(57)【要約】【課題】拡管成形における成形限界を引き上げて成形性の向上とともに、製品歩留まりの向上も図ることが可能な鋼管の拡管成形方法を提供する。【解決手段】この拡管成形方法では、以下のステップＳ１〜ステップＳ３を経て拡管成形を行う。ステップＳ１では、異形鋼管Ｐ１の開口端部に、略Ｒ形状の湾曲部Ｐ１ａを形成する。ステップＳ２では、上記湾曲部Ｐ１ａが形成された異形鋼管Ｐ１の開口端部に対して、略ホームベース状のパンチ１２の細い側を挿入していく。ステップＳ３では、ステップＳ２におけるパンチ１２の挿入とほぼ同時に、サイド金型２１による開口端部への押圧を開始する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の開口端側から拡管成形用のパンチを挿入して拡管成形を行う鋼管の拡管成形方法であって、
拡管成形時に薄肉化される部分に相当する鋼管の開口端部に、前記鋼管の長手方向に延伸した調整部を形成する第１のステップと、
前記調整部が形成された前記開口端部側から前記パンチを挿入する第２のステップと、
を備えている鋼管の拡管成形方法。
【請求項２】
前記パンチが前記鋼管の開口端部側から挿入される際に、前記開口端部を前記パンチの挿入方向に向かって押圧する第３のステップを、さらに備えている、
請求項１に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項３】
前記第３のステップでは、前記鋼管の開口端部への押圧を、前記拡管成形用のパンチの挿入に伴って前記開口端部の拡管成形が開始されたタイミングで開始するように制御する、
請求項２に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項４】
前記調整部は、前記鋼管の長手方向に突出する湾曲形状を有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項５】
前記調整部は、前記鋼管の長手方向に対して斜めに切断された部分である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項６】
前記鋼管は、異形断面を有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の鋼管の拡管成形方法。
【請求項７】
前記鋼管は、断面視において互いに略平行な平面を有している、
請求項６に記載の鋼管の拡管成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、異形鋼管等の端部に拡管部を形成するための鋼管の拡管成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼管の一方の開放端からパンチを押し込んで拡管部分を成形する方法が用いられている。
例えば、特許文献１には、テーパ角度を１５〜３０度の範囲に設定したポンチと、ポンチのテーパ角度と同じ大きさのテーパ角度のテーパ部を有する金属管つかみ型と、を使用して、金属管の端部からポンチを押し込んで拡管する金属管の管端の拡管方法が開示されている。
【０００３】
この拡管方法によれば、耐力が高く、加工硬化指数の大きいステンレス鋼や高張力鋼からなる金属管の管端を座屈や扁平等の変形を発生させることなく、効率よく拡管することができる。
【特許文献１】特開２００２−３４６６６４号公報（平成１４年１２月３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の鋼管の拡管成形方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、丸鋼管の拡管成形では、均等に肉厚が薄くなりながら拡管されていくために成形限界が大きく、成形難易度は高くないため、上記公報に開示された成形方法であっても問題は生じない。しかし、断面が略四角形の互いに平行な面を有する異形鋼管の拡管成形においては、肉厚を均等に薄くすることは困難であり、成形限界が小さく成形難易度が高いために、上記公報に開示された成形方法では対応できないおそれがある。
【０００５】
また、このような拡管成形後の鋼管では、開口端部は薄肉化されており、形状も不安定となっていることから、通常は切断されてから使用される。よって、切断される部分を見越して拡管成形を行う必要があり、製品歩留りを低下させる一因となっている。
