(57)【要約】【課題】パンチングパイプに代替する金属管として、生産性及び歩留まりを高めることが可能な金属管及び当該金属管の製造方法を提供する。【解決手段】金属管１０は、予め形成された金属製の原管１２の周壁１３に周方向に延びる切れ目１４を複数形成し、各切れ目１４を原管１２の軸の延びる方向に展開することにより複数の孔部Ｈが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め形成された金属製の原管の周壁に周方向に延びる切れ目を複数形成し、
前記各切れ目を前記原管の軸の延びる方向に展開することにより複数の孔部が形成されていることを特徴とする金属管。
【請求項２】
前記切れ目は、前記原管の周壁の周方向に破線状に、かつ前記原管の軸の延びる方向に多段に形成されていることを特徴とする請求項１記載の金属管。
【請求項３】
前記各切れ目は、複数の前記切れ目が形成された前記原管を軸の延びる方向に伸長することにより展開されることを特徴とする請求項１又は２記載の金属管。
【請求項４】
予め形成された金属製の周壁に周方向に延びる切れ目を複数形成する工程と、
前記各切れ目を前記原管の軸の延びる方向に展開することにより複数の孔部を形成する工程とを有することを特徴とする金属管の製造方法。
【請求項５】
前記切れ目は、前記原管の周壁の周方向に破線状に、かつ前記原管の軸の延びる方向に多段に形成されることを特徴とする請求項４記載の金属管の製造方法。
【請求項６】
前記各切れ目は、複数の前記切れ目が形成された前記原管を軸の延びる方向に伸長することにより展開されることを特徴とする請求項４又は５記載の金属管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管及び金属管の製造方法に関し、特に、周壁に複数の孔部を有する金属管及び当該金属管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、二輪車等の排気管系に配設されるマフラー等では、エンジンの排気音を消音しつつ排気ガスを排出すための流路としてパンチングパイプが用いられている。
従来、パンチングパイプを備えるマフラーとして、例えば図５に記載のマフラー４０が知られている（特許文献１参照）。
図５は特許文献１に係るマフラーの断面図である。
【０００３】
図５に示すマフラー４０は、円筒状の外筒４１と、外筒４１内に挿通され、周壁に複数の孔部Ｈを有する内筒４２と、外筒４１と内筒４２との間に配設され、ウール材等により形成された吸音材層４３とを備えてなる。また、内筒４２の排気ガスＧの入口側には、四枚羽根構造の旋回導ブレード４４が固定配設されている。
そして、マフラー４０では、内筒４２として、パンチング加工により複数の孔部Ｈが形成されたパンチングパイプが用いられている。
【０００４】
マフラー４０は、内筒４２内を通過する排気ガスＧの音波を、孔部Ｈを通して吸音材層４３に吸収させることにより消音する。この場合に、マフラー４０では、内筒４２内を通過する排気ガスＧが、旋回導ブレード４４を強制通過することによって、内筒４２の管中心線Ｃを中心とする旋回流となって順送される。これにより、マフラー４０によれば、単位長さあたりの内筒４２の内周面と排気ガスＧとの接触面積が増加することができ、排気ガスＧの音波を孔部Ｈを通して吸音材層４３に吸収させることによる消音作用を増大することができる。
【０００５】
ここで、一般的に、パンチングパイプは、素材コイルをシートカットして金属板を形成する工程と、金属板に複数の孔部Ｈをパンチング加工により形成する工程と、孔部Ｈが形成された金属板を板巻き造管する工程とを経ることにより形成される。
【特許文献１】特開平１０−３１１２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パンチングパイプは、上述した製造工程により形成されるため、素材から製品に至るまでの工程数が多い上、各工程がシート加工工程であるため、基本的に生産性が低いという問題がある。
また、パンチングパイプの製造では、設計された開口率を実現するために、設計が変わる毎に孔部Ｈの寸法及び個数に対応した金型が必要となり、コストが増加するという問題がある。また、パンチングパイプの製造では、孔部Ｈをパンチング加工により形成しているため、歩留まりが低いという問題がある。
さらに、パンチングパイプは、変形させることが困難であるため、設計の自由度が制限されるという問題がある。
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、パンチングパイプに代替する金属管として、生産性及び歩留まりを高めることが可能な金属管及び当該金属管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１記載の金属管は、予め形成された金属製の原管の周壁に周方向に延びる切れ目を複数形成し、
前記各切れ目を前記原管の軸の延びる方向に展開することにより複数の孔部が形成されていることを特徴とする。
