JP2000094050A - 二重構造容器の製造方法 - Google Patents

二重構造容器の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内筒と外筒との間に空隙を有する二重構造容
器において、その空隙を保った内外筒の断面変形を１階
のスピニング加工により同時に行い、その製造の容易
化、コスト低減を図る。 【解決手段】 外筒４Ｂ内に内筒４Ａを空隙４Ｃを保っ
て配し、該空隙４Ｃにおける筒軸方向の少なくとも一区
間に固形介在物４Ｄを狭持した状態で外筒４Ｂへスピニ
ング加工を施して、内筒４Ａと外筒４Ｂの断面を同時に
変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二重構造容器の製造
方法に関するもので、より詳しくは、内筒と外筒の断面
形状を、同時に変化させて二重構造容器を得る製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】自動車の排気系部品、例えば
マフラや触媒コンバータにおいては、横断面形状が軸方
向に連続的に変化する一体の内筒と、両端がテーパ状に
縮径する一体の外筒とを、これらの間で空隙を保って同
心状に配した断熱管構造がよく利用される。
【０００３】特に触媒コンバータにおいては、図１４に
示すように、触媒単体１０１を内嵌するとともに両端に
テーパ状縮径部１０２，１０３を有する金属製内筒１０
４と、両端にテーパ状縮径部１０５，１０６を有する金
属製外筒１０７とを組み合わせて、内筒１０４と外筒１
０７の間に空隙１０８を設けることが良く行われている
（例えば特開平６−１０１４６５号公報）。
【０００４】この図１４に示す触媒コンバータを製造す
る方法として、予め縮径加工された内筒１０４外に所定
の空隙１０８を保持して外筒１０７を縮径加工するもの
においては、その製造が困難であるとともに製造コスト
高となる問題がある。特にネックとなっているのは外筒
１０７の成形である。即ち、内筒１０４の断面変化にあ
る程度沿い、かつ、所望の空隙１０８を保った断面形状
の外筒１０７を形成したいのであるが、軸方向の全長に
亘って所望の空隙１０８を形成するように一体の外筒１
０７を成形加工することは著しく困難であった。
【０００５】そこで、便宜的な製造法として、軸方向に
モナカ状に半割形成された外筒を、空隙を確保して予め
成形された内筒の外に配して両モナカ体を溶接等で接合
するという技術が一般的であるが、プレス金型や溶接装
置等のコストが嵩む装備が必要であるとともに、プレス
工程と溶接工程には多大な手間と時間も要する。
【０００６】そこで、前記のような製造方法を回避し
て、図１５に示すように、内筒２０１の基部に拡径部２
０２を成形し、外筒２０３の基部に縮径部２０４を成形
し、これら両筒２０１，２０３を図１５に示すように嵌
挿して、所定の空隙２０５を有する二重管構造の触媒コ
ンバータを製造する技術が提案されている（例えば特開
平９−１０８５７６号公報）。
【０００７】しかし、この図１５の製造方法において
は、内筒２０１の拡径部２０２と外筒２０３との接触及
び外筒２０３の縮径部２０４と内筒２０１との接触は避
けられず、該接触部から熱伝達が生じるため、空隙部２
０５を設けて断熱構造としてもその断熱効果が減少する
という問題がある。
【０００８】また、魔法瓶を製造する方法として、片側
のみ開口する内筒と、片端のみ開口する外筒をそれぞれ
スピニング加工で任意の断面に形成しておき、これらを
重合させるようにしたものが、例えば特開平１０−１５
６３１号公報や特開平７−２８４４５２号公報に開示さ
れている。
【０００９】しかし、この製造方法においては、内筒と
外筒のそれぞれのスピニング加工が必要で工程が複雑化
するとともに内筒挿入後に外筒の口を縮径させる工程が
別途必要であるため、加工容易化と加工コスト低減はこ
の工法によっても達成できない。
【００１０】以上のことから、内筒と外筒との間に所定
の空隙を有し、かつ内筒と外筒が、それぞれ一体で断面
変形した二重構造容器を容易かつ低コストに製造できる
方法が渇望されていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の渇望に応
える二重構造容器の製造方法を提供することを目的とす
るもので、請求項１記載の第１の発明は、外筒内に内筒
を空隙を保って配し、該空隙における筒軸方向の少なく
とも一区間に固形介在物を狭持した状態で外筒へスピニ
ング加工を施して、内筒と外筒の断面を同時に変化させ
ることを特徴とするものである。
【００１２】本発明においては、固形介在物を狭持した
内外筒をその筒軸まわりに回転させ、外筒へスピニング
ローラを押し付けてスピニング加工することにより、そ
の押し付け力によって外筒の断面が変化し、更に外筒か
ら空隙内に狭持された変形可能な固形介在物を介して内
