JPH06344042A

JPH06344042A - カールパイプ成形方法およびその装置

Info

Publication number: JPH06344042A
Application number: JP13436893A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Shindo; 秀昭進藤
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】一端に折り返し部を有するカールパイプを精
度よく製造するためカールパイプ成形方法およびその装
置を提供する。【構成】カール型１２は、底部に向かって湾曲しなが
ら立ち下がる第１の湾曲部分および底部から第１の湾曲
部分とは反対の方向に湾曲しながら立ち上がる第２の湾
曲部分を有する環状のＲ溝を有する。円筒形のパイプ１
１が芯金１５に被せられ、その下部がＲ溝の第１の湾曲
部分に当接される。パイプ１１にカラー１６を乗せ、カ
ラー１６に荷重をかけると、パイプ１１の下端は、Ｒ溝
に沿って湾曲していく。そして、パイプ１１の下端は、
スペーサ１２の空間の内側の壁に当たる。さらに荷重を
かけると、パイプ１１の下端はその位置よりも内側には
行かない状態で上に延びていく。以上の動作によって、
カールパイプの折り返し部が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のエンジンに接続
される排気マニホールドなどに適用されるパイプであっ
て一端に折り返し部を有するカールパイプを製造するた
めのカールパイプ成形方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両のエンジンには、エンジン
からの排気ガスを排気系に導出するために排気マニホー
ルドが配置されている。図３は、排気マニホールドの一
構成例を示す構成図である。この排気マニホールドは、
筒状のマニホールド本体１と、エンジンのシリンダヘッ
ドの各排気ポート部に配置されるフランジ２と、各フラ
ンジ２に設けられた孔に一端が挿入され、他端がマニホ
ールド本体１に接続される分岐パイプ３とを備えてい
る。また、マニホールド本体１の開口部には、排気系を
接続するための出口フランジ４が設けられている。

【０００３】排気マニホールドには排気ガスが通過する
ので、エンジン始動後時間が経過すると、マニホールド
本体１は高温の状態になる。すると、マニホールド本体
１は、図３中の矢印で示す方向、すなわち、中央の分岐
パイプ３から端側の分岐パイプ３に至る方向に変形する
ので、マニホールド本体１に接続されている分岐パイプ
３を介して、フランジ２を変形させようとする力が働
く。フランジ２が変形すると、排気ガスがフランジ２と
分岐パイプ３の接続部から漏れるおそれがある。

【０００４】そこで、フランジ２の変形を防止するため
に、種々の対策が提案されている。その１つに、特開平
５−３９７１７号公報に示されているようなカールパイ
プを分岐パイプ３として用いる方法がある。カールパイ
プは、図４（Ａ）に示すように、一端に折り返し部５を
有するパイプである。

【０００５】そのようなカールパイプが、折り返し部６
がマニホールド本体１側に結合されるように、フランジ
２に設けられた孔とマニホールド本体１とに接続され
る。図５はそのようなカールパイプによる分岐パイプ３
１が用いられた排気マニホールドの構成を示す断面図で
ある。なお、中央の分岐パイプ３２は、カールパイプに
よらないものとなっている。

【０００６】そのようなカールパイプを有する排気マニ
ホールドにおいて、マニホールド本体１がその軸方向に
変形しようとすると、マニホールド本体１と分岐パイプ
３１との結合部にある折り返し部５がその変形に追随し
て変位する。その結果、フランジ２を変形させようとす
る力がフランジ２に伝わらなくなる。よって、フランジ
２の変形は防止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのようなカ
ールパイプを製造するための効果的な方法、特に折り返
し部５を精度よく成形する方法はまだない。なお、図４
（Ｂ）に示すような一端にフレア部を有するフレアパイ
プを製造する方法は確立されている。

【０００８】そこで、本発明は、カールパイプを精度よ
く製造するためのカールパイプ成形方法およびその装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るカールパイプ成形方法は、底部に向かって湾曲しなが
ら立ち下がる第１の湾曲部分および底部から第１の湾曲
部分とは反対の方向に湾曲しながら立ち上がる第２の湾
曲部分を有する環状の凹溝を含むカール型に、下端を第
１の湾曲部分に当接させて材料のパイプを直立させる工
程と、直立したパイプに対して第１の湾曲部分に向かう
荷重を与える工程とを備える。

