JPWO2011145136A1 - 金属パイプ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

金属パイプ１は、パイプ本体１０と、パイプ本体１０の端部に設けられ、他部品に締結されるフランジ２０とを備えている。パイプ本体１０は、中心軸方向の継ぎ目が無い管部材で構成される。パイプ本体１００の一端部の中心軸と他端部の中心軸とが側面視で略直交している。パイプ本体１０の長手方向の寸法がパイプ本体１０の直径の５倍以下である。パイプ本体１０の中途部には、中心軸がパイプ本体１０の直径以下の半径を持つ円弧状となるように曲げられた極小曲げ部１１が設けられている。パイプ本体１０の一端部には、他端部よりも拡径した拡径部１３が、パイプ本体１０の中間部の中心軸から偏心して設けられている。

Description

本発明は、曲がり部が形成された金属パイプ及びその製造方法に関するものである。

従来から、例えば、エンジンの排気ガス再循環装置には、エンジンの排気系と吸気系とを接続するためのＥＧＲパイプが用いられている（例えば、特許文献１参照）。ＥＧＲパイプは、パイプ本体と、パイプ本体の端部に設けられたフランジとを備えている。ＥＧＲパイプは、フランジがエンジン部品に締結された状態で組み付けられる。このＥＧＲパイプのパイプ本体には、複数の曲がり部が中心軸方向に間隔をあけて設けられている。

また、パイプ本体に曲がり部を形成する場合に、曲がり部の中心軸における曲げ半径をパイプ本体の直径の１．２倍以下とすることが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２９３８６４号公報 特開２００６−２７２４５０号公報

ところで、近年、車両のエンジンルーム内への配設機器が増加してきており、しかも、エンジンルームが縮小しているので、ＥＧＲパイプのようなエンジンルームに設けられるパイプにおいては、レイアウトの自由度が制限されている。このような中で、フランジをエンジン部品に締結しようとすると、締結用工具の締結作業時における移動軌跡上にパイプ本体が存在していて、工具を動かすことが困難な場合がある。

これに対し、パイプ本体が工具の移動軌跡上から外れるようにパイプ本体の形状を設定することが考えられるが、これを実現しようとすると、複雑な形状設計が要求される。しかも、パイプ本体が他の部品等と干渉しないようにレイアウトしなければならず、より一層形状が複雑化する。

よって、特許文献２に開示されているように、中心軸における曲げ半径をパイプ本体の直径の１．２倍以下とした曲げ加工を行ったとしても、そのような単純な曲げ加工だけでは上記問題を解決するのは難しく、結局、曲げ加工を行った複数の管部材を接続して複雑な形状を得なければならなかったり、形状設定の自由度が比較的高い鋳造法によって複雑な形状を得なければならなかった。複数の管部材を接続する方法及び鋳造法はコスト高及び重量増になるという問題がある。

また、パイプ本体のレイアウト上、パイプ本体の一端部の中心軸と他端部の中心軸とを、パイプ本体の側面から見たときに略直交する位置関係とせざるを得ない場合があり、しかも、パイプ本体の長手方向の寸法をその直径の５倍以下としなければならない場合がある。このような制約を受けている状況で、上述したような複雑な形状を得るのはより一層の困難を伴う。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フランジを有する金属パイプにおいて複数の管部材を接続することなく、また、鋳造法によることなく、低コスト且つ軽量で複雑な形状を実現でき、さらに、レイアウト上の制約が厳しくても、フランジの締結作業が工具を用いて行えるようにするとともに、パイプ本体と他の部品との干渉を回避することができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、パイプ本体に極小曲げ部を設けるとともに、パイプ本体の端部に、パイプ本体の中間部の中心軸から偏心した拡径部を設けることによって複雑な形状を実現した。

