(57)【要約】【課題】管状部材のプレス成形を良好に行う。【解決手段】プレス成形用金型は、管状部材の内側に配置されるマンドレルと、３つ以上の可動型とを備える。３つ以上の可動型は、マンドレルの外周面と管状部材の内壁との間に該外周面を囲んで配置され、マンドレルが管状部材の一端側に移動することに応じて管状部材の内壁を押圧する。３つ以上の可動型として、変形型と保持型とが少なくとも１つずつ設けられており、変形型は、内壁を押圧することで管状部材を特定の形状に変形させ、保持型は、内壁を押圧することで管状部材を拡張する。【選択図】図１１
2020082141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状部材のプレス成形用金型であって、
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、該外周面を囲んで配置され、前記マンドレルが前記伸長方向に沿って前記管状部材の一端側に移動することに応じて、前記管状部材の内壁に向かって変位して前記内壁を押圧するよう構成された３つ以上の可動型と、を備え、
前記可動型は、変形型と保持型とのうちのいずれかであり、前記３つ以上の可動型として、前記変形型と前記保持型とが少なくとも１つずつ設けられており、
前記変形型は、前記管状部材の内壁を押圧することで、前記管状部材を特定の形状に変形させるよう構成されており、
前記保持型は、前記管状部材の内壁を押圧することで、前記管状部材を拡張するよう構成されている
管状部材のプレス成形用金型。
【請求項２】
請求項１に記載の管状部材のプレス成形用金型において、
少なくとも４つの前記可動型を備える
管状部材のプレス成形用金型。
【請求項３】
請求項２に記載の管状部材のプレス成形用金型において、
少なくとも４つの前記可動型として、第１〜第４可動型が設けられており、
前記第１可動型と前記第３可動型とは、前記マンドレルを挟んで第１方向に沿って対面するよう配置されると共に、前記第２可動型と前記第４可動型とは、前記マンドレルを挟んで第２方向に沿って対面するよう配置され、
前記第１方向と前記第２方向とは、直交又は略直交するよう構成されており、
前記第１可動型と前記第３可動型とは、前記マンドレルが前記一端側に移動することに応じて、前記第１方向に沿って変位することで前記内壁を押圧するよう構成されており、
前記第２可動型と前記第４可動型とは、前記マンドレルが前記一端側に移動することに応じて、前記第２方向に沿って変位することで前記内壁を押圧するよう構成されている
管状部材のプレス成形用金型。
【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プレス成形用金型において、
前記プレス成形用金型は、
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３つ以上の可動型に設けられた複数の外側突出部と、さらに備え、
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、前記管状部材の前記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３つ以上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面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３つ以上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いる
管状部材のプレス成形用金型。
【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プレス成形用金型において、
前記管状部材は、自動車部品として用いられる
管状部材のプレス成形用金型。
【請求項６】
管状部材のプレス成形用金型を用いて前記管状部材をプレス成形することにより行われる部材の製造方法であって、
前記プレス成形用金型は、
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、該外周面を囲んで配置され、前記マンドレルが前記伸長方向に沿って前記管状部材の一端側に移動することに応じて、前記管状部材の内壁に向かって変位して前記内壁を押圧するよう構成された３つ以上の可動型と、を備え、
前記可動型は、変形型と保持型とのうちのいずれかであり、前記３つ以上の可動型として、前記変形型と前記保持型とが少なくとも１つずつ設けられており、
前記変形型は、前記管状部材の内壁を押圧することで、前記管状部材を特定の形状に変形させるよう構成されており、
前記保持型は、前記管状部材の内壁を押圧することで、前記管状部材を拡張す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３つ以上の可動型を、それぞれの前記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、それぞれの前記可動型により前記管状部材の内壁を押圧する
