(57)【要約】【課題】液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制する液圧成形ノズル、液圧成形装置又は液圧成形方法を提供する。【解決手段】加圧流体が供給されるベースブロック１０と、ベースブロックに固定され、加工対象部材４００の進入端部４００ｅに当接自在に進入するシールヘッド３０と、シールヘッドに固定されたシャフト５０と、シールヘッドが加工対象部材に進入する際に、加工対象部材の進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、シャフトに装着された可動中子７０、９０と、を備える。【選択図】図１
2010167432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧流体が供給されるベースブロックと、
前記ベースブロックに固定され、加工対象部材の進入端部に当接自在に進入するシールヘッドと、
前記シールヘッドに固定されたシャフトと、
前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、前記シャフトに装着された可動中子と、を備える液圧成形ノズル。
【請求項２】
前記可動中子は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入して前記進入端部に当接した後に、前記加工対象部材が型押しされて成形される際に、前記加工対象部材の成形形状に対応して回動自在である請求項１に記載の液圧成形ノズル。
【請求項３】
前記可動中子は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って摺動するカム部を有する請求項１又は２に記載の液圧成形ノズル。
【請求項４】
前記可動中子は、前記加工対象部材が型押しされた後における前記加工対象部材の内面に全体的に当接する外面形状を有する請求項１から３のいずれかに記載の液圧成形ノズル。
【請求項５】
前記可動中子は、前記シャフトに回動自在に装着された第１の可動中子及び前記シャフトに回動自在に装着された第２の可動中子を含み、前記第１の可動中子及び前記第２の可動中子は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際及び前記加工対象部材が型押しされて成形される際には、互いに逆回転方向に回動する請求項１から４のいずれかに記載の液圧成形ノズル。
【請求項６】
前記第１の可動中子は、第１の当接部を有し、前記第２の可動中子は、第２の当接部を有し、前記第１の当接部及び前記第２の当接部は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、互いに当接して、前記第１の可動中子の回動及び前記第２の可動中子の回動を規制する請求項５に記載の液圧成形ノズル。
【請求項７】
前記第１の可動中子は、第３の当接部を有し、前記第２の可動中子は、第４の当接部を有し、前記第３の当接部及び前記第４の当接部は、前記加工対象部材が型押しされて成形される際に、互いに当接して、前記第１の可動中子の回動及び前記第２の可動中子の回動を規制する請求項５又は６に記載の液圧成形ノズル。
【請求項８】
前記シャフトは、張り出し部を有し、前記張り出し部は、前記加工対象部材が型押しされて成形される際に、前記可動中子と協働して前記加工対象部材の成形形状を画成する請求項１から７のいずれかに記載の液圧成形ノズル。
【請求項９】
加圧流体が供給されるベースブロックと、前記ベースブロックに固定され、加工対象部材の進入端部に当接自在に進入するシールヘッドと、前記シールヘッドに固定されたシャフトと、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、前記シャフトに装着された可動中子と、を有する液圧成形ノズルと、
前記ベースブロックに前記加圧流体を供給する加圧流体供給源と、
前記加工対象部材に向かって前記ベースブロックを押圧するシリンダと、
前記加工対象部材を型押しする押し型と、
を備える液圧成形装置。
【請求項１０】
加圧流体が供給されるベースブロックと、前記ベースブロックに固定され、加工対象部材の進入端部に当接自在に進入するシールヘッドと、前記シールヘッドに固定されたシャフトと、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、前記シャフトに装着された可動中子と、を有する液圧成形ノズルを用意する工程と、
押し型に前記加工対象部材を載置する工程と、
前記加工対象部材に向かって前記液圧成形ノズルを進行し、前記可動中子を前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動しながら回動して前記加工対象部材内に進入させると共に、前記シールヘッドを前記加工対象部材の進入端部に当接する工程と、
前記可動中子を前記加工対象部材内に進入させた状態で、前記加工対象部材を前記押し型で型押しする工程と、
前記押し型で型押しされた前記加工対象部材の内部に加圧流体を供給する工程と、
を備える液圧成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧成形ノズル、液圧成形装置及び液圧成形方法に関し、特に、可動中子を有する液圧成形ノズル、並びにかかる圧成形ノズルが適用される液圧成形装置及び液圧成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の移動体の強度部品には、構成や製造方法を簡便にしながら、強度を必要充分に確保し、かつ形状の設計自由度をも高めるといった互いに相反するような種々の要請がある。
【０００３】
かかる状況で、一般的なプレス成形方法を、水等の加圧流体の液圧を利用して板材を成形する液圧成形方法に置き換える試みがなされている。かかる液圧成形方法においては、加圧流体源に連絡した液圧成形ノズルの端部を、加工対象部材の内部に配置させ、加圧流体を、液圧成形ノズルから加工対象部材の内部へ吐出して、加工対象部材を所望の形状に成形するため、加工対象部材の内部へ吐出される加圧流体が、液圧成形ノズルと加工対象部材との隙間を経由して加工対象部材の外部へと、不要に漏洩して排出されないようにする必要がある。
【０００４】
