JP2003290845A - ハイドロフォーム加工方法及びハイドロフォーム加工用金型 - Google Patents
ハイドロフォーム加工方法及びハイドロフォーム加工用金型Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 バーストや座屈を起こさずに大きな拡管率ま
で成形可能なハイドロフォーム加工方法及びそれを実施
するための金型を提供すること。 【解決手段】 金属管１を金型７、８に装着し、型締め
した後で、金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷す
るハイドロフォーム加工方法において、金属管断面の一
方向に金属管を拡管させた後で、金属管断面において前
記一方向と直角方向に金属管を拡管すること。もしく
は、金属管断面の一方向に前記金属管を拡管させた後
で、前記金属管断面において前記一方向と直角方向に金
属管を拡管させ中間製品とし、その中間製品を最終製品
形状の金型に装着し、ハイドロフォーム加工すること。
で成形可能なハイドロフォーム加工方法及びそれを実施
するための金型を提供すること。 【解決手段】 金属管１を金型７、８に装着し、型締め
した後で、金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷す
るハイドロフォーム加工方法において、金属管断面の一
方向に金属管を拡管させた後で、金属管断面において前
記一方向と直角方向に金属管を拡管すること。もしく
は、金属管断面の一方向に前記金属管を拡管させた後
で、前記金属管断面において前記一方向と直角方向に金
属管を拡管させ中間製品とし、その中間製品を最終製品
形状の金型に装着し、ハイドロフォーム加工すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の排気系
部品やサスペンション系部品等の製造に用いられるもの
で、金属管を分割した金型に入れ、当該金型を型締めし
た後、金属管内に内圧と管軸方向の押し力を負荷するこ
とにより所定形状に成形するハイドロフォーム加工方法
及びハイドロフォーム加工用金型に関する。
部品やサスペンション系部品等の製造に用いられるもの
で、金属管を分割した金型に入れ、当該金型を型締めし
た後、金属管内に内圧と管軸方向の押し力を負荷するこ
とにより所定形状に成形するハイドロフォーム加工方法
及びハイドロフォーム加工用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ハイドロフォーム技術は、部品数削
減によるコスト削減や軽量化等の手段の一つとして自動
車分野で注目を浴びており、欧米では数年前から既に実
車に採用され、国内でも１９９９年から実車への適用も
開始した。それ以降、ハイドロフォーム加工の適用部品
は年々増加し、その市場規模は大幅に拡大してきた。
減によるコスト削減や軽量化等の手段の一つとして自動
車分野で注目を浴びており、欧米では数年前から既に実
車に採用され、国内でも１９９９年から実車への適用も
開始した。それ以降、ハイドロフォーム加工の適用部品
は年々増加し、その市場規模は大幅に拡大してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ハイドロフォーム加工
とプレス加工を比較した際、技術的にハイドロフォーム
加工の方が優れる点の一つに、大変形が可能であるとい
うことが挙げられる。図１にハイドロフォーム加工（●
印）とプレス加工（□印）において発生する歪状態図を
示す。一般にプレス加工では、等２軸引張状態から平面
歪状態を経て単軸引張状態までの領域で変形が行われ
る。等２軸引張状態とは、Ｘ方向の引張歪がＸ方向と直
角方向の引張歪と等しく働く状態をいい、平面歪状態と
は、Ｘ方向の歪が０で、Ｘ方向と直角方向の引張歪のみ
働く状態をいい、単軸引張状態とは、Ｘ方向の引張応力
が０で、Ｘ方向と直角方向の引張応力のみ働く状態をい
う。従って、プレス加工では材料の成形限界から見ると
変形能が少ない領域での変形となり、特に平面歪状態で
歪が進行すると破断しやすい。それに対し、ハイドロフ
ォーム加工では内圧を負荷すると同時に軸押しを負荷す
るため、材料に剪断変形を与えることが可能になり、歪
の状態も単軸引張から純粋剪断状態の領域で変形が進行
