配管および管端部加工方法
【課題】他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができ、更には管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコスト削減を行うことができる雄側の配管を得ること。
【解決手段】一端側が雌側の配管に挿入されて該雌側の配管に接続される雄側の配管２０を構成するにあたり、該配管の流路１の一端側に内径が拡大された拡径部１０を設け、該拡径部の外周には少なくとも１つの凹周溝９ａ，９ｂを形成する。
【解決手段】一端側が雌側の配管に挿入されて該雌側の配管に接続される雄側の配管２０を構成するにあたり、該配管の流路１の一端側に内径が拡大された拡径部１０を設け、該拡径部の外周には少なくとも１つの凹周溝９ａ，９ｂを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管および管端部加工方法に関し、更に詳しくは配管継手として用いられる雄側の配管および該配管を作製する際の管端部加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの配管同士を接続する方法としては、例えば特許文献１に具体的に記載された方法が知られている。この方法では、ユニオンネジを有するブロック体を一方の配管（管体）の接続端側に溶接（ろう付け）し、ユニオンナットを有するブロック体を他方の配管（管体）の接続端側に溶接（ろう付け）し、上記のユニオンネジと上記のユニオンナットとを互いに螺合させることで２つの配管を接続する。ただし、この接続方法では各配管にブロック体を溶接（ろう付け）しなければならないので、部品点数が増えて接続のためのコストが嵩むと共に、ブロック体が接続された配管を得るまでに比較的煩雑な作業が必要となる。
【０００３】
このため、素管を塑性加工して継手構造を有する配管を得、この配管と他の配管とを溶接以外の方法で直接接続するという方法も提案されている。例えば特許文献２には、素管での一端側の内径を拡大すると共に当該一端側にカール状のフランジ部を形成した雌側配管（雌側構造体）に、一端側にシール材が装着された雄側配管（雄側構造体）を挿入し、これらを溶接するのではなくクランプ状の接続部材により固定することで接続するという方法が記載されている。この方法で用いられる雌側配管での上記一端側は、素管の端部に雌金型を固定し、雄金型に設けた所定形状の成型部を当該素管の端部からその内部に圧入するという塑性加工によって内径が拡大されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２０７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に具体的に記載されている配管の接続方法は、内径が同じ配管同士を接続するものであるので、例えば管路の途中から他の箇所とは異なる態様で放熱性を制御するためには当該制御を行う装置や器具が別途必要となり、コストが嵩む。また、管路の用途によっては、スペース上の制約やコスト削減のために、当該管路での流路径を途中から小さくしたい場合もある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができ、更には管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことができる雄側の配管、および該配管を作製する際の管端部加工方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の配管は、一端側が雌側の配管に挿入されて該雌側の配管に接続される雄側の配管であって、一端側には流路の内径が拡大された拡径部を有し、流路のうちで内形が拡大されていない非拡径部と上記の拡径部との間には、非拡径部に近づくほど内径が小さくなるテーパ部が介在し、拡径部の外周には少なくとも１つの凹周溝が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の管端部加工方法は、素管を塑性加工して該素管の一端側に流路の内径が素管での流路の内径よりも大きい拡径部を形成する管端部加工方法であって、所定の形状および大きさの成型部と該成型部に連通する貫通孔とを有し、かつ長手方向に沿って２分割されている雌型により前記素管を挟み込み、貫通孔を貫通した素管の一端側が貫通孔での成型部側の端から所定長に亘って外側に突出した状態で素管を雌型に固定するクランプ工程と、外径が異なる複数の拡管用心金を外径が小さいものから順番に用い、拡管用心金を素管の一端から該素管の流路に圧入して素管の一端側で流路の内径を拡大する拡管工程と、素管の一端側に凹周溝を形成する凹周溝形成工程とを含み、拡管工程で用いる複数の拡管用心金のうちで最後に用いる拡管用心金を除いた残りの拡管用心金は、一端側に形成された小径部と、小径部よりも拡管用心金での中央部側に形成された大径部とを有し、小径部と大径部とを有する拡管用心金のうちでｎ番目（ｎは１以上の整数）に用いる拡管用心金での大径部の外径と（ｎ＋１）番目に用いる拡管用心金での小径部の外径とが同じであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の配管では、その一端側に拡径部が形成され、この拡径部の外周には凹周溝が形成されているので、当該拡径部を管継手として利用することができる。上記の凹周溝にＯリング等のシール材を装着した後に拡径部を他の配管に挿入することにより、当該配管を他の配管に容易に接続することができる。このとき、各配管へのブロック体の溶接（ろう付け；特許文献１参照）は省略することができる。また、本発明の配管は雄側の配管として用いられるものであるので、当該配管を雌側の配管として用いる場合に比べて拡径部の内径を小さくすることができ、結果として、拡径部の形成が容易になる。さらに、本発明の配管が雄側の配管であることから、当該配管に接続される配管としては、その流路径が例えば上記拡径部の内径以上のものを容易に用いることができる。
【００１０】
したがって、本発明によれば、他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができ、更には管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことができる配管を得ることが容易になる。当該配管は、例えば本発明の管端部加工方法に従って素管を加工することにより得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の配管および管端部加工方法それぞれの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、配管の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す配管２０は銅、アルミニウム、またはステンレス鋼（鉄鋼）等により形成されて湯や水等の液体の流路となるものであり、当該配管２０は、一端２０ａ側に拡径部１０を有しており、拡径部１０での内径ＩＤ１は流路１における他の領域（以下、「非拡径部１１」という）での内径ＩＤ２よりも大きい。この拡径部１０と非拡径部１１との間には、非拡径部１１に近づくほど内径が小さくなるテーパ部１５が介在している。拡径部１０およびテーパ部１５の各々は、配管２０の元となる素管を塑性変形させることにより形成されている。
【００１３】
上記の拡径部１０は、配管２０の元となる素管を塑性変形させることにより形成されたフランジ部３およびビード部５を有すると共に、当該拡径部１０の外周にかしめられたリング体７を有している。フランジ部３は、拡径部１０での外側開口端側、すなわち配管２０の一端２０ａ側に形成されて外側に張り出しており、ビード部５は、フランジ部３から間隔をあけて形成されて外側に張り出している。リング体７は、ビード部５よりも流路１での長手方向中央部側、すなわち非拡径部１１側に位置しており、当該リング体７の内周部に形成された凹周溝７ａに拡径部１０の一部を陥入させることで拡径部１０の外周にかしめられている。
【００１４】
拡径部１０が上記のフランジ部３、ビード部５、およびリング体７を有している結果として、当該拡径部１０の外周には２つの凹周溝９ａ，９ｂが形成されている。凹周溝９ａはフランジ部３とビード部５との間に形成されており、凹周溝９ｂはビード部５とリング体７との間に形成されている。
【００１５】
このような構成を有する配管２０では、その一端側に拡径部１０が形成され、この拡径部１０の外周に凹周溝９ａ，９ｂが形成されているので、当該拡径部１０を管継手として利用することができる。各凹周溝９ａ，９ｂにＯリング等のシール材を装着した後、拡径部１０の外径と同等の内径を有する他の配管（雌側の配管）、または拡径部１０の外径と同等の内径の拡径部が形成された他の配管（雌側の配管）に拡径部１０を挿入することにより、これら２つの配管を互いに接続することができる。このとき、２つの配管へのブロック体の溶接（ろう付け；特許文献１参照）は省略することができる。
