(57)【要約】【課題】中実の素材の各端面に、パンチの押込み鍛造で穴あけ加工をして未貫通中空軸状素材を製造し、その後、両穴の奥に位置する底壁を打抜いてグロープラグ用主体金具製造用の中空軸状素材を製造するに当り、その打抜きによって形成された中空部のうち、特に、底壁があった位置における心ズレを小さくできる製法を提供する。【解決手段】 未貫通中空軸状素材の各端面にあけられた穴の該端面から前記底壁までの深さＬが、穴径Ｄの３〜５倍の範囲にある寸法関係を有するものを製造するに当り、その各端面にあける穴を、それぞれ１回のパンチの押込みによってあける。２回のパンチ打ちによる穴あけだと、１回目の穴あけでパンチの先端が曲ることで発生する、穴の奥の曲りに、２回目の穴あけ時に押込まれるパンチの先端がガイドされて心ズレが大きくなるが、本発明ではこのようなガイド作用を受けないから、心ズレを小さくできる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中実の素材の各端面に、パンチを押込むことによる押出し鍛造によって穴あけ加工をして、その各穴の奥に所定の厚みの底壁を有する未貫通中空軸状素材を製造し、
この未貫通中空軸状素材における前記底壁を打抜くことによって中空軸状素材を製造し、その後、この中空軸状素材に塑性変形を付与する工程を経てグロープラグ用主体金具を製造する方法であって、
前記底壁が打抜かれる前の前記未貫通中空軸状素材におけるその各端面にあけられた穴の該端面から前記底壁までの深さＬが、穴径Ｄの３〜５倍の範囲にある寸法関係を有するものにおいて、
前記各端面にあけられる穴を、それぞれ１回のパンチの押込みによってあけることを特徴とする、グロープラグ用主体金具の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記各端面にあけられる穴を、それぞれ１回のパンチの押込みによって、個別にあけることを特徴とする、グロープラグ用主体金具の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記未貫通中空軸状素材における前記底壁の厚みをｔとし、管壁の肉厚をＴとしたとき、ｔとＴとが、ｔ≦（Ｔ／２）の寸法関係にあることを特徴とする、グロープラグ用主体金具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの始動促進のための予備加熱等に使用されるグロープラグに関し、詳しくは、このグロープラグの構成部品である主体金具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、グロープラグとしては、多種、多様の構造のものが知られている（例えば、特許文献１の図８参照）。同文献記載のグロープラグは、中空軸状（筒状）をなす主体金具（金具本体ともいわれる）の内側に、ヒーター（グロープラグの発熱部）用の発熱チューブ（ヒータ素子）をその主体金具の先端（図示下端）から突出させ、その発熱チューブより後方に、これらと同軸で、後端から突出する配置で固定されたヒーター通電用の端子用軸などを備える構造を有している。
【０００３】
上記した構造のグロープラグを構成している主体金具は、同軸異径の筒状体構造を呈している。具体的には、先端側の細筒状部と、後端側の大径の工具係合用多角形部、さらに、これらの中間部位には細筒状部より大径で、多角形部よりも小径をなす、エンジンへの取付け用のネジ部を有するものであり、全体として同軸異径の筒状体構造を呈している（特許文献１の図８参照）。このような主体金具は、低炭素鋼からなる所定長さのパイプ（円管）を出発材料として製造されることもあるが、コスト低減のため、近時は、同材質の中実の素材（長尺の丸棒又はコイル材から、所定長さに切断した丸棒）を出発材料として製造される（特許文献１参照）。このように中実の素材から製造する場合には、多段（複数）の鍛造（冷間押出し鍛造）工程等を経て、中空軸状素材（円筒状体）に成形し、この中空軸状素材から、多段の鍛造等の塑性変形工程を経て、主体金具の完成品に近い外観を有する中間体（主体金具仕掛品という）に成形される（特許文献１の図１のＥ，Ｆ参照）。そして、ネジ加工など、必要な機械加工等を経ることで最終的に主体金具完成品として製造される。
