(57)【要約】  この差厚鋼管の製造方法は、中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側よりプラグを押し込んで前記一端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；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しごき加工工程と；を有する。
2017154481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側よりプラグを押し込んで前記一端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；
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しごき加工工程と；
を有することを特徴とする、差厚鋼管の製造方法。
【請求項２】
前記しごき加工工程で、前記プラグの押し込みを途中で止めることにより、前記素管の前記他端側に未加工部を残す
ことを特徴とする、請求項１に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項３】
前記しごき加工工程における前記薄肉部の減肉率を１０％〜９０％の範囲内にする
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項４】
前記係止工程及び前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも小さな外形寸法を有する先端部と、
前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法の大きさ未満の外形寸法を有する基端部と、
前記基端部から前記先端部に向かって先細りとなるように、前記先端部及び前記基端部間に設けられたテーパー部と、
を備えた前記プラグを用いる
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項５】
前記係止工程及び前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する基端部と、
前記基端部の先端側に連なり、前記基端部から離れるに従って先細りとなる先端部と、
を備えた前記プラグを用いる
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項６】
前記基端部が、前記先端部側に配置された大形基端部と、前記大形基端部よりも外形寸法が小さい小形基端部と、を有する
ことを特徴とする、請求項４または５に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項７】
中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側より第１のプラグを押し込んで前記一端側の外形寸法を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；
前記素管より前記第１のプラグを引き抜く抜出工程と；
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、前記第１のプラグとは外形の異なる第２のプラグを前記素管の前記一端側より他端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しごき加工工程と；
を有する
ことを特徴とする、差厚鋼管の製造方法。
【請求項８】
前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも小さな小形先端部と、
前記素管の内形寸法よりも大きな外形寸法を有する中形部と、
前記中形部の外形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する大形部と、
前記小形先端部及び前記中形部間に設けられた第１のテーパー部と、
前記中形部及び前記大形部間に設けられた第２のテーパー部と、
を備えた前記第２のプラグを用いる
ことを特徴とする、請求項７に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項９】
前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する基端部と；
前記基端部から先端部に向かって先細りとなる第３のテーパー部と；
を備えた前記第２のプラグを用いる
ことを特徴とする、請求項７に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１０】
前記ダイスが、
前記素管の外形寸法に対応する内形寸法を有する中空小形部と；
前記素管の外形寸法よりも大きな内形寸法を有する中空大形部と；
前記中空小形部及び前記中空大形部間に設けられてかつ、前記中空大形部から前記中空小形部に向かって先細りとなる中空テーパー部と；
を備える
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１１】
前記ダイスが、前記中空小形部の長手方向の一部に設けられてかつ、前記素管の外形寸法よりも大きい内形寸法を有する中空中径部をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１０に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１２】
前記しごき加工工程後の前記素管に対して絞り加工を加える絞り加工工程をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１３】
中空筒状の素管より差厚鋼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、前記素管の一端側及び他端側のそれぞれに対してプラグを同時または交互に押し込むことにより、前記一端側の外形及び前記他端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；
前記一端側に前記プラグを挿入したまま、前記他端側の前記プラグを引き抜く抜出工程と；
前記一端側を前記ダイスに係止させたまま、前記一端側に挿入されている前記プラグをさらに前記素管の前記他端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第１の薄肉部を形成する第１のしごき加工工程と；
前記一端側の前記プラグを引き抜く一方、前記他端側に前記プラグを挿入する挿抜工程と；
前記他端側を前記ダイスに係止させたまま、前記他端側の前記プラグをさらに前記素管の前記一端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第２の薄肉部を形成する第２のしごき加工工程と；
を有し、
前記係止工程で、
前記プラグを同時に押し込む場合には、前記素管の長手方向に沿って前記素管を移動自在とし、
前記プラグを交互に押し込む場合には、前記プラグの押し込み方向への前記素管の移動を規制する、
ことを特徴とする、差厚鋼管の製造方法。
【請求項１４】
前記第２のしごき加工工程後の前記素管を絞る、絞り加工工程をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１５】
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１〜１４の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１６】
長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も大きな外形寸法を有する拡大部と；
前記長手方向に沿って見た場合に前記拡大部よりも他方側に設けられてかつ、前記拡大部よりも肉厚が薄い薄肉部と；
を備え、
前記拡大部の硬度の平均値をＨ１、前記薄肉部の硬度の平均値をＨ２とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１を満たす
ことを特徴とする差厚鋼管。
【請求項１７】
前記長手方向に沿って見た場合に前記薄肉部よりも前記他方側に配置され、前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部をさらに備え；
前記厚肉部の硬度の平均値をＨ３とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ３を満たす；
ことを特徴とする請求項１６に記載の差厚鋼管。
【請求項１８】
前記薄肉部が、
前記薄肉部の中で最も肉厚が薄い直管部と、
前記直管部及び前記拡大部間に設けられるとともに前記拡大部に向かって外形が拡大する第１テーパー部と、
前記直管部及び前記厚肉部間に設けられるとともに前記厚肉部に向かって肉厚が厚くなる第２テーパー部と、
を有し；
第１テーパー部の硬度の平均値をＨ４、前記直管部の硬度の平均値をＨ５、そして前記第２テーパー部の硬度の平均値をＨ６とした場合に、Ｈ５＞Ｈ６≧Ｈ３及びＨ５＞Ｈ４＞Ｈ１の両式を満たす；
ことを特徴とする請求項１７に記載の差厚鋼管。
【請求項１９】
前記薄肉部の肉厚が、前記長手方向に沿って見た場合に、部分的に厚くなっていることを特徴とする、請求項１６〜１８の何れか一項に記載の差厚鋼管。
【請求項２０】
前記拡大部及び前記薄肉部の組み合わせが、前記長手方向の両端に対称的に設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の差厚鋼管。
【請求項２１】
一対の前記薄肉部間に配置され、前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部をさらに備え；
前記厚肉部の硬度の平均値をＨ７とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ７を満たす
ことを特徴とする請求項２０に記載の差厚鋼管。
【請求項２２】
長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も肉厚が厚い厚肉部と、前記厚肉部よりも他方側に設けられてかつ、前記厚肉部よりも肉厚が薄い薄肉部と、を備え；
前記長手方向に沿って外形寸法が一定であり；
前記厚肉部の硬度の平均値をＨ８、前記薄肉部の硬度の平均値をＨ９とした場合に、Ｈ９＞Ｈ８を満たす
ことを特徴とする差厚鋼管。
【請求項２３】
前記薄肉部を、前記長手方向に垂直な断面において前記薄肉部の周方向に沿って見た場合に、相対的に、肉厚が薄くて硬度が高い領域と、前記肉厚が厚くて硬度が低い領域とが、前記周方向に沿って交互に入れ替わる回転対称形状を有する
ことを特徴とする請求項１６〜２２の何れか一項に記載の差厚鋼管。
【請求項２４】
シームレス鋼管を素材とすることを特徴とする請求項１６〜２３の何れか一項に記載の差厚鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差厚鋼管の製造方法および差厚鋼管に関する。
本願は、２０１６年３月１１日に、日本国に出願された特願２０１６−０４８６５７号と、２０１６年１２月１９日に、日本国に出願された特願２０１６−２４５８６４号と、に基づき優先権を主張し、これらの内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体を構成する車体部材として、衝突等の衝撃を受けた際に衝撃荷重によって潰されて衝突エネルギーを吸収する部分と、潰されずに車体を保護する部分とを有することが望まれている。こうした車体部材を提供するために、長手方向に沿って肉厚が異なる差厚鋼管の活用が検討されている。【０００３】
例えば、特許文献１の図７には、複数の径を持つ引抜鋼管の製法として、ダイスとタップを引き抜き方向に移動可能に固定し、相対峙する夫々のベアリング面で挟圧されながら引き抜かれた、所定の内径及び外径を複数箇所に持つ段付引抜管の製造方法が開示されている。【０００４】
また、特許文献２の図７には、それぞれ二段の径を有するダイスとプラグとを用いた差厚鋼管の製造方法として、ダイスのベアリング径ｄ２（小径）とプラグのベアリング径ｄ３（小径）とによって素材鋼管が寸法規制されて成形される工程と、ダイスのベアリング径ｄ２（小径）とプラグのベアリング径ｄ４（大径）とによって素材鋼管が寸法規制されて成形される工程と、ダイスのベアリング径ｄ１（大径）とプラグのベアリング径ｄ４（大径）とによって素材鋼管が寸法規制される工程と、が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開昭５９−７３１１５号公報
【特許文献２】日本国特開２０１２−１６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動車の車体を構成する車体部材または車体部品には、中空閉断面形状の部材に曲げ加工が施されて、部分的に曲がり部分が形成されたものがある。特許文献１または特許文献２の製造方法によって得られた差厚鋼管は、素管の長手方向全体に渡って加工が施されているため、全体が加工硬化した状態になっている。このように全体が加工硬化した差厚鋼管に対して曲げ加工等を施すには、事前に熱処理を行って差厚鋼管の加工硬化を緩和する必要がある。仮に、こうした熱処理が不要になれば、差厚鋼管を車体部材に加工する際の大幅な省力化が期待できる。また、熱処理を省くことで、差厚鋼管の鋼組織の変質も防止できるようになる。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、製造時の加工量が少なく、曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要とする差厚鋼管の製造方法および差厚鋼管の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の各態様を採用する。
（１）本発明の一態様に係る差厚鋼管の製造方法は、中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側よりプラグを押し込んで前記一端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；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しごき加工工程と；を有する。
（２）上記（１）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記プラグの押し込みを途中で止めることにより、前記素管の前記他端側に未加工部を残してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程における前記薄肉部の減肉率を１０％〜９０％の範囲内にしてもよい。
（４）上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記係止工程及び前記しごき加工工程で、前記素管の内形寸法よりも小さな外形寸法を有する先端部と、前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法の大きさ未満の外形寸法を有する基端部と、前記基端部から前記先端部に向かって先細りとなるように、前記先端部及び前記基端部間に設けられたテーパー部と、を備えた前記プラグを用いてもよい。
（５）上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記係止工程及び前記しごき加工工程で、前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する基端部と、前記基端部の先端側に連なり、前記基端部から離れるに従って先細りとなる先端部と、を備えた前記プラグを用いてもよい。
