JP2009183989A - 成形素材及びプレス成形機並びにプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つの成形素材（ブランク）から同時に異種の部品を成形することができる成形素材及びプレス成形機並びにプレス成形方法を提供する。
【解決手段】異種部品を同時に成形することができる成形材料であって、この成形材料１は、異種部品を成形する複数の成形素材部１Ａ，１Ｂと、前記成形素材部１Ａ，１Ｂ間に形成されされた境界線部１Ｃとを備え、前記境界線部１Ｃがせん断される手前まで加工した後、平坦状態に戻したパーシャルトリムによって形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、異種部品を同時に成形することができる成形素材及びプレス成形機並びにプレス成形方法に関する。

プレス加工方法として、例えば、特許文献１に記載されているように、クッションリングを用して絞り加工を行うクッション絞りが従来より知られている。
この加工方法にあっては、図７（ａ）に示すように成形素材（ブランク）３０が上型２０のアッパブランクホルダ２０Ａとクッションリング２１とによって挟持される。前記成形素材（ブランク）３０を挟持するアッパブランクホルダ２０Ａとクッションリング２１の相対向する面には、押え面２０Ａ１，２１Ａが形成され、前記押え面２０Ａ１，２１Ａの挟持強度によって、成形素材３０の型内の流入量がコントロールされる。

前記上型２０（アッパブランクボルダ２０Ａ）を下降させると、クッションリング２１も下側に押されてアッパブランクホルダ２０Ａと共に下降する。そして、前記クッションリング２１がある程度下降すると、上型２０及びクッションリング２１の下方に固定して設けられている下型（ポンチ）２２に、成形素材３０が衝接する。
更に、上型２０及びクッションリング２１が下降すると、図７（ｂ）に示すように、成形素材３０の型内の流入量（引き込まれ量）がコントロールされながら、成形素材３０は上型２０の凹部２０Ｂに絞り込まれて、成形が完了する。
特開２００７−２４５１８８号公報

ところで、前記したプレス成形方法にあっては、成形素材（ブランク）３０をアッパブランクホルダ２０Ａとクッションリング２１の相対向する面（押え面２０Ａ１，２１Ａ）で挟持することによって、成形素材３０の型内の流入量がコントロールされる。
そのため、一つの成形素材（ブランク）から異種部品を同時に成形することは、夫々の型内への成形素材の流入量（型内に引き込まれる成形素材の量）を精度良くコントロールすることができないため、困難であった。
実際には、一つの成形素材（ブランク）から一つの部品あるいは複数の同一部品を成形することが行なわれていたにすぎず、一つの成形素材（ブランク）から異種部品を同時に成形することは行なわれていなかった。

具体的に、一つの成形素材（ブランク）３０からドア部品３１とフェンダ部品３２を成形する場合について、図８、図９に基づいて説明する。
図８に示すように、一つの成形素材（ブランク）３０を、アッパブランクホルダ２０Ａとクッションリング２１とによって挟持し成形を行なうと、ドア部品３１の型側に流入する成形素材量と、フェンダ部品３２の型側に流入する成形素材量が異なるために、流入する成形素材量を正確にコントロールすることができず、ドア部品３１とフェンダ部品３２を高精度に、同時に成形することはできなかった。

そのため、従来は、一つの成形素材（ブランク）３０を切断し、ドア部品３１の成形素材とフェンダ部品３２の成形素材とした上で、夫々をアッパブランクホルダ２０Ａとクッションリング２１とによって挟持して成形し、図９に示すドア部品３１とフェンダ部品３２を得ていた。
その結果、一つの成形素材（ブランク）３０を二つの成形素材に切断する切断工程と、切断された二つの成形素材の夫々をプレスするプレス工程を必要とする等、工数が嵩むものであった。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、一つの成形素材（ブランク）から同時に異種の部品を成形することができる成形素材及びプレス成形機並びにプレス成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明にかかる成形材料は、プレス成形される成形材料であって、前記成形材料は、異種部品を成形する複数の成形素材部と、前記成形素材部間に形成されされた境界線部とを備え、前記境界線部がせん断される手前まで加工した後、平坦状態に戻したパーシャルトリムによって形成されていることを特徴としている。
このように、成形素材部間にパーシャルトリムからなる境界線部が形成されているため、成形素材を容易に切断することができる。

