JP2009078275A

JP2009078275A - 分岐穴加工方法及び加工装置

Info

Publication number: JP2009078275A
Application number: JP2007247078A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Abe; 一夫阿部
Original assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-16

Abstract

【課題】金属パイプに形成の分岐穴に容易にフランジを形成できるようにした分岐穴加工法を提供する。
【解決手段】金属パイプ１の途中に下穴８を穿つ。それから下穴内にピン１７を挿入する。その後にピン１７を下穴８の内側に接触させ、且つ回転させながら、穴の形成方向に動かし、分岐穴３の形成と共にフランジ４を形成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、金属パイプの途中に形成される分岐穴、より詳しくは自動車用空調装置の金属パイプにおける分岐穴の加工方法及び加工装置に関する。

金属パイプの途中に形成される分岐穴は、該金属パイプ内を流れる流体や、圧力を取り出す目的のために用いられる。この分岐穴の加工方法として、特許文献１に示すように、金属パイプに下穴を穿ち、ニップルや分岐パイプを嵌め込んだ後にろう接する方法がある。
実公平５−１４０７５

また、特許文献２に示すように、金属パイプの途中に下穴を穿つ一方で、分岐パイプの一端を拡管して、前記下穴を覆うように該分岐パイプを突き当て、ろう接する方法がある。
特開平５−１７２３７２

しかしながら、前記特許文献１においては、金属パイプ内にニップルや分岐パイプの端が突出するため、通路面積の減少、通路抵抗の増加となる。また下穴の加工によるバリが生じて、該バリが金属パイプ内を通過する流体に脱落や拡散し、所謂コンタミ物質となって圧縮機の作動不良等の不具合につながることもある。また前記特許文献２においては、下穴の加工時に、金属パイプの変形が生じやすいし、その変形から流路面積の減少、通路抵抗の増加、さらにはろう接面積が広くろう接し難いことや、充分なろう接の強度が得にくい欠点があった。

そこで、金属パイプ１１の分岐用の連通孔１４の縁部にフランジ１５を設け、このフランジ１５に管継手部材１２を外周から覆うように嵌合し、接合する方法（特許文献３）が開発されている。この特許文献３によれば、管継手部材１２が金属パイプ内に突出することが無くなり、通路面積の減少をきたすこともなく、溶接の難しさもなくなり、冷媒の配管の形成に有効なものとなっている。
実開平２−１１４２８９

しかしながら、この金属パイプに形成のフランジ加工がバルジ加工により行われるとのみ記述されている。このバルジ加工によりフランジを形成する工程は、まず金属パイプの途中を膨らます部分を形成した金型内に金属パイプをセットする。それから、金属パイプの両端を密封し、液体を金属パイプ内に注入する。次に金属パイプが膨らむまでパイプ内の圧力を上げる。そして、金属パイプに軸方向を短縮する方向に力を加えて圧縮し、金属パイプ途中の部分の膨らましを完了させる。以上の工程により、フランジ部分が形成される。

このように、バルジ加工にあっては、液体に圧力を掛けたり、金属パイプの軸方向に力を加えて圧縮させたりする高価な設備と厳密な工程管理が必要であり、金属パイプにフランジを備えた分岐穴を容易に形成することはできない。

そこで、この発明においては、高コストなバルジ加工を用いずに、簡易な方法で、分岐穴にフランジを形成することを課題としている。

この発明に係る分岐穴加工方法は、金属パイプの途中に分岐用の分岐穴を加工する方法において、まず金属パイプにその径方向に下穴を形成し、この下穴をその穴形成方向に内側から外側へ膨出するように押し出し、該下穴にフランジを形成したことを特徴とする（請求項１）。

これにより、金属パイプの途中に形成の分岐穴は、下穴が内側から外側へ膨出するように押し出される際にフランジが共に形成されることになり、高価な装置を採用しなくとも、フランジ加工が容易となる。

その具体的な製造方法は、前記下穴に、その穴形成方向の外側から内側にピンを挿入し、該ピンを回転させつつ、内側から前記下穴に接触させ、且つ穴形成方向に動かすことでフランジを形成したことにある（請求項２）。