【００１６】
また、配管２０は雄側の配管として用いられるものであるので、当該配管２０を雌側の配管として用いる場合に比べて拡径部１０の内径を小さくすることができ、結果として、拡径部１０の形成が容易になる。さらに、配管２０が雄側の配管であることから、当該配管２０に接続される他の配管（雌側の配管）としては、その流路径が例えば拡径部１０の内径ＩＤ１以上のものを容易に用いることができる。
【００１７】
したがって、配管２０は他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができる。また、配管２０を用いれば、管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことが容易になる。
【００１８】
図２は、図１に示した配管２０と該配管２０に接続された他の配管４０の一例とを概略的に示す断面図である。図２に示す構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
図２に示すように、配管２０を他の配管４０に接続するにあたっては、配管２０での凹周溝９ａ，９ｂの各々に予めＯリング等のシール材２３ａ，２３ｂが装着され、これらのシール材２３ａ，２３ｂが装着された配管２０（以下、この配管を「配管２５」と表記する。）の拡径部１０が他の配管４０に挿入される。図示の例では、塑性材料により形成されたシール材２３ａが配管２０の凹周溝９ａに装着され、塑性材料により形成された他のシール材２３ｂが配管２０の凹周溝９ｂに装着されている。また、他の配管４０は、配管２５での拡径部１０の外径と同等の内径を有する拡径部３１と、配管２５での拡径部１０の内径と同等の内径を有する非拡径部３５とを有しており、拡径部３１の外側開口端側にはフランジ部３３が形成されている。
【００２０】
配管２５での拡径部１０の外径と他の配管４０での拡径部３１の内径が同等であることから、配管２５での拡径部１０を他の配管４０での拡径部３１に挿入することにより、配管２５と他の配管４０とを水密に接続することができる。前述の特許文献１に記載された接続方法で用いられるブロック体は不要であり、各配管２０，４０の溶接（ろう付け）も省略することができる。
【００２１】
前述した技術的効果を奏する配管２０は、例えば、クランプ工程と拡管工程と凹周溝形成工程とを含む管端部加工方法によって素管の端部を加工することにより得られる。以下、図３、図４（ａ）〜図４（ｅ）、図５（ａ）、および図５（ｂ）を参照して、各工程を詳述する。
【００２２】
（クランプ工程）
図３に示すように、クランプ工程では、所定の形状および大きさを有する第１成型部４１と該第１成型部４１に連通する貫通孔４５とを有し、かつ長手方向に沿って２分割されている雌型５０により素管５５を挟み込み、貫通孔４５を貫通した素管５５の一端５５ａ側が貫通孔４５での第１成型部４１側の端から所定長Ｌ１に亘って第１成型部４１側に突出した状態で、素管５５を雌型５０に固定する。図示の例では、テーパ部１５（図１参照）の外形寸法に対応した内形寸法を有する第２成型部４３を介して、貫通孔４５が第１成型部４１に連通している。
【００２３】
上記の貫通孔４５の長さＬ２は、素管５５を安定に保持できるように当該素管５５の長さや管径等に応じて適宜選定される。また、リング体７が設けられた配管２０（図１参照）を得る場合には、リング体７の内周面が第１成型部４１での成型面の一部となる状態で当該リング体７を保持する例えば溝状のリング体保持部４７が雌型５０に予め設けられる。
【００２４】
（拡管工程）
拡管工程では、外径が異なる複数の拡管用心金を外径が小さいものから順番に用い、該拡管用心金を素管５５の一端５５ａから該素管５５の流路に圧入して素管５５の一端５５ａ側で流路の内径を拡大する。この拡管工程で何種類の拡管用心金を用いるかは、素管５５の内径と拡径部１０（図１参照）の内径とに応じて、換言すれば拡径部１０を形成する際の拡管率に応じて、適宜選定される。例えば素管５５が銅管である場合に３種類以上の拡管用心金を用いれば、拡管率を７０％以上にすることも比較的容易である。
【００２５】
図４（ａ）は、拡管工程で１番目に用いられる拡管用心金の一例を概略的に示す側面図である。同図に示す拡管用心金６０は、一端側に形成された小径部６０ａと、小径部６０ａよりも拡管用心金６０での中央部側に形成された大径部６０ｂとを有しており、小径部６０ａよりも先端側には円錐台状の先端部６０ｃが、また小径部６０ａと大径部６０ｂとの間には円錐台状のテーパ部６０ｄがそれぞれ設けられている。小径部６０ａの外径は素管５５（図３参照）の内径と同等であり、大径部６０ｂの外径は所望の値に選定されている。
【００２６】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した拡管用心金６０を素管５５の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示すように、拡管用心金６０を素管５５の流路に圧入すると、素管５５の一端５５ａ側での流路の内径は拡管用心金６０での大径部６０ｂの外径にまで拡げられる。なお、図４（ｂ）および後掲の図４（ｃ）〜図４（ｅ）の各々に示す構成要素のうちで図３または図４（ａ）に示した構成要素と共通するものについては、図３または図４（ａ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４（ｃ）は、２番目の拡管用心金６５を素管５５の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示す拡管用心金６５は、一端側に形成された小径部６５ａと、小径部６５ａよりも拡管用心金６５での中央部側に形成された大径部６５ｂとを有している。小径部６５ａの外径は１番目の拡管用心金６０の大径部６０ｂ（図４（ｂ）参照）の外径と同等であり、大径部６５ｂの外径は所望の値に選定されている。この拡管用心金６５を素管５５の流路に圧入することで、素管５５の一端５５ａ側での流路の内径は拡管用心金６５での大径部６５ｂの外径にまで拡げられる。
【００２８】
図４（ｄ）は、３番目の拡管用心金７０を素管５５の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示す拡管用心金７０は、一端側に形成された小径部７０ａと、小径部７０ａよりも拡管用心金７０での中央部側に形成された大径部７０ｂとを有している。小径部７０ａの外径は２番目の拡管用心金６５の大径部６５ｂ（図４（ｃ）参照）の外径と同等であり、大径部７０ｂの外径は所望の値に選定されている。この拡管用心金７０を素管５５の流路に圧入することで、素管５５の一端５５ａ側での流路の内径は拡管用心金７０での大径部７０ｂの外径にまで拡げられる。
【００２９】
図４（ｅ）は、最後の拡管用心金７５を素管５５に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示す拡管用心金７５は、一端側に形成されたテーパ状の先端部７５ａと、先端部７５ａに連なって該先端部７５ａよりも拡管用心金７５での中央部側に形成された大径部７５ｂと、大径部７５ｂよりも更に大径に成形された押圧部７５ｃとを有している。先端部７５ａの外形寸法は配管２０でのテーパ部１５（図１参照）の内形寸法と同等であり、大径部７５ｂの外径は拡管部１（図１参照）の内径と同等である。
【００３０】
この拡管用心金７５での先端部７５ａと大径部７５ｂとを合わせた長さは、先端部５５ａによって素管５５にテーパ部１５を形成するときに押圧部７５ｃにより素管５５がその長軸に沿って押圧されて、所定長だけ圧縮されるように選定されている。その結果として、拡管用心金７５を素管５５の流路に圧入したときには、配管２０での拡径部１０およびテーパ部１５が形成されると共に、リング体７の内周溝７ａに素管５５の一部が陥入して当該リング体７が素管５５にかしめられる。なお、押圧部７５ｃを有している上記の拡管用心金７５は、雄型とみなすこともできる。
【００３１】
（凹周溝形成工程）
凹周溝形成工程では、素管において流路の内径が拡大された一端側の外周に凹周溝を形成する。図１に示した配管２０は、拡径部１０の外周にフランジ部３、ビード部５、およびリング体７を設けることにより２つの凹周溝９ａ，９ｂを形成したものであり、リング体７については拡管工程で既に素管５５の外周にかしめてあるので、当該凹周溝形成工程ではビード部５とフランジ部３とをこの順番で素管５５の一端側に形成する。
【００３２】
