[go: up one dir, main page]

WO2025022840A1 - 成形装置、成形システム、及び金属パイプ - Google Patents

成形装置、成形システム、及び金属パイプ Download PDF

Info

Publication number
WO2025022840A1
WO2025022840A1 PCT/JP2024/020915 JP2024020915W WO2025022840A1 WO 2025022840 A1 WO2025022840 A1 WO 2025022840A1 JP 2024020915 W JP2024020915 W JP 2024020915W WO 2025022840 A1 WO2025022840 A1 WO 2025022840A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal pipe
quenching
die
molding
pipe material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/020915
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
公宏 野際
正憲 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Publication of WO2025022840A1 publication Critical patent/WO2025022840A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses

Definitions

  • the present disclosure relates to a molding device, a molding system, and a metal pipe.
  • Patent Document 1 A conventional molding device for forming metal materials is described in Patent Document 1. This molding device forms parts of a desired shape by pressing the metal material.
  • the molded product formed by the above-mentioned molding device is used to construct a specified structure.
  • the molded product may be joined to other components by welding.
  • the entire molded product may be hardened to ensure strength, while the areas to be welded may be left as non-hardened parts that are not hardened. This reduces the strength of the non-hardened parts, making it easier to weld.
  • the present disclosure therefore aims to provide a molding device, a molding system, and a metal pipe that can improve the strength of molded products.
  • a molding device is a molding device that molds a metal material with a first mold and a second mold, and the first mold and the second mold have a quenching mode adjustment region that adjusts the quenching mode of at least a portion of the metal material, and in the quenching mode adjustment region, one of the first mold and the second mold is provided with a quenching mechanism that only quenches the metal material, and the other mold is provided with a non-quenching mechanism that does not quench the metal material.
  • the first and second dies have a quenching mode adjustment area that adjusts the quenching mode of at least a portion of the metal material. This makes it possible to adjust the strength of the molded product.
  • one of the first and second dies is provided with a quenching mechanism that quenches the metal material, and the other is provided with a non-quenching mechanism that does not quench the metal material.
  • the quenching mechanism can increase the strength by quenching the metal material.
  • the non-quenching mechanism can form parts with partially low strength depending on the application by not quenching the metal material. Therefore, in the molded product, strength can be reduced in parts where it is better to reduce the strength partially, such as welds, and high strength can be ensured in other parts by quenching. As a result, the strength of the molded product can be improved.
  • the quenching adjustment area may be provided at a position corresponding to the end of the metal material in the longitudinal direction. Since welds and the like are likely to be formed at the end of the molded product, it is possible to adjust the strength at that position.
  • the non-quenching mechanism may be constituted by a heating section provided in the other mold. This prevents the molded product from being rapidly cooled at the non-quenching mechanism, making it possible to non-quench the molded product.
  • the first and second dies have a pair of main surfaces and a pair of side surfaces that face each other in the hardening mode adjustment region, and the non-hardening mechanism may non-harden one of the main surfaces and the pair of side surfaces. In this case, the weldability between the side surfaces and the mating member can be improved.
  • the molding system includes the molding device described above and a removal device that removes the surface of the molded product that faces the portion that is not hardened by the non-hardening mechanism. This makes it easier to insert a welding tool when forming a weld in the non-hardened portion by removing the facing surface.
  • a metal pipe according to one embodiment of the present disclosure has a pipe section with a pair of main surfaces and a pair of side surfaces, and one of the main surfaces of the pipe section has a hardened section and a non-hardened section along the axial direction of the pipe section, and the other main surface of the pipe section has only hardened sections along the axial direction.
  • high strength can be ensured by reducing the strength of parts of one main surface of the metal pipe, such as welds, as non-hardened sections, and by making the other parts hardened sections.
  • high strength can be ensured by making the other main surface only hardened sections. As described above, the strength of the metal pipe can be improved.
  • the present disclosure provides a molding device, a molding system, and a metal pipe that can improve the strength of molded products.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a molding system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a molding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 2(a) is a schematic side view showing the thermal expansion unit
  • Fig. 2(b) is a cross-sectional view showing the state when the nozzle seals the metal pipe material.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line Va-Va in FIG. 4
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line Vb-Vb in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a hardening adjustment portion of the molded product.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a hardening adjustment portion of a molded product.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a molding die.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a hardening adjustment portion of a molded product molded by a molding system according to
  • FIG. 1 is a block diagram of a molding system 100 according to this embodiment.
  • the molding system 100 is a system that molds a metal material.
  • a metal pipe material is used as the metal material.
  • a metal pipe is molded as the molded product.
  • the forming system 100 includes a forming device 1 and a removal device 101.
  • the forming device 1 is a device that performs hardening by expanding and forming a heated metal material.
  • the forming device 1 forms a metal pipe by a forming method called STAF (Steel Tube Air Forming) forming.
  • the removal device 101 is a device that removes unnecessary parts from the molded product molded by the molding device 1. Details of the removal device 101 will be described later.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the molding device 1 according to this embodiment.
  • the molding device 1 is a device that molds a metal pipe having a hollow shape by blow molding.
  • the molding device 1 is installed on a horizontal surface.
  • the molding device 1 includes a molding die 2, a drive mechanism 3, a holding unit 4, a heating unit 5, a fluid supply unit 6, a cooling unit 7, and a control unit 8.
  • the metal pipe material 40 refers to a hollow article before the completion of molding in the molding device 1.
  • the metal pipe material 40 is a pipe material of a steel type that can be hardened.
  • the direction in which the metal pipe material 40 extends during molding may be referred to as the "longitudinal direction”
  • the direction perpendicular to the longitudinal direction may be referred to as the "width direction”.
  • the forming die 2 is a die for forming a metal pipe from the metal pipe material 40, and includes a lower die 11 and an upper die 12 that face each other in the vertical direction.
  • the lower die 11 and the upper die 12 are made of steel blocks.
  • Each of the lower die 11 and the upper die 12 has a recess for accommodating the metal pipe material 40.
  • each recess forms a space of the target shape in which the metal pipe material is to be formed. Therefore, the surface of each recess becomes the forming surface of the forming die 2.
  • the lower die 11 is fixed to the base 13 via a die holder or the like.
  • the upper die 12 is fixed to the slide of the drive mechanism 3 via a die holder or the like.
  • the drive mechanism 3 is a mechanism that moves at least one of the lower die 11 and the upper die 12. In FIG. 2, the drive mechanism 3 is configured to move only the upper die 12.
  • the drive mechanism 3 includes a slide 21 that moves the upper die 12 so that the lower die 11 and the upper die 12 are aligned, a pullback cylinder 22 as an actuator that generates a force to pull the slide 21 upward, a main cylinder 23 as a drive source that pressurizes the slide 21 downward, and a drive source 24 that applies a drive force to the main cylinder 23.
  • the holding unit 4 is a mechanism for holding the metal pipe material 40 disposed between the lower die 11 and the upper die 12.
  • the holding unit 4 includes a lower electrode 26 and an upper electrode 27 for holding the metal pipe material 40 at one end in the longitudinal direction of the mold 2, and a lower electrode 26 and an upper electrode 27 for holding the metal pipe material 40 at the other end in the longitudinal direction of the mold 2.
  • the lower electrode 26 and the upper electrode 27 on both sides in the longitudinal direction hold the metal pipe material 40 by sandwiching the end of the metal pipe material 40 from above and below.
