JP3848909B2

JP3848909B2 - 液圧成形方法、液圧成形に用いるワーク端末支持構造

Info

Publication number: JP3848909B2
Application number: JP2002277817A
Authority: JP
Inventors: 義幸内川
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP2004114062A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管状ワークの中空室の液圧を利用して管状ワークの成形を行う液圧成形方法、液圧成形に用いるワーク端末支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、管状ワークの中空室に液圧を作用させて管状ワークの成形を行う液圧成形方法の開発が進められている。このような液圧成形によれば、従来、図１０に示すように、シール部材１０１を外周部に有すると共に液注入孔１０２を有する栓部材１００を管状ワーク２の軸端部２０の内壁面側に配置した状態で、管状ワーク２の中空室２１に液体注入孔１０２から圧力液体Ｌを供給し、管状ワーク２の中空室２１の液圧を利用して管状ワーク２の成形を行う技術が知られている。栓部材１００のシール部材１０１は、管状ワーク２の中空室２１からの液漏れを抑えることができる。
【０００３】
また、図１１に示すように、管状ワーク２を成形するための成形型面３０１と成形型面３０１の端から拡開する円錐面形状の拡開面３０２とをもつ成形型３００と、拡開面３０２に係合する円錐面形状の係合面４０１をもつ口金４００とを用い、成形型３００に管状ワーク２をセットする際に、成形型３００の成形型面３０１から管状ワーク２の軸端部２０を突き出させ、その状態で口金４００の係合面４０１を管状ワーク２の軸端部２０にあてがい、管状ワーク２の軸端部２０を円錐形状に拡開させて端末を支持する液圧バルジ加工における端末シール方法も知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２３４４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す従来技術によれば、液圧成形の際に、管状ワーク２の軸端部２０が管状ワーク２の軸長方向の中央域の方向（矢印Ｘ２方向）に引き込まれることがある。しかも引き込み量は管状ワーク２の材質や真円度等によってばらつく傾向にある。このため液圧成形の成形精度の更なる高精度化には限界があった。
【０００６】
また図１１に示す従来技術によれば、管状ワーク２の中空室２１に供給された圧力液体の液圧は、口金４００を管状ワーク２から離脱させる方向（矢印Ｘ１方向）に付勢させる。故に、管状ワーク２の中空室２１の液圧が増加すればするほど、口金４００が管状ワーク２から離脱する方向（矢印Ｘ１方向）に付勢され、口金４００が管状ワーク２の軸端部２０を保持する力が緩むおそれがある。このため管状ワーク２の中空室２１の液圧が増加すると、筒状ワーク２の成形に支障をきたすおそれがある。
【０００７】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、液圧成形の際に管状ワークの軸端部がワークの軸長方向の中央域に向けて過剰に引き込まれることを抑制することができ、成形を良好になし得る液圧成形方法、及び、液圧成形に用いるワーク端末支持構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る液圧成形方法は、管状ワークの中空室に液圧を作用させて前記管状ワークの成形を行う液圧成形方法において、
前記管状ワークの前記中空室に対向する受圧面をもつ受圧体と、前記管状ワークの軸端部の内壁面に対向する拘束面をもつと共に周方向において複数個に分割された分割体を備えるワーク拘束体とを有すると共に、前記受圧体の前記受圧面が前記中空室の前記液圧から受圧した受圧力を前記管状ワークの径外方向に沿った力として方向変換させて、各前記分割体の前記拘束面に伝達させる受圧力方向変換伝達手段を用い、
前記受圧力方向変換伝達手段を前記管状ワークの前記軸端部の内壁面側に配置し、
