JPH07112219A - 曲率のフランジを有する被加工体およびその成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車等に用いられるサンルーフパネル１の
形成において、成形後のスプリングバック現象である面
下がりを防ぐためにフランジ２を形成する。しかしなが
ら、このフランジ２は曲率を有するために、そのフラン
ジ面に圧縮された縮み力が内含されている。このため、
この圧縮された縮み力が回復することによってサンルー
フパネル１の面落ちへの新たな要因となっている。本発
明では、この曲率を有するフランジ２における圧縮力を
解消することで、サンルーフパネル１の面落ちを防ぐこ
とを目的とする。 【構成】 曲率を有するフランジ２のフランジ面に凹凸
部３を設けることで、フランジ２の曲率によるフランジ
面の上端部２’と下端部２”との線長差の分のパネル量
を上記凹凸部３の形成に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のルーフ
パネルにサンルーフを形成するために、曲率を有するパ
ネル状の被加工体に抜き加工、および曲げ加工を施し、
開口部を形成した被加工体とその被加工体の開口部を形
成するための成形型に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば自動車のルーフパネルを形成
する場合、まずその形状は被加工体であるパネルの中央
部からパネル側面方向にかけてなだらかな傾斜の曲率形
状を有するように形成するのが一般的である。しかし、
この曲率形状を有するルーフパネルは、加工後におい
て、もとの形状に幾分戻ろうとするスプリングバック現
象により、ルーフパネルの中央部がなだらかな起伏をも
つ曲面形状のものから平板形状へ幾分面下がりする現象
が生じる。このため、ルーフパネル成形当初よりこの面
下がりを考慮して、幾分大きな曲率を持つルーフパネル
として成形するオーバークラウン手法が利用されてい
る。

【０００３】以下、図８〜図１０にて従来技術を説明す
る。ルーフパネルには、開口部４を有しないノーマルル
ーフパネル（図示しない）と図８に示すような開口部４
を有するサンルーフパネル１とがある。そして、このサ
ンルーフパネル１を成形する場合には、通常用いられる
ノーマルルーフパネルを幾分大きな曲率を持つように成
形した後、このノーマルルーフパネルに抜き加工を施
し、開口部４を成形している。２はサンルーフパネル１
の開口部４に形成されたフランジ部である。

【０００４】図９にこれらの抜き加工を行う装置の要部
断面図を示す。１２５は抜曲げ刃であり、この抜曲げ刃
１２５の全体の形状としては、サンルーフパネル１の開
口部４の形状にあわせた断面略長方形の筒形状をしてい
る。またこの抜曲げ刃１２５は、上型１２４と下型１２
６とで曲率形状のルーフパネルを形成し、このルーフパ
ネルを押圧固定した状態で、その上方から下降するよう
になっている。

【０００５】そして、この抜曲げ刃１２５は上型１２４
と下型１２６とで挟持固定されている状態のルーフパネ
ルに対して下降し、抜曲げ刃１２５の先端の抜き刃１２
１によってサンルーフパネル１の開口部４の形状を打ち
抜く。さらに抜曲げ刃１２５が下降することによって、
曲げ刃１２２に当接している部分がフランジ曲げ部１２
７を折点にして曲げ加工される。そしてこの曲げ加工さ
れた部分がフランジ部２として成形される。

【０００６】このフランジ部２を形成する理由は、ただ
単にサンルーフパネル１の開口部４を形成するだけの孔
抜き加工をすると、成形後のサンルーフパネル１の面張
力の釣り合いが崩れたり、また、そのために開口部４以
外の部分の自重による撓みが生じたり、開口部４を形成
する抜き刃１２１がルーフパネルを押さえることで変形
が生じ、サンルーフパネル１の面下がり率がノーマルル
ーフパネルの面下がり率よりも大きくなる。従って図８
のＡ視を表す図１０に示すように、開口部４を形成する
部分にフランジ部２を形成することでサンルーフパネル
１の曲率中心方向（図中矢印９１）への剛性を高め、サ
ンルーフパネル１の面下がりを防ぐようにし、これによ
り上記の面下がり要因に抗してそのサンルーフパネル１
の形状を保つようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
加工によるフランジ部２の成形にあっては、サンルーフ
パネル１の開口部４の末端の剛性を向上させることがで
きるものの、サンルーフパネル１の形状が曲率を有する
ため、フランジ部２の上方と下方とでその線長に差が生
じる。この際、フランジ部２には圧縮された縮み成形部
が下方側に出来る。従って成形後、この縮み成形部の弾
性回復分によってサンルーフパネル１の中央部が面下が
りする。

