JP5949724B2 - パネルの製造方法及びブランク材 - Google Patents

Description

本発明は、パネルの製造方法及びブランク材に関し、特に、ブランク材を絞り成形して所定の形状に加工された成形体を有するパネルの製造方法及びブランク材に関するものである。

自動車のアンダー部分や外板部分には、防錆性や外観の美観性に優れた亜鉛系めっき鋼板が用いられている。この亜鉛系めっき鋼板の中でも、薄い目付で耐食性の確保を可能とし、かつコストも比較的安価である合金化溶融亜鉛めっき鋼板が様々な自動車に使用されている。
一方、自動車の外板部分には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板などのブランク材を成形金型で所定の形状に絞り成形して形成されたパネルが使用されている。この種のパネルの絞り成形では、成形金型として、主に、ダイ（雌型）と、パンチ（雄型）と、ブランクホルダ（押さえ型）と、絞り成形部と、絞りビード成形部とを備えた成形金型が用いられている。

ブランクホルダは、ダイと共にブランク材のフランジ領域を挟持して押さえ付けるものである。絞り成形部は、主に、ダイに設けられた絞り成形凹部と、パンチとで構成され、ダイの絞り成形凹部内にブランク材の絞り成形領域をパンチで押し込んで所定の形状の成形体に絞り成形するものである。
絞りビード成形部は、主に、ダイに設けられた絞りビード成形凹部と、ブランクホルダに設けられた絞りビード成形凸部とで構成されている。この絞りビード成形部は、ダイとブランクホルダとでブランク材のフランジ領域を挟持し、ダイの絞りビード成形凹部内にブランク材の絞り成形領域を囲むフランジ領域内の絞りビード成形領域をブランクホルダの絞りビード成形凸部で押し込んで所定の形状の絞りビードを成形することにより、ブランク材の絞り成形領域を絞り成形部で絞り成形する際、ダイの絞り成形凹部内へのブランク材の流入を抑制するものである。

ところで、ブランク材の絞り成形時に起こる問題として、「しわ」の発生がある。「しわ」は、主にブランク材の絞り成形時に発生し、ブランク材に角筒絞り成形を行う場合においてはブランク材のコーナー部で発生し易い。これは、ブランク材の「割れ」を防ぐために意図的にブランク材を成形金型の絞り成形凹部内に流入させることから、特に成形体の形状が複雑でブランク材の流入が部位によって不均一になると、ブランク材が部分的に余って「しわ」が発生する。

「しわ」が発生すると、製品外観を損ねる、成形金型が損傷する、パウダリングが発生し易くなる、などの悪影響がでる要因となる。ここで、パウダリングとは、めっきが施されたブランク材を絞り成形する時にブランク材のめっきが粒状に剥離する現象である。
パウダリングが発生する原因としては、成形金型の絞りビード成形部をブランク材のフランジ領域が通過する時のフランジ領域での曲げ、曲げ戻しによるめっきの損傷が挙げられる。特に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、一般に鋼板の変形能と比較してめっきの変形能が低いため、パウダリングが生じ易い。

ブランク材の絞り成形時に「しわ」が発生すると、まず、発生した「しわ」の表裏面でブランク材の曲げ、曲げ戻しが生じてパウダリングが発生する。さらに、その発生した「しわ」が成形金型の絞りビード成形部を通過する際に、「しわ」による曲げ、曲げ戻しに加えて絞りビード成形部による曲げ、曲げ戻しを受けるため、よりパウダリングの発生は深刻となる。
このようなパウダリングが発生すると、剥離して成形金型に溜まっためっき粉の処理に時間が必要となる、成形金型の絞り成形凹部内にめっき粉が侵入してプレスブツ等が発生する、などの不具合を生じる要因となる。そのため、パウダリングの抑制は重要課題であり、パウダリングを生じさせる原因の一つである「しわ」の抑制は非常に重要である。
そこで、本発明者は、本発明をなす過程で、「しわ」の抑制、及びブランク材の流入を調整する技術について先行技術文献調査を行った結果、下記の特許文献１〜３を抽出した。

特開平２−３７９２１号公報 特開２００７−２４５１８８号公報 特開平９−２９３４８号公報

ところで、「しわ」を抑制する技術として一般的であるのは、成形金型において、ダイとブランクホルダとの間にブランク材のフランジ領域を挟持するときの挟持力（しわ押さえ力）を上げる、絞りビード成形部の凸部の高さを上げる、などにより、絞り成形凹部へのブランク材の流入を抑えることである。

しかしながら、単純にブランク材の流入を抑えると、「しわ」は発生し難くなるが割れが発生するおそれがある。
特許文献１及び２に記載の技術は、ブランク材の引き込み時に抵抗となるような折り曲げ部をブランク材に設けることにより、ブランク材を成形金型の絞り成形凹部内へ流入させ難くし、「しわ」の発生を抑制するものである。

