(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が拡管されたθパイプ（内部が仕切り板により二分されたパイプ）を製造する方法であって、
（１）素管の径と略同等の幅をもつ幅狭部と、前記幅狭部よりも大きな幅をもつ幅広部と、前記幅狭部から前記幅広部にかけて徐々に幅が広がっていく徐変部と、長手方向の両縁に沿って形成されたフランジ部とを備えた仕切り板を準備する準備工程と、
（２）一対の半割型を用いて前記仕切り板の少なくとも前記徐変部を両側から抱え込むことにより、前記徐変部を軸回転した形状の円錐台部を形成したあと、前記仕切り板及び前記両半割型を前記素管に対して相対的に移動させて前記仕切り板を前記幅狭部から前記素管に圧入することにより、前記仕切り板を前記素管の内部に配置すると同時に前記素管を拡管する圧入工程とを含んでなることを特徴とする拡管θパイプの製法。
【請求項２】
前記（２）の圧入工程では、一対の半割型を用いて前記徐変部及び前記幅広部を両側から抱え込むことにより、前記円錐台部を形成すると共に前記幅広部を軸回転した形状の大筒部を形成したあと、前記仕切り板及び前記両半割型を前記素管に対して相対的に移動させることを特徴とする請求項１記載の拡管θパイプの製法。
【請求項３】
前記（２）の圧入工程後に、前記両半割型のみ圧入方向とは逆方向に引き抜き、その後前記仕切り板の前記フランジ部と拡管後の素管とをレーザ溶接する溶接工程を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の拡管θパイプの製法。
【請求項４】
請求項２記載の拡管θパイプの製法に用いられる圧入型であって、平面板状のベースと、前記ベースに立設された一対の半割型と、前記一対の半割型同士の間に設けられ、前記仕切り板の少なくとも前記徐変部及び前記幅広部を遊びをもって保持する保持空間とを備え、前記保持空間に前記仕切り板が前記幅広部側の端部から挿入されると、前記徐変部を軸回転した形状の円錐台部が形成されると共に前記幅広部を軸回転した形状の大筒部が形成されることを特徴とする圧入型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡管θパイプの製法及びその製法に用いられる圧入型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多気筒エンジンからの排ガスを流通させるためのパイプとして、パイプ本体の内部に仕切り板を設けることにより２つの排ガス流路を形成したθパイプ（流路分割パイプともいう）が知られている。このθパイプは、例えば４気筒エンジンの排気系に用いられる。４気筒エンジンでは１番気筒→３番気筒→４番気筒→２番気筒という順序で９０°ＣＡの位相差で点火されるため、１番気筒及び４番気筒からの排ガスをθパイプの一方の流路に通過させ、２番気筒及び３番気筒からの排ガスをθパイプのもう一方の流路に通過させることにより、両通路を通過する排ガス同士が干渉し合うのを防止し、排気効率の悪化ひいてはエンジン出力の低下を防止している。
【０００３】
このようなθパイプをエンジン排気系に設置する際、排ガス上流側の端部（上流端という）を大径のパイプと接続し、排ガス下流側の端部（下流端という）を小径のパイプと接続する場合があるが、この場合にはθパイプの上流端側を大径にし、下流端側を小径にする必要がある。
【０００４】
この種のθパイプは、例えば特開２０００−２０４９４３に示される手順によって作製される。即ち、図６に示すように、素管１００の上流端側をバルジ加工で拡管することにより、小径部１１１及び大径部１１２を備えたパイプ本体１１０を作製する。一方、パイプ本体１１０の大径部１１２に合った幅を持つ幅広部１２２と、小径部１１１に合った幅を持つ幅狭部１２１と、パイプ本体１１０に溶接するためのフランジ部１２３，１２３とを備えた仕切り板１２０を予め作製しておき、この仕切り板１２０をパイプ本体１１０に挿入し、フランジ部１２３，１２３とパイプ本体１１０とを溶接する。このようにして得られるθパイプは、製造途中で拡管工程が入るため、拡管θパイプと呼ぶ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記製法では、素管１００を拡管してパイプ本体１１０とする工程と、このパイプ本体１１０に仕切り板１２０を挿入する工程とを別々に行う必要があるため、工程数が多いという問題があった。また、パイプ本体１１０と仕切り板１２０との密着性、特に徐変部（小径部１１１から大径部１１２に至る部分）における密着性が十分でなく、フランジ部１２３，１２３とパイプ本体１１０とを溶接した後に穴あき等の不良が発生することがあった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決することを課題とするものであり、仕切り板とパイプ本体とが良好に密着した拡管θパイプを少ない工程数で作製できる拡管θパイプの製法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明は拡管θパイプの製法であって、