第１の発明は、金属製のパイプ本体と、上記パイプ本体の一端部及び他端部にそれぞれ設けられ、他部品に締結される第１フランジ及び第２フランジとを備えた金属パイプにおいて、上記パイプ本体は、中心軸方向の継ぎ目が無い管部材で構成されるとともに、該パイプ本体の一端部の中心軸と他端部の中心軸とが該パイプ本体の側面視で略直交するように、かつ、該パイプ本体の長手方向の寸法が該パイプ本体の直径の５倍以下となるように形成され、上記パイプ本体の中途部には、中心軸が該パイプ本体の直径以下の半径を持つ円弧状となるように曲げられた極小曲げ部が設けられ、上記パイプ本体の端部には、該パイプ本体の中間部よりも拡径した拡径部が該パイプ本体の中間部の中心軸から偏心して設けられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、パイプ本体のレイアウト上の制約により、パイプ本体の一端部と他端部との中心軸同士が側面視で略直交し、かつ、長手方向の寸法を直径の５倍以下とする場合に、極小曲げ部によってパイプ本体の中途部に急な曲がりを形成するとともに、パイプ本体の一端部に偏心した拡径部を形成することにより、１本の管部材からなるパイプ本体の形状の複雑化が達成される。これにより、フランジを締結する際の工具の移動軌跡上からパイプ本体が外れるように、該パイプ本体の複雑な形状を実現することが可能になるとともに、他の部品等と干渉しないようなパイプ本体の形状とすることも可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、パイプ本体には、蛇腹部が一体成形されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、パイプ本体を蛇腹部において曲げ変形させることが可能になる。これにより、パイプ本体、フランジが締結される部材等に製造誤差が生じていた場合に、パイプ本体の曲げ変形によって製造誤差を吸収させることが可能になる。

第３の発明は、第１または２の発明において、パイプ本体には、少なくとも２つの極小曲げ部が互いに近接して設けられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、パイプ本体の形状をより複雑化することが可能になる。

第４の発明は、金属製のパイプ本体と、上記パイプ本体の一端部及び他端部にそれぞれ設けられ、他部品に締結される第１フランジ及び第２フランジとを備え、上記パイプ本体が、中心軸方向の継ぎ目が無い管部材で構成されるとともに、該パイプ本体の一端部の中心軸と他端部の中心軸とが該パイプ本体の側面視で略直交するように、かつ、該パイプ本体の長手方向の寸法が該パイプ本体の直径の５倍以下となるように形成された金属パイプの製造方法において、素管に剪断曲げを施すことにより、中心軸が上記パイプ本体の直径以下の半径を持つ円弧状となるように曲げて極小曲げ部を形成する工程と、上記極小曲げ部をハイドロフォーミングにより所定の形状となるように修正する工程と、ハイドロフォーミングを２段階以上施すことにより、上記パイプ本体の端部に、該パイプ本体の中間部よりも拡径した拡径部を、該パイプ本体の中間部の中心軸から偏心させて設ける工程とを有することを特徴とする。

この構成によれば、第１の発明と同様に、レイアウト上の制約を受ける場合に、パイプ本体に極小曲げ部と偏心した拡径部とを設けることによってパイプ本体の複雑な形状を実現することが可能になる。

第５の発明は、第４の発明において、パイプ本体に蛇腹部を一体成形する工程を有することを特徴とする。

第１の発明によれば、レイアウト上の制約を受けて、パイプ本体の一端部の中心軸と他端部の中心軸とを側面視で略直交させ、かつ、長手方向の寸法を直径の５倍以下とせざるを得ない場合に、パイプ本体の中途部に極小曲げ部を設け、パイプ本体の一端部に拡径部を設けたことで、複数の管部材を接続することなく、また、鋳造法を用いることなく、複雑な形状を得ることができる。これにより、レイアウト上の厳しい制約があっても、低コスト化を図りながら、工具の移動軌跡上から外れるようにパイプ本体の形状を設定できるとともに、他の部品等と干渉を回避することができる。

第２の発明によれば、パイプ本体に蛇腹部を一体成形したので、部品点数の増加を招くことなく、パイプ本体を曲げ変形させて製造誤差を吸収させることができる。これにより、各部に製造誤差が生じていても、フランジの締結作業を容易に行うことができる。

第３の発明によれば、パイプ本体に２つの極小曲げ部を設けたので、より複雑な形状のパイプ本体を得ることができる。

第４の発明によれば、第１の発明と同様に、レイアウト上の厳しい制約があっても、低コスト化を図りながら、工具の移動軌跡上から外れるようにパイプ本体の形状を設定できるとともに、他の部品等と干渉を回避することができる。

