(57)【要約】【課題】中央部に膨出部を持つチューブ状部品を、加工コストが安く、サイクルタイムが短く、設備の保守が簡単であり、被加工物が液漏れをするようなものであってもこれを考慮することなく加工することができる加工方法を提供することを課題とする。【解決手段】拡管成形工程によって、成形すべき膨出部に対応する領域を含んで拡管されたチューブ状の拡管成型品４を、その拡管された部分の上記領域の壁を内側からカム金型２３により押し出すことによって膨出部を成形する。このとき、カム金型２３はカム押し型２４、２５を押し込むことによって押し出される。その後、膨出部Ａを除いて拡管された部分を縮管することによって、中央部に膨出部を持つチューブ状部品を得る。【選択図】        図１０
2004202559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法であって、
チューブ素材の開口から、その内側に拡管用工具を挿入することによって、成形すべき膨出部に対応する領域を含んでチューブ素材を拡管するところの拡管成形工程、及び、
上記チューブ素材の拡管された部分の上記領域の壁を内側から膨出部成形工具により押し出すことによって膨出部を成形するところの張り出し成形工程
からなることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、
上記張り出し工程は、チューブ素材を軸方向に圧縮させながら実行されることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法は、更に、
上記膨出部を除いてチューブ素材の拡管された部分を縮管する工程であって、上記張り出し成形工程を経た後に実行されるところの縮管成形工程
を含んでいることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載された中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、上記膨出部成形工具は、
上記チューブ素材の壁を押しだす突出部と、その背部の斜面とを有しており、
上記背部の斜面に対応する斜面を有するカム押し型が、上記チューブ素材内でその軸方向にこの膨出部成形工具を押圧することにより生じる斜面のカム作用によって、上記突出部がチューブ素材の壁の内側から外に向かって押し出されるものであること
を特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載された中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、上記張り出し成形工程では、
上記カム押し型はチューブ素材の上記膨出部とは反対側の壁を介して、可動金型によってバックアップされること
を特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載された製造方法によって製造された中央部に膨出部を有するチューブ状部品。
【請求項７】
請求項６に記載された中央部に膨出部を有するチューブ状部品は、
ステアリングコラム装置のためのチューブ状部品であること
を特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中央部に膨出部を持つチューブ状部品、及び、その製造方法に関する。ここで、このチューブ状部品は、素材である管材から製造され、その膨出部が組み立てあるいは溶接によって本体と一体にされたものではないチューブ状部品を意味している（管材自体はどのようにして製造したものであってもよい）。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ステアリングコラム装置では、この装置の主たる構造を構成するコラムチューブが使用される。このコラムチューブは、図１（ａ）に示されるように大径円筒状の円筒部分Ｃ、この円筒部分Ｃの側面から膨出する膨出部Ａ、円筒部分Ｃより小径円筒の円筒部分Ｄ、円筒部分Ｄより更に小径の円筒部分Ｆ、円筒部分Ｃから円筒部分Ｄへと滑らかに移行する遷移部分Ｇ、円筒部分Ｄから円筒部分Ｆへと滑らかに移行する遷移部分Ｈ、及び、両端円筒部Ｊ、Ｋを備えている。
【０００３】
膨出部Ａは、図１（ｂ）（右側面図）に示されるように、円筒外面からつながる平行な２つの側壁部Ａ１、Ａ２とこの側壁部を結ぶ平らな底壁部Ａ３からなる断面形状を備えている。また、２つの側壁部Ａ１、Ａ２にはチルト機構のボルトを通すための貫通孔Ｍがあけられている。
【０００４】
