(57)【要約】長尺状である被成形材料の中央部と端部の変形量の偏りを低減することを目的とする。ストレッチ成形装置（１）は、金型（２）と、長尺状材料（２０）の両端部を把持する把持部（３）とを備え、金型（２）の断面形状は、成形面（６）の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、長尺状材料（２０）の長手方向に沿った長さが成形面（６）よりも短く、成形面（６）に沿った第２成形面（８）を有する第２金型（７）が、成形面（６）の中央部に取り外し可能に設置され、第２金型（７）が成形面（６）に設置されたとき、把持部（３）によって長尺状材料（２０）に対して引っ張り力を付与しつつ、第２金型（７）のみが長尺状材料（２０）を押し当てる第１モードと、第２金型（７）が成形面（６）から取り外されたとき、把持部（３）によって長尺状材料（２０）に対して引っ張り力を付与しつつ、金型（２）が長尺状材料（２０）を押し当てる第２モードとを有する。
2019064462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と、
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、
前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第２成形面を有する第２金型が、前記成形面の中央部に取り外し可能に設置され、
前記第２金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第２金型のみが前記被成形材料を押し当てる第１モードと、
前記第２金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第１金型が前記被成形材料を押し当てる第２モードとを有するストレッチ成形装置。
【請求項２】
金型と、
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有し、
前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型が、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てる第１モードと、
前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てる第２モードとを有するストレッチ成形装置。
【請求項３】
金型と、
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てる第１モードと、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てる第２モードとを有するストレッチ成形装置。
【請求項４】
金型と、
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、
前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第２成形面を有する第２金型を、前記成形面の中央部に設置するステップと、
前記第２金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第２金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、
前記第２金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型が前記被成形材料を押し当てるステップと、
を有するストレッチ成形方法。
【請求項５】
金型と、
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有するストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、
前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型を、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置するステップと、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、
前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てるステップと、
を有するストレッチ成形方法。
【請求項６】
金型と、
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てるステップと、
を有するストレッチ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機の胴体や主翼等の航空機部品は、例えば板状のスキン、長尺状のフレーム及びストリンガーなどの構造部材から構成される。胴体及び主翼等は、曲面形状を有することから、フレーム及びストリンガーは、長手方向に沿って湾曲した曲線形状を有する。【０００３】
アルミニウム合金製の長尺状材料に対して曲線形状を付与するため、従来、ロール成形装置によって焼きなまし（焼鈍）された材料（Ｏ材とも呼ばれる。）に対してロール成形を行って、Ｏ材を概略形状としている。その後、ロール成形によって得られたＯ材に対して溶体化処理を行って、Ｗ材とする。【０００４】
この場合、Ｗ材の長尺状材料の両端を引っ張りながら長尺状材料に対して金型を当てて、Ｗ材に対して曲線形状を更に付与するストレッチ成形を行う。これにより、長尺状材料に対して製品として要求される形状又はそれに近い曲率を付与する。【０００５】
下記の特許文献１では、ストレッチ成形を行う成形装置において、複数のブロックによって成形面を形成し、各ブロックの位置を個々に成形方向に移動して、成形面の形状を変更できるようにし、かつ、成形中に長尺材に対して相対移動をしないで良好なストレッチ成形を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３１３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ストレッチ成形を行うと、被成形材料である長尺状材料の両端部近傍では、長尺状材料は、引っ張り力の作用によって、変形し伸長しやすい。一方、金型と接触する中央部分では、長尺状材料は、金型との間に作用する摩擦等の影響によって引っ張り力が減少し、変形量が少なく伸長しにくい。【０００８】
