JP5610898B2

JP5610898B2 - プレス成形用金型装置並びにプレス成形方法

Info

Publication number: JP5610898B2
Application number: JP2010168698A
Authority: JP
Inventors: 博巳武石; 郁夫大塚
Original assignee: Unipres Corp
Current assignee: Unipres Corp
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: JP2012024837A

Description

この発明は、自動車のラジエータコアサポートメンバー或いはフロントピラー等の車体メンバーのように、断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部を有するプレス成形品を成形するためのプレス成形用金型装置並びにプレス成形方法に関する。

自動車のラジエータコアサポート或いはフロントピラー等のプレス成形品は、板状のブランク材を断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部を有するように成形することにより構成している。従って、板状のブランク材からかかるプレス成形品を成形する場合、当該プレス成形品が屈曲部を有することから、プレス成形用金型装置によるプレス成形はいわゆる絞り成形となる。かかることから、プレス成型用金型装置は、ポンチ及びダイを備える上に、絞り成形によってどうしても屈曲部の周辺部に生ずるシワ発生を抑えるシワ押さえ用ブランクホルダーを用いて、板状のブランク材の外周部に形成した余肉部を挟着しなければならない。しかしながら、このような余肉部は、プレス成形品の成形後、トリム加工により除去される切捨て部として廃端材になってしまうことから、コストダウン或いはトリム成形工数軽減の上からできる限り少なくすることが要求されている。

かかる点に鑑み、従来、例えば、特許文献１に記載された自動車のフロントピラー用アウターパネルの製造方法が提案されている。かかるフロントピラー用アウターパネルの製造方法は、アウターパネル用ブランク材として、その一部分にダイ及びブランクホルダーによってプレス方向と同一方向から挟み込んで拘束されると共にトリム加工により除去される切捨て部を設け、ブランク材の一部分を除く残余の部分には切捨て部を設けないブランク材を用意しておく。かかることから、ブランク材の切捨て部を設けた一部分における絞り成形と、残余の部分における曲げ成形との組み合わせからプレス成形することにより、プレス成形後のトリム成形時廃材となってしまう余肉部をできる限り小さくしようと試みている。

特開２０１０−３６２１７号公報。

自動車の車体メンバー、例えばラジエータコアサポート或いはフロントピラー等の長尺部材は、自動車のデザインによって長尺方向中途部に曲率部を有する構造となっている。当該部品は、断面略ハット型を呈しており、屈曲部のフランジは外周側と内周側とで異なる曲率で構成されている。従って、プレス成形する際に外周側フランジは縮みフランジ成形となるため、単純な曲げ成形を行うと材料が流入し余剰となった材料によりシワが発生してしまう。

そこで、勢い、この種のプレス成形金型においては、ダイ及びブランクホルダーによって拘束する切捨て部を余肉部として外周縁部全体に渡って設けたブランク材を使用して、ブランク材の全周域における余肉部を拘束しなければならない。この結果、ブランクホルダーはポンチの全周を取り囲むリング状を呈するという大掛かり構成となってしまう。この結果、かかるプレス成形金型により成形されたプレス成形品は、成形後のトリム成形により廃材となってしまう余肉部が大きくなってしまう。また、材料歩留まり率低下によるコスト高並びに成形後のトリム成形工数の増大、或いは、プレス成形金型自体の製作コスト高を起こしてしまうことになる。

この発明は、プレス成形金型自体の大型化並びにトリム成形工数を抑制するとともに、ブランク材の余肉部分を可能な限り小さくして製品コストの低減を図り、しかも、プレス成形過程において屈曲部付近に発生する材料流入による圧縮応力に十分耐え得るように構成したプレス成形用金型装置並びにプレス成形方法を提供することを目的としている。

