JP2001096324A - 配管及びタンク類の製造方法並びに組立構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】難点の多い溶接加工や、既存の巻締又は巻込加
工機によらずに、主としてプレス加工だけで、複雑な形
状の配管やタンク類でも、金属板から極めて高能率に、
且つ、金属板の継ぎ目が高度に気密シールされた状態で
作れる様にする。 【解決手段】配管やタンク類は、金属板からプレス成形
した複数の分割部分を、配管やタンク類の形態に合体さ
せた構成を備えており、各分割部分の縁端部に延設した
フランジ同士の重合個所が、プレス成形手段により、高
度な気密シール状態を以て、略円筒状に丸め込まれてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板を素材とし
て、殆どプレス加工のみによって、配管や、任意の立体
形状を備えた異形配管乃至はタンク（容器）類等を、極
めて能率的に、然も、金属板の継ぎ目部分の気密度を十
分に確保した状態で製作出来る様にした、配管やタンク
等の製造方法及び組立構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、自動車エンジンの排気マ
ニホールドの様に、複雑な立体形状を備えた配管類を作
るには、その横断面図としての図１４に示した様に、金
属板から、管径方向に二分割してプレス成形した、配管
１００の両分割部分１０１と１０２とを、配管１００の
形状に突き合わせ、各分割部分の縁端部に延設したフラ
ンジ１０３同士の重合個所を、シーム溶接して気密に接
合させる方法が一般に採られて来た。この様に、プレス
加工と溶接加工とを併用して作られる、配管やタンク類
は、排気マニホードに限られず、自動車以外の他の様々
な産業分野に於いても数多く見られる。

【０００３】又、図示は省いたが、缶詰缶やジュース缶
等の缶類や、石油ストーブの燃料タンク等は、素材とな
る金属板から、複数部分に分割してプレス成形したう
え、缶やタンクの形態に突き合わせ、各分割部分の縁端
部に延設してあるフランジ同士の重合個所を、巻締機や
巻込加工装置によってカシメ接合する方法が採られて来
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、溶接加工
は、それなりの熟練技術を要する上に、溶接速度が遅
く、均質な製品を得難く、作業の環境や安全性に問題が
ある等、総じて、加工費がかなり嵩む難点がある。

【０００５】又、缶やタンク類を、複数部分に分割して
プレス成型したうえ、各分割部分を、巻締機や巻込加工
装置を用いて接合々体させる方法も、接合速度がかなり
低いうえに、加工品の形状が異なる毎に、それに対応し
た加工装置を用意しなければならず、汎用性に欠けるの
で、多種・少量生産には全く適合しない。

【０００６】そこで、本願発明者は、上記の如く、自動
車の排気管等を、複数部分に分割してプレス成形した
後、分割端同士の突き合わせ合体個所を、溶接によらず
に、主としてカシメ加工のみによって、然も、気密に接
合させることが出来る、新規な組立方法を創案し、先
に、「特願平１０−２６１４５９」として特許出願して
いる。

【０００７】この新規な接合方法は、従来技術に比べて
生産性が遙かに高いという優れた特長を備えている。然
し、極めて高度の耐震強度が要求される場合には、カシ
メ接合のみによっては、接合個所の万全な気密保持を確
証し難いきらいがあった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記の先願発明
を更に発展させて、難点の多い溶接加工や、既存の巻締
機乃至は巻込加工機によらず、又、カシメ加工にもよら
ずに、主として、プレス成形加工のみによって、複雑な
形状を備えた配管やタンク類でも、素材となる金属板か
ら高能率に、且つ、金属板の継ぎ目部分の気密度が高度
に保たれた状態で製造出来る様にした、配管及びタンク
類の製造方法並びに組立構造を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
の、本発明による配管及びタンク類の製造方法は、配管
やタンク類を、金属板から複数部分に分けてプレス成形
し、その際に、各分割部分の縁端部に塑性加工用のフラ
ンジを外向きに延設するプレス成形工程と、前記各フラ
ンジを略Ｌ形に屈曲させ、且つ、この屈曲個所の先端部
に小湾曲部分を設ける、フランジの曲げ工程と、該曲げ
工程を経た前記各分割部分を、配管又はタンク類の形態
に合体させる合体工程と、該合体工程に於いて重合され
た前記フランジ同士を、プレス成形手段により、その全
長にわたって略円筒状に一挙に丸め込み、前記重合個所
を高度な気密シール状態で接合させる丸め込接合工程と
を含むことを特徴とする。そして、前記プレス成形手段
として、前記略円筒状の接合個所の外周面に対応した形
状のプレス面を備えたプレス型を用いるとよい。

