(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に心金を配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の内周面を心金の周面で拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の加工予定部を拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の加工予定部をガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２】
ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる請求項１記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３】
パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ０、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ０）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ０、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸＰ、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸｇ、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ０（但し、０≦ｔ０）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘｇ−Ｘ）Ｐ／（Ｌ０−ＸＰ−Ｐｔ０）
の式を満足している請求項１記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項４】
ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる請求項１記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項５】
パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項１〜４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項６】
パンチに心金がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている請求項１〜５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項７】
パンチに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる請求項６記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項８】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる請求項１〜７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項９】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する請求項８記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１０】
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する請求項８記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１１】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する請求項８〜１０のいずれか１項記載の据え込み加工方法。
【請求項１２】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる請求項８〜１１のいずれか１項記載の据え込み加工方法。
【請求項１３】
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に心金を配置することにより、該非加工予定部及び該両加工予定部の内周面を心金の周面で拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の両加工予定部を拘束ダイにその軸方向両端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の各加工予定部をそれぞれガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の各加工予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の各加工予定部をそれぞれ対応する成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１４】
各ガイドをそれぞれ対応するガイド駆動装置の駆動力によって移動させる請求項１３記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１５】
両ガイドのうち少なくとも一方のガイドと該ガイドに対応するパンチにおいて、
パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ０、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ０）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ０、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸＰ、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸｇ、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ０（但し、０≦ｔ０）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘｇ−Ｘ）Ｐ／（Ｌ０−ＸＰ−Ｐｔ０）
の式を満足している請求項１３又は１４記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１６】
各ガイドを、素材の対応する加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる請求項１３記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１７】
各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項１３〜１６のいずれか１項記載の据え込み加工方法。
【請求項１８】
心金はその軸方向中間部で２分割されており、
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている請求項１３〜１７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項１９】
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
各パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる請求項１８記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２０】
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる請求項１３〜１９のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２１】
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する請求項２０記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２２】
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する請求項２０記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２３】
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する請求項２０〜２２のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２４】
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる請求項２０〜２３のいずれか１項記載の据え込み加工方法。
【請求項２５】
心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有する心金を準備し、
筒状素材の非加工予定部の中空部内に心金本体を加工予定部の中空部内に心金の小径部をそれぞれ配置することにより、該非加工予定部の内周面を心金本体の周面で拘束するとともに、該加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成し、
且つ、素材の加工予定部及び非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束するとともに、
素材の加工予定部の中空部内にガイドを配置することにより、該加工予定部の内周面をガイドの周面で拘束し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように内側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２６】
ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる請求項２５記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２７】
パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ０、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ０）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ０、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸＰ、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸｇ、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ０（但し、０≦ｔ０）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘｇ−Ｘ）Ｐ／（Ｌ０−ＸＰ−Ｐｔ０）
の式を満足している請求項２５又は２６記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２８】
ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる請求項２５記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項２９】
パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項２５〜２８のいずれか１項記載の据え込み加工方法。
【請求項３０】
ガイドに心金がガイドの軸方向に延在する状態に連結されている請求項２５〜２９のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３１】
ガイドに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
ガイドの移動に伴い伸縮装置を伸長させる請求項３０記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３２】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる請求項２５〜３１のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３３】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する請求項３２記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３４】
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する請求項３２記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３５】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する請求項３２〜３４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３６】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる請求項３２〜３５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
【請求項３７】
筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の加工予定部が配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項３８】
ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている請求項３７記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項３９】
パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項３７又は３８記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４０】
パンチに心金がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている請求項３７〜３９のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４１】
パンチに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている請求項４０記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４２】
パンチの内部に伸縮装置が配置されている請求項４１記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４３】
伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している請求項４１又は４２記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４４】
ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている請求項３７〜４３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４５】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている請求項３７〜４４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４６】
加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている請求項４５記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４７】
加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている請求項４５記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４８】
加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである請求項４５〜４７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項４９】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている請求項４５〜４８のいずれか１項記載の据え込み加工装置。
【請求項５０】
筒状素材の軸方向両側部の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向両端部に設けられた２個の成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される２個のガイドと、
素材の各加工予定部をそれぞれ軸方向に加圧する２個のパンチと、
を備え、
各ガイドは、対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５１】
各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる２個のガイド駆動装置を備えている請求項５０記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５２】
各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項５０又は５１記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５３】
心金はその軸方向中間部で２分割されており、
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている請求項５０〜５２のいすれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５４】
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている請求項５３記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５５】
各パンチの内部にそれぞれ対応する伸縮装置が配置されている請求項５４記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５６】
伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している請求項５４又は５５記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５７】
各ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている請求項５０〜５６のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５８】
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する２個の加熱手段を備えている請求項５０〜５７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項５９】
各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている請求項５８記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６０】
各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている請求項５８記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６１】
各加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである請求項５８〜６０のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６２】
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する２個の冷却手段を備えている請求項５８〜６１のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６３】
筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有し、筒状素材の加工予定部の中空部内に心金本体が非加工予定部の中空部内に小径部がそれぞれ配置され、非加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成する心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の加工予定部及び非加工予定部が配置される拘束ダイと、
素材の加工予定部の中空部内に配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６４】
ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている請求項６３記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６５】
パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項６３又は６４記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６６】
パンチの内部にその軸方向に延びて設けられた空洞部内に、ガイドがパンチの軸方向に移動自在に配置されている請求項６３〜６５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６７】
ガイドに心金がガイドの軸方向に延在する状態に連結されている請求項６３〜６６のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６８】
ガイドに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている請求項６７記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項６９】
ガイドの内部に伸縮装置が配置されている請求項６８記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７０】
伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している請求項６８又は６９記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７１】
ガイドの先端部の周縁部に面取り加工が施されている請求項６３〜７０のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７２】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている請求項６３〜７１のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７３】
加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている請求項７２記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７４】
加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている請求項７２記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７５】
加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである請求項７２〜７４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【請求項７６】
素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている請求項７２〜７５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状素材の所定部位を肉厚を増加させて内側又は外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工方法及び筒状素材の据え込み加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に据え込み加工は、棒状の素材を軸方向に加圧することにより、素材の加工予定部を拡径するものである。この据え込み加工において、加工時に素材の加工予定部が座屈すると、得られる製品（据え込み加工品）は形状不良（シワ、かぶりきず等）となり製品としての価値が損なわれる。そこで、加工予定部が座屈しないようにするため、従来、次のような据え込み加工方法が知られている。【０００３】
すなわち、素材を固定ダイに固定するとともに、素材の加工予定部をガイドに設けられた挿通孔に挿通して加工予定部を座屈阻止状態に保持する。次いで、パンチで素材の加工予定部を軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と固定ダイとの間に露出する素材の加工予定部を拡径する方法である（例えば、特許文献１−２参照）。【０００４】
上記従来の据え込み加工方法は、中実の素材の加工予定部を拡径する場合に適用されている。
【特許文献１】特開昭４８−６２６４６号公報
【特許文献２】特開平９−２５３７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、素材がパイプ形状等の筒状である場合において、上記従来の据え込み加工方法によって筒状素材の軸方向の一部を肉厚が増加するように内側又は外側に膨出させる、即ち筒状素材の増肉加工を行う場合には、次のような難点があった。【０００６】
すなわち、筒状素材はその内部に中空部を有しているので、据え込み加工時に、素材の一部が内側又は外側に屈曲（座屈）し、形状不良が発生し易かった。【０００７】
この発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、筒状の素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側又は外側に確実に膨出させることができる筒状素材の据え込み加工方法、該据え込み方法により得られた据え込み加工品及び前記据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の手段を提供する。【０００９】
［１］  筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に心金を配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の内周面を心金の周面で拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の加工予定部を拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の加工予定部をガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。【００１０】
［２］  ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１１】
［３］  パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘg−Ｘ）Ｐ／（Ｌ0−ＸP−Ｐｔ0）
の式を満足している前項１又は２記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１２】
［４］  ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１３】
［５］  パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項１〜４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１４】
［６］  パンチに心金がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項１〜５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１５】
［７］  パンチに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる前項６記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１６】
［８］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項１〜７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１７】
［９］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項８記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１８】
［１０］  拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項８記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００１９】
［１１］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項８〜１０のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００２０】
［１２］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項８〜１１のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００２１】
［１３］  前項１〜１２のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。【００２２】
［１４］  筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に心金を配置することにより、該非加工予定部及び該両加工予定部の内周面を心金の周面で拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の両加工予定部を拘束ダイにその軸方向両端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の各加工予定部をそれぞれガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の各加工予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の各加工予定部をそれぞれ対応する成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。【００２３】
［１５］  各ガイドをそれぞれ対応するガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項１４記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００２４】
［１６］  両ガイドのうち少なくとも一方のガイドと該ガイドに対応するパンチにおいて、
パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘg−Ｘ）Ｐ／（Ｌ0−ＸP−Ｐｔ0）
の式を満足している前項１４又は１５記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００２５】
［１７］  各ガイドを、素材の対応する加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項１４記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００２６】
［１８］  各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項１４〜１７のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００２７】
［１９］  心金はその軸方向中間部で２分割されており、
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項１４〜１８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００２８】
［２０］  各パンチに、それぞれ対応する心金半片部が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
各パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる前項１９記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００２９】
［２１］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項１４〜２０のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３０】
［２２］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項２１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３１】
［２３］  拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項２１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３２】
［２４］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項２１〜２３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３３】
［２５］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項２１〜２４のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００３４】
［２６］  前項１４〜２５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。【００３５】
［２７］  心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有する心金を準備し、
筒状素材の非加工予定部の中空部内に心金本体を加工予定部の中空部内に心金の小径部をそれぞれ配置することにより、該非加工予定部の内周面を心金本体の周面で拘束するとともに、該加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成し、
且つ、素材の加工予定部及び非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束するとともに、
素材の加工予定部の中空部内にガイドを配置することにより、該加工予定部の内周面をガイドの周面で拘束し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように内側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。【００３６】
［２８］  ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項２７記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３７】
［２９］  パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘg−Ｘ）Ｐ／（Ｌ0−ＸP−Ｐｔ0）
の式を満足している前項２７又は２８記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３８】
［３０］  ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項２７記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００３９】
［３１］  パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項２７〜３０のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００４０】
［３２］  ガイドに心金がガイドの軸方向に延在する状態に連結されている前項２７〜３１のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４１】
［３３］  ガイドに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
ガイドの移動に伴い伸縮装置を伸長させる前項３２記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４２】
［３４］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項２７〜３３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４３】
［３５］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項３４記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４４】
［３６］  拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項３４記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４５】
［３７］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項３４〜３６のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４６】
［３８］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項３４〜３７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００４７】
［３９］  前項２７〜３８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。【００４８】
［４０］  筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の加工予定部が配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。【００４９】
［４１］  ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている前項４０記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５０】
［４２］  パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項４０又は４１記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５１】
［４３］  パンチに心金がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項４０〜４２のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５２】
［４４］  パンチに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている前項４３記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５３】
［４５］  パンチの内部に伸縮装置が配置されている前項４４記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５４】
［４６］  伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している前項４４又は４５記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５５】
［４７］  ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項４０〜４６のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５６】
［４８］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている前項４０〜４７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５７】
［４９］  加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項４８記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５８】
［５０］  加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項４８記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００５９】
［５１］  加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項４８〜５０のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６０】
［５２］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている前項４８〜５１のいずれか１項記載の据え込み加工装置。【００６１】
［５３］  筒状素材の軸方向両側部の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向両端部に設けられた２個の成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される２個のガイドと、
素材の各加工予定部をそれぞれ軸方向に加圧する２個のパンチと、
を備え、
各ガイドは、対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。【００６２】
［５４］  各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる２個のガイド駆動装置を備えている前項５３記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６３】
［５５］  各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項５３又は５４記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６４】
［５６］  心金はその軸方向中間部で２分割されており、
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項５３〜５５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６５】
［５７］  各パンチに、それぞれ対応する心金半片部が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている前項５６記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６６】
［５８］  各パンチの内部にそれぞれ対応する伸縮装置が配置されている前項５７記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６７】
［５９］  伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している前項５７又は５８記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６８】
［６０］  各ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項５３〜５９のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００６９】
［６１］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する２個の加熱手段を備えている前項５３〜６０のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７０】
［６２］  各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項６１記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７１】
