(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って見た場合に、
肉厚がｔ０である薄肉部と；
一端部に設けられ、前記肉厚がｔ０よりも大きいＴである第１の増肉部と；
前記薄肉部と前記第１の増肉部との間に設けられ、前記肉厚がｔ０からＴに漸増する第１のテーパ部と；
を有し、
前記第１の増肉部の内面の硬度を周方向に測定し、前記周方向の位置に対して前記硬度をプロットしたとき、前記周方向における最大硬度の９５％以上の硬度を有する高硬度部位を表す波形と前記最大硬度の９５％未満の硬度を有する低硬度部位を表す波形とが交互に現れ、かつ、前記高硬度部位を表す波形と前記低硬度部位を表す波形との組合せが複数現れる
ことを特徴とする端部増肉金属管。
【請求項２】
前記第１の増肉部の前記肉厚Ｔが、前記薄肉部の前記肉厚ｔ０の１．２倍以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の端部増肉金属管。
【請求項３】
前記第１の増肉部の前記長手方向の長さが、前記第１の増肉部の外周長の３倍以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の端部増肉金属管。
【請求項４】
前記長手方向に沿って見た場合に、
他端部に設けられ、前記肉厚がｔ０よりも大きいＴａである第２の増肉部と；
前記薄肉部と前記第２の増肉部との間に設けられ、前記肉厚がｔ０からＴａに漸増する第２のテーパ部と；
を更に有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の端部増肉金属管。
【請求項５】
前記第２の増肉部の前記肉厚Ｔａが、前記薄肉部の前記肉厚ｔ０の１．２倍以上である
ことを特徴とする請求項４に記載の端部増肉金属管。
【請求項６】
前記第２の増肉部の前記長手方向の長さが、前記第２の増肉部の外周長の３倍以下である
ことを特徴とする請求項４または５に記載の端部増肉金属管。
【請求項７】
金属管の一端部を他端部へ向けて軸押しして、端部増肉金属管を冷間で製造する方法であって、
前記金属管を長手方向に沿って見た場合に、
前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周形状に対応する外周形状を有する第１の軸押しポンチが挿通され、かつ、前記金属管の外周面の金型当接部において前記金属管の外周面が第１の金型の内面に当接し、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に対して非接触の状態で、かつ、
前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第１の金型内に配置された状態で、
前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記金型非当接部を増肉する第１の工程と；
前記金属管の前記一端部側で、第２の軸押しポンチが挿通され、かつ、前記金属管の前記金型当接部において前記金属管の外周面が第２の金型の内面に対して非接触である一方、前記金属管の前記金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に当接した状態で、かつ、
前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第２の金型内に配置された状態で、
前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記金型当接部を増肉する第２の工程と；
を有する
ことを特徴とする端部増肉金属管の製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面全体を前記第１の金型の前記内面に当接させる
ことを特徴とする、請求項７に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項９】
前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部が前記第１の金型に対し位置決めされている
ことを特徴とする、請求項７または８に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面全体を前記第２の金型の前記内面に当接させる
ことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部が前記第２の金型に対し位置決めされている
ことを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の工程において、
前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周形状に対応する外周形状を有する第３の軸押しポンチが挿通されており、かつ、前記金属管の前記外周面の金型当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に当接し、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に対して非接触の状態であり；
前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第３の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しし；
前記第２の工程において、
前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周形状に対応する外周形状を有する第４の軸押しポンチが挿通されており、かつ、前記金属管の前記外周面の金型当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に非接触の状態であり、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に対して当接しており；
前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第４の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しする；
ことを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１３】
金属管の外周面全体が金型の内面に当接するよう、前記金属管が前記金型内に配置された状態で前記金属管の一端部を他端部へ向けて軸押しすることにより、端部増肉金属管を冷間で製造する方法であって、
前記金属管を長手方向に沿って見た場合に、
前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第１の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第１の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態で、前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ非当接部を増肉する第１の工程と；
前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の前記軸押しポンチ当接部において前記金属管の前記内周面が第２の軸押しポンチの外面に対して非接触の状態で、前記金属管の前記軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第２の軸押しポンチの前記外面に当接した状態で、前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ当接部を増肉する第２の工程と；
を有する
ことを特徴とする端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部が前記金型に対し位置決めされている
ことを特徴とする、請求項１３に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部が前記金型に対し位置決めされている
ことを特徴とする、請求項１３または１４に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１６】
前記第１の工程において、
前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第３の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第３の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態であり；
前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第３の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しし；
前記第２の工程において、
前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第４の軸押しポンチの外面に非接触の状態であり、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第４の軸押しポンチの前記外面に対して当接しており；
前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第４の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しする；
ことを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１７】
金属管の一端部を他端部へ向けて軸押しすることにより、端部増肉金属管を冷間で製造する方法であって、
前記金属管を長手方向に沿って見た場合に、
前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第１の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第１の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の外周面の金型当接部において前記金属管の外周面が第１の金型の内面に当接し、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記他端部では、前記金属管の前記外周面全体が前記第１の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第１の金型内に配置された状態で、
前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ非当接部及び前記金型非当接部を増肉する第１の工程と；
前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周面の前記軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が第２の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の前記軸押しポンチ当接部において前記金属管の前記内周面が前記第２の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が第２の金型の内面に当接し、前記金属管の前記外周面の前記金型当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記他端部では、前記金属管の前記外周面全体が前記第２の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第２の金型内に配置された状態で、
前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ当接部及び前記金型当接部を増肉する第２の工程と；
を有する
ことを特徴とする、端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の工程が、前記金属管の内部に圧力媒体を注入した状態で行われる
ことを特徴とする、請求項７〜１７のいずれか一項に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【請求項１９】
前記第２の工程が、前記金属管の内部に圧力媒体を注入した状態で行われる