筒へ力が伝達され、内筒の断面が同時に変化する。これ
により、内外筒を１回のスピニング加工で同時に所望の
断面形状に成形できる。
【００１３】請求項２記載の第２の発明は、外筒内に内
筒を空隙を保って配し、該空隙における筒軸方向の少な
くとも一区間に固形介在物を狭持した状態で外筒へスピ
ニング加工を施して、内筒と外筒の断面を、内外筒の素
材の筒軸に対して偏芯的に同時に変化させるようにした
ことを特徴とするものである。
【００１４】本発明においては、前記第１の発明と同様
の作用により、素材の筒軸に対して偏芯的に変化した内
外筒を１回のスピニング加工により同時に成形できる。
請求項３記載の第３の発明は、外筒内に内筒を空隙を保
って配し、該空隙における筒軸方向の少なくとも一区間
に固形介在物を狭持した状態で外筒へスピニング加工を
施して、内筒と外筒の断面を、内外筒の素材の筒軸に対
して同時に曲げ変化させるようにしたことを特徴とする
ものである。
【００１５】本発明においては、前記第１の発明と同様
の作用により、素材の筒軸に対して曲げ変化した内外筒
を１回のスピニング加工により同時に成形できる。請求
項４記載の第４の発明は、前記第１又は第２又は第３の
発明において、内筒と外筒の少なくとも一方に、少なく
とも一区間において芯金を挿入することを特徴とするも
のである。
【００１６】本発明においては、更に芯金の挿入によ
り、スピニング加工時において、内筒と外筒の間又は内
筒内に芯金を挿入することにより、内筒と外筒の過変形
を防止できる。
【００１７】請求項５記載の第５の発明は、前記第１乃
至第４のいずれかの発明において、固形介在物が加熱溶
融性樹脂又は熱可塑性樹脂の固化状態であることを特徴
とするものである。
【００１８】本発明においては、更に固形介在物を加熱
して軟化、溶融することにより、内外筒の成形加工前に
おける固形介在物の空隙内への充てんと成形加工後にお
ける固形介在物の空隙外への除去が容易に行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１乃至図１３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。
【００２０】先ず、本発明の製造方法を実施するスピニ
ング加工機について図１乃至図３により説明する。図１
はスピニング加工機の一部破断した側面図、図２は同一
部破断した平面図で、固定されたベース１上の一側部に
は素材（ワーク）駆動部２が設けられ、他側部にはロー
ル駆動部３が設けられている。
【００２１】素材駆動部２側のベース１上には、後述す
るロール２８の公転軸Ｘ5 と平行する方向（これをＸ方
向とする）に沿ってＸ方向スライドレール５が２条並列
的に固設されている。該Ｘ方向スライドレール５上には
Ｘ方向スライダ６がＸ方向に摺動可能に載置されている
とともに、該Ｘ方向スライダ６に設けたボス７にボール
スプライン軸８が螺合され、モータ等の駆動手段９によ
ってボールスプライン軸８を所望量正逆回転することに
より、Ｘ方向スライダ６をＸ方向に所望量進退移動させ
ることができるようになっている。
【００２２】上記Ｘ方向スライダ６上には、上記Ｘ方向
と直交する水平方向（これをＹ方向とする）に沿ってＹ
方向スライドレール１０が２条並列的に固設されてい
る。該Ｙ方向スライドレール１０上にはＹ方向スライダ
１１がＹ方向に摺動可能に載置されている。更に、該Ｙ
方向スライダ１１上にはベッド３０が載置固定されてい
るとともに該ベッド３０の下面に固設したボス１４にボ
ールスプライン軸１５が螺合され、モータ等の駆動手段
１６によってボールスプライン軸１５を所望量正逆回転
することによりベッド３０をＹ方向に所望量進退移動さ
せることができるようになっている。
【００２３】上記ベッド３０にはモータ等の回動駆動手
段３１が設けられているとともにその回動駆動手段３１
の回動駆動軸３１ａがベッド３０上に垂直状に突出して
いる。該回動駆動手段３１と回動駆動軸３１ａにより、
素材４の傾動手段を構成している。
【００２４】上記ベッド３０の上面にはクランプ装置１
２を構成する下クランプ１３が摺動可能に載置されてい
るとともに該下クランプ１３に上記駆動軸３１ａが固着
されており、回動駆動軸３１ａの正逆回転により、該回
動駆動軸３１ａを中心として下クランプ１３が水平面内
において正逆回動するようになっている。
【００２５】上記ベッド３０には、上記回動駆動軸３１
ａを中心とする円弧状の案内溝３２が形成され、該案内
溝３２内に、上記下クランプ１３の下面に突設した案内
ローラ３３が回転可能に嵌合されている。また、上記回
動駆動軸３１ａは、その軸芯が図２に示すように、後述
する下クランプ１３に載置される素材４の筒軸Ｘ4 と直
角に交差する位置に設定されている。
【００２６】上記下クランプ１３の上面には素材４の下
