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(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】2023-05-11
(45)【発行日】2023-05-19
(54)【発明の名称】差厚管の製造方法及び差厚管の製造装置
(51)【国際特許分類】
B21C 37/16 20060101AFI20230512BHJP
B21J 5/08 20060101ALI20230512BHJP
B21K 21/06 20060101ALI20230512BHJP
【ＦＩ】
B21C37/16
B21J5/08 Z
B21K21/06 Z
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2019006170
(22)【出願日】2019-01-17
(65)【公開番号】P2020114595
(43)【公開日】2020-07-30
【審査請求日】2021-09-03
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】河越 奈沙
(72)【発明者】
【氏名】窪田 紘明
【審査官】池田 安希子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－０５３４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２７２４５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３１７３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１９７７８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２０２６９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８２９８７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２１Ｃ ３７／００－４３／０４
Ｂ２１Ｊ ５／０８
Ｂ２１Ｋ ２１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フランジを有さない中空筒状の素管より差厚管を製造する方法であって、前記素管をダイス内に配置し、前記素管の長手方向に沿った一端部から他端部に向かう移動に抗する反力を前記他端部に付与しながら、前記素管の前記一端部よりプラグを押し込んで前記他端部に向かってしごき加工を行うしごき加工工程を有する
ことを特徴とする、差厚管の製造方法。
【請求項2】
前記ダイス内に、前記素管の前記他端部に対向する傾斜面が設けられ、前記しごき加工工程で、前記素管の前記他端部を前記傾斜面で受けながら前記プラグの押し込みを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項3】
前記ダイス内に、前記傾斜面に連なってかつ前記長手方向に沿う平行面が設けられ、 前記しごき加工工程で前記プラグを押し込む際、前記素管の前記他端部のうちで前記傾斜面を経た部分をさらに前記平行面に沿って移動させることを特徴とする請求項２に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項4】
前記傾斜面が前記ダイス内に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項5】
前記傾斜面が前記ダイス内に配置された第１の治具に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項6】
前記しごき加工工程で、前記長手方向に沿った複数位置に分けて前記反力を前記素管の前記他端部に付与することを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項7】
前記ダイス内に、前記素管の前記他端部が当接する第２の治具が設けられ、前記しごき加工工程で、前記素管の前記他端部を前記第２の治具で受けつつ前記第２の治具を前記長手方向に沿って後退させながら前記プラグの押し込みを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項8】
前記しごき加工工程で、前記素管が前記第２の治具に加える押圧力を測定し、前記押圧力が所定範囲内に収まるように前記第２の治具の後退動作を制御することを特徴とする請求項７に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項9】
前記ダイス内の、前記素管の前記一端部に対応する位置に、前記長手方向に直交する断面形状が前記素管の前記一端部における外径よりも大きい拡径凹部が形成され、前記しごき加工工程で、前記プラグの押し込みにより前記素管の前記一端部における外径を拡大させて前記拡径凹部に係止させる
ことを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項10】
前記しごき加工工程後における前記差厚管の薄肉部の減肉率を１０％～９０％の範囲内にすることを特徴とする、請求項１～９の何れか１項に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項11】
前記素管が、シームレス鋼管であることを特徴とする、請求項１～１０の何れか一項に記載の、差厚管の製造方法。
【請求項12】
フランジを有さない中空筒状の素管より差厚管を製造する装置であって、前記素管が収容される収容部を有するダイスと、
前記収容部内の前記素管の一端部に対して挿抜されるプラグと、
前記収容部内の前記素管の他端部に対し、前記素管の長手方向に沿った前記一端部から前記他端部に向かう移動に抗する反力を付与する反力付与部と、
を備える
ことを特徴とする、差厚管の製造装置。
【請求項13】
前記反力付与部が、前記素管の前記他端部に対向する傾斜面であることを特徴とする請求項１２に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項14】
前記反力付与部が、前記傾斜面に連なって前記長手方向に沿う平行面をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項15】
前記傾斜面が前記ダイス内に形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項16】
前記ダイス内に配置された第１の治具をさらに備え、前記傾斜面が前記第１の治具に形成されている
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項17】
前記反力付与部が、前記長手方向に沿って複数位置に分かれて配置されていることを特徴とする請求項１２～１６の何れか１項に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項18】
前記反力付与部が、前記ダイス内に配置されて前記素管の前記他端部に対向し、前記長手方向に沿って進退自在な第２の治具と、
前記第２の治具に前記反力を付与する付勢部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項19】
前記反力付与部が、前記素管が前記第２の治具に加える押圧力を測定する測定部と、
前記測定部により得られた前記押圧力が所定範囲内に収まるように前記付勢部の前記反力を制御する制御部と、
をさらに有する
ことを特徴とする請求項１８に記載の、差厚管の製造装置。
【請求項20】
前記収容部の、前記素管の前記一端部に対応する位置に、前記長手方向に直交する断面形状が前記素管の前記一端部の外径よりも大きい拡径凹部が形成されていることを特徴とする請求項１２～１９の何れか１項に記載の、差厚管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、差厚管の製造方法と、差厚管の製造装置と、に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の車体を構成する部材として、衝突等により受けた衝突エネルギーを自らが潰れることによって吸収する部分と、潰れずに車体を保護する部分とを有するものが用いられている。このような部材の一つとして、長手方向に沿って肉厚が異なる差厚管がある。
【0003】
差厚管の製造方法の一例が、特許文献１に開示されている。
特許文献１の図１には、係止工程としごき加工工程とを有する差厚管の製造方法が開示されている。前記係止工程では、素管をダイス内に配置し、前記素管の長手方向への移動を規制した状態で、前記素管の一端部側よりプラグを押し込んで前記一端部側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる。続く前記しごき加工工程では、前記素管の前記規制を解く一方、前記素管の前記係止は維持したまま、前記プラグをさらに前記素管の他端部側に向かって押し込むことで、前記素管の外形を維持したまま内形を拡げるしごき加工を加えて薄肉部を形成する。
上記特許文献１に記載の製造方法によれば、差厚管を容易に製造できる。
特許文献１の図１には、係止工程としごき加工工程とを有する差厚管の製造方法が開示されている。前記係止工程では、素管をダイス内に配置し、前記素管の長手方向への移動を規制した状態で、前記素管の一端部側よりプラグを押し込んで前記一端部側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる。続く前記しごき加工工程では、前記素管の前記規制を解く一方、前記素管の前記係止は維持したまま、前記プラグをさらに前記素管の他端部側に向かって押し込むことで、前記素管の外形を維持したまま内形を拡げるしごき加工を加えて薄肉部を形成する。
上記特許文献１に記載の製造方法によれば、差厚管を容易に製造できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６２５６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一方、自動車に差厚管を幅広く適用するためには、多種多様な形状を持つ差厚管を歩留まりよく製造できることが求められる。そのため、しごき率が高くても成形可能な製造方法が求められていた。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管を製造することができる、差厚管の製造方法と、差厚管の製造装置との提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。（１）本発明の一態様に係る差厚管の製造方法は、フランジを有さない中空筒状の素管より差厚管を製造する方法であって、前記素管をダイス内に配置し、前記素管の長手方向に沿った一端部から他端部に向かう移動に抗する反力を前記他端部に付与しながら、前記素管の前記一端部よりプラグを押し込んで前記他端部に向かってしごき加工を行うしごき加工工程を有する。
上記（１）に記載の差厚管の製造方法によれば、他端部に反力を付与して素管を支えながらしごき加工を行うので、プラグの押し込み力を増しても素管をダイス内に確実に固定できる。したがって、ダイス内での素管の滑りを防げるので、しごき率を高めることができる。
上記（１）に記載の差厚管の製造方法によれば、他端部に反力を付与して素管を支えながらしごき加工を行うので、プラグの押し込み力を増しても素管をダイス内に確実に固定できる。したがって、ダイス内での素管の滑りを防げるので、しごき率を高めることができる。
【0008】
（２）上記（１）に記載の差厚管の製造方法において、以下のようにしてもよい：前記ダイス内に、前記素管の前記他端部に対向する傾斜面が設けられ；前記しごき加工工程で、前記素管の前記他端部を前記傾斜面で受けながら前記プラグの押し込みを行う。
上記（２）に記載の差厚管の製造方法の場合、素管の一端部にプラグを押し込んでしごき加工を進めていくと、素管の他端部に向かって伸びを生じる。素管の他端部は、傾斜面に摺接しながら伸びていく際、傾斜面に対して押圧力を与えるが、この押圧力が反力となって自らに戻されるので、素管の固定状態を常に維持できる。
上記（２）に記載の差厚管の製造方法の場合、素管の一端部にプラグを押し込んでしごき加工を進めていくと、素管の他端部に向かって伸びを生じる。素管の他端部は、傾斜面に摺接しながら伸びていく際、傾斜面に対して押圧力を与えるが、この押圧力が反力となって自らに戻されるので、素管の固定状態を常に維持できる。
【0009】
（３）上記（２）に記載の差厚管の製造方法において、以下のようにしてもよい：前記ダイス内に、前記傾斜面に連なってかつ前記長手方向に沿う平行面が設けられ；前記しごき加工工程で前記プラグを押し込む際、前記素管の前記他端部のうちで前記傾斜面を経た部分をさらに前記平行面に沿って移動させる。
上記（３）に記載の差厚管の製造方法の場合、素管の他端部が傾斜面に摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していく。そして、素管の他端部のうち、傾斜面を経て平行面に至った部分は高い反力を受けなくなる。よって、素管の他端部に作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げる。
上記（３）に記載の差厚管の製造方法の場合、素管の他端部が傾斜面に摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していく。そして、素管の他端部のうち、傾斜面を経て平行面に至った部分は高い反力を受けなくなる。よって、素管の他端部に作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げる。
【0010】
（４）上記（２）または上記（３）に記載の差厚管の製造方法において、前記傾斜面が前記ダイス内に形成されていてもよい。
