JP2010167437A

JP2010167437A - 型かじり評価金型および型かじり評価方法

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Publication number: JP2010167437A
Application number: JP2009011285A
Authority: JP
Inventors: Jiro Iwatani; 二郎岩谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】成形材料に対して、移動方向と直交する方向への力を作用させるための他の動力源が不要であり、かつ、型かじり発生の再現性の高い型かじり評価金型および型かじり評価方法を提供する。
【解決手段】型かじり評価金型１は、プレス方向平行視にて外周に３つ以上の複数の凹部を有するパンチブロック２１と、プレス方向に相対移動したパンチブロック２１が所定のクリアランスで嵌め込まれる嵌合部を有するダイブロック１１〜１４と、を備え、前記複数の凹部は、プレス方向平行視にて回転対称となるように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、金型成形を行う際の型かじり性の評価を行うことができる型かじり評価金型および型かじり評価方法に関する。

従来から、金属薄板の成形においては主にプレス装置とプレス用金型とを用いたプレス成形が用いられている。その際、成形材料の材質・形状、金型の材質・形状（パンチ及びダイの形状、クリアランス等）等の成形条件によっては型かじり現象が発生し、薄板金属板の成形の妨げとなっていた。
特に、近年、自動車に対する衝突安全性の向上やＣＯ_２の排出量低減に関する社会的な要請から、自動車メーカーでは自動車ボディの強化と軽量化に取り組んでいる。
そして、軽量化の観点から、アルミやチタン等の低比重の材料の実用化も進められているが、衝突安全性の観点から、従来の薄板材料よりも更に高強度の材料の実用化がなされつつある。
しかしながら、被加工材である金属薄板の強度が上昇すると、成形の際に金型からの反力も高まるため、高面圧下で金型と摺動を伴いながら成形されることになり、型かじりは益々発生し易い状況となる。そのため、高強度材料の実用化の妨げとなり、結果として自動車ボディの軽量化の妨げとなっている。

この問題を解決するため、従来からプレス現場においては成形時の成形条件の見直しが行われ、金型用材料メーカーにおいては耐型かじり性に優れる材料の開発が行われている。このような成形条件の見直しや耐型かじり性に優れる金型材料の開発には型かじり性を評価するための型かじり評価技術が必要になる。
当該型かじりの評価技術として、従来、例えば、非特許文献１に記載のものが提案されている。

薄鋼板成形技術研究会［編］、「プレス成形難易ハンドブックー第３版ー」、日刊工業新聞社、2007年3月30日、p.464-465

しかしながら、型かじりを発生させるためには、成形材料に対して、当該成形材料の移動方向（摺動方向）と直交する方向に力を作用させる必要があるが、非特許文献１に記載の方法（区分：単純すべり、引抜きＡ〜Ｄ）においては、当該直交する方向への力を発生させるために、成形材料を移動させるための動力源とは別の動力源が必要になるという問題があった。
また、非特許文献１に記載の方法（区分：しごきＡ、Ｂ）においては、パンチとダイとのクリアランスによっては、成形材料に対して、移動方向と直交する方向への力（Ｐ_２）を十分に作用させることができない場合もあり、型かじり発生の再現性も低く、数多くの成形を行って型かじりの有無を評価しなければならないという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、成形材料に対して、移動方向と直交する方向への力を作用させるための他の動力源が不要であり、かつ、型かじり発生の再現性の高い型かじり評価金型および型かじり評価方法を提供することを目的とする。

本発明に係る型かじり評価金型および型かじり評価方法は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の型かじり評価金型および型かじり評価方法は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

本発明に係る型かじり評価金型における第１の特徴は、プレス方向平行視にて外周に３つ以上の複数の凹部を有するパンチと、プレス方向に相対移動した前記パンチが所定のクリアランスで嵌め込まれる嵌合部を有するダイと、を備え、前記複数の凹部は、プレス方向平行視にて回転対称となるように配置されていることである。

この構成によると、プレス成形により、成形材料に対して、屈曲した曲げ線での曲げ変形を与えつつ、当該成形材料をダイに沿わせて、プレス方向に摺動させることができる。
これにより、成形材料に対して、移動方向（プレス方向）と直交する方向への力を作用させるための他の動力源を用いずに、当該成形材料とダイとの接触面における面圧をより確実に高めることができる。
また、当該面圧がより確実に高まることに起因して、型かじり発生の再現性が高くなる。更に、パンチが有する複数の凹部は、プレス方向から見て回転対称となるように配置されているので、成形材料がダイ上でプレス方向と直交する方向にずれることを防止できる。

