(57)【要約】【課題】成形品の品質を向上させることができるようにする。【解決手段】第１の工程で、管材料の所定の箇所に設定された被加熱部分を局部的に加熱し、管材料を両端から押圧し、被加熱部分に座屈変形を発生させて座屈変形部２０を形成することによって中空の予備成形品を成形する。第２の工程で、予備成形品内に高圧の成形用媒体を供給し、予備成形品をキャビティの内郭形状に対応させて変形させることによって成形品を成形する。予備成形品に座屈変形部が形成されるので、キャビティの内周面と予備成形品の外周面との間に発生する摩擦抵抗を小さくすることができる。予備成形品をキャビティの中央に向けて十分に押し込むことができる。【選択図】図１
2010221232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の工程で、管材料の所定の箇所に設定された被加熱部分を局部的に加熱し、前記管材料を両端から押圧し、前記被加熱部分に座屈変形を発生させて座屈変形部を形成することによって中空の予備成形品を成形し、
（ｂ）第２の工程で、前記予備成形品内に高圧の成形用媒体を供給し、予備成形品をキャビティの内郭形状に対応させて変形させることによって成形品を成形することを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
【請求項２】
前記第１の工程で、前記管材料を、搬送方向における上流側及び下流側の把持位置において第１、第２の把持部材によって把持し、第１の把持部材の移動速度を第２の把持部材の移動速度より高くすることによって押圧する請求項１に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項３】
前記第１の工程で、第１の把持部材の移動速度と第２の把持部材の移動速度との速度差を変更することによって前記座屈変形部の高さを変更する請求項２に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項４】
前記第１の工程で、前記管材料を、金型装置に配設された押圧部によって押圧する請求項１に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項５】
前記第２の工程で、前記予備成形品を、前記押圧部によって押圧し、高圧の成形用媒体を供給することによって生じる張力により、キャビティの中央に向けて流動させて押し込む請求項４に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項６】
（ａ）第１の金型と、
（ｂ）該第１の金型に対して接離自在に配設され、型締め時に前記第１の金型との間にキャビティを形成する第２の金型と、
（ｃ）前記キャビティにセットされた管材料内に高圧の成形用媒体を供給するための成形用媒体導入部と、
（ｄ）前記第１、第２の金型の両端に配設された押圧部とを有するとともに、
（ｅ）前記第１、第２の金型は、前記管材料に設定された被加熱部分を加熱するための加熱体を備えることを特徴とするハイドロフォーム成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドロフォーム成形方法及びハイドロフォーム成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイドロフォーム成形方法においては、管部材に対して軸方向に力を加え、管部材内に高圧の液体を供給することによって、所定の形状を有する中空の成形品を一体的に成形するようになっている。
【０００３】
図２は従来のハイドロフォーム成形方法を説明する第１の図、図３は従来のハイドロフォーム成形方法を説明する第２の図である。
【０００４】
図において、１１０はハイドロフォーム成形装置、１１１はフレームＦｒに取り付けられた下金型、１１２は該下金型１１１に対して接離自在に配設された上金型であり、前記下金型１１１及び上金型１１２を当接させて型閉じを行うと、下金型１１１及び上金型１１２内に、成形品の外郭形状と同じ内郭形状を有するキャビティＣが形成される。該キャビティＣは、管部材１１３を収容するための管部材収容部１１４、及び管部材１１３と連通させられ、管部材１１３の所定の箇所を突出させるための拡管部１５を備える。
【０００５】
また、１１８、１１９は、キャビティＣを密封するとともに、管部材１１３を両端から押圧するプッシャ、１２０、１２１は、該プッシャ１１８、１１９に隣接させて配設され、図示されない供給源から供給された高圧の液体を前記管部材１１３内に供給するための液体導入部であり、前記プッシャ１１８及び液体導入部１２０を貫通して液体供給路１２３が、前記プッシャ１１９及び液体導入部１２１を貫通して液体供給路１２４が形成される。
