JPH0957362A - 中空金属管体及び中空金属管体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】板体１における板厚の局部的な過剰低減を抑
え、これにより板厚減少率のばらつきを軽減した中空金
属管体及びその中空金属管体の製造に適する製造方法を
提供すること。 【解決手段】金属製の板体１を積層した積層構造体３の
うち板体１ｂ、１ｃの間に液状物Ｌを圧入し、液圧によ
り第１中空室６１を形成する第１圧入操作と、第１中空
室６１に液状物Ｌを残した状態で、板体１ａ、１ｂの
間、板体１ｃ、１ｄの間に液状物Ｌを圧入し、液圧によ
り第２中空室６２を形成する第２圧入操作とを行い、第
１中空室６１及び第２中空室６２を備えた中空金属管体
を得る。更に液状物Ｌを排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中空金属管体及び中
空金属管体の製造方法に関する。本発明は例えば内燃機
関に装備される排気系のマニホールド等の中空構造体に
利用できる。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５１−８１６０号公報には、外管
の内部に内管を略同軸的に配置した二重管を用い、内管
と外管との間に水等の凍結可能な液体を注入し、二重管
の軸長方向の両端部を密閉すると共に、その液体を凍結
させ、その状態で二重管をベンダー等で曲げ加工し、そ
の後に液体を排出して曲成２重管を製造する技術が開示
されている。

【０００３】更に従来より、図１２（Ａ）（Ｂ）から理
解できる様に、プレス型を用いて平板をプレス成形で曲
げ加工して、曲成部１００ａをもつ板体１００と、曲成
部２００ａをもつ板体２００とを成形し、その板体１０
０、２００をその厚み方向に複数枚重合する様に組付
け、その後に板体１００、２００の一端部１００ｃ、２
００ｃを溶接で接合して溶接部３００を形成すると共
に、板体１００、２００の他端部１００ｄ、２００ｄを
溶接で接合して溶接部３１０を形成し、これにより内室
４０１と外室４０２とを備えた中空金属管体４００を形
成する技術が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開昭５１−
８１６０号公報に係る冷凍式管曲成技術によれば、液体
を凍結させる必要があり、冷凍装置を必要とする。とこ
ろで上記した図１２に示す中空金属管体４００の強度、
耐久性の確保等を考慮すると、中空金属管体４００を構
成する板体１００、２００は、できるだけ均一肉厚であ
ることが好ましい。

【０００５】この点図１２に示す技術によれば、溶接部
３００、３１０で溶接する前の段階で、プレス型を用い
て板体１００、２００をプレス成形する関係上、荷重が
衝撃的に負荷されるプレス成形の際には溶接部３００、
３１０が存在せず、従ってプレス成形の際の衝撃によっ
て溶接部３００、３１０が破損することを防止できる。

【０００６】しかしながら図１２に示す技術によれば、
プレス成形の際に引張力が瞬時に衝撃的に板体に負荷さ
れるため、引張力の局部的集中が生じる部位が発生す
る。よって板厚の減少率のばらつきが大きくなり、中空
金属管体４００の均一肉厚化には必ずしも充分ではな
い。即ち、図１２に示す技術によれば、板厚減少率の最
も大きな部位の板厚減少率をＡ_max 〔％〕とし、板厚減
少率の最も小さな部位の板厚減少率をＡ_min 〔％〕とし
たとき、Ａ_max 〔％〕−Ａ_min 〔％〕＝３０％程度と大
きくなる。よって図１２に示す技術によれば、曲げ加工
度が高い頂部である曲げ部１００ａ、２００ａの曲げ外
周領域側において過大な引張力が瞬時に負荷されるた
め、肉厚不均一になることがあった。

【０００７】換言すれば、内室４０１と外室４０２とを
備えた図１２（Ｂ）に示す中空金属管体４００において
は、横断面において溶接部３００、３１０をつなぐ仮想
線に沿う外室４０２の室内距離をＤ₀ とし、仮想線に直
交する向きの外室４０２の室内距離をＤ₁ としたとき、
（Ｄ₀ ／Ｄ₁ ）＝０．７〜１．３に設定した場合には、
曲げ加工度が大きくなるため、頂部である曲げ部１００
ａ、２００ａでは、過大な引張力が瞬時に負荷され、過
剰減肉が生じることがあった。

