JP6648870B1 - 鞍型プレス成形品の製造方法、プレス成形装置、及び鞍型プレス成形品を製造する製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1〜図19を参照しつつ、第一実施形態を説明する。
この鞍型プレス成形品10は、金属板からなるブランクが冷間でプレスされて成形されている。鞍型プレス成形品10は、図1及び図2に示すように、長尺状に形成されている。また、鞍型プレス成形品10の成形品本体12は、図3に示すように、断面ハット型形状に形成されている。
図4は、鞍型プレス成形品10を成形する為のブランク40を示す平面図であり、このブランク40は、引張強度が390MPa以上の高張力鋼板、具体的には、高強度鋼板又はハイテンで構成されている。ブランク40の引張強度としては、590MPa以上が望ましく、980MPa以上であれば、さらに望ましい。
図5から図7は、本実施形態に係るプレス成形装置60を示す図である。
パンチ64は、横長の直方体形状に形成されており、上面70にパンチ側凹部72が形成されている。パンチ側凹部72の壁面は、パンチ64の長さ方向の両端部から中央部へ向かうに従ってパンチベッド62側へ傾斜したパンチ起立面74と、両パンチ起立面74間に配置されパンチベッド62に沿って延在するパンチ底面76とを備えている。
ダイベッド66に支持されたダイ68は、幅方向に分割された対を成す第一分割ダイ110と第二分割ダイ112とを備えている。
ダイ68を支持するダイベッド66は、図示しないプレス機構に接続されている。プレス機構は、図17から図19に示したように、ダイ68がパンチ64に接近して下死点へ達するまで、ダイ68をパンチ64側へ向けて移動する。また、プレス機構は、図5から図7に示したように、ダイ68がパンチ64から離れて上死点に達するまでダイ68をパンチ64に対して移動する。
第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112は、スライド機構140を介して、ダイベッド66に支持されている。スライド機構140は、第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112を互いに接近する方向及び互いに離れる方向へダイベッド66に沿ってスライド可能とする。
このプレス成形装置60は、第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112が互いに接近する方向及び互いに離れる方向へスライドさせる駆動源142を備えており、駆動源142は、カム機構で構成される。
鞍型プレス成形品10を製造する製造方法について説明する。
鞍型プレス成形品10を製造する際には、図5から図7に示したように、パンチ64のパンチ側パッド84がパンチ頂面80より突出した状態において、ブランク40の長さ方向をパンチ64の長さ方向に合わせる。そして、このブランク40の内面40Aを、パッド頂面86又はパンチ起立面74の少なくとも一方で支持する(支持する工程)。
そして、図8から図10に示すように、図示しないプレス機構でダイベッド66に支持されたダイ68をパンチ64側へ移動する。すると、パンチ頂面80より両外側にあるブランク40の部位は、ダイ肩128B、128Cによってパンチ64側へ向けて押される。
次に、図11から図13に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動する。すると、第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112に設けられたカム146B、146Cのカム面148B、148Cがカムフォロア150B、150Cに当たり、第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112は、パンチ64側へ移動するとともに互いに接近する方向へ移動する(第一押圧工程及び第二押圧工程により押す工程を構成)。
