(57)【要約】【課題】  異なる径を有する管を接合することにより製造される異径管の接合強度を高めることができる異径管の製造方法を提供すること。【解決手段】  所定の内径を有する大径管材（２１）の内部に、大径管材に対して同軸配置し且つ大径管材の内径よりも小さい外径を有する小径管材（２２）を部分的に挿入することにより、大径管材と小径管材が重複する軸方向領域である重複領域（Ｒ１）を形成する挿入工程と、重複領域における大径管材を縮径させることにより、重複領域内に大径管材の内周面が小径管材の外周面に密着した軸方向領域である密着領域（Ｒ２）を形成する縮径工程と、密着領域における大径管材と小径管材とを同時に縮径させることにより、密着領域のうち軸方向に異なる複数位置にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する嵌合部を形成する嵌合部形成工程とを含む、異径管の製造方法とすること。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の内径を有する大径管材の内部に、前記大径管材に対して同軸配置し且つ前記大径管材の内径よりも小さい外径を有する小径管材を部分的に挿入することにより、前記大径管材と前記小径管材が重複する軸方向領域である重複領域を形成する挿入工程と、
前記重複領域における前記大径管材を縮径させることにより、前記重複領域内に前記大径管材の内周面が前記小径管材の外周面に密着した軸方向領域である密着領域を形成する縮径工程と、
前記密着領域における前記大径管材と前記小径管材とを同時に縮径させることにより、前記密着領域のうち軸方向に異なる複数位置にて前記大径管材と前記小径管材が軸方向に嵌合する嵌合部を形成する嵌合部形成工程と
を含む、異径管の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程は、前記複数位置にて前記大径管材と前記小径管材とを同時に縮径することにより、前記複数位置のそれぞれに、周方向に沿った環状溝を形成する工程である、異径管の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の異径管の製造方法において、
前記密着領域における前記小径管材の外周面に凹部が形成されており、
前記嵌合部形成工程は、前記密着領域のうち前記凹部が形成される位置を含む所定の軸方向領域に亘って前記大径管材と前記小径管材を同時に縮径することにより、周方向に沿った環状溝を形成するとともに、前記凹部に前記大径管を構成する材料を充填する工程である、異径管の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程は、前記密着領域にて、前記大径管材と前記小径管材を、同時に、軸方向に対して螺旋状に縮径することにより、前記密着領域に螺旋溝を形成する螺旋溝形成工程である、異径管の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程にて形成される前記螺旋溝のピッチが、軸方向において異なる、異径管の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程にて形成される前記螺旋溝の溝深さが、軸方向において異なる、異径管の製造方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程にて形成される前記螺旋溝が、互いに反対方向に並進する一対の螺旋溝により構成される、異径管の製造方法。
【請求項８】
請求項２に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程にて前記複数位置に形成される前記環状溝のピッチが、軸方向において異なる、異径管の製造方法。
【請求項９】
請求項２又は８に記載の異径管の製造方法において、
前記嵌合部形成工程にて前記複数位置に形成される前記環状溝の溝深さが、軸方向において異なる、異径管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異径管の製造方法に関する。ここで、異径管とは、異なる径を有する部分が軸方向に沿って２以上存在する管材を言う。
【背景技術】
【０００２】
車両のインストルメントパネルリンフォースメント（以下、インパネリンフォースメント）は、インストルメントパネルの内部にて車幅方向に延設される管状部材である。このインパネリンフォースメントは、インストルメントパネル内に配設された部材を支持する。また、インストルメントパネル内に配設された部材のうち、運転席に対面する部分に配設される部材（例えばステアリングコラム）の重量は、助手席に対面する部分に配設される部材の重量よりも重い。従って、インパネリンフォースメントは、運転席に対面する部分を構成する管の強度が、助手席に対面する部分の強度よりも高くなるように、設計される。このように設計するために、通常、インパネリンフォースメントは、運転席に対面する部分を構成する管の径が、助手席に対面する部分を構成する管の径よりも大きくなるように、形成される。つまり、インパネリンフォースメントは、異なる径を有する部分が軸方向に沿って２以上存在する異径管である。
【０００３】
異径管は、例えば、径の異なる２本の管材、すなわち径の大きい大径管材と径の小さい小径管材を軸方向位置が一部重複するように同軸配置し、重複部分にて両管材を接合することにより得られる。この場合、重複部分にて、スピニング加工等により大径管材の内径が小径管材の外径と同じ程度に縮径される。そして、大径管材の縮径部分が小径管材の外周面に接合される。
【０００４】
径の異なる２本の管材を接合した異径管の製造方法として、特許文献１に記載の製造方法が従来から知られている。特許文献１に開示の異径管の製造方法によれば、一方の金属管がこれより径の大きい他方の金属管に一部重複するように同軸状に挿入され、その状態でスピニング加工によって他方の金属管の重複部分が縮径されて筒形状の首部が形成される。この首部が一方の金属管の外周面に密着され、さらに一方の金属管の外周面に密着された首部が縮径される。首部の縮径により一方の金属管が押圧されて一方の金属管の外周面に環状溝が形成される。こうして形成された一方の金属管の環状溝に他方の金属管の首部が嵌着される。一方の金属管の環状溝と他方の金属管の首部との嵌着により、両管材を溶接することなく接合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８７３号公報
【発明の概要】
【０００６】
（発明が解決しようとする課題）
異なる径を有する管材を接合することにより得られる異径管を例えばインパネリンフォースメントに適用する場合、より一層、接合強度が求められる。そこで、本発明は、異なる径を有する管材を接合することにより製造される異径管の接合強度を高めることができる異径管の製造方法を提供することを、目的とする。
【０００７】
（課題を解決するための手段）
本発明は、所定の内径を有する大径管材（２１）の内部に、大径管材に対して同軸配置し且つ大径管材の内径よりも小さい外径を有する小径管材（２２）を部分的に挿入することにより、大径管材と小径管材が重複する軸方向領域である重複領域（Ｒ１）を形成する挿入工程と、重複領域における大径管材を縮径させることにより、重複領域内に大径管材の内周面が小径管材の外周面に密着した軸方向領域である密着領域（Ｒ２）を形成する縮径工程と、密着領域における大径管材と小径管材とを同時に縮径させることにより、密着領域のうち軸方向に異なる複数位置にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する嵌合部を形成する嵌合部形成工程とを含む、異径管の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明に係る製造方法によれば、大径管材と小径管材とが密着した密着領域内の軸方向に異なる複数位置に、大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する嵌合部が形成される。従って、密着領域の１か所のみで大径管材と小径管材が接合されている特許文献１記載の製造方法により得られる異径管と比較して、異径管の接合強度を高めることができる。
【０００９】
