JPH10156429A - 複雑異形断面管の成形方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異形断面部に減肉が発生するのを確実に抑制
し、良好な精度に成形することができると共に、段取り
作業性を改善すること。 【解決手段】 金型２内の素材管１ａをクランプし、か
つ該クランプした状態で素材管１ａに対し両端側から中
央側に向かう軸力を付与すると共に、素材管１ａの内部
を気密にシール保持し、そのシールされた状態で型締め
機構により型締めし、素材管１ａの中央部分において、
素材管における軸方向の断面周長が成形後の複雑異形断
面管における軸方向の断面周長と対応する拡管部１ｂを
形成するようにしたので、素材管１ａの断面周長が端部
から中央部分に至るに従い増加しても、中央部分で減肉
するのを抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向で断面形状
の異なる複雑異形断面管を成形する方法と、その成形装
置とに係り、ガスタービン等に用いられる流路部材とし
て使用するのに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている複雑異形断面管
の成形方法の一つ（以下、第一の従来技術という）とし
て、薄肉異形断面曲げ管を一体で成形するのは非常に難
しいため、予め上下に分割した部材をそれぞれ板材から
冷間または熱間プレス成形し、成形した両部材の合わせ
面を機械加工した後で溶接することにより製作する方法
がある。

【０００３】また、円形断面の素管より異形断面の曲げ
管を一体に生成する方法としては、特開昭５５−７７９
３４号公報（以下、第二の従来技術という）に示される
ように、円形断面の素管に降伏点以下の軸方向の引張り
力と内圧とを負荷しながら上下金型で押圧し、これらの
金型を一体に保持した状態で内圧を上昇させることによ
り、複雑異形断面管を成形することが開示されている。

【０００４】さらに、特開平８−９００９７号公報（以
下、第三の従来技術という）に示されるように、複雑異
形断面管の各断面の周長と円形断面の素管の周長とを等
しくすることにより、複雑異形断面管に周方向のひずみ
を生じることなく成形を行うことが開示されている。ま
た、素管及び金型の段取りに関しては、成形を行う位置
で全て行う装置構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示す
従来技術のものは、以下の点について配慮されていな
い。即ち、第一の従来技術は、プレス成形した二つの部
材を溶接により一体化するので、溶接に際しては、プレ
ス成形した各部材に三次元曲面を有する開先を設ける必
要があり、この作業に多大な時間を要する問題がある。
また、プレス成形した各部材の寸法精度が悪い場合、両
部材を一体化する際に、各部材の開先付近をいちいち矯
正してから溶接を行うため、それだけ労力及び時間を要
する問題もある。しかも、両部材を突き合わせ溶接する
際に熱変形が生じるため、一体化した複雑異形断面管の
寸法精度が悪いという問題がある。

【０００６】一方、第二の従来技術は、成形過程におい
て異形断面曲げ管の周方向及び下面側の軸方向に大きな
引張りひずみが作用してしまい、異形断面部の成形精度
が低下するという問題がある。

【０００７】第三の従来技術は、複雑異形断面管の各断
面の周長と円形断面の素管の周長とを等しくして成形す
るものの、円形断面の素管の周長の増加に伴って板厚が
減ってしまい、そのため、成形後の成形部品の形状だけ
でなく、減肉及び偏肉率も問題となるような製品には適
さない問題がある。

【０００８】また、素材管端部に軸力を負荷することに
より減肉を押さえようとしているが、素材管が長尺品の
場合には、素材管が金型に直に接触しているので、素材
管と金型との摩擦により、異形断面部を成形しようとす
る中央部分まで軸力が伝播せず、その結果、素材管端部
では増肉される反面、中央部分が減肉してしまう形状と
なってしまうので、長手方向で肉厚が異なる問題があ
る。

【０００９】さらに、素材管及び金型の段取りを、成形
する位置と同一の位置で行っているので、素材管が大き
いものの場合、クレーン等で吊り下げる必要が生じ、そ
のため作業性の低下を招き、また、成形品の状態を確認
する場合、金型内に入らなければならないので、安全性
の面からも好ましいものとはいえない問題がある。

【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、異形断面部に減肉が発生するのを確実に抑制し、
良好な精度に成形することができると共に、段取り作業
性を改善し得る複雑異形断面管の成形方法を提供するこ
とにあり、他の目的は、上記方法を的確に実施し得る複
雑異形断面管の成形装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明方法では、軸方向
に同一の外径をなす直管形状の素材管から、両端部と中
央部分との間で断面の周長の異なる異形断面形状の複雑
異形断面管を成形する方法であって、素材管における中
央部分に、成形後の複雑異形断面管における軸方向の断
面周長に対応する形状の拡管部を形成する拡管成形工程
と、拡管部された素材管から、該拡管部の形成位置と同
一位置で複雑異形断面管を形成する形状工程とを有する
ことを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明方法では、軸方向に同一の外
径をなす直管形状の素材管から、両端部と中央部分との
間で断面の周長の異なる異形断面形状の複雑異形断面管
を成形する方法であって、予め、素材管の中央部分に拡
管部を形成する拡管成形用の金型と、拡管形成された素
材管から複雑異形断面を有する複雑異形断面管を成形す
る形状成形用の金型と、これら各金型を成形位置にて型
締めし、所定の成形を行わせる型締め機構とを用意し、
段取り位置にて素材管をセットした拡管成形用の金型
を、成形位置に移動する移動工程と、金型内の素材管を
クランプし、かつ該クランプした状態で素材管に対し両
端側から中央側に向かう軸力を付与すると共に、素材管
の内部を気密にシール保持する保持工程と、そのシール
された状態で型締め機構により型締めし、素材管におけ
る中央部分に、成形後の複雑異形断面管における軸方向
の断面周長に対応する形状の拡管部を形成する拡管成形
工程と、拡管された素材管を段取り位置にてセットした
形状成形用の金型を、成形位置に移動する移動工程と、
次いで、金型内の素材管をクランプし、かつ該クランプ
した状態で素材管に対し両端側から中央側に向かう軸力
を付与すると共に、素材管の内部を気密にシール保持す
る保持工程と、そのシールされた状態で型締め機構によ
り型締めし、拡管部を有する素材管から複雑異形断面管
を形成する形状工程とを有することを特徴とするもので
ある。

【００１３】また本発明装置では、軸方向に同一の外径
をなす直管形状の素材管から、両端部と中央部分との間
で断面の周長の異なる異形断面形状の複雑異形断面管を
形成する装置であって、素材管の中央部分に拡管部を形
成する拡管成形用の金型と、拡管形成された素材管から
複雑異形断面を有する複雑異形断面管を成形する形状成
形用の金型と、これら各金型を成形位置にて型締めし、
所定の成形を行わせる型締め機構と、前記双方の金型を
搭載し、かつ型締め機構の成形位置と該成形位置から離
れた段取り位置との間で前記双方の金型を選択的に移動
する台車機構と、前記双方の金型をそれぞれ選択的に離
型する離型機構と、各金型に素材管がセットされたと
き、該素材管をクランプし、かつ該クランプした状態で
軸方向の力を付与すると共に、素材管内をシールする軸
力負荷機構と、素材管内に所定圧の圧力媒体を供給し得
る液圧供給機構と、前記型締め機構，台車機構，離型機
構，軸力負荷機構，液圧供給機構を制御する制御部とを
備えたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１乃至
図２９により説明する。図１乃至図２４は本発明の成形
方法を実施するための成形装置の一実施例を示してい
る。

