JPH11147139A - ハイドロフォーミング作業を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的大きい肉厚の加工品を変形させること
が可能であり、しかも比較的小形で構造及び操作が簡単
かつ安価なハイドロフォーミング装置１０を提供するこ
とにある。 【解決手段】 圧力容器２０は、それぞれ型区分３７、
４７を内部に支える上下の容器部材３０、４０を備え
る。上下容器部材３０、４０を相互に隣接して動かすと
きは、各型区分３７、４７は互いに協働してハイドロフ
ォーミング処理をしようとする加工品を配置する型空洞
を形成する。型区分の一方又は両方と、上下の容器部材
との間に膨張可能な袋４９を配置する。ハイドロフォー
ミング作業中に加工品内に加圧流体を導入し、これと同
時に袋４９内に加圧流体を導入する。袋を各型区分と上
下の容器部材との間で膨張させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に、閉じたチャンネ
ル形の加工品（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）にハイドロフォー
ミング作業（ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇ ｏｐｅｒａｔ
ｉｏｎ）を実施する装置に関する。ことに本発明は、構
造及び操作が比較的簡単かつ安価で車両フレーム・アセ
ンブリ用のサイド・レールのような比較的長い加工品に
対してハイドロフォーミング作業を実施するのに適合し
た前記のようなハイドロフォーミング装置用の改良され
た構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイドロフォーミングは、管状部材のよ
うな閉じたチャンネル形加工品を所望の形状を持つ型空
洞に合致するように外方に膨張させるのに加圧流体を使
うよく知られた金属加工法である。典型的なハイドロフ
ォーミング装置は、開位置及び閉位置の間で相対運動す
るように支えた２個又はそれ以上の型区分（ｄｉｅ ｓ
ｅｃｔｉｏｎ）を持つフレームを備えている。各型区分
には、加工品の所望の仕上がり形状に対応する形状を持
つ型空洞（ｄｉｅ ｃａｖｉｔｙ）を一緒に形成する互
いに協働するくぼみを形成してある。開位置に動かすと
各型区分は相互に間隔を隔て加工品を型空洞内に挿入し
又はこの空洞から取出すことができる。閉位置に動かす
と、各型区分は相互に隣接して配置され型空洞内に加工
品を閉じ込める。型空洞は通常ハイドロフォーミングを
実施しようとする加工品よりいくぶん大きいが、２個の
型区分の開位置から閉位置への移動により若干の例では
中空部材の若干の機械的変形を生ずる。どの場合にも次
いで加工品には流体、典型的には水のような比較的非圧
縮性の液体を満たす。加工品内の流体の圧力は、加工品
を型空洞に合致する状態に外方に膨張させるような値ま
で増大させる。従って加工品は所望の最終形状に変形さ
せることができる。ハイドロフォーミングは、加工品を
所望の複雑な形状に迅速に変形させることができるか
ら、車両のフレーム部品及びその他の構造を形成する有
利な方法である。

【０００３】典型的なハイドロフォーミング装置では、
各型区分は、上部型区分を、このハイドロフォーミング
装置のラムに支えるが、下部型区分は、このハイドロフ
ォーミング装置の架台に支えるように配置してある。機
械式の又は流体圧式のアクチュエータは、ラム及び上部
型区分を下部型区分に対し開位置に上方に上昇させるよ
うに設けられ、前もって変形させた加工品を型空洞から
取出し、この型空洞内に新たな加工品を挿入することが
できる。このアクチュエータは又、ラム及び上部型区分
を下部型区分に対し閉位置に下方に下降させハイドロフ
ォーミング処理を行うことができる。このハイドロフォ
ーミング処理中に各型区分を一緒に保持するように通常
機械的締付け装置を設けてある。この機械的締付け装置
は、各型区分（或は各型区分を支えるラム及び架台）に
機械的に係合し、これ等のラム及び架台がハイドロフォ
ーミング処理中に相互に分離しないようにする。このよ
うな分離運動は、型空洞の形状がゆがみ、加工品の仕上
がり形状に許容できない変動を生ずるので望ましくない
のは明らかである。