本発明において、「軸方向に嵌合する」とは、異径管を構成する大径管材及び小径管材のいずれか一方を相対的に軸方向移動させようとする場合に、その移動に対して抵抗力を発生するように嵌合することを言う。従って、密着領域内の軸方向に異なる複数位置に形成される嵌合部は、異径管の密着領域を異径管の軸線を含む平面で切断した断面において軸方向に異なる複数位置に表される。こうして軸方向に異なる複数位置に表される嵌合部は、互いに別個独立して形成されていてもよいし、それぞれの嵌合部がつながるように連続的に形成されていてもよい。
【００１０】
嵌合部形成工程は、密着領域のうち軸方向に異なる複数位置にて前記大径管材と前記小径管材とを同時に縮径することにより、上記複数位置のそれぞれに、周方向に沿った環状溝を形成する工程であるとよい。例えば、嵌合部形成工程は、密着領域のうち所定の軸方向位置である第一位置（Ｐ１１）にて、大径管材と小径管材とを同時に縮径することにより、周方向に沿った環状溝である第一環状溝（３１）を形成する第一環状溝形成工程と、密着部分のうち第一位置とは異なる軸方向位置である第二位置（Ｐ１２）にて、大径管材と小径管材とを同時に縮径することにより、周方向に沿った環状溝である第二環状溝（３２）を形成する第二環状溝形成工程と、を含んでいてもよい。これによれば、嵌合部形成工程により、密着領域のうち軸方向に異なる複数位置にそれぞれ環状溝が形成される。例えば、密着領域内の第一位置に第一環状溝が形成され、密着領域内の第二位置に第二環状溝が形成される。複数の環状溝（例えば第一環状溝と第二環状溝）は、密着領域のうち軸方向に異なる複数位置（例えば第一位置及び第二位置）にて大径管材と小径管材が同時に縮径されることにより形成されるため、これらの環状溝にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する。すなわち密着領域内の軸方向に異なる複数位置に形成される複数の環状溝が、それぞれ軸方向に嵌合する嵌合部を構成する。このように複数位置にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合するため、異径管の接合強度を高めることができる。
【００１１】
また、密着領域における小径管材の外周面に凹部（２２１）が形成されていてもよい。この場合、嵌合部形成工程は、密着領域のうち凹部が形成される位置を含む所定の軸方向領域（Ｒ３）に亘って大径管材と小径管材を同時に縮径することにより、周方向に沿った環状溝（３３）を形成するとともに、凹部に大径管を構成する材料を充填する工程であるとよい。これによれば、嵌合部形成工程により、密着領域に環状溝が形成される。環状溝は、大径管材と小径管材が同時に縮径されることにより形成されるため、この環状溝にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する。また、小径管材の凹部に大径管材を構成する材料が充填されることにより、大径管材の内周面から突出して小径管材の凹部に嵌合する凸部（２１１）が形成される。この凹部と凸部の嵌合によるアンカー効果によって、大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する。このように複数位置（環状溝の形成領域及び凸部の形成位置）にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合するため、異径管の接合強度を高めることができる。
【００１２】
また、嵌合部形成工程は、密着領域にて、大径管材と小径管材を、同時に、軸方向に対して螺旋状に縮径することにより、密着領域に螺旋溝（３４）を形成する螺旋溝形成工程であってもよい。これによれば、嵌合部形成工程により、密着領域に螺旋溝が形成される。この螺旋溝は、大径管材と小径管材が同時に縮径されることにより形成されるため、螺旋溝にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合する。また、螺旋溝は、異径管の軸線を含む平面で切断した断面から見た場合、軸方向に異なる複数位置に形成される凹部により表される。つまり、螺旋溝が、軸方向に異なる複数位置に形成される嵌合部を構成する。このように複数位置にて大径管材と小径管材が軸方向に嵌合するため、異径管の接合強度を高めることができる。
【００１３】
この場合、嵌合部形成工程にて形成される螺旋溝のピッチが、軸方向において異なっていてもよい。これによれば、異径管の捩じれ剛性をも高めることもできる。
【００１４】
また、嵌合部形成工程にて形成される螺旋溝の溝深さが、軸方向において異なっていてもよい。これによれば、螺旋溝の形成による大径管材と小径管材との接合強度が軸方向位置によって異なる。よって、外力が異径管に作用したときに、異径管が破壊されるまでに要する時間を、接合強度が軸方向に沿って一定である場合と比較して長くすることができる。このように異径管の破壊に至るまでの時間が長期化されることにより、外力を異径管に十分に吸収させることができる。
【００１５】
また、嵌合部形成工程にて形成される螺旋溝が、互いに反対方向に並進する一対の螺旋溝により構成されていてもよい。これによれば、異径管の捩じれ剛性をも高めることができる。
【００１６】
また、嵌合部形成工程にて密着領域のうち軸方向に異なる複数位置に環状溝が形成される場合、複数位置に形成される環状溝のピッチ（環状溝間の軸方向長さ）が、軸方向において異なっていてもよい。この場合、形成される環状溝の数は、３つ以上である。
【００１７】
また、複数位置に形成される環状溝の溝深さが、軸方向において異なっていてもよい。これによれば、環状溝の形成による大径管材と小径管材との接合強度が軸方向位置によって異なる。よって、外力が異径管に作用したときに、異径管が破壊されるまでに要する時間を、接合強度が軸方向に沿って一定である場合と比較して長くすることができる。このように異径管の破壊に至るまでの時間が長期化されることにより、外力を異径管に十分に吸収させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態に係る製造方法により製造される異径管を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る異径管の製造方法を実施するための製造装置としてのスピニング加工装置の要部概略図である。
【図３】図３は、第一支持部に支持された大径管材と第二支持部に支持された小径管材の断面図である。
【図４】図４は、縮径工程にて大径管材が縮径される様子が示された、大径管材と小径管材の断面図である。
【図５】図５は、第一実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。
【図６】図６は、第二実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。
【図７】図７は、第三実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。
【図８】図８は、第四実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。
【図９】図９は、第五実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。
【図１０】図１０は、第六実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る異径管の製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、各実施形態及び変形例に示された嵌合部形成工程を経て製造された異径管の押し込み試験により得られる変位−荷重曲線を示すグラフの一例である。
【図１３】図１３は、各実施形態に示された嵌合部形成工程を経て製造された異径管の引張試験により得られる変位−荷重曲線を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る製造方法により製造される異径管１を示す図である。図１に示すように、異径管１は、筒形状の大径部２と、テーパ形状のテーパ部４と、筒形状の接合部５と、筒形状の小径部３とを有する筒状部材である。大径部２の内径及び外径は、小径部３の内径及び外径よりも大きい。大径部２の図１において右端部にテーパ部４が接続される。テーパ部４はテーパ状に形成され、大径端が大径部２の右端部に接続される。テーパ部４の小径端は接合部５の左端部に接続される。接合部５の右端部には、小径部３の左端部が接続される。大径部２、テーパ部４、接合部５、小径部３が、この順で同軸状に形成されることにより、異径管１が構成される。
【００２１】
