JP2007105747A - 曲げ加工用プレス型およびプレス加工品 - Google Patents

Abstract

【課題】縁部を曲げ加工する際に生じる材料の余りを周辺に分散させ、しわ、重なり等の成形不良の発生を抑える。
【解決手段】下型１０内のロータリカム１４に曲げ成形部１１を設定し、上型２０に、ワーク５を下型１０上に押えるパッド２１と、上型２０の下降に応じて斜め下方へ移動する曲刃２２とを配設し、パッド２１により下型１０上に押えたワーク５の縁部を曲刃２２の移動によりＬ字形に寄曲げ加工するプレス型において、パッド２１の端面２１ａの一部または全部を、曲げ成形部１１の見切り面１１ａを含む面よりも、曲刃２２との間隔を広げる方向へ所定距離δだけ後退させる。パッド２１の端面２１ａと曲刃２２の側面２２ａとの隙間が広くなるので、曲げ加工中に生じる材料の余りがこの隙間内に膨出して膨出部９として現われ、該膨出部９にしわ、重なり等の発生原因となる材料の余りが吸収される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの縁部を曲げ加工するプレス型と該プレス型を用いて加工されたプレス加工品とに関する。

例えば、自動車のサイドメンバアウタパネルとしては、図３に示されるように、フロントピラー部１、センターピラー部２、リヤフェンダ部３等を含む形態で一体に成形された一体成形品（プレス加工品）がある。このようなサイドメンバアウタパネルは、その全体が大型でかつ複雑形状になっていることから、図４に示されるように、全体を絞り加工して絞り加工品４を得る絞工程Ａ、絞り加工品４を展開抜きして最終製品に近似する半製品５を得る抜工程Ｂ、半製品５の縁部をＬ字形に曲げて最終製品６とする曲工程Ｃを経て製造される。なお、図示の曲工程Ｃは、プレス方向に対して負角をなす方向へＬ字形に曲げる寄曲げ加工となっているが、該曲工程Ｃは、プレス方向にＬ字形に曲げる通常の曲げ加工も含んでいる。

ところで、最終の曲げ加工を行うプレス型は、図５に示されるように、上記半製品（ワーク）５が載置される下型１０と、下型１０上にワーク５を押えるパッド２１および下型１０の曲げ成形部１１と協働してワーク５の縁部をＬ字形に曲げ加工する曲刃２２を備えた上型２０とからなっている。なお、寄曲げ加工用の場合は、例えば、下型１０の曲げ成形部１１が後述のロータリカム１４（図２）に、上型２０の曲刃２２が後述の上吊りカム２３（図２）にそれぞれ設定され、該上吊りカム２３が上型の下降に応じて斜め下方へ移動するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

このようなプレス型において、その上型２０は、プレス上ラム（図示略）に支持され、該プレス上ラムと一体に下型１０に対して接近離間するようになっている。曲げ加工（図示例では、寄曲げ加工）に際しては、上型２０の下降に応じて、先行するパッド２１によりワーク５が下型１０上に押えられ、続いて斜め下方へ移動する曲刃２２によってワーク５の縁部が下型１０の曲げ成形部１１に沿ってＬ字形に曲げ加工される。この場合、パッド２１は、下型１０上にワーク５を押えた状態で、その端面２１ａが曲げ成形部１１の見切り面（プロファイル面）１１ａを含む面上に位置するように上型２０に配置されており、したがって、最終製品６（図４）に余分な凹凸が生じることはない。

特開平２００３−２０５３１５号公報

しかるに、上記したサイドメンバアウタパネルは、そのフロントピラー部１の上部側がカウルの受入箇所となっており、この箇所Ｓ（図３）では、同じく図５に二点鎖線で示されるように、Ｌ字形に曲げられた曲げ片７の縦壁部７ａの幅および前記縦壁部７ａに続くフランジ部７ｂの幅が縁部に沿って変化している。換言すれば、縁部をＬ字形に曲げ加工する際の曲げ深さと曲げ幅が縁部に沿って変化しており、このため、曲げ加工（寄曲げ加工）に際し、曲刃２２がワーク５に作用する成形タイミングに該縁部に沿う方向で差が生じるようになる。そして、この成形タイミングの差によって曲げ部分に材料の余りが発生し、これに起因して前記縦壁部７ａやフランジ部７ｂにしわ、重なり等の成形不良が発生し易くなる。なお、このように曲げ深さや曲げ幅が変化する箇所では、割れが発生することがあるため、上記絞工程Ａにおいて前記縦壁部７ａに相当する部分に、図４に示されるように、線長を伸ばす余りビード（コブ）８を設けることもあるが、このような余りビード８を設けた場合には、前記したしわや重なりがより発生し易くなる。