［６３］  各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項６１記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７２】
［６４］  各加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項６１〜６３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７３】
［６５］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する２個の冷却手段を備えている前項６１〜６４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７４】
［６６］  筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有し、筒状素材の加工予定部の中空部内に心金本体が非加工予定部の中空部内に小径部がそれぞれ配置され、非加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成する心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の加工予定部及び非加工予定部が配置される拘束ダイと、
素材の加工予定部の中空部内に配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。【００７５】
［６７］  ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている前項６６記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７６】
［６８］  パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項６６又は６７記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７７】
［６９］  パンチの内部にその軸方向に延びて設けられた空洞部内に、ガイドがパンチの軸方向に移動自在に配置されている前項６６〜６８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７８】
［７０］  ガイドに心金がガイドの軸方向に延在する状態に連結されている前項６６〜６９のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００７９】
［７１］  ガイドに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている前項７０記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８０】
［７２］  ガイドの内部に伸縮装置が配置されている前項７１記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８１】
［７３］  伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している前項７１又は７２記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８２】
［７４］  ガイドの先端部の周縁部に面取り加工が施されている前項６６〜７３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８３】
［７５］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている前項６６〜７４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８４】
［７６］  加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項７５記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８５】
［７７］  加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項７５記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８６】
［７８］  加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項７５〜７７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８７】
［７９］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている前項７５〜７８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【００８８】
［８０］  筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に圧力流体を充填することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の内周面を流体圧で加圧拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の加工予定部を拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の加工予定部をガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。【００８９】
［８１］  ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項８０記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９０】
［８２］  パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘg−Ｘ）Ｐ／（Ｌ0−ＸP−Ｐｔ0）
の式を満足している前項８０又は８１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９１】
［８３］  ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項８０記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９２】
［８４］  パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項８０〜８３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９３】
［８５］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項８０〜８４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９４】
［８６］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項８５記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９５】
［８７］  拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項８５記載の筒状素材の据え込み加工方法。【００９６】
［８８］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項８５〜８７のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００９７】
［８９］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項８５〜
８８のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【００９８】
［９０］  前項８０〜８９のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。【００９９】
［９１］  筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に圧力流体を充填することにより、該非加工予定部及び該両加工予定部の内周面を流体圧で加圧拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の両加工予定部を拘束ダイにその軸方向両端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の各加工予定部をそれぞれガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の各加工予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の各加工予定部をそれぞれ対応する成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。【０１００】
［９２］  各ガイドをそれぞれ対応するガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項９１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０１】
［９３］  両ガイドのうち少なくとも一方のガイドと該ガイドに対応するパンチにおいて、
パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをＸ0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをＬ0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をＸg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
とするとき、Ｇは、
Ｇ＝（Ｘg−Ｘ）Ｐ／（Ｌ0−ＸP−Ｐｔ0）
の式を満足している前項９１又は９２記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０２】
［９４］  各ガイドを、素材の対応する加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項９１記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０３】
［９５］  各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項９１〜９４のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【０１０４】
［９６］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項９１〜９５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０５】
［９７］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項９６記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０６】
［９８］  拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項９６記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０７】
［９９］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項９６〜９８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法。【０１０８】
［１００］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項９６〜９９のいずれか１項記載の据え込み加工方法。【０１０９】
［１０１］  前項９１〜１００のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。【０１１０】
［１０２］  筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に圧力流体を充填する圧力流体充填手段と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の加工予定部が配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。【０１１１】
［１０３］  ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている前項１０２記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１２】
［１０４］  パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項１０２又は１０３記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１３】
［１０５］  ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項１０２〜１０４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１４】
［１０６］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている前項１０２〜１０５のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１５】
［１０７］  加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項１０６記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１６】
［１０８］  加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項１０６記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１７】
［１０９］  加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項１０６〜１０８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１１８】
［１１０］  素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている前項１０６〜１０９のいずれか１項記載の据え込み加工装置。【０１１９】
［１１１］  筒状素材の軸方向両側部の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に圧力流体を充填する圧力流体充填手段と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向両端部に設けられた２個の成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される２個のガイドと、
素材の各加工予定部をそれぞれ軸方向に加圧する２個のパンチと、
を備え、
各ガイドは、対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。【０１２０】
［１１２］  各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる２個のガイド駆動装置を備えている前項１１１記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２１】
［１１３］  各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項１１１又は１１２記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２２】
［１１４］  各ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項１１１〜１１３のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２３】
［１１５］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する２個の加熱手段を備えている前項１１１〜１１４のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２４】
［１１６］  各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項１１５記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２５】
［１１７］  各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項１１５記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２６】
［１１８］  各加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項１１５〜１１７のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。【０１２７】
［１１９］  素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する２個の冷却手段を備えている前項１１５〜１１８のいずれか１項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
【発明の効果】
【０１２８】
本発明は以下の効果を奏する。【０１２９】
［１］の発明では、パンチで素材の加工予定部を加圧する際には、素材の加工予定部及び非加工予定部の内周面が心金の周面で拘束され、且つ非加工予定部の外周面が拘束ダイの拘束孔の周面で拘束されているので、素材の非加工予定部の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部の内側への座屈が防止されている。また、素材の加工予定部がガイドの挿通孔内に配置されることで、加工予定部の外周面が挿通孔の周面で拘束され、これにより、加工予定部の外側への座屈が防止されている。この状態で、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と成形凹部の底部との間に露出する素材の加工予定部が成形凹部内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品を得ることができる。【０１３０】
［２］の発明では、ガイドを確実に移動させることができる。【０１３１】
［３］の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。【０１３２】
［４］の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくてもガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。【０１３３】
［５］の発明では、素材の加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。【０１３４】
［６］の発明では、心金を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置する、心金のセット作業と、パンチで素材の加工予定部を加圧するためにパンチを素材の軸方向端部側に配置する、パンチのセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。【０１３５】
さらに、加工終了後において、心金を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内から抜出する、心金の抜出作業と、パンチを素材の軸方向端部の位置から取り外す、パンチの取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。【０１３６】
［７］の発明では、パンチの移動や素材の加工予定部の膨出に伴って心金の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。【０１３７】
［８］の発明では、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部に対応する部位についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。【０１３８】
一方、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材の端部がパンチからの加圧力によってガイドの挿通孔内で押し潰されることにより生じる成形圧力の増加を防止できる。【０１３９】
［９］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。【０１４０】
［１０］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。【０１４１】
［１１］の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。【０１４２】
［１２］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０１４３】
［１３］の発明では、軸方向の所定部位に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。【０１４４】
［１４］の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された筒状据え込み加工品を能率良く製作することができる。【０１４５】
［１５］の発明では、各ガイドを確実に移動させることができる。【０１４６】
［１６］の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。【０１４７】
［１７］の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくても各ガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。【０１４８】
［１８］の発明では、素材の各加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。【０１４９】
［１９］の発明では、各心金半片部を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置する、心金半片部のセット作業と、各パンチで素材の対応する加工予定部を加圧するために各パンチを素材の軸方向端部側に配置する、パンチのセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。【０１５０】
