(57)【要約】【課題】成形性を向上させ得る液圧成形装置を提供する。【解決手段】成形品の外形形状に対応するキャビティ４１，５１と、予備成形体１０の縁部１３を保持するためのホルダ部４５，５５とを有する第１成形型５０および第２成形型４０と、オス型部材６０とを有する。第１成形型５０に配置される予備成形体１０を、第２成形型４０によって型締めする前において、オス型部材６０は、キャビティ５１に位置する予備成形体１０の部位を、押圧して変形させ、ホルダ部５５に位置する予備成形体１０の縁部１３を、キャビティ５１に部分的に引き込む。【選択図】            図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせた板材の縁部を接合してなる予備成形体が適用される液圧成形方法において、
成形品の外形形状を分割して得られる一方の面に対応するキャビティと、前記予備成形体の縁部を保持するためのホルダ部とを有する第１成形型に、前記予備成形体を配置し、
前記成形品の前記外形形状を分割して得られる他方の面に対応するキャビティと、前記予備成形体の縁部を保持するためのホルダ部とを有する第２成形型によって、型締めする前において、
前記第１成形型の前記キャビティに位置する前記予備成形体の部位を、オス型部材によって押圧して変形させ、前記第１成形型の前記ホルダ部に位置する前記予備成形体の縁部を、前記第１成形型の前記キャビティに部分的に引き込む
ことを特徴とする液圧成形方法。
【請求項２】
前記第２成形型の前記キャビティには、開口部が形成されており、前記オス型部材は、前記開口部から突出することを特徴とする請求項１に記載の液圧成形方法。
【請求項３】
前記オス型部材は、複数であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液圧成形方法。
【請求項４】
前記オス型部材によって変形させられる前記予備成形体の部位は、前記第１成形型の前記キャビティの底面縁部の近傍に位置することを特徴とする請求項３に記載の液圧成形方法。
【請求項５】
前記オス型部材の押圧面は、略直角の縁部を有する平面状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液圧成形方法。
【請求項６】
重ね合わせた板材の縁部を接合してなる予備成形体が適用される液圧成形装置において、
成形品の外形形状に対応するキャビティと、前記予備成形体の縁部を保持するためのホルダ部とを有する第１成形型および第２成形型と、
前記第１成形型に配置される前記予備成形体を、前記第２成形型によって型締めする前において、前記第１成形型の前記キャビティに位置する前記予備成形体の部位を、押圧して変形させ、前記第１成形型の前記ホルダ部に位置する前記予備成形体の縁部を、前記第１成形型の前記キャビティに部分的に引き込むためのオス型部材と
を有することを特徴とする液圧成形装置。
【請求項７】
前記第２成形型の前記キャビティには、開口部が形成されており、前記オス型部材は、前記開口部から突出自在に配置されることを特徴とする請求項６に記載の液圧成形装置。
【請求項８】
前記オス型部材は、複数であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液圧成形装置。
【請求項９】
前記オス型部材によって変形させられる前記予備成形体の部位は、前記第１成形型の前記キャビティの底面縁部の近傍に位置することを特徴とする請求項８に記載の液圧成形装置。
【請求項１０】
前記オス型部材の押圧面は、略直角の縁部を有する平面状であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の液圧成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧成形方法および液圧成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液圧成形においては、上下に分割された金型の内側に、重ね合わせた複数の金属板材の周辺を接合してなる予備成形体を、配置し、型締めした後に、予備成形体の内側に、液体を供給して膨出させ、金型のキャビティに押圧して、成形している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２５１１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
金型によって押圧されている予備成形体の縁部は、成形初期において、金型のキャビティに向かって移動し、材料流入を引き起こす。しかし、成形が進行すると、例えば、予備成形体の膨出した部位が金型と擦れ合うことによって、材料流入が阻害される。したがって、その後の成形は、金型のキャビティに存在する材料の伸びに基づくことになる。
【０００５】
したがって、液圧成形による変形量（加工量）を大きくする場合、成形の進行に伴って、板厚減少が過度に進行し、材料が破断する等の成形不良が発生する虞があり、成形性に問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、成形性を向上させ得る液圧成形方法および液圧成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
