KR20230132562A - 성형품의 제조 방법, 블랭크 및, 각통 딥 드로잉 성형품 - Google Patents

성형품의 제조 방법, 블랭크 및, 각통 딥 드로잉 성형품 Download PDF

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킨야 나카가와
토요히사 신미야
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

아이어닝 가공이 불필요한 딥 드로잉 성형에 의한 프레스 가공으로, 성형 깊이가 깊고 또한 능선의 R이 예각화한 각통 형상의 성형품을 제공 가능하게 한다. 다각형 형상의 저면부(2)와, 상기 저면부(2)의 각 변에 각각 연속하는 직변부(3A) 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선(3B)을 구비하는 측벽(3)과, 상기 측벽(3)에 연속하는 플랜지(4)를 갖는 각통 형상의 성형품(1)으로, 강판으로 이루어지는 블랭크(10)를 각통 딥 드로잉 성형함으로써, 상기 성형품을 제조한다. 상기 블랭크(10)에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결(11)을 갖고, 상기 절결(11)은, 상기 직변부(3A)에 있어서의 좌우 방향 중앙부 위치보다도 상기 세로 능선(3B)에 가까운 위치가 되는 영역에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있다.

Description

성형품의 제조 방법, 블랭크 및, 각통 딥 드로잉 성형품
본 발명은, 아이어닝(ironing) 가공이 불필요한 딥 드로잉 성형(deep drawing molding)에 의한 프레스 가공에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들면, 성형 깊이가 깊은 각통 형상(角筒形狀)의 성형품을 제조하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들면, 자동차에 적재되는 바와 같은 대형 배터리용의 배터리 케이스에 적합한 기술이다.
환경 오염 대책이나 연비 향상 등의 관점에서, 자동차의 전동화가 진행되고 있다. 전기 자동차는, 종래의 가솔린차와 비교하여 구조적으로 상이한 부위가 많다. 특히 큰 차이로서, 가솔린 탱크 및 엔진 대신에, 전기 자동차에서는, 배터리와 모터를 탑재하고 있는 점을 들 수 있다. 전기 자동차의 주행 가능 거리는, 탑재 가능한 배터리 용량에 의존하는 부분이 크다. 이 때문에, 주행 가능 거리를 길게 하기 위해서는, 큰 배터리를 탑재할 필요가 있다. 그리고, 배터리의 대형에 수반하여, 용적이 큰 배터리 케이스를 준비할 필요가 있다.
여기에서, 용적이 큰 배터리 케이스를 제작하기 위해, 종래부터 여러가지 검토가 행해지고 있다. 배터리 케이스는, 일반적으로 각통 형상을 하고 있고, 보다 깊은 각통으로 함으로써 용적이 커진다.
강판을 이용하여 성형 깊이가 깊은 각통을 성형하는 수법으로서, 예를 들면 특허문헌 1∼3에 기재된 방법을 적용하는 것을 생각할 수 있다.
특허문헌 1에는, 다공정의 드로잉 공정에 있어서, 측벽을 아이어닝함에 따라, 성형 깊이를 깊게 하는 수법이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 성형 중에 한번 펀치 바닥(저면부 숄더부 근방)을 오목하게 함으로써, 성형 깊이를 깊게 하는 수법이 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 장출 성형에 있어서, 각 개소의 단면 선길이로부터 계산된 형상으로 예비 성형하여, 충분히 펀치 바닥에 변형을 도입한 후에, 본 성형을 행함으로써 성형 높이를 높게 하는 수법이 개시되어 있다.
일본특허공보 제6787013호 일본공개특허공보 평8-66730호 일본특허공보 제5867657호
배터리 케이스는, 각통 형상의 용기를 본체로 한다. 각통 형상의 용적을 늘리기 위해서는, 성형 깊이를 깊게 하는 것 및, 각 능선의 R을 날카롭게 하는(측벽을 수직에 가깝게 하는) 것이 유효하다.
여기에서, 발명자들은, 각통 형상으로 하는 딥 드로잉 성형에 있어서, 성형 깊이를 확보하는 것과, 능선의 곡률 반경의 예각화를 달성할 때에 있어서의 과제로서, 다음의 3개를 들 수 있다는 인식을 얻었다.
첫번째는, 저면부의 코너 숄더부 근방에서의 균열이다. 성형 깊이를 깊게 하기 위해서는, 측벽 외주의 플랜지로부터 측벽을 향하여 재료를 유입시킬 필요가 있다. 그러나, 그 재료의 유입이 충분하지 않은 경우, 저면부의 코너 숄더부 근방에 변형이 집중하여, 균열이 발생한다.
두번째는, 코너부에서의 측벽 균열이다. 이 균열은 다음의 이유로 발생한다. 즉, 저면부의 코너 숄더부　근방에서의 균열을 회피하기 위해, 블랭크의 각을 코너 컷하는 등을 행하여, 측벽으로의 재료의 유입량을 늘린 경우, 측벽의 변형 상태가 평면 변형 상태에 가까워진다. 이 결과, 코너부의 측벽에서 성형 한계가 저하하여, 균열이 발생한다.
세번째는, 코너부 근방에서의 플랜지 주름의 발생이다. 이는, 두번째의 과제와 동일하게, 코너부 측벽으로의 재료 유입을 늘린 경우에, 그 선길이차에 의해, 코너부 근방의 플랜지에 주름이 모여 버린다는 문제이다.
또한, 강판으로 이루어지는 배터리 케이스에 요구되는 성능으로서, 케이스의 용적과 동시에, 방청성(rust prevention property)을 갖는 것을 들 수 있다. 이는, 현재, 전기 자동차의 배터리에는 리튬이 사용되는 경우가 많은 것이 이유이다. 즉, 리튬은 수분과 접촉하면 폭발할 가능성이 있기 때문에, 방청성이 요구된다. 그 때문에, 강판을 이용하여 배터리 케이스를 제작하는 경우는, 블랭크에 도금 강판을 사용할 필요가 있다.
여기에서, 특허문헌 1에 대표되는 바와 같은, 아이어닝 가공을 포함하는 공정에서 배터리 케이스를 제작한 경우, 도금 강판을 각통 형상으로 성형할 때에, 능선의 곡률 반경을 예각화하여 성형 깊이가 깊은 각통 형상으로 성형하는 것이 가능하다. 그러나, 아이어닝 가공으로 도금 강판의 도금이 박리되어 버리기 때문에, 방청성이 저하된다는 과제가 있다.
