(57)【要約】【課題】  曲げ加工での減肉の抑制と、軸方向に異型の断面形状実現を両立せしめ、工数減、素材金属管の歩留まり向上による低コスト化も図れるとともに、部品用の断面形状をもつ金属管に成形後の配管の軽量化、設置スペースの節約などにも寄与し、また、減肉を抑制できることで、フェライト系ステンレス鋼管などの安価な素材金属管も使用可能になる、部品用の断面形状をもつ金属曲管およびその製造方法を提供する。【解決手段】  金属管の一端での軸の方向Ｘが該金属管の他端での軸の方向Ｙと60度以上の角度θをなすように該金属管に曲げ加工を行った後、該金属管内に液圧を作用させるとともに該金属管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるハイドロフォーミングを行って該金属管が部品用の断面形状をもつようにしたことを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管。【選択図】          図１
2006272451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすように該金属管に曲げ加工を行った後、該金属管内に液圧を作用させるとともに該金属管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるハイドロフォーミングを行って該金属管が部品用の断面形状をもつようにしたことを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管。
【請求項２】
前記請求項１の曲げ加工は、１回の曲げ角度が70度以下となるように、分けて行ったものであることを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管。
【請求項３】
前記金属管は、フェライト系ステンレス鋼管であることを特徴とする前記請求項１または２の部品用の断面形状をもつ金属曲管。
【請求項４】
前記フェライト系ステンレス鋼管は、ｒ値が１．３以上のものであることを特徴とする前記請求項３の部品用の断面形状をもつ金属曲管。
【請求項５】
金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすように該金属管に曲げ加工を行うに際し、２回以上の複数回に分けて曲げ加工を行うことを特徴とする金属管の曲げ加工方法。
【請求項６】
複数回に分けた曲げ加工の１回あたりの曲げ角度が70度以下となるように、行うことを特徴とする請求項５に記載の金属管の曲げ加工方法。
【請求項７】
曲げ加工を回転引き曲げによるものとし、複数回に分けた曲げ加工のうち２回目以降の曲げ加工での軸押し力が、１回目の曲げ加工での軸押し力を下回らないようにすることを特徴とする請求項５または６に記載の金属管の曲げ加工方法。
【請求項８】
前記金属管の曲げ加工に用いる曲げ加工前の金属管は、ｒ値が１．３以上のものであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の金属管の曲げ加工方法。
【請求項９】
金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすように該金属管に曲げ加工を行った後、該金属管内に液圧を作用させるとともに該金属管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるハイドロフォーミングを行って該金属管が部品用の断面形状をもつようにすることを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
【請求項１０】
前記請求項９の曲げ加工を、１回の曲げ角度が70度以下となるように、分けて行うことを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
【請求項１１】
前記金属管は、フェライト系ステンレス鋼管であることを特徴とする前記請求項９または１０の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
【請求項１２】
前記フェライト系ステンレス鋼管は、ｒ値が１．３以上のものであることを特徴とする前記請求項１１の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備や各種プラントの他、自動車や電気機器などの配管として用いられる、部品用の断面形状をもつ金属曲管およびその製造方法ならびにその製造過程での金属管の曲げ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調設備や各種プラントの他、自動車や電気機器などの配管として、該配管特有の断面形状をもつ金属曲管が用いられることがある。そのような特有の断面形状をもつ金属曲管の一例を図１０に示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は各断面図である。