上記（４）に記載の差厚管の製造方法の場合、別途、治具を用いずに済むので、シンプルな方法、装置によりしごき加工が行える。
上記（４）に記載の差厚管の製造方法の場合、別途、治具を用いずに済むので、シンプルな方法、装置によりしごき加工が行える。
【0011】
（５）上記（２）または上記（３）に記載の差厚管の製造方法において、前記傾斜面が前記ダイス内に配置された第１の治具に形成されていてもよい。
上記（５）に記載の差厚管の製造方法の場合、第１の治具をしごき加工の進行と共に移動させたり、又は傾斜面の形状が異なる他の第１の治具と交換したりすることにより、求める製品形状に合わせた柔軟なしごき加工が行える。
上記（５）に記載の差厚管の製造方法の場合、第１の治具をしごき加工の進行と共に移動させたり、又は傾斜面の形状が異なる他の第１の治具と交換したりすることにより、求める製品形状に合わせた柔軟なしごき加工が行える。
【0012】
（６）上記（１）～（５）の何れか１項に記載の差厚管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記長手方向に沿った複数位置に分けて前記反力を前記素管の前記他端部に付与してもよい。
上記（６）に記載の差厚管の製造方法の場合、複数箇所に分けて反力を付与することにより、素管に対して与える反力の１カ所あたりの負荷を軽減できるので、製品歩留まりをさらに高めることができる。
上記（６）に記載の差厚管の製造方法の場合、複数箇所に分けて反力を付与することにより、素管に対して与える反力の１カ所あたりの負荷を軽減できるので、製品歩留まりをさらに高めることができる。
【0013】
（７）上記（１）に記載の差厚管の製造方法において、以下のようにしてもよい：前記ダイス内に、前記素管の前記他端部が当接する第２の治具が設けられ；前記しごき加工工程で、前記素管の前記他端部を前記第２の治具で受けつつ前記第２の治具を前記長手方向に沿って後退させながら前記プラグの押し込みを行う。
上記（７）に記載の差厚管の製造方法の場合、しごき加工に伴って生じる素管の他端部の伸びを吸収しつつ、素管の他端部に反力を与え続けることができる。
上記（７）に記載の差厚管の製造方法の場合、しごき加工に伴って生じる素管の他端部の伸びを吸収しつつ、素管の他端部に反力を与え続けることができる。
【0014】
（８）上記（７）に記載の差厚管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記素管が前記第２の治具に加える押圧力を測定し、前記押圧力が所定範囲内に収まるように前記第２の治具の後退動作を制御してもよい。
上記（８）に記載の差厚管の製造方法の場合、押圧力が一定になるように第２の治具の後退動作（後退速度及び後退量の少なくとも一方）をフィードバック制御しながらしごき加工が行える。
上記（８）に記載の差厚管の製造方法の場合、押圧力が一定になるように第２の治具の後退動作（後退速度及び後退量の少なくとも一方）をフィードバック制御しながらしごき加工が行える。
【0015】
（９）上記（１）～（８）の何れか１項に記載の差厚管の製造方法において、以下のようにしてもよい：前記ダイス内の、前記素管の前記一端部に対応する位置に、前記長手方向に直交する断面形状が前記素管の前記一端部における外径よりも大きい拡径凹部が形成され；前記しごき加工工程で、前記プラグの押し込みにより前記素管の前記一端部における外径を拡大させて前記拡径凹部に係止させる。
上記（９）に記載の差厚管の製造方法の場合、プラグの押し込みによって素管の一端部を拡径させて拡径凹部に係止させることができる。この場合、素管の一端部の位置における係止めと、他端部における反力付与との両方を素管に対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
上記（９）に記載の差厚管の製造方法の場合、プラグの押し込みによって素管の一端部を拡径させて拡径凹部に係止させることができる。この場合、素管の一端部の位置における係止めと、他端部における反力付与との両方を素管に対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
【0016】
（１０）上記（１）～（９）の何れか１項に記載の差厚管の製造方法において、前記しごき加工工程後における前記差厚管の薄肉部の減肉率を１０％～９０％の範囲内にしてもよい。
上記（１０）に記載の差厚管の製造方法の場合、広い減肉率範囲が設定されるため、必要とされる製品剛性に柔軟に応じることができる。
上記（１０）に記載の差厚管の製造方法の場合、広い減肉率範囲が設定されるため、必要とされる製品剛性に柔軟に応じることができる。
【0017】
（１１）上記（１）～（１０）の何れか１項に記載の差厚管の製造方法において、前記素管が、シームレス鋼管であってもよい。
上記（１１）に記載の差厚管の製造方法の場合、偏肉しているシームレス鋼管であっても肉厚が均一な差厚管を成形できる。
上記（１１）に記載の差厚管の製造方法の場合、偏肉しているシームレス鋼管であっても肉厚が均一な差厚管を成形できる。
【0018】
（１２）本発明の一態様に係る差厚管の製造装置は、フランジを有さない中空筒状の素管より差厚管を製造する装置であって、前記素管が収容される収容部を有するダイスと、前記収容部内の前記素管の一端部に対して挿抜されるプラグと、前記収容部内の前記素管の他端部に対し、前記素管の長手方向に沿った前記一端部から前記他端部に向かう移動に抗する反力を付与する反力付与部と、を備える。
上記（１２）に記載の差厚管の製造装置によれば、まず素管を収容部内に入れ、その他端部が反力付与部に当たるまで挿入する。続いて、素管の他端部を反力付与部に当てたまま、プラグを素管の一端部よりその内部に押し込んでいく。このときにプラグが素管に与える軸力は反力付与部で受け止められて反力を生じるため、収容部内で素管は滑らず、固定が維持される。そして、プラグの押し込みに伴って素管の内部が押し広げられてしごき加工が行われる。このように、素管の他端部に反力を付与して支えながらしごき加工を行うので、プラグの押し込み力を増しても素管をダイス内に確実に固定できる。したがって、ダイス内での素管の滑りを防げるので、しごき率の高いしごき加工を行える。
上記（１２）に記載の差厚管の製造装置によれば、まず素管を収容部内に入れ、その他端部が反力付与部に当たるまで挿入する。続いて、素管の他端部を反力付与部に当てたまま、プラグを素管の一端部よりその内部に押し込んでいく。このときにプラグが素管に与える軸力は反力付与部で受け止められて反力を生じるため、収容部内で素管は滑らず、固定が維持される。そして、プラグの押し込みに伴って素管の内部が押し広げられてしごき加工が行われる。このように、素管の他端部に反力を付与して支えながらしごき加工を行うので、プラグの押し込み力を増しても素管をダイス内に確実に固定できる。したがって、ダイス内での素管の滑りを防げるので、しごき率の高いしごき加工を行える。
【0019】
（１３）上記（１２）に記載の差厚管の製造装置の場合、前記反力付与部が、前記素管の前記他端部に対向する傾斜面であってもよい。
上記（１３）に記載の差厚管の製造装置の場合、素管の一端部にプラグを押し込んでしごき加工を進めていくと、素管の他端部に向かって伸びを生じる。素管の他端部は、傾斜面に摺接しながら伸びていく際、傾斜面に対して押圧力を与えるが、この押圧力が反力となって自らに戻されるので、素管の固定状態を常に維持できる。
上記（１３）に記載の差厚管の製造装置の場合、素管の一端部にプラグを押し込んでしごき加工を進めていくと、素管の他端部に向かって伸びを生じる。素管の他端部は、傾斜面に摺接しながら伸びていく際、傾斜面に対して押圧力を与えるが、この押圧力が反力となって自らに戻されるので、素管の固定状態を常に維持できる。
【0020】
（１４）上記（１３）に記載の差厚管の製造装置の場合、前記反力付与部が、前記傾斜面に連なって前記長手方向に沿う平行面をさらに有してもよい。
上記（１４）に記載の差厚管の製造装置の場合、素管の他端部が傾斜面に摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していく。そして、素管の他端部のうち、傾斜面を経て平行面に至った部分は高い反力を受けなくなる。よって、素管の他端部に作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げる。
上記（１４）に記載の差厚管の製造装置の場合、素管の他端部が傾斜面に摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していく。そして、素管の他端部のうち、傾斜面を経て平行面に至った部分は高い反力を受けなくなる。よって、素管の他端部に作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げる。
【0021】
（１５）上記（１３）または（１４）に記載の差厚管の製造装置の場合、前記傾斜面が前記ダイス内に形成されていてもよい。
上記（１５）に記載の差厚管の製造装置の場合、別途、治具を用いずに済むので、シンプルな装置構成とすることができる。
上記（１５）に記載の差厚管の製造装置の場合、別途、治具を用いずに済むので、シンプルな装置構成とすることができる。
【0022】
（１６）上記（１３）または（１４）に記載の差厚管の製造装置の場合、以下のようにしてもよい：前記ダイス内に配置された第１の治具をさらに備え；前記傾斜面が前記第１の治具に形成されている。
上記（１６）に記載の差厚管の製造装置の場合、第１の治具をしごき加工の進行と共に移動させたり、又は傾斜面の形状が異なる他の第１の治具と交換したりすることにより、求める製品形状に合わせた柔軟なしごき加工が行える。
上記（１６）に記載の差厚管の製造装置の場合、第１の治具をしごき加工の進行と共に移動させたり、又は傾斜面の形状が異なる他の第１の治具と交換したりすることにより、求める製品形状に合わせた柔軟なしごき加工が行える。
【0023】
（１７）上記（１２）～（１６）の何れか１項に記載の差厚管の製造装置の場合、前記反力付与部が、前記長手方向に沿って複数位置に分かれて配置されていてもよい。
上記（１７）に記載の差厚管の製造装置の場合、複数箇所に分けて反力を付与することにより、素管に対して与える反力の１カ所あたりの負荷を軽減できるので、製品歩留まりをさらに高めることができる。
上記（１７）に記載の差厚管の製造装置の場合、複数箇所に分けて反力を付与することにより、素管に対して与える反力の１カ所あたりの負荷を軽減できるので、製品歩留まりをさらに高めることができる。
【0024】
（１８）上記（１２）に記載の差厚管の製造装置の場合、前記反力付与部が、前記ダイス内に配置されて前記素管の前記他端部に対向し、前記長手方向に沿って進退自在な第２の治具と、前記第２の治具に前記反力を付与する付勢部と、を有してもよい。
上記（１８）に記載の差厚管の製造装置の場合、しごき加工に伴って生じる素管の他端部の伸びを第２の治具の移動により吸収しつつ、付勢部によって素管の他端部に反力を与えながら支え続けることができる。
上記（１８）に記載の差厚管の製造装置の場合、しごき加工に伴って生じる素管の他端部の伸びを第２の治具の移動により吸収しつつ、付勢部によって素管の他端部に反力を与えながら支え続けることができる。
【0025】
（１９）上記（１８）に記載の差厚管の製造装置の場合、前記反力付与部が、前記素管が前記第２の治具に加える押圧力を測定する測定部と、前記測定部により得られた前記押圧力が所定範囲内に収まるように前記付勢部の前記反力を制御する制御部と、をさらに有してもよい。
上記（１９）に記載の差厚管の製造装置の場合、測定部で求めた押圧力が一定となるように、制御部により、第２の治具の後退動作（後退速度及び後退量の少なくとも一方）をフィードバック制御しながらしごき加工が行える。
上記（１９）に記載の差厚管の製造装置の場合、測定部で求めた押圧力が一定となるように、制御部により、第２の治具の後退動作（後退速度及び後退量の少なくとも一方）をフィードバック制御しながらしごき加工が行える。
【0026】
（２０）上記（１２）～（１９）の何れか１項に記載の差厚管の製造装置の場合、前記収容部の、前記素管の前記一端部に対応する位置に、前記長手方向に直交する断面形状が前記素管の前記一端部の外径よりも大きい拡径凹部が形成されていてもよい。
上記（２０）に記載の差厚管の製造装置の場合、プラグの押し込みによって素管の一端部を拡径させて拡径凹部に係止させることができる。この場合、素管の一端部の位置における係止めと、他端部における反力付与との両方を素管に対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
上記（２０）に記載の差厚管の製造装置の場合、プラグの押し込みによって素管の一端部を拡径させて拡径凹部に係止させることができる。この場合、素管の一端部の位置における係止めと、他端部における反力付与との両方を素管に対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
【発明の効果】
【0027】
本発明の上記各態様によれば、ダイス内での素管の滑りを防いで適切なしごき加工が行えるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の第１実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図2】同第１実施形態の変形例を示す図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図3】本発明の第２実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図4】本発明の第３実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図5】本発明の第４実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図6】本発明の第５実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図7】同第５実施形態の変形例を示す図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【図8】本発明の第６実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本発明の各実施形態について、図面を参照しながら以下に説明を行う。
