JP3672407B2 - 枠状構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は枠状構造体の製造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
図16は代表的な枠状構造体の斜視図であり、この枠状構造体100は、アルミサッシ枠であり、段部101を含む上枠102,下枠103,左枠104及び右枠105を口の字状に組合わせたものである。
図17(a)〜(c)は従来の枠状構造体の製造工程図である。
(a)にて長尺アルミ材を所定の長さに切断して、上枠102,下枠103,左枠104及び右枠105を得る。押出し加工にてかなり複雑な断面(例えば段部101を含む角断面)の長尺アルミ材が簡単に製造できるのでこれを素材とすればよい。
(b)にて上枠102,下枠103,左枠104及び右枠105を口の字状に組合わせる。
(c)にて枠同士を溶接にて接続する。106・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)はビードである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
先ず、枠同士を溶接で接続したために、ビード106にピンホールやガスの巻込み等の溶接欠陥が出ぬように細心の注意をはらう必要があり、熟練工が必要となるからコストは上がる。溶接熱のために歪・変形が発生しやすく形状を良好に保つためにも高度な製造技術が要求される。
【0004】
また、上記枠状構造体100は全体形状が簡単で断面が一様のものであれば問題ないが、断面形状が場所毎に変わるものには適さない。
更に、ビード106・・・が盛り上がるため、グラインダで平滑にするなどの後処理が必須となり、研削後であってもビード模様が残る。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、溶接接合が不具合の原因であるから、溶接せずに枠状構造体を製造する技術を確立すべく研究を重ね、溶接なしで複雑な形状の枠状構造体を製造することに成功した。
具体的には、請求項1の方法は、アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプの端部にいんろう継手のおす継手もしくはめす継手を形成する管端加工工程と、パイプをベンダにて製品形状に近似した形状にまで塑性加工するフォーミング工程と、おす継手をめす継手に連結することでパイプをフープにする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フープ材を投入する工程と、金型に納めたフープ材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空のフープ材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる。
【0006】
溶接を必要としないので、溶接欠陥を心配する必要はなく、ビードを処理する必要もなく、外観形状が良好となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、枠状構造体を車両のドア取付け枠を例に説明する。
図1は本発明方法で製造した車両のドア枠の外形図であり、ドア取付け枠1は、上枠部2、前傾斜枠部3、前縦枠部4、下枠部5、後傾斜枠部6及び後縦枠部7とからなる中空環状体である。
図2は図1の2−2線断面図であり、前記前傾斜枠部3は車室側面3aと後面3bがストレート面であり、車外面3c及び前面3dに段部3e,3fを有する。
図3は図1の3−3線断面図であり、下枠部5は縦長の矩形断面を呈し、車室側面5aの前部と、車外面5bの後部とに段部5c,5dを有する。
図4は図1の4−4線断面図であり、後傾斜枠部6はテーパ面6a,6bと段部6cとを有する。
図5は図1の5−5線断面図であり、後縦枠部7は室内面7aの後部と、車外面7bの前部に段部7c,7dを有する。
このように、ドア取付け枠1は部分毎に断面形状が異なる。
【0008】
図6は本発明に係るブロー成形金型の説明図であり、ブロー成形金型10は固定型としての下型11と、可動型としての上型12からなり、下型11に溝13とロケットピン14,14、上型12に溝15とピン受け孔16,16とブローパイプ挿入孔17とを有し、下型11に上型12を重ね、溝13と溝15とを合せることでブロー成形のための成形空間としてのキャビティを形成する。
【0009】
図7はブロー成形金型のキャビティの断面図であり、図は前記図2の断面を得るためのものであり、下型11の溝13に、上型12の溝15を重ね、必要に応じて置き型18をセットすることで、必要なキャビティ19を形成する。このキャビティ19の輪郭は図2の断面の外周面に合致する。場所毎にキャビティ19の形状が異なるが説明は省略する。
【0010】
