JP7000876B2 - プレス製品の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、略Ｕ字状に構成された本体部に負角状に形成されたフランジ部が設けられたプレス製品の製造方法に関する。

負角状に形成されたフランジ部（以下、負角フランジ部という。）を有するプレス製品の製造法として、例えば、特許文献１に記載の発明では、本体部成形工程の終了後、フランジ成形工程が施工される。

本体部成形工程では、金属板にプレス加工が施されて略Ｕ字状に構成された本体部が成形される。フランジ成形工程では、本体部成形工程が施された金属板（以下、ワーク）の保持角度が変更される角度変更工程が実行された後、当該ワークにプレス加工が施されて負角フランジ部が成形される。

負角フランジ部が成形される前に、角度変更工程が実行される理由は、以下の通りである。
すなわち、プレス加工は、少なくとも第１金型及び第２金型にて金属板を挟み込むように押圧して当該金属板を所定の形状に成形する加工である。例えば、第１金型が本体部内に位置するプレス加工においては、負角フランジ部は、第１金型側に突出した形状となる。

このため、第１金型及び第２金型では、負角フランジ部を成形することができない。さらに、負角フランジ部は、第１金型側に突出した形状であるので、負角フランジ部を成形するための金型（以下、第３金型という。）を、第１金型と同一の方向から金属板に押圧することができない。

そこで、特許文献１に記載の発明では、特許文献１の図６に示されるように、角度変更工程が実行されたワークに第３金型を押し当てることにより、負角フランジ部を成形している。

特許第５５６０７９８号公報

本願は、略Ｕ字状に構成された本体部に負角フランジ部が設けられたプレス製品の製造方法において、角度変更工程を廃止可能な製造方法の一例を開示する。

プレス製品の製造方法は、例えば、金属板（Ｐ）を折り曲げて負角フランジ部（６）を成形し、かつ、当該金属板（Ｐ）の第１折曲部（Ｂ３）及び第２折曲部（Ｂ４）を折り曲げることにより、第１板状部（３）、第１境界部（Ｂ１）、第２板状部（４）及び第２境界部（Ｂ２）を成形するフランジ成形工程と、フランジ成形工程により成形された金属板（Ｐ）をプレス製品の形状に仕上げる仕上げ工程とを少なくとも備え、フランジ成形工程では、第１折曲部（Ｂ３）が第３折曲部（Ｂ５）に対して負角フランジ部（６）と反対側に位置するように第３折曲部（Ｂ５）が折り曲げられることが望ましい。これにより、プレス製品を製造する者は、角度変更工程を廃止することができ得る。

なお、略Ｕ字状に構成された本体部（２）は、空間を介して互いに対向する第１板状部（３）及び第２板状部（４）、並び第１板状部（３）と第２板状部（４）とを繋ぐとともに、当該第１板状部（３）及び当該第２板状部（４）に対して交差した方向に延びる第３板状部（５）を有する。

負角フランジ部（６）は、第１板状部（３）のうち本体部（２）の開口側に位置する端部から第２板状部（４）側に延出している。第１境界部（Ｂ１）は、第１板状部（３）と第３板状部（５）との境界部である。

第２境界部（Ｂ２）は、第２板状部（４）と第３板状部（５）との境界部である。第１折曲部（Ｂ３）は、金属板（Ｐ）のうち第１境界部（Ｂ１）に相当する位置である。第２折曲部（Ｂ４）は、金属板（Ｐ）のうち第２境界部（Ｂ２）に相当する位置である。

第３折曲部（Ｂ５）は、金属板（Ｐ）のうち第１折曲部（Ｂ３）から第２折曲部（Ｂ４）側に負角余弦寸法（Ｌ１）以上ずれた位置である。負角余弦寸法（Ｌ１）は、第１板状部（３）に直交する仮想面に投影された負角フランジ部（６）と第１板状部（３）との境界部から当該仮想面に投影された負角フランジ部（６）の先端までの寸法である。

なお、当該製造方法は、以下の方法であってもよい。
すなわち、仕上げ工程においては、第３折曲部（Ｂ５）の折り曲げ形状を消失させて当該第３折曲部（Ｂ５）を平板状に成形するフランジ戻し工程が施工されることが望ましい。これにより、当該プレス製品には、第３折曲部（Ｂ５）にショックラインが残存する。

フランジ成形工程は、金属板（Ｐ）が折り曲げられて負角フランジ部（６）が成形されるプレフランジ成形工程、及び第１折曲部（Ｂ３）が折り曲げられて第１境界部（Ｂ１）が成形される境界成形工程を少なくとも備え、プレフランジ成形工程の終了後、境界成形工程が施工されることが望ましい。これにより、プレス製品を製造する者は、角度変更工程を確実に廃止することができ得る。

