JP2011115810A - 金属製パイプとエンジンマウントの製造方法、及び金属製パイプとエンジンマウント - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明の課題は、高価な引抜鋼管を使用することなく、スプリングバックによる開きを生じない金属製パイプを容易に製造する方法、及びこの金属製パイプを構成部材とするエンジンマウントの製造方法、並びにこの製造方法による金属製パイプ、エンジンマウントを提供することにある。
【解決手段】本願発明の金属製パイプの製造方法は、金属板の一端に凸部を形成し、他端にはその凸部に嵌合する凹部を形成する嵌合部成形工程と、前記金属板を環状に曲げて、金属板の両端を突き合わせる曲げ加工工程と、前記凸部を凹部に嵌合させて、この嵌合部を打撃して又は／及び加圧して、凸部と凹部の嵌合部を密着固定させる端部接合工程とを備えた方法である。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、金属製パイプとエンジンマウントの製造方法と、その製造方法で製造された金属製パイプとエンジンマウントに関するものである。

エンジンマウントは自動車に使用される部品であって、エンジンを搭載して車体に取り付けるものであり、エンジンの振動を車体に与えない、あるいは路面からの振動をエンジンに与えないよう、これらの振動や衝撃を吸収する緩衝機能を備えたものである。また、エンジンの騒音を抑える役割も持ち、乗り心地や運転の快適性を左右する重要な部品といえる。

エンジンマウントは、金属製パイプ内に緩衝材が設置され、この金属製パイプの外周に車体取り付け用ブラケットが取り付けられているものが一般的である。また、緩衝材としてはゴム製のものが多く用いられるが、昨今、防振性能のある液体を流入したタイプのものや、電子的に制御するタイプのものも利用されている。

エンジンマウントの構成部材である金属製パイプは、従来、引抜鋼管を所定長さに切断したものが利用されていたが、この引抜鋼管は高価であり、エンジンマウントの価格を上げる要因の一つとされていた。この価格の問題を解決するため、特許文献１では、金属の平板材から金属巻パイプを製造する方法を提案している。

特開２００５−５２８５３号公報

特許文献１の金属巻パイプ製品の製造方法は、高価な引抜鋼管を使用しない利点はあるものの、平板材を環状に曲げ加工した後に突き合わされた板材端部同士を接合することがないため、スプリングバックによる端部間の開きを完全に解消することはできなかった。このスプリングバックによる端部間の開きには製品ごとにばらつきがあり、金属巻パイプ製品の内部への緩衝材設置作業などに支障を与えるおそれもあった。
一方、このスプリングバックによる端部間の開きを抑えるために溶接固定することも従来から行われてきたが、この溶接工程も製品コスト引き上げの要因となって、高価な引抜鋼管を使用しないことによるメリットが失われてしまう。

本願発明の課題は、高価な引抜鋼管を使用することなく、スプリングバックによる開きを生じない金属製パイプを容易に製造する方法、及びこの金属製パイプを構成部材とするエンジンマウントの製造方法、並びにこれら製法によって製造された金属製パイプ、エンジンマウントを提供することにある。

本願発明の金属製パイプの製造方法は、金属板を筒状に曲げ加工して金属板の一端と他端を突き合わせ、これら端部を接合して金属製パイプを製造する方法において、前記金属板の一端に凸部を形成し、他端にはその凸部に嵌合する凹部を形成する凹凸成形工程と、前記金属板を筒状に曲げて、前記凸部と凹部を嵌合させて金属板の両端を突き合わせる曲げ加工工程と、嵌合させた凸部と凹部の双方又は一方を打撃して又は／及び加圧して、嵌合した凸部と凹部を接合させる接合工程とを備えた製造方法である。

本願発明のエンジンマウントの製造方法は、金属製パイプ外周に金属製ブラケットを取り付けてエンジンマウントを製造する方法において、前記金属製パイプが前記金属製パイプの製造方法によって製造されたものであり、金属製ブラケットの取り付け部を前記金属パイプの突き合わせ部に宛がって溶接して、金属製ブラケットと金属パイプを溶接固定すると共に金属パイプの突き合わせ部をも溶接固定する製造方法である。

本願発明の金属製パイプは、筒状に曲げ加工された金属板の一端と他端が突き合わされて接合された金属製パイプにおいて、前記金属板の一端に凸部を備え、他端にその凸部と嵌合する凹部を備え、嵌合した凸部と凹部の双方又は一方が打撃され又は／及び加圧されて、凸部と凹部が接合されたものある。

