(57)【要約】【課題】  超高圧発生ポンプを不要とするハイドロフォーム成形方法および装置を提供する。【解決手段】  ハイドロフォーム成形方法は、金型１３内にセットされたパイプ状部材１５の開口端１５ａにアウター１７を当接してパイプ状部材１５の内部を密閉し、所定の圧力の加工液をパイプ状部材１５の内部に充填する。そして、インナー１９をパイプ状部材側に押し込んで加工液の圧力を高めると共に、パイプ状部材１５の内部の加工液の圧力に基づいてアウター１７の押し込み量を制御しながら、パイプ状部材１５の開口端１５ａを軸押しし、パイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めてパイプ状部材を成形加工する。【選択図】        図１
2006334662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ状部材の内部に加工液を充填し、前記パイプ状部材を軸方向に押圧しながら前記加工液の圧力を高めることにより前記パイプ状部材を成形加工するハイドロフォーム成形方法であって、
金型内にセットされた前記パイプ状部材の開口端に軸押工具の第１の押圧手段を当接して前記パイプ状部材の内部を密閉する工程と、
所定の圧力の前記加工液を前記パイプ状部材の内部に充填する工程と、
前記軸押工具の第２の押圧手段を前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めると共に、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて前記軸押工具の第１の押圧手段の押し込み量を制御しながら、前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めて前記パイプ状部材を成形加工する工程と、
を有す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】
前記第１の押圧手段は、前記パイプ状部材の開口端に当接可能なアウターであり、前記第２の押圧手段は、該アウターの内周に軸方向に相対移動可能に設けられるインナーであり、
前記成形加工工程は、前記インナーを前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めると共に、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて前記アウターの押し込み量を制御しながら前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めて前記パイプ状部材を成形加工す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】
前記第１の押圧手段は、前記パイプ状部材の開口端に当接可能なアウターであり、前記第２の押圧手段は、該アウターの内周に軸方向に相対移動可能に設けられるインナーであり、
前記成形加工工程は、前記アウターにより前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記アウターの押し込み量に基づいて前記インナーの押し込み量を制御しながら前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高め、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めて前記パイプ状部材を成形加工す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】
パイプ状部材の内部に加工液を充填し、前記パイプ状部材を軸方向に押圧しながら前記加工液の圧力を高めることにより前記パイプ状部材を成形加工するハイドロフォーム成形装置であって、
前記パイプ状部材をセットする金型と、
前記金型に対して軸方向に相対移動可能で、且つ、前記パイプ状部材の開口端に当接可能な第１の押圧手段と、前記パイプ状部材の内部に所定の圧力で充填された前記加工液の圧力を高める第２の押圧手段、とを備える軸押工具と、
を備え、
前記第２の押圧手段を前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めると共に、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて前記第１の押圧手段の押し込み量を制御しながら、前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記前記パイプ状部材を成形加工することを特徴とするハイドロフォーム成形装置。
【請求項５】