フランジ成形工程は、第３折曲部（Ｂ５）が折り曲げられるフランジ持ち上げ工程を少なくとも備えており、フランジ持ち上げ工程は、プレフランジ成形工程の終了後に施工されることが望ましい。これにより、プレス製品を製造する者は、角度変更工程をより確実に廃止することができ得る。

上記においては、フランジ持ち上げ工程は、プレフランジ成形工程の終了後、境界成形工程が施工される前に施工されることが望ましい。
因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

実施形態に係るフレームを示す図である。 実施形態に係るフレームを示す図である。 実施形態に係るプレス成形方法の説明図である。 実施形態に係るプレス成形方法の説明図である。 実施形態に係るプレス成形方法の説明図である。 実施形態に係るプレス成形方法の説明図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。

本実施形態は、車両等の乗物に搭載されるシート（以下、乗物用シートという。）に用いられるフレームの製造方法に適用された例である。各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。したがって、本願に係る発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

（第１実施形態）
１．製造対象物（プレス製品）の概要
図１に示されるフレーム１は、乗物用シートの骨格の一部を構成する部材である。なお、本実施形態に係るフレーム１は、シートバック（図示せず。）のサイドフレームを構成する。

フレーム１は、プレス成形法により成形されプレス製品の一例である。つまり、当該フレーム１は、図２に示される１枚の金属板Ｐ（図２参照）が当該金属板Ｐの厚み方向から押圧されることにより、当該金属板Ｐが折り曲げられてプレス成形されたプレス製品である。

フレーム１の断面形状は、略Ｕ字状又は略コの字状に構成された本体部２、第１負角フランジ部６、及び第２負角フランジ部７等を少なくとも有して構成されている。
本体部２は、第１板状部３、第２板状部４及び第３板状部５等を少なくとも有している。第１板状部３と第２板状部４とは、空間を介して互いに対向する壁状の部位を構成する。

第３板状部５は、第１板状部３と第２板状部４とを繋ぐとともに、第１板状部３及び第２板状部４に対して交差した方向（本実施形態では、直交した方向）に延びる壁状の部位を構成する。

第１負角フランジ部６は、第１板状部３のうち本体部２の開口８側に位置する端部から第２板状部４側に延出したフランジ部である。第２負角フランジ部７は、第２板状部４のうち開口８側に位置する端部から第１板状部３側に延出したフランジ部である。

なお、第１負角フランジ部６と第１板状部３とのなす角θ１、及び第２負角フランジ部７と第２板状部４とのなす角θ２は、０より大きい角度であればよく、その角度は不問である。つまり、θ１及びθ２が、例えば９０度であってもよい。

２．プレス成形方法
２．１ プレス成形方法の概要
本実施形態に係るプレス成形方法では、フランジ成形工程及び仕上げ工程とを少なくとも備える。

＜フランジ成形工程＞
フランジ成形工程は、図５に示されるように、金属板Ｐを折り曲げて第１負角フランジ部６及び第２負角フランジ部７を成形し、かつ、当該金属板Ｐの第１折曲部Ｂ３及び第２折曲部Ｂ４を折り曲げることにより、第１板状部３、第１境界部Ｂ１、第２板状部４及び第２境界部Ｂ２を成形する工程である。

フランジ成形工程では、第１折曲部Ｂ３が第３折曲部Ｂ５に対して第１負角フランジ部６と反対側に位置するように第３折曲部Ｂ５が折り曲げられ、かつ、第２折曲部Ｂ４が第４折曲部Ｂ６に対して第２負角フランジ部７と反対側に位置するように第４折曲部Ｂ６が折り曲げられている。

第１境界部Ｂ１は、図２に示されるように、第１板状部３と第３板状部５との境界部である。第２境界部Ｂ２は、第２板状部４と第３板状部５との境界部である。第１折曲部Ｂ３は、金属板Ｐのうち第１境界部Ｂ１に相当する位置である。第２折曲部Ｂ４は、金属板Ｐのうち第２境界部Ｂ２に相当する位置である。

第３折曲部Ｂ５は、金属板Ｐのうち第１折曲部Ｂ３から第２折曲部Ｂ４側に第１負角余弦寸法Ｌ１以上ずれた位置である。第１負角余弦寸法Ｌ１は、第１板状部３に直交する仮想面に投影された第１負角フランジ部６と第１板状部３との境界部から当該仮想面に投影された第１負角フランジ部６の先端までの寸法である。

