JP2016129891A - フランジ付アルミニウム製パイプを製造する為のブロー成型金型及びその金型を備えたフランジ付アルミニウム製パイプ装置、並びにフランジ付アルミニウム製パイプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱間ブロー成形金型をそのまま利用した押し潰しによってフランジを形成する際の被加工対象材料としてアルミニウムを用いる場合でも、形成するフランジ先端表面に割れが発生しない。【解決手段】ブロー成形時の金型位置により形成されるキャビティの一部にフランジ形成用サブキャビティＳＣを有し、ブロー成型金型１３をブロー成形時の金型位置よりも更に閉じると、サブキャビティＳＣが、サブキャビティＳＣ内にブロー成形されたアルミニウム製パイプを押し潰してフランジを形成するブロー成形金型であって、型締め時のサブキャビティＳＣの容積を、当該サブキャビティＳＣ内にブロー成形されて押し潰すアルミニウムの体積よりも小さくなるように設定することにより、少なくとも形成されるフランジ先端部分において塑性流動を発生させる。【選択図】図３

Description

本発明は、アルミニウム製パイプの熱間ブロー成形の技術分野に関する。

従来から、車両のピラー部材は車両転倒時の安全性の確保、車体剛性の確保といった様々な観点から強度の高い部材であると共に、搭載位置が高いことから特に軽量な部材であることが強く求められている。

発明者は、こういった要望を高い次元で満たすべく、高張力鋼などの金属製のパイプを通電により焼き入れ温度付近まで加熱した後、ブロー成形金型でブロー成形すると同時に表面の焼き入れ処理を行うことが可能な装置及びその方法を発明している（特許文献１参照）。

図１０〜図１２を参照しつつ、この特許文献１で開示されている製造装置と略同様の製造装置１００を用いたブロー成形について説明する。この製造装置１００は、金属製パイプ２００に高圧ガスを吹込んでブロー成形することで所望の形状に成形された（ここでは中間付近が膨らんでいる）パイプ製品２００（図１１（ｂ）参照）を得る製造装置であって、上型１０２及び下型１０４からなるブロー成形金型１０１と、上型１０２と下型１０４との間に金属製パイプ２００を昇降可能に水平に支えるパイプ支持機構１０６と、このパイプ支持機構１０６で支えられているパイプ２００に通電して加熱する加熱機構１２０と、加熱されたパイプ２００に高圧ガスを吹込むガス吹込み機構１３０と、パイプ２００が焼入れ温度に加熱されたときにブロー成形金型１０１を閉じるとともに加熱されたパイプ２００に高圧ガスを吹込ませる一連の制御を行う制御部（図示しない）と、からなるパイプ製品の製造装置である。

加熱機構１２０にはパイプ２００の端面に嵌合してシール可能な電極１２２が設けられており、更に当該電極１２２には高圧ガスの通り道となるガス通路１２２ａが形成されている。また、電極１２２は絶縁体１２３を介してガス吹込み機構１３０に連通している。また、このガス吹込み機構１３０は、アクチュエータ１３４と一体化されており、必要に応じて加熱機構１２０（電極１２２）をパイプ２００の端面に対して進退動させることが可能とされている。

製造手順としては、パイプ２００を準備してブロー成形金型１０１には接触させないようにしつつ上型１０２と下型１０４との間にこのパイプ２００を配置し（図１０（ａ））、通電してパイプを焼入れ温度に加熱し（図１０（ｂ））、更に加熱されたパイプを上型１０２と下型１０４で挟んだ上でパイプ２００に高圧ガスを吹込んでブロー成形し（図１１（ａ））、成形品としてのパイプ製品２００を得る（図１１（ｂ））というものである。こういった装置及び手順でブロー成形することによって、ブロー成形されると同時に高圧ガスにより膨らんだパイプが金型表面（低温に維持されている）に接触して焼き入れが行われる。即ち、高張力鋼を利用した表面処理済み且つ継ぎ目の無い所望形状のピラー部材を作り出すことが可能となっている。