特許文献１は、液圧成形ノズルのノズル部材を、被成形用パイプに向かってスライドさせる動作に伴い、シール部材を押圧して圧縮変形させ、かかる圧縮変形されたシール部材を、被成形用パイプの内周面に密着させて、加圧流体の不要な排出を防止することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２００１−３３４３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で提案される構成においては、液圧成形ノズルのノズル部材を被成形用パイプに向かってスライドさせる動作を、シール部材の圧縮変形に利用する簡便な原理を用いてはいるが、シール部材を繰り返し圧縮変形させることは、シール部材の耐久上で難点があるし、実際に具現化された構成の全体としても煩雑なものである。
【０００７】
また、かかる構成においては、圧縮変形されたシール部材を、被成形用パイプの挿入端部の近傍の内周面に密着させるためには、被成形用パイプの挿入端部の形状が、ある程度整った形状であることが必要となって、被成形用パイプの挿入端部を素管の端部のまま用いる場合は別として、被成形用パイプの挿入端部を形状管理することが必要となって煩雑である。
【０００８】
また、かかる構成においては、液圧成形ノズルを被成形用パイプに挿入するには、液圧成形ノズルの形状を、被成形用パイプの挿入端部の形状に合致させておく必要があるし、被成形用パイプ自体の大きさや、被成形用パイプの挿入端部の形状を変更した場合には、対応して液圧成形ノズルの挿入部分の大きさや形状を変更する必要があり、汎用性のある構成が実現されているとも評価し難い。
【０００９】
本発明は、以上の検討を経てなされたもので、液圧成形ノズルに可動中子を設け、液圧
成形ノズルが加工対象部材の進入端部に進入する動作に応じて、可動中子を回動させて加工対象部材の内部に進入させ、かかる可動中子を利用して加工対象部材を押圧成形することにより、加工対象部材の端部形状を画成して液圧成形ノズルのシール部と協働自在とする液圧成形ノズル、液圧成形装置及び液圧成形方法を提供し、液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面における液圧成形ノズルは、加圧流体が供給されるベースブロックと、前記ベースブロックに固定され、加工対象部材の進入端部に当接自在に進入するシールヘッドと、前記シールヘッドに固定されたシャフトと、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、前記シャフトに装着された可動中子と、を備える。
【００１１】
また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記可動中子は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入して前記進入端部に当接した後に、前記加工対象部材が型押しされて成形される際に、前記加工対象部材の成形形状に対応して回動自在であることを第２の局面とする。
【００１２】
また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加え、前記可動中子は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って摺動するカム部を有することを第３の局面とする。
【００１３】
また、本発明は、かかる第１から第３のいずれかの局面に加え、前記可動中子は、前記加工対象部材が型押しされた後における前記加工対象部材の内面に全体的に当接する外面形状を有することを第４の局面とする。
【００１４】
また、本発明は、かかる第１から第４のいずれかの局面に加え、前記可動中子は、前記シャフトに回動自在に装着された第１の可動中子及び前記シャフトに回動自在に装着された第２の可動中子を含み、前記第１の可動中子及び前記第２の可動中子は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際及び前記加工対象部材が型押しされて成形される際には、互いに逆回転方向に回動することを第５の局面とする。
【００１５】
また、本発明は、かかる第５の局面に加え、前記第１の可動中子は、第１の当接部を有し、前記第２の可動中子は、第２の当接部を有し、前記第１の当接部及び前記第２の当接部は、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、互いに当接して、前記第１の可動中子の回動及び前記第２の可動中子の回動を規制することを第６の局面とする。
【００１６】
また、本発明は、かかる第５又は第６の局面に加え、前記第１の可動中子は、第３の当接部を有し、前記第２の可動中子は、第４の当接部を有し、前記第３の当接部及び前記第４の当接部は、前記加工対象部材が型押しされて成形される際に、互いに当接して、前記第１の可動中子の回動及び前記第２の可動中子の回動を規制することを第７の局面とする。
【００１７】
また、本発明は、かかる第１から第７のいずれかの局面に加え、前記シャフトは、張り出し部を有し、前記張り出し部は、前記加工対象部材が型押しされて成形される際に、前記可動中子と協働して前記加工対象部材の成形形状を画成することを第８の局面とする。
【００１８】
また、本発明の第９の局面における液圧成形装置は、加圧流体が供給されるベースブロックと、前記ベースブロックに固定され、加工対象部材の進入端部に当接自在に進入する
シールヘッドと、前記シールヘッドに固定されたシャフトと、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、前記シャフトに装着された可動中子と、を有する液圧成形ノズルと、前記ベースブロックに前記加圧流体を供給する加圧流体供給源と、前記加工対象部材に向かって前記ベースブロックを押圧するシリンダと、前記加工対象部材を型押しする押し型と、を備える。
【００１９】
