JP3171544B2 - 金属管体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属からなる管体
を製造するための金属管体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、排気管等の金属パイプは、ロー
ル成形等の成形方法により製造された直線状の金属パイ
プを所定形状に折曲することにより製造されている。

【０００３】しかしながら、このような金属パイプで
は、折曲部の曲げ半径が小さい時、あるいは、金属パイ
プの肉厚が薄い時には、金属パイプを折曲することが困
難になる。従来、このような場合の金属パイプの製造方
法としては、例えば、図８に示すように、金属製の板材
をプレス成形して上板１１と下板１３とを形成し、上板
１１と下板１３との開口部に沿って形成される縁部１１
ａ，１３ａを相互に当接し、縁部１１ａ，１３ａを溶接
する方法が知られている。

【０００４】なお、このようにして製造された継手管と
して、従来、例えば、実開昭５６−５４２１０号公報に
開示されるものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の製造方法では、上板１１と下板１３とをそれ
ぞれプレス加工により製造する必要があるため、上板１
１用の一組のプレス型と下板１３用の一組のプレス型が
必要になり、金型のコストが増大するという問題があっ
た。

【０００６】また、既に３次元形状にプレス加工された
上板１１と下板１３とを溶接するため、溶接部位の形状
が複雑になり多大な溶接工数が必要になるという問題が
あった。本発明は、かかる従来の問題を解決するために
なされたもので、一組の金型により金属管体を容易，確
実に製造することができるとともに、溶接工数を従来よ
り大幅に低減することができる金属管体の製造方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の金属管体の製
造方法は、金属製の板材（２１）に半側注入口（２１
ａ）を形成する工程と、２枚の前記板材（２１）を半側
注入口（２１ａ）が対向するように重ね注入口（２３）
を形成する工程と、前記２枚の板材（２１）を前記注入
口（２３）を除いて連続的に溶接し、溶接部（２５）の
内側に、製造すべき金属管体（３７）の全周長の半分の
長さの幅（Ｗ）を有するプレ膨出部（２７）を形成する
工程と、前記２枚の板材（２１）を、製造すべき金属管
体（３７）の外形に対応する形状の凹部（２９ｂ，３１
ｂ）が形成される第１の金型（２９）と第２の金型（３
１）との間に、前記溶接部（２５）が前記凹部（２９
ｂ，３１ｂ）の外側に位置するように挟持する工程と、
前記第１の金型（２９）と第２の金型（３１）とを所定
の圧力で対向する方向に押圧しながら前記注入口（２
３）から液体を高圧状態で注入し前記プレ膨出部（２
７）を前記凹部（２９ｂ，３１ｂ）の内面まで膨出させ
管体部（３５）を形成するバルジ工程と、前記２枚の板
材（２１）の溶接部（２５）の外側および前記膨出した
管体部（３５）の軸長方向の両端を切断する工程とを有
し、前記バルジ工程における前記所定の圧力を、前記プ
レ膨出部（２７）の膨出時に、前記第１の金型（２９）
と第２の金型（３１）との間に挟持される２枚の板材
（２１）が、前記凹部（２９ｂ，３１ｂ）の方向に徐々
に滑り込むことが可能な圧力にしてなることを特徴とす
る。

【０００８】請求項２の金属管体の製造方法は、請求項
１において、前記金属製の板材に半側注入口を形成する
工程において、前記金属管体の大まかな形状を形成する
３次元加工を行うことを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１の金属管体の製造方法では、第１の金
型と第２の金型とを所定の圧力で対向する方向に押圧し
ながら注入口から液体を高圧状態で注入すると、プレ膨
出部が膨らむのに従い、第１の金型と第２の金型との間
に挟持される２枚の板材が凹部の方向に徐々に滑り込
み、プレ膨出部が凹部の内面まで膨出され管体部が形成
される。そして、プレ膨出部の幅が、製造すべき金属管
体の全周長の半分の長さとされ、これによりプレ膨出部
の塑性変形が比較的小さく抑えられる。

【００１０】この後、管体部の形成された２枚の板材を
金型から取り出し、溶接部の外側および管体部の軸長方
向の両端を切断することにより金属管体が製造される。
請求項２の金属管体の製造方法では、金属製の板材に半
側注入口を形成する時に、金属管体の大まかな形状が形
成されるため、第１の金型と第２の金型との間に、プレ
膨出部の形成された２枚の板材を高い精度で位置させる
ことが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法の詳細を図面を
用いて説明する。本発明の金属管体の製造方法の一実施
例では、先ず、図１に示すように、金属製の板材２１に
半側注入口２１ａが形成される。

