(57)【要約】【課題】成形時の液漏れを確実に防止され、成形時の材料の移動が良好で、金型も大型化せず、材料の歩留まりも良好で、コスト的に有利な重ね合わせ板材の液圧成形装置と液圧成形方法を提供する。【解決手段】少なくとも２枚の板材１，２を重ね合せて挟み込み型締めする金型１０，１１と、液圧注入部３から板材１，２間に成形媒体Ｗを注入する注入手段１２とを有し、成形媒体Ｗにより板材１，２を金型１０，１１の成形形状部１３に合致する形状に成形する液圧成形であり、液圧注入部３と成形形状部１３との間の板材１，２に撓み部３０，３０Ａを設け、成形媒体Ｗの注入時に、金型１０，１１により支持された板材１，２の成形形状部内への材料流入に伴って撓み部３０，３０Ａの板材を移動し材料補給することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚の板材を重ね合せて挟み込み型締めする金型と、液圧注入部から板材間に成形媒体を注入する注入手段とを有し、前記成形媒体により前記板材を金型の成形形状部に合致する形状に成形する液圧成形装置において、
前記成形媒体の注入時に、前記金型により支持された前記板材の前記成形形状部内への材料流入に伴って前記板材が移動するように、前記液圧注入部と成形形状部との間の板材に撓み部を設けたことを特徴とする、重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項２】
前記撓み部は、前記液圧注入部と成形形状部との間の板材を、上下若しくは左右に撓ませることにより形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項３】
前記撓み部は、前記板材を挟圧する挟圧手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項４】
前記挟圧手段は、前記成形媒体の注入圧に対応して加圧することを特徴とする請求項３に記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項５】
前記挟圧手段は、前記成形媒体の注入圧より高圧で加圧することを特徴とする請求項３又は４に記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項６】
前記板材は、前記撓み部に対応する位置に前記成形媒体が流通する通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項７】
前記撓み部は、前記液圧注入部と前記成形形状部との間を、内部に流通路を有する帯状板材により連通し、前記板材の移動に伴って前記帯状板材自体が変形する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項８】
前記撓み部は、前記帯状板材を蛇行させることにより形成したことを特徴とする請求項７に記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項９】
前記金型は、前記液圧注入部に対し反成形形状部側に前記板材を相互に噛合させる凹凸部を有する請求項１〜８のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【請求項１０】
少なくとも２枚の板材を重ね合せて挟み込み型締めする金型と、液圧注入部から板材間に成形媒体を注入する注入手段とを有し、前記成形媒体により前記板材を金型の成形形状部に合致する形状に成形する液圧成形方法において、
前記液圧注入部と成形形状部との間の板材に撓み部を設け、前記成形媒体の注入時に、前記金型により支持された前記板材の前記成形形状部内への材料流入に伴って前記撓み部の板材を移動し材料補給することを特徴とする重ね合わせ板材の液圧成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧により重ね合せた板材を金型の成形形状部に合致する形状に成形する、重ね合わせ板材の液圧成形装置と液圧成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液圧成形装置においては、例えば、下記特許文献１に開示されているように、縁部が接合された２枚の金属板材に、予め注入口を形成し、この注入口近傍に対応する金型に、凸部や凹部を形成し、２枚の金属板材間に注入して膨出成形する場合（シートハイドロフォーム加工）に液漏れを防止しつつ成形し、複雑な形状の成形品を得ている。
【特許文献１】特開２００４−３１４１７１号公報（段落番号［００２７］、図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなシートハイドロフォーム加工では、金型により挟持された２枚の金属板材間に液圧を供給し、板材をキャビティ（成形形状部）の内面に向って張り出すとき、金型により挟持された板材部分（フランジ部）が成形形状部に向かって移動する。
【０００４】
