JP4418838B2 - 金属管の扁平化加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、管中心軸線に関する垂直断面が円形となっている金属管をプレス型で扁平化加工するための装置及びその方法、並びに金属管製品に係り、例えば、四輪車両のブレーキペダル用アームやサスペンションアーム、二輪車両のメインフレーム等を金属管の扁平化加工によって製造する際に利用することができるものである。

図２２は、管中心軸線に関する垂直断面が円形となっている金属管２００を、加圧面が平坦面となっている２個のプレス型を有するプレス装置で扁平化加工しようとした場合におけるこれら２個のプレス型の部分を示している。一方のプレス型である上型２１０は、この上型２１０と上下に対向する位置に固定セットされた他方のプレス型となっている下型２１１に対して上下動する。上型２１０及び下型２１１の金属管２００と対面する面は平坦面２１０Ａ，２１１Ａとなっており、図２３のように上型２１０が下型２１１に対して下降することにより、金属管２００は、加圧面となっている平坦面２１０Ａ，２１１Ａからの加圧力で扁平化加工される。図２２の２点鎖線２１２及び２１３は、金属管２００が上下型２１０，２１１で所定の厚さ寸法まで扁平化加工されたときにおける平坦面２１０Ａ，２１１Ａの金属管２００に対する相対位置を示している。

金属管２００における２点鎖線２１２よりも上側の部分２００Ａの円周方向長さ及び２点鎖線２１３よりも下側の部分２００Ｂの円周方向長さは、平坦面２１０Ａ，２１１Ａにおけるこれらの部分２００Ａ，２００Ｂが当接する図２３で示した左右長さＬよりも長いため、金属管２００が上下型２１０，２１１によって扁平化加工されているときに、上側の部分２００Ａと下側の部分２００Ｂには、図２３の矢印で示した圧縮方向の荷重が生ずることになる。このため、金属管２００の扁平化加工の途中において、上側の部分２００Ａと下側の部分２００Ｂには、これらの部分２００Ａ，２００Ｂが座屈することにより、金属管２００の内側へ窪んだ窪み部２００Ｃが発生してしまう。

下記の特許文献１及び２には、金属管を所定の断面形状に成形するための技術が示されている。特許文献１の技術は、金属管の内部に圧力流体を充填し、その圧力によって金属管を所定の断面形状に成形するバルジ加工であり、特許文献２の技術は、２個のプレス型で成形される金属管の内部に芯部材を挿入し、この芯部材によって金属管を所定の断面形状に成形するものである。
特開平１１−３３３５２６ 特開２００２−８６２１７

特許文献１の技術は、圧力流体が主要な技術的要素となっており、特許文献２の技術は、芯部材が主要な技術的要素となっている。特許文献１及び２の技術を利用して金属管を扁平化加工しようとすると、これらの技術的要素のために、装置全体の製造コストや金属管の扁平化加工コストが高くなってしまう。このため、上下型等の２個のプレス型だけにより、又は２個のプレス型を主要な技術的要素にして、金属管を窪み部が発生することなく扁平化加工できる技術を開発することが求められる。

本発明の目的は、上下型等の２個のプレス型だけにより、又は２個のプレス型を主要な技術的要素にして、金属管を窪み部が発生することなく扁平化加工できるようになる装置及び方法、並びに金属管製品を提供するところにある。

本発明に係る金属管の扁平化加工装置は、互いに対向する２個のプレス型を有し、管中心軸線に関する垂直断面が円形となっている金属管を前記２個のプレス型で加圧することによって前記金属管を扁平化加工する金属管の扁平化加工装置において、前記２個のプレス型のうちの少なくとも一方のプレス型は、前記金属管の表面の一部となっている第１部位をこの金属管の中心に向かって加圧する第１加圧部と、この第１加圧部を間に挟んで前記金属管の円周方向両側にある加圧部であって、前記第１部位から前記金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の第２部位を、前記第１部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧する第２加圧部と、を備えていることを特徴とするものである。

この扁平化加工装置によると、２個のプレス型のうちの少なくとも一方のプレス型は、金属管の表面の一部となっている第１部位をこの金属管の中心に向かって加圧する第１加圧部と、この第１加圧部を間に挟んで金属管の円周方向両側にある加圧部であって、第１部位から金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の第２部位を、第１部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧する第２加圧部と、を備えているため、第１加圧部は金属管の第１部位をこの金属管の中心に向かって加圧するとともに、第２加圧部は、金属管の第２部位を第１部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧し、このように第２加圧部で加圧される金属管の第２部位は、第１部位から金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の部位となっているため、これらの第２加圧部の加圧力の前記加圧成分により、金属管の内側へ窪んだ窪み部が金属管に発生することを防止することができる。

そして、このように窪み部の発生を防止して金属管を扁平化加工するための作業は、前記２個のプレス型だけを用いて金属管を１回プレス加工するだけで終了することができ、このため、金属管の扁平化加工作業を効率的に行える。

また、本発明に係る扁平化加工装置において、前記２個のプレス型の金属管と対面する面を任意な形状とすることにより、扁平化加工作業後の金属管の断面形状を任意な形状に仕上げることができる。

前記一方のプレス型における金属管と対面する面を任意な形状の面とする一例は、この面を、金属管の前記垂直断面よりも大きい曲率半径となっている湾曲凹面を含む面とすることである。この例の場合には、湾曲凹面に第１加圧部と第２加圧部とを設けることができる。そして、この例の場合において、湾曲凹面は１個の曲率半径による凹面でもよく、複数の曲率半径による複数の面が組み合わされた凹面でもよい。

また、前記一方のプレス型における金属管と対面する面を任意な形状の面とする他の例は、この面を、少なくとも１個の平坦面を含む面とすることである。この例の場合には、この１個の平坦面に、第１加圧部と第２加圧部のうちの一方の加圧部を設けることができる。他方の加圧部は、前記一方のプレス型に形成した他の平坦面に設けてもよく、前記一方のプレス型に形成した湾曲凹面に設けてもよい。

第１加圧部と第２加圧部は、前記２個のプレス型のうちの１個のプレス型だけに設けてもよく、前記２個のプレス型の両方に設けてもよい。

第１加圧部と第２加圧部を前記２個のプレス型のうちの１個のプレス型だけに設ける場合には、残りのプレス型における金属管と対面する面は、例えば、管中心軸線に関する垂直断面が前記円形となっている金属管のこの垂直断面と同じ曲率半径の湾曲凹面で形成することができる。

第１加圧部と２加圧部を前記２個のプレス型の両方に設ける場合には、これらのプレス型の第２加圧部によって生ずる前記加圧成分の大きさは異なっていてもよく、同じであってもよい。これらの加圧成分の大きさが同じになっていると、金属管における前記２個のプレス型のそれぞれで扁平化加工される部分の断面形状を互いに対称形状にさせて、金属管を扁平化加工することができる。

また、本発明に係る金属管の扁平化加工装置は、前記２個のプレス型が金属管を扁平化加工しながらこの金属管を曲げ加工するための型になっている場合にも適用することができる。

このように前記２個のプレス型が金属管を扁平化加工しながらこの金属管を曲げ加工するための型になっている場合には、前述した第１加圧部と第２加圧部を金属管の曲げ加工されない非曲げ加工部分を加圧するための加圧部とし、前記２個のプレス型のうち、少なくとも曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型を、金属管の表面の一部となっている第３部位をこの金属管の中心に向かって加圧する第３加圧部と、この第３加圧部を間に挟んで金属管の円周方向両側にある加圧部であって、第３部位から金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の第４部位を、第３部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧する第４加圧部と、を備えたものにし、この第４加圧部の加圧力の前記加圧成分を、第２加圧部の加圧力の前記加圧成分よりも大きくする。

金属管が曲げ加工されると、曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側には、この曲げ加工による管中心軸線方向への圧縮力が生じるため、金属管の曲げ加工される曲げ加工部分は、前述した扁平化加工と併せて大きく圧縮されることになり、これにより、金属管には、金属管の内側へ窪んだ窪み部が一層発生しやすくなる。

