JP2003074341A - 排気管製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】より軽量化が可能な排気管製造方法を得る。 【解決手段】内燃機関から排出される排気ガスを導く排
気管１は、管部材２と相手部品４とを備え、摩擦圧接に
より管部材２と相手部品４とを接合する。相手部品４
は、フランジ部６と管部８とを備え、管部材２と管部８
とを摩擦圧接により接合する。また、管部材２と相手部
品４との板厚が異なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関とマフラ
との間を接続して排出される排気ガスを導く排気管を製
造する排気管製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、排気管は、管部材を所定の形
状に曲げ加工すると共に、管部材の端に内燃機関に接続
するためのフランジをＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接により取
り付けたり、あるいは、板厚の異なる管部材同士を溶接
により接続したりして製造していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の方法では、外力等が加わった場合、溶接箇所で
破損する場合が多く、十分な強度を得るために、管部材
に十分な板厚のものを用いて、溶接箇所の強度を得るよ
うにしていた。このように、排気管の強度は、溶接強度
を得るために、管部材の板厚を決定していたので、管部
材に薄肉のものを用いることができず、排気管の軽量化
に限界があるという問題があった。

【０００４】本発明の課題は、より軽量化が可能な排気
管製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、内燃機関から排出される排気ガスを導く排気管を製
造する排気管製造方法において、前記排気管は、管部材
と相手部品とを備え、摩擦圧接により前記管部材と前記
相手部品とを接合することを特徴とする排気管製造方法
がそれである。

【０００６】前記相手部品は、フランジ部と管部とを備
え、前記管部材と前記管部とを摩擦圧接により接合して
もよい。また、前記相手部品は管部材であってもよい。
更に、前記管部材と前記相手部品との板厚が異なってい
てもよく、あるいは、前記管部材と前記相手部品とでは
材質が異なっていてもよい。前記管部材を固定すると共
に、前記相手部品を回転させて摩擦圧接してもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は排気
管で、排気管１は管部材２と相手部品４とを備えてい
る。管部材２には、板厚に０．８ｍｍのステンレス製
（ＪＩＳ：ＳＵＳ４３６ＭＴ）のものが用いられてい
る。管部材２は、予め所定の長さに切断されている。相
手部品４は、フランジ部６と管部８とを備えており、板
厚２ｍｍのステンレス製（ＪＩＳ：ＳＵＳ３０４）で、
板材からバーリング加工によりフランジ部６と管部８と
が形成されている。

【０００８】本実施形態では、図３に示すように、管部
材２は、固定チャック１０にその外周が着脱可能に把持
される。固定チャック１０は押圧機構１２に載置されて
おり、押圧機構１２は、シリンダ等を用いて、固定チャ
ック１０を管部材２の軸方向に移動して後述するアプセ
ット圧力を付与できる構成のものである。押圧機構１２
はテーブル１４上に載置されている。

【０００９】固定チャック１０に対向して、回転可能に
支持された回転チャック１６が設けられており、回転チ
ャック１６は、相手部品４のフランジ部６外周を着脱可
能に把持する構成のもので、管部材２の軸方向中心と相
手部品４の管部８の軸方向中心とが同軸上になるように
配置されている。

【００１０】回転チャック１６は回転軸１８を介して回
転駆動源２０により、管部８の軸方向中心の廻りに回転
駆動されるように構成されており、また、回転軸１８に
はブレーキ機構２２が設けられている。本実施形態で
は、固定チャック１０と回転チャック１６との間に、管
部材２と管部８とを覆って、管部材２と管部８とをアル
ゴンガス等の不活性ガス雰囲気中におくシールド機構２
４が設けられている。

【００１１】次に、前述した摩擦圧接装置の作動につい
て、排気管製造方法の工程順に沿って説明する。まず、
管部材２を固定チャック１０に把持すると共に、相手部
品４を回転チャック１６に把持する。次に、押圧機構１
２を駆動して、固定チャック１０を回転チャック１６に
向かって移動させ、管部材２の端を管部８の端に接触さ
せると共に、軽い押圧力を付与する。

【００１２】そして、シールド機構２４により、管部材
２と管部８とを不活性ガス雰囲気中におき、回転駆動源
２０により、回転チャック１６を高速で回転させる。こ
れにより、管部材２の端と管部８の端とが摩擦により発
熱する。所定の発熱状態となったときには、ブレーキ機
構２２を駆動して、回転軸１８を制動し、回転チャック
１６の回転を速やかに停止する。更に、押圧機構１２を
駆動して、アプセット圧力を付与することにより、管部
材２と管部８とを強く押圧する。よって、管部材２の端
と管部８の端とが、強固に接合される。

【００１３】本実施形態では、不活性ガス雰囲気中で摩
擦圧接するので、管部材２の端と管部８の端との酸化を
防止できるが、シールド機構２４は必要に応じて設けて
もよい。また、管部材２と相手部品４とを摩擦圧接した
後、図１に示すように、管部材２を所定の形状に曲げ加
工する。あるいは、管部材２を所定の形状に曲げ加工し
た後、管部材２と相手部品４とを摩擦圧接してもよい。

【００１４】管部材２と相手部品４との板厚が異なる
が、その場合には、必要に応じて、板厚の厚い相手部品
を予備加熱してから摩擦圧接するようにしてもよい。ま
た、管部材２と相手部品４との材質は同じステンレス製
の場合に限らず、管部材２と相手部品４との材質を、例
えば、鋼と銅とや、鋼とアルミニウムとの異なる材質と
してもよい。相手部品４は、フランジ部６を備えたもの
に限らず、管部材であってもよい。あるいは、マフラで
あってもよい。

【００１５】尚、摩擦圧接装置は、回転駆動源２０にフ
ライホイールを備え、フライホイールの回転エネルギを
消費させて摩擦熱を発生させると共に、アプセット圧力
を付与するようにしたものでもよい。以上本発明はこの
様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得
る。

【００１６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の排気管製造
方法によると、溶接箇所では、摩擦圧接により管部材の
母材以上の強度が得られるため、より板厚の薄い管部材
を相手部品に接合しても排気管としての十分な強度が得
られ、排気管の軽量化が可能になるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての排気管の正面図で
ある。

【図２】本実施形態の排気管の接合部の拡大断面図であ
る。

【図３】本実施形態の摩擦圧接装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１…排気管 ２…管部材 ４…相手部品 ６…フランジ部 ８…管部 １０…固定チャック １２…押圧機構 １６…回転チャック １８…回転軸 ２０…回転駆動源 ２２…ブレーキ機構 ２４…シールド機構

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G004 DA01 FA04 GA00 3H013 BA02 BA03 BA10 3H016 AA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関から排出される排気ガスを導く
   排気管を製造する排気管製造方法において、 前記排気管は、管部材と相手部品とを備え、摩擦圧接に
   より前記管部材と前記相手部品とを接合することを特徴
   とする排気管製造方法。
2. 【請求項２】 前記相手部品は、フランジ部と管部とを
   備え、前記管部材と前記管部とを摩擦圧接により接合す
   ることを特徴とする請求項１記載の排気管製造方法。
3. 【請求項３】 前記相手部品は管部材であることを特徴
   とする請求項１記載の排気管製造方法。
4. 【請求項４】 前記管部材と前記相手部品との板厚が異
   なることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の排
   気管製造方法。
5. 【請求項５】 前記管部材と前記相手部品とでは材質が
   異なることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の
   排気管製造方法。
6. 【請求項６】 前記管部材を固定すると共に、前記相手
   部品を回転させて摩擦圧接することを特徴とする請求項
   ２記載の排気管製造方法。