特許 7194935 管状部材の加工用金型、及び、部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】管状部材の加工用金型、及び、部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 39/20 20060101AFI20221216BHJP

   B21D 37/02 20060101ALI20221216BHJP

   B21D 53/88 20060101ALI20221216BHJP

   B21D 51/16 20060101ALI20221216BHJP

   B62D 25/08 20060101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

B21D39/20 C

B21D37/02 Z

B21D53/88 Z

B21D51/16 Z

B62D25/08 J

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018221285

(22)【出願日】2018-11-27

(65)【公開番号】P2020082142

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】518372903

【氏名又は名称】株式会社ヨコイ精工

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】新家 裕隆

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】栗田 和明

(72)【発明者】

【氏名】青木 隆行

(72)【発明者】

【氏名】小山 博幹

【審査官】石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５２１６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２２０２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１１８７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００８０６４３２０（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ３９／２０

Ｂ２１Ｄ ３７／０２

Ｂ２１Ｄ ５３／８８

Ｂ２１Ｄ ５１／１６

Ｂ６２Ｄ ２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

管状部材の加工用金型であって、
前記管状部材の内側に、前記管状部材の伸長方向に沿って配置されるよう構成された細長い部位であるマンドレルと、
前記管状部材の内側に配置された前記マンドレルの外周面と、前記管状部材の内壁との間に配置されるよう構成された複数の可動型と、
前記マンドレルの外周面に設けられた複数の内側突出部と、
前記複数の可動型に設けられた複数の外側突出部と、を備え、
それぞれの前記内側突出部は、前記マンドレルが前記管状部材の内側に配置された際に、前記管状部材の一端側に向かうに従い前記管状部材の内壁から離間するように傾斜するよう構成された内側傾斜部を有し、
それぞれの前記外側突出部は、外側傾斜部を有し、
それぞれの前記内側突出部は、前記複数の可動型が前記マンドレルの外周面と前記管状部材の内壁との間に配置された際に、当該内側突出部の前記内側傾斜部と、いずれかの前記外側突出部の前記外側傾斜部とが接触するよう構成されていると共に、前記マンドレルの前記一端側への移動に応じて該内側傾斜部が該外側傾斜部に対し摺動することで、前記複数の可動型を前記管状部材の内壁に向かって変位させるよう構成されており、
前記複数の可動型のうちの少なくとも１つを変位させる前記外側突出部及び前記内側突出部と、少なくとも１つの他の前記可動型を変位させる前記外側突出部及び前記内側突出部とは、突出する度合いが異なるよう構成されている
管状部材の加工用金型。

【請求項2】

請求項１に記載の管状部材の加工用金型において、
前記複数の可動型として、前記管状部材の内壁を押圧してプレス成形を行い、前記管状部材の形状を変形させるよう構成された前記可動型が含まれている
管状部材の加工用金型。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の管状部材の加工用金型において、
前記複数の可動型のうちの少なくとも１つを変位させる前記内側突出部と、少なくとも１つの他の前記可動型を変位させる前記内側突出部とは、前記マンドレルの長さ方向に直交する面に沿った突出方向が異なるよう構成されている
管状部材の加工用金型。

【請求項4】

請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の管状部材の加工用金型において、
前記複数の可動型として、前記外側突出部を複数有する前記可動型が含まれている
管状部材の加工用金型。

【請求項5】

請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の管状部材の加工用金型において、
前記管状部材は、自動車部品として用いられる
管状部材の加工用金型。

【請求項6】

管状部材の加工用金型を用いて前記管状部材を加工することにより行われる部材の製造方法であって、
前記加工用金型は、
前記管状部材の内側に、前記管状部材の伸長方向に沿って配置されるよう構成された細長い部位であるマンドレルと、
前記管状部材の内側に配置された前記マンドレルの外周面と、前記管状部材の内壁との間に配置されるよう構成された複数の可動型と、
前記マンドレルの外周面に設けられた複数の内側突出部と、
前記複数の可動型に設けられた複数の外側突出部と、を備え、
それぞれの前記内側突出部は、前記マンドレルが前記管状部材の内側に配置された際に、前記管状部材の一端側に向かうに従い前記管状部材の内壁から離間するように傾斜するよう構成された内側傾斜部を有し、
それぞれの前記外側突出部は、外側傾斜部を有し、
それぞれの前記内側突出部は、前記複数の可動型が前記マンドレルの外周面と前記管状部材の内壁との間に配置された際に、当該内側突出部の前記内側傾斜部と、いずれかの前記外側突出部の前記外側傾斜部とが接触するよう構成されていると共に、前記マンドレルの前記一端側への移動に応じて該内側傾斜部が該外側傾斜部に対し摺動することで、前記複数の可動型を前記管状部材の内壁に向かって変位させるよう構成されており、
前記部材の製造方法は、
前記マンドレル及び前記複数の可動型を、前記複数の可動型が前記マンドレルの外周面と前記管状部材の内壁との間に位置し、且つ、それぞれの前記内側傾斜部と前記外側傾斜部とが接触した状態で、前記管状部材の内側に配置し、
前記管状部材の内側に配置された前記マンドレルを前記一端側に移動させることで、前記複数の可動型により前記管状部材の内壁を押圧し、
前記複数の可動型のうちの少なくとも１つを変位させる前記外側突出部及び前記内側突出部と、少なくとも１つの他の前記可動型を変位させる前記外側突出部及び前記内側突出部とは、突出する度合いが異なるよう構成されている
部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、管状部材の加工用金型と、該加工用金型を用いて管状部材を加工することによる部材の製造方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

