特開 2022-80203 バルブ機能を備えた金型及び管材成形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022080203

(43)【公開日】2022-05-27

(54)【発明の名称】バルブ機能を備えた金型及び管材成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 26/041 20110101AFI20220520BHJP

【ＦＩ】

B21D26/041

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020191237

(22)【出願日】2020-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000126894

【氏名又は名称】株式会社アミノ

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100081385

【弁理士】

【氏名又は名称】塩川 修治

(72)【発明者】

【氏名】寺内 祐二

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 則幸

(72)【発明者】

【氏名】河島 孝明

(72)【発明者】

【氏名】郡 智基

(72)【発明者】

【氏名】原 豊

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 真梨子

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA26

4E137BB03

4E137CA15

4E137EA09

4E137EA22

4E137EA23

4E137FA02

4E137FA06

4E137FA22

4E137FA24

4E137GA12

4E137GB08

(57)【要約】

【課題】ハイドロフォーミングシステムにおいて成形液の流路をコンパクトに構成できる金型及び該金型を用いた管材成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】金型３は、管材Ｐに成形液を充填して該成形液の液圧により管材Ｐを塑性変形させるハイドロフォーミングシステムに用いられる。金型３は、該金型３内に配置され、管材Ｐから成形液を排出する流路２００を開閉可能なバルブ９と、型締めの動きをバルブ９が流路２００を閉弁する動きに変換する伝達機構８と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管材に成形液を充填して該成形液の液圧により前記管材を塑性変形させるハイドロフォーミングシステムに用いられる金型であって、
前記金型内に配置され、前記管材から前記成形液を排出する流路を開閉可能なバルブと、
型締めの動きを前記バルブが前記流路を閉弁する動きに変換する伝達機構と、を備えた、
金型。

【請求項2】

前記伝達機構は、前記バルブに固定された被動部材と、型締めに応じて前記被動部材を押圧する駆動部材と、を含み、
前記駆動部材の少なくとも一部は、前記バルブが前記流路を閉弁する向きに幅が変化するくさび状に形成されている、
請求項１に記載の金型。

【請求項3】

管材を固定する金型と、該金型を型締め及び型開きするプレス機械と、前記管材に充填された成形液を増圧する増圧装置と、を用い、成形液の液圧で前記管材を塑性変形させる管材成形品の製造方法であって、
前記プレス機械は、ボルスタと、該ボルスタとの距離をサーボ制御されたスライドモーションで変更可能なスライドと、第１緩衝材及び第２緩衝材の少なくとも一方と、を備え、
前記第１緩衝材は、前記ボルスタと前記金型との間に配置され、前記スライドの移動に応じて第１の厚みから該第１の厚みよりも薄い第２の厚みに圧縮可能であり、前記第２緩衝材は、前記スライドと前記金型との間に配置され、第３の厚みから該第３の厚みよりも薄い第４の厚みに圧縮可能であり、
前記金型は、一対の上型及び下型と、前記下型内に配置され、前記管材から成形液を排出する流路を開閉可能な第１バルブと、前記上型内に配置され、前記管材から成形液を排出する流路を開閉可能な第２バルブと、前記第１バルブ及び前記第２バルブの少なくとも一方を駆動可能な伝達機構と、を備え、
前記方法は、
前記第１バルブを閉弁するステップ、
前記第２バルブを閉弁するステップ、
前記第１バルブ及び前記第２バルブのいずれか一方が閉弁し、いずれか他方が開弁した状態において、前記管材に成形液を充填して前記管材から空気を排出するステップ、並びに、
前記第１バルブ及び前記第２バルブの双方が閉弁した状態において、前記管材に充填された成形液を加圧して該成形液の液圧により前記管材を塑性変形させるステップ、
をすべて含み、
前記第１緩衝材が前記第２の厚みに圧縮されるまで前記金型を閉じる動きを前記伝達機構により前記第１バルブを閉弁する動きに変換するステップ、及び、
前記第２緩衝材が前記第４の厚みに圧縮されるまで前記金型を閉じる動きを前記伝達機構により前記第２バルブを閉弁する動きに変換するステップ
の少なくとも一方を更に含む、
管材成形品の製造方法。

