JP2009202272A - ダイス、工具セット、及びプレス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工体に対するプレス加工時に生じるかえりにより被加工体の外観が損なわれることを抑制すること。
【解決手段】プレス加工されるバンパー６０が載置されるダイス１０であって、バンパー６０が載置される載置面と、バンパー６０に孔を形成するパンチ７０を少なくとも部分的に受け入れる第１受け部ＯＰ１と、載置面に形成されると共に、バンパー６０に対するパンチ７０の押圧によって生じるバンパー６０の変形部分を受け入れる第２受け部と、を備える。ダイス１０の上面１５に形成された凹部１３によって、バンパー６０の上面６０ａにかえり１８が生じることが抑制される。結果的に、プレス加工に伴ってバンパー６０の美観が損なわれることが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイス、工具セット、及びプレス加工方法に関する。

近年、自動車等の移動体に関する技術は電子化の一途を進んでいる。これに伴って、自動車には様々な電子部品が実装されるに至っている。例えば、自動車にはソナーと呼称される測距装置が組み込まれる場合がある。自動車にソナーを組み込むことによって自動車と障害物間の距離を自動車の操作者に報知することができる。これによって、例えば、次のようなことが実現できる。自動車の操作者は、障害物間に自動車を安全に移動させることが可能になる。また、自動車の操作者は、予期しない障害物との衝突を回避することができる。

ソナーを自動車に実装する場合、予め自動車のバンパーに形成した開口にソナーを取り付けることが行われる場合がある。バンパーは自動車の外観の一部を形成する。従って、バンパーに開口を形成する場合、バンパーの外観を損なわないようにすることが要求される。

なお、特許文献１には、プレス加工に関し、一回のプレス加工によりテーパー形状を持つ貫通孔を成形することを可能にする技術が開示されている。
特開平８−１５０４２８号公報

ダイス上に載置したバンパーにパンチでプレスすることによってバンパーには開口が形成される。しかしながら、この場合、バンパーの表面にはかえり（バリ）が生じる場合がある。なお、かえりは、バンパーに対するパンチの押圧によってバンパーが変形することで生じる。かえりがバンパーの表面に生じると、バンパーの外観が損なわれる場合がある。上述のようにバンパーは自動車の外観を形成する部品である。従って、バンパーの外観が損なわれる場合には、その外観を補修することが必要になってしまう。例えば、バンパーの外観を補修するため、バンパーのかえりを手作業で削り取ること、又はバンパーのかえりを隠すシール部材をバンパーに取り付けること等が必要になる。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、被加工体に対するプレス加工時に生じるかえりにより被加工体の外観が損なわれることを抑制することを目的とする。

本発明にかかるプレス加工される被加工体が載置されるダイスであって、前記被加工体が載置される載置面と、前記被加工体に孔を形成するパンチを少なくとも部分的に受け入れる第１受け部と、前記載置面に形成されると共に、前記被加工体に対する前記パンチの押圧によって生じる前記被加工体の変形部分を受け入れる第２受け部と、を備える。

第２受け部が被加工体の変形部分（かえり）を受け入れる。従って、被加工体の上面に被加工体の変形部分（かえり）が生じることはない。これによって被加工体の外観が損なわれることを抑制することができる。

前記第２受け部は、前記第１受け部を囲むように形成される、と良い。前記第２受け部は、前記第１受け部側に向かって前記パンチ側に近接する傾斜面を有する、と良い。前記傾斜面の前記第１受け部側の内辺は、前記第１受け部を形成する当該ダイスの内側面に連結している、と良い。前記傾斜面と当該ダイスの前記内側面とがなす角は３０度以上で６０度以下である、と良い。

本発明にかかる工具セットは、プレス加工用の工具セットであって、被加工体が載置されるダイスと、前記被加工体に孔を形成するパンチと、を備え、前記ダイスは、前記被加工体が載置される載置面と、前記パンチを少なくとも部分的に受け入れる第１受け部と、前記被加工体に対する前記パンチの押圧によって生じる前記被加工体の変形部分を受け入れる第２受け部と、を備える。