또한, 특허문헌 2에서 개시되는 수법으로 성형을 행하는 경우, 통상의 공법으로 성형을 행하는 경우와 비교하면 성형 깊이는 깊어진다. 그러나, 특허문헌 2에 기재의 방법에서는, 저면부 숄더부에 대해서, 예비 성형으로 한 번 오목하게 한 후에, 그 오목하게 한 부위를 늘리면서 성형한다. 이 때문에, 그 부위가 신장이 끝난 시점에서 예비 성형의 효과가 저하해 버려, 저면부의 숄더부에 장력이 발생한다. 그리고, 예비 성형의 효과가 저하한 후는, 통상의 딥 드로잉 성형과 동일한 성형이 된다. 이 때문에, 충분한 성형 깊이를 얻기 위해서는 재료를 플랜지로부터 유입시킬 필요가 발생함으로써, 측벽 균열이나 플랜지 주름이 우려된다. 더하여, 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 금형 구성상, 하사점에서 펀치 바닥을 누를 수 없기 때문에, 예비 성형부가 주름 등이 되어 잔류할 가능성이 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 펀치 저부(성형품의 저면부)에 디자인을 형성하는 것이 곤란하다.
특허문헌 3에서 개시되는 수법은, 성형 깊이를 깊게 하기 위해서는 유효하다. 그러나, 특허문헌 3에 기재된 방법은, 주로 하는 대상이 장출 성형이다. 이 때문에, 배터리 케이스와 같은, 재료를 유입시키지 않으면 성립되지 않는 형상에 대해서는 효과가 한정적이 된다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 방법은, 성형 깊이가 깊은 각통 형상의 성형품을 제조할 때에 있어서의, 측벽 균열이나 플랜지 주름에 대해서는, 상기의 종래 기술과 마찬가지로 대처할 수 없다.
본 발명은, 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로, 아이어닝 가공이 불필요한 딥 드로잉 성형에 의한 프레스 가공으로, 성형 깊이가 깊고 또한 능선의 R이 예각화한 각통 형상의 성형품을 제공 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위해, 본 발명의 태양은, 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부(直邊部) 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품으로, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형함으로써, 상기 성형품을 제조하는 성형품의 제조 방법으로서, 상기 블랭크에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결을 갖고, 상기 절결은, 상기 직변부에 있어서의 좌우 방향 중앙부 위치보다도 상기 세로 능선에 가까운 위치가 되는 영역에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있는, 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 태양은, 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품으로, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형함으로써, 상기 성형품을 제조하는 성형품의 제조 방법으로서, 2 공정 이상의 공정에서 각통 딥 드로잉 성형을 행하고, 상기 2 공정 이상의 공정 중에서 선택한 공정인 예비 성형 공정에서, 상기 블랭크를 상기 성형품보다도 성형 깊이가 얕은 각통 형상으로 이루어지는 예비 성형 형상으로 각통 딥 드로잉 성형하고, 상기 2 공정 이상의 공정 중의 상기 예비 성형 공정보다도 후의 공정에서, 상기 예비 성형 공정에서 상기 예비 성형 형상을 부여한 상기 블랭크를, 상기 성형품의 형상으로 각통 딥 드로잉 성형하고, 상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부의 변의 길이를, 상기 성형품에 있어서의 저면부의 변의 길이의 0.9배 이상 1.1배 이하로 하는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 태양은, 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품으로, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형할 때에 이용되는 상기 블랭크로서, 상기 블랭크에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결을 갖고, 상기 절결은, 상기 직변부에 있어서의 좌우 방향 중앙부 위치보다도 상기 세로 능선에 가까운 위치가 되는 영역에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 태양은, 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품으로, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형할 때에 이용되는 상기 블랭크로서, 상기 성형품보다도 성형 깊이가 얕은 각통 형상으로 이루어지는 예비 성형 형상을 갖고, 상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부의 변의 길이는, 상기 성형품에 있어서의 저면부의 변의 길이의 0.9배 이상 1.1배 이하인 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 태양은, 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖고, 강판으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품으로서, 상기 저면부와 상기 세로 능선의 경계인 각부(角部)의 곡률 반경 R(㎜)과 성형 깊이 h(㎜)의 관계가, 식 (1)의 관계를 충족하는, 딥 드로잉 성형품으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품이다.
h / R ≥ 4 … (1)
본 발명의 태양에 의하면, 아이어닝 가공이 불필요한 딥 드로잉 성형에 의한 프레스 가공으로, 성형 깊이가 깊고 또한 능선이 예각화한 각통 형상의 성형품을 제공 가능해진다.
도 1은 본 발명에 기초하는 실시 형태에 따른 각통 딥 드로잉 성형품의 형성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 딥 드로잉 성형의 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태의 공정예를 설명하는 도면이다.
도 4는 종래의 각통 딥 드로잉 성형에 적용하는 블랭크의 예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 기초하는 실시 형태에 따른 블랭크의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 절결을 형성하지 않는 경우의 문제를 설명하는 도면이다.
도 7은 절결을 형성하는 것에 의한 효과를 설명하는 도면이다.
도 8은 제2 실시 형태의 공정예를 설명하는 도면이다.
도 9는 예비 성형 형상을 부여한 블랭크의 형상을 조이지 않은 사시도이다.
도 10은 성형 가능한 높이(성형 깊이)를 비교한 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
여기에서, 도면은 개략적인 것으로서, 각 부품의 크기나 길이의 비율 등은 현실의 것과는 상이하다. 또한, 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 구성을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성 부품의 재질, 형상 및 구조 등을 하기의 것에 특정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은, 특허 청구의 범위에 기재된 청구항이 규정하는 기술적 범위 내에 있어서, 여러 가지의 변경을 가할 수 있다.
또한, 각 도면에 형성되어 있는 치수는, 실시예를 설명하기 위한 치수로서, 본 발명을 하등 규정하는 것이 아니다.
본 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 횡단면 장방형 형상의 각통 딥 드로잉 성형품(1)(이하, 간단히 성형품(1)이라고도 칭함)을 예로 들어 설명한다. 단, 본 실시 형태의 성형품(1)의 횡단면 형상은, 장방형 형상에 한정되지 않고, 다른 다각형 형상이라도 좋다.
성형품(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 다각형 형상의 저면부(2)와, 저면부(2)에 연속하는 측벽(3)과, 측벽(3)의 하변에 연속하는 플랜지(4)를 갖는다. 측벽(3)은, 저면부(2)의 각 변(2a, 2b)에 각각 연속하는 직변부(3Aa, 3Ab)와, 이웃하는 직변부(3Aa, 3Ab)의 좌우 방향 단부끼리를 연결하여 코너부를 구성하는 세로 능선(3B)을 구비한다. 세로 능선(3B)은, 저면부(2)의 각부의 정점(5)에 연속한다. 또한, 저면부(2)의 각부는, 딥 드로잉에 의해 R이 붙어 있다.
