KR20220044593A - 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법은, 펀치 (3) 와 다이 (5) 와 블랭크 홀더 (7) 를 사용하여, 금속 소판 (51) 을, 캐릭터 라인 (63) 과 패널면부 (65a 및 65b) 를 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 로 프레스 성형하는 것으로서, 패널면부 (65a) 를 성형하는 다이측 성형면부 (5b) 에, 펀치 (3) 측으로 돌출시킨 탄성체 (9) 를 형성하고, 탄성체 (9) 를 다이 (5) 에 선행하여 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하는 스텝과, 탄성체 (9) 를 눌러 찌부러뜨려 금속 소판 (51) 을 압압하면서 프레스 성형하는 스텝을 구비하고, 눌러 찌부러진 탄성체 (9) 와 금속 소판 (51) 의 마찰력이, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 의 양측에 발생하는 장력의 차의 절대값 이상이 되도록, 탄성체 (9) 를 다이측 성형면부 (5b) 로부터 돌출시키는 것이다.
Description
본 발명은, 캐릭터 라인 (character line) 이 형성된 자동차용 (automotive) 외판 패널 (outer panel) 을 프레스 성형하는 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 (press forming) 방법 및 프레스 성형 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명에 있어서, 금속 소판 (metal sheet) 이란, 열연 강판 (hot-rolled sheet), 냉연 강판 (cold-rolled sheet), 혹은 강판에 표면 처리 (surface treatment) (전기 아연 도금 (electro galvanized), 용융 아연 도금 (hot-dip galvanized), 유기 피막 처리 (organic coating treatment) 등) 가 실시된 표면 처리 강판 (surface treated steel sheet) 을 비롯하여, 스테인리스강 (stainless steel), 알루미늄, 마그네슘 등, 각종 금속으로 구성되는 판 (sheet) 을 말한다.
자동차의 도어 아우터 (door outer), 프론트 펜더 (front fender) 혹은 리어 펜더 (rear fender) 등에 사용되는 자동차용 외판 패널은, 자동차의 디자인성 (designability) 및 인장 강성 (tension rigidity) 을 높이는 관점에서, 그 외표면에 캐릭터 라인이 부여되는 경우가 많다. 캐릭터 라인은, 통상, 프레스 금형의 펀치 (punch) 에 형성된 능선부 (ridgeline) 에 금속 소판 (블랭크 (blank)) 를 갖다 대어, 다이 (die) 의 곡선부 (valley line) 에서 협지함으로써 부여된다. 특히 최근에는, 자동차의 디자인성의 추가적인 향상을 도모하기 위하여, 샤프한 (즉 능선부의 곡률 (curvature) 이 큰 (곡률 반경 (curvature radius) 이 작은)) 캐릭터 라인을 부여하는 것이 요구되고 있다.
그런데, 이런 종류의 프레스 성형에서는, 성형 도중의 금속 소판에 발생하는 장력 (tension) 에 불균형이 생겼을 경우에 장력이 큰 방향으로 금속 소판이 미끄러져, 캐릭터 라인이 부여되어야 할 부위 이외의 부위에 펀치의 능선부가 접촉하여 선상 모양 (linear pattern) 이 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 선상 모양은, 도장 (coating) 후에도 잔류하여 외판 패널의 선 어긋남 불량 (skid line) 이라고 불리는 외관 불량으로 되어 있다. 이 선 어긋남 불량은, 단면 반경 (section radius) 이 작은 원호에 의해 능선부의 선단이 형성되어 있는 펀치를 사용하여, 샤프한 캐릭터 라인을 부여하기 위하여 프레스 성형을 실시하는 경우에 특히 현저해지므로, 자동차의 디자인성 향상의 저해 요인이 되고 있다.
이와 같은 선상 모양의 발생을 억제하여 캐릭터 라인을 부여하는 기술이 지금까지 몇 가지 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 다이스 (die) 와 블랭크 홀더 (blank holder) 에 의장 오목부의 성형 보조 단면 형상을 형성하여 블랭크의 둘레 가장자리를 협지함으로써 그 블랭크의 중앙부를 펀치의 성형면을 따르도록 미리 굽힘 변형시키고, 그 후에 펀치로 성형하여 의장면을 형성하는 프레스 성형하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2 에는, 캐릭터 라인을 성형하는 선상 볼록부가 형성된 프레스면에 흡인구가 형성되고, 그 흡인구로부터 기체 유로를 통하여 흡인하는 흡인 장치에 의해 금속판을 상기 프레스면에 흡착시켜 프레스 가공함으로써, 금속판 (metal sheet) 의 이동을 억제하여 선 어긋남을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3 에는, 펀치각 (punch angle) 과 쿠션 패드 (cushion pad) 에 의해 소재를 일차 성형 (primary press forming) 가공한 후, 펀치를 하강시키면서 드로잉 성형 (deep drawing) 및 장출 성형 (bulging) 을 실시함으로써, 상기 펀치각이 맞닿은 금속 소재의 부위에 발생하는 선 어긋남을 방지하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 4 에는, 능선부를 구비한 프레스 성형품을 제조할 때, 중간 형상 (pre-forming shape) 을 성형하는 제 1 프레스 성형 공정과, 그 중간 형상을 추가로 성형하는 제 2 프레스 성형 공정에 의해, 선 어긋남을 해소하여 고품질의 프레스 성형품을 얻는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 5 에는, 탄성체 (elastic body) 로 이루어지는 다이 패드 (die pad) 와 펀치의 선단부에서 블랭크에 캐릭터 라인을 성형하고, 그 성형된 캐릭터 라인을 상기 다이 패드와 상기 펀치로 구속한 채로 다이와 펀치로 캐릭터 라인 이외의 부위를 성형하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 6 에는, 캐릭터 라인을 성형하는 볼록 R 부를 갖는 하형 (lower tool of press forming) 에 판상의 워크 (blank) 를 가압하고, 그 워크가 상기 볼록 R 부에 달라붙은 (get attached) 이후에 그 볼록 R 부의 근방에 압압 (押壓) 패드를 워크에 맞닿게 하여, 워크의 미끄러짐을 억제하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1 ∼ 특허문헌 6 에 개시되어 있는 기술에는, 이하와 같은 과제가 있었다.
특허문헌 1 에 개시되어 있는 기술에서는, 성형 보조 단면 형상 (forming auxiliary cross-sectional shape) 을 형성한 다이스와 블랭크 홀더에 의한 변형은 펀치에 의한 구속이 없고, 의장 오목부에 대응하는 블랭크 양단부밖에 구속할 수 없기 때문에, 당해 굽힘 변형은 직선 형상으로 제한되어 있었다. 특허문헌 2 에 개시되어 있는 기술에서는, 통상적인 프레스 성형에서는 사용되지 않는 흡인 장치가 필요하고, 또, 흡인구의 형상이 성형품 표면에 전사될 염려가 있었다. 특허문헌 3 에 개시되어 있는 기술에서는, 성형 도중에 부분적으로 최종 제품 형상을 성형하기 때문에, 성형 미완료 부위와의 사이에 면 변형 (surface distortion) 이 생길 염려가 있었다.