また、本発明に係る型かじり評価金型における第２の特徴は、前記ダイは、前記パンチがプレス方向に相対移動したときに前記複数の凹部に対してそれぞれ嵌合する複数の凸部を有し、当該凸部は、プレス方向平行視にて円弧をなす円弧凸面を有し、前記円弧凸面の半径は、前記複数の凸部においてそれぞれ異なることである。

この構成によると、成形材料を１回プレスすることで、プレス後の成形材料には、成形条件（ダイブロックの円弧凸面の半径）の異なる４つの変形部が形成される。これにより、少ないプレス回数で、型かじりが生じる条件と、型かじりが生じない条件とを見つけることができる。その結果、これらの条件に基づく型かじり性の評価が容易になる。

また、本発明に係る型かじり評価金型における第３の特徴は、前記ダイは、前記嵌合部の前記パンチ側に位置する端縁部が所定の半径の円弧状に面取りされており、当該所定の半径は、回転対称位置にある複数の前記端縁部においてそれぞれ異なることである。

この構成によると、成形材料を１回プレスすることで、プレス後の成形材料には、成形条件（端縁部の面取り半径）の異なる４つの変形部が形成される。これにより、少ないプレス回数で、型かじりが生じる条件と、型かじりが生じない条件とを見つけることができる。その結果、これらの条件に基づく型かじり性の評価が容易になる。

また、本発明に係る型かじり評価金型における第４の特徴は、前記ダイは、複数のブロックを有して構成され、当該複数のブロックは、隣接するブロックとの隙間に前記パンチが嵌合されるように、着脱自在に設置されていることである。

この構成によると、ブロックを交換することで、容易に成形条件（円弧凸面の半径や端縁部の面取り半径等）を変更することができる。
また、ブロックに型かじりの疵がついた場合でも、ダイ全部を交換する必要はないため、経済的である。

また、本発明に係る型かじり評価方法は、プレス方向平行視にて外周に凹部を有するパンチと、プレス方向に相対移動した前記パンチが所定のクリアランスで嵌め込まれる嵌合部を有するダイと、を備える型かじり評価金型を用いて、板状部材をプレスするプレス工程と、当該プレス後に、プレスされた前記板状部材および／または前記ダイの表面の型かじりの発生の有無を確認する型かじり確認工程と、型かじりが発生したダイ形状と、型かじりが発生しなかったダイ形状とに基づいて型かじり性を判断する型かじり性判断工程と、を備える。

ここで、「型かじりが発生したダイ形状」とは、型かじりが板状部材またはダイ自身に発生したときの、ダイ形状を意味する。また、「型かじりが発生しなかったダイ形状」とは、型かじりが板状部材またはダイ自身に発生しなかったときのダイ形状を意味する。
この構成によると、パンチをプレス方向に付勢するためのプレス装置以外の他の動力源を用いることなく、板状部材に対して移動方向（プレス方向）と直交する方向への力を十分に作用させることができる。
これにより、板状部材とダイとの接触面における面圧をより確実に高めることができ、型かじり発生の再現性が高くなる。
プレス後、板状部材またはダイ自身における型かじりの発生の有無を確認し、型かじりが発生したときのダイ形状と、発生しなかったときのダイ形状に基づいて、型かじり性を評価することができる。

本発明によると、成形材料に対して、移動方向（プレス方向）と直交する方向への力を作用させるための他の動力源を用いずに、当該成形材料とダイとの接触面における面圧をより確実に高めることができる。また、型かじり発生の再現性が高くなる。

本発明の実施形態に係る型かじり評価金型を示す側面模式図。図１に示す型かじり評価金型の主要部を示す斜視模式図。図１に示す型かじり評価金型のダイユニットを示す（ａ）平面図及び（ｂ）側面図。図１に示す型かじり評価金型のパンチユニットを示す（ａ）側面図及び（ｂ）平面図。ブランクの成形後の状態を示す斜視模式図。比較例に係る評価金型および成形品を示す模式図。比較例に係る評価金型および成形品を示す模式図。図１に示す型かじり評価金型を用いた型かじり評価の結果を示す図。第１変形例に係るダイユニットを示す平面図。第２変形例に係るダイユニットを示す平面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る型かじり評価金型１を示す側面模式図である。また、図２は、型かじり評価金型１の主要部を示す斜視模式図である。また、図３は、型かじり評価金型１のダイユニット１０を示す（ａ）平面図及び（ｂ）側面図であり、図４は、型かじり評価金型１のパンチユニット２０を示す（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。