部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、管状部材のプレス成形用金型と、該プレス成形用金型を用いて管状部材をプレス成形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、円筒形の管状部材の内側に、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
また、管状部材の内側と外側とに配置された複数の金型によるプレス成形により、管状部材の外周面に平面座を形成することが考えられる。すなわち、マンドレルにより、内側に配置された金型のうちの一部（以後、可動型）を外側に向かって変位させるのである。これにより、管状部材を内側と外側とから押圧し、外周面に平面座を形成できる。
【０００５】
ここで、管状部材において平面座に周方向に隣接する部分を、隣接部分とする。上記方法で平面座を形成する際、可動型により管状部材が内側から押圧された結果、隣接部分は収縮するように内側に変形する。このため、隣接部分が内側の金型に張り付き、平面座形成後、管状部材の内側から金型を抜き出すのが困難になる恐れがある。また、隣接部分が可動型の押圧方向に引っ張られ、管状部材の断面が楕円形状に歪む恐れがある。その結果、管状部材を用いた部材の製造に支障をきたす恐れがある。
【０００６】
本開示の一態様においては、管状部材のプレス成形を良好に行うのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、管状部材のプレス成形用金型であって、マンドレルと、３つ以上の可動型と、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。３つ以上の可動型は、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、該外周面を囲んで配置され、マンドレルが伸長方向に沿って管状部材の一端側に移動することに応じて、管状部材の内壁に向かって変位して内壁を押圧するよう構成されている。また、可動型は、変形型と保持型とのうちのいずれかであり、３つ以上の可動型として、変形型と保持型とが少なくとも１つずつ設けられている。変形型は、管状部材の内壁を押圧することで、管状部材を特定の形状に変形させるよう構成されている。保持型は、管状部材の内壁を押圧することで、管状部材を拡張するよう構成されている。
【０００８】
ここで、３つ以上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。上記構成によれば、ストロークに応じて、少なくとも１つの変形型が管状部材を変形させると共に、少なくとも１つの保持型が管状部材を拡張する。このため、管状部材における該変形箇所に隣接する部分（以後、隣接部分）が内側に収縮し、可動型に張り付くのを抑制できる。したがって、プレス成形後、管状部材の内側から容易に可動型を抜き出すことができる。
【０００９】
また、少なくとも１つの変形型が管状部材の内壁を押圧すると、隣接部分が該押圧の方向に引っ張られ、管状部材における上記変形箇所を含む断面（より詳しくは、伸長方向に直交する断面）の形状が歪む恐れがある。これに対し、上記構成によれば、少なくとも１つの保持型により管状部材が拡張されるため、該断面の歪みが抑制される。
【００１０】
したがって、管状部材のプレス成形を良好に行うことができる。
なお、本開示の一態様では、少なくとも４つの可動型を備えてもよい。
上記構成によれば、管状部材の内壁の押圧を良好に行うことができる。
【００１１】
また、本開示の一態様では、少なくとも４つの可動型として、第１〜第４可動型が設けられていてもよい。第１可動型と第３可動型とは、マンドレルを挟んで第１方向に沿って対面するよう配置されると共に、第２可動型と第４可動型とは、マンドレルを挟んで第２方向に沿って対面するよう配置されてもよい。第１方向と第２方向とは、直交又は略直交するよう構成されていてもよい。第１可動型と第３可動型とは、マンドレルが一端側に移動することに応じて、第１方向に沿って変位することで内壁を押圧するよう構成されていてもよい。第２可動型と第４可動型とは、マンドレルが一端側に移動することに応じて、第２方向に沿って変位することで内壁を押圧するよう構成されていてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、第１〜第４可動型により管状部材の内壁を良好に押圧することができる。
また、本開示の一態様は、プレス成形用金型は、マンドレルの外周面に設けられた複数の内側突出部と、３つ以上の可動型に設けられた複数の外側突出部と、さらに備えてもよい。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してもよい。それぞれの外側突出部は、外側傾斜部を有してもよい。それぞれの内側突出部は、３つ以上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面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、３つ以上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てもよい。
【００１３】
