专利名称：配管构件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种配管构件的制造方法，该配管构件是圆筒状的配管构件，且一端 构成与其他构件焊接的焊接部。
背景技术：
近年来，出现一种供热水系统，其利用热泵从大气中采集热，将利用采集的热烧热 的热水积存于容器，并从该容器供热水(例如参照专利文献1)。容器与供热水用配管、供水 用配管、与热泵连接的配管等水或热水通过的许多配管连接。为了进行上述配管的连接，在 容器上焊接有称为管座的配管构件。如图10所示，在容器的管座焊接平面部31a形成有朝容器的内部弯曲的圆筒部 31b和由圆筒部31b围起的孔。配管构件(管座)260的前端薄壁圆筒部262嵌入孔中，从 而与上述圆筒部31b的内周面接触，将容器的圆筒部31b的端部与配管构件260的前端薄 壁圆筒部262的端部整周焊接。另一方面，在配管构件260中，在与前端薄壁圆筒部262相 反一侧的部分形成有凸缘部(flange) 263。该凸缘部263经由快速紧固件(带有弹簧特性 的配管接头构件)190与水或热水通过的其他配管180的凸缘部181连结。从配管180的 凸缘部181的内周部朝轴向突出的前端圆筒部182进入配管构件260的内部空间，通过密 封构件170与配管构件260的内周面261a紧贴。藉此，经由配管构件260从容器流到配管 180 (或从配管180流到容器)的水或热水不会泄漏到外部。日本专利特开2007-285655号公报发明的公开发明所要解决的技术问题上述配管构件260多由相当于耐应力腐蚀破损性佳的SUS444的铁素体类不锈钢 制成，前端薄壁圆筒部262的厚度必须比其他部分薄，且其外径尺寸也必须精度高。因此， 以往，对厚壁圆筒状的材料进行机械加工(切削加工等)来制造配管构件260。不过，在利用机械加工的制造中，配管构件260的制造时间较长，且制造成本也增 加。本发明的技术问题在于如何更廉价更快速地制造配管构件。解决技术问题所采用的技术方案第一发明所涉及的配管构件的制造方法是圆筒状的配管构件的制造方法，该配管 构件的一端构成与其他构件焊接的焊接部。在该制造方法中，通过冲压成形，将板状材料形 成具有第一部分和第二部分的形状。此时，以在第一部分与第二部分的边界形成台阶的方 式进行成形。第一部分是厚壁圆筒状的部分。第二部分是作为焊接部的薄壁圆筒状的部分， 与第一部分相邻。在第一发明中，不是像以往那样通过机械加工使作为焊接部的薄壁圆筒状的第二 部分成形，而是以在第一部分与第二部分的边界形成台阶的方式进行冲压成形来制造配管 构件的。因此，与以往的通过机械加工来制造配管构件相比，能更廉价更快速地制造配管构
3件。第二发明所涉及的配管构件的制造方法是圆筒状的配管构件的制造方法，该配管 构件的一端构成与其他构件焊接的焊接部，包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，通过 冲压成形，将板状材料形成具有第一部分和第二部分的形状。第一部分是圆筒状的厚壁的 部分。第二部分是作为焊接部的薄壁的部分，与第一部分相邻，并与第一部分交叉。第二步 骤是在第一步骤后进行的步骤，通过冲压成形，使第二部分成形为圆筒状，并在第一部分与 第二部分的边界形成台阶。在第二发明中，通过第一步骤的冲压成形，使板状材料成形为圆筒状的厚壁的第 一部分和与该第一部分交叉地相邻的薄壁的第二部分，在随后的第二步骤中，也使第二部 分成形为圆筒状，并在第一部分与第二部分的边界形成台阶。由于在第一步骤中已经使第一部分的厚度与第二部分的厚度产生差别，因此，在 第二步骤中，能容易地形成台阶。此外，由于第一步骤中的第二部分与圆筒状的第一部分交叉，因此，在进行使冲压 成形的模具沿着圆筒状的第一部分的轴向移动的冲压时，也能容易地使第二部分的厚度变薄。这样，由于在第二发明中，进行第二步骤前的形状(第一步骤中形成的形状)是容 易使第二部分薄壁化的形状，且在第二步骤中使第二部分成形为圆筒状，并在第一部分与 第二部分的边界形成台阶，藉此来制造配管构件，因此，能以高成品率且在短时间内进行通 过冲压成形的配管构件的制造。此外，由于能通过冲压成形来制造配管构件，因此，与以往 的通过机械加工来制造配管构件相比，能缩短其制造时间。第三发明所涉及的配管构件的制造方法是第二发明的制造方法，在第一步骤中包 括第一冲压成形工序和第二冲压成形工序。