JP6037054B2 - ハット形断面部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ハット形断面とされたハット形断面部品の製造方法に関する。
自動車車体の骨格を構成する構造部材としては、例えばフロントサイドメンバのようにハット形断面とされた形状のプレス成形部品(本明細書では「ハット形断面部品」ともいう)が知られている。また、このようなハット形断面部品は、素材である金属板(例えば鋼板)にプレス加工(絞り加工)等を施すことによって形成される(例えば、日本国特許出願公開2003−103306号公報、日本国特許出願公開2004−154859号公報、及び日本国特許出願公開2006−015404号公報参照)。
ところで、成形後のハット形断面部品に所謂スプリングバックが生じると、ハット形断面部品の縦壁の先端側が幅方向に開くようにハット形断面部品が形成される。このため、ハット形断面部品におけるスプリングバックを抑制するために、プレス成形されたハット形断面部品(以下、仮成形品という)の縦壁を幅方向に大きく成形するように、仮成形品をリストライクする場合がある。この場合には、例えば、スプリングバックの生じた仮成形品がリストライク用のパンチの肩部等に当たり、仮成形品を当該パンチに対して正規の位置に配置できないという問題がある。
これに対して、パンチからダイ側へ伸長される支持部材によって仮成形品をダイの成形凹部内に収容させた後に、パンチをダイの成形凹部内に挿入させてハット形断面部品をリストライク成形するプレス成形法が開示されている(例えば、日本国特許出願公開2008−307557号公報参照)。
しかしながら、上記プレス成形法では、仮成形品をダイの成形凹部内に収容させたときには、スプリングバックの生じた仮成形品の一対の縦壁の先端部がダイの成形凹部の開口縁部に当たることで、仮成形品の幅方向におけるダイに対する仮成形品の位置が決まる。このため、仮成形品の幅方向において仮成形品のダイに対する位置が安定しないという問題がある。
本開示は、上記事実を考慮し、リストライク成形時に仮成形品のダイに対する位置を安定させることができるハット形断面部品の製造方法を得ることに関する。
上記課題を解決するハット形断面部品の製造方法は、互いに対向して配置されたリストライク用パンチとリストライク用ダイとの間にハット形断面を成す仮成形品を配置し、前記リストライク用パンチから前記リストライク用ダイ側へ伸長される支持部材によって前記仮成形品の天板を前記リストライク用パンチ側から支持する支持工程と、前記リストライク用ダイに形成され且つ前記リストライク用パンチ側へ開放された成形凹部の天面側を構成する第1凹部の内部に前記天板を収容して前記支持部材と前記リストライク用ダイとによって前記天板を狭持すると共に、前記仮成形品における前記天板の幅方向両端から延びる一対の縦壁と前記第1凹部とによって前記仮成形品を幅方向に位置決めする位置決め工程と、前記成形凹部の開口側を構成し且つ前記第1凹部よりも幅寸法が大きく設定された第2凹部の内部に前記リストライク用パンチを挿入させて、前記リストライク用パンチと前記リストライク用ダイとによって前記仮成形品をリストライクするリストライク工程と、を備えている。
上記課題を解決するハット形断面部品の製造方法によれば、リストライク用パンチ及びリストライク用ダイが互いに対向して配置されており、リストライク用パンチとリストライク用ダイとの間にハット形断面を成す仮成形品が配置される。そして、リストライク用パンチからリストライク用ダイ側へ伸長される支持部材によって、仮成形品の天板がリストライク用パンチ側から支持される。
また、リストライク用ダイには、リストライク用パンチ側へ開放された成形凹部が形成されている。この成形凹部の天面側を構成する部分は第1凹部とされ、成形凹部の開口側を構成する部分が第2凹部とされており、第2凹部は第1凹部よりも幅寸法が大きく設定されている。そして、第1凹部の内部に仮成形品の天板を収容して、支持部材とリストライク用ダイとによって仮成形品の天板を狭持する。この状態で第2凹部の内部にリストライク用パンチを挿入して、リストライク用パンチとリストライク用ダイとによって仮成形品をリストライクする。これにより、ハット形断面部品の寸法精度を高くすることができる。
ここで、位置決め工程では、仮成形品における天板の幅方向両端から延びる一対の縦壁と、第1凹部と、によって仮成形品が幅方向に位置決めされる。すなわち、スプリングバックによる影響の少ない一対の縦壁の基端側(天板側)の部分と第1凹部とによって、仮成形品の幅方向において仮成形品のリストライク用ダイに対する位置が決まる。このため、リストライク成形時に仮成形品のダイに対する位置を安定させることができる。
本開示のハット形断面部品の製造方法によれば、リストライク成形時に仮成形品のダイに対する位置を安定させることができる、という優れた効果を有する。
以下、図面を用いて本実施形態に係るハット形断面部品の製造方法について説明する。ハット形断面部品の製造方法は、仮成形品を成形する「仮成形工程」としての第1工程(せん断成形工程)と、仮成形品を加工(成形)して仮成形品の高さを変更する「中間工程」としての第2工程と、第2工程を経た仮成形品をリストライクする第3工程と、を含んでいる。以下、上記各工程について説明する。なお、図面において同一の部材などには同一の符号を付しており、以下の説明において同一部材について先に説明したものは、適宜説明を省略している。
(第1工程について)
図5に示されるように、第1工程では、製造装置500によって素材金属板601に絞り加工を施すことで、「仮成形品」及び「湾曲部材」としての仮湾曲部品10(図2参照)を成形する。以下、初めに仮湾曲部品10の構成について説明し、次いで製造装置500について説明し、その後に第1工程について説明する。
図5に示されるように、第1工程では、製造装置500によって素材金属板601に絞り加工を施すことで、「仮成形品」及び「湾曲部材」としての仮湾曲部品10(図2参照)を成形する。以下、初めに仮湾曲部品10の構成について説明し、次いで製造装置500について説明し、その後に第1工程について説明する。
(仮湾曲部品10の構成)
図1A〜図1D及び図2に示されるように、仮湾曲部品10は、長尺状に形成されると共に、長手方向から見た断面視でハット形状に形成されている。具体的には、仮湾曲部品10は、長手方向へ延びる天板11と、天板11の幅方向の両側からそれぞれ下側(天板11の板厚一方側)に向けて屈曲して延びる縦壁12a,12bと、を備えている。また、仮湾曲部品10は、縦壁12a,12bの下端(天板11とは反対側の端)から天板11の幅方向外側へそれぞれ屈曲して延びるフランジ13a,13bと、を備えている。
図1A〜図1D及び図2に示されるように、仮湾曲部品10は、長尺状に形成されると共に、長手方向から見た断面視でハット形状に形成されている。具体的には、仮湾曲部品10は、長手方向へ延びる天板11と、天板11の幅方向の両側からそれぞれ下側(天板11の板厚一方側)に向けて屈曲して延びる縦壁12a,12bと、を備えている。また、仮湾曲部品10は、縦壁12a,12bの下端(天板11とは反対側の端)から天板11の幅方向外側へそれぞれ屈曲して延びるフランジ13a,13bと、を備えている。
天板11と縦壁12a,12bのそれぞれとの間には、仮湾曲部品10の長手方向に沿って延びる稜線14a,14bが形成されている。また、縦壁12a,12bのそれぞれとフランジ13a,13bとの間には仮湾曲部品10の長手方向に沿って延びる凹線15a,15bが形成されている。
稜線14a,14bと凹線15a,15bとは略平行に延設されている。すなわち、フランジ13a,13bから上側(天板11の板厚他方側)へそれぞれ延びる縦壁12a,12bの高さが、仮湾曲部品10の長手方向に沿って略一定となっている。
図2に示されるように、天板11の一部には、ハット形の横断面の外側、すなわち天板11の外表面側(板厚方向他方側)に弧状に湾曲する凸状湾曲部11aが形成されており、天板11の他の一部には、ハット形の横断面形状の内側、すなわち天板11の内表面側(板厚方向一方側)に弧状に湾曲する凹状湾曲部11bが形成されている。凸状湾曲部11a,凹状湾曲部11bでは、天板11と縦壁12a,12bとの間の稜線14a,14bも凸状湾曲部11a,凹状湾曲部11bに対応する部位16a,16bおよび17a,17bにおいて弧状に湾曲されている。ここで「弧状」は、完全な円の一部に限定されるものではなく、例えば、楕円、双曲線、正弦曲線その他の曲線の一部であってもよい。
以上説明した仮湾曲部品10は、図3Aに示される「金属板」としての矩形状の素材金属板201に絞り加工を施すことによって絞りパネル301(図3B参照)を形成し、この絞りパネル301の不要部分をトリミングすることによって形成される。
ところで、ハット形断面とされた仮湾曲部品10を絞り加工を経て製造する場合には、図4に示されるように、絞りパネル301を成形する段階で、絞りパネル301の凹状湾曲部の天板301aおよび凸状湾曲部のフランジ301bにおいて材料が余りしわが発生し易い。しわの発生を抑制するためには、ブランクホルダの加圧力を高めたり、あるいはブランクホルダにドロービードを形成する部位を追加する等により、成形過程における素材金属板201の周囲の拘束を高め、素材金属板201のブランクホルダ内への流入を抑制することが有効であることが知られる。
しかし、素材金属板201のブランクホルダ内への流入の抑制を強化すると、絞りパネル301の凸状湾曲部の天板301c、凹状湾曲部のフランジ301d、長手方向の両端部301e,301e等の各部において板厚が大きく減少し、素材金属板201が伸び性の特に低い材料(例えば高張力鋼)の場合には、これら各部において割れが発生することが考えられる。
このため、車体の骨格の一部を構成するフロントサイドメンバ等のようなハット形断面とされた湾曲部品を、絞り成形によるプレス成形により、しわおよび割れを発生しないで製造するためには、伸び性の低い高強度材料を素材金属板201として使用することは困難であり、伸び性の高い低強度材料を用いざるを得なかった。
しかしながら、本実施形態の製造装置500を用いて後述する第1工程を経ることによって、上記しわや割れの発生を抑制することができる。
(製造装置500について)
次に製造装置500について説明する。図5には、「仮成形品」としての仮湾曲部品501を製造するために用いられる製造装置500の分解斜視図が示されている。なお、仮湾曲部品501の構成は上記仮湾曲部品10(図1A参照)と略同一の構成である。また、図6Aは、図5に示す製造装置の加工開始時を示す断面図であり、図6Bは、図5に示す製造装置において、仮成形用ダイ502および仮成形用パッド503と、仮成形用ブランクホルダ505および仮成形用パンチ504との間に素材金属板601が挟持および拘束された段階を示す断面図であり、図6Cは、図6Bに示す段階から仮成形用パンチ504を押し込んだ段階を示す断面図であり、さらに、図6Dは、図6Cに示す段階から仮成形用パンチ504をさらに押し込んで、仮成形用パンチ504が仮成形用ダイ502に対して完全に押し込まれた状態を示す断面図である。
次に製造装置500について説明する。図5には、「仮成形品」としての仮湾曲部品501を製造するために用いられる製造装置500の分解斜視図が示されている。なお、仮湾曲部品501の構成は上記仮湾曲部品10(図1A参照)と略同一の構成である。また、図6Aは、図5に示す製造装置の加工開始時を示す断面図であり、図6Bは、図5に示す製造装置において、仮成形用ダイ502および仮成形用パッド503と、仮成形用ブランクホルダ505および仮成形用パンチ504との間に素材金属板601が挟持および拘束された段階を示す断面図であり、図6Cは、図6Bに示す段階から仮成形用パンチ504を押し込んだ段階を示す断面図であり、さらに、図6Dは、図6Cに示す段階から仮成形用パンチ504をさらに押し込んで、仮成形用パンチ504が仮成形用ダイ502に対して完全に押し込まれた状態を示す断面図である。