さらに、加工終了後において、各心金半片部を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内から抜出する、心金半片部の抜出作業と、各パンチを素材の軸方向端部の位置から取り外す、パンチの取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。【０１５１】
さらに、心金がその軸方向中間部で２分割されることでその長さが短くなっているので、心金の所定中空部内への挿入時間を短縮することができ、もって据え込み加工の作業能率をさらに一層向上させることができる。【０１５２】
［２０］の発明では、パンチの移動や素材の加工予定部の膨出に伴って心金半片部の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。【０１５３】
［２１］の発明では、上記［８］の発明と同様の理由により、成形圧力を低減できる。【０１５４】
［２２］の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。【０１５５】
［２３］の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。【０１５６】
［２４］の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。【０１５７】
［２５］の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の各当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０１５８】
［２６］の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。【０１５９】
［２７］の発明では、パンチで素材の加工予定部を加圧する際には、素材の非加工予定部の内周面が心金本体の周面で拘束され、且つ加工予定部及び非加工予定部の外周面が拘束ダイの拘束孔の周面で拘束されているので、素材の非加工予定部の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部の外側への座屈が防止される。また素材の加工予定部の中空部内にガイドが配置されることで、加工予定部の内周面がガイドの周面で拘束され、これにより、加工予定部の内側への座屈が防止されている。この状態で、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と成形凹部の底部との間に露出する素材の加工予定部が成形凹部内で肉厚が増加するように内側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品を得ることができる。【０１６０】
［２８］の発明では、ガイドを確実に移動させることができる。【０１６１】
［２９］の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。【０１６２】
［３０］の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくてもガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。【０１６３】
［３１］の発明では、素材の加圧予定部をパンチで確実に加圧することができる。【０１６４】
［３２］の発明では、心金本体を素材の非加工予定部の中空部内に小径部を加工予定部の中空部内にそれぞれ配置する、心金のセット作業と、ガイドを素材の加工予定部の中空部内に配置する、ガイドのセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。【０１６５】
［３３］の発明では、ガイドの移動や素材の加工予定部の膨出に伴って心金の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。【０１６６】
［３４］の発明では、上記［８］の発明と同様の理由により、成形圧力を低減できる。【０１６７】
［３５］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。【０１６８】
［３６］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。【０１６９】
［３７］の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。【０１７０】
［３８］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０１７１】
［３９］の発明では、軸方向の所定部位に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。【０１７２】
［４０］〜［５２］の発明では、上記［１］〜［１２］のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。【０１７３】
［５３］〜［６５］の発明では、上記［１４］〜［２５］のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。【０１７４】
［６６］〜［７９］の発明では、上記［２７］〜［３８］のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。【０１７５】
［８０］の発明では、パンチで素材の加工予定部を加圧する際には、素材の加工予定部及び非加工予定部の内周面が流体圧で加圧拘束され、且つ非加工予定部の外周面が拘束ダイの拘束孔の周面で拘束されているので、素材の非加工予定部の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部の内側への座屈が防止されている。また、素材の加工予定部がガイドの挿通孔内に配置されることで、加工予定部の外周面が挿通孔の周面で拘束され、これにより、加工予定部の外側への座屈が防止されている。この状態で、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と成形凹部の底部との間に露出する素材の加工予定部が成形凹部内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品を得ることができる。【０１７６】
さらに、素材の非加工予定部及び加工予定部の中空部内には、心金ではなく、圧力流体が充填されているので、加工時に素材の加工予定部に作用する摩擦力を低減できる。そのため、成形圧力を大幅に低減できる。さらに、加工終了後において、心金を据え込み加工品の中空部内から抜出する必要がないという利点がある。【０１７７】
［８１］の発明では、ガイドを確実に移動させることができる。【０１７８】
［８２］の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。【０１７９】
［８３］の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくてもガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。【０１８０】
［８４］の発明では、素材の加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。【０１８１】
［８５］の発明では、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部に対応する部位についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を更に低減できる。【０１８２】
一方、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材の端部がパンチからの加圧力によって押し潰されて形状不良が生じる不具合を防止できる。【０１８３】
［８６］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。【０１８４】
［８７］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。【０１８５】
［８８］の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。【０１８６】
［８９］の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０１８７】
［９０］の発明では、軸方向の所定部位に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。【０１８８】
［９１］の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された筒状据え込み加工品を能率良く製作することができる。【０１８９】
［９２］の発明では、各ガイドを確実に移動させることができる。【０１９０】
［９３］の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。【０１９１】
［９４］の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくても各ガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。【０１９２】
［９５］の発明では、素材の各加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。【０１９３】
［９６］の発明では、上記［８５］の発明と同様の理由により、成形圧力を更に低減できるし、素材の各端部がパンチからの加圧力によって押し潰されて形状不良が生じる不具合を防止できる。【０１９４】
［９７］の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。【０１９５】
［９８］の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。【０１９６】
［９９］の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。【０１９７】
［１００］の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の各当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０１９８】
［１０１］の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。【０１９９】
［１０２］〜［１１０］の発明では、上記［８０］〜［８９］のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。【０２００】
［１１１］〜［１１９］の発明では、上記［９１］〜［１００］のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る据え込み加工装置の要部の概略的な縦断面斜視図である。
【図２】同据え込み加工装置の心金及びパンチを所定位置にセットする途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図３】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する前の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図４】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図５】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工した後の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図６】同据え込み加工装置により得られた据え込み加工品の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る据え込み加工装置の要部の概略的な断面斜視図である。
【図８】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する前の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図９】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１０】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工した後の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１１】同据え込み加工装置により得られた据え込み加工品の斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する前の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１３】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１４】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工した後の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１５】上記第１実施形態の据え込み加工装置の一変形例を示す、据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１６】上記第３実施形態の据え込み加工装置のもう一つの変形例を示す、据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する前の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１８】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図１９】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工した後の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係る据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する前の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図２１】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図２２】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工した後の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に係る据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する前の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図２４】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工する途中の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【図２５】同据え込み加工装置により素材の加工予定部を加工した後の状態における、同据え込み加工装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【０２０２】
1A、1B、1C…据え込み加工装置
１…素材
２…加工予定部
2a…中空部
３…非加工予定部
3a…中空部
４…膨出部
５…軸部
6A、6B、6C…据え込み加工品
10…拘束ダイ
11…拘束孔
12…成形凹部
12a…底部
20…ガイド
20a…先端部
21…挿通孔
21a…面取り加工部
25…ガイドの移動方向
30…パンチ
35…パンチの移動方向
40…心金
40a…半片部
41…心金本体
42…小径部
50…伸縮装置
51…流体圧シリンダ
52…バネ
60…ガイド駆動装置
70…パンチ駆動装置
80…加熱手段
81…誘導加熱手段
81a…誘導加熱コイル
85…冷却手段
85a…冷却液流通路
90…圧力流体充填手段
91…圧力流体供給路
92…圧力流体供給部
95…圧力流体
【発明を実施するための最良の形態】
【０２０３】
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。【０２０４】
図１〜図６は、本発明の第１実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。【０２０５】
図１において、（1A）は第１実施形態に係る据え込み加工装置、（１）は筒状素材である。また、図６において、（6A）は、据え込み加工装置（1A）により製造された筒状の据え込み加工品である。この据え込み加工品（6A）は、例えば、自動車や鉄道車両等の車両用のブッシュ（例：防振ブッシュ）の中心部に装着される円筒状カラー部材の一部を製作するためのプリフォームとして、又は車両用アームの軸部材の一部を製作するためのプリフォームとして、あるいは筒状の軸部の端部にネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。なお（５）は、素材（１）の非加工予定部（３）からなる据え込み加工品（6A）の軸部、（４）は軸部（５）の端部に形成された膨出部である。この膨出部（４）は、素材（１）の外側（即ち素材（１）の径方向外向き）に肉厚が増加するように膨出している。【０２０６】
図１及び図２に示すように、素材（１）は真直な円筒状のものであり、詳述すると真直な丸パイプ状のものであり、例えばアルミニウム（その合金を含む。以下同じ。）からなる。素材（１）の断面形状は円環状であり、また素材（１）の内径、外径及び肉厚はいずれも軸方向に一定に設定されている。また、素材（１）は例えば押出材からなる。【０２０７】
なお本発明では、素材（１）の材質は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、真鍮、銅、ステンレス鋼等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。【０２０８】
この素材（１）の加工予定部（２）は、素材（１）の軸方向両側部のうち一側部に位置しており、詳述すると、素材（１）の軸方向一端部に位置しており、つまり素材（１）の軸方向一端部が加工予定部（２）に対応している。一方、この素材（１）の非加工予定部（３）は、素材（１）の軸方向他端部に位置しており、つまり素材（１）の軸方向他端部が非加工予定部（３）に対応している。そして、素材（１）の加工予定部（２）が設計形状に増肉加工されることにより、図５に示すように、素材（１）（軸部（５））の一端部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部（４）が形成される。【０２０９】
据え込み加工装置（1A）は、素材（１）の加工予定部（２）を肉厚が増加するように外側に膨出させるためのものである。この据え込み加工装置（1A）は、心金（40）と、拘束ダイ（10）と、成形凹部（12）と、ガイド（20）と、パンチ（30）と、ガイド駆動装置（60）と、パンチ駆動装置（70）とを備えている。【０２１０】
心金（40）は、断面円形状の真直な棒状のものであって、素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内に挿入配置され、加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の内周面を心金（40）の周面で座屈阻止状態に拘束するものである。この心金（40）の径はその軸方向に一定に設定されている。【０２１１】
拘束ダイ（10）は、その軸方向に延びた断面円形状の拘束孔（11）を有している。この拘束孔（11）内には素材（１）の非加工予定部（３）が挿入配置され、該非加工予定部（３）の外周面を拘束孔（11）の周面で座屈阻止状態に拘束するものとなされている。【０２１２】
なお（15）は、拘束ダイ（10）の底部である。この底部（15）は、拘束孔（11）内に配置された素材（１）の非加工予定部（３）が拘束孔（11）の底にある開口から不本意に抜出しないようにこれを閉塞するためのものであり、拘束ダイ（10）の底部に配置されている。【０２１３】
また、拘束ダイ（10）は、縦に複数個（例えば２個）に分割されたものであり、即ち割型からなる。【０２１４】
成形凹部（12）は、図２に示すように、拘束ダイ（10）の軸方向一端部に拘束孔（11）に連続して設けられている。すなわち、この成形凹部（12）は、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）の軸方向一端部の周面に環状の凹所が設けられることによって形成されたものである。【０２１５】
ガイド（20）は、その軸方向に延びた断面円形状の挿通孔（21）を有している。この挿通孔（21）内には素材（１）の加工予定部（２）が挿通配置され、挿通孔（21）内で加工予定部（２）を軸方向に移動自在に且つ座屈阻止状態に保持するものとなされている。この挿通孔（21）は、ガイド（20）をその軸方向に貫通して設けられている。【０２１６】
また、このガイド（20）は、パンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動可能なものである（図４参照）。【０２１７】
また、ガイド（20）の先端部（20a）の挿通孔（21）開口縁部には面取り加工が施されており、そのため、該縁部の断面形状が丸く形成されている。（21a）は、該縁部に形成された面取り加工部である。【０２１８】
パンチ（30）は、素材（１）の加工予定部（２）を軸方向に加圧するためのものである。このパンチ（30）の先端部は、素材（１）の軸方向端部（即ち加工予定部（２））の断面形状に対応した断面形状に形成されており、即ちパンチ（30）の先端部の断面形状は円環状である。【０２１９】
さらに、パンチ（30）の内部にはその軸方向に延びた空洞部が形成されるとともに、この空洞部内に軸方向に伸縮可能な伸縮装置（50）が配置されている。そして、図２に示すように、パンチ（30）に心金（40）がこの伸縮装置（50）を介してパンチ（30）の軸方向に延在する状態に連結されている。【０２２０】
伸縮装置（50）は、本実施形態では油圧やガス圧等の流体圧で作動する流体圧シリンダ（51）からなる。そして、この流体圧シリンダ（51）の伸縮ロッド（51a）の先端部に心金（40）が固着されている。【０２２１】
パンチ駆動装置（70）は、パンチ（30）を素材（１）の軸方向に移動させ、該パンチ（30）に素材（１）の加工予定部（２）を加圧するための加圧力を付与するためのものである。このパンチ駆動装置（70）はパンチ（30）に接続されており、流体圧（油圧、ガス圧）等によってパンチ（30）に駆動力を付与するものとなされている。また、このパンチ駆動装置（70）は、ターゲットとする形状（設計形状）が決定すると、パンチの速度を一定にすることが可能であるため、速度を制御する装置は必要としないが、加圧速度を制御する制御装置を付与することによりアップセット形状（膨出部の形状）を任意に変化させることも可能となる。【０２２２】