ストレッチ成形の結果、ストレッチ成形前のロール成形や溶体化処理などの工程で導入された残留応力が低減されるが、中央部分の変形量が少ないため、中央部分は端部に比べて残留応力が低減されにくい。したがって、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工が行われると、材料ごとに形状が変化し、ばらつきが生じやすいという課題がある。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、長尺状である被成形材料の中央部と端部の変形量の偏りを低減することが可能なストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第１態様に係るストレッチ成形装置は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第２成形面を有する第２金型が、前記成形面の中央部に取り外し可能に設置され、前記第２金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第２金型のみが前記被成形材料を押し当てる第１モードと、前記第２金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第１金型が前記被成形材料を押し当てる第２モードとを有する。【００１１】
本発明の第２態様に係るストレッチ成形装置は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有し、前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型が、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てる第１モードと、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てる第２モードとを有する。【００１２】
本発明の第３態様に係るストレッチ成形装置は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てる第１モードと、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てる第２モードとを有する。【００１３】
本発明の第４態様に係るストレッチ成形方法は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第２成形面を有する第２金型を、前記成形面の中央部に設置するステップと、前記第２金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第２金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、前記第２金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型が前記被成形材料を押し当てるステップとを有する。【００１４】
本発明の第５態様に係るストレッチ成形方法は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有するストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型を、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置するステップと、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てるステップとを有する。【００１５】
本発明の第６態様に係るストレッチ成形方法は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てるステップとを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長尺状である被成形材料の中央部と端部の変形量の偏りを低減することができ、中央部分近傍も端部と同様に残留応力が低減される。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったとき、材料に生じる形状変化や、材料ごとのばらつきを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るストレッチ成形装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るストレッチ成形装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るストレッチ成形装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るストレッチ成形装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るストレッチ成形装置の変形例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るストレッチ成形装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。
本実施形態に係るストレッチ成形装置１は、被成形材料である長尺状材料２０に対して、金型２によってストレッチ成形を行う装置である。長尺状材料２０は、例えばアルミニウム合金製であり、航空機の胴体や主翼等の航空機部品を構成するフレーム及びストリンガーなどの構造部材として作製される材料である。
【００１９】
長尺状材料２０は、焼きなまし（焼鈍）された材料（Ｏ材）に対してロール成形が行われ、かつ、ロール成形によって得られたＯ材に対して溶体化処理が行われた材料（Ｗ材）である。または、長尺状材料２０は、焼きなましされた材料（Ｏ材）に対して溶体化処理を行って得られたＷ材に対してロール成形が行われた材料でもよい。