また、本発明の第１０の局面における液圧成形方法は、加圧流体が供給されるベースブロックと、前記ベースブロックに固定され、加工対象部材の進入端部に当接自在に進入するシールヘッドと、前記シールヘッドに固定されたシャフトと、前記シールヘッドが前記加工対象部材に進入する際に、前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、前記シャフトに装着された可動中子と、を有する液圧成形ノズルを用意する工程と、押し型に前記加工対象部材を載置する工程と、前記加工対象部材に向かって前記液圧成形ノズルを進行し、前記可動中子を前記加工対象部材の前記進入端部の形状に倣って移動しながら回動して前記加工対象部材内に進入させると共に、前記シールヘッドを前記加工対象部材の進入端部に当接する工程と、前記可動中子を前記加工対象部材内に進入させた状態で、前記加工対象部材を前記押し型で型押しする工程と、前記押し型で型押しされた前記加工対象部材の内部に加圧流体を供給する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の局面における構成によれば、液圧成形ノズルが、加工対象部材の進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、シャフトに装着された可動中子を有することにより、可動中子が、確実に加工対象部材の内部に進入できて、液圧成形の前に予備的に行われる押圧成形の際に、中子として現実に機能することができる。よって、かかる可動中子を用いて、加工対象部材に予備的な押圧成形を施すことにより、液圧成形ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、広くかつ確実に確保することができ、液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明の第２の局面における構成によれば、加工対象部材が、予備的に型押しされて押圧成形される際に、可動中子が、加工対象部材の成形形状に対応して回動自在であることにより、かかる押圧工程が、確実になされ得て、液圧ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、より確実に得ることができる。
【００２２】
また、本発明の第３の局面における構成によれば、可動中子が、カム部を有することにより、可動中子が、より確実に加工対象部材の内部に進入できる。
【００２３】
また、本発明の第４の局面における構成によれば、可動中子が、押圧成形後における加工対象部材の内面に全体的に当接する外面形状を有することにより、液圧成形ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、より確実に適切な状態で得ることができる。
【００２４】
また、本発明の第５の局面における構成によれば、可動中子が、液圧成形ノズルが加工対象部材に進入する際及び加工対象部材が押圧成形される際において、互いに逆回転方向に回動する第１の可動中子及び第２の可動中子を有することにより、可動中子を、より小さな回動範囲で回動させることができ、可動部材の加工対象部材の内部への進入や、押圧成形時の型押しを、より簡便かつ確実なものとすることができる。
【００２５】
また、本発明の第６の局面における構成によれば、第１の可動中子の第１の当接部及び第２の可動中子の第２の当接部が、液圧成形ノズルが加工対象部材に進入する際に、互いに当接して、第１の可動中子の回動及び第２の可動中子の回動を規制することにより、より安定した姿勢で、液圧成形ノズルが加工対象部材の内部に進入することができる。
【００２６】
また、本発明の第７の局面における構成によれば、第１の可動中子の第３の当接部及び第２の可動中子の第４の当接部が、加工対象部材が型押しされて押圧成形される際に、互いに当接して、第１の可動中子の回動及び第２の可動中子の回動を規制することにより、より確実に、液圧成形前の予備的な押圧成形を実行することができる。
【００２７】
また、本発明の第８の局面における構成によれば、シャフトの張り出し部が、加工対象部材が型押しされて押圧成形される際に、可動中子と協働して加工対象部材の成形形状を画成することにより、液圧成形ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、より精度よく広範囲に得ることができる。
【００２８】
また、本発明の第９又は第１０の局面における構成によれば、液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制し得る液圧成形装置又は液圧成形方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態における液圧成形ノズルの上面図である。
【図２】本実施形態における液圧成形ノズルの側面図である。
【図３】図１のＸ１矢視図である。
【図４】図１のＸ２矢視図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ拡大断面図であり、図７（ａ）は、可動中子が初期位置にある場合を示し、図７（ｂ）は、可動中子が上限位置にある場合を示す。
【図８】図１のＤ−Ｄ拡大断面図であり、図８（ａ）は、可動中子が初期位置にある場合を示し、図８（ｂ）は、可動中子が上限位置にある場合を示す。
【図９】本実施形態における液圧成形ノズルが、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した構成で、型にセットされた加工対象部材に対向した状態を示す一部断面図である。
【図１０】図９のＸ３矢視図であり、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。
【図１１】本実施形態において、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した液圧成形ノズルが、型にセットされた加工対象部材内に進入した状態を示す一部断面図である。
【図１２】図１１のＸ３矢視図であり、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。
【図１３】本実施形態において、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した液圧成形ノズルが、型にセットされた加工対象部材内に更に進入した状態で、上型が下型に下降した状態を示す一部断面図である。
【図１４】図１３のＸ３矢視図であり、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。
【図１５】本実施形態において、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した液圧成形ノズルが、上型が下型に下降した状態で、型にセットされた加工対象部材内に更に進入し、液圧成形ノズルのシール部が、加工対象部材の端部に当接した状態を示す一部断面図である。