また、本願請求項２記載の金属管は、請求項１記載の金属管において、前記切れ目は、前記原管の周壁の周方向に破線状に、かつ前記原管の軸の延びる方向に多段に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本願請求項３記載の金属管は、請求項１又は２記載の金属管において、前記各切れ目は、複数の前記切れ目が形成された前記原管を軸の延びる方向に伸長することにより展開されることを特徴とする。
また、本願請求項４記載の金属管の製造方法は、予め形成された金属製の原管の周壁に周方向に延びる切れ目を複数形成する工程と、
前記各切れ目を前記原管の軸の延びる方向に展開することにより複数の孔部を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本願請求項５記載の金属管の製造方法は、請求項４記載の金属管の製造方法において、前記切れ目は、前記原管の周壁の周方向に破線状に、かつ前記原管の軸の延びる方向に多段に形成されることを特徴とする。
さらに、本願請求項６記載の金属管の製造方法は、請求項４又は５記載の金属管の製造方法において、前記各切れ目は、複数の前記切れ目が形成された前記原管を軸の延びる方向に伸長することにより展開されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の金属管又は本願請求項４乃至６のうちいずれか１項記載の金属管の製造方法によれば、金属管を製造するための素材をシートではなく素管にすることで、１工程で最終工程の直前まで連続加工ができ、生産性を大幅に向上することが可能となる。
また、金属管の孔部をラス加工により形成することで、設計に応じた金型が不要となり、コストを削減することが可能となる。
また、金属管の孔部をラス加工により形成とすることで、歩留まりを高めることが可能となる。
さらに、金属管の孔部をラス加工により形成とすることで、金属管自体の変形が容易となり、金属管の設計の自由度を拡大することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る金属管を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る金属管を備えてなるマフラーの断面図である。図２は、切れ目が形成された原管及び金属管の正面図である。図３は、金属管の素材となる原管と切れ目形成ユニットとの関係を示す平面図である。図４は、本実施形態に係る金属管の変形例に係る金属管の正面図である。ここで、図２及び図４は、原管又は金属管を直径方向から見ており、原管及び金属管の軸の延びる方向を上下方向として示している。また、図３は、原管の軸の延びる方向から見た図である。
【００１２】
本発明の実施形態に係る金属管１０は、自動車、二輪車等の排気管系に配設されるマフラーの排気ガスの流路、排気ガスフィルター装置の排気ガス流路等、従来パンチングパイプが用いられていた様々な装置等において、パンチングパイプの代わりに用いることが可能である。
本実施形態では、金属管１０をマフラー１に適用した場合を例にして説明する。
マフラー１は、図１に示すように、円筒状の外筒２と、外筒２内に挿通された金属管１０と、外筒２と金属管１０との間に配設された吸音材層３と、排気ガスＧが流入される排気ガス流入口４と、排気ガスＧが排出される排気ガス排出口５とを備えてなる。
外筒２は、両端有底円筒状に形成されている。外筒２の各側面６には、金属管１０を挿通可能な挿通孔７が形成されている。
【００１３】
金属管１０は、金属性の管状体により形成されている。金属管１０の周壁１１には、複数の孔部Ｈが形成されている。
ここで、金属管１０は、以下に示すように、原管１２をラス加工することにより形成される。
すなわち、まず、図２（ａ）に示すように、予め金属製の管状体として形成された原管１２の周壁１３に、周方向に延びる切れ目１４を複数形成する。
切れ目１４は、原管１２の周壁１３の周方向に破線状に、かつ原管１２の軸の延びる方向（図２及び図４における上下方向、図３における手前奥行方向）に多段に形成され、本実施形態では、千鳥状に形成されている。
原管１２の周壁１３への切れ目１４の形成は、図３に示す、切れ目形成ユニット２０により行われる。
切れ目形成ユニット２０は、第一の切刃ユニット２１と、第二の切刃ユニット２２とを備えてなる。
【００１４】
第一の切刃ユニット２１及び第二の切刃ユニット２２は、それぞれ、原管１２の周壁１３に周方向に延びる切れ目１４を形成可能な複数（本実施形態では、４枚）の切刃２３から形成されている。各切刃ユニット２１，２２の複数の切刃２３は、原管１２の周壁１３の同一円周上に破線状の切れ目１４を等間隔に形成可能となるように配設されている。そして、第一の切刃ユニット２１と第二の切刃ユニット２２とは、各切刃ユニット２１，２２により形成される切れ目１４が原管１２の軸の延びる方向にずれるように、原管１２に対して互いに軸の延びる方向に位置をずらして配設される。また、第一の切刃ユニット２１と第二の切刃ユニット２２とは、第一の切刃ユニット２１により形成される各切れ目１４と第二の切刃ユニット２２により形成される各切れ目１４とが原管１２の周方向に互い違いとなるように、第一の切刃ユニット２１の各切刃２３と第二の切刃ユニット２２の各切刃２３とを原管１２に対して周方向に位置をずらして配設される。
【００１５】
