JP4066846B2 - 重ね合わせ板材の液圧成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材を重ね合せた予備成形体を液圧により金型のキャビティに合致する形状に成形する重ね合わせ板材の液圧成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の液圧成形方法においては、縁部が接合された2枚の金属板材からなる予備成形体に、高圧の成形媒体を注入することにより、予備成形体を膨出変形させ、複雑な形状の成形品を得ている(例えば、下記特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−96116号公報(段落番号[0007]、図3(A)(B)参照)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の液圧成形方法で重ね合せ板材の液圧成形を行なう場合には、高圧を要する最終成形圧力に応じた圧力発生装置を用いているため、圧力発生装置の単位時間当たりの吐出流量が限られることになる。一般に、高圧を得るには、単位時間当たりの吐出流量が限られるため、このような圧力発生装置を用いて液圧成形を行なうと、成形初期から成形中期の板材の膨出過程での低圧成形に非常に時間がかかり、結果的に、稼働時間を生産個数で除して算出されるタクトタイムが長くなり、生産性が低下する虞がある。
【0005】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、成形過程における成形圧力に脈動を発生させながら成形を行ない、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図りながら、タクトタイムを大幅に短縮した生産性の高い、成形限界を向上させた重ね合わせ板材の液圧成形方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【0007】
(1) 少なくとも2枚の板材を重ね合せた予備成形体を一対の金型に挟み込み、当該予備成形体に形成された液圧注入部から、圧力発生装置を使用して成形媒体を注入し、前記予備成形体を前記金型に合致する形状に成形する液圧成形方法において、 前記圧力発生装置の低圧用の圧力発生装置が供給している圧力に、前記圧力発生装置の高圧用の圧力発生装置の圧力を加え、前記成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうことを特徴とする、重ね合わせ板材の液圧成形方法。
【0010】
(2) 前記脈動は、前記予備成形体内の圧力が所定値になると行なうことを特徴とする前記(1)の液圧成形方法。
【0011】
(3) 前記脈動は、前記予備成形体が成形される過程で少なくとも前記金型の角部近傍以外で接触するときの圧力値に達すると発生させることを特徴とする前記(1)又は(2)の液圧成形方法。
【0012】
(4) 前記液圧注入部は、前記予備成形体に少なくとも1つ設けられ、当該液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したことを特徴とする前記(1)の液圧成形方法。
【0013】
(5) 前記液圧注入部は、前記予備成形体の対向する端部に少なくとも1つずつ設けられ、当該各液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したことを特徴とする前記(1)の液圧成形方法。
【0014】
(6) 前記圧力発生装置は、高圧用の増圧シリンダと低圧用の増圧シリンダとにより構成したことを特徴とする前記(1)(4)(5)の液圧成形方法。
【0016】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。
【0017】
請求項1に記載の発明によれば、圧力発生装置により成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうため、加圧状態と弛緩状態が交互に予備成形体に加えられ、キャビティの角部でも材料流入が促進され、成形による板厚減少や割れの発生を防止しつつ、成形限界を向上させることができる。また、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図りながら、タクトタイムを大幅に短縮した生産性の高い成形方法となる。さらに、低圧用の圧力発生装置が供給している圧力に高圧用の圧力発生装置の圧力を加えて脈動させるため、予備成形体内を高圧状態で脈動させることができ、成形の迅速化を図ることができる。