【０００８】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、請求項１の課題は、外室に係るＤ₀ ／Ｄ₁ ＝
０．７〜１．３の様に曲げ加工度を大きな値に規定した
場合であっても、板体における板厚の局部的な過剰低減
を抑え、これにより板厚減少率のばらつきを軽減し、強
度及び耐久性の向上を図り得る中空金属管体を提供する
ことにある。

【０００９】請求項２〜請求項６の課題は、上記した板
厚の均一化を図った請求項１に係る中空金属体を製造す
るのに適する製造方法を提供することにある。請求項２
〜請求項６に係る製造方法は、上記した請求項１に係る
中空金属管体を製造するのに適するものであり、それば
かりではなく、請求項１以外の要素を備えた他の中空金
属管体をも製造できるものである。

【００１０】各請求項の個別の課題について、更に説明
を加える。請求項２の課題は、液状物の液圧を利用する
ことにより、成形圧の均一化を図り得、板体における板
厚の局部的な過剰低減を抑え、強度及び耐久性の向上を
図り得る中空金属管体の製造方法を提供することにあ
る。請求項３の課題は、液状物の液圧を利用した第１圧
入操作及び第２圧入操作により、板体における板厚の局
部的な過剰低減を抑え、強度及び耐久性の向上を図りつ
つ、第１中空室及び第２中空室を備えた中空金属管体を
得る中空金属管体の製造方法を提供するにある。

【００１１】請求項４の課題は、成形型面を備えた成形
型を用い、液状物の圧力により膨出した板体を成形型の
成形型面に張付けて成形することにより、中空金属管体
の形状や寸法精度を規制し、中空金属管体の精度を向上
し得る中空金属管体の製造方法を提供するにある。請求
項６の課題は、積層構造体のうち厚み方向に隣設する板
体の間に差込体を差込むことにより、差込体の通路から
液状物を送給して中空室の形成を容易にした中空金属管
体の製造方法を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

○請求項１に係る中空金属管体は、液圧により曲げ変形
された互いに対面する少なくとも２枚の内側の板体で構
成された内室を区画する内管と、内側の板体よりも外側
に配置され液圧により曲げ変形された外側の板体で構成
され内室よりも外側に配置された外室を区画する外管
と、外管を構成する外側の板体と内管を構成する内側の
板体とを横断面の両端部で接合した接合部とで構成さ
れ、横断面において外管を構成する内板体の端同士をつ
なぐ仮想線に沿う外室の室内距離をＤ₀ とし、仮想線に
直交する向きの外室の室内距離をＤ₁ としたとき、Ｄ₀
／Ｄ₁ ＝０．７〜１．３に規定され、板体のうち板厚減
少率の最も大きな部位の板厚減少率をＡ_max 〔％〕と
し、板厚減少率の最も小さな部位の板厚減少率をＡ_min
〔％〕としたとき、Ａ_max 〔％〕−Ａ_min 〔％〕＝２３
％以下に規定されていることを特徴とするものである。

【００１３】上記した請求項１によれば、板体における
板厚減少率の最大値と最小値との差が小さいので、板厚
減少率のばらつきが低減される。中空金属管体における
均厚化を図り得、中空金属管体に強度のばらつきが軽減
される。よって、外力が負荷された際における中空金属
管体における耐久性が向上する。 ○請求項２に係る中空金属管体の製造方法は、少なくと
も２枚の金属製の板体を接触状態または非接触状態で積
層すると共に、横断面における板体の両端部を接合した
積層構造体を得る積層工程と、積層構造体を構成する板
体のうち、厚み方向に隣設する板体の間に液状物を圧入
し、液状物の液圧により板体を曲げて厚み方向に膨出成
形し、中空室を備えた中空金属管体を得る膨出工程と、
膨出した中空金属管体の中空室から液状物を排出する排
出工程とを順に実施することを特徴とするものである。

【００１４】上記した請求項２に係る方法によれば、液
状物の圧入操作により中空室が形成される。液圧は等方
的に且つ静的に板体に負荷される。そのため、引張力の
局部的集中は軽減、回避され、板体における肉厚減少率
のばらつき軽減に有利である。 ○請求項３に係る中空金属管体の製造方法は、少なくと
も４枚の金属製の板体を接触状態または非接触状態で積
層すると共に、横断面における板体の両端部を接合した
積層構造体を得る積層工程と、積層構造体を構成する板
体のうち、厚み方向に隣設する板体の間に液状物を圧入
し、液状物の圧力により少なくとも２枚の板体が積層し
たままその厚み方向に曲げて膨出成形し、第１中空室を
形成する第１圧入操作と、第１中空室に液状物を残した
状態で、厚み方向に隣設する板体の間にさらに液状物を
圧入し、液状物の液圧により板体を曲げてその厚み方向
に膨出成形し、第２中空室を形成する第２圧入操作とを
行い、第１中空室及び第２中空室を備えた中空金属管体
を得る膨出工程と、膨出した中空金属管体の第１中空室
及び第２中空室から液状物を排出する排出工程とを順に
実施することを特徴とするものである。