【０００８】以下、上記の面下がりが生じる理由を図１
０乃至図１１を用いて説明する。図１１に形成されたフ
ランジ部２を正面方向から見た図を示す。このようにフ
ランジ部２を曲げ加工することによって形成する場合、
このサンルーフパネル１自体が図のように上下方向に曲
率をもって湾曲しているため、フランジ部２の各部にお
ける曲げ方向は、図中１１１の矢印で示すようにサンル
ーフパネル１の曲率中心方向に向けられることになる。
この曲率が大きいほど、フランジ部２の下端部２”にお
ける上記矢印１１１が密集することがわかる。すなわ
ち、フランジ部２の下端部に行くほど矢印１１０で示す
方向へと圧縮された状態でフランジ部２が形成される。

【０００９】これは、フランジ形成前の時点での、フラ
ンジ部２の下端部２”となる部分の距離がＰであったも
のが、この部分のフランジ形成後の時点での距離がＩと
なることによって、サンルーフパネル１が曲率を有する
ため線長差（Ｐ−Ｉ）が生じる。すなわち、フランジ面
が曲率を有するために、その上端部２’と下端部２”と
の線長はＰが長く、Ｉが短くなるというように異なって
くる。この線長差（Ｐ−Ｉ）の分だけフランジ部２の下
端部２”は圧縮成形されたことになる。そしてこの圧縮
成形により生じる図中矢印１１０で示す圧縮力は、フラ
ンジ部２の上端部２’から下端部２”に向かうにしたが
い強く生じてフランジ部２が形成される。このようなフ
ランジ部２を成形する場合を以下、縮みフランジ成形と
いう。

【００１０】このフランジ部２に、作用した圧縮力１１
０は、成形後、塑性変形により吸収された分を除いて図
１１の矢印１１２に示すような弾性回復力としてフラン
ジ部２の下端部２”において強く作用し、フランジ部２
の下方が図中矢印１１２方向へ膨張をする。すなわち、
図中矢印１１４に示すような、サンルーフパネル１が曲
率を有する形状から元の平板状のパネルに戻ろうとする
スプリングバック現象が生じる。この結果、図中矢印１
１６の方向へこのサンルーフパネル１全体が面下がりす
ることとなる。

【００１１】そこで本発明では、上記問題点に鑑み、曲
率のフランジを有するパネル状の被加工体を形成する際
に生じるスプリングバック現象を、この被加工体のフラ
ンジ面に新たな線長を設けることで解消し、パネル状の
被加工体の面下がりを防ぎ、さらには、この新たに形成
する線長を調整することで、パネル状の被加工体に面上
がり方向への効果をももたせることを可能とすることを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明の要旨とするところは、請求項１記載の発明曲
率のフランジを有するパネル状の被加工体の成形にあっ
ては、曲げ方向に対して曲率形状を有するパネル状の被
加工体の端部または前記被加工体に開口部を設けた端部
に、曲げ部を施して形成される曲率のフランジ面を有す
る被加工体であって、この被加工体のフランジ面に、凹
凸部を形成する。また、請求項２記載の発明に係る曲率
のフランジを有するパネル状の被加工体の成形型にあっ
ては、曲げ方向に対して曲率形状を有するパネル状の被
加工体の端部または前記被加工体に開口部を設けた端部
に、曲げ部を成形する成形型において、前記被加工体の
曲げ部を形成する前記成形型における加工部のの加工面
に、凹凸部を設けるものである。

【００１３】

【作用】本発明における曲率のフランジ面を有する被加
工体の成形において、フランジ面に凹凸部を形成するこ
とで、従来のように曲げ部に圧縮力を内含した状態で成
形されていたものが、この凹凸部により上記圧縮力を吸
収することができる。すなわち、従来では曲率形状を有
するフランジ面の下端部では、その曲率のため、当初の
線長Ｐが、その曲率中心方向での線長Ｉに縮められて成
形される。この時生じる線長差（Ｐ−Ｉ）の分をフラン
ジ面上の凹凸部の形成に使用することで、フランジ面の
下端部の線長をＩの線長からＰの線長とすることができ
る。

