JPH04367328A - 成形体の成形方法及び成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型ボートの船体等に
使用される成形体の成形方法及び該成形方法により得ら
れる成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型ボートなどの船体を、アルミ
ニウムなどの軽金属を深絞り成形して成形する技術が検
討されている。

【０００３】例えば、特開昭６０─２３１５３０号公報
には、アルミニウムを深絞り成形して小型船体を成形す
る方法が提案されている。前記公報に記載の技術は、ボ
ートの外形と同形の成形用凹部を有する受型と、前記成
形用凹部に臨む液体供給口を備え前記成形用凹部の開口
部を覆蓋するように前記受型に重ね合わされる蓋型とか
らなる成形型を用い、前記受型の成形用凹部上に素材と
なる金属板を被せ、かつ、その上から前記蓋型を水密に
重ね合わせた状態で、液体供給口を通じて液体を供給し
て加圧し、この液圧によって、前記金属板を成形用凹部
の形状に深絞り成形して所望の船体形状の成形体とする
。前記公報の記載によれば、前記成形方法により金属板
を材料として所定の形状の小型船体を能率的に成形でき
るとされている。

【０００４】しかしながら、通常このような小型船体で
は、補強のために船体内外にキールまたは肋骨状のフレ
ームなどを取着しなければならない。

【０００５】このため、前記キールまたはフレームなど
の取着は船体成形後に別工程を設けて行わねばならず、
しかも、取着位置を決めて取着する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解決す
るために、本発明は船体のような成形体にキールのよう
な別部材を容易に取着できる成形方法及び該成形方法に
より得られる別部材の取着が容易な成形体を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の成形体の成形方法は、成形部を有する受
型と、前記成形部に臨む流体供給口を備え前記成形部を
覆蓋するように前記受型に重ね合わされる蓋型とからな
る成形型を用い、前記受型の成形部上に平板状の素材を
被せ、かつ、平板状素材を成形可能な状態で前記蓋型を
該平板状素材の上から平板状素材の外周を受型と蓋型と
により挟持するように閉蓋した状態とし、前記流体供給
口を通じて流体を供給し加圧することによって、前記平
板状素材を前記成形部の形状に深絞り成形する成形体の
成形方法において、前記成形部上の所定の位置に、前記
成形体に取着される別部材を固定し、前記平板状素材を
前記別部材に沿わせて深絞り成形することを特徴とする
。

【０００８】本発明の成形方法では、前記別部材の固定
を前記成形部上の所定の位置に設けられた溝部に該部材
を嵌合することにより行うことが好ましく、前記別部材
が前記平板状素材を前記別部材に沿わせて深絞り成形し
たとき平板状素材に一体的に係合する断面形状を備えて
いることが好ましい。

【０００９】本発明の成形方法は、平板状素材としては
合成樹脂製平板状素材、金属板素材を用いることができ
るが、特に、前記平板状素材が超塑性合金からなる金属
板である場合に有利に適用できる。超塑性合金は、少な
くとも１５０％以上の塑性変形及び５ｍｍＲ程度の屈曲
変形が得られる材料である。

【００１０】このような合金としては、アルミニウム系
合金、ステンレス系合金、チタン系合金などを挙げるこ
とができ、特にアルミニウム系合金であることが好まし
い。アルミニウム系超塑性合金として、例えば、マグネ
シウム４．７重量％、クロム０．１重量％、マンガン０
．７重量％を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｃｒ−Ｍｎ、マグネシウ
ム５．７重量％、クロム０．２重量％、珪素２．６重量
％を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｃｒ−Ｓｉ、銅１７重量％を含む
Ａｌ─Ｃｕ、銅３３重量％を含むＡｌ─Ｃｕ、銅３３重
量％、マグネシウム７重量％を含むＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ、
銅２５重量％、マグネシウム１１重量％を含むＡｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ、銅２５．２重量％、珪素５．２重量％を含む
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、銅６重量％、ジルコニウム０．５重
量％を含むＳｕｐｒａｌ１５０、マグネシウム６重量％
、ジルコニウム０．４重量％を含むＡｌ−Ｍｇ−Ｚｒ、
珪素１１．７重量％を含むＡｌ−Ｓｉ、亜鉛６重量％、
マグネシウム３重量％を含むＢＡ７０８、亜鉛５．６重
量％、マグネシウム２．５重量％、銅１．６重量％、ク
ロム０．３重量％を含むＡＡ７０７５、亜鉛１０．７重
量％、マグネシウム０．９重量％、ジルコニウム０．４
重量％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｚｒ、亜鉛５〜１０重
量％、ジルコニウム０．５重量％、スズ０．０５重量％
を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｚｒ−Ｓｎなどを挙げることができ
る。

