JPS58173035A - 管端のフレア加工法 - 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】 本発明は管の内部にゴム等の弾性体を配設し、弾性体に
荷重を付与した時に生じる変形力を利用して、管端を無
傷でフレア加工する方法に関するものである。

従来、最も多く使われてい友管端のフレア加工法を第１
図に示す。これはフレア加工しようとする管１を架台５
に固定し、油圧源４により駆動する油圧シリンダ３の先
端に配設されたポンチ２を管内に押し込む方法である。

この方法の欠点はポンチ２を押し込むためのフレア加工
された管内に傷が残存することや加工による残留応力が
極めて高いことである。従って、例えば原子炉のように
高い信頼性の要求される配管の端部のフレア加工には適
当で力い。

一方、管内部を無傷で加工する方法としてゴム等の弾性
体に荷重を伺与し、弾性体の変形力を利用する方法があ
る。この方法を配管端部のフレア加工に適用する場合を
第２図に示す。金型（二分割）９に管１を挿入し、油圧
シリンダ３を駆動することにより、軟質弾性体６が軸方
向に圧縮され、管１を第３図のようにフレア加工する。

この時、軟質弾性体６の両側には硬質弾性体７が配設さ
れ、これは荷重が大きくなった時の軟質弾性体６の漏洩
をシールする役目を果す。

しかし第２図及び第３図の方法は次の理由から実用上問
題がある。すなわちフレア側に配設する硬質弾性体は例
えばウレタンゴム（ＪＩＳ硬度：９５度）を用いた場合
、この弾性限界応力は２Ｋｇｆ／謔２であり、ヤング率
は約５０　Ｋｇｆ　／　ｒｒｒｍ”であるから、ゴムの
弾性ひずみは０．０４となる。言い換えると、圧力をシ
ールするための硬質弾性体は４チ以上の変形を受けると
元の形状に復元しない。

従って管径の４９１１、上のフレア加工はでへないこと
になる。また、圧力のシールのだめの硬質弾性体を除く
と、軟質ゴムの漏洩が生じ、圧力が上昇しないため、フ
レア加工できないことは言うまでもない。

以上の欠点を補うためには第４図に示す方法が知られて
いる。すなわち金型９ｂにおいて、フレア部の先端に未
フレア部を設けた金型を用いることである。この場合は
、圧力をシールするだめの硬質ゴムは変形が極めて少な
い未フレア部に配設されるため、圧力はシールできる。

しかし、この時は第４図におけるＡ−Ａ’面で管を切断
して用いることになシ、高級材には適さない。

本発明の目的は管の内部にゴム等の弾性体を配設し、弾
性体に荷重を伺与した時に生じる変形力を利用して、管
端を無傷でフレア加工する方法を提供することにある。

本発明は管の内部にゴム等の弾性体を配設し、弾性体に
荷重を付与した時に生じる変形力を利用して管端をフレ
ア加工する方法において、フレア加工する管端の一部に
管の外側よシ補助管を挿入し、前記補助管を挿入した部
分の割型の内径を補助管の肉厚部分だけ大きくしたもの
である。

また、本発明の別の発明は管の内部にゴム等の弾性体を
配設し弾性体に荷重を伺与した時に生じる変形力を利用
して管端をフレア加工する方法において、二つの同径の
管を対接させて軸方向の相対向する荷重を伺与し、二つ
の管の端部を同時にフレア加工するものである。

以下第５〜７図によって本発明の実施例について説明す
る。

本発明の基本原理はゴム拡管法にあ如、フレア加工した
管を切断することなく、管端部をフレアするものである
。

第５図にお・いて、第２図ど同一部分には同一符号をつ
けて説明を省略する。図示方法は管端の先端に補助管１
０を配設し、補助管１０と共に管１の端部を同時にフレ
ア加工するものである。金型９Ｃは補助管１０がフレア
された時に金型内面に密着するよう作られる。本方法で
管端を加工する場合は、第４図で示す従来の方法のよう
な一部を切断する方法に比べ、材料の損失がないので、
高級な材料のフレア加工に適している。この方法では、
補助管１０の肉厚は次の方法で決定される。

一般に降伏強さσア、内半径ｒ、肉厚１なる管に内圧Ｐ
＋を付与した時に変形が開始する関係は（１）式で与え
られる。

Ｐ＋−ｔ σアー　　　　　　　　　　　・・・（１）ここでフレ
ア加工する管１には添字■を、補助管１０は■を用いて
（１）式を書き換えると次のようになる。

Ｐ＋・電■ σｙ　Ｉ＝１１）　Ｉ ｐ、−ｔ■ ０１１［−・・・（１）Ｉ［ 同一の弾性体を入れるため内半径ｒ１および弾性体を介
して伝達されるＰ＋は等しくなる。またσＦ［＋σア１
１　フレア加工する管１の肉厚ｔＩは既知の値であるた
め補助管１０の肉厚１■は次式で求まる。

一方、補助管１０の長さＬの決定は次のように行う。薄
肉円筒に荷重を与えた時の変形挙動を表わす係数に次式
で示されるβがある。

ここで、シ；ポアソン比、ｒ；平均半径、１；肉厚であ
る。薄肉円管に荷重を与えた時、端部からその影響を受
けることなく変形する長さは３／βである。従って補助
管長さＬを３／β以上とすると補助管１０は端部の影響
を受けることなく、管１０と接する部分が自由に変形す
る。

