(57)【要約】【課題】ハイドロフォーム成形により管状素材を所定の形状に成形するに際し、成形品の良否検査工程を含む成形後の工程をコンパクトにする。【解決手段】ハイドロフォーム用金型１で管状素材を所定形状の成形品２に成形した後、成形品２を金型１から後工程４へと搬送する搬送装置１０を用いて金型１から成形品２を取出し、成形品２の良否検査を行うに際し、搬送装置１０に、成形品２の両端開口部２ａをシール可能な保持部１１を設け、保持部１１で成形品２の両端を保持すると共に両端開口部２ａをシールする。そして、両端開口部２ａを保持部１１でシールした状態の成形品２の内部空間３に気体を供給して、成形品２の良否検査を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドロフォーム用金型で管状素材を所定形状の成形品に成形した後、該成形品を前記金型から後工程へと搬送する搬送装置を用いて前記金型から前記成形品を取出し、前記成形品の良否検査を行うハイドロフォーム成形品の製造方法であって、
前記搬送装置に、前記成形品の両端開口部をシール可能な保持部を設け、該保持部で前記成形品の両端を保持すると共に前記両端開口部をシールし、
前記両端開口部を前記保持部でシールした状態の前記成形品の内部空間に気体を供給して、前記成形品の良否検査を行うハイドロフォーム成形品の製造方法。
【請求項２】
ハイドロフォーム用金型で所定形状に成形した成形品の両端を保持すると共に前記成形品の両端開口部をシール可能な保持部と、
前記保持部で前記両端開口部をシールした状態の前記成形品の内部空間に気体を供給して、前記成形品の良否検査を行う良否検査部とを備えたハイドロフォーム成形品の搬送検査装置。
【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品の製造方法、及びハイドロフォーム成形品の搬送検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
管状体の成形手法としてハイドロフォーム成形が知られている。この成形方法は、管状素材の内部空間に供給した流体の圧力（内圧）を利用して管状素材を所定の形状に変形させることから、成形品に微小なき裂（いわゆるワレ）が生じることがある。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば下記特許文献１には、成形過程における管状素材の形状（管状素材と金型成形面との距離）を接触センサで検知して、検知した情報に基づき内圧及び端押し荷重（管状素材の両端に作用させる軸方向の圧縮荷重）を制御する方法及び装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２４９８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、ハイドロフォーム成形にあっては、内圧と端押し荷重とを制御することによりワレの発生を未然に防止する試みがなされている。しかしながら、たとえ精密に制御を行ったとしても、個体差の問題もあり、成形した後に、成形品にワレが存在していないことを保証することは難しい。そのため、現実的には、成形品に対してワレの有無を含めた成形品の良否検査を行うための工程を設ける必要がある。
【０００６】
この種の検査を行うためには、検査専用のスペースが必要となるが、その一方で、近年、更なる省スペース化が望まれている生産現場の実情に鑑みれば、作業スペースや設備スペースは極力小さくすべきである。また、ハイドロフォーム成形は、通常、管状素材の内部空間に水等の液体を供給することで行われる。管状素材は金属製であることが多く、水等の付着は素材の腐食を招く。そのため、成形後には、良否検査だけでなく、成形品の内面を乾燥するための工程を設ける必要もある。この点から見ても、各工程用のスペースは極力小さくする必要がある。
【０００７】