【0020】
請求項2に記載の発明によれば、予備成形体内の圧力が所定値になると脈動させるため、前項の効果に加え、成形状態を管理あるいは制御しやすく、成形品質の均質化を図ることができる。
【0021】
請求項3に記載の発明によれば、成形過程で金型の角部近傍以外で予備成形体が金型に接触するときの圧力値になると脈動させるため、前項の効果に加え、成形品毎異なる成形状態に対しても対処しやすく、成形品質の向上を図ることができる。
【0022】
請求項4に記載の発明によれば、液圧注入部を予備成形体に少なくとも1つ設け、ここに圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したため、前項の効果に加え、圧力特性の異なる圧力発生装置を用いて成形できる。
【0023】
請求項5に記載の発明によれば、液圧注入部を予備成形体の対向する端部に少なくとも1つずつ設け、これに圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通したため、脈動を加え易く、成形も容易となる。
【0024】
請求項6に記載の発明によれば、圧力発生装置を高圧用の増圧シリンダと低圧用の増圧シリンダにより構成したため、液圧により脈動を加え易く、成形も容易となる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【0027】
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1実施形態に係る成形品を示す斜視図、図2は同成形品の予備成形体を示す斜視図、図3は第1実施形態で使用される液圧成形装置を示す構成図である。
【0028】
本発明は、例えば、自動車構造部材を成形する方法であるが、図2に示す予備成形体10を図3に示す液圧成形装置により成形し、図1に示す最終成形品20を成形する。
【0029】
前記予備成形体10は、図2に示すように、重ね合わせた2枚の板材11,15の端部周辺を、例えば、レーザー溶接、アーク溶接あるいは接着剤等により全周接合して気密性のある接合部16,17とし、対向する端部に液圧注入部18,19を形成したものである。
【0030】
この予備成形体10を成形する液圧成形装置は、図3に示すように、上下一対の金型30,35と、前記液圧注入部18,19を閉塞する軸押しポンチ40,50と、これら軸押しポンチ40,50を加圧する軸押しシリンダ45,55と、それぞれが圧力特性の異なる圧力発生装置60,70と、これら圧力発生装置60,70に接続され、内部に成形媒体が流れる液圧回路65,75と、制御装置90とを有している。
【0031】
さらに詳述する。前記金型30,35は、相互に近接離間可能にボルスタ(図示せず)により支持され、間に設置された予備成形体10を挟み、型締めするものであるが、内部には最終成形品20の外形形状に対応する形状のキャビティ31,36が形成されている。
【0032】
前記軸押しポンチ40,50は、後部が金型30,35の側面に配置された軸押しシリンダ45,55に連結され、前部に予備成形体10の液圧注入部18,19に対応した形状の注入ノズル(注入手段)41,51が設けられており、これら注入ノズル41,51から成形媒体(例えば、水)を予備成形体10内に供給する。
【0033】
前記軸押しシリンダ45,55は、軸押しポンチ40,50を、金型30,35内に進退自在させるもので、その駆動源は、例えば、油圧あるいは空圧が用いられるが、この油圧等は、例えば、電磁バルブ等の制御手段46,56によって制御される。
【0034】
前記圧力発生装置60は、低圧の成形媒体を供給する増圧シリンダにより構成され、ピストン60aの2次側ピストン面積62が1次側ピストン面積61に比べ充分大きく設定されている。したがって、この圧力発生装置60は、比較的低圧の成形媒体を多量に供給することに適した圧力特性を有することになる。なお、この圧力発生装置60の作動も電磁バルブ等の制御手段63によって制御される。
【0035】
