(57)【要約】【課題】多段階で拡管成形を行う鋼管の拡管成形において、座屈や割れ等の発生を防止しつつ、効率よく歩留まりのよい拡管成形を実施することが可能な鋼管の拡管成形方法および拡管成形装置を提供する。【解決手段】クランプ装置２５，２６によって支持された丸鋼管Ｐの開口端部に対して、パンチ１２ａを挿入していくように、メインシリンダ１１を駆動する。本ステップでは、パンチ１２ａを移動させる工程中に、丸鋼管Ｐの開口端部を押圧するサイド金型２１は駆動しない。そして、パンチ１２ｂを挿入していく工程に合わせて、丸鋼管Ｐの拡管部分の開口端部に対してサイド金型２１を当接させ、パンチ１２ｂの挿入方向と同じ方向に押圧する。【選択図】図５
2010227988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大きさの異なる複数のパンチを鋼管の端部開口へ挿入して多段階で拡管成形を行う鋼管の拡管成形方法であって、
前記複数のパンチのうち最も小さい第１パンチを前記鋼管に挿入し、前記鋼管の端部を押圧しない第１拡管成形ステップと、
前記第１パンチよりも大きい第２パンチを前記鋼管に挿入するとともに、サイド金型を用いて前記鋼管の端部を前記第２のパンチの挿入方向へ押圧する第２拡管成形ステップと、
を備えている鋼管の拡管成形方法。
【請求項２】
前記第１パンチは、前記複数のパンチのうち最も拡管率が大きい、
請求項１に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項３】
前記鋼管は、断面が略円形の丸鋼管である、
請求項１または２に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項４】
前記第２拡管成形ステップの後、前記第２パンチよりも大きい第３パンチを前記鋼管に挿入する第３拡管成形ステップを、さらに備えている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項５】
前記第３拡管成形ステップでは、前記第２拡管成形ステップと同様に、前記サイド金型を用いて前記鋼管の端部を押圧する、
請求項４に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項６】
大きさの異なる複数のパンチを鋼管の端部開口へ挿入して多段階で拡管成形を行う拡管成形装置であって、
前記複数のパンチと、
前記鋼管の端部を前記パンチの挿入方向へ押圧するサイド金型と、
前記複数のパンチのうち最も小さいパンチを前記鋼管の端部開口へ挿入する最初の第１拡管成形ステップにおいては前記サイド金型を使用せず、それ以降の拡管成形ステップにおいて前記パンチと前記サイド金型とを併用して拡管成形を実施するように制御を行う制御部と、
を備えている拡管成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の端部開口にパンチを挿入して拡管成形を行う鋼管の拡管成形方法および拡管成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼管の一方の開口端部へパンチを挿入して、鋼管の端部に拡管成形された部分を成形する方法が用いられている。
例えば、特許文献１には、複数の拡径ポンチを用いて段階的に拡管成形を行う金属製筒体の製造方法について開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の鋼管の拡管成形方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された鋼管の拡管成形方法では、複数の拡径ポンチを用いて段階的に拡管する際に、拡管成形速度等を適切にコントロールしないと、座屈、割れ、減肉が生じるおそれがある。
【０００４】