여기에서, 각통 딥 드로잉 성형은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다이(21)와, 블랭크 홀더(20)와, 펀치(23)를 구비하는 금형을 이용한 프레스 가공으로 행해진다. 구체적으로는, 성형은, 블랭크(10)에 있어서의 플랜지(4)가 되는 플랜지 영역(44)을, 다이(21)와 블랭크 홀더(20)로 누른 상태에서, 상대적으로 펀치(23)를 프레스 방향으로 이동시킴으로써 실행된다. 펀치(23)의 성형면은, 성형품(1)의 저면부(2) 및 측벽(3)의 내측의 면을 모방한 형상으로 되어 있다. 각통 딥 드로잉 성형의 성형 깊이가, 성형된 성형품(1)의 각통의 깊이가 된다.
본 실시 형태의 블랭크(10)는, 강판으로 이루어진다. 강판은, 방청성의 관점에서, 도금 강판인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태의 성형품(1)의 제조 방법은, 각통 딥 드로잉 성형할 때에, 아이어닝 가공을 불필요로 할 수 있다. 그에 따라, 본 개시는, 성형 시에 강판 표면의 도금이 박리하는 것을 억제할 수 있는 것도, 특징의 하나이다.
「제1 실시 형태」
본 실시 형태의 성형품(1)의 제조 방법은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 절결 형성 공정(30), 각통 딥 드로잉 성형을 행하는 프레스 공정(31)과, 트림 공정(32)을 구비한다.
＜절결 형성 공정(30)＞
절결 형성 공정(30)은, 블랭크(10)의 각 변에 절결(11)을 형성한다. 이 공정은, 딥 드로잉 성형 전의 절단 공정이다.
통상의 블랭크(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 세로 능선(3B)이 되는 영역에 연속하는 블랭크의 각(角)이 컷된다. 이로써 블랭크(10)에는, 컷 부분(10a)의 변이 형성되어 있다. 블랭크의 각을 컷함으로써, 저면부(2)의 코너 숄더부 근방에서의 균열을 억제한다.
본 실시 형태의 블랭크(10)는, 그의 컷 부분(10a)의 양측의 변에, 도 5와 같이, 각각 절결(11)이 형성된 형상으로 한다. 컷 부분(10a)과 절결(11)을 갖는 형상은, 한 번의 절단 처리로 실행하면 좋다.
절결(11)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 블랭크(10)에 있어서의, 플랜지(4)가 되는 플랜지 영역(44) 내(도 5 중, 망점 부분)에 형성한다. 구체적으로는, 절결(11)은, 딥 드로잉 성형 시에 다이(21)와 블랭크 홀더(20)로 구속되는 영역에 형성한다.
절결(11)은, 성형품(1)의 직변부(3Aa, 3Ab)에 있어서의 좌우 방향 중앙부 위치보다도 세로 능선(3B)에 가까운 위치가 되는 영역에 연속하는 플랜지 영역(44)의 부분의 변에 각각 형성한다. 즉, 절결(11)을, 블랭크(10)의 변에 있어서의, 세로 능선(3B)이 되는 영역(43B)에 가까운 위치에 대하여, 당해 세로 능선(3B)이 되는 영역(43B)의 양측에 각각 형성한다. 직변부(3Aa, 3Ab)의 세로 능선(3B)에 가까운 부분이란, 직변부(3Aa, 3Ab)의 중앙측 위치보다도 직변부(3Aa, 3Ab)의 단부측에 가까운 부분을 가리킨다.
또한, 절결(11)은, 컷 부분(10a)의 위치를 포함하지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.
각 절결(11)은, 그의 개구폭(D)이, 성형품(1)의 성형 깊이의 25％ 이상이 바람직하다. 개구폭(D)의 상한은, 예를 들면, 100％ 이하의 크기인 것이 바람직하다.
각 절결(11)의 절결 깊이는, 개구폭(D)의 3분의 1 이상인 것이 바람직하다.
또한, 절결(11)의 정부(頂部)(11A)의 윤곽 형상은, 진원이나 타원의 일부로 이루어지는 원호나, 그 원호를 연속한 곡선(일부에 직선을 가져도 좋음)으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 절결(11)의 윤곽에, 날카로운 각부 등의 곡률이 급준하는 부분이 없는 편이 바람직하다.
또한, 절결(11)의 형상은, 절결(11)의 깊이 방향에 대하여 좌우 대칭 형상이라도, 좌우 비대칭의 형상이라도 좋다. 도 5에서는, 절결(11)은, 깊이 방향(직선(49)의 방향)에 대하여 좌우 대칭 형상으로 되어 있고, 깊이 방향이, 블랭크(10)의 변(플랜지 영역(44)의 변)에 직교하는 방향으로 되어 있다. 절결(11)은, 세로 능선(3B)측을 향하여 비스듬하게 형성되어 있어도 좋다.
절결(11)의 정점(11Aa)의 곡률 반경은, 성형 깊이의 12.5％ 이상이 바람직하다. 절결(11)의 정점(11Aa)의 곡률 반경의 상한은, 예를 들면, 절결(11)의 개구폭(D)의 2배 이하이다.
절결(11)의 형성 위치는, 다음의 조건을 충족하는 것이 바람직하다.
여기에서, 플랜지 영역(44)과 직변부(3Aa, 3Ab)가 되는 영역(43)의 경계선(46)(성형품(1)에 있어서의 플랜지(4)와 직변부(3Aa, 3Ab)의 경계의 능선 부분)을 고려한다. 이 경계선(46)은, 플랜지(4)의 직변부(3Aa, 3Ab)측의 변에 상당한다.
또한, 절결(11)의 정점(11Aa)을 절결(11)의 깊이 방향으로 연장한 직선(49)과 직근(直近)의 상기의 경계선(46)의 교점(P)을 상정한다. 또한, 성형품(1)에 있어서의 절결(11)을 형성한 플랜지(4)의 부분에, 직변부(3Aa, 3Ab)를 개재하여 연속하는 저면부(2)의 변의 길이를, 저변부 길이(도 1의 LA, LB 참조)라고 칭한다. 이 때, 절결(11)을 형성하는 적합한 범위는, 상기 교점(P)의, 상기 경계선(46)의 세로 능선(3B)측의 단부 위치로부터의 거리(E)(도 5 참조)가, 상기 저변부 길이의 0배 이상 0.2배 이하의 범위에 위치하는 범위이다.
