JPH01233020A - 角部に円弧状部を有する金属製品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属板よりウェブ部の角部に切れ目がない状
態で且つシワのないフランジ部を形成させる曲げ加工を
、例えば全周にフランジ部を有する大型のパネルでもそ
の最終加工を小型のプレス機により実施することの出来
る角部に円弧状部を有する金属製品の製造法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、−枚の金属板から例えば第７図に示すパネル３の
如くウェブ部３ａの周縁に切れ目のないフランジ部３ｂ
を有する形状の金属製品を製作するには、製品の形状１
寸法に合致するダイスとポンチとを備えた絞り用金型で
金属板を一挙に絞り成形加工していた。

しかしながらこのような方法では、金属製品の形状９寸
法が異なる度にそれぞれの形状に合致した金型を必要と
するために非常に不経済であったし、大型のパネルを製
作するにはその大きさに見合った大型のプレス機を必要
とするために大きさによってはこのような方法では製造
が不可能な場合もあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来技術の欠点なく、角部の円弧状部の
形状が同じであれば最終加工の絞り成形に別の金型を必
要とすることなく、また大型のものでも容易に製作する
ことが出来、しかも製作された製品のフランジ部にシワ
の発生がない良好な形状の角部に円弧状部を有する金属
製品の製造法を提供することを目的とするものである。

この目的を達成するためには、第８図に示す如く一枚の
金属板４の周縁部を直線部４ａ、　４ｃ、　４ｅ。

４ｇと角部４ｂ、　４ｄ、　４ｆ、　４ｈとに区分し、
この直線部と角部とを別々に加工することにより、製品
と同じ大きさの金型は必要でないことが考えられる。

そこで、直線部ではＶ溝を有する■型ダイスとＶ型ポン
チとで７曲げ加工を行い、角部では絞り加工を行ってみ
ると、隣接区分の境界に著しく目立つ加工不連続部が生
じると共に製品の角部近傍のフランジ部にシワが発生し
て外観の良好な製品とすることが出来なかった。このよ
うに、直線部と角部とをその境界が目立たないように且
つ製品の角部近傍のフランジ部にシワが発生しないよう
に別々に加工することに解決困難な課題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、直線部を７曲げ加工するときに特定形状のＶ
型ダイスとＶ型ポンチとを使用して角部に近づくにした
がって徐々に曲げの程度を緩めて不完全に曲げておくと
共に、前記Ｖ型ダイスとＶ型ポンチとの直線状の曲げ部
と変形曲げ部との境界部分から特定範囲の距離内に金属
板のエツジ側から始まる特定深さの切欠き部を１個以上
設けておき、次いでこの角部を絞り加工することにより
、上記課題を解決出来ることを究明して成されたもので
ある。

〔構成の説明〕

以下、本発明に係る角部に円弧状部を有する金属製品の
製造法を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明において使用する一次プレス機の主要部
を成す１組のＶ型ダイスとＶ型ポンチの１例を模型的に
示す斜視図、第２図は第１図のＶ型ダイスの平面説明図
、第３図は角部の絞り加工用の二次プレス機の１例の主
要部を示す斜視説明図、第４図は金属板の１つの角部を
挟む２つの縁の直線部が一次プレス機により７曲げ加工
されたプレス中間品の斜視図、第５図は第４図のプレス
中間品の角部が絞り加工された後の金属製品の斜視図、
第６図は本発明の実施に使用する金属板の曲げ区分を示
す説明図である。

本発明方法においては、先ず金属板の縁に沿う曲げ線の
曲げようとする円弧状の角部となる部分を挟む曲げ線の
角部となる部分に含まれる直線部以外の直線部分を特定
形状のＶ型ダイスとＶ型ポンチとを使用して７曲げする
と共に角部となる部分をも直線部分側から端部に向って
その曲げ程度を徐々に緩めて未完の状態に曲げてプレス
中間品とするのである。このようなプレス中間品を得る
には次に説明する一次プレス機を使用する。

