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発明の名称 パイプ端部の折り返し部の製造方法及びその製造装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−58053
公開日 平成10年(1998)3月3日
出願番号 特願平8−220241
出願日 平成8年(1996)8月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】三宅 宏 (外1名)
発明者 関戸 豊
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 パイプの端部をその内側へカール加工した後に、上記カール部を、その内側から径方向の外側へ押し潰して折り返し部を形成することを特徴とするパイプ端部の折り返し部の製造方法。
【請求項2】 パイプの端部が当接する位置に略半円断面でかつ環状の溝からなるカール成形面を有するカール型を設け、そのカール成形面をパイプの端部に押圧してカール部を成形し、次で、拡径具で上記カール部を、その内側から径方向の外側へ押し潰して折り返し部を形成することを特徴とするパイプ端部の折り返し部の製造方法。
【請求項3】 パンチ型の外周部にカール型が摺動可能に嵌挿され、上記パンチ型とカール型には、該両型の境界を跨がって略半円断面になるカール成形面を形成し、このカール成形面の略半円断面状態で両型が共に前進して協働によりパイプの端部をその内側へカール加工し、その後にカール型を停止させパンチ型のみ前進させてその外周に形成した潰し面により上記のカール部を、その内側から径方向の外側へ押し潰して折り返し部を形成することを特徴とするパイプ端部の折り返し部の製造方法。
【請求項4】 両型間に、カール型を前進方向へ付勢する付勢手段と、カール型を両型のカール成形面が連続して略半円断面状態になる位置に停止させるストッパを設け、カール成形時は付勢手段の付勢荷重によって協働によるカール加工を行い、カール成形後はカール型がパイプの掴み型に当接してパンチ型のみが上記付勢荷重に抗して前進することを特徴とする請求項3記載のパイプ端部の折り返し部の製造方法。
【請求項5】 パイプの端部をその軸方向に対して傾斜して切断し、カール成形面を上記傾斜に沿って環状に形成した請求項2又は3又は4記載のパイプ端部の折り返し部の製造方法。
【請求項6】 パイプを掴持する掴み型と、該掴み型に対向するパンチ型と、該パンチ型の外周面に上記掴み型に向かって進退移動可能に備えたカール型と、上記パンチ型とカール型の境界を跨がって上記掴み型側が開口する略半円断面になるように両型に形成したカール成形面と、パンチ型の上記境界面からなる潰し面と、カール型を上記掴み型側へ付勢する付勢手段と、カール型を、両型に形成した両カール成形面が一連の略半円形になる位置に停止させ、該位置から掴み型側への移動を阻止するストッパとからなることを特徴とするパイプ端部の折り返し部の製造装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はパイプ端部の折り返し部の製造方法及びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パイプの端部の切り放し面をなくしたり、また端部補強等から図14に示すように、パイプ100の端部に断面円形のカール部101を形成することが行われている。
【0003】そして、このカール部101の形成方法として一般に、半円溝を形成したローラやカール型をパイプの端に押圧して円状に折り曲げるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車用のマフラのアウトレットパイプの後端は外視されることから、その見栄えを良くするため上記のようにカールされる場合がある。このようなアウトレットパイプにおいて、そのカール部101の厚み寸法H1 が大きいか、或いは図15に示すような突出Rが小さい(尖っている)と、流通する排気ガスが上記のカール部101に当たって異音(気流音)が発生する。これを避けるためには、上記のカール部101の厚み寸法H1 を小さくし、かつ上記Rを大きくしてなだらかにする必要がある。
【0005】しかし、上記従来のカーリング加工法においては、カール部101の厚みH1を、異音が発生しない薄い寸法に形成することができない。そこで本発明は、パイプの端部に偏平状の折り返し部を容易に形成できる製造方法及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、パイプの端部をその内側へカール加工した後に、上記カール部を、その内側から径方向の外側へ押し潰して折り返し部を形成することを特徴とするものである。
