(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの主型を合わせて鋳込空間を形成する工程と、
直線状のスライド型を前記２つの主型のうちの一方の主型から前記鋳込空間内に直線状に突出した突出部に所定角度をもって該鋳込空間内で接合させる工程と、
該鋳込空間内に湯を流し込んで内部で前記所定角度の曲がり部をもって結ばれた第１直管部と第２直管部とからなる流路を有するフランジを形成する工程と、
前記曲がり部のうち内側の曲がり点を、その切削寸法が、該曲がり部のうち外側の曲がり部の接点と前記第１直管部及び前記第２直管部をアール状に連続させる仮想円弧との最大距離と同じ、または、該最大距離の１．２倍程度となるよう前記内側の曲がり点を切削加工する工程と、
を有するパイプフランジの製造方法。
【請求項２】
前記流路は、真円から長円或いは楕円に変化する形状変化区間が形成され、
該形状変化区間を前記内側の曲がり点を切削加工する工程で切削される部位内に設定したことを特徴とする請求項１に記載のパイプフランジの製造方法。
【請求項３】
前記流路の形状変更に伴う断面積変化分の修正を、前記曲がり部内側の曲がり点を切削加工する工程で補ったことを特徴とする請求項２に記載のパイプフランジの製造方法。
【請求項４】
前記流路の端側を直線状に切削加工してパイプ接合用の接合部を形成する工程を有し、
前記鋳込空間内に湯を流し込んで前記フランジを形成する際に発生する鋳バリを、前記曲がり部内側の曲がり点を切削加工する工程と前記接合部を形成する工程とで除去できる部位に発生するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３何れかに記載のパイプフランジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、エンジンの吸気管などの流体導入部に用いられるパイプフランジの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、自動車用あるいは産業機械用のガソリンエンジンとかディーゼルエンジンの吸気管などの流体導入部においては、図１３に示すように、板状のフランジ５１に接合挿入部５１ａを形成させ、パイプ５２の先端の挿入直管部５２ｂを、接合挿入部５１ａ内に挿入して、ロー付けあるいは溶接で接合しており、パイプ５２には曲がり部５２ａを設けて、干渉物５３との干渉を避けているが、曲がり部５２ａの曲げ半径Ｒをパイプ５２の直径Ｄの１．２倍以上にしないと急激に管路抵抗が増大するため、なるべく曲げ半径Ｒを大きくするようにしているが、干渉物５３との関係で、曲げ半径Ｒを小さくせねばならない場合もあり、設計の自由度が小さくなるという問題点があった。
【０００３】
このような問題点を解決するために、図１４に示すように、鋳造でフランジ５５を形成させ、内部に曲がり部５５ｂを形成させて、端部に接合挿入部５５ａを形成させ、この接合挿入部５５ａに、直管のパイプ５２を接合させて構成したものが存在し、このような構造では、曲がり部５５ｂの曲げ半径Ｒを大きくすることができ、曲げによる管路抵抗の増大を抑えることができるが、このようなフランジ５５を鋳造で形成するためには中子が必要となり、中子砂の粒度などから、この曲がり部５５ｂの内面粗度が大きくなり、これにより管路抵抗が大きくなってしまうという問題点があり、また、鋳造のフランジ５５では中子が必要となるため、高価なものとなってしまうという問題点が別に発生する。
【０００４】
また、図１５に示すように、パイプ５２を、直径Ｄ１の真円から、高さ方向の寸法がＤ２の楕円あるいは長円形状に、形状変化区間Ｐで変化させて、板状フランジ５１の長円開口５１ｂに接合させるような構造では、パイプ５２に曲がり部５２ａを形成させた後に、端部を加工して形状変化区間Ｐを形成させる必要があり、パイプ５２の曲がり始めの部分がフランジ５１から遠くなり、曲がり部５２ａの曲げ半径Ｒを小さくせねばならないという問題点が生ずる。
【０００５】
また、図１６に示すように、鋳造フランジ５５内に、曲がり部５５ｂと形状変化区間Ｐを作る場合には、曲がり部５５ｂの曲がり半径を大きくすることができるが、成形時に中子が必要であり、中子により曲がり部５５ｂの内面粗度が大きくなり、管路抵抗が大となってしまうという問題点があった。
【０００６】