前記管状ワークの成形の際に、前記管状ワークの前記中空室の液圧を前記受圧力方向変換伝達手段の前記受圧体の前記受圧面で受圧すると共に、前記受圧面が受圧した受圧力を前記管状ワークの径外方向に沿った力として方向変換させて各前記分割体の前記拘束面に伝達し、前記受圧力方向変換伝達手段の複数個の前記分割体の各前記拘束面を前記管状ワークの前記軸端部の内壁面に前記管状ワークの径外方向に沿って加圧させて前記管状ワークの前記軸端部の拘束性を高めることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る液圧成形方法によれば、管状ワークの成形の際に、管状ワークの中空室の液圧を受圧力方向変換伝達手段の受圧体の受圧面で受圧する。そして受圧体の受圧面で受圧した受圧力の方向を管状ワークの径外方向に沿って変換させ、受圧力方向変換伝達手段の複数個の分割体の拘束面を管状ワークの軸端部の内壁面に管状ワークの径外方向に沿って加圧させる。これにより管状ワークの軸端部の拘束性が高められ、管状ワークの軸端部の過剰な引き込みが抑制される。
【００１０】
（２）本発明に係る液圧成形に用いるワーク端末支持構造は、管状ワークの軸端部の内壁面側に配置され、前記管状ワークの中空室の液圧を受圧する受圧面と、前記管状ワークの軸長方向の軸先端に向かうにつれて縮径するテーパをもつ外側傾斜面とを有する受圧体と、
前記管状ワークの前記軸端部の内周面側に配置され、前記受圧体の前記外側傾斜面に係合すると共に前記管状ワークの軸長方向の軸先端に向かうにつれて縮径するテーパをもつ内側傾斜面と、前記管状ワークの前記軸端部の内壁面に対向すると共に前記管状ワークの前記軸端部の内壁面を径外方向に沿って加圧して拘束する拘束面とを有するワーク拘束体とを具備しており、
前記ワーク拘束体は前記ワーク拘束体の周方向において複数個に分割された分割体で形成されており、
各前記分割体は前記内側傾斜面及び前記拘束面をそれぞれ有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る液圧成形に用いるワーク端末支持構造によれば、管状ワークの成形の際に、管状ワークの中空室の液圧を受圧体の受圧面で受圧するため、受圧に伴い受圧体は管状ワークの軸先端に向けて付勢される。受圧体の外側傾斜面はワーク拘束体を構成する複数個の分割体の内側傾斜面に係合するため、いわゆるくさびの原理により、受圧体が液圧を受圧した受圧力は、ワーク拘束体の拘束面を管状ワークの径外方向に沿って付勢させる力として方向変換される。この結果、ワーク拘束体を構成する複数個の分割体の拘束面が管状ワークの軸端部の内壁面を管状ワークの径外方向に沿って加圧する。これにより管状ワークの軸端部の拘束性が高められ、管状ワークの軸端部の過剰な引き込みが抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、受圧力方向変換伝達手段は、管状ワークの中空室に対向する受圧面と管状ワークの軸端部の内壁面に対向する拘束面とを有しており、受圧面が受圧した受圧力を管状ワークの径外方向に沿った力として方向変換させて伝達させるものである。受圧力方向変換伝達手段としては、複数の部品で形成することができる。受圧力方向変換伝達手段としては、管状ワークの中空室の液圧を受圧する受圧面を有する受圧体と、ワークの軸端部の内壁面を加圧して拘束する拘束面を有するワーク拘束体とで形成されている。
【００１３】
本発明によれば、好ましくは、ワーク拘束体が管状ワークの軸先端に向けて移動することを規制する規制部材が設けられている形態を採用できる。この場合、ワーク拘束体が管状ワークの軸先端に向けて移動することが規制部材により規制される。このためワーク拘束体が管状ワークの径外方向に沿って良好に付勢され、ひいてはワーク拘束体の拘束面を管状ワークの軸端部の内壁面に管状ワークの径外方向に沿って良好に加圧させることができる。
【００１４】
本発明によれば、好ましくは、受圧体の外側傾斜面は受圧体の軸芯の周りで周方向に形成されており、ワーク拘束体の内側傾斜面はワーク拘束体の軸芯の周りで周方向に形成されている形態を採用できる。これによりワーク拘束体が管状ワークの径外方向に沿って良好に付勢され、ひいてはワーク拘束体の拘束面を管状ワークの軸端部の内壁面に管状ワークの径外方向に沿って良好に加圧させることができる。
【００１５】
本発明によれば、ワーク拘束体はワーク拘束体の周方向において複数個に分割された分割体で形成されており、各分割体は内側傾斜面及び拘束面をそれぞれ有する形態を採用できる。各分割体は周方向において分割されているため、互いに独立して径外方向に沿って動作することができる。故に管状ワークの横断面形状の真円度が低いときであっても、また、真円形状でないときであっても、ワーク拘束体を構成する各分割体を独立して径外方向に沿って付勢させることができ、これによりワーク拘束体を構成する分割体の拘束面を管状ワークの軸端部の内壁面に管状ワークの径外方向に沿って良好に加圧させることができる。
