(57)【要約】管端の捨て代を極力削減することによる歩留り向上、内圧を負荷した型締めによるしわの防止、複数工程のハイドロフォームや事前の管端加工の削減、金型機構の簡略化による金型費用の削減、全長に渡ってフランジ成形されたハイドロフォーム部品の採取を目的とする。  そのために本発明は、金属管の管端を下金型からはみ出した状態で装着し、シールパンチの内部を介して前記金属管内に加圧流体を注入しながら徐々に前記シールパンチを前記金属管の管端に押し付けて所定の押し付け力と、前記金属管内部に加圧流体を充満させて所定の内圧を付加する。次いで前記内圧と押し付け力を付加したまま、上金型を下降して型締めすることにより、前記管端を金型からはみ出した状態で変形させて加工を終了するか、または、その型締め後、前記金属管内の内圧を昇圧して加工を終了するハイドロフォーム加工方法、及び、それらの工法を用いて加工した長手方向の全長に渡ってフランジを有するハイドロフォーム加工部品を提供する。
2009014233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の管端を下金型からはみ出した状態で装着し、シールパンチの内部を介して前記金属管内に加圧流体を注入しながら徐々に前記シールパンチを前記金属管の管端に押し付けて所定の押し付け力を負荷し、前記金属管内部に加圧流体を充満させて所定の内圧まで負荷し、次いで前記内圧と押し付け力を負荷したまま、上金型を下降して型締めすることにより、前記管端を金型からはみ出した状態で管端を変形させて加工を終了することを特徴とするハイドロフォーム加工方法。
【請求項２】
型締めした後に、更に前記金属管内の内圧を昇圧して加工を終了することを特徴とする請求の範囲１に記載のハイドロフォーム加工方法。
【請求項３】
前記金属管の軸方向に垂直な断面における、前記金属管の素管の断面積をＳ１［ｍｍ２］、前記金属管の素管の内部の断面積をＳ２［ｍｍ２］、前記金属管の降伏応力をＹＳ［ＭＰａ］、前記所定の内圧をＰ１［ＭＰａ］としたとき、前記シールパンチで型締め中に押し込む力Ｆ１［Ｎ］を、（１）式を満たす範囲とすることを特徴とする請求の範囲１又は２のいずれかに記載のハイドロフォーム加工方法。
Ｐ１・Ｓ２＋０．３ＹＳ・Ｓ１≦Ｆ１
≦Ｐ１・Ｓ２＋０．７ＹＳ・Ｓ１          ・・・（１）
【請求項４】
前記金属管の軸方向に垂直な断面における、前記金属管の素管の断面積をＳ１［ｍｍ２］、前記金型の空洞部の断面積をＳ３［ｍｍ２］、前記金属管の降伏応力をＹＳ［ＭＰａ］、型締め後に昇圧する内圧をＰ［ＭＰａ］としたとき、前記シールパンチで型締め後の昇圧中に押し込む力Ｆ［Ｎ］を、（２）式を満たす範囲とすることを特徴とする請求の範囲３に記載のハイドロフォーム加工方法。
Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋０．５ＹＳ・Ｓ１≦Ｆ
≦Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋１．５ＹＳ・Ｓ１  ・・・（２）
【請求項５】
前記シールパンチで前記金属管の管端を押し付ける前の状態で、前記金属管の管端が前記金型からはみ出した長さをシール長さとしたとき、前記シール長さを、前記金属管の板厚の２〜４倍とすることを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれか１項に記載のハイドロフォーム加工方法。
【請求項６】
前記金属管の管端と接触する前記シールパンチの表面のロックウェル硬さがＨＲＣ５０以上で、かつ表面粗さがＲａ２．０以下であることを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれか１項に記載のハイドロフォーム加工方法。
【請求項７】
請求の範囲１〜６のいずれか１項に記載の方法により、一工程のハイドロフォーム加工をしたままの一体から成る部品であって、長手方向の全長に渡ってフランジを有することを特徴とするハイドロフォーム加工部品。