この発明に係るプレス成形用金型装置は、板状のブランク材より断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部が形成されるプレス成形品を、前記板状のブランク材の外周縁部をシワ押さえ用ブランクホルダーにより挟着した状態で、ポンチ及び本体側ダイにより成形するプレス成形用金型装置であって、前記シワ押さえ用ブランクホルダーは、前記ブランク材の前記外周縁部における前記屈曲部の周辺部において、前記ポンチの外周側壁に対向して前記本体側ダイ側に延在するように前記ポンチに対して固定的に設けられた逆曲げダイ部を有し、該逆曲げダイ部が、前記ポンチに対して前記本体側ダイがプレス成形方向に移動するにつれて、前記本体側ダイの外周側壁部との間で前記ブランク材の前記外周縁部における前記屈曲部の周辺部を前記プレス方向とは逆方向に折曲させるように構成することにより、前記屈曲部の周辺部における前記プレス方向とは逆方向に折曲した余肉部分を前記逆曲げダイ部と前記本体側ダイの外周側壁部との間において挟着した状態を保持したままで、前記プレス成形品の成形を完了することにより前記屈曲部におけるシワ押さえを行うように構成したことを特徴とする。

この発明によれば、シワ押さえ用ブランクホルダーは、板状のブランク材の縮みフランジ成形となる外周縁部における屈曲部周辺部において、ポンチに対する本体側ダイのプレス成形方向とは逆方向に折曲させながら絞り成形する一方で、屈曲部周縁以外の部位においてはブランクホルダーを用いないいわゆる曲げ成形を実現させる。

加えて、板状のブランク材の外周縁部は、本体側ダイのプレス方向とは逆方向に折曲され、板状のブランク材の外周部が逆曲げダイ部と本体側ダイの外周側壁部との間でプレス方向に対して反対方向に働く挟着力抗して押さえ込まれることになる。この結果、成形する過程において、屈曲部に流入する材料は挟着力により引張り応力を生じることになり、屈曲部の周辺部におけるシワ発生を充分抑制することができる。

かかる結果、板状のブランク材が、成形時のシワ押さえ部となる余肉部を小さく形成して高材料歩留まり率による材料コストの低減ができると共に、シワ押さえ用ブランクホルダーが屈曲部外周縁部を押えるだけでの構成を有すればよく、プレス成形用金型装置の小型化、低コスト化を達成でき、しかも、プレス成形後に行われる余肉部を切り捨てるトリム成形工数を低減することができる。

また、この発明に係るプレス成形方法は、板状のブランク材より断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部が形成されるプレス成形品を、前記板状のブランク材の外周縁部をシワ押さえ用ブランクホルダーにより挟着した状態で、ポンチ及び本体側ダイにより成形するプレス成形方法であって、前記ポンチに対して前記本体側ダイをプレス成形方向に移動させるにつれて、前記しわ押さえ用ホルダーの逆曲げダイ部が、前記本体側ダイの外周側壁部との間で前記ブランク材の前記外周縁部における前記屈曲部の周辺部を前記プレス方向とは逆方向に折曲させて、前記屈曲部の周辺部における前記プレス方向とは逆方向に折曲された余肉部分を前記逆曲げダイ部と前記本体側ダイの外周側縁部との間において狭着した状態を保持したままで、前記ポンチ及び本体側ダイとの間で前記プレス成形品の成形を完了することにより前記屈曲部におけるシワ押さえを行うことを特徴とする。

このように構成されたこの発明によるプレス成形方法によれば、逆曲げダイ部が、ポンチに対して本体側ダイがプレス成形方向に移動しながらブランク材を成形していく過程において、本体側ダイの外周側壁部との間で、板状のブランク材の外周縁部における屈曲部周辺部をプレス方向とは逆方向に折曲させることになる。

かかることにより、板状のブランク材の外周縁部は、本体側ダイのプレス方向とは逆方向に折曲され、板状のブランク材の外周部が逆曲げダイ部と本体側ダイの外周側壁部との間でプレス方向に対して反対方向の挟着力によって押さえ込まれることになる。この結果、成形する過程において、屈曲部に流入する材料は挟着力により引張り応力を生じることになり、屈曲部の周辺部におけるシワ発生が充分抑制することができる。

この結果、この発明に係るプレス成形方法は、板状のブランク材が、成形時のシワ押さえ部となる余肉部を小さく形成して高材料歩留まり率による材料コストの低減ができる。と共に、シワ押さえ用ブランクホルダーが屈曲部外周縁部を押えるだけの構成を有すればよく、プレス成形用金型装置の小型化、低コスト化を達成できる。しかも、プレス成形後に行われる余肉部を切り捨てるトリム成形工数を低減することができる。

