JP2005161402A - Hydroforming die and hydroforming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体圧を利用して成形(ハイドロフォーム成形)を行うのに用いられるハイドロフォーム成形用金型及びハイドロフォーム成形方法に関する。 The present invention relates to a hydroform molding die and a hydroform molding method used to perform molding (hydroform molding) using fluid pressure.
ハイドロフォーム成形では、同一或いは異なる複数の部品を一体成形し、成形後に切断して複数個の完成品(成形製品)を得るようにした製造方法が採られることがある。例えば、特開平8−323430号(特許文献1)には、バルジ加工後に成形品を半分に切断し、2つの完成品を得る方法が記載されている。この方法を用いると一度のハイドロフォーム成形で複数の部品を成形できるため、生産性の向上を図ることができる。 In hydroform molding, a manufacturing method may be employed in which a plurality of identical or different parts are integrally molded and cut after molding to obtain a plurality of finished products (molded products). For example, JP-A-8-323430 (Patent Document 1) describes a method of obtaining two finished products by cutting a molded product in half after bulge processing. When this method is used, a plurality of parts can be formed by a single hydroform molding, so that productivity can be improved.
図15は、従来のハイドロフォーム成形用金型30を示すものである。このハイドロフォーム成形用金型30は、図15に示すように、下金型31及び上金型32から成る金型本体33と、この金型本体33内のキャビティ34に左右両側から挿入される軸押しパンチ35,36とから構成されている。そして、金型本体33内のキャビティ34は、成形すべき材料パイプの外周寸法に対応する左右一対の内面部分αと、これらの内面部分αにそれぞれ隣接する2箇所(材料パイプの両端の近傍部分に対応する2箇所)において形成されている膨らみ部分βと、これらの膨らみ部βの間に形成されかつ上述の内面部分αの内径よりも大きな内径を有する内面部分γとを備えた形状となされている。また、一方の軸押しパンチ35には、流体供給孔37が設けられている。
FIG. 15 shows a conventional
かくして、ハイドロフォーム成形を行うに際しては、ハイドロフォーム成形の対象物となる材料パイプを所定の長さに切断し(図16の工程S1参照)、材料パイプの両端部を面取りする(図16の工程S2参照)。そして、このようにして用意した材料パイプをハイドロフォーム成形する(図16の工程S3参照)。このハイドロフォーム成形に当たっては、図17(a)〜(f)に示す工程を順次に施行する。具体的には、図17(a)に示すような1つの材料パイプ40を用意し、この材料パイプ40を下金型31に装着して上金型32を閉める(図17(b)に示す如く型締めする)。次いで、図17(c)に示すように、一対の軸押しパンチ35,36を軸方向の左右両側から材料パイプ40の両端部に押し当てて材料パイプ40の両端の開口を閉塞した状態の下で、一方の軸押しパンチ35の流体供給孔37を通して流体(例えば、水やエマルジョンなどの液体)41を材料パイプ40内に充填する。しかる後に、図17(d)に示すように一対の軸押しパンチ35,36を押し込みながら、材料パイプ40の内部の流体の圧力を図外の増圧機にて増大させることによって、材料パイプ40をキャビティ34の形状に対応する形状(例えば、両端部分に膨らみ部42,43を有する断面円形の形状)に成形する。そして、このように成形した材料パイプ40を金型30から取り出し(図17(e)参照)、その長手方向の中央部を切断することにより2つの成形品40a,40bを得る(図16の工程S4及び図17(f)参照)。次いで、成形品40a,40bを切削加工し、全長寸法及び平行度を確保すると共に、端面の面取りを行って成形製品とする(図16の工程S5参照)。
しかしながら、従来より行われているハイドロフォーム成形にあっては、成形後に切断及び仕上げ工程を必要とするため、その工程数の多さが生産性向上の限界やコスト上昇の原因となっている。しかも、ハイドロフォーム成形後の部品をチャックする必要があることから、部品表面の傷付きや形状の歪みなどの不具合が発生し易い。なお、一つの部品だけの成形を行うようにすれば、切断工程の省略が可能となるが、一対の軸押しパンチで一つの部品しか成形できないため、部品複数個取りに比べると生産性が著しく劣るという問題がある。 However, since the conventional hydroform molding requires cutting and finishing processes after molding, the large number of processes causes the limit of productivity improvement and the cost increase. In addition, since it is necessary to chuck the component after hydroforming, problems such as scratches on the surface of the component and distortion of the shape are likely to occur. If only one part is formed, the cutting process can be omitted, but only one part can be formed with a pair of axial push punches. There is a problem of being inferior.
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ハイドロフォーム成形後における切断工程及び仕上げ工程を省略することができ、生産性の向上を図ることができるハイドロフォーム成形用金型及びハイドロフォーム成形方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to eliminate the cutting step and finishing step after hydroforming, and to improve productivity. The object is to provide a mold for forming a foam and a method for forming a hydroform.