【０００４】前記したようにハイドロフォーミング処理
では、加工品を膨張させるのにこの加工品内に高圧に加
圧した流体を加える。加工品内の流体の圧力の値は多く
の要因に従って変る。これ等の要因の１つは変形させよ
うとする加工品の物理的寸法である。比較的小さい又は
薄肉の加工品を変形させるときは、ハイドロフォーミン
グ作業中に加工品内に供給する流体の圧力の値は比較的
小さい。従ってハイドロフォーミング作業中に加工品に
より各型区分に加わる外向きの力の量も又比較的小さ
い。これ等の例では、ハイドロフォーミング作業中に各
型区分を閉位置に保持するように外向きの力に反作用を
及ぼすには、ハイドロフォーミング装置により比較的弱
い力を加えるだけでよい。従ってハイドロフォーミング
装置の物理的寸法及び強さは、比較的小さい又は薄肉の
加工品を変形させるのに使うときは、類似の作用を行う
典型的な機械式プレスより大きくない。

【０００５】しかし比較的大きい又は厚肉の加工品を変
形させるときは（たとえばサイド・レール、クロス・メ
ンバ及び類似物を含む多くの車両のフレーム部品に認め
られるように）、ハイドロフォーミング作業中に加工品
内に供給される流体の圧力の値は比較的大きい。従って
ハイドロフォーミング作業中に加工品により各型区分に
加わる外向きの力の量も又比較的大きい。これを防ぐよ
うに、ハイドロフォーミング作業中に各型区分を閉位置
に保持するのにハイドロフォーミング装置により比較的
大きい量の内向きの力を加える必要である。従ってこの
ハイドロフォーミング装置の物理的寸法及び強さは、類
似の作用を行う典型的な機械式プレスに対し等しいか又
は大きい。このことは、たとえば車両のフレーム用のサ
イド・レールに認められるように、加工品が比較的長い
ときにとくにやっかいである。このような加工品を変形
させることのできる従来のハイドロフォーミング装置を
作ることの費用及び複雑さは極めて著しい。すなわち比
較的大きく又厚肉の加工品を変形させることが可能であ
り、しかも小形で構造及び操作が比較的簡単かつ安価な
ハイドロフォーミング装置用の改良された構造を提供す
ることが望ましい。

【０００６】

【発明の開示】本発明は、比較的大きくて厚肉の加工品
を変形させることができしかも小形で構造及び操作が比
較的簡単で安価なハイドロフォーミング装置用の改良さ
れた構造に係わる。ハイドロフォーミング装置は、フレ
ーム内に配置した圧力容器を備える。この圧力容器は、
各型区分を内部に支える上下の容器部材を備える。上下
の容器部材を相互に隣接して移動させるときは、各型区
分は互いに協働して、ハイドロフォーミング処理しよう
とする加工品を配置する型空洞を形成する。型区分の一
方又は両方と協働する上下の容器部材との間に膨張でき
る袋を配置する。ハイドロフォーミング作業中に加圧流
体を加工品内に導入し、この加工品を各型区分により形
成した型空洞に合致するように外向きに膨張させる。こ
れと同時に加圧流体を膨張可能な袋内に導入してこの袋
を各型区分と協働する上下の容器部材との間で膨張させ
る。膨張できる袋により上下の容器部材の制限した膨張
を生じさせると共に各型区分間の相対運動が生じないよ
うにする。従ってハイドロフォーミング装置の寸法、複
雑さ及び費用は最低に保持すると共に車両のフレーム部
品のような比較的大きく厚肉の加工品のハイドロフォー
ミング処理を容易にすることができる。

【０００７】本発明の種種の目的及び利点は添付図面に
よる好適な実施例についての以下の説明から明らかであ
る。

【０００８】

【実施例】添付図面において図１ないし４には本発明の
第１の実施例によるハイドロフォーミング装置１０を例
示してある。ハイドロフォーミング装置１０は、図示の
実施例では、４本の直立柱（ｕｐｒｉｇｈｔ）１１と、
縦方向に延びる１対のサイド・ビーム１２と、横方向に
延びる１対のクロス・ビーム１３とを備える。例示した
直立柱１１、サイド・ビーム１２及びクロス・ビーム１
３は、普通のＩビームとして示され（ただし必ずしもこ
のようなビームでなくてもよい）直方体の形状に配置し
てある。しかしハイドロフォーミング装置１０のフレー
ムはその他任意普通の方法で構成してもよいのは明らか
である。

