【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輌のマニホルドの管部材を製造する方法及び装置に関し、そして特に、協働する複数のダイ・セット、及び、管を曲げる際に管の変形するのを防止する内部流体圧力を保持する液圧成形方法（ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用して管部材の複合的な湾曲を成形することに関する。

【０００２】

【従来の技術】金属ブランクから複雑な形状を作るための様々な金属成形方法が知られている。 シート金属は型打ちと引張によって所要の形状にすることができる。 管ブランクは、曲げられ、引張され、そして半径方向に拡張されることによって複雑な形状に作られている。 しかし、管の寸法及び所要形状の複雑さによっては、曲げ部の内径側にクリンプ又は座屈が生じる。 従来その内径側は、外面が引張されるときの内面の圧縮を案内するように支持されていた。 しかしそのような支持を行った場合でも、ある形状は管部材の変形を伴なわずに簡単に成形することはできない。

【０００３】複雑な形状を作る曲げ、引張等が行われる際の金属の変形を無くするために、金属部品の液圧成形（ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）が開発された。 この液圧成形の一般的な原理は、金属の処置される区域に所定の流体圧力を加えることでなっている。 管部材の場合、その管が曲げられ引張されるとき、内部流体圧力が加えられる。 この工程は典型的には、流体バスの中に管を浸漬して管に流体を充満させ、管の両端部にプラグを当てがい、それら端部プラグを通して管の内部圧力を所定のレベルまで増大させ、それから管をダイ・ストロークに直角な平面に沿って曲げる如くに行われる。 この液圧成形方法は又、管のあるセクションを半径方向に拡張したい場合、それらセクションの内部圧力を増大して拡張するのにも利用できる。

【０００４】液圧成形方法は金属を変形させることなく加工できるという長所をもっているのだが、管の曲げ成形できる形状の複雑さにはダイのために自から限界がある。 従来の液圧成形方法は管の曲げを単一の平面内のものしかできない。 現代の部品は増々複雑なってきており、従って複合的な曲げが要求される。 液圧成形は、金属材料を変形させること無く複雑な管製品を成形できるものでなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、複雑な管部材を成形する従来技術の方法の上記のような欠点を克服し、１対のダイ・セットを使用して管の変形を防止しながら複雑な形状を成形するような液圧成形方法を提供することである。

【０００６】本発明は、車輌のマニホルドに使用される管部材に複合的な曲げ部を成形する液圧成形方法を目的とする。 スペースの制約が大きくなると共に、車輌製造業者は、その非常に限定されたスペース内で折曲げられたマニホルド・パイプを備えるエンジンを設計している。 それに加えて、そのような部品を、最高の品質規準に保ちながら、しかも効率的なコストを以って製造しなければならない。 本発明の方法と装置はそれらの目的を容易に達するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液圧成形方法は、管ブランクに液圧成形流体を充満させる流体バス（ｆｌｕｉｄ ｂａｔｈ）に管ブランクを送込む段階を含む。 そこでブランクの両端部にプラグが当てられ、そしてその内部流体圧力が所要のレベルまで増大される。
それからその加圧された管ブランクに２方向ダイ・プレスのダイが逐次的に係合させられ、その管を最初に１つの平面に沿って曲げ、次いで他の平面に沿って曲げる。
即ち、第１ダイ・セットの上部ダイと下部ダイとが管ブランクにぴったり係合して垂直平面に沿って曲げる。 それから第２ダイ・セットの水平方向のダイがそれら上部ダイと下部ダイとの間に楔状に割込んでいってそれら上下のダイを離間させながら、管を水平平面に沿って曲げる。 第１ダイ・セットによって成形された曲げ部が更に水平方向ダイ・セットによって第２の曲げ成形をされるので、水平方向ダイ・セットがその第２の曲げ部を成形するときに先の垂直方向曲げ部が変形されることがない。 こうして所要形状の管部材が作られたら、その部品は装置から取出され、そして最終的なトリミングと分離が行われる。