ガイド駆動装置（60）は、ガイド（20）をパンチの移動方向（35）（即ち、パンチ（30）による素材加工予定部（２）への加圧方向）とは反対方向（25）に移動させるものである（図４参照）。このガイド駆動装置（60）はガイド（20）に接続されており、流体圧（油圧、ガス圧）、電気モータ、バネ等によってガイド（20）に駆動力を付与するものとなされている。また、このガイド駆動装置（60）は、ターゲットとする形状（設計形状）が決定すると、ガイドの移動を一定にすることが可能であるため、速度を制御する装置は必要としないが、速度を制御する制御装置を付与することによりアップセット形状（膨出部の形状）を任意に変化させることも可能となる。【０２２３】
次に、上記第１実施形態の据え込み加工装置（1A）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。【０２２４】
まず、図２に示すように、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）内に素材（１）の非加工予定部（３）を挿入配置する。これにより、素材（１）の加工予定部（２）が拘束ダイ（10）の成形凹部（12）内に配置される。この状態において、素材（１）の非加工予定部（３）の外周面は拘束孔（11）の周面で拘束されている。【０２２５】
次いで、パンチ（30）に心金（40）が伸縮装置（50）としての流体圧シリンダ（51）を介して連結された状態のままで、心金（40）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内に挿入配置する［心金（40）のセット作業］。この操作により、図１及び図３に示すように、パンチ（30）が素材（１）の軸方向端部側の初期位置に配置される［パンチ（30）のセット作業］。この状態において、素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の内周面は心金（40）の周面で拘束されている。【０２２６】
さらに、ガイド（20）の挿通孔（21）内に素材（１）の加工予定部（２）を挿入配置する。これにより、素材（１）の加工予定部（２）の外周面がガイド（20）の挿通孔（21）の周面で拘束される。【０２２７】
さらに、図３に示すように、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に初期クリアランスＸを設ける。この初期クリアランスＸの間隔は、パンチ（30）の移動（即ち、パンチ（30）の素材加工予定部（２）への加圧）を開始する前の状態においてガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）の露出部の断面積での座屈限界長さ（Ｘ0）以下（好ましくは座屈限界長さ（Ｘ0）未満）に設定されている。なお本発明では、座屈限界長さは、パンチ加圧力における座屈限界長さをいう。【０２２８】
次いで、図４に示すように、パンチ駆動装置（70）を作動させることでパンチ（30）を移動させ、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で軸方向に加圧しながら、ガイド駆動装置（60）を作動させることでガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させる。これにより、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）が成形凹部（12）内で肉厚が増加するように外側に膨出する。さらに、パンチ（30）の移動に伴い流体圧シリンダ（51）のロッド（51a）を短縮させ、心金（40）の軸方向における位置ずれを防止する。【０２２９】
ここで、パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までの間にタイムラグｔ0を設けるこのが望ましい。すなわち、パンチ（30）による素材（１）の加工予定部（２）の加圧を開始する場合には、まずガイド（20）の位置を初期位置に固定しておいてから、パンチ（30）を移動させ、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で軸方向に加圧する。そして、タイムラグｔ0の経過後、継続してパンチ（30）で素材（１）の加工予定部（２）を加圧しながら、ガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させる。このとき、ガイド（20）の移動速度は、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド駆動装置（60）の制御装置により制御する。また、加工条件が決定している場合は設計量の一定速度が得られるシリンダや機械カムを使用することが可能である。【０２３０】
パンチ（30）及びガイド（20）の移動に伴い、素材（１）の加工予定部（２）が成形凹部（12）内で肉厚が増加するように外側に徐々に膨出し、該加工予定部（２）の材料が成形凹部（12）内に圧入され充満されていく。【０２３１】
そして、図５に示すように、パンチ（30）の先端部が、膨出部（４）の設計体積から求められるパンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置ＸPに到達したとき、パンチ（30）の移動を停止し、またガイド（20）の先端部（20a）が、設計で定めたガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12a）底部（12a）に対する停止位置Ｘgに到達したとき、ガイド（20）の移動を停止する。このとき、素材（１）の加工予定部（２）の材料は成形凹部（12）内に完全に充満されて、該加工予定部（２）が設計形状に膨出されている。【０２３２】
以上の手順により、素材（１）の加工予定部（２）についての増肉加工が終了する。【０２３３】
次いで、心金（40）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内から抜出するため、パンチ（30）を素材（１）の軸方向端部の位置から素材（１）の軸方向外側に移動させる。これにより、パンチ（30）が素材（１）の軸方向端部の位置から取り外されるとともに、心金（40）が抜出される［心金（40）の抜出作業及びパンチ（30）の取り外し作業］。そして、据え込み加工品（6A）を拘束ダイ（10）の拘束孔（11）内から抜出する。【０２３４】
上記第１実施形態では、パンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置ＸPと、ガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置Ｘgとは一致している。なお本発明では、ＸPとＸgとは一致していなくても良い。【０２３５】
而して、上記第１実施形態の据え込み加工方法では、パンチ（30）で素材（１）の加工予定部（２）を加圧する際には、素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の内周面が心金（40）の周面で拘束され、且つ非加工予定部（３）の外周面が拘束ダイ（10）の拘束孔（11）の周面で拘束されているので、素材（１）の非加工予定部（３）の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部（２）の内側への座屈が防止されている。さらに、素材（１）の加工予定部（２）がガイド（20）の挿通孔（21）内に配置されることで、加工予定部（２）の外周面が挿通孔（21）の周面で拘束され、これにより、加工予定部（２）の外側への座屈が防止されている。この状態で、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で軸方向に加圧しながら、ガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させることにより、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）が成形凹部（12）内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品（6A）を得ることができる。【０２３６】
この据え込み加工品（6A）は、上述したように、例えば、ブッシュ用カラー部材の一部を製作するためのプリフォームとして、又は車両用アームの軸部材の一部を製作するためのプリフォームとして、あるいは筒状の軸部の端部にネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。さらに、この据え込み加工品（6A）は、筒状の軸部の端部に他の部材が摩擦撹拌接合により接合一体化される部材、即ち摩擦撹拌接合用被接合部材として用いられ、これを具体的に例示すると上述した車両用アームの軸部材を製作するためのプリフォームとして用いられる。【０２３７】
ここで、この筒状据え込み加工品（6A）のような、所定部位に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部（４）が形成された筒状据え込み加工品を得るために、従来では、主にハイドロフォーム法や熱間バルジ法によって加工が行われており、高価で大掛かりな設備が必要であった。また、ハイドロフォーム法や熱間バルジ法は、大型の製品を得るための加工法として主に用いられており、小型の製品を得るための加工としては、従来では切削加工等の機械加工が用いられていた。しかるに、上記実施形態の据え込み加工方法によれば、加工に際して大きな成形圧力を必要としないので、加工装置の簡素化を図ることができる。さらに、パンチ（30）やガイド（20）を高速油圧シリンダや機械カムと組み合わせてダイセットとし、これを機械プレス機に設置することにより、従来法と比較し、飛躍的にタクトタイムを向上させることが可能となる。さらに、機械加工と比較して大幅な歩留まりの向上も達成することができ、もって大幅なコストダウン効果を得ることが可能となる。【０２３８】
さらに、本実施形態では、ガイド（20）をガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動させるので、ガイド（20）を確実に移動させることができる。【０２３９】
さらに、パンチ（30）の先端部が素材（１）の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されているので、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で確実に加圧することができる。【０２４０】
さらに、パンチ（30）に心金（40）がパンチ（30）の軸方向に延在する状態に連結されているので、心金（40）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内に配置する、心金（40）のセット作業と、パンチ（30）で素材（１）の加工予定部（２）を加圧するためにパンチ（30）を素材（１）の軸方向端部側に配置する、パンチ（30）のセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。【０２４１】
さらに、加工終了後において、心金（40）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内から抜出する、心金（40）の抜出作業と、パンチ（30）を素材（１）の軸方向端部の位置から取り外す、パンチ（30）の取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。【０２４２】
さらに、パンチ（30）に心金（40）が軸方向に伸縮可能な伸縮装置（50）を介して連結されており、パンチ（30）の移動に伴い伸縮装置（50）を短縮させているので、パンチ（30）の移動や素材（１）の加工予定部（２）の膨出に伴って心金（40）の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。【０２４３】
さらに、伸縮装置（50）として流体圧シリンダ（51）が用いられているので、そのような不具合を確実に防止することができる。【０２４４】
さらに、ガイド（20）の先端部（20a）の挿通孔（21）開口縁部に面取り加工（その面取り加工部（21a））が施されているので、加工時においてガイド（20）の先端部（20a）に素材（１）の加工予定部（２）の材料の背圧が効果的に作用するようになる。その結果、ガイド（20）を移動させるのに要するガイド駆動装置（60）の駆動力を減少させることができ、もってガイド駆動装置（60）の小型化を図り得る。【０２４５】
次に、本実施形態の据え込み加工方法における好ましい加工条件について以下に説明する。【０２４６】
パンチ（30）の移動開始時からの平均移動速度をＰ
ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材（１）の加工予定部（２）の断面積での座屈限界長さをＸ0、
ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
膨出部（４）に必要な据え込み加工前の素材（１）の長さをＬ0、
膨出部（４）の設計体積から求められるパンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置をＸP、
設計で定めたガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置をＸg、
パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
とする。【０２４７】
この据え込み加工方法では、Ｇは次式（ｉ）を満足していることが望ましい。【０２４８】
Ｇ＝（Ｘg−Ｘ）Ｐ／（Ｌ0−ＸP−Ｐｔ0）  …（ｉ）【０２４９】
Ｇが上記式（ｉ）を満足することにより、素材（１）の加工予定部（２）を確実に設計形状に形成することができる。【０２５０】
Ｇについて上記式（ｉ）を設定した理由について以下に説明する。【０２５１】
パンチ（30）の移動開始時から据え込み加工終了までの時間（即ち据え込み加工時間）をｔとすると、据え込み加工終了時ｔにおけるパンチ（30）の先端部と成形凹部（12）の底部（12a）との間の距離、即ち、パンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する位置ＸPは、次式（i-a）で与えられる。【０２５２】
Ｌ0−Ｐｔ＝ＸP  …（i-a）
∴ｔ＝（Ｌ0−ＸP）／Ｐ  …（i-b）【０２５３】
また、据え込み加工終了時ｔにおけるガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間の距離、即ち、ガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する位置ＸPは、次式（i-c）で与えられる。【０２５４】
Ｘ＋Ｇ（ｔ−ｔ0）＝Ｘg  …（i-c）【０２５５】
上記式（i-b）を（i-c）に代入してＧについて整理することにより、上記式（ｉ）が導出される。【０２５６】
ここで、上記第１実施形態では、据え込み加工時において、ガイド（20）はガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしもガイド（20）はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、ガイド（20）を、素材（１）の加工予定部（２）の材料の成形凹部（12）内への圧入によりガイド（20）に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、ガイド駆動装置（60）を必ずしも用いなくてもガイド（20）を移動させることができ、もって据え込み加工装置（1A）の簡素化を図ることができる。【０２５７】
図７〜図１１は、本発明の第２実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。【０２５８】
図７において、（1B）は第２実施形態に係る据え込み加工装置、（１）は筒状素材である。また、図１１において、（6B）は、据え込み加工装置（1B）により製造された筒状の据え込み加工品である。この据え込み加工品（1B）は、例えば、車両用のブッシュの中心部に装着される円筒状カラー部材を製作するためのプリフォームとして、又は車両用アームの軸部材を製作するためのプリフォームとして、あるいは筒状の軸部の両端部にそれぞれネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。あるいは、筒状の軸部の端部に他の部材が摩擦撹拌接合により接合一体化される部材、即ち摩擦撹拌接合用筒状被接合部材として用いられるものである。換言すると、この据え込み加工装置（1B）は、例えば、ブッシュのカラー部材用プリフォームの製造装置、車両のアームの軸部材用プリフォームの製造装置、又は摩擦撹拌接合用被接合部材の製造装置であるもといえる。なお（５）は、素材（１）の非加工予定部（３）からなる据え込み加工品（6B）の軸部、（４）は軸部（５）の両端部にそれぞれ形成された膨出部である。この各膨出部（４）は、素材（１）の外側に肉厚が増加するように膨出している。【０２５９】
本第２実施形態の据え込み加工装置（1B）の構成について上記第１実施形態のもの（1A）との相異を中心に以下に説明する。【０２６０】
素材（１）は、図７及び図８に示すように、上記第１実施形態の素材と同じく、真直な円筒状のものであり、詳述すると真直な丸パイプ状のものである。【０２６１】
この素材（１）では、素材（１）の軸方向中間部が非加工予定部（３）に対応しており、素材（１）の軸方向両側部、詳述すると素材（１）の軸方向両端部がそれぞれ加工予定部（２）（２）に対応している。そして、素材（１）の各加工予定部（２）（２）がそれぞれ設計形状に増肉加工されることにより、素材（１）（軸部（５））の両端部にそれぞれ肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部（４）（４）が形成される。【０２６２】
据え込み加工装置（1B）は、素材（１）の軸方向両側部の加工予定部（２）（２）をそれぞれ肉厚が増加するように外側に膨出させるためのものである。この据え込み加工装置（1B）は、心金（40）と、拘束ダイ（10）と、２個の成形凹部（12）（12）と、２個のガイド（20）（20）と、２個のパンチ（30）（30）と、２個のガイド駆動装置（60）（60）と、２個のパンチ駆動装置（70）（70）とを備えている。【０２６３】
心金（40）は、断面円形状の真直な棒状のものであり、素材（１）の両加工予定部（２）（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（2a）（3a）内に挿入配置され、両加工予定部（２）（２）及び非加工予定部（３）の内周面を心金（40）の周面で座屈阻止状態に拘束するものである。この心金（40）の径はその軸方向に一定に設定されている。【０２６４】
さらに、この心金（40）はその軸方向中間部で均等に２分割されており、即ち２個の心金半片部（40a）（40a）から構成されている。２個の心金半片部（40a）（40a）の長さは互いに同一長さに設定されている。【０２６５】
拘束ダイ（10）は、その軸方向に延びた拘束孔（11）を有している。この拘束孔（11）内には、素材（１）の非加工予定部（３）が挿入配置され、該非加工予定部（３）の外周面を拘束孔（11）の周面で座屈阻止状態に拘束するものとなされている。この拘束孔（11）は、拘束ダイ（11）をその軸方向に貫通して設けられている。【０２６６】
各成形凹部（12）は、拘束ダイ（10）の軸方向両側部（詳述すると両端部）にそれぞれ拘束孔（11）に連続して設けられている。【０２６７】
各ガイド（20）は、その軸方向に延びた挿通孔（21）を有している。この各挿通孔（21）内には、それぞれ素材（１）の対応する加工予定部（２）が挿通配置され、挿通孔（21）内で対応する加工予定部（２）を軸方向に移動自在に且つ座屈阻止状態に保持するものとなされている。この各挿通孔（21）は、ガイド（20）をその軸方向に貫通して設けられている。【０２６８】
また、各ガイド（20）は、それぞれ対応するパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動可能なものである。【０２６９】
また、各ガイド（20）の先端部（20a）の挿通孔（21）開口縁部には、面取り加工が施されており、そのため、該縁部の断面形状が丸く形成されている。（21a）は、該縁部に形成された面取り加工部である。【０２７０】
各パンチ（30）は、それぞれ素材（１）の対応する加工予定部（２）を軸方向に加圧するためのものである。【０２７１】
さらに、各パンチ（30）の内部にはその軸方向に延びた空洞部が形成されるとともに、この空洞部内に軸方向に伸縮可能な伸縮装置（50）が配置されている。そして、各パンチ（30）に、対応する心金半片部（40a）がこの伸縮装置（50）を介してパンチ（30）の軸方向に延在する状態に連結されている。【０２７２】
伸縮装置（50）は、流体圧シリンダ（51）からなる。そして、この各流体圧シリンダ（51）の伸縮ロッド（51a）の先端部に対応する心金半片部（40a）が固着されている。【０２７３】
各パンチ駆動装置（70）は、各パンチ（30）をそれぞれ素材（１）の軸方向に移動させ、該パンチ（30）に素材（１）の対応する加工予定部（２）を加圧するための加圧力を付与するものである。各パンチ駆動装置（70）はそれぞれ対応するパンチ（30）に接続されている。【０２７４】
各ガイド駆動装置（60）は、各ガイド（20）をそれぞれ対応するパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させるためのものである。この各ガイド駆動装置（60）はそれぞれ対応するガイド（20）に接続されている。【０２７５】
次に、上記第２実施形態の据え込み加工装置（1B）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。【０２７６】
まず、図７及び図８に示すように、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）内に素材（１）の非加工予定部（３）を挿入配置する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）がそれぞれ拘束ダイ（10）の対応する成形凹部（12）内に配置される。この状態において、素材（１）の非加工予定部（３）の外周面は拘束孔（11）の周面で拘束されている。【０２７７】