なお、図１７は、図１５及び図１６における長円開口５１ｂ及び５５ｃの正面構成図であり、長円開口５１ｂ，５５ｃは、真円のパイプ５２の直径Ｄ１に対し高さ方向の寸法Ｄ２は小さく、横方向の寸法Ｄ３は大に形成されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、管路抵抗を増大させることなく設計の自由度の大きい曲がり部を有したパイプフランジの製造方法を提供することを第１の目的とし、また第２の目的は、中子を用いずダイカストで加工代の少ない安価なパイプフランジの製造方法を提供せんことを目的とし、その第１の要旨は、２つの主型を合わせて鋳込空間を形成する工程と、直線状のスライド型を前記２つの主型のうちの一方の主型から前記鋳込空間内に直線状に突出した突出部に所定角度をもって該鋳込空間内で接合させる工程と、該鋳込空間内に湯を流し込んで内部で前記所定角度の曲がり部をもって結ばれた第１直管部と第２直管部とからなる流路を有するフランジを形成する工程と、前記曲がり部のうち内側の曲がり点を、その切削寸法が、該曲がり部のうち外側の曲がり部の接点と前記第１直管部及び前記第２直管部をアール状に連続させる仮想円弧との最大距離と同じ、または、該最大距離の１．２倍程度となるよう前記内側の曲がり点を切削加工する工程と、を有することである。
また、第２の要旨は、前記流路は、真円から長円或いは楕円に変化する形状変化区間が形成され、該形状変化区間を前記内側の曲がり点を切削加工する工程で切削される部位内に設定したことである。
また、第３の要旨は、前記流路の形状変更に伴う断面積変化分の修正を、前記曲がり部内側の曲がり点を切削加工する工程で補ったことである。
また、第４の要旨は、前記流路の端側を直線状に切削加工してパイプ接合用の接合部を形成する工程を有し、前記鋳込空間内に湯を流し込んで前記フランジを形成する際に発生する鋳バリを、前記曲がり部内側の曲がり点を切削加工する工程と前記接合部を形成する工程とで除去できる部位に発生するようにしたことである
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、フランジとパイプの接合構造の断面構成図であり、フランジ１は、ダイカストで中子を用いずに形成されたものとなっており、フランジ１の内部には、右側から下流側直管部５が形成され、他方側から接合側直管部４が形成されて、両直管部４，５は、外側曲がり点６及び内側曲がり点７で接点を形成するように構成されている。即ち、上流側及び下流側から２本の直管を角度θで結んだ形状に内部の流路が曲がり状に形成されたものとなっており、接合側直管部４の端部には、直線状の接合挿入部３が形成されて、この接合挿入部３に対し、外側より直径Ｄの真円のパイプ２が挿入され、ロー付けあるいは溶接で接合されたものとなっている。
【０００９】
図１において、前記外側曲がり点６と、その内側の、接合側直管部４および下流側直管部５で構成される２本の直管をアール状に連続させる仮想円弧９との最大距離ｔ１に相当するｔ２分の寸法が、内側曲がり点７で削り取られて切削部８が形成されており、図２に示すように、この切削部８は、ダイカスト成形後に、流路の内径よりも小さな刃具１０の軸１０ａを回転させて、回転する刃具１０で内側曲がり点７を切削加工して削り取ったものである。
【００１０】
このように切削部８を形成しておけば、図３に示すように、パイプ２側からフランジ１内の流路に流れ込む流体の実流線１１は、流路の外側では仮想円弧９以上には発達せず、流路の内側では切削部８で乱流域が生ずることなく、実流路径Ｄはパイプ２の内径Ｄとほぼ同寸法となって、上流から下流側へ流体が流れることとなり、曲げによる管路抵抗の増大を抑えることができるものとなる。
【００１１】
なお、切削部８が存在しない場合には、図４に示すように、内側曲がり点７の下流で、流体の粘性などによる内側乱流域１２ａが形成されて、実流路径Ｄ４は小さくなってしまう。また、切削部８の切削量が小さすぎる場合も同様に、内側乱流域１２ａが発達して、実流路径は小さくなってしまう。
一方、逆に切削部８の切削量が大きすぎると、図５に示すように、この切削部８の部分が拡管部となり、流路径が拡大された後、下流側直管部５の部分に向かって縮管となるため、外側曲がり点６の部分でも外側乱流域１２ｃが外側曲がり点６の乱流域に続いて形成され、また、内側の内側乱流域１２ｂも内側乱流域１２ａに連続して形成され、管路抵抗が増大してしまうこととなる。
【００１２】
従って、切削部８の切削寸法ｔ２は、ｔ１と同じか、ｔ１の１．２倍程度が好ましく、このように設定して切削部８を切削加工した場合には、図３のように、切削部８で乱流域が生ずることなく、管路抵抗を少なくすることができるものとなる。
【００１３】
この図１のようなフランジ１は、図６に示すような、主型１６，１７とスライド型１８からなる割り型式のダイカスト鋳型１５を用いて、中子を用いることなくダイカスト成形することができるものである。
