JPH07265965A - 液圧成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークであるパネルに局部的に不規則な成形
面や凹凸の小さな成形面等があっても、精度良く成形す
ることができ、コスト的に有利で、多品種少量生産に最
適な液圧成形装置を提供すること。 【構成】 液圧により弾性膜３が膨出されるとき、弾性
膜３の外部に設けられた加圧部材３０が、ダイ５の狭窄
部Ｏに入り込むことになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パネル状の被成形部材
を、液圧により膨出される弾性膜によりダイの内周面に
形成された型面に沿った形状に成形するようにした液圧
成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パネル状の被成形部材に凹凸部分を形成
する液圧成形装置には、例えば、実開昭６２−９２，０
２０号公報に開示されたものが知られている。この装置
は、ワークと当接する加工面が製品形状に成形された雄
型と、この雄型の下方に設けられ水等の液体を充満させ
た液圧ドームとにより、ワークであるパネルを挟み込
み、雄型の前進させると共にパネルに作用する液圧を利
用してプレス成形が行われるようになっている。

【０００３】この液圧成形装置によれば、雌型の代わり
に液圧ドームを設けているので液体からの液圧がワーク
に均等に作用するので局部的な応力集中が防止され、し
わや割れなどの不良が低減できるのみでなく、成形型が
雄型のみで足りるので、成形型の製作期間および経費の
面で有利となり、多品種少量生産に適している。

【０００４】しかし、この液圧成形装置は、液体溜とも
言うことができる液圧ドームの上面をワークにより覆っ
た構造となっているため、ワークは液体と直接接触する
ことになり、成形後の後処理が面倒となるという不具合
がある。

【０００５】そこで、本件発明者は、このような液圧成
形装置を改良し、前記液圧を弾性膜内に封止したものを
案出するに至った。この液圧成形装置は、図１０に示す
ように、基台１のボス部１ａ周辺にリテーナ２により高
強度の弾性膜３を取り付け、この弾性膜３内に液圧手段
４により液圧を供給し、弾性膜３を膨出するように構成
する一方、この弾性膜３の外部を覆うように上型である
ダイ５を設け、このダイ５と前記弾性膜３との間に設け
られた被成形部材であるパネル６を、前記膨出される弾
性膜３の膨出力により前記ダイ５の内周面に形成された
型面に沿った形状となるように加圧し、パネル６を凹凸
形状に塑性加工するようにしたものである。

【０００６】なお、図１０中における符号「５ａ」はダ
イリング、「５ｂ」はパッド、「７」は圧力容器、
「８」はリザーバタンク、「９」は液圧供給通路、「１
０」は液圧排出通路、「１１」は第１バルブ、「１２」
は第２バルブ、「Ｐ」はポンプである。

【０００７】この液圧成形装置は、弾性膜３を膨出する
ことによりパネル６を塑性変形させるので、前述した従
来の液圧成形装置と同様、パネル成形が容易で、成形型
も雄型のみで足り、コスト的に有利で、多品種少量生産
に最適なものとなり、しかも、弾性膜３を介してパネル
６を塑性変形させるので、パネル６の凹凸形状が比較的
なだらかなものを成形する場合には、良好な成形を行な
うことができるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した液圧
成形装置は、液圧により直接パネルを加圧するかあるい
は弾性膜により加圧するものであるため、例えば自動車
のドアアウタパネルに形成されるキャラクタライン等の
ような断面の凹凸が小さい部分の成形は困難である。そ
のため、上述した公報に開示されたものでは、液圧ドー
ム内に局部的に雌型を設けることにより、成形が困難な
部位に限り、雄型と雌型によるプレス成形を行うように
構成している。

【０００９】しかしながら、雌型を設けて成形すると、
雄型のみにより成形できるという前記装置の利点が減殺
され、コスト的に不利となり、多品種少量生産ができな
いことになる。