する。純粋剪断状態とは、Ｘ方向の圧縮歪がＸ方向と直
角方向の引張歪と等しく働く状態をいう。従って、材料
の成形限界から見ると、変形能が非常に広い領域での加
工となるため、その結果、大変形が可能になる。すなわ
ち言い換えると、ハイドロフォーム加工で大変形の加工
を実現するためには、いかに純粋剪断側に歪の状態をも
っていくかにかかっていると言っても過言ではない。
とプレス加工を比較した際、技術的にハイドロフォーム
加工の方が優れる点の一つに、大変形が可能であるとい
うことが挙げられる。図１にハイドロフォーム加工（●
印）とプレス加工（□印）において発生する歪状態図を
示す。一般にプレス加工では、等２軸引張状態から平面
歪状態を経て単軸引張状態までの領域で変形が行われ
る。等２軸引張状態とは、Ｘ方向の引張歪がＸ方向と直
角方向の引張歪と等しく働く状態をいい、平面歪状態と
は、Ｘ方向の歪が０で、Ｘ方向と直角方向の引張歪のみ
働く状態をいい、単軸引張状態とは、Ｘ方向の引張応力
が０で、Ｘ方向と直角方向の引張応力のみ働く状態をい
う。従って、プレス加工では材料の成形限界から見ると
変形能が少ない領域での変形となり、特に平面歪状態で
歪が進行すると破断しやすい。それに対し、ハイドロフ
ォーム加工では内圧を負荷すると同時に軸押しを負荷す
るため、材料に剪断変形を与えることが可能になり、歪
の状態も単軸引張から純粋剪断状態の領域で変形が進行
する。純粋剪断状態とは、Ｘ方向の圧縮歪がＸ方向と直
角方向の引張歪と等しく働く状態をいう。従って、材料
の成形限界から見ると、変形能が非常に広い領域での加
工となるため、その結果、大変形が可能になる。すなわ
ち言い換えると、ハイドロフォーム加工で大変形の加工
を実現するためには、いかに純粋剪断側に歪の状態をも
っていくかにかかっていると言っても過言ではない。
【０００４】純粋剪断側で変形させるには、単純に軸押
しを積極的に負荷させることが効果的であることは言う
までもない。しかし、単純に軸押しを増加させると当然
座屈という問題が発生する。この座屈を防止するには内
圧を高めることが効果的であるが、内圧を高めると言う
ことは、歪状態が剪断側から平面歪側に移動することを
意味するため、破断しやすくなる。従って、図２のよう
に金型がない自由バルジにおいては、座屈を起こさない
ためには単軸引張状態よりも平面歪側でしか成形できな
い（森ら：塑性と加工 vol.29 no.325(1988) p.131より
抜粋）。
しを積極的に負荷させることが効果的であることは言う
までもない。しかし、単純に軸押しを増加させると当然
座屈という問題が発生する。この座屈を防止するには内
圧を高めることが効果的であるが、内圧を高めると言う
ことは、歪状態が剪断側から平面歪側に移動することを
意味するため、破断しやすくなる。従って、図２のよう
に金型がない自由バルジにおいては、座屈を起こさない
ためには単軸引張状態よりも平面歪側でしか成形できな
い（森ら：塑性と加工 vol.29 no.325(1988) p.131より
抜粋）。
【０００５】それでは前述の図１のようなＴ−成形（ハ
イドロフォーム加工）で剪断変形が実現できていた理由
は、金型の拘束による効果のためである。周囲に金型が
存在するため、自由バルジの場合よりも座屈を抑制する
ことが可能になる。また、金型があるため自由バルジの
場合よりも内圧を高圧にすることが可能になり、それに
よって更に金型との密着が高まり、座屈抑制に効果があ
る。このようにＴ−成形においては、金型の存在ゆえに
座屈を抑えながら剪断変形を実現することができるた
め、大変形が可能になる。
イドロフォーム加工）で剪断変形が実現できていた理由
は、金型の拘束による効果のためである。周囲に金型が
存在するため、自由バルジの場合よりも座屈を抑制する
ことが可能になる。また、金型があるため自由バルジの
場合よりも内圧を高圧にすることが可能になり、それに
よって更に金型との密着が高まり、座屈抑制に効果があ
る。このようにＴ−成形においては、金型の存在ゆえに
座屈を抑えながら剪断変形を実現することができるた
め、大変形が可能になる。
【０００６】またＴ−成形以外にも、剪断変形させやす
い形状として図３のような例がある。しかし、これらの
例に共通していることは、何れもある１つの面上で拡管
或いは枝管張出しをしているという点である。例えば、