특허문헌 4 에 개시되어 있는 기술에서는, 중간 형상을 성형하는 금형 (tool of press forming) 과 목표 형상을 성형하는 금형이 상이하여, 금형 교환 등의 공정수가 증가하고 있었다. 특허문헌 5 에 개시되어 있는 기술에서는, 캐릭터 라인을 탄성체로 성형하기 때문에, 복수의 캐릭터 라인이 근접하는 경우, 그 캐릭터 라인을 목표로 하는 형상대로 성형할 수 없을 염려가 있었다. 특허문헌 6 에 개시되어 있는 기술에서는, 표면의 조형이 복잡한 경우, 압압 패드를 워크에 맞닿게 하는 적절한 타이밍을 설정할 수 없어, 압압 패드에 의해 워크에 접촉흔 (fold) 이 발생할 염려가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 프레스 성형의 공정수를 증가시키지 않고 선 어긋남을 방지하여, 목표로 하는 캐릭터 라인을 형성하는 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법은, 펀치와, 그 펀치에 대향하는 다이와, 그 다이의 단부에 대향하는 블랭크 홀더를 사용하여, 금속 소판을, 캐릭터 라인과 그 양측에 연속되는 패널면부를 갖는 자동차용 외판 패널로 프레스 성형하는 것으로서, 상기 다이는, 상기 금속 소판에 있어서의 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위로부터 멀어진 위치를 당해 부위를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록, 그 다이측 성형면부보다 상기 펀치측으로 돌출되고, 또한, 상기 금속 소판에 맞닿는 맞닿음면부가 상기 다이측 성형면부와 면일 (面一) 이 될 때까지 수축 가능하게 지지된 탄성체를 갖고, 상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 상기 금속 소판의 양단부를 협지한 상태에서 상기 다이를 상기 펀치측으로 상대 이동시켜, 상기 금속 소판에 있어서의 상기 펀치의 맞닿은 부위가 소성 변형되기 전에 상기 탄성체의 맞닿음면부를 상기 금속 소판에 맞닿게 하는 탄성체 맞닿음 스텝과, 상기 탄성체의 맞닿음면부에서 상기 금속 소판을 압압하여 그 탄성체를 수축시키면서, 상기 다이를 상기 펀치측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시키는 프레스 성형 스텝을 포함하고, 상기 탄성체에 있어서의 상기 다이측 성형면부로부터의 돌출량은, 상기 프레스 성형 스텝에 있어서 상기 금속 소판을 압압하는 상기 탄성체의 하중과 그 탄성체 및 상기 금속 소판의 마찰 계수 (friction coefficient) 의 곱으로 부여되는 마찰력이, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차의 절대값 이상이 되도록 설정된다.
(2) 상기 (1) 에 기재된 것에 있어서, 상기 탄성체는, 그 탄성체를 상기 펀치측에 가압하여 상기 금속 소판을 압압 가능한 가동체 (movable device) 를 개재하여 상기 다이측에 지지된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 것에 있어서, 상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 작은 측의 부위를 압압한다.
(4) 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 것에 있어서, 상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 큰 측의 부위를 압압한다.
(5) 본 발명에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치는, 펀치와, 그 펀치에 대향하는 다이와, 그 다이의 단부에 대향하는 블랭크 홀더를 구비하고, 금속 소판을, 캐릭터 라인과 그 양측에 연속되는 패널면부를 갖는 자동차용 외판 패널로 프레스 성형하는 것으로서, 상기 다이는, 상기 양측의 패널면부를 각각 성형하는 다이측 성형면부를 갖고, 그 다이측 성형면부 중 어느 일방에는, 상기 금속 소판에 있어서의 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위로부터 멀어진 위치를 당해 부위를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록, 그 다이측 성형면부보다 상기 펀치측으로 돌출되고, 또한, 상기 금속 소판에 맞닿는 맞닿음면부가 상기 다이측 성형면부와 면일이 될 때까지 수축 가능하게 지지된 탄성체를 갖고, 상기 탄성체에 있어서의 상기 다이측 성형면부로부터의 돌출량은, 상기 프레스 성형 과정에 있어서, 상기 금속 소판을 압압하는 상기 탄성체의 하중 (load) 과 그 탄성체 및 상기 금속 소판의 마찰 계수의 곱으로 부여되는 마찰력이, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차의 절대값 이상이 되도록 설정된다.
(6) 상기 (5) 에 기재된 것에 있어서, 상기 탄성체는, 그 탄성체를 상기 펀치측에 가압하여 상기 금속 소판을 압압 가능한 가동체를 개재하여 상기 다이측에 지지된다.
(7) 상기 (5) 또는 (6) 에 기재된 것에 있어서, 상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 작은 측의 부위를 압압하도록 상기 다이에 형성된다.
(8) 상기 (5) 또는 (6) 에 기재된 것에 있어서, 상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 큰 측의 부위를 압압하도록 상기 다이에 형성된다.
본 발명에 의하면, 상기 탄성체를 다이측 성형면부로부터 돌출시켜 상기 금속 소판에 맞닿게 하여 압압하면서 프레스 성형함으로써, 금속 소판에 있어서의 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력차에 비해, 다이측 성형면부에 돌출시켜 눌러 찌부러진 탄성체 및 금속 소판의 마찰력 (frictional force) 을 크게 할 수 있어, 상기 장력의 차에 의해 발생하는 선 어긋남을 방지하여 캐릭터 라인이 형성된 자동차용 외판을 프레스 성형할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치를 설명하는 도면이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법을 설명하는 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법에 있어서, 눌러 찌부러진 탄성체에 의해 금속 소판을 압압하는 하중 P 와, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판에 발생하는 장력 F1 및 F2 를 설명하는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법의 다른 양태를 설명하는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치를 설명하는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법을 설명하는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법의 다른 양태를 설명하는 도면이다.
도 8 은, 종래의 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법과, 프레스 성형 과정에 있어서 발생하는 선 어긋남을 설명하는 도면이다.
도 9 는, 실시예에 있어서, 프레스 성형 해석에 의해 구해진 외판 패널의 단면 형상의 결과를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 실시예에 있어서, 프레스 성형 해석에 의해 구해진 외판 패널의 면 변형의 평가값 Δs 의 결과를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법을 설명하는 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법에 있어서, 눌러 찌부러진 탄성체에 의해 금속 소판을 압압하는 하중 P 와, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판에 발생하는 장력 F1 및 F2 를 설명하는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법의 다른 양태를 설명하는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치를 설명하는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법을 설명하는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법의 다른 양태를 설명하는 도면이다.
도 8 은, 종래의 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치 및 프레스 성형 방법과, 프레스 성형 과정에 있어서 발생하는 선 어긋남을 설명하는 도면이다.
도 9 는, 실시예에 있어서, 프레스 성형 해석에 의해 구해진 외판 패널의 단면 형상의 결과를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 실시예에 있어서, 프레스 성형 해석에 의해 구해진 외판 패널의 면 변형의 평가값 Δs 의 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시형태 1 및 2 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치를 설명하기에 앞서, 캐릭터 라인을 갖는 자동차용 외판 패널의 프레스 성형에 있어서 발생하는 선 어긋남에 대해 설명한다.
<선 어긋남이 발생하는 이유>
본 발명에서 대상으로 하는 자동차용 외판 패널 (61) 은, 예를 들어 도 8 에 나타내는 바와 같이, 지면 표리 방향으로 연장되는 능선부 (43a) 를 갖는 펀치 (43) 와, 지면 표리 방향으로 연장되는 곡선부 (45a) 를 갖는 다이 (45) 와, 다이 (45) 의 양단부에 대향하는 블랭크 홀더 (47) 를 구비한 프레스 성형 장치 (41) 를 사용하여, 이하와 같이 드로잉 성형된다.
먼저, 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 금속 소판 (51) 의 단부 (51a) 및 단부 (51b) 각각을 다이 (45) 와 블랭크 홀더 (47) 로 협지한다. 그리고, 그 협지한 상태인 채로, 도 8(b) ∼ (d) 에 나타내는 바와 같이, 다이 (45) 를 펀치 (43) 측으로 성형 하사점까지 상대 이동시키고, 펀치 (43) 의 능선부 (43a) 와 다이 (45) 의 곡선부 (45a) 로 캐릭터 라인 (63) 을 형성하는 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형한다.
이 프레스 성형 과정에 있어서 다이 (45) 를 펀치 (43) 측으로 상대 이동시키면, 먼저, 펀치 (43) 의 능선부 (43a) 가 금속 소판 (51) 에 맞닿아, 금속 소판 (51) 에 초기 굽힘 (initial bending) 이 발생한다 (도 8(b)). 그리고, 다이 (45) 와 펀치 (43) 에 의해 드로잉 성형이 진행되는 과정에 있어서, 금속 소판 (51) 에는 초기 굽힘 자국 (initial bending fold) 으로부터 블랭크 홀더 (47) 로 협지되는 단부 (51a 및 51b) 의 각각을 향하는 방향으로 장력이 발생한다 (도 8(b), (c)).
