JPH11123469A - フランジ成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】母材パネルＷを縮みフランジ変形させてフラン
ジ部を成形するときのしわの発生を防止する。 【解決手段】フランジ成形部Ｗ1 を除く母材パネルを案
内ブロック１の載置面１ａ上に略水平に支持し、パッド
５により上方から押圧して保持するとともに、フランジ
成形部の先端側を、ダイ２に形成された孔部２ｂから成
形パンチ８側に突出する保持部材１６と成形パンチとの
間で保持して、フランジ成形部に張力を加えながら成形
する。保持部材を成形パンチ側に付勢するガスシリンダ
１７の弾性力を、フランジ成形部の先端側が成形に伴い
母材パネル側に流れていって成形完了直前に抜けるよう
に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のフ
ロントフェンダ等のプレス部品におけるフランジ部を成
形するフランジ成形方法及びその装置に関し、特に、上
記フランジ部におけるしわの発生を防止するための技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のフランジ成形方法と
して、例えば、特開平８−３１８３１６号公報に開示さ
れるように、略製品形状に成形された母材パネルのフラ
ンジ部を、成形パンチとダイとにより加圧して成形する
方法が知られている。このような従来のフランジ成形方
法の一例を、図４に示すフランジ成形装置を参照して説
明すると、このフランジ成形装置は、例えば自動車のフ
ロントフェンダＦ（図５参照）のボンネットレインレー
ル部Ｆ1 を構成するフランジ部Ｗ1 を成形するもので、
同図は母材パネルＷにおけるフランジ部Ｗ1 の成形が完
了した状態を示しており、フランジ部Ｗ1 を除く母材パ
ネルＷが案内ブロック１の載置面１ａ上に略水平に載置
されて、パッド５により上方から押圧されて保持されて
いる。そして、フランジ部となる部分Ｗ1 は、昇降台４
の所定以上の下降移動に伴い押圧されて図の左側に水平
移動される成形パンチ８（移動型）と、上記案内ブロッ
ク１と、ダイ（固定型）２との間に挟み込まれて成形さ
れる。

【０００３】ところで、一般に、上述の如く成形された
フランジ部Ｗ1 で構成されるボンネットレインレール部
Ｆ1 においては、その外周側の長さ（車体内側の長さ）
が内周側の長さ（車体外側の長さ）よりも短いので、フ
ランジ部Ｗ1 は成形過程で縮みフランジ変形することに
なり、しわが発生し易い。

【０００４】そこで、従来、ダイ２にビード２ｃを設け
てしわの発生を抑制したり、或いは、成形パンチ８とダ
イ２との間のクリアランスをフランジ部Ｗ1 の板厚より
も小さめに設定することで、発生したしわを強制的に潰
したりすることが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
方法においては、フランジ部Ｗ1 に発生したしわを潰す
ために、金型にシムを挟む等して、成形パンチ８とダイ
２との間のクリアランスを調整するようにしており、こ
の調整に大変な手間と時間がかかるという不具合があ
る。

【０００６】そこで、ダイ２と成形パンチ８との間の最
適クリアランスを実験的に把握して、これを金型に織り
込むという方法が考えられる。すなわち、予め、しわの
大きさ（高さ、幅、形状、間隔等）を種々異ならせたサ
ンプルを用いて、しわの大きさとそれを潰すための最適
加圧力との関係（図７参照）を実験的に解析するととも
に、フランジ部Ｗ1 に上記最適加圧力が加わるような最
適クリアランスとの関係（図８参照）を求めておく。そ
して、図６に示すように、まず、プレス部品の製品形状
に基づいてしわの大きさを予想し（ステップＳ１）、続
いて、この大きさのしわを潰すために必要な最適加圧力
を求め（ステップＳ２）、さらに、この加圧力を加える
ために必要な最適クリアランスを求め（ステップＳ
３）、最後に、ダイ２と成形パンチ８との間のクリアラ
ンスが該最適クリアランスになるように金型に織り込
む、即ち金型寸法を修正する（ステップＳ４）のであ
る。