在第一冲压成形工序中，对板状材料进行冲压 成形，使第二部分成形为圆盘状以便能够堵住圆筒状的第一部分的一端。在第二冲压成形 工序中，使圆盘形状的第二部分的厚度变薄。在第三发明中，通过第一冲压成形工序，将板状材料形成为由圆筒状的第一部分 和堵住该第一部分的一端的圆盘状的第二部分形成的杯(glass)状，并通过随后的第二冲 压成形工序，使第二部分的厚度变薄。因此，在第二冲压成形工序中，能使模具与圆盘状的 第二部分的两表面接触，并在第二部分的板厚方向上作用力，与最初使第二部分成形为圆 筒状继而进行薄壁化的方法相比，能容易且快速地进行第二部分的薄壁化。第四发明所涉及的配管构件的制造方法是第三发明的制造方法，在第二步骤中包 括钻孔工序和第三冲压成形工序。在钻孔工序中，将圆盘形状的第二部分的中央部分切除。 在第三冲压成形工序中，使完成钻孔工序的环状的第二部分成形为圆筒状，并在第一部分 与第二部分的边界形成台阶。由于在第四发明中，首先将第二部分的中央部分切除，然后使形成环状的第二部 分成形为圆筒状，因此，与使圆盘状的第二部分成形为圆筒状继而将不需要的部分切断的 方法相比，能快速且高精度地形成薄壁圆筒状的焊接部。第五发明所涉及的配管构件的制造方法是第四发明的制造方法，还包括第三步 骤。第三步骤是在第二步骤的第三冲压成形工序后进行的步骤，对呈圆筒状的第二部分作 用轴向压缩的力，使第二部分成形为焊接部的最终形状。
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由于在第五发明中，还进行对圆筒状的第二部分作用轴向压缩力的第三步骤，因 此，能使第二部分高精度地成形为焊接部的最终形状。发明效果根据第一、第二发明，与以往的通过机械加工来制造配管构件相比，能更廉价更快 速地制造配管构件。根据第三发明，能容易且快速地进行第二部分的薄壁化。根据第四发明，能快速且高精度地成形为薄壁圆筒状的焊接部。根据第五发明，能使第二部分高精度地成形为焊接部的最终形状。
图1是本实施方式的储热水式热水器的外观立体图。图2是储热水式热水器的概略结构图。图3是连接储热水式热水器的储热水装置与供热水口、浴缸的配管的回路图。图4A是储热水容器的俯视图。图4B是图4A的IV-IV向视截面图。图5是配管构件的纵剖视图。图6A是快速紧固件的主视图。图6B是图6A的VI-VI向视截面图。图7是第一拉伸工序前、后的板状材料的俯视图。图8是第一 第四拉伸工序前、后的板状材料的剖视图(相当于图7的III V-III V向视截面图)。图9是第五和第六拉伸工序、钻孔工序、第一和第二拉伸工序、冲切外径工序前及 后的板状材料的剖视图。图10是以往的配管构件的纵剖视图。(符号说明)31储热水容器(其他构件)50板状材料51a 51 j 第一部分52a 52 j 第二部分56h 台阶60配管构件61圆筒部62前端薄壁圆筒部(焊接部)Sl第一拉伸工序(第--步骤第--冲压成形工序)
S2第二拉伸工序(第--步骤A-Ap — 弟—二冲压成形工序)
S3第三拉伸工序(第--步骤A-Ap — 弟—二冲压成形工序)
S4第四拉伸工序(第--步骤A-Ap — 弟—二冲压成形工序)
S5第五拉伸工序(第--步骤A-Ap — 弟—二冲压成形工序)
S6第六拉伸工序(第--步骤A-Ap — 弟一二冲压成形工序)
S7钻孔工序(第二步骤)S8第一精拉伸工序(第二步骤第三冲压成形工序)S9第二精拉伸工序(第三步骤)
具体实施例方式(储热水式热水器的结构)图1是使用本实施方式的配管构件(管座)的储热水式热水器的外观立体图，图2 是储热水式热水器的结构图。图1中，储热水式热水器1由热泵单元2和储热水装置3构 成，热泵单元2的壳体内收纳有蒸汽压缩式的制冷回路，储热水装置3的壳体内收纳有储热 水容器31。在图2中，热泵单元2具有蒸汽压缩式的制冷回路20，该蒸汽压缩式的制冷回路 20将消声器21a、压缩机21、水热交换器22内的制冷剂管22a、作为减压装置的膨胀阀23 及空气热交换器24通过制冷剂配管25环状连接。此外，为了在从水热交换器22流出的高压高温的制冷剂与从空气热交换器24流 出的低压低温的制冷剂之间进行热交换，在制冷回路20中配置有气液热交换器26。具体而 言，在连结水热交换器22与膨胀阀23的制冷剂流路和连结空气热交换器24与压缩机21 的制冷剂流路之间进行热交换。