【００１５】本発明成形方法を実施するための成形装置
を述べる前に、本発明で取り扱う複雑異形断面管１につ
いて述べると、該断面管１は、例えばガスタービンの一
部品を構成し、燃焼器で燃焼した高温ガスをタービン翼
へ導く通路の機能を果たすものであり、図７に示すよう
に、一端部が円形断面をなすと共に、そこから軸方向に
沿い次第に連続的に変形して異形断面となり、かつ他端
部が矩形をなす形状に形成される。そして、この複雑異
形断面管１は、図８に示すように二つのものを背中合わ
せにして一体的に成形され、かつ中央部分を切断部１ｃ
で切断して製品となるものである。

【００１６】ところで、この複雑異形断面１は、図９に
示すように、一端側Ａから他端側Ｂに向かうにつれ断面
の周長が異なっている。即ち、図９において、縦軸は断
面周長の増加率（拡管率）を、横軸は各断面位置を表
し、円形断面の一端側Ａから矩形断面の他端側Ｂに移行
するに従って周長が増加するような形状となっている。
このような、一端側Ａと他端側Ｂとで断面周長が異なる
複雑異形断面管１を成形する場合、一度の工程のみで実
施しようとすると、高い内圧をかける必要があるばかり
でなく、前述した如く減肉が発生し、しかも装置が大が
かりとなってしまい、さらにはスペース及びコスト的な
問題が起こり得る。そのため、本発明方法では、予め軸
方向に外径が同一となる直管形状の素材管１ａを用い、
これに、図１０に示すように、最終的に成形される複雑
異形断面管１の異形断面部の断面周長に対応する断面周
長となる拡管部１ｂを形成する拡管成形工程（第１工
程）と、その後、拡管部１ｂを有する素材管１ａから複
雑異形断面管１を形成する形状成形工程（第２工程）と
を行うようにしたものである。

【００１７】そして、本発明方法を実施するための成形
装置の実施例は、図１及び図２に示すように、拡管成形
用の金型２と、形状成形用の金型３とを備えている。詳
しく述べると、拡管成形用の金型２は、図１及び図３
（ａ）に示す如く上型２ａと下型２ｂとからなり、素材
管１ａに拡管部１ｂを形成し得るものとなっている。形
状成形用の金型３は、図１，図２，図３（ｂ）に示す如
く上型３ａと下型３ｂとからなり、拡管成形用の金型２
によって素材管１ａが拡管された後、その拡管部１ｂを
複雑異形断面形状に成形するためのものであり、その内
部に複雑異形断面形状に対応する空間部３ｃを設けてい
る。

【００１８】これら両金型２，３は、それぞれ設けられ
た離型機構を有している。該離型機構は、図１に示すよ
うに、装置ベース８に取付けられた上昇シリンダ４と、
金型２の両側に複数配置されたガイドシリンダ５からな
り、ガイドシリンダ５において上型２ａに固定されたサ
ポート板６を挿通しているロッドの上部先端が図７
（ｂ）に示す如く伸張した後、シリンダ５のロッドが上
昇し、該ロッドによりサポート板６を押し上げたとき、
該サポート板６がガイドシリンダ５の上部に沿って案内
されることにより、上型２ａを下型２ｂから離型するよ
うにしている。また、上昇シリンダ４は配置関係が詳細
に図示していないが、後述する型締め機構の成形位置に
設置されている。なお、この離型機構は、金型３の上型
３ａに固定されたサポート板６に対しても同様に構成さ
れ、上型３ａを下型３ｂから離型させるので、ここでは
その説明を省略する。

【００１９】これらの金型２，３は、上型２ａ，３ａが
離型された状態にあってかつ素材管１ａを成形すると
き、型締め機構によって所望の加圧力で型締めされる。
該型締め機構は、図１及び図２に示すように、装置ベー
ス８に垂直フレーム９が起立固定されると共に、垂直フ
レーム９間に架台１０が架装され、架台１０にロッドを
下向きにして配置されたシリンダ１１が設置されてい
る。このシリンダ１１の下方は、成形位置となってお
り、前記金型２，３が位置する空間をもっている。

【００２０】一方、双方の金型２，３を搭載し、かつ成
形位置に選択的に移動させる台車機構を有している。該
台車機構は、装置ベース８上にあって金型２，３及びそ
の離型機構のガイドシリンダ５を搭載するベース１２
と、このベース１２に連結部１３を介しロッド１４ａが
連結されると共に、装置ベース８に設置されたシリンダ
１４Ａとからなり、シリンダ１４Ａの駆動によりベース
１２が装置ベース８上で移動することにより、各金型
２，３を段取り位置と成形位置との間で移動できるよう
にしている。成形位置は、後述する型締め機構の下方位
置であり、段取り位置はその成形位置から離れた位置に
ある。

【００２１】この台車機構は、移動を円滑に行うため、
台車機構のベース１２を浮上させる浮上手段を有してい
る。該浮上手段は、図１及び図６に示すように、ベース
１２の複数箇所にくり抜き部１２ａが形成され、そのく
り抜き部１２ａの上部に取付座１３を介し押出しシリン
ダ１４Ｂが、ロッドを下向きに配置して設置されてい
る。また、ベース１２のくり抜き部１２ａ内には可動体
１５が上下方向に摺動可能に取付けられ、可動体１５の
下部に支持軸１６によってローラ１７が回転自在に軸支
されている。

【００２２】そして、常態では押出しシリンダ１４Ｂの
ロッドが後退した位置にあって、ローラ１７が装置ベー
ス８と接触しており、台車機構のベース１２を移動させ
るとき、押出しシリンダ１４Ｂのロッドを下方に前進さ
せて可動体１５に押圧し、該可動体１５がベースくり抜
き部１２ａ内を下方に摺動すると共に、その反力でベー
ス１２が浮上する。従って、ベース１２が装置ベース８
から浮上したとき、台車機構のシリンダ１４Ａを駆動す
ると、ローラ１７が装置ベース８上を転動し、これによ
り各金型２，３を成形位置に移動させる。そのため、ベ
ース１２のくり抜き部１２ａには可動体１５の摺動を許
容し、かつ取付座１３を固定したガイド部材１８が設け
られている。

【００２３】さらに、成形装置は、各金型２，３の何れ
かに素材管１ａがセットされると共に、セットされた素
材管１ａを有する金型が成形位置にしたとき、その素材
管１ａをクランプする軸力負荷機構を有している。該軸
力負荷機構は、図５（ａ）に平面図にて示すように、両
側のフレーム９にシリンダ１９が対向して設置されてい
る。各シリンダ１９のロッド先端には図２及び図５に示
すように、先端部がほぼ先細のテーパ状に形成された加
圧ロッド２０がそれぞれ装着され、素材管１ａをセット
した金型２，３が成形位置に移動したとき、シリンダ１
９の駆動によって加圧ロッド２０が互いに前進し、加圧
ロッド２０のテーパ状先端部が素材管１ａの両端部に嵌
合して素材管１ａをクランプする。

