JP2008260031A - 複数流路を有する棒状部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流路断面積、流路形状、十分な圧着力、取付ボルトの取付の容易性など、従来のタイプでは解決できなかったことを解決できる複数流路を有する棒状部材及びその製造方法を得る。
【解決手段】外部管３の内部に、軸方向に延びる複数の凹条部５を有する中実条材７を挿入して外部管３の内周面と中実条材７の外周面の一部を接合してなり、外部管３の内面と中実条材７の凹条部５によって液体流路９を形成してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の流路を有する棒状部材およびその製造方法に関する。

各種の機械や装置などに用いられる棒状部材には、その軸方向に複数の液体流路を形成してなるものがある。このような棒状部材としては、例えば車両用エンジンのロッカーシャフトが挙げられる。
従来、このようなロッカーシャフトは、中実丸棒にその軸方向にそって複数の穴をガンドリルで開けるという方法で製造されていた（特許文献１の図１３参照）。

これに対して、ガンドリルには穿孔深さには限界があること、長い流体流路を形成することは困難であること、中実丸棒にその軸方向と平行な方向に正確に穴を穿孔することは容易ではないこと等の問題点があることから、外部管の内部に内部管を挿入してこれらを圧接することによって複数流路を有する管が考案されている。
このような複数流路を有する管の例としては、外部管と、この外部管の内周面に外周面の一部が圧接する内部管とからなり、この内部管の管壁において上記外部管の内周面と圧接していない部分により管内空間を区画する内部仕切り壁を形成してなるもの、が挙げられる（特許文献１の請求項１参照）。

また、外部管の内部に内部管を挿入するタイプの他の例として、管全長にわたり略均一な断面形状をもつ外部管と、管全長にわたり略均一な断面形状をもつ内部管とからなり、この内部管の管壁において全周の半分を超える領域をその外周面が上記外部管の内周面に連続して圧接する圧接部とし、残りの部分を管内側に向かって突出するように凹んだ形状の凹部とすることにより、この凹部外周面と上記外部管内周面との間に内部管内側の第１の空間に対して隔離された第２の空間を形成したことを特徴とする内部仕切り壁をもつ管、が提案されている（特許文献２参照）。
特開平７−１４４２２１号公報（図１３、請求項１参照） 特許２７４１８４４号公報

中実部材にガンドリル等によって穴を穿孔するタイプのものには、前述のように、ガンドリルには穿孔深さには限界があること、長い流体流路を形成することは困難であること、中実丸棒にその軸方向と平行な方向に正確に穴を穿孔することは容易ではないこと、と言った種々の問題点がある。

他方、外部管の内部に内部管を挿入するタイプのものには、以下のような問題点がある。
まず、管部材はその使用箇所に取付ける必要があり、その場合には管部材に取付ボルトを挿入することになる。このとき、外部管に内部管を挿入する形態では、必ず液体流路をボルトが横断することになる。したがって、それが液体の漏れや液体流通の阻害要因とならないような工夫をする必要があり、取付形態が煩雑になるという問題がある。
この点、中実部材にガンドリルで穿孔するタイプでは、取付ボルトのボルト穴の穿孔場所を中実部分にすれば、液体流路を貫通することなく取付ボルトを取り付けるようにできるというメリットはある。

また、ロッカーシャフトなどの管部材は、その使用される用途や使用箇所によってその外径が決められ、内部の流路断面から外径が決められるのではない場合が多い。このようなロッカーシャフトを外部管に内部管を挿入するという方式で製造する場合には、内部の流路面積が管外径に依存してしまう。つまり、大きな流路断面積が不要の場合でも、大きな流路断面積が余儀なくされてしまう。
この点、中実部材にガンドリルで穿孔するタイプでは、流路断面積を必要に応じた径にできるというメリットがある。