パイプ状部材の内部に加工液を充填し、前記パイプ状部材を軸方向に押圧しながら前記加工液の圧力を高めることにより前記パイプ状部材を成形加工するハイドロフォーム成形装置であって、
前記パイプ状部材をセットする金型と、
前記金型に対して軸方向に相対移動可能で、且つ、前記パイプ状部材の開口端に当接可能な第１の押圧手段と、前記パイプ状部材の内部に所定の圧力で充填された前記加工液の圧力を高める第２の押圧手段、とを備える軸押工具と、
を備え、
前記第１の押圧手段により前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記第１の押圧手段の押し込み量に基づいて前記第２の押圧手段の押し込み量を制御しながら前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めて前記パイプ状部材を成形加工することを特徴とするハイドロフォーム成形装置。
【請求項６】
前記第１の押圧手段は、前記パイプ状部材の開口端に当接可能な筒状先端部と、該筒状先端部の後方にシリンダ部を有するアウターであり、
前記第２の押圧手段は、前記加工液と面する圧力発生部と、該圧力発生部の後方で前記シリンダ部内に摺動自在に内嵌されるピストン部とを有し、該アウターの内周に軸方向に相対移動可能なインナーとを有することを特徴とする請求項４または５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およびその装置に関し、より詳細には、超高圧発生ポンプを不要とするハイドロフォーム成形方法およびその装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプ状部材の内部に充填した加工液の圧力によりパイプ状部材を塑性変形させて所定の形状に成形するハイドロフォーム成形は、従来、パイプ状部材を塑性変形させるのに十分な超高圧(例えば、３００ＭＰａ)を発生可能な超高圧ポンプを用いて超高圧の加工液をパイプ状部材内に供給し、これにより成形加工している。しかし、超高圧で加工しなければならない工程は、塑性変形加工の最終工程であるワークのコーナー部などの膨出時であり、全加工時間に占める比率は低く、時間的にも数秒程度である。ハイドロフォーム成形には、超高圧が必要不可欠であるが、このような超高圧発生ポンプは極めて高価であるので、超高圧発生ポンプを用いない成形方法の提案がなされている。
【０００３】
超高圧発生ポンプを用いない成形方法としては、アウターおよびこれに嵌合するインナーとからなる二重構造の軸押工具を用いたものがある。この成形方法は、アウターで被成形物であるパイプ状部材に軸押しをかけながら中間圧力 (例えば、１００ＭＰａ程度)の加工液を供給し、ある程度までパイプ状部材を拡管して１次加工(粗加工)した後、加工液が満たされたキャビティ内にインナーを挿入して超高圧(例えば、３００ＭＰａ程度)を発生させ、これにより、膨出し難いコーナー部を塑性変形して成形するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、被成形物であるパイプの端部に当接するピストンの内部に、導通路を介してパイプの内部と連通する空間を設け、導通路および空間内に加工液を充満させることにより、該空間を反力バランス室として機能させて、ピストンが受ける反力をバランスさせると共に、軸押装置の小型化を図ったものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３９６４５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０６５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているハイドロフォーム成形方法および装置は、ポンプから中間圧力 (例えば、１００ＭＰａ程度)の加工液をパイプ状部材に供給して１次加工した後、アウターを固定した状態でインナーを挿入して超高圧(例えば、３００ＭＰａ程度)を発生させて成形するようにしたものである。このハイドロフォーム成形方法によると、３００ＭＰａ程度の超高圧を発生可能な超高圧発生ポンプは不要となるものの、１００ＭＰａ程度の加工液を供給するポンプを依然として必要とし、設備費用が嵩む問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に開示されているハイドロフォーム成形用軸押装置は、成形時にピストンが受ける反力をバランスさせることを目的としたものであり、液圧を発生させるポンプの仕様についての記載はなく、超高圧の液圧が要求される場合には超高圧発生ポンプを必要とする可能性がある。
【０００７】