例えば、マンドレルの外周面全体に傾斜を形成し、該傾斜を利用して、各可動型を管状部材の内壁に向かって変位させることが考えられる。この場合、各可動型の変位距離を大きくするため、例えば、マンドレル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ことが考えられる。しかし、管状部材の幅が狭い場合には、外周面の傾斜を十分に大きくすることができず、マンドレルを長くすることで各可動型の変位距離を確保する必要がある。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）が長くなり、管状部材のプレス成形が困難となる恐れがある。
【００１４】
これに対し、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、３つ以上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、各可動型を変位させ、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可動型の変位距離の比率を変更できる。このため、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可動型の変位距離を長くすることで、ストローク距離を抑制できる。
【００１５】
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のプレス成形を良好に行うことができる。
【００１６】
また、本開示の一態様は、管状部材のプレス成形用金型を用いて管状部材をプレス成形することにより行われる部材の製造方法であって、プレス成形用金型は、マンドレルと、３つ以上の可動型と、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。３つ以上の可動型は、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、該外周面を囲んで配置され、マンドレルが伸長方向に沿って管状部材の一端側に移動することに応じて、管状部材の内壁に向かって変位して内壁を押圧するよう構成されている。また、可動型は、変形型と保持型とのうちのいずれかであり、３つ以上の可動型として、変形型と保持型とが少なくとも１つずつ設けられている。変形型は、管状部材の内壁を押圧することで、管状部材を特定の形状に変形させるよう構成されている。保持型は、管状部材の内壁を押圧することで、管状部材を拡張す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３つ以上の可動型を、それぞれ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、それぞれの可動型により管状部材の内壁を押圧する。
【００１７】
上記構成によれば、部材を製造する工程において、管状部材のプレス成形を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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及び第１〜第４可動型が内部に配置されたワークの斜視図である。
【図５】初期状態のマンドレル及び第１〜第４可動型が内部に配置されたワークの側面図である。
【図６】初期状態のマンドレル及び第１〜第４可動型の斜視図である。
【図７】初期状態のマンドレル及び第１〜第４可動型の側面図である。
【図８】マンドレルの第１端を含む部分の側面図である。
【図９】第１可動型の斜視図である。
【図１０】第１可動型の側面図である。
【図１１】マンドレルをストロークさせた際の図５のXI−XI断面図である。
【図１２】図５のXII−XII断面図である。
【図１３】ストローク後の図５のXII−XII断面図である。
【図１４】プレス成形後のワークの斜視図である。
【図１５】プレス成形後のワークの側面図である。
【図１６】変形例における、初期状態のマンドレル及び第１〜第４可動型が内部に配置されたワークの長さ方向の断面図である。
【図１７】変形例における、初期状態のマンドレル及び第１〜第４可動型が内部に配置されたワークの長さ方向の断面図である。
【図１８】変形例のプレス成形におけるワークの押圧についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
［１．プレス成形用金型の説明］
本実施形態の管状部材のプレス成形用金型１は、管状部材のプレス成形に用いられる。プレス成形用金型１は、外上型６０及び外下型６１と（図１〜３参照）、第１〜第４可動型２０〜５０と（図４〜７、９、１０参照）、マンドレル１０（図８参照）と、複数の内側突出部１５と、複数の外側突出部２１、４１とを備える。
【００２１】
本実施形態においてプレス成形用金型１によりプレス成形される管状部材を、ワーク７と記載する。ワーク７は、一例として円筒状であり、その伸長方向７２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７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７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７の径は、一例として５０ｍｍ以下となっているが、ワーク７の径は、５０ｍｍよりも大きくても良い。