本発明にかかるプレス加工方法は、ダイス及びパンチを用いて被加工体を加工するプレス加工方法であって、前記ダイスの載置面に前記被加工体を載置するステップと、前記ダイスに形成された第１受け部に対応して配置された前記パンチで前記ダイス上に載置された前記被加工体を押圧するステップと、前記被加工体に対する前記パンチの押圧によって生じる前記被加工体の変形部分を前記ダイスの前記載置面に形成された第２受け部に収納させるステップと、を備える。

本発明に係るバンパーの製造方法は、ダイス及びパンチを用いて孔を有するバンパーを製造する方法であって、前記ダイスの載置面に前記バンパーを載置するステップと、前記ダイスに形成された第１受け部に対応して配置された前記パンチで前記ダイス上に載置された前記バンパーを押圧するステップと、前記バンパーに対する前記パンチの押圧によって生じる前記バンパーの変形部分を前記ダイスの前記載置面に形成された第２受け部に収納させるステップと、を備えるバンパーの製造方法。

本発明によれば、被加工体に対するプレス加工時に生じるかえりにより被加工体の外観が損なわれることを抑制するができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す用語は図面を正面視して用いるものとする。

［第１の実施形態］
図１乃至図８を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、プレス加工装置の概略的な構成を示す模式図である。図２は、プレス加工装置によりプレス加工処理を説明するための説明図である。図３は、ダイスの具体的な構成を示す模式図である。図４は、ダイスを斜視した模式図である。図５は、傾斜角の設定条件を説明するための説明図である。図６は、プレス加工により加工されるバンパーの状態を示す説明図である。図７は、ソナー取り付け後のバンパーの状態を示す説明図である。図８は、バンパーが取り付けられた自動車を示す説明図である。

図１に示すように、プレス加工装置１００には、ダイス１０及びパンチ７０が取り付けられる。ダイス１０に形成された開口（受け部）ＯＰ１にパンチ７０が部分的に挿入されることによってダイス１０とパンチ７０間に配置されたバンパー６０の一部は打ち抜かれ、バンパー６０には開口ＯＰ１の開口形状に応じた開口が形成される。なお、パンチ７０の下端部７０ａ（図２参照）の断面視形状は、開口ＯＰ１の開口形状に相似する。また、ダイス１０は、金型成形によって製造される工具（台座部品）である。パンチ７０は、金型成形によって製造される工具（切削部品）である。

図１に示すように、ダイス１０は、プレス加工装置１００のステージ５０にネジ（不図示）等によって固定される。ダイス１０は、基部１２、及び筒部１１を有する。基部１２は、ステージ５０に取り付けられる。筒部１１は、パンチ７０を部分的に収納する開口ＯＰ１を有する。

パンチ７０は、プレス加工装置１００の油圧シリンダ（不図示）のロッド９０に取り付けられる。パンチ７０は、棒状の部材であって、その下端面７２には刃が形成されている。なお、ロッド９０に対するパンチ７０の取り付け方法は任意である。

ダイス１０とパンチ７０間にはバンパー６０が配置される。バンパー６０は、予めステージ５０の所定箇所に固着された位置決め部材２０によって、ステージ５０の所定位置に位置決めされる。ステージ５０で予めダイス１０と位置決め部材２０とを所定の位置に固定することによってバンパー６０の加工位置を高精度に設定することができる。なお、パンチ７０の初期位置は、油圧シリンダから伝達される推力に応じてパンチ７０がダイス１０の開口ＯＰ１に部分的に収納されるように設定されている。なお、パンチ７０とダイス１０とは対向配置されている。バンパー６０は、型で樹脂が成形されて製造される。

油圧シリンダから伝達される推力に応じてパンチ７０がダイス１０の開口ＯＰ１に収納される過程でバンパー６０は部分的に打ち抜かれる。このようにしてバンパー６０にはソナーを取り付けるための開口が形成される。