【００１０】本発明は、このような従来技術に鑑みてな
されたもので、局部的に不規則な成形面や凹凸の小さな
成形面等があっても、精度良く成形することができ、し
かも従来の液圧成形装置の利点を最大限発揮することが
できる液圧成形装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る液圧成形装置は、液圧手段から供給され
る液圧により膨出される弾性膜とダイとの間に設けた被
成形部材を、前記弾性膜の膨出力により前記ダイの内周
面に形成された型面形状に沿った形状に成形するように
した液圧成形装置であって、前記弾性膜の外周面に、前
記ダイの狭窄部位に入り込む加圧部材を設けたことを特
徴とする。前記加圧部材は、前記弾性膜の外周面の一部
に設けられていることを特徴とする。前記液圧手段は、
前記弾性膜内部への液圧供給に伴って閉弁するフローテ
ィングバルブと、このフローティングバルブ部分をバイ
パスして前記液圧を弾性膜の内部へ導く液圧供給通路と
を有する。前記フローティングバルブは、前記弾性膜若
しくは加圧部材と連結部材を介して連結したことを特徴
とする。また、該連結部材は、ワイヤーとすることが好
ましい。前記液圧手段は、前記弾性膜の内部に向けて突
出する補助加圧手段を有することを特徴とする。前記補
助加圧手段は、所定の容積を有する圧力ピンである請求
液圧手段から供給される液圧により膨出される弾性膜と
ダイとの間に設けた被成形部材を、前記弾性膜の膨出力
により前記ダイの内周面に形成された型面形状に沿った
形状に成形するようにしたものであって、前記弾性膜の
外周面に、前記ダイの狭窄部位に入り込む加圧部材を設
けたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】このように構成された請求項１に記載された液
圧成形装置では、液圧により弾性膜が膨出されるとき、
弾性膜の外部に設けられた加圧部材が、ダイの狭窄部位
に入り込むことになるので、パネル状のワークをダイの
内面形状に沿った形状に成形することができる。

【００１３】請求項２に記載された液圧成形装置では、
弾性膜の外周面の一部に加圧部材を設けているので、弾
性膜の全体あるいは相当広い部分でパネルを加圧するも
のに比し加圧部材に加圧力が集中し、強力にパネルを成
形でき、精度の良い製品が得られる。

【００１４】請求項３に記載された液圧成形装置は、液
圧手段を弾性膜内部への液圧供給に伴って閉弁するフロ
ーティングバルブと、このフローティングバルブ部分を
バイパスして前記液圧を弾性膜の内部へ導く液圧供給通
路とから構成しているので、液圧の一部をフローティン
グバルブの作動に利用でき、利便性が向上する。

【００１５】請求項４に記載された液圧成形装置は、フ
ローティングバルブを弾性膜若しくは加圧部材と連結部
材を介して連結しているので、フローティングバルブ
は、ポンプから供給された液圧のみの弱い閉弁力でも、
弾性膜が変位すると連結部材により引っ張られ、強固に
弁座部に当接し、閉弁する。

【００１６】請求項５に記載された液圧成形装置は、前
記連結部材をワイヤーとしているので、フローティング
バルブが円滑に作動する。

【００１７】請求項６に記載された液圧成形装置は、前
記液圧手段が、弾性膜の内部に向けて突出する補助加圧
手段を有するので、弾性膜内が液圧で満たされた後にこ
の補助加圧手段を急激に上昇させねと、パネルの加圧力
を高めて加圧成形することができる。

【００１８】請求項７に記載された液圧成形装置は、前
記補助加圧手段を、所定の容積を有する圧力ピンとした
ので、パネルの加圧力を高めるときの所定の加圧力で加
圧成形できる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の一実施例に係る液圧成形装置
の断面図、図２は同装置の要部を示すもので、成形前の
状態を示す水平断面図、図３〜７は同装置の作動状態を
示す概略断面図、図８は成形後の状態を示す水平断面
図、図９は本発明の他の実施例に係る液圧成形装置の断
面図であり、図１０に示す部材と同一部材には同一符号
を付している。