しかしながら、これらの方法は人為的に「しわ」を発生させていることと同義であり、パウダリングの発生が予見される。特に、折り曲げ部が絞りビード成形部を通過するような場合、折り曲げ部による曲げ、曲げ戻しと、絞りビード成形部による曲げ、曲げ戻しが複合されるため、多量のパウダリングが発生することが考えられる。
特許文献３に記載の技術は、絞りビード形状を上面視で波型として絞りビード部のクリアランスを広くとり、金型調整に必要とされる時間を低減すると共に、めっきの剥離も抑制する技術である。この方法は「しわ」に対する抑制効果は小さいと考えられ、「しわ」が絞りビードを通過する際に生じるパウダリングには効果が小さいと考えられる。

そこで、本発明者は、絞り成形時にブランク材のフランジ領域が部分的に余ることに着目し、本発明をなした。
本発明の目的は、絞り成形時にブランク材のフランジ領域における「しわ」の発生を抑制することが可能なパネルの製造方法及びブランク材を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るパネルの製造方法は、めっき鋼板からなるブランク材の絞り成形領域を所定の形状の成形体に成形する絞り成形部と、前記絞り成形部の外側に設けられ、前記ブランク材の前記絞り成形領域を囲むフランジ領域内の絞りビード成形領域を絞りビードに成形する絞りビード成形部とを備えた成形金型で前記ブランク材を成形して、前記ブランク材に前記成形体及び前記絞りビードを形成する工程を有するパネルの製造方法であって、前記成形金型で成形される前の前記ブランク材は、前記ブランク材の外周端と前記絞りビード成形領域との間に、前記外周端から前記絞りビード成形領域に向かって延在する切り欠き部を有し、前記切り欠き部は、前記切り欠き部の延在方向と直交する方向に互いに離間する２つの側壁部と、前記２つの側壁部の各々に接続する底部とを有し、前記底部は、前記２つの側壁部の各々に接続する２つの接続部分が少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍの円弧形状になっている。

また、本発明の一態様に係るパネルの製造方法において、前記底部は、前記２つの接続部分と、前記２つの接続部分の間に前記２つの接続部分と連続して設けられた平坦部分とを有し、前記平坦部分の長さは５ｍｍ以上であることが好ましい。
また、本発明の一態様に係るブランク材は、外周端を含むフランジ領域と、前記フランジ領域で囲まれた絞り成形領域と、前記フランジ領域内の絞りビード成形領域とを有し、前記絞り成形領域は所定の形状の成形体に、前記絞りビード成形領域は絞りビードに成形金型で絞り成形される、めっき鋼板からなるブランク材であって、前記外周端と前記絞りビード成形領域との間に、前記外周端から前記絞りビード成形領域に向かって延在する切り欠き部を有し、前記切り欠き部は、前記切り欠き部の延在方向と直交する方向に互いに離間する２つの側壁部と、前記２つの側壁部の各々に接続する底部とを有し、前記底部は、前記２つの側壁部の各々に接続する２つの接続部分が少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍの円弧形状になっている。
また、本発明の一態様に係るブランク材において、前記底部は、前記２つの接続部分と、前記２つの接続部分の間に前記２つの接続部分と連続して設けられた平坦部分とを有し、前記平坦部分の長さは、５ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の一態様に係る製造方法によれば、絞り成形時にブランク材のフランジ領域における「しわ」の発生を抑制することができる。
また、本発明の一態様に係るブランク材によれば、絞り成形時にブランク材のフランジ領域における「しわ」の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るブランク材を模式的に示す平面図である。 図１の一部を拡大した要部平面図である。 本発明の実施形態に係る成形金型を模式的に展開して示す側面図である。 本発明の実施形態に係る成形金型のダイを模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係る成形金型のブランクホルダを模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る製造方法を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る製造方法を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る製造方法を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る製造方法で製造したブランク材を模式的に示す平面図である。 従来の製造方法で製造したパネルを模式的に示す平面図である。 切り欠き部の変形を説明する概念図である。 形状の異なる切り欠き部を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
まず、本実施形態に係るパネルの製造方法において用いられるブランク材及び成形金型について、図１乃至図５を用いて説明する。そして、次に、本実施形態に係るパネルの製造方法について、図６乃至図９を用いて説明する。

（ブランク材）
図１は本実施形態に係るブランク材１を模式的に示す平面図、図２は図１の切り欠き部６付近を拡大した平面図である。図１に示すように、ブランク材１は、平面視したときの平面形状が例えば５００ｍｍ×５００ｍｍの略正方形で形成され、外周端２が４つの辺２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有している。ブランク材１は、めっき鋼板として例えば合金溶融亜鉛めっき鋼板からなる一枚の平板状金属素材を打ち抜いて形成される。
ブランク材１の４つの辺２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち、２つの辺２ａ，２ｂはＸ方向において互いに反対側に位置し、残りの２つの辺２ｃ，２ｄはＸ方向と同一平面内で直交するＹ方向において互いに反対側に位置している。

