JP2005014033A

JP2005014033A - 管状部材の液圧成形方法及び装置

Info

Publication number: JP2005014033A
Application number: JP2003181623A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takahashi; 由夫高橋
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】液圧成形を用いて管状部材を形成する際に発生する管状部材のしわや薄肉化の発生を防止すること。
【解決手段】金属板Ｋ１、Ｋ２同士を重ね合わせてその外周部９ａを溶接することにより形成された仮成形品９を上下一対の凹状型間１，２に挟み込み、該仮成形品１，２の金属板Ｋ１、Ｋ２間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品９を凹状型１，２内で膨張させる管状部材の液圧成形方法において、前記外周部９ａの凹状型内１，２への流入を任意に調整しながら該仮成形品９を凹状型１，２内で膨張させることとした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の排気管などの管状部材の製造に好適に用いられる管状部材の液圧成形装置及び成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２枚の金属板を重ね合わせてその外周部同士を溶接して形成された仮成形品を上下一対の凹状型で挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させて所望の管状部材を得る技術が公知となっている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４７６４３号公報（第１−３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した仮成形品の外周部は該仮成形品の膨張に伴って凹状型内に引き込まれて流入するが、金属板の製品ロッドの違いによる性質の変化や凹状型内と液状成形媒体の潤滑具合によって前記外周部の流入が安定しないため、成形具合の再現性に乏しく品質も低下するという問題点があった。
なお、前記外周部の流入が多い場合には管状部材にしわが発生し、一方、少ない場合には膨張した部位が薄肉化して強度が低下する。
【０００５】
また、このような問題は外周部の流入具合から金属板材の厚みや外周部の溶接位置を予め決定することである程度対応できるものの、製造ライン上で大量生産される自動車の排気管のような管状部材において、材料の製品ロッド毎に仮成形品の溶接位置や厚みをその都度設定することは実際上不可能である。
【０００６】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、仮成形品の外周部における凹状型内への流入を調整して管状部材のしわの発生や薄肉化を防止できる管状部材の液圧成形方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された仮成形品を上下一対の凹状型間に挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させる管状部材の液圧成形方法において、前記外周部の凹状型内への流入を任意に調整しながら該仮成形品を凹状型内で膨張させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された仮成形品を上下一対の凹状型で挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させる管状部材の液圧成形装置において、前記外周部の凹状型内への流入を任意に調整可能な調整機構を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の管状部材の液圧成形装置において、調整機構が外周部を固定して凹状型内への流入を抑止させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明では、請求項２記載の管状部材の液圧成形装置において、調整機構が外周部の凹状型内への流入を任意に促進させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載の発明にあっては、金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された仮成形品を上下一対の凹状型間に挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させる管状部材の液圧成形方法において、前記外周部の凹状型内への流入を任意に調整しながら該仮成形品を凹状型内で膨張させるため、前記外周部の流入の多少により生じる管状部材のしわの発生や薄肉化を防止でき、製造ライン上で大量生産される自動車の排気管のような管状部材の製造に用いて好適となる上、成形具合の再現性と品質が著しく向上した管状部材の液圧成形方法を提供できる。
【００１２】
請求項２記載の発明にあっては、金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された仮成形品を上下一対の凹状型で挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させる管状部材の液圧成形装置において、前記外周部の凹状型内への流入を任意に調整可能な調整機構を備えるため、前記外周部の流入の多少により生じる管状部材のしわの発生や薄肉化を防止でき、成形具合の再現性と品質が向上した管状部材の液圧成形装置を提供できる。