【０００６】
本発明の課題は、拡管成形における成形限界を引き上げて成形性の向上とともに、製品歩留まりの向上も図ることが可能な鋼管の拡管成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、鋼管の開口端側から拡管成形用のパンチを挿入して拡管成形を行う鋼管の拡管成形方法であって、第１および第２のステップを備えている。第１のステップでは、拡管成形時に薄肉化される部分に相当する鋼管の開口端部に、鋼管の長手方向に延伸した調整部を形成する。第２のステップでは、調整部が形成された開口端部側からパンチを挿入する。
【０００８】
ここでは、鋼管の開口端部側からパンチを挿入して拡管成形を行う拡管成形方法において、パンチを挿入する工程の前段階で、拡管成形される鋼管の開口端部側に拡管成形時に延伸される初期調整しろとして、パンチの挿入方向に延伸させた調整部を予め設けている。
【０００９】
ここで、上記調整部は、鋼管や拡管成形後の形状、パンチの形状、挿入速度等に応じて、略Ｒ形状とする等、適宜形状を変更することができる。また、上記調整部は、レーザ加工等によって形成することができる。
【００１０】
これにより、調整部を含む開口端部側からパンチを挿入していくと、調整部を含む開口端部が延伸していく。そして、拡管成形が完了した時点において、調整部を設けていることで、鋼管の長手方向に対して開口端部の形状を安定化させることができる。この結果、拡管成形後に必要な形状を逆算して調整部を設けておくことで、拡管成形後における鋼管の開口端部を切断等することなく、そのまま使用することができる。よって、拡管成形における成形限界を引き上げるとともに、拡管成形される鋼管の歩留まりの向上が図れる。
【００１１】
第２の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１の発明に係る鋼管の拡管成形方法であって、パンチが前記鋼管の開口端部側から挿入される際に、開口端部をパンチの挿入方向に向かって押圧する第３のステップをさらに備えている。
【００１２】
ここでは、上述した調整部を設けた鋼管の開口端部に対してパンチを挿入していく過程において、サイド金型等を用いて開口端部をパンチの挿入方向に沿って押圧していく。
これにより、拡管成形が進むにつれて鋼管が薄肉化していくときに、パンチの挿入方向に向かって調整部が形成された開口端部を押し込むことで、拡管された鋼管が局所的に薄肉化して成形不良となってしまうことを抑制することができる。この結果、調整部の形成と開口端部の押圧とを組み合わせることで、鋼管の拡管成形における成形限界をさらに効果的に広げて、例えば、異形鋼管の拡管成形にも対応可能な成形方法を提供することができる。
【００１３】
第３の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第２の発明に係る鋼管の拡管成形方法であって、第３のステップでは、鋼管の開口端部への押圧を、拡管成形用のパンチの挿入に伴って開口端部の拡管成形が開始されたタイミングで開始するように制御する。
【００１４】
ここでは、拡管成形用のパンチの挿入による拡管成形開始のタイミングに合わせて、サイド金型等を用いた鋼管の開口端部への押圧を開始する。
これにより、拡管成形が進行して部分的に薄肉化されていく場合でも、肉厚減少の開始とともに鋼管の開口端部をより強い力で押圧することができる。この結果、鋼管の薄肉化が局所的に進んで成形不良が発生することを抑制しつつ、効率よく所望の拡管成形を行うことができる。
【００１５】
第４の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る鋼管の拡管成形方法であって、調整部は、鋼管の長手方向に突出する湾曲形状を有している。
【００１６】
ここでは、拡管成形される開口端部に形成される調整部として、鋼管の長手方向に突出する湾曲形状を採用している。
これにより、鋼管の開口端部からパンチを挿入していって拡管成形が進行する際に、調整部の湾曲形状が延伸していった結果、開口端部をフラットな状態とすることができる。この結果、鋼管の開口端部を切断して用いる必要がなくなるため、拡管成形後の鋼管の歩留りを向上させることができる。
【００１７】