以上の事情に鑑み、本発明により解決すべき課題は、ハイドロフォーム成形により管状素材を所定の形状に成形するに際し、成形品の良否検査工程を含む成形後の工程をコンパクトにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題の解決は、本発明に係るハイドロフォーム成形品の製造方法によって達成される。すなわち、この製造方法は、ハイドロフォーム用金型で管状素材を所定形状の成形品に成形した後、成形品を金型から後工程へと搬送する搬送装置を用いて金型から成形品を取出し、成形品の良否検査を行うハイドロフォーム成形品の製造方法であって、搬送装置に、成形品の両端開口部をシール可能な保持部を設け、保持部で成形品の両端を保持すると共に両端開口部をシールし、両端開口部を保持部でシールした状態の成形品の内部空間に気体を供給して、成形品の良否検査を行う点をもって特徴付けられる。
【０００９】
上記構成の方法によれば、搬送装置がハイドロフォーム成形品を金型から取出して後工程へ搬送するために当該成形品の両端部を保持部で保持することで、成形品の内部空間が密閉状態になる。そのため、この状態で例えば内部空間に気体を供給した際の圧力を測定等することで気体漏れの有無、すなわちワレの有無を評価することができる。よって、成形品を金型から後工程に搬送する間に成形品の良否検査を行うことができる。このように搬送中に良否検査を行えるのであれば、検査用の作業スペースを設けずに済む。また、良否検査に用いる設備の少なくとも一部（成形品をシールするための部材）を搬送装置の一部（保持部）と兼ねることで、その分の設備スペース縮小を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る製造方法は、成形品の内部空間に高温の気体を供給することで、成形品の良否検査を行うと共に成形品の内面を乾燥させるものであってもよい。
【００１１】
上述のように良否検査のために供給する気体を高温にすることで、成形品の良否検査工程と、成形品内面の乾燥工程とを同時に行うことができる。よって、検査用の作業スペースだけでなく乾燥用の作業スペースについても省略できる。また、乾燥のための高温気体を供給するための設備を良否検査のための気体供給設備と兼ねることができるので、その分の設備スペース縮小を図ることもできる。
【００１２】
また前記課題の解決は、本発明に係るハイドロフォーム成形品の搬送検査装置によっても達成される。すなわち、この搬送検査装置は、ハイドロフォーム用金型で管状素材を所定形状に成形して得た成形品の両端を保持すると共に成形品の両端開口部をシール可能な保持部と、保持部で両端開口部をシールした状態の成形品の内部空間に気体を供給して、成形品の良否検査を行う良否検査部とを備えた点をもって特徴付けられる。
【００１３】
このように、上記構成の装置によれば、ハイドロフォーム成形品を金型から取出して後工程へ搬送するために当該成形品の両端部を保持部で保持することで、成形品の内部空間が密閉状態になる。そのため、この状態で内部空間に気体を供給することで、成形品の良否検査を行うことができ、かつこの検査を金型から後工程に成形品を搬送する間に行うことができる。よって、検査用の作業スペースを設けずに済む。また、良否検査に用いる設備の少なくとも一部（シールするための部材）を搬送装置の一部（保持部）と兼ねることで、その分の設備スペース縮小を図ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る搬送検査装置は、保持部が、成形品の端面に当接するシール部と、成形品の開口部に挿入して拡径可能な拡径部と、シール部及び拡径部を一体的にスライドさせるスライド部とを有し、スライド部によりシール部及び拡径部を一体的にスライドさせることで、シール部を端面に当接させると共に拡径部を開口部に挿入し、かつ挿入した状態の拡径部を拡径させることで成形品の内面を保持可能としたものであってもよい。
【００１５】
保持部による成形品の保持態様として、例えば成形品を爪状のチャックで外側から把持する形態が考えられるが、これだと、チャックの可動領域が成形品の周囲に必要となるため、ハイドロフォーム用金型のうち成形品の端部周辺をチャックとの干渉を避けるべく逃がしておく必要が生じる。これでは成形品の端部を金型で挟めないため成形することはできない。これに対して、保持部を上述のように構成すれば、金型を逃がす（チャック可動用のスペースを空けておく）必要はなくなる。よって、成形品の端部までハイドロフォーム成形で所定形状に成形することができ、歩留まりの向上を図ることができる。