JPH08112627A - 金属品の液圧成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 アルミニウム製の中空材１の一側壁１ａに成
形型３を取り付け、これをそっくり圧力容器４内に配置
して、圧力容器４内の液圧にて成形を行なう。 【効果】 従来では成形困難であった各種の金属成形品
をも液圧を利用して極めて容易に成形することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属品の液圧成形方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば金属パイプの周壁に外方膨出状の
膨らみを局部的に成形する方法として、従来より、液圧
を利用したバルジ成形法が知られている。この液圧バル
ジ成形法は、図７に示されるように、成形用素材として
のパイプ（51）の外周部に成形型（52）を配置すると共
に、パイプ（51）の両端を金具（53）（53）にてシール
し、該金具（53）を通じて高圧油をパイプ（51）内に注
入してパイプ（51）内の圧力を大きくすることによっ
て、パイプ（51）の周壁を成形型（52）の成形用凹部
（52a ）の内面形状に沿う形状に成形するというもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の液圧バルジ成形法では、その適用範囲が狭
く、各種金属成形品の成形に広く適用しうる汎用性のあ
る成形法とはいえないものであった。

【０００４】即ち、従来の液圧バルジ法では、パイプ
（51）内に内圧を作用させその内圧によって成形しよう
とするものであり、従って、パイプ（51）に局部成形を
施すような場合には、成形しようとするその局部以外の
周壁部分においても内圧が作用して変形を起こすことか
ら、このような不本意な変形が起こらないように、その
外周面側から、変形を規制する成形型（52）と一体ある
いは別体の変形規制用の型（54）（54）にて押さえるよ
うにしなければならない。従って、例えば、成形しよう
とするパイプ（51）が長尺であるような場合には、変形
規制用の型（54）を素材の外周部に長さ方向に広範囲に
わたって配置するようにしなければならなくなるが、そ
れに対応できるような変形規制用の型の準備が困難な場
合が多く、従って、長さの長いパイプに対する成形には
不向きであった。また、例えば、素材が横断面異形の中
空型材であるような場合には、変形規制用の型の押さえ
面の形状もこのような中空型材の外周形状に対応する形
状にしなければならず、そのような変形規制用の型を用
意するのが困難な場合が多く、上記のような液圧バルジ
法の適用は困難であることが多かった。

【０００５】なお、バルジ法には、液圧を利用するもの
のほか、ゴムを使用したゴムバルジ法も知られている
が、ゴムバルジ法は、ゴムの消耗が激しいという欠点
や、初期弾性の変化に起因して精度が出にくいなどの欠
点を有するものであった。

【０００６】また、従来より知られている液圧バルジ法
は、通常は上記のようなパイプ（51）等の管材を素材と
し、管材の内部の圧力を液圧にて高めて成形するもので
あることから、例えば平板状素材に円形隆起部などを成
形しようとする場合には、上記のような液圧成形法が用
いられることはほとんどなかった。

【０００７】この発明は、上記のような従来の技術背景
に鑑み、液圧成形法の適用範囲を拡大して、従来では成
形困難であった各種の金属成形品をも液圧を利用して極
めて容易に成形することができる、画期的な液圧成形方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、金属製素材の成形予定部に、内面側に成形面を
有する成形型を周縁部シール状態に取り付け、しかるの
ち、該成形型を取り付けた金属製素材の全体を圧力容器
内に配置して該圧力容器内に液体を充満せしめ、該液体
の圧力を所定の圧力に上昇せしめることにより、液圧に
て金属製素材の成形予定部を成形型成形面との間の空洞
部内方に変形させることを特徴とする金属品の液圧成形
方法を要旨とする。

【０００９】

【作用】上記発明方法では、例えば、金属製素材に局部
的に成形を施すような場合には、成形型成形面に面する
成形予定部のみが圧力容器内の液圧の作用で成形型成形
面側に変形して成形され、その他の部分については、内
外方向から均等に液圧を受けるだけで液圧にて変形を起
こしてしまうということがなく、成形予定部以外の部分
を変形規制用金型を用いて変形を規制するようにする必
要がない。従って、金属製素材が、例えば、長さの長い
管材や、横断面が異形の中空型材などであるような場合
であっても、変形規制用の型を用いることなく、液圧に
て極めて容易に所望の局部成形が施される。

【００１０】また、金属製素材が、管材でないような場
合、例えば平板状の素材などである場合であっても、該
平板状素材の片側に成形用金型を周縁部シール状態に取
り付けて圧力容器内に配置し、該容器内の液圧を高める
ようにするだけで、容易に所望の形状が成形される。