また、外部管の内部に内部管を挿入するタイプのものでは、冷間引き抜きによって外部管と内部管を圧着させているが、引き抜き時に圧着力を強くすると内部管に座屈を生ずることが考えられ、十分な圧着力を確保できない可能性がある。また、特許文献３に記載されているように、十分な圧着力を確保するためには、外部管と内部管との接触面積をある程度以上確保しなければならないことになる。

以上のように、従来の複数流路を有する部材は、中実部材にガンドリル等によって穴を穿孔するタイプのものも、また外部管の内部に内部管を挿入するタイプのものにもそれぞれ一長一短があり、十分に満足のいくものではなかった。

本発明は係る従来技術の有する課題を解決するためになされたものであり、流路断面積、流路形状、十分な圧着力、取付ボルトの取付の容易性など、従来のタイプでは解決できなかったことを解決できる複数流路を有する棒状部材及びその製造方法を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る複数流路を有する棒状部材は、外部管の内部に、軸方向に延びる複数の凹条部を有する中実条材を挿入して前記外部管の内周面と前記中実条材の外周面の一部を接合してなり、前記外部管の内面と前記中実条材の凹条部によって液体流路を形成してなることを特徴とするものである。
軸方向に延びる凹条部は中実条材の全長に亘ってもよいし、一部でもよい。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、外部管の内周面と中実条材側の外周面の接合部に、相互に嵌合する嵌合部が形成されていることを特徴とするものである。
嵌合部を設けることにより、複数流路間のシールを確実に行なうことができると共に、ねじり剛性を高くすることができる。
なお、嵌合部は棒状部材の全長に亘ってもよいし、一部でもよい。

（３）また、上記（１）に記載の複数流路を有する棒状部材の製造方法であって、複数の凹条部を有する中実条材を、該中実条材の最大外径よりも大きな内径を有する外部管内に挿入し、挿入状態のまま外管を冷間引き抜き加工することにより前記外管内周面と前記中実条材の外周面の接合部を圧接させることを特徴とするものである。

（４）また、上記（２）に記載の複数流路を有する棒状部材の製造方法であって、複数の凹条部と凸条部を有する中実条材を、該中実条材の最大外径よりも大きな内径を有する外部管内に挿入し、挿入状態のまま外管を冷間引き抜き加工することにより、前記凸条部を前記外管内周面にめり込ませた状態で前記外管部の内周面と前記中実条材の外周面の接合部を圧接させることを特徴とするものである。

（５）また、上記（２）に記載の複数流路を有する棒状部材の製造方法であって、複数の凹条部と細溝部を有する中実条材を、該中実条材の最大外径よりも大きな内径を有する外部管内に挿入し、挿入状態のまま外管を冷間引き抜き加工することにより、前記外管内周面の一部を前記細溝部にめり込ませた状態で前記外管部の内周面と前記中実条材の外周面の接合部を圧接させることを特徴とするものである。

本発明に係る複数流路を有する棒状部材は、外部管の内部に、軸方向に延びる複数の凹条部を有する中実条材を挿入して前記外部管の内周面と前記中実条材の外周面の一部を接合してなり、前記外部管の内面と前記中実条材の凹条部によって液体流路を形成してなるので、以下のような効果を奏する。
流路形成を中実部材の表面に凹条部を形成することによるので、ガンドリルで穿孔する場合のような煩雑さがない。しかも、凹条部の形状は、断面円形に限られず自由な形状にすることができる。そのため、取付ボルトを避けることができるような形状にすることも簡単にできる。その結果、液体流路にボルトが挿入されることがなく、液体流路にボルトが挿入される従来例に比較して、棒状部材の取付が容易かつ確実に行なうことができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る複数流路を有する棒状部材１の説明図であり、その一部を断面にして示す図である。図２は、図１における矢視Ａ−Ａ断面図である。
本実施の形態に係る複数流路を有する棒状部材１は、外部管３の内部に、軸方向に延びる複数の凹条部５を有する中実条材７を挿入して外部管３の内周面と中実条材７の外周面の一部を接合してなり、外部管３の内面と中実条材７の凹条部５によって２つの液体流路９を形成してなるものである。
以下、本実施の形態の各構成要素をさらに詳細に説明する。

