JP2019155373A - 成形品及び成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形部の形状を高精度かつ簡単に維持できる成形品及び成形品の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る成形品１０は、基部１１に対して屈曲された第１成形部２０と、基部１１に対して屈曲されるとともに、第１成形部２０に係合して第１成形部２０の復元方向への変位を規制する第２成形部３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、成形品及び成形品の製造方法に関する。

従来から、板状の母材に対して曲げ加工（プレス加工）等を行うことで、基部と、基部に対して屈曲された成形部と、を有する成形品を形成する場合がある。この種の成形品では、曲げ加工後、成形部に付与された圧力を解除した際に、成形部が元の形状に復元変位しようとする（いわゆる、スプリングバック）。そのため、従来の成形品では、基部に対して所望の角度で成形部を形成することが難しかった。特に、基部に対する成形部の傾斜角度（曲げ角度）が鈍角の場合は、直角又は鋭角の場合に比べてスプリングバック量が不安定になる傾向がある。

上述したスプリングバックに対しては、例えば以下の対策が知られている。
（１）曲げ加工による屈曲部分（基部と成形部との境界部分）にストライキングを追加したり、屈曲部分の曲げ半径を小さくしたりする等して、屈曲部分に付与する圧力を高める。
（２）予め予測したスプリングバック量に基づいて金型を補正する（例えば、下記特許文献１参照）。

特許第３１６９７８７号公報

しかしながら、上述した（１）、（２）の対策では、未だ以下の点で改善の余地があった。
（１）の場合、板厚の薄い母材に対しては加えた圧力に対する効果が小さい。また、母材の板厚が薄い場合には、割れが発生する可能性がある。
（２）の場合、材料や曲げ角度によって補正の数値が異なるため、スプリングバック量を予測することが難しい。

本発明は、板厚の薄い母材に対しても、成形部の形状を高精度かつ簡単に維持できる成形品及び成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様に係る成形品は、基部に対して屈曲された第１成形部と、前記基部に対して屈曲されるとともに、前記第１成形部に係合して前記第１成形部の復元方向への変位を規制する第２成形部と、を備える。

本態様によれば、第２成形部が第１成形部に係合することで、第１成形部の復元方向への変位が規制される。これにより、例えば曲げ加工後、第１成形部に付与された圧力を解除したとしても、第１成形部がスプリングバックによって元の形状に変位するのを抑制できる。これにより、第１成形部の形状を高精度に維持し易くなる。この場合、屈曲部に対して必要以上に大きな圧力を付与する必要がないので、母材の板厚が薄い場合であっても、割れ等の発生を抑制できる。また、予測されたスプリングバック量に基づいて金型を補正する等の必要もないので、より簡単かつ効率的に成形品を形成できる。

上記態様の成形品において、前記第１成形部及び前記第２成形部のうち、少なくとも一方の成形部は、前記基部に対して屈曲された立ち上がり片と、前記立ち上がり片に対して屈曲されるとともに、他方の成形部に係合された係合片と、を有していてもよい。
本態様によれば、立ち上がり片と他方の成形部とを係合させる場合に比べて、立ち上がり片の配置の自由度等を向上させることができる。

上記態様の成形品において、前記他方の成形部には、前記係合片が係合する凹部が形成されていてもよい。
本態様によれば、第１成形部の復元方向への変位をより確実に規制できる。

上記態様の成形品において、前記係合片は、前記他方の成形部に対して交差する方向に延在していてもよい。
本態様によれば、係合片及び他方の成形部の延在方向が互いに交差しているので、係合片及び他方の成形部が立体的に係合する。これにより、係合片と他方の係合部との係合状態を維持し易くなり、第１成形部及び第２成形部の係合が解除されるのを抑制できる。

上記態様の成形品において、前記他方の成形部は、前記基部に対する傾斜角度が鈍角に設定されていてもよい。
本態様によれば、第１成形部の復元方向への変位を第２成形部により規制することで、基部に対する第１成形部の傾斜角度が鈍角に設定されている場合であっても、第１成形部の形状を安定させ易い。

本発明の一態様に係る成形品の製造方法は、母材に対して曲げ加工を行い、基部に対して屈曲された第１成形部及び第２成形部のうち一方の成形部を形成する第１プレス工程と、前記母材に対して曲げ加工を行い、前記第１成形部及び前記第２成形部のうち他方の成形部を形成するとともに、前記第１成形部と前記第２成形部とを係合させる第２プレス工程と、を備えている。
本態様によれば、第２プレス工程において、第１成形部と第２成形部とを係合させるので、第１成形部と第２成形部とを別途の係合工程で係合させる場合に比べて製造効率の向上を図ることができる。

