(57)【要約】      （修正有）【課題】  金属管を冷間でプレス加工することによって縮径成形を行うにあたって、より確実、かつ美しく冷間縮径プレス成形を行うことができる金属管の冷間縮径プレス成形方法とこれにより成形した金属管を提案する。【解決手段】  金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように予成形ロール７１で予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型７４を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程が行われることを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法とこれにより成形した金属管。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程が行われることを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２】
縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項１又は２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項６】
型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項５記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項７】
型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項５又は６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項８】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項９】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１０】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１１】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の金属管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１２】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１３】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１１又は１２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１４】
型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項１３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１５】
型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１６】
金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状であって、該原管の一方の端から他方の端に向かう長手方向の連続する各横断面における各角部のＲが該原管の一方の端から他方の端に向かうに従って次第に変化している多角形状になるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程を行ってテーパー状の管を成形することを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１７】
縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項１６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１８】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項１６又は１７記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項１９】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２０】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２１】
型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項２０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２２】
型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項２０又は２１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２３】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２４】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２５】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２６】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の金属管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項１８記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２７】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項２６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２８】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項２６又は２７記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項２９】
型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項２８記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３０】
型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項２８又は２９記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３１】
金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形ロールを用いて行われることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３２】
予成形工程に用いられる予成形ロールは複数の予成形ロールから構成されていることを特徴とする請求項３１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３３】
予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、該予成形を受ける金属製のパイプからなる原管が、該予成形ロールに対して移動することを特徴とする請求項３２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３４】
該予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該金属パイプが、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける該金属パイプの該予成形ロールに対する移動が行われることを特徴とする請求項３３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３５】
金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形金型を用いたプレス成形であることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３６】
予成形金型は凸湾する曲率を有する予成形成形金型であることを特徴とする請求項３５記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３７】
予成形工程に用いられる予成形金型は複数の予成形金型から構成されていることを特徴とする請求項３５又は３６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３８】
予成形工程と、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程とが交互に繰り返して行われることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項３９】
予成形工程が一回又は複数回行われた後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が一回又は複数回行われることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４０】
大径の金属製のパイプからなる外管の中に内管を挿入し、外管の断面形状を多角形状に成形しつつ、当該外管の内周と前記内管の外周との間に当接部が形成されるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、外管の断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外管の外周長を減少させる縮径工程を行うと共に、前記内管が挿入されていた部分を内外二重の管に形成することを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４１】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が開始される際に、外管の中に挿入されている内管の先端が存在する位置又はその近傍の外管を、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する前記成形金型の頂点部でプレスした後、縮径工程が開始されることを特徴とする請求項４０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４２】
縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項４０又は４１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４３】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４４】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた外管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項４０乃至４３のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４５】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４６】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４７】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４８】
プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の外管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の外管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項４３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項４９】
金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形ロールを用いて行われることを特徴とする請求項４０乃至４８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５０】
予成形工程に用いられる予成形ロールは複数の予成形ロールから構成されていることを特徴とする請求項４９記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５１】
予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、該予成形を受ける金属製のパイプからなる原管が、該予成形ロールに対して移動することを特徴とする請求項５０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５２】
該予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該金属パイプが、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける該金属パイプの該予成形ロールに対する移動が行われることを特徴とする請求項５１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５３】
金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形金型を用いたプレス成形であることを特徴とする請求項４０乃至４８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５４】
予成形金型は凸湾する曲率を有する予成形成形金型であることを特徴とする請求項５３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５５】
予成形工程に用いられる予成形金型は複数の予成形金型から構成されていることを特徴とする請求項５３又は５４記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５６】
予成形工程と、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程とが交互に繰り返して行われることを特徴とする請求項４０乃至５５のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５７】
予成形工程が一回又は複数回行われた後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が一回又は複数回行われることを特徴とする請求項４０乃至５５のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法。
【請求項５８】
請求項１乃至５７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法により成形した金属管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、金属管の冷間縮径プレス成形方法及びこれにより成形した金属管に関する。
【背景技術】  従来、金属管の冷間縮径プレス成形方法としては、以下のようなものが提案されていた。
一つは、原管を断面楕円形に塑性変形させ、この楕円管に潤滑処理を施した後、相合して真円形となるようにそれぞれ半円形の加圧成形面を有する２個の加圧ダイスを用い、両ダイスの名半円形加圧成形面の各分割面側が楕円管の短軸方向の両周側面を挟むように位置させ、両ダイスを介して楕円管をその長軸方向に加圧して減径する方法である（特開昭５３−７８９７１号）。
他の一つは、原管を断面楕円形に塑性変形させ、この楕円管に潤滑処理を施した後、長半円形の加圧成形面を有する半割りダイスと、半円形の加圧成形面を有する半割りダイスとの両者を用い、前記楕円管の短軸方向の両周側面を、長半円形の半割りダイスと半円形の半割りダイス、又は長半円形の半割りダイス同士及び半円形の半割りダイス同士によって挟むように位置させ、両ダイスを介して楕円管をその長軸方向に加圧して減径する方法である（特開昭５３−７８９７２号）。
しかし、これらの方法は、実用化されるまでには至っていない。
【特許文献１】  特開昭５３−７８９７１号公報
【特許文献２】  特開昭５３−７８９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  前述した特開昭５３−７８９７１号、特開昭５３−７８９７２号などに記載されている方法では、噛み出しなどが起こりやすく、縮径成形される金属管の材質・大きさ・肉厚が限定されていた。また、前述した方法で、１５％程度の大きな縮径率の縮径をおこなおうとすると、必ず噛み出しをする。或いは、真円が得られにくかった。
また、上述したような従来法では、テーパー管・２重管等は噛み出しなどが起こったり、充分な密着された製品が出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  本発明は、金属管を冷間でプレス加工することによって縮径成形を行うにあたって、より確実、かつ美しく冷間縮径プレス成形を行うことができ、しかも、この冷間縮径プレス成形をより金型移動距離即ちシリンダーや油圧ジャッキ等のストロークを短くすることが出来る（予成形で方形状のような断面多角形状するので、縮径成形のためのプレス工程でのシリンダー動作距離が短くて済む）ので小型の設備、或いは、対象の管が大きい或いは、小さくても（対象の管が小さい時のみの生産では小さい機械で出来る）同一の機械設備により、金型を交換することのみにより（簡素な装置で）行うことのできる金属管の冷間縮径プレス成形方法及びこれによって成形された管を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】  前記課題を解決するため、この出願が提案する発明は以下の通りである。
請求項１の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程が行われることを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２の発明は、縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項１又は２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項６の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項５記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項７の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項５又は６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項９の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１０の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１１の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の金属管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１２の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１１又は１２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１４の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項１３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１５の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１６の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状であって、該原管の一方の端から他方の端に向かう長手方向の連続する各横断面における各角部のＲが該原管の一方の端から他方の端に向かうに従って次第に変化している多角形状になるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