一方、圧力発生装置70は、高圧の成形媒体を供給する増圧シリンダにより構成され、ピストン70aの2次側ピストン面積72が1次側ピストン面積71に比べ充分小さく設定されている。したがって、この圧力発生装置70は、単位時間当たりに供給できる流量は少ないが、高圧の成形媒体を供給することに適した圧力特性を有することになる。この圧力発生装置70の作動も電磁バルブ等の制御手段73によって制御される。
【0036】
これら圧力発生装置60,70は、対応する注入ノズル41,51に近接して配置されるので、装置(金型)の構造が簡素化する。なお、圧力発生装置60,70は、増圧シリンダのみに限定されるものではなく、他の流体圧供給手段であってもよい。
【0037】
前記液圧回路65は、一端部が軸押しポンチ40の注入ノズル41と接続され、ここから順に、逆止弁66、低圧用の圧力発生装置60、逆止弁66、ポンプ(送水ポンプ)67、及び成形媒体タンク68が接続されている。
【0038】
一方、液圧回路75は、一端部が軸押しポンチ50の注入ノズル51と接続され、ここから順に、切換バルブ77、高圧用の圧力発生装置70及び成形媒体タンク78が接続されているが、この液圧回路75の成形媒体の圧力情報は、圧力検出手段76により検出され、制御装置90に入力される。
【0039】
切換バルブ77は、圧力検出手段76によって検出された圧力が設定圧力に達すると、成形媒体を供給する圧力発生装置60又は70を切換えるために使用される。また、この切換バルブ77は、高圧の成形媒体を抜き出す除圧や、液圧回路65,75及び予備成形体10の内部に存在する空気を効率的に排出する空気抜きにも使用される。空気抜きは、例えば、切換バルブ77によって液圧回路75を成形媒体タンク78に連通し、ポンプ67を作動することにより成形媒体を、液圧回路65、軸押しポンチ40の注入ノズル41、予備成形体10の内部、及び注入ノズル51を経由して流し、成形媒体内に存在する空気を成形媒体タンク78に排出することにより行なう。
【0040】
このように成形媒体を円滑に流通させることができるということは、成形媒体の充填も円滑に行なうことができることも意味し、これはまた、液圧回路65,75及び予備成形体10の内部に存在する空気抜きを円滑化し、これによる成形品質の向上を図ることができることも意味する。
【0041】
前記制御装置90は、制御手段46,56,63,73、切換バルブ77及び圧力検出手段76に接続されており、これらを制御することにより軸押しシリンダ16及び圧力発生装置60,70の各増圧シリンダを自在に作動させる。つまり、この制御装置90は、予備成形体10の成形進行状況に応じて、成形媒体を供給する圧力発生装置60,70を切換える切換手段として機能する。
【0042】
したがって、予備成形体10の成形進行状況に応じて必要とされる成形媒体の圧力及び流量を確保するために適した圧力特性の圧力発生装置60又は70を適宜使用できる。例えば、膨出変形が急激に進行する成形初期は、低圧で多量の成形媒体を供給できる圧力発生装置60を作動させ、膨出変形があまり進行しないけれども、成形には高圧な成形媒体が必要な成形中期以後は、単位時間当たりの供給量が少ないが、高圧成形媒体を供給できる圧力発生装置70を作動させることができる。
【0043】
この結果、単一の圧力特性を有する圧力発生装置を使用する場合に比べ、成形初期から中期までの成形時間を短くでき、タクトタイムの短縮、生産性の向上が達成でき、良好な形状寸法精度も得られ、成形品の品質も向上する。
【0044】
前記制御装置90は、成形媒体の圧力情報を圧力検出手段76から取得するが、これにより予備成形体10の成形進行状況を正確にモニタリングでき、最適な圧力発生装置を選択することが可能となる。
【0045】
次に、液圧成形方法を説明する。
【0046】
図4は金型の型締め状態を示す断面図、図5は軸押しポンチの押し込み状態を示す断面図、図6は液圧成形の終了状態を示す断面図、図7(A)〜(D)は図6の7-7線に沿う断面相当図であり、(A)は液圧成形開始時、(B)は液圧成形初期、(C)は液圧成形中期、(D)は液圧成形終了時の状態をそれぞれ示し、図8は予備成形体の液圧成形の進行に伴う成形媒体の圧力と流量の経時変化を示すグラフである。
【0047】
まず、図1に示される予備成形体10が、金型30,35により挟まれ、型締めされる(図4参照)。
【0048】