【請求項4】

前記スライドモーションは、一工程中に複数回の停止を含む多段モーションである、
請求項３に記載の管材成形品の製造方法。

【請求項5】

前記管材成形品は、モータを構成するロータであり、
前記管材は、ロータシャフトであり、ロータコアに挿通された状態で前記金型に固定され、前記塑性変形によって前記ロータコアと締結される、
請求項３又は４に記載の管材成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブ機能を備えた金型及び該金型を用いた管材成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

管材の内部に成形液を充填し、液圧で管材を塑性変形させるハイドロフォーミングシステムが知られている。例えば、特許文献１には、上下金型により形成されたキャビティ内に素材を挿入し、素材内部に内圧供給機構から高圧圧液を供給して素材をキャビティの形状に沿って加工するバルジ加工装置が開示されている。特許文献２には、同様の装置において、上型と下型とを密着状態に保持する型締め力を増減変動可能に形成したハイドロフォーミング装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－８４６２４号公報

【特許文献2】特開２００２－１７２４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来機では加工が困難な形状に対応できるようにするため、液圧を超高圧にすることが考えられる。しかしながら、液圧を超高圧にすると成形液の流路が複雑になって装置が大型化する傾向にある。そこで、本発明は、ハイドロフォーミングシステムにおいて成形液の流路をコンパクトに構成できる金型及び該金型を用いた管材成形品の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る金型は、管材に成形液を充填して該成形液の液圧により管材を塑性変形させるハイドロフォーミングシステムに用いられる。金型は、該金型内に配置され、管材から成形液を排出する流路を開閉可能なバルブと、型締めの動きをバルブが流路を閉弁する動きに変換する伝達機構と、を備えている。

【0006】

この態様によれば、バルブを金型内に配置することにより流路を短縮してコンパクトにまとめることができる。プレス機械から入力される多段モーションなどのスライドモーションを伝達機構によりバルブの動きに変換してバルブを徐々に開閉させることができるため、金型内におけるウォーターハンマー現象やキャビテーション、衝撃波の発生を抑えることができる。

【0007】

上記態様において、伝達機構は、バルブに固定された被動部材と、型締めに応じて被動部材を押圧する駆動部材と、を含み、駆動部材の少なくとも一部は、バルブが流路を閉弁する向きに幅が変化するくさび状に形成されていてもよい。

【0008】

この態様によれば、部品点数が少ない伝達機構を構成できるため、プレス機械内に省スペースで伝達機構を配置できる。プレス機械から入力される多段モーションなどのフリーモーションをバルブの開閉に滑らかに変換できるため、金型内におけるウォーターハンマー現象やキャビテーション、衝撃波の発生を抑えることができる。

【0009】

本発明の他の一態様に係る管材成形品の製造方法は、管材を固定する金型と、該金型を型締め及び型開きするプレス機械と、管材に充填された成形液を増圧する増圧装置と、を用い、成形液の液圧で管材を塑性変形させる管材成形品の製造方法である。プレス機械は、ボルスタと、該ボルスタとの距離をサーボ制御されたスライドモーションで変更可能なスライドと、第１緩衝材及び第２緩衝材の少なくとも一方と、を備えている。第１緩衝材は、ボルスタと金型との間に配置され、スライドの移動に応じて第１の厚みから該第１の厚みよりも薄い第２の厚みに圧縮可能であり、第２緩衝材は、スライドと金型との間に配置され、第３の厚みから該第３の厚みよりも薄い第４の厚みに圧縮可能である。金型は、一対の上型及び下型と、下型内に配置され、管材から成形液を排出する流路を開閉可能な第１バルブと、上型内に配置され、管材から成形液を排出する流路を開閉可能な第２バルブと、第１バルブ及び第２バルブの少なくとも一方を駆動可能な伝達機構と、を備えている。管材成形品の製造方法は、第１バルブを閉弁するステップ、第２バルブを閉弁するステップ、第１バルブ及び第２バルブのいずれか一方が閉弁し、いずれか他方が開弁した状態において、管材に成形液を充填して管材から空気を排出するステップ、並びに、第１バルブ及び第２バルブの双方が閉弁した状態において、管材に充填された成形液を加圧して該成形液の液圧により管材を塑性変形させるステップ、をすべて含んでいる。第１緩衝材が第２の厚みに圧縮されるまで金型を閉じる動きを伝達機構により第１バルブを閉弁する動きに変換するステップ、及び、第２緩衝材が第４の厚みに圧縮されるまで金型を閉じる動きを伝達機構により第２バルブを閉弁する動きに変換するステップの少なくとも一方を更に含んでいる。