−次プレス機の主要部は、第１図に示す如きＶ型ダイス
１とＶ型ポンチ２とから成っている。Ｖ型ダイス１に設
けられているＶ溝１ａの開き角Ｏは、金属板４の周縁部
の曲げ角度例えば第６図に示すウェブ部３ａとフランジ
部３ｂとの成す角に対応するものであって多くの場合９
０°であるが、加工物によっては９０°以外の角をとる
こともある。Ｖ型ダイス１のＶ溝］ａはその底部１ａａ
が直線に沿っており、■溝１ａの開き角θと深さとが一
定な定形溝部ｌａｂと、この定形溝部１ａｂのＶ溝１ａ
の端部（図示した実施例では両端）にそれぞれ滑らかに
連続しておりＶ溝の開き角が定形溝部］、ａｂの開き角
Ｏより大きく且つ上端が定形溝部１ａｂから離れるにし
たがって下方に傾斜して深さが定形溝部１ａｂから離れ
るにしたがって浅くなる形状に形成されてＶ溝１ａの端
部を構成している溝変形部１ａｃとがら成っている。定
形溝部１ａｂではＶ溝１ａの深さ及び開き角０は一定で
あり、従ってその側面１ａｂａの上縁は直線に沿ってい
る。そしてＶ溝１ａの底部１ａａが直線に沿っているこ
とから、この溝変形部１ａｃの側面］、ａｃａの上縁は
■溝１ａの末端に近づくに従って第１図に示す如く下方
に傾斜していると共に、第２図に示す如くｖ溝１ａの水
平間隔は大きくなっており、溝変形部１ａｃの側面１ａ
ｃａは曲面状を成していることが好ましい。回倒ではＶ
溝１ａの末端においてＶ　Ｗｊｌ　ａの深さは零となっ
ているが、必ずしもその必要はない。また第１図及び第
２図では面と面との境界は見易くするため実線で示して
角張っている如くなっているが、適度な曲率を持つのが
普通である。

■型ポンチ２はＶ型ダイス１とで１組のプレス金型を構
成するものであり、長さはＶ溝１ａの全長とほぼ同じで
あるが、Ｖ型ダイス１のＶ溝１ａの溝変形部１ａｃと対
向する部分では多少その長さが短くなっていても差し支
えなく、その先端の形状はほぼ全長に亘って定形溝部１
ａｂのＶ溝１ａの形と同じであれば良いが、■溝１ａの
溝変形部１ａｃに対向する部分の端部が曲面状の逃げ部
を有していて金属板の未完の曲げ状態がより一層未完と
なるようにしておくことが好ましい。

先ず金属板４の曲げ線の区分について説明する。

角部に円弧状部を有する金属製品の形状としては角部が
１箇所しか存在しない例えば机の角部を補強する補強材
のようなものや、各角部に円弧状部を有するパネル状の
ものが本発明の対象であり、パネル状の場合には三角形
、五角形等の多角形を採り得るが、例えば第６図に示す
如き四つの各角部を円弧状にした直角四辺形を例にして
説明する。

金属板４の周縁に沿って設定される曲げ線は、円弧状の
角部となる部分に含まれる角部曲げ線Ｌｂ。

Ｌｄ、　Ｌｆ、　Ｌｈと、直線状の周縁に沿う直線状の
曲げ線のうち角部となる部分に含まれている部分以外の
部分である直線状曲げ線Ｌａ、　Ｌｃ、　Ｌｅ、　Ｌｇ
とに区分される。金属板４のウェブ部３ａにおける円弧
状の角部となる部分における曲げ線の曲がりの形状。

寸法は製品設計によって異なるが、曲げ線の曲がりの形
状が第６図に示す如くほぼ真円の円弧である場合は、そ
の半径をＲとすれば通常その半径Ｒは数ｍｍないし十数
ｍｍ程度の非常に小さなものであるから、曲げ線におけ
る角部の範囲としては、上記円弧とその両側に続く直線
状の曲げ線の長さをＲＸ（３〜２０）の範囲で適当に選
定すれば良い。