【００１６】
本発明によれば、好ましくは、ワーク拘束体の各分割体に伸縮可能な索条体が付設され、各分割体は索条体により互いに接続されている形態を採用できる。これにより各分割体の離脱が抑制され、分割体の保管や取付に適する。索条体としては、ゴム輪、伸縮可能なロープ、伸縮可能なワイヤを例示できる。
【００１７】
本発明によれば、好ましくは、ワーク拘束体の拘束面は、管状ワークの軸端部の内壁面との係合性を増加させる係合度増加部を有する形態を採用できる。これにより管状ワークの軸端部の引き込みが一層抑制される。係合度増加部としては凹及び凸のうちの少なくとも一方を採用できる。係合度増加部としては、管状ワークの軸端部の内壁面に噛み込む形態を例示できる。
【００１８】
本発明によれば、ワーク拘束体としては金属材料またはセラミックス材料で形成することができる。場合によっては、ワーク拘束体としては、ゴムや樹脂を基材とする弾性変形可能な材料で形成することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例について図１〜図４を参照して具体的に説明する。本実施例は、金属製の管状ワーク２に対して曲げ成形つまりベンド成形を行う場合に適用したものである。プリベンド成形はハイドロフォーム成形と同様に、液圧成形の１種である。プリベンド成形は、管状ワーク２の中空室２１に液圧を作用させることにより管状ワーク２の周壁２ａを拡管させるハイドロフォーム成形に先だって行われる。プリベンド成形は、成形型１の第１成形型１１の第１型面１５と第２成形型１２の第２型面１６とで形成された成形キャビティ１３に管状ワーク２を配置した状態で、管状ワーク２の軸長方向の途中部（図示せず）を曲げ成形することにより行われる。
【００２０】
まず説明の便宜上、装置から説明する。本実施例によれば、図１に示すように、受圧体３及びワーク拘束体４が設けられている。受圧体３及びワーク拘束体４は、受圧体３の受圧力を径外方向に沿った力として変換させる受圧力方向変換伝達手段を構成するものである。受圧体３は金属材料またはセラミックス材料で形成されており、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉ側に配置されるように、成形型１の成形キャビティ１３にセットされる。
【００２１】
受圧体３は、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉ側に配置されるものであり、管状ワーク２の中空室２１に供給された圧力液体Ｌ（水や油）の液圧Ｐを受圧するものである。受圧体３は、管状ワーク２の中空室２１に対向すると共に相対的に外径が大きい大径部３０と、管状ワーク２の中空室２１に背向する側に形成され大径部３０よりも相対的に外径が小さい小径部３２とをもつ。
【００２２】
受圧体３の大径部３０の先端は、管状ワーク２の中空室２１に対向すると共に中空室２１の液圧Ｐを受圧する受圧面３４とされている。受圧面３４は、受圧体３の軸直角方向に沿っている。なお、受圧面３４の外縁には、管状ワーク２の中空室２１に向かうにつれて縮径する縮径面３４ｃが受圧面３４の一部として受圧体３の軸芯の周りを１周するようにリング状に形成されている。管状ワーク２の中空室２１の液圧Ｐが受圧体３の縮径面３４ｃに作用すると、受圧体３にはこれの求心方向への力が作用するため、受圧体３の調芯作用を期待できる。
【００２３】
図２は受圧体３の側面を示す。図２に示すように、受圧体３の小径部３２は受圧体３の軸長方向において同径とされている。受圧体３のうち大径部３０と小径部３２との間に外側傾斜面３３が形成されている。図１に示すように、外側傾斜面３３は、管状ワーク２の軸長方向の軸先端２ｅに向かうにつれて縮径する直状のテーパをもつ円錐面形状とされている。なお受圧体３には、管状ワーク２の中空室２１に連通する通路３５が形成されていると共に、管状ワーク２の中空室２１と反対方向に突出する突出部３６が連結されている。
【００２４】
図１に示すように、ワーク拘束体４は金属材料またはセラミックス材料を基材として形成されており、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉ側に配置され、管状ワーク２の周壁２ａを拘束するためのものである。ワーク拘束体４は、受圧体３の外側傾斜面３３に対向する内側傾斜面４１と、外周面に形成された拘束面４２と、大径部３０に対向する第１軸端面４３と、管状ワーク２の中空室２１の反対側に位置する第２軸端面４４とを有する。ワーク拘束体４の内側傾斜面４１は、受圧体３の外側傾斜面３３と係合するものであり、管状ワーク２の軸長方向の軸先端２ｅに向かうにつれて縮径するテーパをもつ。ワーク拘束体４の内側傾斜面４１は、受圧体３の外側傾斜面３３と基本的には同じテーパ角とされている。ワーク拘束体４の拘束面４２は、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉに対向するものであり、ワーク拘束体４の軸芯方向に沿って延設されている。拘束面４２は、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉを径外方向（矢印Ｙ１方向）に沿って加圧して拘束するためのものである。
