管的制造方法与流程

本发明涉及一种管的制造方法。

背景技术：

例如日本特开2019-022912号公开所示，uo成型作为管的制造方法而广泛应用，该uo成型为，在将板状部件冲压成型(u成型)为u字状之后，通过具有截面半圆形的凹部的一对模具而冲压成型(o成型)为o字状(圆筒状)。

技术实现要素：

发明人研究了将uo成型用于制造具有从管主体的一端向半径方向内侧倾斜凸出的锥形部的管的情况，发现了以下问题。例如，如果简单地应用uo成型，则锥形部在管主体的长度方向的延长线上凸出地形成。在uo成型后将锥形部以朝向半径方向内侧倾斜的方式弯曲的情况下，有可能在管主体与锥形部之间的边界附近产生褶皱、裂纹。

本发明提供一种管的制造方法，其能够抑制管主体与锥形部之间的边界附近产生褶皱、裂纹。

本发明的一个方式所涉及的管的制造方法具有：将板状部件冲压成型为u字状的工序；以及将成型为u字状的所述板状部件冲压成型为o字状的工序。所述管具有：管主体；以及锥形部，其从所述管主体的一端朝向半径方向内侧倾斜地凸出。在进行将所述板状部件冲压成型为u字状的工序之前，所述板状部件中的、与所述管主体对应的部位和与所述锥形部对应的部位之间的边界部，被从所述板状部件的、与所述管的所述内周面对应的面侧按压，与所述锥形部对应的部位向所述板状部件的、与所述管的所述内周面对应的面侧弯曲。

根据上述方式，在冲压成型为u字状的工序之前，对板状部件中的、与管主体对应的部位和与锥形部对应的部位之间的边界部，被从板状部件的与管的内周面对应的面侧按压，与锥形部对应的部位向板状部件的与管的内周面对应的面侧弯曲。因此，与在u成型之后或o成型之后将与锥形部对应的部位弯曲的情况相比，能够抑制在与管主体对应的部位和与锥形部对应的部位之间的边界部处产生褶皱、裂纹。

在上述方式中，也可以在所述边界部被按压时，在所述边界部形成沟状的折痕。根据上述结构，由于形成了折痕的部位通过压缩而加工硬化，所以在作为后续工序的u成型、o成型中，也能够维持与锥形部对应的部位的锥度角，并且还能够抑制回弹。

在上述方式中，也可以是所述折痕具有弯曲截面。通过这样的结构，能够抑制板状部件在折痕处极端薄层化。

在上述方式中，也可以在所述边界部被按压时，与所述管主体对应的部位的中央部被弯曲为u字状，同时形成所述折痕。根据上述结构，能够进一步抑制在与管主体对应的部位和与锥形部对应的部位之间的边界部产生褶皱、裂纹。

在上述方式中，也可以通过具有与所述折痕对应的凸起的冲压机按压所述边界部，形成所述折痕。根据上述结构，能够简单地形成所述折痕。

在上述方式中，也可以在所述边界部被按压时，在载置有所述板状部件的模具中，在与所述冲压机的所述凸起对应的位置设置有槽。

在上述方式中，也可以在所述边界部被按压时，载置有所述板状部件的模具以规定的间隙被分割。也可以在与所述冲压机的所述凸起对应的位置设置有所述间隙。根据上述结构，能够抑制板状部件在折痕处极端薄层化，并且能够使冲压机的凸起长寿命化。

在上述方式中，所述冲压机的所述凸起也可以具有弯曲截面。

在上述方式中，也可以将所述板状部件冲压成型为u字状之后的、与所述管主体对应的部位的曲率半径，与将成型为所述u字状的板状部件冲压成型为o字状之后的、与所述管主体对应的部位的曲率半径相比较小。

根据本发明的上述方式，提供一种能够抑制管主体与锥形部之间的边界附近产生褶皱、裂纹的管的制造方法。

附图说明

参考附图对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术上和工业上的意义进行说明，附图中相同的标号表示相同部件，其中：

