(57)【要約】【課題】  簡単な構成で容易に素管を曲げ加工してなるパイプ部材を成形することができる方法およびその装置を提供する。【解決手段】  素管Ｐの形状に応じて形成された投入口１０と、成形しようとする形状に形成された排出口１２とを有し、投入口１０と排出口１２との間に滑らかに連続する空間１１が形成された成形型１に、素管Ｐを投入口１０から投入して空間１１を通過させ排出口１２から排出させる。そして、成形型１の投入口１０に順次素管Ｐを投入し加圧して、曲げ加工されたパイプ部材を連続して成形する。素管Ｐは、空間１１内を押し通されることによって、排出口１２から排出されると曲げ加工されたパイプ部材に成形される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素管から所定形状に曲げ加工されたパイプ部材を成形するための方法であって、
素管形状に形成された投入口と、成形しようとする形状に形成された排出口とを有し、投入口と排出口との間に滑らかに連続する空間が形成された成形型に、素管を投入口から投入して空間を通過させ排出口から排出させることを特徴とする曲げ加工されたパイプ部材の成形方法。
【請求項２】
成形型の投入口に順次素管を投入して、曲げ加工されたパイプ部材を連続して成形することを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法。
【請求項３】
成形型の投入口に投入される素管の加圧力と空間を通過するときの抵抗とにより、素管の断面形状を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法。
【請求項４】
素管から所定形状に曲げ加工されたパイプ部材を成形するための装置であって、
素管形状に形成されたパイプ投入口と、成形しようとする形状に形成されたパイプ排出口とを有し、パイプ投入口とパイプ排出口との間に滑らかに連続する空間が形成された成形型を備えていることを特徴とする曲げ加工されたパイプ部材の成形装置。
【請求項５】
素管の長手方向の所定の位置に係合部を設け、該素管の係合部が係合されるガイド部を成形型に設けたことを特徴とする請求項４に記載の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素管から所定形状に曲げ加工されたパイプ部材を成形するための方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のサスペンションメンバなどにおいては、パイプ部材を所定の断面径や断面形状などに成形するために、パイプ部材を型で拘束してその開口部をシールし液圧をかける液圧バルジ成形（ハイドロフォームなどとも呼ばれる）が行われるものがある。そして、液圧バルジ成形されたパイプ部材が直線状ではなく曲げられた形状である場合には、一般に、その液圧バルジ成形を行う前に、型で拘束し得る形状にパイプ部材を曲げ加工しておく。
【０００３】
このようにパイプ部材に曲げ加工を行うための従来の技術としては、所謂回転引き曲げ成形やプレス成形などが一般に行われている。そして、プレス成形による曲げ加工の従来の技術としては、特許文献１および２などが知られている。
特許文献１には、上型と下型とからなり、断面矩形を呈する角パイプの屈曲プレス成形を行う成形金型において、前記下型は、前記角パイプの幅寸法と略同等の幅寸法を有する凹湾曲成形面を有し、この凹湾曲成形面の互いに対向する長手方向両横側壁に前記角パイプの長手方向両横側面を抱持する抱持側壁を立設して構成し、前記上型は、前記下型の抱持側壁間寸法と略同等の幅寸法を有する凸湾曲成形面を有し、且つ、この凸湾曲成形面の中央部に長手方向に向かって、複数個のパンチ突起を並設して構成し、前記下型の凹湾曲成形面上に対向して角パイプを載置した後、上型を下型に対して下降させて、角パイプの横側面を下型の抱持側壁間で抱持しながら、上型の凸湾曲成形面と下型の凹湾曲成形面との間で角パイプを屈曲成形して、前記複数個のパンチ突起により前記角パイプの凹湾曲成形面側の面の中央部に塑性変形凹部を形成しながら該角パイプを屈曲成形するようにしたことなどを特徴とする角パイプの屈曲プレス成形金型装置が開示されている。。