程を行ってテーパー状の管を成形することを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１７の発明は、縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項１６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項１６又は１７記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１９の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２０の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２１の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項２０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２２の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項２０又は２１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２４の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２５の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２６の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の金属管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項１８記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２７の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項２６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項２６又は２７記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２９の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項２８記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３０の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項２８又は２９記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３１の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形ロールを用いて行われることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３２の発明は、予成形工程に用いられる予成形ロールは複数の予成形ロールから構成されていることを特徴とする請求項３１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３３の発明は、予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、該予成形を受ける金属製のパイプからなる原管が、該予成形ロールに対して移動することを特徴とする請求項３２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３４の発明は、予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該金属パイプが、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける該金属パイプの該予成形ロールに対する移動が行われることを特徴とする請求項３３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３５の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形金型を用いたプレス成形であることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３６の発明は、予成形金型は凸湾する曲率を有する予成形成形金型であることを特徴とする請求項３５記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３７の発明は、予成形工程に用いられる予成形金型は複数の予成形金型から構成されていることを特徴とする請求項３５又は３６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３８の発明は、予成形工程と、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程とが交互に繰り返して行われることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３９の発明は、予成形工程が一回又は複数回行われた後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が一回又は複数回行われることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４０の発明は、大径の金属製のパイプからなる外管の中に内管を挿入し、外管の断面形状を多角形状に成形しつつ、当該外管の内周と前記内管の外周との間に当接部が形成されるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、外管の断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外管の外周長を減少させる縮径工程を行うと共に、前記内管が挿入されていた部分を内外二重の管に形成することを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４１の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が開始される際に、外管の中に挿入されている内管の先端が存在する位置又はその近傍の外管を、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する前記成形金型の頂点部でプレスした後、縮径工程が開始されることを特徴とする請求項４０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４２の発明は、縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項４０又は４１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４４の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた外管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項４０乃至４３のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４５の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４６の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４７の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の外管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の外管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項４３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４９の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形ロールを用いて行われることを特徴とする請求項４０乃至４８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５０の発明は、予成形工程に用いられる予成形ロールは複数の予成形ロールから構成されていることを特徴とする請求項４９記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５１の発明は、予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、該予成形を受ける金属製のパイプからなる原管が、該予成形ロールに対して移動することを特徴とする請求項５０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５２の発明は、該予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該金属パイプが、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける該金属パイプの該予成形ロールに対する移動が行われることを特徴とする請求項５１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５３の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形金型を用いたプレス成形であることを特徴とする請求項４０乃至４８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５４の発明は、予成形金型は凸湾する曲率を有する予成形成形金型であることを特徴とする請求項５３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５５の発明は、予成形工程に用いられる予成形金型は複数の予成形金型から構成されていることを特徴とする請求項５３又は５４記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５６の発明は、予成形工程と、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程とが交互に繰り返して行われることを特徴とする請求項４０乃至５５のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５７の発明は、予成形工程が一回又は複数回行われた後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が一回又は複数回行われることを特徴とする請求項４０乃至５５のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５８の発明は、請求項１乃至５７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法により成形した金属管である。
