TWI598160B - 帽形剖面零件的製造裝置 - Google Patents

Description

帽形剖面零件的製造裝置 發明領域

本發明是有關於一種製造被做成帽形剖面之零件的帽形剖面零件的製造裝置。

發明背景

作為構成汽車車體之骨架的構造構件，一般熟知的有例如，像前側面構件(Front Side Member)之類的被做成帽形剖面形狀的壓製成形零件(在本說明書中也稱為「帽形剖面零件」)。又，這種帽形剖面零件，是經由在作為原料之金屬板(例如鋼板)上施行壓製加工(拉伸加工)等而形成(參照例如，日本專利特開2003-103306號公報、日本專利特開2004-154859號公報、日本專利特開2006-015404號公報及日本專利特開2008-307557號公報)。

發明概要

然而，透過在金屬板上施行拉伸加工而形成帽形 剖面零件之情況，最重要的是要做到，在脫模時盡可能地不使帽形剖面零件變形而將其取出。

本發明考慮到上述事實，而以獲得可在脫模時抑制帽形剖面零件發生變形之帽形剖面零件的製造裝置作為目的。

解決上述課題之帽形剖面零件的製造裝置具備：衝模，具有可對金屬板之兩側部分加壓的成形面並同時設有開口；衝頭，與前述衝模的開口相面對配置且可在閉模時被配置到前述開口內，並具有可對前述金屬板的中央部分進行加壓之成形面；墊體，配置在形成於前述衝模的開口內，且將於閉模時在與前述衝頭之間對前述金屬板的中央部分進行加壓挾持的成形面做成與前述衝頭的成形面相對應之成形面；壓板，與前述衝模相面對配置，且將於閉模時在與前述衝模之間對前述金屬板的兩側部分進行加壓挾持的成形面做成與前述衝模的成形面相對應之成形面；以及加壓限制裝置，可限制已成形之剖面為帽形的帽形剖面零件於脫模時在前述墊體及前述壓板之間被加壓。

解決上述課題之帽形剖面零件的製造裝置，以衝頭和墊體挾持金屬板的中央部分，並且以衝模及壓板挾持金屬板的兩側部分，並藉由使壓板和衝模，以及衝頭和墊體上下相對移動，以形成剖面為帽形的帽形剖面零件。並且，可在以加壓限制裝置對已成形之帽形剖面零件於脫膜時在墊體和壓板之間被加壓之情形進行限制的狀態下，將 帽形剖面零件從模具(壓板、衝模、衝頭及墊體)中取出。因此，可以抑制脫模時帽形剖面零件發生變形之情形。

根據本發明之帽形剖面零件的製造裝置，具有可在脫模時抑制帽形剖面零件發生變形的優良效果。

10、501、100、110、120、130、140、150、70、70-1‧‧‧彎曲零件

11、501c、102、112、122、132、142、152‧‧‧頂板

12a、12b、501a、501b、108a、108b、118a、118b、128a、128b、138a、138b、148a、148b、158a、158b‧‧‧縱壁

13a、13b、501d、501e、108a、108b、118a、118b、128a、128b、138a、138b、148a、148b、158a、158b‧‧‧(外向)凸緣