これにより、ピンを回転させつつ穴形成方向に移動させることで、下穴を用いてフランジ付の分岐穴を容易に形成することができる。

前記ピンはその先端が一定の角度で曲がっていることが好ましい（請求項３）。また、ピンによるフランジの形成を補助し、フランジの形状成形に有効である内周面が円筒状の固定治具を用いて製造することが好ましい（請求項４）。これにより、分岐穴のフランジに分岐パイプを嵌合する際、その嵌合作業をスムーズにすることができるし、溶接性を向上させる。

この発明に係る分岐穴加工装置は、少なくとも金属パイプを固定する手段と、該金属パイプに下穴を形成する手段と、該下穴を内側から外側へ膨出しフランジを形成する手段とを備え、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分岐穴加工方法を実施することを特徴とする（請求項５）。

これにより、前記した請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分岐穴加工方法を実施する装置を提供できる。即ち、金属パイプを固定する治具、該金属パイプに下穴を開けるドリル、該下穴を利用してフランジを形成するピンを持ち、フランジ付の分岐穴の加工が行われる。

前記金属パイプを固定する手段にフランジ外径を規制する機能を備えることが好ましく（請求項６）、フランジの外径寸法が規制され、外嵌する金属パイプとの嵌合をスムーズにするため、該フランジと金属パイプのクリアランスを適正に保つことができる。

以上のように、この発明によれば、金属パイプの途中に形成の分岐穴におけるフランジの形成が、極めて容易となる。即ち、下穴が内側より外側へ膨出するように押し出されることで行われ、従来のバルジ加工などの高価な装置を採用しなくても良くなり、コストの引き下げに寄与することができる（請求項１）。

また、具体的な加工方法は、金属パイプに形成の下穴にピンを挿入し、このピンを回転させつつ、内側から接触させ、且つ穴形成方向に動かすことでフランジを持つ分岐穴を形成できるもので、該ピンを回転させる機械を用いることで良く、容易に安価に製造できる（請求項２）。

さらに、ピンを用いたフランジの加工において、内周面が円筒状の固定治具を用いることで、フランジの形状成形に有効で、このフランジに嵌合する分岐パイプとのクリアランスを適正に管理して挿入をスムーズにし且つ溶接時の品質を上げることができる（請求項４）。

また、この発明の分岐穴の加工装置は、金属パイプを固定する手段、該金属パイプに下穴に形成する手段、該下穴を内側から外側へ膨出しフランジを形成する手段を備えている比較的構造簡易で前記発明の分岐穴加工方法を実施できる安価な装置を提供することができる（請求項５）。前記金属パイプを固定手段にフランジの外径を規制する機能を備えることで、部品の増加とならない利点を備えている（請求項６）。

図１において、金属パイプ１に分岐パイプ２を溶接により接続した状態を示し、該分岐パイプ２は、金属パイプ１に形成の分岐穴３のフランジ４に外側から嵌合し、外側より溶接５している。この分岐穴３は、金属パイプ１内に突出せず、流路断面積を減少させず、流路抵抗を増加させることはない。

図２において、前記分岐穴３の加工方法を実施するために用いられる分岐穴加工装置１０が示されている。この装置１０は、図示しないボール盤に取付られる加工部１１と金属パイプ１を固定する固定治具１２とより成っている。

前記加工部１１は、ボール盤に固定され、螺子加工が施されるシャフト１３と、このシャフト１３の先端に固着の取付板１４と、この取付板１４の下面に下方へ垂下する穿穴工具（例えばドリル）１６とフランジ形成用のピン１７を備えている。

前記ドリル１６は、モータ１８により回転され、前記ピン１７もモータ１９により回転される。この加工部１１は図示しないボール盤により上下方向へ動かされると共に、前後方向にも適宜に動かされる。

前記固定治具１２は、水平方向へ伸びるレール部２２と、その一端に上下へ立設する挟持固定部２４とで構成されたＬ型の台座２１と、前記台座２１のレール部２２を動く挟持可動部２５とで構成されており、挟持可動部２５が前後方向にスライドすることで前記金属パイプ１を挟着することができる。

挟持部２３を構成する挟持固定部２４と挟持可動部２５には、水平方向に金属パイプ１を挟持するための半円部２６ａ，２６ｂをそれぞれ持ち、また垂直方向に円筒状の円穴２８を構成する半円部２９ａ，２９ｂを持っている。この円穴２８は、フランジの外径を規制する作用をする。

図３乃至図８において、前述の分岐穴３の加工方法が示され、時系列的に図示されている。まず図３に示すように、前記した固定治具１２の挟持部２３にアルミニウム等より製造された金属パイプ２が固定される。