【００２０】本実施例の液圧成形装置２０は、ワークで
あるカップ状の金属製パネルＷの側部を歯形形状に成形
するものであり、このパネルＷの側部を塑性加工する成
形部２１と、この塑性加工する動力源である液体の給排
や液圧の調整を行なう液圧手段４とを有している。

【００２１】図１に示すように、成形部２１は、中央に
ボス部１ａが膨出されたボルスタテーブルなどからなる
基台１と、前記ボス部１ａの周辺に弾性膜３を支持する
ようにボルト１１により固定されたリテーナ２と、弾性
膜３の外部を覆う上型を構成するダイ５とを有してい
る。

【００２２】リテーナ２の下面側には、高強度の弾性膜
３を支持するための環状溝部２ａが形成され、この環状
溝部２ａ内に前記弾性膜３の外周端部が保持されてい
る。

【００２３】前記ダイ５は、ダイリング５ａとパッド５
ｂとからなる構成され、このダイリング５ａは、内周面
のプロフィルが歯形状とされ、支持台２２上に支持さ
れ、この支持台２２によって昇降するようになってお
り、パッド５ｂは、ダイリング５ａの上部を閉鎖するよ
うに設けられ、油圧シリンダ等により昇降するようにな
っている。

【００２４】これらダイリング５ａとパッド５ｂとによ
り型空間Ｓが形成され、この型空間Ｓ内で弾性膜３が膨
張収縮するようになっている。なお、パッド５ｂは、パ
ネルＷを、その下死点において後退不能に保持する。こ
こに、ワークとしては、本実施例ではカップ状をしたも
のが好ましいが、これのみでなく金属製パネルやブラン
ク材を使用しても良く、塑性変形するものであればどの
ようなものでも良い。例えば、線材、棒材、管材等であ
っても良い。

【００２５】一方、液圧手段４は、ポンプＰからの液体
が圧力容器７より第１バルブＡまたは第２バルブＢを介
して、前記基台１に設けられた液圧供給通路９と、圧力
弁２３用の開口部２４に供給するように配管されてい
る。また、弾性膜３内の液圧は、前記開口部２４から第
２バルブＢを介してリザーバタンク８に導くように配管
されている。

【００２６】前記圧力弁２３は、ボス部１ａの中心孔１
ｂ内に設けられた筒状ケース２５と、この筒状ケース２
５内で自由に移動し得るフローティングバルブ２６とを
有している。このフローティングバルブ２６には、バイ
パス通路２６ａが開設され、このバイパス通路２６ａを
通ってポンプＰからの液圧が弾性膜３内に導びかれるよ
うになっている。このように液圧供給通路９とバイパス
通路２６ａの両者から液圧を供給するように構成すれ
ば、液圧の一部をフローティングバルブ２６の作動に利
用でき、利便性が向上する。なお、このフローティング
バルブ２６は、液圧により押されて上方に移動し、筒状
ケース２５の弁座部２５ｂに当接し、筒状ケース２５の
通路２５ａを閉鎖するようになっている。

【００２７】また、このフローティングバルブ２６は、
閉弁時に型空間Ｓ内の液圧が漏れないように弾性膜３の
変位を利用して閉弁状態がより確実になるように、弾性
膜３と連結部材２７を介して連結されている。フローテ
ィングバルブ２６は、筒状ケース２５内において自由に
移動し得るので、閉弁力は、ポンプＰから供給された液
圧のみであるが、この力のみでは閉弁力が弱いので、連
結部材２７を介して弾性膜３とを連結し、弾性膜３が変
位すると、連結部材２７によりフローティングバルブ２
６が引っ張られるようにし、弾性膜３の変位を利用して
強固に弁座部２５ｂに当接し、閉弁するようにしてい
る。

【００２８】この連結部材２７としては、変形可能なも
のを使用することが好ましく、例えばワイヤー等のよう
なものが好ましい。ただし、ある程度伸縮可能なもので
あっても良い。なお、前記筒状ケース２５の上部内周面
２５ｃは、外方に向かって湾曲され、前記ワイヤー等の
連結部材２７が円滑に作用するようにしている。