なお、プレス加工装置１００は、加熱式のプレス加工装置である。プレス加工装置１００は、ヒータ８０を有する。ヒータ８０は温度コントローラとして機能する。ヒータ８０は、出力端子８５を有する。出力端子８５は、パンチ７０の上面に装着される。バンパー６０と物理的に接触するパンチの温度を所定温度（例えば、８０〜１２０℃）に設定した状態でプレス加工することで、バンパー６０の切断面の状態を良好に保つことができ、かつプレス加工に必要になる推力を低減させることができる。

図２及び図４を参照してパンチ７０及びダイス１０の構造について説明する。

図２に示すように、パンチ７０は、下端部７０ａ、胴部７０ｂ、取り付け部７０ｃ、及び頂部７０ｄを有する。下端部７０ａは、ダイス１０の開口ＯＰ１に部分的に収納される。下端部７０ａの幅Ｗ１０は、ダイス１０の開口ＯＰ１の開口幅Ｗ２０よりも小さい。胴部７０ｂは、ダイス１０の開口ＯＰ１に収納されない。胴部７０ｂの幅Ｗ１５は、ダイス１０の開口ＯＰ１の開口幅Ｗ２０よりも大きい。

下端部７０ａの幅Ｗ１０は、胴部７０ｂの幅Ｗ１５よりも狭い。下端部７０ａと胴部７０ｂとの境界部分には押圧面７１が形成される。プレス加工時、押圧面７１は、バンパー６０に形成される開口を規定するバンパー６０の縁部分を押圧する。

図３及び図４に示すように、筒部１１の上面（載置面）１５には凹部（受け部）１３が形成される。凹部１３には、開口ＯＰ１側に向かって上方（パンチ７０側又はバンパー６０側）に傾斜する傾斜面１４が形成される。図４に示すように、傾斜面１４は、開口ＯＰ１を囲む。傾斜面１４の内辺１４ａは、筒部１１の内側面１１ａに連結している。

図３に示すように、傾斜面１４と筒部１１の内側面１１ａ間の肉厚Ｗ１は、上方（パンチ７０側又はバンパー６０側）に向かって薄くなる。この観点から検討すると、筒部１１の上端には先細りの突出部１６が形成されるとも言える。なお、突出部１６の内側面１６ａは、筒部１１の内側面１１ａに一致する。突出部１６の外側面１６ｂは、傾斜面１４に一致する。

本実施形態では、傾斜面１４と筒部１１の内側面１１ａとがなす角（傾斜角）θは３０度以上で６０度以下に設定されている（ここでは、傾斜角θは４５度に設定されている。）。このように傾斜角θを設定することで、図５に示すように、ダイス１０の耐久性を損なうことなく、かえりがバンパー６０の上面に生じることを低減するという効果（尚、図５では効果と略示している。）を得ることができる。

傾斜角θが３０度未満の場合、突出部１６の肉厚Ｗ１は全体的に薄くなる。この場合、プレス加工の実施に伴って突出部１６に欠けが早期に生じるおそれがある。従って、ダイス１０の耐久性を高めるためには傾斜角θを３０度以上に設定すると良い。

傾斜角θが６０度を超える場合、突出部１６の肉厚Ｗ１は全体的に厚くなる。この場合、プレス加工の実施に伴って、突出部１６に欠けが早期に生じるおそれは抑制される。しかしながら、本発明者の試作結果によると、かえりがバンパー６０の上面に生じることを低減するという効果を十分に得ることができない。

傾斜角θを３０度以上で６０度以下に設定することで、ダイス１０の耐久性を損なうことなく、かえりがバンパー６０の上面に生じることを低減するという効果（尚、図５では効果と略示している。）を得ることができる。なお、より好ましくは、傾斜角θを４０度以上で５０度以下に設定すると良い。