上記コラムチューブは、円筒素材から図５に示すような中間的なチューブ状部品が一旦作成され、縮径、拡径、孔あけなどの後加工によってコラムチューブが作成される。この中間的チューブ状部品が本発明にかかるチューブ状部品であって、円筒中央部に方形断面の膨出部を備えており、他は円筒又は部分的円筒である。
【０００５】
上記のような中央部に膨出部を持つチューブ状部品を作成するにあたり、この膨出部を成形するために液圧バルジ加工法を採用するのが従来から一般的であった。液圧バルジ加工法は、チューブ素材を上、下型で拘束した状態で、チューブ素材の内部に高圧の液体を送り込み、チューブ素材を両側を閉塞するパンチによって軸方向に押しつぶしながら、下型の空隙部にチューブ素材の側壁を液圧により押し出して、膨出部を成形する方法である。
【０００６】
しかしながら、液圧バルジ加工の場合、加工域が局部であっても液体による力の伝達を利用しているため、高圧の液体をチューブ素材の内面に全域で作用させる必要がある。このため、加工域以外ではエネルギ損失が生じる。また、チューブのバルジ加工を行うときには割り形を用いる必要があるが、液圧が全体に及ぼす力に打ち勝つだけの非常に大きい型締め力が必要である。このため、装置全体及びそれに必要な全エネルギーが大きく、更にエネルギ損失も大きいという問題が生じる。そして、加工設備が特殊、高価であり、汎用性がないため、加工コストが高くなり、また、サイクルタイムが長く、設備の保守が煩わしい。さらに、バルジ加工では、液圧を使用するため、液体が漏れないようにすることが前提であり、被加工物に液漏れを生ずるような穴あきのものには使用できない。このような問題があるため、液圧バルジ加工は出来れば回避したい加工法である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２２４８５１号公報
【特許文献２】
特開平９−８５３６７号公報
【非特許文献１】
塑性加工技術シリーズ１０巻、「チューブフォーミング」、日本塑性加工学会編、コロナ社、P.82
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、特殊な液圧バルジ装置を使うことなく、加工コストが安く、サイクルタイムが短く、設備の保守が簡単であり、被加工物が液漏れをするようなものであってもこれを考慮することなく加工することができる加工方法、及びこの加工方法によった中央部に膨出部を持つチューブ状部品を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段により解決される。すなわち、第１番目の発明の解決手段は、中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法であって、チューブ素材の開口から、その内側に拡管用工具を挿入することによって、成形すべき膨出部に対応する領域を含んでチューブ素材を拡管するところの拡管成形工程、及び、上記チューブ素材の拡管された部分の上記領域の壁を内側から膨出部成形工具により押し出すことによって膨出部を成形するところの張り出し成形工程からなることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法である。
【００１０】
第２番目の発明の解決手段は、第１番目の発明である中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、上記張り出し工程が、チューブ素材を軸方向に圧縮させながら実行されることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法である。
【００１１】
第３番目の発明の解決手段は、第１番目又は第２番目の発明である中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、この製造方法が、更に、上記膨出部を除いてチューブ素材の拡管された部分を縮管する工程であって、上記張り出し成形工程を経た後に実行されるところの縮管成形工程を含んでいることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法である。
【００１２】
第４番目の発明の解決手段は、第１番目から第３番目までの発明である中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、上記膨出部成形工具が、上記チューブ素材の壁を押しだす突出部と、その背部の斜面とを有しており、上記背部の斜面に対応する斜面を有するカム押し型が、上記チューブ素材内でその軸方向にこの膨出部成形工具を押圧することにより生じる斜面のカム作用によって、上記突出部がチューブ素材の壁の内側から外に向かって押し出されるものであることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法である。