管状部材の内側に配置された金型により管状部材を加工する技術が知られている。特許文献１に記載された技術では、管状部材の内側に、テーパ状のマンドレルの先端側が挿入されると共に、マンドレルの外周面と管状部材の内壁との間に、マンドレルを囲む複数の割型が配置される。また、管状部材の外周面を挟んで複数の割型と対面する位置に、管状部材の外周面を囲む接合用部材が配置される。そして、マンドレルを管状部材の内部にさらに挿入する（以後、ストロークとも記載）ことで、各割型を管状部材の外側に変位させ、管状部材の内壁を押圧する。これにより、管状部材が拡径され、管状部材と接合用部材とが接合される。

【0003】

上記技術では、各割型の底部が傾斜面として構成されており、各割型は、底部がマンドレルのテーパ状の外周面に当接した状態で配置される。そして、マンドレルのストローク時に、各割型の底部がマンドレルの外周面を摺動することで、各割型が管状部材の外側に変位する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－５１９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、管状部材の径をより広げるには、各割型が外側に変位する距離を長くする必要がある。そして、この各割型の変位距離を長くするためには、マンドレルのテーパ状の外周面の傾斜を大きくしたり、マンドレルを長くしたりする必要がある。しかし、ワークの径が小さい場合には、外周面の傾斜を大きくしても各割型の変位距離を十分に確保できず、マンドレルを長くする必要がある。その結果、ストローク時におけるマンドレルの移動距離（以後、ストローク距離）が長くなる恐れがある。

【0006】

さらに、例えば、管状部材における離間した複数の箇所に割型を配置し、１回のストロークで管状部材の複数個所を拡径させる場合には、マンドレルの外周面の傾斜を緩くする必要がある。しかし、これにより、ストローク距離が長くなる恐れがある。

【0007】

そして、ストローク距離が長くなった結果、管状部材の加工が困難となったり、管状部材を加工することで得られる部材の生産性が低下し、製造コストが上昇したりする恐れがある。

【0008】

本開示の一態様においては、管状部材を加工する際のストローク距離を抑制するのが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様は、管状部材の加工用金型であって、マンドレルと、少なくとも１つの可動型と、複数の内側突出部と、複数の外側突出部と、を備える。マンドレルは、管状部材の内側に、管状部材の伸長方向に沿って配置されるよう構成された細長い部位である。少なくとも１つの可動型は、管状部材の内側に配置されたマンドレルの外周面と、管状部材の内壁との間に配置されるよう構成される。複数の内側突出部は、マンドレルの外周面に設けられる。複数の外側突出部は、少なくとも１つの可動型に設けられる。それぞれの内側突出部は、マンドレルが管状部材の内側に配置された際に、管状部材の一端側に向かうに従い管状部材の内壁から離間するように傾斜するよう構成された内側傾斜部を有する。それぞれの外側突出部は、外側傾斜部を有する。それぞれの内側突出部は、少なくとも１つの可動型がマンドレルの外周面と管状部材の内壁との間に配置された際に、当該内側突出部の内側傾斜部と、いずれかの外側突出部の外側傾斜部とが接触するよう構成されていると共に、マンドレルの一端側への移動に応じて内側傾斜部が外側傾斜部に対し摺動することで、少なくとも１つの可動型を管状部材の内壁に向かって変位させるよう構成されている。

【0010】

ここで、少なくとも１つの可動型により管状部材の内壁を押圧するため、マンドレルを管状部材の一端側に移動させることを、ストロークと記載する。また、ストロークの際のマンドレルの移動距離を、ストローク距離と記載する。

【0011】

上記構成によれば、マンドレルの外周面に設けられた各内側突出部の内側傾斜部と、少なくとも１つの可動型に設けられた各外側突出部の外側傾斜部とを摺動させることで、少なくとも１つの可動型を変位させ、管状部材の内壁が押圧される。このため、マンドレルの外周面全体の傾斜を変えること無く、内側傾斜部の傾斜を調整することで、マンドレルの移動距離に対する少なくとも１つの可動型の変位距離の比率を変更できる。したがって、例えば管状部材の幅が狭い場合等であっても、内側傾斜部の傾斜の度合いを高めて少なくとも１つの可動型の変位距離を長くすることで、管状部材を加工する際のストローク距離を抑制できる。

