JP4627614B2

JP4627614B2 - オートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディとその製造方法

Info

Publication number: JP4627614B2
Application number: JP2001285837A
Authority: JP
Inventors: 仁志松本; 誠山崎; 定直伊藤; 晴義横谷
Original assignee: 株式会社パパス; 株式会社Ｕｅｘ
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: JP2003097245A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車（オートバイ）のサイレンサーボディに関し、特にサイレンサーボディを構成する外筒をチタン金属を一体成形することにより成形する製造方法及び一体成形したサイレンサーボディに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車やバイクにおいては、エンジンからの排気ガスを大気中に排出するとき、その排気ガス通路にサイレンサー（マフラ）を設けてこのサイレンサーを経て大気中に排出するようにしている。このサイレンサーは、エンジンから排出される排気ガスは、通常、高温、高圧のガスとなって排出され、このような高温、高圧の排気ガスをそのまま大気中に排出すると、ガスの急激な膨張により爆発音のような音を発生するために、これを抑制し消音するために設けるものである。
【０００３】
サイレンサーによる消音の最も一般的な方法として、排気管の一部を拡張する方法が採用され、排気ガスの通路の排出出口に拡張された筒部からなるサイレンサーを取り付ける構造としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のサイレンサーは、排気ガス通路に接続されて設けられるため、筒状のボディを有し、また、所定の強度を持たせるために、スチールで製造されることが一般的である。また、サイレンサーボディは、排気ガス通路の拡張部を有するため小径のパイプを大径の筒部に接続してサイレンサーを構成している。そして、通常、このようなボディの製造にあたっては小径部分と大径分とを別個に製作し、溶接などで接合して形成するようにしており、製造工程が多いという問題がある。
【０００５】
また、二輪車モータバイクは、エンジンの出力に自ずと限度があるため、構造部品は可能な限り軽量化にすることが要請されている。軽量の金属材料として、スチールに替えて金属チタンを使用することが考えられるが、サイレンサーボディのように、比較的長さの長い筒状の構造物を、チタン金属を加工すること加工技術上問題があり容易なことではない。特に、サイレンサーボディをチタン金属材料を一体成形により形成することは不可能とされている。
【０００６】
また、排気ガス管は、自動車（４輪車）においては、通常は車体の下部に配されるため、その最後尾のみが外観として見えるのみであり、サイレンサー本体は目に触れることがない。しかしながら、二輪車モータバイクにあっては、サイレンサーボディは外部に露出されることが一般的である。したがって、二輪車のサイレンサーボディはサイレンサーとしての機能を備えるとともに、外観のデザインとしても重要な比重を占める部分となる。
【０００７】
そこで、本願発明は、二輪車モータバイクのサイレンサーボディを所定の強度を与えつつ可能な限り軽量化するとともに、さらに、外観として優れたサイレンサーボディと従来困難とされてきたチタン金属の一体成形加工による製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の特徴は、チタン金属材料を一体成形した二輪オートバイのサイレンサーボディにある。
【０００９】
また、本発明の第２の特徴は、従来不可能とされてきたサイレンサーボディをチタン金属を一体成形により形成する製造方法にあり、チタン金属板材料をプレス加工による絞り加工により得た成形品をスピニング絞り加工により筒状部を絞り肉厚を薄くして最終的なサイレンサーボディに仕上げることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下には本発明をより詳細に説明するために図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明によるオートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディを使用したサイレンサーの外観を示す。サイレンサー１は、サイレンサーボディ（以下、「ボディ」という。）１０とその一端の大径開口部１２に装着され排出パイプ２２を支持するキャップ２１を有する。ボディ１０の他端には例えば、エンジンの排ガス系統２３に接続される。なお、ボディ１０にはサイレンサーを車体に保持するためのブラケット２４が溶接されている。
【００１２】
ボディ１０は、以下に詳述するように、チタン金属板を一体成形して製造したものである。
【００１３】
図２は、図１に示したサイレンサー１のボディ１０のみを示す図である。
【００１４】
ボディ１０は、一端に大径の開口部１２、他端に小径の開口部１３が形成された円筒部１１と、円筒部１１から小径の開口部に向けて径が減少して連なる肩部１４を有する。なお、本実施例のボディ１０においては、小径開口部１３は肩部１４に連続する短円筒１３ａによって形成されている。
【００１５】
図３は、図２に示されたボディ１０を一体成形加工する工程を説明する図であり、図３（ａ）は原材料となるチタン金属板を示し、図３（ｂ）は全工程の推移を説明する図であり、図３（ｃ）は図（ｂ）の工程（２）により形成される成形体Ｆ１を示し、図３（ｄ）は図３（ｂ）の工程（５）により形成される成形体Ｆ５を示す図である。
【００１６】
本実施例は図２に示される最終製品として、全長Ｌが略５５０ｍｍ，大径筒部１１の直径Ｄが１３０ｍｍ，肉厚Ｔが０．６ｍｍであるボディ１０を成形した場合の例を示している。
【００１７】
原材料は、図３（ａ）に示すように、厚さ１．５ｍｍのチタン金属円板Ｄが使用される。
【００１８】
先ず、円板Ｄを図４に示すダイス３０を使用してプレス加工により釣鐘状の成形体Ｆ２に加工する。この成形体Ｆ２は最終製品ＦＰに至る第１の中間体ともいうべきもので、図３（ｃ）に示すように、小径の開口部となる短筒部ｆ１，徐々に径が増加する肩部ｆ２，大径筒部ｆ３，フランジ部ｆ４を有する形状となっている。
