JPS6178510A - 分岐管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は分岐管の製造方法に係シ、特に、枝管部の板厚
が周方向に沿ってほぼ均一でおシ、且つ溶接線の存在し
ない、枝管部を有する分岐管の製造を志向した、分岐管
の製造方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、枝管部を有する分岐管を製造する方法としては、
たとえば特開昭５８−５３３３０号公報に示されている
ように、板材からプレス加工により枝管部を成しかし、
この方法によって製造した分校管は、枝管部の板厚が周
方向に沿って一様にならず、また金属組織的に不安定な
溶接線が存在するので、製品の強度上の信頼性について
は、さらに改善すべき問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決して、枝管
部の板厚が周方向に沿ってほぼ均一であシ、且つ溶接線
の存在しない、枝管部を有する分岐管を製造することが
できる分岐管の製造方法の提供を、その目的とするもの
でちる。

〔発明の概要〕

第１の発明に係る分岐管の製造方法の構成は、所定位置
に下穴を穿設し、この下穴の周縁部近傍に高周波加熱コ
イルを配設した母管の、前記周縁部を前記高周波加熱コ
イルによって加工温度まで加熱し、前記母管内に挿入し
たバーリングポンチを前記下穴から引抜いてバーリング
加工することによって枝管部を成形するようにした分岐
管の製造方法において、高周波加熱コイルを、母管の軸
心とバーリングポンチの軸心とを含む平面上でのコイル
幅の方が、前記バーリングポンチの軸心を通υ前記平面
と直交する平面上でのコイル＃Ａ工υも大きくなるよう
に、周方向に沿ってコイル幅を変化させた鞍形の高周波
加熱コイルにしたものである。

また、第２の発明に系る分岐管の製造方法の構成は、所
定位置に下穴を穿設し、この下穴の周縁部近傍に高周波
加熱コイルを配設した母管の、前記周縁部を前記高周波
加熱コイルによって加工温度まで加熱し、前記母管内に
挿入したバーリングポンチを前記下穴から引抜いてバー
リング加工することによって枝管部を成形するようにし
た分岐管の製造方法において、高周波加熱コイルを、母
管の軸心とバーリングポンチの軸心とを含む平面上での
下穴縁との間のコイルギャップの方が、前記バーリング
ポンチの軸心を通う前記平面と直交する平面上での下穴
縁との間のコイルギャップニジも大きくなるように、周
方向に沿ってコイルギャップを変化させることができる
ように形成した鞍形の高周波加熱コイル′にしたもので
ある。

さらに詳しくは、所定位置に下穴を穿設した母管の、前
記下穴の周縁部を高周波加熱する工程に使用する高周波
加熱コイルを、リング状をした鞍形の高周波加熱コイル
とし、この高周波加熱コイルの周方向に沿って、断面積
の変化、又は前記母管と該高周波加熱コイルとの間のコ
イルギャップに変化を付与する、このように形成するこ
とにより、バーリング加工の温度を前記下穴の周方向で
変化させ、変形抵抗差をつけることにニジ、枝管部の板
厚ひずみを制御できるようにしたものであるっ 〔発明の実施例〕 実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
、図面を用いて説明する。

第５図は、従来の、分岐管の製造方法に二つて製造した
、枝管部を有する分岐管を示す斜視図、第６図は、炭ｔ
４鋼管の加工温度と変形抵抗との関係を示す加工温度−
変形抵抗線図、第７図は、鞍形の高周波加熱コイルの、
コイル幅と加熱温度との関係の一例を示すコイル幅−加
熱＠直線図、第０．°− ８図は、鞍形の高周波力ロ熱コイルの、コイルギャップ
と加熱温度との関係の一例を示すコイルギャンブー加熱
温度線図である。

従来の、分岐管の製造方法によって製造した、枝管部２
を有する分校管１０は、第５図に示すように１枝管部２
の板厚が周方向に８って一様にならず、母管１の軸心と
枝管部２の軸心とを含む断面上の２ａ、２Ｃ点近傍にひ
ずみが集中し＝性変形が大きくなるという傾向があシ、
２ａ、２Ｃ点の板厚が薄く、これと直交する方向の２ｂ
、２ｄ　　　。