本願発明のエンジンマウントは、金属製ブラケットが金属製パイプの外周に取り付けられたエンジンマウントにおいて、金属製パイプが前記金属製パイプであり、金属製ブラケットの取り付け部が前記金属パイプの突き合わせ部に宛がって溶接されると共に金属パイプの突き合わせ部も溶接固定されたものである。

本願発明の金属製パイプの製造方法は、金属板の端部に設けられた凸部と凹部を嵌合させ、この凸部と凹部の双方向又は一方を打撃あるいは加圧するだけで凸部と凹部を密接させて金属板の端部を接合するので、嵌合部が密接した金属製パイプを手軽に製造することができる。

本願発明のエンジンマウントの製造方法は、金属製ブラケットの取り付け部を、金属パイプの突き合わせ端部に宛がって溶接固定すると共に金属パイプの突き合わせ端部をも溶接固定するので、金属パイプの突き合わせ端部をわざわざ溶接しなくとも、その突き合わせ端部の溶接もでき、溶接工程を削減でき、コストダウン可能となる。

本願発明の金属製パイプは次のような効果がある。
（１）金属板を筒状に曲げて突き合わせ、嵌合させた凸部と凹部を打撃又は加圧して嵌合部を密接させたので、連結が堅牢となり、スプリングバックによる端部間の開きを防止できる。
（２）連結が堅牢であるためエンジンマウントや他の分野において、それまで使用されていた高価な引抜鋼管に代えて使用可能である。

本願発明のエンジンマウントは、金属製ブラケットの溶接箇所が金属パイプの突き合わせ端部であるため、肉盛溶接の跡などが目立ちにくい製品となる。

（ａ）は本願発明の金属製パイプの接合途上の斜視図、（ｂ）は金属板の嵌合した凸部と凹部の打撃又は加圧箇所を示す説明図、（ｃ）は金属板の嵌合した凹部を打撃又は加圧して凹部の肉を凸部側に突出させた状態の説明図。 （ａ）は凸部及び凹部を複数備えた本願発明の金属製パイプの接合途上の斜視図、（ｂ）はクサビ形状の凸部及び凹部を備えた本願発明の金属製パイプの接合途上の斜視図。 本願発明のエンジンマウントを示す斜視図。 本願発明のエンジンマウントを示す側面図。

（金属製パイプ及びその製造方法の実施形態）
本願発明の金属製パイプ及びその製造方法の一実施形態を図１（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｃ）の金属製パイプ１は円筒状であり、断面の外径に対してその高さがやや小さいものである。もちろん金属製パイプ１はこの形状に限らず、その断面を楕円あるいは多角形などの形状とし、その高さも断面の代表外径と同等あるいはこれより大きくするなど、任意の形状で設計することができる。

金属製パイプ１は、金属板２を曲げ加工して製造される。この金属板の材料としては鉄をはじめ非鉄金属、合金、その他の金属類が使用される。帯状の金属板２の一端（左端部）３ａには凸部４が形成され、他端（右端部）３ｂには凹部５が形成されており、この凸部４と凹部５は互いに嵌合する形状及び大きさに形成されている。具体的には凸部４と凹部５の形状は略相似形であり、凸部４の外寸は凹部５の内寸よりも若干小さくなっている。

金属板２はプレスにより筒状に曲げ加工され、金属板２の長手方向の一端（左端部）３ａと他端（右端部）３ｂを突き合わせる。この場合、左端部３ａと右端部３ｂの直線部分は完全に接触せずに、若干の隙間が生ずる場合もある。

図１（ａ）に示す凸部４及び凹部５は、金属製パイプ１の左端部３ａ、右端部３ｂにそれぞれ１箇所ずつ設けられている。これに限らず、図２（ａ）に示すように、左端部３ａに凸部４を２箇所、右端部３ｂに凹部５を２箇所設けることも、金属製パイプ１の高さに応じて３箇所以上に凸部４、凹部５を設けることもできる。

