JP4759705B2 - Manufacturing method of different diameter pipe parts - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動二輪車用排気系管路に用いる場合などに適切な、異径管路部品の製造方法に関するものである。 The present invention, for example, the appropriate when used for a motorcycle exhaust system pipe, a method for producing a different-diameter pipe channel piece.
例えば自動二輪車用排気系管部、すなわちエキゾーストパイプからマフラーと呼ばれる消音器ユニットまでの管部は、その設置スペースの制約から、いくつもの機能をコンパクトにレイアウトすることが求められている。更にこれらに加えて、環境負荷の低減の要求から高いレベルでの内燃機関の排気ガス浄化機能も求められている。 For example, a motorcycle exhaust system pipe section, that is, a pipe section from an exhaust pipe to a muffler unit called a muffler is required to have a number of functions laid out in a compact layout. In addition to these, there is also a demand for an exhaust gas purification function of an internal combustion engine at a high level because of a demand for reducing the environmental load.
このような状況を受け、排気系管部には触媒ユニットを設け、環境負荷を与えるような有害な排気成分の除去を図っている。その触媒ユニットが効率的に作用するための工夫の一つとして、触媒ユニットを管路途中に直列的に一定間隔を隔てて2系統設置する手法がとられている。この場合に、触媒ユニットの作用をより効果的に行うために、前後の比較的大径の触媒ユニットを結ぶ管路部品は、その中間を小径に絞った異径管を用いられることが好ましく、加えてこの小径部には、外気を導入することができる分岐管を付設することが行われている。 In response to this situation, a catalyst unit is provided in the exhaust system pipe section to remove harmful exhaust components that give an environmental load. As one of the ideas for the catalytic unit to work efficiently, a method of installing two systems of the catalyst unit in series in the middle of the pipeline at a predetermined interval is adopted. In this case, in order to perform the operation of the catalyst unit more effectively, it is preferable that the pipe part connecting the front and rear relatively large-diameter catalyst units is a different-diameter pipe whose middle is narrowed down to a small diameter, In addition, a branch pipe capable of introducing outside air is attached to the small diameter portion.
このような異径管路部品の従来構成は、図10に示すようなものであって、異径管路部品100は、上流側のテーパー/パイプピース101、ディスタンスパイプピース102と、更に他端側を構成するテーパーピース103と、更に小径部から分岐する分岐管ピース104と4部材を具え、これらが一体に組み立てられて構成されている。
もちろん加工済み部材の個々についてみれば、その管端部等は拡径加工、テーパー加工等の諸加工が施されるものであって、それらの全ての加工工程を考慮すると、従来の異径管路部品の製造にあたって、加工コストの低減にも一定の限界があった。
The conventional configuration of such a different-diameter pipe part is as shown in FIG. 10, and the different-
Of course, if you look at each of the processed parts, the pipe ends will be subjected to various processing such as diameter expansion processing and taper processing, and considering all these processing steps, In the production of road parts, there was a certain limit to the reduction of processing costs.
本発明は、このような技術背景を考慮してなされたものであって、部品点数を抑え、且つその加工プロセスもシンプルなものとして、しかも種々の設計バリエーションにも対応できる異径管路部品の製造方法を開発することを技術課題としたものである。 The present invention has been made in consideration of such a technical background, and has a reduced number of parts, a simple machining process, and different diameter pipe parts that can cope with various design variations . The technical issue is to develop a manufacturing method.
請求項1記載の異径管路部品の製造方法は、両端に触媒ユニットと接続される大径部を有するとともに、各大径部の間には小径部が形成され、且つこの小径部と大径部との間はテーパー部により連繋され、更に前記テーパー部と小径部とのいずれか一方または双方の位置を選択して、一または複数の導入孔が形成されている管路部品を、成形装置を用いプレス加工により製造するにあたり、前記出発素材は大径部とほぼ等しい径寸法を有し、且つ予め導入孔形成用の予備孔が形成された金属パイプを用い、一方、前記成形装置は、小径部、大径部、テーパー部の内のり寸法を外径寸法とするマンドレルと、前記導入孔を形成するための導入孔規制ピンと、小径部、大径部、テーパー部、導入孔の外寸法を再現した成形凹部を具えた複数に分割されるプレス金型とを具えたものを用い、前記出発素材中にマンドレルを挿入すると共に前記予備孔内に導入規制ピンを挿入した状態で金型により出発素材を押さえ込むことにより、小径部、大径部、テーパー部を形成するように塑性変形させ、且つテーパー部と小径部とにおける残余の出発素材の一部を外側に拝み合わせ状に張り出すように変形させてリブ状部とすると共にこのリブ状部は、導入孔規制ピンの位置においては押し潰されずに導入孔がテーパー部と小径部との範囲に合流するように形成されるようにしたことを特徴として成るものである。
The manufacturing method of the different-diameter pipe component according to
まず請求項1記載の発明によれば、大径部とほぼ等しい径寸法の金属パイプを単一の出発素材として加工し一体的に異径管路部品を成形することができるので、従来のような複数の部品要素を製造し、それらを組み合わせたものに比べて工程が少なく、加えて従来の組み合わせたものによりも基材が一体的であるために熱・振動等に対する強度が高い。特に、種々の触媒ユニットの触媒反応特性に応じた導入孔を含めた異径管路部品を、各部品要素等を組み合わせることなく一体で形成することができる。
The first According to the invention of
本発明の最適な実施例は、以下の具体的な実施の形態の説明並びに図面に開示されるものであり、更にこの実施例に基づき展開される種々のバリエーションを含むものである。 The best examples of the present invention are disclosed in the following description of specific embodiments and drawings, and further include various variations developed based on the examples.