【0010】

この態様によれば、プレス機械から入力される多段モーションなどのフリーモーションを伝達機構によりバルブの動きに変換してバルブを徐々に開閉させることができるため、金型内におけるウォーターハンマー現象やキャビテーション、衝撃波の発生を抑えることができる。

【0011】

上記態様において、スライドモーションは、一工程中に複数回の停止を含む多段モーションであってもよい。

【0012】

この態様によれば、管材を管材成形品に加工する一工程中に複数回スライドを停止するため、例えば、スライドを停止させている間に管材の内部に成形液を充填して確実にエア抜きすることができる。

【0013】

上記態様において、管材成形品は、モータを構成するロータであり、管材は、ロータシャフトであり、ロータコアに挿通された状態で金型に固定され、塑性変形によってロータコアと締結されてもよい。

【0014】

この態様によれば、モータのロータを好適に製造できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ハイドロフォーミングシステムにおいて成形液の流路をコンパクトに構成できる金型及び該金型を用いた管材成形品の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るハイドロフォーミングシステムの構成を模式的に示す図である。

【図2】図２は、図１に示されたプレス機械及び金型の一例を示す断面図である。

【図3】図３は、図２に示されたバルブの一例を拡大して示す断面図である。

【図4】図４は、成形サイクルにおけるスライドの位置と当該位置に応じたバルブの開閉とを説明する図である。

【図5】図５は、図４に示された第２の位置のスライドを示す断面図である。

【図6】図６は、図４に示された第３の位置のスライドを示す断面図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態に係る製造方法の一例を説明する流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の一実施形態の金型３は、ハイドロフォーミングに用いられ、管材Ｐから成形液を排出する流路２００を開閉可能なバルブ９が、金型３内に配置されていることが特徴の一つである。以下、図面を参照して本発明について詳しく説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態のハイドロフォーミングシステム１の構成を模式的に示す図である。ハイドロフォーミングシステム１は、管材Ｐの内部に成形液を充填して該成形液の液圧により管材Ｐを塑性変形させて管材Ｐの成形品を製造する製造装置である。

【0019】

図１に示すように、ハイドロフォーミングシステム１は、サーボ制御により一工程中にスライドモーションを加減速できるプレス機械２と、該プレス機械２に組み付けられた金型３と、該金型３に固定された管材Ｐの内部に成形液を充填して該成形液の液圧を昇圧可能な増圧装置４と、管材Ｐから成形液を排出する流路１００を開閉可能なバルブ９と、を備えている。

【0020】

一工程中にスライドモーションを加減速するフリーモーションは、例えば、一工程中に複数回スライド２６を停止する多段モーションである。そのようなスライドモーションを可能なプレス機械２の一例は、サーボモータの動力をクランクなどの回転式機構やボールねじなどの直動式機構によってスライド２６に伝達する機械サーボプレスである。なお、プレス機械２は、機械サーボプレスのみに限定されず、多段モーションなどのフリーモーションを可能であれば、サーボシステムによって制御された液圧で駆動する液圧サーボプレスであってもよいし、他種のプレス機械であってもよい。

【0021】

プレス機械２は、ボルスタ２１と、該ボルスタ２１との距離を多段モーションなどのフリーモーションで変更可能なスライド２６と、ウレタンスプリングやガスシリンダなどの緩衝材２３，２４と、を備えている。下側の緩衝材２３は、ボルスタ２１に固定されている。上側の緩衝材２４は、スライド２６に固定されている。緩衝材２３，２４のいずれか一方を省略してもよいし、後述するコモンプレート２２，２５を更に備えていてもよい。図示した例では、スライド２６が上下に往復可能に構成されている。スライド２６を左右に往復可能に構成してもよい。