【０００４】
上記した主体金具仕掛品に成形される前の中空軸状素材は、図７のＡ〜Ｃに示したように、出発材料である丸棒（図７のＡ）１０から、その各端面に浅い穴３４，４４をあけ（同図Ｂ参照）、次いで、この穴をさらに深くして所定深さの穴３５，４５をあけて未貫通中空軸状素材４０とする（図７のＣ参照）。そして、最後に図７のＤに示したように、各穴の奥の底壁３７を打抜くことで中空軸状素材５０として成形される（特許文献１参照）。このような穴あけ加工をパンチ（ポンチ）の押込みによる押出し鍛造で行う場合には、従来、出発材料（所定長さに切断してなる丸棒）１０を、図示はしないが、その外周面を拘束する円筒内面に形成されたコンテナ（金型）内に装填し、両端面の中央に、第１段階としてパンチを所定深さ（例えば、約半分の深さ）押込むことにより１回目の浅い穴あけ加工をして図７のＢに示した形状に成形する。次に、こうして得られた素材（穴あけ仕掛品）を別のコンテナ内に装填し、その各端面の穴に、第２段階として各穴が次工程で打抜かれる底壁３７までの所定の深さを有する穴３５，４５となるように、パンチを押込んで、図７のＣに示した形状に成形する。このように、従来、各端面においてあけられる穴は、通常、ともに２回の押出し鍛造で成形されていた。
【０００５】
ところで、各端面における穴を、前記のように２回の押出し鍛造を経ることで成形するのは次の理由による。グロープラグ用主体金具製造用素材をなす上記したような中空軸状素材は円筒体（円形パイプ）であり、全長が、３５〜５０ｍｍ程度で、外径が８〜１０ｍｍ程度であり、その中空部の内径（穴径）は４〜５ｍｍ程度である。一方、最後に打抜く底壁の厚さは数ｍｍである。したがって、このような中空軸状素材を製造するにあたって、底壁が打抜かれる前（貫通前）の各端面にあけられる穴３５，４５の深さ（押出し長さ）は、各端面において約１５〜２４ｍｍ程度となる。一方、押出し鍛造において、１回のパンチの押込みによってあけることのできる穴の深さＬと、穴径Ｄとの関係は、従来の技術常識では、塑性変形における素材の流れや変形抵抗、或いは摩擦抵抗、さらにはパンチに対する負荷の増大等を考えると、理論上、Ｌ／Ｄ≦２．５が限界とされていた（非特許文献１）。すなわち、１回のパンチの押込み（押出し鍛造）によってあけられる穴の深さは、穴径の２．５倍まで、というのが従来の技術常識とされていた。それ故、このような技術常識に従うと、前記素材の各端面にあける穴は、それぞれ、１回のパンチの押込みでは行うことができないため、２回のパンチの押込みとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２３６０１０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】山本博一著、プレス金型選書（６）「圧縮加工金型」株式会社ジャパンマシニスト社発行、昭和４６年８月１０日初版発行、４２頁〜４５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、上記のような工程を経て製造された中空軸状素材（図７のＤ）において、貫通された穴（中空部）を誇張して示すと、図８に示したように、破線で示す底壁３７があった位置及びその近傍において心ズレ（偏心又は横ズレ）Ｅを生じていることがあった。すなわち、底壁３７が打抜かれる前の未貫通中空軸状素材（図７のＣ参照）におけるその各端面にあけられた穴３５，４５が、底壁３７及びその近傍において心ズレを起こしていた。
【０００９】
このような心ズレ（心ずれ）Ｅの存在は、中空軸状素材５０においてその中空部（貫通穴）が軸線Ｇに沿って真っ直ぐに貫通しておらず、したがって、中空軸状素材（管壁）５０の肉厚が、底壁３７があった部位、又はその近傍で偏肉していることを意味する。また、上記のように製造された中空軸状素材５０のように、その中空部に心ズレＥがあると、この中空軸状素材５０を出発材として、その後、上記したような主体金具仕掛品を塑性変形で成形、製造する際においては、その成形過程で中空部（穴）内に挿入されるべきピン（心金）が円滑に挿入できないことになる。したがって、主体金具仕掛品の成形が円滑にできない事態を引き起こしたり、その製造過程で、ピンが曲がったり折れたりするなどの問題を発生させる原因ともなる。
