(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
短軸方向と長軸方向とを有する断面形状が扁平な素管部と、この素管部に対して成形具を公転させるスピニング加工によって上記素管部の端部に形成された縮径部とを有し、上記縮径部が、上記素管部に続いて形成され、上記素管部から離間するにしたがって小径になるテーパ部、及びこのテーパ部に続いて形成され、一定の直径を有する直管部を有し、上記素管部の短軸方向における外周部と上記縮径部の上記テーパ部の外周部との２つの交差部に上記短軸方向外側に向かって突出する突出部がそれぞれ形成された異形管の上記突出部の突出量をスピニング加工によって減少させるための加工方法であって、
上記スピニング加工用の成形具の上記異形管に対する公転中心線を上記２つの突出部の中央から一方の突出部側に偏心させ、上記成形具を上記偏心方向とは逆側に位置する他方の突出部にのみ上記成形具を押圧接触させて当該他方の突出部だけをスピニング加工することを特徴とする異形管の突出部の加工方法。
【請求項２】
上記２つの突出部の中央に対する上記成形具の公転中心線の偏心量を、上記成形具が上記異形管に接触しない状態からその公転半径を小さくしたとき、上記成形具が上記他方の突出部に最初に接触するような大きさに設定したことを特徴とする請求項１に記載の異形管の突出部の加工方法。
【請求項３】
上記成形具を上記素管部の軸線方向へ移動させることを特徴する請求項１又は２に記載の異形管の突出部の加工方法。
【請求項４】
上記成形具を上記素管部の軸線方向へ複数回にわたって往復動させることを特徴とする請求項３に記載の異形管の突出部の加工方法。
【請求項５】
上記成形具を往復動方向の少なくとも一方の端部において上記公転半径が小さくなるように上記公転中心線に向かって所定距離だけ移動させることを特徴とする請求項４に記載の異形管の突出部の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、短軸方向と長軸方向とがある断面形状を有する扁平な素管部とこの素管部の端部にスピニング加工によって形成された断面円形の縮径部との短軸方向における交差部に形成される突出部の突出量をスピニング加工によって減少させる（この明細書において突出部の突出量を減少させるとは、突出部を無くすこと及び突出量を小さくすることの両者を含む。）ための加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用の触媒コンバータやプリマフラーには、断面が楕円形状をなす楕円管（異形管）が多用されている。これは、楕円管と断面円形の円形管とを比較した場合、両者の断面積を同一にすれば、楕円管の短軸方向の長さが円形管の直径より短くなる。したがって、触媒コンバータ等を車両の床下に搭載する場合には、楕円管の短軸方向を上下方向に向けることにより、地面から楕円管までの距離を大きくすることができるという利点が得られるからである。
【０００３】
ところで、触媒コンバータやプリマフラーの両端部には排気管が接続される。排気管は通常断面円形である。そこで、図８に示すように、触媒コンバータやプリマフラーを構成する楕円管１の両端部には、テーパ部２ａと直管部２ｂとからなる縮径部２が形成され、直管部２ｂに排気管が接続されるようになっている。
【０００４】
一般に、縮径部２は、図９に示すスピニング加工によって形成されている。縮径部２に対するスピニング加工は、ローラ（成形具）Ｒを楕円管１の軸線Ｌを中心として公転させつつ、楕円管１の端部に押圧接触させることによって行うものであり、ローラＲを公転させつつ楕円管１の中央側から端部側へ移動させるとともに、ローラＲの公転半径を小さくする。これによって、テーパ部２ａが形成される。その後、ローラＲの公転半径を一定に維持しつつ、ローラＲを素管部３の端面まで移動させることにより、直管部２ｂが形成される（特開平３−２２６３２７号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
楕円管１に上記のスピニング加工を行なった場合には、図１０に示すように、楕円管１のうちのスピニング加工が行なわれない素管部３の外周とスピニング加工された縮径部２の外周とが滑らかに連なっているのが望ましい。ところが、実際には、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、素管部３の外周部のうちの短軸方向側に位置する部分と縮径部２の外周部との２つの交差部に突出部４が形成されてしまう。これは、ローラＲによるスピニング加工が素管部３の長軸方向の外周から始まるため、図９において矢印で示すように、素管部３の長軸側を構成する部分の金属組織がローラＲの公転に伴って短軸側へ寄せられる。その結果、突出部４が形成されていたのである。このような突出部４があると、楕円管１が用いられた触媒コンバータやプリマフラーを車両に取り付ける際に、突出部４が他の部材に干渉するという問題がある。