JPH06312222A - プレス成形方法およびプレス金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上型と下型との挾持によって外周から素材の
流入が望めない部位を、一工程で最終形状に絞り加工す
る。 【構成】 素材２２が上型３３と下型３２との挾持によ
って拘束された後に、素材２２の流入が望めない部位の
少なくとも一部を上型３３と下型３２との押圧を利用し
た引張力によって破断させ、素材２２の流入が望めない
部位を所定の形状に絞り加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上型と下型との拘束に
より外周から素材の流入が望めない部位を、一工程で最
終形状に絞り加工することが可能なプレス成形方法およ
びそのプレス金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】絞り加工は、平板状の素材（パネル）を
絞り込んで所定の凹凸形状に成形する加工である。絞り
加工では、上型により下型の凹部に素材を絞り込む際に
は、素材の外周部は下型の凹部に滑り込むようになって
いる。絞り成形に関する先行技術の一例として、たとえ
ば特開昭５９−２０６１２０号公報、特開昭６３−６０
７２８号公報が知られている。

【０００３】しかし、絞り加工においては、製品形状等
の制約から下型の凹部に素材の外周部を滑り込ませるこ
とができない場合がある。すなわち、絞り加工を行いた
い部位の外周が上型と下型との挾圧によって拘束され、
絞り加工部分に外周からの素材の流入が望めない場合が
ある。この場合は素材の絞り加工部分に過大な引張力が
作用し、絞り加工部分が割れてしまうという問題があ
る。

【０００４】図７は、素材の流入が望めない場合の素材
の割れを防止する従来の絞り加工の一例を示しており、
図８に示す自動車のボデー２１のプレス成形に適用した
場合を示している。図７において、１は薄板鋼板からな
る素材を示しており、素材１は上型２と下型３とによっ
て成形される。図７の（Ａ）の場合は、上型２の縁部２
ａの角度θ₃ は、正規の角度θ₄ よりも大に設定されて
おり、縁部２ａによる素材１の延び量が抑制されるよう
になっている。

【０００５】図７の（Ｂ）の場合は、上型２の縁部２ａ
の半径Ｒ₃ は、正規の半径Ｒ₄ よりも著しく大に設定さ
れており、これにより縁部２ａによる素材１の延び量が
抑制されるようになっている。このように、素材１の絞
り角度や絞り半径を大に設定することにより、縁部２ａ
による素材１の割れ発生が防止される。

【０００６】図７の（Ａ）または（Ｂ）の加工が終了す
ると、図７の（Ｃ）に示すように、素材１の抜き加工が
行われる。この抜き加工は、素材１の割れ防止とガラス
窓用の打抜き穴を形成するための２つを兼用しており、
別のプレス金型４によって行われる。この抜き加工によ
って、素材１には抜き穴１ａが形成される。抜き穴１ａ
が形成された素材１は、図７の（Ｄ）に示すように、素
材１の外周部がパッド５によって押圧され、別の上型６
により素材１が正規の絞り角度θ₄ および絞り半径Ｒ₄
に絞り加工される。ここでは、抜き穴１ａが矢印Ｆ₂ 方
向に変形することにより、絞り加工部の割れの発生が防
止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すように、素材１の割れを防止するために、予め絞り
角度や絞り半径を大に設定して一次成形をし、その後、
打ち抜き加工を行ってから二次成形を行うようにしてい
るので、絞り加工工程が多くなり、加工コストが高くな
る。また、金型も多く必要となるので、金型のコストも
高くなるとともに、金型の管理も問題となる。

【０００８】本発明は、上記の問題に着目し、上型と下
型との挾持による拘束により外周から素材の流入が望め
ない部位を、一工程で最終形状に絞り加工することが可
能なプレス成形方法およびそのプレス金型を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るプレス成形方法およびプレス金型は、つ
ぎのように構成されている。

【００１０】（１）上型と下型との挾持による拘束によ
り外周から素材の流入が望めない部位を絞り加工するプ
レス成形方法であって、前記素材が上型と下型とによっ
て拘束された後に、素材の流入が望めない部位の少なく
とも一部を前記上型と下型との押圧を利用した引張力に
よって破断させ、該素材の流入が望めない部位を所定の
形状に絞り加工する方法からなる。