（１）素管の径と略同等の幅をもつ幅狭部と、前記幅狭部よりも大きな幅をもつ幅広部と、前記幅狭部から前記幅広部にかけて徐々に幅が広がっていく徐変部と、長手方向の両縁に沿って形成されたフランジ部とを備えた仕切り板を準備する準備工程と、
（２）一対の半割型を用いて前記仕切り板の少なくとも前記徐変部を両側から抱え込むことにより、前記徐変部を軸回転した形状の円錐台部を形成したあと、前記仕切り板及び前記両半割型を前記素管に対して相対的に移動させて前記仕切り板を前記幅狭部から前記素管に圧入することにより、前記仕切り板を前記素管の内部に配置すると同時に前記素管を拡管する圧入工程とを含んでなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の拡管θパイプの製法では、素管を拡管する工程と拡管後の素管に仕切り板を挿入する工程とを別々に行うのではなく同時に行うため、工程数が少なくて済むうえ、拡管後の素管と仕切り板との密着性が良好になる。
【０００９】
また、一対の半割型を用いずに仕切り板のみを圧入する場合に比べて、素管が拡管される際にその断面が歪んで拡管されるのを防止できる。
【００１０】
本発明の拡管θパイプの製法において、圧入工程では、一対の半割型を用いて前記徐変部及び前記幅広部を両側から抱え込むことにより、前記円錐台部を形成すると共に前記幅広部を軸回転した形状の大筒部を形成したあと、前記仕切り板及び前記両半割型を前記素管に対して相対的に移動させてもよい。この場合も、素管が拡管される際にその断面が歪んで拡管されるのを防止できる。特に、一対の半割型は徐変部のみならず幅広部も抱え込んでいるため、歪み防止効果が高い。
【００１１】
本発明の拡管θパイプの製法において、圧入工程後に、一対の半割型のみ圧入方向とは逆向きに引き抜き、その後仕切り板のフランジ部と拡管後の素管とをレーザ溶接する溶接工程を含むことが好ましい。この場合、仕切り板を管内に配置すると同時に素管を拡管していることから、仕切り板と拡管後の素管とは良好に密着しているため、両者をレーザ溶接することが容易であり、しかも穴あき等が生じることもない。
【００１２】
なお、一対の半割型が仕切り板を抱え込む場合、各半割型が仕切り板と密着するように抱え込んでもよいが、圧入工程後に半割型を引き抜くことを考慮すれば、両半割型は仕切り板を遊びをもって抱え込むことが好ましい。また、一対の半割型は、更に仕切り板の幅狭部を両側から抱え込むことによりその幅狭部を軸回転した形状の小径部を形成したあと、仕切り板及び両半割型を素管に対して相対的に移動させて仕切り板を幅狭部から素管に圧入してもよいが、幅狭部は素管の径と略同等のため、両半割型により抱え込まなくても圧入時に素管が変形するおそれはほとんどない。
【００１３】
本発明の拡管θパイプの製法において、以下の圧入型を用いることが好ましい。即ち、平面板状のベースと、このベースに立設された一対の半割型と、この一対の半割型同士の間に設けられ、仕切り板の少なくとも徐変部及び幅広部を遊びをもって保持する保持空間とを備えた圧入型を用いることが好ましい。この圧入型の保持空間に仕切り板を幅広部側の端部から挿入すると、徐変部を軸回転した形状の円錐台部が形成されると共に幅広部を軸回転した形状の大筒部が形成される。この状態で、ベースを素管に対して相対的に移動させると、仕切り板及び一対の半割型が素管に対して相対的に移動して、仕切り板が幅狭部から素管に圧入されていく。この結果、仕切り板が素管の内部に配置されると同時に素管が拡管される。このような圧入型を用いれば、圧入工程を容易に実施でき、しかも、圧入工程後に圧入型を引き抜く際にはベースを圧入方向とは逆方向に相対移動させればよいため、引き抜き作業も容易に実施できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、拡管θパイプ１０の構成について説明する。図１は拡管θパイプの説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。拡管θパイプ１０は、パイプ本体１１と仕切り板１５を備えている。