しかし、前記２個のプレス型のうち、少なくとも曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型を、上述のように、金属管の表面の一部となっている第３部位をこの金属管の中心に向かって加圧する第３加圧部と、この第３加圧部を間に挟んで金属管の円周方向両側にある加圧部であって、第３部位から金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の第４部位を、第３部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧する第４加圧部と、を備えたものとし、かつ、この第４加圧部の加圧力の加圧成分を、第２加圧部の加圧力の前記加圧成分よりも大きくしておくことにより、金属管の曲げ加工部分に金属管の内側への窪み部が発生することを防止しながら、この曲げ加工部分を含めて金属管を扁平化加工することができる。

このように前記２個のプレス型のうち、少なくとも曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型に第３加圧部と第４加圧部を設ける場合にも、曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型における金属管の曲げ加工部分と対面する面は、言い換えると、第３加圧部と第４加圧部とを備えている面は、任意な形状の面とすることができる。

その一例は、この面を、金属管の前記垂直断面よりも大きい曲率半径となっている湾曲凹面を含む面とすることである。この例の場合には、湾曲凹面に第３加圧部と第４加圧部とを設けることができる。そして、この例の場合において、湾曲凹面は１個の曲率半径による凹面でもよく、複数の曲率半径による複数の面が組み合わされた凹面でもよい。

また、第３加圧部と第４加圧部とを備えている面についての他の例は、この面を、少なくとも１個の平坦面を含む面とすることである。この例の場合には、この１個の平坦面に、第３加圧部と第４加圧部のうちの一方の加圧部を設けることができる。他方の加圧部は、曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型に形成した他の平坦面に設けてもよく、このプレス型に形成した湾曲凹面に設けてもよい。

さらに、第３加圧部と第４加圧部は、前記２個のプレス型のうち、曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型だけに設けてもよく、２個のプレス型の両方に設けてもよい。

第３加圧部と第４加圧部を、前記２個のプレス型のうちの曲げ加工によって圧縮される金属管の圧縮側と対面するプレス型だけに設ける場合には、残りのプレス型における金属管の曲げ加工部分と対面する面は、例えば、管中心軸線に関する垂直断面が前記円形となっている金属管のこの垂直断面と同じ曲率半径の湾曲凹面で形成することができる。

第３加圧部と第４加圧部を前記２個のプレス型の両方に設ける場合には、これらのプレス型の第４加圧部の加圧力の前記加圧成分の大きさは異なっていてもよく、同じであってもよい。これらの加圧成分の大きさが同じになっていると、金属管の曲げ加工部分における前記２個のプレス型のそれぞれで扁平化される部分の断面形状を互いに対称形状にさせて、金属管を扁平化加工することができる。

また、本発明に係る金属管の扁平化加工装置は、金属管の管中心軸線方向の一方の端面が当接し、この当接によってこの一方の端面が管中心軸線方向外側へ移動することを規制するための端面移動規制部を有していてもよい。そして、金属管の管中心軸線方向の他方の端部の外周面と対面する前記２個のプレス型のそれぞれの面は、管中心軸線に関する垂直断面が前記円形となっているこの他方の端部と同じ曲率半径の湾曲凹面で形成し、前記２個のプレス型による金属管の扁平化加工作業の終了時における前記他方の端部の外周面を、これらの湾曲凹面によって囲むようにしてもよい。

これによると、金属管を前記２個のプレス型で扁平化加工したときに、この扁平化加工によって生ずる金属管の材料の余肉のために、金属管の全長は管中心軸線方向に沿って延びることになるが、前記端面移動規制部に金属管の管中心軸線方向の一方の端面が当接しているため、この金属管の全長の延びは、管中心軸線方向の他方の側への延びとなって生ずる。このように金属管の全長が管中心軸線方向の他方の側へ延びた場合に、金属管の管中心軸線方向の前記他方の端部の外周面と対面する前記２個のプレス型のそれぞれの面が、管中心軸線に関する垂直断面が前記円形となっているこの他方の端部と同じ曲率半径の湾曲凹面で形成され、前記２個のプレス型による金属管の扁平化加工の終了時における前記他方の端部の外周面がこれらの湾曲凹面によって囲まれていることにより、前記他方の端部が前記２個のプレス型で扁平化加工されることはない。

これにより、全長が所定寸法よりも大きくなった金属管を、扁平化加工の終了後に管中心軸線と直交する方向に移動する切断具で切断して所定寸法とするときに、扁平化加工されていなくて前記円形の断面形状を維持している金属管の部分を切断することが可能となるため、この切断作業を、金属管を押し潰し変形させることなく円滑に行える。

このように扁平化加工装置に、金属管の管中心軸線方向の一方の端面が当接し、この当接によってこの端面が管中心軸線方向外側へ移動することを規制するための端面移動規制部を設ける場合には、前記２個のプレス型のうちの少なくとも１個のプレス型を、型本体と、この型本体に少なくとも一部が埋め込まれた加圧型とを含んで形成し、前記端面移動規制部を、この加圧型の少なくとも一部を埋め込むために前記型本体に形成された立上り壁としてもよい。言い換えると、端面移動規制部を、加圧型の少なくとも一部を埋め込むために型本体に形成した凹部や貫通孔等の立上り壁の部分を利用して形成してもよい。

また、本発明に係る金属管の扁平化加工装置は、前記２個のプレス型で金属管を扁平化加工するときに、この金属管の管中心軸線方向の一方の端部から金属管の内部へこの金属管の全長の途中まで挿入される芯部材を備えていてよい。

これによると、金属管の全長のうち、芯部材が挿入された長さ範囲について、金属管の断面形状を、前記２個のプレス型のプレス作用によって芯部材の形状に正確に対応した形状に成形することができる。そして、金属管の全長のうち、芯部材が挿入されない長さ範囲については、前記２個のプレス型によって扁平化加工することができるため、この扁平化加工装置は、前記２個のプレス型が主要な技術的要素となって構成され、芯部材は付随的な技術的要素となる。

以上のように、扁平化加工装置を芯部材を備えたものとする場合には、前記２個のプレス型のうちの一方のプレス型に、金属管に孔開け加工を行うための少なくとも１個のパンチ部材を設け、芯部材に、このパンチ部材をガイドするためのガイド孔を形成してもよい。

これによると、芯部材を、金属管に孔開け加工する際のパンチ部材をガイドするためのガイド部材としても利用することができる。

本発明に係る金属管の扁平化加工方法は、管中心軸線に関する垂直断面が円形となっている金属管を互いに対向する２個のプレス型で加圧することによって前記金属管を扁平化加工する金属管の扁平化加工方法において、前記２個のプレス型により、前記金属管の表面の一部となっている第１部位をこの金属管の中心に向かって加圧するための第１加圧工程と、前記２個のプレス型のうちの少なくとも一方のプレス型により、前記第１部位に対して前記金属管の円周方向両側の部位であって、前記第１部位から前記金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の第２部位を、前記第１部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて前記金属管を加圧するための第２加圧工程と、を含んでいることを特徴とするものである。

この扁平化加工方法によると、２個のプレス型によって金属管の表面の一部となっている第１部位をこの金属管の中心に向かって加圧するための第１加圧工程に引き続いて、２個のプレス型のうちの少なくとも一方のプレス型により、第１部位に対して金属管の円周方向両側の部位となっている金属管の表面の第２部位を、第１部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧するための第２加圧工程が実施され、第２部位は、第１部位から金属管の内側方向へずれたこの金属管の表面の部位となっているため、第２加圧部に作用する加圧力の前記加圧成分により、金属管の内側へ窪んだ窪み部が金属管に発生することを防止しながら、この金属管を扁平化加工することができる。

そして、このように窪み部の発生を防止して金属管を扁平化加工するための作業は、２個のプレス型だけを用いて金属管を１回プレス加工するだけで終了することができ、このため、金属管の扁平化加工作業を効率的に行える。