【図１６】図１５のＸ３矢視図であり、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。
【図１７】本実施形態における液圧成形ノズルを用いて、液圧成形された成形品を示す図で、図１７（ａ）は、成形品の上面図を示し、図１７（ｂ）は、成形品の側面図を示し、図１７（ｃ）は、図１７（ａ）のＸ４矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における液圧成形ノズルにつき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成す。また、ｙ軸の方向が、幅方向であり、ｚ軸の方向が、上下方向である。
【００３１】
図１は、本実施形態における液圧成形ノズルの上面図であり、図２は、本実施形態にお
ける液圧成形ノズルの側面図である。図３は、図１のＸ１矢視図であり、図４は、図１のＸ２矢視図である。また、図５は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図６は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００３２】
図１から図６に示すように、ｘ軸の方向に延在する液圧成形ノズル１は、加圧流体が供給されるベースブロック１０と、ベースブロック１０に固定され、筒状部材である加工対象部材の進入端部に当接しつつ加工対象部材の内部へと進入自在であるシールヘッド３０と、を備える。また、シールヘッド３０は、シールヘッド３０に固定されたシャフト５０と、シールヘッド３０が加工対象部材に進入する際に、加工対象部材の進入端部の形状に倣って移動できるように、回動自在な状態でシャフト５０に装着された第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０と、を備える。なお、ベースブロック１０及びシールヘッド３０が、別部材として構成されることは限定的なものではなく、それらの機能を兼ね備えていれば、同一の部材として一体的に構成されてもよい。
【００３３】
具体的には、ベースブロック１０は、鉄等の金属製であり、ｚ軸の方向に延在して、後述する加圧流体源が連絡し得る加圧流体連絡孔１２を有する。かかるベースブロック１０においては、加圧流体連絡孔１２が、ｘ軸の方向に延在する液路１４に連通し、加圧流体源から供給された加圧流体は、加圧流体連絡孔１２に供給された後、液路１４内に導入され得る。
【００３４】
また、ベースブロック１０は、更に、ｘ軸の方向に延在するシールヘッド結合孔１６と、ｘ軸の方向に延在する液圧シリンダ結合孔１８と、締結孔２０と、を有する。シールヘッド結合孔１６には、シールヘッド３０が結合され、液圧シリンダ結合孔１８には、後述する液圧シリンダが結合される。また、締結孔２０は、シールヘッド３０をベースブロック１０に締結するために用いられる。なお、加圧流体連絡孔１２の延在する方向は、シールヘッド結合孔１６及び液圧シリンダ結合孔１８に干渉することなく液路１４と連通するものであれば、ｚ軸の方向に限定されない。
【００３５】
シールヘッド３０は、鉄等の金属製であり、ベースブロック１０の液路１４に連通する液路３２と、液路３２に連通する連絡液路３４と、シールヘッド３０をベースブロック１０に締結するためのボルト等の締結部材が挿入される締結部材挿入孔３６と、ベースブロック１０のシールヘッド結合孔１６に結合される結合部３８と、を有する。なお、液路３２及び連絡液路３４は、ベースブロック１０の液路１４と同軸に延在する。
【００３６】
また、シールヘッド３０は、更に、シャフト結合孔４０と、シール部４２と、小径部４４と、を有する。シャフト結合孔４０には、シャフト５０が結合される。シール部４２は、小径部４４の外面と小径部４４から立ち上がってシールヘッド３０の一般面に垂直に連なる垂直面とで構成され、後述する加工対象部材の端部に当接して、加工対象部材の内部を液的にシール自在である。また、小径部４４は、第１の可動中子７０の外形状及び第２の可動中子９０の外形状に対して整合的な外形状を有し、ｙ−ｚ平面について断面六角形の形状を有する。
【００３７】
かかるシールヘッド３０は、結合部３８をベースブロック１０のシールヘッド結合孔１６に挿入してベースブロック１０に対しｚ軸の方向で整列されながら、締結部材挿入孔３６の位置がベースブロック１０の締結孔２０に整合された状態で、締結部材を締結部材挿入孔３６に挿入しつつベースブロック１０の締結孔２０に螺合等させることにより、ベースブロック１０に対して固定される。そして、ベースブロック１０の加圧流体連絡孔１２を介して液路１４内に導入された加圧流体は、シールヘッド３０の液路３２を介して連絡液路３４に導入され得る。
【００３８】
ここで、ベースブロック１０とシールヘッド３０との装着状態をより確実なものにするために、ベースブロック１０のシールヘッド結合孔１６とシールヘッド３０の結合部３８との間に、Ｏリング４５が設けられる。
【００３９】
シャフト５０は、鉄等の金属製であり、シールヘッド３０の連絡液路３４に連通する液路５２と、液路５２の吐出端部であるノズル５４と、液路５２が内部をｘ軸の方向に延在してノズル５４へと至る円柱状のシャフト本体５６と、シャフト本体５６に装着されるシャフト端部５８と、シールヘッド３０のシャフト結合孔４０に結合される結合部６０と、シャフト本体５６から幅方向に拡がりながら上方向に延在する張り出し部６２と、を有する。ここで、シャフト端部５８は、シャフト本体５６に対して、嵌合や螺合等の構造により、シャフト本体５６を外方から覆うように固定自在である。もちろん、必要に応じて、シャフト端部５８は、シャフト本体５６と別部材として構成するのではなく、同一部材として構成してもよい。また、液路５２及びノズル５４は、シールヘッド３０の液路３２及び連絡液路３４と同軸にｘ軸の方向に延在する。
【００４０】
第１の可動中子７０は、シャフト５０のシャフト本体５６に回動自在に嵌装される嵌装部７２と、加工対象部材の進入端部と当接して摺動自在なカム部７４と、を有する。第２の可動中子９０は、シャフト５０のシャフト本体５６に回動自在に嵌装される嵌装部９２と、加工対象部材の進入端部と当接して摺動自在なカム部９４と、を有する。ここで、第１の可動中子７０のカム部７４及び第２の可動中子９０のカム部９４は、ｘ−ｚ平面に平行でシャフト５０のｘ軸方向に延在する中心軸を通る平面ついて対称形状を有し、図１の紙面に垂直な方向で観察して、ｘ軸の負方向に向かって後退角を有する部分である。また、第２の可動中子９０の嵌装部９２は、第１の可動中子７０の嵌装部７２よりも、ｘ軸の正方向側に位置する。