この発明によれば、シワ押さえ用ブランクホルダーは、板状のブランク材の外周縁部における屈曲部周辺部において、ポンチに対する本体側ダイのプレス成形方向とは逆方向に折曲させながら絞り成形する一方で、屈曲部周縁以外の部位においてはブランクホルダーを用いないいわゆる曲げ成形を実現させる。

かかる結果、板状のブランク材が、成形時のシワ押さえ部となる余肉部を小さく形成して高材料歩留まり率による材料コストの低減ができる。と共に、シワ押さえ用ブランクホルダーが屈曲部外周縁部を押えるだけでの構成を有すればよく、プレス成形用金型装置の小型化、低コスト化を達成できる。しかも、プレス成形後に行われる余肉部を切り捨てるトリム成形工数を低減することができる。

この発明に係るプレス成形用金型装置を用いて成形される自動車の車体メンバーであるラジエータコアサポートメンバーを描画した概略斜視図である。この発明に係るプレス成形用金型装置における型開き状態における概略縦断面図である。図１における型開き状態からブランク材をセットした状態時の説明図である。図３に示す状態から本体側ダイに対してポンチを下降させてブランク材の成形途中を描画した説明図である。図４に示す状態から更に本体側ダイに対してポンチを下降させてブランク材の成形終了時を描画した説明図である。

この発明に係る実施例におけるプレス成形用金型装置は、板状のブランク材より断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部が形成されるプレス成形品を、板状のブランク材の外周縁部をシワ押さえ用ブランクホルダーにより挟着した状態で、ポンチ及び本体側ダイにより成形する場合、シワ押さえ用ブランクホルダーを、板状のブランク材の外周縁部における屈曲部周辺部において、ポンチに対する本体側ダイのプレス成形方向とは逆方向に折曲させながら、ポンチ及び本体側ダイによってブランク材を成形することによりシワ発生を抑制している。

次に、図を用いて、この発明を採用した実施例に係るプレス成形用金型装置について説明する。先ず、図１において、自動車の車体フレームを構成するラジエータコアサポートメンバー１は、断面略ハット型を呈する長尺部材として構成されており、その長手方向中途部には、例えば一対の屈曲部２が形成されたプレス成形品である。そして、ラジエータコアサポートメンバー１は、断面略ハット型を呈するが故に、断面略コ字状本体部１ａと、断面略コ字状本体部１ａの両端部から外方に張り出すフランジ部１ｂとを有している。

そこで、このように構成するラジエータコアサポートメンバー１は、プレス成形用金型装置を用いて予め所定形状に形成された板状のブランク材をプレス成形することにより、断面略ハット型を呈する長尺部材に形成される。と共に、長手方向中途部に屈曲部２を有するように成形されることになる。この成形過程において、ラジエータコアサポートメンバー１は、曲げ成形を行うと、屈曲部２の外周縁部フランジ部１ｂは縮みフランジ成形となるため、流入する材料で圧縮応力を生じシワを発生させる。

そこで、この発明に係る一実施例としてのプレス成形用金型装置は、図２に示すように構成している。すなわち、図２のプレス成型用金型装置１０は、上型である本体側ダイ１１と、下型となるポンチ１２とを有している。本体側ダイ１１は、その中央部に段付き内壁を有する凹陥部１１ａが形成され、凹陥部１１ａ内には、可動型ブランクホルダー１１ｂが配設されている。可動型ブランクホルダー１１ｂは、スプリング体１１ｃにより、常時はポンチ側に付勢されているも、その下端面は凹陥部１１ａより外方に突出しないように配設されている。

ポンチ１２は、その外周部に段差部１２ａを形成することにより、その中央部にポンチ突起１２ｂを有している。また、段差部１２ａの外周側壁１２ａ−１に対向して、ポンチ１２における屈曲部２の周辺部を形成する部位には、シワ押さえ用ブランクホルダー１３が配設されている。