第５の発明によれば、第２の発明と同様な効果を奏することができる。

実施形態にかかる金属パイプの斜視図である。 金属パイプの平面図である。 金属パイプの背面図である。 金属パイプの正面図である。 パイプ本体の第２曲がり部を実形状が分かるように正面から見た図である。 パイプ本体の第１曲がり部近傍を実形状が分かるように正面から見た図である。 図３におけるVII−VII線断面図である。 図３におけるVIII−VIII線断面図である。 第２曲がり部を成形する際の１番目の工程を経た素管の側面図である。 第２曲がり部が成形された素管の側面図である。 第１曲がり部が成形された素管の側面図である。 第１曲がり部を成形する際に素管を成形装置に保持した状態を示す図である。 第１曲がり部を成形した図１１相当図である。 拡径部が成形された素管の側面図である。 蛇腹部が成形された素管の側面図である。 素管の一端部が切除された状態の側面図である。 素管の他端部が切除されて得られたパイプ本体を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態にかかる金属パイプ１を示すものである。この金属パイプ１は、自動車のディーゼルエンジンに設けられた排気ガス再循環装置、いわゆるＥＧＲ（exhaust gas recirculation）装置が有するＥＧＲパイプである。この金属パイプ１は、上記エンジンの排気系を構成する部材と、吸気系を構成する部材とに締結固定され、排気ガスを吸気系に導くためのものである。

図２〜図４に示すように、金属パイプ１は、パイプ本体１０と、パイプ本体１０の一端部に設けられた第１フランジ２０と、パイプ本体１０の他端部に設けられた第２フランジ３０とを備えている。

パイプ本体１０は、例えば、ＳＵＳ３０４材からなる円管部材を成形してなるものであり、中心軸方向の中途部に継ぎ目の無い、１本の部材である。

第１フランジ２０は、例えばＳＳ４００の板材からなるものであり、所定方向に長く形成されている。第１フランジ２０の中心部には、パイプ本体１０の一端部が挿入される貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔にパイプ本体１０の一端部が挿入され、周縁部に溶接されている。第１フランジ２０の長手方向両端部には、ボルトやビス等の締結部材が挿通する第１挿通孔２１と、第２挿通孔２２とがそれぞれ形成されている。第１及び第２挿通孔２１，２２の形成位置は、金属パイプ１が固定されるエンジン側の部材の構造等によって決定された位置である。第１及び第２挿通孔２１，２２に挿通した締結部材は、所定の工具を用いてエンジン側の部材に螺合するようになっている。

第２フランジ３０は、第１フランジ２０と同様な材料からなるものであり、所定方向に長く形成されている。図８に示すように、第２フランジ３０の中心部には、パイプ本体１０の他端部が挿入される貫通孔３３が形成されている。この貫通孔３３にパイプ本体１０の他端部が挿入され、溶接されている。第２フランジ３０の長手方向両端部には、締結部材が挿通する第１挿通孔３１と、第２挿通孔３２とがそれぞれ形成されている。第１及び第２挿通孔３１，３２の形成位置は、エンジン側の部材の構造等によって決定された位置であり、第１及び第２挿通孔３１，３２に挿通した締結部材は、第１フランジ２０と同様に、所定の工具を用いてエンジン側の部材に螺合するようになっている。

図３に示すように、パイプ本体１０の一端部の中心軸Ｘａと他端部の中心軸Ｘｂとは、パイプ本体１０のエンジンへの取り付け状態における側面視で互いに略直交している。このようにパイプ本体１０の形状が設定されているので、第１フランジ２０のエンジン側の部材に接する面２０ａ（図３にのみ示す）と、第２フランジ３０のエンジン側の部材に接する面３０ａ（図３にのみ示す）とは、両面２０ａ，３０ａを延長させた場合に互いに略直交するようになる。

また、図５に示すように、パイプ本体１０の長手方向の寸法Ｌは、一端部の直径Ｄの４倍以上５倍以下とされている。この実施形態では、Ｌは直径Ｄの約４．５倍である。

上記のようにパイプ本体１０の中心軸Ｘａ，Ｘｂを互いに略直交させ、かつ、長手方向の寸法Ｌを直径Ｄの５倍以下としている理由は、本金属パイプ１の配設場所におけるレイアウト上の制約を受けているためである。

