(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された基板上に取り付けられ、固定ダイ表面を有する固定ダイ構造物と、
第１の位置、第２の位置及び第３の位置の間で前記固定ダイ構造物と相対的に往復動を行うように構成、配置され、第１の可動ダイ表面を有する第１の可動ダイ構造物と、
前記固定基板上に取り付けられて前記固定ダイ構造物と相対的に往復動可能であり、第２の可動ダイ表面を有する第２の可動ダイ構造物と、
を有し、
前記固定ダイ構造物及び前記第１の可動ダイ表面が前記第２の可動ダイ表面の間に延在し、
前記第１の可動ダイ表面と前記第２の可動ダイ表面と、前記固定ダイ表面とが、前記第１の可動ダイが前記第１の位置にあるときに、金属管が配置可能な閉塞断面構成を有するダイキャビティーを画定するために協働し、
前記第１の可動ダイ構造物が、前記第１の位置から前記第２の位置へ移動することに伴って、前記第１の可動ダイ構造物が、前記第２の可動ダイ構造物と係合して前記ダイキャビティーを封止し、
前記ダイキャビティーが封止された後、前記第１の可動ダイ構造物の前記第２の位置から前記第３の位置への動きが、前記第２の可動ダイ構造物を前記固定ダイ構造物に対して徐々に動かし、前記ダイキャビティーの容積を減少させて前記ダイキャビティー内の前記金属管を変形させる、
ことを特徴とする油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項２】
加圧された流体を前記金属管の内部に供給して、前記ダイキャビティーを画定する表面と適合するように外向きに前記金属管を膨張するよう構成され配置される油圧成形ポート部材をさらに含む、請求項１に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項３】
前記油圧成形ポート部材が、前記金属管の金属材料を長手方向に流れさせて前記金属管が膨張しているときに管の壁厚を補充するために、前記油圧成形ポート部材の間にある前記金属管を長手方向に圧縮できるように、前記油圧成形ポート部材同士間で相対運動することができる、請求項２に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項４】
前記固定ダイ構造物が、前記第２の可動ダイ構造物の開口に受容される、請求項１に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項５】
前記第２の可動ダイ構造物は、複数の圧縮可能なばね部材に装着され、前記係合の後の前記第１の可動ダイ構造物の下方への連続する移動が、前記第２の可動ダイ構造物を前記ばね部材の付勢力に抗して移動させる、請求項４に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項６】
前記圧縮可能なばね部材が窒素ばねシリンダからなる、請求項５に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項７】
前記第２の可動ダイ構造物に取り付けられ、前記金属管の両端の下側と係合するように構成及び配置された一対の対向する下クランプ構造物をさらに含み、該下クランプ構造物は、前記第１の可動ダイ構造物が下方に移動して前記第２の可動ダイ構造物と係合する前に前記固定ダイ構造物に重なり合う関係で前記金属管を懸架する請求項５に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項８】
前記下クランプ構造物がばねシリンダにより前記第２の可動ダイ構造物に取り付けられ、前記下クランプ構造物と前記第２の可動ダイ構造物との間の相対運動が可能である、請求項７に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項９】