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、縁部を曲げ加工する際に生じる材料の余りを周辺に分散させ、もってしわ、重なり等の成形不良の発生防止に大きく寄与するプレス型を提供し、併せて該プレス型により加工されたプレス加工品を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る曲げ加工用プレス型は、ワークが載置される下型と、前記下型にワークを押えるパッドおよび前記下型の曲げ成形部と協働してワークの縁部を曲げ加工する曲刃を備えた上型とからなる曲げ加工用プレス型において、前記パッドの端面の一部または全部を、前記下型の曲げ成形部の見切り面を含む面よりも、前記曲刃との間隔を広げる方向へ所定距離だけ後退させたことを特徴とする。

このように構成された曲げ加工用プレス型においては、パッドの端面を曲刃との間隔を広げる方向へ後退させたことで、曲げ加工に際して生じる材料の余りが前記パッドと曲刃との隙間に膨出し、この結果、材料余りに起因するしわ、重なり等の成形不良の発生が抑制される。

本プレス型において、上記曲刃は、下型の曲げ成形部と協働してワークの縁部をＬ字形に曲げ加工するものであっても、あるいはプレス方向に対して負角となる方向へ寄曲げ加工するものであってもよい。

本発明に係るプレス加工品は、曲げ片を縁部に有するプレス加工品であって、少なくとも前記曲げ片の幅が縁部に沿って変化する箇所の曲げ起点付近に、外側に膨らむ膨出部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る他のプレス加工品は、Ｌ字形の曲げ片を縁部に有するプレス加工品であって、少なくとも前記曲げ片の縦壁部の幅および／または前記縦壁部に続くフランジ部の幅が縁部に沿って変化する箇所の曲げ起点付近に、外側に膨らむ膨出部を有することを特徴とする。この場合、プレス加工品は、自動車のサイドメンバアウタパネルであり、膨出部が、フロントピラー部の上部側のカウル受入箇所であって、フロントフェンダにより覆われる箇所に設けられる構成とすることができる。

本発明に係る曲げ加工用プレス型によれば、縁部を曲げ加工する際に生じる材料の余りが周辺に分散するので、しわ、重なり等の成形不良の発生が抑制される。また、パッドの端面を後退させるだけなので、プレス型の基本設計や加工方法に特別の変更を加える必要はなく、成形不良対策として極めて有用となる。

また、本発明に係るプレス加工品によれば、曲げ片またはＬ字形の曲げ片の曲げ起点付近に膨出部が存在することで、しわ、重なり等の成形不良対策が施されていることを確認でき、製品に対する信頼性が向上する。また、自動車のサイドメンバアウタパネルのセンターピラー部の上部側のカウル受入れ箇所に膨出部を設けた場合は、該膨出部がフロントフェンダにより覆われるので、自動車の意匠性を損うことがなく、その利用価値は向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の１つの実施形態であるプレス型の構造と使用態様とを示したものである。本実施形態は、前記図３に示した自動車のサイドメンバアウタパネルの製造の最終工程である曲工程Ｃ（図４）で用いられるもので、ここでは、図５に示したものと同じ寄曲げ加工用として構成されている。したがって、ここでは、図５に示した部分と同一部分には、同一符号を付すこととする。

