JP2004255446A

JP2004255446A - 重ね合わせ板材の液圧成形方法

Info

Publication number: JP2004255446A
Application number: JP2003051100A
Authority: JP
Inventors: Nariyuki Nakagawa; 成幸中川; Kenji Kanamori; 謙二金森
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP4066846B2

Abstract

【課題】成形過程における成形圧力に脈動を発生させながら成形を行ない、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図りながら、タクトタイムを大幅に短縮した生産性の高い、成形限界を向上させた重ね合わせ板材の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１１，１５を重ね合せた予備成形体１０を一対の金型３０，３５に挟み込み、予備成形体１０に形成された液圧注入部１４，１８，１９，５１から、圧力発生装置６５，７５を使用して成形媒体を注入し、予備成形体１０を金型３０，３５に合致する形状に成形する液圧成形方法において、圧力発生装置６５，７５により成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材を重ね合せた予備成形体を液圧により金型のキャビティに合致する形状に成形する重ね合わせ板材の液圧成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液圧成形方法においては、縁部が接合された２枚の金属板材からなる予備成形体に、高圧の成形媒体を注入することにより、予備成形体を膨出変形させ、複雑な形状の成形品を得ている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９６１１６号公報（段落番号［０００７］、図３（Ａ）（Ｂ）参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の液圧成形方法で重ね合せ板材の液圧成形を行なう場合には、高圧を要する最終成形圧力に応じた圧力発生装置を用いているため、圧力発生装置の単位時間当たりの吐出流量が限られることになる。一般に、高圧を得るには、単位時間当たりの吐出流量が限られるため、このような圧力発生装置を用いて液圧成形を行なうと、成形初期から成形中期の板材の膨出過程での低圧成形に非常に時間がかかり、結果的に、稼働時間を生産個数で除して算出されるタクトタイムが長くなり、生産性が低下する虞がある。
【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、成形過程における成形圧力に脈動を発生させながら成形を行ない、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図りながら、タクトタイムを大幅に短縮した生産性の高い、成形限界を向上させた重ね合わせ板材の液圧成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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た予備成形体を一対の金型に挟み込み、当該予備成形体に形成された液圧注入部から、圧力発生装置を使用して成形媒体を注入し、前記予備成形体を前記金型に合致する形状に成形する液圧成形方法において、前記圧力発生装置により成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうことを特徴とする、液圧成形方法。
【０００８】
（２）前記脈動は、圧力特性の異なる前記圧力発生装置を適宜切換え制御して行なうことを特徴とする前記（１）の液圧成形方法。
【０００９】
（３）前記脈動は、低圧用の圧力発生装置が供給している圧力に、前記高圧用の圧力発生装置の圧力を加えて発生させることを特徴とする前記（１）の液圧成形方法。
【００１０】
（４）前記脈動は、前記予備成形体内の圧力が所定値になると行なうことを特徴とする前記（１）〜（３）の液圧成形方法。
