JP3711882B2 - 重ね合わせ板材の液圧成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車構造部材等となる重ね合わせ板材の液圧成形方法に関し、特に二枚の板状金属材料を重ね合わせてその外周部を溶接した後、二枚の板状金属材料間に液体である所定の成形媒体を導入してその液圧にて所定の成形品形状に膨出成形するようにした重ね合わせ板材の液圧成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二枚の板状金属材料を重ね合わせた上でその外周部を溶接することにより形成された重ね合わせ板材を、製品断面形状に対応するところの凹状空間が設けられた上下一対の金型間に挟み込み、その二枚の板材間に高圧の成形媒体を供給して金型側の凹状空間に合致した形状となるように膨出成形する方法は、例えば特開平１１−３４７６４３号公報および特開平１０−８５９４４号公報などで知られている。
【０００３】
これら従来の技術では、図１９に示すように、所定の凹部５１ａまたは５２ａを有した上下型５１，５２の間に、重ね合わせた二枚の板材５４，５５の外周部をその全周にわたり連続的に溶接した重ね合わせ板材５３を挟み込み（溶接部を符号５６で示す）、次いで、図２０に示すように、重ね合わせ板材５３の板材５４，５５間に水などの高圧の成形媒体を注入供給することにより液圧Ｐを作用させて重ね合わせ板材５３を膨張させ、上下型５１，５２の凹部５１ａ，５２ａの形状に合致した外形形状の成形品６０を得ることを基本としている。成形品６０の幅寸法Ｙは、当初の重ね合わせ板材５３の幅寸法Ｘと比べ膨張に伴う材料流入量Ｗ分だけ両側が小さくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の液圧成形技術では、重ね合わせ板材５３は液圧のシール性を確保するためにその外周部の全てが溶接部５６をもって連続的に溶接されていることから、例えば図２１に示すように成形品６０の形状として上下型５１，５２の分割面に対し上下で成形深さが異なっている場合に、すなわち上型５１側の成形深さよりも下型５２側の成形深さが小さい場合に、凹部５１ａ，５２ａ側に引き込まれることになる上下の板材５４，５５間での相対変位が許容されず、その結果として成形深さが小さい下型１５２側の方が材料が余り気味となり、しわ６１が発生するほか、成形品６０の形状によっては成形限界や深絞り性が低下するという問題点があった。
【０００５】
なお、図２１ではしわ６１の発生状況を誇張して描いてあり、同図のように成形深さが上下で異なる場合のみならず、成形品６０の形状が上下非対称形状となる場合も同様の現象が起こり得る。
【０００６】
このような問題点に対し、成形深さが上下で異なる場合には、例えば図２２のように成形深さの大きい上型５１側の板材７１に対して、下型５２側の板材７２と成形深さや膨出割合を揃えるための予備成形部７３を予め膨出成形した上で、双方の板材７１，７２の外周部に溶接部５６をもって溶接を施して重ね合わせ板材７０とし、その後に液圧成形するという方法が提案されている。この方法によれば、液圧成形時の上下の板材７１，７２における凹部５１ａ，５２ａ側への引き込み量を均等化してしわの発生を防止できるとされており、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ８７（１９９９）Ｐ１５５ Ｆｉｇｌなどに記載されている。
【０００７】
しかしながら、この方法では板材７１の予備成形が必要なために製造工程が複雑になり、製造に手間がかかるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に着目してなされたもので、しわに代表されるような成形品質上の不具合の発生を防止しながら、製造工程を簡素化するとともに深絞りをも可能として、成形自由度を向上させることができる重ね合わせ板材の液圧成形方法を提供しようとするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された重ね合わせ板材を凹状成形面が形成された上下型間に挟み込み、その重ね合わせ板材の金属板同士の間に高圧の液状成形媒体を供給することにより、前記凹状成形面の形状に合致する形状であって且つ重ね合わせ板材を形成している金属板同士の合わせ面を対称中心としたときに上下で非対称となる長尺な成形品形状に膨出成形するようにした重ね合わせ板材の液圧成形方法において、前記重ね合わせ板材の外周部のうち成形時の曲げにより成形後に曲線部もしくは形状変化部となる領域を非溶接部とするとともに、同じく重ね合わせ板材の外周部のうち非溶接部以外の部位であって且つ成形時に曲げを受けずに成形後に長手方向で真直な直線部となる領域に溶接を施して溶接部としたことを特徴としている。
【００１０】
この場合、請求項２に記載の発明のように、前記重ね合わせ板材の外周部での溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を対称中心としたときに成形品形状が上下対称となる領域に形成するとともに、前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を対称中心としたときに成形品形状が上下非対称となる領域に形成するのが望ましい。
【００１１】
または、請求項３に記載の発明のように、前記重ね合わせ板材の外周部での溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を基準としたときに成形品の断面周長が上下同一となる領域に形成するとともに、前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を基準としたときに成形品の断面周長が上下非同一となる領域に形成するのが望ましい。より望ましくは、請求項４に記載のように、前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部を、成形品の長手方向に沿う断面においてその成形品断面形状が曲線部もしくは形状変化部となる領域に形成するものとする。
【００１２】
したがって、これら請求項１〜３に記載の発明では、重ね合わせ板材の外周部に溶接部と非溶接部とが混在するかたちとなって、実質的に上記溶接部が不連続のものとなることから、少なくとも非溶接部に相当する部分すなわち成形後に曲線部もしくは形状変化部となる領域では相互に溶接接合されていない故に、上下型の凹状成形面側への材料引き込みに際してその上下の金属板間での相対変位が許容される。これにより、上型側，下型側ともに金属板材料の適正な引き込み量が確保されて、従来のような材料余りによるしわの発生が未然に防止され、複雑な形状でも無理なく成形できるようになる。この傾向は、請求項２〜４に記載の発明のように、成形品の断面形状が上下非対称であったり、断面周長が上下非同一である場合、もしくは成形品の長手方向に沿う断面において曲線部もしくは形状変化部となっている部位に特に有効である。
【００１３】
一方、成形後に長手方向で真直な直線部となる領域に対応している溶接部では、上下の金属板が相互に溶接されていることによって成形後には完全なる閉断面構造となるため、スプリングバック等が発生することなくいわゆる形状凍結性が高いものとなって、成形品として高い寸法精度を維持できるようになり、この傾向は、請求項２，３に記載の発明のように上下の金属板同士の伸び変形量もしくは材料引き込み量がほぼ等しい場合に一段と顕著となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部に液圧シール手段を形成したことを特徴としている。