  • a groove having a shape corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 40 is formed on the upper surface of the lower electrode 26 and the lower surface of the upper electrode 27.
  • the lower electrode 26 and the upper electrode 27 are provided with a driving mechanism (not shown) and can move independently in the vertical direction.
  • the heating unit 5 heats the metal pipe material 40.
  • the heating unit 5 is a mechanism that heats the metal pipe material 40 by passing electricity through the metal pipe material 40.
  • the heating unit 5 heats the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12 while the metal pipe material 40 is separated from the lower mold 11 and the upper mold 12.
  • the heating unit 5 includes a lower electrode 26 and an upper electrode 27 on both sides of the longitudinal direction as described above, and a power source 28 that passes current through these electrodes 26, 27 to the metal pipe material 40.
  • the heating unit may be disposed in a process preceding the molding device 1 and may be an external heating unit.
  • the fluid supply unit 6 is a mechanism for supplying high-pressure fluid into the metal pipe material 40 held between the lower die 11 and the upper die 12.
  • the fluid supply unit 6 supplies high-pressure fluid to the metal pipe material 40, which has been heated by the heating unit 5 to a high temperature, to expand the metal pipe material 40.
  • the fluid supply unit 6 is provided on both ends of the longitudinal direction of the mold 2.
  • the fluid supply unit 6 includes a nozzle 31 that supplies fluid to the inside of the metal pipe material 40 from an opening at the end of the metal pipe material 40, a drive mechanism 32 that moves the nozzle 31 back and forth relative to the opening of the metal pipe material 40, and a supply source 33 that supplies high-pressure fluid into the metal pipe material 40 through the nozzle 31.
  • the drive mechanism 32 brings the nozzle 31 into close contact with the end of the metal pipe material 40 while ensuring sealing when supplying and discharging fluid, and moves the nozzle 31 away from the end of the metal pipe material 40 at other times.
  • the fluid supply unit 6 may supply a gas such as high-pressure air or an inert gas as the fluid.
  • the fluid supply unit 6 may be integrated into the same device as the holding unit 4, which has a mechanism for moving the metal pipe material 40 in the vertical direction, and the heating unit 5.
  • FIG. 3(a) is a schematic side view showing the thermal expansion unit 150.
  • FIG. 3(b) is a cross-sectional view showing the state when the nozzle 31 seals the metal pipe material 40.
  • the thermal expansion unit 150 comprises the above-mentioned lower electrode 26 and upper electrode 27, an electrode mounting unit 151 mounting the electrodes 26, 27, the above-mentioned nozzle 31 and drive mechanism 32, a lifting unit 152, and a unit base 153.
  • the electrode mounting unit 151 comprises a lifting frame 154 and electrode frames 156, 157.
  • the electrode frames 156, 157 function as part of the drive mechanism 60 that supports and moves the electrodes 26, 27.
  • the drive mechanism 32 drives the nozzle 31, and lifts and lowers together with the electrode mounting unit 151.
  • the drive mechanism 32 comprises a piston 61 that holds the nozzle 31, and a cylinder 62 that drives the piston.
  • the lifting unit 152 includes a lifting frame base 64 attached to the upper surface of the unit base 153, and a lifting actuator 66 that applies lifting and lowering motion to the lifting frame 154 of the electrode mounting unit 151 by means of the lifting frame base 64.
  • the lifting frame base 64 has guide parts 64a and 64b that guide the lifting and lowering motion of the lifting frame 154 relative to the unit base 153.
  • the lifting unit 152 functions as part of the drive mechanism 60 of the holding part 4.
  • the thermal expansion unit 150 has multiple unit bases 153 with different inclination angles of the upper surface, and by replacing these, it is possible to change and adjust the inclination angles of the lower electrode 26, upper electrode 27, nozzle 31, electrode mounting unit 151, drive mechanism 32, and lifting unit 152 all at once.
  • the nozzle 31 is a cylindrical member into which the end of the metal pipe material 40 can be inserted.
  • the nozzle 31 is supported by the drive mechanism 32 so that the center line of the nozzle 31 coincides with the reference line SL1.
  • the inner diameter of the supply port 31a at the end of the nozzle 31 on the metal pipe material 40 side approximately coincides with the outer diameter of the metal pipe material 40 after expansion molding.
  • the nozzle 31 supplies high-pressure fluid from the internal flow path 63 to the metal pipe material 40.
  • An example of a high-pressure fluid is gas.
  • the cooling unit 7 is a mechanism for cooling the forming die 2. By cooling the forming die 2, the cooling unit 7 can rapidly cool the expanded metal pipe material 40 when it comes into contact with the forming surface of the forming die 2.
  • the cooling unit 7 includes flow paths 36 formed inside the lower die 11 and the upper die 12, and a water circulation mechanism 37 that supplies cooling water to the flow paths 36 and circulates it.
  • the control unit 8 is a device that controls the entire molding device 1.
  • the control unit 8 controls the drive mechanism 3, the holding unit 4, the heating unit 5, the fluid supply unit 6, and the cooling unit 7.
  • the control unit 8 repeatedly performs the operation of molding the metal pipe material 40 in the molding die 2.
  • control unit 8 controls the timing of conveyance from a conveying device such as a robot arm, and places the metal pipe material 40 between the lower die 11 and the upper die 12 in the open state.
  • the control unit 8 may have an operator manually place the metal pipe material 40 between the lower die 11 and the upper die 12.
  • the control unit 8 also controls the actuators of the holding unit 4 to support the metal pipe material 40 with the lower electrodes 26 on both sides in the longitudinal direction, and then lower the upper electrode 27 to sandwich the metal pipe material 40.
  • the control unit 8 also controls the heating unit 5 to electrically heat the metal pipe material 40. As a result, an axial current flows through the metal pipe material 40, and the metal pipe material 40 itself generates heat through Joule heat due to the electrical resistance of the metal pipe material 40 itself.
  • the control unit 8 controls the drive mechanism 3 to lower the upper die 12 and bring it close to the lower die 11, and closes the mold 2. Meanwhile, the control unit 8 controls the fluid supply unit 6 to seal the openings at both ends of the metal pipe material 40 with the nozzle 31 and supply fluid. As a result, the metal pipe material 40 softened by heating expands and comes into contact with the molding surface of the mold 2. The metal pipe material 40 is then molded to fit the shape of the molding surface of the mold 2. When a metal pipe with a flange is formed, a part of the metal pipe material 40 is inserted into the gap between the lower die 11 and the upper die 12, and then the mold is closed to crush the inserted part and form a flange part. When the metal pipe material 40 comes into contact with the molding surface, it is quenched by the mold 2 cooled by the cooling unit 7, and the metal pipe material 40 is quenched.
  • the molded product 41 will be described with reference to Figure 4.
  • the molded product 41 shown in Figure 4 is in a state after the unnecessary portion has been cut off by the removal device 101.
  • the molded product 41 has a molded main body portion 45 having a pipe portion 43 and a flange portion 44, an end region 46 on one end side in the longitudinal direction, and an end region 47 on the other end side.
  • the molded main body portion 45 is a portion that extends in the longitudinal direction with a generally constant cross-sectional shape.
  • the pipe portion 43 is a hollow portion having a rectangular ring shape.
  • the flange portion 44 is a plate-like portion that protrudes from both sides in the width direction of the pipe portion 43 by crushing a part of the metal pipe material 40.
  • the end region 47 on the other end side is formed in a flat plate shape by crushing the metal pipe material 40.
  • the pipe wall protrudes in an arched shape to form an air vent hole 48.
  • one end region 46 has a trapezoidal cross-sectional shape.
  • End region 46 has a main surface 46a corresponding to the upper side of the trapezoid, a main surface 46b corresponding to the lower side, and a pair of inclined side surfaces 46c, 46d.
  • Main surface 46a is joined to another member and welded at welded portion 70.
  • a notch 71 is formed in main surface 46b at a location opposite welded portion 70.
  • the notch 71 is formed in a shape and range that allows a welding tool to access welded portion 70 from the main surface 46b side.
  • the notch 71 is formed to extend inward in the longitudinal direction from one end 41a of molded product 41.
  • the hardening mode of the molded product 41 will be described.
  • the molded body portion 45 of the molded product 41 becomes the hardened portion E1, which is subjected to normal hardening.
  • hardening is performed over the entire circumference in a cross-sectional view.
  • each portion in the circumferential direction is hardened by hardening.