本発明の課題は、多段階で拡管成形を行う鋼管の拡管成形において、座屈や割れ等の発生を防止しつつ、効率よく歩留まりのよい拡管成形を実施することが可能な鋼管の拡管成形方法および拡管成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、大きさの異なる複数のパンチを鋼管の端部開口へ挿入して多段階で拡管成形を行う鋼管の拡管成形方法であって、第１拡管成形ステップと、第２拡管成形ステップと、を備えている。第１拡管成形ステップは、複数のパンチのうち最も小さい第１パンチを鋼管に挿入し、鋼管の端部を押圧しない。第２拡管成形ステップは、第１パンチよりも大きい第２パンチを鋼管に挿入するとともに、サイド金型を用いて鋼管の端部を第２のパンチの挿入方向へ押圧する。
【０００６】
ここでは、大きさが異なる複数のパンチを鋼管の端部開口から挿入しながら多段階で拡管成形を行う鋼管の拡管成形方法において、最初の拡管成形ステップに当たる最も小さいパンチ（第１パンチ）を用いた拡管成形時には、後の第２拡管成形ステップ等とは異なり、鋼管の端部をサイド金型によって押圧することなく、パンチの挿入だけを行う。
つまり、複数のパンチを用いて複数段階で拡管成形を行う際に、最初の拡管成形ステップにおいてはサイド金型を使用せずに、鋼管の端部開口への第１パンチの挿入だけを行う。そして、以降の拡管成形ステップでは、パンチの挿入と並行して、所定のタイミングでサイド金型を用いた鋼管の端部を押圧する。
【０００７】
ここで、上述した拡管成形ステップは、上記第１・第２拡管成形ステップを含んでいればよく、２段階で拡管成形を実施してもよいし、３段階以上で拡管成形を実施してもよい。
これにより、拡管成形時における座屈や割れ等の発生を防止するために有効なサイド金型を用いた鋼管端部への押圧を、第１拡管成形ステップにおいて省いて最小限とすることで、拡管成形時における成形速度を早めることができる。また、サイド金型による鋼管端部への過剰な押圧によって、鋼管に座屈等が発生することを回避することができる。この結果、必要最小限だけ、サイド金型と複数のパンチとを併用して多段階で拡管成形を行うことで、効率よく歩留りのよい高品質な拡管成形を実施することができる。
【０００８】
第２の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１の発明に係る鋼管の拡管成形方法であって、第１パンチは、複数のパンチのうち最も拡管率が大きい。
ここでは、鋼管の端部開口に最初に挿入される第１パンチが、他のパンチよりも拡管率が大きくなるように設定されている。
ここで、上記拡管率とは、それぞれの拡管成形ステップ前の鋼管の外径に対する拡管成形ステップ後の鋼管の外径の拡大率を意味している。
これにより、拡管成形による減肉が最も少ない最初のステップにおいて拡管率が最大のパンチを使用することで、安全かつ効率的に成形性を向上させることができる。
【０００９】
第３の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１または第２の発明に係る鋼管の拡管成形方法であって、鋼管は、断面が略円形の丸鋼管である。
ここでは、上述した多段階での拡管成形を、丸鋼管に対して実施する。ここで、上記丸鋼管とは、略円形の断面形状を有する鋼管をいう。
これにより、丸鋼管の端部に、効率よく拡管成形部を形成することができる。
【００１０】
第４の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る鋼管の拡管成形方法であって、第２拡管成形ステップの後、第２パンチよりも大きい第３パンチを鋼管に挿入する第３拡管成形ステップを、さらに備えている。
ここでは、大きさの異なる３つのパンチを用いて、３段階で拡管成形を行う。
これにより、多段階の拡管成形を実施する場合でも、最小限のステップによって、座屈や割れ等が生じにくく、効率的な方法で、鋼管の端部に拡管部を成形することができる。
【００１１】
