JP3688921B2 - 液圧成形ノズルおよび液圧成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフレームなどの製造に用いられる液圧成形装置用のノズルおよびこのノズルを用いる液圧成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフレームなどの製造には、現在、主として液圧成形が用いられている。図10はかかる液圧成形装置を概略示すものである。本装置70は、基部71、上型72、下型73、シリンダ74，74’を具える。製品の製造に際しては、まず、素材となる管材75をそのまま、あるいは曲げ、つぶしなどの予備成形を行った後、上型72と下型73との間に配置する。次いでシリンダ74，74’先端にそれぞれ設けた液圧成形ノズル76，76’を管材75端部に挿入し、さらにノズル76，76’をシリンダ74，74’により加圧して管材75の端部と緊密に嵌合させる。その後、シリンダ74，74’によりノズル76，76’を型内方へとさらに押し込み、図示しない液圧系から供給された加圧流体（水など）77をノズル76，76’から噴出させ、この流体77の圧力により管材75を内部から加圧成形して所望の形状の製品（成形品）を得る。
【０００３】
図11は、こうした液圧成形装置70に用いられる液圧成形ノズル76を示すものである。図示のようにノズル76は円形断面を有し、シリンダ74に取り付けられる基部78および管材75に挿入かつ嵌合される嵌合部79を具える。また嵌合部79は、その先端に管材75への挿入を容易にするためのテーパ状部79a 、さらに正面には加圧流体の噴出口79b を有する。液圧成形ノズル76が円形断面を有しているのは、素材である管材75には通常丸パイプが用いられており、管材75とノズル76との間をシールするためには円形断面であることが望ましいからである。そのため、図12に示すように、成形後の成型品80には、実際の製品となる部分（製品部）81と、成形時に成形ノズル76と嵌合させていた部分（余長部）82が生じる。
【０００４】
また、管材75に前述した予備成形を行う場合には、成形ノズル76と嵌合する部分を予め考慮した作業を行う必要がある。そのため、予備成形の段階で余長部82が必然的に発生してしまうこととなる。
【０００５】
しかしながら、管材75を成形した後の製品81は、一般に矩形などの異形断面を有するものであり、そのため成型品80の余長部82は不要なものとなり、これを取り除く必要がある。したがって、この余長部の長さだけ素材が無駄になり、製造コストの低減を図る上で好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決し、成形後に不要となる余長部を極力小さくし、効率よく成形品の製造を行うことのできる、液圧成形装置用のノズルを提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記の問題点を解決するため、本発明による液圧成形ノズルは、所定形状の金型内部に収納された管材の端部に挿入かつ嵌合され、先端側に向けて形成されたテーパ状部を有する嵌合部と、該管材内部に加圧流体を供給する噴出口とを具え、前記テーパ状部を有する嵌合部を、その管材の端部がつぶされた状態で当該端部に挿入かつ嵌合させることにより、当該端部を製品の断面形状に近い矩形断面とするよう、該製品の断面形状に近い矩形断面とすることを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、本発明による液圧成形ノズルは、管材の端部に挿入かつ嵌合させる部分の断面形状が、成形後の製品の断面形状に近い矩形をしており、それによって従来の円形断面の成形ノズルの場合のような管材の余長部の発生を無くす、あるいは極力少なくすることができ、その結果管材の無駄な部分を低減でき、コスト削減に寄与することが可能となる。また、管材の余長部を無くす、あるいは極力小さくすることにより成形型自体の小型化を図ることができ、型の製作などに要する費用も安価になる。さらに、管材の余長部を無くす、あるいは極力小さくすることにより、シリンダによる液圧成形ノズルを押し込む力が管材の成形部分に直接働くこととなるため、成形ノズルの押し込み量を少なくすることができる。
【０００９】
本発明に係る液圧成形ノズルの好適な実施形態においては、嵌合部先端の上面および／または下面中央部に窪みを設けても良く、また、この嵌合部先端の中央部に、前記嵌合部先端から当該ノズルの軸線方向後方に向かう切り欠き部を設けても良く、さらにこの切り欠き部に加圧流体の噴出口を設けても良い。このような形状とすることにより、成形前の予備成形工程で管材端部の断面が変形しても、ノズル先端部を管材内に挿入することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る液圧成形ノズルの好適な実施形態においては、嵌合部先端に少なくとも二つの円錐体を並列して配置しても良く、さらに、この円錐体の頂部に前記加圧流体の噴出口を設けることとしても良い。このような形状とすることによっても、予備成形工程で管材端部の断面が変形しても、ノズル先端部を管材内に挿入することが可能となる。
