(57)【要約】【課題】加工時に工具に偏芯荷重が作用しても支持部にモーメントが生じないようにするとともに、工具の最大挿入荷重を増大させることができるパイプ端末加工用工具の支持構造を提供すること。【解決手段】パイプ材Ｐの端末を成形加工するマンドレル１５を支持する支持機構２０において、マンドレル１５をパイプ材Ｐに対して進退させる油圧シリンダに固定されたナックル２２と、マンドレル１５が固定されるとともに、回動機構２３を介してナックル２２に回動可能に支持されたホルダ２１とを有し、回動機構２３は、ピン２４と、ピン２４が挿通する挿通孔２５とを備え、ホルダ２１とナックル２２には、各々対応する円弧面２１ｃと円弧面２２ｃが形成されており、円弧面２２ｃに円弧面２１ｃが倣いながらホルダ２１がナックルに対して回動する。【選択図】  図５
2011020141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ材の端末を成形加工するパイプ端末加工用工具を支持するための支持構造において、
前記工具を前記パイプ材に対して進退させる機構に固定された固定部と、
前記工具が固定されるとともに、回動機構を介して前記固定部に回動可能に支持された可動部とを有し、
前記回動機構は、ピンと、前記ピンが挿通する挿通孔とを備え、
前記固定部と前記可動部には、各々対応する固定部円弧面と可動部円弧面が形成されており、前記固定部円弧面に前記可動部円弧面が倣いながら前記可動部が前記固定部に対して回動する
ことを特徴とするパイプ端末加工用工具の支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載するパイプ端末加工用工具の支持構造において、
固定部円弧面と可動部円弧面との間に、両者間の摩擦抵抗を低減する摩擦低減手段が設けられている
ことを特徴とするパイプ端末加工用工具の支持構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するパイプ端末加工用工具の支持構造において、
前記挿通孔には、加工時に前記ピンに接触しない逃げ部が前記工具の長手方向に形成されている
ことを特徴とするパイプ端末加工用工具の支持構造。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載するパイプ端末加工用工具の支持構造において、
前記ピンが前記可動部に一体化され、そのピンの外面の一部が前記可動部円弧面をなしており、
前記挿通孔が前記固定部に形成され、その挿通孔の内面が前記固定部円弧面をなしている
ことを特徴とするパイプ端末加工用工具の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ材の端末を成形加工するためにパイプ材の内部に挿入されるパイプ端末加工用工具の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の構造材などにおいて、パイプ材の端末に対して拡管成形などの加工が施されることがある。例えば、拡管成形であれば、工具をパイプ材の内部に挿入した状態でプレス成形することにより所望の形状に加工している。このようなパイプ端末加工では、一般的に工具とパイプ材の中心が一致しているため、工具は支持部材に固定されていた（図１９参照）。
【０００３】
ところが、パイプ端末加工において、図１９に示すように、パイプ材Ｐの中心から工具９０の中心をずらして加工を行う、つまりパイプ材Ｐの中心から工具９０の中心を意図的に偏芯させて（偏芯量ｅ）偏芯加工を行う場合、工具９０をパイプ材Ｐに挿入荷重Ｆで挿入する際に、偏芯荷重Ｆθが工具９０の先端に作用する。その結果、工具９０が支持部材９１に取り付けられている部分にモーメントＭが生じ、そのモーメントＭによって工具９０の支持部が破損する場合があった。
【０００４】
そこで、パイプ端末加工用工具の支持構造として、図２０に示すように、工具９０をピン９２を用いて支持する回転支持構造とし、モーメントＭの影響を受けないようにされたヒンジピン構造が取り入れられている。このヒンジピン構造では、工具９０の後端に形成された貫通孔にピン９２を挿通して、ピン９２の両端部を支持部材９１に固定することにより、工具９０がピン９２を中心に回動可能としている。このようなヒンジピン構造は、パイプ端末の面取り用カッタ装置などにも採用されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−３８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のヒンジピン構造では、加工時に工具に作用する反力Ｒをピン９２で受けるので、このとき許容される最大挿入荷重Ｆmaxはピン９２のせん断強度に依存する。そして、ピン９２のせん断強度はさほど大きくないため、挿入荷重が大きくなるような形状の加工（偏芯加工など）を行う場合には、ピン９２の交換を頻繁（５０００〜１００００回ごと）に行わなければならなかった。このため、加工製品の生産効率が低下するとともに生産コストが上昇するという問題があった。
