KR20180110000A - 두께가 상이한 강관의 제조 방법 및 두께가 상이한 강관 - Google Patents

두께가 상이한 강관의 제조 방법 및 두께가 상이한 강관 Download PDF

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Abstract

이 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며, 상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관의 일단측으로부터 플러그를 압입하여 상기 일단측의 외형을 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 소관의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는다.

Description

두께가 상이한 강관의 제조 방법 및 두께가 상이한 강관
본 발명은, 두께가 상이한 강관의 제조 방법 및 두께가 상이한 강관에 관한 것이다.
본원은, 2016년 3월 11일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-048657호와, 2016년 12월 19일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-245864호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이것들의 내용을 여기에 원용한다.
자동차의 차체를 구성하는 차체 부재로서, 충돌 등의 충격을 받았을 때에 충격 하중에 의해 찌부러져 충돌 에너지를 흡수하는 부분과, 찌부러지지 않고 차체를 보호하는 부분을 갖는 것이 요망되고 있다. 이러한 차체 부재를 제공하기 위해, 길이 방향을 따라 두께가 상이한 강관의 활용이 검토되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1의 도 7에는, 복수의 직경을 갖는 인발 강관의 제법으로서, 다이스와 탭을 인발 방향으로 이동 가능하게 고정하고, 서로 대치하는 각각의 베어링면으로 협지 가압되면서 인발된, 소정의 내경 및 외경을 복수 개소에 갖는 단차식 인발관의 제조 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2의 도 7에는, 각각 2단의 직경을 갖는 다이스와 플러그를 사용한 두께가 상이한 강관의 제조 방법으로서, 다이스의 베어링 직경 d2(소직경)와 플러그의 베어링 직경 d3(소직경)에 의해 소재 강관이 치수 규제되어 성형되는 공정과, 다이스의 베어링 직경 d2(소직경)와 플러그의 베어링 직경 d4(대직경)에 의해 소재 강관이 치수 규제되어 성형되는 공정과, 다이스의 베어링 직경 d1(대직경)과 플러그의 베어링 직경 d4(대직경)에 의해 소재 강관이 치수 규제되는 공정이 나타나 있다.
일본 특허 공개 소59-73115호 공보 일본 특허 공개 제2012-16712호 공보
그런데, 자동차의 차체를 구성하는 차체 부재 또는 차체 부품에는, 중공 폐단면 형상의 부재에 굽힘 가공이 실시되어, 부분적으로 구부러지는 부분이 형성된 것이 있다. 특허문헌 1 또는 특허문헌 2의 제조 방법에 의해 얻어진 두께가 상이한 강관은, 소관의 길이 방향 전체에 걸쳐 가공이 실시되어 있기 때문에, 전체가 가공 경화된 상태로 되어 있다. 이와 같이 전체가 가공 경화된 두께가 상이한 강관에 대해 굽힘 가공 등을 실시하기 위해서는, 사전에 열처리를 행하여 두께가 상이한 강관의 가공 경화를 완화할 필요가 있다. 가령, 이러한 열처리가 불필요해지면, 두께가 상이한 강관을 차체 부재로 가공할 때의 대폭의 에너지 절약화를 기대할 수 있다. 또한, 열처리를 생략함으로써, 두께가 상이한 강관의 강 조직의 변질도 방지할 수 있게 된다.
본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것이며, 제조 시의 가공량이 적고, 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 하는 두께가 상이한 강관의 제조 방법 및 두께가 상이한 강관의 제공을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 각 양태를 채용한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며, 상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관의 일단측으로부터 플러그를 압입하여 상기 일단측의 외형을 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 소관의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는다.
(2) 상기 (1)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 플러그의 압입을 도중에서 멈춤으로써, 상기 소관의 상기 타단측에 미가공부를 남겨도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에 있어서의 상기 박육부의 두께 감소율을 10％ 내지 90％의 범위 내로 해도 된다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 걸림 공정 및 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관의 내형 치수보다 작은 외형 치수를 갖는 선단부와, 상기 소관의 내형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 크기 미만의 외형 치수를 갖는 기단부와, 상기 기단부로부터 상기 선단부를 향해 끝이 가늘어지도록, 상기 선단부 및 상기 기단부 사이에 마련된 테이퍼부를 구비한 상기 플러그를 사용해도 된다.
(5) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 걸림 공정 및 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관의 내형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 미만의 외형 치수를 갖는 기단부와, 상기 기단부의 선단측에 이어지고, 상기 기단부로부터 이격됨에 따라서 끝이 가늘어지는 선단부를 구비한 상기 플러그를 사용해도 된다.
(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 기단부가, 상기 선단부측에 배치된 대형 기단부와, 상기 대형 기단부보다 외형 치수가 작은 소형 기단부를 가져도 된다.
(7) 본 발명의 다른 양태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며, 상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관의 일단측으로부터 제1 플러그를 압입하여 상기 일단측의 외형 치수를 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 소관으로부터 상기 제1 플러그를 인발하는 발출 공정과, 상기 소관의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 제1 플러그와는 외형이 상이한 제2 플러그를 상기 소관의 상기 일단측으로부터 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는다.
(8) 상기 (7)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관의 내형 치수보다 작은 소형 선단부와, 상기 소관의 내형 치수보다 큰 외형 치수를 갖는 중형부와, 상기 중형부의 외형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 미만의 외형 치수를 갖는 대형부와, 상기 소형 선단부 및 상기 중형부 사이에 마련된 제1 테이퍼부와, 상기 중형부 및 상기 대형부 사이에 마련된 제2 테이퍼부를 구비한 상기 제2 플러그를 사용해도 된다.
(9) 상기 (7)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관의 내형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 미만의 외형 치수를 갖는 기단부와, 상기 기단부로부터 선단부를 향해 끝이 가늘어지는 제3 테이퍼부를 구비한 상기 제2 플러그를 사용해도 된다.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 다이스가, 상기 소관의 외형 치수에 대응하는 내형 치수를 갖는 중공 소형부와, 상기 소관의 외형 치수보다 큰 내형 치수를 갖는 중공 대형부와, 상기 중공 소형부 및 상기 중공 대형부 사이에 마련되고, 또한 상기 중공 대형부로부터 상기 중공 소형부를 향해 끝이 가늘어지는 중공 테이퍼부를 구비해도 된다.
(11) 상기 (10)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 다이스가, 상기 중공 소형부의 길이 방향의 일부에 마련되고, 또한 상기 소관의 외형 치수보다 큰 내형 치수를 갖는 중공 중간 직경부를 더 구비해도 된다.
(12) 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정 후의 상기 소관에 대해 드로잉 가공을 가하는 드로잉 가공 공정을 더 가져도 된다.
(13) 본 발명의 또 다른 양태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며, 상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 일단측 및 타단측 각각에 대해 플러그를 동시 또는 교대로 압입함으로써, 상기 일단측의 외형 및 상기 타단측의 외형을 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 일단측에 상기 플러그를 삽입한 채, 상기 타단측의 상기 플러그를 인발하는 발출 공정과, 상기 일단측을 상기 다이스에 걸리게 한 채, 상기 일단측에 삽입되어 있는 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 상기 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 제1 박육부를 형성하는 제1 아이어닝 가공 공정과, 상기 일단측의 상기 플러그를 인발하는 한편, 상기 타단측에 상기 플러그를 삽입하는 삽입 발출 공정과, 상기 타단측을 상기 다이스에 걸리게 한 채, 상기 타단측의 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 상기 일단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 제2 박육부를 형성하는 제2 아이어닝 가공 공정을 갖고, 상기 걸림 공정에서, 상기 플러그를 동시에 압입하는 경우에는, 상기 소관의 길이 방향을 따라 상기 소관을 이동 가능하게 하고, 상기 플러그를 교대로 압입하는 경우에는, 상기 플러그의 압입 방향으로의 상기 소관의 이동을 규제한다.
(14) 상기 (13)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 아이어닝 가공 공정 후의 상기 소관을 드로잉하는, 드로잉 가공 공정을 더 가져도 된다.
(15) 상기 (1) 내지 (14) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 소관이, 심리스 강관이어도 된다.
(16) 본 발명의 일 양태에 관한 두께가 상이한 강관은, 이하의 구성을 채용하고 있다: 길이 방향의 일방측에 마련되고, 또한 상기 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 큰 외형 치수를 갖는 확대부와, 상기 길이 방향을 따라 본 경우에 상기 확대부보다 타방측에 마련되고, 또한 상기 확대부보다 두께가 얇은 박육부를 구비하고, 상기 확대부의 경도의 평균값을 H1, 상기 박육부의 경도의 평균값을 H2로 한 경우에, H2＞H1을 만족시킨다.
또한, 본원 명세서에 기재된 각 경도의 평균값을 구하는 방법으로서는, 제조한 두께가 상이한 강관의 두께 방향 중심 위치에 있어서의 부분을, 동 두께가 상이한 강관의 길이 방향을 따라 1㎜ 간격으로 5점, 경도를 측정하고, 이들 5점의 경도의 평균값을 산출함으로써 구해진다. 만일, 사이즈가 작기 때문에 5점의 측정점을 얻는 것이 어려운 경우에는, 두께가 상이한 강관의 주위 방향을 따라 1㎜ 간격으로 5점의 경도를 측정하고, 이들 5점의 평균값을 산출하여 사용해도 된다.
(17) 상기 (16)에 기재된 두께가 상이한 강관에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 길이 방향을 따라 본 경우에 상기 박육부보다 상기 타방측에 배치되고, 상기 박육부보다 두께가 두꺼운 후육부를 더 구비하고, 상기 후육부의 경도의 평균값을 H3으로 한 경우에, H2＞H1≥H3을 만족시킨다.
(18) 상기 (17)에 기재된 두께가 상이한 강관에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 박육부가, 상기 박육부 중에서 가장 두께가 얇은 직관부와, 상기 직관부 및 상기 확대부 사이에 마련됨과 함께 상기 확대부를 향해 외형이 확대되는 제1 테이퍼부와, 상기 직관부 및 상기 후육부 사이에 마련됨과 함께 상기 후육부를 향해 두께가 두꺼워지는 제2 테이퍼부를 갖고, 제1 테이퍼부의 경도의 평균값을 H4, 상기 직관부의 경도의 평균값을 H5, 그리고 상기 제2 테이퍼부의 경도의 평균값을 H6으로 한 경우에, H5＞H6≥H3 및 H5＞H4＞H1의 양 식을 만족시킨다.
(19) 상기 (16) 내지 (18) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관에 있어서, 상기 박육부의 두께가, 상기 길이 방향을 따라 본 경우에, 부분적으로 두껍게 되어 있어도 된다.
(20) 상기 (16)에 기재된 두께가 상이한 강관에 있어서, 상기 확대부 및 상기 박육부의 조합이, 상기 길이 방향의 양단에 대칭적으로 마련되어 있어도 된다.
(21) 상기 (20)에 기재된 두께가 상이한 강관에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 한 쌍의 상기 박육부 사이에 배치되고, 상기 박육부보다 두께가 두꺼운 후육부를 더 구비하고, 상기 후육부의 경도의 평균값을 H7로 한 경우에, H2＞H1≥H7을 만족시킨다.
(22) 본 발명의 다른 양태에 관한 두께가 상이한 강관은, 이하의 구성을 채용하고 있다: 길이 방향의 일방측에 마련되고, 또한 상기 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 두께가 두꺼운 후육부와, 상기 후육부보다 타방측에 마련되고, 또한 상기 후육부보다 두께가 얇은 박육부를 구비하고, 상기 길이 방향을 따라 외형 치수가 일정하고, 상기 후육부의 경도의 평균값을 H8, 상기 박육부의 경도의 평균값을 H9로 한 경우에, H9＞H8을 만족시킨다.
(23) 상기 (16) 내지 (22) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관에 있어서, 상기 박육부를, 상기 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 상기 박육부의 주위 방향을 따라 본 경우에, 상대적으로, 두께가 얇고 경도가 높은 영역과, 상기 두께가 두껍고 경도가 낮은 영역이, 상기 주위 방향을 따라 교대로 교체되는 회전 대칭 형상을 가져도 된다.
(24) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관은, 심리스 강관을 소재로 해도 된다.
또한, 상기한 각종 경도로서는, 예를 들어 비커스 경도를 사용할 수 있다.
본 발명의, 예를 들어 상기 (1)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 따르면, 소관의 일단측의 외형을 확대시켜 다이스에 걸리게 한 채, 플러그를 상기 일단측으로부터 소관 내에 압입함으로써, 소관의 외형을 유지한 채 내형을 확대시키는 아이어닝 가공을 행할 수 있다. 따라서, 소관의 일단측에 가해지는 가공량은, 그 외형 치수를 확대시킬 만큼의 적은 가공량이면 된다. 따라서, 소관의 일단측은 가공 경화가 적기 때문에, 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 소관의 일단측을 다이스에 걸리게 한 채 플러그를 소관에 압입하여 아이어닝 가공을 행하기 때문에, 소관 자체를 다이스에 대해 고정할 필요가 없고, 다이스에 대해 플러그를 상대 이동시키는 것만으로 아이어닝 가공을 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 양태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 따르면, 두께가 큰 일단측의 부분과, 아이어닝 가공을 받은 박육부가 형성된 두께가 상이한 강관을 용이하게 제조할 수 있다.
특히, 상기 (2)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의하면, 소관의 타단측에, 가공량이 제로인 미가공부를 남길 수 있으므로, 이 미가공부에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 상기 (7)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 따르면, 예를 들어 박육부 내에 내형 치수가 서로 다른 2개의 영역을 마련할 수 있어, 길이 방향을 따라 단계적으로 두께 및 강도가 다른 두께가 상이한 강관을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 2는 동 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 일례를 도시하는 도면이며, 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 3은 동 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 다른 예를 도시하는 도면이며, 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태인 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 5는 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법의 계속을 도시하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 6은 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관을 도시하는 도면이며, 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 9는 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관을 도시하는 도면이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 11은 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 일례를 도시하는 도면이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 12는 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 다른 예를 도시하는 도면이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 14는 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 일례를 도시하는 도면이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 15는 동 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 다른 예를 도시하는 도면이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법을 설명하는 공정도이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 18은 동 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 의해 제조된 두께가 상이한 강관을 도시하는 도면이며, 소관의 축선을 포함하는 단면에서 본 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 사용하는 플러그의 모식 사시도이다.
도 20은 동 실시 형태에서 제조된 두께가 상이한 강관의 각 예를 도시하는 도면이며, 중간부를 그 길이 방향에 직교하는 단면에서 본 단면도이다.
본 발명의 각 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관 및 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 또한, 각 실시 형태에서 소재로서 사용되는 소관(1)은, 인장 강도가 290㎫ 이상인 것이 적합하게 사용된다.
[제1 실시 형태]
제1 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 다이스와 플러그를 사용하여, 소관의 일단측의 부분에 확관 가공을 행하여 직경 확대부를 형성하는 공정과, 직경 확대부보다 타단측에 있는 중간부에 대해, 소관의 외경을 유지한 채 내경을 직경 확대하는 아이어닝 가공을 행하는 공정을 갖고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 가공 대상인 소관은, 중공 통 형상의 금속관을 예시할 수 있고, 특히 환형 강관이 바람직하다. 환형 강관으로서는, 심리스 강관, UO관, 스파이럴관, 전봉 강관의 어느 것에도 적용 가능하다.