【００１１】
また本発明は、上述したような成形ノズルを具える液圧成形装置に関するものである。
【００１２】
本発明に係る液圧成形装置によれば、従来の円形断面を有する成形ノズルを具える成形装置のような管材の余長部の発生を無くす、あるいは極力少なくすることができ、その結果管材の無駄な部分を低減でき、コスト削減に寄与することが可能となる。
【００１３】
さらに本発明は、上述した液圧成形装置により製造した成形品に関するものである。本発明による成形品は、製造時に生じる余長部が無いか、あるいは非常に小さいため管材の無駄が少なく、また余長部を切断する工程なども必要が無くなるため、従来の成型品と比較して低コストでの製造が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る液圧成形装置を概略示す図である。本装置１は、基部２、上型３、下型４、シリンダ５，５’を具える。またシリンダ５，５’の先端には、液圧成形ノズル６，６’が取り付けられている。成形品の製造に際しては、前述した従来の装置70と同様に、液圧成形ノズル６，６’の先端部分を管材７端部に挿入し、さらにノズル６，６’をシリンダ５，５’により加圧して管材７の端部と緊密に嵌合させる。その後シリンダ５，５’によりノズル６，６’を型３，４内方へと押し込み、図示しない液圧系から供給された加圧流体８を成形ノズル６，６’から噴出させ、この流体８の圧力により管材７を内部から加圧成形して所望の形状の成形品を得る。
【００１６】
図２は、本発明による液圧成形ノズルの第１の実施形態を示すものである。本ノズル10は、シリンダ５に取り付けられる基部11および管材７に挿入かつ嵌合される嵌合部12を具える。また嵌合部12は、管材７への挿入を容易にするためのテーパ状部12a を有する。さらに嵌合部12正面には開口部13が設けられ、成形時にはこの開口部13から加圧流体が噴出する。
【００１７】
図２に示す液圧成形ノズルは矩形断面を有している。これは、前述したように管材を成形した後の製品が、一般に矩形などの異形断面を有するものであるため、従来の液圧成形ノズル（図11参照）の場合のように、成型品にノズルと嵌合していた余長部が生じてしまう（図12参照）ことを避けるためである。換言すれば、ノズル断面を矩形、すなわち製品の断面に近い形状とすることにより、余長部の発生を避け、管材の無駄な部分を低減することができる。また、予備成形においても、ノズルとの嵌合部分を考慮せずに作業を行うことができるようになり、管材の無駄な部分を発生させることなく、かつ効率的な予備成形作業が実現できることとなる。
【００１８】
図３は、本発明による液圧成形ノズルの第２の実施形態を示すものである。本ノズル20においては、嵌合部22のテーパ状部22a 端部に加圧流体の噴出口23が設けられている。なお、図では噴出口23は１つであるが、２つ以上でも良い。
【００１９】
図４は、本発明による液圧成形ノズルの第３の実施形態を示すものである。本ノズル30においては、嵌合部32のテーパ状部32a 上面中央部に窪み33が設けられ、この窪み33を挟むようにして加圧流体の噴出口34が設けられている。
【００２０】
本ノズル30で窪み33を設けた理由は以下の通りである。液圧成形に先立つ予備成形、特に管材のつぶしを行った場合、管材の断面は、通常、図５に示すように中央部がくびれた略８字型に変形する。このように変形した場合、液圧成形時にノズルの嵌合部の管材への挿入が困難となるおそれがある。したがって、嵌合部に窪みを設けることにより、管材断面が、図５に示す管材35のように変形していても嵌合部の挿入が容易に行えるようになる。なお、この窪み33はテーパ状部32a の上面および下面の双方に設けても良く、あるいはいずれか一方に設けても良い。
【００２１】
図６は、本発明による液圧成形ノズルの第４の実施形態を示すものである。本ノズル40においては、嵌合部42のテーパ状部42a 中央部に切り欠き部43が設けられ、この切り欠き部43を挟んで加圧流体の噴出口44が設けられている。
【００２２】
本ノズル40で切り欠き部43を設けた理由は以下の通りである。前述した管材のつぶしを行った場合、その断面が、図７に示す管材45のように中央部がほとんどつぶれてしまうことがある。このように変形した場合には、例えば図４に示すノズル40であっても管材への挿入が非常に困難となる。そこで、ノズルの嵌合部の中央を切り欠いて、その切り欠き部の両側部分が先ず管材に挿入できるようにすることで、図７のように管材が変形していても、ノズルの嵌合部の挿入が可能となるようにしている。
【００２３】
図８は、本発明による液圧成形ノズルの第５の実施形態を示すものである。本ノズル50も、先の図６に示すノズル40と同様にテーパ状部52a 中央に切り欠き部53を設けているが、ここでは加圧流体の噴出口54を、切り欠き部53の内側に設けたものとなっている。