そして、金属板４の角部曲げ線Ｌｂ、　Ｌｄ、　Ｌｆ、
　Ｌｈと直線状曲げ線Ｌａ、　Ｌｃ、　Ｌｅ、　１４と
の各境界部分からその直線状曲げ線Ｌａ、　Ｌｃ、　Ｌ
ｅ、　Ｌｇ側にフランジ部３ｂの高さの２倍の距離から
その角部曲げ線Ｌｂ。

Ｌｄ、　Ｌｆ、　Ｌｈ側にフランジ部３ｂの高さの２倍
の距離までの範囲内であって角部の円弧状部に至らない
部分にフランジ部３ｂのエツジ側から始まるフランジ部
３ｂの高さの０．３〜０．６倍の長さの切欠き部２を一
８＝ 少なくとも１個以上金属板４に設けておくのである。

前記のＶ型ダイス１と■型ポンチ２とを主要部とする一
層プレス機を使用して金属板４の例えば角部４ｄ及び４
ｆを未完の曲げ状態としたプレス中間品を得るには、先
ず角部４ｄ及び４ｆとなる部分を挟む縁に沿う直線状曲
げ線Ｌｅ全全長Ｖ型ダイス１の定形溝部１ａｂの底部ｌ
ａａ上に位置せしめ且つ角部４ｄ及び４ｆとなる部分を
それぞれ定形溝部１ａｂ両端の溝変形部ｌａｃ上に位置
せしめた状態でＶ型ポンチ２を第１図の矢印方向に作動
させてＶ曲げし、次いで角部４ｄ及び４ｆとなる部分を
含むもう一方の縁に沿う直線状曲げ線Ｌｃ及びＬｇにつ
いても上記と同様にＶ曲げする。上記のＶ曲げプレスに
おいて金属板４の直線状…口ず線Ｌｅ及び／又はＬｇの
長さが長い場合は、Ｖ型ダイス１の定形溝部１ａｂを構
成する部分を複数に分割出来るように予め製作しておい
てその分割体を適宜接続して長さの長い定形溝部ｔａｂ
を構成すれば良い。そしてＶ型ポンチ２が前述したよう
にＶ型ダイス１のＶ溝１ａの溝変形部ｌａｃに対向する
部分の端部に曲面状の逃げ部を有している場合には、■
型ダイス１と同様にその中央部を複数に分割できるよう
に予め製作しておいてその分割体を適宜接続出来る構造
とすることが好ましい。このように適宜接続出来る構造
とした場合には、その接続した部分に凹凸が生じないよ
うに留意しなければならない。