重ね合わせた板材の縁部を接合してなる予備成形体が適用される液圧成形方法において、
成形品の外形形状を分割して得られる一方の面に対応するキャビティと、前記予備成形体の縁部を保持するためのホルダ部とを有する第１成形型に、前記予備成形体を配置し、
前記成形品の前記外形形状を分割して得られる他方の面に対応するキャビティと、前記予備成形体の縁部を保持するためのホルダ部とを有する第２成形型によって、型締めする前において、
前記第１成形型の前記キャビティに位置する前記予備成形体の部位を、オス型部材によって押圧して変形させ、前記第１成形型の前記ホルダ部に位置する前記予備成形体の縁部を、前記第１成形型の前記キャビティに部分的に引き込む
ことを特徴とする液圧成形方法である。
【０００８】
上記目的を達成するための請求項６に記載の発明は、
重ね合わせた板材の縁部を接合してなる予備成形体が適用される液圧成形装置において、
成形品の外形形状に対応するキャビティと、前記予備成形体の縁部を保持するためのホルダ部とを有する第１成形型および第２成形型と、
前記第１成形型に配置される前記予備成形体を、前記第２成形型によって型締めする前において、前記第１成形型の前記キャビティに位置する前記予備成形体の部位を、押圧して変形させ、前記第１成形型の前記ホルダ部に位置する前記予備成形体の縁部を、前記第１成形型の前記キャビティに部分的に引き込むためのオス型部材と
を有することを特徴とする液圧成形装置である。
【０００９】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、オス型部材によって予備成形体を押圧して変形させることにより、予備成形体の縁部が、第１成形型のキャビティに部分的に引き込まれる。そのため、型締め前において、従来に比べて多くの材料が、キャビティに予め配置される。
【００１１】
したがって、型締め後、キャビティに存在する材料の伸びに基づいて液圧成形が進行する段階において、板厚減少の過度の進行が抑えられ、材料が破断する等の成形不良の発生が抑制される。また、液圧成形による変形量を大きくすることも可能となる。つまり、成形性を向上させ得る液圧成形方法を提供することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、型締めする前において、オス型部材によって予備成形体を押圧して変形させる場合、予備成形体の縁部を、第１成形型のキャビティに部分的に引き込むことが可能である。この場合、従来に比べて多くの材料が、キャビティに予め配置される。
【００１３】
したがって、型締め後、キャビティに存在する材料の伸びに基づいて液圧成形が進行する段階において、板厚減少の過度の進行を抑え、材料が破断する等の成形不良の発生を抑制することができる。また、液圧成形による変形量を大きくすることも可能となる。つまり、成形性を向上させ得る液圧成形装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る予備成形体を説明するための断面図、図２は、本発明の実施の形態に係る成形品を説明するための断面図である。
【００１６】
予備成形体１０は、重ね合わせた少なくとも２つの板材１１，１２から構成される。板材１１，１２は、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼からなり、縁部１３には接合部１４が形成され、気密性が確保されている。接合部１４は、縁部１３の略全周に渡ってあるいは部分的に配置される。接合方法は、接着や溶接などを適用することが可能である。溶接方法としては、例えば、シーム溶接、アーク溶接、レーザ溶接が挙げられる。
【００１７】
予備成形体１０を液圧成形することで得られる成形品２０は、例えば、アスクル部品、サイドメンバ部品、ボディサイド部品等の自動車部品である。本実施の形態においては、液圧成形による変形量を大きくし、成形高さ限界を高くすることが可能である。
【００１８】
つまり、２次成形やブランケットの取付けを施すことなく、従来のものと比較して大きな成形高さＨを有する成形品２０を得ることができる。したがって、成形品２０の適用範囲が広い。
【００１９】
図３は、本発明の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図、図４は、図３の液圧成形装置における事前変形を説明するための断面図である。
【００２０】
液圧成形装置３０は、上型（第２成形型）４０と、下型（第１成形型）５０と、パンチ（オス型部材）６０とを有する。
【００２１】
上型４０および下型５０は、分割された金型であり、成形品２０の外形形状に対応するキャビティ４１，５１と、予備成形体１０の縁部１３を保持するためのホルダ部４５，５５とを有し、近接離間可能である。上型４０のキャビティ４１は、成形品２０の外形形状を分割して得られる一方の面に対応しており、下型５０のキャビティ５１は、成形品２０の外形形状を分割して得られる他方の面に対応する。
【００２２】
