(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプの端部にいんろう継手のおす継手もしくはめす継手を形成する管端加工工程と、パイプをベンダにて製品形状に近似した形状にまで塑性加工するフォーミング工程と、おす継手をめす継手に連結することでパイプをフープにする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フープ材を投入する工程と、金型に納めたフープ材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空のフープ材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる枠状構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は枠状構造体の製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は代表的な枠状構造体の斜視図であり、この枠状構造体１００は、アルミサッシ枠であり、段部１０１を含む上枠１０２，下枠１０３，左枠１０４及び右枠１０５を口の字状に組合わせたものである。
図１７（ａ）〜（ｃ）は従来の枠状構造体の製造工程図である。
（ａ）にて長尺アルミ材を所定の長さに切断して、上枠１０２，下枠１０３，左枠１０４及び右枠１０５を得る。押出し加工にてかなり複雑な断面（例えば段部１０１を含む角断面）の長尺アルミ材が簡単に製造できるのでこれを素材とすればよい。
（ｂ）にて上枠１０２，下枠１０３，左枠１０４及び右枠１０５を口の字状に組合わせる。
（ｃ）にて枠同士を溶接にて接続する。１０６・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）はビードである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
先ず、枠同士を溶接で接続したために、ビード１０６にピンホールやガスの巻込み等の溶接欠陥が出ぬように細心の注意をはらう必要があり、熟練工が必要となるからコストは上がる。溶接熱のために歪・変形が発生しやすく形状を良好に保つためにも高度な製造技術が要求される。
【０００４】
また、上記枠状構造体１００は全体形状が簡単で断面が一様のものであれば問題ないが、断面形状が場所毎に変わるものには適さない。
更に、ビード１０６・・・が盛り上がるため、グラインダで平滑にするなどの後処理が必須となり、研削後であってもビード模様が残る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、溶接接合が不具合の原因であるから、溶接せずに枠状構造体を製造する技術を確立すべく研究を重ね、溶接なしで複雑な形状の枠状構造体を製造することに成功した。
具体的には、請求項１の方法は、アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプの端部にいんろう継手のおす継手もしくはめす継手を形成する管端加工工程と、パイプをベンダにて製品形状に近似した形状にまで塑性加工するフォーミング工程と、おす継手をめす継手に連結することでパイプをフープにする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フープ材を投入する工程と、金型に納めたフープ材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空のフープ材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる。
【０００６】
溶接を必要としないので、溶接欠陥を心配する必要はなく、ビードを処理する必要もなく、外観形状が良好となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、枠状構造体を車両のドア取付け枠を例に説明する。
図１は本発明方法で製造した車両のドア枠の外形図であり、ドア取付け枠１は、上枠部２、前傾斜枠部３、前縦枠部４、下枠部５、後傾斜枠部６及び後縦枠部７とからなる中空環状体である。
図２は図１の２−２線断面図であり、前記前傾斜枠部３は車室側面３ａと後面３ｂがストレート面であり、車外面３ｃ及び前面３ｄに段部３ｅ，３ｆを有する。
図３は図１の３−３線断面図であり、下枠部５は縦長の矩形断面を呈し、車室側面５ａの前部と、車外面５ｂの後部とに段部５ｃ，５ｄを有する。
図４は図１の４−４線断面図であり、後傾斜枠部６はテーパ面６ａ，６ｂと段部６ｃとを有する。
図５は図１の５−５線断面図であり、後縦枠部７は室内面７ａの後部と、車外面７ｂの前部に段部７ｃ，７ｄを有する。
このように、ドア取付け枠１は部分毎に断面形状が異なる。
【０００８】
図６は本発明に係るブロー成形金型の説明図であり、ブロー成形金型１０は固定型としての下型１１と、可動型としての上型１２からなり、下型１１に溝１３とロケットピン１４，１４、上型１２に溝１５とピン受け孔１６，１６とブローパイプ挿入孔１７とを有し、下型１１に上型１２を重ね、溝１３と溝１５とを合せることでブロー成形のための成形空間としてのキャビティを形成する。