14a、14b、102a、102b、112a、112b、122a、122b、132a、132b、142a、142b、152a、152b‧‧‧稜線

15a、15b‧‧‧凹線

11a‧‧‧凸狀彎曲部

11b‧‧‧凹狀彎曲部

16a、17a‧‧‧與凸狀彎曲部對應之部位

16b、17b‧‧‧與凹狀彎曲部對應之部位

201、601、72‧‧‧原料金屬板

301‧‧‧拉伸面板

301a‧‧‧凹狀彎曲部頂板

301b‧‧‧凸狀彎曲部凸緣

301c‧‧‧凸狀彎曲部頂板

301d‧‧‧凹狀彎曲部凸緣

301e‧‧‧長邊方向之兩端部

500、600‧‧‧帽形剖面零件的製造裝置

502、602‧‧‧衝模

502a‧‧‧開口

503、603‧‧‧墊體

504、604‧‧‧衝頭

505、605‧‧‧壓料板

506‧‧‧墊體加壓裝置

507‧‧‧壓料板加壓裝置

508‧‧‧加壓限制裝置

508-1‧‧‧壓板側限制部

508-2、508-4‧‧‧控制部

508-3‧‧‧墊體側限制部

508-5‧‧‧間隔塊

508-5a、508-5b‧‧‧鎖定銷

509‧‧‧移動裝置

601a‧‧‧短邊方向的中央部分

601b、601c‧‧‧短邊方向的兩側部分

72-1‧‧‧預先加工金屬板

74‧‧‧凸狀部

W‧‧‧剪切皺褶

b‧‧‧間隙

t‧‧‧板厚

圖1A是顯示被做成帽形剖面的彎曲零件之一例的立體圖。

圖1B是由上方觀察圖1A所示之彎曲零件的平面圖。

圖1C是圖1A所示之彎曲零件的正面圖。

圖1D是從其中一邊的端部觀察圖1A所示之彎曲零件的側面圖。

圖2是對應於圖1A之彎曲零件的立體圖，用於說明對應於凹狀彎曲部及凸狀彎曲部之部位的稜線。

圖3A是顯示成形前之原料金屬板的立體圖。

圖3B是顯示拉伸面板的立體圖。

圖4是對應於圖3B的立體圖，顯示在拉伸面板上容易裂開或產生皺褶之部位。

圖5是將帽形剖面零件的製造裝置之主要部位分解顯示之分解立體圖。

圖6A是顯示圖5所示之帽形剖面零件的製造裝置在加工開始時之階段的剖面圖。

圖6B是顯示在圖5所示之帽形剖面零件的製造裝置中，將原料金屬板挾持及拘束在衝模和墊體，以及壓板和衝頭 之間的階段的剖面圖。

圖6C是顯示從圖6B所示之階段到將衝頭推入之階段的剖面圖。

圖6D是顯示從圖6C所示之階段到將衝頭再進一步推入，而使衝頭相對於衝模為完全推入之狀態的剖面圖。

圖7是將其他帽形剖面零件的製造裝置分解顯示的分解立體圖。

圖8A是顯示圖7所示之帽形剖面零件的製造裝置在加工開始時之階段的剖面圖。

圖8B是顯示在圖7所示之帽形剖面零件的製造裝置中的，將原料金屬板挾持及拘束在衝模和墊體，以及壓板和衝頭之間的階段的剖面圖。

圖8C是顯示從圖8B所示之階段到將衝頭推入之階段的剖面圖。

圖8D是顯示從圖8C所示之階段到將衝頭再進一步推入，而使衝頭相對於衝模為完全推入之狀態的剖面圖。

圖9A所示為用於說明將衝頭完全推入衝模，並將原料金屬板成形為彎曲零件之後，將彎曲零件從模具中取出時可能產生之不良狀況的模具的剖面圖。

圖9B是顯示從圖9A所示之狀態使衝頭相對於衝模後退之階段的模具的剖面圖。

圖9C是顯示從圖9B所示之狀態使衝頭相對於衝模完全後退之階段的模具的剖面圖。

圖10A是顯示將衝頭完全推入衝模之狀態的模具的剖 面圖。

圖10B是顯示從圖10A所示之狀態使衝頭相對於衝模後退之階段的模具的剖面圖。

圖10C是顯示從圖10B之狀態使衝頭相對於衝模完全後退之階段的模具的剖面圖。

圖11A是顯示已將衝頭完全推入衝模之狀態的模具的剖面圖。

圖11B是顯示從圖11A之狀態使衝頭相對於衝模後退之階段的模具的剖面圖。

圖11C是顯示從圖11B之狀態使衝頭相對於衝模完全後退之階段的模具的剖面圖。

圖12A是顯示包含了用於使彎曲零件不變形地從模具中取出之加壓限制裝置的模具成形完成時之狀態的說明圖。

圖12B是顯示加壓限制裝置為作動中之狀態的模具的說明圖。

圖12C是顯示加壓限制裝置為作動中之狀態的模具的說明圖。

圖12D是顯示包含加壓限制裝置之模具在脫模完成時之狀態的說明圖。

圖13A是顯示包含了用於使彎曲零件不變形地從模具中取出之加壓限制裝置的模具成形完成時之狀態的說明圖。

圖13B是顯示加壓限制裝置為作動中之狀態的模具的 說明圖。

圖13C是顯示加壓限制裝置為作動中之狀態的模具的說明圖。

