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ハイドロフォーミング加工方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110005215
整理番号 P05-027
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-071966
公開番号 特開2007-245191
登録番号 特許第4392504号
出願日 平成18年3月16日(2006.3.16)
公開日 平成19年9月27日(2007.9.27)
登録日 平成21年10月23日(2009.10.23)
発明者
  • 白寄 篤
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 ハイドロフォーミング加工方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】成形金型のキャビティと管素材との間に働く摩擦力を制御可能とすることであり、これによって所用の形状・肉厚分布を有する中空部材を成形可能とする。
【解決手段】本発明の第一実施形態では、金型1のキャビティ2の一部に管素材との接触により生ずる摩擦力を制御するための被膜形成部3が設けられている。具体的には、キャビティ2の管素材配置部2aの両端から張出部2bの両端まで連続した被膜が所定の幅で形成されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


管素材の長手方向の中間部を張出し変形させて中空部材を製造する方法として、従来から液圧バルジ加工又はチューブ・ハイドロフォーミングと呼ばれる塑性加工法が知られている。ここで、図10は、従来の前記塑性加工法で使用する金型(一片)の斜視図であり、図11は、従来の前記塑性加工法を示す説明図であり、図12は、成形後の中空部材を示す斜視図である。



この従来方法では、例えば、図10に示すような成形金型10が使用される。この成形金型10は、一般に2分割されており(図ではその一片のみを示している)、成形金型10の付き合わされる表面には、成形したい中空部材の外形をなしたキャビティ11が形成されている。このキャビティ11に、図11に示す管素材12をセットし、液圧供給口13を備えた一対の軸押しシリンダ14,14をそれらの端面が管素材12の両端部に接触するように成形金型10の内部にセットする。その後、成形金型10を図示しない他方の成形金型と組み合わせて閉じ、管素材12の内部に液体圧をくわえ、また、管素材12の両端部を軸押しシリンダ14で軸押しすることにより、管素材12を成形金型10のキャビティ11の形状に沿った張出部15a,15aを備える中空部材15に塑性加工することができる。



このチューブ・ハイドロフォーミングによって管素材12から中空部材15を成形加工する際には、成形品である中空部材15が期待されている機能を果たすべく外観を有するように管素材12を変形させる必要がある。そのため、チューブ・ハイドロフォーミングに関する従来の発明の多くは、成形加工中の管素材12に生じる破裂や座屈を防ぐ手段を提供することを目的としている。



ハイドロフォーミングでは、管素材12が所用の張出し形状に変形する前に破裂すると加工の目的を達成できない。また、管素材12を大きく張出し変形させる目的で行われる管素材12の端面からの軸押しが、管素材12を座屈させて管壁を折り曲げるように働くと、成形品の中空部材の外観は、成形金型10のキャビティ11の形状に沿った形状にはならない。そこで、管素材12への液圧と軸押しの加え方に関する発明が既になされており、例えば、特開2000-24362号公報(特許文献1参照)には、軸押し量の増加分に対する液体圧の増加分を、軸押しの初期には低く、中期には高く、終期には再び低く変化させることで所用の効果が得られることが記載されている。



またハイドロフォーミングにおける成形パラメーターには液体圧と軸押しの他に、被加工材の材料特性、成形温度、金型と被加工材の間に生じる摩擦などもある。摩擦に関わる発明には、例えば、特開2002-301521号公報(特許文献2)や特開2001-150049号公報(特許文献3)があり、成形金型に潤滑性及び耐摩耗性を有する材料により潤滑剤層を形成すること(特許文献2参照)、潤滑液体の供給孔を成形金型に付与すること(特許文献3参照)が記載されている。



特許文献2に記載の発明は、管素材の表面に潤滑剤層を形成する従来技術の問題点を解決するものである。管素材の表面に予め潤滑剤層を形成してハイドロフォーミングを行う場合、数多くの管素材の表面に潤滑剤層を形成する必要があるが、成形金型の表面に潤滑剤層を形成すれば成形金型一式への作業で済むため、作業工程を削減することができ、成形品を安価に作製できるとして、当該発明の効果が記載されている。また、成形金型の長寿命化についても記載されている。潤滑剤層は、成形金型のキャビティ全面に形成することが実施の形態に記載されている。したがって、特許文献2に記載の発明には、後述する特許文献3に記載された発明のような摩擦分布を積極的に発生させる仕組みは記載されていない。



特許文献3に記載の発明は、成形金型のキャビティに潤滑液体の供給孔を設けて、該供給孔から部位によって異なる摩擦分布を発生させるように潤滑液体を供給することを特徴としている。したがって、特許文献3に記載の発明には、潤滑液体供給機構が必須であり、管素材の成形加工中に潤滑液体供給機構を必ず作動させなければならないことが予想され、管素材の成形加工中に潤滑液体供給機構を作動させない場合又は作動できない場合には、潤滑液体の供給孔に管素材がめり込み、所用の中空部材を成形できなくなってしまうおそれがある。
【特許文献1】
特開2000-24362号公報
【特許文献2】
特開2002-301521号公報
【特許文献3】
特開2001-150049号公報

産業上の利用分野


本発明は、管材の液圧バルジ加工又はハイドロフォーミングと呼ばれる塑性加工方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
成形金型のキャビティ内に管素材を配置し、該管素材の内面に液体圧をかけながら該管素材の端面を軸押しして中空部材を成形するハイドロフォーミング加工方法であって、
前記キャビティと前記管素材との間に所定の摩擦分布を発生させる型抜き薄膜を部分選択的に該管素材表面に貼付し又は巻いて、前記ハイドロフォーミング加工を繰り返し行った後、
その結果に基づいて、前記キャビティと前記管素材との間に所定の摩擦分布を発生させる被膜を部分選択的に該キャビティ表面に形成し、
その後、該被膜を形成してなる成形金型を用いて管素材をハイドロフォーミング加工することを特徴とするハイドロフォーミング加工方法。

【請求項2】
前記被膜は、前記管素材との摩擦係数が異なる複数の被膜により構成されている、請求項に記載のハイドロフォーミング加工方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006071966thum.jpg
出願権利状態 登録
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