WO2006080503A1

WO2006080503A1 - 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

Info

Publication number: WO2006080503A1
Application number: PCT/JP2006/301473
Authority: WO
Inventors: Atsushi Otaki
Original assignee: Showa Denko K.K.
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2006-08-03
Also published as: EP1844875A4; EP1844875B1; KR20070103409A; EP1844875A1; EP1844875B9

Abstract

　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を提供する。　筒状素材１の加工予定部２及び非加工予定部３の中空部2a、3a内に心金40を配置する。素材１の非加工予定部３を拘束ダイ10の拘束孔11内に配置する。素材１の加工予定部２を成形凹部12内に配置する。素材１の加工予定部２をガイド20の挿通孔21内に配置する。次いで、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、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外側に膨出させる。

Description

明細書

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] 一般に据え込みカ卩ェは、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。この据え込みカ卩ェにおいて、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 (シヮ、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カ卩ェ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揷通孔に揷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

発明が解決しょうとする課題

[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ェ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力つた。 [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揷通孔内に配置し、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力の平均移動速度を 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 X、

0 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、 o≤x≤x 0 ) 膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さを L、

0

膨出部の設計体積力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 X、

P

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 X、 g

パンチの移動開始時力ガイドの移動開始時までのタイムラグを t (但し、 0≤t )、

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

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！ヽずれか 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、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カロェ方法。

[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〜： LOのいずれか 1項記載の据え込みカ卩ェ方法。

[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〜： L 1のいずれ力 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カ卩ェ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、

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揷通孔内に配置し、

次いで、素材の各カ卩ェ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力の平均移動速度を G、

0

P

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 X、

g

パンチの移動開始時力ガイドの移動開始時までのタイムラグを t (但し、 0≤t )、とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

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カ卩ェ方法。

[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項記載の据え込みカ卩ェ方法。

[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カ卩ェ方法。

[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、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カロェ方法。

[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のいずれ力 1項記載の据え込みカ卩ェ方法。

[0034] [26] 前項 14〜25のいずれ力 1項記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ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、該非力卩ェ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力の平均移動速度を G、

0

膨出部の設計体積力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 X、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 X、

g

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

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カ卩ェ方法。

[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!/、る前項 27〜30の、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カロェ方法。

[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、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カ卩ェ方法。

[0047] [39] 前項 27〜38のいずれ力 1項記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ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、

軸方向に延びた揷通孔を有し該揷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、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カ卩ェ装置。

[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パ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] ガイドの先端部の揷通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項 40〜4 6の、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!/、る前項 40〜47の、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つ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、

軸方向に延びた揷通孔を有し該揷通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される 2偶のガイドと、

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カ卩ェ装置。

[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パ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揷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カ卩ェ装置。

[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つ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、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、

[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、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カ卩ェ装置。

[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ヽる前項 66〜68のヽずれか 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パ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のいずれカ 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!/、る前項 66〜74の、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つ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、

[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力の平均移動速度を G、

0

P

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

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カ卩ェ方法。

[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カ卩ェ方法。

[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、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項記載の据え込みカ卩ェ方法。

[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!、ずれか 1項記載の据え込み加工方法。

[0098] [90] 前項 80〜89のいずれ力 1項記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ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、

[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力の平均移動速度を G、

0

P

g

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

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カ卩ェ方法。

[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項記載の据え込みカ卩ェ方法。

[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カロェ方法。

[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のいずれ力 1項記載の据え込みカ卩ェ方法。

[0109] [101] 前項 91〜： LOOのいずれ力 1項記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ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、

拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、

素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、

を備え、

[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、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カ卩ェ装置。

[0113] [105] ガイドの先端部の揷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カ卩ェ装置。

[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つ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、

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、

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、

[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、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!、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揷通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項 11

1〜113のいずれか 1項記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ装置。

[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、る前項 111〜114の、ずれか 1項記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ装置。

[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つて局部的に誘導加熱するように構成されて、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、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、る前項 115〜 118の、ずれカ 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揷通孔内に配置されることで、加工予定部の外周面が揷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カロェ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力卩ェ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力も取り外す、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揷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、素材の各カ卩ェ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力も抜出する、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力も取り外す、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つているので、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カロェ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力卩ェ予定部の中空部内に小径部をカロェ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揷通孔内に配置されることで、加工予定部の外周面が揷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カロェ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、心金ではなぐ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ヽと、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力も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、素材の各カ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ装置の縦断面図である。

