JP2000254735A - 順送りプレスによるカップ状成形品のプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パイロット性の確保、材料歩留まりの改善に有
利な順送りプレスによるカップ状成形品のプレス成形方
法を提供する。 【解決手段】パイロット穴２をもつシート材１に張り出
し成形して第１次カップ４を形成し、第１次カップ４の
壁部を整形して第２次カップ６を形成し、第２次カップ
６をシート材１から分離してカップ状成形品８を得る。
第１次カップ４の中心線Ｐ１、第２次カップ６の中心線
Ｐ２、カップ状成形品８の中心線Ｐ３に沿って各中心線
を通る各断面において、第１次カップ４の線長をＬ１と
し、第２次カップ６の線長をＬ２とし、カップ状成形品
８の線長をＬ３としたとき、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が実質的
に相応するように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は順送りプレスによる
カップ状成形品のプレス成形方法に関する。本発明は例
えばカバー部材を順送りプレスで成形する場合に適用で
きる。

【０００２】

【従来の技術】産業界では、順送りプレスによるプレス
成形法が行われている。順送りプレスによるプレス成形
法とは、異なる機能をもつプレス型をシート材の搬送方
向に並設し、一方向に連続して延びるシート材を用い、
シート材を搬送方向に搬送させつつ各プレス型で次々と
連続的にプレス成形を加えて成形を進める技術であり、
生産性の向上に貢献できる。

【０００３】従来より、順送りプレスによるカップ状成
形品のプレス成形方法として、図６に示すように、一方
向に連続して延びる金属製のシート材１００を用い、シ
ート材１００の幅方向の端にパイロット穴１０２を形成
する工程、その後、シート材１００の所定部位に開口窓
であるアワーグラス部１０４（あるいはアワーグラス部
と同様な機能を発揮するランススリット）を形成する工
程と、隣設するアワーグラス部１０４間のシート材部分
１００ｗを絞り型により絞り成形し、容器状をなすカッ
プ１０８を形成する工程と、カップ１０８の外周部を打
ち抜いてカップ１０８をシート材１００から分離し、カ
ップ状成形品を得る工程と順に実施する技術が知られて
いる。なお図６（ａ）はシート材１００の平面図を示
し、図６（ｂ）はシート材１００の断面図を示す。

【０００４】図５（ａ）は一般的な絞り成形の概念を示
す。図５（ａ）に示すように絞り成形では、カップ１０
８の外方のフランジ部分１０８ｅがパンチによりカップ
１０８の半径方向内方にかなり縮径しつつ引き込まれる
ため、縮みフランジ変形を伴うと共に、カップ１０８の
外方のフランジ部分１０８ｅも矢印Ｋ１方向につまりカ
ップ１０８の半径方向内方にかなり引き込まれる。つま
り絞り成形は、カップ１０８の外方に位置するフランジ
部分１０８ｅを矢印Ｋ１方向（半径方向内方）に引き込
む引込力がかなり大きい。

【０００５】従って初期段階で絞り成形を行う従来技術
においては、図６（ａ）に示すようにシート材１００の
幅は当初ではＤ１であったにも関わらず、絞り成形に伴
い、引込力の影響を受けてシート材１００の幅はＤ２
（Ｄ２＜Ｄ１）とかなり小さくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来方法では
初期の段階において絞り成形を行う関係上、絞り成形の
際に発生する上記した引込力が隣のカップ１０８に影響
を与えないように、開口窓であるアワーグラス部１０４
（あるいはランススリット）をカップ１０８間に形成し
ている。アワーグラス部１０４は、上記引込力を吸収す
る機能を発揮する。

【０００７】しかしながら絞り成形の程度によっては、
カップ１０８の半径方向内方に引き込む引込力がかなり
大きくなる。上記した引込力はパイロット穴１０２にも
作用する。そのためパイロット穴１０２が正規の位置か
らずれしたり、穴形状が変形したりする。パイロット穴
１０２の位置ずれや変形が生じると、各パイロット穴１
０２にパイロットロッド１０２ｂ〜１０２ｄを挿入して
シート材１００を精度よく位置決めすることが困難とな
る。即ち、位置決め案内機能であるパイロット性が低下
する。

【０００８】そこで従来技術においては、引込力がパイ
ロット穴１０２に作用しにくくなるようにし、パイロッ
ト穴１０２の位置ずれや変形を抑えるべく、図６（ａ）
に示すように、引込力吸収機能をもつ開口窓であるアワ
ーグラス部１０４よりもシート材１００の幅方向の外側
にパイロット穴１０２を形成している。そのため従来技
術においては、シート材１００の幅寸法Ｄ１はカップ１
０８の径よりもそれだけ大きくなる。従って満足する材
料歩留まりが得られない問題があった。

