(57)【要約】      （修正有）【課題】管状複雑形状部品の生産等でも高圧の型締めを不要としたバルジ成形が可能となり、大型のバルジ成形が可能となるバルジ成形装置を提供する。【解決手段】縦向きの分割面で横方向に分割可能な内型３を設け、この内型３の分割部に素管５を縦方向に挿入する成形型部１０を形成し、この内型３を合わせて前記成形型部１０の周囲を密着させた状態の内型３の外面を所定の角度で下方に向けて広がる円錐面９に形成し、この内型３の円錐面９に沿う角度で下方に向けて広がる円錐面１１を内面に形成した筒状の外型４を設け、この外型４を前記内型３の外面に密着させて内型３を密着させて保持した状態で内型３の成形型部１０に挿入した素管５の下側からこの素管５の内部に高圧液体を供給する増圧器８を設けるとともに、この素管５の上側から軸押しする軸押し装置６を設ける。【選択図】図１
2005199322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦向きの分割面で横方向に分割可能な内型を設け、該内型の分割部に素管を縦方向に挿入する成形型部を形成し、該内型を合わせて前記成形型部の周囲を密着させた状態の該内型の外面を所定の角度で下方に向けて広がる傾斜面に形成し、該内型の傾斜面に沿う角度で下方に向けて広がる傾斜面を内面に形成した筒状の外型を設け、該外型を前記内型の外面に密着させて内型を密着させて保持した状態で該内型の成形型部に挿入した素管の下側から該素管の内部に高圧液体を供給する増圧器を設けるとともに、該素管の上側から軸押しする軸押し装置を設けたバルジ成形装置。
【請求項２】
前記外型の上部に吊下げアームを設け、該吊下げアームを係止する支持部材を前記軸押し装置に設け、該軸押し装置を下降させることによって外型の内面を内型の外面に密着させるように構成し、該軸押し装置で下降させる外型が内型に密着する吊下げ終了位置を、該軸押し装置による素管の上側からの軸押し開始前の位置に設定した請求項１記載のバルジ成形装置。
【請求項３】
前記内型の外面と外型の内面とに形成する傾斜面の傾斜角を、該内型内に挿入した素管を成形する前記高圧液体の内圧による上向きの力で外型が移動しない摩擦力となる角度に設定した請求項１又は請求項２記載のバルジ成形装置。
【請求項４】
前記外型の傾斜面を内型の傾斜面に密接させて内型の広がりを抑止した状態で該外型を固定物に固定する固定部材を設けた請求項１又は請求項２記載のバルジ成形装置。
【請求項５】
前記傾斜面を円錐面で形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルジ成形装置。
【請求項６】
前記増圧器を複動式増圧器で構成した請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルジ成形装置。
【請求項７】
外面を下向きに広がる傾斜面に形成し、縦向きの分割面で横方向に分割可能な内型内の成形型部に素管を挿入して内型を密着させ、該内型の外面に、内面に内型の傾斜面に沿う傾斜面を形成した外型を密接させて内型の広がりを抑止し、前記内型内に挿入した素管の下側から該素管内に高圧液体を供給しながら素管の上側から軸押し力を与えて素管を内型内の成形型部に沿わせるバルジ成形方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバルジ成形装置により、ガスタービン部品のパイプ状素管に内圧をかけながら外形を内型内の成形型部形状に成形したガスタービン部品の成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、金型にセットした中空パイプの内側に超高圧の液体を供給し、この中空パイプを金型に沿う形状に変形させて成形するバルジ成形装置と成形方法及びその成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動二輪車や自動車の足回り部品、ガスタービン部品等は、複数の部材を溶接等で連結することにより形成する方法が多く採用されている。例えば、ガスタービンの燃焼器部品は、円筒状で外径が変化した形であるため、従来は２分割でプレス成形したものを溶接等で接合するか、単純円筒を内部から金型を用いて拡管させて成形している。しかし、いずれも成形に時間がかかり、成形コストも高くなる。また、円筒を拡管させて成形する場合、拡管させる形状に限界があるため、円錐状の素管から成形する場合もあるが、その場合には、素材が複雑な形状となり無駄が生じ、素管を成形する時間や費用が多く必要となる。そのため、近年、これらの部品を金属パイプから一体的に成形するバルジ成形（ハイドロフォーミング）が注目されている。