また、上記目的を達成するためになされた本発明にかかるプレス成形機は、異種部品を同時に成形するプレス成形機であって、前記プレス成形機は異種部品を成形する上型と、夫々の異種部品を成形する下型とを備え、前記上型は、夫々の部品を成形する複数の上型部と、前記上型部の中央部に設けられたアッパブランクホルダと、前記アッパブランクホルダの下面に断面円弧状に下方に突出して形成された凸状の切断部とを有し、かつ、前記下型は、前記上型の上型部に相対向して配設された、夫々の部品を成形する複数の下型部と、前記下型部の間に設けられたクッションリングと、前記クッションリングの上面に、前記アッパブランクホルダの切断部に相対向して形成された、断面円弧状の凹部からなる受け部とを有することを特徴としている。

このように、アッパブランクホルダの下面に断面円弧状に下方に突出して形成された凸状の切断部が設けられ、かつ、クッションリングの上面には、前記アッパブランクホルダの切断部に相対向して、断面円弧状の凹部からなる受け部が形成されているため、プレス加工する前に成形素材を複数の成形素材に切断でき、異種部品の成形を同時に行なうことができる。

ここで、前記アッパブランクホルダの切断部は、断面円弧状の凸部が二つの隣接した突出部であり、かつ前記クッションリングの上面に形成された受け部は、断面円弧状の凹部が二つの隣接した凹み部であることが望ましい。
このような切断部及び受け部による場合には、成形素材を切断できる領域が広く、境界線部を精度良く、切断部及び受け部に位置させなくとも切断することができる。

また、上記目的を達成するためになされた本発明にかかるプレス成形方法は、前記プレス成形機を用いて、前記成形材料をプレス加工するプレス成形方法において、成形素材の境界線部がクッションリングの受け部上に位置するように、成形素材を載置する工程と、前記アッパブランクホルダを下降させ、前記アッパブランクホルダの切断部を成形素材の境界線部に衝接させ、境界線部で成形素材を切断する工程と、前記切断された夫々の成形素材を、アッパブランクホルダとクッションリングとにより挟持する工程と、前記アッパブランクホルダとクッションリングを更に下降させ、成形素材が下型に衝接すると共に、成形素材は上型に絞り込まれて、成形される工程を含むことを特徴としている。

このように、アッパブランクホルダの切断部を成形素材の境界線部に衝接させ、境界線部で成形素材を切断し、前記切断された夫々の成形素材を、アッパブランクホルダとクッションリングとにより挟持し、前記アッパブランクホルダとクッションリングを下降させ、成形するようになしている。
そのため、流入する成形素材量を正確にコントロールすることができ、異種部品を同時に高精度に成形することができる。しかも、成形素材の切断工程とプレス工程とを一連の工程で行なうことでき、作業効率を好ましいものとすることができる。

本発明によれば、一つの成形素材（ブランク）から同時に異種の部品を成形することができる成形素材及びプレス成形機並びにプレス成形方法を得ることができる。

本発明にかかる一実施形態について図１乃至図４に基づいて説明する。尚、図１は、本発明にかかる成形材料の概略構成を示す平面図、図２は図１に示された境界線部の製造方法を示す図、図３は本発明にかかるプレス成形方法を示す図、図４は、アッパブランクホルダに形成された切断部の拡大側面図である。

図１に示すように、本発明にかかる成形素材（ブランク）１は、例えば、ドア用成形素材部１Ａとフェンダ用成形素材部１Ｂとが、境界線部１Ｃを挟んで一つの成形素材として形成されている。

この境界線はいわゆるパーシャルトリムと呼ばれるものであり、完全にせん断される手前まで加工した後（局所的な曲げ加工に近い）、元の状態（平坦状態）に曲げ戻したものである。具体的には、図２（ａ）に示すように、成形素材１Ａを把持手段２Ａ，２Ｂで把持し、図２（ｂ）に示すように、切刃３Ａで成形素材１Ｂを完全にせん断される手前まで加工した後、図２（ｃ）に示すように、下クッション部材３Ｂによって、元の状態（平坦状態）に曲げ戻すことによって、境界線部１Ｃが形成される。
このように、前記境界線部１Ｃにおいて、成形素材１は外観上つながっているが、加工硬化により素材が脆くなっているため、その後の加工において容易に切断することができる。

次に、前記境界線部１Ｃが形成された成形素材プレス成形するプレス成形機及びプレス成形方法について説明する。
図３に示すように、プレス成形機における上型４は、ドア成形用上型部４Ａと、フェンダ成形用上型部４Ｂと、両者の中央部（中間部）に設けられたアッパブランクホルダ４Ｃとを備え、前記アッパブランクホルダ４Ｃの下面には、断面円弧状に下方に突出して形成された凸状の切断部４Ｄが設けられている。