一方、こうして作られたピラー部材であっても、それ単独で使用されることは稀である。即ち、実際の使用においては、他の部品との連結用（溶接用）のフランジの存在が必要となる。そこで今までは、例えば、特許文献１の装置でブロー成形したパイプ材Ｙに対して必要なブランク部材Ｘ、Ｚを溶接してフランジαを形成し、そのフランジαを利用して他の部品との連結等を実現している（図１２参照）。

しかし一方で、上記特許文献１の装置（方法）で作成されたパイプはシームレスに形成されているため、ブランク部材を容易に溶接することができない。即ち、ブランク部材をピラー部材（パイプ製品）に当接してブランク部材側（外側）から溶接することはできても、パイプ製品の内側から同時に挟み込んで溶接することは非常に困難である。一方、外側からのみの溶接では十分な溶接強度を確保できないばかりか、溶接強度を確保するべく溶接時の温度を上げると今度はパイプ製品に歪みが生じるといった問題がある。

そこで出願人は、ブロー成形金型を用いて金属製パイプをブロー成形すると共に、そのブロー成形金型をそのままプレス金型として利用することで、フランジが形成された金属製パイプを同じ金型で製造することを可能とする発明を行っている（特許文献２を参照）。この発明は、ブロー成形時の金型位置により形成されるキャビティの一部にフランジ形成用サブキャビティＳＣを有しており、ブロー成型によりこのサブキャビティＳＣ内に金属が入り込むように成形した後、この金型をブロー成形時の金型位置よりも更に閉じると、サブキャビティＳＣが、サブキャビティＳＣ内にブロー成形されたアルミニウム製パイプを押し潰してフランジを形成するというものである。

特開２００９−２２０１４１号公報 特開２０１２−６５４号公報

しかしながら、延性の低いアルミニウム(アルミ合金も含む)に対して上記特許文献２の技術を適用しようとした場合、サブキャビティによる押し潰しによって折り曲げられ、引っ張り応力が発生するフランジ先端表面部分に割れや応力腐食割れ等が発生するという問題がある。

そこで本発明は、熱間ブロー成形金型をそのまま利用した押し潰しによってフランジを形成する際の被加工対象材料としてアルミニウムを用いる場合でも、形成するフランジ先端表面に割れが発生することのないフランジ付アルミニウム製パイプを製造する為のブロー成型金型及びその金型を備えたフランジ付アルミニウム製パイプ装置、並びにフランジ付アルミニウム製パイプの製造方法を提供する事をその課題としている。

上記課題を解決するべく、本願発明は、ブロー成形時の金型位置により形成されるキャビティの一部にフランジ形成用サブキャビティを有し、当該ブロー成型金型をブロー成形時の金型位置よりも更に閉じると、前記サブキャビティが、当該サブキャビティ内にブロー成形された前記アルミニウム製パイプを押し潰してフランジを形成するブロー成形金型であって、型締め時の前記サブキャビティの容積を、当該サブキャビティ内にブロー成形されて押し潰すアルミニウムの体積よりも小さくなるように設定することにより、少なくとも形成されるフランジ先端部分において塑性流動を発生させることを特徴とする。

即ち、フランジ先端部分に塑性流動を発生させることによって、フランジ先端表面に生じ得る割れを押さえ込むのである。換言すれば、少なくともフランジ先端部分を鍛造し、アルミニウムの結晶組織を微細化するのである。

また、前記塑性流動によって、前記フランジ先端部分が前記ブロー成形金型の進退動方向の少なくとも一方向に突起した形状とすることもできる。

このように構成すれば、当該フランジを利用して他部材と接着を図る場合において、この突起部分で他部材との位置決めを行いつつ、接着剤を保持する空間を確保すると共に、接着剤のはみ出しを防止することが可能となる。

