JP2000061543A - 液圧バルジ成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】さほど大きな設備投資を不要として製造コスト
の低廉化を実現可能な液圧バルジ成形方法を提供する。 【解決手段】パイプＷの端部内に、内方から外方への移
動によりパイプＷの端部をバルジ型１の拘束部１ｂに押
圧可能なプラグ８を設ける。プラグ８の外方側からプラ
グ８の外周面を経てパイプＷ内に液圧を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液圧バルジ成形方法
に関する。この成形方法は例えば中空状のサスペンショ
ンメンバー、フレーム、排気管等を製造する場合に供し
て好適である。

【０００２】

【従来の技術】一般的な液圧バルジ成形方法では、ま
ず、パイプの途中を膨出により成形し得るキャビティ
と、パイプの端部を拘束し得る拘束部とを有するバルジ
型を用意する。そして、バルジ型のキャビティ及び拘束
部にそのパイプを配置し、パイプの端部からパイプ内に
圧力油等の高圧液体により液圧を付与してパイプの途中
をキャビティに合わせて膨出により成形する。この液圧
付与の際、膨出を容易に行うため、パイプの両端を近づ
けるように軸力を付与することもなされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記一般的な
液圧バルジ成形方法では、過大な液圧付与や軸力付与の
必要性から比較的大がかりな設備を要したり、環境の悪
化をもたらしてその維持、回復のためにやはり比較的大
がかりな設備を要したりし、設備投資に多大な費用が必
要なために製造コストの高騰化を招来してしまう。

【０００４】すなわち、一般的な液圧バルジ成形方法で
は、パイプの端部からパイプ内に液圧を付与する際、そ
のパイプの端部における封止性をあまり考慮していなか
ったため、その端部からある程度液体を漏らしつつ、漏
れるよりも多くの量の液体を供給することとしていた。
特に、パイプは内径及び外径にばらつきを有することか
ら、その端部の封止性を安定させることは困難である。
このため、過大な液圧を付与するため、エネルギーのロ
スを生じつつも比較的大がかりな設備を要していた。ま
た、漏れる液体が作業環境を悪化させないように、環境
の維持、回復のため比較的大きなドレン回路を要してい
た。

【０００５】また、所望する製品がＬ字等の形状をなす
場合、バルジ型として一直線上でない一対の拘束部を有
するものが採用される。そして、まず曲げ工程として、
キャビティ及び各拘束部に収納可能にパイプを屈曲して
屈曲部を有する粗製品とする。この際、粗製品の屈曲部
の内側部位には大きな圧縮歪みを生じる一方、外側部位
には大きな引張歪みを生じてしまう。この後、膨出工程
として、得られた粗製品をバルジ型のキャビティ及び各
拘束部に配置し、その粗製品内に液圧を付与してバルジ
加工を施す。この膨出工程においては、曲げ工程で得た
粗製品の屈曲部の内側部位の成形性がその大きな圧縮歪
みのために劣ることから、材料をその内側部位に多く供
給するために過大な軸力を付与する必要があり、この点
で比較的大がかりな設備を要していた。また、こうして
膨出工程において、軸力を過大にし過ぎると、膨出する
その内側部位に座屈による皺が発生しやすいことから、
その軸力の調整が難しく、その制御のためにやはり比較
的大がかりな設備も要してしまう。

【０００６】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、さほど大きな設備投資を不要として製
造コストの低廉化を実現可能な液圧バルジ成形方法を提
供することを解決すべき課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１発明の液圧バルジ成
形方法は、パイプの途中を膨出により成形し得るキャビ
ティと、該パイプの端部を拘束し得る拘束部とを有する
バルジ型を用意し、該バルジ型の該キャビティ及び該拘
束部に該パイプを配置し、該パイプの端部から少なくと
も該パイプ内に液圧を付与して該パイプの途中を該キャ
ビティに合わせて膨出により成形する液圧バルジ成形方
法において、前記パイプの端部内に、内方から外方への
移動により該パイプの端部を前記バルジ型の前記拘束部
に押圧可能な押圧部材を設け、該押圧部材の該外方側か
ら該押圧部材の外周面を経て該パイプ内に液圧を付与す
ることを特徴とする。