【0012】

なお、本開示の一態様では、少なくとも１つの可動型として、管状部材の内壁を押圧してプレス成形を行い、管状部材の形状を変形させるよう構成された可動型が含まれていてもよい。

【0013】

上記構成によれば、内側に配置された金型により管状部材のプレス成形を行う際のストローク距離を抑制できる。
また、本開示の一態様では、加工用金型は、複数の可動型を備えてもよい。

【0014】

上記構成によれば、１回のストロークで管状部材の内壁における複数個所を押圧して管状部材を加工することができる。このため、より柔軟に管状部材を加工できる。
また、本開示の一態様では、複数の可動型のうちの少なくとも１つを変位させる外側突出部及び内側突出部と、少なくとも１つの他の可動型を変位させる外側突出部及び内側突出部とは、突出する度合いが異なるよう構成されていてもよい。

【0015】

上記構成によれば、突出度合いの異なる外側突出部及び内側突出部により変位される各可動型がストロークに応じて変位する距離を、相違させることができる。これにより、これらの可動型により異なる態様で管状部材を加工できる。したがって、より柔軟に管状部材を加工できる。

【0016】

また、本開示の一態様では、複数の可動型のうちの少なくとも１つを変位させる内側突出部と、少なくとも１つの他の可動型を変位させる内側突出部とは、マンドレルの長さ方向に直交する面に沿った突出方向が異なるよう構成されていてもよい。

【0017】

ストロークの際、可動型は、当該可動型を変位させる内側突出部の突出方向に応じた方向に沿って管状部材の内壁を押圧する。これに対し、上記構成によれば、マンドレルの長さ方向に直交する面に沿った突出方向の異なる内側突出部により変位する複数の可動型が設けられる。このため、ストロークの際、これらの可動型は、管状部材の内壁を異なる方向に押圧し、異なる態様で管状部材を加工する。したがって、より柔軟に管状部材を加工できる。

【0018】

また、本開示の一態様では、少なくとも１つの可動型として、外側突出部を複数有する可動型が含まれていてもよい。
上記構成によれば、ストロークに応じて可動型を良好に変位させることができる。

【0019】

また、本開示の一態様では、管状部材は、自動車部品として用いられてもよい。
上記構成よれば、自動車部品として用いられる管状部材を加工する際のストローク距離を、抑制することができる。

【0020】

また、本開示の一態様は、管状部材の加工用金型を用いて管状部材を加工することにより行われる部材の製造方法であって、加工用金型は、マンドレルと、少なくとも１つの可動型と、複数の内側突出部と、複数の外側突出部と、を備える。マンドレルは、管状部材の内側に、管状部材の伸長方向に沿って配置されるよう構成された細長い部位である。少なくとも１つの可動型は、管状部材の内側に配置されたマンドレルの外周面と、管状部材の内壁との間に配置されるよう構成される。複数の内側突出部は、マンドレルの外周面に設けられる。複数の外側突出部は、少なくとも１つの可動型に設けられる。それぞれの内側突出部は、マンドレルが管状部材の内側に配置された際に、管状部材の一端側に向かうに従い管状部材の内壁から離間するように傾斜するよう構成された内側傾斜部を有する。それぞれの外側突出部は、外側傾斜部を有する。それぞれの内側突出部は、少なくとも１つの可動型がマンドレルの外周面と管状部材の内壁との間に配置された際に、当該内側突出部の内側傾斜部と、いずれかの外側突出部の外側傾斜部とが接触するよう構成されていると共に、マンドレルの一端側への移動に応じて内側傾斜部が外側傾斜部に対し摺動することで、少なくとも１つの可動型を管状部材の内壁に向かって変位させるよう構成されている。部材の製造方法は、マンドレル及び少なくとも１つの可動型を、少なくとも１つの可動型がマンドレルの外周面と管状部材の内壁との間に位置し、且つ、それぞれの内側傾斜部と外側傾斜部とが接触した状態で、管状部材の内側に配置する。また、部材の製造方法は、管状部材の内側に配置されたマンドレルを一端側に移動させることで、少なくとも１つの可動型により管状部材の内壁を押圧する。

【0021】

上記構成によれば、部材を製造する工程で管状部材の加工を行う際の、マンドレルのストローク距離を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】外上型及び外下型との間にワークが配置される際の様子を示す斜視図である。