【0007】請求項2記載の発明は、パイプ(2)の端部が当接する位置に略半円断面でかつ環状の溝からなるカール成形面(3c)を有するカール型(3)を設け、そのカール成形面(3c)をパイプの端部に押圧してカール部(2a)を成形し、次で、拡径具(6)で上記カール部(2a)を、その内側から径方向の外側へ押し潰して折り返し部(2b)を形成することを特徴とするものである。
【0008】請求項3記載の発明は、パンチ型(11)の外周部にカール型(13)が摺動可能に嵌挿され、上記パンチ型(11)とカール型(13)には、該両型(11)(13)の境界を跨がって略半円断面になるカール成形面(11d)(13c)を形成し、このカール成形面(11d)(13c)の略半円断面状態で両型(11)(13)が共に前進して協働によりパイプ(2)の端部をその内側へカール加工し、その後にカール型(13)を停止させパンチ型(11)のみ前進させてその外周に形成した潰し面(11c)により上記のカール部(2a)を、その内側から径方向の外側へ押し潰して折り返し部(2b)を形成することを特徴とするものである。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、両型(11)(13)間に、カール型(13)を前進方向へ付勢する付勢手段(15)と、カール型(13)を両型(11)(13)のカール成形面(11d)(13d)が連続して略半円断面状態になる位置に停止させるストッパ(14a)を設け、カール成形時は付勢手段(15)の付勢荷重によって協働によるカール加工を行い、カール成形後はカール型(13)がパイプの掴み型(10)に当接してパンチ型(11)のみが上記付勢荷重に抗して前進することを特徴とするものである。
【0010】請求項5記載の発明は、請求項2又は3又は4記載の発明において、パイプ(2)の端部をその軸方向に対して傾斜して切断し、カール成形面(3c)(11d)(13c)を上記傾斜に沿って環状に形成したものである。
【0011】請求項6記載の発明は、上記製造方法を達成するための製造装置で、パイプを掴持する掴み型(10)と、該掴み型(10)に対向するパンチ型(11)と、該パンチ型(11)の外周面に上記掴み型(10)に向かって進退移動可能に備えたカール型(13)と、上記パンチ型(11)とカール型(13)の境界を跨がって上記掴み型(10)側が開口する略半円断面になるように両型に形成したカール成形面(13d)(11d)と、パンチ型(11)の上記境界面からなる潰し面(11c)と、カール型(13)を上記掴み型(10)側へ付勢する付勢手段(15)と、カール型(13)を両型に形成した両カール成形面(13d)(11d)が一連の略半円形になる位置に停止させ、該位置から掴み型(10)側への移動を阻止するストッパ(14a)とからなることを特徴とするパイプ端部の折り返し部の製造装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】図に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図6は第1実施例を示す。
【0013】図1はカール成形用型を示すもので、その図1において、1は被成形パイプ(以下パイプという)を掴み保持する掴み型で、周方向に分割されているとともに適宜手段により開閉されるようになっており、パイプ2を、その外周面で掴持するようになっている。
【0014】3はカール型で、上記掴み型1と同芯に配置され、かつ油圧シリンダ等のスライド機構4により軸芯X−X方向に進退可能に備えられている。該カール型3における掴み型1と対向する面側には、パイプを掴んだ閉状態での掴み型1の掴み面1aの内径と略同径の内径に形成された筒状成形穴3aが形成されている。該筒状成形穴3aの周面3bは軸芯X−Xと並行に形成され、その奥部は、周面3bを接線とする断面半円形のカール成形面3cが連続形成されている。該カール成形面3cは軸芯X−Xを中心とする環状溝に形成されている。更に該カール成形面3cの内側端には、上記軸芯X−Xに平行な折り返し面3dが連続形成されている。
【0015】上記環状のカール成形面3cは、その下部が前側に位置するように軸芯X−Xに対して傾斜して形成され、上記折り返り面3dを形成する突部3eの前面3fも同様に傾斜している。これはパイプ2の端部(カール成形端)を斜めに切断した状態に形成するためであるが、本発明は、このような斜めに切断したものに限るものではなく、被成形パイプ2の端面をその軸芯X−Xと直交するように切断したものにも適用できることは勿論である。この場合は上記カール成形面3cも軸芯X−Xに対して直交する面内に形成する。
【0016】また、上記カール成形面3cの直径は、成形するカール部屈曲長、すなわち、該カール部を後述するように潰して折り返した場合のその折り返し長を長くする場合は大径に、また短くする場合は小径に設定するものである。