第５の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る鋼管の拡管成形方法であって、調整部は、前記鋼管の長手方向に対して斜めに切断された部分である。
【００１８】
ここでは、例えば、断面が略四角形の異形鋼管における片側のみを拡管成形する場合において、拡管成形される側が残されるように斜めに切断された調整部を用いている。
これにより、拡管成形時において薄肉化される開口端部側に形成された調整部を、片側の拡管成形の調整しろとして用いることができる。この結果、片側のみの拡管成形という成形限界が厳しい条件下であっても、調整部を設けたことによって成形限界を引き上げて成形性を向上させ、製品歩留りを向上させることができる。
【００１９】
第６の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る鋼管の拡管成形方法であって、鋼管は、異形断面を有している（以下、この鋼管を異形鋼管と示す。）。
【００２０】
ここでは、異形鋼管の拡管成形を行う場合において、上述した調整部を開口端部へ設けている。
ここで、上記異形断面とは、断面が略円形の鋼管を除く、例えば、略長方形に成形された断面をいう。
【００２１】
これにより、開口端部に設けられた調整部によって拡管成形時における薄肉化を吸収して、成形限界を引き上げることができる。この結果、異形鋼管の拡管成形の成形性を向上させ、かつ開口端部の切断量を減らして製品歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
第７の発明に係る鋼管の拡管成形方法は、第６の発明に係る鋼管の拡管成形方法であって、鋼管は、断面視において互いに略平行な平面を有している。
ここでは、断面視において略平行な平面を含む異形鋼管に対して拡管成形を行う。ここで、上記断面視において互いに略平行な平面を有する鋼管とは、例えば、断面形状が略正方形、略長方形、略台形等の四角形のものが含まれる。
【００２３】
これにより、上述した断面形状を有する鋼管に対する拡管成形であるために、通常の方法では成形限界が厳しい場合でも、成形性を向上させ、かつ開口端部の切断量を減らして製品歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る鋼管の拡管成形方法によれば、拡管成形における成形限界を引き上げるとともに、拡管成形される鋼管の歩留まりの向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［実施形態１］
本発明の一実施形態に係る鋼管の拡管成形方法について、図１〜図７を用いて説明すれば以下の通りである。
【００２６】
［拡管成形装置１０の構成］
本実施形態に係る拡管成形装置１０は、異形鋼管（鋼管）Ｐ１の内部に所定の形状を有する拡管成形用のパンチ１２を挿入して拡管成形を行う装置であって、図１に示すように、メインシリンダ１１と、拡管成形用のパンチ１２と、ダイ１３と、サイド金型２１を含むサイド加圧装置１５と、制御部２０と、を備えている。
【００２７】
異形鋼管Ｐ１は、油圧ショベル等の建設機械に搭載されるキャブを構成するフレーム支柱用に形成される部材であって、円形断面の丸鋼管をロールフォーミングによって異形断面に成形される。そして、異形鋼管Ｐ１は、互いに略平行な二辺を含む略長方形の断面を有している。また、異形鋼管Ｐ１は、図２（ａ）に示すように、Ｒ形状の湾曲部（調整部）Ｐ１ａを開口端部に有している。湾曲部Ｐ１ａは、異形鋼管Ｐ１の長手方向に延伸するように形成されており、後述するパンチ１２を挿入していく拡管成形の過程において、薄肉化される部分の初期調整しろとなる。さらに、異形鋼管Ｐ１は、両端を後述する拡管成形された後、図７に示すキャブ３０を構成する前左右柱部材３１ａ，３１ｂ、後左右柱部材３２ａ，３２ｂ、左中柱部材３５、梁部材３３，３６のうち、左中柱部材３５およびキャブ背面の梁部材３６として利用される。これにより、キャブ３０を構成する際に必要な接合部材等の部品点数を削減して構成を簡素化することができる。
【００２８】
メインシリンダ１１は、固定配置された異形鋼管Ｐ１の開口端部からパンチ１２を挿入するための押圧力を付与する。