図６を参照して、バンパー６０の上面６０ａにかえりが生じることが抑制されることのメカニズムについて説明する。なお、図６に示すようにプレス加工をする前には予めパンチ７０はヒータ８０によって所定温度に加熱されている。

図６（ａ）に模式的に示すように、パンチ７０が下方（ステージ５０側）に移動するに従って、バンパー６０は変形する。これに伴って、バンパー６０の上面６０ａにはかえり１８が生じる。なお、このかえり１８は、バンパー６０の変形に応じて上方に突出したバンパー６０の一部分である。

図６（ｂ）に模式的に示すように、パンチ７０が更に下方（ステージ５０側）に移動するに従って、バンパー６０はパンチ７０によって部分的に打ち抜かれ、バンパー６０には開口が形成される。また、パンチ７０が更に下方に移動するに従って、パンチ７０の押圧面７１はかえり１８を押圧する。このようにして、バンパー６０の上面６０ａのかえり１８は無くなり、バンパー６０の下面６０ｂにかえり１９が生じる。

上述のように、ダイス１０の上面１５には凹部１３が形成され、この凹部１３によって、かえり１９を受け入れる空間が確保される。従って、押圧面７１によるかえり１８の押圧に応じて、好適に、バンパー６０の下面６０ｂにはかえり１９が生じ、結果として、バンパー６０の上面６０ａのかえり１８は無くなる。これによってプレス加工に伴ってバンパー６０の美観が損なわれることが抑制される。

このように、本実施形態では、ダイス１０の上面１５に形成された凹部１３によって、バンパー６０の上面６０ａにかえり１８が生じることが抑制される。結果的として、プレス加工に伴ってバンパー６０の美観が損なわれることが抑制される。

なお、バンパー６０の下面６０ｂは自動車の車体側の面である。従って、バンパー６０の下面６０ｂにかえり１９が生じたとしてもバンパー６０の美観が損なわれることはない。

なお、上述のメカニズムに関する説明はあくまで発明者の知見に基づいた推測である。パンチ７０の径、ダイス１０の開口ＯＰ１の開口径、及びパンチ７０の推力を適当に設定することによって、押圧面７１による押圧を実行しなくても、かえりの発生を抑制することができる可能性がある。

図７に示すように、バンパー６０に形成した開口ＯＰ２には、ソナー１５０が取り付け部品１６０を介して取り付けられる。なお、開口ＯＰ２を規定するバンパー６０の縁はパンチ７０による押圧に応じて凹んでいる。

図８に示すように、バンパー６０は自動車２００に取り付けられる。バンパー６０にはソナー１５０が取り付けられている。従って、自動車２００は、ソナー１５０からの出力に基づいて障害物までの距離を検知することができる。これによって自動車２００は、自動車２００と障害物間の距離を自動車２００の操作者に報知することができる。これによって、例えば、次のようなことが実現できる。自動車の操作者は、障害物間に自動車を安全に移動させることが可能になる。また、自動車の操作者は、予期しない障害物との衝突を回避することができる。

［第２の実施形態］
図９を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、ダイスの具体的な構成を示す模式図である。

本実施形態のダイス１０は第１の実施形態とは異なる形状を有する。この場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、ダイス１０の上面１５に形成された凹部１３によって、バンパー６０の上面６０ａにかえり１８が生じることが抑制される。結果的に、プレス加工に伴ってバンパー６０の美観が損なわれることが抑制される。

図９に示すように、凹部１３と開口ＯＰ１間には上面１７が形成される。上面１５と同様に、上面１７にはバンパー６０が載置される。この場合であっても上面１５と上面１７間に形成された凹部１３には、プレス加工に伴って上述のかえり１９を受け入れ可能である。従って、本実施形態の場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。換言すると、傾斜面１４の内辺１４ａが筒部１１の内側面１１ａに連結するように凹部１３を設けることは必須ではない。

本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。ダイス、パンチの具体的な形状、材料、及び製造方法は任意である。被加工体はバンパー等の自動車用部品に限定されるべきものではない。また、加熱式のプレス加工に限定されるべきものではない。

