(57)【要約】【課題】  全長、両端の平行度などの寸法精度に優れる部品の成形が可能であり、全長等の寸法精度が要求される部品に対しても、ハイドロフォーム成形後の切断及び切削等の仕上げ工程などの後加工を行うことなく、ハイドロフォーム成形工程のみで完成品とすることが可能な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。【解決手段】  金型６内に管材９を配置し、管材９の内部を流体１１で充満し、この流体１１に圧力を加えることにより、金型６内の管材９を金型６のキャビティ形状に成形して成形部品１２を得た後に、この成形部品１２の端面に圧縮力を加える。【選択図】        図１  
2006026654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に管材を配置し、前記管材の内部を流体で充満し、前記流体に圧力を加えることにより、前記金型内の管材を前記金型のキャビティ形状に成形して成形部品を得た後に、前記成形部品の端面に圧縮力を加え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】
軸押しパンチを前記管材の端面に当接させ、前記軸押しパンチを前進させながら前記金型内の管材を金型のキャビティ形状に成形した後に、前記管材の内部に充満された流体に加えた圧力を除去し、その後に前記軸押しパンチを更に前進させることにより前記成形部品の端面に圧縮力を加えることを特徴とする請求項１に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項３】
前記成形部品の端面に加える圧縮力を、前記金型を閉じるときの型締め力を前記成形部品の端面に加えることにより生じさせることを特徴とする請求項１に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項４】
前記圧縮力の大きさを、前記成形部品の弾性変形領域を超えて塑性変形領域に達する大きさに設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項５】
前記管材にハイドロフォーム成形を施行する前に、前記管材の端面に仕上げレベルの面取り加工を施しておくことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項６】
管材にハイドロフォーム成形を施行する機構と、ハイドロフォーム成形後の成形部品の端面に圧縮力を加える機構とを備えることを特徴とするハイドロフォーム成形装置。
【請求項７】
前記圧縮力を加える機構は、ハイドロフォーム成形時に使用される軸押しパンチを、前記管材の内部にかかる流体に加えた圧力を除去した後に更に前進させることによりハイドロフォーム成形部品の端面に圧縮力を加える機構であることを特徴とする請求項６に記載のハイドロフォーム成形装置。
【請求項８】
ハイドロフォーム成形用の金型に、ハイドロフォーム成形後の成形部品を設置するための部品設置部と、前記金型の型締めを行うときに前記金型の型締め方向に移動して、前記部品設置部に設置された前記成形部品の端面を押圧する部品押圧面とをそれぞれ設け、前記金型の型締めを行うと同時に前記成形部品の端面に圧縮力を加えるように構成したことを特徴とする請求項６に記載の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その方法を実施するためのハイドロフォーム成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイドロフォーム成形は、二輪、四輪をはじめ様々な部品の成形に適用が可能であり、従来より広く採用されている。図１２並びに図１３は、従来の一般的なハイドロフォーム成形の工程を示しており、従来では、材料パイプ切断工程（図１２のステップＰ１及び図１３（ａ）参照），材料パイプ面取り工程（図１２のステップＰ２参照），ハイドロフォーム成形工程（図１２のステップＰ３及び図１３（ｂ）〜（ｄ）参照），端面切断工程（図１２のステップＰ４参照），端面切削加工工程（図１２のステップＰ５参照）を順次に施行するようにしている。なお、図１３において、１００は材料パイプ（管材）、１０１は成形金型、１０２ａ，１０２ｂは軸押しパンチ、１０３は流体である。
【０００３】