図５（ａ）は、ビード部の形成に用いられるビード部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたビード部とを概略的に示す断面図である。同図に示す構成要素のうちで図４（ｅ）に示した構成要素と共通するものについては、図４（ｅ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図５（ａ）に示すビード部形成用雄型８５は、素管５５の流路に挿入される挿入部８１と、ビード部５を形成する成型部８３とを有している。成型部８３は、素管５５の一端５５ａが挿入される溝部８３ａと、ビード部５の外形を規定する凹部８３ｂとを有しており、素管５５の長軸に沿った溝部８３ａおよび凹部８３ｂそれぞれの深さの和は、素管５５の一端５５ａを溝部８３ａに挿入した状態でビード部形成用雄型８５を雌型５０に圧接させたときに素管５５が塑性変形して所望のビード部５が形成されるように選定されている。したがって、素管５５の一端５５ａを溝部８３ａに挿入した後にビード部形成用雄型８５を雌型５０に圧接させることにより、所望のビード部５を形成することができる。凹部８３ｂは、形成されるビード部５の厚みおよび張り出し長さを規定する。
【００３４】
図５（ｂ）は、フランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。同図に示す構成要素のうちで図５（ａ）に示した構成要素と共通するものについては、図５（ａ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図５（ｂ）に示すフランジ部形成用雄型９０は、素管５５の流路に挿入される挿入部８７と、素管５５の一端５５ａ側にフランジ部３を形成する成型部８８と、スペーサ８９とを有している。挿入部８７の外形および大きさは、配管２０でのテーパ部１５の内形と拡径部１０（図１参照）の内形とを合わせた形状および大きさである。また、成型部８８は、フランジ部３の外形を規定する凹部８８ａを有している。素管５５の長軸に沿った凹部８８ａの深さは、当該凹部８８ａと雌型５０との間にスペーサ８９を配置した状態でフランジ部形成用雄型９０を雌型５０に圧接させたときに素管５５の一端５５ａ側が塑性変形して所望のフランジ部３が形成されるように選定されている。スペーサ８９は雌型５０、拡径部１０、および成型部８８に当接して、ビード部５と成型部８８との間隔、別言すれば凹周溝９ａ（図１参照）の幅を規定する。
【００３６】
したがって、素管５５の一端５５ａを凹部８８ａに挿入した後にフランジ部形成用雄型９０を雌型５０に圧接させることにより、所望のフランジ部３を形成することができる。凹部８８ａは、形成されるフランジ部３の厚みおよび高さを規定する。この後に雌型５０、スペーサ８９、およびフランジ部形成用雄型９０を取り外すことにより、配管２０（図１参照）が得られる。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態１で説明した管端部加工方法は、クランプ工程と拡管工程と凹周溝形成工程とをこの順番で行うものであったが、拡管工程で素管の外周にリング体をかしめるサブ工程と凹周溝形成工程とを同時に行うこともできる。この場合には、図４（ｄ）に示した拡管用心金７０を用いて素管５５の一端５５ａ側で流路の内径を拡げた後、図５（ｂ）に示した通り、スペーサ８９を配置した状態でフランジ部形成用雄型９０を素管５５の一端５５ａ側から当該素管５５の流路に挿入し、これによりリング体７ａを素管５５の外周にかしめると共に素管５５の外周にビード部５およびフランジ部３を形成して拡径部１０（図１参照）を得る。この方法により素管５５の端部を加工すれば、より少ない工数および金型数の下に配管２０（図１参照）を得ることができ、結果として、その製造コストを低減することができる。
【００３８】
実施の形態３．
実施の形態１，２で説明した管端部加工方法の各々は、雌型５０（例えば図４（ｂ）参照）の温度を特に管理せず、常温にて使用する方法であったが、雌型５０を加熱しながら素管５５の一端５５ａ側を加工すれば素管５５の加工硬化を抑えることができ、結果として、大きな拡管率（例えば、７０％以上）を持つ拡径部１０（図１参照）をより安定して形成することが容易になる。例えば素管５５が銅管であるときには、雌型５０を１００〜２００℃程度の一定温度に加熱することにより、加工硬化を抑えることができる。雌型５０の加熱は、例えばヒータと温度調整器とを用いて行うことができる。当該雌型５０の加熱は、拡管工程と凹周溝形成工程との両工程においてのみ行うようにしてもよいが、クランプ工程を含めた全工程を通じて行う方が好ましい。
【００３９】
実施の形態４．
図６は、配管の他の例を概略的に示す断面図である。同図に示す配管１２０は、フランジ部３とリング体７との間にビード部５（図１参照）が形成されておらず、結果として拡径部１０の外周には１つの凹周溝９のみが形成されている点、および拡径部１０の外周に２つの凹周溝ではなく１つの凹周溝９しか形成しなくてよい分だけ当該拡径部１０の長さが短くなっている点をそれぞれ除き、実施の形態１で説明した配管２０（図１参照）と同様の構成を有している。図６に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。なお、図６中の参照符号「１２０ａ」は、配管１２０の一端を示している。
【００４０】
このような構成を有する配管１２０は、実施の形態１で説明した配管２０におけるのと同様の理由から、当該配管１２０を他の配管（雌側の配管）に簡便に、かつ低コストで接続することができるものである。配管１２０を他の配管に接続するにあたっては、凹周溝９にＯリング等からなるシール材が予め装着される。また、他の配管としては、配管１２０の非拡径部１１の内径よりも流路径が大きいものを用いることができるので、当該配管１２０を用いれば、管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことが容易になる。配管１２０と他の配管とを接続するにあたっては、前述の特許文献１に記載された接続方法で用いられるブロック体は不要であり、これら２つの配管の溶接（ろう付け）も省略することができる。
【００４１】
上述した技術的効果を奏する配管１２０は、例えば、実施の形態１で説明した管端部加工方法におけるのと同様のクランプ工程、拡管工程、および凹周溝形成工程を含む管端部加工方法によって素管を加工することにより得られる。ただし、凹周溝形成工程でビード部５（図１参照）を形成することは不要である。そのため、クランプ工程で素管を雌型に固定するにあたって当該素管の一端側を雌型から突出させる突出長は、実施の形態１で説明した管端部加工方法における突出長よりも短くなる。この点を除けば、配管１２０を作製する際のクランプ工程および拡管工程は、実施の形態１で説明した管端部加工方法におけるのと同様にして行われるので、ここではその図示および説明を省略する。凹周溝形成工程は、図７に示すように、一段の加工により行うことができる。
【００４２】
図７は、凹周溝形成工程でフランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。同図に示す構成要素のうちで図５（ｂ）に示した構成要素と共通するものについては、図５（ｂ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図７に示すフランジ部形成用雄型１４０は、素管５５の流路に挿入される挿入部１３７と、素管５５の一端５５ａ側にフランジ部３を形成する成型部１３８とを有している。挿入部１３７の外形および大きさは、配管１２０でのテーパ部１５の内形と拡径部１０（図６参照）の内形とを合わせた形状および大きさである。また、成型部１３８は、フランジ部３の外形を規定する凹部１３８ａを有している。素管５５の長軸に沿った凹部１３８ａの深さは、フランジ部形成用雄型１４０を雌型５０に圧接させたときに素管５５の一端５５ａ側が塑性変形して所望のフランジ部３が形成されるように選定されている。
【００４４】
したがって、素管５５の一端５５ａを凹部１３８ａに挿入した後にフランジ部形成用雄型１４０を雌型５０に圧接させることにより、所望のフランジ部３を形成することができる。凹部１３８ａは、形成されるフランジ部３の厚みおよび張り出し長さを規定する。この後に雌型５０およびフランジ部形成用雄型１４０を取り外すことにより、配管１２０（図６参照）が得られる。
【００４５】
実施の形態５．
実施の形態４で説明した管端部加工方法は、クランプ工程と拡管工程と凹周溝形成工程とをこの順番で行うものであったが、実施の形態２で説明した管端部加工方法におけるのと同様に、拡管工程でリング体を素管の外周にかしめるサブ工程と凹周溝形成工程とを同時に行うこともできる。この場合には、拡管工程で用いる複数の拡管用心金のうちで小径部と大径部とを有する最後の拡管用心金を用いて素管の一端側で流路の内径を拡げた後、図７に示したフランジ部形成用雄型１４０を素管５５の一端５５ａから当該素管５５の流路に挿入し、これによりリング体７ａを素管５５の外周にかしめると共にフランジ部３（図７参照）を形成する。この方法により素管５５の端部を加工すれば、より少ない工数および金型数の下に配管１２０（図６参照）を得ることができ、結果として、その製造コストを低減することができる。
【００４６】
実施の形態６．