【0022】

金型３は、固定側のプレートと、該固定側のプレートに対向する可動側のプレートと、で構成されている。図示した例では、金型３が、上下一対の下型３１及び上型３２で構成されている。下型３１は、緩衝材２３を介してボルスタ２１に固定されている。上型３２は、緩衝材２４を介してスライド２６に固定されている。以下の説明において、下側の緩衝材２３を第１緩衝材２３と呼び、上側の緩衝材２４を第２緩衝材２４と呼ぶことがある。

【0023】

下型３１と上型３２との間に管材Ｐを固定できる。金型３内には、固定された管材Ｐに成形液を充填する流路１００や、管材Ｐから成形液を排出する流路２００などが形成されている。成形液は、水であってもよいし、油であってもよい。流路１００，２００は、配管１１０，２１０などを通じて成形液を貯留可能なタンク５に接続されている。タンク５は、プレス機械２の外部に配置してもよい。

【0024】

増圧装置４は、流路１００とタンク５との間に接続されている。増圧装置４は、例えば、空気圧で駆動されて該空気圧を増幅した液圧に変換するエアハイドロブースタであり、プレス機械２内に配置されている。図示した例では、増圧装置４が、下型３１に固定された第１増圧装置４１と、上型３２固定された第２増圧装置４２と、を含んでいる。

【0025】

第１及び第２増圧装置４１，４２のいずれか一方を省略してもよい。第１及び第２増圧装置４１，４２は、同じ種類のブースタであってもよいし、異なる種類のブースタであってもよい。異なる種類のブースタを組み合わせる場合、第１及び第２増圧装置４１，４２のいずれか一方を主ブースタとして構成し、いずれか他方を補助ブースタとして構成してもよい。

【0026】

管材Ｐを塑性変形させる所定の液圧まで昇圧する主ブースタ（例えば、第１増圧装置４１）と、所定の液圧よりも低圧の圧力域において主ブースタよりも高速で昇圧する補助ブースタ（例えば、第２増圧装置４２）とを切り替えることにより昇圧時間を短縮できる。

【0027】

バルブ（リリーフバルブ）９は、流路２００とタンク５との間に設けられている。バルブ９は、金型３内に配置され、プレス機械２の多段モーションをバルブ９が流路１００を閉弁する動きに変換可能な伝達機構８に接続されている。図示した例では、下型３１及び上型３２の各々にバルブ９及び当該バルブに付設された伝達機構８が配置されている。

【0028】

以下の説明において、下型３１内に配置されたバルブ９及び当該バルブに付設された伝達機構８の各々を第１バルブ９１及び第１伝達機構８１と呼び、上型３２内に配置されたバルブ９及び当該バルブに付設された伝達機構８の各々を第２バルブ９２及び第２伝達機構８２と呼ぶことがある。

【0029】

図２は、図１に示されたプレス機械２及び金型３の一例を示す断面図である。図示した例では、プレス機械２が、上下のコモンプレート２２，２５を更に備えている。下側のコモンプレート２２は、ボルスタ２１に着脱可能に構成されている。前述した下側の緩衝材２３や下型３１は、コモンプレート２２を介してボルスタ２１に固定されている。上側のコモンプレート２５は、スライド２６に着脱可能に構成されている。前述した上側の緩衝材２４や上型３２は、コモンプレート２５を介してスライド２６に固定されている。

【0030】

前述したように、増圧装置４は、プレス機械２内に配置されている。図示した例では、第１及び第２増圧装置４１，４２が、上下のコモンプレート２２，２５の間に配置されている。プレス装置２は、万が一、高圧がかかる部品や管材Ｐが壊れても破片が飛散しないように作業者を保護するカバー２７を備えていてもよい。図示した例では、第１及び第２バルブ９１，９２に対向する位置においてカバー２７が配置されている。

【0031】

図３は、図２に示されたバルブ９及び当該バルブに付設された伝達機構８の一例を拡大して示す断面図である。なお、第１及び第２バルブ９１，９２は、略同一の形状及び機能を有している。そのため、代表して第２バルブ９２を詳しく説明し、第１バルブ９１については重複する説明を省略する。同様に、第１及び第２伝達機構８１，８２は、略同一の形状及び機能を有している。そのため、代表して第２伝達機構８２を詳しく説明し、第１伝達機構８１については重複する説明を省略する。