しわ押さえ用ブランクホルダー１３は、ポンチ１２に対して固定的に設置された基台１３ａに、段差部１２ａの外周側壁１２ａ−１に対向するように逆曲げダイ部１３ｂが固設されている。逆曲げダイ部１３ｂは、ポンチ突起１２ｂに対向して本体側ダイ１１側に延在しており、逆曲げダイ部１３ｂ−１の上面と、ポンチ突起１２ｂの上面部１２ｂ−１とは、水平方向において略面一になるよう配設されている。

次に、上記のように構成するこの発明における実施例によって図１に示すラジエータコアサポートメンバー１をプレス成形する過程について、図３〜図５を用いて説明する。すなわち、先ず、図３に示すように、所定の外周形状を有するように予め形成された板状のブランク材２０を、ポンチ１２におけるポンチ突起１２ｂの上面部１２ｂ−１にセットした状態で、本体側ダイ１１を下降させる。この結果、スプリング体１１ｃの付勢力を受けて、可動型ブランクホルダー１１ｂがブランク材２０は押さえつけられる。この結果、ブランク材が、可動型ブランクホルダー１１ｂとポンチ突起１２ｂの上面部１２ｂ−１との間で挟着状態となる。

このような状態から、さらに、本体側ダイ１１を下降させて、図４に示すように、凹陥部１１ａがポンチ突起１２ｂに嵌入して、ラジエータコアサポートメンバー１の断面略コ字状本体部１ａ及びフランジ部１ｂが徐々に形成されていく。この過程において、ブランク材２０の外周縁部における屈曲部２が形成される周辺部位に張り出すように形成された余肉部２０ａは、本体側ダイ１１の下降(プレス成形方向)に移動するにつれて、本体側ダイ１１の垂直状(プレス成形方向)に延在する外周側壁部１１ｄと逆曲げダイ部１３ｂの垂直状に延在する内周側壁部１３ｂ−１との隙間に潜り込んで行く。この結果、余肉部２０ａは、対向している下端肩部１１ｄと上端肩部１３ｂ−１でしごかれながらプレス方向とは逆方向に折曲されていくことになる。

かかる状態から、さらに、余肉部２０ａに対してプレス方向とは逆方向のしごきを続けながら、本体側ダイ１１の下面１１ｅとポンチ１２の段差部１２ａとが突き当たるまで、本体側ダイ１１をポンチ１２側に下降させて、ブランク材２０の成形を完了する。そして、成形されたブランク材２０は、別工程であるトリム成形工程において、図示しないトリム成形機を用いて、図５に示すトリムラインＴＬから切除して、ラジエータコアサポートメンバー１が完成する。従って、このとき、余肉部２０ａは端材となって切除されることになる。

以上説明したように構成するこの発明における実施例においては、屈曲部周辺部の外周縁部１ｂにて、ブランク材２０は余肉部２０ａを本体ダイ１１の外周側壁部１１ｄと逆曲げダイ部１３ｂ−１にて挟着されると共に、本体側１１の可動ブランクホルダー１１ｂとポンチ１２のポンチ突起１２ｂの上面部１２ｂ−１とで挟着される事により、加工する本体側ダイの下面１１ｅとでブランク材２０が押えられて成形される事で引張り応力が生じてシワの発生を抑制できることになる。一方で、屈曲部内周縁部１ｃでは、図３及び図４で示すプレス加工でブランク材２０ｂは拘束されておらず曲げ成形される。

かかる結果、ブランク材２０が、成形時のシワ押さえ部となる余肉部２０ａを小さく形成して高材料歩留まり率による材料コストの低減ができると共に、シワ押さえ用ブランクホルダー１３が小さな余肉部２０ａをシワ押さえ部として押えるだけの構成を有すればよく、プレス成形用金型装置の小型化、低コスト化を達成でき、しかも、プレス成形後に行われる余肉部２０ａを切り捨てるトリム成形工数を低減することができる。

また、シワ押さえ用ブランクホルダー１３は、ポンチ１２の外周側壁１２ａ−１に対向して本体側ダイ１１側に延在するようにポンチ１２に対して固定的に設けられた逆曲げダイ部１３ｂを有している。かかる逆曲げダイ部１３ｂは、ポンチ１２に対して本体側ダイ１１がプレス成形方向に移動するにつれて、本体側ダイ１１の外周側壁１２ａ−１との間でブランク材２０の外周縁部に設けたを余肉部２０ａをプレス方向とは逆方向に折曲させることになる。

