(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管素材を挟んで固定するクランプと、円柱状の先端部とこの先端部よりも外径の太く且つ環状鍔部より太い大径部とこれらを連結するテーパ面を備えてなる第１パンチと、外部パンチの前面の開口部と奥部の小径部とこれらを連結するテーパ面を備える孔部を有すると共に小径部と内部パンチとで溝部を一連に有してなり前記孔部と溝部との軸方向の長さの比が略２：１である第２パンチと、外部パンチの前面の開口部と奥端の小径部とこれらを連結するテーパ面を備える孔部を有すると共に小径部と内部パンチとで溝部を一連に形成し且つ孔部と溝部との軸方向の長さの比が略１：２である第３パンチと、外部パンチの孔部を有すると共に小径部と内部パンチとで溝部を一連に有してなる第４パンチと、前記第４パンチにより成形加工された管素材の第１筒部と第２筒部を挟んで固定する補助クランプと、外部パンチの前面に突出する円柱状の先端軸部を有し且つ外部パンチの前面の先端軸部の周面に環状の浅い溝を有してなる第５パンチから構成したことを特徴とするパイプの接続端部の成形装置。
【請求項２】
管素材をクランプにて固定し、管素材の軸方向一端側及びその近傍部分を拡張して大径筒部を形成する第１予備工程と、前記第１予備工程で形成した管素材側のテーパ部に接続する大径胴部と小径部とこれらを連結するテーパ部とを有する錐体筒状部とこの錐体筒状部と小径筒部の軸方向の長さの比率を略２：１として一連に有する形状に縮径する第２予備工程と、第２予備工程で形成された管素材の端部側のテーパ部を抑え込んで環状鍔部を張り出し成形すると共に前記環状鍔部の一端側にテーパ状とする錐体筒状部と小径筒部を軸方向の長さの比率が略１：２として一連に形成した第２筒部を形成する予備工程を含む環状鍔部の成形工程と、前記環状鍔部の一端側に接続する錐体筒状部を抑え込んで軸方向に垂直な段部を有する第１筒部の成形とこの段部から先端まで第２筒部を形成する第１筒部と第２筒部の成形工程と、前記第１筒部と第２筒部を補助クランプにより固定し、第２筒部の先端を抑え込んで環状隆起部を形成する環状隆起部を形成する環状隆起部成形工程とからなることを特徴とするパイプの接続端部の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用冷房装置の冷媒配管に用いるパイプの端部、特に、ユニオン継手により接続するパイプの端部を形成するためのパイプの接続端部の成形装置及びパイプの接続端部の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来自動車用冷媒装置の冷媒配管に用いるパイプの端部をユニオン継手により結合するパイプの接続端部の構造は、管素材の軸方向一端から離れた位置に該管素材よりも大きな外径を有して形成したフランジ部と、前記フランジ部の前記軸方向一端部に隣接した位置に前記フランジ部よりも小さい外径を有して形成した第１筒部と、前記第１筒部の前記軸方向一端側に隣接した位置に前記第１筒部よりりも小さい外径を有して形成した第２筒部と、前記第２筒部の前記軸方向一端側に隣接した位置に前記フランジ部よりも小さく且つ前記第２筒部よりも大きい外径を有して形成された第３筒部を設けて形成されている。
【０００３】
前記のような構造のパイプの接続端部を形成する方法として，クランプに固定した管素材の軸方向一端及びその近傍部分に前記管素材の軸心に沿って前記管素材に対し相対的に可動な複数種のパンチにより複数回の塑性加工を施すことによって、前記フランジ部、前記第１筒部、前記第２筒部、及び前記第３筒部を形成している（特開平５−３３７５７６号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術で述べた成形方法によると、前記フランジ部、前記第１筒部、前記第２筒部，及び前記第３筒部の各部の成形ごとに、予備成形加工を施す２工程加工方法により成形するものであり、それ故に、前記フランジ部、前記第１筒部，前記第２筒部，及び前記第３筒部を成形するまでに６工程を必要とし、更に、管素材の端部は、フランジ部の形成の際に拡管した後に前記第３筒部の形成において縮径し、この縮径された管端部を再び拡管するために、この再度の拡管加工に際して素管の端部に破壊を生じさせ易く、その結果、第３筒部を形成する素管の最端部の強度が弱められる等の問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ビート出し加工により成形工程を削減すると共に、拡管と縮径を繰り返すことにより生じる管素材の破壊等の発生を解消するパイプの接続端部の製造装置及びその成形方法を提供するものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るパイプの接続端部の成形装置は、管素材を挟んで固定するクランプと、円柱状の先端部とこの先端部よりも外径の太く且つ環状鍔部より太い大径部とこれらを連結するテーパ面を備えてなる第１パンチと、外部パンチの前面の開口部と奥部の小径部とこれらを連結するテーパ面を備える孔部を有すると共に小径部と内部パンチとで溝部を一連に有してなり前記孔部と溝部との軸方向の長さの比が略２：１である第２パンチと、外部パンチの前面の開口部と奥端の小径部とこれらを連結するテーパ面を備える孔部を有すると共に小径部と内部パンチとで溝部を一連に形成し且つ孔部と溝部との軸方向の長さの比が略１：２である第３パンチと、外部パンチの孔部を有すると共に小径部と内部パンチとで溝部を一連に有してなる第４パンチと、前記第４パンチにより成形加工された管素材の第１筒部と第２筒部を挟んで固定する補助クランプと、外部パンチの前面に突出する円柱状の先端軸部を有し且つ外部パンチの前面の先端軸部の周面に環状の浅い溝を有してなる第５パンチから構成する。
【０００７】
本発明に係るパイプの接続先端部の成形方法は、管素材をクランプにて固定し、管素材の軸方向一端側及びその近傍部分を拡張して大径筒部を形成する第１予備工程と、前記第１予備工程で形成した管素材側のテーパ部に接続する大径胴部と小径部とこれらを連結するテーパ部とを有する錐体筒状部とこの錐体筒状部と小径筒部の軸方向の長さの比率を略２：１として一連に有する形状に縮径する第２予備工程と、第２予備工程で形成された管素材の端部側のテーパ部を抑え込んで環状鍔部を張り出し成形すると共に前記環状鍔部の一端側にテーパ状とする錐体筒状部と小径筒部を軸方向の長さの比率が略１：２として一連に形成した第２筒部を形成する予備工程を含む環状鍔部の成形工程と、前記環状鍔部の一端側に接続する錐体筒状部を抑え込んで軸方向に垂直な段部を有する第１筒部の成形とこの段部から先端まで第２筒部を形成する第１筒部と第２筒部の成形工程と、前記第１筒部と第２筒部を補助クランプにより固定し、第２筒部の先端を抑え込んで環状隆起部を形成する環状隆起部を形成する環状隆起部成形工程とからなる。
【０００８】
なお、前記第１成形パンチで拡径する外径はクランプの溝より稍々大径とするのが好ましく、第２成形パンチで形成する錐体筒部の大径胴部の外径はクランプの溝とはほぼ同径にするのが好ましい。
【０００９】
【作用】
本発明において、管素材である素管の接続端部は、管素材をクランプにて固定し、第１パンチにより、管素材の軸方向一端側及びその近傍部分を拡張して大径筒部を形成する第１予備工程を施し、次いで、第２パンチにより、前記第１予備工程で形成した管素材側のテーパ部に接続する大径胴部と小径部とこれらを連結するテーパ部とを有する錐体筒状部とこの錐体筒状部と小径筒部の軸方向の長さの比率を略２：１として一連に有する形状に縮径する第２予備工程を施す。そして、第３パンチにより、第２予備工程で形成された管素材の端部側のテーパ部を抑え込んで環状鍔部を張り出し成形する。この成形工程において、前記環状鍔部の一端側にテーパ状とする錐体筒状部と小径筒部を軸方向の長さの比率が略１：２として一連に形成した第２筒部を形成する予備工程が施される。次に、第４パンチにより、前記環状鍔部の一端側に接続する錐体筒状部を抑え込んで軸方向に垂直な段部を有する第１筒部の成形とこの段部から先端まで第２筒部を形成する。この成形工程を終了した状態で、前記第１筒部と第２筒部を補助クランプにより固定し、第２筒部の先端を抑え込んで環状隆起部を形成し、管素材の端部には、図９に示すような、環状鍔部５と、環状鍔部５よりも小さな外径の第１筒部６と、この第１筒部６よりも小さな外径の第２筒部７と、前記環状鍔部５よりも小さく且つ前記第２筒部よりも大きい外径の環状隆起部８を有する形状の接続端部１ａが得られる。