半面を支承する半円状のクランプ面１３ａが、これに素
材４を載置した場合に、その素材４の筒軸Ｘ4 が後述す
る回転シャフト２１の軸芯Ｘ5 と同一高さ位置になるよ
うにして形成されている。更に、該下クランプ１３の上
部には、下面に素材４の上半円を押圧保持するクランプ
面１７ａを形成した上クランプ１７が昇降可能に配置さ
れているとともに、該上クランプ１７が油圧シリンダ等
の駆動手段１８により昇降駆動されるようになってお
り、上クランプ１７の下降により該上クランプ１７と上
記下クランプ１３により素材４を設定位置に回転不能に
挟持し、上クランプ１７の上昇により素材４の装着及び
取り外しができるようになっている。
【００２７】上記クランプ装置１２の後部にはストッパ
１９が配備されており、該ストッパ１９に素材４の後端
をつき当てることにより素材４の軸方向の位置決めが容
易に行えるようになっている。該ストッパ１９は例えば
上記下クランプ１３に具備してクランプ装置１２と同調
して移動させ、また、素材４の筒軸Ｘ4 方向に位置調節
可能に構成されている。
【００２８】次にロール駆動部３側について説明する。
上記ベース１上には回転設備部２０が設置され、該部２
０に回転シャフト２１が、その軸芯を上記Ｘ方向にして
回転可能に備えられている。該回転シャフト２１は、回
転駆動手段であるモータ２２により、ベルト２３を介し
て一方向に回転されるようになっている。該回転シャフ
ト２１における上記素材駆動部２側にはロールホルダ２
４が固着され、回転シャフト２１の回転によりロールホ
ルダ２４が回転シャフト２１の軸芯Ｘ5 を中心として回
転するようになっている。
【００２９】上記回転設備部２０には、ロールの駆動軌
跡を変更する軌跡変更手段が設けられており、該手段
は、駆動手段であるシリンダ２５と、該シリンダ２５の
ロッド２５ａの先端にロールホルダ２４の回転に支障と
ならないようにロールホルダ２４内に位置させて設けた
リングプレート２６とからなる。該リングプレート２６
は、上記回転シャフト２１と同芯の環状に形成され、そ
の先部内面が外広がりのテーパ面２６ａに形成されてい
る。
【００３０】上記ロールホルダ２４には複数本の、図の
実施例では３本のブラケット２７が、その軸芯をＸ方向
にし、かつロールホルダ２４の周方向に等間隔で配設さ
れている。更に、各ブラケット２７はロールホルダ２４
の軸芯Ｘ5 を中心とする放射方向に移動可能に備えられ
ている。更に、各ブラケット２７のロールホルダ２４内
側には上記テーパ面２６ａに沿うテーパ面２７ａが形成
され、各ブラケット２７の外端にはロール２８が、それ
自体自由に回転（自転）するように備えられている。
【００３１】なお、図示しないが、上記各ブラケット２
７には、これをロールホルダ２４の外周側へ常時付勢す
る手段、例えばリターンスプリングが設けられており、
シリンダ２５によるリングプレート２６の前進（図１の
左方）移動により、両テーパ面２６ａ，２７ａによって
各ブラケット２７、すなわち各ロール２８が回転シャフ
ト２１の軸芯方向へ同一量閉移動し、また、リングプレ
ート２６の後退（図１の右方）移動により、両テーパ面
２６ａ，２７ａによって各ブラケット２７、すなわち各
ロール２８が外方へ同一量移動するようになっている。
【００３２】次に、前記のスピニング加工機を使用し
て、内筒と外筒を、同時に断面変形させて二重構造容器
を製造する方法について説明する。図４は製造方法の第
１実施例を示す。
【００３３】図４（Ａ）は第１工程を示し、金属製で円
筒状の内筒４Ａの外側に金属製で前記内筒４Ａより大径
の円筒状の外筒４Ｂを同芯状に配置し、これら両筒４
Ａ，４Ｂ間に形成された所定幅の環状の空隙４Ｃ内に固
形介在物４Ｄを充てんした状態を示す。この状態のもの
を素材４とする。
【００３４】前記固形介在物４Ｄとしては、例えば加熱
溶融性樹脂を使用し、この充てんに際しては、前記内外
筒４Ａ，４Ｂを、これらの間に所定の空隙４Ｃが形成さ
れるようにして適宜手段により保持し、その空隙４Ｃの
一端を適宜手段により閉塞し、他方の開口端より加熱溶
融状態の樹脂を空隙４Ｃ内へ流し込み、これを冷却固化
して固形介在物４Ｄとして内外筒４Ａ，４Ｂ間に介在さ
せる。
【００３５】前記固形介在物４Ｄは、充てん性及び排出
性が良く、かつ、充てんされて固形状態となった場合
に、ある程度の変形が可能で、かつ圧縮性の小さいもの
（非圧縮性のものでもよい）が望ましく、前記加熱溶融
性樹脂が望ましいが、この樹脂以外のものでもよい。な
お、加熱溶融性樹脂の融点は、スピニング加工による素
材４の上昇温度よりも高いことが望ましい。前記の加熱
溶融性樹脂としては例えば商品名“Seal Peal Hot ”と
して市販されているものを使用することができる。
【００３６】次に、図４（Ｂ）に示すように、前記の素
材４を前記スピニング加工機のクランプ装置１２で狭持