かかることにより、ブランク材２０の余肉部２０ａは、本体側ダイ１１のプレス方向とは逆方向に折曲され、余肉部２０ａが、逆曲げダイ部１３ｂと本体側ダイ１１の外周側壁部１１ｄとの間でプレス方向に対して交差する方向の挟着力によって押さえ込まれることになる。この結果、屈曲部２が、成形する過程において生ずる材料流入の際に引張り応力を生じながら成形されることになり、屈曲部２の周辺部におけるシワ発生が充分抑制することができる。

以上説明したこの発明に係る実施例においては、ブランク材２０の成形後に残余する余肉部２０ａを含むトリム加工は、別工程において、別個のトリム成形機を用いてなされている。しかし、これに限定されず、ブランク材２０を成形することによりラジエータコアサポートメンバー１を成形した結果、屈曲部２にスプリングバックが生じないような場合には、トリム機構をプレス成形用金型装置１０内に組み込んで構成しても良い。

以上説明したこの発明は、プレス成形金型自体の大型化を抑制するとともに、ブランク材の余肉部分を可能な限り小さくして製品コストの低減を図り、しかも、プレス成形の過程において屈曲部付近に流入する材料に引張り応力を生じさせるように構成している。従って、この発明は、自動車のラジエータコアサポートメンバー或いはフロントピラー等の車体メンバーのように、断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部を有するプレス成形品を成形するためのプレス成形用金型装置等に好適であるといえる。

１ラジエータコアサポートメンバー（車体メンバー）
２屈曲部
１０プレス成形用金型装置
１１本体側ダイ
１１ｄ外周側壁部
１２ポンチ
１３シワ押さえ用ホルダー
１３ｂ逆曲げダイ部
２０ブランク材

Claims

板状のブランク材より断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部が形成されるプレス成形品を、前記板状のブランク材の外周縁部をシワ押さえ用ブランクホルダーにより挟着した状態で、ポンチ及び本体側ダイにより成形するプレス成形用金型装置であって、前記シワ押さえ用ブランクホルダーは、前記ブランク材の前記外周縁部における前記屈曲部の周辺部において、前記ポンチの外周側壁に対向して前記本体側ダイ側に延在するように前記ポンチに対して固定的に設けられた逆曲げダイ部を有し、該逆曲げダイ部が、前記ポンチに対して前記本体側ダイがプレス成形方向に移動するにつれて、前記本体側ダイの外周側壁部との間で前記ブランク材の前記外周縁部における前記屈曲部の周辺部を前記プレス方向とは逆方向に折曲させるように構成することにより、前記屈曲部の周辺部における前記プレス方向とは逆方向に折曲した余肉部分を前記逆曲げダイ部と前記本体側ダイの外周側壁部との間において挟着した状態を保持したままで、前記プレス成形品の成形を完了することにより前記屈曲部におけるシワ押さえを行うように構成したことを特徴とするプレス成形用金型装置。
板状のブランク材より断面略ハット型を呈する長尺部材の長手方向中途部に屈曲部が形成されるプレス成形品を、前記板状のブランク材の外周縁部をシワ押さえ用ブランクホルダーにより挟着した状態で、ポンチ及び本体側ダイにより成形するプレス成形方法であって、前記ポンチに対して前記本体側ダイをプレス成形方向に移動させるにつれて、前記しわ押さえ用ホルダーの逆曲げダイ部が、前記本体側ダイの外周側壁部との間で前記ブランク材の前記外周縁部における前記屈曲部の周辺部を前記プレス方向とは逆方向に折曲させて、前記屈曲部の周辺部における前記プレス方向とは逆方向に折曲された余肉部分を前記逆曲げダイ部と前記本体側ダイの外周側縁部との間において狭着した状態を保持したままで、前記ポンチ及び本体側ダイとの間で前記プレス成形品の成形を完了することにより前記屈曲部におけるシワ押さえを行うことを特徴とするプレス成形方法。