(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型により形成されるキャビティに素材を装着し、圧液供給機構から供給する高圧圧液による圧力を前記素材に付与して前記素材を前記キャビティの形状に沿って加工するバルジ加工装置において、
前記素材に付与される前記圧力を周期的に変動させるハンマリング機構を前記圧液供給機構とは別に設けたことを特徴とするバルジ加工装置。
【請求項２】
前記ハンマリング機構は、前記圧液供給機構から供給される高圧圧液の流路に接続されたピストンポンプを備えることを特徴とする請求項１記載のバルジ加工装置。
【請求項３】
前記ピストンポンプは、カムにより往復動されることを特徴とする請求項２記載のバルジ加工装置。
【請求項４】
更に、前記素材に軸方向圧縮力を付与する軸押し機構を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のバルジ加工装置。
【請求項５】
前記軸押し機構は、前記素材の端に当接して前記軸方向圧縮力を付与する押込み型を備えると共に、該押込み型の変位を検出する位置センサと、検出される前記押込み型の変位に応じて前記ハンマリング機構による圧力の周期的変動を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項４記載のバルジ加工装置。
【請求項６】
前記素材は管材であることを特徴とする請求項１ないし請求項５記載のバルジ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型のキャビティに装着した素材に高圧液圧を付与してバルジ加工するバルジ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上下金型により形成されるキャビティに装着した管材等の素材に高圧液圧を付与して、例えば、素材を「Ｔ」字状にバルジ加工するバルジ加工装置が用いられているが、このようなバルジ加工装置として、特開平７−１５５８５７号公報にあるようなものが提案されている。
【０００３】
この装置は、上下金型の膨出部形成用孔内に摺動可能に規制ストッパを挿入し、規制ストッパを素材の外周に接触させた状態で、素材に高圧液圧を付与しながら、規制ストッパを移動させて、素材に膨出部を形成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、膨出部形成用孔内に摺動可能に挿入した規制ストッパの移動により膨出部を形成することはできるが、亀裂が生じやすいという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、亀裂発生等を防止しながら加工できるバルジ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
金型により形成されるキャビティに素材を装着し、圧液供給機構から供給する高圧圧液による圧力を前記素材に付与して前記素材を前記キャビティの形状に沿って加工するバルジ加工装置において、
前記素材に付与される前記圧力を周期的に変動させるハンマリング機構を前記圧液供給機構とは別に設けたことを特徴とするバルジ加工装置がそれである。
【０００７】
前記ハンマリング機構は、前記圧液供給機構から供給される高圧圧液の流路に接続されたピストンポンプを備えた構成でもよい。また、前記ピストンポンプは、カムにより往復動されるものでもよい。更に、前記素材に軸方向圧縮力を付与する軸押し機構を設けた構成としてもよい。
【０００８】
前記軸押し機構は、前記素材の端に当接して前記軸方向圧縮力を付与する押込み型を備えると共に、該押込み型の変位を検出する位置センサと、検出される前記押込み型の変位に応じて前記ハンマリング機構による圧力の周期的変動を制御する制御手段とを設けた構成としてもよい。また、前記素材は管材であってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は金型で、金型１は上金型と下金型とからなり、上金型と下金型とが組み合わされた状態で、金型１内にキャビティ２が形成される。金型１は図示しないバルジ加工用プレス機に装着されている。
【００１０】