してその素材４の端部を縮径する第２工程に移る。縮径
作業前においては、スピニング加工機のリングプレート
２６は、図１に示す位置より右方に位置し、各ロール２
８は素材４の外径よりも外側に退避して開いている。
【００３７】そして、下クランプ１３のクランプ面１３
ａ上に前記の素材４を嵌合載置するとともにその素材４
の後端を所定位置にセットされたストッパ１９につき当
て、その後、駆動手段１８を作動して上クランプ１７を
下動し、素材４を上下のクランプ１３，１７で回転不能
に挟持する。また、駆動手段１６によりクランプ装置１
２のＹ方向位置を、回動駆動軸３１ａの軸芯の延長線が
回転シャフト２１の軸芯Ｘ5 の延長線と交差する位置に
設定する。
【００３８】また、必要により、図４（Ｂ）に示すよう
に、スピニング加工側における内筒４Ａ内に芯金５１を
挿入する。該芯金５１は、内筒４Ａの縮径に合わせた縮
径部５１ａと、その外側に位置したテーパ部５１ｂと、
その外側に位置した大径部５１ｃとからなり、大径部５
１ｃは素材４の内径と略同等の外径に形成されている。
【００３９】次で、駆動手段９により、ボールスプライ
ン軸８を一方向に回転してクランプ装置１２を回転シャ
フト２１の軸芯Ｘ5 に平行するＸ方向に沿って図１の右
側に移動し、図４（Ｂ）に示すように、素材４の縮径開
始点Ａに各ロール２８を位置させる。
【００４０】この状態から、駆動手段であるモータ２２
を駆動してロールホルダ２４を一方向へ回転するととも
に駆動手段２５を作動してリングプレート２６を前進さ
せて各ロール２８の公転軌跡をロールホルダ２４の中心
方向へ閉移動させ、かつ、駆動手段９を駆動してボール
スプライン軸８を他方向へ回転してクランプ装置１２を
素材４とともにＸ方向に沿って図１の左方へ後退させ
る。
【００４１】これにより、各ロール２８は素材４におけ
る外筒４Ｂの外周面に圧接して自転しながら筒軸Ｘ5 を
中心として公転するとともにその公転軌跡径が漸小し、
縮径開始点Ａから図４（Ｂ）に示すようにスピニング加
工される。
【００４２】このスピニング加工によって外筒４Ｂが縮
径変形するとともにその変形力が固形介在物４Ｄを介し
て内筒４Ａにも伝達し、内外筒４Ａ，４Ｂ及び固形介在
物４Ｄが同時変形する。
【００４３】すなわち、内外筒４Ａ，４Ｂの素筒部４ａ
から縮径するテーパ部４ｂと該テーパ部４ｂの先端から
延出する首部４ｃが、その内外筒４Ａ，４Ｂ間に固形介
在物４Ｄを狭持した状態で一連に形成される。
【００４４】また、このスピニング加工時において、芯
金５１を挿入した場合には、芯金５１の縮径部５１ａに
より首部４ｃの縮径加工が正確に行われる。更に、スピ
ニングローラ２８は図４（Ｂ）に示すように、芯金５１
のテーパ部５１ｂに沿って図の矢印のように移動し、芯
金５１の大径部５１ｃから外方へ離間する。次で、図４
（Ｂ）に示すＣ部で内外筒４Ａ，４Ｂを切断し、捨て代
部分４ｅを除去する。
【００４５】次に、第３工程として、前記第２工程で成
形された素材４をクランプ装置１２より外し、その軸方
向に反転させて、再度クランプ装置１２より狭持し、前
記第２工程で加工された側と反対側の素材４の他方の筒
端部を、図４（Ｃ）に示すように前記第２工程と同様に
スピニング加工して縮径する。このとき、必要により、
前記第２工程と同様に芯金５１を使用する。次で、図４
（Ｃ）に示すＤ部で内外筒４Ａ，４Ｂを切断し、捨て代
部４ｆを除去する。なお、前記第２工程と第３工程時の
内外筒４Ａ，４Ｂの切断は、第３工程後に一緒に行って
もよい。また、前記の捨て代部４ｅ，４ｆは必ずしも必
要ではないが、筒端部の形状を正確に形成するために
は、この捨て代部４ｅ，４ｆを設けてこれを切断除去す
ることが望ましい。
【００４６】以上により、素材４の両端部が２回のスピ
ニング加工により縮径されたことになる。そして、前記
の成形後、その成形品をクランプ装置１２から取り外
し、前記第３工程のまま固形介在物４Ｄを空隙３Ｃ内に
残したままで最終製品としても良いし、また、図４
（Ｄ）に示すように、第４工程として、固形介在物４Ｄ
を除去し、内外筒４Ａ，４Ｂ間に空隙４Ｃが形成された
ものを最終製品としてもよい。
【００４７】固形介在物Ｄ４が加熱溶融樹脂である場合
には、第４工程で製品を加熱することにより、固形介在
物４が溶融して容易に流出除去することができる。前記
の固形介在物４Ｄとして断熱性に優れた部材、例えば断
熱マットを使用する場合は、そのまま残しておくのが望
ましいが、自動車の排気系の容器として使用する場合は
高耐熱性が要求されるので固形介在物４Ｄは除去する。
【００４８】なお、前記のように成形された図４（Ｄ）
の製品においては、その内外筒４Ａ，４Ｂの両端は、こ
れらの間に空隙４Ｃが保持されるようにして他の接続管
等に連結される。
【００４９】図５は第２実施例の製造方法を示す。本第
２実施例は、前記第１実施例の内筒４Ａ内に内装物を収