【０００７】このように、ダイ２と成形パンチ８との間
の最適クリアランスを予め金型に織り込むことで、現場
での面倒な調整作業が不要になるので、作業の容易性が
向上し、作業時間も短縮される上、フランジ部Ｗ1 のし
わを最小限のものとすることができると考えられる。

【０００８】しかしながら、成形過程で一度発生したし
わを完全に潰すことは極めて難かしいので、上述の方法
によっても成形後のフランジ部Ｗ1 にしわが残ることを
阻止できず、フランジ部Ｗ1 のしわにより製品の外観が
損なわれることを防止し得ない。

【０００９】特に、上述の如きフロントフェンダＦの場
合、ボンネットレール部Ｆ1 の部位にしわがあると、車
体側に対する取付け精度が悪くなってボンネットとの間
に段差ができてしまい、自動車の外観が甚だしく損なわ
れる。また、上記ボンネットレインレール部Ｆ1 のしわ
によって雨水の円滑な流れが妨げられ、排水性が低下す
るという不具合も生ずる。

【００１０】さらに、一度発生したしわを潰すために
は、ダイ２と成形パンチ７との間に、かなり大きな加圧
力を余分に加えなくてはならず、それらの寿命を縮める
虞れもある。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、フランジ成形方法及
び装置の構成に工夫を凝らし、成形過程でのフランジ部
の縮み変形を抑制することで、しわの発生を防止するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、フランジ部の成形過程で従
来までは解放状態としていた先端側を保持して、張力を
加えるようにした。

【００１３】具体的には、請求項１記載の発明では、母
材パネルを縮みフランジ変形させてフランジ部を成形す
るフランジ成形方法を対象とする。そして、上記フラン
ジ部となる部分を除く母材パネルを固定型に保持すると
ともに、上記固定型の側に相対移動する移動型と保持手
段との間でフランジ部となる部分の先端側を保持するこ
とで、フランジ部となる部分に張力を加えながら成形
し、遅くとも成形完了までに、上記移動型と保持手段と
による保持を終了する。

【００１４】この方法によれば、フランジ部を成形する
とき、該フランジ部となる部分を除く母材パネルを固定
型に保持するとともに、フランジ部となる部分の先端側
を保持手段により移動型との間で保持して、張力を加え
るようにしたので、フランジ部となる部分が成形過程で
縮み変形するのを抑制して、しわの発生を防止すること
ができる。このため、フランジ部のしわによりプレス部
品の外観が損なわれることがなくなり、また、フロント
フェンダのボンネットレール部の成形に適用した場合に
は、フロントフェンダの車体側に対する取付け精度の低
下と、ボンネットレール部の排水性の低下とを防止する
ことができる。

【００１５】さらに、一度発生したしわを潰すための余
分な加圧力が加わらないので、固定型や移動型の寿命を
縮める虞れがない。

【００１６】加えて、上記フランジ成形方法によれば、
保持手段と移動型とによる保持を、遅くとも成形完了ま
でに終了するので、成形完了後にフランジ部の先端側に
余肉部が残らない。このため、成形後に余肉部を切除す
るための工数増大や、余肉部の分の材料コストの増大を
招くこともない。

【００１７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明における保持手段は、フランジ部となる部分の先端
側を移動型との間で保持するように、該移動型側に弾性
力により付勢されている。このことで、フランジ部とな
る部分の先端側は、保持手段と移動型との間で弾性力に
より保持されているので、成形に伴う母材パネル側への
流れによって板厚が薄くなっても、保持状態が維持され
る。