【０００９】
図７はブロー成形金型のキャビティの断面図であり、図は前記図２の断面を得るためのものであり、下型１１の溝１３に、上型１２の溝１５を重ね、必要に応じて置き型１８をセットすることで、必要なキャビティ１９を形成する。このキャビティ１９の輪郭は図２の断面の外周面に合致する。場所毎にキャビティ１９の形状が異なるが説明は省略する。
【００１０】
図８は本発明に係るブロー設備及び加熱設備の原理図であり、加熱炉２０は炉殻２１に断熱材２２を内張りし、炉壁にヒータ２３，２３を取付け、炉床２４にピア２５，２５，２５及び温度センサ２６（例えばサーモカップル）を取付け、この温度センサ２６の温度信号を炉温制御部２７で受け、炉温が所定値になるように炉温制御部２７で温度制御する。２８は給電制御部である。加熱温度は４８０〜５５０℃である。
また、ブロー設備３０はコンプレッサ３１、圧力調整弁３２、耐熱性フレキシブルチューブ３３等からなり、圧縮空気を金型１０へ供給する。本例は加圧媒体が空気であるが、酸化を嫌うなら窒素ガスなどの不活性ガスを使用し、前記コンプレッサ３１をガスボンベに変更する。
【００１１】
以上に述べた設備を使用して前記ドア取付け枠１を製造する方法を次に説明する。
図９（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図（前期）である。
｛切断工程｝（ａ）において、定尺のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金製丸パイプから所定長さの丸パイプ４１，４２を切り出す。
｛管端加工工程｝（ｂ）において、丸パイプ４１の両端にいんろう継手のおす継手４１ａ，４１ａを切削形成する。いんろう継手とはおす継手とめす継手との組合わせたものをいう。これらのおす継手４１ａ，４１ａの長さをＬ１とする。また丸パイプ４２の両端にいんろう継手のめす継手４２ａ，４２ａを切削形成する。これらのめす継手４２ａ，４２ａの長さをＬ２としたときに、Ｌ２を前記Ｌ１より若干大きくするとよい。
【００１２】
｛フォーミング工程｝（ｃ）において丸パイプ４１，４２を図示せぬパイプベンダで２次元もしくは３次元的に曲げ成形する。
｛フープ工程｝次にめす継手４２ａ，４２ａにおす継手４１ａ，４１ａを差込む。このときにいんろう継手の嵌合（はめあい）はやや固い止まり嵌めが好ましく、すきま嵌めは不適当である。
なお、図示しないプレスで丸パイプ４１，４２は必要に応じ、丸を潰して楕円断面にする。
（ｄ）は丸パイプ４１，４２同士を組合わせてなるフォーミング材４５に、更に加圧パイプ４３を適当な箇所に取付ける。
【００１３】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図（中期）である。
（ａ）は曲げ加工及び楕円化処理されたパイプの両端同士を差込み、加圧パイプ４３を取り付けた状態を示す。得られたフォーミング材４５は、製品形状とほぼ同じ輪郭を呈する。
｛型にフープ材を投入する工程｝（ｂ）において、前記フォーミング材４５をブロー成形金型１０のキャビティ１９に納める。
｛加熱する工程｝図８に示した加熱炉２０にて軟化点以上（溶融点未満）の温度（４８０〜５５０℃の範囲から選択した温度）まで温め、その後に加圧流体の供給を開始する。
【００１４】
図１１（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図（後期）、すなわちブロー成形工程説明図である。
（ａ）において、金型のキャビティ１９に楕円成形したフォーミング材４５Ａを収納し、これを温間ブロー成形する。
（ｂ）はブロー成形後の成形品Ｗ１（ドア取付け枠１の一部）を示し、成形品Ｗ１の外周面は金型のキャビテイ１９の外周面で規定さたことになる。これで、前記図２に示す断面が成形できる。
（ｃ）において、金型のキャビティ１９にフォーミング材４５Ｂを収納し、これを温間ブロー成形する。
（ｄ）はブロー成形後の成形品Ｗ２を示し、前記図５に示す断面が成形できる。
（ｅ）において、金型のキャビティ１９にフォーミング材４５Ｃを収納し、これを温間ブロー成形する。
（ｆ）はブロー成形後の成形品Ｗ３を示し、前記図３に示す断面が成形できる。
このように、キャビティにアルミニウム合金製丸パイプがそのままで収納できない場合には、楕円化するか、小径化して納めるようにする。
【００１５】
図１２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るいんろう継手の詳細図（第１実施例）である。
上記工程中、接合部の工程を詳細に説明する。
（ａ）において、めす継手４２ａにおす継手４１ａを嵌合する。
（ｂ）において、下型１１と上型１２との間に丸パイプ４１，４２をセットする。次に、内圧ｐを掛ける。
（ｃ）において、丸パイプ４１，４２が拡径して、めす継手４２ａにおす継手４１ａが強固に「かしめ」られた状態を示す。
【００１６】
以上の温間ブロー成形により、図２〜図５の断面を有する図１のドア取付け枠１を製造することができる。
【００１７】