前記下クランプ構造物が、前記金属管の長手方向における両端に締まり嵌めする、請求項７に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の可動ダイ構造物に取り付けられ、前記第１の可動ダイ構造物が前記第２の可動ダイ構造物と係合するときに、前記金属管の長手方向における両端の上面と係合可能に構成及び配置される一対の対向するクランプ構造物をさらに含み、前記第１の可動ダイ構造物に取り付けられた前記対向するクランプ構造物は、前記第２の可動ダイ構造物に取り付けられた前記下クランプ構造物と協働して前記金属管の外面をその両端において捉える、請求項９に記載の油圧成形ダイアセンブリ。
【請求項１１】
前記請求項１乃至１０のいずれかに記載の油圧成形ダイアセンブリ内に金属管を配置し、
前記第１の可動ダイ構造物を移動させて前記第２の可動ダイ構造物と係合させて前記ダイキャビティーを封止し、
前記ダイキャビティーの容積を減少させるために、前記第１の可動ダイ構造物及び前記第２の可動ダイ構造物を前記固定ダイ構造物に相対的に移動し、
前記ダイキャビティーの容積を減少させた結果として前記金属管を変形させる、
ことを特徴とする金属管の油圧成形方法。
【請求項１２】
前記金属管を変形する前に予め前記金属管の内部を流体により充填し、前記金属管を変形するときに、前記金属管に内部支持を行うことさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、主に油圧成形ダイアセンブリに関し、特に、油圧成形される金属管状ブランクがダイアセンブリを閉じる間に挟まれることを防ぐ油圧成形ダイアセンブリに関する。
油圧成形方法は、管状金属ブランクを所定の所望の構成を有する管状要素に形作る方法として一般に知られている。特に、一般的な油圧成形操作は、管状金属ブランクを油圧成形ダイキャビティ内に置くことと、高圧流体をブランクの内部に入れてブランクを外側に膨張させてダイキャビティを画定する面に適合させることとを含む。特に、管状金属ブランクの長手方向の両端は封止され、高圧水が油圧成形ポートを通って提供されるか、または管状端の１つをラム式封止するかである。この管に提供される液体は従来の増圧器によって加圧される。
一般に、ダイアセンブリは、下ダイ部分と上ダイ部分とを含む。上ダイ部分は下方に動き下ダイ部分と協働してその間に封止されたダイキャビティを形成する。管状金属ブランクは、上ダイ部分が下降してキャビティ内に管状金属ブランクを封止する前に、下ダイ部分に置かれる。
多くの用途のために、管状ブランクは一般に円形断面を有し、ダイキャビティによって画定されるように箱形または矩形の断面を有する管状部分または要素に油圧成形される。管状ブランクの周囲はダイキャビティを画定する面の周囲または断面周辺よりも大幅に小さいため、上ダイ部分が下降してダイキャビティを封止するときにダイキャビティ内の管状ブランクをわずかにつぶすか変形することが望ましいことが多い。膨張させるための管に加圧する前にダイキャビティ内の管状ブランクをわずかに変形することが望ましいことは、一部は、管状ブランクの断面周辺をダイキャビティを画定する面の断面周辺によりぴったり適合させる必要性から生じ、油圧成形操作の加圧フェーズ中に管状ブランクの金属材料を膨張させるか伸ばすかする必要性を幾分緩和する。更に、管状ブランクにダイキャビティの断面周辺によりぴったり適合する断面周辺を設けることによって（ダイキャビティに適合するように膨張するのを容易にするために金属材料に「ゆるみ」を設けるとして検分することができる）、管状ブランクがダイキャビティの「堅い」隅内に容易に膨張することができる。
ダイキャビティを閉じて管状ブランクの変形の間に遭遇する問題は、ダイキャビティが封止されるときに、変形した管状ブランクが上ダイ部分と下ダイ部分との間に挟まれる可能性である。この潜在的問題に対する１つの解決は、米国特許第４，８２９，８０３号で検討されている。この特許には、上ダイ部分を下降する前に管状ブランクが十分に加圧されなければならず、上ダイ部分が閉じられる前に管状ブランク内の内部圧力が、ダイ部分を閉鎖するときにダイ部分によってブランクにかかる摩擦力を克服するのに少なくとも十分であるように、ブランクの外面は十分に滑らかでなければならない構成が検討されている。この構造物は、ある程度の臨界状態を管状ブランク内の内部圧力と様々な摩擦面の滑らかさとに置く。更に、ダイキャビティが封止される前にダイアセンブリは管を変形するため、挟む問題は依然として残る。