【００１４】また、上記の凹凸部の形成では、フランジ
の面と平行でない凹凸部の部分の総和が線長差（Ｐ−
Ｉ）と一致している。このため、圧縮力は０となり、し
たがってパネルの面下がりの要因となる弾性回復力も生
じない。

【００１５】さらに、線長ＰとＩが一致しているときの
凹凸部の数よりもその数を増加させると、その増加した
凹凸部の形成分だけフランジ面の下端部では本来の線長
Ｐよりも長くすることができる。このように凹凸部の数
や大きさを設定することで、フランジ面の下端部での線
長を自由に調整することができる。

【００１６】このようにした場合の作用を図４により説
明すると、図中の矢印４１に示すように凹凸部の方向に
引張り応力が生じる。このために、図中矢印４２で示さ
れるようなパネル状の被加工体側面での応力が生じるこ
ととなり、その結果、図中矢印４３で示されるようなパ
ネル状の被加工体表面での面上がり応力として作用する
ようになる。したがってこれが面下がり要因の緩和とし
て大きな作用をもたらす。このように設定して曲げ部、
すなわちフランジ部の成形を行うことを以下、伸びフラ
ンジ成形という。

【００１７】以上のように曲率を有するパネル状の被加
工体にフランジ面２を成形する場合に生じていた縮みフ
ランジ成形を、本発明のように被加工体のフランジ部に
凹凸部を形成することによって、伸びフランジ成形とす
ることができ、パネル状の被加工体の面下がり要因を取
り除き、さらにパネル状の被加工体の面上がりを生じる
ような面上がり応力を作用させることもできる。

【００１８】また、請求項２記載の発明に係る曲率のフ
ランジを有する被加工体の成形型にあっては、図２に示
すような曲げ部を成形する成形型の加工面に凹凸部を設
けたので、曲げ形成によって被加工体の曲げ部の面が、
この曲げ加工部に沿ってしごき成形されると、速やかに
被加工体のフランジ面に凹凸部が形成される。

【００１９】

【実施例１】以下に本発明の実施例とその機構について
図１〜図７について説明する。図１は、本発明によりフ
ランジ部２に、凸部３を形成したサンルーフパネル１を
表す図である。このサンルーフパネル１のフランジ部２
に凸部３を形成するために、凸部３を含むI−I断面図で
の加工型および抜曲げ刃とからなる加工装置を図２に示
す。ここに示される装置は従来のサンル−フパネル１を
形成するために、図１０に示した装置と基本的な作動は
同じものである。すなわち上型２４と下型２６との間に
ルーフパネルを挟み込み曲率形状を形成する。その状態
で抜曲げ刃２５によりサンルーフパネル１の開口部４を
形成するために、抜曲げ刃２５を下降させてサンル−フ
パネル１を抜き刃２１で抜き加工する。そして、さらな
る抜曲げ刃２５の下降によってこの抜き加工した部分か
ら下型２６のフランジ曲げ部２７を形成する曲げ加工部
２３により曲げ形成され、上記の抜き刃２１で抜き加工
された部分のパネルから、このフランジ曲げ部２７によ
り曲げ加工されるまでのパネルの部分がフランジ部２と
して形成され、これは抜曲げ刃２５の抜き加工後の下降
とともにこの抜曲げ刃２５と曲げ加工部２３によりしご
きを受けながら曲げ形成される。

【００２０】このとき、フランジ部２を形成する下型２
６の曲げ加工部２３で示される加工部２０にフランジ部
２に凸部３を形成するための凸部Ｂが設けられており、
また、抜曲げ刃２２のその対向した加工部２０にこの凸
部Ｂに応じた凹部Ａが設けてあるので、サンルーフパネ
ル１のフランジ部２に凸部３が形成される。また逆に、
サンルーフパネル１に抜き加工を施した後に寄曲加工
（図示しない）を用いる場合には、フランジ部２を形成
する下型２６の曲げ加工部２３の箇所に、フランジ部２
に凹部を形成するための凹部を設けておき、また、抜曲
げ刃２５のその対向した部分にこの凹部に対応する凸部
を設けておくことによって、サンルーフパネル１のフラ
ンジ部に凹部を形成することができる。また、サンルー
フパネル１のフランジ部２に凹凸部を形成する際には、
下型２６の曲げ加工部２３の箇所に凹部および凸部を形
成し、抜曲げ刃２５のその対向した部分が前記凹部およ
び凸部に対応する凸部および凹部を設けておくことによ
ってサンルーフパネル１のフランジ部２に凹部および凸
部を形成することができる。