例えば、触媒コンバータの場合であれば、突出部４が遮熱カバーに干渉してしまう。そこで、突出部４を無くすか、その突出量を小さくすることができる加工方法の開発が要望されていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記要望に応えるものであり、短軸方向と長軸方向とを有する断面形状が扁平な素管部と、この素管部に対して成形具を公転させるスピニング加工によって上記素管部の端部に形成された縮径部とを有し、上記縮径部が、上記素管部に続いて形成され、上記素管部から離間するにしたがって小径になるテーパ部、及びこのテーパ部に続いて形成され、一定の直径を有する直管部を有し、上記素管部の短軸方向における外周部と上記縮径部の上記テーパ部の外周部との２つの交差部に上記短軸方向外側に向かって突出する突出部がそれぞれ形成された異形管の上記突出部の突出量をスピニング加工によって減少させるための加工方法であって、上記スピニング加工用の成形具の上記異形管に対する公転中心線を上記２つの突出部の中央から一方の突出部側に偏心させ、上記成形具を上記偏心方向とは逆側に位置する他方の突出部にのみ上記成形具を押圧接触させて当該他方の突出部だけをスピニング加工することを特徴としている。
【０００７】
この場合、上記２つの突出部の中央に対する上記成形具の公転中心線の偏心量を、上記成形具が上記異形管に接触しない状態からその公転半径を小さくしたとき、上記成形具が上記他方の突出部に最初に接触するような大きさに設定することが望ましい。
上記成形具は、上記素管部の軸線方向へ移動させることが望ましく、特に複数回にわたって往復動させることが望ましい。上記成形具を複数回にわたって往復動させる場合には、上記成形具を往復動方向の少なくとも一方の端部において上記公転半径が小さくなるように上記公転中心線に向かって所定距離だけ移動させることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２は、スピニング加工を用いて楕円管１の突出部４を無くし、あるいはその突出量を小さくするための、この発明に係る加工方法の原理を示す概略図であって、図１は突出部の加工開始当初の状態を示し、図２は突出部の加工がほぼ終了した時の状態を示している。
【０００９】
この発明の加工方法を実施するに際しては、通常のスピニング加工と同様に、ワークたる楕円管（異形管）１を固定する。この実施の形態では、曲率半径が素管部３とほぼ同一である保持凹部Ｈａ，Ｈｂを有する一対の保持部材Ｈ１，Ｈ２によって素管部３を上下から挟持することにより楕円管１を固定している。楕円管１は他の固定方法、例えば固定チャック等を用いて固定してもよい。
【００１０】
その後、突出部４をロール（成形具）Ｒによってスピニング加工することにより、突出部４を無くすか、その突出量を小さくする。ロールＲについては、１つだけ用いてもよいが、加工能率の点から複数用いるのが望ましい。ロールＲによって突出部４をスピニング加工する際には、まず図１（Ｂ）に示すように、ロールＲの公転中心線Ｃを楕円管１の軸線Ｌに対し、２つの突出部４，４のうちのいずれかの突出部４側へ偏心させる。この実施の形態の場合、公転中心線Ｃを軸線Ｌから下側の突出部４に向かう方向へ偏心させている。つまり、公転中心線Ｃを楕円管１の軸線Ｌに対して短軸方向下方へ偏心させている。軸線Ｌと公転中心線Ｃとの偏心量は、ロールＲの公転半径をロールＲが楕円管１のいずれの箇所にも接触しない状態から徐々に小さくしていったとき、ロールＲが偏心方向と逆側（図１（Ｂ）において上側）に位置する突出部４に楕円管１の他のいずれの箇所よりも早く接触するような大きさに設定するのが望ましい。
【００１１】
ただし、突出部４から楕円管１の周方向に大きく離れた部分、例えば図１（Ｂ）に示す部分Ａ又はＢ及びその近傍であり、その部分Ａ，Ｂ及びその近傍をスピニング加工することが突出部４の加工に影響を及ぼさないのであれば、その部分Ａ，Ｂ及びその近傍についてはロールＲが突出部４に接触するのとほぼ同時か、突出部４より若干早く接触するようになっていてもよい。
【００１２】
ロールＲが突出部４に接触するようになったら、ロールＲを公転中心線Ｃを中心として公転させるとともに、公転中心線Ｃ方向（図１の矢印Ｘ１，Ｘ２方向）へ往復動させる。実際には、突出部４の突出量に各楕円管１でバラツキがあるので、ロールＲが突出部４に接触する前から公転及び往復動させる。ロールＲが往復動の少なくとも一方の端部に達したら、ロールＲを公転中心線Ｃ側（図１の矢印Ｙ方向側）へ若干移動させる。それによってロールＲの公転半径を小さくする。勿論、往復動の両端部においてロールＲを矢印Ｙ方向へ移動させてもよい。ロールＲの矢印Ｙ方向への移動量は、例えば突出部４の突出量の１／４程度にするのが望ましい。ロールＲを矢印Ｙ方向へ移動させてその公転半径を小さくすると、ロールＲが突出部４に押圧接触し、その突出量が小さくなるように成形する（押し潰す）。これを複数回繰り返すと、図２示すように、突出部４の突出量が小さくなるか、あるいは突出部４が無くなる。その替わりに、突出部４近傍の素管部３及びテーパ部２ａには、半円筒部５が形成される。半円筒部５は、公転中心線Ｃを曲率中心とする円弧面によって形成されており、突出部４が形成されていた箇所を中心として楕円管１の周方向へ延びている。半円筒部５は、この実施の形態の場合、半円筒部５の外周面と素管部３の短軸との交差部が、素管部３の外周面と短軸との交差部より若干公転中心線Ｃ側に位置するように形成されているが、両交差部が短軸方向において同一位置に位置するように形成されていてもよい。