图1是使用本发明的一实施方式涉及的管的制造方法而制造的管的立体图。

图2a是边缘弯曲前的板状部件的剖视图以及俯视图。

图2b是边缘弯曲后的板状部件的剖视图以及俯视图。

图3a是弯曲前的板状部件的剖视图以及俯视图。

图3b是弯曲后的板状部件的剖视图以及俯视图。

图4a是图3a的iva-iva线剖视图。

图4b是图3b的ivb-ivb线剖视图。

图5是图4b中的区域v的放大图。

图6a是表示锥形部弯曲工序的变形例的图。

图6b是表示锥形部弯曲工序的变形例的图。

图7a是u成型前的板状部件的剖视图及俯视图。

图7b是u成型后的板状部件的剖视图及俯视图。

图8a是图7a的viiia-viiia线剖视图。

图8b是图7b的viiib-viiib线剖视图。

图9a是o成型前的板状部件的剖视图及俯视图。

图9b是o成型后的板状部件的剖视图及俯视图。

图10a是图9a的xa-xa线剖视图。

图10b是图9b的xb-xb线剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明应用了本发明的具体实施方式。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，为了使说明明确，以下的记载以及附图适当地被简化。

管的结构

在说明本发明的一实施方式涉及的管的制造方法之前，参照图1，对使用该制造方法而制造的管进行说明。图1是使用本发明的一实施方式涉及的管的制造方法而制造的管的立体图。如图1所示，管100具有管主体110和锥形部120。管100的用途没有任何限定。

详细情况如后所述，管100由例如金属等构成的一片板状部件被uo成型，管主体110的对接部被焊接。如图1所示，锥形部120从管主体110的一端朝向管主体110的半径方向内侧倾斜地凸出。此外，锥形部120在管主体110的一端设置于局部(例如整体的1/4至1/3左右)而并非整个圆周方向。在图1的例子中，锥形部120具有随着朝向前端而宽度变窄的梯形形状，但没有特别限定。

管的制造方法

接着，参照图2a～图9b，对本发明的一实施方式涉及的管的制造方法进行说明。首先，参照图2a、图2b，对边缘弯曲工序进行说明。图2a是表示边缘弯曲工序的图，是边缘弯曲前的板状部件10的剖视图以及俯视图。图2b是表示边缘弯曲工序的图，是边缘弯曲后的板状部件10的剖视图以及俯视图。板状部件10没有特别限定，但在以下的说明中，针对板状部件10为金属板的情况进行说明。

此外，不言自明的是，图2a～图9b所示的右手系xyz正交坐标是用于便于说明构成要素的位置关系的坐标系。通常，z轴正向为铅垂上方，xy平面为水平面，在各附图中相同。

如图2a的剖视图所示，边缘弯曲前的板状部件10是平坦的。此外，如图2a的俯视图所示，板状部件10由俯视为矩形的、与图1所示的管主体110对应的部分11和俯视为梯形的、与图1所示的锥形部120对应的部分12构成。以下，将与管主体110对应的部分11称为“管主体对应部11”，将与锥形部120对应的部分12称为“锥形对应部12”。换言之，管主体对应部11是成型为图1所示的管主体110的部位，锥形对应部12是成型为图1所示的锥形部120的部位。在此，管主体对应部11的长度方向(y轴方向)与图1所示的制造出的管100的圆周方向对应。管主体对应部11的宽度方向(x轴方向)与图1所示的制造出的管100的长度方向对应。

锥形对应部12设置为，从管主体对应部11的长度方向(y轴方向)中央部在管主体对应部11的宽度方向(x轴正向)的延长线上凸出。此外，锥形对应部12的形状为等腰梯形，锥形对应部12的宽度(y轴方向的长度)随着远离管主体对应部11而变窄。图2a所示的平板状的板状部件10例如通过冲裁加工而得到。