図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るいんろう継手の詳細図（第２実施例）である。
図１２のいんろう継手の改良技術であり、めす継手４２ｃに中ぐり加工により凹部４２ｄを設けたことに特徴がある。
（ａ）において、めす継手４２ｃにおす継手４１ａを嵌合する。
（ｂ）において、下型１１と上型１２との間に丸パイプ４１，４２をセットする。次に、内圧ｐを掛ける。すると、おす継手４１ａの外周面のかなりの部分が凹部４２ｄに食い込む。
（ｃ）において、丸パイプ４１，４２が拡径して、めす継手４２ｃにおす継手４１ａが強固に「かしめ」られた状態を示す。
【００１８】
図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るいんろう継手の詳細図（第３実施例）である。
図１２のいんろう継手の別の改良技術である。
めす継手４２ｅをテーパ穴とし、おす継手４１ｂを節４１ｃの付いたテーパとし、合せて下型１１及び上型１２に各々環状溝１１ａ，１２ａを設けたことに特徴がある。
（ａ）において、めす継手４２ｅにおす継手４１ｂを嵌合する。
（ｂ）において、下型１１と上型１２との間に丸パイプ４１，４２をセットする。次に、内圧ｐを掛ける。
（ｃ）において、丸パイプ４１，４２が拡径し、いんろう継手が径外方に湾曲し、この結果、めす継手４２ｅにおす継手４１ｂが強固に「かしめ」られる。
【００１９】
図１５（ａ），（ｂ）は本発明に係るいんろう継手の詳細図（第４実施例）であり、図１２のいんろう継手の更なる別の改良技術を示す。
めす継手４２ｅをテーパ穴とし、おす継手４１ｂをテーパとしたことを特徴とする。
（ａ）において、めす継手４２ｅにおす継手４１ｂを嵌合する。
（ｂ）において、丸パイプ４１，４２が拡径し、めす継手４２ｅにおす継手４１ｂを強固にかしめる。
【００２０】
尚、本実施例ではドア取付け枠を例に説明したが、本発明の枠状構造体はこれに限るものではなく、車両用枠、建築用枠、装飾用枠など広義の枠に適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の方法は、アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプの端部にいんろう継手のおす継手もしくはめす継手を形成する管端加工工程と、パイプをベンダにて製品形状に近似した形状にまで塑性加工するフォーミング工程と、おす継手をめす継手に連結することでパイプをフープにする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フープ材を投入する工程と、金型に納めたフープ材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空のフープ材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる。
【００２２】
溶接を必要としないので、溶接欠陥を心配する必要はなく、ビードを処理する必要もなく、外観形状が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法で製造した車両のドア枠の外形図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図１の４−４線断面図
【図５】図１の５−５線断面図
【図６】本発明に係るブロー成形金型の説明図
【図７】ブロー成形金型のキャビティの断面図
【図８】本発明に係るブロー設備及び加熱設備の原理図
【図９】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図（前期）
【図１０】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図（中期）
【図１１】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図（後期）
【図１２】本発明に係るいんろう継手の詳細図（第１実施例）
【図１３】本発明に係るいんろう継手の詳細図（第２実施例）
【図１４】本発明に係るいんろう継手の詳細図（第３実施例）
【図１５】本発明に係るいんろう継手の詳細図（第４実施例）
【図１６】代表的な枠状構造体の斜視図
【図１７】従来の枠状構造体の製造工程図
【符号の説明】
１…枠状構造体（ドア取付け枠）、１０…ブロー成形金型、１９…キャビティ、２０…加熱炉、３０…ブロー設備、４１，４２…アルミニウム合金製丸パイプ（丸パイプ）、４１ａ，４１ｂ…おす継手、４２ａ，４２ｃ，４２ｅ…めす継手、４５…フォーミング材。
【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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【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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