【0032】

図示した例では、バルブ９（第２バルブ９２）がニードルバルブとして構成され、細長い円錐形の弁体９３と、該弁体９３が当接する弁座面９４が形成された隔壁ブロック９４と、を備えている。バルブ９の構成は、図示した例に限定されず、公知の構成を適宜選択できる。弁体９３の先端部が弁座面に当接すると、流路２００が閉弁される。弁体９３の先端部が弁座面から離間すると、流路２００が開弁される。

【0033】

バルブ９がニードルバルブであれば、弁体９３と弁座面との隙間に応じて成形液の流量を滑らかに調整できる。後述するプレス機械２の多段モーションによってニードルバルブを徐々に開弁すれば、金型３内におけるウォーターハンマー現象やキャビテーション、衝撃波の発生を抑えることができ、ハイドロフォーミングシステム１や管材Ｐのダメージを最小限に抑えることができる。

【0034】

図示した例では、伝達機構８（第２伝達機構８２）が、くさび機構として構成されている。伝達機構８は、少なくとも一部がくさび状に形成され、スライドモーションに対して傾斜したくさび面８３Ａを有する駆動部材８３と、該駆動部材８３のくさび面８３Ａに摺接するくさび面８４Ｂを有し、該くさび面８４Ｂを押圧されて移動する被動部材８４と、を備えている。駆動部材８３は、他の部材に着脱可能に構成してもよいし、他の部材と一体構造物として構成してもよい。被動部材８４は、バルブ９の弁体９３に固定されている。

【0035】

なお、伝達機構８の構成は、図示した例に限定されず、カム機構であってもよいし、てこ機構であってもよいし、リンク機構であってもよい。プレス機械２が金型３を型締めする動きを金型３内のバルブ９を閉弁する動作に変換できるものであれば、公知の構成を適宜選択できる。

【0036】

駆動部材８３は、プレス機械２による金型３の型締めに応じて、被動部材８４を押圧する向きに移動する。例えば、スライド２６側に配置された伝達機構８の場合、駆動部材８３がスライド２６からボルスタ２１への向きに下降する。ボルスタ２１側に配置された伝達機構８の場合、駆動部材８３がボルスタ２１からスライド２６への向きに上昇する。換言すると、下型３１及び上型３２のいずれか一方に配置された駆動部材８は、下型３１及び上型３２の一方から他方へ向かって移動する。

【0037】

駆動部材８３は、バルブ９が流路２００を閉弁する左右の向きに幅が変化するくさび状に形成されている。そのため、駆動部材８３が型締めの向き（例えば、下向き）へ移動すると、バルブ９が流路２００を閉弁する向き（例えば、左向き）へ被動部材８４が押圧される。

【0038】

ばねなどの付勢部材を付設してバルブ９が開弁する向きに弁体９３を付勢してもよい。この態様によれば、駆動部材８３が被動部材８４を押圧するとき、付勢力に抗して被動部材８４が移動してバルブ９が閉弁する。駆動部材８３が被動部材８４を押圧していないとき、付勢力によって被動部材８４が移動してバルブ９が開弁する。

【0039】

図４は、ハイドロフォーミングシステム１を用いる成形サイクルにおいて、スライド２６の位置と当該位置に応じたバルブ９の開閉とを説明する図である。本実施形態に係るプレス機械２は、図４に示すように、多段モーションを可能であり、第２の位置Ｂで中間停止したり、他の位置で中間停止したり、自在に加速、減速、停止することができる。図示した例では、第１の位置Ａから第２の位置Ｂに型締めするとき、第２の位置Ｂの手前で減速し、スライド２６の急停止を避けてショックを抑えている。

【0040】

第２の位置Ｂにおいてスライド２６を中間停止させることにより、後述するように緩衝材２３，２４のいずれか一方を圧縮して第１及び第２バルブ９１，９２のいずれか一方を閉弁し、いずれか他方を開弁したまま保持し、管材Ｐの内部に成形液を充填してエア抜きしている。第２の位置Ｂから第３の位置Ｃに型締めし、下死点である第３の位置Ｃで再びスライド２６を停止して加圧保持して管材Ｐを塑性変形させている。