【００２２】
プレス成形用金型１によるプレス成形では、一例として、ワーク７の外周面に、平面状に広がる部分である第１、第２平面座７０、７１が形成される（図１４、１５参照）。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７０、７１には、例えば、ブラケット等が取り付けられる。以下では、プレス成形用金型１の各構成要素について詳しく説明する。
【００２３】
［２．外上型及び外下型について］
外上型６０及び外下型６１は、プレス成形の際、ワーク７の外周面を押圧する。外上型６０と外下型６１は、それぞれ、ワーク７の外周面に当接する湾曲面６０ａ、６１ａを有する。また、外上型６０は、第１、第２平面座７０、７１を形成するための第１、第２平面部６０ｂ、６０ｃを有する（図１〜３参照）。
【００２４】
プレス成形を開始する際、ワーク７は、上下方向に並ぶ外上型６０と外下型６１とに挟まれた状態で配置される。一方、ワーク７の内側には、マンドレル１０と、第１〜第４可動型２０〜５０とが配置される（図４、５参照）。これらは、ワーク７の第２端７４から挿入される。
【００２５】
［３．マンドレルについて］
マンドレル１０は、細長い四角柱状の部位である（図８参照）。マンドレル１０は、長さ方向に直交する断面が正方形又は略正方形であり、マンドレル１０の外周面は、４つの支持面（第１〜第４支持面１１〜１４）を含んでいる。各支持面は、マンドレル１０の断面の各辺を形成する（図１２、１３参照）。また、第１支持面１１と第３支持面１３とが対面すると共に、第２支持面１２と第４支持面１４とが対面する。
【００２６】
そして、第１〜第４支持面１１〜１４の各々には、マンドレル１０の長さ方向に沿って一定の間隔を開けて並ぶ複数の内側突出部１５が設けられている。以後、各支持面における隣接する２つの内側突出部１５の間に位置する部分を、内側陥没部１６と記載する。また、各支持面では、長さ方向における同じ位置に内側突出部１５が設けられており、各支持面における同じ位置に存在する４つの内側突出部１５は、一体化されている。
【００２７】
内側突出部１５は、マンドレル１０の長さ方向に沿って並ぶ内側傾斜面１５ａ（換言すれば、内側傾斜部）と、内側頂部１５ｂと、内側段差部１５ｃとを有する。内側頂部１５ｂは、内側傾斜面１５ａと内側段差部１５ｃとの間に位置する。内側頂部１５ｂ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１５ａは、該長さ方向に対し傾斜している。また、内側段差部１５ｃは、内側頂部１５ｂと内側陥没部１６との間の段差を形成する。
【００２８】
［４．可動型について］
第１〜第４可動型２０〜５０は、マンドレル１０に沿ってワーク７の内側に配置される細長い部位であり、それぞれ、ワーク７の内壁を押圧する押圧面２２〜５２を有する（図６、７、９、１０、１２、１３参照）。各押圧面の可動型の長さ方向に直交する断面は、円弧状となっている。
【００２９】
第１可動型２０は、ワーク７の内壁を押圧することで、ワーク７の外周面を特定の形状に変形させる変形型として構成されている。一例として、変形型は外周面に平面座を形成する。このため、第１可動型２０の押圧面２２には、押圧面２２から突出した第１、第２平面部２２ａ、２２ｂが設けられている（図１０参照）。第１、第２平面部２２ａ、２２ｂは、平面座を形成するための部位であり、その頂部に平面が形成されている。なお、第１、第２平面部２２ａ、２２ｂは、それぞれ、異なる方向に突出している。また、押圧面２２における第１、第２平面部２２ａ、２２ｂ以外の部分は、ワーク７の内壁に応じた形状を有している。
【００３０】
一方、第２〜第４可動型３０〜５０は、ワーク７の伸長方向７２に直交する断面の形状を維持する（換言すれば、該形状の変化を抑制する）ために、ワーク７の内壁を押圧する保持型として構成されている。第２〜第４可動型３０〜５０は、ワーク７を拡張するように内壁を押圧する。第２〜第４可動型３０〜５０の押圧面３２、４２、５２は、それぞれ、ワーク７の内壁に応じた形状を有する。
【００３１】
［５．外側突出部について］
第１〜第４可動型２０〜５０の各々には、押圧面の反対側の外面に複数の外側突出部２１、４１が設けられている（図９、１１〜１３参照）。図９に示すように、第１可動型２０の複数の外側突出部２１は、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んでいる。以後、第１可動型２０における外側突出部２１に隣接する部分を、外側陥没部２３と記載する。
【００３２】
外側突出部２１は、第１可動型２０の長さ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との間の段差を形成する。
【００３３】
なお、第２〜第４可動型３０〜５０においても、第１可動型２０と同様にして複数の外側突出部３１、４１、５１及び複数の外側陥没部が形成されている。また、各可動型には、１つの外側突出部が設けられても良い。
【００３４】