【０００６】
そして、１２６、１２７は、前記管部材１１３を両端から押圧し、軸方向に力を加えるための駆動シリンダである。
【０００７】
前記構成のハイドロフォーム成形装置１１０において、下金型１１１及び上金型１１２から成る金型装置内に管部材１１３をセットし、駆動シリンダ１２６、１２７を駆動し、プッシャ１１８、１１９によって管部材１１３を両端から押圧し、軸方向に力を加えるとともに、液体供給路１２３、１２４を介して高圧の液体を管部材１１３内に供給すると、管部材１１３は、キャビティＣの中央に向けて押し込まれるとともに、径方向外方に向けて膨出させられる。そして、押し込まれた管部材１１３は、管部材収容部１１４の内周面に押し付けられるとともに、図３に示されるように、拡管部１１５内に進入させられ、拡管部１１５の内周面に押し付けられる。
【０００８】
このようにして、キャビティＣの内郭形状に対応させて管部材１１３が変形させられ、中空の成形品が一体的に成形される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３５８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来のハイドロフォーム成形方法においては、長い管部材１１３の中央の一部だけを膨出させようとする場合、管部材収容部１１４の内周面と管部材１１３の外周面とで摺動する部分が大きく、摩擦抵抗がその分大きくなるので、両端から押圧するだけでは、管部材１１３をキャビティＣの中央に向けて押し込むのが困難になってしまう。
【００１１】
また、拡管部１１５の容積が大きい場合、管部材１１３を拡管部１１５内に進入させる量が多くなるので、プッシャ１１８、１１９による管部材１１３の押込み量を多くする必要があるが、膨出が進むほど、管部材収容部１１４の内周面と管部材１１３の外周面との間に発生する摩擦抵抗が大きくなり、管部材１１３をキャビティＣの中央に向けて押し込むのが困難になってしまう。
【００１２】
したがって、管部材１１３を拡管部１１５内に十分に進入させることができず、成形品の品質が低下してしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来のハイドロフォーム成形方法の問題点を解決して、成形品の品質を向上させることができるハイドロフォーム成形方法及びハイドロフォーム成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのために、本発明のハイドロフォーム成形方法においては、第１の工程で、管材料の所定の箇所に設定された被加熱部分を局部的に加熱し、前記管材料を両端から押圧し、前記被加熱部分に座屈変形を発生させて座屈変形部を形成することによって中空の予備成形品を成形する。
【００１５】
そして、第２の工程で、前記予備成形品内に高圧の成形用媒体を供給し、予備成形品をキャビティの内郭形状に対応させて変形させることによって成形品を成形する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ハイドロフォーム成形方法においては、第１の工程で、管材料の所定の箇所に設定された被加熱部分を局部的に加熱し、前記管材料を両端から押圧し、前記被加熱部分に座屈変形を発生させて座屈変形部を形成することによって中空の予備成形品を成形する。
【００１７】
そして、第２の工程で、前記予備成形品内に高圧の成形用媒体を供給し、予備成形品をキャビティの内郭形状に対応させて変形させることによって成形品を成形する。
【００１８】
この場合、予備成形品に座屈変形部が形成されるので、キャビティの内周面と予備成形品の外周面との接触面積を小さくすることができる。したがって、キャビティの内周面と予備成形品の外周面との間に発生する摩擦抵抗を小さくすることができるので、予備成形品をキャビティの中央に向けて十分に押し込むことができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における一次成形装置を示す概念図である。
【図２】従来のハイドロフォーム成形方法を説明する第１の図である。