【請求項８】
長手方向に曲率を有することを特徴とする請求の範囲７に記載のハイドロフォーム加工部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管を金型に入れ、当該金型を型締めした後、管内に内圧を負荷することにより所定形状に加工するハイドロフォーム加工方法、及びそれにより加工されたハイドロフォーム加工部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハイドロフォーム加工の一般的な加工工程を、図１を用いて以下に説明する。
まず、金型の長さより短い金属管１を、金属管１の管端が金型の端面より内側に位置するように、下金型２の溝の中に装着する（同図（ａ））。本例の金属管１は、直管の例である。曲げ管の場合は、下金型２の溝に合う形状となるように事前に曲げ加工を施す必要がある。
次いで上金型３を下降して金型を閉じ、金属管１を下金型２と上金型３の間に挟みこむ（同図（ｂ））。
その後、シールパンチ４、５を前進させる。水挿入口６を有するシールパンチ４から加圧流体としての水を挿入しながら前進させ、水７を金属管１の内部に充満させるとほぼ同時にシールパンチ４、５を金属管１の端面に接触させ、水７が漏れないようにシールする（同図（ｃ））。
その後、金属管１の内部の圧力（以後、内圧と称す）を昇圧することでハイドロフォーム成形品８が得られる（同図（ｄ））。この工程で水７を漏らさずシールを確保するためには、金属管１の管端９及び管端近傍部９´の断面形状は加工前と同一形状の円形にする方がよい。
しかし、最終製品１０の端面形状が素管と同一形状でない場合は、この管端９及び管端近傍部９´及び遷移部１１は不要なため、切断して廃棄される（同図（ｅ））。すなわち、その分、歩留りが低下する。
この歩留り低下を改善した例が「自動車技術（Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．６（２００３），２３頁）」に記載されている。この例では、管端は円形でなく最終製品形状の端面形状と同じ長方形断面となっている。しかし、この場合、金属管を金型に装着する前に管端を長方形断面に成形する前加工が必要になる。
特開２００４−４２０７７号公報に記載されている方法では、金属管の管端が金型の端面より内側になるように、金属管を円形断面のまま下金型に装着し、上金型の降下に伴って管端を長方形断面に変形させ、そのまま長方形断面のシールパンチを当接した後に金属管の内部に加圧流体を供給して、必要に応じて軸押しを行っている。ただし、当該方法では、楕円形、長方形、小判型、等の比較的単純な断面には適用できるが、シールパンチの先端を成形品の端部と同じ形状に加工しなければならず、複雑な断面への適用は困難と思われる。
また、ハイドロフォームの型締め時に発生するしわを防止するために、内圧を負荷しながら型締めすることも行われる。当該方法では、型締め完了前から管端をシールする必要があるため、例えば特開２００１−９５２９号公報に記載されているように、管端だけを型締めしておいてシールパンチを押し付けてシールが確保された後に管中央部を型締めするなどの方法が採られている。よって、この場合の管端は円形か、楕円形などの単純な断面形状に限られる。
一方、ハイドロフォーム加工には、成形後の他部品とのスポット溶接やボルト締結が難しいという欠点がある。そこで、ハイドロフォーム加工時にフランジ成形する技術が特開２００１−２５９７５４号公報や特開２００６−６１９４４号公報に提案されている。ただし、これらの方法では、複数のハイドロフォーム工程や、あるいは金型内で可動する別パンチが必要となる。また当該工法では、内圧を負荷しながら全長に渡るフランジを成形することは困難と思われる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明では、ハイドロフォーム加工品の歩留りを上げるため、極力管端まで製品形状に加工することを目的としている。また、一工程でハイドロフォーム加工した部品で、長手方向に渡って全長にフランジを有するハイドロフォーム加工部品を提案する。