点の板厚が厚くなった。また、金属組織的に不安定な溶
接線１１が存在していた。

そこで、本発明においては、下穴を穿設した母管の前記
下穴の周縁部を鞍形の高周波加熱コイルで加熱し、前記
下穴からバーリングポンチを引抜いて枝管部をバーリン
グ加工で成形することにニジ溶接線を排除するとともに
、肥性変形の大きくなる前記２ａ、２ａ点の変形を抑制
しくこの抑制の手段くりいては後述する）、脂性変形の
小さい２ｂ、２ａ点の変形を大きくすることにニジ、前
記枝管部の板厚を周方向に沿ってほぼ均一に成形するよ
うにした。

ところで、母管１の材料の一例である炭素鋼管の変形抵
抗は、第６図に示すように、加工温度に依存する。すな
わち、加工温度が低いと変形抵抗が大きいのに対し、加
工温度が高くなると変形抵抗が小さく塑性変形量は大き
くなる。したがって、枝管部を成形する際に、ひずみの
集中する前記２ａ、２Ｃ点近傍の加工温度を、前記２ｂ
、２ａ点に対して低くすることによ’ｔ、２ａ、ｚＣ点
の塑性変形量を抑制し、２ｂ、２ａ点の変形量を大きく
することができ、枝管部の板厚が周方向に沿ってほぼ均
一になるようにした。

２ａ、２Ｃ点の加工温度′ｆ、２ｂ、２ｄ点の加工温度
、Ｃシも低くして、加工温度を枝管部の周方向に沿って
変化させる手段として、本発明者等は、咽 次の２つの手段を発生した。

■　鞍形の高周波加熱コイルのコイル＠を周方向に沿っ
て変化させる。

コイル幅と加熱温度との関係の一例は、姻７図に示すよ
うになり、コイル幅が広くなる（すなわち断面積が大き
くなる）と高周波電流の密度が小さくなシ、加熱温度が
低くなる。したがって、鞍形の高周波加熱コイルの形状
を、２ａ、２０点に対応する部分（すなわち、母管１の
軸心とバーリングポンチの軸心とを含む平面上）におい
てコイル幅を広くし、２ｂ、２ａ点に対応する部分（す
なわち、前記バーリングポンチの軸心を通シ前記平面と
直交する平面上）においてコイル＠を狭くするように、
周方向に沿ってコイル幅を変化させる。

■　鞍形の高周波加熱コイルと下穴縁との間のコイルギ
ャップを周方向に沿って変化させる。

コイルギャップと加熱温度との関係の一例は、第８図に
示すようになシ、コイルギャップが太きくなると加熱の
効率が悪くなり、加熱温度が低下する。したがって、鞍
形の高周波加熱コイルの形状を、前記２ａ、２Ｃ点に対
応する部分において下穴縁との間のコイルギャップが大
きく、前記２ｂ。

２ａ点に対応する部分において下穴縁との間のコイルギ
ャップが小さくなるように、周方向に沿ってコイルギャ
ップを変化させることができるよう第１図に、第１の発
明に係る分岐管の製造方法Ｏ実１＠−使用される分岐管
の製造装置を示す正面断面図、第２図は、第１図に係る
分岐管の製造装置の平面図、第３図は、第１図の■−■
矢伐矢面断面図４図は、第１図に係る分岐管の製造装置
に：つで製造された分岐管を示す斜視図である。

１は、下穴を穿設した母管、３は、この母管１の両端部
を固定する固定用クランプ、４は、バーリング加工する
ための円錐台形状のバーリングボッチ、４ａは、このバ
ーリングボッチ４の軸心、６は、バーリングポンチ４に
固定され丞べきロッド、５は、高周波を源８で発生した
高周波電流を水冷ケーブル９を介して流すことに工９、
母１ｆ１の前記下穴の周縁部、すなわちバーリング成形
部を高周波加熱するための、鞍形状の高周波加熱コイル
であり、この高周波加熱コイル５は、母管１の軸心とバ
ーリングポンチ４の軸心４ａとを含む平面１２上でのコ
イル’Ａ　Ｂ　１の方が、バーリングボッチ４の軸心４
ａを通）前記平面１２と直交する平面１３上でのコイル
幅Ｂ、ニジも大きくなる：うに、周方向に沿ってコイル
幅が変化している。

この工うに構成した分岐管の製造装置を使用して、母管
１から分岐管を製造する動作を説明する。

まず、下穴を穿設した！Ｗ１の両端部を固定用クランプ
３を用いて固定したのち、バーリングポンチ４念前記母
管１の内部に挿入し、こ九をロッド６に固定する。鞍形
の高周波加熱コイ／ｖ５を前記下穴の周Ｒ部近膀にセッ
トする。