경계선(46a)에 연속하는 플랜지 영역(44)의 부분의 변에 절결(11)을 형성하는 경우에, 코너부를 사이에 둔 경계선(46A)의 연장선으로부터, 절결(11)의 정점(11Aa)까지의 이격 거리를 거리(E)로 해도 좋다. 그리고, 그 이격 거리를, 성형품(1)에 있어서 절결(11)을 형성한 플랜지(4)의 부분에 직변부(3Aa, 3Ab)를 개재하여 연속하는 저면부(2)의 변의 길이의 0배 이상 0.2배 이하까지의 범위라고 규정해도 좋다.
또한, 상기의 컷 부분(10a)의 양측에 형성되는 2개의 절결(11)은, 세로 능선(3B)이 되는 영역(43B)에 대하여 좌우 대칭의 형상인 것이 바람직하다.
＜프레스 공정(31)＞
프레스 공정(31)에서는, 상기 형성의 절결(11)을 갖는 블랭크(10)에 대하여, 각통 딥 드로잉 성형을 행하여, 목적으로 하는 성형품(1)의 형상을 제작한다.
＜트림 공정(32)＞
트림 공정(32)에서는, 프레스 공정(31)에서 제작한 성형품(1)의 플랜지(4)에 대하여, 절결(11)을 갖는 영역을 절단하여, 최종의 제품 형상으로 한다.
(동작 그 외)
본 실시 형태에 의하면, 종래의 제조 방법으로 성형하는 경우보다도 성형 깊이가 깊은 형상으로서, 평탄한 플랜지(4)를 구비한 각통 딥 드로잉 성형품(1)을 제조하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 딥 드로잉 성형을 행하기 전에, 각 세로 능선(3B)마다, 한 쌍의 절결(11)을, 세로 능선(3B) 위치를 사이에 두는 양측에 각각 형성해 둔다.
여기에서, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이 절결(11)을 형성하지 않는 경우, 플랜지(4)로부터 측벽(3)을 향하는 재료의 흐름에 있어서, 상대적으로, 코너부(세로 능선(3B) 근방)로의 유입이 크고, 그 코너부 근방의 측벽(3)으로의 재료의 유입이 작다. 이 때문에, 저면부(2)에 대하여 성형품(1)의 측벽(3)(3A 및 3B)이 이루는 각도를 90도에 가깝게 하거나, 성형 깊이를 깊게 할수록, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 코너부에서의 압축 응력이 커진다. 그것이, 균열 발생의 원인이 되거나, 코너부 근방의 플랜지(4)에 주름이 발생하기 쉬워진다.
이에 대하여, 본 실시 형태와 같이, 성형하는 블랭크(10)에 있어서의 세로 능선(3B) 근방에 절결(11)을 형성해 둠으로써, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 코너부 근방의 측벽(3)의 재료 유입이 촉진된다. 그에 따라, 측벽(3)으로의 충분한 재료의 유입을 얻으면서, 세로 능선(3B)이, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 프레스 방향과 수직 방향으로 압축을 받으면서 1축 인장 상태에 가까운 변형을 한다. 이 결과, 성형 한계가 향상함으로써 측벽(3) 균열을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 절결(11)의 도입에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상대적으로 세로 능선(3B) 옆의 측벽(3)으로의 재료 유입이 증가함과 함께, 세로 능선(3B)측으로의 재료 유입이 감소한다. 이 때문에, 코너부 부근의 플랜지 주름의 억제가 가능해진다. 그리고, 플랜지 주름의 발생이 억제됨으로써, 성형품(1)으로 했을 때에, 플랜지(4)를 평탄한 상태로 하는 것이 가능해진다.
여기에서, 전술과 같이, 절결(11)의 개구폭(D)이 성형품(1)의 성형 깊이의 25％ 이상이 바람직하다. 또한, 절결(11)의 정점(11Aa)의 곡률 반경이 성형 깊이의 12.5％ 이상인 것이 바람직하다. 이 규정의 이유는, 다음과 같다. 딥 드로잉 성형 중에 플랜지(4)의 재료는 측벽(3)에 유입되어 가지만, 절결(11)의 개구폭(D)이 성형 깊이의 25％보다도 좁은 경우나, 정점의 곡률 반경이 성형 깊이의 12.5％보다도 작은 곡률 반경으로 되어 있는 경우에는, 실험을 한 결과, 성형 깊이에 따라서, 성형 중에 절결(11)의 정부(11A)에서 주름 발생이 발생하거나, 절결(11)에서 겹침이 발생하거나 할 우려가 있었기 때문이다.
절결(11)의 개구폭(D)은, 보다 바람직하게는 성형 깊이의 34％ 이상이다. 또한, 절결(11)의 정점(11Aa)의 곡률 반경은, 보다 바람직하게는 성형 깊이의 17％ 이상이다.
또한, 절결(11)의 정점(11Aa) 위치는, 전술한 교점(P)의, 당해 플랜지측의 변의 단부로부터의 거리(E)가, 대상으로 하는 절결에 가까운, 성형품(1)에서의 저면부(2)의 변의 길이(상기 저변부 길이(LA, LB))의 0배 이상 0.2배 이하의 범위에 존재하는 것이 바람직하다. 이 범위보다도, 플랜지측의 변의 단부로부터의 거리가 커지면, 절결(11)에 의한 능선 근방의 측벽(3)으로의 유입 촉진 효과가 없어질 우려가 있기 때문이다. 상기의 범위는, 바람직하게는, 성형품(1)의 저면부(2)의 변의 길이의 0배 이상 0.1배 이하이다.
「제2 실시 형태」
다음으로, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.
제2 실시 형태는, 프레스 공정(31)이 상이한 이외는, 제1 실시 형태의 기본 구성과 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 이하, 본 실시 형태의 프레스 공정(31)에 대해서 설명한다.
본 실시 형태의 프레스 공정(31)은, 2 공정 이상의 공정에서 각통 딥 드로잉 성형을 행한다.
본 실시 형태의 프레스 공정(31)은, 2 공정 이상의 각통 딥 드로잉 성형의 공정으로서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 예비 성형 공정(31A)과, 예비 성형 공정(31A)보다도 후의 공정으로서의 본 성형 공정(31B)을 구비한다.
＜예비 성형 공정(31A)＞
예비 성형 공정(31A)에서는, 블랭크(10)에 각통 딥 드로잉 성형을 실시하고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 각(角) 수(변의 수)가 성형품(1)과 동일하고 또한 성형품(1)보다도 성형 깊이가 낮은 각통 형상의 예비 성형 형상(50)을 블랭크(10)에 형성한다.