納する場合の実施例で、自動車の排気系の触媒コンバー
タに適用した例を示す。
【００５０】図５（Ａ）の第１工程として、前記図４
（Ａ）に示す第１実施例の第１工程で触媒担体５０を挿
入もしくは圧入する。その後、前記第１実施例と同様の
第２工程（図５（Ｂ））、第３工程（図５（Ｃ））、第
４工程（図５（Ｄ））を経て図５（Ｄ）に示すように、
触媒担体５０を内装し、かつ内外筒４Ａ，４Ｂ間に空隙
４Ｃを有する二重管を製造する。
【００５１】なお、前記芯金５１は必ずしも必要ではな
く、必要に応じて任意に使用する。図６は第３実施例を
示す。
【００５２】本第３実施例は、前記第２実施例のような
内装物、例えば触媒担体５０を収納し、かつその内外筒
４Ａ，４Ｂの一端部を、内外筒４Ａ，４Ｂの間に空隙４
Ｃを有して長く延出する場合の実施例で、例えば、前記
第２実施例の触媒コンバータ５０の後部に共鳴型マフラ
ーを一体的に設ける場合の例である。図６において、符
号５４の範囲が共鳴型マフラーの部分である。
【００５３】本第３実施例の製造工程は前記第２実施例
の製造工程と基本的には同様であるが、内筒４Ａには予
め共鳴孔５２を形成しておき、スピニング加工時に前記
第２実施例で説明した芯金５１として、その挿入部を延
長した芯金を用い、その延長部で共鳴孔５２を内筒４Ａ
内から塞ぐようにする。
【００５４】本第３実施例により成形された内外筒４
Ａ，４Ｂの一端、例えば図６の左端部は、他の連結管に
固定されるが、他端、例えば図６の右端部は、内筒４Ａ
と外筒４Ｂを相互に移動可能に保持するためのワイヤネ
ットリング５３が狭持され、内筒４Ａと外筒４Ｂの熱膨
脹差に起因する相互移動に追従できるようになってい
る。
【００５５】なお、図６の実施例において、触媒担体５
０より左側（Ａ側）の空隙４Ｃ部の厚さ（内外筒隙間距
離）は徐変しているが、この左側の部分の成形は、内筒
４Ａを予め図のようなテーパ部と首部に縮径しておき、
この内筒４Ａを外筒４Ｂに挿入し、その内筒４Ａの縮径
部を図示しない保持手段で保持し、触媒担体５０の右側
（Ｂ側）において、内筒４Ａと外筒４Ｂ間の空隙４Ｃに
固形介在物４Ｄを充てんし、外筒４Ｂに前記のようなス
ピニング加工を施す。
【００５６】本第３実施例で製造された製品は、排気ガ
スが触媒担体５０部で浄化され、かつ排気音が共鳴孔５
２を通じて共鳴型マフラー部分５４における空隙４Ｃ内
に流入し、空隙４Ｃが共鳴スペースとなって消音され
る。また、この空隙４Ｃは本来の断熱効果も発揮する。
【００５７】以上のことから、固形介在物４Ｄの充てん
範囲や芯金５１の使用範囲と形状を任意に設定すること
により、空隙４Ｃを有する内外筒４Ａ，４Ｂを所望に形
成することができる。
【００５８】図７は第４実施例を示す。本第４実施例
は、前記内筒４Ａと外筒４Ｂの軸芯を相互に偏芯させた
二重管を製造する例を示す。
【００５９】本実施例の製造方法としては、前記第１及
び第２実施例の第１工程において、内筒４Ａと外筒４Ｂ
を相互に所望に偏芯させ、その空隙４Ｃ内に固形介在物
４Ｄを充てんし、その後、第１及び第２実施例で説明し
たのと同様の工程で製造する。
【００６０】図８は第６実施例を示す。本第６実施例
は、前記二重筒（容器）の一方の縮径部と他方の縮径部
を偏芯させる場合の例である。
【００６１】この製造工程を説明する。先ず、素材４は
前記図５（Ａ）に示すように、内筒４Ａと外筒４Ｂ間に
固形介在物４Ｄが介在され、内筒４Ａ内に内装物、例え
ば触媒担体５０を有するものを使用する。
【００６２】図１において、縮管作業前においては、リ
ングプレート２６は図１に示す位置より右方に位置し、
各ロール２８は素材４の外径より外側に退避して開いて
いる。
【００６３】そして、下クランプ１３のクランプ面１３
ａ上に未加工の素材４を嵌合載置するともにその素材４
の後端を所定位置にセットされたストッパ１９につき当
て、その後、駆動手段１８を作動して上クランプ１７を
下動し、素材４を上下のクランプ１３，１７で回転不能
に挟持する。また、回動駆動手段３１を作動してクラン
プ装置１２を、これに挟持した素材４の筒軸Ｘ4 が回転
シャフト２１の軸芯Ｘ 5 と平行するように回動する。更
に、駆動手段１６を作動してクランプ装置１２を、上記
の素材４の筒軸Ｘ4 が回転シャフト２１の軸芯Ｘ5 に平
行しかつ所定量ＯＦ1 （図９（Ａ）参照）だけ偏芯（オ
フセット）するようにＹ方向へ移動調節する。
【００６４】次で、駆動手段９により、ボールスプライ
ン軸８を一方向に回転してクランプ装置１２をＸ方向に
沿って図１の右側に移動し、素材４を、その筒軸と平行
してロールホルダ２４側へ所定量前進（図１の右方）移
動させてその素材４の縮径開始点Ａ（図９（Ａ）参照）
に各ロール２８を位置させる。
【００６５】この図９（Ａ）の状態から、駆動手段であ
るモータ２２を駆動してロールホルダ２４を一方向へ回
転するとともに駆動手段２５を作動してリングプレート