【図３】従来のハイドロフォーム成形方法を説明する第２の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における二次成形装置を示す概念図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるハイドロフォーム成形装置の制御ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるハイドロフォーム成形方法を説明する第１の図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるハイドロフォーム成形方法を説明する第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施の形態における一次成形装置を示す概念図、図４は本発明の第１の実施の形態における二次成形装置を示す概念図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるハイドロフォーム成形装置の制御ブロック図である。
【００２２】
まず、ハイドロフォーム成形方法において、第１の工程で、管材料としてのパイプによって、予備成形品としての中空のプレフォームパイプを成形するための一次成形装置について説明する。
【００２３】
図１において、１０は一次成形装置、１１は矢印Ａ方向に搬送されるパイプ、１２は、該パイプ１１の搬送方向における上流側において移動自在に配設され、パイプ１１を把持する第１の把持部材としてのチャック、１３は、前記パイプ１１の搬送方向におけるチャック１２より下流側において、該チャック１２と独立させて移動自在に配設され、パイプ１１を把持する第２の把持部材としてのチャック、１５は前記各チャック１２、１３を案内する案内部材としてのバー、１８は前記チャック１２を矢印Ａ方向に移動させる第１の移動機構、１９は前記チャック１３を矢印Ａ方向に移動させる第２の移動機構である。前記チャック１２、１３はパイプ１１を両端から押圧して、パイプ１１を圧縮する第１、第２の押圧部を構成する。
【００２４】
本実施の形態において、パイプ１１は、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属材料によって形成されるが、樹脂によって形成することができる。また、本実施の形態においては、所定の長さを有するパイプ１１が使用されるが、一端が図示されない繰出機に、他端が図示されない巻取機に巻装された長尺のパイプを使用することができる。
【００２５】
前記各チャック１２、１３は、パイプ１１を包囲する構造を有し、パイプ１１を所定の把持力で把持し、パイプ１１において、チャック１２によって把持される第１の把持位置が、チャック１３によって把持される第２の把持位置が設定され、第１、第２の把持位置間にパイプ１１の加工領域が設定される。そして、該加工領域においてパイプ１１は加工され、パイプ１１の所定の箇所に座屈変形（しわ）が発生させられ、所定の高さを有する変形部としての複数の座屈変形部２０が形成される。
【００２６】
そのために、前記加工領域における所定の箇所に、加熱体としての環状のコイル１４がパイプ１１を包囲して配設され、該パイプ１１におけるコイル１４と対向する部分に環状の被加熱部分が設定される。そして、前記コイル１４は、前記被加熱部分を、軸方向において局部的に、周方向において全体的に加熱する。なお、前記コイル１４と隣接させて、パイプ１１の温度を検出するための温度検出器としての非接触式の温度センサ４０が配設される。
【００２７】
本実施の形態においては、加熱体として環状のコイル１４が使用され、環状の被加熱部分が設定されるようになっているが、他の任意の形状のコイルを使用し、他の任意の形状の被加熱部分を設定することができる。また、本実施の形態においては、コイル１４に電流を供給し、パイプ１１を高周波加熱によって加熱するようになっているが、コイル１４に代えてヒータを使用し、ヒータに電流を供給し、パイプ１１をジュール熱で加熱することもできる。さらに、レーザ装置等によってレーザ光をパイプ１１に照射し、パイプ１１の所定の箇所を加熱することもできる。
【００２８】
そして、前記第１の移動機構１８は、チャック１２を支持する支持部２１、該支持部２１に取り付けられた図示されないボールナット、該ボールナットと噛（し）合させられるボールねじ軸２２、該ボールねじ軸２２と連結された第１の駆動部としてのモータ２３等を備える。該モータ２３を駆動することによってボールねじ軸２２を回転させると、支持部２１がバー１５に沿って矢印Ａ方向に移動させられる。そのために、前記支持部２１には、バー１５を貫通させて配設するための図示されないガイド穴が形成される。前記ボールナット及びボールねじ軸２２によって運動方向変換部としてのボールねじが構成され、ボールねじ軸２２の回転運動がボールナットの直進運動に変換される。なお、ボールナットによって第１の変換要素が、ボールねじ軸２２によって第２の変換要素が構成される。
【００２９】