【００１３】
第５番目の発明の解決手段は、第４番目の発明である中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法において、上記張り出し成形工程では、上記カム押し型はチューブ素材の上記膨出部とは反対側の壁を介して、可動金型によってバックアップされることを特徴とする中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法である。
【００１４】
第６番目の発明の解決手段は、第１番目から第５番目までの発明である中央部に膨出部を有するチューブ状部品の製造方法によって製造された中央部に膨出部を有するチューブ状部品である。
【００１５】
第７番目の発明の解決手段は、第６番目の発明である中央部に膨出部を有するチューブ状部品がステアリングコラム装置のためのチューブ状部品であること
を特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、本発明の具体例を示す。まず、チューブ素材から本発明の対象とする形状が作成されるまでの各工程の概要を素材の形状の変化に基づいて説明する。図２はチューブ素材３を示し、図２（ａ）はその縦断面図、図２（ｂ）は右側面図である。図３は、図２のチューブ素材３の半分の部分を拡管成形して拡管成形部Ｂを形成したあとのチューブ素材（予備成形品４）の形状を示し、図３（ａ）はその縦断面図、図３（ｂ）は右側面図である。
【００１７】
図４は、更に、図３のチューブ素材の中央を膨出させて膨出部Ａを形成した後の張り出し成形品５の形状を示し、図４（ａ）はその縦断面図、図４（ｂ）はｂ−ｂ断面図（膨出部Ａ）、（ｃ）はｃ−ｃ断面図（残部の拡管成形部Ｂ）である。図５は、図４の拡管成形部Ｂを元のチューブ状に縮管成形したあとのチューブ素材の形状（縮管成形品６、本発明実施形態の最終成形形状）を示し、図５（ａ）は、その縦断面図、図５（ｂ）はｂ−ｂ断面図（膨出部Ａ）、図５（ｃ）はｃ−ｃ断面図である。
【００１８】
図２に示すチューブ素材３は、機械構造用炭素鋼ＪＩＳ ＳＴＫＭ１１〜１５や自動車構造用電気抵抗溶接炭素鋼鋼管ＳＴＡＭ２９０Ｇ〜４４０Ｇなどの電縫鋼管が使用される。これらの材料は塑性加工に適するように十分な延性を有している。最初、図２に示すように必要な長さに切断されたチューブ素材３が供給される。このチューブ素材３が、次に述べるように予備成形品４、張り出し成形品５、縮管成形品６（最終成形品）へと形状変化を受ける。
【００１９】
第１工程
第１工程で、このチューブ素材３は、左半分が素管の状態のまま、右半分は、図３（ｂ）に示されるように下半分が略方形に拡管成形されて第１の中間素材である予備成形品４となる。このとき、側壁部Ｂ１、Ｂ２及び底壁部Ｂ３が成形される。底壁部Ｂ３の位置ｈは円筒部分Ｃの外径に対してほとんど張り出していないことから分かるように、拡管成形部Ｂの形状と大きさは、次工程の加工に使用される金型（カム金型、後述）が通過できるような形状と寸法を有するものであれば充分である。
【００２０】
第２工程
第２工程で、予備成形品４は、中央部が一方向外方に膨出するように内部からカム金型（後述）にて押し出され、図４に示すように方形の膨出部Ａが成形されて第２の中間素材である張り出し成形品５となる。この膨出部Ａの形状は図１に示すコラムチューブの膨出部Ａと同じ形状である。この加工時、中央部以外は加工されず、左側の円筒部分Ｃは円形断面形状を、また右側の拡管成形部Ｂはその形状を保っている。
【００２１】
第３工程
第３工程で、図４の張り出し成形品５は、右側の拡管成形部Ｂが縮管されて元の円形断面形状に復元される。これにより図５のように中央部のみに方形の膨出部Ａを有し、その両側に円形断面の円筒部分Ｃを有する形状の縮管成形品６、つまりチューブ状部品が得られる。
【００２２】
これらの過程では液圧バルジ成形法が使用されることなく、チューブ素材３から、拡管成形−張り出し成形−縮管成形という一連の加工によってチューブ状部品が得られる。なお、コラムチューブの上部（図１膨出部右側）を特に円筒状とする必要がないような場合には、第３工程（縮管工程）を省略することが可能である。重要なのは、この方法によれば上記各工程がプレス加工によって行われる点である。以下に各工程に使用される金型セットとプレス機の加工動作について説明する。
【００２３】
第１工程（拡管成形工程）
