幅変形し、その結果、曲管部中間体３ｃは最終的に得ようとする形状の曲管部４ｃ（図２１参照）に成形される。図２１および図２４に示すように、曲管部４ｃは、左右一対の膨らみ部５を有する。この膨らみ部５が、曲管部中間体３ｃの一部（第２直管部２ｂ側）が拡幅変形した部分である。
【００４５】
このようにして、第２拡管工程により、拡径第２直管部３ｂおよび曲管部中間体３ｃは、それぞれ拡幅第２直管部４ｂおよび曲管部４ｃに成形される。
【００４６】
（絞り工程）
絞り工程について説明する。図１１は、絞りパンチ１００を示す斜視図であり、図１２は、図１１に示す絞りパンチ１００の正面図である。図１３は、絞りピン９０を示す斜視図である。図１９は、絞り工程の手順を説明するための図である。
【００４７】
絞りピン９０は、断面長円の形状保持部９０ａを有する。形状保持部９０ａの断面形状およびその寸法は、本絞り工程にて得ようとする長円第２直管部５ｂの断面内側形状およびその寸法とほぼ等しい。
【００４８】
上記絞りピン９０は、絞りパンチ１００に内蔵される。絞りパンチ１００は、筒状部１００ａを有する。この筒状部１００ａの有底の絞り筒穴部１００ａ１に絞りピン９０が挿入された状態で、絞りピン９０は絞りパンチ１００にボルト（不図示）などで固定される。筒状部１００ａの外形は円形であり、絞り筒穴部１００ａ１は断面長円である。また、絞りパンチ１００は、入口から奥に向かって開口が徐々に狭められた各断面長円の絞りテーパー部１００ａ２を有する。絞り筒穴部１００ａ１は、絞りテーパー部１００ａ２より奥に形成され、絞りテーパー部１００ａ２から延在する。図１９に示すように、絞りピン９０の形状保持部９０ａと絞りパンチ１００の絞り筒穴部１００ａ１との間には隙間があり、この隙間に拡幅第２直管部４ｂが入り込むようになっている。
【００４９】
図１９に示すように、上記絞りテーパー部１００ａ２は、拡幅第２直管部４ｂと曲管部４ｃとの境界部のうちの曲がり内側部１０３に当接するテーパー部分１０１における、絞りパンチ１００の軸方向に対する傾斜角度α１が、上記境界部のうちの曲がり外側部１０４に当接するテーパー部分１０２における、上記軸方向に対する傾斜角度α２よりも大きくされている。
【００５０】
絞りピン９０が内蔵された絞りパンチ１００を、クランプ型４０の外に突出した拡幅第２直管部４ｂの管端と離間した状態で対向させ、その後、絞りピン９０を拡幅第２直管部４ｂの管端から挿入するとともに、絞りパンチ１００の先端面１００ａ３をクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接させる。
【００５１】
図２０中の右に示すように、絞りパンチ１００が拡幅第２直管部４ｂの管端と離間した状態から、その先端面１００ａ３がクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接する過程で、絞りパンチ１００の絞りテーパー部１００ａ２および絞り筒穴部１００ａ１によって、断面長円の拡幅第２直管部４ｂは全周にわたって絞られ、その結果、拡幅第２直管部４ｂは、最終的に得ようとする断面長円の長円第２直管部５ｂに成形される。また、絞りパンチ１００の絞りテーパー部１００ａ２によって、長円第２直管部５ｂと曲管部４ｃとの境界部にはその全周にわたってバルジ中間体６が形成される。
【００５２】
ここで、傾斜角度α１＞傾斜角度α２とされていることで、上記絞りテーパー部１００ａ２により、曲がり内側部１０３のバルジ中間体６は、曲がり外側部１０４のバルジ中間体６よりも第１直管部２ａ側の方へ大きく伸びる（図２０参照）。曲がり内側部１０３および曲がり外側部１０４は、整った形状のバルジ７（図２１参照）に幾分成形しづらい部分であり、且つ、曲がり内側部１０３は、曲がり外側部１０４よりも整った形状のバルジ７（図２１参照）に成形しづらい部分である。傾斜角度α１＞傾斜角度α２とされていることで、曲がり内側部１０３のバルジ中間体６が第１直管部２ａ側の方へ大きく伸びる。その結果、バルジ７を成形し易くなる。これにより、次のバルジ成形工程にて、曲がり内側部１０３においてより整った形状のバルジ７を成形することができる。なお、傾斜角度α１＞傾斜角度α２とされていることは必須ではない。
