JP3474698B2 - フランジ付パイプの製造方法 - Google Patents
フランジ付パイプの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイプ端の外周面
にフランジが嵌合溶接されるフランジ付パイプの製造方
法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば、自動車の排気系エキゾーストパ
イプのエンジン側結合部においてフランジが取付けられ
ている。その一般的な構造としては図７で示すように、
メインパイプ１のパイプ端の外周面にフランジ３を嵌合
し、このフランジ３とメインパイプ１のパイプ端の外周
面とを溶接５した構造である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】自動車の排気系エキゾ
ーストパイプのエンジン側結合部はエンジン振動，排気
脈動，排気高温，車両路面振動等の影響を受け易く、前
記従来の構造ではフランジ３の溶接５部近傍の断面が急
変するため応力集中し、メインパイプ１に疲労破壊によ
る亀裂が生じることがある。 【０００４】これの対策として図８で示すように、メイ
ンパイプ１のパイプ端に、切削等によって肉厚断面を徐
変したパイプ９を圧入嵌合し、このパイプ９の外周面に
フランジ３を嵌合してフランジ３とパイプ９を溶接し、
また、パイプ９とメインパイプ１とを溶接５ｃした構造
にして、前記パイプ９の徐変した肉厚断面により応力を
緩和している。 【０００５】しかし、この構造の場合は、肉厚断面のパ
イプ９により内径が小さくなり、流通抵抗が上昇する不
具合があると共に、パイプ９の切削加工や圧入加工等に
よりコストが高くなり、また、圧入の際のメインパイプ
のチャッキング治具等の設備投資も必要となる問題があ
る。 【０００６】また、その他の対策として図９で示すよう
に、メインパイプ１の内端に補強用パイプ２を嵌合し、
周囲を所定の間隔でメインパイプ１と補強用パイプ２と
をスポット溶接Ｓし、メインパイプ１端の外周面にフラ
ンジ３を嵌合してフランジ３とメインパイプ１とを溶接
５した構造にしている。 【０００７】この場合は、スポット溶接部の熱応力が発
生し、補強用パイプ２の内端部Ｂのパイプ肉厚急変によ
る応力が生じる。また、メインパイプ１の内径と補強用
パイプ２の外径Ｄ３の寸法のバラツキが大きいとスポッ
ト溶接Ｓが困難になるため、メインパイプ１の内径と補
強用パイプ２の外径Ｄ３の寸法のバラツキ基準を厳しく
しなければならない。このメインパイプ１の内径と補強
用パイプ２の外径Ｄ３の寸法のバラツキ基準を厳しくす
ると、補強用パイプ２の挿入嵌合が容易に得られない等
の問題がある。 【０００８】本発明の目的は、簡単な加工で、高生産
性、低コストによりフランジとパイプとの結合部の疲労
強度を増大したフランジ付パイプの製造方法を提供する
ことである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の製造方法は、メインパイプ端の外周面にフ
ランジが嵌合溶接されるフランジ付パイプにおいて、前
記フランジ取り付部位のメインパイプ端内に、該メイン
パイプの内径より小さい外径の補強用パイプを挿入し、
拡開工具によって前記補強用パイプの内端とメインパイ
プとの間に空隙を形成してメインパイプと共に拡管し補
強用パイプをメインパイプに密着するようにしたことを
特徴とするものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。【実施例１】図１及び図２は本発明の実施例１を示す。
図１において、１は外径Ｄ１のメインパイプである。こ
のメインパイプ１の後述するフランジ３が取付けられる
メイ ンパイプ１端内にメインパイプ１の内径より小さい
外径の補強用パイプ２を挿入し、拡開工具によって前記
補強用パイプ２の内端の一部を残してメインパイプ１と
共に拡管Ｄ２して補強用パイプ２をメインパイプ１に密
着させ、拡管Ｄ２したメインパイプ１のパイプ端の外周
面にフランジ３を嵌合して、フランジ３の外周面とメイ
ンパイプ１の外周面とを溶接５ａし、フランジ３の内周
面とメインパイプ１及び補強用パイプ２の端面とを溶接
５ｂする。 【００１１】前記メインパイプ１及び補強用パイプ２を
拡管Ｄ２するための拡開工具は、例えば、図３で示すよ
うに、円周上で複数個に分割された押圧部材６と、この
複数個に分割された押圧部材６の軸心部をシリンダ等の
アクチュエータによって軸線方向に進退移動して押圧部
材６を径方向に拡縮させるテーパ軸７とによって構成さ
れており、パイプを拡管するための工具として従来より
用いられている一般的なものである。 【００１２】このような拡開工具を用いて、図１のよう
に補強用パイプ２の内端の一部を残してメインパイプ１
と共に拡管Ｄ２するには、拡開工具のパイプへの挿入端
を補強用パイプ２の内端面より少しに手前に位置するよ
う挿入して押圧部材６を径方向に拡開することにより補
強用パイプ２の内端の一部を残してメインパイプ１と共
に拡管Ｄ２することができ、その結果、図２で示すよう
に、補強用パイプ２の内端の一部とメインパイプ１との
間に空隙４が形成される。 【００１３】上記補強用パイプ２をメインパイプ１と共
に拡管Ｄ２して補強用パイプ２をメインパイプ１に密着