이와 같은 금속 소판 (51) 에 발생하는 장력은, 초기 굽힘 자국으로부터 단부 (51a) 및 단부 (51b) 까지의 각각의 거리나 프레스 성형 방향에 대한 패널면부 (65a) 및 패널면부 (65b) (도 8(d)) 의 각도 등의 차이에 따라, 초기 굽힘 자국을 경계로 하여 차가 발생한다.
예를 들어 도 8 에 나타내는 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형과 같이, 단부 (51a) 와 단부 (51b) 의 성형 깊이 (forming depth) 가 거의 동일하고 프레스 성형 방향에 대한 초기 굽힘 자국으로부터 단부 (51b) 측의 각도 θb 가 단부 (51a) 측의 각도 θa 에 비해 작은 경우, 단부 (51a) 측에 발생하는 장력에 비해 단부 (51b) 측에 발생하는 장력쪽이 커진다 (도 8(b)).
그리고, 상기와 같이 금속 소판 (51) 에 장력차가 발생하면, 금속 소판 (51) 에 대해서는 장력이 작은 측으로부터 큰 측으로의 미끄러짐이 발생하여, 초기 굽힘 자국은 장력이 큰 단부 (51b) 측으로 어긋난다 (slide) (도 8(c)). 그리고, 초기 굽힘 자국은, 성형 하사점에 있어서 다이 (45) 와 펀치 (43) 에 의해 찌부러져, 선상의 모양, 즉 선 어긋남이 발생한다 (도 8(d)).
이와 같이, 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 은, 드로잉 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 발생하는 장력의 불균형이 선 어긋남의 발생 요인이 된다. 그리고, 장력의 불균형이 발생하는 요인으로는, 펀치 (43) 의 능선부 (43a) 가 맞닿는 부위로부터 금속 소판 (51) 의 단부 (51a) 및 단부 (51b) 까지의 각각의 거리나 각도의 차이나, 이들을 원인으로 하는 금속 소판 (51) 의 양단부에 있어서의 성형 깊이의 차이를 들 수 있다.
금속 소판 (51) 의 양단부 (51a, 51b) 에 있어서의 성형 깊이가 다른 경우, 드로잉 성형 과정에 있어서 성형 깊이가 큰 쪽의 단부 (51b) 측에 발생하는 장력쪽이 커져, 성형 깊이가 작은 쪽과의 장력차에 의해 선 어긋남이 발생한다.
그래서, 본 발명의 프레스 성형 방법을 적용함에 있어서, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 미리 금속 소판 (51) 을 프레스 성형 방향과 수직인 방향 (지면 상에 있어서 수평 방향) 으로 설치하여 프레스 성형하고, 펀치 (43) 의 능선부 (43a) 가 맞닿는 부위에서 나누어지는 각각의 영역 (단부 (51a) 측 및 단부 (51b) 측) 에 작용하는 장력에 대해 실측하거나, 혹은 유한 요소법 (finite element method) (FEM) 등에 의한 프레스 성형 해석에 의해 산출하고, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 발생하는 장력의 대소와 그 값을 구해 두면 된다.
다음으로, 본 발명의 실시형태 1 및 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 부품의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 동일한 기능을 갖는 부위에 대해서는 상기 서술한 설명과 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 피하는 것으로 하였다.
[실시형태 1]
<프레스 성형 장치 (press forming apparatus)>
본 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 부품의 프레스 성형 장치 (1) (이하, 간단히 「프레스 성형 장치 (1)」 라고 한다.) 는, 금속 소판 (51) 을, 캐릭터 라인 (63) 과 그 양측에 연속되는 패널면부 (65a, 65b) 를 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 로 프레스 성형하는 것으로서, 도 1 및 도 2 에 예시하는 바와 같이, 펀치 (3) 와, 다이 (5) 와, 블랭크 홀더 (7) 와, 탄성체 (9) 를 구비한 것이다.
본 실시형태 1 에서 성형 대상으로 하는 자동차용 외판 패널 (61) (도 2(e)) 은, 전술한 도 8 에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형 과정에 있어서, 초기 굽힘 자국으로부터 단부 (51a) 측에 발생하는 장력에 비해 단부 (51b) 측에 발생하는 장력쪽이 큰 것으로 한다 (도 2).
펀치 (3) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 능선부 (3a) 와, 능선부 (3a) 를 사이에 두고 양측에 위치하는 펀치측 성형면부 (3b 및 3c) 를 갖는다. 능선부 (3a) 는, 캐릭터 라인 (63) (도 2(e)) 을 형성하는 것이다. 펀치측 성형면부 (3b 및 3c) 는, 각각, 패널면부 (65a 및 65b) (도 2(e)) 를 성형한다.
다이 (5) 는, 곡선부 (5a) 와, 곡선부 (5a) 를 사이에 두고 양측에 연속되는 다이측 성형면부 (5b 및 5c) 와, 다이측 성형면부 (5b) 에 오목상으로 형성된 홈부 (groove) (5d) 를 갖는다. 곡선부 (5a) 는, 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 와 협동하여 캐릭터 라인 (63) (도 2(e)) 을 형성한다. 다이측 성형면부 (5b 및 5c) 는, 각각 펀치측 성형면부 (3b 및 3c) 와 협동하여 패널면부 (65a 및 65b) (도 2(e)) 를 성형한다.
여기서, 펀치측 성형면부 (3b) 및 다이측 성형면부 (5b) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 작은 측의 부위 (55a) 를 패널면부 (65a) 로 성형한다. 한편, 펀치측 성형면부 (3c) 및 다이측 성형면부 (5c) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 큰 측의 부위 (55b) 를 패널면부 (65b) 로 성형한다.
홈부 (5d) 는, 다이측 성형면부 (5b) 에 오목상으로 형성된 것이고, 탄성체 (9) 가 형성된다.
블랭크 홀더 (7) 는, 다이 (5) 의 양단부에 대향하여 배치되고, 다이 (5) 와 협동하여 금속 소판 (51) 의 단부 (51a 및 51b) 를 협지하는 것이다.
탄성체 (9) 는, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 멀어진 위치를 부위 (53) 를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록 다이측 성형면부 (5b) 의 홈부 (5d) 에 형성된 것이고, 다이측 성형면부 (5b) 보다 펀치 (3) 측으로 돌출되고, 또한, 금속 소판 (51) 에 맞닿는 맞닿음면부 (9a) 가 다이측 성형면부 (5b) 와 면일이 될 때까지 프레스 성형 방향으로 수축 가능하게 홈부 (5d) 의 바닥부에 지지되어 있다.
탄성체 (9) 는, 성형 하사점에 있어서 금형 형상을 따라 변형할 수 있는 경도와 형상을 갖는 것이면 되고, 예를 들어, 쇼어 경도 (Shore hardness) 가 40 ∼ 100HS 인 고무 재료 또는 우레탄 재료가 바람직하다.
그리고, 탄성체 (9) 에 있어서의 다이측 성형면부 (5b) 로부터의 돌출량은, 하기 식 (1) 에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형 과정에 있어서 눌러 찌부러진 탄성체 (9) 의 수축에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중 P 와 탄성체 (9) 및 금속 소판 (51) 의 마찰 계수 μe 의 곱으로 부여되는 탄성체 (9) 와 금속 소판 (51) 사이의 마찰력이, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력 F1 및 F2 의 차의 절대값 이상이 되도록 설정되어 있다.
여기서, 탄성체 (9) 의 돌출량은, 다이 (5) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 상대 이동시켰을 때의 프레스 성형 방향에 있어서의 탄성체 (9) 의 수축량과 동일한 것으로 한다. 그리고, 탄성체 (9) 의 수축에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중 P 는, 눌러 찌부러진 탄성체 (9) 의 수축량에 의해 산출되는 것으로 하면 된다.