また、ハイドロフォーム成形は、成形によるパイプ状部材の体積増加分だけ、ポンプから加工液を供給することになるが、超高圧発生ポンプは吐出量が少ないのが一般的であり、加工時間が長くなる可能性があり、また、吐出量を多くすることも可能ではあるが、装置の大型化や設備費が高くなる問題があった。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダを駆動するための一般的な油圧ポンプを用いて、超高圧発生ポンプを不要とするハイドロフォーム成形方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  パイプ状部材の内部に加工液を充填し、前記パイプ状部材を軸方向に押圧しながら前記加工液の圧力を高めることにより前記パイプ状部材を成形加工するハイドロフォーム成形方法であって、
金型内にセットされた前記パイプ状部材の開口端に軸押工具の第１の押圧手段を当接して前記パイプ状部材の内部を密閉する工程と、
所定の圧力の前記加工液を前記パイプ状部材の内部に充填する工程と、
前記軸押工具の第２の押圧手段を前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めると共に、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて前記軸押工具の第１の押圧手段の押し込み量を制御しながら、前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めて前記パイプ状部材を成形加工する工程と、
を有することを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
（２）  前記第１の押圧手段は、前記パイプ状部材の開口端に当接可能なアウターであり、前記第２の押圧手段は、該アウターの内周に軸方向に相対移動可能に設けられるインナーであり、
前記成形加工工程は、前記インナーを前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めると共に、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて前記アウターの押し込み量を制御しながら前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めて前記パイプ状部材を成形加工することを特徴とする（１）に記載のハイドロフォーム成形方法。
（３）  前記第１の押圧手段は、前記パイプ状部材の開口端に当接可能なアウターであり、前記第２の押圧手段は、該アウターの内周に軸方向に相対移動可能に設けられるインナーであり、
前記成形加工工程は、前記アウターにより前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記アウターの押し込み量に基づいて前記インナーの押し込み量を制御しながら前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高め、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めて前記パイプ状部材を成形加工することを特徴とする（１）に記載のハイドロフォーム成形方法。
（４）  パイプ状部材の内部に加工液を充填し、前記パイプ状部材を軸方向に押圧しながら前記加工液の圧力を高めることにより前記パイプ状部材を成形加工するハイドロフォーム成形装置であって、
前記パイプ状部材をセットする金型と、
前記金型に対して軸方向に相対移動可能で、且つ、前記パイプ状部材の開口端に当接可能な第１の押圧手段と、前記パイプ状部材の内部に所定の圧力で充填された前記加工液の圧力を高める第２の押圧手段、とを備える軸押工具と、
を備え、
前記第２の押圧手段を前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めると共に、前記パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて前記第１の押圧手段の押し込み量を制御しながら、前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記前記パイプ状部材を成形加工することを特徴とするハイドロフォーム成形装置。
（５）  パイプ状部材の内部に加工液を充填し、前記パイプ状部材を軸方向に押圧しながら前記加工液の圧力を高めることにより前記パイプ状部材を成形加工するハイドロフォーム成形装置であって、
前記パイプ状部材をセットする金型と、
前記金型に対して軸方向に相対移動可能で、且つ、前記パイプ状部材の開口端に当接可能な第１の押圧手段と、前記パイプ状部材の内部に所定の圧力で充填された前記加工液の圧力を高める第２の押圧手段、とを備える軸押工具と、