다음으로, 본 실시 형태의 제조 방법에 사용하는 다이스와 플러그에 대해, 도 1의 (a) 내지 도 1의 (c)를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 다이스(11)는, 다이스 본체(11d)를 구비하고 있다. 이 다이스 본체(11d) 내에는, 소관(1)의 외경 d1에 대응하는 내경을 갖는 중공 소직경부(11a)와, 소관(1)의 외경 d1보다 큰 내경을 갖는 중공 대직경부(11b)와, 중공 소직경부(11a)와 중공 대직경부(11b) 사이에 형성된 테이퍼부(11c)가 형성되어 있다. 중공 소직경부(11a), 중공 대직경부(11b) 및 테이퍼부(11c)는, 다이스 본체(11d) 내에 있어서 서로 연통되어 있다. 또한, 상기한 「소관(1)의 외경 d1에 대응하는 내경」이라 함은, 소관(1)의 외경 d1에 대해, 중공 소직경부(11a) 내외로의 소관(1)의 삽입 발출이 가능한 정도의 간극 치수를 더한 내경 치수를 나타낸다.
도 1의 (a) 내지 도 1의 (c)에 있어서의 플러그(21)의 테이퍼부(21c)는, 플러그(21)의 축선 CL을 포함하는 단면에서 본 경우에, 축선 CL과 평행한 선을 기준으로 하여 테이퍼 각도 θ를 이루는 외주면을 갖고 있다. 테이퍼 각도 θ는, 1도 내지 40도의 범위 내인 것이 바람직하다. 테이퍼 각도 θ가 1도 미만이면 소관(1)으로의 플러그(21) 전체로의 달라붙음이 커지기 때문에, 필요한 가공력이 과대해진다. 한편, 테이퍼 각도 θ가 40도 초과이면, 두께 감소 가공 시에 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 발생하는 국부 면압이 과대해져, 플러그(21)의 수명 저하를 야기할 가능성이 있다.
본 실시 형태에 관한 플러그(21)는, 소관(1)의 내경 d2에 대응하는 소직경 선단부(21a)와, 소관(1)의 내경 d2보다 큰 직경, 또한 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 미만의 직경을 갖는 대직경 기단부(21b)와, 소직경 선단부(21a) 및 대직경 기단부(21b) 사이에 마련된 테이퍼부(21c)로 구성되어 있다. 대직경 기단부(21b)의 외경은, 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 d1 미만의 치수로 설정되어 있다.
본 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관을 제조하기 위해서는, 먼저, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 다이스(11)의 내부에 소관(1)을 동축으로 삽입한다. 이때, 다이스(11)의 중공 대직경부(11b) 내에 소관(1)의 일단부(1a)가 위치하도록 위치 결정한다. 그리고 다이스(11)와 소관(1)은 각각 고정시킨 상태로 한다. 즉, 다이스(11)에 있어서는, 도시되지 않은 베이스에 고정된 상태로 되어 있다. 또한, 소관(1)에 있어서는, 소관(1)의 지면 좌측의 단부가 더욱 지면 좌측으로 깊숙히 진행하지 않도록 막혀 있고, 이에 의해 다이스(11)에 대한 소관(1)의 길이 방향의 상대 위치가 고정되어 있다.
소관(1)이 다이스(11) 내에 고정된 후, 소관(1)의 일단부(1a)측으로부터 소관(1)의 중공부(1b)를 향해, 플러그(21)의 소직경 선단부(21a)를 삽입한다.
다음으로, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 직경 확대 공정으로서, 다이스(11) 및 소관(1)을 고정시킨 상태 그대로, 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)를, 소관(1)의 일단부(1a)에 압입한다. 플러그(21)는, 테이퍼부(21c)가 다이스(11)의 테이퍼부(11c)의 위치에 도달할 때까지 압입한다. 이와 같이 하여 테이퍼부(21c)가 다이스(11)의 테이퍼부(11c)의 위치에 도달할 때까지의 동안, 소관(1)은 다이스(11)에 대한 상대 위치가 계속 고정되어 있으므로, 소관(1)이 테이퍼부(21c)에 의해 다이스(11)로부터 압출되어 버리는 일이 없다.
또한, 테이퍼부(21c)가 테이퍼부(11c)의 위치에 도달하였는지 여부는, 예를 들어 플러그(21)의 압입 스트로크양, 또는 플러그(21)의 압입에 수반하여 증가하는 반력을 측정함으로써 관리할 수 있다.
도 1의 (a)의 시점에서는, 다이스(11)의 내부에 소관(1)을 배치하였을 때, 소관(1)의 일단부(1a)가 다이스(11)의 중공 대직경부(11b) 내에 위치하고 있기 때문에, 다이스(11)의 중공 대직경부(11b)와 소관(1)의 일단부(1a) 사이에 간극 s가 발생되어 있다. 이 상태로부터 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 플러그(21)를 압입하면, 소관(1)의 일단부(1a)가 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)에 의해 직경 확대된다. 이에 의해, 간극 s가 서서히 작아져, 결국에는 일단부(1a)의 외주면이 다이스(11)의 테이퍼부(11c)의 내주면 및 중공 대직경부(11b)의 내주면에 맞닿는다. 이와 같이 하여 소관(1)의 일단부(1a)에, 직관 형상의 직경 확대부(1c)와, 이 직경 확대부(1c)에 이어지는 걸림부(1e1)가 형성된다. 걸림부(1e1)는, 중간부(1e)의 일부를 이루고, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 밀접하는 테이퍼면을 외주면으로 하는 끝이 가느다란 원뿔대 형상을 구비하고 있다.
또한, 직경 확대부(1c)를 형성할 때에는, 소관(1)의 일단부(1a)에, 주위 방향을 따라 약간의 인장 변형이 인가된다.
다음으로, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(11)의 고정은 유지하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제시킨 상태에서, 플러그(21)를 소관(1)의 타단부(1d)측을 향해 더욱 압입한다. 즉, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 직경 확대부(1c)가 형성된 후에는 소관(1)의 지면 좌측의 단부로의 막음을 해제하고, 그 후, 플러그(21)의 더 한층의 압입을 진행한다. 플러그(21)를 더욱 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 전공정에 있어서 소관(1)에 형성된 상기 걸림부(1e1)가, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸린 상태 그대로이므로, 소관(1)은 움직이지 않는다.
플러그(21)를 더욱 압입함으로써, 플러그(21)의 대직경 기단부(21b)가 소관(1)의 타단부(1d)측을 향해 압입된다. 플러그(21)의 대직경 기단부(21b)가 압입된 소관(1)의 중간부(1e)에서는, 원래의 소관(1)의 내경 d2가 플러그(21)의 대직경 기단부(21b)의 직경에 대응하는 크기로 직경 확대된다. 한편, 소관(1)의 중간부(1e)는 다이스(11)의 중공 소직경부(11a) 내에 위치하여 주위로부터 외경 치수가 규제되어 있기 때문에, 중간부(1e)의 외경 d1은 직경 확대되지 않는다. 따라서, 소관(1)의 중간부(1e)는, 소관(1)의 원래의 외경 d1이 유지된 채, 아이어닝 가공을 받는다.
아이어닝 가공 개시의 직전에 소관(1)의 막음을 해제하는 이유는, 아이어닝 가공에 수반되는 소관(1)의 재료의 흐름을 저해하지 않는 데 있다. 즉, 아이어닝 가공에 의해 소관(1)의 중간부(1e)가 두께 감소될 때, 그 두께 감소분의 재료의 행선지를 확보하기 위해, 소관(1)의 막음을 해제하고 있다. 이에 의해, 소관(1)의 지면 좌측의 부분이 좌굴하는 것을 방지하고 있다. 본 실시 형태에서는, 아이어닝 가공에 의한 소관(1)의 두께 감소분이 지면 좌측으로 흐르기 때문에, 소관(1)의 전체 길이는 가공 전보다 약간 길어진다.
아이어닝 가공에 의한 중간부(1e)의 강도의 향상 효과를 얻기 위해서는, 아이어닝 가공에 의한 소관(1)의 두께 감소율이 10％ 이상일 필요가 있다. 한편, 아이어닝 가공에 의한 소관(1)의 두께 감소율이 90％를 초과하면, 파단이나 시징 등이 발생할 우려가 있다. 따라서, 아이어닝 가공에 의한 소관(1)의 두께 감소율은 10 내지 90％의 범위 내가 좋다. 바람직하게는 두께 감소율을 20 내지 80％의 범위 내로 하는 것이 좋다. 또한, 두께 감소율(％)은, 소관(1)의 아이어닝 가공 전의 두께를 d0으로 하고, 아이어닝 가공 후에 있어서의 중간부(1e)의 두께를 d로 하였을 때, (d0-d)/d0×100(％)로 표시된다.
여기서, 아이어닝 가공 후의 중간부(1e)의 두께 d가, 소관(1)의 길이 방향을 따라 보아 균일하지 않게 분포가 있는 경우에는, 가장 두께 감소량이 많은 개소에서 구한 수치를 두께 감소율로서 채용한다. 즉, 중간부(1e) 중에서, 그 길이 방향을 따라 본 경우에 d0으로부터 d를 차감한 차분(상당 변형량)이 가장 큰 개소에서 구한 값을, 상술한 두께 감소율로서 채용한다. 다시 말하면, 소관(1)의 주위 방향을 따라 두께 감소량이 균일하지 않게 분포가 있는 경우에는, 그 주위 방향 분포 중에서 가장 두께 감소량이 많은 개소에서 구한 값을, 상술한 두께 감소율로서 채용한다.
또한, 두께 감소율은, 플러그(21)의 대직경 기단부(21b)의 직경을 변화시킴으로써 조정 가능하다. 아이어닝 가공에서의 두께 감소율에 관한 상술한 적정 범위는, 후술하는 그 밖의 실시 형태에 있어서도 마찬가지이다.
도 1의 (c)에 도시한 예에서는, 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)가, 소관(1)의 타단부(1d)의 앞쪽의 위치까지 압입된다. 이 도 1의 (c)에 도시된 위치에서 플러그(21)의 압입을 정지시키면, 소관(1)의 중간부(1e)보다 타단부(1d)측의 부분은 미가공 상태 그대로이다. 또한, 본 명세서에서 말하는 「미가공 상태 그대로」의 부분이라 함은, 두께가 상이한 강관에 있어서, 모재인 가공 전의 소관(1)의 것과 거의 동일한 강도(인장 강도) 또는 경도를 갖는 부분을 말한다.
도 2에, 도 1의 (a) 내지 도 1의 (c)에 도시한 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관(31)의 단면 모식도를 도시한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제조 후의 두께가 상이한 강관을 가공 전 및 가공 중인 소관(1)과 구별하여 설명하기 위해, 새로운 부호로서 31을 할당한다. 마찬가지로, 두께가 상이한 강관(31)을 구성하는 각 부에 대해서도, 새로운 부호를 각각 부여하여 설명을 계속하지만, 소관(1)을 구성하는 각 부와의 대응 관계를 명기하기 위해, 괄호를 붙여, 소관(1)의 시점에 있어서의 각 부의 부호를 병기하는 경우가 있다. 후술하는 각 실시 형태에 있어서도 마찬가지로 한다.
도 2에 도시한 두께가 상이한 강관(31)은, 일단부(31a(1a))측에 있어서 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(31c(1c))와, 일단부(31a)와 타단부(31d(1d)) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(31e(1e))와, 중간부(31e)보다 타단부(31d)측에 있고 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(31f)로 구성된다. 중간부(31e)는, 직경 확대부(31c) 및 미가공부(31f)의 각각의 경계에 있어서 다이스(11) 및 플러그(21)의 각 테이퍼부(11c, 21c)에 의해 가공을 받은 부분도 포함하고 있다. 즉, 중간부(31e)는, 일단부(31a)로부터 타단부(31d)를 향해 본 경우에, 내경이 일정하고 외경이 끝이 가늘어지는 걸림부(31e1(1e1))와, 내경 및 외경 모두 일정한 직관부(31e2)와, 외경이 일정하고 내경이 끝이 가늘어지는 테이퍼부(31e3)를 포함하고 있다. 그리고 직경 확대부(31c)의 경도의 평균값을 H1, 미가공부(31f)의 경도의 평균값을 H3, 걸림부(31e1)의 경도의 평균값을 H4, 직관부(31e2)의 경도의 평균값을 H5, 테이퍼부(31e3)의 경도의 평균값을 H6으로 한 경우에, H5＞H6≥H3 및 H5＞H4＞H1의 양 식을 만족시킨다.
또한, 도 2에서는, 설명을 위해 직경 확대부(31c)를 짧은 링 형상으로서 도시하고 있지만, 필요에 따라서 긴 직관 형상으로 해도 된다. 후술하는 다른 실시 형태에 있어서의 직경 확대부(41c), 직경 확대부(61c), 직경 확대부(91c), 직경 확대부(111c, 111f), 직경 확대부(121c), 직경 확대부(141c), 직경 확대부(151c) 각각에 대해서도 마찬가지이다.
두께가 상이한 강관(31)의 중공부(31b)는, 직경 확대부(31c)와 중간부(31e)에 있어서 원래의 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되고, 미가공부(31f)에서는 원래의 소관(1)의 내경 d2의 상태 그대로이다. 또한, 두께가 상이한 강관(31)의 외경은, 걸림부(31e1)에 있어서 소관(1)의 외경 d1로부터 서서히 직경 확대되고, 그리고 직경 확대부(31c)에 있어서는 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대된 채 일정하게 되어 있다. 한편, 중간부(31e) 중에서 걸림부(31e1)를 제외한 부분과 미가공부(31f)는, 소관(1)의 외경 d1과 동등한 외경의 상태 그대로이다. 이에 의해, 직경 확대부(31c) 및 미가공부(31f)에 있어서의 두께가 비교적 두껍고, 중간부(31e)에 있어서의 두께가 비교적 얇은, 두께가 상이한 강관(31)으로 되어 있다.
도 2에 도시한 두께가 상이한 강관(31)에 있어서는, 직경 확대부(31c) 및 미가공부(31f)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(31c) 및 미가공부(31f)의 강도가 비교적 낮아, 이들 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 두께가 상이한 강관(31)의 중간부(31e)에 대한 가공량이 크기 때문에, 중간부(31e)는 가공 경화에 의해 강도가 비교적 높게 되어 있다. 즉, 두께가 상이한 강관(31)의 길이 방향을 따른 경도 분포(비커스 경도 분포. 또한, 비커스 경도 분포 대신에 인장 강도 분포에 의해서도 판단 가능)를 본 경우, 미가공부(31f)의 경도가 가장 낮고, 직경 확대부(31c)의 경도가 미가공부(31f)의 경도보다 약간 높고, 그리고 중간부(31e)의 경도가 직경 확대부(31c)의 경도보다 높게 되어 있다. 따라서, 중간부(31e)가 가장 높은 경도를 갖기 때문에, 높은 기계 강도를 구할 수 있는 부위로서 적합하다. 또한, 상대적으로 낮은 경도를 갖는 미가공부(31f)와 직경 확대부(31c)는, 굽힘 가공 등의 후속 가공을 구할 수 있는 부위로서 적합하다.
