JP3654538B2 - 枠状構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は枠状構造体の製造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
図12は代表的な枠状構造体の斜視図であり、この枠状構造体100は、アルミサッシ枠であり、段部101を含む上枠102,下枠103,左枠104及び右枠105を口の字状に組合わせたものである。
図13(a)〜(c)は従来の枠状構造体の製造工程図である。
(a)にて長尺アルミ材を所定の長さに切断して、上枠102,下枠103,左枠104及び右枠105を得る。押出し加工にてかなり複雑な断面(例えば段部101を含む角断面)の長尺アルミ材が簡単に製造できるのでこれを素材とすればよい。
(b)にて上枠102,下枠103,左枠104及び右枠105を口の字状に組合わせる。
(c)にて枠同士を溶接にて接続する。106・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)はビードである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記枠状構造体100は全体形状が簡単で断面が一様のものであれば問題ないが、断面形状が場所毎に変わるものには適さない。
また、ビード106・・・が盛り上がるため、グラインダで平滑にするなどの後処理が必須となり、研削後であってもビード模様が残る。
【0004】
ところで車両のドアを取付けるドア取付け枠は、湾曲部を含み、3次元的に湾曲するものも少なくなく、且つ部分毎に断面形状が変化するので、上記枠状構造体100の技術ではとても対応できない。そこで、形状が複雑な枠状構造体はプレス成形によらざるを得ない。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、平板からプレス曲げした素材を組合わせ、スポット溶接して枠状構造体を製造する従来技術に代る技術を研究する過程で、アルミニウム合金製丸パイプを素材にして複雑な形状の枠状構造体を製造することに成功した。
具体的には、請求項1の方法は、アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプをベンダにて次工程で使用する金型のキャビティに収まる形状に塑性加工するフォーミング工程と、塑性加工されたパイプの両端を接合し、中空環状体のフォーミング材にする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フォーミング材を投入する工程と、金型に納めたフォーミング材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空環状体のフォーミング材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる枠状構造体を製造する。
【0006】
溶接を必要としないので、ビードを処理する必要がなく、外観形状が良好となる。
トリミングを必要としないので、歩留りがよくコストダウンが図れる。
【0007】
請求項2の発明は、前記工程に、丸パイプを小径化するドロー工程及び/又は丸パイプを楕円化するプレス工程を加えたことを特徴とする。
局部的にキャビティの断面積が小さい箇所は、丸パイプをその部分だけ小径化したり楕円化したり又は小径化し引続いて楕円化すればよく、より多様化した断面の連続した枠状構造体を製造することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、枠状構造体を車両のドア取付け枠を例に説明する。
図1は本発明方法で製造した車両のドア枠の外形図であり、ドア取付け枠1は、上枠部2、前傾斜枠部3、前縦枠部4、下枠部5、後傾斜枠部6及び後縦枠部7とからなる中空環状体である。
図2は図1の2−2線断面図であり、前記前傾斜枠部3は車室側面3aと後面3bがストレート面であり、車外面3c及び前面3dに段部3e,3fを有する。
図3は図1の3−3線断面図であり、下枠部5は縦長の矩形断面を呈し、車室側面5aの前部と、車外面5bの後部とに段部5c,5dを有する。
図4は図1の4−4線断面図であり、後傾斜枠部6はテーパ面6a,6bと段部6cとを有する。
図5は図1の5−5線断面図であり、後縦枠部7は室内面7aの後部と、車外面7bの前部に段部7c,7dを有する。
このように、ドア取付け枠1は部分毎に断面形状が異なる。
【0009】
図6は本発明に係るブロー成形金型の説明図であり、ブロー成形金型10は固定型としての下型11と、可動型としての上型12からなり、下型11に溝13とロケットピン14,14、上型12に溝15とピン受け孔16,16とブローパイプ挿入孔17とを有し、下型11に上型12を重ね、溝13と溝15とを合せることでブロー成形のための成形空間としてのキャビティを形成する。
【0010】
図7はブロー成形金型のキャビティの断面図であり、図は前記図2の断面を得るためのものであり、下型11の溝13に、上型12の溝15を重ね、必要に応じて置き型18をセットすることで、必要なキャビティ19を形成する。このキャビティ19の輪郭は図2の断面の外周面に合致する。場所毎にキャビティ19の形状が異なるが説明は省略する。
【0011】
図8は本発明に係るブロー設備及び加熱設備の原理図であり、加熱炉20は炉殻21に断熱材22を内張りし、炉壁にヒータ23,23を取付け、炉床24にピア25,25,25及び温度センサ26(例えばサーモカップル)を取付け、この温度センサ26の温度信号を炉温制御部27で受け、炉温が所定値になるように炉温制御部27で温度制御する。28は給電制御部である。加熱温度は480〜550℃である。
また、ブロー設備30はコンプレッサ31、圧力調整弁32、耐熱性フレキシブルチューブ33等からなり、圧縮空気を金型10へ供給する。本例は加圧媒体が空気であるが、酸化を嫌うなら窒素ガスなどの不活性ガスを使用し、前記コンプレッサ31をガスボンベに変更する。
【0012】
以上に述べた設備を使用して前記ドア取付け枠1を製造する方法を次に説明する。
図9(a)〜(d)は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(前期)である。
(a)において、定尺のAl−Mg系アルミニウム合金製丸パイプから所定長さのアルミニウム合金製丸パイプ41を切出す。