단, 예비 성형 형상(50)은, 저면부(52)의 변(52a, 52b)의 길이(LA', LB')를, 성형품(1)에 있어서의 저면부(2)의 대응하는 변의 길이(LA, LB)의 0.9배 이상 1.1배 이하로 한다. 또한, 변의 길이는, 저면부(52)의 내면측에서의 변에서의 길이로 규정한다.
예비 성형 형상(50)의 성형 깊이는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 저면부(52)의 각 변(52a, 52b)(저면부(52)와 직변부(53Aa, 53Ab)의 사이의 능선)에 있어서, 좌우 방향 단부측보다도, 좌우 방향 중앙부측의 쪽이 얕은 편이 바람직하다. 도 9에서는, 예비 성형 형상(50)에 있어서의 저면부(52)의 각 변(52a, 52b)이, 하방으로 볼록(프레스 방향 오목)하게 된 곡선상의 형상으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 변의 중앙부측(예를 들면, 변의 중앙 3분의 1 내의 부분)의 성형 깊이를 동일하게 하고, 코너 근방만 세로 능선(3B)에 가까워질수록 성형 깊이가 깊어지는 바와 같은, 변(邊) 형상이라도 좋다. 이 경우, 변(52a, 52b)의 형상에 대해서, 좌우 양측에 꺾임부가 형성된다.
또한, 예비 성형 형상(50)에 있어서의, 저면부(52)에 대한 세로 능선(53B)의 기울기(내면측에서의 기울기)가, 성형품(1)에 있어서의 저면부(2)에 대한 세로 능선(3B)의 기울기보다도 경사 각도가 큰 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 예비 성형 형상(50)에 있어서의, 저면부(52)에 대한 직변부(53A)의 기울기도, 성형품(1)에 있어서의 저면부(2)에 대한 직변부(3A)의 기울기보다도 경사 각도가 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 실시 형태에서는, 본 성형 공정(31B)에 있어서, 성형품(1)에 있어서의 저면부(2)에 대한 측벽(3)의 기울기를 90도(수직)에 가까운 각도가 되도록 설정 가능해진다.
또한, 예비 성형 형상(50)의 성형 깊이는, 예를 들면 컴퓨터를 이용한 CAE 해석에 의해 구하면 좋다. 예를 들면 목적하는 성형품(1)의 성형 깊이의 80％ 이하, 바람직하게는 50％ 이하이다. 단, 예비 성형 형상(50)에 있어서의, 저면부(52)에 대한 세로 능선(53B)의 기울기를 크게 하여 세로 능선(53B)을 가라앉히는 수단 및, 저면부(52)의 각 변(52a, 52b)을 하 볼록의 형상으로 만곡시키는 수단의, 적어도 한쪽을 채용함으로써, 예비 성형 형상(50)의 성형 깊이를 보다 깊게 하는 것이 가능하다.
예비 성형 형상(50)의 성형 깊이의 하한값은, 예를 들면, 목적하는 성형품(1)의 성형 깊이의 20％이다.
＜본 성형 공정(31B)＞
본 성형 공정(31B)에서는, 예비 성형 공정(31A)에서 예비 성형 형상(50)을 부여한 블랭크(10)를, 목적으로 하는 성형품(1)의 형상으로 각통 딥 드로잉 성형한다.
＜변형예＞
여기에서, 제2 실시 형태에서 사용하는 블랭크(10)는, 상기의 절결(11)이 형성되어 있지 않은, 도 4와 같은 형상의 블랭크(10)를 이용해도 좋다.
(동작 그 외)
본 실시 형태에 의하면, 종래의 제조 방법에 의한 것 보다도 성형 깊이가 깊은, 평탄한 플랜지(4)를 구비한 각통 딥 드로잉 성형품(1)을 제조하는 것이 가능해진다.
발명자들은, 여러 가지의 조건에서의 각통 딥 드로잉 성형을 행함으로써, 이하의 인식을 발견했다.
또한, 도 1 및 도 9를 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서에서 R이란 곡률 반경을 나타낸다.
발명자는, 하기의 (1)(2)의 인식을 얻었다.
(1) 성형품(1)의 저면부(2)의 코너 정점에서의 각도(α)와 예비 성형 형상(50)의 저면부(52)의 코너 정점에서의 각도(α')의 R이 상이한 경우, 특히 정점의 각도(α')의 R이 정점의 각도(α)의 R보다도 클수록, 본 성형에서 정점이 각도(α)로 성형되기 시작한 시점에서 균열의 위험이 발생한다.
(2) 예비 성형 형상(50)에서의 저면부(52)의 변의 능선 길이(LA', LB')가, 성형품(1)에서의 저면부(2)의 변의 길이(LA, LB)보다도 짧을수록, 본 성형 중에 정점에 저면부(2)의 변의 능선에 따른 방향의 장력이 발생하여, 균열의 위험이 발생한다.
이러한 인식에 기초하여 실험을 거듭하여, 본 실시 형태에서는, 하기식과 같이, 예비 성형 형상(50)에 있어서의 저면부(52)의 변의 능선 길이(LA', LB')가, 성형품(1)에서의 저면부(2)의 변의 능선 길이(LA, LB)에 대하여, 0.9배 이상 1.1배 이하이도록 설정했다.
0.9×LA ≤ LA'≤ 1.1×LA
0.9×LB ≤ LB'≤ 1.1×LB
여기에서, 예비 성형 형상(50)의 저면부(52)의 변의 능선 길이(LA', LB')가, 성형품(1)의 저면부(2)의 변의 능선 길이(LA, LB)에 대하여 0.9배 미만인 경우, 본 성형 공정(31B)에 있어서, 펀치(23)의 숄더 코너부에 대하여 능선 방향으로 과대하게 장력이 발생하여, 균열이 발생할 우려가 있다. 또한, 예비 성형 형상(50)의 저면부(52)의 변의 능선 길이(LA', LB')가, 성형품(1)의 저면부(2)의 변의 능선 길이(LA, LB)에 대하여 1.1배를 초과하는 길이이면, 정(正)치수로 하기 위해서는 변의 능선에 과대하게 압축 변형을 부여할 필요가 발생하여, 주름의 발생이 우려된다. 보다 바람직하게는, 예비 성형 형상(50)의 저면부(52)의 변의 능선 길이(LA', LB')가, 성형품(1)의 저면부(2)의 변의 능선 길이(LA, LB)의, 0.95배 이상 1.05배 미만이다.