如图2b所示，在边缘弯曲工序中，通过冲压成型等，管主体对应部11的长度方向(y轴方向)的两端部向上表面侧(z轴正向侧)弯曲。在此，管主体对应部11的上表面与图1所示的制造出的管100的内周面对应，管主体对应部11的下表面与图1所示的制造出的管100的外周面对应。

接着，参照图3a、图3b、图4a、图4b，对锥形部弯曲工序进行说明。图3a是表示锥形部弯曲工序的图，是弯曲前的板状部件10的剖视图及俯视图。图3b是表示锥形部弯曲工序的图，是弯曲后的板状部件10的剖视图及俯视图。图4a是图3a的iva-iva线剖视图。图4b是图3b的ivb-ivb线剖视图。

如图3a的剖视图所示，在锥形部弯曲工序中，将边缘弯曲后的板状部件10载置在模具20上。图3a所示的板状部件10的俯视图与图2b所示的板状部件10的俯视图相同。如图3a的剖视图所示，在模具20的上表面的长度方向(y轴方向)中央部，在宽度方向(x轴方向)上延伸设置有凹下为大致半圆柱状的凹部21。而且，在模具20的上方设置有冲压机30，该冲压机30具有与凹部21嵌合的大致半圆柱状的凸部31。在图3a、图3b中，模具20和冲压机30描绘为主视图而并非剖视图。

如图3b所示，在锥形部弯曲工序中，通过下降后的冲压机30的凸部31和模具20的凹部21，夹持管主体对应部11的长度方向(y轴方向)中央部而冲压成型。由此，仅管主体对应部11的长度方向(y轴方向)中央部被弯曲成大致半圆状(即，也可以称为u字状)。同时，如图3b的俯视图所示，在管主体对应部11和锥形对应部12之间的边界部处形成沟状的折痕13。

在此，如图4a、图4b所示，在冲压机30的凸部31的长度方向(x轴正向)的端部表面形成有凸起31b，该凸起31b用于在管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部形成沟状的折痕13。更详细而言，凸起31b沿着大致半圆柱状的凸部31的圆周方向以大致半圆状(即，也称之为u字状)设置。另一方面，在模具20的凹部21的表面，在与冲压机30的凸起31b对应的位置处设置有槽22。此外，在图4a、图4b中，冲压机30描绘为侧视图而并非剖视图。

另一方面，如图4a、图4b所示，在冲压机30中，在隔着凸起31b位于凸部31的相对侧、即与锥形对应部12对应的位置处形成有非冲压部31a。如图3a、图3b、图4a和图4b所示，非冲压部31a具有随着远离凸起31b而直径逐渐变小的半圆锥台状，不会对锥形对应部12进行冲压。

以此方式，在本实施方式所涉及的锥形部弯曲工序中，在管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部形成折痕13，同时将锥形对应部12朝向板状部件10的与管100的内周面对应的面侧弯曲，锥形对应部12并不被直接冲压成型。即，如图4b所示，锥形对应部12在冲压成型时并未夹持于模具20与冲压机30之间。但如图3b所示，由于管主体对应部11的长度方向(y轴方向)中央部被弯曲成u字状，所以与其相伴而锥形对应部12也弯曲。

在此，图5是图4b中的区域v的放大图。如图5所示，在本实施方式所涉及的管的制造方法中，在uo成型前，从板状部件10的内表面侧即板状部件10的与管100的内周面对应的面侧，对管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部进行按压，使锥形对应部12朝向板状部件10的与管100的内周面对应的面侧弯曲。因此，与在u成型后或o成型后弯曲锥形对应部12的情况相比，能够抑制在管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部产生褶皱、裂纹。