圖13D是顯示包含加壓限制裝置之模具在脫模完成時之狀態的說明圖。

圖13E是對應於圖12C及圖13C的說明圖，顯示加壓限制裝置為作動中之狀態的模具。

圖14A是顯示包含了用於使彎曲零件不變形地從模具中取出之加壓限制裝置的模具成形完成時之狀態的說明圖。

圖14B是顯示加壓限制裝置為作動中之狀態的模具的說明圖。

圖14C是顯示在加壓限制裝置為作動中之狀態下使衝模上升之過程的模具的說明圖。

圖14D是顯示包含加壓限制裝置之模具脫模完成時之狀態的說明圖。

圖15A是將形成於縱壁上的應力模式地表示之彎曲零件的立體圖。

圖15B是彎曲零件的立體圖，顯示形成於縱壁上之剪切皺褶。

圖15C是彎曲零件的側面圖，顯示形成於縱壁上之剪切皺褶。

圖16A是顯示帽形剖面零件的製造裝置的剖面圖，用於說明防止剪切皺褶的產生之各部位尺寸等。

圖16B是顯示彎曲零件之剖面的剖面圖，用於說明防止剪切皺褶的產生之各部位尺寸等。

圖16C是顯示帽形剖面零件的製造裝置的剖面圖，用於說明用於防止剪切皺褶的產生之各部位尺寸等。

圖16D是顯示彎曲零件之剖面的剖面圖，用於說明用於防止剪切皺褶的產生之各部位尺寸等。

圖17A是顯示以圖5所示之帽形剖面零件的製造裝置所製造出的彎曲零件之立體圖。

圖17B是從上方觀察圖17A所示之彎曲零件的平面圖。

圖17C是圖17A所示之彎曲零件的側面圖。

圖17D是從其中一邊的端部觀察圖17A所示之彎曲零件的正面圖。

圖18是顯示表1中的間隙b之模具的剖面圖。

圖19A是顯示以本發明之實施形態的帽形剖面零件的製造裝置所製造出的其他彎曲零件的立體圖。

圖19B是從上方觀察圖19A所示之彎曲零件的平面圖。

圖19C是圖19A所示之彎曲零件的側面圖。

圖19D是從其中一邊的端部觀察圖19A所示之彎曲零件的正面圖。

圖20A是顯示以本發明之實施形態的帽形剖面零件的製造裝置所製造出的其他彎曲零件的立體圖。

圖20B是從上方觀察圖20A之彎曲零件的平面圖。

圖20C是圖20A之彎曲零件的側面圖。

圖20D是由底面側觀察圖20A之彎曲零件的立體圖。

圖21A是以本發明之實施形態的帽形剖面零件的製造裝置所製造出的其他彎曲零件的立體圖。

圖21B是從上方觀察圖21A所示之彎曲零件的平面圖。

圖21C是圖21A所示之彎曲零件的側面圖。

圖21D是從左側觀察圖21A所示之彎曲零件的正面圖。

圖22A是顯示以本發明之實施形態的帽形剖面零件的製造裝置所製造出的其他彎曲零件的立體圖。

圖22B是從上方觀察圖22A之彎曲零件的平面圖。

圖22C是圖22A之彎曲零件的側面圖。

圖22D是從左側觀察圖22A之彎曲零件的正面圖。

圖23A是顯示以本發明之實施形態的帽形剖面零件的製造裝置所製造出的其他彎曲零件的立體圖。

圖23B是從上方觀察圖23A之彎曲零件的平面圖。

圖23C是圖23A之彎曲零件的側面圖。

圖23D是從底面側觀察圖23A之彎曲零件的立體圖。

圖24A是顯示以本發明之實施形態的帽形剖面零件的製造裝置所製造出的其他彎曲零件的立體圖。

圖24B是從上方觀察圖24A之彎曲零件的平面圖。

圖24C是圖24A之彎曲零件的側面圖。

圖24D是從底面側觀察圖24A之彎曲零件的立體圖。

圖25A是顯示實施預先加工前之原料金屬板的立體圖。

圖25B是顯示已實施過預先加工之原料金屬板的立體圖。

圖25C是顯示由已實施過預先加工之原料金屬板所成形出的彎曲零件的立體圖。

圖25D是顯示已將圖25C所示之彎曲零件切邊修整過之狀態的立體圖。

用以實施發明之形態

對本發明實施形態之帽形剖面零件的製造裝置加以說明。以下，先說明帽形剖面零件的構成，接著針對帽形剖面零件的製造裝置進行說明。

(帽形剖面零件之構成)

在圖1A~圖1D及圖2中所示為，藉由以本實施形態之帽形剖面零件的製造裝置500(參照圖5)施行拉伸加工而製造出之作為帽形剖面零件的彎曲零件10。如這些圖式所示，彎曲零件10具備，朝長邊方向延伸之頂板11，及從頂板11之短邊方向的兩側分別朝向頂板11厚度方向之其中一邊側彎曲延伸的縱壁12a、12b。又，彎曲零件10具備，從縱壁12a之與頂板11為相反側之端朝向與縱壁12b相分離之側彎曲延伸之外向凸緣13a，和從縱壁12b之與頂板11為相反側的端朝向與縱壁12a相分離之側彎曲延伸之外向凸緣13b。

