JPH0730186Y2 - パイプ材成形装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、パイプ材の端部を異形断面形状にプレス成形
するためのパイプ材成形装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車分野においては、エンジンの軽量化及びコ
ストダウンの要請から、従来一般に鋳物一体成形とされ
ていたエンジンの排気マニホールドを、第８図に示すよ
うに、鉄板製の取付フランジ52に、パイプ材で構成され
た独立排気管51,51,・・を接合するとともに、該各独立
排気管51,51,・・の下流端51a,51a,・・を集合させた構
成とすることが試みられている。そして、この排気マニ
ホールド50の集合部53に単一パイプで構成される主排気
管（図示省略）を嵌合接続するようにしている。

このように、複数本の独立排気管51,51,・・を集合させ
てこれを円形断面を有する主排気管に接続させるために
は、例えば４気筒エンジン用排気マニーホールドにあっ
ては各独立排気管51,51,・・の端部を、第８図及び第９
図に示すように直交状態で隣接する二つの平面部54,55
と円弧部56とからなる略扇形に成形し、これら各独立排
気管51,51,・・を組み合わせたときに該集合部53の外形
形状が円形となるようにする必要がある。そして、この
場合、各独立排気管51,51,・・・の各平面部54,55の平
面度が十分に出ていないと、これら各独立排気管51,51,
・・を組み合わせたとき、相隣接する独立排気管51,51
間において相互に衝合する面部相互間に隙間が生じ、結
果的にガス漏れ等の原因となり好ましくない。

このような、パイプ材製の排気マニホールドにおける上
記集合部53の成形方法として、例えば実開昭60-60113号
公報に示されるようなものがある。

この公知例のものは、第10図に示すように、所定の湾曲
形状に成形された４本のパイプ材60,60,・・の円形の管
端部を予じめ集合させたのち、この各パイプ材60,60,・
・に、その先端側を略Ｖ字状の成形面63とし且つ該パイ
プ材60の内側に挿入配置される第１成形型61と、円弧状
の成形面64をもち且つパイプ材60の外周側に配置される
第２成形型62とを組み付けるとともに、これらの成形型
61,62を、それぞれ集合部中心にむけて加圧可能として
いる。尚、この一組の成形型61と同62は別体構造とされ
ており、それぞれ単独に移動できるようになっている。

そして、これら各成形型61,62を同時に集合部中心に向
けて移動させることにより、各パイプ材60,60,・・の管
端部を略扇形断面状にプレス成形するようになってい
る。

この場合、一組の成形型61と同62は、第10図に示す状態
から、まず外側の第２成形型62がプレス装置（図示省
略）により矢印方向に移動してパイプ材60の外周側の成
形を開始する。この第２成形型62による成形が進行して
変形したパイプ材60の内周面が第１成形型61の外端面61
aに当接すると、該第１成形型61と第２成形型62に押さ
れる格好で該第２成形型62と一体的に移動する。この第
１及び第２成形型61,62の移動に伴って成形が進行し、
最終的に第11図に示すように各パイプ材60,60,・・の管
端部が相互に接した状態で略扇形に成形され、その外周
面が円形をした集合部53が形成される。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、このような方法だと、下記するような問題が
ある。

（１）成形開始時、即ち第２成形型62のみがパイプ材60
に当接して該パイプ材60の外周側のみの成形が行なわれ
ている時から、第１成形型61による成形が終了するまで
の成形途中においては、各パイプ材60,60,・・の集合部
中心寄りの外周面が相互に隣合うパイプ材60に接してい
るだけでこの部分の成形に伴う変形をガイドするものが
なんら存在しないため、該各パイプ材60,60・・の変形
状態が不揃いとなり、成形完了後における平面部54,55
の平面精度が低下し、結果的に隣合う面部同士の間に隙
間が生じガス漏れにつながるおそれがある。

（２）円形断面のパイプ材60の端部を略扇形に変形さ
せ、これらを組み合わせて円形断面の集合部53を構成す
る場合には、第11図に寸法Ｓで示すように、成形後にお
ける平面部54,55の頂部57は成形前のパイプ材60（鎖線
図示）の外周面よりも径方向外方に張り出す。このよう
に原形状から張り出し且つこの張り出し部分が尖頭状で
ある場合には、成形後に成形型を取り除いたとき該張り
出し部が弾性変形により引き戻されるいわゆるバック状
態が発生する。

このため、通常、第12図に示すように、成形型の製作に
際しては本来の要求形状（実線図示）に合わせて成形型
を製作するのではなく、同図に鎖線図示するように予じ
めバック代を見込んだ成形完了時形状にあわせて製作
し、実際の成形作業に際しては成形型を本来の成形位置
よりも大きめに押し込んで過大変形をさせておき、成形
後のバック発生状態で要求形状が得られるようにしてい
る。