（６）上記（４）または（５）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記基端部が、前記先端部側に配置された大形基端部と、前記大形基端部よりも外形寸法が小さい小形基端部と、を有してもよい。【０００９】
（７）本発明の他の態様に係る差厚鋼管の製造方法は、中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側より第１のプラグを押し込んで前記一端側の外形寸法を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；前記素管より前記第１のプラグを引き抜く抜出工程と；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、前記第１のプラグとは外形の異なる第２のプラグを前記素管の前記一端側より他端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しごき加工工程と；を有する。
（８）上記（７）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記素管の内形寸法よりも小さな小形先端部と、前記素管の内形寸法よりも大きな外形寸法を有する中形部と、前記中形部の外形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する大形部と、前記小形先端部及び前記中形部間に設けられた第１のテーパー部と、前記中形部及び前記大形部間に設けられた第２のテーパー部と、を備えた前記第２のプラグを用いてもよい。
（９）上記（７）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する基端部と；前記基端部から先端部に向かって先細りとなる第３のテーパー部と；を備えた前記第２のプラグを用いてもよい。
（１０）上記（１）〜（９）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記ダイスが、前記素管の外形寸法に対応する内形寸法を有する中空小形部と；前記素管の外形寸法よりも大きな内形寸法を有する中空大形部と；前記中空小形部及び前記中空大形部間に設けられてかつ、前記中空大形部から前記中空小形部に向かって先細りとなる中空テーパー部と；を備えてもよい。
（１１）上記（１０）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記ダイスが、前記中空小形部の長手方向の一部に設けられてかつ、前記素管の外形寸法よりも大きい内形寸法を有する中空中径部をさらに備えてもよい。
（１２）上記（１）〜（１１）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程後の前記素管に対して絞り加工を加える絞り加工工程をさらに有してもよい。【００１０】
（１３）本発明のさらに他の態様に係る差厚鋼管の製造方法は、中空筒状の素管より差厚鋼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、前記素管の一端側及び他端側のそれぞれに対してプラグを同時または交互に押し込むことにより、前記一端側の外形及び前記他端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；前記一端側に前記プラグを挿入したまま、前記他端側の前記プラグを引き抜く抜出工程と；前記一端側を前記ダイスに係止させたまま、前記一端側に挿入されている前記プラグをさらに前記素管の前記他端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第１の薄肉部を形成する第１のしごき加工工程と；前記一端側の前記プラグを引き抜く一方、前記他端側に前記プラグを挿入する挿抜工程と；前記他端側を前記ダイスに係止させたまま、前記他端側の前記プラグをさらに前記素管の前記一端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第２の薄肉部を形成する第２のしごき加工工程と；を有し、前記係止工程で、前記プラグを同時に押し込む場合には、前記素管の長手方向に沿って前記素管を移動自在とし、前記プラグを交互に押し込む場合には、前記プラグの押し込み方向への前記素管の移動を規制する。
（１４）上記（１３）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記第２のしごき加工工程後の前記素管を絞る、絞り加工工程をさらに有してもよい。
（１５）上記（１）〜（１４）の何れか一項に記載の差厚鋼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。【００１１】
（１６）本発明の一態様に係る差厚鋼管は、以下の構成を採用している：長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も大きな外形寸法を有する拡大部と、前記長手方向に沿って見た場合に前記拡大部よりも他方側に設けられてかつ、前記拡大部よりも肉厚が薄い薄肉部と、を備え；前記拡大部の硬度の平均値をＨ１、前記薄肉部の硬度の平均値をＨ２とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１を満たす。
なお、本願明細書に記載の各硬度の平均値の求め方としては、製造した差厚鋼管の肉厚方向中心位置における部分を、同差厚鋼管の長手方向に沿って１ｍｍ間隔で５点、硬度を測定し、これら５点の硬度の平均値を算出することで求められる。もし、サイズが小さいために５点の測定点を得るのが難しい場合には、差厚鋼管の周方向に沿って１ｍｍ間隔で５点の硬度を測定し、これら５点の平均値を算出して用いてもよい。
（１７）上記（１６）に記載の差厚鋼管において、以下の構成を採用してもよい：前記長手方向に沿って見た場合に前記薄肉部よりも前記他方側に配置され、前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部をさらに備え；前記厚肉部の硬度の平均値をＨ３とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ３を満たす。
（１８）上記（１７）に記載の差厚鋼管において、以下の構成を採用してもよい：前記薄肉部が、前記薄肉部の中で最も肉厚が薄い直管部と、前記直管部及び前記拡大部間に設けられるとともに前記拡大部に向かって外形が拡大する第１テーパー部と、前記直管部及び前記厚肉部間に設けられるとともに前記厚肉部に向かって肉厚が厚くなる第２テーパー部と、を有し；第１テーパー部の硬度の平均値をＨ４、前記直管部の硬度の平均値をＨ５、そして前記第２テーパー部の硬度の平均値をＨ６とした場合に、Ｈ５＞Ｈ６≧Ｈ３及びＨ５＞Ｈ４＞Ｈ１の両式を満たす。
（１９）上記（１６）〜（１８）の何れか一項に記載の差厚鋼管において、前記薄肉部の肉厚が、前記長手方向に沿って見た場合に、部分的に厚くなっていてもよい。
（２０）上記（１６）に記載の差厚鋼管において、前記拡大部及び前記薄肉部の組み合わせが、前記長手方向の両端に対称的に設けられていてもよい。
（２１）上記（２０）に記載の差厚鋼管において、以下の構成を採用してもよい：一対の前記薄肉部間に配置され、前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部をさらに備え；前記厚肉部の硬度の平均値をＨ７とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ７を満たす。【００１２】
（２２）本発明の他の態様に係る差厚鋼管は、以下の構成を採用している：長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も肉厚が厚い厚肉部と、前記厚肉部よりも他方側に設けられてかつ、前記厚肉部よりも肉厚が薄い薄肉部と、を備え；前記長手方向に沿って外形寸法が一定であり；前記厚肉部の硬度の平均値をＨ８、前記薄肉部の硬度の平均値をＨ９とした場合に、Ｈ９＞Ｈ８を満たす。
（２３）上記（１６）〜（２２）の何れか一項に記載の差厚鋼管において、前記薄肉部を、前記長手方向に垂直な断面において前記薄肉部の周方向に沿って見た場合に、相対的に、肉厚が薄くて硬度が高い領域と、前記肉厚が厚くて硬度が低い領域とが、前記周方向に沿って交互に入れ替わる回転対称形状を有してもよい。
（２４）上記（１６）〜（２３）の何れか一項に記載の差厚鋼管は、シームレス鋼管を素材としてもよい。
なお、上記の各種硬度としては、例えばビッカース硬度を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の、例えば上記（１）に記載の差厚鋼管の製造方法によれば、素管の一端側の外形を拡大させてダイスに係止させたまま、プラグを前記一端側より素管内に押し込むことで、素管の外形を維持したまま内形を拡大させるしごき加工を行える。よって、素管の一端側に加えられる加工量は、その外形寸法を拡大させるだけの少ない加工量で済む。したがって、素管の一端側は加工硬化が少ないため、曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要にできる。
また、素管の一端側をダイスに係止させたままプラグを素管に押し込んでしごき加工を行うため、素管自体をダイスに対して固定する必要がなく、ダイスに対してプラグを相対移動させるだけでしごき加工を実施できる。
したがって、本発明の上記態様に係る差厚鋼管の製造方法によれば、肉厚が大きい一端側の部分と、しごき加工を受けた薄肉部とが形成された差厚鋼管を、容易に製造できる。【００１４】
特に、上記（２）に記載の差厚鋼管の製造方法によれば、素管の他端側に、加工量がゼロの未加工部を残せるので、この未加工部に対して曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要にできる。【００１５】
また、上記（７）に記載の差厚鋼管の製造方法によれば、例えば、薄肉部内に内形寸法が互いに異なる２つの領域を設けることができ、長手方向に沿って段階的に肉厚および強度の異なる差厚鋼管を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図２】同実施形態の差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管の一例を示す図であって、軸線を含む断面で見た断面図である。
【図３】同実施形態の差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管の別の例を示す図であって、軸線を含む断面で見た断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態である差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図５】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法の続きを示す工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図６】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管を示す図であって、軸線を含む断面で見た断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図９】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管を示す図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１１】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管の一例を示す図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１２】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管の別の例を示す図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１４】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管の一例を示す図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１５】同実施形態に係る差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管の別の例を示す図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法を説明する工程図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１８】同実施形態の差厚鋼管の製造方法によって製造された差厚鋼管を示す図であって、素管の軸線を含む断面で見た断面図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法に用いるプラグの模式斜視図である。
【図２０】同実施形態で製造された差厚鋼管の各例を示す図であって、中間部をその長手方向に直交する断面で見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の各実施形態に係る差厚鋼管および差厚鋼管の製造方法について、図面を参照しながら以下に説明する。なお、各実施形態で素材として用いられる素管１は、引張強度が２９０ＭＰａ以上のものが好適に用いられる。
【００１８】
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る差厚鋼管の製造方法は、ダイスとプラグを用い、素管の一端側の部分に拡管加工を行って拡径部を形成する工程と、拡径部よりも他端側にある中間部に対し、素管の外径を維持したまま内径を拡径するしごき加工を行う工程と、を有している。本実施形態における加工対象である素管は、中空筒状の金属管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。
【００１９】
次に、本実施形態の製造方法に使用するダイスとプラグについて、図１（ａ）〜図１（ｃ）を参照して説明する。本実施形態に係るダイス１１は、ダイス本体１１ｄを備えている。このダイス本体１１ｄ内には、素管１の外径ｄ１に対応する内径を有する中空小径部１１ａと、素管１の外径ｄ１よりも大きな内径を有する中空大径部１１ｂと、中空小径部１１ａと中空大径部１１ｂとの間に設けられたテーパー部１１ｃとが形成されている。中空小径部１１ａ、中空大径部１１ｂ及びテーパー部１１ｃは、ダイス本体１１ｄ内において互いに連通している。なお、上記の「素管１の外径ｄ１に対応する内径」とは、素管１の外径ｄ１に対し、中空小径部１１ａ内外への素管１の抜き差しが可能な程度の隙間寸法を加えた内径寸法を示す。
【００２０】
図１（ａ）〜図１（ｃ）におけるプラグ２１のテーパー部２１ｃは、プラグ２１の軸線ＣＬを含む断面で見た場合に、軸線ＣＬに平行な線を基準してテーパー角度θをなす外周面を有している。テーパー角度θは、１度〜４０度の範囲内であることが好ましい。テーパー角度θが１度未満であると素管１へのプラグ２１全体への食いつきが大きくなるため、必要な加工力が過大となる。一方、テーパー角度θが４０度超では、減肉加工時にプラグ２１のテーパー部２１ｃに生じる局部面圧が過大となり、プラグ２１の寿命低下を引き起こす可能性がある。
【００２１】
本実施形態に係るプラグ２１は、素管１の内径ｄ２に対応する小径先端部２１ａと、素管１の内径ｄ２よりも大きな直径かつダイス１１の中空小径部１１ａの内径未満の直径を有する大径基端部２１ｂと、小径先端部２１ａ及び大径基端部２１ｂ間に設けられたテーパー部２１ｃとから構成されている。大径基端部２１ｂの外径は、ダイス１１の中空小径部１１ａの内径ｄ１未満の寸法に設定されている。