各実施形態では、中空円筒形状の素管Ｗをダイス内に固定し、そして素管Ｗの一端部Ｗａより他端部Ｗｂに向かってプラグを押し込むことで絞り加工を行う。以下の各実施形態での説明において、素管Ｗの一端部Ｗａに向かう方向を手前側と呼び、素管Ｗの他端部Ｗｂに向かう方向を奥側と呼ぶ場合がある。
各実施形態では、中空円筒形状の素管Ｗをダイス内に固定し、そして素管Ｗの一端部Ｗａより他端部Ｗｂに向かってプラグを押し込むことで絞り加工を行う。以下の各実施形態での説明において、素管Ｗの一端部Ｗａに向かう方向を手前側と呼び、素管Ｗの他端部Ｗｂに向かう方向を奥側と呼ぶ場合がある。
【0030】
各実施形態における素管Ｗとしては、引張強度が２９０ＭＰａ以上のものが好適に用いられる。例えば、素管Ｗとして、引張強度が４４０ＭＰａ又は９８０ＭＰａのものを用いることができる。また、素管Ｗの材質としては、鋼に加えて、アルミニウム等の他の金属素材にも適用できる。素管Ｗは、中空筒状の金属管（鋼管を含む）を例示することができ、特に丸形鋼管が好ましい。丸形鋼管としては、シームレス鋼管、ＵＯ管、スパイラル管、電縫鋼管の何れにも適用可能である。
【0031】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
まず、本実施形態に係る差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）について説明する。
本実施形態のしごき加工装置は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する装置である。図１（ａ）に示すように、しごき加工装置は、ダイス１０と、プラグ２０と、プラグ駆動装置（不図示）と、反力付与部３０と、を備える。
図１は、本発明の第１実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
まず、本実施形態に係る差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）について説明する。
本実施形態のしごき加工装置は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する装置である。図１（ａ）に示すように、しごき加工装置は、ダイス１０と、プラグ２０と、プラグ駆動装置（不図示）と、反力付与部３０と、を備える。
【0032】
ダイス１０は、収容部１１とテーパー部１２と小径部１３とを備え、定位置に固定配置されている。
収容部１１は、素管Ｗの外径に対応した円柱形状の空間であり、素管Ｗを収容する。収容部１１は、素管Ｗの外径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する。収容部１１の軸線ＣＬに沿った長さ寸法は、素管Ｗの長さ寸法よりも長いか、または同一である。収容部１１の一端側は素管Ｗの挿入口１１ａであり、収容部１１の他端側は素管Ｗの他端部Ｗｂの加工前固定位置である挿入端１１ｂである。
収容部１１は、素管Ｗの外径に対応した円柱形状の空間であり、素管Ｗを収容する。収容部１１は、素管Ｗの外径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する。収容部１１の軸線ＣＬに沿った長さ寸法は、素管Ｗの長さ寸法よりも長いか、または同一である。収容部１１の一端側は素管Ｗの挿入口１１ａであり、収容部１１の他端側は素管Ｗの他端部Ｗｂの加工前固定位置である挿入端１１ｂである。
【0033】
テーパー部１２は、収容部１１の挿入端１１ｂに連なり、軸線ＣＬに沿って挿入端１１ｂから離れるに従って縮径する円錐台形状の空間である。テーパー部１２は、挿入端１１ｂと内径寸法が同じであるテーパー入口１２ａと、このテーパー入口１２ａよりも内径寸法が小さいテーパー出口１２ｂとを有する。これらテーパー入口１２ａ及びテーパー出口１２ｂ間は、軸線ＣＬを含む断面において直線状の傾斜面になっている。テーパー部１２の内径寸法は素管Ｗの外径寸法よりも小さいので、加工前における素管Ｗはテーパー部１２内には挿入されない。そのため、収容部１１内に挿入された素管Ｗは、その他端部Ｗｂの端面位置が挿入端１１ｂの位置に一致し、一時的にこの位置に固定される。
小径部１３は、テーパー部１２のテーパー出口１２ｂに連なり、軸線ＣＬに沿って内径寸法が一定である円柱状の空間である。小径部１３は、テーパー出口１２ｂと内径寸法が同じである、入口１３ａ及び出口１３ｂを有する。
収容部１１と、テーパー部１２と、小径部１３とは、軸線ＣＬを共有するよう、互いに連なって同軸配置されている。
小径部１３は、テーパー部１２のテーパー出口１２ｂに連なり、軸線ＣＬに沿って内径寸法が一定である円柱状の空間である。小径部１３は、テーパー出口１２ｂと内径寸法が同じである、入口１３ａ及び出口１３ｂを有する。
収容部１１と、テーパー部１２と、小径部１３とは、軸線ＣＬを共有するよう、互いに連なって同軸配置されている。
【0034】
プラグ２０は、基部２１と先端部２２とを備えており、素管Ｗの一端部Ｗａに対して挿抜される部品である。
基部２１は、軸線ＣＬに沿った各位置での外径寸法が一定である円柱形状を有している。基部２１の外径寸法は、素管Ｗの内径寸法よりも大きく、素管Ｗの外径寸法よりも小さい。基部２１の外径寸法は、素管Ｗをしごき加工する際のしごき率に応じて定められる。
先端部２２は、基部２１に連なり、軸線ＣＬに沿って基端位置２２ａから離れるに従って縮径する円錐台形状を有している。先端部２２の外径寸法は、その基端位置２２ａにおいて基部２１の外径寸法と同じでかつ、素管Ｗの内径寸法よりも大きい。先端部２２の外径寸法は、その先端位置２２ｂにおいて基端位置２２ａの外径寸法よりも小さくかつ、素管Ｗの内径寸法よりも小さい。先端位置２２ｂ及び基端位置２２ａ間は、軸線ＣＬを含む断面において直線状の傾斜面となっている。先端部２２の基端位置２２ａにおける形状は、軸線ＣＬに沿って対向視した場合に円形である。先端部２２の先端位置２２ｂにおける形状も、軸線ＣＬに沿って対向視した場合に円形である。
前記プラグ駆動装置は、プラグ２０の基部２１が同軸に固定された油圧シリンダーであり、プラグ２０を軸線ＣＬに沿って進退させる。前記プラグ駆動装置によるプラグ２０の進退ストロークは、素管Ｗに対してしごき加工により形成する薄肉部の長さに応じて定められる。
基部２１は、軸線ＣＬに沿った各位置での外径寸法が一定である円柱形状を有している。基部２１の外径寸法は、素管Ｗの内径寸法よりも大きく、素管Ｗの外径寸法よりも小さい。基部２１の外径寸法は、素管Ｗをしごき加工する際のしごき率に応じて定められる。
先端部２２は、基部２１に連なり、軸線ＣＬに沿って基端位置２２ａから離れるに従って縮径する円錐台形状を有している。先端部２２の外径寸法は、その基端位置２２ａにおいて基部２１の外径寸法と同じでかつ、素管Ｗの内径寸法よりも大きい。先端部２２の外径寸法は、その先端位置２２ｂにおいて基端位置２２ａの外径寸法よりも小さくかつ、素管Ｗの内径寸法よりも小さい。先端位置２２ｂ及び基端位置２２ａ間は、軸線ＣＬを含む断面において直線状の傾斜面となっている。先端部２２の基端位置２２ａにおける形状は、軸線ＣＬに沿って対向視した場合に円形である。先端部２２の先端位置２２ｂにおける形状も、軸線ＣＬに沿って対向視した場合に円形である。
前記プラグ駆動装置は、プラグ２０の基部２１が同軸に固定された油圧シリンダーであり、プラグ２０を軸線ＣＬに沿って進退させる。前記プラグ駆動装置によるプラグ２０の進退ストロークは、素管Ｗに対してしごき加工により形成する薄肉部の長さに応じて定められる。
【0035】
反力付与部３０は、前記テーパー部１２の内周面１２ｘと、前記小径部１３の内周面１３ｘと、の組み合わせにより形成される。内周面１２ｘは、軸線ＣＬに沿って見た場合に、素管Ｗの他端部Ｗｂに対向する傾斜面であり、ダイス１０の内部に形成されている。内周面１３ｘは、内周面１２ｘに連なってかつ、軸線ＣＬ方向に平行な平行面である。このように、反力付与部３０は、内周面１２ｘ及び内周面１３ｘの組み合わせとしてダイス１０内に形成されている。反力付与部３０は、その内周面１２ｘにおいて先細りになっている。そのため、収容部１１内に配置された素管Ｗの一端部Ｗａをプラグ２０で押圧した場合、内周面１２ｘは、他端部Ｗｂに対し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を付与する。この反力は、プラグ２０の押圧力に対する反作用として得られるものであるため、押圧力が大きいほど、反力も応じて大きくなる。
【0036】
以上説明の構成を有するしごき加工装置による差厚管の製造方法について、以下に説明する。図１の（ａ）～（ｂ）に示すように、本実施形態に係る差厚管の製造方法は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する方法であり、しごき加工工程を有する。
このしごき加工工程では、まず、図１（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１０の収容部１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面位置は、挿入端１１ｂの位置に固定される。ただし、この時点ではまだ、素管Ｗの端面に反力は与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１の挿入口１１ａと同じか、または挿入口１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。
このしごき加工工程では、まず、図１（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１０の収容部１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面位置は、挿入端１１ｂの位置に固定される。ただし、この時点ではまだ、素管Ｗの端面に反力は与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１の挿入口１１ａと同じか、または挿入口１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。
【0037】
素管Ｗの配置後、図１（ｂ）に示すように、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を挿入し、さらにプラグ２０を他端部Ｗｂに向かって押し込む、しごき加工を行う。このしごき加工は、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与しながら行われる。このように、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率を高めることができる。
【0038】
このようにして素管Ｗを固定した状態でプラグ２０を素管Ｗの内部に押し込んでいくと、素管Ｗの内径がプラグ２０によって押し広げられ、プラグ２０の基部２１の外径寸法とほぼ同じになる。素管Ｗのうち、内径が押し広げられた部分は、加工前の状態よりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１となる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１からテーパー部１２、そして小径部１３へと押し出されていく。すなわち、まず、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける肉が、テーパー部１２の傾斜面（内周面）による拘束を受けて徐々に小さくなるように絞り込まれていく。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂは、テーパー部１２の傾斜面に摺接しながら伸びていくため、傾斜面に対して押圧力を与える。この押圧力は反作用による反力として素管Ｗ自らに戻されるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１からテーパー部１２、そして小径部１３へと押し出されていく。すなわち、まず、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける肉が、テーパー部１２の傾斜面（内周面）による拘束を受けて徐々に小さくなるように絞り込まれていく。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂは、テーパー部１２の傾斜面に摺接しながら伸びていくため、傾斜面に対して押圧力を与える。この押圧力は反作用による反力として素管Ｗ自らに戻されるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
【0039】
プラグ２０の押し込みによってテーパー部１２の位置を通過した他端部Ｗｂは、さらに伸びて入口１３ａより小径部１３内に至る。小径部１３内の他端部Ｗｂは、小径部１３の平行面（内周面）に沿って移動し、プラグ２０の押し込み停止により伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、小径部１３の出口１３ｂよりも手前側の位置で停止するため、ダイス１０の外部にはみ出すことはない。
素管Ｗの他端部Ｗｂがテーパー部１２の傾斜面に摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していくが、素管Ｗの他端部Ｗｂのうち、傾斜面を経て小径部１３の平行面に至った部分は、高い反力を受けなくなる。よって、素管Ｗの他端部Ｗｂに作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げることができる。