储热水装置3具有水循环回路30，该水循环回路30将储热水容器31、水热交换器 22内的水管22b及水循环泵32通过水循环配管35环状连接。控制装置4控制热泵单元2 和储热水装置3运转。(具有储热水容器的储热水装置的结构)图3是连接储热水式热水器1的储热水装置3与负载的配管的回路图。此处所说 的负载是指供热水和浴缸。供热水管71将储热水容器31的头部与供热水混合阀73连接。 供热水管71具有供热水支管71a、71b，供热水支管71a将供热水管71与放水混合阀74连 接，供热水支管71b将供热水管71与安全阀75连接。供水管72将水供给源与供热水混合阀73连接。供水管72具有供水支管72a、72b。 供水支管72a将供水管72与放水混合阀74连接，供水支管72b将供水管72与储热水容器 31的底部连接。在供水支管72a和供水支管72b的上游连接有减压单向阀76。此外，在供 水支管72b的远离储热水容器31的位置设有水温传感器41。水温传感器41考虑到不受储 热水容器31的温度影响。热水循环配管77将储热水容器31的头部与储热水容器31的底部连接，中途连接 有续烧热交换器78和循环泵79。第二供热水管81将供热水混合阀73与供热水口 82连接，中途配置有供热水量传 感器42a。第三供热水管83将放水混合阀74与浴缸水循环配管91连接，中途配置有复合 水阀94。复合水阀84由放水电磁阀84a、排水阀84b、放水量传感器42b构成。浴缸水循环配管91从浴缸92出发回到浴缸92，中途连接有浴缸水循环泵93。在 续烧热交换器78中，对浴缸水循环配管91与热水循环配管77间进行热交换。在储热水容器31的侧壁上，从头部朝向底部以一定间隔设有作为剩余热水量检 测装置的温度传感器44a 44e。利用温度传感器44a 44e检测储热水容器31的各高度位置的热水温度，从而计算出热水的温度和剩余热水量。储热水容器31的侧壁整周、头部 及底部被隔热材覆盖。(焊接固定于储热水容器的配管构件的结构)如上所述，储热水容器31上连接有供热水管71、供水管72、热水循环配管77、水循 环配管35等水或热水通过的许多配管。为了将上述各配管(以下称配管180)与储热水容 器31连接，使用称为管座的配管构件60。如图5所示，配管构件60主要由圆筒部61、外径 比该圆筒部61的外径小且薄壁的前端薄壁圆筒部62、配置于隔着圆筒部61与前端薄壁圆 筒部62相反的一侧的凸缘部63构成。凸缘部63是从圆筒部61的一端朝径向外侧延伸的 环状的部分。如图4A、图4B及图5所示，配管构件60例如插入在储热水容器31的平面部31a 上所形成的孔内，与储热水容器31焊接。具体来说，在储热水容器31的平面部31a形成有 孔和从该孔的周围朝储热水容器31的内部弯折的圆筒部31b(参照图5)。配管构件60的 前端薄壁圆筒部62插入该储热水容器31的孔内。接着，将配管构件60的前端薄壁圆筒部 62的端部与储热水容器31的圆筒部31b的前端部整周焊接。藉此，将配管构件60固定于 储热水容器31。为了进行插入和整周焊接，配管构件60的前端薄壁圆筒部62的外形尺寸特别需 要以高精度来制造，需要在配管构件60的前端薄壁圆筒部62的外周面与圆筒部61的外周 面的边界上形成压紧于储热水容器31的孔周边的平面部31a的台阶66。另一方面，如图5所示，配管构件60的凸缘部63与储热水容器31所连接的配管 180的凸缘部181抵接，并通过快速紧固件190连结成不能离开凸缘部63。快速紧固件190 是图6A、图6B所示形状的金属制的配管接头构件，利用其弹簧特性，通过位于长孔190a左 右的把持部191、192把持连接对象的两构件的圆筒状主体部。具体来说，处于相互抵接状 态的配管构件60的凸缘部63及配管180的凸缘部181嵌入快速紧固件190的长孔190a， 把持配管构件60的圆筒部61的把持部191和把持配管180的圆筒状主体部的把持部192 阻碍配管构件60和配管180在轴向上离开(参照图5)。由于该快速紧固件190是配管接头，因此，配管构件60的凸缘部63的厚度(轴向 长度)L3需要确保规定的尺寸，此外，供快速紧固件190的把持部191卡住的面的径向尺寸 需要确保规定的尺寸。以往，为了满足上述对配管构件60的要求，通过对厚壁构件进行切削加工等来制 造配管构件，耗费大量的制造时间，为了缩短制造时间，在此通过多次冲压成形工序来制造 配管构件60，并对配管构件60的形状进行研究。