【００１１】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。

【００１２】図１ないし図３には一実施例を示す。本実
施例では、成形用の素材として、図３（イ）に示される
ような横断面方形状のアルミニウム製中空押出型材
（１）を用いる。そして、この押出型材（１）の一側壁
（1a）に、図３（ロ−１）（ロ−２）に示されるような
円形膨出部（２）を液圧成形する。

【００１３】この液圧成形のため、図１（イ）に示され
るように、内面側に円形膨出部（２）の形状に対応する
円形凹部（3a）を有する成形用金型（３）を用意し、こ
の金型（３）を、図１（ロ）に示されるように、上記押
出型材（１）の側壁（1a）の外面部に周縁部シール状態
に取り付ける。この取付けは、ボルト等の締結部材によ
って行なってもよいし、接着剤を用いて行なってもよ
い。要は、金型（３）の周縁部が押出型材（１）の側面
にシール状態となるように取り付けるようにすることが
重要である。

【００１４】なおこの場合、押出型材（１）の側壁（1
a）の長さ方向に間隔的に複数の膨出部（２）を液圧成
形しようとする場合には、各膨出部成形予定部分のそれ
ぞれに金型（３）を取り付けていくようにすればよい。

【００１５】しかるのち、上記のように成形用金型
（３）を取り付けた中空押出型材（１）をそっくり、図
１（ハ）に示されるように、油圧ポンプ（５）の接続さ
れた圧力容器（４）の中に投入配置する。圧力容器
（４）としては、成形用素材が上記のようなある程度の
長さのある中空押出型材（１）であるような場合には、
これをそっくり収容しうるように、円筒型の密封容器を
用いるのが好ましいが、成形しようとする素材の形状や
サイズなどに応じて、円筒型の他、球形型など各種形状
の圧力容器が用いられてよい。また、圧力容器（４）と
しては、素材のサイズ、形状が異なるごとに圧力容器を
変更しないですむように、ある程度余裕のあるサイズの
ものを用いるのがよい。

【００１６】そして、押出型材（１）を上記のようにし
て圧力容器（４）の中に配置すると共に、圧力容器
（４）の中に液圧付与用の油（Ｌ）を充満させて、油圧
ポンプ（５）にて圧力容器（４）内の油圧を高めてい
く。なお、使用する液体（Ｌ）は油に限られるものでは
なく、水などその他の液体であってもよい。

【００１７】すると、図２に示されるように、圧力容器
（４）内の中空押出型材（１）は、金型（３）の成形凹
部（3a）内に対面している側壁部分（６）が、油圧の作
用を受けて、金型（３）の成形凹部（3a）内へと変形し
ていき、該側壁部分（６）は、成形凹部（3a）の内面成
形面に対応する形状に膨出成形される。なお、この場
合、必要に応じて、図２に示されるように、該側壁部分
（６）と成形凹部（3a）内の成形面との間の空洞部
（７）は、連通管（９）などを通じて、圧力容器（４）
の外に開放しておくようにしてもよい。これに対し、押
出型材（１）におけるその他の側壁部分は、矢印にて示
されるように、油圧を該側壁部分の両側から受けること
となって、油圧によって不本意な変形を起こしてしまう
ことはない。従って、金型（３）の取付け側壁部分
（６）にのみ成形作用が及ぼされて、図３（ロ−１）に
示されるような円形膨出部（２）を有する形状の良好な
成形品（10）が得られる。

【００１８】このように、横断面が異形で長尺な中空押
出型材（１）に対して、その成形予定箇所にのみ局部的
に成形用金型（３）を取り付けるだけで、あとは、これ
をそっくり圧力容器（４）内に投入して圧力容器内の油
圧を高めていけば、不本意な変形のない形状良好な成形
品（10）を得ることができ、このような横断面が異形で
長尺な押出型材（１）に対しても極めて容易にかつ適正
に液圧成形を施すことができる。

【００１９】ちなみに、図１（イ）に示されるように側
壁（1a）の肉厚ｔが１．４ｍｍのアルミニウム製中空押
出材（１）と、円形成形凹部（3a）の直径ａが３０ｍ
ｍ、その深さｂが１０ｍｍの成形用金型（３）とを用
い、この金型（３）を押出型材（１）の側壁（1a）の外
面に取り付けて、これをそっくり圧力容器（４）内に投
入配置し、圧力容器（４）内の油圧を１８０Ｋｇｆ／ｃ
ｍ² に高めて油圧成形を行なったところ、押出型材
（１）の側壁（1a）に金型（３）の成形凹部（3a）の内
面形状に即した円形膨出部（２）がきれいに成形され
た。また、その成形品（10）においてその他の部分には
油圧による不本意な変形は見られず、形状良好な成形品
（10）が得られた。