【００２４】この場合、加圧ロッド２０の前進移動のク
ランプにより、素材管１ａに対し両端側から中央側に向
かう軸方向の力を付与すると共に、素材管１ａの内部を
気密にシールするようにしている。従って、前記軸力負
荷機構は、素材管１ａを両端部からクランプし、かつ該
クランプした状態で軸方向の力（軸力）を付与すると共
に、素材管１ａ内をシールする機能を果たしている。

【００２５】また、素材管１ａが軸力負荷機構によって
クランプされたとき、素材管１ａ内に液体を充満し、素
材管１ａの中央部分を拡管し得る液圧供給機構を有して
いる。該液圧供給機構２１は、図２では詳細に図示して
いないが、液体供給源と、これに一端が接続された配管
２２ａ，２２ｂと、該配管の他端が接続され、かつ加圧
ロッド２０に形成された液圧導入孔２３とを有して構成
されている。液圧導入孔２３は、図５に示すように、一
端が加圧ロッド２０の外周部にほぼ求心方向に向かうと
共に、そこから軸方向に沿い加圧ロッド２０の先端部を
開口するように形成された通路をなしている。従って、
軸力負荷機構によって素材管１ａがクランプされたと
き、前記液圧供給機構が配管２２ａ，２２ｂ及び液圧導
入孔２３を介し素材管１ａ内に充満し、その充満した液
圧が所定の圧力にまで高められることにより、素材管１
ａの中央部分が金型２内の膨出部２ｃに沿う形状となる
ように拡管されるようにしている。 なお、図５では、
素材管１の径が種々存在するので何れかの径に合うよ
う、種類の異なる加圧ロッド２０′を別に用意してお
き、成形すべき素材管の径に適合する加圧ロッドを選択
的に矢印の如く移動することにより、所定位置にセット
し得るように構成されている。その際、加圧ロッド２
０，２０′を搭載した可動部２４と、可動部２４の移動
を案内するガイド棒２５と、可動部２４を駆動し、シリ
ンダ１９と対向する位置に選択的に位置決め駆動する手
段とを有し、所望の可動ロッドが位置決めされたとき、
シリンダ１９のロッド１９ａがその可動ロッドを押し付
けるように構成されている。

【００２６】さらに実施例の成形装置において、拡管成
形用の金型２は、内部に素材管１ａ及び金型との間で摺
動し得る摺動部材２６が設けられている。即ち、摺動部
材２６は、図４に示す如く、上型２ａ及び下型２ｂに対
応して二分割された筒状体であって、かつ図５（ａ）に
示す如く素材管１ａの軸方向においても二分割されてお
り、しかも互いに分割された中央側の端部が、成形すべ
き素材管１ａの拡管部１ｂの形状に応じ膨出する膨出部
２６ａを有し、かつ次第に薄くなるように形成されてい
る。また、分割形成された摺動部材２６のそれぞれは、
図４に示すように、金型２の上型２ａ，下型２ｂに軸方
向に沿って設けられた凹部２ｄ，２ｅに対応する形状の
突起２６ｂ，２６ｃを形成し、これら突起２６ｂ，２６
ｃが凹部２ｄ，２ｅに嵌合に嵌合することにより、上型
２ａ，下型２ｂ内に軸方向に摺動可能に取付けられてい
る。

【００２７】そして、シリンダ１９の駆動で加圧ロッド
２０が素材管１ａ及び摺動部材２６を外端から加圧し、
摺動部材２６に軸力を加えると、その軸力は、摺動部材
２６と接してあってかつ実質的に素材管１ａの外周にお
いて摺動部材２６との間で摩擦の発生しない部分で損失
することがなく、摺動部材２６と接していない素材管１
ａの中央部分に伝播することにより、素材管１ａの拡管
された中央部分が減肉するのを確実に抑えるようにして
いる。そのため、摺動部材２６は、軸方向に分割された
隣り合う部分の両端部が素材管１ａから距離を隔てるよ
うに形成された空間膨出部２６ａを有し、かつ上型２
ａ，下型２ｂ内に軸方向に摺動可能に装着されている。

【００２８】また、前記各機構が制御装置２７によって
制御されている。即ち、制御装置２７は演算部２８の演
算結果に基づき、離型機構のシリンダ４及びガイドシリ
ンダ５と、型締め機構のシリンダ１１と、台車移動機構
のシリンダ１４，浮上手段の押出しシリンダ１４と、液
圧供給機構２１とが所定の工程順で作動するように制御
されている。なお、前記各シリンダは本例では油圧式で
構成されている。

【００２９】実施例の成形装置は、上記の如き構成より
なるので、次にその動作に関連して本発明方法の一実施
例を図１１〜図２４を用いて述べる。なお、以下の説明
中、括弧内には図１１中の処理番号を付している。

【００３０】まず、素材管１ａの中央部分を拡径するた
め、台車移動機構のシリンダ１４を駆動すると共に、浮
上手段の押出しシリンダ１４を駆動してベース１２を移
動し、図１２（ａ）に示すように、拡管成形用の金型２
を、段取り位置から型締め機構のシリンダ１１の下方位
置にある成形位置に移動する（Ｓ１）。次いで、図１２
（ｂ）に示す如く、金型２の上型２ａが移動する際のガ
イドとなるガイドシリンダ５を駆動し、そのロッドを上
型２ａのサポート板６より上昇させる（Ｓ２）。そし
て、ガイドシリンダ５の上昇後、図１３（ａ）に示すよ
うにシリンダ４を駆動し、該シリンダロッドが金型の上
型２ａをシリンダガイド５に沿って上昇させた後（Ｓ
３）、同図（ｂ）に示すように、ガイドシリンダ５を元
の位置に下降させる（Ｓ４）。次いで、上型２ａが成形
位置で上昇した状態のまま台車移動機構を上述と同様に
して駆動し、金型２の下型２ｂ及び形状成形用の金型３
のみを図１４（ａ）に示すように移動して、下型２ｂを
成形位置から退避させた後（Ｓ５）、その下型２ｂに軸
方向に同径の真直な素材管１ａをセットする（Ｓ６）。

【００３１】セット完了後、図１４（ｂ）に示す如く、
台車移動機構の駆動により下型２ｂを再び成形位置に移
動する（Ｓ７）。次いで、図１５（ａ）に示すように、
台車移動機構上のガイドシリンダ５を上昇して上型２ａ
の下降に備える（Ｓ８）。そして、図１５（ａ）では図
示していないが、軸力負荷機構のシリンダ１９を駆動
し、加圧ロッド２０が前進することにより、下型２ｂ内
の素材管１ａの両端部をクランプし、しかもその状態で
加圧ロッド２０が素材管１ａに対し両端側から中央側に
向かう軸力を付与すると共に、素材管１ａの内部を気密
にシールした後、液圧供給装置２１により液体を供給
し、素材管１ａ内に充満し、しかも液圧が所定圧となる
まで充満する（Ｓ９）。