【０００９】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、シート材を位置決めするパイロット穴によるパ
イロット性を確保しつつ、材料歩留まりの改善に有利な
順送りプレスによるカップ状成形品のプレス成形方法を
提供することを共通課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る順送りプレ
スによるカップ状成形品のプレス成形方法は、一方向に
連続して延びるとともに幅方向の端部にパイロット穴を
もつシート材を用い、シート材の所定部位に張り出し成
形して容器状をなす第１次カップを形成する工程と、第
１次カップを構成する壁部を整形し、第１次カップの深
さよりも深さが浅い整形底壁部をもつ第２次カップを形
成する工程と、第２次カップの外周部を打ち抜いて第２
次カップをシート材から分離し、カップ状成形品を得る
工程と順に実施し、第１次カップの中心線、第２次カッ
プの中心線、カップ状成形品の中心線に沿って各中心線
を通る各断面において、第１次カップの線長をＬ１と
し、第２次カップの線長をＬ２とし、カップ状成形品の
線長をＬ３としたとき、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各差がＬ１
を基準として１０％以内となるように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ
３が実質的に相応するように設定されていることを特徴
とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明方法で用いるシート材は一
方向に連続して延びるものであり、幅方向の端部にパイ
ロット穴をもつ。シート材は鋼系等の金属で形成されて
いるものを採用できる。パイロット穴は、シート材の幅
方向の両方の端部に形成することが好ましい。シート材
の材質は一般的には金属であり、鋼系を採用できる。

【００１２】本発明方法によれば、シート材の所定部位
に張り出し成形して容器状をなす第１次カップを形成す
る工程と、第１次カップを構成する壁部を整形し、第１
次カップの深さよりも深さが浅い整形底壁部をもつ第２
次カップを形成する工程と、第２次カップの外周部を打
ち抜いて第２次カップをシート材から分離し、カップ状
成形品を得る工程と順に実施する。

【００１３】本発明方法によれば、初期段階において絞
り成形ではなく張り出し成形を行う。張り出し成形は絞
り成形とは異なり、引込力がかなり小さいものである。
故に絞り成形の場合に比較して、パイロット穴に対する
引込力はかなり小さいか、ほとんどない。本発明方法に
よれば、第１次カップの中心線、第２次カップの中心
線、カップ状成形品の中心線をそれぞれ通る各断面にお
いて、第１次カップの線長をＬ１とし、第２次カップの
線長をＬ２とし、カップ状成形品の線長をＬ３としたと
き、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が実質的に相応するように設定さ
れている。

【００１４】本発明方法によれば上記のようにＬ１、Ｌ
２、Ｌ３が実質的に相応するように設定されているた
め、第１次カップを成形する際、第１次カップから第２
次カップを成形する際において、半径方向内方にパイロ
ット穴を引き込む引込力が抑制される。故にパイロット
穴の位置ずれ、パイロット穴の変形が抑制される。よっ
てパイロット穴によるシート材の位置決め案内性である
パイロット性が確保される。

【００１５】前述したように本発明方法によれば、Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３が実質的に相応するように設定されてい
る。この場合にはシート材１の材質やカップ状成形品の
種類等によって、８％以内、５％以内、３％以内、１％
以内等を適宜採用することができる。本発明方法によれ
ば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が実質的に相応するように設定さ
れているため、第１カップから第２カップを形成する際
の伸び量を期待できないし、第２カップからカップ状成
形品を得る際の伸びも期待できない。従ってシート材か
ら第１次カップを成形する際に、必要な長さを備えたＬ
１を確保するように、第１次カップを張り出し成形で成
形する必要がある。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。 （実施例の構成）本実施例においては順送りプレスを行
う。本実施例においては、一方向つまり搬送方向（矢印
Ｘ１方向）に連続して延びる金属製（例えば鋼系,ＪＩ
Ｓ−ＳＰＣＣ材）のシート材１を用いる。シート材１は
長手方向に沿って延設された辺１ｓ,１ｔをもつ。シー
ト材１の幅をＤ４として示す。図略の搬送機構によりシ
ート材１は矢印Ｘ１方向に搬送され、第１ステーション
ＳＴ１、第２ステーションＳＴ２、第３ステーションＳ
Ｔ３、第４ステーションＳＴ４を順に移動する。本実施
例ではシート材１は間欠的に移動される。第２ステーシ
ョンＳＴ２〜第４ステーションＳＴ４においては、各パ
イロット穴２にパイロットロッド２ｂ，２ｃ，２ｄが挿
入されるため、シート材１は位置決めされる。

