(57)【要約】【課題】２以上の屈曲点を有する金型で上下金型のずれを防止するハイドロフォーム加工装置を提供する。【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、上下に分割された前記金型が型締めされた際に形成する分割線は２以上の屈曲点を有し、前記金型の両端部は水平方向に対して斜めに分割され、前記軸押し手段は前記金型の両端部と同じ斜め方向に配置されていることを特徴とするハイドロフォーム加工装置。【選択図】        図１
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【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、上下に分割された前記金型が型締めされた際に形成する分割線は２以上の屈曲点を有し、前記金型の両端部は水平方向に対して斜めに分割され、前記軸押し手段は前記金型の両端部と同じ斜め方向に配置されてい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】
分割線は２つの屈曲点を有し、金型の両端部が（１）式を満足するように斜めに分割されてい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。
Ｌ１×ｓｉｎ（θ１−θ２）＝（Ｌ２＋Ｌ３）×ｓｉｎθ２        （１）
ただし、Ｌ１：屈曲点間の距離［ｍｍ］
Ｌ２：一方の屈曲点から一方の端部までの距離［ｍｍ］
Ｌ３：他方の屈曲点から他方の端部までの距離［ｍｍ］
θ１：金型の両端部を水平に配置したときの水平方向に対する屈曲点間の傾斜角［ｒａｄ］
θ２：水平方向に対する金型の両端部の傾斜角［ｒａｄ］
【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。
【０００３】
これらの液圧による加工法では、液圧の上昇および管軸方向押し込みに伴い、金型内部に押し広げようとする力が働くため、油圧シリンダなどにより金型を上下から押さえ込む型締めを行なう。しかし、製品形状の関係より図２に示すような金型の分割線３が２つの屈曲点４ａ、４ｂを有する場合、金型１ａ、１ｂの両端部は水平に分割されているため、２つの屈曲点４ａ、４ｂで形成される直線部が型締め方向Ａに対し傾斜角度が急になり、上下の分割金型１ａ、１ｂを押し広げようとする力が上下方向だけではなくスラスト力として軸押し方向Ｂと逆方向の管軸方向にも作用し、上下の金型１ａ、１ｂがずれてしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、ガイドポストやスラスト受け金具による上下金型のずれ防止対策が行なわれている。しかし、分割線の角度が急である場合や、液圧・管軸方向押し込み力が大きい場合は、上下金型のずれを防止することはできなかった。スラスト力を低減するために、分割金型の形状を工夫する発明は従来なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、２以上の屈曲点を有する金型で上下金型のずれを防止するハイドロフォーム加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（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、上下に分割された前記金型が型締めされた際に形成する分割線は２以上の屈曲点を有し、前記金型の両端部は水平方向に対して斜めに分割され、前記軸押し手段は前記金型の両端部と同じ斜め方向に配置されていることを特徴とするハイドロフォーム加工装置。
（２）分割線は２つの屈曲点を有し、金型の両端部が（１）式を満足するように斜めに分割されていることを特徴とする前記（１）記載のハイドロフォーム加工装置。
Ｌ１×ｓｉｎ（θ１−θ２）＝（Ｌ２＋Ｌ３）×ｓｉｎθ２        （１）
ただし、Ｌ１：屈曲点間の距離［ｍｍ］
Ｌ２：一方の屈曲点から一方の端部までの距離［ｍｍ］
Ｌ３：他方の屈曲点から他方の端部までの距離［ｍｍ］
θ１：金型の両端部を水平に配置したときの水平方向に対する屈曲点間の傾斜角［ｒａｄ］
θ２：水平方向に対する金型の両端部の傾斜角［ｒａｄ］
尚、本発明で屈曲点とは分割線において、隣接する直線同士又はその延長部同士の交点と定義する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
前記（１）に係る発明は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、上下に分割された前記金型が型締めされた際に形成する分割線は２以上の屈曲点を有し、前記金型の両端部は水平方向に対して斜めに分割され、前記軸押し手段は前記金型の両端部と同じ斜め方向に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