【００１８】請求項３記載の発明は、母材パネルを縮み
フランジ変形させてフランジ部を成形するフランジ成形
装置を前提とする。そして、上記フランジ部となる部分
を除く母材パネルを固定型に保持するパネル保持手段
と、上記固定型側に相対移動してフランジ部となる部分
を加圧成形する移動型と、上記固定型及び移動型による
成形開始から遅くとも成形完了までの間、フランジ部と
なる部分の先端側を上記移動型との間で弾性力により保
持する保持手段とを備えている構成とする。

【００１９】この構成のフランジ成形装置を用いれば、
請求項１記載の発明と同様にフランジ部におけるしわの
発生を防止することができるので、プレス部品の外観が
損なわれることがなく、また、車体側に対する取付け精
度の低下や排水性の低下等を防止することができる。さ
らに、ダイ２や成形パンチ７の寿命を縮める虞れがな
く、工数やコストの増大も招かない。

【００２０】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明における固定型は、フランジ部となる部分を除く母
材パネルを略水平に支持する載置面を有し、上記固定型
に対して昇降する昇降台と、該昇降台及び移動型の間に
設けられ、昇降台の下降移動に伴って移動型を固定型側
に移動させるカム機構とを備えている構成とする。

【００２１】この構成によれば、フランジ部となる部分
を除く母材パネルが、固定型の載置面上に略水平に支持
されるので、該母材パネルが大型であっても安定して支
持することができ、また、パネル保持手段により上方か
ら押圧すれば、固定型に容易に保持することができる。

【００２２】さらに、昇降台の下降移動に伴って移動型
を固定型側に移動させるカム機構を備えているので、固
定型と移動型とにより、フランジ部を母材パネルに対し
９０度以上の角度に曲げることが可能であり、種々の形
状のフランジに対応できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００２４】（フランジ成形装置）図１〜図３は、本発
明の実施形態に係るフランジ成形装置Ａを示し、このフ
ランジ成形装置Ａは、略製品形状にプレス成形された母
材パネルＷのフランジ部Ｗ1 を成形するものである。上
記母材パネルＷは、例えば自動車のフロントフェンダＦ
（図５参照）として供されるものであり、フランジ部Ｗ
1 はボンネットレインレール部Ｆ1 を構成する。

【００２５】上記図１において、１は、フランジ成形部
Ｗ1 （フランジ部となる部分）を除く母材パネルＷを載
置面１ａ上に支持する案内ブロックであり、上記母材パ
ネルＷは、その裏面の形状と略一致する滑らかな曲面形
状の載置面１ａ上に略水平に支持されていて、フランジ
成形部Ｗ1 は、案内ブロック１の図の右側（以下右側と
いう）端から真直ぐに下方に延びた状態になっている。
このように、略水平に載置面１ａ上に支持することで、
母材パネルＷを安定して支持することができる。また、
２は、固定台３に配設されたダイであり、このダイ２
は、固定台３上に略水平に配置された基体部と、その図
の左側（以下左側という）上面から上方に真直ぐ突出し
た壁部とからなり、該壁部の右側面上方に、フランジ成
形部Ｗ1 に当接される当接面２ａが形成される一方、該
右側面の下方には、後述の保持手段１５が収容される円
形断面の孔部２ｂが、上記当接面２ａに略垂直に延びる
ように形成されている。上記案内ブロック１及びダイ２
により固定型が構成される。

【００２６】なお、上記ダイ２の当接面２ａには、フラ
ンジ成形部Ｗ1 におけるしわの発生を抑制するためのビ
ード２ｃが形成されている。

【００２７】また、４は、図示しない昇降装置により駆
動されて上下に昇降する昇降台であり、この昇降台４の
左側には、母材パネルＷの表面と略一致する形状の保持
面５ａを有するパッド５（パネル保持手段）が、昇降方
向に相対変位可能なようにコイルスプリング６等を介し
て配設されている。一方、上記昇降台４の右側には、下
方に突出するドライバカム部７が形成されており、該ド
ライバカム部７の底端側には、上下方向に対して略４５
度の角度で右側ほど下方に傾斜するカム面７ａが形成さ
れている。