この異径管１は、大径部２の内径及び外径に等しい内径及び外径を有する大径管材と、小径部３の内径及び外径に等しい内径及び外径を有する小径管材が、同軸配置された状態で接合されることにより形成される。大径部２及びテーパ部４は大径管材により構成され、小径部３は小径管材により構成される。接合部５は、大径管材及び小径管材の端部どうしが接合されることにより構成される。
【００２２】
従って、異径管１は、所定の内径を有する大径管材により構成される筒状の大径部２と、大径部２に対して同軸配置し且つ大径管材の内径よりも小さい外径を有する小径管材により構成される小径部３と、大径部２と小径部３との間に設けられ、小径管材と大径管材とを接合することにより構成された接合部５とを備える。
【００２３】
大径部２及び小径部３の軸方向に垂直な断面形状、及び、大径部２を構成する大径管材及び小径部３を構成する小径管材の軸方向に垂直な断面形状は、円形状であっても良いし、非円形状であってもよい。非円形状断面として、楕円形状断面、多角形状断面を例示できる。また、大径部２と小径部３の軸方向に垂直な断面形状は、互いに相似形であっても良いし非相似形であってもよい。非相似形である例として、大径部２の断面形状が円形状であり、小径部３の断面形状が多角形状（例えば八角形状）である例を示すことができる。なお、大径部２及び小径部３並びに大径管材及び小径管材の断面形状が非円形断面である場合、それらの径（内径、外径）は、例えば代表径により表すことができる。
【００２４】
本実施形態において、異径管１は、スピニング加工装置を用いて大径管材にテーパ部４を形成するとともに大径管材と小径管材とを接合して接合部５を形成することにより製造することができる。ただし、テーパ部４及び接合部５は、スピニング加工以外の加工方法、例えば、スウェージング加工、或いはプレス加工、によっても形成することができる。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る異径管１の製造方法を実施するための製造装置としてのスピニング加工装置１０の要部概略図である。図２に示すように、このスピニング加工装置１０は、第一支持部１１と、第二支持部１２と、スピニングローラ１３と、スピニングローラ支持部１４と、回転駆動部１５とを備える。
【００２６】
第一支持部１１は、異径管１を構成する材料の一つである大径管材２１を支持する。第一支持部１１の内部には、大径管材２１を挿入するための凹部１１ａが形成される。大径管材２１は、第一支持部１１の凹部１１ａに挿入されて、チャックにより軸回り回転不能に及び軸方向移動不能に固定される。これにより、大径管材２１が第一支持部１１に支持される。大径管材２１が第一支持部に１１支持されたとき、大径管材２１の一方端側の部分が第一支持部１１の凹部１１ａから突出する。
【００２７】
第一支持部１１に回転駆動部１５が接続される。回転駆動部１５の回転により、第一支持部１１が回転する。第一支持部１１の回転により、第一支持部１１に支持された大径管材２１が、その軸回りに回転する。
【００２８】
第二支持部１２は、異径管１を構成する材料の一つである小径管材２２を支持する。第二支持部１２は、小径管材２２の一方の端部内に挿入される心金１２ａを有する。この心金１２ａが小径管材２２に挿入された状態で、図示しないチャックにより小径管材２２が第二支持部１２に固定（支持）される。第二支持部１２に小径管材２２が固定（支持）されたとき、小径管材２２は、第一支持部１１に支持された大径管材２１に向けて延出するとともに大径管材２１と同軸状に配置する。また、第二支持部１２は、第一支持部１１の回転に連動して回転する。第二支持部１２の回転により、第二支持部１２に支持された小径管材２２が、その軸回りに回転する。このため、回転駆動部１５が回転すると、第一支持部１１に支持された大径管材２１と第二支持部１２に支持された小径管材２２が同じ回転速度で同軸回転する。
【００２９】
スピニングローラ１３は、回転することによって管材をスピニング加工するローラ部材である。スピニングローラ１３は、その回転軸線Ｓ１が、第一支持部１１に支持された大径管材２１及び第二支持部１２に支持された小径管材２２の軸線Ｓ２（回転軸線）に平行であるように、これらの管材に対して配設される。スピニングローラ支持部１４は、スピニングローラ１３を回転可能に支持する。また、スピニングローラ１３は、第一支持部１１に支持された大径管材２１及び第二支持部１２に支持された小径管材２２の軸線方向である送り方向（図２の左右方向）、及び、大径管材２１及び小径管材２２の軸線Ｓ２を含む平面内で送り方向に直交する方向である絞り方向（図２の上下方向）に移動可能に、スピニングローラ支持部１４に支持される。スピニングローラ１３が送り方向に移動すると、スピニングローラ１３と大径管材２１又は小径管材２２との軸方向（送り方向）における対面位置が変化する。スピニングローラ１３が絞り方向に移動すると、スピニングローラ１３と大径管材２１又は小径管材２２との軸方向に直交する距離が変化する。
【００３０】
ここで、図２において、送り方向（図２の左右方向）のうち、図２の右方向を前進方向と定義し、図２の左方向を後退方向と定義する。従って、スピニングローラ１３は、前進方向及び後退方向に移動可能である。また、図２において、絞り方向のうち、大径管材２１及び小径管材２２の軸線Ｓ２に近づく方向（図２の下方向）を接近方向と定義し、大径管材２１及び小径管材２２の軸線Ｓ２から遠ざかる方向（図２の上方向）を離間方向と定義する。従って、スピニングローラ１３は、大径管材２１及び小径管材２２に近づく方向及び遠ざかる方向に移動可能である。また、本明細書において、送り方向におけるスピニングローラ１３の位置を、送り方向位置と呼び、絞り方向におけるスピニングローラ１３の位置を、絞り方向位置と呼ぶ。また、絞り方向位置は、大径管材２１及び小径管材２２の軸線Ｓ２と、スピニングローラ１３の外周縁との距離である絞り距離Ｌにより表すことができる。
【００３１】
上記構成を有するスピニング加工装置１０を用いて異径管１を製造する場合、まず、大径管材２１を第一支持部１１にセットし、小径管材２２を第二支持部１２にセットする。これにより、大径管材２１が第一支持部１１に支持され且つ小径管材２２が第二支持部１２に支持される。
【００３２】
図３は、第一支持部１１に支持された大径管材２１と第二支持部１２に支持された小径管材２２を、軸線Ｓ２を含む平面で切断した断面図である。図３に示すように、両管材（２１，２２）がそれぞれの支持部（１１，１２）に支持されたとき、大径管材２１と小径管材２２が軸線Ｓ２を軸心として同軸配置する。また、大径管材２１及び小径管材２２の軸方向は、送り方向に一致する。さらに、小径管材２２の後退方向における端部が大径管材２１の前進方向における端部から大径管材２１の内部に挿入される。すなわち、小径管材２２が、小径管材２２と同軸配置した大径管材２１の内部に部分的に挿入される。これにより、軸方向（送り方向）に沿った領域（軸方向領域）であって小径管材２２と大径管材２１が軸方向に垂直な方向に重複して存在する領域である重複領域Ｒ１が形成される（挿入工程）。
【００３３】
次いで、スピニング加工装置１０を作動させる。これにより、第一支持部１１に支持された大径管材２１及び第二支持部１２に支持された小径管材２２が、軸線Ｓ２回りを同一速度で同軸回転する。また、スピニングローラ１３が、大径管材２１のうち重複領域Ｒ１を含む軸方向領域である縮径領域Ｒ０に対面するように、スピニングローラ１３の位置が制御される。そして、スピニングローラ１３が、縮径領域Ｒ０内で前進方向へ移動しながら接近方向に移動する。これにより、大径管材２１が縮径する（縮径工程）。
【００３４】
図４は、縮径工程にて大径管材２１が縮径される様子が示された、大径管材２１及び小径管材２２の断面図である。図４に示すように、縮径領域Ｒ０は、大径管材２１に対面する軸方向領域であって重複領域Ｒ１を含む領域である。縮径工程の開始時には、スピニングローラ１３の送り位置が、縮径領域Ｒ０の端部（後退方向側の端部）位置Ｐ１に一致し、且つ、スピニングローラ１３の絞り距離Ｌが、大径管材２１の外周の半径（大径管材の外径の１／２）に等しい距離Ｌ１であるように、スピニングローラ１３の位置が制御される。これにより、位置Ｐ１にて、スピニングローラ１３が、回転している大径管材２１の外周に接触する。
【００３５】