【００２５】
本実施例によれば、図１に示すように、ワーク拘束体４が管状ワーク２の軸先端２ｅに向けて（矢印Ｘ１方向）移動することを規制する規制部材５が設けられている。規制部材５は、第１成形型１１（上型）と第２成形型１２（下型）との間に装入される。規制部材５は、管状ワーク２の軸端部２０の軸端開口２０ｒに挿入される挿入先端部５１と、中央域に形成され軸長方向にのびる空洞部５２とをもつ。挿入先端部５１は、受圧体３の小径部３２を案内して摺動させる案内壁面５３ａを有する案内孔５３と、ワーク拘束体４の第２軸端面４４に対向する先端規制面５４とを有する。先端規制面５４はリング形状をなしており、ワーク拘束体４の軸直角方向に沿っている。案内壁面５３ａはワーク拘束体４の軸長方向に沿っている。規制部材５のリング形状の先端規制面５４にワーク拘束体４の第２軸端面４４が当接している状態では、ワーク拘束体４は規制部材５の側（矢印Ｘ１方向）にそれ以上後退できないため、径外方向（矢印Ｙ１方向）に動作することになる。
【００２６】
図１に示すように、規制部材５の空洞部５２にはバネ部材３８及び突出部３６が装備されている。バネ部材３８は、突出部３６の着座部３６ｃを介して受圧体３を管状部材２の中空室２１に向けて（矢印Ｘ２方向）付勢して受圧体３をこれの原位置に設定するものである。
【００２７】
図３はワーク拘束体４の正面図を示す。図３に示すように、ワーク拘束体４は、ワーク拘束体４の周方向において複数個（６個）に分割された分割体４６で形成されている。分割体４６は基本的には扇形状とされている。各分割体４６は、内側傾斜面４１及び拘束面４２をそれぞれ有すると共に、放射状の分割面４７を有する。通常の状態では、ワーク拘束体４を構成する互いに隣設する各分割体４６の分割面４７は、後述の索条体４９の弾性縮径力により引き寄せられ、互いに接触しているか、あるいは接近している。しかし各分割体４６に径外方向（矢印Ｙ１方向）の力が作用したときには、各分割体４６が径外方向（矢印Ｙ１方向）に動作するため、隣設する各分割体４６の分割面４７は、索条体４９の弾性縮径力に抗して互いに離間する。
【００２８】
図４はワーク拘束体４の断面図を示す。図４，図３に示すように、ワーク拘束体４の外周面である拘束面４２には、周方向に延設されたリング溝４９ａが形成されている。リング溝４９ａには、伸縮可能なゴムや樹脂等のリング形状をなす弾性材料を基材とするロープ状の索条体４９が巻回されて付設されている。索条体４９の弾性縮径力により各分割体４６は互いに接続されて一体化されており、保管時や取付時等に互いに離脱しないようにされている。
【００２９】
本実施例によれば、図１に示すように、受圧体３の大径部３０の外周面にはリング状の第１シール溝６１ｃが形成されており、第１シール溝６１ｃにはリング状の第１シール部材６１が装備されている。また受圧体３の小径部３２の外周面にはリング状の第２シール溝６２ｃが形成されており、第２シール溝６２ｃにはリング状の第２シール部材６２が装備されている。第１シール部材６１及び第２シール部材６２は、ワーク拘束体４の軸長方向において、ワーク拘束体４の前後に配置されている。この結果、ワーク拘束体４の軸長方向において、ワーク拘束体４の前後は第１シール部材６１及び第２シール部材６２によりシールされている。このため管状ワーク２の中空室２１の圧力液体Ｌがワーク拘束体４の側に流入することが抑制されている。
【００３０】
次に、液圧成形する場合について説明する。まず、図１に示すように成形型１の第１成形型１１と第２成形型１２の成形キャビティ１３に管状ワーク２をセットすると共に、管状ワーク２の軸長方向の軸端部２０の内壁面２０ｉ側に受圧体３及びワーク拘束体４を配置させる。この場合、図１に示す構造は、管状ワーク２の軸長方向の一方の軸端部２０にのみ採用されていても良いし、管状ワーク２の軸長方向の双方の軸端部２０に採用されていても良い。前者の場合には、管状ワーク２の軸長方向の他方の軸端部２０には、一般的な栓部材を取り付ける。
【００３１】