【００４１】
かかる第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０をシャフト５０に装着するには、まず、シャフト端部５８が装着されていない状態のシャフト本体５６に、ノズル５４の側から第１の可動中子７０の嵌装部７２を嵌装して張り出し部６２の側に移動させ、引き続き第２の可動中子９０の嵌装部９２を同様に嵌装した後、シャフト端部５８をシャフト本体５６に装着して固定する。次いで、このように第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０が装着された状態のシャフト５０の結合部６０を、シールヘッド３０のシャフト結合孔４０に挿入してシールヘッド３０に対しｚ軸の方向で整列されながら螺合等することにより、シャフト５０がシールヘッド３０に対して固定される。
【００４２】
そして、シールヘッド３０の連絡液路３４に導入された加圧流体は、シャフト５０の液路５２に導入された後、液路５２の吐出端部であるノズル５４から加工対象部材の内部における吐出対象領域に対して吐出され得る。また、シールヘッド３０の連絡液路３４は、液路３２よりも内径が徐々に拡径されるもので、シャフト５０の液路５２に対する加圧流体の導入を、より確実なものとする。
【００４３】
次に、シャフト５０の張り出し部６２、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０の詳細な構成につき、更に図７及び図８をも参照して、具体的に説明する。
【００４４】
図７は、図１のＣ−Ｃ拡大断面図であり、図７（ａ）は、可動中子が初期位置にある場合を示し、図７（ｂ）は、可動中子が上限位置にある場合を示す。また、図８は、図１のＤ−Ｄ拡大断面図であり、図８（ａ）は、可動中子が初期位置にある場合を示し、図８（ｂ）は、可動中子が上限位置にある場合を示す。
【００４５】
シャフト５０の張り出し部６２は、代表的に図７に示すように、ｘ−ｙ平面と平行な上平面を有する上部６２ａと、上部６２ａの幅方向における両側部から、ｘ軸の方向に延在
する円柱状のシャフト本体５６における円柱外面へと各々連なる第１の斜部６２ｂ及び第２の斜部６２ｃを有する。
【００４６】
第１の可動中子７０は、嵌装部７２及びカム部７４に加えて、代表的に図７及び図８に示すように、共に、初期位置において見れば、外面がｘ−ｙ平面と平行な平面となる下部７０ａ及び上部７０ｂを有し、更に、下部７０ａ及び上部７０ｂの間を幅方向の外側で稜線Ｒを成して連絡する下斜部７６及び上斜部７８を有する。下斜部７６及び上斜部７８は、共に、初期位置において見れば、外面がｘ−ｙ平面に交差する平面である。つまり、初期位置において見れば、下斜部７６の外面は、ｚ軸の正方向に向いて第１の可動中子７０の幅を拡大する斜面であり、上斜部７８の外面は、ｚ軸の正方向に向いて第１の可動中子７０の幅を縮小する斜面である。
【００４７】
ここで、第１の可動中子７０におけるｘ軸の正方向側の部分においては、後退角を有するカム部７４が設けられているが、かかるカム部７４においても、下斜部７６及び上斜部７８、並びにそれらが成す稜線Ｒが延在している。
【００４８】
同様に、第２の可動中子９０は、嵌装部９２及びカム部９４に加えて、代表的に図７及び図８に示すように、共に、初期位置において見れば、外面がｘ−ｙ平面と平行な平面である下部９０ａ及び上部９０ｂを有し、更に、下部９０ａ及び上部９０ｂの間を幅方向の外側で稜線Ｒを成して連絡する下斜部９６及び上斜部９８を有する。下斜部９６及び上斜部９８は、共に、初期位置において見れば、外面がｘ−ｙ平面に交差する平面である。つまり、初期位置において見れば、下斜部９６の外面は、ｚ軸の正方向に向いて第２の可動中子９０の幅を拡大する斜面であり、上斜部９８の外面は、ｚ軸の正方向に向いて第２の可動中子９０の幅を縮小する斜面である。
【００４９】
ここで、ｘ軸の正方向側において、第２の可動中子９０は、後退角を有するカム部９４を有するものであるが、下斜部９６及び上斜部９８、並びにそれらが成す稜線Ｒは、カム部９４においても延在する。
【００５０】
また、図７に示すように、第１の可動中子７０は、シャフト５０の張り出し部６２に対応する位置では、かかる張り出し部６２に対する干渉を防ぐために、幅方向の内側が凹んだ凹部７０ｃを有すると共に、幅方向の内側で下部７０ａに連なる当接部７０ｄを有する。なお、シャフト５０の張り出し部６２に対応する位置における第１の可動中子７０の幅方向の内側における残余部分は、シャフト５０のシャフト本体５６の形状に対して整合的な形状を有する。
【００５１】
同様に、第２の可動中子９０は、シャフト５０の張り出し部６２に対応する位置では、かかる張り出し部６２に対する干渉を防ぐために、幅方向の内側が内方に凹んだ凹部９０ｃを有すると共に、幅方向の内側で下部９０ａに連なる当接部９０ｄを有する。なお、シャフト５０の張り出し部６２に対応する位置における第２の可動中子９０の幅方向の内側における残余部分は、シャフト５０のシャフト本体５６の形状に対して整合的な形状を有する。
【００５２】
また、図８に示すように、第１の可動中子７０は、嵌装部７２に対応する位置では、下部７０ａの外面が、嵌装部７２の円柱外面に接して連絡する一方で、上部７０ｂは、内方に凹んだ当接部７０ｅに連なり、当接部７０ｅの外面は、嵌装部７２の円柱外面に交差するように連なる。かかる位置では、第２の可動中子９０は、上部９０ｂから内方に凹んで連なる当接部９０ｅを有し、幅方向の内側における残余部分は、第１の可動中子７０の嵌装部７２の形状に対して整合的な形状を有する。
【００５３】
なお、第２の可動中子９０の嵌装部９２に対応する位置では、第１の可動中子７０は、当接部７０ｅを有することはもちろんであるが、残余部分は、第２の可動中子９０の嵌装部９２の形状に対して整合的な形状を有する。かかる位置では、第２の可動中子９０も、当接部９０ｅを有することはもちろんである。
【００５４】
かかる構成の第１の可動中子７０は、嵌装部７２がシャフト５０のｘ軸の方向に延在するシャフト本体５６の周りで回動自在であり、第２の可動中子９０は、嵌装部９２がシャフト５０のｘ軸の方向に延在するシャフト本体５６の周りで回動自在である。
【００５５】