上記の如くｖ曲げプレスすると直線状の曲げ線ＬｃとＬ
ｅとではＶ型ダイス１の定形溝部］、ａｂとＶ型ポンチ
２とによりＶ溝１ａの開き角Ｏと同じ角度に曲げられて
いるが、角部４ｄとなる部分は溝変形部ｌａｃの形状に
よって負側に近づくに従って曲げ角度は小さくなり、直
線状曲げ線ＬｃとＬｅとの２方向から与えられた曲がり
が合成されて角部４ｄとなる部分は未完の状態に曲げら
れ、直線状の曲げ線ＬｅとＬｇとではＶ型ダイス１の定
形溝部１ａｂとＶ型ポンチ２とによりＶ溝１ａの開き角
０と同じ角度に曲げられているが、角部４ｆとなる部分
は溝変形部ｌａｃの形状によって負側に近づくに従って
曲げ角度は小さくなり、直線状曲げ線Ｌｅと’Ｆ＞どの
２方向から一ケえられた曲がりが合成されて角部４ｆと
なる部分は第４図に示す如き未完の状態に曲げられて、
プレス中間品５′が得られる。この場合、プレス中間品
５′を金属板４から製造するに際し、Ｖ型ダイス１とＶ
型ポンチ２とにより金属板４を曲げると、Ｖ型ダイス」
の溝変形部１ａｃの端部側すなわち定形溝部］、ａｂか
ら最も離れた側のエツジ部分はＶ型ダイス１のＶ溝の底
部１ａａと直角な線とほぼ平行に近い状態となるため、
Ｖ型ダイス１の溝変形部１ａｃで曲げられる金属板４の
フランジ部３ｂのエツジ部分には伸びが生じてその長さ
はＶ型ダイスユの溝変形部１ａｃの底部１ａａの長さよ
り長くなる。その結果、後述するように絞り加工を施す
と、フランジ部３ｂのエツジ部分における長さと直線状
曲げ線ｍｅとＬｇの長さとの差に起因してフランジ部３
ｂのエツジ部分側にシワが発生するのであり、このシワ
の発生を防止するために金属板４のＶ型ダイス１のＶ溝
の定形溝部１ａｂと溝変形部１ａｃとの境界部分に位置
する部分から定形溝部１ａｂに位置する部分側にフラン
ジ部３ｂの高さの２倍の距離から溝変形部ｌａｃ側にフ
ランジ部３ｂの高さの２倍の距離までの範囲内であって
角部の円弧状部に至らない部分にフランジ部３ｂのエツ
ジ側から始まるフランジ部３ｂの高さの０．３〜０．６
倍の深さの切欠き部２を少なくとも］個以上設けておく
のである。この切欠き部Ｚを設ける位置が、Ｖ型ダイス
１のＶ溝の定形溝部１ａｂと溝変形部１ａｃとの境界部
分に位置する部分から定形溝部１ａｂに位置する部分側
にフランジ部３ｂの高さの２倍の距離から溝変形部］、
ａｃ側にフランジ部３ｂの高さの２倍の距離までの範囲
内になければならないのは、上述したように切欠き部２
はフランジ部３ｂのエツジ部分における長さと直線状曲
げ線の長さとの差による影響を無くすためのものである
から、Ｖ型ダイス１のＶ溝の定形溝部１ａｂと溝変形部
１ａｃとの境界部分に位置する部分からあまり定形溝部
１ａｂに位置する部分側に離れて設けても元々定形溝部
１ａｂではフランジ部３ｂのエツジ部分における長さと
直線状曲げ線の長さとの間に差が存在していないために
切欠き部Ｚを設けた意味が無くなるためにフランジ部３
ｂの高さの２倍の距離に限定したのであり、またＶ型ダ
イス１のＶ溝の定形溝部１ａｂと溝変形部１ａｃとの境
界部分に位置する部分からあまり溝変形部１ａｃに位置
する部分側に離れて設けると溝変形部１ａｃに位置する
部分の先端側では絞り加工で円弧状となる部分に近づき
すぎて外観が低下すると共に絞り加工で円弧状となる部
分にクラックなどが発生してしまうためフランジ部の高
さの２倍の距離に限定したのである。更に」１記範囲内
であって角部の円弧状部に至らない部分でなければなら
ないのは、切欠き部２が角部の円弧状部に位置している
と、後の絞り加工で円弧状部ににクラックが生じるため
であり、また切欠き部２の深さをフランジ部３ｂのエツ
ジ側から始まるフランジ部３ｂの高さの０．３〜０．６
倍の深さにしたのは、深さがあまりに浅すぎると切欠き
部Ｚを設けた効果が生じないためにフランジ部３ｂの高
さの０．３倍の深さが必要であり、深さがあまりに深ず
ぎると切欠き部２の最も深い部分が曲げ加工の曲げ線に
接近して本発明の目的とするウェブ部１ａの角部に切れ
目がない状態とすることと相反することに成るためフラ
ンジ部３ｂの高さの０．６倍の深さとしたのである。な
お、この切欠き部２の形状としては、切欠き部の最も深
い部分が応力集中係数の大きな形状であると、Ｖ型ダイ
ス］−とＶ型ポンチ２とにより金属板４を曲げた際に切
欠き部の最も深い部分にクラックが発生する現象が生ず
ることがあるので、切欠き部の最も深い部分の形状が円
弧状を成したものであることが好ましく、その切欠き部
の最も深い部分の円弧状部に至るまでは直線状であって
も曲線状であっても差し支えない。

本発明方法では角部４ｄ及び４ｆとなる部分を上記の如
く未完の状態に曲げた後に、この角部４ｄ及び４ｆとな
る部分が完成角部の形状となるようにそれぞれ別々に絞
り加工を施すのである。このような絞り加工には完成角
部の形状に合致するダイスとポンチとを主要部とする二
次プレス機を使用する。