【００３２】液圧が所定圧に達したとき、図１５（ｂ）
に示すように型締め機構のシリンダ１１を駆動し、上型
２ａを下降すると、素材管１ａの中央部分が、成形すべ
き異形断面の断面周長と等しい断面周長を有する拡管部
１ｂとなり、拡管部１ｂの成形を行うことができる（Ｓ
１０）。この場合、上型２ａの下降によって型締めする
と、これら上型２ａ，下型２ｂ内に摺動部材２６が設け
られており、また加圧ロッド２０が素材管１ａ及び摺動
部材２６を外端から加圧し、摺動部材２６に軸力を加え
ているので、その軸力が、摺動部材２６と接していない
素材管１ａの中央部分に伝播することとなり、そのた
め、該中央部分を摺動部材２６に沿って拡管すると共
に、しかもその拡管部１ｂが源肉するのを確実に抑える
ことができる。これにより、素材管１ａにおいて円形断
面の部分と拡管部１ｂ間で減肉されることがなくなり、
ほぼ一様の肉厚にすることができる。

【００３３】上記の拡管成形完了後、液圧供給機構を解
除すると共に、加圧ロッド２０による軸力の負荷を解除
し（Ｓ１１）、次いで図１６（ａ）に示すように型締め
機構のシリンダ１１を上昇させて元の位置に戻す（Ｓ１
２）。そして、図１６（ｂ）に示すように、離型機構の
シリンダ４を駆動し、上型２ａを上昇した後（Ｓ１
３）、図１７（ａ）に示す如くガイドシリンダ５を下降
させ（Ｓ１４）、その後同図（ｂ）に示すように、上型
２ｂが上昇したままの状態で台車機構を駆動し、下型２
ｂ及び複雑異形断面成形用の金型３を移動し、下型２ｂ
を段取り位置まで退避させ（Ｓ１５）、下型２ｂから拡
管成形された素材管１ａを取り出すことにより（Ｓ１
６）、拡管成形工程を完了する。なお、上述の如き拡管
成形工程を適当回数繰り返すことにより、拡管成形され
た素材管１ａを何本か製作しておく。

【００３４】次に、拡管成形された素材管１ａを用いて
複雑異形断面管を成形する形状成形工程について、図１
８〜図２４を用いて述べる。なお、以下の説明において
も、括弧内には図１８中の処理番号を付している。

【００３５】まず、台車移動機構の駆動により図１９
（ａ）に示すように、形状成形用の金型３を成形位置に
移動し（Ｓ１′）、次いで、同図（ｂ）に示す如く、金
型３の上型３ａが移動する際のガイドとなるガイドシリ
ンダ５を駆動し、そのロッドを上型３ａのサポート板６
より上昇させる（Ｓ２′）。そして、ガイドシリンダ５
の上昇後、図２０（ａ）に示すようにシリンダ４を駆動
し、該シリンダロッドが金型３の上型３ａをシリンダガ
イド５に沿って上昇させた後（Ｓ３′）、同図（ｂ）に
示すように、ガイドシリンダ５を元の位置に下降させる
（Ｓ４′）。次いで、上型３ａが成形位置で上昇した状
態のまま台車移動機構を駆動し、金型３の下型３ｂ及び
拡管成形用の金型２のみを図２１（ａ）に示すように移
動して、下型３ｂを成形位置から段取り位置に退避させ
た後（Ｓ５′）、その下型３ｂに軸方向に拡管された素
材管１ａをセットする（Ｓ６′）。

【００３６】セット完了後、図２１（ｂ）に示す如く、
台車移動機構の駆動により下型３ｂを再び成形位置に移
動する（Ｓ７′）。次いで、図２２（ａ）に示すよう
に、台車移動機構上のガイドシリンダ５を上昇して上型
３ａの下降に備え（Ｓ８′）、そして、軸力負荷機構の
シリンダ１９を駆動し、加圧ロッド２０が前進すること
により、下型３ｂ内の素材管１ａの両端部をクランプ
し、しかもその状態で加圧ロッド２０が素材管１ａに対
し両端側から中央側に向かう軸力を付与すると共に、素
材管１ａの内部を気密にシールした後、液圧供給装置２
１により液体を供給し、素材管１ａ内に充満し、しかも
液圧が所定圧となるまで充満する（Ｓ９′）。

【００３７】液圧が所定圧に達したとき、図２２（ｂ）
に示すように型締め機構のシリンダ１１を駆動し、上型
３ａを下降することにより、拡管された素材管１ａの形
状成形を行う（Ｓ１０′）。これにより、素材管１ａが
図８に示す如く両端側が円形断面でかつ中央部分側が矩
形断面となる形状に成形されることなる。

【００３８】上記の形状成形完了後、液圧供給機構を解
除すると共に、加圧ロッド２０による軸力の負荷を解除
し（Ｓ１１′）、次いで型締め機構のシリンダ１１を上
昇させて元の位置に戻した後（Ｓ１２′）、図２３
（ａ）に示すように、離型機構のシリンダ４を駆動し、
上型３ａを上昇し（Ｓ１３′）、ガイドシリンダ５を下
降させる（Ｓ１４′）。その後、図２３（ｂ）に示すよ
うに、上型３ｂが上昇したままの状態で台車機構を駆動
し、下型３ｂ及び拡管成形用の金型２を移動し、下型３
ｂを段取り位置まで退避させ（Ｓ１５′）、下型３ｂか
ら形状成形された図８に示す如き素材管１ａを取り出す
ことにより（Ｓ１６）、形状成形工程を完了する。な
お、形状成形の完了した素材管１ａは、中央の矩形部分
が切断されることにより、図７に示す如き複雑異形断面
管１の完成品となる。

【００３９】本発明方法では、上述の如く、予め、素材
管１ａの中央部分に拡管部を成形する拡管成形用の金型
２と、拡管形成された素材管１ａから複雑異形断面を有
する複雑異形断面管１を成形する形状成形用の金型３
と、これら各金型２，３を成形位置にて型締めし、所定
の成形を行わせる型締め機構とを用意し、素材管１の中
央部分に、成形される複雑異形断面管における軸方向の
断面周長に対応する形状の拡管部を形成する拡管成形工
程と、拡管された素材管から、その拡管部を成形した位
置と同一位置で複雑異形断面を形成する形状成形工程と
に分けたので、拡管部から複雑異形断面を所望形状に形
成することができる。

【００４０】即ち、本発明方法では、段取り位置にて素
材管１ａをセットした拡管成形用の金型２を、成形位置
に移動し、金型２内の素材管１ａをクランプし、かつ該
クランプした状態で素材管１ａに対し両端側から中央側
に向かう軸力を付与すると共に、素材管１ａの内部を気
密にシール保持し、そのシールされた状態で型締め機構
により型締めし、素材管１ａの中央部分において、素材
管における軸方向の断面周長が成形後の複雑異形断面管
における軸方向の断面周長と対応する拡管部１ｂを形成
するようにしたので、素材管１ａの断面周長が端部から
中央部分に至るに従い増加しても、中央部分で減肉する
のを抑えることができる。

【００４１】そのため、拡管された素材管を段取り位置
にてセットした形状成形用の金型３を、成形位置に移動
し、次いで、金型内の素材管１ａをクランプし、かつ該
クランプした状態で素材管１ａに対し両端側から中央側
に向かう軸力を付与すると共に、素材管１ａの内部を気
密にシール保持する工程と、そのシールされた状態で型
締め機構により型締めし、拡管部を有する素材管１ａか
ら複雑異形断面管を形成すると、断面周長の増加に拘わ
ることなく、複雑異形断面管１を良好な精度に成形する
ことができる。