長方形拡管の例では、素管をＹＺ平面上でＹ方向にのみ
拡管しており、Ｚ方向には拡管していない。
い形状として図３のような例がある。しかし、これらの
例に共通していることは、何れもある１つの面上で拡管
或いは枝管張出しをしているという点である。例えば、
長方形拡管の例では、素管をＹＺ平面上でＹ方向にのみ
拡管しており、Ｚ方向には拡管していない。
【０００７】上記に対し、図４の例では、拡管する方向
が１つの面上だけに制限されていない。例えば正方形拡
管や半球拡管の例では素管をＹＺ平面上で、Ｙ方向に拡
管するだけでなくＺ方向にも拡管している。このような
例では、素管の一部が金型に接触するまでは、自由バル
ジと同じ状態になるため、座屈を起こさずに剪断変形を
実現することができなくなり、その結果、拡管率は大き
くできなかった。
が１つの面上だけに制限されていない。例えば正方形拡
管や半球拡管の例では素管をＹＺ平面上で、Ｙ方向に拡
管するだけでなくＺ方向にも拡管している。このような
例では、素管の一部が金型に接触するまでは、自由バル
ジと同じ状態になるため、座屈を起こさずに剪断変形を
実現することができなくなり、その結果、拡管率は大き
くできなかった。
【０００８】本発明は、上述のように、面内で拡管する
方向が一方向に制限されない形状の部品をハイドロフォ
ームによって加工することを可能にしたハイドロフォー
ム加工方法及びハイドロフォーム用金型を提供すること
を目的とする。
方向が一方向に制限されない形状の部品をハイドロフォ
ームによって加工することを可能にしたハイドロフォー
ム加工方法及びハイドロフォーム用金型を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】係る課題を解決するた
め、本発明の要旨とするところは下記の通りである。 （１）金属管を分割した金型に装着し、型締めした後
で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷する
ハイドロフォーム加工方法において、前記金属管断面の
一方向に前記金属管を拡管させた後で、前記金属管断面
において前記一方向と直角方向に前記金属管を拡管する
ことを特徴とするハイドロフォーム加工方法。 （２）金属管を金属管断面の一方向に拡管させた後で、
最終製品形状の金型に装着し、前記金属管断面において
前記一方向と直角方向に金属管を拡管することを特徴と
する前記（１）記載のハイドロフォーム加工方法。 （３）金属管を分割した金型に装着し、型締めした後
で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷する
ハイドロフォーム加工方法において、前記金属管断面の
一方向に前記金属管断管を拡管させた後で、前記金属管
断面において前記一方向と直角方向に前記金属管を拡管
させ中間製品とし、その中間製品を最終製品形状の金型
に装着し、ハイドロフォーム加工することを特徴とする
ハイドロフォーム加工方法。 （４）金属管を分割した金型に装着し、型締めした後
で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷する
ハイドロフォーム加工に用いられる一対の金型であっ
て、前記一対の金型は金属管が拡管可能な空洞部と、前
記空洞部に対応する拡管方向と直角方向に、成形初期の
金属管外面から最終形状の金属管外面まで位置制御自在
な可動金型を有することを特徴とするハイドロフォーム
加工用金型。
め、本発明の要旨とするところは下記の通りである。 （１）金属管を分割した金型に装着し、型締めした後
で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷する
ハイドロフォーム加工方法において、前記金属管断面の
一方向に前記金属管を拡管させた後で、前記金属管断面
において前記一方向と直角方向に前記金属管を拡管する
ことを特徴とするハイドロフォーム加工方法。 （２）金属管を金属管断面の一方向に拡管させた後で、
最終製品形状の金型に装着し、前記金属管断面において
前記一方向と直角方向に金属管を拡管することを特徴と
する前記（１）記載のハイドロフォーム加工方法。 （３）金属管を分割した金型に装着し、型締めした後
で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷する