しかし、この公知例のように四方から同時に成形型を送
り込む構成の場合には、バック代を見込んだ成形ができ
ず、結果的に各パイプ材60,60,・・の平面部54,55を密
接させることができず、ガス漏れの原因になるものであ
る。

（３）第１成形型61がパイプ材60の周壁を介してパンチ
62により押圧されるものであるため、この周壁の肉厚寸
法にバラツキがある場合には該第１成形型61と第２成形
型62との相対寸法に差が生じ、パイプ材60の成形精度に
悪影響を及ぼすことになる。

そこで、本考案では、相互に集合合体されるパイプ材の
端部を個別にしかも精度良くプレス成形することにより
集合状態での精度を確保することとし、そのための好適
なパイプ材成形装置を提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 本考案では、かかる課題を解決するための具体的な手段
として、円形断面を有するパイプ材の端部をプレス成形
型によって、所定の挟角を有して相隣接する二つの平面
部とこれら二つの平面部を接続する円弧部とを持つ略三
角形状の異形断面形状にしかも該二つの平面部の頂点部
を上記パイプ材の外周より外方に張り出させまた上記円
弧部を該パイプ材の外周よりも内方に没入させた状態に
成形するパイプ材成型装置において、上記プレス成形型
を、上記二つの平面部の外周面を成形する略Ｖ字状の成
形面を有するダイと、該ダイの成形面に嵌合可能な略Ｖ
字状の成形面を持ち且つ上記パイプ材の内側に挿入可能
とされた凸状成形部と該凸状成形部の反成形面側に離間
配置され且つ上記円弧部を成形する成形面を持った凹状
成形部とを一体的に形成したパンチとで構成し、且つ該
パンチをその凸状成形部を上記ダイの成形面に対向させ
た状態で該ダイに対して接離方向に移動可能とするとと
もに、該パンチの移動方向における上記凸状成形部の頂
点と凹状成形部の頂部との間隔を上記パイプ材の外形寸
法よりも小寸法に設定したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 本考案ではかかる構成であるため、 （１）第５図に例示するように、パイプ材30の端部をダ
イ11の略Ｖ字状の成形面21上に載置するとともに、該パ
イプ材30の端部にパンチ12を、その凸状成形部14を該パ
イプ材30の内部にまた凹状成形部13をパイプ材30の外周
面側に位置せしめた状態で配置し、該凹状成形部13を該
パイプ材30の外周面に当接させることにより、該パイプ
材30はその外周面が周方向の三位置で支持される一方、
凸状成形部14はパイプ材の内周面に非接触とされる、 （２）パンチ12をダイ11側に押圧することにより、まず
ダイ11とパンチ12の凹状成形部25との間で成形作用が開
始され、該パイプ材30は、第６図に例示するように、上
記ダイ11とパンチ12の成形面に沿ってその上下両側で変
形が進行し次第に全体がダイ11側に移動しながら略楕円
形状に変形せしめられ、それに伴いパンチ12の凸状成形
部14の頂部14bがパイプ材30の内周面に当接する、 （３）さらにパンチ12が押圧されると、パイプ材30の上
記ダイ11側部分は、上記パンチ12の凹状成形部13による
ダイ11側への押し込み作用と、凸状成形部14による張り
出し成形作用とを受けてスムーズに成形が進行する、 （４）パンチ12が所定位置まで達すると、第７図に例示
するように、ダイ11の成形面とパンチ12の凸状成形部14
とにより所定の挟角をもって連続する二つの平面部33,3
4が、またパンチ12の凹状成形部13で円弧部35が、それ
ぞれ成形されるものである （考案の効果） 従って、本考案のパイプ材成形装置によれば、 （１）パイプ材30の端部の異形断面形状への成形が成形
途中での不規則な変形を伴うことなくダイ11及びパンチ
12の成形面にガイドされながら行なわれるとともに、平
面部33,34の成形がパイプ材30の肉を円弧部35側から平
面部33,34側に寄せながら行なわれるところから、該平
面部33,34が略Ｖ字状の断面形状を有するにもかかわら
ずその成形がスムーズに且つ精度良く行なわれ、より高
水準の成形精度を確保することができる、 （２）二つの平面部33,34の成形がダイ11の成形面とパ
ンチ12とで行なわれるところから、該ダイ11とパンチ12
とを成形後のバック代を見込んでそれぞれ設計製作する
ことができ、製品精度の確保が容易ならしめられる、 等の効果が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第７図を参照して本考案の好適な実
施例を説明する。