図６〜図９は第１工程の拡管加工を説明するための金型の作用を表す図である。ここで、図６は加工前の状態を表す縦断面図、図７は加工完了時点の状態を表す縦断面図、図８は加工完了後拡管パンチが後退した状態を表す縦断面図、図９は被加工物を金型内から排出した状態を表す縦断面図である。
【００２４】
（１−１）  図６に示すように、断面円形の円筒部分Ｃを有するチューブ素材３を外金型１１の中に挿入する。外金型１１の内部の一部１１ａ（外金型１１の右下内方）は拡管成形部Ｂと対応した輪郭形状を備えている。内側の他の部分はチューブ素材３の外形形状に対応した円形断面形状を有する。外金型１１の左側内側にはノックアウト１２が左右方向に摺動自在に設けられており、そのロッド１２ａは外金型受１３を貫通し、左方に突出している。ロッド１２ａの左方にはシリンダー（図示せず）が取り付けられており、ノックアウト１２を右方に押し出すことができるようになっている。
【００２５】
ノックアウト１２の端面１２ｂはチューブ素材３の端面３ａと接しており、チューブ素材３が図６の左方へ移動するのを阻止している。ノックアウト１２の段差部１２ｃは外金型受１３の端面１３ａと接していて、ノックアウト１２が軸方向左方へ移動するのを阻止している。外金型１１は外金型受１３にボルト１４により固定されている。外金型受１３はプレスのベッド（図示せず）に取り付けられて固定されている。
【００２６】
一方、チューブ素材３の右方には、拡管パンチ１５がパンチ受１６に内挿され、ボルト１７により固定されている。パンチ受１６はプレスのスライド（図示せず）に取り付けられ、左右方向へ摺動可能にされている。拡管パンチ１５には拡管部１５ａが形成されており、拡管成形部Ｂに対応した輪郭形状を備えている。拡管部１５ａの左方には導入部１５ｂが設けられており、この部分はチューブ素材３を局部的に徐々に拡管してゆくように作用する。
【００２７】
導入部１５ｂの左方には案内部１５ｃが設けられており、チューブ素材３の内径寸法よりわずかに小さい寸法に設定されている。この案内部１５ｃは、チューブ素材３の内部に拡管パンチ１５を無理なく案内する役割を果たす。
【００２８】
拡管部１５ａの右方には逃がし部１５ｄが設けられており、拡管部１５ａよりわずかに小さい輪郭形状を有している。逃がし部１５ｄは成形加重を低減するとともに、成形された被加工物が曲る、あるいは歪むなど障害が起きることを防止する役目を果たす。
【００２９】
（１−２）  図６の状態からプレスのスライド（図示せず）を左方に移動させると、これに伴って拡管パンチ１５、パンチ受１６が左方へ移動し、拡管パンチ１５の案内部１５ｃ、導入部１５ｂ、拡管部１５ａおよび逃がし部１５ｄがこの順でチューブ素材３の内側に侵入する。スライドの移動に伴って、導入部１５ｂと拡管部１５ａの作用によりチューブ素材３は右側から徐々に拡管され、図７に示すように拡管部１５ａがチューブ素材３のほぼ中央（図５の膨出部Ａに相当する位置）に来たときスライドの移動を停止させる。これによって、チューブ素材３の右側には拡管部１５ａの断面形状が転写される。これにより予備成形品４が得られたことになる。
【００３０】
なお、この拡管によってチューブ素材３の長さは短くなるが、特にチューブ素材３を軸方向に積極的に押しつぶすような加工を施す必要はない。また拡管の大きさはカム金型（後述）が通過できさえすれば良いのであるから、できるだけ少ない拡管に止め、必要以上に大きくしない方が好ましい。
【００３１】
（１−３）  上記加工が完了したら、図７の状態から、プレスのスライド（図示せず）を後退させると、拡管パンチ１５およびパンチ受１６は右方へ移動し、図８の状態になる。なお、このとき、予備成形品４が拡管パンチ１５の移動とともにつられて右方へ動くおそれがある場合には、適宜のストリッパーによって予備成形品４の移動を抑え、拡管パンチ１５と被加工物とを分離させるようにする。
【００３２】
（１−４）  こうして、予備成形品４は外金型１１から押し出され、図９の状態になるので、予備成形品４を取り去り、ノックアウト１２を左方、元の位置、へ移動させ、次のチューブ素材３を外金型１１へ挿入する。これは先の図６の状態であるから同様の操作を繰り返す。
【００３３】
上記のように、予備成形品４が得られたが、この一連の加工方法は他の金型構成にても可能であり、このような拡管加工ができればその手段は問わない。例えば、外金型１１を縦方向に２分割して構成することにより、ノックアウト１２を省略することも可能である。
【００３４】
以上のように拡管成形工程では、チューブ素材３の開口から、その内側に拡管用工具（拡管パンチ１５）を挿入することによって、成形すべき膨出部に対応する領域を含んでチューブ素材３が拡管されたことになる。