図8は本発明に係るブロー設備及び加熱設備の原理図であり、加熱炉20は炉殻21に断熱材22を内張りし、炉壁にヒータ23,23を取付け、炉床24にピア25,25,25及び温度センサ26(例えばサーモカップル)を取付け、この温度センサ26の温度信号を炉温制御部27で受け、炉温が所定値になるように炉温制御部27で温度制御する。28は給電制御部である。加熱温度は480〜550℃である。
また、ブロー設備30はコンプレッサ31、圧力調整弁32、耐熱性フレキシブルチューブ33等からなり、圧縮空気を金型10へ供給する。本例は加圧媒体が空気であるが、酸化を嫌うなら窒素ガスなどの不活性ガスを使用し、前記コンプレッサ31をガスボンベに変更する。
【0011】
以上に述べた設備を使用して前記ドア取付け枠1を製造する方法を次に説明する。
図9(a)〜(d)は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(前期)である。
{切断工程}(a)において、定尺のAl−Mg系アルミニウム合金製丸パイプから所定長さの丸パイプ41,42を切り出す。
{管端加工工程}(b)において、丸パイプ41の両端にいんろう継手のおす継手41a,41aを切削形成する。いんろう継手とはおす継手とめす継手との組合わせたものをいう。これらのおす継手41a,41aの長さをL1とする。また丸パイプ42の両端にいんろう継手のめす継手42a,42aを切削形成する。これらのめす継手42a,42aの長さをL2としたときに、L2を前記L1より若干大きくするとよい。
【0012】
{フォーミング工程}(c)において丸パイプ41,42を図示せぬパイプベンダで2次元もしくは3次元的に曲げ成形する。
{フープ工程}次にめす継手42a,42aにおす継手41a,41aを差込む。このときにいんろう継手の嵌合(はめあい)はやや固い止まり嵌めが好ましく、すきま嵌めは不適当である。
なお、図示しないプレスで丸パイプ41,42は必要に応じ、丸を潰して楕円断面にする。
(d)は丸パイプ41,42同士を組合わせてなるフォーミング材45に、更に加圧パイプ43を適当な箇所に取付ける。
【0013】
図10(a),(b)は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(中期)である。
(a)は曲げ加工及び楕円化処理されたパイプの両端同士を差込み、加圧パイプ43を取り付けた状態を示す。得られたフォーミング材45は、製品形状とほぼ同じ輪郭を呈する。
{型にフープ材を投入する工程}(b)において、前記フォーミング材45をブロー成形金型10のキャビティ19に納める。
{加熱する工程}図8に示した加熱炉20にて軟化点以上(溶融点未満)の温度(480〜550℃の範囲から選択した温度)まで温め、その後に加圧流体の供給を開始する。
【0014】
図11(a)〜(f)は本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(後期)、すなわちブロー成形工程説明図である。
(a)において、金型のキャビティ19に楕円成形したフォーミング材45Aを収納し、これを温間ブロー成形する。
(b)はブロー成形後の成形品W1(ドア取付け枠1の一部)を示し、成形品W1の外周面は金型のキャビテイ19の外周面で規定さたことになる。これで、前記図2に示す断面が成形できる。
(c)において、金型のキャビティ19にフォーミング材45Bを収納し、これを温間ブロー成形する。
(d)はブロー成形後の成形品W2を示し、前記図5に示す断面が成形できる。
(e)において、金型のキャビティ19にフォーミング材45Cを収納し、これを温間ブロー成形する。
(f)はブロー成形後の成形品W3を示し、前記図3に示す断面が成形できる。
このように、キャビティにアルミニウム合金製丸パイプがそのままで収納できない場合には、楕円化するか、小径化して納めるようにする。
【0015】
図12(a)〜(c)は本発明に係るいんろう継手の詳細図(第1実施例)である。
上記工程中、接合部の工程を詳細に説明する。
(a)において、めす継手42aにおす継手41aを嵌合する。
(b)において、下型11と上型12との間に丸パイプ41,42をセットする。次に、内圧pを掛ける。
(c)において、丸パイプ41,42が拡径して、めす継手42aにおす継手41aが強固に「かしめ」られた状態を示す。
【0016】
以上の温間ブロー成形により、図2〜図5の断面を有する図1のドア取付け枠1を製造することができる。
【0017】
図13(a)〜(c)は本発明に係るいんろう継手の詳細図(第2実施例)である。
図12のいんろう継手の改良技術であり、めす継手42cに中ぐり加工により凹部42dを設けたことに特徴がある。
(a)において、めす継手42cにおす継手41aを嵌合する。
(b)において、下型11と上型12との間に丸パイプ41,42をセットする。次に、内圧pを掛ける。すると、おす継手41aの外周面のかなりの部分が凹部42dに食い込む。
(c)において、丸パイプ41,42が拡径して、めす継手42cにおす継手41aが強固に「かしめ」られた状態を示す。
【0018】
図14(a)〜(c)は本発明に係るいんろう継手の詳細図(第3実施例)である。