次いで、位置Ｐ１に位置するスピニングローラ１３が、重複領域Ｒ１内の位置Ｐ２まで前進移動するとともに、接近方向に徐々に移動する。これにより大径管材２１がスピニングローラ１３で押圧される。斯かる押圧によって大径管部の位置Ｐ１からＰ２までの領域がテーパ状に縮径される。また、位置Ｐ２にて、絞り距離Ｌが、小径管材２２の外径の１／２に大径管材２１の肉厚を加算した距離Ｌ２に一致するように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。これにより、位置Ｐ２にて、大径管材２１の内周面が小径管材２２の外周面に接触する。大径管材２１のうち上記のようにしてテーパ状に縮径された位置Ｐ１から位置Ｐ２までの軸方向領域を構成する部分が、異径管１のテーパ部４に相当する。
【００３６】
位置Ｐ２まで前進移動したスピニングローラ１３は、さらに縮径領域Ｒ０の前進方向における端部の位置Ｐ３まで前進移動する。位置Ｐ２から位置Ｐ３までスピニングローラ１３が前進移動する際に、スピニングローラ１３の絞り位置（絞り距離Ｌ）は一定（距離Ｌ２）に維持される。これにより、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの軸方向領域において、大径管材２１の内周面が小径管材２２の外周面に密着する。つまり、重複領域Ｒ１における大径管材２１の内周面の少なくとも一部が重複領域Ｒ１における小径管材２２の外周面の少なくとも一部に密着した軸方向領域である密着領域Ｒ２が、形成される。密着領域Ｒ２を構成する部分が、異径管１の接合部５に相当する。
【００３７】
縮径工程の実施後に、或いは縮径工程と同時に、嵌合部形成工程が実施される。嵌合部形成工程では、縮径工程にて形成された密着領域Ｒ２に嵌合部が形成される。挿入工程、縮径工程、嵌合部形成工程を経て、異径管１が製造される。嵌合部形成工程について、以下に、いくつかの実施形態に分けて説明する。
【００３８】
（第一実施形態）
図５は、第一実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。第一実施形態に係る嵌合部形成工程は、第一環状溝形成工程と、第二環状溝形成工程を含む。
【００３９】
第一環状溝形成工程では、図５（ａ）に示すように、密着領域Ｒ２のうち所定の軸方向位置（送り方向位置）である第一位置Ｐ１１にて、大径管材２１と小径管材２２とがスピニングローラ１３によって同時に縮径される。この場合、スピニングローラ１３が第一位置Ｐ１１に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。また、第一位置Ｐ１１にて、絞り距離Ｌが上記距離Ｌ２よりも小さい距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、第一位置Ｐ１１にて大径管材２１及び小径管材２２にスピニングローラ１３からの押圧力が付与される。上記した押圧力が付与されている間、大径管材２１及び小径管材２２は軸回り回転している。従って、斯かる押圧力によって、第一位置Ｐ１１にて、大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持しながら同時に縮径される。その結果、第一位置Ｐ１１に、周方向に沿った環状溝である第一環状溝３１が形成される。なお、上記距離Ｌ３は、距離Ｌ２未満の長さとして任意に設定することもできるが、少なくとも、上記したスピニングローラ１３からの押圧力によって、大径管材２１及び小径管材２２のいずれにも、重なり合った環状溝が形成される程度の距離である必要がある。距離Ｌ３は、例えば、小径管材２２の外径程度に設定することもできる。
【００４０】
第二環状溝形成工程は、第一環状溝形成工程の実施後に実施される。第二環状溝形成工程では、図５（ｂ）に示すように、密着領域のＲ２うち第一位置Ｐ１１とは異なる軸方向位置（送り方向位置）である第二位置Ｐ１２にて、大径管材２１と小径管材２２とがスピニングローラ１３によって同時に縮径される。この場合、第一環状溝形成工程を終了したスピニングローラ１３が第二位置Ｐ１２に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。また、第二位置Ｐ１２にて、絞り距離Ｌが上記距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、第二位置Ｐ１２にて大径管材２１及び小径管材２２にはスピニングローラ１３からの押圧力が付与される。上記した押圧力が付与されている間、大径管材２１及び小径管材２２は軸回り回転している。従って、斯かる押圧力によって、第二位置Ｐ１２にて、大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持しながら同時に縮径される。その結果、第二位置Ｐ１２に、周方向に沿った環状溝である第二環状溝３２が形成される。第二環状溝３２が形成された後に、スピニングローラ１３を離間方向に移動させて、嵌合部形成工程を終了する。
【００４１】
上記した第一環状溝形成工程及び第二環状溝形成工程を含む嵌合部形成工程を経て、第一実施形態に係る異径管１が製造される。図５（ｃ）は、第一実施形態に係る嵌合部形成工程を経て製造される異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）における大径管材２１と小径管材２２との接合状態を示す図である。図５（ｃ）に示すように、異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）に、第一環状溝３１及び第二環状溝３２が形成される。第一環状溝３１は、密着領域Ｒ２内の第一位置Ｐ１１にて密着状態を維持した大径管材２１及び小径管材２２が同時に縮径して溝状に塑性変形することにより形成される。つまり、第一環状溝３１は、第一位置Ｐ１１にて大径管材２１に周方向に沿って形成された環状溝と小径管材２２に周方向に沿って形成された環状溝が重ね合わされることによって、形成される。このように、第一位置Ｐ１１にて周方向に沿って両管材（２１，２２）にそれぞれ形成された溝が互いに重ね合わされるので、第一位置Ｐ１１にて（すなわち第一環状溝３１にて）、両管材（２１，２２）は軸方向に嵌合する。同様に、第二環状溝３２は、密着領域Ｒ２内の第二位置Ｐ１２にて密着状態を維持した大径管材２１及び小径管材２２が同時に縮径して溝状に塑性変形することにより形成される。つまり、第二環状溝３２は、第二位置Ｐ１２にて大径管材２１の外周に周方向に沿って形成された環状溝と小径管材２２の外周に周方向に沿って形成された環状溝が重ね合わされることによって、形成される。このように、第二位置Ｐ１２にて周方向に沿って両管材（２１，２２）にそれぞれ形成された溝が重ね合わされるので、第二位置Ｐ１２にて、（すなわち第二環状溝３２にて）、両管材（２１，２２）は軸方向に嵌合する。
【００４２】
従って、第一実施形態に係る嵌合部形成工程を経て製造された異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）には、第一位置Ｐ１１にて大径管材２１の外周に周方向に沿って形成された環状溝と小径管材２２の外周に周方向に沿って形成された環状溝とが重ね合わされてなる第一環状溝３１が形成され、第二位置Ｐ１２にて大径管材２１の外周に周方向に沿って形成された環状溝と小径管材２２の外周に周方向に沿って形成された環状溝とが重ね合わされてなる第二環状溝３２が形成される。これらの環状溝が軸方向において異なる２位置に形成される嵌合部を構成するため、異径管１の接合部５における接合強度が高められる。
【００４３】
なお、第一実施形態において、縮径工程と嵌合部形成工程は、同時に実施されていてもよい。この場合、縮径工程にて密着領域Ｒ２を形成している過程でスピニングローラ１３が第一位置Ｐ１１及び第二位置Ｐ１２に対面したときのみ、絞り距離Ｌが距離Ｌ３になるように接近方向にスピニングローラ１３を移動させる。これにより、縮径工程における密着領域Ｒ２の形成と、嵌合部形成工程における第一環状溝３１及び第二環状溝３２の形成とを同時に実施することができる。
【００４４】
また、第一実施形態において、第一環状溝３１及び第二環状溝３２は、軸方向（送り方向）に亘る所定の長さの領域にそれぞれ形成されていてもよい。この場合、第一環状溝３１が形成される所定の領域が第一位置Ｐ１１に相当し、第二環状溝３２が形成される所定の領域が第二位置Ｐ１２に相当する。また、第一実施形態では、嵌合部形成工程にて２つの環状溝が密着領域Ｒ２に形成される例について示したが、形成される環状溝は、２つ以上であれば、３つであってもそれ以上であってもよい。また、形成される複数の環状溝のピッチ（隣り合う環状溝の軸方向における長さ）は、一定でも（スピニングローラ１３の移動速度が一定でも）、異なっていても（スピニングローラ１３の移動速度が変化しても）よい。さらに、形成される複数の環状溝の溝深さは、一定でも（スピニングローラ１３の絞り方向位置が一定でも）、異なっていても（スピニングローラ１３の絞り方向位置が変化しても）よい。
