JP2013244512A - 閉断面構造体の成形方法及び閉断面構造体の成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】閉断面構造を平板材から簡易且つ寸法精度よく成形可能とすることを課題としている。
【解決手段】プレス成形の第１工程で、加工材１に対して長手方向及び幅方向に最終の閉断面形状で要求される曲率形状に成形するとともに、最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線Ｇを付与する。次の第２工程で、第１工程で成形した加工材に対し、底部２，３を板厚方向からポンチ１５とパッド１６で挟み込み、一対のダイス１７の間にポンチを押し込むことで、左右の側壁部が近づく方向に曲げ成形する。次に第３工程で、第２工程で成形した加工材の底部の上に、最終の閉断面形状と同一外周形状のプラグ２０を配置し、底部及び左右の側壁部をプラグの外周に押し当てることで曲げ誘導線を境界として底部及び左右の側壁部を曲げ成形する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、平板状の加工材を閉断面構造体に成形するための閉断面構造体の成形方法及び閉断面構造体の成形装置に関する。

従来、閉断面構造を有する部品を製造する方法として、例えば特許文献１の技術が知られている。
特許文献１に記載の技術は、金属平板をプレス成形することで、断面平坦な連結部の両端から一対の閉断面構造体半部を立ち上がらせてなる半成品を製作する工程と、両閉断面構造体半部の間に挿入した偏平ポンチにより連結部を内側から押圧して断面Ｖ字状の屈曲部に成形しながら両閉断面構造体半部を更に立ち上がらせる工程と、両閉断面構造体半部間から偏平ポンチを引き上げた後、両閉断面構造体半部の外端を相互に突き合わせて溶接する工程とを順次実行している。

特開２００６−１１６５５２号公報

特許文献１は、円筒、角筒、５角断面、多角形断面についての閉断面構造体の成形方法が提示されている。この従来技術では、両閉断面構造体半部の間に、先端に隆起部がある偏平ポンチを挿入し、その偏平ポンチにより連結部を内側から押圧して断面Ｖ字状の屈曲部に成形しながら、両閉断面構造体半部をさらに立ち上がらせて閉断面化する技術である。

すなわち、両閉断面構造体半部を立ち上がらせる際に、断面Ｖ字状の屈曲部を形成することが必須となる。このＶ字状の屈曲部は比較的小径Ｒ（曲率半径）での曲げ加工となるため、高張力鋼板などの延びの低い材料ではわれが発生する原因となる。また、肉眼では確認できないクラックが発生しやすく、破断しやすい。
このため、特許文献１の技術は、自動車構造部品、例えばフロントサイドメンバーなどに適用した場合に、成形性の点で課題がある。また仮にＶ字状屈曲部の先端にアールを付与したとすると、両閉断面構造体半部の立ち上がり量が小さくなり、次工程の溶接が困難となる。

また、特許文献１の技術で３次元方向に曲がりを有する閉断面構造体を成形する場合には、一対の閉断面構造体半部の３次元の曲がり形状とともに、それら一対の閉断面構造体半部の幅方向両端部に設けるフランジを高精度に成形しなければならず、生産コストの面で問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、例えば自動車構造部品として適用される３次元の曲がり形状を有する閉断面構造体を、高精度に成形でき、生産コストを低減して製造することができる閉断面構造体の成形方法及び閉断面構造体成形用の成形装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の発明は、平板状の加工材を長手方向に延在する複数の曲げ線となる位置で曲げて、前記加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、この底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部とを備えた閉断面構造体に成形する方法であって、プレス成形により、前記加工材に対して長手方向及び幅方向に最終の閉断面形状で要求される曲率形状に成形するとともに、最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線を付与する第１工程と、前記第１工程で成形した前記加工材に対し、前記底部を板厚方向からポンチとパッドで挟み込み、一対のダイスの間に前記ポンチを押し込むことで、前記左右の側壁部が近づく方向に曲げ成形する第２工程と、前記第２工程で成形した前記加工材の前記底部の上に、前記最終の閉断面形状と同一外周形状のプラグを配置した状態で、前記底部及び前記左右の側壁部を前記プラグの外周に押し当てることで前記曲げ誘導線を境界として前記底部及び前記左右の側壁部を曲げ成形する第３工程と、を備えたことを特徴とする閉断面構造体の成形方法である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の閉断面構造体の成形方法において、第３工程は、前記加工材の長手方向の端部における前記底部の上に前記プラグを配置していることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の閉断面構造体の成形方法において、前記底部及び前記左右の側壁部が曲がりを有する形状となるように前記曲げ誘導線が付与されていることを特徴とする。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の閉断面構造体の成形方法において、前記曲げ誘導線は、前記加工材の一方の面に溝部が形成され、この溝部に対応する他方の面に凸部が形成された部位であり、前記溝部の深さが、板厚の０．０５倍以上０．３倍以下であり、前記溝部の溝幅が、０．２mm以上３．０mm以下であることを特徴とする。