【００２９】特に、本実施例では、前記弾性膜３の外部
の一部に加圧部材３０が設けられ、この加圧部材３０が
歯形状のプロフィルを有するダイリング５ａの狭窄部Ｏ
に入り込み成形を容易にしている。このように弾性膜３
の一部に加圧部材３０を取り付けると、弾性膜３の全体
あるいは相当広い部分でパネルを加圧するものに比し加
圧部材３０の部分に加圧力が集中し、より強力にパネル
を成形でき、精度の良い製品が得られる。

【００３０】本実施例の加圧部材３０は、図２に示すよ
うに、ワークであるパネルＷを歯型形状に成形するため
に、弾性膜３の外部に所定間隔に固定ピン３１により取
り付けられ、上下方向には直線的に伸延されたほぼ三角
形状をしたものするであるが、ワークの成形形状によっ
ては、ポンチ状のもの、偏平なプレート状のもの、表面
に凹凸部を有するプレート状のもの等、適宜その形状を
変更することは可能である。

【００３１】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
図３に示すように、液圧手段４を停止し、パッド５ｂ
（図３では示していない）が上死点まで上昇した状態
で、ワークであるカップ状の金属製パネルＷを収縮状態
にある弾性膜３の上から被せる。

【００３２】次に、図４に示すように、ダイ５を下降
し、パッド５ｂの下死点でパネルＷの上部を保持し、ダ
イリング５ａによりパネルＷの側部を保持する。そし
て、図５に示すように、液圧手段４を作動するととも
に、第１バルブＡを液圧供給通路９側と第２バルブＢ側
に液圧を導く状態にセットし、第２バルブＢを開口部２
４に液圧を導く状態にセットした状態で、ポンプＰを作
動する。液圧は、図中矢印で示すように、液圧供給通路
９を経て弾性膜３の内部空間に流入するとともに、フロ
ーティングバルブ２６が弁座部２５ｂに当接していない
間は、フローティングバルブ２６のバイパス通路２６ａ
を通って弾性膜３の内部空間に流入する。この流入の初
期において、フローティングバルブ２６は、液圧により
押されて弁座部２５ｂと当接し、バイパス通路２６ａを
閉じる。

【００３３】しかし、このバイパス通路２６ａの断面積
よりも液圧供給通路９の断面積の方が大きいので、フロ
ーティングバルブ２６の背面に加わる圧力Ｐ2 は、液圧
供給通路９側の圧力Ｐ1 より大きく、弾性膜３の内部空
間が所定圧まで上昇しない間は、圧力Ｐ1 によりフロー
ティングバルブ２６が開くことはない。弾性膜３の内部
空間が所定圧まで上昇し、弾性膜３が膨張した状態とな
ると、連結部材２７がフローティングバルブ２６を上方
に引っ張ることになるので、フローティングバルブ２６
は弁座部２５ｂに強固に当接し、閉弁状態を確実なもの
とする。

【００３４】このようにして弾性膜３の内部空間が膨張
すると、図６，８に示すように、弾性膜３がパネルＷを
加圧しつつ弾性膜３の外部に設けられた加圧部材３０が
ダイリング５ａの歯形状の狭窄部Ｏ内に入り込み、パネ
ルＷをダイリング５ａのプロフィルに沿った形状に成形
する。この加圧状態は、パネルＷのスプリングバックを
考慮して数秒間維持されることが好ましい。

【００３５】本実施例では、比較的固い材料からなる加
圧部材３０がダイリング５ａの歯形状のプロフィルの狭
窄部位内に入り込むので、通常の液圧成形では成形しに
くい歯形状の角部も確実に成形されることになり、仕上
がり精度の良いものが得られる。