このような特有の断面形状をもつ金属曲管は、例えば、図１１に示すように、従来、金属板１０をプレス成形した後、トリミングしてフランジ２０の部分を形成したものを２枚用意し、裏表対向させて、フランジ２０の部分を溶接し、全体的に略管状になるようにすることで製造していた。図示していないが、あるいはさらに、溶接によってできた重ねしろ３０の部分をトリミングして切除する場合もあった。
【０００３】
しかしながら、このような工数の多い製造のしかたは、非常に手間がかかるとともに、何よりもコスト高になるという問題があった。
さらに、プレス成形した後、トリミングする必要があることから、トリミング屑（スクラップ）の発生が避けらず、素材金属板の歩留まりが悪く、これもコスト高の要因になるという問題もあった。
【０００４】
また、溶接のためのフランジ２０や、重ねしろ３０があるため、このような特有の断面形状をもつ金属曲管（以下、部品用の断面形状をもつ金属曲管）に成形後の配管は、必要以上に重くなったり、大きすぎて設置スペースが余計に必要になるなど、先述の空調設備や各種プラントの他、自動車や電気機器などの設計に影響を及ぼす場合もあった。溶接後にフランジ２０の部分をトリミングして切除するのは、前述と同様、工数増によるコスト高につながる問題もあった。
【０００５】
また、先述の各種配管には様々な特性が要求される。即ち、使用環境下で変形したり破壊したりしないようにするため、強度の他にも、耐食性、耐熱性、耐磨耗性などが要求される場合がある。
先述のような各種配管の設計に際しては、腐食や磨耗による減肉の影響や、温度上昇による強度低下の影響があった場合でも、十分耐えられるように、配管の板厚を厚くしておくことで、耐久性を確保する。即ち、その配管に要求される耐食性や耐熱性などの特性から、使用する素材の材質が決まるのであるが、材質が決まれば、その使用する最高温度下での強度も決まるため、前述の腐食や磨耗による減肉の影響や、温度上昇による強度低下の影響があった場合でも、十分耐えられる板厚の下限も決まる。
【０００６】
すると、以上述べたようにして設計した各種配管は、製造段階で、そのような板厚の下限を下回らないように成形することが最も重要になる。即ち、成形により減肉が発生するような場合には、減肉を可及的に小さくして、前述の板厚の下限を下回らないようにすることが重要になる。
部品用の断面形状をもつ金属曲管を製造するに際しては、鋼管をはじめとする各種金属管を素材に用いれば、部品点数が少なくなるのと、溶接が不要になるのとで、工数が減り、素材金属管の歩留まりも向上することから、低コスト化の可能性が出てくる。
【０００７】
一端での軸の方向Ｘが他端での軸の方向Ｙと60度以上の角度θをなす金属管の一例を図１２に示すが、60度以上の曲げ加工、特に180度の曲げ加工を行なう所謂Ｕ字曲げでは、そのような曲げ加工に伴って、減肉が発生する。そして、曲げの曲率半径が小さくなるほど、その減肉は顕著になる。
加えて、部品用の断面形状をもつ金属曲管にするために、機械加工により拡管を行うものとすれば、断面形状の造り込みには複雑な形状の芯金を挿入する必要が生じる。
【０００８】
このような問題があるため、先述のような各種配管を、工業的規模で量産するには用いられることは殆ど無かった。
ところで、素材に鋼管を用い、ハイドロフォーミングを行って異形の断面形状をもつようにする技術としては、特許文献１のように金型の形状を工夫する方法や、特許文献２、特許文献３のようにハイドロフォーミングに用いる素材鋼管の機械的特性や表面性状を規定する方法があった。
【０００９】
なお、後述の発明を実施するための最良の形態に登場する回転引き曲げに関する先行技術として、ここで特許文献４、特許文献５を挙げておく。
【特許文献１】特開2000-343141号公報
【特許文献２】特開平10-175027号公報
【特許文献３】特開2000-17329号公報
【特許文献４】特開昭55-128324号公報
【特許文献５】特開平5-96332号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、いずれも、ハイドロフォーミングを、直管に対して行うことを前提としている。このように、ハイドロフォーミングは、本発明の対象とする、図１２に示すような、金属曲管の一端での軸の方向Ｘが該金属曲管の他端での軸の方向Ｙと60度以上の角度θをなす、異形の断面形状をもつ金属曲管の成形に対しては、未だ適用されたことはない。
しかも、先述のような各種配管用の素材として、耐食性あるいは耐熱性を要求されるような用途には、SUS304に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼管が用いられることも多いが、高価なため、コスト高の問題があり、最近では、比較的安価でありながら、これまでの種々の研究により、耐食性や加工性がオーステナイト系ステンレス鋼管に近づきつつある、フェライト系ステンレス鋼管を素材として用いようとする動きも出てきている。
【００１１】
とはいえ、耐食性や加工性がSUS304に近づいてきたとはいうものの、フェライト系ステンレス鋼は、未だ伸びなどの加工性に若干の改善が望まれ、高度な加工性が要求される用途には、使用するのは難しい。