【００１０】請求項２記載の発明に係るカールパイプ成
形装置は、底部に向かって湾曲しながら立ち下がる第１
の湾曲部分および底部から第１の湾曲部分とは反対の方
向に湾曲しながら立ち上がる第２の湾曲部分を有する環
状の凹溝を含むカール型と、材料のパイプに対して第１
の湾曲部分に向かう荷重を与える荷重手段とを備える。

【００１１】請求項３記載の発明に係るカールパイプ成
形装置は、底部に向かって湾曲しながら立ち下がる第１
の湾曲部分および底部から第１の湾曲部分とは反対の方
向に湾曲しながら立ち上がる第２の湾曲部分を有する環
状の凹溝を含むカール型と、環状の凹溝の外周と材料の
パイプの湾曲していない部分との間に、湾曲していない
パイプの部分に沿うように配される壁部を有するスペー
サと、パイプに対して第１の湾曲部分に向かう荷重を与
える荷重手段とを備える。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明に係るカールパイプ成形方
法および請求項２記載の発明に係るカールパイプ成形装
置によれば、荷重をかけられたパイプの下端が環状の凹
溝に沿って湾曲していくので、カールパイプの折り返し
部分が精度よく形成される。

【００１３】また、請求項３記載の発明に係るカールパ
イプ成形装置によれば、スペーサによって、環状の凹溝
に沿って湾曲したパイプの下端の位置が、パイプの湾曲
していない部分との間の距離が一定になるように規制さ
れる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例によるカールパイプ成
形方法を説明するための断面図である。図１（Ａ）に示
すように、材料となるパイプ１１をカールパイプに成形
する際に、カールした凹部（Ｒ溝）が所定径の環状に形
成されているカール型１２が用いられる。

【００１５】なお、カール型１２のＲ溝の内側（断面図
でみて半円を構成する２つの 1/4円のうち芯金１５に近
い方）が第１の湾曲部を構成し、Ｒ溝の外側（断面図で
みて半円を構成する２つの 1/4円のうち芯金１５から遠
い方）が第２の湾曲部を構成する。カール型１２の第２
の湾曲部を形成する部分をショルダー部１７と呼ぶ。シ
ョルダー部１７の高さｈは、カール型寸法Ｒより小さく
てもよい。すなわち、ショルダー部１７の上面は、図示
されている位置よりも低くてもよい。

【００１６】また、カール型１２の上部には、シャフト
１４に沿って上下に移動できるスペーサ１３が設置され
る。スペーサ１３には、Ｒ溝の幅ｆよりも小さい幅で、
製品におけるカール高さｃ（図１（Ｃ）参照）よりも小
さい高さを有する環状の空間がある。その空間を構成す
る２面の壁のうち外側の壁は、Ｒ溝の外側から連続する
ように設けられ、内側の壁は、製品におけるクリアラン
スａ（図１（Ｃ）参照）を確保できるような位置に設け
られる。

【００１７】また、材料となるパイプ１１の径に相当す
る径を有し、材料となるパイプ１１の長さよりも高さが
大きい円柱状の芯金１５が、その軸が環状のＲ溝の中心
に一致するように設置される。そして、図示しない荷重
印加部とともに荷重手段を構成するカラー１６が用いら
れる。

【００１８】次に図２の説明図を参照してカールパイプ
成形方法について説明する。図２は、材料となるパイプ
１１の送り量（ｍｍ）と材料となるパイプ１１にかけら
れる荷重との関係を示す関係図である。まず、定寸に切
断された金属パイプ（材料となるパイプ１１）を芯金１
５に被せ、下端が突き当たるまでパイプ１１を押し込
む。次に、パイプ１１の上にカラー１６を乗せる。そし
て、カラー１６に荷重をかける。

【００１９】すると、パイプ１１の下端は、カール型１
２のＲ溝に押し付けられ、カール型１２のＲ溝の内側に
沿って広がる。すなわち、パイプ１１の下端はフレア状
に成形される（図２におけるフレア成形期の状態）。

【００２０】さらに荷重をかけると、パイプ１１の下端
はＲ溝の外側に沿ってカールしていく（図２におけるフ
レア→カール移行期の状態）。そして、パイプ１１がシ
ョルダー部の形状にならう型ならい期を経ると、パイプ
１１の下端は、内側（芯金１５に近づく方）に向かって
いく。よって、パイプ１１の下端は、スペーサ１３にあ
る空間の内側の壁に突き当たる。

