JP2013018026A - 曲げ癖矯正方法、該曲げ癖矯正方法を用いた断面溝形形状を有する部材の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は局所的な凹凸形状からなる曲げ癖を効果的に矯正できる曲げ癖矯正方法、及び該曲げ癖矯正方法を用いて断面溝形状の部材を成形する成形方法を提供する
【解決手段】本発明の曲げ癖矯正方法は、金属板１の屈曲部３を屈曲方向と逆方向に曲げることで屈曲部３を略平坦にした際に生ずる曲げ癖５を矯正する曲げ癖矯正方法であって、金属板１の曲げ癖５の曲率よりも小さい曲率を有する凸形状のパンチ７を、曲げ癖５における凸側から凸側の反対側に金属板１の板厚の２倍の距離よりも小さい範囲で押しこみ曲げ癖５と反対方向に凸となる曲率を有する湾曲形状を形成する第１矯正工程と、該第１矯正工程によって矯正された金属板１をヤング率換算で０．０３ＧＰａ以上の弾性体１５に挟み込み、先端に曲率を有する凸形状のパンチ７で金属板１の凸側から反対側に板厚の３倍以下の範囲で押し込むように矯正する第２矯正工程を有することを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、曲げ癖矯正方法、該曲げ癖矯正方法を用いた断面溝形形状を有する部材の成形方法に関する。

図５、図６に示す車両２３の構成部材２５のように、断面が深い溝形になった部材をプレス成形する場合がある。このような溝形状を凹陥部の深い金型（ダイ）を用いて一度にプレス成形しようとすると、図７の丸で囲んだ部位に示すように皺２７が発生してしまい適正な成形ができない場合がある。
このような場合、図８に示すように、まず溝の浅い金型を用いて図８（ａ）に示すように断面がハット形状になるように成形し、その後でハット状形状におけるフランジ部２９の根元の屈曲部３１を屈曲方向と逆方向に曲げることで屈曲部３１を平坦にすることが考えられる。

しかしながら、屈曲部３１を屈曲方向と逆方向に曲げると、図９の丸で囲んだＡ部及びＡ部を拡大して示す図１０に示すように、凹凸形状からなる曲げ癖３３が残ってしまう。この場合、高い荷重をかけて曲げ癖３３の凹凸形状を押し潰して平らにすることが考えられるが、金型の剛性やプレス装置の能力に限界があり、凹凸形状が残ってしまい、曲げ癖３３を完全には矯正することができない。

上記のような溝形の縦壁に生ずる曲率をもつ形状不良を矯正する方法として、例えば特許文献１，２に示されるように、パンチ又はダイ側に凹凸形状を設けて縦壁部を押圧する技術が開示されている。

特許第３７４５２０２号公報 特許第３７５０４２１号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示された技術は、溝形の縦壁に生ずる反りのような広範囲の曲率を対象としたものであり、上述したような局所的な凹凸形状からなる曲げ癖３３の矯正には対応できない。
このように、従来は、局所的な凹凸形状からなる曲げ癖を効果的に矯正できる曲げ癖矯正方法がなく、そのため、深い溝を有する断面溝形形状の部材を成形することもできないという問題がある。

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、局所的な凹凸形状からなる曲げ癖を効果的に矯正できる曲げ癖矯正方法、及び該曲げ癖矯正方法を用いて断面溝形状の部材を成形する成形方法を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る曲げ癖矯正方法は、金属板の屈曲部を屈曲方向と逆方向に曲げることで前記屈曲部を略平坦にした際に生ずる曲げ癖を矯正する曲げ癖矯正方法であって、
前記金属板の曲げ癖の曲率よりも小さい曲率を有する凸形状のパンチを、前記曲げ癖における凸側から凸側の反対側に前記金属板の板厚の２倍の距離よりも小さい範囲で押しこみ前記曲げ癖と反対方向に凸となる曲率を有する湾曲形成する第１矯正工程と、該第１矯正工程によって矯正された前記金属板をヤング率換算で０．０３ＧＰａ以上の弾性体に挟み込み、先端に曲率を有する凸形状のパンチで前記金属板の凸側から反対側に板厚の３倍以下の範囲で押し込むように矯正する第２矯正工程を有することを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記弾性体は、高反発ウレタン、高荷重用ウレタンまたはシリコーンゴムであることを特徴とするものである。

（３）本発明に係る断面溝形形状を有する部材の成形方法は、上記（１）又は（２）に記載の曲げ癖矯正方法を用いた断面溝形形状を有する部材の成形方法であって、
金属板を断面略ハット状に成形する第１成形工程と、ハット形状におけるフランジ部の根元の屈曲部を屈曲方向と逆方向に曲げることで前記屈曲部を略平坦にする第２成形工程と、該第２工程で生ずる曲げ癖を矯正する曲げ癖矯正工程とを有し、該曲げ癖矯正工程は上記（１）又は（２）に記載の曲げ癖矯正方法を用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、金属板の屈曲部を屈曲方向と逆方向に曲げることで前記屈曲部を平坦にした際に生ずる曲げ癖を、過大な押し圧力を付与することなく確実に矯正して平坦面にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る曲げ癖矯正方法の説明図である。 図１に示した曲げ癖矯正方法における第１矯正工程の詳細説明図である。 図１に示した曲げ癖矯正方法における第２矯正工程の詳細説明図である。 本発明の一実施の形態に断面溝形形状を有する部材の成形方法の説明図である。 本発明に係る曲げ癖矯正方法を用いて成形する断面溝形形状の部材の説明図である。 図５の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明が解決しようとする課題の説明図であり、断面溝形形状を一工程で成形した場合の問題点の説明図である。 本発明が解決しようとする課題の説明図であり、断面溝形形状を二工程で成形する方法の説明図である。 本発明が解決しようとする課題の説明図であり、図８に示した方法で成形した場合に生ずる曲げ癖の説明図である。 図９における丸で囲んだＡ部の拡大図である。