しかし、従来の液圧成形装置では、注入口近傍の板材は、金型の凹凸部で挟持され、材料は固定状態となっており、また、板材の注入口部分と成形形状部とは一体であるため、成形時には、この部分の材料の流動性は殆どなく、キャビティのコーナー部分に材料を供給するためには、キャビティより離れた位置に注入口を設置する必要が生じることになる。また、このように注入口を離れた位置に設置すると、金型自体必要以上に大型化するという問題が生じ、材料の歩留まりも低下し、コスト的に不利となる。さらに、成形性にも制約が生じ、場合によっては、製品形状を変更する必要も生じることもある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、成形時の液漏れを確実に防止され、成形時の材料の移動が良好で、金型も大型化せず、材料の歩留まりも良好で、コスト的に有利な重ね合わせ板材の液圧成形装置と液圧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】
【０００６】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【０００７】
（１）  少なくとも２枚の板材を重ね合せて挟み込み型締めする金型と、液圧注入部から板材間に成形媒体を注入する注入手段とを有し、前記成形媒体により前記板材を金型の成形形状部に合致する形状に成形する液圧成形装置において、前記成形媒体の注入時に、前記金型により支持された前記板材の前記成形形状部内への材料流入に伴って前記板材が移動するように、前記液圧注入部と成形形状部との間の板材に撓み部を設けたことを特徴とする重ね合わせ板材の液圧成形装置。
【０００８】
（２）  少なくとも２枚の板材を重ね合せて挟み込み型締めする金型と、液圧注入部から板材間に成形媒体を注入する注入手段とを有し、前記成形媒体により前記板材を金型の成形形状部に合致する形状に成形する液圧成形方法において、前記液圧注入部と成形形状部との間の板材に撓み部を設け、前記成形媒体の注入時に、前記金型により支持された前記板材の前記成形形状部内への材料流入に伴って前記撓み部の板材を移動し材料補給することを特徴とする重ね合わせ板材の液圧成形方法。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明は、成形媒体注入時に液圧注入部と成形形状部との間の板材を補給材料として使用する撓み部を設けため、金型により挟持されたフランジ部に対し成形時の材料の移動が良好に行なわれ、円滑な液圧成形が可能となる。また、材料自体が移動するので、注入口の設置位置を離間させることもなく、このため金型も大型化せず、材料の歩留まりも良好で、コスト的に有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施形態に係る液圧成形装置を示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２の上型を除去した平面図、図４は図３の４−４線に沿う断面相当図である。
【００１２】
本実施形態で使用される板材Ｗは、重ね合わせた２枚の板材１，２の外周を、例えば、レーザー溶接、アーク溶接あるいは接着剤等により全周接合し、板材２の一端部位に通孔を開設し、ここに後述のノズル部１５が挿入し、液圧注入部３を形成している。
【００１３】
この板材１，２を成形する液圧成形装置は、図１に示すように、上下一対の金型１０，１１と、板材１，２の内部に成形媒体Ｗを注入する注入手段１２とを有している。
【００１４】
金型１０，１１は、相互に近接離間可能にボルスタ（図示せず）により支持され、内部には成形品の外形形状に対応する形状の成形形状部１３が形成されている。
【００１５】
注入手段１２は、下型１１に形成された凹部１４内に埋設され、下型１１の表面から液圧注入部３内に先端が突出されたノズル部１５を有し、外部の液圧供給源１６から供給された成形媒体Ｗが内部の通路１７を通り、吐出口１８より板材１，２間に注入される。一方、上型１０は、ドーム状に突出されたノズル部１５の先端部分に対応する凹部１９が形成されている。
【００１６】
また、金型１０，１１は、図２、３に示すように、液圧注入部３に対し反成形形状部側に液漏れ防止手段２０が設けられている。液漏れ防止手段２０は、一方の金型１０に液圧注入部３を中心に円弧状の凸部を、他方の金型１１に前記凸部が入り込む円弧状の凹部を形成することにより構成され、このような凹凸部２０ａにより型締め時に板材１，２を加圧変形し、相互に噛合状態にすることで液漏れを防止している。
【００１７】
ただし、液漏れ防止手段２０は、液圧注入部３に対し反成形形状部側に板材１，２を相互に噛合させる凹凸部２０ａを有するのみであり、液圧注入部３の成形形状部側には形成せず、本実施形態では、ここに、撓み部３０を設けている。
【００１８】
撓み部３０は、成形媒体の注入時に、金型１０，１１により支持された板材１，２の成形形状部１３内への材料流入に伴ってフランジ部の板材が移動するが、これに伴って材料補給するものである。