また、このブロー成形金型を組み込んでフランジ付アルミニウム製パイプの製造装置を構成することもでき、製造装置の発明として捉えることも可能である。即ち、長手方向に沿ってフランジが形成されたアルミニウム製パイプの製造装置であって、ブロー成形時の金型位置により形成されるキャビティの一部にフランジ形成用サブキャビティを有し、当該ブロー成型金型をブロー成形時の金型位置よりも更に閉じると、前記サブキャビティが、当該サブキャビティ内にブロー成形された前記アルミニウム製パイプを押し潰してフランジを形成するブロー成形金型であって、型締め時の前記サブキャビティの容積を、当該サブキャビティ内にブロー成形されて押し潰すアルミニウムの体積よりも小さくなるように設定することにより、少なくとも形成されるフランジ先端部分において塑性流動を発生させることを特徴とするブロー成形金型と、アルミニウム製パイプを所定の温度にまで加熱する加熱機構と、加熱された前記アルミニウム製パイプの両端をシールすると共に、当該アルミニウム製パイプ内に高圧ガスを吹き込むブロー機構と、を備えたフランジ付アルミニウム製パイプの製造装置としての発明である。

また、本願発明は、見方を変えると、長手方向に沿ってフランジが形成されたアルミニウム製パイプの製造方法であって、アルミニウム製パイプを加熱する工程と、当該加熱されたアルミニウム製パイプをブロー成形金型内に配置すると共に、当該アルミニウム製パイプの両端をシールする工程と、前記アルミニウム製パイプ内に高圧ガスを注入してブロー成形する工程と、当該ブロー成形後若しくはブロー成形の途中に更に前記ブロー成形金型を閉じることによって、当該ブロー成形金型のキャビティ内周面の一部で前記ブロー成形されたアルミニウム製パイプの一部を押し潰すことによって、少なくとも形成されるフランジ先端部分において塑性流動を発生させる工程と、を経ることを特徴とするフランジ付アルミニウム製パイプの製造方法と捉えることも可能である。

本発明を適用することで、熱間ブロー成形金型をそのまま利用した押し潰しによってフランジを形成する際の被加工対象材料としてアルミニウムを用いる場合でも、形成するフランジ先端表面に割れが発生することを防止することができる。

本発明の実施形態の一例としての、フランジ付アルミニウム製パイプ製造装置の概略構成図である。 図１における矢視ＩＩ−ＩＩ線に沿う方向からの、ブロー成形金型の概略断面図（ブロー成形時の金型位置）である。 サブキャビティ部分の拡大図であって、（ａ）はブロー成形時の型の位置状態を示した図、（ｂ）は型が閉じる途中の状態を示した図、（ｃ）は型が閉じた状態を示した図である。 本発明に係る製造装置の製造工程を示した図であって、（ａ）は金型内にアルミニウム製パイプがセットされた状態を示した図、（ｂ）はアルミニウム製パイプが電極に挟持された状態を示した図である。 本発明に係る製造装置のブロー成形工程とその後の流れを示した図である。 電極周辺の拡大図であって、（ａ）は電極がアルミニウム製パイプを挟持した状態を示した図、（ｂ）は電極にブロー機構が当接した状態を示した図、（ｃ）は電極の正面図である。 ブロー成形金型の動きとアルミニウム製パイプの形状の変化に着目した状態図であって、（ａ）がアルミニウム製パイプを金型にセットした時点での状態、（ｂ）がブロー成形時の状態、（ｃ）がプレスによりフランジが形成された状態を示した図である。 図７におけるサブキャビティ部分の拡大図である。 （ａ）はサブキャビティ部分の他の構成例を示した図、（ｂ）は成形品と他の部材との接着状態の一例を示した図である。 従来の製造装置の概略構成図であって、（ａ）が材料（パイプ）が投入された状態、（ｂ）が通電して加熱されている状態を示した図である。 従来の製造装置におけるブロー成形工程と、その後の流れを示した図である。 従来の製造装置で製造されたパイプ製品が、車両のピラー部材として利用される例を示した図であって、（ａ）が斜視図、（ｂ）がβ−β線に沿う断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例であるフランジ付アルミニウム製パイプを製造する為のブロー成型金型及びその金型を備えたフランジ付アルミニウム製パイプ製造装置、並びにフランジ付アルミニウム製パイプの製造方法について説明を加える。なお、図面理解容易の為、各部の大きさや寸法を誇張して表現している部分があり、実際の製品と必ずしも一致しない部分があることを付記しておく。また各図面は符号の向きに見るものとし、当該向きを基本に上下左右、手前、奥と表現する。

