管端フランジの成形方法

【課題】振動等による破損のおそれがないとともに重量や部品点数の増大を避けることができる。
【解決手段】管体５の開口端部を拡径する拡径工程と、拡径された開口端部の筒壁５２の径方向対称部分を削除して、対向する一対の凸状部５２１，５２２を形成する削除工程と、両凸状部５２１，５２２を管体５に略直交する位置へ折り曲げて管端フランジとする折曲げ工程とを備えている。上記削除工程において、筒壁５２の径方向対称部分は、頂点が筒壁５２の基端近くへ至る、管端フランジの外形に沿った展開曲線に削除される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管端フランジの成形方法に関し、特に、車両排気管の連結等に利用できる管端フランジの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１、図１２には従来の排気管連結構造の一例を示す。図１２において、上流側排気管１および下流側排気管２の管端外周には略菱形（図１１）の連結用フランジ６１，６２が溶接により固定されており、両排気管１，２は、ガスケット６３を介して連結用フランジ６１，６２をボルト６４とナット６５で結合することによって連結されている。
【０００３】
なお、特許文献１には、一方の排気管とこれの一端開口内に嵌挿された他方の排気管の各外周にそれぞれフランジ部材を溶接固定し、これらフランジ部材をボルトとナットで連結した構造が示されている。
【特許文献１】特開平８−７５０６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の構造では連結用フランジ６１，６２を排気管１，２の管端外周に溶接で固定する必要があるため、溶接接合部に応力が集中して車両振動等によってひび割れ破損が生じ易いとともに、溶接工程に手間とコストを要するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、排気管の連結に利用した場合に、振動等による破損のおそれがないとともに重量や部品点数、コストの増大も避けることができる、管端フランジの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、管体（５）の開口端部（５１）を拡径する拡径工程と、拡径された開口端部（５１）の筒壁（５２）の径方向対称部分を削除して、対向する一対の凸状部（５２１，５２２）を形成する削除工程と、両凸状部（５２１，５２２）を管体（５）に略直交する外方へ折り曲げて管端フランジ（１２，２２）とする折曲げ工程とを備えている。
【０００７】
本第１発明においては、管端フランジを管体の一端に一体に形成することができるから、従来のように別体のフランジを管体の管端外周に溶接で固定する必要がない。したがって、これを例えば排気管に利用すれば、フランジの溶接接合部に応力が集中して車両振動等によってひび割れ破損が生じることはない。また、本発明によれば、溶接工程に手間を要さず、大幅な重量増や、部品点数、コストの増大も避けることができる。
【０００８】
本第２発明では、上記削除工程において、筒壁（５２）の径方向対称部分を、頂点が筒壁（５２）の基端近くへ至る、管端フランジ（１２，２２）の外形に沿った展開曲線に削除する。本第２発明においては、両凸状部を管体に略直交する位置へ折り曲げるだけで、その後の加工を要することなく適正な外形の管端フランジが得られる。
【０００９】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の管端フランジの成形方法によれば、排気管の連結に利用した場合に、振動等による破損のおそれがないとともに重量や部品点数の増大も避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１には本発明の方法で成形された管端フランジによって、上流側排気管と下流側排気管を連結した一例を示す。図１において、上流側排気管１の下流端１１開口の開口縁および下流側排気管２の上流端２１開口縁には、それぞれ外方へ延出する管端フランジ１２，２２が形成され、これら管端フランジ１２，２２が、凹陥する収容部１３，２３内に挿置されたシール部材３を介してボルト４１とナット４２で連結結合されている。
【００１２】