一方、請求項５記載の閉断面構造体の成形装置は、平板状の加工材を長手方向に延在する複数の曲げ線となる位置で曲げ、前記加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、この底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部とを備えた閉断面構造体に成形する装置であって、前記加工材に対して長手方向及び幅方向に最終の閉断面形状で要求される曲率形状に成形し、且つ最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線を付与するように、前記平板状の加工材をプレス成形する上型及び下型を備えたプレス用金型と、前記プレス用金型で成形した前記加工材に対し、前記底部を板厚方向からポンチとパッドで挟み込み、一対のダイスの間に前記ポンチを押し込むことで、前記左右の側壁部が近づく方向に曲げ成形する曲げ加工用金型と、前記最終の閉断面形状と同一外周形状に形成され、前記曲げ加工用金型で成形した前記加工材の前記底部の上に配置されるプラグと、前記加工材の底部を支持する支持パッド及び前記プラグの幅方向外側に配置された一対の押圧カムとを備え、前記支持パッド及び前記一対の押圧カムで前記底部及び前記左右の側壁部を前記プラグの外周に押し当てることで前記曲げ誘導線を境界として前記底部及び前記左右の側壁部を曲げ成形する最終閉断面曲げ加工用金型とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る請求項１記載の閉断面構造体の成形方法によると、加工材の底部の上に最終の閉断面形状と同一外周形状のプラグを配置し、底部及び左右の側壁部をプラグの外周に押し当てることで曲げ誘導線を境界として底部及び左右の側壁部を曲げ成形する第３工程を備えているので、高精度の閉断面構造体を容易に成形することが可能となり、生産コストを低減して閉断面構造体を成形することができる。
また、請求項２記載の閉断面構造体の成形方法によると、第３工程で最終の閉断面形状に曲げ成形された加工材からプラグを容易に取り外すことができる。

また、請求項３記載の閉断面構造体の成形方法によると、所定の３次元の曲がり形状の閉断面構造体を高精度に成形することができる。
また、請求項４記載の閉断面構造体の成形方法によると、底部及び左右の側壁部の境界部に形成した曲げ誘導線を、溝部の深さが加工材の板厚Ｔの０．０５倍以上０．３倍以下であり、溝部の溝幅が０．２mm以上３．０mm以下としたことで、第３工程において曲げ誘導線に沿って底部及び左右の側壁部を高精度に曲げ成形することができる。
さらに、請求項５記載の閉断面構造体の成形装置によると、所定形状の閉断面構造体を容易に成形することができ、生産コストを大幅に低減することができる。

本発明に係る成形方法で成形する閉断面構造を示す斜視図である。 本発明に係る第１工程の手順及び装置構成を示す模式図である。 本発明に係る第１工程において加工材に形成する曲げ誘導線の構造を示す図である。 本発明に係る第２工程の手順及び装置構成を示す模式図である。 本発明に係る第３工程の手順及び装置構成を示す模式図である。 本発明に係る第３工程で使用するプラグを示す図である。 本発明に係る第３工程で行うヘミングプレス動作を示す図である。 本発明に対する第１の比較例を示す図である。 本発明に対する第２の比較例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る変則５角形状の閉断面形状を有する閉断面構造体を成形する途中の加工材１の形状を示すものであり、変則５角形状の２辺を構成する底部２、３と、変則５角形状の２辺を構成する左側壁部４，５と、変則５角形状の残りの１辺を構成する右側壁部６と、右側壁部６及び左側壁部５に連続して形成され、互いに突き合わされる一対のフランジ部７，８とが長手方向に延在している。