【００１５】
したがって、この請求項５に記載の発明では、重ね合わせ板材を形成している上下の金属板同士の間に液圧を作用させた場合に、上記非溶接部に相当する部分では液圧シール手段がそのシール効果を発揮して、液圧の漏れを未然に防止する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、同じく請求項１に記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材の外周部のうち少なくとも非溶接部に、膨出成形に際して上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を形成したことを特徴としている。ここにいう材料流入制御手段とは、公知の絞り成形もしくは張り出し成形における材料流入量調整用の絞りビードと同等の機能を有するものを想定している。
【００１７】
したがって、この請求項６に記載の発明は、材料流入制御手段の機能を使って一方の金属板の凹状成形面側への材料の流入量を積極的に制限したり、あるいは逆に促進したりすることによって、上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に積極的に差を生じさせることができるようになり、複雑形状の成形品の成形にも柔軟に対応できるようになる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明を前提として、前記液圧シール手段が、膨出成形に際して上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を兼ねていることを特徴としている。
【００１９】
したがって、この請求項７に記載の発明では、液圧シール手段が、請求項５に記載の発明と同様の本来のシール機能のほかに、請求項６に記載の発明と同様の材料流入制御機能を発揮することになる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項５または７に記載の発明を前提として、前記液圧シール手段が、重ね合わせ板材を形成している一方の金属板のうち他方の金属板と接する面に形成した突起であることを特徴としている。より具体的には、上記突起は、請求項９に記載の発明のように凸状ビードであったり、あるいは請求項１１に記載の発明のように溶接による肉盛りビードであってもよく、さらには請求項１２に記載の発明のように小径ワイヤの埋め込みにより形成した突起であってもよい。
【００２１】
この場合、上記突起の高さＨｂは、請求項１３に記載の発明のように、重ね合わせ板材の他方の金属板の板厚をｔとしたとき、Ｈｂ＝０．１ｔ〜０．６ｔであることが望ましく、また、請求項１４に記載の発明のように、その突起の硬度を重ね合わせ板材の他方の金属板の硬度よりも高くすることが望ましい。
【００２２】
したがって、これら請求項８，９および請求項１１，１２に記載の発明では、上記突起の概念に含まれる凸状ビード等が請求項５に記載の発明と同様の液圧シール機能を発揮することになる。特に、請求項１３，１４に記載の発明のように、その突起の高さを特定の高さに設定したり、あるいは硬度を特定の関係に設定すると、相手側となる金属板への突起の食い込みが確実なものとなり、液圧シール効果ならびに材料流入制御機能が一段と適正なものとなる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち材料流入量が制限される側の一方の金属板であって且つ他方の金属板と接する面に凸状ビードを形成して、これを液圧シール手段としたことを特徴としている。
【００２４】
したがって、この請求項１０に記載の発明では、一方の金属板に形成した凸状ビードが他方の金属板に食い込むことで請求項５に記載の発明と同様の液圧シール機能を発揮し、同時に請求項６に記載の発明と同様の他方の金属板の材料流入制御機能を発揮することになる。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、請求項５に記載の発明を前提として、前記液圧シール手段が、上下型の分割面に形成した凸状ビードであることを特徴としている。
【００２６】
この場合、請求項１６に記載の発明のように、前記凸状ビードが、膨出成形に際して上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を兼ねていることが望ましく、さらに請求項１９に記載の発明のように、前記凸状ビードが、上下型それぞれの分割面の相対する位置に互いに高さが異なるものとして個別に形成されていることが望ましい。
【００２７】
したがって、請求項１５に記載の発明では、凸状ビードが上下型の分割面に形成されている点でのみ請求項８，９等に記載の発明と異なっているだけであるから、その型分割面の凸状ビードが必要十分な液圧シール機能を発揮することになり、また請求項１６に記載の発明では、上記凸状ビードが請求項７，８等に記載の発明と同様に液圧シール機能と材料流入制御機能とを発揮することになる。さらに請求項１９に記載の発明では、凸状ビードによる液圧シール機能と材料流入制御機能とを上下の金属板ごとに個別に調整できることになる。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、請求項１５または１６に記載の発明を前提として、前記上下型の分割面に形成した凸状ビードの高さＨｄが、重ね合わせ板材を形成している二枚の金属板のうち薄板側の板厚をｔとしたとき、Ｈｄ＝０．１ｔ〜０．４ｔであることを特徴としている。
【００２９】
したがって、この請求項１７に記載の発明では、凸状ビードの高さを特定の値に設定したことによって金属板への食い込み量ひいてはその凸状ビードによる液圧シール機能および材料流入制御機能が適正化される。
【００３０】
請求項１８に記載の発明は、請求項１６に記載の発明を前提として、前記凸状ビードを、重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち材料流入量が制限される側の一方の金属板に対応する型の分割面に形成したことを特徴としている。また、請求項２０に記載の発明は、同じく請求項１６に記載の発明を前提として、前記凸状ビードが、上下型それぞれの分割面の相対する位置に互いに高さが異なるものとして個別に形成されているとともに、その凸状ビードの高さについて材料流入量を制限する型側のものを他方に対して高く設定したことを特徴としている。
【００３１】
したがって、請求項１８に記載の発明では、凸状ビードによる材料流入制御機能が、重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち積極的に材料流入量を制限したい一方の金属板により効果的に作用するようになる。
【００３２】
また、請求項２０に記載の発明では、凸状ビードの高さに応じて上下の金属板同士の間でその材料流入制御機能が個別に調整され、特に高さの大きい凸状ビード側ほど材料流入制御機能をより積極的に発揮させることができるようになる。
【００３３】
請求項２１に記載の発明は、請求項５または７に記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材の外周部の非溶接部に形成した液圧シール手段と前記溶接部とを相互に接続し、その接続部の長さすなわち重なり量Ｌを、重ね合わせ板材を形成している二枚の金属板のうち薄板側の板厚をｔとしたとき、Ｌ≧１．０ｔとしたことを特徴としている。