【００１１】また、本発明の成形体は、平板状の素材が
、成形部を有する受型と、前記成形部に臨む流体供給口
を備え前記成形部を覆蓋するように前記受型に重ね合わ
される蓋型とからなる成形型の前記受型の成形部上に被
せられ、かつ、平板状素材を成形可能な状態で前記蓋型
を該平板状素材の上から平板状素材の外周を受型と蓋型
とにより挟持するように閉蓋した状態とし、前記流体供
給口を通じて流体を供給し加圧することによって、前記
成形部の形状に深絞り成形されるとともに、前記成形部
上の所定の位置に固定された別部材に沿わせて深絞り成
形されてなることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の成形体の成形方法では、金属板素材の
ときは常温でもよいが、これを加熱し、また、加熱され
た素材を用いて深絞り成形する。そして、その成形の際
、成形部上の所定の位置に成形体に取着される別部材を
固定し、平板状素材を前記別部材に沿わせて深絞り成形
するので、別部材を取着すべき位置に前記別部材を嵌合
する凹部が形成された成形体が得られる。

【００１３】前記別部材の固定は、前記成形部上の所定
の位置に設けられた溝部に別部材を嵌合して行うことに
より、別部材の取着位置が正確に設定された成形体が得
られる。

【００１４】また、前記別部材として、前記平板状素材
を前記別部材に沿わせて深絞り成形したとき平板状素材
に一体的に係合する断面形状を備えている部材を使用す
ることにより、別部材が所定の位置に係合された成形体
が得られる。

【００１５】本発明の成形方法では、前記平板状素材と
して超塑性合金からなる金属板を用いることにより、該
金属板の前記別部材に沿って深絞り成形される部分で大
きな変形量が得られやすい。

【００１６】前記方法により成形される本発明の成形体
によれば、別部材の取着予定位置に前記別部材を嵌合す
る凹部が形成されているので、別部材を前記凹部に取着
すればよく、別部材の取着位置を決定する作業が不要に
なり、取着が容易になる。前記別部材の取着は、接着、
溶接などにより行われる。

【００１７】また、前記成形方法において、前記成形体
に係合する断面形状を有する別部材を使用することによ
り得られる成形体では、別部材が所定の位置に係合され
て一体的に成形されているので、別部材を取着する工程
自体が不要になる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の成形方法の一例を説明する
ための説明的横断面図である。本実施例は小型ボートの
船体を成形するための方法であってその成形型は、図１
に示すように、成形部１を有し内箱２に収納されている
受型３と、成形部１を覆蓋するように前記受型３に重ね
合わされる蓋型４とからなる。蓋型４は、成形部１に臨
み管路５に通じる気体供給口６を備え、ロッド７により
上下動可能になっている。前記成形型を形成する内箱２
、受型３及び蓋型４内部には、ヒーター８が配管されて
いて、成形に際して前記成形型を予熱できるようになっ
ている。

【００１９】前記成形型は、さらに外箱９と外蓋１０と
により形成される室内に収納されており、外蓋１０はロ
ッド１１により上下動可能になっている。また、気体を
供給する管路５は蓋型４及び外蓋１０を貫通して備えら
れており、ロッド６は外蓋１０を貫通して備えられてい
る。

【００２０】本実施例において、成形部１は、図１に示
すように、小型ボート船底部の外形と同じ形状を有する
凹部として形成されていて、成形部１の底部中央には溝
部１２が設けられている。溝部１２は船首から船尾方向
に走る方向に設けられており、溝部１２には船体外面に
取着されて船体を補強するキール１３が嵌合される。

【００２１】図２は、図１のＡ部の拡大断面図である。 図２（ａ）に示すように、本実施例に使用するキール１
３は、逆台形の断面形状を有しており、その下部が溝部
１２に嵌合され、上部は成形部１の底面から上方に突出
して船体に係合するようになっている。

【００２２】前記成形型を用いて小型ボートの船体を成
形するには、まず図１に示すように、蓋型４及び外蓋１
０をロッド７及び１１により上方に移動させて、溝部１
２にキール１３を嵌合し、成形部１を塞ぐように超塑性
金属からなる平板（以下、金属板と略記する）１４を被
せる。