在頂板11與各個縱壁12a、12b之間，形成有沿著彎曲零件10的長邊方向延伸的稜線14a、14b。又，在各個縱壁12a、12b與外向凸緣13a、13b之間形成有沿著彎曲零件10的長邊方向延伸的凹線15a、15b。

稜線14a、14b和凹線15a、15b為大致平行地延伸 設置。亦即，各個縱壁12a、12b之從外向凸緣13a、13b起算的高度，是沿著彎曲零件10的長邊方向形成為大致固定。

如圖2所示，在頂板11的局部部分上，有彎曲成弧形之凸狀彎曲部11a形成於帽形之橫剖面的外側，亦即頂板11的外表面側，在頂板11之其他的局部部分上，有彎曲成弧形之凹狀彎曲部11b形成於帽形之橫剖面形狀的內側，亦即頂板11的內表面側。在凸狀彎曲部11a、凹狀彎曲部11b上，由頂板11和縱壁12a、12b構成之稜線14a、14b也在與凸狀彎曲部11a、凹狀彎曲部11b對應之部位16a、16b及17a、17b上彎曲成弧形。此處之「弧形」並不限定為真圓的一部分，也可以是例如，橢圓、雙曲線、正弦曲線之其他曲線之一部分。

以上所說明之彎曲零件10，是透過對圖3A所示之作為金屬板的矩形的原料金屬板201施以拉伸加工以形成如圖3B所示之拉伸面板301，再藉由將此拉伸面板301之不需要部分切邊修整(trimming)而形成。

然而，經由對被做成帽形剖面之彎曲零件10作拉伸加工以進行製造時，如圖4所示，在成形出拉伸面板301的階段，在拉伸面板301之凹狀彎曲部之頂板301a及凸狀彎曲部之凸緣301b處材料會剩餘而容易產生皺褶。已知為了抑制皺褶的產生，有效的作法是，透過將壓料板的加壓力提高，或者在壓料板上追加形成張力調整桿的部位等，以將成形過程中原料金屬板201周圍的拘束提高，並抑制原料 金屬板201往壓料板內流入。

但是，要考慮的是，當加強抑制原料金屬板201往壓料板內之流入時，拉伸面板301之凸狀彎曲部的頂板301c、凹狀彎曲部的凸緣301d、長邊方向之兩端部301e、301e等各部位之板材厚度會大幅減少，在原料金屬板201是可延展性特別低的材料(例如，高張力鋼)的情況中，則會在前述各部位發生破裂。

因此，為了透過以拉深成形進行之壓製成形，在不發生皺褶及破裂的情況下將構成車體骨架之一部分的前側面構件等之類的做成帽形剖面的彎曲零件製造出來，會難以使用可延展性低的高強度材料作為原料金屬板201，而不得不使用可延展性高的低強度材料。

然而，藉由使用本實施形態之帽形剖面零件的製造裝置500經過後述之彎曲零件製造步驟，就可以抑制上述皺褶和破裂的發生。

(帽形剖面零件的製造裝置之構成)

圖5中所示為，為了製造作為帽形剖面零件之彎曲零件501而使用的帽形剖面零件的製造裝置500之分解立體圖。再者，彎曲零件501的構成與上述彎曲零件10(參照圖1A)的構成大致相同。又，圖6A是顯示圖5所示之製造裝置在加工開始時的剖面圖，圖6B是顯示在圖5所示之製造裝置中，於衝模502和墊體503，以及壓板505和衝頭504之間挾持及拘束原料金屬板601之階段的剖面圖，圖6C是顯示從圖6B所示之階段到將衝頭504推入之階段的剖面圖，此外，圖6D 是顯示從圖6C所示之階段將衝頭504再進一步推入，而使衝頭504相對於衝模502為完全推入之狀態的剖面圖。

如圖5所示，帽形剖面零件的製造裝置500具備，具有包含彎曲零件501之縱壁501a、501b及外向凸緣501d、501e各自的外表面側之形狀的形狀的衝模502、具有包含頂板501c的外表面側之形狀的形狀的墊體503、與衝模502及墊體503相面對配置而具有包含彎曲零件501之頂板501c、縱壁501a、501b各自的內表面側之形狀的形狀的衝頭504，以及具有包含外向凸緣501d、501e的內表面側之形狀的形狀的作為壓板(holder)之壓料板(blank holder)505。