【００１５】上記した請求項３に係る方法によれば、第
１圧入操作により第１中空室が形成され、第２圧入操作
により第１中空室とは別の第２中空室が形成される。 ○請求項４に係る中空金属管体の製造方法によれば、請
求項２または３において、膨出工程において、キャビテ
ィを区画する互いに対面する成形型面を備えた成形型を
用い、成形型のキャビティ内に積層構造体を配置し、液
状物の圧力により膨出した板体を成形型の成形型面に張
付けて成形することを特徴とするものである。

【００１６】上記した請求項４に係る方法によれば、液
状物の圧力により膨出した板体を成形型の成形型面に張
付けて成形するため、板体の成形は成形型面で規定さ
れ、高精度となる。 ○請求項５に係る中空金属管体の製造方法によれば、請
求項２〜請求項４のいずれかにおいて、積層工程におい
て、積層構造体を構成する板体は平板状または予備成形
された板体であることを特徴とするものである。 ○請求項６に係る中空金属管体の製造方法によれば、請
求項２〜請求項５のいずれかにおいて、膨出工程におい
て、液状物が通過する通路を備えた差込体を用い、積層
構造体のうち厚み方向に隣設する板体の間に差込体を差
込み、差込体の通路から液状物を板体間に送給すること
を特徴とするものである。

【００１７】請求項６に係る方法によれば、積層構造体
のうち厚み方向に隣設する板体の間が狭い場合であって
も、差込体を利用すれば、板体間の隙間を増大でき、そ
の板体の間に液状物を送給するのに有利である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る中空金属管体によれ
ば、横断面において外管を構成する外側の板体の端同士
をつなぐ仮想線に沿う該外室の室内距離をＤ₀ とし、仮
想線に直交する向きの外室の室内距離をＤ₁ としたと
き、Ｄ₀ ／Ｄ₁ ＝０．７〜１．３に規定されている。

【００１９】本発明に係る中空金属管体によれば、中空
金属管体を構成する板体のうち板厚減少率の最も大きな
部位の板厚減少率をＡ_max 〔％〕とし、板厚減少率の最
も小さな部位の板厚減少率をＡ_min 〔％〕としたとき、
Ａ_max 〔％〕−Ａ_min 〔％〕＝２３％以下に規定されて
いる。この様に本発明に係る中空金属管体によれば、板
体における板厚減少率の最大値と最小値との差が小さい
ので、中空金属管体における均厚化を図り得、中空金属
管体に強度のばらつきが軽減され、外力が負荷される際
等における耐久性が向上する。

【００２０】本発明方法に係る積層工程によれば、少な
くとも２枚の金属製の板体を接触状態または非接触状態
で積層すると共に、横断面における板体の両端部を接合
した積層構造体を得る。なお板体の材質としてはステン
レス鋼板、炭素鋼板、アルミ系板等を採用できる。ステ
ンレス鋼板としてはフェライト系、オーステナイト系で
も良い。

【００２１】本発明方法に係る膨出工程によれば、積層
構造体を構成する板体のうち、厚み方向に隣設する板体
の間に液状物を圧入し、液状物の液圧により板体を曲げ
て厚み方向に膨出させ、中空室を備えた中空金属管体を
得る。液状物としては水、作動油等の非圧縮性流体を採
用するのが一般的である。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）以下、図１〜図６を参照して本発明の実施
例１を各工程に分けて説明する。 積層工程 まず本実施例に係る積層工程では、図１から理解できる
様に比較的薄肉状で平板状をなす合計４枚のステンレス
鋼製の板体１（第１板体１ａ、第２板体１ｂ、第３板体
１ｃ、第４板体１ｄ）を用い、各板体１をその厚み方向
に重ねて接触状態で積層する。

【００２３】更に図１から理解できる様に横断面におけ
る各板体１の幅方向つまり矢印Ｘ１方向における一端部
１０同士を溶接で接合して、接合部としての溶接部２０
を形成すると共に、各板体１の幅方向つまり矢印Ｘ１方
向における他端部１１同士を溶接で接合して、接合部と
しての溶接部２１を形成する。なお溶接手段としてはＴ
ＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接を採用できる。