【００１１】（２）上型と下型との挾持による拘束によ
り外周から素材の流入が望めない部位を絞り加工するプ
レス金型であって、前記素材の流入が望めない部位に対
向する金型の部位に、該上型と下型との押圧を利用した
引張力によって素材を破断する割りビード手段を設けた
ものからなる。

【００１２】

【作用】このように構成されたプレス成形方法およびそ
のプレス金型においては、素材が上型と下型とによって
拘束された後に、素材の流入が望めない部位が上型と下
型との押圧を利用した引張力により破断されるので、破
断部が変形する分だけ素材を絞り部に供給することが可
能となる。そのため、素材の流入が望めない絞り加工部
であっても、絞り加工部には過大な引張り荷重が作用し
なくなり、絞り部の割れの発生を防止することが可能と
なる。

【００１３】したがって、絞り角度や絞り半径を大に設
定した一次成形や抜き加工が不要となり、一工程で素材
を正規の形状に絞り加工することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係るプレス成形方法およびそ
のプレス金型の望ましい実施例を、図面を参照して説明
する。

【００１５】第１実施例 図１および図２は、本発明の第１実施例を示しており、
とくに自動車のボデーのプレス成形に適用した場合を示
している。図２は、自動車のボデー２１の後部を示して
いる。ボデー２１は、薄板鋼板からなる素材２２で構成
されている。素材２２は、図１に示すプレス金型３１に
よって成形されるようになっている。

【００１６】金型３１は、下型３２と上型３３とから構
成されている。上型３２は、図示されないプレス機械の
ラム側に取付けられている。下型３２は、図示されない
プレス機械のベット側に固定されている。上型３３は、
ラムによって昇降するようになっている。プレス金型３
１は、図２のボデー２１のパネルクォータを正規の形成
に絞り加工するものである。

【００１７】下型３２には、階段状の２つの段差部３２
ａ、３２ｂが形成されている。一方の段差部３２ａは、
平坦部３２ｃを介して他方の段差部３２ｂと接続されて
いる。一方の段差部３２ａは、他方の段差部３２ｂより
も高くなっている。一方の段差部３２ａの周縁部の絞り
半径は、ｒ₁ に設定されている。他方の段差部３２ｂの
周縁部の絞り半径は、ｒ₂ に設定されている。

【００１８】上型３３には、階段状の２つの段差部３３
ａ、３３ｂが形成されている。一方の段差部３３ａは、
平坦部３３ｃを介して他方の段差部３３ｂと接続されて
いる。一方の段差部３３ａは、他方の段差部３３ｂより
も高くなっている。一方の段差部３３ａの周縁部の絞り
半径は、Ｒ₁ に設定されている。他方の段差部３３ｂの
周縁部の絞り半径は、Ｒ₂ に設定されている。

【００１９】上型３３の一方の段差部３３ａは、下型３
２の段差部３２ａに対応するものであり、上型３３の他
方の段差部３３ｂは、下型３２の段差部３２ｂに対応す
るものである。上型３３が下型３２に向って一定量下降
した際には、素材２２の一部は上型３３の各段差部３３
ａ、３３ｂと下型３２の各段差部３２ａ、３２ｂとの挾
持によって拘束され、絞り加工部２２ａ、２２ｂには素
材２２の外周からの流入が行われなくなる。

【００２０】金型３１には、素材２２を引張力によって
破断する割りビード手段４０が設けられている。割りビ
ード手段４０は、割りビード４１と逃げ部４２とから構
成されている。割りビード４１は、下型３２の平坦部３
２ｃに形成されている。逃げ部４２は、上型３３の平坦
部３３ｃに形成されている。逃げ部４２は、割りビード
４１と上型３３との干渉を防止するためのものであり、
への字形をした凹状に形成されている。

【００２１】割りビード４１は、断面形状が三角形とな
っており、割りビード４１の頂部４１ａが素材２２と当
接するようになっている。割りビード４１の頂部の角度
は、θに設定されている。ここで、下型３２の段差部３
２ａの絞り角度をθ₂ とし、上型３３の段差部３３ａの
絞り角度をθ₁ とすると、割りビード４１の頂部の角度
と、各段差部３２ａ、３３ａの絞り角度の関係は、θ＜
θ₁ またはθ＜θ₂ となる。