そして、図14から図16に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動する。このとき、第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112のダイ底面118B、118Cは、パンチ側パッド84上に位置し、各ダイ底面118B、118Cがブランク40を介してパンチ側パッド84のパッド頂面86をパンチベッド62側へ押す。これにより、パンチ側パッド84とダイ底面118B、118Cとでブランク40を挟持しながらパンチ側パッド84をパンチ側パッド収容部82内に収容する(収容する工程)。
そして、図17から図19に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動し、ダイ68がパンチ64に接近する下死点までダイ68を移動する。これにより、パンチ頂面80とダイ底面118B、118C、パンチ側面96とダイ内面126B、126C、及びパンチ起立面74とダイ起立面132B、132Cの組合せによって、ブランク40を挟圧する(挟圧する工程)。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図20から図34は、第二実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同様部分については、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態に係るプレス成形装置170は、第一実施形態と比較して、ダイ68の構造が異なる。
ダイベッド66に支持されたダイ68は、図20から図22に示すように、幅方向に分割された対を成す第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112と、両分割ダイ110、112の間に配置されたダイ側パッド172とを備えている。
このプレス成形装置170を用いて鞍型プレス成形品10を製造する製造方法について説明する。
鞍型プレス成形品10を製造する際には、図20から図23に示したように、パンチ64のパンチ側パッド84がパンチ頂面80より突出した状態で、ブランク40をパンチ64上に配置し、ブランク40の端部をパンチ起立面74で支持する(支持する工程)。
そして、図23から図25に示すように、図示しないプレス機構でダイベッド66に支持されたダイ68をパンチ64側へ移動する。これにより、パンチ頂面80より両外側にあるブランク40の部位を、ダイ肩128B、128Cでパンチ64側へ押す。
次に、図26から図28に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動する。これにより、駆動源142によって第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112をパンチ64側へ移動するとともに、ダイ側パッド172へ向けて移動する(第一押圧工程及び第二押圧工程で押す工程を構成)。
そして、図29から図31に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動する。これにより、両分割ダイ110、112のダイ底面118B、118C及びダイ側パッド174のダイ底面174Aでブランク40をパンチ頂面80へ向けて押す。これにより、パンチ側パッド84とダイ底面118B、118C、174Aとでブランク40を挟持しながらパンチ側パッド84をパンチ側パッド収容部82内に収容する(収容する工程)。
そして、図32から図34に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動し、ダイ68がパンチ64に接近する下死点までダイ68を移動する。これにより、パンチ頂面80とダイ底面118B、118C、172A、パンチ側面96とダイ内面126B、126C、及びパンチ起立面74とダイ起立面132B、132C、172Cの組合せによって、ブランク40を挟圧する(挟圧する工程)。
本実施形態においても、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図35から図49は、第三実施形態を示す図であり、第二実施形態と同一又は同様部分については、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態に係るプレス成形装置180は、第二実施形態と比較して、ダイ68を構成するダイ側パッド172の支持構造が異なる。