また、キャビティ２には素材４が装着され、本実施形態では素材４には管材が用いられている。キャビティ２は、円弧状に形成されており、素材４は予めパイプベンダー等により、円弧状に曲げ加工されて、キャビティ２に装着される。そして、キャビティ２には素材４の円弧状外側の中程を膨らませて膨出部４ａをバルジ成形するように膨出部形成用孔２ａが形成されている。
【００１１】
キャビティ２に装着された素材４の両端には押込み型６，８が配置されており、押込み型６，８はそれぞれ油圧シリンダ１０，１２により駆動され、素材４の端に当接して素材４に軸方向圧縮力を付与できるように構成されている。両油圧シリンダ１０，１２は、油圧源１４に接続されている。
【００１２】
油圧源１４は、両油圧シリンダ１０，１２に高圧圧液を供給すると共に、外部からの信号に応じて圧液の圧力を可変できる構成のものである。尚、本実施形態では、押込み型６，８、油圧シリンダ１０，１２、油圧源１４により、押込み機構１６が構成されている。
【００１３】
膨出部形成用孔２ａには、成長型１８が摺動可能に挿入されており、成長型１８は油圧源１４に接続された油圧シリンダ２０により駆動され、軸方向に摺動されるように構成されている。油圧源１４は油圧シリンダ２０に供給する圧液を制御して、成長型１８の摺動速度等を制御できるように構成されている。
【００１４】
素材４の内部とブースタ２２とが、押込み型６に形成された連通孔２４、流路２６を介して接続されている。ブースタ２２には、油圧ポンプ２８が接続されており、ブースタ２２は、油圧ポンプ２８からの圧液圧力を増圧して、増圧した圧液をそれぞれ素材４の内部に供給する構成のものである。油圧ポンプ２８はブースタ２２に高圧圧液を供給すると共に、油圧ポンプ２８を駆動するモータ３０を制御して圧液の供給速度や圧力を制御できる構成のものである。
【００１５】
油圧ポンプ２８の吐出側と吸入側とはそれぞれパイロットチェック弁３１、チェック弁３２を介してタンク３４に接続されている。油圧ポンプ２８の駆動により、油圧ポンプ２８はブースタ２２のロッド側ポート２２ａから作動油を吸入して、ブースタ２２のヘッド側ポート２２ｂに供給する。不足分の作動油はチェック弁３２を介してタンク３４から吸入する。
【００１６】
また、ヘッド側ポート２２ｂから作動油を吸入してロッド側ポート２２ａに供給し、余剰分の作動油はパイロットチェック弁３１を介してタンク３４に戻す。尚、本実施形態では、ブースタ２２、油圧ポンプ２８、モータ３０、パイロットチェック弁３１、チェック弁３２、タンク３４により圧液供給機構３６が構成されている。
【００１７】
前記両押込み型６，８の変位を検出する位置センサ３８，４０がそれぞれ設けられており、また、ブースタ２２から素材４内部に供給される圧液の圧力を検出する内圧検出センサ４２が流路２６に接続されて設けられている。流路２６には、ブースタ２２とは別に、ハンマリング機構４４が接続されており、ハンマリング機構４４は、図２に示すように、流路２６に接続されたシリンダ４６，４７内を摺動するプランジャ４８，４９を有するピストンポンプ５０を備えている。
【００１８】
ピストンポンプ５０は、モータ５２により回転されるカム５４を備え、カム５４の外周には、プランジャ４８，４９の一端が接触されている。カム５４の回転により、プランジャ４８，４９が往復動されるように、カムプロフィルが成形されている。
【００１９】
油圧源１４、位置センサ３８，４０、内圧検出センサ４２、モータ３０，５２は制御手段としての制御回路７０に接続されており、制御回路７０は各センサ３８，４０，４２からの信号等に応じて油圧源１４、各モータ３０，５２に駆動信号、圧力信号等を出力する。
【００２０】
次に、前述した本実施形態のバルジ加工装置の作動について説明する。
まず、円弧状に曲げ加工した後の素材４を金型１のキャビティ２に装着する。そして、油圧シリンダ１０，１２を駆動して、素材４の両端に押込み型６，８を押し付けて軸方向圧縮力を付与する。また、圧液供給機構３６のモータ３０を駆動して、油圧ポンプ２８からブースタ２２に圧液を供給する。これにより、ブースタ２２から流路２６、連通孔２４を介して、高圧圧液が素材４の内部に供給されて、素材４に圧力が付与される。
【００２１】