図12のいんろう継手の別の改良技術である。
めす継手42eをテーパ穴とし、おす継手41bを節41cの付いたテーパとし、合せて下型11及び上型12に各々環状溝11a,12aを設けたことに特徴がある。
(a)において、めす継手42eにおす継手41bを嵌合する。
(b)において、下型11と上型12との間に丸パイプ41,42をセットする。次に、内圧pを掛ける。
(c)において、丸パイプ41,42が拡径し、いんろう継手が径外方に湾曲し、この結果、めす継手42eにおす継手41bが強固に「かしめ」られる。
【0019】
図15(a),(b)は本発明に係るいんろう継手の詳細図(第4実施例)であり、図12のいんろう継手の更なる別の改良技術を示す。
めす継手42eをテーパ穴とし、おす継手41bをテーパとしたことを特徴とする。
(a)において、めす継手42eにおす継手41bを嵌合する。
(b)において、丸パイプ41,42が拡径し、めす継手42eにおす継手41bを強固にかしめる。
【0020】
尚、本実施例ではドア取付け枠を例に説明したが、本発明の枠状構造体はこれに限るものではなく、車両用枠、建築用枠、装飾用枠など広義の枠に適用できる。
【0021】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1の方法は、アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプの端部にいんろう継手のおす継手もしくはめす継手を形成する管端加工工程と、パイプをベンダにて製品形状に近似した形状にまで塑性加工するフォーミング工程と、おす継手をめす継手に連結することでパイプをフープにする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フープ材を投入する工程と、金型に納めたフープ材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空のフープ材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる。
【0022】
溶接を必要としないので、溶接欠陥を心配する必要はなく、ビードを処理する必要もなく、外観形状が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法で製造した車両のドア枠の外形図
【図2】図1の2−2線断面図
【図3】図1の3−3線断面図
【図4】図1の4−4線断面図
【図5】図1の5−5線断面図
【図6】本発明に係るブロー成形金型の説明図
【図7】ブロー成形金型のキャビティの断面図
【図8】本発明に係るブロー設備及び加熱設備の原理図
【図9】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(前期)
【図10】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(中期)
【図11】本発明に係るドア取付け枠の製造工程図(後期)
【図12】本発明に係るいんろう継手の詳細図(第1実施例)
【図13】本発明に係るいんろう継手の詳細図(第2実施例)
【図14】本発明に係るいんろう継手の詳細図(第3実施例)
【図15】本発明に係るいんろう継手の詳細図(第4実施例)
【図16】代表的な枠状構造体の斜視図
【図17】従来の枠状構造体の製造工程図
【符号の説明】
1…枠状構造体(ドア取付け枠)、10…ブロー成形金型、19…キャビティ、20…加熱炉、30…ブロー設備、41,42…アルミニウム合金製丸パイプ(丸パイプ)、41a,41b…おす継手、42a,42c,42e…めす継手、45…フォーミング材。
Claims (1)
- アルミニウム合金製丸パイプを所定の長さに切断する工程と、このパイプの端部にいんろう継手のおす継手もしくはめす継手を形成する管端加工工程と、パイプをベンダにて製品形状に近似した形状にまで塑性加工するフォーミング工程と、おす継手をめす継手に連結することでパイプをフープにする工程と、製品の外周面を規定するキャビティを有するブロー成形金型の前記キャビティに前記フープ材を投入する工程と、金型に納めたフープ材を軟化点以上で且つ溶融点未満の温度まで加熱する工程と、加熱された中空のフープ材に高圧流体を吹込んで拡張させ、外周面を前記キャビティの外周面に押圧するブロー成形工程とからなる枠状構造体の製造方法。
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JP06151997A JP3672407B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 枠状構造体の製造方法 |
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JPH10258327A JPH10258327A (ja) | 1998-09-29 |
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