  • the end region 47 on the other side becomes the non-hardened portion E2, which is not hardened.
  • each portion in the circumferential direction is softened by not hardening.
  • the end region 46 on one side becomes a quenching adjustment portion E3 in which the quenching mode has been adjusted.
  • the quenching adjustment portion E3 a part in a cross-sectional view is quenched, and another part is not quenched.
  • the main surface 46a where the welded portion 70 is formed becomes a non-quenched portion 80 that is not quenched.
  • the main surface 46b and the side surfaces 46c and 46d opposite the main surface 46a become a quenched portion 81 that is quenched.
  • the central region of the main surface 46b becomes a cut-out portion 82 that is removed as a notch 71.
  • the corners between the main surface 46a and the side surface 46c and the corners between the main surface 46a and the side surface 46d become transition sections 83 that transition from the non-quenched portion 80 to the quenched portion 81.
  • the strength of the transition section 83 is intermediate between the strength of the non-quenched portion 80 and the strength of the quenched portion 81.
  • Figure 8 is a side view of the mold 2.
  • the mold 2 has a quenching region 90 that forms the quenched portion E1, and a non-quenching region 91 that forms the non-quenched portion E2.
  • both dies 11 and 12 are provided with a quenching mechanism 93 that only quenches the metal pipe material 40.
  • the quenching mechanism 93 does not have a portion that non-quenches the corresponding portion of the metal pipe material 40.
  • both dies 11 and 12 are provided with a non-quenching mechanism 94 that non-quenches the metal pipe material 40.
  • the forming die 2 has a quenching mode adjustment region 92 that forms the quenching adjustment portion E3. That is, the lower die 11 (first die) and the upper die 12 (second die) have a quenching mode adjustment region 92 that adjusts the quenching mode of at least a portion of the metal pipe material 40. In this way, the quenching mode adjustment region 92 is provided at a position corresponding to the end of the metal pipe material 40 in the longitudinal direction. In the quenching mode adjustment region 92, one die 12 is provided with a quenching mechanism 93 that only quenches the metal pipe material 40, and the other die 11 is provided with a non-quenching mechanism 94 that does not quench the metal pipe material 40.
  • the non-quenching mechanism 94 is constituted by a heating section 95 provided in the molds 11 and 12.
  • the non-quenching mechanism 94 is constituted by a heating section 95 provided in the other mold 11.
  • a medium such as steam or hot water, a heater, or electromagnetic induction may be used as the heating section 95.
  • the heating section 95 heats the molding surface or the metal pipe material 40 itself, thereby preventing rapid cooling of the metal pipe material 40 during molding. As a result, quenching is not performed at the location corresponding to the non-quenching mechanism 94.
  • the mechanism for constituting the non-quenching mechanism 94 is not limited to the heating section 95, and for example, a mechanism that partially prevents cooling of the cooling section 7 in the molds 11 and 12 may be provided.
  • the quenching mechanism 94 is constituted by not providing a heating section 95 for the molds 11 and 12, and allowing the cooling function of the molds 11 and 12 to be exerted.
  • the heating section 95 of the non-hardening mechanism 94 is provided at a position of the lower die 11 that corresponds to the non-hardening section 80 on the main surface 46a.
  • the heating section 95 is not provided at positions of the die 11 that correspond to the transition section 83 and the hardening section 81.
  • the heating section 95 is not provided in the upper die 12.
  • the main surface 46b of the molded product 41 which is the surface facing the non-hardening portion 80 by the non-hardening mechanism 94, is removed by the removal device 101.
  • the metal pipe serving as the molded product 41 has a pipe portion (molded main body portion 45 and end region 46) with a pair of main surfaces and a pair of side surfaces.
  • a hardened portion 81 is provided on the upper main surface 46b
  • a non-hardened portion 89 is provided on the lower main surface 46a.
  • hardened portions are provided on both the upper and lower main surfaces.
  • a hardened portion and a non-hardened portion are provided along the axial direction (longitudinal direction) of the metal pipe on the lower main surface of the pipe portion, and only a hardened portion is provided along the axial direction on the upper main surface of the pipe portion.
  • the other end region 47 does not correspond to the pipe portion.
  • a forming device 200 With reference to FIG. 8(c), a forming device 200 according to a comparative example will be described.
  • the forming device 200 non-hardened regions 91 are formed at positions corresponding to both ends of the metal pipe material 40.
  • a non-hardened portion 80 is formed around the entire circumference of the end region 46.
  • the strength of the side surfaces 46c, 46d and main surface 46b is reduced. Therefore, deformation is concentrated in the end region 46, which causes a problem that sufficient strength of the formed product cannot be obtained.
  • the mold 11 and the mold 12 have a quenching mode adjustment region 92 for adjusting the quenching mode of at least a part of the metal pipe material 40.
  • one of the molds 12 is provided with a quenching mechanism 93 that only quenches the metal pipe material 40
  • the other mold 11 is provided with a non-quenching mechanism 94 that does not quench the metal pipe material 40 (see (a) and (b) of FIG. 8).
  • the quenching mechanism 93 can increase the strength by quenching the metal pipe material 40.
  • the non-quenching mechanism 94 can form a part with a partially low strength depending on the application by not quenching the metal pipe material 40. Therefore, in the molded product 41, the strength can be reduced in parts where it is better to reduce the strength partially, such as the welded part 70, and high strength can be ensured in other parts by quenching. As a result, the strength of the molded product 41 can be improved.
  • the quenching mode adjustment region 92 may be provided at a position corresponding to the end of the metal pipe material 40 in the longitudinal direction. Since the welded portion 70 and the like are likely to be formed at the end of the molded product 41, it is possible to adjust the strength at that position.
  • the non-quenching mechanism 94 may be constituted by a heating section 95 provided in the other die 11. This prevents the molded product 41 from being rapidly cooled at the location of the non-quenching mechanism 94, making it possible to prevent the molded product 41 from being quenched.
  • the molding system 100 includes the above-mentioned molding device 1 and a removal device 101 that removes the main surface 46b of the molded product 41 that faces the non-hardened portion 80 by the non-hardening mechanism 94. This makes it easier to insert a welding tool when forming a welded portion 70 in the non-hardened portion 80 by removing the opposing main surface 46b.
  • a metal pipe has a pipe section with a pair of main surfaces and a pair of side surfaces, and one of the main surfaces of the pipe section has a hardened section and a non-hardened section along the axial direction of the metal pipe, and the other main surface of the pipe section has only hardened sections along the axial direction.
  • high strength can be ensured by making parts of one main surface of the metal pipe where it is better to reduce the strength, such as welds, into non-hardened sections to reduce strength, and making the other parts into hardened sections.
  • high strength can be ensured by making the other main surface out of only hardened sections. As described above, the strength of the metal pipe can be improved.
  • the forming die 2 may have quenching mode adjustment regions 92 at positions corresponding to both ends of the metal pipe material.
  • a non-quenching mechanism 94 may be provided in the upper die 12, and a quenching mechanism 93 may be provided in the lower die 11.
  • the mold 11 and the mold 12 have a pair of opposing main surfaces 46a, 46b and a pair of side surfaces 46c, 46d in the hardening mode adjustment region 92.
  • the non-hardening mechanism 94 may non-harden one of the main surfaces 46a and the pair of side surfaces 46c, 46d. In this case, the weldability between the side surfaces 46c, 46d and the mating member can be improved.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a molding die 2 for molding such a molded product 41.
  • the non-hardened mechanism 94 is provided not only at the location in contact with the lower main surface 46a, but also at the location in contact with the lower corners 46e and 46f and the location in contact with the side surfaces 46c and 46d.
  • the shape of the molded product (mold shape in the quenching mode adjustment area 92) is not particularly limited.
  • the configuration of the molding device 1 is not particularly limited, and may be modified from the structure shown in Figures 2 and 3.
  • 1...molding device 40...metal pipe material (metal material), 41...molded product (metal pipe), 92...quenching mode adjustment area, 93...quenching mechanism, 94...non-quenching mechanism, 95...heating section, 100...molding system, 101...removal device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