【００３６】成形後は、図７に示すように、ポンプＰを
停止するとともに第２バルブＢをリザーバタンク８と連
通する状態にセットすれば、液圧は矢印のように流れ、
フローティングバルブ２６の背面に加わる圧力Ｐ2 は低
下し、フローティングバルブ２６が弁座部２５ｂから離
れ、弾性膜３内の液圧をフローティングバルブ２６のバ
イパス通路２６ａを通って第２バルブＢよりリザーバタ
ンク８に戻すようになる。

【００３７】この場合、弾性膜３はその弾性により次第
に収縮するとともに前記フローティングバルブ２６の下
方への移動が連結部材２７を介して加圧部材３０にも伝
達されるので、加圧部材３０はダイリング５ａの狭窄部
位から比較的簡単に引き出されることになる。そして、
ダイ５を上昇し、パッド５ｂを上死点まで後退させると
ともにダイリング５ａを後退位置にすれば、図３に示す
ような初期状態となる。

【００３８】このように本実施例では、パネルＷを加圧
部材３０を有する弾性膜３により加圧成形するようにし
たので、ダイリング５ａ側に狭窄部があってもダイリン
グ５ａのプロフィルに沿うように歯型形状に成形するこ
とができる。しかも、このダイリング５ａから成形後の
パネルＷを取り出す場合も、連結部材２７により加圧部
材３０をダイリング５ａの狭窄部から引き出すので、簡
単になる。

【００３９】図９は、本発明の第２実施例を示すもので
あり、前記第１実施例のものと同一部材には同一符号を
付している。この第２実施例に係る液圧成形装置２０Ａ
も、パネルＷを加圧部材３０を有する弾性膜３により加
圧成形するようにした点は、前記第１実施例と同様であ
るが、第１実施例と相違する点は、液圧手段４Ａが、弾
性膜３の内部に向けて突出する補助加圧手段４０を有し
ている点である。

【００４０】この補助加圧手段４０は、液圧手段４Ａが
弾性膜３内を液圧により満たした後に図外の液圧手段等
により所定の容積を有する圧力ピン４１を急激に上昇さ
せ、パネルＷの加圧力を高めて所定の加圧力で加圧成形
するようにしたものである。そして、パネルＷの加圧成
形後は、液圧手段４Ａのリリーフバルブ４２を開き、弾
性膜３内の液圧を液圧排出通路１０よりリザーバタンク
８に戻すようにしている。なお、本実施例の液圧手段４
Ａは、図９には示していないが、弾性膜３内に液圧を供
給するために、図１に示すものと同様のものを有してい
る。

【００４１】この実施例でも、パネルＷを加圧部材３０
を有する弾性膜３により加圧成形するようにしたので、
当然、ダイリング５ａのプロフィルに狭窄部Ｏがあって
もこれに沿うように確実に成形できるが、この第２実施
例では、所定の容積を有する圧力ピン４１を急激に上昇
させて、弾性膜３内の液圧を急激に増大させるので、強
力な液圧をパネルに作用させることができ、一層精密な
成形が可能となるという利点がある。なお、本実施例で
も、圧力ピン４１と加圧部材３０とを前記ワイヤー等の
連結部材２７により連結すれば、ダイリング５ａの狭窄
部Ｏから加圧部材３０を簡単に引き出すことができる。