また、シール部の端面への当接動作と拡径部の拡径動作とを共通の駆動源（スライド部材の駆動源）で行うことができるので、設備の更なるコンパクト化を図ることができる。なお、この種の成形品は、ハイドロフォーム成形時に端押し荷重下で成形されるため、その長手方向に相応の剛性を有する。よって、長手方向からシール部を所定の押圧力で当接させたとしても、成形品の形状精度に悪影響を及ぼすおそれはない。むしろ、成形品の端面に相応の押圧力で当接させることができるので、成形品の端面に当接させるだけの簡易なシール構造であっても成形品の内部空間を確実にシールすることができる。これにより更なる設備の簡素化、ひいてはコンパクト化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、ハイドロフォーム成形により管状素材を所定の形状に成形するに際し、成形品の良否検査工程を含む成形後の工程をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイドロフォーム成形品の搬送検査装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す搬送検査装置の要部断面図である。
【図３】図１に示す搬送検査装置を用いたハイドロフォーム成形品の製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図４】図１に示す搬送検査装置を用いたハイドロフォーム成形品の製造方法の一例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るハイドロフォーム成形品の製造方法、及びハイドロフ  ォーム成形品の搬送検査装置を図面に基づき説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る搬送検査装置１０は、図１に示すように、ハイドロフォーム用金型（図１では下型１のみ明示）で管状素材を所定形状に成形して得た成形品２の両端を保持する保持部１１と、保持部１１で両端開口部２ａをシールした状態の成形品２の内部空間３に気体を供給して、成形品２の良否検査を行う良否検査部１２と、保持部１１を搬送駆動させる搬送駆動部１３とを主に備える。
【００２０】
本実施形態では、搬送検査装置１０は、さらに、保持部１１と搬送駆動部１３とを連結する連結アーム１４を備えており、搬送駆動部１３の駆動軸１５まわりに回転可能とされる。なお、本実施形態では、１個の搬送駆動部１３の駆動軸１５に連結アーム１４を介して２個の保持部１１を連結し、これら２個の保持部１１を同期して回転移動させる場合を例示しているが、保持部１１ごとに搬送駆動部１３を１個ずつ配設して、搬送駆動部１３の駆動タイミングを合わせることで、２個の保持部１１を同期回転させるようにしても構わない（図示は省略）。
【００２１】
保持部１１は、図２に拡大して示すように、成形品２の内部空間３（後述する図３を参照）を密閉するためのシール部１６と、成形品２の開口部２ａに挿入して拡径可能な拡径部１７と、シール部１６及び拡径部１７を一体的にスライドさせるスライド部１８とを有する。本実施形態では、スライド部１８は例えばエアなどのシリンダで構成され、当該シリンダのロッド部１９の周囲に配設された基部２０のスライド前方側にシール部１６が形成されている。また、基部２０のさらにスライド前方側には、拡径部１７を押し広げるカム部材２１が取付けられており、スライド部１８の駆動により、ロッド部１９と、基部２０とカム部材２１、及びシール部１６とが一体的にスライド可能とされている。また、基部２０の内部には、基部２０に対するロッド部１９のスライド動作を支持するための軸受部２２が設けられており、後述するロッド部１９の突出動作により基部２０が成形品２の端面２ｂと当接するまでの間、基部２０はロッド部１９と共に成形品２の側に向けて前進し、端面２ｂとの当接後、ロッド部１９のみが前進するように構成されている。
【００２２】
シール部１６は、本実施形態では、成形品２の端面２ｂと当接することで成形品２の内部空間３をシール可能とされ、端面２ｂとの当接時（押込み時）に端面２ｂと密着可能なように構成される。本実施形態では、シール部１６は基部２０の端面に層状に形成されている。厚みは端面２ｂとの密着性が確保できる範囲で設定される。材質は密着変形可能なゴムなどの弾性体が採用でき、後述する乾燥工程をシール状態で行うことを想定すれば、耐熱性ゴムなどが好適である。