【０００８】第１発明の液圧バルジ成形方法では、パイ
プの端部からパイプ内に液圧を付与する際、押圧部材の
外方側から押圧部材の外周面を経てその液圧の付与を行
う。このため、この際には、押圧部材の外周面を流れる
液体により押圧部材がパイプの端部をバルジ型の拘束部
に押圧し、そのパイプの端部における封止性を確保す
る。このとき、内径及び外径にばらつきを有するパイプ
であっても、その端部の封止性が安定する。そして、押
圧部材の外周面の間隙分だけ軸力の付与が可能である。
また、押圧部材の外周面の間隙分だけパイプ内の液圧に
より押圧部材が内方から外方へ移動すれば、その押圧部
材がやはりパイプの端部をバルジ型の拘束部に押圧し、
そのパイプの端部における封止性を安定して確保する。

【０００９】こうして、第１発明の液圧バルジ成形方法
では、パイプの端部からほとんど液体を漏らすことな
く、パイプの途中をキャビティに合わせて膨出により成
形できる。このため、この液圧バルジ成形方法では、成
形に必要な量程度の液体を供給すればよいため、過大な
液圧を付与する必要がなく、エネルギーのロスを最小限
に抑えて比較的小規模な設備をもって成形を完了するこ
とができる。

【００１０】また、第１発明の液圧バルジ成形方法で
は、液体がバルジ型からほとんど漏れないため、作業環
境の維持、回復のためのドレン回路は小さなもので足り
る。第２本発明の液圧バルジ成形方法は、パイプの途中
を膨出により成形し得るキャビティと、該パイプの端部
を拘束し得る拘束部とを有するバルジ型を用意し、該バ
ルジ型の該キャビティ及び該拘束部に該パイプを配置
し、該パイプの端部から少なくとも該パイプ内に液圧を
付与して該パイプの途中を該キャビティに合わせて膨出
により成形する液圧バルジ成形方法において、前記バル
ジ型が一直線上でない一対の前記拘束部を有する場合、
前記キャビティ及び各該拘束部に収納可能に前記パイプ
を屈曲して屈曲部を有する粗製品とし、この際、該屈曲
部の内側部位の圧縮歪みを可及的に抑制可能な凹部を該
屈曲部に付与する曲げ工程と、該バルジ型の該キャビテ
ィ及び各該拘束部に該粗製品を配置し、該凹部に外部か
ら圧力を付与しつつ該粗製品内に液圧を付与してバルジ
加工を施す膨出工程と、を有することを特徴とする。

【００１１】第２発明の液圧バルジ成形方法では、バル
ジ型として一直線上でない一対の拘束部を有するものが
採用される。そして、まず曲げ工程として、キャビティ
及び各拘束部に収納可能にパイプを屈曲して屈曲部を有
する粗製品とする。この際、屈曲部の内側部位の圧縮歪
みを可及的に抑制可能な凹部を屈曲部に付与する。この
後、得られた粗製品をバルジ型のキャビティ及び各拘束
部に配置し、その粗製品内に液圧を付与してバルジ加工
を施す。この膨出工程においては、曲げ工程で得た粗製
品の屈曲部の凹部が圧縮歪みを可及的に抑制しているた
め、その内側部位の成形性は劣ることなく、材料をその
内側部位に多く供給する必要がない。

【００１２】こうして、第２発明の液圧バルジ成形方法
では、成形に必要な量程度の軸力を付与して粗製品の途
中をキャビティに合わせて膨出により成形できるため、
比較的小規模な設備をもって成形を完了することができ
る。また、第２発明の液圧バルジ成形方法では、膨出工
程において凹部に付与する外部からの圧力により内側部
位の座屈による皺を防止し、軸力の調整をさほど厳密に
行わなくてもよいことから、その制御のための設備も小
規模なもので足りる。

【００１３】こうして、第１、２発明の液圧バルジ成形
方法では、さほど大きな設備投資を不要として製造コス
トの低廉化を実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態１、２を図面を参照しつつ説明する。 （実施形態１）実施形態１では、図１〜３に示すバルジ
型１等からなるバルジ装置用い、軸方向に延在するパイ
プＷの途中を膨出により成形する。

