米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> 株式会社三五

発明の名称 二重管の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−52721
公開日 平成10年(1998)2月24日
出願番号 特願平8−227425
出願日 平成8年(1996)8月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】池田 一眞
発明者 加藤 和明
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 外管に内管を挿入し、該内管を拡径して前記外管に圧着し、前記内管及び外管を密着した状態で所定の形状に屈曲形成して屈曲二重管を形成し、該屈曲二重管を構成する前記内管と前記外管との間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管を拡径し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形成することを特徴とする二重管の製造方法。
【請求項2】 前記内管を、拡径治具によって全長に亘って拡径し、前記内管の外面を前記外管の内面に圧着して前記屈曲二重管を形成することを特徴とする請求項1記載の二重管の製造方法。
【請求項3】 前記屈曲二重管を構成する前記内管と前記外管のうちの少くとも前記外管に対し、両端部から軸方向に圧縮荷重を付与しながら、前記内管と前記外管との間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管を拡径し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形成することを特徴とする請求項1記載の二重管の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二重管の製造方法に関し、特に内管と外管との間に所定の空隙を維持しながら屈曲して形成する二重管の製造方法に係る。
【0002】
【従来の技術】二重管の製造方法については、内管と外管との間に所定の空隙を維持しながら屈曲して形成する製造方法が知られている。例えば1993年3月2日発行の米国特許第5189790号の明細書には、二重壁パイプエルボの製造方法が開示されている。即ち、内管を外管に挿入し、両者を少くとも一方のパイプの両端部で結合し、内管に曲げ用のマンドリルを挿入し、内管及び外管に曲げ加工を行なう方法が開示されている。そして、同明細書においては、特に、外管の最終形状に対応する内面を有する中空内部空間に、内管及び外管を配置し、外管の両端をシールし、外管の外面が中空内部空間に面接触するように外管を拡径し、これにより内管の外面と外管の内面との間に開放中間部空間を形成する方法が提案されている。
【0003】もっとも、上記の二重管の曲げ加工については、例えば中村正信著「パイプの加工法」(1984年6月20日、日刊工業新聞社発行)の202頁及び203頁に説明されているように、既に知られている。特に、202頁の図14.21に加工手順が図示され、「液圧を使う方法としては、図14.21のようにパイプを2重に組み上げ、曲げ加工した後型に入れ、内パイプおよび内パイプ、外パイプの間へ液圧を加えて同図(b)のように成形する。」と記載されている。
【0004】上記の方法が提案された以降においても、例えば米国特許第5363544号の明細書には、非線形の屈曲形状の二重管の製造方法が提案されている。同明細書では一例として、内管と外管から成る二重管を型の凹部に配置し、内管のみに流体を充填、増圧し、内管が所定の寸法になるまで内管及び外管を型の凹部内で所定量拡管し、この加工物を更に大きな凹部に配置し、内管及び内管の外面と外管の内面との間の圧力が等しくなるように圧力流体を導入し、外管のみを大きな凹部に対応する所定の最終形状に拡径し、内管の外面と外管の内面との間に所定の空隙を形成し、所定形状の二重管を形成する方法が提案されている。
【0005】尚、曲り管の製造方法としては、例えば特公昭59−29334号公報に、成形型内において、曲り素材管の一方端部を圧縮すると同時にその素材管の上記端部に沿って曲り部の内側の成形を行う移動成形型を前進させながら、曲り素材管内にバルジ液圧を導入し、曲り管の成形を行なう液圧バルジ成形方法が開示されている。また、二重管の一般的な製造方法としては、特公昭58−37050号公報に、所定外管内に該外管内径より設定量小径の外径を有する内管を適宜挿入しておきその状態で内管内に高流体圧を作用させて該内管を外管に相対拡管させ、その後作動流体圧を除去することにより所謂締まりばりばめ方式で内外管圧着緊結一体化する方法が開示されている。
【0006】更に、特開平1−133624号公報には、外管と内管とからなる二層曲管を用意し、該二層曲管の内管内に圧力流体を供給して該内管に内圧を加え、内管を半径方向外方に変形させ、この状態で、前記外管を周方向環状に加熱し次いで冷却する環状加熱冷却を該外管の長さ方向に連続して行うことにより、該外管の内径を縮径させる緊着二層曲管の製造方法が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記米国特許第5363544号明細書に記載の方法は、米国特許第5189790号明細書に記載の方法に近似しており、前掲の書籍に記載の方法が基本となっている。要するに、基本的には、何れの方法も内管と外管との間に所定の空隙を維持しながら屈曲して形成する二重管の製造方法に係るものであり、内管を外管に挿入した後に曲げ加工を行ない、然る後に内管の中及び内管と外管との間に圧力流体を導入することを基本としている。しかし、この製造方法においては、屈曲形成する際に内管が拘束されていないと、内管には断面変形(潰れ)や皺が生ずる。これは、特に屈曲半径が小さい場合、及び/又は内管の板厚が薄い場合に著しい。