素管Ｗの他端部Ｗｂがテーパー部１２の傾斜面に摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していくが、素管Ｗの他端部Ｗｂのうち、傾斜面を経て小径部１３の平行面に至った部分は、高い反力を受けなくなる。よって、素管Ｗの他端部Ｗｂに作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げることができる。
【0040】
以上説明の工程により、素管Ｗから下記差厚管Ｐを成形することが出来る。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、長手方向に沿った他の部分よりも外径の小さい口絞り部Ｐ２を有する。薄肉部Ｐ１及び口絞り部Ｐ２間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口絞り部Ｐ２よりも外径寸法及び内径寸法が大きい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
本実施形態の差厚管Ｐは、さらに後加工を加えて先端部に丸みを付けた製品形状とする場合がある。本実施形態では、口絞り部Ｐ２によって先端を予め細く絞っているので、丸みを付けるための後加工を容易に行える。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、長手方向に沿った他の部分よりも外径の小さい口絞り部Ｐ２を有する。薄肉部Ｐ１及び口絞り部Ｐ２間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口絞り部Ｐ２よりも外径寸法及び内径寸法が大きい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
本実施形態の差厚管Ｐは、さらに後加工を加えて先端部に丸みを付けた製品形状とする場合がある。本実施形態では、口絞り部Ｐ２によって先端を予め細く絞っているので、丸みを付けるための後加工を容易に行える。
【0041】
しごき加工工程後における差厚管Ｐの薄肉部Ｐ１の減肉率は、１０％～９０％の範囲内である。しごき加工により薄肉部Ｐ１の強度を向上させるためには、しごき加工による素管Ｗの減肉率が１０％以上である必要がある。一方、しごき加工による素管Ｗの減肉率が９０％を超えると、破断や焼き付き等が生じる恐れがある。したがって、素管Ｗをしごき加工する際の減肉率は１０～９０％の範囲内がよい。好ましくは減肉率を２０～８０％の範囲内とするのがよい。なお、減肉率（％）は、素管Ｗのしごき加工前の肉厚をｄ０（ｍｍ）とし、しごき加工後における薄肉部Ｐ１の肉厚をｄ（ｍｍ）とした時に、（ｄ０－ｄ）／ｄ０×１００（％）で表される。
【0042】
ここで、しごき加工後の薄肉部Ｐ１の肉厚ｄが、素管Ｗの長手方向に沿って見て一様でなく分布がある場合には、最も減肉量が多い箇所で求めた数値を減肉率として採用する。すなわち、薄肉部Ｐ１の中で、その長手方向に沿って見た場合にｄ０からｄを差し引いた差分（相当歪み量）が最も大きい箇所で求めた値を、上述の減肉率として採用する。また、素管Ｗの周方向に沿って減肉量が一様ではなく分布がある場合には、その周方向分布の中で最も減肉量が多い箇所で求めた値を、上述の減肉率として採用する。
減肉率は、プラグ２０の基部２１の外径寸法によって調整可能である。減肉率に関する上述の適正範囲は、後述するその他の実施形態においても同様である。
減肉率は、プラグ２０の基部２１の外径寸法によって調整可能である。減肉率に関する上述の適正範囲は、後述するその他の実施形態においても同様である。
【0043】
以上説明のように、本実施形態に係る差厚管の差厚管の製造方法は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する方法であって、素管Ｗをダイス１０内に配置し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を他端部Ｗｂに付与しながら、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を押し込んで他端部Ｗｂに向かってしごき加工を行うしごき加工工程を有する。
この差厚管の製造方法によれば、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管Ｐを製造することができる。
この差厚管の製造方法によれば、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管Ｐを製造することができる。
【0044】
上記第１実施形態では、反力をテーパー部１２の１カ所のみで素管Ｗに与えるものとしたが、この形態のみに限らず、長手方向に沿った複数位置に分けて反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与してもよい。この変形例について図２を用いて説明する。図２は、上記第１実施形態の変形例を示す図であって、差厚管Ｐの軸線を含む断面図である。
同変形例では、テーパー部１２が軸線ＣＬに沿った２カ所（第１テーパー部１２Ａ，第２テーパー部１２Ｂ）に分けて形成されたダイス１０Ａを用いている。そして、しごき加工に際しては、上記実施形態１と同様、収容部１１内に配置された素管Ｗをその一端部Ｗａよりプラグ２０を押し込んでいく。すると、素管Ｗにしごき加工が加えられ、他端部Ｗｂが第１テーパー部１２Ａによる反力を受けながら伸びていく。さらにプラグ２０を押し込んでいくと、素管Ｗは、第１テーパー部１２Ａによる反力に加えて第２テーパー部１２Ｂによる反力も受けながら伸びていく。そして、プラグ２０の押し込みを停止して抜くことにより、差厚管Ｐの成形が完了する。
同変形例では、テーパー部１２が軸線ＣＬに沿った２カ所（第１テーパー部１２Ａ，第２テーパー部１２Ｂ）に分けて形成されたダイス１０Ａを用いている。そして、しごき加工に際しては、上記実施形態１と同様、収容部１１内に配置された素管Ｗをその一端部Ｗａよりプラグ２０を押し込んでいく。すると、素管Ｗにしごき加工が加えられ、他端部Ｗｂが第１テーパー部１２Ａによる反力を受けながら伸びていく。さらにプラグ２０を押し込んでいくと、素管Ｗは、第１テーパー部１２Ａによる反力に加えて第２テーパー部１２Ｂによる反力も受けながら伸びていく。そして、プラグ２０の押し込みを停止して抜くことにより、差厚管Ｐの成形が完了する。
【0045】
成形された差厚管Ｐは、その長手方向の２カ所において絞り込みが形成され、そして一端部Ｗａに薄肉部Ｐ１が形成されている。このように２カ所に分けて反力を付与することにより、素管Ｗに対して与える反力の１カ所あたりの負荷を軽減できるので、歩留まりをさらに高めることが可能になる。
【0046】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を、（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。以下、この図３に基づいて説明を行うが、上記第１実施形態との相違点を主に説明し、その他の上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を、（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。以下、この図３に基づいて説明を行うが、上記第１実施形態との相違点を主に説明し、その他の上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【0047】
図３（ａ）に示すように、本実施形態の差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）は、収容部１１の、素管Ｗの一端部Ｗａに対応する位置に、長手方向に直交する断面形状が素管Ｗの一端部Ｗａの外径よりも大きい拡径凹部１１ｘを有している。
拡径凹部１１ｘは、平行部１１ｘ１とテーパー部１１ｘ２とを有している。平行部１１ｘ１は、素管Ｗの外径寸法よりも大きい内径寸法を有し、軸線ＣＬに沿った各位置で内径寸法が一定の空間である。テーパー部１１ｘ２は、平行部１１ｘ１に連なる空間であり、軸線ＣＬに沿って平行部１１ｘ１から離れるに従って先細りになっている。テーパー部１１１ｘ２の一端側が平行部１１ｘ１の内径寸法に等しく、他端側は素管Ｗの外径寸法にほぼ等しい。
拡径凹部１１ｘは、平行部１１ｘ１とテーパー部１１ｘ２とを有している。平行部１１ｘ１は、素管Ｗの外径寸法よりも大きい内径寸法を有し、軸線ＣＬに沿った各位置で内径寸法が一定の空間である。テーパー部１１ｘ２は、平行部１１ｘ１に連なる空間であり、軸線ＣＬに沿って平行部１１ｘ１から離れるに従って先細りになっている。テーパー部１１１ｘ２の一端側が平行部１１ｘ１の内径寸法に等しく、他端側は素管Ｗの外径寸法にほぼ等しい。
【0048】
以上説明の構成を有するしごき加工装置による差厚管の製造方法について、以下に説明する。
本実施形態のしごき加工工程では、まず、図３（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１０Ｂの収容部１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面位置は、挿入端１１ｂの位置に一時的に固定される。ただし、この時点ではまだ、他端部Ｗｂに反力は与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１の挿入口１１ａと同じか、または挿入口よりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。そして、素管Ｗの一端部Ｗａは、拡径凹部１１ｘ内に位置するため、一端部Ｗａの周囲には環状の隙間が形成されている。
なお、次工程でプラグ２０を押し込む前に、図３（ａ）の△印に示すように、素管Ｗの他端部Ｗｂの端面にダミーパイプ（不図示）などを押し当てて、素管Ｗを一時的に固定してもよい。
本実施形態のしごき加工工程では、まず、図３（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１０Ｂの収容部１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面位置は、挿入端１１ｂの位置に一時的に固定される。ただし、この時点ではまだ、他端部Ｗｂに反力は与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１の挿入口１１ａと同じか、または挿入口よりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。そして、素管Ｗの一端部Ｗａは、拡径凹部１１ｘ内に位置するため、一端部Ｗａの周囲には環状の隙間が形成されている。
なお、次工程でプラグ２０を押し込む前に、図３（ａ）の△印に示すように、素管Ｗの他端部Ｗｂの端面にダミーパイプ（不図示）などを押し当てて、素管Ｗを一時的に固定してもよい。
【0049】
素管Ｗの配置後、図３（ｂ）に示すように、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を挿入して押し込んでいく。すると、素管Ｗの一端部Ｗａにおける内径寸法及び外径寸法がプラグ２０によって押し広げられる。その結果、素管Ｗの一端部Ｗａが拡大（拡径）されて拡径凹部１１ｘ内に隙間無く合致し、係止される。
【0050】
続いて、図３（ｃ）に示すように、プラグ２０を他端部Ｗｂに向かってさらに押し込むことで、しごき加工を行う。このしごき加工は、上記第１実施形態と同様、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与しながら行われる。加えて、本実施形態では、素管Ｗの一端部Ｗａが拡径凹部１１ｘに係止されている。したがって、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方を行うことができる。
【0051】
この状態でプラグ２０を素管Ｗの内部に押し込んでいくと、素管Ｗの内径がプラグ２０によって押し広げられ、プラグ２０の基部２１の外径寸法とほぼ同じになる。素管Ｗのうち、外径が収容部１１の内径に拘束された状態で内径が押し広げられた部分は、加工前の状態よりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１となる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１からテーパー部１２、そして小径部１３へと押し出されていく。この間、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方が、継続して行われる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
プラグ２０の押し込みによってテーパー部１２の位置を通過した他端部Ｗｂは、さらに伸びて小径部１３内に至る。小径部１３内の他端部Ｗｂは、小径部１３の平行面（内周面）に沿って移動し、プラグ２０の押し込み停止により伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、小径部１３内の位置で停止するため、ダイス１０Ｂの外部にはみ出すことはない。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１からテーパー部１２、そして小径部１３へと押し出されていく。この間、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方が、継続して行われる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