【図2】外上型の正面図である。

【図3】外下型の正面図である。

【図4】初期状態のマンドレル、第１、第２可動型、及び、固定型４０が内部に配置されたワークの上面図である。

【図5】初期状態のマンドレル、第１、第２可動型、及び、固定型４０の上面図である。

【図6】押圧面側から見た第１可動型の斜視図である。

【図7】複数の外側突出部側から見た第１可動型の斜視図である。

【図8】押圧面側から見た第２可動型の斜視図である。

【図9】複数の外側突出部側から見た第２可動型の斜視図である。

【図10】マンドレルの支持部の正面図である。

【図11】マンドレルの支持部の側面図である。

【図12】マンドレルのストロークさせた際の図４のXII－XII断面図である。

【図13】図１３における第１内側突出部及び第１可動型の外側突出部の拡大図である。

【図14】図１３における第２内側突出部及び第２可動型の外側突出部の拡大図である。

【図15】図４のXV－XV断面図である。

【図16】ストローク後の図４のXV－XV断面図である。

【図17】図４のXVII－XVII断面図である。

【図18】ストローク後の図４のXVII－XVII断面図である。

【図19】プレス成形後のワークの斜視図である。

【図20】プレス成形後のワークの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

【0024】

［１．加工用金型の説明］
本実施形態の管状部材の加工用金型１は、管状部材のプレス成形に用いられる。加工用金型１は、外上型５０及び外下型５１（図１～３参照）と、第１、第２可動型２０、３０と（図４～９参照）、固定型４０と（図４、５参照）、マンドレル１０（図１０、１１参照）と、６つの内型突出部１１、１２と、６つの外側突出部２１、３１とを備える。なお、加工用金型１は、一例として２つの可動型を備えるが、１つ又は３つ以上の可動型を備え得る。また、加工用金型１は、一例として６つの内側突出部及び外側突出部を備えるが、２以上の任意の数の内側突出部及び外側突出部を備え得る。

【0025】

本実施形態において加工用金型１によりプレス成形される管状部材を、ワーク６と記載する。ワーク６は、一例として円筒状であり、その伸長方向６２に直交する断面が円形又は略円形となっている。しかしながら、該断面は、他の形状を有していても良い。また、ワーク６は、一例として、ハイテン鋼で構成されている。しかしながら、ワーク６は、ハイテン鋼以外の鋼材や、他の金属により構成され得る。また、ワーク６の径は、一例として５０ｍｍ以下となっているが、ワーク６の径は、５０ｍｍよりも大きくても良い。

【0026】

加工用金型１によるプレス成形では、一例として、ワーク６の外周面に、平面状に広がる部分である第１、第２平面座６０、６１が形成される（図１９、２０参照）。本実施形態では、一例として、各平面座が向かう向きが異なっている。また、第１、第２平面座６０、６１には、例えば、ブラケット等の部品が取り付けられる。以下では、加工用金型１の各構成要素について詳しく説明する。

【0027】

［２．外上型及び外下型について］
外上型５０及び外下型５１は、プレス成形の際、ワーク６の外周面を押圧する。外上型５０と外下型５１は、それぞれ、ワーク６の外周面に当接する湾曲面５０ａ、５１ａを有する。また、外上型５０は、第１、第２平面座６０、６１を形成するための第１、第２平面部５０ｂ、５０ｃを有する（図１～３参照）。

【0028】

プレス成形を開始する際、ワーク６は、上下方向に並ぶ外上型５０と外下型５１とに挟まれた状態で配置される。一方、ワーク６の内側には、マンドレル１０と、第１、第２可動型２０、３０と、固定型４０とが配置される（図４参照）。これらは、ワーク６の第２端６４から挿入される。

【0029】

［３．マンドレルについて］
マンドレル１０は、細長い円柱状の部位であり、その外周面に、マンドレル１０の第１端１０ａから延びる部位であって、４つの内側突出部１２、１３が設けられた部位である支持部１１が設けられている（図１０、１１参照）。各内側突出部１２、１３は、マンドレル１０の長さ方向（換言すれば、マンドレル１０の伸長方向）に沿って一定の間隔を開けて並ぶ。以後、マンドレル１０における内側突出部に隣接する陥没した部分を、内側陥没部１４と記載する。

【0030】

具体的には、支持部１１には、３つの第１内側突出部１２と、１つの第２内側突出部１３とが設けられている。第１内側突出部１２は、第１可動型２０に設けられた外側突出部２１に対応し、第２内側突出部１３は、第２可動型３０に設けられた外側突出部３１に対応する。３つの第１内側突出部１２は、支持部１１における第１端１０ａ側の端部から並んで配置されており、１つの第２内側突出部１３は、支持部１１における第２端１０ｂ側の端部に配置されている。