【００３５】
第２工程（張り出し成形工程）
次に、予備成形品４には、以下に示すようにして張り出し成形が行われ、膨出部Ａが形成される。なお、図１０は、加工前において、複数の金型と予備成形品４を含む全体の位置関係を示している。図１１、図１２、及び図１３は、張り出し工程の各過程における要部拡大図である。
【００３６】
（２−１）  円形断面の円筒部分Ｃと拡管成形部Ｂを有する第一の中間素材、つまり予備成形品４、は、図１０に示されるように、割型を構成する固定金型２１と可動金型２２の間に挿入される。
【００３７】
固定金型２１と可動金型２２には、それぞれの内面２１ａと内面２２ａが予備成形品４（第一の中間素材）を包むような窪んだ形状が形成されており、これにより予備成形品４が固定金型２１と可動金型２２の内部に納まるようになっている。また、固定金型２１の中央内面には凹み２１ｂが彫られており、これは前述の方形の膨出部Ａに対応する形状となっている。固定金型２１はボルトなどの適宜の手段（図示せず）によりプレス機（図示せず）に固定されている。
【００３８】
一方、可動金型２２は図１０に示すように、ロッド２２ｂ、シリンダ２２ｃ、ガイドロッド２２ｄなどの適宜の駆動手段により上下方向に摺動可能に取り付けられている。
【００３９】
固定金型２１の右方にはカム金型２３が面押し型２６の内部に収納されている。カム金型２３の右方の斜面２３ａはカム押し型２４の斜面２４ａと接しており、カム金型２３はカム押し型２４の斜面２４ａに沿って摺動できるように、さらにカム押し型２４と連結して構成されている。これに対し、左方の斜面２３ｂには、図１０の状態時には特に接する部材がなく開放されている。
【００４０】
カム金型２３の右側端部２３ｄは断面が拡管部の一部に対応する形状を有している。カム金型２３は図１０では面押し型２６内に納めらているが、作動時には面押し型２６から外れて予備成形品４の拡管成形部Ｂ内に挿入可能であり、また、径方向に動かすことができるようになっている。カム金型２３の中央部下方には突出部２３ｃが設けられており、突出部２３ｃは方形の膨出部Ａの内面に対応する形状を備えている。
【００４１】
面押し型２６の内部にはカム金型２３の右方にカム押し型２４がカム金型２３と接しながら配置されており、カム押し型２４は拡管部成形Ｂの内側とほぼ同じ外形形状を備えている。カム押し型２４は右方でピストンロッド２４ｂにつながっており、シリンダ２４ｃの作用により左右方向に摺動可能になっている。
【００４２】
カム金型２３およびカム押し型２４の外方には面押し型２６がある。面押し型２６の端面２６ａは予備成形品４（第一の中間素材）の端面４ａを押す役割を果たす。従って、面押し型２６の先端部２６ｂの外側輪郭は予備成形品４の拡管成形部Ｂの外側輪郭とほぼ同じになっている。面押し型２６の右方は長く伸びており、そこにシリンダ２６ｃが形成されている。カム押し型２４のシリンダ２４ｃの外方にピストンが形成されており、このピストンとシリンダ２６ｃによって、カム押し型２４に対して左右方向に摺動可能に取り付けられている。面押し型２６はカム押し型２４の動きとは独立した運動をすることが可能である。
【００４３】
一方、固定金型２１の左方にはもう一つのカム押し型２５と面押し型２７が、前述のカム押し型２４および面押し型２６と対抗するように構成されている。カム押し型２５は右方に斜面２５ａを有し、前述のカム金型２３の斜面２３ｂに対応するように配置されている。なお、カム押し型２５の断面は円形となっている。また、面押し型２７の端面２７ａは予備成形品４の端面４ｂを押す役割を果たす。従って面押し型２７の先端部２７ｂは予備成形品４の円筒部分Ｃとほぼ同じ断面形状となっている。その他、シリンダ２５ｃおよびシリンダ２７ｃなどは、上と同様である。
【００４４】
まず、予備成形品４が固定金型２１の内面２１ａ上に置かれ、次いで可動金型２２がシリンダ２２ｃの作用により前進し（なお、ここでは被加工物の方向への運動を「前進」とし、被加工物から離れる方向への動きを「後退」と定義する。）、予備成形品４が固定金型２１の方へ押し付けられ、固定金型２１の内面２１ａと内面２２ａで作る空間内に収納、固定される。
【００４５】
（２−３）  続いて、左右から面押し型２６及び面押し型２７がシリンダ２６ｃ及びシリンダ２７ｃの作用によって前進する。予備成形品４の両側の端面４ａ、端面４ｂは、面押し型２６、面押し型２７のそれぞれの端面２６ａ、端面２７ａによって挟持され、これにより予備成形品４が固定される。面押し型２６及び面押し型２７はこの状態で停止する。この状態からカム金型２３及び左右のカム押し型２４、２５がそれぞれのシリンダ２４ｃ、２５ｃの作用により前進し、予備成形品４の内部に入り込む。カム金型２３の斜面２３ｂとカム押し型２５の斜面２５ａが接した状態になる（図１１に示される状態）。