【００４２】また、双方の金型２，３が段取り位置と成
形位置との間で移動するだけであり、段取り位置におい
て素材管１ａの金型２，３に対するセットや取り外しを
行うので、素材管１ａが大型のものであってクレーン等
を用いる場合でも容易に行うことができ、段取り作業性
を改善することができる。

【００４３】さらに、型締め機構がそれぞれの金型２，
３を型締めし成形するようにしたので、型締め機構が一
組で済むことになり、その分コストの廉価を図ることが
できる。特に、型締め機構のシリンダ１１は超大型のプ
レスを構成するものであって極めて高価であるので、最
小限の個数に抑えることは極めて有益である。

【００４４】また、実施例の成形装置は、上述の如く、
拡管成形用の金型２と、形状成形用の金型３と、これら
の金型２，３を成形位置にてそれぞれ型締めし、かつ所
望の成形を行わせる型締め機構４と、金型２，３を離型
する離型機構と、双方の金型２，３を搭載し、かつ型締
め機構５の成形位置に金型２，３を選択的に移動する台
車機構５と、金型にセットしたとき、素材管１ａをクラ
ンプし、かつ該クランプした状態で軸方向の力を付与す
ると共に、素材管内をシールする軸力負荷機構と、素材
管１ａ内の圧力媒体を充満し、所定の圧力で素材管１ａ
を成形し得る液圧供給機構と、上記機構を制御する制御
部２７とを備えて構成したので、上記方法発明を自動化
することができ、的確に実施し得る。

【００４５】しかも、双方の金型２，３を台車機構によ
り成形位置に選択的に移動するようにしたので、型締め
機構が一組で済み、この点からもコスト廉価を確実に実
現し得る。

【００４６】実施例では、軸力負荷機構の加圧ロッドが
図５に符号２０，２０′にて示す如く複数設けられ、こ
れらを選択的に位置決めすることにより、種々の大きさ
の素材管に対処することができ、汎用性を高めることが
できる。

【００４７】因みに、ガスタービンとして使用する場
合、複雑異形断面管１は図２８に示す如く、長さが４０
０ｍｍ、円形断面をなす流入側Ａの外径が３００ｍｍ、
矩形断面をなす流出側Ｂの幅が３９０ｍｍ及び高さ１２
０ｍｍの寸法となっている。この複雑異形断面管１は、
図２９（ａ）に示すように、ステンレス鋼を用い、その
外周部が予め溶接されることによって外径３００ｍｍの
素材管１ａを形成している。そのような素材管１ａは、
前述した如く本成形装置による第１工程で拡管成形さ
れ、図２９（ｂ）に示すように、外径３３０ｍｍの大き
さとなる。流出側Ｂとなるその断面の周長は、流入側Ａ
の円形断面の周長に比較し、約１．１倍である。

【００４８】本実施例では、第１工程において、素材管
１ａに対し液圧供給機構により約２０Ｍｐａの内圧を付
与することにより、拡管部を成形し、第２工程におい
て、プレス曲げ成形時における座屈を防止できるように
するため、素材管１ａに約７．５Ｍｐａの内圧を付与
し、その状態で形状成形用金型３の上型３ａを下降する
とき、約３，２００ｋＮの曲げ荷重を付与し、これによ
って拡管成形された素材管１ａを曲げ成形しながら各断
面を複雑異形状に成形した。そしてその後、素材管１ａ
の内圧を約２５Ｍｐａまで増加することにより、金型３
の上型３ａ，下型３ｂの内面に沿わせた形状とすること
により、良好な複雑異形断面管１を得ることができた。

【００４９】このようにして成形されたガスタービン部
品は、成形前後における各断面の周長を実質的に等しく
することができ、しかも減肉を生じるこなく成形でき
る。そのため、局部的な熱応力が発生することがないの
で、製品としての信頼性も著しく向上させることができ
る。

【００５０】図２５乃至図２７は成形装置の第２の実施
例を示している。この場合、拡管成形用の金型２の変形
例を示したものであり、即ち、例えば上下に分割された
半割形状の上型２ａ′と下型２ｂ′とから金型２が構成
されている。これら上型２ａ′，下型２ｂ′は、素材管
１ａにおける拡管すべき部分に対応する成形位置とそこ
から退避する位置とにシリンダ３１により移動するよう
になっている。従って、シリンダ３１が金型２の移動機
構を構成している。

【００５１】一方、軸力負荷機構は、シリンダ１９のロ
ッドの先端に図２５及び図２６に示すように、加圧ロッ
ド２０が装着されると共に、加圧ロッド２０の先端に素
材管１ａの内部に挿入し得る内側ロッド部２０ａと、該
内側ロッド部２０ａの外周位置に配置された外側ロッド
部２０ｂとが一体的に設けられている。そして、素材管
１ａが金型２ａ′，２ｂ′にセットされた状態にあると
き、内側ロッド部２０ａは図示の如くその金型部分を除
く位置まで位置し、また外側ロッド部２０ｂは金型２
ａ′，２ｂ′近傍位置まで位置している。

【００５２】また、内側ロッド部２０ａ及び外側ロッド
部２０ｂの先端部には素材管１ａをクランプし得るクラ
ンプ体３２及び３３が装着されている。クランプ体３２
及び３３の何れも収縮可能な弾性材料で構成されてい
る。さらに、内側ロッド部２０ａには加圧ロッド２０に
設けられた液圧導入孔２３ａと連絡する液圧導入孔２３
ｂが設けられ、外側ロッド部２０ｂにも液圧導入孔２３
ｃが設けられる。即ち、これら液圧導入孔２３ａ〜２３
ｃは、素材管１ａ内に液圧を供給する液圧導入孔２３と
同様に、図示していない液圧供給機構２１の配管２２
ａ，２２ｂに接続されており、先端がクランプ体３２，
３３とそれぞれ対応する位置に開口されている。

【００５３】そして、拡管成形時、シリンダ１９の駆動
によって加圧ロッド２０が前進し、内側ロッド２０ｂ，
外側ロッド２０ｃでクランプしながら素材管１ａに軸力
を付与し、かつその状態で液圧供給機構２１により液体
が充満し、かつ所定圧に高められると、内側ロッド部２
０ａ側のクランプ体３２が周方向に伸張する一方、外側
ロッド部２０ｂ側のクランプ体３３が求心方向に収縮す
ることにより、素材管を強固にクランプし、しかも素材
管１ａの拡管すべき中央部分を気密にシールするように
している。

【００５４】またさらに、加圧ロッド２０の外側ロッド
部２０ｂには、素材管１ａの拡管すべき部分の板厚を測
定する測定器３４が設けられると共に、該測定器３４を
測定可能な位置とそこから退避させる位置との間で駆動
する測定器用移動機構が設けられている。該測定器用移
動機構は、詳細に図示していないが、測定器３４を素材
管１ａの軸方向に移動する手段３５と、測定器３４を図
２６に示す如く素材管１ａに向かうように移動する手段
３６と、測定器３４を素材管１ａの外周に沿って移動す
る手段とを有し、これらの手段の駆動により測定器３４
が測定可能にと位置と退避する位置との間で移動するよ
うになっている。