米国特許第５，３３９，６６７号に記載の代替提案は、同様にダイキャビティを封止する前に管を変形することを必要とする。これも、また、ダイキャビティを閉じるときに管を挟む可能性がある。更に、この特許は、管状ブランクを挟む可能性を考慮に入れるため極めて特殊な輪郭を備えたダイキャビティを提供する。従って、この方法によっては、制限された形状の管状要素しか形成することができない。
米国特許第５，２３９，８５２号は、この問題を解決するために更に別の提案を提供する。しかし、この構成では、２つのダイ構造物が、ダイキャビティの側壁の各々が対向するダイ構造物の封止面に近接するのを確実にするために、非常に高精度で一緒にならなければならない。更に、この構造物は、ダイ構造物の押縁と尾部との間の移行部で極めて鋭い鋭角を提供する。この隅は、そのような鋭角で形成され、長期間使用した後にチッピングまたは裂け目が生じる可能性のあるダイ構造物の比較的弱い部分を提供する。
本発明の目的は、上述の先行技術の困難を克服することである。本発明は、協働して、金属管状ブランクを配置することができるダイキャビティを画定する、少なくとも３つの個別のダイ構造物を提供することによってこの目的を達成する。第１のダイ構造物は動くことができダイキャビティを封止し、ダイキャビティが封止された後、第１及び第２のダイ構造物は動くことができダイキャビティの断面積を減少し、それによってダイキャビティ内の金属管状ブランクを変形する。
本発明によると、２つの可動ダイ構造物及び１つの固定ダイ構造物が設けられてダイキャビティを画定する。第１の可動ダイ構造物が移動して該第２の可動ダイ構造物と係合してキャビティを封止する。ダイキャビティが封止された後、固定ダイ構造物に対する第１のダイ構造物の動きがダイキャビティの断面積を減少し、ダイキャビティ内の金属管を変形する。
本発明の更なる目的は、金属管を油圧成形する方法を提供することである。この方法は、金属管を、ダイ構造物の第１及び第２の構造物が可動であり、該ダイ構造物の該第１の構造物は移動して該ダイ構造物の該第２の構造物と係合することができ、該ダイ構造物の第３の構造物が該ダイ構造物の該第２の構造物の開口に受容され、協働してダイキャビティを画定する３つの個別のダイ構造物を有する油圧成形ダイアセンブリに置くことと、ダイ構造物の第１の構造物を動かしてダイキャビティを封止することと、ダイ構造物の第１の構造物とダイ構造物の第２の構造物とを動かしてダイキャビティの断面積を減少することと、ダイキャビティの断面積を減少することの結果として金属管を変形することと、を含む。
本発明の更なる目的は、金属管を配置することができる下ダイキャビティ部分を画定する下ダイアセンブリであって、下ダイキャビティ部分の両側を画定する側壁と下ダイキャビティの下面を画定する下壁とを提供する下ダイアセンブリと、動くことができ且つ下ダイキャビティ部分の両側で下ダイアセンブリに係合する封止面を有し、下ダイキャビティ部分を封止しそれによって封止されたダイキャビティを提供する上可動ダイ構造物と、を具備し、ダイキャビティが封止された後に下ダイアセンブリと上ダイ構造物とは協働することができ封止されたダイキャビティのサイズを減少して金属管を変形する油圧成形ダイアセンブリを提供することである。
本発明の他の目的及び利点は、下記の詳細な説明、添付の図面及び請求の範囲に従って実現される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の油圧成形ダイアセンブリの分解斜視図である。
図２は、本発明の油圧成形ダイアセンブリの１つの長手方向端の平面図であり、上ダイ構造物は上昇位置または開放位置に示される。
図３は、図２に類似した平面図であり、上ダイ構造物が完全下降位置または閉鎖位置にある前に、当初閉鎖位置にある上ダイ構造物を示す。