ハイドロフォーム加工方法において、前記金属管断面の
一方向に前記金属管断管を拡管させた後で、前記金属管
断面において前記一方向と直角方向に前記金属管を拡管
させ中間製品とし、その中間製品を最終製品形状の金型
に装着し、ハイドロフォーム加工することを特徴とする
ハイドロフォーム加工方法。 （４）金属管を分割した金型に装着し、型締めした後
で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負荷する
ハイドロフォーム加工に用いられる一対の金型であっ
て、前記一対の金型は金属管が拡管可能な空洞部と、前
記空洞部に対応する拡管方向と直角方向に、成形初期の
金属管外面から最終形状の金属管外面まで位置制御自在
な可動金型を有することを特徴とするハイドロフォーム
加工用金型。
【００１０】
【発明の実施の形態】図５は正方形拡管の例であるが、
この例を用いて本発明の詳細を説明する。まず、金属管
１を下金型２に装着し、上金型３を閉める。この時、金
型２、３の空洞部の形状は、金属管１の径に対して、水
平方向にのみ拡管されるような形状にし、垂直方向には
拡管されないような形状にしておく。次に、セットされ
た管１の内部に内圧を負荷すると同時に左右の端部を軸
押しパンチ４、５で管軸方向に押し込み、中間製品６の
形状まで仕上げる。このように、垂直方向に拡管しない
ように水平方向のみ拡管すると、材料に剪断変形を負荷
することが可能になり、大きな拡管率まで成形できる。
ここまでを、第１ハイドロフォーム工程とする。
この例を用いて本発明の詳細を説明する。まず、金属管
１を下金型２に装着し、上金型３を閉める。この時、金
型２、３の空洞部の形状は、金属管１の径に対して、水
平方向にのみ拡管されるような形状にし、垂直方向には
拡管されないような形状にしておく。次に、セットされ
た管１の内部に内圧を負荷すると同時に左右の端部を軸
押しパンチ４、５で管軸方向に押し込み、中間製品６の
形状まで仕上げる。このように、垂直方向に拡管しない
ように水平方向のみ拡管すると、材料に剪断変形を負荷
することが可能になり、大きな拡管率まで成形できる。
ここまでを、第１ハイドロフォーム工程とする。
【００１１】次に、中間製品６を第１ハイドロフォーム
金型２、３から取り出し、最終製品形状に対応する別の
下金型７に装着し、別の上金型８を閉める。この時、金
型７、８の空洞部の形状は、中間製品６の形状に対し
て、垂直方向にのみ拡管されるような形状にし、水平方
向には拡管されないような形状にしておく。次に、セッ
トされた中間製品６の内部に内圧を負荷すると同時に左
右の端部を軸押しパンチ９、１０で管軸方向に押し込
み、最終製品１１の形状まで仕上げる。この第２ハイド
ロフォーム工程では、水平方向に拡管しないように垂直
方向のみ拡管しているため、やはり第１ハイドロフォー
ム工程と同様に、材料に剪断変形を負荷することが可能
になり、大きな拡管率まで成形できる。この結果、最終
的には、管１に対して水平方向および垂直方向とも拡管
された最終製品１１が完成させる。
金型２、３から取り出し、最終製品形状に対応する別の
下金型７に装着し、別の上金型８を閉める。この時、金
型７、８の空洞部の形状は、中間製品６の形状に対し
て、垂直方向にのみ拡管されるような形状にし、水平方
向には拡管されないような形状にしておく。次に、セッ
トされた中間製品６の内部に内圧を負荷すると同時に左
右の端部を軸押しパンチ９、１０で管軸方向に押し込
み、最終製品１１の形状まで仕上げる。この第２ハイド
ロフォーム工程では、水平方向に拡管しないように垂直
方向のみ拡管しているため、やはり第１ハイドロフォー
ム工程と同様に、材料に剪断変形を負荷することが可能
になり、大きな拡管率まで成形できる。この結果、最終
的には、管１に対して水平方向および垂直方向とも拡管
された最終製品１１が完成させる。
【００１２】上記の例では、第１ハイドロフォーム工程
で水平方向に拡管し、第２ハイドロフォーム工程で垂直
方向に拡管したが、当然その逆でも構わなく、すなわ
ち、第１ハイドロフォーム工程で垂直方向、第２ハイド
ロフォーム工程で水平方向に拡管しても、本発明の効果
を同様に得ることができる。また、第１ハイドロフォー
ム工程で成形した中間製品を第２ハイドロフォーム工程
にセットする際に、同じ向きに入れる必要はなく、例え