上述の目的を達成するために、本発明では、ハイドロフォーム成形用金型において、前記金型はキャビティを複数に仕切る隔壁を備え、前記隔壁に流通孔を設けることにより、前記隔壁で仕切られた複数のキャビティ内を流体が移動可能に構成している。
また、本発明は、ハイドロフォーム成形用金型において、前記金型は複数のキャビティを備え、互いに隣合う前記複数のキャビティ間の隔壁に流通孔を設けることにより、前記複数のキャビティ内を流体が移動可能に構成している。
また、本発明は、前記隔壁に向かって前記キャビティ内を前進する軸押しパンチを備えるようにしている。
また、本発明は、前記軸押しパンチを前記複数のキャビティ内の前記隔壁とは反対側の金型端部にそれぞれ配置し、前記隔壁に設けた流通孔を通じて前記流体が移動可能な状態の下で、前記軸押しパンチが互いに近づく方向に前進するように構成している。
また、本発明では、前記キャビティは内径が断続的又は連続的に変化する複数の面を備え、前記複数の面のうち最も内径の小さい面が前記隔壁に隣接するように構成している。
また、本発明では、成形対象部材である管材の端面に当接する前記隔壁の壁面を、下金型及び上金型から成る金型本体とは別体のプレートにより構成し、該プレートを着脱可能としている。
また、本発明では、前記軸押しパンチから前記管材に加えられる圧縮力に抗して、前記プレートを前記管材の端面に当接する方向に弾性的に移動して、前記プレートを前記管材の端面に常に当接させるように機能するシール機構を、前記隔壁に備えるようにしている。
また、本発明では、前記シール機構を、前記隔壁の本体部と、前記別体のプレートと、前記隔壁の本体部と前記別体のプレートとの間に介在された弾性部材とにより構成し、前記別体のプレートを前記弾性部材の弾性によって移動可能としている。
また、本発明では、前記隔壁の面上の前記流通孔の周囲箇所に、前記流通孔に近づくにつれて前記キャビティの外周側に傾斜する傾斜面を設けるようにしている。
また、本発明では、前記金型の開閉動作時に前記金型と共に移動しない別体の拡管用コマを設置し、前記拡管用コマ上に前記傾斜面を設けるようにしている。
また、本発明では、前記複数のキャビティを、前記隔壁を対称中心とする左右対称形状に形成するようにしている。
また、本発明では、複数の管材を同時に成形するハイドロフォーム成形方法において、金型内の隔壁により仕切られた複数のキャビティのそれぞれに管材を配置し、前記管材内部を流体で充満し、前記流体が前記隔壁に設けられた流通孔を通じて前記複数の管材の内部間を移動可能な状態の下で、前記流体に圧力を加えることにより、前記複数のキャビティ内の複数の管材を同時に成形するようにしている。
また、本発明では、前記流体に圧力を加えながら、前記キャビティ内の前記隔壁とは反対側の金型端部に配置した軸押しパンチを、前記隔壁に向かって前進させるようにしている。
また、本発明では、前記管材の端面に予め面取り加工を施した後に、前記キャビティ内に配置するようにしている。
また、本発明では、前記管材の成形時に拡管を生ずる領域、及び、拡管を生じない領域のうち、前記拡管を生じない領域を前記隔壁に隣接して配置するようにしている。
また、本発明では、前記キャビティの内面の内径が断続的又は連続的に変化する場合、前記隔壁に隣接するキャビティ内面の内径とほぼ同一の外径を有する管材の端面を、前記隔壁に当接させた状態で配置するようにしている。
In order to achieve the above object, in the present invention, in the hydroforming mold, the mold includes a partition that divides the cavity into a plurality of partitions, and the partition is partitioned by the partition by providing a flow hole. The fluid is configured to be movable in the plurality of cavities.
The present invention is also directed to a hydroforming mold, wherein the mold includes a plurality of cavities, and a flow hole is provided in a partition wall between the plurality of cavities adjacent to each other, thereby allowing fluid to flow in the plurality of cavities. It is configured to be movable.
In the present invention, an axial push punch that advances in the cavity toward the partition is provided.
In the present invention, the axial push punch is disposed at each end of the mold opposite to the partition in the plurality of cavities, and the fluid can move through a flow hole provided in the partition. Thus, the axial push punches are configured to advance in a direction approaching each other.
In the present invention, the cavity includes a plurality of surfaces whose inner diameter changes intermittently or continuously, and a surface having the smallest inner diameter among the plurality of surfaces is adjacent to the partition wall.
Further, in the present invention, the wall surface of the partition wall that abuts the end surface of the pipe material, which is a member to be molded, is constituted by a plate separate from the mold body composed of the lower mold and the upper mold, and the plate can be attached and detached. It is said.
Further, in the present invention, the plate is elastically moved in a direction in contact with the end surface of the tube material against the compressive force applied to the tube material from the axial push punch, and the plate is moved to the end surface of the tube material. The partition wall is provided with a seal mechanism that functions to always contact.
Further, in the present invention, the sealing mechanism is constituted by a main body portion of the partition wall, the separate plate, and an elastic member interposed between the main body portion of the partition wall and the separate plate, The separate plate is movable by the elasticity of the elastic member.
Moreover, in this invention, the inclined surface which inclines to the outer peripheral side of the said cavity as the said flow hole is approached is provided in the circumference | surroundings location of the said flow hole on the surface of the said partition.
In the present invention, a separate pipe expansion piece that does not move with the mold during the opening and closing operation of the mold is provided, and the inclined surface is provided on the pipe expansion piece.
In the present invention, the plurality of cavities are formed in a symmetrical shape with the partition wall as the center of symmetry.
Further, in the present invention, in the hydroform molding method for simultaneously molding a plurality of pipe materials, the pipe materials are arranged in each of the plurality of cavities partitioned by the partition walls in the mold, the inside of the pipe material is filled with a fluid, and the fluid Is configured to simultaneously form a plurality of pipes in the plurality of cavities by applying pressure to the fluid under a condition in which the fluid can be moved between the insides of the plurality of pipes through a flow hole provided in the partition wall. ing.
In the present invention, the axial push punch disposed at the end of the mold opposite to the partition in the cavity is advanced toward the partition while applying pressure to the fluid.
In the present invention, the end face of the pipe material is preliminarily chamfered and then placed in the cavity.
Moreover, in this invention, the area | region which does not produce the said pipe expansion is arrange | positioned adjacent to the said partition among the area | region which produces a pipe expansion at the time of shaping | molding of the said pipe material, and the area | region which does not produce a pipe expansion.
Further, in the present invention, when the inner diameter of the inner surface of the cavity changes intermittently or continuously, the end surface of the tube material having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the cavity inner surface adjacent to the partition wall is brought into contact with the partition wall. It arranges in the state where it was made to.
請求項1に記載の本発明は、ハイドロフォーム成形用金型にキャビティを複数に仕切る隔壁を備え、隔壁に流通孔を設けることにより、隔壁で仕切られた複数のキャビティ内を流体が移動可能に構成したものであるから、複数の部品を共通の成形加工で同時に成形することができる。また、本発明に係るハイドロフォーム成形用金型を用いて得られる成形品は、成形後に切断加工や仕上げ加工を必要としないため、成形後の部品の寸法管理が容易でありかつ製造工程数の削減が可能となり、生産性の向上をはかることができる。また、流通孔を通じて流体が移動可能であるため、成形時において管材の内面に均等に圧力がかかることとなり、複数のキャビティ内の流体に一方からの加圧操作だけで複数の管材を同時に加圧成形することが可能となる。 In the first aspect of the present invention, the hydroforming mold includes a partition wall that divides the cavity into a plurality of cavities, and a fluid is movable in the plurality of cavities partitioned by the partition wall by providing a flow hole in the partition wall. Since it is configured, a plurality of parts can be simultaneously molded by a common molding process. In addition, since the molded product obtained using the hydroform mold according to the present invention does not require cutting or finishing after molding, it is easy to manage the dimensions of the molded parts and the number of manufacturing steps. Reduction is possible, and productivity can be improved. In addition, since fluid can move through the flow holes, pressure is evenly applied to the inner surface of the pipe during molding, and multiple pipes can be pressurized simultaneously by simply pressurizing the fluid in multiple cavities from one side. It becomes possible to mold.