【００１２】板材２１は、例えば、ステンレス鋼，アル
ミニウム等からなり、板厚が、例えば、０．５mmとされ
ている。半側注入口２１ａは、例えば、プレス加工によ
り、板材２１の一端の中央に形成され、開口部が半円状
とされている。次ぎに、図２に示すように、２枚の板材
２１が、半側注入口２１ａが対向するように重ねられ注
入口２３が形成される。

【００１３】この後、２枚の板材２１が、注入口２３を
除いて連続的に溶接され、溶接部２５の内側にプレ膨出
部２７が形成される。ここで、プレ膨出部２７の幅Ｗ
は、製造すべき金属管体の全周長の半分の長さとされ
る。また、溶接は、例えば、レーザ溶接，プラズマ溶
接，シーム溶接等により行われる。

【００１４】次ぎに、図３に示すように、２枚の板材２
１が、第１の金型２９と第２の金型３１との間に挟持さ
れ、第１の金型２９と第２の金型３１の合わせ面２９
ａ，３１ａの形状に変形される。第１の金型２９および
第２の金型３１には、製造すべき金属管体の外形に対応
する形状の凹部２９ｂ，３１ｂが形成されている。

【００１５】また、注入口２３が嵌挿される注入口用凹
部２９ｃ，３１ｃが形成されている。この後、図４に示
すように、注入口用凹部２９ｃ，３１ｃおよび注入口２
３に、注入ノズル３３の先端が嵌挿固定される。そし
て、次ぎに、第１の金型２９と第２の金型３１とが、所
定の圧力で対向する方向に押圧され、この状態で、注入
ノズル３３を介して、注入口２３から液体が高圧状態で
注入され、プレ膨出部２７が、凹部２９ｂ，３１ｂの内
面まで膨出され管体部３５が形成される。

【００１６】なお、第１の金型２９と第２の金型３１と
の対向する方向への押圧力は、注入口２３から液体を高
圧状態で注入した時に、プレ膨出部２７が膨らむのに従
い、第１の金型２９と第２の金型３１との間に挟持され
るプレ膨出部２７の外側の２枚の板材２１が凹部２９
ｂ，３１ｂの方向に徐々に滑り込むことが可能な圧力に
設定される。

【００１７】そして、最後に、図５に示すように、管体
部３５が形成された２枚の板材２１が、第１の金型２９
と第２の金型３１の間から取り出され、図に点線で示す
ように、溶接部２５の外側および管体部３５の軸長方向
の両端が切断され、図６に示すような金属管体３７が製
造される。なお、切断は、レーザ加工，プレス加工等に
より行われる。

【００１８】上述した金属管体の製造方法では、第１の
金型２９と第２の金型３１とからなる一組の金型を、所
定の圧力で対向する方向に押圧しながら注入口２３から
液体を高圧状態で注入しプレ膨出部２７を凹部２９ｂ，
３１ｂの内面まで膨出させることにより金属管体３７が
形成されるため、一組の金型により金属管体３７を容
易，確実に製造することができる。

【００１９】従って、金型のコストを低減することがで
きる。また、２枚の板材２１を単に重ねた状態で溶接が
行われるため、溶接部２５の形状が単純になり溶接を容
易，確実に行うことができる。さらに、上述した金属管
体の製造方法では、プレ膨出部２７の幅を、製造すべき
金属管体３７の全周長の半分の長さとしたので、プレ膨
出部２７の塑性変形を比較的小さく抑えることができ、
強度の高い金属管体３７を得ることができる。

【００２０】また、バルジ加工によりプレ膨出部２７を
膨出することにより金属管体３７が形成されるため、プ
レス加工による場合のように、プレ膨出部２７が圧縮さ
れることがなくなり、皺の発生をなくすことができる。

【００２１】そして、上述した金属管体の製造方法で
は、折曲部の曲げ半径が小さい、あるいは、肉厚が薄い
金属パイプを容易，確実に製造することができる。な
お、上述した実施例では、プレス加工により板材２１に
半側注入口２１ａのみを形成した例について述べたが、
例えば、図７に示すように、半側注入口２１ａの形成時
に、金属管体３７の大まかな形状を形成しても良い。