또, 탄성체 (9) 및 금속 소판 (51) 의 마찰 계수 μe 는, 미리 슬라이딩 시험 (sliding test) 등에 의해 측정하면 된다. 혹은, 탄성체 (9) 로서 고무 재료 또는 우레탄 재료를 사용한 경우, 금속 소판 (51) 과의 마찰 계수 μe 는, 일반적으로, μe = 0.1 ∼ 0.3 (윤활유 (lubricant)), μe ≒ 0.5 ∼ 0.6 (건조 (dry)) 이므로, 이들 값을 사용해도 된다.
프레스 성형 과정에 있어서 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차는, 미리, 실제로 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 가공할 때에 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력을 변형 게이지 (strain gauge) 등을 사용한 실험, 혹은 자동차용 외판 패널 (61) 의 유한 요소법 (FEM) 등에 의한 프레스 성형 해석에 의해 구하면 된다.
<프레스 성형 방법>
본 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 방법에 대해, 도 1 에 예시하는 펀치 (3) 와 다이 (5) 와 블랭크 홀더 (7) 와 탄성체 (9) 를 구비한 프레스 성형 장치 (1) 를 사용하여, 도 2(e) 에 나타내는 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형하는 경우를 예로서 설명한다.
본 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 펀치 (3) 와 다이 (5) 사이에 배치되고 다이 (5) 와 블랭크 홀더 (7) 로 양단부 (51a, 51b) 가 협지된 금속 소판 (51) 을, 캐릭터 라인 (63) 과, 캐릭터 라인 (63) 으로부터 양측에 연속되는 패널면부 (65a 및 65b) 를 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 로 프레스 성형하는 것으로서, 다이 (5) 를 펀치 (3) 측으로 상대 이동시켜, 다이 (5) 에 선행하여 탄성체 (9) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하는 탄성체 맞닿음 스텝과, 탄성체 (9) 를 눌러 찌부러뜨려 금속 소판 (51) 을 압압하면서 다이 (5) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시키는 프레스 성형 스텝을 구비하고 있다.
≪탄성체 맞닿음 스텝≫
탄성체 맞닿음 스텝은, 다이 (5) 와 블랭크 홀더 (7) 로 금속 소판 (51) 의 단부 (51a 및 51b) 를 각각 협지한 상태에서 다이 (5) 를 펀치 (3) 측으로 상대 이동시켜, 금속 소판 (51) 에 있어서의 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 가 맞닿는 부위가 소성 변형 (plastic deformation) 되어 초기 굽힘 자국이 발생하기 전에, 다이 (5) 에 선행하여 탄성체 (9) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하는 스텝이다.
능선부 (3a) 에 의한 금속 소판 (51) 의 소성 변형은, 예를 들어, 금속 소판 (51) 에 있어서의 능선부 (3a) 가 맞닿는 부위의 변형 (strain) 이 하기 식 (2) 에 의해 산출되는 변형 ε0 을 초과했을 때에 발생한다고 판단할 수 있다.
여기서, R 은 캐릭터 라인 (63) 의 굽힘의 곡률 반경, t 는 금속 소판 (51) 의 판두께이다.
≪프레스 성형 스텝≫
프레스 성형 스텝은, 탄성체 (9) 의 맞닿음면부 (9a) 에서 금속 소판 (51) 을 압압하여 탄성체 (9) 를 수축시키면서, 다이 (5) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시키는 스텝이다.
다이측 성형면부 (5b) 에 형성된 탄성체 (9) 의 돌출량은, 전술한 식 (1) 에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형 스텝에 있어서 눌러 찌부러진 탄성체 (9) 의 프레스 성형 방향에 있어서의 수축 (변형) 에 의한 하중 P 와 탄성체 (9) 및 금속 소판 (51) 의 마찰 계수 μe 의 곱으로 부여되는 마찰력이, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 두고 단부 (51a 및 51b) 측의 각각에 작용하는 장력 (도 1 중의 F1 및 F2) 의 차의 절대값 이상이 되도록 설정되어 있다.
여기서, 탄성체 (9) 에 의한 하중 P, 탄성체 (9) 및 금속 소판 (51) 과의 마찰 계수 μe, 금속 소판 (51) 의 부위 (53) 를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차 (F1 - F2) 는, 전술한 바와 같이 부여하면 된다.
<선 어긋남이 방지되는 이유>
본 실시형태 1 에 관련된 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 (1) 에 의해, 선 어긋남을 방지하여 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형할 수 있는 이유를, 도 2 및 도 3 에 기초하여 이하에 설명한다.
먼저, 다이 (5) 가 펀치 (3) 측으로 상대 이동하고, 다이측 성형면부 (5b) 에 형성된 탄성체 (9) 가 다이 (5) 에 선행하여 금속 소판 (51) 에 있어서의 부위 (55a) 에 맞닿아, 금속 소판 (51) 을 압압하여 펀치측 성형면부 (3b) 에 갖다 댄다 (도 2(a) ∼ (b)). 이어서, 금속 소판 (51) 에 있어서의 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 에 맞닿는 부위가 소성 변형되어 초기 굽힘 자국이 발생한다 (도 2(c)).
계속해서, 다이 (5) 를 펀치 (3) 측으로 더욱 상대 이동시키면 (도 2(d)), 금속 소판 (51) 에 있어서는 초기 굽힘 자국을 경계로 하여 단부 (51a 및 51b) 의 각각을 향하는 방향으로 장력 F1 및 F2 (도 3) 가 발생한다. 그리고, 전술한 종래의 프레스 성형 방법과 동일하게, 단부 (51b) 측의 장력 F1 과 단부 (51a) 측의 장력 F2 사이에는 차가 있다.
이 장력의 차에 의해, 금속 소판 (51) 에 있어서는 장력이 작은 단부 (51a) 측으로부터 큰 단부 (51b) 측으로의 미끄러짐이 생겨, 초기 굽힘 자국은 장력이 큰 단부 (51b) 측으로 어긋날 우려가 있다. 그러나, 금속 소판 (51) 에 있어서의 장력이 작은 측의 부위 (55b) 에 맞닿아 압압하는 탄성체 (9) 와의 마찰에 의해, 장력이 큰 단부 (51b) 측으로의 금속 소판 (51) 의 미끄러짐을 막아, 초기 굽힘 자국이 어긋나지 않고 다이 (5) 를 성형 하사점까지 상대 이동시킬 수 있다 (도 2(d) ∼ (e)). 그 결과, 선 어긋남을 방지하여 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형할 수 있다.
또한, 본 실시형태 1 에 있어서, 탄성체 (9) 에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 위치는, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 보다 멀어진 위치로 한다. 도 2 에 나타내는 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형하는 경우, 패널면부 (65a) 에 상당하는 부위 (55a) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 멀어진 위치를 부위 (53) 를 따라 맞닿게 한다.
탄성체 (9) 가 압압되어 그 변형을 수납하기 위해서 홈부 (5d) 의 폭을 탄성체 (9) 보다 넓게 해 둘 필요가 있다. 특허문헌 6 에 기재된 바와 같이, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 근방에 탄성체 (9) 를 배치하면, 그 근방은 캐릭터 라인 (63) 이 성형되는 응력이 높은 위치이기 때문에, 넓게 한 홈부 (5d) 의 모서리가 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 근방에 맞닿아, 선상 흠집 (linear flaw) 을 발생시키기 쉽다.
본 발명에서는, 홈부 (5d) 는 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 멀어진 위치로서, 비교적 평탄하고 응력이 높지 않은 다이측 성형면부 (5b) 에 있기 때문에, 특허문헌 6 에 기재된 상기의 선상 흠집을 발생시키는 문제는 없다. 또한, 탄성체 (9) 를 수납하는 홈부 (5d) 는, 그 홈부 (5d) 의 캐릭터 라인 (63) 측의 모서리를, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 다이측 성형면부 (5b) 의 길이의 10 ％ 이상의 거리를 떼어놓으면 된다.
<다른 양태>
상기 서술한 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 (1) 는, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 둔 양측의 부위 (55a) 및 부위 (55b) 중, 장력이 작은 측의 부위 (55a) 에 탄성체 (9) 를 맞닿게 하여, 탄성체 (9) 가 눌러 찌부러져 금속 소판 (51) 을 압압하면서 캐릭터 라인 (63) 을 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형하는 것이었다.