【００１１】
（５）前記脈動は、前記予備成形体が成形される過程で少なくとも前記金型の角部近傍以外で接触するときの圧力値に達すると発生させることを特徴とする前記（１）〜（３）の液圧成形方法。
【００１２】
（６）前記液圧注入部は、前記予備成形体に少なくとも１つ設けられ、当該液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したことを特徴とする前記（１）の液圧成形方法。
【００１３】
（７）前記液圧注入部は、前記予備成形体の対向する端部に少なくとも１つずつ設けられ、当該各液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したことを特徴とする前記（１）の液圧成形方法。
【００１４】
（８）前記圧力発生装置は、高圧用の増圧シリンダと低圧用の増圧シリンダとにより構成したことを特徴とする前記（１）〜（３），（６），（７）の液圧成形方法。
【００１５】
（９）前記圧力発生装置は、前記予備成形体の成形初期には低圧用の増圧シリンダを、成形後期には高圧用の増圧シリンダを用いることを特徴とする前記（８）の液圧成形方法。
【００１６】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、圧力発生装置により成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうため、加圧状態と弛緩状態が交互に予備成形体に加えられ、キャビティの角部でも材料流入が促進され、成形による板厚減少や割れの発生を防止しつつ、成形限界を向上させることができる。また、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図りながら、タクトタイムを大幅に短縮した生産性の高い成形方法となる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、圧力特性の異なる圧力発生装置を適宜切換え制御して脈動させるため、前項の効果に加え、予備成形体内に前記加圧状態と弛緩状態を容易に作ることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、低圧用の圧力発生装置が供給している圧力に高圧用の圧力発生装置の圧力を加えて脈動させるため、前記両項の効果に加え、予備成形体内を高圧状態で脈動させることができ、成形の迅速化を図ることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、予備成形体内の圧力が所定値になると脈動させるため、前項の効果に加え、成形状態を管理あるいは制御しやすく、成形品質の均質化を図ることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、成形過程で金型の角部近傍以外で予備成形体が金型に接触するときの圧力値になると脈動させるため、前項の効果に加え、成形品毎異なる成形状態に対しても対処しやすく、成形品質の向上を図ることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、液圧注入部を予備成形体に少なくとも１つ設け、ここに圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したため、前項の効果に加え、圧力特性の異なる圧力発生装置を用いて成形できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、液圧注入部を予備成形体の対向する端部に少なくとも１つずつ設け、これに圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したため、脈動を加え易く、成形も容易となる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、圧力発生装置を高圧用の増圧シリンダと低圧用の増圧シリンダにより構成したため、液圧により脈動を加え易く、成形も容易となる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、予備成形体の成形初期には低圧用の増圧シリンダを、成形後期には高圧用の増圧シリンダを用いるため、成形も容易となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る成形品を示す斜視図、図２は同成形品の予備成形体を示す斜視図、図３は第１実施形態で使用される液圧成形装置を示す構成図である。