そして、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０は、図７（ａ）及び図８（ａ）に詳細に示すように、初期位置においては、第１の可動中子７０の当接部７０ｄと第２の可動中子９０の当接部９０ｄとが当接し、第１の可動中子７０の下部７０ａの外面と第２１の可動中子９０の下部９０ａの外面とが同一平面上に整列した下限の位置に維持されて、この状態よりも下方に下がることはない。また同時に、第１の可動中子７０の上部７０ｂの外面及び第２の可動中子９０の上部９０ｂの外面と、シャフト５０の張り出し部６２における上部６２ａの上平面と、は、同一平面上に整列する。
【００５６】
また、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に詳細に示す上限位置は、第１の可動中子７０が、図７（ａ）中で時計回りとなるように初期位置から回動し、かつ、第２の可動中子９０が、図７（ａ）中で反時計回りとなるように、初期位置から回動して、実現されるものであり、上限位置から初期位置に復帰するには、第１の可動中子７０が、反時計回りに回動し、第２の可動中子９０が、時計回りに回動すればよい。
【００５７】
かかる上限位置においては、第１の可動中子７０の当接部７０ｅと第２の可動中子９０の当接部９０ｅとが当接して、この状態よりも上方に上がることはない。なお、第１の可動中子７０の当接部７０ｅと第２の可動中子９０の当接部９０ｅとが当接する際には、第１の可動中子７０の凹部７０ｃの一部は、シャフト５０の張り出し部６２の第１の斜部６２ｂと当接し、第２の可動中子９０の凹部９０ｃの一部は、シャフト５０の張り出し部６２の第２の斜部６２ｃと当接する。
【００５８】
なお、シャフト５０の張り出し部６２、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０の形状は、限定的なものではなく、加工対象部材の成形後に得られる所望の形状に対応して、適宜設定可能である。また、可動中子は、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０を有するような２部材の構成に限定されるものではなく、加工対象部材への進入位置を加工対象部材に対して幅方向に偏芯させるのであれば、１部材の構成であってもかまわないし、構成部材の数を増やして、ｚ軸の方向に３個以上整列されるような３部材以上の構成であってもかまわない。
【００５９】
次に、以上の構成の液圧成形ノズル１を加工対象部材に適用して、加工対象部材を所望の形状に液圧成形する方法について、更に図９から図１６を参照して詳細に説明する。
【００６０】
図９は、本実施形態における液圧成形ノズルが、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した構成で、型にセットされた加工対象部材に対向した状態を示す一部断面図であり、図１０は、図９のＸ３矢視図であって、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。図１１は、本実施形態において、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した液圧成形ノズルが、型にセットされた加工対象部材内に進入した状態を示す一部断面図であり、図１２は、図１１のＸ３矢視図であって、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。図１３は、本実施形態において、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した液圧成形ノズルが、型にセットされた加工対象部材内に更に進入した状態で、上型が下型に下降した状態を示す一部断面図であり、図１４は、図１３のＸ３矢視図であって、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。図１５は
、本実施形態において、加圧流体源及び液圧シリンダを連結した液圧成形ノズルが、上型が下型に下降した状態で、型にセットされた加工対象部材内に更に進入し、液圧成形ノズルのシール部が、加工対象部材の端部に当接した状態を示す一部断面図であり、図１６は、図１５のＸ３矢視図であって、液圧成形ノズルは便宜上想像線で示す。
【００６１】
まず、図９及び図１０に示すように、ベースブロック１０の加圧流体連絡孔１２に、加圧流体源Ｓを連絡し、ベースブロック１０の液圧シリンダ結合孔１８に、液圧シリンダ１００の結合部１０２を螺合等させて連結した液圧成形ノズル１を用意する。一方で、加工面Ｃ１及びＣ２を有する上型２００と加工面Ｃ３及びＣ４を有する下型３００とからなる押し型の内方に、アルミ等の金属製で、典型的には円筒形状を有する加工対象部材４００を収容する。
【００６２】
そして、かかる状態において、液圧成形ノズル１と上型２００及び下型３００からなる押し型とを、液圧成形ノズル１の第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０が、上型２００及び下型３００からなる押し型に収容された加工対象部材４００の円筒内孔に対応するように、対向させる。なお、加工面Ｃ１と加工面Ｃ３とで画成されるべき型内腔部の体積は、加工面Ｃ２と加工面Ｃ４とで画成されるべき型内腔部の体積よりも小さい。また、液圧成形ノズル１、加圧流体源Ｓ、液圧シリンダ１００、並びに上型２００及び下型３００を有する押し型は、液圧成形装置５００を構成する。
【００６３】
この際、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０は、初期位置にある。つまり、第１の可動中子７０の当接部７０ｄと第２の可動中子９０の当接部９０ｄとが当接しており、第１の可動中子７０の下部７０ａの外面と第２１の可動中子９０の下部９０ａの外面とが同一平面上に整列した下限の位置に維持されて、この状態よりも下方に下がることはない。
【００６４】
ついで、図１１及び図１２に示すように、液圧シリンダ１００を作動してその結合部１０２を伸張させ、液圧成形ノズル１を、ｘ軸の正方向に向いたＸ３方向に移動して、押し型に収容された加工対象部材４００の円筒内孔中に進入させていく。すると、第１の可動中子７０のカム部７４及び第２の可動中子９０のカム部９４が、Ｘ３方向に対して後退角を有するものであるため、カム部７４及びカム部９４における主として稜線Ｒの部分が、加工対象部材４００の進入端部４００ｅに当接して、進入端部４００ｅの形状に倣いながら摺動することができ、対応して第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０は、上方に回動していく。ここで、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０が回動する際において、カム部７４及びカム部９４以外の残余の部分の外形包絡線は、加工対象部材４００の円筒内孔の内面に不要に干渉することはない。