【００１５】バルジ型１にはパイプＷの途中を膨出によ
り成形し得るキャビティ１ａが形成され、このキャビテ
ィ１ａには軸方向に延在する円筒状をなし、パイプＷの
端部を拘束し得る拘束部１ｂが連通されている。この拘
束部１ｂには適数本のドレン孔１ｃ、１ｄが前後に貫設
されている。バルジ型１の拘束部１ｂ内には軸方向に延
在する円柱状の基部２が摺動可能に設けられている。基
部２の内方側中央には段部２ａと、この段部２ａと軸方
向で連通する雌ねじ部２ｂとが同心に凹設され、雌ねじ
部２ｂには貫通孔２ｃが軸方向に連通されている。ま
た、基部２の外周域には１本の貫通孔２ｄが軸方向に貫
設されている。そして、この貫通孔２ｄの内方側は段部
２ａ等と同心をなす環状の溝２ｅと連通されている。

【００１６】基部２の前面にはＯリングを介して拘束部
１ｂ内を摺動可能なホルダー３が固定されている。ホル
ダー３の外周面内方には二段のねじ溝が形成されてお
り、大径側のねじ溝には外周面が拘束部１ｂと摺動可能
な円筒状の軸押し部材４が螺合され、より内方に位置す
る小径側のねじ溝にはシールスリーブ５が螺合されてい
る。シールスリーブ５はホルダー３と螺合されるリング
状の根本部５ａと、この根本部５ａから内方に突出する
複数片のアーム部５ｂとからなり、各アーム部５ｂの外
周面にはそれぞれ凸部５ｃが突設されている。各アーム
部５ｂは常には小径側に弾性変形している。また、ホル
ダー３の中央には基部２の段部２ａと同径をなす貫通孔
３ａが同心に貫設され、ホルダー３の外周域には基部２
の溝２ｅとそれぞれ連通する複数本の貫通孔３ｂが軸方
向に貫設されている。

【００１７】ホルダー３の貫通孔３ａ及び基部２の段部
２ａには筒状をなし、内端にフランジを有するハンガー
スリーブ６が内方側から挿入されている。ハンガースリ
ーブ６は、内方側から挿入され、基部２の雌ねじ部２ｂ
と螺合されるボルト７によりホルダー３及び基部２に固
定されている。ボルト７には基部２の貫通孔２ｃとキャ
ビティ１ａに位置するパイプＷ内とを連通する貫通孔７
ａが貫設されている。

【００１８】ハンガースリーブ６の外周面には押圧部材
としてのプラグ８がＯリングを介して摺動可能に設けら
れており、このプラグ８は内方側が大径の円錐台形状を
なしている。ハンガースリーブ６のフランジとプラグ８
との間にはコイルばね９が介在されている。以上のよう
に構成されたバルジ装置において、まず、図１に示すよ
うに、バルジ型１のキャビティ１ａ及び拘束部１ｂにパ
イプＷを配置する。この後、基部２の貫通孔２ｄから図
示しない棒状の治具を挿入し、コイルばね９の付勢力に
抗してプラグ８を内方に押圧し、シールスリーブ５の各
アーム部５ｂを小径側に弾性変形させた状態として、こ
れらをバルジ型１の拘束部１ｂ及びパイプＷ内に挿入す
る。

【００１９】そして、図２及び図３に示すように、基部
２の貫通孔２ｄから治具を抜き、その貫通孔２ｄ、溝２
ｅ及び貫通孔３ｂから圧力油を供給する。こうして、パ
イプＷの端部からパイプＷ内に液圧を付与する。これに
より、プラグ８はコイルばね９の付勢力とパイプＷ内の
液圧とにより後方に移動する。また、基部２、ホルダー
３及び軸押し部材４は軸力を付与する。

【００２０】この際、図３に示すように、プラグ８の後
方側からプラグ８の外周面を経てその液圧の付与が行わ
れる。このため、この際には、プラグ８の外周面を流れ
る圧力油によりプラグ８がシールスリーブ５の各アーム
部５ｂを大径側に弾性変形し、各アーム部５ｂの凸部５
ｃがパイプＷの端部をバルジ型１の拘束部１ｂに押圧す
る。こうして、そのパイプＷの端部における封止性を確
保する。このとき、内径及び外径にばらつきを有するパ
イプＷであっても、その端部の封止性が安定する。な
お、この際にパイプＷの端部から漏れる圧力油はドレン
孔１ｃ、１ｄを経てドレン回路に至る。