【００２８】
本発明は、例えば、自動車構造部材を成形する方法であるが、図２に示す予備成形体１０を図３に示す液圧成形装置により成形し、図１に示す最終成形品２０を成形する。
【００２９】
前記予備成形体１０は、図２に示すように、重ね合わせた２枚の板材１１，１５の端部周辺を、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て気密性のある接合部１６，１７とし、対向する端部に液圧注入部１８，１９を形成したものである。
【００３０】
この予備成形体１０を成形する液圧成形装置は、図３に示すように、上下一対の金型３０，３５と、前記液圧注入部１８，１９を閉塞する軸押しポンチ４０，５０と、これら軸押しポンチ４０，５０を加圧する軸押しシリンダ４５，５５と、それぞれが圧力特性の異なる圧力発生装置６０，７０と、これら圧力発生装置６０，７０に接続され、内部に成形媒体が流れる液圧回路６５，７５と、制御装置９０とを有している。
【００３１】
さらに詳述する。前記金型３０，３５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、間に設置された予備成形体１０を挟み、型締めするものであるが、内部には最終成形品２０の外形形状に対応する形状のキャビティ３１，３６が形成されている。
【００３２】
前記軸押しポンチ４０，５０は、後部が金型３０，３５の側面に配置された軸押しシリンダ４５，５５に連結され、前部に予備成形体１０の液圧注入部１８，１９に対応した形状の注入ノズル（注入手段）４１，５１が設けられており、これら注入ノズル４１，５１から成形媒体（例えば、水）を予備成形体１０内に供給する。
【００３３】
前記軸押しシリンダ４５，５５は、軸押しポンチ４０，５０を、金型３０，３５内に進退自在させるもので、その駆動源は、例えば、油圧あるいは空圧が用いられるが、この油圧等は、例えば、電磁バルブ等の制御手段４６，５６によって制御される。
【００３４】
前記圧力発生装置６０は、低圧の成形媒体を供給する増圧シリンダにより構成され、ピストン６０ａの２次側ピストン面積６２が１次側ピストン面積６１に比べ充分大きく設定されている。したがって、この圧力発生装置６０は、比較的低圧の成形媒体を多量に供給することに適した圧力特性を有することになる。なお、この圧力発生装置６０の作動も電磁バルブ等の制御手段６３によって制御される。
【００３５】
一方、圧力発生装置７０は、高圧の成形媒体を供給する増圧シリンダにより構成され、ピストン７０ａの２次側ピストン面積７２が１次側ピストン面積７１に比べ充分小さく設定されている。したがって、この圧力発生装置７０は、単位時間当たりに供給できる流量は少ないが、高圧の成形媒体を供給することに適した圧力特性を有することになる。この圧力発生装置７０の作動も電磁バルブ等の制御手段７３によって制御される。
【００３６】
これら圧力発生装置６０，７０は、対応する注入ノズル４１，５１に近接して配置されるので、装置（金型）の構造が簡素化する。なお、圧力発生装置６０，７０は、増圧シリンダのみに限定されるものではなく、他の流体圧供給手段であってもよい。
【００３７】
前記液圧回路６５は、一端部が軸押しポンチ４０の注入ノズル４１と接続され、ここから順に、逆止弁６６、低圧用の圧力発生装置６０、逆止弁６６、ポンプ（送水ポンプ）６７、及び成形媒体タンク６８が接続されている。
【００３８】
一方、液圧回路７５は、一端部が軸押しポンチ５０の注入ノズル５１と接続され、ここから順に、切換バルブ７７、高圧用の圧力発生装置７０及び成形媒体タンク７８が接続されているが、この液圧回路７５の成形媒体の圧力情報は、圧力検出手段７６により検出され、制御装置９０に入力される。
【００３９】
