(57)【要約】【課題】種々の所望の形状の成形品を成形することができるハイドロフォーム成形方法を提供すること。【解決手段】重ね合わせた２枚の金属板３を、第１キャビティを設けた第１型と第２キャビティを設けた第２型とによって挟み込み、２枚の金属板３の間に高圧水を注入することにより内圧をかけて、２枚の金属板３をそれぞれ第１キャビティ及び第２キャビティの形状に沿った形状に成形するハイドロフォーム成形方法。金属板３において、成形時に他の部位よりも大きく変形する特定部位３１に対し、特定部位３１の強度を高くする熱処理を、２枚の金属板３の間への内圧の付与に先立って施す。【選択図】図１
2005152933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせた２枚の金属板を、第１キャビティを設けた第１型と第２キャビティを設けた第２型とによって挟み込み、上記２枚の金属板の間に高圧水を注入することにより内圧をかけて、上記２枚の金属板をそれぞれ上記第１キャビティ及び上記第２キャビティの形状に沿った形状に成形するハイドロフォーム成形方法であって、
上記金属板において、成形時に他の部位よりも大きく変形する特定部位に対し、該特定部位の強度を高くする熱処理を、上記２枚の金属板の間への内圧の付与に先立って施すことを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
【請求項２】
請求項１において、上記熱処理は、上記特定部位へのレーザー照射により行うことを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記特定部位は、上記熱処理を施さないとした場合に成形により板厚減少が所定値以上となる部位であることを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧水の圧力を用いて金属板を所望の形状に成形するハイドロフォーム成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧水の圧力を用いて金属板を所望の形状に成形するハイドロフォーム成形方法がある（特許文献１参照）。
該ハイドロフォーム成形方法においては、まず、図７に示すごとく、重ね合わせた２枚の金属板３、３０を上型９１と下型９２とによって挟み込む。次いで、上記２枚の金属板３、３０の間に高圧水４を、図９に示す給水部３２から注入することにより内圧をかける。
【０００３】
これにより、上記２枚の金属板３、３０の中央部分が互いに離れる方向へ隆起する。更に内圧をかけることにより、図８、図９に示すごとく、上記金属板３、３０は、上記上型９１及び下型９２に形成されたキャビティ９１１、９２１の形状に沿った形状に成形される。
なお、図９は、上型９１、下型９２を省略した図面である。
【０００４】
しかしながら、上記キャビティの形状によっては、上記金属板におけるある特定部位が、他の部位よりも大きく変形する場合がある。例えば、上記キャビティに角部が形成されるような場合には、該角部に対応する部位が上記特定部位となる。
そうすると、成形後において上記特定部位が薄くなり充分な強度を確保することができなかったり、成形時に上記特定部位に割れ等の破損が生じたりするおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、種々の所望の形状の成形品を成形することができるハイドロフォーム成形方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、重ね合わせた２枚の金属板を、第１キャビティを設けた第１型と第２キャビティを設けた第２型とによって挟み込み、上記２枚の金属板の間に高圧水を注入することにより内圧をかけて、上記２枚の金属板をそれぞれ上記第１キャビティ及び上記第２キャビティの形状に沿った形状に成形するハイドロフォーム成形方法であって、
上記金属板において、成形時に他の部位よりも大きく変形する特定部位に対し、該特定部位の強度を高くする熱処理を、上記２枚の金属板の間への内圧の付与に先立って施すことを特徴とするハイドロフォーム成形方法にある（請求項１）。
【０００８】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記ハイドロフォーム成形方法においては、２枚の金属板の間への内圧の付与に先立って、上記特定部位に対して上記熱処理を施す。これにより、上記特定部位の強度を高くし、該特定部位において上記金属板に割れ等の破損が生じることを防ぐことができる。
それ故、上記金属板を、上記第１キャビティ及び第２キャビティに沿った所望の形状に成形することができる。
従って、上記金属板において部分的に変形量が大きくなるような、種々の所望の形状の成形品を得ることができる。
【０００９】
また、上記のごとく上記特定部位の強度を高くすることにより、該特定部位が大きく変形しても、そこへ他の部位から材料が流入することとなる。その結果、該特定部位が薄くなることを防ぐことができる。それ故、成形時に上記特定部位において割れを生じるおそれがなく、また成形後において上記特定部位の強度を充分に確保することができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、種々の所望の形状の成形品を成形することができるハイドロフォーム成形方法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】
【００１１】
本発明（請求項１）において、上記「他の部位」とは、上記金属板における上記特定部位以外の部位をいう。また、本発明のハイドロフォーム成形方法により得られる成形品としては、例えば、自動車のメンバ部品、自動車のピラー部品等がある。
また、上記熱処理は、上記特定部位へのレーザー照射により行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記熱処理を効率的に行うことができる。
【００１２】
また、上記特定部位は、上記熱処理を施さないとした場合に成形により板厚減少が所定値以上となる部位とすることができる（請求項３）。
この場合には、上記特定部位を、定量的に明確に特定することができ、より効果的に本発明の作用効果を発揮させることができる。
上記金属板の板厚減少については、例えば、ハイドロフォーム成形の際に起こる金属板における各部位の板厚変化を、実験により実測することもできるし、コンピュータを用いてシミュレーションすることによって特定することもできる。