そして、一方のフランジ部７の先端には、長手方向に所定間隔をあけて複数のヘミング突起９が形成されている。
そして、底部２、３、左側壁部４，５、右側壁部６及びフランジ部７，８は、長手方向をＹ軸方向、幅方向をＸ軸方向及びＹ軸とＸ軸を含む面に直交した方向をＺ軸方向とした三次元座標軸上において、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に曲率を有した形状で（３次元の曲がり形状を有して）成形されている。

（装置構成）
閉断面構造体を成形する成形装置は、加工材プレス用金型、曲げ加工用金型、及びヘミングプレス装置（最終閉断面曲げ加工用金型）で構成されている。
図２（ｂ）は、加工材プレス用金型を示す図であり、上型１０及び下型１１で構成されている。
上型１０の下方を向くプレス成形面及び下型１１の上方を向くプレス成形面は、互いに倣った形状に形成されており、上型１０及び下型１１のプレス成形面の間に、図２（ａ）で示す平板状の加工材１を配置して下型１１に向けて上型１０を差し込むことで、プレス成形が行われる。

加工材プレス用金型でプレス成形された加工材１は、図２（ｃ）に示すように、幅方向略中央部に底部２，３が成形され、底部２側の幅方向に左側壁部４，５が成形され、底部３側の幅方向に右側壁部６が成形され、左側壁部５側の幅方向端部にフランジ部８が成形され、右側壁部６側の幅方向端部にフランジ部７（ヘミング突起９付き）が成形され、各部２〜８の境界部に曲げ線Ｂ１〜Ｂ６を長手方向に沿って形成することで、線長調整が行われている。

ここで、図３（ａ）に示すように、曲げ線Ｂ１〜Ｂ６には、最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線Ｇが長手方向に沿って形成されている。この曲げ誘導線Ｇは、曲げ線Ｂ１〜Ｂ６の一方の面に溝部１２が形成され、溝部１２に対向する他方の面に凸部１３が形成されている略Ｕ字状に突出した部位である。
曲げ誘導線Ｇは、図３（ｂ）に示すように、溝部１２の深さＦが加工材１の板厚Ｔの０．０５倍以上０．３倍以下であり、溝部１２の溝幅Ｈが０．２mm以上３．０mm以下となるように形成されている。

なお、本実施形態の曲げ誘導線Ｇは略Ｕ字状に突出しているが、略Ｖ字状に突出した曲げ誘導線Ｇであってもよい。
また、図４（ａ）は、曲げ加工用金型を示す図であり、第１ポンチ１５、パッド１６及び一対のダイス１７で構成されている。
第１ポンチ１５の押込部分の断面形状、つまり下端部の断面形状は、閉断面構造体の底部２、３と同一形状となっている。

パッド１６は、第１ポンチ１５と上下で対向し、その上面は、第１ポンチ１５の下端部の断面形状と同一形状となっており、図４（ａ）に示すように、加工材プレス用金型でプレス成形された加工材１の底部２，３を板厚方向から第１ポンチ１５及びパッド１６で挟み込む。
一対のダイス１７は、底部２、３の幅に応じた間隔を開けて対向する。

そして、図４（ｂ）に示すように、第１ポンチ１５及びパッド１６に挟み込まれた加工材１を一対のダイス１７の間に押し込むことで、左側壁部４，５と右側壁部６とが近づく方向に曲げ線Ｂ４を支点として曲げ成形される。
さらに、図５（ａ）は、ヘミングプレス装置を示す図であり、閉断面構造体の形状と同一外周形状（最終の閉断面形状）であるプラグ２０と、プラグ２０の上側に配置した第２ポンチ２１と、プラグ２０の下側に配置した支持パッド２２と、プラグ２０の幅方向外側に配置された一対の押圧カム２３，２４とを備えている。