また、上型４０のキャビティ４１は、開口部４２を有する。パンチ６０は、開口部４２から外側（キャビティ内部）に突出自在に配置される。パンチ６０は、例えば、油圧あるいは空圧を駆動源とするシリンダ手段（往復動運動手段）によって制御される。
【００２３】
パンチ６０の端面６１は、略直角の縁部を有する平面状である。したがって、開口部４２に後退したパンチ６０の端面６１の縁部が、膨出することで接触する板材１１に、きずを生じさせることを抑制することができる。
【００２４】
パンチ６０は、下型５０に配置される予備成形体１０を、上型４０によって型締めする前において、事前変形するために使用される。事前変形は、パンチ６０を突出させることによって、キャビティ５１に位置する予備成形体１０の部位を押圧して変形させ、ホルダ部５５に位置する予備成形体１０の縁部１３を、キャビティ５１に部分的に引き込むことである。
【００２５】
事前変形においては、予備成形体１０の縁部１３は、固定されておらず、また、変形する予備成形体１０と下型５０との接触面積も、液圧成形時に比べて小さく、摩擦抵抗が大きくならない。したがって、従来に比べて多くの材料を、キャビティに予め配置することが可能である。
【００２６】
そのため、型締め後、キャビティに存在する材料の伸びに基づいて液圧成形が進行する段階において、板厚減少の過度の進行を抑え、材料が破断する等の成形不良の発生を抑制することができる。また、液圧成形による変形量を大きくすることも可能である。
【００２７】
事前変形は、型締めのために配置される予備成形体１０に施されるため、作業工数の増加は少なく、製造コストの上昇は抑制される。
【００２８】
キャビティ５１に位置する予備成形体１０の部位の事前変形後の断面長さは、下型５０のキャビティ５１の断面周長の約８０％以上であることが好ましい。この場合、液圧成形時において、材料の過度の伸びが確実に抑えられる。
【００２９】
以上のように、液圧成形装置３０は、予備成形体１０に事前変形を施すことにより、型締め後、キャビティ４１，５１に存在する材料の伸びに基づいて液圧成形が進行する段階において、板厚減少の過度の進行を抑え、材料が破断する等の成形不良の発生を抑制することができる。また、液圧成形による変形量を大きくすることも可能となる。つまり、本実施の形態は、成形性を向上させ得る液圧成形装置を提供することができる。
【００３０】
なお、パンチ６０は、上型４０の内部に配置されることに限定されず、下型５０のキャビティ５１に開口部を設けることで、下型５０の内部に配置することも可能である。さらに、パンチ６０を、金型４０，５０に配置することなく、別体として構成することも可能である。
【００３１】
さらに、事前変形においては、上型４０と下型５０との間に、予備成形体１０の縁部１３の厚みより大きい厚みを有するディスタンスピースを配置することが好ましい。この場合、パンチ６０の位置決めおよび端面６１の突出量の制御が容易である。
【００３２】
次に、液圧成形装置３０が適用される液圧成形方法を説明する。なお、図５は、型締めを説明するための断面図、図６は、液圧成形の開始時を説明するための断面図、図７は、液圧成形の途中段階を説明するための断面図、図８は、液圧成形の終了時を説明するための断面図である。
【００３３】
まず、図３に示されるように、下型５０に予備成形体１０を配置し、上型４０によって型締めする前において、パンチ６０を、上型４０のキャビティ４１の開口部４２から突出（前進）させて、予備成形体１０に事前変形を施す。予備成形体１０を構成する板材１１，１２は、例えば、１．８ｍｍの鋼板からなり、材料強度は、４４０ＭＰａである。
【００３４】
事前変形において、パンチ６０は、図４に示されるように、下型５０のキャビティ５１に位置する予備成形体１０の部位を押圧して変形させ、下型５０のホルダ部５５に位置する予備成形体１０の縁部１３を、下型５０のキャビティ５１に部分的に引き込む。
【００３５】
この際、予備成形体１０の縁部１３は、固定されておらず、また、変形する予備成形体１０と下型５０との接触する面積も、液圧成形時に比べて小さく、摩擦抵抗が大きくならない。したがって、従来に比べて多くの材料が、キャビティに予め配置され、例えば、キャビティ５１に位置する予備成形体１０の部位の断面長さは、下型５０のキャビティ５１の断面周長の約８０％以上となる。
【００３６】
予備成形体１０の事前変形が終了し、図５に示されるように、パンチ６０は上昇し、事前変形された予備成形体１０が配置されている下型５０に対して、上型４０が降下して、型締めされる。
【００３７】
その後、予備成形体１０に形成されている注入口（不図示）を経由して、外部の液圧発生装置から流体が、予備成形体１０の内部に供給され、図６に示されるように、液圧成形が開始される。流体は、例えば、水である。なお、流体の供給は、パンチ６０の後退動作の完了を待つことなく、同時進行させることも可能である。
【００３８】
成形初期においては、予備成形体１０の縁部１３は、金型４０，５０のキャビティ４１，５１に向かって移動し、材料流入を引き起こす。そして、液圧が上昇するに伴って、液圧成形が進行し、図７に示されるような段階に達すると、予備成形体１０の膨出した部位が、例えば、ホルダ部４５，５５に隣接する屈曲部４４，５４と擦れ合うことによって、材料流入が阻害される。
【００３９】