また、前記第２の移動機構１９は、チャック１３を支持する支持部２５、該支持部２５に取り付けられた図示されないボールナット、該ボールナットと噛合させられるボールねじ軸２６、該ボールねじ軸２６と連結された第２の駆動部としてのモータ２７等を備える。該モータ２７を駆動することによってボールねじ軸２６を回転させると、支持部２５がバー１５に沿って矢印Ａ方向に移動させられる。そのために、前記支持部２５には、バー１５を貫通させて配設するための図示されないガイド穴が形成される。前記ボールナット及びボールねじ軸２６によって運動方向変換部としてのボールねじが構成され、ボールねじ軸２６の回転運動がボールナットの直進運動に変換される。なお、ボールナットによって第１の変換要素が、ボールねじ軸２６によって第２の変換要素が構成される。
【００３０】
本実施の形態においては、第１、第２の移動機構１８、１９における第１、第２の駆動部としてモータ２３、２７が配設されるようになっているが、モータ２３、２７に代えて、油圧シリンダを使用することができる。その場合、油圧シリンダのピストンに前記支持部２１、２５が取り付けられる。
【００３１】
そして、前記構成の一次成形装置１０においては、パイプ１１に複数の座屈変形部２０が形成されると、前記パイプ１１が成形品の寸法に応じて所定の長さに切断されて、プレフォームパイプが成形される。
【００３２】
次に、プレフォームパイプによって成形品を成形するための二次成形装置について説明する。
【００３３】
図４において、５０は二次成形装置、５１は取付板５２を介してフレームＦｒに取り付けられた第１の金型としての下金型、５４は、取付板５５を介して図示されない支持部材に取り付けられ、前記下金型５１に対して接離自在に配設された第２の金型としての上金型であり、前記下金型５１及び上金型５４によって金型装置５７が構成される。
【００３４】
前記支持部材の上方には、支持部材を上下方向に移動させることによって、前記上金型５４を上下方向に移動させるための図示されない型開閉装置が配設される。該型開閉装置を駆動して、前記下金型５１及び上金型５４を当接させて型締めを行うと、下金型５１と上金型５４との間に、成形品の外郭形状と同じ内郭形状を有するキャビティＣが形成される。該キャビティＣは、前記一次成形装置１０において成形されたプレフォームパイプ６１を収容する予備成形品収容部６３、及び該予備成形品収容部６３と連通させられ、プレフォームパイプ６１の所定の箇所を突出させるための拡管部６４を備える。なお、前記プレフォームパイプ６１は管本体６２及び複数の座屈変形部２０を備える。
【００３５】
また、６５、６６は、前記金型装置５７の両端に配設されてキャビティＣを密封するとともに、プレフォームパイプ６１を両端から押圧する第１、第２の押圧部としてのプッシャ、６７、６８は、該プッシャ６５、６６と隣接させて配設され、図示されない供給源から供給された高圧の成形用媒体としての液体を前記プレフォームパイプ６１内に供給するための成形用媒体導入部としての液体導入部であり、前記プッシャ６５及び液体導入部６７を貫通して液体供給路７１が、前記プッシャ６６及び液体導入部６８を貫通して液体供給路７２が形成される。なお、液体供給路７１、７２によって媒体供給路が構成される。また、前記液体としては、水、油等が使用される。
【００３６】
そして、液体導入部６７、６８と隣接させて、プッシャ６５、６６を介してプレフォームパイプ６１の両端を押圧し、軸方向に力を加えるための押圧駆動部としての駆動シリンダ７３、７４が配設される。該駆動シリンダ７３、７４は、図示されないシリンダ及び該シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンを備え、該ピストンが前記液体導入部６７、６８に取り付けられる。また、前記駆動シリンダ７３、７４は、油圧回路内に配設され、圧力調整部材としての図示されない圧力調整弁の開度を調整することによって発生させられた所定の圧力の油を受け、プレフォームパイプ６１の両端を押圧する。
【００３７】
なお、必要に応じて、プレフォームパイプ６１の両端の外周面とキャビティＣの内周面との間に、密封部材としての環状のシール部材７８を配設することができる。
【００３８】
次に、ハイドロフォーム成形装置の制御装置について説明する。
【００３９】
図５において、３０は制御部、３１はモータドライバ、３４、３５は回転速度検出部としてのエンコーダ、３９は発振回路、４０は温度センサ、７５は油圧回路制御部、７６は成形用媒体供給部材としての開閉弁、８１は記憶装置、８２は操作部であり、前記制御部３０に、前記モータドライバ３１、エンコーダ３４、３５、発振回路３９、温度センサ４０、油圧回路制御部７５、開閉弁７６、記憶装置８１及び操作部８２が接続される。
【００４０】