【００２１】スペーサ１３は上方にスライドすることが
可能であるから、さらに荷重をかけるとパイプ１１の下
端はスペーサ１３を押し上げる（図２における座屈前の
弾性歪期の状態）。よって、パイプ１１の下端とパイプ
１１の加工を受けていない部分との間の距離ｇが一定の
まま、折り返し部分が延びていく。折り返し部分の高さ
が所望の高さになると、荷重をかけるのを止める。

【００２２】なお、パイプ１１にかかる荷重が一定値を
越えると、パイプ１１に座屈が生ずる。従って、座屈が
生ずる前に成形を完了する必要がある。よって、製品の
Ｒの大きさ等は、座屈が生ずるときの荷重（座屈荷重）
で制限を受けるが、排気マニホールドに使用されるカー
ルパイプを得る場合には問題は生じない。

【００２３】以上の成形処理において、製品におけるク
リアランスａは、スペーサ寸法ｅで確保される。カール
幅ｂは、カール型寸法Ｒ，ｆで確保される。カール高さ
ｃおよび全高ｄは、材料となるパイプ１１の全長および
送り量で定まる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、カールパイプ成形方法が、ショルダー部で
規定される所定形状の環状の凹溝を有するカール型に材
料のパイプを当接させて直立させ、直立したパイプに対
して荷重を与える方法となっているので、カールパイプ
の折り返し部分を容易に形成できる。その際、ショルダ
ー部によって規定される第２の湾曲部分により、カール
パイプの外形精度が確保される。

【００２５】また、請求項２記載の発明によれば、カー
ルパイプ成形装置が、ショルダー部で規定される所定形
状の環状の凹溝を有するカール型と、カール型の凹溝に
材料パイプを押し付ける荷重手段とを備えた構成である
から、カールパイプの折り返し部分を容易に形成できる
ものを提供できる。

【００２６】そして、請求項３記載の発明によれば、カ
ールパイプ成形装置が、材料のパイプの下端の位置を規
制するスペーサをさらに備えた構成であるから、カール
パイプの折り返し部分のクリアランスが確実に確保さ
れ、材料のパイプを容易にカールパイプに成形できるも
のを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるカールパイプ成形方法
を説明するための断面図である。

【図２】パイプの送り量とパイプにかけられる荷重との
関係を示す関係図である。

【図３】排気マニホールドの一構成例を示す構成図であ
る。

【図４】カールパイプおよびフレアパイプの形状を示す
斜視図である。

【図５】カールパイプを用いた排気マニホールドの構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１１パイプ１２カール型１３スペーサ１５芯金１６カラー１７ショルダー部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材料のパイプを、一端に折り返し部を有
するカールパイプに成形するカールパイプ成形方法にお
いて、底部に向かって湾曲しながら立ち下がる第１の湾
曲部分および底部から第１の湾曲部分とは反対の方向に
湾曲しながら立ち上がる第２の湾曲部分を有する環状の
凹溝を含むカール型（１２）の第１の湾曲部分に下端を
当接させて前記パイプを直立させる工程と、直立したパ
イプに対して前記第１の湾曲部分に向かう荷重を与える
工程とを備えたことを特徴とするカールパイプ成形方
法。
【請求項２】材料のパイプを、一端に折り返し部を有
するカールパイプに成形するカールパイプ成形装置にお
いて、底部に向かって湾曲しながら立ち下がる第１の湾
曲部分および底部から第１の湾曲部分とは反対の方向に
湾曲しながら立ち上がる第２の湾曲部分を有する環状の
凹溝を含むカール型（１２）と、前記パイプに対して前
記第１の湾曲部分に向かう荷重を与える荷重手段（１
６）とを備えたことを特徴とするカールパイプ成形装
置。
【請求項３】材料のパイプを、一端に折り返し部を有
するカールパイプに成形するカールパイプ成形装置にお
いて、底部に向かって湾曲しながら立ち下がる第１の湾
曲部分および底部から第１の湾曲部分とは反対の方向に
湾曲しながら立ち上がる第２の湾曲部分を有する環状の
凹溝を含むカール型（１２）と、前記環状の凹溝の外周
と前記パイプとの間にパイプに沿うように配される壁部
を有するスペーサ（１３）と、前記パイプに対して前記
第１の湾曲部分に向かう荷重を与える荷重手段（１６）
とを備えたことを特徴とするカールパイプ成形装置。