図１において、ブランク材１上の破線で囲まれた領域は、絞り成形時に、後述する成形金型１０によって成形される絞り成形領域３及び絞りビード成形領域５を仮想的に示したものである。
絞り成形領域３は、後述する所定形状の成形体１３（図８参照）に成形される領域であり、ブランク材１の外周端２からその内方に離れた中央領域に設けられている。絞り成形領域３の平面形状は、４つの辺の長さがほぼ同一の略正方形で形成されている。絞り成形領域３の４つの辺は、ブランク材１の４つの辺２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに個々に対応するように形成されている。

絞りビード成形領域５は、後述する絞りビード１５（図８参照）に成形される領域であり、ブランク材１の絞り成形領域３を囲むフランジ領域４内に設けられている。絞りビード成形領域５は絞り成形領域３の各辺に対応して４つ設けられており、対応する各辺に沿って延在している。４つの絞りビード成形領域５の各々は、平面形状が長方形で形成されている。フランジ領域４は外周端２で囲まれ、この外周端２を含む。

ブランク材１は、前述したように、絞り成形時に成形金型１０で成形される絞り成形領域３及び絞りビード成形領域５を有しているが、この絞り成形領域３及び絞りビード成形領域５の他に、図１及び図２に示すように、ブランク材１の外周端２と絞りビード成形領域５との間に、外周端２から絞りビード成形領域５に向かって延在する切り欠き部６を有している。切り欠き部６は、この切り欠き部６の延在方向と直交する方向に互いに離間する２つの側壁部７と、この２つの側壁部７の各々に接続する底部８とを有している。

本実施形態において、切り欠き部６は、ブランク材１の４つの辺のうち、Ｙ方向において互いに反対側に位置する２つの辺２ｃ，２ｄ側にそれぞれ設けられている。
切り欠き部６において、底部８は、２つの側壁部７の各々に接続する２つの接続部分８ａが少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍの円弧形状になっている。本実施形態では、底部８の接続部分８ａは、例えば曲率半径Ｒ＝５ｍｍの円弧形状になっている。ここで、図１において、ｗは、２つの側壁部７の離間距離、すなわち切り欠き部６の幅である。また、ｄは、ブランク材１の外周端２から切り欠き部６の底部８までの深さ、すなわち切り欠き部６の長さである。本実施形態において、切り欠き部６は、例えば、幅ｗが１０ｍｍ程度、長さｄが３０ｍｍ程度になっている。

切り欠き部６は、例えば、平板状金属素材を打ち抜いてブランク材１を形成した後に、別途の工程で形成してもよいし、ブランク材１を形成すると同時に形成してもよい。
切り欠き部６は、ブランク材１の外周端２と絞りビード成形領域５との間において、絞りビード成形領域５の長手方向の中間部、換言すれば絞り成形領域３のＸ方向に延在する辺の中間部に設けられている。

（成形金型）
図３は本実施形態に係る成形金型１０を模式的に示す展開側面図である。図４は図３の成形金型１０を構成するダイ２０を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図５は図３の成形金型１０を構成するブランクホルダ４０を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図５（ｂ）は、ブランクホルダ４０の貫通孔４６にパンチ３０が挿入され、ブランクホルダ４０からパンチ３０が突出した状態を示している。また、図５（ｂ）に示される破線は、絞り成形前のパンチ３０の位置を示すものである。また、図３では、成形金型１０で絞り成形されるブランク材１をダイ２０とブランクホルダ４０との間に図示している。

図３に示すように、成形金型１０は、主に、ダイ２０（雌型）と、パンチ（雄型）３０と、ブランクホルダ（押さえ型）４０と、絞り成形部５３と、絞りビード成形部５５とを備えている。
ダイ２０は、基部２１と、この基部２１に設けられた挟持面２２と、この挟持面２２から深さ方向に向かって凹む絞り成形凹部２３及び絞りビード成形凹部２５とを有している。
パンチ３０は、ダイ２０の絞り成形凹部２３と共に絞り成形部５３を構成するものであり、ダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１の絞り成形領域３を押し込む先端部３３を有している。パンチ３０は、ブランクホルダ４０の貫通孔４６を通して移動するようになっている。

ブランクホルダ４０は、基部４１と、この基部４１に設けられた挟持面４２と、この基部４１の挟持面４２からその反対側の面に亘って貫通する貫通孔４６と、この基部４１の挟持面４２から突出する絞りビード成形凸部４５とを有している。ブランクホルダ４０は、ダイ２０と共にブランク材１のフランジ領域４を挟持してブランク材１を押さえ付けるものである。
絞り成形部５３は、主に、ダイ２０の絞り成形凹部２３と、パンチ３０とで構成されている。この絞り成形部５３は、ダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１の絞り成形領域３をパンチ３０で押し込んで所定の形状の成形体１３（図８参照）に絞り形成するものである。