【０００３】
図７はこの種のバルジ成形装置を示す図面であり、(a) は加工前の断面図、(b) は加工途中の断面図である。このバルジ成形装置５１は、素管、成形品の出し入れのために金型５２が上下２分割となっている。成形時には、２分割の金型５２の内部に素管５３を挿入し(a) 、型締めプレス５４によって下向きに押圧した後、この素管５３の内部に増圧器５５によって圧縮した液体で内圧を与えながら軸押し装置５６で軸方向に押すことにより、素管５３を拡管させて金型５２に内接するように変形させて目的とする形状の成形品５７を得ている(b) 。このバルジ成形によって成形品を得る素管５３としては、例えば、図８(a),(b),(c) のバルジ成形に用いる素管例を示す斜視図のように、直管５８、プリベンド管５９、プリフォーム管６０等の中空パイプが用いられる。このような中空パイプを変形（拡径）させて成形品を得るので、成形品は、溶接部がなく強度的に優位であるとともに板厚を薄くすることにより軽量化に寄与することができる。
【０００４】
このバルジ成形は、素管の内側に非常に大きな内圧負荷を作用させて金属を変形させるので、その反力の非常に大きな圧力負荷により２つの金型を押し広げる力が発生する。そのため、前記したように、２分割の金型５２が開かないように型締めプレス５４で上金型を下向きに押圧しており、成形品の形状が大きいほど、また必要内圧が大きいほど、大きな型締め力を必要とする。例えば、近年の型締めプレスには、５００００ｋＮの型締め力を備えたプレス装置もある。
【０００５】
この種の従来技術として、上下一対の金型の型締めを、この金型の合わせ部にテーパ状の締め鍔を突設し、これらの締め鍔のテーパ状に沿うテーパ状の断面形状に形成された締め溝を設けた型締めブロックで締め鍔を押圧することにより、これら締め鍔と締め溝との間のくさび作用で行おうとしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、他の従来技術として、ガスタービンの燃焼器用ライナーの円筒体を、内型と外型との二重構造の型を用いたバルジ成形によって波形形状及びコルゲート形状に成形しようとするものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３５８５２号公報（第２，３頁、図２，３）
【特許文献２】特開平８−２７８０２９号公報（第２，４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１では、平面状の金型の合わせ部の対向する２面を押圧して型締めするものであるため、型締めされていない軸押し方向で金型に弾性変形を生じてしまうおそれがある。しかも、近年の高圧力に耐えるのは難しい。このような変形を避けるためには金型を非常に強固に製作しなければならず、設備の大型化や費用の増大を招いてしまう。
【０００８】
また、前記特許文献２では、二重の金型が示されているが、単に二重構造と記載されたものであり、素管の拡管方向に作用する高圧力に耐え得る構成については記載されておらず、近年の高圧力に耐えるのは難しい。
【０００９】
一方、バルジ成形では、前記したように、素管５３を拡管させるために、素管５３に内圧とともに軸押し（軸圧縮力）を与える必要がある。このため、バルジ成形装置には、金型を押さえつける大きな型締めプレス５４に加えて、軸押し装置５６、増圧器５５、と多くの高圧力機器が必要となる。しかも、これらの機器の全てを近年の高圧力化に対応できる高圧力機器として大きな成形品を成形する場合、非常に巨大なプレス機が必要となる。そのため、従来のバルジ成形装置で高圧力化に対応するには、非常に大型で費用を要する装置が必要となる。
【００１０】