また、金属パイプ１の配設場所は狭く、しかも、配設場所にはエンジンルームの他の部品がせり出してきており、さらに、第１フランジ２０が締結される部分と、第２フランジ３０が締結される部分とは同一平面上にない。このような厳しいレイアウト上の制約に加えて、第１フランジ２０及び第２フランジ３０を締結する際には工具を使用しなければならず、この工具とパイプ本体１０との干渉も回避しなければならない。これを実現するために、パイプ本体１０の形状を以下に説明するように複雑な形状としている。

すなわち、パイプ本体１０の中心軸方向中央部よりも第１フランジ２０側（一側）には、第１フランジ２０側から第２フラン２０側（他側）に向かって順に、第１曲がり部１１と第２曲がり部１２とが形成されている。また、パイプ本体１０の他端部には、拡径部１３が形成されている。この拡径部１３は、パイプ本体１０の中間部の中心軸から偏心している。パイプ本体１０の拡径部１３と第２曲がり部１２との間には、蛇腹部１４が形成されている。

図６に示すように、第１曲がり部１１は、該第１曲がり部１１の中心軸Ｘ１の曲げ半径Ｒ１がパイプ本体１０の一端側の直径Ｄ以下となるように設定された極小曲げによって形成されたものである。具体的には、第１曲がり部１１の中心軸Ｘ１よりも曲げ外側の部分１１ａ（図６にのみ示す）の曲げ半径Ｒ１ａは、パイプ本体１０の直径Ｄ（実施形態では３０ｍｍ）と同じに設定されている。一方、第１曲がり部１１の中心軸Ｘ１よりも曲げ内側の部分１１ｂ（図６にのみ示す）の曲げ半径Ｒ１ｂは、パイプ本体１０の直径Ｄである３０ｍｍよりも小さく、この実施形態では１ｍｍに設定されている。

第１曲がり部１１の第１フランジ２０側の中心軸Ｘ１ａと、第１曲がり部１１の第２フランジ３０側の中心軸Ｘ１ｂとのなす角度α（第１曲がり部１１の曲げ角度）は、略８０゜とされている。この曲げ角度αは、８０゜に限られるものではなく、任意に設定できる。

図１及び図２に示すように、第２曲がり部１２は、第１曲がり部１１とは異なる方向に曲がっている。すなわち、図５に示す第１曲がり部１１の中心軸Ｘ１と、第２曲がり部１２の中心軸Ｘ２とは、同一平面上に存在しておらず、第１曲がり部１１と第２曲がり部１２とによって三次元形状の複雑な曲げ形状が構成されている。

第２曲がり部１２も、図５に示すように、中心軸Ｘ２の曲げ半径Ｒ２が直径Ｄ以下となるように設定された極小曲げによって形成されたものである。具体的には、第２曲がり部１２の中心軸Ｘ２よりも曲げ外側の部分１２ａ（図５にのみ示す）の曲げ半径Ｒ２ａは、パイプ本体１０の直径Ｄである３０ｍｍと同じに設定されている。一方、第２曲がり部１２の中心軸Ｘ２よりも曲げ内側の部分１２ｂ（図５にのみ示す）の曲げ半径Ｒ２ｂは、パイプ本体１０の直径Ｄである３０ｍｍよりも小さく、この実施形態では３ｍｍに設定されている。

第２曲がり部１２の第１フランジ２０側の中心軸Ｘ２ａと、第２曲がり部１２の第２フランジ３０側の中心軸Ｘ２ｂとのなす角度β（第２曲がり部１２の曲げ角度）は、略１１０゜に設定されている。この曲げ角度βは、１１０゜に限られるものではなく、任意に設定できる。

第１曲がり部１１と、第２曲がり部１２とは互いに近接している。具体的には、第１曲がり部１１の曲がり終わり部分（第１曲がり部１１の中心軸方向他端部）と、第２曲がり部１２の曲がり始め部分（第２曲がり部１２の中心軸方向一端部）との離間寸法は、直径Ｄ以下に設定されている。これが可能になるのは、第１曲がり部１１及び第２曲がり部１２の両方が極小曲げとされていることによる。すなわち、極小曲げの場合には、曲げ内側の部分１１ｂ，１２ｂの半径Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂは、パイプ本体１０の直径Ｄよりも大幅に小さくできるので、極小曲げでない場合に比べて、第１曲がり部１１の曲がり終わり部分と、第２曲がり部１２の曲がり始め部分とを接近させることができるからである。