【００３４】
したがって、この請求項２１に記載の発明では、溶接部と非溶接部との境界部においても十分な液圧シール機能が発揮されるようになる。
【００３５】
請求項２２に記載の発明は、請求項６，７，１０，１６，１８，２０のいずれかに記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち非溶接部に対応する部分であって且つ積極的に材料流入量の制限を受ける部分では、その他の部分と比べて相対的に材料寸法が小さく設定されていることを特徴としている。
【００３６】
したがって、この請求項２２に記載の発明では、材料流入量の制限度合いを予め見越して素材寸法を設定するものであるから、例えば成形前には重ね合わせ板材を形成している上下の金属板の大きさが互いに異なっていたとしても、成形後には両者がほぼ同じ大きさとなり、材料の余り等が生じにくくなる。
【００３７】
請求項２３に記載の発明は、請求項１に記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材を挟み込むための上下型による型締め力を、成形初期には小さく、成形後期には大きくなるように、成形途中で段階的に変化させることを特徴としている。
【００３８】
したがって、この請求項２３に記載の発明では、材料流入がより多く必要な成形初期には型締め力が小さいために材料である上下の金属板の流入がよりスムーズに且つ互いに独立して行われ、逆に成形初期ほど材料の流入を必要としない成形後期には金属板同士の相対変位が抑制されることから、液圧シール機能がより効果的に発揮されるようになる。
【００３９】
請求項２４に記載の発明は、請求項１に記載の発明を前提として、前記重ね合わせ板材を挟み込むための型締め後の上下型間の相対距離を、成形初期には大きく、成形後期には小さくなるように、成形途中で段階的に変化させることを特徴としている。
【００４０】
したがって、この請求項２４に記載の発明では、請求項２３に記載の発明における型締め力の変化を上下型の相対距離の変化に置き替えたものであり、上記と同様に材料流入がより多く必要な成形初期には型締め力が小さいために材料である上下の金属板の流入がよりスムーズに且つ互いに独立して行われ、逆に成形初期ほど材料の流入を必要としない成形後期には金属板同士の相対変位が抑制されることから、液圧シール機能がより効果的に発揮されるようになる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された重ね合わせ板材の外周部のうち、成形後に曲線部もしくは形状変化部となる領域を非溶接部とするとともに、非溶接部以外の部位であって且つ成形後に長手方向で真直な直線部となる領域に溶接を施して溶接部としたものである。したがって、溶接部では閉断面構造となるために形状凍結性が高く、成形品としての高い寸法精度を維持した上で、少なくとも非溶接部では材料引き込みに際してその上下の金属板間での相対変位が許容されて適正な引き込み量を確保できるようになり、材料余りによるしわの発生等を未然に防止できるほか、従来のように重ね合わせ板材に予備成形を施さずして、上下非対称形状や上下で断面周長が異なるような複雑な形状でも無理なく成形できるようになり、製造工程を簡素化できるとともに成形品の形状自由度も高くなる効果がある。
【００４２】
請求項２，３に記載の発明によれば、上記溶接部を成形品形状が上下対称となる領域に、上記非溶接部を成形品形状が上下非対称となる領域にそれぞれ形成するか、もしくは、溶接部を成形品の断面周長が上下同一となる領域に、非溶接部を成形品の成形品の断面周長が上下非同一となる領域にそれぞれ形成したため、その溶接部は上下の金属板間の相対変位が小さい部位にほかならず、したがって、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、該当する部分の形状凍結性が一段と高くなり、成形品としての寸法精度が向上するほか、複雑な成形品形状であってもしわ等の発生を招くことなく無理なく成形できるようになり、成形可能な成形品の形状自由度が一段と向上する。
【００４３】
請求項４に記載の発明によれば、上記非溶接部を、成形品の長手方向に沿う断面においてその成形品断面形状が曲線部もしくは形状変化部となる領域に設定して、形状が複雑な部位ほど上下の金属板同士の相対変位を許容できるようにしたものであるから、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、複雑な成形品形状であってもしわ等の発生を招くことなく無理なく成形できるようになり、成形可能な成形品の形状自由度が一段と向上する。
【００４４】
請求項５に記載の発明によれば、上記非溶接部に液圧シール手段を形成したものであるから、溶接がされていない非溶接部においても成形媒体である液圧のシールを確実に行って、その液圧の漏れを未然に防止しつつ高い液圧力を保持できるようになり、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、成形品の寸法精度および形状精度を一段と高めることができる。
【００４５】
請求項６に記載の発明によれば、上記非溶接部に、金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を形成したものであるから、上下の金属板の流入量を積極的に制限したりあるいは促進したりすることができるようになり、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、成形できる成形品の形状自由度が飛躍的に向上する効果がある。
【００４６】
請求項７に記載の発明によれば、上記液圧シール手段が、上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を兼ねていることから、液圧シール手段と材料流入制御手段とを併存させる必要がなくなり、請求項５に記載の発明と同様の効果に加えて、重ね合わせ板材および金型の構造を簡素化できる利点がある。
【００４７】
請求項８に記載の発明によれば、上記液圧シール手段を、重ね合わせ板材を形成している一方の金属板のうち他方の金属板と接する面に形成した突起としたため、その突起の金属板への食い込みによって液圧シール機能もしくは材料流入制御機能が発揮されることになり、請求項５または７に記載の発明と同様の効果に加えて、その液圧シール機能もしくは材料流入制御機能の信頼性が高いものとなる。
【００４８】
請求項９に記載の発明によれば、一方の金属板に形成される突起を凸状ビードとしたものであるから、突起形状の連続性が確実に確保できるために、請求項８に記載の発明と同様の効果に加えて、液圧シール機能もしくは材料流入制御機能の信頼性が一段と高くなる。
【００４９】
請求項１０に記載の発明によれば、上下の金属板のうち材料流入量が制限される側の一方の金属板であって且つ他方の金属板と接する面に凸状ビードを形成して、これを液圧シール手段としたものであるから、この凸状ビードが相手側の金属板に食い込むことでそれ自身の材料流入量が制限されることになり、請求項７に記載の発明と同様の効果に加えて、より簡易な構造で所期の目的を達成できる利点がある。
【００５０】
請求項１１に記載の発明によれば、一方の金属板に形成される突起を溶接による肉盛りビードとしたものであるから、請求項１０に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００５１】