成形装置は、第１の金型及び第２の金型で金属材料を成形する成形装置であって、第１の金型及び第２の金型は、金属材料における少なくとも一部の領域の焼き入れ態様を調整する焼き入れ態様調整領域を有し、焼き入れ態様調整領域において、第１の金型及び第２の金型の一方の金型には、金属材料に焼き入れのみを行う焼き入れ機構が設けられ、他方の金型には、金属材料を非焼き入れとする非焼き入れ機構が設けられる。

Description

成形装置、成形システム、及び金属パイプ
　本開示は、成形装置、成形システム、及び金属パイプに関する。
　従来、金属材料を成形する成形装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この成形装置は、金属材料をプレスすることによって所望の形状の部品を成形している。
特開２０１３－１８８７９３号公報
　上述のような成形装置で成形された成形品は、所定の構造物を構築するために用いられる。例えば、成形品を他の部材に対して溶接によって接合する場合がある。このとき、成形品全体に対して焼き入れすることで強度を確保しつつ、溶接を行う箇所に対して焼き入れを行わない非焼き入れ部とする場合がある。これにより、非焼き入れ部の強度を低下させることで、溶接が行い易くなる。
　しかしながら、上述のように非焼き入れ部を設けた場合、溶接部を含む全周にわたる強度まで低下する。当該箇所で変形が集中してしまい、十分な部材強度が得れない可能性がある。
　そこで、本開示は、成形品の強度を向上できる、成形装置、成形システム、及び金属パイプを提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る成形装置は、第１の金型及び第２の金型で金属材料を成形する成形装置であって、第１の金型及び第２の金型は、金属材料における少なくとも一部の領域の焼き入れ態様を調整する焼き入れ態様調整領域を有し、焼き入れ態様調整領域において、第１の金型及び第２の金型の一方の金型には、金属材料に焼き入れのみを行う焼き入れ機構が設けられ、他方の金型には、金属材料を非焼き入れとする非焼き入れ機構が設けられる。
　この成形装置では、第１の金型及び第２の金型は、金属材料における少なくとも一部の領域の焼き入れ態様を調整する焼き入れ態様調整領域を有する。これにより、成形品の強度の調整を行うことが可能になる。具体的に、焼き入れ態様調整領域において、第１の金型及び第２の金型の一方の金型には、金属材料に焼き入れを行う焼き入れ機構が設けられ、他方の金型には、金属材料を非焼き入れとする非焼き入れ機構が設けられる。焼き入れ機構は、金属材料に焼き入れを行うことで強度を高くすることができる。非焼き入れ機構は、金属材料に焼き入れを行わないようにすることで、用途に応じて、部分的に強度が低い箇所を形成することができる。従って、成形品において、溶接部などのように部分的に強度を落としたほうがよい箇所では強度を落とし、それ以外の部分では焼き入れによって高い強度を確保できる。以上より、成形品の強度を向上することができる。
　焼き入れ態様調整領域は、金属材料の長手方向における端部に対応する位置に設けられてよい。成形品の端部では、溶接部などが形成され易いため、当該位置において強度の調整をすることが可能となる。
　非焼き入れ機構は、他方の金型に設けられた加熱部によって構成されてよい。これにより、非焼き入れ機構の箇所において成形品の急冷が抑制され、非焼き入れとすることができる。
　第１の金型及び第２の金型は、焼き入れ態様調整領域において、互いに対向する一対の主面、及び一対の側面を有し、非焼き入れ機構は、一方の主面と、一対の側面とを非焼き入れとしてよい。この場合、側面と相手部材との溶接性を向上させることができる。
　本開示の一態様に係る成形システムは、上述の成形装置と、成形品のうち、非焼き入れ機構による非焼き入れ部と対向する面を除去する除去装置と、を備える。これにより、非焼き入れ部に溶接部を形成するときに、対向する面を除去することで溶接器具を挿入しやすくなる。
　本開示の一態様に係る金属パイプは、一対の主面、及び一対の側面を備えるパイプ部を有し、パイプ部の一方の主面には、パイプ部の軸方向に沿って、焼き入れ部と非焼き入れ部が設けられ、パイプ部の他方の主面には、軸方向に沿って焼き入れ部のみ設けられる。この場合、金属パイプにおいて、一方の主面において、溶接部などのように部分的に強度を落としたほうがよい箇所を非焼き入れ部として強度を落とし、それ以外の部分を焼き入れ部とすることで、高い強度を確保できる。また、他方の主面を焼き入れ部のみで構成することで、高い強度を確保できる。以上より、金属パイプの強度を向上することができる。
　本開示によれば、成形品の強度を向上できる、成形装置、成形システム、及び金属パイプを提供できる。
本開示の実施形態に係る成形システムを示すブロック構成図である。 本開示の実施形態に係る成形装置を示す概略構成図である。 図２（ａ）は、加熱膨張ユニットを示す概略側面図である。図２（ｂ）は、ノズルが金属パイプ材料をシールした時の様子を示す断面図である。 成形品を示す斜視図である。 図５（ａ）は図４のＶａ－Ｖａ線に沿った断面図であり、図５（ｂ）は図４のＶｂ－Ｖｂ線に沿った断面図である。 成形品の焼き入れ調整部の拡大斜視図である。 成形品の焼き入れ調整部の断面図である。 成形型を説明するための概略図である。 成形型の断面図である。 変形例に係る成形システムで成形された成形品の焼き入れ調整部の断面図である。 成形型の断面図である。
　以下、本開示による成形装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　図１は、本実施形態に係る成形システム１００のブロック構成図である。成形システム１００は、金属材料を成形するシステムである。本実施形態では、金属材料として、金属パイプ材料を採用する。これにより、成形品として金属パイプが成形される。
　図１に示すように、成形システム１００は、成形装置１と、除去装置１０１と、を備える。成形装置１は、加熱された金属材料を膨張成形することによって焼き入れを行う装置である。成形装置１は、ＳＴＡＦ（Ｓｔｅｅｌ　Ｔｕｂｅ　Ａｉｒ　Ｆｏｒｍｉｎｇ）成形と称される成形方法により、金属パイプを成形する。
　除去装置１０１は、成形装置１で成形された成形品から不要な箇所を除去する装置である。除去装置１０１の詳細については後述する。