次に、制御装置90により軸押しシリンダ45,55が駆動され、軸押しポンチ40,50が金型30,35に押し込まれる(図5参照)。予備成形体10の液圧注入部18,19は、軸押しポンチ40,50により拡張されるが、この拡張は金型30,35により規制され、予備成形体10の液圧注入部18,19は、軸押しポンチ40,50に密着し、シール部12(図5参照)が形成され、予備成形体10の気密が確保され、成形媒体を円滑に注入可能な状態となる。
【0049】
この注入可能状態となると、制御装置90により切換バルブ77が作動され、成形媒体タンク78側と連通される。ここで、(送水)ポンプ67が作動し、成形媒体(水)が注入ノズル41より液圧回路65を介して予備成形体10の内部に供給され、これら内部に存在する空気が成形媒体と共に液圧回路75を介して成形媒体タンク78に排出される。
【0050】
空気の排出が完了すると、切換バルブ77が閉鎖し、制御装置90により低圧用の圧力発生装置60が作動され、低圧の成形媒体が予備成形体10内に供給され、予備成形体10の液圧成形が開始される(図7A及び図8参照)。
【0051】
この成形開始から予備成形体10が膨出変形するが、成形開始から成形初期を経て、予備成形体10の膨出部の頂点13が金型30,35のキャビティ31,36に接する中期までは、膨出変形が急激に進行する。図8に示すように、液圧成形開始から中期(液圧P1)までは、液圧Pは小さいが、成形媒体の流量Qは急激に増大する。
【0052】
低圧用の圧力発生装置60は、これに対応して低圧の成形媒体を短時間で供給する構造となっているので、タクトタイムは短く、高い生産性を発揮することになる。また、この時点では、液圧回路65,75及び予備成形体10の内部に空気は存在していないため、成形媒体の充填がより円滑で、成形品の品質も向上する。
【0053】
具体例を挙げれば、自動車構造部材では、予備成形体10として、材料強度が440MPaで、板厚が1.8mmの鋼板を用いる。この場合、予備成形体10の膨出部の頂点13が金型30,35のキャビティ31,36に最初に接する状態の液圧P1は、10MPa程度である。また、予備成形体10が金型30,35のキャビティ31,36に接触する面積が増大するに伴い液圧が急激に上昇することになるが、この液圧P2が25MPa程度である。そして、所望の角部曲率半径が得られる最終圧力P3は、120MPaである。
【0054】
このように成形過程では、中期(図7C及び図8参照)を過ぎると、予備成形体10における金型30,35のキャビティ31,36に接触する面積が次第に増大することになり、必要とされる液圧Pは、P1からP2に上昇し、予備成形体10自体の変形量は小さいので、成形媒体の流量はあまり必要でなくなる。
【0055】
したがって、成形媒体の圧力が所定圧力に達したことを圧力検出手段76で検出し、制御装置90により切換バルブ77を動作し、圧力発生装置を高圧の圧力発生装置70に切換え、作動させる。この高圧の圧力発生装置70は、単位時間当たりの供給量は少ないものの、高圧の成形媒体を予備成形体10に注入し、強力に予備成形体10を成形する。
【0056】
しかし、液圧成形過程で、板材11が金型30,35の肩部38近傍に押し付けられ、板材11と金型30,35との間の摩擦力によって材料流入を抑制されたり、あるいは膨出変形が進行し、板材11と金型30,35壁面との接触面積が増加してくると、摩擦力によって材料流入が阻害されたり、局部的な板厚減少が発生したり、最終成形時に割れが生じる虞がある。
【0057】
このような事態が生じると、成形品の再現性や寸法安定性などの品質向上を図ることができないため、本実施形態では、材料流入をより多く必要とする成形中期までの過程で、低圧用の圧力発生装置(増圧シリンダ)60と高圧用の圧力発生装置(増圧シリンダ)70を同時に併用し、成形媒体に液圧変動、つまり脈動を発生させて、板材11と金型壁面との接触を一時的あるいは瞬間的に緩和させ、材料流入を促進するようにしている。
【0058】
この点につき、さらに詳述する。図9は本実施形態での液圧成形過程における液圧と流量の関係を示すグラフである。
【0059】
前述したように成形開始時〜成形中期までは、成形品の概略形状を形作る成形過程であり、ここでは、小さい液圧Pが多量必要となるので、低圧用の圧力発生装置60を用いる。この点を、図9で見れば、液圧P0〜P4、流量Q0〜Q4のL領域となる。
【0060】
