JP2005324219A - Hollow parts forming die, hollow parts manufacturing method, and hollow parts - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断面形状が部位毎に変化する中空部品の製造技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for manufacturing a hollow part whose cross-sectional shape changes for each part.
近年、自動車の強度部材等に、必要な部位に必要な機能を持たせる(例えば、衝撃吸収性の向上を図る。)ため、断面形状を一定とせず部位毎に変化させた、機能性中空部品が用いられるようになっている。その製造方法としては、押出し成形法によるものや(例えば、特許文献1参照。)、ハイドロフォーム法によるのがある(例えば、特許文献2参照。)。 In recent years, functional hollow parts, in which the cross-sectional shape is changed for each part in order to give a necessary part a necessary function to a strength member of an automobile (for example, aiming to improve shock absorption). Is being used. As the manufacturing method, there are an extrusion method (for example, see Patent Document 1) and a hydroform method (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、従来の押出し成形法によるものは、使用可能な材料がアルミニウム、マグネシウム等の押出し材に限られ、最も需要の大きい鋼材を材料に用いることができなかった。また、軸方向の形状の自由度が低く、必要な機能を担持させるための最適形状を与えることができないといった欠点があった。さらに、製品の部位毎に板厚のばらつきを抑えることも極めて困難であった。
一方、従来のハイドロフォーム法によっても、製品の軸方向の形状の自由度が低く、必要な機能を担持させるための最適形状を与えることができないといった欠点があった。
その他の製造方法として、鋳造法やプレス成形品を溶接して必要な製品形状を得る手法が考えられるが、鋳造法では後加工を避けることが困難であり、かつ、1mm台の薄肉化が困難で、部品の軽量化が極めて困難であるといった問題があった。また、プレス成形品を溶接する手法では、軸方向に複雑な形状を得ることが困難で、かつ、合わせ部品毎のスプリングバックや、溶接の熱歪等による部品精度の悪化を招き易く、かつ、合わせ部品毎に溶接フランジを設ける必要がある等の欠点があった。
However, according to the conventional extrusion molding method, usable materials are limited to extruded materials such as aluminum and magnesium, and steel materials having the greatest demand cannot be used as the materials. In addition, there is a drawback that the degree of freedom of the shape in the axial direction is low and an optimum shape for carrying a necessary function cannot be given. Furthermore, it has been extremely difficult to suppress variations in sheet thickness for each part of the product.
On the other hand, the conventional hydrofoam method has a drawback that the degree of freedom in the shape of the product in the axial direction is low and an optimum shape for carrying a necessary function cannot be provided.
As other manufacturing methods, a casting method or a method of obtaining a necessary product shape by welding a press-molded product can be considered, but it is difficult to avoid post-processing by the casting method and it is difficult to reduce the thickness of the 1 mm range Therefore, there is a problem that it is extremely difficult to reduce the weight of the parts. In addition, in the technique of welding a press-formed product, it is difficult to obtain a complicated shape in the axial direction, and it is easy to cause deterioration of component accuracy due to springback for each mated component, thermal distortion of welding, and There is a drawback that it is necessary to provide a welding flange for each mating part.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、必要な部位に必要な機能を持たせるために、軸方向の複雑な形状を有する高精度の中空部品を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-precision hollow part having a complicated shape in the axial direction so that a necessary part has a necessary function. There is.
上記課題を解決するための、本発明に係る中空部品の成形用金型は、多角形断面形状の捩れ部を有する中空部品を、ハイドロフォーム加工するための金型であって、捩れ多角形断面形状のキャビティが形成され、かつ、型割り面が当該キャビティ内の中空部品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、キャビティに中空素材をセットして、ハイドロフォーム加工により前記キャビティ形状を中空素材に転写することで、多角形断面形状の捩れ部を有する中空部品を得ることができる。しかも、型割り面が当該キャビティ内の中空部品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置されていることから、金型に複雑なスライド構造を採用することなく、型開きおよび製品の離型が可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, a mold for forming a hollow part according to the present invention is a mold for hydroforming a hollow part having a twisted portion having a polygonal cross-sectional shape, and has a twisted polygonal cross-section. A cavity having a shape is formed, and the dividing surface is arranged so as not to cause a negative angle in the opening / closing direction of the mold with respect to the hollow part in the cavity.