【０００７】
ここで、工具９０の最大挿入荷重Ｆmaxを増大させるためには、ピン９２のせん断応力を大きくすればよい。つまり、ピン９２の断面積を大きくする、又はピン９２の強度を高めればよい。ところが、スペース上の制約から、ピン９２の断面積を大きくする、つまりピン９２の径を大きくすることには限界がある。一方、ピン９２の強度を高めるために高強度材を使用するとコストアップを招いてしまうし、高強度材であっても材料強度には限界がある。このようにスペース及びコストの制約から、従来のヒンジピン構造において、工具９０の最大挿入荷重を増大させることが非常に困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、加工時に工具に対して偏芯荷重が作用しても支持部にモーメントが生じないようにするとともに、工具の最大挿入荷重を増大させることができるパイプ端末加工用工具の支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、パイプ材の端末を成形加工するパイプ端末加工用工具を支持するための支持構造において、前記工具を前記パイプ材に対して進退させる機構に固定された固定部と、前記工具が固定されるとともに、回動機構を介して前記固定部に回動可能に支持された可動部とを有し、前記回動機構は、ピンと、前記ピンが挿通する挿通孔とを備え、前記固定部と前記可動部には、各々対応する固定部円弧面と可動部円弧面が形成されており、前記固定部円弧面に前記可動部円弧面が倣いながら前記可動部が前記固定部に対して回動することを特徴とする。
【００１０】
このパイプ端末加工用工具の支持構造では、可動部に固定された工具が、可動部とともに前記固定部に対して回動機構を介して回動可能に支持されている。これにより、工具は、回動機構のピンを中心にして回動するようになっている。このため、加工時に工具に偏芯荷重が作用しても工具の固定部分（可動部への取り付け部分）にはモーメントが生じない。
【００１１】
そして、固定部と可動部には、各々対応する固定部円弧面と可動部円弧面が形成されており、固定部円弧面に可動部円弧面が倣いながら可動部が固定部に対して回動する。このため、加工時には可動部の可動部円弧面と固定部の固定部円弧面とが面接触した状態となる。従って、加工時に工具に作用する反力が、直接ピンに伝わらなくなる。すなわち、加工時に工具に作用する反力を、ピンではなく固定部の固定部円弧面で受けることができる。これにより、工具の最大挿入荷重を増大させることができる。その結果として、ピンの交換を頻繁に行う必要がなくなるため、生産効率の低下及び生産コストの上昇を招くことなく、パイプ端末加工の自由度を大きくする、つまり多様なパイプ端末加工を実施することができる。
【００１２】
上記したパイプ端末加工用工具の支持構造においては、固定部円弧面と可動部円弧面との間に、両者間の摩擦抵抗を低減する摩擦低減手段が設けられていることが望ましい。なお、摩擦低減手段としては、軸受部材や各面の表面加工などを挙げることができる。
【００１３】
固定部円弧面と可動部円弧面との間に摩擦低減手段が設けられていることにより、支持構造の耐久性を向上させることができる。また、摩擦低減手段により可動部の動きがスムーズになるため、パイプ材と工具との摩擦抵抗が減り両者の密着性が向上するので、パイプ材の加工精度を向上させることができる。
【００１４】
上記したパイプ端末加工用工具の支持構造においては、前記挿通孔には、加工時に前記ピンに接触しない逃げ部が前記工具の長手方向に形成されていることが望ましい。
【００１５】
このような逃げ部が挿通孔に形成されていることにより、加工時（工具前進時）に工具に作用する反力が確実にピンに伝わらないようにすることができる。これにより、ピンは加工終了後に工具をパイプ材から後退させるのに必要な荷重に耐えられれば十分であるので、ピンを小型化、ひいては支持構造自体を小型化することができる。
【００１６】