切換バルブ７７は、圧力検出手段７６によって検出された圧力が設定圧力に達すると、成形媒体を供給する圧力発生装置６０又は７０を切換えるために使用される。また、この切換バルブ７７は、高圧の成形媒体を抜き出す除圧や、液圧回路６５，７５及び予備成形体１０の内部に存在する空気を効率的に排出する空気抜きにも使用される。空気抜きは、例えば、切換バルブ７７によって液圧回路７５を成形媒体タンク７８に連通し、ポンプ６７を作動することにより成形媒体を、液圧回路６５、軸押しポンチ４０の注入ノズル４１、予備成形体１０の内部、及び注入ノズル５１を経由して流し、成形媒体内に存在する空気を成形媒体タンク７８に排出することにより行なう。
【００４０】
このように成形媒体を円滑に流通させることができるということは、成形媒体の充填も円滑に行なうことができることも意味し、これはまた、液圧回路６５，７５及び予備成形体１０の内部に存在する空気抜きを円滑化し、これによる成形品質の向上を図ることができることも意味する。
【００４１】
前記制御装置９０は、制御手段４６，５６，６３，７３、切換バルブ７７及び圧力検出手段７６に接続されており、これらを制御することにより軸押しシリンダ１６及び圧力発生装置６０，７０の各増圧シリンダを自在に作動させる。つまり、この制御装置９０は、予備成形体１０の成形進行状況に応じて、成形媒体を供給する圧力発生装置６０，７０を切換える切換手段として機能する。
【００４２】
したがって、予備成形体１０の成形進行状況に応じて必要とされる成形媒体の圧力及び流量を確保するために適した圧力特性の圧力発生装置６０又は７０を適宜使用できる。例えば、膨出変形が急激に進行する成形初期は、低圧で多量の成形媒体を供給できる圧力発生装置６０を作動させ、膨出変形があまり進行しないけれども、成形には高圧な成形媒体が必要な成形中期以後は、単位時間当たりの供給量が少ないが、高圧成形媒体を供給できる圧力発生装置７０を作動させることができる。
【００４３】
この結果、単一の圧力特性を有する圧力発生装置を使用する場合に比べ、成形初期から中期までの成形時間を短くでき、タクトタイムの短縮、生産性の向上が達成でき、良好な形状寸法精度も得られ、成形品の品質も向上する。
【００４４】
前記制御装置９０は、成形媒体の圧力情報を圧力検出手段７６から取得するが、これにより予備成形体１０の成形進行状況を正確にモニタリングでき、最適な圧力発生装置を選択することが可能となる。
【００４５】
次に、液圧成形方法を説明する。
【００４６】
図４は金型の型締め状態を示す断面図、図５は軸押しポンチの押し込み状態を示す断面図、図６は液圧成形の終了状態を示す断面図、図７（Ａ）〜（Ｄ）は図６の７−７線に沿う断面相当図であり、（Ａ）は液圧成形開始時、（Ｂ）は液圧成形初期、（Ｃ）は液圧成形中期、（Ｄ）は液圧成形終了時の状態をそれぞれ示し、図８は予備成形体の液圧成形の進行に伴う成形媒体の圧力と流量の経時変化を示すグラフである。
【００４７】
まず、図１に示される予備成形体１０が、金型３０，３５により挟まれ、型締めされる（図４参照）。
【００４８】
次に、制御装置９０により軸押しシリンダ４５，５５が駆動され、軸押しポンチ４０，５０が金型３０，３５に押し込まれる（図５参照）。予備成形体１０の液圧注入部１８，１９は、軸押しポンチ４０，５０により拡張されるが、この拡張は金型３０，３５により規制され、予備成形体１０の液圧注入部１８，１９は、軸押しポンチ４０，５０に密着し、シール部１２（図５参照）が形成され、予備成形体１０の気密が確保され、成形媒体を円滑に注入可能な状態となる。
【００４９】
この注入可能状態となると、制御装置９０により切換バルブ７７が作動され、成形媒体タンク７８側と連通される。ここで、（送水）ポンプ６７が作動し、成形媒体（水）が注入ノズル４１より液圧回路６５を介して予備成形体１０の内部に供給され、これら内部に存在する空気が成形媒体と共に液圧回路７５を介して成形媒体タンク７８に排出される。
【００５０】
空気の排出が完了すると、切換バルブ７７が閉鎖し、制御装置９０により低圧用の圧力発生装置６０が作動され、低圧の成形媒体が予備成形体１０内に供給され、予備成形体１０の液圧成形が開始される（図７Ａ及び図８参照）。
【００５１】
この成形開始から予備成形体１０が膨出変形するが、成形開始から成形初期を経て、予備成形体１０の膨出部の頂点１３が金型３０，３５のキャビティ３１，３６に接する中期までは、膨出変形が急激に進行する。図８に示すように、液圧成形開始から中期（液圧Ｐ１）までは、液圧Ｐは小さいが、成形媒体の流量Ｑは急激に増大する。