しかし、従来のハイドロフォーム成形では、成形後に戻り（変形）が発生するなどの原因により、成形のみによって全長、両端の平行度などの寸法精度を確保することは困難である。従って、高い寸法精度を要求される部品に対しては、寸法精度の確保を目的として、図１４に示すようにハイドロフォーム成形後に成形部品１０４の両端α，βに切削仕上げを施したり、両端α，βを切断した後に切削仕上げを施すなどの後加工を行っている。
【０００４】
また、図１５に示すように、ハイドロフォーム成形した部品（中間成形部品）１０５を成形後に切断により分割することによって、１回のハイドロフォーム加工で同時に２個の完成品（成形部品）１０５’，１０５’を得る方法もあるが、この場合にも部品の一端が必ず切断面となるため、切断後の端面切削等の仕上げは不可欠である。ハイドロフォーム成形後に切断や端面切削加工を実施することが記載された従来技術として、例えば特開平７−３９９６５号及び特開２００３−１４５２２８号等が挙げられる。
【特許文献１】特開平７−３９９６５号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、切断や切削などの後工程を実施する場合、部品を固定するためには、ハイドロフォーム成形後の複雑な形状に合わせてチャックする金型が必要となる上、この金型の固定が精度良く行われない場合には、その影響を受け、切断や切削による寸法精度が低下するおそれがある。また、このような後加工が増えると、工程毎に部品をチャックする必要も増えることから、部品表面の傷付きや異物の付着などの不具合が発生し易くなる。また、後工程を実施する場合には、工程数が増えるため、設備や型などの設備負担の増加，製造時間の増加，及び加工コストの上昇などの問題が発生する。更に、切断や切削によって切り粉などが発生するため、廃棄物処理の手間や処理コストも必要となる。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、全長、両端の平行度などの寸法精度に優れる部品の成形が可能であり、全長等の寸法精度が要求される部品に対しても、ハイドロフォーム成形後の切断及び切削等の仕上げ工程などの後加工を行うことなく、ハイドロフォーム成形工程のみで完成品とすることが可能な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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明では、金型内に管材を配置し、前記管材の内部を流体で充満し、前記流体に圧力を加えることにより、前記金型内の管材を前記金型のキャビティ形状に成形して成形部品を得た後に、前記成形部品の端面に圧縮力を加えるようにしている。
また、本発明では、軸押しパンチを前記管材の端面に当接させ、前記軸押しパンチを前進させながら前記金型内の管材を金型のキャビティ形状に成形した後に、前記管材の内部に充満された流体に加えた圧力を除去し、その後に前記軸押しパンチを更に前進させることにより前記成形部品の端面に圧縮力を加えるようにしている。
また、本発明では、前記成形部品の端面に加える圧縮力を、前記金型を閉じるときの型締め力を前記成形部品の端面に加えることにより生じさせるようにしている。
また、本発明では、前記圧縮力の大きさを、前記成形部品の弾性変形領域を超えて塑性変形領域に達する大きさに設定している。
また、本発明では、前記管材にハイドロフォーム成形を施行する前に、前記管材の端面に仕上げレベルの面取り加工を施しておくようにしている。
また、本発明では、管材にハイドロフォーム成形を施行する機構と、ハイドロフォーム成形後の成形部品の端面に圧縮力を加える機構とを備えるようにしている。
また、本発明では、前記圧縮力を加える機構は、ハイドロフォーム成形時に使用される軸押しパンチを、前記管材の内部にかかる流体に加えた圧力を除去した後に更に前進させることによりハイドロフォーム成形部品の端面に圧縮力を加える機構であるようにしている。