二次プレス機としては既知のもので差し支えないが、本
発明者らが製作して使用した第３図のものを例に採り絞
り加工を説明する。二次プレス機で絞り加工を行うには
、先ずプレス中間品５′の目的とする角部となる部分を
挟む２つの既に曲げられている曲げ線を角部用ダイス６
の所定辺に合わせて載置する。角部用ダイス６の第３図
に示す辺６ａ、６ｂは、プレス中間品５′の角部とそれ
に続く直線状曲げ部を含むものであるから、直線状曲げ
線で曲げられて所定の角θ例えば９０°になっているフ
ランジ部をも角部用ダイス６の側壁に当接した状態とな
っている。このような載置状態で押圧用シリンダーを作
動させてシリンダーロッド１２の先端に取り付けられて
いるポンチ取付板１１を下方（矢印方向）に降下させる
と、ポンチ取付板１１の下面にスプリング１０を介して
取り付けられている押え板９がプレス中間品５′のウェ
ブ部を角部用ダイス６との間に押え付けてプレス中間品
５′を固定する。更にポンチ取付板１１が降下するに従
って角部用ポンチ８が角部用ダイス６と支持壁７との間
に進入して、ダイクツションピンにより支持されている
角部用クツション８′の平面部８ａ’と角部用ポンチ８
の平面部８ａとでプレス中間品５′の一１５＝ 未完の角部の円弧状になる部分が挟持されると共にこの
円弧状になる部分の両側に続く未完の角部の直線状とな
る部分は角部用クツション８′の平面部８ａ’に続く凹
部８ｂ’内に挟持されない状態として位置する。しかる
後に、更にポンチ取付板１１が降下して角部用ポンチ８
が角部用ダイス６と支持壁７との間に進入すると、角部
用クツション８′と角部用ポンチ８とによって挟持され
ているプレス中間品５′の曲げ角度が小さくなって角部
用ダイス６の側壁から離れている未完の角部の縁部は、
角部用ダイス６の側壁側に押し付けられる状態に絞られ
ながら第５図に示す如く所定角度に曲げられた金属製品
５が得られるのである。このとき角部用ポンチ８にプレ
ス中間品５′の縁部によって与えられる反発力による逃
げは、支持壁７によって防止される。なお、第３図にお
いても角部用ダイス６の面と面との境界は構造を判り易
くするため実線６ａ、　６ｂ、　６ｃで示しているが、
適当な曲率を持っているのが普通であり、特に線６ｃの
部分は金属板４上に設定された曲げ線の角部における曲
がり形状とほぼ合ったものであることが原則であり、そ
れに対応する角部用ポンチ８の部分も同様である。以上
の曲げ作業を所望の角部について行えば良い。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明に係る角部に円弧状部を有する金属
製品の製造法によれば、直線状曲げ線での曲げとは別に
角部曲げ線での絞り加工による曲げを行うため、曲げ製
品の角部の円弧状部の形状が同じであれば最終加工の絞
り成形に別の金型を製作する必要は全くない。そして角
部曲げ線での曲げは金属板の一方の辺のみについてそれ
ぞれ行うものであるから小さなプレス機で可能であり、
直線状曲げ線が長い場合においてはＶ型ダイスの定形溝
部を構成する部分及びＶ型ポンチの中央部分を複数に分
割出来るように予め製作しておいてその分割体を適宜接
続して長さの長いＶ型ダイス及びＶ型ポンチを構成する
ことによって装置を汎用化することが出来る。