第１図には、本考案の実施例にかかるパイプ材成形装置
Ｚが示されている。このパイプ材成形装置Ｚは、第８図
に示すように４気筒エンジン用排気マニホールド50を構
成する各独立排気管51,51・・を個別に成形するための
ものであって、具体的には第４図（Ａ）に示すように、
予じめ所定形状に屈曲成形されたパイプ材30の管端部30
aにプレス成形加工を施して、第４図（Ｂ）に示すよう
に該管端部を略扇形断面形状を有する異形部32としたパ
イプ成形体31を形成するものである。尚、この異形部32
は、同図に鎖線図示するように、同様に成形された他の
３本のパイプ成形体31,31,31（図示省略）とともに排気
マニホールドを構成するものであって、上記異形部32は
他の各パイプ成形体31,31,・・と衝合合体することによ
り円形外周面を有する主排気管接続部36を構成する。

そして、この異形部32は、他のパイプ成形体31の異形部
32と衝合させる都合上、90°の挟角をもって連続する二
つの平面部33,34と、この両者を接続する円弧部35とを
有している。また、この二つの平面部33,34の頂部37が
成形前のパイプ材30の外周面より外方に張り出している
こと、および円弧部35が該外周面より内側に没入してい
ることは上記従来例の場合と同じである。

パイプ材成形装置Ｚは、第１図および第３図に示すよう
に、後述するダイ11とパンチ12とからなるプレス成形型
１を備えている。ダイ11は、基台２に固定配置されてお
り、その中央部には、90°の挟角をもつＶ形成形面21と
該Ｖ形成形面21の軸方向後方側に連続し且つ該連続部に
おいてこれに内接可能な曲率をもつテーパ成形面22とか
らなる成形面20と、該成形面20の後方側に連続し且つ上
記パイプ材30と同じ曲率を有する弧状支持面23とを形成
している。

尚、上記ダイ11の上記弧状支持面23の上方には、第１図
および第２図に示すように、該弧状支持面23と衝合合体
することにより上記パイプ材30とほぼ同径の円筒状空間
を形成する弧状支持面24をもつ押さえ型15がダイ11に接
離可能に配置されている。またこの押さえ型15には、プ
レス装置42により所定の支持圧がかけられるようになっ
ている。

上記パンチ12は、円弧状成型面25をもつ突起体で構成さ
れる凹状成形部13と、略三角形状断面を有し且つその基
端部に90°の挟角をもつＶ形成形面26を、また先端側に
は円弧状のテーパ成形面27をそれぞれ形成した突起体で
構成される凸状成形部14とを一体的に成形して構成され
ている。

そして、この凹状成形部13と凸状成形部14とは、その各
成形面を上記ダイ11のＶ形成形面21側に向けた状態で、
しかも第５図に示すように、該凸状成形部14の上面14a
と凹状成形部13の円弧状成型面25の頂部25aとの間に上
記パイプ材30の周壁を挿入可能な寸法l₁をもち、しかも
該円弧状成型面25の頂部25aとＶ形成形面26の頂点26aと
の距離l₂が上記パイプ材30の外形寸法よりも小さくなる
ようにその相対的位置が設定されている。尚、このパン
チ12は、プレス装置41によって加圧可能に上下動せしめ
られる可動部材４に固定されている。

続いて、このパイプ材成形装置Ｚを用いて上記パイプ材
30の端部にプレス成形をしてパイプ成形体31を製作する
場合の作業を第５図に基づいて説明する。

まず、第５図に示すように、パイプ材30の端部をダイ11
の弧状支持面23上に載置し、且つこれを該弧状支持面23
と上記押さえ型15の弧状支持面24（第２図参照）とで挟
持固定するとともに、パンチ12を該パイプ材30の端部
に、その凸状成形部14を該パイプ材30内に挿入した状態
でセットする。この状態では、上記凸状成形部14はパイ
プ材30に対して非接触とされている。

この状態から、上記プレス装置41により可動部材４を下
方に押し下げ、上記パンチ12に押圧力をかけると、該パ
ンチ12による成形作業が開始される。この場合、パイプ
材30は上記パンチ12の凹状成形部13とダイ11とにより支
持され凸状成形部14とは非接触とされている。このた
め、該パイプ材30は、先ずこのパンチ12の弧状成形面25
により偏平方向に変形せしめられるとともに、次第に全
体的にダイ11側に押し寄せられ、所定の変形量に達した
時点で第６図に示すように上記凸状成形部14の頂部14
b、即ちＶ形成形面26の頂点26aがパイプ材30の内周面に
当接する。