【００２４】
図９は、本発明による液圧成形ノズルの第６の実施形態を示すものである。本ノズル60においては、嵌合部62前面に二つの円錐体63を設け、その間に加圧流体の噴出口64を設けている。この円錐体63は、図６および図８にそれぞれ示すノズル先端の切り欠き部の両側部分と同様の効果を有する。すなわち、管材が図７のように変形している場合でも、これらノズル嵌合部が管材に挿入できるようにしている。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、液圧成形により異形断面を有する成形品を製造するに際し、成形後に不要となる余長部を無くす、あるいは非常に小さくすることができ、成形品の製造コスト低減を図ることができる。また、予備工程で管材断面が大きく変形した場合でも、成形時に液圧成型ノズルを比較的容易に管材に挿入することができるようになる。
【００２６】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば図１の場合、開口部13に代えて複数の噴出口を設けることが可能であり、また図３の場合も、噴出口23を複数設けても良い。さらに図９の例においては、円錐体63の頂部に噴出口を設けることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る液圧成形装置を概略示す図である。
【図２】 本発明に係る液圧成形ノズルの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図３】 本発明に係る液圧成形ノズルの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図４】 本発明に係る液圧成形ノズルの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図５】 予備成形工程でつぶした管材の断面図である。
【図６】 本発明に係る液圧成形ノズルの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図７】 予備成形工程でつぶした管材の断面図である。
【図８】 本発明に係る液圧成形ノズルの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図９】 本発明に係る液圧成形ノズルの第６の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】 従来の液圧成形装置を概略示す図である。
【図１１】 従来の液圧成形ノズルを示す図である。
【図１２】 従来の液圧成形装置で成形した成形品を示す図である。
【符号の説明】
１，70 液圧成形装置
２，71 基部
３，72 上型
４，73 下型
５，74 シリンダ
６，10，20，30，40，50，60，76 液圧成形ノズル
７，35，45，75 管材
８，77 加圧流体
11，21，31，41，51，61，78 液圧成形ノズルの基部
12，22，32，42，52，62，79 液圧成形ノズルの嵌合部
13 開口部
23，34，44，54，64 加圧流体の噴出口
33 窪み
43 切り欠き部
63 円錐体

Claims (8)

1. 基部と、所定形状の金型内部に収納された管材の端部に挿入かつ嵌合され、先端側に向けて形成されたテーパ状部を有する嵌合部と、該管材内部に加圧流体を供給する噴出口とを具える液圧成形ノズルにおいて、
   前記テーパ状部を有する嵌合部を、その管材の端部がつぶされた状態で当該端部に挿入かつ嵌合させることにより、当該端部を製品の断面形状に近い矩形断面とするよう、該製品の断面形状に近い矩形断面とすることを特徴とする液圧成形ノズル。
2. 請求項１記載のノズルにおいて、
   前記嵌合部先端の上面および／または下面中央部に窪みを設けたことを特徴とする液圧成形ノズル。
3. 請求項１記載のノズルにおいて、
   前記嵌合部先端の中央部に、前記嵌合部先端から当該ノズルの軸線方向後方に向かう切り欠き部を設けたことを特徴とする液圧成形ノズル。
4. 請求項３記載のノズルにおいて、
   前記切り欠き部に前記加圧流体の噴出口を設けたことを特徴とする液圧成形ノズル。
5. 請求項１記載のノズルにおいて、
   前記嵌合部の先端に少なくとも二つの円錐体を並列して配置したことを特徴とする液圧成形ノズル。
6. 請求項５記載のノズルにおいて、前記円錐体の頂部に前記加圧流体の噴出口を設けたことを特徴とする液圧成形ノズル。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の液圧成形ノズルを具える液圧成形装置。
8. 請求項７記載の液圧成形装置により成形した成形品。

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