まず本発明の製造対象たる異径管路部品に関連する周辺の諸部材について説明する。
図1において符号1は、異径管路部品であって、このものは、例えばスクータータイプの自動二輪車Mの消音器ユニット2内に設けられている。
なおこのようなスクータータイプの場合、エンジンユニットEと消音器ユニット2とは、比較的接近して設けられることから、エンジンユニットEの排気口から連なるエキゾーストパイプ3と消音器ユニット2とは、一体に構成されている。
そして、この消音器ユニット2の外殻部を形成する消音器ボディ20内には、前記エキゾーストパイプ3から連なる位置に一次触媒ユニット21が設けられ、更にこの排気経路は、異径管路部品1を介して二次触媒ユニット22に連なっている。
なおこの消音器ユニット2の内部は、複数の隔壁23により複数の消音作用室24が区画され、前記一次触媒ユニット21、二次触媒ユニット22及び異径管路部品1も、これらの消音作用室24の内部に組み込まれるように設けられる。
First, the peripheral members related to the different-diameter pipe part that is the production target of the present invention will be described.
In FIG. 1,
In the case of such a scooter type, the engine unit E and the
In the
The
次に、本発明の製造対象たる異径管路部品1について説明する。
異径管路部品1は、全体として長管状の管路を構成するものであって、その両端部に大径部11を具える。この大径部11の間に小径部12が設けられ、更にその大径部11と小径部12との間は、テーパー部13によって滑らかに管径が絞られるように連繋している。更に一例として、小径部12の途中には導入孔14が小径部12に合流するように形成されている。
Next, the different diameter
The different-
そして、小径部12とテーパー部13とが形成されている長手方向の範囲には、リブ状部15が張り出すように形成される。このリブ状部15自体は、後述する製法から理解できるように、大径部11とほぼ同じ直径寸法の直管状金属パイプを適用した出発素材10に生じる残余部分が拝み合わせ状に押し潰されているものである。
なお符号16で示すものは、拝み合わせ状に塑性変形したリブ状部15の押し潰し状態を確実にするためのスポット接合部である。
And the rib-
In addition, what is shown with the code |
このような異径管路部品1は、使用されるにあたっては、大径部11の両端に対し一次触媒ユニット21と二次触媒ユニット22とがそれぞれに接続されるとともに、導入孔14からは、例えば外気が導入され、酸素を吸入して下流の二次触媒ユニット22の作用をより効果的に高めるなどの排気ガスの浄化作用に寄与するものである。
When such a different-
次に、本発明である異径管路部品1の製造方法について述べる。まず異径管路部品1の出発素材10は、図2に示すように直管状のパイプであり、その直径寸法Dは異径管路部品1の大径部11の直径寸法(この寸法も符号D1で示す)とほぼ同じ寸法である。もちろん出発素材の直径寸法Dが大径部の寸法より小さい場合、加工に先立ち大径部11に相当する部位のみを拡径加工により拡大し結果的にD≒D1となるようにしてもよい。この拡径が許される範囲もほぼ等しい寸法の概念に含み得るものである。
Next, the manufacturing method of the different diameter
一方成形にあたって用いられる成形装置5は、図2に示すようにマンドレル51と複数に分割されたプレス金型52とにより構成される。
まずマンドレル51は、一例として長手方向に2分割されたものであり、それぞれが大径規制部511を一端に備え、他端に小径規制部512を有し、更にその間にテーパー規制部513を具えるものであり、これらは異径管路部品1の加工形状に因んだ内法寸法をそれぞれ有するものである。更にこのものには導入孔規制ピン514が出発素材10の長手方向と直交する方向に設置される。もちろんこの導入孔規制ピン514を用いるために、予め導入孔14を形成するための導入予備孔14aを出発素材10に対しドリリング、ピアスポンチ等の手法で開口させておくものである。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the molding apparatus 5 used for molding includes a
First, the
一方プレス金型52は、逆に前記円管状の出発素材10を外側からプレスして塑性変形させるものであり、一例として上型52Aと下型52Bとの2分割型により構成する。もちろん、より複雑な形状となった場合には、分割する型が増えることがある。それぞれの上型52A、下型52Bとには、凹陥状態に大径プレス部521、小径プレス部522、テーパープレス部523が、形成されるとともに、その小径プレス部522に合流するように導入孔プレス部524が形成される。更にその小径プレス部522とテーパープレス部523との外側に広がるように金型が幾分か凹陥し、リブ状部逃げ部525が形成されている。
On the other hand, the
このような装置により、出発素材10を異径管路部品1にまで形成するには、前記出発素材10の両端部からマンドレル51を出発素材10中に挿入して、更に導入孔規制ピン514を組み合わせ、その状態で前記プレス型の上型52Aと下型52Bとを接近させて、プレス成形する。
その結果、図3(a)〜(c)に示すように出発素材10は、特に小径部12とテーパー部13が縮径加工されるに際し、出発素材10の一部が残余部材として生じ、このものがプレス金型52におけるリブ状部逃げ部525内に広がり、拝み合わせ状に平板状に塑性変形して、リブ状部15となるものである。