図４は、図１の線４−４を通って切った横方向断面図であるが、完全に組み立てられた要素を示し、上ダイ構造物は図２の上昇位置または開放位置にある。
図５は、図４に類似した断面図であり、油圧成形方法の次のステップを示し、上ダイ構造物は図３の当初閉鎖位置にある。
図６は、図５に類似した横方向断面図であり、本発明による次の油圧成形ステップを示し、上ダイ構造物は完全下降位置にあり、油圧成形される対象の管状ブランクは、本発明によるダイキャビティを形成するダイ構造物の相対運動によってわずかに変形されるかまたはつぶされる。
図７は、図６に類似した横方向断面図であり、本発明の油圧成形の次の手順を示し、圧力下の流体は管状ブランクをダイキャビティに適合するように膨張させる。
図８は、図１の線８−８を通って切った長手方向断面図であり、完全に組み立てられた要素を示し、管状ブランクは下ダイアセンブリに配置され、一対の油圧ラムは管状ブランクの両端に係合し、上ダイ構造物は上昇位置にある。
図面に例示された好適な実施の形態の詳細な説明
図１に全体的に示すのは、全体として１０で示される本発明の油圧成形ダイアセンブリの分解図である。油圧成形ダイアセンブリ１０は通常、可動上ダイ構造物１２と、可動下ダイ構造物１４と、固定ダイ構造物１６と、固定ダイ構造物１６が固定される対象の固定基部１８と、可動下ダイ構造物１４を固定基部１８に動くように装着するための複数の市販の窒素ばねシリンダ２０とを含む。上ダイ構造物１２と下ダイ構造物１４と固定ダイ構造物１６とは、図５〜７に関連して下記に詳細に記載するように、協働して、その間にある、実質的に箱形断面を有する長手方向のダイキャビティを画定する。上ダイ構造物１２と下ダイ構造物１４と固定ダイ構造物１６と固定基部は、各々、Ｐ−２０鋼等の適切な鋼材製である。
図１に示すように、上ダイ構造物１２は、その長手方向の両端に一対のクレードル領域３１を有する。クレードル領域３１は、上ダイ構造物１２の長手方向両端に上クランプ構造物２６を受けて収容するように形作られ構成される。特に、クランプ構造物２６は各々、複数の窒素ばねシリンダ２０によってそれぞれのクレードル領域３１で上ダイ構造物１２に接続され、窒素ばねシリンダ２０はクランプ構造物２６と上ダイ構造物１２との間に相対的垂直運動ができるようにする。たとえば、図２に示すように、窒素ばねシリンダ２７は、上ダイ構造物１２に対してわずかに間隔をおいて弾性的に付勢した関係でクランプ構造物２６に装着される。
下ダイ構造物１４はその長手方向の両端に同様のクレードル領域３３を有し、同様に下クランプ構造物２８を収容するように建造され構成される。
下クランプ構造物２８は各々、長手方向に延在し、略弓形または半円形であり上方に向かう面３４を有する。面３４は、下ダイ構造物に置かれた管状ブランクの下側に係合し下側を載せるように建造され構成される。下クランプ構造物２８の弓形面３４の各々は、油圧成形ダイアセンブリ１０の中央部分に向けて長手方向に内側に延在するため、実質的に方形のまたは箱形のＵ字型面構成３６に移行する。
上管クランプ構造物２６は、下クランプ構造物２８と実質的に同一であるが、下クランプ構造物２８に対して逆さまである。特に、図１〜３から理解することができるように、各上クランプ構造物２６は、弓形または半円形の、長手方向に延在するが下方に向かう面３８を有し、面３８は逆さまの箱形Ｕ字型面構成３９に移行する。各クランプ構造物２６の弓形面３８は、下クランプ構造物２８のそれぞれの面３４と協働して円筒形クランプ面を形成し、円筒形クランプ面は、上ダイ構造物１２が最初に下降するときに、管状ブランク４０の両端を捉えて封止係合する（図３参照）。
図４の断面図から理解することができるように、上クレードル領域３１の間に、上ダイ構造物１２は、実質的に逆さまのＵ字型断面を有する長手方向チャネル３７を画定する。チャネル３７は、互いに対して平行に走る間隔をおいて長手方向に延在する垂直側面４３と、その間に略水平に長手方向に延在する面６６とによって画定される。