【0008】また、米国特許第5363544号明細書に記載の方法においては、内管と外管の曲げ加工を行なった後に内管と外管を同時に拡径することとしているので、内管の断面変形を修正することができるが、皺の発生は防止できず、特に内管の板厚が薄い場合に著しい。この皺は一種の座屈であり、加工硬化されているため、流体圧が加えられても皺以外の部分が延びることになり脆弱になる。
【0009】そこで、本発明は、二重管を構成する内管に断面変形や皺が生ずることなく、内管と外管との間に所定の空隙を維持しつつ所定の屈曲形状の二重管を製造する方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本発明の二重管の製造方法は、外管に内管を挿入し、該内管を拡径して前記外管に圧着し、前記内管及び外管を密着した状態で所定の形状に屈曲形成して屈曲二重管を形成し、該屈曲二重管を構成する前記内管と前記外管との間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管を拡径し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形成することとしたものである。
【0011】前記二重管の製造方法において、前記内管を、拡径治具によって全長に亘って拡径し、前記内管の外面を前記外管の内面に圧着して前記屈曲二重管を形成することとするとよい。
【0012】更に、前記屈曲二重管を構成する前記内管と前記外管のうちの少くとも前記外管に対し、両端部から軸方向に圧縮荷重を付与しながら、前記内管と前記外管との間及び前記内管に圧力流体を導入して前記外管を拡径し、前記内管と前記外管との間に所定の空隙を形成することとしてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】上記の構成になる二重管の製造方法の実施の形態としては、図1乃至図5に示す工程から成り、図6に示す二重管を最終製品とするもので、例えば自動車用の消音器(図示せず)に供される。図6に示す二重管は、例えばステンレススティール製の大径の外管1内に、これより厚さが薄いステンレススティール製の小径の内管2が所定の空隙をもって同軸上に配置され、両者の一端部で嵌着されて成る。これら外管1及び内管2は屈曲されており、夫々二箇所に屈曲部1c,2c及び屈曲部1d,2dを有する。尚、本実施形態では外管1の板厚は内管2より大に設定されているが、逆の関係としてもよく、またステンレススティール管に限らず、他の金属管を用いることとしてもよい。
【0014】上記図6の二重管を製造する方法を図1乃至図5を参照して説明する。先ず、図1に示すように、外管1の素管の一端部に円筒ポンチP1が圧入され、拡径部1bが形成される。次に、図2に示すように、外管1内に、これより小径で長尺の内管2の素管が挿入される。従って、内管2の一端が外管1の一端から延出した状態にある。そして、図3に示すように内管2の一端側から、本発明にいう拡径治具たる円筒ポンチP2が圧入され、内管2を拡径しながら移動し、その他端側から取り出される。これにより、内管2(場合によっては内管2及び外管1)が拡径され、内管2の外面が外管1の内面に密着する。この場合において、外管1は必ずしも拡径する必要はなく、要は内管2の外面が外管1の内面に密着するように内管2を拡径すればよい。
【0015】尚、本実施形態では拡径治具として円筒ポンチP2を用いることとしたが、ゴム、ウレタン等の弾性部材を用いたバルジ加工を行なうこととしてもよい。更に、引抜き加工、熱膨張を利用した締まりばめ(但し、このときは外管の縮径となる)等を行なうこととしてもよい。もっとも、この工程で液圧バルジ加工を行なうこととすると、後の外管拡径工程でも行なうので、コストがかかる液圧バルジ加工を2回行なうことになり、コストアップとなる。
【0016】続いて、例えばロータリベンダーによって外管1及び内管2が図4に示すように二箇所で屈曲され、夫々に屈曲部1c,2c及び屈曲部1d,2dが形成された屈曲二重管が形成される。このとき、上記のように外管1及び内管2が緊密に圧着された状態にあって、内管2が外管1に拘束されて両者が一体的に屈曲されるので、従来方法のように内管2に断面変形や皺が生ずることはない。尚、屈曲手段としてはプレスベンダー等、他の手段を用いることとしてもよい。この後、外管1及び内管2は図5に示すように、液圧バルジ装置100に収容され、後述するように液圧バルジ加工が行なわれる。
【0017】図7は、本実施形態に供する液圧バルジ装置100を示すもので、下型10及びその対称形状の上型(図示せず)が接合されて成形型が構成される。下型10には半円形断面の屈曲凹部11が形成されており、上型と接合されると、上型に形成された対称形状の屈曲凹部と共に中空円筒部が形成される。屈曲凹部11の一端側には、これに連続して縮径凹部12が形成されている。而して、これら屈曲凹部11及び縮径凹部12の内面によって外管1の外面の最終形状が規定される。更に、屈曲凹部11の一端側には空気抜孔13が開口し、外部空間と連通するように構成されている。