図5に示されるように、製造装置500は、仮湾曲部品501の縦壁501a,501b及びフランジ501d,501eにおけるそれぞれの外表面側の形状に対応した形状を有する仮成形用ダイ502(以下、単に「ダイ502」という)と、天板501cの外表面側の形状に対応した形状を有する仮成形用パッド503(以下、単に「パッド503」という)と、を含んで構成されている。また、製造装置500は、ダイ502およびパッド503に対向するように配置されて仮湾曲部品501の天板501c,縦壁501a,501bにおけるそれぞれの内表面側の形状に対応した形状を有する仮成形用パンチ504(以下、単に「パンチ504」という)と、フランジ501d,501eの内表面側の形状に対応した形状を有する「仮成形用ホルダ」としての仮成形用ブランクホルダ505(以下、単に「ブランクホルダ505」という)と、を備えている。
図6A〜図6Dに示されるように、ダイ502とパンチ504とは、装置上下方向に対向して配置されており、ダイ502がパンチ504の装置上側に配置されている。このダイ502の幅方向(紙面左右方向)の中央部分には、装置下側(パンチ504側)に開放された凹部502aが形成されている。また、ダイ502の凹部502aの内周面は、仮湾曲部品501の縦壁501a,501b(図5参照)の外表面の形状に対応した成形面とされている。さらに、ダイ502の幅方向の両側部分における装置下側(ブランクホルダ505側)の端面は、仮湾曲部品501のフランジ501d,501eの上面(縦壁501a,501b(図5参照)側の面)の形状に対応した成形面とされている。また、ダイ502に形成された凹部502aの閉止端(上端)には、後述するパッド加圧装置506が固定されている。さらに、ダイ502は、例えばガスクッション,油圧装置,ばね,電動駆動装置等の移動装置509に連結されている。そして、移動装置509が作動することによってダイ502が装置上下方向に移動するようになっている。
パッド503は、ダイ502に形成された凹部502a内に配置されており、このパッド503は、例えばガスクッション,油圧装置,ばね,電動駆動装置等のパッド加圧装置506に連結されている。また、パッド503のダイ502側の面は、仮湾曲部品501の天板501c(図5参照)の外表面の形状を含む成形面とされている。そして、パッド加圧装置506が作動することによって、パッド503がパンチ504側に向けて押圧されて、素材金属板601の幅方向(紙面左右方向)の中央部分601aがパッド503とパンチ504との間に加圧挟持されるようになっている。
パンチ504は、下型においてパッド503と上下方向に対向する部位がパッド503側に向けて凸状とされることによって形成されており、このパンチ504の側方には、後述するブランクホルダ加圧装置507が固定されている。また、パンチ504の外面は、仮湾曲部品501の縦壁501a,501b及び天板501c(図5参照)の内表面の形状に対応した成形面とされている。
ブランクホルダ505は、例えばガスクッション,油圧装置,ばね,電動駆動装置等のホルダ加圧装置としてのブランクホルダ加圧装置507に連結されている。また、ブランクホルダ505における装置上側(ダイ502側)の端面は、仮湾曲部品501のフランジ501d,501eの下面(縦壁501a,501b(図5参照)とは反対側の面)の形状に対応した成形面とされている。そして、ブランクホルダ加圧装置507が作動することによって、ブランクホルダ505がダイ502側に向けて押圧されて、素材金属板601の幅方向の両側部分601b,601cがダイ502とブランクホルダ505とによって加圧挟持されるようになっている。
次に、上記製造装置500によって素材金属板601をプレスする第1工程について説明する。
はじめに、図6Aに示されるように、素材金属板601が、ダイ502及びパッド503と、パンチ504及びブランクホルダ505と、の間に配置される。
次に、図6Bに示されるように、素材金属板601の中央部分601a(即ち、素材金属板601において天板501c(図5参照)が成形される部分)が、パッド503によってパンチ504に押し付けられ、両者間で加圧および挟持される。さらに、素材金属板601の両側部分601b,601c(即ち、素材金属板601において縦壁501a,501b及びフランジ501d,501e(図5参照)がそれぞれ成形される部分)が、ブランクホルダ505によってダイ502に押し付けられ、両者間で加圧および挟持される。
また、パッド加圧装置506及びブランクホルダ加圧装置507が作動することによって、素材金属板601の中央部分601a及び両側部分601b,601cが所定の押圧力で加圧及び挟持される。この結果、素材金属板601の中央部分601a及び両側部分601b,601cは、加圧湾曲面の湾曲形状に沿った湾曲形状に形成される。
この状態で、移動装置509が作動して、ブランクホルダ505およびダイ502が装置下側へ移動(下降)されることにより、仮湾曲部品501が成形される。また、ダイ502が下降するにつれてパッド加圧装置506及びブランクホルダ加圧装置507は上下方向に縮む。パッド加圧装置506及びブランクホルダ加圧装置507が上下方向に縮む際においても、素材金属板601の中央部分601a及び両側部分601b,601cは所定の押圧力で加圧されている。
図6Cに示されるように、ブランクホルダ505およびダイ502が装置下側へ移動するにしたがって、ダイ502とブランクホルダ505との間に挟持された素材金属板601が、パンチ504とブランクホルダ505との間の凹部502a内に流入して縦壁501a,501b(図5参照)が形成されていく。
そして、図6Dに示されるように、ブランクホルダ505およびダイ502が所定の距離を移動して、縦壁501a,501bの高さが所定の高さとなった時点で成形が完了する。
ここで、図6A〜図6Dに示された例では、パンチ504及びパッド503が移動しない状態で、ブランクホルダ505及びダイ502を装置下側へ移動させることによって仮湾曲部品501を成形した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、下記のように仮湾曲部品501を成形してもよい。
図7には、仮湾曲部品501を製造するための他の製造装置600が示されている。また、図8Aは、図7に示す製造装置の加工開始時の段階を示す断面図であり、図8Bは、図7に示す製造装置の仮成形用ダイ602(以下、単にダイ602という)および仮成形用パッド603(以下、単にパッド603という)と、仮成形用ブランクホルダ605(以下、単にブランクホルダ605という)および仮成形用パンチ604(以下、単にパンチ604という)との間に素材金属板601が挟持および拘束された段階を示す断面図であり、図8Cは、図8Bに示す段階からパンチ604を押し込んだ段階を示す断面図であり、図8Dは、図8Cに示す段階からパンチ604をさらに押し込んで、パンチ604がダイ602に対して完全に押し込まれた状態を示す断面図である。
製造装置600は、図5及び図6A〜図6Dに示されたハット形断面部品の製造装置500とは異なり、ブランクホルダ605及びパンチ604がダイ602及びパッド603の装置上側に設けられている。製造装置600では、ダイ602を固定するととともに、ブランクホルダ605もダイ602に素材金属板601を押し付けて移動しない状態で、パッド603及びパンチ604を移動させる(下降させる)ことによって仮湾曲部品501を形成する。なお、製造装置600と製造装置500とでは、金型の相対的な動きは同じであり、どちらの製造装置500,600を用いても素材金属板601を仮湾曲部品501に成形することができる。
次に、素材金属板601をプレスした後に、即ち、仮湾曲部品501を成形した後に、仮湾曲部品501を製造装置500(金型)から取り出す工程について説明する。
ところで、図9A〜図9Cに示されるように、仮湾曲部品501を製造装置500(金型)から離型するには、図6Dの状態からパンチ504からダイ502を装置上側へ離して金型の間に隙間を空ければよい。この際、図9B及び図9Cに示されるように、パッド503とブランクホルダ505がそれぞれパッド加圧装置506とブランクホルダ加圧装置507により加圧されていると、仮湾曲部品501は、離型の際に、パッド503とブランクホルダ505とから互いに反対方向へ向けた加圧力を受けることになるため、この反対方向へ向けた加圧力によって図9Cに示されるように仮湾曲部品501が変形して潰れてしまう。
そこで、図10A〜図10Cに示されるように、素材金属板601を仮湾曲部品501に成形した後に、ブランクホルダ505がパンチ504と相対的に移動しないようにして、ブランクホルダ505が成形した湾曲部品をダイ502に押し付けないようにした状態で、ダイ502とパッド加圧装置506をブランクホルダ505から離す。すると、パッド加圧装置506がストロークエンドに伸びるまでパッド503は湾曲部品を加圧しているものの、パッド加圧装置506が一定以上の距離を移動してパッド加圧装置506がストロークエンドまで伸び切った後は、パッド503がパンチ504より離れる。これにより、仮湾曲部品501がパッド503とブランクホルダ505から同時に加圧を受けることなく、ダイ502およびパッド503と、ブランクホルダ505およびパンチ504とを離すことができ、仮湾曲部品501を変形させずに金型から取り出すことができる。
他の実施形態としては、図11A〜図11Cに示されるように、素材金属板を仮湾曲部品501に成形した後に、パッド503がダイ502と相対的に移動しないようにして、パッド503が成形した仮湾曲部品501をパンチ504に押し付けないようにする。この状態で、パッド503とダイ502を、ブランクホルダ505およびパンチ504から離すと、ブランクホルダ加圧装置507がストロークエンドまで伸びるまで、ブランクホルダ505は湾曲部品を加圧している。そして、ダイ502が一定以上の距離を移動してブランクホルダ加圧装置507がストロークエンドまで伸び切るとその後はブランクホルダ505がダイ502より離れる。これにより、仮湾曲部品501がパッド503とブランクホルダ505から同時に加圧を受けることなく、ダイ502およびパッド503と、ブランクホルダ505およびパンチ504を離すことができ、仮湾曲部品501を金型から取り出すことができる。
さらに他の実施形態としては、図示を省略するが、素材金属板を仮湾曲部品501に成形した後に、パッド503がブランクホルダ505と相対的に移動しないようにして、パッド503が成形した湾曲部品をパンチ504に押し付けないようにする。この状態で、パッド503とダイ502およびブランクホルダ505を、パンチ504から離すと、ブランクホルダ加圧装置507がストロークエンドまで伸びるまで、ブランクホルダ505は仮湾曲部品501を加圧している。そして、ダイ502が一定以上の距離を移動してブランクホルダ加圧装置507がストロークエンドまで伸び切るとその後はブランクホルダ505がダイ502より離れる。これにより、仮湾曲部品501がパッド503とブランクホルダ505から同時に加圧を受けることなく、ダイ502およびパッド503と、ブランクホルダ505およびパンチ504を離すことができ、仮湾曲部品501を金型から取り出すことができる。
このように、離型時における仮湾曲部品501の損傷を防止するためには、仮湾曲部品501がパッド503とブランクホルダ505から同時に加圧を受けることを防ぐことができる加圧制限装置を製造装置500に設ければよい。