【０００９】ハイドロフォーミング装置１０は又、フレ
ーム内に配置した圧力容器２０を備える。圧力容器２０
は、一般に形状が円筒形でフレームの縦方向長さの大部
分にわたって延びる。圧力容器２０を支持面に支えるよ
うに互いに間隔を置いた複数の支持体２１を設けてあ
る。図２及び３に明らかなように各支持体２１は、その
上面に圧力容器２０の下部部分を受入れる半円形のくぼ
み２１ａを形成してある。図示してないが支持体２１は
フレームと共に単一のユニットに一体にしてもよい。し
かし圧力容器２０は任意普通の方法でフレームに対し支
えてもよい。

【００１０】ハイドロフォーミング装置１０はさらに、
圧力容器２０の互いに対向する端部に位置させた１対の
端部送給シリンダ２２を備える。各端部送給シリンダ２
２は、当業界には普通のもので、ハイドロフォーミング
作業を実施するように圧力容器２０内に形成した型空洞
内に配置した加工品（図示してない）の各端部に係合す
るようにしてある。よく知られているように端部送給シ
リンダ２２は、加圧流体の源（図示してない）からの流
体、典型的には水のような比較的非圧縮性の液体を加工
品に満たすのに適する。この加工品内の流体の圧力は次
いで、この加工品を型空洞に合致する状態に外方に膨張
させるような値に高める。すなわち型空洞は加工品の所
望の最終形状を持つように形成するのがよい。

【００１１】図２及び３には圧力容器２０の構造を詳細
に示してある。図示のように圧力容器２０は、上部容器
部材３０及び下部容器部材４０を備えている。これ等の
容器部材は共に形状が大体において半円筒形である。各
容器部材３０、４０は鋼のような強い剛性の材料で形成
するのがよい。図示の容器部材３０、４０は、圧力容器
２０の全長にわたり縦方向に延びる。しかし各容器部材
３０、４０は、普通の方法で互いに固定した複数の比較
的短い長さの区分に分割してもよい。各容器部材３０、
４０をこのように比較的短い長さに形成することにより
圧力容器２０の全寸法を異なる長さの加工品に適合する
ように調整できる。

【００１２】上部容器部材３０は、その長さにわたり縦
方向に延びる中央くぼみ３１を形成してある。上部容器
部材３０は又、その各側部の近くになるべくは中央くぼ
み３１の互いに対向する側部に１対の比較的幅の狭いみ
ぞ穴３２を形成してある。各みぞ穴３２は、上部容器部
材３０の長さにわたって縦方向に延び後述の目的で設け
てある。横方向に延びる複数のカウンタボア（ｃｏｕｎ
ｔｅｒｂｏｒｅ）３３は上部容器部材３０に形成され、
上部容器部材３０の各側部から内方に延びる。図４に示
すように上部容器部材３０の各側部に互いに等しい間隔
を隔てた１５のカウンタボア３３を形成してある。しか
しこのようなカウンタボア３３の個数及び場所は所望に
応じて変えてもよいのは明らかである。各カウンタボア
３３は、上部容器部材３０を貫いて形成したみぞ穴３２
に交差しこれ等のみぞ穴を貫いて延びる。カウンタボア
３３の目的は又詳細に後述する。

【００１３】上部ツール・ホルダ（ｔｏｏｌ ｈｏｌｄ
ｅｒ）３０に形成した中央くぼみ３１内に上部工具保持
体３５を配置してある。上部工具保持体３５は、上部容
器部材３０の中央くぼみ３１の内面に形状が大体におい
て合致する外面を持つ。すなわち上部ツール・ホルダ３
５は、任意普通の方法でたとえば複数のねじファスナ
（図示してない）により上部容器部材３０に固着でき
る。大体においてＵ字形の横断面を持ち、凹入区域３６
を形成する上部ツール・ホルダ３５を形成してある。図
示の上部ツール・ホルダ３５は、上部容器部材３０の全
長にわたり縦方向に延びる。しかし上部容器部材３０の
場合と同様に、上部ツール・ホルダ３５は、普通の方法
で互いに固定した一層短い長さの複数の区分に分割され
る。上部型区分３７すなわち工具挿入体（ｔｏｏｌ ｉ
ｎｓｅｒｔ）は、上部ツール・ホルダ３５に形成した凹
入区域３６内に配置してある。上部型区分３７は、上部
ツール・ホルダ３５の凹入区域３６の内面に形状が大体
において合致する外面を持つ。すなわち上部型区分３７
は上部ツール・ホルダ３５に任意普通の方法でたとえば
複数のねじファスナ（図示してない）により固定する。
上部型区分３７はその下面に後述の目的で空洞部分３８
を形成してある。上部工具保持体３５及び上部型区分３
７は鋼のような強い剛性の材料から形成するのがよい。