係る課題を解決するため、本発明の要旨とするところは下記の通りである。
（１）金属管の管端を下金型からはみ出した状態で装着し、シールパンチの内部を介して前記金属管内に加圧流体を注入しながら徐々に前記シールパンチを前記金属管の管端に押し付けて所定の押し付け力を負荷し、前記金属管内部に加圧流体を充満させて所定の内圧まで負荷し、次いで前記内圧と押し付け力を負荷したまま、上金型を下降して型締めすることにより、前記管端を金型からはみ出した状態で管端を変形させて加工を終了することを特徴とするハイドロフォーム加工方法。
（２）型締めした後に、更に前記金属管内の内圧を昇圧して加工を終了することを特徴とする前記（１）記載のハイドロフォーム加工方法。
（３）前記金属管の軸方向に垂直な断面における、前記金属管の素管の断面積をＳ１［ｍｍ２］、前記金属管の素管の内部の断面積をＳ２［ｍｍ２］、前記金属管の降伏応力をＹＳ［ＭＰａ］、前記所定の内圧をＰ１［ＭＰａ］としたとき、前記シールパンチで型締め中に押し込む力Ｆ１［Ｎ］を、（１）式を満たす範囲とすることを特徴とする前記（１）又は（２）記載のハイドロフォーム加工方法。
Ｐ１・Ｓ２＋０．３ＹＳ・Ｓ１≦Ｆ１
≦Ｐ１・Ｓ２＋０．７ＹＳ・Ｓ１        ・・・・（１）
（４）前記金属管の軸方向に垂直な断面における、前記金属管の素管の断面積をＳ１［ｍｍ２］、前記金型の空洞部の断面積をＳ３［ｍｍ２］、前記金属管の降伏応力をＹＳ［ＭＰａ］、型締め後に昇圧する内圧をＰ［ＭＰａ］としたとき、前記シールパンチで型締め後の昇圧中に押し込む力Ｆ［Ｎ］を、（２）式を満たす範囲とすることを特徴とする前記（３）記載のハイドロフォーム加工方法。
Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋０．５ＹＳ・Ｓ１≦Ｆ
≦Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋１．５ＹＳ・Ｓ１  ・・・（２）
（５）前記シールパンチで前記金属管の管端を押し付ける前の状態で、前記金属管の管端が前記金型からはみ出した長さをシール長さとしたとき、前記シール長さを、前記金属管の板厚の２〜４倍とすることを特徴とする前記（１）〜（４）の何れか１項に記載のハイドロフォーム加工方法。
（６）前記金属管の管端と接触する前記シールパンチの表面のロックウェル硬さがＨＲＣ５０以上で、かつ表面粗さがＲａ２．０以下であることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか１項に記載のハイドロフォーム加工方法。
（７）前記（１）〜（６）の何れか１項に記載の方法により、一工程のハイドロフォーム加工をしたままの一体から成る部品であって、長手方向の全長に渡ってフランジを有することを特徴とするハイドロフォーム加工部品。
（８）長手方向に曲げ部を有することを特徴とする前記（７）記載のハイドロフォーム加工部品。
本発明によって、ハイドロフォーム加工において以下のような効果が期待できる。
・管端の捨て代を極力削減でき、歩留りが向上する。
・内圧を負荷しながら型締め加工ができるため、型締め時のしわが防止できる。
・複数工程のハイドロフォームや事前の管端加工が不要なため、工程数が削減できる。
・複雑な機構のハイドロフォーム金型が不要なため、金型費用が削減できる。
・全長に渡ってフランジ成形されたハイドロフォーム部品が得られる。
・フランジ部を用いて他部品とスポット溶接やボルト締結が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、従来の一般的なハイドロフォーム加工工程の説明図を示す。
（ａ）金属管１を下金型２の溝の中に装着した状態