２６を前進させて各ロール２８の公転軌跡をロールホル
ダ２４の中心方向へ閉移動させ、かつ、駆動手段９を駆
動してボールスプライン軸８を他方向へ回転してクラン
プ装置１２を素材４とともにＸ方向に沿って図１の左方
へ後退させる。
【００６６】これにより、各ロール２８は素材４におけ
る外筒４Ｂの外周面に圧接して自転しながら筒軸Ｘ5 を
中心として公転するとともにその公転軌跡径が漸小し、
縮径開始点Ａから図９（Ｂ）に示すようにスピニング加
工される。このとき、ロール２８の公転軸Ｘ5 が素材４
の筒軸Ｘ4 よりＯＦ1 だけ偏芯しているため、スピニン
グ加工された筒端は、図９（Ｂ）に示すように、素材４
の素管部（胴部）４ａの筒軸Ｘ4 よりＯＦ1 だけ偏芯し
た公転軸Ｘ5 を軸とする裁頭円錐状のテーパ部４ｂに塑
性変形される。
【００６７】また、上記テーパ部４ｂの成形後、そのロ
ール２８の閉位置を保持して素材４を引き続き後退させ
ることにより、テーパ部４ｂの先部に、素材４の筒軸Ｘ
4 と平行でかつ公転軸Ｘ5 を軸とする円筒状の首部４ｃ
が塑性変形して形成される。
【００６８】そして、素材４とロール２８を、上記縮径
移動の往動と逆の移動によって復動させ、この１往復移
動を１パスとして第１のスピニング加工工程が終了す
る。上記の第１のスピニング加工工程の終了後、各ロー
ル２８を開位置へ復帰させるとともに、駆動手段９を作
動してボールスプライン軸８を一方向に回転してクラン
プ装置１２とともに素材４をその筒軸と平行して更に所
定量前進させ、各ロール２８を図９（Ｃ）のＢ点に位置
させる。また、駆動手段１６を作動してボールスプライ
ン軸１５を一方向に回転し、クランプ装置１２とともに
素材４を更にＹ方向へ所定量移動して、図９（Ｃ）に示
すように、素材４の筒軸Ｘ4 と回転シャフト２１の軸
芯、すなわちロール２８の公転軸Ｘ5 との偏芯量ＯＦ2
を上記偏芯量ＯＦ1 より大きくする。
【００６９】そして、この状態より、ロール２８の閉移
動量を上記第１工程時よりも大きくして上記と同様なス
ピニング加工を施す。これにより、テーパ部４ｂは、素
材４の素筒部（胴部）４ａの筒軸Ｘ4 よりＯＦ2 量だけ
偏芯した軸Ｘ5 を中心とする裁頭円錐形状で、かつテー
パ角が大きいテーパ部４ｂに塑性変形される。また、上
記テーパ部４ｂの成形後、そのロール２８の閉位置を保
持して素材４を引き続き後退させることにより、テーパ
部４ｂの先部に、上記図９（Ｂ）よりも小径の首部４ｃ
が成形される。
【００７０】以上の工程により、端部（図８の右側部）
に偏芯テーパ部４ｂと偏芯首部４ｃを一体形成した縮径
部４ｄが成形される。前記スピニング加工においては、
外筒４Ｂが縮径変形するとともにその変形力が固形介在
物４Ｄを介して内筒４Ａにも伝達し、内外筒４Ａ，４Ｂ
及び固形介在物４Ｄが同時変形する。
【００７１】すなわち、内外筒４Ａ，４Ｂの素筒部４ａ
から縮径するテーパ部４ｂと該テーパ部４ｂの先端から
延出する首部４ｃが、その内外筒４Ａ，４Ｂ間に固形介
在物４Ｄを狭持した状態で一連に形成される。
【００７２】次に、前記工程で成形された素材４をクラ
ンプ装置１２より外し、その軸方向に反転させて、再度
クランプ装置１２により狭持し、前記工程で加工された
側と反対側の素材４の他方の筒端部を前記と同様にスピ
ニング加工して縮径する。
【００７３】なお、このとき、図１において、素材４の
筒軸Ｘ4 と回転シャフト２１の軸芯Ｘ5 を同芯上に位置
してスピニング加工することにより、図８の左側部のよ
うな、素筒部４ａと同芯のテーパ部４ｂと首部４ｃが成
形される。
【００７４】そして、前記の成形後、その成形品をクラ
ンプ装置１２から取り外し、前記第３工程のまま固形介
在物４Ｄを空隙４Ｃ内に残したままで最終製品としても
良いし、また、図８に示すように固形介在物４Ｄを除去
し、内外筒４Ａ，４Ｂ間に空隙４Ｃが形成されたものを
最終製品としてもよい。
【００７５】図１０は第７実施例を示す。本第７実施例
は、両端部の縮径部と首部を偏芯曲げする例を示す。本
実施例における製造工程について説明する。
【００７６】図１及び図２において、縮径作業前におい
ては、リングプレート２６は、図１に示す位置より右方
に位置し、各ロール２８は図１４（Ａ）に示すように素
材４の外径よりも外側に退避している。
【００７７】そして、下クランプ１３のクランプ面１３
ａ上に前記図４（Ａ）と同様の素材４を嵌合載置すると
ともにその素材４の後端を所定位置にセットされたスト
ッパ１９につき当て、その後、駆動手段１８を作動して
上クランプ１７を下動し、素材４を上下のクランプ１
３，１７で回転不能に挟持する。また、駆動手段１６に
よりクランプ装置１２のＹ方向位置を、図１１（Ａ）に
示すように、回動駆動軸３１ａの軸芯の延長線が回転シ
ャフト２１の軸芯Ｘ5 の延長線と交差する位置に設定す
る。更に、回動駆動手段３１を作動して図１１（Ａ）に