プラグ２０は、図６に示すように、曲げ加工用金型で曲げ成形された加工材１の長手方向の端部に配置される短尺部材である。なお、図６では、加工材１の長手方向の一方の端部にプラグ２０を配置しているが、他方の端部にもプラグ２０が配置されている。
第２ポンチ２１は、加工材１の長手方向と略同一長さの長尺部材であり、油圧アクチュエータ２５の動作により上下方向に移動する。また、一対の押圧カム２３，２４も、加工材１の長手方向と略同一長さの長尺部材であり、油圧アクチュエータ２５の動作に連動するカム駆動機構２６が連結されている。そして、カム駆動機構２６は、一対の押圧カム２３，２４をプラグ２０に近接する押し込み位置まで移動させる、或いはプラグ２０から離間する待機位置まで移動させる。

支持パッド２２は、加工材１の長手方向と略同一長さの長尺部材であり、その上面側には、閉断面構造体の底部２、３と同一形状の３次元の曲がり形状を有して形成されている。
一方の押圧カム２３のプラグ２０に対向する押し込み面は、閉断面構造体の左側壁部４，５と同一形状の３次元の曲がり形状を有して形成されている。

また、他方の押圧カム２４のプラグ２０に対向する押し込み面も、閉断面構造体の右側壁部６と同一形状の３次元の曲がり形状を有して形成されている。
そして、第２ポンチ２１には、その下端面の幅方向中央にスリット溝２７が形成されているとともに、スリット溝２７の開口周縁に挿入ガイド面２８が形成されている。
ここで、本発明に係る最終閉断面曲げ加工用金型が、プラグ２０、支持パッド２２及び一対の押圧カム２３，２４に相当し、本発明に係る第２工程及び曲げ加工用金型のポンチが第１ポンチ１５に相当している。

（閉断面構造体の成形方法）
次に、上記構成の加工材プレス用金型、曲げ加工用金型、及び閉断面・ヘミングプレス装置を使用した閉断面構造体の成形方法について説明する。
（第１工程）
図２（ａ）で示す平板状の加工材１を、図２（ｂ）に示すように、加工材プレス用金型の上型１０及び下型１１のプレス成形面の間に配置し、下型１１に向けて上型１０を差し込むことでプレス成形を行う。

このプレス成形により、図２（ｃ）に示すように、加工材１の幅方向略中央部に底部２，３が成形され、底部２側の幅方向に左側壁部４，５が成形され、底部３側の幅方向に右側壁部６が成形され、左側壁部５側の幅方向端部にフランジ部８が成形され、右側壁部６側の幅方向端部にフランジ部７（ヘミング突起９付き）が成形され、各部２〜８の境界部に曲げ線Ｂ１〜Ｂ６が長手方向に沿って形成される。また、曲げ線Ｂ１〜Ｂ６には、最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線Ｇが長手方向に沿って形成される。

（第２工程）
次に、図４（ａ）に示すように、上述したプレス成形後の加工材１の底部２，３を第１ポンチ１５及びパッド１６で挟み込んで挟持する。
続いて、第１ポンチ１５及びパッド１６で底部２，３を挟持した状態で、第１ポンチ１５を一対のダイス１７間に下死点まで差し込む。
そして、図４（ｂ）に示すように、第１ポンチ１５及びパッド１６に挟み込まれた加工材１を一対のダイス１７の間に押し込むことで、左側壁部４，５と右側壁部６とが近づく方向に曲げ線Ｂ４を境界として曲げ成形する。

（第３工程）
次に、上述した曲げ成形した加工材１の長手方向の両端部にプラグ２０を配置する。そして、図５（ａ）に示すように、プラグ２０を長手方向の両端部に配置した加工材１の底部２，３を支持パッド２２の支持面上に載せる。このとき、待機位置にある一対の押圧カム２３，２４の押し込み面は、加工材１の左側壁部５及び右側壁部６の外周に当接させておく。

