(57)【要約】【課題】この発明の目的は、加工方法の簡略化を図りつつ、軸方向の接合力を向上させることにある。【解決手段】この発明は、一方の金属管をこれより径の大きい他方の金属管に挿入し、スピニング加工によって前記他方の金属管の端部を縮径して筒形状の首部を形成するとともに、この首部を前記一方の金属管の外周面に嵌着する金属管の接合方法において、前記首部を前記一方の金属管の外周面に密着する状態からさらに縮径し、縮径する前記首部に押圧されて前記一方の金属管の外周面に形成される環状溝に前記首部を嵌着したことを特徴とする。【選択図】図１
2006000873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の金属管をこれより径の大きい他方の金属管に挿入し、スピニング加工によって前記他方の金属管の端部を縮径して筒形状の首部を形成するとともに、この首部を前記一方の金属管の外周面に嵌着する金属管の接合方法において、前記首部を前記一方の金属管の外周面に密着する状態からさらに縮径し、縮径する前記首部に押圧されて前記一方の金属管の外周面に形成される環状溝に前記首部を嵌着したことを特徴とする金属管の接合方法。
【請求項２】
前記首部を前記一方の金属管の外周面に密着する状態から先細りする円錐筒形状にさらに縮径し、前記首部の内周面と前記環状溝の嵌着面とを先細りする円錐面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の金属管の接合方法。
【請求項３】
前記一方の金属管の端部を拡径して拡径部を形成するとともにこの拡径部と一方の金属管の非拡径部分との間に段差部を形成し、前記他方の金属管の非縮径部分と前記首部との間の傾斜部を前記段差部に嵌着したことを特徴とする請求項１に記載の金属管の接合方法。
【請求項４】
前記一方の金属管の端部から離間する部分を拡径して拡径部を形成し、この拡径部に縮径する前記首部を押圧して前記環状溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の金属管の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は金属管の接合方法に係り、特に、加工方法の簡略化を図りつつ、軸方向の接合力を向上させることができる金属管の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関の排気装置のように、金属管により形成される装置においては、一方の金属管をこれより径の大きい他方の金属管に挿入し、他方の金属管の端部を一方の金属管に接合することにより、消音器や触媒コンバータのケース部材等を形成するものがある。
【０００３】
前記他方の金属管の端部を一方の金属管に接合する方法には、一方の金属管の外周面に円環板形状のエンドプレートの内周を溶接し、このエンドプレートの外周と他方の金属管の端部とを巻き込んで接合したものや、図１３・図１４に示す如く、一方の金属管１０２が挿入された他方の金属管１０４の端部をスピニング加工により縮径して首部１０６を形成し、この首部１０６を一方の金属管１０２に溶接により接合したものがある。
【０００４】
従来の金属管の接合方法には、インレットパイプとアウトレットパイプを有する内部構造体を両端部が開口した外筒内へ挿入し、外筒の開口端部をスピニング加工により縮径して首部を形成し、この首部をインレットパイプとアウトレットパイプとの外周に嵌着させたものがある。
【特許文献１】特開２０００−１３６７２１号公報
【０００５】
また、従来の金属管の接合方法には、中空部材と他の部材とを接合してなる中空製品の製造方法であって、中空部材と他の部材との周面を互いに相対運動させた状態で、押圧部材を当接させて押圧し、摩擦圧接することにより接合するものがある。
【特許文献２】特開２００２−３３６９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の金属管の接合方法においては、溶接が一般的であるが、溶接は不良が多く、熱歪による寸法精度の悪化が懸念される問題がある。
【０００７】
また、溶接に代わる方法として、特許文献１・２に示すように、スピニング加工を利用した接合方法が考案されているが、ケース部材となる他方の金属管の端部を縮径して筒状の首部を形成し、この首部を排気管である一方の金属管の外周面に嵌着させているだけなので、軸方向の荷重に対する接合力が不足する問題がある。
【０００８】