【００１０】又、本発明による、配管及びタンク類の組
立構造は、金属板からプレス成形した複数の分割部分
を、配管やタンク類の形態に合体させた構成を備えてお
り、前記各分割部分の縁端部に延設したフランジ同士の
重合個所が、プレス成形手段により、高度な気密シール
状態を以て、略円筒状に丸め込まれていることを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的な構成
を、幾つかの実施例を挙げて、逐次説明する。先ず、本
発明を、単純な直管形の配管に適用した第１実施例に就
いて、図１〜図６を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、この実施例の配管Ａ１の、端面部
分を含む部分斜視図である。この配管Ａ１は、金属板を
プレス成形して夫々半円筒形に２分割して作られた、両
分割部分１Ａ及び１Ｂから成り、夫々の分割縁部に延設
されて、互いに重なり合っているフランジ２，２同士
を、後述する様に、プレス成形手段によって、その全長
にわたって一挙に、略円筒状に丸め込むことによって、
配管Ａ１の形態に組立てている。

【００１３】そして、プレス成形手段によって丸め込み
加工を施された、重合状態にあるフランジ２，２同士
は、その重合面を高度に気密シールされている。

【００１４】次に、配管Ａ１の製造工程の一例を、図２
〜図６を参照しながら説明する。素材となる金属板１０
（図２，図３参照）の材質は、この場合、ＳＵＳ４１０
で、その板厚は、１．５ｍｍである。勿論、この材質と
板厚には限られない。

【００１５】両分割部分１Ａ、１Ｂは、図２の（ａ）〜
（ｄ）及び図３の（ｅ）〜（ｈ）に示した様に、夫々一
連の連続したプレス工程を経て、フランジ２の部分を、
（ｄ）及び（ｈ）の形態に曲げ加工される。

【００１６】即ち、（ａ）及び（ｅ）の工程では、所定
幅の金属板１０の両側端の所定幅部分を残して、半円筒
形にプレス成形する。次いで、図の（ｂ）及び（ｆ）の
工程では、上記の両側端部分の幅寸法を規定幅にトリミ
ングして、両分割部分１Ａ及び１Ｂの各分割縁部にフラ
ンジ２を外向きに延設した形態にする。尚、一方の分割
部分１Ａのフランジ２の幅は、他方の分割部分１Ｂのフ
ランジ２の幅より、所定寸法だけ広くしている。

【００１７】然る後、各フランジ２の縁端部を、図２の
（ｃ）、及び図３の（ｇ）に示した様に、同方向に湾曲
させて、小湾曲部分ａを形成させる。この小湾曲部分ａ
の幅寸法や曲率は、配管の材質、肉厚、管径等に応じて
適宜に選定することによって、後述する丸め込接合工程
を支障無くスムーズに行うことが出来る様になる。

【００１８】次に、図２の（ｄ）、及び図３の（ｈ）に
示した様に、各フランジ２をその幅方向に、直角より所
定角度だけ鈍角となる様に、同じ角度に夫々屈折させ
て、屈曲部分ｂを設ける。かくして、両分割部分１Ａ，
１Ｂの、夫々のフランジ２の曲げ加工が完了する。

