JP2010036222A - テーラードブランク材のプレス成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】テーラードブランク材をプレス成形する際に、良好な面品質（面精度）を得ることができ、それによってテーラードブランク材の自動車外板パネル等への適用拡大を可能にするテーラードブランク材のプレス成形方法を提供する。
【解決手段】ダイ２１とブランクホルダー２２とポンチ２３を備えたプレス金型２０を用いて、高強度・高板厚金属板１１と低強度・低板厚金属板１２を溶接したテーラードブランク材１０をプレス成形するに際して、テーラードブランク材１０の溶接線１３近傍を成形するポンチ２３表面に硬質ゴム２４をライニングしてプレス成形を行う。
【選択図】図３
【解決手段】ダイ２１とブランクホルダー２２とポンチ２３を備えたプレス金型２０を用いて、高強度・高板厚金属板１１と低強度・低板厚金属板１２を溶接したテーラードブランク材１０をプレス成形するに際して、テーラードブランク材１０の溶接線１３近傍を成形するポンチ２３表面に硬質ゴム２４をライニングしてプレス成形を行う。
【選択図】図３
Description
本発明は、テーラードブランク材をプレス成形によって自動車部品（特に、外板パネル）等に加工するためのテーラードブランク材のプレス成形方法に関するものである。
近年、自動車の安全性確保と対環境性能に関する要望の高まりから、自動車の車体重量の軽量化が図られているが、さらに一層の車体重量の軽量化が要望されている。
そのような要望に応えるため、部品のうち高い強度の必要な部分にだけ、局部的に、板厚の厚いものや高強度の材質のものを用いるという動きがある。すなわち、板厚あるいは材質の少なくともいずれかが異なる金属板を接合した、いわゆるテーラードブランク材を素材金属板として用い、そのテーラードブランク材をプレス成形によって所望の形状に加工する技術が注目を集めている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−０９５５９６号公報
しかし、現状では、テーラードブランク材の自動車部品への適用は、内板パネルや骨格部材が主であり、外板パネルへの適用は少ない。その理由は、テーラードブランク材のプレス成形時の溶接線近傍における面品質（面精度）の低下があり、テーラードブランク材の外板パネルへの適用に対する障害となっている。
その一例を図１に示す。図１（ａ）に示すような、高強度で高板厚の金属板（ここでは、引張強度が４４０ＭＰａ級で板厚が１．０ｍｍの鋼板）１１と低強度で低板厚の金属板（ここでは、引張強度が２７０ＭＰａ級で板厚が０．７ｍｍの鋼板）を溶接したテーラードブランク材１０をプレス成形（ここでは、円錐台張出し成形）した際の、溶接線１３近傍の面品質（所定の基準位置からの高さ分布：外表面の凹凸形状）を図１（ｂ）に示すが、溶接線１３を挟んで、高強度・高板厚金属板１１側に対して低強度・低板厚金属板１２側が０．１２ｍｍ落込んでいる。
このような面品質の低下のために、テーラードブランク材の外板パネルへの適用については、溶接線とその近傍は準外板面（扉を開けないと見えない場所）やカバー等がある内板部位に限定しないといけないという制約があった。このことが、テーラードブランク材の外板パネルへの適用が少ない大きな要因であった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、テーラードブランク材をプレス成形する際に、良好な面品質（面精度）を得ることができ、それによってテーラードブランク材の自動車外板パネル等への適用拡大を可能にするテーラードブランク材のプレス成形方法を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明者らは、まず、テーラードブランク材のプレス成形時の溶接線近傍における面品質の低下（外表面の落込みの発生）のメカニズムについて検討した結果、以下のようなメカニズムであることを解明した。
すなわち、図２（ａ）に示すように、ダイ２１とブランクホルダー２２とポンチ２３を備えたプレス金型２０を用いて、高強度・高板厚金属板１１と低強度・低板厚金属板１２を溶接したテーラードブランク材１０をプレス成形（ここでは、円錐台張出し成形）した場合、溶接線１３と直交方向に比較的大きな引張張力が作用して、溶接線１３が高強度・高板厚金属板１１側に移動し、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、テーラードブランク材１０とポンチ２３の間に隙間２９が生じて、低強度・低板厚金属板１２側の溶接線近傍をポンチ２３側へ押し下げようとする力が作用することによって、低強度・低板厚金属板１２側の溶接線１３近傍の外面がポンチ２３側に落込むことを明らかにした。
そこでは、本発明者らは、引き続き、上記のような溶接線１３近傍における面品質の低下を防止するための方法を検討した結果、以下のような方法を想到した。
すなわち、テーラードブランク材の溶接線近傍を成形するポンチ表面に硬質ゴムをライニングしてプレス成形することによって、溶接線近傍をダイス側へ押し上げる力を作用させ、溶接線近傍の低強度・低板厚金属板側の外表面がポンチ側に落ち込む現象を回避することができるとの考えに至った。
上記のような考え方に基づいて、本発明は以下のような特徴を有している。
［１］板厚あるいは材質の少なくともいずれかが異なる金属板を接合したテーラードブランク材をダイとポンチを有するプレス金型によってプレス成形するに際して、テーラードブランク材の溶接線近傍を成形するポンチ表面に硬質ゴムをライニングしてプレス成形することを特徴とするテーラードブランク材のプレス成形方法。