次いで、図５（ｂ）に示されるように、油圧アクチュエータ２５の動作により第２ポンチ２１を下方に移動させ、油圧アクチュエータ２５の動作に連動してカム駆動機構２６が待機位置にある一対の押圧カム２３，２４を押し込み面に向けて移動させる。これにより、一対の押圧カム２３，２４の押し込み面に押圧された加工材１の左側壁部５及び右側壁部６が互いに近接していく。

次いで、図５（ｃ）に示すように、油圧アクチュエータ２５の動作により第２ポンチ２１が下降し、カム駆動機構２６により一対の押圧カム２３，２４が押し込み位置まで移動すると、一対の押圧カム２３，２４及び支持パッド２２により加工材１の底部２、３、左側壁部４，５及び右側壁部６がプラグ２０の外周に押し当てられ、曲げ線Ｂ２〜Ｂ５の曲げ誘導線Ｇを境界として、底部２、３、左側壁部４，５及び右側壁部６が所定の３次元の曲がり形状を有して曲げ成形される。

また、加工材１の底部２、３、左側壁部４，５及び右側壁部６がプラグ２０の外周に押し当てられると、一対のフランジ部７，８は閉じた状態になり、底部２、３、左側壁部４，５及び右側壁部６は、最終の閉断面形状と同一の閉断面構造となる。
そして、油圧アクチュエータ２５の駆動により第２ポンチ２１を最下点まで下降させていくと、加工材１の一対のフランジ部７，８の先端部が第２ポンチ２１の挿入ガイド面２８に沿ってスリット溝２７側へ移動していく。

このとき、図７（ａ）に示すように、一方のフランジ部７の先端に形成されている複数のヘミング突起９は、挿入ガイド面に係合するとその先端部がスリット溝２７側へ変形していく。そして、図７（ｂ）に示すように、第２ポンチ２１の下降とともにスリット溝２７の内面を介して伝達される下方への押圧力により、ヘミング突起９は、フランジ部７との境界部付近を支点として下方へ折り曲げられ、他方のフランジ部８の先端部を挟み込む。これにより、一方のフランジ部７が複数のヘミング突起９を介して他方のフランジ部８に接合（ヘミング接合）される。また、ヘミング接合部は、適宜、溶接等による接合を行っても良い。

（本実施形態の作用効果）
以上のように、平板状の加工材１の少なくとも底部２，３、左右の側壁部４，５，６の長手方向に沿った境界部位置にそれぞれ曲げ線Ｂ２〜Ｂ５を形成する線長調整を行うとともに、これら底部２，３、左右の側壁部４，５，６の最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線Ｇを付与するプレス成形を行う第１工程を行い、次いで、左側壁部４，５及び右側壁部６が近づく方向に曲げ線Ｂ４を曲げ成形する第２工程を行った後、この第２工程で形成した加工材１の長手方向の端部に、最終の閉断面形状と同一外周形状のプラグ２０を配置し、底部２，３及び左右の側壁部４，５，６をプラグ２０の外周に押し当てることで曲げ誘導線Ｇを境界として底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を曲げ成形することで、閉断面構造体を構成する底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を、簡単且つ高精度に成形することができる。

また、第３工程では、加工材１の長手方向の端部に最終の閉断面形状と同一外周形状のプラグ２０を配置し、底部２，３及び左右の側壁部４，５，６をプラグ２０の外周に押し当てながら、最終の閉断面形状で曲げ線となる曲げ誘導線Ｇを境界として底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を曲げ成形しているので、所定の３次元の曲がり形状の閉断面構造体を高精度に成形することができる。

さらに、プラグ２０は、加工材１の長手方向の端部に配置されているので、閉断面構造体を成形した後であってもプラグ２０を容易に取り外すことができる。
ここで、第１工程において、底部２，３、左側壁部４，５、右側壁部６、一対のフランジ部７，８の境界部に形成した曲げ誘導線Ｇは、図３（ｂ）で示したように、溝部１２の深さＦが加工材１の板厚Ｔの０．０５倍以上０．３倍以下であり、溝部１２の溝幅Ｈが０．２mm以上３．０mm以下としている。