次いで、各パンチ（30）に心金半片部（40a）が伸縮装置（50）としての流体圧シリンダ（51）を介して連結された状態のままで、素材（１）の軸方向一端の開口から一方の心金半片部（40a）を素材（１）の一方の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内に挿入配置するとともに、素材（１）の軸方向他端の開口から他方の心金半片部（40a）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（2a）（3a）内に挿入配置する［心金（40）のセット作業］。この操作により、各パンチ（30）が素材（１）の対応する軸方向端部側の初期位置に配置され［パンチ（30）のセット作業］、これと同時に、両心金半片部（40a）（40a）の先端部同士が素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内で互いに当接する。この状態において、素材（１）の両加工予定部（２）（２）及び非加工予定部（３）の内周面は両心金半片部（40a）（40a）の周面で拘束されている。【０２７８】
さらに、各ガイド（20）の挿通孔（21）内にそれぞれ対応する素材（１）の加工予定部（２）を挿入配置する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）の外周面がそれぞれ対応するガイド（20）の挿通孔（21）の周面で拘束される。【０２７９】
さらに、図８に示すように各ガイド（20）の先端部（20a）と、対応する成形凹部（12）の底部（12a）との間にそれぞれ初期クリアランスＸを設ける。この各初期クリアランスＸの間隔は、上記第１実施形態と同じく、各パンチ（30）の移動を開始する前の状態において各ガイド（20）の先端部（20a）と対応する成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）の露出部の断面積での座屈限界長さ（Ｘ0）以下に設定されている。【０２８０】
次いで、図９に示すように、両パンチ駆動装置（60）（60）を同時に作動させることで両パンチ（30）（30）を同時に移動させ、素材（１）の各加工予定部（２）をそれぞれ対応するパンチ（30）で軸方向に同時に加圧しながら、両ガイド駆動装置（70）（70）を同時に作動させることで各ガイド（20）をそれぞれ対応するパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に同時に移動させる。これにより、各ガイド（20）の先端部（20a）と対応する成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）が、対応する成形凹部（12）内で肉厚が増加するように外側に膨出する。さらに、各パンチ（30）の移動に伴い流体圧シリンダ（51）のロッド（51a）を短縮させ、心金半片部（40a）の軸方向における位置ずれを防止する。【０２８１】
ここで、各パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までの間にタイムラグｔ0を設ける。すなわち、各パンチ（30）による素材（１）の加工予定部（２）の加圧を開始する場合には、まず各ガイド（20）の位置を初期位置に固定しておいてから、各パンチ（30）を移動させ、素材（１）の各加工予定部（２）をそれぞれ対応するパンチ（30）で軸方向に加圧する。そして、タイムラグｔ0の経過後、継続して各パンチ（30）で素材（１）の対応する加工予定部（２）を加圧しながら、各ガイド（20）を対応するパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させる。このとき、各ガイド（20）の移動速度は、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド駆動装置（60）の制御装置により制御する。また、加工条件が決定している場合、設計量の一定速度が得られるシリンダや機械カムを使用することが可能である。【０２８２】
各パンチ（30）及び各ガイド（20）の移動に伴い、素材（１）の各加工予定部（２）がそれぞれ対応する成形凹部（12）内で肉厚が増加するように外側に徐々に膨出し、該加工予定部（２）の材料が成形凹部（12）内に充満されていく。【０２８３】
そして、図１０に示すように、各パンチ（30）の先端部が、対応する膨出部（４）の設計体積から求められるパンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置ＸPに到達したとき、各パンチ（30）の移動を停止し、また各ガイド（20）の先端部（20a）が、設計で定めたガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置Ｘgに到達したとき、各ガイド（20）の移動を停止する。このとき、素材（１）の各加工予定部（２）の材料は、対応する成形凹部（12）内に完全に充満されて、該各加工予定部（２）が設計形状に膨出されている。【０２８４】
以上の手順により、素材（１）の両加工予定部（２）（２）についての増肉加工が終了する。【０２８５】
次いで、各心金半片部（40a）を素材（１）の両加工予定部（２）（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（2a）（3a）内から抜出するため、各パンチ（30）をそれぞれ素材（１）の軸方向端部の位置から素材（１）の軸方向外側に移動させる。これにより、各パンチ（30）が素材（１）の軸方向端部の位置から取り外されると同時に、各心金半片部（40a）が抜出される［心金（40）の抜出作業及びパンチ（30）の取り外し作業］。次いで、据え込み加工品（6B）を拘束ダイ（10）の拘束孔（11）内から抜出する。【０２８６】
上記第２実施形態では、各パンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置ＸPと、各ガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置Ｘgとは一致している。なお本発明では、ＸPとＸgとは一致していなくても良い。【０２８７】
また、各ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度Ｇは、上記式（ｉ）を満足していることが望ましい。【０２８８】
而して、上記第２実施形態の据え込み加工方法では、素材（１）の各加工予定部（２）をそれぞれ対応するパンチ（30）で軸方向に同時に加圧しながら、各ガイド（20）をそれぞれ対応するパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させることにより、素材（１）の両加工予定部（２）（２）を同時に外側に膨出させるから、軸方向の両側部にそれぞれ外側に膨出した膨出部（４）（４）が形成された据え込み加工品（6B）を能率良く製造することができる。【０２８９】
また、各心金半片部（40a）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内に配置する、心金半片部（40a）のセット作業と、各パンチ（30）で素材（１）の対応する加工予定部（２）を加圧するために各パンチ（30）を素材（１）の軸方向端部側に配置する、パンチ（30）のセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。【０２９０】
さらに、加工終了後において、各心金半片部（40a）を素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の中空部（2a）（3a）内から抜出する、心金半片部（40a）の抜出作業と、各パンチ（30）を素材（１）の軸方向端部の位置から取り外す、パンチ（30）の取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。【０２９１】
さらに、心金（40）がその軸方向中間部で２分割されることでその長さが短くなっているので、心金（40）の所定中空部（2a）（3b）内への挿入時間を短縮することができ、もって据え込み加工の作業能率をさらに一層向上させることができる。【０２９２】
ここで、上記第２実施形態では、据え込み加工時において、各ガイド（20）はガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしも各ガイド（20）はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、各ガイド（20）を、素材（１）の各加工予定部（２）の材料の成形凹部（12）内への圧入によりガイド（20）に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、各ガイド駆動装置（60）を必ずしも用いなくても各ガイド（20）を移動させることができ、もって据え込み加工装置（1B）の簡素化を図ることができる。【０２９３】
図１２〜図１４は、本発明の第３実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。【０２９４】
図１２において、（1C）は第３実施形態に係る据え込み加工装置、（１）は筒状素材である。また、図１４において、（6C）は、据え込み加工装置（1C）により製造された筒状の据え込み加工品である。この据え込み加工品（6C）は、例えば、車両用アームの軸部材を製作するためのプリフォームとして、又は筒状の軸部の両端部にそれぞれネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。あるいは、筒状の軸部の端部に他の部材が摩擦撹拌接合により接合一体化される部材、即ち摩擦撹拌接合用筒状被接合部材として用いられるものである。なお、（５）は、素材（１）の非加工予定部（３）からなる据え込み加工品（6C）の軸部、（４）は軸部（５）の一端部に形成された膨出部である。この膨出部（４）は素材（１）の内側（即ち素材（１）の径方向内向き）に肉厚が増加するように膨出している。【０２９５】
本第３実施形態の据え込み加工装置（1C）の構成について上記第１実施径のもの（1A）との相異を中心に以下に説明する。【０２９６】
素材（１）は、図１２に示すように、上記第１実施形態の素材と同じく、真直な円筒状のものであり、詳述すると真直な丸パイプ状のものである。【０２９７】
この素材（１）の加工予定部（２）は、素材（１）の軸方向両側部のうち一側部に位置しており、詳述すると、素材（１）の軸方向一端部に位置しており、つまり素材（１）の軸方向一端部が加工予定部（２）に対応している。一方、この素材（１）の非加工予定部（３）は、素材（１）の軸方向他端部に位置しており、つまり素材（１）の軸方向他端部が非加工予定部（３）に対応している。そして、素材（１）の加工予定部（２）が設計形状に増肉加工されることにより、図１４に示すように、素材（１）（軸部（５））の一端部に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部（４）が形成される。【０２９８】
据え込み加工装置（1C）は、素材（１）の加工予定部（２）を肉厚が増加するように内側に膨出させるためのものである。この据え込み加工装置（1C）は、心金（40）と、拘束ダイ（10）と、成形凹部（12）と、ガイド（20）と、パンチ（30）と、ガイド駆動装置（60）と、パンチ駆動装置（70）とを備えている。【０２９９】
心金（40）は、心金本体（41）と該心金本体（41）の軸方向一端部に一体に設けられ心金本体（41）より小径の小径部（42）とを有している。この心金（40）において、心金本体（41）は素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内に挿入配置され、該非加工予定部（３）の内周面を心金本体（41）の周面で座屈阻止状態に拘束するものである。心金（40）の小径部（42）は素材（１）の加工予定部（２）の中空部（2a）内に配置され、該加工予定部（２）の内周面と小径部（42）との間に成形凹部（12）を形成するものである。【０３００】
拘束ダイ（10）は、その軸方向に延びた拘束孔（11）を有している。この拘束孔（11）内には素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）が配置され、該加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の外周面を拘束孔（11）の周面で座屈阻止状態に拘束するものとなされている。【０３０１】
また、拘束ダイ（10）は、縦に複数個に分割されたものであり、即ち割型からなる。【０３０２】
パンチ（30）は、素材（１）の加工予定部（２）を軸方向に加圧するためのものである。このパンチ（30）の先端部は、素材（１）の軸方向端部（即ち加工予定部（２））の断面形状に対応した断面形状に形成されており、即ちパンチ（30）の先端部の断面形状は円環状である。【０３０３】
さらに、パンチ（30）の内部には、その軸方向に延びた空洞部（31）が形成されている。この空洞部（31）は、パンチ（30）をその軸方向に貫通して設けられている。【０３０４】
ガイド（20）は、素材（１）の加工予定部（２）の中空部（2a）内に配置され、該加工予定部（２）の内周面をガイド（20）の周面で拘束するものである。【０３０５】
このガイド（20）は、パンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動可能なものである。このガイド（20）は、パンチ（30）の空洞部（31）内に挿入配置されるとともに、空洞部（31）内で軸方向に移動自在に配置されるものである。【０３０６】
また、ガイド（20）の先端部（20a）の周縁部には面取り加工が施されており、そのため、該周縁部の断面形状が丸く形成されている。（21a）は、該周縁部に形成された面取り加工部である。【０３０７】
さらに、ガイド（20）の内部にはその軸方向に延びた空洞部が形成されるとともに、この空洞部内に軸方向に伸縮可能な伸縮装置（50）として流体圧シリンダ（51）が配置されている。そして、ガイド（20）に心金（40）がこの流体圧シリンダ（51）を介してガイド（20）の軸方向に延在する状態に連結されている。この流体圧シリンダ（51）の伸縮ロッド（51a）の先端部には心金（40）の小径部（42）が分離可能に固着されている。【０３０８】
パンチ駆動装置（70）は、パンチ（30）を素材（１）の軸方向に移動させ、該パンチ（30）に素材（１）の加工予定部（２）を加圧するための加圧力を付与するためのものである。このパンチ駆動装置（70）はパンチ（30）に接続されている。【０３０９】
ガイド駆動装置（60）は、ガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させるものである。このガイド駆動装置（60）はガイド（20）に接続されている。【０３１０】
次に、上記第３実施形態の据え込み加工装置（1C）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。【０３１１】
まず、図１２に示すように、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）に素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）を挿入配置する。これにより、素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の外周面が拘束孔（11）の周面で拘束される。【０３１２】
次いで、ガイド（20）に心金（40）が流体圧シリンダ（51）を介して連結された状態のままで、心金本体（41）を素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内に挿入配置するとともに、心金（40）の小径部（42）を加工予定部（２）の中空部（2a）内に挿入配置する［心金（40）のセット作業］。この操作により、ガイド（20）が素材（１）の加工予定部（２）の中空部（2a）内に配置される［ガイド（20）のセット作業］。この状態において、素材（１）の加工予定部（２）の内周面はガイド（20）の周面で拘束されている。【０３１３】
さらに、パンチ（30）の空洞部（31）内にガイド（20）を挿通配置し、該パンチ（30）を素材（１）の軸方向端部側の初期位置に配置する。【０３１４】
さらに、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に初期クリアランスＸを設ける。この初期クリアランスＸの間隔は、パンチ（30）の移動を開始する前の状態においてガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）の露出部の断面積での座屈限界長さ（Ｘ0）以下に設定されている。【０３１５】
次いで、図１３に示すように、パンチ駆動装置（70）を作動させることでパンチ（30）を移動させ、該パンチ（30）で素材（１）の加工予定部（２）を軸方向に加圧しながら、ガイド駆動装置（60）を作動させることでガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させる。これにより、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）が成形凹部（12）内で肉厚が増加するように内側に膨出する。さらに、パンチ（30）の移動に伴い流体圧シリンダ（51）のロッド（51a）を伸長させ、心金（41）の軸方向における位置ずれを防止する。【０３１６】
ここで、パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までの間にタイムラグｔ0を設けるこのが望ましい。すなわち、パンチ（30）による素材（１）の加工予定部（２）の加圧を開始する場合には、まずガイド（20）の位置を初期位置に固定しておいてから、パンチ（30）を移動させ、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で軸方向に加圧する。そして、タイムラグｔ0の経過後、継続してパンチ（30）で素材（１）の加工予定部（２）を加圧しながら、ガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させる。【０３１７】
パンチ（30）及びガイド（20）の移動に伴い、素材（１）の加工予定部（２）が成形凹部（12）内で肉厚が増加するように内側に徐々に膨出し、該加工予定部（２）の材料が成形凹部（12）内に充満されていく。【０３１８】
そして、図１４に示すように、パンチ（30）の先端部が、膨出部（４）の設計体積から求められるパンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置ＸPに到達したとき、パンチ（30）の移動を停止し、またガイド（20）の先端部（20a）が、設計で定めたガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置Ｘgに到達したとき、ガイド（20）の移動を停止する。このとき、素材（１）の加工予定部（２）の材料は成形凹部（12）内に完全に充満されて、該加工予定部（２）が設計形状に膨出されている。【０３１９】
以上の手順により、素材（１）の加工予定部（２）についての増肉加工が終了する。【０３２０】
次いで、流体圧シリンダ（51）と心金（40）とを分離するとともに、拘束ダイ（10）の底部（15）を取り外したのち、心金（40）を素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内から抜出し、またガイド（20）及びパンチ（30）を取り外す。【０３２１】
上記第３実施形態では、パンチ（30）の先端部の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置ＸPと、ガイド（20）の先端部（20a）の成形凹部（12）底部（12a）に対する停止位置Ｘgとは一致している。なお本発明では、ＸPとＸgとは一致していなくても良い。【０３２２】
また、ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度Ｇは、上記式（ｉ）を満足していることが望ましい。【０３２３】
而して、上記第３実施形態の据え込み加工方法では、パンチ（30）で素材（１）の加工予定部（２）を加圧する際には、素材（１）の非加工予定部（３）の内周面が心金本体（41）の周面で拘束され、且つ加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の外周面が拘束ダイ（10）の拘束孔（11）の周面で拘束されているので、素材（１）の非加工予定部（３）の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部（２）の外側への座屈が防止されている。さらに、素材（１）の加工予定部（２）の中空部（2a）内にガイド（20）が配置されることで、加工予定部（２）の内周面がガイド（20）の周面で拘束され、これにより、加工予定部（２）の内側への座屈が防止されている。この状態で、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で軸方向に加圧しながら、ガイド（20）をパンチの移動方向（35）とは反対方向（25）に移動させることにより、ガイド（20）の先端部（20a）と成形凹部（12）の底部（12a）との間に露出する素材（１）の加工予定部（２）が成形凹部（12）内で肉厚が増加するように内側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品（6C）を得ることができる。【０３２４】
さらに、ガイド（20）をガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動させるので、ガイド（20）を確実に移動させることができる。【０３２５】
さらに、パンチ（30）の先端部が素材（１）の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されているので、素材（１）の加工予定部（２）をパンチ（30）で確実に加圧することができる。【０３２６】
さらに、ガイド（20）に心金（40）がガイド（20）の軸方向に延在する状態に連結されているので、心金本体（41）を素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内に小径部（42）を加工予定部（２）の中空部（2a）内にそれぞれ配置する、心金（40）のセット作業と、ガイド（20）を素材（１）の加工予定部（２）の中空部（2a）内に配置する、ガイド（20）のセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。【０３２７】
さらに、ガイド（20）の移動に伴い流体圧シリンダ（51）を伸長させているので、ガイド（20）の移動や素材（１）の加工予定部（２）の膨出に伴って心金（40）の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。【０３２８】
さらに、伸縮装置（50）として流体圧シリンダ（51）が用いられているので、そのような不具合を確実に防止することができる。【０３２９】
さらに、ガイド（20）の先端部（20a）の周縁部に面取り加工（その面取り加工部（21a））が施されているので、加工時においてガイド（20）の先端部（20a）に素材（１）の加工予定部（２）の材料の背圧が効果的に作用するようになる。その結果、ガイド（20）を移動させるのに要するガイド駆動装置（60）の駆動力を減少させることができ、もってガイド駆動装置（60）の小型化を図り得る。【０３３０】