【0041】

第３の位置Ｃから第４の位置Ｂに微速でスライド２６を上昇させることにより、徐々にバルブ９を開弁して金型３内におけるウォーターハンマー現象やキャビテーション、衝撃波の発生を抑えている。第２の位置Ｂで再び一時停止し、管材成形品の内部の成形液を排出する。再び第１の位置Ａまで型開きし、管材成形品を取り出して次の工程に備えている。

【0042】

図１及び図２に示された緩衝材２３，２４は、スライド２６の移動に応じて圧縮可能に構成されている。ボルスタ２１と下型３１との間に配置された下側の緩衝材２３は、スライド２６の移動に応じて第１の厚みｔ１から該第１の厚みｔ１よりも薄い第２の厚みｔ２に圧縮可能である。スライド２６と上型３２との間に配置された緩衝材２４は、第３の厚みｔ３から該第３の厚みｔ３よりも薄い第４の厚みｔ４に圧縮可能である。

【0043】

図５及び図６は、下側の緩衝材２３が上側の緩衝材２４よりも弾性力が小さい場合のスライド２６の位置と緩衝材２３，２４の厚みとを示している。さきほど説明した図２は、図４に示された第１の位置Ａのスライド２６を示す断面図である。図５は、図４に示された第２の位置Ｂのスライド２６を示す断面図であり、図６は、図４に示された第３の位置Ｃのスライド２６を示す断面図である。

【0044】

スライド２６が第１の位置Ａに位置しているとき、図２が参照されるように、下側の緩衝材２３の厚みはｔ１であり、上側の緩衝材２４の厚みはｔ３である。スライド２６が移動すると、下側の緩衝材２３は、弾性力が大きい上側の緩衝材２４よりも先に圧縮されるスライド２６が第２の位置Ｂに位置しているとき、図５が参照されるように、下側の緩衝材２３は第２の厚みｔ２に圧縮されている。

【0045】

スライド２６が位置Ｂから位置Ｃに移動すると、下側の緩衝材２３に加えて、上側の緩衝材２４も圧縮される。スライド２６が第３の位置Ｃに位置しているとき、図６が参照されるように、上側の緩衝材２４は第４の厚みｔ４に圧縮されている。

【0046】

図２に示された第２伝達機構８２は、第２緩衝材２４が第３の厚みｔ３から第４の厚みｔ４に圧縮されるまで金型３を閉じる動きを第２バルブ９２が流路２００を閉弁する動きに変換する。同様に、第１伝達機構８１は、第１緩衝材２３が第１の厚みｔ１から第２の厚みｔ２に圧縮されるまで金型３を閉じる動きを第１バルブ９１が流路２００を閉弁する動きに変換する。

【0047】

図７は、ハイドロフォーミングシステム１を用いたロータの製造方法の一例を説明する流れ図である。図７に示すように、ハイドロフォーミングシステム１を用いた管材成形品の製造方法は、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７をすべて含み、かつステップＳ２，Ｓ５の少なくとも一方を含んでいることが特徴の一つである。後述するように、多軸サーボプレスを用いてステップＳ２，Ｓ５のいずれか一方を省略することもできる。

【0048】

ステップＳ１では、管材Ｐの一例であるロータシャフトをロータコアＲの貫通孔に挿通された状態で金型３にセットする。ステップＳ２では、第１緩衝材２３が第１の厚みｔ１から第２の厚みｔ２に圧縮されるまで金型３を閉じる動きを第１伝達機構８１により第１バルブ９１を閉弁する動きに変換する。ステップＳ３では、第１バルブ９１を閉弁する。

【0049】

ステップＳ４では、第１及び第２バルブ９１，９２のいずれか一方（例えば、第１バルブ９１）が閉弁し、いずれか他方（例えば、第２バルブ９２）が開弁した状態において、管材Ｐに成形液を充填して管材Ｐから空気を排出する。