ことを特徴とする、請求項７〜１８のいずれか一項に記載の端部増肉金属管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端部増肉金属管及びその製造方法に関する。
本願は、２０１５年２月１８日に、日本に出願された特願２０１５−２９６４３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費および安全性の向上の観点から、自動車の車体構成部品および搭載部品（以下、単に「部品」と呼称する）には、軽量化ならびに強度および剛性の向上が要求されている。これらを実現するためには、強度や剛性に寄与する部分のみ部材の肉厚を厚くし、それ以外の部分では部材の肉厚を薄くすることが有効である。
また、アーク溶接等によって他の部品または部材と溶接される部品中の部位は、溶接時に溶け落ちすることを防止するために、部材の肉厚を厚くする必要がある場合がある。したがって、部品全体で部材の肉厚を厚くするのではなく、溶接が施される部位のみにおいて部材の肉厚を厚くすることが、部品の軽量化には有効である。【０００３】
金属管を素材として用いる自動車部品としては、サスペンションメンバ、トーションビーム、動力伝達系シャフト部品（ドライブシャフト、ハーフシャフト等）が挙げられる。上述の自動車部品を製造する際に、従来から行われているアプセット加工では、金属管の長手方向に圧力を加えることにより、金属管の長手方向の一部の肉厚を厚くしている。
非特許文献１には、金属管ではないが、鋼板を部分的に増肉加工する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】三浦規彦・小野宗憲：平成１３年塑性加工春季講演会（２００１），３９−４０ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載されている技術では、増肉後の肉厚Ｔを増肉前の肉厚ｔ０で除算することにより得られる比率（以下、増肉率と呼称する）であるＴ／ｔ０が所定の値（例えば１．４）以上の場合、増肉加工の途中で座屈が生じる場合がある。金属管を増肉加工する際も、増肉率が大きい場合には座屈が生じてしまい、所望の増肉加工を行うことが難しかった。【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、座屈部を有さずに、長手方向の少なくとも一端部が大きい増肉率で増肉された端部増肉金属管及びその製造方法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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決して、係る目的を達成するために以下の手段を採用する。
（１）本発明の一態様に係る端部増肉金属管は、長手方向に沿って見た場合に、肉厚がｔ０である薄肉部と、一端部に設けられ、前記肉厚がｔ０よりも大きいＴである第１の増肉部と、前記薄肉部と前記第１の増肉部との間に設けられ、前記肉厚がｔ０からＴに漸増する第１のテーパ部と、を有し、前記第１の増肉部の内面の硬度を周方向に測定し、前記周方向の位置に対して前記硬度をプロットしたとき、前記周方向における最大硬度の９５％以上の硬度を有する高硬度部位を表す波形と前記最大硬度の９５％未満の硬度を有する低硬度部位を表す波形とが交互に現れ、かつ、前記高硬度部位を表す波形と前記低硬度部位を表す波形との組合せが複数現れる。【０００８】
（２）上記（１）に記載の端部増肉金属管において、前記第１の増肉部の前記肉厚Ｔが、前記薄肉部の前記肉厚ｔ０の１．２倍以上である構成を採用してもよい。【０００９】
（３）上記（１）または（２）に記載の端部増肉金属管において、前記第１の増肉部の前記長手方向の長さが、前記第１の増肉部の外周長の３倍以下である構成を採用してもよい。【００１０】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管において、前記長手方向に沿って見た場合に、他端部に設けられ、前記肉厚がｔ０よりも大きいＴａである第２の増肉部と、前記薄肉部と前記第２の増肉部との間に設けられ、前記肉厚がｔ０からＴａに漸増する第２のテーパ部と、を更に有する構成を採用してもよい。【００１１】
（５）上記（４）に記載の端部増肉金属管において、前記第２の増肉部の前記肉厚Ｔａが、前記薄肉部の前記肉厚ｔ０の１．２倍以上である構成を採用してもよい。【００１２】
（６）上記（４）又は（５）に記載の端部増肉金属管において、前記第２の増肉部の前記長手方向の長さが、前記第２の増肉部の外周長の３倍以下である構成を採用してもよい。【００１３】
（７）本発明の一態様に係る端部増肉金属管の製造方法は、金属管の一端部を他端部へ向けて軸押しすることにより、端部増肉金属管を冷間で製造する方法であって、前記金属管を前記長手方向に沿って見た場合に、前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周形状に対応する外周形状を有する第１の軸押しポンチが挿通され、かつ、前記金属管の外周面の金型当接部において前記金属管の外周面が第１の金型の内面に当接し、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第１の金型内に配置された状態で、前記軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記金型非当接部を増肉する第１の工程を有する。また、本発明の一態様に係る端部増肉金属管の製造方法は、前記金属管の前記一端部側で、第２の軸押しポンチが挿通され、かつ、前記金属管の前記金型当接部において前記金属管の外周面が第２の金型の内面に対して非接触である一方、前記金属管の前記金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に当接した状態で、かつ、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第２の金型内に配置された状態で、前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記金型当接部を増肉する第２の工程を有する。
【００１４】
（８）上記（７）に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面全体が前記第１の金型の前記内面に当接している構成を採用してもよい。【００１５】
（９）上記（７）又は（８）に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部が前記第１の金型に対し位置決めされている構成を採用してもよい。【００１６】
（１０）上記（７）〜（９）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記外周面全体が前記第２の金型の前記内面に当接している構成を採用してもよい。【００１７】
（１１）上記（７）〜（１０）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部が前記第２の金型に対し位置決めされている構成を採用してもよい。【００１８】
（１２）上記（７）〜（１１）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周形状に対応する外周形状を有する第３の軸押しポンチが挿通されており、かつ、前記金属管の前記外周面の金型当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に当接し、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に対して非接触の状態であり、前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第３の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しする構成を採用してもよい。また、前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周形状に対応する外周形状を有する第４の軸押しポンチが挿通されており、かつ、前記金属管の前記外周面の金型当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に非接触の状態であり、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に対して当接しており、前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第４の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しする構成を採用してもよい。【００１９】
（１３）本発明の別の一態様に係る端部増肉金属管の製造方法では、金属管の外周面全体が金型の内面に当接するよう、前記金属管が前記金型内に配置された状態で前記金属管の一端部を他端部へ向けて軸押しすることにより、端部増肉金属管を冷間で製造する方法であって、前記金属管を長手方向に沿って見た場合に、前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第１の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第１の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態で、前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ非当接部を増肉する第１の工程を有する。
また、本発明の別の一態様に係る端部増肉金属管の製造方法では、前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の前記軸押しポンチ当接部において前記金属管の前記内周面が第２の軸押しポンチの外面に対して非接触の状態で、前記金属管の前記軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第２の軸押しポンチの前記外面に当接した状態で、前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ当接部を増肉する第２の工程を有する。
【００２０】
（１４）上記（１３）に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部が前記金型に対し位置決めされている構成を採用してもよい。【００２１】
（１５）上記（１３）又は（１４）に記載の端部増肉金属管の製造方法において、前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部が前記金型に対し位置決めされている構成を採用してもよい。【００２２】
（１６）上記（１３）〜（１５）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管の製造方法では、前記第１の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第３の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第３の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態であり、前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第３の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しする構成を採用してもよい。
また、前記第２の工程において、前記金属管の前記他端部側では、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第４の軸押しポンチの外面に非接触の状態であり、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第４の軸押しポンチの前記外面に対して当接しており、前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しする際に、更に前記第４の軸押しポンチを前記金属管の前記一端部側へ軸押しする構成を採用してもよい。【００２３】