上記したように受圧体３及びワーク拘束体４を管状ワーク２の軸長方向の軸端部２０の内壁面２０ｉ側に取り付けた状態で、液体供給源７（ポンプ等）から圧力液体Ｌ（水や油等）を規制部材５の空洞部５２、受圧体３の通路３５を経て管状ワーク２の中空室２１に供給する。この場合、管状ワーク２の中空室２１の空気を脱気させることが好ましい。このようにして管状ワーク２の中空室２１が所定の液圧Ｐとされた状態で、管状ワーク２に曲げ成形を加える。このとき管状ワーク２の軸端部２０は、管状ワーク２の軸長方向の中央域に向けて矢印Ｘ２方向に引き込まれんとする。
【００３２】
この点本実施例によれば、受圧体３の受圧面３４が管状ワーク２の中空室２１の液圧Ｐを受圧するため、バネ部材３８の弾発力に抗して、受圧体３が管状ワーク２の軸先端２ｅに向けて（矢印Ｘ１方向）付勢されて変位する。この場合、受圧体３の小径部３２は案内孔５３の案内壁面５３ａに沿って矢印Ｘ１方向へ変位する。ここで、受圧体３の外側傾斜面３３はワーク拘束体４の内側傾斜面４１に係合しているため、受圧体３の受圧面３４が管状ワーク２の中空室２１の液圧Ｐを受圧した受圧力は、いわゆるくさびの原理により、ワーク拘束体４の拘束面４２を管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に付勢させる力として方向変換される。このためワーク拘束体４の拘束面４２は管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に加圧される。この結果、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が高められ、管状ワーク２の軸端部２０の矢印Ｘ２方向への過剰な引き込みが抑制される。管状ワーク２の中空室２１の液体が増加すればするほど、受圧体３の受圧面３４の受圧力は増加するため、拘束面４２による拘束力が増加し、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が高められる。
【００３３】
本実施例によれば、成形の際に、上記したように管状ワーク２の軸端部２０の過剰の引き込みが抑えられると共に、引き込みするとしても一定量に抑えることができるため、引き込み量のバラツキを抑制でき、管状ワーク２の液圧成形を良好に行うことができる。本実施例によれば、ワーク拘束体４の拘束面４２による拘束力は、受圧体３の外側傾斜面３３，ワーク拘束体４の内側傾斜面４１のテーパの角度により調整することができる。
【００３４】
工業製品である管状ワーク２はパイプ状であるとはいえ、その横断面形状の真円度の高精度化には限界がある。この点本実施例によれば、前述したように、ワーク拘束体４はワーク拘束体４の周方向において複数個に分割された分割体４６で形成されており、互いに独立して径外方向（矢印Ｙ１方向）に沿って移動することができる。故に管状ワーク２の横断面形状の真円度が低いときであっても、各分割体４６を独立して径外方向に沿って付勢させることができ、これによりワーク拘束体４を構成する分割体４６の拘束面４２を管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉに管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に沿って良好に加圧させることができ、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性を確保することができる。
【００３５】
本実施例によれば、規制部材５の案内孔５３にも圧力液体Ｌが流入する。案内孔５３に流入した圧力液体Ｌは、受圧体３の小径部３２の小径端面３２ｋに作用して矢印Ｘ２方向に向かう力を発生させることがある。この点本実施例によれば、受圧体３の大径部３０の受圧面３４の受圧面積をＳ１とし、受圧体３の小径部３２の小径端面３２ｋの受圧面積をＳ２とすると、Ｓ１はＳ２よりもかなり大きく設定されている（Ｓ１＞Ｓ２）。このため規制部材５の案内孔５３にも圧力液体Ｌが流入するとしても、受圧体３をワーク拘束体４に向けて（矢印Ｘ１方向）良好に移動させることができる。
【００３６】
なお本実施例によれば、ワーク拘束体４の拘束面４２による拘束力としては、受圧体３の大径部３０の受圧面３４の受圧面積Ｓ１と小径部３２の小径端面３２ｋの受圧面積Ｓ２との比率を変化させることによっても調整することができる。
【００３７】