実施の形態４，５で説明した管端部加工方法の各々は、雌型５０（図７参照）の温度を特に管理せず、常温にて使用する方法であったが、実施の形態３で説明した管端部加工方法におけるのと同様に、雌型５０を加熱しながら素管５５の端部を加工すれば、素管５５の加工硬化を抑えることができ、結果として、大きな拡管率（例えば、７０％以上）を持つ拡径部１０（図６参照）をより安定して形成することが容易になる。当該雌型５０の加熱は、拡管工程と凹周溝形成工程との両工程においてのみ行うようにしてもよいが、クランプ工程を含めた全工程を通じて行う方が好ましい。
【００４７】
以上、本発明の配管および管端部加工方法について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、配管での拡径部の外周に凹周溝を形成するにあたって当該拡径部の外周にリング体をかしめることは必須の要件ではなく、リング体に代えてビード部ないしフランジ部を形成してもよい。拡径部の外周面を切削して凹周溝を形成することも可能である。
【００４８】
また、配管の拡径部での拡管率が低ければ、拡径部と非拡径部との間に介在するテーパ部の長手方向の長さ（配管の長手方向に沿った長さ）がゼロ、すなわちテーパ部が長手方向に対して垂直に形成されていてもよい。本発明の配管および管端部加工方法については、上述したもの以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の配管の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示した配管と該配管に接続された他の配管の一例とを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われるクランプ工程を概略的に示す断面図である。
【図４（ａ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で１番目に用いられる拡管用心金の一例を概略的に示す側面図である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）に示した拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図４（ｃ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で２番目の拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図４（ｄ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で３番目の拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図４（ｅ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で最後の拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図５（ａ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる凹周溝形成工程でビード部の形成に用いられるビード部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたビード部とを概略的に示す断面図である。
【図５（ｂ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる凹周溝形成工程でフランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の配管の他の例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図６に示した配管を得る際に行われる凹周溝形成工程でフランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 流路
３ フランジ部
５ ビード部
７ リング体
７ａ 凹周溝
９ａ，９ｂ，９ 凹周溝
１０ 拡径部
１１ 非拡径部
１５ テーパ部
２０，１２０ 配管
２０ａ 配管の一端
２３ａ，２３ｂ シール材
２５ シール材が装着された配管
４０ 他の配管
４１ 第１成型部
４３ 第２成型部
４５ 貫通孔
５０ 雌型
５５ 素管
５５ａ 素管の一端
６０ １番目に用いられる拡管用心金
６０ａ 小径部
６０ｂ 大径部
６５ ２番目に用いられる拡管用心金
６５ａ 小径部
６５ｂ 大径部
７０ ３番目に用いられる拡管用心金
７０ａ 小径部
７０ｂ 大径部
７５ 最後に用いられる拡管用心金
７５ａ 小径部
７５ｂ 大径部
８３ 成型部
８５ ビード部形成用雄型
８８，１３８ 成型部
８９ スペーサ
９０，１４０ フランジ部形成用雄型
１２０ 配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管および管端部加工方法に関し、更に詳しくは配管継手として用いられる雄側の配管および該配管を作製する際の管端部加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの配管同士を接続する方法としては、例えば特許文献１に具体的に記載された方法が知られている。この方法では、ユニオンネジを有するブロック体を一方の配管（管体）の接続端側に溶接（ろう付け）し、ユニオンナットを有するブロック体を他方の配管（管体）の接続端側に溶接（ろう付け）し、上記のユニオンネジと上記のユニオンナットとを互いに螺合させることで２つの配管を接続する。ただし、この接続方法では各配管にブロック体を溶接（ろう付け）しなければならないので、部品点数が増えて接続のためのコストが嵩むと共に、ブロック体が接続された配管を得るまでに比較的煩雑な作業が必要となる。
【０００３】
このため、素管を塑性加工して継手構造を有する配管を得、この配管と他の配管とを溶接以外の方法で直接接続するという方法も提案されている。例えば特許文献２には、素管での一端側の内径を拡大すると共に当該一端側にカール状のフランジ部を形成した雌側配管（雌側構造体）に、一端側にシール材が装着された雄側配管（雄側構造体）を挿入し、これらを溶接するのではなくクランプ状の接続部材により固定することで接続するという方法が記載されている。この方法で用いられる雌側配管での上記一端側は、素管の端部に雌金型を固定し、雄金型に設けた所定形状の成型部を当該素管の端部からその内部に圧入するという塑性加工によって内径が拡大されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２０７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に具体的に記載されている配管の接続方法は、内径が同じ配管同士を接続するものであるので、例えば管路の途中から他の箇所とは異なる態様で放熱性を制御するためには当該制御を行う装置や器具が別途必要となり、コストが嵩む。また、管路の用途によっては、スペース上の制約やコスト削減のために、当該管路での流路径を途中から小さくしたい場合もある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができ、更には管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことができる雄側の配管、および該配管を作製する際の管端部加工方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の配管は、一端側が雌側の配管に挿入されて該雌側の配管に接続される雄側の配管であって、一端側には流路の内径が拡大された拡径部を有し、流路のうちで内形が拡大されていない非拡径部と上記の拡径部との間には、非拡径部に近づくほど内径が小さくなるテーパ部が介在し、拡径部の外周には少なくとも１つの凹周溝が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の管端部加工方法は、素管を塑性加工して該素管の一端側に流路の内径が素管での流路の内径よりも大きい拡径部を形成する管端部加工方法であって、所定の形状および大きさの成型部と該成型部に連通する貫通孔とを有し、かつ長手方向に沿って２分割されている雌型により前記素管を挟み込み、貫通孔を貫通した素管の一端側が貫通孔での成型部側の端から所定長に亘って外側に突出した状態で素管を雌型に固定するクランプ工程と、外径が異なる複数の拡管用心金を外径が小さいものから順番に用い、拡管用心金を素管の一端から該素管の流路に圧入して素管の一端側で流路の内径を拡大する拡管工程と、素管の一端側に凹周溝を形成する凹周溝形成工程とを含み、拡管工程で用いる複数の拡管用心金のうちで最後に用いる拡管用心金を除いた残りの拡管用心金は、一端側に形成された小径部と、小径部よりも拡管用心金での中央部側に形成された大径部とを有し、小径部と大径部とを有する拡管用心金のうちでｎ番目（ｎは１以上の整数）に用いる拡管用心金での大径部の外径と（ｎ＋１）番目に用いる拡管用心金での小径部の外径とが同じであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の配管では、その一端側に拡径部が形成され、この拡径部の外周には凹周溝が形成されているので、当該拡径部を管継手として利用することができる。上記の凹周溝にＯリング等のシール材を装着した後に拡径部を他の配管に挿入することにより、当該配管を他の配管に容易に接続することができる。このとき、各配管へのブロック体の溶接（ろう付け；特許文献１参照）は省略することができる。また、本発明の配管は雄側の配管として用いられるものであるので、当該配管を雌側の配管として用いる場合に比べて拡径部の内径を小さくすることができ、結果として、拡径部の形成が容易になる。さらに、本発明の配管が雄側の配管であることから、当該配管に接続される配管としては、その流路径が例えば上記拡径部の内径以上のものを容易に用いることができる。
