專利名稱：管制造方法和套管的內(nèi)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過將沿較長方向分割的多個對開管的邊緣接合而構(gòu)造的管。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過將一對結(jié)合片斂縫而構(gòu)造管的方法。
背景技術(shù)：
按照慣例，已經(jīng)提出關(guān)于通過接合一對半個件的邊緣而構(gòu)造的管的組裝結(jié)構(gòu)的各種工藝。有一些文獻(xiàn)公開了用于發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)管道的組裝結(jié)構(gòu)，例如，排氣歧管或消聲器的套管(例如見專利文件1和2)。
下述文獻(xiàn)公開了塑性結(jié)合的工藝，即一對結(jié)合片分別設(shè)置在一對半個構(gòu)件的邊緣，并且結(jié)合片放置在一起并斂縫，以便使該對半個構(gòu)件結(jié)合在一起。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請公開公報Hei.9-125948號專利文獻(xiàn)2日本專利申請公開公報2000-88150號考慮到常規(guī)的焊接結(jié)合需要的技術(shù)和工作環(huán)境，可以采用上述通過將結(jié)合片斂縫的塑性結(jié)合來代替焊接結(jié)合。
另一方面，關(guān)于焊接連接，在薄管的厚度例如為0.8mm或更小的情況下，能夠由表面張力保持的焊接熔池很小，以致不能跨接裝配起來的半個構(gòu)件的邊緣之間的間隙。因此，薄管的焊接結(jié)合與厚管相比更困難。
例如，這種薄管用作具有雙層結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)的內(nèi)管。在這一領(lǐng)域，近年來，考慮到LEV(低排放車輛)的排氣能力的改善，需要進(jìn)一步減小厚度。
厚度的減小減少了排氣管的熱容量，以便減少廢氣帶給排氣管的熱量，從而可以將具有較高溫度的廢氣供給催化劑。特別是，改善了初始排放。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明提出了通過具有高結(jié)合能力的新型塑性結(jié)合并用于薄管的管制造方法。
解決問題的方法上述問題利用根據(jù)本發(fā)明的下述方法解決。
如權(quán)利要求1所限定的，關(guān)于管制造方法，結(jié)合片設(shè)置在沿較長方向分割的多個對開管的邊緣，并且通過將對開管的結(jié)合片斂縫而將這些對開管結(jié)合到一起，所述結(jié)合片中的一個繞另一個結(jié)合片卷繞用于將它們斂縫，以便形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫。
如權(quán)利要求2所限定的，當(dāng)結(jié)合片放置在一起時將結(jié)合片夾緊在夾具之間，并且將其上形成有面向結(jié)合片端表面的槽的沖模從結(jié)合片的伸出端向結(jié)合片沖壓，用于沿著該槽的斷面形狀滾軋結(jié)合片以便將結(jié)合片斂縫。
如權(quán)利要求3所限定的，沖模的槽的斷面形狀基本上為半圓形。
如權(quán)利要求4所限定的，結(jié)合片的伸出端沿著滾軋方向預(yù)先被沖模彎曲，并且通過靠著結(jié)合片的表面水平地沖壓沖模，將結(jié)合片沿著彎曲方向滾軋。
如權(quán)利要求5所限定的，在將結(jié)合片斂縫之后置于外側(cè)的一個結(jié)合片從對開管的伸出寬度，比在將結(jié)合片斂縫之后置于內(nèi)側(cè)的另一個結(jié)合片從對開管的伸出寬度長，使得基本上整個內(nèi)結(jié)合片被外結(jié)合片卷起。
如權(quán)利要求6所限定的，沿結(jié)合片伸出端的端表面的較長方向的周邊長度相互不同。
如權(quán)利要求7所限定的，在將結(jié)合片斂縫之后置于外側(cè)的結(jié)合片的端表面的平面圖中的輪廓是圓弧形。
如權(quán)利要求8所限定的，沖模的槽在平面剖視圖上是空心弧形，該弧形的中心沿著較長方向是空心的。
如權(quán)利要求9所限定的，對開管的厚度為0.8mm或更小。
如權(quán)利要求10所限定的，關(guān)于構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的套管的內(nèi)管，它包括結(jié)合片，所述結(jié)合片設(shè)置在沿著較長方向分割的多個對開管的邊緣，從而通過將對開管的結(jié)合片斂縫而將這些對開管結(jié)合到一起，所述結(jié)合片中的一個繞另一個結(jié)合片卷繞用于將它們斂縫，以便形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫。