【００２２】割りビード４１の頂部の半径Ｒと、下型３
２の段差部３２ａ、３３ａの絞り半径Ｒ₁ 、ｒ₁ との関
係は、Ｒ＜Ｒ₁ またはＲ＜ｒ₁ となっている。割りビー
ド４１の高さＨは、素材２２の外周からの流入が望めな
くなった直後における平坦部３３ｃから素材２２までの
高さに設定するのがよい。このように、割りビード４１
は、高さＨ、頂部の半径Ｒ、角度θがそれぞれ所定の条
件を満たしていることが必要となる。

【００２３】つぎに、第１実施例におけるプレス成形方
法における加工手順および作用について説明する。

【００２４】上型３３が上死点に位置している状態で
は、下型３２の上面に素材２２がセットされる。素材２
２が所定の位置にセットされると、上型３３が下降し、
素材２２の絞り加工が開始される。上型３３の下降量が
所定値を超えると、図１の（Ａ）に示すように、素材２
２の一部は下型３２の段差部３２ａ、３２ｂと上型３３
の段差部３３ａ、３３ｂによって挾持され、拘束され
る。これにより、各型の平坦部３２ｃ、３３ｃに対向す
る素材２２の部位には、外周から素材２２の流入が望め
なくなる。

【００２５】上型３３の下降量がさらに大になると、下
型３２に形成された割りビード４１の頂部４１ａが素材
２２と当接し、素材２２は図１の（Ｂ）に示すようにへ
の字形に変形する。さらに、上型３３が下降すると、へ
の字形に変形した素材２２の部位が割りビード４１によ
って突き破られるように破断する。上型３３が所定の位
置まで下降した際には、各段差部３２ａ、３２ｂ、３３
ａ、３３ｂによって素材２２は所定の形状に絞り加工さ
れる。

【００２６】ここで、素材２２の絞り成形の際には、素
材２２の絞り加工部２２ａ、２２ｂには大きな引張力が
作用することになるが、本実施例では素材２２には割り
ビード４１によって破断部２２ｃが成形されているの
で、引張力によって破断部２２ｃが容易に変形すること
になる。破断部２２ｃが引張力によって変形すると、矢
印Ｆ₁ に示すように、素材２２の一部が絞り加工部２２
ａ、２２ｂに向って移動することになり、外周から絞り
加工部２２ａ、２２ｂに素材２２が供給されたと同じ効
果が生じる。したがって、素材２２の流入が望めない場
合でも、絞り加工部２２ａ、２２ｂに割れが発生するこ
とはなくなる。

【００２７】素材２２の絞り加工部２２ａ、２２ｂへの
素材２２の供給は、素材２２の流入が望めない部分を剪
断することによっても可能であるが、図４に示すよう
に、剪断の場合には上刃５１と下刃５２とによる剪断時
に切粉５３が発生し、この切粉５３が絞り成形された素
材５０に付着するという問題がある。そのため、素材５
０の表面が切粉の付着によって凹凸になり、切粉の付着
面が重要な部分（管理面）である場合は、絞り成形され
た素材を廃棄せざるを得なくなる。したがって、本実施
例では、図３に示す如く切粉が発生しないように、割り
ビード４１による引張力Ｐによって素材２２を破断して
いる。

【００２８】絞り加工された素材２２は、次工程に搬送
され、破断部２２ｃを含む部位が抜き型（図示略）によ
って打抜かれる。本実施例では、抜き型によって打抜か
れた部分は、ガラス窓となる部分であり、図７の従来技
術に示した打抜き穴も同様にガラス窓に適用されること
になるが、これは一例であり、本発明では打抜き型によ
る加工を行わなくとも、一工程での絞り加工が可能とな
る。したがって、破断部２２ｃが外部から見えない場合
は、破断部２２をそのまま残す構成としてもよい。

【００２９】このように、本実施例では図７のような二
次成形を行なうことなく、素材２２を一工程で最終形状
に絞り加工することができ、加工コストを低減すること
が可能となる。

【００３０】第２実施例 図５および図６は、本発明の第２実施例を示している。
第２実施例が第１実施例と異なるところは、素材２２の
絞り形状のみであり、その他の部分は第１実施例に準じ
るので、準じる部分に第１実施例と同一の符号を付すこ
とにより準じる部分の説明を省略し、異なる部分につい
てのみ説明する。