上記したパイプ端末加工用工具の支持構造においては、前記ピンが前記可動部に一体化され、そのピンの外面の一部が前記可動部円弧面をなしており、前記挿通孔が前記固定部に形成され、その挿通孔の内面が前記固定部円弧面をなしていてもよい。
【００１７】
こうすることにより、支持構造の構成部品点数を削減することができ、より簡素な構成にすることができるため耐久性を向上させることができる。特に、耐摩耗性に優れた工具を使用する場合に好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るパイプ端末加工用工具の支持構造によれば、上記した通り、加工時に工具に対して偏芯荷重が作用しても支持部にモーメントが生じないようにするとともに、工具の最大挿入荷重を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】サスペンションメンバーのサイドレールの端末部分を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る成形装置の概略を示す概略構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】支持機構を示す平面図である。
【図５】支持機構を示す断面図である。
【図６】ホルダの回動角度を説明するための図である。
【図７】マンドレルを前進させパイプ材の端末内部に挿入するときの支持機構の状態を示す図である。
【図８】成形装置によりパイプ材の端末を加工している状態を示す図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図１０】マンドレルを後退させパイプ材の端末内部から引き抜くときの支持機構の状態を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態における第１変形例の概略構成を示す図である。
【図１２】第１の実施の形態における第２変形例の概略構成を示す図である。
【図１３】第１の実施の形態における第３変形例の概略構成を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態における支持機構の概略構成を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態における支持機構の概略構成を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態における変形例の概略構成を示す図である。
【図１７】支持機構の変形例を示す図である。
【図１８】支持機構の変形例を示す図である。
【図１９】従来の支持構造を示す図である。
【図２０】従来のヒンジピン構造を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のパイプ端末加工用工具の支持構造を具体化した好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、円形パイプ材の端末を円形から略長方形状に偏芯成形加工する成形装置に本発明を適用したものを例示する。本実施の形態では、この成形装置により、自動車用部品の１つである、図１に一部を示すサスペンションメンバーのサイドレール８０が加工される。なお、図１は、サスペンションメンバーのサイドレール８０の端末部分を示す斜視図である。
【００２１】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、本実施の形態に係る成形装置について、図２及び図３を参照しながら簡単に説明する。図２は、本実施の形態に係る成形装置の概略を示す概略構成図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図２に示すように、成形装置１０には、上型１１と、下型１２と、パイプ端末加工用工具であるマンドレル１５と、マンドレル１５を支持する支持機構２０とが備わっている。この成形装置１０では、マンドレル１５がパイプ材Ｐの端末内部に挿入された状態で上型１１と下型１２によるプレス成形が行われることにより、パイプ材Ｐの端末加工（サスペンションメンバーのサイドレール８０の端末部分８０ａの加工）がなされるようになっている。
【００２２】
上型１１及び下型１２には、図３に示すように、サイドレール８０の端末８０ａにおける断面の半分の寸法を有するキャビティ１３，１４をそれぞれ接合面に形成されている。このような上型１１と下型１２とを互いに接合させると、キャビティ１３，１４が整合され、これによってサイドレール８０の端末８０ａの外径と同寸法の空洞が形成されることになる（図９参照）。なお、本実施の形態では、下型１２が固定されおり、上型１１が可動するようになっている。もちろん、これとは逆に、上型が固定され、下型が可動するようになっていてもよい。