請求項１２に記載の発明によれば、一方の金属板に形成される突起を小径ワイヤの埋め込みにより形成した突起としたものであるから、請求項１０に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００５２】
請求項１３に記載の発明によれば、一方の金属板に形成した突起の高さを他方の金属板の板厚との関係として特定の大きさに設定したものであるから、突起の確実な食い込みを確保できるとともに、その食い込みによる板厚減少を制限でき、請求項８に記載の発明と同様の効果に加えて、液圧シール機能および材料流入制御機能の信頼性が一段と高いものとなる。
【００５３】
請求項１４に記載の発明によれば、一方の金属板に形成した突起の硬度を他方の金属板の硬度よりも高く設定したものであるから、請求項１３に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００５４】
請求項１５に記載の発明によれば、液圧シール手段として上下型の分割面に凸状ビードを形成したものであるから、この凸状ビードが、重ね合わせ板材を形成している金属板に形成した凸状ビードと全く同様の機能を発揮することになり、したがって請求項５および請求項９に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００５５】
請求項１６に記載の発明によれば、上記凸状ビードが、上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を兼ねていることから、請求項７および請求項１５に記載の発明と全く同様の効果が得られる。
【００５６】
請求項１７に記載の発明によれば、上下型の分割面に形成した凸状ビードの高さを、重ね合わせ板材を形成している二枚の金属板のうち薄板側の板厚との関係として特定の大きさに設定したものであるから、請求項１３に記載の発明および請求項１５または請求項１６に記載の発明と全く同様の効果が得られる。
【００５７】
請求項１８に記載の発明によれば、凸状ビードを上下の金属板のうち材料流入量が制限される側の一方の金属板に対応する型の分割面に形成したため、凸状ビードが一方の金属板に食い込むことでその材料の流入が制限される一方で、他方の金属板は特に制限することなく流入させることができるようになり、双方の金属板の材料流入量を積極的に異ならしめことができるから、請求項１６に記載の発明と同様の効果に加えて、成形できる成形品の形状自由度が高くなる利点がある。
【００５８】
請求項１９に記載の発明によれば、凸状ビードが、上下型それぞれの分割面の相対する位置に互いに高さが異なるものとして個別に形成されていることから、材料流入の制限度合いに応じて凸状ビードの高さを変えることにより上下の金属板間の材料流入量の差を積極的にコントロールでき、請求項１５に記載の発明と同様の効果に加えて、成形できる成形品の形状自由度が高くなる利点がある。
【００５９】
請求項２０に記載の発明によれば、凸状ビードを、上下型それぞれの分割面の相対する位置に互いに高さが異なるものとして個別に形成するとともに、その凸状ビードの高さについて材料流入量を制限する型側のものを他方に対して高く設定したため、高さの大きい凸状ビードが食い込む金属板側の材料流入量をより積極的に制限できることから、請求項１６に記載の発明と同様の効果に加えて、特に材料余りによるしわの発生を確実に防止でき、成形品の品質が一段と向上する効果がある。
【００６０】
請求項２１に記載の発明によれば、非溶接部に形成した液圧シール手段と溶接部とを相互に接続し、その接続部の長さを、二枚の金属板のうち薄板側の板厚との関係として特定の大きさに設定したため、請求項５または７に記載の発明と同様の効果に加えて、溶接部と非溶接部との境界部においても液圧シール性能が発揮されて成形媒体の漏れを確実に防止できる効果がある。
【００６１】
請求項２２に記載の発明のよれば、上下の金属板のうち非溶接部に対応する部分であって且つ積極的に材料流入量の制限を受ける部分では、その他の部分と比べて相対的に材料寸法が小さく設定されているため、材料流入量の差があっても成形後には上下の金属板の大きさがほぼ同じ大きさとなるため、二次加工として成形品の余分な部分を切除したり仕上げ加工を施す必要がなく、請求項６，７，１０，１６，１８，２０のいずれかに記載の発明と同様の効果に加えて、製造工程を簡素化できる効果がある。
【００６２】
請求項２３に記載の発明によれば、重ね合わせ板材を挟み込むための上下型による型締め力を、成形初期には小さく、成形後期には大きくなるように、成形途中で段階的に変化させるようにしたため、成形所期には積極的に材料の流入を促進させる一方で、成形後期には材料流入を制限しつつ液圧シール性能を高めることができるようになり、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、しわの発生等を防止しつつ成形品の形状自由度や深絞り性を向上させることができるほか、成形媒体の漏れも確実に防止できる効果がある。
【００６３】
請求項２４に記載の発明によれば、重ね合わせ板材を挟み込むための型締め後の上下型間の相対距離を、成形初期には大きく、成形後期には小さくなるように、成形途中で段階的に変化させるようにし、実質的に請求項２３に記載の発明の型締め力の変化に代えて上下型の相対距離の変化としたものであるから、結果として請求項２３に記載の発明と全く同様の効果が得られる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６５】
図１は第１の実施の形態として本発明を適用して液圧成形された成形品１の一例として自動車構造部品を示す斜視図であり、図２は同成形品１を成形する前の重ね合わせ板材２を示す斜視図である。また、図３は上記重ね合わせ板材２の溶接部９に相当する部分（ここでは図１のＡ−Ａ線に沿った断面部分）を液圧成形により膨出成形した場合の金型３と成形品１の断面図である。なお、金型３は上型４と下型５とから構成される。
【００６６】
図１に示す成形品１は、図３のようにそれぞれに凹状成形面４ａ，５ａが形成された上型４と下型５の間に図２に示す重ね合わせ板材２を挟み込み、この重ね合わせ板材２を形成している二枚の金属板６，７間に高圧水等の液状成形媒体を供給することにより液圧Ｐを作用させ、上下型４，５の凹状成形面４ａ，５ａの形状に合致した外面形状を有した成形品１に成形される。
【００６７】
図２に示す重ね合わせ板材２は、成形品１の外形形状に合致するような輪郭形状に予め加工された二枚の金属板６，７を重ね合わせたもので、一部に成形媒体の注入孔部分８を有するとともに、二枚の金属板６，７同士はその外周部において不連続な溶接部９をもって溶接接合されている。すなわち、二枚の金属板６，７の外周部には局部的に溶接を施した溶接部９と非溶接部１０とが交互に配置されており、非溶接部１０には後述するシール手段が形成されている。なお、注入孔部分８は成形後に必要に応じ適宜切除される。また、重ね合わせ板材２を形成している二枚の金属板６，７の板厚や材質は特に限定されるものではなく、成形品仕様により適宜選択できる。
【００６８】
ここで、図１と図２を比較すると明らかなように、重ね合わせ板材２は、成形品１の長手方向で真直な直線部となる箇所が溶接部９となるように予め設定してあるため、成形後には図３に示すように閉断面構造のものとして一体成形されることになり、結果としてスプリングバック等の発生はほとんどなく、成形品１の一部としての形状凍結性が高い。したがって、この溶接部９を成形品段階で直線部となる領域に設けていることにより、成形品１として高い寸法精度を確保することができる。