させることにより、フランジ３の外周面とメインパイプ
１の外周面との溶接５ａの部分の断面係数をアップさせ
応力の低減が得られる。また、補強用パイプ２の内端の
一部とメインパイプ１との間に形成された空隙４は接触
応力を緩和し、より一層の応力低減が得られる。 【００１４】また、メインパイプ１内に挿入した補強用
パイプ２はメインパイプ１と共に拡管Ｄ２するため、補
強用パイプ２の内径は実質的に拡管Ｄ２前のメインパイ
プ１の内径と略同径になり、流通抵抗が上昇するような
弊害はない。 【００１５】【実施例２】 図４は本発明の実施例２を示す。この実施
例２においても前記実施例１と同様 にフランジ３が取付
けられるメインパイプ１端内にメインパイプ１の内径よ
り小さい外径の補強用パイプ２を挿入し、拡開工具によ
って前記補強用パイプ２をインパイプ１と共に拡管Ｄ２
して補強用パイプ２をメインパイプ１に密着させ、拡管
Ｄ２したメインパイプ１のパイプ端の外周面にフランジ
３を嵌合して、フランジ３の外周面とメインパイプ１の
外周面とを溶接５ａし、フランジ３の内周面とメインパ
イプ１及び補強用パイプ２の端面とを溶接５ｂするもの
であるが、 補強用パイプ２の内端と対応する位置のメイ
ンパイプ１に予めビーディング８を施しておき、図２と
同様な補強用パイプ２の内端とメインパイプ１との間に
空隙４を形成するものである。 【００１６】さらに、フランジ３の外周面とメインパイ
プ１の外周面との溶接５ａは絶対的な必要条件である
が、フランジ３の内周面とメインパイプ１及び補強用パ
イプ２の端面との溶接５ｂは省略してもよい。 【００１７】 【発明の効果】以上述べたように本発明によると、既存
の拡開工具を用いてフランジの溶接部位のメインパイプ
の強度を流通抵抗を上昇させることなく簡単な加工で、
高生産性、低コストにより向上させることができ、殊
に、エンジン振動，排気脈動，排気高温，車両路面振動
等の影響を受け易い自動車の排気系エキゾーストパイプ
においては効果顕著である。
にフランジが嵌合溶接されるフランジ付パイプの製造方
法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば、自動車の排気系エキゾーストパ
イプのエンジン側結合部においてフランジが取付けられ
ている。その一般的な構造としては図７で示すように、
メインパイプ１のパイプ端の外周面にフランジ３を嵌合
し、このフランジ３とメインパイプ１のパイプ端の外周
面とを溶接５した構造である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】自動車の排気系エキゾ
ーストパイプのエンジン側結合部はエンジン振動，排気
脈動，排気高温，車両路面振動等の影響を受け易く、前
記従来の構造ではフランジ３の溶接５部近傍の断面が急
変するため応力集中し、メインパイプ１に疲労破壊によ
る亀裂が生じることがある。 【０００４】これの対策として図８で示すように、メイ
ンパイプ１のパイプ端に、切削等によって肉厚断面を徐
変したパイプ９を圧入嵌合し、このパイプ９の外周面に
フランジ３を嵌合してフランジ３とパイプ９を溶接し、
また、パイプ９とメインパイプ１とを溶接５ｃした構造
にして、前記パイプ９の徐変した肉厚断面により応力を
緩和している。 【０００５】しかし、この構造の場合は、肉厚断面のパ
イプ９により内径が小さくなり、流通抵抗が上昇する不
具合があると共に、パイプ９の切削加工や圧入加工等に
よりコストが高くなり、また、圧入の際のメインパイプ
のチャッキング治具等の設備投資も必要となる問題があ
る。 【０００６】また、その他の対策として図９で示すよう
に、メインパイプ１の内端に補強用パイプ２を嵌合し、
周囲を所定の間隔でメインパイプ１と補強用パイプ２と
をスポット溶接Ｓし、メインパイプ１端の外周面にフラ
ンジ３を嵌合してフランジ３とメインパイプ１とを溶接
５した構造にしている。 【０００７】この場合は、スポット溶接部の熱応力が発
生し、補強用パイプ２の内端部Ｂのパイプ肉厚急変によ
る応力が生じる。また、メインパイプ１の内径と補強用
パイプ２の外径Ｄ３の寸法のバラツキが大きいとスポッ
ト溶接Ｓが困難になるため、メインパイプ１の内径と補
強用パイプ２の外径Ｄ３の寸法のバラツキ基準を厳しく
しなければならない。このメインパイプ１の内径と補強
用パイプ２の外径Ｄ３の寸法のバラツキ基準を厳しくす
ると、補強用パイプ２の挿入嵌合が容易に得られない等
の問題がある。 【０００８】本発明の目的は、簡単な加工で、高生産
性、低コストによりフランジとパイプとの結合部の疲労
強度を増大したフランジ付パイプの製造方法を提供する
ことである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の製造方法は、メインパイプ端の外周面にフ
ランジが嵌合溶接されるフランジ付パイプにおいて、前
記フランジ取り付部位のメインパイプ端内に、該メイン
パイプの内径より小さい外径の補強用パイプを挿入し、
拡開工具によって前記補強用パイプの内端とメインパイ
プとの間に空隙を形成してメインパイプと共に拡管し補
強用パイプをメインパイプに密着するようにしたことを
