JP5717290B2

JP5717290B2 - プレス成形金型

Info

Publication number: JP5717290B2
Application number: JP2011165504A
Authority: JP
Inventors: 茂樹沖野
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: JP2013027902A

Description

本発明は、ブランク材に絞り成形を施すプレス成形金型に関する。

絞り成形は、例えば自動車のパネル部材等の成形に用いられる成形方法であり、ダイとブランクホルダとでブランク材の端部を挟持した状態で、これらを一体に降下させてブランク材をパンチに押し付けることにより行われる。

プレス成形金型では、通常、ブランク材を挟持するダイ及びブランクホルダにビードが設けられる。ビードは、ダイ及びブランクホルダの押さえ面に設けた凹凸形状でブランク材に折れ曲がり部を形成し、この折れ曲がり部を通過するときに発生する抵抗力により、ブランク材の成形面側（パンチ側）への流入を制御するものである。

最も一般的なビードとして、例えば図１０に示すように、ダイ１１０に凹部１１１を設けると共に、ブランクホルダ１２０に凸部１２１を設ける構成が知られている。ダイ１１０とブランクホルダ１２０とでブランク材Ｗ’を挟持しながら、凸部１２１と凹部１１１とを嵌合させることにより、ブランク材Ｗ’に折れ曲がり部Ｗ１’〜Ｗ４’が形成される。このように、ブランク材に折れ曲がり部を４箇所に形成することで、ブランク材の通過抵抗力が大きくなり、ブランク材の端部を確実に保持できる。しかし、４箇所の折れ曲がり部を形成するために余分な材料が必要となるため、材料の歩留まりが悪くなる。

他のビードとして、例えば図１１に示すように、ダイ２１０に段部２１１を設けると共に、ブランクホルダ２２０に段部２２１を設ける、いわゆるステップビードが知られている。ダイ２１０とブランクホルダ２２０とでブランク材Ｗ’’を挟持しながら、段部２１１と段部２２１とを嵌合させることにより、ブランク材Ｗ’’に折れ曲がり部Ｗ１’’、Ｗ２’’が形成される。この場合、図１０に示すビードと比べて、ブランク材に形成される折れ曲がり部の数が少ないため、材料の歩留まりが高められるが、ブランク材の端部を保持する力が低下する。

例えば、特許文献１には、ステップビードに波形部を設けることで、ブランク材の成形面側への流入を阻害し、ブランク材の端部を保持する力の向上を図る構成が示されている。

特開２００７−２４５１８８号公報

しかし、特許文献１に示されているような措置を講じた場合でも、ブランク材に折れ曲がり部を形成することでブランク材の流入を阻害するという基本的な原理は図１０や図１１のビードと同じであるため、折れ曲がり部を形成するための余分な材料が必要となる。また、折れ曲がり部を介して材料が成形面側に幾分流入することは避けられないため、この分を見越してさらに余分な材料が必要となる。このため、たとえ特許文献１のような複雑な形状のビードを設けたとしても、材料の歩留まりの向上には限界がある。

そこで、本発明は、ブランク材の端部を確実に保持し、且つ、材料の歩留まりの良いプレス成形金型を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するためになされた本発明は、成形面を有するパンチと、パンチに対して昇降可能なダイ及びブランクホルダとを備え、ダイ及びブランクホルダに設けられた挟持面でブランク材の端部を挟持した状態で、ブランク材をパンチの成形面に押し付けることにより、ブランク材に絞り成形を施すプレス成形金型であって、挟持面に、ブランク材に切り込みを入れる切刃と、切り込みにより形成されるブランク材の切断面に成形面側から当接する係止面とを設け、切刃でブランク材に前記切り込みを入れると共に、ブランク材の切り込みの両側部分をダイの昇降方向にずらすようにしたことを特徴とする。

このように、本発明のプレス成形金型では、挟持面に設けた切刃によりブランク材に切り込みを入れると共に、この切り込みの切断面に係止面を成形面側から当接させて両者を係合させることにより、ブランク材の成形面側への流入を規制するものである。具体的には、切刃でブランク材に切り込みを入れると共に、切り込みの両側部分をダイの昇降方向でずらすようにすることで、ブランク材に形成された切断面に係止面を当接させることができる。これにより、従来のような折れ曲がり部を形成するための余分な材料が不要となり、材料の歩留まりが高められる。また、切断面と係止面とを係合させることで、ブランク材の成形面側への流入を切断面で確実に規制することができるため、材料の流入を見越した余分な材料が不要となり、歩留まりがさらに高められる。