また、本発明では、ハイドロフォーム成形用の金型に、ハイドロフォーム成形後の成形部品を設置するための部品設置部と、前記金型の型締めを行うときに前記金型の型締め方向に移動して、前記部品設置部に設置された前記成形部品の端面を押圧する部品押圧面とをそれぞれ設け、前記金型の型締めを行うと同時に前記成形部品の端面に圧縮力を加えるように構成している。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、金型内に管材を配置し、管材の内部を流体で充満し、流体に圧力を加えることにより、金型内の管材を金型のキャビティ形状に成形して成形部品を得た後に、成形部品の端面に圧縮力を加えるようにしたものであるから、圧縮力を加えることによって成形部品の寸法精度を向上させることが可能となり、全長、両端の平行度などの寸法精度に優れるハイドロフォーム成形部品を得ることができる。従って、全長等の寸法精度が要求される部品に対しても、従来のような寸法精度を整えるためのハイドロフォーム成形後の切断及び切削等の仕上げ工程などの後加工を行うことなく、ハイドロフォーム成形工程のみで完成品としての成型部品を得ることができる。また、本発明のハイドロフォーム成形方法によれば、従来行っていたような寸法精度を整えるための端面の切断加工や切削加工を省略できるので、従来の場合に生じていたような端材や切り粉をなくすことができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の本発明は、軸押しパンチを管材の端面に当接させ、軸押しパンチを前進させながら金型内の管材を金型のキャビティ形状に成形した後に、管材の内部に充満された流体に加えた圧力を除去し、その後に軸押しパンチを更に前進させることにより成形部品の端面に圧縮力を加えるようにしたものであるから、圧縮力を加えるための機構を別個に設ける必要がないため、設備及び金型構造を変更することなく、寸法精度を向上させることが可能となる。また、金型内で圧縮力が加えられるため、成形部品は金型に拘束されてその外形形状の膨張が抑えられることとなり、これにより成形部品の外形形状の寸法精度を良好に保つことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の本発明は、成形部品の端面に加える圧縮力を、金型を閉じるときの型締め力を成形部品の端面に加えることにより生じさせるようにしたものであるから、次の部品（管材）の成形時に、寸法精度向上のための圧縮加工を同時に行うことができるため、サイクルタイムを増加させることなく、寸法精度の向上を図ることが可能となる。しかも、型締め力を利用することにより、別途、プレス機等を必要としない。
【００１１】
また、請求項４に記載の本発明は、圧縮力の大きさを、成形部品の弾性変形領域を超えて塑性変形領域に達する大きさ（降伏点を越える大きさ）に設定したものであるから、荷重を除去した場合の戻り量（スプリングバック量）が、圧縮量に関係なく、比較的小さなほぼ一定の量になることから、ハイドロフォーム成形後の成形部品の寸法精度のバラツキを防止し得て、安定した寸法精度を得ることが可能となる。
【００１２】
また、請求項５に記載の本発明は、管材にハイドロフォーム成形を施行する前に、管材の端面に仕上げレベルの面取り加工を施しておくようにしたものであるから、形状が単純な管材（素材）の段階で端面に予め面取りをしておくことによって、ハイドロフォーム成形後に成形部品の面取り等を行う場合よりも部品精度を良好に確保することが容易となる。
【００１３】
また、請求項６に記載の本発明は、管材にハイドロフォーム成形を施行する機構と、ハイドロフォーム成形後の成形部品の端面に圧縮力を加える機構とを備えるようにしたものであるから、ハイドロフォーム成形後の成形部品に圧縮力を加えることにより、寸法精度を向上させることができ、従来行っているような寸法精度を整えるための端面の切断加工や切削加工を省略することが可能となる。その上、本発明のハイドロフォーム成形装置によれば、従来のように端面の切断加工や切削加工で寸法精度を整える場合に生じていたような端材や切り粉をなくすことができる。
【００１４】
また、請求項７に記載の本発明は、圧縮力を加える機構は、ハイドロフォーム成形時に使用される軸押しパンチを、管材の内部にかかる流体に加えた圧力を除去した後に更に前進させることによりハイドロフォーム成形部品の端面に圧縮力を加える機構であるようにしたものであるから、別途、圧縮力を加えるための機構を設ける必要がないため、設備及び金型構造を変更することなく、寸法精度を向上させることが可能となる。さらに、金型内で圧縮力が加えられるため、成形部品は金型に拘束されてその外形形状の膨張が抑えられることとなり、これにより成形部品の外形形状の寸法精度を良好に保つことができる。
【００１５】