［２］前記硬質ゴムの硬度はショア硬さ５０ＨＳ以上であり、硬質ゴムの厚さは２ｍｍ以上であることを特徴とする前記［１］に記載のテーラードブランク材のプレス成形方法。
本発明においては、テーラードブランク材をプレス成形する際に、溶接線近傍の外表面の落込み現象を防止して、良好な面品質（面精度）を得ることができる。その結果、テーラードブランク材の自動車外板パネル等への大幅な適用拡大が可能になる。
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の一実施形態を示す図であり、この実施形態においては、図３（ａ）に示すように、ダイ２１とブランクホルダー２２とポンチ２３を備えたプレス金型２０を用いて、高強度・高板厚金属板１１と低強度・低板厚金属板１２を溶接したテーラードブランク材１０をプレス成形（ここでは、かまぼこ型張出し）するに際して、テーラードブランク材１０の溶接線１３近傍を成形するポンチ２３表面に硬質ゴム２４をライニングしてプレス成形を行うようにしている。
これによって、溶接線１３近傍をダイス２１側へ押し上げる力が作用するようになり、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、低強度・低板厚金属板１２側の溶接線１３近傍の外表面がポンチ２３側に落込むことを回避することができる。
なお、上記の硬質ゴム２４の硬さは、ショア硬さ５０ＨＳ以上が好ましく、より好ましくは７０ＨＳ以上である。なお、ショア硬さ試験はＪＩＳ Ｚ ２２４６に準拠して測定するものとする。また、硬質ゴム２４のライニング厚さは、２ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは３〜５ｍｍである。
このようにして、この実施形態においては、テーラードブランク材１０をプレス成形する際に、テーラードブランク材１０の溶接線１３近傍を成形するポンチ２３表面に硬質ゴム２４をライニングすることによって、溶接線１３近傍の外表面の落込み現象を防止して、良好な面品質（面精度）を得ることができる。その結果、テーラードブランク材の自動車外板パネル等への大幅な適用拡大が可能になる。
本発明の効果を確認するために、本発明の実施例１として、図１（ａ）に示したような、高強度・高板厚鋼板（引張強度が４４０ＭＰａ級で板厚が１．０ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板）１１と低強度・低板厚鋼板（引張強度が２７０ＭＰａ級で板厚が０．７ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板）１２を溶接したテーラードブランク材１０のプレス成形（円錐台張出し成形）を行った。
その際に、本発明例１〜３として、テーラードブランク材１０の溶接線１３近傍を成形するポンチ２３表面に、表１に示すような条件で、硬質ゴム２４をライニングしてプレス成形を行った。また、比較例１として、硬質ゴム２４をライニングしていない従来のポンチを用いてプレス成形を行った。
そして、それぞれの場合における溶接線１３近傍の外表面の落込み深さを測定した結果を表１に示す。
表１に示すように、本発明例１〜３においては、比較例１に比べて落込み深さが減少しており、特に本発明例１、２においては、その効果が顕著である。
本発明の実施例２として、図４に示すような、高強度・高板厚鋼板（引張強度が４４０ＭＰａ級で板厚が１．０ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板）１１と低強度・低板厚鋼板（引張強度が２７０ＭＰａ級で板厚が０．７ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板）１２を溶接したテーラードブランク材１０のプレス成形（かまぼこ型張出し成形）を行った。
その際に、本発明例４として、図３に示したように、テーラードブランク材１０の溶接線１３近傍を成形するポンチ２３表面に硬質ゴム２４をライニングしてプレス成形を行った。硬質ゴム２４のショア硬さは７０ＨＳ、ライニング厚さは３ｍｍとした。また、比較例２して、図２に示したように、硬質ゴム２４をライニングしていない従来のポンチ２３を用いてプレス成形を行った。
そして、比較例２と本発明例４における溶接線１３近傍の外表面の落込み深さを測定した結果をそれぞれ図５（ａ）、（ｂ）に示す。
図５（ｂ）に示す本発明例４においては、図５（ａ）に示す比較例２に比べて、落込み深さが大幅に減少している。
１０ テーラードブランク材
１１ 高強度・高板厚金属板
１２ 低強度・低板厚金属板
１３ 溶接線
２０ プレス金型
２１ ダイ
２２ ブランクホルダー
２３ ポンチ
２４ 硬質ゴム
２９ 隙間
１１ 高強度・高板厚金属板
１２ 低強度・低板厚金属板
１３ 溶接線
２０ プレス金型
２１ ダイ
２２ ブランクホルダー
２３ ポンチ
２４ 硬質ゴム
２９ 隙間
Claims (2)
- 板厚あるいは材質の少なくともいずれかが異なる金属板を接合したテーラードブランク材をダイとポンチを有するプレス金型によってプレス成形するに際して、テーラードブランク材の溶接線近傍を成形するポンチ表面に硬質ゴムをライニングしてプレス成形することを特徴とするテーラードブランク材のプレス成形方法。
- 前記硬質ゴムの硬度はショア硬さ５０ＨＳ以上であり、硬質ゴムの厚さは２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のテーラードブランク材のプレス成形方法。
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