【０００８】添付図面と関連して次に続ける詳細な記述から、本発明のその他の目的、特徴、及び長所が明らかにされよう。

【０００９】添付図面に示す本発明の好適な実施例の詳細な説明を参照にして、本発明が更によく理解されよう。 それら図面を通じて同じ符号は同じ部分を指示している。

【００１０】

【実施例】図１から図５までにおいて、本発明の複雑な管部材を製造する装置１０が示される。 本発明の管部材は、車輌のマニホルドの排気又は吸気パイプとして使用するのに適しており、そして、本発明の技術でしか経済的に達成することのできない「重複曲げ部（ｂｅｎｄ−
ｏｎ−ｂｅｎｄ）」を備える複合的な湾曲を有するものである。 この管部材の重複曲げにされた複合的湾曲は、
管の第１の平面における曲げ部と、この曲げ部に重複して形成される第２の、典型的には第１平面に直角な平面における曲げ部とを含むものである。 本発明の液圧成形方法と装置は、現代のエンジン室の中に組込むことができる車輌のマニホルド管を製造するのに必要な上記のような複合的湾曲を確実に成形する。

【００１１】本発明の液圧成形装置１０はバス又はパン１２を備え、このパンは液圧成形流体１４の槽を形成する。 パン１２の中に１対の液圧シリンダ１６が設置される。 これらシリンダ１６は、シリンダ内のピストン２０
の往復運動を制御する液圧動力ユニット１８に流体連絡している。 ピストン２０はロッド２２に結合されている。 このピストン・ロッド２２はシリンダ・ハウジング１６から延出し、そしてその外端部にプラグ２４を装架する。 液圧シリンダ１６のそれらプラグ２４は、後述するように、液圧成形のときに管ブランク１００の内部流体圧力を作るためにそのブランクの両端部を緘封するのに使用される。

【００１２】パン１２の中に静止の下部ダイ２６が設置される。 この下部ダイ２６は、液圧成形時に加わる型打ち力に対抗するように、パン１２の下に取付けられたボルスタ２８によって支持される。 下部ダイ２６は第１ダイ・セット３０の一部を成す。 この第１ダイ・セット３
０は更に、下部ダイ２６と合致係合するように動くことができる上部ダイ３２を含む。 第１ダイ・セット３０は管部材１００に第１の垂直平面に沿った曲げ部を成形する。 上部ダイ３２はスライド３４に取付けられ、このスライドは上部ダイ３２を垂直方向に動かして型打ち係合を行わせる。 型打ちが行われる間のパン１２からの流体の飛沫を抑えるため、上部ダイ３２の上に飛沫シールド３６が備えられる。

【００１３】図６は第２ダイ・セット４０を示す。 第１
ダイ・セット３０が管部材１００に第１セットの曲げ部を成形する一方、第２ダイ・セット４０は、それら第１
の曲げ部の平面に対して典型的には直角の第２の平面に沿った曲げ部を成形するのに使われる。 第２ダイ・セット４０は、管ブランク１００にこれの両側部から係合する第１の水平方向ダイ４２と第２の水平方向ダイ４４とを含む。 上部及び下部ダイ・セット３０は、管部材１０
０に所要の形状を与える加工形状４６を備えている。 この加工形状４６は第１の垂直平面内に設けられ、その第１平面に沿った曲げ部を作る。 従って第２ダイ・セット４０は、管部材１００を第２水平平面に沿って受入できるようにするために、垂直平面に沿った曲げを備えなければならない。 こうして管部材１００は、第１ダイ・セット３０と第２ダイ・セット４０の逐次的な型打ちによって成形される重複曲げ形状を含む複合的湾曲を備えたものになる。

【００１４】ダイ・セット３０と４０はそれぞれそのコーナー縁部に沿って、相互に協働するカム面５０を備える。 これらカム面５０は第２ダイ・セット４０を第１ダイ・セット３０の間に楔状に差込むのに使われる。 第１
ダイ・セット３０が管部材１００上に閉じられている状態のとき、第２ダイ・セット４０が第１ダイ・セット３
０のカム面５０の間へ延在して第１ダイ・セット３０を開かせ、そこで第２ダイ・セット４０は管部材１００に第２平面に沿って型打ちすることができる。

【００１５】次に、図１から図６までを参照にしながら、液圧成形方法を使用して複合的な湾曲をもった管部材を製造するプロセスを説明する。 先ず、複合的湾曲を成形するためには装置１０においてダイ・セット３０と４０の両方が使用されることを理解すべきである。 更に、液圧成形方法が使用され、これにより管部材内に所定の流体内部圧力が維持されることによって、２方向型打ちの際の管部材の変形が防止される。 そのような内部圧力が無い場合には、重複曲げ部を含む複合的湾曲を確実に作ることはできない。