成形後期においては、キャビティ31,36の角部32近傍の成形に高い液圧P3が必要であるが、予備成形体10の変形量は少なく、成形媒体は少量でよいため、高圧用の圧力発生装置70を用いる。この点を、図9で見れば、液圧P5〜P3、流量Q5〜Q3のH領域となる。
【0061】
しかし、予備成形体10の膨出変形が図7(B)から図7(C)を過ぎて液圧が急激に上昇する直前までの成形中期、つまり、図9に示す(L+H)領域では、比較的多くの材料流入を必要とする成形過程であるため、本実施形態では、成形媒体に液圧変動、つまり脈動を発生させ、変形過程の板材11と金型壁面との接触が緩和した状態を一時的あるいは瞬間的に作るようにしている。
【0062】
図9で見れば、前記L領域とH領域の間、つまり液圧P4〜P5、流量Q4〜Q5の(L+H)領域であり、ここでは、低圧用の圧力発生装置60と高圧用の圧力発生装置70を同時に使用し、低圧用の圧力発生装置60の圧力をベース圧力として、これに高圧用の圧力発生装置70を小刻みに前進後退させて高圧を重ね合わせ、これにより予備成形体10の内部で成形媒体に脈動を発生させている。
【0063】
具体的には、制御手段63の制御により低圧の圧力発生装置60の1次側ピストン面積61に油圧あるいは空圧を作用し、当該ピストン60aを作動することにより比較的低圧の成形媒体を多量に予備成形体10に供給している状態で、切換バルブ77を動作し、高圧用の圧力発生装置70と予備成形体10を連通する。
【0064】
そして、制御手段73の制御により高圧用の圧力発生装置70の1次側ピストン面積71に油圧あるいは空圧を間欠的に作用し、当該ピストン70aを作動することにより予備成形体10に高圧の成形媒体を注入したり、注入しなかったりを繰り返し、図9に示すように成形媒体に脈動を発生させ、予備成形体10を成形する。
【0065】
この結果、加圧状態と弛緩状態が交互に予備成形体10に加えられ、キャビティ31,36の角部32でも材料流入が促進され、成形による板厚減少や割れの発生を防止しつつ、成形限界を向上させることができる。
【0066】
また、低圧用の圧力発生装置60が供給している圧力に高圧用の圧力発生装置70の圧力を加えて脈動させるため、予備成形体10内を高圧状態で脈動させることができ、成形の迅速化を図ることもでき、さらに、予備成形体10内の圧力が所定値、例えば、成形過程で金型30,35の角部32近傍以外で予備成形体10が金型30,35に接触するときの圧力値になると、脈動させるので、成形状態を管理あるいは制御しやすく、成形品質の均質化を図ることもできる。
【0067】
なお、前述したものは、低圧用の圧力発生装置60が供給している圧力に高圧用の圧力発生装置70の圧力を加えて脈動させるが、これのみでなく、低圧用の圧力発生装置60と高圧用の圧力発生装置70を適宜切換え制御して脈動させるようにしてもよい。このようにしても、予備成形体10内に加圧状態と弛緩状態を作ることができる。
【0068】
このようにして成形した後、高圧の圧力発生装置70により、キャビティ31,36の角部32に沿った形状に仕上げるために必要な最終液圧P3(例えば、120MPa)まで上昇し、所望の角部曲率半径を有する最終の製品形状に成形する(図6参照)。
【0069】
最後に、制御装置90により切換バルブ77を作動し、高圧の成形媒体を液圧回路75より78に抜き出し、除圧した後、型開きし、得られた成形品20を金型30,35から取り出し、端部に形成されている液圧注入部18,19を切除する。
【0070】
<第2実施形態>
本発明は、上述した低圧用増圧シリンダ60と高圧用の増圧シリンダ70を対向配置したシステムのみに限定されるものではなく、図10に示すような一方向から液圧を注入するようにしてもよい。
【0071】
ここに、図10は本発明の第2実施の形態で使用される液圧成形装置を示す断面図、図11は図10の要部拡大断面図、図12は液圧成形の終了状態の予備成形体等を示す断面図である。なお、図3に示す部材と機能的に共通する部材には同一符号を使用し、説明を省略することがある。
【0072】
第2実施の形態に係る予備成形体10は、単一の液圧注入部14を有する点で第1実施形態の予備成形体10と異なる。液圧注入部14は、図11に示すように、上方に位置する板材11の端部がドーム状に形成され、これに対応する板材15の位置に開口部118が形成されている。また、液圧注入部14に隣接する板材11,15の部位には、液圧流路119が形成されている。
