(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型との間に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行った後に、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させて孔明けを行うに際して、上型と下型との間にワークを挟み込んで型締めしてワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行う段階でワークの孔明け位置に孔よりも大きな塑性変形部を形成した後、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させて塑性変形部の略中心に孔明け加工を行うことを特徴とするハイドロフォーム加工時における孔明け方法。
【請求項２】
塑性変形部を孔と略同心上の円形凹部とした請求項１に記載のハイドロフォーム加工時における孔明け方法。
【請求項３】
孔の周縁から円形凹部の周縁までの距離と、孔明け加工を行う際に生じるだれ量との関係に基づいて、円形凹部の直径を設定する請求項２に記載のハイドロフォーム加工時における孔明け方法。
【請求項４】
上型と下型との間に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行った後に、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させて孔明けを行うに際して、上型と下型との間にワークを挟み込んで型締めしてワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行う段階でワークの孔明け位置に孔よりも大きく且つ孔と略同心上の円形凸部を形成した後、液圧を加えた状態で先端切刃及びこの先端切刃と軸方向にワークの肉厚以上の間隔をおいて形成した環状押圧面を備えた孔明けパンチを上型側から下型に向けて移動させて円形凸部の略中心に孔を明けるのに続いて、孔明けパンチの環状押圧面で孔の周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧することを特徴とするハイドロフォーム加工時における孔明け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上型と下型との間に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行った後に、そのままの状態でワークに孔を明けるのに用いられるハイドロフォーム加工時における孔明け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、ハイドロフォーム加工を行った後に、液圧を加えた状態でワークに孔を明けるに際しては、例えば、図５に示すように、上型５１と下型５２との間に中空状のワークｗを挟み込んで型締めした後、ワークｗの中空部ｗａに液圧ｐを加えてハイドロフォーム加工を行い、これと同時に、上型５１に保持されるピアスパンチ５３に対して、その先端切刃５３ａがワークｗを介して受ける液圧ｐによる抗力とワークｗを打ち抜いて孔ｗｈを明けるのに必要な剪断力との合力以上の力を図外の油圧シリンダから付与して、ピアスパンチ５３を上型５１側から下型５２に向けて移動させることにより、ワークｗに孔ｗｈを明けるようにしており、打ち抜かれた部分は、端材ｗｋとしてワークｗの中空部ｗａに落下したり、仮想線で示す端材ｗｋ´として孔ｗｈの内側に折り曲げられたりするようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来におけるハイドロフォーム加工時における孔明け方法において、平板の打ち抜きに用いられる下型切刃（ボタンダイ）に相当するものがワークｗの中空部ｗａに加えられる液圧ｐであることから、すなわち、孔ｗｈの周縁ｗｓの下方を剛体によって支持できないことから、図６にも示すように、孔ｗｈの周縁ｗｓがだれてしまううえ、この周縁ｗｓのだれ量が一定せずに液圧ｐの大きさによって変化してしまい、孔ｗｈを利用してワークｗと他のワークとの締結を行う際には、緩みが発生して完全な締結をなし得ないことがあり、とくに、だれ量が大きい場合において、周縁ｗｓに先端を係止させるタイプのクリップでは締結不能となってしまうといった事態が起こり兼ねないという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上述した従来の課題に着目してなされたもので、ハイドロフォーム加工を行った後に、そのままの状態でワークに孔を明けるに際して、ワークと他のワークとの緩みのない締結、および、クリップを用いた締結を支障なく行い得る程度に、孔の周縁のだれ量を抑えることが可能であるハイドロフォーム加工時における孔明け方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法は、上型と下型との間に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行った後に、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させて孔明けを行うに際して、上型と下型との間にワークを挟み込んで型締めしてワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行う段階でワークの孔明け位置に孔よりも大きな塑性変形部を形成した後、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させて塑性変形部の略中心に孔明け加工を行う構成としたことを特徴としており、このハイドロフォーム加工時における孔明け方法の構成を上記した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】