如圖6A~圖6D所示，是將衝模502配置於衝頭504的上方側，在此衝模502的短邊方向(紙面左右方向)的中央部分，形成有將衝頭504側開放之開口502a。又，是將衝模502的開口502a之內壁，做成包含彎曲零件501的縱壁501a、501b(參照圖5)之外表面的形狀的成形面。此外，將位於衝模502之短邊方向的兩側部分之壓料板505側的端面，做成包含彎曲零件501之外向凸緣501d、501e的縱壁501a、501b(參照圖5)側之面之形狀的成形面。又，形成於衝模502上之開口502a的閉合端(上端)，固定有後述之墊體加壓裝置506。此外，可將衝模502結合在例如，氣墊、油壓裝置、彈簧、電動驅動裝置等之移動裝置509上。並且，可藉由作動移動裝置509而使衝模502可沿上下方向移動。

墊體503是配置在形成於衝模502之開口502a內，並可將此墊體503結合在例如，氣墊、油壓裝置、彈簧、電 動驅動裝置等之墊體加壓裝置506上。又，是將墊體503的衝模502側之面，做成包含彎曲零件501的頂板501c(參照圖5)的外表面之形狀的成形面。並且，可藉由作動墊體加壓裝置506，將墊體503往衝頭504側推壓，而形成將原料金屬板601的短邊方向(紙面左右方向)的中央部分601a加壓挾持於墊體503和衝頭504之間。

衝頭504是在下模座中藉由將與墊體503沿上下方向相面對之部位朝向墊體503側做成凸出狀而形成，此衝頭504的側邊，固定有後述之壓料板加壓裝置507。又，是將衝頭504的外表面做成包含彎曲零件501的縱壁501a、501b及頂板501c(參照圖5)之內表面之形狀的成形面。

將壓料板505結合在例如，氣墊、油壓裝置、彈簧、電動驅動裝置等之作為壓板加壓裝置之壓料板加壓裝置507上。又，是將壓料板505中的衝模502側的端面，做成包含彎曲零件501之外向凸緣501d、501e之與縱壁501a、501b(參照圖5)為相反側之面的形狀的成形面。並且，可藉由作動壓料板加壓裝置507，將壓料板505往衝模502側推壓，以形成使原料金屬板601的短邊方向之兩側部分601b、601c被加壓挾持。

其次，針對以上述帽形剖面零件的製造裝置500對原料金屬板601進行壓製之步驟進行說明。

首先，如圖6A所示，將原料金屬板601配置在衝模502和墊體503，以及衝頭504和壓料板505之間。

接著，如圖6B所示，將原料金屬板601的中央部 分601a，亦即，原料金屬板601中被成形為頂板501c(參照圖5)的部分，透過墊體503推壓於衝頭504上，而在兩者間受到加壓及挾持。此外，將原料金屬板601的兩側部分601b、601c，亦即，原料金屬板601中分別被成形為縱壁501a、501b及外向凸緣501d、501e(參照圖5)的部分，透過壓料板505推壓於衝模502上，而在兩者間受到加壓及挾持。

又，藉由作動墊體加壓裝置506及壓料板加壓裝置507，就可以用預定之推壓作用力加壓及挾持原料金屬板601的中央部分601a及兩側部分601b、601c。其結果為，可將原料金屬板601的中央部分601a及兩側部分601b、601c，形成為沿著加壓彎曲面的彎曲形狀做出的彎曲形狀。

在此狀態下，藉由作動移動裝置509，以將壓料板505及衝模502，朝著從衝模502到壓料板505之方向(往下方側)相對地活動，就可以成形出彎曲零件501。又，隨著將衝模502降下，可以使墊體加壓裝置506及壓料板加壓裝置507向上下方向收縮。即使在墊體加壓裝置506及壓料板加壓裝置507向上下方向收縮時，原料金屬板601的中央部分601a及兩側部分601b、601c仍然會受到預定之推壓作用力加壓。

如圖6C所示，隨著壓料板505及衝模502的移動，挾持於衝模502和壓料板505之間的原料金屬板601，會流入衝頭504和壓料板505之間的開口502a內而形成出縱壁501a、501b(參照圖5)。

並且，如圖6D所示，使壓料板505及衝模502移 動預定的距離，而將縱壁501a、501b之高度變成所規定之高度時即完成成形。

在此，在圖6A~圖6D所示之例中，是藉由在使衝頭504及墊體503不移動的狀態下，使壓料板505和衝模502移動以成形出彎曲零件501。然而，本發明並不受限於此，以下述之方式成形彎曲零件501亦可。