＜外部管＞
外部管３は、例えばＳ４５Ｃからなるパイプ材を用いる。外部管３の内径は挿入する中実条材７の最大外径よりも若干大きく設定する。

＜中実条材＞
中実条材７の、最大外径は外部管３の内径よりも若干だけ小径に設定する。中実条材７の周面には２本の凹条部５が形成されている。
もっとも、凹条部５の数は、形成したい流路の数だけ設ければよく、３本でもそれ以上でもよい。例えば、流路を３本設けたい場合には、図３に示すように、３本の凹条部５を設ければよい。

また、凹条部５を設ける位置は、通流させる液体の出入り口等との関係で、自由に設定すればよい。この点、従来の中実部材にガンドリルで穿孔する方法の場合には、穿孔の難しさから正確に所望に位置に穿孔するのが難しいことに比較して、本実施の形態のものでは、中実条材７の表面に凹部を設ければよいので、簡易に所望の位置に流路が形成できる。
凹条部５の加工は、後述するように冷間引抜加工でもよいし、機械加工でもよい。

また、凹条部５の断面形状も自由に設定できる。凹条部５の形成方法にもよるが、例えば機械加工する場合には、自由度が高い。
凹条部５の断面形状を自由に設定できることから、例えば大きな流路断面積が必要な場合には、図４に示すように凹条部５の形状を扁平な凹みにすることで、大きな流路断面積を確保しつつ取付ボルトの取り付けに必要な中実部を確保できる。
逆に、小さな流路断面積で足りる場合には、凹条部５を小さく設定でき、その場合には、接合部の接触面積を大きくでき、シール性の向上とねじり剛性の向上が図れる。

この点、ガンドリルで穿孔する方法の場合には、穿孔する穴の形状が円形に限定されることから、流路断面形状の自由度は低い。
また、外部管３の内部に内部管を挿入するタイプでは、内部に挿入するものが管であるから、その流路断面積は挿入する管の断面で規定されてしまい、その自由度が低い。また、抜加工の際に内部管に座屈が生ずる恐れがあるので、その形状が限定され、やはりその自由度は低い。

＜製造方法＞
以下に、本実施の形態に係る複数流路を有する棒状部材１の製造方法の一例を示す。
外部管３となるパイプ材と、２本の凹条部５を有する中実条材７を準備する。中実条材７の凹条部５は、形成する凹条部５の断面形状に対応した形状を有するダイスを用いて丸棒を冷間引抜加工することによって形成すればよい。
パイプ材の内径と中実条材７の最大外径の関係は、パイプ材の内径が中実条材７の最大外径よりも若干だけ大きいという関係に設定する。
２本の凹条部５が形成された中実条材７を、パイプ材に挿入し、挿入状態のまま外部管３を冷間引き抜き加工することにより外部管３内周面と中実条材７の外周面の接合部を圧接させる。

冷間引抜加工において、内部に挿入する部材が中実条材７であるから、圧着力を高くすることができる。この点、内部に挿入する部材が管の場合には、管の形状にもよるが、管の座屈の恐れがあることから、圧着力を高くできない可能性があり、圧着力を十分確保できない。
本実施の形態のものは、外部管３の内部に挿入する部材が中実条材７であるから、座屈の恐れがなく、圧着力を高くできる。その結果、２つの流路管でのシールを確実に行なえると共にねじり剛性を高めることができる。

この場合、図５に示すように、中実条材７の凹条部５以外の部分に細い凸条１１を引抜加工により形成しておくようにしてもよい。この凸条１１を有する中実条材７を外部管３に挿入して冷間引抜を実施することにより、図６に示すように、凸条１１が外部管３の内周面にめり込む。これによって、形成された２つの流路間のシール効果を高め、２つの流路を通流する液体が他方の流路に浸透するのを確実に防止できる。また、これによって、ねじり剛性を高めることもできる。