무엇보다, 본 발명의 실시형태 1 의 다른 양태로서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 둔 양측의 부위 (55a) 및 부위 (55b) 중, 장력이 큰 측의 부위 (55b) 에 탄성체 (15) 가 맞닿아 압압하는 프레스 성형 장치 (11) 를 사용한 것이어도 된다.
프레스 성형 장치 (11) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 펀치 (3) 와, 다이 (13) 와, 블랭크 홀더 (7) 와, 탄성체 (15) 를 구비한 것이다. 펀치 (3) 와 블랭크 홀더 (7) 는, 전술한 프레스 성형 장치 (1) 의 것과 동일하므로, 이하, 다이 (13) 와 탄성체 (15) 에 대해 설명한다.
다이 (13) 는, 곡선부 (13a) 와, 곡선부 (13a) 를 사이에 두고 양측에 연속되는 다이측 성형면부 (13b 및 13c) 와, 다이측 성형면부 (13c) 에 오목상으로 형성된 홈부 (13d) 를 갖는다.
곡선부 (13a) 는, 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 와 협동하여 캐릭터 라인 (63) (도 4(e)) 을 형성한다. 다이측 성형면부 (13b) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 작은 측의 부위 (55a) 를 패널면부 (65a) 로 성형하는 것이다. 한편, 다이측 성형면부 (13c) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 큰 측의 부위 (55b) 를 패널면부 (65b) 로 성형하는 것이다.
홈부 (13d) 는, 다이측 성형면부 (13b) 에 오목상으로 형성된 것이고, 탄성체 (15) 가 형성된다.
탄성체 (15) 는, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 멀어진 위치를 부위 (53) 를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록 다이측 성형면부 (13c) 에 형성된 홈부 (13d) 에 형성된 것이고, 다이측 성형면부 (13c) 보다 펀치 (3) 측으로 돌출되고, 또한, 금속 소판 (51) 에 맞닿는 맞닿음면부 (15a) 가 다이측 성형면부 (13c) 와 면일이 될 때까지 프레스 성형 방향으로 수축 가능하게 홈부 (13d) 의 바닥부에 지지되어 있다.
이와 같은 프레스 성형 장치 (11) 를 사용한 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형에 있어서는, 먼저, 다이 (13) 를 펀치 (3) 측으로 상대 이동시켜, 금속 소판 (51) 에 있어서의 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 의 맞닿은 부위가 소성 변형되어 초기 굽힘 자국이 발생하기 전에, 다이 (13) 에 선행하여 탄성체 (15) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 한다 (도 4(a) ∼ (b)).
계속해서, 맞닿게 한 탄성체 (15) 가 눌러 찌부러져 금속 소판 (51) 을 압압하면서 다이 (13) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시켜, 캐릭터 라인 (63) 을 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형한다 ((도 4(c) ∼ (e))).
여기서, 탄성체 (15) 의 돌출량은, 전술한 식 (1) 에 나타내는 바와 같이, 다이측 성형면부 (13c) 보다 펀치 (3) 측으로 돌출된 탄성체 (15) 와 금속 소판 (51) 의 마찰력이, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 두고 양단부 (51a, 51b) 측의 각각에 작용하는 장력 F1 및 F2 의 차의 절대값 이상이 되도록 설정한다.
이와 같이, 장력이 큰 측의 부위 (55b) 에 탄성체 (15) 를 맞닿게 하여 압압하면서 프레스 성형하는 것에 의해서도, 장력이 큰 단부 (51b) 측으로의 금속 소판 (51) 의 미끄러짐이 발생하지 않아, 초기 굽힘 자국이 어긋나지 않고 다이 (13) 를 성형 하사점까지 상대 이동시킬 수 있다 (도 4(c) ∼ (e)). 이상으로부터, 선 어긋남을 방지하여 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형할 수 있다.
[실시형태 2]
본 발명의 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 (21) 를 설명함에 있어서, 먼저, 본 실시형태 2 에 관련된 프레스 성형 장치 (21) 에 대해 설명한다.
<프레스 성형 장치>
본 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 장치 (21) (이하, 간단히 「프레스 성형 장치 (21)」 라고 한다.) 는, 캐릭터 라인 (63) 과 그 양측에 연속되는 패널면부 (65a, 65b) 를 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 에 금속 소판 (51) 을 프레스 성형하는 것으로서, 도 5 및 도 6 에 예시하는 바와 같이, 펀치 (3) 와, 다이 (23) 와, 블랭크 홀더 (7) 와, 탄성체 (25) 와, 가동체 (27) 를 구비한 것이다.
펀치 (3), 블랭크 홀더 (7) 는, 전술한 본 실시형태 1 에 관련된 프레스 성형 장치 (1) 와 동일하므로, 이하, 다이 (23) 와 탄성체 (25) 와 가동체 (27) 에 대해 설명한다.
다이 (23) 는, 전술한 본 실시형태 1 에 관련된 프레스 성형 장치 (1) 의 다이 (5) 와 동일하게, 곡선부 (23a) 와, 곡선부 (23a) 를 사이에 두고 양측에 연속되는 다이측 성형면부 (23b 및 23c) 와, 다이측 성형면부 (23b) 에 오목상으로 형성된 홈부 (23d) 를 갖는다.
곡선부 (23a) 는, 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 와 협동하여 캐릭터 라인 (63) (도 6(e)) 을 형성한다. 다이측 성형면부 (23b 및 23c) 는, 각각, 펀치측 성형면부 (3b 및 3c) 와 협동하여 패널면부 (65a 및 65b) (도 6(e)) 를 성형하는 것이다.
다이측 성형면부 (23b) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 작은 측의 부위 (55a) 를 패널면부 (65a) 로 성형하는 것이다. 한편, 다이측 성형면부 (23c) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 큰 측의 부위 (55b) 를 패널면부 (65b) 로 성형하는 것이다.
홈부 (23d) 는, 다이측 성형면부 (23b) 에 오목상으로 형성된 것이고, 탄성체 (25) 와 가동체 (27) 가 형성되어 있다.
탄성체 (25) 는, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 멀어진 위치를 부위 (53) 를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록 다이측 성형면부 (23b) 의 홈부 (23d) 에 형성된 것이고, 다이측 성형면부 (23b) 보다 펀치 (3) 측으로 돌출되고, 또한, 금속 소판 (51) 에 맞닿는 맞닿음면부 (25a) 가 다이측 성형면부 (23b) 와 면일이 될 때까지 프레스 성형 방향으로 수축 가능하게 홈부 (23d) 에 형성되어 있다.
탄성체 (25) 는, 성형 하사점에 있어서 금형 형상을 따라 변형될 수 있는 경도와 형상을 갖는 것이면 되고, 예를 들어, 쇼어 경도가 40 ∼ 100 HS 인 고무 재료 또는 우레탄 재료가 바람직하다.
또한, 탄성체 (25) 는, 탄성체 (25) 를 펀치 (3) 측에 가압하여 금속 소판 (51) 을 압압 가능한 가동체 (27) 를 통하여 홈부 (23d) 의 바닥부에 지지되어 있다.
가동체 (27) 는, 탄성체 (25) 가 다이측 성형면부 (23b) 보다 펀치 (3) 측으로 돌출되고, 또한, 프레스 성형 과정에 있어서, 금속 소판 (51) 에 맞닿아 눌러 찌부러진 탄성체 (25) 의 맞닿음면부 (25a) 가 다이측 성형면부 (23b) 와 면일로 하여 수축되도록 탄성체 (25) 를 펀치 (3) 측에 가압하는 것이고, 탄성체 (25) 가 장착되는 패드 (pad) (27a) 와, 패드 (27a) 에 압력을 작용시키는 압력원 (27b) 을 구비하여 이루어진다. 여기서, 압력원 (27b) 으로는, 공기압이나 유압 등을 예시할 수 있다.