また、切刃及び係止面を、ブランク材の端縁の延在方向で離隔した複数箇所に設ければ、ブランク材の切断面と係止面との係合箇所を増やすことができるため、ブランク材の流入をより確実に規制することができる。

以上のように、本発明のプレス成形金型によれば、ブランク材の端部を確実に保持し、且つ、材料の歩留まりを高めることができる。

本発明の実施形態に係るプレス成形金型の断面図である。上記プレス成形金型の拡大断面図である。図２のＸ−Ｘ線における断面図である。ダイの押さえ面の部分断面斜視図である。ブランクホルダの押さえ面の部分断面斜視図である。上記プレス成形金型の挟持面でブランク材の端部を挟持した状態を示す断面図である。図６のＹ−Ｙ線における断面図である。上記プレス成形金型による絞り成形が完了した状態を示す断面図である。他の実施形態に係るプレス成形金型の断面図である。従来のビードを示す断面図である。従来のビード（ステップビード）を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態に係るプレス成形金型は、図１に示すように、ダイ１０と、パンチ２０と、ブランクホルダ３０とを備える。ダイ１０及びブランクホルダ３０には、ブランク材Ｗの端部を全周にわたって押さえる挟持面４０（ダイ１０の押さえ面１１及びブランクホルダ３０の押さえ面３１）が設けられる。パンチ２０には、ブランク材Ｗを成形するための成形面２１が設けられる。尚、以下の説明では、図１の左右方向を「幅方向」と言い、ブランク材の端縁の延在方向（図１の紙面と直交する方向）を「周方向」と言う。

挟持面４０には、互いに嵌合する凸部及び凹部が設けられる。本実施形態では、図２に示すように、ダイ１０の押さえ面１１に凸部１３を設けると共に、ブランクホルダ３０の押さえ面３１に凹部３３を設けている。凸部１３及び凹部３３は、図３に示すように、周方向に離隔した複数箇所に設けられる。凸部１３は、周方向中央部を凸とした略円弧状断面を有し、幅方向外側に延びている（図４参照）。凹部３３は、周方向中央部を凹とした略円弧状断面を有し、幅方向外側に延びている（図５参照）。

また、挟持面４０には、ブランク材Ｗに切り込みＣ（図６参照）を入れる切刃１２、３２が設けられる。本実施形態では、凸部１３及び凹部３３にそれぞれ切刃１２、３２が設けられる。切刃１２は、凸部１３の下面１４と幅方向内側（パンチ２０の成形面２１側、図中左側）の側面１５との境界の角部に形成される。切刃３２は、凹部３３の幅方向内側の側面３４と押さえ面３１との境界の角部に形成される。切刃１２と切刃３２との幅方向隙間は、ブランク材Ｗの板厚に応じて適宜設定される。

さらに、挟持面４０には、切刃１２、３２でブランク材Ｗに形成される切り込みＣの切断面に幅方向内側から当接する係止面Ｓが設けられる。本実施形態では、凹部３３の幅方向内側の側面３４が係止面Ｓとして機能する。

次に、上記のプレス成形金型を用いたプレス成形方法を、ブランク材Ｗの端部を保持する工程を中心に説明する。

まず、図１に示すように、ダイ１０を上死点位置に配した状態で、ブランクホルダ３０の押さえ面３１に平板状のブランク材Ｗを載置する。このとき、ブランク材Ｗは、少なくとも係止面Ｓ（図示例では、ブランクホルダ３０の押さえ面３１に形成された凹部３３の幅方向内側の側面３４）よりも幅方向外側まで延在した大きさとされる（図２参照）。