プラグ２０の押し込みによってテーパー部１２の位置を通過した他端部Ｗｂは、さらに伸びて小径部１３内に至る。小径部１３内の他端部Ｗｂは、小径部１３の平行面（内周面）に沿って移動し、プラグ２０の押し込み停止により伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、小径部１３内の位置で停止するため、ダイス１０Ｂの外部にはみ出すことはない。
【0052】
以上説明の工程により、素管Ｗから下記差厚管Ｐを成形することが出来る。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａに、内径及び外径が拡径された拡径部Ｐ４を有する。一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂ間に、これら一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、長手方向に沿った他の部分よりも外径の小さい口絞り部Ｐ２を有する。薄肉部Ｐ１及び口絞り部Ｐ２間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口絞り部Ｐ２よりも外径寸法及び内径寸法が大きい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａに、内径及び外径が拡径された拡径部Ｐ４を有する。一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂ間に、これら一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、長手方向に沿った他の部分よりも外径の小さい口絞り部Ｐ２を有する。薄肉部Ｐ１及び口絞り部Ｐ２間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口絞り部Ｐ２よりも外径寸法及び内径寸法が大きい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
【0053】
以上説明の、本実施形態に係る差厚管の差厚管の製造方法によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが出来る。加えて、本実施形態によれば、拡径部Ｐ４を形成して拡径凹部１１ｘに係止させるので、プラグ２０の押し込みによって素管Ｗの一端部Ｗａを拡径させて拡径凹部１１ｘに係止させることができる。この場合、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂにおける反力付与との両方を素管Ｗに対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
【0054】
［第３実施形態］
図４は、本発明の第３実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
まず、本実施形態に係る差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）について説明する。
本実施形態のしごき加工装置は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する装置である。図４（ａ）に示すように、しごき加工装置は、ダイス１１０と、プラグ２０と、プラグ駆動装置（不図示）と、治具（第１の治具）１４０と、治具駆動装置（不図示）とを備える。
図４は、本発明の第３実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
まず、本実施形態に係る差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）について説明する。
本実施形態のしごき加工装置は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する装置である。図４（ａ）に示すように、しごき加工装置は、ダイス１１０と、プラグ２０と、プラグ駆動装置（不図示）と、治具（第１の治具）１４０と、治具駆動装置（不図示）とを備える。
【0055】
ダイス１１０は、収容部１１１とテーパー部１１２と大径部１１３とを備え、定位置に固定配置されている。
収容部１１１は、素管Ｗの外径に対応した円柱形状の空間である。収容部１１１は、素管Ｗの外径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する。収容部１１１の軸線ＣＬに沿った長さ寸法は、素管Ｗの長さ寸法よりも長いか、または同一である。収容部１１１の一端側は素管Ｗの挿入口１１１ａであり、収容部１１１の他端側は素管Ｗの他端部Ｗｂの加工前固定位置である挿入端１１１ｂである。
収容部１１１は、素管Ｗの外径に対応した円柱形状の空間である。収容部１１１は、素管Ｗの外径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する。収容部１１１の軸線ＣＬに沿った長さ寸法は、素管Ｗの長さ寸法よりも長いか、または同一である。収容部１１１の一端側は素管Ｗの挿入口１１１ａであり、収容部１１１の他端側は素管Ｗの他端部Ｗｂの加工前固定位置である挿入端１１１ｂである。
【0056】
テーパー部１１２は、収容部１１１の挿入端１１１ｂに連なり、軸線ＣＬに沿って挿入端１１１ｂから離れるに従って拡径する円錐台形状の空間である。テーパー部１１２は、挿入端１１１ｂと内径寸法が同じであるテーパー入口１１２ａと、このテーパー入口１１２ａよりも内径寸法が大きいテーパー出口１１２ｂとを有する。これらテーパー入口１１２ａ及びテーパー出口１１２ｂ間は、軸線ＣＬを含む断面において直線状の傾斜面になっている。
大径部１１３は、テーパー部１１２のテーパー出口１１２ｂに連なり、軸線ＣＬに沿って内径寸法が一定である円柱状の空間である。大径部１１３は、テーパー出口１１２ｂと内径寸法が同じである、入口１１３ａ及び出口１１３ｂを有する。
収容部１１１と、テーパー部１１２と、大径部１１３とは、軸線ＣＬを共有するように互いに連なって同軸配置されている。
大径部１１３は、テーパー部１１２のテーパー出口１１２ｂに連なり、軸線ＣＬに沿って内径寸法が一定である円柱状の空間である。大径部１１３は、テーパー出口１１２ｂと内径寸法が同じである、入口１１３ａ及び出口１１３ｂを有する。
収容部１１１と、テーパー部１１２と、大径部１１３とは、軸線ＣＬを共有するように互いに連なって同軸配置されている。
【0057】
プラグ２０及び前記プラグ駆動装置は、上記第１実施形態と同じ構成を有するので、同一符号を用いてその説明は省略する。
【0058】
治具１４０は、ダイス１１０と共に軸線ＣＬを共有し、ダイス１１０の奥側より素管Ｗの他端部Ｗｂに対して挿抜自在に配置されている。治具１４０は、小径部１４１と基部１４２とテーパー部１４３とを有する。
小径部１４１は、円柱形状を有し、その外径寸法は素管Ｗの内径寸法よりも若干小さい。基部１４２は、円柱形状を有し、その外径寸法が小径部１４１の外径寸法よりも大きい。テーパー部１４３は、小径部１４１及び基部１４２間に配置され、小径部１４１から基部１４２に向かう方向に沿って拡径する円錐台形状を有する。テーパー部１４３の外径寸法は素管Ｗの内径寸法よりも大きいので、加工前における素管Ｗはテーパー部１１２内に挿入されない。そのため、収容部１１１内に挿入された素管Ｗは、その他端部Ｗｂの端面位置が挿入端１１１ｂの位置に一致し、この位置に固定される。
小径部１４１は、円柱形状を有し、その外径寸法は素管Ｗの内径寸法よりも若干小さい。基部１４２は、円柱形状を有し、その外径寸法が小径部１４１の外径寸法よりも大きい。テーパー部１４３は、小径部１４１及び基部１４２間に配置され、小径部１４１から基部１４２に向かう方向に沿って拡径する円錐台形状を有する。テーパー部１４３の外径寸法は素管Ｗの内径寸法よりも大きいので、加工前における素管Ｗはテーパー部１１２内に挿入されない。そのため、収容部１１１内に挿入された素管Ｗは、その他端部Ｗｂの端面位置が挿入端１１１ｂの位置に一致し、この位置に固定される。
【0059】
テーパー部１４３の外周面（傾斜面）１４３ａと、基部１４２の外周面（平行面）１４２ａとの組み合わせにより、反力付与部１３０が形成されている。反力付与部１３０は、そのテーパー部１４３において末広がりになっている。そのため、収容部１１内に配置された素管Ｗの一端部Ｗａをプラグ２０で押圧した場合、外周面１４３ａは、他端部Ｗｂに対し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を付与する。この反力は、プラグ２０の押圧力に対する反作用として得られるため、押圧力が大きいほど、反力も応じて大きくなる。
前記治具駆動装置は、治具１４０の基部１４２が同軸に固定された油圧シリンダーであり、治具１４０を軸線ＣＬに沿って進退させる。
前記治具駆動装置は、治具１４０の基部１４２が同軸に固定された油圧シリンダーであり、治具１４０を軸線ＣＬに沿って進退させる。
【0060】
以上説明の構成を有するしごき加工装置による差厚管の製造方法について、以下に説明する。図４の（ａ）～（ｂ）に示すように、本実施形態に係る差厚管の製造方法は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する方法であり、しごき加工工程を有する。
このしごき加工工程では、まず、図４（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１１０の収容部１１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面位置は、挿入端１１１ｂの位置に固定される。ただし、この時点ではまだ、他端部Ｗｂに反力は与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１１の挿入口１１１ａと同じか、または挿入口１１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。
このしごき加工工程では、まず、図４（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１１０の収容部１１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面位置は、挿入端１１１ｂの位置に固定される。ただし、この時点ではまだ、他端部Ｗｂに反力は与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１１の挿入口１１１ａと同じか、または挿入口１１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。
【0061】
素管Ｗの配置後、図４（ｂ）に示すように、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を挿入し、さらにプラグ２０を他端部Ｗｂに向かって押し込む、しごき加工を行う。このしごき加工は、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与しながら行われる。このように、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス１１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス１１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率を高めることができる。
【0062】
このようにして素管Ｗを固定した状態でプラグ２０を素管Ｗの内部に押し込んでいくと、素管Ｗの内径がプラグ２０によって押し広げられ、プラグ２０の基部２１の外径寸法とほぼ同じになる。素管Ｗのうち、内径が押し広げられた部分は、加工前の状態よりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１となる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１１からテーパー部１１２、そして大径部１１３へと押し出されていく。すなわち、まず、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける肉が、テーパー部１４３の外周面（傾斜面）１４３ａに促されて徐々に大きくなるように拡径されていく。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂは、テーパー部１４３の外周面１４３ａに摺接しながら伸びていくため、外周面１４３ａに対して押圧力を与える。この押圧力は反作用による反力として素管Ｗ自らに戻されるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１１からテーパー部１１２、そして大径部１１３へと押し出されていく。すなわち、まず、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける肉が、テーパー部１４３の外周面（傾斜面）１４３ａに促されて徐々に大きくなるように拡径されていく。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂは、テーパー部１４３の外周面１４３ａに摺接しながら伸びていくため、外周面１４３ａに対して押圧力を与える。この押圧力は反作用による反力として素管Ｗ自らに戻されるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
【0063】
プラグ２０の押し込みによってテーパー部１４３の位置を通過した他端部Ｗｂは、さらに伸びて基部１４２の外周囲に至る。基部１４２の外周囲に至った他端部Ｗｂは、基部１４２の平行面（外周面）に沿って移動し、プラグ２０の押し込み停止により伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス１１０の外部にはみ出すことはない。