【００２３】また、本実施例では、金属板１４として、
アルミニウム系超塑性合金Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｒ−Ｍｎの０
．６ｍｍ厚のものを使用する。金属板１４の厚さは、一
般に０．５〜５ｍｍの範囲で適宜設定することができる
。前記金属板１４は、成形部１を完全に覆い、かつ少な
くとも成形時の延び代に見合う分は成形部１の周縁から
外側に十分張り出す大きさを有する。

【００２４】次に、ロッド１１により外蓋１０を外箱９
に重ね合わせて閉蓋し、図示しない加熱手段により、外
蓋１０と外箱９とにより形成される室内の雰囲気を５０
０℃に加熱する。これにより、金属板１４は前記雰囲気
に曝されて、雰囲気と同程度に加熱される。

【００２５】次に、ロッド７により蓋型４を下方に移動
させて金属板１４の上から受型３に重ね合わせて閉蓋す
る。このとき、金属板１４の外周部は受型３と蓋型４と
により挟持されている。

【００２６】次に、気体供給口６から常温の空気を供給
し、金属板１４を４．５ａｔｍの圧力で５分間加圧し、
キール１３に沿わせて成形部１の形状に深絞り成形する
。金属板１４は、前述のように超塑性合金からなるので
、キール１３及び成形部１からなる形状が複雑であって
も、それに合致する大きな変形量が得られ、図２（ａ）
に仮想線で示すように、キール１３を一体的に係合して
深絞り成形される。

【００２７】本実施例では前記積層体を加圧する空気を
常温で使用しているが、前記空気は加温されていてもよ
い。本実施例において、受型３は３５０℃程度に加熱さ
れているので、加熱された金属板１４が前記深絞り成形
により受型３に接触しても急冷されることがない。

【００２８】前記深絞り成形の成形条件は、金属板１４
の材質及び板厚により異なるが、前記雰囲気の温度は３
００〜６００℃の範囲であり、前記加圧は２〜５ａｔｍ
の範囲の圧力で１〜２０分の範囲の時間で行う。

【００２９】前記金属板１４の深絞り成形は、まず２ａ
ｔｍの圧力で５分間加圧し、次いで４．５ａｔｍの圧力
で１０分間加圧するというように、二段階に分けて行っ
てもよい。

【００３０】キール１３は前述のように断面形状が逆台
形であってその上部が成形部１の底面から上方に突出し
て突出部を形成しているので、前記条件で金属板１４を
深絞り成形することにより、金属板１４が前記突出部に
一体的に係合するように深絞り成形され、外面にキール
１３が係合された船体が得られた。

【００３１】図３は、他の実施例に使用する受型の縦断
面図である。図３に示す受型３３は小型ボートの船体の
内形と同形であって、図１の凹型成形部１と同一の形状
が凸型に形成された成形部３１を有しており、内箱３２
に収納されている。そして、受型３３には受型３３の両
舷を結ぶように横断する複数の溝部３４が設けられてい
る。溝部３４には船体内面に取着されて船体を補強する
肋骨状のフレーム３５が嵌合される。

【００３２】図３に示すように、フレーム３５はキール
１３と同様に逆台形の断面形状を有しており、その下部
が溝部３４に嵌合され、上部は成形部３１の底面から上
方に突出して船体に係合するようになっている。

【００３３】本実施例では、溝部３４にフレーム３５を
嵌合して状態で受型３３を用いて金属板１４の成形を行
う以外は、前述の第１の実施例と同様にして小型ボート
の船体を成形することができ、金属板１４がフレーム３
５の上部に一体的に係合するように深絞り成形され、内
面にフレーム３５が係合された船体３６が得られた。

【００３４】前述の各実施例で説明した成形方法では、
いずれも深絞り成形により金属板１４に一体的に係合す
る断面形状を備えた別部材を使用しているが、係合しな
い断面形状の別部材を用いてもよい。

【００３５】船体に係合しない別部材の態様を、キール
を例として図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に示すキール
２１は断面が長方形の形状を有しており、その下部が溝
部１２に嵌合され、上部は成形部１の底面から上方に突
出している。金属板１４は、図２（ｂ）に仮想線で示す
ように、キール２１を用いる場合にもキール２１の形状
に沿って大きく変形し、深絞り成形される。

【００３６】キール２１のような金属板１４に係合しな
い別部材を用いて得られた船体では、別部材が一体的に
係合される代わりに、船体の所定の位置に前記別部材の
上部の形状に合致する凹部が形成されるので、該凹部に
別部材を嵌合して取着すればよく、別部材を取着する位
置を改めて決定する手間を省くことができる。前記別部
材の取着は、接着、溶接などそれ自体公知の方法により
行うことができる。