또한, 중간부(31e)의 내면은, 아이어닝 가공을 받음으로써 표면 조도가 작게 되어 있다. 표면 조도가 작아지면 피로 특성이 높아지므로, 중간부(31e)는, 가공 경화에 의한 강도 향상 외에도, 내면의 표면 조도를 작게 한 것에 의한 피로 특성 향상도 얻어지므로, 경량이면서 높은 강도를 실현하고 있다. 이러한 상승 효과는, 단순한 절삭 가공에 의한 박육화에서는 얻어지지 않는다.
또한, 도 3에는, 도 1의 (a) 내지 도 1의 (c)에 도시된 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관의 다른 예를 도시한다. 도 3에 도시한 두께가 상이한 강관(41)은, 도 1의 (c)에 도시한 공정에 있어서, 플러그(21)의 대직경 기단부(21b)가 소관(1)의 타단부(1d)에 이르기까지 플러그(21)를 압입함으로써 제조된 두께가 상이한 강관이다.
도 3에 도시한 두께가 상이한 강관(41)은, 일단부(41a)측에 있고 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(41c(1c))와, 일단부(41a(1a))와 타단부(41d(1d)) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(41e(1e))와, 중간부(41e)보다 타단부(41d)측에 있고 중간부(41e)와 마찬가지로 아이어닝 가공을 받은 타단 부분(41f)으로 구성된다. 중간부(41e)는, 직경 확대부(41c)와의 경계에 있어서, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)와 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 의해 가공을 받은 부분도 포함하고 있다. 즉, 중간부(41e)는, 걸림부(41e1(1e1))를 포함하고 있다. 걸림부(41e1)는, 상기 걸림부(31e1)와 동일한 형상을 가지므로, 여기서는 그 중복 설명을 생략한다.
두께가 상이한 강관(41)의 중공부(41b)는, 그 길이 방향의 전부의 내경이 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되어 있다. 또한, 두께가 상이한 강관(41)의 외경은, 걸림부(41e1)에 있어서 소관(1)의 외경 d1로부터 서서히 직경 확대되고, 그리고 직경 확대부(41c)에 있어서는 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대된 채 일정하게 되어 있다. 한편, 중간부(41e) 중에서 걸림부(41e1)를 제외한 부분과 타단 부분(41f)은, 소관(1)의 외경 d1과 동등한 외경의 상태 그대로이다. 이에 의해, 걸림부(41e1) 및 직경 확대부(41c)에 있어서의 두께가 비교적 두껍고, 중간부(41e) 중 걸림부(41e1)를 제외한 부분과, 타단 부분(41f)에 있어서의 두께가 비교적 얇은 두께가 상이한 강관(41)으로 되어 있다.
도 3에 도시한 두께가 상이한 강관(41)에 있어서는, 직경 확대부(41c)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(41c)의 강도가 비교적 낮아, 이 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 두께가 상이한 강관(41)의 중간부(41e) 및 타단 부분(41f)에 대한 가공량이 크므로, 중간부(41e) 및 타단 부분(41f)은 가공 경화에 의해 강도가 비교적 높게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 도 1의 (a) 내지 도 2에 도시한 실시 형태에서는, 소관(1)의 일단부(1a)에 확관 가공을 행하여 걸림부(1e1) 및 직경 확대부(1c)를 마련하고, 걸림부(1e1)를 다이스(11) 내에 걸리게 한 채 플러그(21)를 더욱 소관(1)에 압입함으로써, 소관(1)의 직경 확대부(1c)보다 타단부(1d)측에 있는 중간부(1e)에 대해, 소관(1)의 외경을 유지한 채 내경을 직경 확대하는 아이어닝 가공을 행하기 때문에, 직경 확대부(1c)에 대한 가공량이 적어도 되어, 직경 확대부(1c)에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 직경 확대부(1c)를 다이스(11)에 걸리게 한 채 플러그(21)를 소관(1)에 압입하여 아이어닝 가공을 행하기 때문에, 소관(1) 자체를 고정하는 수고나 지그를 필요로 하지 않고, 다이스(11)와 플러그(21)를 상대 이동시키는 것만으로 아이어닝 가공을 실시할 수 있다.
또한, 중간부(1e)보다 소관(1)의 타단부(1d)측의 부분을 미가공 상태 그대로의 미가공부(31f)로 함으로써, 타단부(1d)측의 부분에 대한 가공량이 제로가 되어, 미가공부(31f)에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 이상의 방법에 의해 제조한 두께가 상이한 강관(31)은, 직경 확대부(31c) 및 미가공부(31f)의 가공량이 작기 때문에, 두께가 두껍고, 또한 강도가 비교적 낮게 되어 있다. 한편, 중간부(31e)에서는 그 가공량이 크기 때문에, 두께가 얇고, 또한 강도가 비교적 높게 되어 있다. 따라서, 직경 확대부(31c) 및 미가공부(31f)는, 중간부(31e)에 비해 변형능이 잔존한 상태이고, 이들 부분이 굽힘 가공 등의 후속 가공성이 우수한 두께가 상이한 강관(31)으로 되어 있다. 또한, 중간부(31e)는, 아이어닝 가공을 받음으로써 내표면 조도가 작게 되어 있으므로, 이 부분이 피로 특성이 우수한 두께가 상이한 강관(31)으로 되어 있다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 다이스와 플러그를 사용하여, 소관의 일단측의 부분에 확관 가공을 행하여 직경 확대부를 형성하는 공정과, 플러그를 다른 플러그로 교환하고 나서, 직경 확대부보다 타단측에 있는 중간부에 대해, 소관의 외경을 유지한 채 내경을 직경 확대하는 아이어닝 가공을 행하는 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태의 가공 대상인 소관은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 것이면 된다.
본 실시 형태에 있어서, 최초의 직경 확대부의 형성 공정에 사용하는 다이스와 플러그는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 것을 사용한다.
즉, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 다이스(11) 내에 소관(1)을 삽입하고, 다이스(11)의 중공 대직경부(11b) 내에 소관(1)의 일단부(1a)가 위치하도록 위치 결정한다. 다이스(11)와 소관(1)은 각각 고정시킨 상태로 한다. 그리고 소관(1)의 일단부(1a)측으로부터 소관(1)의 중공부(1b) 내에, 플러그(21)의 소직경 선단부(21a)를 삽입한다.
다음으로, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 직경 확대 공정으로서, 다이스(11) 및 소관(1)을 고정시킨 상태 그대로, 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)를, 소관(1)의 일단부(1a)에 압입한다. 플러그(21)는, 테이퍼부(21c)가 다이스(11)의 테이퍼부(11c)의 위치에 도달할 때까지 압입한다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 소관(1)의 일단부(1a)에, 걸림부(1e1)와 직경 확대부(1c)가 형성된다.
다음으로, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 압입한 플러그(21)를, 다른 플러그로 교환하기 위해 소관(1)으로부터 인발한다. 한편, 다이스(11)는, 교환하지 않고 마지막까지 계속 사용한다.
다음으로, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 다른 플러그(51)를 준비한다. 이 다른 플러그(51)는, 소관(1)의 내경 d2에 대응하는 소직경 선단부(51a)와, 소관(1)의 내경 d2 또는 소직경 선단부(51a)의 외경보다 큰 직경을 갖는 중간 직경부(51b)와, 중간 직경부(51b)의 직경보다 큰 직경을 갖는 대직경 기단부(51c)와, 소직경 선단부(51a)와 중간 직경부(51b) 사이에 마련된 제1 테이퍼부(51d)와, 중간 직경부(51b)와 대직경 기단부(51c) 사이에 마련된 제2 테이퍼부(51e)를 구비하고 있다. 또한, 대직경 기단부(51c)의 직경은, 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 d1 미만의 치수로 설정되어 있다. 또한, 플러그(51)의 소직경 선단부(51a)의 직경은, 먼저 사용한 플러그(21)의 소직경 선단부(21a)의 직경과 동일한 크기로 되어 있다.
그리고 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(11)의 고정을 유지하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제시킨 상태에서, 플러그(51)를 소관(1)의 일단부(1a)로부터 타단부(1d)를 향해 압입한다. 플러그(51)를 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 앞의 공정에 있어서 소관(1)에 형성된 걸림부(1e1)가, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸린 상태 그대로이므로 이동하지 않는다. 본 실시 형태에서는, 소직경 선단부(51a)의 선단이 소관(1)의 타단부(1d)로부터 돌출될 때까지 플러그(51)를 압입한다.
플러그(51)를 도 5의 (b)에 도시한 위치까지 압입함으로써, 플러그(51)의 중간 직경부(51b) 및 대직경 기단부(51c)가 소관(1)의 중간부(1e) 내에 압입된다. 소관(1)의 중간부(1e)에서는, 원래의 소관(1)의 내경 d2가, 플러그(51)의 중간 직경부(51b) 및 대직경 기단부(51c)의 직경에 대응하는 크기로 직경 확대된다. 한편, 소관(1)의 중간부(1e)는 다이스(11)의 중공 소직경부(11a) 내에 위치하고 있기 때문에, 중간부(1e)에 있어서의 외경 d1은 직경 확대되지 않는다. 따라서, 소관(1)의 중간부(1e)는, 걸림부(1e1)의 부분을 제외하고, 소관(1)의 원래의 외경 d1이 유지된 채, 아이어닝 가공을 받는다.
또한, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 소관(1)의 중간부(1e)보다 타단부(1d)측의 부분은, 소직경 선단부(51a)가 삽입될 뿐이며, 미가공 상태 그대로이다.
도 6에, 도 4의 (a) 내지 도 5의 (b)에 도시된 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관(61)의 단면 모식도를 도시한다. 도 6에 도시한 두께가 상이한 강관(61)은, 일단부(61a)측에 있고 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(61c(1c))와, 일단부(61a(1a))와 타단부(61d(1d)) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(61e(1e))와, 중간부(61e)보다 타단부(61d)측에 있고 소관(1)인 상태 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(61f)로 구성된다. 중간부(61e)는, 직경 확대부(61c) 및 미가공부(61f)의 각각의 경계에 있어서, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)와 플러그(51)의 테이퍼부(51d, 51e)에 의해 가공을 받은 부분도 포함하고 있다. 즉, 중간부(61e)는 걸림부(61e1(1e1))를 포함하고 있다. 걸림부(61e1)는, 상기 걸림부(31e1)와 동일한 형상을 가지므로, 여기서는 그 중복 설명을 생략한다.
두께가 상이한 강관(61)의 중공부(61b)의 내경은, 직경 확대부(61c)와 중간부(61e)에 있어서 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되고, 그리고 미가공부(61f)에 있어서는 소관(1)의 내경 d2의 상태 그대로이다. 또한, 중간부(61e) 중, 일단부(61a)측의 부분은 플러그(51)의 대직경 기단부(51c)에 의해 내경이 직경 확대되고, 타단부(61d)측의 부분은 플러그(51)의 중간 직경부(51b)에 의해 내경이 직경 확대되어 있고, 게다가 서로 다른 내경으로 되어 있다. 또한, 두께가 상이한 강관(61)의 외경은, 걸림부(61e1) 및 직경 확대부(61c)에 있어서 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대되어 있다. 한편, 중간부(61e) 중 걸림부(61e1)를 제외한 부분과, 미가공부(61f)의 외경은, 소관(1)의 외경 d1의 상태 그대로이다. 이에 의해, 직경 확대부(61c) 및 미가공부(61f)에 있어서의 두께가 비교적 두껍고, 중간부(61e)에 있어서의 두께가 비교적 얇은 두께가 상이한 강관(61)으로 되어 있다.
도 6에 도시한 두께가 상이한 강관(61)에 있어서는, 직경 확대부(61c) 및 미가공부(61f)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(61c) 또는 미가공부(61f)의 강도가 비교적 낮아, 이들 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 두께가 상이한 강관(61)의 중간부(61e)에 대한 가공량이 비교적 크므로, 중간부(61e)는 가공 경화에 의해 비교적 강도가 높게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 플러그(51)에 의해 소관(1)의 중간부(1e)에 아이어닝 가공을 행한다. 그때, 중간부(1e) 중, 직경 확대부(1c)측의 영역의 직경 확대량을 타단부(1d)측의 영역의 직경 확대량보다 크게 함으로써, 중간부(1e) 내에 내경 및 강도가 상이한 2개의 영역을 마련할 수 있다.
또한, 이상의 방법에 의해 제조한 두께가 상이한 강관(61)은, 중간부(61e)에 있어서, 직경 확대부(61c)측의 영역의 직경 확대량이 타단부(61d)측의 영역의 직경 확대량보다 크고, 직경 확대부(61c)측의 영역의 가공량이 타단부(61d)측의 영역의 가공량보다 크게 되어 있다. 그 때문에, 중간부(61e)에 두께 및 강도가 각각 상이한 영역을 갖는 두께가 상이한 강관(61)으로 되어 있다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해, 도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 사용한 플러그(21)와는 다른 플러그(71)를 사용하여 두께가 상이한 강관의 제조를 행한다. 그 밖의 점은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 플러그(71)는, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 소관(1)의 내경 d2보다 작은 선단부(71a)를 갖는 테이퍼 선단부(71c)와, 소관(1)의 내경 d2보다 큰 직경을 갖는 기단부(71b)로 구성되어 있다. 또한, 기단부(71b)의 직경은, 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 d1 미만의 치수로 설정되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 직경 확대 공정으로서, 다이스(11) 및 소관(1)을 고정시킨 상태 그대로, 플러그(71)의 테이퍼 선단부(71c) 및 기단부(71b)를, 소관(1)의 일단부(1a)에 압입한다. 플러그(71)는, 테이퍼 선단부(71c)가 다이스(11)의 테이퍼부(11c)의 위치에 도달할 때까지 압입한다. 이에 의해, 소관(1)의 일단부(1a)에, 걸림부(1e1) 및 직경 확대부(1c)가 형성된다.
다음으로, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(11)의 고정은 유지하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제시킨 상태에서, 플러그(71)를 소관(1)의 타단부(1d)측을 향해 더욱 압입한다. 플러그(71)를 더욱 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 앞의 공정에 있어서 소관(1)에 형성된 걸림부(1e1)가, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸린 상태 그대로이므로 움직이지 않는다.
본 실시 형태에 있어서의 플러그(71)는, 테이퍼 선단부(71c)와, 기단부(71b)로 구성되어 있고, 상기 제1 실시 형태에서 나타낸 소직경 선단부(21a)가 없기 때문에, 비교적, 길이 방향의 길이가 짧게 되어 있다. 그 때문에, 제1 실시 형태에 비해, 소관(1)에 플러그(71)를 삽입할 때나, 플러그(71)를 소관(1)으로부터 인발할 때, 플러그(71)의 필요 스트로크양이 짧아진다. 그 결과, 플러그(71)의 삽입 발출에 요하는 작업 시간을 단축할 수 있는 데다가, 플러그(71)를 삽입 발출하는 유압 실린더(도시하지 않음)로서 간편한 것을 채용할 수 있다는 점에서, 비교적 작은 제조 설비로도 가공이 가능하다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)에 도시한 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관은, 도 2에 도시한 두께가 상이한 강관(31)과 마찬가지인 형상이 된다. 또한, 도 7의 (c)에 도시한 공정에 있어서, 플러그(71)의 기단부(71b)가 소관(1)의 타단부(1d)에 이를 때까지 플러그(71)를 압입함으로써, 도 3에 도시한 두께가 상이한 강관(41)과 마찬가지인 형상으로 가공해도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 길이 방향의 길이가 비교적 짧은 플러그(71)를 사용하여 두께가 상이한 강관의 제조를 행함으로써, 제1 실시 형태에 비해, 제조 시에 있어서의 플러그(71)의 필요 스트로크양을 비교적 작게 할 수 있다.