ダイベッド66に支持されたダイ68は、図35から図37に示すように、幅方向に分割された対を成す第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112と、両分割ダイ110、112の間に配置されたダイ側パッド172とを備えている。
このプレス成形装置180を用いて鞍型プレス成形品10を製造する製造方法について説明する。
鞍型プレス成形品10を製造する際には、図35から図37に示したように、パンチ64のパンチ側パッド84がパンチ頂面80より突出した状態で、ブランク40をパンチ64上に配置し、ブランク40の端部をパンチ起立面74で支持する(支持する工程)。
そして、図38から図40に示すように、図示しないプレス機構でダイベッド66に支持されたダイ68をパンチ64側へ移動する。これにより、パンチ頂面80より両外側にあるブランク40の部位を、ダイ肩128B、128Cでパンチ64側へ押す。
次に、図41から図43に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動する。これにより、駆動源によって第一分割ダイ110及び第二分割ダイ112をパンチ64側へ移動するとともにダイ側パッド172へ向けて移動する(第一押圧工程及び第二押圧工程で押す工程を構成)。
そして、図44から図46に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動する。これにより、両分割ダイ110、112のダイ底面118B、118Cと、上死点に達したダイ側パッド172のダイ底面172Aとで、ブランク40をパンチ頂面80へ向けて押す。
そして、図47から図49に示すように、図示しないプレス機構で、さらにダイ68をパンチ64側へ移動し、ダイ68がパンチ64に接近する下死点までダイ68を移動する。これにより、パンチ頂面80とダイ底面118B、118C、172A、パンチ側面96とダイ内面126B、126C、及びパンチ起立面74とダイ起立面132B、132Cの組合せによって、ブランク40を挟圧する(挟圧する工程の一例である挟圧工程)。
本実施形態においても、第一実施形態及び第二実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図50は、実施形態の効果を示す図であり、実施形態190のプレス成形装置60、170、180で成形した鞍型プレス成形品10と、比較例192のプレス成形装置で成形した鞍型プレス成形品10とにおいて、成形性の比較試験を実施した。成形される鞍型プレス成形品10の各所の寸法は、同寸法とする。
10 鞍型プレス成形品
14 天板部
16 内面
18 凸稜線部
20 縦壁部
22 下部凹稜線部
24 下部フランジ
26 端部凹稜線部
30 端部フランジ
30B コーナー部分
40 ブランク
40A 内面
40B 外面
42 天板構成箇所
44 凸稜線構成箇所
46 縦壁構成箇所
48 下部凹稜線構成箇所
50 下部フランジ構成箇所
52 端部凹稜線構成箇所
54 端部フランジ構成箇所
56 湾曲構成箇所
56A 凹部構成箇所
60 プレス成形装置
62 パンチベッド
64 パンチ
66 ダイベッド
68 ダイ
74 パンチ起立面
80 パンチ頂面
82 パンチ側パッド収容部
84 パンチ側パッド
86 パッド頂面
88 パッド凸稜線
90 パッド側面
92 パンチ側伸縮機構
94 パンチ肩
96 パンチ側面
98 パンチ端部凹稜線
100 パンチ凹稜線
110 第一分割ダイ
112 第二分割ダイ
118B ダイ底面
118C ダイ底面
123B ダイ起立面
123C ダイ起立面
124 駆動源
124B ダイ凹稜線
124C ダイ凹稜線
126B ダイ内面
126C ダイ内面
128B ダイ肩
128C ダイ肩
130B ダイ端部凸稜線
130C ダイ端部凸稜線
132B ダイ起立面
132C ダイ起立面
140 スライド機構
142 駆動源
146B カム
146C カム
148B カム面
148C カム面
150B カムフォロア
150C カムフォロア
160 第一力
162 第二力
164 第三力
166 合成力
170 プレス成形装置
172 ダイ側パッド
172A ダイ底面
172B ダイパッド端部凸稜線
172C ダイパッド起立面
174 ダイ側パッド
174A ダイ底面