【００１９】そこで、この両分割部分１Ａ，１Ｂを用い
て、配管Ａ１を組立てる工程に移る。それには、先ず、
半円筒形の両分割部分１Ａ，１Ｂを、図４の（ｉ）に示
した様に、円筒状に合体させる。各フランジ２の上記し
た屈折角は鈍角なので、分割部分１Ａ側の小湾曲部分ａ
が、この合体を妨げる不具合は生じない。かくして、互
いに対向する左右１組のフランジ２，２同士は、幅のよ
り広い方のフランジ２が外側になった状態で、自づから
重合される。

【００２０】この重合状態で、各フランジ２の屈曲部分
ｂは、図４の（ｉ）に見られる様に、９０度よりやや鈍
角に外側向きに傾いている。そこで、次工程の丸め加工
をスムーズに行える様にする為に、図４の（ｊ）に示し
た様に、この屈曲部分ｂを、鈍角から略直角になる迄曲
げ込む。それには、図４に示した様に、上下一組のプレ
ス型Ｃ１及びＣ２を使うとよい。

【００２１】尚、格別に高度の気密シールが要求される
場合には、フランジ２同士を当接させるのに先だって、
この当接面に、予め、液状ガスケツト（図示略）を塗布
して置くとよい。又、上記の合体工程を経て重合状態に
あるフランジ２，２同士が、相互にズレ動く恐れを無く
す為に、屈曲部分ｂより内側の個所に於いて、この重合
個所に適宜の間隔を隔ててスポット溶接を行ってもよ
い。

【００２２】然る後、図５の（ｋ）に示した様に、突き
合わされた両分割部分１Ａ，１Ｂの左右両側の、重合さ
れたフランジ２，２の部分を、上下一組のプレス型Ｄ１
及ＤＣ２の間に夫々セットする。

【００２３】この下側のプレス型Ｄ２は、そのプレス面
を、略半円筒状の樋形に形成している。一方、上側のプ
レス型Ｄ１のプレス面は、フランジ２の基端側の屈曲さ
れていない部分に当接させるべく、略平坦面にしてい
る。そして、各フランジ２には、既述の様に、屈曲部分
ｂの先端部を内向きに屈曲させて、小湾曲部分ａを設け
ている。

【００２４】その為、フランジ２，２の重合個所を、図
５の（ｌ）に示した様に、上下のプレス型Ｄ１とＤ２間
で強圧すると、夫々の屈曲部分ｂが、その全長にわたっ
て瞬時に、内側向きに略円筒状にスムーズに丸め込まれ
る。

【００２５】然も、強大なプレス圧による丸め込み力に
よって、重ね合わされた一組のフランジ２，２の接合面
は強固に圧接された状態になる。かくして、両分割部分
１Ａ、１Ｂの相互の接合個所が高度に気密シールされ
た、図６に示した横断面形状を備える配管Ａ１が、金属
板１０から、一連のプレス工程を経させるだけで、或い
は、必要に応じて、部分的なスポット溶接工程を付加す
るだけで、極めて能率的に迅速に組上がる。

【００２６】若し、過酷な振動を継続的に受ける場所に
使われる配管Ａ１であれば、上記のフランジ２同士のプ
レス接合を終えた後、この接合個所の全長にわたって、
アークスタッド溶接等の溶接加工をスポット的に施せ
ば、接合強度をより高めることが出来る。

【００２７】次に、図７は、第２実施例の配管Ａ２を示
している。略Ｌ形に屈曲されたこの配管Ａ２は、管内の
流路を、仕切板２１によって２分割したところに特徴が
ある。この仕切板２１は、その両側端部を、接合すべき
一組フランジ２，２間に挟み込ませている。又、仕切板
２１は、幅方向に波打状に屈曲させて、配管Ａ２の熱伸
縮に追従出来る様にしている。