　次に、図２及び図３を参照して、成形装置１の一例について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る成形装置１の概略構成図である。図２に示すように、成形装置１は、ブロー成形によって中空形状を有する金属パイプを成形する装置である。本実施形態では、成形装置１は、水平面上に設置される。成形装置１は、成形型２と、駆動機構３と、保持部４と、加熱部５と、流体供給部６と、冷却部７と、制御部８と、を備える。なお、本明細書において、金属パイプ材料４０は、成形装置１での成形完了前の中空物品を指す。金属パイプ材料４０は、焼入れ可能な鋼種のパイプ材料である。また、水平方向のうち、成形時において金属パイプ材料４０が延びる方向を「長手方向」と称し、長手方向と直交する方向を「幅方向」と称する場合がある。
　成形型２は、金属パイプ材料４０から金属パイプを成形する型であり、上下方向に互いに対向する下側の金型１１及び上側の金型１２を備える。下側の金型１１及び上側の金型１２は、鋼鉄製ブロックで構成される。下側の金型１１及び上側の金型１２のそれぞれには、金属パイプ材料４０が収容される凹部が設けられる。下側の金型１１と上側の金型１２は、互いに密接した状態（型閉状態）で、各々の凹部が金属パイプ材料を成形すべき目標形状の空間を形成する。従って、各々の凹部の表面が成形型２の成形面となる。下側の金型１１は、ダイホルダ等を介して基台１３に固定される。上側の金型１２は、ダイホルダ等を介して駆動機構３のスライドに固定される。
　駆動機構３は、下側の金型１１及び上側の金型１２の少なくとも一方を移動させる機構である。図２では、駆動機構３は、上側の金型１２のみを移動させる構成を有する。駆動機構３は、下側の金型１１及び上側の金型１２同士が合わさるように上側の金型１２を移動させるスライド２１と、上記スライド２１を上側へ引き上げる力を発生させるアクチュエータとしての引き戻しシリンダ２２と、スライド２１を下降加圧する駆動源としてのメインシリンダ２３と、メインシリンダ２３に駆動力を付与する駆動源２４と、を備えている。
　保持部４は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間に配置される金属パイプ材料４０を保持する機構である。保持部４は、成形型２の長手方向における一端側にて金属パイプ材料４０を保持する下側電極２６及び上側電極２７と、成形型２の長手方向における他端側にて金属パイプ材料４０を保持する下側電極２６及び上側電極２７と、を備える。長手方向の両側の下側電極２６及び上側電極２７は、金属パイプ材料４０の端部付近を上下方向から挟み込むことによって、当該金属パイプ材料４０を保持する。なお、下側電極２６の上面及び上側電極２７の下面には、金属パイプ材料４０の外周面に対応する形状を有する溝部が形成される。下側電極２６及び上側電極２７には、図示されない駆動機構が設けられており、それぞれ独立して上下方向へ移動することができる。
　加熱部５は、金属パイプ材料４０を加熱する。加熱部５は、金属パイプ材料４０へ通電することで当該金属パイプ材料４０を加熱する機構である。加熱部５は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間にて、下側の金型１１及び上側の金型１２から金属パイプ材料４０が離間した状態にて、当該金属パイプ材料４０を加熱する。加熱部５は、上述の長手方向の両側の下側電極２６及び上側電極２７と、これらの電極２６，２７を介して金属パイプ材料４０へ電流を流す電源２８と、を備える。なお、加熱部は、成形装置１の前工程に配置し、外部で加熱をするものであっても良い。
　流体供給部６は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間に保持された金属パイプ材料４０内に高圧の流体を供給するための機構である。流体供給部６は、加熱部５で加熱されることで高温状態となった金属パイプ材料４０に高圧の流体を供給して、金属パイプ材料４０を膨張させる。流体供給部６は、成形型２の長手方向の両端側に設けられる。流体供給部６は、金属パイプ材料４０の端部の開口部から当該金属パイプ材料４０の内部へ流体を供給するノズル３１と、ノズル３１を金属パイプ材料４０の開口部に対して進退移動させる駆動機構３２と、ノズル３１を介して金属パイプ材料４０内へ高圧の流体を供給する供給源３３と、を備える。駆動機構３２は、流体供給時及び排気時にはノズル３１を金属パイプ材料４０の端部にシール性を確保した状態で密着させ、その他の時にはノズル３１を金属パイプ材料４０の端部から離間させる。なお、流体供給部６は、流体として、高圧の空気や不活性ガスなどの気体を供給してよい。また、流体供給部６は、金属パイプ材料４０を上下方向へ移動する機構を有する保持部４とともに、加熱部５を含めて同一装置としても良い。
　保持部４、加熱部５、及び流体供給部６の構成要素は、ユニット化された加熱膨張ユニット１５０として構成されてよい。図３（ａ）は、加熱膨張ユニット１５０を示す概略側面図である。図３（ｂ）は、ノズル３１が金属パイプ材料４０をシールした時の様子を示す断面図である。
　図３（ａ）に示すように、加熱膨張ユニット１５０は、上述の下側電極２６及び上側電極２７と、各電極２６，２７を搭載した電極搭載ユニット１５１、上述のノズル３１及び駆動機構３２と、昇降ユニット１５２と、ユニットベース１５３と、を備える。電極搭載ユニット１５１は、昇降フレーム１５４と、電極フレーム１５６，１５７と、を備える。電極フレーム１５６，１５７は、各電極２６，２７を支持して移動させる駆動機構６０の一部として機能する。駆動機構３２は、ノズル３１を駆動させ、電極搭載ユニット１５１と共に昇降する。駆動機構３２は、ノズル３１を保持するピストン６１と、ピストンを駆動させるシリンダ６２とを備えている。昇降ユニット１５２は、ユニットベース１５３の上面に取り付けられる昇降フレームベース６４と、これらの昇降フレームベース６４によって、電極搭載ユニット１５１の昇降フレーム１５４に対して昇降動作を付与する昇降用アクチュエータ６６とを備えている。昇降フレームベース６４は、ユニットベース１５３に対する昇降フレーム１５４の昇降動作をガイドするガイド部６４ａ，６４ｂを有する。昇降ユニット１５２は、保持部４の駆動機構６０の一部として機能する。加熱膨張ユニット１５０は、上面の傾斜角度が異なる複数のユニットベース１５３を有し、これらを交換することにより、下側電極２６及び上側電極２７、ノズル３１、電極搭載ユニット１５１、駆動機構３２、昇降ユニット１５２の傾斜角度を一括的に変更調節することを可能としている。
　ノズル３１は、金属パイプ材料４０の端部を挿入可能な円筒部材である。ノズル３１は、当該ノズル３１の中心線が基準線ＳＬ１と一致するように、駆動機構３２に支持されている。金属パイプ材料４０側のノズル３１の端部の供給口３１ａの内径は、膨張成形後の金属パイプ材料４０の外径に略一致している。この状態で、ノズル３１は、内部の流路６３から高圧の流体を金属パイプ材料４０に供給する。なお、高圧流体の一例としては、ガスなどが挙げられる。