第５の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第４の発明に係る鋼管の拡管成形方法であって、第３拡管成形ステップでは、第２拡管成形ステップと同様に、サイド金型を用いて鋼管の端部を押圧する。
【００１２】
ここでは、上述した３段階で拡管成形を行う方法において、最初の第１拡管成形ステップを除く、第２・第３拡管成形ステップにおいて、パンチの挿入とともにサイド金型を用いた鋼管端部への押圧を行う。
これにより、減肉が生じにくい最初の第１拡管成形ステップでは鋼管端部への押圧を行わずに、第２・第３拡管成形ステップにおいて鋼管端部への押圧を実施することで、効率よく成形性の高い拡管成形を実施することができる。
【００１３】
第６の発明に係る拡管成形装置は、大きさの異なる複数のパンチを鋼管の端部開口へ挿入して多段階で拡管成形を行う拡管成形装置であって、複数のパンチと、サイド金型と、制御部と、を備えている。サイド金型は、鋼管の端部をパンチの挿入方向へ押圧する。制御部は、複数のパンチのうち最も小さいパンチを鋼管の端部開口へ挿入する最初の第１拡管成形ステップにおいてはサイド金型を使用せず、それ以降の拡管成形ステップにおいてパンチとサイド金型とを併用して拡管成形を実施するように制御を行う。
【００１４】
ここでは、大きさが異なる複数のパンチを鋼管の端部開口から挿入しながら多段階で拡管成形を行う拡管成形装置において、最初の拡管成形ステップに当たる最も小さいパンチを用いた拡管成形時には、後の拡管成形ステップ等とは異なり、鋼管の端部をサイド金型によって押圧することなく、パンチの挿入だけを行う。
つまり、複数のパンチを用いて複数段階で拡管成形を行う際に、最初の拡管成形ステップにおいてはサイド金型を使用せずに、鋼管の端部開口へのパンチの挿入だけを行う。そして、以降の拡管成形ステップでは、パンチの挿入と並行して、所定のタイミングでサイド金型を用いた鋼管の端部を押圧する。
【００１５】
ここで、上述した拡管成形ステップは、２段階で拡管成形を実施してもよいし、３段階以上で拡管成形を実施してもよい。
これにより、拡管成形時における座屈や割れ等の発生を防止するために有効なサイド金型を用いた鋼管端部への押圧を、最初の拡管成形ステップにおいて省いて最小限とすることで、拡管成形時における成形速度を早めることができる。また、サイド金型による鋼管端部への過剰な押圧によって、鋼管に座屈等が発生することを回避することができる。この結果、必要最小限だけ、サイド金型と複数のパンチとを併用して多段階で拡管成形を行うことで、効率よく歩留りのよい高品質な拡管成形を実施することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る鋼管の拡管成形方法によれば、必要最小限だけ、サイド金型と複数のパンチとを併用して多段階で拡管成形を行うことで、効率よく歩留りのよい高品質な拡管成形を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る拡管成形装置の構成を示す全体図。
【図２】図１の拡管成形装置において多段階でパンチを挿入して拡管成形を行うことを示す説明図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第１〜第３ステップ目におけるパンチおよびサイド金型の稼働状態をそれぞれ示す側面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３の各ステップに対応する経過時間に対するメインシリンダ、サイド金型の変位量、成形圧力との関係を示すグラフ。
【図５】図１の拡管成形装置による丸鋼管の拡管成形方法の流れを示すフローチャート。
【図６】拡管成形後の丸鋼管の構成を示す断面図。
【図７】図５の丸鋼管に対応する各部の板厚を示すグラフ。