【００２３】
マンドレル１５は、パイプ材Ｐの端末内部に挿入され、上型１１と下型１２とによるプレス成形の際に芯金となるものである。マンドレル１５の先端部１５ａはテーパ形状をなし、本体部１５ｂはサスペンションメンバーのサイドレール８０の端末８０ａの内径部と同形状をなしている。
このようなマンドレル１５は支持機構２０によって保持されており、支持機構２０に連結された不図示の油圧シリンダにより、上型１１と下型１２との間に載置されたパイプ材Ｐに対して、上型１１の動きに連動して可動（進退）するようになっている。
【００２４】
ここで、マンドレル１５を支持している支持機構２０について、図４及び図５を参照しながら詳細に説明する。図４は、支持機構を示す平面図である。図５は、支持機構を示す断面図である。図４及び図５に示すように、支持機構２０には、ホルダ２１と、ナックル２２と、回動機構２３とが備わっている。そして、ホルダ２１が回動機構２３を介してナックル２２に支持されている。
【００２５】
ホルダ２１は、マンドレル１５を保持するものである。本実施の形態では、マンドレル１５の先端から内部に挿入されたボルト（不図示）がホルダ２１に形成されたネジ孔に締結されることによって、マンドレル１５がホルダ２１に固定されるようになっている。このホルダ２１は、ナックル２２に対して回動可能となっている。ナックル２２は、マンドレル１５を含め支持機構２０を進退させる油圧シリンダ（不図示）に接続（固定）されている。ナックル２２には、ホルダ２１の両側面を沿って延設された延設部２２ａが形成されており、平面視で略Ｕ形状となっている。
【００２６】
回動機構２３には、ピン２４と、ホルダ２１に貫通形成された挿通孔２５とが備わっている。ピン２４は、その両端がナックル２２の延設部２２ａの基端付近に形成された支持孔２６に圧入されている。これにより、ピン２４はナックル２２の保持されている。このようにナックル２２に保持されたピン２４は、ホルダ２１の挿通孔２５に挿通されている。これにより、ホルダ２１がピン２４を中心にして回動することができるようになっている。そして、挿通孔２５は、マンドレル１５の長手方向に長円形状をなしている。これにより、挿通孔２５には、マンドレル１５の長手方向両側に、加工時（マンドレル挿入時）にピン２４が接触しないようにするための逃げ部２５ａが形成されている。
【００２７】
また、ホルダ２１の後端部（ナックル２２側）と、ナックル２２の延設部２２ａを除く先端部（ホルダ２１側）とには、各々対応する（同じ曲率で一方が凸状で他方が凹状の）円弧面２１ｃと２２ｃが形成されている。本実施の形態では、円弧面２１ｃが凸状であり、円弧面２２ｃが凹状となっている。そして、円弧部２１ｃと円弧部２２ｃとは、面接触した状態を維持しながら、ホルダ２１がナックル２２に対して回動するようになっている。なお、この状態において、ピン２４は長円形状の挿通孔２５の中央に位置している。
【００２８】
ここで、ホルダ２１の回動角度について図６を参照しながら説明する。図６は、ホルダの回動角度を説明するための図である。図６に示すように、ホルダ２１の回動角度をθホルダ２１の円弧面２１ｃの半径をｒ、ホルダ２１の高さ（厚さ）を２Ｈ（＝２ｒ）、円弧部２１ｃと円弧部２２ｃとの接触部分（受圧部分）の高さを２ｈとすると、ホルダ２１の許容回動角度θmaxは、
θmax＝cos-1（ｒ／ｈ）
で決まる。このため、マンドレル１５による偏芯加工によって生じるホルダ２１の回動角度θeは、回動許容角度θmaxよりも小さくなくてはならないので、θe＜θmaxとなる関係を満たす必要がある。従って、このような関係を満たすように、ホルダ２１及びナックル２２の各寸法を決定すればよい。
【００２９】
次に、上記した成形装置１０の動作について、図７〜図１０を参照しながら説明する。図７は、マンドレルを前進させパイプ材の端末内部に挿入するときの支持機構の状態を示す図である。図８は、成形装置によりパイプ材の端末を加工している状態を示す図である。図９は、図８のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図１０は、マンドレルを後退させパイプ材の端末内部から引き抜くときの支持機構の状態を示す図である。
【００３０】