即ち、主型１７に前記外側曲がり点６を形成する部位が設けられており、また、主型１７とスライド型１８の接合面Ｍ１で前記内側曲がり点７の部位が成形され、内部の鋳込空間Ｓ内に湯を流し込んでフランジ１を製造することができ、主型１７は矢印方向に移動させて抜くことができ、また、スライド型１８も矢印方向に抜くことができ、このような割り型式のダイカスト鋳型１５であれば、中子を必要とすることなく、直線状に抜き取ってフランジ１の成形が可能となる。
【００１４】
なお、フランジ１の成形時に、図７に示すように、主型１７とスライド型１８の接合面Ｍ１の、内側曲がり点７の部位にバリ１９ｂが形成され、外側にはバリ１９ｃが形成されることとなり、また、主型１６とスライド型１８の接合面Ｍ２，Ｍ３でバリ１９ａ，１９ａが形成されることとなるが、このようなダイカスト成形時に発生する鋳バリ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、全てその後の切削加工により除去することができるものである。
【００１５】
即ち、図７に示すように、前述した内側曲がり点７を刃具１０で切削して切削部８を形成させる際に、バリ１９ｂは除去されるものであり、また、パイプ２を接合させるための接合挿入部３を接合挿入部加工用刃具２０で切削加工する際に、バリ１９ａ，１９ａ，１９ｃは除去されるものであり、流路内にバリが残ることがなく、別途、鋳バリ１９ａ，１９ｂ，１９ｃの除去作業を行う必要がなく、加工工数が少ないものとなる。
【００１６】
なお、鋳バリ１９ｂ，１９ｃ等が流路内に残ると、流体の圧力とか震動などで落下して、流路内に流れ込み、エンジンの吸気管の場合には、バルブの部分に引っ掛かって、シール不良とかバルブの損傷とかエンジンストールなどの重大な問題を発生させるものであるため、鋳バリ１９ｂ，１９ｃ等は注意深く削除する必要があったが、本例では、切削部８の部位及び接合挿入部３の加工部位にバリ１９ｂ，１９ｃが発生するように予め設定されているため、ダイカスト成形の後の切削加工により、確実にこの流路内のバリ１９ａ，１９ｂ，１９ｃを削除できるものとなる。
【００１７】
なお、図８は、図６の変形例であり、図８のダイカスト鋳型１５では、外側曲がり点６の部分を、予め仮想円弧９のアール形状に設定して、主型１７を形成したものである。
次に、図９の縦断面図で、また図１１の横断面図で示すダイカスト鋳型１５は、フランジ１の内部の流路に形状変化区間Ｐ１〜Ｐ２を形成させることができるものであり、スライド型１８は直径Ｄ１に形成され、主型１７側に、図１０に図９のＡ−Ａ線断面図で、図１２に図１１のＢ−Ｂ線断面図で示すように、縦寸法がＤ２で、横寸法がＤ３の長円または楕円形状の形状部を設けたものである。
【００１８】
このようなダイカスト鋳型１５では、主型１７に、切削部８の切削代ｔ２の区間で直径をＤ１からＤ２（Ｄ１からＤ３）に変化させた形状変化区間Ｐ１〜Ｐ２を設け、切削代ｔ２を、外側曲がり点６と仮想円弧９との間の最大距離ｔ１に、形状変化による断面積変化分を加えた分とすることで、曲がり部の乱流域による管路抵抗の増大を防止できるように構成されており、断面積の修正のための加工も不要となり、中子を用いずに安価にフランジ１を成形することができるものとなっている。
また、主型１６，１７とスライド型１８との接合する面に発生するバリが、切削部８及び接合挿入部３の位置となるように設定されており、その後の切削部８と接合挿入部３の切削加工でバリを除去でき、別途、バリ取り加工を行う必要がなく、フランジ１を安価に製造できるものとなる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のパイプフランジの製造方法は、２つの主型を合わせて鋳込空間を形成する工程と、直線状のスライド型を前記２つの主型のうちの一方の主型から前記鋳込空間内に直線状に突出した突出部に所定角度をもって該鋳込空間内で接合させる工程と、該鋳込空間内に湯を流し込んで内部で前記所定角度の曲がり部をもって結ばれた第１直管部と第２直管部とからなる流路を有するフランジを形成する工程と、前記曲がり部のうち内側の曲がり点を、その切削寸法が、該曲がり部のうち外側の曲がり部の接点と前記第１直管部及び前記第２直管部をアール状に連続させる仮想円弧との最大距離と同じ、または、該最大距離の１．２倍程度となるよう前記内側の曲がり点を切削加工する工程と、を有することにより、中子を使わず安価にダイカスト成形でパイプフランジを形成させることができ、しかも、成形されるパイプフランジは、乱流域が生ずることのない、管路抵抗が少ないものとなる。
【００２０】