次に、ダイ１０をパンチ２０に対して降下させ、挟持面４０、すなわちダイ１０の押さえ面１１とブランクホルダ３０の押さえ面３１とでブランク材Ｗの端部を挟持する。このとき、図６に示すように、凸部１３と凹部３３とが嵌合し、これと同時に挟持面４０に設けられた切刃１２、３２によりブランク材Ｗの端部付近に周方向の切り込みＣが形成される。切り込みＣの形成と同時に、ダイ１０の凸部１３により、ブランク材Ｗの外周に沿った領域の一部が下方に押し下げられ、切り込みＣの幅方向両側の材料がダイ１０の昇降方向（図中上下方向）にずれる。本実施形態では、切り込みＣの幅方向外側に、図７に示すように、周方向に離隔した複数箇所に形成された断面略円弧状の曲面部Ｗ１と、複数の曲面部Ｗ１の周方向間に設けられた平坦部Ｗ２とが形成される。平坦部Ｗ２は、切り込みＣを介さずに、ブランク材Ｗの成形領域（成形面２１で成形される領域）と連続している。曲面部Ｗ１の幅方向内側には略円弧状の切断面Ｗ３が形成される。この切断面Ｗ３に、係止面Ｓ（ブランクホルダ３０の凹部３３の幅方向内側の側面３４）が幅方向内側から当接している。

ダイ１０とブランクホルダ３０とでブランク材Ｗの端部を挟持した状態で、これらを一体にパンチ２０に対して降下させると、ブランク材Ｗがパンチ２０の成形面２１に押し付けられ、絞り成形が施される。このとき、ブランク材Ｗの端部は成形面２１側に流入しようとするが、上記のように、ブランク材の切断面Ｗ３に係止面Ｓ（凹部３３の幅方向内側の側面３４）が当接することで、ブランク材Ｗの切断面Ｗ３と係止面Ｓとが幅方向に係合し、切断面Ｗ３の幅方向内側への流入を規制してブランク材Ｗの端部を挟持面４０で確実に保持することができる。その後、図８に示すようにダイ１０を下死点まで降下させることにより、ブランク材Ｗの絞り成形が完了する。

このように、ブランク材Ｗの切断面Ｗ３と係止面Ｓとを係合させることで、従来のようにブランク材に複数の折れ曲がり部を形成する場合と比べ、ブランク材の保持のために必要な材料を低減できる。また、切断面Ｗ３と係止面Ｓとを係合させることで、切断面Ｗ３の幅方向内側への移動を完全に規制できるため、材料の流入を見越してブランク材Ｗを大きめに設定する必要はない。以上により、上記のプレス成形金型によれば、材料の歩留まりを従来よりも高めることができる。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、ダイ１０に凸部１３を設け、ブランクホルダ３０に凹部３３を設けた場合を示したが、これとは逆に、ブランクホルダ３０に凸部を設け、この凸部と嵌合する凹部をダイ１０に設けてもよい。あるいは、ダイ１０に凸部及び凹部を周方向交互に設け、これらと嵌合する凹部及び凸部をブランクホルダ３０に周方向交互に設けてもよい。

また、上記の実施形態では、ダイ１０及びブランクホルダ３０の挟持面４０に凸部１３及び凹部３３を設けた構成を示したが、切断面４０に切刃１２、３２及び係止面Ｓが設けられてさえいれば、必ずしも凸部及び凹部を設ける必要はない。例えば、図９に示す実施形態では、ブランクホルダ３０を幅方向に薄肉とし、ブランクホルダ３０の押さえ面３１の幅方向外側の角部に切刃３２を設けると共に、幅方向外側の側面３５を係止面Ｓとしている。

１０ダイ
１１押さえ面
１２切刃
１３凸部
２０パンチ
２１成形面
３０ブランクホルダ
３１押さえ面
３２切刃
３３凹部
４０挟持面
Ｃ切り込み
Ｓ係止面
Ｗブランク材
Ｗ１曲面部
Ｗ２平坦部
Ｗ３切断面

Claims

成形面を有するパンチと、パンチに対して昇降可能なダイ及びブランクホルダとを備え、ダイ及びブランクホルダに設けられた挟持面でブランク材の端部を挟持した状態で、ブランク材をパンチの成形面に押し付けることにより、ブランク材に絞り成形を施すプレス成形金型であって、
前記挟持面に、ブランク材に切り込みを入れる切刃と、前記切り込みにより形成されるブランク材の切断面に前記成形面側から当接する係止面とを設け、前記切刃でブランク材に前記切り込みを入れると共に、ブランク材の前記切り込みの両側部分をダイの昇降方向にずらすようにしたことを特徴とするプレス成形金型。
前記切刃及び係止面を、ブランク材の端縁の延在方向で離隔した複数箇所に設けた請求項１記載のプレス成形金型。