このことは、前記したガスタービンの燃焼器部品のように、大きな円筒状で外径が変化した形の成形品を成形するためには、より高圧の型締めプレスや型押しプレス、液圧装置が必要となり、より大型で費用を要する装置が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、前記課題を解決するために、本願発明のバルジ成形装置は、縦向きの分割面で横方向に分割可能な内型を設け、該内型の分割部に素管を縦方向に挿入する成形型部を形成し、該内型を合わせて前記成形型部の周囲を密着させた状態の該内型の外面を所定の角度で下方に向けて広がる傾斜面に形成し、該内型の傾斜面に沿う角度で下方に向けて広がる傾斜面を内面に形成した筒状の外型を設け、該外型を前記内型の外面に密着させて内型を密着させて保持した状態で該内型の成形型部に挿入した素管の下側から該素管の内部に高圧液体を供給する増圧器を設けるとともに、該素管の上側から軸押しする軸押し装置を設けている。
【００１２】
また、前記バルジ成形装置において、前記外型の上部に吊下げアームを設け、該吊下げアームを係止する支持部材を前記軸押し装置に設け、該軸押し装置を下降させることによって外型の内面を内型の外面に密着させるように構成し、該軸押し装置で下降させる外型が内型に密着する吊下げ終了位置を、該軸押し装置による素管の上側からの軸押し開始前の位置に設定して、軸押し装置による内型の固定と軸押しとを連続的に行ってもよい。
【００１３】
さらに、前記いずれかのバルジ成形装置において、前記内型の外面と外型の内面とに形成する傾斜面の傾斜角を、該内型内に挿入した素管を成形する前記高圧液体の内圧による上向きの力で外型が移動しない摩擦力となる角度に設定してもよい。
【００１４】
また、前記バルジ成形装置において、前記外型の傾斜面を内型の傾斜面に密接させて内型の広がりを抑止した状態で該外型を固定物に固定する固定部材を設け、前記高圧液体の内圧による上向きの力で外型が移動しないようにしてもよい。
【００１５】
さらに、前記いずれかのバルジ成形装置において、前記傾斜面を円錐面で形成すれば、成形時の外向きの力を周方向でほぼ均等に受けることができる。
【００１６】
また、前記いずれかのバルジ成形装置において、前記増圧器を複動式増圧器で構成すれば、大量の高圧液体を連続的に供給することができる。
【００１７】
一方、本願発明のバルジ成形方法は、外面を下向きに広がる傾斜面に形成し、縦向きの分割面で横方向に分割可能な内型内の成形型部に素管を挿入して内型を密着させ、該内型の外面に、内面に内型の傾斜面に沿う傾斜面を形成した外型を密接させて内型の広がりを抑止し、前記内型内に挿入した素管の下側から該素管内に高圧液体を供給しながら素管の上側から軸押し力を与えて素管を内型内の成形型部に沿わせるようにしている。
【００１８】
また、前記いずれかのバルジ成形装置により、ガスタービン部品のパイプ状素管に内圧をかけながら外形を内型内の成形型部形状に成形してガスタービン部品の成形品を成形すれば、複雑形状でも安価なガスタービン部品（燃焼器等）を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明は、以上説明したような手段により、管状複雑形状部品の生産等でも高圧の型締めを不要としたバルジ成形が可能となり、大型のバルジ成形が可能になるとともに、バルジ成形に要するコスト削減や装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態に係るバルジ成形装置を示す断面図である。図２は同バルジ成形装置に用いられる増圧器の図面であり、(a) は単動式増圧器、(b) は複動式増圧器を示す配管図である。なお、以下に説明する図面では、内型と外型とに形成する下向きに広がる傾斜面を円錐面とし、その傾斜角を誇張して記載している。
【００２１】
図示するように、このバルジ成形装置１は、固定物である装置台２上に設けられる横方向に分割可能な内型３（内金型）と、この内型３の外周部に設けられる外型４（外金型）と、この外型４を昇降させるとともに、前記内型３内に挿入された被成形物である素管５を上側から軸押しする軸押し装置６とが縦方向に設けられている。また、前記内型３の下部には、素管５の下側から高圧液体を素管５内に供給する高圧液体配管７が設けられ、この高圧液体配管７は増圧器８に接続されている。この素管５の内部に高圧液体を供給する構成は、従来と同様の技術が用いられる。