더하여, 능선 길이(LA', LB')가 상기 범위를 충족하고 있으면, 예비 성형 형상(50)은, 성형품(1)에 근사한 각통 형상이 아니어도 상관없다. 즉, 예비 성형 형상(50)의 저면부(2)(펀치(23) 바닥 상당)는 평면일 필요는 없고, 저면부(2)의 변의 능선도 직선일 필요는 없다.
일반적으로, 각통 형상을 성형하는 경우, 저면부(2)에 대한 측벽(3)의 각도가 수직에 가까울수록, 성형이 곤란해진다. 한편, 당해 각도가 둔각이 될수록 성형은 용이해진다. 그러나 전기 자동차의 배터리 케이스와 같이, 배터리 케이스의 용적을 가능한 한 크게 하고 싶다는 요망을 고려하면, 측벽(3)은 가능한 한 저면부(2)에 대하여 수직에 가까운 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 기술을 이용하면, 예비 성형 형상(50)의 단계에서는 능선의 길이가 상기의 조건을 충족하고 있으면, 예비 성형 형상(50)에서는 저면부(52)에 대한 측벽(53)의 각도를 목표 형상(성형품(1)의 형상)보다도 가라앉히는 것이 가능해진다. 이 조건을 충족하는 예비 성형 형상(50)으로서, 예를 들면 도 9와 같은 형상을 생각할 수 있다.
도 9에 나타내는 예비 성형 형상(50)은, 측벽(3)을 목적으로 하는 성형품(1)의 형상보다도 가라앉혀지게 하고 있다. 또한, 가라앉혀지기 어려움으로써, 저면부(52)의 각 변(52a, 52b)의 능선이 직선인 경우, 그 만큼, 저면부(52)의 각 변(52a, 52b)의 능선의 길이가 짧아진다. 이 예는, 저면부(52)의 각 변(52a, 52b)의 능선의 높이에 대해서 중앙부의 높이를 좌우 양단부보다도 낮아지도록 당해 능선을 형성함으로써, 능선 길이를 벌어, 목표 형상과 동일한 혹은 근사한 변의 길이로 하는 예이다.
이 때, 능선의 중앙부를 상대적으로 낮게(상대적으로 성형 깊이를 얕게) 함으로써, 능선의 꺾이는 방향이 다이(21)측으로 된다. 이 결과, 예비 성형 형상(50)에서의 저면부(52)의 변이, 본 성형 시에, 코너부의 정점(5) 및 세로 능선(53B)(3B)보다 먼저 펀치(23)에 접촉하도록 설계된다.
여기에서, 본 성형 공정(31B)에서, 세로 능선(53B)(3B)에 대하여 먼저 펀치(23)가 접촉한 경우, 접촉 위치에 변형이 과대하게 집중하여 균열이 발생할 우려가 있다. 예비 성형 형상(50)에서의 저면부(52)의 변이 먼저 펀치(23)에 접촉하는 경우, 상기의 설계법으로 설계했을 때, 예비 성형 형상(50)에서의 저면부(52)의 변은, 중앙부측이 아래로 볼록한 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 본 성형 공정(31B)에서 펀치(23)로 밀어 올려짐에 따라, 측벽(53)이 서도록 성형되어 간다. 그리고, 가라앉혀져 있던 예비 성형 형상(50)에서의 세로 능선(53B)도 그에 따라 외측으로 세워져 가고, 최종적으로 예비 성형 형상(50)에서의 정점(55)의 각도(α´)가, 성형품(1)에서의 정점(5)의 각도(α)에 들어간다. 이 때, 예비 성형 형상(50)에서의 저면부(52)의 변의 능선의 길이가 상기의 길이로 되어 있으면, 본 성형 공정(31B)에서 목적으로 하는 성형품(1)에서의 저면의 변의 연재 방향을 향하는 인장 변형은 생기지 않고, 균열이 일어나는 일은 없다.
또한, 세로 능선(3B)에 대해서는, 예비 성형 형상의 측벽(53)을 비스듬하게 성형함으로써, 통상의 성형과 비교하여, 예비 성형 형상(50)에서의 세로 능선(53B)을 길게 성형할 수 있다. 그리고, 이 긴 예비 성형 형상(50)에서의 세로 능선(53B)이 일어나는 방향으로 성형되어 간다. 이 결과, 통상의 공법에 의한 성형보다도, 그 능선 길이의 차분만큼, 성형품(1)의 성형 깊이를 깊게 하는 것이 가능해진다. 단, 펀치(23)의 바닥이 익숙해진 후의 성형에 있어서는 통상의 성형과 동일하게 측벽(3)의 균열, 플랜지(4) 주름의 발생이 우려된다.
또한, 절결(11)의 부여와 예비 성형 공법의 양쪽을 조합함으로써, 추가로 성형 깊이를 깊게 하는 효과가 높아진다. 이것은, 블랭크(10)에 절결(11)을 부여한 상태에서 예비 성형을 행함으로써, 상기 효과에 의해, 예비 성형 단계에서도 코너부로의 재료 유입이 촉진되어 코너부로의 변형 집중이 보다 억제된다. 또한, 본 성형에서 펀치(23)의 바닥이 익숙해진 후의 성형에 있어서는, 블랭크(10)로의 절결(11)의 부여의 효과에 의해, 측벽(3)의 균열, 플랜지(4)로의 주름의 발생을 억제하면서 성형하는 것이 가능해진다.
「제1 및 제2 실시 형태에서 제조 가능한 각통 딥 드로잉 성형품(1)」
제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태를 채용함으로써, 다음과 같은 조건의 각통 딥 드로잉 성형품(1)을 제조 가능해진다.
즉, 저면부(2)와 세로 능선(3B)의 경계인 각부(정점(5))의 곡률 반경 R(㎜)과 성형 깊이 h(㎜)의 관계가, 식 (1)의 관계를 충족하는, 딥 드로잉 성형품(1)으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품(1)을 제조 가능해진다. 곡률 반경 R은, 내면측에서의 곡률 반경으로 한다.
h / R ≥ 4 … (1)
또한, 블랭크(10)를 구성하는 강판으로서, 도금 강판을 이용할 수 있다.
블랭크(10)에 도금 강판을 채용함으로써, 방청성이 향상하지만, 본 실시 형태에서는, 아이어닝 가공을 행하지 않아도, 딥 드로잉으로 각통 딥 드로잉 성형품(1)을 제작할 수 있다. 이 때문에, 종래보다도 확실하게, 도금이 벗겨지는 일 없이 잔존한 성형품(1)을 제공 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 종래의 제조 방법에 의한 것보다도 성형 깊이가 깊은, 평탄한 플랜지(4)를 구비한 각통 딥 드로잉 성형품(1)을 제조하는 것이 가능해진다.