본 실시형태 2 에 관련된 프레스 성형 장치 (21) 에 있어서, 탄성체 (25) 의 돌출량은, 프레스 성형 과정에 있어서 눌러 찌부러진 탄성체 (25) 와 가동체 (27) 에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중 P 와 탄성체 (25) 및 금속 소판 (51) 의 마찰 계수 μe 의 곱으로 부여되는 탄성체 (25) 와 금속 소판 (51) 의 마찰력이, 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력 F1 및 F2 의 차의 절대값 이상 (전술한 식 (1) 참조) 이 되도록 설정되어 있다.
여기서, 탄성체 (25) 에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중은, 눌러 찌부러진 탄성체 (25) 의 수축에 의한 하중으로 하고, 가동체 (27) 는, 압력원 (27b) 에 의해 패드 (27a) 에 작용시키는 압력으로 압압한다.
또, 탄성체 (25) 및 금속 소판 (51) 의 마찰 계수 μe 의 값은, 전술한 실시형태 1 과 동일하게 부여하면 된다.
또한, 본 실시형태 2 에 관련된 프레스 성형 장치 (21) 를 사용한 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력의 차는, 미리, 실제로 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 가공할 때에 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력을 변형 게이지 등을 사용한 실험, 혹은 자동차용 외판 패널 (61) 의 유한 요소법 (FEM) 등에 의한 프레스 성형 해석에 의해 구하면 된다.
<프레스 성형 방법>
본 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 방법에 대해, 도 5 에 예시하는 펀치 (3) 와 다이 (23) 와 블랭크 홀더 (7) 와 탄성체 (25) 와 가동체 (27) 를 구비한 프레스 성형 장치 (21) 를 사용하여, 도 6(e) 에 나타내는 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형하는 경우를 예로서 설명한다.
본 실시형태 2 에 관련된 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 방법은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 펀치 (3) 와 다이 (23) 사이에 배치되고 다이 (23) 와 블랭크 홀더 (7) 로 양단부 (51a, 51b) 가 협지된 금속 소판 (51) 을, 캐릭터 라인 (63) 과, 캐릭터 라인 (63) 으로부터 양측에 연속되는 패널면부 (65a 및 65b) 를 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 로 프레스 성형하는 것으로서, 다이 (23) 를 펀치 (3) 측으로 상대 이동시켜, 다이 (23) 에 선행하여 탄성체 (25) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하는 탄성체 맞닿음 스텝과, 탄성체 (25) 를 눌러 찌부러뜨려 금속 소판 (51) 을 압압하면서 다이 (23) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시키는 프레스 성형 스텝을 구비하고 있다.
≪탄성체 맞닿음 스텝≫
탄성체 맞닿음 스텝은, 다이 (23) 와 블랭크 홀더 (7) 로 금속 소판 (51) 의 단부 (51a 및 51b) 를 각각 협지한 상태에서 다이 (23) 를 펀치 (3) 측으로 상대 이동시켜, 금속 소판 (51) 에 있어서의 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 가 맞닿는 부위가 소성 변형되어 초기 굽힘 자국이 발생하기 전에, 다이 (23) 에 선행하여 탄성체 (25) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하는 스텝이다.
능선부 (3a) 에 의한 금속 소판 (51) 의 소성 변형은, 예를 들어, 금속 소판 (51) 에 있어서의 능선부 (3a) 가 맞닿은 부위의 변형이 전술한 식 (2) 에 의해 산출되는 변형 ε0 을 초과했을 때에 발생한다고 판단하면 된다.
≪프레스 성형 스텝≫
프레스 성형 스텝은, 탄성체 (25) 가 다이측 성형면부 (23b) 와 면일이 될 때까지 탄성체 (25) 를 눌러 찌부러뜨려 금속 소판 (51) 을 압압하면서, 다이 (23) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시키는 스텝이다.
본 실시형태 2 에 관련된 프레스 성형 방법에 있어서, 다이측 성형면부 (23b) 에 형성된 탄성체 (25) 는, 전술한 식 (1) 에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형 스텝에 있어서 가동체 (27) 를 통하여 지지된 탄성체 (25) 에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중 P (도 1 중의 P) 와 탄성체 (25) 및 금속 소판 (51) 의 마찰 계수 μe 의 곱으로 부여되는 마찰력이, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 를 사이에 두고 양단부 (51a 및 51b) 측의 각각에 작용하는 장력 F1 및 F2 의 차의 절대값 이상이 되도록, 다이측 성형면부 (23b) 로부터의 돌출량과 패드 (27a) 에 작용시키는 압력원 (27b) 의 압력을 조정한다.
여기서, 탄성체 (25) 및 금속 소판 (51) 과의 마찰 계수 μe, 금속 소판 (51) 의 부위 (53) 를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차 (F1 - F2) 는, 전술한 바와 같이 부여하면 된다.
<작용 효과>
본 실시형태 2 에 관련된 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 (21) 의 작용 효과는 이하와 같다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가동체 (27) 를 통하여 다이측 성형면부 (23b) 의 홈부 (23d) 에 지지된 탄성체 (25) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하여 압압하면서 프레스 성형하는 경우, 금속 소판 (51) 에는, 압력원 (27b) 에 의해 패드 (27a) 에 작용하는 하중에 의해 눌러 찌부러진 탄성체 (25) 의 수축에 의한 하중을 작용시킬 수 있다.
그리고, 탄성체 (25) 에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중은, 탄성체 (25) 를 다이측 성형면부 (23b) 로부터의 돌출량과, 압력원 (27b) 에 의해 패드 (27a) 에 작용시키는 하중에 의해 조정할 수 있다. 여기서, 탄성체 (25) 의 돌출량은, 다이 (23) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점 (bottom dead center) 까지 상대 이동시켰을 때의 탄성체 (25) 의 프레스 성형 방향에 있어서의 수축량과 동일한 것으로 한다.
금속 소판 (51) 과의 사이에 충분한 마찰력이 얻어지지 않는 경우나, 탄성체 (25) 의 수축에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중이 충분히 커지기 전에 금속 소판 (51) 에 있어서의 장력차 (F1 - F2) 가 커지는 경우 등이어도, 압력원 (27b) 에 의해 탄성체 (25) 가 장착된 패드 (27a) 에 더욱 하중을 작용시킴으로써, 금속 소판 (51) 을 압압하는 탄성체 (25) 의 하중을 조정하는 자유도가 증가한다.
이로써, 선 어긋남을 보다 효과적으로 방지하여 캐릭터 라인 (63) 을 형성한 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형할 수 있어 바람직하다.
<다른 양태>
상기 서술한 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 (21) 는, 금속 소판 (51) 에 있어서의 장력이 작은 측의 부위 (55a) 에 가동체 (27) 로 지지된 탄성체 (25) 를 맞닿게 하여 압압하면서 캐릭터 라인 (63) 을 갖는 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형하는 것이었다.
무엇보다, 본 발명의 실시형태 2 의 다른 양태로서, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 금속 소판 (51) 에 있어서의 장력이 큰 측의 부위 (55b) 에 가동체 (37) 로 지지된 탄성체 (35) 를 맞닿게 하여 압압하는 프레스 성형 장치 (31) 를 사용한 것이어도 된다.
프레스 성형 장치 (31) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 펀치 (3) 와, 다이 (33) 와, 블랭크 홀더 (7) 와, 탄성체 (35) 와, 가동체 (37) 를 구비한 것이다. 펀치 (3) 와 블랭크 홀더 (7) 는, 전술한 프레스 성형 장치 (1) 의 것과 동일하므로, 이하, 다이 (33) 와 탄성체 (35) 와 가동체 (37) 에 대해 설명한다.
다이 (33) 는, 곡선부 (33a) 와, 곡선부 (33a) 를 사이에 두고 양측에 연속되는 다이측 성형면부 (33b 및 33c) 와, 다이측 성형면부 (33c) 에 오목상으로 형성된 홈부 (33d) 를 갖는다.
곡선부 (33a) 는, 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 와 협동하여 캐릭터 라인 (63) (도 7(e)) 을 형성한다. 다이측 성형면부 (33b) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 작은 측의 부위 (55a) 를 패널면부 (65a) 로 성형하는 것이다. 한편, 다이측 성형면부 (33c) 는, 프레스 성형 과정에 있어서 금속 소판 (51) 에 작용하는 장력이 큰 측의 부위 (55b) 를 패널면부 (65b) 로 성형하는 것이다.