　図２に戻り、冷却部７は、成形型２を冷却する機構である。冷却部７は、成形型２を冷却することで、膨張した金属パイプ材料４０が成形型２の成形面と接触したときに、金属パイプ材料４０を急速に冷却することができる。冷却部７は、下側の金型１１及び上側の金型１２の内部に形成された流路３６と、流路３６へ冷却水を供給して循環させる水循環機構３７と、を備える。
　制御部８は、成形装置１全体を制御する装置である。制御部８は、駆動機構３、保持部４、加熱部５、流体供給部６、及び冷却部７を制御する。制御部８は、金属パイプ材料４０を成形型２で成形する動作を繰り返し行う。
　具体的に、制御部８は、例えば、ロボットアーム等の搬送装置からの搬送タイミングを制御して、開いた状態の下側の金型１１及び上側の金型１２の間に金属パイプ材料４０を配置する。あるいは、制御部８は、作業者が手動で下側の金型１１及び上側の金型１２の間に金属パイプ材料４０を配置してよい。また、制御部８は、長手方向の両側の下側電極２６で金属パイプ材料４０を支持し、その後に上側電極２７を降ろして当該金属パイプ材料４０を挟むように、保持部４のアクチュエータ等を制御する。また、制御部８は、加熱部５を制御して、金属パイプ材料４０を通電加熱する。これにより、金属パイプ材料４０に軸方向の電流が流れ、金属パイプ材料４０自身の電気抵抗により、金属パイプ材料４０自体がジュール熱によって発熱する。
　制御部８は、駆動機構３を制御して上側の金型１２を降ろして下側の金型１１に近接させ、成形型２の型閉を行う。その一方、制御部８は、流体供給部６を制御して、ノズル３１で金属パイプ材料４０の両端の開口部をシールすると共に、流体を供給する。これにより、加熱により軟化した金属パイプ材料４０が膨張して成形型２の成形面と接触する。そして、金属パイプ材料４０は、成形型２の成形面の形状に沿うように成形される。なお、フランジ付きの金属パイプを形成する場合、下側の金型１１と上側の金型１２との間の隙間に金属パイプ材料４０の一部を進入させた後、更に型閉を行って、当該進入部を押しつぶしてフランジ部とする。金属パイプ材料４０が成形面に接触すると、冷却部７で冷却された成形型２で急冷されることによって、金属パイプ材料４０の焼き入れが実施される。
　図４を参照して、成形品４１について説明する。図４に示す成形品４１は、除去装置１０１で不要な部分を切断した後の状態である。成形品４１は、パイプ部４３及びフランジ部４４を有する成形本体部４５と、長手方向の一端側の端部領域４６と、他端側の端部領域４７と、を有する。
　成形本体部４５は、略一定の断面形状にて長手方向に延びる部分である。図５（ａ）に示すように、パイプ部４３は矩形環状の中空の部分である。フランジ部４４は、金属パイプ材料４０の一部を押しつぶすことによってパイプ部４３の幅方向の両側から突出する、板状部分である。図５（ｂ）に示すように、他端側の端部領域４７は、金属パイプ材料４０を潰すことで平板状に構成される。端部領域４７の厚み方向の一方側には、管壁が山なりに突出することで空気抜き孔４８が形成される。
　図６に示すように、一方側の端部領域４６は、台形状の断面形状を有している。端部領域４６は、台形の上辺に対応する主面４６ａと、下辺に対応する主面４６ｂと、一対の傾斜する側面４６ｃ，４６ｄと、を有する。主面４６ａは、他の部材と接合されて溶接部７０にて溶接される。溶接部７０と対向する箇所において、主面４６ｂには切欠部７１が形成される。主面４６ｂ側から溶接器具が溶接部７０へアクセス可能な形状、範囲に切欠部７１が形成される。切欠部７１は、成形品４１の一方の端部４１ａから、長手方向の内側へ延びるように形成される。
　次に、成形品４１の焼き入れ態様について説明する。図４に示すように、成形品４１のうち、成形本体部４５は、通常の焼き入れがなされる焼き入れ部Ｅ１となる。焼き入れ部Ｅ１では、断面視における全周にわたり、焼き入れがなされる。焼き入れ部Ｅ１では、周方向における各部位が、焼き入れによって硬くなっている。他方側の端部領域４７は、焼き入れがなされない非焼き入れ部Ｅ２となる。非焼き入れ部Ｅ２では、周方向における各部位が、焼き入れがなされないことによって柔らかくなっている。
　一方側の端部領域４６は、焼き入れ態様の調整がなされた焼き入れ調整部Ｅ３となる。焼き入れ調整部Ｅ３では、断面視における一部に焼き入れがされ、他の一部において焼き入れがなされていない。図７に示すように、溶接部７０が形成される主面４６ａは、焼き入れがなされない非焼き入れ部８０となる。主面４６ａと対向する主面４６ｂ及び側面４６ｃ，４６ｄは、焼き入れがなされる焼き入れ部８１となる。このうち、主面４６ｂの中央側の領域は、切欠部７１となって除去される切断予定部８２となる。主面４６ａと側面４６ｃとの角部、及び主面４６ａと側面４６ｄとの角部は、非焼き入れ部８０から焼き入れ部８１へ遷移する遷移区間８３となる。遷移区間８３の強度は、非焼き入れ部８０の強度と焼き入れ部８１の強度との中間となる。
　図８及び図９を参照して、上述のように焼き入れと非焼き入れが調整された成形品４１を成形するための成形型２の構成について説明する。図８は、成形型２を側面から見た側面図である。図８（ａ）に示すように、成形型２は、焼き入れ部Ｅ１を形成する焼き入れ領域９０、及び非焼き入れ部Ｅ２を形成する非焼き入れ領域９１を有する。焼き入れ領域９０では、両方の金型１１，１２に、金属パイプ材料４０に焼き入れのみを行う焼き入れ機構９３が設けられる。焼き入れ機構９３では、金属パイプ材料４０の対応箇所を非焼き入れとする部分を有していない。非焼き入れ領域９１では、両方の金型１１，１２に金属パイプ材料４０を非焼き入れとする非焼き入れ機構９４が設けられる。
　成形型２は、焼き入れ調整部Ｅ３を形成する焼き入れ態様調整領域９２を有する。すなわち、下側の金型１１（第１の金型）及び上側の金型１２（第２の金型）は、金属パイプ材料４０における少なくとも一部の領域の焼き入れ態様を調整する焼き入れ態様調整領域９２を有する。このように、焼き入れ態様調整領域９２は、金属パイプ材料４０の長手方向における端部に対応する位置に設けられる。焼き入れ態様調整領域９２において、一方の金型１２には、金属パイプ材料４０に焼き入れのみを行う焼き入れ機構９３が設けられ、他方の金型１１には、金属パイプ材料４０を非焼き入れとする非焼き入れ機構９４が設けられる。