【0073】
本実施の形態の液圧成形装置は、金型30,35と、ノズル部80と、圧力特性の異なる圧力発生装置60,70と、この圧力発生装置60,70に接続され、成形媒体が流れる液圧回路65と、制御装置90とを有している。
【0074】
金型30は、予備成形体10の液圧注入部14に対応する凹部34と、予備成形体10の液圧流路119に対応する凹溝33とを有し、金型35は、ノズル部80が設置される凹所37を有している。
【0075】
前記ノズル部80は、予備成形体10の液圧注入部14に対応する単一の注入手段であり、金型35の内部に成形媒体が流れる通路81を有している。
【0076】
圧力発生装置60,70の切換えは、第1実施の形態と異なり、切換バルブを必要とせず、逆止弁66によって代替され、圧力発生装置70の使用時には、逆止弁66によって圧力発生装置60側の回路は遮断される。
【0077】
また、通路81は、切換バルブ77と液圧回路65の両者と接続されるように分岐部65Aを有しており、切換バルブ77は高圧の成形媒体を抜き出す(除圧する)ために成形媒体タンク78と接続され、また、液圧回路65には圧力検出手段76、逆止弁66等が設けられている。
【0078】
次に、本実施の形態に係る液圧成形方法を説明する。
【0079】
まず、予備成形体10が、金型30,35により挟まれ、型締めされる。この結果、予備成形体10の液圧注入部14及び液圧流路119は、金型30の凹部34及び凹溝33に位置決めされ、予備成形体10の開口部118には、ノズル部80が貫通し、気密が保持される。
【0080】
次に、制御装置90により(送水)ポンプ67を作動する。これにより成形媒体(水)が液圧回路65及び通路81内に充満すると、切換バルブ77を閉め、圧力発生装置60を作動する。この圧力発生装置60は、比較的低圧で大流量の成形媒体を平板状の予備成形体10の内部に注入し、予備成形体10を膨出成形させる。この場合も、前記実施形態と同様、成形過程の時間が短くなり、タクトタイムが短縮され、高い生産性が得られる。
【0081】
低圧の成形媒体が注入され、圧力検出手段76が所定値(液圧P2)を検出すると、制御装置90により圧力発生装置60の作動を停止し、圧力発生装置70を作動させる。この圧力発生装置70は、高圧の成形媒体を予備成形体10の内部に注入し、最終液圧(液圧P3)を付加する。この場合、圧力発生装置60から圧力発生装置70に切換えても、逆止弁66の存在によって、圧力発生装置60側の回路は遮断される。
【0082】
本実施形態においても、成形中期に成形媒体に液圧変動を発生させる。つまり、低圧用の圧力発生装置60の作動を停止すると、逆止弁66の存在によって、この低圧が予備成形体10内に保持されるので、これをベース圧力として高圧用の圧力発生装置70を作動し、1次側ピストン面積71に油圧あるいは空圧を間欠的に作用すると、ピストン70aを小刻みに前進後退作動させることができ、これにより発生した脈動を前記ベース圧力に重ね合わせ、成形媒体の圧力に液圧変動を発生させる。
【0083】
この結果、成形過程の板材と金型壁面との接触を一時的あるいは瞬間的に緩和することができ、より多くの材料流入を必要とする成形中期に、予備成形体10の材料がキャビティ31,36の角部32に流入し、成形による板厚減少や割れの発生を抑制し、成形限界を向上させることができる。
【0084】
その後、予備成形体10は、成形品20の外形形状に対応する金型30,35のキャビティ31,36に合致する形状まで膨出成形され、液圧成形が完了する(図12参照)。
【0085】
最後に、制御装置90により切換バルブ77を作動させ、高圧の成形媒体を抜き出し、除圧した後、型開きし、得られた成形品20を金型30,35から取り出し、端部に形成されている液圧注入部を切除する。
【0086】
本実施形態も、単一の圧力特性を有する圧力発生装置を使用する場合に比べ、成形媒体の圧力が低圧である過程(例えば、初期)においては、低圧用の圧力発生装置60を作動させ、成形媒体の圧力が高圧となる過程(例えば、中期以後)においては、高圧用の圧力発生装置70を作動させることによって、成形初期の所要時間を短くし、タクトタイムを短縮して、高い生産性が得ることができる。また、成形品の良好な形状寸法精度が得られ、成形品の品質を確保できる。
【0087】