［実施の形態１］
本実施の形態に係る曲げ癖矯正方法を図１〜図３に基づいて説明する。
本実施の形態に係る曲げ癖矯正方法は、図１（ａ）に示すような金属板１のＶ字状の屈曲部３を、この屈曲方向とは逆方向（図１（ａ）の矢印の方向）に曲げることで屈曲部３を略平坦にした際に生ずる図１（ｂ）に示すような波形の凹凸形状からなる曲げ癖５を矯正する曲げ癖矯正方法である。曲げ癖５は、図１（ｂ）に示すように、中央に曲率の大きい大凸部５ａがあり、その両側に前記凸部よりも曲率が小さく大凸部５ａと反対側に凸となる小凸部５ｂが形成されてなるものである。

上記のような曲げ癖５を矯正する本実施の曲げ癖矯正方法は、第１矯正工程と、第２矯正工程の少なくとも２つの工程を有する。以下、各工程を説明する。
＜第１矯正工程＞
第１矯正工程は、図１（ｃ）に示すように、金属板１における大凸部５ａの曲率よりも小さい曲率を有する凸形状のパンチ７を、大凸部５ａの凸側から凸側と反対方向に金属板１の板厚の２倍の距離よりも小さい範囲で押しこみ、図１（ｄ）に示すような、大凸部５ａと反対方向に凸となる曲率を有する湾曲形状を成形する工程である。

実際のプレス成形機においては、図２（ａ）に示すように、曲げ癖５を有する金属板１を大凸部５ａの凸側が上向きになるようにダイ９にセットして固定部１１で固定する。このとき、金属板１の下方には金属板１をパンチ７によって押し込むための隙間１３が設けられている。この状態で、図２（ｂ）に示すようにパンチ７を金属板１に押しつける。

パンチ７の押し込み距離Ｓは、図１（ｃ）に示すように、板厚をｔとすると、Ｓ≦２ｔに設定する。距離Ｓをこのように設定したのは、Ｓ＞２ｔとすると第１矯正工程で生ずる曲げが大きくなりすぎて、それが第２矯正工程で矯正できなくなるからである。

パンチ７の曲率を曲げ癖５の大凸部５ａの曲率よりも小さい曲率としたのは、パンチ７の曲率が大凸部５ａの曲率よりも大きい場合、大凸部５ａをパンチ７で押し込むときに、パンチ７の先端が小凸部５ｂの両端にある金属板１の平坦部に衝突して第１矯正工程の目的である図１（ｄ）のような形状を形成できないからである。

＜第２矯正工程＞
第２矯正工程は、第１矯正工程で、図１（ｄ）に示すような湾曲形状に矯正された金属板１を、図１（ｅ）に示すように、上下反転させてヤング率換算で０．０３ＧＰａ以上の弾性体１５に挟み込み、パンチ７で前記金属板１の凸形状における凸側から反対側に板厚の３倍以下の範囲で押し込むように矯正する。

実際のプレス成形機においては、図３に示すように、金属板１を弾性体１５に挟んだ状態でダイ１７の上に設置して、パンチ７を弾性体１５に押しつけるようにする。このとき、弾性体１５が下方に撓むための隙間１９がダイ１７に設けられており、この隙間１９は弾性体１５の撓む形状を考慮して、隙間１９を形成するダイの側壁が湾曲した形状にしている。

ヤング率換算で０．０３ＧＰ以上の弾性体１５の例としては、高反発ウレタン、高荷重用ウレタンまたはシリコーンゴムを挙げることができる。
本実施の形態においては、第２矯正工程で用いたパンチ７は、第１矯正工程で用いたものと同一のものである。しかし、第２矯正工程で用いるパンチは凸状に湾曲するものであれば、第１矯正工程の場合のように曲率に特に制限はないので、第１矯正工程で用いたものと同一である必要はない。

パンチ７の押し込み量Ｇ（図１（ｅ）参照）は、板厚をｔとすると、Ｇ≦３ｔに設定している。このように設定したのは、押し込み距離Ｇを、Ｇ＞３ｔとすると第２矯正工程において、第１矯正工程で形成した凸形状（図１（ｄ）参照）と反対方向に凸となる曲げが生じてしまうからである。
第２矯正工程を得ることで、図１（ｂ）に示されたような凹凸からなる曲げ癖５が矯正されて平坦面になる（図１（ｆ）参照）。