ば９０°傾けた方向で中間製品をセットしても良い。こ
の場合、第２ハイドロフォーム工程の金型空洞部の方向
は、第１ハイドロフォーム工程の金型空洞部の方向と同
じになる。
で水平方向に拡管し、第２ハイドロフォーム工程で垂直
方向に拡管したが、当然その逆でも構わなく、すなわ
ち、第１ハイドロフォーム工程で垂直方向、第２ハイド
ロフォーム工程で水平方向に拡管しても、本発明の効果
を同様に得ることができる。また、第１ハイドロフォー
ム工程で成形した中間製品を第２ハイドロフォーム工程
にセットする際に、同じ向きに入れる必要はなく、例え
ば９０°傾けた方向で中間製品をセットしても良い。こ
の場合、第２ハイドロフォーム工程の金型空洞部の方向
は、第１ハイドロフォーム工程の金型空洞部の方向と同
じになる。
【００１３】また、成形中のバーストや座屈を防ぎ拡管
率を上げる方法に図６のようなカウンターパンチや管軸
方向に可動する可動金型等がある（SchulerのMetal For
mingHandbookより抜粋）が、それらの方法を各ハイドロ
フォーム工程に使用すると、各工程における拡管率を更
に上げることが可能になり、最終的な拡管率も更に向上
できる。
率を上げる方法に図６のようなカウンターパンチや管軸
方向に可動する可動金型等がある（SchulerのMetal For
mingHandbookより抜粋）が、それらの方法を各ハイドロ
フォーム工程に使用すると、各工程における拡管率を更
に上げることが可能になり、最終的な拡管率も更に向上
できる。
【００１４】図７の例は、第１ハイドロフォーム工程で
カウンターパンチ１２、１３を、第２ハイドロフォーム
工程で可動金型１４、１５、１６、１７を使用した例で
ある。また図５の例では、第１ハイドロフォーム工程と
第２ハイドロフォーム工程とで別々の金型を用いて加工
したが、これを同一金型２０、２１内で加工した例が図
８である。一対の金型２０、２１は金属管１が拡管可能
な空洞部を水平方向に有し、空洞部に対応する拡管方向
と直角方向（上下方向）に、成形初期の金属管外面から
最終形状の金属管外面まで位置制御自在な可動金型２
４、２５を有する。このようにすると、金型機構は複雑
になるが、金型数が削減できてコスト的には有利であ
る。また、一体型金型においても図６の例のようなカウ
ンターパンチや可動金型を併用すると、より大きな拡管
率まで成形可能になり有利な成形となる。
カウンターパンチ１２、１３を、第２ハイドロフォーム
工程で可動金型１４、１５、１６、１７を使用した例で
ある。また図５の例では、第１ハイドロフォーム工程と
第２ハイドロフォーム工程とで別々の金型を用いて加工
したが、これを同一金型２０、２１内で加工した例が図
８である。一対の金型２０、２１は金属管１が拡管可能
な空洞部を水平方向に有し、空洞部に対応する拡管方向
と直角方向（上下方向）に、成形初期の金属管外面から
最終形状の金属管外面まで位置制御自在な可動金型２
４、２５を有する。このようにすると、金型機構は複雑
になるが、金型数が削減できてコスト的には有利であ
る。また、一体型金型においても図６の例のようなカウ
ンターパンチや可動金型を併用すると、より大きな拡管
率まで成形可能になり有利な成形となる。
【００１５】上述のいずれの例も、水平方向に拡管して
いる際には垂直方向の拡管を制限しており、また垂直方
向に拡管している際には水平方向の拡管を制限している
ため、どうしても最終製品形状は単純な形状になってし
まう場合が多い。そこで、自動車部品のように複雑な形
状に仕上げるには更にもう一工程加えると有効である。
すなわち、上述の第１・第２ハイドロフォーム工程（或
いは一体型金型による加工工程）によって最終製品相当
の拡管率まで管を拡管し、中間製品２６とした後で、最
終部品形状の金型に装着し、形状のみ整えるような第３
ハイドロフォーム加工を行う（図９参照）。当該方法に
より複雑形状でかつ拡管率の大きな部品のハイドロフォ
ーム加工も可能になる。中間製品２６の成形は第1、第
２ハイドロフォーム工程を同一の金型で実施しても良
い。金属管として、鋼管、ステンレス管、アルミニウム
管、チタン管等を使用できる。
いる際には垂直方向の拡管を制限しており、また垂直方
向に拡管している際には水平方向の拡管を制限している
ため、どうしても最終製品形状は単純な形状になってし