【００２０】
ストレッチ成形では、長尺状材料２０の両端部をそれぞれ把持部３が把持し、引っ張り力を作用させながら、金型２に長尺状材料２０を押し付ける（又は長尺状材料２０に金型２を押し付ける）。そして、ストレッチ成形は、ロール成形によって曲線形状に形成された長尺状材料２０に対して塑性変形を行い、曲線形状を更に付与する。
【００２１】
ストレッチ成形装置１は、金型２と、把持部３と、移動部４と、操作部５などを備える。
金型２は、被成形材料である長尺状材料２０の長手方向に沿って長い成形面６を有する。金型２の成形面６は、長尺状材料２０に対して曲線形状を付与するように形成されており、曲面を有する。金型２の断面形状は、成形面６の中央側が膨らんだ曲線形状であり、例えば、円弧又は楕円の一部である。
【００２２】
把持部３は、長尺状材料２０の端部を把持するように構成されている。把持部３は、長尺状材料２０の両端部にそれぞれ一つずつ設置される。把持部３は、移動部４に接続されており、移動部４によって移動可能である。
【００２３】
本実施形態に係る金型２の成形面６の中央部には、第２金型７が取り外し可能に設置される。第２金型７は、長尺状材料２０の長手方向に沿った長さが成形面６よりも短く、成形面６に沿った第２成形面８を有する。第２成形面８は、例えば、金型２の成形面６と平行な曲面を有する。第２金型７の長さは、金型２の長さの１／４〜１／３程度である。
【００２４】
移動部４は、把持部３を移動することで、把持部３によって把持された長尺状材料２０を金型２の成形面６側へ移動させ、第２金型７が設置されていない場合、長尺状材料２０を金型２の成形面６へ押し付け、又は、第２金型７が設置されている場合、第２金型７の第２成形面８へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、金型２の成形面６、又は、第２金型７の第２成形面８へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する。
【００２５】
操作部５は、作業者からの入力操作を受け付け、移動部４に対して操作信号を送信する。
【００２６】
なお、上述した説明では、移動部４が、把持部３を移動することで、把持部３によって把持された長尺状材料２０を金型２の成形面６側へ移動させるとしたが、本発明はこの例に限られず、金型２を移動させる移動部（図示せず。）によって、金型２を長尺状材料２０側へ移動させてもよい。
【００２７】
本実施形態に係るストレッチ成形装置１を用いたストレッチ成形方法では、まず、図１に示すように、金型２の成形面６に第２金型７を設置する。そして、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させ、長尺状材料２０を第２金型７の第２成形面８へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、第２金型７の第２成形面８へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する（第１モード）。このとき、金型２の成形面６には、長尺状材料２０が接触しないようにする。
【００２８】
これにより、第２金型７を設置しないときの長尺状材料２０と金型２との接触面積に比べて、長尺状材料２０と第２金型７の接触面積が小さくなるため、長尺状材料２０に引っ張り力が付与されたとき、長尺状材料２０の中央部近傍に作用する摩擦力が低減され、中央部近傍に伝達される引っ張り力が増加する。その結果、長尺状材料２０の中央部近傍に生じる変形量が増加する。
【００２９】
次に、移動部４において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部４の移動を停止して、長尺状材料２０に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させて、第２成形面８から長尺状材料２０を離間させ、成形面６から第２金型７を取り外す。
【００３０】
その後、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させ、図２に示すように、長尺状材料２０を金型２の成形面６へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、金型２の成形面６へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する（第２モード）。次に、移動部４において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部４の移動を停止して、長尺状材料２０に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させて、成形面６から長尺状材料２０を離間させる。
【００３１】
これにより、長尺状材料２０が金型２の成形面６に沿って塑性変形され、長尺状材料２０に対して曲線形状が付与される。
【００３２】
従来、ストレッチ成形の開始時から、金型２の成形面６に押し付けて長尺状材料２０に対して曲線形状を付与していたが、本実施形態では、初めに接触面積の小さい第２金型７の第２成形面８に長尺状材料２０を押し付けて、長尺状材料２０の中央部近傍に作用する摩擦力を低減し、中央部近傍に伝達される引っ張り力を増加させ、長尺状材料２０の中央部近傍に生じる変形量を増加させる。そして、従来に比べて変形量が多く付与された長尺状材料２０に対して、再度、金型２によってストレッチ成形が行われる。
【００３３】
このように２段階に分けてストレッチ成形が実施されることによって、長尺状材料２０の中央部近傍における残留応力を低減することができる。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったときに生じる形状変化や、切削加工後の材料ごとのばらつきを小さくすることができる。また、既存の金型２を活用することができるため、金型を新たに製作する必要がない。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３及び図４を用いて説明する。なお、第１実施形態と重複する構成及び作用については詳細な説明を省略する。