【図８】１〜３の各ステップにおける丸鋼管の板厚変動を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る鋼管の拡管成形方法および拡管成形装置について、図１〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
［拡管成形装置１０の構成］
本実施形態に係る拡管成形装置１０は、丸鋼管Ｐの内部に、大きさの異なる複数のパンチ１２を挿入して多段階で拡管成形を行う装置である。そして、拡管成形装置１０は、図１に示すように、メインシリンダ１１と、拡管成形用のパンチ１２と、サイド金型２１、サイドシリンダ２２を含むサイド加圧装置１５と、制御部２０と、外型加圧装置２３，２４と、クランプ装置２５，２６と、位置決め部２７と、を備えている。
【００１９】
丸鋼管Ｐは、略円形の断面形状を有するパイプ材である。
メインシリンダ１１は、油圧ポンプ１６に対して接続されており、油圧ポンプ１６から供給される作動油によって、固定配置された丸鋼管Ｐに対してパンチ１２を挿入するための押圧力を付与する。
パンチ１２は、図２に示すように、丸鋼管Ｐの開口端部から挿入されて丸鋼管Ｐの端部に拡管部Ｐ１（図６参照）を形成するための部材である。また、本実施形態では、図２および図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、大きさが異なる３種類のパンチ１２ａ〜１２ｃを順番に用いて、３段階のステップを経て、丸鋼管Ｐの端部に拡管部Ｐ１を成形する。
【００２０】
ここで、上記３種類のパンチ１２ａ〜１２ｃのうち、最初の第１ステップにおいて使用される最も小さいパンチ１２ａは、３種類のパンチ１２ａ〜１２ｃの中で最も拡管率が大きくなるように設定されている。これにより、最も減肉が生じにくい最初の第１ステップにおいて最大限の拡管率とすることで、急激な減肉や成形不良等を生じさせることなく、効率よく拡管成形を実施することができる。
【００２１】
なお、拡管率とは、例えば、第１〜第３ステップにおける各ステップ前の丸鋼管Ｐの外径ｄ１、各ステップ後の丸鋼管Ｐの外径ｄ２とすると、拡管率αは以下の式（１）によって表される。
拡管率α＝（ｄ２−ｄ１）／ｄ１  ・・・・・（１）
つまり、拡管率は、パンチ１２挿入前の外径寸法に対して、パンチ１２の挿入によって丸鋼管Ｐの外径寸法がどれだけ拡大されたかを意味している。
【００２２】
サイド加圧装置１５は、拡管成形の対象となる丸鋼管Ｐの一方の開口端部に対して、パンチ１２の挿入方向と同じ方向に向かって押圧力を付与する機構である。そして、サイド加圧装置１５は、図１に示すように、サイド金型２１、サイドシリンダ２２を有している。サイド金型２１は、略円環状の部材であって、上述したパンチ１２の大きさに応じて複数サイズが設けられており（後述するサイド金型２１ｂ，２１ｃ）、上述したパンチ１２が略円環状の内周部分内を移動するように配置されており、拡管成形された丸鋼管Ｐの開口端部に当接して、パンチ１２の挿入方向と同じ方向に軸押しする。サイドシリンダ２２は、可動部の先端に取り付けられたサイド金型２１を、パンチ１２の挿入方向に向かって押圧する。また、サイドシリンダ２２は、メインシリンダ１１におけるパンチ１２を前進させる際のストロークおよび速度に基づいて、丸鋼管Ｐの開口端部に向かって適度な押圧力が付与されるように、制御部２０によってフィードフォワード制御される。
【００２３】
制御部２０は、上述のように、メインシリンダ１１におけるパンチ１２を前進させるストロークや速度に関する情報に基づいて、サイド加圧装置１５によるサイド金型２１を最適な押圧力によって丸鋼管Ｐに向かって前進させるようにサイドシリンダ２２に対して作動油を供給する油圧ポンプ１６の制御を行う。また、制御部２０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、３段階で拡管成形する工程において、パンチ１２ａの挿入だけを行うステップ（第１ステップ）と、パンチ１２ｂ、パンチ１２ｃとサイド金型２１とを併用するステップ（第２・第３ステップ）とで、それぞれパンチ１２ａ〜１２ｃ、サイド金型２１とを制御する。なお、このような拡管成形の内容については、後段にて詳述する。