絞りビード成形部５５は、絞り成形部５３の外側に設けられている。絞りビード成形部５５は、主に、ダイ２０の挟持面２２に設けられた絞りビード成形凹部２５と、ブランクホルダ４０の挟持面４２に設けられた絞りビード成形凸部４５とで構成されている。絞りビード成形部５５は、ダイ２０の挟持面２２とブランクホルダ４０の挟持面２２とでブランク材１のフランジ領域４を挟持し、ダイ２０の絞りビード成形凹部２５内にブランク材１の絞りビード成形領域５をブランクホルダ４０の絞りビード成形凸部４５で押し込んで所定の形状の絞りビード１５（図８参照）を成形することにより、ブランク材１の絞り成形領域３を絞り成形部５３で絞り成形する際、ダイ２０の絞り成形凹部２３内へのブランク材１の流入を抑制するものである。

ブランクホルダ４０において、図５（ａ）に示すように、貫通孔４６は、平面視したときの平面形状が略正方形で形成されている。絞りビード成形凸部４５は、貫通孔４６の各辺に対応して４つ設けられ、対応する各辺の外側に配置されている。４つの絞りビード成形凸部４５は、貫通孔４６の対応する各辺に沿って延在し、平面視したときの平面形状が長方形で形成されている。
なお、４つの絞りビード成形凸部４５のうち、Ｙ方向において互いに離間する２つの絞りビード成形凸部４５の高さは、Ｘ方向において互いに離間する２つの絞りビード成形凸部の高さよりも低くなっている。

ブランクホルダ４０の貫通孔４６を通るパンチ３０も平面視したときの平面形状が例えば３５３ｍｍ×３５３ｍｍの略正方形で形成されている。パンチ３０の先端部３３の端面は、図５（ｂ）に示すように、例えば曲率半径Ｒ＝８００ｍｍの曲面形状になっている。
ダイ２０において、図４（ａ）に示すように、絞り成形凹部２３は、平面視したときの平面形状が略正方形で形成されている。この絞り成形凹部２３の底面は、図４（ｂ）に示すように、パンチ３０の先端部３３の端面に対応して、例えば曲率半径Ｒ＝８００ｍｍの曲面形状になっている。絞り成形凹部２３のサイズは、パンチ３０のサイズよりも大きくなっており、絞り成形凹部２３と、パンチ３０とを凹凸嵌合させた場合に、絞り成形凹部２３とパンチ３０との間には少なくともブランク材１の厚さ分の隙間がある。すなわち、本実施形態の成形金型１０は、ブランク材１の絞り成形領域３を角筒絞り成形する成形金型である。

絞りビード成形凹部２５は、絞り成形凹部２３の各辺に対応して４つ設けられ、対応する各辺の外側に配置されている。４つの絞りビード成形凹部２５は、絞り成形凹部２３の対応する各辺に沿って延在し、平面形状が長方形で形成されている。すなわち、成形金型１０は、４つの絞りビード成形部５５を備えている。
絞りビード成形凹部２５の形状は、絞りビード成形凸部４５の形状と略相似形状をしている。また、絞りビード成形凹部２５のサイズは絞りビード成形凸部４５のサイズよりも大きくなっており、絞りビード成形凹部２５と、絞りビード成形凸部４５とを凹凸嵌合させた場合に、絞りビード成形凹部２５と絞りビード成形凸部４５との間には少なくともブランク材１の厚さ分の隙間がある。
ここで、ダイ２０の絞り成形凹部２３及びパンチ３０のサイズや形状、すなわち絞り成形部５３のサイズや形状は、パネル１１のサイズや形状に依存するものである。したがって、本実施形態では、平面形状が略正方形の絞り成形凹部２３及びパンチ３０について説明したが、これに限定されるものではない。

（製造方法）
本実施形態に係るパネルの製造方法は、切り欠き部６が設けられたブランク材１を成形金型１０で絞り成形する工程と、絞り成形したブランク材１の成形体１３と絞りビード１５との間を切断して切り欠き部６を除去する工程とを有している。以下、本実施形態に係るパネルの製造方法について、図６乃至図９を用いて説明する。
本実施形態に係るパネルの製造方法では、まず、図１及び図２に示すブランク材１を準備すると共に、図３乃至図５に示す成形金型１０を準備する。ブランク材１は、前述したように、ブランク材１の外周端２と絞りビード成形領域５との間に、外周端２から絞りビード成形領域５に向かって延在する切り欠き部６を有している。本実施形態では、切り欠き部６の底部８は、２つの側壁部７の各々と接続する２つの接続部分８ａが少なくとも例えば曲率半径Ｒ＝５ｍｍの円弧形状になっている。