【００１４】下部容器部材４０には、その全長にわたり
縦方向に延びる中央くぼみ４１を形成してある。図３に
明らかなように中央くぼみ４１はその各側部にその全長
にわたって延びる１対の内方に延びる肩部４１ａを形成
してある。各肩部４１ａの目的は詳しく後述する。下部
容器部材４０は又、その側部の付近になるべくは中央く
ぼみ４１の互いに対向する側部に１対の比較的幅の狭い
みぞ穴４２を形成してある。各みぞ穴４２は、下部容器
部材４０の全長にわたり縦方向に延び、詳しく後述する
目的で設けてある。横方向に延びる複数のカウンタボア
４３は下部容器部材４０に形成され下部容器部材４０の
各側部から内方に延びている。前記した上部容器部材３
０と同様に、互いに等しい間隔を置いた１５個のカウン
タボア４３を下部容器部材４０の各側部に形成してあ
る。しかしこのようなカウンタボア４３の個数及び場所
は所望に応じて変えてもよいのは明らかである。各カウ
ンタボア４３は、下部容器部材４０を貫いて形成したみ
ぞ穴４２に交差しこれ等のみぞ穴を貫いて延びる。各カ
ウンタボア４３の目的も詳しく後述する。

【００１５】下部ツール・ホルダ４５は、下部容器部材
４０に形成した中央くぼみ４１内に配置してある。下部
工具保持体４５は、下部容器部材４０の中央くぼみ４１
の内面に形状が大体合致する外面を持つ。しかし図３に
明らかなように下部工具保持体４５はその全長にわたり
縦方向に延びる１対の外方に延びる肩部４５ａを形成し
てある。下部ツール・ホルダ４５の外方に延びる肩部４
５ａは、下部容器部材４０の中央くぼみ４１に形成した
内方に延びる肩部４１ａと協働して下部ツール・ホルダ
４５を下部容器部材４０に支える。このように支える
と、下部ツール・ホルダ４５の下面と下部容器部材４０
に形成した中央くぼみ４１の上面との間に比較的小さい
縦方向に延びる空間が形成される。この縦方向に延びる
空間の目的は詳しく後述する。

【００１６】大体においてＵ字形の横断面を持ち凹入区
域４６を仕切る下部ツール・ホルダ４５を形成してあ
る。図示の下部ツール・ホルダ４５は、下部容器部材４
０の全長にわたり縦方向に延びる。しかし下部容器部材
４０の場合と同様に下部ツール・ホルダ４５は、普通の
方法で相互に固定した複数個の一層短い長さの区分に分
割してある。下部ツール・ホルダ４５に形成した凹入区
域４６内には下部型区分４７すなわち工具挿入体を配置
してある。下部型区分４７は、下部ツール・ホルダ４５
の凹入区域４６の内面に形状が大体において合致する外
面を持つ。すなわち下部型区分４７は、下部ツール・ホ
ルダ４５内に単に当てがうだけでもよいし又は下部ツー
ル・ホルダ４５に任意普通の方法でたとえば複数個のね
じファスナ（図示してない）により固定してもよい。下
部型区分４７はその上面に詳しく後述する目的で空洞部
分４８を形成してある。下部ツール・ホルダ４５及び下
部型区分４７は鋼のような強い剛性の材料で形成するの
がよい。