本発明は、上述のような従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、部品用の断面形状をもつ金属曲管およびそれを有利に製造する方法に関するものである。
【００１２】
また、本発明は、その製造過程で、ハイドロフォーミングを施す前の、金属管の曲げ加工方法にも関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすように該金属管に曲げ加工を行った後、該金属管内に液圧を作用させるとともに該金属管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるハイドロフォーミングを行って該金属管が部品用の断面形状をもつようにしたことを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管。
（２）前記（１）の曲げ加工は、１回の曲げ角度が70度以下となるように、分けて行ったものであることを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管。
（３）前記金属管は、フェライト系ステンレス鋼管であることを特徴とする前記（１）または（２）の部品用の断面形状をもつ金属曲管。
（４）前記フェライト系ステンレス鋼管は、ｒ値が１．３以上のものであることを特徴とする前記（３）の部品用の断面形状をもつ金属曲管。
（５）金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすように該金属管に曲げ加工を行うに際し、２回以上の複数回に分けて曲げ加工を行うことを特徴とする金属管の曲げ加工方法。
（６）複数回に分けた曲げ加工の１回あたりの曲げ角度が70度以下となるように、行うことを特徴とする（５）に記載の金属管の曲げ加工方法。
（７）曲げ加工を回転引き曲げによるものとし、複数回に分けた曲げ加工のうち２回目以降の曲げ加工での軸押し力が、１回目の曲げ加工での軸押し力を下回らないようにすることを特徴とする（５）または（６）に記載の金属管の曲げ加工方法。
（８）前記金属管の曲げ加工に用いる曲げ加工前の金属管は、ｒ値が１．３以上のものであることを特徴とする（５）ないし（７）のいずれかに記載の金属管の曲げ加工方法。
（９）金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすように該金属管に曲げ加工を行った後、該金属管内に液圧を作用させるとともに該金属管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるハイドロフォーミングを行って該金属管が部品用の断面形状をもつようにすることを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
（１０）前記（９）の曲げ加工を、１回の曲げ角度が70度以下となるように、分けて行うことを特徴とする部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
（１１）前記金属管は、フェライト系ステンレス鋼管であることを特徴とする前記（９）または（１０）の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
（１２）前記フェライト系ステンレス鋼管は、ｒ値が１．３以上のものであることを特徴とする前記（１１）の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、曲げ加工とハイドロフォーミングを組み合わせることで、減肉の抑制と、部品用の断面形状実現を両立せしめ、工数減、素材金属管の歩留まり向上による低コスト化も図れるとともに、部品用の断面形状をもつ金属曲管に成形後の配管の軽量化、設置スペースの節約などにも寄与する。また、減肉を抑制できることで、フェライト系ステンレス鋼管などの安価な素材金属管も使用可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（部品用の断面形状をもつ金属曲管）
図１に本発明の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法の一つの実施形態を示す。
本発明にいう“部品用の断面形状をもつ”とは、曲げ加工された金属管のどこか一部でも、ある点をとった場合に、その点での中心軸方向を法線とするような仮想平面で切られるその金属曲管の断面が、部品としての機能を満たすべくデザインされた単純でない形状であることを意味する。単純でないとは、断面円筒形の金属管に曲げ加工を加えただけとか、もしくはそれが扁平されただけのようなものを除くことを意味する。
【００１６】
素材には代表的なフェライト系ステンレス鋼であるSUS430製のフェライト系ステンレス鋼管を用いる。ハイドロフォーミングも含めた最終的な加工終了後のフェライト系ステンレス鋼管の各部断面の形状は、図１０に示したものと同じとする。