成形金型１０は、前述したように、主に、ダイ（雌型）２０と、パンチ（雄型）３０と、ブランクホルダ４０（押さえ型）と、絞り成形部５３と、絞りビード成形部５５とを備えている。絞り成形部５３は、ダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１の絞り成形領域３をパンチ３０で押し込んで所定の形状の成形体１３（図８参照）に絞り形成するものである。また、絞りビード成形部５５は、ダイ２０の挟持面２２とブランクホルダ４０の挟持面２２とでブランク材１のフランジ領域４を挟持し、ダイ２０の絞りビード成形凹部２５内にブランク材１の絞りビード成形領域５をブランクホルダ４０の絞りビード成形凸部４５で押し込んで所定の形状の絞りビード１５（図８参照）を成形することにより、ブランク材１の絞り成形領域３を絞り成形部５３で絞り成形する際、ダイ２０の絞り成形凹部２３内へのブランク材１の流入を抑制するものである。

次に、図６に示すように、成形金型１０のダイ２０の挟持面２２とブランクホルダ４０の挟持面４２との間において、ダイ２０の挟持面２２上にブランク材１を配置する。ブランク材１は、絞り成形領域３が絞り成形凹部２３及びパンチ３０と対向し、絞りビード成形領域５が絞りビード成形凹部２５及び絞りビード成形凸部４５と対向するように位置決めされる。
次に、図７に示すように、ブランク材１のフランジ領域４をダイ２０とブランクホルダ４０とでプレスして、ブランク材１のフランジ領域４内の絞りビード成形領域５を絞りビード１５に絞り成形する。具体的には、ダイ２０の挟持面２２とブランクホルダ４０の挟持面２２とでブランク材１のフランジ領域４をプレスしながら挟持し、ダイ２０の絞りビード成形凹部２５内にブランク材１の絞りビード成形領域５をブランクホルダ４０の絞りビード成形凸部４５で押し込んで所定の形状の絞りビード１５に成形する。すなわち、ブランク材１の絞りビード成形領域５は、成形金型１０の絞りビード成形部５５によって絞りビード１５に絞り成形される。

次に、ブランク材１のフランジ領域４をダイ２０の挟持面２２とブランクホルダ４０の挟持面４２とで挟持固定した状態でパンチ３０をダイ２０の絞り成形凹部２３に向かって徐々に押し込むことにより、ブランク材１の絞り成形領域３をプレスして成形体１３に絞り成形する。具体的には、ダイ２０の挟持面２２とブランクホルダ４０の挟持面２２とでブランク材１のフランジ領域４を挟持固定した状態で、ダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１の絞り成形領域３をパンチ３０で押し込んで所定の形状の成形体１３に絞り形成する。すなわち、ブランク材１の絞り成形領域３は、成形金型１０の絞り成形部５３によって所定の形状の成形体１３に絞り成形される。
この工程において、切り欠き部６は変形し、この切り欠き部６の変形により、ブランク材１の絞り成形領域３を絞り成形する時にブランク材１のフランジ領域４に生じる歪みを吸収して緩和することができるので、絞り成形時にブランク材１のフランジ領域４における「しわ」の発生を抑制することができる。

次に、絞り成形されたブランク材１、すなわち、成形体１３及び絞りビード１５が形成されたブランク材１を成形金型１０から取り出す。この成形金型１０から取り出したブランク材１を図８に示す。
次に、絞り成形したブランク材１の絞り成形体１３と絞りビード１５との間を切断して絞りビード１５及び切り欠き部６を除去することにより、図９に示すように、成形体１３を有するパネル１１が製造される。
図１０は、本実施形態の製造方法で製造したブランク材１を模式的に示す平面図であり、図１１は、従来の製造方法で製造したブランク材６１を模式的に示す平面図である。図１０に示す本実施形態のブランク材１と、図１１に示す従来のブランク材６１とは、切り欠き部６を有するか否かの違いであって、その他の構成は同一である。

切り欠き部６が設けられていないブランク材６１では、２つの辺２ｃ，２ｄ側におけるフランジ領域４に「しわ」の発生が認められた。これに対し、本実施形態のブランク材１でも、切り欠き部６が設けられた２つの辺２ｃ，２ｄ側におけるフランジ領域４（図中破線で囲まれた領域４Ｙ）に「しわ」の発生が認められたが、「しわ」の大きさはブランク材６１での「しわ」よりも小さかった。

次に、切り欠き部６の変形による「しわ」の抑制について、図１２を用いて説明する。
絞り成形時にパンチ３０の押し込みによりブランク材１が引っ張られてダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１が流入する際、絞り成形領域３の直辺部における流入量の大きさ（矢印Ａ）は、絞り成形領域３の角部における流入量の大きさ（矢印Ｂ）よりも大きい。このため、フランジ領域４は、矢印Ｃ、Ｄで示すように切り欠き部６側に向かって歪む。この歪みによって「しわ」が生じるが、この「しわ」は、切り欠き部６が変形することで緩和されるので、絞り成形時にブランク材のフランジ領域における「しわ」を解消することができる。よって、ブランク材１を絞り成形した場合であっても、従来の製造方法と比較して、絞り成形されたブランク材１のフランジ領域４における「しわ」の発生を抑制することができる。