【００５２】
低圧用の圧力発生装置６０は、これに対応して低圧の成形媒体を短時間で供給する構造となっているので、タクトタイムは短く、高い生産性を発揮することになる。また、この時点では、液圧回路６５，７５及び予備成形体１０の内部に空気は存在していないため、成形媒体の充填がより円滑で、成形品の品質も向上する。
【００５３】
具体例を挙げれば、自動車構造部材では、予備成形体１０として、材料強度が４４０ＭＰａで、板厚が１．８ｍｍの鋼板を用いる。この場合、予備成形体１０の膨出部の頂点１３が金型３０，３５のキャビティ３１，３６に最初に接する状態の液圧Ｐ１は、１０ＭＰａ程度である。また、予備成形体１０が金型３０，３５のキャビティ３１，３６に接触する面積が増大するに伴い液圧が急激に上昇することになるが、この液圧Ｐ２が２５ＭＰａ程度である。そして、所望の角部曲率半径が得られる最終圧力Ｐ３は、１２０ＭＰａである。
【００５４】
このように成形過程では、中期（図７Ｃ及び図８参照）を過ぎると、予備成形体１０における金型３０，３５のキャビティ３１，３６に接触する面積が次第に増大することになり、必要とされる液圧Ｐは、Ｐ１からＰ２に上昇し、予備成形体１０自体の変形量は小さいので、成形媒体の流量はあまり必要でなくなる。
【００５５】
したがって、成形媒体の圧力が所定圧力に達したことを圧力検出手段７６で検出し、制御装置９０により切換バルブ７７を動作し、圧力発生装置を高圧の圧力発生装置７０に切換え、作動させる。この高圧の圧力発生装置７０は、単位時間当たりの供給量は少ないものの、高圧の成形媒体を予備成形体１０に注入し、強力に予備成形体１０を成形する。
【００５６】
しかし、液圧成形過程で、板材１１が金型３０，３５の肩部３８近傍に押し付けられ、板材１１と金型３０，３５との間の摩擦力によって材料流入を抑制されたり、あるいは膨出変形が進行し、板材１１と金型３０，３５壁面との接触面積が増加してくると、摩擦力によって材料流入が阻害されたり、局部的な板厚減少が発生したり、最終成形時に割れが生じる虞がある。
【００５７】
このような事態が生じると、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図ることができないため、本実施形態では、材料流入をより多く必要とする成形中期までの過程で、低圧用の圧力発生装置（増圧シリンダ）６０と高圧用の圧力発生装置（増圧シリンダ）７０を同時に併用し、成形媒体に液圧変動、つまり脈動を発生させて、板材１１と金型壁面との接触を一時的あるいは瞬間的に緩和させ、材料流入を促進するようにしている。
【００５８】
この点につき、さらに詳述する。図９は本実施形態での液圧成形過程における液圧と流量の関係を示すグラフである。
【００５９】
前述したように成形開始時〜成形中期までは、成形品の概略形状を形作る成形過程であり、ここでは、小さい液圧Ｐが多量必要となるので、低圧用の圧力発生装置６０を用いる。この点を、図９で見れば、液圧Ｐ０〜Ｐ４、流量Ｑ０〜Ｑ４のＬ領域となる。
【００６０】
成形後期においては、キャビティ３１，３６の角部３２近傍の成形に高い液圧Ｐ３が必要であるが、予備成形体１０の変形量は少なく、成形媒体は少量でよいため、高圧用の圧力発生装置７０を用いる。この点を、図９で見れば、液圧Ｐ５〜Ｐ３、流量Ｑ５〜Ｑ３のＨ領域となる。
【００６１】
しかし、予備成形体１０の膨出変形が図７（Ｂ）から図７（Ｃ）を過ぎて液圧が急激に上昇する直前までの成形中期、つまり、図９に示す（Ｌ＋Ｈ）領域では、比較的多くの材料流入を必要とする成形過程であるため、本実施形態では、成形媒体に液圧変動、つまり脈動を発生させ、変形過程の板材１１と金型壁面との接触が緩和した状態を一時的あるいは瞬間的に作るようにしている。
【００６２】
図９で見れば、前記Ｌ領域とＨ領域の間、つまり液圧Ｐ４〜Ｐ５、流量Ｑ４〜Ｑ５の（Ｌ＋Ｈ）領域であり、ここでは、低圧用の圧力発生装置６０と高圧用の圧力発生装置７０を同時に使用し、低圧用の圧力発生装置６０の圧力をベース圧力として、これに高圧用の圧力発生装置７０を小刻みに前進後退させて高圧を重ね合わせ、これにより予備成形体１０の内部で成形媒体に脈動を発生させている。
【００６３】