【００２１】そして、図２に示すように、プラグ８の外
周面の間隙分だけ、基部２、ホルダー３及び軸押し部材
４は軸力を付与する。また、プラグ８の外周面の間隙分
だけコイルばね９の付勢力とパイプＷ内の液圧とにより
プラグ８が内方から後方へ移動すれば、これによりシー
ルスリーブ５の各アーム部５ｂが大径側に弾性変形して
やはりパイプＷの端部をバルジ型１の拘束部１ｂに押圧
し、そのパイプＷの端部における封止性を安定して確保
する。

【００２２】こうして、この液圧バルジ成形方法では、
パイプＷの端部からほとんど圧力油を漏らすことなく、
パイプＷの途中をキャビティ１ａに合わせて膨出により
成形する。このため、この液圧バルジ成形方法では、成
形に必要な量程度の圧力油を供給すればよいため、過大
な液圧を付与する必要がなく、エネルギーのロスを最小
限に抑えて比較的小規模な設備をもって成形を完了する
ことができる。

【００２３】また、この液圧バルジ成形方法では、圧力
油がバルジ型１からほとんど漏れないため、作業環境の
維持、回復のためのドレン回路は小さなもので足りる。
こうして、この液圧バルジ成形方法では、さほど大きな
設備投資を不要として製造コストの低廉化を実現するこ
とができる。 （実施形態２）実施形態２では、図４〜７に示す曲げ型
１０並びに図８及び図９に示すバルジ型２０等からなる
バルジ装置用い、軸方向に延在するパイプＷからＬ字等
の形状をなす製品を膨出により成形する。 「曲げ工程」まず、図４〜７に示す曲げ型１０を用意す
る。この曲げ型１０は支持型１１と、この支持型１１に
摺動可能に設けられた棒状の凸型１２とからなる。支持
型１１には半円状に凹設されつつパイプＷを屈曲可能に
湾曲されたガイド面１１ａが形成されている。凸型１２
の先端は半球状に形成されており、この凸型１２の先端
はガイド面１１ａから突出するようになっている。

【００２４】そして、図４及び図５に示すように、この
曲げ型１０のガイド面１１ａにパイプＷを当接させ、凸
型１２の先端をガイド面１１ａから徐々に突出させつ
つ、ガイド面１１ａの湾曲方向にパイプＷにモーメント
を付与する。こうして、図６及び図７に示すように、パ
イプＷをほぼ９０°屈曲して屈曲部Ｗ１を有する粗製品
Ｗとする。こうして、得られた粗製品Ｗの屈曲部Ｗ１に
おける内側部位には凸型１２により凹部Ｗ２が形成さ
れ、パイプＷの中立線Ｌ１と粗製品Ｗの屈曲部Ｗ１にお
ける凹部Ｗ２を含む内側の線Ｌ２とをほぼ等しい長さに
したことから、凹部Ｗ２により圧縮歪みが可及的に抑制
されることとなる。また、得られた粗製品Ｗの屈曲部Ｗ
１における外側部位はほとんど加工硬化せず、一軸引張
成形と同様になっている。 「膨出工程」他方、図８及び図９に示すバルジ型２０を
用意する。バルジ型２０には粗製品Ｗの屈曲部Ｗ１を膨
出により成形し得るキャビティ２０ａが形成され、この
キャビティ２０ａには互いに直交して延在する円筒状を
なし、パイプＷの端部を拘束し得る一対の拘束部２０
ｂ、２０ｃが連通されている。また、バルジ型２０には
棒状をなし、先端が半球状の凸型２１が摺動可能に設け
られており、この凸型２１の先端はキャビティ２０ａの
内側部位から突出するようになっている。