前記の縮径成形工程のプレス成形に用いられる成形金型を、それぞれ、複数の金型から構成されているものとすると、縮径による管のかみ出し、キズ等の発生を防ぐことができる。
また、１つの予成形工程において金属管の横断面１ａを方形状に予成形する場合、図１（ａ）図示のように２個の予成形ロール２ａ、２ｂを用いることもできるし、図１（ｂ）図示のように４個の予成形ロール２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを用いることもできる。また、ロールをプレス成形用の予成形金型に代え、プレス成形によって、図１（ａ）、（ｂ）に図示した横断面形状を有する予成形後の金属管を得ることもできる。
なお、前述したように、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、予成形を受ける金属パイプが、予成形ロールに対して移動する方式とすることができる。
あるいは、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、予成形を受ける金属パイプが、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、予成形を受ける金属パイプの予成形ロールに対する移動が行われる方式にすることもができる。
ロール成形の場合、ロール駆動のロールフォーミング法、ロール無駆動のドローフォーミング法及びエクストロールフォーミング法があり、全ての方法により予成形を実現できる。
なお、方形状に予成形することに代えて、冷間引抜法による方法で出来たパイプを用いても何ら差し支えない。
ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面１ａの形状が楕円状又は長円状である予成形後の金属管を得るには、図１（ａ）図示のように２個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
また、ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面の形状が三角形状の多角形状である予成形後の金属管を得るには、２個又は３個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
更に、ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面形状が五角形状の多角形状である予成形後の金属管を得るには、２個、４個あるいは５個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
また、ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面形状が六角形状の多角形状である予成形後の金属管を得るには、２個、４個あるいは６個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
前述したように、本発明による金属管の冷間縮径プレス成形方法においては、金属製のパイプからなる原管が、円形横断面形状を有するものである場合、予成形ロールを用いたロール成形或いは予成形金型を用いた第一のプレス成形により、前記原管の横断面形状とは異なる他の横断面形状を有するように予成形する予成形工程がまず必要になる。
一方、金属製のパイプからなる原管の横断面形状が円形以外である場合（すなわち、非円形横断面形状である場合）には、予成形工程を行わずに、成形金型を用いたプレス成形により、前記原管の横断面形状とは異なる横断面形状になるように成形しつつ、外周長を原管の外周長より減少させることによって、本発明による金属管の冷間縮径プレス成形を行うことが可能である。
なお、ここで、円形横断面形状とは、縮径加工を受ける金属パイプ、すなわち原管の横断面形状が、真円形状の他、真円に近い略円形の状態である場合を含むものである。また、非円形横断面形状とは、縮径加工を受ける金属パイプ、すなわち原管の横断面形状が、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状等の方形状または多角形状、あるいは、楕円状、長円状などのように、前記の円形横断面形状の概念に含まれない形状のことをいう。
前述した本発明による金属管の冷間縮径プレス成形方法によれば、ロールフォーミング成形機と比較して小型のプレス機を利用して容易に縮径成形することができる。このプレス機は従来プレス成形に使用されているプレス機を用いることができ、しかも、スエージング、加熱等をする為の特定の機械設備を必要とすることなく縮径成形することができる。
本発明の冷間縮径プレス成形法によれば、予成形後の金属管の外周面と、表面にあらかじめ掘り込まれている希望する模様などの凸凹部を備えている縮径成形工程のプレス成形用の成形金型表面との当接により、縮径成形と同時に、縮径成形された金属管の外周面に希望する模様などの凸凹部を設けることができる。例えば、図３（ａ）図示の金属管（丸管１ｂ）は、本発明の方法によって成形されたものの一部を表したものであるが、表面に凸凹部を備えている縮径成形工程のプレス成形用成形金型を用いることにより、外周の長手方向の一部に軸と平行な方向に溝１ｃが形成されている金属管としたものである。
前述した従来の金属管の冷間縮径成形方法におけるダイスを利用した引抜き法では、金属管の表面の長手方向に、同一の模様を付与することのみが可能である。しかし、本発明の方法によれば、前記のように、縮径成形工程のプレス成形に用いられる成形金型の表面に希望の模様を掘り込んでおくことにより、縮径成形後の金属管の希望する位置、例えば、周方向の全長にわたって、あるいは、長手方向の一部分に、希望する形状・模様を付与することが出来る。
更に、前述したように、縮径成形のためのプレス成形工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われるようにすることができる。
この型材は、予成形工程後の縮径成形工程を行う際に、原管の内側、すなわち原管となる金属パイプの内側に挿入して使用する。
この型材は、縮径成形工程のプレス成形の際に原管を支持、固定する役割を果たし、縮径成形の際に原管が位置ズレを起すことを防止する役割も果たすものである。
更に、この型材が原管内に挿入されていることによって、原管の肉厚が薄い場合であっても、金属製パイプの内側に座屈が発生することを未然に防止できる。
特に、金属製のパイプからなる原管の横断面形状が非円形形状である場合において、成形金型を用いたプレス成形による縮径成形工程の際に、原管内に型材を挿入しておくと、金属製パイプの内側に座屈が発生することを効果的に防止できる。
また、型材の外周長の大きさを適宜調整したり、異なる外周長を有する型材を用いることによって、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を替えることなしに、内周長が異なる縮径された金属管、肉厚の異なる縮径された金属管を成形することができる。
なお、ここで、前記の型材として、その外周面に所定の凹凸部が施されている型材を用いることにより、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に凸凹部が形成されるようにできる。
例えば、縮径成形された金属管の内周壁に、長手方向に延びる、すなわち、金属管の中心軸と平行に延びる直線状の凸条、凹条を形成することができる。また、型材を予成形後の金属製パイプ内に配置しておく位置を任意に変えることによって、金属管の希望する位置の内周壁に希望する形状・模様の凹凸部を形成することもできる。更に、型材の外周の一部に希望の形状・模様の凹凸部を付与しておくことにより、縮径成形された金属管の内周壁の希望する部分にのみ希望する形状・模様の凹凸模様を形成することもできる。
このようにすることによって、内周長が異なる縮径された金属管や、肉厚の異なる縮径された金属管を成形することと、縮径された金属管の希望する位置の内周壁に希望の形状・模様を形成することとを前記の型材を用いることによって同時に達成できる。
なお、ここで、前述した表面に凸凹部が備えられている縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を用いれば、縮径成形される金属管の内周壁と外周壁とのそれぞれ希望する位置に、希望する形状・模様の凹凸を、同時に、形成することができる。
例えば、表面に凸凹部が備えられている縮径成形工程のプレス成形用の成形金型の配置位置及び当該成形金型の表面に備えられている凸凹部の位置と、縮径成形工程の際に原管の内側に挿入されている型材の配置位置及び当該型材の外周面に備えられている凸凹部の位置とを適宜に調整することにより、内周に形成されている形状・模様と、外周に形成されている形状・模様とに、特定の関連性を持たせることができる。
なお、前記において、型材は割り型であって、割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、割り型の外周径の大きさを調整可能なものとすることができる。
例えば、図４（ａ）、（ｂ）図示のように、型材５０は、４個の割り型５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを含み、中心にテーパー状のピン５３が挿入されていて、ピン５３と割り型５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄとがキー５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄによりスライド移動できるようになっていて、縮径成形工程が完了した後、ピン５３を移動させることにより、型材５０が緩むようにし、縮径成形された管の中から抜き取れるようにできる。
