JP3264382B2 - 金属製筒体の接合部構造及び金属製筒体の製造方法 - Google Patents

金属製筒体の接合部構造及び金属製筒体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用マフラを構成す
るシェル等の金属製筒体の接合部構造と、当該金属製筒
体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、金属製薄板を材料とした金属製
筒体は、板取りした金属製薄板を筒状に折り曲げて、そ
の側端を溶接や特開昭61−195722号公報に開示
されるようなロックシーミング加工で接合している。
【0003】図19は上記公報に開示されたロックシー
ミング加工の工程を示し、先ず最初の工程(I)では、
下型1上に金属製薄板3を載置し、そして、金属製薄板
3上にマンドレル5を載置した後、下型1を上昇させ乍
ら金属製薄板3をマンドレル5に押し付けてこれをU字
状に折り曲げている。
【0004】そして、第2工程(II)では、図20に示
すように金属製薄板3の一側端をT型の一対のローラ7
略L字状に折り曲げて折曲フランジ3aを成形し、
又、他側端を算盤珠状の一対のローラ9で略く字状に折
り曲げて折曲フランジ3bを成形する。
【0005】次に、第3工程(III)では、図21に示す
ようにU字状に折り曲げられた金属製薄板3の両側端側
をヘラ11でマンドレル5の外周に押し付けて、金属製
薄板3を規制する。
【0006】そして、第4工程(IV) では、図示しない
一対のローラ一方の折曲フランジ3aを他方の折曲フ
ランジ3bの内側に押し付けて重合させ、次いで、折曲
フランジ3b先端の折曲部3b′を他方の折曲フランジ
3a上に折り曲げて第5工程(V)に進む。そして、両
折曲フランジ3a,3bの重合部分を、マンドレル5の
軸方向に沿ってロックシーミングすることで金属製筒体
13が得られることとなる。尚、図22はロックシーミ
ングされた両折曲フランジ3a,3bの接合部3cの拡
大正面図である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上述の如き
金属製筒体13にあっては、接合部3cに於ける各折曲
フランジ3a,3bのスプリングバックによって気密性
に難があり、斯かる金属製筒体13を車両用マフラのシ
ェルとして使用した場合、接合部3cから排気ガスが洩
れてしまう虞があった。
【0008】又、接合部3cの気密性を向上させるため
に、従来、例えば折曲フランジ3bの内面に液状の硬化
剤を塗布したり紐状のシール部材を組み込んで、両折曲
フランジ3a,3bをロックシーミングする等の方法も
採用されているが、これらの方法は手間が掛かるのが実
情であった。
【0009】本考案は斯かる実情に鑑み案出されたもの
で、車両用マフラを構成するシェル等の金属製筒体の接
合部の気密性を簡単な構造によって向上させた金属製筒
体の接合部構造と、斯かる金属製筒体を容易に製造する
ことのできる金属製筒体の製造方法を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項1の発明に係る金属製筒体の接合部構造は、
マンドレルに巻き付く金属製薄板の両側端に成形された
折曲フランジを重合し、両折曲フランジの重合部分を
ンドレルの軸方向にロックシーミングして両折曲フラン
ジを接合した金属製筒体に於て、上記折曲フランジの一
方を金属製筒体の周方向へ断面波状に成形し、ロックシ
ーミング後のその残留応力で、当該折曲フランジを他方
の折曲フランジの内面に圧接させたことを特徴とする。
【0011】又、請求項2の発明に係る金属製筒体の製
造方法は、平板状の金属製薄板をマンドレルに巻き付け
る工程と、当該金属製薄板の両側端にフランジ長さの異
なる折曲フランジを形成する工程と、金属製薄板を両側
から押付け型によりマンドレルの外周に押し付ける工程
と、折曲フランジの一方を他方の折曲フランジに重合さ
せる工程と、折曲フランジの重合部分をマンドレルの軸
方向にロックシーミングして両折曲フランジを接合する
工程とからなる金属製筒体の製造方法に於て、ロックシ
ーミングに先立ち、上記金属製薄板の折曲フランジの一
方を金属製筒体の周方向へ断面波状に成形し、ロックシ
ーミング後のその残留応力で、当該折曲フランジを他方
の折曲フランジの内面に圧接させて接合部の気密性を図
ることを特徴とする。
【0012】
【作用】請求項1に係る金属製筒体の接合部構造によれ
ば、折曲フランジの一方を金属製筒体の周方向へ断面
状に成形したので、ロックシーミング後に当該折曲フラ