そして、前記モータドライバ３１にモータ２３、２７が接続され、前記エンコーダ３４、３５は各モータ２３、２７の磁極位置及び回転速度を検出する。また、前記発振回路３９に、トランス４１を介してコイル１４が接続される。そして、前記油圧回路制御部７５に、圧力調整弁７７の弁駆動要素としてのソレノイドｓ１、ｓ２が接続される。なお、前記一次成形装置１０、二次成形装置５０、制御装置等によってハイドロフォーム成形装置が構成される。
【００４１】
次に、前記構成のハイドロフォーム成形装置の動作について説明する。
【００４２】
本実施の形態においては、第１の工程で、図１に示されるように、パイプ１１の被加熱部分を、コイル１４によって加熱しながら矢印Ａ方向に移動させ、かつ、チャック１２、１３によってパイプ１１を両端から所定の力で押圧することにより、パイプ１１に、コイル１４の形状に対応した形状の、本実施の形態においては、複数の環状の座屈変形部２０が形成される。
【００４３】
そのために、前記制御部３０の図示されない搬送処理手段は、搬送処理を行い、モータドライバ３１に指示を送り、前記モータ２３、２７を駆動し、チャック１２、１３を所定の移動速度で矢印Ａ方向に移動させる。
【００４４】
すなわち、チャック１２、１３の移動速度の目標値を表す目標移動速度をｖａとし、モータ２３、２７の回転速度の目標値を表す目標回転速度をＮａとし、定数をｋとしたとき、目標回転速度Ｎａは、
Ｎａ＝ｋ・ｖａ
にされる。
【００４５】
また、エンコーダ３４、３５は各モータ２３、２７の磁極位置及び回転速度を検出し、検出された各回転速度、すなわち、検出回転速度を制御部３０に送る。
【００４６】
前記搬送処理手段は、各検出回転速度を読み込み、各検出回転速度と前記目標回転速度Ｎａとの各偏差を算出し、該各偏差が零（０）になるようにモータ２３、２７に供給される電流を制御する。
【００４７】
続いて、パイプ１１の軸方向においてあらかじめ複数箇所に設定された被加熱部分がコイル１４と対向する位置に到達すると、前記制御部３０の図示されない加工処理手段は、加工処理を行い、パイプ１１の被加熱部分を加熱するとともに、パイプ１１を両端から押圧（軸方向において圧縮）する。すなわち、前記加工処理手段の加熱処理手段は、加熱処理を行い、コイル１４に電流を供給して前記被加熱部分を加熱し、柔らかくする。そして、前記加工処理手段の圧縮処理手段は、圧縮処理を行い、前記モータ２３、２７を独立させて駆動し、チャック１３を前記所定の移動速度で移動させ、チャック１２の移動速度をチャック１３の移動速度より所定の値だけ高くして、パイプ１１を矢印Ａ方向に移動させ、パイプ１１を両端から押圧し、加工する。なお、前記被加熱部分がコイル１４と対向する位置に到達したかどうかは、前記エンコーダ３４によって検出された磁極位置に基づいて判断することができる。
【００４８】
そして、チャック１２の移動速度の目標値を表す目標移動速度をｖ１とし、チャック１３の移動速度の目標値を表す目標移動速度をｖ２としたとき、目標移動速度ｖ１、ｖ２は、
ｖ１＞ｖ２
にされる。なお、目標移動速度ｖａ、ｖ２は等しくされる。
【００４９】
そのために、モータ２３の回転速度の目標値を表す目標回転速度をＮ１とし、モータ２７の回転速度の目標値を表す目標回転速度をＮ２とし、定数をｋとしたとき、目標回転速度Ｎ１、Ｎ２は、
Ｎ１＝ｋ・ｖ１
Ｎ２＝ｋ・ｖ２
にされ、
Ｎ１＞Ｎ２
にされる。なお、前記目標移動速度ｖａ、ｖ２は等しくされるので、目標回転速度Ｎａ、Ｎ２も等しくされる。
【００５０】
前記圧縮処理手段は、各検出回転速度を読み込み、各検出回転速度と前記各目標回転速度Ｎ１、Ｎ２との各偏差を算出し、該各偏差が零になるようにモータ２３、２７に供給される電流を制御する。
【００５１】
本実施の形態においては、各モータ２３、２７を前記目標回転速度Ｎ１、Ｎ２で駆動すると、チャック１２とチャック１３との速度差Δｖが、
Δｖ＝ｖ１−ｖ２
にされる。
【００５２】
このように、パイプ１１の被加熱部分が加熱され、バイプ１１が両端から押圧されると、加熱され柔らかくなった被加熱部分が軸方向に押され、チャック１２とチャック１３との間の前記加工領域が、単位時間当たり、長さｄ
ｄ＝Δｖ
だけ短くなる。その結果、前記被加熱部分が、長さｄに対応する量座屈変形を発生させる。この場合、パイプ１１の断面は円形の形状を有するので、パイプ１１は径方向外方に変形しやすく、径方向内方には変形しにくい。したがって、前記座屈変形は径方向外方に向けて発生し、径方向外方に向けて突出する座屈変形部２０が形成される。
【００５３】
このようにして、パイプ１１に座屈変形部２０が形成されると、パイプ１１が所定の長さに切断され、プレフォームパイプ６１が成形される。