【００２２】
前記内型３は、例えば、左右２分割で構成され、密着させた状態で外面が下向きに拡径する円錐面９で形成されている。この内型３を分割した分割部（中央部）には、中空パイプの素管５をバルジ成形する成形型部１０が形成されている。
【００２３】
前記外型４は、内面が前記内型３の外面の円錐面と一致する下向きに拡径した円錐面１１に形成されている。この円錐面１１は、内型３の円錐面９に沿うように上方から挿入した時にほぼ下端まで接するような径で形成されている。この外型４の円錐面１１は、少なくとも内型３に形成されている成形型部１０の下端位置より下方まで接するような径が好ましい。この外型４の内面は内型３の外面に沿うような円錐面１１で形成されているが、外面（平面視形状）は円形でも方形でもよく、内型３を囲むような筒状であればよい。この実施形態では円形で全体がほぼ同じ厚みに形成されており、内面に形成された円錐面１１によって、内型３の成形型部１０で素管５を変形させる時に生じる外向きの力をほぼ均等に受けるようにしている。この外型４の上部には吊下げアーム１２が設けられている。この吊下げアーム１２は、外型４をバランス良く支持できるように周方向の複数個所に設けられている。
【００２４】
前記軸押し装置６は、伸縮するロッド１３の下部に前記外型４の吊下げアーム１２を介して外型４を支持する支持部材１４と、前記内型３の成形型部１０に挿入された素管５に軸押し力を作用させる軸押し部材１５とを備えている。支持部材１４は、外型４に設けられた吊下げアーム１２の配置に応じた形状で形成されている。この実施形態では、外型４の外面が円形に形成され、その外型４をバランス良く支持できるように円形配置された吊下げアーム１２を支持できるように円盤状で形成されている。軸押し部材１５は、前記内型３の成形型部１０に挿入された素管５に対して軸押し力を所定のストロークで与えることができる径と長さで形成されている。この軸押し装置６のプレス能力としては、例えば、５０００ｋＮ程度が用いられる。なお、この実施形態では、軸押し装置６で外型４を昇降させるように構成しているが、外型４を昇降させる装置を別に設けてもよい。
【００２５】
前記増圧器８は、図２(a),(b) に示すように、素管５の径や加工形状等に応じた高圧液体を供給できる単動式又は複動式増圧器が用いられる。図２(a) に示す単動式増圧器１６は、シリンダ１７の一方に設けられた加圧室１８に、低圧流路１９から低圧液体を吸込んで、加圧した高圧液体を高圧流路２０に吐出するものである。低圧流路１９には、吐出する加圧液体が戻らないような逆止弁２１が設けられている。従って、シリンダ１７の一方に設けられた加圧室１８から断続的に加圧液体が吐出されることとなる。一方、図２(b) に示す複動式増圧器２２は、シリンダ２３の両方に設けられた加圧室２４に、低圧流路２５から交互に低圧液体を吸込んで、加圧した高圧液体を交互に高圧流路２６に吐出するものである。この場合、低圧流路２５と高圧流路２６とに、吐出する加圧液体が戻らないような逆止弁２７が設けられている。従って、シリンダ２３の両方に設けられた加圧室２４から連続的に加圧液体を吐出することができる。
【００２６】
これら単動式増圧器１６、複動式増圧器２２のいずれを用いるかの選択は、高圧液体の圧力や必要流量に応じて決定すればよい。例えば、前記したような内型３で大型の成形品を成形する場合、後述するように、加工中の内型３の分割部は外型４の弾性力で抑止されることとなるが、内型３が広がろうとする力が大きいと外型４の弾性変形分で内型３の分割部に隙間ができ、この隙間から軸押し部に向けて水漏れが発生しやすくなる。そのため、通常用いられている前記単動式増圧器１６の場合、１つの増圧シリンダ１７で高圧水を供給するので、必要とする高圧水が不足する場合が多く発生する。そこで、両方向の動作で高圧水を連続的に供給できる複動式増圧器２２を組み合わせて用いることにより、高圧水の供給流量が大幅に増大して漏れを生じてもそれ以上の供給量を確保して補うことができる。つまり、大量の高圧液体を必要とする大型の成形品を成形する場合、複動式増圧器２２を用いることにより、高圧水の不足がないようにできる。
【００２７】