この曲げ誘導線Ｇの溝部１２の深さＦが加工材１の板厚Ｔの０．０５倍を下回ると、溝部１２の深さＦが浅いために、第３工程において曲げ誘導線Ｇに沿って底部２，３及び左右の側壁部４，５，６が曲げ成形しない場合がある。逆に、溝部１２の深さＦが加工材１の板厚Ｔの０．３倍を上回ると、溝部１２の深さＦが深いために、材料によっては第３工程において曲げ誘導線Ｇを境界として亀裂等が発生するおそれがある。

また、溝部１２の溝幅Ｈが０．２mmを下回ると、溝幅Ｈが狭いために、第３工程において曲げ誘導線Ｇに沿って底部２，３及び左右の側壁部４，５，６が曲げ成形しない場合がある。逆に、溝部１２の溝幅Ｈが３．０mmを上回ると、溝幅Ｈが広いために、材料によっては第３工程において曲げ誘導線Ｇを境界として亀裂等が発生するおそれがある。
したがって、本実施形態のように、底部２，３、左側壁部４，５、右側壁部６、一対のフランジ部７，８の境界部に形成した曲げ誘導線Ｇを、溝部１２の深さＦが加工材１の板厚Ｔの０．０５倍以上０．３倍以下であり、溝部１２の溝幅Ｈが０．２mm以上３．０mm以下としたことで、第３工程において曲げ誘導線Ｇに沿って底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を高精度に曲げ成形することができる。

このように、本実施形態の成形方法を採用すると、従来、自動車、家電、その他分野において、軽量化を目的としてフランジを最小化した一体成形品を容易に製造することが可能となる。しかも、部品の側面に曲面を有する部品であっても寸法精度良く成形することが可能となる。
ここで、本実施形態の平板状の加工材１を閉断面構造体に成形する方法は、閉断面の形状は上述したものに限定されず、他の色々な形状に成形する場合であっても適用可能である。

（実施例）
ここで、本発明の効果を確認するために、本実施例と比較例とを示す。
本実施例及び比較例は、次のような諸元の材料を加工材としている。
使用鋼板：９８０ＭＰａ級冷延鋼板
板厚：１．６mm
引張強度：１００５ＭＰａ
降伏強度：６８０ＭＰａ
全伸び：１７%
上記の引張特性は、圧延垂直方向から採取したＪＩＳ５号試験片を用いて、ＪＩＳＺ２２４１に準拠して測定した特性値である。

そして、図８は、第１工程において、底部２，３、左右の側壁部４，５，６の曲げ線Ｂ２〜Ｂ５に、最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線Ｇを付与しているが、第３工程でプラグを使用せずに、底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を曲げ成形するとともに、一対のフランジ部７、８を固定して閉断面構造体を成形した比較例１である。
比較例１では、第１工程、第２工程は成形可能であるが、第３工程では、成形できない。つまり、この図８で成形された閉断面構造体は、底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を内側から支持する部材（プラグ２０）が存在しないので、底部２，３及び左右の側壁部４，５，６は曲げ誘導線Ｇを境界として曲げ成形されず、３次元の曲がり形状の閉断面構造体を高精度に成形することができない。

また、図９は、第１工程において、底部２，３、左右の側壁部４，５，６の曲げ線Ｂ２〜Ｂ５に曲げ誘導線Ｇを付与せず、第３工程ではプラグ２０を使用し、底部２，３及び左右の側壁部４，５，６を曲げ成形するとともに、一対のフランジ部７、８を固定して閉断面構造体を成形した比較例２である。比較例２では、第１工程、第２工程は成形可能であるが、第３工程では、成形できない、つまり、この図９で成形された閉断面構造体は、底部２，３、左右の側壁部４，５，６の曲げ線Ｂ２〜Ｂ５に曲げ誘導線Ｇが付与されていないので、それら底部２，３及び左右の側壁部４，５，６は所望の形状に曲げ成形されず、３次元の曲がり形状の閉断面構造体を高精度に成形することができない。