【００５４】
なお、前記速度差Δｖは、単位時間当たり、加工領域が短くなる長さｄと等しいので、前記圧縮処理手段の速度差変更処理手段は、速度差変更処理を行い、速度差Δｖを変更することによって、各座屈変形部２０の高さを変更することができる。
【００５５】
すなわち、速度差Δｖを大きくすると、単位時間当たり、加工領域が短くなる長さｄが大きくなるので、各座屈変形部２０の高さを大きくすることができる。これに対して、速度差Δｖを小さくすると、単位時間当たり、加工領域が短くなる長さｄが小さくなるので、各座屈変形部２０の高さを小さくすることができる。
【００５６】
次に、第２の工程で、図４に示されるように、プレフォームパイプ６１を金型装置５７にセットし、高圧の液体をプレフォームパイプ６１内に供給すると、プレフォームパイプ６１は径方向外方に向けて膨出させられ、成形品が成形される。
【００５７】
そのために、前記制御部３０の図示されない型開閉処理手段は、型開閉処理を行い、前記型開閉装置を駆動して、上金型５４を上方に移動させて、プレフォームパイプ６１を下金型５１上に載置し、上金型５４を下方に移動させて、下金型５１に当接させて型閉じを行う。このようにして、金型装置５７内にプレフォームパイプ６１がセットされると、前記型開閉処理手段は、前記型開閉装置を駆動して上金型５４を下金型５１に押し付け、型締めを行う。そして、前記制御部３０の図示されない押圧処理手段は、押圧処理を行い、油圧回路制御部７５に指示を送り、ソレノイドｓ１、ｓ２を駆動することによって圧力調整弁７７を作動させ、駆動シリンダ７３、７４を駆動し、プッシャ６５、６６によってプレフォームパイプ６１を両端から所定の圧力で押圧し、軸方向に力を加える。
【００５８】
このとき、前記制御部３０の図示されない成形処理手段は、成形処理を行い、開閉弁７６を開き、液体供給路７１、７２を介して高圧の液体をプレフォームパイプ６１内に供給すると、プレフォームパイプ６１は、キャビティＣの中央に向けて押し込まれるとともに、径方向外方に向けて膨出させられる。そして、押し込まれたプレフォームパイプ６１は、予備成形品収容部６３の内周面に押し付けられるとともに、拡管部６４内に進入させられ、拡管部６４の内周面に押し付けられる。
【００５９】
このようにして、キャビティＣの内郭形状に対応させてプレフォームパイプ６１が変形させられ、中空の成形品が一体的に成形される。
【００６０】
なお、本実施の形態においては、プッシャ６５、６６によってプレフォームパイプ６１を両端から押圧するようになっているが、プレフォームパイプ６１を両端から押圧することなく、プレフォームパイプ６１を変形させることができる。その場合、プッシャ６５、６６に代えて、キャビティＣを密封するための密封部材としての円柱状のシールブロックが配設される。そして、液体供給路７１、７２を介して高圧の液体がプレフォームパイプ６１内に供給されると、プレフォームパイプ６１は、径方向外方に向けて膨出させられ、予備成形品収容部６３の内周面に押し付けられるとともに、拡管部６４内に進入させられ、拡管部６４の内周面に押し付けられ、これに伴って、キャビティＣの中央に向けて押し込まれる。
【００６１】
ところで、拡管部６４の容積が大きい場合、プレフォームパイプ６１を拡管部６４内に進入させる量が多くなるので、プッシャ６５、６６によるプレフォームパイプ６１の押込み量を多くする必要があるが、膨出が進むほど、予備成形品収容部６３の内周面とプレフォームパイプ６１の外周面との間に発生する摩擦抵抗が大きくなり、プレフォームパイプ６１をキャビティＣの中央に向けて押し込むのが困難になってしまう。
【００６２】
ところが、本実施の形態においては、プレフォームパイプ６１に複数の座屈変形部２０が径方向外方に向けて突出させて形成されるので、予備成形品収容部６３の内周面とプレフォームパイプ６１の外周面との接触面積を小さくすることができる。したがって、予備成形品収容部６３の内周面とプレフォームパイプ６１の外周面との間に発生する摩擦抵抗を小さくすることができるので、プレフォームパイプ６１をキャビティＣの中央に向けて流動させて、容易に押し込むことができるとともに、プレフォームパイプ６１が高圧の液体を供給することによって拡管部６４内に膨出させられるときに、パイプ１１を引き込む張力が発生するので、プレフォームパイプ６１を拡管部６４内に十分に進入させることができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【００６３】
また、プレフォームパイプ６１を変形させて成形品を成形する場合、第２の工程が終了した時点で、前記各座屈変形部２０は成形品の表面から完全に消去されている必要がある。そして、前記座屈変形部２０が完全に消去されるかどうかは、キャビティＣの寸法、パイプ１１の径、パイプ１１の厚さ、パイプ１１の材料等の管材料条件によって決まる。