まず、円形のパイプ材Ｐを下型１２のキャビティ１４の所定位置に載置されて固定される（図２、図３参照）。そうすると、上型１１が下型１２に向かって下降し始める。この上型１１の下降に連動して、マンドレル１５及び支持機構２０がパイプ材Ｐに向かって前進する。マンドレル１５が前進してパイプ材Ｐの端末内部に挿入されると、パイプ材Ｐとマンドレル１５の中心とがずれているため（本実施の形態では偏芯量ｅ）、マンドレル１５の先端に偏芯荷重Ｆθが作用する（図１９参照）。しかしながら、マンドレル１５を保持するホルダ２１がピン２４を中心に回動可能となっているため、偏芯荷重ＦθによるモーメントＭの影響を受けない。このため、マンドレル１５の取付部分が破損することを確実に防止することができる。
【００３１】
また、マンドレル１５をパイプ材Ｐ内に挿入しているときには、その反力がホルダ２１に作用するが、図７に示すように、ホルダ２１は円弧面２１ｃでナックル２２の円弧面２２ｃと広い範囲で面接触しているため、ホルダ２１に作用した反力はナックル２２の円弧面２２ｃ全域で受ける。また、支持機構２０において、ピン２４が挿通されている挿通孔２５には、マンドレル１５の長手方向に逃げ部２５ａが形成されている。
【００３２】
これらのことから、マンドレル１５に作用する反力が、従来のヒンジピン構造のように直接、ピン２４に伝わらなくなる。このように本実施の形態に係る支持機構２０では、パイプ成形加工時にマンドレル１５に作用する反力を、ピン２４ではなくナックル２２の円弧面２２ｃで受けることができる。これにより、成形装置１０において、マンドレル１５の最大挿入荷重を増大させることができる。その結果として、成形装置１０において、複雑な形状のサスペンションメンバーのサイドレール８０を成形する場合、ピン２４の交換を行う必要がなくなり、生産効率の低下及び生産コストの上昇を防ぐことができる。つまり、成形装置１０では、パイプ端末加工の自由度が大きくなっており、多様なパイプ端末加工を実施することができる。
【００３３】
そして、図８及び図９に示すように、マンドレル１５がパイプ材Ｐの端末内部に所定長さだけ挿入された状態で、上型１１と下型１２とによってパイプ材Ｐがプレス成形される。このプレス成形により、円形のパイプ材Ｐがサスペンションメンバーのサイドレール８０の形状に成形される。プレス終了後、上型１１が上昇して下型１２から離れる。この上型１１の上昇に伴って、マンドレル１５及び支持機構２０が後退する。これにより、マンドレル１５がパイプ材Ｐから引き抜かれる。
【００３４】
このとき、支持機構２０において、図１０に示すように、ホルダ２１の円弧面２１ｃとナックル２２の円弧面２２ｃとの間に隙間ができ、ピン２４が挿通孔２５の後方（ナックル側）に接触した状態でマンドレル１５が後退する。このため、マンドレル１５の抜き加重がピン２４に作用するが、挿入荷重に比べ抜き荷重は小さい（半分以下）ので、ピン２４の破損などが問題が生じることはない。そして、ピン２４は抜き荷重に耐えられるように設計すればよいため、ピン２４を小型化、ひいては支持機構２０を小型化することができる。なお、パイプ材Ｐの径がφ７０〜８０ｍｍ、厚さが２〜３ｍｍ、引張強さが３７０ＭＰａ程度の場合であれば、挿入荷重が８０ｋＮ程度であるのに対して、抜き荷重は３０ｋＮ程度となる。そして、マンドレル１５がパイプ材Ｐから引き抜かれた後、パイプ材Ｐを成形装置１０から取り出すと、図１に示すサスペンションメンバーのサイドレール８０が得られる。
【００３５】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る成形装置１０に備わる支持機構２０によれば、マンドレル１５を保持するホルダ２１がナックル２２に対してピン２４を中心に回動可能となっているため、偏芯荷重ＦθによるモーメントＭの影響を受けない。このため、マンドレル１５の取付部分が破損することを確実に防止することができる。
また、マンドレル１５をパイプ材Ｐに挿入する際、ホルダ２１は円弧面２１ｃでナックル２２の円弧面２２ｃと広い範囲で面接触しているため、ホルダ２１に作用した反力がナックル２２の円弧面２２ｃ全域で受け止められる。さらに、ピン２４が挿通されている挿通孔２５には、マンドレル１５の長手方向に逃げ部２５ａが形成されている。従って、マンドレル１５に作用する反力をピン２４ではなくナックル２２の円弧面２２ｃで受けることができ、マンドレル１５の最大挿入荷重を増大させることができる。
【００３６】