【００１９】
より具体的に説明すれば、本実施形態の撓み部３０は、図２に示すように、金型１０，１１に所定巾Ｔの凹状溝部３１を形成し、この凹状溝部３１内で板材１，２を上下に撓ませると共にここの板材１，２を挟圧手段３２で挟圧するように構成している。ただし、ここの板材１，２には、図４に示すように、成形媒体Ｗが流通する通路３３を予め形成することが好ましい。予め通路３３を形成すると、液圧を加えた当初より流体が板材１，２間に流れ込み、成形が円滑になる。
【００２０】
挟圧手段３２は、板材１，２の上下に設けられたウレタンゴム等の弾性部材３４と、この弾性部材３４を加圧する加圧部材３５と、加圧部材３５に加圧力を作用させるカム機構などの加圧源３６とにより構成している。
【００２１】
挟圧手段３２が弾性部材３４を介して板材１，２に加える加圧力Ｐ２（図５ではウレタン加圧）は、シートハイドロフォーム加工時に加える液圧Ｐ１（図５では注入液圧）とは、図５に示すように、略連動関係にし、加圧力Ｐ２が液圧Ｐ１より多少大きくすることが好ましい。このようにすれば、液圧成形時に、材料補給が先行し、円滑な材料補給ができる。しかし、図６に示すように、加圧力Ｐ２を液圧Ｐ１と連動させず、加圧力Ｐ２は、カム機構などにより次第に増圧し、液圧Ｐ１は、所定の制御圧力としてもよい。この場合も、加圧力Ｐ２は液圧Ｐ１より常時高圧であることが好ましい。
【００２２】
次に、液圧成形方法を説明する。
【００２３】
まず、予め板材１，２の液圧注入部３と成形形状部１３との間に撓み部３０を形成する。撓み部３０の大きさは、液圧成形時に、板材１，２が成形形状部内に流入する量に対応するものである。
【００２４】
撓み部３０が形成された板材１，２を、図１に示すように、金型１０，１１間に挟持し、型締めすると、ノズル部１５が液圧注入部３内に入り込み、吐出口１８が板材１，２間に位置する。また、この型締めにより板材１，２が加圧変形され、凹凸部２０ａが形成され、相互に噛合状態となる。本実施形態では、金型の液圧注入部３に対する反成形形状部側であって、液圧注入部３の周辺を取り囲むように円弧状の凹凸部２０ａを設けているので、板材相互の密着嵌合により、液漏れが防止される。
【００２５】
液圧供給源１６から成形媒体Ｗが供給されると、成形媒体Ｗは、ノズル部１５の通路１７を通り、吐出口１８から板材１，２間に入り込み、板材１，２が膨出変形する。
【００２６】
板材１，２の膨出変形に伴って、金型１０，１１間に挟持した板材１，２のフランジ部も成形形状部内に流入することになるが、本実施形態では、予め板材１，２に形成した撓み部３０が、挟圧手段３２の加圧により強制的に伸ばされ、成形形状部１３内に流入した材料を補給することになる。つまり、成形形状部１３の外周部分に向って撓み部３０の板材１，２が押し出され、材料補給が行われる。
【００２７】
この結果、液圧成形時の材料不足に伴う割れなどの発生が確実に防止され、円滑な液圧成形が行なわれる。また、材料が移動するので、液圧注入部３を離間した位置に設置する必要もなく、結果的に金型の大型化も回避でき、材料の歩留まりも良好で、コスト的に有利となる。
【００２８】
なお、板材１，２が、金型１０，１１の成形形状部１３に合致する形状まで膨出成形されると、除圧した後、型開きし、得られた成形品を金型１０，１１から取り出し、この成形品に対し、液圧注入部１４等を切除するなど、種々の仕上げ加工を行う。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
図７は本発明の実施形態に係る液圧成形装置を示すもので、図８の７−７線に沿う断面相当図、図８は同液圧成形装置に使用する板材の成形前の状態を示す平面図、図９は同液圧成形装置により成形した板材の状態を示す平面図、図１０は板材の成形時の材料に流れ状態を示す概略断面図である。なお、図１などに示す部材と共通する部材には同一符号を付し説明を省略する。
【００３０】
前述の第１の実施形態では、撓み部３０は、液圧注入部３と成形形状部１３との間の板材１，２を、上下方向に撓ませたものであるが、本実施形態の撓み部３０Ａは、フランジ部の板材が移動する方向、つまり前記上下方向に対する左右方向に撓ませて材料補給するものである。このようにすれば、必ずしも挟圧手段を必要とせず、金型などの構成がより簡素化され好ましいものとなる。ただし、液圧注入部３と成形形状部１３との間に蛇行変形した帯状板材４１を設けることになるので、重ね合わせた２枚の板材１，２の外周を全周にわたり接合する長さは多少長くなる。
【００３１】
本実施形態で使用される板材Ｗは、図８，９に示すように、中央部分が打ち抜かれた井桁状をしたものである。全周的に接合している点や液圧注入部３を形成している点は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態の液圧注入部３は、井桁の中央に位置している。このため、液圧注入部３から成形形状部１３までは、図７に示すように、内部に流通路４０を有する帯状板材４１により連通し、この帯状板材４１自体が撓み変形する構成としている。勿論、液圧注入部３は、井桁の中央でなくてもよく、中央から離れた位置であってもよい。