（１７）本発明の更に別の一態様に係る端部増肉金属管の製造方法では、金属管の一端部を他端部へ向けて軸押しすることにより、端部増肉金属管を冷間で製造する方法であって、前記金属管を長手方向に沿って見た場合に、前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周面の軸押しポンチ当接部において前記金属管の内周面が第１の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が前記第１の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の外周面の金型当接部において前記金属管の外周面が第１の金型の内面に当接し、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が前記第１の金型の前記内面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記他端部では、前記金属管の前記外周面全体が前記第１の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第１の金型内に配置された状態で、前記第１の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ非当接部及び前記金型非当接部を増肉する第１の工程を有する。
また、本発明の更に別の一態様に係る端部増肉金属管の製造方法では、前記金属管の前記一端部側では、前記金属管の内周面の前記軸押しポンチ非当接部において前記金属管の前記内周面が第２の軸押しポンチの外面に当接し、前記金属管の前記内周面の前記軸押しポンチ当接部において前記金属管の前記内周面が前記第２の軸押しポンチの前記外面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記外周面の金型非当接部において前記金属管の前記外周面が第２の金型の内面に当接し、前記金属管の前記外周面の前記金型当接部において前記金属管の前記外周面が前記第２の金型の前記内面に対して非接触の状態で、かつ、前記金属管の前記他端部では、前記金属管の前記外周面全体が前記第２の金型の前記内面に当接するよう、前記金属管が前記第２の金型内に配置された状態で、前記第２の軸押しポンチを前記金属管の前記他端部側へ軸押しすることにより前記軸押しポンチ当接部及び前記金型当接部を増肉する第２の工程を有する。
【００２４】
（１８）上記（７）〜（１７）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管の製造方法では、前記第１の工程が、前記金属管の内部に圧力媒体を注入した状態で行われる構成を採用してもよい。【００２５】
（１９）上記（７）〜（１８）のいずれか一態様に記載の端部増肉金属管の製造方法では、前記第２の工程が、前記金属管の内部に圧力媒体を注入した状態で行われる構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
上記各態様によれば、座屈部を有さずに、長手方向の少なくとも一端部が大きい増肉率で増肉された端部増肉金属管及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】長手方向に沿った視点で見た場合の、端部増肉金属管に用いる金属管を示す模式図である。
【図２】長手方向に沿った視点で見た場合の、第１実施形態に係る端部増肉金属管を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ｃのシミュレーションで用いた端部増肉金属管を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＡ−Ａ線での断面図である。
【図３Ｃ】シミュレーションにより得られた、本実施形態に係る端部増肉金属管の硬度分布を示すグラフである。
【図４】第１の工程を開始する前の状態を示す説明図であり、（ａ）は端部増肉金属管の製造装置の一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【図５】第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線での断面図である。
【図６】第２の工程を開始する前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線での断面図である。
【図７】第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ線での断面図である。
【図８】長手方向に沿った視点で見た場合の、第２実施形態に係る端部増肉金属管を示す模式図である。
【図９】増肉加工を行う前の、第２実施形態に係る端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ線での断面図である。
【図１０】第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＧ−Ｇ線の断面図である。
【図１１】第２の工程を開始する前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＨ−Ｈ線での断面図である。
【図１２】第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線での断面図である。
【図１３】増肉加工を行う前の、第２実施形態の変形例に係る端部増肉金属管の製造装置及び金属管の位置関係を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＪ−Ｊ線での断面図である。
【図１４】長手方向に沿った視点で見た場合の、第３実施形態に係る端部増肉金属管を示す模式図である。
【図１５】増肉加工を行う前の、第３実施形態に係る端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は金属管の他端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＫ−Ｋ線での断面図である。
【図１６】第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＬ−Ｌ線での断面図である。
【図１７】第２の工程を開始する前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の横断面図、（ｂ）は（ａ）のＭ−Ｍ線での断面図である。
【図１８】第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＮ−Ｎ線での断面図である。
【図１９】長手方向に沿った視点で見た場合の、第４実施形態に係る端部増肉金属管を示す模式図である。
【図２０】増肉加工を行う前の、第４実施形態に係る端部増肉金属管の製造装置の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＯ−Ｏ線での断面図である。
【図２１】第１の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＰ−Ｐ線での断面図である。
【図２２】第２の工程を開始する前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＱ−Ｑ線での断面図である。
【図２３】第２の工程が終了した時点における端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部側における長手方向の断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＲ−Ｒ線での断面図である。
【図２４】長手方向に沿った視点で見た場合の、第５実施形態に係る端部増肉金属管を示す模式図である。
【図２５】増肉加工を行う前の第５実施形態に係る端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＳ−Ｓ線での断面図である。
【図２６】第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＴ−Ｔ線での断面図である。
【図２７】第２の工程を開始する前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＵ−Ｕ線での断面図である。
【図２８】第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線での断面図である。
【図２９】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する第１の金型を用いた場合の、第１の工程を行う前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＷ−Ｗ線での断面図である。
【図３０】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する第１の金型を用いた場合の、第１の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線での断面図である。
【図３１】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する第１の金型を用いた場合の、第２の工程を行う前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線での断面図である。
【図３２】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する金型を用いた場合の、第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ線での断面図である。
【図３３】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する軸押しポンチを用いた場合の第１の工程を行う前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ’−Ａ’線での断面図である。
【図３４】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する軸押しポンチを用いた場合の、第１の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ’−Ｂ’線での断面図である。
【図３５】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する軸押しポンチを用いた場合の、第２の工程を行う前の端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ’−Ｃ’線での断面図である。
【図３６】増肉阻止部及び増肉成形部をそれぞれ４つ有する軸押しポンチを用いた場合の、第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管の製造装置の状態を示す説明図であり、（ａ）は長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ’−Ｄ’線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、実施形態に係る端部増肉金属管及びその製造方法を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態、端部増肉金属管１’）
最初に、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’について説明する。
図１は、長手方向に沿った視点で見た場合の、端部増肉金属管１’に用いる金属管１を示す模式図である。図２は、長手方向に沿った視点で見た場合の、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’を示す模式図である。
【００２９】
図１に示すように、端部増肉金属管１’に用いる金属管１は、長手方向全体にわたって同じ肉厚ｔ０、外径ｄ０及び内径ｉ０を有する。金属管１は、肉厚ｔ０を外径ｄ０で除算することにより得られる比率ｔ０／ｄ０が、０．０１〜０．２であれば特に限定されない。なお、肉厚ｔ０は１．２〜１５ｍｍであれば好ましく、外径ｄ０は１２〜１２０ｍｍであれば好ましい。