本發(fā)明的效果根據(jù)權(quán)利要求1至3，結(jié)合片通過折縫相互接合起來，從而獲得高結(jié)合能力。由于折縫是在結(jié)合片上以滾軋成形的軸線為中心形成為圓形，因此特別在抵抗沿著滾軋成形的軸線的載荷的情況下，可獲得高結(jié)合能力。
根據(jù)權(quán)利要求4，滾軋成形可以沿著所希望的方向形成。
根據(jù)權(quán)利要求5，結(jié)合片之間的接觸面積可以保持得足夠大以便獲得高結(jié)合能力。
根據(jù)權(quán)利要求6至8，確定地形成折縫。
根據(jù)權(quán)利要求9，本發(fā)明能夠用于結(jié)合(連接)用薄板形成的管，對于這種薄板很難采用焊接結(jié)合。
根據(jù)權(quán)利要求10，內(nèi)管可以用薄管構(gòu)成，使得薄管的熱容量很小，從而改善初始排放。


圖1是通過根據(jù)本發(fā)明的管制造方法制造的管的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是使用該管作為構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的套管排氣歧管的內(nèi)管的應(yīng)用例子。
圖3是在該管的彎曲部分的斂縫部分的結(jié)合片的平面圖。
圖4是沖模和結(jié)合片的透視圖。
圖5是通過沖壓沖模形成的滾軋成形的視圖。
圖6是沖模的圓弧形槽的視圖。
圖7是在斂縫部分上形成的折縫的視圖。
圖8是沖模的直線形槽的視圖。
圖9是內(nèi)結(jié)合片的端表面為直線形的結(jié)構(gòu)視圖。
圖10是在管的直線部分的斂縫部分的結(jié)合片的平面圖。
圖11(a)是用由兩塊板材分別模壓形成的對開管構(gòu)造管的情況的圖，(b)是用由一塊板材模壓形成的對開管構(gòu)造管的情況的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考

本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1示出管1，根據(jù)本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)用于該管。
管1包括沿著較長方向分割的對開管2A和2B，結(jié)合片3a和3b設(shè)置在對開管2A和2B的邊緣2a和2b。通過將對開管2A和2B的結(jié)合片3a和3b進(jìn)行斂縫，將對開管2A和2B結(jié)合在一起。通過將結(jié)合片3a繞著結(jié)合片3b卷繞以便將它們斂縫，形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫35。
關(guān)于這種結(jié)構(gòu)，通過斂縫結(jié)合片3a和3b形成斂縫部分3。對開管2A和2B通過斂縫部分3塑性地結(jié)合(斂縫)。
通過下述的管的制造方法制造管1將結(jié)合片3a和3b設(shè)置在沿著較長方向分割的對開管2A和2B的邊緣2a和2b，并通過將對開管2A和2B的結(jié)合片3a和3b進(jìn)行斂縫而把對開管2A和2B結(jié)合在一起，其中通過將結(jié)合片3a繞著結(jié)合片3b卷繞以便對它們進(jìn)行斂縫，形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫35。
例如，如圖2所示，管1用作構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的套管排氣歧管的內(nèi)管。在這種結(jié)構(gòu)中，沒有由斂縫部分3A至3F塑性結(jié)合的部分，對開管2A和2B沒有焊接連接。通過使外管4制成氣密的，防止通過對開管2A和2B的邊緣2a和2b之間的間隙的空氣泄漏。
如圖2所示，斂縫部分3A至3F適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在多個位置，以便防止對開管2A和2B分開。
一些斂縫部分設(shè)置在管1的彎曲部分，如斂縫部分3A、3C，一些斂縫部分設(shè)置在管1的基本為直線的部分，如斂縫部分3B、3D、3E和3F。根據(jù)本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)應(yīng)用于所有的斂縫部分。
下面將對每個斂縫部分3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說明。
如圖3至5所示，結(jié)合片3a和3b分別沿著管的徑向向外伸出地設(shè)置在對開管2A和2B上。