以上により、第1工程において仮成形品としての仮湾曲部品501が形成されるが、製造装置500のダイ502、パッド503、パンチ504及びブランクホルダ505の設定(形状等)を適宜変更することによって、仮湾曲部品の形状を変更することができる。以下、仮湾曲部品の変形例を示す。
(仮湾曲部品の変形例1)
図12A〜図12Dに示された仮成形品としての仮湾曲部品100は、平面視において略S字形状に湾曲していると共に側面視では湾曲していない。この仮湾曲部品100は、天板102と、天板102の稜線102a,102bに沿って互いに平行に延設された縦壁104,106と、縦壁104,106の先端に形成されたフランジ108a,108bと、を含んで構成されている。
図12A〜図12Dに示された仮成形品としての仮湾曲部品100は、平面視において略S字形状に湾曲していると共に側面視では湾曲していない。この仮湾曲部品100は、天板102と、天板102の稜線102a,102bに沿って互いに平行に延設された縦壁104,106と、縦壁104,106の先端に形成されたフランジ108a,108bと、を含んで構成されている。
図12Bに示されるように、天板102は、図12Bの紙面に平行な平面内で略S字状に湾曲した平板より成り、フランジ108a,108bは、天板102に対して略平行に延設され、略S字状に湾曲した平板である。さらに、縦壁104,106は、当該縦壁104,106の厚み方向に略S字状に湾曲されていると共に互いに平行に配置された湾曲板である。
(仮湾曲部品の変形例2)
図13A〜図13Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品110は、平面視において略S字形状に湾曲していると共に側面視においても略S字状に湾曲している。この仮湾曲部品110は、天板112と、天板112の稜線112a,112bに沿って互いに平行に延設された縦壁114,116と、縦壁114,116の先端に形成されたフランジ118a,118bと、を含んで構成されている。また、天板112は、当該天板112の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。フランジ118a,118bは、天板112に対して略平行に延設され、天板112と同様に、フランジ118a,118bの厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。縦壁114,116もまた、当該縦壁114,116の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。
図13A〜図13Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品110は、平面視において略S字形状に湾曲していると共に側面視においても略S字状に湾曲している。この仮湾曲部品110は、天板112と、天板112の稜線112a,112bに沿って互いに平行に延設された縦壁114,116と、縦壁114,116の先端に形成されたフランジ118a,118bと、を含んで構成されている。また、天板112は、当該天板112の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。フランジ118a,118bは、天板112に対して略平行に延設され、天板112と同様に、フランジ118a,118bの厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。縦壁114,116もまた、当該縦壁114,116の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。
(仮湾曲部品の変形例3)
図14A〜図14Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品120は、側面視で長手方向の中間部が弧状に湾曲している。この仮湾曲部品120は、天板122と、天板122の稜線128a,128bに沿って互いに平行に延設された縦壁124a,124bと、縦壁124a,124bの先端に成形されたフランジ126a,126bと、を含んで構成されている。そして、縦壁124a,124bとフランジ126a,126bとの間の凹線が凹線129a,129bとされている。
図14A〜図14Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品120は、側面視で長手方向の中間部が弧状に湾曲している。この仮湾曲部品120は、天板122と、天板122の稜線128a,128bに沿って互いに平行に延設された縦壁124a,124bと、縦壁124a,124bの先端に成形されたフランジ126a,126bと、を含んで構成されている。そして、縦壁124a,124bとフランジ126a,126bとの間の凹線が凹線129a,129bとされている。
天板122は、当該天板122の厚み方向に湾曲された湾曲板から成り、フランジ126a,126bは、天板122に対して略平行に延設された湾曲板である。また、天板122の長手方向中間部には、天板122の外表面側(板厚方向他方側)に弧状に湾曲する凸状湾曲部122aが形成されている。さらに、縦壁124a,124bは、図14Cの紙面に平行な平板である。
(仮湾曲部品の変形例4)
図15A〜図15Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品130は、側面視で上記変形例3の仮湾曲部品120とは反対に湾曲している。この仮湾曲部品130は、天板132と、天板132の稜線132a,132bに沿って互いに平行に延設された縦壁134,136と、縦壁134,136の先端に成形されたフランジ138a,138bと、を含んで構成されている。天板132は、当該天板132の厚み方向に湾曲された湾曲板であり、フランジ138a,138bは、天板132に対して略平行に延設された湾曲板より成る。縦壁134,136は、図15Cの紙面に平行な平板である。
図15A〜図15Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品130は、側面視で上記変形例3の仮湾曲部品120とは反対に湾曲している。この仮湾曲部品130は、天板132と、天板132の稜線132a,132bに沿って互いに平行に延設された縦壁134,136と、縦壁134,136の先端に成形されたフランジ138a,138bと、を含んで構成されている。天板132は、当該天板132の厚み方向に湾曲された湾曲板であり、フランジ138a,138bは、天板132に対して略平行に延設された湾曲板より成る。縦壁134,136は、図15Cの紙面に平行な平板である。
(仮湾曲部品の変形例5)
図16A〜図16Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品140は、天板142と、天板142の稜線142a,142bに沿って互いに平行に延設された縦壁144,146と、縦壁144,146の先端に成形されたフランジ148a,148bと、を含んで構成されている。天板142は、当該天板142の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。フランジ148a,148bは、天板142に対して略平行に延設された略S字状の湾曲板である。縦壁144,146もまた、当該縦壁144,146の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板より成る。そして、本仮湾曲部品140では、フランジ148a,148bが縦壁144,146の全長に亘っては延設されていない。つまり、縦壁144,146はフランジ148a,148bを有していない部分を含んでいる。図16A〜図16Dでは、フランジ148a,148bの長さは仮湾曲部品140の一方の端部から縦壁144,146の下縁部沿いに縦壁144,146の長さよりも短い長さとされている。さらに、フランジ148aはフランジ148bよりも長い寸法とされている。
図16A〜図16Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品140は、天板142と、天板142の稜線142a,142bに沿って互いに平行に延設された縦壁144,146と、縦壁144,146の先端に成形されたフランジ148a,148bと、を含んで構成されている。天板142は、当該天板142の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板である。フランジ148a,148bは、天板142に対して略平行に延設された略S字状の湾曲板である。縦壁144,146もまた、当該縦壁144,146の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板より成る。そして、本仮湾曲部品140では、フランジ148a,148bが縦壁144,146の全長に亘っては延設されていない。つまり、縦壁144,146はフランジ148a,148bを有していない部分を含んでいる。図16A〜図16Dでは、フランジ148a,148bの長さは仮湾曲部品140の一方の端部から縦壁144,146の下縁部沿いに縦壁144,146の長さよりも短い長さとされている。さらに、フランジ148aはフランジ148bよりも長い寸法とされている。
(仮湾曲部品の変形例6)
図17A〜図17Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品150は、側面視で略S字形に湾曲していると共に平面視でその長手方向一方側に向かうにつれて次第に幅広となっている。この仮湾曲部品150は、天板152と、天板152の稜線152a,152bに沿って互いに平行に延設された縦壁154,156と、縦壁154,156の先端に形成されたフランジ158a,158bと、を含んで構成されている。天板152は、当該天板152の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板より成る。フランジ158a,158bは、天板152と略平行に延設された湾曲板より成る。縦壁154,156の各々は、図24Cに示されるように側面視で略S字状に湾曲する平板より成る。また、天板152の幅は、仮湾曲部品150の一方側の端部に向かうにつれて次第に拡幅している。さらに、縦壁154と縦壁156とは、仮湾曲部品150の一方側の端部に向かうにつれて次第に離間している。
図17A〜図17Dに示されるように、仮成形品としての仮湾曲部品150は、側面視で略S字形に湾曲していると共に平面視でその長手方向一方側に向かうにつれて次第に幅広となっている。この仮湾曲部品150は、天板152と、天板152の稜線152a,152bに沿って互いに平行に延設された縦壁154,156と、縦壁154,156の先端に形成されたフランジ158a,158bと、を含んで構成されている。天板152は、当該天板152の厚み方向に略S字状に湾曲された湾曲板より成る。フランジ158a,158bは、天板152と略平行に延設された湾曲板より成る。縦壁154,156の各々は、図24Cに示されるように側面視で略S字状に湾曲する平板より成る。また、天板152の幅は、仮湾曲部品150の一方側の端部に向かうにつれて次第に拡幅している。さらに、縦壁154と縦壁156とは、仮湾曲部品150の一方側の端部に向かうにつれて次第に離間している。
(仮湾曲部品の変形例7)
図18Dに示された仮成形品としての仮湾曲部品70は、素材金属板に予加工が施されることによって形成された予加工金属板がプレス加工された後トリミング加工が施されることによって形成されている。
図18Dに示された仮成形品としての仮湾曲部品70は、素材金属板に予加工が施されることによって形成された予加工金属板がプレス加工された後トリミング加工が施されることによって形成されている。