(b)において、ベンダ42にて曲げ成形する。
(c)は丸パイプ41をプレスにて楕円断面パイプにする工程、(d)は丸パイプ41をドロー加工にて小径化する工程を示し、必要に応じこれらの加工を加える。
【0013】
図10(a),(b)は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(中期)である。
(a)は曲げ加工されたパイプの両端同士を溶接にて接合し、加圧パイプ43を取り付けた状態を示す。44はビードである。得られたフォーミング材45は、製品形状とほぼ同じ輪郭を呈する。
(b)において、前記フォーミング材45をブロー成形金型10のキャビティ19に納め、図8に示した加熱炉20にて軟化点以上(溶融点未満)の温度(480〜550℃の範囲から選択した温度)まで温め、その後に加圧流体を送って、ブロー成形する。
【0014】
図11(a)〜(f)は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(後期)である。
(a)において、金型のキャビティ19に楕円成形したフォーミング材45Aを収納し、これを温間ブロー成形する。
(b)はブロー成形後の成形品W1(ドア取付け枠1の一部)を示し、成形品W1の外周面は金型のキャビテイ19の外周面で規定さたことになる。これで、前記図2に示す断面が成形できる。
(c)において、金型のキャビティ19にフォーミング材45Bを収納し、これを温間ブロー成形する。
(d)はブロー成形後の成形品W2を示し、前記図5に示す断面が成形できる。
(e)において、金型のキャビティ19にフォーミング材45Cを収納し、これを温間ブロー成形する。
(f)はブロー成形後の成形品W3を示し、前記図3に示す断面が成形できる。
このように、キャビティにアルミニウム合金製丸パイプがそのままで収納できない場合には、楕円化するか、小径化して納めるようにする。
【0015】
以上の温間ブロー成形により、図2〜図5の断面を有する図1のドア取付け枠1を製造することができる。
【0016】
尚、図9(a)〜(d)で述べた加工工程の順序は変更可能であり、例えば(a)→(c)及び/又は(d)→(b)であってもよい。または、図9(a)→(b)→図10(a)→図9(c),(d)であってもよい。
更に、本実施例ではドア取付け枠を例に説明したが、本発明の枠状構造体はこれに限るものではなく、車両用枠、建築用枠、装飾用枠など広義の枠に適用できる。
【0017】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1は、アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプをベンダにて次工程で使用する金型のキャビティに収まる形状に塑性加工するフォーミング工程と、塑性加工されたパイプの両端を接合し、中空環状体のフォーミング材にする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フォーミング材を投入する工程と、金型に納めたフォーミング材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空環状体のフォーミング材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とから枠状構造体を製造することを特徴とし、溶接を必要としないのでビードの処理が必要なく、外観形状が良好となる。また、トリミングを必要としないので、歩留りがよくコストダウンを図ることができる。
【0018】
請求項2は、前記工程に、丸パイプを小径化するドロー工程及び/又は丸パイプを楕円化するプレス工程を加えたことを特徴とする。
局部的にキャビティの断面積が小さい箇所は、丸パイプをその部分だけ小径化したり楕円化したり又は小径化し引続いて楕円化すればよく、より多様化した断面の連続した枠状構造体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法で製造した車両のドア枠の外形図
【図2】図1の2−2線断面図
【図3】図1の3−3線断面図
【図4】図1の4−4線断面図
【図5】図1の5−5線断面図
【図6】本発明に係るブロー成形金型の説明図
【図7】ブロー成形金型のキャビティの断面図
【図8】本発明に係るブロー設備及び加熱設備の原理図
【図9】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(前期)
【図10】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(中期)
【図11】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(後期)
【図12】代表的な枠状構造体の斜視図
【図13】従来の枠状構造体の製造工程図
【符号の説明】
1…枠状構造体(ドア取付け枠)、10…ブロー成形金型、19…キャビティ、20…加熱炉、30…ブロー設備、41…アルミニウム合金製丸パイプ、42…ベンダ、45…フォーミング材。
Claims (2)
- アルミニウム合金製丸パイプ(41)を所定の長さに切断する工程と、このパイプ(41)をベンダ(42)にて次工程で使用する金型(10)のキャビティ(19)に収まる形状に塑性加工するフォーミング工程と、塑性加工されたパイプ(41)の両端を接合し、中空環状体のフォーミング材(45)にする工程と、製品の外周面を規定するキャビティ(19)を有するブロー成形金型(10)の前記キャビティ(19)に前記フォーミング材(45)を投入する工程と、金型(10)に納めたフォーミング材(45)を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空環状体のフォーミング材(45)に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティ(19)の外周面に押圧するブロー成形工程とからなる枠状構造体の製造方法。
- 前記工程に、アルミニウム合金製丸パイプを小径化するドロー工程及び/又は丸パイプを楕円化するプレス工程を加えたことを特徴とする請求項1記載の枠状構造体の製造方法。
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