また、金属管１の素材は特に限定されず、鋼、ステンレス、アルミニウム、チタン等が例として挙げられる。金属管１の素材として鋼を用いる場合のより具体的な例としては、引張強さ２９０ＭＰａ以上を有する機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａ（ＪＩＳ  Ｇ３４４５で規定されている）が挙げられる。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態に係る端部増肉金属管１’では、他端部１ａの肉厚が金属管１と同様にｔ０であるのに対し、一端部１ｂの肉厚がＴである。本実施形態では、Ｔはｔ０よりも大きい値とする。つまり、本実施形態の端部増肉金属管１’では、一端部１ｂが長手方向の長さＥ１にわたって増肉され、一端部側増肉部（第１の増肉部）１ｃが形成されている。また、端部増肉金属管１’において、金属管１の肉厚ｔ０を有する部位を薄肉部１ｅと呼称する。薄肉部１ｅは、長手方向に沿って見た場合に最も肉厚の薄い部位であり、長手方向の長さＥ３を有する。一端部側増肉部１ｃと薄肉部１ｅとの間には、長手方向の長さＥ２を有するテーパ部（第１のテーパ部）１ｆが形成されている。
図１に示すように、金属管１は、金属管１の長手方向全体にわたって肉厚ｔ０を有するが、後述する端部増肉金属管１’の製造方法が施されることにより、他端部１ａの肉厚はｔ０のままで変化せずに、一端部１ｂの肉厚がｔ０からＴに変化する。つまり、金属管１に対して端部増肉金属管１’の製造方法が施されることにより、金属管１の他端部１ａは増肉されずに、金属管１の一端部１ｂは増肉される。また、テーパ部１ｆでは、薄肉部１ｅから一端部側増肉部１ｃに向けて、肉厚がｔ０からＴに漸増する。
【００３１】
本実施形態に係る端部増肉金属管１’の一端部１ｂに形成された一端部側増肉部１ｃの肉厚Ｔを、薄肉部１ｅの肉厚ｔ０で除算することにより得られる比率（以下、増肉率と呼称する）であるＴ／ｔ０は、１．２以上であることが好ましい。増肉率Ｔ／ｔ０が１．２以上であることにより、一端部側増肉部１ｃにおいて他部材と溶接した際に、疲労強度が母材と同程度になるため、好ましい。
Ｔ／ｔ０は、より好ましくは１．４以上であり、さらに好ましくは２．０以上である。
なお、一端部側増肉部１ｃの肉厚Ｔは、一端部側増肉部１ｃの複数の部位で測定した肉厚の測定値の平均である。同様に、薄肉部１ｅの肉厚ｔ０は、薄肉部１ｅの複数の部位で測定した肉厚の平均である。なお、肉厚Ｔおよびｔ０の算出に当たり、テーパ部１ｆの肉厚は考慮されない。
【００３２】
本実施形態に係る端部増肉金属管１’は、金属管１の一端部１ｂ側の外周面が増肉されることにより、上述の増肉率を有する。そのため、端部増肉金属管１’の一端部１ｂ側の外径ｄｂは、金属管１の外径（端部増肉金属管１’の他端部１ａ側の外径）ｄ０よりも大きい。
一方、本実施形態に係る端部増肉金属管１’では、金属管１の内周面は増肉されない。そのため、本実施形態に係る端部増肉金属管１’は、長手方向全体において、金属管１の内径ｉ０と同じ内径ｉ０を有する。
【００３３】
次に、端部増肉金属管１’の硬度分布について図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。
図３Ａは、図３Ｃのシミュレーションで用いた端部増肉金属管１’を示す模式図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ線での断面図である。図３Ｃは、シミュレーションにより得られた、本実施形態に係る端部増肉金属管１’の硬度分布を示すグラフである。具体的には、図３Ｃは、金属管１を増肉比Ｔ／ｔ０が２．０の条件下で、後述する端部増肉金属管１’の製造方法を用いて加工する場合の、一端部側増肉部１ｃにおける端部増肉金属管１’の内面の硬度の周方向分布に関するシミュレーション結果を示すグラフである。
なお、図３Ｃは、金属管１として、外径Ｄが４８．６ｍｍであり、肉厚ｔ０が４．０である機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ）を用いた場合のシミュレーション結果を示している。また、図３Ｃに示すシミュレーションでは、端部増肉金属管１’の製造方法として、金属管１の一端部１ｂ側の一部で金属管１の周方向の３か所を増肉する方法が用いられている。
【００３４】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、硬度が端部増肉金属管１’の周方向における最大硬度の９５％以上である部位（以下、高硬度部位と呼称する）が、一端部側増肉部１ｃの周方向にほぼ均等な間隔で３か所形成されている。
なお、本実施形態に係る端部増肉金属管１’では、これら３つの高硬度部位（不図示）の中心間距離をｍｍ単位でそれぞれＬａ、Ｌｂ及びＬｃとした場合に、Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃの最大値と最小値との差は、他端部１ａの外周長の０．２倍以下である。高硬度部位（不図示）の中心間距離Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃの最大値と最小値との差が他端部１ａの外周長の０．２倍以下であることにより、最終的な製品の肉厚分布が周方向に均一になるため好ましい。
【００３５】
図３Ｃでは、端部増肉金属管１’の製造方法として、金属管１の一端部１ｂ側の一部で金属管１の周方向の３か所を増肉する方法を用いた場合を想定してシミュレーションしているため、高硬度部位（不図示）が一端部側増肉部１ｃの周方向にほぼ均等な間隔で３か所形成されているが、一端部側増肉部１ｃの周方向に形成される高硬度部位（不図示）の数はこれに限定されない。一端部側増肉部１ｃの周方向に形成される高硬度部位（不図示）の数は、端部増肉金属管１’の用途等に応じて任意に定めることが可能である。
なお、本実施形態に係る端部増肉金属管１’では、一端部側増肉部１ｃの長手方向の長さＥ１が、一端部側増肉部１ｃにおける外周長（不図示）の３倍以下である。
【００３６】
本実施形態に係る端部増肉金属管１’の一端部側増肉部１ｃの内面の硬度を周方向に測定し、周方向の位置に対して硬度をプロットした場合に、周方向に高硬度部位（不図示）を表す波形と、硬度が端部増肉金属管１’の内面における最大硬度の９５％未満である部位（以下、低硬度部位と呼称する）を表す波形とが交互に現れる。また、端部増肉金属管１’の一端部側増肉部１ｃの内面の硬度を周方向に測定し、周方向の位置に対して硬度をプロットした場合に、高硬度部位（不図示）を表す波形と低硬度部位（不図示）を表す波形との組合せが、周方向に複数現れる。なお、高硬度部位（不図示）と低硬度部位（不図示）とは相対的に硬度が異なる。そのため、本実施形態に係る端部増肉金属管１’を、サスペンションメンバ、トーションビーム、動力伝達系シャフト部品（ドライブシャフト、ハーフシャフト等）の自動車部品に適用する場合に、高い強度または高い剛性が要求される部位に端部増肉金属管１’の高硬度部位（不図示）を配置することが可能である。これにより、自動車部品の疲労寿命を延ばすことができる。
さらに、本実施形態に係る端部増肉金属管１’は、単なる軸押し込みのように均一な変形で増肉した金属管１と比べて高い強度を有するため、自動車の衝突時におけるこの自動車部品の変形抑制および疲労寿命の延長を図ることができる。
また、本実施形態に係る端部増肉金属管１’を２次加工する際に、低硬度部位（不図示）を割れの生じやすい部位に配置することにより、２次加工の際に割れが生じにくくなるため、好ましい。
【００３７】
（第１実施形態、端部増肉金属管１’の製造方法）
次に、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法について説明する。第１実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法は、第１の工程及び第２の工程を有するので、まず第１の工程について説明する。
［第１の工程］
図４は、金属管１の外周面の３か所を増肉して端部増肉金属管１’を製造する端部増肉金属管１’の製造装置０の加工開始前の状態を示す説明図であり、（ａ）は端部増肉金属管１’の製造装置０の一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【００３８】
図４に示すように、端部増肉金属管１’の製造装置０は、金型（第１の金型、外型）２と、軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）３と、ポンチ４とを備える。
金型２は、端部増肉金属管１’の素材である金属管１をその内部に収容する。ポンチ４は、金型２に収容された金属管１の他端部１ａを金型２に対し位置決めする。軸押しポンチ３は、金型２に収容された金属管１の一端部１ｂに挿通されて、金属管１の一端部１ｂを他端部１ａ側へ向けて軸押しする。
【００３９】
金型２の内面形状及び内径は、金型２の長手方向の部位によって異なる。金型２の内面のうち、金属管１の他端部１ａ側では、金型２の内面が金属管１の外周面に当接するよう、金型２の内面形状及び内径が定められている。一方、金型２の内面のうち、金属管１の一端部１ｂ側では、金型２の内面に増肉阻止部２ａと増肉成形部２ｂとが形成されている。図４に示す金型２では、金属管１の一端部１ｂ側において、金型２の内面に３つの増肉阻止部２ａと３つの増肉成形部２ｂとが形成されている。
なお、座屈を確実に防止する観点から、金属管１の他端部１ａ側では、金型２の内面が金属管１の外周面全体に当接していることが好ましい。しかしながら、本実施形態の金型２の構成は上述に限らず、座屈が生じない程度に金型２の内面と金属管１の他端部１ａ側の外周面とが間隙を有してもよい。
軸押しポンチ３のうち、金属管１に挿設される部分の外面形状及び外径は、金属管１の内周面に当接するよう定められている。また、軸押しポンチ３のうち、金属管１に挿設される部分の長手方向の長さは、金属管１に形成する一端部側増肉部１ｃの長手方向の長さによって定められている。
【００４０】
増肉阻止部２ａでは、金型２の内面が、金属管１の外周面の金型当接部２０に当接している。これにより、増肉阻止部２ａでは、金属管１の外周面の金型当接部２０が増肉されない。
増肉成形部２ｂでは、金型２の内面と、金属管１の外周面の金型非当接部３０に当接していない。これにより、増肉成形部２ｂでは、金属管１の外周面の金型非当接部３０が増肉される。
【００４１】
増肉阻止部２ａの表面と、金属管１の外周面の金型当接部２０との間の最小距離は、０超であってかつ金属管１の肉厚ｔ０の０．１倍以下であることが、座屈防止のために望ましい。また、軸押しポンチ３の外面と金属管１の内面との最小距離は、０超であってかつ金属管１の肉厚ｔ０の０．３倍以下であることが、座屈防止のために望ましい。
金型２の内面に増肉阻止部２ａが複数形成される場合には、隣接する２つの増肉阻止部２ａの間の金型内面周方向に関する中心間距離Ｌは、金属管１の肉厚ｔ０の３倍以上２０倍以下であることが、座屈防止のために望ましい。
【００４２】
金型（外型）２、軸押しポンチ３およびポンチ４それぞれの上記以外の構成は、特に限定されない。
上述のように金属管１、金型２、軸押しポンチ３及びポンチ４を配置した状態で、軸押しポンチ３を金属管１の他端部１ａ側に軸押しする。これにより、金属管１を長手方向へ圧縮する。
本実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法によれば、金属管１の外周面の金型当接部２０が金型２の増肉阻止部２ａに当接して拘束されているため、座屈が防止される。
【００４３】
図５は、第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管１’の製造装置０の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線での断面図である。
図５に示すように、第１の工程終了後の金属管１では、外周面の金型非当接部３０が増肉されることにより、金属管１の外周面の金型非当接部３０が金型２の増肉成形部２ｂに当接している。図５では、金属管１の外周面に形成された３つの金型非当接部３０が増肉されている。
なお、本実施形態において、第１の工程後の金属管１を中間金属管１’’と呼称する。
【００４４】
［第２の工程］
次に、第２の工程において、第１の工程により製造された中間金属管１’’を長手方向へ圧縮して金型当接部２０を増肉させることにより端部増肉金属管１’を製造する。すなわち、第１の工程で増肉された金型非当接部３０と第２の工程で増肉された金型当接部２０とが一端部側増肉部１ｃを形成し、端部増肉金属管１’が製造される。
【００４５】
図６は、第２の工程を開始する前の端部増肉金属管１’の製造装置０’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線での断面図である。
図６に示すように、第２の工程では、第１の工程で用いた金型２が金型（第２の金型）２’に置換されており、軸押しポンチ３が軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）３’に置換されている。軸押しポンチ３’は、中間金属管１’’の内周形状に対応する外周形状を有する。