図３は図１に示すバルジ成形装置による加工方法の説明図であり、(a) は内型を合わせる前の断面図、(b) は外型を下降させる前の断面図である。図４は同バルジ成形装置による加工方法の説明図であり、(a) は外型で内型を密着させた状態の断面図、(b) は軸押し装置で軸押ししている状態の断面図である。図５は同バルジ成形装置における外型と内型との接触面の関係を説明するための断面図である。これらの図面を用いて上述したバルジ成形装置１によるバルジ成形方法を以下に説明する。なお、上述した図１に示す構成には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００２８】
まず、図３(a) に示すように、装置台２上に２分割の内型３を下部が広がる状態で設け、この内型３の中央部に形成された成形型部１０内に素管５を挿入する。
【００２９】
次に、図３(b) に示すように、内型３を合わせた後、軸押し装置６のロッド１３を伸長させて内型３の上方から外型４を下降させる。この時、軸押し装置６に設けられた支持部材１４によって外型４の上部に設けられた吊下げアーム１２が係止された状態であり、外型４の重量は吊下げアーム１２を介して軸押し装置６によって支持されている。この実施形態では、外型４を軸押し装置６で昇降させるように構成しているが、軸押し装置６では外型４の自重のみを支持できればよいため、軸押し装置６が大型化することはない。
【００３０】
次に、図４(a) に示すように、内型３の外周面に外型４の内周面を沿わせながら軸押し装置６で外型４を下降させる。この時、内型３の外面の傾斜と外型４の内面の傾斜とがほぼ同一に形成されているので、外型４の中心が内型３の中心と一致するように下降させられる。このように、２分割の内型３の外形を下向きに広がる円錐状（側面視は、「くさび状」又は「テーパ状」）とし、この内型３の外周部に中空で内面が円錐状の外型４を被せることによって、この外型４の自重と両円錐面９，１１間の摩擦力とで成形時に内型３の分割面が開かないように固定する手段とすることができるので、型締めプレスを不要とすることができる。つまり、下向きに広がる円錐面９，１１（傾斜面）によってくさび効果が出て、内型３の型締めが可能となる。この時、内型３の外周面と外型４の内周面とが同形の円錐面９，１１に形成されているので、軸心が合うように外型４が自動的に軸心調整され、内型３の全周をほぼ均等に締付けることができる（この図では外型４による内型３の締め付けは完了していない。）。
【００３１】
そして、図４(b) に示すように、軸押し装置６のロッド１３を更に伸長させて外型４を下降させ、この外型４の内面（円錐面１１）が内型３の外面（円錐面９）に密着して自重での下降が停止する吊下げ終了位置（図４(b) に示す外型４の位置）に達すると、外型４の自重によって内型３を外周から締めて分割面を密着させて一体的に保持した状態となる。その後、増圧器８から素管５の内部に高圧液体を供給して降伏内圧を与えるとともに、軸押し装置６の軸押し部材１５によって素管５の上側から軸押し力を与える。この実施形態の場合、このように外型４による内型３の型締めと素管５の軸押しを連続的に行うことができる。
【００３２】
この時の外型４と内型３との接触面の関係は、図５に示すように、素管５の内部に供給した高圧液体によって内型３から外型４に向けて大きな力Ｆｐが作用するが、内型３の外面の円錐面９と外型４の円錐面１１とが密着しているので、外型４を上向きに移動させようとする上向きの力Ｆｚよりも、外型４の自重Ｗと円錐面９，１１の摩擦力との方が大きく、外型４は移動することなく内型３の広がろうとする力は外型４の弾性力によって抑止された状態が保たれる。つまり、この実施形態では、両型３，４の接触する円錐面９，１１の傾斜角θ（テーパ角）が小さいので、内圧負荷によって内型３が広がろうとする力は外型４の自重と摩擦力とによって支持してバルジ成形することができる
この状態で更に素管５に内圧を負荷させるとともに軸押しを行うことにより、素管５の拡管が大きく進み、素管５は内型３の成形型部１０に内接する。その後、より大きな内圧をかけることで、矩形断面の角部など、成形型部１０（金型）に接触していない部分も拡管し、素管５の全面にわたり成形型部１０と内接して目的とする成形品２８を得ることができる。
【００３３】