パンチ１２は、図２（ｂ）に示すように、略ホームベース型の金属性部材であって、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、細い側から異形鋼管Ｐ１の内部に挿入されて異形鋼管Ｐ１に拡管部分を形成する。
【００２９】
ダイ１３は、拡管成形を行う対象となる異形鋼管Ｐ１の外周を、後述するサイド金型２１とともに覆うように配置されている。そして、パンチ１２が挿入される異形鋼管Ｐ１に沿ってダイ１３を設置することで、拡管成形の成形性を向上させることができる。
【００３０】
サイド加圧装置１５は、拡管成形の対象となる異形鋼管Ｐ１の一方の開口端部に対して、パンチ１２の挿入方向と同じ方向に向かって押圧力を付与する機構であって、図１に示すように、サイド金型２１、金型保持部２２、シャフト２３およびモータＭを有している。サイド金型２１は、シャフト２３の先端部分に装着された金型保持部２２に対して取り付けられており、モータＭから伝達される回転駆動力によって金型保持部２２がシャフト２３ごとＦ方向へ前進する。これにより、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、異形鋼管Ｐ１の開口端部に対して押圧力を付与することができる。なお、モータＭは、ＡＣサーボモータであって、メインシリンダ１１におけるパンチ１２を前進させる際のストロークおよび速度に基づいて、異形鋼管Ｐ１の開口端部に向かって適度な押圧力を付与するように、制御部２０によってフィードフォワード制御される。
【００３１】
制御部２０は、上述のように、メインシリンダ１１におけるパンチ１２を前進させるストロークや速度を受信して、サイド加圧装置１５によるサイド金型２１を最適な押圧力によって前進させるようにモータＭの回転制御を行う。また、制御部２０は、図５のグラフに示すように、パンチ１２の挿入圧力（成形荷重）とサイド金型２１のサイド加圧（アシスト荷重）とを制御する。具体的には、異形鋼管Ｐ１の開口端部へのパンチ１２の挿入によって拡管成形が開始されるのと同時に、サイド金型２１によるアシスト荷重を一定値まで上昇させて開口端部を押圧する。
【００３２】
＜本拡管成形装置１０による拡管成形の流れ＞
本実施形態では、上述した拡管成形装置１０における拡管成形方法について、図６のフローチャート等を用いて説明すれば以下の通りである。
【００３３】
具体的には、本実施形態の拡管成形方法では、以下のステップＳ１〜ステップＳ８を経て拡管成形を行う。
まず、ステップＳ１において、異形鋼管Ｐ１の開口端部に、図２（ａ）および図４（ａ）に示すように、略Ｒ形状の湾曲部Ｐ１ａを形成する。なお、湾曲部Ｐ１ａの加工には、三次元レーザ切断機を用いることができる。
【００３４】
次に、ステップＳ２において、図４（ａ）に示すように、上記湾曲部Ｐ１ａが形成された異形鋼管Ｐ１の開口端部に対して、略ホームベース状のパンチ１２の細い側を挿入していく。なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）では、説明の便宜上、開口端部と当接する直線によってサイド金型２１を示しているものとする。
【００３５】
次に、ステップＳ３において、サイド金型２１を使用するか否かを決定する。ここで、サイド金型２１を使用する場合には、そのままステップＳ４へ移行し、使用しない場合には、ステップＳ４をとばしてステップＳ５へと移行する。
【００３６】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ２におけるパンチ１２の挿入とほぼ同時に、サイド金型２１による開口端部への押圧を開始する（図５のグラフ参照）。ここで、パンチ１２の挿入とサイド金型２１による開口端部への押圧状態を継続させると、図４（ｂ）に示すように、パンチ１２によって開口端部における拡管成形が開始される。そして同時に、サイド金型２１における開口端部との当接面積が増大していき、最終的にはサイド金型２１によって開口端部全体が押圧される状態へと移行する。これにより、開口端部における拡管成形の開始、つまり薄肉化の開始のタイミングに合わせてサイド金型２１による開口端部への押圧を行うことで、異形鋼管Ｐ１の拡管成形時における局所的な薄肉化を回避して成形限界を引き上げることができる。また、このとき、異形鋼管Ｐ１の開口端部における正面視ほぼ中央部分と拡管成形される両端の根元部分には、引張り応力が付与される。
【００３７】