【００２４】
外型加圧装置２３，２４は、上方および下方からそれぞれ丸鋼管Ｐの拡管部Ｐ１の周辺部分を挟み込むように配置されており、外型部２３ａ，２４ａと、外型シリンダ２３ｂ，２４ｂと、を有している。外型部２３ａ，２４ａは、成形終了まで一定の大きさのものが使用され、丸鋼管Ｐとの当接部分付近に、丸鋼管Ｐに挿入されるパンチ１２の先端部分の形状の沿ったテーパ形状を有しており、丸鋼管Ｐの外周面に対して当接する。これにより、パンチ１２が挿入されて拡管成形される拡管部Ｐ１周辺を外周面側から支持して、成形性を向上させることができる。外型シリンダ２３ｂ，２４ｂは、油圧ポンプ１６に接続されており、パンチ１２やサイド金型２１の移動に合わせて、外型部２３ａ，２４ａを丸鋼管Ｐの拡管部Ｐ１の外周部分に対して近接する位置まで移動させる。
【００２５】
クランプ装置２５，２６は、丸鋼管Ｐの長手方向におけるほぼ中央部分付近の外周部を、上下方向からそれぞれ挟み込むようにして丸鋼管Ｐを支持する。そして、クランプ装置２５，２６は、それぞれクランプ型２５ａ，２６ａと、クランプシリンダ２５ｂ，２６ｂと、を有している。クランプ型２５ａ，２６ａは、丸鋼管Ｐが拡管成形装置１０にセットされる際に丸鋼管Ｐの外周面に当接して支持する。クランプシリンダ２５ｂ，２６ｂは、油圧ポンプ１６に接続されており、丸鋼管Ｐの長手方向に直交する方向にクランプ型２５ａ，２６ａを移動させる。
位置決め部２７は、拡管成形装置１０に丸鋼管Ｐがセットされる際に、丸鋼管Ｐにおける拡管成形される側とは反対側の端部が当接し、長手方向における位置決めを行う。
【００２６】
＜本拡管成形装置１０による拡管成形の流れ＞
本実施形態では、上述した構成を備えた拡管成形装置１０において、図３（ａ）〜図３（ｃ）、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、大きさの異なる３種類のパンチ１２ａ〜１２ｃを用いて３つの段階に分けて段階的に丸鋼管Ｐの拡管成形を行う。本実施形態では、このように複数段階に分けて拡管成形を実施することで、丸鋼管Ｐにかかる成形負荷を軽減して成形限界を向上させている。
【００２７】
具体的には、本実施形態では、図５に示すフローチャートに従って、以下に示すような手順で丸鋼管Ｐの拡管成形を行う。
すなわち、本実施形態の拡管成形装置１０では、ステップＳ１（第１拡管成形ステップ）において、図３（ａ）に示すように、クランプ装置２５，２６によって支持された丸鋼管Ｐの開口端部に対して、パンチ１２ａ〜１２ｃの中で最も小さく拡管率が最も大きいパンチ１２ａ（パンチＡ）を挿入していくように、メインシリンダ１１を駆動する。ここで、本ステップＳ１では、パンチ１２ａを移動させる工程中に、丸鋼管Ｐの開口端部を押圧するサイド金型２１は駆動しない。このとき、パンチ１２ａを駆動するメインシリンダ１１のストローク量と成形圧力は、図４（ａ）に示すように、パンチ１２ａが丸鋼管Ｐ内に挿入されていき、丸鋼管Ｐの拡管部分にストレート部が形成され始めると、成形圧力が段階的に上昇していく。
【００２８】
次に、ステップＳ２では、第１ステップ目が終了したか否かを確認する。なお、第１ステップ目の終了は、パンチ１２ａを駆動するメインシリンダ１１が所定のストローク量に達したこと等を検出して判断すればよい。
次に、ステップＳ３では、丸鋼管Ｐの開口端部からパンチ１２ａを取り出す。
次に、ステップＳ４（第２拡管成形ステップ）では、第１ステップ目においてパンチ１２ａによって丸鋼管Ｐの端部に形成された拡管部分の開口端部から、図３（ｂ）に示すように、パンチ１２ａよりも大きく拡管率が小さいパンチ１２ｂを挿入する。
【００２９】