[제4 실시 형태]
다음으로, 제4 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 제2 실시 형태와 마찬가지의 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 실시 형태의 아이어닝 가공 공정에서 사용한 플러그(51)와는 다른 플러그(81)를 사용하여, 아이어닝 가공을 행한다. 그 밖의 점은 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
먼저, 본 실시 형태에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로 하여, 소관(1)에 걸림부(1e1) 및 직경 확대부(1c)를 형성한다. 다음으로, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 전공정과는 다른 플러그(81)를 준비한다. 플러그(81)는, 소관(1)의 내경 d2보다 작은 선단부(81a)를 갖는 테이퍼 선단부(81c)와, 소관(1)의 내경 d2보다 큰 직경, 또한 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 d1 미만의 직경을 갖는 기단부(81b)로 구성되어 있다. 플러그(81)의 테이퍼 선단부(81c)는, 도 7의 (a)에 도시한 플러그(71)의 테이퍼 선단부(71c)의 길이에 비해 길게 되어 있다.
그리고 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(11)의 고정을 유지하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제시킨 상태에서, 플러그(81)를 소관(1)의 일단부(1a)로부터 타단부(1d)를 향해 압입한다. 플러그(81)를 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 앞의 공정에 있어서 소관(1)에 형성된 걸림부(1e1)가, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸린 상태 그대로이므로, 소관(1)은 움직이지 않는다. 본 실시 형태에서는, 플러그(81)의 선단부(81a)가, 소관(1)의 타단부(1d)로부터 돌출될 때까지 플러그(81)를 압입한다.
플러그(81)를 도 8의 (b)에 도시한 위치까지 압입함으로써, 플러그(81)의 테이퍼 선단부(81c)가 소관(1)의 중간부(1e) 내에 압입된다. 소관(1)의 중간부(1e)에서는, 원래의 소관(1)의 내경 d2가 플러그(81)의 테이퍼 선단부(81c)의 직경에 대응하는 크기로 직경 확대된다.
본 실시 형태에서 사용하는 플러그(81)는, 테이퍼 선단부(81c)의 테이퍼 길이가 비교적 길기 때문에, 소관(1)의 중간부(1e)의 내경이 전체 길이에 걸쳐 플러그(81)의 테이퍼 선단부(81c)의 외경과 동일해진다. 즉, 소관(1)의 중간부(1e)의 내경이, 타단부(1d)측으로부터 일단부(1a)측에 걸쳐 점진적으로 직경 확대된다.
도 9에는, 본 실시 형태에 의해 제조된 두께가 상이한 강관의 단면 모식도를 도시한다. 도 9에 도시한 두께가 상이한 강관(91)은, 일단부(91a(1a))측에 있고 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(91c(1c))와, 일단부(91a)와 타단부(91d(1d)) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(91e(1e))와, 중간부(91e)보다 타단부(91d)측에 있고 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(91f)로 구성된다.
두께가 상이한 강관(91)의 중공부(91b)에 있어서의 내경은, 직경 확대부(91c)와 중간부(91e)에 있어서 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되고, 미가공부(91f)에서는 소관(1)의 내경 d2의 상태 그대로이다. 또한, 두께가 상이한 강관(91)의 외경은, 걸림부(91e1) 및 직경 확대부(91c)에 있어서 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대되고, 중간부(91e) 중에서 걸림부(91e1)를 제외한 부분과 미가공부(91f)는, 소관(1)의 외경 d1의 상태 그대로이다. 또한, 중간부(91e)에 있어서의 내경은, 타단부(1d)측으로부터 일단부(1a)측에 걸쳐 점진적으로 커지고 있다. 이에 의해, 직경 확대부(91c) 및 미가공부(91f)에 있어서의 두께가 비교적 두꺼워지고 있다. 또한, 중간부(91e)에 있어서의 두께를 직경 확대부(91c)로부터 미가공부(91f)를 향해 본 경우, 걸림부(91e1)에서는 점진적으로 얇아지고, 그리고 걸림부(91e1) 이외의 부분에서는 점진적으로 두꺼워지고 있다.
도 9에 도시한 두께가 상이한 강관(91)에 있어서는, 직경 확대부(91c) 및 미가공부(91f)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다.
또한, 두께가 상이한 강관(91)의 중간부(91e)에 있어서는, 직경 확대부(91c)로부터 미가공부(91f)에 걸쳐 서서히 가공량이 작아지고 있으므로, 중간부(91e)의 직경 확대부(91c)측에서는 경도가 비교적 높고, 미가공부(91f)측에서는 경도가 비교적 낮게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 비교적 긴 테이퍼 선단부(81c)를 갖는 플러그(81)를 사용하여, 소관(1)의 중간부(1e)에 아이어닝 가공을 행한다. 그 때문에, 중간부(1e)에 있어서, 직경 확대부(1c)측으로부터 타단부(1d)측에 걸쳐 내경이 점진적으로 작아지는 두께가 상이한 강관을 제조할 수 있다.
[제5 실시 형태]
제5 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 1개의 다이스와 2개의 플러그를 사용하여, 소관(1)의 양단부 부분에 확관 가공을 행하여 직경 확대부(1c, 1f)를 형성하는 공정과, 일단측의 플러그(21)를 소관(1)에 삽입한 채 타단측의 플러그(22)를 빼고, 일단측의 직경 확대부(1c)보다 타단측에 있는 중간부(1g)에 대해, 소관(1)의 외경을 유지한 채 내경을 직경 확대하는 제1 아이어닝 가공을 행하는 공정과, 일단측의 플러그(21)를 소관(1)으로부터 빼고, 타단측의 플러그(22)를 소관(1)에 삽입하고, 타단측의 직경 확대부(1f)보다 일단측에 있는 중간부(1h)에 대해 소관(1)의 외경을 유지한 채 내경을 직경 확대하는 제2 아이어닝 가공을 행하는 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태의 가공 대상인 소관(1)은, 제1 실시 형태와 마찬가지인 것이면 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 도 10의 (a)에 도시한 다이스(12)를 사용한다. 다이스(12)는, 소관(1)의 외경 d1에 대응하는 내경을 갖는 중공 소직경부(12b)와, 중공 소직경부(12b)의 길이 방향의 양측에 마련되고, 소관(1)의 외경 d1보다 큰 내경을 갖는 중공 대직경부(12a) 및 중공 대직경부(12d)로부터 구성되어 있다. 또한, 중공 소직경부(12b) 및 중공 대직경부(12a) 사이에는 테이퍼부(12c)가 마련되고, 중공 소직경부(12b) 및 중공 대직경부(12d) 사이에는 테이퍼부(12e)가 마련되어 있다. 중공 대직경부(12a), 테이퍼부(12c), 중공 소직경부(12b), 테이퍼부(12e) 및 중공 대직경부(12d)는, 다이스 본체(12f) 내에 있어서 서로 연통되어 있다. 또한, 다이스(12)는, 도 10의 (a)의 상하 방향으로 분할 가능한 2 분할 구조로 되어 있다.
또한, 도 10의 (a) 내지 도 10의 (d) 중의 세로의 일점 쇄선은, 다이스(12)의 길이 방향 1/2 길이를 나타내는 중심선이고, 다이스(12)는, 이 일점쇄선을 대칭 축으로 하는 선 대칭의 형상으로 되어 있다.
도 10의 (a)에 도시된 플러그(21)는, 제1 실시 형태에서 사용한 것과 마찬가지이므로, 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 플러그(22)는, 플러그(21)와 마찬가지인 형상을 갖고, 소관(1)의 내경 d2에 대응하는 소직경 선단부(22a)와, 소관(1)의 내경 d2보다 큰 직경을 갖는 대직경 기단부(22b)와, 소직경 선단부(22a)와 대직경 기단부(22b) 사이에 형성된 테이퍼부(22c)로 구성되어 있다. 또한, 대직경 기단부(22b)의 직경은, 다이스(12)의 중공 소직경부(12b)의 내경 d1 미만의 치수로 설정되어 있다.
본 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관을 제조하기 위해서는, 먼저, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 다이스(12)의 내부에 소관(1)을 삽입한다. 이때, 다이스(12)의 중공 대직경부(12a, 12d)에 소관(1)의 일단부(1a), 타단부(1d)가 각각 위치하도록 위치 결정한다. 그리고 소관(1)의 일단부(1a)측 및 타단부(1d)측으로부터 소관(1)의 중공부(1b) 내에, 플러그(21)의 소직경 선단부(21a) 및 플러그(22)의 소직경 선단부(22a)를 삽입한다. 이때, 소관(1) 및 다이스(12)는 고정하고 있지 않은 상태로 한다.
다음으로, 직경 확대 공정으로서, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)를 소관(1)의 일단부(1a)에, 플러그(22)의 테이퍼부(22c) 및 대직경 기단부(22b)를 소관(1)의 타단부(1d)에, 각각 동시에 압입한다. 또한, 플러그(21)는, 테이퍼부(21c)가 다이스(12)의 테이퍼부(12c)의 위치에 도달할 때까지 압입하고, 플러그(22)는 테이퍼부(22c)가 다이스(12)의 테이퍼부(12e)의 위치에 도달할 때까지 압입한다. 이에 의해, 소관(1)의 일단부(1a)측에 걸림부(1g1) 및 직경 확대부(1c)가 형성되고, 또한 타단부(1d)측에 걸림부(1h1) 및 직경 확대부(1f)가 형성된다.
다음으로, 일단부(1a)측의 플러그(21)를 남긴 채, 타단부(1d)측의 플러그(22)를 소관(1)으로부터 인발한다. 그 후, 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(12)의 타단부(12g)측을 고정하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제한 채로, 플러그(21)를 소관(1)의 타단부(1d)측을 향해 더욱 압입한다. 플러그(21)를 더욱 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 앞의 공정에 있어서 소관(1)에 형성된 걸림부(1g1)가, 다이스(12)의 테이퍼부(12c)에 걸린 상태 그대로이므로, 소관(1)은 움직이지 않는다.
도 10의 (c)에 도시한 예에서는, 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)가, 다이스(12)의 중간 위치보다 일단부(12h)측의 위치까지 압입된다. 이 도 10의 (c)에 도시된 위치에서 플러그(21)의 압입을 정지시키면, 소관(1)의 타단부(1d)측의 직경 확대부(1f)와, 소관(1)의 아이어닝 가공을 받은 제1 가공 부분(1g) 사이의 부분은 미가공 상태 그대로이다.
다음으로, 플러그(21)를 소관(1)으로부터 인발하고, 소관(1)의 타단부(1d)측에 플러그(22)를 삽입한다. 그리고 도 10의 (d)에 도시한 바와 같이, 제2 아이어닝 가공 공정으로서, 플러그(22)를 소관(1)의 일단부(1a)측을 향해 더욱 압입한다. 이때, 다이스의 일단부(12h)측을 고정하는 한편, 소관(1)은 고정하지 않는 상태로 한다. 플러그(22)를 더욱 압입함으로써, 소관(1)이 타단부(1d)측으로부터 일단부(1a)측을 향해 압박되지만, 직경 확대 공정에 있어서 소관(1)에 사전에 형성해 둔 걸림부(1h1)가, 다이스(12)의 테이퍼부(12e)에 걸리므로, 소관(1)은 움직이지 않는다.
도 10의 (d)에 도시한 예에서는, 플러그(22)의 테이퍼부(22c) 및 대직경 기단부(22b)가, 다이스(12)의 중간보다 타단부(12g)측의 위치까지 압입된다. 이 도 10의 (d)에 도시된 위치에서 플러그(22)의 압입을 정지시키면, 소관(1)의 제1 가공 부분(1g)과 제2 가공 부분(1h) 사이의 중간부(1i)는 미가공 상태 그대로이다.
도 11에, 도 10의 (a) 내지 도 10의 (d)에 도시한 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관(111)의 단면 모식도를 도시한다. 이 두께가 상이한 강관(111)은, 일단부(111a(1a))측에 있고 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(111c(1c))와, 일단부(111a)와 타단부(111d(1d)) 시이에 있고 제1 아이어닝 가공을 받은 제1 가공 부분(111g(1g))과, 타단부(111d)측에 있고 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(111f(1f))와, 타단부(111d)와 일단부(111a) 사이에 있고 제2 아이어닝 가공을 받은 제2 가공 부분(111h(1h))과, 제1 가공 부분(111g)과 제2 가공 부분(111h) 사이에 있고 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(111i(1i))로 구성된다.
제1 가공 부분(111g)은, 직경 확대부(111c) 및 미가공부(111i) 각각과의 경계에 있어서, 다이스(12) 및 플러그(21)의 각 테이퍼부(12c, 21c)에 의해 가공을 받은 부분도 포함하고 있다. 즉, 제1 가공 부분(111g)은, 직경 확대부(111c)에 이어지는 걸림부(111g1(1g1))와, 미가공부(111i)에 이어지는 테이퍼부(111g2)를 포함하고 있다.
제2 가공 부분(111h)은, 직경 확대부(111f) 및 미가공부(111i) 각각과의 경계에 있어서, 다이스(12) 및 플러그(22)의 각 테이퍼부(12c, 22c)에 의해 가공을 받은 부분도 포함하고 있다. 즉, 제2 가공 부분(111h)은, 직경 확대부(111f)에 이어지는 걸림부(111h1(1h1))와, 미가공부(111i)에 이어지는 테이퍼부(111h2)를 포함하고 있다.
두께가 상이한 강관(111)의 중공부(111b)는, 직경 확대부(111c)와, 제1 가공 부분(111g)과, 직경 확대부(111f)와, 제2 가공 부분(111h)에 있어서 원래의 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되어 있다. 한편, 미가공부(111i)에서는, 원래의 소관(1)의 내경 d2의 상태 그대로이다. 또한, 두께가 상이한 강관(111)의 외경은, 직경 확대부(111c)와, 걸림부(111g1)와, 직경 확대부(111f)와, 걸림부(111h1)에 있어서 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대되어 있다. 한편, 제1 가공 부분(111g) 중 걸림부(111g1)를 제외한 부분과, 제2 가공 부분(111h) 중 걸림부(111h1)를 제외한 부분과, 미가공부(111i)는, 소관(1)의 외경 d1의 상태 그대로이다.
또한, 두께에 관해서는, 직경 확대부(111c), 직경 확대부(111f) 및 미가공부(111i)에 있어서의 두께가 비교적 두껍고, 제1 가공 부분(111g) 및 제2 가공 부분(111h)에 있어서의 두께가 비교적 얇은, 두께가 상이한 강관으로 되어 있다.
도 11에 도시한 두께가 상이한 강관(111)에 있어서는, 직경 확대부(111c), 직경 확대부(111f) 및 미가공부(111i)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(111c), 직경 확대부(111f) 또는 미가공부(111i)는 비교적 강도가 낮으므로, 이 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 제1 가공 부분(111g) 및 제2 가공 부분(111h)에 대한 가공량이 비교적 크므로, 제1 가공 부분(111g) 및 제2 가공 부분(111h)은 가공 경화에 의해 비교적 강도가 높게 되어 있다.