図１及び図２、３の端面図から理解することができるように、クレードル領域３３を画定する下ダイ構造物の長手方向の両端は実質的にＵ字型の断面を有する。しかし、図４の断面図から理解することができるように、下ダイ構造物１４は、その中を通る中央開口４２をＵ字型長手方向端の間に有する。下ダイ構造物１４の内部垂直面４１は、全４面で前述の中央開口４２を画定し囲繞する。特に、一対の長手方向に延在する側面４１は開口４２の側方向端を画定する。これらの面は、図４〜７から理解することができるように、垂直に配置され、互いに対して向かい、平行である。図示していないが、一対の横方向側面４１（図示せず）が開口４２の長手方向端を画定し、垂直に配置され、互いに対して向かい、平行であることは理解されよう。４つの面４１が開口４２に実質的に矩形の上面図構成を提供することも理解することができる。
次に図１に戻ると、固定基部１８は実質的に矩形の金属スラブの形態であり、固定ダイ構造物１６は、複数のボルト４４によって固定基部１８の上面４６に固定されることを理解することができる。固定ダイ構造物１６は、固定基部１８の横方向中心にほぼ沿った、固定基部１８の上面４６の一定の長さの実質的な部分に沿って、延在する細長い構造物である。固定ダイ構造物１６は固定基部１８から上方に突出し、その長手方向の両端に実質的に垂直な側面５２を有する（そのような側面の１つのみを図１に示す）。固定ダイ構造物１６もその長手方向の両端に実質的に垂直な端面５４を有する（そのような側面の１つのみを図１に示す）。固定ダイ構造物１６は、下ダイ構造物１４の開口４２に延在するように建造され構成され、開口４２を画定する略垂直面４１と固定ダイ構造物１６の垂直側面５２、５４との間の隙間は最小である。固定ダイ構造物１６は、略水平で長手方向に延在する上ダイ面５６を更に含み、これは、上ダイ構造物１２の長手方向に延在するダイ面６６に間隔をおいた関係で延在するように建造され構成される。
前述の固定ダイ構造物１６の側面４１、上面５６及び面４３と、上ダイ構造物１２の下面６６との間の協働は、協働してダイキャビティ６０を提供し、ダイキャビティ６０は実質的にその長手方向中にわたって略箱形断面形状を有し（図５、６参照）、その長手方向中にわたって実質的に閉鎖した箱断面構成を有する油圧成形部分を形成する。固定ダイ構造物１６のダイ面５６及び上ダイ構造物１２のダイ面６６は、それぞれ、ダイキャビティ６０の下ダイ面及び上ダイ面を提供する。図１に戻ると、固定ダイ構造物１６の上面５６は上記で略水平として参照され、その長手方向の両端で実際に実質的に水平で略平行面な部分６２を有するが、弓形の下方に延在する面部分６４がその間に配置されることを理解することができる。したがって、管状油圧成形部分には所望により不規則構成を設けることができることを理解することができる。
図２は、油圧成形ダイアセンブリ１０の端面図であり、上ダイ構造物１２は開位置または上昇位置にある。この位置において、油圧成形ダイアセンブリ１０は管状ブランク４０を下ダイ構造物１４内に配置することができる。ブランク４０は、下ダイ構造物１４内に配置する前にその中間位置で予め曲げることが好ましい。ブランク４０の予め曲げられた構成は、湾曲した対向するダイ面５６、６６の輪郭に従う。図１、４、５から、油圧成形する対象の管状ブランク４０は、下クランプ構造物２８によって懸架され、管状ブランク４０が油圧成形ダイアセンブリ１０に最初に配置されるときには固定ダイ構造物１６の上面５６上にわずかに延在することを理解することができる。。
ブランクが下ダイ構造物１４内に配置されるときには、ブランク４０の両端は、下ダイ構造物１４の両端で下クランプ構造物２８のそれぞれの面３６上に載置される（図８参照）。面３６は、管状ブランク４０のそれぞれの両端の下部分に締り嵌めすることが好ましい。その後、上ダイ構造物が下降するため、上クランプ構造物は、図２に示すように窒素シリンダ２７によって拡張位置に保持され、管状ブランク４０のそれぞれの両端の上部分に締り嵌めする。この点で、管状ブランクの両端は、上ダイ構造物１２がその完全閉鎖位置へ下降する前に、クランプ２６、２８の間に捉えられる。