＜全体構成＞
図１および図２に示すように、型かじり評価金型１においては、下側にダイユニット１０、上側にパンチユニット２０が配置されている。そして、パンチユニット２０は、図示しないプレス装置によりダイユニット１０に向かう方向（矢印Ｐ方向）に付勢されることにより、ダイユニット１０に向かって平行移動して、ダイユニット１０の溝に嵌合するように構成されている。

＜パンチユニットの構成＞
図２および図４に示すように、パンチユニット２０は、十字形状のパンチブロック２１と、パンチブロック２１が固定されたパンチプレート２２と、パンチプレート２２が固定されたパンチホルダー２３とを備えている。

パンチブロック２１は、プレス方向と平行にパンチユニット２０側から見て外周の４箇所に凹部２１ａが形成されて十字形状とされている。パンチブロック２１に形成された４つの凹部２１ａは、プレス方向と平行に見たときに、パンチブロック２１の中心軸Ｑ（プレス中心軸Ｑ）を回転軸として９０°の回転対称となる位置に配置されている。また、凹部２１ａの角部は、プレス方向と平行に見たときに円弧面となるように形成されている。当該円弧面の半径は、４つの凹部２１ａにおいてそれぞれ同一とすることもできるし、後述するダイブロック１１〜１４に対応するように、それぞれ変化させることもできる。
尚、パンチブロックの下端面の縁部は、プレス時に被加工材に曲げ割れが発生しないように円弧状に面取りされている。

パンチブロック２１は、パンチプレート２２にボルト等で固定され、当該パンチプレート２２は、パンチホルダー２３にボルト等で固定されている。当該パンチホルダー２３は、後述するダイホルダーから上方に延びる棒状のガイドに案内されて上下に移動する。

＜ダイユニットの構成＞
図３に示すように、ダイユニット１０は、４つのダイブロック１１〜１４と、当該ダイブロック１１〜１４が着脱自在に固定されるダイホルダー１５を備えている。

ダイブロック１１〜１４は、直方体状に形成されたブロックであり、ダイホルダー１５に対してインロー構造で設置されている。具体的には、ダイホルダー１５の上面に、ダイブロック１１〜１４の下端部を嵌め込むことができる凹部が形成されており、ダイブロック１１〜１４は、当該凹部に嵌め込まれて設置されている。

ダイブロック１１〜１４は、上下に延びるプレス中心軸Ｑを中心として回転対称となる位置に設けられている。そして、当該４つのダイブロック１１〜１４により、パンチブロック２１の十字形状に対応する十字溝（嵌合部）を形成している。パンチブロック２１は、当該十字溝内をプレス方向と平行にスライド移動可能である。つまり、４つのダイブロック１１〜１４により、プレス方向に移動したパンチブロック２１が所定のクリアランスで嵌め込まれる十字溝が構成される。

ダイブロック１１〜１４における、プレス中心軸Ｑに近接して上下に延びる角部１１ａ〜１４ａ（凸部）は、それぞれ、プレス方向からみて円弧面（円弧凸面）となるように形成されている（図３（ａ）参照）。当該角部１１ａ〜１４ａは、成形時に被加工材が摺接する部分であり、プレス中心軸Ｑと平行に延びる部分（図２のダイブロック１４において一点鎖線で囲んだ角部に相当する部分）である。
本実施形態において当該円弧面の半径（図３においてＲａで示す）は、ダイブロック１１は２ｍｍ、ダイブロック１２は４ｍｍ、ダイブロック１３は６ｍｍ、ダイブロック１４は８ｍｍである。

また、ダイブロック１１〜１４は、それぞれ、プレス方向におけるパンチユニット２０側の端面を囲む４つの辺のうち、他のブロックと対向する位置にある２つの辺である端縁部１１ｂ〜１４ｂが円弧状に面取りされている。当該端縁部１１ｂ〜１４ｂは、成形時に被加工材が摺接する部分であり、プレス中心軸Ｑと垂直な面内を延びる部分（図２のダイブロック１４において二点鎖線で囲んだ角部に相当する部分）である。
本実施形態において当該端縁部１１ｂ〜１４ｂの面取り半径（図３においてＲｂで示す）は、同じダイブロックにおける角部１１ａ〜１４ａの円弧面の半径（Ｒａ）と同じである。即ち、当該端縁部１１ｂ〜１４ｂの面取り半径（Ｒｂ）は、ダイブロック１１は２ｍｍ、ダイブロック１２は４ｍｍ、ダイブロック１３は６ｍｍ、ダイブロック１４は８ｍｍである。