この問題に対処する方法としては、一方の金属管の外周面に予め環状溝や凹部等を形成し、この環状溝に他方の金属管の首部を嵌着させることが考えられるが、環状溝の予備加工と、環状溝に首部を嵌着するスピニング加工とが別工程で実施されるため、両者の間に微小な隙間が生じて接合力が低下するおそれがあった。
【０００９】
さらに、特許文献２に開示される金属管の接合方法は、両方の金属管を総体的に回転させて摩擦圧接させて接合しているため、一方の金属管は端部の形状が直管でなければ他方の金属管に挿入してスピニング加工を実施することができない制約があり、フレア等の拡径した形状のものや位置決めが必要なものは組付けができない不具合があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、一方の金属管をこれより径の大きい他方の金属管に挿入し、スピニング加工によって前記他方の金属管の端部を縮径して筒形状の首部を形成するとともに、この首部を前記一方の金属管の外周面に嵌着する金属管の接合方法において、前記首部を前記一方の金属管の外周面に密着する状態からさらに縮径し、縮径する前記首部に押圧されて前記一方の金属管の外周面に形成される環状溝に前記首部を嵌着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の金属管の接合方法は、一方の金属管を挿入された径の大きい他方の金属管の端部をスピニング加工によって縮径して筒状の首部を形成し、この首部を一方の金属管の外周面に密着する状態からさらに縮径し、縮径する首部に押圧されて一方の金属管の外周面に形成される環状溝に首部を嵌着したことにより、環状溝の予備加工を不要にして加工方法の簡略化を図ることができるともに、首部の内周面が隙間なく環状溝の嵌着面に嵌着され、スピニング加工の際に首部の内周面に生じる微小突起を環状溝に食い込ませて軸方向の接合力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の金属管の接合方法は、一方の金属管を挿入された他方の金属管の端部をスピニング加工によって縮径して首部を形成し、この首部を一方の金属管の外周面に密着する状態からさらに縮径し、縮径する首部に押圧されて一方の金属管の外周面に形成される環状溝に首部を嵌着したことにより、加工方法の簡略化を図りつつ、軸方向の接合力を向上させることができるものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１〜図３は、この発明の第１実施例を示すものである。図１において、２は図示しないエンジンの排気管を構成する一方の金属管、４は排気管の途中に介装される消音器や触媒コンバータのケース部材を構成する他方の金属管である。他方の金属管４は、一方の金属管２よりも大きい径に形成されている。
【００１４】
金属管２・４の接合方法においては、図３に示す如く、一方の金属管２の端部６を、これより径の大きい他方の金属管４の端部８に挿入して相互の位置を適正な位置に設定し、両金属管２・４が回転しないように固定する。
【００１５】
一方の金属管２を挿入した他方の金属管４には、図１に示す如く、端部８の外周面１０に図示しないスピニング加工機のスピニング加工用の成型ローラ１２を押圧しながら公転させ、非縮径部分１４に対して端部８を縮径して筒形状の首部１６を形成する。他方の金属管４は、このスピニング加工によって非縮径部分１４と首部１６との間に傾斜部１８が形成されるとともに、図２に示す如く、首部１６の内周面２０に微小突起２２が形成され、首部１６の内周面２０を一方の金属管２の端部６から離間する部分の外周面２４に押圧して密着される。
【００１６】
他方の金属管４は、首部１６の内周面２０を一方の金属管２の外周面２４に押圧して密着させた状態から、スピニング加工用の成型ローラ１２を首部１６の外周面１０に押圧しながら公転させ、首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態から筒形状にさらに縮径する。
【００１７】
他方の金属管４の首部１６は、縮径により微小突起２２が一方の金属管２の外周面２４に食い込み、この縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面２４に深さｄの環状溝２６が形成され、この環状溝２６の嵌着面２８に首部１６の内周面２０が嵌着される。
【００１８】