【００１０】
本願発明者において、中空軸状素材、及び未貫通中空軸状素材におけるその各端面にあけられた穴の奥における「心ズレＥ」の発生原因について究明したところ、次のことを知るに至った。
上記した製法による穴あけ加工においては、素材の各端面において複数回（上記例では２回）のパンチの押込みによる押出し成形を繰り返し行うことになる。この場合、いずれの端面においても、１回目のパンチの押込みで、そのパンチが１００％完璧に素材の中心軸線を通りかつ同軸線に平行に押込まれることはない。これは、切断された素材における寸法等のバラツキ（例えば、端面の微小な傾斜のバラツキ）があったり、或いは、パンチとそれを内挿させるスリーブとの微小隙間などの存在に基づき、パンチが素材内に押込まれる過程で横方向に変形（又は変位）するためである。したがって、その押込過程では、パンチの先端に微小ではあるが、曲りを生じることになる。すなわち、図９に誇張して示したように、１回目のパンチの押込みで形成される第１段階の穴３４，４４においては、その各穴の奥において横方向に曲りを生じる。そして、このような穴３４，４４の奥における曲りは、パンチが如何に高強度材からなるものであっても、先端が自由端であることや、太さも４〜５ｍｍ程度と細いことから、僅かではあるが不可避的に発生する。ただし、本願発明者において調べたところ、この１回目のパンチの押込みで形成される穴の奥における曲がりによる心ズレ自体は微量であり、それが精度上問題となることはない。
【００１１】
しかし、１回目のパンチの押込みで形成された穴３４，４４の奥が、横方向に微量であるとはいえ曲がっていると、２回目のパンチは、その先端がこの穴３４，４４の奥における曲りにガイド（案内）されるか、その曲がりの影響を受けて押込まれる。従来、２回目のパンチの押込みによりあけられた穴３５、４５の奥に、心ズレＥが比較的大きく発生しているのは、このようなガイド作用等に起因していると考えられる。
【００１２】
こうした問題に対して、本願発明者は次の（１）、（２）ように考えた。
（１）素材の各端面において１回のパンチの押込みで、その後、打抜くべき底壁までの深い穴をあけるとすれば、２回目のパンチによる押込み過程で、１回目のパンチによる穴の奥の曲りによるガイド作用等をうけることはなくなる。したがって、２回のパンチの押込みによる穴あけよりも、１回のパンチの押込みによって、一度に所定深さの穴をあける方が、このようなガイド作用等をうけることがなくなる分、心ズレを小さくできる筈である。
（２）穴あけ加工後、打抜くべき底壁まで、各端面において１回のパンチの押込みによって穴をあける場合のパンチと、２回のパンチの押込みによって穴をあける場合の２回目のパンチとは、太さだけでなく長さについても同じものが必要になる。
【００１３】
本願発明者は前記の検討結果や推論に基づいて、上記技術常識にあえて反して、一方の端面から打抜くべき底壁までの穴の深さが、穴径の３倍以上となる素材について、１回のみのパンチの押込みによる押出し鍛造で穴あけ加工をしてみた。併せて、比較例として２回のパンチの押込みによる押出し鍛造でもあけてみた。そして、各端面における穴の奥の底壁の位置における心ズレ（片方の穴の奥の部分の正規の軸線からの最大心ズレ）Ｅを調べてみた。その結果、穴の深さが、穴径の３〜５倍では、２回のパンチの押込みであけられた穴の心ズレＥの大きさに対し、１回のパンチの押込みであけられた穴の心ズレＥの大きさは、半分以下（約３０〜５０％）に抑えることができるということが判明した。しかも、１回のパンチの押込みで穴をあけた場合にも、素材の流れやパンチ等に格別問題は見られなかった。
【００１４】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、中実の素材の各端面に、パンチの押込みによる押出し鍛造で穴あけ加工をして未貫通中空軸状素材を製造し、その後、両穴の奥に位置する底壁を打抜いてグロープラグ用主体金具製造用の中空軸状素材を製造するに当り、打抜きによって形成された中空部（貫通された穴）のうち、特に、底壁があった位置、及びその近傍における心ズレを小さくできる製法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的を達成するため、請求項１記載に記載の発明は、中実の素材の各端面に、パンチを押込むことによる押出し鍛造によって穴あけ加工をして、その各穴の奥に所定の厚みの底壁を有する未貫通中空軸状素材を製造し、