According to the present invention, a hollow part having a twisted portion having a polygonal cross-sectional shape can be obtained by setting a hollow material in a cavity and transferring the cavity shape to the hollow material by hydroforming. In addition, since the mold dividing surface is arranged so as not to cause a negative angle in the mold opening / closing direction with respect to the hollow part in the cavity, the mold opening and opening can be performed without adopting a complicated slide structure for the mold. Product release is possible.
また、本発明においては、前記金型が軸方向に連続する複数の金型ユニットにより構成され、当該複数の金型ユニットに跨って、前記キャビティの捩れ多角形断面形状が形成されると共に、各金型ユニットが受持つ捩れ多角形断面形状のキャビティの捩れ角が、各々、金型の開閉方向の負角を生じない範囲に制限されている。
この構成によって、金型に複雑なスライド構造を採用することなく、ハイドロフォーム加工用金型のキャビティに、必要な捩れ多角形断面形状を与えることが可能となる。
さらに、前記金型ユニットは、前記金型ユニット毎に、捩れ多角形断面形状のキャビティの捩れに倣って、金型の開閉方向にその位置を変位させる型割り面を備えるものとすることで、金型に複雑なスライド構造を採用することなく、前記キャビティに必要な捩れ多角形断面形状を与えることが可能となる。
Further, in the present invention, the mold is composed of a plurality of mold units that are continuous in the axial direction, and a twisted polygonal cross-sectional shape of the cavity is formed across the plurality of mold units, The torsion angles of the torsional polygonal cross-sectional cavities that the mold unit takes over are limited to a range that does not cause a negative angle in the mold opening and closing direction.
With this configuration, it is possible to give the necessary twisted polygonal cross-sectional shape to the cavity of the hydroforming die without adopting a complicated slide structure in the die.
Further, the mold unit is provided with a mold dividing surface that displaces the position in the opening and closing direction of the mold, following the twist of the cavity having a twisted polygonal cross-sectional shape for each of the mold units. The twisted polygonal cross-sectional shape required for the cavity can be given without adopting a complicated slide structure in the mold.
また、本発明において、前記金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、前記キャビティの多角形断面が正n角形であるとき、最大で360/n°とされることとする。
この構成によって、正n角形の捩れ多角形断面形状部を有する中空部品を、ハイドロフォーム加工するためのキャビティを、金型に構成することができる。
Further, in the present invention, the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of the cavity each of the mold units is responsible for is 360 / n ° at the maximum when the polygonal cross-section of the cavity is a regular n-square shape. To do.
With this configuration, a cavity for hydroforming a hollow part having a regular n-gonal twisted polygonal cross-section can be formed in the mold.
また、本発明の別例として、前記金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、前記キャビティの多角形断面が正n角形でありその角部にフィレットが形成されているとき、最大で360/n°とされることとする。
この構成によって、キャビティの多角形断面が正n角形でありその角部にフィレットが形成されている捩れ多角形断面形状部を有する中空部品を、ハイドロフォーム加工するためのキャビティを、金型に構成することができる。
As another example of the present invention, the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of the cavity that each of the mold units is responsible for is a regular n-gonal polygonal cross-section, and a fillet is formed at the corner. In some cases, the maximum value is 360 / n °.
With this configuration, a cavity for hydroforming a hollow part having a twisted polygonal cross-sectional shape part in which the polygonal cross section of the cavity has a regular n-gonal shape and a fillet is formed at the corner part is formed in the mold. can do.
更なる別例として、前記金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、前記キャビティの多角形断面が正n角形でありその角部に面取りが施されているとき、最大で360/2n°とされることとする。
この構成によって、キャビティの捩れ多角形断面が正n角形でありその角部に面取りが施されている捩れ多角形断面形状部を有する中空部品を、ハイドロフォーム加工するためのキャビティを、金型に構成することができる。
As yet another example, the twist angle of the torsional polygonal cross-sectional shape of the cavity each of the mold unit takes is maximum when the polygonal cross-section of the cavity is a regular n-gonal shape and its corners are chamfered. It is assumed that 360 / 2n °.