このように、この金属管２・４の接合方法は、両方の金属管２・４を回転させずに成型ローラ１２のみを回転させて、一方の金属管２の端部６を挿入された径の大きい他方の金属管４の端部８をスピニング加工によって縮径して筒形状の首部１６を形成し、この首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態からさらに縮径し、縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面１８に形成される環状溝２６に首部１６を嵌着している。
【００１９】
これにより、この金属管２・４の接合方法は、環状溝２６の予備加工を不要にして加工方法の簡略化を図ることができるともに、首部１６の内周面２０が隙間なく環状溝２６の嵌着面２８に嵌着され、スピニング加工の際に首部１６の内周面２０に生じる微小突起２２を環状溝２６の嵌着面２８に食い込ませて軸方向の接合力を向上させることができる。
【００２０】
また、この金属管２・４の接合方法は、一方の金属管２の端部６にスピニング加工を行わないので、一方の金属管２の軸方向に作用する大きな内外力を環状溝２６の両側のテーパ部３０で受けることができる。さらに、この金属管２・４の接合方法は、金属管２・４を回転させずにスピニング加工用の成型ローラ１２のみを公転させているので、一方の金属管２の端部６が加工状態（フレア、拡縮管、曲げ等）、未加工状態（直管のまま）あるを問わず、他方の金属管４に挿入した状態でスピニング加工を実施することができ、一方の金属管２の端部形状に制約を受けることがない。
【実施例２】
【００２１】
図４・図５は、この発明の第２実施例を示すものである。図４において、２は一方の金属管、４は一方の金属管２よりも大きい径に形成された他方の金属管である。金属管２・４の接合方法においては、一方の金属管２の端部６を金属管４の端部８に挿入して相互の位置を適正な位置に設定し、両金属管２・４が回転しないように固定する。
【００２２】
一方の金属管２を挿入した他方の金属管４には、端部８の外周面１０にスピニング加工用の成型ローラ１２を押圧しながら公転させ、非縮径部分１４に対して端部８を縮径して筒形状の首部１６を形成する。他方の金属管４は、このスピニング加工によって非縮径部分１４と首部１６との間に傾斜部１８が形成されるとともに、首部１６の内周面２０に微小突起２２が形成され、首部１４の内周面２０を一方の金属管２の端部６から離間する部分の外周面２４に押圧して密着される。
【００２３】
他方の金属管４は、首部１６の内周面２０を一方の金属管２の外周面２４に押圧して密着させた状態から、スピニング加工用の成型ローラ１２を首部１６の外周面１０に押圧しながら公転させ、図５に示す如く、首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態から先細りする円錐筒形状にさらに縮径する。
【００２４】
他方の金属管４の首部１６は、縮径により首部１６の内周面２０を環状溝２６の嵌着面２８とともに先細りする円錐面に形成されるとともに、微小突起２２が一方の金属管２の外周面２４に食い込み、この縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面２４に角度θの円錐形状の環状溝２６が形成され、この環状溝２６の嵌着面２８に首部１６の内周面２０が嵌着される。
【００２５】
このように、この金属管２・４の接合方法は、他方の金属管４の端部８をスピニング加工によって縮径して形成した首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態からさらに縮径し、縮径により首部１６の内周面２０と環状溝２６の嵌着面２８とを先細りする円錐面に形成し、縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面１８に形成される円錐形状の環状溝２６に首部１６を嵌着している。
【００２６】
これにより、この金属管２・４の接合方法は、第１実施例と同様に、加工方法の簡略化を図ることができるともに、軸方向の接合力を向上させることができ、さらに、金属管２・４に軸方向の荷重が作用する場合に、先細りする円錐面に形成した首部１６と環状溝２６とで軸方向の荷重を受けて接合力を向上することができる。
【実施例３】
【００２７】
図６・図７は、この発明の第３実施例を示すものである。図６において、２は一方の金属管、４は一方の金属管２よりも大きい径に形成された他方の金属管である。金属管２・４の接合方法においては、一方の金属管２の端部６を金属管４の端部８に挿入して相互の位置を適正な位置に設定し、両金属管２・４が回転しないように固定する。
【００２８】
他方の金属管４に挿入された一方の金属管２は、端部６を拡径して拡径部３２を形成するとともに、この拡径部３２と一方の金属管２の非拡径部分３４との間に段差部３６を形成している。