【００２８】次に、図８及び図９は、本発明を、自動車
エンジン用の、排気浄化ユニットが組込まれた排気管に
適用した、第３実施例の配管Ａ３を示している。この配
管Ａ３は、Ｌ形に湾曲した排気管３１の各末端に、排気
浄化用の触媒を充填した主浄化ユニット及び副浄化ユニ
ットの、夫々のケーシング３２及び３３を、排気管３１
と一体に形成させた形態を備えている。

【００２９】従来の、この種の、浄化ユニットを一体に
組み込んだ配管の作り方は、先ず、この配管を、排気管
３１、主ケーシング３２、副ケーシング３３、及び、円
錐筒３４の、４つの部分に分けて、夫々、図１４に説明
されている既述の方法によって、個別に作る。然る後、
これ等４部分を溶接して、排気管の形態に合体させてい
た。

【００３０】従って、この第３実施例の形態の配管３Ａ
を作る場合、本発明方法によれば、上記の従来製法とは
比較にならない程、生産性を高めることが出来る。然
も、主としてプレス成形のみによって作られるので、極
めて均質な製品が得られる。

【００３１】次に、図１０は、本発明を自動車エンジン
の排気マニホールドに適用した、第４実施例の配管Ａ４
を示している。分岐管の一種と言えるこの配管Ａ４の製
法は、基本的には、第１実施例の配管Ａ１のそれと同じ
なので、製法の説明は省略する。

【００３２】次に、図１１は、本発明をＹ形の管継手に
適用した、第５実施例の配管Ａ５を示している。この配
管Ａ５の製法も、第１実施例の配管Ａ１のそれに準ず
る。

【００３３】次に、図１２及び図１３は、本発明をタン
ク類の製造に適用した、第６実施例を示している。この
実施例の、図示のタンクＢは、扁平な直方体状に形成さ
れており、その上面の一個所に、管継手４０を溶接して
いる。

【００３４】タンクＢの製法も、基本的には、配管Ａ１
の製法と同じである。即ち、先ず、タンクＢの素材とな
る金属板から、夫々最中の皮状の、両分割部分４１Ａ及
び４１Ｂをプレス成形する。その際に、各分割部分４１
Ａ，４１Ｂの分割縁部の全周にわたって、フランジ２を
延設して置く。

【００３５】然る後、両分割部分４１Ａ，４１Ｂの各フ
ランジ２に、図２，図３に示したと同様な、予備的な曲
げ加工を施す。この予備加工を夫々施した両分割部分４
１Ａ，４１Ｂは、次に、図４に示した様に、タンクの形
態に合体させたうえ、重合させた両フランジ２，２を、
図５に示した様に、上下一組のプレス型を用いてその全
長にわたって一挙にプレス成形すれば、図示の形態のタ
ンクＢを、殆ど瞬時に組立てることが出来る。管継手４
０は、溶接により後付けすればよい。

【００３６】完成したタンクＢは、重合状態の２枚のフ
ランジ２，２が、図示の様に円筒状に丸め込まれてい
る。そして、この重合面は、強大なプレス圧によって高
度に気密シールされた状態になる。然も、円筒状に丸め
込まれたフランジ２は、二分割構造のタンクＢの継ぎ目
個所を、強固に補強する役割も果たしてくれる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明によって明らかな様に、本発
明による、配管及びタンク等の製造方法並びに組立構造
によれば、以下に列挙した如き優れた効果が得られる。 （ａ）金属板から複数部分に分けてプレス成形した各分
割部分を、溶接により、管やタンク類の形状に合体させ
る従来製法に比べて、溶接によらず、殆どプレス成形加
工だけで足りる本発明方法の方が、比較にならない程生
産性を高められる。 （ｂ）溶接加工法の難点である、溶接速度が遅い、熟練
技術を要する、作業環境が極めて悪い、製品の均質性に
欠ける、等の諸問題も解消出来る。 （ｃ）金属板からプレス成形した複数の分割部分同士
を、巻締機や巻込加工機を用いてカシメ接合させる従来
方法に比べても、遙かに高能率で生産出来る。 （ｄ）各分割部分の分割縁部に延設したフランジ同士
を、重合状態でプレス加工するだけで、この重合個所の
接合と、高度な気密シールとを一挙に行える。 （ｅ）プレス成形加工により円筒状に丸め込まれたフラ
ンジの部分が、組上がった配管やタンク類の、動的及び
静的加重に対する構造強度を大幅に向上させてくれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を、自動車エンジン用の排気管に適用し
た第１実施例を示すもので、排気管の部分斜視図であ
る。