この未貫通中空軸状素材における前記底壁を打抜くことによって中空軸状素材を製造し、その後、この中空軸状素材に塑性変形を付与する工程を経てグロープラグ用主体金具を製造する方法であって、
前記底壁が打抜かれる前の前記未貫通中空軸状素材におけるその各端面にあけられた穴の該端面から前記底壁までの深さＬが、穴径Ｄの３〜５倍の範囲にある寸法関係を有するものにおいて、
前記各端面にあけられる穴を、それぞれ１回のパンチの押込みによってあけることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記各端面にあけられる穴を、それぞれ１回のパンチの押込みによって、個別にあけることを特徴とする、グロープラグ用主体金具の製造方法である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記未貫通中空軸状素材における前記底壁の厚みをｔとし、管壁の肉厚をＴとしたとき、ｔとＴとが、ｔ≦（Ｔ／２）の寸法関係にあることを特徴とする、グロープラグ用主体金具の製造方法である。前記の製法では底壁の厚みｔが薄くなるほど成形は困難となる。したがって、従来、ｔとＴは、過酷な場合でも、ｔ＞０．８Ｔの関係にあるべきとされているが、前記底壁が後工程で打抜かれるものであることからして、底壁の厚さｔを、管壁の肉厚Ｔの半分以下とするのが、その打ち抜きを容易にするために好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の本発明では、前記未貫通中空軸状素材が、その各端面にあけられるべき穴の端面から前記底壁までの深さＬが、穴径Ｄの３〜５倍の範囲にある寸法関係を有するものにおいて、その後、打抜くことになる前記底壁までの穴あけを、従来の技術常識に反して、１回のパンチの押込みによる押出し鍛造で行うものとしている。このため、従来のように例えば２回の押出し鍛造で穴あけ加工していた場合には、１回目の穴あけにおいて押込まれたパンチの先端が曲ることで発生する、その穴の奥における曲りに、２回目の穴あけ時に押込まれるパンチの先端がガイドされて、さらに曲りが大きくなるということがなくなる。したがって、あけられた穴の心ズレを小さくできるという効果が得られる。しかも、素材の流れやパンチ等に格別問題は見られなかった。一方、穴の深さＬが、穴径Ｄの５倍を超えるようだと、パンチが細長くなりすぎ、パンチに曲りや折れが発生することがあり、その耐力に問題がある。本願発明者の行った試験結果からは、その各端面にあけられた穴の端面から前記底壁までの深さＬが、穴径Ｄの５倍を超えない寸法関係にあるかぎり、１回のパンチの押込みによる押出し鍛造で問題なく穴あけができる。しかも、穴の奥の心ズレも、２回のパンチの押込みによる押出し鍛造による場合よりも小さくできる。
【００１９】
前記したように本願発明によれば、あけられた穴の奥における心ズレを、従来の製法による場合に比べて小さくできるため、後工程で、底壁を打抜いて形成された中空軸状素材における中空部の同軸度（同心度）を高めることができる。したがって、その後、この中空軸状素材（パイプ）を材料として、主体金具の形状に塑性変形する際において、ピン（心金）をその中空部内に挿入することに支障がでたり、同ピンの曲りや折れを招くといった問題の発生を低減できる。その結果、主体金具を低コストで、精度よく製造できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を具体化した製法に先立ち、素材の各端面にセンタ出し用の凹部を形成する工程の説明用断面図。
【図２】本発明を具体化した製法において、センタ出し用の凹部を形成した素材の一方（図示下）の端面に１回のパンチの押込みで所望とする深さの穴あけを押出し鍛造で行う工程の説明用断面図。
【図３】図２において、一方（図示下）の端面に１回のパンチの押込みで所望とする深さの穴あけを行った素材の他方（図示上）の端面に、１回のパンチの押込みで所望とする穴あけを押出し鍛造で行う工程の説明用断面図。