【００１９】
図４は成形体Ｆ２をプレス絞り加工する加工機３０を示し、加工機３０は上型３１、下型３２及びポンチ３３を有する。上型３１と下型３２により挟持されたチタン円板Pはポンチ３０によって上型３２内に圧入され成形体Ｆ２に加工される。尚、３４は上型に挿入された皺抑え部材であり、絞り加工時に材料Ｐに圧縮から引っ張りに変化する部分においてチタンとダイスとの親和性により皺が発生することを抑制するために設けた部材であり、チタン材料と親和性を示さない金属が採用される。
【００２０】
プレス絞り加工された成形体Ｆ２の長さＬ２は略１６０ｍｍ，大径筒部ｆ３の直径Ｄ２は略２１５ｍｍ、肉厚Ｔ２は１．３〜１．５ｍｍであり、ここでの加工は形状の成形が主となり材料の圧延は僅かである。尚、フランジ部ｆ４は加工機３０の上型３１と下型３２により挟持された結果形成されるものである。
【００２１】
次に、成形体Ｆ２を、更にプレス絞り加工を施し、図３（ｂ）の成形体Ｆ３を得る。成形体Ｆ３は成形体F２の肩部ｆ２と大径筒部ｆ３を図５に示したプレス加工機４０を使用して更に絞り、Ｄ２より小径のＤ３，L２より長いL３の長さ、肉厚Ｔ２より薄い大径筒部の肉厚Ｔ３を有する成形体に加工する。
【００２２】
図５はプレス絞り加工を行う加工機４０を示し、上型４１、下スリーブ４２及びポンチ４３を有する。上型４１及び下型４２にはそれぞれダイス３０と同様に皺抑え部材４３，４４が挿入されている。図３（ｃ）に示される成形体Ｆ２のフランジ部ｆ４を上型４１と下スリーブ４２の間に挟持し、ポンチ４３を圧入して絞り加工を施す。
【００２３】
このようにして加工された成形体Ｆ３は、さらに別のダイスを使用し、絞り加工を施し、図３（ｂ）に示すように、順次、長さが長く、また、大径筒部の径が小さく、また、大径筒部の肉厚が薄くなる成形体成形体Ｆ４，さらに成形体F５に成形して行く。
【００２４】
図３（ｄ）はプレス絞り加工によって成形された成形体Ｆ５を示し、ここでは、長さＬ５が略２２５ｍｍ，直径Ｄ５が１３０ｍｍ、大径筒部の肉厚が１．５ｍｍの成形体とされる。尚、Ｌ５は略０．５L、Ｄ５はDに等しい値とされている。
【００２５】
次に、プレス絞り加工によって形成された成形体Ｆ５をスピニング絞り加工により大径筒部の肉厚を更に薄く絞って行き、図３（ｂ）の最終製品ＦPに仕上げる。図６はスピニング加工を行うスピニング加工具機５０を示す。スピニング加工機５０は、ホルダー５１、回転止めガイド５２、マンドレル５３、案内棒５４、押しカップ５５、ロール５６を有する。プレス絞り加工によって成形された成形体F５は、そのフランジ部ｆ５４を回転止めガイド５２により支持し、ロール５６により順次絞って圧延し、肉厚を薄くすると共に長さを伸ばして行き、図３（ｂ）の最終の成形品ＦＰを得る。成形品ＦＰは全長Ｌ＝５５０ｍｍ、大径部の直径Ｄ＝１３０ｍｍ、大径部の肉厚０．６ｍｍとされている。なお、成形品Ｆ２〜Ｆ５、及び最終成形品ＦＰの肩部は当初の肉厚１．３〜１．５ｍｍを略維持し、大径筒部の肉厚のみが加工工程に従い順次薄くなるように絞られる。
【００２６】
以上のように、本実施例においては、チタンの円板材料からプレス絞り加工を施し中間成形体を形成し、この中間成形体をスピニング絞り加工を施し大径筒部の肉厚を薄く加工して所望の長さの最終の筒状ボディを得るようにしている。このような加工方法を採用することにより、従来困難とされてきたチタン材料を一体成形加工により長い筒部を有するサイレンサーボディを成形することが可能となる。尚、図３（ｂ）に示される最終成形品ＦＰのフランジ部ｆは上述のように、プレス成形加工及びスピニング加工において材料をダイスに保持するために必要とされる部位であり、本発明のサイレンサーボディ１０にとって不必要なものであり、最終的には切断され図２に示したサイレンサーボディを得ることができる。
【００２７】
図２に示されたサイレンサーボディ１０は肩部１４においては肉厚ｔが厚く、大径筒部１１における肉厚Ｔはｔより薄く加工されている。このことは、サイレンサーボディ１０の肩部１４は応力の加わり易い部位であり、サイレンサーとして使用されるとき構造的に優れた強度を与えるという利点がある。
【００２８】
上述の例ではボディ１０の大径筒部１１の直径が１３０ｍｍ、全体の長さが５５０ｍｍのものを示したが、サイズはこれよりも小さいものも、またさらに大きいものでも、本発明による加工方法を採用することにより製造することが可能となる。特に、本発明の製造方法は、直径が４０mm以上，長さが２５０ｍｍ以上のサイズのサイレンサーボディの製造に適用するとき、特に有利であり、また、サイレンサーボディの製品としても、軽量化、堅牢、耐腐食性という点から特に有利である。
【００２９】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、
本発明のオートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディによれば、チタンを一体成形して製造されたものであり、軽量で構造的に堅牢なサイレンサーボディとすることができる。また、チタン材料であるため耐腐食性に優れ、しかも、溶接箇所などを必要としないため、オートバイ用のサイレンサーに利用したときデザイン性に優れた外観とすることもできる。
【００３１】
また、本発明のチタン製一体型サイレンサーボディの製造方法によれば、従来困難とされた長さのある筒状体を一体成形に成形することが可能となり、上記のごとく優れたオートバイ用のチタン製のサイレンサーボディを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サイレンサーの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係るるサイレンサーボディを示す図である。
【図３】図２に示されたボディを一体成形加工する工程を説明する図である。図３（ａ）は原材料となるチタン金属板を示し、図３（ｂ）は全工程の推移を説明する図であり、図３（ｃ）は図（ｂ）の工程（２）により形成される成形体Ｆ１を示し、図３（ｄ）は図３（ｂ）の工程（５）により形成される成形体Ｆ５を示す。
【図４】プレス絞り加工機を示す図である。
【図５】他のプレス絞り加工機を示す図である。
【図６】スピニング加工機を示す図である。
【符号の説明】
１サイレンサー
１０サイレンサーボディ
１１大径筒部
１２大径開口部
１３小径開口部
３０、４０プレス加工機
５０スピニング加工機