また、本発明に係る金属管の扁平化加工方法には、芯部材を、金属管の管中心軸線方向の一方の端部から金属管の内部へこの金属管の全長の途中まで挿入するための芯部材挿入工程を設けてもよい。

さらに、この扁平化加工方法には、前記２個のプレス型のうちの一方のプレス型に少なくとも１個配置されていて、前記芯部材に形成されたガイド孔でガイドされるパンチ部材により、金属管に孔を開けるための孔開け工程を設けてもよい。

本発明に係る金属管製品は、以上説明した本発明に係る装置又は方法によって製造されたものである。

また、以上説明した本発明は、金属管の全長、すなわち、金属管の長さ方向の全体を扁平化加工する場合と、金属管の長さ方向の一部を扁平化加工する場合との両方について適用することができる。また、金属管は、扁平化加工される前に、曲げ加工や、金属管の長さ方向の一部の直径を大きくする拡径加工、金属管の長さ方向の一部の直径を小さくする縮径加工等の予備加工が行われていてもよい。また、扁平化加工される金属管は１本の管によるものでもよく、異径又は同径の複数本の管を直列に接合したものでもよい。

本発明に係る装置又は方法によって扁平化加工された金属管、言い換えると、金属管製品は任意な用途に用いることができる。その用途の一例は、車両のブレーキペダル用アームであり、他の用途は、車両のサスペンションアームであり、さらに他の用途は、二輪車のメインフレームである。

本発明に係る金属管製品が、車両のブレーキペダル用アームとして用いられる場合には、このアームは、空洞部が内部に残されて扁平化加工された金属管によって形成されている。

この空洞部は、金属管の全長に渡って連続していてもよく、金属管の全長のうちの一部だけに設けられていてもよい。後者の場合において、金属管の全長のうち、内部が空洞部となっていない長さ部分は、前記扁平化加工時と同時に押し潰されていてもよく、前記扁平化加工後に行われる作業によって押し潰されていてもよい。

また、車両のブレーキペダル用アームとして用いられる金属管は、上下方向の寸法が大きい大寸法部分と、この大寸法部分よりも上下方向の寸法が小さい小寸法部分とを有し、大寸法部分に、ブレーキペダル用アームの回動中心軸が水平に挿入される孔が形成されていることが好ましい。

これによると、ブレーキペダル用アームには、車両を制動させるためにブレーキペダルを下へ踏み込んだときの大きな荷重が作用し、この荷重によってブレーキペダル用アームに生ずる曲げモーメントは、ブレーキペダル用アームの回動中心軸が水平に挿入されている孔が形成された部分で最大となるが、この部分は、上下方向の寸法が小寸法部分よりも大きい大寸法部分となっており、この大寸法部分についての水平の中立軸に関する断面係数は、この大きな上下寸法のために大きくなっているため、上記曲げモーメントに対するブレーキペダル用アームの強度を大きくすることができる。

このようにブレーキペダル用アームに、上下方向の寸法が大きい大寸法部分と、この大寸法部分よりも上下方向の寸法が小さい小寸法部分とを設け、大寸法部分に、ブレーキペダル用アームの回動中心軸が水平に挿入される孔が形成する場合には、大寸法部分の左右方向に対面する２個の面は、互いに平行となった平坦面としてもよく、外側へ湾曲等して突出した突出面となっていてよい。

大寸法部分の左右方向に対面する２個の面を互いに平行となった平坦面とした場合には、これら２個の面を外側へ湾曲等させて突出させた突出面とした場合よりも、大寸法部分の上下方向の寸法を大きくできるため、この大寸法部分についての前記断面係数も大きくできる。

大寸法部分の左右方向に対面する２個の面を、外側へ湾曲等させて突出させた突出面とした場合には、この大寸法部分を、金属管の内部に挿入される芯部材を用いることなく、２個のプレス型による扁平化加工によって成形することができる。

本発明によると、上下型等の２個のプレス型だけにより、又は２個のプレス型を主要な技術的要素にして、金属管を窪み部が発生することなく扁平化加工できるようになるという効果を得られる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る２個のプレス型となっている上下型の部分を示す扁平化加工装置の断面図である。 図２は、図１のＳ２−Ｓ２線断面図である。 図３は、図２の上下型で金属管が扁平化加工されたときを示す断面図である。 図４は、第２実施形態を示す図２と同様の図である。 図５は、第２実施形態の図３と同様の図である。 図６は、上下型が金属管を曲げ加工する型になっている第３実施形態を示す図１と同様の図である。 図７は、金属管の非曲げ加工部分の位置となっている図６のＳ７−Ｓ７線位置での金属管の扁平化加工時を示す断面図である。 図８は、金属管の曲げ加工部分の位置となっている図６のＳ８−Ｓ８線位置での金属管の扁平化加工時を示す断面図である。 図９は、上下型が金属管を曲げ加工する型になっていて、加圧型の加圧面が複数の平坦面で形成されている第４実施形態を示す図７と同様の図である。 図１０は、第４実施形態の図８と同様の図である。 図１１は、第５実施形態で用いられる金属管の扁平化加工前を示す斜視図である。 図１２は、図１１の金属管の扁平化加工後を示す斜視図である。 図１３は、第５実施形態に係る２個のプレス型となっている上下型の部分を示す扁平化加工装置の要部断面図である。 図１４は、図１３のＳ１４−Ｓ１４線矢視図である。 図１５は、金属管を扁平化加工した後の第５実施形態の扁平化加工装置の要部断面図である。 図１６は、第６実施形態を示す図１５と同様の図である。 図１７は、第６実施形態の扁平化加工装置で製造された金属管製品から作られる車両のブレーキペダル用アームと、このアームに取り付けられたブレーキペダルとを示す平面図である。 図１８は、図１７のブレーキペダル用アームとブレーキペダルとを示す側面図である。 図１９は、図１８のＳ１９−Ｓ１９線断面図である。 図２０は、図１８のＳ２０−Ｓ２０線断面図である。 図２１は、別実施形態に係るブレーキペダル用アームを示す図２０と同様の図である。 図２２は、加圧面が平坦面となっている上下型で金属管を扁平化加工する場合における加圧前を示す断面図である。 図２３は、図２２の上下型で金属管を扁平化加工したときを示す断面図である。

符号の説明

１，３１，７１ 金属管
１Ａ，１Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ 第１部位
１Ｃ、１Ｄ，３１Ｃ，３１Ｄ 第２部位
３１Ｅ，３１Ｆ 第３部位
３１Ｇ，３１Ｈ 第４部位
１０，１３、２０，２３、４０，４３，５０，５３，８０，８３ プレス型である上型、下型
１１，１４，２１，２４、４１，４４，５１，５４，８１，８４ 型本体
１２，１５，２２，２５，４２，４５，５２，５５，８２，８５ 加圧型
１２Ａ，１５Ａ，４２Ａ，４５Ａ，８２Ａ，８５Ａ 湾曲凹面で形成された加圧面
２２Ａ，２５Ａ，５２Ａ，５５Ａ 平坦面で形成された加圧面
２６，２７，２８，２９，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３ 平坦面
７１’ 扁平化加工後の金属管である金属管製品
７２Ａ 管中心軸線方向の一方の側の端面
７３Ａ 管中心軸線方向の他方の側の端部
８４Ｂ 端面移動規制部である立上り壁
９０ 芯部材
９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ ガイド孔
９２，９３，９４ パンチ部材
１００ ブレーキペダル用アーム
１０１，１０１’ 大寸法部分
１０２ 小寸法部分
Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３ 管中心軸線

以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る金属管の扁平化加工装置となっているプレス装置の上下型１０，１３の部分を示す断面図である。２個のプレス型であるこれらの上下型１０，１３は、型本体１１，１４と、これらの型本体１１，１４に形成された凹部１１Ａ，１４Ａに全体が埋め込みセットされた加圧型１２，１５とを備えている。この実施形態に係る金属管１は、管中心軸線Ｎ_１が真っ直ぐとなっていて、同じ直径が全長に渡って連続している直管であり、また、この金属管１は、図１のＳ２−Ｓ２線断面図である図２で示されているとおり、管中心軸線Ｎ_１に関する垂直断面が円形となっている円管である。