第６図は本発明の他の実施例である。

２本の配管１ａ、ｌｂを突き合せ、その内部に弾性体６
、およびシール材７を配設し、弾性体６等に荷重を油圧
シリンダ３、ロッド８を介して付加し、弾性体６を円周
方向に変形させる力を利用して、配管１ａ、ｌｂを金型
９ｄに密着させる方法である。この方法により２本の配
管端部が同時に無傷でフレア加工できる。２本の配管１
ａ、ｌｂには弾性体６に荷重が付与された時、配管１ａ
。

１ｂを突き合せた部分Ｃからの弾性体の漏洩を防ぐため
、軸荷重シリンダ１１及び軸荷重用ロッド１２により、
配管１ａの端部より高圧をシールするための圧力を伺加
する必要がある。高圧をシールするための圧力は次の式
から求められる。

Ｐ　；シール可能な圧力 Ｐｏ　；エツジ部における締付圧力 ｍ　；エツジ部におけるガスケット係数一般に配管１ａ
、ｌｂのように金属同士を突き合せて圧力Ｐをシールす
る場合のガスケット係数は５前後である。従ってエツジ
部の締付圧力Ｐ。

は５Ｐで与えられ、軸荷重は配管の断面積から求めるこ
とができる。

以上の方法において、付与する軸荷重を小さくする方法
が第７図に示す方法である。ここでは突き合せた２本の
配管１ａ、ｌｂの間にリング状弾性体１３を挿入して、
第６図で示した手順により加工する方法である。ゴム等
のリング状弾性体１３を用いた場合、（４）式で示した
ガスケット係数は２〜２．５になる。従って締付圧力Ｐ
。は（２〜２、５　）　Ｐとなり、金属同士を突き合せ
た第６図に示した方法よシ、小さな荷重で、弾性体６か
ら発生する圧力をシールすることができる。

つぎに本発明の一実施例を第８図によシ説明する。第８
図は第５図で示した方法で管端をフレア加工した場合の
管端の内外径および肉厚である。

フレア加工する前の管径は１２７ｍｍ、肉厚は４．３簡
のもので、材質はＺｒ系合金である。降伏強さは７０　
Ｋｇｆ　／ｃｍ２以上である。この管の端部を約１０チ
フレア加工すると共にフレア部内面を無傷で加工するた
め補助管の形状は前記伐）及び（３）式から求めた外径
１４０刺、肉厚１０陥、長さ６５■の炭素鋼々管を用い
た。ゴムには約１′３０トンの荷重を伺与し弾性体を圧
縮した。その結果、管に（９〉 は１２００Ｋｇｆ　／　（−ｍ２の圧力が働らき、図の
ような実験値が得られた。管端部から９０霞の位置まで
素材管径に対して１０％のフレア加工されている。

この時、肉厚は約１．５　ｍ減少しているが、これは管
径が増加したためである。また、フレア加工した内面は
弾性体が圧力媒体となっているため、まったく傷のない
清浄な加工肌が得られた。また加工による残留応力も第
１図に示したポンチ方式が５０Ｋｇｆ／ｃｒｎ２である
のに対し、本発明では２０Ｋｇ　ｆ　／　ｃｍ　”であ
った。

以上説明したように、本発明によれば、管の内部にゴム
等の弾性体を配設し、弾性体に荷重を伺与した時に生じ
る変形力を利用して、管端を無傷でフレア加工すること
ができる。このだめ、加工後の内面加工の省略という経
済性の向上の他、無傷であること及び残留応力が低い等
の信頼性の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のポンチを打込むフレア加工装置の縦断面
図、第２図は弾性体を圧力媒体とした従（１０） 米のゴム拡管装置の縦断面図、第３図は第２図に示す装
置によりフレア加工したときの説明図、第４図はゴム拡
管法をフレア加工に適用した従来の加工装置の縦断面図
、第５図は本発明のフレア加工法を実施する他の装置の
縦断面図、第６図は二つの管を同時にフレア加工する方
法を実施する他の装置の縦断面図、第７図は第６図に示
す装置において対接面間に軟質弾性体を介在させる方法
を実施する装置の縦断面図、第８図は第６図に示す装置
により加工した場合のフレア形状図でおる。 １・・・管、２・・・ポンチ、３・・・油圧シリンダ、
４・・・油圧源、５・・・架台、６・・・軟質弾性体、
７・・・シール材、８・・・ロッド、９・・・金型、１
０・・・補助管、１１・・・軸荷重用シリンダ、１２・
・・軸荷重用ロッド、１３・・・リング状弾性体。 （１１） 第　１　　図 Ｙ　Ｚ　口 第　３　口 第　４　口 ％Ｓ　　回 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管の内部にゴム等の弾性体を配設し、弾性体に荷重
   を付与した時に生じる変形力を利用して管端をフレア加
   工する方法において、フレア加工する管端の一部に管の
   外側より補助管を挿入し、前記補助管を挿入した部分の
   型の内径を補助管の肉厚部分だけ大きくしたことを特徴
   とする管端のフレア加工法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のフレア加工法において
   、補助管の長さを３／βとすることを特徴とする管端の
   フレア加工法。 ここに ただし　Ｒ；フレア加工する管の平均直径１；管の肉厚 シ；ポアソン比 ３、管の内部にゴム等の弾性体を配設し弾性体に荷重を
   伺与した時に生じる変形力を利用して管端をフレア加工
   する方法において、二つの同径の管を対接させて軸方向
   の相対する荷重を付与し、二つの管の端部を同時にフレ
   ア加工することを特徴とする管端のフレア加工法。 ４、％許請求の範囲第３項記載のフレア加工において、
   二つの管の対接面間に軟質弾性体を介在させることを特
   徴とする管端のフレア加工法。