本実施の形態の曲げ癖矯正方法によれば、過大な押し圧力を付与することなく曲げ癖５を確実に矯正して平坦面にすることができる。

［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１の曲げ癖矯正方法を用いて断面溝形形状を有する部材を成形する成形方法に関するものである。
本実施の形態の断面溝形形状を有する部材の成形方法を図４に基づいて説明する。
本実施の形態に係る断面溝形形状を有する部材の成形方法は、金属板を断面略ハット状（図４（ａ）参照）に成形する第１成形工程と（Ｓ１）、ハット形状におけるフランジ部の根元の屈曲部３を屈曲方向と逆方向に曲げることで、図４（ｂ１）、図４（ｂ２）に示すように、屈曲部３を略平坦にする第２成形工程（Ｓ２）と、該第２工程で生ずる曲げ癖５（図１（ｂ）参照）を矯正する曲げ癖矯正工程（Ｓ３）とを有している。
各工程をさらに詳細に説明する。

＜第１成形工程＞
第１成形工程は、目的とする断面溝形形状の溝深さよりも浅い溝深さを有する金型を用いて、図４（ａ）に示すような略ハット状に成形する。このとき、溝深さがそれほど深くないので、金属板に皺が生ずることがない。逆に言えば、第１成形工程においては、金属板に皺が生じない程度の深さの金型を用いて略ハット状に成形する。

＜第２成形工程＞
第２成形工程は、図４（ｂ１）に示すように、ハット状に成形された溝内にリストライク金型２１を挿入して、ハット形状におけるフランジ部の根元の屈曲部３を屈曲方向と逆方向に曲げることで屈曲部３を略平坦にする。
この第２成形工程によって屈曲部３を略平坦にしたとき、図４（ｂ２）に示すように、破線で示す目標形状に対して屈曲部３よりも先端側が外に開いたようになる。そして、図４（ｂ２）の丸で囲んだ部位には、図１（ｂ）に示したような曲げ癖５が残る。

＜曲げ癖矯正工程＞
曲げ癖矯正工程は、第２工程で残った曲げ癖５を矯正する工程であり、該曲げ癖矯正工程は実施の形態１の記載の曲げ癖矯正方法を用いる。
すなわち、曲げ癖矯正工程は、金属板の曲げ癖５の曲率よりも小さい曲率を有する凸形状のパンチ７を、曲げ癖５における凸側から凸側の反対側に前記金属板の板厚の２倍の距離よりも小さい範囲で押しこみ曲げ癖５と反対方向に凸となる曲率を形成する第１矯正工程と、該第１矯正工程によって矯正された前記金属板の両面をヤング率換算で０．０３ＧＰａ以上の弾性体１５に挟み込み、先端に曲率を有する凸形状のパンチ７で前記金属板の凸側から反対側に板厚の３倍以下の範囲で押し込むように矯正する第２矯正工程を有する。
曲げ癖矯正工程を経ることで、図４（ｃ）に示すように、断面溝形形状を有する部材が形成される。

本実施の形態によれば、深い溝を有する溝形形状であっても、皺を生ずることなく成形することができる。

１ 金属板
３ 屈曲部
５ 曲げ癖
５ａ 大凸部
５ｂ 小凸部
７ パンチ
９ ダイ
１１ 固定部
１３ 隙間
１５ 弾性体
１７ ダイ
１９ 隙間
２１ リストライク金型
２３ 車両
２５ 構成部材
２７ 皺
２９ フランジ部
３１ 屈曲部
３３ 曲げ癖

Claims (3)

1. 金属板の屈曲部を屈曲方向と逆方向に曲げることで前記屈曲部を略平坦にした際に生ずる曲げ癖を矯正する曲げ癖矯正方法であって、
   前記金属板の曲げ癖の曲率よりも小さい曲率を有する凸形状のパンチを、前記曲げ癖における凸側から凸側の反対側に前記金属板の板厚の２倍の距離よりも小さい範囲で押しこみ前記曲げ癖と反対方向に凸となる曲率を有する湾曲形状を形成する第１矯正工程と、該第１矯正工程によって矯正された前記金属板をヤング率換算で０．０３ＧＰａ以上の弾性体に挟み込み、先端に曲率を有する凸形状のパンチで前記金属板の凸側から反対側に板厚の３倍以下の範囲で押し込むように矯正する第２矯正工程を有することを特徴とする曲げ癖矯正方法。
2. 前記弾性体は、高反発ウレタン、高荷重用ウレタンまたはシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１記載の曲げ癖矯正方法。
3. 請求項１又は２に記載の曲げ癖矯正方法を用いた断面溝形形状を有する部材の成形方法であって、
   金属板を断面略ハット状に成形する第１成形工程と、ハット形状におけるフランジ部の根元の屈曲部を屈曲方向と逆方向に曲げることで前記屈曲部を略平坦にする第２成形工程と、該第２工程で生ずる曲げ癖を矯正する曲げ癖矯正工程とを有し、該曲げ癖矯正工程は請求項１に記載の曲げ癖矯正方法を用いることを特徴とする断面溝形形状を有する部材の成形方法。

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