【００１０】
したがって、本発明によれば、他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができ、更には管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことができる配管を得ることが容易になる。当該配管は、例えば本発明の管端部加工方法に従って素管を加工することにより得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の配管および管端部加工方法それぞれの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、配管の一例を概略的に示す断面図である。同図に示す配管２０は銅、アルミニウム、またはステンレス鋼（鉄鋼）等により形成されて湯や水等の液体の流路となるものであり、当該配管２０は、一端２０ａ側に拡径部１０を有しており、拡径部１０での内径ＩＤ１は流路１における他の領域（以下、「非拡径部１１」という）での内径ＩＤ２よりも大きい。この拡径部１０と非拡径部１１との間には、非拡径部１１に近づくほど内径が小さくなるテーパ部１５が介在している。拡径部１０およびテーパ部１５の各々は、配管２０の元となる素管を塑性変形させることにより形成されている。
【００１３】
上記の拡径部１０は、配管２０の元となる素管を塑性変形させることにより形成されたフランジ部３およびビード部５を有すると共に、当該拡径部１０の外周にかしめられたリング体７を有している。フランジ部３は、拡径部１０での外側開口端側、すなわち配管２０の一端２０ａ側に形成されて外側に張り出しており、ビード部５は、フランジ部３から間隔をあけて形成されて外側に張り出している。リング体７は、ビード部５よりも流路１での長手方向中央部側、すなわち非拡径部１１側に位置しており、当該リング体７の内周部に形成された凹周溝７ａに拡径部１０の一部を陥入させることで拡径部１０の外周にかしめられている。
【００１４】
拡径部１０が上記のフランジ部３、ビード部５、およびリング体７を有している結果として、当該拡径部１０の外周には２つの凹周溝９ａ，９ｂが形成されている。凹周溝９ａはフランジ部３とビード部５との間に形成されており、凹周溝９ｂはビード部５とリング体７との間に形成されている。
【００１５】
このような構成を有する配管２０では、その一端側に拡径部１０が形成され、この拡径部１０の外周に凹周溝９ａ，９ｂが形成されているので、当該拡径部１０を管継手として利用することができる。各凹周溝９ａ，９ｂにＯリング等のシール材を装着した後、拡径部１０の外径と同等の内径を有する他の配管（雌側の配管）、または拡径部１０の外径と同等の内径の拡径部が形成された他の配管（雌側の配管）に拡径部１０を挿入することにより、これら２つの配管を互いに接続することができる。このとき、２つの配管へのブロック体の溶接（ろう付け；特許文献１参照）は省略することができる。
【００１６】
また、配管２０は雄側の配管として用いられるものであるので、当該配管２０を雌側の配管として用いる場合に比べて拡径部１０の内径を小さくすることができ、結果として、拡径部１０の形成が容易になる。さらに、配管２０が雄側の配管であることから、当該配管２０に接続される他の配管（雌側の配管）としては、その流路径が例えば拡径部１０の内径ＩＤ１以上のものを容易に用いることができる。
【００１７】
したがって、配管２０は他の配管に簡便に、かつ低コストで接続することができる。また、配管２０を用いれば、管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことが容易になる。
【００１８】
図２は、図１に示した配管２０と該配管２０に接続された他の配管４０の一例とを概略的に示す断面図である。図２に示す構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
図２に示すように、配管２０を他の配管４０に接続するにあたっては、配管２０での凹周溝９ａ，９ｂの各々に予めＯリング等のシール材２３ａ，２３ｂが装着され、これらのシール材２３ａ，２３ｂが装着された配管２０（以下、この配管を「配管２５」と表記する。）の拡径部１０が他の配管４０に挿入される。図示の例では、塑性材料により形成されたシール材２３ａが配管２０の凹周溝９ａに装着され、塑性材料により形成された他のシール材２３ｂが配管２０の凹周溝９ｂに装着されている。また、他の配管４０は、配管２５での拡径部１０の外径と同等の内径を有する拡径部３１と、配管２５での拡径部１０の内径と同等の内径を有する非拡径部３５とを有しており、拡径部３１の外側開口端側にはフランジ部３３が形成されている。
【００２０】
配管２５での拡径部１０の外径と他の配管４０での拡径部３１の内径が同等であることから、配管２５での拡径部１０を他の配管４０での拡径部３１に挿入することにより、配管２５と他の配管４０とを水密に接続することができる。前述の特許文献１に記載された接続方法で用いられるブロック体は不要であり、各配管２０，４０の溶接（ろう付け）も省略することができる。
【００２１】
前述した技術的効果を奏する配管２０は、例えば、クランプ工程と拡管工程と凹周溝形成工程とを含む管端部加工方法によって素管の端部を加工することにより得られる。以下、図３、図４（ａ）〜図４（ｅ）、図５（ａ）、および図５（ｂ）を参照して、各工程を詳述する。
【００２２】
（クランプ工程）
図３に示すように、クランプ工程では、所定の形状および大きさを有する第１成型部４１と該第１成型部４１に連通する貫通孔４５とを有し、かつ長手方向に沿って２分割されている雌型５０により素管５５を挟み込み、貫通孔４５を貫通した素管５５の一端５５ａ側が貫通孔４５での第１成型部４１側の端から所定長Ｌ１に亘って第１成型部４１側に突出した状態で、素管５５を雌型５０に固定する。図示の例では、テーパ部１５（図１参照）の外形寸法に対応した内形寸法を有する第２成型部４３を介して、貫通孔４５が第１成型部４１に連通している。
【００２３】
上記の貫通孔４５の長さＬ２は、素管５５を安定に保持できるように当該素管５５の長さや管径等に応じて適宜選定される。また、リング体７が設けられた配管２０（図１参照）を得る場合には、リング体７の内周面が第１成型部４１での成型面の一部となる状態で当該リング体７を保持する例えば溝状のリング体保持部４７が雌型５０に予め設けられる。
【００２４】
（拡管工程）
拡管工程では、外径が異なる複数の拡管用心金を外径が小さいものから順番に用い、該拡管用心金を素管５５の一端５５ａから該素管５５の流路に圧入して素管５５の一端５５ａ側で流路の内径を拡大する。この拡管工程で何種類の拡管用心金を用いるかは、素管５５の内径と拡径部１０（図１参照）の内径とに応じて、換言すれば拡径部１０を形成する際の拡管率に応じて、適宜選定される。例えば素管５５が銅管である場合に３種類以上の拡管用心金を用いれば、拡管率を７０％以上にすることも比較的容易である。
【００２５】
図４（ａ）は、拡管工程で１番目に用いられる拡管用心金の一例を概略的に示す側面図である。同図に示す拡管用心金６０は、一端側に形成された小径部６０ａと、小径部６０ａよりも拡管用心金６０での中央部側に形成された大径部６０ｂとを有しており、小径部６０ａよりも先端側には円錐台状の先端部６０ｃが、また小径部６０ａと大径部６０ｂとの間には円錐台状のテーパ部６０ｄがそれぞれ設けられている。小径部６０ａの外径は素管５５（図３参照）の内径と同等であり、大径部６０ｂの外径は所望の値に選定されている。