【００３５】
第１実施形態と異なり、本実施形態に係る金型２は、複数の分割金型１０を有する。すなわち、金型２は、被成形材料である長尺状材料２０の長手方向に複数に分割されている。そして、複数の分割金型１０は、個々に長尺状材料２０側に対する位置を変更できる。
【００３６】
個々の分割金型１０における長尺状材料２０との接触部分は、図３及び図４に示すように、曲面を有する。
【００３７】
本実施形態では、分割金型１０を移動する移動部１１を更に備える。移動部１１によって、各分割金型１０の位置を変更することによって、図３に示すように、各分割金型１０を配置することも可能である（第１モード）。すなわち、第１実施形態の金型２の成形面６に第２金型７を設置した状態のように、複数の分割金型１０のうち中央部に設置された分割金型１０が、端部に配置された分割金型１０よりも長尺状材料２０側に突出して配置することができる。分割金型１０を突出させる中央部の長さは、金型２の全体長さの１／４〜１／３程度である。
【００３８】
また、移動部１１によって、各分割金型１０の位置を変更することによって、図４に示すように、中央側が膨らんだ曲線形状に、複数の分割金型１０を配置できる（第２モード）。これにより、第１実施形態の金型２の成形面６のように、複数の分割金型１０が、長尺状材料２０に対して曲線形状を付与できる。
【００３９】
移動部１１により各分割金型１０の配置位置を調整することによって、第１モードと第２モードの切り替えが可能である。なお、第１モードと第２モードの切り替えは、作業者によって手動で行われてもよいし、長尺状材料２０の変形量を検出して、所定の変形量が付与されたことが確認されたときに第１モードから第２モードへ移行するように制御装置によって行われてもよい。
【００４０】
なお、図３及び図４に示すように、分割金型１０は、中央部と端部において、それぞれ二つ以上に分割されて細かく曲線形状を形成できるようにしてもよいし、図５に示すように、分割金型１０は、中央部において一つ、端部においてそれぞれ一つずつの合計三つであってもよい。また、両者の組み合わせも可能である。
【００４１】
本実施形態に係るストレッチ成形装置１を用いたストレッチ成形方法では、まず、図３に示すように、複数の分割金型１０のうち中央部に設置された分割金型１０を、端部に配置された分割金型１０よりも長尺状材料２０側に突出させて配置する。そして、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させ、長尺状材料２０を中央部で突出して配置された分割金型１０へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、分割金型１０へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する（第１モード）。このとき、端部に配置された分割金型１０には、長尺状材料２０が接触しないようにする。
【００４２】
これにより、分割金型１０全てを押し付けるときの長尺状材料２０と金型２との接触面積に比べて、長尺状材料２０と分割金型１０の接触面積が小さくなるため、長尺状材料２０に引っ張り力が付与されたとき、長尺状材料２０の中央部近傍に作用する摩擦力が低減され、中央部近傍に伝達される引っ張り力が増加する。その結果、長尺状材料２０の中央部近傍に生じる変形量が増加する。
【００４３】
次に、移動部４において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部４の移動を停止して、長尺状材料２０に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、各分割金型１０を移動させて、長尺状材料２０に対して曲線形状を付与できるように、中央側が膨らんだ曲線形状に複数の分割金型１０を配置する（図４参照）。
【００４４】
その後、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を再び移動することで、分割金型１０へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する（第２モード）。次に、移動部４において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部４の移動を停止して、長尺状材料２０に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させて、分割金型１０から長尺状材料２０を離間させる。
【００４５】
これにより、長尺状材料２０が金型２の複数の分割金型１０に沿って塑性変形され、長尺状材料２０に対して曲線形状が付与される。
【００４６】
従来、ストレッチ成形の開始時から、すべての複数の分割金型１０に押し付けて長尺状材料２０に対して曲線形状を付与していたが、本実施形態では、初めに接触面積が小さくなるように中央部の分割金型１０のみに長尺状材料２０を押し付けて、長尺状材料２０の中央部近傍に作用する摩擦力を低減し、中央部近傍に伝達される引っ張り力を増加させ、長尺状材料２０の中央部近傍に生じる変形量を増加させる。そして、従来に比べて変形量が多く付与された長尺状材料２０に対して、再度、金型２によってストレッチ成形が行われる。
【００４７】
このように２段階に分けてストレッチ成形が実施されることによって、長尺状材料２０の中央部近傍における残留応力を低減することができる。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったときに生じる形状変化や、切削加工後の材料ごとのばらつきを小さくすることができる。また、第１実施形態と異なり、第２金型７を取り外すためにかかる時間が不要になり、かつ、金型形状の変更を手動ではなく機械によって自動的に実施することもできる。
【００４８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図６を用いて説明する。なお、第１実施形態と重複する構成及び作用については詳細な説明を省略する。