特徴とするものである。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。【実施例１】図１及び図２は本発明の実施例１を示す。
図１において、１は外径Ｄ１のメインパイプである。こ
のメインパイプ１の後述するフランジ３が取付けられる
メイ ンパイプ１端内にメインパイプ１の内径より小さい
外径の補強用パイプ２を挿入し、拡開工具によって前記
補強用パイプ２の内端の一部を残してメインパイプ１と
共に拡管Ｄ２して補強用パイプ２をメインパイプ１に密
着させ、拡管Ｄ２したメインパイプ１のパイプ端の外周
面にフランジ３を嵌合して、フランジ３の外周面とメイ
ンパイプ１の外周面とを溶接５ａし、フランジ３の内周
面とメインパイプ１及び補強用パイプ２の端面とを溶接
５ｂする。 【００１１】前記メインパイプ１及び補強用パイプ２を
拡管Ｄ２するための拡開工具は、例えば、図３で示すよ
うに、円周上で複数個に分割された押圧部材６と、この
複数個に分割された押圧部材６の軸心部をシリンダ等の
アクチュエータによって軸線方向に進退移動して押圧部
材６を径方向に拡縮させるテーパ軸７とによって構成さ
れており、パイプを拡管するための工具として従来より
用いられている一般的なものである。 【００１２】このような拡開工具を用いて、図１のよう
に補強用パイプ２の内端の一部を残してメインパイプ１
と共に拡管Ｄ２するには、拡開工具のパイプへの挿入端
を補強用パイプ２の内端面より少しに手前に位置するよ
う挿入して押圧部材６を径方向に拡開することにより補
強用パイプ２の内端の一部を残してメインパイプ１と共
に拡管Ｄ２することができ、その結果、図２で示すよう
に、補強用パイプ２の内端の一部とメインパイプ１との
間に空隙４が形成される。 【００１３】上記補強用パイプ２をメインパイプ１と共
に拡管Ｄ２して補強用パイプ２をメインパイプ１に密着
させることにより、フランジ３の外周面とメインパイプ
１の外周面との溶接５ａの部分の断面係数をアップさせ
応力の低減が得られる。また、補強用パイプ２の内端の
一部とメインパイプ１との間に形成された空隙４は接触
応力を緩和し、より一層の応力低減が得られる。 【００１４】また、メインパイプ１内に挿入した補強用
パイプ２はメインパイプ１と共に拡管Ｄ２するため、補
強用パイプ２の内径は実質的に拡管Ｄ２前のメインパイ
プ１の内径と略同径になり、流通抵抗が上昇するような
弊害はない。 【００１５】【実施例２】 図４は本発明の実施例２を示す。この実施
例２においても前記実施例１と同様 にフランジ３が取付
けられるメインパイプ１端内にメインパイプ１の内径よ
り小さい外径の補強用パイプ２を挿入し、拡開工具によ
って前記補強用パイプ２をインパイプ１と共に拡管Ｄ２
して補強用パイプ２をメインパイプ１に密着させ、拡管
Ｄ２したメインパイプ１のパイプ端の外周面にフランジ
３を嵌合して、フランジ３の外周面とメインパイプ１の
外周面とを溶接５ａし、フランジ３の内周面とメインパ
イプ１及び補強用パイプ２の端面とを溶接５ｂするもの
であるが、 補強用パイプ２の内端と対応する位置のメイ
ンパイプ１に予めビーディング８を施しておき、図２と
同様な補強用パイプ２の内端とメインパイプ１との間に
空隙４を形成するものである。 【００１６】さらに、フランジ３の外周面とメインパイ
プ１の外周面との溶接５ａは絶対的な必要条件である
が、フランジ３の内周面とメインパイプ１及び補強用パ
イプ２の端面との溶接５ｂは省略してもよい。 【００１７】 【発明の効果】以上述べたように本発明によると、既存
の拡開工具を用いてフランジの溶接部位のメインパイプ
の強度を流通抵抗を上昇させることなく簡単な加工で、
高生産性、低コストにより向上させることができ、殊
に、エンジン振動，排気脈動，排気高温，車両路面振動
等の影響を受け易い自動車の排気系エキゾーストパイプ
においては効果顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の方法で製造されたフランジ
取付部位の断面図 【図２】図１のＡ部拡大図 【図３】拡管加工するための拡開工具の１例を示す断面
図【図４】 本発明の実施例２の方法で製造されたフランジ
取付部位の断面図 【図５】 従来一般的な構造のフランジ取付部位の断面図【図６】 フランジの溶接部位の強度向上を図った従来構
造の断面図【図７】 フランジの溶接部位の強度向上を図った従来構
造の断面図 【符号の説明】 １ メインパイプ ２ 補強用パイプ ３ フランジ ４ 空隙 ５ａ 溶接 ５ｂ 溶接 ６ 拡開工具の押圧部材 ７ 拡開工具のテーパ軸 ８ ビーディング Ｄ１ 拡管前のメインパイプ Ｄ２ 拡管
取付部位の断面図 【図２】図１のＡ部拡大図 【図３】拡管加工するための拡開工具の１例を示す断面
図【図４】 本発明の実施例２の方法で製造されたフランジ
取付部位の断面図 【図５】 従来一般的な構造のフランジ取付部位の断面図【図６】 フランジの溶接部位の強度向上を図った従来構
造の断面図【図７】 フランジの溶接部位の強度向上を図った従来構
造の断面図 【符号の説明】 １ メインパイプ ２ 補強用パイプ ３ フランジ ４ 空隙 ５ａ 溶接 ５ｂ 溶接 ６ 拡開工具の押圧部材 ７ 拡開工具のテーパ軸 ８ ビーディング Ｄ１ 拡管前のメインパイプ Ｄ２ 拡管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 荻原 猛