【００５５】測定器３４は、素材管１ａの拡管部の周長
を、成形すべき複雑異形断面管１の異形断面部の周長と
等しくするため、素材管１ａの拡管工程の過程におい
て、周長の変化量を測定するものである。そして、その
測定した値に基づき減肉量を制御装置２７の演算部２８
で演算することにより、拡管工程を良好に行うようにし
ている。前記移動機構は、例えばシリンダ３１の後退駆
動により上型２ａ′が上昇して成形位置から退避した
後、図２６に示すように、測定器３４を軸方向に沿い成
形位置まで移動させ、その後、測定器３４を回転させて
素材管１ａの拡管すべき部分まで移動させ、測定器３４
の測定を可能にしている。そのため、移動機構は、測定
器３４を軸方向に移動させる手段と、拡管すべき部分ま
で回転移動する手段とから構成されている。

【００５６】なお、本例では、台車機構に形状成形用の
金型３のみが搭載され、素材管１ａに拡管部１ｂが形成
されたとき、台車機構の移動により金型３が成形位置に
移動し、図５に示した如き軸力負荷機構の加圧ロッド２
０にクランプされることにより、形状成形工程が行われ
ることとなる。

【００５７】次にその動作を図２７を用いて説明する
と、まず、制御装置２７の演算部２８は、素材管１ａの
各断面の周長が、成形すべき複雑異形断面管１の異形断
面の各周長と等しくするため、予め求めた素材管１ａの
周長変化量に基づいて減肉量を自動算出しておくと共
に、その減肉量に対応して軸力負荷機構による軸力の大
きさと軸力を負荷する素材管１ａの位置とを決定してい
る（Ｓ２１）。

【００５８】次いで、拡管成形用の金型２の下型２ｂ′
内に素材管１ａがセットされ、その下型２ｂ′が成形位
置に移動し、該成形位置にてシリンダ１９の駆動により
加圧ロッド２０を移動し、また、液圧供給機構の駆動に
より、液圧導入孔２３から液体を素材管１ａ内に供給す
る共に、液圧導入孔２３ａ〜２３ｃを介し内側ロッド２
０ａ及び外側ロッド部２０ｂ内に供給し、内側ロッド部
２０ａ側のクランプ体３２が周方向に伸張する一方、外
側ロッド部２０ｂ側のクランプ体３３が求心方向に縮小
することにより、素材管１ａをクランプする（Ｓ２
２）。この場合、加圧ロッド２０の内側ロッド部２０ａ
及び外側ロッド部２０ｂで素材管１ａをクランプする位
置は、制御装置２７の演算部２８により予め選定された
位置である。またそのとき、シリンダ３１の駆動により
拡管成形用の金型２ａ′，２ｂ′を前進させ、これらの
金型が素材管１ａの拡管すべき中央部分に位置決する
（Ｓ２３）。

【００５９】その後、液圧供給機構２１によりさらに液
体を充満させ、素材管１ａ内が所定圧に達すると、軸力
負荷機構が加圧ロッド２０をさらに前進させ、演算部２
８にて演算した値に応じた軸力を素材管１ａに付与する
ことにより、素材管１ａの中央部分に拡管部を成形する
（Ｓ２４）。

【００６０】そして、成形完了後、軸力負荷機構の駆動
及び液圧供給機構の駆動を解除した後（Ｓ２５）、一方
のシリンダ３１の後退駆動により、図２６に示すように
上型２ａ′を成形位置から後退移動させ（Ｓ２６）、次
いで移動機構の直線移動手段と回転移動手段とにより、
測定器３４を素材管１ａの拡管部位置まで移動し、測定
器３４がその拡管部分の肉厚を測定する（Ｓ２７）。こ
の場合、肉厚の測定は、測定器３４が軸方向に沿って移
動することにより、拡管部分全体に渡り移動する方が測
定データとして好ましい。

【００６１】ここで、測定されたデータが演算部２８に
送信されると、該演算部２８は、そのデータに基づいて
素材管１ａの減肉量・偏肉量を演算してその良否を判定
する。その結果、減肉量・偏肉量が少なく、所定の基準
範囲内であれば良品とみなすが、所定の肉厚を得られな
い場合には、軸力の大きさと該軸力を付与する位置とを
修正すべく演算し、その修正した値に基づきＳ２０以降
を繰り返し実行することにより、所定の成形を行う。従
って、修正されたデータは次回の拡管成形工程にフィー
ドバックされ、それに基づいて軸力の大きさと軸力を付
与する位置とが選定されることとなる。そして、良品で
ある拡管された素材管１ａは、図１８で前述した如く、
形状成形工程にて成形されることにより、複雑異形断面
管１を得ることができる。

【００６２】このように、演算部２８が予め、素材管１
ａの各断面の周長変化量に基づいて減肉量を自動算出し
ておくと共に、その減肉量に対応し、素材管１ａに対す
る軸力負荷機構による軸力の及び軸力を負荷する位置を
決定し、その決定した軸力を負荷する位置で、軸力負荷
機構により素材管１ａをクランプし、また該素材管１ａ
に対し決定した軸力でさらにクランプしながら素材管１
ａ内に液圧が所定圧となるまで充満し、かつ上型２
ａ′，２ｂ′で素材管１ａに拡管部を成形し、該成形し
た時点で、素材管１ａの拡管部の肉厚を測定すると共
に、該測定したデータに基づき減肉量・偏肉量を演算し
て判定することにより、所望の拡管部を得ることができ
るので、これによっても減肉を抑えることができ、精度
の良好な複雑異形断面管１を製作することができる。

【００６３】しかも、素材管１ａに一旦成形した拡管部
の肉厚の測定結果に基づいて良品を判断するので、局部
的に肉厚を厚くするような形状の複雑異形断面の成形も
可能となり、従って、ガスタービン部品の使用条件に合
わせて肉厚を制御する部品の製作が可能となる。即ち、
運転，燃焼による損傷に対処すべく、必要な部分の断面
板厚を増肉したり、板厚勾配をつけたガスタービンのト
ランジションピースを製作することができる。また、制
御部２７は、演算部２８により軸力の大きさと該軸力に
付与する位置とが更新されると、それに基づき軸力負荷
機構を制御するので、自動修正することができ、それだ
け信頼性を高めることができる。

【００６４】そして、本例の成形装置は、上型２ａ′及
び下型２ｂ′からなる拡管成形用の金型２と、成形され
た拡管部１ｂの肉厚を測定する測定器３４と、拡管形成
された素材管１ａから複雑異形断面を有する複雑異形断
面管を成形し得る形状成形用の金型３と、該金型３を成
形位置にて型締めし、所定の成形を行わせる型締め機構
と、形状成形用の金型３を搭載し、かつ該金型３を型締
め機構の成形位置と該成形位置から離れた段取り位置と
の間で選択的に移動する台車機構と、その金型３を離型
する離型機構と、素材管１ａをクランプし、かつ該クラ
ンプした状態で軸方向の力を付与すると共に、素材管内
をシールする軸力負荷機構と、素材管内に所定圧の圧力
媒体を供給し得る液圧供給機構と、金型２′を、軸力負
荷機構によってクランプされた素材管の中央部分に位置
決めすることと該金型２′を離型して退避させることと
を選択的に実行させる移動機構３１と、前記型締め機
構，台車機構，離型機構，軸力負荷機構，液圧供給機構
を制御する制御装置２７とを備えて構成されている。