また、特許文献２には、自動車のアルミニウム合金のバンパ−用の箱形断面の成形材を所定の折曲面にプレス成形する自動車用バンパ−ビ−ムの成形法において、所定の折曲面とした上型と下型との間に箱形断面の成形材を投入するとともに、この成形材の端部に所定の折曲面とした中子を挿入して、上記中子を挿入した箱形断面の成形材の両端部をチャックで把持し、上型で箱型断面の成形材を押しつけて成形材を下型、中子にそってプレスしていくとともに、上記チャック部での把持による拘束によって成形材に伸びおよび引張応力を発生させて、チャック部を曲げ量に応じて回転していって、チャック部を成形材の中心側へ所定量移動して所定位置で固定することにより伸び量および引張応力を加減し、所定の折曲形状にプレス成形することを特徴とする自動車用バンパ−ビ−ムの成形法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０‐１８０３６０号公報
【特許文献２】特開平６‐１４２８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術のうち、回転引き曲げ成形にあっては、パイプ部材に複数箇所の屈曲部がある場合、各屈曲部毎に回転引き曲げ成形を行うことが必要となり、手間がかかり成形サイクルタイムが長くなるため、曲げ加工されたパイプ部材を大量に成形するためには、設備を増加させなければならないなどの問題があった。
また、上記従来の技術のうち、特許文献１や特許文献２は、断面矩形を呈する角パイプあるいは箱形成形材（素管）を曲げ成形するためのものであるが、いずれにしても、プレス成形により皺や割れを発生させることなく曲げ加工することができる角度には限度があり、また２次元的な曲げ加工しか行うことができないため、３次元的な形状の曲げ加工を行うためにはプレス成形を複数回行わなければならず、プレス成形毎の型などの設備が増加し、また、工程数が増加するなどの問題あった。
さらに、断面円形の素管からプレス成形により曲げ加工された断面矩形などのパイプ部材を成形する場合には、曲げ加工と断面円形から断面矩形となるような潰し加工とをそれぞれ別のプレス工程で行わなければならず、設備費がかかり成形コストを低減させることができないなどの問題もあった。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で容易に素管を曲げ加工してなるパイプ部材を成形することができる方法およびその装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、曲げ加工されたパイプ部材を大量に成形することができる方法、さらには、素管から断面形状を変化させたパイプ部材を成形することができる方法を提供することを目的とする。
また、本発明は上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で素管を適切に曲げ加工することができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、素管から所定形状に曲げ加工されたパイプ部材を成形するための方法であって、素管形状に形成された投入口と、成形しようとする形状に形成された排出口とを有し、投入口と排出口との間に滑らかに連続する空間が形成された成形型に、素管を投入口から投入して空間を通過させ排出口から排出させることを特徴とするものである。
請求項２の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、成形型の投入口に順次素管を投入して、曲げ加工されたパイプ部材を連続して成形することを特徴とするものである。
請求項３の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明において、成形型の投入口に投入される素管の加圧力と空間を通過するときの抵抗とにより、素管の断面形状を変化させることを特徴とするものである。
一方、請求項４の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、素管から所定形状に曲げ加工されたパイプ部材を成形するための装置であって、素管形状に形成されたパイプ投入口と、成形しようとする形状に形成されたパイプ排出口とを有し、パイプ投入口とパイプ排出口との間に滑らかに連続する空間が形成された成形型を備えていることを特徴とするものである。
請求項５の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項４に記載の発明において、素管の長手方向の所定の位置に係合部を設け、該素管の係合部が係合されるガイド部を成形型に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明では、成形型の投入口から素管を投入し、空間内を押し通すと、素管は無理なく漸次曲げ加工され、排出口から排出されると、所望の形状に曲げ加工されたパイプ部材が成形される。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、成形型の投入口に順次素管を投入することにより、素管が投入口から排出口に向かって空間内を押し通され、曲げ加工されたパイプ部材が連続して大量に成形される。