【００３１】第１実施例では、素材２２を階段状に絞り
成形する場合を示していたが、本実施例では素材２２を
凹状に絞り加工する場合を示している。図５は、図６に
示す自動車のボデー２１の後部を成形するためのプレス
金型を示している。本実施例の場合も、下型３２の平坦
部３２ｃには割りビード４１が形成されており、上型３
３の平坦部３３ｃには割りビード４１を逃がすための逃
げ部４２が形成されている。

【００３２】このように構成された第２実施例において
は、上型３３の下降によって素材２２が上型３３と下型
３２によって挾持された状態では、素材２２の各型３
２、３３の平坦部３２ｃ、３３ｃへの流入が中止される
が、平坦部３２ｃ、３３ｃに対応する素材２２の部位が
割りビード４１によって破断されるので、素材２２の破
断部２２ｃの変形により素材２２の各絞り加工部２２
ａ、２２ｂへの素材２２の供給が可能となる。したがっ
て、素材２２の各絞り加工部２２ａ、２２ｂには過大な
引張力が作用しなくなり、絞り加工部２２ａ、２２ｂに
おける割れの発生が防止される。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。

【００３４】（１）素材が上型と下型との挾持によって
拘束された後に、素材の流入が望めない部位の少なくと
も一部を上型と下型との押圧を利用した引張力によって
破断させ、素材の流入が望めない部位を所定の形状に絞
り成形するようにしたので、破断部が変形する分だけ素
材を各絞り加工部へ供給することが可能となる。したが
って、素材の流入が望めない絞り加工部であっても、各
絞り加工部には過大な引張力が作用しなくなり、絞り加
工部における割れの発生を確実に防止することができ
る。

【００３５】（２）一工程で最終形状に絞り加工するこ
とが可能となるので、加工コストが低減できるととも
に、プレス金型の数を少なくすることができ、金型費の
低減も図れる。また、金型の数が減少することから、プ
レス金型の管理も容易になる。

【００３６】（３）金型に割りビード手段を形成し、素
材を引張力によって破断するようにしているので、素材
を破断する際の切粉の発生を防止することができる。し
たがって、素材への切粉の付着によって成形品が不良と
なるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るプレス成形方法によ
る絞り加工状態を示す断面図であって図２のＸ−Ｘ線に
沿う部分を加工する際の断面図である。

【図２】図１の絞り加工が適用される自動車のボデーの
後部側面図である。

【図３】図１の割ビードによる素材の破断状態を示す拡
大断面図である。

【図４】図３に対する比較例であって素材を剪断を利用
して破断する状態を示す拡大断面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係るプレス成形方法によ
る絞り加工状態を示す断面図であって図６のＹ−Ｙ線に
沿う部分を加工する際の断面図である。

【図６】図５の絞り加工が適用される自動車のボデーの
後部側面図である。

【図７】従来のプレス成形における絞り加工状態を示す
断面図であって図８のＺ−Ｚ線に沿う部分を加工する際
の断面図である。

【図８】図７の絞り加工が適用される自動車のボデーの
後部側面図である。

【符号の説明】

２２ 素材 ２２ａ 絞り加工部 ２２ｂ 絞り加工部 ２２ｃ 破断部 ３２ 下型 ３３ 上型 ４０ 割りビード手段 θ 割りビードの角度 Ｈ 割りビードの高さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上型と下型との挾持による拘束により外
   周から素材の流入が望めない部位を絞り加工するプレス
   成形方法であって、前記素材が上型と下型とによって拘
   束された後に、素材の流入が望めない部位の少なくとも
   一部を前記上型と下型との押圧を利用した引張力によっ
   て破断させ、該素材の流入が望めない部位を所定の形状
   に絞り加工することを特徴とするプレス成形方法。
2. 【請求項２】 上型と下型との挾持による拘束により外
   周から素材の流入が望めない部位を絞り加工するプレス
   金型であって、前記素材の流入が望めない部位に対向す
   る金型の部位に、該上型と下型との押圧を利用した引張
   力によって素材を破断する割りビード手段を設けたこと
   を特徴とするプレス金型。