然后，在將結(jié)合片3a和3b裝配起來時，結(jié)合片3a和3b被夾緊在夾具25和26之間。在沖模20上形成有面向結(jié)合片3a和3b的端面31a、31b的槽21，將沖模20從結(jié)合片3a和3b的伸出端向結(jié)合片3a和3b沖壓，以便沿著槽21的斷面形狀滾軋結(jié)合片3a和3b。因此，形成斂縫部分3。
沖模20的槽21的截面基本上是半圓形的，從而通過沖壓沖模20，外結(jié)合片3b繞著內(nèi)結(jié)合片3被卷繞。
在形成滾軋成形之后，在結(jié)合片3a和3b上以滾軋成形的軸線CL為中心、成圓形地形成折縫35。
通過折縫35，結(jié)合片3a和3b相互接合，因而獲得高結(jié)合能力。由于折縫35在結(jié)合片3a和3b上以滾軋成形的軸線CL為中心形成為圓形(對于圓弧成直角)，所以特別能夠抵抗沿著滾軋成形的軸線CL的載荷獲得高結(jié)合能力。
如圖4所示，結(jié)合片3a和3b的伸出端沿著滾軋方向預(yù)先被沖模稍稍彎曲。因此，通過靠著結(jié)合片3a和3b的表面水平地沖壓沖模20，結(jié)合片3a和3b沿著彎曲方向被滾軋。因此，能夠沿著所希望的方向形成滾軋成形。
如圖3所示，在將結(jié)合片3a和3b斂縫之后置于外側(cè)的結(jié)合片3b從對開管2A的伸出寬度D1大于在將結(jié)合片3a和3b斂縫之后置于內(nèi)側(cè)的結(jié)合片3a從對開管2B的伸出寬度D2。如圖5所示，基本上整個內(nèi)結(jié)合片3a被外結(jié)合片3b卷起。因此，結(jié)合片3a和3b之間的接觸面積保持很大，以便獲得高結(jié)合能力。
如圖3和圖6所示，沿結(jié)合片3a和3b伸出端的端表面31a和31b的較長方向的周邊長度相互不同。
在這個實(shí)施例中，側(cè)向?qū)挾萕在結(jié)合片3a和3b之間是相同的。每個結(jié)合片3a和3b的外形在平面圖中是空心弧形，該弧形的側(cè)向中心是空心的。斂縫結(jié)合片3a和3b之后置于外側(cè)的結(jié)合片3b的圓弧半徑R1設(shè)置成小于置于內(nèi)側(cè)的結(jié)合片3a的圓弧半徑R2，從而端面31b的周邊長度長于端面31a的周邊長度。
如圖7所示，通過如上所述使端面31a、31b的周邊長度相互不同，在沖壓沖模20之后在結(jié)合片3a和3b上確定地形成對于結(jié)合片3a和3b的圓弧成直角的折縫35(以滾軋成形的軸線CL為中心的圓形)。
折縫35通過結(jié)合片3a和3b的塑性變形形成。即便端面31a、31b的周邊長度是相同的，也形成折縫35。但是，通過故意使端面31a和31b的周邊長度相互不同，更加確定地形成折縫35。
由于折縫35，結(jié)合片3a和3b相互接合，因而獲得高結(jié)合能力。由于折縫35在結(jié)合片3a和3b上以滾軋成形的軸線CL為中心成圓形地(對于圓弧成直角)形成，因而特別能抵抗沿著滾軋成形的軸線CL的載荷而獲得高結(jié)合能力。
此外，所需要的只是使端面31a、31b的周邊長度相互不同，并且長度的不同可以與該實(shí)施例相反，也就是，端表面31a的周邊長度可以長于端表面31b的周邊長度。
如圖6所示，在斂縫結(jié)合片3a和3b之后置于外側(cè)的結(jié)合片3b的端表面31b在平面圖中的外形是圓弧形，使得端表面31b的角32b首先接觸沖模10的槽21。因此，載荷沿著箭頭34，即沿著從圓弧的角32b到圓弧的中間點(diǎn)的方向，施加在結(jié)合片3b上，以便縮小該圓弧的長度。
然后，如圖7所示，載荷使結(jié)合片3b沿著箭頭37彎曲，從而促進(jìn)折縫35的形成。
因此，通過形成折縫35獲得高結(jié)合能力。
如圖4和圖6所示，沖模20的槽21在平面剖視圖中是空心弧形的，該弧形的中心在較長方向(側(cè)向方向)是空心的。
因此，如圖8所示，與沖模20的槽21是直線形的情況相比，確保結(jié)合片3b的端表面31b的中心和槽21之間的間隙C較寬。通過確保較寬的間隙C，在沖壓沖模20的過程中保持槽21只有作用在角32b上的區(qū)域很長，因而，確保了在沿著箭頭34的載荷出現(xiàn)的區(qū)域很長。
因此，箭頭34的載荷更確定地發(fā)生，從而促進(jìn)折縫35的形成。
如圖9所示，通過使布置在外側(cè)的結(jié)合片3b的端表面31b的平面圖中的外形是圓弧形，即便布置在內(nèi)側(cè)的結(jié)合片3a的端表面31a的平面圖中的外形是直線形，也能獲得相同的效果。
上面已經(jīng)說明了如圖3所示的形成在管1的彎曲部分的斂縫部分3。但是，上述結(jié)構(gòu)也可以用于如圖10所示的形成在管1直線部分的斂縫部分3，以便獲得同樣的效果。