〈製造装置の構成〉
図１に示しているように、フランジ付アルミニウム製パイプ製造装置１０は、上型（第１の金型）１２及び下型（第２の金型）１１からなるブロー成形金型１３と、上型１２と下型１１との間にアルミニウム製パイプ（以下単に「パイプ」という場合がある。）１４を水平に支えるパイプ支持機構３０と、このパイプ支持機構３０で支えられているパイプ１４に通電して加熱する加熱機構５０と、加熱されたパイプ１４に高圧ガスを吹込むガス吹込み機構６０と、パイプ１４が溶体化処理温度に加熱されたときにブロー成形金型１３を閉じるとともに、加熱されたパイプ１４に高圧ガスを吹込む等の一連の制御を行う制御部７０と、ブロー成形金型１３を強制的に水冷する水循環機構７２とを備えて構成されている。

下型１１は、大きな基台１５に固定されている。また下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成されて、その上面にキャビティ（凹部）１６を備える。更に下型１１の左右端（図１において左右端）近傍には電極収納スペース１１ａが設けられ、当該スペース１１ａ内にアクチュエータ（図示しない）で上下に進退動可能に構成された第１電極１７と第２電極１８を備えている。これら第１、第２電極１７、１８の上面には、パイプ１４の下側外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａ、１８ａが形成されていて（図６（ｃ）参照）、当該凹溝１７ａ、１８ａの部分に丁度パイプ１４が嵌り込むように載置可能とされている。また、第１、第２電極１７、１８の正面（金型の外側方向の面）は凹溝１７ａ、１８ａに向って周囲がテーパ状に傾斜して窪んだテーパ凹面１７ｂ、１８ｂが形成されている。なお、下型１１には冷却水通路１９が形成され、略中央に下から差し込まれた熱電対２１を備えている。この熱電対２１はスプリング２２で上下移動自在に支持されている。

なお、下型１１側に位置する一対の第１、第２電極１７、１８はパイプ支持機構３０を兼ねており、パイプ１４を、上型１２と下型１１との間に昇降可能に水平に支えることができる。また、熱電対２１は測温手段の一例を示したに過ぎず、輻射温度計や光温度計のような非接触型温度センサであってもよい。なお、通電時間と温度との相関が得られれば、測温手段は省いて構成することも十分可能である。

上型１２は、下面にキャビティ（凹部）２４を備え、冷却水通路２５を内蔵した大きな鋼鉄製ブロックである。そして、上型１２は加圧シリンダ２６で吊され、ガイドシリンダ２７で横振れしないようにガイドされる。また上型１２の左右端（図１において左右端）近傍に設けられた電極収納スペース１２ａ内には、下型１１と同じく、アクチュエータ（図示しない）で上下に進退動可能に構成された第１電極１７と第２電極１８を備えている。これら第１、第２電極１７、１８の下面には、パイプ１４の上側外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａ、１８ａが形成されていて（図６（ｃ）参照）、当該凹溝１７ａ、１８ａに丁度パイプ１４が嵌合可能とされている。また、第１、第２電極１７、１８の正面（金型の外側方向の面）は凹溝１７ａ、１８ａに向って周囲がテーパ状に傾斜して窪んだテーパ凹面１７ｂ、１８ｂが形成されている。即ち、上下一対の第１、第２電極１７、１８でパイプ１４を上下方向から挟持すると、丁度パイプ１４の外周を全周に渡って密着するように取り囲むことができるように構成されている。