したがって、その後の成形は、金型４０，５０のキャビティ４１，５１に存在する材料の伸びに基づくことになる。一方、型締め前の事前変形によって、従来に比べて多くの材料が、キャビティ４１，５１に予め配置されている。そのため、板厚減少の過度の進行が抑えられ、材料が破断する等の成形不良の発生が抑制される。
【００４０】
そして、液圧が最終圧力に到達すると、予備成形体１０は、図８に示されるように、キャビティ４１，５１の内面形状に合致した外面形状を有することとなる。最終液圧は、キャビティ４１，５１の底面縁部４３，５３に対応する成形品の角部曲率半径が得られる液圧であり、例えば、１００ＭＰａである。
【００４１】
なお、予備成形体１０の断面周長は、キャビティ４１，５１の断面周長より短いため、図７に示されるような板材１１の中央部に発生する凹部も、液圧成形の進行に伴って伸ばされる。したがって、液圧成形の完了時においては、しわ（材料余り）は生じない。
【００４２】
その後、流体の供給を停止して除圧し、上型４０が上昇（上型４０と下型５０とが相対的に離間）することで型開きされる。そして、成形品（図２参照）が取り出され、必要に応じて、予備成形体１０の縁部１３の切断などのトリミングを施すことで、最終的な製品が得られる。
【００４３】
以上のように、本液圧成形方法においては、事前変形が予備成形体１０に施されるため、型締め後、キャビティに存在する材料の伸びに基づいて液圧成形が進行する段階において、板厚減少の過度の進行が抑えられ、材料が破断する等の成形不良の発生が抑制される。また、液圧成形による変形量を大きくすることも可能となる。つまり、本実施の形態は、成形性を向上させ得る液圧成形方法を提供することができる。
【００４４】
図９は、本発明の別の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図、図１０は、図９の液圧成形装置における事前変形を説明するための断面図である。
【００４５】
液圧成形装置１３０は、上型（第２成形型）１４０と、下型（第１成形型）１５０と、複数のパンチ（オス型部材）１６０とを有する。上型１４０のキャビティ１４１には、パンチ１６０の設置数に対応する数の開口部１４２が形成されている。そのため、広い範囲を事前変形することが可能であり、大型の予備成形体１１０に対する適用が容易である。
【００４６】
また、開口部１４２は、キャビティ１４１の底面縁部１４３の近傍に位置しており、キャビティ１４１の平坦な底面には、形成されていない。そのため、図１０に示されるように、パンチ１６０によって変形させられる予備成形体１１０の部位は、下型１５０のキャビティ１５１の底面縁部１５３の近傍に位置するため、予備成形体１１０の事前変形を効率的に実行することが可能である。
【００４７】
以上のように、本実施の形態は、複数のパンチを有する液圧成形装置および複数のパンチを利用する液圧成形方法を提供することができる。
【００４８】
なお、パンチの設置数の増加は、パンチおよび開口部を小型化するために適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る成形品を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。
【図４】図３の液圧成形装置における事前変形を説明するための断面図である。
【図５】図３の液圧成形装置における型締めを説明するための断面図である。
【図６】図３の液圧成形装置における液圧成形の開始時を説明するための断面図である。
【図７】図３の液圧成形装置における液圧成形の途中段階を説明するための断面図である。
【図８】図３の液圧成形装置における液圧成形の終了時を説明するための断面図である。
【図９】本発明の別の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。
【図１０】図９の液圧成形装置における事前変形を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０…予備成形体、
１１，１２…板材、
１３…縁部、
１４…接合部、
２０…成形品、
３０…液圧成形装置、
４０…上型（第２成形型）、
４１，５１…キャビティ、
４２…開口部、
４３，５３…底面縁部、
４４，５４…屈曲部、
４５，５５…ホルダ部、
５０…下型（第１成形型）、
６０…パンチ（オス型部材）、
６１…端面、
１１０…予備成形体、
１３０…液圧成形装置、
１４０…上型（第２成形型）、
１４１，１５１…キャビティ、
１４２…開口部、
１４３，１５３…底面縁部、
１５０…下型（第１成形型）、
１６０…パンチ（オス型部材）、
Ｈ…成形高さ。
【図１】
2004314114.tif 000003
【図２】
2004314114.tif 000004
【図３】
2004314114.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004314114.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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