具体的には、制御手段６３の制御により低圧の圧力発生装置６０の１次側ピストン面積６１に油圧あるいは空圧を作用し、当該ピストン６０ａを作動することにより比較的低圧の成形媒体を多量に予備成形体１０に供給している状態で、切換バルブ７７を動作し、高圧用の圧力発生装置７０と予備成形体１０を連通する。
【００６４】
そして、制御手段７３の制御により高圧用の圧力発生装置７０の１次側ピストン面積７１に油圧あるいは空圧を間欠的に作用し、当該ピストン７０ａを作動することにより予備成形体１０に高圧の成形媒体を注入したり、注入しなかったりを繰り返し、図９に示すように成形媒体に脈動を発生させ、予備成形体１０を成形する。
【００６５】
この結果、加圧状態と弛緩状態が交互に予備成形体１０に加えられ、キャビティ３１，３６の角部３２でも材料流入が促進され、成形による板厚減少や割れの発生を防止しつつ、成形限界を向上させることができる。
【００６６】
また、低圧用の圧力発生装置６０が供給している圧力に高圧用の圧力発生装置７０の圧力を加えて脈動させるため、予備成形体１０内を高圧状態で脈動させることができ、成形の迅速化を図ることもでき、さらに、予備成形体１０内の圧力が所定値、例えば、成形過程で金型３０，３５の角部３２近傍以外で予備成形体１０が金型３０，３５に接触するときの圧力値になると、脈動させるので、成形状態を管理あるいは制御しやすく、成形品質の均質化を図ることもできる。
【００６７】
なお、前述したものは、低圧用の圧力発生装置６０が供給している圧力に高圧用の圧力発生装置７０の圧力を加えて脈動させるが、これのみでなく、低圧用の圧力発生装置６０と高圧用の圧力発生装置７０を適宜切換え制御して脈動させるようにしてもよい。このようにしても、予備成形体１０内に加圧状態と弛緩状態を作ることができる。
【００６８】
このようにして成形した後、高圧の圧力発生装置７０により、キャビティ３１，３６の角部３２に沿った形状に仕上げるために必要な最終液圧Ｐ３（例えば、１２０ＭＰａ）まで上昇し、所望の角部曲率半径を有する最終の製品形状に成形する（図６参照）。
【００６９】
最後に、制御装置９０により切換バルブ７７を作動し、高圧の成形媒体を液圧回路７５より７８に抜き出し、除圧した後、型開きし、得られた成形品２０を金型３０，３５から取り出し、端部に形成されている液圧注入部１８，１９を切除する。
【００７０】
＜第２実施形態＞
本発明は、上述した低圧用増圧シリンダ６０と高圧用の増圧シリンダ７０を対向配置したシステムのみに限定されるものではなく、図１０に示すような一方向から液圧を注入するようにしてもよい。
【００７１】
ここに、図１０は本発明の第２実施の形態で使用される液圧成形装置を示す断面図、図１１は図１０の要部拡大断面図、図１２は液圧成形の終了状態の予備成形体等を示す断面図である。なお、図３に示す部材と機能的に共通する部材には同一符号を使用し、説明を省略することがある。
【００７２】
第２実施の形態に係る予備成形体１０は、単一の液圧注入部１４を有する点で第１実施形態の予備成形体１０と異なる。液圧注入部１４は、図１１に示すように、上方に位置する板材１１の端部がドーム状に形成され、これに対応する板材１５の位置に開口部１１８が形成されている。また、液圧注入部１４に隣接する板材１１，１５の部位には、液圧流路１１９が形成されている。
【００７３】
本実施の形態の液圧成形装置は、金型３０，３５と、ノズル部８０と、圧力特性の異なる圧力発生装置６０，７０と、この圧力発生装置６０，７０に接続され、成形媒体が流れる液圧回路６５と、制御装置９０とを有している。
【００７４】
金型３０は、予備成形体１０の液圧注入部１４に対応する凹部３４と、予備成形体１０の液圧流路１１９に対応する凹溝３３とを有し、金型３５は、ノズル部８０が設置される凹所３７を有している。
【００７５】
前記ノズル部８０は、予備成形体１０の液圧注入部１４に対応する単一の注入手段であり、金型３５の内部に成形媒体が流れる通路８１を有している。
【００７６】
圧力発生装置６０，７０の切換えは、第１実施の形態と異なり、切換バルブを必要とせず、逆止弁６６によって代替され、圧力発生装置７０の使用時には、逆止弁６６によって圧力発生装置６０側の回路は遮断される。
【００７７】