［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７の内側に配置されたマンドレル１０、及び、第１〜第４可動型２０〜５０の配置態様を、初期状態とする（図４〜７、１２参照）。初期状態では、マンドレル１０は、第１端１０ａがワーク７の第１端７３側に位置し、且つ、伸長方向７２に沿って延びた状態で配置される。また、マンドレル１０の第１〜第４支持面１１〜１４とワーク７の内壁との間には、それぞれ、第１〜第４可動型２０〜５０が配置される。第１〜第４可動型２０〜５０は、マンドレル１０の外周面を囲みながら周方向に並び、且つ、伸長方向７２に沿って延びた状態で配置される。
【００３５】
より詳しくは、初期状態では、第１〜第４可動型２０〜５０は、それぞれ、マンドレル１０の第１〜第４支持面１１〜１４とワーク７の内壁との間に配置される。この時、第１可動型２０と第３可動型４０とは、マンドレル１０を挟んで第１方向７５に沿って対面すると共に、第２可動型３０と第４可動型５０とは、マンドレル１０を挟んで第２方向７６に沿って対面する（図１２参照）。なお、第１及び第２方向７５、７６は、伸長方向７２に対し直交又は略直交する。また、第１方向７５と第２方向７６とは、一例として、直交又は略直交する。なお、一例として、本実施形態では、第１方向７５とは鉛直方向であり、第２方向７６とは水平方向となっている。そして、マンドレル１０は、伸長方向７２に沿って移動するように、第１〜第４可動型２０〜５０によりガイドされる。
【００３６】
また、初期状態では、マンドレル１０の各支持面の複数の内側突出部１５、及び、各可動型の複数の外側突出部２１、３１、４１、５１は、伸長方向７２に沿って並ぶ（図１１参照）。また、各内側突出部１５では、内側傾斜面１５ａが内側頂部１５ｂの第１端７３側に位置し、内側段差部１５ｃが内側頂部１５ｂの第２端７４側に位置する。また、第１可動型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７４側に位置し、外側段差部２１ｃが外側頂部２１ｂの第１端７３側に位置する。なお、第２〜第４可動型３０〜５０の各外側突出部３１、４１、５１についても、これと同様である。
【００３７】
また、初期状態では、マンドレル１０の第１支持面１１の複数の内側突出部１５における各内側傾斜面１５ａは、第１可動型２０の複数の外側突出部２１におけるいずれかの外側傾斜面２１ａと面接触する（図１１参照）。この時、各内側傾斜面１５ａ、及び、各外側傾斜面２１ａは、第１端７３側に向かうに従いワーク７の内壁から離間するように傾斜する。また、この時、第１支持面１１の各内側突出部１５は、第１可動型２０の外側陥没部２３に配置され、第１可動型２０の各外側突出部２１は、第１支持面１１の各内側陥没部１６に配置される。なお、第２〜第４支持面１２〜１４の各々における各内側傾斜面も、これと同様に、該支持面に隣接する可動型の外側傾斜面に面接触すると共に、該可動型の各外側突出部及び該支持面の各内側突出部もまた、これと同様に配置される。
【００３８】
［７．ストロークについて］
プレス成形のため、初期状態のマンドレル１０がワーク７の伸長方向７２に沿って第１端７３側に移動すると、第１〜第４可動型２０〜５０の各々は、ワーク７の内壁に向かって変位し、該内壁を押圧する（図１１〜１３参照）。具体的には、第１及び第３可動型２０、４０は、第１方向７５に沿ってワーク７の外側に変位し、第２及び第４可動型３０、５０は、第２方向７６に沿ってワーク７の外側に変位する。以後、マンドレル１０の上記移動を、ストロークと記載する。
【００３９】
ストロークによる第１可動型２０の変位は、第１可動型２０に設けられた複数の外側突出部２１と、第１支持面１１に設けられた複数の内側突出部１５とにより実現される。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支持面１１の内側傾斜面１５ａに対し摺動する。これにより、第１可動型２０がワーク７の内壁に向かって変位し、該内壁を押圧する。
【００４０】
その後、ストロークが進行し、マンドレル１０が第１端７３側に一定距離を移動すると、各外側傾斜面２１ａは内側傾斜面１５ａと面接触しなくなる。すなわち、各外側突出部２１の外側頂部２１ｂが第１支持面１１の内側突出部１５の内側頂部１５ｂ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。
【００４１】
そして、ストロークがさらに進行すると、第１可動型２０の各外側頂部２１ｂと第１支持面１１の内側頂部１５ｂとが摺動する。その後、マンドレル１０が第１端７３側に一定距離を移動すると、各外側頂部２１ｂが内側頂部１５ｂと面接触しない状態となり、再び初期状態となる。つまり、第１可動型２０は、ストローク開始時の位置に戻る。この時、各外側傾斜面２１ａは、ストローク開始時に面接触していた内側傾斜面１５ａの第２端７４側に隣接する内側傾斜面１５ａに面接触した状態となる。
【００４２】
第２〜第４可動型３０〜５０の各々の変位についても、該可動型に設けられた複数の外側突出部３１、４１、５１と、該可動型に隣接する支持面に設けられた複数の内側突出部１５とにより、同様にして実現される。
【００４３】