ここで、ブランク材１のフランジ領域４における「しわ」の発生原因として、ブランク材１が引っ張られてダイ２０の絞り成形凹部２３内に流入することに伴うフランジ領域４での材料の「余り」が挙げられる。絞り成形では、成形金型１０の絞り成形部５３（ダイ２０の絞り成形凹部２３）内にブランク材１をプレスしながら絞り入れて成形を行うため、フランジ領域４の断面線長の変化が大きく、結果としてフランジ領域４で材料が余る。絞り成形では、材料を絞り成形部５３に流入させるために、しわ押さえ力を必要以上に上げないため、余った材料は面外に向かって変形し、結果として「しわ」が発生する。

したがって、フランジ領域４における「しわ」を抑制するためには最初から余る分の材料を切り欠いておく、すなわち切り欠き部６を設けておくことで、ブランク材１が引っ張られてダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１が流入することに伴うフランジ領域４での材料余り（絞り成形によるフランジ領域４の材料余り）を低減でき、結果として、フランジ領域４における「しわ」の発生を抑制することができる。本実施形態では、切り欠き部６を１本設けているが、フランジ領域４での材料の余り量に応じて複数本設けてもよく、また、フランジ領域４での材料の余り量に応じて切り欠き部６の幅ｗ、長さｄを選定してもよい。

そこで、切り欠き部６の導入による「しわ」の抑制効果を検証した。検証では、切り欠き部６の幅ｗが１０ｍｍで長さｄが異なる多種類のブランク材１を作成し、これらのブランク材１と、切り欠き部６が設けられていない前述のブランク材６１とを前述の成形金型１０を用いて成形して、「しわ」の有無、大小を比較した。ブランク材１及び６１の材料としては２７０Ｄ材であり、板厚は０．７５ｍｍである。

なお、成形金型１０において、ブランクホルダ４０の４つの絞りビード成形凸部４５のうち、Ｙ方向において互いに離間する２つの絞りビード成形凸部４５の高さは、Ｘ方向において互いに離間する２つの絞りビード成形凸部４５の高さよりも低くなっている。これは、ブランク材１において、Ｙ方向に互いに離間する２つの辺２ｃ，２ｄ側のフランジ領域４における成形金型１０の絞り成形部５３への材料流入をより大きくし、「しわ」を発生させやすくするためである。検証結果を下記の表１に示す。

表１に示すように、切り欠き部６が設けられてないブランク材６１では「しわ」が発生する。これに対し、長さｄが１０ｍｍから３０ｍｍの切り欠き部６を有するブランク材１ではブランク材６１と比較して「しわ」が小さくなり、長さｄが４０ｍｍ、５０ｍｍの切り欠き部６を有するブランク材１では「しわ」の発生が確認されなかった。したがって、表１から、切り欠き部６が無い場合は「しわ」が発生するが、長さｄが１０ｍｍを超える切り欠き部６の導入により、フランジ領域４における「しわ」の発生が抑制されていることがわかる。

切り欠き部６の長さｄは、１０ｍｍを超える長さから絞り成形中に切り欠き部６が成形金型１０の絞りビード成形部５５（絞りビード成形凹部２５，絞りビード成形凸部４５）を超えない長さで、できるだけ長くあることが好ましい。絞り成形中に切り欠き部６が絞りビード成形部５５を超えると、切り欠き部６の底部８側（終端側）からパウダリングが生じるおそれがあるからである。また、切り欠き部６の長さが１０ｍｍ以下となると「しわ」を抑制する効果が小さくなる。

ところで、切り欠き部６を付与することにより、絞り成形時に切り欠き部６の底部８に歪みが集中する。この歪みの集中により、切り欠き部６の底部８側において「しわ」が発生する場合がある。この「しわ」は、切り欠き部６の底部８の接続部分８ａを少なくとも所定の曲率半径Ｒからなる円弧形状にすることで抑制することができる。