此外，在本实施方式所涉及的管的制造方法中，不仅仅将锥形对应部12朝向板状部件10的与管100的内周面对应的面侧弯曲，而且在管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部处按压凸起31b而形成沟状的折痕13。形成有折痕13的部位由于通过压缩而加工硬化，所以即使在作为后续工序的u成型、o成型中，也能够维持锥形对应部12的锥度角。此外，还能够抑制回弹导致的、锥度角或边界附近的弯曲截面等精度不稳定的问题。进而，还能够在制造出的管100被暴露于热的情况下，抑制锥形部120的热变形即由于热导致的锥度角变化。

如图5所示，凸起31b例如具有弯曲截面。而且，形成的折痕13具有沿着凸起31b的形状的弯曲截面。因此，与凸起31b的顶端尖锐的情况相比，能够抑制板状部件10在折痕13处极端薄层化，并且能够使凸起31b长寿命化。此外，由于在模具20设置有槽22，同样地，能够抑制板状部件10在折痕13处极端薄层化，并且能够使凸起31b长寿命化。通过调节例如凸起31b的高度、弯曲尺寸、槽22的宽度等，能够调节锥形对应部12的锥度角。

在此，图6a、图6b是表示锥形部弯曲工序的变形例的图。图6a、图6b是分别与图4a、图4b对应的图。如图6a、图6b所示，也可以代替在模具20设置槽22，而是将模具20分割为模具20a、20b两部分，设置与槽22对应的间隙22a。能够得到与在模具20设置槽22的情况相同的效果。此外，也可以将图2a、图2b所示的边缘弯曲工序与锥形部弯曲工序同时进行。

接着，参照图7a、图7b、图8a、图8b，对u成型工序进行说明。图7a是表示u成型工序的图，是u成型前的板状部件10的剖视图以及俯视图。图7b是表示u成型工序的图，是u成型后的板状部件10的剖视图以及俯视图。图8a是图7a的viiia-viiia线剖视图。图8b是图7b的viiib-viiib线剖视图。

如图7a的剖视图所示，在u成型工序中，将管主体对应部11的长度方向(y轴方向)中央部被弯曲为大致半圆状的板状部件10载置在u成型模具40上。图7a所示的板状部件10的俯视图与图3b所示的板状部件10的俯视图相同。

如图7a的剖视图所示，u成型模具40由隔着u成型用的间隙41相向配置的一对块构成。如图7a、图7b所示，间隙41在宽度方向(x轴方向)上延伸设置。而且，在u成型模具40的上方，设置有插入间隙41的u成型冲压机50。u成型冲压机50的下端与图3a、图3b所示的冲压机30同样地设置有大致半圆柱状的凸部51。此外，在图7a、图7b中，u成型模具40和u成型冲压机50描绘为主视图而并非剖视图。

如图7b所示，在u成型工序中，通过下降后的u成型冲压机50的凸部51对管主体对应部11的长度方向(y轴方向)中央部按压的同时，将管主体对应部11整体插入u成型模具40的间隙41。由此，管主体对应部11整体被弯曲成u字状。具体而言，以管主体对应部11的长度方向中央部作为支点而管主体对应部11的两侧向上方(z轴正向)弯曲。在此，优选利用u成型冲压机50的凸部51而被成型的管主体对应部11的曲率半径r1例如比所制造的管100的半径小。

另一方面，如图8a、图8b所示，在u成型冲压机50中，与图4a、图4b所示的冲压机30同样地，在与锥形对应部12对应的位置处形成有非冲压部51a。如图7a、7b、8a和8b所示，非冲压部51a具有随着远离凸部51而直径逐渐变小的半圆锥台状，不会对锥形对应部12冲压。

以此方式，在本实施方式所涉及的u成型工序中，锥形对应部12并不被直接冲压成型。即，如图8b所示，锥形对应部12在冲压成型时不被u成型冲压机50按压。但是，如图7b所示，由于管主体对应部11以曲率半径r1弯曲，所以与之相伴而锥形对应部12也弯曲。此外，在图8a、图8b中，u成型冲压机50描绘为侧视图而并非剖视图。