請求項2に記載の本発明は、ハイドロフォーム成形用金型に複数のキャビティを備え、互いに隣合う複数のキャビティ間の隔壁に流通孔を設けることにより、複数のキャビティ内を流体が移動可能に構成したものであるから、複数の部品を共通の成形加工で同時に成形することが可能となる。また、本発明に係るハイドロフォーム成形用金型を用いて得られる成形品は、成形後に切断加工や仕上げ加工を必要としないため、成形後の部品の寸法管理が容易でありかつ製造工程数の削減が可能となる。また、流通孔を通じて流体が移動可能であるため、成形時において管材の内面に均等に圧力がかかることとなり、複数のキャビティ内の流体に一方からの加圧操作だけで複数の管材を同時に加圧成形することが可
能となる。
The present invention according to
請求項3に記載の本発明は、隔壁に向かってキャビティ内を前進する軸押しパンチを備えるようにしたものであるから、隔壁に管材の端部が押し付けられる方向に力がかかることとなるため、管材の端部における流体のシールが良好に行われ、成形不良を防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the axial push punch that advances in the cavity toward the partition wall is provided, a force is applied in the direction in which the end portion of the pipe material is pressed against the partition wall. The fluid is sealed well at the end of the tube material, and molding defects can be prevented.
請求項4に記載の本発明は、軸押しパンチを複数のキャビティ内の隔壁とは反対側の金型端部にそれぞれ配置し、隔壁に設けた流通孔を通じて流体が移動可能な状態の下で、軸押しパンチが互いに近づく方向に前進するように構成したものであるから、増圧機による流体への加圧を、隔壁にて仕切られた複数のキャビティに均等に伝えることが可能となる。また、両側から隔壁に力が加わることになるので、隔壁への過重による負担が軽減され、金型の破損を防止することができる。
In the present invention according to
請求項5に記載の本発明は、キャビティは内径が断続的又は連続的に変化する複数の面を備え、複数の面のうち最も内径の小さい面が隔壁に隣接するように構成したものであるから、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、金型(成形型)の最小径以下の外径を有する管材を選んで当該管材を成形するに際して、上述のような構造にすることにより、隔壁側の拡管が抑えられることとなるため、管材の端部における流体のシールを良好に行うことができ、成形不良を防止することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the cavity includes a plurality of surfaces whose inner diameter changes intermittently or continuously, and a surface having the smallest inner diameter among the plurality of surfaces is adjacent to the partition wall. Thus, the following effects can be obtained. That is, when selecting a pipe material having an outer diameter equal to or less than the minimum diameter of a mold (molding die) and molding the pipe material, by adopting the structure as described above, pipe expansion on the partition wall side can be suppressed. It is possible to satisfactorily seal the fluid at the end of the tube material and prevent molding defects.
また、請求項6に記載の本発明は、成形対象部材である管材の端面に当接する隔壁の壁面を、下金型及び上金型から成る金型本体とは別体のプレートにより構成し、このプレートを着脱可能としたものであるから、繰り返し行なわれる成形により壁面に傷付きや変形等の消耗が生じた場合には、金型の補修(特に、隔壁の壁面の研磨)や交換をすること無しにプレートのみを交換するだけで、成形中における圧漏れの発生や成形品の端面への傷の転写を防ぐことが可能となる。
Further, in the present invention according to
また、請求項7に記載の本発明は、軸押しパンチから管材に加えられる圧縮力に抗して、プレートを管材の端面に当接する方向に弾性的に移動して、プレートを管材の端面に常に当接させるように機能するシール機構を、隔壁に備えるようにしたものであるから、このシール機構の存在により、壁面としてのプレートを管材の端面に常に追従させて当接させることができることとなり、これにより成形中の管材の軸線方向の縮みに起因する圧漏れを防止することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the plate is elastically moved in a direction in which the plate abuts against the end face of the pipe material against the compressive force applied to the pipe material from the axial push punch, and the plate is moved to the end face of the pipe material. Since the partition wall is provided with a seal mechanism that functions to always contact, the presence of this seal mechanism allows the plate as the wall surface to always follow the end surface of the tube material. Thus, it is possible to prevent pressure leakage due to shrinkage in the axial direction of the tube material being formed.
また、請求項8に記載の本発明は、シール機構を、隔壁の本体部と、別体のプレートと、隔壁の本体部と別体のプレートとの間に介在された弾性部材とにより構成し、別体のプレートを弾性部材の弾性によって移動可能としたものであるから、簡易な構造のシール機構を設けるだけで圧漏れの防止を図ることができる。
In the present invention according to
請求項9に記載の本発明は、隔壁の面上の流通孔の周囲箇所に、流通孔に近づくにつれてキャビティの外周側に傾斜する傾斜面を設けるようにしたものであるから、隔壁側で拡管を行う場合においても、管材の端部における流体のシールを良好に行うことができ、成形不良を防止することができる。
The present invention according to
請求項10に記載の本発明は、金型の開閉動作時に金型と共に移動しない別体の拡管用コマを設置し、拡管用コマ上に傾斜面を設けるようにしたものであるから、成形後における金型の開閉動作時にコマは型(例えば、下金型や上金型)と一緒に移動されることがなく、従ってコマの傾斜面が管材の端部(管材の端部開口の内周縁)に引っ掛かって型が開かなくなる心配がなくなるため、傾斜面の高さについての自由度の向上を図ることができる。
Since the present invention according to
請求項11に記載の本発明は、複数のキャビティを、隔壁を対称中心とする左右対称形状に形成するようにしたものであるから、流体による圧力を管材に均等に加えることが可能となり、成形不良を防止することができる。
In the present invention according to
請求項12に記載の本発明は、複数の管材を同時に成形するハイドロフォーム成形方法において、金型内の隔壁により仕切られた複数のキャビティのそれぞれに管材を配置し、管材内部を流体で充満し、流体が隔壁に設けられた流通孔を通じて複数の管材の内部間を移動可能な状態の下で、流体に圧力を加えることにより、複数のキャビティ内の複数の管材を同時に成形するようにしたものであるから、複数の部品を共通の成形加工で、同時に成形することが可能となる。また、成形後に成形品を切断して複数の部品に分割する方法に比べ、成形後に成形品の切断加工や仕上げ加工を必要としないため、成形後の製品の寸法管理が容易かつ工程の削減が可能となり、生産性の向上を図ることができる。また、成形時に流体が流通孔を通じて流動して、成形対象の管材に均等に圧力がかかることとなるため、複数のキャビティ内の流体に一つの加圧操作で同時に圧力を加えることができる。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the hydroform molding method for simultaneously molding a plurality of pipe materials, the pipe materials are arranged in each of the plurality of cavities partitioned by the partition walls in the mold, and the inside of the pipe material is filled with a fluid. , Under the condition that the fluid can move between the inside of the plurality of pipes through the flow hole provided in the partition wall, by applying pressure to the fluid, a plurality of pipes in the plurality of cavities are simultaneously molded Therefore, a plurality of parts can be simultaneously molded by a common molding process. Compared to the method of cutting the molded product after molding and dividing it into multiple parts, the molded product does not need to be cut or finished after molding, so it is easier to manage the dimensions of the molded product and reduce the number of processes. It becomes possible, and productivity can be improved. Further, since the fluid flows through the flow holes at the time of molding and pressure is evenly applied to the pipe material to be molded, pressure can be simultaneously applied to the fluid in the plurality of cavities by one pressurizing operation.