【００４９】
本実施形態では、第１実施形態と異なり、金型２の成形面６に第２金型７を設置せずに、金型２のみを用いて、２段階に分けてストレッチ成形を実施する。すなわち、移動部４による把持部３の移動方向を調整して、図６の長尺状材料２０の実線部分で示すように、成形面６の中央部のみに長尺状材料２０を押し付けたり、図６の長尺状材料２０の二点鎖線部分で示すように、成形面６の長手方向全面にわたって長尺状材料２０を押し付けたりすることによって、第１及び第２実施形態と同様に、２段階に分けて長尺状材料２０に対してストレッチ成形を施す。
【００５０】
移動部４は、把持部３を移動することで、把持部３によって把持された長尺状材料２０を金型２の成形面６側へ移動させ、長尺状材料２０を金型２の成形面６へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、金型２の成形面６へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する。
【００５１】
移動部４は、第１モードでは、把持部３を移動することによって長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与しつつ、金型２の成形面６の中央部のみが長尺状材料２０を押し当てるように、把持部３を移動させる。移動部４は、第２モードでは、把持部３によって長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与しつつ、金型２の成形面６の全面が長尺状材料２０を押し当てるように、把持部３を移動させる。第１モードにおいて、長尺状材料２０を接触させる成形面６の中央部の長さは、成形面６の全体長さの１／４〜１／３程度である。
【００５２】
移動部４による把持部３の移動方向を調整することによって、第１モードと第２モードの切り替えが可能である。なお、第１モードと第２モードの切り替えは、作業者によって手動で行われてもよいし、長尺状材料２０の変形量を検出して、所定の変形量が付与されたことが確認されたときに第１モードから第２モードへ移行するように制御装置によって行われてもよい。
【００５３】
本実施形態に係るストレッチ成形装置１を用いたストレッチ成形方法では、まず、図６の長尺状材料２０の実線部分で示すように、金型２の成形面６の中央部のみが長尺状材料２０を押し当てるように、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させ、長尺状材料２０を金型２の成形面６の中央部へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、金型２の成形面６の中央部へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する（第１モード）。このとき、金型２の成形面６の中央部以外の端部には、長尺状材料２０が接触しないようにする。
【００５４】
これにより、長尺状材料２０と金型２の全面が接触するときの接触面積に比べて、長尺状材料２０と金型２の接触面積が小さくなるため、長尺状材料２０に引っ張り力が付与されたとき、長尺状材料２０の中央部近傍に作用する摩擦力が低減され、中央部に伝達される引っ張り力が増加する。その結果、長尺状材料２０の中央部近傍に生じる変形量が増加する。
【００５５】
次に、移動部４において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部４の移動を停止して、長尺状材料２０に対する引っ張り力の付与を停止する。
【００５６】
その後、把持部３が長尺状材料２０を把持したまま移動部４を移動させ、図６の長尺状材料２０の二点鎖線部分で示すように、長尺状材料２０を金型２の成形面６の全面へ押し付ける。また、移動部４は、長尺状材料２０の長手方向外側へ把持部３を移動することで、金型２の成形面６の全面へ押し付けられた長尺状材料２０に対して引っ張り力を付与する（第２モード）。次に、移動部４において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部４の移動を停止して、長尺状材料２０に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部３によって把持された長尺状材料２０を移動させて、成形面６から長尺状材料２０を離間させる。
【００５７】
これにより、長尺状材料２０が金型２の成形面６の全面に沿って塑性変形され、長尺状材料２０に対して曲線形状が付与される。
【００５８】
従来、ストレッチ成形の開始時から、金型２の成形面６の全面に押し付けて長尺状材料２０に対して曲線形状を付与していたが、本実施形態では、初めに接触面積の小さい金型２の成形面６の中央部のみに長尺状材料２０を押し付けて、長尺状材料２０の中央部近傍に作用する摩擦力を低減し、中央部近傍に伝達される引っ張り力を増加させ、長尺状材料２０の中央部近傍に生じる変形量を増加させる。そして、従来に比べて変形量が多く付与された長尺状材料２０に対して、再度、金型２の成形面６の全面によってストレッチ成形が行われる。
【００５９】
このように２段階に分けてストレッチ成形が実施されることによって、長尺状材料２０の中央部近傍における残留応力を低減することができる。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったときに生じる形状変化や、切削加工後の材料ごとのばらつきを小さくすることができる。また、既存の金型２を活用することができるため、金型を新たに製作する必要がない。
【符号の説明】
【００６０】
１    ：ストレッチ成形装置
２    ：金型
３    ：把持部
４    ：移動部
５    ：操作部
６    ：成形面
７    ：第２金型
８    ：第２成形面
１０  ：分割金型
１１  ：移動部
２０  ：長尺状材料
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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