도 12에, 도 10의 (a) 내지 도 10의 (d)에 도시된 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관의 다른 예를 도시한다. 도 12에 도시한 두께가 상이한 강관(121)은, 도 10의 (d)에 도시한 공정에 있어서, 플러그(22)의 대직경 기단부(22b)가 소관(1)의 일단부(1a)에 이를 때까지 플러그(22)를 압입함으로써 제조된 두께가 상이한 강관이다.
도 12에 도시한 두께가 상이한 강관(121)은, 일단부(121a)측에 있어서 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(121c(1c))와, 타단부(121d(1d))측에 있어서 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(121f(1c))와, 일단부(121a)와 타단부(121d) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(121e(1e))로 구성된다. 중간부(121e)는, 직경 확대부(121c)와의 경계에 있어서 다이스(12)의 테이퍼부(12c)와 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 의해 가공을 받은 부분과, 직경 확대부(121f)와의 경계에 있어서 다이스(12)의 테이퍼부(12e)와 플러그(22)의 테이퍼부(22c)에 의해 가공을 받은 부분을 포함하고 있다. 즉, 중간부(121e)는, 직경 확대부(121c)에 이어지는 걸림부(121e1(1g1))와, 직경 확대부(121f)에 이어지는 걸림부(121e2(1h1))를 포함하고 있다.
두께가 상이한 강관(121)의 중공부(121b)는, 그 길이 방향의 전부의 내경이 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되어 있다. 또한, 두께가 상이한 강관(121)의 외경은, 직경 확대부(121c)와, 중간부(121e)의 양단부에 있는 걸림부(121e1, 121e2)와, 직경 확대부(121f)에 있어서, 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대되어 있다. 또한, 중간부(121e)로부터 걸림부(121e1, 121e2)를 제외한 부분은, 소관(1)의 외경 d1의 상태 그대로이다. 이에 의해, 직경 확대부(121c) 및 직경 확대부(121f)에 있어서의 두께가 비교적 두껍고, 중간부(41e)에 있어서의 두께가 비교적 얇은, 두께가 상이한 강관(121)으로 되어 있다.
도 12에 도시한 두께가 상이한 강관(121)에 있어서는, 직경 확대부(121c) 및 직경 확대부(121f)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(121c) 또는 직경 확대부(121f)에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 중간부(121e)에 있어서의 가공량이 비교적 크므로, 중간부(121e)는 가공 경화에 의해 비교적 강도가 높게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 도 10의 (a) 내지 도 11에 도시한 실시 형태에서는, 1개의 다이스(12)와 2개의 플러그(21, 22)를 사용하여 두께가 상이한 강관(111)을 제조한다. 그 때문에, 소관(1)의 일단부(1a)측 및 타단부(1d)측에 각각, 직경 확대부(1c(121c)) 및 직경 확대부(1f(121f))를 형성할 수 있다. 또한, 소관(1)의 직경 확대부(1c)와 직경 확대부(1f) 사이의 영역에, 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 영역과, 그 길이 방향 양측에 아이어닝 가공을 받은 영역을 마련할 수 있어, 단계적으로 두께가 상이한 강관을 제조할 수 있다.
이상에 설명한 제5 실시 형태에서는, 도 10의 (a) 내지 도 10의 (d)의 일점 쇄선을 대칭 축으로 하는, 선대칭 형상의 다이스(12)를 사용하여 두께가 상이한 강관(111)을 제조하였지만, 다이스(12)는 비 선대칭 형상이어도 되고, 또한 서로 형상이 다른 2개의 플러그를 사용하여 제조해도 된다.
[제6 실시 형태]
다음으로, 제6 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해, 도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 사용한 다이스(11)와는 다른 다이스(13)를 사용하여, 두께가 상이한 강관의 제조를 행한다. 그 밖의 점은 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 다이스(13)는, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 소관(1)의 외경 d1에 대응하는 내경을 갖는 제1 중공 소직경부(13a) 및 제2 중공 소직경부(13b)와, 제1 중공 소직경부(13a)와 제2 중공 소직경부(13b) 사이에 형성된 후육 형성부(13e)와, 소관(1)의 외경 d1보다 큰 내경 d3을 갖는 중공 대직경부(13d)와, 제1 중공 소직경부(13a)와 중공 대직경부(13d) 사이에 형성된 테이퍼부(13c)로 구성되어 있다. 중공 대직경부(13d), 테이퍼부(13c), 제1 중공 소직경부(13a), 후육 형성부(13e) 및 제2 중공 소직경부(13b)는, 다이스 본체(13i) 내에 있어서 서로 연통되어 있다. 또한, 다이스(13)는 도 13의 (a)의 지면 상하 방향으로 분할 가능하게 되어 있다.
후육 형성부(13e)는, 중공 중간 직경부(13f)와, 중공 중간 직경부(13f)와 제1 중공 소직경부(13a) 사이에 마련된 테이퍼부(13h)와, 중공 중간 직경부(13f)와 제2 중공 소직경부(13b) 사이에 마련된 테이퍼부(13g)로 구성되어 있다. 중공 중간 직경부(13f)의 내경 d3은, 소관(1)의 외경 d1보다 큰 내경이고, 중공 대직경부(13d)의 내경보다 작은 내경으로 설정되어 있다. 중공 중간 직경부(13f)의 내경 d3이 중공 대직경부(13d)의 내경보다 크면, 아이어닝 가공 공정 중의 중공 중간 직경부(13f)에 있어서, 소관(1)이 두께 감소 가공을 받지 않고, 확관 가공되는 것에 그치기 때문에, 후육 형성부(13e)에 있어서의 소관(1)의 두께는, 원래의 소관(1) 상태 그대로이다.
다음으로, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이 직경 확대 공정을 행한다. 먼저, 다이스(13) 및 소관(1)의 지면 좌측의 단부를 고정시킨 상태 그대로, 플러그(21)의 소직경 선단부(21a) 및 대직경 기단부(21b)를, 소관(1)의 일단부(1a)에 압입한다. 플러그(21)는, 테이퍼부(21c)가 다이스(13)의 테이퍼부(13c)의 위치에 도달할 때까지 압입한다. 이에 의해, 소관(1)의 일단부(1a)에 직경 확대부(1c) 및 걸림부(1e1)가 형성된다.
다음으로, 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(13)의 고정은 유지하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제시킨 상태에서, 플러그(21)를 소관(1)의 타단부(1d)측을 향해 더욱 압입한다. 플러그(21)를 더욱 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 앞의 공정에 있어서 소관(1)에 형성된 걸림부(1e1)가, 다이스(13)의 테이퍼부(13c)에 걸린 상태 그대로이므로, 소관(1)은 움직이지 않는다. 플러그(21)의 테이퍼부(21c) 및 대직경 기단부(21b)가, 도 13의 (c)에 도시한 위치까지 압입되면, 다이스(13)의 중공 중간 직경부(13f)의 내경 d3이 소관(1)의 외경 d1보다 크므로, 후육 형성부(13e)에 소관(1)의 재료가 유입된다. 이에 의해, 소관(1)에 후육부(1j)가 형성된다.
도 14에는, 도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)에 도시된 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관(141)의 단면 모식도를 도시한다. 이 두께가 상이한 강관(141)은, 일단부(141a(1a))측에 있고 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(141c(1c))와, 일단부(141a)와 타단부(141d(1d)) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(141e(1e))와, 중간부(141e)보다 타단부(141d)측에 있고 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(141g)로 구성된다. 중간부(141e)는, 직경 확대부(141c)와의 경계에 있어서 다이스(13)의 테이퍼부(13c) 및 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 의해 가공을 받은 걸림부(141e1(1e1))와, 다이스(13)의 후육 형성부(13e) 및 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 의해 가공을 받은 후육부(141f)를 포함하고 있다.
두께가 상이한 강관(141)의 중공부(141b)는, 직경 확대부(141c)와 중간부(141e)에 있어서 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되는 한편, 미가공부(141g)에서는 원래의 소관(1)의 내경 d2의 상태 그대로이다. 또한, 두께가 상이한 강관(141)의 외경은, 직경 확대부(141c), 걸림부(141e1) 및 후육부(141f)에 있어서 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대되고, 중간부(141e) 중 후육부(141f) 및 걸림부(141e1) 이외의 부분 및 미가공부(141g)에서는, 소관(1)의 외경 d1의 상태 그대로이다. 그 때문에, 길이 방향을 따라 본 경우에, 확형부(141g) 및 중간부(141e) 중 일부를 제외한 부분의 내경이 일정하고, 게다가 후육부(141f)와 직경 확대부(141c)에서 서로 다른 외경을 갖는 두께가 상이한 강관(141)으로 되어 있다.
도 14에 도시한 두께가 상이한 강관(141)에 있어서는, 직경 확대부(141c) 및 미가공부(141g)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(141c) 및 미가공부(141g)의 강도가 낮아, 이 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 두께가 상이한 강관(141)의 중간부(141e)에 대한 가공량이 비교적 크므로, 중간부(141e)는 가공 경화에 의해 비교적 강도가 높게 되어 있다.
도 15에, 도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)에 도시된 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관의 다른 예를 도시한다. 즉, 이 예에서는, 도 13의 (c)에 도시한 공정에 있어서, 플러그(21)의 대직경 기단부(21b)가 소관(1)의 타단부(1d)에 이를 때까지 플러그(21)를 압입함으로써, 도 15에 도시한 형상의 두께가 상이한 강관(151)으로 가공하고 있다.
도 15에 도시한 두께가 상이한 강관(151)은, 일단부(151a(1a))측에 있어서 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(151c(1c))와, 일단부(151a)와 타단부(151d(1d)) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(151e(1e))와, 중간부(151e)보다 타단부(151d)측에 있고 중간부(151e)와 마찬가지로 아이어닝 가공을 받은 타단 부분(151g)으로 구성된다. 중간부(151e)는, 직경 확대부(151c)와의 경계에 있어서 다이스(13)의 테이퍼부(13c)와 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 의해 가공을 받은 부분과, 다이스(13)의 후육 형성부(13e)와 플러그(21)의 테이퍼부(21c)에 의해 가공을 받은 후육부(151f)를 포함하고 있다.
두께가 상이한 강관(151)의 중공부(151b)는, 그 길이 방향의 전부의 내경이 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되어 있다. 또한, 두께가 상이한 강관(151)의 외경은, 직경 확대부(151c) 및 후육부(151f)에 있어서 소관(1)의 외경 d1보다 직경 확대되고, 후육부(151f) 이외의 중간부(151e) 및 타단 부분(151g)에서는 소관(1)의 외경 d1의 상태 그대로이다. 그 때문에, 길이 방향의 전부의 내경이 일정하고, 외경이 상이한 부분을 복수 갖는 두께가 상이한 강관(151)으로 되어 있다.
도 15에 도시한 두께가 상이한 강관(151)에 있어서는, 직경 확대부(151c)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 직경 확대부(151c)의 강도가 비교적 낮아, 이 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 두께가 상이한 강관(151)의 중간부(151e) 및 타단 부분(151g)에 대한 가공량이 비교적 크므로, 중간부(151e) 및 타단 부분(151g)은, 가공 경화에 의해 비교적 강도가 높게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 도 13의 (a) 내지 도 14에 도시한 실시 형태에서는, 제1 중공 소직경부(13a)와 제2 중공 소직경부(13b) 사이에 후육 형성부(13e)를 갖는 다이스(13)를 사용하여, 두께가 상이한 강관(141)을 제조한다. 그 때문에, 소관(1)의 중간부(1e(141e))에 후육부(1j(141f))를 갖는 두께가 상이한 강관(141)을 제조할 수 있다. 또한, 후육부(1j)와 직경 확대부(1c(141c))에서 서로 다른 외경을 갖는 상이한 외경을 갖는 강관(141)을 제조할 수 있다.
또한, 이 두께가 상이한 강관(141)은, 직경 확대부(1c) 및 중간부(1e)보다 타단부(1d(141d))측에서는 가공량이 비교적 작기 때문에 강도가 낮고, 한편 후육부(1j)를 포함하는 중간부(1e)에서는 가공량이 비교적 크기 때문에 강도가 높게 되어 있다.
[제7 실시 형태]
다음으로, 제7 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해, 도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 사용한 플러그(21)와는 다른 플러그(161)를 사용하여 두께가 상이한 강관의 제조를 행한다. 그 밖의 점은 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 플러그(161)는, 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이, 소관(1)의 내경 d2보다 작은 외경의 선단부(161a)를 갖는 테이퍼 선단부(161b)와, 소관(1)의 내경 d2보다 크고, 또한 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 d1 미만의 직경 d5를 갖는 대직경부(161c)와, 대직경부(161c)의 직경 d5보다 작은 직경 d4를 갖는 소직경 기단부(161e)로 구성되어 있다. 대직경부(161c)와 소직경 기단부(161e) 사이에는, 테이퍼부(161d)가 마련되어 있다.
제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 16의 (b)에 도시한 직경 확대 공정으로서, 다이스(11) 및 소관(1)의 지면 좌측을 고정시킨 상태 그대로, 플러그(161)의 테이퍼 선단부(161b) 및 대직경부(161c)를 소관(1)의 일단부(1a)에 압입한다. 플러그(161)는, 테이퍼 선단부(161b)가 다이스(11)의 테이퍼부(11c)의 위치에 도달할 때까지 압입한다. 이에 의해, 소관(1)의 일단부(1a)에 직경 확대부(1c) 및 걸림부(1e1)가 형성된다.
다음으로, 도 16의 (c)에 도시한 아이어닝 가공 공정으로서, 다이스(11)의 고정은 유지하는 한편, 소관(1)의 고정은 해제시킨 상태에서, 플러그(161)를 소관(1)의 타단부(1d)측을 향해 더욱 압입한다. 플러그(161)를 더욱 압입함으로써, 소관(1)이 일단부(1a)로부터 타단부(1d)측을 향해 압박되지만, 앞의 공정에 있어서 소관(1)에 형성된 걸림부(1e1)가, 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸린 상태 그대로이므로, 소관(1)은 움직이지 않는다.
도 16의 (c)에 도시한 바와 같이 플러그(161)를 압입하면, 플러그(161)의 대직경부(161c)가 압입된 소관(1)의 중간부(1e)에서는, 원래의 소관(1)의 내경 d2가 플러그(161)의 대직경부(161c)의 직경 d5에 대응하는 크기로 직경 확대된다. 이때, 플러그(161)의 대직경부(161c)에 후속되는 소직경 기단부(161e)는, 그 직경 d4가 대직경부(161c)의 직경 d5보다 작기 때문에, 소직경 기단부(161e)가 소관(1)의 아이어닝 가공을 받은 부분에는 접촉하지 않는다. 이와 같이, 아이어닝 가공 공정에 있어서, 플러그(161)가 소관(1)과 접촉하는 것은, 테이퍼 선단부(161b) 및 대직경부(161c)만이 된다. 이에 의해, 플러그(161)에 있어서 소관(1)과 접촉하는 부분이 제1 실시 형태에 비해 적어지기 때문에, 아이어닝 가공 공정에서의 소관(1)과 플러그(161)의 마찰 저항이 경감된다.