請求項13に記載の本発明は、流体に圧力を加えながら、キャビティ内の隔壁とは反対側の金型端部に配置した軸押しパンチを、隔壁に向かって前進させるようにしたものであるから、隔壁に管材の端部が押し付けられる方向に力がかかるため、管材の端部における流体のシールが良好に行われることとなり、成形不良を防止することができる。
The present invention according to
請求項14に記載の本発明は、管材の端面に予め面取り加工を施した後に、キャビティ内に配置するようにしたものであるから、成形後に成形品をチャックで固定して面取り加工を加える方法に比べて、部品の成形後の寸法精度を損なう工程を省略することができる。このことを更に詳細に述べると、次の通りである。すなわち、成形前つまり管材の状態であれば部品の精度(真円度など)は高く、その状態で面取りを行えば面取りも精度良く行うことができるが、成形後には金型や軸押しパンチの精度や金型とのクリアランスなどの影響で部品の精度は下がるのが一般的である。そのように、精度が下がった状態で面取り加工を行えば、必然的に加工精度が低下することとなる。また、部品の面取りをするためにチャックすることを考えた場合、管材はチャックも容易で面取りの精度が良好であるが、成形後は部品形状が複雑になっているため精度良くチャックすることが難しいのが実状である。このような実状を勘案した場合、成形前に管材に予め面取り加工を施すようにすれば、その面取り加工を容易にしかも精度良く行うことができ、成形後の部品の精度を損なう工程を省略することができる。
The present invention according to
請求項15に記載の本発明は、管材の成形時に拡管を生ずる領域、及び、拡管を生じない領域のうち、拡管を生じない領域を隔壁に隣接して配置するようにしたものであるから、管材の端部における流体のシールを良好に行うことができ、成形不良を防止することができる。
Since the present invention according to
請求項16に記載の本発明は、キャビティの内面の内径が断続的又は連続的に変化する場合、隔壁に隣接するキャビティ内面の内径とほぼ同一の外径を有する管材の端面を、隔壁に当接させた状態で配置するようにしたものであるから、隔壁側での拡管を抑えることが可能となり、管材の端部における流体のシールを良好に行うことが可能となる。 According to the sixteenth aspect of the present invention, when the inner diameter of the inner surface of the cavity changes intermittently or continuously, the end face of the pipe material having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the inner surface of the cavity adjacent to the partition wall is applied to the partition wall. Since they are arranged in contact with each other, it is possible to suppress the expansion of the pipe on the partition wall side, and it is possible to satisfactorily seal the fluid at the end of the pipe.
以下、本発明の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型及びハイドロフォーム成形方法について図1〜図14を参照して説明する。 Hereinafter, a hydroform molding die and a hydroform molding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型1を示すものである。このハイドロフォーム成形用金型1は、図1に示すように、下金型2及び上金型3から成る金型本体4と、この金型本体4内のキャビティ5に左右両側から挿入される軸押しパンチ6,7とから構成されている。上述の下金型2及び上金型3には、その左右中央箇所に突出部から成る仕切壁8,9が形成されており、下金型2と上金型3とを型締めした場合にはこれらの仕切壁8,9が互いに対応配置されて1つの隔壁(キャビティ5を2つのキャビティ5a,5bに仕切る仕切壁)10が形成されると共に、この隔壁10の中央部分に例えば円形の貫通孔から成る流通孔11が形成されるように構成されている。かくして、成形時には、上述の流通孔11を通して、流体(後述の液体15)が、隔壁10を隔てて互いに隣合うキャビティ5a,5b間を移動可能となされている。
FIG. 1 shows a
また、下金型2と上金型3とを型締めした場合に金型本体4の内部に形成されるキャビティ5は、隔壁10を対称中心とする左右対称形状になるように構成されると共に、キャビティ5の左右両側部分(互いに隣合うキャビティ5a,5b)の形状は、成形すべき2本の材料パイプの形状にそれぞれ対応する形状となるように構成されている。なお、本実施形態におけるキャビティ5にあっては、隔壁10の左右両側の箇所に、成形すべき2本の管材(例えば、材料パイプ)の外径D1(図1及び図4参照)に一致する内径を有する円筒面Aが設けられ、この円筒面Aよりも金型外側の箇所に、前記外径D1よりも少し大きな内径D2(すなわち、D1<D2)を有する円筒面Bが設けられ、これらの円筒面A,Bの間であってかつ隔壁10の近傍箇所に膨らみ面(拡管成形面)Cが設けられている。かくして、これらの複数の面A,B,C(内径が断続的又は連続的に変化する複数の面)のうち最も内径の小さい円筒面Aが隔壁10に隣接されている。
Further, when the
また、一対の軸押しパンチ6,7のうちの一方の軸押しパンチ6には、軸線方向に沿って延びる流体供給孔(貫通孔)12が設けられている。なお、他方の軸押しパンチ7には上述の如き流体供給孔は設けられていない。
Further, one
このような構造のハイドロフォーム成形用金型1を用いて成形を行う際の手順について、図2及び図3を参照しながら述べると、以下の通りである。
(1) まず、長尺のパイプ材を所要寸法に切断することにより、成形対象部品として2本の材料パイプ(管材の一種)13,14を準備する(図2の工程M1及び図3(a)参照)。
(2) 次いで、それぞれの材料パイプ13,14の両端部を面取りする(図2の工程M2参照)。
(3) 次いで、材料パイプ13,14をハイドロフォーム成形する(図2の工程M3及び図3(b)〜(d)参照)。
(4) ハイドロフォーム成形に当たっては、まず、予め面取り加工されたそれぞれの材料パイプ13,14を金型本体4内にセットして金型本体4を型締めする(図3(b)参照)。この際、それぞれの材料パイプ13,14の一端部を図3(b)に示す如く金型本体4の隔壁10に対応配置する。すなわち、材料パイプ13,14の成形時に拡管を生ずる領域、及び、拡管を生じない領域のうち、拡管を生じない領域を隔壁10に隣接して配置する。
(5) 次いで、左右一対の軸押しパンチ6,7を金型本体4の軸線に沿って互いに近づく方向に移動させて材料パイプ13,14の他端部分の内部に圧入する(図3(c)参照)。これに伴い、左右一対の材料パイプ13,14の一端部が隔壁10に圧着されると共に、それらの他端部が軸押しパンチ6,7により拡管されてその開口が閉塞される。
(6) このような状態の下で、軸押しパンチ6の流体供給孔12を通して材料パイプ13,14内に流体15(例えば、水)を充填しながら、左右一対の軸押しパンチ6,7を互いに近づく方向(すなわち、材料パイプ挟み込み方向)に更に前進させる。この際、材料パイプ13,14内に充満された流体15は、隔壁10の流通孔11を通して、互いに隣合う左右両側のキャビティ5a,5b間を移動可能な状態となされ、図外の増圧機により前記流体15に圧力が加えられる。
(7) しかる後に、内圧を上げながら所定の位置まで軸押しパンチ6,7による材料パイプ13,14の軸押しを行い、成形を完了する(図3(d)参照)。
(8) しかる後に、一端部に膨らみ部16,17をそれぞれ有する完成した成形部品13',14'を金型本体4から取り出す(図3(e)参照)。
It is as follows when the procedure at the time of shape | molding using the metal mold | die 1 for hydroform shaping | molding of such a structure is described referring FIG.2 and FIG.3.