　非焼き入れ機構９４は、金型１１，１２に設けられた加熱部９５によって構成される。焼き入れ態様調整領域９２において、非焼き入れ機構９４は、他方の金型１１に設けられた加熱部９５によって構成される。加熱部９５として、例えば、蒸気、温水等の媒体、ヒータや電磁誘導などが採用されてよい。加熱部９５が成形面、または金属パイプ材料４０自体を加熱することで、成形時における金属パイプ材料４０の急冷が妨げられる。これにより、非焼き入れ機構９４に対応する箇所での焼き入れが行われなくなる。ただし、非焼き入れ機構９４を構成するための機構は加熱部９５に限られず、例えば、金型１１，１２において部分的に冷却部７の冷却が妨げられる機構を設けてもよい。焼き入れ機構９４は、金型１１，１２に対して加熱部９５を設けず、金型１１，１２の冷却機能が発揮されるようにすることで構成される。
　具体的に、図９に示すように、非焼き入れ機構９４の加熱部９５は、下側の金型１１のうち、主面４６ａにおける非焼き入れ部８０に対応する位置に設けられる。金型１１のうち、遷移区間８３、及び焼き入れ部８１に対応する位置には、加熱部９５が設けられない。また、上側の金型１２には、加熱部９５が設けられない。
　なお、成形品４１のうち、非焼き入れ機構９４による非焼き入れ部８０と対向する面である主面４６ｂは、除去装置１０１によって除去される。
　成形品４１としての金属パイプは、一対の主面、及び一対の側面を備えるパイプ部（成形本体部４５、及び端部領域４６）を有する。成形品４１としての金属パイプは、端部領域４６において、上側の主面４６ｂに焼き入れ部８１が設けられ、下側の主面４６ａに非焼き入れ部８９が設けられる。また、成形本体部４５では、上側の主面及び下側の主面の両方に焼き入れ部が設けられる。従って、成形品４１としての金属パイプでは、パイプ部の下側の主面には、金属パイプの軸方向（長手方向）に沿って、焼き入れ部と非焼き入れ部が設けられ、パイプ部の上側の主面には、軸方向に沿って焼き入れ部のみ設けられる。なお、他方の端部領域４７は、パイプ部には該当しない。
　次に、本実施形態に係る成形システム１００、及び成形装置１の作用・効果について説明する。
　図８（ｃ）を参照して、比較例に係る成形装置２００について説明する。成形装置２００は、金属パイプ材料４０の両端部に対応する位置に、非焼き入れ領域９１が形成されている。この場合、端部領域４６の全周にわたり、非焼き入れ部８０が形成される。この場合、溶接部７０を形成する場所のみならず、側面４６ｃ，４６ｄ及び主面４６ｂの強度も低下してしまう。従って、端部領域４６において変形が集中してしまい、十分な成形品の強度が得られないという問題がある。
　一方、本実施形態に係る成形装置１では、金型１１及び金型１２は、金属パイプ材料４０における少なくとも一部の領域の焼き入れ態様を調整する焼き入れ態様調整領域９２を有する。これにより、成形品４１の強度の調整を行うことが可能になる。具体的に、焼き入れ態様調整領域９２において、一方の金型１２には、金属パイプ材料４０に焼き入れのみを行う焼き入れ機構９３が設けられ、他方の金型１１には、金属パイプ材料４０を非焼き入れとする非焼き入れ機構９４が設けられる（図８の（ａ）（ｂ）参照）。焼き入れ機構９３は、金属パイプ材料４０に焼き入れを行うことで強度を高くすることができる。非焼き入れ機構９４は、金属パイプ材料４０に焼き入れを行わないようにすることで、用途に応じて、部分的に強度が低い箇所を形成することができる。従って、成形品４１において、溶接部７０などのように部分的に強度を落としたほうがよい箇所では強度を落とし、それ以外の部分では焼き入れによって高い強度を確保できる。以上より、成形品４１の強度を向上することができる。
　焼き入れ態様調整領域９２は、金属パイプ材料４０の長手方向における端部に対応する位置に設けられてよい。成形品４１の端部では、溶接部７０などが形成され易いため、当該位置において強度の調整をすることが可能となる。
　非焼き入れ機構９４は、他方の金型１１に設けられた加熱部９５によって構成されてよい。これにより、非焼き入れ機構９４の箇所において成形品４１の急冷が抑制され、非焼き入れとすることができる。
　本実施形態の一態様に係る成形システム１００は、上述の成形装置１と、成形品４１のうち、非焼き入れ機構９４による非焼き入れ部８０と対向する主面４６ｂを除去する除去装置１０１と、を備える。これにより、非焼き入れ部８０に溶接部７０を形成するときに、対向する主面４６ｂを除去することで溶接器具を挿入しやすくなる。
　本実施形態の一態様に係る金属パイプは、一対の主面、及び一対の側面を備えるパイプ部を有し、パイプ部の一方の主面には、金属パイプの軸方向に沿って、焼き入れ部と非焼き入れ部が設けられ、パイプ部の他方の主面には、軸方向に沿って焼き入れ部のみ設けられる。この場合、金属パイプにおいて、一方の主面において、溶接部などのように部分的に強度を落としたほうがよい箇所を非焼き入れ部として強度を落とし、それ以外の部分を焼き入れ部とすることで、高い強度を確保できる。また、他方の主面を焼き入れ部のみで構成することで、高い強度を確保できる。以上より、金属パイプの強度を向上することができる。
　本開示は、上述の実施形態に限定されない。
　例えば、図８（ｂ）に示すように、成形型２のうち、金属パイプ材料の両端部に対応する位置に、焼き入れ態様調整領域９２を設けてもよい。また、上側の金型１２に非焼き入れ機構９４を設け、下側の金型１１に焼き入れ機構９３を設けてもよい。
　図１１に示すように、金型１１及び金型１２は、焼き入れ態様調整領域９２において、互いに対向する一対の主面４６ａ，４６ｂ、及び一対の側面４６ｃ，４６ｄを有する。非焼き入れ機構９４は、一方の主面４６ａと、一対の側面４６ｃ，４６ｄとを非焼き入れとしてよい。この場合、側面４６ｃ，４６ｄと相手部材との溶接性を向上させることができる。
　具体的に、図１０に示すように、溶接部７０が形成される主面４６ａは、焼き入れがなされない非焼き入れ部８０となる。また、側面４６ｃ，４６ｄは、非焼き入れ部１８１となる。下側の角部４６ｅ，４６ｆは、非焼き入れ部１８３となる。主面４６ａと対向する主面４６ｂ、及び上側の角部４６ｇ，４６ｈは、焼き入れがなされる焼き入れ部８１となる。図１１は、このような成形品４１を成形するための成形型２を示す断面図である。図１１に示すように、非焼き入れ機構９４は、下側の主面４６ａと接触する箇所のみならず、下側の角部４６ｅ，４６ｆと接触する箇所、及び側面４６ｃ，４６ｄと接触する箇所に設けられる。
　成形する成形品の形状（焼き入れ態様調整領域９２における金型形状）は特に限定されない。
　成形装置１の構成は特に限定されず、図２及び図３に示す構造から変更されてもよい。
　１…成形装置、４０…金属パイプ材料（金属材料）、４１…成形品（金属パイプ）、９２…焼き入れ態様調整領域、９３…焼き入れ機構、９４…非焼き入れ機構、９５…加熱部、１００…成形システム、１０１…除去装置。