示すように、素材４の筒軸Ｘ4 が回転シャフト２１の軸
芯Ｘ5 に対して所定量の角度θ1 だけ水平方向に傾くよ
うにクランプ装置１２を水平に傾動する。
【００７８】次で、駆動手段９により、ボールスプライ
ン軸８を一方向に回転してクランプ装置１２を回転シャ
フト２１の軸芯Ｘ5 に平行するＸ方向に沿って図１の右
側に移動し、図１１（Ａ）に示すように、素材４の縮径
開始点Ａに各ロール２８を位置させる。
【００７９】この状態（図１１（Ａ）の状態）から、駆
動手段であるモータ２２を駆動してロールホルダ２４を
一方向へ回転するとともに駆動手段２５を作動してリン
グプレート２６を前進させて各ロール２８の公転軌跡を
ロールホルダ２４の中心方向へ閉移動させ、かつ、駆動
手段９を駆動してボールスプライン軸８を他方向へ回転
してクランプ装置１２を素材４とともにＸ方向に沿って
図１の左方へ後退させる。
【００８０】これにより、各ロール２８は素材４の外周
面に圧接して自転しながら筒軸Ｘ5を中心として公転す
るとともにその公転軌跡径が漸小し、縮径開始点Ａから
図１４（Ｂ）に示すようにスピニング加工される。この
とき、素材４の筒軸Ｘ4 がロール２８の公転軸Ｘ5 に対
してθ1 だけ傾斜しているため、スピニング加工された
筒端は、図１１（Ｂ）に示すように、素材４の素筒部
（胴部）４ａの筒軸Ｘ4よりθ1 だけ傾斜した公転軸Ｘ
5 を軸とする裁頭円錐状のテーパ部４ｂに塑性変形され
る。
【００８１】また、上記テーパ部４ｂの成形後、そのロ
ール２８の閉位置を保持して素材４を引き続きＸ方向に
後退させることにより、テーパ部４ｂの先部に、ワーク
４の筒軸Ｘ4 とθ1 だけ傾斜した公転軸Ｘ5 を軸とする
円筒状の首部４ｃが塑性変形して形成される。
【００８２】そして、素材４とロール２８を、上記縮径
移動の往動と逆の移動によって復動させ、この１往復移
動を１パスとして第１のスピニング加工工程が終了す
る。上記の第１のスピニング加工工程の終了後、各ロー
ル２８を開位置へ復帰させ、駆動手段９を作動してボー
ルスプライン軸８を一方向に回転してクランプ装置１２
とともに素材４をＸ方向に更に所定量前進させ、各ロー
ル２８を図１１（Ｃ）のＢ点に位置させるとともに、回
転駆動軸３１を作動してクランプ装置１２とともに素材
４を更に所定量傾動して、図１１（Ｃ）に示すように、
素材４の筒軸Ｘ4 と回転シャフト２１の軸芯、すなわち
ロール２８の公転軸Ｘ5 との角度θ2を上記第１工程の
角度θ1 より大きくする。
【００８３】そして、この状態より、ロール２８の閉移
動量を上記第１工程時よりも大きくして上記と同様なス
ピニング加工を施す。これにより、上記第１工程で成形
されたテーパ部４ｂは、素材４の素筒部（胴部）４ａの
筒軸Ｘ4 よりθ2 だけ傾斜した軸Ｘ5 を中心とする裁頭
円錐形状で、かつテーパ角が大きいテーパ部４ｂに塑性
変形される。また、上記テーパ部４ｂの成形後、そのロ
ール２８の閉位置を保持して素材４を引き続きＸ方向に
後退させることにより、テーパ部４ｂの先部に、上記の
軸Ｘ5 を中心とし、かつ上記第１工程よりも小径の首部
４ｃが成形される。
【００８４】以上の工程により、図１２に示すような、
Ｘ4 を軸とする胴部４ａの端部に、軸Ｘ4 に対して傾斜
した軸Ｘ5 を中心とするテーパ部４ｂと首部４ｃを一体
形成した縮径部４ｄが成形される。
【００８５】次に、上記の工程により、縮径した素材４
を前後逆にして再度クランプ装置１２で狭持し、上記と
同様のスピニング加工を行うことにより、図１３に示す
ように、両端に偏芯曲げされたテーパ部４ｄ，４ｄ及び
首部４ｃ，４ｃを成形できる。
【００８６】そして、前記の成形後に、その製品をクラ
ンプ装置１２から取り出し、そのまま固形介在物４Ｄを
空隙３Ｃ内に残したままで最終製品としても良いし、ま
た、図１０に示すように固形介在物４Ｄを除去し、内外
筒４Ａ，４Ｂ間に空隙４Ｃが形成されたものを最終製品
としても良い。
【００８７】なお、前記実施例における固形介在物４Ｄ
は、熱可塑性樹脂を使用してもよい。また、この樹脂の
代わりに断熱部材を用いてもよい。この断熱部材を使用
する場合は、前記素材４における内筒４Ａの外周に断熱
部材を巻装固定した状態で外筒４Ｂに圧入することが好
ましい。更に、消音器や触媒コンバータにおいては本
来、断熱材が必要であるので、成形加工後も前記の固形
介在物４Ｄを除去する必要はない。このような場合には
固形介在物４Ｄの除去の工程が省略できる。
【００８８】更に、固形介在物４Ｄとして、空隙４Ｃ内
に水を注入した後に氷結させた氷でも良く、更に、金属
粒（ショット）を用いても良い。また、前記実施例では
芯金を内筒４Ａ内に挿入したが、外筒４Ｂ内に芯金を挿
入しても良い。
【００８９】また、前記各実施例では、スピニング加工
時に素材４側を筒軸方向へ移動したが、素材４を固定し
てスピニングローラ２８を筒軸方向へ移動させるように