はじめに、フェライト系ステンレス鋼管に曲げ加工を行う。本実施の形態では、曲げ加工の曲率半径を１Ｄ（曲げ加工の曲率半径＝フェライト系ステンレス鋼管の素材の直径）とし、180度の曲げ加工を行った後、加工すべき外形形状の転写内形形状をもつ金型４０にセットし、該フェライト系ステンレス鋼管内に液圧を作用させるとともに、該フェライト系ステンレス鋼管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるハイドロフォーミングを行って、該フェライト系ステンレス鋼管が部品用の断面形状をもつようにする。
【００１７】
その一連の製造工程について、以下に、さらに詳細に説明する。
（金属管の曲げ加工方法）
曲げ加工後の形状の目標は、ハイドロフォーミングも含めた最終的な加工終了後のフェライト系ステンレス鋼管の形状にして、その一端での軸の方向Ｘが他端での軸の方向Ｙと180度の角度をなすＵ字状であるため、まず180度の曲げ加工を行う。その曲げ加工は、本実施の形態では、後述の回転引き曲げと呼ばれる方法で行う。ここで用いた回転引き曲げ機は、その機械仕様上、１回で90度までの曲げ加工ができるので、図１（a）のように180度の曲げ加工を90度ずつ２回に分けて行うのが最も工数が少なくてすむ。ただ、理論上は、ハイドロフォーミングも含めた最終的な加工終了後のフェライト系ステンレス鋼管の曲げ加工が行われた部分の減肉の程度が許す限度において、１回で最大180度の曲げ加工を行うこともできる。
【００１８】
一方、図１（b）では180度の曲げ加工を60度ずつ３回に分けて行っているが、このように曲げ加工の回数を多くして、1回の曲げ加工の角度を小さくするほど、ハイドロフォーミングも含めた最終的な加工終了後のフェライト系ステンレス鋼管の曲げ加工が行われた部分の減肉を抑制できる。
しかしながら、曲げ加工の回数を多くするほど、工数が増え、生産能率が低下するため、それを抑制する観点から、３回以下で180度の曲げ加工が完了するのが好ましく、また、必ずしも等しい角度ずつ曲げる必要はなく、例えば、70度、55度、55度という具合に行っても良い。このようなことから、曲げ加工は、１回の曲げ角度が70度以下となるように行うのが好ましい。
【００１９】
ここで、先に述べた回転引き曲げについて説明しておく。図２は、ここで用いた回転引き曲げ機の概要を示したものである。図２において、１は金属管１０を曲げる曲げ型、２は金属管１０をクランプし、曲げ型１と共に回転するクランプ、３は金属管１０の中に挿入されるマンドレルで、マンドレル本体４及びその先端部に複数のボール５を有し、軸６で挿入される。７は金属管１０の移動と共に移動可能に構成された押さえ型、８は金属管１０の内側曲がり部の皺抑制のためのワイパー部材、９は金属管１０の端部の軸押しを行うバックブースタである。
【００２０】
クランプ２で金属管１０を押し上げつつ曲げ型を所望の角度だけ回転させることで、曲げ加工を行う。このとき、バックブースタ９で金属管１０の端部の軸押しを行うことで、曲げ加工に伴って金属管１０が曲げ型１の側にスムーズに引き込まれていくように後押しする。
以上のような曲げ加工を行った後に、ハイドロフォーミングを行うと、もう一つの本発明である、部品用の断面形状をもつ金属曲管を製造することができるのであるが、ハイドロフォーミングに先立って、焼鈍を行っても良い。焼鈍を行うことで、延性が回復するからである。
（部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法）
図１の方に戻るが、図１（c）にハイドロフォーミングを行うようすを示す。ハイドロフォーミングでは、180度の曲げ加工後のフェライト系ステンレス鋼管を、加工すべき外形形状の転写内形形状をもつ金型にセットし、該フェライト系ステンレス鋼管内に液圧を作用させるとともに該フェライト系ステンレス鋼管の少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させる。素材であるフェライト系ステンレス鋼管をセットできるようにするため、金型４０は、図１（c）の下図（側面図）に示すように分割されており、180度の曲げ加工後のフェライト系ステンレス鋼管のセット後は、液圧、それに、軸押し力が作用することで開放してしまわないように締結される。
【００２１】
フェライト系ステンレス鋼管内に液圧を作用させることで、フェライト系ステンレス鋼管が膨らみ、加工すべき外形形状の転写内形形状に予め加工した金型に当接するため、次第に金型の内形形状に沿うように変形していくが、その際に、同時にフェライト系ステンレス鋼管の両端に軸押し力を作用させる。
軸押し力を作用させることで、180度の曲げ加工の際に発生した減肉が、さらに進展しようとするのを抑制するとともに、軸押しによる圧縮で、180度の曲げ加工の際に減肉の発生した部分に素材であるフェライト系ステンレス鋼管の一部を供給し、これにより、減肉を抑制ないしは減肉した分を補償することができる。
【００２２】
しかしながら、過度の軸押しはフェライト系ステンレス鋼管に座屈を発生させる。液圧と軸押し力の関係を適切に調整することが重要になる。
【実施例】
【００２３】