また、通路８１は、切換バルブ７７と液圧回路６５の両者と接続されるように分岐部６５Ａを有しており、切換バルブ７７は高圧の成形媒体を抜き出す（除圧する）ために成形媒体タンク７８と接続され、また、液圧回路６５には圧力検出手段７６、逆止弁６６等が設けられている。
【００７８】
次に、本実施の形態に係る液圧成形方法を説明する。
【００７９】
まず、予備成形体１０が、金型３０，３５により挟まれ、型締めされる。この結果、予備成形体１０の液圧注入部１４及び液圧流路１１９は、金型３０の凹部３４及び凹溝３３に位置決めされ、予備成形体１０の開口部１１８には、ノズル部８０が貫通し、気密が保持される。
【００８０】
次に、制御装置９０により（送水）ポンプ６７を作動する。これにより成形媒体（水）が液圧回路６５及び通路８１内に充満すると、切換バルブ７７を閉め、圧力発生装置６０を作動する。この圧力発生装置６０は、比較的低圧で大流量の成形媒体を平板状の予備成形体１０の内部に注入し、予備成形体１０を膨出成形させる。この場合も、前記実施形態と同様、成形過程の時間が短くなり、タクトタイムが短縮され、高い生産性が得られる。
【００８１】
低圧の成形媒体が注入され、圧力検出手段７６が所定値（液圧Ｐ２）を検出すると、制御装置９０により圧力発生装置６０の作動を停止し、圧力発生装置７０を作動させる。この圧力発生装置７０は、高圧の成形媒体を予備成形体１０の内部に注入し、最終液圧（液圧Ｐ３）を付加する。この場合、圧力発生装置６０から圧力発生装置７０に切換えても、逆止弁６６の存在によって、圧力発生装置６０側の回路は遮断される。
【００８２】
本実施形態においても、成形中期に成形媒体に液圧変動を発生させる。つまり、低圧用の圧力発生装置６０の作動を停止すると、逆止弁６６の存在によって、この低圧が予備成形体１０内に保持されるので、これをベース圧力として高圧用の圧力発生装置７０を作動し、１次側ピストン面積７１に油圧あるいは空圧を間欠的に作用すると、ピストン７０ａを小刻みに前進後退作動させることができ、これにより発生した脈動を前記ベース圧力に重ね合わせ、成形媒体の圧力に液圧変動を発生させる。
【００８３】
この結果、成形過程の板材と金型壁面との接触を一時的あるいは瞬間的に緩和することができ、より多くの材料流入を必要とする成形中期に、予備成形体１０の材料がキャビティ３１，３６の角部３２に流入し、成形による板厚減少や割れの発生を抑制し、成形限界を向上させることができる。
【００８４】
その後、予備成形体１０は、成形品２０の外形形状に対応する金型３０，３５のキャビティ３１，３６に合致する形状まで膨出成形され、液圧成形が完了する（図１２参照）。
【００８５】
最後に、制御装置９０により切換バルブ７７を作動させ、高圧の成形媒体を抜き出し、除圧した後、型開きし、得られた成形品２０を金型３０，３５から取り出し、端部に形成されている液圧注入部を切除する。
【００８６】
本実施形態も、単一の圧力特性を有する圧力発生装置を使用する場合に比べ、成形媒体の圧力が低圧である過程（例えば、初期）においては、低圧用の圧力発生装置６０を作動させ、成形媒体の圧力が高圧となる過程（例えば、中期以後）においては、高圧用の圧力発生装置７０を作動させることによって、成形初期の所要時間を短くし、タクトタイムを短縮して、高い生産性が得ることができる。また、成形品の良好な形状寸法精度が得られ、成形品の品質を確保できる。
【００８７】
特に、本実施の形態では、単一の液圧注入部を有する予備成形体１０としたため、例えば、小物部品に対する適用が容易となり、しかも、装置の構造が簡素化されるという利点もある。
【００８８】
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、予備成形品あるいは成形品の必要に応じ、圧力特性の異なる３機以上の圧力発生装置を適用することも可能である。この場合、予備成形体の成形進行状況に応じて、圧力発生装置の切換を複数回実行することができるため、成形媒体の圧力及び液量を、さらに精密にコントロールすることができる。
【００８９】
上述した実施形態の予備成形体１０は、対向する端部に液圧注入部１８，１９を形成したものあるいは１つの液圧注入部を有するものであるが、このような形状のみに限定されるものではなく、多数の液圧注入部を有するものあるいは全体形状が矩形あるいは環状のもの等、種々のものを使用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る成形品を示す斜視図である。