도 16의 (a)에 있어서의 플러그(161)의 소직경 기단부(161e)의 직경 d4와, 대직경부(161c)의 직경 d5의 차(d5-d4)는, 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 즉, 소관(1)의 두께를 d0으로 하고, 아이어닝 가공 후의 중간부(1e)의 두께를 d로 하였을 때, d0과 d의 차(d0-d)를 두께 감소량 td라고 정의한다. 이때, 두께 감소량 td와, 소직경 기단부(161e)의 직경 d4와 대직경부(161c)의 직경 d5의 차(d5-d4)는, 2×td≥(d5-d4)로 하는 것이 좋다. 소직경 기단부(161e)의 직경 d5와 대직경부(161c)의 직경 d4의 차(d5-d4)가 2×td 초과이면, 재료의 강도나 두께 감소량의 조합에 따라서는, 도 16의 (c)에 도시한 아이어닝 가공 공정에 있어서, 소관(1)의 걸림부(1e1)를 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸리게 할 수 없게 되어 버린다.
도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)에 도시된 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관은, 도 2에 도시한 두께가 상이한 강관(31)과 마찬가지인 형상이 된다. 또한, 도 16의 (c)에 도시한 공정에 있어서, 플러그(161)의 대직경부(161c)가 소관(1)의 타단부(1d)에 이를 때까지 플러그(161)를 압입함으로써, 도 3에 도시한 두께가 상이한 강관(41)과 마찬가지인 형상으로 가공해도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 대직경부(161c)의 직경보다 작은 직경을 갖는 소직경 기단부(161e)를 구비하는 플러그(161)를 사용하여 두께가 상이한 강관의 제조를 행함으로써, 아이어닝 가공 공정에 있어서 소직경 기단부(161e)와 소관(1)의 아이어닝 가공을 받은 부분이 접촉하는 일 없이, 아이어닝 가공 공정을 행할 수 있다. 즉, 플러그(161)를 압입할 때에는 테이퍼 선단부(161b) 및 대직경부(161c)만이 소관(1)의 내면에 미끄럼 접촉하고, 또한 플러그(161)를 인출하는 때에는 주로 대직경부(161c)만이 소관(1)의 내면에 미끄럼 접촉한다. 이와 같이 하여 플러그(161)를 삽입 발출할 때, 소직경 기단부(161e)가 소관(1)의 내면에 미끄럼 접촉하지 않으므로, 제1 실시 형태에 비해, 아이어닝 가공 공정에서 플러그(161)를 삽입 발출할 때의 소관(1)과 플러그(161) 사이의 마찰 저항을 경감시킬 수 있어, 가공에 요구되는 힘이 과대해지는 것을 방지할 수 있다.
[제8 실시 형태]
제8 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태, 제6 실시 형태 및 제7 실시 형태의 아이어닝 가공 후에, 드로잉 가공을 행하는 공정을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 일례로서, 제2 실시 형태의 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관(61)을 중간품(15)으로 하고, 이 중간품(15)에 대해 드로잉 가공을 행한다.
먼저, 본 실시 형태에서 사용하는 다이스(14)와 중간품(15)에 대해, 도 17의 (a) 및 도 17의 (b)를 참조하여 설명한다. 도 17의 (a)에 도시한 중간품(15)은, 제2 실시 형태의 공정을 거쳐 제조된 두께가 상이한 강관(61)이다. 중간품(15)은, 일단부(15a)측에 있어서 소관(1)으로부터 직경 확대된 직경 확대부(15c)와, 일단부(15a)와 타단부(15d) 사이에 있고 아이어닝 가공을 받은 중간부(15e)와, 중간부(15e)보다 타단부(15d)측에 있고 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(15f)로 구성된다. 중간부(15e)는, 직경 확대부(15c) 및 미가공부(15f) 각각의 경계에 있어서, 제2 실시 형태에서 사용한 다이스(11)의 테이퍼부(11c) 및 플러그(51)의 각 테이퍼부(51d, 51e)에 의해 가공을 받은 부분도 포함하고 있다.
도 17의 (a)에 도시한 다이스(14)는, 중간품(15)의 미가공부(15f) 및 중간부(15e)의 외경과 대응하는 내경을 갖는 중공 소직경부(14b)와, 이 중공 소직경부(14b)에 이어지는 테이퍼부(14c)로 구성되어 있다. 또한, 상기한 「미가공부(15f) 및 중간부(15e)의 외경과 대응하는 내경」이라 함은, 미가공부(15f) 및 중간부(15e)의 외경에 대해, 중공 소직경부(14b)의 내외로의 삽입 발출이 가능한 정도의 간극 치수를 더한 직경 치수를 나타낸다. 또한, 중공 소직경부(14b) 및 테이퍼부(14c)는 다이스 본체(14e) 내에 있어서 연통되어 있다.
중간품(15)의 미가공부(15f) 및 중간부(15e)에 있어서의 외경은, 소관(1)의 외경 d1과 동일하므로, 중공 소직경부(14b)의 내경은 소관(1)의 외경 d1과 대응한다. 테이퍼부(14c)의 내경은, 다이스(14)의 일단부(14a)측에서 최대 직경이 되고, 그 위치의 내경 d6이 중간품(15)의 직경 확대부(15c)의 외경보다 큰 치수로 설정되어 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 의한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해 설명한다. 먼저, 중간품(15)을 제조한다. 중간품(15)의 제조 방법은, 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
다음으로, 도 17의 (a) 및 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 다이스(14)를 고정한 상태에서, 중간품(15)을 다이스(14)의 일단부(14a)측으로부터 타단부(14d)측을 향해 삽입한다. 중간품(15)의 걸림부(15e1)가 다이스(14)의 테이퍼부(14c)의 위치에 도달하면, 직경 확대부(15c)가 테이퍼부(14c)에 걸리지만, 중간품(15)을 타단부(14d)측으로 더욱 압입한다. 그러면, 걸림부(15e1) 및 직경 확대부(15c)가 테이퍼부(14c)에 압박됨으로써, 걸림부(15e1) 및 직경 확대부(15c)의 외면이 압박되어, 걸림부(15e1) 및 직경 확대부(15c)에 대해 이들의 외경을 좁히도록 드로잉 가공이 실시된다.
도 17의 (b)에 도시한 위치까지 중간품(15)을 압입하면, 걸림부(15e1) 및 직경 확대부(15c)의 전부에 대해 드로잉 가공이 실시된다. 그 때문에, 중간품(15)의 길이 방향의 전부의 외경이, 다이스(14)의 중공 소직경부(14b)의 내경 d1과 동일한 외경이 된다.
도 18에는, 본 실시 형태에 의해 제조한 두께가 상이한 강관(181)의 단면 모식도를 도시한다. 이 두께가 상이한 강관(181)은, 일단부(181a(15a))측에 있고, 중간품(15)의 직경 확대부(15c)가 드로잉 가공을 받은 직경 축소부(181c)와, 동일하게 드로잉 가공을 받은 걸림부(15e1)에 대응하는 부분을 포함한다. 한편, 두께가 상이한 강관(181)의 그 밖의 부분은, 중간품(15)인 채로 드로잉 가공을 받고 있지 않은 중간부(181e(15e))와, 중간품(15)인 채로 드로잉 가공을 받고 있지 않은 미가공부(181f(15f))로 구성된다.
두께가 상이한 강관(181)의 중공부(181b)는, 그 길이 방향의 전부의 외경이 소관(1)의 외경인 상태 그대로이다. 또한, 두께가 상이한 강관(181)의 내경은, 직경 축소부(181c) 및 미가공부(181f)에 있어서 소관(1)의 내경 d2 그대로이고, 중간부(181e)에서는 소관(1)의 내경 d2보다 직경 확대되어 있다. 그 때문에, 두께가 상이한 강관(181)은, 길이 방향의 전부의 외경이 일정하고, 내경이 길이 방향의 각 위치에서 서로 다른 복수의 영역을 갖고 있다.
두께가 상이한 강관(181)은, 직경 축소부(181c) 및 미가공부(181f)에 있어서의 두께가 비교적 두껍고, 중간부(181e)에 있어서의 두께가 비교적 얇게 되어 있다.
또한, 두께가 상이한 강관(181)에 있어서는, 미가공부(181f)에 대한 가공량이 작으므로, 이 부분에서는 가공 경화가 발생되어 있지 않거나, 발생되어 있었다고 해도 매우 근소하다. 따라서, 미가공부(181f)의 강도가 비교적 낮으므로, 이 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행하는 경우라도, 가공 경화를 완화하기 위한 어닐링 처리 등이 불필요해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 중간품(15)으로서 제2 실시 형태에서 제조한 두께가 상이한 강관(61)을 예시하였지만, 본 실시 형태는 이것만에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에 있어서의 중간품은, 예를 들어 도 2에 도시된 제1 실시 형태에서 제조한 두께가 상이한 강관(31)이어도 된다.
또한, 본 실시 형태에서 사용한 다이스(14)의 중공 소직경부(14b)의 내경은, 중간품(15)의 전부의 외면에 대해 드로잉 가공을 행하기 위해, 소관(1)의 외경보다 작은 내경이어도 된다. 이 경우에 있어서, 다이스(14)의 중공 소직경부(14b)의 내경이 소관(1)의 외경에 대해 지나치게 작으면, 드로잉률이 지나치게 커져 버려, 드로잉 가공 시에 좌굴이 발생할 우려가 있다. 이때의 드로잉률에 대해 이하에 설명한다.
일반적으로, 자동차용 강관에는, 강관의 두께와 강관의 외경의 비(t/D0, t: 소관의 두께, D0: 소관의 외경)가, 0.001 내지 0.15인 강관이 사용된다. 본 발명자들은, 이 사이즈의 강관에 대해 드로잉 가공을 행하는 경우의 드로잉률에 대해 상세한 검토를 행한 결과, 드로잉률은 0.4 이하로 하는 것이 좋다는 지견을 얻었다. 따라서, 중간품(15)의 전부 외면에 대해 드로잉 가공을 행하는 경우는, 다이스(14)의 중공 소직경부(14b)의 내경은, 드로잉률이 0.4 이하로 되도록 설정하면 된다. 또한, 드로잉률은 하기 식(1)로 표시되고, 하기 식(1) 중의 κ는 드로잉률이고, D0은 드로잉 가공 전의 강관의 외경이고, D는 드로잉 가공 후의 강관의 외경이다.
Figure pct00001
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 소관(1)의 길이 방향의 전부의 외경이 일정하고, 내경이 각각 상이한 복수의 영역을 갖는 두께가 상이한 강관(181)을 제조할 수 있다. 이 두께가 상이한 강관(181)은, 미가공부(181f)에 대한 가공량이 비교적 작기 때문에, 이 영역의 강도가 비교적 낮고, 또한 직경 축소부(181c) 및 중간부(181e)에 대한 가공량이 비교적 크기 때문에, 이들 영역의 강도가 비교적 높게 되어 있다.
또한, 중간품(15)의 길이 방향의 전부의 외면에 대해 드로잉 가공을 행함으로써, 길이 방향의 전부의 영역에 대해 가공이 실시된 두께가 상이한 강관을 제조할 수 있다. 또한, 길이 방향의 전부의 외경이 일정하고, 내경이 각각 상이한 복수의 영역을 갖는 두께가 상이한 강관을 제조할 수 있다. 이 두께가 상이한 강관은, 소관(1)의 길이 방향의 전부의 영역에 대해 가공이 실시되어 있기 때문에, 전부의 영역의 강도가 원래의 소관(1)보다 높게 되어 있다.
[제9 실시 형태]
제9 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 공정으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 사용한 플러그(21)와는 다른 플러그와 제1 실시 형태에서 사용한 다이스(11)를 사용하여, 두께가 상이한 강관의 제조를 행한다. 또는, 제1 실시 형태에서 사용한 다이스(11)와는 다른 다이스와 제1 실시 형태에서 사용한 플러그(21)를 사용하여, 두께가 상이한 강관의 제조를 행한다. 그 밖의 점은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 이하에, 제9 실시 형태의 일례로서, 제1 실시 형태에서 사용한 플러그(21)와는 다른 플러그와, 제1 실시 형태에서 사용한 다이스(11)를 사용한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 19에 도시한 플러그(19)는, 도 1의 (a)에 도시한 플러그(21)와는 상이한 형상을 갖는다. 플러그(19)의 길이 방향과 직교하는 단면 형상은, 길이 방향의 전부에 있어서 코너가 둥그스름한 사각 형상으로 되어 있다. 또한, 플러그(19)는, 소형 선단부(19a)와, 대형 기단부(19b)와, 소형 선단부(19a) 및 대형 기단부(19b) 사이에 형성된 테이퍼부(19c)로 구성되어 있다.
소형 선단부(19a)에 있어서의 길이 방향과 직교하는 단면의, 대각선 길이 d7은, 소관(1)의 내경 d2와 대응하는 직경으로 되어 있다. 대형 기단부(19b)에 있어서의 길이 방향과 직교하는 단면에 있어서, 코너가 둥그스름한 사각형의 한 변 길이 d8은, 소관(1)의 내경 d2와 대응하고, 대각선 길이 d9는, 소관(1)의 내경 d2보다 크고, 또한 다이스(11)의 중공 소직경부(11a)의 내경 d1 미만으로 되어 있다.
플러그(19)를 사용하여, 제1 실시 형태와 마찬가지의 공정에 의해 두께가 상이한 강관을 제조하면, 아이어닝 가공을 받은 중간부의 길이 방향과 직교하는 단면 모식도는, 도 20의 (a)에 도시된 형상이 된다. 플러그(19)의 대형 기단부(19b)에 있어서, 한 변 길이 d8이 소관(1)의 내경 d2와 대응하고, 긴 직경 d9가 소관(1)의 내경 d2보다 크기 때문에, 플러그(19)에 의해 제조한 두께가 상이한 강관(20A)의 중간부는, 소관(1) 그대로 가공을 받고 있지 않은 미가공부(20a)와, 아이어닝 가공을 받은 피가공부(20b)를 갖는다. 미가공부(20a)는, 그 두께가 소관(1) 그대로이며, 가공량이 적기 때문에 비교적 강도가 낮다. 한편, 피가공부(20b)는, 그 두께가 비교적 얇고, 가공량이 크기 때문에 비교적 강도가 높게 되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 의해 제조한 두께가 상이한 강관(20A)은, 아이어닝 가공을 받은 중간부에 있어서, 아이어닝 가공을 받은 부분과 미가공 상태의 부분을, 주위 방향을 따라 교대로 갖고 있다.
이상 설명한 제9 실시 형태에서는, 길이 방향과 직교하는 단면 형상이 코너가 둥그스름한 사각 형상인 플러그(19)와, 다이스(11)를 사용하여 제1 실시 형태와 마찬가지인 공정에 의해 두께가 상이한 강관(20A)을 제조하였지만, 길이 방향과 직교하는 단면 형상이 그 밖의 형상의 플러그를 사용해도 된다. 단, 플러그의 길이 방향과 직교하는 단면이 회전 대칭 형상이어도 된다. 그 이유는, 플러그의 길이 방향과 직교하는 단면이 회전 대칭 형상이 아닌 경우는, 확관 가공에 의해 직경 확대부를 충분히 형성할 수 없어, 소관(1)을 다이스(11)의 테이퍼부(11c)에 걸리게 할 수 없기 때문이다.