【００２４】本実施例によれば、積層方向における外側
に位置する第１板体１ａ及び第４板体１ｄの肉厚は、積
層方向における内側に位置する第２板体１ｂ及び第３板
体１ｃの肉厚よりも厚くされている。具体的には、第１
板体１ａ及び第４板体１ｄの肉厚は１．２〜１．７ｍｍ
程度、特に１．５ｍｍ程度であり、第２板体１ｂ及び第
３板体１ｃの肉厚は０．３〜０．６ｍｍ程度、特に０．
６ｍｍ程度である。但し板厚はこれに限定されるもので
はない。

【００２５】更に図２から理解できる様に各板体１の長
さ方向の一端部も溶接で接合して、溶接部２２を形成す
る。これにより溶接部２０、２１、２２を備えた積層構
造体３が得られる。図１において積層構造体３の幅方向
の寸法はＬ１で示される。 膨出工程 次に膨出工程を行う。膨出工程に係る第１圧入操作とし
て、図２から理解できる様に、液状物が通過する通路４
０を備えた金属製の差込体４を用いる。そして、積層構
造体３を構成する板体１の長さ方向つまり矢印Ｙ１方向
における一端部である差込端部３ｉのうち、厚み方向に
隣設する第２板体１ｂと第３板体１ｃとの間に差込体４
の先端部４２を圧入操作等により差込む。

【００２６】差込体４の先端部４２には、圧入容易性等
を考慮して傾斜面４３が形成されている。傾斜面４３
は、先端に向かうつれて外径が小さくなる傾斜を備えて
いる。図３から理解できる様に、差込体４につながる送
給源５を作動させて、送給源５から差込体４の通路４０
に液状物Ｌを送給し、その液状物Ｌを第２板体１ｂと第
３板体１ｃとの間に圧入する。これにより図３から理解
できる様に第１板体１ａ及び第２板体１ｂが積層したま
まの状態で、その厚み方向につまり矢印Ａ１方向に曲げ
られて膨出され、以て第１成形型７１の第１成形面７１
ｎに張付られ、１次成形される。

【００２７】同様に図３から理解できる様に第３板体１
ｃ及び第４板体１ｄが積層したままの状態で、その厚み
方向につまり矢印Ａ２方向に曲げられて膨出され、第１
成形型７１の第１成形面７１ｍに張付られ、１次成形さ
れる。この結果、図４から理解できる様に内室として機
能する第１中空室６１が形成される。横断面において第
１中空室６１は『略めがね形状』あるいは『横８の字形
状』をなしている。第１圧入操作した後における積層構
造体３に係る幅寸法は図４においてＬ２で示される。Ｌ
２は前記したＬ１よりも小さくなっている（Ｌ２＜Ｌ
１）。第１成形型７１の第１成形面７１ｎの深さはＨ１
で示されている。なお第１圧入操作における液圧Ｐ１は
６８〜９０ＭＰａ程度とすることができる。液状物Ｌと
しては水を採用する。

【００２８】また図４から理解できる様に第１成形型７
１は、溶接部２０、２１を抑える溶接押さえ部７１ｘを
備えている。溶接押さえ部７１ｘの押さえ機能により、
第１圧入操作の際における溶接部２０、２１の破損を抑
えるのに有利である。次に膨出工程に係る第２圧入操作
を行う。この操作では、差込体４を積層構造体３の差込
端部３ｉから一旦離脱させる。離脱させた状態で、図５
から理解できる様に板体１に注入孔１ｋをドリル等の加
工具で形成する。

【００２９】再び、板体１の間に差込体４の先端部４２
を差込む。図５から理解できる様に第２圧入操作では、
積層構造体３は第２成形型７２のキャビティ内に配置さ
れている。この状態で、再び送給源５が作動して、送給
源５から差込体４の通路４０に液状物Ｌを圧入する。す
ると、液状物Ｌが注入孔１ｋを通り、第１板体１ａと第
２板体１ｂとの間の空間に液状物Ｌが送給されると共
に、第３板体１ｃと第４板体１ｄとの間の空間に液状物
Ｌが送給され、これにより第２圧入操作が行われる。