そして、導入孔規制ピン514の位置においては、リブ状部15が押し潰されない状態でパイプ状に形成され、導入孔14が小径部12に合流したような状態で成形される。
In order to form the starting
As a result, as shown in FIGS. 3A to 3C, the starting
Then, at the position of the introduction
〔他の実施例〕
本発明は、以上述べた実施の形態を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が可能である。
すなわち図4に示すものは、大径部11と小径部12との種々の形成手法を示すものであって、図4(a)に示すものは、小径部12が全体の管部長手方向に中心に設けられず、一方に幾分か偏在したような位置に設けられるものである。因みに、このような技術思想の場合、材料の引き込みを金型により誘導することにより、出発素材10が直管状であっても全体としては図4(b)に示すように幾分か湾曲させた形状とすることができる。もちろんこのように彎曲した異径管路部品1の場合には、図4(c)に示すように予め彎曲させた出発素材10を適用してもよい。
[Other Examples]
The present invention has the above-described embodiment as one basic technical idea, but the following modifications are possible.
That is, what is shown in FIG. 4 shows various forming methods of the
更に図5(a)に示す実施例は、小径部12を形成するにあたって、テーパー部との合流面を中心から対称的にずらし、幾分か小径部をジグザグ状に形成させたものである。更にまた図に示す実施例は、導入孔14に関して、これを2系統設けるような技術思想をも開示しているものである。
Further, in the embodiment shown in FIG. 5A, when the
更に小径部12とテーパー部13との形成手法について述べると、図5(b)に示すように、小径部12の長手方向の寸法を極めて狭い範囲として、ほぼ全体がテーパー部13によって構成させられるような形態とすることも可能である。
また、図5(c)に示す実施例は、小径部12自体が等径ではなく、幾分かテーパー形状としたものである。
Further, the formation method of the
In the embodiment shown in FIG. 5C, the small-
更に、図6に示す実施例は、大径部11についても、両端の大径部の直径寸法に等径ではなく、一方の大径部11(特に符号11Aで示す)を他の大径部(符号11Bで示す)よりも小径とするものである。もちろんこの場合には、リブ状部15は、相対的に小径である大径部11Aの外側にも一部形成されるものである。
Further, in the embodiment shown in FIG. 6, the
また、小径部12の工夫として図7に示す実施例は、小径部12と導入孔14との合流形状を直交状態ではなく幾分か斜交するような状態させるようなものである。
なお、この場合導入孔14については、必ずしも円孔とする必要はなく、図に示すように半円状等に構成して導入する外気に旋回流(破線矢印Aで示す)を生じさせるようにしてもよい。
なお、このような旋回流をより積極的に生じさせるために、図8(a)に示すようにプレス金型52の上型52Aと下型52Bとの割り面を工夫することにより、小径部12を幾分か、ねじるような形状にプレス加工することも可能である。
Further, as an example of the
In this case, the
In addition, in order to generate such a swirl flow more positively, as shown in FIG. 8A, by devising a split surface between the
また、図8(b)に示す実施例は、リブ状部15に関する工夫であって、リブ状部15自体を金型の形状設計により幾分からせん状に形成されるようにして、この異径管路部品1の外側を流れる排気ガスの流れに変化を生じさせる作用を持たせることもが可能である。
また、図9に示す実施例は、前記リブ状部15をそのまま残留させず、例えば、より軽量化が求められる場合には、図9(a)に示すようにリブ状部15の一部をその後の加工工程において除去するようにしたものである。
この場合、シーム溶接等によりリブ状部15の管路規制側範囲15aの全周に対して溶接をすることが好ましい。また、図9(b)に示すような単純な肉抜き手法等による軽量化であってももとより差し支えない。
In addition, the embodiment shown in FIG. 8B is a device related to the rib-
Further, the embodiment shown in FIG. 9 does not leave the rib-
In this case, it is preferable to perform welding on the entire circumference of the pipe line regulating
1 異径管路部品
10 出発素材
11 大径部
12 小径部
13 テーパー部
14 導入孔
14a 導入予備孔
15 リブ状部
15a 管路規制側範囲
16 スポット溶接部
2 消音器ユニット
20 消音器ボディ
21 一次触媒ユニット
22 二次触媒ユニット
23 隔壁
24 消音作用室
3 エキゾーストパイプ
5 成形装置
51 マンドレル
511 大径規制部
512 小径規制部
513 テーパー規制部
514 導入孔規制ピン
52 プレス金型
52A 上型
52B 下型
521 大径プレス部