Claims

チタン金属板を一体成形加工により成形し、小径開口部と、該小径開口部に連続して形成され径が増大する肩部と、前記肩部に連続する大径筒部と
を有するオートバイ用のチタン製一体型サイレンサーボディであって、
前記全長が少なくとも２５０ｍｍ以上であり、
前記肩部の肉厚は前記大径筒部の肉厚より大きく形成されている、
オートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディ。
全長が大径筒部の直径の４〜７倍を有する請求項１に記載のオートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディ。
請求項１に記載のオートバイ用のチタン製一体型サイレンサーボディの製造方法であって、
プレス絞り加工により、小径開口部と、該小径開口部に連続して形成され径が増大する肩部と、前記肩部に連続する大径筒部とを有し、第１の大径筒部の径と第１の全長を有する第１の成形体を形成する段階と、
前記第１の成形体を更に一又は複数のプレス加工工程により第２の大径筒部の径と第２の全長を有する第２の成形体を形成する段階と、
前記第２の成形体をスピニング加工により、第3の大径筒部の径と第3の長さを有する最終成形品に加工する段階と
を含むオートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディの製造方法。
前記第3の大径筒部の直径は前記第２の大径筒部の直径と略同一に保たれる請求項３に記載のオートバイ用チタン製一体型サイレンサーボディの製造方法。