【００２２】
本実施形態に係る差厚鋼管を製造するには、まず、図１（ａ）に示すように、ダイス１１の内部に素管１を同軸に挿入する。このとき、ダイス１１の中空大径部１１ｂ内に素管１の一端部１ａが位置するように位置決めする。そして、ダイス１１と素管１はそれぞれ固定させた状態とする。すなわち、ダイス１１においては、図示されない基台に固定された状態となっている。また、素管１においては、素管１の紙面左側の端部がさらに紙面左側へ奥深く進まないようにせき止められており、これにより、ダイス１１に対する素管１の長手方向の相対位置が固定されている。
素管１がダイス１１内に固定された後、素管１の一端部１ａ側から素管１の中空部１ｂに向かって、プラグ２１の小径先端部２１ａを挿入する。
【００２３】
次に、図１（ｂ）に示すように、拡径工程として、ダイス１１及び素管１を固定させた状態のまま、プラグ２１のテーパー部２１ｃ及び大径基端部２１ｂを、素管１の一端部１ａに押し込む。プラグ２１は、テーパー部２１ｃがダイス１１のテーパー部１１ｃの位置に到達するまで押し込む。このようにしてテーパー部２１ｃがダイス１１のテーパー部１１ｃの位置に到達するまでの間、素管１はダイス１１に対する相対位置が固定され続けているので、素管１がテーパー部２１ｃによってダイス１１から押し出されてしまうことがない。
なお、テーパー部２１ｃがテーパー部１１ｃの位置に到達したか否かは、例えば、プラグ２１の押し込みストローク量、または、プラグ２１の押し込みに伴って増加する反力を測定することで管理できる。
【００２４】
図１（ａ）の時点では、ダイス１１の内部に素管１を配置した際、素管１の一端部１ａがダイス１１の中空大径部１１ｂ内に位置しているため、ダイス１１の中空大径部１１ｂと素管１の一端部１ａとの間に隙間ｓが生じている。この状態から図１（ｂ）に示すようにプラグ２１を押し込むと、素管１の一端部１ａがプラグ２１のテーパー部２１ｃ及び大径基端部２１ｂによって拡径される。これにより、隙間ｓが徐々に小さくなり、ついには一端部１ａの外周面がダイス１１のテーパー部１１ｃの内周面及び中空大径部１１ｂの内周面に当接する。このようにして素管１の一端部１ａに、直管形状の拡径部１ｃと、この拡径部１ｃに連なる係止部１ｅ１とが形成される。係止部１ｅ１は、中間部１ｅの一部をなし、ダイス１１のテーパー部１１ｃに密接するテーパー面を外周面とする先細りな円錐台形状を備えている。
なお、拡径部１ｃを形成する際は、素管１の一端部１ａに、周方向に沿って若干の引っ張り歪みが印加される。
【００２５】
次に、図１（ｃ）に示すように、しごき加工工程として、ダイス１１の固定は維持する一方、素管１の固定は解除させた状態で、プラグ２１を素管１の他端部１ｄ側に向けて更に押し込む。すなわち、図１（ｂ）に示すように、拡径部１ｃが形成された後は素管１の紙面左側の端部へのせき止めを解除し、その後、プラグ２１の更なる押し込みを進める。プラグ２１を更に押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前工程において素管１に形成された前記係止部１ｅ１が、ダイス１１のテーパー部１１ｃに係止されたままとなるので、素管１は動かない。
【００２６】
プラグ２１を更に押し込むことで、プラグ２１の大径基端部２１ｂが素管１の他端部１ｄ側に向かって押し込まれる。プラグ２１の大径基端部２１ｂが押し込まれた素管１の中間部１ｅでは、元々の素管１の内径ｄ２がプラグ２１の大径基端部２１ｂの直径に対応する大きさに拡径される。その一方で、素管１の中間部１ｅはダイス１１の中空小径部１１ａ内に位置して周囲より外径寸法が規制されているため、中間部１ｅの外径ｄ１は拡径されない。従って、素管１の中間部１ｅは、素管１の元々の外径ｄ１が維持されたまま、しごき加工を受ける。
しごき加工開始の直前に素管１のせき止めを解除する理由は、しごき加工に伴う素管１の肉の流れを阻害しないことにある。すなわち、しごき加工によって素管１の中間部１ｅが減肉される際、その減肉分の肉の行き先を確保するために、素管１のせき止めを解除している。これにより、素管１の紙面左側の部分が座屈することを防いでいる。本実施形態では、しごき加工による素管１の減肉分が紙面左側に流れるため、素管１の全長は加工前よりも若干長くなる。
【００２７】
しごき加工による中間部１ｅの強度の向上効果を得るためには、しごき加工による素管１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１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、しごき加工による素管１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１のしごき加工前の肉厚をｄ０とし、しごき加工後における中間部１ｅの肉厚をｄとした時に、（ｄ０−ｄ）／ｄ０×１００（％）で表される。
【００２８】
ここで、しごき加工後の中間部１ｅの肉厚ｄが、素管１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、中間部１ｅ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。さらに言うと、素管１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。
なお、減肉率は、プラグ２１の大径基端部２１ｂの直径を変化させることによって調整可能である。しごき加工での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。
【００２９】
図１（ｃ）に示す例では、プラグ２１のテーパー部２１ｃ及び大径基端部２１ｂが、素管１の他端部１ｄの手前の位置まで押し込まれる。この図１（ｃ）に示される位置でプラグ２１の押し込みを停止させると、素管１の中間部１ｅよりも他端部１ｄ側の部分は未加工ままとなる。なお、本明細書で言う「未加工まま」の部分とは、差厚鋼管において、母材である加工前の素管１のものと殆ど同じ強度（引張強度）または硬度を有する部分を言う。
【００３０】
図２に、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す工程を経て製造された差厚鋼管３１の断面模式図を示す。なお、以下の説明において、製造後の差厚鋼管を加工前及び加工中の素管１と区別して説明するために、新たな符合として３１を割り当てる。同様に、差厚鋼管３１を構成する各部に対しても、新たな符合をそれぞれ付与して説明を続けるが、素管１を構成する各部との対応関係を明記するために、括弧付きで、素管１の時点における各部の符合を併記する場合が有る。後述の各実施形態においても同様とする。
【００３１】
図２に示す差厚鋼管３１は、一端部３１ａ（１ａ）側にあって素管１から拡径された拡径部３１ｃ（１ｃ）と、一端部３１ａと他端部３１ｄ（１ｄ）との間にあってしごき加工を受けた中間部３１ｅ（１ｅ）と、中間部３１ｅよりも他端部３１ｄ側にあって素管１のまま加工を受けていない未加工部３１ｆとから構成される。中間部３１ｅは、拡径部３１ｃ及び未加工部３１ｆとのそれぞれの境界においてダイス１１及びプラグ２１の各テーパー部１１ｃ、２１ｃによって加工を受けた部分も含んでいる。すなわち、中間部３１ｅは、一端部３１ａから他端部３１ｄに向かって見た場合に、内径が一定で外径が先細りとなる係止部３１ｅ１（１ｅ１）と、内径及び外径とも一定の直管部３１ｅ２と、外径が一定で内径が先細りとなるテーパー部３１ｅ３と、を含んでいる。そして、拡径部３１ｃの硬度の平均値をＨ１、未加工部３１ｆの硬度の平均値をＨ３、係止部３１ｅ１の硬度の平均値をＨ４、直管部３１ｅ２の硬度の平均値をＨ５、テーパー部３１ｅ３の硬度の平均値をＨ６とした場合に、Ｈ５＞Ｈ６≧Ｈ３及びＨ５＞Ｈ４＞Ｈ１の両式を満たす。
なお、図２では、説明のために拡径部３１ｃを短尺のリング形状として図示しているが、必要に応じて長尺の直管形状としてもよい。後述する他の実施形態における拡径部４１ｃ、拡径部６１ｃ、拡径部９１ｃ、拡径部１１１ｃ，１１１ｆ、拡径部１２１ｃ、拡径部１４１ｃ、拡径部１５１ｃ、のそれぞれについても同様である。
【００３２】
差厚鋼管３１の中空部３１ｂは、拡径部３１ｃと中間部３１ｅとにおいて元の素管１の内径ｄ２よりも拡径され、未加工部３１ｆでは元の素管１の内径ｄ２のままとなっている。また、差厚鋼管３１の外径は、係止部３１ｅ１において素管１の外径ｄ１から徐々に拡径され、そして拡径部３１ｃにおいては素管１の外径ｄ１よりも拡径されたまま一定となっている。一方、中間部３１ｅのうちで係止部３１ｅ１を除く部分と、未加工部３１ｆは、素管１の外径ｄ１と等しい外径のままとなっている。これにより、拡径部３１ｃ及び未加工部３１ｆにおける肉厚が比較的厚く、中間部３１ｅにおける肉厚が比較的薄い、差厚鋼管３１となっている。
【００３３】
図２に示す差厚鋼管３１においては、拡径部３１ｃ及び未加工部３１ｆに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部３１ｃ及び未加工部３１ｆの強度が比較的低く、これらの部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【００３４】
また、差厚鋼管３１の中間部３１ｅに対する加工量が大きいので、中間部３１ｅは加工硬化によって強度が比較的高くなっている。すなわち、差厚鋼管３１の長手方向に沿った硬度分布（ビッカース硬度分布。なお、ビッカース硬度分布の代わりに、引張強度分布によっても判断可能）を見た場合、未加工部３１ｆの硬度が最も低く、拡径部３１ｃの硬度が未加工部３１ｆの硬度よりも若干高く、そして、中間部３１ｅの硬度が拡径部３１ｃの硬度よりも高くなっている。したがって、中間部３１ｅが最も高い硬度を有するため、高い機械強度を求められる部位として好適である。また、相対的に低い硬度を有する未加工部３１ｆと拡径部３１ｃは、曲げ加工などの後加工を求められる部位として好適である。
また、中間部３１ｅの内面は、しごき加工を受けたことにより表面粗度が小さくなっている。表面粗度が小さくなると疲労特性が高まるので、中間部３１ｅは、加工硬化による強度向上に加えて、内面の表面粗度を小さくしたことによる疲労特性向上も得られるので、軽量でありながら高い強度を実現している。このような相乗効果は、単なる切削加工による薄肉化では得られない。
【００３５】
また、図３には、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示された工程を経て製造された差厚鋼管の別の例を示す。図３に示す差厚鋼管４１は、図１（ｃ）に示す工程において、プラグ２１の大径基端部２１ｂが素管１の他端部１ｄに至るまでプラグ２１を押し込むことによって製造された差厚鋼管である。
【００３６】
図３に示す差厚鋼管４１は、一端部４１ａ側にあって素管１から拡径された拡径部４１ｃ（１ｃ）と、一端部４１ａ（１ａ）と他端部４１ｄ（１ｄ）との間にあってしごき加工を受けた中間部４１ｅ（１ｅ）と、中間部４１ｅよりも他端部４１ｄ側にあって中間部４１ｅと同様にしごき加工を受けた他端部分４１ｆとから構成される。中間部４１ｅは、拡径部４１ｃとの境界において、ダイス１１のテーパー部１１ｃとプラグ２１のテーパー部２１ｃとによって加工を受けた部分も含んでいる。すなわち、中間部４１ｅは、係止部４１ｅ１（１ｅ１）を含んでいる。係止部４１ｅ１は、前記係止部３１ｅ１と同じ形状を有するので、ここではその重複説明を省略する。
【００３７】
差厚鋼管４１の中空部４１ｂは、その長手方向の全部の内径が素管１の内径ｄ２よりも拡径されている。また、差厚鋼管４１の外径は、係止部４１ｅ１において素管１の外径ｄ１から徐々に拡径され、そして拡径部４１ｃにおいては素管１の外径ｄ１よりも拡径されたまま一定となっている。一方、中間部４１ｅのうちで係止部４１ｅ１を除く部分と、他端部分４１ｆとは、素管１の外径ｄ１と等しい外径のままとなっている。これにより、係止部４１ｅ１及び拡径部４１ｃにおける肉厚が比較的厚く、中間部４１ｅのうちの係止部４１ｅ１を除いた部分と、他端部分４１ｆとにおける肉厚が比較的薄い差厚鋼管４１となっている。
【００３８】
図３に示す差厚鋼管４１においては、拡径部４１ｃに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部４１ｃの強度が比較的低く、この部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【００３９】
また、差厚鋼管４１の中間部４１ｅおよび他端部分４１ｆに対する加工量が大きいので、中間部４１ｅおよび他端部分４１ｆは加工硬化により強度が比較的高くなっている。
【００４０】
以上説明したように、図１（ａ）〜図２に示した実施形態では、素管１の一端部１ａに拡管加工を行って係止部１ｅ１及び拡径部１ｃを設け、係止部１ｅ１をダイス１１内に係止させたままプラグ２１をさらに素管１に押し込むことで、素管１の拡径部１ｃよりも他端部１ｄ側にある中間部１ｅに対して、素管１の外径を維持したまま内径を拡径するしごき加工を行うので、拡径部１ｃに対する加工量が少なくて済み、拡径部１ｃに対して曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要にできる。
また、拡径部１ｃをダイス１１に係止させたままプラグ２１を素管１に押し込んでしごき加工を行うため、素管１自体を固定する手間や治具を必要とせず、ダイス１１とプラグ２１を相対移動させるだけでしごき加工を実施できる。
【００４１】
また、中間部１ｅよりも素管１の他端部１ｄ側の部分を未加工ままの未加工部３１ｆとすることで、他端部１ｄ側の部分に対する加工量がゼロとなり、未加工部３１ｆに対して曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要にできる。
【００４２】
また、以上の方法により製造した差厚鋼管３１は、拡径部３１ｃおよび未加工部３１ｆの加工量が小さいため、肉厚が厚くかつ強度が比較的低くなっている。一方、中間部３１ｅではその加工量が大きいため、肉厚が薄くかつ強度が比較的高くなっている。したがって、拡径部３１ｃおよび未加工部３１ｆは、中間部３１ｅに比べて変形能が残存した状態であり、これらの部分が曲げ加工等の後加工性に優れる差厚鋼管３１になっている。また、中間部３１ｅは、しごき加工を受けたことにより内表面粗度が小さくなっているため、この部分が疲労特性に優れた差厚鋼管３１となっている。
【００４３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の差厚鋼管の製造方法は、ダイスとプラグを用い、素管の一端側の部分に拡管加工を行って拡径部を形成する工程と、プラグを別のプラグに交換してから、拡径部よりも他端側にある中間部に対し、素管の外径を維持したまま内径を拡径するしごき加工を行う工程と、から構成されている。本実施形態の加工対象である素管は、第１の実施形態と同様のものでよい。
【００４４】
本実施形態において、最初の拡径部の形成工程に用いるダイスとプラグは、第１の実施形態と同様のものを使用する。
すなわち、第１の実施形態の場合と同様、図４（ａ）に示すように、ダイス１１内に素管１を挿入し、ダイス１１の中空大径部１１ｂ内に素管１の一端部１ａが位置するように位置決めする。ダイス１１と素管１はそれぞれ固定させた状態とする。そして、素管１の一端部１ａ側から素管１の中空部１ｂ内に、プラグ２１の小径先端部２１ａを挿入する。
【００４５】
次に、図４（ｂ）に示すように、拡径工程として、ダイス１１及び素管１を固定させた状態のまま、プラグ２１のテーパー部２１ｃ及び大径基端部２１ｂを、素管１の一端部１ａに押し込む。プラグ２１は、テーパー部２１ｃがダイス１１のテーパー部１１ｃの位置に到達するまで押し込む。これにより、第１の実施形態と同様にして、素管１の一端部１ａに、係止部１ｅ１と拡径部１ｃが形成される。