しかも、この実施形態では、前記したように、両型３，４の接触する円錐面９，１１の摩擦力と外型４の自重とによって成形時に内型３が広がろうとするのを安定して抑止することができるので、大型の成形品２８（例えば、ガスタービンの燃焼器等の大型部品）の成形も容易に可能となる。その上、外型４による内型３の型締めと軸押しの２種類の作業を１つの軸押し装置６（プレス機）で行うので、プレス機としては、軸押しと外型４の脱着を行うことができる比較的小さな出力のプレス機でよくなる。
【００３４】
なお、この実施形態の場合、円錐面９，１１（接触面）が小さい傾斜角θによって密接しているので、外型４を内型３から取り外すために持ち上げる力は大きな力が必要となる。つまり、この例の場合、円錐面９，１１の角度θが小さいことにより、外型４による内型３の締め付けが生じるので、成形後の外型４の取り外しは軸押し装置６による上向きの力が必要となる。
【００３５】
前記図４(b) に示すバルジ成形方法としては、次の３つの成形域に分けて行うのが好ましい。
１．初期成形域
内圧は、素管５が降伏する圧力とする。軸押し量は、素管５の拡管に伴う、素管５の自由収縮量とする。この初期成形域では、内圧増加量は大きく、軸押し増加量は小さい。
２．中間成形域
次の最終成形域で破裂が生じないように、座屈発生の寸前まで軸押しを与え拡管部の肉厚を増やしながら、内型３に接触するまで拡管させる。内圧は破裂圧力以下とする。この中間成形域では、内圧増加量は小さく、軸押し増加量は大きい。
３．最終成形域
製品形状を確保するため、必要とする角部曲率半径から所定の内圧を与える。軸押し量は、内圧増加により摩擦が大きく拡管部の肉厚を増やす効果は少ないため若干量とする。この最終成形域では、内圧増加量は大きく、軸押し増加量は小さい。
【００３６】
このようなバルジ成形方法によれば、非常に大きな力を要する型締めを外型４の自重と円錐面９，１１の摩擦力のみで全周において均等に行うことができるので、型締めに要するプレス機等を要することなく内型３の広がりを安定して抑止することができる。そのため、型締めに要する高圧力機器を不要とするとともに、小さなバルジ成形装置で大きな成形品を加工することも可能となり、バルジ成形装置１の小型化や装置に要するコスト削減が可能となる。
【００３７】
しかも、型締めに大きな力を要しないので、小さな軸押し装置６（例えば、押圧力が約５０００ｋＮ程度のプレス機）でも大きな製品の成形が可能となる。例えば、ガスタービン部品を製造することで、複雑形状を一体成形して部品点数を減らし、溶接等の組み立て工程を大幅に削減して、製品の製作時間、費用を大幅に削減することができる。その上、単純な円筒から複雑な形状を一体成形するので、材料の歩留まりが良くなり、素材に無駄が生じなくなって材料費も削減することができる。
【００３８】
図６は図５に示す外型と内型との接触面の関係とは異なる接触面の関係を説明するための断面図である。なお、上述した図１に示す構成と同一の構成には、同一符号を付してその説明は省略する。この例は、内型２９の外面の傾斜角θ（テーパ角）と、外型３０の内面の傾斜角θ（テーパ角）とが上述した図４に示す角度よりも大きくなった場合の接触面の関係を示す例である。
【００３９】
図示するように、内型２９の外面の円錐面３１と外型３０の内面の円錐面３２とが接する傾斜角θが大きくなると、内型２９に挿入した素管５内に作用させる内圧負荷によって内型２９と外型３０との間に生じる上向きの力Ｆｚが大きくなり、内圧負荷の大きさによっては外型３０を上向きに移動させて内型２９の広がりを抑止できない場合が生じる。つまり、傾斜角θが大きい場合、内圧負荷により内型２９が広がる力は外型３０の自重Ｗと円錐面３１，３２（接触面）の間の摩擦力とだけでは支えることができない場合が生じる。そのため、この場合には、外型３０の位置を固定する固定力が必要となる。
【００４０】
図示する例では、内型２９の外周を外型３０で締めた後、外型３０を固定部材３３によって固定物である装置台２に固定している。この固定部材３３としては、外型３０の移動を固定できればよいので、一般的な固定手段であるボルト３４によって装置台２に固定されている。
【００４１】
この例の場合、円錐面９，１１の傾斜角θが大きくなったことにより、外型３０による内型２９の締め付けは発生し難いため、成形後の外型３０の取り外しは、内圧負荷を作用させながら外型３０を持ち上げることにより内型２９から容易に取り外すことができる。