即ち、金属パイプ１は、挟持可動部２５をレール部２２に沿って動かし、挟持可動部２５の半円部２６ｂと、挟持固定部２４の半円部２６ａとの間に挟持される。なお、金属パイプ１は直径が１２ｍｍ程、厚みが１．０から２．０ｍｍ程となっている。

金属パイプ１の固定が完了したら、ドリル１６を下降させ、円穴２８内を通り、アルミニウム等の金属パイプ１が穿かれ、該金属パイプに下穴８が穿設される。この下穴８の直径は６ｍｍ程である。

次に加工工程が図４に示され、下穴８に先端が一定の角度で曲がっているピン１７が挿入されている。このピン１７は直径が２ｍｍ程で、鉄などアルミよりも硬い材料で作られ、上端が上下方向移動及び回転を与える加工部１１に取付られ、該加工部１１により上下方向への変位、及び加工部１１に設けられたモータ１９により回転が可能となっている。

このピン１７は、先端が一定角度曲がっているため、拡大した図５に示すようにピン１７は挿入時の中心位置から挿入され、その後に挿入時に下穴８の中心位置に移動される。

挿入されたピン１７は毎分５００回転程に回転されながら、下穴の形成方向に動かされ、図６に示すように下穴８の内側から接触される。そして徐々にピン１７が回転されながら下穴８の外側へ該下穴の形成方向に沿って動かされ、図７に示すように、フランジ４を形成しながら拡径し、図８に示すように、分岐穴３を形成すると共にフランジ４を形成することになる。分岐穴３の内径は、８ｍｍ程、その外径であるフランジ４の外径は１０ｍｍ程、フランジの厚みは１．０から２．０ｍｍ程、フランジの高さは２．５ｍｍ程に加工されることになる。

フランジ４の形成時、その外側は、挟持部２３に形成された円穴２８に接触し、規制され、挿入される分岐パイプ２の円径とのクリアランスを適正に管理することができる。

以上のように、この発明において、冷媒等の液体が流れる金属パイプに分岐パイプ接続用に分岐穴３の加工が、従来採用されていたバルジ加工に比して安価に且つ容易に製造できるものである。

この発明に係る分岐穴加工方法により製造の分岐穴を用いて分岐パイプを溶接した断面図である。分岐穴加工方法を実施するための発明である分岐穴加工装置の斜視図である。乃至（図５を除く）は分岐穴加工法の時系列図面で、図ａ，ｂは下穴加工時の説明図である。図ａ，ｂは下穴にピンを挿入した状態の説明図である。下穴へのピン挿入時の説明図（拡大）である。ピンが下穴の内側に当接し、加工の開始時を示す説明図である。ピンが下穴を利用して、フランジ加工を施している状態の説明図である。ピンによりフランジ付の分岐穴が金属パイプに形成された状態の説明図である。

符号の説明

１金属パイプ
２分岐パイプ
３分岐穴
４フランジ
５溶接
８下穴
１０分岐穴加工装置
１１加工部
１２固定治具
１４取付板
１６穿穴工具（ドリル）
１７ピン
２１Ｌ型の台座
２２レール部
２３挟持部
２４挟持固定部
２５挟持可動部
２８円穴

Claims

金属パイプの途中に分岐用の分岐穴を加工する方法において、
金属パイプにその径方向に下穴を形成し、この下穴をその穴形成方向に内側から外側へ膨出するように押し出し、該下穴にフランジを形成したことを特徴とする分岐穴加工方法。
前記下穴に、その穴形成方向の外側から内側にピンを挿入し、該ピンを回転させつつ、内側から前記下穴に接触させ、且つ穴形成方向に動かすことでフランジを形成したことを特徴とする請求項１記載の分岐穴加工方法。
前記ピンの先端が一定の角度で曲がっていることを特徴とする請求項２記載の分岐穴加工方法。
前記金属パイプに、内周面が円筒状の固定治具を前記下穴を中心として設置し、形成するフランジの外径を規制したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の分岐穴加工方法。
少なくとも金属パイプを固定する手段と、該金属パイプに下穴を形成する手段と、該下穴を内側から外側へ膨出しフランジを形成する手段とを備え、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分岐穴加工方法を実施することを特徴とする分岐穴加工装置。
前記金属パイプを固定する手段にフランジ外径を規制する機能を備えたことを特徴とする請求項５記載の分岐穴加工装置。