180 プレス成形装置
182 ダイ側伸縮機構
本明細書からは、以下の態様が概念化される。
天板部と、
該天板部の両側部に各々隣接する凸稜線部と、
各凸稜線部に各々隣接し互いに向かい合う縦壁部と、
前記天板部の端部、前記凸稜線部の端部、及び前記縦壁部の端部に隣接する端部凹稜線部と、
該端部凹稜線部に隣接する端部フランジと、
を備えた鞍型プレス成形品を金属板からなるブランクより製造する鞍型プレス成形品を製造する方法であって、
前記天板部に形成される前記ブランクの天板構成箇所を湾曲させること、
前記湾曲において、前記天板構成箇所に当該ブランクの内面側から外面側へ向けた第一力を付与すること、
前記湾曲において、前記縦壁部に成形される前記ブランクの縦壁構成箇所の外面側の各々に、互いに向き合う方向へ向けた第二力及び前記第一力と逆向きの第三力の合成力を付与すること、
前記天板構成箇所を湾曲させた状態で、前記端部凹稜線部に成形される端部凹稜線構成箇所と、前記天板構成箇所と、前記縦壁構成箇所と、前記端部フランジに成形される端部フランジ構成箇所と、を拘束すること、
を備える鞍型プレス成形品の製造方法。
前記鞍型プレス成形品は、
前記縦壁部に隣接しかつ前記端部凹稜線部に隣接する下部凹稜線部と、
前記下部凹稜線部に隣接する下部フランジと、
を備え、
前記下部凹稜線部に成形される下部凹稜線構成箇所は前記端部凹稜線部と同時に前記下部凹稜線部への成形を完了する態様1に記載の鞍型プレス成形品の製造方法。
前記第三力の付与方向は、前記天板構成箇所への法線方向と同方向である態様1又は態様2に記載の鞍型プレス成形品の製造方法。
パンチ側パッド収容部を有するパンチ頂面、該パンチ頂面の両側部に各々隣接するパンチ肩、各パンチ肩に各々隣接するパンチ側面、前記パンチ頂面の端部と前記パンチ肩の端部と前記パンチ側面の端部と隣接するパンチ端部凹稜線、及び前記パンチ端部凹稜線に隣接するパンチ起立面を有するパンチと、
前記パンチ側パッド収容部内に収容可能に配置され前記パンチの外側へ向くパッド頂面を有するパンチ側パッドと、
前記パンチ側パッド収容部内に配置され前記パッド頂面が前記パンチ側パッド収容部から突出する状態を形成するパンチ側伸縮機構と、
前記パンチ頂面に対向するダイ底面、該ダイ底面に隣接し前記パンチ肩と対向するダイ凹稜線、該ダイ凹稜線に隣接し前記パンチ側面と対向するダイ内面、該ダイ内面に隣接するダイ肩、前記ダイ底面と前記ダイ凹稜線と前記ダイ内面と前記ダイ肩と隣接し前記パンチ端部凹稜線と対向するダイ端部凸稜線、及び前記ダイ端部凸稜線に隣接し前記パンチ起立面に対向するダイ起立面を有し、対向するダイ内面の一方側を構成する第一分割ダイ及び他方側を構成する第二分割ダイとを備えたダイと、
該ダイを支持するダイベッドと、
前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイを前記ダイベッドに支持し前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイが互いに接近する方向へスライド可能とするスライド機構と、
前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイが互いに接近する方向へスライドさせる駆動源と、
を備えたプレス成形装置。
前記ダイ底面の少なくとも一部は、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの間に配置され前記ダイベッドに設けられたダイ側パッドで構成される態様4に記載のプレス成形装置。
前記ダイ側パッドを前記パンチ側パッドへ向けて付勢するとともに前記ダイ側パッドを前記ダイベッドの方向へ後退可能とするダイ側伸縮機構が前記ダイベッドと前記ダイ側パッドとの間に設けられている態様5に記載のプレス成形装置。
態様4から態様6のいずれか一態様に記載のプレス成形装置を用いて鞍型プレス成形品を製造する製造方法であって、
前記パンチ側パッドが前記パンチ頂面より突出した状態で、前記パッド頂面又は前記パンチ起立面の少なくとも一方でブランクを支持すること、
前記パンチ頂面より両外側にある前記ブランクの部位を前記ダイ肩で前記パンチ側面へ向かって押すこと、
前記パンチ側パッド及び前記ダイ底面で前記ブランクを挟持しながら前記パンチ側パッドを前記パンチ側パッド収容部に収容すること、