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の発明において、成形型の空間内を通過させるための素管に対する加圧力と空間を通過して次第に曲げ加工するときの抵抗とにより、素管の断面形状は押し潰されるように変化し、投入口に投入される前の素管の断面形状とは異なる断面形状のパイプ部材が成形される。
また、請求項４の発明では、素管は、成形型の投入口から投入されて空間内を押し通されることにより無理なく漸次曲げ加工され、排出口から排出されると、所望の形状に曲げ加工されたパイプ部材に成形される。
請求項５の発明では、請求項４に記載の発明において、成形型にはその投入口から排出口に亘ってガイド部が設けられている。そして、ガイド部は、成形型の投入口においては素管の係合部と対応する位置に形成されており、空間内から排出口に向かって素管の長手方向に圧縮または引っ張り応力を与えて適切に曲げ加工し得るように、素管の所定の位置の係合部を規制しながらガイドする位置に変化させて形成されている。そのため、素管は、その係合部がガイド部によって長手方向に規制されて圧縮または引っ張り応力を受けながら適切に曲げ加工される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、素管形状に形成された投入口と、成形しようとする形状に形成された排出口とを有し、投入口と排出口との間に滑らかに連続する空間が形成された成形型に、素管を投入口から投入して空間を通過させ排出口から排出させるだけで、容易に素管を曲げ加工してなるパイプ部材を成形することができる方法を提供することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、成形型の投入口に順次素管を投入することにより、曲げ加工されたパイプ部材を連続して大量に成形することができる方法を提供することができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の発明において、成形型の空間内を押し通される素管は、成形型の投入口から素管を投入して空間内を通過させるべく加圧されることにより、その加圧力を受けると共に空間内で次第に曲げ加工されるときに押し通される方向とは反対方向への抵抗を受ける。そのため、素管は、排出口に向かって移動するにしたがって、その断面形状を押し潰されるように変化させることができる方法を提供することができる。
また、請求項４の発明によれば、成形型が、素管形状に形成されたパイプ投入口と、成形しようとする形状に形成されたパイプ排出口とを有し、パイプ投入口とパイプ排出口との間に滑らかに連続する空間が形成されているだけで、素管を曲げ加工して所定形状のパイプ部材を容易に成形することができる装置を提供することができる。
請求項５の発明によれば、請求項４に記載の発明において、素管の所定の位置に設けられた係合部を成形型のガイド部に係合させて押し通すだけで、素管を適切に曲げ加工することができる装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
最初に、本発明の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置を実施するための最良の形態を、主に図１に基づいて詳細に説明する。なお、図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。
本発明の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置は、概略、素管Ｐから所定形状に曲げ加工されたパイプ部材Ｐ’を成形するためのもので、素管Ｐの形状に応じて形成された投入口１０と、成形しようとする形状に形成された排出口１２とを有し、投入口１０と排出口１２との間に滑らかに連続する空間１１が形成された成形型１を備えている。
【００１１】