第４折曲部Ｂ６は、金属板Ｐのうち第２折曲部Ｂ４から第１折曲部Ｂ３側に第２負角余弦寸法Ｌ２以上ずれた位置である。第２負角余弦寸法Ｌ２は、上記仮想面に投影された第２負角フランジ部７と第２板状部４との境界部から当該仮想面に投影された第２負角フランジ部７の先端までの寸法である。

なお、図２では、第１板状部３の延長線と第３板状部５の延長線との交点が第１折曲部Ｂ３として図示され、第２板状部４の延長線と第３板状部５の延長線との交点が第２折曲部Ｂ４として図示されている。

しかし、プレス成形では、金属板Ｐが折り曲げられたときに、当該金属板Ｐが延びるように塑性変形する。さらに、第１境界部Ｂ１及び第２境界部Ｂ２の曲率半径は、プレス成形時（折り曲げ時）に金属板Ｐが破断しない程度の曲率半径以上とする必要がある。

したがって、第１折曲部Ｂ３の位置、及び第２折曲部Ｂ４の位置は、図２に示された位置に限定されるものではない。同様に、第３折曲部Ｂ５及び第４折曲部Ｂ６の位置も図２２に示された位置に限定されるものではない。

すなわち、第１折曲部Ｂ３の位置が図２と異なる場合には、第３折曲部Ｂ５のずれ寸法が第１負角余弦寸法Ｌ１未満となる場合もあり得る。同様に、第２折曲部Ｂ４の位置が図２と異なる場合には、第４折曲部Ｂ６のずれ寸法が第２負角余弦寸法Ｌ２未満となる場合もあり得る。

＜仕上げ工程＞
仕上げ工程は、フランジ成形工程が終了した後に施行される工程である。具体的には、当該仕上げ工程は、フランジ成形工程により成形された金属板Ｐをフレーム１の形状に仕上げる工程である。

２．１ プレス成形方法の詳細
本実施形態に係るプレス成形方法では、概ね、図３→図４→図５→図６の順に金属板Ｐに曲げ加工が施行されていく。フランジ成形工程は、プレフランジ成形工程（図３参照）、フランジ持ち上げ工程（図４参照）及び境界成形工程（図５参照）を少なくとも備えている。

＜プレフランジ成形工程＞
プレフランジ成形工程では、図３に示されるように、平板状の金属板Ｐが折り曲げられて第１負角フランジ部６及び第２負角フランジ部７が成形される。プレフランジ成形工程を施行するためのプレス装置は、平板状の金属板Ｐを厚み方向から押圧するプレス金型Ｐｍ１、Ｐｍ２等を有して構成されている。

＜フランジ持ち上げ工程＞
フランジ持ち上げ工程は、プレフランジ成形工程の終了後に施工される工程である。当該フランジ持ち上げ工程では、図４に示されるように、第３折曲部Ｂ５及び第４折曲部Ｂ６が折り曲げられる。フランジ持ち上げ工程を施行するためのプレス装置は、金属板Ｐを厚み方向から押圧するプレス金型Ｐｍ３、Ｐｍ４等を有して構成されている。

＜境界成形工程＞
境界成形工程は、プレフランジ成形工程の終了後に施工される工程である。当該境界成形工程では、図５に示されるように、第１折曲部Ｂ３が折り曲げられて第１境界部Ｂ１が成形され、かつ、第２折曲部Ｂ４が折り曲げられて第２境界部Ｂ２が成形される。境界成形工程を施行するためのプレス装置は、金属板Ｐを厚み方向から押圧するプレス金型Ｐｍ５、Ｐｍ６等を有して構成されている。

＜仕上げ工程＞
仕上げ工程では、図６に示されるように、第３折曲部Ｂ５及び第４折曲部Ｂ６の折り曲げ形状を消失させて第３折曲部Ｂ５及び第４折曲部Ｂ６を平板状に成形するフランジ戻し工程が施工される。フランジ戻し工程を施行するためのプレス装置は、金属板Ｐを厚み方向から押圧するプレス金型Ｐｍ７、Ｐｍ８等を有して構成されている。

３．本実施形態に係るプレス成形方法の特徴
本実施形態に係るプレス成形方法では、概ね、図３→図４→図５→図６の順に金属板Ｐに曲げ加工が施行されていく。これにより、フレーム１を製造する者は、角度変更工程を廃止することができ得る。

すなわち、本実施形態に係るプレス成形方法では、第１負角フランジ部６及び第２負角フランジ部７、並びに第１境界部Ｂ１及び第２境界部Ｂ２を成形した後、略Ｕ字状の本体部２を成形することにより、角度変更工程を設けることなく、プレス金型Ｐｍ５、Ｐｍ７等と第１負角フランジ部６及び第２負角フランジ部７との干渉を回避している。