ここで、この分岐管の製造装置をＯＮにすると、鞍形の
高周波加熱；イル５に高周波電流が流れ、バーリング成
形部が高周波加熱される。そして当核部が所定の温度に
まで加熱されると、この加工温度を保持した状想で、ロ
ッド６に加工力７が負荷され、バーリングポンチ４が前
記下穴から引抜かれつつ枝管部２人が成形される。この
場合、ひずみの集中する２ａ、２Ｃ点では、コイル幅Ｂ
１（〉コイ４！　　＞を大きくすることによシ加工温度
を低くおさえてちるので、その近傍の変形抵抗が犬きく
なシ塑性変形が抑制される。バーリングポンチ４が前記
下穴から完全に引抜かれると製造装置がＯＦＦになる。

加工品が冷却したのちこれを取出せば、第４図に示すよ
うに、枝管部２人の周方向に沿って、２ａ、２ｂ、２ｃ
、Ｚｄ部での板厚がほぼ均一な分岐管１０Ａが得られる
。

次に、具体例について述べる。

母管１に係る外径５０ＥＬＯｗφ、板厚９．５　ｍｍ　
、長さ４ｍの炭素鋼管に、内径３２０ｍｇφの枝管部２
人を成形する場合を説明する。

この炭素鋼管の加工温度−変形抵抗線図は、前記第６図
に示す通シである。

鞍形の高周波加熱コイル５は、勢内径が約３８０■φ、
コイル幅Ｂｌ　＝４０１１２Ｉｌ、　Ｂ２　＝　１８頑
でちる。したがって、この加工温度は、第７図かられか
るように、２ａ、２Ｃ点近傍が約７００Ｃに対して、そ
れぞれと直交する２ｂ、２ａ点近傍が約９００Ｃである
（コイルギャップｌｏｗ）。このように２００Ｃの温度
差があると、第６図から明らかなように、変形抵抗の比
は約２倍である。

高周波加熱の周波数は、２−５ＫＨ２一定とした。

バーリングポンチ４は、その外径３２０Ｗφ、半頂角３
０°の円錐台形状のものであり、加工力７は約２８ｔｆ
とした。

上記した諸条件を設定して、前記第１図に係る分岐管の
製造装置によム前記炭素鋼管をバーリング加工したとこ
ろ、枝管部２人の周方向の板厚がほぼ均一な分岐管１０
Ａの成形を実施することができた。

以上に説明した実施例によれば、次の効果がある。

（１）枝管部２人の板厚を周方向に沿ってほぼ均一に成
形できることから、分岐管１０人の強度上の信頼性が向
上する。

（２）　　ｆｆｉ性加工による一体成形化が可能となり
、溶接線がなくなることから、金属組織的な信頼性が向
上するつ （３）一工程で分岐管１０Ａを成形できるので、加工工
数を低減できる。

なお、本実施例においては、母管１の材料として炭素鋼
管を使用する場合について説明したが、本発明な、炭素
鋼管に限らず、例えば、ステンレス鋼管、合金鋼管など
すべての金属管１合金管を使用して分岐管を製造する場
合に適用できるものである。

次に、第２の発明に係る分岐管の製造方法の実施例を説
明するう 前記第１の発明に係る実施例においては、２ａ。

２０点の加工温度ｉ２ｂ、２ｄ点の加工温度よシも低く
して、加工温度を枝管部の周方向に沿って変化させる手
段として、鞍形の高周波加熱コイル５のコイル幅を周方
向に変化させるようにしたが、別の手段として、鞍形の
高周波加熱フィルと下穴縁との間のコイルギャップを周
方向に沿って変化させるようにしてもよいことは、前述
した通シである。

そこで本実施例は、高周波加熱コイル（第２図参照）を
母管１の軸心とバーリングポンチ４の軸心４ａとを含む
平面１２上での下穴縁との間のコイルギャップｇＩの万
が、前記バーリングポンチの軸心４ａを通シ前記平面１
２と直交する平面１３上での下穴縁との間のコイルギャ
ップｇ！よシも太きくすることができるように形成した
。