【００１７】図２及び３に示すように上部容器部材３０
を下部容器部材４０に隣接して位置させるときは、それ
ぞれ上下の型区分３７、４７の空洞部分３８、４８は協
働して型空洞を形成する。細長い車両サイド・レールに
ハイドロフォーミング作業を加えるようにした型空洞の
各形状は図４に示してある。当業界にはよく知られてい
るように型空洞は、ハイドロフォーミング作業により変
形させようとする加工品に対し所望の形状を形成する。
前記したようにハイドロフォーミングは、管状部材のよ
うな閉じたチャネル形の加工品を型空洞に合致するよう
に外方に膨張させるのに加圧流体を使うよく知られた金
属加工法である。すなわちハイドロフォーミング作業を
実施するには上部容器部材３０を図示のように下部容器
部材４０に隣接して動かさなければならない。上部容器
部材３０は下部容器部材４０の上方に上昇させ、加工品
を型空洞内に挿入し、又は型空洞から取出せるようにす
る。型空洞は通常ハイドロフォーミング作業を実施しよ
うとする加工品よりいくぶん大きいが、上部容器部材３
０の図２及び３に例示した位置への移動は若干の例では
加工品の若干の機械的変形を生ずる。

【００１８】前記したように下部ツール・ホルダ４５
は、下部ツール・ホルダ４５の下面と下部容器部材４０
に形成した中央くぼみ４１の上面との間に比較的小さい
縦方向に延びる空間を形成するようにして下部容器部材
４０に支える。この縦方向に延びる空間内に膨張可能な
袋（ｉｎｆｌａｔａｂｌｅ ｂｌａｄｄｅｒ）４９を配
置してある。例示した袋４９は、ゴム又はその他のエラ
ストマー質材料のような流体密のたわみ性材料で形成す
る。しかし詳しく後述するように袋４９は任意の形状に
任意の材料から形成され袋４９内に加圧流体を加えるの
に応答して物理的に膨張させることができる。袋４９の
目的は詳しく後述する。

【００１９】圧力容器２０は、上部容器部材３０を下部
容器部材４０に選択的に固定しハイドロフォーミング作
業ができるようにする固定構造を備える。図示の固定構
造（ｌｏｃｋｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）は１対の固
定棒（ｌｏｃｋｉｎｇ ｂａｒ）５０を備える。図３に
明らかなように各固定棒５０の上部部分は上部容器部材
３０に形成したみぞ穴３２内に配置されるが、固定棒５
０の下部部分は下部容器部材４０に形成したみぞ穴４２
内に配置される。各固定棒５０は図４に示すようにそれ
ぞれ上下の容器部材３０、４０の全長にわたり縦方向に
延びる。各固定棒５０の上部部分を貫いて複数個の上部
穴５１を形成してある。各上部穴５１は、寸法、形状及
び場所が上部容器部材３０に形成したカウンタボア３３
に対応する。同様に各固定棒５０の下部部分を貫いて複
数個の下部穴５２を形成してある。各下部穴５２は、寸
法、形状及び場所が下部容器部材４０に形成したカウン
タボア４３に対応する。

【００２０】この固定構造は又、固定棒５０の下部部分
を下部容器部材４０に固定する機構を備える。図示の実
施例ではこの機構は、下部容器部材４０の形成した各カ
ウンタボア４３内に配置した複数個の固定ピン５３を備
える。前記したように各カウンタボア４３は、下部容器
部材４０を貫いて形成したみぞ穴４２に交差しこのみぞ
穴４２を貫いて延びる。すなわち図３及び４に示すよう
に固定ピン５３は、カウンタボア４３と、固定棒５０を
貫いて形成した下部穴５２とを貫いて延びる。このよう
にして固定棒５０の下部部分は下部容器部材４０に固定
する。図示の実施例では各固定ピン５３は下部容器部材
４０から容易に取りはずせるようにはしてない。すなわ
ち固定ピン５３はカウンタボア４３内にプレスばめし又
はその他の方法で保持することができる。しかし固定ピ
ン５３は所望によりその取りはずしを容易にするように
変えることができるのは明らかである。しかしなお、固
定棒５０を下部容器部材４０に保持するのにその他任意
普通の構造を使ってもよいのは明らかである。