【００４６】
第２の金型２’は、第１の金型２と同様に、内面形状及び内径が、第２の金型２’の長手方向の部位によって異なる。
第２の金型２’の内面のうち、中間金属管１’’の他端部１ａ側では、第１の金型と同様に、金型２’の内面が中間金属管１’’の外周面に当接するよう、金型２’の内面形状及び内径が定められている。
一方、第２の金型２’の内面のうち、中間金属管１’’の一端部１ｂ側では、金型２’の内面に増肉阻止部２ａ’と増肉成形部２ｂ’とが形成されている。図６に示す第２の金型２’では、中間金属管１’’の一端部１ｂ側において、第２の金型２’の内面に３つの増肉阻止部２ａ’と３つの増肉成形部２ｂ’とが形成されている。
【００４７】
増肉阻止部２ａ’では、第２の金型２’の内面が、第１の工程により増肉された中間金属管１’’の外周面の金型非当接部３０に当接している。これにより、第２の工程では、中間金属管１’’の外周面の金型非当接部３０が増肉されるのを防ぐことができる。
また、増肉成形部２ｂ’では、第２の金型２’の内面が、中間金属管１’’の外周面の金型当接部２０に当接していない。これにより、第２の工程では、金属管１の外周面の金型当接部２０を増肉することができる。
【００４８】
このように、第２の工程では、第１の工程で増肉されなかった金型当接部２０が増肉される。このとき、第１の工程で増肉された金型非当接部３０は第２の金型２’の増肉阻止部２ａ’に当接するため、中間金属管１’’の座屈を防ぐことができる。
なお、第１の工程で増肉される金型非当接部３０が端部増肉金属管１’の低硬度部位（不図示）に相当し、第２の工程で増肉される金型当接部２０が、端部増肉金属管１’の高硬度部位（不図示）に相当する。金型当接部２０は第１の工程で増肉されないが、軸押しポンチ３を軸押しする際に生じる力により金型当接部２０の性質が変化し、その性質の変化により、第２の工程で増肉される際に金型当接部２０の硬度が高まると考えられる。
【００４９】
図７は、第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管１’の製造装置０’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ線での断面図である。
図７に示すように、中間金属管１’’に対して第２の工程を施すことにより、一端部１ｂ側が増肉された端部増肉金属管１’を製造することができる。
【００５０】
従来技術により端部増肉金属管１’を製造する場合には、増肉率が１．４以上の場合には座屈が生じていた。一方、本実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法によれば、増肉率が１．４以上の場合にも座屈を起こすことなく端部増肉金属管１’を製造することが可能になる。本実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法によれば、増肉率が２．０以上であっても、座屈を起こすことなく、端部増肉金属管１’を製造することが可能である。
なお、本実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法では、第１の工程及び第２の工程は冷間で行われる。
【００５１】
（第２実施形態、端部増肉金属管２０１’）
次に、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’について説明する。
図８は、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’を示す模式図である。図２に示す端部増肉金属管１’では、端部増肉金属管１’の長手方向全体にわたって内径ｉ０が一定である一方、端部増肉金属管１’の一端部１ｂ側の外径Ｄｂが他端部１ａ側の外径ｄ０よりも大きい。これに対して、図８に示す第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’は、端部増肉金属管２０１’の長手方向全体にわたって外径ｄ０が一定である一方、端部増肉金属管２０１’の一端部１ｂ側の内径Ｉｂが他端部１ａ側の内径ｉ０よりも小さいことにより、一端部１ｂ側の肉厚Ｔが他端部１ａ側の肉厚ｔ０よりも大きくなるように構成されている。つまり、端部増肉金属管２０１’は、肉厚がＴである一端部側増肉部２０１ｃを有する。
なお、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’と同様の構成を有する部分については、詳細な説明を省略する。
【００５２】
端部増肉金属管２０１’は、端部増肉金属管１’と同様に、金属管１を素材として製造される。金属管１は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
端部増肉金属管２０１’の一端部１ｂ側の肉厚Ｔは、他端部１ａ側の肉厚ｔ０よりも大きい。また、端部増肉金属管２０１’の一端部１ｂ側の内径Ｉｂは、他端部１ａ側の内径ｉ０よりも小さい。さらに、端部増肉金属管２０１’の外径ｄ０は、端部増肉金属管２０１’の長手方向全体にわたって同じである。
また、端部増肉金属管２０１’は、一端部側増肉部２０１ｃと薄肉部１ｅとの間に、肉厚がｔ０からＴａに漸増するテーパ部２０１ｆを有する。
【００５３】
（第２実施形態、端部増肉金属管２０１’の製造方法）
次に、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法について説明する。第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法は、第１の工程及び第２の工程を有するので、まず第１の工程について説明する。
［第１の工程］
図９は、増肉加工を行う前の、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造装置２００の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ線での断面図である。
【００５４】
図９に示すように、端部増肉金属管２０１’の製造装置２００は、金型（外型）２０２と、軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）２０３と、ポンチ４とを備える。
第１実施形態に係る金型２では、金属管１の他端部１ａ側の内面が、金属管１の外周面に当接するよう、内面形状及び内径が定められており、一端部１ｂ側の内面には、増肉阻止部２ａと増肉成形部２ｂとが形成されている。一方、第２実施形態に係る金型２０２では、増肉阻止部２ａ及び増肉成形部２ｂが形成されておらず、金型２０２の長手方向全体にわたって、内面が金属管１の外周面に当接するよう、内面形状及び内径が定められている。
【００５５】
第１実施形態に係る軸押しポンチ３では、金属管１に挿設される部分の外面形状及び外径は、金属管１の内周面に当接するよう定められており、金属管１に挿設される部分の長手方向の長さは、金属管１に形成する一端部側増肉部１ｃの長手方向の長さによって定められている。
一方、第２実施形態に係る軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）２０３では、金属管１に挿設される部分の長手方向の長さが、金属管１に形成する一端部側増肉部２０１ｃの長手方向の長さによって定められている点では、第１実施形態に係る軸押しポンチ３と同様である。しかしながら、第２実施形態に係る軸押しポンチ２０３の金属管１に挿設される部分の外面には、増肉阻止部２０３ａと増肉成形部２０３ｂとが形成されている点が、第１実施形態に係る軸押しポンチ３とは異なる。
【００５６】
軸押しポンチ２０３は、金型２０２の内部に収容された金属管１の一端部１ｂの内部に当接して挿設されて、金属管１の一端部１ｂを他端部１ａへ向けて軸押しする。このようにして、端部増肉金属管２０１’の製造装置２００は、金属管１を長手方向へ圧縮することにより、金属管１の一端部１ｂ側の一部において、金属管１の内周面に一端部側増肉部２０１ｃを形成する。
図９に示す軸押しポンチ２０３は、金属管１に挿設される部分の内面に、３つの増肉阻止部２０３ａと３つの増肉成形部２０３ｂとを有する。
【００５７】
増肉阻止部２０３ａでは、軸押しポンチ２０３の外周面が、金属管１の内周面の軸押しポンチ当接部２２０に当接している。これにより、増肉阻止部２０３ａでは、金属管１の内周面が増肉されない。
一方、増肉成形部２０３ｂでは、軸押しポンチ２０３の外周面が、金属管１の内周面の軸押しポンチ非当接部２３０に当接していない。これにより、増肉成形部２０３ｂでは、金属管１の内周面の軸押しポンチ非当接部２３０が増肉される。
【００５８】
金型２０２の内周面と、金属管１の外周面との間の最小距離は、０超であってかつ金属管１の肉厚ｔ０の０．１倍以下であることが、座屈防止のために望ましい。また、軸押しポンチ２０３の外周面と金属管１の内周面との最小距離は、０超であってかつ金属管１の肉厚ｔ０の０．３倍以下であることが、座屈防止のために望ましい。
隣接する２つの増肉阻止部２０３ａの間の軸押しポンチ外面周方向への距離Ｌは、金属管１の肉厚ｔ０の３倍以上２０倍以下であることが、座屈防止のために望ましい。
【００５９】
金型（外型）２０２、軸押しポンチ２０３およびポンチ４の上記以外の構成は、特に限定されない。
上述のように、金属管１、金型２０２、軸押しポンチ２０３およびポンチ４を配置した状態で、軸押しポンチ２０３を金属管１の他端部１ａ側に軸押しする。これにより、金属管１を長手方向へ圧縮する。
本実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法によれば、金属管１の内周面の軸押しポンチ当接部２２０が軸押しポンチ２０３の増肉阻止部２０３ａに当接して拘束されているため、座屈が防止される。
【００６０】
図１０は、第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管２０１’の製造装置２００の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＧ−Ｇ線の断面図である。
図１０に示すように、第１の工程終了後の金属管１では、軸押しポンチ非当接部２３０が増肉されることにより、金属管１の内周面の軸押しポンチ非当接部２３０が軸押しポンチ２０３の増肉成形部２０３ｂに当接している。図１０では、金属管１の内周面に形成された３つの軸押しポンチ非当接部２３０が増肉されている。
なお、第１の工程後の金属管１を中間金属管２０１’’と呼称する。
【００６１】
［第２の工程］
次に、第２の工程において、第１の工程により製造された中間金属管２０１’’を長手方向へ圧縮して軸押しポンチ当接部２２０を増肉することにより端部増肉金属管２０１’を製造する。すなわち、第１の工程で増肉された軸押しポンチ非当接部２３０と第２の工程で増肉された軸押しポンチ当接部２２０とが一端部側増肉部２０１ｃを形成し、端部増肉金属管２０１’が製造される。
【００６２】
図１１は、第２の工程を開始する前の端部増肉金属管２０１’の製造装置２００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＨ−Ｈ線での断面図である。
図１１に示すように、第２の工程では、金型２０２を用いる点では第１の工程と同様であるが、第１の工程で用いた軸押しポンチ２０３が軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）２０３’に置換されている。
中間金属管２０１’’の外周面全体が、金型２０２の内面に当接するよう、中間金属管２０１’’が金型２０２内に配置されている。
【００６３】
第２の軸押しポンチ２０３’は、金属管１に挿設される部分の内面に、増肉阻止部２０３ａ’と増肉成形部２０３ｂ’とを有する。第２の軸押しポンチ２０３’の増肉阻止部２０３ａ’は、中間金属管２０１’’の軸押しポンチ非当接部２３０に当接している。これにより、第２の工程では、中間金属管２０１’’の内周面の軸押しポンチ非当接部２３０が増肉されるのを防ぐことができる。
また、第２の軸押しポンチ２０３’の増肉成形部２０３ｂ’は、中間金属管２０１’’の軸押しポンチ当接部２２０に当接していない。これにより、第２の工程では、中間金属管２０１’’の内周面の軸押しポンチ当接部２２０を増肉することができる。
【００６４】
このように、第２の工程では、第１の工程で増肉されなかった軸押しポンチ当接部２２０が増肉される。このとき、第１の工程で増肉された軸押しポンチ非当接部２３０は第２の軸押しポンチ２０３’の増肉阻止部２０３ａ’に当接するため、中間金属管２０１’’の座屈を防ぐことができる。
【００６５】