【００３７】別部材は、金属板１４の成形時に移動しな
いように成形部に固定されていればよく、溝部が形成さ
れていない成形部の所定の位置に単に載置されているだ
けであってもよい。

【００３８】以上説明した成形方法は、いずれも金属板
を加圧する気体に常温の空気を使用しているが、前記気
体は窒素などの不活性気体でもよく、これらの気体は加
温されていてもよい。また、気体で加圧する替わりに液
体で加圧してもよく、この場合にも外蓋１０と外箱９と
により形成される室内の雰囲気が加熱されていてもよい
。

【００３９】また、素材となる平板は、超塑性合金から
なる金属板に限られることなく、他の金属板でもよく、
ＦＲＰなどのプラスチックスであってもよい。

【００４０】さらに、本実施例では小型ボートの船体を
例にとって説明しているが、本発明の成形体はこれに限
定されることなく、他の用途に使用されるものであって
もよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の成形方法によれば、成形部上の所定の位置に成形体に
取着される別部材を固定し、平板状素材を前記別部材に
沿わせて深絞り成形するので、別部材を取着すべき位置
に前記別部材を嵌合する凹部が形成された成形体を容易
に成形することができる。

【００４２】前記別部材の固定は、前記成形部上の所定
の位置に設けられた溝部に別部材を嵌合して行うことに
より、別部材の取着位置を正確に設定することができる
。

【００４３】また、前記成形体に一体的に係合する断面
形状を有する別部材を使用することにより、別部材を成
形体の所定の位置に係合させることができる。

【００４４】さらに、素材として超塑性合金からなる金
属板を用いることにより、該金属板を大きく変形させて
前記別部材に沿うように深絞り成形することができる。

【００４５】前記別部材を嵌合する凹部が形成されてい
る本発明の成形体によれば、別部材を前記凹部に取着す
ればよく、別部材の取着位置を決定する作業が不要にな
るので、前記別部材の取着を容易に行うことができる。

【００４６】また、前記別部材が所定の位置に一体的に
係合されている本発明の成形体によれば、別部材を取着
する工程自体が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形方法の一例を示す説明的断面図。

【図２】図１のＡ部の拡大断面図。

【図３】他の実施例の説明的断面図。

【符号の説明】

１、３１…成形部、３、３３…受型、４、３４…蓋型、
６…気体供給口、１３…キール、１４…金属板、３５…
フレーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形部を有する受型と、前記成形部に臨む
   流体供給口を備え前記成形部を覆蓋するように前記受型
   に重ね合わされる蓋型とからなる成形型を用い、前記受
   型の成形部上に平板状の素材を被せ、かつ、平板状素材
   を成形可能な状態で前記蓋型を該平板状素材の上から平
   板状素材の外周を受型と蓋型とにより挟持するように閉
   蓋した状態とし、前記流体供給口を通じて流体を供給し
   加圧することによって、前記平板状素材を前記成形部の
   形状に深絞り成形する成形体の成形方法において、前記
   成形部上の所定の位置に、前記成形体に取着される別部
   材を固定し、前記平板状素材を前記別部材に沿わせて深
   絞り成形することを特徴とする成形体の成形方法。
2. 【請求項２】前記別部材の固定を前記成形部上の所定の
   位置に設けられた溝部に該部材を嵌合することにより行
   うことを特徴とする請求項１記載の成形体の成形方法。
3. 【請求項３】前記別部材が前記平板状素材を前記別部材
   に沿わせて深絞り成形したとき平板状素材に一体的に係
   合する断面形状を備えていることを特徴とする請求項１
   記載の成形体の成形方法。
4. 【請求項４】前記平板状素材が超塑性合金からなる金属
   板であることを特徴とする請求項１記載の成形体の成形
   方法。
5. 【請求項５】平板状の素材が、成形部を有する受型と、
   前記成形部に臨む流体供給口を備え前記成形部を覆蓋す
   るように前記受型に重ね合わされる蓋型とからなる成形
   型の前記受型の成形部上に被せられ、かつ、平板状素材
   を成形可能な状態で前記蓋型を該平板状素材の上から平
   板状素材の外周を受型と蓋型とにより挟持するように閉
   蓋した状態とし、前記流体供給口を通じて流体を供給し
   加圧することによって、前記成形部の形状に深絞り成形
   されるとともに、前記成形部上の所定の位置に固定され
   た別部材に沿わせて深絞り成形されてなることを特徴と
   する成形体。