ダイホルダー１５には棒状のガイド１６が上方に延びるように設けられており、当該ガイド１６がパンチホルダー２３を上下方向に案内する。
また、図１に示すように、ダイホルダー１５の中央部には貫通孔１５ａが形成されており、当該貫通孔１５ａを貫通するようにクッションピン１７が配置される。クッションピン１７の上端にはノックアウトプレート１８が載置されている。ノックアウトプレート１８は、十字形状の板状部材であり、ダイブロック１１〜１４間の溝内において上下に移動できるように配置される。これにより、クッションピン１７でノックアウトプレート１８を上方に付勢することで、成形された材料をダイユニット１０から容易に取り出すことができる。尚、ダイホルダー１５は、貫通孔１５ａ近傍の底面が地面から所定量離れるように、底上ブロック１９上に配置される。

＜型かじり評価方法の説明＞
型かじり評価金型１と、少なくとも一軸方向に付勢力を発生させることができるプレス装置と、を用いて型かじり評価を行うことができる。

◆プレス工程
図１に示すように、ダイブロック１１〜１４上に丸型のブランク３０（評価用の被加工材）を載置し、プレス装置を用いて、パンチユニット２０を下方に向かって付勢する。
そして、ダイブロック１１〜１４上に載せたブランクに、上から降りてきたパンチブロック２１が接触し始め、これと同時に曲げ成形が始まる。この時、ブランク３０とダイブロック１１〜１４の角部１１ａ〜１４ａとの間で高い面圧が生じる。
この時、パンチブロック２１の凹部２１ａ及びダイブロック１１〜１４の角部１１ａ〜１４ａは、プレス中心軸Ｑに対して回転対称に配置されているので、曲げの成形力は各部位でほぼつりあっている。そのため、ブランク３０がダイユニット１０の上でプレス方向に対して直交する方向にずれにくい。

上述のように型かじり評価金型１によるプレス成形を行うことにより、成形後のブランク３０’には、湾曲した４つの変形部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが形成される（図５参照）。

◆型かじり確認工程
その後、成形されたブランク３０’における型かじりの有無が確認される。尚、型かじりは、ブランク３０’における、ダイブロック１１〜１４の角部１１ａ〜１４ａの円弧面と摺動した部分（例えば図５において矢印αで示す部分）に発生し易く、当該部分の目視、あるいは、当該部分の表面粗さを測定することにより型かじりの有無の確認が可能である。

◆型かじり性判断工程
型かじりの有無を確認した結果、湾曲した４つの変形部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄのうち、型かじりが発生している変形部と、型かじりが発生していない変形部との双方が存在する場合は、型かじり発生限界となるダイブロックの角部および端縁部の円弧面の半径（以下、限界半径という）を求めることができる。
即ち、成形されたブランク３０’における、ダイブロック１１とダイブロック１２とに対応する変形部にのみ、型かじりが発生し、他の変形部（ダイブロック１３とダイブロック１４とに対応する変形部）には、型かじりが発生していない場合には、ダイブロック１２の角部および端縁部の円弧面の半径（４ｍｍ）と、ダイブロック１３の角部および端縁部の円弧面の半径（６ｍｍ）との間に、限界半径が存在することが分かる。
そして、当該限界半径が小さいほど、型かじりが生じにくい成形条件であると判断することができる。

一方、成形されたブランク３０’に型かじりが発生していない場合は、ダイユニット１０を構成するダイブロック１１〜１４を、円弧面の半径が小さいものに交換して、再度プレス成形を行う。これを型かじりが発生した変形部が形成されるまで行うことで、限界半径を求めることができる。

また、成形されたブランク３０’の全ての変形部（３０ａ〜３０ｄ）に型かじりが発生した場合は、ダイユニット１０を構成するダイブロック１１〜１４を、円弧面の半径が大きいものに交換して、再度プレス成形を行う。これを型かじりが発生しない変形部が形成されるまで行うことで、限界半径を求めることができる。