【００６９】
図４は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示しており、この部分は上型４と下型５の分割面（型合わせ面）１１を基準としたとき、上下方向で成形深さが比較的大きく異なる部分である。このため、従来手法のように上下の金属板６，７同士を溶接により相対変位を生じないように接合すると、液圧Ｐにより膨出成形された際、上下の金属板６，７ともに下側の金属板７を絞り成形するのに必要な分だけ凹状成形面４ａ，５ａ側に材料流入が生じるため、成形深さの小さい上側の金属板６は材料が余り気味となり、図４に破線で示したようにしわ１２が発生する。
【００７０】
これに対して、本実施の形態においては、図４に示すように上下方向で成形深さが大きく異なる部分を非溶接部１０としているため、上下の金属板６，７には材料引き込み方向において相対移動が許容され、上型４側と下型５側とでそれぞれに必要な量だけの材料流入が生じることになる。そのため、図４に示すように上側の金属板６にはしわ１２が発生することがなく、正規形状通りに成形することができる。
【００７１】
ここで、成形後の成形品１の幅寸法Ｙが上側の金属板６と下側の金属板７とで同一寸法となるように、成形前の重ね合わせ板材２について、成形深さの小さい上側の金属板６を成形深さの大きい下側の金属板７よりもその寸法を短く設定しておくことにより、成形後のフランジ部１３の切断や仕上げ加工が不要となり、製造工程を簡素化できる。また、図３に示すように、成形後の二次加工として上記非溶接部に部分的にすみ肉溶接（すみ肉溶接部を符号１４で示す）を行う場合には、その溶接代の分だけ予め上下の金属板の幅寸法に予め差を持たせておいてもよい。
【００７２】
図５は図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図を示しており、この部分では図１にも示すように上側の金属板６のみ長手方向での形状変化部１５を有しており、その断面形状が図５のように上下非対称形状をなしている。このような箇所も上下で断面周長が異なるため、従来の手法の場合には、下側の金属板７に対し断面周長が短い上側の金属板６には、図５に破線で示すようにしわ１２が発生する。これに対して、本実施の形態の場合にはこの形状変化部１５に相当する部分を非溶接部１０としているため、上下の金属板６，７はそれぞれに必要な量だけ相互に独立して材料流入が生じるため、図５に示すように上側の金属板６にはしわ１２が発生しないことになる。
【００７３】
図６は図１のＤ−Ｄ線に沿った断面図、すなわち成形品１の長手方向に沿った断面図の左半分を示したものである。さらに図７は図６のＥ−Ｅ線に沿った断面図であり、同様に図８は図６のＦ−Ｆ線に沿った断面図を示している。
【００７４】
図１および図６に示すように、成形品１の長手方向において真直な直線部となる領域に重ね合わせ板材２の段階からそれぞれ溶接部９を設定しており、同様にそれらの直線部同士をつなぐ曲線部や形状変化部となる領域には重ね合わせ板材２の段階から非溶接部１０を設定している。
【００７５】
図６において、従来の手法のように全周溶接した場合、重ね合わせ板材２の膨出成形過程では、同図に示す成形途中形状１６のように長手方向での形状変化部や曲線部に比べて直線部の方が優先して膨出成形されるため、図７，８に示すように形状変化部や曲線部では断面形状としては上下でほぼ対称形状であるにもかかわらず曲線部の曲率の内側での膨出が遅れることになり、この部分に成形途中でしわ１２が発生する。より詳しくは、図７では曲線部の曲率の内側となる下側の金属板７にしわ１２Ａが、また、図８では曲線部の曲率の内側となる上側の金属板７に同様にしわ１２Ｂがそれぞれ発生する。しかも、このような成形過程で発生するしわ１２Ａ，１２Ｂは、その後の液圧Ｐによる成形においても矯正できない場合が多く、最終的に成形不具合として残ってしまうことになる。
【００７６】
これに対して、本実施の形態では、このような長手方向での形状変化部や曲線部を非溶接部１０とすることにより、上下の金属板６，７を互いに独立させて、上下の金属板６，７同士の間で材料流入性に差がつくような材料流入制御を行うことにより、膨出成形過程において上下の形状がほぼ同時に膨出成形されるために、膨出成形過程でのしわや座屈の発生を防止できる。すなわち、図７では上側の金属板６に対して下側の金属板７の材料流入がより促進されるように、また図８では下側の金属板７に対して上側の金属板６の材料流入がより促進されるように、後述するシール手段を兼ねた材料流入制御手段にて材料の流入調整を行うことにより、図７，８に示すようにしわ１２Ａ，１２Ｂの発生を完全に防止することができる。
【００７７】
次に、非溶接部１０における液圧シール方法と材料流入制御方法について説明する。
【００７８】
図９は重ね合わせ板材２のうち非溶接部１０に相当する部分を上型４と下型５とで挟み込んだ成形前の状態を示す断面図である。同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＱ部を拡大した図であり、重ね合わせ板材２の非溶接部１０では上側の金属板６と下側の金属板７とが互いに重ね合わせられ、ここでは上側の金属板６のうち下側の金属板７と接する部分に例えば塑性加工により液圧シール手段として機能する突起部たる凸状ビード１７が形成されている。そして、この凸状ビード１７は液圧シール手段としてだけでなく後述するように材料流入制御手段としても機能することになる。
【００７９】
上記の凸状ビード１７の高さＨｂは、上型４と下型５が所定の荷重で型締めされた際に、凸状ビード１７がわずかに潰れ変形しながらも所定量だけ他方の板材つまり下側の金属板７側に食い込むような高さに設定される。より具体的には、凸状ビード１７が食い込むことになる相手側の金属板７の板厚をｔとした際、凸状ビード１７の高さＨｂはＨｂ＝０．１ｔ〜０．６ｔとするのが望ましい。このビード高さＨｂが低いとシール効果が十分でなく、また高すぎると相手側の金属板への食い込みが大きくなりすぎ、板厚減少のために成形品１に所望の強度が得られなくなる。
【００８０】
また、凸状ビード１７はビード加工時の加工硬化により相手側の金属板よりも相対的に硬度が高くなっていて、相手側の金属板に対しより食い込みやすくなっている。よって、必要に応じ凸状ビード１７のみに局部的な熱処理を施して硬度向上を図るとより好ましいものとなる。なお、凸状ビード１７の成形加工にはプレス成形等のほか、ロール成形や圧延加工、コイニング等の従来の一般的な加工法を用いることができる。
【００８１】
図１０には、第２の実施の形態として液圧シール手段および材料流入制御手段として機能することになる凸状ビードの別の例を示している。同図に示すように、上側の金属板６に形成された凸状ビード１８の形状は、下側の金属板７の材料流入時にその金属板７が主に上側の金属板６と接触することになる外側部位を滑らかな円弧形状部１９とすることにより、下側の金属板７の材料流入がスムーズに行えるように考慮されている一方、凸状ビード１８の内側部分は段付き形状部２０となっていて、上側の金属板６の材料流入時にこの段付き形状部２０が下側の金属板７に食い込むことにより材料流入が制限される。
【００８２】