【００３０】この第２圧入操作により、図６から理解で
きる様に第１板体１ａがその厚み方向につまり矢印Ａ１
ａ方向に曲げられて膨出され、以て第２成形型７２の第
２成形面７２ｎに張付られる。同様に、第４板体１ｄが
その厚み方向につまり矢印Ａ２ａ方向に曲げられて膨出
され、以て第２成形型７２の第２成形面７２ｍに張付ら
れる。この様な第２圧入操作により第２中空室６２が第
１中空室６１の外側に形成される。

【００３１】よって図６から理解できる様に、『略めが
ね形状』あるいは『横８の字形状』の断面形状を備えた
第１中空室６１をもつ内管６８及び第２中空室６２をも
つ外管６９の双方を備えた中空金属管体６が得られる。
図６において第２成形型７２の第２成形面７２ｎの深さ
はＨ２で示されており、Ｈ２は前記した第１成形型７１
に係るＨ１よりも深く設定されている（Ｈ２＞Ｈ１）。
図６において第２圧入操作した後における積層構造体３
に係る幅寸法はＬ３で示される。Ｌ３は前記したＬ２よ
りも小さくなっている（Ｌ３＜Ｌ２）。

【００３２】上記の様に液状物Ｌを圧入する第１圧入操
作及び第２圧入操作によれば、板体１に負荷される成形
圧は全体として均一化し易く、しかも成形圧は低速で負
荷されるため、過剰な引張力の局部的集中を軽減、回避
できる。従って中空金属管体６を構成する板体１におけ
る板厚の減少率のばらつきを軽減、回避できる。また本
実施例によれば、上記の様な第２圧入操作の際には、第
２板体１ｂと第３板体１ｃとの間の第１中空室６１には
液状物Ｌが収容されており、第１中空室６１に液圧が残
留している。そのため残留液圧により、第１中空室６１
を区画する第２板体１ｂ及び第３板体１ｃの曲げ形状は
維持される。

【００３３】また図６から理解できる様に第２成形型７
２は、溶接部２０、２１を抑える溶接押さえ部７２ｘを
備えている。溶接押さえ部７２ｘの押さえ機能により、
第２圧入操作の際における溶接部２０、２１の破損を抑
えるのに有利である。なお上記した第２圧入操作におけ
る液圧Ｐ２は、第１圧入操作の液圧Ｐ１と同程度であ
る。場合によっては第１圧入操作における液圧Ｐ１と第
２圧入操作における液圧Ｐ２とを異なる大きさとしても
良い。

【００３４】排出工程 次に排出工程を行う。排出工程では、中空金属管体６を
第２成形型７２から離脱させると共に、膨出した中空金
属管体６の第１中空室６１及び第２中空室６２から液状
物Ｌを排出する。なお排出にあたり、重力を利用した自
然落下やポンプによる吸引等を利用できる。

【００３５】効果 上記した工程により、『略めがね形状』あるいは『横８
の字形状』の第１中空室６１をもつ内管６８と、その外
側を覆う第２中空室６２をもつ外管６９との双方を備え
た中空金属管体６が得られる。本実施例では第１圧入操
作及び第２圧入操作として液状物Ｌを圧入して液圧によ
り板体１を成形する方法である。そのため成形圧が瞬時
に負荷されるプレス成形の場合と比較して、成形圧の均
一化に有利であり、しかも成形圧が低速で負荷される。
そのため成形の際に板体１における引張力の局部的集中
を軽減、回避するのに有利である。従って板厚減少率の
ばらつきを低減できる。

【００３６】即ち本実施例によれば、中空金属管体６の
板体１のうち板厚減少率の最も大きな部位の板厚減少率
をＡ_max 〔％〕とし、板厚減少率の最も小さな部位の板
厚減少率をＡ_min 〔％〕としたとき、Ａ_max 〔％〕−Ａ
_min 〔％〕＝２３％以下とされている。具体的にはマイ
クロメータで測定したところ、Ａ_max 〔％〕−Ａ
_min〔％〕＝２０％以下であった。

【００３７】上記した中空金属管体６は、車両の内燃機
関に装備される排気系部品に適用できる。この場合に
は、内燃機関から排出された高温の排気ガスが第１中空
室６１に流れる。ところで内燃機関の排気系には排気ガ
スを浄化するための触媒が装着されている。触媒では、
一般的には排気ガスの温度が低下すると浄化率が低減す
ると言われている。そのため高温の排気ガスを温度低下
させることなく触媒に搬送できることが好ましい。この
点本実施例によれば、前述の様に高温の排気ガスが第１
中空室６１に流れ、且つ、外側の第２中空室６２は空気
断熱層として機能できるため、第１中空室６１を流れる
排気ガスの温度低下を抑えるのに有利であり、従って触
媒の浄化率を確保するのに有利である。