また、請求項８に記載の本発明は、ハイドロフォーム成形用の金型に、ハイドロフォーム成形後の成形部品を設置するための部品設置部と、金型の型締めを行うときに金型の型締め方向に移動して、部品設置部に設置された成形部品の端面を押圧する部品押圧面とをそれぞれ設け、金型の型締めを行うと同時に成形部品の端面に圧縮力を加えるように構成したものであるから、次の部品（管材）のハイドロフォーム成形時に、寸法精度向上のための圧縮加工を同時にできるため、サイクルタイムを増加させることなく、寸法精度の向上をはかることが可能となる。しかも、型締め力を利用することにより、別途、プレス機等を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係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について図１〜図１１を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態に係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は、ハイドロフォーム成形において、全長、両端の平行度などの寸法精度に優れる部品の成形が可能であり、それにより全長、両端の平行度などの寸法精度が要求される部品に対しても、ハイドロフォーム成形後の切断、及び切削等の仕上げ工程を省略して、ハイドロフォーム成形のみで完成品とすることを可能とするハイドロフォーム成形方法及びその方法を実施するためのハイドロフォーム成形装置に係るものである。
【００１８】
まず、本実施形態に係るハイドロフォーム成形方法を施行する際の基本工程を図１のフローチャートを用いて操作手順に従って説明する。
【００１９】
（１）  材料パイプ切断（ステップＳ１参照）
長尺の材料パイプを成形に適した長さに切断して所定長さの管材を得る。
【００２０】
（２）  材料パイプ面取り（ステップＳ２参照）
従来法では、この段階ではバリ取り程度の粗面取りしか行わず（図１２のステップＰ２参照）、最終的に切削等の後加工で寸法・形状を整えるようにしているのに対し、本発明のハイドロフォーム成形方法では、この段階において仕上げレベルの面取りを予め施しておく。
【００２１】
従来法の場合、成形部品となった後に仕上げの面取り加工を行わなければならないため（図１２のステップＰ５参照）、切断及び両端仕上げの工程毎に成形部品の形状に合わせた専用の設備及びチャック金型を用いて加工を行わなければならない。しかしながら、ハイドロフォーム成形後の複雑形状の部品を精度良くチャックするのは難しく、成形部品の寸法精度にバラツキなどが生じる影響で端面の面取り精度を良好に確保することは難しいのが実状である。従って、本発明のハイドロフォーム成形方法のように、この段階で材料パイプ（管材）の端面に予め仕上げレベルの面取りを行っておくようにすれば、材料パイプはほぼ真円であることから、面取り時のチャックなどによる固定が容易なため、ハイドロフォーム成形後の成形部品を面取りする場合に比べて、完成品としての成形部品の面取り加工の精度を容易に向上させることができる。
【００２２】
（３）  ハイドロフォーム成形（ステップＳ３参照）
従来と同様の方法（ステップＰ３参照）により、ハイドロフォーム成形による加工を行う。
【００２３】
（４）  圧縮加工（ステップＳ４参照）
ハイドロフォーム成形後の成形部品に対して、内部に流体の圧力がかからない状態（管材内部から流体を除去した状態）において、成形部品の端面に対して軸心方向に沿う方向に圧縮力を加える。通常のハイドロフォーム成形では、材料パイプ（管材）は、内側から流体圧（例えば、水圧）により押されているために内側への変形が起こりにくい状態にあり、外側は金型によって拘束されているために外側へは変形不可能な状態にある。そのため、成形後に内圧を除去して金型を開いて成形部品を取り出すと、内側及び外側からの応力が解放される過程で戻り変形が発生する。この変形量は、決して大きなものではないが、必ずしも一定のものではないため、寸法のバラツキの発生は避けられず、寸法精度が低下する。そのため、高い寸法精度を要求される成形部品では、寸法公差を充分に満足できない場合がある。これらの問題を解決するために、本実施形態に係るハイドロフォーム成形方法では、ハイドロフォーム成形後の成形部品１を、図２（ａ）に示すように下金型２の上に載置し、次いで図２（ｂ）に示すように上金型３を下金型２に向けて移動させて成形部品１の端面１ａを僅かに塑性変形する程度に圧縮することにより、ハイドロフォーム成形後の端面切断及び端面切削の省略を可能としている。本方法は、全長や平行度など寸法精度の要求が特に厳しい場合にも適用可能である。