[図 6]同据え込みカ卩ェ装置により得られた据え込みカ卩ェ品の斜視図である。

[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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ装置の縦断面図である。

[図 11]同据え込みカ卩ェ装置により得られた据え込みカ卩ェ品の斜視図である。

圆 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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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。

圆 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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ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、同据え込みカ卩ェ装置の縦断面図である。

符号の説明

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…揷通孔

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· · -ノネ

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、据え込みカ卩ェ装置（1A)により製造された筒状の据え込みカ卩ェ品である。この据え込み力卩ェ品（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)力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ノイブ状のものであり、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)は例えば押出材カもなる。

[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ぐ例えば、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。この据え込みカ卩ェ装置（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、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、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揷通孔 (21)を有している。この揷通孔 (21)内には素材（1)の加工予定部（2)が揷通配置され、揷通孔 (21)内でカロェ予定部（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。この揷通孔（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)の揷通孔 (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ヽる。

[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 (3 0)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ち可會となる。

[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、パ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、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!、る。

[0226] さらに、ガイド (20)の揷通孔 (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)の揷通孔 (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 (X )以下 (好ましくは座

0

屈限界長さ (X )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

0

加圧力における座屈限界長さを、う。

[0228] 次、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（12 a)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)の口ッド (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)の移動開始時力ガイド (20)の移動開始時までの間にタイムラグ t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

0

)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 tの経過後、継続してパンチ（30)で素材（1)の加工予

0

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、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)の設計体積力も求められるパンチ (30)の先端部の成形凹部（12)底部（12a)に対する停止位置 Xに到

P

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)力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 X g 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（2 a) (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力も素材（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 X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

P

位置 Xとは一致している。なお本発明では、 Xと Xとは一致していなくても良い。

g P g

[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)の加ェ予定部（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)の外周面が拘束ダィ（10)の拘束孔（11)の周面で拘束されて!、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)の揷通孔 (21)内に配置されることで、加工予定部（2)の外周面が揷通孔（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（1 2)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ー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、この筒状据え込み力卩ェ品（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、主にノ、イド口フォーム法や熱間ノレジ法によって力卩ェが行われており、高価で大掛カりな設備が必要であった。また、ノ、イド口フォーム法や熱間ノレジ法は、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ヽるので、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、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、もって据え込み力卩ェ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)の揷通孔 (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カ卩ェ方法における好ましいカ卩ェ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 X、

0 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≤X)、

0

膨出部 (4)に必要な据え込み加工前の素材（1)の長さを L、

0

膨出部 (4)の設計体積力求められるパンチ (30)の先端部の成形凹部（12)底部（ 12a)に対する停止位置を X、

P

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 X、

g

パンチ (30)の移動開始時力ガイド (20)の移動開始時までのタイムラグを t (但し、

0

0≤t)、

0

とする。

[0247] この据え込みカ卩ェ方法では、 Gは次式 (i)を満足して!/、ることが望ま、。

[0248] G= (X -X)P/(L -X -Pt ) "-(i)

g 0 P 0

[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、て上記式 (i)を設定した理由につ、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（12 a)に対する位置 Xは、次式 (i-a)で与えられる。

P

[0252] L -Pt=X …（卜 a)

0 P

•••t= (L -X )/P …（ト b)

0 P

[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（12 a)に対する位置 Xは、次式 (i_c)で与えられる。

p

[0254] X+G(t-t ) =X --- (i-c)

o g

[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、据え込みカ卩ェ時にぉ、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力本発明では、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 (6 0)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、据え込みカ卩ェ装置（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)力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ぐ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。この据え込み力卩ェ装置（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！、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)の長さは互ヽに同一長さに設定されて、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、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揷通孔（21)を有している。この各揷通孔（21 )内には、それぞれ素材（1)の対応する加工予定部（2)が揷通配置され、揷通孔 (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。この各揷通孔（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)の揷通孔 (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、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、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)の非力口ェ予定部（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!、る。

[0277] 次、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力も他方の心金半片部 (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（3 0)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)の両カロェ予定部（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)の揷通孔 (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)の揷通孔 (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の間隔は、上記第 1実施形態と同じぐ各パンチ (30)の移動を開始する前の状態にお V、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 (X )

0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)の移動開始時力ガイド (20)の移動開始時までの間にタイムラグ t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 (3

0)で軸方向に加圧する。そして、タイムラグ tの経過後、継続して各パンチ (30)で素

0

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 X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（

P

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 X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 g

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、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、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 Xと、各ガイド (20)の先端部 (20a)の成形凹部（12)底部（12a)に対す