【0031】

また、各第１内側突出部１２は、マンドレル１０の長さ方向に沿って並ぶ内側傾斜面１２ａ（換言すれば、内側傾斜部）と、内側頂部１２ｂと、内側段差部１２ｃとを有する。内側傾斜面１２ａは第１端１０ａ側に位置し、内側頂部１２ｂは第２端１０ｂ側に位置する。また、内側頂部１２ｂは、内側傾斜面１２ａと内側段差部１２ｃとの間に位置する。内側頂部１２ｂは、マンドレル１０の長さ方向に沿って平面状に広がる。また、内側傾斜面１２ａは、該長さ方向に対し傾斜している。また、内側段差部１２ｃは、内側頂部１２ｂと内側陥没部１４との間の段差を形成する。なお、第２内側突出部１３も、第１内側突出部１２と同様の内側傾斜面１３ａと、内側頂部１３ｂとを有するが、内側段差部は設けられていない。

【0032】

［４．可動型について］
第１、第２可動型２０、３０は、ワーク６の外周面に平面座を形成するための部位であり、細長い形状を有している（図５～９参照）。また、第１、第２可動型２０、３０は、平面状に広がる押圧面２３、３３を有する。押圧面２３、３３により、ワーク６の内壁が押圧される。

【0033】

また、第１可動型２０における押圧面２３の反対側の外面には、３つの外側突出部２１が設けられており、第２可動型３０における押圧面３３の反対側の外面には、１つの外側突出部３１が設けられている。第１可動型２０では、複数の外側突出部２１は、該第１可動型２０の長さ方向に沿って一定の間隔を開けて並ぶ。以後、隣接する２つの外側突出部２１の間に位置する部分を、外側陥没部２２と記載する。また、第２可動型３０では、外側突出部３１は端部に設けられており、外側突出部３１に隣接して、外側陥没部３２が設けられている。

【0034】

第１可動型２０の各外側突出部２１は、第１可動型２０の長さ方向（換言すれば、第１可動型２０の伸長方向）に沿って並ぶ外側傾斜面２１ａ（換言すれば、外側傾斜部）と、外側頂部２１ｂと、外側段差部２１ｃとを有する。外側頂部２１ｂは、外側傾斜面２１ａと外側段差部２１ｃとの間に位置する。外側頂部２１ｂは、第１可動型２０の長さ方向に沿って平面状に広がる。外側傾斜面２１ａは、該長さ方向に対し傾斜している。また、外側段差部２１ｃは、外側頂部２１ｂと外側陥没部２３との間の段差、又は、第１可動型２０の端部に位置する外側頂部２１ｂの縁における段差を形成する。また、第２可動型３０では、外側突出部３１と外側陥没部３２とが、第２可動型３０の長さ方向に沿って並ぶ。また、外側突出部３１は、第１可動型２０の外側突出部２１と同様の外側傾斜面３１ａと、外側頂部３１ｂと、外側段差部３１ｃとを有する。

【0035】

［５．固定型について］
固定型４０は、細長い円筒状の部位であり、固定型４０の内側の内部空間４３と、固定型４０の外側の空間とを連通する２つの第１、第２開口部４１、４２を有する（図５、１２参照）。

【0036】

内部空間４３は、マンドレル１０が挿入される円柱状の空間である。固定型４０の内壁は、内部空間４３に挿入されたマンドレル１０と面接触する。また、内部空間４３に挿入されたマンドレル１０は、固定型４０の内壁によりガイドされ、固定型４０の長さ方向に沿って変位可能となる。

【0037】

第１、第２開口部４１、４２は、固定型４０の長さ方向に並ぶ。また、第１、第２開口部４１、４２は、それぞれ、固定型４０の長さ方向に延びる。また、第１開口部４１には第１可動型２０を嵌入可能であり、第２開口部４２には第２可動型３０を嵌入可能である。各開口部に嵌入された可動型は、該開口部の縁によりガイドされ、固定型４０の内側及び外側に向かって変位可能となる。

【0038】

［６．初期状態について］
ここで、プレス成形を開始する際にワーク６の内側に配置されたマンドレル１０、固定型４０、及び、第１、第２可動型２０、３０の配置態様を、初期状態とする。初期状態では、固定型４０は、ワーク６の伸長方向６２に沿って延び、その外周面が、ワーク６の内壁に面接触する（図４、１２参照）。また、マンドレル１０は、第１端１０ａがワーク６の第１端６３側に位置し、且つ、伸長方向６２に沿って延びた状態で、固定型４０の内部空間４３に配置される。固定型４０は、伸長方向６２に沿って移動するようにマンドレル１０をガイドする。

【0039】

また、固定型４０の第１開口部４１には第１可動型２０が配置され、第２開口部４２には第２可動型３０が配置される。この時、第１、第２可動型２０、３０は、それぞれ、ワーク６の伸長方向６２に沿って延びる。また、第１、第２可動型２０、３０は、伸長方向６２に沿って並ぶ。第１、第２可動型２０、３０は、マンドレル１０の支持部１１と、ワーク６の内壁との間に配置される。第１、第２開口部４１、４２は、それぞれ、当該開口部に配置された可動型がワーク６の内壁に向かって変位するように、該可動型２０をガイドする。