【００４５】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る嵌合部形成工程について説明する。図６は、第二実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。図６（ａ）に示すように、この実施形態では、小径管材２２に、外周面から内周面にかけて貫通する貫通孔２２１が形成されている。この貫通孔２２１が形成されている送り方向位置（貫通孔形成位置Ｐ２１）は、密着領域Ｒ２（接合部５）内に位置する。貫通孔２２１が本発明の凹部に相当する。
【００４６】
また、第二実施形態に係る嵌合部形成工程では、密着領域Ｒ２のうち、貫通孔形成位置Ｐ２１を含む軸方向領域である同時縮径領域Ｒ３に亘り、大径管材２１と小径管材２２が同時に縮径される。この場合、まず、図６（ａ）に示すように、スピニングローラ１３が同時縮径領域Ｒ３の一方の端位置（一方端位置Ｐ２２）に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。一方端位置Ｐ２２は、図６（ａ）では、同時縮径領域Ｒ３の左端位置（後退端位置）である。
【００４７】
また、一方端位置Ｐ２２にて、絞り距離Ｌが、距離Ｌ２よりも小さい上記距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。これにより、一方端位置Ｐ２２における大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持したまま、スピニングローラ１３により押圧される。斯かる押圧力により一方端位置Ｐ２２にて周方向に沿った凹部が大径管材２１及び小径管材２２に形成される。
【００４８】
その後、図６（ｂ）に示すように、スピニングローラ１３の絞り方向位置を変化させずに（絞り距離Ｌを距離Ｌ３に維持したまま）、スピニングローラ１３を同時縮径領域Ｒ３の他方の端位置（他方端位置Ｐ２３）まで前進方向に移動させる。このときスピニングローラ１３の前進移動速度は、大径管材２１が一回転する間に一方端位置Ｐ２２に形成される凹部の送り方向における長さ未満の距離をスピニングローラ１３が前進するように、制御される。なお、図６（ｂ）では、他方端位置Ｐ２３は、同時縮径領域Ｒ３の右端位置（前進端位置）である。スピニングローラ１３の送り方向位置が他方端位置Ｐ２３に達した時点で、スピニングローラ１３を離間方向に移動させて、嵌合部形成工程を終了する。
【００４９】
このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、一方端位置Ｐ２２から他方端位置Ｐ２３に亘る同時縮径領域Ｒ３にて大径管材２１及び小径管材２２にはスピニングローラ１３からの押圧力が付与される。上記した押圧力が付与されている間、大径管材２１及び小径管材２２は軸回り回転している。従って、スピニングローラ１３からの押圧力は、大径管材２１の周方向に沿って加えられることになり、斯かる押圧力によって、同時縮径領域Ｒ３に亘って、大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持しながら同時に縮径される。その結果、一方端位置Ｐ２２から他方端位置Ｐ２３に亘って、すなわち同時縮径領域Ｒ３に亘って、幅広の環状溝（幅広環状溝３３）が形成される。
【００５０】
上記した嵌合部形成工程を経て、第二実施形態に係る異径管１が製造される。図６（ｃ）は、第二実施形態に係る嵌合部形成工程を経て製造される異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）における大径管材２１と小径管材２２との接合状態を示す図である。図６（ｃ）に示すように、スピニングローラ１３が密着領域Ｒ２内の同時縮径領域Ｒ３の一方端位置Ｐ２２から他方端位置Ｐ２３まで送り方向（前進方向）に移動する際に、一方端位置Ｐ２２にて周方向に沿って形成された凹部が前進方向に拡大していき、こうして前進方向に拡大された凹部により、接合部５（密着領域Ｒ２）に幅広環状溝３３が形成される。
【００５１】
また、スピニングローラ１３が一方端位置Ｐ２２から他方端位置Ｐ２３まで前進方向に移動する際に、大径管材２１が縮径されることにより、大径管材２１を構成する材料が塑性流動する。そして、塑性流動した材料の一部が、密着領域Ｒ２内の貫通孔形成位置Ｐ２１にて小径管材２２に形成されている貫通孔２２１に充填される。これにより、大径管材２１の内周に、小径管材２２の貫通孔２２１に嵌合するように突出した凸部２１１が形成される。
【００５２】
従って、第二実施形態に係る嵌合部形成工程の実施により、接合部５（密着領域Ｒ２）に幅広環状溝３３が形成されるとともに、大径管材２１の内周に小径管材２２の貫通孔２２１に嵌合した凸部２１１が形成される。
【００５３】
幅広環状溝３３は、密着領域Ｒ２内の同時縮径領域Ｒ３に亘って密着状態を維持した大径管材２１及び小径管材２２が同時に縮径して塑性変形することにより形成される。つまり、幅広環状溝３３は、同時縮径領域Ｒ３に亘って大径管材２１に周方向に沿って形成された環状溝と小径管材２２に周方向に沿って形成された環状溝が重ね合わされることによって、形成される。このように、同時縮径領域Ｒ３にて周方向に沿って両管材（２１，２２）にそれぞれ形成された環状溝が互いに重ね合わされるので、同時縮径領域Ｒ３にて（すなわち幅広環状溝３３にて）、両管材（２１，２２）は軸方向に嵌合する。また、貫通孔形成位置Ｐ２１にて、大径管材２１に形成された凸部２１１と小径管材２２に形成された貫通孔２２１（凹部）が嵌め合わされることによってアンカー効果が発揮される。つまり、凸部２１１と貫通孔２２１によっても、両管材（２１，２２）が軸方向に嵌合する。
【００５４】
このように、第二実施形態に係る異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）には、同時縮径領域Ｒ３に亘って幅広環状溝３３が形成されるとともに、貫通孔形成位置Ｐ２１にて、大径管材２１の内周から延びて小径管材２２に形成された貫通孔２２１（凹部）に嵌合する凸部２１１が形成される。これらの幅広環状溝３３、及び、貫通孔２２１と凸部２１１が、それぞれ軸方向において異なる２位置に形成される嵌合部を構成するため、異径管１の接合部５における接合強度が高められる。
【００５５】
なお、第二実施形態においても第一実施形態と同様に、縮径工程と嵌合部形成工程は、同時に実施されていてもよい。この場合、縮径工程にて密着領域Ｒ２を形成する過程で、スピニングローラ１３が同時縮径領域Ｒ３に対面しているときのみ、絞り距離Ｌが距離Ｌ３になるように接近方向にスピニングローラ１３を移動させることにより、縮径工程における密着領域Ｒ２の形成と、嵌合部形成工程における幅広環状溝３３の形成及び小径管材２２の貫通孔２２１に嵌合する大径管材２１の凸部２１１の形成とを同時に実施することができる。
【００５６】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態に係る嵌合部形成工程について説明する。図７は、第三実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。この実施形態に係る嵌合部形成工程では、密着領域Ｒ２に、螺旋溝が形成される。
【００５７】
この場合、まず、図７（ａ）に示すように、スピニングローラ１３が、密着領域Ｒ２内の所定の開始位置Ｐ３１に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。また、開始位置Ｐ３１にて、絞り距離Ｌが距離Ｌ２よりも小さい上記距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。これにより、開始位置Ｐ３１における大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持したまま、スピニングローラ１３により押圧される。斯かる押圧力により、開始位置Ｐ３１にて大径管材２１と小径管材２２に凹部が形成される。
【００５８】