【００２１】この固定構造はさらに、固定棒５０の上部
部分を上部容器部材３０に解放できるように固定する機
構を備える。図示の実施例ではこの機構は、上部容器部
材３０に形成した各カウンタボア３３内に配置した複数
の可動ピン５４を備える。前記したように各カウンタボ
ア３３は、上部容器部材３０を貫いて形成したみぞ穴３
２に交差しこのみぞ穴を貫いて延びる。すなわち図３及
び４に示すように可動ピン５４は、カウンタボア３３と
固定棒５０を貫いて形成した上部穴５１とを共に貫いて
延びる。このようにして固定棒５０の上部部分は上部容
器部材３０に固着することができる。図示の実施例では
可動ピン５４は上部容器部材３０から容易に取りはずし
てできるようにしてある。このために可動ピン５４は、
圧力容器２０の互いに対向する側部に沿い縦方向に延び
る１対のヘッダ棒５５に固定してある。すなわちヘッダ
棒（ｈｅａｄｅｒ ｂａｒ）５５を圧力容器２０の各側
部から外方に動かすときは、可動ピン５４は固定棒５０
を貫いて形成した上部穴５１から外方に動かされる。こ
のようにして上部容器部材３０は固定棒５０、従って下
部容器部材４０から解放することができる。可動ピン５
４は図３及び４にヘッダ棒５５と一体に形成されるもの
として示してある。しかし可動ピン５４は、ヘッダ棒５
５とは別個に形成してもよく、或は各別に動かされ固定
棒５０に対し接触し又接触が離れるようにすることので
きる別個に可動の部材として形成してもよい。しかしな
お固定棒５０を下部容器部材４０に保持するのにその他
任意普通の構造を使ってもよいのは明らかである。

【００２２】図示の実施例では、上部容器部材３０を下
部容器部材４０に固定した固定位置（ｌｏｃｋｅｄ ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）と上部容器部材３０を下部容器部材４
０に固定した開放位置（ｕｎｌｏｃｋｅｄ ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）との間で滑動運動するようにヘッダ棒５５（と
従って可動ピン５４と）を支える複数個のスライダ５６
を設けてある。図４に明らかなように各スライダ５６
は、上部容器部材３０の外面に固定され、ヘッダ棒５５
を貫いて形成した各スライダ穴５６ａを貫いて延びる軸
部分を備える。各スライダ５６はさらに、圧力容器２０
の互いに対向する側部から遠ざかる各ヘッダ棒５５の外
向き運動を制限する拡大した頭部部分を備える。各スラ
イダ５６は、ヘッダ棒５５の重量を上部容器部材３０に
支えスライダ５６の自由な滑動ができるようにしてあ
る。しかしヘッダ棒５５を固定位置及び開放位置の間で
滑動運動するように支えるのにその他任意普通の構造を
設けてもよいのは明らかである。

【００２３】図示の実施例ではヘッダ棒５５（と従って
可動ピン５４と）の固定位置及び開放位置の運動を生ず
るように複数個の流体圧シリンダ５７を設けてある。流
体圧シリンダ５７の本体部分は、図３に破線で例示した
各固定し支持体５７ａに取付けてある。可動棒部分５７
ｂは、本体部分から外方に延びヘッダ棒５５に固定して
ある。流体圧シリンダ５７は普通の弁（図示してない）
を経て加圧流体源に連結してある。当業界ではよく知ら
れているようにして各弁は、棒部分５７ｂを流体圧シリ
ンダ５７から延ばすように作動することによりヘッダ棒
５５及び可動ピン５４を図２、３及び４に例示した固定
位置に内方に移動させる。同様に各弁は、各棒部分５７
ｂを流体圧シリンダ５７内で後退させるように作動する
ことによりヘッダ棒５５及び可動ピン５４を外方に開放
位置に移動させる。各弁は、ソレノイドにより作動さ
れ、そして流体圧シリンダ５７を作動するように電子制
御回路を設けてある。しかしヘッダ棒５５及び可動ピン
５４を固定位置及び開放位置の間で移動させるのに任意
普通の構造を設けてもよいのは明らかである。