With this configuration, a cavity for hydroforming a hollow part having a twisted polygonal cross-sectional shape portion in which the twisted polygonal cross section of the cavity has a regular n-gonal shape and a chamfered corner is provided in the mold. Can be configured.
なお、前記複数の金型ユニットは、全て一体に形成されていることとしても良く、前記複数の金型ユニットは、各々が別体に形成され、かつ、締結部材によって一体化されていることとしても良い。
何れの場合であっても、必要な捩れ多角形断面形状を有するキャビティを備える金型を構成することができる。
The plurality of mold units may be formed integrally, and the plurality of mold units are formed separately and integrated by a fastening member. Also good.
In any case, a mold having a cavity having a necessary twisted polygonal cross-sectional shape can be configured.
また、上記課題を解決するための、本発明に係る中空部品の製造方法は、多角形断面形状の捩れ部を有する中空部品の製造方法であって、捩れ多角形断面形状のキャビティが形成され、かつ、型割り面が当該キャビティ内の製品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置された、一対の金型に中空素材をセットし、ハイドロフォーム加工により前記キャビティ形状を中空素材に転写することを特徴とするものである。
本発明によれば、捩れ多角形断面形状の捩れ部を有する中空部品を、ハイドロフォーム加工により成形することが可能となる。
In addition, a method for manufacturing a hollow part according to the present invention for solving the above-described problem is a method for manufacturing a hollow part having a twisted portion having a polygonal cross-sectional shape, and a cavity having a twisted polygonal cross-sectional shape is formed. In addition, a hollow material is set in a pair of molds that are arranged so that the mold split surface does not cause a negative angle in the mold opening and closing direction with respect to the product in the cavity, and the cavity shape is hollowed by hydroforming. It is characterized by being transferred to a material.
According to the present invention, a hollow part having a twisted portion having a twisted polygonal cross-sectional shape can be formed by hydroforming.
さらに、上記課題を解決するための、本発明に係る中空部品は、捩れ多角形断面形状のキャビティが形成され、かつ、型割り面が当該キャビティ内の製品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置された、一対の金型に中空素材をセットし、ハイドロフォーム加工により前記キャビティ形状を中空素材に転写して成形されることを特徴とするものである。 Furthermore, a hollow part according to the present invention for solving the above-mentioned problem is formed with a cavity having a twisted polygonal cross-sectional shape, and the mold dividing surface is a negative angle with respect to the product in the cavity in the opening / closing direction of the mold. The hollow material is set in a pair of molds arranged so as not to cause the cavities, and the cavity shape is transferred to the hollow material by hydroforming and molded.
本発明はこのように構成したので、必要な部位に必要な機能を持たせるための、軸方向の複雑な形状を有する高精度の中空部品を提供することが可能となる。 Since this invention was comprised in this way, it becomes possible to provide the highly accurate hollow part which has a complicated shape of an axial direction for giving a required function to a required site | part.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1には、本発明の実施の形態に係る中空部品の成形用金型20と、成形用金型20にセットされる中空素材100とを示している。成形用金型20は、ハイドロフォーム加工用の金型であり、上型22と下型24とで構成されている。ハイドロフォーム加工の手順は、まず、図2(a)に示すように、中空素材100を金型20にセットし、中空素材100に液圧Pを付与しつつ、軸押し26によって軸押力Fを負荷する。そして、中空素材100を図2(b)に示すように、金型20のキャビティ28の形状に倣って変形させ、最終的には、図2(c)に示すように、金型20のキャビティ28の形状を中空素材100に転写するものである。なお、中空素材100は、金属管に予備成形と呼ばれる曲加工や、潰し加工などを施したものを用いることが多い。なお、本発明の実施の形態において用いられる中空素材100の材料は、押出し成形の場合と異なり、その材料に制限を受けるものではなく、金属鋼管等も使用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a hollow part molding die 20 according to an embodiment of the present invention, and a