この実施の形態における成形型１は、その上面に投入口１０が形成され、下面に排出口１２が形成されている。空間１１は、投入口１０から排出口１２に向かって、その断面形状が素管Ｐを曲げ加工し得るよう漸次変化させて形成されている。空間１１の素管Ｐの端面と対向する壁面は、曲げ加工を助長したり素管Ｐを三次元的に曲げ加工するなどの目的から、素管Ｐにその軸方向に圧縮応力を加えるように形成することもできる。このような成形型１は、例えば、図３に参照されるように、複数の型１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…に空間１１を分割して形成し、これらの型１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…を積層することにより構成することができる。成形型１は、プレスなど、投入口１０から投入された素管Ｐを加圧することが可能な手段に設置される。プレスのラムなど、加圧手段の加圧面は、素管Ｐの全長に亘って均一に加圧し得るように、少なくとも素管Ｐの投影面積よりも大きな面積を有する平面状に成形されている。
【００１２】
次に、本発明の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法を、上述したように構成された装置を使用する場合により説明する。
本発明の曲げ加工されたパイプ部材の成形方法は、概略、素管Ｐから所定形状に曲げ加工されたパイプ部材Ｐ’を成形するためのもので、素管Ｐの形状に応じて形成された投入口１０と、成形しようとする形状に形成された排出口１２とを有し、投入口１０と排出口１２との間に滑らかに連続する空間１１が形成された成形型１に、素管Ｐを投入口１０から投入して空間１１を通過させ排出口１２から排出させるものである。そして、本発明の方法は、さらに、成形型１の投入口１０に順次素管Ｐを投入して、曲げ加工されたパイプ部材Ｐ’を連続して成形するものである。
【００１３】
素管Ｐから曲げ加工されたパイプ部材Ｐ’を成形するに際しては、加圧手段の加圧面を成形型１の投入口１０が形成された面から離間させ、投入口１０に素管Ｐ１を投入し、加圧手段を駆動してその加圧面が成形型１の投入口１０が形成された面に衝合させることにより素管Ｐ１を加圧して空間１１内に押し込める。次いで、加圧面を再度成形型１の投入口１０が形成された面から離間させ、投入口１０に次の素管Ｐ２を投入し、加圧手段を駆動してその加圧面が成形型１の投入口１０が形成された面に衝合させることにより次の素管Ｐ２を加圧する。このとき、先の素管Ｐ１は、次の素管Ｐ２を介して加圧面によって加圧されて、空間１１内にさらに押し込められる。その後、加圧面を再度成形型１の投入口１０が形成された面から離間させ、投入口１０にさらに次の素管Ｐ３を投入し、加圧手段を駆動してその加圧面が成形型１の投入口１０が形成された面に衝合させることによりさらに次の素管Ｐ３を加圧する。このとき、先の素管Ｐ１は、次の素管Ｐ２およびさらに次の素管Ｐ３を介して加圧面によって加圧されて空間１１内にさらに押し込められ、また、次の素管Ｐ２は、さらに次の素管Ｐ３を介して加圧面によって加圧されて、空間１１内にに押し込められる。このようにして成形型１の投入口１０に順次素管Ｐを投入してその投入された各素管Ｐを加圧することにより、既に投入口１０から投入された素管Ｐは、空間１１内を押し通され、最終的には、排出口１２の形状と同様の形状に曲げ加工されたパイプ部材Ｐ’が順次排出口１２から排出され、したがって、曲げ加工されたパイプ部材Ｐ’が大量に連続して成形されることとなる。
【００１４】
次に、本発明の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置の、別の形態を、図２〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
本発明の曲げ加工されたパイプ部材の成形装置は、概略、上述した実施の形態に加えて、素管Ｐの長手方向の所定の位置に係合部Ｐａを設け、この素管Ｐの係合部Ｐａが係合されるガイド部１５を成形型１の投入口１０から排出口１２に亘る空間１１に設けたものである。
【００１５】