＜比較実験１＞
本発明の実施形態に係る型かじり評価金型１と、比較例としてのＣチャンネル曲げ金型１００と、をそれぞれ用いて成形試験を行い、型かじり発生の有無を評価した。
図６に、（ａ）Ｃチャンネル曲げ金型１００の模式図および（ｂ）成形されたブランク１３０’を示す。
図６に示すように、プレス方向に突出するパンチブロック１２０の側面１２０ａはプレス方向からみて直線状に形成されており、凹部は形成されていない。また、ダイブロック１１０には、当該パンチブロック１２０が所定のクリアランスで嵌合される一直線状の溝１１０ａが形成されている。

型かじり評価金型１及びＣチャンネル曲げ金型１００を用いた評価実験は、双方とも、以下に示す条件で行った。
（１）金型の材料：ＳＫＤ１１の熱処理材
（２）パンチブロックとダイブロックとのクリアランス：ブランクの板厚と同等
（３）プレス装置：８０ｔｏｎ級
（４）ブランクの種類：薄鋼板、引張強さ９８０ＭＰａ級、板厚１．４ｍｍ
（５）潤滑：ブランクに付着している防錆油をそのまま利用

尚、型かじり評価金型１を用いた評価実験では、ブランク３０は、直径８０ｍｍの丸型のものを用いた。一方、Ｃチャンネル曲げ金型１００を用いた評価実験では、ブランク１３０は、２００ｍｍ×１５０ｍｍの長方形のものを用いた。

上記の試験条件のもと、３０枚のブランクをそれぞれの金型でプレス成形し、型かじりの発生の有無を評価した。

＜評価結果＞
型かじり評価金型１を用いた評価実験においては、３０枚の全てのブランクにおいて、Ｒが４ｍｍ以下のダイブロックで成形された部分で型かじりが発生した。
一方、Ｃチャンネル曲げ金型１００では、型かじりの発生は認められなかった。
このことから、型かじり評価金型１のようにパンチブロックに平面視で凹部を設け、ダイに対応する凸部を設けること（即ち、成形時におけるブランクの曲げ線を曲線とすること）で、型かじりが発生し易くなることが分かる。

＜比較実験２＞
比較例としてハットチャンネル絞り金型２００を用いて成形試験を行い、型かじり発生までの試験数を評価した。
図７に、（ａ）ハットチャンネル絞り金型２００の模式図および（ｂ）成形されたブランク２３０’を示す。
図７に示すように、プレス方向に突出するパンチブロック２２０及びダイブロック２１０は、図６に示すＣチャンネル曲げ金型１００のものと略同様であるため説明を省略する。
ハットチャンネル絞り金型２００においては、所定のしわ押さえ力を付与するようにブランク２３０を、ダイブロック２１０との間で挟み込む、押さえ部材２４０を備えている。これにより、押さえ部材２４０によりブランク２３０をホールドした状態で、ブランク２３０をパンチブロック２２０とダイブロック２１０とで挟み込むことにより、ハットチャンネルを絞り成形することができる。

尚、ハットチャンネル絞り金型２００を用いた評価実験では、パンチブロック２２０とダイブロック２１０とのクリアランスは、ブランク２３０の板厚に０．２ｍｍを加えたものとした。また、ブランク２３０は、２００ｍｍ×２５０ｍｍの長方形のものを用い、しわ押さえ力は、５ｔｏｎとした。金型の材料、プレス装置、ブランクの種類、潤滑については、上述したＣチャンネル曲げ金型１００の試験条件（１）、（３）〜（５）と同様である。
上記の試験条件のもと、型かじりが発生するまで繰り返しブランクを成形した。

＜評価結果＞
ハットチャンネル絞り金型２００を用いて成形した場合は、プレス回数で５００回を超えてから、すり疵状の、程度が軽い型かじりが発生した。
型かじり評価金型１を用いて成形した場合においては、上述したように、１回の試験でも型かじりを発生させることができるため、型かじりの評価試験を簡便に行うためには型かじり評価金型１が有効であることが分かる。

＜型かじり評価金型１を用いた評価実験の実施例＞
本発明の実施形態に係る型かじり評価金型１を用いて成形試験を行い、型かじりが発生するときの限界半径を評価した。
成形条件は以下の通りである。
（１）金型の材料：ＳＫＤ１１の熱処理材
（２）パンチブロックとダイブロックとのクリアランス：ブランクの板厚と同等
（３）プレス装置：８０ｔｏｎ級
（４）ブランクの種類：薄鋼板、板厚１．４ｍｍ
・ブランク形状
（ａ）丸型、直径７０〜９０ｍｍ、
（ｂ）角型、辺長７０〜９０ｍｍ
・ブランク材質
（ａ）９８０ＭＰａ級、降伏強度（YP）６２８ＭＰａ、引張強度（TS）１０５２ＭＰａ
（ｂ）９８０ＭＰａ級、降伏強度（YP）８５４ＭＰａ、引張強度（TS）１０２８ＭＰａ
（ｃ）５９０ＭＰａ級、降伏強度（YP）４２１ＭＰａ、引張強度（TS）６４８ＭＰａ
（５）潤滑：ブランクに付着している防錆油をそのまま利用