このように凸状ビード１８のはたらきにより、上側の金属板６と下側の金属板７とで材料流入量に積極的に差を生じせしめることができ、適切な材料流入制御が可能となる。当然のことながら、ここでは上側の金属板６が材料流入制限側、下側の金属板７が材料流入促進側となる。さらに、この凸状ビード１８の内側の段付き形状部２０は、その部分が相手側の金属板７に食い込むことにより内側からの液圧に対してよりシール性が向上し、成形媒体の漏れを確実に防止することができる。
【００８３】
図１１には第３の実施の形態として液圧シール手段および材料流入制御手段として機能する凸状ビードのさらに別の例を示している。この例では、重ね合わせ板材２を形成している上側の金属板６側に溶接による肉盛りを施して、突起部としての肉盛りビード２１を形成したものである。肉盛りビード２１の高さは、図９の（Ｂ）に示したものと同様に、その肉盛りビード２１が食い込むことになる相手側の金属板７の板厚をｔとしたときに０．１ｔ〜０．６ｔとするのが望ましい。このビード高さが低いとシール効果がなく、また高すぎると相手側への食い込みが大きくなり、板厚減少のために成形品１に所望の強度が得られなくなる。
【００８４】
また溶接による肉盛りビード２１は溶接時の入熱と冷却とにより母材側より硬度が高くなっており、相手側の金属板７に対しより食い込みやすくなっている。なお、肉盛りビード２１を形成するための溶接法としては特に限定されるべきものではなく、要は肉盛りビード２１の高さが前述の範囲内にあり且つその高さが均一となるように形成できればよく、例えばレーザ溶接、プラズマ溶接、アーク溶接などから適宜選択できる。
【００８５】
図１２には第４の実施の形態として同様に液圧シール手段および材料流入制御手段として機能する凸状ビードのさらに別の例を示している。この例では、上側の金属板６に形成した溝２２に小径ワイヤ２３を埋め込み、この小径ワイヤ２３が下側の金属板７に食い込むことによりシールを行うような構成とし、小径ワイヤ２３を突起部たる液圧シール手段としたものである。ここでも小径ワイヤ２３の突出量を図９の（Ｂ）のビード高さと同様に設定するとともに、小径ワイヤ２３の材質を相手側となる金属板７よりも硬度が高くなるように例えばステンレスワイヤやピアノ線などを適宜用いる。
【００８６】
図１３には第５の実施の形態として同様に液圧シール手段および材料流入制御手段として機能する凸状ビードのさらに別の例を示している。本実施の形態では、金型３である上型４と下型５とのなす分割面（型合わせ面）１１に凸状ビード２４を形成したもので、より具体的には、上型４側の分割面１１に重ね合わせ板材２のうち上側の金属板６と接することになる凸状ビード２４を突起部として形成したものである。この凸状ビード２４が型締め動作により上側の金属板６に食い込むとともに、この部分がさらに下側の金属板７を局部的に押圧することで液圧のシール性を確保し、成形媒体の液漏れを確実に防止する。
【００８７】
上記凸状ビード２４の高さＨｄは、上型４と下型５が所定の荷重で型締めされた際に、凸状ビード２４が上側の金属板６に確実に食い込み、なおかつこの凸状ビード２４を介して下側の金属板７を押圧するような高さに設定され、ここでは凸状ビード２４が食い込むことになる上側の金属板６の板厚をｔとしたとき、Ｈｄ＝０．１ｔ〜０．４ｔとするのが望ましい。この凸状ビード２４の高さＨｄが低いと下側の金属板７の押圧力が不足して液圧シール効果が不十分となり、また高すぎると上側の金属板６への食い込みが大きくなり、上側の金属板６の板厚減少のために成形品１に所望の強度が得られなくなる。
【００８８】
さらに本実施の形態では、後述の図１７，１８に示すように、成形初期に型締め力Ｆを小さくしたり、あるいは上下型間の相対距離Ｃを大きくするような成形プログラムを適用することにより、上下の金属板６，７の独立した材料流入が可能となる上、成形初期に凸状ビード２４を所定量だけ上側の金属板６に食い込ませることにより、上側の金属板６はその材料流入が制限され、一方、下側の金属板７側は相対的に材料流入を促進させることができるため、例えば、図７において材料流入制限側となる上側の金属板６側を図１３における上側の金属板板６とすることにより、つまり材料流入制限側の材料に対応する金型要素に凸状ビード２４を形成することにより材料流入量の制御が可能となり、しわの発生を防止することができるようになる。
【００８９】
図１４には、第６の実施の形態として上下型４，５の相対する位置に液圧シール手段および材料流入制御手段として機能することになる高さの異なる凸状ビード２５，２６を個別に設けた例を示す。
【００９０】
図１４において、上型４側の分割面１１には高さＨｕの凸状ビード２５が、下型５側の分割面１１には高さＨＩの凸状ビード２６が互いに対向するようにそれぞれ形成されている。ここで、凸状ビード２５，２６の高さをＨｕ＞ＨＩとすることにより、重ね合わせ板材２を形成している上側の金属板６の方が下側の金属板７よりも凸状ビード２５の食い込み度合いが大きくなり、上側の金属板６と下側の金属板７とで材料流入量に積極的に差を生じさせることができる。すなわち、この例では高さの大きい上型４側の凸状ビード２５を上側の金属板６に食い込ませることでその上側の金属板６を材料流入制限側とすることができる。さらに、上下型４，５の型締めを行った場合は、重ね合せわ板材２を形成している上下の金属板６，７がそれぞれの凸状ビード２５，２６により局部的に押圧され、その部分で液圧のシール性が確保される。凸状ビード２５，２６の高さＨｕ，ＨＩは、先の実施の形態と同様に相手側となる金属板６，７の板厚をｔとしたとき、Ｈｕ，ＨＩともに０．１ｔ〜０．４ｔの範囲内に設定される。
【００９１】
なお、図１３および図１４に示すように金型３側に凸状ビード２４または２５，２６を形成した場合においても、図１０に示したものと同様に外側には円弧形状部１９を、内側には段付き形状部２０をそれぞれ形成してもよい。
【００９２】
図１５には第７の実施の形態として上記溶接部９と非溶接部１０との接続部の具体例を示す。図１５の（Ａ）は溶接部９の溶接形態としてすみ肉溶接を用いた場合の接続部の一例を示す平面図であり（すみ肉溶接の溶接ビードを符号２９で示す）、Ｍは溶接部９に相当する部分、Ｎは非溶接部１０に相当する部分であり、両者が互いにオーバーラップしている部分が接続部３０となっている。図１５の（Ｂ）は同図（Ａ）のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。重ね合わせ板材２を形成している上側の金属板６と下側の金属板７は互いに重ね合わせられ、溶接部９（Ｍ部）に相当する部分で溶接ビード２９をもってすみ肉溶接が施されている。他方、非溶接部１０（Ｎ部）には液圧シール手段として前述の図９〜１２のいずれかに記載の凸状ビード例えば図１０の凸状ビード１８が形成されている。溶接部９（Ｍ部）と非溶接部１０（Ｎ部）とがオーバーラップすることになる接続部３０では、すみ肉溶接の溶接線である溶接ビード２９を屈曲させることで凸状ビード１８と接続させている。この接続部３０の長さＬ１は、すみ肉溶接の場合には１．４ｔ（ｔは板厚）以上であることが望ましく、これによって一般溶接部９と同等の強度を有しつつ接続部３０の液圧シール性を確保できる。
【００９３】
