(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数枚の鋼鈑の積層構造体からなる型開き防止用の固定フレーム内に成形型を挿入して中空素材を成形するハイドロフォーム装置を、中空部品の種類毎に専用機として設置するとともに、各ハイドロフォーム装置の後段に、各ハイドロフォーム装置により成形された中空成形体に必要部品を溶接したり加工を施す専用の溶接機又は加工機をそれぞれ直結して直結ラインを構成したことを特徴とする複数種類の中空部品の製造システム。
【請求項２】
各ハイドロフォーム装置とそれに直結された溶接機又は加工機のタクトタイムを一致させることにより、中間在庫のない直結ラインを構成した請求項ｌ記載の複数種類の中空部品の製造システム。
【請求項３】
ハイドロフォーム装置とそれに直結された溶接機又は加工機とを、同一の建屋内に設置した請求項ｌまたは２記載の複数種類の中空部品の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の製造工程に好適な複数種類の中空部品の製造システムに関するものであり、特に金属素材に塑性加工と溶接やその他の加工とを必要とする複数種類の中空部品の製造システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や各種産業機械には、金属素材をプレス加工して得られた中空成形体に更に溶接やその他の加工を施した中空部品が多数用いられている。また金属板をプレス加工して得られた半円筒体どうしを溶接した中空部品も多く用いられている。
【０００３】
これらの中空部品の製造に用いられるプレス装置は巨大な設備であって、例えば自動車の製造ラインに用いられている大型油圧ユニットを備えた油圧プレス装置は、高さが１０ｍ前後の大重量の装置である。このため重量物用の特別な基礎を備えた専用の大型建屋内に設置されているのが普通である。
【０００４】
またこのような油圧プレス装置は一基が数億円の高価な設備であるから、生産性を高めるためにプレス型を交換する型段替えを繰り返し、多種類の部品の成形を短いタクトタイムで行うのが普通である。このため、例えば図３に示すように３種類の中空部品Ａ、Ｂ、Ｃを製造する場合には、油圧プレス装置１は先ず中空部品Ａ用の中空成形体を大量に生産し、次に型段替えを行って中空部品Ｂ用の中空成形体を大量に生産し、更に型段替えを行って中空部品Ｃ用の中空成形体を大量に生産する。
【０００５】
生産された各中空成形体はいったん中間在庫として貯えられ、通常の基礎を備えた別の建屋内に設置された３本の溶接ライン２、３、４にそれぞれ輸送され、それぞれ専用の溶接機により必要部品を溶接されて中空部品Ａ、Ｂ、Ｃが製造される。また溶接機とともに、あるいは溶接機の代わりに端面切削や孔加工等のための各種の加工機がラインを形成することもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような従来の製造システムにおいては、不可避的に中間在庫が発生すること、そのための広い在庫スペースを必要とすること、それらの在庫品を油圧プレス装置１のある大型の建屋５から溶接ライン２、３、４のある別の建屋６まで輸送する必要があることなどの問題があった。また油圧プレス装置１を型段替えのために一日に何度も停止しなければならず、不可避的なロスタイムが発生するという問題があった。
【０００７】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、製造工程中における中間在庫を発生させず、したがってその保管スペースや輸送の手数を必要とせず、しかもロスタイムの発生もない合理的な複数種類の中空部品の製造システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明に係る複数種類の中空部品の製造システムは、多数枚の鋼鈑の積層構造体からなる型開き防止用の固定フレーム内に成形型を挿入して中空素材を成形するハイドロフォーム装置を、中空部品の種類毎に専用機として設置するとともに、各ハイドロフォーム装置の後段に、各ハイドロフォーム装置により成形された中空成形体に必要部品を溶接したり加工を施す専用の溶接機又は加工機をそれぞれ直結して直結ラインを構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
なお、各ハイドロフォーム装置とそれに直結された溶接機又は加工機のタクトタイムを一致させることにより、中間在庫のない直結ラインを構成することができ、ハイドロフォーム装置とそれに直結された溶接機又は加工機とを、同一の建屋内に設置することができる。
【００１０】
上記のように、本発明においては従来の大型の油圧プレス装置に代わり、多数枚の鋼鈑の積層構造体からなる型開き防止用の固定フレーム内に成形型を挿入して中空素材を成形するという特殊なハイドロフォーム装置を使用する。このハイドロフォーム装置は油圧プレス装置とは異なり型締め用の大型油圧ユニットを必要としないので、全体を小型で安価なものとすることができ、特別な建屋も要しない。そこで中空部品の種類毎にハイドロフォーム装置を専用機として設置するとともに、各ハイドロフォーム装置の後段に専用の溶接機又は加工機を設置した直結ラインを構成することにより、製造工程中における中間在庫を発生させず、従ってその保管スペースや輸送の手数を必要とせず、型段替えに伴うロスタイムのない合理的な製造システムとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施形態を示す概念図である。この実施形態では図３と同様に３種類の中空部品Ａ、Ｂ、Ｃを製造するものとし、全体を同一の建屋１０内に収納した場合を示した。図１に示すように、この実施形態ではハイドロフォーム装置１１、１２、１３の後段に溶接機を備えた溶接ライン１４、１５、１６が直結されている。
【００１２】