この点で、管状ブランク４０は、適所に実質的に堅く保持されて、図８の５９で示される、油圧成形シリンダを、管が実質的に動かずに且つ上ダイ構造物１２をその完全閉鎖位置または下降位置へ完全に下降する必要なく、管４０の両端に入れ子式に封止して挿入させる。油圧成形シリンダは予め充填されていることが好ましいが、上ダイ構造物１２の連続下降の前またはそれと同時に、油圧流体（図３、５、６、７では参照符号Ｆで表示）で管状ブランク４０を大規模に加圧しない。油圧流体として水を使用することが好ましい。予充填操作は、サイクル時間を減少しよりスムーズな輪郭部分を達成するために好ましいが、本発明は、いずれの液体が管４０内部に提供される前に上ダイ構造物１２を完全に下降することができることを企図する。
図５に示すように、上ダイ構造物１２は一対の側方向に間隔をおいた平行な隆起部７０を含むことが好ましく、隆起部７０はダイ面６６の両側から下方に突出し、上ダイ構造物１２の全長に沿って延在する。上クランプ構造物２６が管４０及び下クランプ構造物２８に最初に係合した後（図３に示すように）、上ダイ構造物１２を更に下降すると、窒素シリンダ２７は圧縮され、隆起部７０は、開口４２の両側で下ダイ構造物１４の上ダイ面７２に係合し、（図５に示すように）ダイキャビティ６０を封止する。隆起部７０は、１０，０００気圧を超える極度に高いキャビティ圧力に耐えることのできる頑丈な封止を形成する。開口４２の長手方向両側でダイ面７２に、隆起部７０と協働する同様の隆起部を提供することが望ましい。いずれにせよ、油圧成形ダイアセンブリ１０は３つの（あるいは任意にそれ以上の）ダイ構造物１２、１４、１６を使用してダイキャビティ６０を形成するため、本発明の挟まれることのない油圧成形ダイアセンブリ１０には、数回の油圧成形操作後に、チッピングまたは破損を受けやすい薄い断面を有する領域を設ける必要がない。
隆起部７０がダイ面７２に最初に係合した後、上ダイ構造物１２は続けて下方へ動くため、下ダイ構造物１４は、下ダイ構造物１４が装着される窒素ばねシリンダ２０の力に対して上ダイ構造物１２とともに下方に強制される。管４０は、上ダイ構造物１２と下ダイ構造物１４との間の端で捕捉され、同様に下方へ動く。下ダイ構造物１４の強制された下方への動きは、上ダイ構造物１２の剪断重量を使用するか、または上ダイ構造物１２を下方へ強制する油圧系統を提供するかによって達成することができる。上ダイ構造物１２及び下ダイ構造物１４は下方へ動き続け、下ダイ構造物が固定基部１８によって提供される停止構造物に係合するときにそのような動きは停止する。上ダイ構造物１２及び下ダイ構造物１４が下方へ動き続ける間に、上ダイ構造物１２のダイ面６６は固定ダイ構造物１６のダイ面５６に向けて動いて第３のキャビティ６０のサイズを減少し、一方、キャビティの実質的な周囲の封止は維持する。結局、ブランク４０の下部分は下方に動き、ダイ構造物１６のダイ面５６に係合する。
ブランク４０の下部分がダイ面５６に係合した後、ダイ構造物１２、１４が下方に動き続けることによって、ブランク４０は曲がる。図６に示すように、上ダイ構造物１２及び下ダイ構造物１４が完全下降位置または閉鎖位置に最終的にに戴置されると、キャビティ６０は管状ブランク４０がわずかにつぶされるように充分小さく作られる。管状ブランクがこのようにわずかにつぶれるため、円筒形の管状ブランク４０には、箱形ダイキャビティ６０の最終的断面周辺によりぴったり適合する周囲を設けることができる。管状ブランク４０はつぶれる前に油圧流体が予め充填されるいるため、つぶれることの結果として管にしわができることは避けることができ、ほぼ滑らかな輪郭の油圧成形部分を形成することができる。