図１０に示したＵ字管の製造に本発明の方法を適用した場合について、以下に説明する。素材には、フェライト系ステンレス鋼SUH409製の直径５０ｍｍ、肉厚２ｍｍ（正確には１．９６３ｍｍであった。）、長さ５００ｍｍの鋼管で、Hi-r材（ｒ値＝1.3）とLo-r材（ｒ値＝1.0）の２種類を用いた。
図３には、Hi-r材を用いて、曲げ回数を種々変更した場合に、それぞれ、曲げ外周部の板厚がどのようになるか、すなわち減肉の程度を測定した結果を示している。Aは90度ずつ２回に分けて、Bは60度ずつ3回に分けて、Cは45度ずつ4回に分けてそれぞれ180度の曲げ加工を行ったものである。
【００２４】
いずれも180度の曲げ加工を行ったものであるが、曲げ回数に相当する数の板厚の極小箇所があることがわかる。そして、各極小箇所の最小板厚の中でも最小の板厚は、Cが最も厚く、C ＞ B ＞ Aの順に薄くなる。即ち、曲げ回数が多くなるほど最小板厚が厚く、180度の曲げ加工に伴う減肉が抑制されていることがわかる。
また、図４には、Hi-r材とLo-r材で180度の曲げ加工を60度ずつ3回に分けて行った場合の、曲げ外周部の板厚分布を示す。Hi-r材の方が最小板厚が大きい。即ち素材のｒ値が高い方が、180度の曲げ加工に伴う減肉が抑制されていることがわかる。
【００２５】
図５には、曲げ加工の際の、バックブースタ９による軸押し力を変化させた場合の、曲げ外周部の板厚分布を示す。軸押し力が大きい場合ほど、曲げ加工を行う前の金属管に対する板厚比が大きく、減肉が抑制されていることがわかる。
図６には、60度ずつ３回で180度曲げを行った場合の１回目(0〜60度)の曲げ、２回目(60〜120度)の曲げ、および３回目(120〜180度)の曲げにおいて、クランプ２がスリップする限界の軸押し力と曲げ外周部の板厚を調べたものである。板厚の測定点は、後述の図８に登場する曲げ外周部中央Ｚの<１>である。
【００２６】
２回目の曲げと３回目の曲げでは、スリップする限界は、ほぼ同等であるが、１回目の曲げはスリップする限界が低く、比較的小さい軸押し力でもクランプ２がスリップしてしまうことがわかる。１回目の曲げの開始時は直管で、スリップしやすいのに対して、２回目の曲げ、および３回目の曲げでは、曲げの開始時にすでに金属管１０はある程度曲がっているため、クランプ２もスリップしにくいためである。クランプ２がスリップしてしまうと、軸押し力が有効に作用しないため、減肉が大きくなる。
【００２７】
以上の結果より、軸押し力はスリップを発生させない範囲で大きいほど減肉を抑制でき、１回目の曲げは、２回目以降の曲げよりスリップが発生しやすいため、軸押し力を低く設定する必要があることがわかる。すなわち、曲げ加工を複数回に分けて行う場合、複数回に分けて行う曲げ加工のうちの２回目の曲げ加工以降のときの軸押し力が、１回目の曲げ加工のときの軸押し力を下回らないようにするのが、減肉の抑制に有効であることがわかる。
【００２８】
ここで、話は変わるが、図７には、180度の曲げ加工を60度ずつ3回に分けて行った後、ハイドロフォーミングを行なって図１０に示したＵ字管の製造を行なった際の液圧および軸押しの条件と、成形の成否についての結果を示す。
図７のダイヤグラムは、成形可能領域とそれ以外の不適領域に大きく分けられ、不適領域は、さらに、成形力不足領域、破裂領域、座屈領域にそれぞれ分けられる。軸押し量を多くし過ぎると座屈を生じ、特に液圧の低い場合には顕著になる。軸押し量が比較的少ない場合は、液圧が低いと成形力不足で加工すべき外形形状が得られなくなり、逆に液圧が高すぎると破裂することがわかる。したがって液圧と軸押しの両方を調整することで、最適なハイドロフォーミングを行なうことができるようになる。
【００２９】
図７中の成形可能領域のa〜p各点に相当する液圧と軸押しの条件でハイドロフォーミングを行なった場合について、曲げ外周部中央と曲げ側線部中央の板厚（図８に該板厚の測定点を示す）を、180度の曲げ加工後とハイドロフォーミング後でそれぞれ測定した。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2006272451.tif 000003
【００３１】
表１より、測定点<１>：曲げ外周部中央では、ハイドロフォーミングでの減肉は180度の曲げ加工での減肉に比べて小さいことがわかる。これは、以下に述べるような理由によるものである。曲げ外周部は180度の曲げ加工で減肉の最も起こりやすい箇所であるが、この曲げ外周部はハイドロフォーミングでは軸押しにより図８のZ部分が金型に押付けられることで拘束されるため、減肉が抑制される。ハイドロフォーミングでは、逆に、金型に押付けられる方向に力がはたらかない側線部Ｗで減肉が起こりやすい。即ち、本発明の製造方法では、曲げ加工とハイドロフォーミングとで、減肉の最も起こりやすい箇所が一致しないことが、最終的な加工終了後のフェライト系ステンレス鋼管の形状の目標に達した際の減肉の抑制を可能にしている。
【００３２】
以上の通りであるが、本発明の実施の形態は以上述べたものに限られるものではない。