そして、シリンダ２０を駆動して、成長型１８を徐々に移動して膨出部形成用孔２ａから退出させる。これにより、素材４に付与される圧力により素材４には徐々に膨出部４ａが形成される。それに伴って、押込み型６，８が軸方向に変位し、その変位が位置センサ３８，４０により検出され、制御回路７０はその変位が所定量となったときに、ハンマリング機構４４を駆動する。
【００２２】
ハンマリング機構４４は、モータ５２が駆動されると、カム５４が回転し、それに伴ってプランジャ４８，４９が往復動される。よって、ピストンポンプ５０からは高圧の圧液が流路２６に供給される。ピストンポンプ５０は、カム５４の回転に伴って往復動され、ピストンポンプ５０から圧液が吐出されるときには、流路２６内の圧力は上昇し、シリンダ４６，４７内に液を吸入する際には流路２６の圧力は低下する。
【００２３】
従って、流路２６内の圧力は、カム５４の回転に応じて周期的に変動する。その周期はモータ５２の回転数に対応し、モータ５２の回転数を制御することにより、流路２６内の圧力の周期的変動を制御できる。ハンマリング機構４４により、流路２６の圧力変動する周期を、素材４の材質に応じて適切な周期に制御でき、その値は実験等により予め定めればよい。周期は数Ｈｚから数十Ｈｚ程度が好ましい。
【００２４】
ハンマリング機構４４により、図３に示すように、流路２６の圧力を所定の大きさで周期的に変動させる。これにより、圧力が低下した際に、素材４の外周と金型１のキャビティ２内周との摩擦が一瞬低減し、残留応力や軸方向圧縮力等により素材４の肉が膨出部４ａ側に移動する。圧力が上昇した際には、素材４の肉厚を均一にする作用が働き、素材４の肉を膨出部４ａ側に向かって流動させる。
【００２５】
従って、膨出部４ａに割れが発生するのを防止する。特に、素材４を予め円弧状に曲げ加工すると、その外側の肉厚は薄くなる。そこに膨出部４ａを形成すると、割れが発生し易いが、圧力を周期的に変動させて素材４の肉を流動させて割れの発生を防止できる。
【００２６】
また、圧液供給機構３６により直接、流路２６の圧力を周期的に変動させようとして、油圧ポンプ２８の回転数を短時間で変更しても、例えば、油圧ポンプ２８の１回転中に回転数を変更しなければならず、流路２６の圧力は適切な周期的変動とはなり難い。
【００２７】
よって、ハンマリング機構４４を、圧液供給機構３６とは別に設けたので、圧液供給機構３６からの液圧に、ハンマリング機構４４から周期的に変動する液圧を重畳させることにより、流路２６の圧力を周期的に変動させることが容易にできる。
【００２８】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明のバルジ加工装置は、ハンマリング機構を圧液供給機構とは別に設けたので、圧液供給機構からの液圧に、ハンマリング機構から周期的に変動する液圧を重畳させることにより、素材に付与する圧力を周期的に変動させることが容易にできるという効果を奏する。
【００３０】
また、ハンマリング機構にピストンポンプを用いることにより、圧力の周期的な変動をより容易に行うことができる。更に、軸押し機構を設け、押込み型の変位を検出することにより、適切な時期にハンマリング機構による周期的な圧力変動を付与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのバルジ加工装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態のハンマリング機構の概略構成図である。
【図３】圧力と押込み型の変位との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…金型              ２…キャビティ
２ａ…膨出部形成用孔  ４…素材
４ａ…膨出部          ６…押込み型
１０，１２，２０…油圧シリンダ
１４…油圧源          １６…押込み機構
１８…成長型          ２２…ブースタ
２４…連通孔          ２６…流路
２８…油圧ポンプ      ３６…圧液供給機構
３８，４０…位置センサ
４２…内圧検出センサ  ４４…ハンマリング機構
５０…ピストンポンプ  ５４…カム
７０…制御回路
【図１】
0004462694.tif 000002
【図２】
0004462694.tif 000003
【図３】
0004462694.tif 000004