【００２１】さらに、フランジ部２を形成する下型２６
の曲げ加工部２３の箇所には特に凸部Ｂを設けず、その
対向する位置の抜曲げ刃２５の部分に凹部を設けておく
ことによっても、フランジ部２に凸部を形成することが
できる。

【００２２】次に図３にサンルーフパネル１のフランジ
部２に形成された凸部３の拡大図を示した。サンルーフ
パネル１に形成されたフランジ部２の曲率中心方向（図
中、矢印３０方向）の下端部２”、つまり圧縮縮み力が
強く発生する部分では、フランジ部２の表面から高く凸
部３を形成し、フランジ部２における上端部２’の方向
に行くにしたがい圧縮縮み力が弱くなるので、凸部３の
形成を低く設定している。

【００２３】ここで、形成されたフランジ部２の曲率中
心方向の下端部２”、つまり圧縮縮み力が強く発生する
部分では、図に示すように一つの凸部３を形成すること
によって本来の線長ｉから線長ｐ（ｐ＞ｉ）となるた
め、線長がその差（ｐ−ｉ）だけ増える。したがって、
フランジ部２に凸部３を形成して本発明を実施する際に
は、上端部２’の線長Ｐと下端部２”の線長Ｉとで調整
が必要な線長差を考慮し、一つの凸部３によって生じる
増加分の線長差（ｐ−ｉ）により割り出して、その数の
分だけ凸部３を形成する。

【００２４】次に本発明実施例による作用を説明する。
上記のようにして形成されたサンルーフパネル１のフラ
ンジ部２によって生じる線長差を凸部３の形成に使用す
ることで、フランジ部２の成型後に生じていた圧縮縮み
力を解消、または、さらに引張り応力として作用させる
ことができる。

【００２５】すなわち、パネルのフランジ部２を形成す
ることで曲率中心方向の下端部２”がフランジ部２の成
形によってＰからＩ（Ｐ＞Ｉ）となるときには、（Ｐ−
Ｉ）の線長差の分をフランジ部２の凸部３の形成に過不
足なくすることで、従来の如く余分な線長差（Ｐ−Ｉ）
をフランジ部２内に圧縮してフランジ部２の面内に圧縮
縮み力を生じさせることがない。

【００２６】さらに図４のごとく、このフランジ部２の
面上に形成される凸部３に使用する線長差の分を実際の
フランジ部２の形成による下端部２”における線長差
（Ｐ−Ｉ）よりも多く設定すると、フランジ部２の成形
の際には逆に線長差（Ｐ−Ｉ）以上の線長のパネル量を
凸部３の形成に使用することになる。よって、フランジ
部２内には引張りの力が発生し、したがってフランジ面
内に引張り力を内含させるような伸びフランジ成形をお
こなうことができるようになる。

【００２７】ここで、本実施例におけるその他の作用効
果を、図５〜図７において説明する。まず、サンルーフ
パネル１のフランジ部２に形成した開口部４の周りに、
リーンフォースルーフパネル（Ｒ／Ｆ）を溶接固着させ
る場合を説明する。図５にこのリーンフォースルーフパ
ネル（Ｒ／Ｆ）をサンルーフパネル１の開口部４周りに
溶接固着している状態を示す。図中、Ｃ視による断面図
を図６に示す。ここでは、凸部３とリーンフォースルー
フパネル（Ｒ／Ｆ）を溶接ガン６０によって溶接固着し
ている状態を表している。このように、サンルーフパネ
ル１の開口部４のフランジ部２が、その凸部３によって
その形状が規則正しく一定の状態で形成されているため
に、このフランジ部２と溶接ガン６０によって溶接固着
されるリーンフォースルーフパネル（Ｒ／Ｆ）との形状
を溶接前に揃えることが可能となり、溶接面６１の縮み
による不整な波によって隙間を生じるようなことが無
い。したがって、これらを溶接する際には、この溶接部
分の形状の部分を確実に溶接ガン６０により溶接固着す
ることができ、溶接面の隙間による溶接できないという
発生を防止することができる。