【００２６】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した拡管用心金６０を素管５５の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示すように、拡管用心金６０を素管５５の流路に圧入すると、素管５５の一端５５ａ側での流路の内径は拡管用心金６０での大径部６０ｂの外径にまで拡げられる。なお、図４（ｂ）および後掲の図４（ｃ）〜図４（ｅ）の各々に示す構成要素のうちで図３または図４（ａ）に示した構成要素と共通するものについては、図３または図４（ａ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４（ｃ）は、２番目の拡管用心金６５を素管５５の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示す拡管用心金６５は、一端側に形成された小径部６５ａと、小径部６５ａよりも拡管用心金６５での中央部側に形成された大径部６５ｂとを有している。小径部６５ａの外径は１番目の拡管用心金６０の大径部６０ｂ（図４（ｂ）参照）の外径と同等であり、大径部６５ｂの外径は所望の値に選定されている。この拡管用心金６５を素管５５の流路に圧入することで、素管５５の一端５５ａ側での流路の内径は拡管用心金６５での大径部６５ｂの外径にまで拡げられる。
【００２８】
図４（ｄ）は、３番目の拡管用心金７０を素管５５の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示す拡管用心金７０は、一端側に形成された小径部７０ａと、小径部７０ａよりも拡管用心金７０での中央部側に形成された大径部７０ｂとを有している。小径部７０ａの外径は２番目の拡管用心金６５の大径部６５ｂ（図４（ｃ）参照）の外径と同等であり、大径部７０ｂの外径は所望の値に選定されている。この拡管用心金７０を素管５５の流路に圧入することで、素管５５の一端５５ａ側での流路の内径は拡管用心金７０での大径部７０ｂの外径にまで拡げられる。
【００２９】
図４（ｅ）は、最後の拡管用心金７５を素管５５に圧入した状態を概略的に示す断面図である。同図に示す拡管用心金７５は、一端側に形成されたテーパ状の先端部７５ａと、先端部７５ａに連なって該先端部７５ａよりも拡管用心金７５での中央部側に形成された大径部７５ｂと、大径部７５ｂよりも更に大径に成形された押圧部７５ｃとを有している。先端部７５ａの外形寸法は配管２０でのテーパ部１５（図１参照）の内形寸法と同等であり、大径部７５ｂの外径は拡管部１（図１参照）の内径と同等である。
【００３０】
この拡管用心金７５での先端部７５ａと大径部７５ｂとを合わせた長さは、先端部５５ａによって素管５５にテーパ部１５を形成するときに押圧部７５ｃにより素管５５がその長軸に沿って押圧されて、所定長だけ圧縮されるように選定されている。その結果として、拡管用心金７５を素管５５の流路に圧入したときには、配管２０での拡径部１０およびテーパ部１５が形成されると共に、リング体７の内周溝７ａに素管５５の一部が陥入して当該リング体７が素管５５にかしめられる。なお、押圧部７５ｃを有している上記の拡管用心金７５は、雄型とみなすこともできる。
【００３１】
（凹周溝形成工程）
凹周溝形成工程では、素管において流路の内径が拡大された一端側の外周に凹周溝を形成する。図１に示した配管２０は、拡径部１０の外周にフランジ部３、ビード部５、およびリング体７を設けることにより２つの凹周溝９ａ，９ｂを形成したものであり、リング体７については拡管工程で既に素管５５の外周にかしめてあるので、当該凹周溝形成工程ではビード部５とフランジ部３とをこの順番で素管５５の一端側に形成する。
【００３２】
図５（ａ）は、ビード部の形成に用いられるビード部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたビード部とを概略的に示す断面図である。同図に示す構成要素のうちで図４（ｅ）に示した構成要素と共通するものについては、図４（ｅ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図５（ａ）に示すビード部形成用雄型８５は、素管５５の流路に挿入される挿入部８１と、ビード部５を形成する成型部８３とを有している。成型部８３は、素管５５の一端５５ａが挿入される溝部８３ａと、ビード部５の外形を規定する凹部８３ｂとを有しており、素管５５の長軸に沿った溝部８３ａおよび凹部８３ｂそれぞれの深さの和は、素管５５の一端５５ａを溝部８３ａに挿入した状態でビード部形成用雄型８５を雌型５０に圧接させたときに素管５５が塑性変形して所望のビード部５が形成されるように選定されている。したがって、素管５５の一端５５ａを溝部８３ａに挿入した後にビード部形成用雄型８５を雌型５０に圧接させることにより、所望のビード部５を形成することができる。凹部８３ｂは、形成されるビード部５の厚みおよび張り出し長さを規定する。
【００３４】
図５（ｂ）は、フランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。同図に示す構成要素のうちで図５（ａ）に示した構成要素と共通するものについては、図５（ａ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図５（ｂ）に示すフランジ部形成用雄型９０は、素管５５の流路に挿入される挿入部８７と、素管５５の一端５５ａ側にフランジ部３を形成する成型部８８と、スペーサ８９とを有している。挿入部８７の外形および大きさは、配管２０でのテーパ部１５の内形と拡径部１０（図１参照）の内形とを合わせた形状および大きさである。また、成型部８８は、フランジ部３の外形を規定する凹部８８ａを有している。素管５５の長軸に沿った凹部８８ａの深さは、当該凹部８８ａと雌型５０との間にスペーサ８９を配置した状態でフランジ部形成用雄型９０を雌型５０に圧接させたときに素管５５の一端５５ａ側が塑性変形して所望のフランジ部３が形成されるように選定されている。スペーサ８９は雌型５０、拡径部１０、および成型部８８に当接して、ビード部５と成型部８８との間隔、別言すれば凹周溝９ａ（図１参照）の幅を規定する。
【００３６】
したがって、素管５５の一端５５ａを凹部８８ａに挿入した後にフランジ部形成用雄型９０を雌型５０に圧接させることにより、所望のフランジ部３を形成することができる。凹部８８ａは、形成されるフランジ部３の厚みおよび高さを規定する。この後に雌型５０、スペーサ８９、およびフランジ部形成用雄型９０を取り外すことにより、配管２０（図１参照）が得られる。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態１で説明した管端部加工方法は、クランプ工程と拡管工程と凹周溝形成工程とをこの順番で行うものであったが、拡管工程で素管の外周にリング体をかしめるサブ工程と凹周溝形成工程とを同時に行うこともできる。この場合には、図４（ｄ）に示した拡管用心金７０を用いて素管５５の一端５５ａ側で流路の内径を拡げた後、図５（ｂ）に示した通り、スペーサ８９を配置した状態でフランジ部形成用雄型９０を素管５５の一端５５ａ側から当該素管５５の流路に挿入し、これによりリング体７ａを素管５５の外周にかしめると共に素管５５の外周にビード部５およびフランジ部３を形成して拡径部１０（図１参照）を得る。この方法により素管５５の端部を加工すれば、より少ない工数および金型数の下に配管２０（図１参照）を得ることができ、結果として、その製造コストを低減することができる。
【００３８】
実施の形態３．
実施の形態１，２で説明した管端部加工方法の各々は、雌型５０（例えば図４（ｂ）参照）の温度を特に管理せず、常温にて使用する方法であったが、雌型５０を加熱しながら素管５５の一端５５ａ側を加工すれば素管５５の加工硬化を抑えることができ、結果として、大きな拡管率（例えば、７０％以上）を持つ拡径部１０（図１参照）をより安定して形成することが容易になる。例えば素管５５が銅管であるときには、雌型５０を１００〜２００℃程度の一定温度に加熱することにより、加工硬化を抑えることができる。雌型５０の加熱は、例えばヒータと温度調整器とを用いて行うことができる。当該雌型５０の加熱は、拡管工程と凹周溝形成工程との両工程においてのみ行うようにしてもよいが、クランプ工程を含めた全工程を通じて行う方が好ましい。
【００３９】
実施の形態４．
図６は、配管の他の例を概略的に示す断面図である。同図に示す配管１２０は、フランジ部３とリング体７との間にビード部５（図１参照）が形成されておらず、結果として拡径部１０の外周には１つの凹周溝９のみが形成されている点、および拡径部１０の外周に２つの凹周溝ではなく１つの凹周溝９しか形成しなくてよい分だけ当該拡径部１０の長さが短くなっている点をそれぞれ除き、実施の形態１で説明した配管２０（図１参照）と同様の構成を有している。図６に示した構成要素のうちで図１に示した構成要素と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。なお、図６中の参照符号「１２０ａ」は、配管１２０の一端を示している。
【００４０】