【００２４】
ここで、成形部品１の端面１ａに対する圧縮量について述べると、次の通りである。まず、図３に示すように、成形部品（管材）を圧縮すると、最初は弾性変形により荷重が上昇し、次に塑性変形が始まると荷重が減少する。弾性変形域では、荷重を除去した場合の戻り量（変形量）が圧縮量にほぼ比例するため、全長のバラツキは解消されない。しかし、塑性変形域まで圧縮した場合すなわち降伏点を超える荷重を加えて成形部品の軸線方向（軸押し方向）に僅かに塑性変形するまで圧縮した場合には、荷重を除去した場合の戻り量（スプリングバック量）が、圧縮量に関係なくほぼ一定になることから、塑性変形域まで圧縮することにより寸法のバラツキは確実に小さくなり、全長の寸法精度は飛躍的に向上することとなる。但し、圧縮による応力を内側への変形にて緩和しているため、必要以上に圧縮量を増大させると部品形状が目的としている寸法・形状と違ってくるという不具合を生じる可能性がある。そのため、圧縮量は、寸法のバラツキの低減効果が得られる範囲においてできるだけ小さい量にすることが望ましい。
【００２５】
以上の工程によれば、従来法が別工程での切断（必要に応じて実施される）及び切削を必要とするのに対し、実施形態に係るハイドロフォーム成形方法では前記別工程（切断及び切削工程）の省略が可能となる。
【００２６】
次に、上述の如き本実施形態に係るハイドロフォーム成形方法を実施する際に用いるハイドロフォーム成形装置、並びに、このハイドロフォーム成形装置を用いてハイドロフォーム成形方法を実施する手順及び操作について説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明の実施例１では、図４に示すような一般的な金型構造のハイドロフォーム成形装置４を用いる。本装置４は、図４に示すように、上金型５ａと下金型５ｂとから成る成形金型６を備えており、上金型５ａ及び下金型５ｂにより所定形状のキャビティ７が形成されている。そして、キャビティ７の両端には、それぞれ軸押しパンチ８ａ，８ｂが互いに向き合った状態で進退可能（軸線方向に沿って往復動可能）に配置され、一方の軸押しパンチ８ａには、管材（材料パイプ）９の内部（中空部）９ａ（図５参照）に圧力を加えるための流体を供給する流体供給穴１０が設けられている。このような金型構造から成るハイドロフォーム成形装置４により、図５に示す手順に従って成形を行う。
【００２８】
［１］  管材（材料パイプ）９を準備する（図５（ａ）参照）。
材料となる長尺の材料パイプを、成形に適した長さに切断し、切断した管材９の両端面に、仕上げレベルの面取り加工を施す。
［２］  管材９を成形金型６内にセットして上下の金型５ａ，５ｂを閉じ、成形金型６の両端部に軸押しパンチ８ａ，８ｂを配置する（図５（ｂ）参照）。
［３］  管材９の内部（中空部）９ａに軸押しパンチ８ａの流体供給穴１０を介して水等の流体１１を充填しながら、軸押しパンチ８ａ，８ｂを互いに近づく方向に向けて前進させていく（図５（ｃ）参照）。
［４］  内圧を上げながら所定の位置まで軸押しパンチ８ａ，８ｂによる軸押しを行い、ハイドロフォーム成形による成形部品１２を製造する（図５（ｄ）参照）。
［５］  次いで、成形部品１２の内部から流体１１の一部又は全部を除去することにより、成形部品１２にかけられていた内圧（流体圧）を除去した後に、軸押しパンチ８ａ，８ｂを更に前進させて成形部品１２の弾性変形領域を超えて塑性変形領域に達する大きさの荷重を付与することにより、軸押しパンチ８ａ，８ｂにより成形部品１２に対して軸線方向の圧縮加工を行う（図５（ｅ）参照）。
［６］  このようにして完成した成形部品１２を成形金型６から取り出す（図５（ｆ）参照）。
【００２９】
以上のように、実施例１のハイドロフォーム成形方法にあっては、ハイドロフォーム成形後の部品圧縮を成形金型６内に軸押しパンチ８ａ，８ｂにて実施するようにしている。従って、本方法は、通常のハイドロフォーム成形後であってかつ成形金型６を開く前に、成形部品１２の内圧を除去して更に軸押しすることを特徴としている。
【００３０】
通常のハイドロフォーム成形における軸押しは、管材（材料パイプ）９に内圧を付与している状態でのみ行うが、その状態で管材９は内側から流体圧により押されているために内側への変形が起こりにくい状態であり、外側は金型によって拘束されているために外側へは変形不可能な状態となる。しかし、内圧を完全に除去した状態で塑性変形域まで軸押しを実施すれば、すなわち、軸押しにより圧縮力の大きさを弾性変形域を超えて塑性変形域に達する大きさ（降伏点を越える大きさ）に設定すれば、内側からの拘束がないために成形部品１２内の応力の一部は成形部品１２の内側への変形によって緩和され、成形金型６を開く際の変形は、単純にスプリングバック量のみの小さな量となる。