如圖11(a)所示，對開管2A和2B可以通過分別用兩塊板材模壓形成?？蛇x地，如圖11(b)所示，對開管2A和2B可以這樣形成，即通過由一塊板材模壓形成兩個半管22A和22B，并且在彎曲部分23彎曲以便將半管22A和22B的結(jié)合片3a和3b放置在一起。根據(jù)本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)可以用于圖11(a)和11(b)模式的每種模式的對開管。管可以分成二、三或四個部分，并且對開管的數(shù)目是不受限制的。因此，該方法可以用于具有高數(shù)目的對開管的零件的塑性結(jié)合，以便構(gòu)造更復(fù)雜的管道形式。
關(guān)于上述實(shí)施例，對開管2A和2B的斷面形狀基本上是半圓形的。但是，本發(fā)明也可以用于具有正方形截面的管，該管包括具有基本上有角度的U形截面的對開管。對開管2A和2B的形式不受限制。
上述結(jié)構(gòu)特別適合于用薄板模壓的對開管2A和2B斂縫的情況，薄板厚度為0.8mm或更小。試驗(yàn)表明，利用上述塑性結(jié)合、用厚度為0.4mm的不銹鋼板材形成折縫35。此外，不銹鋼板的物理特性是楊氏模量為206GPa，屈服點(diǎn)為0.254MPa，抗張強(qiáng)度為0.637MPa。
通過用上面提到的這種薄板材構(gòu)造管1以便將薄管1用作圖2所示的套管的內(nèi)管，該內(nèi)管的熱容量小，因而改善初始排放。
權(quán)利要求
1.一種管制造方法，其中結(jié)合片設(shè)置在沿較長方向分割的多個對開管的邊緣，并且通過將對開管的結(jié)合片斂縫而將這些對開管結(jié)合到一起，其中所述結(jié)合片中的一個繞另一個結(jié)合片卷繞用于將它們斂縫，以便形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫。
2.如權(quán)利要求1所述的管制造方法，其中當(dāng)所述結(jié)合片放置在一起時將結(jié)合片夾緊在夾具之間，并且將其上形成有面向結(jié)合片端表面的槽的沖模從結(jié)合片的伸出端向結(jié)合片沖壓，用于沿著該槽的斷面形狀滾軋結(jié)合片以便將結(jié)合片斂縫。
3.如權(quán)利要求2所述的管制造方法，其中沖模的槽的斷面形狀基本上為半圓形。
4.如權(quán)利要求2或3所述的管制造方法，其中結(jié)合片的伸出端沿著滾軋方向預(yù)先被沖模彎曲，并且通過靠著結(jié)合片的表面水平地沖壓沖模，將結(jié)合片沿著彎曲方向滾軋。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的管制造方法，其中在將結(jié)合片斂縫之后置于外側(cè)的一個結(jié)合片從對開管的伸出寬度，比在將結(jié)合片斂縫之后置于內(nèi)側(cè)的另一個結(jié)合片從對開管的伸出寬度長，使得基本上整個內(nèi)結(jié)合片被外結(jié)合片卷起。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的管制造方法，其中沿結(jié)合片伸出端的端表面的較長方向的周邊長度相互不同。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的管制造方法，其中在將結(jié)合片斂縫之后置于外側(cè)的結(jié)合片的端表面的平面圖中的輪廓是圓弧形。
8.如權(quán)利要求2至7中任何一項(xiàng)所述的管制造方法，其中沖模的槽在平面剖視圖上是空心弧形，該弧形的中心沿著較長方向是空心的。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的管制造方法，其中對開管的厚度為0.8mm或更小。
10.一種構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的套管的內(nèi)管，包括結(jié)合片，所述結(jié)合片設(shè)置在沿著較長方向分割的多個對開管的邊緣，從而通過將對開管的結(jié)合片斂縫而將這些對開管結(jié)合到一起，其中所述結(jié)合片中的一個繞另一個結(jié)合片卷繞用于將它們斂縫，以便形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫。
全文摘要
本發(fā)明提出一種通過具有高結(jié)合能力的新型塑性結(jié)合并用于薄管的管制造方法。關(guān)于該管制造方法，結(jié)合片3a和3b設(shè)置在沿著較長方向分割的多個對開管2A和2B的邊緣2a和2b，并且通過對對開管2A和2B的結(jié)合片3a和3b進(jìn)行斂縫，將結(jié)合在一起，結(jié)合片3a繞另一個結(jié)合片3b卷繞用于對它們進(jìn)行斂縫，以便形成以滾軋成形的軸線為中心成圓形的折縫35。
文檔編號F01N13/08GK1837584SQ200610068268
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者磯野崇泰, 近藤正恒, 野畑安浩 申請人:豐田自動車株式會社