【００４６】
次に、図４（ｃ）に示すように、押し込んだプラグ２１を、別のプラグに交換するために素管１から引き抜く。一方、ダイス１１は交換せずに最後まで継続して使用する。
【００４７】
次に、図５（ａ）に示すように、別のプラグ５１を用意する。この別のプラグ５１は、素管１の内径ｄ２に対応する小径先端部５１ａと、素管１の内径ｄ２または小径先端部５１ａの外径よりも大きな直径を有する中径部５１ｂと、中径部５１ｂの直径よりも大きな直径を有する大径基端部５１ｃと、小径先端部５１ａと中径部５１ｂとの間に設けられた第１テーパー部５１ｄと、中径部５１ｂと大径基端部５１ｃとの間に設けられた第２テーパー部５１ｅと、を備えている。また、大径基端部５１ｃの直径は、ダイス１１の中空小径部１１ａの内径ｄ１未満の寸法に設定されている。また、プラグ５１の小径先端部５１ａの直径は、先に用いたプラグ２１の小径先端部２１ａの直径と同じ大きさとされている。
【００４８】
そして、図５（ｂ）に示すように、しごき加工工程として、ダイス１１の固定を維持する一方、素管１の固定は解除させた状態で、プラグ５１を素管１の一端部１ａから他端部１ｄに向けて押し込む。プラグ５１を押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前の工程において素管１に形成された係止部１ｅ１が、ダイス１１のテーパー部１１ｃに係止されたままとなっているので移動しない。本実施形態では、小径先端部５１ａの先端が素管１の他端部１ｄから突出するまでプラグ５１を押し込む。
【００４９】
プラグ５１を図５（ｂ）に示す位置まで押し込むことで、プラグ５１の中径部５１ｂ及び大径基端部５１ｃが素管１の中間部１ｅ内に押し込まれる。素管１の中間部１ｅでは、元々の素管１の内径ｄ２が、プラグ５１の中径部５１ｂ及び大径基端部５１ｃの直径に対応する大きさに拡径される。その一方で、素管１の中間部１ｅはダイス１１の中空小径部１１ａ内に位置しているため、中間部１ｅにおける外径ｄ１は拡径されない。従って、素管１の中間部１ｅは、係止部１ｅ１の部分を除き、素管１の元々の外径ｄ１が維持されたまま、しごき加工を受ける。
【００５０】
また、図５（ｂ）に示すように、素管１の中間部１ｅよりも他端部１ｄ側の部分は、小径先端部５１ａが挿入されるだけであり、未加工ままとなる。
【００５１】
図６に、図４（ａ）〜図５（ｂ）に示された工程を経て製造された差厚鋼管６１の断面模式図を示す。図６に示す差厚鋼管６１は、一端部６１ａ側にあって素管１から拡径された拡径部６１ｃ（１ｃ）と、一端部６１ａ（１ａ）と他端部６１ｄ（１ｄ）との間にあってしごき加工を受けた中間部６１ｅ（１ｅ）と、中間部６１ｅよりも他端部６１ｄ側にあって素管１のまま加工を受けていない未加工部６１ｆとから構成される。中間部６１ｅは、拡径部６１ｃ及び未加工部６１ｆとのそれぞれの境界において、ダイス１１のテーパー部１１ｃとプラグ５１のテーパー部５１ｄ，５１ｅとによって加工を受けた部分も含んでいる。すなわち、中間部６１ｅは、係止部６１ｅ１（１ｅ１）を含んでいる。係止部６１ｅ１は前記係止部３１ｅ１と同じ形状を有するので、ここではその重複説明を省略する。
【００５２】
差厚鋼管６１の中空部６１ｂの内径は、拡径部６１ｃと中間部６１ｅとにおいて素管１の内径ｄ２よりも拡径され、そして未加工部６１ｆにおいては素管１の内径ｄ２のままとなっている。また、中間部６１ｅのうち、一端部６１ａ側の部分はプラグ５１の大径基端部５１ｃによって内径が拡径され、他端部６１ｄ側の部分はプラグ５１の中径部５１ｂによって内径が拡径されており、しかも互いに異なった内径になっている。また、差厚鋼管６１の外径は、係止部６１ｅ１及び拡径部６１ｃにおいて素管１の外径ｄ１よりも拡径されている。一方、中間部６１ｅのうちの係止部６１ｅ１を除く部分と、未加工部６１ｆの外径は、素管１の外径ｄ１のままとなっている。これにより、拡径部６１ｃ及び未加工部６１ｆにおける肉厚が比較的厚く、中間部６１ｅにおける肉厚が比較的薄い差厚鋼管６１となっている。
【００５３】
図６に示す差厚鋼管６１においては、拡径部６１ｃ及び未加工部６１ｆに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部６１ｃまたは未加工部６１ｆの強度が比較的低く、これらの部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【００５４】
また、差厚鋼管６１の中間部６１ｅに対する加工量が比較的大きいので、中間部６１ｅは加工硬化により比較的強度が高くなっている。
【００５５】
以上説明したように本実施形態では、プラグ５１によって素管１の中間部１ｅにしごき加工を行う。その際、中間部１ｅのうち、拡径部１ｃ側の領域の拡径量を他端部１ｄ側の領域の拡径量よりも大きくすることで、中間部１ｅ内に内径および強度が異なる２つの領域を設けることができる。
【００５６】
また、以上の方法により製造した差厚鋼管６１は、中間部６１ｅにおいて、拡径部６１ｃ側の領域の拡径量が他端部６１ｄ側の領域の拡径量よりも大きく、拡径部６１ｃ側の領域の加工量が他端部６１ｄ側の領域の加工量よりも大きくなっている。そのため、中間部６１ｅに肉厚および強度がそれぞれ異なる領域を有する差厚鋼管６１となっている。
【００５７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態の差厚鋼管の製造方法について、図７（ａ）〜図７（ｃ）を参照して説明する。本実施形態の差厚鋼管の製造方法は、第１の実施形態と同様の工程から構成されている。本実施形態では、第１の実施形態で用いたプラグ２１とは別のプラグ７１を用いて差厚鋼管の製造を行う。その他の点は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５８】
本実施形態において用いるプラグ７１は、図７（ａ）に示すように、素管１の内径ｄ２よりも小さい先端部７１ａを有するテーパー先端部７１ｃと、素管１の内径ｄ２よりも大きな直径を有する基端部７１ｂと、から構成されている。また、基端部７１ｂの直径は、ダイス１１の中空小径部１１ａの内径ｄ１未満の寸法に設定されている。
【００５９】
本実施形態では、第１の実施形態と同様、図７（ｂ）に示すように、拡径工程として、ダイス１１及び素管１を固定させた状態のまま、プラグ７１のテーパー先端部７１ｃ及び基端部７１ｂを、素管１の一端部１ａに押し込む。プラグ７１は、テーパー先端部７１ｃがダイス１１のテーパー部１１ｃの位置に到達するまで押し込む。これにより、素管１の一端部１ａに、係止部１ｅ１及び拡径部１ｃが形成される。
【００６０】
次に、図７（ｃ）に示すように、しごき加工工程として、ダイス１１の固定は維持する一方、素管１の固定は解除させた状態で、プラグ７１を素管１の他端部１ｄ側に向けて更に押し込む。プラグ７１を更に押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前の工程において素管１に形成された係止部１ｅ１が、ダイス１１のテーパー部１１ｃに係止されたままとなるので動かない。
【００６１】
本実施形態におけるプラグ７１は、テーパー先端部７１ｃと、基端部７１ｂとから構成されており、上記第１の実施形態で示した小径先端部２１ａが無いため、比較的、長手方向の長さが短くなっている。そのため、第１の実施形態に比べて、素管１にプラグ７１を挿入する際や、プラグ７１を素管１から引き抜く際に、プラグ７１の必要ストローク量が短くなる。その結果、プラグ７１の抜き差しに要する作業時間を短縮できる上に、プラグ７１を抜き差しする油圧シリンダー（不図示）として簡便なものを採用できることから、比較的小さな製造設備でも加工が可能である。
【００６２】
図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した工程を経て製造された差厚鋼管は、図２に示す差厚鋼管３１と同様の形状となる。また、図７（ｃ）に示す工程において、プラグ７１の基端部７１ｂが素管１の他端部１ｄに至るまでプラグ７１を押し込むことで、図３に示す差厚鋼管４１と同様の形状に加工してもよい。
【００６３】
以上説明したように本実施形態では、長手方向の長さが比較的短いプラグ７１を使用して差厚鋼管の製造を行うことにより、第１の実施形態に比べて、製造時におけるプラグ７１の必要ストローク量を比較的小さくすることができる。
【００６４】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態の差厚鋼管の製造方法について説明する。本実施形態の差厚鋼管の製造方法は、第２の実施形態と同様の工程から構成されている。本実施形態では、第２の実施形態のしごき加工工程で使用したプラグ５１とは別のプラグ８１を用いて、しごき加工を行う。その他の点は第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
まず、本実施形態では、第２の実施形態と同様にして、素管１に係止部１ｅ１及び拡径部１ｃを形成する。次に、図８（ａ）に示すように、前工程とは別のプラグ８１を用意する。プラグ８１は、素管１の内径ｄ２よりも小さい先端部８１ａを有するテーパー先端部８１ｃと、素管１の内径ｄ２よりも大きな直径かつダイス１１の中空小径部１１ａの内径ｄ１未満の直径を有する基端部８１ｂと、から構成されている。プラグ８１のテーパー先端部８１ｃは、図７（ａ）に示したプラグ７１のテーパー先端部７１ｃの長さに比べて長くなっている。
【００６６】
そして、図８（ｂ）に示すように、しごき加工工程として、ダイス１１の固定を維持する一方、素管１の固定は解除させた状態で、プラグ８１を素管１の一端部１ａから他端部１ｄに向けて押し込む。プラグ８１を押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前の工程において素管１に形成された係止部１ｅ１が、ダイス１１のテーパー部１１ｃに係止されたままとなるので、素管１は動かない。本実施形態では、プラグ８１の先端部８１ａが素管１の他端部１ｄから突出するまでプラグ８１を押し込む。
【００６７】
プラグ８１を図８（ｂ）に示す位置まで押し込むことで、プラグ８１のテーパー先端部８１ｃが素管１の中間部１ｅ内に押し込まれる。素管１の中間部１ｅでは、元々の素管１の内径ｄ２がプラグ８１のテーパー先端部８１ｃの直径に対応する大きさに拡径される。
【００６８】
本実施形態で使用するプラグ８１は、テーパー先端部８１ｃのテーパー長さが比較的長いため、素管１の中間部１ｅの内径が全長にわたってプラグ８１のテーパー先端部８１ｃの外径と同じになる。すなわち、素管１の中間部１ｅの内径が、他端部１ｄ側から一端部１ａ側にかけて漸進的に拡径される。
【００６９】
図９には、本実施形態によって製造された差厚鋼管の断面模式図を示す。図９に示す差厚鋼管９１は、一端部９１ａ（１ａ）側にあって素管１から拡径された拡径部９１ｃ（１ｃ）と、一端部９１ａと他端部９１ｄ（１ｄ）との間にあってしごき加工を受けた中間部９１ｅ（１ｅ）と、中間部９１ｅよりも他端部９１ｄ側にあって素管１のまま加工を受けていない未加工部９１ｆとから構成される。
【００７０】
差厚鋼管９１の中空部９１ｂにおける内径は、拡径部９１ｃと中間部９１ｅとにおいて素管１の内径ｄ２よりも拡径され、未加工部９１ｆでは素管１の内径ｄ２のままとなっている。また、差厚鋼管９１の外径は、係止部９１ｅ１及び拡径部９１ｃにおいて素管１の外径ｄ１よりも拡径され、中間部９１ｅのうちで係止部９１ｅ１を除く部分と、未加工部９１ｆとは、素管１の外径ｄ１のままとなっている。また、中間部９１ｅにおける内径は、他端部１ｄ側から一端部１ａ側にかけて漸進的に大きくなっている。これにより、拡径部９１ｃおよび未加工部９１ｆにおける肉厚が比較的厚くなっている。また、中間部９１ｅにおける肉厚を拡径部９１ｃから未加工部９１ｆに向かって見た場合、係止部９１ｅ１では漸進的に薄くなり、そして係止部９１ｅ１以外の部分では漸進的に厚くなっている。
【００７１】
図９に示す差厚鋼管９１においては、拡径部９１ｃおよび未加工部９１ｆに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。
【００７２】
また、差厚鋼管９１の中間部９１ｅにおいては、拡径部９１ｃから未加工部９１ｆにかけて徐々に加工量が小さくなっているので、中間部９１ｅの拡径部９１ｃ側では硬度が比較的高く、未加工部９１ｆ側では硬度が比較的低くなっている。
【００７３】
以上説明したように本実施形態では、比較的長いテーパー先端部８１ｃを有するプラグ８１を用いて、素管１の中間部１ｅにしごき加工を行う。そのため、中間部１ｅにおいて、拡径部１ｃ側から他端部１ｄ側にかけて内径が漸進的に小さくなる差厚鋼管を製造することができる。
【００７４】
［第５の実施形態］
第５の実施形態の差厚鋼管の製造方法は、１つのダイスと２つのプラグを用いて、素管１の両端部分に拡管加工を行って拡径部１ｃ，１ｆを形成する工程と、一端側のプラグ２１を素管１に挿入したまま他端側のプラグ２２抜き、一端側の拡径部１ｃよりも他端側にある中間部１ｇに対し、素管１の外径を維持したまま内径を拡径する第１のしごき加工を行う工程と、一端側のプラグ２１を素管１から抜き、他端側のプラグ２２を素管１に挿入し、他端側の拡径部１ｆよりも一端側にある中間部１ｈに対し、素管１の外径を維持したまま内径を拡径する第２のしごき加工を行う工程と、から構成されている。本実施形態の加工対象である素管１は、第１の実施形態と同様のものでよい。
【００７５】
本実施形態においては、図１０（ａ）に示すダイス１２を使用する。ダイス１２は、素管１の外径ｄ１に対応する内径を有する中空小径部１２ｂと、中空小径部１２ｂの長手方向両側に設けられ、素管１の外径ｄ１よりも大きな内径を有する中空大径部１２ａおよび中空大径部１２ｄと、から構成されている。また、中空小径部１２ｂおよび中空大径部１２ａの間にはテーパー部１２ｃが設けられ、中空小径部１２ｂおよび中空大径部１２ｄの間にはテーパー部１２ｅが設けられている。中空大径部１２ａ、テーパー部１２ｃ、中空小径部１２ｂ、テーパー部１２ｅ、および中空大径部１２ｄは、ダイス本体１２ｆ内において互いに連通している。また、ダイス１２は、図１０（ａ）の上下方向に分割可能な二分割構造になっている。
なお、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）中の縦の一点鎖線は、ダイス１２の長手方向１／２長さを示す中心線であり、ダイス１２は、この一点鎖線を対称軸とする線対称の形状となっている。
【００７６】
図１０（ａ）に示されるプラグ２１は、第１の実施形態で使用したものと同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。プラグ２２は、プラグ２１と同様の形状を有し、素管１の内径ｄ２に対応する小径先端部２２ａと、素管１の内径ｄ２よりも大きな直径を有する大径基端部２２ｂと、小径先端部２２ａと大径基端部２２ｂとの間に設けられたテーパー部２２ｃとから構成されている。また、大径基端部２２ｂの直径は、ダイス１２の中空小径部１２ｂの内径ｄ１未満の寸法に設定されている。
【００７７】
本実施形態に係る差厚鋼管を製造するには、まず、図１０（ａ）に示すように、ダイス１２の内部に素管１を挿入する。この時、ダイス１２の中空大径部１２ａ、１２ｄに素管１の一端部１ａ、他端部１ｄがそれぞれ位置するように位置決めする。そして、素管１の一端部１ａ側および他端部１ｄ側から素管１の中空部１ｂ内に、プラグ２１の小径先端部２１ａおよびプラグ２２の小径先端部２２ａを挿入する。この時、素管１およびダイス１２は固定していない状態とする。
【００７８】
次に、拡径工程として、図１０（ｂ）に示すように、プラグ２１のテーパー部２１ｃおよび大径基端部２１ｂを素管１の一端部１ａに、プラグ２２のテーパー部２２ｃおよび大径基端部２２ｂを素管１の他端部１ｄに、それぞれ同時に押し込む。また、プラグ２１は、テーパー部２１ｃがダイス１２のテーパー部１２ｃの位置に到達するまで押し込み、プラグ２２は、テーパー部２２ｃがダイス１２のテーパー部１２ｅの位置に到達するまで押し込む。これにより、素管１の一端部１ａ側に係止部１ｇ１及び拡径部１ｃが形成され、また、他端部１ｄ側に係止部１ｈ１及び拡径部１ｆが形成される。