【００３１】
以上の工程により、実施例１では、設備及び金型構造を変更することなく、成形条件のみを変更するだけで、ハイドロフォーム成形後における端部切断や端部切削の工程を省略することが可能となる。そのため、設備の大幅な削減が可能となる。
【００３２】
なお、成形部品１２の両端の平行度の精度に関しては、管材９の両端面に接する軸押しパンチ８ａ，８ｂの端面Ｍ，Ｎ（図６参照）の平行度の影響が大きいことから、成形毎のバラツキを考慮すると、軸押しパンチ８ａ，８ｂの端面Ｍ，Ｎの平行度Ａは、目的とする成形部品１２の平行度Ｂに対して２倍以上の高い精度であることが望ましい。すなわち、Ａ≦Ｂ／２であるのが望ましい。
【００３３】
図５に示すような成形手順の実施例１のハイドロフォーム成形方法（ハイドロフォーム成形後に金型を開かずに内圧を除去して更に軸押しを実施する本発明の方法）と、図１３に示すような成形手順の従来のハイドロフォーム成形方法（ハイドロフォーム成形後に後加工を実施する比較例）とを用いて成形を行って、成形後に全長と平行度を測定した。なお、比較例は、ハイドロフォーム成形後に後加工を実施する前のものについて測定した。この場合、実施例１と比較例で使用した成形金型６は、同一のものであり、管材９は、外径φ０が３６.６ｍｍ、板厚t０が２.８ｍｍである。また、成形した部品１２は、全長Ｌが５０.０ｍｍ、拡管部γから相対的に近い側の端部１２ａの板厚ｔ１が２.７ｍｍ、拡管部γから相対的に遠い側の端部１２ｂの板厚ｔ２が２.８ｍｍ、外径の最大値（拡管部γ）Φが５０.０ｍｍ、前記端部１２ｂにおける内径φ１が３１.０ｍｍ、前記端部１２ａにおける内径φ２が３６.０ｍｍである（図１０参照）。なお、平行度の測定に当たっては、測定する成形部品を測定台に置いてその上面の高さを１周にわたり測定し、その測定結果並びに下記の計算式を用いて平行度を求めた。
（平行度）＝（最大高さ）−（最小高さ）
【００３４】
測定結果は、次の如くであった。すなわち、比較例にあっては、全長のバラツキ幅が±（０.２〜０.４）ｍｍであり、平行度が０.１２ｍｍ〜０.２２ｍｍであったのに対し、実施例１にあっては、全長のバラツキ幅が±０.１ｍｍであり、平行度が０.０４ｍｍ〜０.１０ｍｍであった。従って、比較例の方法に比べて実施例１の方法の方が寸法精度が向上していることが確認された。
【００３５】
以上のように部品を圧縮することで寸法精度を向上させる実施例１のような方法は、成形方法に依らないため、プレス、ハイドロフォーム等の様々な方法で成形した部品に適用可能である。
【実施例２】
【００３６】
一方、１回のハイドロフォーム加工で同時に２個の完成品を得る場合においても本発明のハイドロフォーム成形方法を適用することが可能である。このような実施例は、本願出願人により先に出願された「特願２００３−３８４４２５」に記載の金型構造に対して適用することにより、上述の実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３７】
図７は、本発明の実施例２を適用する金型構造（特願２００３−３８４４２５）を有するハイドロフォーム成形装置２０を示しており、成形金型を構成する上金型２１ａと下金型２１ｂにより２つのキャビティ２２，２２が形成され、これらのキャビティ２２，２２は、流通孔２３を設けた仕切壁２４により仕切られている。各キャビティ２２，２２の外側の端には、それぞれ軸押しパンチ２５ａ，２５ｂが互いに向き合った状態で進退可能に配置され、一方の軸押しパンチ２５ａには管材９の内部に圧力を加えるための流体（例えば、水）を供給する流体供給穴２６が設けられている。なお、図７に示す内径Ｅ１，Ｅ２の関係は、Ｅ１＜Ｅ２である。
【００３８】
以上の金型構造から成るハイドロフォーム成形装置により、図８に示した以下の手順で成形を行う。
［１］  管材（材料パイプ）９を準備する（図８（ａ）参照）。
既述の実施例１と同様に切断して仕上げ面取り加工を施した管材９をキャビティ２２の数に対応する個数（実施例２では２個）だけ用意する。
