(57)【要約】【課題】ハイドロフォーム加工時の材料流入妨げを防止し、しかも所望の凹形状を製品に付与する装置および方法を提供する。【解決手段】上下に分割された金型、軸押し手段及び液圧付与手段を有するハイドロフォーム加工装置であって、前記金型は軸方向と直角方向に加工対象部材を押込み自在の分割金型を複数有することを特徴とするハイドロフォーム加工装置。前記分割金型はそれぞれ独立して制御自在であること、また前記分割金型は時間差を設けて押込み自在であることが好ましい。【選択図】        図１
2004283874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に分割された金型、軸押し手段及び液圧付与手段を有するハイドロフォーム加工装置であって、前記金型は軸方向と直角方向に加工対象部材を押込み自在の分割金型を複数有することを特徴とするハイドロフォーム加工装置。
【請求項２】
前記分割金型はそれぞれ独立して制御自在であることを特徴とする請求項１記載のハイドロフォーム加工装置。
【請求項３】
前記分割金型は時間差を設けて押込み自在であることを特徴とする請求項１又は２記載のハイドロフォーム加工装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置を用いて加工対象部材をハイドロフォーム加工する方法であって、加工対象部材を所定形状に成形した後、複数の分割金型を押込み、加工対象部材に凹部を形成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５】
前記分割金型を独立に制御しながら凹部を形成することを特徴とする請求項４記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項６】
時間差を設けて前記分割金型を押込み、凹部を形成することを特徴とする請求項４又は５記載のハイドロフォーム成形方法。
【請求項７】
凹部のピッチが１０〜５０ｍｍ又は管外径の１／１０〜１／２、深さが１〜５ｍｍ又は管板厚の１〜５倍となるように凹部を形成することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載のハイドロフォーム成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用部品等の製造に用いられる部品を製造するためのハイドロフォーム加工装置及びハイドロフォーム成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイドロフォーム加工は、一般に素管の両端をシールし、内部に充填した液体の圧力を上昇させるとともに管軸方向に押し込みを負荷し、所定の形状に成形を行なうものである。金型内部の形状は、製品の形状となっており、素管が拡管しながらこの金型内部の形状に添うため所望の形状を得ることができる。
これらの液圧による加工法において拡管率が大きい場合や加工対象材の中で拡管率が極端に異なる場合、通常より大きな管軸方向押し込みを付与して拡管分の材料流入を促す必要があるが、金型形状に極端に凸部があると管軸方向の材料滑りを妨げ、所定の製品形状を達成することができなかった。
特に、衝突時に圧潰して衝撃エネルギを吸収する自動車部材において圧潰をスムーズに行なわせるためのビードやエンボスを付与するが、ハイドロフォーム加工においてこのように極端な凹部を付与する方法は従来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ハイドロフォーム加工において製品形状に凹部がある場合、図２のように金型に同形状の凸部を設けていたが、凹部の深さ・幅・ピッチによっては、軸押しによる材料流入が妨げられ加工対象材のバーストにより十分な形状を得ることができなかった。
本発明は、ハイドロフォーム加工時の材料流入妨げを防止し、しかも所望の凹形状を製品に付与する装置および方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以下に本発明の要旨を説明する。