この状態からさらにパンチ12が下降し成形が進行する
と、上記凹状成形部13の円弧状成型面25によるダイ11の
Ｖ形成形面21側へのパイプ材30の押し寄せ作用と、凸状
成形部14のＶ形成形面26によるパイプ材30のダイ11のＶ
形成形面21側への張り出し作用とが同時に行なわれ、該
凹状成形部13による円弧部35の成形と凸状成形部14によ
る平面部33,34の成形が同時進行する。

そして、最終的に、第７図に示すように凸状成形部14が
最下端位置に達した時点で成形が完了し、略扇形断面を
もった異形部32が得られる。

このように、この実施例のパイプ材成形装置Ｚにおいて
は、パイプ材30のプレス成形が常に各成形面25,21,26に
よって支持された状態で行なわれるところから、成形途
中での不規則な変形がなく、その成形精度が向上するこ
とになる。

また成形途中においては、パンチ12の凹状成形部13によ
りパイプ材30が全体的にダイ11のＶ形成形面21側に押し
寄せられながら凸状成形部14によるパイプ材30の張り出
し作業が行なわれるため、該パイプ材30の張り出し側へ
の移動がスムーズとなり、それだけ平面部33,34の成形
精度が向上しその平面度が高められることになる。

さらに、この実施例のように相互に衝合するダイ11のＶ
形成形面21と、パンチ12の凸状成形部14のＶ形成形面26
とで平面部33,34を形成する構成のものにあっては、こ
れらかくＶ形成形面21,26の形状を設定するに際して、
予じめ成形後のバック代を見込むことができ、製品の寸
法精度をより一層高めることができる。

これらの結果、出来上がった四本のパイプ成形体31,31,
・・を第８図に示すように組み合わせて排気マニホール
ドを構成する場合、各パイプ成形体31の異形部32の寸法
精度が高く且つ平面部33,34の平面度が良好であるとこ
ろから、該排気マニホールドの主排気管接続部36（第４
図（Ｂ）参照）の真円度、径寸法が適正に維持されると
ともに、各パイプ成形体31,31,・・相互間の接続部にお
ける隙間もほとんど生じることがない。従って、これを
エンジンに使用した場合、ガス漏れが生じるおそれもな
く、製品の信頼度及び商品価値の向上が図れることにな
る。

尚、この実施例においては、上記可動部材４を駆動する
プレス装置41と押さえ型15を駆動するプレス装置42とを
別体としているが、本考案の他の実施例ではこれを一つ
のプレス装置で行うこともできる。ただし、この場合に
は、押さえ型15への過大な押圧力の負荷を防止するため
の手段、例えばプレス装置と押さえ型15の間に所定の弾
性力をもったラバー部材を介設する等の対策が必要であ
る。

また、この実施例においてはパイプ成形体31を４本組み
合わせてなる４気筒エンジン用の排気マニーホールドの
成形について説明したが、本考案はこれに限定されるも
のではなく、広く多気筒エンジン用の排気マニーホール
ドの成形に適用できるものであることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例にかかるパイプ材成形装置の要
部縦断面図、第２図は第１図のII-II縦断面図、第３図
は第１図のIII-III縦断面図、第４図（Ａ）はパイプ材
の斜視図、第４図（Ｂ）はパイプ成形体の斜視図、第５
図ないし第７図は成形状態説明図、第８図は排気マニホ
ールドの斜視図、第９図は第８図のIX矢視図、第10図及
び第11図は従来の方法による成形状態説明図、第12図は
成形型のバック代説明図である。 １……プレス成形型 ４……可動部材 11……ダイ 12……パンチ 13……凹状成形部 14……凸状成形部 33,34……平面部 35……円弧部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円形断面を有するパイプ材の端部をプレス
   成形型によって、所定の挟角を有して相隣接する二つの
   平面部とこれら二つの平面部を接続する円弧部とを持つ
   略三角形状の異形断面形状にしかも該二つの平面部の頂
   点部を上記パイプ材の外周より外方に張り出させまた上
   記円弧部を該パイプ材の外周よりも内方に没入させた状
   態に成形するパイプ材成型装置であって、上記プレス成
   形型を、上記二つの平面部の外周面を成形する略Ｖ字状
   の成形面を有するダイと、該ダイの成形面に嵌合可能な
   略Ｖ字状の成形面を持ち且つ上記パイプ材の内側に挿入
   可能とされた凸状成形部と該凸状成形部の反成形面側に
   離間配置され且つ上記円弧部を成形する成形面を持った
   凹状成形部とを一体的に形成したパンチとで構成し、且
   つ該パンチをその凸状成形部を上記ダイの成形面に対向
   させた状態で該ダイに対して接離方向に移動可能とする
   とともに、該パンチの移動方向における上記凸状成形部
   の頂点と凹状成形部の頂部との間隔を上記パイプ材の外
   形寸法よりも小寸法に設定したことを特徴とするパイプ
   材成形装置。