【００５３】
また、断面長円の形状保持部９０ａを有する絞りピン９０が内蔵された絞りパンチ１００を絞り工程で用いることで、絞りパンチ１００の絞りテーパー部１００ａ２および絞り筒穴部１００ａ１によって拡幅第２直管部４ｂが絞られる際に、拡幅第２直管部４ｂの内面が絞りピン９０で支持されるので、整った形状の長円第２直管部５ｂとすることができる。なお、特許文献１（特許第６５４６６８４号公報）に記載の曲げパイプの製造方法では、絞り工程に相当する工程において、絞りピン９０に相当する部材は用いられていない。
【００５４】
（バルジ成形工程）
バルジ成形工程について説明する。図１４は、バルジパンチ１２０を示す斜視図であり、図１５は、図１４に示すバルジパンチ１２０の正面図である。図１６は、バルジピン１１０を示す斜視図である。図２０は、バルジ成形工程の手順を説明するための図である。
【００５５】
バルジピン１１０は、断面長円の形状保持部１１０ａを有する。形状保持部１１０ａの断面形状およびその寸法は、長円第２直管部５ｂの断面内側形状およびその寸法とほぼ等しい。
【００５６】
上記バルジピン１１０は、バルジパンチ１２０に内蔵される。バルジパンチ１２０は、筒状部１２０ａを有する。この筒状部１２０ａの有底の筒穴部１２０ａ１にバルジピン１１０が挿入された状態で、バルジピン１１０はバルジパンチ１２０にボルト（不図示）などで固定される。筒状部１２０ａの外形は円形であり、筒穴部１２０ａ１は断面長円である。また、バルジパンチ１２０は、最終的に得ようとする長円形状のバルジ７に対応した寸法で所定の深さ座ぐりされることで入口に形成された段差部１２０ａ２を有する。筒穴部１２０ａ１は、段差部１２０ａ２より奥に形成され、段差部１２０ａ２から延在する。図２０に示すように、バルジピン１１０の形状保持部１１０ａとバルジパンチ１２０の筒穴部１２０ａ１との間には隙間があり、この隙間に長円第２直管部５ｂが入り込むようになっている。
【００５７】
図１５に示すように、上記段差部１２０ａ２は、長円形状のバルジ７を成形するための段差部であるため、長円形状のリング状である。この段差部１２０ａ２は、当該段差部１２０ａ２を正面から視たときに、当該段差部１２０ａ２の長手方向中央部１０５における幅が、当該段差部１２０ａ２の長手方向端部１０６における幅よりも広くされている。また、段差部１２０ａ２の幅は、長手方向端部１０６から長手方向中央部１０５に向けて滑らかに広げられている。
【００５８】
上記長手方向中央部１０５は、曲げパイプ中間体３における曲がり内側部１０３および曲がり外側部１０４に対応する部分である（図２０参照）。これら曲がり内側部１０３および曲がり外側部１０４は、整った形状のバルジ７（図２１参照）に幾分成形しづらい部分である。段差部１２０ａ２の長手方向中央部１０５における幅が、段差部１２０ａ２の長手方向端部１０６における幅よりも広くされていると、段差部１２０ａ２の長手方向中央部１０５にバルジ中間体６が伸び易くなり、その結果、より整った形状のバルジ７を成形することができる。
【００５９】
なお、段差部１２０ａ２の長手方向中央部１０５における幅と、段差部１２０ａ２の長手方向端部１０６における幅とは等しくされていてもよい。すなわち、長円形状のリング状の段差部１２０ａ２において、当該段差部１２０ａ２を正面から視たときに、全周にわたって均一な寸法の幅の段差部とされてもよい。
【００６０】
バルジピン１１０が内蔵されたバルジパンチ１２０を、クランプ型４０の外に突出した長円第２直管部５ｂの管端と離間した状態で対向させ、その後、バルジピン１１０を長円第２直管部５ｂの管端から挿入するとともに、バルジパンチ１２０の先端面１２０ａ３をクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接させる。
【００６１】