また、上記所定値は、ハイドロフォーム成形により上記特定部位に割れ等の破損が生ずるおそれが出始める値とすることができる。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例にかかるハイドロフォーム成形方法につき、図１〜図６を用いて説明する。
上記ハイドロフォーム成形方法においては、まず、図１、図３に示すごとく、重ね合わせた２枚の金属板３を、第１キャビティ１２を設けた第１型１１と第２キャビティ２２を設けた第２型２１とによって挟み込む。そして、図４に示すごとく、上記２枚の金属板３の間に高圧水４を注入することにより内圧をかける。これにより、図２、図４に示すごとく、上記２枚の金属板３をそれぞれ上記第１キャビティ１２及び上記第２キャビティ２２の形状に沿った形状に成形する。
【００１４】
そして、上記金属板３において、成形時に他の部位よりも大きく変形する特定部位３１に対し、該特定部位３１の強度を高くする熱処理を、上記２枚の金属板３の間への内圧の付与に先立って施す。
上記熱処理は、上記特定部位３１へのレーザー照射により行う。
【００１５】
上記特定部位３１は、上記金属板３が均質であるとした場合に成形により板厚減少が所定値以上となる部位である。
上記金属板３の板厚減少については、ハイドロフォーム成形の際に起こる金属板３における各部位の板厚変化を、コンピュータを用いてシミュレーションすることによって特定することができる。本実施例においては、引張り強さ４４０ＭＰａ、板厚１．８ｍｍの鋼板を用いた。そして、上記板厚減少が０．４５ｍｍ（元の板厚の２５％に相当）以上ある部位を上記特定部位３１とする。
【００１６】
即ち、上記コンピュータによるシミュレーションにおいては、まず金属板３を変形させた後における金属板３の各部位の厚みを計算する。そして、板厚減少が所定値以上となる部位を特定する。次いで、この特定部位３１を特定した状態で、上記シミュレーションにおいて変形後の金属板３を変形前の金属板３、即ち平板状態に戻したとき、上記特定部位３１が変形前の金属板３のどの部位に位置するかを確認する。
なお、本実施例では上記板厚減少の所定値を元の板厚の２５％としたが、この値は金属板３の材質や板厚などによって異なるため、事前に、従来よりある液圧バルジ試験などによって決定しておく。
【００１７】
そして、このシミュレーションにより特定した特定部位３１に対応する実際の金属板３の特定部位３１に上記熱処理を行う。
また、その後は、通常のハイドロフォーム成形を行う。即ち、図１〜図４に示すごとく、上記２枚の金属板３をその周端部３２においてレーザーによって溶接し、上記第１型１１と第２型２１とに挟み込み、高圧水４を２枚の金属板３の間に供給する。
【００１８】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記ハイドロフォーム成形方法においては、２枚の金属板３の間への内圧の付与に先立って、上記特定部位３１に対して上記熱処理を施す。これにより、上記特定部位３１の強度を高くし、該特定部位３１において上記金属板３に割れ等の破損が生じることを防ぐことができる。
それ故、上記金属板３を、上記第１キャビティ１２及び第２キャビティ２２に沿った所望の形状に成形することができる。
従って、上記金属板３において部分的に変形量が大きくなるような、種々の所望の形状の成形品を得ることができる。即ち、図２に示すような、部分的に金属板３の変形量が大きくなる形状を有する成形品を、容易かつ確実に得ることができる。
【００１９】
また、上記のごとく上記特定部位３１の強度を高くすることにより、該特定部位３１が大きく変形しても、そこへ他の部位から材料が流入することとなる。その結果、該特定部位３１が薄くなることを防ぐことができる。それ故、成形時に上記特定部位３１において割れを生じるおそれがなく、また成形後において上記特定部位３１の強度を充分に確保することができる。
【００２０】
即ち、例えば図５、図６に示すごとく特定部位３１を変形させる際、仮に該特定部位３１の強度が高くない場合には、該特定部位３１が局所的に大きく伸びて薄くなってしまうこととなる。ところが、本発明においては、上記特定部位３１の強度を高くしてあるため、他の部位から上記特定部位３１に材料を流れ込ませることができる。これにより、図６に示すごとく、上記特定部位３１が薄くなることを防ぎ、強度を確保することができる。
【００２１】
また、上記熱処理は、上記特定部位３１へのレーザー照射により行うため、上記熱処理を効率的に行うことができる。
また、上記特定部位３１は、上記金属板３が均質であるとした場合に成形により板厚減少が所定値以上となる部位とする。これにより、上記特定部位３１を、定量的に明確に特定することができ、より効果的に本発明の作用効果を発揮させることができる。
【００２２】
以上のごとく、本例によれば、種々の所望の形状の成形品を成形することができるハイドロフォーム成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１における、重ね合わせた２枚の金属板の斜視図。
【図２】実施例１における、成形後の２枚の金属板の斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面相当のハイドロフォーム成形方法の説明図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線矢視断面相当のハイドロフォーム成形方法の説明図。
【図５】実施例１における、成形の最終段階の特定部位の断面説明図。
【図６】実施例１における、成形完了時の特定部位の断面説明図。
【図７】従来例における，内圧付与前のハイドロフォーム成形方法の断面説明図。
【図８】図７に続く，金属板の成形を完了した状態を示す説明図。
【図９】従来例における，金属板の成形を完了した状態を示す斜視説明図。
【符号の説明】
【００２４】
１１  第１型
１２  第１キャビティ
２１  第２型
２２  第２キャビティ
３  金属板
３１  特定部位
４  高圧水
【図１】
2005152933.tif 000003
【図２】
2005152933.tif 000004
【図３】
2005152933.tif 000005
【図４】
2005152933.tif 000006
【図５】
2005152933.tif 000007
【図６】
2005152933.tif 000008
【図７】
2005152933.tif 000009
【図８】
2005152933.tif 000010
【図９】
2005152933.tif 000011