【００４２】本発明は、上述した実施例のみに限定され
るものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内に
おいて種々改変することができる。例えば、上述した実
施例では、歯形形状のパネルを形成する場合について説
明したが、本発明は、このようなワークのみに限定され
るものではなく、通常の液圧成形では成形しにくい狭窄
部や局部的に不規則な成形面があるものや小さな凹凸を
有するの成形面等を有するものであっても確実にダイの
内面プロフィルに沿って成形でき、種々のワークに対し
ても適用することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された液
圧成形装置では、液圧により弾性膜が膨出されるとき、
弾性膜の外部に設けられた加圧部材が、ダイの狭窄部位
に入り込むことになり、パネル状のワークをダイの内面
形状に沿った形状に成形することができ、コスト的に有
利で、多品種少量生産に最適な液圧成形装置であるばか
りでなく、局部的に不規則な成形面等があっても精度の
良い成形が可能となる。請求項２に記載された液圧成形
装置では、弾性膜の外周面の一部に加圧部材を設けてい
るので、弾性膜の全体あるいは相当広い部分でパネルを
加圧するものに比し加圧部材に加圧力が集中し、強力に
パネルを成形でき、精度の良い製品が得られる。請求項
３に記載された液圧成形装置は、液圧手段を弾性膜内部
への液圧供給に伴って閉弁するフローティングバルブ
と、このフローティングバルブ部分をバイパスして前記
液圧を弾性膜の内部へ導く液圧供給通路とから構成して
いるので、液圧の一部をフローティングバルブの作動に
利用でき、利便性が向上する。請求項４に記載された液
圧成形装置は、フローティングバルブを弾性膜若しくは
加圧部材と連結部材を介して連結しているので、フロー
ティングバルブは、ポンプから供給された液圧のみの弱
い閉弁力でも、弾性膜が変位すると連結部材により引っ
張られ、強固な閉弁状態が得られる。請求項５に記載さ
れた液圧成形装置は、前記連結部材をワイヤーとしてい
るので、フローティングバルブの作動が円滑になる。請
求項６に記載された液圧成形装置は、前記液圧手段が、
弾性膜の内部に向けて突出する補助加圧手段を有するの
で、弾性膜内が液圧で満たされた後にこの補助加圧手段
を急激に上昇させねと、パネルの加圧力を高めて加圧成
形することができる。請求項７に記載された液圧成形装
置は、前記補助加圧手段を、所定の容積を有する圧力ピ
ンとしたので、パネルの加圧力を高めるときの所定の加
圧力で加圧成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る液圧成形装置の断面
図である。

【図２】 同装置の成形前の要部を示す水平断面図であ
る。

【図３】 同装置の作動状態を示す概略断面図である。

【図４】 同装置の作動状態を示す概略断面図である。

【図５】 同装置の作動状態を示す概略断面図である。

【図６】 同装置の作動状態を示す概略断面図である。

【図７】 同装置の作動状態を示す概略断面図である。

【図８】 同装置の成形後の要部を示す水平断面図であ
る。

【図９】 本発明の他の実施例に係る液圧成形装置の断
面図である。

【図１０】 従来の液圧成形装置の断面図である。

【符号の説明】

３…弾性膜、 ５…ダイ、 ４，４Ａ…液
圧手段、２６…フローティングバルブ、 ９…
液圧供給通路、２７…連結部材、 ３０…加圧部材、
４０…補助加圧手段、４１…圧力ピン、 Ｗ…被成
形部材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液圧手段から供給される液圧により膨出
   される弾性膜とダイとの間に設けた被成形部材を、前記
   弾性膜の膨出力により前記ダイの内周面に形成された型
   面形状に沿った形状に成形するようにした液圧成形装置
   であって、 前記弾性膜の外周面に、前記ダイの狭窄部位に入り込む
   加圧部材を設けたことを特徴とする液圧成形装置。
2. 【請求項２】 前記加圧部材は、前記弾性膜の外周面の
   一部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載
   の液圧成形装置。
3. 【請求項３】 前記液圧手段は、前記弾性膜内部への液
   圧供給に伴って閉弁するフローティングバルブと、この
   フローティングバルブ部分をバイパスして前記液圧を弾
   性膜の内部へ導く液圧供給通路とを有する請求項１に記
   載の液圧成形装置。
4. 【請求項４】 前記フローティングバルブは、前記弾性
   膜若しくは加圧部材と連結部材を介して連結してなる請
   求項１に記載の液圧成形装置。
5. 【請求項５】 前記連結部材は、ワイヤーである請求項
   ４に記載の液圧成形装置。
6. 【請求項６】 前記液圧手段は、前記弾性膜の内部に向
   けて突出する補助加圧手段を有する請求項１に記載の液
   圧成形装置。
7. 【請求項７】 前記補助加圧手段は、所定の容積を有す
   る圧力ピンである請求項６に記載の液圧成形装置。