接着，参照图9a、图9b、图10a、图10b，对o成型工序进行说明。图9a是表示o成型工序的图，是o成型前的板状部件10的剖视图以及俯视图。图9b是表示o成型工序的图，是o成型后的板状部件10的剖视图以及俯视图。图10a是图9a的xa-xa线剖视图。图10b是图9b的xb-xb线剖视图。

如图9a的剖视图所示，在o成型工序中，将管主体对应部11整体被弯曲为u字状的板状部件10载置在o成型下模60上。图9a所示的板状部件10的俯视图与图7b所示的板状部件10的俯视图相同。

如图9a的剖视图及图10a所示，在o成型下模60的上表面的长度方向(y轴方向)中央部，在宽度方向(x轴方向)上延伸设置有凹下成半圆柱状的o成型用的凹部61。而且，在o成型下模60的上方设置有o成型上模70。与o成型下模60同样地，在o成型上模70的下表面的长度方向(y轴方向)中央部，也在宽度方向(x轴方向)上延伸设置有凹下成半圆柱状的o成型用的凹部71。此外，在图9a、图9b中，o成型下模60及o成型上模70描绘为后视图而并非剖视图。

如图9b及图10b所示，通过将o成型下模60与o成型上模70对接，从而由凹部61和凹部71构成o成型用的圆柱状的凹部。在o成型工序中，弯曲成u字状的管主体对应部11的下侧被按压在o成型下模60的凹部61，并且管主体对应部11的上侧被按压在o成型上模70的凹部71。由此，管主体对应部11整体被弯曲成o字状，管主体对应部11被成型为管状。

在此，如图9b所示，通过o成型下模60的凹部61而被成型的管主体对应部11的曲率半径r2当然与所制造的管100的半径相等。如上所述，如果通过图7a、图7b所示的u成型冲压机50的凸部51而成型的管主体对应部11的曲率半径r1比曲率半径r2小，则在o成型后，管主体对应部11的对接面14彼此按压。因此，能够减小对接面14的间隙。此外，如上所述，对接面14例如被焊接。在此，也可以在焊道宽度内使对接面14形成波纹状而增加接合长度。

另一方面，如图9a、图9b、图10a、图10b所示，在o成型下模60中，在与锥形对应部12对应的位置处形成有凹下为半圆锥状的锥形成型凹部62。此外，o成型上模70形成有与o成型下模60的锥形成型凹部62嵌合的、凸出为半圆锥状的锥形成型凸部72。以此方式，在本实施方式所涉及的o成型工序中，以锥形对应部12成为所需的锥度角的方式进行冲压成型。

另外，也可以与图7a、7b、8a和8b所示的u成型工序同样地，在o成型工序中对锥形对应部12并不直接冲压成型。相反地，在u成型工序中，也可以与图9a、图9b、图10a和图10b所示的o成型工序同样地，以锥形对应部12成为所需的锥度角的方式进行冲压成型。

如以上说明的那样，在本实施方式所涉及的管的制造方法中，在uo成型前，从板状部件10的内表面侧即板状部件10的与管100的内周面对应的面侧，对管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部进行按压，以使锥形对应部12朝向板状部件10的与管100的内周面对应的面侧弯曲。因此，与在u成型之后或o成型之后弯曲锥形对应部12的情况相比，能够抑制在管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部产生褶皱、裂纹。

此外，在本实施方式所涉及的管的制造方法中，不仅仅将锥形对应部12朝向板状部件10的与管100的内周面对应的面侧弯曲，而且在管主体对应部11与锥形对应部12之间的边界部处按压凸起31b而形成沟状的折痕13。由于形成有折痕13的部位通过压缩而加工硬化，所以在作为后续工序的u成型、o成型中，能够维持锥形对应部12的锥度角并且能够抑制回弹。此外，在制造出的管100暴露于热的情况下，能够抑制锥形部120的热变形即由于热导致的锥度角变化。

另外，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内进行适当改变。