【００２３】
拡径部１７は、複数個（本実施形態では３個）の拡径部材２３と、各拡径部材２３をスライド前方側に弾性付勢するばねなどの付勢部材２４とで構成される。付勢部材２４の一端（図２でいえば右端）は基部２０に取付けられ、付勢部材の他端（図２でいえば左端）には拡径部材２３が取付けられている。これにより、基部２０は付勢部材２４を介して拡径部材２３に接続され、ロッド部１９の突出動作時には、カム部材２１に押圧される拡径部材２３と共に基部２０が前進するようになっている。また、各拡径部材２３には、カム部材２１のカム面２１ａと当接するカム受け面２３ａが設けられており、カム面２１ａ及びカム受け面２３ａの形状に応じて拡径部材２３が所定の拡径動作を行うようになっている。本実施形態では、カム面２１ａはテーパ形状をなしており、このテーパ状のカム面２１ａと当接する各拡径部材２３のカム受け面２３ａも対応するテーパ形状をなす。そしてカム面２１ａとカム受け面２３ａとの協働によりカム受け面２３ａを設けた拡径部材２３が拡径側、すなわち外径側に移動可能とされている。この場合、付勢部材２４の一端は例えば基部２０に対して外径側にスライド可能に支持される。また、拡径部材２３の外周面２３ｂは、管状をなす成形品２の内周面２ｃと当接させることを考慮して、所定の外径寸法を有する部分円筒面形状とされる。
【００２４】
良否検査部１２は、上述したシール部１６と、ホース２５を介して保持部１１の基部２０と接続される気体供給部２６とを有する（図１及び図２）。本実施形態では、基部２０の内部に気体の供給路２７が設けられ、その一端がホース２５の取付け部に開口し、他端がシール部１６の端面に開口している。これにより、気体供給部２６から送り出された気体がホース２５及び気体の供給路２７を通って、成形品２の内部空間３に供給可能とされる。また、シール部１６と気体供給部２６との間（すなわちホース２５）に気体の圧力を測定する圧力計２８が配設され、これにより、ホース２５内の気体の圧力を測定できるようになっている。
【００２５】
以下、上記構成の搬送検査装置１０を用いたハイドロフォーム成形品の製造方法の一例を説明する。
【００２６】
（Ａ）ハイドロフォーム成形工程
まず、図示しない管状素材を用意する。この管状素材は、後述するハイドロフォーム成形が可能な程度の厚み寸法に形成されたものである。そして、例えば外径一定の長筒状の管状素材をハイドロフォーム用金型（図１に示す下型１と図示しない上型とを備える）内にセットし、挟持した状態で管状素材の両端開口部から水などの流体を供給して管状素材に内圧を付与する。また、この際、図示しない端押し部材で管状素材の端面を押込んで、管状素材に端押し荷重を付与する。これにより、管状素材が膨張等の変形を生じて、金型の成形面と管状素材が当接することで管状素材の変形態様が制御される。よって、成形面に準じた形状の成形品２が得られる。
【００２７】
（Ｂ）搬送工程
上述の如き成形で得た成形品２をハイドロフォーム用金型から取出し、隣接する後工程へと搬送する。具体的には、まずハイドロフォーム用金型の上型（図示は省略）を上昇させると共に、下型１上に載置された状態の成形品２の両端開口部２ａと対向する位置に、各保持部１１をセットする（図１）。そして、スライド部１８を駆動させて、スライド部１８のロッド部１９に取付けられたカム部材２１を成形品２に向けて前進させる。これにより、カム部材２１が拡径部材２３と当接し、拡径部材２３と付勢部材２４を介して拡径部材２３に接続される基部２０とが共に成形品２に向けて前進する。そして、基部２０に設けたシール部１６が成形品２の端面２ｂと当接し、密着する（図３）。この段階では、拡径部材２３の最外径寸法は、成形品２の内径寸法より小さいため、シール部１６が端面２ｂに当接すると共に、拡径部材２３が成形品２の開口部２ａに挿入される。
【００２８】