【００１３】
請求項３記載の発明にあっては、調整機構が外周部を固定して凹状型内への流入を抑止させるため、外周部の流入が安定しない場合でも、該流入が多くなるのを防止でき、結果、管状部材のしわの発生を防止できる。
【００１４】
請求項４記載の発明にあっては、調整機構が外周部を凹状型内へ押圧して凹状型内への流入を促進させるため、外周部の流入が安定しない場合でも、該流入が少なくなるのを防止でき、結果、管状部材の薄肉化を防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の管状部材の液圧成形方法及び装置の実施の形態を説明する。
なお、本実施の形態では管状部材を自動車の排気管に適用した例について説明する。
【００１６】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を説明する。
図１は本発明の実施の形態１の管状部材の側断面図、図２は本実施の形態の管状部材の液圧成形装置の作動を説明する図、図３は抑止機構の作動を説明する図である。
【００１７】
本実施の形態では調整機構が後述する抑止機構３である場合について説明する。
図１に示すように、本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ａは、図外の油圧装置により上下方向に移動可能な凹状型１と、該凹状型１に対面して下方に設置された凹状型２と、前記凹状型１内の左右に設けられた抑止機構３を主要な構成としている。
【００１８】
前記凹状型１，２の当接面１ａ，２ａには製造すべき排気管の外周半径に対応する凹状の成形面４，５が製造すべき排気管の長さで形成されると共に、該成形面４，５のそれぞれの両端部に連続して外周溝６，７がそれぞれ形成されている。
【００１９】
前記抑止機構３は、前記外周溝７の上方に配置される押圧部３ａと、該押圧部３ａを支持するアクチュエータ３ｂと、該アクチュエータ３ｂに接続された油圧ケーブル３ｃ及び油圧ポンプ３ｄ等から構成されている。
【００２０】
また、前記油圧ポンプ３ｄの作動は図外の制御装置によって制御され、該油圧ポンプ３ｄによりアクチュ−エータ３ｂのロッドＲが上下方向に伸縮することにより、押圧部３ａが上下動するようになっている。
なお、前記油圧ポンプ３ｄは左右２つ配置されて同時に作動するが、１つの油圧ポンプで左右のアクチュ−エータ３ｂを作動させても良い。
【００２１】
以下、図２、３を用いて本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ａの作動について説明する。
本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ａを用いて自動車の排気管を製造する際には、先ず、排気管の材料となる金属板Ｋ１，Ｋ２を重ね合わせてその外周部９ａを溶接することにより仮成形品９を形成する。
【００２２】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、仮成形品９を凹状型２に載置した状態で凹状型１を下方へ移動させて当接面１ａ，２ａ同士を重ね合わせると、仮成形品９の外周部９ａが凹状型１，２の外周溝６，７に当接して挟まれた状態となる。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、該仮成形品９の金属板Ｋ１，Ｋ２間に高圧の液状成形媒体を供給して仮成形品９を凹状型１，２内で膨張させることにより、外周部９ａを除く部位が凹状型１，２内の成形面４，５に当接して排気管Ｈが形成される。
この際、図３（ａ）に示すように、仮成形品９は液状成形媒体により凹状型１，２内で膨張に伴って図中矢印ｘ方向へ引き込まれて凹状型１，２内へ流入するが、予め決められたタイミングで抑止機構３が作動し、図３（ｂ）に示すように、押圧部３ａが下方へ移動して外周溝７との間で外周部９ａを固定することにより、外周部９ａの凹状型１，２内への流入を抑止し、結果、該流入の多すぎによる排気管のしわの発生を防止する。
【００２４】
なお、前記タイミングは液圧成形が始まって一定時間が経過した際や凹状型１，２内の液状成形媒体の圧力が所定値になった際など適宜設定することができる。
また、センサやカメラ、目視等で外周部９ａの流入具合を監視しながら抑止機構３を作動させても良い。
また、押圧部３ａの下方への押圧力を連続的に変化させて流入具合を調整することもできる。
【００２５】
従って、本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ａにあっては、外周部９ａを押圧部３ａで任意に固定して凹状型１，２内への流入を抑止することにより、排気管にしわが発生するのを防止でき、従来の発明と比べて品質の向上した所望の管状部材を得ることができる。
【００２６】
＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２を説明する。
図４は本発明の実施の形態２の管状部材の側断面図、図５は本実施の形態の管状部材の液圧成形装置の作動を説明する図、図６は促進機構の作動を説明する図である。
【００２７】
本実施の形態では調整機構が後述する促進機構３０である場合について説明する。
図４、５に示すように、本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ｂは、図外の油圧装置により上下方向に移動可能な凹状型１０と、該凹状型１０に対面して下方に設置された凹状型２０と、前記凹状型１０内の左右に設けられた促進機構３０を主要な構成としている。
【００２８】
前記凹状型１０，２０の当接面１０ａ，２０ａには製造すべき排気管の外周半径に対応する凹状の成形面４０，５０が製造すべき排気管の長さで形成されている。