図２で示されているように、上下型１０，１３の加圧型１２，１５における金属管１と対面する面、言い換えると、金属管１を加圧するための加圧面１２Ａ，１５Ａは、湾曲凹面となっており、これらの湾曲凹面は円弧面であって、金属管１の上記円形の垂直断面の曲率半径よりも大きい曲率半径で形成されている。そして、これらの加圧面１２Ａと１５Ａの曲率半径は同じである。金属管１は、図１で示されているように、上下型１０，１３が型開きしているときに下型１３の加圧型１５の加圧面１５Ａ上にセットされ、下降した上型１０の型本体１１が下型１３の型本体１４と当接する所定位置まで達することにより、金属管１は、図３で示されているように、加圧型１２，１５で扁平化加工される。

この扁平化加工は、最初に、金属管１の表面の一部となっている図２及び図３の水平方向中央部の最高部位１Ａと最低部位１Ｂが、言い換えると、第１部位１Ａ，１Ｂが加圧型１２，１５の加圧面１２Ａ，１５Ａで金属管１の中心に向かって加圧されることにより開始され、上型１０が引き続いて下降することにより、上型１０では、第１部位１Ａに対して金属管１の円周方向両側の金属管１の表面の部位となっている第２部位１Ｃが加圧型１２の加圧面１２Ａで加圧されるとともに、下型１３では、第１部位１Ｂに対して金属管１の円周方向両側の部位となっている第２部位１Ｄが加圧型１５の加圧面１５Ａで加圧される。

このようにして金属管１が加圧型１２，１５で扁平化加工される際には、図３で示されているとおり、金属管１の第１部位１Ａ，１Ｂには、金属管１の中心に向かう鉛直の加圧力Ｆ_１が作用し、金属管１の第２部位１Ｃ，１Ｄには、加圧面１２Ａ，１５Ａの曲率半径に対応して斜めの向きとなった加圧力Ｆ_２が作用する。これらの加圧力Ｆ_２は、加圧力Ｆ_１によって加圧される第１部位１Ａ，１Ｂの側へ向かう水平方向の加圧成分Ｆ_２Ｈを有している。また、加圧面１２Ａ，１５Ａのうち、上記加圧力Ｆ_１を発生させる部分は、上型１０が下降を開始した後に最初に金属管１の第１部位１Ａ，１Ｂを加圧する第１加圧部となっており、加圧面１２Ａ，１５Ａのうち、それぞれの第１加圧部１Ａ，１Ｂを間に挟んで金属管１の円周方向両側にあって、上記加圧力Ｆ_２を発生させる部分は、その次に金属管１を加圧する第２加圧部となっている。第２加圧部の位置は、上型１０の下降が進行するにしたがい、第１部位１Ａ，１Ｂから金属管１の円周方向へ離れる位置へ移行する。

以上のように金属管１が加圧型１２，１５で加圧されたときには、図２２の場合と同様に、金属管１における加圧型１２，１５で加圧される円周方向長さは、これらの円周方向長さが当接する加圧型１２，１５の加圧面１２Ａ，１５Ａの箇所の長さよりも長いために、それぞれの第１部位１Ａ，１Ｂを間に挟んだ金属管１の円周方向両側において、図２３の場合と同様に、第１部位１Ａ、１Ｂの側へ向かう圧縮方向の荷重が生ずることになる。しかし、金属管１には、それぞれの第１部位１Ａ，１Ｂに対して金属管１の円周方向両側の部位となっている第２部位１Ｃ，１Ｄにおいて、上記加圧力Ｆ_２が作用し、これらの加圧力Ｆ_２は、第１部位１Ａ，１Ｂの側へ向かう加圧成分Ｆ_２Ｈを有しており、また、第２部位１Ｃ，１Ｄは、第１部位１Ａ，１Ｂから金属管１の内側方向へずれた金属管１の表面の部位となっているため、第２部位１Ｃに作用する加圧力Ｆ_２の加圧成分Ｆ_２Ｈにより、金属管１の最高部位となっている第１部位１Ａは加圧面１２Ａ側へ押し上げられ、第２部位１Ｄに作用する加圧力Ｆ_２の加圧成分Ｆ_２Ｈにより、金属管１の最低部位となっている第１部位１Ｂは加圧面１５Ａ側へ押し下げられる。このため、金属管１は、金属管１の内側へ窪んだ窪み部が発生することなく扁平化加工されることになる。

したがって、本実施形態によると、互いに上下に対向する２個のプレス型となっている上下型１０，１３に、金属管１を加圧する加圧面１２Ａ，１５Ａを湾曲凹面とした加圧型１２，１５を設けるだけで、金属管１を、窪み部が発生することなく所定厚さ寸法まで扁平化加工することができ、プレス装置には特別の部材、機器類を装備する必要がないため、プレス装置全体の製造コスト及び金属管１の扁平化加工コストを低減できる。

また、１個の金属管１についての扁平化加工作業は、上型１０が下型１３に対して１回上下動するだけで終了するため、この扁平化加工作業を効率的に行え、短時間で多数の金属管１を加工処理できることになる。

また、本実施形態では、上下型１０，１３に分かれて配置されている加圧型１２，１５の加圧面１２Ａ，１５Ａは、同じ曲率半径の湾曲凹面となっているため、金属管１を、管中心軸線Ｎ_１に関する上下部分であって加圧面１２Ａ，１５Ａで成形される部分を対称形状にさせて、扁平化加工できることになる。

図４及び図５は、第２実施形態に係る上下型２０，２３を示す。この実施形態でも、上下型２０，２３は、型本体２１，２４と、これらの型本体２１，２４に形成された凹部２１Ａ，２４Ａに全体が埋め込みセットされた加圧型２２，２５とを備えているが、これらの加圧型２２，２５の加圧面２２Ａ，２５Ａは湾曲凹面で形成されておらず、金属管１の水平の直径方向中央の第１平坦面２６，２８と、これらの第１平坦面２６，２８に対して金属管１の水平の直径方向両側、言い換えると、金属管１の円周方向両側に設けられた第２平坦面２７，２９とで形成されている。上型２０の加圧型２２の第２平坦面２７は、第１平坦面２６から下り傾斜で傾いた傾斜面となっており、下型２３の加圧型２５の第２平坦面２９は、第１平坦面２８から上り傾斜で傾いた傾斜面となっている。

この実施形態では、上型２０が下型２３に向かって下降すると、最初に、金属管１の最高部位、最低部位となっている第１部位１Ａ、１Ｂが加圧面２２Ａ，２５Ａの第１平坦面２６，２８で金属管１の中心に向かって加圧され、次に、上型２０では、第１部位１Ａに対して金属管１の円周方向両側の部位となっている第２部位１Ｃが加圧面２２Ａの第２平坦面２７で加圧されるとともに、下型２３では、第１部位１Ｂに対して金属管１の円周方向両側の部位となっている第２部位１Ｄが加圧面２５Ａの第２平坦面２９で加圧される。この加圧状態が図５で示されている。

このため、この実施形態では、加圧面２２Ａ，２５Ａの第１平坦面２６，２８には、金属管１を最初に加圧する第１加圧部が存在し、加圧面２２Ａ，２５Ａの第２平坦面２７，２９には、第１加圧部を挟んで金属管１の円周方向両側にあって、金属管１を次に加圧する第２加圧部が存在している。また、第１加圧部で加圧される第１部位１Ａ，１Ｂには、金属管１の中心に向かう鉛直の加圧力Ｆ_３が作用し、第２加圧部で加圧される第２部位１Ｃ，１Ｄには、第２平坦面２７，２９の傾斜角度に対応して斜めの向きとなった加圧力Ｆ_４が作用する。これらの加圧力Ｆ_４は、第１部位１Ａ，１Ｂの側へ向かう水平方向の加圧成分Ｆ_４Ｈを有しており、そして、前述した実施形態と同じく、第２部位１Ｃ，１Ｄは、第１部位１Ａ，１Ｂから金属管１の内側方向へずれている。