を備え、
前記第１の押圧手段により前記パイプ状部材の開口端を軸押しし、前記第１の押圧手段の押し込み量に基づいて前記第２の押圧手段の押し込み量を制御しながら前記パイプ状部材側に押し込んで前記加工液の圧力を高めて前記パイプ状部材を成形加工することを特徴とするハイドロフォーム成形装置。
（６）  前記第１の押圧手段は、前記パイプ状部材の開口端に当接可能な筒状先端部と、該筒状先端部の後方にシリンダ部を有するアウターであり、
前記第２の押圧手段は、前記加工液と面する圧力発生部と、該圧力発生部の後方で前記シリンダ部内に摺動自在に内嵌されるピストン部とを有し、該アウターの内周に軸方向に相対移動可能なインナーとを有することを特徴とする（４）または（５）に記載のハイドロフォーム成形装置。
【００１０】
尚、本明細書中では、仕上加工圧力とは、パイプ状部材のコーナー部などの細部も膨出成形加工可能な圧力のことであり、パイプ状部材の材質、形成形状などによっても異なるが、一般的には超高圧（例えば、３００ＭＰａ程度）となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハイドロフォーム成形方法および装置によれば、パイプ状部材に加工液を充填した後、第２の押圧手段を作動して加工液の圧力を次第に高めながら、パイプ状部材の内部の加工液の圧力に基づいて第１の押圧手段の押し込み量を制御しながら軸押しし、或いは、第１の押圧手段により軸押しし、第１の押圧手段の押し込み量に基づいて第２の押圧手段の押し込み量を制御しながらパイプ状部材側に押し込み、最終的には加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めてパイプ状部材を成形加工するようにしたので、シリンダ駆動用の一般的な油圧ポンプを備えることにより、高価な水用の超高圧発生ポンプが不要となり、安価、且つ簡単な機構のハイドロフォーム成形装置によりパイプ状部材を所望の形状に成形加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るハイドロフォーム成形装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態であるハイドロフォーム成形装置の要部の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態のハイドロフォーム成形装置１０は、第１の押圧手段であるアウター１７および第２の押圧手段であるインナー１９を有する軸押工具１１と、被成形物であるパイプ状部材１５をセットする上型１３ａおよび下型１３ｂを有する金型１３と、パイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を検出する圧力検出センサ３７と、アウター１７の軸方向移動量を検出する移動量検出センサ３９と、圧力検出センサ３７により検出された圧力信号に基づいてアウター１７の軸方向移動量を制御する制御装置４１と、を備える。
【００１４】
アウター１７は、筒状に形成された筒状先端部１７ａと、筒状先端部１７ａの後方に設けられるシリンダ部１７ｂを有し、筒状先端部１７ａは、その外周部が金型１３に摺動自在に嵌合してパイプ状部材１５の開口端１５ａに当接可能となっている。シリンダ部１７ｂは、インナー１９の一部を収納して、筒状先端部１７ａより大きな断面積を有すると共に、該シリンダ部１７ｂ内に外部から作動流体である作動油を供給するための第１供給口であるインナー押出用ポート２１，第２供給口であるインナー引抜用ポート２３と，加工液を供給するための第３供給口である加工液注入用ポート２５とを備える。
【００１５】
インナー１９は、先端が加工液に面した圧力発生部１９ａと、圧力発生部１９ａより後方で、圧力発生部１９ａより大きな断面積を有するピストン部１９ｂとを備え、アウター１７の内周に軸方向に相対移動可能に設けられる。圧力発生部１９ａは、筒状先端部１７ａに摺動自在に内嵌し、また、ピストン部１９ｂは、その軸方向両端部に形成される鍔部１９ｃ、１９ｄをシリンダ部１７ｂに摺動自在に内嵌する。これにより、シリンダ部１７ｂは、２つの鍔部１９ｃ、１９ｄにより、後方に設けられた第１作動液室２９、前方に設けられた第２作動液室３１、およびこれらの中間に設けられた加工液室３３の３つに区画される。圧力発生部１９ａの外周面、及び鍔部１９ｃ、１９ｄの外周面には円周方向にＯリング溝が形成され、各Ｏリング溝にはＯリングなどの封止部材２０が装着されており、第１及び第２作動液室２９，３１及び加工液室３３は、互いに封止されている。
【００１６】