図18Aに示された矩形状の素材金属板72に、図18Bに示された複数の凸状部74が形成されることによって予加工金属板72−1が形成される。次いで、前述のハット形断面部品の製造装置500(図5参照)によって予加工金属板72−1にプレス加工が施されることによって、図18Cに示されるように、製品として不要な部分を含む仮湾曲部品70−1が形成される。そして、仮湾曲部品70−1の不要部分がトリミングされることによって図18Dに示された仮湾曲部品70が形成される。
ここで、図18Cに示されるように、凸状部74を有した予加工金属板72−1を製造装置500(図5参照)によって成形する際に、パッド503によって天板部分をパンチ504に押し付けるので、予加工した凸状部74が変形してしまうことが考えられる。このため、パッド503とパンチ504の各々に凸状部74に相当する形状を設けて、凸状部74を変形させずに加圧および挟持できるようにすることが好ましい。
(第2工程について)
次に、第2工程について説明する。以下の説明では、初めに第2工程によって成形(加工)された中間湾曲部品700の構成について説明し、次いで第2工程において用いられる製造装置710について説明し、その後に第2工程について説明する。なお、以下の説明では、「仮成形品」としての仮湾曲部品120を第2工程によって中間湾曲部品700に成形する場合として説明する。
次に、第2工程について説明する。以下の説明では、初めに第2工程によって成形(加工)された中間湾曲部品700の構成について説明し、次いで第2工程において用いられる製造装置710について説明し、その後に第2工程について説明する。なお、以下の説明では、「仮成形品」としての仮湾曲部品120を第2工程によって中間湾曲部品700に成形する場合として説明する。
(中間湾曲部品700について)
図19に示されるように、中間湾曲部品700は、仮湾曲部品120と同様に長尺状を成す断面ハット形状に形成されている。すなわち、中間湾曲部品700は、長手方向に延びる天板702と、天板702の幅方向両端から下側(天板702の板厚方向一方側)へそれぞれ延びる一対の縦壁704a,704bと、縦壁704a,704bの下端から天板702の幅方向外側へそれぞれ延びる一対のフランジ706a,706bと、を含んで構成されている。また、天板702と縦壁704a,704bとの間の稜線が、稜線708a,708bとされており、縦壁704a,704bとフランジ706a,706bとの間の凹線が、凹線709a,709bとされている。さらに、天板702の長手方向中間部には、天板702の外表面側(板厚方向他方側)に弧状に湾曲する凸状湾曲部702aが形成されている。
図19に示されるように、中間湾曲部品700は、仮湾曲部品120と同様に長尺状を成す断面ハット形状に形成されている。すなわち、中間湾曲部品700は、長手方向に延びる天板702と、天板702の幅方向両端から下側(天板702の板厚方向一方側)へそれぞれ延びる一対の縦壁704a,704bと、縦壁704a,704bの下端から天板702の幅方向外側へそれぞれ延びる一対のフランジ706a,706bと、を含んで構成されている。また、天板702と縦壁704a,704bとの間の稜線が、稜線708a,708bとされており、縦壁704a,704bとフランジ706a,706bとの間の凹線が、凹線709a,709bとされている。さらに、天板702の長手方向中間部には、天板702の外表面側(板厚方向他方側)に弧状に湾曲する凸状湾曲部702aが形成されている。
そして、中間湾曲部品700は、以下に示す点を除いて仮湾曲部品120と同様に構成されている。すなわち、中間湾曲部品700の幅寸法は仮湾曲部品120の幅寸法と同じに設定されているが、中間湾曲部品700(縦壁704a,704b)の高さ寸法が仮湾曲部品120(縦壁124a,124b)の高さ寸法と異なる寸法に設定されている。以下、具体的に説明する。なお、中間湾曲部品700は幅方向において左右対称形状を成しているため、以下の説明では、中間湾曲部品700の幅方向一方側の部分について説明し、中間湾曲部品700の幅方向他方側の部分についての説明は省略する。
図20に示されるように、中間湾曲部品700では、長手方向一方側の部分(詳しくは、凸状湾曲部702aに対して図20の矢印A方向側の部分)の高さ寸法が、仮湾曲部品120の高さ寸法と比べて高く構成されている。より詳しくは、中間湾曲部品700の長手方向一方側のフランジ706a−1が、仮湾曲部品120のフランジ126a(図20の2点鎖線で示されるフランジ126aを参照)に対して中間湾曲部品700の長手方向一方側へ向かうに従い下側(天板702から離間する方向)に離れるように傾斜されている。このため、フランジ706a−1に接続される縦壁704a−1の高さ寸法が、中間湾曲部品700の長手方向一方側へ向かうに従い大きくなるように設定されている。
また、中間湾曲部品700では、長手方向他方側の部分(詳しくは、縦壁704a−1及びフランジ706a−1に対して図20の矢印B方向側の部分)の高さ寸法が、仮湾曲部品120の高さ寸法と比べて低く構成されている。具体的には、中間湾曲部品700の長手方向他方側のフランジ706a−2が、仮湾曲部品120のフランジ126a(図20の2点鎖線で示されるフランジ126aを参照)に対して中間湾曲部品700の長手方向他方側へ向かうに従い上側(天板702に接近する方向)に近づくように傾斜されている。このため、フランジ706a−2に接続される縦壁704a−2の高さ寸法が、長手方向他方側へ向かうに従い小さくなるように設定されている。以上により、中間湾曲部品700の高さ寸法が、中間湾曲部品700の長手方向他方側の端部から長手方向一方側へ向かうに従い大きくなるように構成されている。
(製造装置710について)
図21に示されるように、製造装置710は、製造装置710の装置上側部分を構成する中間成形用ダイ711(以下、単に「ダイ711」という)及び中間成形用パッド712(以下、単に「パッド712」という)を含んで構成されている。また、製造装置710は、製造装置710の装置下側部分を構成する中間成形用パンチ713(以下、単に「パンチ713」という)及び中間成形用ホルダ714(以下、単に「ホルダ714」という)と、を備えている。なお、図21では、便宜上、ダイ711が製造装置710の幅方向に分割されているように図示されているが、ダイ711は、その上端部において一体に結合されている。また、ホルダ714も製造装置710の幅方向に分割されているように図示されているが、ホルダ714も、その下端部において一体に結合されている。
図21に示されるように、製造装置710は、製造装置710の装置上側部分を構成する中間成形用ダイ711(以下、単に「ダイ711」という)及び中間成形用パッド712(以下、単に「パッド712」という)を含んで構成されている。また、製造装置710は、製造装置710の装置下側部分を構成する中間成形用パンチ713(以下、単に「パンチ713」という)及び中間成形用ホルダ714(以下、単に「ホルダ714」という)と、を備えている。なお、図21では、便宜上、ダイ711が製造装置710の幅方向に分割されているように図示されているが、ダイ711は、その上端部において一体に結合されている。また、ホルダ714も製造装置710の幅方向に分割されているように図示されているが、ホルダ714も、その下端部において一体に結合されている。
図22A〜図22D、及び図23〜図25に示されるように、ダイ711は、パンチ713の装置上側に配置されている。また、ダイ711の幅方向中央部には、装置下側に開放された凹部711aが形成されており、凹部711aの下端部における内周面は、仮湾曲部品120の天板122及び縦壁124a,124bの外表面に対応する形状に形成されている。すなわち、凹部711aの幅寸法が仮湾曲部品120(中間湾曲部品700)の外表面側の幅寸法と略同じに設定されている。
さらに、ダイ711の下面(装置下側の端面)は、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bの外表面の形状に対応した成形面とされている。そして、ダイ711は、製造装置500の移動装置509と同様に構成された移動装置(図示省略)に連結されており、当該移動装置が作動することによってダイ711が装置上下方向に移動するようになっている。
パッド712は、ダイ711の凹部711a内に配置されている。このパッド712は、製造装置500のパッド加圧装置506と同様に構成されたパッド加圧装置(図示省略)に連結されている。また、パッド712の下面(装置下側の面)は、仮湾曲部品120の天板122の外表面の形状に対応する形状に形成されている。そして、パッド加圧装置が作動することによって、パッド712が仮湾曲部品120の天板122を装置下側(パンチ713側)へ押圧して、後述するパンチ713とパッド712とによって仮湾曲部品120の天板122が加圧及び狭持されるようになっている。
パンチ713は、パッド712の装置下側に配置されてパッド712と装置上下方向に対向している。パンチ713の外面は、中間湾曲部品700の天板702及び縦壁704a,704bにおけるそれぞれの内表面側の形状に対応した形状を有している。また、パンチ713の長手方向一方側の部分には、一対のフランジ成形部713aが一体に形成されており、フランジ成形部713aはパンチ713から幅方向外側へ突出されている。そして、フランジ成形部713aの上面が、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bの内表面の形状に対応した成形面とされている。
ホルダ714は、パンチ713の幅方向外側に隣接して配置されると共に、フランジ成形部713aに対してパンチ713の長手方向他方側に隣接して配置されている。また、ホルダ714は、ダイ711の長手方向他方側の部分に対して装置下側に配置されると共に、装置上下方向においてダイ711と対向して配置されている。さらに、ホルダ714の上面は、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bの内表面の形状に対応した成形面とされている。そして、ホルダ714は、製造装置500のブランクホルダ加圧装置507と同様に構成されたホルダ加圧装置(図示省略)に連結されており、ホルダ加圧装置が作動することによって、ホルダ714が装置上下方向に移動するようになっている。
また、ホルダ加圧装置の非作動状態では、ホルダ714は、パンチ713のフランジ成形部713aに対して装置下側に配置されている。すなわち、この状態では、フランジ成形部713aの上面とホルダ714の上面とが、装置上下方向にずれて配置されている。
次に、図22A〜図22D、及び図23〜図25を用いて製造装置710によって中間湾曲部品700を成形する第2工程について説明する。なお、図22A〜図22Dでは、便宜上、仮湾曲部品120(中間湾曲部品700)を図示省略している。
初めに、図22Aに示される製造装置710の状態において、仮湾曲部品120を装置上側からパンチ713にセットして、仮湾曲部品120の天板122をパンチ713上に配置させる。これにより、天板122がパンチ713によって装置下側から支持される。次に、図22B、図23、及び図24に示されるように、ダイ711及びパッド712を装置下側(パンチ713側)へ移動させて、天板122をパッド712及びパンチ713によって加圧及び挟持する。