圖7中所示為，用於製造彎曲零件501的其他實施形態之帽形剖面零件的製造裝置600。且，圖8A是顯示圖7所示之製造裝置在加工開始時之階段的剖面圖，圖8B是顯示將原料金屬板601挾持及拘束在圖7所示之製造裝置的衝模602和墊體603，以及壓板605和衝頭604之間的階段的剖面圖，圖8C是顯示從圖8B所示之階段到將衝頭604推入之階段的剖面圖，圖8D是顯示從圖8C所示之階段到將衝頭704再進一步推入，而使衝頭604相對於衝模602為完全推入之狀態的剖面圖。

帽形剖面零件的製造裝置600，與圖5及圖6A~圖6D所示之帽形剖面零件的製造裝置500不同，且是將壓料板605及衝頭604設置在衝模602及墊體603之上方側。在帽形剖面零件的製造裝置600中，是在將衝模602固定，並且將原料金屬板601推壓於壓料板605還有衝模602上而不移動的狀態下，藉由使墊體603及衝頭604移動(使其下降)而形成彎曲零件501。再者，在帽形剖面零件的製造裝置600和帽形剖面零件的製造裝置500上，模具之相對活動是相同的，且不論使用哪一個帽形剖面零件的製造裝置500、600都可 以將原料金屬板601成形為彎曲零件501。

接著，說明在壓製過原料金屬板601後，亦即，成形出彎曲零件501後，將彎曲零件501從帽形剖面零件的製造裝置500(模具)中取出的步驟。

然而，如圖9A~圖9C所示，在將彎曲零件501從帽形剖面零件的製造裝置500(模具)脫模時，必須由圖6D的狀態讓衝模502往上方離開衝頭504而在模具之間留出間隙。此時，如圖9B及圖9C所示，當分別以墊體加壓裝置506和壓料板加壓裝置507加壓墊體503和壓料板505時，由於會變成彎曲零件501在脫模時，受到來自墊體503和壓料板505互相朝向相反方向之加壓力作用，所以會因為這個往相反方向作用之加壓力而如圖9C所示地使彎曲零件501變形而崩潰。

於是，如圖10A~圖10C所示，可於將原料金屬板601成形為彎曲零件501後，做成使壓料板505不和衝頭504相對地移動，以在壓料板505不會將所成形之彎曲零件推壓向衝模502的狀態下，使衝模502和墊體加壓裝置506離開壓料板505。這樣的話，雖然在墊體加壓裝置506伸長至衝程停止點以前，墊體503仍然會對彎曲零件加壓，但是於將墊體加壓裝置506移動一定以上之距離而使墊體加壓裝置506完全伸長至衝程停止點後，就可以使墊體503從衝頭504離開。藉此，彎曲零件501就不會同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓，而可以將衝模502和墊體503，以及壓料板505和衝頭504分離，並可以做到將彎曲零件501不變形地從 模具中取出。

作為其他的實施形態，如圖11A~圖11C所示，可於將原料金屬板成形為彎曲零件501後，做成使墊體503不和衝模502相對地移動，以形成墊體503不會將所成形之彎曲零件501推壓向衝頭504的狀態。在此狀態下，當使墊體503和衝模502，從壓料板505和衝頭504離開時，在壓料板加壓裝置507伸長至衝程停止點以前，壓料板505仍然會對彎曲零件加壓。並且，於使衝模502移動一定以上的距離而使壓料板加壓裝置507完全伸長到衝程停止點為止時，就可以在之後使壓料板505從衝模502離開。藉此，彎曲零件501就不會同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓，而可以將衝模502和墊體503，以及壓料板505和衝頭504分離，並可以將彎曲零件501從模具中取出。

作為另一個其他的實施形態，雖然省略圖示，但是可以在將原料金屬板成形為彎曲零件501後，做成墊體503不和壓料板505相對地移動，以形成墊體503不會將所成形之彎曲零件推壓向衝頭504的狀態。在此狀態下，當使墊體503和衝模502以及壓料板505，從衝頭504離開時，則直到壓料板加壓裝置507伸長至衝程停止點以前，壓料板505仍然會對彎曲零件501加壓。並且，於使衝模502移動一定以上的距離以使壓料板加壓裝置507完全伸長至衝程停止點為止時，就可以在之後使壓料板505從衝模502離開。藉此，彎曲零件501不會同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓，而可以將衝模502和墊體503，以及壓料板505和衝頭 504分離，並可以將彎曲零件501從模具中取出。