このような構成を有する配管１２０は、実施の形態１で説明した配管２０におけるのと同様の理由から、当該配管１２０を他の配管（雌側の配管）に簡便に、かつ低コストで接続することができるものである。配管１２０を他の配管に接続するにあたっては、凹周溝９にＯリング等からなるシール材が予め装着される。また、他の配管としては、配管１２０の非拡径部１１の内径よりも流路径が大きいものを用いることができるので、当該配管１２０を用いれば、管路での流路径を途中から変更して当該管路での放熱性の制御やスペースの有効利用、あるいはコストの削減を行うことが容易になる。配管１２０と他の配管とを接続するにあたっては、前述の特許文献１に記載された接続方法で用いられるブロック体は不要であり、これら２つの配管の溶接（ろう付け）も省略することができる。
【００４１】
上述した技術的効果を奏する配管１２０は、例えば、実施の形態１で説明した管端部加工方法におけるのと同様のクランプ工程、拡管工程、および凹周溝形成工程を含む管端部加工方法によって素管を加工することにより得られる。ただし、凹周溝形成工程でビード部５（図１参照）を形成することは不要である。そのため、クランプ工程で素管を雌型に固定するにあたって当該素管の一端側を雌型から突出させる突出長は、実施の形態１で説明した管端部加工方法における突出長よりも短くなる。この点を除けば、配管１２０を作製する際のクランプ工程および拡管工程は、実施の形態１で説明した管端部加工方法におけるのと同様にして行われるので、ここではその図示および説明を省略する。凹周溝形成工程は、図７に示すように、一段の加工により行うことができる。
【００４２】
図７は、凹周溝形成工程でフランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。同図に示す構成要素のうちで図５（ｂ）に示した構成要素と共通するものについては、図５（ｂ）で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図７に示すフランジ部形成用雄型１４０は、素管５５の流路に挿入される挿入部１３７と、素管５５の一端５５ａ側にフランジ部３を形成する成型部１３８とを有している。挿入部１３７の外形および大きさは、配管１２０でのテーパ部１５の内形と拡径部１０（図６参照）の内形とを合わせた形状および大きさである。また、成型部１３８は、フランジ部３の外形を規定する凹部１３８ａを有している。素管５５の長軸に沿った凹部１３８ａの深さは、フランジ部形成用雄型１４０を雌型５０に圧接させたときに素管５５の一端５５ａ側が塑性変形して所望のフランジ部３が形成されるように選定されている。
【００４４】
したがって、素管５５の一端５５ａを凹部１３８ａに挿入した後にフランジ部形成用雄型１４０を雌型５０に圧接させることにより、所望のフランジ部３を形成することができる。凹部１３８ａは、形成されるフランジ部３の厚みおよび張り出し長さを規定する。この後に雌型５０およびフランジ部形成用雄型１４０を取り外すことにより、配管１２０（図６参照）が得られる。
【００４５】
実施の形態５．
実施の形態４で説明した管端部加工方法は、クランプ工程と拡管工程と凹周溝形成工程とをこの順番で行うものであったが、実施の形態２で説明した管端部加工方法におけるのと同様に、拡管工程でリング体を素管の外周にかしめるサブ工程と凹周溝形成工程とを同時に行うこともできる。この場合には、拡管工程で用いる複数の拡管用心金のうちで小径部と大径部とを有する最後の拡管用心金を用いて素管の一端側で流路の内径を拡げた後、図７に示したフランジ部形成用雄型１４０を素管５５の一端５５ａから当該素管５５の流路に挿入し、これによりリング体７ａを素管５５の外周にかしめると共にフランジ部３（図７参照）を形成する。この方法により素管５５の端部を加工すれば、より少ない工数および金型数の下に配管１２０（図６参照）を得ることができ、結果として、その製造コストを低減することができる。
【００４６】
実施の形態６．
実施の形態４，５で説明した管端部加工方法の各々は、雌型５０（図７参照）の温度を特に管理せず、常温にて使用する方法であったが、実施の形態３で説明した管端部加工方法におけるのと同様に、雌型５０を加熱しながら素管５５の端部を加工すれば、素管５５の加工硬化を抑えることができ、結果として、大きな拡管率（例えば、７０％以上）を持つ拡径部１０（図６参照）をより安定して形成することが容易になる。当該雌型５０の加熱は、拡管工程と凹周溝形成工程との両工程においてのみ行うようにしてもよいが、クランプ工程を含めた全工程を通じて行う方が好ましい。
【００４７】
以上、本発明の配管および管端部加工方法について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、配管での拡径部の外周に凹周溝を形成するにあたって当該拡径部の外周にリング体をかしめることは必須の要件ではなく、リング体に代えてビード部ないしフランジ部を形成してもよい。拡径部の外周面を切削して凹周溝を形成することも可能である。
【００４８】
また、配管の拡径部での拡管率が低ければ、拡径部と非拡径部との間に介在するテーパ部の長手方向の長さ（配管の長手方向に沿った長さ）がゼロ、すなわちテーパ部が長手方向に対して垂直に形成されていてもよい。本発明の配管および管端部加工方法については、上述したもの以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の配管の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示した配管と該配管に接続された他の配管の一例とを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われるクランプ工程を概略的に示す断面図である。
【図４（ａ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で１番目に用いられる拡管用心金の一例を概略的に示す側面図である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）に示した拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図４（ｃ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で２番目の拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図４（ｄ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で３番目の拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図４（ｅ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる拡管工程で最後の拡管用心金を素管の流路に圧入した状態を概略的に示す断面図である。
【図５（ａ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる凹周溝形成工程でビード部の形成に用いられるビード部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたビード部とを概略的に示す断面図である。
【図５（ｂ）】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図１に示した配管を得る際に行われる凹周溝形成工程でフランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の配管の他の例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の管端部加工方法により素管を加工して図６に示した配管を得る際に行われる凹周溝形成工程でフランジ部の形成に用いられるフランジ部形成用雄型の一例と該雄型を用いて素管に形成されたフランジ部とを概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 流路
３ フランジ部
５ ビード部
７ リング体
７ａ 凹周溝
９ａ，９ｂ，９ 凹周溝
１０ 拡径部
１１ 非拡径部
１５ テーパ部
２０，１２０ 配管
２０ａ 配管の一端
２３ａ，２３ｂ シール材
２５ シール材が装着された配管
４０ 他の配管
４１ 第１成型部
４３ 第２成型部
４５ 貫通孔
５０ 雌型
５５ 素管
５５ａ 素管の一端
６０ １番目に用いられる拡管用心金
６０ａ 小径部
６０ｂ 大径部
６５ ２番目に用いられる拡管用心金
６５ａ 小径部
６５ｂ 大径部
７０ ３番目に用いられる拡管用心金
７０ａ 小径部
７０ｂ 大径部
７５ 最後に用いられる拡管用心金
７５ａ 小径部
７５ｂ 大径部
８３ 成型部
８５ ビード部形成用雄型
８８，１３８ 成型部
８９ スペーサ
９０，１４０ フランジ部形成用雄型
１２０ 配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が雌側の配管に挿入されて該雌側の配管に接続される雄側の配管であって、
前記一端側には流路の内径が拡大された拡径部を有し、
前記流路のうちで内形が拡大されていない非拡径部と前記拡径部との間には、前記非拡径部に近づくほど内径が小さくなるテーパ部が介在し、