성형품(1)의 성형 깊이는, 예를 들면 150㎜ 이상 250㎜ 이하이다.
(그 외)
본 개시는, 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형함으로써 제조하는 성형품의 제조 방법으로서, 상기 블랭크에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결을 갖고, 상기 절결은, 상기 세로 능선이 되는 위치를 사이에 둔 양측 위치로서, 상기 직변부의 상기 세로 능선에 가까운 부분에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있는, 성형품의 제조 방법.
(2) 상기 각 절결의 개구폭은, 상기 성형품의 성형 깊이의 25％ 이상 100％ 이하의 크기이고, 상기 절결의 정부의 윤곽 형상은, 원호상의 곡선으로 구성되고, 그 절결의 정점의 곡률 반경은, 상기 성형 깊이의 12.5％ 이상, 상기 절결의 개구폭의 2배 이하이다.
(3) 상기 플랜지 영역과 상기 직변부가 되는 영역의 경계선과, 상기 절결의 정점을 상기 절결의 깊이 방향으로 연장한 직선이 교차하는 교점의, 상기 경계선의 상기 세로 능선측의 단부 위치로부터의 거리가, 상기 성형품에 있어서 상기 절결을 형성한 플랜지의 부분에 직변부를 개재하여 연속하는 상기 저면부의 변의 길이의 0배 이상 0.2배 이하의 범위이다.
(4) 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형함으로써 제조하는 성형품의 제조 방법으로서, 상기 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형을 행하여, 상기 블랭크에 상기 성형품보다도 성형 깊이가 얕은 각통 형상으로 이루어지는 예비 성형 형상을 형성하는 예비 성형 공정과, 상기 예비 성형 공정보다도 후공정으로서, 상기 예비 성형 공정에서 상기 예비 성형 형상을 부여한 상기 블랭크를, 상기 성형품의 형상으로 각통 딥 드로잉 성형하는 본 공정을 갖고, 상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부의 변의 길이를, 상기 성형품에 있어서의 저면부의 대응하는 변의 길이의 0.9배 이상 1.1배 이하로 하는, 성형품의 제조 방법.
또한, 상기 기재의 절결을 갖는 블랭크를 이용해도 좋다.
(5) 상기 예비 성형 형상의 성형 깊이가, 저면부의 각 변에 있어서, 좌우 방향 단부측보다도, 좌우 방향 중앙부측의 쪽이 얕다.
(6) 상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부에 대한 세로 능선의 기울기가, 상기 성형품에 있어서의 저면부에 대한 세로 능선의 기울기보다도 경사 각도가 크다.
(7) 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형하여 제조할 때에 사용하는 상기 블랭크로서, 상기 블랭크에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결을 갖고, 상기 절결은, 상기 직변부의 상기 세로 능선에 가까운 부분에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있는, 각통 딥 드로잉 성형용의 블랭크.
(8) 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형하여 제조할 때에 사용하는 상기 블랭크로서, 상기 성형품보다도 성형 깊이가 얕은 각통 형상으로 이루어지는 예비 성형 형상을 갖고, 상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부의 변의 길이는, 상기 성형품에 있어서의 저면부의 대응하는 변의 길이의 0.9배 이상 1.1배 이하이다.
(9) 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖고, 강판으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품으로서, 상기 저면부와 상기 세로 능선의 경계인 각부의 곡률 반경 R(㎜)과 성형 깊이 h(㎜)의 관계가, 식 (1)의 관계를 충족하는, 딥 드로잉 성형품으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품.
h / R ≥ 4 … (1)
(10) 상기 강판은 도금 강판인, 각통 딥 드로잉 성형품.
(실시예)
다음으로, 본 실시 형태에 기초하는 실시예에 대해서 설명한다.
(실시예의 검증)
실시예에서는, 도 1을 목표로 하는 성형품(1)의 형상으로 한다. 이 성형품(1)은, 저면부(2)의 변의 길이가 각각 단변 900㎜와 장변 1400㎜의 장방형 형상으로 되어 있다. 또한, 성형 깊이는 200㎜이다.
(비교예)
블랭크(10)로서, 도 4에 나타내는 바와 같은, 절결(11)을 갖지 않는 형상으로 하고, 블랭크(10)의 재료에 JSC270D, 판두께 0.8㎜의 강판을 사용하여, 통상의 각통 딥 드로잉 성형으로 성형했다. 이 성형의 경우, 성형 깊이 200㎜까지 성형할 수 없어, 성형 깊이가 110㎜로 된 시점에서 균열이 발생했다.
(발명예 1)
다음으로, 블랭크(10)로서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도 4에 나타내는 블랭크(10)에 절결(11)을 추가한 블랭크를 사용했다. 그리고, 그 블랭크를 통상의 각통 딥 드로잉 성형으로 성형했다.
본 예에서는, 절결(11)의 정점(11Aa)의 당해 절결(11)의 깊이 방향으로 연장한 직선(49)이, 세로 능선(3B)의 정점이 되는 개소 근방을 향하도록 설정했다. 또한, 절결(11)의 개구폭(D)은, 목표 성형 깊이의 60％인 120㎜, 절결(11) 깊이는 목표 성형 깊이 200㎜의 35％인 70㎜로 했다.
본 발명예에서의 성형의 경우, 성형 깊이 135㎜로 되어, 비교예에 비하여 성형 깊이는 25㎜ 향상했다.
(발명예 2)
발명예 2에서는, 도 9에 나타내는 바와 같은 예비 성형 형상(50)을 블랭크(10)에 부여한 후에, 목표로 하는 성형품(1)의 형상으로 딥 드로잉 성형을 행했다. 또한, 도 9에서는, 절결(11)이 부여된 블랭크(10)로 되어 있다. 그러나, 발명예 2에서는, 블랭크(10)에 절결(11)을 부여하지 않은 블랭크(10)를 사용했다. 블랭크(10)의 다른 구성은, 비교예와 마찬가지로 설계했다.
예비 성형 형상(50)은, 저면부(2)의 변의 길이를 성형품(1)에서의 저면부(2)의 변의 길이와 동일해지도록 설계했다. 또한, 예비 성형 형상(50)의 성형 깊이는, 본 성형의 성형 깊이의 20％∼50％의 범위에 들어가도록 설계했다.
이 발명예 2의 성형에서는, 성형 깊이는 155㎜가 되어, 비교예에 비하여 성형 깊이는 45㎜ 향상했다.