凸部４の形状はコの字形に突出した矩形であり、逆に凹部５の形状はコの字形を取り除いた矩形の空間である。凸部４及び凹部５はこのような形状に限らず、図２（ｂ）に示すように凸部４を突出側が広く根元側が狭いクサビ形状とし、凹部５をこのクサビ形状がくり抜かれたものとすることもできる。この場合、凸部４と凹部５が一旦嵌合すると、金属製パイプ１の周方向には抜けにくいという利点がある。一方、凸部４を突出側が狭く根元側が広いクサビ形状とし、凹部５をこのクサビ形状がくり抜かれたものとすることもできる。この場合は、凸部４を凹部５に嵌合させやすいという利点がある。その他、凸部４及び凹部５の形状は、円形又は楕円形など任意の形状とすることができる。

次に、金属製パイプ１の製造方法について順を追って説明する。
（１）設計板厚の金属板母材から、凸部４と凹部５を含めた設計形状、設計寸法で素材板を切断する。このとき、凸部４が切り出された跡の母材は、次の素材板の凹部５として利用し、凹部５が切り出された跡の母材は凸部４として利用できる。母材から素材板を切り出す方法として、金属製パイプ１の完成品の周長よりも凸部４の突出分だけ長い長辺と、金属製パイプ１の完成品の高さを辺長とする短辺からなる矩形板を切り出し、その後、凸部４及び凹部５を形成する方法もある。
（２）母材から切り出した後、凸部４及び凹部５を備えた素材板に曲げ加工を施す。この曲げ加工では、素材板が設計内径（外径）となるように、かつ凸部４を備える左端部３ａが凹部５を備える右端部３ｂに接近するまで曲げられる。その後、凸部４を凹部５に嵌合させて左端部３ａと右端部３ｂを突き合わせる。
（３）凸部４と凹部５に嵌合し、左端部３ａと右端部３ｂが突き合わされた状態で、図１（ａ）、（ｂ）に示す凸部４や凹部５の嵌合縁寄りの箇所、或いは、突き合わせ縁寄りの加圧箇所（例えば図１（ｂ）、（ｃ）の黒丸部分）１３を打撃する（加圧プレス）。加圧プレスすることでその箇所の金属板の肉が例えば図１（ｃ）に仮想線で示すように外側に押し出されて、嵌合している凸部４の嵌合壁面１１や突き合わされている相手方の突き合わせ端面１２に押しつけられるため、凸部４と凹部５が密着して堅固な嵌合状態に、突き合わせ端面１２同士が密着して堅固な接合状態になる。

金属製パイプ１の製造は冷間加工とすることができる。順送加工、バッチ加工、その他の加工とすることもできる。

（エンジンマウント及びその製造方法の実施形態）
本願発明のエンジンマウント及びその製造方法の一実施形態を図３及び図４に基づいて説明する。図３は本願発明のエンジンマウント６の一例を示す斜視図であり、図４はその側面図である。

本願発明のエンジンマウント６は、自動車のエンジンを搭載して車体に固定するものであり、本願発明の金属製パイプ１に車体固定用のブラケット７を取り付けたものである。金属製パイプ１の内部には、エンジンを搭載するためのエンジン搭載部８が略中心位置に収められ、エンジン搭載部８と金属製パイプ１の内壁との間にゴム製、樹脂製といった弾性のある緩衝材９が設置されている。この緩衝材９はエンジンの振動を吸収し或いは路面からの振動を吸収する。

図３に示すようにブラケット７は、略台形状の底板７ａの両端にこれに直交して２枚のアーム板７ｂが形成されものである。ブラケット７の形状はこれに限らず取り付ける車体やエンジン搭載空間等に合わせた形状とする。底板７ａには、車体に固定するためのボルト孔１０が２箇所設けられている。

アーム板７ｂの根本部分には金属製パイプ１の高さよりやや短い直線部が設けられ、この直線部がブラケット７を金属製パイプ１に取り付けるための取り付け部７ｃとなっている。取り付け部７ｃは金属製パイプ１の突き合わせ部１５と直線形状に沿って宛がうことができる形状となっている。

前記取り付け部７ｃは金属製パイプ１の突き合わせ部１５の直線に沿って宛がわれた状態で金属製パイプ１に溶接固定されている。この溶接により金属製パイプ１の突き合わせ部１５も溶接することができて、突き合わせ部１５はより堅固に接合されることとなる。図４に示すようにブラケット７が凸部４と凹部５の嵌合部の外側に配置されて金属製パイプ１に取り付け（溶接）されるとその嵌合部がアーム板７ｂによって隠されて外観の体裁がよいエンジンマウント６となる。