ンジがその残留応力他方の折曲フランジの内面の数箇
所に圧接して、接合部の気密性を確保することとなる。
【0013】又、請求項2に係る金属製筒体の製造方法
によれば、ロックシーミングに先立ち、金属製薄板の折
曲フランジの一方を金属製筒体の周方向へ断面波状に成
形することにより、ロックシーミング後に、当該折曲フ
ランジがその残留応力他方の折曲フランジの内面の数
箇所に圧接して接合部の気密性を確保する金属製筒体
易に製造されることとなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1に於て、15は請求項1の一実施例に係
る金属製筒体を示し、当該金属製筒体15は、従来と同
様、金属製薄板17を材料としており、金属製薄板17
の両側端に成形された折曲フランジ17a,17bを重
合して、その重合部分を後述するマンドレルの軸方向に
沿ってロックシーミングすることで両折曲フランジ17
a,17bが接合されている。
【0015】図2はロックシーミングされた折曲フラン
ジ17a,17bの接合部17cの拡大正面図を示し、
この図から明らかなように、折曲フランジ17bによっ
て挟み込まれた折曲フランジ17aは金属製筒体15の
周方向へ断面波状に成形されており、当該折曲フランジ
17aはその残留応力折曲フランジ17bの内面の3
箇所(図中、A,B,C)に圧接して、接合部17cの
気密性を確保するようになっている。
【0016】本実施例に係る金属製筒体15はこのよう
に構成されており、当該金属製筒体15は、請求項2に
係る発明方法の一実施例によって以下の如く製造され
る。図3に示すように、従来と同様、先ず、第1工程で
は、下型19上に金属製薄板17を載置した後、金属製
薄板17上にマンドレル21を載置し、次いで、下型1
9を上昇させ乍ら金属製薄板17をマンドレル21に押
し付けてこれをU字状に折り曲げる。
【0017】そして、図4に示す第2工程では、一対の
ローラ23,25をマンドレル21と並行して、即ち、
マンドレル21の方向へ走行させ乍ら、各ローラ2
3,25のテーパ部23a,25aで金属製薄板17の
両側端を夫々外方へ折曲して、折曲フランジ17a,1
7bを形成する。
【0018】尚、折曲フランジ17bが折曲フランジ1
7aより長くなるように、ローラ23,25は設定され
ているが、従来と同様、ローラ23,25はいずれも移
動装置による駆動によって金属製薄板17と接触した場
合に自転するように構成されている。
【0019】次いで、図5に示す第3工程に於て、図示
しない一対の波形成形用ローラをマンドレル21の
向へ走行させて一方の折曲フランジ17aを金属製筒体
15の周方向へ断面波状に成形した後、図6の第4工程
に進み、U字状に折り曲げられた金属製薄板17の上部
側を、図7に示すようにマンドレル21の両側から4つ
の押付け型(ヘラ)27でマンドレル21の外周に押し
付ける。尚、従来と同様、これらの押付け型(ヘラ)2
7による押し付けは、ロックシーミングが終了するまで
継続する。
【0020】そして、一対のローラ29をマンドレル2
1の方向へ走行させると、折曲フランジ17bが折曲
フランジ17aから所定の長さ分だけ突出して、図6の
如く両折曲フランジ17a,17bがローラ29で重合
することとなる。
【0021】次に、図8に示す第5工程では、プリペン
ダ用ローラ装置31の一方のローラ31aのテーパ部3
1a′と他方のローラ31bのテーパ部31b′の間に
折曲フランジ17bの先端側を挾持する。そして、この
状態で、プリペンダ用ローラ装置31をマンドレル21
方向へ走行させ、折曲フランジ17bの先端を予め
鈍角に曲げる。
【0022】この後、図9に示す第6工程に於て、直角
ベンダ用ローラ装置33の上部ローラ33aの下面33
a′と下部ローラ33bの上面33b′の間に、鈍角に
曲げられた上記折曲フランジ17bの先端を挾持し乍
ら、直角ベンダ用ローラ装置33をマンドレル21の
方向へ走行させ、折曲フランジ17bの先端を直角に
折り曲げる。
【0023】斯様に第6工程が終了すると、次に、図1
0に示す第7工程で、逆V字型ベンダ用ローラ装置35
の一方のローラ35aを折曲フランジ17bに押し当て
ると共に、直角に折り曲げられた折曲フランジ17bの
先端を他方のローラ35bのテーパ部35b′で逆V字
状に折り曲げ乍ら、逆V字型ベンダ用ローラ装置35を
マンドレル21の方向へ走行させる。
【0024】そして、図11に示す第8工程に於て、逆
V字状に折り曲げられた折曲フランジ17bの先端を折
返しローラ37の両ローラ37a,37bによって更に
折り曲げ乍ら、折返しローラ37をマンドレル21の