また本実施例によれば、図１に示すように、ワーク拘束体４の前後には第１シール部材６１及び第２シール部材６２が設けられており、ワーク拘束体４の軸長方向においてワーク拘束体４の前後は第１シール部材６１及び第２シール部材６２によりシールされている。このため管状ワーク２の中空室２１及び案内孔５３の圧力液体Ｌがワーク拘束体４の側に流入することが抑制される。このためワーク拘束体４の分割体４６が径外方向（矢印Ｙ１方向）へ動作することは良好に確保される。ひいては管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が良好に確保される。
【００３８】
更に本実施例によれば、ワーク拘束体４が管状ワーク２の軸先端２ｅに向けて移動することを規制する規制部材５が設けられているため、ワーク拘束体４が管状ワーク２の軸先端２ｅに向けて（矢印Ｘ１方向）移動することが規制部材５により規制される。このため受圧体３が矢印Ｘ１方向へ変位すると、ワーク拘束体４が管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に沿って良好に付勢され、ひいてはワーク拘束体４の拘束面４２を管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉに管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に沿って良好に加圧させることができる。
【００３９】
更に本実施例によれば、ワーク拘束体４の各分割体４６に伸縮可能な索条体４９が巻回され、各分割体４６は索条体４９により互いに接続されている。これにより各分割体４６の離脱が抑制され、分割体４６の保管や取付に適する。
【００４０】
（第２実施例）
図５は本発明の第２実施例を示す。本実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、ワーク拘束体４の外周面である拘束面４２には、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉとの係合性を増加させる係合度増加部６４が形成されている。係合度増加部６４は凹凸部で形成されている。凹凸部はワーク拘束体４の拘束面４２の周方向に沿って延設されている。このためワーク拘束体４の拘束面４２を管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に加圧させるとき、係合度増加部６４が管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉへ係合する係合性が高まる。このため、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が高められ、管状ワーク２の軸端部２０の引き込みが一層抑制される。
【００４１】
（第３実施例）
図６は本発明の第３実施例を示す。本実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、ワーク拘束体４の拘束面４２には、管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉとの係合性を増加させる係合度増加部６４Ｂが形成されている。係合度増加部６４Ｂは外端が尖った凸部をもつ凹凸部で形成されている。凹凸部はワーク拘束体４の拘束面４２の周方向に沿って延設されている。ワーク拘束体４の拘束面４２を管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に加圧させるとき、係合度増加部６４Ｂが管状ワーク２の軸端部２０の内壁面２０ｉへ係合する係合性が高まるため、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が高められ、管状ワーク２の軸端部２０の引き込みが一層抑制される。引き込みが仮に発生するとしても一定量に抑えることができるため、引き込み量のバラツキを抑制でき、管状ワーク２の成形を良好に行うことができる。
【００４２】
（第４実施例）
図７は本発明の第４実施例を示す。本実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、管状ワーク２Ｂの横断面は真円状ではなく、長円形状とされている。従って管状ワーク２Ｂの軸端部２０の内壁面２０ｉ側に配置されるワーク拘束体４Ｂの正面形状も、管状ワーク２Ｂに相応する長円形状とされている。
【００４３】
本実施例においても、ワーク拘束体４Ｂはワーク拘束体４Ｂの周方向において複数個に分割された分割体４６Ｂで形成されている。各分割体４６Ｂは互いに独立して径外方向に沿って移動することができる。故にワーク拘束体４Ｂを構成する各分割体４６Ｂを独立して径外方向に沿って付勢させることができるため、管状ワーク２Ｂの横断面形状が長円形状であるときであっても、各分割体４６Ｂの拘束面４２を管状ワーク２Ｂの軸端部２０の内壁面２０ｉに良好に加圧させることができ、管状ワーク２Ｂの軸端部２０の拘束性を確保することができる。