【００１６】図１は、ダイ・セット３０，４０と液圧シリンダ１６が引込められている、待期（ｓｔａｎｄ−ｂ
ｙ）位置にある装置１０を示している。 管ブランク１０
０がパン１２に送込まれ、流体１４の中に浸漬される（図２）。 流体１４は任意な数のいろいろな流体とすることができるが、好適には、その部品１００の腐食を防ぐと共に、管部材１００内で圧縮されて所要の内部圧力を作ることができるような液圧オイルとされる。 図３に示されるようにプラグ２４が延出されて、管部材１００
の両端部に係合するようにされる。 型打ち時の変形を防止するため管１００内の流体圧力が所要のレベルまで増大される。 このようにして管部材１００が固定され、加圧されたら、図４に示されるように最初に上部及び下部ダイ・セット３０が管ブランク１００に係合して垂直平面に沿った曲げ部を成形し、次いで第２ダイ・セット４
０が管ブランク１００に第２の曲げ部を型打ちする。 この型打ち工程が完了すると両ダイ・セット３０と４０は引戻され、そしてプラグ２４が引込められてマニホルド管１００を解放する。 続いて別のステーションにおいてトリミングと切断加工が行われ、これによって管１００
はマニホルド組立体に組込むことができるものになる。
以上のようにして、所要の技術仕様に適合する複雑な複合的湾曲を備えるマニホルド管が確実且つ経済的に製造される。

【００１７】ここに詳述してきた実施例は本発明を明瞭に理解できるようにするだけのものであって何等制約的なものではない。 従って、本発明の精神と特許請求の範囲から逸脱せずになお様々な変化形が可能なことは当該技術者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合的な形状を有する車輌マニホルド用の管部材を製造する液圧成形装置の断面図である。

【図２】管ブランクを送込まれた装置の断面図である。

【図３】管ブランクの内部流体圧力を増大するために管ブランクの両端部にプラグが当てられた状態における装置の断面図である。

【図４】管ブランクを第１平面に沿って曲げるために第１ダイ・セットが管ブランクに接触した状態における装置の断面図である。

【図５】仕上げられた管が装置から送出されるときの装置の断面図である。

【図６】管部材を２つの曲げ平面に沿って成形するためのダイの端面図である。

【符号の説明】

１０ 液圧成形装置 １２ パン １４ 液圧成形流体 １６ 液圧シリンダ １８ 液圧動力ユニット ２０ ピストン ２４ プラグ ２６ 下部ダイ ３０ 第１ダイ・セット ３２ 上部ダイ ４０ 第２ダイ・セット ４２ 第１水平方向ダイ ４４ 第２水平方向ダイ １００ 管ブランク

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【手続補正書】

【提出日】平成７年４月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項９ 】 車輌のマニホルドに使用される複合的な湾曲を有する管部材の変形を防止するようにして、液圧成形圧力を使って該管部材を製造する装置において、 所定体積の流体を収容するパンによって形成される流体バス、 管ブランクの両端部を緘封保持するために該パンの中に設置される１対の液圧作動シリンダであって、該管ブランクの端部に緘封係合するためピストン・ロッドの外端部に設けられる緘封プラグを有する選択的に延在可能な該ピストン・ロッドを含む該１対の液圧作動シリンダ該管ブランクの内部流体圧力を所定のレベルまで増大させるための装備、 該管ブランクに第１平面に沿った湾曲を型打ちするために両該シリンダ間に設置される第１ダイ・セット、及び、 該管ブランクに第２平面に沿った湾曲を型打ちするために両該シリンダ間に設置される第２ダイ・セットを備える装置。

【請求項１０ 】 該第１ダイ・セットが、該管ブランクに垂直平面に沿った湾曲を型打ちするための１対の垂直方向に配向されたダイ工具を含む、請求項９の装置。

【請求項１１ 】 該第１ダイ・セットの下部ダイが該パンの中に固定装架され、該第１ダイ・セットの上部ダイが該下部ダイと型打係合するように動くことができる、
請求項１０の装置。

【請求項１２ 】 該第２ダイ・セットが、該管ブランクに水平平面に沿った湾曲を型打ちするための１対の水平方向に配向されたダイ工具を含み、これら水平方向配向ダイ工具は該上部ダイと下部ダイとの間に型打ち係合するように動くことができる、請求項１０の装置。

【請求項１３ 】 該第１及び第２ダイ・セットがカム面を有し、これにより、該第２ダイ・セットが作動されると該第２ダイ・セットが該第１ダイ・セットを楔作用で離間させる、請求項１２の装置。