【0050】

ステップＳ５では、第２緩衝材２４が第３の厚みｔ３から第４の厚みｔ４に圧縮されるまで金型３を閉じる動きを第２伝達機構８２により第２バルブ９２を閉弁する動きに変換する。ステップＳ６では、第２バルブ９２を閉弁する。なお、各々のステップの順番は、ステップＳ３が、ステップＳ６よりも先であってもよいし、ステップＳ６よりも後であってもよい。

【0051】

ステップＳ７では、第１及び第２バルブ９１，９２の双方が閉弁した状態において、管材Ｐに充填された成形液を加圧して該成形液の液圧により管材Ｐの一例であるロータシャフトを塑性変形させる。膨張したロータシャフト（管材Ｐ）が電磁鋼板などを積層したロータコアＲに食い込んで両者が締結され、管材成形品の一例であるモータのロータが製造される。

【0052】

以上のように構成された本実施形態の金型３及び該金型３を用いた管材成形品の製造方法によれば、バルブ９を金型３内に配置することにより流路２００を短縮してコンパクトにまとめることができる。プレス機械２から入力される多段モーションなどのスライドモーションを伝達機構８によりバルブ９の動きに変換してバルブ９を徐々に開閉させることができるため、金型内におけるウォーターハンマー現象やキャビテーション、衝撃波の発生を抑えることができる。伝達機構８がくさび機構であるため、プレス機械２内に省スペースで伝達機構８を配置できる。プレス機械２から入力される多段モーションなどのフリーモーションをバルブ９の開閉に滑らかに変換できる。

【0053】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【0054】

例えば、スライド２６を動かすマスタ軸に加えて該マスタ軸から独立して制御できるスレーブ軸を有した多軸のサーボプレスをプレス機械２として用い、第１及び第２伝達機構８１，８２のいずれか一方を省略し、省略された伝達機構８に対応するバルブ９をスレーブ軸で開閉するように構成してもよい。

【0055】

この態様によれば、何らかのトラブルでプレス機械２が緊急停止してしまったとき、スライド２６を動かすマスタ軸を動かせなくなっても、スレーブ軸を操作してバルブ９を開弁できるようになる。管材Ｐの内部や流路１００，２００が超高圧の状態でプレス機械２が停止してもバルブ９を開弁して安全に降圧させることができる。

【0056】

また、本発明で成形できる管材Ｐは円筒形に限定されない。管材Ｐの形状は、例えば、軸方向に垂直な断面が多角形の角筒状であってもよいし、円弧と弦とで構成された弓形の筒状であってもよいし、断面積が軸方向において徐々に変化する円錐台や角錐台であってもよいし、他の形状であってもよい。また、本発明の金型構造を適用できる管材成形品はロータに限定されない。例えば、卵型のカムに中空のシャフトを挿通する組み立てカムシャフトや拡径部と縮径部とを有した多段の中空シャフトを製造する場合のハイドロフォーミングにおいて、本発明の金型３の構造を適用してもよい。また、本発明を構成する増圧装置４はエアハイドロブースタに限定されない。例えば、電動機付きポンプであってもよいし、他種のポンプであってもよい。これらの態様であっても、先に説明した実施形態と同様に、ハイドロフォーミングシステム１において成形液の流路２００をコンパクトに構成できる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明によれば、ハイドロフォーミングシステムにおいて成形液の流路をコンパクトに構成できる金型及び該金型を用いた管材成形品の製造方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0058】

１…ハイドロフォーミングシステム、２…プレス機械、３…金型、４…増圧装置、５…タンク、８…伝達機構、９…バルブ、２１…ボルスタ、２２，２５…コモンプレート、２３，２４…緩衝材、２６…スライド、カバー２７、３１…下型、３２…上型、４１…第１増圧装置、４２…第２増圧装置、８１…第１伝達機構、８２…第２伝達機構、８３…駆動部材、８４…被動部材、９１…第１バルブ、９２…第２バルブ、１００，２００…流路、１１０，２１０…配管、Ａ，Ｂ，Ｃ…スライドの位置、Ｐ…管材、Ｒ…ロータコア、Ｓ１～Ｓ７…管材成形品の製造方法、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４…緩衝材の厚み。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】