【００１５】
パイプ本体１１は、素管部１２と、この素管部１２より大径の拡管部１３と、素管部１２から拡管部１３にかけて徐々に径が大きくなる徐変部１４とを備えている。仕切り板１５は、長手方向に沿った両縁にそれぞれフランジ部１６，１６を備えており、両フランジ部１６，１６は互いに逆向きに屈曲されて形成されている。この仕切り板１５は、素管部１２の径と略同等の幅をもつ幅狭部１７と、拡管部１３の径と同等の幅をもつ幅広部１８と、幅狭部１７から幅広部１８にかけて徐々に幅が広がっていく徐変部１９とを備えている。また、フランジ部１６，１６とパイプ本体１１とはレーザ溶接により接合されている。
【００１６】
次に、この拡管θパイプ１０の製法について説明する。図２は仕切り板の斜視図であり、図３は圧入型の説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図である。図４は圧入工程を表す説明図である。
まず、金属板材をプレス加工することにより、幅狭部１７、幅広部１８、徐変部１９、フランジ部１６，１６を備えた仕切り板１５（図２参照）を作製する。この仕切り板１５の各部については、図１に基づいて既に述べたとおりである。
【００１７】
一方で、一対の半割型２１，２１とベース２３とを備えた圧入型２０（図３参照）を用意する。各半割型２１は、円筒を半割にした円筒半割部２１ａと円錐台を半割にした円錐台半割部２１ｂとを繋げた形状を呈しており、円筒半割部２１ａ側の端面が平面板状のベース２３に固定されている。このようにベース２３に立設された一対の半割型２１，２１は、互いに向かい合う面と面との間に、仕切り板１５の幅広部１８及び徐変部１９を遊びをもって保持可能な保持空間Ｓを有している。また、両半割型２１，２１には、仕切り板１５のフランジ部１６，１６を収納するための収納溝２１ｃ，２１ｃがそれぞれ形成されている。
【００１８】
この圧入型２０の保持空間Ｓに仕切り板１５を幅広部１８側から挿入すると、一対の半割型２１，２１が仕切り板１５の幅広部１８及び徐変部１９を両側から抱え込む形となり、図４に示すように、幅広部１８を軸回転した形状の大筒部２８と、徐変部１９を軸回転した形状の円錐台部２９とが形成される。それと共に、フランジ部１６，１６が各半割型２１，２１の収納溝２１ｃ，２１ｃに収納される。この結果、大筒部２８及び円錐台部２９の外周面は滑らかな曲面となる。
【００１９】
そして、このように圧入型２０の一対の半割型２１，２１により仕切り板１５を抱え込んだ状態で、圧入型２０のベース２３を素管３０に向かって押圧することにより、仕切り板１５及び両半割型２１，２１が押圧されて仕切り板１５が幅狭部１７の端部から素管３０へと圧入される（図４の白抜き矢印は圧入方向を示す）。このとき、仕切り板１５の幅狭部１７は、圧入型２０に抱え込まれておらず露出しているが、この幅狭部１７の幅は素管３０の径と略同等なので、幅狭部１７が圧入されたとしても素管３０が大きく変形することはない。
【００２０】
この幅狭部１７が圧入された後、仕切り板１５を抱え込んだ半割型２１，２１の円錐台部２９が圧入される。すると、素管３０はこの円錐台部２９によって円錐台状に拡管される。そして、この円錐台部２９が圧入された後、今度は大筒部２８が圧入される。このとき、素管３０は既に円錐台部２９によって拡管されているため、大筒部２８によってはほとんど拡管されないか、あるいは僅かに拡管される程度である。
【００２１】
そして、圧入型２０のベース２３が拡管後の素管３０の端面３０ａと一致するまで、仕切り板１５及び圧入型２０を管内に押し込んだ後、仕切り板１５を管内に残して圧入型２０のみを圧入方向とは逆方向に引き抜く。このとき、圧入型２０の保持空間Ｓは仕切り板１５を遊びをもって保持する大きさに形成されているため、圧入型２０を容易に引き抜くことができる。この結果、素管３０は拡管されてパイプ本体１１（図１参照）となる。
【００２２】
なお、上述のように圧入型２０の一対の半割型２１，２１により仕切り板１５を抱え込んだ状態で、この圧入型２０のベース２３を素管３０に向かって押圧する際には、圧入型２０のベース２３が仕切り板１５の幅広部１８側の端面を圧接してもよいが、圧入型２０の円錐台半割部２１ｂが仕切り板１５の徐変部１９のフランジ部１６を圧接することが好ましい。
【００２３】