도 20의 (b) 및 도 20의 (c)는, 제8 실시 형태에 있어서 길이 방향과 직교하는 단면이 회전 대칭 형상인 다른 플러그를 사용하여 제조한 두께가 상이한 강관(20B, 20C)의 중간부에 있어서의, 길이 방향과 직교하는 단면을 도시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 사용한 다이스(11)와는 다른 다이스와 제1 실시 형태에서 사용한 플러그(21)를 사용하여, 두께가 상이한 강관의 제조를 행해도 된다. 이 경우에 있어서 사용하는 다이스는, 확관 가공을 충분히 행할 수 있도록, 다이스의 길이 방향과 직교하는 단면 형상이 회전 대칭이어도 된다. 또한, 소관(1)의 외형상은, 다이스에 대응하는 형상이어야 한다.
예를 들어, 각형 강관과, 각형 강관에 대응하는 형상을 갖는 다이스와, 제1 실시 형태와 마찬가지인 플러그(21)를 사용하여, 제1 실시 형태와 마찬가지로 두께가 상이한 강관(20D)을 제조하면, 그 두께가 상이한 강관(20D)의 중간부에 있어서의 길이 방향과 직교하는 단면 형상은, 도 20의 (d)에 도시한 형상이 된다.
도 20의 (e)는, 소관의 단면 외형상이 타원 형상이고, 소관과 대응하는 형상의 다이스와 플러그(21)를 사용하여, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해 제조한 두께가 상이한 강관(20E)의 중간부에 있어서의 단면 모식도이다. 이 경우에 있어서도, 아이어닝 가공을 받은 부분과 미가공 상태의 부분을, 주위 방향을 따라 교대로 갖고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제9 실시 형태에 의하면, 아이어닝 가공을 받은 중간부에 있어서, 아이어닝 가공을 받은 부분과 미가공 상태의 부분을, 주위 방향을 따라 교대로 갖는 두께가 상이한 강관(20A)을 제조할 수 있다. 또한, 이 두께가 상이한 강관(20A)은, 아이어닝 가공을 받은 부분은, 그 두께가 얇고, 가공량이 크기 때문에 비교적 강도가 크다. 한편, 미가공 상태의 부분은, 그 두께가 두껍고, 가공량이 작기 때문에 비교적 강도가 작다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법에서는, 소관에 확관 가공을 행하여 걸림부를 마련하고, 걸림부를 다이스에 걸리게 한 채 플러그를 소관에 압입함으로써, 소관의 직경 확대부보다 타단측에 있는 중간부에 대해 소관의 외경을 유지한 채 내경을 직경 확대하는 아이어닝 가공을 행한다. 따라서, 직경 확대부에 대한 가공량이 적어도 되어, 직경 확대부에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 걸림부를 다이스에 걸리게 한 채, 플러그를 소관에 압입하여 아이어닝 가공을 행하기 때문에, 아이어닝 가공 시에 소관 자체를 고정할 필요가 없고, 다이스와 플러그를 상대 이동시키는 것만으로 아이어닝 가공을 실시할 수 있다.
또한, 두께가 상이한 강관의 길이 방향으로, 두께가 얇고 강도가 비교적 높은 부분과, 두께가 두껍고 강도가 비교적 낮은 부분을 형성할 수 있다. 그 때문에, 두께가 두껍고 비교적 강도가 작은 부분에 대해 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때, 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 할 수 있다.
본 발명의 각 실시 형태에 있어서의 두께가 상이한 강관의 적용예로서는, 자동차 부품에서는 크로스 멤버, 서스펜션 멤버, 서스펜션 암 등의 프레임 부재 및 페리미터나 사이드 임펙트 바 등의 충돌 대응 부품, 또는 드라이브 샤프트 등의 구동계 파이프 부품을 들 수 있다.
크로스 멤버, 서스펜션 암, 서스펜션 멤버 등의 프레임 부재에서는, 타부품의 설치 부분에 특히 두께가 요구되는 케이스가 많기 때문에, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서의 두께가 상이한 강관을 사용하면, 필요한 개소만을 후육화한 경량의 구조를 채용할 수 있다. 또한, 이들 부품에 있어서, 그 후육부를 소정의 형상으로 성형하는 후속 가공 시에, 프레스 가공이나 굽힘 가공이 실시되는 경우가 있다. 이 경우, 가공이 실시되는 부분이 후육이고, 또한 저강도이면 가공하기 쉽기 때문에, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서의 두께가 상이한 강관을 적합하게 사용할 수 있다.
사이드 임펙트 바는, 도어 패널 내에 설치되고, 충돌 시의 충돌 에너지를 도어의 양 사이드에 전달하는 부재이며, 충돌 시에 파손되지 않을 것이 요망된다. 그 때문에, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서의 두께가 상이한 강관을 사용하여 중앙부를 후육화하면, 경량인 구조로 할 수 있다.
페리미터는, 차체 전방부의 프레임 부재이며, 전방면 충돌 시의 하중 전달 경로가 되는 부재이지만, 충돌 시에 굴곡되기 쉬운 구부러짐 형상부 등을 후육부로 함으로써, 더 경량화할 수 있다. 또한, 후육부를 굽힘 가공할 때에는, 이 후육부가 저강도이면 가공하기 쉽기 때문에, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서의 두께가 상이한 강관을 적합하게 사용할 수 있다.
드라이브 샤프트는, 관 단부의 두께가 상이한 부분에 스플라인 가공을 행하는 경우가 있고, 이 부분이 후육이고 또한 저강도이면 가공이 용이하기 때문에, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서의 두께가 상이한 강관을 적합하게 사용할 수 있다.
이상 설명의 각 실시 형태 골자를 이하에 정리한다.
(1) 예를 들어, 도 1의 (a) 내지 도 2를 사용하여 설명한 상기 제1 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상(중공 원통 형상)의 소관(1)으로부터 두께가 상이한 강관(31)을 제조하는 방법이며, 상기 소관(1)을 다이스(11) 내에 배치하고, 상기 소관(1)의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관(1)의 일단측(일단부(1a))으로부터 플러그(21)를 압입하여 상기 일단측의 외형(외경)을 확대(직경 확대)시켜 상기 다이스(11)에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 소관(1)의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관(1)의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 플러그(21)를 더욱 상기 소관(1)의 타단측(타단부(1d))을 향해 압입함으로써, 상기 소관(1)의 외형(외경)을 유지한 채 내형(내경)을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부(1e(31e))를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는다.
(2) 그리고 도 1의 (c) 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 (1)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 플러그(21)의 압입을 도중에서 멈춤으로써, 상기 소관(1)의 상기 타단측(타단부(1d))에 미가공부(31f)를 남겨도 된다.
(3) 또한, 도 1의 (c) 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에 있어서의 상기 박육부(1e(31e))의 두께 감소율을 10％ 내지 90％의 범위 내로 해도 된다.
(4) 또한, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 걸림 공정 및 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관(1)의 내형 치수(내경 치수)보다 작은 외형 치수(외경 치수)를 갖는 선단부(소직경 선단부(21a))와, 상기 소관(1)의 내형 치수(내경 치수)보다 크고, 또한 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수)의 크기 미만의 외형 치수(외경 치수)를 갖는 기단부(대직경 기단부(21b))와, 상기 기단부(대직경 기단부(21b))로부터 상기 선단부(소직경 선단부(21a))를 향해 끝이 가늘어지도록, 상기 선단부(소직경 선단부(21a)) 및 상기 기단부(대직경 기단부(21b)) 사이에 마련된 테이퍼부(21c)를 구비한 상기 플러그(21)를 사용해도 된다.
(5) 또한, 예를 들어 도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)를 사용하여 설명한 상기 제3 실시 형태와 같이, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 걸림 공정 및 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관(1)의 내형 치수(내경 치수)보다 크고, 또한 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수) 미만의 외형 치수(외경 치수)를 갖는 기단부(71b)와, 상기 기단부(71b)의 선단측에 이어지고, 상기 기단부(71b)로부터 이격됨에 따라서 끝이 가늘어지는 선단부(테이퍼 선단부(71c))를 구비한 상기 플러그(71)를 사용해도 된다.
(6) 또한, 예를 들어 도 16의 (a) 내지 도 16의 (c)를 사용하여 설명한 상기 제7 실시 형태와 같이, 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 기단부가, 상기 선단부측에 배치된 대형 기단부(대직경부(161c))와, 상기 대형 기단부보다 외형 치수(외경 치수)가 작은 소형 기단부(소직경 기단부(161e))를 가져도 된다.
(7) 예를 들어, 도 4의 (a) 내지 도 6을 사용하여 설명한 상기 제2 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상(중공 원통 형상)의 소관(1)으로부터 두께가 상이한 강관(61)을 제조하는 방법이며, 상기 소관(1)을 다이스(11) 내에 배치하고, 상기 소관(1)의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관(1)의 일단측(일단부(1a))으로부터 제1 플러그(플러그(21))를 압입하여 상기 일단측(일단부(1a))의 외형 치수(외경 치수)를 확대(직경 확대)시켜 상기 다이스(11)에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 소관(1)으로부터 상기 제1 플러그(플러그(21))를 인발하는 발출 공정과, 상기 소관(1)의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관(1)의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 제1 플러그(플러그(21))와는 외형이 상이한 제2 플러그(플러그(51))를 상기 소관(1)의 상기 일단측(일단부(1a))으로부터 타단측(타단부(1d))을 향해 압입함으로써, 상기 소관(1)의 외형(외경)을 유지한 채 내형(내경)을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부(1e(61e))를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는다.
(8) 그리고 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 (7)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관(1)의 내형 치수(내경 치수)보다 작은 소형 선단부(소직경 선단부(51a))와, 상기 소관(1)의 내형 치수(내경 치수)보다 큰 외형 치수(외경 치수)를 갖는 중형부(중간 직경부(51b))와, 상기 중형부(중간 직경부(51b))의 외형 치수(외경 치수)보다 크고, 또한 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수) 미만의 외형 치수(외경 치수)를 갖는 대형부(대직경 기단부(51c))와, 상기 소형 선단부(소직경 선단부(51a)) 및 상기 중형부(중간 직경부(51b)) 사이에 형성된 제1 테이퍼부(제1 테이퍼부(51d))와, 상기 중형부(중간 직경부(51b)) 및 상기 대형부(대직경 기단부(51c)) 사이에 형성된 제2 테이퍼부(제2 테이퍼부(51e))를 구비한 상기 제2 플러그(플러그(51))를 사용해도 된다.
(9) 또한, 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)를 사용하여 설명한 상기 제4 실시 형태와 같이, 상기 (7)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 소관(1)의 내형 치수(내경 치수)보다 크고, 또한 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수) 미만의 외형 치수(외경 치수)를 갖는 기단부(81b)와, 상기 기단부(81b)로부터 선단부(81a)를 향해 끝이 가늘어지는 제3 테이퍼부(테이퍼 선단부(81c))를 구비한 상기 제2 플러그(플러그(81))를 사용해도 된다.
(10) 도 1의 (a) 내지 도 1의 (c)를 사용하여 설명한 상기 제1 실시 형태와 같이, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 다이스(11)가, 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수)에 대응하는 내형 치수(내경 치수)를 갖는 중공 소형부(중공 소직경부(11a))와, 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수)보다 큰 내형 치수(내경 치수)를 갖는 중공 대형부(중공 대직경부(11b))와, 상기 중공 소형부(중공 소직경부(11a)) 및 상기 중공 대형부(중공 대직경부(11b)) 사이에 형성되고, 또한 상기 중공 대형부(중공 대직경부(11b))로부터 상기 중공 소형부(중공 소직경부(11a))를 향해 끝이 가늘어지는 중공 테이퍼부(테이퍼부(11c))를 구비해도 된다.
(11) 도 13의 (a) 내지 도 13의 (c)를 사용하여 설명한 상기 제6 실시 형태와 같이, 상기 (10)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 다이스(13)가, 상기 중공 소형부(중공 소직경부(13a))의 길이 방향의 일부에 형성되고, 또한 상기 소관(1)의 외형 치수(외경 치수)보다 큰 내형 치수(내경 치수)를 갖는 중공 중간 직경부(후육 형성부(13e))를 더 구비해도 된다.
(12) 도 17의 (a) 내지 도 18을 사용하여 설명한 상기 제8 실시 형태와 같이, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 아이어닝 가공 공정 후의 상기 소관(1)(중간품(15))에 대해 드로잉 가공을 가하는 드로잉 가공 공정을 더 가져도 된다.
(13) 예를 들어, 도 10의 (a) 내지 도 11을 사용하여 설명한 상기 제5 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관의 제조 방법은, 중공 통 형상(중공 원통 형상)의 소관(1)으로부터 두께가 상이한 강관(111)을 제조하는 방법이며, 상기 소관(1)을 다이스(12) 내에 배치하고, 상기 소관(1)의 일단측(일단부(1a)) 및 타단측(타단부(1d)) 각각에 대해 플러그(21, 22)를 동시 또는 교대로 압입함으로써, 상기 일단측(일단부(1a))의 외형(외경) 및 상기 타단측(타단부(1d))의 외형(외경)을 확대시켜 상기 다이스(12)에 걸리게 하는 걸림 공정과, 상기 일단측(일단부(1a))에 상기 플러그(21)를 삽입한 채, 상기 타단측(타단부(1d))의 상기 플러그(22)를 인발하는 발출 공정과, 상기 일단측(일단부(1a)측의 걸림부(1g1))을 상기 다이스(12)에 걸리게 한 채, 상기 일단측(일단부(1a))에 삽입되어 있는 상기 플러그(21)를 더욱 상기 소관(1)의 상기 타단측(타단부(1d))을 향해 압입함으로써, 상기 소관(1)의 외형(외경)을 유지한 채 내형(내경)을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 제1 박육부(중간부(1g))를 형성하는 제1 아이어닝 가공 공정과, 상기 일단측(일단부(1a))의 상기 플러그(21)를 인발하는 한편, 상기 타단측(타단부(1d))에 상기 플러그(22)를 삽입하는 삽입 발출 공정과, 상기 타단측(타단부(1d)측의 걸림부(1h1))을 상기 다이스(12)에 걸리게 한 채, 상기 타단측(타단부(1d))의 상기 플러그(22)를 더욱 상기 소관(1)의 상기 일단측(일단부(1a))을 향해 압입함으로써, 상기 소관(1)의 외형(외경)을 유지한 채 내형(내경)을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 제2 박육부(중간부(1h))를 형성하는 제2 아이어닝 가공 공정을 갖고, 상기 걸림 공정에서, 상기 플러그(21, 22)를 동시에 압입하는 경우에는, 상기 소관(1)의 길이 방향을 따라 상기 소관(1)을 이동 가능하게 하고, 상기 플러그(21, 22)를 교대로 압입하는 경우에는, 상기 플러그(21, 22)의 압입 방향으로의 상기 소관(1)의 이동을 규제한다.
(14) 도 11에 도시한 상기 제5 실시 형태에 관한 상기 (13)에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 아이어닝 가공 공정 후의 상기 소관(1)(두께가 상이한 강관(111))을 드로잉하는, 드로잉 가공 공정을 더 가져도 된다.