そこで、切り欠き部６の底部８の形状が、切り欠き部６の底部８に生じる歪み集中に及ぼす影響について調査した。図１３に切り欠き部６の形状を示す。
図１３（ａ）の切り欠き部６は、幅ｗが１０ｍｍ、底部８の２つの接続部分８ａの曲率半径Ｒが５ｍｍの条件からなる形状６Ａである。
図１３（ｂ）の切り欠き部６は、幅ｗが２０ｍｍ、底部８の２つの接続部分８ａの曲率半径Ｒが１０ｍｍの条件からなる形状６Ｂである。
図１３（ｃ）の切り欠き部６は、底部８が２つの接続部分８ａと、この２つの接続部分８ａの間に２つの接続部分８ａと連続して設けられた平坦部分８ｂとを有し、幅ｗが１５ｍｍ、底部８の２つの接続部分８ａの曲率半径Ｒが５ｍｍ、底部８の平坦部分８ｂの長さが５ｍｍの条件からなる形状６Ｃである。
図１３（ｄ）の切り欠き部６は、底部８が２つの接続部分８ａと、この２つの接続部分８ａの間に２つの接続部分８ａと連続して設けられた平坦部分８ｂとを有し、幅ｗが２０ｍｍ、底部８の２つの接続部分８ａの曲率半径Ｒが５ｍｍ、底部８の平坦部分８ｂの長さが１０ｍｍの条件からなる形状６Ｄである。
これらの形状６Ａ〜６Ｄの切り欠き部６は、何れも長さｄが３０ｍｍである。

調査では、これらの形状６Ａ〜６Ｄの切り欠き部６を個々に有する多種類のブランク材１を作成し、これらのブランク材１を前述の成形金型１０を用いて成形し、ブランク材１の切り欠き部６の底部８側の最大板厚増加率を求めた。その結果を下記の表２に示す。ブランク材１の材料としては、前述の「しわ」の抑制効果の検証と同様に、２７０Ｄ材であり、板厚は０．７５ｍｍである。

表２から、切り欠き部６において、底部８の接続部分８ａにおける曲率半径Ｒを大きくすることや、底部８の２つ接続部分８ａの間にこれら２つの接続部分８ａと連続する平坦部分８ｂを設けることにより、切り欠き部６の底部８側で過度の板厚増加を招くことなく効果的に「しわ」を抑制することが可能となることがわかる。
したがって、切り欠き部６の底部８は、２つの側壁部７の各々に接続する２つの接続部分８ａが少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍ以上の円弧形状になっていることが好ましく、効果的に歪みの集中を抑制するためには曲率半径Ｒ≧１０ｍｍ以上の円弧形状になっていることが望ましい。

また、切り欠き部６の底部８を、２つの接続部分８ａの間にこれらと連続する平坦部分８ｂが設けられた形状とすることにより、さらに効果的に歪みの集中を抑制することが可能となる。これは、平坦部分８ｂが無ければ１箇所に集中していた歪みが平坦部分８ｂを設けることで２箇所に分散することになり、結果的に１箇所あたりの歪みの集中量が小さくなるためである。
したかって、切り欠き部６の底部８の形状としては、２つの接続部分８ａの間にこれらと連続し、長さが５ｍｍ以上の平坦部分８ｂを有する形状が好ましく、効果的に歪みを分散させるためには長さが１０ｍｍ以上の平坦部分８ｂを有する形状が望ましい。

なお、ブランク材１のフランジ領域４をブランク材１の４つの辺２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに対応して４つに区画したとき、区画した１つのフランジ領域４に対する切り欠き部６の面積率が大きくなると、摩擦抵抗が低くなるため、ブランク材１が成形金型１０の絞り成形部５３内に流れ込みやすくなり、ブランク材１のフランジ領域４における「しわ」が発生しやすくなる。したがって、ブランク材１の各辺側のフランジ領域４に対する切り欠き部６の面積率は、１％以上、１５％以下が好ましい。

以上のように、本実施形態のパネル１１の製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施形態のパネル１１の製造方法において、成形金型１０で成形される前のブランク材１は、ブランク材１の外周端２と絞りビード成形領域５との間に、外周端２から絞りビート成形領域５に向かって延在する切り欠き部６を有し、この切り欠き部６の底部８は２つの側壁部７の各々と接続する２つの接続部分８ａが少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍ以上の円弧形状になっている。

したがって、本実施形態のパネル１１の製造方法によれば、成形金型１０で成形される前のブランク材１に切り欠き部６を設けておくことにより、ブランク材１の絞り成形領域３を成形金型１０で絞り成形する時にブランク材１のフランジ領域４に生じる歪みを切り欠き部６の変形により吸収して緩和することができるので、絞り成形時にブランク材１のフランジ領域４に発生する「しわ」を抑制することができる。

また、成形金型１０で成形される前のブランク材１に切り欠き部６を設けておくことにより、ブランク材１を成形金型１０で成形する際、ブランク材１が引っ張られてダイ２０の絞り成形凹部２３内にブランク材１が流入することに伴うフランジ領域４での材料余りを低減することができるので、絞り成形時にブランク材１のフランジ領域４に発生する「しわ」を抑制することができる。

また、切り欠き部６の底部８の２つの接続部分８ａを少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍの円弧形状にすることにより、底部８の接続部分８ａが直角もしくは鋭角をなす形状の場合と比較して、絞り成形時に切り欠き部６の底部８の接続部分８ａに集中する歪みを緩和することができるので、切り欠き部６を設けたことに起因して切り欠き部６の底部８側に発生する「しわ」を抑制することができる。