（ｂ）上金型３を下降して金型を閉じた状態（型締め）
（ｃ）シールパンチ４，５で金属管１の管端９をシールした状態
（ｄ）内圧を昇圧して成形を終了した状態
（ｅ）金型から取り出した最終製品１０
図２は、本発明のハイドロフォーム加工工程の説明図を示す。
（ａ）金属管１を下金型２の溝の中に装着した状態
（ｂ）シールパンチ１２，１３で金属管１の管端９をシールして内圧を負荷した状態
（ｃ）シールパンチ１２，１３を管端９に押し付けて内圧を負荷した状態のまま、上金型３を下降して型締めした状態
（ｄ）型締め後、内圧を昇圧して成形を終了した状態
図３は、本発明のハイドロフォーム加工工程における加工条件の説明図を示す。
（ａ）金属管１を下金型２の溝の中に装着した状態
（ｂ）シールパンチ１２，１３で金属管１の管端９をシールして内圧を負荷した状態
（ｃ）シールパンチ１２，１３を管端９に押し付けて内圧を負荷した状態のまま、上金型３を下降して型締めした状態
（ｄ）型締め後、内圧を昇圧して成形を終了した状態
図４は、限界シール圧に及ぼす型締め中の押し込み力の影響を調べた実験結果を示す。
図５は、限界シール圧に及ぼす昇圧中の押し込み力の影響を調べた実験結果を示す。
図６は、本発明によって得られる全長にフランジを有するハイドロフォーム成形品８の説明図を示す。
（ａ）全長に渡って直線状のフランジを有するハイドロフォーム加工部品
（ｂ）長手方向に曲率を有するフランジを有するハイドロフォーム加工部品
図７は、実施例に用いたハイドロフォーム金型の断面図を示す。
図８は、曲げ形状の場合の実施例で使用したハイドロフォーム下金型の説明図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図２は、全長に渡ってフランジを２ヶ所有する部品形状を本発明の方法で加工する例である。以後、本図を用いて説明する。
まず、同図（ａ）のように、金属管１を下金型２の上に装着する。その際、金属管１の長さは下金型２の長さよりも長くしておき、管端９が金型の端部より少しはみ出した状態で装着する。
ここで平坦型シールパンチ１２、１３の説明をする。このパンチは、前述の図１のような一般的なハイドロフォームのシールパンチ４、５とは形状が異なり、管端に当たるシール面１４が、平坦で管端の面積より広い面になっている。シールパンチ４の方には加圧流体としての水の挿入口６が付いているが、その位置は、後述の図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の状態でも金属管１の内部に入るような位置に設定しておくことが必要である。
上記のシールパンチ１２、１３を、水挿入口６を介して水７を金属管１の内部に充填しながら徐々に前進させていき、図２（ｂ）のように金属管１の管端９を押し付けてシールし、所定の押し付け力を負荷する。また、前記金属管１の内部に加圧流体としての水７を充満させて所定の内圧まで負荷する。
次に図２（ｃ）のように、シールパンチ１２、１３を管端９に押し付けて金属管１内に内圧を負荷した状態のまま上金型３を下降させ型締めする。その過程で、下金型２及び上金型３と接触している断面はもちろんのこと、接触していないはみ出し部１５も断面が変形しながら型締められる。また、内圧を維持したまま型締めしているため、型締め後には、しわ等は残らない。仮に内圧なしで型締めしてしまうと、断面Ｂ−Ｂの上面側の平坦部が平坦とならず、凹形状になってしまう。
図２（ｃ）の状態で最終部品形状に加工できれば、同図（ｃ）で加工は完了する（以上、前記（１）に係る発明）が、さらに周長を拡管する必要がある場合は、このまま更に、内圧を昇圧して加工を終了する。すると、同図（ｄ）のように、金型内面に沿った形状に仕上げられ、最終的なハイドロフォーム加工品８が得られる（前記（２）に係る発明）。
以上が本発明によるハイドロフォーム加工方法の説明であるが、さらに当該シールを確実に実行するために、望ましい適正な条件について図３を用いて以下に説明する。