この状態で、図22Cに示されるようにダイ711を装置下側(パンチ713側)へさらに移動(下降)させることで、中間湾曲部品700の長手方向一方側の縦壁704a−1,704b−1及びフランジ706a−1,706b−1を成形する(曲げ伸ばし工程)。具体的には、図23の2点鎖線にて示されるように、ダイ711の下降に伴って、ダイ711の長手方向一方側における下面が、仮湾曲部品120の長手方向一方側のフランジ126a,126bの上面に当接して(図23の2点鎖線で示されるダイ711−1を参照)、フランジ126a,126bを装置下側へ押圧する。これにより、仮湾曲部品120の縦壁124a,124bとフランジ126a,126bとの間の凹線129a,129bが徐々に装置下側(天板122から離間される方向側)に移動されると共に、仮湾曲部品120の長手方向一方側のフランジ126a,126bがダイ711の下面に追従しながら装置下側へ移動される。そして、ダイ711がストロークエンドの位置に到達したときに(図23の2点鎖線で示されるダイ711−2を参照)、仮湾曲部品120のフランジ126a,126bがパンチ713のフランジ成形部713a及びダイ711によって加圧及び狭持されて、中間湾曲部品700のフランジ706a−1,706b−1が形成される。
以上により、曲げ伸ばし工程では、仮湾曲部品120の長手方向一方側において、凹線129a,129bの位置が天板122から離間するように仮湾曲部品120の縦壁124a,124bが装置下側に曲げ伸ばされる。その結果、仮湾曲部品120のフランジ126a,126bの一部が縦壁124a,124bの一部になるように中間湾曲部品700の縦壁704a−1,704b−1が形成されると共に、中間湾曲部品700のフランジ706a−1,706b−1が形成される(仮湾曲部品120が図26Aに示される形状から図26Bに示される形状に成形される)。
なお、図24の2点鎖線にて示されるように、曲げ伸ばし工程においてダイ711がストロークエンドの位置に到達したときには、仮湾曲部品120の長手方向他方側のフランジ126a,126bに対してダイ711が装置上側に離間して配置される。すなわち、曲げ伸ばし工程では、仮湾曲部品120の長手方向一方側の縦壁124a,124bのみが曲げ伸ばされて、仮湾曲部品120の長手方向他方側の縦壁124a,124bは曲げ伸ばされない(図26B参照)。
そして、図22Dに示されるように、曲げ伸ばし工程後に、ホルダ加圧装置を作動させて、ホルダ714を装置上側へ移動(上昇)させることで、中間湾曲部品700の長手方向他方側の縦壁704a−2,704b−2及びフランジ706a−2,706b−2を成形する(曲げ戻し工程)。具体的には、図24に示されるように、ホルダ714の上昇に伴って、ホルダ714の上面が、仮湾曲部品120の長手方向他方側のフランジ126a,126bの下面に当接して(図24の2点鎖線で示されるホルダ714−1を参照)、フランジ126a,126bを装置上側へ押圧する。これにより、仮湾曲部品120の長手方向他方側の縦壁124a,124bとフランジ126a,126bとの間の凹線129a,129bが徐々に装置上側(天板122に接近する方向側)に移動されると共に、仮湾曲部品120の長手方向他方側のフランジ126a,126bがホルダ714の上面に追従しながら装置上側へ移動される。そして、図25に示されるように、ホルダ714がストロークエンドの位置に到達したときに、ホルダ714及びダイ711によって仮湾曲部品120のフランジ126a,126bが加圧及び狭持されて、中間湾曲部品700のフランジ706a−2,706b−2が成形される。
以上により、曲げ戻し工程では、仮湾曲部品120の長手方向他方側において、凹線129a,129bの位置が天板122に接近するように仮湾曲部品120の縦壁124a,124bが装置上側に曲げ戻される。その結果、仮湾曲部品120の縦壁124a,124bの一部がフランジ126a,126bの一部になるように中間湾曲部品700のフランジ706a−2,706b−2が形成されると共に、中間湾曲部品700の縦壁704a−2,704b−2が形成される(図26Bに示される形状から図19に示される形状に成形される)。
このように、第2工程では、曲げ伸ばし工程において、ダイ711を下降させることで、仮湾曲部品120の長手方向一方側の縦壁124a,124bが装置下側に曲げ伸ばされる。そして、曲げ伸ばし工程の後の曲げ戻し工程において、ホルダ714を上昇させることで、仮湾曲部品120の長手方向他方側の縦壁124a,124bが装置上側に曲げ戻されて、中間湾曲部品700が成形される。これにより、第2工程によって仮湾曲部品120の縦壁124a,124bの高さ寸法が変更される。
(第3工程について)
次に、第2工程によって成形された中間湾曲部品700をリストライクする第3工程について説明する。第3工程では、スプリングバックが生じた中間湾曲部品700をリストライクして、「ハット形断面部品」としての完成湾曲部品800を成形するようになっている。なお、以下の説明では、初めに第3工程によって成形(加工)された完成湾曲部品800について説明し、次いで第3工程において用いられる製造装置820について説明し、その後に第3工程について説明する。
次に、第2工程によって成形された中間湾曲部品700をリストライクする第3工程について説明する。第3工程では、スプリングバックが生じた中間湾曲部品700をリストライクして、「ハット形断面部品」としての完成湾曲部品800を成形するようになっている。なお、以下の説明では、初めに第3工程によって成形(加工)された完成湾曲部品800について説明し、次いで第3工程において用いられる製造装置820について説明し、その後に第3工程について説明する。
(完成湾曲部品800について)
図27及び図28に示されるように、完成湾曲部品800は、長尺状を成す断面ハット形状に形成されている。具体的には、完成湾曲部品800は、長手方向に延びる天板802と、天板802の幅方向両端から下側(天板802の板厚方向一方側)へそれぞれ延びる一対の第1縦壁804a,804bと、第1縦壁804a,804bの先端から天板802の幅方向外側へそれぞれ延びる一対の横壁806a,806bと、横壁806a,806bの先端から下側へそれぞれ延びる一対の第2縦壁808a,808bと、第2縦壁808a,808bの先端から天板802の幅方向外側へそれぞれ延びる一対のフランジ810a,810bと、を含んで構成されている。すなわち、完成湾曲部品800では、天板802の幅方向外側部分が、第1縦壁804a,804bと横壁806a,806bとによって段差状に形成されている。
図27及び図28に示されるように、完成湾曲部品800は、長尺状を成す断面ハット形状に形成されている。具体的には、完成湾曲部品800は、長手方向に延びる天板802と、天板802の幅方向両端から下側(天板802の板厚方向一方側)へそれぞれ延びる一対の第1縦壁804a,804bと、第1縦壁804a,804bの先端から天板802の幅方向外側へそれぞれ延びる一対の横壁806a,806bと、横壁806a,806bの先端から下側へそれぞれ延びる一対の第2縦壁808a,808bと、第2縦壁808a,808bの先端から天板802の幅方向外側へそれぞれ延びる一対のフランジ810a,810bと、を含んで構成されている。すなわち、完成湾曲部品800では、天板802の幅方向外側部分が、第1縦壁804a,804bと横壁806a,806bとによって段差状に形成されている。
また、完成湾曲部品800の第1縦壁804a,804bの部位における外表面側の幅寸法W1(図28参照)と、中間湾曲部品700の外表面側の幅寸法W3(図29A参照)と、が同じ寸法に設定されている。一方、完成湾曲部品800の第2縦壁808a,808bの部位における外表面側の幅寸法W2は、中間湾曲部品700の外表面側の幅寸法W3よりも大きく設定されている。すなわち、第3工程では、中間湾曲部品700の開口側において幅寸法W3を大きくするように中間湾曲部品700をリストライクすることで、完成湾曲部品800を成形して、完成湾曲部品800の寸法精度を高めるようになっている。
(製造装置820について)
図29A〜図29Dに示されるように、製造装置820は、製造装置820の装置上側部分を構成するリストライク用ダイ822(以下、単に「ダイ822」という)と、製造装置820の装置下側部分を構成するリストライク用パンチ826(以下、単に「パンチ826」という)と、を含んで構成されている。
図29A〜図29Dに示されるように、製造装置820は、製造装置820の装置上側部分を構成するリストライク用ダイ822(以下、単に「ダイ822」という)と、製造装置820の装置下側部分を構成するリストライク用パンチ826(以下、単に「パンチ826」という)と、を含んで構成されている。
ダイ822には、装置下側へ開放された成形凹部824が形成されており、成形凹部824は中間湾曲部品700の長手方向に対応してダイ822の長手方向に沿って延在されている。この成形凹部824は、成形凹部824の天面側(装置上側)の部分を構成する第1凹部824aと、成形凹部824の開口側(装置下側)の部分を構成する第2凹部824bと、を含んで構成されており、第2凹部824bの幅寸法が第1凹部824aの幅寸法に比べて大きく設定されている。
そして、第1凹部824aは、中間湾曲部品700の天板702及び縦壁704a,704bの上部における外表面に対応する形状に形成されている。すなわち、第1凹部824aの天面は中間湾曲部品700の天板702に対応して湾曲しており、第1凹部824aの幅寸法W4(図29A参照)が中間湾曲部品700の幅寸法W3(図29A参照)と略同じに設定されている。そして、詳細については後述するが、第3工程では、中間湾曲部品700の上部(天板702側の部分)が第1凹部824a内に嵌め込まれた状態で(図29B参照)、中間湾曲部品700をリストライクするようになっている。
第2凹部824bは、完成湾曲部品800の横壁806a,806b及び第2縦壁808a,808bに対応する形状に形成されている。すなわち、第2凹部824bの内周面が、完成湾曲部品800の横壁806a,806b及び第2縦壁808a,808bにおけるそれぞれの外表面の形状に対応した成形面とされている。さらに、ダイ822は、製造装置500の移動装置509と同様に構成された移動装置(図示省略)に連結されており、移動装置が作動することで、ダイ822が装置上下方向に移動するように構成されている。
パンチ826は、ダイ822の装置下側に配置されて、ダイ822の長手方向に沿って延在されている。また、パンチ826は、ダイ822の成形凹部824側へ突出した突状を成すと共に、成形凹部824と装置上下方向に対向している。そして、パンチ826の外面は、完成湾曲部品800の横壁806a,806b及び第2縦壁808a,808bにおけるそれぞれの内表面の形状に対応した成形面とされている。
また、パンチ826には、幅方向中央部において、中間湾曲部品700の天板702を支持するための支持部材828が設けられており、支持部材828は天板702を長手方向に亘って連続的に支持するようにパンチ826の長手方向に沿って延在されている。また、支持部材828は、ダイ822の成形凹部824の装置下側に配置されて、パンチ826から装置上側へ伸長可能に構成されている。具体的には、支持部材828は、例えばガスクッション,油圧装置,ばね,電動駆動装置等の支持部材加圧装置(図示省略)に連結されており、支持部材加圧装置が作動することによって、支持部材828がパンチ826から装置上側へ伸長されるようになっている。
また、支持部材828は、長手方向から見て略T字形状に形成されている。換言すると、支持部材828の上部には、幅方向外側へ張出された部分が形成されている。そして、支持部材828の上部が支持部828aとされている。また、支持部材加圧装置の非作動状態では、支持部828aがパンチ826の装置上側に隣接して配置されている。さらに、支持部828aは、中間湾曲部品700の天板702及び一対の縦壁704a,704bの上部の内表面側に対応した形状に形成されている。すなわち、支持部828aの上面が天板702に対応して湾曲しており、支持部828aの幅寸法が中間湾曲部品700の内表面側の幅寸法と略同じに設定されている。そして、詳細については後述するが、第3工程では、ダイ822の成形凹部824の第1凹部824a内に支持部828aが中間湾曲部品700と共に嵌め込まれるようになっている(図29B参照)。このため、支持部828aの高さ寸法が、第1凹部824aの深さ寸法に比べて、天板802の板厚寸法分だけ小さく設定されている。