对板状材料50(参照图7及图8)进行多次冲压成形工序而一体成形的配管构件 60的凸缘部63成形为具有台阶67的截面形状(参照图5)。此外，该凸缘部63的厚度L3 比板状材料50的厚度tl大。在此，厚度tl = 1. 5mm,厚度L3 = 2. 8mm。此外，凸缘部63 的台阶67具有大致弯曲成90°的弯曲部，该弯曲部的表面的曲率半径R、即尺寸r4(参照 图5)在0. 5mm以下。此外，配管构件60被冲压成形为在厚壁(厚度tl)的圆筒部61与薄壁(厚度 t2)的前端薄壁圆筒部62的边界形成有台阶66，使前端薄壁圆筒部62的外径与储热水容 器31的平面部31a的孔的内径一致，且使前端薄壁圆筒部62的前端与储热水容器31的圆
7筒部31b的前端位于相同高度位置。图5所示的各尺寸从以下各范围中确定，Dl = 20mm或26mm、D2 = 22mm或27mm、 Ll = 6· 5 10. 0mm、L2 = 1· 5 4. 0mm、L3 = 2· 6 3. 0mm、L4 = 1· 0 4. 3mm、tl = 0· 5 2. 0mm、t2 = 0· 5 1. 8mm(其中，t2 < tl)、rl > 1. 0mm、r2 < 0. 5mm、r3 < 0. 5mm、 r4 < 0. 5mm。在此，按以下尺寸制造配管构件 60，Dl = 20mm、D2 = 22mm、Ll = 9. 0mm、L2 =2. Omm> L3 = 2. 8mm> L4 = 4. 2mm> tl = 1. 5mm> t2 = 1. 0mm、rl > 1. Omm> r2 < 0. 5mm、r3 < 0. 5mm> r4 < 0. 5mm。(配管构件的制造方法)图5中，上述配管构件60的下部是与储热水容器31焊接的前端薄壁圆筒部62，上 部是作为与配管181的连接部的凸缘部63，前端薄壁圆筒部62与圆筒部61之间存在台阶 66，凸缘部63与圆筒部61之间存在台阶67。如图7 图9所示，该配管构件60通过包含 多个冲压成形工序的十个工序(Si S10)制成。不过，由于在数秒内完成一个工序，且不 断朝横向传送，因此，制造配管构件60所需的时间比采用以往的机械加工的制造方法大幅 度缩短。如图7和图8的左端部分所示，对大致圆形的板状材料50依次进行冲压成形工序 等。板状材料50是铬(Cr)含有量为17 20%、钼(Mo)含有量为1. 7 2. 5%、碳(C)含 有量为0. 03以下的铁素体类不锈钢。作为板状材料50，通过采用厚度为2mm以下的材料， 即便是上述组成的材料，也可冲压成形，且冲压成形基本不会造成板状材料50的损伤。在 此，采用板厚为1. 5mm的板状材料50。对于各工序(Si S10)在后面进行详述，首先，对制造方法整体进行说明。配管构件60的制造方法如下，通过冲压成形，使板状材料50成形为具有厚壁圆 筒状的第一部分(51a 51h)和与第一部分相邻的作为前端薄壁圆筒部62的薄壁圆筒状 的第二部分(52a 52h)的形状，且在第一部分(51h)与第二部分(52h)之间形成有台阶 (56h)。此外，若着眼于形成台阶66的部分，能考虑将配管构件60的制造方法分成钻孔前 的工序组(Si S6)、钻孔工序S7、钻孔后的工序组(S8 S10)这三个步骤。在钻孔前的 工序组(Si S6)中，通过冲压成形，使板状材料50成形为具有圆筒状的厚壁的第一部分 (51a 51f)和与第一部分相邻的作为前端薄壁圆筒部62的薄壁的第二部分(52f)的形 状。第一部分(51a 51f)与第二部分(52a 52f)的关系是圆筒部分与堵住该圆筒部分 的一端的圆盘部分的关系，是彼此正交的。结束第六拉伸工序S6后，第一部分(51f)和第 二部分(52f)的厚度变成tl和t2(t2<tl)，经过多个拉伸工序(冲压成形工序)后，第二 部分(52f)的板厚t2变得更薄。在钻孔后的工序组(S8 S10)中，特别是通过第一精拉 伸工序S8，使中央部分切除而呈环状的第二部分(52g)成形为圆筒状，并在第一部分(51h) 与第二部分(52h)的边界上形成台阶(56h)。此外，在第二精拉伸工序S9中，对成形为圆筒 状的第二部分(52h)作用朝轴向压缩的力，使第二部分成形为前端薄壁圆筒部62的最终形 状。