以下、上記管端フランジ１２の成形工程を説明する。図２に示すように、排気管１，２となる円形管体５の一方の開口端部５１を、バルジ用パンチとダイ（図示略）によって一定長さＬで段付きに拡径する。一例として、外径φ１が４８．６ｍｍで、肉厚１．２ｍｍの管体５の開口端部５１をφ２＝６１ｍｍに拡径する（第１拡径工程）。この拡径工程は必要に応じて複数工程で行う。本実施形態では、上記第１拡径工程に続いて、バルジ用パンチとダイによって開口端部５１の外径をφ３＝６７．４ｍｍに拡径する（図３、第２拡径工程）。そして、第２拡径工程に続いて第３拡径工程を行ない、バルジ用パンチとダイによって開口端部５１の外径をφ４＝７４．０ｍｍに拡径する（図４、）。さらに、第３拡径工程に続いて、バルジ用パンチとダイによって開口端部５１の外径をφ５＝８０．３ｍｍまで拡径する（図５、第４拡径工程）。
【００１３】
第４拡径工程を終了した後、拡径された開口端部５１の筒壁５２の、１８０°離れた径方向対称位置を、頂点が筒壁の基端近くに至るような展開曲線に削除する（削除工程）。この展開曲線は、後述する凸状部が折曲げ工程で水平に展開されたときに所定形状の管端フランジとなるような曲線である。上記削除は例えばサンダを使用して研磨したり、レーザーカットすることにより行う。これによって筒壁５２には、１８０°離れて互いに対向する位置に一対の山形の凸状部５２１，５２２が残される。なお、削除工程で必ずしも円弧状に削除する必要はないが、これによれば山形の凸状部５２１，５２２が得られるので、後述のように折り曲げるだけで適正な外形の管端フランジが得られる。
【００１４】
削除工程の後は、ベンドパンチによって上記筒壁５２の凸状部５２１，５２２を外方へ折り曲げる。本実施形態ではこの折曲げ工程を二工程で行う。第１折曲げ工程（図７）では山形状部５２１，５２２を外方へ４５°程度折曲げ、続く第２折り曲げ工程で山形状部５２１，５２２を外方へ略９０°の水平位置まで折り曲げる（図８）。これによって図１０に示すように、円形管体５の開口縁に、凸状部５２１，５２２が左右に延びる管端フランジ１２が形成される。
【００１５】
第２折り曲げ工程（図８）の後には、管端フランジ１２の、管体開口外周に沿う一定幅の環状領域を、段付きパンチによって一定量（例えば２ｍｍ）凹陥させて、収容部１３を形成する（図９）。その後、管端フランジ１２の左右の凸状部５２１，５２２の板面にボール盤によってボルト挿通孔１４を形成する。なお、管端フランジ２２の形成工程も同様である。
【００１６】
このように管端フランジ１２，２２を形成した管体５を上流側排気管１および下流側排気管２として使用すれば、既述したように、管端フランジ１２，２２の収容部１３にシール部材３を介在させて、両排気管１，２を、ボルト挿通孔１４に通したボルト４１とナット４２で気密的に連結することができる。
【００１７】
本実施形態によれば、管端フランジ１２，２２を排気管１，２の一端に一体に形成することができるから、従来のように別体のフランジを排気管の管端外周に溶接で固定する必要がない。したがって、フランジの溶接接合部に応力が集中して車両振動等によってひび割れ破損が生じたり、溶接工程に手間を要するという問題はなく、また、大幅な重量増や部品点数の増大も避けることができる。なお、本発明は車両排気管への利用に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態における、連結された車両排気管の横断面図である。
【図２】管端フランジの製造工程を示す側面図である。
【図３】管端フランジの製造工程を示す側面図である。
【図４】管端フランジの製造工程を示す側面図である。
【図５】管端フランジの製造工程を示す側面図である。
【図６】管端フランジの製造工程を示す側面図である。
【図７】管端フランジの製造工程を示す断面図である。
【図８】管端フランジの製造工程を示す断面図である。
【図９】管端フランジの製造工程を示す断面図である。
【図１０】管端フランジの製造工程を示す正面図である。
【図１１】従来例を示す、連結された車両排気管の横断面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線に沿った縦断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
1…上流側排気管、１２…管端フランジ、２…下流側排気管、２２…管端フランジ、４１…ボルト、４２…ナット、５…管体、５１…開口端部、５２…筒壁、５２１，５２２…凸状部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の開口端部を拡径する拡径工程と、拡径された開口端部の筒壁の径方向対称部分を削除して、対向する一対の凸状部を形成する削除工程と、両凸状部を管体に略直交する外方へ折り曲げて管端フランジとする折曲げ工程とを備える管端フランジの成形方法。
【請求項２】
前記削除工程において、筒壁の径方向対称部分を、頂点が前記筒壁の基端近くへ至る、前記管端フランジの外形に沿った展開曲線に削除する請求項１に記載の管端フランジの成形方法。

【図１】