本発明の請求項２に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法は、塑性変形部を孔と略同心上の円形凹部とした構成とし、本発明の請求項３に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法は、孔の周縁から円形凹部の周縁までの距離と、孔明け加工を行う際に生じるだれ量との関係に基づいて、円形凹部の直径を設定する構成としている。
【０００７】
本発明の請求項４に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法は、上型と下型との間に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行った後に、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させて孔明けを行うに際して、上型と下型との間にワークを挟み込んで型締めしてワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を行う段階でワークの孔明け位置に孔よりも大きく且つ孔と略同心上の円形凸部を形成した後、液圧を加えた状態で先端切刃及びこの先端切刃と軸方向にワークの肉厚以上の間隔をおいて形成した環状押圧面を備えた孔明けパンチを上型側から下型に向けて移動させて円形凸部の略中心に孔を明けるのに続いて、孔明けパンチの環状押圧面で孔の周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧する構成としている。
【０００９】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、ワークの孔明け位置に孔よりも大きな塑性変形部を形成したことで、孔の周縁部分の面剛性が強められることから、孔明け時における孔の周縁のだれ量が大幅に減ることとなる。
【００１０】
本発明の請求項２に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成としたため、孔の周縁部分の面剛性がほぼ均一に強められることとなって、孔の周縁のだれ量が一様に少なくなり、本発明の請求項３に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成としたから、円形凹部を大きく設定し過ぎることによるだれ量の増加を阻止し得ることとなる。
【００１１】
本発明の請求項４に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、円形凸部の略中心に孔を明けた時点において、孔の周縁はだれることなく上型側に盛り上がっているので、この盛り上がった状態の孔の周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧すると、孔の周縁は孔明け位置の周囲とほぼ同じ高さに押し下げられ、だれのない平らな面が得られることとなる。
【００１２】
とくに、このハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、パンチの先端切刃による孔明けに連続して、パンチの環状押圧面が盛り上がった状態の孔の周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧するので、孔の周縁にだれを生じさせない孔明け加工をなし得ることとなる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成としていることから、孔明け時における孔の周縁のだれ量を格段に少なくすることができ、その結果、ワークと他のワークとの緩みのない締結を実現すると共に、クリップによる締結が不能となるのを防ぐことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成としているので、孔の周縁のだれ量をほぼ均一に少なくすることができ、本発明の請求項３に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成としたから、円形凹部を大きく設定し過ぎることによってだれ量が増加してしまうのを防止することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００１５】
さらに、本発明の請求項４に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成としたため、孔の周縁にだれが生じるのを阻止して、孔の周縁を孔明け位置の周囲とほぼ同じ高さの平らな面とすることが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００１６】
とくに、本発明の請求項４に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、先端切刃及びこの先端切刃と軸方向にワークの肉厚以上の間隔をおいて形成した環状押圧面を備えた孔明けパンチを用いたから、孔の周縁にだれを生じさせることのない孔明け加工を行うことことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法の一実施例を示している。
【００１９】
図１はハイドロフォーム加工装置を示しており、このハイドロフォーム加工装置１は、上型２と、この上型２とともに中空状のワークＷを挟み込んで型締めする下型３と、上型２に摺動可能に保持されたピアスパンチ４を備えている。
【００２０】
このハイドロフォーム加工装置１により、ハイドロフォーム加工時にワークＷに孔ＷＨを明けるに際しては、上型２と下型３との間にワークＷを挟み込んで型締めして、ワークＷの中空部ＷＡに液圧Ｐを加えてハイドロフォーム加工を行った後、液圧Ｐを加えたままの状態で、ピアスパンチ４に対して、その先端切刃４ａがワークＷを介して受ける液圧Ｐによる抗力とワークＷを打ち抜いて孔ＷＨを明けるのに必要な剪断力との合力以上の力を図外の油圧シリンダから付与して、ピアスパンチ４を上型２側から下型３に向けて移動させることにより、ワークＷに孔ＷＨを明けるようにしている。