なお、複数の外側突出部及び複数の内側突出部を用いた方法とは別の方法で、第１〜第４可動型２０〜６０をワーク７の内壁に向かって変位させても良い。具体的には、例えば、マンドレル１０の外周面をテーパ状に形成し、該マンドレル１０の外周面全体の傾斜を用いて、第１〜第４可動型２０〜６０を変位させても良い。
【００４４】
［８．部材の製造方法の説明］
本実施形態のプレス成形用金型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、プレス成形用金型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。
【００４５】
まず、横方向に伸びた状態で配置されたワーク７の内側に、初期状態のマンドレル１０及び第１〜第４可動型２０〜５０を配置すると共に、ワーク７の外側に外上型６０と外下型６１とを配置する（図１、４、５、１１、１２参照）。この時、ワーク７は、外上型６０と外下型６１とにより上下に挟まれる。また、ワーク７の外周面と、外上型６０及び外下型６１の湾曲面６０ａ、６０ｂとの間には、隙間が形成される。
【００４６】
次に、マンドレル１０のストロークを行う（図１１〜１３参照）。これにより、第１及び第３可動型２０、４０は、第１方向７５に沿ってワーク７の内壁に向かって変位し、第２及び第４可動型３０、５０は、第２方向７６に沿ってワーク７の内壁に向かって変位する。この時、外上型６０及び外下型６１は変位しない。
【００４７】
これにより、第１可動型２０の第１平面部２２ａは、外上型６０の第１平面部６０ｂに向けてワーク７を押圧し、また、第１可動型２０の第２平面部２２ｂは、外上型６０の第２平面部６０ｃに向けてワーク７を押圧する。そして、ワーク７では、第１可動型２０及び外上型６０における第１平面部２２ａ、６０ｂに挟まれた部分と、第２平面部２２ｂ、６０ｃに挟まれた部分とに、それぞれ、第１平面座７０と第２平面座７１とが形成される（図１４、１５参照）。なお、第１平面部２２ａ、６０ｂと、第２平面部２２ｂ、６０ｃとは、異なる方向を向いているため、第１、第２平面座７０、７１は、異なる方向を向く平面として形成される。また、ワーク７における第２〜第４可動型３０〜５０により押圧された部分は、その形状を維持したまま拡張される。
【００４８】
そして、ストロークが進行すると、マンドレル１０及び第１〜第４可動型２０〜５０は、再び初期状態に戻る。これにより、第１〜第４可動型２０〜５０によるワーク７の内壁の押圧が解除され、第１〜第４可動型２０〜５０は内壁から離間した状態となる。この時、ワーク７の内部から、マンドレル１０、及び、第１〜第４可動型２０〜５０が取り出される。
【００４９】
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８０とプレス機８３とを用いて行われる（図１１参照）。すなわち、プレス機８３は、下方に押圧を行う。一方、カム機構８０は、プレス機８３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８１と第２カム８２とを備える。
【００５０】
第１カム８１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８１ａを有する。一方、第２カム８２は、第２傾斜面８２ａを有し、第２傾斜面８２ａが第１傾斜面８１ａに面接触した状態で、第１カム８１の上側に配置される。この時、第１、第２傾斜面８１ａ、８２ａ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。
【００５１】
そして、プレス機８３は、第１カム８１の上側に配置された第２カム８２を、下方に押圧する。これにより、第２カム８２が下方に変位すると共に、第２傾斜面８２ａと第１傾斜面８１ａとが摺動し、第１カム８１がマンドレル１０側へと横方向に変位する。その結果、プレス機８３により、マンドレル１０がワーク７の第１端７３側に押圧され、ストロークが行われる。
【００５２】
［９．効果］
（１）本実施形態のプレス成形用金型１では、ストロークに応じて、変形型である第１可動型２０がワーク７に第１、第２平面座７０、７１を形成すると共に、保持型である第２〜第４可動型３０〜５０がワーク７を拡張する。このため、ワーク７における第１、第２平面座７０、７１に周方向に隣接する部分（以後、隣接部分）が内側に収縮し、可動型に張り付くのを抑制できる。したがって、プレス成形後、ワーク７の内側から容易に可動型を抜き出すことができる。
【００５３】
また、第１可動型２０がワーク７の内壁を押圧すると、隣接部分は該押圧の方向に引っ張られ、ワーク７における第１、第２平面座７０、７１を含む部分の断面（より詳しくは、伸長方向７２に直交する断面）の形状が、楕円形状に歪む恐れがある。これに対し、本実施形態によれば、保持型である第２〜第４可動型３０〜５０によりワーク７がその形状を維持したまま拡張される。このため、ワーク７の歪みが抑制され、該断面の形状が円形状に維持される。
【００５４】
したがって、ワーク７のプレス成形を良好に行うことができる。
（２）また、本実施形態によれば、第１〜第４可動型２０〜５０の４つの可動型が設けられている。また、第１可動型２０と第３可動型４０とが対面する第１方向７５と、第２可動型３０と第４可動型５０とが対面する第２方向７６とは、直交又は略直交している。このため、各可動型をワーク７の内壁に向かって良好に変位させることができる。