図１６は第８の実施の形態として上記溶接部９の溶接形態としてすみ肉溶接に代えて重ね溶接を用いた場合の例を示している。図１６の（Ａ）はその重ね溶接を用いた場合の接続部の平面図であり（重ね溶接の溶接ビードを符号３１で示している）、Ｍは溶接部９に相当する部分、Ｎは非溶接部１０に相当する部分であり、両者が互いにオーバーラップした部分が接続部３２となっている。図１６の（Ｂ）は同図（Ａ）のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。重ね合わせ板材２を形成している上下の金属板６，７は互いに重ね合わせられ、溶接部９（Ｍ部）で重ね溶接されている。非溶接部１０には液圧シール手段として図１５と同様に図９〜１２のいずれかに記載の凸状ビード例えば図１０の凸状ビード１８が形成されている。溶接部９（Ｍ部）と非溶接部１０（Ｎ部）とがオーバーラップすることになる接続部３２では、凸状ビード１８を屈曲させることで重ね溶接の溶接部９である溶接ビード３１と接続させている。この接続部３２の長さＬ２は重ね溶接の場合は１．０ｔ（ｔは板厚）以上あることが望ましく、これによって一般溶接部９と同等の強度を有しつつ接続部３２でのシール性を確保できる。
【００９４】
なお、溶接部９の溶接形態としては、先に例示したすみ肉溶接と重ね溶接以外にも各種の形態のものを採用することが可能であり、また溶接法もアーク溶接、レーザ溶接、プラズマ溶接、マッシュシーム溶接、摩擦撹拌溶接などの各種溶接法を適宜選択して用いることができる。
【００９５】
図１７には第９の実施の形態として液圧成形プログラムの一例を示す。
【００９６】
同図において横軸は成形時間Ｔを示しており、成形時間Ｔの経過に応じ、成形媒体の液圧Ｐと重ね合せ板材２を挟み込む上下型４，５間の型締め力Ｆとを段階的に変化させたときに、それに応じて重ね合わせ板材２の材料流入量もまた変化することがわかる。同図から明らかなように、成形初期から中期は型締め力Ｆを比較的小さく設定することにより、低い液圧Ｐでも材料流入量Ｗを大きくできるため、膨出成形時に割れなどが生ずることなく深絞り成形も可能なる一方、成形後期には膨出成形がほぼ終了していて材料流入はそれほど必要としないため、成形品１の寸法精度と形状精度を確保するために液圧Ｐを急激に上昇させ、同時に液圧シール性の向上を主目的として型締め力Ｆを上昇させている。これによって材料流入制御と液圧シール性とを両立させることができ、成形自由度と寸法精度を向上させることができるようになる。
【００９７】
図１８は第１０の実施の形態として別の液圧成形プログラムの一例を示す。
【００９８】
同図では、重ね合わせ板材２を挟み込む上下型４，５の相対的な距離（型間距離）Ｃを、成形過程で時間Ｔの経過とともに段階的に変化させている。これによって、材料流入量Ｗを多く必要とする成形初期から中期には、その材料流入量Ｗを最適化するために上下型４，５の相対距離Ｃを比較的大きく設定し、材料流入をそれほど必要としない成形後期には液圧Ｐを急激に上昇させるため、液圧シール性の向上を主目的として上下型の相対距離Ｃを小さくしている。これによって上記と同様に材料流入制御と液圧シール性とを両立させることができ、成形自由度と寸法精度を向上させることができるようになる。
【００９９】
なお、上記の型締め力Ｆや上下型４，５の相対距離Ｃの制御は、従来の液圧成形機の型締め機構に一般的に用いられている油空圧または機械的手段等を用いることで容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態として本発明を適用して液圧成形された成形品の一例を示す斜視図。
【図２】図１の成形品を成形する前の重ね合わせ板材を示す斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う液圧成形時の断面図。
【図４】図１または図６のＢ−Ｂ線に沿う液圧成形時の断面図。
【図５】図１のＣ−Ｃ線に沿う液圧成形時の断面図。
【図６】図１のＤ−Ｄ線に沿う液圧成形時の断面図。
【図７】図６のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【図８】図６のＦ−Ｆ線に沿う断面図。
【図９】（Ａ）は重ね合わせ板材の非溶接部と金型を示す断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＱ部拡大図。
【図１０】第２の実施の形態として凸状ビードの別の例を示す重ね合わせ板材の要部拡大断面図。
【図１１】第３の実施の形態として凸状ビードの別の例を示す重ね合わせ板材の要部拡大断面図。
【図１２】 第４の実施の形態として凸状ビードのさらに他の例を示す重ね合わせ板材の要部拡大断面図。
【図１３】第５の実施の形態として凸状ビードを形成した金型と重ね合わせ板材との関係を示す要部拡大断面図。
【図１４】第６の実施の形態として凸状ビードを形成した金型と重ね合わせ板材との関係を示す要部拡大断面図。
【図１５】第７の実施の形態を示す図で、（Ａ）はすみ肉溶接を用いた場合の溶接部と非溶接部との接続部を示す拡大平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図。
【図１６】第８の実施の形態を示す図で、（Ａ）は重ね溶接を用いた場合の溶接部と非溶接部との接続部を示す拡大平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図。
【図１７】第９の実施の形態として金型の型締め力を変化させた液圧成形プログラムの一例を示す図。
【図１８】第１０の実施の形態として金型の上下型間距離を変化させた液圧成形プログラムの一例を示す図。
【図１９】従来の液圧成形方法における成形前の重ね合わせ板材と金型を示す断面図。
【図２０】図１９の成形後の状態を示す断面図。
【図２１】従来の液圧成形方法により生ずるしわなどの不具合例を示す断面図。
【図２２】従来の液圧成形方法に際して予備成形を行った重ね合わせ板材を示す断面図。
【符号の説明】
１…成形品
２…重ね合わせ板材
３…金型
４…上型
４ａ…凹状成形面
５…下型
５ａ…凹状成形面
６…金属板
７…金属板
９…溶接部
１０…非溶接部
１１…分割面
１７…凸状ビード（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
１８…凸状ビード（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
２１…肉盛りビード（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
２３…小径ワイヤ（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
２４…凸状ビード（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
２５…凸状ビード（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
２６…凸状ビード（突起、液圧シール手段、材料流入制御手段）
３０…接続部
３２…接続部
Ｆ…型締め力
Ｐ…液圧
Ｗ…材料流入量
Ｃ…上下型間距離（相対距離）
Ｔ…成形時間

Claims (24)

1. 金属板同士を重ね合わせてその外周部を溶接することにより形成された重ね合わせ板材を凹状成形面が形成された上下型間に挟み込み、その重ね合わせ板材の金属板同士の間に高圧の液状成形媒体を供給することにより、前記凹状成形面の形状に合致する形状であって且つ重ね合わせ板材を形成している金属板同士の合わせ面を対称中心としたときに上下で非対称となる長尺な成形品形状に膨出成形するようにした重ね合わせ板材の液圧成形方法において、
   前記重ね合わせ板材の外周部のうち成形時の曲げにより成形後に曲線部もしくは形状変化部となる領域を非溶接部とするとともに、同じく重ね合わせ板材の外周部のうち非溶接部以外の部位であって且つ成形時に曲げを受けずに成形後に長手方向で真直な直線部となる領域に溶接を施して溶接部としたことを特徴とする重ね合わせ板材の液圧成形方法。