ここで、図3に示す下型24に基き、本発明の実施の形態に係る金型20の詳細な説明を行う。なお、上型22については、下型24と同様の構成を有することから、図示を省略する。
下型24(上型22)には、必要な捩れ多角形断面形状のキャビティ28が形成されている。また、下型24(上型22)は、軸方向に連続する複数の金型ユニット30により構成されている。しかも、キャビティ28の捩れ多角形断面形状が、複数の金型ユニット30(30A、30B)に跨って形成されると共に、長さLの各金型ユニット30A、30Bが受持つキャビティの一部分28A、28Bの捩れ角が、金型の開閉方向の負角を生じることのない角度に制限されている(後述する)。なお、図1〜図3の例では、各金型ユニット30A、30Bは一体に形成されている。また、各金型ユニット30A、30Bの前後にも、中空素材100の直径を維持する円筒キャビティを有する端部ユニット32、34が一体に形成されている。
Here, based on the lower mold |
A
さて、図4(a)、(c)には、金型ユニット30Aの端部断面I、IIIの断面形状を、図4(b)には、金型ユニット30Aの中間部断面IIの断面形状を示している。また、上型22の対応する金型ユニット36Aの断面形状も同時に示している。図4(a)〜(c)より明らかなように、金型ユニット30Aは、キャビティの一部分28Aの、多角形断面形状の捩れに倣って、その位置が金型の開閉方向に変位する型割り面38を備えている。また、同様にして、対応する上型の金型ユニット36Aについても、金型ユニット36Aのキャビティの一部分40Aは、多角形断面形状の捩れに倣って、金型の開閉方向に変位する型割り面42を備えている。そして、図4(a)、(c)に示した、金型ユニット30Aの端部断面I、IIIの断面形状から明らかなように、各金型ユニット30A、36Aが受持つキャビティの一部分28A、40Aには、その全長にわたって、金型の開閉方向の負角は生じないものとなっている。
4A and 4C show the sectional shapes of the end sections I and III of the
ところで、図3、図4の例では、キャビティ28の捩れ多角形断面形状は正四角形であり、その角部にフィレットが形成されている。このような場合には、各金型ユニット30A、30Bが各々受け持つキャビティの一部分28A、28Bの捩れ角は、最大で360/n°とすることで、金型の開閉方向の負角は生じないものとなる。
したがって、図示の例では、捩れ角は360°/4=90°であり、図5(a)に示すようにフィレットが形成された正四角形のキャビティ断面の角部(図中、円で囲んだ部分)を、図5(b)に示すように0°〜90°まで回転させても、キャビティの一部分28A、40Aには金型の開閉方向の負角が生じないことが理解される。
そして、図1〜図4に示す金型20の場合には、図3に示すように、二つの金型ユニット30A、30Bの2つを用いることによって、捩れ多角形断面形状のキャビティ28は、全体で180°の捩れ角を得ている。
By the way, in the example of FIG. 3, FIG. 4, the twist polygonal cross-sectional shape of the
Therefore, in the example shown in the figure, the twist angle is 360 ° / 4 = 90 °, and as shown in FIG. 5 (a), the corner of the square cross section of the square with the fillet formed (encircled in the figure) It is understood that even if the portion is rotated from 0 ° to 90 ° as shown in FIG. 5B, no negative angle in the mold opening / closing direction is generated in the
In the case of the
なお、各金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、前記キャビティの捩れ多角形断面が正n角形であり、その角部にフィレットが形成されていない場合であっても、最大で360/n°とされることで、金型の開閉方向の負角は生じないものとなる。 It should be noted that the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of the cavity each mold unit is responsible for is a case where the twisted polygonal cross-section of the cavity is a regular n-gonal shape and no fillet is formed at the corner. When the maximum is 360 / n °, a negative angle in the opening and closing direction of the mold does not occur.
以上の条件は、他の多角形断面にもそのまま該当し、例えば、三角形断面のキャビティの場合には、各金型ユニットが受持つキャビティの捩れ角は、最大で360/3=120°となり、五角形断面の場合には、各金型ユニットが受持つキャビティの捩れ角は、最大で360/5=72°となる。また、各金型ユニット毎の捩れ角は、360/n°以下であれば金型の開閉方向の負角は生じないことから、かかる範囲内で必要に応じて角金型ユニット毎の捩れ角を自由に決定することも可能である。
さらに、キャビティに不規則n角形断面を採用した場合にも、正n角形と同様に、各金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、最大で360/n°となる。
The above conditions also apply to other polygonal sections as they are. For example, in the case of a cavity with a triangular section, the twist angle of the cavity that each mold unit takes is 360/3 = 120 ° at the maximum, In the case of a pentagonal cross section, the maximum twist angle of the cavity that each mold unit takes is 360/5 = 72 °. Further, if the twist angle for each mold unit is 360 / n ° or less, a negative angle in the opening / closing direction of the mold does not occur. Therefore, if necessary, the twist angle for each square mold unit is within this range. It is also possible to decide freely.