圧力発生部１９ａの中心には、軸方向に導通路２７が設けられ、これにより金型１３のキャビティ３５とシリンダ部１７ｂの加工液室３３とが連通する。第１作動液室２９にはインナー押出用ポート２１が、第２作動液室３１にはインナー引抜用ポート２３が、加工液室３３には加工液注入用ポート２５が、それぞれ配置されている。加工液注入用ポート２５、導通路２７が連通する加工液通路のいずれかには、ドレーン６７が設けられている。また、アウター１７の後方(図１において右側)には、軸押装置である油圧シリンダ４３が配置されており、アウター１７を軸方向に押圧するようになっている。なお、軸押装置は、油圧シリンダ４３の代わりに、ボールねじとモータの組合せ等の他の構成であってもよい。
【００１７】
圧力検出センサ３７および移動量検出センサ３９は、制御装置４１に電気的に接続されていて、圧力検出センサ３７および移動量検出センサ３９で検出した加工液の圧力検出信号およびアウター１７の移動量検出信号が制御装置４１に伝達される。制御装置４１は、圧力検出信号に基づいて、アウター１７の押し込み量、即ち、軸方向移動量を検出しながらアウター１７の移動量を制御しつつパイプ状部材１５を軸押しする。
【００１８】
ここで、本実施形態のハイドロフォーム成形方法について説明する。ハイドロフォーム成形装置１０は、図１において、先ず、金型１３のキャビティ３５内に被成形物であるパイプ状部材１５をセットする。そして、油圧シリンダ４３を作動して軸押工具１１を図中左方向に移動して筒状先端部１７ａをパイプ状部材１５の開口端１５ａに当接してパイプ状部材１５の内部を密閉する。尚、軸押工具１１は、金型１３の左右両側に一対配設されている。図１では、一方の軸押工具１１だけを示しており、図示しない他方の軸押工具では、インナー１７の配置は任意である。
【００１９】
そして、所定の圧力の加工液が図示しない加工液供給装置から加工液注入用ポート２５を介して加工液室３３に供給され、さらに導通路２７を通ってパイプ状部材１５の内部に供給されて充填される。このとき供給される加工液の所定の圧力とは、大気圧〜３０ＭＰａ程度の圧力であり、パイプ状部材１５の成形に必要な圧力より低圧となっている。尚、加工液は、水に添加剤を添加したものが一般的であるが、圧力を伝達可能な媒体であれば、特に限定されない。なお、加工液注入用ポート２５に加工液を供給するポンプ（図示せず）は、３０ＭＰａ程度の圧力を発生するポンプを用い得る。また、インナー１９の押し込みでキャビティ内の液圧が成形圧力まで十分に上昇可能な場合には、通常の送水ポンプであってもよい。一般的に、ポンプのコストは、吐出量と吐出圧の積の値が大きくなるに従って急激に上昇する傾向がある。一方、吐出圧が大きいポンプを用いれば、インナー１７の押し込み量は小さくすることができる。コスト上の問題から、可能であれば水道の圧力程度のごく低圧を発生する通常のポンプを用いてパイプ状部材１５の内部に充填し、軸押工具１１の押し込みにより圧力を高めて拡管するのが望ましい。
【００２０】
次いで、例えば、作動油などの作動流体をインナー押出用ポート２１から第１作動液室２９に供給してインナー１９を図中右側から左側に移動して、圧力発生部１９ａをパイプ状部材１５側に押し込む。インナー１９のピストン部１９ｂ（鍔部１９ｃ）は、圧力発生部１９ａより非常に大きな断面積を有するので、作動流体を第１作動液室２９に供給することにより、キャビティ３５内の加工液の圧力が高まる。
【００２１】
これにより、パイプ状部材１５は、金型１３のキャビティ３５内で塑性変形し、拡管する。このとき、パイプ状部材１５の内部の圧力は、圧力検出センサ３７で検出されて制御装置４１に伝達される。制御装置４１は、アウター１７の軸方向移動量を移動量検出センサ３９で検出しながら、圧力検出センサ３７からの圧力検出信号に基づいて油圧シリンダ４３を作動して、アウター１７の軸方向移動量を制御しつつ、パイプ状部材１５を軸方向に軸押しする。
【００２２】
アウター１７によりパイプ状部材１５を軸方向に軸押しするのは、パイプ状部材１５が拡管（塑性変形）して肉厚が薄くなる減肉が生じた部分にパイプ状部材１５の材料を流し込んで破断を防止するためである。実際には、金型１３のキャビティ３５内にあるパイプ状部材１５に内圧をかけるとパイプ状部材１５がキャビティ３５に押し付けられて金型１３とパイプ状部材１５の摩擦力が増大し、単にパイプ状部材１５を軸方向に押圧するだけでは、効果的に肉を流し込むことは困難である。このため、圧力検出センサ３７で検出された加工液の圧力に基づいて軸方向移動量、軸押しのタイミング、速度、などを適宜制御して、減肉部の破断が生じないようにパイプ状部材１５の材料を供給しながら成形加工する。
【００２３】
