JP2012000653A - 筒型成形品の成形方法および装置 - Google Patents
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Abstract
凹凸を有する筒状成形品を短時間かつ低コストで成形する方法、装置を提供する。
【解決手段】
成形装置は、第1金型31と第2金型32と、これら金型31,32間に配置される芯金構造体40を備えている。金型31,32の成形面31a,32aは、凹凸をなす縦断面形状を有している。芯金構造体40は、第1芯金41と第2芯金42と中間芯金43を有している。中間芯金43は、一端側から他端側に向かって厚みが漸減するような楔形状をなしている。中間芯金43が第1芯金41と第2芯金42との間の間隔を広げた前進位置にある状態で、金型31,32を芯金構造体40に向かって相対的に移動させることにより、筒状ワークを潰すようにプレス成形して筒型成形品10を得る。プレス成形後に、中間芯金43を後退させて芯金41,42の間隔を狭めることにより、芯金41,42を筒型成形品10から径方向、内方向に後退させる。最後に筒型成形品10から芯金構造体40を抜き取る。
【選択図】 図6
Description
上記のような巻き締め又は溶接の工程を省略するために、筒形状のワークを液圧成形することによりビードを成形することも考えられるが、この方法では、成形時間が長くなり、成形コストが増大してしまう。
互いに対向する成形面を有する第1、第2の2つの金型と、上記第1、第2の金型の対向方向と交差する軸に沿って延びて上記第1、第2の金型間に配置される芯金構造体とを備え、
上記第1、第2金型の成形面の少なくとも一方は、上記軸に沿って凹凸をなす縦断面形状を有しており、
上記芯金構造体は、上記軸方向にそれぞれ延びる第1、第2の芯金および中間芯金を有し、
上記第1芯金は、上記第1金型に対向するとともに第1金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記第2芯金は、上記第2金型に対向するとともに第2金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記中間芯金は、一端側から他端側に向かって厚みが漸減するような楔形状をなし、上記第1、第2芯金間に配置されるとともに、上記第1、第2芯金に対して相対的に上記軸方向に移動可能であり、
上記中間芯金が上記第1、第2芯金の間隔を広げた前進位置にある状態で、上記第1、第2の金型を上記芯金構造体に向かって相対的に移動させることにより、上記芯金構造体を囲むようにして配置された上記筒状ワークをプレス成形し、
上記プレス成形後に、上記中間芯金を上記第1、第2芯金の間隔を狭めることが可能な後退位置まで移動させることを特徴とする。
この構成によれば、中間芯金と第1、第2芯金を平坦な当接面を介して面接触させることにより、安定したプレス成形を行うことができる。
この構成によれば、筒状成形品は、比較的シンプルな形状でありながら、上記突出部により面剛性を有している。
この構成によれば、一方の金型だけを移動させればよいので、装置の構成を簡略化できる。
これによれば、面剛性を有する消音器のシェルを低コストで製造することができる。
ア.互いに対向する成形面を有する第1、第2の2つの金型と、上記第1、第2の金型の対向方向と交差する軸に沿って延びて上記第1、第2の金型間に配置される芯金構造体とを用意し、
上記第1、第2金型の成形面の少なくとも一方は、上記軸に沿って凹凸をなす縦断面形状を有しており、
上記芯金構造体は、上記軸方向にそれぞれ延びる第1、第2の芯金および中間芯金を有し、
上記第1芯金は、上記第1金型に対向するとともに第1金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記第2芯金は、上記第2金型に対向するとともに第2金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記中間芯金は、一端側から他端側に向かって厚みが漸減するような楔形状をなし、上記第1、第2芯金間に配置されるとともに、上記第1、第2芯金に対して相対的に上記軸方向に移動可能であり、
イ.上記中間芯金が上記第1、第2芯金の間隔を広げた前進位置にある状態で、上記筒状ワークを上記芯金構造体を囲むようにして配置し、
ウ.上記第1、第2の金型を芯金構造体に向かって相対的に移動させることにより、上記筒状ワークを潰すようにプレス成形して筒型成形品を得、
エ.上記プレス成形後に、上記中間芯金を後退させて上記第1、第2芯金の間隔を狭めることにより、上記第1、第2芯金を上記筒型成形品から径方向、内方向に後退させ、
オ.最後に上記筒型成形品に対して上記芯金構造体の芯金を上記軸方向に相対的に移動させて、上記筒型成形品から抜き取ることを特徴とする。