その後、図７（ｂ）に示すように、スピニングローラ１３の絞り方向位置を変化させずに（絞り距離Ｌを距離Ｌ３に維持したまま）、スピニングローラ１３を密着領域Ｒ２内にて前進方向に移動させる。このときスピニングローラ１３の前進移動速度は、大径管材２１が一回転する間に開始位置Ｐ３１に形成される凹部の送り方向における長さよりも長い距離を一定の速度でスピニングローラ１３が前進するように、制御される。そして、スピニングローラ１３の送り方向位置が、予め定められた終了位置Ｐ３２に達した時点で、スピニングローラ１３を離間方向に移動させて、嵌合部形成工程を終了する。
【００５９】
このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、密着領域Ｒ２内の開始位置Ｐ３１から終了位置Ｐ３２までの間の領域において、スピニングローラ１３により、大径管材２１及び小径管材２２が密着状態を維持しながら同時に縮径され、斯かる縮径により凹部が大径管材２１及び小径管材２２に形成される。ここで、開始位置Ｐ３１から終了位置Ｐ３２まで前進するスピニングローラ１３の前進移動速度は、大径管材２１が一回転する間にスピニングローラ１３により形成される凹部（溝）の送り方向長さ（幅）よりも長い距離を進むように予め設定されている。従って、形成される凹部の送り方向位置は、大径管材２１が一回転する間に変化し、これにより、スピニングローラ１３により形成される凹部は螺旋を描く。その結果、図７（ｂ）に示すように、密着領域Ｒ２の軸回りを螺旋状に描くような螺旋溝３４が密着領域Ｒ２に形成される。
【００６０】
上記した嵌合部形成工程を経て、第三実施形態に係る異径管１が製造される。図７（ｃ）は、第三実施形態に係る嵌合部形成工程を経て製造される異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）における大径管材２１と小径管材２２との接合状態を示す図である。図７（ｃ）に示すように、スピニングローラ１３が密着領域Ｒ２内の開始位置Ｐ３１から終了位置Ｐ３２まで送り方向（前進方向）に移動することにより、接合部５（密着領域Ｒ２）に螺旋溝３４が形成される。また、螺旋溝３４が形成される際におけるスピニングローラ１３の前進移動速度は一定であるので、形成される螺旋溝３４のピッチ（並びにピッチ角θ）は一定である。
【００６１】
螺旋溝３４は、密着領域Ｒ２（接合部５）内の開始位置Ｐ３１から終了位置Ｐ３２に亘って密着状態を維持した大径管材２１及び小径管材２２が同時に縮径して塑性変形することにより形成される。つまり、螺旋溝３４は、密着領域Ｒ２（接合部５）の開始位置Ｐ３１から終了位置Ｐ３２にかけて、大径管材２１に形成された螺旋溝と小径管材２２に形成された螺旋溝が重ね合わされることによって、形成される。このような螺旋溝３４は、異径管１の軸方向に直交する方向から見た場合、図７（ｃ）からわかるように、軸方向の異なる複数位置に形成される凹部により表される。そして、各凹部では、大径管材２１に形成された凹部と小径管材２２に形成された凹部が重なり合う。このため、各凹部にて、大径管材２１と小径管材２２が重ね合わされた状態で、軸方向に嵌合する。
【００６２】
従って、第三実施形態に係る嵌合部形成工程によれば、密着領域Ｒ２に形成された螺旋溝３４によって、密着領域Ｒ２内の軸方向における複数位置にて大径管材２１及び小径管材２２が軸方向に嵌合した嵌合部が構成される。このように軸方向において異なる複数位置に嵌合部が形成されるので、異径管１の接合部５における接合強度が高められる。
【００６３】
（第四実施形態）
次に、第四実施形態に係る嵌合部形成工程について説明する。図８は、第四実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。第四実施形態では、第三実施形態と同様に、密着領域Ｒ２に螺旋溝が形成される。
【００６４】
この場合、まず、図８（ａ）に示すように、スピニングローラ１３が、密着領域Ｒ２内の所定の開始位置Ｐ４１に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。また、開始位置Ｐ４１にて、絞り距離Ｌが距離Ｌ２よりも小さい上記距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。これにより、開始位置Ｐ４１における大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持したまま、スピニングローラ１３により押圧される。斯かる押圧力により、開始位置Ｐ４１にて大径管材２１と小径管材２２に凹部が形成される。
【００６５】
その後、図８（ｂ）に示すように、スピニングローラ１３の絞り方向位置を変化させずに（絞り距離Ｌを距離Ｌ３に維持したまま）、スピニングローラ１３を密着領域Ｒ２内にて前進方向に移動させる。このときスピニングローラ１３の前進移動速度は、大径管材２１が一回転する間に開始位置Ｐ４１に形成される凹部の送り方向における長さよりも長い距離をスピニングローラ１３が前進し、且つ、徐々に前進移動速度が速くなるように、制御される。そして、スピニングローラ１３の送り方向位置が、予め定められた終了位置Ｐ４２に達した時点で、スピニングローラ１３を離間方向に移動させて、嵌合部形成工程を終了する。
【００６６】
このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、密着領域Ｒ２内の開始位置Ｐ４１から終了位置Ｐ４２までの間の領域において、スピニングローラ１３により、大径管材２１及び小径管材２２が密着状態を維持しながら同時に縮径され、斯かる縮径により凹部が大径管材２１及び小径管材２２形成される。この凹部が螺旋状に形成される結果、図８（ｂ）に示すように、密着領域Ｒ２の軸回りを螺旋状に描くような螺旋溝３５が密着領域Ｒ２に形成される。
【００６７】
上記した嵌合部形成工程を経て、第四実施形態に係る異径管１が製造される。図８（ｃ）は、第四実施形態に係る嵌合部形成工程を経て製造される異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）における大径管材２１と小径管材２２との接合状態を示す図である。図８（ｃ）に示すように、スピニングローラ１３が密着領域Ｒ２内の開始位置Ｐ４１から終了位置Ｐ４２まで送り方向（前進方向）に移動することにより、接合部５（密着領域Ｒ２）に螺旋溝３５が形成される。
【００６８】
螺旋溝３５は、密着領域Ｒ２（接合部５）内の開始位置Ｐ４１から終了位置Ｐ４２に亘って密着状態を維持した大径管材２１及び小径管材２２が同時に縮径して塑性変形することにより形成される。つまり、螺旋溝３５は、密着領域Ｒ２（接合部５）の開始位置Ｐ４１から終了位置Ｐ４２にかけて、大径管材２１に形成された螺旋溝と小径管材２２に形成された螺旋溝が重ね合わされることによって、形成される。このような螺旋溝３５は、異径管１の軸方向に直交する方向から見た場合、図８（ｃ）からわかるように、軸方向の異なる複数位置に形成される凹部により表される。そして、各凹部にて、大径管材２１と小径管材２２が重ね合わされた状態で、軸方向に嵌合する。
【００６９】
従って、第四実施形態に係る嵌合部形成工程によれば、密着領域Ｒ２に形成された螺旋溝３５によって、密着領域Ｒ２内の軸方向における複数位置にて大径管材２１及び小径管材２２が軸方向に嵌合した嵌合部が構成される。このように軸方向において異なる複数位置に嵌合部が形成されるので、異径管１の接合部５における接合強度が高められる。
【００７０】
また、開始位置Ｐ４１から終了位置Ｐ４２まで送り方向に前進移動するスピニングローラ１３の移動速度が徐々に速くなるので、螺旋溝３５のピッチ（並びにピッチ角θ）は、前進方向に向かうほど大きくなる。具体的には、螺旋溝３５のピッチ角θを、図８（ｃ）に示すように後退方向から前進方向に向かうにつれて、θ１、θ２、θ３、・・・と定義した場合、各ピッチ角は、θ１＜θ２＜θ３・・・、というような関係を有する。つまり、密着領域Ｒ２に形成される螺旋溝３５のピッチ角が、軸方向に沿って変化する。ここで、螺旋溝のピッチ角が全て同一である場合、密着領域Ｒ２にて大径管材２１と小径管材２２が螺合している状態となる。従って、両者の螺合を解く方向に異径管１を捩じった場合に螺合が解かれて大径管材２１から小径部３が抜け落ちる虞がある。この点に関し、本実施形態のように螺旋溝３５のピッチ角θを変化させることで、異径管１がいずれの方向に捩じられても、大径管材２１から小径管材２２が抜け落ちることを効果的に防止することができる。その結果、異径管１の捩じり剛性を高めることができる。