홈부 (33d) 는, 다이측 성형면부 (33c) 에 오목상으로 형성된 것이고, 탄성체 (35) 와 가동체 (37) 가 형성되어 있다.
탄성체 (35) 는, 금속 소판 (51) 에 있어서의 캐릭터 라인 (63) 에 상당하는 부위 (53) 로부터 멀어진 위치를 부위 (53) 를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록 다이측 성형면부 (33c) 의 홈부 (33d) 에 형성된 것이고, 다이측 성형면부 (33c) 로부터 펀치 (3) 측으로 돌출되고, 또한, 금속 소판 (51) 에 맞닿는 맞닿음면부 (35a) 가 다이측 성형면부 (33c) 와 면일이 될 때까지 프레스 성형 방향으로 수축 가능하게 홈부 (33d) 에 형성되어 있다.
탄성체 (35) 는, 성형 하사점에 있어서 금형 형상을 따라 변형될 수 있는 경도와 형상을 갖는 것이면 되고, 예를 들어, 쇼어 경도가 40 ∼ 100 HS 인 고무 재료 또는 우레탄 재료가 바람직하다.
또한, 탄성체 (35) 는, 탄성체 (35) 를 펀치 (3) 측으로 가압하여 금속 소판 (51) 을 압압 가능한 가동체 (37) 를 통하여 홈부 (33d) 의 바닥부에 지지되어 있다.
가동체 (37) 는, 탄성체 (35) 가 다이측 성형면부 (33c) 로부터 펀치 (3) 측으로 돌출되고, 또한, 프레스 성형 과정에 있어서, 금속 소판 (51) 에 맞닿아 눌러 찌부러진 탄성체 (35) 의 맞닿음면부 (35a) 가 다이측 성형면부 (33c) 와 면일로 하여 수축되도록 탄성체 (35) 를 펀치 (3) 측으로 가압하는 것이고, 탄성체 (35) 가 장착되는 패드 (37a) 와, 패드 (37a) 에 압력을 작용시키는 압력원 (37b) 을 구비하여 이루어진다. 여기서, 압력원 (37b) 으로는, 공기압이나 유압 등을 예시할 수 있다.
이와 같은 프레스 성형 장치 (31) 를 사용한 자동차용 외판 패널 (61) 의 프레스 성형에 있어서는, 먼저, 다이 (33) 를 펀치 (3) 측으로 상대 이동시켜, 금속 소판 (51) 에 있어서의 펀치 (3) 의 능선부 (3a) 가 맞닿은 부위가 소성 변형되어 초기 굽힘 자국이 발생하기 전에, 다이 (33) 에 선행하여 탄성체 (35) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 한다 (도 7(a) ∼ (b)).
계속해서, 맞닿게 한 탄성체 (35) 를 눌러 찌부러뜨려 금속 소판 (51) 을 압압하면서 다이 (33) 를 펀치 (3) 측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시켜, 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형한다 ((도 7(c) ∼ (e))).
가동체 (37) 를 통하여 다이측 성형면부 (33c) 의 홈부 (33d) 에 지지된 탄성체 (35) 를 금속 소판 (51) 에 맞닿게 하여 압압하면서 프레스 성형하는 경우, 금속 소판 (51) 에는, 압력원 (37b) 에 의해 패드 (37a) 에 작용하는 하중에 의해 눌러 찌부러진 탄성체 (35) 의 수축에 의한 하중을 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 장력이 큰 측의 부위 (55b) 에 탄성체 (35) 를 맞닿게 하여 압압하면서 프레스 성형하는 경우에 있어서도, 장력이 큰 단부 (51b) 측으로의 금속 소판 (51) 의 미끄러짐이 발생하지 않아, 초기 굽힘 자국이 어긋나지 않고 다이 (33) 를 성형 하사점까지 상대 이동시킬 수 있다 (도 7(c) ∼ (e)). 이로써, 선 어긋남을 방지하여 캐릭터 라인 (63) 이 형성된 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형하는 것이 가능하다.
또한, 탄성체 (35) 에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중은, 탄성체 (35) 의 다이측 성형면부 (33c) 로부터의 돌출량과, 압력원 (37b) 에 의해 패드 (37a) 에 작용시키는 하중에 의해 조정할 수 있다.
그 때문에, 금속 소판 (51) 과의 사이에 충분한 마찰력이 얻어지지 않는 경우나, 탄성체 (35) 의 수축에 의해 금속 소판 (51) 을 압압하는 하중이 충분히 커지기 전에 금속 소판 (51) 에 있어서의 장력차 (F1 - F2) 가 커지는 경우 등이어도, 금속 소판 (51) 을 압압하는 탄성체 (35) 의 하중을 조정하는 자유도가 증가한다.
이로써, 선 어긋남을 보다 효과적으로 방지하여 캐릭터 라인 (63) 을 형성한 자동차용 외판 패널 (61) 을 프레스 성형할 수 있어 바람직하다.
실시예
본 발명에 관련된 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치에 의해, 자동차용 외판 패널을 프레스 성형하여 캐릭터 라인을 형성했을 때의 선 어긋남의 방지 효과를 검증하는 실시예를 실시했으므로, 이하, 이것에 대해 설명한다.
본 실시예에서는, 캐릭터 라인을 갖는 자동차용 외판 패널을 모의한 외판 패널 모델을 본 발명에 관련된 프레스 성형 방법에 의해 프레스 성형하는 프레스 성형 해석을 실시하고, 그 프레스 성형한 외판 패널 모델의 선 어긋남 발생의 유무를 평가하였다.
프레스 성형 해석에서는, 금속 소판으로서 두께 0.7 ㎜ 의 강판 SGCC-F 를 사용하여, 캐릭터 라인과 그 양측에 연속되는 패널면부를 갖는 외판 패널 모델 (도시 생략) 을 해석 대상으로 하였다.
여기서, 캐릭터 라인의 곡률 반경 R 은 3 ㎜, 패널면부의 폭은 모두 50 ㎜ 로 하였다. 패널면부의 프레스 성형 방향에 대한 각도는 θa = 85°및 θb = 65°로 하였다.
본 실시예에서는, 종래예로서, 펀치와 다이와 블랭크 홀더를 구비한 프레스 성형 장치에 의해 금속 소판을 외판 패널로 드로잉 성형하는 과정 (도 8 참조) 의 프레스 성형 해석을 실시하였다.
그리고, 프레스 성형 과정에 있어서, 각도가 작은 (θb = 65°) 패널면부측쪽이, 타방의 패널면부측에 비해 장력이 크고, 캐릭터 라인에 상당하는 부위의 양측에 작용하는 장력의 차를 구한 결과, 202 kN 이었다.
다음으로, 발명예로서, 펀치와 다이와 블랭크 홀더와 탄성체를 구비한 프레스 성형 장치를 사용하여, 금속 소판에 있어서의 캐릭터 라인에 상당하는 부위로부터 멀어진 위치 (홈부의 캐릭터 라인측의 모서리부가 다이측 성형면부의 길이의 10 ％ 의 위치) 에 탄성체를 맞닿게 하여 압압하면서 드로잉 성형하는 과정 (도 2 참조) 의 프레스 성형 해석을 실시하였다.
탄성체는, 금속 소판에 있어서의 캐릭터 라인에 상당하는 부위로부터 멀어진 위치를 당해 부위를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록, 다이측 성형면부로부터 펀치측으로 12 ㎜ 돌출시켜 그 다이측 성형면부의 홈부에 형성하였다.
여기서, 탄성체의 다이측 성형면부로부터의 돌출량은, 종래예에 관련된 프레스 성형 과정에 있어서, 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차 (= 202 kN) 에 기초하여 설정하였다. 또한, 당해 프레스 해석에 있어서, 탄성체의 재질은 경질 우레탄 (rigid urethane) 으로 하고, 탄성체 및 금속 소판의 마찰 계수는 0.6, 탄성체의 탄성 계수 (elastic modulus) 는 253 N/mm2 로 하였다.