バルジパンチ１２０が長円第２直管部５ｂの管端と離間した状態から、その先端面１２０ａ３がクランプ型４０の第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接する過程で、バルジパンチ１２０の段差部１２０ａ２によって、バルジ中間体６は、長円第２直管部５ｂの軸方向において圧縮されるとともに径方向に伸びる。その結果、バルジ中間体６は、第１直管部２ａの外周に接するような長円形状のバルジ７（図２１参照）に成形される。長円形状のバルジ７とは、長円形状の環状凸部であり、言い換えれば、長円形状の鍔であり、長円形状のリングである。
【００６２】
なお、バルジピン１１０の形状保持部１１０ａの基端に設けられた段差部１１０ｂが、長円第２直管部５ｂの管端のストッパーとなる。バルジパンチ１２０の先端面１２０ａ３とバルジピン１１０の段差部１１０ｂとの間のバルジパンチ１２０の軸方向における距離が、クランプ型４０の外に突出した長円第２直管部５ｂの管端と第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１との間の長円第２直管部５ｂの軸方向における距離よりも短い場合、バルジパンチ１２０の先端面１２０ａ３が第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１に当接する過程で、バルジピン１１０の段差部１１０ｂによって、長円第２直管部５ｂは第３空洞部４０ｃ内に押し込まれる。この作用によっても、バルジ中間体６は、長円第２直管部５ｂの軸方向において圧縮されるとともに径方向に伸びる。
【００６３】
なお、バルジパンチ１２０の先端面１２０ａ３とバルジピン１１０の段差部１１０ｂとの間のバルジパンチ１２０の軸方向における距離が、クランプ型４０の外に突出した長円第２直管部５ｂの管端と第３空洞部４０ｃの下部面４０ｃ１との間の長円第２直管部５ｂの軸方向における距離よりも長くされてもよいし、同じ距離にされていてもよい。
【００６４】
長円形状のバルジ７を備える最終形態の曲げパイプ８を、図２１〜図２４に示した。図２１〜図２４に示すように、上記各工程を経て得られた曲げパイプ８は、バルジ７の曲管部側の端面７ａと第１直管部２ａの外周面との間の隙間が小さい（隙間がほとんど無い）。すなわち、本実施形態の曲げパイプの製造方法によると、バルジ７の曲管部側の端面７ａと直管部の外周面との間の隙間を小さくすることができる、または隙間を無くすことができる。
【００６５】
なお、実際に製造した図２２〜図２４に示す曲げパイプ８に関し、第１直管部２ａには、２つのスプール９が形成されている。これらのスプール９は、本発明と特に関係はない。
【００６６】
本発明では、第１拡管工程、第２拡管工程という２段階の拡管工程を行った後に、絞り工程を行って、パイプ素管１の第２直管部２ｂを、最終形態である長円第２直管部５ｂに成形する。絞り工程を行う前に、上記２段階の拡管工程を行うことで、パイプ素管１の第２直管部２ｂを徐々に最終形態である長円第２直管部５ｂにすることができ、バルジ７から連なる整った形状の長円第２直管部５ｂとすることができる。また、バルジ７へと連なる曲管部４ｃについても左右一対の膨らみ部５を有する整った形状の曲管部４ｃとすることができる。そして、バルジ成形工程にて、最終的に得ようとする長円形状のバルジ７を成形することで、整った形状のバルジ７とすることができる。バルジ７が長円形状であるので狭い場所に曲げパイプ８を配置することができる。
【００６７】
上記の実施形態は次のように変更可能である。
【００６８】
内径規制用ピン３０を用いることは必須ではない。すなわち、第１ストライク曲げＲ矯正工程において、内径規制用ピン３０を用いなくてもよい。また、第２ストライク曲げＲ矯正工程において、内径規制用ピン３０を用いなくてもよい。ストライク曲げＲ矯正工程において、内径規制用ピン３０を用いなくてもよい。
【００６９】
第１拡管工程、第２拡管工程、絞り工程、およびバルジ成形工程において、第１直管部２ａをパイプ内支えピン４５で内側から支持することは必須ではない。すなわち、管固定工程において、パイプ内支えピン４５を用いなくてもよい。