【００２１】
この場合、ワークＷの孔明け位置には、孔明けに先立って孔ＷＨよりも大きな円形凹部（塑性変形部）ＷＢが孔ＷＨと略同心上に形成されるようにしてあって、この円形凹部ＷＢの直径Ｄは、図２のグラフに示す孔ＷＨの周縁から円形凹部ＷＢの周縁までの距離ｄと、孔明け加工を行う際に生じるだれ量δとの関係に基づいて設定するようにしている。
【００２２】
つまり、肉厚ｔが２ｍｍのワークＷに深さＨが２〜２．５ｍｍの円形凹部ＷＢを形成する場合には、だれ量δが許容限界値以下（０．５ｍｍ以下）の０．４ｍｍ程度になるように、図２のグラフに基づいて距離ｄを約４ｍｍに規定し、ピアスパンチ４の先端切刃４ａの直径Ｄｐに２ｄ（約８ｍｍ）を加えて円形凹部ＷＢの直径Ｄを設定するようにしている。
【００２３】
また、肉厚ｔが１．４ｍｍのワークＷに深さＨが１〜１．５ｍｍの円形凹部ＷＢを形成する場合には、上記と同じくだれ量δが許容限界値以下（０．５ｍｍ以下）の０．４ｍｍ程度になるように、図２のグラフに基づいて距離ｄを約５ｍｍに規定し、ピアスパンチ４の先端切刃４ａの直径Ｄｐに２ｄ（約１０ｍｍ）を加えて円形凹部ＷＢの直径Ｄを設定する。
【００２４】
したがって、上記したハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、ワークＷの孔明け位置に、孔明けに先立って孔ＷＨよりも大きな円形凹部ＷＢを形成するようにしているので、孔ＷＨの周縁部分の面剛性が強められることから、孔明け時における孔ＷＨの周縁のだれ量δが大幅に減少することとなる。
【００２５】
また、上記したハイドロフォーム加工時における孔明け方法では、円形凹部ＷＢが孔ＷＨと略同心上に形成されるようにしているため、孔ＷＨの周縁部分の面剛性がほぼ均一に強められることとなって、孔ＷＨの周縁のだれ量δが一様に少なくなり、この際、円形凹部ＷＢの直径Ｄを図２のグラフに示す孔ＷＨの周縁から円形凹部ＷＢの周縁までの距離ｄと、孔明け加工を行う際に生じるだれ量δとの関係に基づいて設定するようにしていることから、円形凹部ＷＢを大きく設定し過ぎることで生じるだれ量δの増加を阻止し得ることとなる。
【００２６】
図３および図４は、本発明に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法の他の実施例およびこの孔明け方法に採用される孔明けパンチの一実施例を示している。
【００２７】
図３に示すように、この実施例では、ハイドロフォーム加工時における孔明けに先立って、ワークＷの孔明け位置に、孔ＷＨよりも大きな円形凸部（塑性変形部）ＷＣが孔ＷＨと略同心上に形成されるようにしており、この円形凸部ＷＣの直径Ｄ´は、平板に孔明け加工を施す際に生じる図２（ａ）の液圧とだれ量δとの関係に基づいて設定され、円形凸部ＷＣの高さｈは、平板に孔明け加工を施す際に生じるだれ量δを０．２〜０．３ｍｍ上回る大きさに設定されている。
【００２８】
また、この孔明け方法において採用されるピアスパンチ５は、先端切刃５ａと、この先端切刃５ａと軸方向にワークＷの肉厚以上の間隔をおいて形成された環状押圧面５ｂを備えており、この環状押圧面５ｂは、図４に示すように、ハイドロフォーム加工時において先端切刃５ａにより円形凸部ＷＣの略中心に孔ＷＨを明けた後、孔ＷＨの周縁と円形凸部ＷＣの周縁との間を下型３に向けて押圧するようになっている。
【００２９】
この実施例によるハイドロフォーム加工時における孔明け方法および孔明けパンチにおいて、ハイドロフォーム加工時に図外の油圧シリンダの作動によりピアスパンチ５を降下させると、その先端切刃５ａによって円形凸部ＷＣの略中心に孔ＷＨが明けられる。
【００３０】
この時点では、孔ＷＨの周縁はだれることなく上型２側に盛り上がった状態で残っており、続いてピアスパンチ５をさらに降下させてその環状押圧面５ｂによって盛り上がった状態で残存している孔ＷＨの周縁と円形凸部ＷＣの周縁との間を下型３に向けて押圧すると、孔ＷＨの周縁は孔明け位置の周囲とほぼ同じ高さに押し下げられることから、だれのない平らな面が得られることとなる。
【００３１】
本発明に係わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法および孔明けパンチの詳細な構成は、上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例によるハイドロフォーム加工時における孔明け方法によってワークに孔を明けた状態を示す断面説明図である。
【図２】  （ａ）  図３の孔明け方法に採用される円形凸部の直径および高さを設定するのに用いる平板を孔明けする際の液圧とだれ量との関係を示すグラフである。
（ｂ）  図１の孔明け方法に採用される円形凹部（塑性変形部）の直径を設定するのに用いる孔の周縁から円形凹部の周縁までの距離と孔明け加工を行う際に生じるだれ量との関係を示すグラフである。
【図３】  本発明の他の実施例によるハイドロフォーム加工時における孔明け方法およびこの孔明け方法に採用されるパンチを示すワークに孔を明ける直前の断面説明図である。
【図４】  図３の孔明け方法およびパンチによってワークに孔を明けた状態を示す断面説明図である。
【図５】  従来のハイドロフォーム加工時における孔明け方法によってワークに孔を明けた状態を示す断面説明図である。
【図６】  図５のＡ−Ａ線位置での断面説明図である。
【符号の説明】
２  上型
３  下型
４，５  ピアスパンチ（孔明けパンチ）
５ａ  先端切刃
５ｂ  環状押圧面
Ｄ  円形凹部の直径
Ｄ´  円形凸部の直径
ｄ  孔の周縁から円形凹部の周縁までの距離
Ｐ  液圧
Ｗ  ワーク
ＷＡ  ワークの中空部
ＷＢ  円形凹部（塑性変形部）
ＷＣ  円形凸部
ＷＨ  孔
δ  だれ量
【図１】
0003719576.tif 000002
【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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