素管Ｗの他端部Ｗｂがテーパー部１４３の外周面１４３ａに摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していくが、素管Ｗの他端部Ｗｂのうち、外周面１４３ａを経て基部１４２の外周面１４２ａに至った部分は、高い反力を受けなくなる。よって、素管Ｗの他端部Ｗｂに作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げることができる。
素管Ｗの他端部Ｗｂがテーパー部１４３の外周面１４３ａに摺接しながら伸びていく際、その進みと共に反力も増していくが、素管Ｗの他端部Ｗｂのうち、外周面１４３ａを経て基部１４２の外周面１４２ａに至った部分は、高い反力を受けなくなる。よって、素管Ｗの他端部Ｗｂに作用する反力が不必要に高くなり過ぎるのを防げることができる。
【0064】
以上説明の工程により、素管Ｗから下記差厚管Ｐを成形することが出来る。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、長手方向に沿った他の部分よりも内径及び外径の大きい口拡げ部Ｐ５を有する。薄肉部Ｐ１及び口拡げ部Ｐ５間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口拡げ部Ｐ５よりも外径寸法及び内径寸法が小さい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、長手方向に沿った他の部分よりも内径及び外径の大きい口拡げ部Ｐ５を有する。薄肉部Ｐ１及び口拡げ部Ｐ５間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口拡げ部Ｐ５よりも外径寸法及び内径寸法が小さい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
【0065】
以上説明のように、本実施形態に係る差厚管の差厚管の製造方法は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する方法であって、素管Ｗをダイス１１０内に配置し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を他端部Ｗｂに付与しながら、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を押し込んで他端部Ｗｂに向かってしごき加工を行うしごき加工工程を有する。
この差厚管の製造方法によれば、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス１１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス１１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管Ｐを製造することができる。
さらに、本実施形態では、反力付与部１３０を形成する傾斜面が形成された治具１４０を採用している。この構成によれば、互いに形状の異なる複数の治具１４０を交換したり、治具１４０の移動の仕方を変えたりすることにより、求める製品形状に合わせた柔軟なしごき加工が行える。
この差厚管の製造方法によれば、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス１１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス１１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管Ｐを製造することができる。
さらに、本実施形態では、反力付与部１３０を形成する傾斜面が形成された治具１４０を採用している。この構成によれば、互いに形状の異なる複数の治具１４０を交換したり、治具１４０の移動の仕方を変えたりすることにより、求める製品形状に合わせた柔軟なしごき加工が行える。
【0066】
［第４実施形態］
図５は、本発明の第４実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。以下、この図５に基づいて説明を行うが、上記第３実施形態との相違点を主に説明し、その他の上記第３実施形態と同一構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
図５は、本発明の第４実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。以下、この図５に基づいて説明を行うが、上記第３実施形態との相違点を主に説明し、その他の上記第３実施形態と同一構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【0067】
図５（ａ）に示すように、本実施形態の差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）は、収容部１１１の、素管Ｗの一端部Ｗａに対応する位置に、長手方向に直交する断面形状が素管Ｗの一端部Ｗａの外径よりも大きい拡径凹部１１１ｘを有している。
拡径凹部１１１ｘは、平行部１１１ｘ１とテーパー部１１１ｘ２とを有している。平行部１１１ｘ１は、素管Ｗの外径寸法よりも大きい内径寸法を有し、軸線ＣＬに沿った各位置で内径寸法が一定の空間である。テーパー部１１１ｘ２は、平行部１１１ｘ１に連なる空間であり、軸線ＣＬに沿って平行部１１１ｘ１から離れるに従って先細りになっている。テーパー部１１１ｘ２の一端側が平行部１１１ｘ１の内径寸法に等しく、他端側は素管Ｗの外径寸法にほぼ等しい。
拡径凹部１１１ｘは、平行部１１１ｘ１とテーパー部１１１ｘ２とを有している。平行部１１１ｘ１は、素管Ｗの外径寸法よりも大きい内径寸法を有し、軸線ＣＬに沿った各位置で内径寸法が一定の空間である。テーパー部１１１ｘ２は、平行部１１１ｘ１に連なる空間であり、軸線ＣＬに沿って平行部１１１ｘ１から離れるに従って先細りになっている。テーパー部１１１ｘ２の一端側が平行部１１１ｘ１の内径寸法に等しく、他端側は素管Ｗの外径寸法にほぼ等しい。
【0068】
以上説明の構成を有するしごき加工装置による差厚管の製造方法について、以下に説明する。
本実施形態のしごき加工工程では、まず、図５（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１１０Ａの収容部１１１内に配置する。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１１の挿入口１１１ａと同じか、または挿入口１１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。そして、素管Ｗの一端部Ｗａは、拡径凹部１１１ｘ内に位置するため、一端部Ｗａの周囲には環状の隙間が形成されている。
なお、次工程でプラグ２０を押し込む前に、図５（ａ）の△印に示すように、素管Ｗの他端部Ｗｂの端面にダミーパイプ（不図示）などを押し当てて、素管Ｗを一時的に固定する。
本実施形態のしごき加工工程では、まず、図５（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス１１０Ａの収容部１１１内に配置する。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部１１１の挿入口１１１ａと同じか、または挿入口１１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部１１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。そして、素管Ｗの一端部Ｗａは、拡径凹部１１１ｘ内に位置するため、一端部Ｗａの周囲には環状の隙間が形成されている。
なお、次工程でプラグ２０を押し込む前に、図５（ａ）の△印に示すように、素管Ｗの他端部Ｗｂの端面にダミーパイプ（不図示）などを押し当てて、素管Ｗを一時的に固定する。
【0069】
素管Ｗの配置後、図５（ｂ）に示すように、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を挿入して押し込んでいく。すると、素管Ｗの一端部Ｗａにおける内径寸法及び外径寸法がプラグ２０によって押し広げられる。その結果、素管Ｗの一端部Ｗａが拡径されて拡径凹部１１１ｘ内に隙間無く合致し、係止される。そして、この係止状態でプラグ２０の押し込みを一端停止させる。続いて、前記ダミーパイプを取り除き、代わりに、前記治具駆動装置を駆動させて治具１４０を図５（ｃ）の位置に配置する。
【0070】
治具１４０の設置後、プラグ２０を他端部Ｗｂに向かって再び押し込むことで、しごき加工を行う。このしごき加工は、上記第３実施形態と同様、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与しながら行われる。加えて、本実施形態では、素管Ｗの一端部Ｗａが拡径凹部１１１ｘに係止されている。したがって、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方を行うことができる。
【0071】
この状態でプラグ２０を素管Ｗの内部に押し込んでいくと、素管Ｗの内径がプラグ２０によって押し広げられ、プラグ２０の基部２１の外径寸法とほぼ同じになる。素管Ｗのうち、外径が収容部１１１の内径に拘束された状態で内径が押し広げられた部分は、加工前の状態よりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１となる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１１からテーパー部１１２、そして大径部１１３へと押し出されていく。この間、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方が、継続して行われる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
プラグ２０の押し込みによってテーパー部１４３の位置を通過した他端部Ｗｂは、さらに伸びて基部１４２の周囲に至る。基部１４２周囲の他端部Ｗｂは、基部１４２の外周面（平行面）１４２ａに沿って移動し、プラグ２０の押し込み停止により伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス１１０Ａの外部にはみ出すことはない。
そして、プラグ２０及び治具１４０を素管Ｗから引き抜く。その後、ダイス１１０Ａを、その軸線ＣＬを含む断面で２つに分離することにより、差厚管Ｐを取り出す。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが伸びて収容部１１１からテーパー部１１２、そして大径部１１３へと押し出されていく。この間、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方が、継続して行われる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。
プラグ２０の押し込みによってテーパー部１４３の位置を通過した他端部Ｗｂは、さらに伸びて基部１４２の周囲に至る。基部１４２周囲の他端部Ｗｂは、基部１４２の外周面（平行面）１４２ａに沿って移動し、プラグ２０の押し込み停止により伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス１１０Ａの外部にはみ出すことはない。
そして、プラグ２０及び治具１４０を素管Ｗから引き抜く。その後、ダイス１１０Ａを、その軸線ＣＬを含む断面で２つに分離することにより、差厚管Ｐを取り出す。
【0072】
以上説明の工程により、素管Ｗから下記差厚管Ｐを成形することが出来る。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａに、内径及び外径が拡径された拡径部Ｐ４を有する。一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂ間に、これら一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、内径及び外径が拡径された口拡げ部Ｐ５を有する。薄肉部Ｐ１及び口拡げ部Ｐ５間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口拡げ部Ｐ５よりも外径寸法及び内径寸法が小さい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａに、内径及び外径が拡径された拡径部Ｐ４を有する。一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂ間に、これら一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、内径及び外径が拡径された口拡げ部Ｐ５を有する。薄肉部Ｐ１及び口拡げ部Ｐ５間には、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、口拡げ部Ｐ５よりも外径寸法及び内径寸法が小さい。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
【0073】
以上説明の、本実施形態に係る差厚管の差厚管の製造方法によれば、上記第３実施形態と同様の効果を得ることが出来る。加えて、本実施形態によれば、拡径部Ｐ４を形成して拡径凹部１１１ｘに係止させるので、プラグ２０の押し込みによって素管Ｗの一端部を拡径させて拡径凹部１１１ｘに係止させることができる。この場合、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂにおける反力付与との両方を素管Ｗに対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
【0074】
［第５実施形態］
図６は、本発明の第５実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