本発明の一態様によれば、成形部の形状を高精度かつ簡単に維持できる。

第１実施形態の成形品を示す斜視図である。 第１実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第１実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第２実施形態の成形品を示す斜視図である。 第２実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第２実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第３実施形態の成形品を示す斜視図である。 第３実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第３実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第３実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第４実施形態の成形品を示す斜視図である。 第４実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。 第４実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、各実施形態において、対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
［第１実施形態］
＜成形品＞
図１は、第１実施形態の成形品１０を示す斜視図である。
図１に示すように成形品１０は、例えば金属製のプレス成形品である。すなわち、成形品１０は、板状の母材１００（図２参照）に対して曲げ加工を行うことで、一体で形成される。なお、以下の説明では、母材１００の厚さ方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する２方向（母材１００の表面の接線方向）をそれぞれＸ方向、Ｙ方向として説明する場合がある。

成形品１０は、基部１１と、第１成形部２０と、第２成形部３０と、を備えている。
第１成形部２０は、第１立ち上がり片（立ち上がり片）２３と、第１係合片（係合片）２４と、を有している。

第１立ち上がり片２３は、成形品１０の機能として利用する部分（曲げ対象）である。第１立ち上がり片２３は、基部１１における−Ｘ方向端部において、基部１１との屈曲部位である第１屈曲部２１を介して一体に連続している。
第１立ち上がり片２３は、Ｙ方向の幅が基部１１よりも狭く形成されている。第１立ち上がり片２３は、Ｙ方向に延びる第１屈曲部２１を起点に＋Ｚ方向に屈曲されている。本実施形態において、基部１１に対する第１立ち上がり片２３の傾斜角度（曲げ角度）は、鈍角に設定されている。なお、第１立ち上がり片２３の幅や傾斜角度等は適宜変更が可能である。

第１係合片２４は、第１立ち上がり片２３におけるＹ方向の中央部から＋Ｘ方向に切り起こされて形成されている。第１係合片２４は、第１立ち上がり片２３に対する傾斜角度が９０°に設定されている。但し、第１係合片２４の傾斜角度は、適宜変更が可能である。

第２成形部３０は、曲げ対象である第１成形部２０を支持する部分である。第２成形部３０は、基部１１のうち第１屈曲部２１よりも＋Ｘ方向に位置する部分であって、第１成形部２０とＹ方向で同等の位置に形成されている。第２成形部３０は、Ｙ方向に延びる第２屈曲部３１を起点にして切り起こされて形成されている。
第２成形部３０は、Ｙ方向の幅が基部１１よりも狭く形成されている。本実施形態において、第２成形部３０の幅は、第１成形部２０（第１立ち上がり片２３）の幅と同等になっている。第２成形部３０は、第２屈曲部３１を介して＋Ｚ方向に屈曲されている。本実施形態において、基部１１に対する第２成形部３０の傾斜角度は、９０°に設定されている。但し、第２成形部３０の傾斜角度は、適宜変更が可能である。

第２成形部３０における＋Ｚ方向端部には、−Ｚ方向に窪む凹部３２が形成されている。凹部３２は、第２成形部３０におけるＹ方向の中央部（上述した第１係合片２４とＹ方向で同位置）に形成されている。凹部３２におけるＹ方向の幅は、第１係合片２４が嵌合可能な幅（第１係合片２４の幅と同等）に形成されている。

ここで、凹部３２には、上述した第１係合片２４が嵌合されている。これにより、第１成形部２０は、復元方向への移動が規制されている。なお、本実施形態では、第１係合片２４と凹部３２の嵌め合いにより第１成形部２０と第２成形部３０とが係合する構成について説明したが、この構成に限られない。すなわち、第１成形部２０及び第２成形部３０の係合により第１成形部２０の復元方向への変位が規制される構成であれば、第１係合片２４及び凹部３２を有さない構成であってもよい。

なお、上述した成形品１０は、例えば基部１１を上方に向けた状態で、作業台やテーブル等の脚部として使用することが可能である。但し、本実施形態の成形品１０は、脚部以外の種々のものに採用することが可能である。

＜成形品の製造方法＞
次に、上述した成形品１０の製造方法について説明する。図２、図３は、成形品１０の製造方法を説明するための工程図である。
本実施形態では、図２に示す母材１００に対して曲げ加工を複数回に亘って行うことで、成形品１０を製造する。具体的には、まず母材１００に対して曲げ加工を行い、第２成形部３０を形成する（第２成形部形成工程（第１プレス工程））。なお、母材１００としては、ロール状に巻回された金属板を連続的に供給してもよく、展開状態の成形品１０に対応する形状の金属板を順次供給してもよい。