その後、仕切り板１５のフランジ部１６，１６とパイプ本体１１とをレーザ溶接して両者を一体化すれば、図１の拡管θパイプ１０が得られる。レーザ溶接する際、仕切り板１５のフランジ部１６，１６とパイプ本体１１とは全体にわたって良好に密着しているため、両者をレーザ溶接することが容易であり、しかも穴あき等が生じることもない。
【００２４】
以上詳述した本実施形態によれば、幅狭部１７と幅広部１８と徐変部１９とフランジ部１６とを備えた仕切り板１５を、幅狭部１７側から素管３０に圧入することにより、仕切り板１５を素管３０の内部に配置すると同時に素管３０を拡管する。つまり、素管３０を拡管する工程と拡管後の素管即ちパイプ本体１１に仕切り板１５を挿入する工程とを別々に行うのではなく同時に行うため、工程数が少なくて済むうえ、パイプ本体１１と仕切り板１５との密着性が全体にわたって良好になる。
【００２５】
また、一対の半割型２１，２１を用いて仕切り板１５を抱え込んだ状態で、仕切り板１５及び両半割型２１，２１を押圧して仕切り板１５を幅狭部１７から素管３０に圧入しているため、このような半割型２１，２１を用いずに仕切り板１５を圧入する場合に比べて、素管３０が拡管される際にその断面が歪んで拡管されるのを防止できる。特に、一対の半割型２１，２１は仕切り板１５の徐変部１９のみならず幅広部１８も抱え込んでいるため、歪み防止効果が高い。
【００２６】
更に、パイプ本体１１と仕切り板１５のフランジ部１６，１６とが全体にわたって良好に密着しているため、両者をレーザ溶接することが容易であり、素管部１２及び拡管部１３はもちろん徐変部１４においても穴あき等が生じることはない。
【００２７】
更にまた、一対の半割型２１，２１が仕切り板１５を抱え込んだ状態では、フランジ部１６，１６は収納溝２１ｃ，２１ｃに収納されるため、大筒部２８及び円錐台部２９の外周面に段差を生じることなく滑らかな曲面となる。このため、仕切り板１５を抱え込んだ一対の半割型２１，２１をスムーズに素管３０に圧入できる。
【００２８】
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、仕切り板１５のうちフランジ部１６，１６を除く部分は平板状としたが、この部分を図５に示すように略Ｓ字状としてもよい。この場合、図５の矢印方向の引張応力あるいは圧縮応力が加わったとしても弾性変形してこれを吸収できるという利点がある。
【００２９】
また、上記実施形態では、圧入型２０を仕切り板１５の幅広部１８及び徐変部１９を抱え込むようにしたが、更に幅狭部１７を抱え込むようにしてもよい。あるいは、徐変部１９及び幅狭部１７を抱え込むようにして幅広部１８を露出してもよいし、徐変部１９のみを挟み込んでもよい。
【００３０】
更に、仕切り板１５の幅狭部１７の幅は、素管３０の内径と略同等であればよく、素管３０の内径より僅かに大きくても僅かに小さくてもよい。幅狭部１７の幅が素管３０の径より僅かに大きくても素管３０へ圧入することは可能であるし、一方、素管３０の径より僅かに小さくても幅狭部１７のフランジ部１６は徐変部１９のフランジ部１６に比べて剛性が低いため、フランジ部１６をローラ等の押圧部材でパイプ本体１１に押し付けながら溶接すれば隙間なく溶接できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  拡管θパイプの説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。
【図２】  仕切り板の斜視図である。
【図３】  圧入型の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図である。
【図４】  圧入工程を表す説明図である。
【図５】  他の仕切り板の断面図である。
【図６】  従来の拡管θパイプの製造工程図である。
【符号の説明】
１０・・・拡管θパイプ、１１・・・パイプ本体、１２・・・素管部、１３・・・拡管部、１４・・・徐変部、１５・・・仕切り板、１６・・・フランジ部、１７・・・幅狭部、１８・・・幅広部、１９・・・徐変部、２０・・・圧入型、２１・・・半割型、２１ａ・・・円筒半割部、２１ｂ・・・円錐台半割部、２１ｃ・・・収納溝、２３・・・ベース、２８・・・大筒部、２９・・・円錐台部、３０・・・素管、Ｓ・・・保持空間。
【図１】
0004695751.tif 000002
【図２】
0004695751.tif 000003
【図３】
0004695751.tif 000004
【図４】
0004695751.tif 000005
【図５】
0004695751.tif 000006
【図６】
0004695751.tif 000007