図７に示すように、上ダイ構造物１２が完全下降位置に到達した後、下ダイ構造物１４は固定基部１８に係合するため、更に動くことはできず、つぶれたブランク４０内部の油圧流体は管状ブランク４０の端の１つを通っていずれの公知の方法（例えば、増圧器または高圧ポンプ）で油圧系統によって加圧される。あるいは、管状ブランク４０の膨張または油圧成形は、上ダイ構造物１２の完全下降の前、従って管状ブランク４０がつぶれる前に開始することができる。より具体的には、本発明は、図５に示すように、封止面７０が下ダイ構造物１４の協働ダイ面７２に係合する点へ上ダイ構造物１２が下降した直後に管状ブランク４０の膨張が開始することができることを企図する。この初期の段階で膨張を開始することによって、油圧成形手順全体のサイクル時間を削減することができる。更に、ダイキャビティは、クランプ構造物２６及び上ダイ構造物１２が下ダイ構造物１４に最初に係合するとき（図５参照）に、上ダイ構造物１２及び下ダイ構造物１４が完全下降位置にあるとき（図６参照）に比較して、大きな断面積を有するため、管状ブランクのこのような初期の膨張によって、完全下降位置にある上ダイ構造物１２がある以上に、ブランクは垂直方向に（例えば、卵形構成に）半径方向に膨張することができる。この膨張能力が増加した結果として、管状ブランク４０の断面周囲は、最終ダイキャビティ６０の最終断面周囲により密接に適合することができ、管状ブランク４０をダイキャビティの隅に膨張させることが容易になる。特に、管状ブランク４０は、前述のように管状ブランクがダイ面６６によって係合される前に断面周囲に適合するよう膨張するため、管状ブランクは、ブランクの金属材料を動かすことなくダイキャビティ６０の隅に膨張することができ、一方ブランク４０の外部金属面は上ダイ面５６及び下ダイ面６６に摩擦係合する。結果として、ダイキャビティ６０の隅に膨張することがより容易に達成され、より滑らかな最終部分を形成することができる。
管状ブランク４０の油圧成形膨張の間に、流体Ｆは、ダイキャビティ６０を画定するダイ面に適合するようにブランクを半径方向に外側に膨張させるのに十分な程度に加圧される。およそ２，０００〜３，５００気圧の間の流体圧を使用することが好ましく、ブランクは、元のブランクの断面積よりも１０％以上大きい断面積を有する油圧成形部分を提供するように膨張する。更に、１９９４年９月２８日出願の米国特許出願第０８／３１４，４９６号に記載されており、その内容を本願明細書に引用したものとするが、管状ブランクの長手方向の両端は互いに対して長手方向に内側に押され、膨張している間に管の壁厚を補充する。ブランク４０が加圧され膨張する一方、上ダイ構造物１２は、例えば油圧式ピストンによって、下方へ強制され続け、封止されたキャビティ６０の形状を維持し、管４０を加圧することから生じる上方への力に対向する。
管４０が油圧成形された後、上ダイ構造物１２が上昇する。油圧成形部分は、キャビティ６０を形成する周辺ダイ面に強制係合するため、この部分は上ダイ構造物１２の面４１、４３に実質的に堅く締り嵌めしてもよい。この場合、管４０は上ダイ構造物１２とともに上方へ上げられ、そこから引き抜かなければならない。この目的のために、上ダイ構造物１２には、図１に示すように、射出構造物８０が設けられる。射出構造物８０は、上ダイ構造物１２のクレードル内に嵌合し、連続した輪郭でダイキャビティ６０の部分を形成する。射出構造物８０は、上ダイ構造物１２のクレードルから垂直方向に動くことができ、油圧成形部分を効果的に射出する。射出構造物は油圧ピストンによって動くことができる。
同様に、下ダイ構造物１４にも、一対の射出構造物（図示せず）が設けられ、これは下ダイ構造物内に嵌合し、ダイ構造物１４の開口４２を画定する側面４１の部分を画定する。射出構造物は、油圧成形操作後に油圧成形部分が万が一下ダイ構造物の内部ダイ面に締めつけられて動けなくなるかまたは嵌合形成する場合に、油圧成形部分を射出するように機能する。
好適な実施の形態の前述の詳細な説明及び添付図面は、単に例示的性質なものであり、本発明は、記載した実施の形態及び添付請求の範囲の精神及び範囲内に入るすべての他の実施の形態を含むことと理解するべきである。例えば、特定の例示された実施の形態は、協働してダイキャビティを形成する３つの個別ダイ構造物を提供するが、本発明の範囲内を維持しながら４つ以上のダイ構造物も使用することができると理解することができる。
【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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