【0040】

また、初期状態では、マンドレル１０の第１、第２内側突出部１２、１３、及び、各可動型の複数の外側突出部２１、３１は、伸長方向６２に沿って並ぶ（図１２参照）。また、各第１内側突出部１２では、内側傾斜面１２ａが内側頂部１２ｂの第１端６３側に位置し、内側段差部１２ｃが内側頂部１２ｂの第２端６４側に位置する。なお、第２内側突出部１３についても、これと同様である。また、第１可動部２０の各外側突出部２１では、外側傾斜面２１ａが外側頂部２１ｂの第２端６４側に位置し、外側段差部２１ｃが外側頂部２１ｂの第１端６３側に位置する。なお、第２可動部３０の外側突出部３１についても、これと同様である。

【0041】

また、初期状態では、全ての第１内側突出部１２の内側傾斜面１２ａは、第１可動型２０のいずれかの外側突出部２１の外側傾斜面２１ａと面接触し、第２内側突出部１３の内側傾斜面１３ａは、第２可動型３０の外側突出部３１の外側傾斜面３１ａと面接触する（図１２参照）。この時、各内側傾斜面１２ａ、１３ａ、及び、各外側傾斜面２１ａ、３１ａは、第１端６３側に向かうに従いワーク６の内壁から離間するように傾斜する。また、この時、第１可動型２０の各外側陥没部２２に、第１内側突出部１２が配置され、第２可動型３０の外側陥没部３２に第２内側突出部１３が配置される。また、各内側陥没部１４に、第１、第２可動型２０の各外側突出部２１、３１が配置される。

【0042】

［７．ストロークについて］
プレス成形のため、ワーク６の内部に配置された初期状態のマンドレル１０が伸長方向６２に沿って第１端６３側に移動すると、第１、第２可動型２０、３０の各々は、ワーク６の内壁に向かって変位し、該内壁を押圧する（図１２、１５～１８参照）。以後、このようなマンドレル１０の移動を、ストロークと記載する。

【0043】

ストロークによる第１可動型２０の変位は、マンドレル１０の３つの第１内側突出部１２、及び、第１可動型２０の３つの外側突出部２１により実現される。すなわち、ストロークに応じて、第１可動型２０の各外側傾斜面２１ａは、面接触している第１内側傾斜面１２ａに対し摺動する。これにより、第１可動型２０がワーク６の内壁に向かって変位し、該内壁を押圧する。その後、ストロークが進行し、マンドレル１０が第１端６３側に一定距離を移動すると、各外側傾斜面２１ａは第１内側傾斜面１２ａと面接触しなくなる。つまり、各外側突出部２１の外側頂部２１ｂが、各第１内側突出部１２の内側頂部１２ｂに面接触した状態となる。この時、第１可動型２０は、マンドレル１０の長さ方向の断面の中心を通過する中心軸から最も離間した状態となる。

【0044】

なお、ストロークによる第２可動部３０の変位についても、第２可動部３０に設けられた１つの外側突出部３１と、マンドレル１０に設けられた１つの第２内側突出部１３とにより、同様にして実現される。

【0045】

［８．内側及び外側突出部について］
ストロークの際に各可動型が変位する距離は、該可動型を変位させる外側突出部及び内側突出部の高さに応じて定められる。より詳しくは、外側突出部の高さとは、外側頂部と外側陥没部との間の距離に相当し、内側突出部の突出する度合いとは、内側頂部と内側陥没部との間の距離に相当する。換言すれば、外側突出部及び内側突出部の高さとは、外側突出部及び内側突出部が突出する度合いに相当する。各可動型を変位させる外側突出部及び内側突出部の高さは、固有に定められ得る。

【0046】

本実施形態では、第１可動型２０の外側突出部２１及び第１内側突出部１２の高さは、第２可動型３０の外側突出部３１及び第２内側突出部１３の高さよりも大きい（図１３、１４参照）。このため、ストロークの際、第１可動型２０が変位する距離は、第２可動部３０が変位する距離よりも大きい。その結果、第１可動型２０により形成される第１平面座６０は、第２可動型３０により形成される第２平面座６１よりも外側に突出する。

【0047】

また、ストロークに応じて各可動型が変位する方向（換言すれば、ワーク６の内壁を押圧する方向）は、当該可動型を変位させる内側突出部の突出方向に応じて定められる。各可動型を変位させる内側突出部の突出方向は、固有に定められ得る。

【0048】

これに対し、本実施形態では、第１可動型２０を変位させる第１内側突出部１２の第１突出方向１２ｄと、第２可動型３０を変位させる第２内側突出部１３の第２突出方向１３ｄとは異なっている（図１５、１７参照）。なお、第１、第２突出方向１２ｄ、１３ｄとは、第１、第２内側突出部１２、１３の、マンドレル１０の長さ方向に直交する面に沿った突出方向を意味する。より詳しくは、マンドレル１０の第２端１０ｂ側から見ると、第２突出方向１３ｄは、第１突出方向１２ｄに対し１０°左方に傾く。