型材をこのような構成にしておくことによって、例えば、縮径成形工程が完了した後、テーパー状のピンを割り型の軸方向にスライド移動させて割り型を緩め、こうして、縮径成形された管の中から、割り型（型材）を抜き取るようにすることができる。また、テーパー状のピンを割り型の軸方向にスライド移動させることによって、型材（割り型）の外周径の大きさを任意に調整し、これによって、希望する内径を有する縮径管を成形することができる。
前述した本発明の冷間縮径プレス成形法によれば、縮径成形された金属管の横断面形状を、円形、楕円形、長円形、方形、多角形など、あらゆる形状にすることが可能である。各縮径成形プレスの金型に採用される金型の数や、当該金型の形状を種々に定めることによって、前述した種々の横断面形状を得ることができる。
前記本発明のいずれの金属管の冷間縮径プレス成形法においても、段差のないなだらかに長手方向に外周長が変化するテーパーの金属管を得ることも出来る。また、段差のある外周長の異なる段違いの金属管を得ることもできる。
また、二種類の形状の異なった管体であって一方の管体の端を他方の管体の端に挿入可能である二本の管体を用い、一方の管体の端を他方の管体の端に挿入した状態で、あるいは、同種の形状の管体であって一方の管体の端に縮径成形を施し、この一方の管体の端を他方の管体の端に挿入した状態で、当該他方の管体を、本発明の冷間縮径プレス成形法によって縮径してカシメることにより、二本の管体を接合することもできる。
更に、前記本発明の金属管の冷間縮径プレス成形法によれば、成形金型による縮径成形工程での縮径率３％以上を達成することができる。また、予成形工程とこれに引き続いて行われる成形金型による縮径成形工程とによる縮径率３％以上を達成することができる。
特に、成形金型を用いたプレス成形により、非円形横断面形状を有する原管を異なる横断面形状になるように成形しつつ、外周長を原管の外周長より減少させる縮径成形工程を複数回繰り返す際に、直前のプレス成形で成形される金属管の横断面形状が次位のプレス成形によって異なる横断面形状に成形することにより、また、予成形工程と第二のプレス成形工程とを交互に繰り返す際、あるいは、予成形工程を一回又は複数回行った後、縮径成形のための第二のプレス成形工程を一回又は複数回行う際に、第二のプレス成形工程が最初に行われた後の成形工程では、直前の成形による金属管の横断面形状が、次位の成形によって異なる横断面形状に成形することにより、前記の縮径率３％以上をより確実、かつ容易に達成することができる。
なお、縮径成形のためのプレス成形を行う回数は、縮径成形される金属管の材質、肉厚、例えば、外管・内管それぞれの材質、肉厚、縮径する割合、縮径成形された金属管の用途などに応じて定めることができる。
予成形工程と第二のプレス成形工程とを交互に繰り返す回数、一又は複数回の予成形工程を行った後に、一又は複数回の第二のプレス成形工程を行う場合における予成形工程、第二のプレス成形工程の回数は、縮径成形される金属管の材質、肉厚、例えば、外管・内管それぞれの材質、肉厚、縮径する割合、縮径成形された金属管の用途などに応じて定めることができる。
予成形工程と第二のプレス成形工程とを交互に繰り返す場合であっても、予成形工程を一回行った後、または複数回繰り返した後、第二のプレス成形工程を一回行う、または複数回繰り返す場合であっても、第二のプレス成形工程が最初に行われた後の成形工程では、直前の成形による該外管の横断面形状が、次位の成形によって異なる横断面形状になるように成形されることが望ましいのは、前述した一重管の場合と同様である。
また、ここで、予成形工程に用いられる予成形ロール又は予成形金型及び、縮径成形工程に用いられるプレス成形用の成形金型は、それぞれ、複数の予成形ロール又は複数の予成形金型及び、複数の成形金型から構成されているようにできること、これによって、金型の数や、形状を種々に定めることによって、第二のプレス成形工程が最初に行われた後の成形工程における、直前の成形による外管の横断面形状が、次位の成形によって異なる横断面形状になるように成形されるようにできるのも前述した一重管の場合と同様である。
更に、ここで、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより該予成形を受ける該原管が、該予成形ロールに対して移動する方式にできるのも前述した一重管の場合と同様である。
また、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該原管が、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける原管の該予成形ロールに対する移動が行われる方式にできるのも前述した一重管の場合と同様である。
前述した一重管、二重管いずれの場合であっても、本発明の金属管の冷間縮径プレス成形法における予成形工程において、ロール成形による予成形をする場合、金属管あるいは原管を、その軸方向に相対移動させる方式としては、金属管あるいは原管を移動させる方式、予成形ロールを有した成形機を移動させる方式のどちらも採用可能である。
予成形工程において、ロール成形による予成形を行う場合、金属管あるいは原管を移動させる方式の場合には以下のような方式を採用することができる。
例えば、予成形ロールが複数のロールからなるものとし、各予成形ロールにおける当該複数のロールの中の一部又は全部が連動して回転することにより前記予成形を受ける金属管あるいは原管が、前記予成形ロールに対して移動する方式である。
これは、図２（ｃ）に一例を示したロールフォーミング方式（ロール駆動方式）と呼ばれるものである。図２（ｃ）図示の実施形態において、符号４１ａ、４１ｂ、４１ｃで示されているものは、それぞれ、予成形ロールであって、予成形ロールによる予成形が、連続的に複数回繰り返されるものである。このように複数の予成形スタンドを持つロールがタンデムに配置されているならば、その中の一部のみを強制駆動する方式にすることもできる。例えば、４個一組のロールを用いているならば、この中で２個一組のロールのみを強制駆動することができる。図２（ｃ）図示の例では、予成形ロール４１ａの２個のロール及び、予成形ロール４１ｃの、ロール２ａ、２ｃのみが強制駆動されている。
また、予成形ロールを、それぞれ複数のロールからなると共に、各予成形ロールにおける当該複数のロールの中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールとしておいて、以下のいずれかの方式を採用することもできる。
第一の方式は、予成形を受ける原管が、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形及び縮径成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、当該原管の予成形ロールに対する移動が行われるものである。これは、図２（ａ）に一例を示したエクストロールフォーミング方式（ロール無駆動パイプ押込み方式）と呼ばれるものである。押し込み手段としては、油圧シリンダや油圧ジャッキを用いることができる。図２（ａ）の実施形態では、油圧シリンダ４のロッド５を押し出すことにより、原管である丸鋼管１が移動し、予成形ロールによって予成形される。
第二の方式は、予成形を受ける原管である丸鋼管１が、引き抜き手段によって予成形ロール３１の孔形及び縮径成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、当該原管の予成形ロールに対する移動が行われるものである。これは、図２（ｂ）に一例を示したドローフォーミング方式（ロール無駆動パイプ引き抜き方式）と呼ばれるものである。引き抜き手段としては、金属管の先端側を把持するチャックと、このチャックを保持して牽引する油圧ジャッキ、あるいは周転駆動されつつ前記チャックを牽引するチェインなどを用いることができる。
第三の方式は、前記第一の方式と第二の方式とを組み合わせ、予成形を受ける原管を、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形の中へ押し込むと共に、引き抜き手段によって予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出すことにより、当該原管の予成形ロールに対する移動が行われるものである。
金属管を移動させる方式については、その直径、肉厚、長さ、成形速度などの関係に応じて、前述した方式の中から好ましいものを選択して用いることができる。
ただし、エクストロールフォーミング方式では、油圧シリンダの長さが長くなりがちになるので、これをできるだけ短縮する工夫が必要である。また、ドローフォーミング方式では、引張り端を変形させない工夫が必要である。更に、ロールフォーミング方式では、ロールの駆動方法について工夫する必要がある。
なお、図２（ａ）、（ｂ）図示の実施形態は、一組の予成形工程で済む場合を説明しているが、図２（ｃ）図示のようにタンデムに配置した複数の予成形ロールにより複数回の予成形を行う形態にすることもできる。
前記いずれの方法においても、予成形工程にロール成形法により金属管を予成形する方法を記述したが、プレスによる方法、及び冷間引抜法によってもまったく同じ効果であり、これらの方法により出来た予成形パイプを縮径プレス成形することが可能である。
前述した二重管形成に用いられる本発明の金属管の冷間縮径プレス成形方法において、内管は外管の全長に渡って、あるいは外管の一部分にのみ差し込まれているようにできる。また、外管が内管の一部に環装されている形態にすることもできる。
外管の全長に渡って内管が差し込まれていれば、前述した本発明の二重管形成に適用される冷間縮径プレス成形法によって、全長に渡って内外二重となっている二重管を形成することができる。また、外管の一部にのみ内管が差し込まれていれば、内管が差し込まれていた部位のみが厚肉に形成されている二重管を形成することができる。また、内管の一部に外管が環装されていれば、外管が環装されていた部位のみが厚肉に形成されている二重管を形成することができる。
更に、二重管形成に用いられる本発明の金属管の冷間縮径プレス成形方法において、前述した一重管の場合と同様に、縮径成形に用いられる成形金型はそれぞれその表面に凸凹部を備えており、当該成形金型によって縮径成形された金属管の表面に、凹部、凸部を形成しつつ縮径成形を行うことができる。
また、縮径成形のためのプレス成形工程又は第二のプレス成形工程は、内管内に型材が挿入されている状態で行うことができる。
ここで、型材はその外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、内管の所定位置の内周面に凹凸部が形成されるようにできる。