方向へ走行させると、折曲フランジ17bの先端が折曲
フランジ17aの上に重なる。
【0025】次に、図12に示す第9工程に於て、第1
折曲げ用ローラ装置39のローラ39aのテーパ部39
a′と他方のローラ39bのテーパ部39b′の間に両
折曲フランジ17a,17bの重合部分を挟んだ後、第
1折曲げ用ローラ装置39をマンドレル21の方向へ
走行させて、重合部分全体を若干角度だけ折り曲げる。
【0026】この後、図13に示す第10工程に進ん
で、第2折曲げ用ローラ装置41のローラ41aのテー
パ部41a′と他方のローラ41bのテーパ部41b′
の間に両折曲フランジ17a,17bの重合部分を挟ん
で、同様に、第2折曲げ用ローラ装置41をマンドレル
21の方向へ走行させると、重合部分全体が円筒状の
金属製薄板17の外周面に略密着する程度に折り曲げら
れることとなる。
【0027】そして、図14の第11工程で、第3折曲
げ用ローラ装置43をマンドレル21の方向へ走行さ
せると、第3折曲げ用ローラ装置43の円筒ローラ43
aとこの円筒ローラ43aよりも大径の円筒ローラ43
bが、折曲フランジ17a,17bの重合部分上を回
転,押圧して、当該重合部分が円筒状の金属製薄板17
の外周面に密着することとなる。
【0028】そして、図14に示すように、最後の第1
2工程に於て、両折曲フランジ17a,17bの重合部
分の上に整形ローラ装置45のローラ45aを回転,押
圧させると、当該重合部分が図2に示すように整形され
仕上げられて接合部17cが成形されるから、この状態
で、筒状に成形された金属製薄板17からマンドレル2
1を引き抜き、第4工程でクランプした4つの押付け型
27を解除すれば、図16に示すように円筒状の金属製
筒体15が完成する。
【0029】而して、斯様に成形された金属製筒体15
内に、例えばマフラチューブを挿着したバッフルプレー
トを組み込んだ後、金属製筒体15の両端開口部をエン
ドプレートで閉塞すれば、車両用マフラが得られること
となる。
【0030】このように、本実施例に係る金属製筒体1
5は、図2に示すように金属製薄板17の側端に成形す
る折曲フランジ17a,17bのうち、折曲フランジ1
7bで挟み込まれる折曲フランジ17aを、ロックシー
ミングに先立ち金属製筒体15の周方向へ断面波状に成
形したので、本実施例によれば、ロックシーミング後に
折曲フランジ17aがその残留応力折曲フランジ17
bの内面の3箇所(図中、A,B,C)に圧接して、接
合部17cの気密性を確保することとなる。
【0031】従って、本実施例に係る金属製筒体15を
例えば車両用マフラのシェルとして利用した場合には、
図22に示す従来構造に比し接合部17cの気密性が飛
躍的に向上し、そして、従来の如き手間の係るシール部
材を組み込む等の必要がなくなった。
【0032】又、本実施例に係る金属製筒体15の製造
方法によれば、従来の金属製筒体の製造工程に加えて、
一対の波形成形用ローラで折曲フランジ17aを金属製
筒体15の周方向へ断面波状に成形する工程を追加する
だけでよいため、上記効果を奏する金属製筒体15を簡
単に製造することができる利点を有する。
【0033】尚、上記実施例では、一方の折曲フランジ
17aを一対の波形成形用ローラで波状に成形したが、
図17に示すように、他方の折曲フランジ17bの先
端側を金属製筒体15の周方向へ断面波状に成形して、
当該折曲フランジ17bの残留応力折曲フランジ17
bを折曲フランジ17aの内面に4箇所(図中、D,
E,F,G)圧接させて、接合部17cの密閉性を確保
させてもよい。
【0034】又、上記実施例では、金属製薄板17を下
型19上に載置して折曲フランジ17a,17bをロー
ラ23,25で成形した後、折曲フランジ17aを更に
一対の波形成形用ローラで波状に成形したが、金属製薄
板17を下型19に載置するに先立ち、図18に示すよ
うに、金属製薄板17の両側端をプレス加工して、波状
の折曲フランジ17aと折曲フランジ17bとを成形
し、そして、その後、金属製薄板17を下型19上に載
置して、従来と同様な工程で金属製筒体を成形すること
も可能である。
【0035】而して、斯かる製造方法によっても、上記
発明方法の実施例と同様、所期の目的を達成することが
可能であるし、更に又、ロックシーミング加工の工程は
上記実施例に限定されるものではない。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1に係る発明
によれば、従来に比し接合部の気密性が飛躍的に向上
し、従来の如き手間の係るシール部材を組み込む等の必
要がなくなった。而も、折曲フランジを波状に成形する