次に、製造装置820によって中間湾曲部品700をリストライクする第3工程について説明する。
初めに、支持部材加圧装置を作動させて支持部材828をパンチ826から装置上側へ伸長させる。この状態で、支持部材828の支持部828aに中間湾曲部品700を装置上側からセットして、中間湾曲部品700の天板702を支持部828aの上面に配置させる(図29A参照)。これにより、中間湾曲部品700の天板702の全体が支持部材828によって装置下側から支持される(支持工程)。なお、この状態では、支持部828aの幅寸法が中間湾曲部品700の内表面側の幅寸法と略同じに設定されているため、支持部828aの幅方向両端部が中間湾曲部品700の縦壁704a,704bに当接されて、支持部材828に対する中間湾曲部品700の幅方向への移動が制限される。また、この状態では、中間湾曲部品700の縦壁704a,704bの先端部分がパンチ826に当接しないように、パンチ826から伸長される支持部材828の伸長長さが適宜設定されている。
次に、移動装置を作動させて、ダイ822を装置下側(パンチ826側)へ移動させる。これにより、中間湾曲部品700と共に支持部材828が、ダイ822に対して相対的に装置上側へ移動されて、ダイ822の成形凹部824内に挿入される。そして、図29Bに示されるように、ダイ822が所定の位置に下降されると、中間湾曲部品700の上部及び支持部828aがダイ822の第1凹部824a内に嵌め込まれる(位置決め工程)。この状態では、第1凹部824aの幅寸法W4が中間湾曲部品700の幅寸法W3と略同じに設定されているため、中間湾曲部品700の幅方向への移動が第1凹部824aによって制限される。これにより、中間湾曲部品700の長手方向の各部において中間湾曲部品700が第1凹部824aによって幅方向に位置決めされた状態で、中間湾曲部品700の天板702が支持部828a及びダイ822によって加圧及び狭持される。
そして、図29Cに示されるように、中間湾曲部品700の天板702が支持部828a及びダイ822によって狭持された状態でダイ822を装置下側へさらに移動させる。これにより、パンチ826が、ダイ822に対して相対的に装置上側へ移動されて、ダイ822の成形凹部824内に挿入される。そして、パンチ826及びダイ822によって完成湾曲部品800の第2縦壁808a,808bが成形される。なお、パンチ826及びダイ822によって完成湾曲部品800の第2縦壁808a,808bを成形するときには、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bは解放されている。そして、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bが解放されている状態とは、第2縦壁808a,808bを成形するときにフランジ706a,706bが、ダイ822とパンチ826(又はホルダ等)とによって加圧及び狭持されていない状態をいう。また、後述するように、中間湾曲部品700に対する成形終了時には、フランジ706a,706bがパンチ826及びダイ822によって加圧及び狭持されてもよい。
さらに、図29Dに示されるように、ダイ822がストロークエンドの位置に到達すると、パンチ826とダイ822とによって完成湾曲部品800の横壁806a,806b及びフランジ810a,810bが成形される(リストライク工程)。以上により、中間湾曲部品700を幅寸法外側へ広げるようにして完成湾曲部品800が成形される。
なお、上記の第3工程の製造装置820では、ダイ822をパンチ826及び支持部材828側へ相対移動させて、中間湾曲部品700をリストライクしているが、製造装置820の構成はこれに限らない。例えば、パンチ826及び支持部材828をダイ822側へ相対移動させて、中間湾曲部品700をリストライクしてもよい。この場合には、パンチ826及び支持部材828とダイ822との位置関係を装置上下方向において反転させて配置してもよい。すなわち、パンチ826及び支持部材828がダイ822に対して装置上側に配置されるように構成してもよい。
また、製造装置820を、以下に示す変形例のように構成してもよい。
(製造装置820の変形例1)
図30A〜図30Dに示されるように、変形例1では、製造装置820の支持部材828が、パンチ826の長手方向から見て装置上下方向に延在されており、支持部材828の支持部828aは、幅方向外側に張出されていない。このため、図30Aに示されるように、支持部材828によって中間湾曲部品700の天板702を装置下側から支持するときには、支持部828aが天板702の幅方向中央部を支持するように構成されている。そして、ダイ822をパンチ826側に移動させることで、中間湾曲部品700の天板702がダイ822の第1凹部824a内に嵌合される(図30B参照)。また、ダイ822をパンチ826側にさらに移動させることで、中間湾曲部品700がダイ822及びパンチ826によってリストライクされる(図30C及び図30D参照)。
(製造装置820の変形例1)
図30A〜図30Dに示されるように、変形例1では、製造装置820の支持部材828が、パンチ826の長手方向から見て装置上下方向に延在されており、支持部材828の支持部828aは、幅方向外側に張出されていない。このため、図30Aに示されるように、支持部材828によって中間湾曲部品700の天板702を装置下側から支持するときには、支持部828aが天板702の幅方向中央部を支持するように構成されている。そして、ダイ822をパンチ826側に移動させることで、中間湾曲部品700の天板702がダイ822の第1凹部824a内に嵌合される(図30B参照)。また、ダイ822をパンチ826側にさらに移動させることで、中間湾曲部品700がダイ822及びパンチ826によってリストライクされる(図30C及び図30D参照)。
(製造装置820の変形例2)
図31A〜図31Dに示されるように、変形例2では、ダイ822の第1凹部824aの天面に、装置下側へ開放された収容凹部830が形成されている。また、ダイ822には、ダイ822の一部を構成するリストライク用パッド832が設けられており、リストライク用パッド832は、第1工程のパッド加圧装置506と同様に構成されたパッド加圧装置(図示省略)に連結されている。そして、パッド加圧装置の非作動状態では、リストライク用パッド832が収容凹部830に収容されている。一方、パッド加圧装置が作動すると、リストライク用パッド832が、ダイ822から装置下側へ伸長されて、中間湾曲部品700の天板702の外表面を押圧するようになっている。
図31A〜図31Dに示されるように、変形例2では、ダイ822の第1凹部824aの天面に、装置下側へ開放された収容凹部830が形成されている。また、ダイ822には、ダイ822の一部を構成するリストライク用パッド832が設けられており、リストライク用パッド832は、第1工程のパッド加圧装置506と同様に構成されたパッド加圧装置(図示省略)に連結されている。そして、パッド加圧装置の非作動状態では、リストライク用パッド832が収容凹部830に収容されている。一方、パッド加圧装置が作動すると、リストライク用パッド832が、ダイ822から装置下側へ伸長されて、中間湾曲部品700の天板702の外表面を押圧するようになっている。
そして、図31Aに示されるように、支持部材828によって中間湾曲部品700の天板702を支持するときには、リストライク用パッド832及び支持部材828によって天板702を加圧及び狭持するようになっている。このため、中間湾曲部品700の支持部材828に対する装置上側への相対移動がリストライク用パッド832によって制限される。そして、ダイ822をパンチ826側に移動させることで、リストライク用パッド832が収容凹部830に収容されると共に、中間湾曲部品700の天板702がリストライク用パッド832及び支持部材828によって狭持されながらダイ822の第1凹部824a内に嵌合される(図31B参照)。これにより、変形例2では、支持部材828による中間湾曲部品700に対する支持状態を良好に維持しつつ、中間湾曲部品700を第1凹部824a内に嵌合させるようになっている。そして、ダイ822をパンチ826側にさらに移動させることで、中間湾曲部品700がダイ822及びパンチ826によってリストライクされる(図31C及び図31D参照)。
なお、上記変形例2では、上述の如く、リストライク用パッド832及び支持部材828によって中間湾曲部品700の天板702を狭持しつつ、中間湾曲部品700の上部を第1凹部824a内に嵌め込むよう構成されている。このため、支持部材828の装置上側への荷重に比してリストライク用パッド832の装置下側への荷重が低く設定されており、ダイ822の装置下側への移動に伴って、リストライク用パッド832がダイ822に対して縮むように相対移動するようになっている。また、図32A〜図32Dに示されるように、上記変形例2においても、支持部材828の形状を変形例1の支持部材828と同様の形状としてもよい。すなわち、支持部材828によって天板702の幅方向中央部を装置下側から支持しつつ支持部材828とリストライク用パッド832によって中間湾曲部品700の天板702を狭持してもよい。
(本実施形態の作用並びに効果,各種パラメータの好適値等)
次に、本実施形態の作用並びに効果や各種パラメータの好適値等について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果や各種パラメータの好適値等について説明する。
上述の如く、本実施形態の第1工程では、製造装置500によって仮湾曲部品501の縦壁501a,501bを形成していく間に、素材金属板601における天板501cに成形される部分は、パッド503とパンチ504とによって加圧及び挟持されている。そのため、加圧力が十分であれば、素材金属板601において天板501cに形成される部分は成形過程でその厚み方向に変形することができず、当該部分のしわの発生を抑制することができる。また、素材金属板601におけるフランジ501d,501eに成形される部分もブランクホルダ505とダイ502とによって加圧および挟持されているので、加圧力が十分であれば、素材金属板601においてフランジ501d,501eに形成される部分はその厚み方向に変形することができず、当該部分のしわの発生を抑制することができる。
しかし、上記加圧力が不十分である場合には、素材金属板601のその厚み方向における変形を防止できず、素材金属板601における天板501cに成形される部分やフランジ501d,501eに成形される部分にしわが発生してしまう。自動車車体の骨格を成す構造部材(例えばフロントサイドメンバ)で一般的に使用される板厚が0.8mm以上3.2mm以下で、さらに引張強度が200MPa以上1600MPa以下の鋼板を、図5〜図6Dに示されたハット形断面部品の製造装置500によって成形する場合には、上記加圧力は0.1MPa以上であることが望ましい。
図33Aには、仮湾曲部品501の縦壁501a,501bに生じる応力が示されている。また、図33B及び図33Cには、仮湾曲部品501の縦壁501a,501bに生じる、剪断じわWが示されている。