本発明の第１の実施形態にかかるプレス加工装置の概略的な構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプレス加工装置によりプレス加工処理を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるダイスの具体的な構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるダイスを斜視した模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかる傾斜角の設定条件を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるプレス加工により加工されるバンパーの状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるソナー取り付け後のバンパーの状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるバンパーが取り付けられた自動車を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかるダイスの具体的な構成を示す模式図である。

符号の説明

１００ プレス加工装置
５０ ステージ
６０ バンパー

１０ ダイス
１１ 筒部
１２ 基部
１３ 凹部
１４ 傾斜面
１５、１７ 上面
１６ 突出部
７０ パンチ
７１ 押圧面

Claims (13)

1. プレス加工される被加工体が載置されるダイスであって、
   前記被加工体が載置される載置面と、
   前記被加工体に孔を形成するパンチを少なくとも部分的に受け入れる第１受け部と、
   前記載置面に形成されると共に、前記被加工体に対する前記パンチの押圧によって生じる前記被加工体の変形部分を受け入れる第２受け部と、
   を備えるダイス。
2. 前記第２受け部は、前記第１受け部を囲むように形成されることを特徴とする請求項１に記載のダイス。
3. 前記第２受け部は、前記第１受け部側に向かって前記パンチ側に近接する傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載のダイス。
4. 前記傾斜面の前記第１受け部側の内辺は、前記第１受け部を形成する当該ダイスの内側面に連結していることを特徴とする請求項３に記載のダイス。
5. 前記傾斜面と当該ダイスの前記内側面とがなす角は３０度以上で６０度以下であることを特徴とする請求項４に記載のダイス。
6. プレス加工用の工具セットであって、
   被加工体が載置されるダイスと、
   前記被加工体に孔を形成するパンチと、を備え、
   前記ダイスは、
   前記被加工体が載置される載置面と、
   前記パンチを少なくとも部分的に受け入れる第１受け部と、
   前記被加工体に対する前記パンチの押圧によって生じる前記被加工体の変形部分を受け入れる第２受け部と、
   を備える、工具セット。
7. 前記パンチは、
   前記第１受け部の開口幅よりも狭く前記第１受け部に収納される幅狭部と、
   前記第１受け部の開口幅よりも広く前記第１受け部に収納されない幅厚部と、
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の工具セット。
8. 前記第２受け部は、前記第１受け部を囲むように形成されることを特徴とする請求項６に記載の工具セット。
9. 前記第２受け部は、前記第１受け部側に向かって前記パンチ側に近接する傾斜面を有することを特徴とする請求項８に記載の工具セット。
10. 前記傾斜面の前記第１受け部側の内辺は、前記第１受け部を形成する当該ダイスの内側面に連結していることを特徴とする請求項９に記載の工具セット。
11. 前記傾斜面と当該ダイスの前記内側面とがなす角は３０度以上で６０度以下であることを特徴とする請求項１０に記載の工具セット。
12. ダイス及びパンチを用いて被加工体を加工するプレス加工方法であって、
    前記ダイスの載置面に前記被加工体を載置するステップと、
    前記ダイスに形成された第１受け部に対応して配置された前記パンチで前記ダイス上に載置された前記被加工体を押圧するステップと、
    前記被加工体に対する前記パンチの押圧によって生じる前記被加工体の変形部分を前記ダイスの前記載置面に形成された第２受け部に収納させるステップと、
    を備えるプレス加工方法。
13. ダイス及びパンチを用いて孔を有するバンパーを製造する方法であって、
    前記ダイスの載置面に前記バンパーを載置するステップと、
    前記ダイスに形成された第１受け部に対応して配置された前記パンチで前記ダイス上に載置された前記バンパーを押圧するステップと、
    前記バンパーに対する前記パンチの押圧によって生じる前記バンパーの変形部分を前記ダイスの前記載置面に形成された第２受け部に収納させるステップと、
    を備えるバンパーの製造方法。

Images