尚、以下に示すダイブロックを用いて実験を行った。
角部（１１ａに相当する部分）および端縁部（１１ｂに相当する部分）の円弧面の半径が同一であり、その半径が、それぞれ、２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍである８つのダイブロックを用意した。そして、円弧面の半径が２〜８ｍｍの４つ、および、１０〜１６ｍｍの４つを、それぞれ一組として、ダイホルダー１５に嵌め込んで使用した。

上記条件のもと、丸型のブランクにおいては直径を、７０〜９０ｍｍの間で変化させ、角型のブランクにおいては辺長を、７０〜９０ｍｍの間で変化させ、限界半径を求めた結果を図８に示す。図８において、ブランク材質が上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で、丸型のブランクを用いたものを、それぞれ、ａ１、ｂ１、ｃ１として示している。また、ブランク材質が上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で、角型のブランクを用いたものを、それぞれ、ａ２、ｂ２、ｃ２として示している。
尚、目視にて成形品における型かじりの有無を確認し、型かじりを発生させたダイブロックのなかで、最も円弧面の半径が大きいダイブロックの半径を、限界半径としてプロットした。また、円弧面が２ｍｍのダイブロックで型かじりが発生しなかった場合は、限界半径０ｍｍとしてプロットした。

図８に示すように、何れの材料もブランク径、辺長が６ｍｍ以下で型かじりが発生していることがわかる。また、強度が高い９８０ＭＰａ級の材料（ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２）の方が、強度が低い５９０ＭＰａ級の材料（ｃ１、ｃ２）に比べて限界半径が大きい傾向にあり、材料強度と発生面圧との関係が再現できていると考えられる。

尚、４つのダイブロックの材料として、ＳＳ４４０材を用いて同様に実験を行ったところ、成形品だけでなく、ダイブロックにも、かじりが発生することがわかった。このことから、金型材料の型かじり特性も評価できることがわかる。

ダイブロック１１〜１４は、それぞれ、円弧面の半径が異なっているが、この場合に限らず、円弧面の半径を複数のダイブロックでそれぞれ同一にして、型かじり評価のためのプレス成形を行ってもよい。尚、この場合、１回のプレス毎に、ダイブロックを円弧面の半径が異なるものに交換しながら、繰り返しプレスを行って型かじりが生じる限界半径を求める。
この方法によれば、１回のプレスで、同一円弧面のダイブロックで成形された成形品を４つ得ることができる。即ち、１回の試験におけるｎ数を増加させることができる。

また、金属薄板以外であっても、金型材料の型かじり特性を評価することができる。

また、ダイブロック１１〜１４において、角部（１１ａ等に相当する部分）と端縁部（１１ｂ等に相当する部分）とで円弧面の半径を同一とする場合に限らず、当該角部の円弧面と端縁部の円弧面とが異なる半径であってもよい。

また、ダイホルダー１５に設置される複数のダイブロック１１〜１４の間で、角部および端縁部の双方の円弧面の半径が異なるように当該複数のダイブロックを形成する場合に限らず、角部および端縁部のいずれか一方の円弧面の半径が異なるように、型かじり評価金型を構成してもよい。
例えば、ダイブロック１１〜１４のいずれも端縁部（１１ｂ〜１４ｂ）の円弧面の半径が８ｍｍとなるように構成するとともに、角部（１１ａ〜１４ａ）の円弧面の半径が、それぞれ、２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍとなるように構成して評価試験を行うこともできる。

＜本実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の型かじり評価金型１は、以下の構成を備える。
・プレス方向平行視にて外周に４つの凹部２１ａを有する十字形状のパンチブロック２１
・プレス方向に相対移動したパンチブロック２１がブランク３０の板厚と同等のクリアランスで嵌め込まれる十字溝を形成するダイブロック１１〜１４
そして、パンチブロック２１に形成された４つの凹部２１ａは、プレス方向平行視にて９０°の回転対称となるように配置されている。