【００７９】
次に、一端部１ａ側のプラグ２１を残したまま、他端部１ｄ側のプラグ２２を素管１から引き抜く。その後、図１０（ｃ）に示すように、第１のしごき加工工程として、ダイス１２の他端部１２ｇ側を固定する一方、素管１の固定は解除したままで、プラグ２１を素管１の他端部１ｄ側に向けて更に押し込む。プラグ２１を更に押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前の工程において素管１に形成された係止部１ｇ１が、ダイス１２のテーパー部１２ｃに係止されたままとなるので、素管１は動かない。
【００８０】
図１０（ｃ）に示す例では、プラグ２１のテーパー部２１ｃ及び大径基端部２１ｂが、ダイス１２の中間位置よりも一端部１２ｈ側の位置まで押し込まれる。この図１０（ｃ）に示される位置でプラグ２１の押し込みを停止させると、素管１の他端部１ｄ側の拡径部１ｆと、素管１のしごき加工を受けた第１加工部分１ｇとの間の部分は未加工ままとなる。
【００８１】
次に、プラグ２１を素管１から引き抜き、素管１の他端部１ｄ側にプラグ２２を挿入する。そして、図１０（ｄ）に示すように、第２のしごき加工工程として、プラグ２２を素管１の一端部１ａ側に向けて更に押し込む。この時、ダイスの一端部１２ｈ側を固定する一方、素管１は固定しない状態とする。プラグ２２を更に押し込むことで、素管１が他端部１ｄ側から一端部１ａ側に向けて押されるが、拡径工程において素管１に事前に形成しておいた係止部１ｈ１が、ダイス１２のテーパー部１２ｅに係止されるので、素管１は動かない。
【００８２】
図１０（ｄ）に示す例では、プラグ２２のテーパー部２２ｃおよび大径基端部２２ｂが、ダイス１２の中間より他端部１２ｇ側の位置まで押し込まれる。この図１０（ｄ）に示される位置でプラグ２２の押し込みを停止させると、素管１の第１加工部分１ｇと第２加工部分１ｈとの間の中間部１ｉは未加工ままとなる。
【００８３】
図１１に、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示した工程を経て製造された差厚鋼管１１１の断面模式図を示す。この差厚鋼管１１１は、一端部１１１ａ（１ａ）側にあって素管１から拡径された拡径部１１１ｃ（１ｃ）と、一端部１１１ａと他端部１１１ｄ（１ｄ）との間にあって第１のしごき加工を受けた第１加工部分１１１ｇ（１ｇ）と、他端部１１１ｄ側にあって素管１から拡径された拡径部１１１ｆ（１ｆ）と、他端部１１１ｄと一端部１１１ａとの間にあって第２のしごき加工を受けた第２加工部分１１１ｈ（１ｈ）と、第１加工部分１１１ｇと第２加工部分１１１ｈとの間にあって素管１のまま加工を受けていない未加工部１１１ｉ（１ｉ）と、から構成される。
第１加工部分１１１ｇは、拡径部１１１ｃおよび未加工部１１１ｉのそれぞれとの境界において、ダイス１２およびプラグ２１の各テーパー部１２ｃ、２１ｃによって加工を受けた部分も含んでいる。すなわち、第１加工部分１１１ｇは、拡径部１１１ｃに連なる係止部１１１ｇ１（１ｇ１）と、未加工部１１１ｉに連なるテーパー部１１１ｇ２とを含んでいる。
第２加工部分１１１ｈは、拡径部１１１ｆおよび未加工部１１１ｉのそれぞれとの境界において、ダイス１２及びプラグ２２の各テーパー部１２ｃ、２２ｃによって加工を受けた部分も含んでいる。すなわち、第２加工部分１１１ｈは、拡径部１１１ｆに連なる係止部１１１ｈ１（１ｈ１）と、未加工部１１１ｉに連なるテーパー部１１１ｈ２とを含んでいる。
【００８４】
差厚鋼管１１１の中空部１１１ｂは、拡径部１１１ｃと、第１加工部分１１１ｇと、拡径部１１１ｆと、第２加工部分１１１ｈと、において元の素管１の内径ｄ２よりも拡径されている。一方、未加工部１１１ｉでは、元の素管１の内径ｄ２のままとなっている。また、差厚鋼管１１１の外径は、拡径部１１１ｃと、係止部１１１ｇ１と、拡径部１１１ｆと、係止部１１１ｈ１と、において素管１の外径ｄ１よりも拡径されている。一方、第１加工部分１１１ｇのうちの係止部１１１ｇ１を除く部分と、第２加工部分１１１ｈのうちの係止部１１１ｈ１を除く部分と、未加工部１１１ｉとは、素管１の外径ｄ１のままとなっている。
【００８５】
また、肉厚に関しては、拡径部１１１ｃ、拡径部１１１ｆおよび未加工部１１１ｉにおける肉厚が比較的厚く、第１加工部分１１１ｇおよび第２加工部分１１１ｈにおける肉厚が比較的薄い差厚鋼管になっている。
【００８６】
図１１に示す差厚鋼管１１１においては、拡径部１１１ｃ、拡径部１１１ｆおよび未加工部１１１ｉに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部１１１ｃ、拡径部１１１ｆまたは未加工部１１１ｉは比較的強度が低いので、この部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【００８７】
また、第１加工部分１１１ｇおよび第２加工部分１１１ｈに対する加工量が比較的大きいので、第１加工部分１１１ｇおよび第２加工部分１１１ｈは加工硬化により比較的強度が高くなっている。
【００８８】
図１２に、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示された工程を経て製造された差厚鋼管の別の例を示す。図１２に示す差厚鋼管１２１は、図１０（ｄ）に示す工程において、プラグ２２の大径基端部２２ｂが素管１の一端部１ａに至るまでプラグ２２を押し込むことによって製造された差厚鋼管である。
【００８９】
図１２に示す差厚鋼管１２１は、一端部１２１ａ側にあって素管１から拡径された拡径部１２１ｃ（１ｃ）と、他端部１２１ｄ（１ｄ）側にあって素管１から拡径された拡径部１２１ｆ（１ｃ）と、一端部１２１ａと他端部１２１ｄとの間にあってしごき加工を受けた中間部１２１ｅ（１ｅ）と、から構成される。中間部１２１ｅは、拡径部１２１ｃとの境界においてダイス１２のテーパー部１２ｃとプラグ２１のテーパー部２１ｃとによって加工を受けた部分と、拡径部１２１ｆとの境界においてダイス１２のテーパー部１２ｅとプラグ２２のテーパー部２２ｃとによって加工を受けた部分と、を含んでいる。すなわち、中間部１２１ｅは、拡径部１２１ｃに連なる係止部１２１ｅ１（１ｇ１）と、拡径部１２１ｆに連なる係止部１２１ｅ２（１ｈ１）とを含んでいる。
【００９０】
差厚鋼管１２１の中空部１２１ｂは、その長手方向の全部の内径が素管１の内径ｄ２よりも拡径されている。また、差厚鋼管１２１の外径は、拡径部１２１ｃと、中間部１２１ｅの両端にある係止部１２１ｅ１，１２１ｅ２と、拡径部１２１ｆと、において、素管１の外径ｄ１よりも拡径されている。さらに、中間部１２１ｅより係止部１２１ｅ１，１２１ｅ２を除いた部分は、素管１の外径ｄ１のままとなっている。これにより、拡径部１２１ｃおよび拡径部１２１ｆにおける肉厚が比較的厚く、中間部４１ｅにおける肉厚が比較的薄い差厚鋼管１２１になっている。
【００９１】
図１２に示す差厚鋼管１２１においては、拡径部１２１ｃおよび拡径部１２１ｆに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部１２１ｃまたは拡径部１２１ｆに対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【００９２】
また、中間部１２１ｅにおける加工量が比較的大きいので、中間部１２１ｅは加工硬化により比較的強度が高くなっている。
【００９３】
以上説明したように、図１０（ａ）〜図１１で示した実施形態では、１つのダイス１２と２つのプラグ２１，２２とを用いて差厚鋼管１１１を製造する。そのため、素管１の一端部１ａ側および他端部１ｄ側にそれぞれ、拡径部１ｃ（１２１ｃ）および拡径部１ｆ（１２１ｆ）を設けることができる。また、素管１の拡径部１ｃと拡径部１ｆとの間の領域に、素管１のまま加工を受けていない領域と、その長手方向両側にしごき加工を受けた領域とを設けることができ、段階的に肉厚の異なる差厚鋼管を製造できる。
【００９４】
以上に説明した第５の実施形態では、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）の一点鎖線を対称軸とする、線対称形状のダイス１２を用いて差厚鋼管１１１を製造したが、ダイス１２は非線対称形状であってもよく、また、互いに形状が異なる２つのプラグを用いて製造してもよい。
【００９５】
［第６の実施形態］
次に、第６の実施形態の差厚鋼管の製造方法について、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を参照して説明する。本実施形態の差厚鋼管の製造方法は、第１の実施形態と同様の工程から構成されている。本実施形態では、第１の実施形態で用いたダイス１１とは別のダイス１３を用いて、差厚鋼管の製造を行う。その他の点は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００９６】
本実施形態において用いるダイス１３は、図１３（ａ）に示すように、素管１の外径ｄ１に対応する内径を有する第１中空小径部１３ａおよび第２中空小径部１３ｂと、第１中空小径部１３ａと第２中空小径部１３ｂとの間に設けられた厚肉形成部１３ｅと、素管１の外径ｄ１よりも大きな内径ｄ３を有する中空大径部１３ｄと、第１中空小径部１３ａと中空大径部１３ｄとの間に設けられたテーパー部１３ｃと、から構成されている。中空大径部１３ｄ、テーパー部１３ｃ、第１中空小径部１３ａ、厚肉形成部１３ｅ及び第２中空小径部１３ｂは、ダイス本体１３ｉ内において互いに連通している。また、ダイス１３は、図１３（ａ）の紙面上下方向に分割可能になっている。
【００９７】
厚肉形成部１３ｅは、中空中径部１３ｆと、中空中径部１３ｆと第１中空小径部１３ａとの間に設けられたテーパー部１３ｈと、中空中径部１３ｆと第２中空小径部１３ｂとの間に設けられたテーパー部１３ｇと、から構成されている。中空中径部１３ｆの内径ｄ３は、素管１の外径ｄ１より大きい内径であり、中空大径部１３ｄの内径よりも小さい内径に設定されている。中空中径部１３ｆの内径ｄ３が中空大径部１３ｄの内径より大きいと、しごき加工工程中の中空中径部１３ｆにおいて、素管１が減肉加工を受けず、拡管加工されるにとどまるため、厚肉形成部１３ｅにおける素管１の肉厚は、元の素管１のままとなる。
【００９８】
次に、第１の実施形態と同様にして、図１３（ｂ）に示すように拡径工程を行う。まず、ダイス１３及び素管１の紙面左側の端部を固定させた状態のまま、プラグ２１の小径先端部２１ａ及び大径基端部２１ｂを、素管１の一端部１ａに押し込む。プラグ２１は、テーパー部２１ｃがダイス１３のテーパー部１３ｃの位置に到達するまで押し込む。これにより、素管１の一端部１ａに拡径部１ｃ及び係止部１ｅ１が形成される。
【００９９】
次に、図１３（ｃ）に示すように、しごき加工工程として、ダイス１３の固定は維持する一方、素管１の固定は解除させた状態で、プラグ２１を素管１の他端部１ｄ側に向けて更に押し込む。プラグ２１を更に押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前の工程において素管１に形成された係止部１ｅ１が、ダイス１３のテーパー部１３ｃに係止されたままとなるので、素管１は動かない。プラグ２１のテーパー部２１ｃおよび大径基端部２１ｂが、図１３（ｃ）に示す位置まで押し込まれると、ダイス１３の中空中径部１３ｆの内径ｄ３が素管１の外径ｄ１よりも大きいので、厚肉形成部１３ｅに素管１の肉が流れ込む。これにより、素管１に厚肉部１ｊが形成される。
【０１００】
図１４には、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示された工程を経て製造された差厚鋼管１４１の断面模式図を示す。この差厚鋼管１４１は、一端部１４１ａ（１ａ）側にあって素管１から拡径された拡径部１４１ｃ（１ｃ）と、一端部１４１ａと他端部１４１ｄ（１ｄ）との間にあってしごき加工を受けた中間部１４１ｅ（１ｅ）と、中間部１４１ｅよりも他端部１４１ｄ側にあって素管１のまま加工を受けていない未加工部１４１ｇとから構成される。中間部１４１ｅは、拡径部１４１ｃとの境界においてダイス１３のテーパー部１３ｃおよびプラグ２１のテーパー部２１ｃによって加工を受けた係止部１４１ｅ１（１ｅ１）と、ダイス１３の厚肉形成部１３ｅおよびプラグ２１のテーパー部２１ｃによって加工を受けた厚肉部１４１ｆとを含んでいる。
【０１０１】
差厚鋼管１４１の中空部１４１ｂは、拡径部１４１ｃと中間部１４１ｅとにおいて素管１の内径ｄ２よりも拡径される一方、未加工部１４１ｇでは元の素管１の内径ｄ２のままとなっている。また、差厚鋼管１４１の外径は、拡径部１４１ｃ、係止部１４１ｅ１、および厚肉部１４１ｆにおいて素管１の外径ｄ１よりも拡径され、中間部１４１ｅのうちの厚肉部１４１ｆ及び係止部１４１ｅ１以外の部分、および未加工部１４１ｇでは、素管１の外径ｄ１のままとなっている。そのため、長手方向に沿って見た場合に、拡形部１４１ｇ及び中間部１４１ｅのうちの一部を除く部分の内径が一定であり、しかも厚肉部１４１ｆと拡径部１４１ｃとで互いに異なる外径を有する差厚鋼管１４１となっている。
【０１０２】
図１４に示す差厚鋼管１４１においては、拡径部１４１ｃおよび未加工部１４１ｇに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部１４１ｃおよび未加工部１４１ｇの強度が低く、この部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【０１０３】
また、差厚鋼管１４１の中間部１４１ｅに対する加工量が比較的大きいので、中間部１４１ｅは加工硬化により比較的強度が高くなっている。
【０１０４】
図１５に、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示された工程を経て製造された差厚鋼管の別の例を示す。すなわち、この例では、図１３（ｃ）に示す工程において、プラグ２１の大径基端部２１ｂが素管１の他端部１ｄに至るまでプラグ２１を押し込むことで、図１５に示す形状の差厚鋼管１５１に加工している。
【０１０５】
図１５に示す差厚鋼管１５１は、一端部１５１ａ（１ａ）側にあって素管１から拡径された拡径部１５１ｃ（１ｃ）と、一端部１５１ａと他端部１５１ｄ（１ｄ）との間にあってしごき加工を受けた中間部１５１ｅ（１ｅ）と、中間部１５１ｅよりも他端部１５１ｄ側にあって中間部１５１ｅと同様にしごき加工を受けた他端部分１５１ｇとから構成される。中間部１５１ｅは、拡径部１５１ｃとの境界においてダイス１３のテーパー部１３ｃとプラグ２１のテーパー部２１ｃとによって加工を受けた部分と、ダイス１３の厚肉形成部１３ｅとプラグ２１のテーパー部２１ｃとによって加工を受けた厚肉部１５１ｆと、を含んでいる。
【０１０６】
差厚鋼管１５１の中空部１５１ｂは、その長手方向の全部の内径が素管１の内径ｄ２よりも拡径されている。また、差厚鋼管１５１の外径は、拡径部１５１ｃおよび厚肉部１５１ｆにおいて素管１の外径ｄ１よりも拡径され、厚肉部１５１ｆ以外の中間部１５１ｅおよび他端部分１５１ｇでは素管１の外径ｄ１のままとなっている。そのため、長手方向の全部の内径が一定であり、外径が異なる部分を複数有する差厚鋼管１５１となっている。
【０１０７】
図１５に示す差厚鋼管１５１においては、拡径部１５１ｃに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、拡径部１５１ｃの強度が比較的低く、この部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【０１０８】
また、差厚鋼管１５１の中間部１５１ｅおよび他端部分１５１ｇに対する加工量が比較的大きいので、中間部１５１ｅおよび他端部分１５１ｇは加工硬化により比較的、強度が高くなっている。