これによれば、比較的シンプルな形状でありながら面剛性を有するシェルを、低コストで成形することができる。
図1,図2は、内燃機関の消音器を示す。この消音器は筒状のシェル10(筒型成形品)と、このシェル10の両開口端を塞ぐようにしてシェル10に固定されたエンドプレート21,22とを備えている。
シェル10は、後述する中間のビード成形箇所を除き全長にわたって等しい横断面形状をなしており、厚み方向に対峙する一対の幅広領域部10a,10bと、幅方向に対峙する断面ほぼ半円弧形状の端部10c、10dとを有している。
上記シェル10の扁平な空間内において、シェル10の幅方向の中央近傍(瓢箪のくびれに相当する部分)には、シェル10の長手方向に延びるとともに通気性を有する補強部材25が溶接等により固定されている。
上記シェル10の面剛性は上記ビード11,12によって高められている。
プレス成形装置は、図3(A)に示すように台30上に固定された下型31(第1金型)と、下型31の上方に配置されて昇降する上型32(第2金型)と、下型31の長手方向両端近傍に配置されたコイルバネ等からなる弾性支持手段33と、図3(B)に示す芯金構造体40と、この芯金構造体40のための駆動装置50とを備えている。
下側芯金41の下面は、上記シェル10の一方の幅広領域部10aを成形するための成形面41aとなっており、この成形面41aは上記下型31の成形面31aに対応した面形状を有している。ただし、下型31の成形面31aの方が幅広である。
上記下側芯金41の成形面41aには、上記下型31のビード成形用凸部31bと相補的な複数のビード成形用凹部41bが、X軸方向に間隔をおいて形成されている。
上記上側芯金42の成形面42aには、上記上型32のビード成形用凸部32bと相補的な複数のビード成形用凹部42bが、X軸方向に間隔をおいて形成されている。
他方、下側芯金41には長手方向に間隔をおいて2箇所にねじ穴41dが形成され、これに対応して上側芯金42には2箇所に貫通穴42dが形成されている。
また、ピン61が中間芯金43の長穴43dを貫通することにより、中間芯金43は芯金41,42に対して幅方向の相対移動を禁じられ、長手方向にのみ相対移動可能となっている。
図8(A)に示すように、円筒形状のワークWに芯金構造体40を挿入し、この芯金構造体40の中間芯金43を芯金41,42に対して前進させ、芯金41,42の間隔を最大にする。本実施状態では、芯金41,42の幅方向両端部の面が上記ワークWとほぼ等しい曲率半径の円筒面の一部を構成しており、上記最大間隔においてワークWの内周面にほぼ面接触するようになっている。
なお、上記中間芯金43を前進位置に移動させてからワークWを芯金構造体40に装着してもよい。
より詳しくは、下型31の成形面31aと下側芯金41の成形面41aとで、シェル10の一方の幅広領域部10aが成形され、上型32の成形面32aと上側芯金42の成形面42aとで、シェル10の他方の幅広領域部10bが成形される。
また、ワークWが潰されて横に広がり、下型31、上型32の成形面31a,32aの幅方向両端部に当たることにより、シェル10の半円弧形状をなす幅方向両端部10c、10dが成形される。
なお、上記上型42の上昇は、中間芯金43の後退した後で実行してもよい。上側芯金41は自重により下降させる他、押圧手段で上側芯金41を押して下降させてもよい。
筒状成形品の横断面形状は上記実施形態の瓢箪型の他、楕円、長円等であってもよい。
芯金の当接面にオイル溜まり用の浅い溝を形成することにより、中間芯金の後退を円滑に行うようにしてもよい。この溝は例えば多数の円を描くものであってもよい。
成形後に筒状成形品から芯金構造体を抜く際、第1、第2芯金と中間芯金を逆方向に抜くようにしてもよい。
シェルのビード(筒状成形品の突出部)は、外に突出するように成形してもよい。この場合、金型にビード成形用の凹部が形成され、芯金にビード成形用の凸部が形成される。
11,12 ビード(突出部)
31 下型(第1金型)
32 上型(第2金型)
31a,32a 成形面
31b,32b ビード成形用凸部(成形部)
33 弾性支持手段
40 芯金構造体
41 下側芯金(第1芯金)
42 上側芯金(第2芯金)
41a、42a 成形面
41b、42b ビード成形用凹部(成形部)
41c、42c 当接面
43 中間芯金
43x、43y 当接面
Claims (7)
- 筒状ワークをプレス成形して横断面形状が非円形をなす筒状成形品を得る成形装置であって、
互いに対向する成形面を有する第1、第2の2つの金型と、上記第1、第2の金型の対向方向と交差する軸に沿って延びて上記第1、第2の金型間に配置される芯金構造体とを備え、
上記第1、第2金型の成形面の少なくとも一方は、上記軸に沿って凹凸をなす縦断面形状を有しており、
上記芯金構造体は、上記軸方向にそれぞれ延びる第1、第2の芯金および中間芯金を有し、