図７に示すように、パイプ本体１０の蛇腹部１４は、パイプ本体１０の周壁部を径方向外方へ膨出させた第１膨出部１４ａ、第２膨出部１４ｂ、第３膨出部１４ｃ及び第４膨出部１４ｄを有している。これら第１〜第４膨出部１４ａ〜１４ｄは、パイプ本体１０の周方向に環状に膨出している。また、第１〜第４膨出部１４ａ〜１４ｄは、パイプ本体１０の中心軸方向に所定の間隔をあけて形成されている。第２膨出部１４ｂ及び第３膨出部１４ｃは、第１膨出部１４ａ及び第４膨出部１４ｄよりも径方向の膨出量が大きく設定されている。よって、第１膨出部１４ａ及び第４膨出部１４ｄの外径は、第２膨出部１４ｂ及び第３膨出部１４ｃの外径よりも小さい。このような蛇腹部１４の形成により、パイプ本体１０は円滑に曲がり変形するようになる。

パイプ本体１０の拡径部１３は、内面がテーパー状に形成され、パイプ本体１０の他端部に近づくほど徐々に径が大きくなっている。また、この拡径部１３は、図４に示す正面視において、パイプ本体１０の下側部分（径方向一側部分）が上側部分（径方向他側部分）に比べて下方へ大きく突出するように形成されている。これにより、パイプ本体１０の他端部の開口部の中心を、パイプ本体１０の拡径部１３以外の部分（パイプ本体１０の中間部）の中心軸から偏心させることが可能になる。パイプ本体１０の他端部の開口部の偏心量を変更することによって第２フランジ３０の位置の変更が可能になる。

極小曲げからなる第１曲がり部１１をパイプ本体１０に設けることでパイプ本体１０に急な曲げ形状を形成して複雑な形状とすることができ、しかも、拡径部１３を設けたことによっても、パイプ本体１０の形状を複雑にすることが可能になる。これにより、複数の管部材を接続することなく、また、鋳造法を用いることなく、複雑な曲げ形状を軽量且つ低コストで得ることができる。

次に、上記のように構成された金属パイプ１の製造要領について説明する。まず、直管状の素管を用意する。１本の素管から１本のパイプ本体１０が得られる。素管の長さは、蛇腹部１４及び拡径部１３の成形によって全長が短くなることを考慮して十分な長さとされている。また、素管の直径は、パイプ本体１０の直径Ｄである。

始めに、図９及び図１０に示すように、素管１００に第２曲がり部１２を成形する。第２曲がり部１２は、２つの工程を経て成形される。１番目の工程では、図９に示すように、素管１００を図示しないベンダー装置を用いて曲げる。このときの曲げ半径は、素管１００の直径Ｄと略等しい。１番目の工程では極小曲げとなっていない。続く２番目の工程は、図１０に示すように、１番目の工程で曲げた部分を極小曲げとして第２曲がり部１２とする工程である。２番目の工程では、１番目の工程で曲げた部分の内側に、図示しないプレス加工装置を用いて型Ｐを押し付けて極小曲げとなるまで曲げ半径を小さくする。

その後、図１１に示すように、第１曲がり部１１を成形する。第１曲がり部１１は、図１２に示すような加工装置１１０を用いて成形する。この加工装置１１０は、素管１００の一端側が固定される固定型１１１と、素管１００の他端側を径方向に保持するように構成された可動型１１２とを備えている。可動型１１２は、素管１００の径方向（図の下方）に移動するようになっており、この移動方向が素管１００を剪断するような方向であるため、加工装置１１０では、いわゆる剪断曲げを素管１００に施すことになる。

可動型１１２には、素管１００の第２曲がり部１２側を保持し、固定型１１１には、素管１００の第２曲がり部１２よりも一端側を固定しておく。そして、可動型１１２を図１３に示すように下方へ移動させる。すると、素管１００が同図に示すように曲がる。すなわち、素管１００には、可動型１１２側に第１曲がり部１１が形成されるとともに、固定型１１１側に曲がり部１００ａが形成される。曲がり部１００ａは後に切除される。可動型１１２の移動による剪断曲げとしたことで、上記したベンダー装置を用いた場合と異なり、第２曲がり部１２を極小曲げとすることが可能になる。