なお、詳細な制御方法は、成形加工する材料の特性、成形される形状、塑性変形率、などによって一様ではなく、製品ごとに試行錯誤により決定される。このように、軸押し量が制御されながら、最終的には、加工液の圧力が例えば、３００ＭＰａ程度の仕上加工圧力まで高められてパイプ状部材１５が最終形状に成形加工される。
【００２４】
尚、本実施形態では、パイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を圧力検出センサ３７で検出しているが、代わりに、インナー１９の押し込み量（軸方向移動量、軸押しのタイミング、速度等）を検出して、アウターの押し込み量を制御するようにしてもよい。
【００２５】
本実施形態のハイドロフォーム成形装置１０によれば、金型１３内にセットされたパイプ状部材１５の開口端１５ａにアウター１７を当接してパイプ状部材１５の内部を密閉し、インナー１９の導通路２７から所定の圧力の加工液をパイプ状部材１５の内部に充填した後、アウター１７のシリンダ部１７ｂ内でピストン部１９ｂを移動してインナー１９を押し込むことによりパイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を次第に高め、圧力検出センサ３７によりパイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を検出して得られた圧力信号に基づいてアウター１９の押し込み量を制御し、最終的には加工液の圧力を仕上加工圧力まで高めてパイプ状部材１５を成形加工するようにしたので、高価な超高圧発生ポンプを用いることなく、パイプ状部材１５を成形加工することができる。
【００２６】
また、騒音の発生源となり易い超高圧発生ポンプを不要としてので、騒音を低減することができる。更に、超高圧用配管系統が不要となって配管破裂のリスクも低減するばかりでなく、ハイドロフォーム成形装置１０の設備費を大幅に削減することができる。また、吐出量の大きなポンプの使用が可能となり、消費電力を低減し、加工時間を短くすることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のハイドロフォーム成形装置について図２を参照して説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略化する。
【００２８】
図２は第２実施形態であるハイドロフォーム成形装置の要部の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、第２実施形態のハイドロフォーム成形装置５０は、軸押工具５１の構成において第１実施形態のものと異なる。
【００２９】
軸押工具５１は、第１の押圧手段であるアウター５７および第２の押圧手段であるインナー５９を備える。アウター５７は、パイプ状部材１５の開口端１５ａに当接する筒状先端部５７ａと、筒状先端部５７ａの後方に設けられる、第１シリンダ部５７ｂと、第１シリンダ部５７ｂより断面積が大きい第２シリンダ部５７ｃとを具備する。筒状先端部５７ａには、第１シリンダ部５７ｂに形成される加工液室３３’とパイプ状部材１５の内部を連通する導通路２７が軸方向に形成されている。
【００３０】
インナー５９は、先端が加工液に面して、第１シリンダ部５７ｂに摺動自在に内嵌される圧力発生部５９ａと、圧力発生部５９ａの後方に設けられ、後端に第２シリンダ部５７ｃに摺動自在に内嵌される鍔部５９ｂとを有するピストン部５９ｃを具備する。これにより、圧力発生部５９ａより前方の第１シリンダ部５７ｂには、加工液室３３’が設けられ、鍔部５９ｂより後方の第２シリンダ部５７ｃには、第１の作動液室２９’が設けられ、加工液室３３’と第１作動液室２９’との間に第２の作動液室３１’が設けられる。
【００３１】
そして、インナー押出用ポート２１から第１作動液室２９’に作動流体が供給されると、インナー５９が図中右側から左側、即ち、パイプ状部材側に移動し、加工液室３３’内の加工液を加圧して押し出すようになっている。加工液室３３’には、加工液注入用ポート２５、パイプ６１、開閉弁６３を介して、所定の圧力である大気圧〜３０ＭＰａ程度の加工液を供給する加工液供給ポンプ６５が接続されると共に、ドレーン６７が設けられている。第１及び第２作動液室２９’，３１’には、作動流体を供給するインナー押出用ポート２１、およびインナー引抜用ポート２３が設けられている。また、アウター５７の後端(図において右端)には、油圧シリンダ４３が配設されてアウター５７を軸方向に移動させるようになっている。
【００３２】
さらに、ハイドロフォーム成形装置５０は、第１実施形態同様、パイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を検出する圧力検出センサ３７と、アウター５７の軸方向移動量を検出する移動量検出センサ３９と、圧力検出センサ３７により検出された圧力信号に基づいてアウター５７の軸方向移動量を制御する制御装置４１と、を備える。