この構成によると、パンチブロック２１とダイブロック１１〜１４とを用いたプレス成形により、ブランク３０に対して、屈曲した曲げ線での曲げ変形（即ち、９０°屈曲した端縁部１１ｂ〜１４ｂでの曲げ変形）を与えつつ、当該ブランク３０をダイブロック１１〜１４に沿わせて、プレス方向（十字溝の深さ方向）に摺動させることができる。
これにより、ブランク３０に対して移動方向（プレス方向）と直交する方向への力を作用させるための他の動力源を用いずに、ブランク３０とダイブロック１１〜１４との接触面における面圧をより確実に高めることができる。
また、当該面圧がより確実に高まることに起因して、型かじり発生の再現性が高くなる。これにより、例えば１回のプレスで型かじりが発生しうるプレス条件であるか否かを、より確実に判断することができる。
更に、パンチブロック２１に形成された４つの凹部２１ａは、プレス方向平行視にて回転対称となるように配置されているので、ブランク３０がダイブロック１１〜１４上でプレス方向と直交する方向にずれることを防止できる。

また、本実施形態の型かじり評価金型１において、ダイブロック１１〜１４は、パンチブロック２１がプレス方向に相対移動したときに、４つの凹部２１ａに対してそれぞれ嵌合する４つの角部１１ａ〜１４ａ（凸部）を有する。
当該角部１１ａ〜１４ａは、プレス方向から見て円弧をなす円弧凸面を有する。
当該円弧凸面の半径は、９０°の回転対称位置にある４つの角部１１ａ〜１４ａにおいてそれぞれ異なる。

この構成によると、ブランク３０を１回プレスすることで、成形条件（ダイブロックの円弧凸面の半径）の異なる４つの変形部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを得ることができる（図５参照）。これにより、少ないプレス回数で、型かじりが生じる条件と、型かじりが生じない条件とを見つけ出すことができる。その結果、型かじり性の評価が容易になる。

また、本実施形態の型かじり評価金型１において、ダイブロック１１〜１４は、十字溝の上端（パンチユニット側）に位置する端縁部１１ｂ〜１４ｂが所定の半径の円弧状に面取りされている。
当該所定の半径は、９０°の回転対称位置にある４つの端縁部１１ｂ〜１４ｂにおいてそれぞれ異なる。

この構成によると、ブランク３０を１回プレスすることで、成形条件（端縁部の面取り半径）の異なる４つの変形部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを得ることができる（図５参照）。これにより、少ないプレス回数で、型かじりが生じる条件と、型かじりが生じない条件とを見つけ出すことができる。その結果、型かじり性の評価が容易になる。

また、本実施形態の型かじり評価金型１において、ダイユニット１０は、４つのダイブロック１１〜１４を有して構成され、当該４つのダイブロック１１〜１４は、プレスの際に、隣接するダイブロックとの隙間にパンチブロック２１が嵌合されるように、着脱自在に設置されている。

この構成によると、ダイブロック１１〜１４を交換することで、容易に成形条件（ダイブロックの角部や端縁部の円弧面の半径等）を変更することができる。
また、ダイブロック１１〜１４に型かじりの疵がついた場合でも、個別に交換可能であり、ダイユニット１０を全て交換する必要はないため、経済的である。

また、本実施形態で示した型かじり性を評価するための型かじり評価方法は、以下の工程を含んでいる。
・プレス工程
型かじり評価金型１を用いて、板状のブランク３０をプレスする。
・型かじり確認工程
プレス後に、プレスされたブランク３０の表面の型かじりの発生の有無を確認する。
・型かじり性判断工程
型かじりが発生した部位に対応するダイブロック１１〜１４の角部１１ａ〜１４ａ及び端縁部１１ｂ〜１４ｂの円弧面の半径（ダイブロックにおいて当該部位の変形に寄与した部分の形状）と、型かじりが発生していない部位に対応する前記円弧面の半径（ダイブロックにおいて当該部位の変形に寄与した部分の形状）とに基づいて、限界半径（型かじりが発生した最小の前記円弧面の半径）を求め、当該限界半径を基準として、型かじり性を判断する。

この構成によると、パンチユニット２０をプレス方向に付勢するためのプレス装置以外の他の動力源を用いることなく、ブランク３０に対して移動方向（プレス方向）と直交する方向への力を十分に作用させることができる。
これにより、ブランク３０とダイブロック１１〜１４との接触面における面圧をより確実に高めることができ、型かじり発生の再現性が高くなる。
そして、ブランク３０における型かじりの発生の有無を確認し、ダイブロックの限界半径を求めることで、定量的に型かじり性を評価することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