前記パンチ頂面と前記ダイ底面、前記パンチ側面と前記ダイ内面、及び前記パンチ起立面と前記ダイ起立面の組合せで前記ブランクを挟圧すること、
を備える鞍型プレス成形品を製造する製造方法。
他の態様1は、
天板部と、
該天板部の両側部に各々隣接する凸稜線部と、
各凸稜線部に各々隣接し互いに向かい合う縦壁部と、
前記天板部の端部、前記凸稜線部の端部、及び前記縦壁部の端部に隣接する端部凹稜線部と、
該端部凹稜線部に隣接する端部フランジと、
を備えた鞍型プレス成形品を金属板からなるブランクより製造する鞍型プレス成形品を製造する方法であって、
前記鞍型プレス成形品は、
前記縦壁部に隣接しかつ前記端部凹稜線部に隣接する下部凹稜線部と、
前記下部凹稜線部に隣接する下部フランジと、
を備え、
前記下部凹稜線部に成形される下部凹稜線構成箇所は前記端部凹稜線部と同時に前記下部凹稜線部への成形を完了する他の態様1に記載の鞍型プレス成形品を製造する方法。
前記第三力の付与方向は、前記天板構成箇所への法線方向と同方向である他の態様1又は他の態様2に記載の鞍型プレス成形品を製造する方法。
パンチ側パッド収容部を有するパンチ頂面、該パンチ頂面の両側部に各々隣接するパンチ肩、各パンチ肩に各々隣接するパンチ側面、前記パンチ頂面の端部と前記パンチ肩の端部と前記パンチ側面の端部と隣接するパンチ端部凹稜線、及び前記パンチ端部凹稜線に隣接するパンチ起立面を有するパンチと、
前記パンチ側パッド収容部内に収容可能に配置され前記パンチの外側へ向くパッド頂面を有するパンチ側パッドと、
前記パンチ側パッド収容部内に配置され前記パッド頂面が前記パンチ側パッド収容部から突出する状態を形成するパンチ側伸縮機構と、
前記パンチ頂面に対向するダイ底面、該ダイ底面に隣接し前記パンチ肩と対向するダイ凹稜線、該ダイ凹稜線に隣接し前記パンチ側面と対向するダイ内面、該ダイ内面に隣接するダイ肩、前記ダイ底面と前記ダイ凹稜線と前記ダイ内面と前記ダイ肩と隣接し前記パンチ端部凹稜線と対向するダイ端部凸稜線、及び前記ダイ端部凸稜線に隣接し前記パンチ起立面に対向するダイ起立面を有し、対向するダイ内面の一方側を構成する第一分割ダイ及び他方側を構成する第二分割ダイとを備えたダイと、
該ダイを支持するダイベッドと、
前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイを前記ダイベッドに支持し前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイが互いに接近する方向へスライド可能とするスライド機構と、
前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイが互いに接近する方向へスライドさせる駆動源と、
を備えたプレス成形装置。
前記ダイ底面の少なくとも一部は、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの間に配置され前記ダイベッドに設けられたダイ側パッドで構成される他の態様4に記載のプレス成形装置。
前記ダイ側パッドを前記パンチ側パッドへ向けて付勢するとともに前記ダイ側パッドを前記ダイベッドの方向へ後退可能とするダイ側伸縮機構が前記ダイベッドと前記ダイ側パッドとの間に設けられている他の態様5に記載のプレス成形装置。
他の態様4から他の態様6のいずれか一態様に記載のプレス成形装置を用いて鞍型プレス成形品を製造する製造方法であって、
前記パンチ側パッドが前記パンチ頂面より突出した状態で、前記パッド頂面又は前記パンチ起立面の少なくとも一方でブランクを支持する工程と、
前記パンチ頂面より両外側にある前記ブランクの部位を前記ダイ肩で前記パンチ側面へ向かって押す工程と、
前記パンチ側パッド及び前記ダイ底面で前記ブランクを挟持しながら前記パンチ側パッドを前記パンチ側パッド収容部に収容する工程と、
前記パンチ頂面と前記ダイ底面、前記パンチ側面と前記ダイ内面、及び前記パンチ起立面と前記ダイ起立面の組合せで前記ブランクを挟圧する工程と、
を備える製造方法。
Claims (7)
- 天板部と、
該天板部の両側部に各々隣接する凸稜線部と、
各凸稜線部に各々隣接し互いに向かい合う縦壁部と、
前記天板部の端部、前記凸稜線部の端部、及び前記縦壁部の端部に隣接する端部凹稜線部と、
該端部凹稜線部に隣接する端部フランジと、