【００２４】ハイドロフォーミング装置１０はさらに、
上部容器部材３０を下部容器部材４０に対して選択的に
上下させる機構を備えている。図示の実施例ではこの上
下運動機構は複数個の流体圧シリンダ６０を備える。図
２に明らかなように流体圧シリンダ６０の本体部分は縦
方向に延びるサイド・ビーム１２の下面に固定され、こ
の下面から下方に延びる。流体圧シリンダ６０の可動部
分６０ａは、本体部分から外方に延び上部容器部材３０
に任意普通の方法で固定する。流体圧シリンダ６０は、
普通の弁（図示してない）を経て加圧流体源に連結して
ある。よく知られているようにしてこれ等の弁は棒部分
６０ａを流体圧シリンダ６０から延ばすように作動する
ことにより、図１、２及び３に示すように上部容器部材
３０を下方に下降させ下部容器部材４０に係合させる。
同様に各弁は棒部分６０ａを流体圧シリンダ６０内で後
退させるように作動することにより上部容器部材３０を
下部容器部材４０の上方に上昇させることができる。各
弁はソレノイドにより作動し又流体圧シリンダ６０を作
動するように電子制御回路を設けるのがよい。しかし上
部容器部材３０を下部容器部材４０に対して移動させる
のに任意普通の構造を設ければよいには明らかである。

【００２５】以下ハイドロフォーミング装置１０の作用
について述べる。初めに流体圧シリンダ６０を作動して
上部容器部材３０を下部容器部材４０に対して上昇させ
る。前記したように上部容器部材３０の上昇により加工
品を下部型区分４７の上面に形成した空洞部分４８内に
配置することができる。当業界にはよく知られているよ
うに加工品は普通の管曲げ装置で予備的に変型させ型空
洞の大体の形状を持つようにする。どの場合にも次いで
図２及び３に示すように流体圧シリンダ６０を作動して
上部容器部材３０を下降させ、下部容器部材４０に係合
させる。上部型区分３７及び下部型区分４７により形成
した型空洞は通常ハイドロフォーミング処理を行おうと
する加工品よりいくぶん大きいが、開位置から閉位置へ
の２個の型区分３７、４７の動きにより若干の場合に加
工品の若干の機械的変型を生ずる。

【００２６】いずれの場合でも上部容器部材３０を下部
容器部材４０に隣接して配置すると、固定機構を作動し
て上部容器部材３０を下部容器部材４０に確実に締付け
る。このことは、流体圧シリンダ６０を作動してヘッダ
棒５５を開放位置から固定位置に動かすことによって行
われる。前記したようにヘッダ棒５５のこのような動き
により可動ピン５４を上部容器部材３０に形成したカウ
ンタボア３３と固定棒５０を貫いて形成した上部穴５１
との中に延ばす。従って上部容器部材３０は下部容器部
材４０に確実に締付けられる。

【００２７】次に各端部送給シリンダ２２を作動し加工
品の各端部に係合させ、加工品に水のような比較的非圧
縮性の液体を満たす。加工品内の流体の圧力は、加圧流
体源の普通の増圧器又はその他の普通の部分により、加
工品を互いに協働する空洞部分３８、４８により形成し
た型空洞に合致する状態に外方に膨張させるような値ま
で増大させる。従って加工品は所望の仕上がり形状に変
形する。

【００２８】ハイドロフォーミング処理は加工品内に高
圧流体を加え加工品を膨張させるから、この加工品はハ
イドロフォーミング作業中に各型区分３７、４７に対し
外向きの力を加える。この外向きの力は上下のツール・
ホルダ３５、４５を経て上下の容器部材３０、４０に加
わる。この力の大きさは多くの要因に従って変る。これ
等の要因の１つは、変形させようとする加工品の物理的
寸法である。比較的大きい又は肉厚の加工品を変形させ
るとき（たとえば多くの車両フレーム部品のハイドロフ
ォーミング処理を行う場合）には、この力の大きさは比
較的大きい。従って上下の容器部材３０、４０の各部分
は、この力の影響のもとに外にたわむ。このようなたわ
みは、これ等のたわみにより互いに協働するそれぞれ上
下の型区分３７、４７の間に相対的な動きを生じさせる
から、望ましくないのは明らかである。前記したように
このようなたわみを防ぐ普通の方法は、ハイドロフォー
ミング機械の物理的寸法を増すことであるが、これに伴
い費用及び複雑さが増す。