【００６５】その制御装置２７は、測定器３４が拡管部
１ｂの肉厚を測定した時点で、その測定データに基づい
て拡管部１ｂの良否を判定し、拡管部が不良と判定され
た時点で、拡管部が良品となるまで拡管部の成形を繰り
返し実行させる演算部２８を有しているので、上記方法
を的確に実施することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１〜
３によれば、素材管に、成形後の複雑異形断面管におけ
る軸方向の断面周長に対応する形状の拡管部を形成し、
該拡管部を有する素材管から複雑異形断面管を形成する
ように構成したので、異形断面部に減肉が発生するのを
確実に抑制し、良好な精度に成形することができる効果
があり、特に請求項２によれば、段取り作業性を改善し
得る効果もある。

【００６７】請求項４，５によれば、上記請求項１及び
２の方法を的確に実施することができる効果があり、ま
た請求項６によれば、素材管の外径の大きさに応じ所望
の加圧ロッドを位置決めすることにより、種々の素材管
の大きさに対処することができる。

【００６８】請求項７，８によれば、上記請求項１及び
請求項３の方法を的確に実施することができる効果があ
る。特に請求項８よれば、素材管に対し軸力の大きさと
該軸力に付与する位置とが更新されるので、例え一回目
に拡管されたときに不良となっても、その後で確実に良
品の拡管部を形成することができるので、寸法上高精度
の拡管部を実現でき、良好な複雑異形断面管を確実に製
作し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための成形装置の一実施
例を示す正面断面図。