【００３３】
次に本実施形態のハイドロフォーム成形方法について説明する。ハイドロフォーム成形装置５０は、図２において、先ず、金型１３のキャビティ３５内に被成形物であるパイプ状部材１５をセットし、油圧シリンダ４３を作動して軸押工具５１を図中左方向に移動して筒状先端部５７ａをパイプ状部材１５の開口端１５ａに当接してパイプ状部材１５の内部を密閉する。
【００３４】
そして、加工液供給ポンプ６５からの所定の圧力の加工液がパイプ６１、開閉弁６３を介して加工液注入用ポート２５から加工液室３３’に供給され、さらに導通路２７を通ってパイプ状部材１５の内部に供給されて充填される。
【００３５】
そして、開閉弁６３を閉じた後、インナー押出用ポート２１から第１作動液室２９’に作動流体を供給すると、インナー５９が左方向に移動し、圧力発生部５９ａが加工液室３３’内の加工液を加圧して押し出す。これにより、パイプ状部材１５内の加工液の圧力が上昇し、パイプ状部材１５は金型１３のキャビティ３５内で塑性変形して拡管する。このとき、パイプ状部材１５内の圧力は、圧力検出センサ３７で検出されて制御装置４１に伝達される。制御装置４１は、アウター５７の軸方向移動量を移動量検出センサ３９で検出しながら、圧力検出センサ３７からの圧力検出信号に基づいてアウター５７の軸方向移動量を制御しつつ、パイプ状部材１５を軸方向に軸押しする。
【００３６】
即ち、図１に示す第１実施形態のハイドロフォーム成形装置１０において既に説明したと同様に、検出した加工液の圧力に基づいてアウター５７の押し込み量（軸方向移動量、軸押しのタイミング、速度、など）を制御する。これにより、減肉部に破断が生じないように効果的にパイプ状部材１５の材料を流し込みながら、加工液の圧力を３００ＭＰａ程度の仕上加工圧力まで高めてパイプ状部材１５を最終形状に成形加工する。
【００３７】
本実施形態のハイドロフォーム成形装置５０によれば、金型１３内にセットされたパイプ状部材１５の開口端１５ａにアウター５７を当接してパイプ状部材１５の内部を密閉し、加工液供給装置６５から所定の圧力の加工液をパイプ状部材１５に供給した後、第１作動液室２９’に作動流体を供給して圧力発生部５９ａを加工液室３３’内に押し出してパイプ状部材１５内の加工液の圧力を高める。そして、制御装置４１が、加工液の圧力信号に基づいてアウター５７の押し込み量を制御しながらパイプ状部材１５を軸押しして成形加工するようにしたので、第１実施形態のものと同様の効果を奏する。更に、インナー５９がパイプ状部材１５に押し込まれないので、端部がストレート形状でないパイプ状部材１５の成形に好適に使用できる。
【００３８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態のハイドロフォーム成形装置について図３を参照して説明する。なお、第１及び第２実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。
【００３９】
図３は本発明の第３実施形態であるハイドロフォーム成形装置の要部の概略構成を示す断面図である。図３に示すように、第３実施形態のハイドロフォーム成形装置７０も、軸押工具７１の構成において第１実施形態のものと異なる。
【００４０】
本実施形態の軸押工具７１は、第１の押圧手段であるアウター７７と、第２の押圧手段である増圧装置８１とを備える。アウター７７には、パイプ状部材１５の内部に加工液を注入する導通路２７が形成されている。導通路２７には、加工液注入用ポート２５、パイプ６１および開閉弁６３を介して加工液供給ポンプ６５が接続されると共に、ドレーン６７が設けられている。尚、開閉弁６３は逆止弁であってもよい。
【００４１】
増圧装置８１は、加工液注入用ポート２５及びパイプ６１を介して導通路２７に接続されている。増圧装置８１は、断面積の小さな第１シリンダ部８１ａおよび第１シリンダ部８１ａの断面積より非常に大きな断面積を有する第２シリンダ部８１ｂを有するシリンダ部と、第１シリンダ部８１ａおよび第２シリンダ部８１ｂに摺動自在に内嵌される段付きピストン８３と、を備える。これにより、段付きピストン８３より前方の第１シリンダ部８１ａを、パイプ６１を介してアウター７３の導通路２７に接続する加工液室３３’’とし、段付きピストン８３より後方の第２シリンダ部８１ｂを第１作動液室２９’’、加工液室３３’’と第１作動液室２９’’との間を第２作動液室３１’’とする。また、第１及び第２作動液室２９’’、３１’’には、作動流体を供給するための第１供給口である軸押工具押出用ポート２１’’、第２供給口である軸押工具引抜用ポート２３’’がそれぞれ設けられている。