【００４６】
（２−４）  次に、左右のカム押し型２４、２５がそれぞれのシリンダ２４ｃ、２５ｃの作用によりさらに前進すると、これらの斜面２４ａ、２５ａがカム金型２３の斜面２３ａ、２３ｂを押しながら滑り、このカム作用によってカム金型２３が下方に押し出される。このときカム金型２３の突出部２３ｃが予備成形品４の管壁を内部から外方に押し出す。突出部２３ｃがその終端まで移動したとき、予備成形品４の管壁は固定金型２１の凹み２１ｂに完全に入り込んだ状態となる（図１２に示される状態）。こうして予備成形品４の拡管成形部Ｂの中央寄りの部分に膨出部Ａが成形される。なお、カム押し型２４、２５は、成形中に成形の反力を受けるため予備成形品４の膨出部Ａとは反対側の壁を介して、可動金型２２によってバックアップされている。
【００４７】
この成形において、カム金型２３は、予備成形品４の壁部を押し出すため、そこの材料は伸ばされて板厚が薄くなる。押し出し量が多い場合、材料が伸びすぎて破断するおそれがあるため、成形と平行して面押し型２６、２７が設けられており、これを積極的に前進させることにより、成形部に十分な材料が供給される。面押し型２６、２７の端面２６ａ、２７ａは、それぞれ拡管成形部Ｂ、円筒部分Ｃと同じ内外形状を備えており、膨出部Ａの成形と平行して端面２６ａ、２７ａが押し込まれ（シリンダ２６ｃ、２７ｃによる）、予備成形品４が軸方向に据え込まれる。
【００４８】
据え込み成形によって、予備成形品４の全長が短くなるので、張り出し成形と据え込み成形との割合は板厚と座屈（据え込み量が多いと座屈するおそれがある。）を勘案して適宜設定する。このようにして、予備成形品４は張り出し成形品５（第２の中間素材）ができあがる。
【００４９】
（２−５）  次に、カム押し型２４、２５を後退させ、カム金型２３にかかる力を除くとともに面押し型２６、２７を後退させる。最後に、可動金型２２を上方に引き上げると、図１３のようになり、張り出し成形品５を取り出すことが可能となる。新しい別の予備成形品４を装填して上記操作を繰り返す。
【００５０】
なお、この張り出し工程における金型やシリンダなどの構成は一例を示したものに過ぎず、張り出しのためのカム金型とその駆動部があり、被加工物の端面を押圧することが可能であれば、これに代えて、他の方法、手段、例えば、ボールねじとサーボモータ等を使用することも可能である。
【００５１】
以上のようにして、張り出し成形工程では、チューブ素材（この工程においては予備成形品４）は第１工程で拡管された部分のうち膨出部を成形すべき領域の壁を内側から膨出部成形工具であるカム金型２３により押し出すことによって膨出部が成形されたことになる。また、この張り出し工程は、チューブ素材を軸方向に圧縮させながら実行することが好ましいことは既述のとおりである。
【００５２】
第３工程（縮管成形工程）
次に、張り出し成形品５の拡管成形部Ｂは、以下に示すようにして縮管成形され再度円形断面に戻される。図１４、図１５、図１６、及び図１７は、この第３工程を説明するための金型の作用を表す説明図である。ここで、図１４は加工前の被加工物と金型が離れている状態を表す縦断面図、図１５は加工直前の、金型が被加工物と接触した状態を表す縦断面図、図１６は加工完了直後の状態を表す縦断面図、図１７は加工完了後、被加工物を金型から排出した状態を表す縦断面図である。
【００５３】
図１４には、金型と張り出し成形品５の位置関係の加工前のものが示されており、円筒部分Ｃ、拡管成形部Ｂおよび方形の膨出部Ａを有する張り出し成形品５が縮径金型３１と押圧金型３２の間に位置している。なお、これらの図において張り出し成形品５はそれまでと左右方向の向きが逆、つまり、拡管成形部Ｂが左方あるものとして表示されている点に注意を要する。
【００５４】
（４−１）  縮径金型３１は、右端から、方形の膨出部Ａに対応した輪郭形状を備えた凹み部３１ａ、円筒部分Ｃの外形部と同形状の円形断面を備えた円筒内面部３１ｂを有している。また、凹み部３１ａと円筒内面部３１ｂとの間はなだらかな傾斜面と円弧からなるつなぎ部３１ｃで接続されている。つなぎ部３1ｃは張り出し成形品５の拡管成形部Ｂを徐々に縮径することを可能にしている。
【００５５】
縮径金型３１の左側内側にはノックアウト３３が左右方向摺動自在に設けられており、そのロッド３３ａは受圧板３４を貫通して左方に突出している。ロッド３３ａの左方にはシリンダ（図示せず）が取り付けられており、ノックアウト３３を右方に押し出すことができるようになっている。縮径金型３１はボルト３５にて受圧板３４に固定されており、受圧板３４はプレスのベッド（図示せず）に取り付け、固定されている。