次に、エンジンマウント６の製造方法について順を追って説明する。
（１）金属製パイプ１内部の中心付近にエンジン搭載部８を配置し、支持材（図示しない）などを利用して金属製パイプ１の内壁に固定する。
（２）金属製パイプ１の内壁とエンジン搭載部８の間に形成された空間部に、ゴム製、樹脂製等の緩衝材９を充填する。この場合、ゴムを流し込んで加硫接着して形成してもよいし、固形のゴム材を内挿してもよい。
（３）内部にエンジン搭載部８及び緩衝材９を固定した金属製パイプ１の突き合わせ部１５の直線に沿って取り付け部７ｃを宛がってブラケット７を配置する（図３、図４）。このときブラケット７は動かないように金属製パイプ１を把持する。前記取り付け部７ｃを金属製パイプ１の突き合わせ部１５に沿って溶接し、金属製パイプ１の外壁にブラケット７を取り付ける。この際、金属製パイプ１の突き合わせ部１５のうち取り付け部７ｃが宛がわれた部分も溶接固定される。また、この溶接時に金属製パイプ１の突き合わせ部１５のうち取り付け部７ｃが宛がわれていない部分を溶接することもできる。

前記実施形態では、図１（ｂ）、（ｃ）に示す黒丸箇所を加圧箇所１３としたが、加圧箇所、加圧長、加圧面積等はそれ以外とすることもできる。例えば、嵌合部や突き合わせ部１５に沿って長く加圧するなどすることもできる。図１（ｂ）、（ｃ）では加圧により押し出される突起を仮想線で示してあるが、突起は必ずしも出る必要はなく、突き合わせ部１５の突き合わせが密になる方向に加圧すればよい。

本願発明のエンジンマウント及びその製造方法は、自動車エンジンの用途に限らず、船舶や建設機械、発動発電機などのエンジン用として応用することができる。また、本願発明の金属製パイプ及びその製造方法は、エンジンマウントの用途に限らず、従来金属製パイプが利用されている他の様々な用途で応用することができる。

１ 金属製パイプ
２ 金属板
３ 端部
３ａ 左端部
３ｂ 右端部
４ 凸部
５ 凹部
６ エンジンマウント
７ ブラケット
７ａ ブラケットの底板
７ｂ ブラケットのアーム板
７ｃ ブラケットの取り付け部
８ エンジン搭載部
９ 緩衝材
１０ ボルト孔
１１ 嵌合壁面
１２ 突き合わせ端面
１３ 加圧箇所
１５ 突き合わせ部

Claims (4)

1. 金属板を筒状に曲げ加工して金属板の一端と他端を突き合わせ、これら端部を接合して金属製パイプを製造する方法において、前記金属板の一端に凸部を形成し、他端にはその凸部に嵌合する凹部を形成する凹凸成形工程と、前記金属板を筒状に曲げて、前記凸部と凹部を嵌合させて金属板の両端を突き合わせる曲げ加工工程と、嵌合させた凸部と凹部の双方又は一方を打撃して又は／及び加圧して、嵌合した凸部と凹部を接合させる接合工程とを備えた金属製パイプの製造方法。
2. 金属製パイプ外周に金属製ブラケットを取り付けてエンジンマウントを製造する方法において、前記金属製パイプが請求項１記載の金属製パイプの製造方法によって製造されたものであり、金属製ブラケットの取り付け部を前記金属パイプの突き合わせ部に宛がって溶接して、金属製ブラケットと金属パイプを溶接固定すると共に金属パイプの突き合わせ部をも溶接固定することを特徴とするエンジンマウントの製造方法。
3. 筒状に曲げ加工された金属板の一端と他端が突き合わされて接合された金属製パイプにおいて、前記金属板の一端に凸部を備え、他端にその凸部と嵌合する凹部を備え、嵌合した凸部と凹部の双方又は一方が打撃され又は／及び加圧されて、凸部と凹部が接合されたことを特徴とする金属製パイプ。
4. 金属製ブラケットが金属製パイプの外周に取り付けられたエンジンマウントにおいて、金属製パイプが請求項３記載の金属製パイプであり、金属製ブラケットの取り付け部が前記金属パイプの突き合わせ部に宛がって溶接されると共に金属パイプの突き合わせ部も溶接固定されたことを特徴とするエンジンマウント。

Images