まう場合が多い。そこで、自動車部品のように複雑な形
状に仕上げるには更にもう一工程加えると有効である。
すなわち、上述の第１・第２ハイドロフォーム工程（或
いは一体型金型による加工工程）によって最終製品相当
の拡管率まで管を拡管し、中間製品２６とした後で、最
終部品形状の金型に装着し、形状のみ整えるような第３
ハイドロフォーム加工を行う（図９参照）。当該方法に
より複雑形状でかつ拡管率の大きな部品のハイドロフォ
ーム加工も可能になる。中間製品２６の成形は第1、第
２ハイドロフォーム工程を同一の金型で実施しても良
い。金属管として、鋼管、ステンレス管、アルミニウム
管、チタン管等を使用できる。
【００１６】
【実施例】下記に本発明の実施例を示す。素管は、外径
６３．５mm、板厚２．３mm、長さ５００mm、材質ＪＩＳ
規格ＳＴＫＭ１１Ａ（機械構造用炭素鋼鋼管）を用い
た。図１０に示すように、加工する製品形状としては、
正方形に拡管する形状で、正方形の１辺の長さを１５０
mm、コーナーＲは８mm、拡管部の管軸方向長さを１００
mmとした。
６３．５mm、板厚２．３mm、長さ５００mm、材質ＪＩＳ
規格ＳＴＫＭ１１Ａ（機械構造用炭素鋼鋼管）を用い
た。図１０に示すように、加工する製品形状としては、
正方形に拡管する形状で、正方形の１辺の長さを１５０
mm、コーナーＲは８mm、拡管部の管軸方向長さを１００
mmとした。
【００１７】まず、第1ハイドロフォーム工程におい
て、水平方向に拡管し中間製品を得た。その際、軸押し
量は、左右とも５０mmで内圧は最大３０MPaで成形し
た。この第1ハイドロフォーム工程により、素管径に対
して約２．１倍に拡管された。次に、上記で成形された
中間製品を最終製品形状となる第２ハイドロフォーム金
型に装着し、垂直方向に拡管した。その際、軸押し量
は、左右とも４０mmで内圧は最大３６MPaで成形した。
この第２ハイドロフォーム工程により、素管径に対して
約２．９倍に拡管された。
て、水平方向に拡管し中間製品を得た。その際、軸押し
量は、左右とも５０mmで内圧は最大３０MPaで成形し
た。この第1ハイドロフォーム工程により、素管径に対
して約２．１倍に拡管された。次に、上記で成形された
中間製品を最終製品形状となる第２ハイドロフォーム金
型に装着し、垂直方向に拡管した。その際、軸押し量
は、左右とも４０mmで内圧は最大３６MPaで成形した。
この第２ハイドロフォーム工程により、素管径に対して
約２．９倍に拡管された。
【００１８】また、比較のため、本発明のような方法で
ない従来方法でも成形を行った。すなわち、第１ハイド
ロフォーム工程を省略し、素管を、第２ハイドロフォー
ム工程の金型に直接挿入して成形した。その結果、軸押
しと内圧をどんなに調整しても、拡管箇所の金型まで接
触することもなく、バーストあるいは座屈が生じて成形
ができなかった。
ない従来方法でも成形を行った。すなわち、第１ハイド
ロフォーム工程を省略し、素管を、第２ハイドロフォー
ム工程の金型に直接挿入して成形した。その結果、軸押
しと内圧をどんなに調整しても、拡管箇所の金型まで接
触することもなく、バーストあるいは座屈が生じて成形
ができなかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、従来バーストや座屈がネ
ックとなり加工できなかった大拡管率のハイドロフォー
ム加工が可能になり、その結果ハイドロフォーム適用部
品の範囲が拡大する。それにより、冒頭に述べたような
自動車部品のコスト削減や軽量化の効果に寄与できる。
ックとなり加工できなかった大拡管率のハイドロフォー
ム加工が可能になり、その結果ハイドロフォーム適用部
品の範囲が拡大する。それにより、冒頭に述べたような
自動車部品のコスト削減や軽量化の効果に寄与できる。
【図１】プレス加工とハイドロフォーム加工における歪
状態の説明図。
状態の説明図。
【図２】自由バルジ加工における成形限界の説明図。
【図３】剪断変形に適した場合のハイドロフォーム形状
例の説明図。
例の説明図。
【図４】剪断変形が困難な場合のハイドロフォーム形状
例の説明図。
例の説明図。
【図５】本発明のハイドロフォーム加工方法例の説明
図。
図。
【図６】カウンターパンチと可動金型の説明図。
【図７】本発明のハイドロフォーム加工方法にカウンタ
ーパンチや可動金型を併用した場合の説明図。
ーパンチや可動金型を併用した場合の説明図。