【００２８】また、８は、固定台３上に略水平に固設さ
れたスライドプレート９の上面に、左右にスライド自在
に配設された成形パンチ（移動型）である。この成形パ
ンチ８は、上記スライドプレート９上に略水平に配置さ
れた基体部と、その右側上面から上方に真直ぐ突出した
壁部とからなり、上記基体部の左側面に、フランジ成形
部Ｗ1 に当接して加圧する当接面８ａが形成される一
方、上記壁部の上端側には、上記ドライバカム部７のカ
ム面７ａに略平行な傾斜面が形成され、該傾斜面上にプ
レート８ｂが固設されていて、このプレート８ｂに成形
カム８のカム面８ｃが形成されている。

【００２９】上記成形パンチ８は、例えばコイルスプリ
ング等の付勢手段１０により右側に付勢され、スライド
プレート９の右側端部で、固定台３に固設された当接部
材１１に当接して、ダイ２から最も離れた待機位置に位
置付けられるようになっていて、この待機位置では、カ
ム面８ａの上端側が上記ドライバカム部７のカム面７ａ
の下端側に対向するように位置付けられている。

【００３０】すなわち、昇降台４が所定量だけ下降する
と、ドライバカム部７のカム面７ａと成形パンチ８のカ
ム面８ｃとが当接し、その後、昇降台４のさらなる下降
に伴い、上記成形パンチ８が、ドライバカム部７のカム
面７ａに沿ってスライドプレート９上を左側に移動され
て、案内ブロック１及びダイ２と協働して母材パネルＷ
のフランジ成形部Ｗ1 を成形するようになっている。

【００３１】そして、本発明の特徴部分として、上記フ
ランジ成形装置Ａには、フランジ成形部Ｗ1 を成形する
ときにその先端側を上記成形パンチ８と保持部材１６と
の間で保持する保持手段１５が設けられている。

【００３２】すなわち、上記保持手段１５は、ダイ２の
孔部２ｂに出没可能に設けられた円筒状の保持部材１６
を有し、この保持部材１６が孔部２ｂ内に収容されたガ
スシリンダ１７の弾性力により、該孔部２ｂから突出す
る向き（右向き）に付勢されていて、ガスシリンダ１７
のストローク一杯まで孔部２ｂから突出して、先端の保
持面１６ａが、案内ブロック１の右端部と上下に揃うよ
うに位置付けられる突出状態と、上記保持面１６ａがダ
イ２の当接面２ａに略面一になる没入状態との間でスト
ロークするようになっている。

【００３３】このように、フランジ成形部Ｗ1 の先端側
を、保持部材１６と成形パンチ８との間で弾性力により
保持することで、上記フランジ成形部Ｗ1 の板厚が成形
に伴い薄くなっても、保持状態を維持して張力を作用さ
せることができる。また、上記ガスシリンダ１７の弾性
力は、保持部材１６の保持端面１６ａと成形パンチ８の
当接面８ｃとの間に保持されているフランジ成形部Ｗ1
の先端側が、成形に伴い母材パネルＷ側に流れていっ
て、加工完了直前に抜け出るような値に設定されてい
る。

【００３４】（フランジ成形方法）次に、上記実施形態
に係るフランジ成形装置Ａを用いてフランジ成形部Ｗ1
を成形するときの手順を説明する。

【００３５】まず、図１に示すように、案内ブロック１
の載置面１ａ上にフランジ成形部Ｗ1 を除く母材パネル
Ｗを載置した状態で、昇降台４を下降させると、該昇降
台４が所定量だけ下降したところで、昇降台４と共に下
降するパッド５の底面５ａが母材パネルＷの上面に当接
して、該母材パネルＷを案内ブロック１と共に保持する
ようになる。これと略同時に、ドライバカム部７のカム
面７ａが、成形パンチ８のカム面８ｃに当接する。