【図２】同成形品の予備成形体を示す斜視図である。
【図３】同第１実施の形態で使用される液圧成形装置を示す構成図である。
【図４】金型の型締め状態を示す断面図である。
【図５】軸押しポンチの押し込み状態を示す断面図である。
【図６】液圧成形の終了状態を示す断面図である。
【図７】図６の７−７線に沿う断面相当図であり、（Ａ）は液圧成形開始時、（Ｂ）は液圧成形初期、（Ｃ）は液圧成形中期、（Ｄ）は液圧成形終了時の状態をそれぞれ示している。
【図８】予備成形体の液圧成形の進行に伴う成形媒体の圧力と流量の経時変化を示すグラフである。
【図９】本実施形態での液圧成形過程における液圧と流量の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施の形態で使用される液圧成形装置を示す断面図である。
【図１１】図１０の要部拡大断面図である。
【図１２】液圧成形の終了状態の予備成形体等を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…予備成形体、
１１，１５…板材、
１３…頂点、
１６，１７…接合部、
１４，１８，１９…液圧注入部、
３０，３５…金型、
３１，３６…キャビティ、
３２…角部、
４６，５６，６３，７３…制御手段、
６０，７０…圧力発生装置、
６５，７５…液圧回路、
６５ａ，７５ａ…ピストン、
７６…圧力検出手段、
７７…切換バルブ、
９０…制御装置、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５…液圧。

Claims

少なくとも２枚の板材を重ね合せた予備成形体を一対の金型に挟み込み、当該予備成形体に形成された液圧注入部から、圧力発生装置を使用して成形媒体を注入し、前記予備成形体を前記金型に合致する形状に成形する液圧成形方法において、
前記圧力発生装置により成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうことを特徴とする、重ね合わせ板材の液圧成形方法。
前記脈動は、圧力特性の異なる前記圧力発生装置を適宜切換え制御して行なう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方法。
前記脈動は、低圧用の圧力発生装置が供給している圧力に、前記高圧用の圧力発生装置の圧力を加えて発生させることを特徴とする請求項１記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
前記脈動は、前記予備成形体内の圧力が所定値になると行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
前記脈動は、前記予備成形体が成形される過程で少なくとも前記金型の角部近傍以外で接触するときの圧力値に達すると発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
前記液圧注入部は、前記予備成形体に少なくとも１つ設けられ、当該液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通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方法。
前記液圧注入部は、前記予備成形体の対向する端部に少なくとも１つずつ設けられ、当該各液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通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方法。
前記圧力発生装置は、高圧用の増圧シリンダと低圧用の増圧シリンダとにより構成したことを特徴とする請求項１〜３，６，７のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
前記圧力発生装置は、前記予備成形体の成形初期には低圧用の増圧シリンダを、成形後期には高圧用の増圧シリンダを用いることを特徴とする請求項８記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。