本寄曲げ加工用プレス型の全体的な構造は、前記特許文献１（特開２００３−２０５３１５号公報）に記載されたものと実質的に同じであり、図２に示されるように、下型１０の曲げ成形部１１は、下型本体１２に形成した円弧状のカム溝１３に回動可能に嵌合されたロータリカム１４に設けられている。より詳しくは、ロータリカム１４には、その軸方向にＵ溝１４ａが形成されており、前記曲げ成形部１１は、このＵ溝１４ａの片側の壁面および該壁面に続く底面に設定されている。また、このＵ溝１４ａの反対側の壁面には、上吊りカム２３を摺動案内するスライド板１５が固設されており、このスライド板１５が下型本体１２の上面の傾斜面１２ａに面接触する位置が、ロータリカム１４の、図２に見て右方向への回転端となっている。ロータリカム１４は、下型１０に付設したシリンダ１６によって回転駆動されるようになっており、その右方向への回転端において前記曲げ成形部１１が所定の成形位置に位置決めされ、一方、この状態からシリンダ１６によりロータリカム１４が左方向へ回転駆動されることで、前記曲げ成形部１１が前記曲げ位置から退避する。

上型２０の曲刃２２は、前記上吊りカム２３の先端に固設されている。上吊りカム２３は、図示を略す上型本体に摺動可能に吊下支持されており、これには、前記スライド板１５に面接触する傾斜面２３ａが形成されている。上吊りカム２３は、上型２０の下降に応じてその傾斜面２３ａをスライド板１５に面接触させることにより、該スライド板１５に沿って斜め下方へ移動し、これに応じて曲刃２２が前記ロータリカム１４に設定された曲げ成形部１１と協働する位置へ移動する。

しかして、上型２０内のパッド２１は、図１に示されるように、下型１０上にワーク５を押えた状態で、その端面２１ａが、前記ロータリカム１４に設定された曲げ成形部１１の見切り面１１ａを含む面よりも、曲刃２２との間隔を広げる方向へ所定距離δだけ後退する平行面上に位置するように上型２０に配置されている。本実施形態において、このパッド２１の端面２１ａを後退させる部分は、製造すべきサイドメンバアウタパネルのフロントピラー部１の上部側のカウル受入箇所Ｓ（図３）に対応する部位となっている。このカウル受入箇所Ｓは、前記したようにＬ字形の曲げ片７の縦壁部７ａの幅およびフランジ部７ｂの幅が縁部に沿って変化している箇所であり、しわ、重なり等の成形不良が発生し易い部位となっている。また、この端面１１ａを後退させる距離（後退量）δは、前記曲げ片７の縦壁部７ａの幅やフランジ部７ｂの幅の変化度合、ワーク５の板厚、事前の絞工程で設定する余りビード８（図４）の大きさ等に応じて適宜の大きさとする。一例として、前記後退量δは、２〜３ｍｍ程度に設定される。

以下、上記のように構成された寄曲げ加工用プレス型による曲げ加工（寄曲げ加工）方法について説明する。

曲げ加工に際しては、予めシリンダ１６によりロータリカム１４を右方向の回転端まで回転させて、曲げ成形部１１を所定の曲げ位置に位置決めする。そして、プレス上ラムと一体に上型２０を上昇させ、この状態で、ロータリカム１４を含む下型１０上に、前記抜工程Ｃ（図４）を終えた、サイドメンバアウタパネルの半製品であるワーク５を位置決め載置する。その後、プレス上ラムと一体に上型２０を下降させる。すると、図２に示されるように、曲刃２２（上吊りカム２３）に先行して下降するパッド２１がワーク５の上面に当接し、ワーク５はパッド２１により下型１０上に押圧固定される。

上記パッド２１によるワーク５の押圧固定後も上型２０の下降は継続されており、上型２０のさらなる下降により後続の上吊りカム２３がスライド板１５に面接触して斜め下方へ移動する。これにより上吊りカム２３の先端の曲刃２２も斜め下方へ移動し、曲刃２２がワーク５の縁部５ａ（図２）に係合してこれを下型１０の曲げ成形部１１に沿って押し曲げる。そして、遂には、図１に示されるように、ワーク５の縁部５ａが曲げ成形部１１に沿ってＬ字形に押し曲げられ、この段階で、プレス上ラム（上型２０）が下死点に到達、寄曲げ加工は終了する。その後は、プレス上ラムと一体に上型２０が上昇に転じ、上型２０が所定位置まで上昇した段階で、ロータリカム１４がシリンダ１６により左方向へ回転駆動される。これにより、ロータリカム１４に設定された曲げ成形部１１が曲げ位置から退避し、完成品（最終製品６…図４）としてのサイドメンバアウタパネルが下型１０から払出され、これにて一連の曲（寄曲）工程は終了する。