図１２は、第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管２０１’の製造装置２００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線での断面図である。
図１２に示すように、中間金属管２０１’’に対して第２の工程を施すことにより、一端部１ｂ側が増肉された端部増肉金属管２０１’を製造することができる。
【００６６】
従来技術により端部増肉金属管２０１’を製造する場合には、増肉率が１．４以上の場合には座屈が生じていた。一方、本実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法によれば、増肉率が１．４以上の場合にも座屈を起こすことなく端部増肉金属管２０１’を製造することが可能になる。本実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法によれば、増肉率が２．０以上であっても、座屈を起こすことなく、端部増肉金属管２０１’を製造することが可能である。
【００６７】
（第２実施形態、変形例）
本実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法では、金属管１に内圧を加えた状態で、端部増肉金属管２０１’を製造してもよい。
図１３は、金属管１に内圧を加えた状態で端部増肉金属管２０１’を製造する製造装置２００’’を示す説明図であって、（ａ）は端部増肉金属管２０１’の製造装置２００’’の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＪ−Ｊ線での断面図である。
【００６８】
図１３に示すように、端部増肉金属管２０１’の製造装置２００’’では、金属管１の内部に圧力媒体を注入するための水路１２がポンチ２０４’および軸押しポンチ２０３’’に設けられている。ポンチ２０３’’は、シール部材１３で管端の内面がシールされている。シール部材１３としては、Ｏリングまたはメタルシール等を用いることができる。
図１３に示すように、金属管１の内部に圧力媒体を注入することにより、金属管１に内圧が加えられる。これにより、軸押しポンチ２０３’’を用いて金属管１を一端部１ｂ側から他端部１ａ側に軸押しする際に、金属管１がその内周面側に座屈することを抑制することができる。
圧力媒体としては液体を用いることが好ましく、例えば水が挙げられる。
【００６９】
（第３実施形態、端部増肉金属管３０１’）
次に、第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’について説明する。
図１４は、第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’を示す模式図である。図２に示す端部増肉金属管１’では、一端部１ｂ側の外径Ｄｂが他端部１ａ側の外径ｄ０よりも大きい。図１４に示す端部増肉金属管３０１’は、一端部１ｂ側の構成が端部増肉金属管１’と同様である。一方、端部増肉金属管３０１’は他端部１ａ側の構成が端部増肉金属管１’とは異なり、他端部１ａ側の外径Ｄａが長手方向の中央部１ｄの外径ｄ０よりも大きい。つまり、端部増肉金属管３０１’は、一端部側増肉部１ｃに加え、他端部１ａ側に他端部側増肉部（第２の増肉部）３０１ｃを有する。
また、端部増肉金属管３０１’は、薄肉部１ｅと他端部側増肉部３０１ｃとの間に、肉厚がｔ０からＴａに漸増するテーパ部（第２のテーパ部）３０１ｆを有する。
なお、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’および第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’と同様の構成を有する部分については、詳細な説明を省略する。
【００７０】
端部増肉金属管３０１’は、端部増肉金属管１’および端部増肉金属管２０１’と同様に、金属管１を素材として製造される。金属管１は、第１実施形態および第２実施形態と同様であるので、説明を省略する。
端部増肉金属管３０１’の一端部側増肉部１ｃの肉厚Ｔおよび他端部側増肉部３０１ｃの肉厚Ｔａは、中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の肉厚ｔ０よりも大きい。また、上述したように、端部増肉金属管３０１’の一端部側増肉部１ｃの外径Ｄｂおよび他端部側増肉部３０１ｃの外径Ｄａは、中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の外径ｄ０よりも大きい。一方、端部増肉金属管３０１’の一端部側増肉部１ｃの内径、他端部側増肉部３０１ｃの内径および中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の内径はいずれもｉ０であり、同じ大きさである。
他端部側増肉部３０１ｃの肉厚Ｔａを、中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の肉厚ｔ０で除算することにより得られる比率（増肉率）であるＴａ／ｔ０は、１．２以上であることが好ましい。
Ｔａ／ｔ０は、より好ましくは１．４以上であり、さらに好ましくは２．０以上である。
【００７１】
端部増肉金属管３０１’において、一端部側増肉部１ｃの肉厚Ｔと他端部側増肉部３０１ｃの肉厚Ｔａとは同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。つまり、端部増肉金属管３０１’において、一端部側増肉部１ｃの外径Ｄｂと他端部側増肉部３０１ｃの外径Ｄａとは同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。
また、端部増肉金属管３０１’において、一端部側増肉部１ｃの長手方向の長さＥｂと、他端部側増肉部３０１ｃの長手方向の長さＥａとは同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。
端部増肉金属管３０１’では、一端部側増肉部１ｃの長手方向の長さＥｂが一端部側増肉部１ｃの外周長（不図示）の３倍以下である。また、端部増肉金属管３０１’では、他端部側増肉部３０１ｃの長手方向の長さＥａが、他端部側増肉部３０１ｃの外周長（不図示）の３倍以下である。
【００７２】
他端部側増肉部３０１ｃが高硬度部位（不図示）と低硬度部位（不図示）とを周方向に交互に有する点は、一端部側増肉部１ｃと同様である。
【００７３】
（第３実施形態、端部増肉金属管３０１’の製造方法）
次に、第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’の製造方法について説明する。第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’の製造方法は、第１の工程及び第２の工程を有するので、まず第１の工程について説明する。
［第１の工程］
図１５は、増肉加工を行う前の、第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’の製造装置３００の状態を示す説明図であり、（ａ）は金属管１の他端部１ａ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＫ−Ｋ線での断面図である。
【００７４】
図１５に示すように、端部増肉金属管３０１’の製造装置３００は、金型（外型）３０２と、金属管１の一端部１ｂ側に用いる軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）３と、金属管１の他端部１ａ側に用いる軸押しポンチ（第３の軸押しポンチ）３０３とを備える。
【００７５】
第１実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造装置０では、金属管１の一端部１ｂ側の内面に軸押しポンチ３が挿設され、他端部１ａ側の内面にポンチ４が挿設されている。一方、第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’の製造装置３００では、金属管１の一端部１ｂ側の内面に軸押しポンチ３が挿設され、他端部１ａ側に軸押しポンチ３０３が挿設されている。
また、第１実施形態に係る金型２では、増肉阻止部２ａと増肉成形部２ｂとが金属管１の一端部１ｂ側にのみ形成されている。一方、第３実施形態に係る金型（第１の金型）３０２では、金属管１の一端部１ｂ側に増肉阻止部２ａと増肉成形部２ｂとが形成されていることに加え、他端部１ａ側に増肉阻止部３１２ａと増肉成形部３１２ｂとが形成されている。
【００７６】
第３実施形態に係る金型３０２の一端部１ｂ側の構成は、第１実施形態に係る金型２の一端部１ｂ側の構成と同様の構成を有する。
一方、金型３０２の他端部１ａ側の構成は、金型２の一端部１ｂ側の構成とは異なり、増肉阻止部３０２ａと増肉成形部３０２ｂとが形成されている。
図１５に示す金型３０２では、金属管１の一端部１ｂ側に３つの増肉阻止部２ａと３つの増肉成形部２ｂとが形成されており、他端部１ａ側に３つの増肉阻止部３０２ａと３つの増肉成形部３０２ｂとが形成されている。
【００７７】
第３実施形態に係る軸押しポンチ３、３０３は、金属管１に挿設される部分の外面形状及び外径が、金属管１の内周面に当接されるように定められている。
【００７８】
上述のように金属管１、金型３０２および軸押しポンチ３、３０３を配置した状態で、軸押しポンチ３を金属管１の他端部１ａ側に軸押しし、軸押しポンチ３０３を金属管１の一端部１ｂ側に軸押しする。これにより、金属管１を長手方向に圧縮する。
【００７９】
図１６は、第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管３０１’の製造装置３００の状態を示す説明図であり、図１６は他端部１ａ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＬ−Ｌ線での断面図である。
本実施形態の第１の工程により、図１６に示すように、第１実施形態と同様に、金属管１の一端部１ｂ側で、金属管１の金型非当接部３０を増肉することができる。また、本実施形態の第１の工程により、金属管１の他端部１ａ側でも、金属管１の金型非当接部３０を増肉することができる。つまり、本実施形態の第１の工程により、金属管１の一端部１ｂ側に一端部側増肉部１ｃを形成するとともに、他端部１ａ側に他端部側増肉部３０１ｃを形成することができる。
【００８０】
その際に、金属管１の一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の金型当接部２０は、金型２の増肉阻止部２ａ及び金型３０２の増肉阻止部３０２ａに当接して拘束されているため、座屈が防止される。
なお、本実施形態において、第１の工程後の金属管１を中間金属管３０１’’と呼称する。
【００８１】
［第２の工程］
次に、第２の工程において、第１の工程により製造された中間金属管３０１’’を一端部１ｂ側及び他端部１ａ側から長手方向に圧縮して、金型当接部２０を増肉させることにより端部増肉金属管３０１’を製造する。すなわち、第１の工程で増肉された金型非当接部３０と第２の工程で増肉された金型当接部２０とが一端部側増肉部１ｃ、他端部側増肉部３０１ｃを形成し、端部増肉金属管３０１’が製造される。
【００８２】
図１７は、第２の工程を開始する前の端部増肉金属管３０１’の製造装置３００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部１ａ側における長手方向の横断面図、（ｂ）は（ａ）のＭ−Ｍ線での断面図である。
第１実施形態の第２の工程では金型２’、軸押しポンチ３’およびポンチ４を用いるが、本実施形態の第２の工程では、図１７に示すように、金型（第２の金型）３０２’、軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）３’及び軸押しポンチ（第４の軸押しポンチ）３０３’を用いる。
【００８３】
本実施形態に係る金型３０２’と第１実施形態に係る金型２’とは、一端部１ｂ側において同じ構成を有する。一方、本実施形態に係る金型３０２’は、第１実施形態に係る金型２’とは異なり、他端部１ａ側にも増肉阻止部３０２ａ’及び増肉成形部３０２ｂ’が形成されている。
増肉阻止部３０２ａ’では、金型３０２’の内面が中間金属管３０１’’の外周面の金型非当接部３０に当接している。一方、増肉成形部３０２ｂ’では、金型３０２’の内面が中間金属管３０１’’の外周面の金型当接部２０に当接していない。
【００８４】