【００５５】
（３）また、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移動させることでストロークがなされると考えられる。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。
【００５６】
一方、例えば、マンドレル１０の外周面全体に傾斜を形成し、該傾斜を利用して、各可動型をワーク７の内壁に向かって変位させることが考えられる。また、各可動型の変位距離を大きくするため、例えば、マンドレル１０の外周面全体の傾斜を大きくしたり、マンドレル１０を長くしたりすることが考えられる。しかし、ワーク７の径が小さい場合には、外周面全体の傾斜を十分に大きくすることができず、マンドレル１０を長くすることで各可動型の変位距離を確保する必要がある。その結果、ストローク時におけるマンドレル１０の移動距離（以後、ストローク距離）が長くなり、上述した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る恐れがあった。そして、このような場合には、ストローク距離を確保するため、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る。
【００５７】
これに対し、本実施形態によれば、マンドレル１０の外周面に設けられた各内側突出部１５の内側傾斜面１５ａと、各可動型に設けられた各外側突出部の外側傾斜面とを摺動させることで、各可動型を変位させ、ワーク７の内壁が押圧される。このため、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１５ａ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７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。その結果、既存のプレス機を用いてマンドレル１０を押圧し、ストロークを行うことが可能となる。
【００５８】
［１０．他の実施形態］
（１）上記実施形態では、プレス成形用金型１は、一例として４つの可動型を備える。しかし、プレス成形用金型１は、上記実施形態と同様にして、初期状態にてマンドレル１０の外周面を囲みながら周方向に並んで配置される３つ以上の任意の数の可動型を備えても良い。また、上記実施形態では、第１可動型２０が変形型として構成され、第２〜第４可動型３０〜５０が保持型として構成されている。しかし、複数の可動型のうちの少なくとも１つが変形型として構成され、少なくとも１つが保持型として構成されていれば、同様の効果が得られる。具体的には、例えば、第１、第３可動型２０、４０を変形型、第２、第４可動型３０、５０を保持型として構成しても良い（図１６参照）。そして、ワーク７における対面する複数の位置に、平面座を形成しても良い。
【００５９】
（２）上記実施形態では、第１、第３可動型２０、４０が対面する第１方向７５と、第２、第４可動型３０、５０が対面する第２方向７６とは、直交又は略直交する。しかし、第１方向７５と第２方向７６とは、任意の角度で交差しても良い。また、第１方向７５は鉛直方向に延び、第２方向７６は水平方向に延びる。しかし、図１７に示すように、第１方向７５は鉛直方向とは異なる方向に延びると共に、第２方向７６は水平方向とは異なる方向に延びても良い。
【００６０】
（３）上記実施形態のプレス成形において、第１〜第４可動型２０〜６０によりワーク７を内側から押圧するのと同時に、ワーク７の外側に配置した外側可動型６２を変位させ、外周面における対象箇所を陥没させるように押圧しても良い。この時、変形型である第１可動型２０により対象箇所の内壁を押圧し、外側可動型６２と内側の変形型とにより対象箇所を挟むことで、対象箇所に平面座を形成しても良い（図１８参照）。
【００６１】
（４）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、ワーク７の第１端７３側に向かうに従いワーク７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７３側に移動させる必要がある。しかし、これとは反対に、初期状態の内側傾斜面及び外側傾斜面を、第２端７４側に向かうに従いワーク７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７４側に移動させことで、ストロークを実現できる。
【００６２】
（５）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】
【００６３】
１…プレス成形用金型、７…ワーク、１０…マンドレル、１１〜１４…第１〜第４支持面、１５…内側突出部、１５ａ…内側傾斜面、２０〜６０…第１〜第４可動型、２１、３１、４１、５１…外側突出部、２１ａ…外側傾斜面、２２ａ、２２ｂ…第１、第２平面部、７０…第１平面座、７１…第２平面座、７２…伸長方向、７５…第１方向、７６…第２方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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