Further, even when an irregular n-gonal cross section is adopted for the cavity, the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of each cavity that each mold unit handles is 360 / n ° at the maximum, similarly to the regular n-square shape. .
一方、図6(a)に示すように、キャビティの多角形断面が四角形でありその角部に面取りが施されているとき、各金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、最大で360/2n°、すなわち、最大で360/(2×4)=45°とされる。この理由は、図6(a)に示すように、面取りが施された四角形のキャビティ断面の角部(図中、円で囲んだ部分)を、図6(b)に示すように0°〜90°まで回転させると、回転角が45°を越えた時点でキャビティ28A、40Aには金型の開閉方向の負角は生じてしまうことによるものである。したがって、45°〜90°の捩れについては、隣接する金型ユニットのキャビティの一部分28B、40Bが分担することとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (a), when the polygonal cross section of the cavity is a quadrangle and the corners are chamfered, the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of each cavity that each mold unit takes care of. Is 360/2 n ° at the maximum, that is, 360 / (2 × 4) = 45 ° at the maximum. The reason for this is that, as shown in FIG. 6 (a), the corners (portions enclosed by circles in the figure) of the rectangular cavity cross-section that has been chamfered are 0 ° to 0 ° as shown in FIG. 6 (b). This is because when the rotation angle is 90 °, a negative angle in the mold opening / closing direction is generated in the
ところで、複数の金型ユニットは、図3に示すように全て一体に形成されていることとしても良く、図7に示すように、金型ユニット30A、30B、端部ユニット32、34を各々別体に形成し、かつ、ボルト44、ナット46等の締結部材によってそれらを一体化することとしても良い。また、図8に示すように、四つの金型ユニット30A〜30Dを用いることすれば、四角形断面形状のキャビティ28は、全体で360°の捩れ角を得ることができる。さらに、図9に示すように、正八角形の断面形状を有するキャビティを備える七つの金型ユニット30A〜30Gを用いることとすれば、キャビティ全体として、360/8×7=315°の捩れ角を得ることが可能となる。したがって、かかる金型によってハイドロフォーム加工された捩れ中空部品102は、315°の捩れ角を有する、正八角形断面の捩れ中空部品となる。
By the way, the plurality of mold units may be integrally formed as shown in FIG. 3, and the
上記構成を有する本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、本発明の実施の形態に係る中空部品の成形用金型20は、多角形断面形状の捩れ部を有する中空部品を、ハイドロフォーム加工するための金型であって、捩れ多角形断面形状のキャビティ28、40が形成され、かつ、型割り面38、42が、キャビティ28,40内の中空部品100に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置されていることから、キャビティ28、40に中空素材100をセットして、ハイドロフォーム加工によりキャビティ28、40の形状を中空素材に転写することで、多角形断面形状の捩れ部を有する高精度の中空部品(図9の捩れ中空部品102を参照。)を得ることができる。そして、金型に複雑なスライド構造を採用することなく、型開きおよび製品の離型が可能となる。しかも、中空部品の1mm未満の薄肉化が可能で、部品の軽量化が極めて容易となる。また、中空部品の肉厚の均一化も可能である。さらには、鋼材の使用も可能でありであり、材料選択の制限を受けることがなくなる。
したがって、捩れ多角形断面形状という軸方向の複雑形状を、製品の板厚にばらつきを生じることなく、また、材料に制約を受けることもなく製造することが可能となり、高精度かつ高機能の機能性中空部品を提供することが可能となる。
According to the embodiment of the present invention having the above-described configuration, the following operational effects can be obtained. First, a hollow part molding die 20 according to an embodiment of the present invention is a mold for hydroforming a hollow part having a polygonal cross-sectional twisted portion, and has a twisted polygonal cross-sectional shape. , And the mold dividing surfaces 38 and 42 are arranged so as not to form a negative angle in the mold opening / closing direction with respect to the
Therefore, it is possible to manufacture a complex shape in the axial direction called a twisted polygonal cross-sectional shape without causing variations in the thickness of the product and without being restricted by the material. Can be provided.