本発明で用いられるハイドロフォーム装置１１、１２、１３は、特殊な構造のものである。すなわち一般にハイドロフォーム装置は、分割式の成形型の内部に鋼管などの中空成形素材を入れ、この中空成形素材の内部に高圧を加えて所望の形状に塑性加工する装置であり、この内圧により成形型には巨大な型開き力が発生する。通常のハイドロフォーム装置では、油圧プレス装置と同じ大型油圧ユニットを用いて成形型を外部から押圧することにより、この型開きを防止している。このため通常のハイドロフォーム装置を用いれば、前記した従来の油圧プレス装置と変わるところがない。
【００１３】
これに対して本発明では、型開き防止用の固定フレーム内に成形型を挿入して中空素材を成形する特殊な型式のハイドロフォーム装置を用いる。この装置は図２に示したように、例えばコの字状をした型開き防止用の固定フレーム２０と、この固定フレーム２０内に出し入れすることができる分割式の成形型２１を備えたものである。固定フレーム２０は例えば多数枚の鋼鈑の積層構造体からなるものとする。
【００１４】
鋼管などの中空の成形素材は予め成形型２１内にセットされ、レール２２上をスライドして固定フレーム２０内に挿入される。この状態で成形素材の内部に液圧が加えられ、また成形素材の端面を図示しない押圧治具により押圧することにより、成形素材は成形型２１の内面形状に沿うように塑性変形し、中空成形体となる。このときに発生する型開き力は固定フレーム２０自体の剛性により受け止められるから、従来のような大型油圧ユニットは不要である。
【００１５】
ただし成形型２１の高さと固定フレーム２０との間には出し入れのために多少の隙間が必要であるから、このままではその隙間分だけの型開きが発生する。そこでこの型開きが問題となる場合には、図２に示したような偏平シリンダ２３を固定フレーム２０内に配置しておき、成形素材に加えられる液圧をこの偏平シリンダ２３に導いて、型開きを防止することが好ましい。
【００１６】
このような型開き防止用の固定フレーム２０内に成形型２１を挿入して中空素材を成形する構造のハイドロフォーム装置は、従来のような大型油圧ユニットを必要としないために、装置価格、装置サイズ、装置重量をいずれも従来の大型油圧プレスの１/１０以下にすることができる。このため中空部品Ａ、Ｂ、Ｃの種類毎にそれぞれ専用機としてハイドロフォーム装置１１、１２、１３を設置することができる。このため型段替えを行なう必要がなくなり、従来のようなロスタイムが発生しない。またこのような構造のハイドロフォーム装置１１、１２、１３は軽量であるため、溶接機が設置されている通常の建屋１０と同一の建屋内に設置することができる。
【００１７】
各ハイドロフォーム装置１１、１２、１３の後段には、それぞれ溶接ライン１４、１５、１６が直結されている。溶接ライン１４、１５、１６は各ハイドロフォーム装置１１、１２、１３により成形された中空成形体に必要部品を溶接するための専用の溶接機を備えている。しかし溶接機に代えて加工機を設置した加工ラインとしたり、溶接機と加工機とを組み合わせたラインとすることもできる。加工機としては、潤滑剤塗布装置、洗浄装置、曲げ装置、潰し装置、管端成形機（拡管、縮管等）、穴あけ機（プレス、レーザー、ドリル、プラズマ等）、切断機（プレス、レーザー、ドリル、プラズマ等）等を挙げることができる。なお各ハイドロフォーム装置１１、１２、１３のタクトタイムと、それらに直結された溶接機又は加工機のタクトタイムを正確に一致させることにより、中間在庫のない直結ラインを構成することができる。
【００１８】
しかも本発明で用いられるハイドロフォーム装置１１、１２、１３は、成形型２１を固定フレーム２０の側方にスライドさせたうえ型開きして中空成形体を取り出す構造であるため、プレスラムの直下で型開きを行なう従来の油圧プレスとは異なり、後段の溶接機又は加工機への中空成形体の受け渡しを容易かつ安全に行なうことができる。
【００１９】
この結果、各直結ラインにより中空部品Ａ、中空部品Ｂ、中空部品Ｃがそれぞれ製造されることとなる。なお図示のように全ラインを同一の建屋１０内に設置しても、ライン毎に別の建屋１０内に設置してもよい。しかしハイドロフォーム装置とその後段の溶接等のラインとは常に同一の建屋内に設置するものとする。
【００２０】
このように本発明の製造システムは、特殊なハイドロフォーム装置１１、１２、１３の後段に専用の溶接機又は加工機を設置して直結ラインを構成したものであるから、ハイドロフォーム装置１１、１２、１３により成形された中空成形体に直ちに溶接することができ、図３に示した従来システムのように製造工程中における中間在庫を発生させることがない。従って在庫品の保管スペースをなくすることができる。また従来システムのような在庫品の輸送の手数を必要としないため、物流コストを削減することができる。しかも重量設備用の特別な建屋を要しないうえ、高価な油圧プレス装置も不要であるから、設備コストを大幅に引き下げることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば製造工程中における中間在庫を発生させることがなく、在庫品の保管スペースや輸送の手数を必要とせず、型段替えによるロスタイムの発生もない、複数種類の中空部品の製造システムを提供することができる。また必要量の中空部品のみを必要なタイミングで製造することができる利点もある。従って本発明の製造システムは、複数種類の中空部品の製造を要する自動車等の製造工程に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明で用いられるハイドロフォーム装置の側面図である。
【図３】従来の製造システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１  油圧プレス装置
２  溶接ライン
３  溶接ライン
４  溶接ライン
５  大型の建屋
６  別の建屋
１０  通常の建屋
１１  ハイドロフォーム装置
１２  ハイドロフォーム装置
１３  ハイドロフォーム装置
１４  溶接ライン
１５  溶接ライン
１６  溶接ライン
２０  固定フレーム
２１  成形型
２２  レール
２３  偏平シリンダ
【図１】
0003817465.tif 000002
【図２】
0003817465.tif 000003
【図３】
0003817465.tif 000004