【００２８】また、図５におけるＤ視を表す図として、
サンルーフパネル１の開口部４のフランジ部２と、リー
ンフォースルーフパネル（Ｒ／Ｆ）との溶接接合部の断
面図を図７に示している。ここでは、サンルーフパネル
１のフランジ部２とリーンフォースルーフパネル（Ｒ／
Ｆ）との溶接部分に、上記フランジ部２の凸部３の部分
に塗装シーラー７０を塗布して凸部３の先端エッジ部７
１の露出を防ぐようにしてある。このように、凸部３の
先端エッジ部７１が図面ｔで示されるように一定の形状
と間隔をもってフランジ部２から突出している場合に
は、この突出量を塗装シーラー７０が被覆可能な凸部３
の量としておけば、完全に全てのフランジ部２のフラン
ジ面上の塗装シーラー７０の被覆が行え、したがってそ
の部分から錆が生じる等の不具合は生じなくなるという
効果を奏する。

【００２９】さらに、このフランジ部２に形成する凸部
３の大きさや高さ、幅等の形状、位置や数、あるいは凸
部間のピッチ等の要素をコントロールすることで、その
正規の曲率を調整しながらサンルーフパネル１の形成が
でき、またこれは通常、車種毎のサンルーフパネル１の
開口部４のフランジ長およびサンルーフパネル１の曲率
が異なるものに対しても、これらの凸部３の大きさや高
さ、幅等の形状、位置や数、あるいは凸部間のピッチ等
の要素をコントロールによって全ての車種に対応するこ
とが可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明における曲率のフランジを有する
パネルおよび被加工体の開口部を形成する成形型では、
そのパネル曲率のために、曲げ部の成形にあたり、曲げ
部に縮みフランジ成形をしいられていたものを、本発明
の曲げ部に凹凸部を形成し、縮みによる線長差の分のパ
ネル量をその凹凸部の形成に充てたので、曲げ部面内で
の圧縮縮み力は解消され、このためこの曲げ部内での圧
縮縮み力の作用によって生じていた曲率をもつパネルの
面下がり要因が無くなり、面下がり率が大幅に低下し、
さらにはこれら凹凸部の形成により上記パネル状の被加
工体の面上がりをも誘因可能となるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるサンル−フパネルの開口部に形
成した曲げ部（フランジ部）を示す斜視図である。

【図２】本発明に関するサンル−フパネルの開口部と曲
げ部（フランジ部）を形成する成形型の一部断面図であ
る。

【図３】本発明におけるフランジ部に形成した凹凸部の
一実施例を示す拡大図である。

【図４】本発明に関するサンル−フパネル全体の力の作
用を表すサンル−フパネルの平面図またはフランジ部の
正面図である。

【図５】本発明におけるサンルーフパネルにリーンフォ
ースルーフパネルを溶接固着する状態を示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＣ視による断面図である。

【図７】図５のＤ−Ｄ線に沿う側方断面図である。

【図８】従来技術おけるサンル−フパネル開口部に形成
した曲げ部（フランジ部）を示す斜視図である。

【図９】従来技術に関するサンルーフパネルの開口部と
曲げ部（フランジ部）を形成する加工型の一部断面図で
ある。

【図１０】曲率を有するパネル端部にフランジ部を形成
する場合の状態を説明する斜視図である。

【図１１】従来技術に関するサンル−フパネル全体の力
の作用を表すサンル−フパネルの平面図またはフランジ
部の正面図である。

【符号の説明】

１・・・サンル−フパネル（被加工体） ２・・・曲げ部（フランジ部） ３・・・凸部 ４・・・開口部 ２０・・・加工部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｄ 53/86 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ方向に対して曲率形状を有するパネ
   ル状の被加工体の端部または前記被加工体に開口部を設
   けた端部に、曲げ部を施して形成される曲率のフランジ
   面を有する被加工体であって、 この被加工体のフランジ面に、凹凸部を形成したことを
   特徴とする曲率のフランジを有する被加工体。
2. 【請求項２】 曲げ方向に対して曲率形状を有するパネ
   ル状の被加工体の端部または前記被加工体に開口部を設
   けた端部に、曲げ部を形成する成形型において、 前記被加工体の曲げ部を形成する前記成形型における加
   工部の加工面に、凹凸部を設けたことを特徴とした曲率
   のフランジを有する被加工体の成形型。