続いて、図３に示すように、母材１００に対して曲げ加工を行い、第１係合片２４を形成する（第１係合片形成工程）。なお、第２成形部形成工程と凸部形成工程との順番は適宜変更が可能である。

その後、母材１００に対して曲げ加工を行い、第１立ち上がり片２３を形成する（第１立ち上がり片形成工程（第２プレス工程））。この際、第１立ち上がり片２３が＋Ｚ方向に屈曲することで、上述した第１係合片２４を凹部３２内に嵌合させる。
これにより、上述した成形品１０が完成する。

このように、本実施形態では、第１成形部２０と、第１成形部２０に係合して第１成形部２０の復元方向への変位を規制する第２成形部３０と、を有する構成とした。
この構成によれば、曲げ加工後、第１成形部２０に付与された圧力を解除したとしても、第１成形部２０がスプリングバックによって元の形状に変位するのを抑制できる。これにより、第１成形部２０の形状を高精度に維持し易くなる。

しかも、本実施形態では、屈曲部に対して必要以上に大きな圧力を付与する必要がないので、母材１００の板厚が薄い場合であっても、割れ等の発生を抑制できる。また、予測されたスプリングバック量に基づいて金型を補正する等の必要もないので、より簡単かつ効率的に成形品１０を形成できる。

本実施形態では、第１成形部２０が、第１立ち上がり片２３から切り起こされた第１係合片２４で第２成形部３０に互いに係合する構成とした。
この構成によれば、第１立ち上がり片２３と第２成形部３０とを係合させる場合に比べて、第１立ち上がり片２３の配置の自由度等を向上させることができる。

本実施形態では、第１成形部２０の第１係合片２４が第２成形部３０の凹部３２に嵌合される構成とした。
この構成によれば、第１成形部２０の復元方向への変位をより確実に規制できる。

そして、本実施形態のように第１成形部２０の復元方向への変位を第２成形部３０により規制することで、基部１１に対する第１成形部２０の傾斜角度が鈍角に設定されている場合であっても、第１成形部２０の形状を安定させ易い。

しかも、基部１１に対する第２成形部３０の傾斜角度、及び第１成形部２０に対する第１係合片２４の傾斜角度を９０°に設定することで、第２成形部３０及び第１係合片２４の形状を安定させ易い。これにより、第１成形部２０（第１立ち上がり片２３）をより安定させ易い。
また、第１係合片２４及び第２成形部３０の延在方向が互いに交差しているので、第１係合片２４及び凹部３２が立体的に嵌合する。これにより、第１係合片２４と凹部３２との係合状態を維持し易くなり、第１成形部２０及び第２成形部３０の係合が解除されるのを抑制できる。

本実施形態では、第１立ち上がり片形成工程において、第１係合片２４及び凹部３２を嵌合させるので、第１係合片２４及び凹部３２の嵌合工程を別途設ける場合に比べて製造効率の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の成形品１０を示す斜視図である。
図４に示すように、第２実施形態の成形品１０は、基部１１と、基部１１の隣り合う２辺にそれぞれ連なる第１成形部２０及び第２成形部３０と、を有している。

第１成形部２０の第１立ち上がり片２３は、基部１１における−Ｙ方向端部に連なっている。第１立ち上がり片２３は、Ｘ方向に延びる第１屈曲部２１を起点にして＋Ｚ方向に屈曲されている。本実施形態において、基部１１に対する第１立ち上がり片２３の傾斜角度は９０°に設定されている。

第１成形部２０の係合片２４は、第１立ち上がり片２３における第１屈曲部２１とは反対側の端部（図４における＋Ｚ方向端部）が切り起こされて形成されている。係合片２４は、第１立ち上がり片２３に対して９０°に屈曲され、＋Ｙ方向に延在している。

第２成形部３０は、第２立ち上がり片（立ち上がり片）３３と、第２係合片（係合片）３４と、を有している。
第２立ち上がり片３３は、基部１１における−Ｘ方向端部に連なっている。第２立ち上がり片３３は、Ｙ方向に延びる第２屈曲部３１を起点にして＋Ｚ方向に屈曲されている。本実施形態において、第２立ち上がり片３３は、基部１１に対する傾斜角度、及び第１立ち上がり片２３に対する傾斜角度がそれぞれ９０°に設定されている。