Claims (6)

  1. 　第１の金型及び第２の金型で金属材料を成形する成形装置であって、
    　前記第１の金型及び前記第２の金型は、前記金属材料における少なくとも一部の領域の焼き入れ態様を調整する焼き入れ態様調整領域を有し、
    　前記焼き入れ態様調整領域において、前記第１の金型及び前記第２の金型の一方の金型には、前記金属材料に焼き入れのみを行う焼き入れ機構が設けられ、他方の金型には、前記金属材料を非焼き入れとする非焼き入れ機構が設けられる、成形装置。
  2. 　前記焼き入れ態様調整領域は、前記金属材料の長手方向における端部に対応する位置に設けられる、請求項１に記載の成形装置。
  3. 　前記非焼き入れ機構は、前記他方の金型に設けられた加熱部によって構成される、請求項１に記載の成形装置。
  4. 　前記第１の金型及び前記第２の金型は、前記焼き入れ態様調整領域において、互いに対向する一対の主面、及び前記一対の側面を有し、
    　前記非焼き入れ機構は、一方の前記主面と、前記一対の側面とを非焼き入れとする、請求項１に記載の成形装置。
  5. 　請求項１～３の何れか一項に記載の成形装置と、
    　成形品のうち、前記非焼き入れ機構による非焼き入れ部と対向する面を除去する除去装置と、を備える、成形システム。
  6. 　一対の主面、及び一対の側面を備えるパイプ部を有し、
    　前記パイプ部の一方の前記主面には、前記パイプ部の軸方向に沿って、焼き入れ部と非焼き入れ部が設けられ、
    　前記パイプ部の他方の前記主面には、前記軸方向に沿って焼き入れ部のみ設けられる、金属パイプ。
PCT/JP2024/020915 2023-07-26 2024-06-07 成形装置、成形システム、及び金属パイプ Pending WO2025022840A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023121418 2023-07-26
JP2023-121418 2023-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025022840A1 true WO2025022840A1 (ja) 2025-01-30

Family

ID=94374720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/020915 Pending WO2025022840A1 (ja) 2023-07-26 2024-06-07 成形装置、成形システム、及び金属パイプ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025022840A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005161366A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Nippon Steel Corp 鋼板のプレス成形方法及び装置
WO2008123506A1 (ja) * 2007-04-04 2008-10-16 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 自動車車体用強度部材、フロントサイドメンバー及び自動車車体の側部構造
JP2008542031A (ja) * 2005-05-30 2008-11-27 ティッセンクルップ スチール アクチェンゲゼルシャフト 種々の材料特性を有する隣接部分を含む金属コンポーネントを製造する方法
JP2011000617A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Nippon Steel Corp 金属管の熱間プレス成形装置およびその方法
JP2011523375A (ja) * 2008-07-25 2011-08-11 ヒュンダイ スチール カンパニー プレス硬化用金型の冷却装置
JP2016528043A (ja) * 2013-07-05 2016-09-15 オートテック エンジニアリング エー．アイ．イー． 変形配向の制御された金属部品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005161366A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Nippon Steel Corp 鋼板のプレス成形方法及び装置
JP2008542031A (ja) * 2005-05-30 2008-11-27 ティッセンクルップ スチール アクチェンゲゼルシャフト 種々の材料特性を有する隣接部分を含む金属コンポーネントを製造する方法
WO2008123506A1 (ja) * 2007-04-04 2008-10-16 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 自動車車体用強度部材、フロントサイドメンバー及び自動車車体の側部構造
JP2011523375A (ja) * 2008-07-25 2011-08-11 ヒュンダイ スチール カンパニー プレス硬化用金型の冷却装置
JP2011000617A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Nippon Steel Corp 金属管の熱間プレス成形装置およびその方法
JP2016528043A (ja) * 2013-07-05 2016-09-15 オートテック エンジニアリング エー．アイ．イー． 変形配向の制御された金属部品

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1179765A (ja) ガラス容器の製造方法および製造装置
JP2019069473A (ja) 成形装置
WO2025022840A1 (ja) 成形装置、成形システム、及び金属パイプ
US20240253103A1 (en) Forming device and forming method
JP7668802B2 (ja) 成形装置
US20240149323A1 (en) Molding device
US12358037B2 (en) Forming device and forming method
WO2023157698A1 (ja) 成形装置
WO2022050074A1 (ja) 成形型
WO2023038083A1 (ja) 成形装置
WO2025022885A1 (ja) 成形装置
WO2022172687A1 (ja) 成形装置、及び金属パイプ
US20250222508A1 (en) Forming device
JP2024064701A (ja) 成形装置、及び金属部材
WO2024089989A1 (ja) 成形装置、及び金属部材
JP2021053688A (ja) 成形装置及びブロー成形用の金属パイプ材料
JP7640522B2 (ja) 成形システム、及び成形方法
JP7626752B2 (ja) 成形システム、及び成形方法
US12502704B2 (en) Forming device and metal pipe
WO2022186055A1 (ja) 成形システム
WO2025013552A1 (ja) 成形システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24845222

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1