また、本発明の実施の形態においては、金型20が軸方向に連続する複数の金型ユニット30(30A,30B、‥‥)により構成され、複数の金型ユニット30に跨ってキャビティ28の捩れ多角形断面形状が形成されると共に、各金型ユニット30が各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角が、各金型ユニット30が受持つキャビティの一部分28A,28B、‥‥に金型の開閉方向の負角を生じない範囲に制限されている。したがって、金型に複雑なスライド構造を採用することなく、ハイドロフォーム加工用金型20のキャビティ28、40に、必要な捩れ多角形断面形状を与えることが可能となる。
また、金型ユニット30は、図3、図4に示すように、キャビティ40の多角形断面形状の捩れに倣って、金型の開閉方向にその位置を変位させる型割り面38、42を備えることで、金型20に複雑なスライド構造を採用することなく、キャビティ28、40に必要な捩れ多角形断面形状を与えることが可能となる。
Further, in the embodiment of the present invention, the
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
なお、金型ユニット30が各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、キャビティ28の多角形断面が正n角形であるとき、および、かかる正n角形の角部にフィレットが形成されているとき、最大で360/n°することにより、各金型ユニット30のキャビティの一部分に、金型30の開閉方向の負角が生じることを防ぐことが可能となる。
一方、前記キャビティの多角形断面が正n角形でありその角部に面取りが施されているとき、各金型ユニットが各々受け持つキャビティの捩れ多角形断面形状の捩れ角は、最大で360/2n°とすることで、各金型ユニット30のキャビティの一部分に、金型20の開閉方向の負角が生じることを防ぐことが可能となる。
Note that the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of the cavity that each
On the other hand, when the polygonal cross section of the cavity is a regular n-gon and the corner is chamfered, the twist angle of the twisted polygonal cross-sectional shape of each cavity of each mold unit is 360 / 2n at the maximum. By setting the angle, it is possible to prevent a negative angle in the opening / closing direction of the
また、複数の金型ユニット30は、図3に示すように全て一体に形成されていることとしても良く、図7に示すように、複数の金型ユニット30A、30B、32、34を各々別体に形成し、かつ、締結部材44、46によって一体化させたものであっても良い。そして、何れの場合であっても、必要な捩れ多角形断面形状を有するキャビティ28、40を備える金型20を構成することができる。
Further, the plurality of
そして、捩れ多角形断面形状のキャビティ28、40が形成され、かつ、型割り面38、42がキャビティ28、40内の製品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置された、一対の金型22、24に中空素材100をセットし、ハイドロフォーム加工により、キャビティ28、40の形状を中空素材100に転写することによって、捩れ多角形断面形状という軸方向の複雑形状を備える中空部品を、製品の板厚にばらつきを生じることなく、また、材料に制約を受けることもなく製造することが可能となる。
The
図10〜図18には、本発明の実施の形態に係るハイドロフォーム法により成形することが可能な、少なくとも一箇所以上の捩れ多角形断面形状部を有する中空部品の形状例を示している。まず、図10に示す捩れ中空部品104は、捩れ多角形断面形状部104aと、非ねじれ部である多角形部104bおよび円筒形104cとを一体成形したものである。この捩れ中空部品104は、捩れ多角形断面形状のキャビティを有する複数の金型ユニットと、捩れ多角形断面形状および円筒形状を有する端部ユニットとを組み合わせた金型によって、ハイドロフォーム加工されたものである。
また、図11に示す捩れ中空部品は106は、捩れ多角形断面形状の捩れ方向を途中で逆転させたものであり、捩れ方向が異なる金型ユニットを組み合わせた金型を用い、符号106aで示す範囲と、符号106bで示す範囲とを一体成形したものである。
10 to 18 show examples of the shape of a hollow part having at least one twisted polygonal cross-sectional shape portion that can be formed by the hydroforming method according to the embodiment of the present invention. First, the twisted
In addition, the twisted
また、図12に示す捩れ中空部品108は、符号108aで示す範囲と、符号108bで示す範囲とで、材質、板厚等が異なるものである。この捩れ中空部品108は、中空素材にいわゆるテーラードブランク法(異種鋼鈑をつなぎ合わせることにより、一枚の素材の中の特性を部分的に変えることができる。)によるテーラードチューブを用いることによって、得ることができる。
また、図13に示す捩れ中空部品110は、符号110aで示す範囲と、符号110bで示す範囲とで、捩れピッチが異なるものである。この捩れ中空部品110を成形するための金型は、捩れピッチが異なる金型ユニットを組み合わせたものである。