また、型材は割り型であって、割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが割り型の中心部に配置されており、テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、割り型の外周径の大きさが調整されるようにできる。
これらの実施形態を採用するにすることによって得られる作用、効果は、前述した一重管の場合と同様である。
以上説明したように、本発明の金属管の冷間縮径プレス成形方法によれば、内外二重管を簡単に製造することができる。
この二重管を形成する方法では、例えば、内管は横断面三角形状であって、外管は横断面円形状である内外二重管を形成することが可能である。
また、縮径成形工程において、外管の内周長の方が、内管の外周長より小さくなるように縮径成形することによって、外管の内周面と、内管の外周面とが密着した構造の二重管を形成することもできる。この方法によって製造された二重管は、内管の外周面と外管との内周面とが、直接、均等圧で当接されていて、熱特性が均一になる。そこで、信頼度が飛躍的に向上された二重管製品を提供できる。
前記いずれの二重管の成形方法においても、前述したのと同様に、円形形状とは、真円形状の他、真円に近い略円形の状態を含む概念である。また、非円形形状とは、外管の横断面が、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状等の方形状または多角形状、あるいは、楕円状、長円状などのように、前記の円形形状の概念に含まれない形態のことをいう。
前述した本発明の二重管の形成に用いられる金属管の冷間縮径プレス成形法によれば、接着剤等を一切使用する必要がない。そこで、本発明の方法によれば、信頼度が飛躍的に向上された二重管製品を提供できる。
なお、内管は、外管を構成する金属管と同じ材質、または異なる材質の金属管とすることができる。また、外管を構成する金属管とは異なる材質の非金属管とすることもできる。例えば、外管が鋼管である場合に、内管を、アルミニウム製、チタン製、合成樹脂製の管とすることができる。
例えば、図３（ｂ）図示の二重管１０は、本発明の方法によって製造されたものであり、丸鋼管７の内側に合成樹脂管８が配置されているものである。プレス成形による縮径成形工程によって丸鋼管７が縮径成形されるので、丸鋼管７の内周壁と合成樹脂管８の外周壁とは、均一かつ等圧で当接し、一体的な二重管が製造されている。
更に、内管を外管を構成する金属管と同じ材質、または異なる材質の金属管、あるいは外管を構成する金属管とは異なる材質の非金属管としておいて、前述した本発明の二重管形成に適用される冷間縮径プレス成形法によって内外二重管を形成した後、この形成されたものを内管として用い、これを径の大きい金属管の中に差し込んで、前述した本発明の二重管形成に適用される冷間縮径プレス成形法を行えば、内外三重管を形成することができる。同様にして、四重管、五重管などの多重管を形成することが可能である。
二重管形成に適用される前記いずれの本発明の冷間縮径プレス成形法においても、縮径プレス成形を用いて外管を縮径成形する際に、縮径プレス成形金型の間隙への外管のかみ出し等が生じることなく、縮径プレス成形することが可能である。
前述した本発明の二重管の形成に用いられる金属管の冷間縮径プレス成形法によれば、縮径成形金型を用いて二重管を形成できるので、事前に行う処理は、単に、内管、外管を洗浄により清浄化する処理のみで済む。すなわち、内管、外管について、熱処理や、機械的処理等々の前処理を行う必要はない。
また、このように、縮径成形金型を用いて二重管を形成できるので、プレス金型材として特殊な材料は不要であり、金型の表面処理も不要なので、安価に、効率よく二重管を形成することができる。
なお、前述した本発明の二重管の形成に用いられる金属管の冷間縮径プレス成形法の予成形工程において、外管の内周壁の少なくとも一部分が、内管の外周壁に当接するようにしておけば、内管を所望の位置に固定しておいて、位置ずれを生じさせることなく縮径成形を行うことができる。そこで、内管を外管の一部分にのみ差し込んでおいて、当該差し込まれている部分のみ厚肉に形成しようとする場合に、このようにすれば、目的とする部分のみ、正確に、厚肉形成することができる。
以上説明した本発明の冷間縮径プレス成形法によれば、金属製パイプからなる原管あるいは外管の横断面形状が円形である場合、予成形工程とこれに続く縮径プレス成形一回あたりで、縮径率３％以上を実現できた。また、金属製パイプからなる原管あるいは外管の横断面形状が円形以外のものである場合、縮径プレス成形一回あたりで、縮径率３％以上を実現できた。
これらの縮径率は、発明者等の実験によれば、２８％まで十分に可能であった。この縮径率は、使用する予成形工程、縮径プレス成形金型の形態に応じて、３％〜２８％の間で変動させることができる。
例えば、肉厚１．６ｍｍ、外径４２．７ｍｍの鉄製の金属管の場合、予成形金型を３個を備えている予成形金型で横断面三角形状に予成形し、引き続いて、凸湾する曲率を有する成形金型３個を備えているプレス成形機で、前記予成形された金属管の内部に型材を挿入しておいて、予成形された金属管の三角形の頂点部分を内側に向けて圧縮する方向に縮径することにより縮径率２２％を実現できた。
また、同一の予成形金型３個を用いながら、その相対位置のみを変更すると共に、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を交換することによって、縮径率８％となる外径３９．２ｍｍの丸鋼管を得ることができた。
また、肉厚１．２ｍｍ、外径４２．７ｍｍの鉄製の金属管の場合、予成形ロール４個を備えている予成形スタンドで横断面方形状に予成形し、引き続いて、成形金型４個を備えているプレス成形機で、前記予成形された金属管の内部に型材を挿入しておいて、予成形された金属管の方形の頂点部分を内側に向けて圧縮する方向に縮径することにより縮径率１１．８％を実現できた。
また、同一の予成形ロール４個を用いながら、その相対位置のみを変更すると共に、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を交換することによって、縮径率５％となる外径４０．５ｍｍの丸鋼管を得ることができた。
更に、肉厚２．３ｍｍ、外径６３．５ｍｍの鉄製の金属管の場合、予成形ロール４個を備えている予成形スタンドで横断面五角形状に予成形し、引き続いて、成形金型５個を備えているプレス成形機で、前記予成形された金属管の内部に型材を挿入しておいて、予成形された金属管の五角形の頂点部分を内側に向けて圧縮する方向に縮径することにより縮径率７．２％を実現できた。
また、同一の予成形ロール４個を用いながら、その相対位置のみを変更すると共に、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を交換することによって、縮径率３％となる外径４１．４ｍｍの丸鋼管を得ることができた。
更に、二重管を製造する方法の場合でも、１回の予成形工程と、プレス成形用の凸湾する曲率を有する成形金型を用いた１回のプレス成形による縮径成形工程との組み合わせで外管の縮径率３％〜２８％が可能であった。
そして、本発明の方法によって製造した本発明の金属管について検討したところ、原管の横断面形状が円形状で、縮径成形後の金属管の横断面形状も円形状の場合、その外径精度は、縮径成形する前の原管の外径精度と同等になるとの結果が得られた。また、本発明の方法によって製造した本発明の金属管を切断して試験したところ、切断面の外径は、切断する前とほぼ同一であるとの結果が得られた。
以上、本発明が提案する金属管の冷間縮径プレス成形法を説明した。本発明が提案する金属管は、以上説明したいずれかの本発明の金属管の冷間縮径プレス成形法によって形成されるものである。
【発明の効果】  この発明によれば、金属管を冷間でプレス加工することによって縮径成形を行うにあたって、より確実、かつ美しく冷間縮径プレス成形を行うことができ、しかも、この冷間縮径プレス成形をより金型移動距離即ちシリンダーや油圧ジャッキ等のストロークを短くすることが出来る（予成形で方形状のような断面多角形状するので、縮径成形のためのプレス工程でのシリンダー動作距離が短くて済む）。
そこで、この発明によれば、小型の設備、或いは、対象の管が大きい或いは、小さくても（対象の管が小さい時のみの生産では小さい機械で出来る）同一の機械設備により、金型を交換することのみにより（簡素な装置で）行うことのできる金属管の冷間縮径プレス成形方法及びこれによって成形された管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、各構成、形状及び配置関係については、本発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎず、また、数値及び各構成の材質については例示にすぎない。したがって、本発明は以下の実施例で説明する形態に限定されず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【実施例１】  ４０ｍｍ×４０ｍｍの角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を、プレス成形によって丸鋼管６３に縮径成形するものである。図４（ａ）、（ｂ）図示の４個割りの型材５０を角鋼管６０内に挿入し、テーパー状のピン５３を矢示５４方向にスライド移動させた状態で縮径成形を行った。図６図示のように凸湾する曲率Ｒ５００を有する成形金型６１ａ、６１ｂを４個用い（図６には上下２個のみ表している）、プレス成形して、外径４０ｍｍの丸鋼管６３に縮径成形した。縮径成形完了後、型材５０のピン５３を矢示５５方向にスライド移動させ、型材５０を緩めて、丸鋼管６３内から抜き取った。丸鋼管６３の外周は１２５．７ｍｍで、約６．２％縮径した。
【実施例２】  ４０ｍｍ×４０ｍｍの角鋼管（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を挿入し、４個の成形金型を用いたプレス成形により縮径成形を行って、正八角形状の横断面形状に成形した。この正八角形状の状態で、外周は１２９．８ｍｍミリに縮径された。
この後、前記の４個割りの型材を抜き出し、代わって、８個割りの型材を挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する８個の成形金型を用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形された丸鋼管の外周は１２５．６ｍｍで、原管となる非円形横断面形状の角鋼管から約６．２％縮径した。