【００２９】本発明のハイドロフォーミング装置１０は
上下の容器部材３０、４０にこのようなたわみが生ずる
のを防げない。しかも本発明のハイドロフォーミング装
置１０は、それぞれ上下の型区分３７、４７をハイドロ
フォーミング作業中に定位置に保持するのに、これ等の
上下の型区分に対し内向きの力を生ずるように膨張可能
な袋４９を使う。このために膨張可能な袋４９はハイド
ロフォーミング作業の前及び／又は間に加圧する。前記
したように膨張可能な袋４９は、これに加える加圧流体
に応答して物理的に膨張できるようにしてある。膨張可
能な袋４９は、端部送給シリンダ２２と同じ加圧流体源
に連結され、加工品の内部に供給されるのと同じ加圧流
体が又膨張可能な袋４９内に供給されるようにしてあ
る。或は加圧流体は独立の源から膨張可能な袋４９内に
供給してもよい。膨張可能な袋４９内へのこのような加
圧流体の供給は普通の弁（図示してない）により制御
し、又このような弁の作用は、前記したようにハイドロ
フォーミング装置１０を自動的に作動するように設けた
電子制御回路を備えた普通の制御システム（図示してな
い）により制御してもよい。

【００３０】いずれの場合にも膨張可能な袋４９内に加
圧流体を加えるとこの袋を物理的に膨張させる。このよ
うな物理的膨張によって膨張可能な袋４９は、下部ツー
ル・ホルダ４５及び下部容器部材４０の間に反作用を及
ぼし下部ツール・ホルダ４５及び容器部材４０を相互に
離れる向きに付勢する力を加える。この力の大きさは加
工品により下部型区分４７従って下部ツール・ホルダ４
５に加える外向きの力の大きさにほぼ等しくなるように
選定するのがよい。加工品の膨張により生ずる外向きの
力が膨張可能な袋４９の膨張により生ずる内向きの力に
ほぼ等しい限りは、下部型区分４７に加えられ、この区
分４７を上部型区分３７に対し動かす作用力が最小にな
る。従って下部型区分４７は、上下の各容器部材３０、
４０各部分をたわませても、ハイドロフォーミング作業
中に上部型区分３７に対して定位置に留まる。実際上膨
張可能な袋４９は、上下の容器部材３０，４０に予備応
力を加えこれ等の容器部材３０、４０の各部分のたわみ
により生ずる余分な空間に充満することにより、ハイド
ロフォーミング作業中に各型区分３７、４７を定位置に
保持する。

【００３１】以上本発明の原理及び作用方式をその好適
な実施例について詳細に説明した。しかし本発明はその
精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができる
のはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるハイドロフォーミング装置の１例
の斜視図である。

【図２】図１に例示したハイドロフォーミング装置を一
部を横断面にして示す拡大端面図である。

【図３】図２に例示したハイドロフォーミング装置の一
部の拡大横断面図である。

【図４】図１に例示したハイドロフォーミング装置の本
発明による圧力容器を拡大して示す水平断面図である。

【符号の説明】

１０ ハイドロフォーミング装置 ２０ 圧力容器 ２２ シリンダ ３０、４０ 容器部材 ３７、４７ 型区分 ３８、４８ 空洞部分 ４９ 膨張可能な袋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工品を変形させるハイドロフォーミン
   グ装置用の圧力容器において、 加工品を受入れるのに適する型空洞を形成するように互
   いに協働する各空洞部分をそれぞれ形成した第１及び第
   ２の型区分をそれぞれ内部に支えた第１及び第２の容器
   部材と、 これ等の第１及び第２の容器部材の一方と、それぞれこ
   れ等の第１及び第２容器部材内に支えた前記第１及び第
   ２の型区分の一方との間に配置した膨張可能な袋と、 ハイドロフォーミング作業を実施するように、前記型空
   洞内に配置した加工品内に加圧流体を供給するのに適す
   る手段と、 前記ハイドロフォーミング作業の間に前記膨張可能な袋
   内に加圧流体を供給する手段と、を包含するハイドロフ
   ォーミング装置用の圧力容器。