(15) 상기 각 실시 형태에 관한 상기 (1) 내지 (14) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관의 제조 방법에 있어서, 상기 소관(1)이 심리스 강관이어도 된다.
(16) 예를 들어, 도 2를 사용하여 설명한 상기 제1 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관(31)은, 이하의 구성을 채용하고 있다: 길이 방향의 일방측에 형성되고, 또한 상기 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 큰 외형 치수(외경 치수)를 갖는 확대부(직경 확대부(31c))와, 상기 길이 방향을 따라 본 경우에 상기 확대부(직경 확대부(31c))보다 타방측에 형성되고, 또한 상기 확대부(직경 확대부(31c))보다 두께가 얇은 박육부(중간부(31e))를 구비하고, 상기 확대부(직경 확대부(31c))의 경도의 평균값을 H1, 상기 박육부(중간부(31e))의 경도의 평균값을 H2로 한 경우에, H2＞H1을 만족시킨다.
(17) 상기 (16)에 기재된 두께가 상이한 강관(31)에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 길이 방향을 따라 본 경우에 상기 박육부(중간부(31e))보다 상기 타방측에 배치되고, 상기 박육부(중간부(31e))보다 두께가 두꺼운 후육부(미가공부(31f))를 더 구비하고, 상기 후육부(미가공부(31f))의 경도의 평균값을 H3으로 한 경우에, H2＞H1≥H3을 만족시킨다.
(18) 예를 들어, 상기 (17)에 기재된 두께가 상이한 강관(31)에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 박육부(중간부(31e))가, 상기 박육부(중간부(31e)) 중에서 가장 두께가 얇은 직관부(31e2)와, 상기 직관부(31e2) 및 상기 확대부(직경 확대부(31c)) 사이에 형성됨과 함께 상기 확대부(직경 확대부(31c))를 향해 외형(외경)이 확대되는 제1 테이퍼부(걸림부(31e1))와, 상기 직관부(31e2) 및 상기 후육부(미가공부(31f)) 사이에 형성됨과 함께 상기 후육부(미가공부(31f))를 향해 두께가 두꺼워지는 제2 테이퍼부(테이퍼부(31e3))를 갖고, 제1 테이퍼부(걸림부(31e1))의 경도의 평균값을 H4, 상기 직관부(31e2)의 경도의 평균값을 H5, 그리고 상기 제2 테이퍼부(테이퍼부(31e3))의 경도의 평균값을 H6으로 한 경우에, H5＞H6≥H3 및 H5＞H4＞H1의 양 식을 만족시킨다.
(19) 도 14를 사용하여 설명한 상기 제6 실시 형태에 관한 상기 (16) 내지 (18) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관(141)에 있어서, 상기 박육부(중간부(141e))의 두께가, 상기 길이 방향을 따라 본 경우에, 부분적으로 두껍게 되어 있어도 된다(후육부(141f)).
(20) 도 11을 사용하여 설명한 상기 제5 실시 형태에 관한 상기 (16)에 기재된 두께가 상이한 강관(111)과 같이, 상기 확대부(직경 확대부(111c, 111f)) 및 상기 박육부(중간부(111g, 111h))의 조합이, 상기 길이 방향의 양단에 대칭적으로 마련되어 있어도 된다.
(21) 상기 (20)에 기재된 두께가 상이한 강관(111)에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 한 쌍의 상기 박육부(중간부(111g, 111h)) 사이에 배치되고, 상기 박육부(중간부(111g, 111h))보다 두께가 두꺼운 후육부(미가공부(111i))를 더 구비하고, 상기 후육부(미가공부(111i))의 경도의 평균값을 H7로 한 경우에, H2＞H1≥H7을 만족시킨다.
(22) 예를 들어, 도 18을 사용하여 설명한 상기 제8 실시 형태에 관한 두께가 상이한 강관(181)은, 이하의 구성을 채용하고 있다: 길이 방향의 일방측에 마련되고, 또한 상기 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 두께가 두꺼운 후육부(직경 축소부(181c))와, 상기 후육부(직경 축소부(181c))보다 타방측에 마련되고, 또한 상기 후육부(직경 축소부(181c))보다 두께가 얇은 박육부(중간부(181e))를 구비하고, 상기 길이 방향을 따라 외형 치수(외경 치수)가 일정하고, 상기 후육부(직경 축소부(181c))의 경도의 평균값을 H8, 상기 박육부(중간부(181e))의 경도의 평균값을 H9로 한 경우에, H9＞H8을 만족시킨다.
(23) 도 20의 (a)를 사용하여 설명한 상기 제9 실시 형태에 관한 상기 (16) 내지 (22) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관(20)에 있어서, 상기 박육부를, 상기 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 상기 박육부의 주위 방향을 따라 본 경우에, 상대적으로, 두께가 얇고 경도가 높은 영역(피가공부(20b))과, 상기 두께가 두껍고 경도가 낮은 영역(미가공부(20a))이, 상기 주위 방향을 따라 교대로 교체되는 회전 대칭 형상을 가져도 된다.
(24) 상기 (16) 내지 (23) 중 어느 한 항에 기재된 두께가 상이한 강관은, 심리스 강관을 소재로 해도 된다.
본 발명에 따르면, 제조 시의 가공량이 적고, 굽힘 가공 등의 후속 가공을 행할 때에 어닐링 등의 열처리를 불필요하게 하는 두께가 상이한 강관의 제조 방법 및 두께가 상이한 강관을 제공할 수 있다.
1 : 소관
1a : 일단부(일단측)
1d : 타단부(타단측)
1e, 31e, 61e : 박육부
1g : 중간부(제1 박육부)
1g1 : 일단측의 걸림부(일단측)
1h : 중간부(제2 박육부)
1h1 : 타단측의 걸림부(타단측)
11, 12, 13 : 다이스
11a : 중공 소직경부(중공 소형부)
11b : 중공 대직경부(중공 대형부)
11c : 테이퍼부(중공 테이퍼부)
13a : 중공 소직경부(중공 소형부)
13e : 후육 형성부(중공 중간 직경부)
20a : 미가공부(두께가 두껍고 경도가 낮은 영역)
20b : 피가공부(두께가 얇고 경도가 높은 영역)
21 : 플러그(제1 플러그)
21a : 소직경 선단부(선단부)
21b : 대직경 기단부(기단부)
21c : 테이퍼부
22, 71 : 플러그
31, 61, 111, 141, 181 : 두께가 상이한 강관
31c, 41c, 61c, 91c, 111c, 111f, 121c, 141c, 151c : 직경 확대부(확대부)
31e, 111g, 111h : 중간부(박육부)
31e1 : 걸림부(제1 테이퍼부)
31e2 : 직관부
31e3 : 테이퍼부(제2 테이퍼부)
31f, 111i : 미가공부(미가공부, 후육부)
51, 81 : 플러그(제2 플러그)
51a : 소직경 선단부(소형 선단부)
51b : 중간 직경부(중형부)
51c : 대직경 기단부(대형부)
51d : 제1 테이퍼부(제1 테이퍼부)
71b, 81b : 기단부
71c : 테이퍼 선단부(선단부)
81a : 선단부
81c : 테이퍼 선단부(제3 테이퍼부)
141e : 중간부(박육부)
161c : 대직경부(대형 기단부)
161e : 소직경 기단부(소형 기단부)
181c : 직경 축소부(후육부)
181e : 중간부(박육부)

Claims (24)

  1. 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며,
    상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관의 일단측으로부터 플러그를 압입하여 상기 일단측의 외형을 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과,
    상기 소관의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아이어닝 가공 공정에서, 상기 플러그의 압입을 도중에서 멈춤으로써, 상기 소관의 상기 타단측에 미가공부를 남기는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아이어닝 가공 공정에 있어서의 상기 박육부의 두께 감소율을 10％ 내지 90％의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 걸림 공정 및 상기 아이어닝 가공 공정에서,
    상기 소관의 내형 치수보다 작은 외형 치수를 갖는 선단부와,
    상기 소관의 내형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수의 크기 미만의 외형 치수를 갖는 기단부와,
    상기 기단부로부터 상기 선단부를 향해 끝이 가늘어지도록, 상기 선단부 및 상기 기단부 사이에 마련된 테이퍼부를 구비한 상기 플러그를 사용하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 걸림 공정 및 상기 아이어닝 가공 공정에서,
    상기 소관의 내형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 미만의 외형 치수를 갖는 기단부와,
    상기 기단부의 선단측에 이어지고, 상기 기단부로부터 이격됨에 따라서 끝이 가늘어지는 선단부를 구비한 상기 플러그를 사용하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기단부가, 상기 선단부측에 배치된 대형 기단부와, 상기 대형 기단부보다 외형 치수가 작은 소형 기단부를 갖는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  7. 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며,
    상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 길이 방향으로의 이동을 규제한 상태에서, 상기 소관의 일단측으로부터 제1 플러그를 압입하여 상기 일단측의 외형 치수를 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과,
    상기 소관으로부터 상기 제1 플러그를 인발하는 발출 공정과,
    상기 소관의 상기 규제를 푸는 한편, 상기 소관의 상기 걸림은 유지한 채, 상기 제1 플러그와는 외형이 상이한 제2 플러그를 상기 소관의 상기 일단측으로부터 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관의 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 박육부를 형성하는 아이어닝 가공 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아이어닝 가공 공정에서,
    상기 소관의 내형 치수보다 작은 소형 선단부와,
    상기 소관의 내형 치수보다 큰 외형 치수를 갖는 중형부와,
    상기 중형부의 외형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 미만의 외형 치수를 갖는 대형부와,
    상기 소형 선단부 및 상기 중형부 사이에 마련된 제1 테이퍼부와,
    상기 중형부 및 상기 대형부 사이에 마련된 제2 테이퍼부를 구비한 상기 제2 플러그를 사용하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 아이어닝 가공 공정에서,
    상기 소관의 내형 치수보다 크고, 또한 상기 소관의 외형 치수 미만의 외형 치수를 갖는 기단부와,
    상기 기단부로부터 선단부를 향해 끝이 가늘어지는 제3 테이퍼부를 구비한 상기 제2 플러그를 사용하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이스가,
    상기 소관의 외형 치수에 대응하는 내형 치수를 갖는 중공 소형부와,
    상기 소관의 외형 치수보다 큰 내형 치수를 갖는 중공 대형부와,
    상기 중공 소형부 및 상기 중공 대형부 사이에 마련되고, 또한 상기 중공 대형부로부터 상기 중공 소형부를 향해 끝이 가늘어지는 중공 테이퍼부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다이스가, 상기 중공 소형부의 길이 방향의 일부에 마련되고, 또한 상기 소관의 외형 치수보다 큰 내형 치수를 갖는 중공 중간 직경부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아이어닝 가공 공정 후의 상기 소관에 대해 드로잉 가공을 가하는 드로잉 가공 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  13. 중공 통 형상의 소관으로부터 두께가 상이한 강관을 제조하는 방법이며,
    상기 소관을 다이스 내에 배치하고, 상기 소관의 일단측 및 타단측 각각에 대해 플러그를 동시 또는 교대로 압입함으로써, 상기 일단측의 외형 및 상기 타단측의 외형을 확대시켜 상기 다이스에 걸리게 하는 걸림 공정과,
    상기 일단측에 상기 플러그를 삽입한 채, 상기 타단측의 상기 플러그를 인발하는 발출 공정과,
    상기 일단측을 상기 다이스에 걸리게 한 채, 상기 일단측에 삽입되어 있는 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 상기 타단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 제1 박육부를 형성하는 제1 아이어닝 가공 공정과,
    상기 일단측의 상기 플러그를 인발하는 한편, 상기 타단측에 상기 플러그를 삽입하는 삽입 발출 공정과,
    상기 타단측을 상기 다이스에 걸리게 한 채, 상기 타단측의 상기 플러그를 더욱 상기 소관의 상기 일단측을 향해 압입함으로써, 상기 소관 외형을 유지한 채 내형을 넓히는 아이어닝 가공을 가하여 제2 박육부를 형성하는 제2 아이어닝 가공 공정을 갖고,
    상기 걸림 공정에서,
    상기 플러그를 동시에 압입하는 경우에는, 상기 소관의 길이 방향을 따라 상기 소관을 이동 가능하게 하고,
    상기 플러그를 교대로 압입하는 경우에는, 상기 플러그의 압입 방향으로의 상기 소관의 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 아이어닝 가공 공정 후의 상기 소관을 드로잉하는 드로잉 가공 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소관이, 심리스 강관인 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관의 제조 방법.
  16. 길이 방향의 일방측에 마련되고, 또한 상기 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 큰 외형 치수를 갖는 확대부와,
    상기 길이 방향을 따라 본 경우에 상기 확대부보다 타방측에 마련되고, 또한 상기 확대부보다 두께가 얇은 박육부를 구비하고,
    상기 확대부의 경도의 평균값을 H1, 상기 박육부의 경도의 평균값을 H2로 한 경우에, H2＞H1을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 길이 방향을 따라 본 경우에 상기 박육부보다 상기 타방측에 배치되고, 상기 박육부보다 두께가 두꺼운 후육부를 더 구비하고,
    상기 후육부의 경도의 평균값을 H3으로 한 경우에, H2＞H1≥H3을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 박육부가,
    상기 박육부 중에서 가장 두께가 얇은 직관부와,
    상기 직관부 및 상기 확대부 사이에 마련됨과 함께 상기 확대부를 향해 외형이 확대되는 제1 테이퍼부와,
    상기 직관부 및 상기 후육부 사이에 마련됨과 함께 상기 후육부를 향해 두께가 두꺼워지는 제2 테이퍼부를 갖고,
    제1 테이퍼부의 경도의 평균값을 H4, 상기 직관부의 경도의 평균값을 H5, 그리고 상기 제2 테이퍼부의 경도의 평균값을 H6으로 한 경우에, H5＞H6≥H3 및 H5＞H4＞H1의 양 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박육부의 두께가, 상기 길이 방향을 따라 본 경우에, 부분적으로 두껍게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 확대부 및 상기 박육부의 조합이, 상기 길이 방향의 양단에 대칭적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  21. 제20항에 있어서,
    한 쌍의 상기 박육부 사이에 배치되고, 상기 박육부보다 두께가 두꺼운 후육부를 더 구비하고,
    상기 후육부의 경도의 평균값을 H7로 한 경우에, H2＞H1≥H7을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  22. 길이 방향의 일방측에 마련되고, 또한 상기 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 두께가 두꺼운 후육부와, 상기 후육부보다 타방측에 마련되고, 또한 상기 후육부보다 두께가 얇은 박육부를 구비하고,
    상기 길이 방향을 따라 외형 치수가 일정하고,
    상기 후육부의 경도의 평균값을 H8, 상기 박육부의 경도의 평균값을 H9로 한 경우에, H9＞H8을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  23. 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박육부를, 상기 길이 방향에 수직인 단면에 있어서 상기 박육부의 주위 방향을 따라 본 경우에, 상대적으로, 두께가 얇고 경도가 높은 영역과, 상기 두께가 두껍고 경도가 낮은 영역이, 상기 주위 방향을 따라 교대로 교체되는 회전 대칭 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    심리스 강관을 소재로 하는 것을 특징으로 하는, 두께가 상이한 강관.
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