P

る停止位置 Xとは一致している。なお本発明では、 Xと Xとは一致していなくても良 g P g

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、ることが望まし!/、。

[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、もって据え込み力卩ェ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力取り外す、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さる。

[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つているので、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、もつ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、据え込みカ卩ェ時にぉ、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力本発明では、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、据え込みカ卩ェ装置（1C)により製造された筒状の据え込みカ卩ェ品である。この据え込み力卩ェ品（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、る。

[0295] 本第 3実施形態の据え込み加工装置（1C)の構成につ、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ぐ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。この据え込みカ卩ェ装置（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、該非カロェ予定部（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、即ち割型力もなる。

[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。

[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、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、る。この流体圧シリンダ (51)の伸縮口ッド (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!、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（3 0)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、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!、る。

[0313] さらに、パンチ（30)の空洞部（31)内にガイド (20)を揷通配置し、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ぉ、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 (X )以下に

0 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)の移動開始時力ガイド (20)の移動開始時までの間にタイムラグ t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

0

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、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)の設計体積力も求められるパンチ (30)の先端部の成形凹部（12)底部（12a)に対する停止位置 Xに到

P

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)力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 Xに g 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)内力抜出し、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 X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

P

g P g

[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!/、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)の加ェ予定部（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!、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ヽるので、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 V、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、据え込みカ卩ェ時にぉ、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力本発明では、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 (6 0)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)として圧縮コイルパネ（52)が用いられて、る。このパネ (52)は、加工時にぉ、てパンチ (30)の移動に伴、短縮されるように構成されている。

[0333] なお、このパネ (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)としてコイルパネ（52)が用いられて!/、る。このパネ（ 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 1ヽて、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力卩ェ品（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!ヽる。

[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カロさせることにより、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カロ熱できるように構成されて、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、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、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カ卩ェ装置（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)の非力口ェ予定部（3)の外周面は拘束孔（11)の周面で拘束されて!、る。

[0349] 次、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)の揷通孔 (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)の外周面が揷通孔 (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)力拘束ダイ（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ぐ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°C (特に好ましくは 350〜540°C)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°C (特に好ましくは 600〜615°C)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°C (特に好ましくは 40〜60°C)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カ卩ェ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、ては加熱されて!、な、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 (2 0)の揷通孔 (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カ卩ェは、チクソ成形の範疇〖こ入ることとなる。

[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カロェ品 (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力もなるものであっても良、。

[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、据え込みカ卩ェ時にぉ、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力本発明では、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!/、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、誘導加熱コィル (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!、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カロさせることにより、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、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、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)の加ェ予定部（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)内力も抜出し、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、ては加熱されて!、な、ので変形抵抗は低下しな、。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カ卩ェは、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カ卩ェ方法によれば、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)力もなるものことが望ま U、。

[0399] ここで、上記第 5実施形態では、据え込みカ卩ェ時にぉ、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力本発明では、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 (6 0)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カ卩ェ装置（1 B)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 1ヽて、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力卩ェ品（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、この据え込みカロェ装置（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、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、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ぐその他に、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)がー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力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

[0412] 次いで、各ガイド (20)の揷通孔 (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)の外周面が揷通孔 (2 1)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)の揷通孔 (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力嵌合凸部 (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) (2 a) (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 (9 5)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、 5〜5 OMPa (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ぐつまり、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、ような充填圧力の範囲であれば良、。

[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)力拘束ダイ（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、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)の揷通孔 (21)内に配置されることで、各加工予定部（2 )の外周面が揷通孔 (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、据え込み力卩ェを行うことにより、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、心金ではなぐ圧力流体 (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、心金を据え込み力卩ェ品（6B)の中空部内から抜出する必要がなヽと、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、ては加熱されて!、な、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

[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カロェ品 (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。し力るに本発明では、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)力もなるものであっても良、し、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料力なるものであっても良、。

[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、据え込みカ卩ェ時にぉ、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力本発明では、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ぐ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ぐ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カ卩ェしても良い。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、冷間据え込みカ卩工法であっても良、。

[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、。

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ぐ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] 押出材カもなる円筒状の素材（1)を準備した。素材（1)の内径は 30mm、外径は 4

Omm、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)を用いて据え込みカ卩ェした。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] 拘束手段加熱様態加熱温度冷却成形圧力実施例 1 圧力流体局部加熱 500。C 有 1.8 10⁷Pa 実施例 2 心金局部加熱 500°C 有 2.7 10⁷Pa 実施例 3 心金全体加熱 400°C 4.7 X l 0⁷Pa