【００５６】
一方、張り出し成形品５の右方には押圧金型３２が配置されている。押圧金型３２はプレスのスライド（図示せず）に取り付けられ左右方向への摺動が可能になっている。
【００５７】
（４−２）  図１４の状態からスライド（図示せず）を左方に移動させると、これに伴って押圧金型３２が左方へ移動し、押圧金型３２の端面３２ａが張り出し成形品５の右側の端部５ｂを押す。これにより、張り出し成形品５は縮径金型３１の内部に押し込まれ、左側の端部５ａが縮径金型３１のつなぎ部３１ｃに接触するようになる。
【００５８】
さらにスライド（図示せず）が左方に移動してゆくと、図１５に示されるように、張り出し成形品５の拡管部Ｂは先端側から徐々に縮径金型３１のつなぎ部３１ｃを通過しながら縮管される。これにより拡管成形部Ｂの断面が円形断面に成形される。張り出し成形品５の膨出部Ａがつなぎ部３１ｃに当たる直前で停止させる。これにより拡管成形部Ｂは円形断面に成形されるが、膨出部Ａは特に変形を受けない。この状態を図１６に示す。こうして本発明の対象製品（縮管成形品６）ができあがる。
【００５９】
（４−３）  加工完了後、スライド（図示せず）を後退させると、それに伴って押圧金型３２が後退し、その後、ノックアウト３３を前進させて、対象製品（縮管成形品６、コラムの中間素材）を縮径金型３１の中から排出する（図１７）。この後、対象製品を取り除き、ノックアウト３３が後退し、次の張り出し成形品５が挿入されると、図１４に示す状態となり、一連の繰り返しが可能となる。なお、この加工は、もとの円形断面に戻すために縮管できればよいため、他の構造の金型を使用することも可能である。
【００６０】
以上のように、張り出し成形工程を経た後に実行される縮管成形工程では、膨出部を除いてチューブ素材（張り出し成形品５）の拡管された部分が縮管されてコラムの中間素材である対象製品つまり縮管成形品６が得られる。
【００６１】
上に開示した例では、中央部に一つの膨出部を持つ製品を加工する場合に基づいて説明してきたが、この方法は、例えば、中央部に異なる２以上の位相方向に膨出部を有する製品（図１８）、あるいは、さらに軸方向に２以上の膨出部を有する製品（図１９）などについても使用することが可能である。
【００６２】
張り出し工程あるいは更に縮管成形工程を経たチューブ素材は、追加的な加工を行うことによってステアリングコラム装置のためのチューブ状部品として使用される。
【００６３】
本実施形態によれば、拡管−張り出し−縮管の３つの工程はすべてプレスと金型により加工可能であるため、これまでのように特殊な設備である液圧バルジ加工法を使用する必要がなく、また、液圧バルジ加工法による場合と実質的に同等の製品を得ることができる。さらに、液圧バルジ加工法では利用が難しい製品、たとえば、メッシュ状のチューブ体や側面穴明きチューブ体のような端部以外に開口を持った製品、についてもこの方法を利用することができる。
【００６４】
また、液圧バルジ加工法に比べてサイクルタイムが短く、設備費、運転費等も少なくて済む。更に、液圧バルジ加工は液体を使用し、サイクルタイムも遅いため、プレス加工とは異質であり、一貫したラインとしてプレス加工ラインに組み込むことは実質的に困難であるが、ここに開示の方法は、必要な他の加工と同質なプレス加工であるため、一貫した生産ラインを組むことができ、管理が容易になり、生産性、品質とも安定させることができ、その結果、製品コストを引き下げることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、拡管−張り出し−縮管の３つの工程はすべてプレスと金型により加工可能であるため、これまでのように特殊な設備である液圧バルジ加工法を使用する必要がなく、また、液圧バルジ加工法による場合と実質的に同等の製品を得ることができるという効果を奏する。さらに、液圧バルジ加工法では利用が難しい製品、たとえば、メッシュ状のチューブ体や側面穴明きチューブ体のような端部以外に開口を持った製品、についてもこの方法を利用することができるという効果を奏する。
【００６６】