次に、ブロー成形金型１３を側面方向から見た概略断面を図２に示している。これは図１における矢視ＩＩ−ＩＩ線に沿うブロー成形金型１３の断面図であって、ブロー成形時の金型位置の状態を示している。側面視した場合、上型１２と下型１１はいずれもその表面に複雑な段差が形成されている。

上型１２の表面には、上型１２のキャビティ２４表面を基準ラインＬＶ１とすると、第１突起１２ｂ、第２突起１２ｃ、第３突起１２ｄが形成されている。キャビティ２４の右側（図２において右側）に最も突出した第１突起１２ｂが形成され、キャビティ２４の左側（図２において左側）に階段状に第２突起１２ｃ及び第３突起１２ｄが形成されている。一方、下型１１の表面は、下型１１のキャビティ１６表面を基準ラインＬＶ２とすると、キャビティ１６の右側（図２において右側）に第１凹部１１ｂ、キャビティ１６の左側（図２において左側）に第１突起１１Ｃが形成されている。

また、上型１２の第１突起１２ｂは丁度下型１１の第１凹部１１ｂと嵌合可能とされている。また上型１２の第２突起１２ｃと第３突起１２ｄの段差部分に、下型１１の第１突起１１ｃが嵌合可能とされている。このように構成されている結果として、図２に示している通り、ブロー成形時の金型位置においては、メインキャビティＭＣの横に容積の小さなサブキャビティＳＣが形成される構成となっている。

図３に、このサブキャビティＳＣ部分を拡大して示している。サブキャビティＳＣは、上型１２の第２突起１２ｃと下型１１の第１突起１１ｃが離間する空間によって構成される。上型１２においても下型１１においても、サブキャビティＳＣの左側端（図３において左側）に、塑性流動突起１２ｈ、１１ｈが形成されている。この部分は、丁度アルミニウム製パイプに形成されるフランジの端部に相当する部分である。

加熱機構５０は、電源５１と、この電源５１から延びて第１電極１７と第２電極１８に接続している導線５２と、この導線５２に介設したスイッチ５３とを有してなる。

ガス吹込み機構６０は、高圧ガス源６１と、この高圧ガス源６１で供給された高圧ガスを溜めるアキュムレータ６２と、このアキュムレータ６２からシリンダユニット４２まで延びている第１チューブ６３と、この第１チューブ６３に介設されている圧力制御弁６４及び切替弁６５と、アキュムレータ６２からシール部材４４内に形成されたガス通路４６まで延びている第２チューブ６７と、この第２チューブ６７に介設されているオンオフ弁６８及び逆止弁６９とからなる。なお、シール部材４４の先端は先細となるようにテーパ面４５が形成されており、第１、第２電極のテーパ凹部１７ｂ、１８ｂに丁度嵌合当接することができる形状に構成されている（図６参照）。なお、シール部材４４は、シリンダロッド４３を介してシリンダユニット４２に連結されていて、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動することが可能となっている。また、シリンダユニット４２はブロック４１を介して基台１５上に載置固定されている。

圧力制御弁６４は、シール部材４４側から要求される押力に適応した作動圧力の高圧ガスをシリンダユニット４２に供給する役割を果たす。逆止弁６９は、第２チューブ６７内で高圧ガスが逆流することを防止する役割を果たす。制御部７０は、（Ａ）から（Ａ）へ情報が伝達されることで、熱電対２１から温度情報を取得し、加圧シリンダ２６、スイッチ５３、切替弁６５及びオンオフ弁６８等を制御する。

水循環機構７２は、水を溜める水槽７３と、この水槽７３に溜まっている水を汲み上げ、加圧して下型１１の冷却水通路１９や上型１２の冷却水通路２５へ送る水ポンプ７４と、配管７５とからなる。省略したが、水温を下げるクーリングタワーや水を浄化する濾過器を配管７５に介在させることは差し支えない。