(발명예 3)
발명예 3으로서, 블랭크(10)에 발명예 1에서 기재한 절결(11)을 부여한 이외는, 발명예 2의 방법에 의해, 성형품(1)을 성형해 보았다.
발명예 3에서는, 성형 깊이 200㎜까지 균열은 발생하지 않는 것을 확인했다. 적어도 비교예와 비교하여, 성형 깊이는 적어도 90㎜ 향상했다.
그의 평가를 도 10에 나타낸다.
도 10으로부터 알 수 있듯이, 블랭크(10)에 절결(11)을 형성한 경우도, 예비 성형 형상(50)을 부여한 경우도 비교예에 비하여 성형 깊이를 깊게 할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 블랭크(10)에 절결(11)을 형성함과 함께 예비 성형 형상(50)을 부여하면, 추가로 성형 깊이를 깊게 할 수 있는 것을 알 수 있었다.
여기에서, 본원이 우선권을 주장하는, 일본특허출원 2021-026615(2021년 02월 22일 출원)의 전체 내용은, 참조에 의해 본 개시의 일부를 이룬다. 여기에서는, 한정된 수의 실시 형태를 참조하면서 설명했지만, 권리 범위는 그들에 한정되는 것은 아니고, 상기의 개시에 기초하는 각 실시 형태의 개변은 통상의 기술자에게 있어서 자명한 것이다.
1 : 성형품
2 : 저면부
2a, 2b : 변
3 : 측벽
3A, 3Aa, 3Ab : 직변부
3B : 세로 능선
4 : 플랜지
10 : 블랭크
10a : 컷 부분
11 : 절결
20 : 블랭크 홀더
21 : 다이
23 : 펀치
30 : 절결 형성 공정
31 : 프레스 공정
31A : 예비 성형 공정
31B : 본 성형 공정
32 : 트림 공정
44 : 플랜지 영역
46 : 경계선
49 : 깊이 방향의 직선
50 : 예비 성형 형상
52 : 저면부
52a, 52b : 변
53 : 측벽
53A, 53Aa, 53Ab : 직변부
53B : 세로 능선
D : 개구폭
E : 거리
P : 교점

Claims (11)

  1. 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형함으로써 제조하는 성형품의 제조 방법으로서,
    상기 블랭크에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결을 갖고,
    상기 절결은, 상기 세로 능선이 되는 위치를 사이에 둔 양측 위치로서,
    상기 직변부의 상기 세로 능선에 가까운 부분에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있는,
    것을 특징으로 하는 성형품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 절결의 개구폭은, 상기 성형품의 성형 깊이의 25％ 이상 100％ 이하의 크기이고,
    상기 절결의 정부(頂部)의 윤곽 형상은, 원호상의 곡선으로 구성되고, 그 절결의 정점의 곡률 반경은, 상기 성형 깊이의 12.5％ 이상, 상기 절결의 개구폭의 2배 이하인,
    것을 특징으로 하는 성형품의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플랜지 영역과 상기 직변부가 되는 영역의 경계선과, 상기 절결의 정점을 상기 절결의 깊이 방향으로 연장한 직선이 교차하는 교점의, 상기 경계선의 상기 세로 능선측의 단부 위치로부터의 거리가, 상기 성형품에 있어서 상기 절결을 형성한 플랜지의 부분에 직변부를 개재하여 연속하는 상기 저면부의 변의 길이의 0배 이상 0.2배 이하의 범위인,
    것을 특징으로 하는 성형품의 제조 방법.
  4. 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형함으로써 제조하는 성형품의 제조 방법으로서,
    상기 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형을 행하여, 상기 블랭크에 상기 성형품보다도 성형 깊이가 얕은 각통 형상으로 이루어지는 예비 성형 형상을 형성하는 예비 성형 공정과
    상기 예비 성형 공정보다도 후 공정으로서, 상기 예비 성형 공정에서 상기 예비 성형 형상을 부여한 상기 블랭크를, 상기 성형품의 형상으로 각통 딥 드로잉 성형하는 본 공정을 갖고,
    상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부의 변의 길이를, 상기 성형품에 있어서의 저면부의 대응하는 변의 길이의 0.9배 이상 1.1배 이하로 하는,
    것을 특징으로 하는 성형품의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 예비 성형 형상의 성형 깊이가, 저면부의 각 변에 있어서, 좌우 방향 단부측보다도, 좌우 방향 중앙부측의 쪽이 얕은,
    것을 특징으로 하는 성형품의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부에 대한 세로 능선의 기울기가, 상기 성형품에 있어서의 저면부에 대한 세로 능선의 기울기보다도 경사 각도가 큰,
    것을 특징으로 하는 성형품의 제조 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 절결을 갖는 블랭크를 이용하는 것을 특징으로 하는, 성형품의 제조 방법.
  8. 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형하여 제조할 때에 사용하는 상기 블랭크로서,
    상기 블랭크에 있어서의, 상기 플랜지가 되는 플랜지 영역의 변에 절결을 갖고,
    상기 절결은, 상기 직변부의 상기 세로 능선에 가까운 부분에 연속하는 상기 플랜지 영역의 변에 각각 형성되어 있는,
    것을 특징으로 하는 각통 딥 드로잉 성형용의 블랭크.
  9. 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 상기 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖는 각통 형상의 성형품을, 강판으로 이루어지는 블랭크를 각통 딥 드로잉 성형하여 제조할 때에 사용하는 상기 블랭크로서,
    상기 성형품보다도 성형 깊이가 얕은 각통 형상으로 이루어지는 예비 성형 형상을 갖고,
    상기 예비 성형 형상에 있어서의 저면부의 변의 길이는, 상기 성형품에 있어서의 저면부의 대응하는 변의 길이의 0.9배 이상 1.1배 이하인,
    것을 특징으로 하는 각통 딥 드로잉 성형용의 블랭크.
  10. 다각형 형상의 저면부와, 상기 저면부의 각 변에 각각 연속하는 직변부 및 이웃하는 직변부의 좌우 방향 단부끼리를 연결하는 세로 능선을 구비하는 측벽과, 상기 측벽에 연속하는 플랜지를 갖고, 강판으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품으로서,
    상기 저면부와 상기 세로 능선과의 경계인 각부(角部)의 곡률 반경 R(㎜)과 성형 깊이 h(㎜)의 관계가, 식 (1)의 관계를 충족하는, 딥 드로잉 성형품으로 이루어지는 각통 딥 드로잉 성형품.
    h / R ≥ 4 … (1)
  11. 제10항에 있어서,
    상기 강판은 도금 강판인 것을 특징으로 하는 각통 딥 드로잉 성형품.
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