像這樣，為了防止脫模時的彎曲零件501的損傷，只要在帽形剖面零件的製造裝置500上設置可以防止彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505之加壓作用的加壓限制裝置即可。

以下，針對設置於帽形剖面零件的製造裝置500上之加壓限制裝置之具體構成進行說明。

(加壓限制裝置之構成)

圖12A~圖12D所示之加壓限制裝置508是包含，裝設於壓料板505上並以機械方式限制壓料板505往閉模方向(上下方向)的活動之圖12B所示的壓板側限制部508-1，或控制壓料板加壓裝置507之衝程及加壓力的至少其中任一者的圖12C所示之控制部508-2而構成。藉由以壓板側限制部508-1控制脫模時之壓料板505往衝模502側的移動，或者，以控制部508-2控制壓料板加壓裝置507之衝程及加壓力的至少其中任一者，就可以防止變成彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓作用之情形。藉此，可在防止彎曲零件501之損傷的狀態下將彎曲零件501由模具中取出。

又，所謂防止彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓是指，超過作為製品所容許的變形限度而被加壓之情形。

壓板側限制部508-1，作為一例可為可將壓料板505固定在衝頭504等上之作為固定具的螺桿或插銷等。又， 可藉由手動操作該螺桿或插銷以將壓料板505固定於衝頭504等上，也可藉由以致動器操作螺桿或插銷以將壓料板505固定於衝頭504上。又，控制部508-2，作為一例為用於控制可調節壓料板加壓裝置507之氣壓或油壓的調壓閥，或，用於控制電動驅動裝置。

圖13A~圖13D所示之加壓限制裝置508是包含，裝設於墊體503上並以機械方式限制墊體503往閉模方向(上下方向)之活動的圖13B所示之墊體側限制部508-3，或控制墊體加壓裝置506之衝程及加壓力的至少其中任一者的圖13C所示之控制部508-4而構成。藉由以墊體側限制部508-3控制脫模時的墊體503往衝頭504側的移動，或者，以控制部508-4控制墊體加壓裝置506之衝程及加壓力的至少其中任一者，就可以防止彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓作用。藉此，變成可在防止彎曲零件501損傷的狀態下將彎曲零件501由模具中取出。墊體側限制部508-3，作為一例為可將墊體503固定在衝模502等上之作為固定具的螺桿或插銷等。再者，可藉由手動操作該螺桿或插銷以將墊體503固定於衝模502等上，也可藉由以致動器操作螺桿或插銷而將墊體503固定於衝模502上。又，控制部508-4，作為一例為用於控制可調節墊體加壓裝置506的氣壓或油壓之調壓閥，或，用於控制電動驅動裝置。

再者，如圖13E所示，也可以藉由控制壓料板加壓裝置507的衝程及加壓力的至少其中任一者，並且控制墊體加壓裝置506之衝程及加壓力的至少其中任一者，以防止 彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓作用。再者，為了進行上述控制，只要裝設用以檢測壓料板加壓裝置507及墊體加壓裝置506的衝程及油壓等的感測器即可。又，衝模502及衝頭504在成形後開模前，藉由使壓料板505或墊體503比衝模502及衝頭504的開模行程移動更大的距離，以防止彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓作用亦可。

此外，圖14A~圖14D所示之加壓限制裝置508是包含作為可在脫模時藉由連結衝頭504和壓料板505而將衝頭504和壓料板505的位置關係固定住之連結部的間隔塊508-5，和被插入間隔塊508-5的鎖定銷508-5a、508-5b而構成。間隔塊508-5是配置在於彎曲零件501之成形過程中不會阻礙到成形的位置上(在原始位置)。並且，可於彎曲零件501成形完成後透過機械式、氣壓式、油壓式、電動式等將被插入間隔塊508-5之鎖定銷508-5a、508-5b作動，以將該鎖定銷508-5a、508-5b分別插入設置於墊體503及壓料板505上之插入孔。藉此，在脫模過程中，可透過在壓料板505上升，並且將墊體503上推，以防止彎曲零件501同時受到來自墊體503和壓料板505的加壓作用。藉此，變成可在防止彎曲零件501損傷的狀態下將彎曲零件501由模具中取出。再者，脫模完成後，可將鎖定銷508-5a、508-5b從分別設置於墊體503及壓料板505上之圖未示的插入孔拔出，以使間隔塊508-5回歸到最初的原始位置。又，在本實施形態中，是形成為將墊體503的一部分往衝模502側單側延伸出去， 並將鎖定銷508-5a插入此延伸出去的部分。又，是將此延伸出去的部分配置於模具的外側。再者，也可以使從墊體503延伸出去的部分和間隔塊508-5連結成一體化，並僅使鎖定銷508-5b插入設置於壓料板505上之圖未示的插入孔。或者，也可以使壓料板505和間隔塊508-5連結成一體化，並僅使鎖定銷508-5a插入設置於從墊體503延伸出去的部分上之圖未示的插入孔。