〈製造装置の作用〉
次に、フランジ付アルミニウム製パイプ製造装置１０の作用について説明する。図４は材料としてのパイプ投入工程から通電加熱工程までを示している。図４（ａ）に示すように、アルミニウム製パイプ１４を準備し、このパイプ１４を、ロボットアーム等（図示しない）により、下型１１側に備わる第１、第２電極１７、１８上に載置する。第１、第２電極１７、１８には凹溝１７ａ、１８ａが形成されているので、当該凹溝１７ａ、１８ａによってパイプ１４が位置決めされる。次に、図４（ｂ）のように、各電極１７、１８を進退動可能としているアクチュエータ（図示しない）を作動させ、各上下に位置する第１、第２電極１７、１８を接近・当接させる。この当接によって、パイプ１４の両端部は、上下から第１、第２電極１７、１８によって挟持される。またこの挟持は第１、第２電極１７、１８に形成される凹溝１７ａ、１８ａの存在によって、パイプ１４の全周に渡って密着するような態様で挾持されることとなる。

続いて、加熱機構５０のスイッチ５３をＯＮにする。そうすると、電源５１から電力がパイプ１４に供給され、パイプ１４に存在する抵抗により、パイプ１４自体が発熱する（ジュール熱）。この時、熱電対２１の測定値が常に監視され、この結果に基づいて通電が制御される。

図５は、ブロー成形後にパイプ１４に対してプレスによりフランジ１４ａを成型して完成品としてのフランジ１４ａ付パイプ１４を得る流れを示している。最初に図５（ａ）に示しているように、加熱後のパイプ１４に対してブロー成形金型１３を閉じ、パイプ１４を当該金型１３のキャビティ内に配置密閉する。その後、シリンダユニット４２を作動させてブロー機構６０の一部であるシール部材４４でパイプ１４の両端をシールする（図６も併せて参照）。なおこのシールは、シール部材４４が直接パイプ１４の両端面に当接してシールするのではなく、第１、第２電極１７、１８に形成されたテーパ凹面１７ｂ、１８ｂを介して間接的に行われる。こうすることによって広い面積でシールできることからシール性能を向上させることができる上、繰り返しのシール動作によるシール部材の摩耗を防止し、更に、パイプ１４両端面の潰れ等を効果的に防止している。シール完了後、高圧ガスをパイプ１４内へ吹き込んで、加熱により軟化したパイプ１４をキャビティの形状に沿うように変形させる。その後、（ｂ）で示すようにブロー成形後のパイプ１４にフランジ１４ａを形成するためのプレス動作を行い（この点詳細は別途後述する。）、型開きを行うと完成品としてのフランジ１４ａ付アルミニウム製パイプ１４ができ上がる。

パイプ１４は高温（例えば、４００℃乃至５５０℃程度）に加熱されて軟化しており、比較的低圧でブロー成形することができる。

そして、ブロー成形されて膨らんだパイプ１４の外周面が下型１１のキャビティ１６に接触して急冷されると同時に、上型１２のキャビティ２４に接触して急冷（上型１２と下型１１は熱容量が大きく且つ低温に管理されているためパイプ１４が接触すればパイプ表面の熱が一気に金型側へと奪われる。）されて焼き入れが行われる。このような冷却法は、金型接触冷却又は金型冷却と呼ばれる。金型から取り出し後、自然時効あるいは人工時効を施すことによって、時効硬化が得られ、強度が増大する。

なお、図７に示しているように、本発明に係る装置１０において、ブロー成形は上型１２と下型１１とが完全に閉じた（クランプした）状態で行われているのではない。即ち一定の離間状態が保たれていることによって、メインキャビティＭＣの横にサブキャビティＳＣが形成されている状態でブロー成形が行われる。その結果、加熱により軟化し且つ高圧ガスが注入されたパイプ１４は、メインキャビティＭＣのみならずサブキャビティＳＣの部分にまで入り込んで膨張する（図７（ｂ））。