【００２９】
一方の金属管２を挿入した他方の金属管４には、端部８の外周面１０にスピニング加工用の成型ローラ１２を押圧しながら公転させ、非縮径部分１４に対して端部８を縮径して筒形状の首部１６を形成する。他方の金属管４は、このスピニング加工によって非縮径部分１４と首部１６との間に傾斜部１８が形成されるとともに、首部１６の内周面２０に微小突起２２が形成され、首部１４の内周面２０を一方の金属管２の端部６から離間する部分の外周面２４に押圧して密着される。
【００３０】
他方の金属管４は、首部１６の内周面２０を一方の金属管２の外周面２４に押圧して密着させた状態から、スピニング加工用の成型ローラ１２を首部１６の外周面１０に押圧しながら公転させ、図７に示す如く、首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態から筒形状にさらに縮径する。
【００３１】
他方の金属管４の首部１６は、縮径により微小突起２２が一方の金属管２の外周面２４に食い込み、この縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面２４に環状溝２６が形成され、この環状溝２６の嵌着面２８に首部１６の内周面２０が嵌着されるとともに、他方の金属管４の非縮径部分１４と首部１６との間の傾斜部１８を段差部３６に嵌着される。
【００３２】
これにより、この金属管２・４の接合方法は、第１実施例と同様に、加工方法の簡略化を図ることができるともに、軸方向の接合力を向上させることができ、さらに、段差部３６に傾斜部１８を嵌着することで嵌着面を広くすることができ、接合力を向上することができる。
【実施例４】
【００３３】
図８〜図１０は、この発明の第４実施例を示すものである。図８において、２は一方の金属管、４は一方の金属管２よりも大きい径に形成された他方の金属管である。金属管２・４の接合方法においては、一方の金属管２の端部６を金属管４の端部８に挿入して相互の位置を適正な位置に設定し、両金属管２・４が回転しないように固定する。
【００３４】
他方の金属管４に挿入された一方の金属管２は、図９に示す如く、端部６から離間する部分を拡径して拡径部３８を形成している。
【００３５】
一方の金属管２を挿入した他方の金属管４には、端部８の外周面１０にスピニング加工用の成型ローラ１２を押圧しながら公転させ、非縮径部分１４に対して端部８を縮径して筒形状の首部１６を形成する。他方の金属管４は、このスピニング加工によって非縮径部分１４と首部１６との間に傾斜部１８が形成されるとともに、首部１６の内周面２０に微小突起２２が形成され、首部１４の内周面２０を一方の金属管２の端部６から離間する部分の拡径部３８の外周面２４に押圧して密着される。
【００３６】
他方の金属管４は、首部１６の内周面２０を一方の金属管２の外周面２４に押圧して密着させた状態から、スピニング加工用の成型ローラ１２を首部１６の外周面１０に押圧しながら公転させ、首部１６を一方の金属管２の拡径部３８の外周面２４に密着する状態からさらに縮径する。
【００３７】
他方の金属管４の首部１６は、微小突起２２が一方の金属管２の拡径部３８の外周面２４に食い込み、この縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の拡径部３８の外周面２４に金属管２の内部に突入しない環状溝２６が形成され、この環状溝２６の嵌着面２８に首部１６の内周面２０が嵌着される。
【００３８】
これにより、この金属管２・４の接合方法は、第１実施例と同様に、加工方法の簡略化を図ることができるともに、軸方向の接合力を向上させることができ、さらに、一方の金属管２の拡径部３８に環状溝２６を形成することによって一方の金属管２の内部に形成される流体通路の断面積が絞られることを防止できる。
【００３９】
なお、この発明は、上述実施例に限定されることなく、種々応用改変が可能である。
【００４０】
図１１は、第１の変形例を示すものである。この金属管２・４の接合方法は、他方の金属管４の端部８をスピニング加工によって縮径して首部１６を形成するとともに、この首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着させ、この首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態から首部１６の軸方向に離間する２カ所をさらに縮径して環状突出部４０を残存させ、この軸方向に離間する２カ所が縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面２４に軸方向に離間する２列の環状溝２６を形成するとともに環状突出部４２を残存させ、２列の環状溝２６に首部１６の２カ所を嵌着するとともに、首部１６の環状突出部４０に一方の金属管２の環状突出部４２を嵌合させている。