能考虑将钻孔前的工序组(Si S6)分成以下两个步骤第一拉伸工序Si，在该 工序中，对板状材料50进行成形，使第二部分(52a)成形为圆盘状以便能够堵住圆筒状的 第一部分(51a)的一端；以及薄壁化工序组(S2 S6)，在该工序中，使该第二部分(52a)的厚度逐渐变薄。此外，若着眼于凸缘部63的成形，能考虑将钻孔前的工序组(Si S6)分成凸缘 部成形前的第一拉伸工序Sl和以后的凸缘部成形工序组(S2 )这两个步骤。在第一拉 伸工序Sl中，通过冲压成形，使板状材料50成形为具有圆筒状的第一部分(51a)的初始形 状。接着，在第二拉伸工序S2以后的凸缘部成形工序组中，使成形为初始形状的成形中间 材的第一部分(51a)的端部附近部分弯曲，并朝径向外侧延伸，从而作为第一部分(51b ) 和第三部分(53b )使第一部分(51a)逐渐成形为圆筒部61和凸缘部63的形状。此外，若着眼于形成台阶67的部分，能考虑将钻孔前的工序组(Si S6)分成凸 缘部63的具体形状成形前的准备工序组(Si S3)和凸缘部63的具体形状成形的工序组 (S4 S6)这两个步骤。在凸缘部63的具体形状成形前的准备工序组(Si S3)中，将板状 材料50通过多个拉伸工序(冲压成形工序)成形为具有作为圆筒部61的第一部分(51c) 和作为凸缘部63的第三部分(53c)的成形中间材。此外，在凸缘部63的具体形状成形的 工序组(S4 S6)中，通过多个拉伸工序，在成形中间材的第三部分(53d 53f)形成台阶 (57e)。该台阶(57e)是在轴向和径向都具有落差的台阶。此外，若着眼于形成台阶67的部分，能考虑将钻孔工序S7和钻孔后的工序组 (S8 S10)分成台阶67的精加工工序组(S7 S9)和完成台阶67的冲切外径工序S 10 这两个步骤。在台阶67的精加工工序组(S7 S9)中，将形成有台阶(57e)的成形中间材 的第三部分(53f)通过多个工序，最后加工成具有最终台阶形状的形状。接着，在冲切外 径工序SlO中，切断成形为最终台阶形状的成形中间材的第三部分(53i)的径向外侧部分 (55 j)，形成成形中间材的第三部分(53 j)。藉此，第三部分(53 j)最终成为具有规定的外形 尺寸的凸缘部63。接着，对各工序(Si S10)进行详细说明。(Si 第一拉伸工序)如图7和图8所示，首先，对除局部外周围均被切断的圆形的板状材料50进行作 为最初的冲压成形工序的第一拉伸工序Si。将板状材料50夹在上下模具间，对板状材料 50进行冲压成形，从而形成由圆筒状的第一部分(51a)和圆盘状的第二部分(52a)形成的 杯状。藉此，板状材料50成形为如图8所示的截面为凹状(杯状)的初始形状。(S2 第二拉伸工序)接着，通过多个冲压成形工序(工序S2 S6)，使第一部分(51a)中与第二部分 (52a)相反一侧的端部附近部分弯曲，并朝径向外侧延伸，使第二部分(52a)的板厚变薄。首先，在第二拉伸工序S2中，以使第一部分(51a)的上部朝向斜上方的方式使第 一部分(51a)弯曲，使第一部分(51a)成形为第一部分(51b)和第三部分(53b)。此外，在 板厚方向(上下方向)上从模具对第二部分(52a)作用压缩力，使第二部分(52aa)成形为 板厚较之略薄的第二部分(52b)。(S3 第三拉伸工序)在第三拉伸工序S3中，以使第三部分(53b)更接近水平方向的方式进行冲压成 形，将第二部分(52b)成形为板厚较之略薄的第二部分(52c)。(S4:第四拉伸工序)在第四拉伸工序中，以使第三部分(53c)在中途朝向上方的方式将第三部分
9(53c)的前端侧的大致一半朝至此相反一侧弯曲。在进行该冲压成形的第三部分(53c)形 成台阶。此外，在第四拉伸工序S4中，也将第二部分(52c)成形为板厚较之略薄的第二部 分(52d)。(S5:第五拉伸工序)在第五拉伸工序S5中，对朝向上方的第三部分(53d)的前端侧的大致一半中的前 端部分以前端接近水平方向的方式再次进行冲压成形，使前端朝外侧弯曲。藉此，在完成第 五拉伸工序S5的第三部分(53e)形成有在轴向(上下方向)和径向(水平方向)都存在 落差的台阶(57e)。此外，在第五拉伸工序S5中，也将第二部分(52d)成形为板厚较之略薄的第二部 分(52e)。(S6:第六拉伸工序)在第六拉伸工序S6中，对第三部分(53e)进行冲压成形，以使台阶(57e)的弯曲 部的角度变得更小。藉此，第三部分(53e)成形为进一步接近最终形状的第三部分(53f)。