そしてブロー成形後若しくはブロー成形の途中の段階で、離間している上型１２と下型１１とを接近させる。この動作によって、サブキャビティＳＣの容積が小さくなる。即ち、当該上下金型１１、１２の接近によって、サブキャビティＳＣ内に入り込んでいるパイプ１４の一部がプレスされ押し潰される（図６（ｃ））。その結果、パイプ１４の外周面に、当該パイプ１４の長手方向に沿うようにフランジ１４ａが形成される。なお、これらブロー成形からフランジ形成に至るまでの時間は、金属パイプ１４の種類にもよるが概ね１〜２秒程度で完了する。

この時、図８に示しているように、パイプ１４に形成されるフランジ１４ａの先端部分１４ｂにおいては、上型１２の第２突起１２ｃに形成されている塑性流動突起１２ｈと、下型１１の第１突起１１ｃに形成される塑性流動突起１１ｈによって、少なくともフランジ１４ａの端部１４ｂに塑性流動が発生する。これにより、単に押し潰した場合に発生する端部表面の「割れ」を押さえ込み、且つ、金属組織を微細化することによって強度を高めることが可能となる。即ち、型締め時のサブキャビティＳＣの容積を、当該サブキャビティＳＣ内にブロー成形により入り込み押し潰すアルミニウムの体積よりも小さくなるように設定することにより、少なくとも形成されるフランジ先端部分１４ｂにおいて塑性流動を発生させているのである。

また、ブロー成形後の上下金型１１、１２の接近によって、サブキャビティＳＣ内に入り込んでいるアルミニウム製パイプ１４のみならず、メインキャビティＭＣ部分のアルミニウム製パイプ１４も押し潰されることとなるが、加熱されて軟化しているので型閉じするスピードや圧縮ガス等を調節することによって、弛みや捩れのない製品に仕上げることができる。

〈その他の構成例〉
なお、上記では、アルミニウム製パイプ１４に形成されるフランジ１４ａの先端部分１４ｂが他の部分より強く押し潰されて（この部分だけ鍛造されて）薄くなうように構成されていた。こういった手法以外にも、例えば、図９で示したように金型を構成することで、塑性流動後のフランジ端部の形状を、金型の進退動方向（要するに上下方向）の少なくとも一方側に突起が形成されるように構成することもできる。

具体的には、例えば、図９（ａ）に示しているように、上型１２の第１突起１２ｃの端部に凹部１２ｉを形成することによって、型締め時、当該凹部１２ｉ側に押し潰されたアルミニウムが塑性流動しつつ流れ込み、被成形品であるアルミニウム製パイプ１４のフランジ１４ａの先端部分１４ｂを、上型方向に突起した形状とするのである。

このようにすれば、図９（ｂ）に示しているように、この先端部分１４ｂで、形成したフランジ１４ａを利用して他の部材Ｘと接着剤αによって接合する場合の位置決めとして利用することができる。また、接着剤αを保持する空間（接着層）を確保でき、フランジ全体に渡って均一な接着を行い易い。更に、この上型方向に突起した先端部分１４ｂの形状によって、接着剤が流れ出すことを防止でき、綺麗な仕上がりを確保することもできる。

また、上記では、フランジ１４ａの先端部分１４ｂのみに塑性流動が起こる場合として説明しているが、フランジ１４ａ全体に塑性流動が起こる程度に型締めを行い、アルミニウム製パイプ１４に形成されるフランジ１４ａ全体を、所謂鍛造するように構成することも可能である。フランジ１４ａ自体を薄くすることにより、他の部材と溶接によって接合する場合に必要となる電流量が少なくて済み、加工コストを抑え且つ溶接設備等の小型化を図ることも可能となる。