図１８は、第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管３０１’の製造装置３００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部１ａ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＮ−Ｎ線での断面図である。
図１８に示すように、本実施形態の第２の工程により、金属管１の一端部１ｂ側の金型当接部２０だけでなく、他端部１ａ側の金型当接部２０も増肉することができる。これにより、一端部１ｂ側だけでなく他端部１ａ側も増肉された端部増肉金属管３０１’が製造される。
【００８５】
なお、第１の工程において、金属管１の一端部１ｂ側で軸押しポンチ３を用い、他端部１ａ側で軸押しポンチ３０３を用いる場合について説明したが、金属管１の両端部に一端部側増肉部１ｃ（または他端部側増肉部３０１ｃ）を形成する場合には、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の両方で軸押しポンチ３（または軸押しポンチ３０３）を用いてもよい。また、第１の工程で用いる金型３０２では、一端部１ｂ側に増肉阻止部２ａ及び増肉成形部２ｂが形成されており、他端部１ａ側に増肉阻止部３０２ａ及び増肉成形部３０２ｂが形成されている場合について説明したが、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の両方に増肉阻止部２ａ及び増肉成形部２ｂ（または増肉阻止部３０２ａ及び増肉成形部３０２ｂ）が形成されていてもよい。
同様に、金属管１の両端部に一端部側増肉部１ｃ（または他端部側増肉部３０１ｃ）を形成する場合には、第２の工程において、金属管１の一端部１ｂ側で軸押しポンチ３’を用い、他端部１ａ側で軸押しポンチ３０３’を用いる場合について説明したが、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の両方で軸押しポンチ３’（または軸押しポンチ３０３’）を用いてもよい。また、第２の工程で用いる金型３０２’では、一端部１ｂ側に増肉阻止部２ａ’及び増肉成形部２ｂ’が形成されており、他端部１ａ側に増肉阻止部３０２ａ’及び増肉成形部３０２ｂ’が形成されている場合について説明したが、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の両方に増肉阻止部２ａ’及び増肉成形部２ｂ’（または増肉阻止部３０２ａ’及び増肉成形部３０２ｂ’）が形成されていてもよい。
【００８６】
（第４実施形態、端部増肉金属管４０１’）
次に、第４実施形態に係る端部増肉金属管４０１’について説明する。
図１９は、第４実施形態に係る端部増肉金属管４０１’を示す模式図である。図８に示す端部増肉金属管２０１’では、一端部１ｂ側の内径Ｉｂが他端部１ａ側の内径ｉ０よりも小さい。図１９に示す端部増肉金属管４０１’は、一端部１ｂ側の構成が端部増肉金属管２０１’と同様である。一方、端部増肉金属管４０１’の他端部１ａ側の構成は端部増肉金属管２０１’とは異なり、他端部１ａ側の内径Ｉａが中央部１ｄの内径ｉ０よりも小さい。つまり、端部増肉金属管４０１’は一端部側増肉部２０１ｃに加えて、他端部１ａ側に他端部側増肉部（第２の増肉部）４０１ｃを有する。
また、端部増肉金属管４０１’は、薄肉部１ｅと他端部側増肉部４０１ｃとの間に、肉厚がｔ０からＴａに漸増するテーパ部（第２のテーパ部）４０１ｆを有する。
なお、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’および第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’と同様の構成を有する部分については、詳細な説明を省略する。
【００８７】
端部増肉金属管４０１’は、端部増肉金属管１’、端部増肉金属管２０１’および端部増肉金属管３０１’と同様に、金属管１を素材として製造される。金属管１は、第１実施形態〜第３実施形態と同様であるので、説明を省略する。
端部増肉金属管４０１’の一端部側増肉部２０１ｃの肉厚Ｔおよび他端部側増肉部４０１ｃの肉厚Ｔａは、中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の肉厚ｔ０よりも大きい。また、上述したように、端部増肉金属管４０１’の一端部側増肉部２０１ｃの内径Ｉｂおよび他端部側増肉部４０１ｃの内径Ｉａは、中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の内径ｉ０よりも小さい。一方、端部増肉金属管４０１’の一端部側増肉部２０１ｃの外径、他端部側増肉部４０１ｃの外径および中央部１ｄ（薄肉部１ｅ）の外径はいずれもｄ０であり、同じ大きさである。
【００８８】
端部増肉金属管４０１’において、一端部側増肉部２０１ｃの肉厚Ｔと他端部側増肉部４０１ｃの肉厚Ｔａとは同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。つまり、端部増肉金属管４０１’において、一端部側増肉部２０１ｃの内径Ｉｂと他端部側増肉部４０１ｃの内径Ｉａとは同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。
また、端部増肉金属管４０１’において、一端部側増肉部２０１ｃの長手方向の長さＥｂと、他端部側増肉部４０１ｃの長手方向の長さＥａとは同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。
【００８９】
他端部側増肉部４０１ｃが高硬度部位（不図示）と低硬度部位（不図示）とを周方向に交互に有する点は、一端部側増肉部２０１ｃと同様である。
【００９０】
（第４実施形態、端部増肉金属管４０１’の製造方法）
次に、第４実施形態に係る端部増肉金属管４０１’の製造方法について説明する。第４実施形態に係る端部増肉金属管４０１’の製造方法は、第１の工程及び第２の工程を有するので、まず第１の工程について説明する。
［第１の工程］
図２０は、増肉加工を行う前の、第４実施形態に係る端部増肉金属管４０１’の製造装置４００の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部１ａ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＯ−Ｏ線での断面図である。
【００９１】
図２０に示すように、端部増肉金属管４０１’の製造装置４００は、金型４０２、軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）２０３及び軸押しポンチ（第３の軸押しポンチ）４０３を備える。
本実施形態に係る金型４０２の一端部１ｂ側の構成は、第２実施形態に係る金型２０２の一端部１ｂ側の構成と同様である。一方、本実施形態に係る金型４０２の他端部１ａ側の構成は、第２実施形態に係る金型２０２の他端部１ａ側の構成とは異なり、軸押しポンチ４０３と嵌合するように構成されている。
【００９２】
軸押しポンチ４０３は、増肉阻止部４０３ａと増肉成形部４０３ｂとを有する。軸押しポンチ４０３の増肉阻止部４０３ａは、金属管１の軸押しポンチ当接部２２０に当接している。一方、軸押しポンチ４０３の増肉成形部４０３ｂは、金属管１の軸押しポンチ非当接部２３０に当接していない。
図２０に示す軸押しポンチ４０３では、３つの増肉阻止部４０３ａ及び３つの増肉成形部４０３ｂを有する。
【００９３】
上述のようにして金属管１及び端部増肉金属管４０１’の製造装置４００が配置された状態で、軸押しポンチ２０３を他端部１ａ側に軸押しし、軸押しポンチ４０３を一端部１ｂ側に軸押しする。
【００９４】
図２１は、第１の工程が終了した時点での端部増肉金属管４０１’の製造装置４００の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部１ａ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＰ−Ｐ線での断面図である。
図２１に示すように、本実施形態に係る端部増肉金属管４０１’の製造方法の第１の工程によれば、金属管１の一端部１ｂ側の軸押しポンチ非当接部２３０だけでなく、他端部１ａ側の軸押しポンチ非当接部２３０も増肉することができる。つまり、金属管１の一端部１ｂ側に一端部側増肉部２０１ｃが形成されるだけでなく、他端部１ａ側にも他端部側増肉部４０１ｃが形成される。
なお、第１の工程後の金属管１を中間金属管４０１’’と呼称する。
【００９５】
［第２の工程］
次に、第２の工程において、第１の工程において製造された中間金属管４０１’’を長手方向へ圧縮して軸押しポンチ当接部２２０を増肉することにより端部増肉金属管４０１’を製造する。
図２２は、第２の工程を開始する前の端部増肉金属管４０１’の製造装置４００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部１ａ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＱ−Ｑ線での断面図である。
【００９６】
図２２に示すように、第２の工程では金型４０２を用いる点では第１の工程と同様であるが、金属管１の一端部１ｂ側で軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）２０３’を用い、他端部１ａ側で軸押しポンチ（第４の軸押しポンチ）４０３’を用いる点で第１の工程と異なる。
軸押しポンチ４０３’は、増肉阻止部４０３ａ’及び増肉成形部４０３ｂ’を有する。増肉阻止部４０３ａ’は、中間金属管４０１’’の軸押しポンチ非当接部２３０に当接している。一方、増肉成形部４０３ｂ’は、中間金属管４０１’’の軸押しポンチ当接部２２０に当接していない。
【００９７】
上述のように配置された状態で、軸押しポンチ２０３’を他端部１ａ側に軸押しし、軸押しポンチ４０３’を一端部１ｂ側に軸押しする。
【００９８】
図２３は、第２の工程が終了した時点における端部増肉金属管４０１’の製造装置４００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は他端部１ａ側における長手方向の断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＲ−Ｒ線での断面図である。
図２３に示すように、第２の工程を行うことにより、金属管１の一端部１ｂ側及び他端部１ａ側において軸押しポンチ当接部２２０が増肉される。これにより、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側が増肉された端部増肉金属管４０１’が製造される。
【００９９】
なお、金属管１の両端部に一端部側増肉部２０１ｃ（または他端部側増肉部４０１ｃ）を形成する場合には、第１の工程において、金属管１の一端部１ｂ側で軸押しポンチ２０３を用い、他端部１ａ側で軸押しポンチ４０３を用いる場合について説明したが、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の両方で軸押しポンチ２０３（または軸押しポンチ４０３）を用いてもよい。
同様に、金属管１の両端部に一端部側増肉部２０１ｃ（または他端部側増肉部４０１ｃ）を形成する場合には、第２の工程において、金属管１の一端部１ｂ側で軸押しポンチ２０３’を用い、他端部１ａ側で軸押しポンチ４０３’を用いる場合について説明したが、一端部１ｂ側及び他端部１ａ側の両方で軸押しポンチ２０３’（または軸押しポンチ４０３’）を用いてもよい。
【０１００】
（第５実施形態、端部増肉金属管５０１’）
次に、第５実施形態に係る端部増肉金属管５０１’について説明する。
図２４は、第５実施形態に係る端部増肉金属管５０１’を示す模式図である。図２に示す端部増肉金属管１’では、一端部１ｂ側の外径Ｄｂが他端部１ａ側の外径ｄ０よりも大きい一方、一端部１ｂ側の内径ｉ０は他端部１ａ側の内径ｉ０と同じ大きさである。また、図８に示す端部増肉金属管２０１’では、一端部１ｂ側の内径Ｉｂが他端部１ａ側の内径ｉ０よりも小さい一方、一端部１ｂ側の外径ｄ０は他端部１ａ側の外径ｄ０と同じ大きさである。一方、本実施形態に係る端部増肉金属管５０１’では、一端部１ｂ側の外径Ｄｂが他端部１ａ側の外径ｄ０よりも大きく、一端部１ｂ側の内径Ｉｂが他端部１ａ側の内径ｉ０よりも小さい。つまり、端部増肉金属管５０１’は、一端部１ｂ側に一端部側増肉部５０１ｃを有する。
なお、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’、第３実施形態に係る端部増肉金属管３０１’および第４実施形態に係る端部増肉金属管４０１’と同様の構成を有する部分については、詳細な説明を省略する。
【０１０１】