【００１０】
このように、第１成形工程及び第２成形工程により連続的に予備工程を施して、次の第３工程で、環状鍔部を形成し、第４成形工程で第１筒部と第２筒部を形成し、第５成形工程で環状隆起部を形成するので、パイプの接続端部は５工程と少ない工程数で完成させることが可能となる。そして、第１成形工程により、拡管した後に、第２〜第５成形工程で築地しぼりながら縮径することにより各部を成形するので、各部の成形工程における加工部分に無理な応力を与えることなく各部の所望の形状を得ることができ、加工時の破壊から保護し、高い強度の接続端部を有する製品の提供を可能とする。
【００１１】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する．
図１は、パイプ１の接続端部１ａと相手側のパイプ２をハーフユニオン３とユニオンナット４とのユニオン継手によって結合して示し、前記ハーフユニオン３は、内筒の所定位置に環状段部３ａを有し、この環状段部３ａを境にして、基端側から環状段部３ａへ向けて相手側となるパイプ２が挿着されて一体に固着設置され、先端側に前記パイプ１の接続端部１ａを受け入れる受け口部３ｂを有し、先端に面３ｃ取りが施され、外周のネジ部３ｄにユニオンナット４を面３ｃの側から螺着自在にしてなる。
【００１２】
前記パイプ１の接続端部１ａは、ハーフユニオン３の先端の面３ｃとユニオンナット４の小径部４ａに狭着される鍔部５を有し、この鍔部５より先端側に、鍔部５より外径が小さい第１筒部６と、第１筒部６より小径の第２筒部７と、前記第１筒部６と略同径の環状隆起部８を有し、前記第１筒部６と環状隆起部８が前記ハーフユニオン３の受け口部３ｂの中に挿入される外径を有すると共に前記第２筒部７の底部が第１筒部６と環状隆起部８の間にOリング９を収容する凹溝となる構造に形成されている。
【００１３】
図２乃至図９は、本発明のパイプの接続端部の成形装置及びその成形方法を成形工程順に示すものである。
【００１４】
図２は、パイプの接続端部を成形するための素管を固定した状態のクランプを一部断面で示す正面図であり、該クランプは、第１クランプ部２１と第２クランプ部２２を重ね合わせて円形の溝２０をなし、それぞれの第１及び第２クランプ部２１，２２の端面には溝２０の周囲に沿って設けられた溝２１ａ，２２ａを有して形成される。
そして、接続端部を形成するための管素材である素管１０が、先端部分を溝２１ａ、２２ａの側から突出させて、第１及び第２クランプ２１，２２によって挟み込んで固定される。この素管１０は、以後の成形工程が終了するまでクランプ部２１，２２から外さないで固定される。
【００１５】
図３は、第１成形工程に用いるパンチ及び第１成形工程を終了した加工状態を示し、第１パンチ３０は丸い先端面３１を有する円柱状の先端部３２と、この先端部３２よりも外径の太い大径部３３と、これらを連結するテーパ面３４を備えて形成されている。
そして、前記クランプ２１及び２２に挟んだ素管１０に、第１パンチ３０で、図３では、右方から素管１０の開口部に押し当てると，素管１０を半径方向外方にテーパ部１１を介して外径がD１となるように拡管する。前記外径D１はクランプ部２１，２２の溝２１ａ，２２ａより稍々大径の拡管となる。
【００１６】
図４は、第２成形工程に用いるパンチ及び第２成形工程を終了した加工状態を示し、第２パンチ４０は、外部パンチ４１の前面に内径がD１である開口部４２と、内径がD２である奥部の小径部４３と、これらを連結するテーパ面４４を備える孔部４５を有すると共に小径部４３の内径D２と内部パンチ４６とで厚みｙを有する溝部４７を一連に有した構造になり、前記孔部４５と溝部４７との軸方向の長さの比率は、孔部：溝部＝２：１〜１．８：１．２として形成している。