同様の効果を得るためには、図７に示すように中実条材７の凹条部５以外の部分に細い溝部１３を引抜加工により形成しておくようにしてもよい。この溝部１３を有する中実条材７を外部管３に挿入して冷間引抜加工を実施することにより、図８に示すように、溝部１３に外部管３の肉がめり込む。これによって、上記の凸条１１を形成した場合と同様に、形成された２つの流路間を通流する液体が他方の流路に浸透するのを確実に防止できると共に、ねじり剛性を高めることができる。

以上のように、本実施の形態の複数流路を有する棒状部材１は、外部管３の内部に、軸方向に延びる複数の凹条部５を有する中実条材７を挿入して、挿入状態のまま冷間引抜加工により両者を圧着させ、中実条材７の凹条部５によって液体流路９を形成するようにしたので、以下のような効果を奏する。
流路形成を中実部材の表面に凹条部５を形成することによるので、ガンドリルで穿孔する場合のような煩雑さがない。しかも、凹条部５の形状は、断面円形に限られず自由な形状にすることができる。そのため、取付ボルトの設置位置を避けて流路を形成できるような形状にすることも簡単にできる。その結果、液体流路９にボルトが挿入されることがなく、液体流路にボルトが挿入される従来例に比較して、棒状部材１の取付を容易かつ確実に行なうことができる。

また、凹条部５の形状を必要な流路断面に合わせて設定できるので、外部管３と中実条材７との接合面積を十分にとることができ、ねじり剛性を高くすることができる。
さらに、流路断面積や流路の数も凹条部５を中実条材７の表面に形成することから自由に設定でき、このことは多数の流路の形成が可能であることを意味し、例えば異なる用途の流体を多数通流させることが簡単にできる。

なお、上記の実施の形態においては、外部管３がその外周及び内周ともに断面円形の管であるものを例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図９に示すように、外部管３が断面矩形のものでもよいし、図１０に示すように、外周が円形で内周が矩形のようなものでもよい。

本発明の一実施の形態に係る複数流路を有する棒状部材の説明図である。 図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の他の態様の説明図である。

符号の説明

１ 棒状部材
３ 外部管
５ 凹条部
７ 中実条材
９ 流体流路
１１ 凸条
１３ 溝部

Claims (5)

1. 外部管の内部に、軸方向に延びる複数の凹条部を有する中実条材を挿入して前記外部管の内周面と前記中実条材の外周面の一部を接合してなり、前記外部管の内面と前記中実条材の凹条部によって液体流路を形成してなることを特徴とする複数流路を有する棒状部材。
2. 外部管の内周面と中実条材側の外周面の接合部に、相互に嵌合する嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複数流路を有する棒状部材。
3. 請求項１に記載の複数流路を有する棒状部材の製造方法であって、複数の凹条部を有する中実条材を、該中実条材の最大外径よりも大きな内径を有する外部管内に挿入し、挿入状態のまま外管を冷間引き抜き加工することにより前記外管内周面と前記中実条材の外周面の接合部を圧接させることを特徴とする複数流路を有する棒状部材の製造方法。
4. 請求項２に記載の複数流路を有する棒状部材の製造方法であって、複数の凹条部と凸条部を有する中実条材を、該中実条材の最大外径よりも大きな内径を有する外部管内に挿入し、挿入状態のまま外管を冷間引き抜き加工することにより、前記凸条部を前記外管内周面にめり込ませた状態で前記外管部の内周面と前記中実条材の外周面の接合部を圧接させることを特徴とする複数流路を有する棒状部材の製造方法。
5. 請求項２に記載の複数流路を有する棒状部材の製造方法であって、複数の凹条部と細溝部を有する中実条材を、該中実条材の最大外径よりも大きな内径を有する外部管内に挿入し、挿入状態のまま外管を冷間引き抜き加工することにより、前記外管内周面の一部を前記細溝部にめり込ませた状態で前記外管部の内周面と前記中実条材の外周面の接合部を圧接させることを特徴とする複数流路を有する棒状部材の製造方法。

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