そして、切れ目形成ユニット２０は、原管１２を軸の延びる方向に移動させつつ、図３（ａ）に示す第一の切刃ユニット２１による複数の切れ目１４の形成と、図３（ｂ）に示す第二の切刃ユニット２２による複数の切れ目１４の形成とを繰り返す。これにより、切れ目形成ユニット２０は、複数の切れ目１４を、原管１２の周壁１３に対して、周方向に破線状にかつ軸の延びる方向に多段（本実施形態では千鳥状）に形成可能となっている。ここで、本実施形態では、切れ目形成ユニット２０を固定し、原管１２を軸の延びる方向に移動させて切れ目１４を形成する構成としているが、原管１２を固定し、切れ目形成ユニット２０を原管１２に対して軸の延びる方向に移動させて切れ目１４を形成する構成としても構わない。
【００１６】
次に、図２（ｂ）に示すように、原管１２の周壁１３に形成された各切れ目１４を、原管１２の軸の延びる方向に展開して、複数の孔部Ｈを形成する。
そして、周壁１１に複数の孔部Ｈが形成された原管１２を所定の長さに切断することにより金属管１０が形成される。
ここで、各切れ目１４は、複数の切れ目１４が形成された原管１２を軸の延びる方向に伸長することにより展開される。
この場合、予め、各切れ目１４の周方向の幅ｒの長さごとに、原管１２の単位長さあたりの開口率と各孔部Ｈの軸の延びる方向の長さＳとの関係を算出しておく。そして、前記算出結果に基づき、原管１２を、各孔部Ｈの軸の延びる方向の長さＳが所望とする単位長あたりの開口率に対応する長さとなるように伸長する。これにより、各孔部Ｈの周方向の幅Ｒが決定され、金属管１０の単位長あたりの開口率を所望とする値に設定することが可能となる。
【００１７】
なお、本実施形態では、金属管１０の単位長あたりの開口率は、金属管１０の全体で同一の値に設定されている。しかしながら、原管１２の軸の延びる方向の各部分で伸長する量を変えることにより、軸の延びる方向の各部分で単位長あたりの開口率が異なる金属管１０を形成することが可能となる。例えば、図４に示すように、原管１２の一部を各孔部Ｈの軸の延びる方向の長さがＳ2となるように伸長し、原管１２の他部を各孔部Ｈの軸の延びる方向の長さがＳ3となるように伸長する。これにより、原管１２の前記一部の各孔部Ｈの周方向幅はＲ2、原管１２の前記他部の各孔部Ｈの周方向幅はＲ3に決定される。よって、金属管１０の前記一部と前記他部とで単位長あたりの開口率を異ならせることが可能となる。
【００１８】
このように、本発明の実施形態に係る金属管１０によれば、金属管１０を製造するための素材をシートではなく素管（原管１２）にすることで、１工程で最終工程の直前まで連続加工ができ、生産性を大幅に向上することが可能となる。また、金属管１０の孔部Ｈをラス加工により形成することで、設計に応じた金型が不要となり、コストを削減することが可能となる。また、金属管１０の孔部Ｈをラス加工により形成とすることで、孔部Ｈをパンチング加工により形成する場合と比較して歩留まりを高めることが可能となる。さらに、金属管１０の孔部Ｈをラス加工により形成とすることで、金属管１０自体の変形が容易となり、金属管１０の設計の自由度を拡大することが可能となる。
【００１９】
吸音材層３は、ウール材等により形成される。そして、吸音材層３は、ウール材等が金属管１０の外周に巻きつけられることにより形成される。
排気ガス流入口４及び排気ガス排出口５は、円管状に形成され、金属管１０と連通するように配設される。
マフラー１では、排気ガスＧが、排気ガス流入口４を介して金属管１０内に流入する。そして、金属管１０に流入した排気ガスＧは、金属管１０を通過し、排気ガス排出口５を介して排出される。この際、金属管１０内を通過する排気ガスＧの音波が、孔部Ｈを通して吸音材層３に吸収される。これにより、マフラー１によれば、排気ガスＧの音波を消音することが可能となる。
そして、マフラー１によれば、金属管１０を適用することで、生産性を向上するとともにコストを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る金属管を備えてなるマフラーの断面図である。
【図２】切れ目が形成された原管及び金属管の正面図である。
【図３】金属管の素材となる原管と切れ目形成ユニットとの関係を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係る金属管の変形例に係る金属管の正面図である。
【図５】特許文献１に係るマフラーの断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  マフラー
２  外筒
３  吸音材層
４  排気ガス流入口
５  排気ガス排出口
６  側面
７  挿通孔
１０  金属管
１１  周壁
１２  原管
１３  周壁
１４  切れ目
２０  切れ目形成ユニット
２１  第一の切刃ユニット
２２  第二の切刃ユニット
２３  切刃
Ｇ  排気ガス
Ｈ  孔部
４０  マフラー
４１  外筒
４１  外筒
４２  内筒
４３  吸音材層
４４  旋回導ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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