【図８】本発明の一体型金型を用いたハイドロフォーム
加工方法例の説明図。
加工方法例の説明図。
【図９】本発明の第３ハイドロフォーム工程を追加した
ハイドロフォーム加工方法例の説明図。
ハイドロフォーム加工方法例の説明図。
【図１０】本発明の実施例の説明図。
１ 金属管
２ 第１ハイドロフォーム工程下金型
３ 第１ハイドロフォーム工程上金型
４ 第１ハイドロフォーム工程左軸押しパンチ
５ 第１ハイドロフォーム工程右軸押しパンチ
６ 第１ハイドロフォーム工程後の中間製品
７ 第２ハイドロフォーム工程下金型
８ 第２ハイドロフォーム工程上金型
９ 第２ハイドロフォーム工程左軸押しパンチ
１０ 第２ハイドロフォーム工程右軸押しパンチ
１１ 最終製品
１２ 第１ハイドロフォーム工程前側カウンターパンチ
１３ 第１ハイドロフォーム工程後側カウンターパンチ
１４ 第２ハイドロフォーム工程左下側可動金型
１５ 第２ハイドロフォーム工程右下側可動金型
１６ 第２ハイドロフォーム工程左上側可動金型
１７ 第２ハイドロフォーム工程右上側可動金型
１８ 第２ハイドロフォーム工程左側金型軸押し工具
１９ 第２ハイドロフォーム工程右側金型軸押し工具
２０ 第１第２工程一体型下金型
２１ 第１第２工程一体型上金型
２２ 第１第２工程一体型左軸押しパンチ
２３ 第１第２工程一体型右軸押しパンチ
２４ 第１第２工程一体型前側カウンターパンチ（可動
金型） ２５ 第１第２工程一体型前側カウンターパンチ（可動
金型） ２６ 第２ハイドロフォーム工程後の中間製品 ２７ 第３ハイドロフォーム工程下金型 ２８ 第３ハイドロフォーム工程上金型 ２９ 第３ハイドロフォーム工程左軸押しパンチ ３０ 第３ハイドロフォーム工程右軸押しパンチ
金型） ２５ 第１第２工程一体型前側カウンターパンチ（可動
金型） ２６ 第２ハイドロフォーム工程後の中間製品 ２７ 第３ハイドロフォーム工程下金型 ２８ 第３ハイドロフォーム工程上金型 ２９ 第３ハイドロフォーム工程左軸押しパンチ ３０ 第３ハイドロフォーム工程右軸押しパンチ
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(72)発明者 弘重 逸朗
愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株
式会社名古屋製鐵所内
(72)発明者 佐藤 浩一
愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株
式会社名古屋製鐵所内
Claims (4)
- 【請求項１】 金属管を分割した金型に装着し、型締め
した後で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負
荷するハイドロフォーム加工方法において、前記金属管
断面の一方向に前記金属管を拡管させた後で、前記金属
管断面において前記一方向と直角方向に前記金属管を拡
管することを特徴とするハイドロフォーム加工方法。 - 【請求項２】 金属管を金属管断面の一方向に拡管させ
た後で、最終製品形状の金型に装着し、前記金属管断面
において前記一方向と直角方向に金属管を拡管すること
を特徴とする請求項１記載のハイドロフォーム加工方
法。 - 【請求項３】 金属管を分割した金型に装着し、型締め
した後で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負
荷するハイドロフォーム加工方法において、前記金属管
断面の一方向に前記金属管を拡管させた後で、前記金属
管断面において前記一方向と直角方向に金属管を拡管さ
せ中間製品とし、その中間製品を最終製品形状の金型に
装着し、ハイドロフォーム加工することを特徴とするハ
イドロフォーム加工方法。 - 【請求項４】 金属管を分割した金型に装着し、型締め
した後で、前記金属管に内圧と管軸方向押し込み力を負
荷するハイドロフォーム加工に用いられる一対の金型で
あって、前記一対の金型は金属管が拡管可能な空洞部
と、前記空洞部に対応する拡管方向と直角方向に、成形
初期の金属管外面から最終形状の金属管外面まで位置制
御自在な可動金型を有することを特徴とするハイドロフ
ォーム加工用金型。
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