また、下型５には、前記上型４のドア成形用上型部４Ａとフェンダ成形用上型部４Ｂとに相対向して、ドア成形用下型部５Ａ，フェンダ成形用下型部５Ｂが配設されている。
また、前記ドア成形用下型部５Ａとフェンダ成形用下型部５Ｂの間には、クッションリング６が配設されている。
このクッションリング６の上面には、前記アッパブランクホルダ４Ｃの切断部４Ｄに相対向して、断面円弧状の凹部からなる受け部６Ａが形成されている。

そして、前記成形素材１の境界線部１Ｃを、クッションリング６の受け部６Ａ上に位置するように載置し、前記アッパブランクホルダ４Ｃを下降させると、前記アッパブランクホルダ４Ｃの切断部４Ｄは、図４に示すように成形素材１の境界線部１Ｃに衝接し、境界線部１Ｃの部分で成形素材を切断する。

この切断されたドア成形用成形素材１Ａとフェンダ成形用成形素材１Ｂは、図３（ａ）に示すようにアッパブランクホルダ４Ｃとクッションリング６とにより、個別に挟持される。このように、成形素材１Ａ，１Ｂは、アッパブランクホルダ４Ｃとクッションリング６によって別個に挟持されるため、ドア成形用成形素材１Ａとフェンダ成形用成形素材１Ｂは、他方の成形素材の型内の流入量に影響されることなく、型内の流入量がコントロールさらながらプレス成形がなされる。

その結果、一つの成形素材（ブランク）から、例えば、ドア部品、フェンダ部品のような異種部品を同時に、しかも容易に成形することができる。また、夫々の型内への成形素材の流入量（引き込まれる成形素材量）の影響を受けないため、各部品を高精度に成形することができる。更に、一連のプレス工程において、一つの成形素材（ブランク）から夫々の成形素材に切断し、更に夫々の成形素材を挟持し、成形するため、工数を簡略化でき、生産コストを低減することができる。

次に、前記したアッパブランクホルダの切断部とクッションリングの受け部の変形例について説明する。前記実施形態にあっては、図４に示すように、前記アッパブランクホルダ４Ｃの下面に断面円弧状に突出して形成された切断部４Ｄと、クッションリング６の上面に前記アッパブランクホルダ４Ｃの切断部４Ｄに相対向して形成された、断面円弧状の凹部状の受け部６Ａについて説明した。

このように、一つの凸状の切断部４Ｄと、一つの凹状の受け部６Ａによって、境界線部１Ｃを切断する場合、図４に示すように前記境界線部１Ｃが切断部４Ｄと受け部６Ａの左右いずれかの端部領域Ｘ１，Ｘ２に位置している場合に切断される。
これに対して、前記境界線部１Ｃが切断部４Ｄと受け部６Ａの中央領域Ｘ３に位置して場合には、切断部４Ｄを受け部６Ａに押し込んだ際、成形素材１が絞られ、境界線部１Ｃで切断されない場合が生じる。

このように、境界線部１Ｃを切断部４Ｄと受け部６Ａの左右いずれかの端部領域Ｘ１，Ｘ２に位置させることは、製造工程において精度良く、成形素材１をクッションリング６の上面に載置しなければならず、作業効率の低下にもつながっていた。

そのため、図５に示すように、前記アッパブランクホルダ４Ｃの下面の切断部４Ｄは、断面円弧状の凸部が二つの隣接した突出部とし、更に、前記クッションリング６の上面に形成された受け部６Ａは、断面円弧状の凹部が二つの隣接した凹み部として形成した。

このように、二つの隣接した断面円弧状の突出部である切断部４Ｄと、二つの隣接した断面円弧状の凹み部である受け部６Ａの場合には、前記境界線部１Ｃが切断部４Ｄと受け部６Ａが存在する領域Ｙに位置していれば切断される。
即ち、前記境界線部１Ｃが一つの切断部４Ｄと一つの受け部６Ａの中央に位置している場合であっても、成形素材１が絞られることなく、境界線部１Ｃで切断される。
このように、境界線部１Ｃが切断部４Ｄと受け部６Ａの存在領域Ｙに位置していればよく、作業効率良く、プレス成形を行なうことができる。