此外，在第六拉伸工序S6中，也将第二部分(52e)成形为板厚较之略薄的第二部 分(52f)。完成该第六拉伸工序S6的中间成形材的第二部分(52f)的板厚为t2。另一方 面，中间成形材的第一部分(51f)的板厚为tl。(S7:钻孔工序)在第六拉伸工序S6后进行的钻孔工序S7中，将作为杯状的中间成形材的底部的 第二部分(52f)的中央部分切除。具体来说，在第二部分(52f)中钻出直径比第一部分 (51f)的内径还小的圆孔。藉此，第二部分(52f)成为圆形的中央部分(54g)被切除的环状 的第二部分(52g)。此外，第三部分(53f)成形为进一步接近最终形状的第三部分(53g)。(S8:第一精拉伸工序)在第一精拉伸工序S8中，以使环状的第二部分(52g)朝向下方的方式进行冲压成 形。藉此，环状的第二部分(52g)的与第一部分(51g)的边界附近部分的前端朝铅垂方向 延伸。这样，环状的第二部分(52g)成形为圆筒状的第二部分(52h)。此外，随之，在第二部 分(52h)与第一部分(51h)的边界部分形成台阶(56h)。另外，第三部分(53g)成形为进一步接近最终形状的第三部分(53h)。(S9:第二精拉伸工序)第二精拉伸工序S9的目的在于，使前端薄壁圆筒部62的外径与储热水容器31的 平面部31a的孔的内径一致，以及使前端薄壁圆筒部62的前端与储热水容器31的圆筒部 31b的前端位于相同高度位置。在第二精拉伸工序S9中，对成形为圆筒状的第二部分(52h)作用朝轴向压缩的 力，使第二部分(52h)成形为与前端薄壁圆筒部62的最终形状相同形状的第二部分(52i)。此外，第三部分(53h)成形为除外径以外、与最终形状相同形状的第三部分 (53i)。第三部分(53i)中，弯曲部处于大致弯曲成90°的状态，该弯曲部的表面的曲率半 径R、即尺寸r4(参照图5)在0. 5mm以下。(S10 冲切外径工序)
在冲切外径工序SlO中，将成形中间材的第三部分(53i)的径向外侧部分(55j) 切断，使第三部分(53i)成形为与凸缘部63相同外形尺寸的第三部分(53j)。该工序SlO 的切断是在形成凸缘部63的台阶67的最终台阶形状的台阶(57j)的径向外侧进行的。(配管构件的制造方法的特征)(1)通常，在通过冲压成形制造由圆筒部和凸缘部构成的构件时，对材料进行冲压 成形，以使其成形为含有凸缘部的最终形状或接近最终形状的形状，但在这种制造方法的 情形下，当材料较硬或较厚时，不易顺利地进行冲压成形。即便使冲压成形的设备变得大型 化，进行冲压成形的材料损伤的几率也较大。因此，以往通过如图10所示的对3. 5mm板厚 的厚壁圆筒状材料进行切削加工、使前端薄壁圆筒部260e的板厚降到1. Omm以下的机械加 工的制造方法来制造配管构件260，但该制造(加工)耗费较长时间和成本。与此相对，在上述配管构件60的制造方法中，首先，在第一拉伸工序Sl中进行冲 压成形，以成形为具有圆筒状的第一部分(51a)的初始形状，在接下来的凸缘部成形工序 组(S2 )中，进行使圆筒状的第一部分(51a)的端部附近部分弯曲的冲压成形，使第一部 分(51a)成形为相当于圆筒部61和凸缘部63的第一部分(51a 51 j)和第三部分(53b 53 j)。因此，需要多次冲压成形工序，但无论在第一拉伸工序Sl还是在凸缘部成形工序组 (S2 )中，都能抑制因冲压成形造成的板状材料50、中间成形材的损伤，能实现成品率高 的配管构件60的制造。此外，由于通过采用这种制造方法，能实现利用冲压成形的配管构 件60的制造，因此，与以往的通过机械加工的配管构件的制造方法相比，能缩短制造时间。这样，通过上述制造方法，能更廉价更快速地制造配管构件60。(2)由于在上述制造方法中，通过多个冲压成形工序(S2 )，使圆筒状的第一部 分(51a)成形为第一部分(51b 51j)和第三部分(53b 53j)以逐渐成形为圆筒部61 和凸缘部63，因此，即便凸缘部63具有复杂的台阶形状，也能避免损伤并能高精度地形成 凸缘部63。(3)在上述配管构件60的制造方法中，在第一拉伸工序Sl中，以截面呈凹状、 即成形为杯状的初始形状的方式对板状材料50进行冲压成形，在随后的凸缘部成形工序 组(S2 )中，使第三部分(53b)朝径向外侧延伸，在钻孔工序S7中，将第二部分(52f)的 中央部分(54g)切离，藉此来制造配管构件60。