【0017】図2はカール部の潰し成形型を示すもので、その図2において、5はパイプを掴み保持する掴み型で、周方向に分割されているとともに適宜手段により開閉されるようになっており、パイプ2を、その外周面で掴持するようになっている。
【0018】6は潰し用の拡径具であるパンチ型で、上記掴み型5と同芯に配置され、かつ油圧シリンダ等のスライド機構7により軸芯Y−Y方向に進退可能に備えられている。該パンチ型6の後部外周面は、上記カール成形型で成形されたカール部を押し潰すことができる外径に形成された潰し面6aになっており、その前部には上記潰し面6aより小径(上記カール型3の折り返し面3dの直径より小径)の突部6bが形成され、かつ上記潰し面6aと突部外周面6cとが案内傾斜面6dで連続している。
【0019】次に上記実施例による折り返し部の製造方法について図3及び図4により説明する。先ず、掴み型1で金属製のパイプ2を、そのカール形成側端を所定長突出させた状態で掴持する。該パイプ2の先端は、軸芯に対して傾斜して切断されている。次で、カール型3を前進させると、パイプ2の先端がカール成形面3cに誘導されて内側へ図3のように屈曲し、略円形に屈曲した時点でカール型3の前端面3gが掴み型1の前面1bに当接し、所定径の略円形のカール部2aが形成され、カール成型が終了する。この終了後、カール型3を後退脱型し、掴み型1を開いてパイプ2を取り出す。
【0020】次で、上記パイプ2を図2の掴み型5で図4に示すように掴持し、パンチ型6をパイプ2内に前進させる。これにより、カール部2aの内側辺が案内傾斜面6dに押されてパイプ直径方向の外側へ徐々に変形し、潰し面6aにより図4に示すように偏平に押し潰されて塑性変形し、そのカール部2aは直線状の折り返し部2bになり、パイプ2の端部が2層形状になる。
【0021】そして、この潰し成形後、パンチ型6及び掴み型5を脱型する。その成型品を図5に示す。成形されたパイプ2の端部における素管部と折り返し部2bとがなす厚みH2 は従来のカールの寸法H1 より薄くなる。尚、折り返し部2bを、これと素間部との間に若干の空間が生じるように形成した場合には、図6に示すように、その折り返し部2bの先端2cは、上記のカール状態が残存して外層側へ屈曲した状態になる。
【0022】次に、図7及び図8に示す第2実施例について説明する。10は上記実施例と同様の掴み型で、周方向に分割されているとともに適宜手段で開閉されるようになっており、パイプ2を、その外周面で掴持するようになっている。
【0023】11は潰し用の拡径具であるパンチ型で、上記掴み型10と同芯に配置され、かつ油圧シリンダ等のスライド機構12により軸芯X−X方向に進退可能に備えられている。該パンチ11の先部には小径の案内面11aを有する突部11bが形成され、その後部には大径の潰し面11cが形成され、これら両面11aと11c間は、案内面11aを接線とする断面1/4半円からなるカール形成面11dで形成されている。該カール成形面11dは軸芯X−Xを中心とする環状に形成されている。上記潰し面11cの直径は、上記実施例のようにカール部を偏平に潰す径に設定され、上記カール形成面11dの半径は、成形するカールの外面半径と同等に設定されている。
【0024】13はカール型で、上記パンチ型11の潰し面11cに摺動可能に嵌装されており、その前部には、パイプを掴んだ閉状態での掴み型10の掴み面10aの内径と略同径の内径に形成された筒状成形穴13aが形成されている。該筒状成形穴13aの周面13bは軸芯X−Xと平行に形成され、その奥部には、周面13bを接線とする断面1/4半円のカール成形面13cが連続形成されている。該カール成形面13cの半径は、成形するカールの外面半径と同等に設定されている。また、該カール成形面13cは軸芯X−Xを中心とする環状に形成されている。
【0025】14はカール型13に螺着して後方へ突設したストッパボルトで、その後部が上記パンチ型11の後部外周に突設した支持部11eに摺動可能に貫通され、かつその後端にストッパ14aが一体形成されている。
【0026】15はカール型13を前方(掴み型10側)へ常時付勢する付勢手段で、コイルスプリングからなり、これを上記ストッパボルト14の外周において上記カール型13と支持部11e間に圧縮状態に備えて構成されている。
【0027】上記ストッパボルト14は、図7に示すように、カール型13のカール成形面13cがパンチ型11のカール成形面11dと連続する曲面に位置した状態においてストッパ14aが支持部11eに当接するように設定されている。
【0028】また、上記付勢手段であるコイルスプリング14の付勢荷重は、図7の状態でカール型13がパンチ型11と共に前進してそのカール成形面13cでパイプの端面をカール加工する場合に、そのカール加圧に耐え得る荷重(カール加工以上の荷重)に設定されている。この付勢手段15は上記のコイルスプリングの他に、バネやゴム更には油圧等を使用してもよい。