次に、ステップＳ５において、成形が完了したかどうかを、パンチ１２のストローク量等によって確認し、成形が完了するとステップＳ６へと移行する。ここで、パンチ１２およびサイド金型２１のストロークが所定量に達したとき、異形鋼管Ｐ１の開口端部には、図４（ｃ）に示すように、拡管成形され、かつ端面がほぼ直線状の端部が形成される。このような結果は、拡管成形の初期調整しろとして湾曲部Ｐ１ａを設けたことによるものである。つまり、拡管成形が進行する際の異形鋼管Ｐ１の変形や薄肉化を、パンチ１２の形状や挿入速度等に基づいて予測し、この予測に基づいて湾曲部Ｐ１ａ等の初期調整しろを予め設けることで、拡管成形における成形限界を引上げるとともに、拡管成形終了後における端部の形状を安定してほぼ直線状とすることができる。この結果、拡管成形後の異形鋼管Ｐ１を、例えば、図７に示すキャブ３０の左中柱部材（拡管成形後の鋼管）３５、梁部材（拡管成形後の鋼管）３６として用いる場合でも、拡管成形された端部を切断する必要がない。よって、拡管成形された異形鋼管Ｐ１の製品歩留りを向上させることができる。
【００３８】
次に、ステップＳ６において、開口端部から内部へと挿入されたパンチ１２を、異形鋼管Ｐ１内から引き出すようにして取り出す。
次に、ステップＳ７において、ステップＳ４におけるサイド金型２１を使用があったか否かを判定する。ここで、サイド金型２１を使用していた場合には、そのままステップＳ８へ移行し、使用していなかった場合には、ステップＳ８をとばして終了する。
次に、ステップＳ８において、異形鋼管Ｐ１の開口端部に押し当てられたサイド金型２１を退避させ、拡管成形処理を終了する。
【００３９】
［実施形態２］
本発明の他の実施形態に係る鋼管の拡管成形方法について、図８（ａ）〜図８（ｃ）および図９を用いて説明すれば以下の通りである。
【００４０】
なお、本実施形態においては、上記実施形態と同様に、初期調整しろとして湾曲部Ｐ１ａが端部に形成された異形鋼管Ｐ１を用いている点では共通しているものの、拡管成形時に開口端部を押圧するサイド金型２１（図１等参照）を用いていない点で上記実施形態１とは異なっている。上述した拡管成形装置１０を用いて、図６に示すフローチャートに従って拡管成形を行う点については同様であるから、ここではそれらの説明は省略する。
【００４１】
本実施形態では、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、異形鋼管Ｐ１の開口端部にパンチ１２を挿入していき、サイド金型を用いることなく拡管成形を行う。
この場合でも、上記実施形態と同様に、初期調整しろとして湾曲部Ｐ１ａを設けたことにより、拡管成形後における異形鋼管Ｐ１の開口端部の仕上がりを良好なものとすることができる。この結果、拡管成形後における端部の切断等が不要となり、拡管成形品の製品歩留りを向上させることができる。
【００４２】
ここで、本実施形態のように、サイド金型を用いることなく拡管成形を行った場合と、上述した実施形態のようにサイド金型を用いて拡管成形を行った場合とで、拡管率を比較した結果を図９に示す。
【００４３】
図９に示す横軸は、拡管成形の初期調整しろとして湾曲部を形成した場合のＲの大きさを３段階に分けたワーク（Ｒ５４，Ｒ６３，Ｒ８１）と、初期調整しろが無いワーク（ストレート）とを示している。一方、図９に示す縦軸は、共通のパンチを用いた場合の異形鋼管の拡管率（％）を示している。ここで、拡管率とは、拡管率＝ｂ２／ｂ１（ｂ１：拡管前の幅寸法、ｂ２：拡管後の幅寸法−拡管前の幅寸法）によって表される数値をいう。
【００４４】
この結果、まず、初期調整しろがないストレートのワークでは、サイド金型による押圧（サイドアシスト）の有無に関わらず、拡管率が約６１％であったのに対し、初期調整しろを設けた場合には湾曲部のＲの大きさに関わらず、拡管率が約６６％まで向上することが分かった。
【００４５】
また、初期調整しろとしてＲ５４の湾曲部を設けたワークでの比較において、サイド金型による押圧（サイドアシスト）を行うと、拡管率が約６５％から約７２％へと上昇することが分かった。
【００４６】
このように、初期調整しろとしての湾曲部の形成とサイド金型を用いた開口端部への押圧とを組み合わせた場合には、拡管成形における成形限界を引上げるとともに、拡管成形後における開口端部の仕上がりを良好なものとすることができるという最も好ましい結果が得られることが分かった。さらに、サイド金型による押圧が無い場合でも、初期調整しろとして湾曲部を設けることだけでも、従来よりも拡管率が向上し、好ましい結果が得られることが分かった。