また、前記流路は、真円から長円或いは楕円に変化する形状変化区間が形成され、該形状変化区間を前記内側の曲がり点を切削加工する工程で切削される部位内に設定したことにより、成形されるパイプフランジに、管路抵抗の少ない形状変化区間を形成させることができ、また、鋳バリも後の切削加工で良好に除去することができ、流路内に形状変化区間の存在するフランジを、中子を使わず安価に製造することができるものとなる。
【００２１】
また、前記流路の形状変更に伴う断面積変化分の修正を、前記曲がり部内側の曲がり点を切削加工する工程で補ったことにより、切削加工部位の切削代を形状変化による断面積変化分を加えた分とすることで、断面積の修正のための加工も不要となり、安価にフランジを成形することができる。
【００２２】
また、前記流路の端側を直線状に切削加工してパイプ接合用の接合部を形成する工程を有し、前記鋳込空間内に湯を流し込んで前記フランジを形成する際に発生する鋳バリを、前記曲がり部内側の曲がり点を切削加工する工程と前記接合部を形成する工程とで除去できる部位に発生するようにしたことにより、ダイカスト成形時に発生する鋳バリは曲がり部内側の切削加工域内及びパイプ接合用の切削加工域内に発生するため、後の切削加工で鋳バリを確実に除去して、鋳バリの脱落による不具合の発生を確実に防ぐことができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  曲がり流路を形成したフランジに直管状のパイプを接合した状態の断面構成図である。
【図２】  図１のフランジの成形後に、曲がり部内側を刃具で切削している状態の作業説明図である。
【図３】  内側曲がり点の切削量が適正値の場合の、流路内を流れる流体の実流路径を示す説明構成図である。
【図４】  内側曲がり点を切削しない場合に乱流域が発生する状態の説明構成図である。
【図５】  内側曲がり点の切削量が大の場合に乱流域が増大してしまう状態を示す説明構成図である。
【図６】  図１のフランジを成形するためのダイカスト鋳型の断面構成図である。
【図７】  ダイカスト鋳型で成形されたフランジに発生する鋳バリの位置を示す概略構成図である。
【図８】  ダイカスト鋳型の変形例を示す断面構成図である。
【図９】  形状変化区間の存在する流路をフランジに成形するためのダイカスト鋳型の縦断面図である。
【図１０】  図９のＡ−Ａ線端面図である。
【図１１】  図９の横断面構成図である。
【図１２】  図１１のＢ−Ｂ線端面図である。
【図１３】  従来のパイプ側を曲げた構成の断面構成図である。
【図１４】  従来のフランジ側に曲がり流路を形成させた状態の断面構成図である。
【図１５】  従来のパイプ側に形状変化区間を形成させた場合の断面構成図である。
【図１６】  従来のフランジ内の流路に形状変化区間を形成させた断面構成図である。
【図１７】  図１５及び図１６における長円開口の正面図である。
【符号の説明】
１  フランジ
２  パイプ
３  接合挿入部
４  接合側直管部
５  下流側直管部
６  外側曲がり点
６ａ  曲がり部
７  内側曲がり点
８  切削部
９  内接円弧
１０  刃具
１１  流体の実流線
１２ａ，１２ｂ  内側乱流域
１２ｃ  外側乱流域
１５  ダイカスト鋳型
１６，１７  主型
１８  スライド型
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  鋳バリ
２０  接合挿入部加工用刃具
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  接合面
Ｓ  鋳込空間
Ｐ１〜Ｐ２  形状変化区間
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003893581.tif 000004
【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】
0003893581.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003893581.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003893581.tif 000013
【図１３】
0003893581.tif 000014
【図１４】
0003893581.tif 000015
【図１５】
0003893581.tif 000016
【図１６】
0003893581.tif 000017
【図１７】
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