第２係合片３４は、第２立ち上がり片３３の−Ｙ方向端部から切り起こされている。第２係合片３４は、第２立ち上がり片３３に対して９０°に屈曲され、＋Ｘ方向に延在している。第２係合片３４には、−Ｚ方向に窪む凹部３２が形成されている。凹部３２には、上述した係合片２４が嵌合している。これにより、第１成形部２０（第１立ち上がり片２３）及び第２成形部３０（第２立ち上がり片３３）それぞれの復元方向への変位が規制されている。

図５、図６は第２実施形態の成形品の製造方法を説明するための工程図である。
図５に示すように、本実施形態の成形品１０は、前加工工程において、成形品１０（第１成形部２０及び第２成形部３０）が展開された状態に母材１００を加工する。
次に、母材１００のうち、第１成形部２０の形成領域に第１係合片２４を形成し、第２成形部３０の形成領域に第２係合片３４及び凹部３２を形成する。

続いて、図６に示すように、第２立ち上がり片３３を形成した後（第１プレス工程）、第１立ち上がり片２３を形成する（第２プレス工程）。第１立ち上がり片２３の曲げ加工時において、第１成形部２０の係合片２４を第２成形部３０の凹部３２内に嵌合させる。
これにより、第２実施形態の成形品１０が完成する。

本実施形態では、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、例えば以下の作用効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、第１立ち上がり片２３及び第２立ち上がり片３３からそれぞれ切り起こされた部分（係合片２４，３４）において、第１成形部２０及び第２成形部３０が互いに係合し合う。そのため、第１立ち上がり片２３及び第２立ち上がり片３３の配置の自由度等をより向上させることができる。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の成形品１０を示す斜視図である。
図７に示す成形品１０において、第１成形部２０の第１立ち上がり片２３は、基部１１から＋Ｚ方向に切り起こされている。基部１１に対する第１立ち上がり片２３の傾斜角度は、９０°に設定されている。第１立ち上がり片２３における−Ｚ方向端部には、＋Ｚ方向に窪む凹部２５が形成されている。凹部２５は、基部１１において第１成形部２０及び第２成形部３０が切り起こされて形成された開口部１１ａに連通している。

第２成形部３０は、Ｚ方向から見た平面視でＬ字状に形成されている。第２成形部３０は、第２立ち上がり片３３と、第２係合片３４と、を有している。
第２立ち上がり片３３は、基部１１が＋Ｚ方向に切り起こされて形成されている。第２立ち上がり片３３における＋Ｘ方向端部は、凹部２５を通じて第１立ち上がり片２３よりも＋Ｘ方向に位置している。なお、基部１１に対する第２立ち上がり片３３の傾斜角度は、９０°に設定されている。

第２係合片３４は、第２立ち上がり片３３における＋Ｘ方向端部が＋Ｙ方向に屈曲されて構成されている。第２係合片３４は、第１立ち上がり片２３における−Ｚ方向端部に対して＋Ｘ方向から係合（当接）している。これにより、第１成形部２０は、復元方向への変位が規制されている。なお、第２立ち上がり片３３に対する第２係合片３４の傾斜角度は、９０°に設定されている。

図８〜図１０は第３実施形態の成形品１０の製造方法を説明するための工程図である。
図８に示すように、本実施形態の成形品１０は、前加工工程において、成形品１０（第１成形部２０及び第２成形部３０）が展開された状態に母材１００を加工する。

次に、母材１００に対して曲げ加工を行い、第１成形部２０を形成する（第１成形部形成工程：第１プレス工程）。
続いて、図９に示すように、母材１００のうち、第２成形部３０の形成領域に係合片３４を形成する（係合片形成工程）。

その後、図１０に示すように、第２成形部３０の形成領域に第２立ち上がり片３３を形成する（立ち上がり片形成工程：第２プレス工程）。第２立ち上がり片３３の屈曲に伴い、第２係合片３４が第１立ち上がり片２３の＋Ｘ方向に回り込む。これにより、第２係合片３４が第１立ち上がり片２３に係合する。
これにより、上述した成形品１０が完成する。

本実施形態では、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、以下の作用効果を奏する。
すなわち、第２係合片３４が第１立ち上がり片２３に当接することで、第１成形部２０を第２成形部３０によって安定して支持することができる。これにより、第１成形部２０を高精度に維持し易くなる。