【００４７】
［実施形態３］
本発明のさらに他の実施形態に係る拡管成形方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）を用いて説明すれば以下の通りである。
【００４８】
なお、本実施形態においては、初期調整しろとして形成された調整部として異なる形状のものを用いている点で上記実施形態とは異なっており、上述した拡管成形装置１０を用いて、図６に示すフローチャートに従って拡管成形を行う点については同様であるから、ここではそれらの説明は省略する。
【００４９】
より詳細には、上述した実施形態では異形鋼管Ｐ１の両側への拡管成形を実施していたのに対して、本実施形態では片側のみへの拡管成形を行う。
すなわち、本実施形態では、図１０（ａ）等に示すように、互いに略平行な二辺を含む異形鋼管Ｐ２に対して、サイド金型２１を併用しつつ、片側のみ拡管成形を行うパンチ１１２を挿入していく。
【００５０】
異形鋼管Ｐ２は、初期調整しろとして、拡管成形側が高い位置になるように斜めにカットされた調整部Ｐ２ａを開口端部に有している。
これにより、図１０（ｂ）〜図１０（ｅ）に示すように、パンチ１１２を挿入していくと、図中右側の拡管成形側である調整部Ｐ２ａの部分に引張り応力が付与され、徐々に開口端部の高さがほぼ水平に近くなっていく。この結果、上述した実施形態と同様に、初期調整しろとしての調整部Ｐ２ａとサイド金型２１との併用により、拡管成形における成形限界を引上げるとともに、拡管成形後の開口端部の仕上がりを良好なものとすることができる。
【００５１】
［実施形態４］
本発明のさらに他の実施形態に係る拡管成形方法について、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）を用いて説明すれば以下の通りである。
【００５２】
なお、本実施形態においては、初期調整しろとして形成された調整部として異なる形状のものを用いている点で上記実施形態とは異なっており、上述した拡管成形装置１０を用いて、図６に示すフローチャートに従って拡管成形を行う点については同様であるから、ここではそれらの説明は省略する。
【００５３】
より詳細には、上述した実施形態３では、初期調整しろとして、ほぼ直線で斜めにカットされた調整部Ｐ２ａを用いているが、本実施形態では、略Ｒ形状を含む湾曲部Ｐ３ａを用いる。
【００５４】
すなわち、本実施形態では、図１１（ａ）等に示すように、互いに略平行な二辺を含む異形鋼管Ｐ３に対して、サイド金型を用いることなく、片側のみ拡管成形を行うパンチ１１２を挿入していく。
【００５５】
異形鋼管Ｐ３は、初期調整しろとして、拡管成形側が高い位置になるように、Ｒ部を含む湾曲形状の湾曲部Ｐ３ａを開口端部に有している。
これにより、図１１（ｂ）〜図１１（ｆ）に示すように、パンチ１１２を挿入していくと、図中右側の拡管成形側である湾曲部Ｐ３ａの部分に引張り応力が付与され、徐々に開口端部の高さがほぼ水平に近くなっていく。この結果、上述した実施形態と同様に、初期調整しろとしての湾曲部Ｐ３ａを設けたことにより、拡管成形における成形限界を引上げるとともに、図１０（ｅ）に示す拡管成形の形状と比較して、図中右側への垂れを抑制し、拡管成形後の開口端部の仕上がりをさらに良好なものとすることができる。
【００５６】
［実施形態５］
本発明のさらに他の実施形態に係る拡管成形方法について、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）を用いて説明すれば以下の通りである。
【００５７】
なお、本実施形態においては、初期調整しろとして形成された調整部Ｐ４ａを含む異形鋼管Ｐ４に対して、サイド金型を用いることなく拡管成形を行う点で上記実施形態とは異なっており、上述した拡管成形装置１０を用いて、図６に示すフローチャートに従って拡管成形を行う点については同様であるから、ここではそれらの説明は省略する。
【００５８】