まず、本実施形態に係る差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）について説明する。
本実施形態のしごき加工装置は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する装置である。図６（ａ）に示すように、しごき加工装置は、ダイス２１０と、プラグ２０と、プラグ駆動装置（不図示）と、反力付与部２３０と、を備える。
図６は、本発明の第５実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｂ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
まず、本実施形態に係る差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）について説明する。
本実施形態のしごき加工装置は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する装置である。図６（ａ）に示すように、しごき加工装置は、ダイス２１０と、プラグ２０と、プラグ駆動装置（不図示）と、反力付与部２３０と、を備える。
【0075】
ダイス２１０は、軸線ＣＬを有する収容部２１１を備え、定位置に固定配置されている。
収容部２１１は、素管Ｗの外径に対応した円柱形状の空間である。収容部２１１は、素管Ｗの外径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する。収容部２１１の軸線ＣＬに沿った長さ寸法は、素管Ｗの長さ寸法よりも長い。収容部２１１の一端側は素管Ｗの挿入口２１１ａであり、収容部２１１の他端側は反力付与部２３０の挿入口２１１ｂである。
収容部２１１は、素管Ｗの外径に対応した円柱形状の空間である。収容部２１１は、素管Ｗの外径寸法とほぼ同じ内径寸法を有する。収容部２１１の軸線ＣＬに沿った長さ寸法は、素管Ｗの長さ寸法よりも長い。収容部２１１の一端側は素管Ｗの挿入口２１１ａであり、収容部２１１の他端側は反力付与部２３０の挿入口２１１ｂである。
【0076】
プラグ２０及び前記プラグ駆動装置は、上記第１実施形態と同じ構成を有するので、同一符号を用いてその説明は省略する。
【0077】
反力付与部２３０は、治具２３１と、シャフト２３２と、油圧駆動装置（不図示）と、制御装置（不図示。制御部）と、を備える。
治具（第２の治具）２３１は、収容部２１１の内径寸法とほぼ同じ外径寸法を有する円柱部品であり、収容部２１１内に進退自在に配置されている。
シャフト２３２は、その一端が治具２３１の裏面側に固定されている。シャフト２３２、治具２３１、収容部２１１は、軸線ＣＬを共有する。
前記油圧駆動装置（付勢部）は、シャフト２３２の他端に取り付けられており、油圧によりシャフト２３２を軸線ＣＬに沿って進退させる。前記油圧駆動装置は、油圧を測定する油圧センサー（不図示。測定部）を備える。
前記制御装置は、前記油圧センサーが測定した油圧を取得し、その測定値に応じて前記油圧駆動装置の動作を制御する。より具体的には、素管Ｗの他端部Ｗｂより治具２３１が受ける押圧力を油圧の上昇により求め、油圧が一定範囲内を維持するように油を抜く制御を行う。これにより、収容部２１１内の素管Ｗの他端部Ｗｂに対し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力が一定範囲内となるように付与できる。
治具（第２の治具）２３１は、収容部２１１の内径寸法とほぼ同じ外径寸法を有する円柱部品であり、収容部２１１内に進退自在に配置されている。
シャフト２３２は、その一端が治具２３１の裏面側に固定されている。シャフト２３２、治具２３１、収容部２１１は、軸線ＣＬを共有する。
前記油圧駆動装置（付勢部）は、シャフト２３２の他端に取り付けられており、油圧によりシャフト２３２を軸線ＣＬに沿って進退させる。前記油圧駆動装置は、油圧を測定する油圧センサー（不図示。測定部）を備える。
前記制御装置は、前記油圧センサーが測定した油圧を取得し、その測定値に応じて前記油圧駆動装置の動作を制御する。より具体的には、素管Ｗの他端部Ｗｂより治具２３１が受ける押圧力を油圧の上昇により求め、油圧が一定範囲内を維持するように油を抜く制御を行う。これにより、収容部２１１内の素管Ｗの他端部Ｗｂに対し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力が一定範囲内となるように付与できる。
【0078】
以上説明の構成を有するしごき加工装置による差厚管の製造方法について、以下に説明する。図６の（ａ）～（ｂ）に示すように、本実施形態に係る差厚管の製造方法は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する方法であり、しごき加工工程を有する。
このしごき加工工程では、まず、図６（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス２１０の収容部２１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面を治具２３１の表面に当接させるように配置する。この時点ではまだ、素管Ｗの端面に反力が与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部２１１の挿入口２１１ａと同じか、または挿入口２１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部２１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。
このしごき加工工程では、まず、図６（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス２１０の収容部２１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面を治具２３１の表面に当接させるように配置する。この時点ではまだ、素管Ｗの端面に反力が与えられていない。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部２１１の挿入口２１１ａと同じか、または挿入口２１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部２１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。
【0079】
素管Ｗの配置後、図６（ｂ）に示すように、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を挿入し、さらにプラグ２０を他端部Ｗｂに向かって押し込む、しごき加工を行う。このしごき加工は、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与しながら行われる。具体的に言うと、プラグ２０が素管Ｗに加える軸力を、治具２３１及びシャフト２３２を介して前記油圧駆動装置で受け止める。前記油圧センサーは油圧を測定し、測定結果を前記制御装置に送る。前記制御装置は、測定された油圧が所定範囲よりも高い場合に、油圧シリンダーから抜く油の流量を上げることで治具２３１の後退速度を上げる。一方、測定された油圧が所定範囲よりも低い場合は、油圧シリンダーから抜く油の流量を下げることで治具２３１の後退速度を下げる。このフィードバック制御により、素管Ｗが常に一定の反力を他端部Ｗｂで受けるように治具２３１を後退させることができる。よって、他端部Ｗｂに一定の反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス２１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス２１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率を高めることができる。
【0080】
素管Ｗを固定した状態でプラグ２０を素管Ｗの内部に押し込んでいくと、素管Ｗの内径がプラグ２０によって押し広げられ、プラグ２０の基部２１の外径寸法とほぼ同じになる。素管Ｗのうち、内径が押し広げられた部分は、加工前の状態よりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１となる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが収容部２１１内で伸びていく。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂが反力付与部２３０によって支えられ続けるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。そして、プラグ２０の押し込みを停止することにより他端部Ｗｂの伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス２１０の外部にはみ出すことはない。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが収容部２１１内で伸びていく。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂが反力付与部２３０によって支えられ続けるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。そして、プラグ２０の押し込みを停止することにより他端部Ｗｂの伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス２１０の外部にはみ出すことはない。
【0081】
以上説明の工程により、素管Ｗから下記差厚管Ｐを成形することが出来る。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａ側に、他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。逆に言うと、他端部Ｗｂ側に、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚い、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａ側に、他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。逆に言うと、他端部Ｗｂ側に、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚い、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
【0082】
以上説明のように、本実施形態に係る差厚管の差厚管の製造方法は、中空筒状の素管Ｗより差厚管Ｐを製造する方法であって、素管Ｗをダイス２１０内に配置し、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を他端部Ｗｂに付与しながら、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を押し込んで他端部Ｗｂに向かってしごき加工を行うしごき加工工程を有する。
この差厚管の製造方法によれば、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス２１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス２１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管Ｐを製造することができる。
この差厚管の製造方法によれば、他端部Ｗｂに反力を付与して素管Ｗを支えながらしごき加工を行うので、プラグ２０の押し込み力を増しても素管Ｗをダイス２１０内に確実に固定できる。したがって、ダイス２１０内での素管Ｗの滑りを防げるので、しごき率が高い場合であっても、歩留まりよく差厚管Ｐを製造することができる。
【0083】
さらに、本実施形態の反力付与部２３０は、素管Ｗが治具２３１に加える押圧力を測定する前記油圧センサーと、前記油圧センサーにより得られた押圧力が所定範囲内に収まるように前記油圧駆動装置の反力を制御する前記制御装置と、を備える。この構成によれば、前記油圧センサーで求めた押圧力が一定となるように、前記制御装置により、治具２３１の後退動作（後退速度及び後退量の少なくとも一方）をフィードバック制御しながらしごき加工が行える。
【0084】
上記第５実施形態では、反力を油圧により付与する構成としたが、この構成のみに限らず、図７に示す変形例を採用してもよい。図７は、差厚管Ｐの軸線ＣＬを含む断面図である。
同変形例では、反力を油圧に代わりバネ等の弾性部材２３３により付与している。しごき加工に際しては、上記第５実施形態と同様、収容部２１１内に配置された素管Ｗの一端部Ｗａにプラグ２０を押し込んでいく。すると、素管Ｗにしごき加工が加えられ、他端部Ｗｂが弾性部材２３３による反力を受けながら伸びていく。そして、プラグ２０の押し込みを停止して抜くことにより、差厚管Ｐの成形が完了する。成形された差厚管Ｐは、図６（ｂ）に示した差厚管Ｐと同一形状を有する。
同変形例では、反力を油圧に代わりバネ等の弾性部材２３３により付与している。しごき加工に際しては、上記第５実施形態と同様、収容部２１１内に配置された素管Ｗの一端部Ｗａにプラグ２０を押し込んでいく。すると、素管Ｗにしごき加工が加えられ、他端部Ｗｂが弾性部材２３３による反力を受けながら伸びていく。そして、プラグ２０の押し込みを停止して抜くことにより、差厚管Ｐの成形が完了する。成形された差厚管Ｐは、図６（ｂ）に示した差厚管Ｐと同一形状を有する。
【0085】
［第６実施形態］
図８は、本発明の第６実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