【0049】

このため、第１可動型２０により形成される第１平面座６０が突出する方向と、第２可動型３０により形成される第２平面座６１が突出する方向とは異なるものとなる。具体的には、ワーク６の第２端６４側から見ると、第２平面座６１が突出する方向は、第１平面座６０が突出する方向に対し１０°左方に傾く（図１９、２０参照）。

【0050】

［９．部材の製造方法の説明］
本実施形態の加工用金型１を用いたプレス成形により、部材が製造される。なお、該部材とは、自動車部品であっても良い。より詳しくは、自動車部品とは、例えば、自動車の骨格を構成する部品（例えば、インパネレインフォースメント）であっても良い。インパネレインフォースメントとは、自動車のインパネの付近に配置され、自動車の幅方向に延びる細長い部品である。インパネレインフォースメントは、例えばその平面座に、自動車のインパネに搭載される様々な装置を支持するための複数のブラケットが取り付けられる。以下では、加工用金型１を用いたプレス成形による部材の製造方法について説明する。

【0051】

まず、横方向に伸びた状態で配置されたワーク６の内側に、初期状態のマンドレル１０、固定型４０、及び、第１、第２可動型２０、３０を配置すると共に、ワーク６の外側に外上型５０と外下型５１とを配置する（図１、４、１２参照）。この時、ワーク６は、外上型５０と外下型５１とにより上下に挟まれる。また、ワーク６の外周面と、外上型５０及び外下型５１の湾曲面５０ａ、５１ａとが接触した状態となる。但し、ワーク６の外周面における第１、第２平面座が形成される部分は、外上型５０の第１、第２平面部５０ｂ、５０ｃから離間している。

【0052】

次に、マンドレル１０のストロークを行う（図１２参照）。これにより、第１、第２可動型２０、３０は、それぞれ、ワーク６の内壁に向かって変位し、該内壁を、外上型５０の第１、第２平面部５０ｂ、５０ｃに向かって押圧する。この時、外上型５０及び外下型５１は変位しない。これにより、第１可動型２０は、外上型５０の第１平面部５０ｂに向けてワーク６を押圧し、第２可動型３０は、外上型５０の第２平面部５０ｃに向けてワーク６を押圧する（図１５～１８参照）。そして、ワーク６では、第１可動型２０と第１平面部５０ｂとにより挟まれた部分に第１平面座６０が形成され、第２可動型３０と第２平面部５０ｃとにより挟まれた部分に第２平面座６１が形成される（図１９、２０参照）。なお、第１、第２可動型２０、３０は押圧方向が異なっているため、第１、第２平面座６０、６１は、異なる方向を向く平面として形成される。

【0053】

その後、外上型５０と外下型５１とをワーク６から離間させる。そして、ワーク６の内部から、マンドレル１０、固定型４０、及び、第１、第２可動型２０、３０が取り出される。

【0054】

また、本実施形態では、一例として、マンドレル１０のストロークは、カム機構７０とプレス機７３とを用いて行われる（図１２参照）。すなわち、プレス機７３は、下方に押圧を行う。一方、カム機構７０は、プレス機７３による下方への押圧を横方向の押圧に変換するよう構成されており、第１カム７１と第２カム７２とを備える。

【0055】

第１カム７１は、マンドレル１０の第２端１０ｂに接合されており、第１傾斜面７１ａを有する。一方、第２カム７２は、第２傾斜面７２ａを有し、第２傾斜面７２ａが第１傾斜面７１ａに面接触した状態で、第１カム７１の上側に配置される。この時、第１、第２傾斜面７１ａ、７２ａは、上方に向かうに従いマンドレル１０に接近するように傾斜する。

【0056】

そして、プレス機７３は、第１カム７１の上側に配置された第２カム７２を、下方に押圧する。これにより、第２カム７２が下方に変位すると共に、第２傾斜面７２ａと第１傾斜面７１ａとが摺動し、第１カム７１がマンドレル１０側への横方向に変位する。その結果、プレス機７３により、マンドレル１０がワーク６の第１端６３側に押圧され、ストロークが行われる。

【0057】

［９．効果］
（１）従来、ワークの外周面から突出する平面座を形成する場合には、液圧プレスが用いられる場合が多かった。また、ワークの内側にマンドレル及び金型を配置し、マンドレルのストロークによりプレス成形を行うことで、平面座を形成することも考えられた。この場合、ワークは横に伸びた状態で配置され、マンドレルを横方向にストロークさせることでプレス成形を行うと考えられる。このため、例えばカム機構を用いて、既存のプレス機における下方への押圧力を横方向への押圧力に変換し、該プレス機の押圧力によりストロークを行うことが考えられる。しかし、このような既存のプレス機を用いる場合、マンドレルを移動させることが可能な距離が短くなる可能性がある。