［第４実施形態］
図１１は、第４実施形態の成形品１０を示す斜視図である。
図１１に示すように、第４実施形態の成形品１０において、第１成形部２０の第１立ち上がり片２３は、基部１１から−Ｘ方向に片持ち状で延在している。具体的に、第１立ち上がり片２３は、Ｙ方向に延びる第１屈曲部２１を起点にして＋Ｚ方向に屈曲されている。本実施形態において、基部１１に対する第１立ち上がり片２３の傾斜角度は、鈍角に設定されている。第１立ち上がり片２３において、Ｘ方向の中央部分には、＋Ｚ方向に窪む溝部２６が形成されている。溝部２６は、第１立ち上がり片２３におけるＹ方向の全体に亘って形成されている。

第２成形部３０は、Ｚ方向から見た平面視でＬ字状に形成されている。第２成形部３０は、第２立ち上がり片３５と、第２係合片３４と、を有している。
第２立ち上がり片３３は、基部１１のうち第１成形部２０に対して＋Ｙ方向に位置する部分が＋Ｚ方向に切り起こされて形成されている。なお、基部１１に対する第２立ち上がり片３３の傾斜角度は、９０°に設定されている。

第２係合片３４は、第２立ち上がり片３３の−Ｘ方向端部から片持ちで延在している。第２係合片３４は、第２立ち上がり片３３に対して−Ｙ方向に屈曲されている。第２係合片３４は、第１立ち上がり片２３に対して−Ｚ方向に配置されている。第２係合片３４は、第１成形部２０の溝部２６内に収容されて、第１立ち上がり片２３に係合している。これにより、第１立ち上がり片２３は、復元方向への変位が規制されている。

図１２、図１３は第４実施形態の成形品１０の製造方法を説明するための工程図である。
図１２に示すように、本実施形態の成形品１０は、前加工工程において、成形品１０（第１成形部２０及び第２成形部３０）が展開された状態に母材１００を加工する。また、母材１００のうち、第１成形部２０の形成領域に対して溝部２６を形成する。
次に、母材１００に対して曲げ加工を行い、第１成形部２０を形成する（第１成形部形成工程：第１プレス工程）。

続いて、図１３に示すように、母材１００のうち、第２成形部３０の形成領域に第２係合片３４を形成する。
その後、母材１００のうち、第２成形部３０の形成領域に第２立ち上がり片３３を形成する。第２立ち上がり片３３の形成に伴い、第２係合片３４が第１立ち上がり片２３の溝部２６内に収容される。これにより、第２係合片３４によって第１立ち上がり片２３が−Ｚ方向から支持される。
以上により、成形品１０が完成する。

本実施形態では、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、例えば以下の作用効果を奏する。
すなわち、第２係合片３４が第１成形部２０の溝部２６内に収容されるので、第２成形部３０によって第１成形部２０を安定して支持できる。これにより、第１成形部２０を所望の形状に維持し易くなる。

（その他の変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本発明は上述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、上述した実施形態では、金属材料に対してプレス加工を行う構成について説明したが、この構成に限らず、種々の材料（例えば、樹脂材料）による成形品に対して本発明を採用することが可能である。
基部１１に対する第１成形部２０及び第２成形部３０の傾斜角度は、適宜変更が可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。

１０…成形品
１１…基部
２０…第１成形部
２３…第１立ち上がり片（立ち上がり片）
２４…第１係合片（係合片）
３０…第２成形部
３３…立ち上がり片（立ち上がり片）
３４…第２係合片（係合片）
１００…母材

Claims (6)

1. 基部に対して屈曲された第１成形部と、
   前記基部に対して屈曲されるとともに、前記第１成形部に係合して前記第１成形部の復元方向への変位を規制する第２成形部と、を備える成形品。
2. 前記第１成形部及び前記第２成形部のうち、少なくとも一方の成形部は、
   前記基部に対して屈曲された立ち上がり片と、
   前記立ち上がり片に対して屈曲されるとともに、他方の成形部に係合された係合片と、を有している請求項１に記載の成形品。
3. 前記他方の成形部には、前記係合片が係合する凹部が形成されている請求項２に記載の成形品。
4. 前記係合片は、前記他方の成形部に対して交差する方向に延在している請求項２又は請求項３に記載の成形品。
5. 前記他方の成形部は、前記基部に対する傾斜角度が鈍角に設定されている請求項２から請求項４の何れか１項に記載の成形品。
6. 母材に対して曲げ加工を行い、基部に対して屈曲された第１成形部及び第２成形部のうち一方の成形部を形成する第１プレス工程と、
   前記母材に対して曲げ加工を行い、前記第１成形部及び前記第２成形部のうち他方の成形部を形成するとともに、前記第１成形部と前記第２成形部とを係合させる第２プレス工程と、を備えている成形品の製造方法。

Images