【図４】押出し鍛造により各端面に、奥に底壁を有する所定深さＬの穴があけられた未貫通中空軸状素材の断面図、及びその底壁をパンチで打抜いて中空軸状素材を得る工程を説明する説明用断面図。
【図５】底壁がパンチで打抜かれた中空軸状素材の中空部をバニシングする工程の説明用断面図。
【図６】中実の素材（丸棒）から中空軸状素材（及びバニシング加工後の中空軸状素材仕上げ品）が得られるまでの各仕掛品の形状の変化を説明する半断面図。
【図７】従来のグロープラグ用主体金具を製造する材料である、中空軸状素材が得られるまでの各仕掛品の形状の変化を説明する半断面図。
【図８】従来の製法で製造された中空軸状素材において、貫通された中空部（穴）に心ズレＥが発生している状態を誇張して示した拡大断面図。
【図９】従来の製法において中空部（穴）に心ズレが発生する原因を説明するため、１回目のパンチの押込みによる穴あけであけられた穴の奥の曲がりを誇張して示した拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る、グロープラグ用主体金具の製造方法を具体化した実施の形態例について図１〜図６に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態において製造される中空軸状素材（パイプ）は、背景技術で説明したものと同様の円筒体である。また、出発材料１０は、従来と同様、低炭素鋼のコイル等から所定長さに切断されてなる丸棒（円柱体）である。また、製造される中空軸状素材の前段階である未貫通中空軸状素材のうち、各端面にあけられる穴の深さ（押出し長さ）Ｌは、穴径Ｄの約４倍のものとしている（図４の左図参照）。
【００２２】
以下、本形態の製法について説明するが、本形態では、パンチの押込みによる穴あけ前に、まず、図１に示したように、出発材料１０の各端面１３の中央に、センタ出し用の凹部（センタ穴）１５をプレスによる塑性変形で形成する。すなわち、この凹部１５の成形は、図１の左図に示したように、第１コンテナ（第１金型）１０１の円筒状の空孔内に、出発材料１０の外周面（円筒部）を拘束状態として装填する。次いで、図１の右図に示したように、各端面１３にセンタ出し用の金型（加圧体）１２１の凸部１２５を押付ける。こうすることで、その金型１２１の凸部１２５に倣って、出発材料１０の各端面（両端面）１３の中央には、センタ出し用の凹部（円形の穴）１５が陥没状に形成される（図６のＢ参照）。
【００２３】
この凹部１５は、出発材料１０の各端面１３側から見て円形を成し、内径が次工程（図２参照）の押出し鍛造（穴あけ加工）で、加圧体１３１及び穴あけ用のパンチ３０１の先端が嵌合可能に、その加圧体１３１の凸部１３５、及び穴あけ用のパンチ３０１の先端の外径、すなわち、穴径Ｄと同じか、それより若干大きくされている。そして、深さは、加圧体１３１の凸部１３５、及びパンチ３０１の先端が横ずれすることなく嵌合可能な範囲であればよく、穴径Ｄよりも小さく設定し、例えば、周囲の端面１３より１〜２ｍｍの深さとされている。なお、この凹部１５の形成は、本発明では必須の工程ではないが、これを形成しておくと、次工程（図２参照）における加圧体１３１の凸部１３５、及びパンチ３０１の先端のセンタ出しが安定する。また、形成されたこの凹部１５の内周面とその周囲の各端面１３との角（凹部の入口の角）には、周方向に沿って所定の大きさの面取り（例えば、Ｃ０．５）が付くようにしておくのが好ましい。加圧体１３１の凸部１３５、及び穴あけ用のパンチ３０１の先端が嵌合（又は挿入）し易くなるためである。なお、この面取りの付与のためには、凹部１５形成用の金型１２１の凸部１２５の根元に隅肉を付与しておけばよい。
【００２４】