まず、シールを確保するために望ましい押し付け力に関して説明する。
型締めする際の押し付け力Ｆ１（工程図３（ｂ）から（ｃ）にかけての押し付け力）に関して述べる。シールパンチ１２，１３には、管端９を押し付けた際の反力だけでなく、前記所定の内圧Ｐ１による力も作用する。内圧Ｐ１による力は、内圧Ｐ１に管内面の断面積を乗じて計算されるが、管内面の断面積は型締め時の変形によって徐々に変化する。その徐々に変化する断面積の値を正確に求めることは困難なため、一番安全サイドに考えて、一番断面積が大きい時と考えられる、金属管１の軸方向に垂直な断面における、素管（変形前の初期の真円状態である管）内部の断面積Ｓ２を採用した。すなわち、内圧Ｐ１による力はＰ１・Ｓ２と計算される。よって、管端をシールするために有効な力は、Ｆ１−Ｐ１・Ｓ２となる。この力の適正値を調べるため、本発明者らは、各種条件で試験を行ってシール性を調査した。
後述の実施例１で説明するように、ハイドロフォーム金型を用いて型締め中にシールパンチを押し込む力Ｆ１を各種変えて試験を行った。いずれのＦ１でも、その他の加工条件は同一（型締め中の内圧Ｐ１＝１０ＭＰａ、昇圧時の押し付け力Ｆ＝３００ｋＮ）にして内圧を昇圧した。シール部にて管内部の水７が漏れ始めたときの内圧（限界シール圧（ＭＰａ））を測定した。なお素管には実施例１で使用する２．５ｍｍの肉厚の鋼管以外に３．２ｍｍの鋼管も使用した。
結果を図４に示す。本結果より、型締め中に管端をシールするために有効な力Ｆ１−Ｐ１・Ｓ２は、素管の降伏応力をＹＳ、断面積をＳ１としたときに、０．５ＹＳ・Ｓ１近傍が最も限界シール圧は高くなる。０．５ＹＳ・Ｓ１より小さい範囲では、端面がシールに適した形状になりにくく、その後の昇圧で漏れやすくなる。逆に０．５ＹＳ・Ｓ１より大きい範囲では、端面が座屈したような形状になるため、その後の昇圧で漏れやすくなる。Ｆ１−Ｐ１・Ｓ２の適正な範囲としては、図４より０．３ＹＳ・Ｓ１以上、０．７ＹＳ・Ｓ１以下である。よって、Ｆ１の適正な範囲としては次のように表現できる。Ｐ１・Ｓ２＋０．３ＹＳ・Ｓ１≦Ｆ１≦Ｐ１・Ｓ２＋０．７ＹＳ・Ｓ１（前記（３）に係る発明）。
次に、その後、更に昇圧する工程（ｄ）の適正な押し付け力Ｆに関して説明する。
この工程でもシールパンチ１２，１３には内圧による力が作用するため、押し付け力Ｆも内圧Ｐの変化に対して変える必要がある。前述の検討と同様に、少なくとも内圧Ｐに管内面の断面積を乗じた値の力は必要となる。この工程の管内面の断面積も徐々に変化するが、やはり安全サイドの考え方で一番断面積が大きい場合を想定し、金属管の軸方向に垂直な断面における、最終目標形状の金型空洞部の面積Ｓ３を採用した。但し、Ｓ３は成形終了後の金属管で言えば、軸方向に垂直な断面における、管内面積と管自体の断面積の和となるので、管内面積は、Ｓ３−Ｓ１となる。よって、管端９をシールするために有効な力は、Ｆ−Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）となる。この力の適正値に関しても本発明者らは調査した。
前述と同様のハイドロフォーム金型と鋼管（肉厚２．５ｍｍ及び３．２ｍｍ）を用いて昇圧中に押し込む力Ｆを各種変えて試験を行った。いずれのＦでも、その他の加工条件は同一（型締め中の内圧Ｐ１＝１０ＭＰａ、型締め中の押し付け力Ｆ１＝７５ｋＮ）にして、内圧を昇圧し、シール部から管内部の水が漏れるときの圧力（限界シール圧（ＭＰａ））を測定した。
その結果を図５に示す。なお、本図における横軸は、昇圧中に管端をシールするために有効な力Ｆ−Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）で整理しているが、その際のＰは、最終的に漏れる時の圧力である限界シール圧の値で計算している。本結果より、昇圧中に管端をシールするために有効な力Ｆ−Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）の増加とともに限界シール圧は増加するが、１．０ＹＳ・Ｓ１を境にして傾きが緩やかになり、１．５ＹＳ・Ｓ１以上ではほとんど増加せず逆に低下する傾向も見られる。