以下、この図８に基づいて説明を行うが、上記第５実施形態との相違点を主に説明し、その他の上記第５実施形態と同一構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
図８は、本発明の第６実施形態に係る差厚管の製造方法の各工程を（ａ）～（ｃ）の順に説明する図であって、差厚管の製造装置をその軸線を含む断面で見た断面図である。
以下、この図８に基づいて説明を行うが、上記第５実施形態との相違点を主に説明し、その他の上記第５実施形態と同一構成要素には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【0086】
図８（ａ）に示すように、本実施形態の差厚管の製造装置（以下、「しごき加工装置」と称する）は、収容部３１１の、素管Ｗの一端部Ｗａに対応する位置に、長手方向に直交する断面形状が素管Ｗの一端部Ｗａの外径よりも大きい拡径凹部３１１ｘを有している。
拡径凹部３１１ｘは、平行部３１１ｘ１とテーパー部３１１ｘ２とを有する。平行部３１１ｘ１は、素管Ｗの外径寸法よりも大きい内径寸法を有し、軸線ＣＬに沿った各位置で内径寸法が一定の空間である。テーパー部３１１ｘ２は、平行部３１１ｘ１に連なる空間であり、軸線ＣＬに沿って平行部３１１ｘ１から離れるに従って先細りになっている。テーパー部３１１ｘ２の一端側が平行部３１１ｘ１の内径寸法に等しく、他端側は素管Ｗの外径寸法にほぼ等しい。
拡径凹部３１１ｘは、平行部３１１ｘ１とテーパー部３１１ｘ２とを有する。平行部３１１ｘ１は、素管Ｗの外径寸法よりも大きい内径寸法を有し、軸線ＣＬに沿った各位置で内径寸法が一定の空間である。テーパー部３１１ｘ２は、平行部３１１ｘ１に連なる空間であり、軸線ＣＬに沿って平行部３１１ｘ１から離れるに従って先細りになっている。テーパー部３１１ｘ２の一端側が平行部３１１ｘ１の内径寸法に等しく、他端側は素管Ｗの外径寸法にほぼ等しい。
【0087】
以上説明の構成を有するしごき加工装置による差厚管の製造方法について、以下に説明する。
本実施形態のしごき加工工程では、まず、図８（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス３１０の収容部３１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面を治具２３１の表面に当接させるように配置する。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部３１１の挿入口３１１ａと同じか、または挿入口３１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部３１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。そして、素管Ｗの一端部Ｗａは、拡径凹部３１１ｘ内に位置するため、一端部Ｗａの周囲には環状の隙間が形成されている。
本実施形態のしごき加工工程では、まず、図８（ａ）に示すように、素管Ｗをダイス３１０の収容部３１１内に配置する。このとき、素管Ｗの他端部Ｗｂにおける端面を治具２３１の表面に当接させるように配置する。素管Ｗの一端部Ｗａにおける端面位置は、収容部３１１の挿入口３１１ａと同じか、または挿入口３１１ａよりも奥側に位置する。また、素管Ｗは、収容部３１１と軸線ＣＬを共有して同軸配置される。そして、素管Ｗの一端部Ｗａは、拡径凹部３１１ｘ内に位置するため、一端部Ｗａの周囲には環状の隙間が形成されている。
【0088】
素管Ｗの配置後、図８（ｂ）に示すように、素管Ｗの一端部Ｗａよりプラグ２０を挿入して押し込んでいく。すると、素管Ｗの一端部Ｗａにおける内径寸法及び外径寸法がプラグ２０によって押し広げられる。その結果、素管Ｗの一端部Ｗａが拡径されて拡径凹部３１１ｘ内に隙間無く合致し、係止される。
【0089】
続いて、図８（ｃ）に示すように、プラグ２０を他端部Ｗｂに向かってさらに押し込むことで、しごき加工を行う。このしごき加工は、上記第５実施形態と同様、素管Ｗの長手方向に沿った一端部Ｗａから他端部Ｗｂに向かう移動に抗する反力を素管Ｗの他端部Ｗｂに付与しながら行われる。加えて、本実施形態では、素管Ｗの一端部Ｗａが拡径凹部３１１ｘに係止されている。したがって、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂの位置における反力付与との両方を行うことができる。
【0090】
この状態でプラグ２０を素管Ｗの内部に押し込んでいくと、素管Ｗの内径がプラグ２０によって押し広げられ、プラグ２０の基部２１の外径寸法とほぼ同じになる。素管Ｗのうち、外径が収容部３１１の内径に拘束された状態で内径が押し広げられた部分は、加工前の状態よりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１となる。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが収容部３１１内で伸びていく。この伸びは、治具２３１の後退により吸収される。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂが反力付与部２３０によって支えられ続けるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。そして、プラグ２０の押し込みを停止することにより他端部Ｗｂの伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス３１０の外部にはみ出すことはない。
しごき加工による薄肉化に伴い、素管Ｗの他端部Ｗｂが収容部３１１内で伸びていく。この伸びは、治具２３１の後退により吸収される。その際、素管Ｗの他端部Ｗｂが反力付与部２３０によって支えられ続けるので、素管Ｗの固定状態を常に維持できる。そのため、素管Ｗの一端部Ｗａの位置が大きくずれることなく、薄肉部Ｐ１を形成することができる。そして、プラグ２０の押し込みを停止することにより他端部Ｗｂの伸びが止まる。他端部Ｗｂの端面は、ダイス３１０の外部にはみ出すことはない。
【0091】
以上説明の工程により、素管Ｗから下記差厚管Ｐを成形することが出来る。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａに、内径及び外径が拡径された拡径部Ｐ４を有する。一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂ間に、これら一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
差厚管Ｐは、一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂを有する中空筒状をなし、一端部Ｗａに、内径及び外径が拡径された拡径部Ｐ４を有する。一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂ間に、これら一端部Ｗａ及び他端部Ｗｂよりも肉厚が薄い薄肉部Ｐ１を有する。他端部Ｗｂには、厚肉部Ｐ３を有する。厚肉部Ｐ３は、薄肉部Ｐ１と同じ外径寸法と薄肉部Ｐ１よりも小さい内径寸法とを有するので、薄肉部Ｐ１よりも肉厚が厚くなっている。厚肉部Ｐ３は、素管Ｗと同じ外径寸法と、素管Ｗとほぼ同じかまたは若干縮径した内径寸法とを有する。差厚管Ｐは、加工前である素管Ｗよりも全長が長い。
【0092】
以上説明の、本実施形態に係る差厚管の差厚管の製造方法によれば、上記第５実施形態と同様の効果を得ることが出来る。加えて、本実施形態によれば、拡径部Ｐ４を形成して拡径凹部３１１ｘに係止させるので、プラグ２０の押し込みによって素管Ｗの一端部Ｗａを拡径させ、拡径凹部３１１ｘに係止させることができる。この場合、素管Ｗの一端部Ｗａの位置における係止めと、他端部Ｗｂにおける反力付与との両方を素管Ｗに対して行えるので、より高いしごき率のしごき加工を行える。
【0093】
以上説明の第１～第６実施形態の製造方法により製造された差厚管Ｐの適用例としては、自動車部品ではクロスメンバー、サスペンションメンバー、サスペンションアームなどのフレーム部材、およびペリメーターやサイドインパクトバーなどの衝突対応部品、またはドライブシャフトなどの駆動系パイプ部品が挙げられる。
クロスメンバー、サスペンションアーム、サスペンションメンバーなどのフレーム部材では、他部品の取り付け部分に特に肉厚が要求されるケースが多い為、本発明の各実施形態における差厚管を用いれば、必要な箇所のみを厚肉化した軽量な構造を採用することができる。また、これらの部品において、その厚肉部を所定の形状に成形する後加工の際に、プレス加工や曲げ加工が施される場合がある。この場合、加工が施される部分が厚肉かつ低強度であると加工しやすいため、本発明の各実施形態における差厚管を好適に用いることができる。
クロスメンバー、サスペンションアーム、サスペンションメンバーなどのフレーム部材では、他部品の取り付け部分に特に肉厚が要求されるケースが多い為、本発明の各実施形態における差厚管を用いれば、必要な箇所のみを厚肉化した軽量な構造を採用することができる。また、これらの部品において、その厚肉部を所定の形状に成形する後加工の際に、プレス加工や曲げ加工が施される場合がある。この場合、加工が施される部分が厚肉かつ低強度であると加工しやすいため、本発明の各実施形態における差厚管を好適に用いることができる。
【0094】
サイドインパクトバーは、ドアパネル内に設置され、衝突の際の衝突エネルギーをドアの両サイドに伝達する部材であり、衝突時に折損しないことが望まれる。そのため、本発明の各実施形態における差厚管を用いて中央部を厚肉化すれば、軽量な構造とすることができる。
ペリメーターは、車体前部のフレーム部材であり、前面衝突時の荷重伝達経路となる部材であるが、衝突時に屈曲し易い曲がり形状部などを厚肉部とすることで、より軽量化できる。また、厚肉部を曲げ加工する際には、この厚肉部が低強度であると加工しやすいため、本発明の各実施形態における差厚管を好適に用いることができる。
ドライブシャフトは、管端の差厚部にスプライン加工を行う場合があり、この部分が厚肉かつ低強度であると加工がしやすいため、本発明の各実施形態における差厚管を好適に用いることができる。
ペリメーターは、車体前部のフレーム部材であり、前面衝突時の荷重伝達経路となる部材であるが、衝突時に屈曲し易い曲がり形状部などを厚肉部とすることで、より軽量化できる。また、厚肉部を曲げ加工する際には、この厚肉部が低強度であると加工しやすいため、本発明の各実施形態における差厚管を好適に用いることができる。
ドライブシャフトは、管端の差厚部にスプライン加工を行う場合があり、この部分が厚肉かつ低強度であると加工がしやすいため、本発明の各実施形態における差厚管を好適に用いることができる。
【0095】
なお、素管Ｗの他端部Ｗｂに反力を付与する形態として、反力付与部３０，１３０，２３０を例示したが、これらの形態のみに限らない。例えば、図１の形態では、先細りとなるテーパー形状の内周面１２ｘにより反力を付与したが、代わりに、収容部１１をそのまま奥側に向かって延長し、その延長部分の内周面に複数の凸部（不図示）を軸線ＣＬ回りに等角度間隔で配置してもよい。この場合、プラグ２０を素管Ｗに押し込んだ際に、前記各凸部に素管Ｗの他端部Ｗｂが擦れながら伸びていくことで、素管Ｗに反力を付与することができる。
【0096】
また、上記各実施形態において、しごき加工される素管Ｗをダイス内に一時的に固定させるために、例えばテーパー部１２等、断面が軸線ＣＬを含む断面で直線状の傾斜面をダイスまたは治具に設けた。しかし、素管Ｗに反力を付与する傾斜面としては、直線状のみに限られない。例えば図９（ａ）の変形例に示すように、傾斜面としては、軸線ＣＬを含む断面で見た場合に凹む曲線状（凹曲面）であってもよい。逆に、例えば図９（ｂ）の変形例に示すように、傾斜面としては、軸線ＣＬを含む断面で見た場合に膨らむ曲線状（凸曲面）であってもよい。同様のことが、拡径凹部１１ｘ等の各拡径凹部にも言える。
より具体的に言うと、図１（ａ）の内周面１２ｘ、図２の第１テーパー部１２Ａ及び第２テーパー部１２Ｂ、図３（ａ）の内周面１２ｘ及びテーパー部１１ｘ２、図４（ａ）の外周面１４３ａ、図５（ａ）のテーパー部１１１ｘ２、図５（ｃ）の外周面１４３ａ、図８（ａ）のテーパー部３１１ｘ２のそれぞれを、凹曲面又は凸曲面としてもよい。すなわち、本発明で言う傾斜面には、直線状に加えて、凹曲線状及び凸曲線状も含まれる。
より具体的に言うと、図１（ａ）の内周面１２ｘ、図２の第１テーパー部１２Ａ及び第２テーパー部１２Ｂ、図３（ａ）の内周面１２ｘ及びテーパー部１１ｘ２、図４（ａ）の外周面１４３ａ、図５（ａ）のテーパー部１１１ｘ２、図５（ｃ）の外周面１４３ａ、図８（ａ）のテーパー部３１１ｘ２のそれぞれを、凹曲面又は凸曲面としてもよい。すなわち、本発明で言う傾斜面には、直線状に加えて、凹曲線状及び凸曲線状も含まれる。
【符号の説明】
【0097】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１０，１１０Ａ，２１０，３１０ ダイス
１１ｘ，１１１ｘ，３１１ｘ 拡径凹部
１２ｘ 内周面（傾斜面）
１３ｘ 内周面（平行面）
２０ プラグ
３０，１３０，２３０ 反力付与部
１４０ 治具（第１の治具）
１４２ａ 外周面（平行面）
１４３ａ 外周面（傾斜面）
２３１ 治具（第２の治具）
２３３ 弾性部材（付勢部）
Ｐ 差厚管
Ｐ１ 薄肉部
Ｐ２ 口絞り部
Ｗ 素管
Ｗａ 一端部
Ｗｂ 他端部
１１ｘ，１１１ｘ，３１１ｘ 拡径凹部
１２ｘ 内周面（傾斜面）
１３ｘ 内周面（平行面）
２０ プラグ
３０，１３０，２３０ 反力付与部
１４０ 治具（第１の治具）
１４２ａ 外周面（平行面）
１４３ａ 外周面（傾斜面）
２３１ 治具（第２の治具）
２３３ 弾性部材（付勢部）
Ｐ 差厚管
Ｐ１ 薄肉部
Ｐ２ 口絞り部
Ｗ 素管
Ｗａ 一端部
Ｗｂ 他端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】