【００７１】
（第五実施形態）
次に、第五実施形態に係る嵌合部形成工程について説明する。図９は、第五実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。第五実施形態では、第三実施形態と同様に、密着領域Ｒ２に螺旋溝が形成される。
【００７２】
この場合、まず、図９（ａ）に示すように、スピニングローラ１３が、密着領域Ｒ２内の所定の開始位置Ｐ５１に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。また開始位置Ｐ５１にて、絞り距離Ｌが距離Ｌ２よりも小さい上記距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。これにより、開始位置Ｐ５１における大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持したまま、スピニングローラ１３により押圧される。斯かる押圧力により、開始位置Ｐ５１にて大径管材２１と小径管材２２に凹部が形成される。
【００７３】
その後、図９（ｂ）に示すように、スピニングローラ１３を密着領域Ｒ２内にて前進方向に移動させる。このときスピニングローラ１３の前進移動速度は、大径管材２１が一回転する間に開始位置Ｐ５１に形成される凹部の送り方向における長さよりも長い距離をスピニングローラ１３が前進するように、制御される。さらに、スピニングローラ１３が前進方向に向かうにつれて、絞り距離Ｌが距離Ｌ２未満の範囲内で徐々に大きくなるように、すなわちスピニングローラ１３の絞り方向位置が徐々に離間方向に移動するように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。そして、スピニングローラ１３の送り方向位置が、予め定められた終了位置Ｐ５２に達した時点で、スピニングローラ１３をさらに離間方向に移動させて、嵌合部形成工程を終了する。
【００７４】
このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、密着領域Ｒ２内の開始位置Ｐ５１から終了位置Ｐ５２までの間の領域において、スピニングローラ１３により大径管材２１及び小径管材２２が密着状態を維持しながらに同時に縮径され、斯かる縮径により凹部が大径管材２１及び小径管材２２に形成される。この凹部が螺旋状に形成される結果、図９（ｂ）に示すように、密着領域Ｒ２の軸回りを螺旋状に描くような螺旋溝３６が密着領域Ｒ２に形成される。
【００７５】
上記した嵌合部形成工程を経て、第五実施形態に係る異径管１が製造される。図９（ｃ）は、第五実施形態に係る嵌合部形成工程を経て製造される異径管１の接合部５（密着領域Ｒ２）における大径管材２１と小径管材２２との接合状態を示す図である。図９（ｃ）に示すように、スピニングローラ１３が密着領域Ｒ２内の開始位置Ｐ５１から終了位置Ｐ５２まで送り方向（前進方向）に移動することにより、接合部５（密着領域Ｒ２）に螺旋溝３６が形成される。
【００７６】
螺旋溝３６は、密着領域Ｒ２（接合部５）内の開始位置Ｐ５１から終了位置Ｐ５２に亘って密着状態を維持した大径管材２１及び小径管材２２が同時に縮径して塑性変形することにより形成される。つまり、螺旋溝３６は、密着領域Ｒ２（接合部５）の開始位置Ｐ５１から終了位置Ｐ５２にかけて、大径管材２１に形成された螺旋溝と小径管材２２に形成された螺旋溝が重ね合わされることによって、形成される。このような螺旋溝３６は、異径管１の軸方向に直交する方向から見た場合、図９（ｃ）からわかるように、軸方向の異なる複数位置に形成される凹部により表される。そして、各凹部にて、大径管材２１と小径管材２２が重ね合わされた状態で、軸方向に嵌合する。
【００７７】
従って、第五実施形態に係る嵌合部形成工程によれば、密着領域Ｒ２に形成された螺旋溝３６によって、密着領域Ｒ２内の軸方向における複数位置にて大径管材２１及び小径管材２２が軸方向に嵌合した嵌合部が構成される。このように軸方向において異なる複数位置に嵌合部が形成されるので、異径管の接合部における接合強度が向上する。
【００７８】
また、開始位置Ｐ５１から終了位置Ｐ５２まで送り方向に前進移動するスピニングローラ１３の絞り方向位置が徐々に離間方向に移動するので、螺旋溝３６の溝深さＤは、前進方向に向かうほど浅くなる。具体的には、螺旋溝３６の溝深さＤを、図９（ｃ）に示すように後退方向から前進方向に向かうにつれて、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，・・・と定義した場合、各溝深さは、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４・・・、というような関係を有する。つまり、密着領域Ｒ２に形成される螺旋溝３６の溝深さが、軸方向に沿って変化する。ここで、螺旋溝の溝深さが軸方向に沿って一定である場合、螺旋溝のいずれの部分においても大径管材２１と小径管材２２との接合力が一定である。従って、密着領域Ｒ２に外部から上記接合力を上回る力が作用した場合には、密着領域Ｒ２（接合部５）における大径管材２１と小径管材２２との接合箇所が一度に破断して、異径管１が急激に破壊される可能性が高い。つまり、異径管１に外力が作用してから異径管１が破壊されるまでの時間が短い。これに対し、本実施形態では、螺旋溝の溝深さが軸方向に沿って変化しているので、大径管材２１と小径管材２２との接合力が接合部５の軸方向位置によって異なる。具体的には、螺旋溝３６の溝深さが浅い箇所における接合力は弱いが、螺旋溝３６の溝深さが深い箇所における接合力は強い。このため、外力の作用によってある箇所（螺旋溝の溝深さが浅い箇所）において大径管材２１と小径管材２２との接合が破断した場合でも、それ以外のより接合力が強い箇所（螺旋溝の溝深さがより深い箇所）では大径管材２１と小径管材２２の接合状態を維持することができる。つまり、外力による異径管１の急激な破壊が防止される。言い換えれば、外力が作用しても、なだらかに破壊していくように異径管１を構成することができる。よって、外力が作用した場合に異径管１が破壊に至るまでの時間（破壊時間）の長期化を図ることができ、これにより、外力（例えば衝撃力）を異径管１に十分に吸収させることができる。
【００７９】
（第六実施形態）
次に、第六実施形態に係る嵌合部形成工程について説明する。図１０は、第六実施形態に係る嵌合部形成工程を示す図である。この実施形態に係る嵌合形成工程では、第三実施形態に係る嵌合部形成工程と同様に、密着領域Ｒ２に螺旋溝を形成する工程である。
【００８０】
この場合、まず、図１０（ａ）に示すように、スピニングローラ１３が、密着領域Ｒ２内の所定の第一位置Ｐ６１に対面するようにスピニングローラ１３の送り方向位置が制御される。また、第一位置Ｐ６１にて、絞り距離Ｌが距離Ｌ２よりも小さい上記距離Ｌ３となるように、スピニングローラ１３の絞り方向位置が制御される。これにより、第一位置Ｐ６１における大径管材２１と小径管材２２が、互いの密着状態を維持したまま、スピニングローラ１３により押圧される。斯かる押圧力により、第一位置Ｐ６１にて大径管材２１及び小径管材２２に凹部が形成される。
【００８１】
その後、図１０（ｂ）に示すように、スピニングローラ１３の絞り方向位置を変化させずに（絞り距離Ｌを距離Ｌ３に維持したまま）、スピニングローラ１３を密着領域Ｒ２内にて前進方向に移動させる。このときスピニングローラ１３の前進移動速度は、大径管材２１が一回転する間に開始位置Ｐ３１に形成される凹部の送り方向における長さよりも長い距離を一定の速度でスピニングローラ１３が前進するように、制御される。
【００８２】
スピニングローラ１３の前進移動によって、スピニングローラ１３が予め定められた第二位置Ｐ６２に達した場合、次に、スピニングローラ１３の絞り方向位置を変化させずに、第二位置Ｐ６２から第一位置Ｐ６１までスピニングローラ１３を後退方向に移動させる。このときスピニングローラ１３の後退移動速度は、大径管材２１が一回転する間に第二位置Ｐ６２に形成される凹部の送り方向における長さよりも長い距離を一定の速度でスピニングローラ１３が後退するように、制御される。そして、スピニングローラ１３の送り方向位置が再び第一位置Ｐ６１に達した時点で、スピニングローラ１３を離間方向に移動させて、嵌合部形成工程を終了する。
【００８３】