(1) First, by cutting the pipe member that is elongated in the required dimensions, (a kind of tube) two material pipes as a molded
(2) Then, chamfering the end portions of the
(3) Then, the
(4) In hydroforming, first, the
(5) Next, the pair of left and right
(6) Under such a state, while filling the
(7) Thereafter, the
(8) Thereafter, the finished molded
上述のような手順によって、従来の2個取り・3工程(すなわち、ハイドロフォーム成形工程S3→切断工程S4→両端切削(仕上げ加工)工程S5)の場合と同等の成形部品が、ハイドロフォーム成形の1工程のみによって達成することができ、ひいては計3つの工程M1,M2,M3にて2個の成形品を得ることができる。 By the above-described procedure, a molded part equivalent to the conventional two-part and three-step process (that is, hydroform molding step S 3 → cutting step S 4 → both end cutting (finishing) step S 5 ) is This can be achieved by only one step of foam molding, and as a result, two molded products can be obtained in a total of three steps M 1 , M 2 and M 3 .
ところで、上述の従来の2個取り・3工程の場合には、切断及び両端仕上げのそれぞれに専用の設備及びチャック金型が必要になる上に、成形部品の寸法精度がバラツキなどの影響でその端部の面取りなどの部品精度などを確保することが難しいのが実状である。これに対し、本実施形態の場合には、2個取り・3工程の場合でも行われる材料パイプ端部の面取りを少し多めにしておくことで、成形後に部品の面取りなどの部品精度(寸法精度)を確保することが可能である。材料パイプ13,14は、断面がほぼ真円であり、成形品に比べて加工精度の向上を容易に実現可能である。
By the way, in the case of the above-mentioned conventional two-piece / three-step process, dedicated equipment and a chuck mold are required for cutting and finishing at both ends, and the dimensional accuracy of the molded part is affected by variations and the like. In reality, it is difficult to ensure the accuracy of parts such as chamfering of the end. On the other hand, in the case of this embodiment, the chamfering of the end of the material pipe, which is performed even in the case of two chamfering and three processes, is slightly increased, so that the component accuracy (dimensional accuracy) such as chamfering of the component after molding. ) Can be secured. The
本実施形態によれば、成形後に切断や両端仕上げを行わないため、そのための設備及びチャック金型は不要である。 According to this embodiment, since cutting and both-end finishing are not performed after molding, equipment and a chuck die for that purpose are unnecessary.
以上において本発明の第1の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型1及びこの金型1を用いたハイドロフォーム成形方法について概説したが、ここでハイドロフォーム成形用金型1の特徴となる流通孔11、及び、キャビティ5の形状などについて更に詳述すると、次の通りである。
The hydroform molding die 1 according to the first embodiment of the present invention and the hydroform molding method using the
まず、図4に示すように、流通孔11の内径D3は、材料パイプ13,14の内径D4より小さく設定し(D3<D4)、成形中に材料パイプ13,14の端面が多少変形しても流通孔11に干渉しない程度に選定するのが望ましい。具体的な目安としては、材料パイプ13,14の内径D4より3mm以上小さければ殆ど場合に問題はないが、軸押し量が少なく、端面の変形が少ない場合などは、それ以下の差でもよい。一方、流通孔11の内径D3が小さすぎる場合は、流通孔11を通しての流体15の供給が不十分になり、成形不良につながり易くなる。結果として、流通孔11の内径D3は、材料パイプ13,14の内径D4より3mm程度小さい場合が最も良い。従って、既述の如くD3<D4が絶対条件であり、D1=D2−3(mm)が最適条件である。
First, as shown in FIG. 4, the inner diameter D 3 of the
また、流通孔11の長さについては、特に定めないが、強度上において成形に支障がない程度の長さを確保していれば、できるだけ短い方が望ましい。その理由は、流通孔11が長い場合には、流体の流れを妨げるからである。
Further, the length of the
一方、キャビティ5の形状について述べると、キャビティ5の左右両部分で成形性に差があると成形不良などの原因となり易いので、本実施形態のように中央の隔壁10を挟んで左右対称形状にすることが望ましいが、左右対称形状である必要はなく、また異なる形状の成形部品を成形するような場合にはその成形部品の形状に対応する形状に設定するようにしても良い。
On the other hand, the shape of the
また、キャビティ5については、拡管を行わない側が金型中央側(すなわち、隔壁10の側)になるように形成されるのが望ましい。すなわち、拡管を行う側が金型本体4の外側になるようにして、その外側部分において軸押しパンチ6,7にて拡管しながら成形を行うのが望ましい。金型中央側で拡管が行われない場合には、図5に示すように、材料パイプ13,14の金型外側端部13a,14aを軸押しパンチ6,7にて材料パイプ13,14の端面及び内外面(外側端面シール位置P1)をシールしながら成形を行うのに対して、材料パイプ13,14の中央側端部13b,14bにおいては金型本体4にて材料パイプ13,14の端面及び外面(中央側端面シール位置P2)にてシールを行うことになり、金型外側及び中央側共にシールは十分になされる。
Further, the
ところが、金型中央側が拡管される場合には、金型外側のシール状況に変わりはないが、金型中央側では材料パイプ13,14の一端部が拡管されて全長が短くなるのに伴って端面でのシールが効かなくなり、その時点で材料パイプ13,14の端面及び外面とキャビティ5を構成する内面5aとの間に図6に示すような隙間Gが生じることからシール漏れ(図6における矢印W参照)を起こし、それ以上の拡管が行えなくなり、形状不良となってしまう。そのため、金型中央側ではできるだけ拡管を行わないようなパイプ配置とするのが望ましい。
However, when the mold center side is expanded, there is no change in the sealing condition on the outside of the mold, but at the mold center side, one end of the
以上の如き構成のハイドロフォーム成形用金型1を用いたハイドロフォーム成形方法によれば、以上の如く、材料パイプ切断工程M1,材料パイプ面取り工程M2,及びハイドロフォーム成形工程M3の計3工程のみにて成形部品を加工することができるので、従来の場合(材料パイプ切断工程S1,材料パイプ面取り工程S2,ハイドロフォーム成形工程S3,切断工程S4,及び切削加工工程S5の計5工程が必要)に比べて加工工数を削減することができる。すなわち、本実施形態によれば、ハイドロフォーム成形後における切断工程及び仕上げ工程を省略することができ、生産性の向上を図ることができる。 According to the hydroform molding method using the hydroform molding die 1 having the above-described configuration, the material pipe cutting step M 1 , the material pipe chamfering step M 2 , and the hydroform molding step M 3 are calculated as described above. Since the molded part can be processed in only three processes, the conventional case (material pipe cutting process S 1 , material pipe chamfering process S 2 , hydroform molding process S 3 , cutting process S 4 , and cutting process S Compared to 5 (5 steps required), the number of processing steps can be reduced. That is, according to this embodiment, the cutting process and finishing process after hydroform molding can be omitted, and productivity can be improved.