してもよいし、両側とも移動させてもよい。さらに、ロ
ーラの駆動軌跡、すなわちローラを変形方向に連続的に
制御する手段も任意である。
【００９０】また、前記各実施例においては、素材４を
固定してスピニングローラ２８を公転させたが、素材４
をその軸芯を中心として回転させるとともに芯金５１も
同回転させ、スピニングローラ２８を公転させることな
く自転させ、かつ径方向及び筒軸方向に移動させること
にしてもよい。また、前記各実施例は、自動車の排気系
部品の容器への適用例であるが、本発明は、この他、汎
用容器やポット等日用品への適用などにも適用できるも
ので、用途を限定するものではない。
【００９１】
【発明の効果】以上のようであるから、請求項１記載の
発明によれば、内外筒の間に空隙を有する二重構造容器
を、１回のスピニング加工で内外筒を同時に所望断面に
変形して成形できるため、従来に比べて加工の容易化及
び加工時間の短縮が可能になり、加工コストも大幅に低
減できる。
【００９２】請求項２記載の発明によれば、素材の筒軸
に対して偏芯的に変化した内外筒を、前記の効果を有し
て製造できる。請求項３記載の発明によれば、素材の筒
軸に対して曲げ変化した内外筒を、前記の効果を有して
製造できる。
【００９３】請求項４記載の発明によれば、更に、芯金
によって内外筒の過変を防止でき、所望の断面形状が確
実に得られる。更に芯金の配置を選択することによっ
て、内外筒の変形量を変えて違う断面形状に成形するこ
とができ、１回のスピニング加工で内外筒の断面形状を
異ならせることも可能となる。
【００９４】請求項５記載の発明によれば、更に、固形
介在物の充てん及び除去作業が容易かつ迅速に行え、作
業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法に使用するスピニング加工機
の例を示す縦断面図。
【図２】図１における一部破断した平面図。
【図３】図１における素材のクランプ部とロール部の略
斜視図。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施例を示す工
程図。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第２実施例を示す工
程図。
【図６】本発明の第３実施例を示す縦断面図。
【図７】本発明の第４実施例を示す横断面図。
【図８】本発明の第５実施例を示す縦断面図。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は図８の実施例における工程
図。
【図１０】本発明の第６実施例を示す縦断面図。
【図１１】図１０の実施例における工程図。
【図１２】図１０の方法により成形された素材の斜視
図。
【図１３】図１１の縮管工程を素筒の両側に施して図１
０の実施例の製品とした図。
【図１４】第１の従来の製造方法を示す縦断面図。
【図１５】第２の従来の製造方法を示す縦断面図。
【符号の説明】
４…素筒 ４Ａ…内筒 ４Ｂ…外筒 ４Ｃ…空隙 ４Ｄ…固形介在物 １２…クランプ装置 ２８…スピニングローラ ５１…芯金

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外筒内に内筒を空隙を保って配し、該空
    隙における筒軸方向の少なくとも一区間に固形介在物を
    狭持した状態で外筒へスピニング加工を施して、内筒と
    外筒の断面を同時に変化させることを特徴とする二重構
    造容器の製造方法。
  2. 【請求項２】 外筒内に内筒を空隙を保って配し、該空
    隙における筒軸方向の少なくとも一区間に固形介在物を
    狭持した状態で外筒へスピニング加工を施して、内筒と
    外筒の断面を、内外筒の素材の筒軸に対して偏芯的に同
    時に変化させるようにしたことを特徴とする二重構造容
    器の製造方法。
  3. 【請求項３】 外筒内に内筒を空隙を保って配し、該空
    隙における筒軸方向の少なくとも一区間に固形介在物を
    狭持した状態で外筒へスピニング加工を施して、内筒と
    外筒の断面を、内外筒の素材の筒軸に対して傾斜的に曲
    げ変化させるようにしたことを特徴とする二重構造容器
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 内筒と外筒の少なくとも一方に、少なく
    とも一区間において芯金を挿入することを特徴とする請
    求項１又は２又は３記載の二重構造容器の製造方法。
  5. 【請求項５】 固形介在物が加熱溶融性樹脂又は熱可塑
    性樹脂の固化状態であることを特徴とする請求項１乃至
    ４のいずれかに記載の二重構造容器の製造方法。
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