【００４４】
（第５実施例）
図８は本発明の第５実施例を示す。本実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、管状ワーク２Ｃの横断面は四角形状とされている。従って管状ワーク２Ｃの軸端部２０の内壁面２０ｉ側に配置されるワーク拘束体４Ｃの正面形状も、管状ワーク２Ｃに相応して四角形状とされている。
【００４５】
本実施例においても、ワーク拘束体４Ｃはワーク拘束体４Ｃの周方向において複数個に分割された分割体４６Ｃで形成されており、互いに独立して径外方向に沿って移動することができる。故にワーク拘束体４Ｃを構成する各分割体４６Ｃを独立して径外方向に沿って付勢させることができるため、管状ワーク２Ｃの横断面形状が四角形状であるときであっても、各分割体４６Ｃの拘束面４２を管状ワーク２Ｃの軸端部２０の内壁面２０ｉに良好に加圧させることができ、管状ワーク２Ｃの軸端部２０の拘束性を確保することができる。
【００５２】
（第６実施例）
図９は本発明の第６実施例を示す。本実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と相違する部分を中心として説明する。本実施例は、管状ワーク２の中空室２１に供給した圧力液体Ｌの液体により管状ワーク２の周壁２ａを拡開成形させるハイドロフォーム成形に適用したものである。第１成形型１１Ｅは、拡開成形された管状ワーク２の周壁２ａが密着する第１型面１５Ｅをもち、第２成形型１２Ｅは拡開成形された管状ワーク２の周壁２ａが密着する第２型面１６Ｅをもつ。
【００５３】
本実施例においても、受圧体３Ｅ及びワーク拘束体４Ｅを管状ワーク２の軸長方向の軸端部２０の内壁面２０ｉ側に取り付けた状態で、液体供給源７から圧力液体Ｌ（水や油等）を規制部材５の空洞部５２、受圧体３Ｅの通路３５を経て管状ワーク２の中空室２１に供給する。このようにして管状ワーク２の中空室２１の液圧Ｐを増加させることにより、管状ワーク２の周壁２ａを拡開方向（矢印Ｙ３方向）に塑性変形させて第１型面１５Ｅ及び第２型面１６Ｅに密着させ、ハイドロフォーム成形を行う。このとき規制部材５を管状ワーク２の軸長方向の中間域に向けて（矢印Ｘ２方向）移動させ、管状ワーク２の軸端部２０を同方向に押圧しつつ、ハイドロフォーム成形を行う。
【００５４】
本実施例においても、受圧体３Ｅの受圧面３４が管状ワーク２の中空室２１の液圧Ｐを受圧するため、バネ部材３８の弾発力に抗して、受圧体３Ｅが管状ワーク２の軸先端２ｅに向けて（矢印Ｘ１方向）付勢されて変位する。受圧体３Ｅの小径部３２は案内孔５３の案内壁面５３ａに沿って変位する。ここで、受圧体３Ｅの外側傾斜面３３はワーク拘束体４Ｅの内側傾斜面４１に係合しているため、受圧体３Ｅの受圧面３４が管状ワーク２の中空室２１の液圧Ｐを受圧した受圧力は、いわゆるくさびの原理により、ワーク拘束体４Ｅの拘束面４２を管状ワーク２の径外方向（矢印Ｙ１方向）に付勢させる力として方向変換される。このためワーク拘束体４Ｅの拘束面４２は管状ワーク２の径外方向つまり矢印Ｙ１方向に加圧される。この結果、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が高められ、管状ワーク２の軸端部２０の矢印Ｘ２方向への過剰な引き込みが抑制される。管状ワーク２の中空室２１の液体が増加すればするほど、受圧体３Ｅの受圧面３４の受圧力は増加するため、管状ワーク２の軸端部２０の拘束性が高められる。
【００５５】
（その他）
ワーク拘束体４は、ワーク拘束体４の周方向において６個に分割されているが、これに限らず、分割数は２個、３個、４個、５個、７個、８個、またはそれ以上に分割されていても良い。第１実施例に係る分割体４６は金属材料またはセラミックス材料で形成されているが、これに限らず、硬質ゴムまたは硬質樹脂で形成しても良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液圧成形の際に、管状ワークの軸端部がワークの軸長方向の中央域に向けて過剰に引き込まれることを抑制することができ、引き込みが仮に発生するとしても一定量に抑えることができ、引き込み量のバラツキを抑制でき、管状ワークの成形を良好に行うことができる液圧成形方法、及び、液圧成形に用いるワーク端末支持構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係り、液圧成形に用いるワーク端末支持構造を示す断面図である。