そして、シール部１６が所定の密着力で端面２ｂと当接した状態（図３に示す状態）から、さらにロッド部１９を突出させることで、ロッド部１９の先端に取付けたカム部材２１が成形品２の長手方向中央側に向けて前進する。これにより、拡径部材２３がカム部材２１に前方側に押し込まれる。この際、カム部材２１に設けたテーパ状のカム面２１ａと、対応する形状をなす拡径部材２３のカム受け面２３ａとが当接することで、拡径部材２３は成形品２の長手方向中央側に向けて前進しつつ、外径側に移動する（図４）。よって、各拡径部材２３の外周面２３ｂが成形品２の内周面２ｃと当接し、成形品２が複数個の拡径部材２３によって内側から保持される。また、本実施形態のように、成形品２の両端に位置するシール部１６が成形品２の両端面２ｂに押付けられることで、成形品２が双方のシール部１６により長手方向に挟持された状態ともなる。よって、拡径部１７による保持と併せて、成形品２がより強固に保持される。
【００２９】
このようにして成形品２の両端が２個の保持部１１で保持されたら、搬送駆動部１３を駆動させて、連結アーム１４を介して連結された２個の保持部１１を駆動軸１５まわりに回転させる。成形品２は下型１上に載置された状態にあるから、図１に示す位置から２個の保持部１１を半周分だけ回転させることで、下型１から成形品２が取出されると共に、隣接する後工程（例えば端切り工程）に向けて成形品２が搬送される。なお、本実施形態では、後工程の載置台４上に成形品２が載置されるよう、連結アーム１４の腕の長さ及び駆動軸１５の位置が設定される。
【００３０】
（Ｃ）良否検査工程及び乾燥工程
一方、搬送工程時、成形品２は保持部１１でその両端を保持されると共にシール部１６で内部空間３をシールされた状態にある。よって、この間、気体供給部２６から高温の気体を送り出すことで、送り出された気体が、ホース２５及び気体の供給路２７を通って、かつシール部１６と成形品２との間から漏れることなく、成形品２の内部空間３に供給される。この場合、内部空間３と供給路２７、及びホース２５内部の気圧は等しいとみなせるので、圧力計２８で測定したホース２５内の気体の圧力は、内部空間３の気体の圧力とみなせる。よって、気体の供給と共に、圧力計２８による圧力測定を行い、測定された圧力が一定の値で維持される場合に、成形品２からの気体の漏れはない、すなわち成形品２にワレはないと判定する。一方、測定される圧力が安定せず、あるいは一定の値にまで達しない場合には、成形品２からの気体の漏れがある、すなわち成形品２にワレが存在するものと判定する。このようにして、成形品２の良否検査が行われる。
【００３１】
また、上述のように、成形品２の内部空間３に高温の気体を供給することで、先のハイドロフォーム成形工程で内部空間３に充填された水等の流体のうち成形後も外部に流出し切れずに残った分が蒸発する。よって、良否検査と併せて乾燥工程を実施することができる。蒸発した水分等を含む気体は、後述する保持解除動作により成形品２の外部に排出される。
【００３２】
以上のようにして成形品２の搬送と良否検査、並びに乾燥工程が完了したら、スライド部１８を駆動させてロッド部１９を後退させ、保持部１１による成形品２の保持状態を解除する。すなわち、図４に示す状態からロッド部１９を後退させることで、カム部材２１からの押込み力を付勢部材２４による弾性復元力が上回り、拡径部材２３が長手方向外側（図４でいえば右側）に向けて後退しつつ、内径側へ移動を開始する。これにより、拡径部材２３の外周面２３ｂによる成形品２の保持状態が解除される。そして、さらにロッド部１９を後退させて、例えばロッド部１９で基部２０を後方側へ押込むことで、基部２０と、この基部２０に付勢部材２４を介して接続される拡径部材２３とが後退し、シール部１６と端面２ｂとの当接並びに密着状態が解消される。これにより、成形品２に対する保持部１１の保持状態が解除され、成形品２が後工程に係る設備（載置台４）上に載置される。
【００３３】
このように、本発明では、成形品２の両端開口部２ａをシール可能な搬送検査装置１０の保持部１１で成形品２の両端部を保持するようにしたので、保持した状態における成形品２の内部空間３が密閉状態になる。そのため、この状態で内部空間３に気体を供給した際の圧力を圧力計２８で測定することにより気体漏れの有無、すなわちワレの有無を評価することができる。よって、成形品２を金型（下型１）から後工程に搬送する間に成形品２の良否検査を行うことができる。このように搬送中に良否検査を行えるのであれば、検査用の作業スペースを設けずに済む。