より詳細には、上述した初期調整しろとしてほぼ直線で斜めにカットされた調整部Ｐ２ａが形成された異形鋼管Ｐ２と同様に、調整部Ｐ４ａを含む異形鋼管Ｐ４を用いて、サイド金型なしで拡管成形を行う。具体的には、図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３およびステップＳ７においてサイド金型の使用の有無の判定の際には、「Ｎｏ」の方へ進む。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、図１２（ａ）等に示すように、互いに略平行な二辺を含む異形鋼管Ｐ４に対して、サイド金型を用いることなく、片側のみ拡管成形を行うパンチ１１２を挿入していく。
【００６０】
異形鋼管Ｐ４は、初期調整しろとして、拡管成形側が高い位置になるように斜めにカットされた調整部Ｐ４ａを開口端部に有している。
これにより、図１２（ｂ）〜図１２（ｅ）に示すように、パンチ１１２を挿入していくと、図中右側の拡管成形側である調整部Ｐ４ａの部分に引張り応力が付与され、徐々に開口端部の高さがほぼ水平に近くなっていく。この結果、上述した実施形態と同様に、初期調整しろとしての調整部Ｐ４ａを設けたことにより、拡管成形における成形限界を引上げるとともに、図１０（ｅ）と同様に、拡管成形後の開口端部の仕上がりを良好なものとすることができる。
【００６１】
［比較例］
ここでは、上述した各実施形態と比較して、開口端部に初期調整しろとしての湾曲部や調整部を有しない異形鋼管Ｐ５１，Ｐ５２を用いて拡管成形を行った場合を比較例として挙げて、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）および図１４（ａ）〜図１４（ｅ）を用いて説明すれば以下の通りである。
【００６２】
まず、異形鋼管Ｐ５１は、略鉛直方向に立てた状態において略水平に切断された開口端部Ｐ５１ａを有している。
この異形鋼管Ｐ５１の開口端部Ｐ５１ａからパンチ１２を挿入していくと、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すように、正面視において異形鋼管Ｐ５１のほぼ中央部が膨らむようにして拡管成形が進行していく。
このため、異形鋼管Ｐ５１では、拡管成形完了後の異形鋼管Ｐ５１の開口端部を切断しなくては、柱部材等として使用することができない。
【００６３】
次に、異形鋼管Ｐ５２は、異形鋼管Ｐ５１と同様に、略鉛直方向に立てた状態において略水平に切断された開口端部Ｐ５２ａを有している。
この異形鋼管Ｐ５２の開口端部Ｐ５２ａからパンチ１１２を挿入していくと、図１４（ａ）〜図１４（ｅ）に示すように、正面視において異形鋼管Ｐ５２の右肩から垂れるようにして拡管成形が進行していく。
このため、異形鋼管Ｐ５２では、上述した異形鋼管Ｐ５１と同様に、拡管成形完了後の異形鋼管Ｐ５２の開口端部を切断しなくては、柱部材等として使用することができない。
【００６４】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６５】
（Ａ）
上記実施形態では、異形鋼管の開口端部に形成される調整部として、略Ｒ形状に切断された湾曲部Ｐ１ａや斜めにカットされた調整部Ｐ２ａ等を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６６】
例えば、調整部の形状としては略Ｒ形状や斜めにカットされた形状に限定されるものではなく、応力集中を回避するために角部を含まない湾曲形状であればよい。
【００６７】
（Ｂ）
上記実施形態では、断面形状が略四角形の異形鋼管Ｐ１の拡管成形を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
例えば、断面が円形の丸鋼管の一部分を拡管成形する場合や、同じく丸鋼管を同心以外の位置を中心に全体を拡管するような場合にも、本発明の成形方法の適用により、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
（Ｃ）
上記実施形態では、制御部２０が、パンチ１２の挿入に合わせてサイド金型２１を押圧するように制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、サイド金型の加圧力については、一定の割合で上昇させるのではなく、階段状に上昇させるようにしてもよい。
この場合でも、異形鋼管等の拡管成形における成形限界を広げることができるという、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（Ｄ）