このため、この実施形態でも、加圧力Ｆ_４の加圧成分Ｆ_４Ｈにより、金属管１を、金属管１の内側へ窪んだ窪み部が発生することなく扁平化加工することができる。

また、この実施形態によると、上下型２０，２３の加圧型２２，２５の加圧面２２Ａ，２５Ａを第１平坦面２６，２８と第２平坦面２７，２９の組み合わせで形成でき、加圧型２２，２５にこれらの平坦面２６，２７，２８，２９を形成するための作業は、加圧型に湾曲凹面を形成するための作業よりも容易であるため、加圧型２２，２５を容易に製造することができる。

図６は第３実施形態を示す。この実施形態の上下型４０，４３も、型本体４１，４４と、これらの型本体４１，４４に形成された凹部４１Ａ，４４Ａに埋め込みセットされた加圧型４２，４５とを備えているが、これらの加圧型４２，４５は、金属管３１を曲げ加工するための山部４６，谷部４７を備えている。このため、加圧型４２，４５は、凹部４１Ａ，４４Ａに埋め込まれた部分と、凹部４１Ａ，４４Ａから露出している部分とを有する。

図７は、金属管３１における曲げ加工されない非曲げ加工部分の位置となっている図６のＳ７−Ｓ７線位置での金属管３１の扁平化加工時を示す断面図であり、図８は、金属管３１における曲げ加工される曲げ加工部分の位置となっている図６のＳ８−Ｓ８線位置での金属管３１の扁平化加工時を示す断面図である。これらの図７と図８で示されているように、上下型４０，４３の加圧型４２，４５における金属管３１と対面する面となっている加圧面４２Ａ，４５Ａは、図２及び図３の実施形態と同様に、湾曲凹面となっている。これらの湾曲凹面は、扁平化加工される前の金属管３１の管中心軸線Ｎ_２（図６を参照）に関する円形の垂直断面の曲率半径よりも大きい曲率半径で形成されている。

そして、図７と図８との比較で分かるように、金属管３１の曲げ加工部分と対応する部分での加圧面４２Ａ，４５Ａの曲率半径は、金属管３１の非曲げ加工部分と対応する部分での加圧面４２Ａ，４５Ａの曲率半径よりも小さくなっている。このように曲率半径が曲げ加工部分と非曲げ加工部分とで異なっている加圧面４２Ａ，４５Ａは、滑らかに連続する面として加圧型４２，４５に形成されている。

なお、この実施形態の金属管３１は、図６で示されているように、予め実施された予備曲げ加工によって管中心軸線Ｎ_２が少し曲がった曲管となっているが、この実施形態で曲げ加工されながら扁平化加工される金属管は、予備曲げ加工されていない直管でもよい。

この実施形態では、上型４０が下型４３に向かって下降すると、図７で示されている金属管３１の非曲げ加工部分では、この非曲げ加工部分での金属管３１の最高部位と最低部位になっている第１部位３１Ａ，３１Ｂが、加圧型４２，４５の加圧面４２Ａ，４５Ａからの加圧力Ｆ_５で金属管３１の中心に向かって加圧され、次いで第１部位３１Ａ，３１Ｂに対して金属管３１の円周方向両側の部位となっている第２部位３１Ｃ、３１Ｄが、加圧型４２，４５の加圧面４２Ａ，４５Ａからの加圧力Ｆ_６で加圧される。また、図８で示されている金属管３１の曲げ加工部分でも、この曲げ加工部分での金属管３１の最高部位と最低部位になっている第３部位３１Ｅ，３１Ｆが、加圧型４２，４５の加圧面４２Ａ，４５Ａからの加圧力Ｆ_７で金属管３１の中心に向かって加圧され、次いで、第３部位３１Ｅ，３１Ｆに対して金属管３１の円周方向両側の部位となっている第４部位３１Ｇ，３１Ｈが、加圧型４２，４５の加圧面４２Ａ，４５Ａからの加圧力Ｆ_８で加圧される。

このため、金属管３１の非曲げ加工部分と対応する加圧面４２Ａ，４５Ａの部分には、金属管３１を加圧力Ｆ_５で加圧する第１加圧部と、加圧力Ｆ_６で加圧する第２加圧部とが存在し、また、金属管３１の曲げ加工部分と対応する加圧面４２Ａ，４５Ａの部分には、金属管３１を加圧力Ｆ_７で加圧する第３加圧部と、加圧力Ｆ_８で加圧する第４加圧部とが存在する。

そして、第２部位３１Ｃ，３１Ｄは、第１部位３１Ａ，３１Ｂから金属管１の内側方向へずれており、第４部位３１Ｇ，３１Ｈは、第３部位３１Ｅ，３１Ｆから金属管１の内側方向へずれている。

この実施形態でも、第２加圧部の加圧力Ｆ_６と第４加圧部の加圧力Ｆ_８は、加圧面４２Ａ，４５Ａの曲率半径に応じた斜めの加圧力となるため、加圧力Ｆ_６は、第１部位３１Ａ，３１Ｂの側へ向かう加圧成分Ｆ_６Ｈを有し、加圧力Ｆ_８は、第３部位３１Ｅ，３１Ｆの側へ向かう加圧成分Ｆ_８Ｈを有する。そして、上述したように、金属管３１の曲げ加工部分と対応する部分での加圧面４２Ａ，４５Ａの曲率半径は、金属管３１の非曲げ加工部分と対応する部分での加圧面４２Ａ，４５Ａの曲率半径よりも小さいため、加圧力Ｆ_８の加圧成分Ｆ_８Ｈは、加圧力Ｆ_６の加圧成分Ｆ_６Ｈよりも大きくなっている。

図６において、金属管３１は上下型４０，４３の加圧型４２，４５で下側へ凸形状となって曲げ加工されるため、金属管３１の曲げ加工部分における上型４０の加圧型４２と対面する上側の部分４９は、曲げ加工によって管中心軸線Ｎ_２の方向へ圧縮される圧縮部分となっている。

この圧縮部分４９は、非曲げ加工部分と同様に扁平化加工される部分にもなっているため、圧縮部分４９には、扁平化加工による金属管３１の円周方向への圧縮力と、曲げ加工による管中心軸線Ｎ_２の方向への圧縮力とが生じ、このため、圧縮部分４９は、非曲げ加工部分よりも金属管３１の内側へ窪んだ窪み部が発生しやすい状態となっている。

しかし、この実施形態では、上型４０の加圧型４２で発生する加圧力Ｆ_８の加圧成分Ｆ_８Ｈは、加圧力Ｆ_６の加圧成分Ｆ_６Ｈよりも大きいため、このように大きく設定されている加圧成分Ｆ_８Ｈにより、窪み部が生ずるのを防止しながら金属管３１を扁平化加工できることになる。

また、本実施形態でも、上下型４０，４３の加圧型４２，４５の加圧面４２Ａ，４５Ａは、金属管３１の曲げ加工部分において、曲率半径が同じになった湾曲凹面となっているため、金属管３１の曲げ加工部分を、管中心軸線Ｎ_２に関する上下部分を対称形状にさせて扁平化加工することができ、金属管３１の非曲げ加工部分でも加圧面４１Ａ，４５Ａの曲率半径は同じであるため、金属管３１の非曲げ加工部分でも、管中心軸線Ｎ_２に関する上下部分を対称形状にさせて扁平化加工することができる。

図９及び図１０は、図６、図７及び図８の実施形態と同じく、金属管３１の一部を曲げ加工しながらこの金属管３１を扁平化加工する第４実施形態を示し、図９は、図７に対応する図であり、図１０は、図８に対応する図である。この実施形態では、上下型５０，５３の型本体５１，５４にセットされている加圧型５２，５５の加圧面５２Ａ，５５Ａは、複数の平坦面の組み合わせで形成されている。