【００１７】まず第１ステーションＳＴ１において、シ
ート材１の幅方向の辺１ｓ，１ｔ側にパイロット穴２を
互いに対向するようにそれぞれ形成する。パイロット穴
２の形状は円形状である。第２ステーションＳＴ２にお
いては、シート材１の所定部位に図略の張り出し成形パ
ンチ型が下降し、これにより張り出し成形を行い、容器
状をなす第１次カップ４を形成する。第１次カップ４は
底壁部４ｗと周壁部４ｓとをもつ。第１次カップ４の底
壁部４ｗの深さはＨ１（図２参照）として示されてい
る。第１次カップ４を形成後に張り出し成形パンチ型は
上昇する。

【００１８】一般的な張り出し成形の概念を図５（ｂ）
に示す。張り出し成形においては、張り出される壁部分
の肉厚はやや減少するものの、引込力が大きい絞り成形
とは異なり、第１次カップ４の外方のフランジ部分４ｆ
を第１次カップ４の半径方向内方（矢印Ｋ１方向）にを
引き込む引込力は小さいものである。そのため本実施例
においては図１に示すようにパイロット穴２が第１次カ
ップ４に接近して形成されていたとしても、引込力がパ
イロット穴２に作用することは抑制される。従って本実
施例においては従来技術とは異なり、アワーグラス部１
０４を廃止したり、あるいは、簡略化したりすることが
できる。

【００１９】第３ステーションＳＴ３においては、第１
次カップ４を構成する底壁部４ｗ、周壁部４ｓをカップ
叩き整形型装置により叩き整形する。叩き整形とは、断
面における線長が基本的には変化しないようにカップの
壁部の形状を変化させる成形をいう。叩き整形により、
浅底で平坦な整形底壁部５をもつ第２次カップ６を形成
する。図２に示すように整形底壁部５の深さＨ２は、第
１次カップ４の底壁部４ｗの深さＨ１よりも浅い。第２
次カップ６を整形した後に、カップ叩き整形型装置から
第２次カップ６が離脱される。

【００２０】叩き整形について更に説明を加える。図３
においてカップ叩き整形型装置９は、基台９０と、基台
９０に保持され平坦な下整形型面９１ａをもつカップ受
け手段として機能するクッション９１と、クッション９
１を弾性支持する付勢手段としての下バネ９２と、基台
９０に設置されクッション９１を包囲するリング形状の
下ダイ９３と、昇降台９４に保持されクッション９１に
対面する平坦な上整形型面９５ａをもつカップ叩き手段
として機能する上パンチ９５と、昇降台９４に保持され
上パンチ９５を包囲するリング形状の上パッド９６と、
上パッド９６を弾性支持する付勢手段としての上バネ９
７とを備えている。図３の（ａ）はカップ叩き整形途中
の状態を示し、図３の（ｂ）はカップ叩き整形後の状態
を示す。

【００２１】叩き整形の際には、シート材１に形成され
ている第１次カップ４をクッション９１の下整形型面９
１ａに設置し、その状態で、上パンチ９５が昇降台９４
と共に矢印Ｙ１方向に下降する。すると上パッド９６の
下面９６ｄおよび上パンチ９５の上整形型面９５ａによ
り、第１次カップ４の外方に延設されたフランジ部分４
ｆが下方に押圧されて下方に塑性変形される。そしてフ
ランジ部分４ｆおよび底壁部４ｗが上パンチ９５の上整
形型面９５ａとクッション９１の下整形型面９１ａとで
整形され、上整形型面９５ａおよび下整形型面９１ａに
沿う形態となり、整形底壁部５となる。図２に示すよう
に整形底壁部５は、第２次カップ６の中心線Ｐ２に対し
て軸直角方向に沿っており、実質的に平坦状をなしてい
る。第２次カップ６の径はこれの深さよりも大きい。

【００２２】更に図３（ｂ）に示すように第１次カップ
４の壁部分が上パンチ９５の外周面９５ｍおよび下ダイ
９３の内周面９３ｍに沿うように、外周面９５ｍと内周
面９３ｍとの間において変形される。図３（ａ）（ｂ）
から理解できるように、叩き整形により、第１次カップ
４の径Ｅ１は第２次カップ６の径Ｅ２となる。径Ｅ２は
径Ｅ１よりも大きい（Ｅ２＞Ｅ１）。