【0018】また、下型10とその上型とが接合された後に、液圧導入ブロック20が横方向から接合されるように構成されている。この液圧導入ブロック20には、一端側に屈曲凹部11と同径の嵌合孔21が形成されると共に、中間部に内管2が嵌合し得る内径の嵌合孔22が形成されており、嵌合孔21と嵌合孔22との間には導入孔23が形成され、嵌合孔22に連通し液圧導入ブロック20の他端側に開口する導入孔24が形成されている。更に、導入孔23に連通し、これと直交する方向に開口する段付き導入孔25が形成されている。下型10と液圧導入ブロック20は、屈曲凹部11と嵌合孔21の各々の開口端が合致するように配置され、シール部材61を介して接合される。また、嵌合孔22の端部にもシール部材62が配設される。尚、本実施形態の液圧導入ブロック20は、図7に示す断面形状を有する一体部材であるが、下型10と同様に分割した型部材とし、これと対称形状の上型を接合する構成としてもよい。
【0019】液圧導入ブロック20の導入孔24及び導入孔25には、夫々液圧導入ノズル40及び液圧導入ノズル50が接続されるように構成されている。液圧導入ノズル40,50の軸心には液圧路41,51が形成されており、これらは液圧ポンプ70に接続される。液圧ポンプ70は例えば電動モータ(図示せず)によって駆動され、高圧の水等の圧力流体を吐出するものである。尚、液圧導入ノズル40,50の外面にはシール部材42,52が装着されている。
【0020】而して、図7に示す下型10の屈曲凹部11内に、図4に示す内管2と外管1が密着した屈曲二重管が、その右端側が縮径凹部12に位置し、拡径部1b及び内管2の先端が下型10から外方に延出するように配置される。次に、下型10の縮径凹部12の開口端を閉塞するようにシール部材63を介して閉塞ブロック30が接合されると共に、その反対端に液圧導入ブロック20が接合される。このとき、外管1の先端部が嵌合孔21に嵌合すると共に、内管2の先端部が嵌合孔22に嵌合するように配置され、注入孔23と注入孔24はシール部材62を介して流体的に分離される。
【0021】そして、導入孔24に液圧導入ノズル40が装着されると共に、導入孔25に液圧導入ノズル50が装着される。この状態で液圧ポンプ70が駆動され、液圧導入ノズル40及び液圧導入ノズル50を介して導入孔23及び導入孔24内に圧力流体が導入される。これにより、外管1及び内管2の各々の中空部内に等しい圧力の圧力流体が充填され、圧力流体の導入に伴い外管1が拡径部1bから縮径凹部12方向に順次拡径される。このとき、屈曲凹部11内の残留空気は外管1の拡径に伴い空気抜孔13を介して外部に排出される。而して、外管1のみが拡径され、外管1と内管2の間に所定の空隙3が形成されて図6に示す二重管が形成される。
【0022】尚、図5に示す工程において、少くとも外管1に対し、両端部から軸方向に圧縮荷重を付与しながら、内管2と外管1との間に圧力流体を導入して外管1を拡径することとすれば、所謂軸押荷重によって外管1の拡径方向に材料が送られることになるので、圧力流体の導入に伴い外管1が容易に拡径される。上記図6の二重管は自動車用の消音器に好適であるが、消音器に適用する場合に、外管1の一端に形成される縮径部1e及びこれに密着した内管2の端部を切除することしてもよい。
【0023】図8は液圧バルジ装置の他の実施例を示すもので、外管1の両端に形成された拡径部1b,1bに対し、一対の液圧導入ブロック20,20が装着されるように構成されている。尚、その他の構成は図7の液圧バルジ装置100と同様であるので、説明を省略する。これにより、外管1の一端に縮径部1eが形成されることがないので、別途切除工程を設けることなく、図5に示す工程において外管1と内管2の間の空隙が両端で開口した二重管が形成される。
【0024】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているので以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項1に記載の二重管の製造方法においては、内管を拡径して外管に圧着し、内管及び外管を密着した状態で所定の形状に屈曲形成して屈曲二重管を形成し、これを構成する内管と外管との間及び内管に圧力流体を導入して外管を拡径することとしており、内管と外管が緊密に圧着され、内管が外管に拘束されて両者が一体的に屈曲されるので、内管の断面変形や皺が生ずることなく、内管と外管との間に所定の空隙を維持しつつ所定の屈曲形状の二重管を製造することができる。また、内管の断面形状を修正するための拡径工程が不要であるので、作業工数およびコストを低減することができる。
【0025】また、請求項2に記載のように、拡径治具によって内管を全長に亘って拡径し、内管の外面を外管の内面に圧着することとした場合には、内管を拡径して外管に圧着する手段としては液圧バルジ手段を必要とすることなく、簡単な治具で容易に密着させることができるので、低コストで所定の屈曲形状の二重管を製造することができる。
【0026】更に、請求項3に記載のように、少くとも外管に対し、両端部から軸方向に圧縮荷重を付与しながら、内管と外管との間に圧力流体を導入して外管を拡径することとすれば、所謂軸押荷重によって外管の拡径方向に材料が送られることになるので、一層確実に外管の拡径を行なうことができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013