522 小径プレス部
523 テーパープレス部
524 導入孔プレス部
525 リブ状部逃げ部
100 (従来型)異径管路部品
101 テーパー/パイプピース
102 ディスタンスピース
103 テーパーピース
104 分岐管
D 出発素材の直径
D1 直径(大径部)
D2 直径(小径部)
E エンジンユニット
M 自動二輪車
A 旋回流(外気側)
DESCRIPTION OF
D2 Diameter (small diameter part)
E Engine unit M Motorcycle A Rotating flow (outside air side)
Claims (1)
前記出発素材は大径部とほぼ等しい径寸法を有し、且つ予め導入孔形成用の予備孔が形成された金属パイプを用い、
一方、前記成形装置は、小径部、大径部、テーパー部の内のり寸法を外径寸法とするマンドレルと、前記導入孔を形成するための導入孔規制ピンと、小径部、大径部、テーパー部、導入孔の外寸法を再現した成形凹部を具えた複数に分割されるプレス金型とを具えたものを用い、
前記出発素材中にマンドレルを挿入すると共に前記予備孔内に導入規制ピンを挿入した状態で金型により出発素材を押さえ込むことにより、小径部、大径部、テーパー部を形成するように塑性変形させ、且つテーパー部と小径部とにおける残余の出発素材の一部を外側に拝み合わせ状に張り出すように変形させてリブ状部とすると共にこのリブ状部は、導入孔規制ピンの位置においては押し潰されずに導入孔がテーパー部と小径部との範囲に合流するように形成されるようにしたことを特徴とする異径管路部品の製造方法。 A large-diameter portion connected to the catalyst unit at both ends, a small-diameter portion is formed between each large-diameter portion, and the small-diameter portion and the large-diameter portion are connected by a tapered portion, and the taper In selecting a position of either one or both of the portion and the small diameter portion and producing a pipe part in which one or a plurality of introduction holes are formed by pressing using a molding device,
Said starting material have a substantially equal diameter as the large diameter portion, and using a pre-metal pipe preliminary holes are formed for introducing hole forming,
On the other hand, the molding apparatus includes a mandrel having an inner diameter of a small diameter portion, a large diameter portion, and a tapered portion, an introduction hole regulating pin for forming the introduction hole, a small diameter portion, a large diameter portion, and a tapered portion. Using a press die that is divided into a plurality of molds that have a molding recess that reproduces the outer dimensions of the introduction hole ,
By inserting a mandrel into the starting material and pressing the starting material with a mold with an introduction regulating pin inserted into the preliminary hole , plastic deformation is performed to form a small diameter portion, a large diameter portion, and a tapered portion. In addition, a part of the remaining starting material in the tapered portion and the small diameter portion is deformed so as to protrude outwardly in a mating manner to form a rib-shaped portion, and this rib-shaped portion is at the position of the introduction hole regulating pin. A method for producing a different-diameter pipe part characterized in that the introduction hole is formed so as to join the range of the tapered part and the small-diameter part without being crushed .
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