また、良否検査に用いる設備の少なくとも一部（成形品２をシールするための部材）を搬送装置の一部（保持部１１）と兼ねることで、その分の設備スペース縮小を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、気体供給部２６から成形品２の内部空間３に高温の気体を供給することで、成形品２の良否検査を行うと共に成形品２の内面（内周面２ｃ）を乾燥させるようにしたので、成形品２の良否検査工程と、成形品２内面の乾燥工程とを同時に行うことができる。よって、検査用の作業スペースだけでなく乾燥用の作業スペースについても省略できる。また、乾燥のための高温気体を供給するための設備を良否検査のための気体供給設備（気体供給部２６）と兼ねることができるので、その分の設備スペース縮小を図ることもできる。
【００３５】
また、本実施形態では、搬送検査装置１０の保持部１１を、成形品２の端面２ｂに当接するシール部１６と、成形品２の開口部２ａに挿入して拡径可能な拡径部１７（複数の拡径部材２３）と、シール部１６及び拡径部１７を一体的にスライドさせるスライド部１８とで構成すると共に、スライド部１８でシール部１６及び拡径部１７を一体的にスライドさせることで、シール部１６を端面２ｂに当接させると共に拡径部１７を開口部２ａに挿入し、かつ挿入した状態の拡径部１７を拡径させることで成形品２の内周面２ｃを保持可能とした。
【００３６】
上記構成によれば、成形品２の内部空間３（開口部２ａ）に挿入された拡径部１７が拡径することで成形品２をその内側から保持することができるので、例えば成形品２を爪状のチャックで外側から把持する場合のように、成形品２直接的に保持するための部材の可動スペースを成形品２の周囲に設けずに済む。よって、管状素材をできる限り端部までハイドロフォーム成形で所定形状に成形することができ、歩留まりの向上を図ることができる。また、シール部１６の端面２ｂへの当接動作と拡径部１７の拡径動作とを共通の駆動源（スライド部１８）で行うことができるので、設備の更なるコンパクト化を図ることができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る製造方法及び搬送検査装置は上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において当然に任意の形態を採り得る。
【００３８】
例えば、シール構造に関し、上記実施形態では、成形品２の外径寸法と略同一の外径寸法を有するシール部１６を保持部１１に設けた場合を説明したが、例えばシール部１６の外径寸法を成形品２の外径寸法よりも大きくして、成形品２の端面２ｂと下型１の端面１ａとにシール部１６を当接させるようにしてもよい。この場合、下型１の端面１ａと成形品２の端面２ｂとは水平方向同一位置に設定される。また、上記実施形態では、シール部１６を層状として基部２０の端面に固定した場合を例示したが、これ以外の形態をなすシール部１６を端面２ｂに当接させることで成形品２の内部空間３をシールするようにしてもよい。
【００３９】
あるいは、拡径部材２３の外周面２３ｂに層状のシール部１６を設けて、図３及び図４に示す拡径動作で拡径部材２３を成形品２の内周面２ｃに当接させることで、シール部１６を内周面２ｃに密着させ、内部空間３をシールするようにしてもよい。
【００４０】
また、上記以外の事項についても、本発明の技術的意義を没却しない限りにおいて他の具体的形態を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４１】
１     下型
２     成形品
２ａ   開口部
２ｂ   端面
２ｃ   内周面
３     内部空間
４     載置台（後工程）
１０   搬送検査装置
１１   保持部
１２   良否検査部
１３   搬送駆動部
１４   連結アーム
１５   駆動軸
１６   シール部
１７   拡径部
１８   スライド部
１９   ロッド部
２０   基部
２１   カム部材
２３   拡径部材
２４   付勢部材
２６   気体供給部
２７   供給路
２８   圧力計
【図１】
2015182123.tif 000003
【図２】
2015182123.tif 000004
【図３】
2015182123.tif 000005
【図４】
2015182123.tif 000006