この実施の形態では、素管Ｐの両端部近傍には孔が軸方向と略直交する方向に穿設されており、その孔に係合部材Ｐａとしてピンが挿通されている。なお、係合部材Ｐａとしては、フランジのような突起を固設するなど、ガイド部と係合されて摺動できるものであれば、ピンに限定されることはない。ガイド部１５は、成形型１の投入口１０においては、素管ＰのピンＰａと対応する位置に形成されており、空間１１内で排出口１２に向かって、素管Ｐに対してその軸方向に圧縮応力または引っ張り応力を徐々に与え得るようにピンＰａの長手方向の位置を規制すべく、形成されている。図３における空間１１は、図２の空間の長手方向中心軸線が素管Ｐの端面と対応する面と交差する位置Ｃで示されている。この実施の形態においては、図３および図４に示すように、成形前の素管Ｐの中心位置からピンまでの長さをＬ０（図４の（a））としたとき、成形型１の空間１１のｂ−ｂの位置（図３）における素管Ｐの中心位置からピンまでの長さＬ１（図４の（b））はＬ０よりも僅かに長く、空間１１のｃ−ｃの位置における素管Ｐの中心位置からピンまでの長さＬ２はＬ１よりも僅かに長く、空間１１のｄ−ｄの位置における素管Ｐの中心位置からピンまでの長さＬ３はＬ２よりも僅かに長くなるように、素管Ｐ全体に漸次引っ張り応力を与えて素管Ｐの座屈を防ぐように、ガイド部１５が位置を変化させて形成されている。しかしながら、素管Ｐに対しては、曲げ方向に関わらず、その軸方向全体への圧縮応力または引っ張り応力を与えることができ、あるいは、例えば曲げ方向の中立軸線の内側に対しては圧縮応力を与えると共に外側に対しては引っ張り応力を与えるなど、部分的に軸方向の圧縮応力および引っ張り応力を与えるよう、ガイド部１５を形成することができる。なお、素管Ｐに対してその軸方向に圧縮応力を与えるか引っ張り応力を与えるかは、素管Ｐの曲げる方向や曲げる角度などの成形条件に応じて選択することができる。
【００１６】
以上説明したように構成された成形型１では、いずれの実施の形態においても、投入口１０から排出口１２までの距離（素管Ｐが空間１１内を押し通される長さ）や、曲げる角度、あるいは、ピンＰａをガイド部１５に係合することよって素管Ｐに長手方向に圧縮応力または引っ張り応力を与える度合などによって、素管Ｐが空間１１内を通過するときの抵抗を決定することができる。そのため、素管Ｐを投入口１０に投入して空間１１内を通過させるときに、空間１１内を押し通すための圧力とその押し通されるときの抵抗とによって、素管Ｐを押し潰すようにその断面形状を変化させることができる。そして、図５に示すように、空間１１の断面幅Ｄを適当に設定することにより、例えば断面形状が略矩形のパイプ部材Ｐ’を形成することができる。また、必要に応じて排出口に開閉可能な蓋を設けることなどにより、素管Ｐが排出口１２から排出されるのを規制して、空間１１内に留まらせて、空間１１内を通過する素管Ｐの加圧力に対する抵抗を調整制御させることもできる。
【００１７】
また、上述した実施の形態では、加圧手段の平面状の加圧面によって、投入口１０から順次投入された素管Ｐをその全長に亘って均一に加圧する場合によって説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることなく、空間１１の形状に応じた加圧手段を採用して素管Ｐを１本づつ空間１０内を通過させることもできる。また、加圧手段の加圧面を平面状ではなく変化させて形成したり複数の加圧手段を設けるなど、素管Ｐを部分的に加圧して空間１１内の通過を部分的に異ならせることによって、三次元的な形状に曲げ加工されたパイプ部材を成形することもできる。さらにまた、空間１１内に通過させるために素管Ｐを押圧して加圧することに限定されることはなく、素管Ｐを排出口１２側に引っ張るようにして空間１１内を通過させるよう構成することもできる。成形型１は、その上面に投入口１０を形成すると共に底面に排出口１２を設ける必要はなく、加圧する方向などに応じて他の面に投入口１０と排出口１２をそれぞれ設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による成形型の実施の一形態を説明するための斜視図である。
【図２】本発明による成形型の別の実施の形態を説明するための平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図３に示したa〜ｄにおける素管の形状変化を説明するための図である。
【図５】成形型の空間を通過することにより素管の断面形状が潰されるようにして変化する状態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：成形型、  １０：投入口、１１：空間、１２：排出口、１５：ガイド部、  Ｐ：素管、  Ｐａ：ピン（係合部）、
【図１】
2005205662.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005205662.tif 000006
【図５】
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