また、本実施形態のハイドロフォーム成形用金型1は、左右にそれぞれの部品形状のキャビティ5a,5bを有し、その間に成形用の流体15を通す流通孔11が設けられた仕切壁としての隔壁10を備えた構造となっている(図1及び図5参照)。従って、このハイドロフォーム成形用金型1によれば、部品を切断する位置に流通孔11を有する隔壁(仕切壁)10を設けるようにしたことに伴い、1度のハイドロフォーム成形操作にて、成形後に成形品を切断することなく、複数の成形部品を得ることができる。さらに、隔壁10に流通孔11を設けることにより、片側の軸押しパンチ6の流体供給孔12のみから流体を供給するだけで、成形を行うことができる。なお、従来の通常のハイドロフォーム成形用金型では、片側の軸押しパンチから流体を供給する構造となっているため、流体供給構造についての設備の改造などは必要ない。
Further, the
以上、本発明の第1の実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。 The first embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、既述の実施形態では、金型中央側において材料パイプ13,14の端部を拡管しないのが望ましいとしたが、部品形状によっては、どうしても中央側で拡管を行う必要が生じる場合もある。そのような場合には、金型内の中央側端面に傾斜面20を設ける(図8参照)か、或いは、金型と共に移動しない別体の拡管用コマ21を用いること(図9参照)で対応可能である。この場合でも、拡管率が小さい側のパイプ端部を金型中央側に、拡管率が大きい側の金型端部を金型外側にするのが望ましい。
For example, in the above-described embodiment, it is desirable not to expand the ends of the
金型4内に傾斜面20を設置する場合には、隔壁10に設けられた流通孔11の周囲箇所に対応する隔壁10の側面に、前記流通孔11に近づくにつれてキャビティ5の外周側(具体的には、円筒面Aの側)に傾斜する傾斜面20を有する傾斜部22を設ける。なお、傾斜部22は、図8に示すように、傾斜面20部分の先端部の直径D6が材料パイプ13,14の内径D4より小さく、根本部の直径D7がキャビティ5の内径D1より材料パイプ13,14の板厚分(板厚t)だけ小さい円錐台形状とする。この傾斜部22にあっては、傾斜面20の高さH1は、必要最小限に抑える必要がある。その一方、傾斜面20の高さH1が低くすぎると、傾斜角度が小さくなり、材料パイプの拡管ができなくなる。これとは反対に、傾斜面20の高さH1が高すぎると、成形完了後に成形品が傾斜面20に引っ掛かって開きにくくなる。そのため、傾斜面20の高さH1は、2mm以上、5mm以下が適切な範囲である。
When the
一方、ハイドロフォーム成形用金型1内に拡管用コマ21を用いる場合には、傾斜面23を有する傾斜部24は、先端部の直径D6が材料パイプ13,14の内径D4より小さく、根本部の直径D7がキャビティ5の内径D1より材料パイプ13,14の板厚tだけ小さい円錐台形状とする(図9及び図10参照)。なお、傾斜部24の高さについては、制約がない。これは、拡管用コマ21が金型本体4とは独立して存在する(金型の開閉動作時に金型本体4と共に移動しない)ために下金型2及び上金型3の開閉に影響を与えないためである。そこで、スムーズに拡管が行われる条件となる傾斜面23の傾斜角度を優先して選定するのが望ましい。この傾斜角度θは、45度以上であれば、スムーズな拡管が可能である。傾斜角度が決まれば、それに対応する傾斜部24の高さは自ずと決まる。また、材料パイプ13,14に挿入されるコマ部25の高さH2は、5mm以上であれば金型セット時や金型1内での拡管時に支障はない。
On the other hand, when the
傾斜部24の先端部の直径D6、傾斜部24の根本部の直径D7、キャビティ内径D1(=材料パイプ内径D1)、コマ部25の高さH2(コマ部材料パイプ挿入高さ)、材料パイプ13,14の板厚t、材料パイプ13,14の内径D4、傾斜面の傾斜角度θの関係は、
(a) D6<D4
(b) D7=D1−2×t
(c) θ≧45°
(d) H2≧5(mm)
である。
The diameter D 6 of the tip of the
(A) D 6 <D 4
(B) D 7 = D 1 -2 × t
(C) θ ≧ 45 °
(D) H 2 ≧ 5 (mm)
It is.
また、本発明は、断面円形の材料パイプ13,14に限らず、断面矩形や断面楕円形状などの各種の断面形状の管材にも適用可能であり、さらに材料パイプ以外の各種用途の管材を成形対象物とすることが可能である。
Further, the present invention is not limited to the
また、既述の実施形態では、2つのキャビティ5a,5bを設けて1度のハイドロフォーム成形操作にて2個の成形部品を得るようにしているが、本発明は、隔壁10を介して隣合う3つ以上のキャビティを設けて1度のハイドロフォーム成形操作にて3個以上の成形部品を同時に成形する場合にも適用することが可能である。具体的には、拡管率が小さい部品で成形中にシール漏れが発生しにくい場合や、隔壁を移動可能に構成してその移動量を制御し得る機構を付設するようにした場合には、3個以上の部品を同時成形することが可能である。
In the above-described embodiment, two
ここで、本発明に係るハイドロフォーム成形用金型及びハイドロフォーム成形方法の実施例について述べると、以下の通りである。 Here, it will be as follows if the Example of the metal mold | die for hydroform molding and hydroform molding method which concern on this invention is described.