また、上記製造装置１０では、上下金型の間で加熱処理できる加熱機構５０を備え、通電によるジュール熱を利用してアルミニウム製パイプ１４を加熱していたが、これらに限定されるものではない。例えば、加熱処理が上下金型の間以外の場所で行われ、加熱後のアルミニウム製パイプを金型間に運び込んでもよい。また、通電によるジュール熱を利用する以外にも、ヒータ等の輻射熱を利用してもよいし、高周波誘導電流を利用して加熱することも可能である。

高圧ガスは、窒素ガス、アルゴンガスなどの非酸化性ガスを主に採用できるが、これらは高価である。この点、圧縮空気であれば、安価であり、大気中に漏れても実害はなく、取扱いが極めて容易である。したがって、ブロー工程を円滑に実行することができる。

ブロー成形金型は無水冷金型と水冷金型更には油冷金型の何れでもよい。ただし、無水冷金型は、ブロー成形終了後に金型を常温付近まで下げるときに、長時間を要する。この点、水冷金型又は油冷であれば、短時間で冷却が完了する。したがって、生産性向上の観点からは、水冷金型若しくは油冷が望ましい。

１０…リブ付アルミニウム製パイプ製造装置
１１…下型
１２…上型
１３…ブロー成形金型
１４…アルミニウム製パイプ
１４ａ…フランジ
１４ｂ…先端部分
１７…第１電極
１８…第２電極
４２…シリンダユニット
４３…シリンダロッド
４４…シール部材
４６…ガス通路
５０…加熱機構
６０…ブロー機構
ＭＣ…メインキャビティ
ＳＣ…サブキャビティ

Claims (4)

1. ブロー成形時の金型位置により形成されるキャビティの一部にフランジ形成用サブキャビティを有し、当該ブロー成型金型をブロー成形時の金型位置よりも更に閉じると、前記サブキャビティが、当該サブキャビティ内にブロー成形された前記アルミニウム製パイプを押し潰してフランジを形成するブロー成形金型であって、
   型締め時の前記サブキャビティの容積を、当該サブキャビティ内にブロー成形されて押し潰すアルミニウムの体積よりも小さくなるように設定することにより、少なくとも形成されるフランジ先端部分において塑性流動を発生させる
   ことを特徴とするフランジ付アルミニウム製パイプの製造装置に用いるブロー成形金型。
2. 請求項１において、
   前記塑性流動によって、前記フランジ先端部分が前記ブロー成形金型の進退動方向の少なくとも一方向に突起した形状とされている
   ことを特徴とするフランジ付アルミニウム製パイプの製造装置に用いるブロー成形金型。
3. 長手方向に沿ってフランジが形成されたアルミニウム製パイプの製造装置であって、
   請求項１または２に記載のブロー成形金型と、
   アルミニウム製パイプを所定の温度にまで加熱する加熱機構と、
   加熱された前記アルミニウム製パイプの両端をシールすると共に、当該アルミニウム製パイプ内に高圧ガスを吹き込むブロー機構と、を備える
   ことを特徴とするフランジ付アルミニウム製パイプの製造装置。
4. 長手方向に沿ってフランジが形成されたアルミニウム製パイプの製造方法であって、
   アルミニウム製パイプを加熱する工程と、
   当該加熱されたアルミニウム製パイプをブロー成形金型内に配置すると共に、当該アルミニウム製パイプの両端をシールする工程と、
   前記アルミニウム製パイプ内に高圧ガスを注入してブロー成形する工程と、
   当該ブロー成形後若しくはブロー成形の途中に更に前記ブロー成形金型を閉じることによって、当該ブロー成形金型のキャビティ内周面の一部で前記ブロー成形されたアルミニウム製パイプの一部を押し潰すことによって、少なくとも形成されるフランジ先端部分において塑性流動を発生させる工程と、を経る
   ことを特徴とするフランジ付アルミニウム製パイプの製造方法。