特に、本実施の形態では、単一の液圧注入部を有する予備成形体10としたため、例えば、小物部品に対する適用が容易となり、しかも、装置の構造が簡素化されるという利点もある。
【0088】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、予備成形品あるいは成形品の必要に応じ、圧力特性の異なる3機以上の圧力発生装置を適用することも可能である。この場合、予備成形体の成形進行状況に応じて、圧力発生装置の切換を複数回実行することができるため、成形媒体の圧力及び液量を、さらに精密にコントロールすることができる。
【0089】
上述した実施形態の予備成形体10は、対向する端部に液圧注入部18,19を形成したものあるいは1つの液圧注入部を有するものであるが、このような形状のみに限定されるものではなく、多数の液圧注入部を有するものあるいは全体形状が矩形あるいは環状のもの等、種々のものを使用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る成形品を示す斜視図である。
【図2】 同成形品の予備成形体を示す斜視図である。
【図3】 同第1実施の形態で使用される液圧成形装置を示す構成図である。
【図4】 金型の型締め状態を示す断面図である。
【図5】 軸押しポンチの押し込み状態を示す断面図である。
【図6】 液圧成形の終了状態を示す断面図である。
【図7】 図6の7-7線に沿う断面相当図であり、(A)は液圧成形開始時、(B)は液圧成形初期、(C)は液圧成形中期、(D)は液圧成形終了時の状態をそれぞれ示している。
【図8】 予備成形体の液圧成形の進行に伴う成形媒体の圧力と流量の経時変化を示すグラフである。
【図9】 本実施形態での液圧成形過程における液圧と流量の関係を示すグラフである。
【図10】 本発明の第2実施の形態で使用される液圧成形装置を示す断面図である。
【図11】 図10の要部拡大断面図である。
【図12】 液圧成形の終了状態の予備成形体等を示す断面図である。
【符号の説明】
10…予備成形体、
11,15…板材、
13…頂点、
16,17…接合部、
14,18,19…液圧注入部、
30,35…金型、
31,36…キャビティ、
32…角部、
46,56,63,73…制御手段、
60,70…圧力発生装置、
65,75…液圧回路、
65a,75a…ピストン、
76…圧力検出手段、
77…切換バルブ、
90…制御装置、
P1,P2,P3,P4,P5…液圧。
Claims (6)
- 少なくとも2枚の板材を重ね合せた予備成形体を一対の金型に挟み込み、当該予備成形体に形成された液圧注入部から、圧力発生装置を使用して成形媒体を注入し、前記予備成形体を前記金型に合致する形状に成形する液圧成形方法において、
前記圧力発生装置の低圧用の圧力発生装置が供給している圧力に、前記圧力発生装置の高圧用の圧力発生装置の圧力を加え、前記成形媒体の圧力を脈動させながら成形を行なうことを特徴とする、重ね合わせ板材の液圧成形方法。 - 前記脈動は、前記予備成形体内の圧力が所定値になると行なう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。
- 前記脈動は、前記予備成形体が成形される過程で少なくとも前記金型の角部近傍以外で接触するときの圧力値に達すると発生させることを特徴とする請求項1又は2に記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
- 前記液圧注入部は、前記予備成形体に少なくとも1つ設けられ、当該液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通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。
- 前記液圧注入部は、前記予備成形体の対向する端部に少なくとも1つずつ設けられ、当該各液圧注入部に前記圧力発生装置からの圧力が導かれる液圧回路を連通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。
- 前記圧力発生装置は、高圧用の増圧シリンダと低圧用の増圧シリンダとにより構成したことを特徴とする請求項1,4,5のいずれかに記載の重ね合わせ板材の液圧成形方法。
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