上記第1芯金は、上記第1金型に対向するとともに第1金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記第2芯金は、上記第2金型に対向するとともに第2金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記中間芯金は、一端側から他端側に向かって厚みが漸減するような楔形状をなし、上記第1、第2芯金間に配置されるとともに、上記第1、第2芯金に対して相対的に上記軸方向に移動可能であり、
上記中間芯金が上記第1、第2芯金の間隔を広げた前進位置にある状態で、上記第1、第2の金型を上記芯金構造体に向かって相対的に移動させることにより、上記芯金構造体を囲むようにして配置された上記筒状ワークをプレス成形し、
上記プレス成形後に、上記中間芯金を上記第1、第2芯金の間隔を狭めることが可能な後退位置まで移動させることを特徴とする筒状成形品の成形装置。 - 上記中間芯金が平坦な2つの当接面を有し、少なくとも一方の当接面が上記軸に対して傾斜しており、
上記第1、第2芯金も、中間芯金に対向する平坦な当接面を有し、これら第1、第2芯金の当接面は上記中間芯金の対応する当接面と等しい角度をなしていて当該中間芯金の当接面と面接触していることを特徴とする請求項1に記載の筒状成形品の成形装置。 - 上記第1、第2の金型の成形面の各々は、一部を除き横断面形状が等しく、当該一部において凸部または凹部からなる成形部を有しており、
上記第1、第2の芯金の成形面は、これら成形部と相補的な凹部または凸部からなる成形部を有しており、これら成形部により、上記筒状成形品には、径方向内側または径方向外側に向かって突出する突出部が成形されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の筒状成形品の成形装置。 - 上記芯金構造体が弾性支持手段により上記第1、第2金型間においてこれら第1、第2金型から離れた位置で支持され、
上記第1金型が固定位置にあり、上記第2金型が第1金型に対して近接・離間する方向に移動するようになっており、
プレス成形の際に、上記第2金型が上記弾性支持手段に抗して上記芯金構造体を押しながら、第1金型に向かって移動されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の筒状成形品の成形装置。 - 上記筒状成形品が、潰れた横断面形状を有する消音器のシェルであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の筒状成形品の成形装置
- ア.互いに対向する成形面を有する第1、第2の2つの金型と、上記第1、第2の金型の対向方向と交差する軸に沿って延びて上記第1、第2の金型間に配置される芯金構造体とを用意し、
上記第1、第2金型の成形面の少なくとも一方は、上記軸に沿って凹凸をなす縦断面形状を有しており、
上記芯金構造体は、上記軸方向にそれぞれ延びる第1、第2の芯金および中間芯金を有し、
上記第1芯金は、上記第1金型に対向するとともに第1金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記第2芯金は、上記第2金型に対向するとともに第2金型の成形面に対応する面形状の成形面を有し、
上記中間芯金は、一端側から他端側に向かって厚みが漸減するような楔形状をなし、上記第1、第2芯金間に配置されるとともに、上記第1、第2芯金に対して相対的に上記軸方向に移動可能であり、
イ.上記中間芯金が上記第1、第2芯金の間隔を広げた前進位置にある状態で、上記筒状ワークを上記芯金構造体を囲むようにして配置し、
ウ.上記第1、第2の金型を芯金構造体に向かって相対的に移動させることにより、上記筒状ワークを潰すようにプレス成形して筒型成形品を得、
エ.上記プレス成形後に、上記中間芯金を後退させて上記第1、第2芯金の間隔を狭めることにより、上記第1、第2芯金を上記筒型成形品から径方向、内方向に後退させ、
オ.最後に上記筒型成形品に対して上記芯金構造体の芯金を上記軸方向に相対的に移動させて、上記筒型成形品から抜き取ることを特徴とする筒状成形品の成形方法。 - 上記筒型成形品が消音器のシェルであり、
上記第1、第2の金型の成形面の各々は、一部を除き横断面形状が等しく、当該一部においてビード成形用の凹部または凸部を有しており、
上記第1、第2の芯金の成形面は、上記ビード成形用の凸部または凹部と相補的なビード成形用の凹部または凸部を有しており、
上記プレス成形により、一部を除いて等しい横断面形状のシェルを得、その一部に上記第1、第2金型のビード成形用凸部または凹部と上記第1、第2芯金のビード成形用凹部または凸部とで、シェルの径方向内側または外側に突出するビードを成形することを特徴とする請求項6に記載の筒状成形品の成形方法。
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