[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、ァルゴンガス力もなる圧力流体 (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、冷却しな力つた場合である。

[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— 2416 4号、及び 2005年 2月 4日付で出願された米国仮出願 60Z649, 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ぐ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ぐ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

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。

Claims

請求の範囲

[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、

[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。

[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力の平均移動速度を G、

0

P

パンチの移動開始時力ガイドの移動開始時までのタイムラグを t (但し、 0≤t

0 0 )、とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

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。

[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。

[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、る請求項 1記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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、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。

[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記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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つ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。

[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。

[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記載の据え込み加工方法。

[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 記載の据え込み加工方法。

[13] 請求項 1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

P

PPo

[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、

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。

[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請求項 1

4記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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力の平均移動速度を G、

0

P

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

の式を満足している請求項 14記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 14記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 14記載の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 14記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 19記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 14記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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つて局部的に誘導加熱する請求項 21記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 21記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 21記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 21記載の据え込み加ェ方法。

[26] 請求項 14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

P

PPo

[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、

[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請求項 27記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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力の平均移動速度を G、

0

P

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

の式を満足している請求項 27記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 27記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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ヽる請求項 27記載の据え込み加工方法。

[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!、る請求項 27記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 32記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 27記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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つて局部的に誘導加熱する請求項 34記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 34記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 34記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 3

4記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[39] 請求項 27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

P

PPo

[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、

拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、

素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、

を備え、

[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請求項 40記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 40記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 40記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 43 記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[45] パンチの内部に伸縮装置が配置されて、る請求項 44記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[46] 伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なパネを有して、る請求項 44 記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[47] ガイドの先端部の揷通孔開口縁部に面取り加工が施されている請求項 40記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 40記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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つて局部的に誘導加熱するように構成されている請求項 48記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 48記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 48記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 48記載の据え込み加工装置。

[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、

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、

を備え、

[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請求項 53記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 53記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 53記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 56記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 57記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[59] 伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なパネを有して、る請求項 57 記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[60] 各ガイドの先端部の揷通孔開口縁部に面取り加工が施されている請求項 53記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 53記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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つて局部的に誘導加熱するように構成されている請求項 61記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 61記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 61記載の筒状素材の据え込みカロェ装置。

[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請求項 61記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、

[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請求項 66記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 66記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 66記載の筒状素材の据え込み加工装置

[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!、る請求項 66記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 70 記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[72] ガイドの内部に伸縮装置が配置されている請求項 71記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[73] 伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なパネを有して、る請求項 71 記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 66記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 66記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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つて局部的に誘導加熱するように構成されている請求項 75記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 75記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 75記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 75記載の筒状素材の据え込みカロェ装置。

[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、

[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請求項 80記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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力の平均移動速度を 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 X、

0

P

g

0 0 とするとき、 Gは、

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

の式を満足している請求項 80記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 80記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 80記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 80記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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つて局部的に誘導加熱する請求項 85記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 85記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 85記載の据え込み加工方法。

[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請求項 8

5記載の据え込み加工方法。

[90] 請求項 80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

P

PPo

[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、

[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請求項 9

1記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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ぉヽて、

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力の平均移動速度を G、

0

P

g

G= (X -X) P/ (L -X Pt )

g 0 P 0

の式を満足している請求項 91記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 91記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 91記載の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 91記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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つて局部的に誘導加熱する請求項 96記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 96記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ方法。

[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請求項 96記載の筒状素材の据え込み加工方法。

[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請求項 96記載の据え込み加工方法。

[101] 請求項 91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

P

PPo

[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、

拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、

素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、

を備え、

[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請求項 102記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 102記載の筒状素材の据え込みカ卩ェ装置。

[105] ガイドの先端部の揷通孔開口縁部に面取り加工が施されている請求項 102記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 102記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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つて局部的に誘導加熱するように構成されている請求項 106記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 106記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 106記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 106記載の据え込み加工装置。

[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、

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、

を備え、

[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、る請求項 111記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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!ヽる請求項 111記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[114] 各ガイドの先端部の揷通孔開口縁部に面取り加工が施されている請求項 111記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 111記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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つて局部的に誘導加熱するように構成されて、る請求項 115記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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、る請求項 115記載の筒状素材の据え込み加工装置。

[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請求項 115記載の筒状素材の据え込みカロェ装置。

[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請求項 115記載の筒状素材の据え込み加工装置。