次に、ステップＳ５（第２拡管成形ステップ）では、パンチ１２ｂを挿入していく工程に合わせて、丸鋼管Ｐの拡管部分の開口端部に対して、パンチ１２ｂの大きさに対応するサイド金型２１ｂを当接させ、パンチ１２ｂの挿入方向と同じ方向に押圧する。
このとき、パンチ１２ｂ、サイド金型２１ｂを駆動するメインシリンダ１１、サイドシリンダ２２のストローク量と成形圧力は、図４（ｂ）に示すように、パンチ１２ｂが丸鋼管Ｐ内に挿入されていくのとほぼ同時にサイド金型２１ｂによる開口端部への押圧が開始される。そして、丸鋼管Ｐの拡管部分にストレート部が形成され始めると、パンチ１２ｂにかかる成形圧力が段階的に上昇していく。
【００３０】
次に、ステップＳ６では、第２ステップ目が終了したか否かを確認する。なお、第２ステップ目の終了は、ステップＳ２と同様に、パンチ１２ｂを駆動するメインシリンダ１１が所定のストローク量に達したこと等を検出して判断すればよい。
次に、ステップＳ７では、丸鋼管Ｐの開口端部からパンチ１２ｂを取り出す。
次に、ステップＳ８（第３拡管成形ステップ）では、第２ステップ目においてパンチ１２ｂによって丸鋼管Ｐの端部に形成された拡管部分の開口端部から、図３（ｃ）に示すように、パンチ１２ｂよりも大きいパンチ１２ｃを挿入する。
【００３１】
次に、ステップＳ９（第３拡管成形ステップ）では、パンチ１２ｃを挿入していく工程に合わせて、丸鋼管Ｐの拡管部分の開口端部に対して、パンチ１２ｃの大きさに対応するサイド金型２１ｃを当接させ、パンチ１２ｃの挿入方向と同じ方向に押圧する。
このとき、パンチ１２ｃ、サイド金型２１ｃを駆動するメインシリンダ１１、サイドシリンダ２２のストローク量と成形圧力は、図４（ｃ）に示すように、パンチ１２ｃが丸鋼管Ｐ内に挿入されていくのとほぼ同時にサイド金型２１ｃによる開口端部への押圧が開始される。そして、丸鋼管Ｐの拡管部分にストレート部が形成され始めると、パンチ１２ｃにかかる成形圧力が段階的に上昇していく。
【００３２】
次に、ステップＳ１０では、第３ステップ目が終了したか否かを確認する。なお、第３ステップ目の終了は、第１・第２ステップ目の終了時と同様に、パンチ１２ｃを駆動するメインシリンダ１１が所定のストローク量に達したこと等を検出して判断すればよい。
次に、ステップＳ１１では、丸鋼管Ｐの開口端部からパンチ１２ｃを取り出す。
次に、ステップＳ１２では、サイド金型２１ｃや外型部２３ａ，２４ａ等を退避させ、クランプ装置２５，２６による支持を解除して、開口端部に拡管部Ｐ１が形成された丸鋼管Ｐを取り出す。
【００３３】
ここで、上述した３段階の拡管成形が完了した丸鋼管Ｐは、図６に示すように、拡管成形された開口端部側から順に、ストレート部、テーパ部、素管部の３つに分類される。なお、拡管部Ｐ１は、側断面視において平行部を含むストレート部、同じく側断面視において傾斜部分を含むテーパ部を含む部分をいう。素管部は、拡管成形前の丸鋼管Ｐの外径を有する部分である。よって、３段階の拡管成形後の拡管率は、ストレート部の外径から素管部の外径を引いた寸法を素管部の外径で除することで求められる。
【００３４】
ここで、上述した拡管成形後における丸鋼管Ｐの各部における板厚の変化について調べた結果、図７に示すように、サイド金型２１による開口端部への押圧（軸押し）の有無によって、板厚減少を大幅に抑制することができた。特に、ストレート部とテーパ部との境界部分付近における板厚減少は、サイド金型２１のパンチ１２との併用によって、大幅に抑制されていた。
さらに、上述した第１〜第３ステップにおける丸鋼管Ｐの板厚減少について調べた結果、図８に示すように、第２・第３ステップにおけるサイド金型２１による開口端部への押圧（軸押し）の有無によって、第２・第３ステップにおいて板厚減少を大幅に抑制することができた。
【００３５】