［２］  管材９を成形金型１９内の各キャビティ２２にそれぞれセットして各管材９の一端面を仕切壁２４に当接させた状態で上下の金型２１ａ，２１ｂを閉じ、成形金型１９の両端部に軸押しパンチ２５ａ，２５ｂを配置する（図８（ｂ）参照）。
［３］  管材９の内部（中空部）９ａに軸押しパンチ２５ａの流体供給穴２６を介して流体（例えば、水）２７を充填しながら、軸押しパンチ２５ａ，２５ｂを互いに近づく方向に向けて前進させていく（図８（ｃ）参照）。
［４］  内圧を上げながら、軸押しパンチ２５ａ，２５ｂと仕切壁２４との間で、所定の位置まで軸押しパンチ２５ａ，２５ｂによる軸押しを行い、ハイドロフォーム成形により２個の成形部品１２を同時に製造する（図８（ｄ）参照）。
［５］  次いで、成形部品１２の内部から流体の一部又は全部を除去することにより、成形部品１２にかけられていた内圧を除去した後に、軸押しパンチ２５ａ，２５ｂを前進させ、軸押しパンチ２５ａ，２５ｂにより成形部品１２に対して軸線方向の圧縮加工を行う（図８（ｅ）参照）。
［６］  このようにして完成した成形部品１２を成形金型１９から取り出す（図８（ｆ）参照）。
【００３９】
この場合にも、平行度を確保するためには、既述の実施例１の場合と同様に軸押しパンチ２５ａ，２５ｂの精度管理が必要である。具体的には、図９に示すように、軸押しパンチ２５ａ，２５ｂの端面Ｍ’，Ｎ’の平行度Ａ’は目的とする平行度Ｂ’に対して２倍以上の高い精度であることが望ましい。すなわち、Ａ’≦Ｂ’／２であるのが望ましい。
【００４０】
このようにして実施例２においても、既述の実施例１と全く同様の効果を得ることができる。また、以上のように成形部品１２の両端を切削しないことは、切り粉の発生がないなど環境負荷の少ない加工方法となる。
【００４１】
本発明のハイドロフォーム成形方法で用いる圧縮加工は、別途、油圧プレスを用いて行うことや、圧縮機構をハイドロフォーム金型に組み込んで行うことも可能である。別途、油圧プレスを用いて圧縮を行う方法は、図２に示すように単純に部品を圧縮することであり、詳細は省略する。金型に組み込むとは、金型に併設して圧縮機構を設けることを言い、型締めシリンダにて部品の成形と同時に圧縮が行える状態のことである。これは、部品の両端が平行の場合に限られるが、軸押しパンチを利用する場合に比べてサイクルタイムの短縮が可能である。
【実施例３】
【００４２】
この方法を実施例３として図１１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るハイドロフォーム成形装置３０を示すものであって、本装置３０は、管材９にハイドロフォーム成形を施行する機構３１と、ハイドロフォーム成形後の成形部品１２の端面に圧縮力を加える機構３２とを備えるものである。更に詳述すると、本装置３０にあっては、上下一対の金型ホルダ３３ａ，３３ｂと、これらの金型ホルダ３３ａ，３３ｂにそれぞれ取り付けられた上金型３４ａ及び下金型３４ｂと、ハイドロフォーム成形後の成形部品１２を設置するために下側の金型ホルダ３３ｂに取り付けられた部品受け３５と、上金型３４ａ及び下金型３４ｂから成るハイドロフォーム成形用金型３４の型締めを行うときに成形金型３４の型締め方向（具体的には、上金型３４ａが下金型３４ｂに向かう方向）に移動して、部品受け３５に設置された成形部品１２の端面１２ａを押圧する部品押圧面３６を有する押し型３７とが設けられており、金型３４の型締めを行うと同時に成形部品１２の端面に圧縮力を加えるように構成されている。
【００４３】
かくして、押し型３７及び部品設置部３５から成る圧縮加工用金型３８がハイドロフォーム成形用金型３４に併設され、部品受け３５には、ハイドロフォーム成形後の成形部品１２を置くために当該成形部品１２の端部形状に対応する形状の部品設置部３９が設けられている。一方、押し型３７は上金型３４ａと一緒に同方向に動くため、型締めを行うと、部品受け３５の部品設置部３９と押し型３７の部品押圧面３６との間においてハイドロフォーム成形後の成形部品１２に圧縮加工を施すことができるように構成されている。なお、図４及び図８は金型の正面方向の断面を示しているのに対して、図１１は金型の横方向の断面を示している。
【００４４】
このような構成のハイドロフォーム成形装置３０を用いて成形を行う際の手順及び操作について述べると、次の通りである。
【００４５】
［１］  成形に適した長さに切断した管材９を用意し、その管材９の端部に仕上げレベルの切削及び面取り加工を行う。
［２］  機構３１を利用して従来法と同じ手順でハイドロフォーム成形を行う。