ここで、マンドレル１５の支持構造の変形例について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。図１１は、第１の実施の形態における第１変形例の概略構成を示す図である。図１２は、第１の実施の形態における第２変形例の概略構成を示す図である。図１３は、第１の実施の形態における第３変形例の概略構成を示す図である。
まず、第１変形例では、図１１に示すように、ホルダ２１とナックル２２を大きくして、それぞれに対応する円弧面２１ｃ，２２ｃを拡げることにより、加工時にマンドレル１５に作用する反力を受ける受圧面積を大きくしている。これにより、マンドレル１５の挿入荷重をさらに増大させることができる。
【００３７】
次に、第２の変形例では、図１２に示すように、第１変形例と同様にホルダ２１とナックル２２を大きくしているが、それぞれに対応する円弧面２１ｃ，２２ｃの大きさは変更していない。つまり、加工時にマンドレル１５に作用する反力を受ける受圧面積は、上記した第１の実施の形態と同じである。このようにすることにより、ホルダ２１の許容回動角度θmaxを大きくすることができる。これにより、パイプ材Ｐとマンドレル１５との偏芯量が大きくなってもパイプ材Ｐの加工を行うことができる。従って、加工の自由度がより大きくなる。
【００３８】
最後に、第３の変形例では、図１３に示すように、マンドレル１５とホルダ２１とを一体化している。これにより、支持機構２０の部品点数を削減することができ、より簡素な構成にすることができるため耐久性を向上させることができる。特に、マンドレルとして耐摩耗性に優れた材質を使用する場合に効果的である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
続いて、第２の実施の形態について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、第２の実施の形態における支持機構の概略構成を示す図である。第２の実施の形態における支持機構は、第１の実施の形態と基本的な構成を同じくするが、ホルダの回動をよりスムーズに行うための摩擦低減手段が設けられている点が異なる。すなわち、本実施の形態の支持機構２０ａには、図１４に示すように、マンドレル１５を保持するホルダ２１と、ピン２４と挿通孔２５とを備えホルダ２１を回動させるための回動機構２３と、ホルダ２１を回動機構２３を介して回動可能に支持するナックル２２と、ホルダ２１とナックル２２との間に配置された摩擦低減部材３０とが備わっている。
【００４０】
摩擦低減部材３０は、軸受に準ずる材質で形成されており、ホルダ２１の円弧面２１ｃとナックル２２の円弧面２２ｃとの間に、各円弧面２１ｃ，２２ｃに密着するように配置されている。この摩擦低減部材３０により、ホルダ２１の回動がスムーズに行われる。その結果、支持機構２０ａの耐久性が向上するとともに、加工（挿入）時にパイプ材Ｐとマンドレル１５との摩擦抵抗が減り両者の密着性が向上するので、パイプ材Ｐの加工精度を向上させることもできる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、摩擦低減手段として摩擦低減部材３０を例示したが、各円弧面２１ｃ，２２ｃを表面処理することにより摩擦抵抗を減らすこともできる。また、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した第１〜第３の変形例のようにすることにより、相乗的な効果を得ることができる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
最後に、第３の実施の形態について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、第３の実施の形態における支持機構の概略構成を示す図である。第３の実施の形態における支持機構は、第１の実施の形態と基本的な構成を同じくするが、ピンをホルダに一体化している点が異なる。すなわち、本実施の形態の支持機構２０ｂには、図１５に示すように、マンドレル１５を保持するとともにピン４４が一体化されたホルダ４１と、ホルダ４１を回動させるための回動機構４３と、回動機構４３を介してホルダ４１を回動可能に支持するナックル４２とが備わっている。
【００４３】
ここで、回動機構４３は、ホルダ４１の一部であるピン４４と、ピン４４が配置されるナックル４２の半円部４２ｃと、半円部４２ｃからピン４４が外れないようにするプレート部材４６とで構成されている。なお、半円部４２ｃが挿通孔に相当し、ピン４４の外周面がホルダ４１の円弧面４に相当し、半円部４２ｃの内面がナックル４２の円弧面に相当する。このような回動機構４３により、ホルダ４１が回動可能とされるとともに、加工（挿入）時にピン４４の外周面が半円部４２ｃの内面に面接触しているため、ホルダ４１に作用した反力をナックル４２の半円部４２ｃの内面全域で受け止めることができる。