ここで、上記第３実施形態では、据え込み加工時において、ガイド（20）はガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしもガイド（20）はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、ガイド（20）を、素材（１）の加工予定部（２）の材料の成形凹部（12）内への圧入によりガイド（20）に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、ガイド駆動装置（60）を必ずしも用いなくてもガイド（20）を移動させることができ、もって据え込み加工装置（1C）の簡素化を図ることができる。【０３３１】
図１５は、上記第１実施形態の据え込み加工装置（1A）の一変形例を示す概略図である。【０３３２】
この変形例では、伸縮装置（50）として圧縮コイルバネ（52）が用いられている。このバネ（52）は、加工時においてパンチ（30）の移動に伴い短縮されるように構成されている。【０３３３】
なお、このバネ（52）は、上記第２実施形態の据え込み加工装置（1B）における各伸縮装置（50）としても適用できる。【０３３４】
図１６は、上記第３実施形態の据え込み加工装置（1C）のもう一つの変形例を示す概略図である。【０３３５】
この変形例では、伸縮装置（50）としてコイルバネ（52）が用いられている。このバネ（52）は、加工時においてガイド（20）の移動に伴い伸長されるように構成されている。【０３３６】
図１７〜図１９は、本発明の第４実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。【０３３７】
図１７において、（1D）は、第４実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置である。図１７〜図１９には、図７〜図１０に示した第２実施形態の据え込み加工装置（1B）の構成要素と同一の要素には同一の符号が付されている。以下、本第４実施形態の据え込み加工装置（1D）の構成について、上記第２実施形態の据え込み加工装置（1B）の構成との相違を中心に説明する。【０３３８】
第４実施形態の据え込み加工装置（1D）により製作される筒状据え込み加工品は、図１１に示した筒状据え込み加工品（6B）と同じである。【０３３９】
この据え込み加工装置（1D）は、図１７に示すように、上記第２実施形態の据え込み加工装置（1B）の全ての構成と、更に、２個の加熱手段（80）（80）と、２個の冷却手段（85）（85）とを備えている。【０３４０】
２個の加熱手段（80）（80）は互いに同一構成である。各加熱手段（80）は、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に加熱するものである。加熱手段（80）は、誘導加熱コイル（81a）と、該コイル（81a）に交流電流（又は交流電圧）を供給する電源部（81b）とを有する誘導加熱手段（81）である。【０３４１】
誘導加熱コイル（81a）の表面は、絶縁テープ等からなる絶縁層（図示せず）で覆われている。さらに、このコイル（81a）は、拘束ダイ（10）の軸方向両端部の内部に、対応する成形凹部（12）を取り囲む態様にして埋設されている。【０３４２】
拘束ダイ（10）は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料（例：耐熱性金属材）からなる。【０３４３】
この誘導加熱手段（81）では、コイル（81a）に電源部（81b）によって所定の周波数（例：高周波や低周波）の電流（電圧）を供給すると、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって拘束ダイ（10）の軸方向端部が局部的に誘導加熱され、これにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）が、拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱で局部的に加熱されるように構成されている。すなわち、素材（１）の当該部位（2x）に拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱が伝導することにより、当該部位（2x）が局部的に加熱されるように構成されている。さらに、この誘導加熱手段（81）では、コイル（81a）への電流供給量等を増加させることにより、素材（１）の当該部位（2x）の加熱温度を上昇させて当該部位（2x）を局部的に半溶融状態に加熱できるように構成されている。【０３４４】
２個の冷却手段（85）（85）は互いに同一構成である。各冷却手段（85）は、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を局部的に冷却するものである。この冷却手段（85）は、冷却液流通路（85a）を有している。この冷却液流通路（85a）は、ガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位の内部として、ガイド（20）の基端部の内部に設けられている。そして、冷却手段（85）は、この冷却液流通路（85a）内に冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材（１）の当該部位（2y）を局部的に冷却するように構成されている。【０３４５】
なお、（88）（88）は、拘束ダイ（10）の軸方向中間部の内部に設けられた２個の冷却液流通路である。この各冷却液流通路（88）は、その内部に冷却液を流通させることにより、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって生じた熱が拘束ダイ（10）の他の部位へ伝導するのを抑制するものである。【０３４６】
本第４実施形態の据え込み加工装置（1D）の他の構成は、上記第２実施形態の据え込み加工装置（1B）の構成と同じである。【０３４７】
次に、上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。【０３４８】
まず、図１７に示すように、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）に素材（１）の非加工予定部（３）を挿入配置する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）がそれぞれ拘束ダイ（10）の対応する成形凹部（12）内に配置される。この状態において、素材（１）の非加工予定部（３）の外周面は拘束孔（11）の周面で拘束されている。【０３４９】
次いで、上記第２実施形態で説明した心金（40）のセット作業とパンチ（30）のセット作業とを行う。これにより、素材（１）の両加工予定部（２）（２）及び非加工予定部（３）の内周面が心金（40）（詳述すると、両心金半片部（40a）（40a））の周面で拘束される。【０３５０】
さらに、各ガイド（20）の挿通孔（21）内にそれぞれ対応する素材（１）の加工予定部（２）を挿入配置する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）の外周面が挿通孔（21）の周面で拘束される。【０３５１】
さらに、必要に応じて、各ガイド（20）の先端部（20a）と、対応する成形凹部（12）の底部（12a）との間にそれぞれ初期クリアランスＸ（図８参照）を設けることが望ましい。【０３５２】
さらに、各誘導加熱手段（81）のコイル（81a）に電源部（81b）によって所定の周波数の電流を供給することにより、各誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって拘束ダイ（10）の軸方向両端部を局部的に誘導加熱する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）が、拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱で局部的に加熱される。その結果、素材（１）の当該部位（2x）における変形抵抗が局部的に低下する。【０３５３】
この加熱温度は、素材（１）の当該部位（2x）の変形抵抗が低下するような温度であれば良く、限定されるものではないが、好適な加熱温度を具体的に例示すると、次のとおりである。【０３５４】
例えば、素材（１）の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金である場合には、好適な加熱温度の範囲として２００〜５８０℃（特に好ましくは３５０〜５４０℃）などが挙げられる。更に、素材（１）の当該部位（2x）を半溶融状態に加熱する場合には、好適な加熱温度の範囲として５８０〜６２５℃（特に好ましくは６００〜６１５℃）などが挙げられる。ただし本発明は、加熱温度が上記の範囲であることに限定されるものではない。【０３５５】
さらに、各冷却手段（85）の冷却液流通路（85a）内に常温の冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を局部的に冷却する。これにより、素材（１）の当該部位（2y）における変形抵抗の低下を抑制できる。【０３５６】
この場合の好適な冷却温度として、３０〜８０℃（特に好ましくは４０〜６０℃）などが挙げられる。ただし本発明は、冷却温度が上記の範囲であることに限定されるものではない。【０３５７】
また、拘束ダイ（10）の内部に設けられた各冷却液流通路（88）内に常温の冷却液を流通させる。これにより、各誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって生じた熱が拘束ダイ（10）の他の部位へ伝導するのを抑制する。【０３５８】
次いで、このような状態を維持したまま、上記第２実施形態で示した据え込み加工方法と同様の手順により、図１８及び図１９に示すように、素材（１）の両加工予定部（２）（２）を同時に成形凹部（12）（12）内で肉厚が増加するように外側に膨出させる。【０３５９】
そして、素材（１）の両加工予定部（２）（２）が設計形状に膨出したら、その後、上記第２実施形態で説明した心金（40）の抜出作業とパンチ（30）の取り外し作業とを行う。次いで、素材（１）を拘束ダイ（10）の拘束孔（11）内から取り出すことにより、図１１に示した筒状据え込み加工品（6B）が得られる。【０３６０】
この据え込み加工方法において、各ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度Ｇは、上記式（ｉ）を満足していることが望ましい。【０３６１】
而して、上記第４実施形態の据え込み加工方法では、上記第２実施形態の据え込み加工方法と同じ利点がある上、更に、次の利点がある。【０３６２】
すなわち、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に加熱した状態で、素材（１）の各加工予定部（２）を膨出させるので、素材（１）の各加工予定部（２）のうち、ガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。一方、素材（１）の各加工予定部（２）のうち、ガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材（１）の各端部がパンチ（30）からの加圧力によってガイド（20）の挿通孔（21）内で押し潰されることにより生じる成形圧力の増加を防止できる。【０３６３】
さらに、拘束ダイ（10）の軸方向両端部を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱することにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を、拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱で局部的に加熱するので、素材（１）の当該部位（2x）を確実に且つ効率良く加熱できる。【０３６４】
また、本第４実施形態では、加熱温度を上昇させることにより、素材（１）の当該部位（2x）を局部的に半溶融状態に加熱しても良い。この場合には、成形圧力を大幅に低減できる。なお、この場合の据え込み加工は、チクソ成形の範疇に入ることとなる。【０３６５】
さらに、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を冷却手段（85）によって局部的に冷却した状態で、素材（１）の各加工予定部（２）を膨出させるので、素材（１）の当該部位（2y）が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材（１）の当該部位（2y）における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０３６６】
したがって、本第４実施形態の据え込み加工方法によれば、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部（４）が形成された高品質の筒状据え込み加工品（6B）を製造できる。【０３６７】
なお、上記第４実施形態では、拘束ダイ（10）の軸方向両端部を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱することにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を、拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱で局部的に加熱するものである。しかるに本発明では、その他に、素材（１）の当該部位（2x）を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱しても良い。この場合には、素材（１）の当該部位（2x）を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。また、この場合には、拘束ダイ（10）は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料（例：耐熱性金属材）からなるものであっても良いし、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料からなるものであっても良い。【０３６８】
また、上記第４実施形態では、素材（１）の加工予定部（２）の個数は２個であるが、本発明では、その他に、加工予定部（２）の個数は１個であっても良い。【０３６９】
ここで、上記第４実施形態では、据え込み加工時において、各ガイド（20）はガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしも各ガイド（20）はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、各ガイド（20）を、素材（１）の各加工予定部（２）の材料の成形凹部（12）内への圧入によりガイド（20）に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、各ガイド駆動装置（60）を必ずしも用いなくても各ガイド（20）を移動させることができ、もって据え込み加工装置（1D）の簡素化を図ることができる。【０３７０】
図２０〜図２２は、本発明の第５実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。【０３７１】
図２０において、（1E）は、本第５実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置である。図２０〜図２２には、図１２〜図１４に示した第３実施形態の据え込み加工装置（1C）の構成要素と同一の要素には同一の符号が付されている。以下、本第５実施形態の据え込み加工装置（1E）の構成について、上記第３実施形態の据え込み加工装置（1C）及び上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）の構成との相違を中心に説明する。【０３７２】
第５実施形態の据え込み加工装置（1E）により製作される筒状据え込み加工品は、図２２に示すように、軸方向一端部に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部（４）が形成されたものであり、すなわち、上記第３実施形態の据え込み加工装置（1C）により製作される筒状据え込み加工品（6C）と同じである。【０３７３】
この据え込み加工装置（1E）は、図２０に示すように、上記第３実施形態の据え込み加工装置（1C）の全ての構成と、更に、加熱手段（80）と、冷却手段（85）とを備えている。【０３７４】
加熱手段（80）は、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に加熱するものである。加熱手段（80）は、誘導加熱コイル（81a）と、該コイル（81a）に交流電流（又は交流電圧）を供給する電源部（81b）とを有する誘導加熱手段（81）である。【０３７５】
誘導加熱コイル（81a）の表面は、絶縁テープ等からなる絶縁層（図示せず）で覆われている。さらに、このコイル（81a）は、拘束ダイ（10）の軸方向一端部の内部に成形凹部（12）を取り囲む態様にして埋設されている。【０３７６】
拘束ダイ（10）は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料（例：耐熱性金属材）からなるか、あるいは、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料からなる。【０３７７】
この誘導加熱手段（81）では、コイル（81a）に電源部（81b）によって所定の周波数（例：高周波や低周波）の電流（電圧）を供給すると、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）が局部的に誘導加熱されるように構成されている。さらに、この誘導加熱手段（81）は、コイル（81a）への電流供給量等を増加させることにより、素材（１）の当該部位（2x）の誘導加熱温度を上昇させて当該部位（2x）を局部的に半溶融状態に誘導加熱できるように構成されている。【０３７８】
冷却手段（85）は、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を局部的に冷却するものである。この冷却手段（85）は、ガイド（20）の基端部の内部に設けられた冷却液流通路（85a）を有している。そして、冷却手段（85）は、この冷却液流通路（85a）内に冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材（１）の当該部位（2y）を局部的に冷却するように構成されている。【０３７９】
なお、（88）は、拘束ダイ（10）の内部に設けられた冷却液流通路である。この冷却液流通路（88）は、その内部に冷却液を流通させることにより、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって生じた熱が拘束ダイ（10）の他の部位へ伝導するのを抑制するものである。【０３８０】
本第５実施形態の据え込み加工装置（1E）の他の構成は、上記第３実施形態の据え込み加工装置（1C）の構成と同じである。【０３８１】
次に、上記第５実施形態の据え込み加工装置（1E）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。【０３８２】
まず、図２０に示すように、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）に素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）を挿入配置する。これにより、素材（１）の加工予定部（２）及び非加工予定部（３）の外周面が拘束孔（11）の周面で座屈阻止状態に拘束される、
次いで、ガイド（20）に心金（40）が流体圧シリンダ（51）を介して連結された状態のままで、心金本体（41）を素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内に挿入配置するとともに、心金（40）の小径部（42）を加工予定部（２）の中空部（2a）内に挿入配置する［心金（40）のセット作業］。この操作により、ガイド（20）の少なくとも先端部（20a）が素材（１）の加工予定部（２）の中空部（2a）内に配置される［ガイド（20）のセット作業］。この状態において、素材（１）の加工予定部（２）の内周面はガイド（20）の周面で座屈阻止状態に拘束されている。【０３８３】
さらに、必要に応じて、各ガイド（20）の先端部（20a）と、対応する成形凹部（12）の底部（12a）との間にそれぞれ初期クリアランスＸ（図１２参照）を設けることが望ましい。【０３８４】
さらに、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）に電源部（81b）によって所定の周波数の電流を供給することにより、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に誘導加熱する。これにより、素材（１）の当該部位（2x）における変形抵抗が局部的に低下する。【０３８５】
この場合における加熱温度の好適な範囲は、上記第４実施形態に記載した好適な加熱温度の範囲と同じである。【０３８６】
さらに、冷却手段（85）の冷却液流通路（85a）内に常温の冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を局部的に冷却する。これにより、素材（１）の当該部位（2y）における変形抵抗の低下を抑制できる。【０３８７】
この場合における冷却温度の好適な範囲は、上記第４実施形態に記載した好適な冷却温度の範囲を同じである。【０３８８】
また、拘束ダイ（10）の内部に設けられた冷却液流通路（88）内に常温の冷却水等の冷却液を流通させる。これにより、誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって生じた熱が拘束ダイ（10）の他の部位へ伝導するのを抑制する。【０３８９】
次いで、このような状態を維持したまま、上記第３実施形態で示した据え込み加工方法と同様の手順により、図２１及び図２２に示すように、素材（１）の加工予定部（２）を成形凹部（12）内で肉厚が増加するように内側に膨出させる。【０３９０】
そして、素材（１）の加工予定部（２）が設計形状に膨出したら、その後、流体圧シリンダ（51）と心金（40）とを分離するとともに、拘束ダイ（10）の底部（15）を取り外す。そして、心金（40）を素材（１）の非加工予定部（３）の中空部（3a）内から抜出し、またガイド（20）及びパンチ（30）を取り外す。これにより、所望する筒状据え込み加工品（6C）が得られる。【０３９１】
この据え込み加工方法において、ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度Ｇは、上記式（ｉ）を満足していることが望ましい。【０３９２】
而して、上記第５実施形態の据え込み加工方法では、上記第３実施形態及び第４実施形態の据え込み加工方法と同じ利点がある上、更に、次の利点がある。【０３９３】