【００４２】
さらに、ハイドロフォーム成形装置７０は、第１実施形態同様、被成形物であるパイプ状部材１５をセットする上型１３ａおよび下型１３ｂを有する金型１３と、パイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を検出する圧力検出センサ３７と、アウター７７の軸方向移動量を検出する移動量検出センサ３９と、圧力検出センサ３７により検出された圧力信号に基づいてアウター７７の軸方向移動量を制御する制御装置４１と、を備える。
【００４３】
次に、本実施形態のハイドロフォーム成形方法について説明する。ハイドロフォーム成形装置７０は、図３において、先ず、金型１３のキャビティ３５内に被成形物であるパイプ状部材１５をセットし、油圧シリンダ４３を作動してアウター７７を図中左方向に移動してアウター７７の先端をパイプ状部材１５の開口端１５ａに当接してパイプ状部材１５の内部を密閉する。
【００４４】
そして、パイプ６１、開閉弁６３を介して加工液供給装置６５から供給される大気圧〜３０ＭＰａ程度の所定の圧力の加工液を、加工液注入用ポート２５からアウター７７に供給し、導通路２７を通してパイプ状部材１５の内部を充填する。
【００４５】
そして、開閉弁６３を閉じた後、軸押工具押出用ポート２１から第１作動液室２９’’へ作動流体を供給すると、段付きピストン８３が左方向に移動し、加工液室３３’’内の加工液を加圧して押し出し、パイプ６１および導通路２７を介してパイプ状部材１５の内部の加工液の圧力が上昇する。これにより、パイプ状部材１５は、金型１３のキャビティ３５内で塑性変形して拡管する。このとき、パイプ状部材１５内の圧力は、圧力検出センサ３７で検出されて制御装置４１に伝達される。制御装置４１は、アウター７７の軸方向移動量を移動量検出センサ３９で検出しながら油圧シリンダ４３を作動させる。そして、圧力検出センサ３７からの圧力検出信号に基づいてアウター７７の軸方向移動量を制御しつつ、パイプ状部材１５を軸方向に軸押しする。
【００４６】
即ち、図１に示す第１実施形態のハイドロフォーム成形装置１０において既に説明したと同様に、検出する加工液の圧力に基づいてアウター７７の押し込み量（軸方向移動量、軸押しのタイミング、速度、など）を制御する。これにより、減肉部に破断が生じないように効果的にパイプ状部材１５の材料を流し込むと共に、加工液の圧力を３００ＭＰａ程度の仕上加工圧力まで高めてパイプ状部材１５を最終形状に成形加工する。
【００４７】
本実施形態のハイドロフォーム成形装置７０によれば、金型１３内にセットされたパイプ状部材１５の開口端１５ａにアウター７７を当接してパイプ状部材１５の内部を密閉し、加工液供給ポンプ６５から所定の圧力の加工液をパイプ状部材１５の内部に注入した後、増圧装置８１を作動してパイプ状部材１５の内部の加工液の圧力を高め、圧力信号に基づいてアウター７７の押し込み量を制御してパイプ状部材１５を成形加工するようにしたので、第１実施形態のものと同様に効果を奏する。更に、ハイドロフォーム成形装置７０の構成を簡素化することができ、設備費を更に削減することができる。
【００４８】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態のハイドロフォーム成形装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【図２】第２実施形態のハイドロフォーム成形装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【図３】第３実施形態のハイドロフォーム成形装置の要部の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，５０，７０    ハイドロフォーム成形装置
１１，５１，７１    軸押工具
１３    金型
１５    パイプ状部材
１５ａ    パイプ状部材の開口端
１７，５７，７７      アウター（第１の押圧手段）
１７ａ，５７ａ    筒状先端部
２９，２９’，２９’’  第１作動液室
３１，３１’，３１’’  第２作動液室
３３，３３’，３３’’  加工液室
１９，５９    インナー（第２の押圧手段）
１９ａ，５９ａ    圧力発生部
１９ｂ，５９ｃ    ピストン部
２７    導通路
３７    圧力検出センサ
３９    移動量検出センサ
４１    制御装置
４３    油圧シリンダ（軸押装置）
６５    加工液供給ポンプ
８１    増圧装置（第２の押圧手段）
８３    段付きピストン
【図１】
2006334662.tif 000003
【図２】
2006334662.tif 000004
【図３】
2006334662.tif 000005