そして、前記第１成形工程で外径D１に拡管した素管１０の端部に、第２パンチを押し付けて、第１成形工程で形成した素管１０の前記テーパ部１１に接続する外径がD３である大径胴部１２と、外径がD２である小径筒部１３とこれらを連結するテーパ部１４を有する錐体筒状部と、前記錐体筒状部の小径側に軸方向へ小径筒部１３が一連に形成される。前記大径胴部１２の外径D３はクランプ部２１，２２の溝２０とほぼ同径となるように縮小形成される。前記第１成形工程と第２成形工程は、次の工程の形状出しのための第１及び第２の予備工程である。
【００１７】
図５は、第３成形工程に用いるパンチ、及び第３成形工程を終了した加工状態を示し、第３パンチ５０は、外部パンチ５１の内径がD４である開口部５２と、内径がD２である奥部の小径部５３と、これらを連結するテーパ面５４を備える孔部５５を有すると共に小径部５３の内径D２と内部パンチ５６とで厚みｙを有する溝部５７を一連に有する構造になり、前記開口部５２の内径D４は、素管１０の外径より大きく、クランプ部２１，２２の円形の溝２０より小さく、また、第３パンチ５０の孔部５５と溝部５７との軸方向の長さの比率は、孔部：溝部＝１：２〜０．７：１．３として、第３パンチ５０の孔部５５を第２パンチ４０の孔部４５の略半分とし、第３パンチ５０の溝部５７を第２パンチ４０の溝部４７の略２倍の長さに形成する。
そして、第２成形工程で形成された素管１０の端部に、第３パンチ５０を押し付けて抑え込み工程を施す。第３パンチ５０を押し付けると、第３パンチ７０の内径D４の開口部５２と内径D２の小径部５３を連絡するテーパ面５４で第２工程で形成された素管１０の端部のテーパ部１４に押し付けてると，図５に示した素管１０の端部は、第１クランプ部２１，第２クランプ部２２の端面の円形の溝２１ａ，２２ａの中に鍔部５が張り出すように抑え込み形成され、この鍔部５の軸方向一端側に、テーパ部１５になる錐体筒状部と小径筒部１６とを一連に備えた形状に形成される。この第３成形工程は、鍔部５の成形工程と次の第１筒部６0を成形する予備工程を含むものである。
【００１８】
図６は、第４成形工程に用いるパンチ、及び第４成形工程を終了した加工状態を示し、第４パンチ６０は、外部パンチ６１の内径D４の孔部６２と、小径部６３の内径D２と内部パンチ６４とで厚みｙを有する溝部６５を一連に有した構造になる。前記外部パンチ６１の孔部６２の内径D４は、環状鍔部５の外径より小径とし、素管１０の外径より大きい径に形成される。
そして、第３成形工程で形成されたテーパ部１５と外径D２の小径筒部１６を有する素管１０の端部に、第４パンチ６０を押し付けると、図５で示した素管１０の端部は、図６で示すように、テーパ部１５から軸方向に垂直な段部１７を有する第１筒部６と，この段部１７から軸方向へ先端部まで第２筒部７が形成される。この第４成形工程は、第１筒部６と第２筒部７との成形工程となる。
【００１９】
図７は、第４成形工程に連続して行われるビード付け加工をする際に使用される補助クランプを示し、この補助クランプ７０は、第１補助クランプ部７１と第２補助クランプ部７２からなり、図６の第４成形工程で形成された素管１０の第１筒部６と第２筒部７を挟み込む第１内径面７３と、第２内径面７４と、この第２内径面７４の端面の周囲に沿って設けられた内径D４である第３内径面７５を有する孔部を備えて形成される。
そして、前記第４成形工程に連続して，次の第５成形工程のビート付け加工をする際に、素管１０の端部に補助クランプ７０を装着する。
【００２０】
図８は、第５成形工程に用いるパンチ、及び第５成形工程を終了した加工状態を示し、第５パンチ８０は、外部パンチ８１の前面の中心から突出する円柱状の先端軸部８２を有し、外部パンチ８１の前面の先端軸部８２の周面に環状の浅い溝８３を有する構造に形成してなる。