埼玉県入間市大字寺竹1115番地１ 千代
田自動車工業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭50−37026（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−2318（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−195767（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−69575（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−180622（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21D 39/04
B21D 39/06
F16L 23/024
F16L 23/026
F16L 23/028
B21D 19/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 メインパイプ端の外周面にフランジが嵌
合溶接されるフランジ付パイプにおいて、前記フランジ
取り付部位のメインパイプ端内に、該メインパイプの内
径より小さい外径の補強用パイプを挿入し、拡開工具に
よって前記補強用パイプの内端とメインパイプとの間に
空隙を形成してメインパイプと共に拡管し補強用パイプ
をメインパイプに密着するようにしたことを特徴とする
フランジ付パイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35222495A JP3474698B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | フランジ付パイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35222495A JP3474698B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | フランジ付パイプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182923A JPH09182923A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3474698B2 true JP3474698B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=18422609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35222495A Expired - Fee Related JP3474698B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | フランジ付パイプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474698B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4222261B2 (ja) * | 2004-06-17 | 2009-02-12 | パナソニック株式会社 | アルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびに熱交換器 |
| JP2006242033A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Sankei Giken Kogyo Co Ltd | 排気管継手構造 |
| JP6200255B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2017-09-20 | 日新製鋼株式会社 | 金属二重管の製造方法 |
| JP2017074601A (ja) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 株式会社神戸製鋼所 | 自動車に取り付けられるフレーム構造体を構成する部材同士の接合方法、および自動車に取り付けられるフレーム構造体 |
| JP6993312B2 (ja) * | 2018-10-25 | 2022-01-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 異材接合方法、異材接合継手、異材接合用補助部材付き管状部材及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP35222495A patent/JP3474698B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182923A (ja) | 1997-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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