【００２０】図４及び図５には、他の実施例方法を示
す。本実施例では、図４（イ）に示されるように、成形
用素材としてアルミニウム製の平板状材（11）を用い
る。そして、図４（ロ）に示されるように、この平板状
素材（11）の片面に、成形用金型（12）を周縁部シール
状態となるように接着剤などによって取り付け、そし
て、図４（ハ）に示されるように、該平板状素材（11）
をそっくり圧力容器（４）内に投入配置し、上記実施例
の場合と同様に圧力容器内（４）の液圧を高めていく。
これにより、該平板状素材（11）は、成形用金型（12）
の成形凹部（12a ）の内面形状に即した形状に液圧成形
され、図５に示されるような成形品（17）が得られる。
このように、成形用素材として管材に限らず平板状素材
（11）を用いるような場合であっても、これに設備上の
難なく極めて容易に液圧成形を施すことができる。

【００２１】また、このように成形用金型（３）（12）
を取り付けた中空押出材（１）や平板状素材（11）を複
数一括して圧力容器（４）内に収入配置して液圧成形を
施すようにすることもでき、これにより、成形品を生産
性良く液圧成形していくこともできる。

【００２２】図６には、更に他の実施例を示す。本実施
例では、成形用金型（13）として、内拡がり状の成形凹
部（13a ）を有する割り型構成となされている。このよ
うな金型（13）を周縁部シール状態に中空押出型材や平
板状素材など素材（16）に取り付けて、上記と同様に圧
力容器（４）内で液圧を作用させることにより、基端部
の括らされたボタン状の隆起部（14）を有する成形品
（15）を液圧成形することも容易に実現される。

【００２３】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の金属品の液圧
成形方法は、金属製素材の成形予定部に、内面側に成形
面を有する成形型を周縁部シール状態に取り付け、しか
るのち、該成形型を取り付けた金属製素材の全体を圧力
容器内に配置して該圧力容器内に液体を充満せしめ、該
液体の圧力を所定の圧力に上昇せしめることにより、液
圧にて金属製素材の成形予定部を成形型成形面との間の
空洞部内方に変形させるものであるから、金属製素材に
局部成形を施すような場合でも、該素材の成形予定部分
以外のその他の部分を変形規制用の型で押さえる必要が
なく、液圧による局部成形を極めて容易に行なうことが
できる。従って、長尺な管材や、横断面が異形の中空型
材などであっても、変形規制用の型を用いることなく、
液圧にて極めて容易に所望の局部成形を施すことができ
る。

【００２４】しかも、金属製素材が、管材でないような
場合、例えば平板状の素材などである場合であっても、
該平板状素材の片側に成形用金型を周縁部シール状態に
取り付けて圧力容器内に配置し、該容器内の液圧を高め
るようにするだけで、極めて容易に所望の形状を成形す
ることができるなど、液圧成形法の適用範囲を拡大し
て、従来では成形困難であった各種の金属成形品をも液
圧を利用して極めて容易に成形することができる。

【００２５】また、もちろん、金型ポンチプレス加工な
どでは成形が困難ないし不可能であった成形品をも極め
て容易に成形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】一実施例を示すもので、図（イ）は成形用素材
と成形型とを分離状態で示す断面図、図（ロ）は成形用
素材に金型を取り付けた状態を示す断面図、図（ハ）は
金型を取り付けた素材を圧力容器内に配置した状態を示
す断面図である。

【図２】圧力容器内での液圧成形状態を示す断面図であ
る。

【図３】図（イ）は成形用素材の断面斜視図、図（ロ−
１）は成形品の断面斜視図、図（ロ−２）は図（ロ−
１）のＩ−Ｉ線断面矢視図である。

【図４】他の実施例を示すもので、図（イ）は成形用素
材の斜視図、図（ロ）は素材に成形型を取り付けた状態
の断面図、図（ハ）はこれを圧力容器内に配置して液圧
成形している状態を示す断面図である。

【図５】成形品の斜視図である。

【図６】更に他の実施例を示すもので、図（イ）は成形
用素材に成形型を取り付けた状態を示す断面図、図
（ロ）は得られた成形品の断面図である。

【図７】従来例を示すもので、パイプに液圧バルジ成形
を施している状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…中空押出材（成形用素材） ３…成形型 ４…圧力容器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製素材の成形予定部に、内面側に成
   形面を有する成形型を周縁部シール状態に取り付け、し
   かるのち、該成形型を取り付けた金属製素材の全体を圧
   力容器内に配置して該圧力容器内に液体を充満せしめ、
   該液体の圧力を所定の圧力に上昇せしめることにより、
   液圧にて金属製素材の成形予定部を成形型成形面との間
   の空洞部内方に変形させることを特徴とする金属品の液
   圧成形方法。