［３］  ハイドロフォーム成形後の成形部品１２を機構３１の金型から取り出して部品受け３５の部品設置部３９にセットし、次の部品を成形する際の型締め操作によって圧縮加工をハイドフォーム成形と同時に行う。
［４］  圧縮加工を完了した成形部品を金型から取り出す。
【００４６】
以上のように、圧縮機構をハイドロフォーム成形用の金型に組み込んだ場合には、別個のプレス機を必要としないことから、設備費を大幅に削減できる。ハイドロフォーム設備の型締め機構の駆動源は、油圧プレスそのものであるが、型締めだけではその駆動力にまだ余裕があるため、この余力を上述の圧縮加工に有効に活用できる。また、金型内で軸押しパンチによって圧縮を行う場合は、ハイドロフォーム成形後に圧縮加工を行うため、圧縮加工を行う時間だけサイクルタイムが延びることになるが、実施例３の場合には圧縮加工をハイドロフォーム成形機の型締めシリンダにて行うため、圧縮加工のサイクルタイムは、ハイドロフォーム成形のサイクルタイムと同じになってサイクルタイムは増加しない。従って、サイクルタイムの上昇を抑えながら、高い寸法精度の部品を成形することが可能である。
【００４７】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施例１〜３において示した成形部品の形状に限定されることなく、種々の形状にハイドロフォーム成形する場合にも本発明を適用可能である。また、ハイドロフォーム成形後の成形部品を圧縮加工する機構（手段）としては、既述の実施例１〜３において示した手段に限らず、各種の構造及び形状の機構を用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイドロフォーム成形方法を施行する際の手順を説明するためのフローチャートである。
【図２】ハイドロフォーム成形後の成形部品に圧縮加工を施す際の手順を示すものであって、図２（ａ）は成形部品を下金型の上にセットした状態を示す断面図、図２（ｂ）は成形部品を圧縮加工している状態を示す断面図である。
【図３】部品に加えられる荷重と変位との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例１で用いられるハイドロフォーム成形装置の断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施例１におけるハイドロフォーム成形方法の施行手順を説明するための断面図である。
【図６】軸押しパンチの寸法精度についての説明を行うための断面図である。
【図７】本発明の実施例２で用いられるハイドロフォーム成形装置の断面図である。
【図８】本発明の実施例２におけるハイドロフォーム成形方法の施行手順を説明するための断面図である。
【図９】軸押しパンチの寸法精度についての説明を行うための断面図である。
【図１０】成形部品の寸法・形状を示すための断面図である。
【図１１】本発明の実施例３で用いられるハイドロフォーム成形装置の断面図であって、図１１（ａ）はハイドロフォーム成形後の成形部品を部品受けに設置した状態を示す断面図、図１１（ｂ）は上述の成形部品の圧縮加工をハイドロフォーム成形と同時に行っている状態を示す断面図である。
【図１２】従来のハイドロフォーム成形方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｄ）は従来のハイドロフォーム成形方法の施行手順を説明するための断面図である。
【図１４】ハイドロフォーム成形後の成形部品の端部を整えるための切断及び切削代を示す断面図である。
【図１５】２個の成形部品を１回のハイドロフォーム成形で得る場合の成形手順を示す。
【符号の説明】
【００４９】
４，２０，３０  ハイドロフォーム成形装置
５ａ，２１ａ，３４ａ  上金型
５ｂ，２１ｂ，３４ｂ  下金型  
６，１９  成形金型
７，２２  キャビティ
８ａ，８ｂ，２５ａ，２５ｂ  軸押しパンチ
９  管材（材料パイプ）
９ａ  内部（中空部）
１１  流体
１２  成形部品
３１  ハイドロフォーム成形を施行する機構
３２  圧縮力を加える機構
３５  部品受け
３６  部品押圧面
３７  押し型
３８  圧縮加工用金型
３９  部品設置部
【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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