＜変形例＞
本実施形態に係る型かじり評価金型１は、例えば以下に示すように、変形して実施することができる。

（１）
図９及び図１０は、それぞれ本実施形態の第１変形例及び第２変形例、に係る型かじり評価金型のダイユニット示す図であり、それぞれ本実施形態の図３（ａ）に相当する図である。尚、図９及び図１０において、対応するパンチブロックの形状を二点鎖線で示している。

図９示す第１変形例に係る型かじり評価金型においては、３つのダイブロック６１〜６３を有する点で、４つのダイブロック１１〜１４を有する型かじり評価金型１とは異なっている。また、図１０に示す第２変形例に係る型かじり評価金型においては、５つのダイブロック７１〜７５を有する点で、型かじり評価金型１とは異なっている。

図９に示すように、第１変形例のダイブロック６１〜６３は、プレス中心軸Ｑを中心として回転対称（１２０°の回転対称）となる位置に配置されている。即ち、プレス方向平行視にて、プレス中心軸Ｑに近づくように突出する凸部の先端の位置が、プレス中心軸Ｑを中心として回転対称（１２０°の回転対称）となる位置に配置されている。パンチブロック６４には、ダイブロック６１〜６３の凸部に対応する凹部が設けられている。

また、図１０に示すように、第２変形例のダイブロック７１〜７５は、プレス中心軸Ｑを中心として回転対称（７２°の回転対称）となる位置に配置されている。即ち、プレス方向平行視にて、プレス中心軸Ｑに近づくように突出する凸部の先端の位置が、プレス中心軸Ｑを中心として回転対称（７２°の回転対称）となる位置に配置されている。パンチブロック７６には、ダイブロック７１〜７５の凸部に対応する凹部が設けられている。

図９及び図１０に示す型かじり評価金型を用いて、所定のブランクをプレス成形し、型かじりの有無を確認することで、型かじり性を評価してもよい。

（２）
また、本実施形態のように、パンチユニット２０を上側に、ダイユニット１０を下側に設置する場合に限らず、パンチユニット２０を下側に、ダイユニット１０を上側に設置してもよい。

（３）
本発明は、成形材料や金型の材料等の型かじり性評価だけでなく、成形時に使用する潤滑油や潤滑被膜等の評価に用いることもできる。

成形条件の見直しや耐型かじり性に優れる金型材料の開発などにおいて、本発明の型かじり評価金型および型かじり評価方法を用いることができる。

１型かじり評価金型
１０ダイユニット（ダイ）
１１〜１４ダイブロック
２０パンチユニット
２１パンチブロック（パンチ）
２１ａ凹部
３０ブランク（板状部材）

Claims

プレス方向平行視にて外周に３つ以上の複数の凹部を有するパンチと、
プレス方向に相対移動した前記パンチが所定のクリアランスで嵌め込まれる嵌合部を有するダイと、を備え、
前記複数の凹部は、プレス方向平行視にて回転対称となるように配置されている型かじり評価金型。
前記ダイは、前記パンチがプレス方向に相対移動したときに前記複数の凹部に対してそれぞれ嵌合する複数の凸部を有し、
当該凸部は、プレス方向平行視にて円弧をなす円弧凸面を有し、
前記円弧凸面の半径は、前記複数の凸部においてそれぞれ異なる
請求項１に記載の型かじり評価金型。
前記ダイは、前記嵌合部の前記パンチ側に位置する端縁部が所定の半径の円弧状に面取りされており、
当該所定の半径は、回転対称位置にある複数の前記端縁部においてそれぞれ異なる
請求項１又は請求項２に記載の型かじり評価金型。
前記ダイは、複数のブロックを有して構成され、当該複数のブロックは、隣接するブロックとの隙間に前記パンチが嵌合されるように、着脱自在に設置されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の型かじり評価金型。
プレス方向平行視にて外周に凹部を有するパンチと、プレス方向に相対移動した前記パンチが所定のクリアランスで嵌め込まれる嵌合部を有するダイと、を備える型かじり評価金型を用いて、板状部材をプレスするプレス工程と、
当該プレス後に、プレスされた前記板状部材および／または前記ダイの表面の型かじりの発生の有無を確認する型かじり確認工程と、
型かじりが発生したダイ形状と、型かじりが発生しなかったダイ形状とに基づいて型かじり性を判断する型かじり性判断工程と、
を備える型かじり評価方法。