次に、上記のようにしてセンタ出し用の凹部１５が形成された素材２０を、図２の左図に示したように、第２コンテナ（第２金型）２０１内に、軸線Ｇ方向に沿って装填する。図２においては、図示上方から加圧体１３１が図示しないラムの下降によって押込まれることで、素材２０における図示下の端面１３側に押出し鍛造により穴あけ加工がされるように構成されている。したがって、加圧体１３１の先端に形成された凸部１３５は、図２の左図に示したように、図示上の端面１３のセンタ出し用の凹部１５に嵌合するように設定されている。一方、図示下の端面１３のセンタ出し用の凹部１５には、穴あけ用のパンチ（以下、下パンチとも言う）３０１が、その先端を嵌合可能に、第２コンテナ２０１に取り付けられている。なお、この下パンチ３０１は外径が穴径Ｄと同じに形成された円柱状をなし、本例では、押出し成形時において第２コンテナ（第２金型）２０１に対して相対的に動かないように、ガイド用のスリーブ（下スリーブともいう）３２１内に配置されている。ただし、このスリーブ３２１は、素材２０の下の端面１３の周囲（凹部の周囲）に接し、適宜の力で素材２０を弾性的に支持しているが、図示上方から加圧体１３１が押込まれることで、図２の右図に示したように、素材２０の図示下の端面１３側が前方押出しされるに従って、弾性的に下降するように取り付けられている。
【００２５】
したがって、本工程では、図２の左図に示したように、センタ出し用の凹部１５が形成された素材２０を、第２コンテナ（第２金型）２０１内に、その軸線Ｇ方向に沿って装填し、図２の右図に示したように、図示上方から加圧体１３１で、素材２０を軸線Ｇ方向に圧縮する。すると、素材２０の図示下の端面１３において凹部１５に嵌合していた下パンチ３０１は、相対的に軸線Ｇ方向に沿って素材２０内に押込まれるとともに、素材２０の図示下側は筒状に前方（図示下方）に押出され、下の端面１３の中央に、直径Ｄで所定深さＬの円柱状の穴３５があけられる。これにより、下の端面１３に穴３５があけられた仕掛品（以下、素材と言う。本明細書では、中間仕掛品も素材という）３０となる（図２の右図、図６のＣ参照）。このとき、加圧体１３１の下降ストロークは、素材３０の下の端面１３にあけられる穴３５が、この１回の下パンチ３０１の押込みによって、奥に所定の底壁３７を有する所望とする深さＬとなるように設定されている。なお、この穴あけ加工後は、加圧体１３１を引き上げた後、例えば、下パンチ３０１と下スリーブ３２１とを一体で上動して、その素材３０をキックアウトして取り出す。なお、パンチ３０１の先端面（図中上端面）は、図示では平坦面のものとしているが、若干、先細り状をなすように、例えば先端角が１７０度程度（軸線Ｇに垂直な面に対し、片側５度程度の後退角）となるようにテーパをつけておくとよいのは従来と同様である。また、パンチ３０１の外周面には、適宜のバックテーパを付けておいてもよい。このようなパンチ３０１の形状については、次記する上パンチについても同様である。
【００２６】
次に、このようにして、一方（下方）の端面１３に所定深さＬの穴３５があけられた素材３０を、図３に示したように第３コンテナ（第３金型）３０１内に、その軸線Ｇ方向に沿って、穴３５があけられている側の端面１３を下にして装填する。このとき、図示下の端面１３における穴３５には、前工程において穴あけに使用された下パンチ３０１と同様、円柱状で外径が穴径Ｄをなす下パンチ５０１が入り込んでその先端が底壁３７に当接するように設定されている。そして、その図示下の端面（穴の周囲）１３には下パンチ５０１を包囲する配置のスリーブ（以下、下スリーブともいう）５２１の先端が当接して支持するように設定されている。なお、この工程において、下パンチ５０１及び下スリーブ５２１は、共に第３コンテナ３０１に対して相対的に動かないように取り付けられている。ただし、次記する上パンチ４０１の押込みにより、図示上の端面１３に穴があけられて、未貫通中空軸状体４０とされた後、上パンチ４０１を後退させた後においては、その成形体である未貫通中空軸状体４０を図示上方にキックアウトして取り出し可能に、下パンチ５０１及び下スリーブ５２１とが一体となって上動するように設定されている。
【００２７】
このような第３コンテナ（第３金型）３０１においては、図３の右図に示したように、図示上方から穴あけ用のパンチ（以下、上パンチともいう）４０１が押込まれることで、図示上の端面１３に押出し鍛造により穴あけがされる。したがって、上パンチ４０１の先端は、素材３０の図示上の端面１３のセンタ出し用の凹部１５に嵌合するように設定されている。また、この上パンチ４０１は、外径が穴径Ｄと同じに形成された円柱状をなし、第３コンテナ３０１に対して、図示下方に所定ストローク下動するように、ガイド用のスリーブ（以下、上スリーブとも言う）４２１内に取り付けられている。そして、このスリーブ４２１も、適宜の力で素材３０の図示上の端面１３の周囲（凹部の周囲）を下向きに弾性的に押えているが、上パンチ４０１の先端が凹部１５に嵌合された後、下に押込まれることで、素材３０の図示上の端面１３側が後方（図示上）に押出される際、その押出しに従って、弾性的に上動するように取り付けられている。