具体例で説明すると、前記具体例と同様にして、外径５
０８．Ｏｗφ１版厚９．５　ｍ　、長さ４ｍの母管に係
る炭素鋼管に、内径３２０ｗφの枝管Ｎ２人を成形する
場合には、内径が約３８０ｆｌφで、コイルギャップｇ
＋＝ｌｏ■＋　ｇ　２　＝６鱈（コイル幅は４０鱈一定
）にセットできる鞍形の高周波加熱コイルを使用する。

このときの加工温度は、第８図かられかるように、２ａ
、２Ｃ点近傍が約７００Ｃ，２ｂ、２６点近傍が約９０
０Ｃとな）、両者に１ｉ２００Ｃの温度差があシ、変形
抵抗の比は、前記実施例と同様に約２倍になる。高周波
加熱の周波数に２．５ＫＨｚ、バーリングポンチ４とし
て、外１３２０ｍ必、半頂角３０°の円錐台形状のもの
を使用し、約２８ｔｆ　の加工力７を負荷して前記炭素
鋼管をバーリング加工したところ、前記実施例と同様に
、枝管部２人の周方向の板厚がほぼ均一な分岐管を成形
することができた。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、枝管部の板
厚が周方向に沿ってほぼ均一でわシ、且つ溶接線の存在
しない、枝管部を有する分岐管を製造することができる
分岐管の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の発明に係る分岐管の製造方法の実施に
使用される分岐管の製造装置を示す正面断面図、第２図
は、第１図に係る分岐管の製造装置の平面図、第３図は
、第１図の■−■矢視断面図、第４図は、第１図に係る
分岐管の製造装置によって製造された分岐管を示す斜視
図、第５図は、従来の、分岐管の製造方法によって製造
した、枝管部を有する分岐管を示す斜視図、第６図は、
炭素鋼管の加工温度と変形抵帆との関係を示す加工温度
−変形抵抗線図、ＷＪ７図は、鞍形の高周波加熱コイル
の、コイル幅と加熱温度との関係の一例を示すコイル幅
−加熱温度線図、第８図は、鞍形ある。 １・・・母管、２Ａ・・・枝管部、４・・・バーリング
ポンチ、４ａ・・・バーリングポンチの軸心、５・・・
鞍形の高周波加熱コイル、１０人・・・分岐管、１２・
・・母管の軸心とバーリングポンチの軸心とを含む平面
、１３・・・バーリングポンチの軸心を通シ干面１２と
直交する平面、Ｂ＋　、Ｂ雪・・・コイル幅、ｇｌ　、
ｇｌ・・・コイルギャップ。 ギ　１　目 ＄２　口 ／、？ 茅３　目 革４　目 茅５　口 ２ｂ Ｉ ＄４　目 力ａ工　≦ｉａＬ　（”こジ 第７　目 コイル憎（隼帆〕 茅δ　目 コイｌしぞヤンフ゛（＠稙２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定位置に下穴を穿設し、この下穴の周縁部近傍に
   高周波加熱コイルを配設した保管の、前記周縁部を前記
   高周波加熱コイルによつて加工温度まで加熱し、前記母
   管内に挿入したバーリングポンチを前記下穴から引抜い
   てバーリング加工することによつて枝管部を成形するよ
   うにした分岐管の製造方法において、高周波加熱コイル
   を、保管の軸心とバーリングポンチの軸心とを含む平面
   上でのコイル幅の方が、前記バーリングポンチの軸心を
   通り前記平面と直交する平面上でのコイル幅よりも大き
   くなるように、周方向に沿つてコイル幅を変化させた鞍
   形の高周波加熱コイルにしたことを特徴とする分岐管の
   製造方法。 ２、所定位置に下穴を穿設し、この下穴の周縁部近傍に
   高周波加熱コイルを配設した保管の、前記周縁部を前記
   高周波加熱コイルによつて加工温度まで加熱し、前記母
   管内に挿入したバーリングポンチを前記下穴から引抜い
   てバーリング加工することによつて枝管部を成形するよ
   うにした分岐管の製造方法において、高周波加熱コイル
   を、保管の軸心とバーリングポンチの軸心とを含む平面
   上での下穴縁との間のコイルギャップの方が、前記バー
   リングポンチの軸心を通り前記平面と直交する平面上で
   の下穴縁との間のコイルギャップよりも大きくなるよう
   に、周方向に沿つてコイルギャップを変化させることが
   できるように形成した鞍形の高周波加熱コイルにしたこ
   とを特徴とする分岐管の製造方法。