しかして、上記した寄曲げ加工の間、材料の余りがパッド２１の端面２１ａと曲刃２２の側面２２ａとの隙間に膨出し、Ｌ字形の曲げ片７の曲げ起点付近に外側へ膨らむ膨出部（コブ）９が現われる。すなわち、寄曲げ加工に際して生じた材料の余りが前記膨出部９に吸収され、これにより材料余りに起因するしわ、重なり等の成形不良の発生が抑制され、結果として品質的に優れたサイドメンバアウタパネルが完成する。この場合、前記膨出部９が形成される部位は、フロントピラー部１の上部側のカウル受入箇所Ｓで、フロントフェンダにより覆われる箇所となっているので、該膨出部９が完成後の自動車の意匠性を損うことはない。

なお、上記実施形態においては、ワーク５の縁部をＬ字形に曲げる寄曲げ加工用として構成したが、本発明は、プレス方向にＬ字形に曲げる通常の曲げ加工用として構成しても、単純に縁部を一方向に曲げる曲げ加工用として構成してもよいものである。
また、上記実施形態においては、パッド２１の端面２１ａを後退させる部分を、Ｌ字形の曲げ片７の縦壁部７ａの幅およびフランジ部７ｂの幅が縁部に沿って変化している箇所に限定したが、本発明は、パッド２１の端面２１ａの全体を後退させるようにしてもよいものである。

本発明の一つの実施形態である寄曲げ加工用プレス型の要部構造と使用態様とを示す断面図である。 本発明に係る寄曲げ加工用プレス型の全体的構造を示す断面図である。 本発明の加工対象の一つであるサイドメンバアウタパネルの外観形状を示す平面図である。 一体成形品としてのサイドメンバアウタパネルの製造工程を順を追って示す模式図である。 従来のプレス型の要部構造と使用態様とを示す断面図である。

符号の説明

１ センターピラー部
５ ワーク（サイドメンバアウタパネルの半製品）
５ａ ワークの縁部
７ Ｌ字形の曲げ片
９ 膨出部
１０ 下型
１１ 曲げ成形部
１１ａ 曲げ成形部の見切り面
１４ ロータリカム
１５ スライド板
１６ ロータリカム駆動用シリンダ
２０ 上型
２１ パッド
２１ａ パッドの端面
２２ 曲刃
２２ａ 曲刃の側面
２３ 上吊りカム

Claims (6)

1. ワークが載置される下型と、前記下型にワークを押えるパッドおよび前記下型の曲げ成形部と協働してワークの縁部を曲げ加工する曲刃を備えた上型とからなる曲げ加工用プレス型において、前記パッドの端面の一部または全部を、前記下型の曲げ成形部の見切り面を含む面よりも、前記曲刃との間隔を広げる方向へ所定距離だけ後退させたことを特徴とする曲げ加工用プレス型。
2. 曲刃が、下型の曲げ成形部と協働してワークの縁部をＬ字形に曲げ加工することを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工用プレス型。
3. 曲刃が、下型の曲げ成形部と協働してワークの縁部を寄曲げ加工することを特徴とする請求項１または２に記載の曲げ加工用プレス型。
4. 曲げ片を縁部に有するプレス加工品であって、少なくとも前記曲げ片の幅が縁部に沿って変化する箇所の曲げ起点付近に、外側に膨らむ膨出部を有することを特徴とするプレス加工品。
5. Ｌ字形の曲げ片を縁部に有するプレス加工品であって、少なくとも前記曲げ片の縦壁部の幅および／または前記縦壁部に続くフランジ部の幅が縁部に沿って変化する箇所の曲げ起点付近に、外側に膨らむ膨出部を有することを特徴とするプレス加工品。
6. 自動車のサイドメンバアウタパネルであり、膨出部が、フロントピラー部の上部側のカウル受入箇所であって、フロントフェンダにより覆われる箇所に設けられることを特徴とする請求項５に記載のプレス加工品。
   
   

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