上記実施形態では、異形鋼管Ｐ１の拡管成形にダイ１３を使用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、ダイを使用せずに拡管成形を行うことも可能である。
ただし、高精度な成形を行うという観点からは、上記実施形態のように、ダイを使用して鋼管の拡管成形を行うことがより好ましい。
【００７３】
（Ｅ）
上記実施形態では、拡管成形後の異形鋼管Ｐ１を、油圧ショベル等に搭載されるキャブ３０を構成する左中柱部材３５や梁部材３６として使用する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７４】
例えば、キャブの柱部材や梁部材に限らず、他の用途に使用される鋼管の拡管成形においても、本発明を適用することは当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の鋼管の拡管成形装置は、拡管成形における成形限界を引き上げるとともに、拡管成形される鋼管の歩留まりの向上が図れるという効果を奏することから、各種素材の拡管成形に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鋼管の拡管成形装置の構成を示す側面図。
【図２】（ａ）は、図１の拡管成形装置によって拡管成形される異形鋼管の端部を示す図。（ｂ）は、図１の拡管成形装置に含まれる拡管成形用のパンチを示す平面図。
【図３】（ａ），（ｂ）は、図１の拡管成形装置において、異形鋼管の開口端部に対して挿入されるパンチとサイド金型との位置関係を示す平面図および側面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１の拡管成形装置を用いた拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【図５】図１の拡管成形装置によるパンチとサイド金型のストロークと荷重との関係を示すグラフ。
【図６】図１の拡管成形装置による拡管成形の流れを示すフローチャート。
【図７】本実施形態に係る拡管成形方法によって成形された異形鋼管が使用された柱部材および梁部材を含むキャブの構成を示す斜視図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【図９】本実施形態に係る拡管成形における開口端部の形状、サイド金型による開口端部の押圧の有無によって拡管率に関する試験を行った結果を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３実施形態に係る拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第４実施形態に係る拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第５実施形態に係る拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に対する比較例として、拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）は、本発明に対する比較例として、拡管成形の工程における拡管成形の進行状況を示す正面図。
【符号の説明】
【００７７】
１０      拡管成形装置
１１      メインシリンダ
１２      パンチ
１３      ダイ
１５      サイド加圧装置
２０      制御部
２１      サイド金型
２２      金型保持部
２３      シャフト
３０      キャブ
３１ａ，３１ｂ  前左右柱部材
３２ａ，３２ｂ  後左右柱部材
３３      梁部材
３５      左中柱部材（拡管成形後の鋼管）
３６      梁部材（拡管成形後の鋼管）
１１２    パンチ
Ｍ      モータ
Ｐ１〜Ｐ４  異形鋼管
Ｐ１ａ，Ｐ３ａ  湾曲部（調整部）
Ｐ２ａ，Ｐ４ａ  調整部
Ｓ      ステップ
【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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