【実施例３】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管として使用し、４個の予成形ロール７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを用いて予成形を行った。
４個の予成形ロール７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを、図６（ａ）中、矢示７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ方向で所望の位置にセッティングし、原管を図１（ｂ）図示のような状態の中に通過させ、横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管７３（図６（ｂ））に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ５００を有する４個の成形金型７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄを用い、矢印７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ方向からプレス成形して、外径４０ｍｍの丸鋼管７６に縮径成形した。原管からの縮径率は６．３％であった。
【実施例４】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、この中に図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を挿入し、４個の成形金型を用いたプレス成形により予成形を行って、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの予成形後の管の中に挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。原管からの縮径率は６．３％であった。
【実施例５】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管として使用し、４個の予成形ロールを用いて予成形を行った。４個の予成形ロールを、図６（ａ）中の矢示７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ方向で所望の位置にセッティングし、原管を図１（ｂ）図示のような状態の中に通過させ、横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管８０（図７（ａ））に予成形した。
次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの管８０の中に挿入し、４個の成形金型８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄを用い、矢印８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ方向からプレス成形して、外周１３７ｍｍの八角形状の管８３に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を管８３内から抜き取った。
次に、８個割りの型材をこの管８３の中に挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する８個の成形金型８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ、８４ｅ、８４ｆ、８４ｇ、８４ｈを用い、図７（ｂ）中、矢印の方向からプレス成形して、外径３９ミリの丸鋼管８５に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管８５内から抜き取った。縮径率は、約８．７％であった。
【実施例６】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、図１（ｂ）図示のように、４個の予成形ロールにより、この原管を、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。
更に、４個のロールにより２度目の予成形を行って、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．０ｍｍ×３９．０ｍｍの角形状の管に成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外周１３７ミリの八角形状の管に縮径した。
次に、８個の成形金型用いてプレス成形し、外径３９ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。削除縮径率は、約８．７％であった。
【実施例７】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、図１（ｂ）図示のように、４個の予成形ロールにより、この原管を、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。
更に、４個のロールにより２度目の予成形を行って、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．０ｍｍ×３９．０ｍｍの角形状の管に成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径３９ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径率は、約８．７％であった。
【実施例８】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、この原管を、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。
次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの管の中に挿入し、４個の成形金型用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。
この丸鋼管を、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３７．０ｍｍ×３７．０ｍｍの角形状の管に予成形した。
次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの管の中に挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径３７ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。最終縮径率は、約１３．３％であった。
【実施例９】  ４０ｍｍ×４０ｍｍの方形状の角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材であって、表面に凹凸模様が施されている型材を挿入した状態で、図５図示のように凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いて、プレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。丸鋼管の外周は１２５．７ｍｍで、丸鋼管の内周壁には、型材の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．３ｍｍの模様が形成されていた。
【実施例１０】  ４０ｍｍ×４０ｍｍの方形状の角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を挿入した状態で、それぞれ表面に縦縞模様が施されている凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型を図５図示のように用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。丸鋼管の外周は１２５．７ｍｍで、丸鋼管の外周壁には、成形金型の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．３ｍｍの縦縞模様が形成されていた。
【実施例１１】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、これを図１（ｂ）図示のように４個の予成形ロールを用いて、図６（ｂ）に符号７３で示されているような横断面が３７．０ｍｍ×３７．０ｍｍの角形状の管に予成形した。次いで、４個のフラット成形金型を用いたプレス成形により、外径３７ｍｍの丸鋼管に縮径成形することを試みたが、縮径工程に於いて、内側に座屈を起こし、丸鋼管にはならなかった。
同一の原管を使用し、同一の工程で予成形した後、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を予成形後の管の内側に挿入した状態で、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型を用いたプレス成形により、外径３７ｍｍの丸鋼管に縮径成形することを試みたところ、座屈を起こさず丸鋼管（外径３７ｍｍ）を得た。
【実施例１２】  ４０ｍｍ×４０ｍｍの方形状の角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材であって、表面に凹凸模様が施されている型材を挿入した状態で、それぞれ表面に縦縞模様が施されている凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型を図５図示のように用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。丸鋼管の外周は１２５．７ｍｍで、内周壁には、型材の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．２ｍｍの模様が形成されていた。また、外周壁には、成形金型の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．２ｍｍの縦縞模様が形成されていた。
【実施例１３】  外管となる５３．５ｍｍ×５３．５ｍｍの方形状の角鋼管（厚み：１．２ｍｍ、外周：１９０ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、内管となるＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：５０．８ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の丸鋼管を挿入し、これを原管とした。