に当たり、他方の折曲フランジとの位置合わせといった
ことを考慮することなく、単に金属製筒体の周方向へ折
曲フランジを断面波状に成形するだけで、ロックシーミ
ング後の残留応力によって接合部の気密性を確実に図れ
る利点を有する。
【0037】又、請求項2に係る発明によれば、従来の
金属製筒体の製造工程に加えて、一方の折曲フランジを
波状に成形する工程を追加するだけでよく、而も、斯様
に折曲フランジを波状に成形するに当たり、他方の折曲
フランジとの位置合わせといったことを考慮することな
く、単に金属製筒体の周方向へ折曲フランジを断面波状
に成形するだけでよいため、上記効果を奏する金属製筒
体を簡単に製造することができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の一実施例に係る金属製筒体の斜視図
である。
【図2】図1に示す金属製筒体の折曲フランジの接合部
の拡大正面図である。
【図3】請求項2の一実施例に係る製造方法の第1工程
を示す断面図である。
【図4】同実施例の第2工程を示す断面図である。
【図5】同実施例の第3工程を示す断面図である。
【図6】同実施例の第4工程を示す断面図である。
【図7】図6に示す第4工程の平面図である。
【図8】同実施例の第5工程を示す断面図である。
【図9】同実施例の第6工程を示す断面図である。
【図10】同実施例の第7工程を示す断面図である。
【図11】同実施例の第8工程を示す断面図である。
【図12】同実施例の第9工程を示す断面図である。
【図13】同実施例の第10工程を示す断面図である。
【図14】同実施例の第11工程を示す断面図である。
【図15】同実施例の第12工程を示す断面図である。
【図16】同実施例の製造方法で製造された金属製筒体
の断面図である。
【図17】請求項1に係る接合部構造の変形例を示す接
合部の拡大正面図である。
【図18】請求項2に係る製造方法の他の工程を示す金
属製薄板の側面図である。
【図19】従来の金属製筒体の製造方法を示す概略図で
ある。
【図20】従来の金属製筒体の製造方法の一工程の説明
図である。
【図21】従来の金属製筒体の製造方法の一工程の説明
図である。
【図22】従来の金属製筒体の接合部の拡大正面図であ
る。
【符号の説明】
15 金属製筒体 17 金属製薄板 17a,17b 折曲フランジ 17c 接合部 19 下型 21 マンドレル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 39/02 B21D 51/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンドレル(21)に巻き付く金属製薄
    板(17)の両側端に成形された折曲フランジ(17
    a,17b)を重合し、両折曲フランジ(17a,17
    b)の重合部分をマンドレル(21)の軸方向にロック
    シーミングして両折曲フランジ(17a,17b)を接
    合した金属製筒体に於て、 上記折曲フランジ(17a,17b)の一方を金属製筒
    体の周方向へ断面波状に成形し、ロックシーミング後の
    その残留応力で、当該折曲フランジ(17a,17b)
    を他方の折曲フランジ(17b,17a)の内面に圧接
    させたことを特徴とする金属製筒体の接合部構造。
  2. 【請求項2】 平板状の金属製薄板(17)をマンドレ
    ル(21)に巻き付ける工程と、当該金属製薄板(1
    7)の両側端にフランジ長さの異なる折曲フランジ(1
    7a,17b)を形成する工程と、金属製薄板(17)
    を両側から押付け型(27)によりマンドレル(21)
    の外周に押し付ける工程と、折曲フランジ(17a,1
    7b)の一方を他方の折曲フランジ(17a,17b)
    に重合させる工程と、折曲フランジ(17a,17b)
    の重合部分をマンドレル(21)の軸方向にロックシー
    ミングして両折曲フランジ(17a,17b)を接合す
    る工程とからなる金属製筒体の製造方法に於て、 ロックシーミングに先立ち、上記金属製薄板(17)の
    折曲フランジ(17a,17b)の一方を金属製筒体の
    周方向へ断面波状に成形し、ロックシーミング後のその
    残留応力で、当該折曲フランジ(17a,17b)を他
    方の折曲フランジ(17b,17a)の内面に圧接させ
    て接合部の気密性を図ることを特徴とする金属製筒体の
    製造方法。
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