一方、本実施例では、図２〜図５に示す金型を用いて、本発明における第１工程、第２工程、第３工程に従う閉断面構造体の成形を行った結果、第１工程から第３工程のいずれも成形可能で、第３工程後の部品の寸法誤差（金型寸法からのずれ）は、±０．４mmと低く、高精度に部品成形することが可能であることがわかった。

１…加工材、２，３…底部、４，５…左側壁部、６…右側壁部、７，８…フランジ部、９…ヘミング突起、１０…上型、１１…下型、１２…溝部、１３…凸部、１５…第１ポンチ、１６…パッド、１７…ダイス、２０…プラグ、２１…第２ポンチ、２２…支持パッド、２３，２４…押圧カム、２５…油圧アクチュエータ、２６…カム駆動機構、２７…スリット溝、２８…挿入ガイド面、Ｂ１〜Ｂ６…曲げ線、Ｇ…曲げ誘導線、Ｈ…溝幅、Ｔ…板厚

Claims (5)

1. 平板状の加工材を長手方向に延在する複数の曲げ線となる位置で曲げて、前記加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、この底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部とを備えた閉断面構造体に成形する方法であって、
   プレス成形により、前記加工材に対して長手方向及び幅方向に最終の閉断面形状で要求される曲率形状に成形するとともに、最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線を付与する第１工程と、
   前記第１工程で成形した前記加工材に対し、前記底部を板厚方向からポンチとパッドで挟み込み、一対のダイスの間に前記ポンチを押し込むことで、前記左右の側壁部が近づく方向に曲げ成形する第２工程と、
   前記第２工程で成形した前記加工材の前記底部の上に、前記最終の閉断面形状と同一外周形状のプラグを配置した状態で、前記底部及び前記左右の側壁部を前記プラグの外周に押し当てることで前記曲げ誘導線を境界として前記底部及び前記左右の側壁部を曲げ成形する第３工程と、
   を備えたことを特徴とする閉断面構造体の成形方法。
2. 第３工程において、前記加工材の長手方向の端部における前記底部の上に、前記プラグを配置したことを特徴とする請求項１記載の閉断面構造体の成形方法。
3. 前記底部及び前記左右の側壁部が曲がりを有する形状となるように、前記曲げ誘導線を付与することを特徴とする請求項１又は２記載の閉断面構造体の成形方法。
4. 前記曲げ誘導線は、前記加工材の一方の面に溝部が形成され、この溝部に対応する他方の面に凸部が形成された部位であり、前記溝部の深さが、板厚の０．０５倍以上０．３倍以下であり、前記溝部の溝幅が、０．２mm以上３．０mm以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の閉断面構造体の成形方法。
5. 平板状の加工材を長手方向に延在する複数の曲げ線となる位置で曲げ、前記加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、この底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部とを備えた閉断面構造体に成形する装置であって、
   前記加工材に対して長手方向及び幅方向に最終の閉断面形状で要求される曲率形状に成形し、且つ最終の閉断面形状で曲げ線となる位置に曲げ誘導線を付与するように、前記平板状の加工材をプレス成形する上型及び下型を備えたプレス用金型と、
   前記プレス用金型で成形した前記加工材に対し、前記底部を板厚方向からポンチとパッドで挟み込み、一対のダイスの間に前記ポンチを押し込むことで、前記左右の側壁部が近づく方向に曲げ成形する曲げ加工用金型と、
   前記最終の閉断面形状と同一外周形状に形成され、前記曲げ加工用金型で成形した前記加工材の前記底部の上に配置されるプラグと、前記加工材の底部を支持する支持パッド及び前記プラグの幅方向外側に配置された一対の押圧カムとを備え、前記支持パッド及び前記一対の押圧カムで前記底部及び前記左右の側壁部を前記プラグの外周に押し当てることで前記曲げ誘導線を境界として前記底部及び前記左右の側壁部を曲げ成形する最終閉断面曲げ加工用金型と、
   を備えることを特徴とする閉断面構造体の成形装置。

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