【図２】第１実施例に係り、第１シール部材及び第２シール部材を外した状態の受圧体の側面図である。
【図３】第１実施例に係り、ワーク拘束体の正面図である。
【図４】第１実施例に係り、図３のIV-IV線に沿った矢視を示し、ワーク拘束体の断面図である。
【図５】第２実施例に係り、ワーク拘束体の断面図である。
【図６】第３実施例に係り、ワーク拘束体の断面図である。
【図７】（Ａ）第４実施例に係り、管状ワークの正面図であり、（Ｂ）は第４実施例に係り、液圧成形に用いるワーク端末支持構造の一部を示す断面図である。
【図８】第５実施例に係り、管状ワークの正面図である。
【図９】第６実施例に係り、液圧成形に用いるワーク端末支持構造を示す断面図である。
【図１０】従来技術に係り、液圧成形に用いるワーク端末支持構造を示す断面図である。
【図１１】従来技術に係り、液圧成形に用いるワーク端末支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
図中、１は成形型、２は管状ワーク、２０は軸端部、２１は中空室、３は受圧体（受圧力方向変換伝達手段）、３３は外側傾斜面、３４は受圧面、４はワーク拘束体（受圧力方向変換伝達手段）、４１は内側傾斜面、４２は拘束面、４６は分割体、４９は索条体、５は規制部材、６４,６４Ｂは係合度増加部を示す。

Claims

管状ワークの中空室に液圧を作用させて前記管状ワークの成形を行う液圧成形方法において、
前記管状ワークの前記中空室に対向する受圧面をもつ受圧体と、前記管状ワークの軸端部の内壁面に対向する拘束面をもつと共に周方向において複数個に分割された分割体を備えるワーク拘束体とを有すると共に、前記受圧体の前記受圧面が前記中空室の前記液圧から受圧した受圧力を前記管状ワークの径外方向に沿った力として方向変換させて、各前記分割体の前記拘束面に伝達させる受圧力方向変換伝達手段を用い、
前記受圧力方向変換伝達手段を前記管状ワークの前記軸端部の内壁面側に配置し、
前記管状ワークの成形の際に、前記管状ワークの前記中空室の液圧を前記受圧力方向変換伝達手段の前記受圧体の前記受圧面で受圧すると共に、前記受圧面が受圧した受圧力を前記管状ワークの径外方向に沿った力として方向変換させて各前記分割体の前記拘束面に伝達し、前記受圧力方向変換伝達手段の複数個の前記分割体の各前記拘束面を前記管状ワークの前記軸端部の内壁面に前記管状ワークの径外方向に沿って加圧させて前記管状ワークの前記軸端部の拘束性を高めることを特徴とする液圧成形方法。
管状ワークの軸端部の内壁面側に配置され、前記管状ワークの中空室の液圧を受圧する受圧面と、前記管状ワークの軸長方向の軸先端に向かうにつれて縮径するテーパをもつ外側傾斜面とを有する受圧体と、
前記管状ワークの前記軸端部の内周面側に配置され、前記受圧体の前記外側傾斜面に係合すると共に前記管状ワークの軸長方向の軸先端に向かうにつれて縮径するテーパをもつ内側傾斜面と、前記管状ワークの前記軸端部の内壁面に対向すると共に前記管状ワークの前記軸端部の内壁面を径外方向に沿って加圧して拘束する拘束面とを有するワーク拘束体とを具備しており、
前記ワーク拘束体は前記ワーク拘束体の周方向において複数個に分割された分割体で形成されており、
各前記分割体は前記内側傾斜面及び前記拘束面をそれぞれ有することを特徴とする液圧成形に用いるワーク端末支持構造。
請求項２において、前記ワーク拘束体が前記管状ワークの軸先端に向けて移動することを規制する規制部材が設けられていることを特徴とする液圧成形に用いるワーク端末支持構造。
請求項２または３において、前記ワーク拘束体の各前記分割体に伸縮可能な索条体が付設され、各前記分割体は前記索条体により互いに接続されていることを特徴とする液圧成形に用いるワーク端末支持構造。
請求項４において、前記受圧体の前記外側傾斜面は前記受圧体の軸芯の周りで周方向に形成されており、前記ワーク拘束体の前記内側傾斜面は前記ワーク拘束体の軸芯の周りで周方向に形成されており、
前記ワーク拘束体の拘束面は、前記索条体を巻回状態に付設するリング溝を有することを特徴とする液圧成形に用いるワーク端末支持構造。
請求項２〜請求項５のうちのいずれか一項において、前記ワーク拘束体の前記拘束面は、前記管状ワークの前記軸端部の内壁面との係合性を増加させる係合度増加部を有することを特徴とする液圧成形に用いるワーク端末支持構造。
請求項６において、前記係合度増加部は凹及び凸のうちの少なくとも一方からなることを特徴とする液圧成形に用いるワーク端末支持構造。