しかも、角部曲げ線での曲げは、先ず直線状曲げ線での
曲げと共に角部となる部分をウェブ部側と所定の角度に
曲げられているフランジ部側から徐々に曲げ角が小さく
なっている未完の曲げ状態とし、しかる後に絞り加工を
行うことによりそのウェブ部側を拘束して絞ることにな
って角部曲げ線での曲げ部分と直線状曲げ線での曲げ部
分との境界には不連続部分は全く見られず、更にフラン
ジ部の所定位置に予め切欠き部を設けであるためにフラ
ンジ部にシワが発生することも無く、また直線状曲げ線
にも不連続部分は全く見られず、例えば外装等に使用す
るパネルとしても優れた品質のものを得ることが出来る
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用する一次プレス機の主要部
を成す１組のＶ型ダイスとＶ型ポンチの１例を模型的に
示す斜視図、第２図は第１図のＶ型ダイスの平面説明図
、第３図は角部の絞り加工用の二次プレス機の１例の主
要部を示す斜視説明図、第４図は金属板の１つの角部を
挟む２つの縁の直線部が一次プレス機によりＶ曲げ加工
されたプレス中間品の斜視図、第５図は第４図のプレス
中間品の角部が絞り加工された後の金属製品の斜視図、
第６図は本発明の実施に使用する金属板の曲げ区分を示
す説明図、第７図はパネルの１例を示す斜視図、第８図
は金属板の曲げ区分を示す説明図である。 図面中 １・・・・Ｖ型ダイス ｌａ・・・・ＶＲ １ａａ・・・・底部 ｌａｂ・・・・定形溝部 Ｉａｂａ・・・・定形溝部の側面 ｌａｃ・・・・溝変形部 １ａｃａ・・・・溝変形部の側面 ２・・・・Ｖ型ポンチ ３・・・・パネル ３ａ・・・・ウェブ部 ３ｂ・・・・フランジ部 ４・・・・金属板 ４ａ、　４ｃ、　４ｅ、　４ｇ・・・・直線部＝１９− ４ｂ、　４ｄ、　４ｆ、　４ｈ・・・・角部５・・・・
金属製品 ５′・・・・プレス中間品 ６・・・・角部用ダイス ６ａ、　６ｂ、　６ｃ・・・・面と面との境界７・・・
・支持壁 ８・・・・角部用ポンチ ８ａ・・・・平面部 ８′・・・・角部用クツション ８ａ’・・・・平面部 ８ｂ’・・・・凹部 ９・・・・押え板 １０・・・・スプリング １１・・・・ポンチ取付板 １２・・・・シリンダーロッド Ｌａ、Ｌｃ、Ｌｅ、Ｌｇ・・・・直線状曲げ線Ｌｂ、　
Ｌｄ、　Ｌｆ、　Ｌｈ・・・・角部曲げ線Ｚ・・・・切
欠き部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｖ溝の開き角と深さとが一定な定形溝部と該定形溝
   部のＶ溝に滑らかに連続しておりＶ溝の開き角度が定形
   溝部より大きく且つ上端が該定形溝部から離れるにした
   がつて下方に傾斜して形成されてＶ溝の端部を構成して
   いる溝変形部とから成る直線状のＶ溝を有するＶ型ダイ
   スのＶ溝の定形溝部に金属板の縁に沿う曲げ線の角部と
   なる部分に含まれる直線部以外の直線部分を位置せしめ
   ると共に角部となる部分をＶ溝の溝変形部に位置せしめ
   た状態でＶ型ポンチを作動させてプレスすることを角部
   に円弧状部を有する各曲げ線毎に行つて角部を未完の曲
   げ状態に残したプレス中間品とした後に、該プレス中間
   品の未完の角部をそれぞれ絞り加工して完成角部の形状
   とするに際し、該金属板の前記Ｖ型ダイスのＶ溝の定形
   溝部と溝変形部との境界部分に位置する部分から定形溝
   部に位置する部分側にフランジ部の高さの２倍の距離か
   ら溝変形部側にフランジ部の高さの２倍の距離までの範
   囲内であつて角部の円弧状部に至らない部分にフランジ
   部のエッジ側から始まるフランジ部の高さの０．３〜０
   ．６倍の深さの切欠き部を少なくとも１個以上設けてお
   くことを特徴とする角部に円弧状部を有する金属製品の
   製造法。 ２　切欠き部の形状を切欠き部の最も深い部分が円弧状
   を成したものとする請求項１に記載の角部に円弧状部を
   有する金属製品の製造法。