を備えた鞍型プレス成形品を金属板からなるブランクより製造する鞍型プレス成形品を製造する方法であって、
前記天板部に形成される前記ブランクの天板構成箇所を湾曲させること、
前記湾曲において、前記天板構成箇所に当該ブランクの内面側から外面側へ向けた第一力を付与すること、
前記湾曲において、前記縦壁部に成形される前記ブランクの縦壁構成箇所の外面側の各々に、互いに向き合う方向へ向けた第二力及び前記第一力と逆向きの第三力の合成力を付与すること、
前記天板構成箇所を湾曲させた状態で、前記端部凹稜線部に成形される端部凹稜線構成箇所と、前記天板構成箇所と、前記縦壁構成箇所と、前記端部フランジに成形される端部フランジ構成箇所と、を拘束すること、
を備える鞍型プレス成形品の製造方法。 - 前記鞍型プレス成形品は、
前記縦壁部に隣接しかつ前記端部凹稜線部に隣接する下部凹稜線部と、
前記下部凹稜線部に隣接する下部フランジと、
を備え、
前記下部凹稜線部に成形される下部凹稜線構成箇所は前記端部凹稜線部と同時に前記下部凹稜線部への成形を完了する請求項1に記載の鞍型プレス成形品の製造方法。 - 前記第三力の付与方向は、前記天板構成箇所への法線方向と同方向である請求項1又は請求項2に記載の鞍型プレス成形品の製造方法。
- パンチ側パッド収容部を有するパンチ頂面、該パンチ頂面の両側部に各々隣接するパンチ肩、各パンチ肩に各々隣接するパンチ側面、前記パンチ頂面の端部と前記パンチ肩の端部と前記パンチ側面の端部と隣接するパンチ端部凹稜線、及び前記パンチ端部凹稜線に隣接するパンチ起立面を有するパンチと、
前記パンチ側パッド収容部内に収容可能に配置され前記パンチの外側へ向くパッド頂面を有するパンチ側パッドと、
前記パンチ側パッド収容部内に配置され前記パッド頂面が前記パンチ側パッド収容部から突出する状態を形成するパンチ側伸縮機構と、
前記パンチ頂面に対向するダイ底面、該ダイ底面に隣接し前記パンチ肩と対向するダイ凹稜線、該ダイ凹稜線に隣接し前記パンチ側面と対向するダイ内面、該ダイ内面に隣接するダイ肩、前記ダイ底面と前記ダイ凹稜線と前記ダイ内面と前記ダイ肩と隣接し前記パンチ端部凹稜線と対向するダイ端部凸稜線、及び前記ダイ端部凸稜線に隣接し前記パンチ起立面に対向するダイ起立面を有し、対向するダイ内面の一方側を構成する第一分割ダイ及び他方側を構成する第二分割ダイとを備えたダイと、
該ダイを支持するダイベッドと、
前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイを前記ダイベッドに支持し前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイが互いに接近する方向へスライド可能とするスライド機構と、
前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイが互いに接近する方向へスライドさせる駆動源と、
を備えたプレス成形装置。 - 前記ダイ底面の少なくとも一部は、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの間に配置され前記ダイベッドに設けられたダイ側パッドで構成される請求項4に記載のプレス成形装置。
- 前記ダイ側パッドを前記パンチ側パッドへ向けて付勢するとともに前記ダイ側パッドを前記ダイベッドの方向へ後退可能とするダイ側伸縮機構が前記ダイベッドと前記ダイ側パッドとの間に設けられている請求項5に記載のプレス成形装置。
- 請求項4から請求項6のいずれか一項に記載のプレス成形装置を用いて鞍型プレス成形品を製造する製造方法であって、
前記パンチ側パッドが前記パンチ頂面より突出した状態で、前記パッド頂面又は前記パンチ起立面の少なくとも一方でブランクを支持すること、
前記パンチ頂面より両外側にある前記ブランクの部位を前記ダイ肩で前記パンチ側面へ向かって押すこと、
前記パンチ側パッド及び前記ダイ底面で前記ブランクを挟持しながら前記パンチ側パッドを前記パンチ側パッド収容部に収容すること、
前記パンチ頂面と前記ダイ底面、前記パンチ側面と前記ダイ内面、及び前記パンチ起立面と前記ダイ起立面の組合せで前記ブランクを挟圧すること、
を備える鞍型プレス成形品を製造する製造方法。
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