本実施形態の拡管成形装置１０では、以上のように、大きさが異なる複数のパンチ１２ａ〜１２ｃを用いて複数段階で所望の拡管率を有する拡管部Ｐ１を形成する工程において、最初の第１ステップでは、サイド金型２１を使用せずに、パンチ１２ａを丸鋼管Ｐの開口端部に挿入して拡管部分を成形する。そして、それ以降のステップ（第２・第３ステップ）では、パンチ１２ｂ，１２ｃとサイド金型２１とを併用して、パンチ１２ｂ，１２ｃの挿入と同時にサイド金型２１による開口端部への押圧（軸押し）を行う。
【００３６】
これにより、パンチ１２ａ〜１２ｃの挿入とサイド金型２１による軸押しとを併用することで、丸鋼管Ｐの端部に拡管部Ｐ１を形成する際の急激な肉厚の減少を抑制して成形限界を上昇させ、座屈や割れ等の発生を効果的に防止することができる。また、座屈や割れ等が発生しにくい最初の第１ステップにおいてはサイド金型２１を併用しないことで、サイド金型２１による軸押しを併用することによる成形時間の延長を最小限とし、効率よく拡管成形を実施することができる。
【００３７】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、第１〜第３の拡管成形ステップを含む３段階で拡管成形を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、２段階の拡管成形ステップや、４段階以上の拡管成形ステップを含む方法によって鋼管の拡管成形を行ってもよい。
【００３８】
（Ｂ）
上記実施形態では、断面が略円形の丸鋼管に対して拡管成形を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、断面形状が略四角形、多角形等の異形鋼管に対して、上述した拡管成形方法を用いて拡管成形を実施してもよい。
【００３９】
（Ｃ）
上記実施形態では、パンチ１２挿入過程において拡管部Ｐ１にストレート部が形成されるタイミングで、サイド金型２１を用いて丸鋼管Ｐの開口端部への軸押しを開始する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
例えば、拡管部付近の肉厚減少が始まるタイミングで、サイド金型を用いて丸鋼管の開口端部への軸押しを開始してもよい。
なお、この肉厚減少の検出については、例えば、丸鋼管へ挿入中のパンチのストローク量やパンチにかかる圧力変動に基づいて検出すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の鋼管の拡管成形方法は、複数段階を含む鋼管の拡管成形方法による成形限界を広げて、効率よく歩留りのよい拡管成形を実施することができるという効果を奏することから、各種素材の拡管成形に対しても広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０      拡管成形装置
１１      メインシリンダ
１２      パンチ
１２ａ    パンチＡ（第１パンチ）
１２ｂ    パンチＢ（第２パンチ）
１２ｃ    パンチＣ（第３パンチ）
１５      サイド加圧装置
１６      油圧ポンプ
２０      制御部
２１，２１ｂ，２１ｃ  サイド金型
２２      サイドシリンダ
２３，２４  外型加圧装置
２３ａ，２４ａ  外型部
２３ｂ，２４ｂ  外型シリンダ
２５，２６  クランプ装置
２５ａ，２６ａ  クランプ型
２５ｂ，２６ｂ  クランプシリンダ
２７      位置決め部
Ｓ      ステップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２０００−２４６３８２号公報（平成１２年９月１２日公開）
【図１】
2010227988.tif 000003
【図２】
2010227988.tif 000004
【図３】
2010227988.tif 000005
【図４】
2010227988.tif 000006
【図５】
2010227988.tif 000007
【図６】
2010227988.tif 000008
【図７】
2010227988.tif 000009
【図８】
2010227988.tif 000010