そして、第４成形工程で形成された段部１７の一端側に連続して有する外径D２の第２筒部７に前記補助クランプ７０で挟み付けて、第５パンチ８０を押しつける。溝８３に素管１０の端部をはめ込んで押しつけると、第２筒部７の先端側に、補助クランプ７０の第３内径面７５に抑え込むことで、第２筒部７に隣接して軸方向一端側に隆起する環状隆起部８を形成し、第１筒部６と環状隆起部８の間の底部にOリングを装着する溝を形成し、図９に示す素管１０の先端部には、図１のパイプ１に示す接続端部１ａの形状、即ち、素管１０の軸方向一端から離れた位置に素管１０の外径よりも大きな外径をもって形成された環状鍔部５と、この環状鍔部５の軸方向一端側に隣接した位置に環状鍔部５よりも小さな外径をもって形成された第１筒部６と、前記第１筒部６の軸方向一端側に隣接した位置に第１筒部６よりも小さな外径をもって形成された第２筒部７と、この第２筒部７の軸方向一端側に隣接した位置に前記環状鍔部５よりも小さく且つ前記第２筒部よりも大きい外径をもって形成された環状隆起部８を有する形状の接続端部１ａが得られる。そして、このパイプ１の接続端部１ａを図１に示すように、ユニオン継手により相手側のパイプ２に接続することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記のような発明であるから、パイプの接続端部の最後の工程をビード付け加工を採用することにより、光定数が従来に比較して減少することが可能となり、しかも、製造が容易で、量産に適したパイプの端部の構造を提供することができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によって製造されたパイプの接続端部をユニオン継手により相手側のパイプと接続して示す断面図である。
【図２】  素管を固定して示すクランプの断面図である。
【図３】  第１成形工程に用いるパンチの形状及び第１成形工程を終了した加工状態を示す断面図である。、
【図４】  第２成形工程に用いるパンチの形状及び第２成形工程を終了した加工状態を示す断面図である。、
【図５】  第３成形工程に用いるパンチの形状及び第３成形工程を終了した加工状態を示す断面図である。、
【図６】  第４成形工程に用いるパンチの形状及び第４成形工程を終了した加工状態を示す断面図である。、
【図７】  第４成形工程を終えた素管の第１及び第２筒部を固定して示すクランプの断面図である。
【図８】  第５成形工程に用いるパンチの形状及び第５成形工程を終了した加工状態を示す断面図である。、
【図９】  本発明の全ての成形工程を完了したパイプの接続端部を示す正面図である。
【附合の説明】
１      パイプ
５      環状鍔部
６      第１筒部
７      第２筒部
８      環状隆起部
１０    素管
１１    テーパ部
１２    大径胴部
１３    小径筒部
１４    テーパ部
１５    テーパ部
１６    小径筒部
１７    段部
２１    第１クランプ部
２２    第２クランプ部
３０    第１パンチ
３１    先端面
３２    先端部
３３    大径部
３４    テーパ面
４０    第２パンチ
４１    外部パンチ
４２    開口部
４３    小径部
４４    テーパ面
４５    孔部
４６    内部パンチ
４７    溝部
５０    第３パンチ
５１    外部パンチ
５２    開口部
５３    小径部
５４    テーパ面
５５    孔部
５６    内部パンチ
５７    溝部
６０    第４パンチ
６１    外部パンチ
６２    孔部
６３    小径部
６４    内部パンチ
６５    溝部
７０    補助クランプ
８０    第５パンチ
８１    外部パンチ
８２    先端軸部
８３    溝部
【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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【図９】
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