【００７０】
第１拡管パンチ６０は必須ではない。例えば、第１拡管パンチ６０を用いずに何らかの公知の方法で保持した第１拡管ピン５０を、クランプ型４０の外に突出した第２直管部２ｂの管端と離間した状態で対向させ、その後、第１拡管ピン５０を第２直管部２ｂの管端から挿入することで、第２直管部２ｂを拡径してもよい。なお、上記実施形態のように、第１拡管パンチ６０を用いることで、第１拡管ピン５０による第２直管部２ｂの拡径がより安定する。
【００７１】
第２拡管パンチ８０の筒穴部８０ａ１は、断面長円でなく断面円形の穴部とされてもよい。筒穴部８０ａ１が断面円形の穴部とされていても、拡径第２直管部３ｂの内径よりも大きな幅の断面長円の拡幅部７０ａを有する第２拡管ピン７０によって、拡径第２直管部３ｂを拡幅することができる。拡径第２直管部３ｂが拡幅すると、第１直管部２ａの軸方向において拡径第２直管部３ｂは自然に凹む。その結果、拡径第２直管部３ｂは、断面長円の拡幅第２直管部４ｂとなる。
【００７２】
第２拡管パンチ８０は必須ではない。例えば、第２拡管パンチ８０を用いずに何らかの公知の方法で保持した第２拡管ピン７０を、クランプ型４０の外に突出した拡径第２直管部３ｂの管端と離間した状態で対向させ、その後、第２拡管ピン７０を拡径第２直管部３ｂの管端から挿入することで、拡径第２直管部３ｂおよび曲管部中間体３ｃの一部を拡幅してもよい。なお、上記実施形態のように、第２拡管パンチ８０を用いることで、第２拡管ピン７０による拡径第２直管部３ｂおよび曲管部中間体３ｃの一部の拡幅がより安定する。
【００７３】
本願で「長円」とは、２つの長辺が平行な長円だけでなく、楕円で定義されるような円も長円に含まれる。
【００７４】
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行うことは勿論可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１：パイプ素管
２：曲げパイプ中間体
２ａ：第１直管部
２ｂ：第２直管部
２ｃ：湾曲部
３ｂ：拡径第２直管部
３ｃ：曲管部中間体
４ｂ：拡幅第２直管部
４ｃ：曲管部
５ｂ：長円第２直管部
７：バルジ
８：曲げパイプ
１０：成形型
１０ｃ：空洞部
２０：ストライク曲げＲ矯正用ピン
３０：内径規制用ピン
４０：クランプ型
４０ａ：第１空洞部
４０ｂ：第２空洞部
４０ｂ１：窪み
４０ｃ：第３空洞部
４０ｃ１：下部面
４０：クランプ型
５０：第１拡管ピン
５０ａ：拡径部
６０：第１拡管パンチ
７０：第２拡管ピン
７０ａ：拡幅部
８０：第２拡管パンチ
８０ａ１：筒穴部
８０ａ２：テーパー部
９０：絞りピン
９０ａ：形状保持部
１００：絞りパンチ
１００ａ１：絞り筒穴部
１００ａ２：絞りテーパー部
１０１、１０２：テーパー部分
１０３：曲がり内側部
１０４：曲がり外側部
１１０：バルジピン
１２０：バルジパンチ
１２０ａ１：筒穴部
１２０ａ２：段差部
α１、α２：傾斜角度
【要約】
【課題】バルジの曲管部側の端面と直管部の外周面との間の隙間を小さくすることができる、または隙間を無くすことができることに加えて、整った形状の長円形状のバルジおよび整った形状のその周辺部分とすることができる曲げパイプの製造方法を提供すること。
【解決手段】曲げパイプの製造方法は、曲げパイプ中間体の第２直管部を拡径第２直管部に成形する第１拡管工程、拡径第２直管部および曲管部中間体をそれぞれ拡幅第２直管部および最終的に得ようとする形状の曲管部に成形する第２拡管工程、拡幅第２直管部を断面長円の長円第２直管部に成形する絞り工程、およびバルジを成形するバルジ成形工程を備える。上記絞り工程において、絞りピンが内蔵された絞りパンチを用いる。
【選択図】図２０【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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