例えば、本発明の部品用の断面形状をもつ金属曲管は、金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすものを対象としているが、金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と60度以上の角度をなすとは、２次元的な加工が行われ、金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と同じ仮想平面内にある場合に限られるものではない。２次元的な曲げ加工後にハイドロフォーミングが行われ、しかる後に３次元的な加工が行われるか、３次元的な曲げ加工後にハイドロフォーミングが行われるか、いずれにしても、３次元的な加工が行われた結果、図９に示すように、金属管の一端での軸の方向が該金属管の他端での軸の方向と同じ仮想平面内にない場合、金属管の一端での軸の方向と該金属管の他端での軸の方向とのなす角度とは、どちらかの軸を仮想的に平行移動させて交差させたときに両軸のなす角度θのことを指すものとする。
【００３３】
また、曲げ加工の方法として、比較的量産性に優れる方法として広く用いられている回転引き曲げを例に挙げたが、プレス曲げ（押曲げとも呼ばれる）、引張り曲げ（押付け曲げとも呼ばれる）、ロール曲げ、高周波局部加熱曲げなど、公知のいずれの曲げ加工方法も用いることができ、材質や製品の寸法、形状に応じて、適宜最適な曲げ加工の方法を選択して用いて良い。
【００３４】
さらに、部品用の断面形状をもつ金属曲管の各部断面の形状は、図１０に示すようなものに限るものではなく、さらに素管の直径に比べて金型の対応部分の断面寸法の方が小さい箇所があるなど、曲げ加工後の金属曲管がそのまま金型にセットできない場合には、曲げ加工後の金属曲管に適宜つぶし加工を加えた後に金型にセットするか、もしくは金型の締結力でつぶしながらセットするなどしても良い。
【００３５】
さらに、以上述べた実施の形態では、フェライト系ステンレス鋼管の両端に軸押し力を作用させるようにしているが、外形形状によっては、必ずしも両端に軸押し力を作用させる必要まではなく、少なくとも一端に軸方向の押し力を作用させるようにすれば良い。
最後に、本発明はフェライト系ステンレス鋼管を対象とする場合だけでなく、炭素鋼や、鋼以外のあらゆる金属管を対象とする場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法の一つの実施形態を示す図である。
【図２】本発明の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造過程で、ハイドロフォーミングを施す前の、金属管の曲げ加工に用いる回転引き曲げ機の概要を示す図である。
【図３】本発明の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法により、曲げ回数を種々変更した場合に、曲げ外周部の減肉の程度がどのように変化したかを示す図である。
【図４】Hi-r材とLo-r材で180度の曲げ加工を60度ずつ3回に分けて行った場合の、曲げ外周部の板厚分布を比較して示す図である。
【図５】軸押し力を変化させた場合の、曲げ外周部の板厚分布を示す図である。
【図６】60度ずつ３回で180度曲げを行った場合の１回目(0〜60度)の曲げ、２回目(60〜120度)の曲げ、および３回目(120〜180度)の曲げにおいて、クランプがスリップする限界の軸押し力と曲げ外周部の板厚を示す図である。
【図７】180度の曲げ加工を60度ずつ3回に分けて行った後、ハイドロフォーミングを行なってU字管の製造を行なった際の液圧および軸押しの条件と、成形の成否についての結果を示す図である。
【図８】曲げ外周部中央と曲げ側線部中央の板厚の測定点の位置を示す図である。
【図９】本発明の部品用の断面形状をもつ金属曲管の別な例を示す図である。
【図１０】部品用の断面形状をもつ金属曲管の例を示す図である。
【図１１】従来の部品用の断面形状をもつ金属曲管の製造方法を示す図である。
【図１２】一端での軸の方向が他端での軸の方向と60度以上の角度をなす金属管の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      曲げ型
２      クランプ
３      マンドレル
４      マンドレル本体
５      ボール
６      軸
７      押さえ型
８      ワイパー部材
９      バックブースタ
１０    金属板、金属管
２０    フランジ
３０    重ねしろ
４０    金型
ｘ      軸方向
Ｘ      一端での軸の方向
Ｙ      他端での軸の方向
Z       金型に押付けられる部分
Ｗ      側線部
θ      金属管の一端での軸の方向と該金属管の他端での軸の方向とのなす角度
【図１】
2006272451.tif 000004
【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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