図33Aに示されるように、仮湾曲部品501の縦壁501a,501bを成形するときには、素材金属板601における縦壁501a,501bに成形される部分が、せん断変形を主体とする変形を伴うことがわかる。せん断変形を主体とする変形を伴って仮湾曲部品501の縦壁501a,501bを成形することにより、縦壁501a,501bの板厚が素材金属板601の板厚に比して減少することが抑制される。これにより、縦壁501a,501bにしわや割れが発生することを抑制することができる。
また、縦壁501a,501bを成形していく間、素材金属板601において縦壁501a,501bに成形される部分は、剪断変形の最小主ひずみ方向に圧縮変形する。したがって、ダイ602とパンチ604とのクリアランスが大きくなると、図33Bおよび図33Cに示されるように、仮湾曲部品501の縦壁501a,501bに、剪断じわWが発生する。この剪断じわWを抑制するためには、縦壁501a,501bの成形が成形される間、ダイ602とパンチ604とのクリアランスを小さくして、当該クリアランスを素材金属板601の板厚に近づけることが有効である。
図34A〜図34Dに示されるように、縦壁501a,501bと天板501cとの成す内角θは、成形時に金型の負角にならないように90°以上とすればよいが、90°よりあまり大きいと成形初期のクリアランスが大きくなるので、90°以上でより90°に近い角度が有利である。また、自動車車体の骨格を成す構造部材で一般的に使用される、板厚:0.8mm以上3.2mm以下、引張強度:200MPa以上1600MPa以下の鋼板において縦壁501a,501bの高さが200mm以下の部品を成形する場合、天板501cと縦壁501a,501bとの成す内角が90°以上かつ92°以下であることが望ましく、また縦壁501a,501bの成形が完了した時点における、縦壁501a,501bに形成される部分でのダイ502とパンチ504とのクリアランスbは、素材金属板601の板厚の100%以上120%以下であることが望ましい。
次に、(1)縦壁501a,501bと天板501cとのなす角度、(2)金型クリアランス(一定のクリアランスbに対して板厚tを変更)、(3)パッド503に印加する圧力(パッド圧)、(4)ブランクホルダ505に印加する圧力(ホルダ圧)、(5)材料の引張強度、をパラメータとして、仮湾曲部品501に生じるしわの発生の有無の検証結果を図35に示される表を用いて説明する。
また、図36Aは、仮湾曲部品501を示す斜視図であり、図36Bは、図36Aの仮湾曲部品501を上方から見た平面図であり、図36Cは、図36Aの仮湾曲部品501の側面図であり、図36Dは、図36Cに示されたD−D線に沿って切断した仮湾曲部品501の断面を示す断面図である。さらに、図37は、金型の断面図である。
そして、図35に示される表における角度θは、図36Dに示されるように、縦壁501a,501bと天板501cとの成す内角θである。さらに、図35に示される表におけるクリアランスbは、図37に示されるように、パッド503とパンチ504との間、ダイ502とパンチ504との間、ダイ502とブランクホルダ505との間の隙間である。
図35に示される表における例1〜19はいずれも本実施形態の第1工程で成形した一例であって、表における丸印の付された「しわ発生」とは、許容される程度のしわが発生したことを示し、二重丸印の付された「発生なし」とは、しわの発生がないことを示している。また、(1)No.1〜5は縦壁501a,501bと天板501cとのなす角度を変更した場合の事例であり、(2)No.6〜9は金型クリアランス、より詳細には一定のクリアランスbに対して板厚tを変更した場合の事例であり、(3)No.10〜13はパッド503に印加する圧力(パッド圧)を変更した場合の事例であり、(4)No.14〜16はブランクホルダ505に印加する圧力(ホルダ圧)変更した場合の事例であり、(5)No.17〜19は材料の引張強度を変更した場合の事例である。各々例において製造した湾曲部品にしわの発生の有無を検証した。
上記表に示されるように、検証を行ったパラメータの範囲においては、製品として許容されないしわが仮湾曲部品501に生じていないことがわかる。以上により、本実施形態の第1工程によれば、仮湾曲部品501を良好に成形することができる。
また、本実施の形態の第3工程では、製造装置820によって中間湾曲部品700をリストライクして完成湾曲部品800が成形される。そして、製造装置820には、パンチ826から装置上側へ伸長される支持部材828が設けられており、支持部材828によって中間湾曲部品700の天板702の内表面が支持される。これにより、スプリングバックの生じた中間湾曲部品700を製造装置820(支持部材828)にセットしたときには、中間湾曲部品700がパンチ826に対して装置上側に配置されるため、中間湾曲部品700の縦壁704a,704bがパンチ826に当たることを抑制できる。その結果、例えば、中間湾曲部品700の縦壁704a,704bがパンチ826の肩部に乗り上げた状態で中間湾曲部品700が製造装置820にセットされることを抑制できる。したがって、中間湾曲部品700をリストライクするときに中間湾曲部品700を製造装置820に対して正規の位置に(正規の姿勢で)配置することができる。
しかも、ダイ822の第1凹部824aの幅寸法W4が、中間湾曲部品700の幅寸法W3と略同じに設定されている。このため、第3工程において、ダイ822と支持部材828とによって中間湾曲部品700の天板702を狭持するときには、ダイ822の第1凹部824aの内部に中間湾曲部品700の上部が嵌め込まれる。これにより、中間湾曲部品700の一対の縦壁704a,704bと第1凹部824aとによって中間湾曲部品700が幅方向に位置決めされる。すなわち、スプリングバックによる影響の少ない一対の縦壁704a,704bの基端側(天板702側)の部分と第1凹部824aとによって、中間湾曲部品700のダイ822に対する位置が決まる。したがって、リストライク成形時に中間湾曲部品700のダイ822に対する位置を安定させることができる。
また、第3工程において、パンチ826及びダイ822によって完成湾曲部品800の第2縦壁808a,808bを成形するときには、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bが解放されている。このため、製造装置820において、中間湾曲部品700のフランジ706a,706bを押さえるホルダを設ける必要がなくなる。これにより、製造装置820を簡易な構成にすることができる。
さらに、第3工程の製造装置820では、支持部材828の支持部828aの幅寸法が中間湾曲部品700の内表面側の幅寸法と略同じに設定されている。このため、支持部828aによって中間湾曲部品700の天板702を支持するときには、支持部828aの幅方向両端部が中間湾曲部品700の縦壁704a,704bに当接される。これにより、支持部材828に対する中間湾曲部品700の幅方向への移動を制限しつつ、中間湾曲部品700の上部をダイ822の第1凹部824aに嵌め込ませることができる。
さらに、第2工程では、曲げ伸ばし工程において、ダイ711を下降させることで、仮湾曲部品120の長手方向一方側の縦壁124a,124bが装置下側に曲げ伸ばされて、中間湾曲部品700の縦壁704a−1,704b−1が成形される。そして、曲げ伸ばし工程の後の曲げ戻し工程において、ホルダ714を上昇させることで、仮湾曲部品120の長手方向他方側の縦壁124a,124bが装置上側に曲げ戻されて、中間湾曲部品700の縦壁704a−2,704b−2が成形される。これにより、中間湾曲部品700の縦壁704a,704bにおける割れやしわ等の発生を抑制しつつ仮湾曲部品120の縦壁124a,124bの高さ寸法を変更することができる。
以下、この点について、曲げ伸ばし工程と曲げ戻し工程とが同時に行われる比較例と比較しつつ説明する。この比較例では、曲げ伸ばし工程と曲げ戻し工程とが同時に行われるため、製造装置710のダイ711の下降と同時にホルダ714が上昇される。このため、図20に示されるように、中間湾曲部品700の縦壁704a(704b)の長手方向中間部(具体的には、縦壁704a−1と縦壁704a−2との境界部分であり、図20の2点鎖線Cで囲まれた部位)において割れが生じる可能性がある。つまり、縦壁704a(704b)の長手方向中間部では、長手方向一方側において装置下側に曲げ伸ばされると共に、長手方向他方側において装置上側に曲げ戻される。このため、縦壁704a(704b)の長手方向中間部には、縦壁704a(704b)を逆方向に変形させる曲げ伸ばしと曲げ戻しとが同時に行われる。これにより、縦壁704a(704b)の長手方向中間部に割れが生じる可能性がある。
これに対して、本実施の形態の第2工程では、曲げ伸ばし工程後に曲げ戻し工程が行われる。このため、縦壁704a(704b)の長手方向中間部において、縦壁704a(704b)を逆方向に変形させる曲げ伸ばしと曲げ戻しとが同時に行われることが抑制される。これにより、縦壁704a(704b)の長手方向中間部において割れが発生することを抑制できる。特に、前述したように、素材金属板601において仮湾曲部品120の縦壁124a,124bに対応する部分をせん断変形させて仮湾曲部品120を成形する第1工程では、縦壁124a,124bの高さ寸法が仮湾曲部品120の長手方向において略一定に形成される。よって、ハット形断面部品の各種仕様によって、ハット形断面部品の高さ寸法が長手方向において異なる場合でも、上記第2工程によって中間湾曲部品700を成形することで、上記各種仕様に対して有効に対応することができる。
さらに、第2工程では、曲げ伸ばし工程後に曲げ戻し工程が行われるため、曲げ戻し工程後に曲げ伸ばし工程を行う場合に比べて、中間湾曲部品700の長手方向中間部における割れやしわ等の発生を抑制することができる。すなわち、曲げ戻し工程を先に行う場合には、フランジ706a−2の上側への移動に伴い、フランジ706a−1とフランジ706a−2との境界部分が上側へ引張られるようになる。そして、この状態で曲げ伸ばし工程を行うと、上側へ引張られたフランジ706a−1とフランジ706a−2との境界部分が曲げ伸ばされるため、フランジ706a−1とフランジ706a−2との境界部分に割れ等が発生する可能性がある。
これに対して、曲げ伸ばし工程を先に行うと、フランジ706a−2の材料がフランジ706a−1とフランジ706a−2との境界側に集まるように作用する。そして、この状態で曲げ戻し工程を行うと、当該境界側に集められた材料を引き込むように、フランジ706a−2が上側へ移動される。その結果、フランジ706a−1とフランジ706a−2との境界部分に割れやしわ等が発生することを抑制できる。特に、中間湾曲部品700では、凸状湾曲部702aに対応してフランジ706a,706bが側面視で屈曲されているため、割れやしわの発生し易い当該屈曲部の周辺に対して割れやしわの発生を抑制しつつ、中間湾曲部品700の高さを変更することができる。
なお、本実施の形態では、第1工程によって仮湾曲部品を成形し、第2工程によって仮湾曲部品の高さ寸法を変更し、第2工程を経た仮湾曲部品を第3工程によってリストライク成形して完成湾曲部品が成形される。これに対して、第2工程を省略して、第1工程によって成形された仮湾曲部品を第3工程によってリストライク成形して完成湾曲部品を成形してもよい。すなわち、完成湾曲部品の各種仕様によって完成湾曲部品の高さ寸法が長手方向において一定の場合には、仮湾曲部品に第2工程を施す必要がないため、このような場合には、第2工程を省略することができる。具体的には、図38に示されるように、第1工程によって成形された仮湾曲部品120を第3工程によってリストライク成形することで、高さ寸法が長手方向において一定となる完成湾曲部品800の成形される。