【００３６】続いて、上記昇降台４が上記所定量を越え
てさらに下降すると、その下降に伴い、成形パンチ８が
ドライバカム部７のカム面７ａに沿って左側に移動さ
れ、図２に示すように、成形パンチ８の当接面８ａが母
材パネルＷのフランジ成形部Ｗ1 に当接する。また、略
同時に、該当接面８ａと突出状態になっている保持部材
１６の保持面１６ａとの間でフランジ成形部Ｗ1 の先端
側が保持される。一方、パッド５が昇降台４に対し上方
に相対変位してコイルスプリング６が圧縮されること
で、母材パネルＷは案内ブロック１とパッド５との間で
押圧されて、確実に保持される。

【００３７】続いて、上記昇降台４がさらに下降する
と、その下降に伴い、成形パンチ８がさらに左側に移動
され、案内ブロック１及びダイ２の間でフランジ成形部
Ｗ1 を挟み込んで成形する。このとき、フランジ成形部
Ｗ1 の先端側が保持部材１６と成形パンチ８との間で保
持され、上記フランジ成形部Ｗ1 には張力が作用する状
態になって、しわの発生が防止される。また、フランジ
成形部Ｗ1 は、成形に伴い徐々に母材パネルＷ側に流れ
る。

【００３８】そして、昇降台４が設定量だけ下降して停
止すると、成形パンチ８の移動も終了してフランジ成形
部Ｗ1 の成形が完了する。このとき、上記成形パンチ８
の当接面８ａとダイ２の当接面２ａとの間のクリアラン
スは、フランジ成形部Ｗ1 の板厚に略等しくなってい
る。また、フランジ成形部Ｗ1 の先端側は、成形完了の
直前に保持部材１６の保持面１６ａと成形パンチ８の当
接面８ａとの間から抜けて、該当接面８ａとダイ２の当
接面２ａとの間で加圧成形される。

【００３９】したがって、この実施形態では、フランジ
成形部Ｗ1 を成形するとき、該フランジ成形部Ｗ1 を除
く母材パネルＷを案内ブロック１及びパッド５により保
持するとともに、フランジ成形部Ｗ1 の先端側を保持部
材１６により成形パンチ８との間で保持することで、成
形過程のフランジ成形部Ｗ1 に張力を加えてその縮み変
形を抑制することができ、これにより、しわの発生を防
止することができる。よって、フランジ部Ｗ1 のしわに
より母材パネルＷの外観が損なわれることがなくなる。

【００４０】また、自動車のフロントフェンダＦのボン
ネットレール部Ｆ1 を構成するフランジ部Ｗ1 におけ
る、しわの発生を防止することができるので、フロント
フェンダＦの車体側に対する取付け精度の低下と、ボン
ネットレール部Ｆ1 の排水性の低下とを防止することが
できる。

【００４１】さらに、フランジ成形部Ｗ1 の成形過程に
おけるしわの発生を防止することができるので、一度発
生したしわを潰すための余分な加圧力を加える必要がな
くなり、ダイ２や成形パンチ８の寿命を縮める虞れがな
い。

【００４２】加えて、フランジ成形部Ｗ1 の先端側は、
成形完了直前に保持部材１６と成形パンチ８との間から
抜けて、ダイ２と成形パンチ８とにより加圧成形される
ので、成形完了後にフランジ成形部Ｗ1 の先端側に余肉
部が残らない。このため、成形後に余肉部を切除するた
めの工数増大や、余肉部の分の材料コストの増大を防止
することができる。

【００４３】（他の実施形態）なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
母材パネルＷを、自動車のフロントフェンダＦに供する
ものとしているが、これに限らず、縮みフランジ変形に
よりフランジ成形部を成形するような、種々の母材パネ
ルに適用することが可能である。