次いで、素管１００を図示しない型内に収容した状態で、素管１００の内部に液圧を作用させる。このとき用いられる型は、第１曲がり部１１及び第２曲がり部１２の形状を設計通りに修正するための修正用の型である。また、素管１００の内部に液圧を作用させる装置は、周知のハイドロフォーミング法の際に用いられる装置である。この工程を経ることで、素管１００の第１曲がり部１１及び第２曲がり部１２の形状が修正される。

しかる後、図１４に示すように、拡径部１３を成形する。この工程では、拡径部１３を３段階に分けて成形していく。尚、この工程では、拡径部１３のみを成形するのではなく、後に説明するが、切除される部分１２０も拡径部１３と一緒に成形する。

拡径部１３を成形するにあたっては、始めに、素管１００の拡径部１３を成形する部分を小さく膨出させるための第１の型（図示せず）に素管１００を収容し、ハイドロフォーミングを行う。その後、素管１００を第１の型から取り出し、第２の型（図示せず）に収容する。第２の型は、素管１００の拡径部１３を成形する部分を、第１の型よりも大きく膨出させるためのものである。第２の型に素管１００を収容してからハイドロフォーミングを行う。その後、素管１００を第２の型から取り出し、第３の型（図示せず）に収容する。第３の型は、拡径部１３を最終形状とするための型である。第３の型に素管１００を収容してからハイドロフォーミングを行う。

拡径部１３を成形した後、図１５に示すように、蛇腹部１４を成形する。この工程では、液圧を利用した汎用のベローズ成形機を用いる。つまり、ハイドロフォーミングによって蛇腹部１４を成形する。蛇腹部１４の成形により、素管１００の長手方向の寸法が縮まることになるが、このとき、素管１００の第１曲がり部１１側を固定しておき、拡径部１３側の端部を第１曲がり部１１側へ押して圧縮力を加えながら蛇腹部１４の成形を行う。その後、素管１００を型から取り出し、蛇腹部１４を最終形状とするために、素管１００の両端を互いに接近するように中心軸方向に押し、これによって蛇腹部１４の形状を整える。

蛇腹部１４を成形した後、図１６及び図１７に示すように、素管１００の曲がり部１００ａを切除する（このときの切断線を図１５に仮想線で示す）とともに、素管１００の他端部１２０を切除する。このときの切断線を図１６に仮想線で示す。

上記のようしてパイプ本体１０が得られ、このパイプ本体１０に第１フランジ２０及び第２フランジ３０を溶接する。

金属パイプ１をエンジン側の部材に取り付ける場合には、第１フランジ２０に締結部材を挿通させる。このとき、締結部材は第１フランジ２０の挿通孔２１，２２の中心軸方向に移動させる必要があるが、パイプ本体１０が締結部材の邪魔にならないように形成されているので、締結部材をスムーズに挿通させることができる。

そして、締結部材を工具によってエンジン側の部材に螺合させる。このとき、工具の移動軌跡上に、パイプ本体１０が存在していないので、工具を容易に動かすことができる。

第２フランジ３０も同様にしてエンジン側の部材に固定する。このとき、金属パイプ１及び車両側に製造上の誤差が生じている場合があるが、金属パイプ１に蛇腹部１４が設けられているので、この蛇腹部１４を変形させて誤差を吸収できる。よって、第２フランジ３０の締結作業が容易に行えるようになる。

以上説明したように、この実施形態にかかる金属パイプ１によれば、レイアウト上の制約を受けて、図３に示すパイプ本体１０の一端部の中心軸Ｘａと他端部の中心軸Ｘｂとを側面視で略直交させ、かつ、図５に示す長手方向の寸法Ｌを直径Ｄの５倍以下とせざるを得ない場合に、パイプ本体１０に第１極小曲げ部１１を設け、パイプ本体１０の一端部に中間部よりも偏心した拡径部１３を設けたことで、複数の管部材を接続することなく、また、鋳造法を用いることなく、複雑な形状を得ることができる。これにより、レイアウト上の厳しい制約があっても、低コスト化及び軽量化を図りながら、工具の移動軌跡上から外れるようにパイプ本体１０の形状を設定できるとともに、他の部品等と干渉を回避することができる。