図１に本発明の実施態様を示すように、金型１ａ、１ｂの両端部は水平方向に対して斜めに分割され、軸押しパンチ２は金型１ａ、１ｂの両端部と同じ斜め方向（図１では左斜め下方向）に配置されているので、２つの屈曲点４ａ、４ｂで囲まれる直線部分で発生するスラスト力と屈曲点の外側部分で発生するスラスト力が互いに打ち消し合い、軸押し方向Ｂと逆方向の管軸方向への金型ずれを防止できる。
図１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。
【０００９】
前記（２）に係る発明では、分割線は２つの屈曲点を有し、金型の両端部が（１）式を満足するように斜めに分割されていることを特徴とする。
図３、図４を用いて、詳細に説明する。
金型の分割線３は２つの屈曲点４ａ、４ｂを有し、屈曲点４ａ、４ｂは分割線３の中心に対して対象になるように配置されているとき、金型（図示しない）の両端部を水平に配置した図３の場合、屈曲点間の距離（斜め部長さ）をＬ１［ｍｍ］、斜め部傾きをθ１［ｒａｄ］、一方の屈曲点から一方の端部までの距離（当初水平部長さ）をＬ２［ｍｍ］、他方の屈曲点から他方の端部までの距離をＬ３［ｍｍ］、斜め部の分割線に対して直角方向に働く単位長さ当たりの金型押し広げ力をＷ［Ｎ／ｍｍ］とすると、Ｗ×Ｌ１×ｓｉｎθ１［Ｎ］が金型に水平方向（紙面右向き）に作用するスラスト力となる。
【００１０】
ここで、図４において、紙面右向きの力はＷ×Ｌ１×ｓｉｎ（θ１−θ２）となり、紙面左向きの力はＷ×（Ｌ２＋Ｌ３）×ｓｉｎθ２となるので、図４に示すように、下記（１）式
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を満たすθ２［ｒａｄ］だけ金型分割線全体を斜めに傾けることにより、スラスト力をキャンセルすることが可能となる。
尚、Ｗは、ハイドロフォーム加工する部材の周方向の断面外周を微小区間に分割し、微小区間の長さに液圧Ｐの垂直方向の分圧［Ｎ／ｍｍ２］を掛けて微小区間における垂直方向の分力とし、これを部材断面の上側半分に渡って足し合わせたものと定義する。
【００１１】
部材断面は円形に限らず、四角形、多角形その他任意の形状とすることができるが、例えば、円形断面であれば、図５に示すように円形断面の微小区間ｄｌ［ｍｍ］に液圧Ｐの垂直方向の分圧Ｐｓｉｎθ［Ｎ／ｍｍ２］を掛けたものを上側半分に渡って足し合わせたものがＷとなる。尚、微小区間の長さｄｌは、ｄｌのなす角度をｄθ［ｒａｄ］、円形断面の直径をＤ［ｍｍ］とすれば、
ｄｌ＝（Ｄ／２）ｄθであるから、
【数１】
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で求められる。
【００１２】
【実施例】
［本発明例］
以下、本発明の実施例を図面により説明する。図３に、ハイドロフォーム加工しようとする部材を示す。この部材はＬ１＝５００ｍｍで、両端の水平部（Ｌ２、Ｌ３）が各々８００ｍｍ、θ１＝０．５２３６ｒａｄからなる。管の直径Ｄ＝９４ｍｍの円形断面とした。本部材では、部材長さ１ｍｍあたり１５０００Ｎの金型押し広げ力Ｗが作用するため、中央部によって、１５０００×５００×ｓｉｎ０．５２３６＝３７５００００Ｎのスラスト力が金型に作用する。このスラスト力をキャンセルするため、図４のごとく、５００×ｓｉｎ（０．５２３６−θ２）＝（８００＋８００）×ｓｉｎθ２を満たすθ２、すなわち０．１２２４ｒａｄの角度で全体を傾け、金型分割もこのように傾けることにより、金型に作用するスラスト力をキャンセルすることができた。
【００１３】
［比較例］
本発明例と同じ条件で、金型端部を水平に配置した図３に示す分割線を呈する金型を用いて、ハイドロフォーム加工を行った。この結果、スラスト力によって金型がずれてしまい、良好な成形ができなかった。
【００１４】
【発明の効果】
本発明により、２以上の屈曲点を有する金型で上下金型のずれを防止することができるハイドロフォーム加工装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハイドロフォーム加工装置の縦断面図を示す。
【図２】従来のハイドロフォーム加工装置の縦断面図を示す。
【図３】従来の加工装置にかかるスラスト力を説明する概念図を示す。
【図４】本発明に係るハイドロフォーム加工装置に係る力を説明する概念図を示す。
【図５】単位長さ当たりの金型押し広げ力をＷ［Ｎ／ｍｍ］を算出する概念図を示す。
【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    分割線
４ａ、４ｂ    屈曲点
Ａ    型締め方向
Ｂ    軸押し方向
【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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