前記促進機構３０は、突片３０ｅを備える押圧部３０ａと、該押圧部３０ａを支持するアクチュエータ３０ｂと、該アクチュエータ３０ｂに接続された油圧ケーブル３０ｃ及び油圧ポンプ３０ｄ等から構成されている。
また、前記油圧ポンプ３０ｄの作動は図外の制御装置によって制御され、該油圧ポンプ３０ｄによりアクチュ−エータ３０ｂのロッドＲ１が左右方向に伸縮することにより、押圧部３０ａが左右に移動するようになっている。
【００２９】
以下、図５、６を用いて本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ｂの作動について説明する。
本実施の形態の管状部材の液圧成形装置Ｂを用いて自動車の排気管を製造する際には、先ず、排気管の材料となる金属板Ｋ１０，Ｋ２０を重ね合わせてその外周部９０ａを溶接することにより仮成形品９０を形成する。
【００３０】
次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、仮成形品９０を凹状型２０に載置した状態で凹状型１０を下方へ移動させて凹状型１，２同士を重ね合わせると、仮成形品９０の外周部９０ａは、凹状型１０，２０の当接面１０ａ，２０ａに当接して挟まれた状態となる。
【００３１】
次に、図５（ｃ）に示すように、該仮成形品９０の金属板Ｋ１０，Ｋ２０間に高圧の液状成形媒体を供給して仮成形品９０を凹状型１０，２０内で膨張させることにより、外周部９０ａを除く部位が凹状型１０，２０内の成形面４０，５０に当接して排気管Ｈ１が形成される。
この際、図６（ａ）に示すように、仮成形品９は液状成形媒体により凹状型１，２内で膨張に伴って図中矢印ｘ１方向へ引き込まれて凹状型１，２内へ流入するが、予め決められたタイミングで促進機構３が作動し、図６（ｂ）に示すように、押圧部３０ａが凹状型１０，２０内の方へ移動して突片３０ｅの先端で外周部９０ａを押圧することにより、外周部９０ａの凹状型１０，２０内への流入を促進させ、結果、該流入の少なすぎによる排気管の薄肉化を防止する。
【００３２】
なお、前記タイミングは液圧成形が始まって一定時間が経過した際や凹状型１０，２０内の液状成形媒体の圧力が所定値になった際など適宜設定することができる。
また、センサやカメラ、目視等で外周部９０ａの流入具合を監視しながら促進機構３０を作動させても良い。
また、突片３０ｅの凹状型１０，２０内の方への押圧力を連続的に変化させて流入具合を調整することもできる。
【００３３】
従って、本実施の形態の管状部材の液圧成形装置にあっては、促進機構３０が外周部９０ａを突片３０ｅで任意に押圧して凹状型１０，２０内への流入を促進させることにより、排気管が薄肉化して強度が低下するのを防止でき、従来の発明と比べて品質の向上した所望の管状部材を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、本実施の形態で説明した抑止機構３は、外周部９ａが凹状型１，２内へ流入するのを抑止する機能を備えていれば良く、本実施の形態の構造に限定されるものではない。
また、促進機構３０も同様に外周部９０ａが凹状型１０，２０内へ流入するのを促進させる機能を備えている構造であれば良い。
さらに、１つの仮成形品に対して抑止機構３及び促進機構３０を適宜組み合わせることによって複雑な形状の管状部材に対応できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１の管状部材の側断面図である。
【図２】本実施の形態の管状部材の液圧成形装置の作動を説明する図である。
【図３】抑止機構の作動を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２の管状部材の側断面図である。
【図５】本実施の形態の管状部材の液圧成形装置の作動を説明する図である。
【図６】促進機構の作動を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ管状部材の液圧成形装置
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ１０、Ｋ２０金属板
Ｏ１、Ｏ２空間
Ｒ１、Ｒ２ロッド
１、１０、２、２０凹状型
１ａ、２ａ、１０ａ、２０ａ
３抑止機構
３ａ、３０ａ押圧部
３ｂ、３０ｂアクチュエータ
３ｃ、３０ｃ油圧ケーブル
３ｄ、３０ｄ油圧ポンプ
３０ｅ突片
３０促進機構
４、４０、５、５０成形面
６、７外周溝
９、９０仮成形品
９ａ、９０ａ外周部

Claims

金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された仮成形品を上下一対の凹状型間に挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させる管状部材の液圧成形方法において、
前記外周部の凹状型内への流入を任意に調整しながら該仮成形品を凹状型内で膨張させることを特徴とする管状部材の液圧成形方法。
金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された仮成形品を上下一対の凹状型で挟み込み、該仮成形品の金属板間に高圧の液状成形媒体を供給して該仮成形品を凹状型内で膨張させる管状部材の液圧成形装置において、
前記外周部の凹状型内への流入を任意に調整可能な調整機構を備えることを特徴とする管状部材の液圧成形装置。
請求項２記載の管状部材の液圧成形装置において、
前記調整機構が外周部を固定して凹状型内への流入を抑止させることを特徴とする管状部材の液圧成形装置。
請求項２記載の管状部材の液圧成形装置において、
前記調整機構が外周部を凹状型内へ押圧して凹状型内への流入を促進させることを特徴とする管状部材の液圧成形装置。