【００２２】このようにすることにより、第１の金型２
９と第２の金型３１との間に、プレ膨出部２７の形成さ
れた２枚の板材２１を高い精度で位置させることが可能
になり、プレ膨出部２７を凹部２９ｂ，３１ｂの内面に
高い精度で確実に膨出させることができる。なお、上述
した実施例では、円筒状の金属管体３７を製造した例に
ついて説明したが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではなく、例えば、断面矩形状，三角形状等の金属
管体をも容易に製造することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の金属管体
の製造方法では、第１の金型と第２の金型とからなる一
組の金型を、所定の圧力で対向する方向に押圧しながら
注入口から液体を高圧状態で注入しプレ膨出部を凹部の
内面まで膨出させることにより金属管体が形成されるた
め、一組の金型により金属管体を容易，確実に製造する
ことができる。

【００２４】従って、金型のコストを低減することがで
きる。また、２枚の板材を単に重ねた状態で溶接が行わ
れるため、溶接部位の形状が単純になり溶接を容易，確
実に行うことができる。そして、バルジ工程において、
プレ膨出部が膨らむのに従い、第１の金型と第２の金型
との間に挟持される２枚の板材が凹部の方向に徐々に滑
り込むため、プレ膨出部を確実に膨出することができ
る。また、プレ膨出部の幅を、製造すべき金属管体の全
周長の半分の長さとしたので、プレ膨出部の塑性変形を
比較的小さく抑えることができ、強度の高い金属管体を
得ることができる。 請求項２の金属管体の製造方法で
は、金属製の板材に半側注入口を形成する時に、金属管
体の大まかな形状が形成されるため、第１の金型と第２
の金型との間に、プレ膨出部の形成された２枚の板材を
高い精度で位置させることが可能になり、プレ膨出部を
凹部の内面に確実に膨出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属管体の製造方法の一実施例におい
て金属製の板材に半側注入口を形成する工程を示す斜視
図である。

【図２】本発明の一実施例において注入口を形成する工
程および溶接によりプレ膨出部を形成する工程を示す斜
視図である。

【図３】本発明の一実施例において２枚の板材を第１の
金型と第２の金型との間に挟持する工程を示す斜視図で
ある。

【図４】本発明の一実施例におけるバルジ工程を示す斜
視図である。

【図５】本発明の一実施例における切断工程を示す斜視
図である。

【図６】本発明の一実施例により製造された金属管体を
示す斜視図である。

【図７】金属製の板材に半側注入口を形成する工程にお
いて金属管体の大まかな形状を形成した状態を示す斜視
図である。

【図８】従来の金属管体の製造方法を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

２１ 板材 ２１ａ 半側注入口 ２３ 注入口 ２５ 溶接部 ２７ プレ膨出部 ２９ 第１の金型 ２９ｂ 凹部 ３１ 第２の金型 ３１ｂ 凹部 ３７ 金属管体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の板材（２１）に半側注入口（２
   １ａ）を形成する工程と、 ２枚の前記板材（２１）を半側注入口（２１ａ）が対向
   するように重ね注入口（２３）を形成する工程と、 前記２枚の板材（２１）を前記注入口（２３）を除いて
   連続的に溶接し、溶接部（２５）の内側に、製造すべき
   金属管体（３７）の全周長の半分の長さの幅（Ｗ）を有
   するプレ膨出部（２７）を形成する工程と、 前記２枚の板材（２１）を、製造すべき金属管体（３
   ７）の外形に対応する形状の凹部（２９ｂ，３１ｂ）が
   形成される第１の金型（２９）と第２の金型（３１）と
   の間に、前記溶接部（２５）が前記凹部（２９ｂ，３１
   ｂ）の外側に位置するように挟持する工程と、 前記第１の金型（２９）と第２の金型（３１）とを所定
   の圧力で対向する方向に押圧しながら前記注入口（２
   ３）から液体を高圧状態で注入し前記プレ膨出部（２
   ７）を前記凹部（２９ｂ，３１ｂ）の内面まで膨出させ
   管体部（３５）を形成するバルジ工程と、 前記２枚の板材（２１）の溶接部（２５）の外側および
   前記膨出した管体部（３５）の軸長方向の両端を切断す
   る工程と、 を有し、 前記バルジ工程における前記所定の圧力を、前記プレ膨
   出部（２７）の膨出時に、前記第１の金型（２９）と第
   ２の金型（３１）との間に挟持される２枚の板材（２
   １）が、前記凹部（２９ｂ，３１ｂ）の方向に徐々に滑
   り込むことが可能な圧力にしてなる ことを特徴とする金
   属管体の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の金属管体の製造方法にお
   いて、 前記金属製の板材（２１）に半側注入口（２１ａ）を形
   成する工程において、前記金属管体（３７）の大まかな
   形状を形成する３次元加工を行うことを特徴とする金属
   管体の製造方法。