図５図示のように凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外管（角鋼管）を外周１８７ｍｍの八角形状に縮径した。縮径成形された外管（角鋼管）の内側各辺中心と、内管（丸鋼管）の一部が接触している二重管に縮径成形した。
【実施例１４】  実施例１３により得た二重管を原管とし、図７（ｂ）図示のように、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する八個の成形金型を用いたプレス成形によって縮径成形し、外管の外径が５４ｍｍの二重丸管を得た。
【実施例１５】  外管となるＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：６３．５ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の丸鋼管９０の中に、内管となるＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：６０．５ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の丸鋼管９１を挿入し、これを原管とした。
図８（ａ）図示のように、４個の予成形ロール９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄを用いた予成形により、図８（ｂ）に符号９３で示す、６０ｍｍ×６０ｍｍの角形状の管に予成形した。
続いて凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄを用いたプレス成形による縮径成形を行い、外管９５の外径が６０ｍｍで、その内周に内管（丸鋼管９１）の外周が密着されている二重管を得た。
【実施例１６】  実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５８．０ｍｍ×５８．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径：５８．５ｍｍ、厚み：２．４ｍｍの二重管を得た。
【実施例１７】  実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５７．０ｍｍ×５７．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外周が１９７．５ｍｍの横断面八角形状に縮径した後、８個の成形金型用いてプレス成形し、外径５７．２ｍｍの二重管を得た。
【実施例１８】  実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５７．０ｍｍ×５７．０ｍｍの角形状の二重管に予成形し、次いで、同様に、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５５．０ｍｍ×５５．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径５５．０ｍｍの二重管を得た。
【実施例１９】  実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５７．０ｍｍ×５７．０ｍｍの角形状の二重管に予成形し、次いで、同様に、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５５．０ｍｍ×５５．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外周が１９０．０ｍｍの横断面八角形状に縮径した後、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する８個の成形金型用いてプレス成形し、外径５５．０ｍｍの二重管を得た。
【実施例２０】  ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：６０．５ｍｍ、厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管として用いた。
３個の予成形金型を用い、プレス成形によって、原管の横断面形状が三角形状であって、原管の一方の端から他方の端に向かう長手方向の連続する各横断面において、三角形状の各頂点（角部）のＲが原管の一方の端から他方の端に向かうにしたがって次第にきつくなるように変化している状態に予成形した。原管の一方の端では、一辺が６１ｍｍの三角形状横断面であり、三角形状の各頂点（角部）のＲが次第にきつくなっている他端では、一辺が６５ｍｍの三角形状横断面となった。
凸湾する曲率Ｒ１０００を有する成形金型を用いて、前記予成形後の管をプレス成形によって縮径成形し、前記の一方の端の外径が６０ｍｍ、前記の他方の端の外径が４９ｍｍの丸テーパー管を得た。プレス成形による縮径成形の際には図４（ａ）、（ｂ）図示のような型材であって、一方の端から他方の端に向けてテーパー状に形成されている型材を予成形後の管に挿入して縮径成形を行った。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は、この発明の方法における予成形工程を説明する概略断面図、（ｂ）は、この発明の予成形工程を説明する他の概略断面図。
【図２】  （ａ）は、この発明の方法における予成形工程に採用されるエクストルフォーミング方式の実施形態を説明する斜視図、（ｂ）は、この発明の方法における予成形工程に採用されるドローフォーミング方式の実施形態を説明する斜視図、（ｃ）は、この発明の方法における予成形工程に採用されるロールフォーミング方式の実施形態を説明する斜視図。
【図３】  （ａ）は、この発明の方法により成形された縮径管であって、外周に軸と平行な方向に溝が形成されている本発明の金属管を表す斜視図、（ｂ）は、この発明の方法により成形された二重管の一部を切断して表した斜視図。
【図４】  （ａ）は、この発明の方法において縮径工程のプレス成形が行われる際に使用される型材の側面図、（ｂ）は、図４（ａ）図示の型材の断面図。
【図５】  角鋼管を本発明の方法によって丸鋼管に縮径成形する工程を説明する概略断面図。
【図６】  断面円形形状の管から縮径成形を行う工程を説明する概略断面図であって、（ａ）は、ロール成形による予成形工程を説明する概略断面図、（ｂ）は、プレス成形による縮径成形工程を説明する概略断面図。
【図７】  断面方形状の管から縮径成形を行う工程を説明する概略断面図であって、（ａ）は、断面方形状の管をプレス金型によって、横断面八角形状に縮径プレス成形する工程を説明する概略断面図、（ｂ）は、横断面八角形状に縮径プレス成形されている管をプレス成形によって丸鋼管に縮径成形する工程を説明する概略断面図。
【図８】  本発明により二重管を形成する工程を説明する概略断面図であって、（ａ）は、ロール成形によって外管を横断面角形状に予成形する工程を説明する概略断面図、（ｂ）は、プレス成形によって外管を縮径成形し、二重管（丸鋼管）を成形する工程を説明する概略断面図。
【図９】  この発明の方法によって縮径成形が行われる工程を説明する図であって、（ａ）は原管の概略斜視図、（ｂ）は予成形が行われた後の概略斜視図、（ｃ）は縮径成形後の本発明の金属管の概略斜視図。
【図１０】  この発明において、縮径成形工程で採用される凸湾している成形金型を説明する図であって、四方型の上下の成形型のみを表した図。
【図１１】  図１０図示の成形金型を用いて行われるこの発明の方法における縮径成形工程の際の成形金型（四方型における上下の成形型）の動作を説明する図であって、（ａ）は原管の後端側が縮径される状態、（ｂ）は原管の中央側が縮径される状態、（ｃ）は原管の先制則が縮径される状態を説明する図。
【図１２】  この発明の方法により二重構造部分を有する縮径された金属管を成形する工程を説明する図であって、（ａ）は外管に内管が挿入される状態を説明する概略斜視図、（ｂ）は外管に内管が挿入されている状態を説明する概略斜視図、（ｃ）は外管に対して予成形が行われた状態を説明する概略斜視図、（ｄ）は縮径成形後の本発明の金属管の概略斜視図。
【図１３】  四方型を用いて図１２図示の工程が行われる場合の四方型中の上下の型の動作を説明する概略図であって、（ａ）は外管に挿入された内管の先端が位置している近傍の外管が成形金型の頂点部でプレスされる状態、（ｂ）は原管の後端側が縮径される状態、（ｃ）は原管の中央側が縮径される状態、（ｄ）は原管の先端側が縮径される状態を説明する概略図。
【符号の説明】
１      丸鋼管（原管）
１ａ    金属管の横断面
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  予成形ロール
４      油圧シリンダ
５      ロッド
８      合成樹脂管
９      丸鋼管
１０    二重管
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  予成形ロール
５０    型材
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  割り型
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ  キー
５３    テーパーピン
６０    角鋼管
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  成形金型
６３    丸鋼管
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ  予成形ロール
７３    角形状の管
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ  成形金型
７６    丸鋼管
８０    角形状の管
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ  成形金型
８３    八角形状の管
８５    丸鋼管
９０    丸鋼管
９１    丸鋼管
９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ  予成形ロール
９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄ  成形金型
９５    外管
【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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