これは押し付け力が高過ぎて端面が座屈してシールが漏れやすくなるからである。よってＦ−Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）の上限は、１．５ＹＳ・Ｓ１とする。一方、下限に関しては、少なくとも、それぞれの鋼管における最大の限界シール圧（肉厚２．５ｍｍなら約１００ＭＰａ、肉厚３．２ｍｍなら約８０ＭＰａ）の半分程度の圧力はシールできる範囲とし、０．５ＹＳ・Ｓ１を下限とした。
以上のことから、Ｆの適正な範囲としては次のように表現できる。Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋０．５ＹＳ・Ｓ１≦Ｆ≦Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋１．５ＹＳ・Ｓ１（前記（４）に係る発明）。
次に、下金型２の上に装着した際の、金型の端部からの金属管１の管端のはみ出し部１５の長さ（シール長さＬＳ）に関して述べる。本発明者らはシール長さＬＳを各種変えて試験を行った結果、シール長さＬＳが長過ぎると、シールパンチ１２、１３の押し付け力によって管端が座屈してしまい、シールが不可能になると分かった。また、内圧によって金属管１は周方向に広がるため、軸方向には若干縮む。よって、シール長さＬＳが短過ぎると、金属管１が金型空洞部内に入り込んでシール不可能になることも分かった。
以上のことから、シール長さＬＳは長過ぎても短過ぎても良くなく、具体的には板厚ｔの３倍程度の値が適正であると判明した。よって、シール長さＬＳは、素材や加工条件のばらつき等を考慮すれば、板厚の２〜４倍の範囲に設定することが望ましい（前記（５）に係る発明）。
また、シールパンチ１２、１３のシール面１４は、図３（ｃ）、（ｄ）の状態で、管端が押し付けられながらスライドしていくため、その面の性状は平坦なほど良い。具体的には表面粗さでＲａ２．０以下に仕上げておくことが望ましい。また量産時の磨耗を極力少なくするために、当該シール面１４は高強度の方が良い。具体的には、ロックウェル硬さでＨＲＣ５０以上であることが望ましい（前記（６）に係る発明）。
以上のような要領でハイドロフォーム加工すると、一工程のハイドロフォーム加工をしたままの一体からなる部品であって、図６（ａ）に示すような、全長にフランジ部を有するハイドロフォーム加工品が得られる（前記（７）に係る発明）。
また、事前に曲げ加工を施し、その曲げ形状に沿った空洞部を有するハイドロフォーム金型に装着して同様の要領でハイドロフォーム加工すると、同図（ｂ）のように、曲げ内側及び外側の全長に曲率を有するフランジ部を有するハイドロフォーム加工品が得られる（前記（８）に係る発明）。
図６（ａ）、（ｂ）において、両側にフランジ部を有する部材の例を示したが、片側のみ全長に渡ってフランジ部を有する部材を本発明により成形できることは言うまでもない。
下記に本発明の実施例を示す。
【実施例１】
【０００６】
素管には外径６０．５ｍｍ、肉厚２．５ｍｍ、全長３７０ｍｍの鋼管を用い、鋼種は機械構造用炭素鋼鋼管のＳＴＫＭ１３Ｂを採用した。ハイドロフォーム金型は、断面形状は全長に渡って図７に示すとおりで、長さは３６０ｍｍで、直線状である。よって、この場合のシール長さＬＳは５ｍｍ（＝（３７０−３６０）／２）となり、板厚２．５ｍｍの２倍となる。また、シールパンチの先端は１２０×１２０ｍｍの平坦な正方形形状とし、材質はＳＫＤ６１を採用して、表面硬度はロックウェル硬度でＨＲＣ５４〜５７とした。先端の表面粗さはＲａ１．６程度に仕上げた。以上の素管と金型類を用いて、ハイドロフォーム加工を行った。