【００２８】
これにより、図３の左図に示したように前工程で成形した素材３０を第３コンテナ３０１に装填する。その後、上方から上パンチ４０１を押込む。こうすることで、素材３０の図示上の端面１３の凹部１５に嵌合していた上パンチ４０１は、相対的に軸線Ｇ方向に沿って素材３０に押込まれることになり、素材３０の図示上側は筒状に後方（図示上方）に押出され、上スリーブ４２１を押し上げて、図示上の端面１３の中央に穴径Ｄの穴４５があけられて、未貫通中空軸状体４０となる（図６のＤ参照）。このとき、上パンチ４０１の下降ストロークは、素材３０の上の端面１３にあけられるべき穴４５が深さＬとなるように設定されている。
【００２９】
以上のように、各段階の素材の下及び上の各端面１３に、パンチを１回ずつ、所定の深さＬ押込む押出し鍛造によって穴あけ加工をすることで、各端面１３に所定深さＬの穴３５，４５があけられた未貫通中空軸状素材４０が製造される。したがって、以後は、従来と同様に、図４に示したように、両者の穴３５，４５の奥において残存する底壁３７を、別工程において打ち抜き用パンチ６０１の打ち込みによって打抜く。かくして、出発材料である中実の丸棒１０から中空軸状素材５０、すなわち、主体金具製造用の仕掛品（同軸異径の筒状体）を別途鍛造等の工程を経ることで成形する際の出発材料である中空軸状素材５０が製造される。
【００３０】
そして、要すれば、図５に示したように、中空軸状素材５０において打抜かれた底壁３７のうち、残存する周縁部３８をバニシングパンチ７０１の押込みによりさらえ取り（除去する）、中空軸状素材の中空部仕上げ品６０を得るようにしてもよい。なお、バニシングパンチ７０１は、押出し鍛造に用いられたパンチの外径と同じか、それより微量大径のものを用いて、押出しで鍛造であけられた穴３５，４５の全長にわたり、その穴の内面をバニシング（加工）するものとしてもよい。かくして本形態では、図６に示したように、出発材料である中実の素材（同図Ａ）１０から始まり、同図Ｂ〜Ｄの形態を経て、中空軸状素材（同図Ｅ）５０、及びバニシング加工後の中空軸状素材の中空部仕上げ品（同図Ｆ）６０に順次成形される。
【００３１】
さて、上記のような穴あけ加工で製造された、底壁３７が打ち抜かれる前の段階の未貫通中空軸状素材（図４の左図参照）４０は、その各端面１３にあけられた穴３５，４５が、それぞれの１回のパンチの押込みによって底壁３７まであけられている。このため、従来のように２回のパンチの押込みによりあけられる場合のように、２回目のパンチによる押込み過程で、１回目のパンチによる穴の奥の曲りによるガイド作用等をうけることはない。したがって、その各端面１３にあけられた穴３５，４５の奥の底壁３７の部位における心ズレを従来より小さくできる。
【００３２】
とくに、本形態では、パンチの押込みによる穴あけ前に、各端面１３にセンタ出し用の金型１２１を押付け、その金型の凸部１２５により、出発材料１０の各端面（両端面）１３の中央にセンタ出し用の凹部１５を形成している。そして、その後、パンチ３０１，４０１の先端をその凹部１５に嵌合させて、各端面１３に穴あけ加工をしている。したがって、穴あけにおける同心精度を一層高めることができる。また、底壁３７の打抜き後に中空部、すなわち底壁３７を打抜いた後の穴３５，４５の内周面をバニシングパンチ７０１でバニシング加工したため、その内周面の面粗度とともに寸法精度が高められる。
【００３３】