また、成形時にフランジ領域４に生じる「しわ」、及び切り欠き部６の底部８側に生じる「しわ」を抑制することができるので、めっき鋼板からなるブランク材１を成形金型１０で成形しても、パウダリングの発生を抑制することができる。
また、パウダリングの発生を抑制することができるので、パウダリングの発生に起因するプレスブツ等の不具合を抑制でき、パネル１１の製造歩留まりの向上を図ることができる。

（２）本実施形態のパネル１１の製造方法において、切り欠き部６の底部８は、２つの接続部分８ａと、この２つの接続部分８ａの間に２つの接続部分８ａと連続して設けられた平坦部分８ｂとを有し、平坦部分８ｂの長さが５ｍｍ以上になっている。
したがって、このパネル１１の製造方法によれば、絞り成形時に切り欠き部６の底部８に集中する歪を分散させることができ、１箇所あたりの歪みの集中量が小さくなるので、切り欠き部６の底部８側における「しわ」の発生をより抑制することができる。

（３）本実施形態のパネル１１の製造方法において、切り欠き部６は、ブランク材１の外周端２と絞りビード成形領域５との間において、絞りビード成形領域５の長手方向の中間部に設けられている。
したがって、このパネル１１の製造方法によれば、絞り成形時にブランク材１のフランジ領域４に生じる歪みを均一に緩和することができる。
なお、本実施形態の製造方法では、切り欠き部６が設けられたブランク材１を成形金型１０で成形することにより前述の効果が得られるので、切り欠き部６を有するブランク材１においても同様の効果が得られる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
以上説明したように、本発明に係るパネルの製造方法では、絞り成形時にブランク材のフランジ領域に発生する「しわ」を抑制することができるという効果を有し、自動車外板部品などのパネルの製造に有用である。

１…ブランク材、２…外周端、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…辺、３…絞り成形領域、４…フランジ領域、５…絞りビード成形領域、６…切り欠き部、７…側壁部、８…底部、８ａ…接続部分、８ｂ…平坦部分
１０…成形金型、１１…パネル、１３…成形体、１５…絞りビード
２０…ダイ（雌型）、２１…基部、２２…挟持面、２３…絞り成形凹部、２５…絞りビード成形凹部
３０…パンチ（雄型）、３３…先端面
４０…ブランクホルダ（押さえ型）、４１…基部、４２…挟持面、４５…絞りビード成形凸部、４５…貫通孔
５３…絞り成形部、５５…絞りビード成形部
ｗ…きり欠き部の幅、ｄ…切り欠き部の長さ

Claims (4)

1. めっき鋼板からなるブランク材の絞り成形領域を所定の形状の成形体に成形する絞り成形部と、前記絞り成形部の外側に設けられ、前記ブランク材の前記絞り成形領域を囲むフランジ領域内の絞りビード成形領域を絞りビードに成形する絞りビード成形部とを備えた成形金型で前記ブランク材を成形して、前記ブランク材に前記成形体及び前記絞りビードを形成する工程を有するパネルの製造方法であって、
   前記成形金型で成形される前の前記ブランク材は、前記ブランク材の外周端と前記絞りビード成形領域との間に、前記外周端から前記絞りビード成形領域に向かって延在する切り欠き部を有し、
   前記切り欠き部は、前記切り欠き部の延在方向と直交する方向に互いに離間する２つの側壁部と、前記２つの側壁部の各々に接続する底部とを有し、
   前記底部は、前記２つの側壁部の各々に接続する２つの接続部分が少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍの円弧形状になっていることを特徴とするパネルの製造方法。
2. 前記底部は、前記２つの接続部分と、前記２つの接続部分の間に前記２つの接続部分と連続して設けられた平坦部分とを有し、
   前記平坦部分の長さは５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のパネルの製造方法。
3. 外周端を含むフランジ領域と、前記フランジ領域で囲まれた絞り成形領域と、前記フランジ領域内の絞りビード成形領域とを有し、前記絞り成形領域は所定の形状の成形体に、前記絞りビード成形領域は絞りビードに成形金型で絞り成形される、めっき鋼板からなるブランク材であって、
   前記外周端と前記絞りビード成形領域との間に、前記外周端から前記絞りビード成形領域に向かって延在する切り欠き部を有し、
   前記切り欠き部は、前記切り欠き部の延在方向と直交する方向に互いに離間する２つの側壁部と、前記２つの側壁部の各々に接続する底部とを有し、
   前記底部は、前記２つの側壁部の各々に接続する２つの接続部分が少なくとも曲率半径Ｒ≧５ｍｍの円弧形状になっていることを特徴とするブランク材。
4. 前記底部は、前記２つの接続部分と、前記２つの接続部分の間に前記２つの接続部分と連続して設けられた平坦部分とを有し、
   前記平坦部分の長さは、５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のブランク材。

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