【００３８】殊に排気ガスが流れる第１中空室６１を区
画する第２板体１ｂ、第３板体１ｃは薄肉であるため、
熱容量が小さい。そのため排気ガスが第２板体１ｂ、第
３板体１ｃに触れても、高温の排気ガスからの逃熱を抑
えることができ、排気ガスの温度低下を抑え得る。なお
この中空金属管体６は上記した排気マニホールド等の用
途の他に、水等の液体、ガス等の液体を流すため等の管
体にも利用できるものである。

【００３９】他の形態 上記した積層工程では、図１から理解できる様に平板状
をなす合計４枚の板体１（第１板体１ａ、第２板体１
ｂ、第３板体１ｃ、第４板体１ｄ）を用い、各板体１を
重ねて接触状態で積層しているが、これに限らず板体１
は平板状に限らず、予備成形された曲げ部を備えたもの
でも良い。更に各板体１間に、隙間形成手段としてのス
ペーサを介在させ、各板体１を互いに非接触状態で積層
することにしても良い。

【００４０】（実施例２）図７に示す実施例２に係る方
法は実施例１と基本的に同様の構成である。実施例２で
製造した中空金属管体６は、第１中空室６１及び第２中
空室６２を区画するために第１板体１ａと第２板体１ｂ
と第３板体１ｃと第４板体１ｄとを備え、更に第２板体
１ｂと第３板体１ｃとの間に中間板体１ｅが配置されて
いる。従って第１中空室６１は中間板体１ｅで仕切られ
ている。

【００４１】（実施例３）図８に示す実施例３に係る方
法は実施例１と基本的に同様の構成である。実施例３で
製造した中空金属管体６を図８に示す。図８から理解で
きる様に中空金属管体６は、『めがね形状』ではなく
『円筒形状』とされた内管６８と、内管６８の外側に配
置されている外管６９とで構成されている。

【００４２】内管６８は、液圧で曲げ変形された互いに
対面する第２板体１ｂ及び第３板体１ｃとで構成された
内室としての円筒形状の第１中空室６１を区画してい
る。外管６９は、外側に配置され液圧で曲げ変形された
外室としての第２中空室６２を区画している。本実施例
においても、上記した液圧を加える第１圧入操作及び第
２圧入操作を行うため、板体１に負荷される成形圧は均
一化し易く、しかも衝撃的に成形されるプレス成形型に
比較して成形圧は低速で負荷されるため、過剰な引張力
の局部的集中を軽減、回避できる。従って中空金属管体
６を構成する板体１の板厚の減少率のばらつきを軽減、
回避できる。

【００４３】即ち本実施例によれば、図８から理解でき
る様に横断面において外管６９を構成する第１板体１ａ
及び第４板体１ｄの端同士をつなぐ仮想線に沿う第２中
空室６２の室内距離をＤ₀ とする。更に、その仮想線に
直交する向きの第２中空室６２の室内距離をＤ₁ とす
る。本実施例では（Ｄ₀ ／Ｄ₁ ）の比率＝０．７〜１．
３に規定されており、曲げ加工度は大きい。

【００４４】本実施例によれば、内管６８を構成する板
体１ｂ、１ｃのうち板厚減少率の最も大きな部位の板厚
減少率をＡ_max 〔％〕とする。更に、板厚減少率の最も
小さな部位の板厚減少率をＡ_min 〔％〕とする。本実施
例では、Ａ_max 〔％〕−Ａ_{mi n} 〔％〕＝２３％以下に規
定されている。 （実施例４）図９に示す実施例４は実施例１と基本的に
同様の構成である。実施例４で製造した中空金属管体６
を図９に示す。

【００４５】図９から理解できる様に中空金属管体６は
合計６枚の板体１ａ〜１ｆを備えており、第１内管６７
と第２内管６８と外管６９とで構成されている。第１内
管６７は、内管としての第１中空室６１ｒを区画してい
る。第２内管６８は、内管としての第１中空室６１ｓを
区画している。外管６９は、外管としての第２中空室６
２を区画している。

【００４６】（実施例５）図１０〜図１１に示す実施例
５は実施例１と基本的に同様の構成である。この積層構
造体３も、複数枚の板体１をその厚み方向に積層した構
成されている。図１０から理解できる様に、各板体１
は、三股状をなす脚部１ｓと、脚部１ｓの一端部が合流
した集合部１ｔとを備えた形状をなしている。