したがって、第１負角余弦寸法Ｌ１及び第２負角余弦寸法Ｌ２とは、プレス金型Ｐｍ５、Ｐｍ７等と第１負角フランジ部６及び第２負角フランジ部７との干渉を回避することが可能な寸法と定義することもできる。

なお、フランジ戻し工程が施工されると、第３板状部５のうち第３折曲部Ｂ５及び第４折曲部Ｂ６にはショックラインが残存する。つまり、ショックラインは、フランジ成形工程が施行されたことを示すものである。

（その他の実施形態）
上述の実施形態に係るプレス成形方法は、第２負角フランジ部７を有するフレーム１に適用されたものであった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、上記プレス成形方法は、第２負角フランジ部７を有していないフレーム１にも適用可能である。

上述の実施形態に係るプレス成形方法は、乗物用シートのシートフレームの製造方法に適用されたものであった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、当該プレス成形方法は、負角フランジ部及び略Ｕ字状の本体部を有する部材であれば、その他の物にも適用可能である。

上述の実施形態に係るプレス成形方法は、順送にて連続的に複数のフレーム１をプレス成形する方法は勿論のこと、順送以外のプレス成形にも適用可能である。
さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

１… フレーム ２… 本体部 ３… 第１板状部 ４… 第２板状部
５… 第３板状部 ６… 第１負角フランジ部 ７… 第２負角フランジ部
Ｐ… 金属板 Ｂ３… 第１折曲部 Ｂ４… 第２折曲部
Ｂ１… 第１境界部 Ｂ２… 第２境界部 Ｂ５… 第３折曲部
Ｂ６… 第４折曲部 Ｌ１… 第１負角余弦寸法 Ｌ２… 第２負角余弦寸法

Claims (4)

1. 略Ｕ字状に構成された本体部であって、空間を介して互いに対向する第１板状部及び第２板状部、並び前記第１板状部と前記第２板状部とを繋ぐとともに、当該第１板状部及び当該第２板状部に対して交差した方向に延びる第３板状部を有する本体部と、
   前記第１板状部のうち前記本体部の開口側に位置する端部から前記第２板状部側に延出した負角フランジ部とを備えるプレス製品の製造に適用され、
   １枚の金属板を当該金属板の厚み方向から押圧することにより、当該金属板を折り曲げて当該プレス製品をプレス成形するプレス製品の製造方法において、
   前記第１板状部に直交する仮想面に投影された前記負角フランジ部と前記第１板状部との境界部から当該仮想面に投影された前記負角フランジ部の先端までの寸法を負角余弦寸法とし、
   前記第１板状部と前記第３板状部との境界部を第１境界部とし、前記第２板状部と前記第３板状部との境界部を第２境界部とし、前記金属板のうち前記第１境界部に相当する位置を第１折曲部とし、前記金属板のうち前記第２境界部に相当する位置を第２折曲部とし、
   前記金属板のうち前記第１折曲部から前記第２折曲部側に前記負角余弦寸法以上ずれた位置を第３折曲部としたとき、
   前記金属板を折り曲げて前記負角フランジ部を成形し、かつ、当該金属板の前記第１折曲部及び前記第２折曲部を折り曲げることにより、前記第１板状部、前記第１境界部、前記第２板状部及び前記第２境界部を成形するフランジ成形工程と、
   前記フランジ成形工程により成形された金属板を前記プレス製品の形状に仕上げる仕上げ工程とを少なくとも備え、
   前記フランジ成形工程では、前記第１折曲部が前記第３折曲部に対して前記負角フランジ部と反対側に位置するように前記第３折曲部が折り曲げられ、
   前記フランジ成形工程は、
   前記金属板が折り曲げられて前記負角フランジ部が成形されるプレフランジ成形工程、及び、
   前記第１折曲部が折り曲げられて前記第１境界部が成形される境界成形工程を少なくとも備え、
   前記プレフランジ成形工程の終了後、前記境界成形工程が施工されるプレス製品の製造方法。
2. 前記フランジ成形工程は、前記第３折曲部が折り曲げられるフランジ持ち上げ工程を少なくとも備えており、
   前記フランジ持ち上げ工程は、前記プレフランジ成形工程の終了後に施工される請求項１に記載のプレス製品の製造方法。
3. 前記フランジ持ち上げ工程は、前記プレフランジ成形工程の終了後、前記境界成形工程が施工される前に施工される請求項２に記載のプレス製品の製造方法。
4. 前記仕上げ工程においては、前記第３折曲部の折り曲げ形状を消失させて当該第３折曲部を平板状に成形するフランジ戻し工程が施工される請求項１から３までのいずれか一項に記載のプレス製品の製造方法。

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