すなわち、図９で示す金属管３１の非曲げ加工部分と対応する部分における加圧面５２Ａ，５５Ａは、金属管３１の水平の直径方向中央の第１平坦面５６，５８と、これらの第１平坦面５６，５８に対して金属管３１の水平の直径方向両側に設けられた第２平坦面５７，５９とで形成されている。上型５０の加圧型５２の第２平坦面５７は、第１平坦面５６から金属管３１の水平の直径方向に対して下り傾斜で傾いた傾斜面となっており、下型５３の加圧型５５の第２平坦面５９は、第１平坦面５８から金属管３１の水平の直径方向に対して上り傾斜で傾いた傾斜面となっている。

また、図１０で示す金属管３１の曲げ加工部分と対応する部分における加圧面５２Ａ，５５Ａは、金属管３１の水平の直径方向中央の第３平坦面６０，６２と、これらの第３平坦面６０，６２に対して金属管３１の水平の直径方向両側に設けられた第４平坦面６１，６３とで形成されている。上型５０の加圧型５２の第４平坦面６１は、第３平坦面６０から金属管３１の水平の直径方向に対して下り傾斜で傾いた傾斜面となっており、下型５３の加圧型５５の第４平坦面６３は、第３平坦面６２から金属管３１の水平の直径方向に対して上り傾斜で傾いた傾斜面となっている。第１平坦面５６，５８と第３平坦面６０，６２は滑らかに連続し、第２平坦面５７，５９と第４平坦面６１，６３も滑らかに連続している。

そして、第３平坦面６０，６２に対する第４平坦面６１，６３の傾斜角度は、第１平坦面５６，５８に対する第２平坦面５７，５９の傾斜角度よりも大きくなっている。

この実施形態では、上型５０が下型５３に向かって下降すると、図９で示されている金属管３１の非曲げ加工部分では、金属管３１の最高部位と最低部位になっている第１部位３１Ａ，３１Ｂが、加圧型５２，５５の第１平坦面５６，５８からの加圧力Ｆ_９で金属管３１の中心に向かって加圧され、次いで、第１部位３１Ａ、３１Ｂに対して金属管３１の円周方向両側の部位となっている第２部位３１Ｃ、３Ｄが、加圧型５２，５５の第２平坦面５７，５９からの加圧力Ｆ_１０で加圧される。また、図１０で示されている金属管３１の曲げ加工部分でも、金属管３１の最高部位と最低部位になっている第３部位３１Ｅ，３１Ｆが、加圧型５２，５５の第３平坦面６０，６２からの加圧力Ｆ_１１で金属管３１の中心に向かって加圧され、次いで、第３部位３１Ｅ，３１Ｆに対して金属管３１の円周方向両側の部位となっている第４部位３１Ｇ，３１Ｈが、加圧型５２，５５の第４平坦面６１，６３からの加圧力Ｆ_１２で加圧される。

このため、金属管３１の非曲げ加工部分と対応する第１平坦面５６，５８の部分には金属管３１を加圧力Ｆ_９で加圧する第１加圧部が、第２平坦面５７，５９の部分には金属管３１を加圧力Ｆ_１０で加圧する第２加圧部が、それぞれ存在し、また、金属管３１の曲げ加工部分と対応する第３平坦面６０，６２の部分には金属管３１を加圧力Ｆ_１１で加圧する第３加圧部が、第４平坦面６１，６３の部分には金属管３１を加圧力Ｆ_１２で加圧する第４加圧部が、それぞれ存在する。第２加圧部で発生する加圧力Ｆ_１０は、第１部位３１Ａ，３１Ｂの側へ向かう加圧成分Ｆ_１０Ｈを有し、第４加圧部で発生する加圧力Ｆ_１２は、第３部位３１Ｅ，３１Ｆの側へ向かう加圧成分Ｆ_１２Ｈを有する。

そして、第３平坦面６０，６２に対する第４平坦面６１，６３の傾斜角度は、第１平坦面５６，５８に対する第２平坦面５７，５９の傾斜角度よりも大きくなっているため、加圧力Ｆ_１２の加圧成分Ｆ_１２Ｈは、加圧力Ｆ_１０の加圧成分Ｆ_１０Ｈよりも大きい。また、第２部位３１Ｃ，３１Ｄは、第１部位３１Ａ，３１Ｂから金属管１の内側方向へずれており、第４部位３１Ｇ，３１Ｈは、第３部位３１Ｅ，３１Ｆから金属管１の内側方向へずれている。

このため、この実施形態でも、図６、図７及び図８の実施形態と同様に、金属管３１を、窪み部が生ずるのを防止しながら扁平化加工できることになる。

次に第５実施形態について説明する。図１１は、この実施形態における扁平化加工前の金属管７１を示し、図１２は、扁平化加工後の金属管７１’、言い換えると、この実施形態に係る金属管７１の扁平化加工装置及び方法によって製造された金属管製品を示す。扁平化加工された金属管７１’は、四輪車両のブレーキペダル用アームとして用いられるものである。

図１１で示されているとおり、扁平化加工前の金属管７１は、拡径加工によって直径が大きくなった大径部分７２と、この大径部分７２と滑らかに連続し、拡径加工されていない小径部分７３とからなる。また、大径部分７２は小径部分７３に対して角度θ_１で曲げ加工されており、小径部分７３における大径部分７２とは反対側の端部７３Ａは、角度θ_１とは異なる方向に曲げ加工されている。これらの拡径加工や曲げ加工は、扁平化加工の前に予備加工として実施されている。また、扁平化加工前の金属管７１における管中心軸線Ｎ_３の方向の任意な位置において、金属管７１の管中心軸線Ｎ_３に関する垂直断面は、これまでの実施形態と同じく、円形となっている。

図１２で示されているように、扁平化加工後の金属管７１’は、大径部分７２と、端部７３Ａを除く小径部分７３の大部分とが扁平化加工されており、また、大径部分７２と小径部分７３との間は角度θ_１よりも大きい角度θ_２に曲げ加工されている。小径部分７３の端部７３Ａを扁平化加工しない理由は、扁平化加工後の金属管７１’を所定の全長とするために、管中心軸線Ｎ_３と直交する方向へ移動する切断具７４で金属管７１’の端部７３Ａを切断する際に、端部７３Ａが扁平化されていると、この切断作業を実施することが困難になってしまうからであり、端部７３Ａの管中心軸線Ｎ_３に関する垂直断面が円形に維持されていると、この端部７３Ａを切断具７４で押し潰し変形させることなく容易に切断できるからである。

図１３は、この実施形態に係る金属管７１の扁平化加工装置となっているプレス装置の上下型８０，８３の部分を示す要部断面図であり、図１４は、図１３のＳ１４−Ｓ１４線矢視図、図１５は、金属管７１を扁平化加工した後の上下型８０，８３の部分の要部断面図である。図１３で示されているように、プレス型である上下型８０，８３は、型本体８１，８４と、これらの型本体８１，８４に形成された凹部８１Ａ，８４Ａに埋め込みセットされた加圧型８２，８５とを備えている。これらの加圧型８２，８５の金属管７１と対面する面は、金属管７１の小径部分７３の端部７３Ａと対面する部分８２Ｂ，８５Ｂを除き、金属管７１を扁平化加工するために加圧する加圧面８２Ａ，８５Ａとなっている。

加圧型８２，８５の金属管７１と対面する面のうち、小径部分７３の端部７３Ａと対面する部分８２Ｂ，８５Ｂは、扁平化加工前のこの端部７３Ａの断面形状と曲率半径が同じになっている湾曲凹面である。このため、図１５で示されているように、下降した上型８０の型本体８１が下型８３の型本体８４に当接して型締めがなされ、これによって金属管７１の扁平化加工が終了したときには、端部７３Ａの外周面はこれらの湾曲凹面８２Ｂ，８５Ｂで単に囲まれた状態となっており、端部７３Ａは加圧型８２，８５で扁平化加工されないようになっている。

また、加圧型８２，８５は、金属管７１の大径部分７２を扁平化加工するための第１部分８６，８８と、端部７３Ａを除く小径部分７３を扁平化加工するための第２部分８７，８９とを有し、第２部分８７，８９は、水平となっている第１部分８６，８８から上り傾斜で傾斜している部分となっている。これにより、金属管７１は、扁平化加工されると同時に、大径部分７２と小径部分７３との間で角度θ_２に曲げ加工されるようになっている。