【００４７】積層工程では各板体１のうち差込端部３ｉ
を除く全周囲を溶接して、接合部としての溶接部２５を
形成し、積層構造体３を得る。即ち、差込体４を差し込
む差込端部３ｉには溶接部２５は形成されていない。従
って積層構造体３の差込端部３ｉに差込体４を差し込
み、前述同様に、液圧を加える第１圧入操作及び第２圧
入操作を行う。

【００４８】図１１（Ａ）（Ｂ）は膨出工程における第
２圧入操作を行っている形態を示す。即ち、図１１
（Ａ）に示す様に第２成形型７２のうち、脚部１ｓ成形
用の第２型面７２ｓ、７２ｔ間に積層構造体３の脚部１
ｓを配置する。同様に、図１１（Ｂ）に示す様に第２成
形型７２のうち、集合部１ｔ成形用の第２型面７２ｎ、
７２ｍ間に積層構造体３の集合部１ｔを配置する。

【００４９】上記の様な第１圧入操作及び第２圧入操作
により、三股状の第１中空室６１及びこれが合流した第
２中空室６２をもつ中空金属管体６が成形される。最終
的には図１０から理解できる様に切断装置等で三股状の
脚部１ｓの先端部を切断線Ｅ１に沿って切断し、これに
より軸長方向つまり矢印Ｙ２方向に貫通する中空金属管
体６を形成する。

【００５０】この中空金属管体６は、車両の内燃機関に
装備される排気系の排気マニホールドに適用にできる。
この場合には、内燃機関から排出された高温の排気ガス
は第１中空室６１に流れる。排気ガスは、排気マニホー
ルドの分野では周知の様に、複数個の脚部１ｓを通過
し、集合部１ｔで集合する。前述した様に内燃機関の排
気系には排気ガスを浄化するための触媒が装着されてい
る。触媒では、一般的には排気ガスの温度が低下すると
浄化率が低減すると言われている。この点本実施例によ
れば、前述の様に高温の排気ガスが第１中空室６１に流
れ、且つ、外室としての第２中空室６２は空気断熱層を
構成するため、第１中空室６１を流れる排気ガスの温度
低下を抑えるのに有利であり、従って触媒の浄化率を確
保するのに有利である。

【００５１】なおこの例に係る脚部１ｓは三股状とされ
ているが、三股状に限らず、四股状、五股状、６股状で
も良いものである。

【００５２】

【発明の効果】請求項１に係る中空金属管体によれば、
内室に係るＤ₀ ／Ｄ₁ ＝０．７〜１．３の様に曲げ加工
度を大きな値に規定した場合であっても、板体における
板厚減少率のばらつきを軽減しているので、中空金属管
体を構成する板体の均一肉厚化に有利であり、中空金属
管体の強度及び耐久性の向上を図り得る。

【００５３】請求項２〜請求項６に係る中空金属管体の
製造方法によれば、液状物の液圧を利用することによ
り、成形圧の均一化を図り得、しかも成形圧を低速で負
荷でき、従って中空金属管体を構成する板体における過
剰な板厚減少を軽減し、板体における板厚減少率のばら
つきを軽減でき、中空金属管体の強度及び耐久性の向上
を図り得る。

【００５４】請求項３に係る中空金属管体の製造方法に
よれば、液状物の液圧を利用した第１圧入操作及び第２
圧入操作により、第１中空室及び第２中空室を備えた中
空金属管体を得る。請求項４に係る中空金属管体の製造
方法によれば、成形型面を備えた成形型を用い、液状物
の圧力により膨出した板体を成形型の成形型面に張付け
て成形することにより、中空金属管体の形状や寸法精度
を規制し、中空金属管体の精度を向上し得る。

【００５５】請求項６に係る中空金属管体の製造方法に
よれば、積層構造体のうち厚み方向に隣設する板体の間
に差込体を差込むことにより、差込体の通路から液状物
を送給して中空室の形成を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層構造体の断面図である。