【００４１】
これにより、この金属管２・４の接合方法は、加工方法の簡略化を図ることができるともに、軸方向の接合力を向上させることができ、さらに、金属管２・４に軸方向の荷重が作用する場合に、首部１６の環状突出部４０に一方の金属管２の環状突出部４２が嵌合していることで、軸方向の荷重を受けて接合力を向上することができる。
【００４２】
図１２は、第２の変形例を示すものである。この金属管２・４の接合方法は、他方の金属管４の端部８をスピニング加工によって縮径して首部１６を形成するとともに、この首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着させ、この首部１６を一方の金属管２の外周面２４に密着する状態からさらに縮径し、この縮径により首部１６の内周面２０と環状溝２６の嵌着面２８とを互いに離間する方向に末広がりの２つの円錐面に形成し、縮径する首部１６に押圧されて一方の金属管２の外周面１８に形成される２つの円錐形状の環状溝２６に首部１６を嵌着している。
【００４３】
これにより、この金属管２・４の接合方法は、加工方法の簡略化を図ることができるともに、軸方向の接合力を向上させることができ、さらに、金属管２・４に軸方向の荷重が作用する場合に、互いに離間する方向に末広がりの２つの円錐面に形成した首部１６と環状溝２６とで軸方向の荷重を受けて接合力を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明の金属管の接合方法は、一方の金属管を挿入された他方の金属管の端部をスピニング加工によって縮径して首部を形成し、この首部を一方の金属管の外周面に密着する状態から更に縮径し、一方の金属管の外周面に形成される環状溝に首部を嵌着したことにより、加工方法の簡略化を図りつつ、軸方向の接合力を向上させることができるものであり、様々な金属製ケース部材の製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施例を示す接合した状態の金属管の断面図である。
【図２】第１実施例を示す図１の矢印ＩＩによる拡大断面図である。
【図３】第１実施例を示す接合前の金属管の断面図である。
【図４】第２実施例を示す接合した状態の金属管の断面図である。
【図５】第２実施例を示す図４の矢印Ｖによる拡大断面図である。
【図６】第３実施例を示す接合した状態の金属管の断面図である。
【図７】第３実施例を示す図６の矢印ＶＩＩによる拡大断面図である。
【図８】第４実施例を示す接合した状態の金属管の断面図である。
【図９】第４実施例を示す金属管の拡径部の拡大断面図である。
【図１０】第４実施例を示す図８の矢印Ｘによる拡大断面図である。
【図１１】第１の変形例を示す金属管の拡径部の拡大断面図である。
【図１２】第２の変形例を示す金属管の拡径部の拡大断面図である。
【図１３】従来例を示す接合した状態の金属管の断面図である。
【図１４】従来例を示す図１３の矢印ＸＩＶによる拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２  一方の金属管
４  他方の金属管
６  一方の金属管２の端部
８  他方の金属管４の端部
１０  端部８の外周面
１２  成型ローラ
１４  非縮径部分
１６  首部
１８  傾斜部
２０  首部１６の内周面
２２  微小突起
２４  端部６の外周面
２６  環状溝
２８  嵌着面
３０  テーパ部
【図１】
2006000873.tif 000003
【図２】
2006000873.tif 000004
【図３】
2006000873.tif 000005
【図４】
2006000873.tif 000006
【図５】
2006000873.tif 000007
【図６】
2006000873.tif 000008
【図７】
2006000873.tif 000009
【図８】
2006000873.tif 000010
【図９】
2006000873.tif 000011
【図１０】
2006000873.tif 000012
【図１１】
2006000873.tif 000013
【図１２】
2006000873.tif 000014
【図１３】
2006000873.tif 000015
【図１４】
2006000873.tif 000016