【００４４】
これにより、本実施の形態における支持構造２０ｂによれば、部品点数を削減しつつ、加工（挿入）時にマンドレル１５に対して偏芯荷重が作用してもホルダ４１の支持部にモーメントが生じないようにするとともに、マンドレル１５の最大挿入荷重を増大させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態でも、図１６に示すように、マンドレル１５とホルダ（ピン４４）を一体化することもできる。こうすることにより、さらなる部品点数の削減を図ることができる。もちろん、この場合には、マンドレルとして耐摩耗性に優れた材質を使用する際に効果的である。なお、図１６は、第３の実施の形態における変形例の概略構成を示す図である。
【００４６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、ピン２４をナックル２２に固定し、挿通孔２５をホルダ２１に設けているが、図１７に示すように、ピン２４をホルダ２１に固定し、挿通孔２５をナックル２２に設けることもできる。この場合には、円弧面２１ｃを凹状とし、円弧面２２ｃを凸状とすればよい。
【００４７】
また、上記した実施の形態では、ナックル２２の形状が平面視で略Ｕ形状をなすものを例示したが、図１８に示すように、ナックル２２の形状を櫛歯形状にしてもよい。この場合には、ホルダ２１をナックル２２側と噛み合うような櫛歯形状にする必要がある。ホルダ２１及びナックル２２をこのような形状にすることにより、節点が増加するため、ピン２４に作用する力を分散させることができるので、ピン２４をより小径化することができる。
【００４８】
また、上記した実施の形態では、挿通孔２５の形状を長円として逃げ部２５ａを形成しているが、挿通孔２５においてマンドリル１５の長手方向に逃げ部２５ａが形成されれば挿通孔２５の形状は長円形状に限られずどのような形状であってもよい。
また、上記した実施の形態では、円形のパイプ材を加工する場合を例示したが、パイプ材の形状は円形に限らず、例えば角形等の形状のパイプ材を加工する工具を支持する場合にも本発明を適用することができる。
【００４９】
さらに、上記した実施の形態では、サスペンションメンバーのサイドレールを成形する場合を例示したが、これ以外にも例えば、バンパーリーンフォースやクロスメンバーなどの自動車構造部品、二輪自動車や自転車のフレームなどを成形する場合にも、本発明を適用することにより、生産効率の低下及び生産コストの上昇を招くことなく、上記のような製品を製造することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０    成形装置
１１    上型
１２    下型
１５    マンドレル（パイプ端末加工用工具）
２０    支持機構
２１    ホルダ
２１ｃ  円弧面
２２    ナックル
２２ｃ  円弧面
２３    回動機構
２４    ピン
２５    挿通孔
２５ａ  逃げ部
８０    サスペンションメンバーのサイドレール
Ｐ      パイプ材
【図１】
2011020141.tif 000003
【図２】
2011020141.tif 000004
【図３】
2011020141.tif 000005
【図４】
2011020141.tif 000006
【図５】
2011020141.tif 000007
【図６】
2011020141.tif 000008
【図７】
2011020141.tif 000009
【図８】
2011020141.tif 000010
【図９】
2011020141.tif 000011
【図１０】
2011020141.tif 000012
【図１１】
2011020141.tif 000013
【図１２】
2011020141.tif 000014
【図１３】
2011020141.tif 000015
【図１４】
2011020141.tif 000016
【図１５】
2011020141.tif 000017
【図１６】
2011020141.tif 000018
【図１７】
2011020141.tif 000019
【図１８】
2011020141.tif 000020
【図１９】
2011020141.tif 000021
【図２０】
2011020141.tif 000022