【００４４】また、上記実施形態では、母材パネルＷを
案内ブロック１の載置面１ａ上に略水平に支持するよう
にしているが、これに限らず、上記母材パネルＷを、例
えば鉛直面に沿って延びるように支持しても構わない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明におけるフランジ成形方法によれば、フランジ部を成
形するときに、その先端側を保持して張力を加えること
で、フランジ部となる部分の縮み変形を抑制してしわの
発生を防止することができ、これにより、プレス部品の
外観が損なわれることや、車体側への取付け精度の低下
等を防止することができる上、固定型や移動型の寿命を
縮める虞れもない。

【００４６】さらに、フランジ部となる部分の先端側の
保持を遅くとも成形完了までに終了することで、成形完
了後にフランジ部の先端側に余肉部が残らず、よって、
余肉部を切除する場合の工数やコストの増大を招くこと
がない。

【００４７】請求項２記載の発明では、保持部材と移動
型との間で、弾性力によりフランジ部となる部分の先端
側を保持することで、成形に伴い板厚が薄くなっても、
保持状態を維持して張力を加えることができる。

【００４８】請求項３記載の発明におけるフランジ成形
装置によれば、請求項１記載の発明と同様の作用効果が
得られる。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、母材パネル
を安定して支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るフランジ成形装置の構
成を示す断面図である。

【図２】成形パンチがフランジ成形部に当接した状態を
示す図１相当図である。

【図３】成形完了の状態を示す図１相当図である。

【図４】従来のフランジ成形装置に係る図３相当図であ
る。

【図５】母材パネルとしての自動車のフロントフェンダ
の構成を示す斜視図である。

【図６】フランジ成形部におけるしわの大きさと、この
しわを潰すために必要な最適加圧力との関係を示す説明
図である。

【図７】フランジ成形部のしわを潰すために必要な最適
加圧力と、この最適加圧力を発生させるために必要なダ
イ及び成形パンチの最適クリアランスとのの関係を示す
説明図である。

【図８】ダイ及び成形パンチの最適クリアランスを金型
に織り込む作業手順を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 案内ブロック（固定型） １ａ 載置面 ２ ダイ（固定型） ４ 昇降台 ５ パッド（パネル保持手段） ７ ドライバカム部（カム機構） ８ 成形パンチ（移動型） １５ 保持手段 Ｗ 母材パネル Ｗ1 フランジ成形部（フランジ部となる
部分）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材パネルを縮みフランジ変形させてフ
   ランジ部を成形するフランジ成形方法であって、 上記フランジ部となる部分を除く母材パネルを固定型に
   保持するとともに、上記固定型の側に相対移動する移動
   型と保持手段との間でフランジ部となる部分の先端側を
   保持することで、フランジ部となる部分に張力を加えな
   がら成形し、 遅くとも成形完了までに、上記移動型と保持手段とによ
   る保持を終了することを特徴とするフランジ成形方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、保持手段は、フラン
   ジ部となる部分の先端側を移動型との間で保持するよう
   に、該移動型側に弾性力により付勢されていることを特
   徴とするフランジ成形方法。
3. 【請求項３】 母材パネルを縮みフランジ変形させてフ
   ランジ部を成形するフランジ成形装置であって、 上記フランジ部となる部分を除く母材パネルを固定型に
   保持するパネル保持手段と、 上記固定型側に相対移動してフランジ部となる部分を加
   圧成形する移動型と、 上記固定型及び移動型による成形開始から遅くとも成形
   完了までの間、フランジ部となる部分の先端側を上記移
   動型との間で弾性力により保持する保持手段とを備えて
   いることを特徴とするフランジ成形装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 固定型は、フランジ部となる部分を除く母材パネルを略
   水平に支持する載置面を有し、 上記固定型に対して昇降する昇降台と、 上記昇降台及び移動型の間に設けられ、昇降台の下降移
   動に伴って移動型を固定型側に移動させるカム機構とを
   備えていることを特徴とするフランジ成形装置。