【００２５】そして、図８に示すように、バルジ型２０
のキャビティ２０ａ及び拘束部２０ｂ、２０ｃに粗製品
Ｗを配置し、図９に示すように、凸型２１の先端を徐々
に凹ませながら凹部Ｗ２に外部から圧力を付与しつつ、
粗製品Ｗ内に液圧を付与してバルジ加工を施す。この
際、曲げ工程で得た粗製品Ｗの屈曲部Ｗ１の凹部Ｗ２が
圧縮歪みを可及的に抑制しているため、その内側部位の
成形性は劣ることなく、材料をその内側部位に多く供給
する必要がない。

【００２６】こうして、この液圧バルジ成形方法では、
成形に必要な量程度の軸力を付与して粗製品Ｗの途中を
キャビティ２０ａに合わせて膨出により成形できるた
め、比較的小規模な設備をもって成形を完了することが
できる。また、この液圧バルジ成形方法では、膨出工程
において凸型２１の突出量を調整して内側部位の座屈に
よる皺を防止し、軸力の調整をさほど厳密に行わなくて
もよいことから、その制御のための設備も小規模なもの
で足りる。

【００２７】こうして、この液圧バルジ成形方法におい
ても、さほど大きな設備投資を不要として製造コストの
低廉化を実現することができる。また、この液圧バルジ
成形方法では、曲げ工程において既に粗製品Ｗの屈曲部
Ｗ１をほとんど一軸引張成形しているため、二軸成形の
膨出工程の成形性を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係り、成形前のバルジ型等の断面
図である。

【図２】実施形態１に係り、成形前期のバルジ型等の断
面図である。

【図３】実施形態１に係り、成形後期のバルジ型等の断
面図である。

【図４】実施形態２に係り、曲げ工程前の曲げ型等の断
面図である。

【図５】実施形態２に係り、図４のＩＶ−ＩＶ矢視断面
図である。

【図６】実施形態２に係り、曲げ工程後の曲げ型等の断
面図である。

【図７】実施形態２に係り、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視
断面図である。

【図８】実施形態２に係り、膨出工程前のバルジ型等の
断面図である。

【図９】実施形態２に係り、膨出工程後のバルジ型等の
断面図である。

【符号の説明】

１、２０…バルジ型 Ｗ…パイプ、粗製品 １ａ、２０ａ…キャビティ １ｂ、２０ｂ、２０ｃ…拘束部 ８…プラグ（押圧部材） ２１…凸型 Ｗ１…屈曲部 Ｗ２…凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パイプの途中を膨出により成形し得るキャ
   ビティと、該パイプの端部を拘束し得る拘束部とを有す
   るバルジ型を用意し、該バルジ型の該キャビティ及び該
   拘束部に該パイプを配置し、該パイプの端部から少なく
   とも該パイプ内に液圧を付与して該パイプの途中を該キ
   ャビティに合わせて膨出により成形する液圧バルジ成形
   方法において、 前記パイプの端部内に、内方から外方への移動により該
   パイプの端部を前記バルジ型の前記拘束部に押圧可能な
   押圧部材を設け、該押圧部材の該外方側から該押圧部材
   の外周面を経て該パイプ内に液圧を付与することを特徴
   とする液圧バルジ成形方法。
2. 【請求項２】パイプの途中を膨出により成形し得るキャ
   ビティと、該パイプの端部を拘束し得る拘束部とを有す
   るバルジ型を用意し、該バルジ型の該キャビティ及び該
   拘束部に該パイプを配置し、該パイプの端部から少なく
   とも該パイプ内に液圧を付与して該パイプの途中を該キ
   ャビティに合わせて膨出により成形する液圧バルジ成形
   方法において、 前記バルジ型が一直線上でない一対の前記拘束部を有す
   る場合、 前記キャビティ及び各該拘束部に収納可能に前記パイプ
   を屈曲して屈曲部を有する粗製品とし、この際、該屈曲
   部の内側部位の圧縮歪みを可及的に抑制可能な凹部を該
   屈曲部に付与する曲げ工程と、 該バルジ型の該キャビティ及び各該拘束部に該粗製品を
   配置し、該凹部に外部から圧力を付与しつつ該粗製品内
   に液圧を付与してバルジ加工を施す膨出工程と、を有す
   ることを特徴とする液圧バルジ成形方法。