【０１０９】
以上説明したように、図１３（ａ）〜図１４に示した実施形態では、第１中空小径部１３ａと第２中空小径部１３ｂとの間に厚肉形成部１３ｅを有するダイス１３を用いて、差厚鋼管１４１を製造する。そのため、素管１の中間部１ｅ（１４１ｅ）に厚肉部１ｊ（１４１ｆ）を有する差厚鋼管１４１を製造することができる。また、厚肉部１ｊと拡径部１ｃ（１４１ｃ）とで異なる外径を有する差厚鋼管１４１を製造できる。
また、この差厚鋼管１４１は、拡径部１ｃおよび中間部１ｅよりも他端部１ｄ（１４１ｄ）側では加工量が比較的小さいため強度が低く、一方、厚肉部１ｊを含む中間部１ｅでは加工量が比較的大きいため強度が高くなっている。
【０１１０】
［第７の実施形態］
次に、第７の実施形態の差厚鋼管の製造方法について、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）を参照して説明する。本実施形態の差厚鋼管の製造方法は、第１の実施形態と同様の工程から構成されている。本実施形態では、第１の実施形態で用いたプラグ２１とは別のプラグ１６１を用いて差厚鋼管の製造を行う。その他の点は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態において用いるプラグ１６１は、図１６（ａ）に示すように、素管１の内径ｄ２よりも小さい外径の先端部１６１ａを有するテーパー先端部１６１ｂと、素管１の内径ｄ２よりも大きくてかつダイス１１の中空小径部１１ａの内径ｄ１未満の直径ｄ５を有する大径部１６１ｃと、大径部１６１ｃの直径ｄ５よりも小さな直径ｄ４を有する小径基端部１６１ｅと、から構成されている。大径部１６１ｃと小径基端部１６１ｅとの間には、テーパー部１６１ｄが設けられている。
【０１１２】
第１の実施形態と同様に、図１６（ｂ）に示す拡径工程として、ダイス１１及び素管１の紙面左側を固定させた状態のまま、プラグ１６１のテーパー先端部１６１ｂ及び大径部１６１ｃを、素管１の一端部１ａに押し込む。プラグ１６１は、テーパー先端部１６１ｂがダイス１１のテーパー部１１ｃの位置に到達するまで押し込む。これにより、素管１の一端部１ａに拡径部１ｃ及び係止部１ｅ１が形成される。
【０１１３】
次に、図１６（ｃ）に示すしごき加工工程として、ダイス１１の固定は維持する一方、素管１の固定は解除させた状態で、プラグ１６１を素管１の他端部１ｄ側に向けて更に押し込む。プラグ１６１を更に押し込むことで、素管１が一端部１ａから他端部１ｄ側に向けて押されるが、前の工程において素管１に形成された係止部１ｅ１が、ダイス１１のテーパー部１１ｃに係止されたままとなるので、素管１は動かない。
【０１１４】
図１６（ｃ）に示すようにプラグ１６１を押し込むと、プラグ１６１の大径部１６１ｃが押し込まれた素管１の中間部１ｅでは、元々の素管１の内径ｄ２がプラグ１６１の大径部１６１ｃの直径ｄ５に対応する大きさに拡径される。このとき、プラグ１６１の大径部１６１ｃに後続する小径基端部１６１ｅは、その直径ｄ４が大径部１６１ｃの直径ｄ５よりも小さいため、小径基端部１６１ｅが素管１のしごき加工を受けた部分には接触しない。このように、しごき加工工程において、プラグ１６１が素管１と接触するのは、テーパー先端部１６１ｂ及び大径部１６１ｃのみとなる。これにより、プラグ１６１において素管１と接触する部分が第１の実施形態に比べて少なくなるため、しごき加工工程での素管１とプラグ１６１との摩擦抵抗が軽減される。
【０１１５】
図１６（ａ）におけるプラグ１６１の小径基端部１６１ｅの直径ｄ４と、大径部１６１ｃの直径ｄ５との差（ｄ５−ｄ４）は、以下の範囲とすることが好ましい。すなわち、素管１の肉厚をｄ０とし、しごき加工後の中間部１ｅの肉厚をｄとしたとき、ｄ０とｄとの差（ｄ０−ｄ）を減肉量ｔｄと定義する。このとき、減肉量ｔｄと、小径基端部１６１ｅの直径ｄ４と大径部１６１ｃの直径ｄ５との差（ｄ５−ｄ４）は、２×ｔｄ≧（ｄ５−ｄ４）とするのがよい。小径基端部１６１ｅの直径ｄ５と大径部１６１ｃの直径ｄ４との差（ｄ５−ｄ４）が２×ｔｄ超であると、材料の強度や減肉量の組みあわせによっては、図１６（ｃ）に示すしごき加工工程において、素管１の係止部１ｅ１をダイス１１のテーパー部１１ｃに係止させることができなくなってしまう。
【０１１６】
図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に示された工程を経て製造された差厚鋼管は、図２に示す差厚鋼管３１と同様の形状となる。また、図１６（ｃ）に示す工程において、プラグ１６１の大径部１６１ｃが素管１の他端部１ｄに至るまでプラグ１６１を押し込むことで、図３に示す差厚鋼管４１と同様の形状に加工してもよい。
【０１１７】
以上説明したように本実施形態では、大径部１６１ｃの直径よりも小さな直径を有する小径基端部１６１ｅを具備するプラグ１６１を使用して差厚鋼管の製造を行うことにより、しごき加工工程において小径基端部１６１ｅと素管１のしごき加工を受けた部分とが接触することなく、しごき加工工程を行うことができる。すなわち、プラグ１６１を押し込む際にはテーパー先端部１６１ｂ及び大径部１６１ｃのみが素管１の内面に摺接し、また、プラグ１６１を引き出す際には主に大径部１６１ｃのみが素管１の内面に摺接する。このようにしてプラグ１６１を抜き差しする際、小径基端部１６１ｅが素管１の内面に摺接しないため、第１の実施形態に比べて、しごき加工工程でプラグ１６１を抜き差しする際の素管１とプラグ１６１との間の摩擦抵抗を軽減することができ、加工に求められる力が過大になるのを防ぐことができる。
【０１１８】
［第８の実施形態］
第８の実施形態の差厚鋼管の製造方法は、第１の実施形態〜第４の実施形態、第６の実施形態及び第７の実施形態のしごき加工の後に、絞り加工を行う工程を有する。本実施形態では、一例として、第２の実施形態の工程を経て製造された差厚鋼管６１を中間品１５とし、この中間品１５に対して絞り加工を行う。
【０１１９】
まず、本実施形態で使用するダイス１４と中間品１５について、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）を参照して説明する。図１７（ａ）に示す中間品１５は、第２の実施形態の工程を経て製造された差厚鋼管６１である。中間品１５は、一端部１５ａ側にあって素管１から拡径された拡径部１５ｃと、一端部１５ａと他端部１５ｄとの間にあってしごき加工を受けた中間部１５ｅと、中間部１５ｅよりも他端部１５ｄ側にあって素管１のまま加工を受けていない未加工部１５ｆとから構成される。中間部１５ｅは、拡径部１５ｃおよび未加工部１５ｆとのそれぞれの境界において、第２の実施形態で使用したダイス１１のテーパー部１１ｃおよびプラグ５１の各テーパー部５１ｄ、５１ｅによって加工を受けた部分も含んでいる。
【０１２０】
図１７（ａ）に示すダイス１４は、中間品１５の未加工部１５ｆおよび中間部１５ｅの外径と対応する内径を有する中空小径部１４ｂと、この中空小径部１４ｂに連なるテーパー部１４ｃとから構成されている。なお、上記の「未加工部１５ｆおよび中間部１５ｅの外径と対応する内径」とは、未加工部１５ｆおよび中間部１５ｅの外径に対し、中空小径部１４ｂの内外への抜き差しが可能な程度の隙間寸法を加えた径寸法を示す。また、中空小径部１４ｂおよびテーパー部１４ｃは、ダイス本体１４ｅ内において連通している。
中間品１５の未加工部１５ｆおよび中間部１５ｅにおける外径は、素管１の外径ｄ１と同じなので、中空小径部１４ｂの内径は素管１の外径ｄ１と対応する。テーパー部１４ｃの内径は、ダイス１４の一端部１４ａ側で最大径となり、その位置の内径ｄ６が中間品１５の拡径部１５ｃの外径よりも大きい寸法に設定されている。
【０１２１】
次に、本実施形態による差厚鋼管の製造方法について説明する。まず、中間品１５を製造する。中間品１５の製造方法は、第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
次に、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、ダイス１４を固定した状態で、中間品１５をダイス１４の一端部１４ａ側から他端部１４ｄ側に向かって挿入する。中間品１５の係止部１５ｅ１がダイス１４のテーパー部１４ｃの位置に到達すると、拡径部１５ｃがテーパー部１４ｃに係止されるが、更に中間品１５を他端部１４ｄ側に押し込む。すると、係止部１５ｅ１及び拡径部１５ｃがテーパー部１４ｃ押し付けられることによって、係止部１５ｅ１及び拡径部１５ｃの外面が押圧され、係止部１５ｅ１及び拡径部１５ｃに対してこれらの外径を絞るように絞り加工が施される。
【０１２２】
図１７（ｂ）に示す位置まで中間品１５を押し込むと、係止部１５ｅ１及び拡径部１５ｃの全部に対して絞り加工が施される。そのため、中間品１５の長手方向の全部の外径が、ダイス１４の中空小径部１４ｂの内径ｄ１と同じ外径になる。
【０１２３】
図１８には、本実施形態により製造した差厚鋼管１８１の断面模式図を示す。この差厚鋼管１８１は、一端部１８１ａ（１５ａ）側にあって、中間品１５の拡径部１５ｃが絞り加工を受けた縮径部１８１ｃと、同じく絞り加工を受けた係止部１５ｅ１に対応する部分とを含む。一方、差厚鋼管１８１のその他部分は、中間品１５のまま絞り加工を受けていない中間部１８１ｅ（１５ｅ）と、中間品１５のまま絞り加工を受けていない未加工部１８１ｆ（１５ｆ）と、から構成される。
【０１２４】
差厚鋼管１８１の中空部１８１ｂは、その長手方向の全部の外径が素管１の外径のままとなっている。また、差厚鋼管１８１の内径は、縮径部１８１ｃおよび未加工部１８１ｆにおいて素管１の内径ｄ２のままであり、中間部１８１ｅでは素管１の内径ｄ２よりも拡径されている。そのため、差厚鋼管１８１は、長手方向の全部の外径が一定であり、内径が長手方向の各位置で互いに異なる複数の領域を有している。
【０１２５】
差厚鋼管１８１は、縮径部１８１ｃおよび未加工部１８１ｆにおける肉厚が比較的厚く、中間部１８１ｅにおける肉厚が比較的薄くなっている。
【０１２６】
また、差厚鋼管１８１においては、未加工部１８１ｆに対する加工量が小さいので、この部分では加工硬化が生じていないか、生じていたとしても極僅かである。従って、未加工部１８１ｆの強度が比較的低いので、この部分に対して曲げ加工等の後加工を行う場合であっても、加工硬化を緩和するための焼鈍処理等が不要になる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、中間品１５として第２の実施形態で製造した差厚鋼管６１を例示したが、本実施形態はこれのみに限定されない。本実施形態における中間品は、例えば、図２に示される第１の実施形態で製造した差厚鋼管３１でもよい。
【０１２８】
また、本実施形態で使用したダイス１４の中空小径部１４ｂの内径は、中間品１５の全部の外面に対して絞り加工を行うために、素管１の外径よりも小さい内径であってもよい。この場合において、ダイス１４の中空小径部１４ｂの内径が素管１の外径に対して小さすぎると、口絞り率が大きくなりすぎてしまい、絞り加工時に座屈が生じる恐れがある。このときの口絞り率について以下に説明する。
【０１２９】
一般に、自動車用の鋼管には、鋼管の厚さと鋼管の外径との比（ｔ／Ｄ０、ｔ：素管の厚さ、Ｄ０：素管の外径）が、０．００１〜０．１５の鋼管が使用される。本発明者らは、このサイズの鋼管に対し絞り加工を行う場合の口絞り率について詳細な検討を行った結果、口絞り率は０．４以下にするのがよいとの知見を得た。したがって、中間品１５の全部の外面に対して絞り加工を行う場合は、ダイス１４の中空小径部１４ｂの内径は、口絞り率が０．４以下となるように設定するとよい。なお、口絞り率は下記式（１）で表され、下式（１）中のκは口絞り率であり、Ｄ０は絞り加工前の鋼管の外径であり、Ｄは絞り加工後の鋼管の外径である。
【０１３０】
κ＝（Ｄ０−Ｄ）／Ｄ０・・・（１）
【０１３１】
以上説明したように本実施形態では、素管１の長手方向の全部の外径が一定で、内径がそれぞれ異なる複数の領域を有する差厚鋼管１８１を製造できる。この差厚鋼管１８１は、未加工部１８１ｆに対する加工量が比較的小さいため、この領域の強度が比較的低く、また、縮径部１８１ｃおよび中間部１８１ｅに対する加工量が比較的大きいため、これら領域の強度が比較的高くなっている。
【０１３２】
また、中間品１５の長手方向の全部の外面に対して絞り加工を行うことで、長手方向の全部の領域に対して加工が施された差厚鋼管を製造できる。また、長手方向の全部の外径が一定で、内径がそれぞれ異なる複数の領域を有する差厚鋼管を製造できる。この差厚鋼管は、素管１の長手方向の全部の領域に対して加工が施されているため、全部の領域の強度が元の素管１よりも高くなっている。
【０１３３】
［第９の実施形態］
第９の実施形態について説明する。本実施形態の差厚鋼管の製造方法は、第１の実施形態と同様の工程から構成されている。本実施形態では、第１の実施形態で用いたプラグ２１とは別のプラグと第１の実施形態で用いたダイス１１とを用いて、差厚鋼管の製造を行う。または、第１の実施形態で用いたダイス１１とは別のダイスと第１の実施形態で用いたプラグ２１とを用いて、差厚鋼管の製造を行う。その他の点は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。以下に、第９の実施形態の一例として、第１の実施形態で用いたプラグ２１とは別のプラグと、第１の実施形態で用いたダイス１１とを用いた差厚鋼管の製造方法について説明する。
【０１３４】
図１９に示すプラグ１９は、図１（ａ）に示すプラグ２１とは異なる形状を有する。プラグ１９の長手方向と直交する断面形状は、長手方向の全部において角丸四角形状となっている。また、プラグ１９は、小形先端部１９ａと、大形基端部１９ｂと、小形先端部１９ａ及び大形基端部１９ｂ間に設けられたテーパー部１９ｃと、から構成されている。
小形先端部１９ａにおける長手方向と直交する断面の、対角線長さｄ７は、素管１の内径ｄ２と対応する径となっている。大形基端部１９ｂにおける長手方向と直交する断面において、角丸四角形の一辺長さｄ８は、素管１の内径ｄ２と対応し、対角線長さｄ９は、素管１の内径ｄ２よりも大きくかつダイス１１の中空小径部１１ａの内径ｄ１未満となっている。
【０１３５】
プラグ１９を用いて、第１の実施形態と同様の工程により差厚鋼管を製造すると、しごき加工を受けた中間部の長手方向と直交する断面模式図は、図２０（ａ）に示される形状になる。プラグ１９の大形基端部１９ｂにおいて、一辺長さｄ８が素管１の内径ｄ２と対応し、長径ｄ９が素管１の内径ｄ２よりも大きいため、プラグ１９によって製造した差厚鋼管２０Ａの中間部は、素管１のまま加工を受けていない未加工部２０ａと、しごき加工を受けた被加工部２０ｂとを有する。未加工部２０ａは、その肉厚が素管１のままであり、加工量が少ないため比較的強度が低い。一方、被加工部２０ｂは、その肉厚が比較的薄く、加工量が大きいので比較的強度が高くなっている。したがって、本実施形態によって製造した差厚鋼管２０Ａは、しごき加工を受けた中間部において、しごき加工を受けた部分と未加工ままの部分とを、周方向に沿って交互に有している。
【０１３６】
以上説明した第９の実施形態では、長手方向と直交する断面形状が角丸四角形状のプラグ１９と、ダイス１１とを用いて第１の実施形態と同様の工程により差厚鋼管２０Ａを製造したが、長手方向と直交する断面形状がその他の形状のプラグを用いてもよい。ただし、プラグの長手方向と直交する断面が回転対称形状であるとよい。その理由は、プラグの長手方向と直交する断面が回転対称形状でない場合は、拡管加工により拡径部を十分に形成することができず、素管１をダイス１１のテーパー部１１ｃに係止させることができないからである。
図２０（ｂ）および図２０（ｃ）は、第８の実施形態において長手方向と直交する断面が回転対称形状である別のプラグを用いて製造した差厚鋼管２０Ｂ，２０Ｃの中間部における、長手方向と直交する断面を示す図である。
【０１３７】