【００４２】
この傾斜角θの決め方としては、次のような条件で決定すればよい。傾斜角θ＞０°のとき、内型３，２９から外型４，３０に作用する力Ｆｐは、Ｆｐ＝Ｐ×Ａ（Ｐ；内圧、Ａ；内圧投影面積）となるため、その条件で内型３，２９と外型４，３０との間に作用する上向きの力Ｆｚは、Ｆｚ＝Ｆｐ・ｓｉｎθとなる。これに対し、内型３，２９と外型４，３０との間に作用する下向きの力は、外型４，３０の自重Ｗと、内型３，２９と外型４，３０との間の摩擦力である、μ・Ｆｐ・ｃｏｓθ（μ；摩擦係数）となる。
【００４３】
従って、素管５の大きさや素管５を加工する内圧の大きさ、内型３，２９と外型４，３０の材質や外型４，３０の自重、外型４，３０の取り外し易さの条件等を考慮して、前記力の関係から決定すればよい。例えば、条件にもよるが、この傾斜角θを約５°〜７°にすると外型４，３０が持ち上がるため、外型４，３０が持ち上がらないような条件の場合には、傾斜角θは約１°〜２°に設定される。
【００４４】
なお、上述した実施形態では、２分割の内型３，２９を例に説明したが、内型３，２９は素管５の挿入と成形品の取り出しができるような形態であれば、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
また、上述した実施形態では傾斜面を円錐面９，１１で形成しているが、この円錐面９，１１は多角錐面等であってもよい。
軸押し装置６で外型４を昇降させるように構成しているが、外型４を昇降させる装置を別に設けるように構成してもよい。
【００４６】
さらに、上述した実施形態は最良の実施形態の一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本願発明に係るバルジ成形装置は、自動二輪車や自動車、ガスタービン等の部品、その他、管状複雑形状部品の生産等、高圧の型締めを必要とするバルジ成形において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明の一実施形態に係るバルジ成形装置を示す断面図である。
【図２】図１に示すバルジ成形装置に用いられる増圧器の図面であり、(a) は単動式増圧器、(b) は複動式増圧器を示す配管図である。
【図３】図１に示すバルジ成形装置による加工方法の説明図であり、(a) は内型を合わせる前の断面図、(b) は外型を下降させる前の断面図である。
【図４】図１に示すバルジ成形装置による加工方法の説明図であり、(a) は外型で内型を密着させた状態の断面図、(b) は軸押し装置で軸押ししている状態の断面図である。
【図５】本願発明のバルジ成形装置における外型と内型との接触面の関係を説明するための断面図である。
【図６】図５に示す外型と内型との接触面の関係とは異なる接触面の関係を説明するための断面図である。
【図７】従来のバルジ成形装置を示す図面であり、(a) は加工前の断面図、(b) は加工途中の断面図である。
【図８】(a),(b),(c)はバルジ成形に用いる素管例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…バルジ成形装置
２…装置台
３…内型
４…外型
５…素管
６…軸押し装置
７…高圧液体配管
８…増圧器
９…円錐面（傾斜面）
１０…成形型部
１１…円錐面（傾斜面）
１２…吊下げアーム
１３…ロッド
１４…支持部材
１５…軸押し部材
１６…単動式増圧器
１７…シリンダ
１８…加圧室
１９…低圧流路
２０…高圧流路
２１…逆止弁
２２…複動式増圧器
２３…シリンダ
２４…加圧室
２５…低圧流路
２６…高圧流路
２７…逆止弁
２８…成形品
２９…内型
３０…外型
３１…円錐面
３２…円錐面
３３…固定部材
３４…ボルト
【図１】
2005199322.tif 000003
【図２】
2005199322.tif 000004
【図３】
2005199322.tif 000005
【図４】
2005199322.tif 000006
【図５】
2005199322.tif 000007
【図６】
2005199322.tif 000008
【図７】
2005199322.tif 000009
【図８】
2005199322.tif 000010