すなわち、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に加熱した状態で、素材（１）の加工予定部（２）を膨出させるので、素材（１）の加工予定部（２）のうち、ガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。一方、素材（１）の加工予定部（２）のうち、ガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材（１）の端部がパンチ（30）からの加圧力によって押し潰されることにより生じる成形圧力の増加を防止できる。【０３９４】
さらに、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱するので、素材（１）の当該部位（2x）を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。【０３９５】
また、本第５実施形態では、誘導加熱温度を上昇させることにより、素材（１）の当該部位（2x）を局部的に半溶融状態に誘導加熱しても良い。この場合には、成形圧力を大幅に低減できる。なお、この場合の据え込み加工は、チクソ成形の範疇に入ることとなる。【０３９６】
さらに、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を冷却手段（85）によって局部的に冷却した状態で、素材（１）の加工予定部（２）を膨出させるので、素材（１）の当該部位（2y）が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材（１）の当該部位（2y）における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０３９７】
したがって、本第５実施形態の据え込み加工方法によれば、図２２に示すように、軸方向一端部に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部（４）が形成された高品質の筒状据え込み加工品（6C）を製造できる。【０３９８】
なお、上記第５実施形態では、素材（１）の加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱するものである。しかるに本発明では、その他に、拘束ダイ（10）の軸方向一端部を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱し、これにより、素材（１）の当該部位（2x）を、拘束ダイ（10）の軸方向一端部の熱で局部的に加熱しても良い。この場合には、素材（１）の当該部位（2x）を確実に且つ効率良く加熱できる。また、この場合には、拘束ダイ（10）は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料（例：耐熱性金属材）からなるものことが望ましい。【０３９９】
ここで、上記第５実施形態では、据え込み加工時において、ガイド（20）はガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしもガイド（20）はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、ガイド（20）を、素材（１）の加工予定部（２）の材料の成形凹部（12）内への圧入によりガイド（20）に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、ガイド駆動装置（60）を必ずしも用いなくてもガイド（20）を移動させることができ、もって据え込み加工装置（1E）の簡素化を図ることができる。【０４００】
図２３〜図２５は、本発明の第６実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。【０４０１】
図２３において、（1F）は、本第６実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置である。図２３〜図２５には、図７〜図１０に示した第２実施形態の据え込み加工装置（1B）の構成要素と同一の要素には同一の符号が付されている。以下、本第６実施形態の据え込み加工装置（1F）の構成について、上記第２実施形態の据え込み加工装置（1B）及び上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）の構成との相違を中心に説明する。【０４０２】
第６実施形態の据え込み加工装置（1F）により製作される筒状据え込み加工品は、図１１に示した筒状据え込み加工品（6B）と同じである。【０４０３】
この据え込み加工装置（1F）は、図２３に示すように、上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）とは違って心金と伸縮装置とを備えていない。また、この据え込み加工装置（1F）は、２個の加熱手段（80）（80）と、２個の冷却手段（85）（85）と、圧力流体充填手段（90）とを備えている。【０４０４】
２個の加熱手段（80）（80）は互いに同一構成である。各加熱手段（80）は、上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）の加熱手段（80）と同じ構成であり、即ち、誘導加熱コイル（81a）と電源部（81b）とを有する誘導加熱手段（81）である。【０４０５】
２個の冷却手段（85）（85）は互いに同一構成である。各冷却手段（85）は、上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）の冷却手段（85）と同じ構成であり、即ち、冷却液流通路（85a）を有している。【０４０６】
圧力流体充填手段（90）は、筒状素材（１）の軸方向中間部の非加工予定部（３）及び軸方向両側部の加工予定部（２）（２）の中空部（3a）（2a）（2a）内に圧力流体（圧力媒体）（95）を充填し、これにより、素材（１）の非加工予定部（３）及び両加工予定部（２）（２）の内周面を流体圧（即ち、圧力流体の圧力）で座屈阻止状態に加圧拘束するものである。【０４０７】
この圧力流体充填手段（90）は、両パンチ（30）（30）のうちの一方のパンチ（30）の内部に軸方向に貫通して設けられた圧力流体供給路（91）と、該供給路（91）を通じて圧力流体（95）を素材（１）の中空部（3a）（2a）（2a）内に供給充填する圧力流体供給部（92）とを有している。圧力流体供給路（92）の供給口（9a）は、パンチ（30）の先端面に中空部（2a）に臨んで設けられている。圧力流体供給部（92）は、圧力流体供給源として、内部に圧力流体が充填された圧力タンク（図示せず）等を有している。【０４０８】
圧力流体（95）として、例えば、アルゴンや空気等のガスが用いられる。ただし本発明では、圧力流体（95）がガスであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、水や油等の液体であっても良い。【０４０９】
各パンチ（30）の先端部には、素材（１）の軸方向端部の開口部内に嵌合される嵌合凸部（32）が一体に設けられている。この嵌合凸部（32）は、素材（１）の軸方向端部をその内側から支持して当該端部の変形を阻止するものである。【０４１０】
次に、上記第６実施形態の据え込み加工装置（1F）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。【０４１１】
まず、図２３に示すように、拘束ダイ（10）の拘束孔（11）に素材（１）の非加工予定部（３）を挿入配置する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）がそれぞれ拘束ダイ（10）の対応する成形凹部（12）内に配置される。この状態において、素材（１）の非加工予定部（３）の外周面は拘束孔（11）の周面で拘束されている。【０４１２】
次いで、各ガイド（20）の挿通孔（21）内にそれぞれ対応する素材（１）の加工予定部（２）を挿入配置する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）の外周面が挿通孔（21）の周面で座屈阻止状態に拘束される。【０４１３】
さらに、各ガイド（20）の挿通孔（21）内にそれぞれ対応するパンチ（30）を挿入配置する。これにより、各パンチ（30）が素材（１）の軸方向端部側の初期位置に配置されるとともに、更に、各パンチ（30）の先端部の嵌合凸部（32）が素材（１）の軸方向端部の開口部内に適合状態に嵌合されて当該端部がその内側から嵌合凸部（32）で変形阻止状態に支持される。さらに、こうして嵌合凸部（32）が嵌合されることにより、素材（１）の軸方向両端部の開口部が閉塞される。【０４１４】
次いで、素材（１）の非加工予定部（３）及び両加工予定部（２）（２）の中空部（3a）（2a）（2a）内に、圧力流体充填手段（90）によって圧力流体供給部（92）から圧力流体（95）を圧力流体供給路（91）内を通じて充満状態に供給充填する。この充填の際には、素材（１）の軸方向両端部のうちいずれか一方の端部の開口部とパンチ（30）の先端部との間に隙間を開けておくことが、圧力流体（95）を素材（１）の中空部（3a）（2a）（2a）内に充満状態に充填し易くなる点で望ましい。圧力流体（95）の充填圧力は、５〜５０ＭＰａ（特に好ましくは１５〜３０ＭＰａ）の範囲内に設定されることが望ましい。ただし本発明では、充填圧力が上記の範囲であることに限定されるものではなく、つまり、加工時に素材（１）の非加工予定部（３）及び両加工予定部（２）（２）が内側へ座屈しないような充填圧力の範囲であれば良い。【０４１５】
さらに、必要に応じて、各ガイド（20）の先端部（20a）と、対応する成形凹部（12）の底部（12a）との間にそれぞれ初期クリアランスＸ（図８参照）を設けることが望ましい。【０４１６】
さらに、各誘導加熱手段（81）のコイル（81a）に電源部（81b）によって所定の周波数の電流を供給することにより、各誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって拘束ダイ（10）の軸方向両端部を局部的に誘導加熱する。これにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）が、拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱で局部的に加熱される。その結果、素材（１）の当該部位（2x）における変形抵抗が局部的に低下する。【０４１７】
この場合における加熱温度の好適な範囲は、上記第４実施形態に記載した好適な加熱温度の範囲と同じである。【０４１８】
さらに、各冷却手段（85）の冷却液流通路（85a）内に常温の冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を局部的に冷却する。これにより、素材（１）の当該部位（2y）における変形抵抗の低下を抑制できる。【０４１９】
この場合における冷却温度の好適な範囲は、上記第４実施形態に記載した好適な冷却温度の範囲を同じである。【０４２０】
また、拘束ダイ（10）の内部に設けられた各冷却液流通路（88）内に常温の冷却水等の冷却液を流通させる。これにより、各誘導加熱手段（81）のコイル（81a）によって生じた熱が拘束ダイ（10）の他の部位へ伝導するのを抑制する。【０４２１】
次いで、このような状態を維持したまま、上記第２実施形態で示した据え込み加工方法と同様の手順により、図２４及び図２５に示すように、素材（１）の両加工予定部（２）（２）を同時に成形凹部（12）（12）内で肉厚が増加するように外側に膨出させる。なお、素材（１）の両加工予定部（２）（２）を膨出させる間は、素材（１）の中空部（3a）（2a）（2a）内の流体圧が一定になるように流体圧を調節することが望ましい。【０４２２】
そして、素材（１）の両加工予定部（２）（２）が設計形状に膨出したら、その後、素材（１）を拘束ダイ（10）の拘束孔（11）内から取り出すことにより、図１１に示した筒状据え込み加工品（6B）が得られる。【０４２３】
この据え込み加工方法において、各ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度Ｇは、上記式（ｉ）を満足していることが望ましい。【０４２４】
而して、上記第６実施形態に据え込み加工方法では、次の利点がある。【０４２５】
すなわち、パンチ（30）で素材（１）の各加工予定部（２）を加圧する際には、素材（１）の非加工予定部（３）及び両加工予定部（２）（２）の内周面が流体圧で加圧拘束され、且つ非加工予定部（３）の外周面が拘束ダイ（10）の拘束孔（11）の周面で拘束されている。したがって、素材（１）の非加工予定部（３）の内側及び外側への座屈が防止され、且つ各加工予定部（２）の内側への座屈が防止されている。また、素材（１）の各加工予定部（２）がガイド（20）の挿通孔（21）内に配置されることで、各加工予定部（２）の外周面が挿通孔（21）の周面で拘束され、これにより、加工予定部（２）の外側への座屈が防止されている。この状態で、据え込み加工を行うことにより、素材（１）の各加工予定部（２）を成形凹部（21）内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出させることができ、その結果、高品質の筒状据え込み加工品（6B）を得ることができる。【０４２６】
さらに、素材（１）の非加工予定部（３）及び両加工予定部（２）（２）の中空部（3a）（2a）（2a）内には、心金ではなく、圧力流体（95）が充填されているので、加工時に素材（１）の各加工予定部（２）に作用する摩擦力を低減できる。そのため、成形圧力を大幅に低減できる。さらに、加工終了後において、心金を据え込み加工品（6B）の中空部内から抜出する必要がないという利点がある。【０４２７】
さらに、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に加熱した状態で、素材（１）の各加工予定部（２）を膨出させるので、素材（１）の各加工予定部（２）のうち、ガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。一方、素材（１）の各加工予定部（２）のうち、ガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材（１）の各端部がパンチ（30）からの加圧力によって押し潰されて変形するのを防止できる。【０４２８】
さらに、拘束ダイ（10）の軸方向両端部を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱することにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を、拘束ダイ（10）の軸方向端部の熱で局部的に加熱するので、素材（１）の当該部位（2x）を確実に且つ効率良く加熱できる。【０４２９】
また、本第６実施形態では、加熱温度を上昇させることにより、素材（１）の当該部位（2x）を局部的に半溶融状態に加熱しても良い。この場合には、成形圧力を大幅に低減できる。なお、この場合の据え込み加工は、チクソ成形の範疇に入ることとなる。【０４３０】
さらに、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を冷却手段（85）によって局部的に冷却した状態で、素材（１）の各加工予定部（２）を膨出させるので、素材（１）の当該部位（2y）が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材（１）の当該部位（2y）における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。【０４３１】
したがって、本第６実施形態の据え込み加工方法によれば、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部（４）が形成された高品質の筒状据え込み加工品（6B）を製造できる。【０４３２】
なお、上記第６実施形態では、拘束ダイ（10）の軸方向両端部を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱することにより、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を加熱するものである。しかるに本発明では、その他に、素材（１）の当該部位（2x）を誘導加熱手段（81）によって局部的に誘導加熱しても良い。この場合には、素材（１）の当該部位（2x）を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。また、この場合には、拘束ダイ（10）は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料（例：耐熱性金属材）からなるものであっても良いし、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料からなるものであっても良い。【０４３３】
また、上記第６実施形態では、素材（１）の加工予定部（２）の個数は２個であるが、本発明では、その他に、加工予定部（２）の個数は１個であっても良い。【０４３４】
ここで、上記第６実施形態では、据え込み加工時において、各ガイド（20）はガイド駆動装置（60）の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしも各ガイド（20）はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、各ガイド（20）を、素材（１）の各加工予定部（２）の材料の成形凹部（12）内への圧入によりガイド（20）に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、各ガイド駆動装置（60）を必ずしも用いなくても各ガイド（20）を移動させることができ、もって据え込み加工装置（1F）の簡素化を図ることができる。【０４３５】
以上で、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。【０４３６】
例えば、本発明に係る据え込み加工装置は、ブッシュのカラー部材用プリフォーム、又は車両のアームの軸部材用プリフォーム、あるいは摩擦撹拌接合用筒状被接合部材を製造するために用いられるものに限定されるものではなく、様々な製品用プリフォームを製造するために用いられるものである。【０４３７】
また、本発明では、素材の加工予定部が素材の軸方向中間部に位置しており、本発明に係る据え込み加工方法によりこの加工予定部を肉厚が増加するように内側又は外側に膨出させることにより、素材の軸方向中間部に膨出部を形成しても良い。【０４３８】
また、本発明では、素材を所定温度に加熱した状態で素材の加工予定部を加工しても良いし、素材を加熱しない状態で素材の加工予定部を加工しても良い。すなわち、本発明に係る据え込み加工方法は、熱間据え込み加工法であっても良いし、冷間据え込み加工法であっても良い。【０４３９】
また、本発明では、拘束ダイ及びガイドは複数個に分割されたものであっても良い。なお、拘束ダイ及びガイドの分割数及び分割位置は、素材や据え込み加工品の形状に応じて様々に設定されるものである。【０４４０】
また、本発明では、素材は、上記実施形態で示したように円筒状であっても良いし、その他に、例えば、角筒状であっても良い。【０４４１】
また、本発明は、加熱手段（80）が誘導加熱手段（81）であることに限定されるものではなく、その他の加熱手段であっても良い。
【実施例】
【０４４２】
次に、本発明の具体的な実施例を以下に示す。ただし本発明は、この実施例に示したものに限定されるものではない。【０４４３】
押出材からなる円筒状の素材（１）を準備した。素材（１）の内径は３０ｍｍ、外径は４０ｍｍ、肉厚は５ｍｍである。素材（１）の各加工予定部（２）の長さは１２０ｍｍである。素材（１）の材質は、ＪＩＳ（日本工業規格）に準拠した合金番号Ａ６０６１のアルミニウム合金である。【０４４４】
実施例１では、上記素材（１）を、上記第６実施形態の据え込み加工装置（1F）を用いて上記第６実施形態で示した据え込み加工方法と同じ方法で据え込み加工した。そして、その際に要した成形圧力を調べた。その結果を表１に示す。【０４４５】
実施例２では、上記素材（１）を、上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）を用いて上記第４実施形態で示した据え込み加工方法と同じ方法で据え込み加工した。そして、その際に要した成形圧力を調べた。その結果を表１に示す。【０４４６】
実施例３では、上記素材（１）を、上記第４実施形態の据え込み加工装置（1D）を用いて据え込み加工した。ただし本実施例３では、素材（１）の全体を加熱して据え込み加工を行った。そして、その際に要した成形圧力を調べた。その結果を表１に示す。【０４４７】
【表１】
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【０４４８】
ここで、表１において、「拘束手段」とは、素材（１）の非加工予定部（３）及び両加工予定部（２）（２）の内周面を拘束する手段である。実施例１では、拘束手段として、アルゴンガスからなる圧力流体（95）を使用した。実施例２及び３では、拘束手段として心金（40）を使用した。【０４４９】
また、「加熱態様」欄において、「局部加熱」とは、素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）に対応する部位（2x）を局部的に加熱した場合である。「全体加熱」とは、素材（１）の全体を加熱炉により加熱し、その後、加熱状態の該素材（１）を迅速に据え込み加工装置（1D）にセットして据え込み加工を行った場合である。【０４５０】
また、「冷却」欄において、「有」とは、各冷却手段（85）によって素材（１）の各加工予定部（２）におけるガイド（20）の先端部（20a）よりも基端側の部位に対応する部位（2y）を局部的に冷却した場合である。「無」とは、冷却しなかった場合である。【０４５１】
表１に示すように、拘束手段として圧力流体（95）を使用した場合（実施例１）は、心金（40）を使用した場合（実施例２及び３）に比べて、成形圧力を低減できた。【０４５２】
また、局部加熱を行った場合（実施例１及び２）は、全体加熱を行った場合（実施例３）に比べて、成形圧力を低減できた。【０４５３】
この出願は、２００５年１月３１日付で出願された日本国特許出願特願２００５−２４１６４号、及び２００５年２月４日付で出願された米国仮出願６０／６４９，５５２号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。【０４５４】
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、この発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０４５５】
本発明は、筒状の素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側又は外側に膨出させることができる筒状素材の据え込み加工方法及び筒状素材の据え込み加工装置に利用可能である。
【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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【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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