【００３２】
図８，９に示す撓み部３０Ａとしては、簡便のため、１つの液圧注入部３から２本の帯状板材４１が井桁状をした成形形状部１３の一辺まで伸延されているものを例示的に示しているが、これのみでなく１つの液圧注入部３から井桁状をした成形形状部１３の各辺までそれぞれ２本の帯状板材４１を伸延してもよい。また、帯状板材４１は、図１０に示すように、金型１０，１１内に設けられているが、材料の流動性が高まるように設置することが好ましく、例えば、上下方向の膨出は金型１０，１１により規制し、面方向では変形容易となるように設置する。帯状板材４１は、２本のみでなくてもよく、１本あるいは多数本であってもよい。
【００３３】
このように構成して、図１０に実線矢印で示すように、液圧供給源１６から成形媒体Ｗが供給すれば、成形媒体Ｗは、前記実施形態と同様に、吐出口１８から板材１，２間に入り込み、板材１，２が膨出変形し、板材１，２自体の材料は、図１０に破線矢印で示すように流れる。つまり、成形媒体Ｗにより板材１，２が膨出変形すると、これに伴って金型１０，１１が挟持している成形形状部１３のフランジ部が成形形状部１３に流入し、図８に示す白抜き矢印Ａの方向に移動する力が加わる。帯状板材４１は、平面上で湾曲しているので、帯状板材４１自体が、白抜き矢印Ｂの方向（湾曲の曲率半径が大きくなる方向）に変形することになる。この場合、帯状板材４１の形態は、図８に示す丸い円弧状から図９に示す比較的扁平な円弧状に変形することになり、帯状板材４１の材料が成形形状部１３のフランジ部に向うことになり、材料補給が行われる。
【００３４】
したがって、液圧注入部３が固定されていても、成形形状部１３のフランジ部は白抜き矢印Ａの方向に容易に移動し、材料補給が行われつつ成形形状部１３の成形が円滑に行われる。また、これは、液圧注入部３と成形形状部１３との間での材料移動が可能となることを意味するので、液圧注入部３を材料歩留まりのよい場所に配置でき、材料費を低減できる。しかも、成形性の制限や限界がなくなり、製品形状を変更する必要性もなくなる。
【００３５】
図１１は、本実施形態の変形例１を示す板材の平面図、図１２は、本実施形態の変形例２を示す板材の平面図である。
【００３６】
前記実施形態の撓み部３０Ａでは、液圧注入部３と井桁状の成形形状部の一部を帯状板材４１により繋いでいるが、図１１，１２に示すように、１つの液圧注入部３から、例えば蛇行変形した複数の帯状板材４１を伸延し、成形形状部１３と繋ぐと、この蛇行変形した部分が前述の撓み部３０Ａとして機能し、材料補給しつつ円滑に成形することができる。特に、１つの液圧注入部３から複数の帯状板材４１を伸延し、それぞれ成形形状部１３と繋ぐと、製品を複数個同時に成形することも可能となり、生産性も向上することになる。
【００３７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態は、上下あるいは左右方向に変形する撓み部としているが、これのみに限定されるものではなく、種々の撓み部を使用することができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、シートハイドロフォーム加工で自動車部品の製造を行なう場合に、材料の流れ性を向上させ、金型を大型化せず、歩留まり良く成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る液圧成形装置を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２の上型を除去した平面図である。
【図４】図３の４−４線に沿う断面相当図である。
【図５】挟圧手段の加圧力と液圧成形の液圧との制御関係を示す図である。
【図６】挟圧手段の加圧力と液圧成形の液圧との他の制御関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液圧成形装置を示す、図８の７−７線に沿う断面相当図である。
【図８】同液圧成形装置に使用する板材の成形前の状態を示す正面図である。
【図９】同液圧成形装置により成形した板材の状態を示す正面図である。
【図１０】板材の成形時の材料に流れ状態を示す概略断面図である。
【図１１】第２の実施形態の変形例１を示す板材の平面図である。
【図１２】第２の実施形態の変形例２を示す板材の平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，２…板材、
３…液圧注入部、
１０，１１…金型、
１２…注入手段、
１３…成形形状部、
２０ａ…凹凸部、
３０，３０Ａ…撓み部、
３２…挟圧手段、
３３…通路、
４１…帯状板材。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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