【図２】積層構造体に差込体を差し込んだ状態の構成図
である。

【図３】積層構造体に差込体を差し込んだ状態で、第１
圧入操作を行い第１中空室を成形している状態の要部の
構成図である。

【図４】第１成形型を用いて積層構造体に第１中空室を
成形している状態の構成図である。

【図５】積層構造体に差込体を差し込んだ状態で、第２
圧入操作を行い第１中空室とは別の第２中空室を成形し
ている状態の要部の構成図である。

【図６】第２成形型を用いて積層構造体に第１中空室と
は別の第２中空室を成形している状態の構成図である。

【図７】実施例２に係る中空金属管体の断面図である。

【図８】実施例３に係る中空金属管体の要部の斜視図で
ある。

【図９】実施例４に係る中空金属管体の要部の斜視図で
ある。

【図１０】実施例５に係る溶接部を備えた三股状の脚部
を備えた積層構造体の要部の平面図である。

【図１１】図１０に示す積層構造体を用いて第１中空室
とは別の第２中空室を成形している状態の断面図であ
る。

【図１２】従来技術に係る構成図である。

【符号の説明】

図中、１は板体、２０、２１は溶接部（接合部）、３は
積層構造体、４は差込体、４０は通路、６は中空金属管
体、６１は第１中空室（内室）、６２は第２中空室（外
室）、６８は内管、６９は外管を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液圧で曲げ変形された互いに対面する少な
   くとも２枚の内側の板体で構成された内室を区画する内
   管と、 該内側の板体よりも外側に配置され液圧で曲げ変形され
   た外側の板体で構成され該内室よりも外側に配置された
   外室を区画する外管と、 該外管を構成する外側の板体と該内管を構成する内側の
   板体とを横断面の両端部で接合した接合部とで構成さ
   れ、 横断面において該外管を構成する板体の端同士をつなぐ
   仮想線に沿う該外室の室内距離をＤ₀ とし、該仮想線に
   直交する向きの該外室の室内距離をＤ₁ としたとき、Ｄ
   ₀ ／Ｄ₁ ＝０．７〜１．３に規定され、該板体のうち板
   厚減少率の最も大きな部位の板厚減少率をＡ_max 〔％〕
   とし、板厚減少率の最も小さな部位の板厚減少率をＡ
   _min 〔％〕としたとき、Ａ_max 〔％〕−Ａ_min 〔％〕＝
   ２３％以下に規定されていることを特徴とする中空金属
   管体。
2. 【請求項２】少なくとも２枚の金属製の板体を接触状態
   または非接触状態で積層すると共に、断面における該板
   体の両端部を接合した積層構造体を得る積層工程と、 該積層構造体を構成する板体のうち、厚み方向に隣設す
   る該板体の間に液状物を圧入し、液状物の液圧により該
   板体を曲げて厚み方向に膨出成形し、中空室を備えた中
   空金属管体を得る膨出工程と、 膨出した該中空金属管体の中空室から液状物を排出する
   排出工程とを順に実施することを特徴とする中空金属管
   体の製造方法。
3. 【請求項３】少なくとも４枚の金属製の板体を接触状態
   または非接触状態で積層すると共に、横断面における該
   板体の両端部を接合した積層構造体を得る積層工程と、 該積層構造体を構成する板体のうち、厚み方向に隣設す
   る板体の間に液状物を圧入し、液状物の圧力により少な
   くとも２枚の該板体が積層したままその厚み方向に曲げ
   て膨出成形し、第１中空室を形成する第１圧入操作と、 該第１中空室に液状物を残した状態で、厚み方向に隣設
   する板体の間に更に液状物を圧入し、液状物の液圧によ
   り該板体を曲げてその厚み方向に膨出成形し、第２中空
   室を形成する第２圧入操作とを行い、該第１中空室及び
   該第２中空室を備えた中空金属管体を得る膨出工程と、 膨出した該中空金属管体の該第１中空室及び該第２中空
   室から該液状物を排出する排出工程とを順に実施するこ
   とを特徴とする中空金属管体の製造方法。
4. 【請求項４】膨出工程において、キャビティを区画する
   互いに対面する成形型面を備えた成形型を用い、成形型
   のキャビティ内に積層構造体を配置し、液状物の圧力に
   より膨出した板体を該成形型の成形型面に張付けて成形
   することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の
   中空金属管体の製造方法。
5. 【請求項５】積層工程において、積層構造体を構成する
   板体は平板状または予備成形された板体であることを特
   徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の中空金
   属管体の製造方法。
6. 【請求項６】膨出工程において、液状物が通過する通路
   を備えた差込体を用い、積層構造体のうち厚み方向に隣
   設する板体の間に差込体を差込み、該差込体の通路から
   液状物を該板体間に送給することを特徴とする請求項２
   〜請求項５のいずれかに記載の中空金属管体の製造方
   法。