次に、境界線部の形態について検討を行なった。図６（ａ）に示すように、成形素材１に境界線部を形成しない場合、図６（ｂ）に示すように成型素材１を押し潰すことにより、Ｖ字状の溝部１０を形成した場合、更に、図６（ｃ）に示すように、貫通孔１１を連ねて境界線部とした場合について検討を行った。

その結果、図６（ａ）に示すように、成形素材１に境界線部を形成しない場合にあっては、大きな切断力を必要とし、好ましくないことが判明した。また、図６（ｂ）に示すように成型素材１を押し潰すことにより、Ｖ字状の溝部１０を形成した場合には、切断力としては大きな力を必要としないが、成形素材の変形が大きく、あまり好ましくないことが判明した。更に、図６（ｃ）に示すように、貫通孔１１を連ねて境界線部とした場合にあっては、大きな切断力を必要とせず、成形素材の変形も小さく好ましいが、切断時にばりあるいは切断片が発生し、あまり好ましくないことが判明した。

以上の点からして、前記実施形態で説明したいわゆるパーシャルトリムと呼ばれるものを境界線部として形成することが、切断時に大きな力を必要とせず、成形素材の変形も小さく、切断時にばりあるいは切断片等も発生せず、好ましいことが判明した。

尚、上記実施形態において、成形素材としてドア成形用成形素材とフェンダ成形用成形素材を例にとって説明したが、本発明はこれらに特に限定されるものではなく、他の異種部品の成形にも当然適用することができるものである。

図１は、本発明にかかる成形材料の概略構成を示す平面図である。 図２は、図１に示された境界線部の製造方法を示す図である。 図３は、本発明にかかるプレス成形機及びプレス成形方法を説明するための断面図である。 図４は、アッパブランクホルダに形成された切断部の拡大側面図である。 図５は、アッパブランクホルダに形成された切断部の変形例を示す拡大側面図である。 図６は、境界線部の変形例を示す図である。 図７は、従来のプレス成形装置及びプレス成形方法を説明するための断面図である。 図８は、従来の成形素材を示す平面図である。 図９は、成形された部品を示す平面図である。

符号の説明

１ 成形素材
１Ａ ドア用成形素材部
１Ｂ フェンダ用成形素材部
１Ｃ 境界線部
４ 上型
４Ａ ドア成形用上型部
４Ｂ フェンダ成形用上型部
４Ｃ アッパブランクホルダ
４Ｄ 切断部
５ 下型
５Ａ ドア成形用下型部
５Ｂ フェンダ成形用下型部
６ クッションリング
６Ａ 受け部

Claims (4)

1. プレス成形される成形材料であって、前記成形材料は、異種部品を成形する複数の成形素材部と、前記成形素材部間に形成されされた境界線部とを備え、
   前記境界線部がせん断される手前まで加工した後、平坦状態に戻したパーシャルトリムによって形成されていることを特徴とする成形材料。
2. 異種部品を同時に成形するプレス成形機であって、前記プレス成形機は異種部品を成形する上型と、夫々の異種部品を成形する下型とを備え、
   前記上型は、夫々の部品を成形する複数の上型部と、前記上型部の中央部に設けられたアッパブランクホルダと、前記アッパブランクホルダの下面に断面円弧状に下方に突出して形成された凸状の切断部とを有し、
   かつ、前記下型は、前記上型の上型部に相対向して配設された、夫々の部品を成形する複数の下型部と、前記下型部の間に設けられたクッションリングと、前記クッションリングの上面に、前記アッパブランクホルダの切断部に相対向して形成された、断面円弧状の凹部からなる受け部とを有することを特徴とするプレス成形機。
3. 前記アッパブランクホルダの切断部は、断面円弧状の凸部が二つの隣接した突出部であり、かつ前記クッションリングの上面に形成された受け部は、断面円弧状の凹部が二つの隣接した凹み部であることを特徴する請求項２記載のプレス成形機
4. 前記請求項２または請求項３記載のプレス成形機を用いて、前記請求項１記載の成形材料をプレス加工するプレス成形方法において、
   成形素材の境界線部がクッションリングの受け部上に位置するように、成形素材を載置する工程と、
   前記アッパブランクホルダを下降させ、前記アッパブランクホルダの切断部を成形素材の境界線部に衝接させ、境界線部で成形素材を切断する工程と、
   前記切断された夫々の成形素材を、アッパブランクホルダとクッションリングとにより挟持する工程と、
   前記アッパブランクホルダとクッションリングを更に下降させ、成形素材が下型に衝接すると共に、成形素材は上型に絞り込まれて、成形される工程を含むことを特徴とするプレス成形方法。

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