実施例1
本案に示す方法(本実施例1)と従来の方法(比較例)にて成形を行った。部品は、共に1度で2個づつ成形するようにした。そして、図3に示すような金型形状と成形手順にて成形を行った。成形した部品の形状を図11に示す。材料パイプは外径D1=37.0mm、板厚t=3.0mmである。成形した部品は、全長がL=52.0mmで、膨らみ部(拡管部)の最大外径D5が50.0mmである。
比較例として、図17に示すような金型形状と成形手順にて同様の成形を行った。比較例の材料パイプの外径及び板厚は実施例と同様であるが、全長は中央部の切断代と切削代を考慮し、実施例の2倍よりさらに5mm長いものを使用した。
実施例と比較例とでは成形性や成形時間などに差はなく、比較例の方は後工程(切断、切削)の分だけ加工時間が長くなった。実施例は、比較例と同様に成形に問題はなく、より生産性が高いことが分かった。
Example 1
Molding was performed by the method shown in the present plan (Example 1) and the conventional method (Comparative Example). Each part was molded two at a time. And it shape | molded by the metal mold | die shape and a shaping | molding procedure as shown in FIG. The shape of the molded part is shown in FIG. The material pipe has an outer diameter D 1 = 37.0 mm and a plate thickness t = 3.0 mm. Molded parts, the total length is at L = 52.0 mm, the maximum outer diameter D 5 of the bulge portion (expanded portion) is 50.0 mm.
As a comparative example, similar molding was performed using a mold shape and molding procedure as shown in FIG. The outer diameter and plate thickness of the material pipe of the comparative example were the same as in the example, but the total length was 5 mm longer than twice the example in consideration of the cutting allowance and cutting allowance at the center.
There was no difference in formability and molding time between the examples and the comparative examples. In the comparative example, the processing time was longer by the amount of the subsequent process (cutting, cutting). It was found that the example had no problem in molding as in the comparative example, and the productivity was higher.
実施例2
実施例1と同様の部品を中央側端面相当位置に別体のコマを設置して、中央側端面を拡管しながら成形を行った。そのため、材料パイプは、外径がD1=35.0mm、板厚がt=3.1mmのものを使用した。
実施例1と同様に成形を行ったが、シール漏れなどの不具合は生じることなく、ほぼ同等の部品が成形できた。
Example 2
Parts similar to those of Example 1 were formed at separate positions corresponding to the center side end face, and molded while expanding the center side end face. Therefore, a material pipe having an outer diameter of D 1 = 35.0 mm and a plate thickness of t = 3.1 mm was used.
Molding was performed in the same manner as in Example 1, but almost the same parts could be molded without causing problems such as seal leakage.
また、図12〜図14は、本発明の第2の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型50を示すものである。なお、図12〜図14において図1〜11と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
12 to 14 show a
本実施形態のハイドロフォーム成形用金型50は、同一或いは異なる複数の部品を同時に一体成形し、成形後に切断して完成品とする成形部品を、成形後の仕上げ工程を省略して完成品とすることが可能なハイドロフォーム成形用金型であって、成形中の圧漏れ、金型の消耗や傷付きによる不具合を防止することができ、それにより成形中の圧漏れに起因する成形不良や寸法精度の低下などの不具合を防止できるようにしたものである。
The
図12に示すように、このハイドロフォーム成形用金型50は、既述の第1の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型1における左右のキャビティ5a,5b間に設けた仕切壁8,9(すなわち、隔壁10)の部分を、下金型2及び上金型3から成る金型本体4とは別体の組合体51に置き換えたものであり、この別体の組合体51を、キャビティ5を仕切るための隔壁(仕切壁)として配設したものである。上述の組合体51は、図12及び図13に示すように、隔壁の本体部を構成する1つのコマ52と、一対のプレート53,53と、一対のOリング54,54とから成り、この組合体51が、キャビティ5を仕切るための隔壁を構成している。
As shown in FIG. 12, the hydroform molding die 50 includes
さらに具体的に述べると、下金型2の内周壁部には、図12に示す如く円環形状のコマ52の一方の半分部分が嵌着状態で固定されており、型締めがなされるのに伴って、コマ52の他方の半分部分に上金型3が嵌着されるように構成されている。そして、コマ52の内径部分の円環状突出片部が、キャビティ5を仕切る1つの壁部55(キャビティ5の仕切壁本体部)として設けられており、この壁部55の中央箇所に流通孔56が形成されている。
More specifically, as shown in FIG. 12, one half of an
また、前記壁部55の左右両側部には、中央部に流通孔57を有する円環形状のプレート53,53がそれぞれ対向配置され、これらのプレート53,53と既述の隔壁55との間に弾性を有するOリング(弾性部材)54,54がそれぞれ介在されている。そして、図12及び図13に示すように、各プレート53の外周面がキャビティ5の円筒面A及びコマ52の内周の円筒面A’に摺接して移動可能に配置されており、各プレート53の流通孔57が前記流通孔56に対応配置されて、これらの流通孔56,57により、成形用の流体(例えば、水)を通す一連の流通孔58が形成されるようになっている。なお、このような流通孔58を設ける理由は、既述の第1の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型1の場合と同様に、片側の軸押しパンチ6から供給された流体が両側のキャビティ5a,5b間を自由に行き来することを可能にすることにより、両方のキャビティ5a,5b内に設置された材料パイプ13,14に等しく内圧を付与することを可能にするためである。
Further,
一方、上述の一対のプレート53,53は、下金型2及び上金型3とは別体の移動可能部材(キャビティ5の軸線方向に沿って摺動可能な可動部材)であり、金型本体4に対して着脱可能となっている。かくして、これら一対のプレート53,53は可動式に構成されていることから成形部品の全長の寸法精度に影響を与えることとなるため、成形の最終段階では、一対のプレート53,53が、一対のOリング54,54をそれぞれ介して隔壁の本体部である壁部55の両面に当接(圧着)するように構成されている。
On the other hand, the above-described pair of
かくして、成形対象部材である管材の端面に当接する隔壁の壁面が、下金型2及び上金型3から成る金型本体4とは別体の着脱可能な一対のプレート53,53により構成されている。そして、コマ52の突出片部から成る隔壁本体部としての壁部55と、別体の一対のプレート53,53と、前記壁部55と一対のプレート53,53との間にそれぞれ介在されたOリング54,54とにより構成されたシール機構60が設けられており、これら一対のプレート53,53は、各Oリング54の弾性によってキャビティ5の軸線方向に沿って移動可能に配置されている。すなわち、本実施形態においては、軸押しパンチ6,7から管材に加えられる圧縮力に抗して、一対のプレート53,53を管材の端面に当接する方向に弾性的に移動して、一対のプレート53,53を管材の端面に常に当接させるように機能するシール機構60が、キャビティ5の隔壁を構成する組合体51に備えられている。
Thus, the wall surface of the partition wall that comes into contact with the end face of the pipe material, which is a member to be molded, is constituted by a pair of
このような構造のハイドロフォーム成形用金型50を用いて成形を行う際の手順は、既述の第1の実施形態のハイドロフォーム成形用金型1を用いて成形を行う際の手順と全く同一である。その概略を述べると、以下の通りである。 The procedure for molding using the hydroform molding die 50 having such a structure is completely the same as the procedure for molding using the hydroform molding die 1 of the first embodiment described above. Are the same. The outline is as follows.