【００６５】
そして、液圧成形ノズル１のシールヘッド３０におけるシール部４２が、加工対象部材４００の進入端部４００ｅに当接する手前で、一旦、液圧シリンダ１００の作動を停止し、液圧成形ノズル１を、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０が完全に加工対象部材４００の円筒内孔中に進入した状態に維持する。ここで、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０は、加工面Ｃ１及び加工面Ｃ３に各々対応する位置に配置される。
【００６６】
この際、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０は、上限位置にある。つまり、第１の可動中子７０の当接部７０ｅと第２の可動中子９０の当接部９０ｅとが当接して、この状態よりも上方に上がることはない。ここで、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０の初期位置からの回動角は、９０度未満である。
【００６７】
ついで、図１３及び図１４に示すように、上型２００を下型３００に対して下降して、押圧力Ｚ１でもって押圧する。すると、上型２００と下型３００とからなる押し型の内方
に収容された加工対象部材４００が押圧され、型押しされていき、所定の押圧ストロークで押圧が完了した際には、加工面Ｃ１と加工面Ｃ３とで画成される型形状に対応して予備的に成形された端部４００aと、加工面Ｃ２と加工面Ｃ４とで画成される型形状に対応して予備的に成形された本体部４００ｂと、を有する加工対象部材４００’が得られる。
【００６８】
この際、加工対象部材４００の円筒内孔中に進入している液圧成形ノズル１の第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０は、加工対象部材４００が押圧されて成形されていくことに伴い、上斜部７８及び上斜部９８が押圧されることによって回動力を受け、上限位置から初期位置に向かって回動して、押圧が完了した際には、初期位置に復帰する。
【００６９】
ここで、かかる初期位置においては、第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０が協働して画成する外面形状は、加工対象部材４００の板厚を考慮しつつ、加工面Ｃ１と加工面Ｃ３とで画成される型形状に整合された形状を有するように設定されているため、所定の押圧ストロークで押圧が完了する際には、第１の可動中子７０の下部７０ａ、上部７０ｂ、下斜部７６及び上斜部７８の各外面及び第２の可動中子９０の下部９０ａ、上部９０ｂ、下斜部９６及び上斜部９８の各外面が、加工対象部材４００の内面に全体的に当接して、上型２００と下型３００とからなる押し型の中子として機能する。よって、得られる加工対象部材４００’においては、特に、加工面Ｃ１と加工面Ｃ３とで成形される端部４００aでの不要の変形が生じることが防止され、所望の予備的な成形形状が得られる。
【００７０】
更に、この際、特に、シャフト５０の張り出し部６２が、加工対象部材４００の進入端部４００ｅに重複的に位置しているため、かかる進入端部４００ｅ及びその近傍部に対しては、第１の可動中子７０の下部７０ａ、上部７０ｂ、下斜部７６及び上斜部７８の各外面、並び第２の可動中子９０の下部９０ａ、上部９０ｂ、下斜部９６及び上斜部９８の各外面にのみならず、張り出し部６２の上部６２ａの上平面が、配置されている。
【００７１】
つまり、加工対象部材４００の進入端部４００ｅにおいては、第１の可動中子７０の下部７０ａ、上部７０ｂ、下斜部７６及び上斜部７８の各外面、第２の可動中子９０の下部９０ａ、上部９０ｂ、下斜部９６及び上斜部９８の各外面、並びにシャフト５０の張り出し部６２の上部６２ａの上平面が、不要な凹部等のない中子面として存在するため、加工対象部材４００の押圧が完了した際には、進入端部４００ｅ及びその近傍部が、より精度の高い所望の予備的な成形形状を有することになる。
【００７２】
ついで、図１５及び図１６に示すように、再び、液圧シリンダ１００を作動してその結合部１０２を伸張させ、液圧成形ノズル１を、ｘ軸の正方向に向いたＸ３方向に移動して、押し型に収容され予備成形がされた加工対象部材４００’の円筒内孔中に進入させていく。ここで、シールヘッド３０の小径部４４は、第１の可動中子７０の当接部７０ｅを除く外輪郭及び第２の可動中子９０の当接部９０ｅを除く外形輪郭と一致する外形輪郭を有するものであるため、かかる液圧成形ノズル１の進入の妨げとはならない。
【００７３】
そして、液圧成形ノズル１のシールヘッド３０におけるシール部４２が、加工対象部材４００’の進入端部４００ｅに当接したならば、液圧シリンダ１００の結合部１０２をその位置に維持する。かかる状態で、加圧流体源Ｓから水等の加圧流体を液圧成形ノズル１に供給し、シャフト５０のノズル５４から加工対象部材４００’の円筒内孔中へと加圧流体を吐出して、加工対象部材４００’において、特に、加工面Ｃ１及び加工面Ｃ３以外の部分に対して液圧成形を施して、端部４００ａ及び本体部４００ｂ’を有するような成形品Ｐを得る。
【００７４】
この際、加工対象部材４００’においては、特に、進入端部４００ｅ及びその近傍部が、精度の良い予備的な成形形状を有するため、液圧成形ノズル１のシールヘッド３０にお
けるシール部４２のみならず、シール部４２からシャフト５０の張り出し部６２及びそれに対応する第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０の部分までが、実質的なシール部として機能し得て、成形品Ｐを得るまでの加圧流体の不要な排出を抑制する。
【００７５】
次に、以上の液圧成形により得られた成形品Ｐの構成について、更に図１７を参照して詳細に説明する。
【００７６】
図１７は、本実施形態における液圧成形ノズルを用いて、液圧成形された成形品を示す図で、図１７（ａ）は、成形品の上面図を示し、図１７（ｂ）は、成形品の側面図を示し、図１７（ｃ）は、図１７（ａ）のＸ４矢視図である。