【００６４】
そこで、管材料条件に対応させて前記座屈変形部２０の最適な突出量を表す高さをあらかじめ設定し、座屈変形部２０の高さに対応する目標移動速度ｖ１をあらかじめ算出し、例えば、記憶装置８１等に管材料条件と目標移動速度ｖ１とを対応させて記録しておき、記録された目標移動速度ｖ１に基づいて座屈変形部２０を形成することができる。
【００６５】
その場合、操作者が、操作部８２を操作することによって管材料条件を入力すると、前記圧縮処理手段は、記憶装置８１から管材料条件に応じた目標移動速度ｖ１を読み出し、一次成形装置１０において、チャック１２を目標移動速度ｖ１で移動させる。
【００６６】
したがって、管材料条件に対応した最適な座屈変形部２０を形成し、該座屈変形部２０が形成されたプレフォームパイプ６１を変形させて成形品を成形すると、第２の工程が終了した時点で、前記各座屈変形部２０を成形品の表面から完全に消去することができ、成形品の品質を向上させることができる。
【００６７】
しかも、第１の工程で、金型装置を使用することなく前記座屈変形部２０を形成することができるので、金型装置とパイプ１１との間の隙（すき）間を管理する必要がなくなる。したがって、管材料条件に対応した最適な座屈変形部２０を極めて容易に形成することができる。
【００６８】
ところで、本実施の形態においては、パイプ１１を一定の移動速度で移動させながらプレフォームパイプ６１を成形するようになっているが、パイプ１１を間欠的に移動させることによってプレフォームパイプ６１を成形することができる。
【００６９】
その場合、パイプ１１を静止させた状態で、コイル１４によって被加熱部分を局部的に加熱し、その状態でパイプ１１の両端を所定の力で押圧することによって、座屈変形を発生させ、座屈変形部２０を形成する。続いて、パイプ１１を所定の距離移動させ、次の被加熱部分を局部的に加熱し、その状態でパイプ１１の両端を所定の力で押圧することによって、座屈変形を発生させ、次の座屈変形部２０を形成する。この動作を繰り返すことによって、所定の間隔を置いて形成された複数の座屈変形部２０を有するプレフォームパイプ６１を成形することができる。
【００７０】
次に、一次成形装置１０と二次成形装置５０とを一体化した本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００７１】
図６は本発明の第２の実施の形態におけるハイドロフォーム成形方法を説明する第１の図、図７は本発明の第２の実施の形態におけるハイドロフォーム成形方法を説明する第２の図である。
【００７２】
図において、９１は管材料としてのパイプであり、第１の工程で、図６に示されるように、パイプ９１は金型装置５７内にセットされ、加工され、図７に示されるように、所定の箇所に、所定の高さを有する変形部としての複数の座屈変形部２０が形成される。
【００７３】
そのために、パイプ９１の両端に、第１、第２の押圧部としてのプッシャ６５、６６が配設され、第１の金型としての下金型５１の所定の箇所に、半円形の形状を有する第１の加熱体としてのコイル８３が、第２の金型としての上金型５４の所定の箇所に、半円形の形状を有する第２の加熱体としてのコイル８４が配設される。なお、コイル８３、８４は、パイプ９１において設定された被加熱部分に対向させて配設される。
【００７４】
そして、パイプ９１の被加熱部分がコイル８３、８４によって加熱され、プッシャ６５、６６によってパイプ９１が両端から押圧されて、前記座屈変形部２０が形成される。
【００７５】
このようにして、所定の箇所に座屈変形部２０が形成された予備成形品としてのプレフォームパイプ９２が成形される。
【００７６】
続いて、第２の工程で、高圧の成形用媒体としての液体がプレフォームパイプ９２内に供給されると、プレフォームパイプ９２は径方向外方に向けて膨出させられ、成形品が成形される。
【００７７】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００７８】
１１、９１    パイプ
２０    座屈変形部
６１、９２    プレフォームパイプ
Ｃ    キャビティ
【図１】
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【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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