这样，由于在第一拉伸工序Sl中成形的初 始形状是具有圆盘状的第二部分(52a)的杯状，因此，第一拉伸工序Sl中的对板状材料50 的冲压成形能不费力地顺利地进行，基本不会对板状材料50造成损伤，且成品率较高。(4)在上述配管构件60中，通过采用截面形状具有台阶的凸缘部63，能确保比板 状材料50的厚度(tl)大的、凸缘部63的厚度(L3)。因此，通过对板状材料50进行冲压成 形，能获得所期望的厚度(L3)的凸缘部63。若如以往那样，凸缘部263的截面形状只是长方形(参照图10)，则为了确保其厚 度，板状材料的厚度也必须是相同的厚度，因此，不可避免地会出现以下情形不能进行冲 压成形，即便能进行冲压成形，也会造成冲压设备的成本增加和冲压时间变长。不过，若是 如上所述的具有台阶67的配管构件，则能通过对比较薄的板状构件50进行冲压成形，来获 得所期望厚度(L3)的凸缘部63。这样，若是配管构件60，则能通过冲压成形使圆筒部61与所期望厚度(L3)的凸缘 部63 —体成形。因此，与以往的通过机械加工所制造的配管构件相比，能缩短其制造时间。(5)在上述配管构件60的制造方法中，在凸缘部63的具体形状成形前的准备工序
11组(Si S3)中，成形为第三部分(53b、53c)，在凸缘部63的具体形状成形的工序组(S4 S6)中，在第三部分(53c)形成台阶，通过钻孔工序S7和钻孔后的工序组(S8 S10)，将形 成有台阶的第三部分(53d 53f)加工成具有最终台阶形状的形状。藉此，能将板状材料 50的板厚(tl)抑制在2mm以下(此处为1. 5mm)，能降低冲压成形设备所花费的费用，并能 确保凸缘部63的所期望的厚度(L3)。(6)在上述配管构件60的制造方法中，进行多次冲压成形，以使大致弯曲成90° 的弯曲部的表面的曲率半径r4在0. 5mm以下。因此，能较大地确保凸缘部63中从圆筒部 61的上端朝径向外侧延伸长度L2的部分的表面63a沿径向的长度。此处，确保其表面63a 沿径向的长度在快速紧固件190的厚度、即Imm以上。因此，若为了连接配管180，将快速紧 固件190卡在凸缘部63上，则随后快速紧固件190不会轻易地脱离。(7)在上述配管构件60的制造方法中，由于在冲切外径工序SlO中将第三部分 (53j)的外周缘附近的部分、即径向外侧部分(55j)切断，因此，凸缘部63的外周缘的形状 精度变高。(8)在上述配管构件60的制造方法中，在冲切外径工序SlO中，鉴于若在台阶 (57j)部分切断则切断厚度变大，因此，在比台阶(57j)靠近径向外侧处进行切断。藉此，在 冲切外径工序SlO中，只需切断板状材料50的板厚(tl)量即可，能抑制切断装置的大型化 和设备费用的增大。(9)在上述配管构件60的制造方法中，不是像以往那样通过机械加工来成形为作 为焊接部的前端薄壁圆筒部262 (参照图10)，而是通过冲压成形，从而在第一精拉伸工序 S8中，在第一部分(51h)与第二部分(52h)的边界形成台阶(56h)，来制造配管构件60。因 此，与以往的通过机械加工来制造配管构件相比，能更廉价更快速地制造配管构件60。(10)在上述配管构件60的制造方法中，通过钻孔前的工序组(Si S6)的冲压 成形，使板状材料50成形为圆筒状的厚壁的第一部分(51f)和与该第一部分(51f)交叉 地相邻的薄壁的第二部分(52f)，在随后的钻孔工序(S7)和钻孔后的工序组(S8 S10) 中，使第二部分(52g)成形为圆筒状，在第一部分(51h)与第二部分(52h)的边界形成台阶 (56h)。接着，由于在钻孔前的工序组(Si S6)中，已经使第一部分(51f)的厚度(tl) 与第二部分(52f)的厚度(t2)产生差别，因此，在钻孔后的工序组(S8 S10)中，能容易 地形成台阶(56h)。此夕卜，由于钻孔前的工序组(Si S6)中的第二部分(52a 52e)与圆筒状的第 一部分(51a 51e)正交，因此，在进行使模具沿圆筒状的第一部分(51a 51e)的轴向移 动的冲压成形时，能容易地使第二部分(52a 52e)的厚度变薄。这样，在此，钻孔前的工序组(Si S6)中的中间成形材的形状(杯状)是容易使 第二部分(52a 52e)变薄的形状，且通过钻孔后的工序组(S8 S10)使第二部分(52g) 成形为圆筒状，并在第一部分(51h)与第二部分(52h)的边界形成台阶(56h)，从而来制造 配管构件。