【００２３】叩き整形完了状態では図３（ｂ）に示すよ
うに、上パッド９６の平坦な下面９６ｄが下ダイ９３の
平坦な上面９３ｕをシート材料部分を介して押圧して挟
んでいる。上記した叩き整形の際において、クッション
９１は下バネ９２で弾性支持されており、上パッド９６
は上バネ９７で弾性支持されているため、叩き整形の際
に第１次カップ４を構成する壁部を過剰に強圧すること
は回避される。従って叩き整形の際において、第１次カ
ップ４を構成する壁部の厚みの減少化つまり減肉化はで
きるだけ抑制されている。従って第１次カップ４の強度
確保に有利となる。

【００２４】図１において、第４ステーションＳＴ４で
は、第２次カップ６の外周部を打ち抜いて第２次カップ
６をシート材１から分離する。これによりカップ状成形
品８を得る。この場合には第２次カップ６の整形底壁部
５の中央を打ち抜いて、打ち抜き片５ａを得ると共に、
中央孔５ｃを形成する。打ち抜き前後で、第２次カップ
６の深さは基本的には変化しない。

【００２５】図４に示すように、このカップ状成形品８
は円リング形状をなしており、円形状の中央孔５ｃをも
つ筒壁５ｄと、筒壁５ｄから外方に延設されたフランジ
部５ｅとをもつ。筒壁５ｄは、図４の図示上方に向かい
につれて拡径する傾斜を備えている。カップ状成形品８
の筒壁５ｄは、張り出し成形および叩き整形を経ている
ため、加工硬化による強化を期待できる。なおカップ状
成形品８はカバー部材として利用される。

【００２６】本実施例においては図２から理解できるよ
うに、第１次カップ４の中心線Ｐ１、第２次カップ６の
中心線Ｐ２、カップ状成形品８の中心線Ｐ３に沿って各
中心線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通る各断面において、第１次
カップ４の線長をＬ１とし、第２次カップ６の線長をＬ
２とし、カップ状成形品８の線長をＬ３としたとき、Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ相応する長さとされている。
換言すれば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はＬ１を基準として１０
％以内または５％以内に設定されている。

【００２７】そのため本実施例においては、第１次カッ
プ４から第２次カップ６を成形する際においても、第２
次カップ６をシート材１から打ち抜いてカップ状成形品
８を得る際においても、パイロット穴２をこれの半径方
向内方に引き込む引込力が抑制される。 （実施例の効果）以上説明したように本実施例において
は、初期段階においては、引込力が小さい張り出し成形
をまず行ない、シート材１から第１次カップ４を形成す
る。

【００２８】また第１次カップ４から第２次カップ６を
形成する際、第２次カップ６からカップ状成形品８を形
成する際において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ相応す
る長さとなるように規定されており、引込力の発生が抑
制されている。このように本実施例においてはパイロッ
ト穴２に対する引込力が抑制されている。故にパイロッ
ト穴２の位置ずれや変形が抑制される。よってパイロッ
ト穴２によるシート材１の位置決め案内性であるパイロ
ット性が確保される。

【００２９】そのため本実施例においては従来技術とは
異なり、パイロット穴２を第１次カップ４に近づけて形
成することが可能となる。換言すれば、シート材１の幅
方向においてアワーグラス部よりも外側にパイロット穴
２を設ける方式を採用せずとも良い。従ってそのぶんシ
ート材１の幅Ｄ４（図１参照）を小さ目にでき、材料歩
留まりの向上に有利となる。なお本発明者による試験に
よれば、材料歩留まりは図６に示す従来技術に比較して
２０〜２５％改善された。

【００３０】更に本実施例においては、第１次カップ４
を構成する壁部を叩き整形で成形し、第１次カップ４の
深さよりも深さが浅い整形底壁部５をもつ第２次カップ
６を形成する。このように第１次カップ４を構成する壁
部に対して加工が繰り返されるため、第１次カップ４を
構成する壁部の加工硬化を期待することができ、よって
カップ状成形品８の強化を期待することができる。

【００３１】（他の実施例）上記した実施例においては
第２次カップ６の整形底壁部５の中央を打ち抜いて、打
ち抜き片５ａを得ると共に、中央孔５ｃを形成すること
にしているが、これ限らず、中央孔５ｃを形成しない形
態でも良い。上記した実施例ではクッション９１がバネ
により弾性支持されているが、上パンチ９５を弾性支持
することにしても良い。上パンチ９５とクッション９１
との双方を弾性支持することにしても良い。要するに、
上パンチ９５とクッション９１との少なくとも一方を弾
性支持することにできる。