도 9 에, 프레스 성형 해석에 의해 얻어진 외판 패널의 단면 형상의 결과를 나타낸다. 여기서, 도 9 는, 프레스 성형한 외판 패널에 있어서의 캐릭터 라인을 중심으로 하는 부위를 확대하여, 프레스 성형 방향에 대한 각도가 작은 측의 패널면부가 대략 수평이 되도록 단면 형상의 결과를 회전시킨 상태를 나타낸 것이다.
도 9 로부터, 발명예와 비교하면, 종래예에 있어서는, 장력이 큰 측이 되는 패널면부에 선 어긋남에서 기인하는 오목 형상 (도 9 중의 점선 타원으로 둘러싼 부위) 이 보였다.
도 10 에, 프레스 성형 해석에 의해 얻어진 외판 패널에 대해 면 변형을 평가한 결과를 나타낸다. 도 10 에 나타내는 면 변형의 평가값 Δs 는, 이하에 나타내는 공지된 참고 문헌에 기재된 바와 같이, 3 점 게이지 (고정 스팬 L) 에 의한 산 높이의 최대·최소차로 나타낸 것이다. (참고 문헌) 박강판 성형 기술 연구회편, 프레스 성형 난이 핸드북 제 4 판, 「제 5 장 면 형상 정밀도 불량과 성형 난이 평가」, pp.218 - 221, 일간 공업 신문사, (2017)
도 10 으로부터, 면 변형의 평가값 Δs 의 최대값과 최소값의 차는, 종래예에 있어서는 0.0102 인 데에 대해, 발명예에 있어서는 0.0046 이었다. 이것으로부터, 탄성체로 압압하면서 프레스 성형함으로써, 패널면부에 있어서의 면 변형이 감소했던 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명에 의하면, 선 어긋남을 방지하여 캐릭터 라인이 형성시킨 자동차용 외판 패널을 프레스 성형할 수 있는 것이 나타났다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 프레스 성형의 공정수를 증가시키지 않고 선 어긋남을 방지하여, 목표로 하는 캐릭터 라인을 형성하는 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치를 제공할 수 있다.
1
프레스 성형 장치
3 펀치
3a 능선부
3b, 3c 펀치측 성형면부
5 다이
5a 곡선부
5b, 5c 다이측 성형면부
5d 홈부
7 블랭크 홀더
9 탄성체
11 프레스 성형 장치
13 다이
13a 곡선부
13b, 13c 다이측 성형면부
13d 홈부
15 탄성체
21 프레스 성형 장치
23 다이
23a 곡선부
23b, 23c 다이측 성형면부
23d 홈부
25 탄성체
27 가동체
27a 패드
27b 압력원
31 프레스 성형 장치
33 다이
33a 곡선부
33b, 33c 다이측 성형면부
33d 홈부
35 탄성체
37 가동체
37a 패드
37b 압력원
41 프레스 성형 장치
43 펀치
43a 능선부
45 다이
45a 곡선부
47 블랭크 홀더
51 금속 소판
53 캐릭터 라인에 상당하는 부위
55a, 55b 패널면부에 상당하는 부위
61 자동차용 외판 패널
63 캐릭터 라인
65a, 65b 패널면부
3 펀치
3a 능선부
3b, 3c 펀치측 성형면부
5 다이
5a 곡선부
5b, 5c 다이측 성형면부
5d 홈부
7 블랭크 홀더
9 탄성체
11 프레스 성형 장치
13 다이
13a 곡선부
13b, 13c 다이측 성형면부
13d 홈부
15 탄성체
21 프레스 성형 장치
23 다이
23a 곡선부
23b, 23c 다이측 성형면부
23d 홈부
25 탄성체
27 가동체
27a 패드
27b 압력원
31 프레스 성형 장치
33 다이
33a 곡선부
33b, 33c 다이측 성형면부
33d 홈부
35 탄성체
37 가동체
37a 패드
37b 압력원
41 프레스 성형 장치
43 펀치
43a 능선부
45 다이
45a 곡선부
47 블랭크 홀더
51 금속 소판
53 캐릭터 라인에 상당하는 부위
55a, 55b 패널면부에 상당하는 부위
61 자동차용 외판 패널
63 캐릭터 라인
65a, 65b 패널면부
Claims (8)
- 펀치와, 그 펀치에 대향하는 다이와, 그 다이의 단부에 대향하는 블랭크 홀더를 사용하여, 금속 소판을, 캐릭터 라인과 그 양측에 연속되는 패널면부를 갖는 자동차용 외판 패널로 프레스 성형하는 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법으로서,
상기 다이는, 상기 금속 소판에 있어서의 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위로부터 멀어진 위치를 당해 부위를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록, 그 다이측 성형면부보다 상기 펀치측으로 돌출되고, 또한, 상기 금속 소판에 맞닿는 맞닿음면부가 상기 다이측 성형면부와 면일이 될 때까지 수축 가능하게 지지된 탄성체를 갖고,
상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 상기 금속 소판의 양단부를 협지한 상태에서 상기 다이를 상기 펀치측으로 상대 이동시켜, 상기 금속 소판에 있어서의 상기 펀치의 맞닿은 부위가 소성 변형되기 전에 상기 탄성체의 맞닿음면부를 상기 금속 소판에 맞닿게 하는 탄성체 맞닿음 스텝과,
상기 탄성체의 맞닿음면부에서 상기 금속 소판을 압압하여 그 탄성체를 수축시키면서, 상기 다이를 상기 펀치측으로 성형 하사점까지 더욱 상대 이동시키는 프레스 성형 스텝을 포함하고,
상기 탄성체에 있어서의 상기 다이측 성형면부로부터의 돌출량은, 상기 프레스 성형 스텝에 있어서 상기 금속 소판을 압압하는 상기 탄성체의 하중과 그 탄성체 및 상기 금속 소판의 마찰 계수의 곱으로 부여되는 마찰력이, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차의 절대값 이상이 되도록 설정된, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 탄성체는, 그 탄성체를 상기 펀치측에 가압하여 상기 금속 소판을 압압 가능한 가동체를 통하여 상기 다이측에 지지된, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 작은 측의 부위를 압압하는, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 큰 측의 부위를 압압하는, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 방법. - 펀치와, 그 펀치에 대향하는 다이와, 그 다이의 단부에 대향하는 블랭크 홀더를 구비하고, 금속 소판을, 캐릭터 라인과 그 양측에 연속되는 패널면부를 갖는 자동차용 외판 패널로 프레스 성형하는 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치로서,
상기 다이는, 상기 양측의 패널면부를 각각 성형하는 다이측 성형면부를 갖고,
그 다이측 성형면부 중 어느 일방에는, 상기 금속 소판에 있어서의 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위로부터 멀어진 위치를 당해 부위를 따라 맞닿게 하여 압압 가능해지도록, 그 다이측 성형면부보다 상기 펀치측으로 돌출되고, 또한, 상기 금속 소판에 맞닿는 맞닿음면부가 상기 다이측 성형면부와 면일이 될 때까지 수축 가능하게 지지된 탄성체를 갖고,
상기 탄성체에 있어서의 상기 다이측 성형면부로부터의 돌출량은, 상기 프레스 성형 과정에 있어서, 상기 금속 소판을 압압하는 상기 탄성체의 하중과 그 탄성체 및 상기 금속 소판의 마찰 계수의 곱으로 부여되는 마찰력이, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 두고 양측에 작용하는 장력의 차의 절대값 이상이 되도록 설정된, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 탄성체는, 그 탄성체를 상기 펀치측에 가압하여 상기 금속 소판을 압압 가능한 가동체를 통하여 상기 다이측에 지지된, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 작은 측의 부위를 압압하도록 상기 다이에 형성된, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 캐릭터 라인에 상당하는 부위를 사이에 둔 양측의 부위 중, 장력이 큰 측의 부위를 압압하도록 상기 다이에 형성된, 자동차용 외판 패널의 프레스 성형 장치.
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