さらに、図14に示す捩れ中空部品112は、捩れ多角形断面形状部112aと、非ねじれ部である多角形部112bとを一体成形したものである。なお、両者をつなぐ徐変部112cを成形するためのキャビティ形状については、捩れ多角形断面形状部112aを成形するための金型ユニットに設けてもよく、多角形部112bを成形するための端部ユニットに設けてもよい。
Further, the twisted
Further, the twisted
Further, the twisted
また、図15に示す捩れ中空部品114は、符号114aで示す範囲の断面積と符号114bで示す範囲の断面積を異なるものとし、かつ、両者を多角形断面部114cで連結したものである。そして、この捩れ中空部品114に用いられる中空素材は、図16(a)に示す中空素材101のように、予め、縮管あるいは拡管等の予備加工を施した金属管を用いることとしても良く、図16(b)に示す中空素材100のように、予備加工を施さない状態のものを用いることとしても良い。
さらに、図17には、多角形断面形状の捩れ部116aを一体成形した自動車のサイドメンバ116を示している。このサイドメンバ116は、捩れ部116aにおいて、衝撃吸収性能を自在に制御することが可能となる。また、図18には、鋼材により成形された捩れ形状クラッシュボックス118を示している。このクラッシュボックス118は、軸方向の力Fを受けて捩れピッチを縮めるように圧縮変形することで、力Fを自在に吸収することが可能となる。このようなクラッシュボックス118は、従来の押出し成形では得ることができない形状の部品である。
Further, the twisted
Further, FIG. 17 shows a
20:成形用金型、22:上型、24:下型、26:軸押し、 28、40:キャビティ、 30、36:金型ユニット、 32、34:端部ユニット、 38、42:型割り面、44:ボルト、46:ナット、100:中空素材、102:捩れ中空部品
20: Mold for molding, 22: Upper mold, 24: Lower mold, 26: Shaft push, 28, 40: Cavity, 30, 36: Mold unit, 32, 34: End unit, 38, 42: Mold split Surface, 44: bolt, 46: nut, 100: hollow material, 102: twisted hollow part
Claims (10)
捩れ多角形断面形状のキャビティが形成され、かつ、型割り面が当該キャビティ内の中空部品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置されていることを特徴とする中空部品の成形用金型。 A mold for hydroforming a hollow part having a twisted portion having a polygonal cross-sectional shape,
A hollow part characterized in that a cavity having a twisted polygonal cross-sectional shape is formed, and the mold splitting surface is arranged so as not to form a negative angle in the opening and closing direction of the mold with respect to the hollow part in the cavity. Mold for molding.
捩れ多角形断面形状のキャビティが形成され、かつ、型割り面が当該キャビティ内の製品に対し金型の開閉方向に負角を生じないように配置された、一対の金型に中空素材をセットし、ハイドロフォーム加工により前記キャビティ形状を中空素材に転写することを特徴とする中空部品の製造方法。 A method of manufacturing a hollow part having a twisted portion having a polygonal cross-sectional shape,
A hollow material is set in a pair of molds in which a cavity with a twisted polygonal cross-section is formed and the mold splitting surface is arranged so as not to create a negative angle in the mold opening / closing direction with respect to the product in the cavity And a method for producing a hollow part, wherein the cavity shape is transferred to a hollow material by hydroforming.
A hollow material is set in a pair of molds in which a cavity with a twisted polygonal cross-section is formed and the mold splitting surface is arranged so as not to create a negative angle in the mold opening / closing direction with respect to the product in the cavity The hollow part is formed by transferring the cavity shape to a hollow material by hydroforming.
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