【図２】同じく図１の左側から見た側面図。

【図３】拡管成形用の金型を示す拡大断面図（ａ）及び
形状成形用の金型を示す拡大断面図（ｂ）。

【図４】拡大成形用の金型を正面から見た図。

【図５】拡管成形工程において軸力負荷機構によりクラ
ンプした状態を示す平面用断面図（ａ）及び成形完了し
た状態を示す平面用断面図（ｂ）。

【図６】台車移動機構における浮上手段の内部構成を示
す駆動前の拡大断面図（ａ）及び駆動時の拡大断面図
（ｂ）。

【図７】複雑異形断面管を示す斜視図。

【図８】成形装置により、複雑異形断面管を背中合わせ
にして成形した状態を示す斜視図。

【図９】複雑異形断面管の流入側，流出側における拡管
率と断面位置との周長の関係を示す説明図。

【図１０】拡管された素材管を示す斜視図。

【図１１】拡管成形工程（第一工程）を示すフローチャ
ート。

【図１２】成形位置に拡管成形用の金型を移動した状態
を示す説明図。

【図１３】拡管成形用の金型の上型を上昇した状態を示
す説明図。

【図１４】段取り位置にてセットした素材管を有する下
型を成形位置に移動する状態を示す説明図。

【図１５】型締め機構により上型を型締めする状態を示
す説明図。

【図１６】型締めされた上型を離型機構により離型する
状態を示す説明図。

【図１７】離型された下型を段取り位置まで移動し、か
つ拡管部が成形された素材管を取り外す状態を示す説明
図。

【図１８】形状成形工程を示すフローチャート。

【図１９】形状成形用の金型を成形位置に移動した状態
を示す説明図。

【図２０】形状成形用の金型を離型する状態を示す説明
図。

【図２１】形状成形用金型の下型を段取り位置にセット
し、該下型にセットされた素材管を成形位置に移動する
状態を示す説明図。

【図２２】形状成形用の金型を型締め機構により型締め
し、複雑異形断面管を成形する状態を示す説明図。

【図２３】形状成形用の金型を離型機構により離型する
状態を示す説明図。

【図２４】離型された下型を段取り位置まで移動し、成
形された複雑異形断面管を取り出すまでを示す説明図。

【図２５】本発明方法を実施するめための成形装置の他
の実施例を示す要部の断面図。

【図２６】測定器により、拡管成形された拡管部の板厚
を測定する状態を示す説明用断面図。

【図２７】成形装置の工程順を示すフローチャート。

【図２８】ガスタービン部品として成形された複雑異形
断面管の寸法を示す説明図。

【図２９】成形される状態の素材管を示す斜視図（ａ）
及び拡管成形された素材管を示す説明図（ｂ）。

【符号の説明】

１…複雑異形断面管、１ａ…素材管、１ｂ…拡管部、
２，２′…拡管成形用の金型、２ａ，２ａ′…上型、２
ｂ，２ｂ′…下型、３…形状成形用の金型、３ａ…上
型、３ｂ…下型、４，５…離型機構、９〜１１…型締め
機構、１２，１３，１４Ａ…台車機構、１９，２０…軸
力負荷機構、２１，２２ａ，２２ｂ，２３…液圧供給機
構、２４，２５…加圧ロッド２０，２０′の移動機構、
２６…摺動部材、２７…制御装置、２８…演算部、３１
…金型２′の移動機構としてのシリンダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 由敬 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を成形する方法であっ
   て、素材管における中央部分に、成形後の複雑異形断面
   管における軸方向の断面周長に対応する形状の拡管部を
   形成する拡管成形工程と、拡管部された素材管から、該
   拡管部の形成位置と同一位置で複雑異形断面管を形成す
   る形状工程とを有することを特徴とする複雑異形断面管
   の成形方法。
2. 【請求項２】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を成形する方法であっ
   て、 Ａ）段取り位置にて素材管をセットした拡管成形用の金
   型を、成形位置に移動する移動工程と、 Ｂ）金型内の素材管をクランプし、かつ該クランプした
   状態で素材管に対し両端側から中央側に向かう軸力を付
   与すると共に、素材管の内部を気密にシール保持する保
   持工程と、 Ｃ）そのシールされた状態で拡管成形用の金型を型締め
   し、素材管における中央部分に、成形後の複雑異形断面
   管における軸方向の断面周長に対応する形状の拡管部を
   形成する拡管成形工程と、 Ｄ）拡管された素材管を段取り位置にてセットした形状
   成形用の金型を、成形位置に移動する移動工程と、 Ｅ）次いで、金型内の素材管をクランプし、かつ該クラ
   ンプした状態で素材管に対し両端側から中央側に向かう
   軸力を付与すると共に、素材管の内部を気密にシール保
   持する保持工程と、 Ｆ）そのシールされた状態で形状成形用の金型を型締め
   し、拡管部を有する素材管から複雑異形断面管を形成す
   る形状工程とを有することを特徴とする複雑異形断面管
   の成形方法。
3. 【請求項３】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を成形する方法であっ
   て、 Ａ）予め、成形位置にて拡管成形用の金型内の素材管を
   クランプし、かつ該クランプした状態で素材管に対し両
   端側から中央側に向かう軸力を付与すると共に、素材管
   の内部を気密にシール保持し、かつそのシール保持され
   た状態で拡管成形用の金型により成形し、素材管におけ
   る中央部分に、成形後の複雑異形断面管における軸方向
   の断面周長に対応する形状の拡管部を形成する拡管成形
   工程と、 Ｂ）該拡管成形工程にて成形された拡管部の肉厚を測定
   器で測定すると共に、その測定結果に基づき拡管部の良
   否を判定する判定工程と、 Ｃ）該判定工程にて拡管部が不良と判定された時点で、
   拡管部が良品となるまで上記Ａ），Ｂ）を繰り返し実行
   する繰り返し工程と、 Ｄ）拡管部が良品となった時点で、良品の拡管部を有す
   る素材管を段取り位置にて形状成形用の金型にセットす
   ると共に、該セットした形状成形用の金型を、成形位置
   に移動する移動工程と、 Ｅ）次いで、金型内の素材管をクランプし、かつ該クラ
   ンプした状態で素材管に対し両端側から中央側に向かう
   軸力を付与すると共に、素材管の内部を気密にシール保
   持する保持工程と、 Ｆ）そのシールされた状態で形状成形用の金型を型締め
   し、拡管部を有する素材管から複雑異形断面管を形成す
   る形状工程とを有することを特徴とする複雑異形断面管
   の成形方法。
4. 【請求項４】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を形成する装置であっ
   て、素材管の中央部分に拡管部を形成する拡管成形用の
   金型と、拡管形成された素材管から複雑異形断面を有す
   る複雑異形断面管を成形する形状成形用の金型と、これ
   ら各金型を成形位置にて型締めし、所定の成形を行わせ
   る型締め機構と、前記双方の金型を搭載し、かつ型締め
   機構の成形位置と該成形位置から離れた段取り位置との
   間で前記双方の金型を選択的に移動する台車機構と、前
   記双方の金型をそれぞれ選択的に離型する離型機構と、
   各金型に素材管がセットされたとき、該素材管をクラン
   プし、かつ該クランプした状態で軸方向の力を付与する
   と共に、素材管内をシールする軸力負荷機構と、素材管
   内に所定圧の圧力媒体を供給し得る液圧供給機構と、前
   記型締め機構，台車機構，離型機構，軸力負荷機構，液
   圧供給機構を制御する制御部とを備えたことを特徴とす
   る複雑異形断面管の成形装置。
5. 【請求項５】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を形成する装置であっ
   て、素材管の中央部分に拡管部を形成する拡管成形用の
   金型と、拡管形成された素材管から複雑異形断面を有す
   る複雑異形断面管を成形する形状成形用の金型と、これ
   ら各金型を成形位置にて型締めし、所定の成形を行わせ
   る型締め機構と、前記双方の金型を搭載し、かつ型締め
   機構の成形位置と該成形位置から離れた段取り位置との
   間で前記双方の金型を選択的に移動する台車機構と、前
   記双方の金型をそれぞれ選択的に離型する離型機構と、
   各金型に素材管がセットされたとき、該素材管をクラン
   プし、かつ該クランプした状態で軸方向の力を付与する
   と共に、素材管内をシールする軸力負荷機構と、素材管
   内に所定圧の圧力媒体を供給し得る液圧供給機構と、前
   記型締め機構，台車機構，離型機構，軸力負荷機構，液
   圧供給機構を制御する制御部とを備え、前記拡管成形用
   の金型は、成形後の複雑異形断面管における軸方向の断
   面周長に対応する形状の拡管部を形成し得る摺動部材を
   軸方向に摺動可能に装着していることを特徴とする複雑
   異形断面管の成形装置。
6. 【請求項６】 前記軸力負荷機構は、素材管の外径の大
   きさに応じて複数形成され、かつ素材管の拡管部の成形
   時、素材管をクランプした状態で軸方向の力を付与しか
   つ素材管内をシールすると共に、該素材管の種類に応じ
   選択的に成形位置に移動し得る加圧ロッドを有すること
   を特徴とする請求項４または５に記載した複雑異形断面
   管の成形装置。
7. 【請求項７】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を形成する装置であっ
   て、素材管の中央部分に拡管部を成形する拡管成形用の
   金型と、成形された拡管部の肉厚を測定する測定手段
   と、拡管形成された素材管から複雑異形断面を有する複
   雑異形断面管を成形し得る形状成形用の金型と、該形状
   成形用の金型を成形位置にて型締めし、所定の成形を行
   わせる型締め機構と、形状成形用の金型を搭載し、かつ
   該金型を型締め機構の成形位置と該成形位置から離れた
   段取り位置との間で選択的に移動する台車機構と、各金
   型に素材管がセットされたとき、該素材管をクランプ
   し、かつ該クランプした状態で軸方向の力を付与すると
   共に、素材管内をシールする軸力負荷機構と、素材管内
   に所定圧の圧力媒体を供給し得る液圧供給機構と、前記
   形状成形用の金型を軸力負荷機構によってクランプされ
   た素材管の中央部分に位置決めすることと該形状成形用
   の金型を離型して退避させることとを選択的に実行させ
   る移動機構と、前記型締め機構，台車機構，離型機構，
   軸力負荷機構，液圧供給機，移動機構を制御する制御部
   とを備え、かつ該制御部は、測定手段が拡管部の肉厚を
   測定した時点で、その測定データに基づいて拡管部の良
   否を判定する手段と、拡管部が不良と判定された時点
   で、拡管部が良品となるまで拡管部の成形を繰り返し実
   行させる手段とを有することを特徴とする複雑異形断面
   管の成形装置。
8. 【請求項８】 軸方向に同一の外径をなす直管形状の素
   材管から、両端部と中央部分との間で断面の周長の異な
   る異形断面形状の複雑異形断面管を形成する装置であっ
   て、素材管の中央部分に拡管部を成形する拡管成形用の
   金型と、成形された拡管部の肉厚を測定する測定手段
   と、拡管形成された素材管から複雑異形断面を有する複
   雑異形断面管を成形し得る形状成形用の金型と、該形状
   成形用の金型を成形位置にて型締めし、所定の成形を行
   わせる型締め機構と、形状成形用の金型を搭載し、かつ
   該金型を型締め機構の成形位置と該成形位置から離れた
   段取り位置との間で選択的に移動する台車機構と、各金
   型に素材管がセットされたとき、該素材管をクランプ
   し、かつ該クランプした状態で軸方向の力を付与すると
   共に、素材管内をシールする軸力負荷機構と、素材管内
   に所定圧の圧力媒体を供給し得る液圧供給機構と、前記
   形状成形用の金型を軸力負荷機構によってクランプされ
   た素材管の中央部分に位置決めすることと該形状成形用
   の金型を離型して退避させることとを選択的に実行させ
   る移動機構と、前記型締め機構，台車機構，離型機構，
   軸力負荷機構，液圧供給機，移動機構を制御する制御部
   とを備え、かつ該制御部は、測定手段が拡管部の肉厚を
   測定した時点で、その測定データに基づいて拡管部の良
   否を判定する手段と、拡管部が不良と判定された時点
   で、拡管部が良品となるまで拡管部の成形を繰り返し実
   行させる手段と、拡管部が不良と判定された時点で、素
   材管に対する軸力負荷機構の軸力の大きさと軸力に付与
   する位置とを演算する手段とを有することを特徴とする
   複雑異形断面管の成形装置。