(1) 2本の材料パイプ13,14を準備する(図14(a)参照)。
(2) それぞれの材料パイプ13,14を金型本体4内にセットし、金型本体4を閉じる(図14(b)参照)。
(3) 材料パイプ13,14内に流体(例えば、水)を充填しながら軸押しパンチ6,7を前進させていく(図14(c)参照)。
(4) 内圧を上げながら所定の位置まで軸押しを行い(この際、成形の最終殺階ではプレート53,53がOリング54,54を介して隔壁本体部である壁部55に当接する)、成形を完了する(図14(d)参照)。
(5) 完成した部品を金型本体4から取り出す(図14(e)参照)。
(1) Two
(2) The
(3) The axial push punches 6 and 7 are advanced while filling the
(4) Pushing the shaft to a predetermined position while increasing the internal pressure (At this time, the
(5) The completed part is taken out from the mold body 4 (see FIG. 14E).
上述のようなハイドロフォーム成形用金型50によれば、既述の第1の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型1に比べて、次のような利点を有する。 The hydroform molding die 50 as described above has the following advantages over the hydroform molding die 1 according to the first embodiment described above.
既述の第1の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型1にあっては、中央の隔壁(仕切壁)10の部品端面と接する部分において成形中に僅かに圧漏れが発生すること、並びに、成形の繰り返しによって金型の消耗や傷付を生じた際に金型の補修や交換を行う必要があるという問題がある。すなわち、ハイドロフォーム成形用金型1の場合には、繰り返し成形を行うのに伴って中央の隔壁(仕切壁)10に傷付きや変形等の消耗が生じる。このような消耗を生じると、成形中に隔壁の部分で圧漏れ(材料パイプ内の圧力の低下)を生じたり、成形品の端面に傷が転写されるおそれがあるため、金型の補修や交換が必要となる。なお、金型の消耗や傷付きを生じた部分を研磨しても、部品寸法が変化してしまうこととなるため、研磨による金型再生は不可能である。また、金型の消耗や傷付がなくても、成形中に内圧で材料パイプが膨らむ際に、僅かに材料パイプがその軸線方向に縮むという現象が起こり、その際に隔壁の部分で僅かな圧漏れが生じる。この圧漏れは、連続して行われている軸押しにより材料パイプが押されるため、短時間で解消され、再び適切に材料パイプの端面がシールされるが(成形中の僅かな圧漏れであれば、部品の成形自体は問題なく可能)、圧漏れによる内圧の変動は品質のバラツキの要因となり好ましくない。
In the
これに対し、本実施形態のハイドロフォーム成形用金型50にあっては、中央の隔壁(仕切壁)を金型本体4とは別体の組合体51にて構成し、さらに隔壁の消耗部分である壁面を単純な円環形状のプレート53として独立させるようにしているため、ハイドロフォーム成形用金型50のメンテナンスに際しては、消耗した或いは傷が付いたプレート53のみを交換するだけでよく、金型の補修や交換は必要ないため、金型の維持コストを抑えることができる。さらに、最初に軸押しにより材料パイプ13,14が押された際はプレート53,53の内側に設置されたOリング54,54が縮んでいるが、材料パイプ13,14が内圧で径方向に膨らんで軸線方向に縮む際には、Oリング54,54が元の状態に戻るまで一対のプレート53,53は材料パイプ13,14の端面に当接状態(圧着状態)で追従できるため、隔壁51での圧漏れを確実に防止することができる。従って、このハイドロフォーム成形用金型50によれば、成形中の圧漏れ、金型の消耗や傷付きによる不具合を確実に防止することが可能であり、それにより成形中の圧漏れに起因する成形不良や寸法精度低下などの不具合を防止することが可能であり、圧漏れに伴う成形不良や寸法のバラツキが非常に少ない部品を成形することができる。また、このハイドロフォーム成形用金型50にあっては、通常のハイドロフォーム成形機にて成形が可能であり、設備の改造なども必要としない。
On the other hand, in the
以上、本発明の第2の実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、第2の実施形態に係るハイドロフォーム成形用金型50では、一対のプレート53,53を付勢する弾性部材としてOリング54,54を用いたが、それ以外にも同様の機能を果たすバネ等を用いるようにしても良い。また、断面円形の材料パイプ13,14に限らず、断面矩形や断面楕円形状などの各種の断面形状の管材にも適用可能であり、さらに材料パイプ以外の各種用途の管材を成形対象物とすることが可能である。また、組合体51から成る隔壁を介して隣合う3つ以上のキャビティを設けて1度のハイドロフォーム成形操作にて3個以上の成形部品を同時に成形する場合にも適用することが可能である。
The second embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in the
また、金型中央側において管材の端部を拡管する必要がある場合には、既述の隔壁55の側面(管材の端面に対応する側面)上の流通孔57の周囲箇所に、この流通孔57に近づくにつれてキャビティ5の外周側(キャビティ5の軸線から遠ざかる側)に傾斜する傾斜面(図7及び図8に示すような傾斜面20)を設けるようにしても良く、或いは、プレートの側面(管材の端面に対応する側面)上の流通孔56の周囲箇所に、この流通孔57に近づくにつれてキャビティ5の外周側に傾斜する傾斜面(図10(b)に示すような傾斜面23)を設けるようしても良い。
When it is necessary to expand the end portion of the pipe material on the center side of the mold, this flow hole is formed around the
1 ハイドロフォーム成形用金型
2 下金型
3 上金型
4 金型本体
5 キャビティ
5a,5b キャビティ
6,7 軸押しパンチ
8,9 仕切壁
10 隔壁
11 流通孔
12 流体供給孔
13,14 材料パイプ
13',14' 成形部品
15 流体
16,17 膨らみ部(拡管部)
20 傾斜面
21 拡管用コマ
22 傾斜部
23 傾斜面
24 傾斜部
50 ハイドロフォーム成形用金型
51 組合体
52 コマ
53 プレート
54 Oリング
55 壁部
56,57,58 流通孔
60 シール機構
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