上述したように、本実施形態では、第１の実施形態で用いたダイス１１とは別のダイスと第１の実施形態で用いたプラグ２１とを用いて、差厚鋼管の製造を行ってもよい。この場合において用いるダイスは、拡管加工を十分に行えるように、ダイスの長手方向と直交する断面形状が回転対称であるとよい。また、素管１の外形状は、ダイスに対応する形状でなければならない。
例えば、角形鋼管と、角形鋼管に対応する形状を有するダイスと、第１の実施形態と同様のプラグ２１とを用いて、第１の実施形態と同様に差厚鋼管２０Ｄを製造すると、その差厚鋼管２０Ｄの中間部における長手方向と直交する断面形状は、図２０（ｄ）に示される形状になる。
図２０（ｅ）は、素管の断面外形状が楕円形状であり、素管と対応する形状のダイスとプラグ２１とを用いて、第１の実施形態と同様の方法により製造した差厚鋼管２０Ｅの中間部における断面模式図である。この場合においても、しごき加工を受けた部分と未加工ままの部分とを、周方向に沿って交互に有している。
【０１３８】
以上説明したように、第９の実施形態によれば、しごき加工を受けた中間部において、しごき加工を受けた部分と未加工ままの部分とを、周方向に沿って交互に有する差厚鋼管２０Ａを製造することができる。また、この差厚鋼管２０Ａは、しごき加工を受けた部分は、その肉厚が薄く、加工量が大きいので比較的強度が大きい。一方、未加工ままの部分は、その肉厚が厚く、加工量が小さいので比較的強度が小さい。
【０１３９】
以上説明したように、本発明の各実施形態に係る差厚鋼管の製造方法では、素管に拡管加工を行って係止部を設け、係止部をダイスに係止させたままプラグを素管に押し込むことで、素管の拡径部よりも他端側にある中間部に対して、素管の外径を維持したまま内径を拡径するしごき加工を行う。したがって、拡径部に対する加工量が少なくて済み、拡径部に対して曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要にできる。
また、係止部をダイスに係止させたままプラグを素管に押し込んでしごき加工を行うため、しごき加工時に素管自体を固定する必要がなく、ダイスとプラグを相対移動させるだけでしごき加工を実施できる。
【０１４０】
また、差厚鋼管の長手方向に、肉厚が薄く強度が比較的高い部分と、肉厚が厚く強度が比較的低い部分とを形成することができる。そのため、肉厚が厚くて比較的強度が小さい部分に対して曲げ加工等の後加工を行う際に、焼鈍等の熱処理を不要にできる。
【０１４１】
本発明の各実施形態における差厚鋼管の適用例としては、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鋼管を用いれば、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鋼管を好適に用いることができる。
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鋼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鋼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鋼管を好適に用いることができる。
【０１４２】
以上説明の各実施形態の骨子を以下に纏める。
（１）例えば、図１（ａ）〜図２を用いて説明した上記第１実施形態に係る差厚鋼管の製造方法は、中空筒状（中空円筒状）の素管１より差厚鋼管３１を製造する方法であって：前記素管１をダイス１１内に配置し、前記素管１の長手方向への移動を規制した状態で、前記素管１の一端側（一端部１ａ）よりプラグ２１を押し込んで前記一端側の外形（外径）を拡大（拡径）させて前記ダイス１１に係止させる係止工程と；前記素管１の前記規制を解く一方、前記素管１の前記係止は維持したまま、前記プラグ２１をさらに前記素管１の他端側（他端部１ｄ）に向かって押し込むことで、前記素管１の外形（外径）を維持したまま内形（内径）を拡げるしごき加工を加えて薄肉部１ｅ（３１ｅ）を形成するしごき加工工程と；を有する。
（２）そして、図１（ｃ）及び図２に示すように、上記（１）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記プラグ２１の押し込みを途中で止めることにより、前記素管１の前記他端側（他端部１ｄ）に未加工部３１ｆを残してもよい。
（３）また、図１（ｃ）及び図２に示すように、上記（１）または（２）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程における前記薄肉部１ｅ（３１ｅ）の減肉率を１０％〜９０％の範囲内にしてもよい。
（４）また、図１（ｃ）に示すように、上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記係止工程及び前記しごき加工工程で、前記素管１の内形寸法（内径寸法）よりも小さな外形寸法（外径寸法）を有する先端部（小径先端部２１ａ）と、前記素管１の内形寸法（内径寸法）よりも大きくかつ前記素管１の外形寸法（外径寸法）の大きさ未満の外形寸法（外径寸法）を有する基端部（大径基端部２１ｂ）と、前記基端部（大径基端部２１ｂ）から前記先端部（小径先端部２１ａ）に向かって先細りとなるように、前記先端部（小径先端部２１ａ）及び前記基端部（大径基端部２１ｂ）間に設けられたテーパー部２１ｃと、を備えた前記プラグ２１を用いてもよい。
（５）また、例えば図７（ａ）〜図７（ｃ）を用いて説明した上記第３実施形態のように、上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記係止工程及び前記しごき加工工程で、前記素管１の内形寸法（内径寸法）よりも大きくかつ前記素管１の外形寸法（外径寸法）未満の外形寸法（外径寸法）を有する基端部７１ｂと、前記基端部７１ｂの先端側に連なり、前記基端部７１ｂから離れるに従って先細りとなる先端部（テーパー先端部７１ｃ）と、を備えた前記プラグ７１を用いてもよい。
（６）また、例えば図１６（ａ）〜図１６（ｃ）を用いて説明した上記第７実施形態のように、上記（４）または（５）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記基端部が、前記先端部側に配置された大形基端部（大径部１６１ｃ）と、前記大形基端部よりも外形寸法（外径寸法）が小さい小形基端部（小径基端部１６１ｅ）と、を有してもよい。
【０１４３】
（７）例えば、図４（ａ）〜図６を用いて説明した上記第２実施形態に係る差厚鋼管の製造方法は、中空筒状（中空円筒状）の素管１より差厚鋼管６１を製造する方法であって、前記素管１をダイス１１内に配置し、前記素管１の長手方向への移動を規制した状態で、前記素管１の一端側（一端部１ａ）より第１のプラグ（プラグ２１）を押し込んで前記一端側（一端部１ａ）の外形寸法（外径寸法）を拡大（拡径）させて前記ダイス１１に係止させる係止工程と；前記素管１より前記第１のプラグ（プラグ２１）を引き抜く抜出工程と；前記素管１の前記規制を解く一方、前記素管１の前記係止は維持したまま、前記第１のプラグ（プラグ２１）とは外形の異なる第２のプラグ（プラグ５１）を前記素管１の前記一端側（一端部１ａ）より他端側（他端部１ｄ）に向かって押し込むことで、前記素管１の外形（外径）を維持したまま内形（内径）を拡げるしごき加工を加えて薄肉部１ｅ（６１ｅ）を形成するしごき加工工程と；を有する。
（８）そして、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、上記（７）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記素管１の内形寸法（内径寸法）よりも小さな小形先端部（小径先端部５１ａ）と、前記素管１の内形寸法（内径寸法）よりも大きな外形寸法（外径寸法）を有する中形部（中径部５１ｂ）と、前記中形部（中径部５１ｂ）の外形寸法（外径寸法）よりも大きくかつ前記素管１の外形寸法（外径寸法）未満の外形寸法（外径寸法）を有する大形部（大径基端部５１ｃ）と、前記小形先端部（小径先端部５１ａ）及び前記中形部（中径部５１ｂ）間に設けられた第１のテーパー部（第１テーパー部５１ｄ）と、前記中形部（中径部５１ｂ）及び前記大形部（大径基端部５１ｃ）間に設けられた第２のテーパー部（第２テーパー部５１ｅ）と、を備えた前記第２のプラグ（プラグ５１）を用いてもよい。
（９）また、図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いて説明した上記第４実施形態のように、上記（７）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程で、前記素管１の内形寸法（内径寸法）よりも大きくかつ前記素管１の外形寸法（外径寸法）未満の外形寸法（外径寸法）を有する基端部８１ｂと；前記基端部８１ｂから先端部８１ａに向かって先細りとなる第３のテーパー部（テーパー先端部８１ｃ）と；を備えた前記第２のプラグ（プラグ８１）を用いてもよい。
（１０）図１（ａ）〜図１（ｃ）を用いて説明した上記第１実施形態のように、上記（１）〜（９）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記ダイス１１が、前記素管１の外形寸法（外径寸法）に対応する内形寸法（内径寸法）を有する中空小形部（中空小径部１１ａ）と；前記素管１の外形寸法（外径寸法）よりも大きな内形寸法（内径寸法）を有する中空大形部（中空大径部１１ｂ）と；前記中空小形部（中空小径部１１ａ）及び前記中空大形部（中空大径部１１ｂ）間に設けられてかつ、前記中空大形部（中空大径部１１ｂ）から前記中空小形部（中空小径部１１ａ）に向かって先細りとなる中空テーパー部（テーパー部１１ｃ）と；を備えてもよい。
（１１）図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を用いて説明した上記第６実施形態のように、上記（１０）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記ダイス１３が、前記中空小形部（中空小径部１３ａ）の長手方向の一部に設けられてかつ、前記素管１の外形寸法（外径寸法）よりも大きい内形寸法（内径寸法）を有する中空中径部（厚肉形成部１３ｅ）をさらに備えてもよい。
（１２）図１７（ａ）〜図１８を用いて説明した上記第８実施形態のように、上記（１）〜（１１）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記しごき加工工程後の前記素管１（中間品１５）に対して絞り加工を加える絞り加工工程をさらに有してもよい。
【０１４４】
（１３）例えば、図１０（ａ）〜図１１を用いて説明した上記第５実施形態に係る差厚鋼管の製造方法は、中空筒状（中空円筒状）の素管１より差厚鋼管１１１を製造する方法であって、前記素管１をダイス１２内に配置し、前記素管１の一端側（一端部１ａ）及び他端側（他端部１ｄ）のそれぞれに対してプラグ２１，２２を同時または交互に押し込むことにより、前記一端側（一端部１ａ）の外形（外径）及び前記他端側（他端部１ｄ）の外形（外径）を拡大させて前記ダイス１２に係止させる係止工程と；前記一端側（一端部１ａ）に前記プラグ２１を挿入したまま、前記他端側（他端部１ｄ）の前記プラグ２２を引き抜く抜出工程と；前記一端側（一端部１ａ側の係止部１ｇ１）を前記ダイス１２に係止させたまま、前記一端側（一端部１ａ）に挿入されている前記プラグ２１をさらに前記素管１の前記他端側（他端部１ｄ）に向かって押し込むことで、前記素管１の外形（外径）を維持したまま内形（内径）を拡げるしごき加工を加えて第１の薄肉部（中間部１ｇ）を形成する第１のしごき加工工程と；前記一端側（一端部１ａ）の前記プラグ２１を引き抜く一方、前記他端側（他端部１ｄ）に前記プラグ２２を挿入する挿抜工程と；前記他端側（他端部１ｄ側の係止部１ｈ１）を前記ダイス１２に係止させたまま、前記他端側（他端部１ｄ）の前記プラグ２２をさらに前記素管１の前記一端側（一端部１ａ）に向かって押し込むことで、前記素管１の外形（外径）を維持したまま内形（内径）を拡げるしごき加工を加えて第２の薄肉部（中間部１ｈ）を形成する第２のしごき加工工程と；を有し、前記係止工程で、前記プラグ２１，２２を同時に押し込む場合には、前記素管１の長手方向に沿って前記素管１を移動自在とし、前記プラグ２１，２２を交互に押し込む場合には、前記プラグ２１，２２の押し込み方向への前記素管１の移動を規制する。
（１４）図１１に示す上記第５実施形態に係る上記（１３）に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記第２のしごき加工工程後の前記素管１（差厚鋼管１１１）を絞る、絞り加工工程をさらに有してもよい。
（１５）上記各実施形態に係る上記（１）〜（１４）の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法において、前記素管１が、シームレス鋼管であってもよい。
【０１４５】
（１６）例えば、図２を用いて説明した上記第１実施形態に係る差厚鋼管３１は、以下の構成を採用している：長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も大きな外形寸法（外径寸法）を有する拡大部（拡径部３１ｃ）と、前記長手方向に沿って見た場合に前記拡大部（拡径部３１ｃ）よりも他方側に設けられてかつ、前記拡大部（拡径部３１ｃ）よりも肉厚が薄い薄肉部（中間部３１ｅ）と、を備え；前記拡大部（拡径部３１ｃ）の硬度の平均値をＨ１、前記薄肉部（中間部３１ｅ）の硬度の平均値をＨ２とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１を満たす。
（１７）上記（１６）に記載の差厚鋼管３１において、以下の構成を採用してもよい：前記長手方向に沿って見た場合に前記薄肉部（中間部３１ｅ）よりも前記他方側に配置され、前記薄肉部（中間部３１ｅ）よりも肉厚が厚い厚肉部（未加工部３１ｆ）をさらに備え；前記厚肉部（未加工部３１ｆ）の硬度の平均値をＨ３とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ３を満たす。
（１８）例えば、上記（１７）に記載の差厚鋼管３１において、以下の構成を採用してもよい：前記薄肉部（中間部３１ｅ）が、前記薄肉部（中間部３１ｅ）の中で最も肉厚が薄い直管部３１ｅ２と、前記直管部３１ｅ２及び前記拡大部（拡径部３１ｃ）間に設けられるとともに前記拡大部（拡径部３１ｃ）に向かって外形（外径）が拡大する第１テーパー部（係止部３１ｅ１）と、前記直管部３１ｅ２及び前記厚肉部（未加工部３１ｆ）間に設けられるとともに前記厚肉部（未加工部３１ｆ）に向かって肉厚が厚くなる第２テーパー部（テーパー部３１ｅ３）と、を有し；第１テーパー部（係止部３１ｅ１）の硬度の平均値をＨ４、前記直管部３１ｅ２の硬度の平均値をＨ５、そして前記第２テーパー部（テーパー部３１ｅ３）の硬度の平均値をＨ６とした場合に、Ｈ５＞Ｈ６≧Ｈ３及びＨ５＞Ｈ４＞Ｈ１の両式を満たす。
（１９）図１４を用いて説明した上記第６実施形態に係る上記（１６）〜（１８）の何れか一項に記載の差厚鋼管１４１において、前記薄肉部（中間部１４１ｅ）の肉厚が、前記長手方向に沿って見た場合に、部分的に厚くなっていてもよい（厚肉部１４１ｆ）。
（２０）図１１を用いて説明した上記第５実施形態に係る上記（１６）に記載の差厚鋼管１１１のように、前記拡大部（拡径部１１１ｃ，１１１ｆ）及び前記薄肉部（中間部１１１ｇ，１１１ｈ）の組み合わせが、前記長手方向の両端に対称的に設けられていてもよい。
（２１）上記（２０）に記載の差厚鋼管１１１において、以下の構成を採用してもよい：一対の前記薄肉部（中間部１１１ｇ，１１１ｈ）間に配置され、前記薄肉部（中間部１１１ｇ，１１１ｈ）よりも肉厚が厚い厚肉部（未加工部１１１ｉ）をさらに備え；前記厚肉部（未加工部１１１ｉ）の硬度の平均値をＨ７とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ７を満たす。