2. 前記重ね合わせ板材の外周部での溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を対称中心としたときに成形品形状が上下対称となる領域に形成するとともに、
   前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を対称中心としたときに成形品形状が上下非対称となる領域に形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
3. 前記重ね合わせ板材の外周部での溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を基準としたときに成形品の断面周長が上下同一となる領域に形成するとともに、
   前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部を、成形品の断面における上下型の分割面を基準としたときに成形品の断面周長が上下非同一となる領域に形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
4. 前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部を、成形品の長手方向に沿う断面においてその成形品断面形状が曲線部もしくは形状変化部となる領域に形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
5. 前記重ね合わせ板材の外周部での非溶接部に液圧シール手段を形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
6. 前記重ね合わせ板材の外周部のうち少なくとも非溶接部に、膨出成形に際して上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
7. 前記液圧シール手段が、膨出成形に際して上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
8. 前記液圧シール手段が、重ね合わせ板材を形成している一方の金属板のうち他方の金属板と接する面に形成した突起であることを特徴とする請求項５または７に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
9. 前記一方の金属板に形成した突起が凸状ビードであることを特徴とする請求項８に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
10. 前記重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち材料流入量が制限される側の一方の金属板であって且つ他方の金属板と接する面に凸状ビードを形成して、これを液圧シール手段としたことを特徴とする請求項７に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
11. 前記一方の金属板に形成した突起が、溶接による肉盛りビードであることを特徴とする請求項８に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
12. 前記一方の金属板に形成した突起が、小径ワイヤの埋め込みにより形成した突起であることを特徴とする請求項８に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
13. 前記一方の金属板に形成した突起の高さＨｂが、重ね合わせ板材の他方の金属板の板厚をｔとしたとき、Ｈｂ＝０．１ｔ〜０．６ｔであることを特徴とする請求項８に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
14. 前記一方の金属板に形成した突起の硬度を、重ね合わせ板材の他方の金属板の硬度よりも高くしたことを特徴とする請求項８に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
15. 前記液圧シール手段が、上下型の分割面に形成した凸状ビードであることを特徴とする請求項５に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
16. 前記凸状ビードが、膨出成形に際して上下の金属板同士の凹状成形面側への材料流入量に差を生じさせる材料流入制御手段を兼ねていることを特徴とする請求項１５に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
17. 前記上下型の分割面に形成した凸状ビードの高さＨｄが、重ね合わせ板材を形成している二枚の金属板のうち薄板側の板厚をｔとしたとき、Ｈｄ＝０．１ｔ〜０．４ｔであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
18. 前記凸状ビードを、重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち材料流入量が制限される側の一方の金属板に対応する型の分割面に形成したことを特徴とする請求項１６に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
19. 前記凸状ビードが、上下型それぞれの分割面の相対する位置に互いに高さが異なるものとして個別に形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
20. 前記凸状ビードが、上下型それぞれの分割面の相対する位置に互いに高さが異なるものとして個別に形成されているとともに、その凸状ビードの高さについて材料流入量を制限する型側のものを他方に対して高く設定したことを特徴とする請求項１６に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
21. 前記重ね合わせ板材の外周部の非溶接部に形成した液圧シール手段と前記溶接部とを相互に接続し、その接続部の長さＬを、重ね合わせ板材を形成している二枚の金属板のうち薄板側の板厚をｔとしたとき、Ｌ≧１．０ｔとしたことを特徴とする請求項５または７に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
22. 前記重ね合わせ板材を形成している上下の金属板のうち非溶接部に対応する部分であって且つ積極的に材料流入量の制限を受ける部分では、その他の部分と比べて相対的に材料寸法が小さく設定されていることを特徴とする請求項６，７，１０，１６，１８，２０のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
23. 前記重ね合わせ板材を挟み込むための上下型による型締め力を、成形初期には小さく、成形後期には大きくなるように、成形途中で段階的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
24. 前記重ね合わせ板材を挟み込むための型締め後の上下型間の相対距離を、成形初期には大きく、成形後期には小さくなるように、成形途中で段階的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。

Images