ハイドロフォームの加工条件としては、型締め時の内圧Ｐ１は１０ＭＰａ、押し付け力Ｆ１は１００，０００Ｎとした。当該鋼管のサイズより、鋼管断面積Ｓ１は４５６ｍｍ２、管内の断面積Ｓ２は２４１９ｍｍ２であり、ＹＳは３８２ＭＰａである。以上より、
Ｐ１・Ｓ２＋０．３ＹＳ・Ｓ１＝１０×２４１９＋０．３×３８２×４５６
＝  ７６，４４８
Ｐ１・Ｓ２＋０．７ＹＳ・Ｓ１＝１０×２４１９＋０．７×３８２×４５６
＝１４６，１２４
と計算され、７６，４４８≦Ｆ１（＝１００，０００）≦１４６，１２４、となっている。よって、型締め中には内圧はほとんど下がらず、内圧が負荷された状態で型締めできた。
次に、型締め後に内圧Ｐを昇圧しながら、押し付け力Ｆを変化させた。具体的には、以下の（１）→（２）→（３）という負荷経路で試験した。
（１）    内圧１０ＭＰａで軸押し力１１０，０００Ｎ
（２）    内圧２０ＭＰａで軸押し力２５０，０００Ｎ
（３）    内圧８０ＭＰａで軸押し力２５０，０００Ｎ
上記の（１）〜（３）のそれぞれの場合における、Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋０．５ＹＳ・Ｓ１及びＰ・（Ｓ３−Ｓ１）＋１．５ＹＳ・Ｓ１の値を（１）〜（３）の場合で計算する。なお、金型断面積Ｓ３は１８８０ｍｍ２である。
Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋０．５ＹＳ・Ｓ１＝
（１）１０１，３３６、（２）１１５，５７６、（３）２０１，０１６
Ｐ・（Ｓ３−Ｓ１）＋１．５ＹＳ・Ｓ１＝
（１）２７５，５２８、（２）２８９，７６８、（３）３７５，２０８
以上のような値となり、（１）、（２）、（３）とも望ましい押し付け力の範囲に入っている。よって、上記のような負荷経路で型締め後の加工を行った結果、シールが漏れることなく成形できた。
以上のハイドロフォームの結果、全長にフランジ成形されたハイドロフォーム加工品を得ることができた。
【実施例２】
【０００７】
図８は、曲げ形状の場合のフランジ成形用の下金型１７である。なお、金型空洞部の溝の断面形状は図５と同一で、全長に渡って、フランジ部を両側に有している。曲率は、長手方向の全長に渡って、２．０７×１０−３（＝１／４８４）（１／ｍｍ）である。素管には、実施例１と同一の外径６０．５ｍｍ、肉厚２．５ｍｍ、全長３７０ｍｍ、鋼種ＳＴＫＭ１３Ｂの鋼管を使用した。
まず、当該素管の中央を、回転引き曲げ加工にて曲げ半径４８４ｍｍ（＝素管外径の８倍）で曲げた。その曲げ管を図８の下金型１７の溝に装着する。溝中心における金型端部間の距離は３６０ｍｍのため、３７０ｍｍ長さの素管を装着すると金型端部より、それぞれ５ｍｍずつはみ出すことになる。よって、この実施例２のシール長さＬＳも板厚２．５ｍｍの２倍確保できることになる。その後、実施例１と同一形状のシールパンチを用いて内圧を負荷しながら押し付け力を負荷する。その内圧や押し付け力の条件も実施例１と同じに設定した。その状態のまま上金型（図示しない）を降下させ型締めする。なお、上金型の断面形状は図７に示した上金型の断面と同一形状である。型締めした後の昇圧条件及びその時の押し付け力条件も実施例１と同じ条件とした。
以上のような工程で、曲げ形状の場合にも全長フランジ付きのハイドロフォーム成形品を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
以上説明したように、本発明によりハイドロフォーム部品の適用範囲が広がり、部品統合や軽量化が実現できる。特に自動車部品への適用は、車両の軽量化が進むことで燃費が向上し、その結果、地球温暖化の抑制に貢献できる。また、これまで適用が進んでいなかった産業分野、例えば、家電製品、家具、建機部品、二輪部品、建築部材への広がりも期待できる。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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