【００７７】
図１７（ａ）から図１７（ｃ）に示すように、液圧成形により得られた成形品Ｐは、小断面の端部４００ａと、端部４００ａよりも断面の大きな本体部４００ｂ’と、を有する筒状部材である。ここで、端部４００ａの形状は、液圧成形前に、液圧成形ノズル１の第１の可動中子７０及び第２の可動中子９０が、加工対象部材４００の予備的な成形時における中子として機能した結果得られた予備的な押圧成形の形状を実質そのまま維持した形状である。一方で、本体部４００ｂ’の形状は、液圧成形前に、加工対象部材４００を予備的に押圧成形した際に得られた本体部４００ｂの形状に対して、更に、液圧成形で施される形状変化を加えて得られた形状である。
【００７８】
このように、成形品Ｐは、液圧成形前の予備的な押圧成形により得られた精度の良い形状を有する断面部分と、液圧成形により得られた成形自由度の高い形状を有する断面部分と、を組み合わせて構成され、端部が小断面部であるような筒状部材である。なお、必要に応じ、端部を大断面部とする一方で本体部を小断面部としたり、又は、適宜小断面部と大断面部とが連続するような構成の筒状部材を形成することも可能である。
【００７９】
以上、本実施形態の構成によれば、液圧成形ノズルが、加工対象部材の進入端部の形状に倣って移動できるように回動自在に、シャフトに装着された可動中子を有することにより、可動中子が、確実に加工対象部材の内部に進入できて、液圧成形の前に予備的に行われる押圧成形の際に、中子として現実に機能することができる。よって、かかる可動中子を用いて、加工対象部材に予備的な押圧成形を施すことにより、液圧成形ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、広くかつ確実に確保することができ、液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制することができる。
【００８０】
また、加工対象部材が、予備的に型押しされて押圧成形される際に、可動中子が、加工対象部材の成形形状に対応して回動自在であることにより、かかる押圧工程が、確実になされ得て、液圧ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、より適切に得ることができる。
【００８１】
また、可動中子が、カム部を有することにより、可動中子が、より確実に加工対象部材の内部に進入できる。
【００８２】
また、可動中子が、押圧成形後における加工対象部材の内面に全体的に当接する外面形状を有することにより、液圧成形ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、より確実に適切な状態で得ることができる。
【００８３】
また、可動中子が、液圧成形ノズルが加工対象部材に進入する際及び加工対象部材が押圧成形される際において、互いに逆回転方向に回動する第１の可動中子及び第２の可動中子を有することにより、可動中子を、より小さな回動範囲で回動させることができ、可動部材の加工対象部材の内部への進入や、押圧成形時の型押しを、より簡便なものとするこ
とができる。
【００８４】
また、第１の可動中子の第１の当接部及び第２の可動中子の第２の当接部が、液圧成形ノズルが加工対象部材に進入する際に、互いに当接して、第１の可動中子の回動及び第２の可動中子の回動を規制することにより、より安定した姿勢で、液圧成形ノズルが加工対象部材の内部に進入することができる。
【００８５】
また、第１の可動中子の第３の当接部及び第２の可動中子の第４の当接部が、加工対象部材が型押しされて押圧成形される際に、互いに当接して、第１の可動中子の回動及び第２の可動中子の回動を規制することにより、より確実に、液圧成形前の予備的な押圧成形を実行することができる。
【００８６】
また、シャフトの張り出し部が、加工対象部材が型押しされて押圧成形される際に、可動中子と協働して加工対象部材の成形形状を画成することにより、液圧成形ノズルと加工対象部材との間の実質的なシール部を、より精度よく広範囲に得ることができる。
【００８７】
また、かかる液圧成形ノズルを用いれば、液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制し得る液圧成形装置又は液圧成形方法を得ることができる。
【００８８】
なお、本発明は、部材の形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明の液圧成形ノズル、液圧成形装置又は液圧成形方法によれば、液圧成形時における加圧流体の不要な排出を抑制し得るものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に液圧成形の分野に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００９０】
１………液圧成形ノズル
１０……ベースブロック
１２……加圧流体連絡孔
１４……液路
１６……シールヘッド結合孔
１８……液圧シリンダ結合孔
２０……締結孔
３０……シールヘッド
３２……液路
３４……連絡液路
３６……締結部材挿入孔
３８……結合部
４０……シャフト結合孔
４２……シール部
４４……小径部
４５……Ｏリング
５０……シャフト
５２……液路
５４……ノズル
５６……シャフト本体
５８……シャフト端部
６０……結合部
６２……張り出し部
６２ａ…上部
６２ｂ…第１の斜部
６２ｃ…第２の斜部
７０……第１の可動中子
７０ａ…下部
７０ｂ…上部
７０ｃ…凹部
７０ｄ…当接部
７０ｅ…当接部
７２……嵌装部
７４……カム部
７６……下斜部
７８……上斜部
９０……第２の可動中子
９０ａ…下部
９０ｂ…上部
９０ｃ…凹部
９０ｄ…当接部
９０ｅ…当接部
９２……嵌装部
９４……カム部
９６……下斜部
９８……上斜部
１００………液圧シリンダ
１０２………結合部
２００………上型
３００………下型
４００………加工対象部材
４００’……加工対象部材
４００a ……端部
４００ｂ……本体部
４００ｂ’…本体部
４００ｅ……進入端部
５００………液圧成形装置
【図１】
2010167432.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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