また、本実施の形態の第2工程及び第3工程におけるダイ及びパンチに対する湾曲部品の位置決め精度を高めるために、位置決めピンをパンチや支持部材に設けてもよい。例えば、第3工程を用いて説明すると、支持部材828の支持部828aに装置上側に突出された位置決めピンを設けると共に、当該位置決めピンが挿入される位置決め孔を中間湾曲部品700の天板702に形成してもよい。この場合には、例えば、第1工程の前工程において、素材金属板に予加工を施すことによって位置決め孔を形成すると共に、ダイ822には、位置決めピンとの干渉を回避する凹部を形成しておく。
また、ダイ822及びパンチ826に対する中間湾曲部品700の長手方向の位置決め精度を高めるために、例えば天板702の長手方向両端に当接されるガイドピンや縦壁704a,704bの長手方向両端に当接されるガイド壁を支持部材828に設けてもよい。
また、本実施の形態の第3工程に用いられる製造装置820では、支持部材828が中間湾曲部品700の天板702を長手方向に亘って連続的に支持するように、中間湾曲部品700の長手方向に延在されているが、支持部材828を分割して中間湾曲部品700の天板702を支持部材828によって断続的に支持するように構成してもよい。例えば、天板702の長手方向両端部及び長手方向中間部を支持部材828によって支持するように構成してもよい。
また、本実施の形態の第3工程に用いられる製造装置820では、ダイ822に形成された成形凹部824が第1凹部824aと第2凹部824bとを含んで構成されている。すなわち、成形凹部824が2つの凹部で構成されている。これに代えて、成形凹部824を3つ以上の凹部で構成してもよい。例えば、第2凹部824bの開口側に、第2凹部824bよりも幅寸法の大きい第3凹部を形成してもよい。この場合には、パンチ826の外形形状が成形凹部824に対応して適宜変更される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
また、2013年12月26日に出願された日本国特許出願2013−269854号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
(付記)
第1の態様に係るハット形断面部品の製造方法は、互いに対向して配置されたリストライク用パンチとリストライク用ダイとの間にハット形断面を成す仮成形品を配置し、前記リストライク用パンチから前記リストライク用ダイ側へ伸長される支持部材によって前記仮成形品の天板を前記リストライク用パンチ側から支持する支持工程と、前記リストライク用ダイに形成され且つ前記リストライク用パンチ側へ開放された成形凹部の天面側を構成する第1凹部の内部に前記天板を収容して前記支持部材と前記リストライク用ダイとによって前記天板を狭持すると共に、前記仮成形品における前記天板の幅方向両端から延びる一対の縦壁と前記第1凹部とによって前記仮成形品を幅方向に位置決めする位置決め工程と、前記成形凹部の開口側を構成し且つ前記第1凹部よりも幅寸法が大きく設定された第2凹部の内部に前記リストライク用パンチを挿入させて、前記リストライク用パンチと前記リストライク用ダイとによって前記仮成形品をリストライクするリストライク工程と、を備えている。
第1の態様に係るハット形断面部品の製造方法は、互いに対向して配置されたリストライク用パンチとリストライク用ダイとの間にハット形断面を成す仮成形品を配置し、前記リストライク用パンチから前記リストライク用ダイ側へ伸長される支持部材によって前記仮成形品の天板を前記リストライク用パンチ側から支持する支持工程と、前記リストライク用ダイに形成され且つ前記リストライク用パンチ側へ開放された成形凹部の天面側を構成する第1凹部の内部に前記天板を収容して前記支持部材と前記リストライク用ダイとによって前記天板を狭持すると共に、前記仮成形品における前記天板の幅方向両端から延びる一対の縦壁と前記第1凹部とによって前記仮成形品を幅方向に位置決めする位置決め工程と、前記成形凹部の開口側を構成し且つ前記第1凹部よりも幅寸法が大きく設定された第2凹部の内部に前記リストライク用パンチを挿入させて、前記リストライク用パンチと前記リストライク用ダイとによって前記仮成形品をリストライクするリストライク工程と、を備えている。
また、前記リストライク工程において、前記仮成形品における幅方向両端部を構成するフランジが解放された状態で、前記仮成形品が前記リストライク用パンチと前記リストライク用ダイとによってリストライクされることが好ましい。
また、前記位置決め工程において、前記リストライク用ダイの一部を構成するリストライク用パッドを前記リストライク用パンチ側へ伸長するように配置し、前記支持部材によって支持された前記仮成形品の天板を、前記リストライク用パッドと前記支持部材とによって狭持しつつ、前記第1凹部の内部に収容させることが好ましい。
また、前記仮成形品における一対の前記縦壁に当接される前記支持部材を用いていることが好ましい。
また、前記仮成形品をリストライクする前に前記仮成形品の前記縦壁の高さを変更する中間工程を備え、前記中間工程では、中間成形用パンチと中間成形用パッドによって前記仮成形品の天板を狭持し、中間成形用ダイを前記中間成形用パンチ側へ相対移動させて前記中間成形用ダイによって前記仮成形品の長手方向一方側の前記縦壁を前記天板とは反対側へ曲げ伸ばし、前記縦壁を曲げ伸ばした後に、前記中間成形用パンチの幅方向両側に設けられた中間成形用ホルダを前記中間成形用ダイ側へ相対移動させて前記中間成形用ホルダによって前記仮成形品の長手方向他方側の前記縦壁を前記天板側へ曲げ戻すことが好ましい。
また、前記仮成形品は、側面視で前記天板の外表面側又は内表面側へ凸となる湾曲部を有する湾曲部材とされ、前記仮成形品を成形する仮成形工程では、仮成形用パンチと仮成形用パッドで金属板の中央部分を挟持して上下に湾曲した金属板とし、前記仮成形用パンチの幅方向両側に設けられた仮成形用ホルダと、仮成形用ダイと、によって前記金属板の両側部分を挟持し、前記仮成形用パンチと及び前記仮成形用パッドと前記仮成形用ホルダ及び前記仮成形用ダイとを上下に相対移動させることで、前記ハット形断面部品を成形することが好ましい。
また、前記仮成形品は、板厚が0.8〜3.2mmであると共に、引張強度が200〜1600MPaの鋼板にて構成されていることが好ましい。
第2の態様に係るハット形断面部品の製造方法は、ダイと、該ダイに対向して配置されるパンチとを備えるプレス成形装置を用いて、長尺の天板と、該天板の両端部につながって該天板に略直交する方向へ延びる2つの縦壁と、該2つの縦壁それぞれにつながる2つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横
断面形状を有するとともに、前記天板の長手方向の一部において前記天板,前記2つの縦壁および前記2つの外向きフランジがいずれも前記縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する本体を備える中間成形品である湾曲部品に、プレス成形を行うことにより、完成品である湾曲部品を製造する方法であって、前記中間成形品である湾曲部品を前記パンチにセットし、該パンチに乗り上げた前記中間成形品である湾曲部品の前記天板の内面を支持しながら、前記ダイを中間成形品である湾曲部品に接触させて前記プレス成形を行う。
断面形状を有するとともに、前記天板の長手方向の一部において前記天板,前記2つの縦壁および前記2つの外向きフランジがいずれも前記縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する本体を備える中間成形品である湾曲部品に、プレス成形を行うことにより、完成品である湾曲部品を製造する方法であって、前記中間成形品である湾曲部品を前記パンチにセットし、該パンチに乗り上げた前記中間成形品である湾曲部品の前記天板の内面を支持しながら、前記ダイを中間成形品である湾曲部品に接触させて前記プレス成形を行う。
また、前記天板の内面を支持される部分は、該天板の内面の長手方向または幅方向の一部または全部であることが好ましい。
Claims (7)
- 互いに対向して配置されたリストライク用パンチとリストライク用ダイとの間にハット形断面を成す仮成形品を配置し、前記リストライク用パンチから前記リストライク用ダイ側へ伸長される支持部材によって前記仮成形品の天板を前記リストライク用パンチ側から支持する支持工程と、
前記リストライク用ダイに形成され且つ前記リストライク用パンチ側へ開放された成形凹部の天面側を構成する第1凹部の内部に前記天板を収容して前記支持部材と前記リストライク用ダイとによって前記天板を狭持すると共に、前記仮成形品における前記天板の幅方向両端から延びる一対の縦壁と前記第1凹部とによって前記仮成形品を幅方向に位置決めする位置決め工程と、
前記成形凹部の開口側を構成し且つ前記第1凹部よりも幅寸法が大きく設定された第2凹部の内部に前記リストライク用パンチを挿入させて、前記リストライク用パンチと前記リストライク用ダイとによって前記仮成形品をリストライクするリストライク工程と、
を備えたハット形断面部品の製造方法。 - 前記リストライク工程において、前記仮成形品における幅方向両端部を構成するフランジが解放された状態で、前記仮成形品が前記リストライク用パンチと前記リストライク用ダイとによってリストライクされる請求項1に記載のハット形断面部品の製造方法。
- 前記位置決め工程において、前記リストライク用ダイの一部を構成するリストライク用パッドを前記リストライク用パンチ側へ伸長するように配置し、前記支持部材によって支持された前記仮成形品の天板を、前記リストライク用パッドと前記支持部材とによって狭持しつつ、前記第1凹部の内部に収容させる請求項1又は請求項2に記載のハット形断面部品の製造方法。
- 前記仮成形品における一対の前記縦壁に当接される前記支持部材を用いている請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のハット形断面部品の製造方法。
- 前記仮成形品をリストライクする前に前記仮成形品の前記縦壁の高さを変更する中間工程を備え、
前記中間工程では、
中間成形用パンチと中間成形用パッドとによって前記仮成形品の天板を狭持し、中間成形用ダイを前記中間成形用パンチ側へ相対移動させて前記中間成形用ダイによって前記仮成形品の長手方向一方側の前記縦壁を前記天板とは反対側へ曲げ伸ばし、
前記縦壁を曲げ伸ばした後に、前記中間成形用パンチの幅方向両側に設けられた中間成形用ホルダを前記中間成形用ダイ側へ相対移動させて前記中間成形用ホルダによって前記仮成形品の長手方向他方側の前記縦壁を前記天板側へ曲げ戻す請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のハット形断面部品の製造方法。 - 前記仮成形品は、側面視で前記天板の外表面側又は内表面側へ凸となる湾曲部を有する湾曲部材とされ、
前記仮成形品を成形する仮成形工程では、
仮成形用パンチと仮成形用パッドとで金属板の中央部分を挟持して上下に湾曲した金属板とし、
前記仮成形用パンチの幅方向両側に設けられた仮成形用ホルダと、仮成形用ダイと、によって前記金属板の両側部分を挟持し、
前記仮成形用パンチ及び前記仮成形用パッドと前記仮成形用ホルダ及び前記仮成形用ダイとを上下に相対移動させることで、前記仮成形品を成形する請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のハット形断面部品の製造方法。 - 前記仮成形品は、板厚が0.8〜3.2mmであると共に、引張強度が200〜1600MPaの鋼板にて構成されている請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のハット形断面部品の製造方法。
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