また、液圧バルジ加工法に比べてサイクルタイムが短く、設備費、運転費等も少なくて済むという効果を奏する。更に、液圧バルジ加工は液体を使用し、サイクルタイムも遅いため、プレス加工とは異質であり、一貫したラインとしてプレス加工ラインに組み込むことは実質的に困難であるが、本発明方法は、必要な他の加工と同質なプレス加工であるため、一貫した生産ラインを組むことができ、管理が容易になり、生産性、品質とも安定させることができ、その結果、製品コストを引き下げることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となるステアリングコラム部品の一例を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】チューブ素材３を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその右側面図である。
【図３】図２のチューブ素材３の半分の部分を拡管成形して拡管成形部Ｂを形成したあとのチューブ素材の形状を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は右側面図である。
【図４】図３の予備成形品４の中央を膨出させて膨出部Ａを形成した後の形状を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はｂ−ｂ断面図、（ｃ）はｃ−ｃ断面図である。
【図５】図４の拡管成形部Ｂを元のチューブ状に縮管成形したあとの形状（本発明実施形態の最終成形形状）を示し、（ａ）は、その縦断面図、（ｂ）はｂ−ｂ断面図、（ｃ）はｃ−ｃ断面図である。
【図６】第１工程の拡管加工を説明するための金型の作用を表す図（加工前の状態）を表す縦断面図である。
【図７】第１工程の拡管加工を説明するための金型の作用を表す図（加工完了時点の状態）を表す縦断面図である。
【図８】第１工程の拡管加工を説明するための金型の作用を表す図（パンチが後退した状態）を表す縦断面図である。
【図９】第１工程の拡管加工を説明するための金型の作用を表す図（被加工物を金型内から排出した状態）を表す縦断面図である。
【図１０】第２工程（張り出し成形工程）の説明図であり、加工前において、金型と予備成形品４を含む全体の位置関係を示している。
【図１１】張り出し工程における、図１０に続く過程における要部拡大図である。
【図１２】張り出し工程における、図１１に続く過程における要部拡大図である。
【図１３】張り出し工程における、図１２に続く過程における要部拡大図である。
【図１４】第３工程を説明するための金型の作用を表す説明図であって、加工前の被加工物と金型が離れている状態を表す縦断面図である。
【図１５】第３工程を説明するための金型の作用を表す説明図であって、金型が被加工物と接触した加工直前の状態を表す縦断面図である。
【図１６】第３工程を説明するための金型の作用を表す説明図であって、加工完了直後の状態を表す縦断面図である。
【図１７】第３工程を説明するための金型の作用を表す説明図であって、加工完了後、被加工物を金型から排出した状態を表す縦断面図である。
【図１８】本発明で加工可能な中央部に異なる２以上の位相方向に膨出部を有する製品の例である。
【図１９】本発明で加工可能な軸方向に２以上の膨出部を有する製品の例である。
【符号の説明】
１１  外金型
１１ａ  一部
１２  ノックアウト
１２ａ  ロッド
１２ｂ  端面
１２ｃ  段差部
１３  外金型受
１３ａ  端面
１４  ボルト
１５  拡管パンチ
１５ａ  拡管部
１５ｂ  導入部
１５ｃ  案内部
１５ｄ  逃がし部
１６  パンチ受
１７  ボルト
２１  固定金型
２１ａ  内面
２１ｂ  凹み
２２  可動金型
２２ａ  内面
２２ｂ  ロッド
２２ｃ  シリンダ
２２ｄ  ガイドロッド
２３  カム金型
２３ａ、２３ｂ  斜面
２３ｃ  突出部
２３ｄ  右側端部
２４  カム押し型
２４ａ  斜面
２４ｂ  ピストンロッド
２４ｃ  シリンダ
２５  カム押し型
２５ａ  斜面
２５ｃ  シリンダ
２６  面押し型
２６ａ  端面
２６ｂ  先端部
２６ｃ  シリンダ
２７  面押し型
２７ａ  端面
２７ｂ  先端部
２７ｃ  シリンダ
３  チューブ素材
３１  縮径金型
３１ａ  凹み部
３１ｂ  円筒内面部
３１ｃ  つなぎ部
３２  押圧金型
３３  ノックアウト
３３ａ  ロッド
３４  受圧板
３５  ボルト
３ａ  端面
４  予備成形品
４ａ、４ｂ  端面
５  張り出し成形品
５ａ、５ｂ  端部
６  縮管成形品
Ａ  膨出部
Ａ１、Ａ２  側壁部
Ａ３、Ｂ３  底壁部
Ｂ  拡管成形部
Ｂ１、Ｂ２  側壁部
Ｃ、Ｄ、Ｆ  円筒部分
Ｇ、Ｈ  遷移部分
Ｊ、Ｋ  両端円筒部
Ｍ  貫通孔
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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