本発明の要旨は、加工対象材を金型に装着した状態で分割した金型を型締めし、次いで加工対象材に液圧・軸押しを付与してハイドロフォーム加工した後、軸方向と直角方向に一部可動となっている複数の金型を加工対象材に向かって押し付けて凹形状を付与することを特徴とするハイドロフォーム加工装置および方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１では、金型１ａ、１ｂで型締めされた成形前の加工対象材３を示す。図３では、加工対象材に液圧および軸押し２を付与し、金型内部の製品形状に沿うまで拡管が行なわれた成形途中の加工対象材３を示す。図１、図３では液圧付与手段を図示していないが、ハイドロフォーム加工を実施する上で当然必要な手段であることは言うまでもない。
【０００６】
引き続き、図４に示す最終段階のように拡管後の加工対象材３に可動金型４を押し付けることによって、凹形状を付与することができる。凹部の形状は、可動金型によりビードやエンボスなど任意の形状とすることができる。ここで、可動金型４を駆動するためアクチュエータ５を使用するが、手段としては油圧シリンダ、空圧シリンダ、電気モータ等を用いる。図４では、３個の可動金型４に対して３個のアクチュエータ５を備えており、各個に独立制御可能である。
【０００７】
図５においては、時間差を設けて１個ずつ駆動する３個の可動金型４を備えているが、これによりアクチュエータの少数化・コンパクト化が可能である。時間差を設ける具体的な手段は、図６に例を示すように、回転アクチュエータに結合した回転軸７に、回転方向に角度差を設けて接合された３枚の押し付け板８により、回転軸７の回転速度と角度差に応じた時間差をもって、それぞれの可動金型４を押込むことができる。
【０００８】
また、加工対象部材に形成する凹部のピッチは１０〜５０ｍｍ又は管外径の１／１０〜１／２、深さは１〜５ｍｍ又は管板厚の１〜５倍であることが好ましい。凹部のピッチが１０ｍｍ又は管外径の１／１０より小さいとビード同士が接近して局部的に剛性が高くなり衝突エネルギー吸収が悪くなり、凹部のピッチが５０ｍｍ又は管外径の１／２より大きくなると衝突時の部材座屈が不安定となるので、上記の範囲とすることが好ましい。
また、凹部の深さが１ｍｍ又は管板厚の１倍より小さいと衝突時の安定座屈のきっかけとならず、凹部深さが５ｍｍ又は管板厚の５倍より大きくなると凹部の割れ・穴開きとなるので、上記の範囲とすることが好ましい。
【０００９】
【実施例】
外径＝９４ｍｍ，板厚＝１．２ｍｍ，素管長＝１０００ｍｍのＳＴＫＭ１１Ａの鋼管を使用し、図１、図３に示す金型により、液圧１５０ＭＰａ、片側の軸押し量８４ｍｍとしてハイドロフォーム加工を行った。金型の寸法の詳細は以下のとおりである。（外側の寸法：１０００×５００×５００ｍｍ、内側の寸法：８３３×８８×８８ｍｍ）
アクチュエータとして油圧シリンダを用い、可動金型の寸法は８０×３ｍｍとし、ピッチ３０ｍｍとなるように、３個設けたものを本発明例とした。
【００１０】
一方、比較例として、図２に示すように本発明例１と同じ寸法の金型において、予めピッチ３０ｍｍ、高さ４ｍｍ×幅３ｍｍ、奥行き８０ｍｍの同形状の凸部３個を設けた金型を用いて液圧１５０ＭＰａ、片側の軸押し量８４ｍｍとしてハイドロフォーム加工を行った。
その結果、本発明例ではバーストすることなく凹部を設けた拡管率１．２倍の成形をすることができたが、比較例では成形途中にバーストが発生し、正常な成形ができなかった。
【００１１】
【発明の効果】
本発明により、拡管率の大きな製品形状であっても凹形状を付与できるハイドロフォーム加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る初期段階のハイドロフォーム加工装置の横断面図を示す。
【図２】従来法に初期段階のおけるハイドロフォーム加工装置の横断面図を示す。
【図３】本発明に係る成形途中のハイドロフォーム加工装置の横断面図を示す。
【図４】本発明に係る最終段階のハイドロフォーム加工装置の横断面図を示す。
【図５】本発明に係る最終段階のハイドロフォーム加工装置の横断面図を示す。
【図６】本発明に係る可動金型駆動用の回転軸・押し付け板の斜視図を示す。
【符号の説明】
１ａ  分割金型（上側）
１ｂ  分割金型（下側）
２    軸押し手段（軸押しパンチ）
３    加工対象材
４    可動金型
５    直動アクチュエータ
６    回転アクチュエータ
７    回転軸
８    押し付け板
【図１】
2004283874.tif 000003
【図２】
2004283874.tif 000004
【図３】
2004283874.tif 000005
【図４】
2004283874.tif 000006
【図５】
2004283874.tif 000007
【図６】
2004283874.tif 000008