このようにスピニングローラ１３の位置が制御されることにより、密着領域Ｒ２には、互いに反対方向に並進する一対の螺旋溝３７、すなわち並進方向が前進方向である螺旋溝と並進方向が後退方向である螺旋溝が形成される。
【００８４】
本実施形態に係る嵌合部形成工程によっても、上記第三実施形態に係る嵌合部形成工程と同様に、異径管１の接合強度を高めることができる。加えて、本実施形態によれば、密着領域Ｒ２に反対方向に向かう（並進方向が反対である）２つの螺旋溝が形成されるので、異径管１がいずれの方向に捩じられた場合でも、大径管材２１からの小径管材２２の抜け落ちを効果的に防止することができる。その結果、異径管１の捩じり剛性を高めることができる。
【００８５】
（変形例）
図１１は、変形例に係る異径管の製造方法を示す図である。
【００８６】
この例に係る異径管を製造する場合、まず、上記した挿入工程、縮径工程を実施する。これにより、図１１（ａ）に示すように、密着領域Ｒ２が形成される。また、縮径工程により、密着領域Ｒ２よりも前進方向側に、余剰領域Ｒ４が形成される。余剰領域Ｒ４は、スピニングローラ１３により押圧されていない領域であり、図１１（ａ）に示す縮径工程の実施直後の時点において、大径管材２１と小径管材２２が密着せず、大径管材２１が小径管材２２から離間する。
【００８７】
また、縮径工程の実施後に、或いは縮径工程と同時に、嵌合部形成工程が実施される。図１１（ｂ）は、上記第二実施形態に係る嵌合部形成工程の実施後における接合部５（密着領域Ｒ２）の接合状態を示す。図１１（ｂ）に示すように、嵌合部形成工程の実施により、接合部５（密着領域Ｒ２）内の同時縮径領域Ｒ３に幅広環状溝３３が形成されるとともに、貫通孔形成位置Ｐ２１にて、大径管材２１の内周に小径管材２２の    貫通孔２２１に嵌合した凸部２１１が形成される。
【００８８】
上記工程を経て、変形例に係る異径管が製造される。図１１（ｂ）は、変形例に係る製造方法により製造された異径管１を示す図である。図１１（ｂ）に示すように、本例に係る異径管１は、大径部２、小径部３、テーパ部４、接合部５、に加え、非接触部６を備える。非接触部６は、余剰領域Ｒ４を構成する部分により構成される。非接触部６を構成する大径管材２１は、先端に向かうほど径が大きくなるように、テーパ状に形成される。
【００８９】
異径管１に非接触部６があることで、異径管１の曲げ強度が高められる。従って、本例によれば、接合力及び曲げ強度が高められた異径管１を製造することができる。
【００９０】
図１２は、上記した各実施形態（第一実施形態〜第六実施形態）に示された嵌合部形成工程を経て製造された異径管１を押し込み試験に供することにより得られる変位−荷重曲線を示すグラフの一例である。また、図１３は、上記した各実施形態（第一実施形態〜第六実施形態）に示された嵌合部形成工程を経て製造された異径管を引張試験に供することにより得られる変位−荷重曲線を示すグラフの一例である。ここで、押し込み試験では、異径管１の大径部２を固定した状態で、小径部３を大径部２に近づく軸方向に押し込んだ場合における、小径部３の軸方向変位とそのときに接合部５に加えられる押し込み荷重との関係が調査される。従って、押し込み試験により、変位と押し込み荷重との関係を表す曲線が得られる。また、引張試験では、異径管１の大径部２を固定した状態で、小径部３を大径部２から遠ざける軸方向に引っ張った場合における、小径部３の軸方向変位とそのときに接合部５に加えられる引張荷重との関係が調査される。従って、引張試験により、変位と引張荷重との関係を表す曲線が得られる。
【００９１】
図１２及び図１３において、横軸が変位［ｍｍ］であり、縦軸が押し込み荷重又は引張荷重［Ｎ］である。また、図１２及び図１３に示す各グラフのうち、グラフＧ１が第一実施形態、グラフＧ２が第二実施形態、グラフＧ３が第三実施形態、グラフＧ４が第四実施形態、グラフＧ５が第五実施形態、グラフＧ６が第六実施形態、に示された嵌合部形成工程を経て製造された異径管についての変位−荷重曲線を示す。なお、異径管をインパネリンフォースメントに用いる場合、２００００Ｎの荷重が作用しても座屈及び破断しない程度の接合強度が求められる。なお、両試験に供する異径管１を構成する大径管材の軸方向に垂直な断面形状は円形状であり、小径管材の軸方向に垂直な断面形状は、八角形状である。
【００９２】
図１２及び図１３に示すように、いずれの実施形態に示された嵌合部形成工程を経て異径管を製造した場合でも、２００００Ｎの荷重の作用によって異径管は座屈或いは破断しないことがわかる。このことから、本実施形態に係る嵌合部形成工程の実施により、接合強度が十分に高められた異径管を製造できることがわかる。
【００９３】
以上、本発明の様々な本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。例えば、上記第四実施形態では、嵌合部形成工程にて、密着領域Ｒ２に、軸方向にピッチ（ピッチ角）が異なる螺旋溝３５を形成した例を示したが、溝のピッチ（環状溝間の軸方向長さ）が異なる複数の環状溝を、軸方向に異なる複数位置にそれぞれ形成してもよい。また、上記第五実施形態では、嵌合部形成工程にて、密着領域Ｒ２に、軸方向に溝深さの異なる螺旋溝３６を形成した例を示したが、溝深さの異なる複数の環状溝を、軸方向の異なる複数位置にそれぞれ形成してもよい。
【００９４】
また、製造される異径管１に関して言えば、大径部２の軸方向に垂直な断面の外周形が多角形状でも良い。これによれば、大径部２の外周面に平面が形成されているので、この平面を利用して、大径部２に部品を容易に取り付けることができる。同様に、小径部３の軸方向に垂直な断面の外周形も、多角形状であってもよい。これによれば、小径部３の外周面に平面が形成されているので、この平面を利用して、小径部３に部品を容易に取り付けることができる。
【００９５】
また、接合部５（密着領域Ｒ２）を構成する小径管材２２の軸方向に垂直な断面の外周形が、多角形状であってもよい。これによれば、嵌合部形成工程にて塑性変形した大径管材２１の内壁面が多角形状の小径管材の外周面に密着することにより、大径管材２１に対する小径管材２２の回転動作が抑制される。このため異径管１の捩じれ剛性を高めることができる。
【００９６】
また、接合部５（密着領域Ｒ２）を構成する小径管材２２の軸方向に垂直な断面の外周形、及び、接合部５（密着領域Ｒ２）を構成する大径管材２１の軸方向に垂直な断面の外周形及び内周形が、多角形状であってもよい。密着領域Ｒ２における小径管材２２の軸方向に垂直な断面の外周形が多角形状であり、密着領域Ｒ２における大径管材２１の軸方向に垂直な断面の内周形及び外周形が円形状である場合、嵌合部形成工程の実施によって形成される嵌合部にて大径管材２１の肉厚が薄くなる虞がある。これに対し、大径管材２１の内周の断面形状も多角形状であれば、嵌合部における大径管材２１の肉厚の薄肉化を防止することができる。
【００９７】
また、嵌合部形成工程の実施時に、重複領域Ｒ１における小径管材２２の内周側に中子（心金）を挿入しておいてもよい。これによれば、嵌合部形成工程にて嵌合部を形成する際における嵌合部の形状精度を高めることができる。また、上述したように、本発明に係る異径管１は、スピニング加工によっても製造することができるが、スウェージング加工、プレス加工によっても製造することができる。また、上記実施形態では、スピニング加工装置として、管材が軸回り回転するタイプの装置を示したが、スピニングローラが管材の軸回りに回転するタイプの装置を用いても良い。また、上記実施形態では、縮径工程にて密着領域Ｒ２が形成されるが、このときに、密着領域Ｒ２を構成する大径管材と小径管材との間に接着材或いは接着シートを介在しておいてもよい。これによれば、より接合強度が高められる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１…異径管、２…大径部、３…小径部、４…テーパ部、５…接合部、６…非接触部、１０…スピニング加工装置、１１…第一支持部、１２…第二支持部、１３…スピニングローラ、１４…スピニングローラ支持部、１５…回転駆動部、２１…大径管材、２１１…凸部、２２…小径管材、２２１…貫通孔（凹部）、３１…第一環状溝、３２…第二環状溝、３３…幅広環状溝、３４，３５，３６…螺旋溝、３７…一対の螺旋溝、Ｒ０…縮径領域、Ｒ１…重複領域、Ｒ２…密着領域、Ｒ３…同時縮径領域、Ｒ４…余剰領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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