【0058】

一方、先に述べたように、ワークの径が小さい場合等には、ストローク時におけるマンドレルの移動距離（以後、ストローク距離）が長くなる可能性がある。その結果、既存のプレス機を用いてストロークを行うのが困難となり、油圧シリンダ等によりマンドレルを押圧する装置を新たに設ける必要があった。

【0059】

これに対し、本実施形態の加工用金型１では、マンドレル１０の外周面全体としての傾斜を変えること無く、内側傾斜面１１ａ、１２ａの傾斜を調整することで、可動型の変位距離を長くすることができる。このため、例えばワーク６の径が小さい場合等であっても、ストローク距離を抑制できる。

【0060】

さらに、ワークの径が小さい場合には、ワークの内側に配置されるマンドレルを細くする必要があるが、これにより、マンドレルの強度や耐久性が低下する恐れがある。また、マンドレル１０の外周面全体の傾斜により可動型を変位させる場合には、マンドレルの強度や耐久性を向上させるため、マンドレルを太くすると、外周面の傾斜が緩くなる。これにより、ストローク距離が増加する恐れがある。

【0061】

これに対し、本実施形態の加工用金型１では、マンドレル１０の外周面に部分的に内側傾斜面１１ａ、１２ａが設けられる。このため、マンドレル１０の外周面全体の傾斜により可動型を変位させる場合に比べ、マンドレル１０を太くすることができる。その結果、ストローク距離を抑制しつつ、マンドレルの強度や耐久性を向上させることができる。

【0062】

（２）また、初期状態では、加工用金型１の第１、第２可動型１０、２０は、ワーク６の伸長方向６２に沿って並ぶ。このため、プレス成形の際、ワーク６における伸長方向６２の位置が異なる複数個所を同時に変形させることができ、より柔軟にワーク６の形状を加工することができる。

【0063】

（３）また、第１可動部２０を変位させる外側突出部２１及び第１内側突出部１２は、第２可動部３０を変位させる外側突出部３１及び第２内側突出部１３よりも高い。このため、第１可動部２０により形成される第１平面座６０の突出度合いを、第２可動部３０により形成される第２平面座６１の突出度合いを大きくすることができる。

【0064】

（４）また、第１可動部２０を変位させる第１内側突出部１２の第１突出方向１２ｄと、第２可動部３０を変位させる第２内側突出部１３の第２突出方向１３ｄとは、異なっている。このため、第１可動部２０により形成される第１平面座６０と、第２可動部３０により形成される第２平面座６１とを異なる方向に突出させることができる。

【0065】

（５）また、第１、第２可動型２０、３０は、それぞれ、複数の内側突出部及び複数の外側突出部により変位される。このため、ストロークに応じてこれらの可動型を良好に変位させることができる。

【0066】

［１０．他の実施形態］
（１）上記実施形態では、初期状態の各内側傾斜面及び各外側傾斜面は、第１端６３側に向かうに従いワーク６の内壁から離間するように傾斜している。このため、ストロークの際には、マンドレル１０を第１端６３側に移動させる必要がある。しかし、これとは反対に、初期状態の各内側傾斜面及び各外側傾斜面を、第２端６４側に向かうに従いワーク６の内壁から離間するように傾斜させても良い。これにより、マンドレル１０を第２端６４側に移動させことで、ストロークを実現できる。

【0067】

（２）上記実施形態では、加工用金型１によるプレス成形により、ワーク６の外周面に平面座が形成される。しかし、平面座に限らず、加工用金型１によるプレス成形により、ワーク６の外周面が、例えば湾曲面や屈曲面等、様々な形状に加工されても良い。また、この他にも、例えば、パンチとして構成された可動型を用い、上記実施形態と同様にして該可動型を変位させることで、ワーク６に孔部やバーリングを形成しても良い。

【0068】

（３）上記実施形態では、第１可動型２０には複数の外側突出部が設けられており、第２可動型３０には１つの外側突出部が設けられている。しかし、第１可動型２０に１つの外側突出部を設け、第２可動型３０に複数の外側突出部を設けても良い。

【0069】

（４）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【符号の説明】

【0070】

１…加工用金型、１０…マンドレル、１１…支持部、１２…第１内側突出部、１２ａ…内側傾斜面、１２ｄ…第１突出方向、１３…第２内側突出部、１３ａ…内側傾斜面、１３ｄ…第２突出方向、２０…第１可動型、２１…外側突出部、２１ａ…外側傾斜面、３０…第２可動型、３１…外側突出部、３１ａ…外側傾斜面、６…ワーク、６２…伸長方向、６３…第１端。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】