【図２】同上、排気管を其の径方向に２分割状態で、金
属板からプレス成形したうえ、フランジを予め曲げ加工
する工程を、一半側の分割部分に就いて示した説明図で
ある。

【図３】同上、上記工程を、他半側の分割部分に就いて
示した説明図である。

【図４】同上、上記の曲げ加工を終えた両分割部分を、
配管の形に合体させる工程の説明図である。

【図５】同上、重合状態のフランジ同士を、プレス成形
手段により円筒状に巻き込んで、気密にシール状態で接
合させる工程の説明図である。

【図６】同上、組立て終えた配管の横断面図である。

【図７】本発明を、中仕切付きのＬ形配管に適用した第
２実施例を示すもので、この配管の部分斜視図である。

【図８】本発明を、自動車エンジンの排気浄化ユニット
が組込まれた排気管に適用した第３実施例を示すもの
で、この配管の側面図である。

【図９】同上、配管の平面図及び端面図である。

【図１０】本発明を、自動車エンジンの排気マニホール
ドに適用した第４実施例を示すもので、その斜視図であ
る。

【図１１】本発明を、Ｙ形の管継手に適用した第５実施
例を示すもので、その斜視図である。

【図１２】本発明を、タンクに適用した第６実施例を示
すもので、その側面図である。

【図１３】同上、タンクの平面図である。

【図１４】従来例を示すもので、自動車エンジンの排気
管の横断面図である。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ５ 配管 Ｂ タンク １Ａ，１Ｂ 分割部分 ２ フランジ １０ 金属板 ２１ 仕切板 ３１ 排気管 ３２，３３ ケーシング ３４ 円錐筒 ４０ 管継手 ａ 小湾曲部分 ｂ 屈曲部分 Ｃ１，Ｃ２ プレス型 Ｄ１，Ｄ２ プレス型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598126483 尾崎 淳一 神奈川県大和市下鶴間1509−７ (72)発明者 林 俊臣 広島県広島市安佐南区古市１丁目９番１号 （107号室) Ｆターム(参考） 4E063 AA01 BA01 CA06 CA07 MA02 MA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管やタンク類を、金属板から複数部分
   に分けてプレス成形し、その際に、各分割部分の縁端部
   に塑性加工用のフランジを外向きに延設するプレス成形
   工程と、 前記各フランジを略Ｌ形に屈曲させ、且つ、この屈曲個
   所の先端部に小湾曲部分を設ける、フランジの曲げ工程
   と、 該曲げ工程を経た前記各分割部分を、配管又はタンク類
   の形態に合体させる合体工程と、 該合体工程に於いて重合された前記フランジ同士を、プ
   レス成形手段により、その全長にわたって略円筒状に一
   挙に丸め込み、前記重合個所を高度な気密シール状態で
   接合させる丸め込接合工程とを含むことを特徴とする配
   管及びタンク類の製造方法。
2. 【請求項２】 前記プレス成形手段として、前記略円筒
   状の接合個所の外周面に対応した形状のプレス面を備え
   たプレス型を用いることを特徴とする請求項１記載の配
   管及びタンク類の製造方法。
3. 【請求項３】 金属板からプレス成形した複数の分割部
   分を、配管やタンク類の形態に合体させた構成を備えて
   おり、 前記各分割部分の縁端部に延設したフランジ同士の重合
   個所が、プレス成形手段により、高度な気密シール状態
   を以て、略円筒状に丸め込まれていることを特徴とする
   配管及びタンク類の組立構造。