端部増肉金属管５０１’は、端部増肉金属管１’、端部増肉金属管２０１’、端部増肉金属管３０１’および端部増肉金属管４０１’と同様に、金属管１を素材として製造される。金属管１は、第１実施形態〜第４実施形態と同様であるので、説明を省略する。
上述したように、本実施形態に係る端部増肉金属管５０１’では、一端部側増肉部５０１ｃの外径Ｄｂが他端部１ａ（薄肉部１ｅ）側の外径Ｄａよりも大きく、一端部側増肉部５０１ｃの内径Ｉｂが他端部１ａ（薄肉部１ｅ）側の内径ｉ０よりも小さい。つまり、本実施形態に係る端部増肉金属管５０１’では、一端部１ｂ側で金属管１の内周面と外周面との両方が増肉されている。そのため、端部増肉金属管５０１’の一端部側増肉部５０１ｃの肉厚Ｔｂは、他端部１ａ（薄肉部１ｅ）側の肉厚ｔ０よりも大きい。
また、端部増肉金属管５０１’は、一端部側増肉部５０１ｃと薄肉部１ｅとの間に、肉厚がｔ０からＴｂに漸増するテーパ部５０１ｆを有する。
【０１０２】
一端部側増肉部５０１ｃの肉厚Ｔｂを、薄肉部１ｅの肉厚ｔ０で除算することにより得られる比率であるＴｂ／ｔ０は、１．２以上であることが好ましい。Ｔｂ／ｔ０は、より好ましくは１．４以上であり、さらに好ましくは２．０以上である。
一端部側増肉部５０１ｃは、一端部側増肉部１ｃと同様に、高硬度部位（不図示）と低硬度部位（不図示）とを周方向に交互に有する。
【０１０３】
（第５実施形態、端部増肉金属管５０１’の製造方法）
次に、第５実施形態に係る端部増肉金属管５０１’の製造方法について説明する。第５実施形態に係る端部増肉金属管５０１’の製造方法は第１の工程及び第２の工程を有するので、まず第１の工程について説明する。
［第１の工程］
図２５は、増肉加工を行う前の第５実施形態に係る端部増肉金属管５０１’の製造装置５００の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＳ−Ｓ線での断面図である。
【０１０４】
図２５に示すように、端部増肉金属管５０１’の製造装置５００は、金型５０２、軸押しポンチ５０３及びポンチ４を備える。
第５実施形態に係る金型（第１の金型）５０２は、一端部１ｂ側に増肉阻止部５０２ａと増肉成形部５０２ｂとを有する。増肉阻止部５０２ａは、金型当接部２０に当接している。増肉成形部５０２ｂは、金型非当接部３０に当接していない。図２５に示す金型５０２は、３つの増肉阻止部５０２ａと３つの増肉成形部５０２ｂとを有する。
【０１０５】
第５実施形態に係る軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）５０３は、一端部１ｂ側に増肉阻止部５０３ａと増肉成形部５０３ｂとを有する。増肉阻止部５０３ａは、軸押しポンチ当接部２２０に当接している。増肉成形部５０３ｂは、軸押しポンチ非当接部２３０に当接していない。図２５に示す軸押しポンチ５０３は、３つの増肉阻止部５０３ａと３つの増肉成形部５０３ｂとを有する。
端部増肉金属管５０１’の製造装置５００を構成するポンチ４は、第１実施形態に係るポンチ４と同様の構成を有するので、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
金属管１、金型５０２、軸押しポンチ５０３及びポンチ４が上述のように配置された状態で、軸押しポンチ５０３を他端部１ａ側に軸押しする。
【０１０７】
図２６は、第１の工程が終了した時点における端部増肉金属管５０１’の製造装置５００の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＴ−Ｔ線での断面図である。
図２６に示すように、本実施形態の第１の工程により、金属管１の一端部１ｂ側では、金型非当接部３０及び軸押しポンチ非当接部２３０が増肉される一方、金型当接部２０及び軸押しポンチ当接部２２０が増肉されない。
なお、第１の工程後の金属管１を中間金属管５０１’’と呼称する。
【０１０８】
［第２の工程］
次に、第２の工程において、第１の工程により製造された中間金属管５０１’’を長手方向へ圧縮して金型当接部２０及び軸押しポンチ当接部２２０を増肉することにより、端部増肉金属管５０１’を製造する。
【０１０９】
図２７は、第２の工程を開始する前の端部増肉金属管５０１’の製造装置５００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＵ−Ｕ線での断面図である。
図２７に示すように、端部増肉金属管５０１’の製造装置５００’は、金型（第２の金型）５０２’、軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）５０３’及びポンチ４を備える。
【０１１０】
金型５０２’は、一端部１ｂ側に増肉阻止部５０２ａ’及び増肉成形部５０２ｂ’を有する。増肉阻止部５０２ａ’は、金型非当接部３０に当接している。増肉成形部５０２ｂ’は、金型当接部２０に当接していない。
軸押しポンチ５０３’は、一端部１ｂ側に増肉阻止部５０３ａ’及び増肉成形部５０３ｂ’を有する。増肉阻止部５０３ａ’は、軸押しポンチ非当接部２３０に当接している。増肉成形部５０３ｂ’は、軸押しポンチ当接部２２０に当接していない。
ポンチ４は、第１の実施形態に係るポンチ４と同様の構成を有するので詳細な説明を省略する。
【０１１１】
金属管１、金型５０２’、軸押しポンチ５０３’及びポンチ４が上述のように配置された状態で、軸押しポンチ５０３’を他端部１ａ側に軸押しする。
【０１１２】
図２８は、第２の工程が終了した時点での端部増肉金属管５０１’の製造装置５００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線での断面図である。
図２８に示すように、第２の工程を施すことにより、中間金属管５０１’’の一端部１ｂ側において金型当接部２０及び軸押しポンチ当接部２２０が増肉され、金型非当接部３０及び軸押しポンチ非当接部２３０が増肉されない。これにより、端部増肉金属管５０１’が製造される。
【０１１３】
本実施形態に係る端部増肉金属管５０１’の製造方法によれば、座屈を引き起こすことなく、金属管１の一端部１ｂ側において内面側及び外面側を増肉し、端部増肉金属管５０１’を製造することができる。
【０１１４】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法の第１の工程では、内面に３つの増肉阻止部２ａと３つの増肉成形部２ｂとが形成されている金型２を用いた。しかしながら、第１実施形態に係る端部増肉金属管１’の製造方法の第１の工程に用いる金型２はこれに限られない。例えば、図２９に示す端部増肉金属管の製造装置６００は、内面に４つの増肉阻止部６０２ａと４つの増肉成形部６０２ｂとが形成されている金型６０２を備える。
金型６０２を用いて金属管１に対して第１の工程を行った後の状態を図３０に示す。図３０に示すように、中間金属管６０１’’では、周方向に４か所設けられている金型非当接部３０が増肉されている。一方、中間金属管６０１’’では、周方向に４か所設けられている金型当接部２０が増肉されていない。
【０１１５】
図３１は、第２の工程を行う前の端部増肉金属管６０１’の製造装置６００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線での断面図である。
図３１に示すように、金型（第２の金型）６０２’は、中間金属管６０１’’の一端部１ｂ側において、４つの増肉阻止部６０２ａ’と４つの増肉成形部６０２ｂ’とを有する。図３１に示す状態から、軸押しポンチ３’を他端部１ａ側に軸押しする。
【０１１６】
図３２は、第２の工程を行った後の端部増肉金属管６０１’の製造装置６００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側における長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線での断面図である。
図３２に示すように、第２の工程により、中間金属管６０１’’の金型当接部２０が増肉され、端部増肉金属管６０１’が製造される。
【０１１７】
第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法の第１の工程では、金属管１に挿設される部分の内面に、３つの増肉阻止部２０３ａと３つの増肉成形部２０３ｂとを有する軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）２０３を用いた。しかしながら、第２実施形態に係る端部増肉金属管２０１’の製造方法の第１の工程に用いる第１の軸押しポンチ２０３はこれに限られない。例えば、図３３に示すように、金属管１に挿設される部分の内面に、４つの増肉阻止部７０３ａと４つの増肉成形部７０３ｂとを有する第１の軸押しポンチ７０３を用いることができる。
第１の軸押しポンチ７０３を用いて第１の工程を行った後の状態を図３４に示す。図３４に示すように、金属管１に第１の工程を施すことにより、一端部１ｂ側の４つの軸押しポンチ非当接部２３０が増肉され、中間金属管７０１’’が製造される。
【０１１８】
図３５は、第２の工程を行う前の端部増肉金属管７０１’の製造装置７００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ’−Ｃ’線での断面図である。
図３５に示すように、軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）７０３’は、中間金属管７０１’’の一端部１ｂ側において、４つの増肉阻止部７０３ａ’と４つの増肉成形部７０３ｂ’とを有する。図３５に示す状態から、軸押しポンチ７０３’を他端部１ａ側に軸押しする。
【０１１９】
図３６は、第２の工程を行った前の端部増肉金属管７０１’の製造装置７００’の状態を示す説明図であり、（ａ）は一端部１ｂ側の長手方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ’−Ｄ’線での断面図である。
図３６に示すように、第２の工程により、中間金属管７０１’’の軸押しポンチ当接部２２０が増肉され、端部増肉金属管７０１’が製造される。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
上記各実施形態によれば、座屈部を有さずに、長手方向の少なくとも一端部が大きい増肉率で増肉された端部増肉金属管及びその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
０、０’、２００、２００’、３００、３００’、４００、４００’、５００、５００’  端部増肉金属管の製造装置
１  金属管
１ｃ、２０１ｃ、５０１ｃ  一端部側増肉部（第１の増肉部）
３０１ｃ、４０１ｃ  他端部側増肉部（第２の増肉部）
１’、２０１’、３０１’、４０１’、５０１’  端部増肉金属管
１ｅ  薄肉部
１ｆ  テーパ部（第１のテーパ部）
３０１ｆ、４０１ｆ  テーパ部（第２のテーパ部）
２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２  金型（第１の金型）
２’、３０２’、５０２’、６０２’  金型（第２の金型）
４  ポンチ
３、２０３、４０３、４０３’、５０３、５０３’、６０３、６０３’、７０３  軸押しポンチ（第１の軸押しポンチ）
３’、２０３’、５０３’、７０３’  軸押しポンチ（第２の軸押しポンチ）
３０３、４０３  軸押しポンチ（第３の軸押しポンチ）
３０３’、４０３’  軸押しポンチ（第４の軸押しポンチ）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006521051.tif 000005
【図３Ｃ】
0006521051.tif 000006
【図４】
0006521051.tif 000007
【図５】
0006521051.tif 000008
【図６】
0006521051.tif 000009
【図７】
0006521051.tif 000010
【図８】
0006521051.tif 000011
【図９】
0006521051.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
0006521051.tif 000014
【図１２】
0006521051.tif 000015
【図１３】
0006521051.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006521051.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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