また、パイプ本体１０に蛇腹部１３を一体成形したので、部品点数の増加を招くことなく、パイプ本体１０を曲げ変形させて製造誤差を吸収させることができる。これにより、各部に製造誤差が生じていても、フランジ２０，３０の締結作業を容易に行うことができる。

また、パイプ本体１０に第１及び第２極小曲げ部１１，１２を設けたので、より複雑な形状のパイプ本体１０を得ることができる。

尚、上記実施形態では、本発明をＥＧＲパイプに適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明は、特にレイアウトスペースを広く確保できない部分に設けられる各種パイプに適用することができる。

また、上記実施形態では、金属パイプ１に蛇腹部１４を設けているが、蛇腹部１４を省略することも可能である。また、第２曲がり部１２を省略してもよい。

また、上記実施形態では、金属パイプ１に曲がり部を２つ形成した場合について説明したが、曲がり部は３つ以上であってもよい。

また、第１曲がり部１１の中心軸Ｘ１と第２曲がり部１２の中心軸Ｘ２とが同一平面上に位置するように、両曲がり部１１，１２を形成してもよい。

また、上記実施形態では、拡径部１３を成形する際に、３段階に分けて徐々に成形しているが、これに限らず、２段階に分けて成形してもよいし、４段階以上に分けて成形してもよい。

以上説明したように、本発明にかかる金属パイプは、例えば、自動車用エンジンのＥＧＲパイプとして使用することができる。

１ 金属パイプ
１０ パイプ本体
１１ 第１曲がり部
１２ 第２曲がり部
１３ 拡径部
１４ 蛇腹部
２０ 第１フランジ
３０ 第２フランジ

Claims (5)

1. 金属製のパイプ本体と、
   上記パイプ本体の一端部及び他端部にそれぞれ設けられ、他部品に締結される第１フランジ及び第２フランジとを備えた金属パイプにおいて、
   上記パイプ本体は、中心軸方向の継ぎ目が無い管部材で構成されるとともに、該パイプ本体の一端部の中心軸と他端部の中心軸とが該パイプ本体の側面視で略直交するように、かつ、該パイプ本体の長手方向の寸法が該パイプ本体の直径の５倍以下となるように形成され、
   上記パイプ本体の中途部には、中心軸が該パイプ本体の直径以下の半径を持つ円弧状となるように曲げられた極小曲げ部が設けられ、
   上記パイプ本体の端部には、該パイプ本体の中間部よりも拡径した拡径部が該パイプ本体の中間部の中心軸から偏心して設けられていることを特徴とする金属パイプ。
2. 請求項１に記載の金属パイプにおいて、
   パイプ本体には、蛇腹部が一体成形されていることを特徴とする金属パイプ。
3. 請求項１または２に記載の金属パイプにおいて、
   パイプ本体には、少なくとも２つの極小曲げ部が互いに近接して設けられていることを特徴とする金属パイプ。
4. 金属製のパイプ本体と、
   上記パイプ本体の一端部及び他端部にそれぞれ設けられ、他部品に締結される第１フランジ及び第２フランジとを備え、
   上記パイプ本体が、中心軸方向の継ぎ目が無い管部材で構成されるとともに、該パイプ本体の一端部の中心軸と他端部の中心軸とが該パイプ本体の側面視で略直交するように、かつ、該パイプ本体の長手方向の寸法が該パイプ本体の直径の５倍以下となるように形成された金属パイプの製造方法において、
   素管に剪断曲げを施すことにより、中心軸が上記パイプ本体の直径以下の半径を持つ円弧状となるように曲げて極小曲げ部を形成する工程と、
   上記極小曲げ部をハイドロフォーミングにより所定の形状となるように修正する工程と、
   ハイドロフォーミングを２段階以上施すことにより、上記パイプ本体の端部に、該パイプ本体の中間部よりも拡径した拡径部を、該パイプ本体の中間部の中心軸から偏心させて設ける工程とを有することを特徴とする金属パイプの製造方法。
5. 請求項４に記載の金属パイプの製造方法において、
   パイプ本体に蛇腹部を一体成形する工程を有することを特徴とする金属パイプの製造方法。

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