【００１３】
上記のようにして楕円管１の一端部に形成された二つの突出部４，４のうちの一方の突出部４を無くし、あるいはその突出量を小さくした後には、他方の突出部４を無くし、あるいはその突出量を小さくする。その場合には、保持部材Ｈ１，Ｈ２による楕円管１の挟持を解除し、楕円管１をその軸線Ｌを中心として１８０°回動させる。そして、保持部材Ｈ１、Ｈ２によって楕円管１を再度挟持固定する。あるいは、ロールＲの公転中心Ｃを楕円管１の軸線Ｌに関して対称な位置に移動するように、各ロールＲを楕円管１に対して上方へ相対移動させる。その後、上記と同様にして他方の突出部４（図１において下側の突出部４）の突出量を小さくし、あるいは無くす。勿論、楕円管１の他端部に形成された二つの突出部４，４も同様にして突出量を小さくし、あるいは無くすことができる。
【００１４】
なお、この発明は上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態は、この発明を断面楕円状をなす楕円管に適用したものであるが、この発明は短軸方向と長軸方向とがある断面形状を有する扁平な他の異形管にも適用可能である。その具体例が図３〜図７に示されている。図３〜図７に示す具体例においては、上下方向が短軸方向であり、左右方向（水平方向）が長軸方向になっている。図３に示す異形管１Ａは、断面長方形状をなすものである。図４に示す異形管１Ｂは、断面菱形状をなすものである。図５に示す異形管１Ｃは、扁平な略六角形の断面形状を有するものである。図６に示す異形管１Ｄは、断面形状が左右方向の長さに比して高さが低い扁平な台形状をなすものである。図７に示す異形管１Ｅは、左右方向の長さに比して高さが低い断面三角形状をなすものである。
【００１５】
また、上記の実施の形態においては、ロールＲを複数回にわたって往復動させているが、１回だけ往復動させてもよい。また、幅の広いロールＲを使用すれば、ロールＲを往復動させることなく、Ｘ１，Ｘ２方向へ位置固定した状態でも突出部４の突出量を小さくし、あるいは無くすことができる。その場合には、ロールＲの幅方向の中央部に突出部４を位置させ、ロールＲを公転させつつその半径を漸次小さくすればよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、スピニング加工によって縮径部を形成することに起因する異形管の突出部の突出量を小さくし、あるいは突出部を無くすことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を第１の異形管たる楕円管に適用した一実施の形態の概略構成を示す図であって、図１（Ａ）はロールが突出部をスピニング加工し始めたときの状態を示す正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ矢視図である。
【図２】図１と同様の図であって、図２（Ａ）は突出部のスピニング加工がほぼ終了したときの状態を示す正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ矢視図である。
【図３】この発明が適用可能である第２の異形管の断面形状を示す図である。
【図４】この発明が適用可能である第３の異形管の断面形状を示す図である。
【図５】この発明が適用可能である第４の異形管の断面形状を示す図である。
【図６】この発明が適用可能である第５の異形管の断面形状を示す図である。
【図７】この発明が適用可能である第６の異形管の断面形状を示す図である。
【図８】両端部にスピニング加工によって縮径部が形成された楕円管を示す図であって、図３（Ａ）はその正面図、図３（Ｂ）はその平面図、図３（Ｃ）はその側面図である。
【図９】楕円管にスピニング加工によって縮径部を形成したときに突出部が形成される理由を示す図である。
【図１０】両端部に縮径部を有する理想的な楕円管を示す正面図である。
【符号の説明】
Ｃ  公転中心線
Ｌ  （楕円管）の軸線
Ｒ  ロール
１  楕円管（異形管）
１Ａ  異形管
１Ｂ  異形管
１Ｃ  異形管
１Ｄ  異形管
１Ｅ  異形管
２  縮径部
３  素管部
４  突出部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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