ここで、上記したのと同じ出発材料から、各端面１３，１３において１回のパンチの押込みにより、打抜くべき底壁３７までの所定深さＬの穴（Ｌ＝４Ｄ）をあけた場合（本実施形態）と、この穴を、各端面において２回のパンチの押込みにより、すなわち、１回、Ｌ／２の押出しで、打抜くべき底壁まで２回の押込みにより所定深さＬの穴をあけた場合（比較例１）とで、各穴の底壁３７における同軸度として心ズレ量（軸線Ｇに対する最大の心ズレ量）Ｅ（図８参照）を比較してみた。結果は表１に示した通りである。ただし、表１中の各心ズレ量Ｅは、それぞれ、サンプル数３０個の平均値ある。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１に示したように、本実施形態のように１回のパンチの押込みにより各穴をあけた場合におけるその穴の奥における心ズレＥの方が、比較例１のように２回のパンチの押込みにより各穴をあけた場合におけるその穴の奥における心ズレＥよりも、半分以下と格段と小さいことがわかる。これは、とりもなおさず、本発明の効果を実証するものである。すなわち、素材の各端面において、１回のパンチの押込みで所望とする深さの穴をあける方が、その穴あけ加工後に底壁を打抜いて形成される中空軸状素材における穴の精度（同心度）を高められることがわかる。
【００３６】
次に、製造される中空軸状素材の前段階である未貫通中空軸状素材のうち、各端面にあけられた穴（中空部）の深さ（押出し長さ）Ｌが、穴径Ｄの５倍〜６倍のものについても、前記した試験と同じ比較試験をしてみた。なお、これらの例ではいずれも外径は同じものとし、中空軸状素材の全長を異にするため出発材料の全長を異ならしめ、未貫通中空軸状素材に形成する穴の深さＬを、Ｌ＝５Ｄ、Ｌ＝５．５Ｄ、Ｌ＝６Ｄとするものにて比較を行った。結果は表２に示したとおりであり、各心ズレ量Ｅは、それぞれ、サンプル数３０個の平均値である。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２に示したように、Ｌ＝５Ｄにおいては、１回のパンチの押込みによりあけられた穴の奥における心ズレＥの方が、２回のパンチの押込みによりあけられた穴の奥における心ズレＥよりも、表１の結果と同様に小さかった。一方、Ｌ＝５．５Ｄでは、心ズレＥはＬ＝５Ｄのものと比較すると大きく発生したが、比較例に対しては心ズレＥが少なく効果がないわけではない。しかしながら、その効果は小さく、穴の深さＬは穴径Ｄの５倍までとすることが効果的であることが確認できた。なお、Ｌ＝６Ｄのときでは、１回のパンチの押し込みでは、パンチに曲り又は折れが数回発生したため、データなしとした。また、Ｌ＝２Ｄのときでは、本発明であっても比較例であってもともに心ズレＥは小さく、本発明の効果がないわけではないが、相対的に大きく得られるものではなく、本発明の効果が顕著に得られるのは穴の深さＬが穴径Ｄの３倍以上のものであった。
【００３９】
なお、前記各例においては、底壁を打抜く前の穴の深さＬは、各端面（両端面）において同じとした場合で説明したが、各端面にあけられる穴の深さＬは、必ずしも同じである必要はない。両方の穴の深さが、ともに穴径の３倍〜５倍の範囲となるかぎり、１回のパンチ打ちとした方が、２回のパンチ打ちによる場合より、心ズレを小さくできるためである。さらに、前記形態では、一方の端面の穴あけ後に、他方の端面の穴あけを、個別に行う場合で説明したが、本発明では、両端面の穴あけを、同時に行うこととしてもよい。すなわち、各穴を個々に成形するのではなく、対向する穴を同時に、１回のパンチの押込みで行うこととしてもよい。
【００４０】
さらに、上記形態では、底壁の厚さを３ｍｍ〜５ｍｍの範囲とした場合で説明したが、この厚みが薄いほど、後工程での打ち抜きが容易となることから、この厚みはなるべく薄くするのが好ましい。上記もしたように、底壁の厚みをｔとし、管壁の肉厚をＴとしたとき、ｔとＴとが、ｔ≦（Ｔ／２）の寸法関係にあるか、それに近い寸法関係にするのが好ましい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  中実の素材の各端面１３
１３   中実の素材の各端面
３５，４５  穴
３７  底壁
４０  未貫通中空軸状素材
５０  中空軸状素材
３０１，４０１  パンチ
Ｌ  あけられた穴の端面から底壁までの深さ
Ｄ  穴径
ｔ  底壁の厚み
Ｔ  未貫通中空軸状素材における管壁の肉厚
【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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