因此，利用冲压成形的配管构件60的制造能以高成品率、在短时间内进行。此 外，由于能通过冲压成形来制造配管构件60，因此，与以往的通过机械加工来制造配管构件 相比，能缩短其制造时间。(11)在上述配管构件60的制造方法中，通过第一拉伸工序Si，使板状材料50成形为由圆筒状的第一部分(51a)和堵住该第一部分(51a)的一端的圆盘状的第二部分 (52a)所形成的杯状的形状，通过随后的薄壁化工序组(S2 S6)，使第二部分(52a)的厚 度变薄。因此，在薄壁化工序组(S2 S6)中，能使模具与圆盘状的第二部分(52a 52e) 的上下两表面接触，并在第二部分(52a 52e)的板厚方向上作用力。因此，与最初使第 二部分成形为圆筒状继而进行薄壁化的方法相比，能容易且快速地进行第二部分(52a 52e)的薄壁化。(12)在上述配管构件60的制造方法中，由于在钻孔工序S7中将第二部分(52f) 的中央部分切除，然后使成形为环状的第二部分(52g)成形为圆筒状，因此，与使圆盘状的 第二部分成形为圆筒状继而将不需要的部分切断的方法相比，能快速且高精度地成形为薄 壁圆筒状的前端薄壁圆筒状62。此外，由于在使呈环状的第二部分(52g)成形为圆筒状的第一精拉伸工序S8后， 进行对呈圆筒状的第二部分(52h)作用轴向压缩力的第二精拉伸工序S9，因此，能使第二 部分(52h)高精度地成形为前端薄壁圆筒部62的最终形状。
权利要求
一种配管构件的制造方法，该配管构件是圆筒状的配管构件(60)，该配管构件的一端构成与其他构件(31)焊接的焊接部(62)，其特征在于，通过冲压成形，使板状材料(50)成形为具有厚壁圆筒状的第一部分(51h)和与所述第一部分相邻的作为所述焊接部的薄壁圆筒状的第二部分(52h)的形状，并在所述第一部分与所述第二部分的边界形成台阶(56h)。
2.一种配管构件的制造方法，该配管构件是圆筒状的配管构件(60)，该配管构件的一 端构成与其他构件(31)焊接的焊接部(62)，其特征在于，包括第一步骤(Si S6)，该第一步骤(Si S6)通过冲压成形，使板状材料(50)成形为具 有圆筒状的厚壁的第一部分(51f)和与所述第一部分相邻并与所述第一部分交叉的、作为 所述焊接部的薄壁的第二部分(52f)的形状；以及第二步骤(S8)，该第二步骤(S8)在所述第一步骤后，通过冲压成形，使所述第二部分 成形为圆筒状，并在所述第一部分与所述第二部分的边界形成台阶(56h)。
3.如权利要求2所述的配管构件的制造方法，其特征在于，所述第一步骤包括第一冲压成形工序(Si)，该第一冲压成形工序(Si)对所述板状材料进行冲压成形，使 所述第二部分成形为圆盘状以便能够堵住圆筒状的所述第一部分的一端；以及第二冲压成形工序(S2 S6)，该第二冲压成形工序(S2 S6)使所述圆盘状的第二部 分的厚度变薄。
4.如权利要求3所述的配管构件的制造方法，其特征在于，所述第二步骤包括将所述圆盘状的第二部分(52f)的中央部分(54g)切除的钻孔工序(S7)；以及使完成所述钻孔工序的环状的所述第二部分(52g)成形为圆筒状，并在所述第一部分 与第二部分的边界形成所述台阶(56h)的第三冲压成形工序(S8)。
5.如权利要求4所述的配管构件的制造方法，其特征在于，在所述第二步骤的第三冲压成形工序后，还包括对呈圆筒状的所述第二部分(52h)作 用轴向的压缩力、使所述第二部分成形为所述焊接部的最终形状的第三步骤(S9)。
全文摘要
一种能更廉价更快速地制造配管构件的制造方法。制造圆筒状的配管构件，该配管构件的一端构成与其他构件焊接的焊接部，包括工序组(S1～S6)和工序组(S8～S10)。在工序组(S1～S6)中，通过冲压成形，使板状材料成形为具有圆筒状的厚壁的第一部分(51f)和与该第一部分(51f)相邻并交叉的、作为焊接部的薄壁的第二部分(52f)的形状。在工序组(S8～S10)中，通过冲压成形，使第二部分(52f、52g)成形为圆筒状，并在第一部分(51h)与第二部分(52h)的边界形成台阶(56h)。
文档编号B21D22/26GK101925422SQ200980103808
公开日2010年12月22日 申请日期2009年2月2日 优先权日2008年2月5日
发明者原口和哉, 大上功, 平野智也, 松冈滋彦, 桥本直 申请人:大金工业株式会社