前記拡径部の外周には少なくとも１つの凹周溝が形成されている、
ことを特徴とする配管。
【請求項２】
前記拡径部は、
該拡径部の外側開口端側に形成されて外側に張り出したフランジ部と、
該フランジ部から間隔をあけて形成されて外側に張り出したビード部と、
該拡径部の外周にかしめられて前記ビード部よりも前記流路での長手方向中央側に位置するリング体と、
を更に有し、前記フランジ部と前記ビード部との間、および前記ビード部と前記リング体との間に、それぞれ、前記凹周溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配管。
【請求項３】
前記拡径部は、
該拡径部の外側開口端側に形成されて外側に張り出したフランジ部と、
該拡径部の外周にかしめられて前記ビード部よりも前記流路での長手方向中央側に位置するリング体と、
を更に有し、前記フランジ部と前記リング体との間に前記凹周溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配管。
【請求項４】
前記凹周溝に装着されたシール材を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の配管。
【請求項５】
素管を塑性加工して該素管の一端側に流路の内径が前記素管での流路の内径よりも大きい拡径部を形成する管端部加工方法であって、
所定の形状および大きさの成型部と該成型部に連通する貫通孔とを有し、かつ長手方向に沿って２分割されている雌型により前記素管を挟み込み、前記貫通孔を貫通した前記素管の一端側が前記貫通孔での前記成型部側の端から所定長に亘って外側に突出した状態で該素管を前記雌型に固定するクランプ工程と、
外径が異なる複数の拡管用心金を外径が小さいものから順番に用い、該拡管用心金を前記素管の一端から該素管の流路に圧入して前記素管の一端側で流路の内径を拡大する拡管工程と、
前記素管の一端側に凹周溝を形成する凹周溝形成工程と、
を含み、
前記拡管工程で用いる複数の拡管用心金のうちで最後に用いる拡管用心金を除いた残りの拡管用心金は、一端側に形成された小径部と、該小径部よりも前記拡管用心金での中央部側に形成された大径部とを有し、
前記小径部と前記大径部とを有する拡管用心金のうちでｎ番目（ｎは１以上の整数）に用いる拡管用心金での前記大径部の外径と（ｎ＋１）番目に用いる拡管用心金での前記小径部の外径とが同じであることを特徴とする管端部加工方法。
【請求項６】
前記凹周溝形成工程は、前記雌型に前記拡径部側からフランジ部形成用雄型を圧接して、外側に張り出したフランジ部を前記拡径部の外側開口端側に形成するフランジ部形成工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の管端部加工方法。
【請求項７】
前記凹周溝形成工程は、前記雌型に前記拡径部側からビード部形成用雄型を圧接して、前記フランジ部よりも前記素管の中央部側において外側に張り出したビード部を形成するビード部形成工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の管端部加工方法。
【請求項８】
前記雌型は、内周部に凹周溝が形成されたリング体を該リング体の内周面が前記成型部での成型面の一部となる状態で保持するリング体保持部を有し、
前記拡管工程で最後に用いる拡管用心金を前記素管の流路に圧入したときに、または前記凹周溝形成工程で、前記拡径部の外周の一部を前記リング体の凹周溝に陥入させて前記リング体を前記拡径部にかしめる、
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の管端部加工方法。
【請求項９】
少なくとも前記拡管工程および前記凹周溝形成工程は、前記雌型を加熱した状態下で行うことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の管端部加工方法。
【請求項１】
一端側が雌側の配管に挿入されて該雌側の配管に接続される雄側の配管であって、
前記一端側には流路の内径が拡大された拡径部を有し、
前記流路のうちで内形が拡大されていない非拡径部と前記拡径部との間には、前記非拡径部に近づくほど内径が小さくなるテーパ部が介在し、
前記拡径部の外周には少なくとも１つの凹周溝が形成されている、
ことを特徴とする配管。
【請求項２】
前記拡径部は、
該拡径部の外側開口端側に形成されて外側に張り出したフランジ部と、
該フランジ部から間隔をあけて形成されて外側に張り出したビード部と、
該拡径部の外周にかしめられて前記ビード部よりも前記流路での長手方向中央側に位置するリング体と、
を更に有し、前記フランジ部と前記ビード部との間、および前記ビード部と前記リング体との間に、それぞれ、前記凹周溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配管。
【請求項３】
前記拡径部は、
該拡径部の外側開口端側に形成されて外側に張り出したフランジ部と、
該拡径部の外周にかしめられて前記ビード部よりも前記流路での長手方向中央側に位置するリング体と、
を更に有し、前記フランジ部と前記リング体との間に前記凹周溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配管。
【請求項４】
前記凹周溝に装着されたシール材を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の配管。
【請求項５】
素管を塑性加工して該素管の一端側に流路の内径が前記素管での流路の内径よりも大きい拡径部を形成する管端部加工方法であって、
所定の形状および大きさの成型部と該成型部に連通する貫通孔とを有し、かつ長手方向に沿って２分割されている雌型により前記素管を挟み込み、前記貫通孔を貫通した前記素管の一端側が前記貫通孔での前記成型部側の端から所定長に亘って外側に突出した状態で該素管を前記雌型に固定するクランプ工程と、
外径が異なる複数の拡管用心金を外径が小さいものから順番に用い、該拡管用心金を前記素管の一端から該素管の流路に圧入して前記素管の一端側で流路の内径を拡大する拡管工程と、
前記素管の一端側に凹周溝を形成する凹周溝形成工程と、
を含み、
前記拡管工程で用いる複数の拡管用心金のうちで最後に用いる拡管用心金を除いた残りの拡管用心金は、一端側に形成された小径部と、該小径部よりも前記拡管用心金での中央部側に形成された大径部とを有し、
前記小径部と前記大径部とを有する拡管用心金のうちでｎ番目（ｎは１以上の整数）に用いる拡管用心金での前記大径部の外径と（ｎ＋１）番目に用いる拡管用心金での前記小径部の外径とが同じであることを特徴とする管端部加工方法。
【請求項６】
前記凹周溝形成工程は、前記雌型に前記拡径部側からフランジ部形成用雄型を圧接して、外側に張り出したフランジ部を前記拡径部の外側開口端側に形成するフランジ部形成工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の管端部加工方法。
【請求項７】
前記凹周溝形成工程は、前記雌型に前記拡径部側からビード部形成用雄型を圧接して、前記フランジ部よりも前記素管の中央部側において外側に張り出したビード部を形成するビード部形成工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の管端部加工方法。
【請求項８】
前記雌型は、内周部に凹周溝が形成されたリング体を該リング体の内周面が前記成型部での成型面の一部となる状態で保持するリング体保持部を有し、
前記拡管工程で最後に用いる拡管用心金を前記素管の流路に圧入したときに、または前記凹周溝形成工程で、前記拡径部の外周の一部を前記リング体の凹周溝に陥入させて前記リング体を前記拡径部にかしめる、
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の管端部加工方法。
【請求項９】
少なくとも前記拡管工程および前記凹周溝形成工程は、前記雌型を加熱した状態下で行うことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の管端部加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図４（ｅ）】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図４（ｅ）】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−６３９１（Ｐ２００９−６３９１Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２５７５（Ｐ２００７−１７２５７５）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
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