【００３２】そのほか本発明は上記し且つ図面に示した
実施例にのみ限定されるものではなく、シート材１の材
質としては鋼系に限らず、アルミ系、黄銅系等にも適用
できる等、要旨を逸脱しない範囲内において、必要に応
じて適宜選択して実施できるものである。 （付記）上記した実施例から次の技術的思想も把握でき
る。 ・第１次カップの深さは第２次カップの深さよりも深い
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 ・第２次カップの整形底壁部は、第２次カップの中心線
に対して軸直角方向に沿った形状であることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 ・シート材に形成された第１次カップを載せるカップ受
け手段と、カップ受け手段に受けられた第１次カップを
構成する壁部分を叩き整形するカップ叩き手段とを備え
たカップ叩き整形型装置であって、カップ受け手段およ
びカップ叩き手段の少なくとも一方は、付勢手段により
弾性支持されていることを特徴とするカップ叩き整形型
装置。 ・請求項１の方法において、第１次カップを構成する壁
部を整形するにあたり、少なくとも一方が弾性支持され
たカップ受け手段およびカップ叩き手段とを用いて行う
ことを特徴とする方法。

【００３３】

【発明の効果】本発明方法によれば、引込力が小さい張
り出し成形で第１次カップを形成する。更に第１次カッ
プから第２次カップを形成する際、第２次カップからカ
ップ状成形品を形成する際において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３
の関係が実質的に相応するように設定されている。

【００３４】そのため本発明方法によれば、シート材か
ら第１次カップを成形する際においても、あるいは、第
１次カップから第２次カップを成形する際においても、
あるいは、第２次カップをシート材から打ち抜いてカッ
プ状成形品を得る際においても、パイロット穴を引き込
む引込力がかなり抑制されている。このような本発明方
法によれば、順送りプレスにおけるパイロット穴の位置
ずれや変形が抑制される。よってパイロット穴によるシ
ート材の位置決め案内性であるパイロット性が確保され
る。

【００３５】そのため本発明方法によれば、従来技術と
は異なり、シート材の幅方向においてアワーグラス部の
外側にパイロット穴を設ける方式を採用せずとも良い。
従ってそのぶんシート材の幅方向の幅を小さ目にでき
る。更にアワーグラス部の廃止または簡略化も期待でき
る。故に材料歩留まりの向上に有利となる。更に本発明
方法によれば、第１次カップを構成する壁部を整形し、
第１次カップの深さよりも深さが浅い整形底壁部をもつ
第２次カップを形成する際に、整形底壁部の加工硬化を
期待することができ、整形底壁部の強化、ひいてはカッ
プ状成形品の強化を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は製造過程を示す平面図であり、（ｂ）
は製造過程を示す断面図である。

【図２】製造過程におけるシート材の拡大断面図であ
る。

【図３】（ａ）は叩き整形の途中を示すカップ叩き整形
型装置の要部の断面図であり、（ｂ）は叩き整形後の状
態を示すカッ叩き整形型装置の断面図である。

【図４】カップ状成形品の断面図である。

【図５】（ａ）は絞り成形の概念を示す断面図であり、
（ｂ）は張り出し成形の概念とを示す断面図である。

【図６】従来技術に係り、（ａ）は製造過程を示す平面
図であり、（ｂ）は製造過程を示す断面図である。

【符号の説明】

図中、１はシート材、２はパイロット穴、４は第１次カ
ップ、５は整形底壁部、６は第２次カップ、８はカップ
状整形品を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方向に連続して延びるとともに幅方向の
   端部にパイロット穴をもつシート材を用い、 前記シート材の所定部位に張り出し成形して容器状をな
   す第１次カップを形成する工程と、 前記第１次カップを構成する壁部を整形し、前記第１次
   カップの深さよりも深さが浅い整形底壁部をもつ第２次
   カップを形成する工程と、 前記第２次カップの外周部を打ち抜いて前記第２次カッ
   プを前記シート材から分離し、カップ状成形品を得る工
   程と順に実施し、 前記第１次カップの中心線、前記第２次カップの中心
   線、前記カップ状成形品の中心線に沿って各前記中心線
   を通る各断面において、 前記第１次カップの線長をＬ１とし、前記第２次カップ
   の線長をＬ２とし、前記カップ状成形品の線長をＬ３と
   したとき、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各差がＬ１を基準として
   １０％以内となるように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が実質的に
   相応するように設定されていることを特徴とする順送り
   プレスによるカップ状成形品のプレス成形方法。