【０１４６】
（２２）例えば、図１８を用いて説明した上記第８実施形態に係る差厚鋼管１８１は、以下の構成を採用している：長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も肉厚が厚い厚肉部（縮径部１８１ｃ）と、前記厚肉部（縮径部１８１ｃ）よりも他方側に設けられてかつ、前記厚肉部（縮径部１８１ｃ）よりも肉厚が薄い薄肉部（中間部１８１ｅ）と、を備え；前記長手方向に沿って外形寸法（外径寸法）が一定であり；前記厚肉部（縮径部１８１ｃ）の硬度の平均値をＨ８、前記薄肉部（中間部１８１ｅ）の硬度の平均値をＨ９とした場合に、Ｈ９＞Ｈ８を満たす。
（２３）図２０（ａ）を用いて説明した上記第９実施形態に係る上記（１６）〜（２２）の何れか一項に記載の差厚鋼管２０において、前記薄肉部を、前記長手方向に垂直な断面において前記薄肉部の周方向に沿って見た場合に、相対的に、肉厚が薄くて硬度が高い領域（被加工部２０ｂ）と、前記肉厚が厚くて硬度が低い領域（未加工部２０ａ）とが、前記周方向に沿って交互に入れ替わる回転対称形状を有してもよい。
（２４）上記（１６）〜（２３）の何れか一項に記載の差厚鋼管は、シームレス鋼管を素材としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明によれば、製造時の加工量が少なく、曲げ加工等の後加工を行う際に焼鈍等の熱処理を不要とする差厚鋼管の製造方法および差厚鋼管を、提供することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  素管
１ａ  一端部（一端側）
１ｄ  他端部（他端側）
１ｅ，３１ｅ，６１ｅ  薄肉部
１ｇ  中間部（第１の薄肉部）
１ｇ１  一端部側の係止部（一端側）
１ｈ  中間部（第２の薄肉部）
１ｈ１  他端部側の係止部（他端側）
１１，１２，１３  ダイス
１１ａ  中空小径部（中空小形部）
１１ｂ  中空大径部（中空大形部）
１１ｃ  テーパー部（中空テーパー部）
１３ａ  中空小径部（中空小形部）
１３ｅ  厚肉形成部（中空中径部）
２０ａ  未加工部（肉厚が厚くて硬度が低い領域）
２０ｂ  被加工部（肉厚が薄くて硬度が高い領域）
２１  プラグ（第１のプラグ）
２１ａ  小径先端部（先端部）
２１ｂ  大径基端部（基端部）
２１ｃ  テーパー部
２２，７１  プラグ
３１，６１，１１１，１４１，１８１  差厚鋼管
３１ｃ，４１ｃ，６１ｃ，９１ｃ，１１１ｃ，１１１ｆ，１２１ｃ，１４１ｃ，１５１ｃ  拡径部（拡大部）
３１ｅ，１１１ｇ，１１１ｈ  中間部（薄肉部）
３１ｅ１  係止部（第１テーパー部）
３１ｅ２  直管部
３１ｅ３  テーパー部（第２テーパー部）
３１ｆ，１１１ｉ  未加工部（未加工部，厚肉部）
５１，８１  プラグ（第２のプラグ）
５１ａ  小径先端部（小形先端部）
５１ｂ  中径部（中形部）
５１ｃ  大径基端部（大形部）
５１ｄ  第１テーパー部（第１のテーパー部）
７１ｂ，８１ｂ  基端部
７１ｃ  テーパー先端部（先端部）
８１ａ  先端部
８１ｃ  テーパー先端部（第３のテーパー部）
１４１ｅ  中間部（薄肉部）
１６１ｃ  大径部（大形基端部）
１６１ｅ  小径基端部（小形基端部）
１８１ｃ  縮径部（厚肉部）
１８１ｅ  中間部（薄肉部）
【図１】
2017154481.tif 000003
【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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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月2日(2017.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側よりプラグを押し込んで前記一端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；
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しごき加工工程と；
を有することを特徴とする、差厚鋼管の製造方法。
【請求項２】
前記しごき加工工程で、前記プラグの押し込みを途中で止めることにより、前記素管の前記他端側に未加工部を残す
ことを特徴とする、請求項１に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項３】
前記しごき加工工程における前記薄肉部の減肉率を１０％〜９０％の範囲内にする
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項４】
前記係止工程及び前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも小さな外形寸法を有する先端部と、
前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法の大きさ未満の外形寸法を有する基端部と、
前記基端部から前記先端部に向かって先細りとなるように、前記先端部及び前記基端部間に設けられたテーパー部と、
を備えた前記プラグを用いる
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項５】
前記係止工程及び前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する基端部と、
前記基端部の先端側に連なり、前記基端部から離れるに従って先細りとなる先端部と、
を備えた前記プラグを用いる
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項６】
前記基端部が、前記先端部側に配置された大形基端部と、前記大形基端部よりも外形寸法が小さい小形基端部と、を有する
ことを特徴とする、請求項４または５に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項７】
中空筒状の素管より差厚鋼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への移動を規制した状態で、前記素管の一端側より第１のプラグを押し込んで前記一端側の外形寸法を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；
前記素管より前記第１のプラグを引き抜く抜出工程と；
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、前記第１のプラグとは外形の異なる第２のプラグを前記素管の前記一端側より他端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しごき加工工程と；
を有する
ことを特徴とする、差厚鋼管の製造方法。
【請求項８】
前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも小さな小形先端部と、
前記素管の内形寸法よりも大きな外形寸法を有する中形部と、
前記中形部の外形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する大形部と、
前記小形先端部及び前記中形部間に設けられた第１のテーパー部と、
前記中形部及び前記大形部間に設けられた第２のテーパー部と、
を備えた前記第２のプラグを用いる
ことを特徴とする、請求項７に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項９】
前記しごき加工工程で、
前記素管の内形寸法よりも大きくかつ前記素管の外形寸法未満の外形寸法を有する基端部と；
前記基端部から先端部に向かって先細りとなる第３のテーパー部と；
を備えた前記第２のプラグを用いる
ことを特徴とする、請求項７に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１０】
前記ダイスが、
前記素管の外形寸法に対応する内形寸法を有する中空小形部と；
前記素管の外形寸法よりも大きな内形寸法を有する中空大形部と；
前記中空小形部及び前記中空大形部間に設けられてかつ、前記中空大形部から前記中空小形部に向かって先細りとなる中空テーパー部と；
を備える
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１１】
前記ダイスが、前記中空小形部の長手方向の一部に設けられてかつ、前記素管の外形寸法よりも大きい内形寸法を有する中空中径部をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１０に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１２】
前記しごき加工工程後の前記素管に対して絞り加工を加える絞り加工工程をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１３】
中空筒状の素管より差厚鋼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、前記素管の一端側及び他端側のそれぞれに対してプラグを同時または交互に押し込むことにより、前記一端側の外形及び前記他端側の外形を拡大させて前記ダイスに係止させる係止工程と；
前記一端側に前記プラグを挿入したまま、前記他端側の前記プラグを引き抜く抜出工程と；
前記一端側を前記ダイスに係止させたまま、前記一端側に挿入されている前記プラグをさらに前記素管の前記他端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第１の薄肉部を形成する第１のしごき加工工程と；
前記一端側の前記プラグを引き抜く一方、前記他端側に前記プラグを挿入する挿抜工程と；
前記他端側を前記ダイスに係止させたまま、前記他端側の前記プラグをさらに前記素管の前記一端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第２の薄肉部を形成する第２のしごき加工工程と；
を有し、
前記係止工程で、
前記プラグを同時に押し込む場合には、前記素管の長手方向に沿って前記素管を移動自在とし、
前記プラグを交互に押し込む場合には、前記プラグの押し込み方向への前記素管の移動を規制する、
ことを特徴とする、差厚鋼管の製造方法。
【請求項１４】
前記第２のしごき加工工程後の前記素管を絞る、絞り加工工程をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１５】
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１〜１４の何れか一項に記載の差厚鋼管の製造方法。
【請求項１６】
長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も大きな外形寸法を有する拡大部と；
前記長手方向に沿って見た場合に前記拡大部よりも他方側に設けられてかつ、前記拡大部よりも肉厚が薄い薄肉部と；
前記長手方向に沿って見た場合に前記薄肉部よりも前記他方側に配置され、前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部をさらに備え；
前記薄肉部が、
前記薄肉部の中で最も肉厚が薄い直管部と、
前記直管部及び前記拡大部間に設けられるとともに前記拡大部に向かって外形が拡大する第１テーパー部と、
前記直管部及び前記厚肉部間に設けられるとともに前記厚肉部に向かって肉厚が厚くなる第２テーパー部と、
を有し；
前記拡大部の硬度の平均値をＨ１、前記薄肉部の硬度の平均値をＨ２とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１を満たし；
前記厚肉部の硬度の平均値をＨ３とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ３を満たし；
前記第１テーパー部の硬度の平均値をＨ４、前記直管部の硬度の平均値をＨ５、そして前記第２テーパー部の硬度の平均値をＨ６とした場合に、Ｈ５＞Ｈ６≧Ｈ３及びＨ５＞Ｈ４＞Ｈ１の両式を満たす；
ことを特徴とする差厚鋼管。
【請求項１７】
前記薄肉部の肉厚が、前記長手方向に沿って見た場合に、部分的に厚くなっていることを特徴とする、請求項１６に記載の差厚鋼管。
【請求項１８】
前記薄肉部を、前記長手方向に垂直な断面において前記薄肉部の周方向に沿って見た場合に、相対的に、肉厚が薄くて硬度が高い領域と、前記肉厚が厚くて硬度が低い領域とが、前記周方向に沿って交互に入れ替わる回転対称形状を有する
ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の差厚鋼管。
【請求項１９】
シームレス鋼管を素材とすることを特徴とする請求項１６〜１８の何れか一項に記載の差厚鋼管。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（１６）本発明の一態様に係る差厚鋼管は、以下の構成を採用している：長手方向の一方側に設けられてかつ、前記長手方向に垂直な断面で見た場合に最も大きな外形寸法を有する拡大部と、前記長手方向に沿って見た場合に前記拡大部よりも他方側に設けられてかつ、前記拡大部よりも肉厚が薄い薄肉部と、前記長手方向に沿って見た場合に前記薄肉部よりも前記他方側に配置され、前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部をさらに備え；前記薄肉部が、前記薄肉部の中で最も肉厚が薄い直管部と、前記直管部及び前記拡大部間に設けられるとともに前記拡大部に向かって外形が拡大する第１テーパー部と、前記直管部及び前記厚肉部間に設けられるとともに前記厚肉部に向かって肉厚が厚くなる第２テーパー部と、
を有し；前記拡大部の硬度の平均値をＨ１、前記薄肉部の硬度の平均値をＨ２とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１を満たし；
前記厚肉部の硬度の平均値をＨ３とした場合に、Ｈ２＞Ｈ１≧Ｈ３を満たし；
前記第１テーパー部の硬度の平均値をＨ４、前記直管部の硬度の平均値をＨ５、そして前記第２テーパー部の硬度の平均値をＨ６とした場合に、Ｈ５＞Ｈ６≧Ｈ３及びＨ５＞Ｈ４＞Ｈ１の両式を満たす。
なお、本願明細書に記載の各硬度の平均値の求め方としては、製造した差厚鋼管の肉厚方向中心位置における部分を、同差厚鋼管の長手方向に沿って１ｍｍ間隔で５点、硬度を測定し、これら５点の硬度の平均値を算出することで求められる。もし、サイズが小さいために５点の測定点を得るのが難しい場合には、差厚鋼管の周方向に沿って１ｍｍ間隔で５点の硬度を測定し、これら５点の平均値を算出して用いてもよい。
（１７）上記（１６）に記載の差厚鋼管において、前記薄肉部の肉厚が、前記長手方向に沿って見た場合に、部分的に厚くなっていてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（１８）上記（１６）又は（１７）に記載の差厚鋼管において、前記薄肉部を、前記長手方向に垂直な断面において前記薄肉部の周方向に沿って見た場合に、相対的に、肉厚が薄くて硬度が高い領域と、前記肉厚が厚くて硬度が低い領域とが、前記周方向に沿って交互に入れ替わる回転対称形状を有してもよい。
（１９）上記（１６）〜（１８）の何れか一項に記載の差厚鋼管は、シームレス鋼管を素材としてもよい。
なお、上記の各種硬度としては、例えばビッカース硬度を用いることができる。
【国際調査報告】
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2017154481.tif 000024
2017154481.tif 000025
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