【0029】尚、上記パンチ型11を進退移動するスライド機構12の前進力(加圧力)は、上記付勢手段14の付勢荷重よりも大きく設定されている。次に上記第2実施例による折り返し部の製造方法について説明する。
【0030】先ず、カール型13を、その前端面13dと掴み型10の前端面10bとが所定の間隔をもって対向するように位置させた状態において、図7に示すように、掴み型10でパイプ2を、そのカール形成側端を所定長突出させた状態で掴持する。尚、この状態では、カール型13が、パイプ2の突出端よりも図7において右方に位置し、かつパンチ型11も、カール型13と図7の位置関係、すなわちストッパ14aが支持部11eに当接して、両カール成形面11d,13cが連続した位置関係になっている。
【0031】そして、スライド機構12により、パンチ型11を掴み型10側へ前進させる。この前進によりカール型13も一体に前進し、パイプ2の先部が図7の鎖線で示すように、カール型13における筒状成形穴13aの周面13bを摺動してカール型13内へ侵入する。
【0032】更にパンチ型11を前進させると、カール型13も一体に前進し、パイプ2の先部が、図8の上半部に示すように、カール成形面13c及び11dに誘導されて略円形に屈曲してカール部2aが形成され、この形成後の時点でカール型13の前端面13dが掴み型10の前端面10bに当接する。
【0033】この当接後においても更にパンチ型11を連続して前進させる。すると、図8の下半部に示すように、カール型13は掴み型10で停止され、パンチ型11のみが付勢手段15の付勢荷重に抗して、すなわちコイルスプリング15を圧縮して前進し、パンチ型11における潰し面11cにより、上記成形されたカール部2aが偏平に押し潰されて塑性変形し、上記実施例と同様に、図6に示すような直線状の折り返し部2bが形成され、パイプ2の先部が2層構造になる。尚、その折り返し部2bの先端2cは上記実施例と同様に外層側へ屈曲した状態になる。
【0034】そして、上記の成形完了後、スライド機構12によりパンチ型11を後退させると、先ずパンチ型11のみが後退し、次で、支持部11eがストッパ14aに当接してカール型13を後退させ、パンチ型11とカール型13を図7の位置関係にして元位置に後退復帰させる。その後、掴み型10を脱型し、図5に示すような成形品を得る。
【0035】尚、本第2実施例においても、上記第1実施例と同様に環状のカール成形面11d,13cを軸芯X−Xに対して傾斜させたが、パイプ2の先端を管軸に対して直交状に切断し、また、カール成形面11d,13cも軸芯X−Xに対して直交する面内に形成してもよい。
【0036】尚、上記両実施例におけるパンチ型6,11を、周方向に分割された割型として、該割型を拡径して上記のカール部を押し潰すようにしてもよい。また、その他の拡径具で押し潰すようにしてもよい。また、上記各実施例においては、カール成形前のパイプ2として、その先部を一般部と同径の直管としたものを使用したが、先部を拡管したものを上記各実施例のように加工することにより、図9及び図10に示すように、折り返しの内層板2dの内径を一般部内径と同等にし、外層板2eを一般部外径より外側へ拡径した形状にすることができ、例えば自動車用マフラのアウトレットパイプに用いた場合には、排気流の抵抗を軽減するとともに見栄えを向上できる。
【0037】更に、上記のように自動車用マフラのアウトレットパイプの後端部に対して本発明により折り返し部を形成する場合の他に、図11に示すようなパイプに本発明を適用してもよい。すなわち、図11に示すように、円筒状のアウトレットパイプ20の後端部に、本発明により形成された折り返し部2b,2dを有するパイプ2を嵌挿するようにしてもよい。その場合、そのパイプ2を図12に示すような楕円形や長円或いは図13に示す矩形の断面にすると、更に見栄えが向上する。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、カール型によるカール加工とパンチ型によるカール部の拡径加工(潰し加工)という簡単な方法によって、パイプの端部を内側へ偏平状態に折り返すことができる。したがって、本発明によって自動車用マフラにおけるアウトレットパイプの後端の折り返し部を形成することにより、その折り返し部を、気流音の発生が極めて少ない薄い寸法に形成できる。
【0039】また、請求項3,4及び6の発明によれば、更に、カール成形と潰し加工が一工程で連続して行え、設備と工程の簡略化が可能になり、生産性向上やコスト低減に寄与できる。
【0040】また、請求項5記載の発明によれば、更に、自動車用マフラにおけるアウトレットパイプのように、後端を管軸に対して斜めに形成する場合に適用できる。




 

 


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