また、この実施形態では、扁平化加工前の大径部分７２の直径に対して、扁平化加工後の大径部分７２の厚さ寸法は充分に小さくなるため、上型８０が下型８３に対して所定距離だけ下降して大径部分７２の扁平化加工が所定程度まで進行したときに、下型８０の加圧型８５上にセットされている金属管７１の大径部分７２の内部に挿入されるようになっている芯部材９０が、この実施形態のプレス装置に用意されている。この芯部材９０は、例えば、上型８０の上下動によって駆動されるスライドカム手段又は油圧シリンダ等による駆動手段で金属管７１に向かって進退動するものとなっており、図１３で示されているように、加圧型８５を埋め込みセットするために下型８３の型本体８４に形成されている前記凹部８４Ａの芯部材９０側の立上り壁８４Ｂ及びこの立上り壁８４Ｂの厚さ部分の内部には、芯部材９０の進退動を案内するためのガイドブッシュ９１が組み込まれている。

金属管７１の上下型８０，８３による扁平化加工は、図１３で示されているように、金属管７１における管中心軸線Ｎ_３の方向の一方の端面となっている大径部分７２の端面７２Ａを上記立上り壁８４Ｂに当接させることによって、金属管７１を下型８３の加圧型８５上にセットした後に開始される。上型８０が下降することにより、金属管７１の大径部分７２と、端部７３Ａを除く小径部分７３は、加圧型８２，８５の加圧面８２Ａ，８５Ａによって扁平化加工され、大径部分７２の扁平化加工は、金属管７１の内部に芯部材９０が挿入されて行われる。

この芯部材９０の挿入は、上型８０が下降を始めて金属管７１の扁平化加工が始まった後に、芯部材９０が端面７２Ａから金属管７１の内部に挿入されることによって始まり、この後、加圧型８２，８５で大径部分７２が所定に断面形状に成形される前までには、芯部材９０は、金属管７１の全長の途中までとなっている大径部分７２の長さ範囲に挿入される。

また、金属管７１の扁平化加工は、大径部分７２と小径部分７３との間で金属管７１が角度θ_２に曲げ加工されながら行われ、金属管７１の曲げ加工部分と対応する加圧型８２，８５の加圧面８２Ａ，８５Ａの部分には、図７と図８の実施形態又は図９と図１０実施形態と同様に、第３加圧部と第４加圧部が設けられている。また、金属管７１の非曲げ加工部分となっている小径部分７３と対応する加圧型８２，８５の加圧面８２Ａ，８５Ａの部分にも、図７と図８の実施形態又は図９と図１０実施形態と同様に、第１加圧部と第２加圧部が設けられている。そして、第４加圧部で発生する加圧力には、第３加圧部の加圧力による加圧側へ向かう加圧成分があり、第２加圧部で発生する加圧力には、第１加圧部の加圧力による加圧側へ向かう加圧成分があり、第４加圧部の加圧力の加圧成分は第２加圧部の加圧力の加圧成分よりも大きいため、金属管７１の曲げ加工部分は、金属管７１の内側への窪み部が発生することなく、扁平化加工されて曲げ加工されることになる。

また、加圧型８２，８５の加圧面８２Ａ，８５Ａのうち、大径部分７２と対応する部分は、金属管７１の内面が芯部材９０に接触するまで、この大径部分７２を扁平化加工するための部分となっている。

以上の金属管７１の扁平化加工と曲げ加工は、小径部分７３の端部７３Ａを除く金属管７１の全体を圧縮しながら行われるため、この圧縮のため、扁平化加工後の金属管７１’は、金属管７１の材料の余肉の移動によって管中心軸線Ｎ_３の方向に全長が延びていることになる。本実施形態の金属管７１の扁平化加工と曲げ加工は、金属管７１における管中心軸線Ｎ_３の方向の一方の端面７２Ａを上記立上り壁８４Ｂに当接させて行われるため、金属管７１の全長の延びは、この端面７２Ａが管中心軸線Ｎ_３の外側方向に移動することを阻止させて行われることになる。

すなわち、本実施形態では、立上り壁８４Ｂが、端面７２Ａが管中心軸線Ｎ_３の外側方向に移動することを規制する端面移動規制部となっており、このため、金属管７１の全長の延びは、管中心軸線Ｎ_３の方向の他方の側への延びとなって生ずる。このように金属管７１の全長が管中心軸線Ｎ_３の方向の他方の側へ延びた場合に、延び側となってい小径部分７３の端部７３Ａの外周面は、上記扁平化加工の終了時に、図１５で示されているように、加圧型８２，８５の前述した湾曲凹面８２Ｂ，８５Ｂで囲まれており、これらの湾曲凹面８２Ｂ、８５Ｂの曲率半径は、扁平化加工前の金属管７１の小径部分７３の断面形状の曲率半径と同じであるため、端部７３Ａは、扁平化加工されない円形の断面形状をそのまま維持することになる。

このため、上下型８０，８３を型開きした後に取り出された扁平化加工後の金属管７１’を適正な全長とするために、図１２の切断具７４で端部７３Ａを切断する作業を所定どおり容易に行える。

なお、上型８０に切断具７４を取り付けることにより、上型８０の下降による金属管７１の扁平化加工と同時に端部７３Ａの切断作業を行えるようにしてもよい。

図１６は、金属管７１についての扁平化加工及び曲げ加工を行うときに、金属管７１の大径部分７２に３個の孔の孔開け加工を行えるようにした第６実施形態を示す。この実施形態の上型８０には、３個のパンチ部材９２，９３，９４が下向きに取り付けられており、芯部材９０には、パンチ部材９２，９３，９４をガイドするためのガイド孔９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃが形成されている。このため、金属管１から扁平加工と曲げ加工で製造された金属管７１’には、大径部分７２において、これらのガイド孔９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃでガイドされて下降するパンチ部材９２，９３，９４により、孔９５，９６，９７が形成されている。

これにより、金属管７１’を前述したブレーキペダル用アームとする場合に必要となる孔９５，９６，９７の加工を、金属管７１から金属管７１’を製造するときに同時に行える。

なお、図１６のパンチ部材９２，９３，９４は、上型８０の型本体８１及び加圧型８２に配置されているが、例えば、上型８０に、型本体８１と分離していてこの型本体８１から遅れて下降する分離型を設け、この分離型に３個のパンチ部材を配置することにより、大径部分７２が加圧型８２，８５と芯部材９０とで所定の断面形状に成形された直後に、上記分離型の下降により、３個のパンチ部材で大径部分７２に孔９５，９６，９７を形成するようにしてもよい。

図１７は、図１６の実施形態で製造された金属管７１’から作られた四輪車両のブレーキペダル用アーム１００と、このアーム１００に取り付けられたブレーキペダル１１０を示す平面図であり、図１８は、これらのアーム１００とブレーキペダル１１０の側面図である。アーム１００は、金属管７１’の小径部分７３の端部７３Ａが前述した切断具７４で切断されたものとなっており、この切断端部にブレーキペダル１１０が取り付けられている。そして、アーム１００は、図１７で示されているように、図１６の加圧型８２，８５による曲げ加工により、図１２で示した角度θ_２に曲げ加工されている。この角度θ_２により、アーム１００に近接させて四輪車両に配置することが必要な部材、例えば、ステアリングシャフトのための配置スペースが確保される。

また、アーム１００は、図１８で示されているとおり、上下寸法が大きい大寸法部分１０１と、この大寸法部分１０１よりも上下寸法が小さい小寸法部分１０２とからなり、前述した扁平化加工により、大寸法部分１０１は上述した大径部分７２で形成され、小寸法部分１０２は小径部分７３で形成されている。また、この扁平化加工は、アーム１００の内部に空洞部を残して行われ、この空洞部は、アーム１００の全長に渡って連続している。大寸法部分１０１には前述した孔９５，９６，９７が設けられ、孔９５は、ブレーキ用マスターシリンダの倍力装置とアーム１００とを連結するためのリンク部材１１１をアーム１００に接続するために用いられ、孔９６は、アーム１００の水平の回動中心軸１１２を挿入するために用いられ、孔９７は、回動中心軸１１２を中心に下向きに回動したときのアーム１００に戻り力を付与するためのリターンばね１１３をアーム１００に連結するために用いられる。

図１９は、図１８で示すアーム１００の小寸法部分１０２におけるＳ１９−Ｓ１９線断面図であり、図２０は、図１８で示すアーム１００の大寸法部分１０１におけるＳ２０−Ｓ２０線断面図である。図１９で示されているように、小寸法部分１０２の左右方向に対面する２個の面１０２Ａは、この小寸法部分１０２についての前述した扁平化加工により、外側へ突出した突出面となっているが、図２０で示されているように、大寸法部分１０１の左右方向に対面する２個の面１０１Ａは、この大寸法部分１０１についての前述した扁平化加工が、前記芯部材９０に大寸法部分１０１の内面が接触するまで行われるものとなっているため、互いに平行となった平坦面となっている。

また、小寸法部分１０２の上下寸法がＨ_１であるのに対して、大寸法部分１０１の上下寸法はＨ_２となっており、Ｈ_２はＨ_１よりも大きい。アーム１００には、四輪車両を制動させるためにブレーキペダル１１０を下へ踏み込んだときの大きな荷重が作用し、この荷重によってアーム１００に生ずる曲げモーメントは、アーム１００の回動中心軸１１２が水平に挿入されている孔９６が形成された部分において最大となる。本実施形態では、この部分は、上下方向の寸法が小寸法部分１０２よりも大きい大寸法部分１０１となっており、これにより、大寸法部分１０１ついての水平の中立軸に関する断面係数を、小寸法部分１０２についての水平の中立軸に関する断面係数よりも大きくすることができるため、上記曲げモーメントに対するアーム１００の強度を充分大きくすることができる。

図２１は、別実施形態の大寸法部分１０１’を示す。この実施形態では、大寸法部分１０１’の左右方向に対面する２個の面１０１’Ａは、図１９の小寸法部分１０２の２個の面１０２Ａと同じく、外側へ突出する突出面となっている。この実施形態によると、大寸法部分１０１’の上下寸法Ｈ_３はＨ_２よりも小さくなるが、大寸法部分１０１’を、金属管の全長の途中まで挿入される前述の芯部材９０を用いることなく、成形することが可能となる。

なお、この実施形態において、大寸法部分１０１’に前記孔９５，９６，９７を形成する作業は、前述した扁平化加工及び曲げ加工を行った後の後加工として行なう。

本発明は、例えば、四輪車両のブレーキペダル用アーム等として用いられる部材を、金属管の扁平化加工によって製造するために利用することができる。

Claims (9)

1. 互いに対向する２個のプレス型を有し、管中心軸線に関する垂直断面が円形となっている金属管を前記２個のプレス型で加圧することによって前記金属管を扁平化加工する金属管の扁平化加工装置において、
   前記２個のプレス型のうちの少なくとも一方のプレス型は、前記金属管の表面の一部となっている第１部位をこの金属管の中心に向かって加圧する第１加圧部と、この第１加圧部を間に挟んで前記金属管の円周方向両側にある加圧部であって、前記第１部位を間に挟んで前記金属管の円周方向両側にあるこの金属管の表面の第２部位を、前記第１部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧する第２加圧部と、を備えており、
   前記２個のプレス型は前記金属管を扁平化しながらこの金属管の一部を曲げ加工するための型になっており、前記第１加圧部と前記第２加圧部を備えている前記一方のプレス型は、前記２個のプレス型のうち、前記曲げ加工によって圧縮される前記金属管の圧縮側と対面するプレス型であり、
   前記第１加圧部と前記第２加圧部は前記金属管の曲げ加工されない非曲げ加工部分を加圧するための加圧部であり、
   前記２個のプレス型のうち、前記曲げ加工によって圧縮される前記金属管の圧縮側と対面する前記一方のプレス型は、前記金属管の表面の一部となっている第３部位をこの金属管の中心に向かって加圧する第３加圧部と、この第３加圧部を間に挟んで前記金属管の円周方向両側にある加圧部であって、前記第３部位を間に挟んで前記金属管の円周方向両側にあるこの金属管の表面の第４部位を、前記第３部位の側へ向かう加圧成分を生じさせて加圧する第４加圧部と、を備えており、
   前記第３加圧部と前記第４加圧部は前記金属管の曲げ加工される曲げ加工部分を加圧するための加圧部であり、
   前記第４加圧部の加圧力の前記加圧成分は、前記第２加圧部の加圧力の前記加圧成分よりも大きくなっていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
2. 請求項１に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記一方のプレス型における前記金属管と対面する面は、前記金属管の前記垂直断面よりも大きい曲率半径となっている湾曲凹面を含む面となっており、この湾曲凹面に前記第１加圧部と前記第２加圧部と前記第３加圧部と前記第４加圧部とが設けられており、前記金属管の前記曲げ加工部分と対応する部分での前記湾曲凹面の曲率半径は、前記金属管の前記非曲げ加工部分と対応する部分での前記湾曲凹面の曲率半径よりも小さくなっていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
3. 請求項１に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記一方のプレス型における前記金属管と対面する面は、前記第１加圧部が存在する第１平坦部と、前記第２加圧部が存在する第２平坦部と、前記第３加圧部が存在する第３平坦部と、前記第４加圧部が存在する第４平坦部とを有し、前記第２平坦部は前記第１平坦部に対して傾斜しているとともに、前記第４平坦部は前記第３平坦部に対して傾斜しており、前記第３平坦面に対する前記第４平坦面の傾斜角度は、前記第１平坦面に対する前記第２平坦面の傾斜角度よりも大きくなっていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
4. 請求項１に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記第１加圧部と前記第２加圧部と前記第３加圧部と前記第４加圧部は、前記２個のプレス型の両方に設けられていることを特徴する金属管の扁平化加工装置。
5. 請求項４に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記２個のプレス型の両方における前記第２加圧部によって生ずる前記加圧成分の大きさは同じになっているとともに、前記２個のプレス型の両方における前記第４加圧部の加圧力の前記加圧成分の大きさは同じになっていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
6. 請求項１に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記金属管の前記管中心軸線方向の一方の端面が当接し、この当接によって前記一方の端面が前記管中心軸線方向外側へ移動することを規制するための端面移動規制部を有しており、
   前記金属管の前記管中心軸線方向の他方の端部の外周面と対面する前記２個のプレス型のそれぞれの面は、前記管中心軸線に関する垂直断面が前記円形となっている前記他方の端部と同じ曲率半径の湾曲凹面で形成されており、前記２個のプレス型による前記金属管の扁平化加工作業の終了時における前記他方の端部の外周面は、これらの湾曲凹面によって囲まれ、前記他方の端部は、扁平化加工の終了後に前記管中心軸線と直交する方向に移動する切断具で切断されることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
7. 請求項６に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記２個のプレス型のうちの少なくとも１個のプレス型は、型本体と、この型本体に少なくとも一部が埋め込まれた加圧型とを含んで形成され、前記端面移動規制部は、前記加圧型の少なくとも一部を埋め込むために前記型本体に形成されている立上り壁となっていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
8. 請求項１に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記２個のプレス型で前記金属管を扁平化加工するときに、この金属管の前記管中心軸線方向の一方の端部から前記金属管の内部へこの金属管の全長の途中まで挿入される芯部材を備えていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。
9. 請求項８に記載の金属管の扁平化加工装置において、前記２個のプレス型のうちの一方のプレス型には、前記金属管に孔開け加工を行うための少なくとも１個のパンチ部材が設けられ、前記芯部材には、前記パンチ部材をガイドするためのガイド孔が形成されていることを特徴とする金属管の扁平化加工装置。

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