(本實施形態之作用及效果，各種參數的適當值)

其次，說明本實施形態之作用以及效果和各種參數的適當值等。

如圖12~圖14所示，在本實施形態中，是將前述之加壓限制裝置508設置於帽形剖面零件的製造裝置500上。因此，所成形之彎曲零件501，可以在以加壓限制機構508防止於脫模時同時受到來自墊體503及壓料板505之加壓作用的狀態下，將彎曲零件501由模具(壓料板505、衝模502、衝頭504及墊體503)中取出。

又，在本實施形態中，在透過圖5~圖6D所示之帽形剖面零件的製造裝置500以形成出彎曲零件501之縱壁501a、501b的過程中，原料金屬板601之成形為頂板501c的部分，會透過墊體503和衝頭504而被加壓及挾持。因此，只要加壓力足夠，原料金屬板601上形成頂板501c的部分在成形過程中就不會在其厚度方向上發生變形，因而可以抑制該部分之皺褶的產生。又，因為原料金屬板601中的成形為外向凸緣501d、501e的部分也是受到壓料板505和衝模 502加壓及挾持，所以只要加壓力足夠，原料金屬板601上形成外向凸緣501d、501e的部分就不會在其厚度方向上發生變形，因而可以抑制該部分之皺褶的產生。

但是，當上述加壓力不足時，則無法防止原料金屬板601於其厚度方向上的變形，並會導致在原料金屬板601中的成形為頂板501c之部分和成形為外向凸緣501d、501e之部分產生皺褶。將一般在構成汽車車體骨架之構造構件(例如，前側面構件)上所使用之板厚為0.8mm以上且3.2mm以下，而且拉伸強度為200MPa以上且1600MPa以下的鋼板，透過圖5~圖6D所示之帽形剖面零件的製造裝置500進行成形時，宜將上述加壓力設在0.1MPa以上。

圖15A中所示為於彎曲零件501之縱壁501a、501b上產生的應力。又，圖15B及圖15C所示為於彎曲零件501之縱壁501a、501b上產生的剪切皺褶。

如圖15A所示，已知在彎曲零件501之縱壁501a、501b的成形前後，原料金屬板601中的成形為縱壁501a、501b的部分，會伴隨發生以剪切變形為主體的變形。可藉由伴隨著以剪切變形為主體的變形以成形出彎曲零件501之縱壁501a、501b，以抑制縱壁501a、501b的板厚相較於原料金屬板601的板厚減少之情形。藉此，可以抑制於縱壁501a、501b上產生皺褶或破裂的情形。

又，在成形出縱壁501a、501b的過程中，原料金屬板601中成形為縱壁501a、501b之部分，會在剪切變形的最小主應變方向上產生壓縮變形。因此，當衝模602和衝頭 604的間隙變大時，就會如圖15B及圖15C所示，在彎曲零件501的縱壁501a、501b上產生剪切皺褶W。為了抑制此剪切皺褶W，有效的作法是，在縱壁501a、501b之成形進行成形的期間，縮小衝模602和衝頭604的間隙，使該間隙接近原料金屬板601的板厚。

如圖16A~圖16D所示，縱壁501a、501b和頂板501c所構成之內角θ，雖然必須設成90°以上以免在成形時變成模具的負角，但是因為若比90°大太多就會使成形初期的間隙變大，所以較有利的是，設成90°以上且接近90°的角度。對一般在構成汽車車體骨架之構造構件上所使用之板厚：0.8mm以上且3.2mm以下，且拉伸強度：200MPa以上且1600MPa以下的鋼板上成形出縱壁501a、501b的高度為200mm以下的零件的情況，宜將頂板501c和縱壁501a、501b所形成之內角設成90°以上且92°以下，又，在縱壁501a、501b已成形完成之時間點上，宜將在形成為縱壁501a、501b的部分之衝模502和衝頭504的間隙b，設成原料金屬板601之板厚的100%以上且120%以下。

其次，以(1)縱壁501a、501b和頂板501c所形成之角度、(2)模具間隙(相對於固定間隙b變更板厚t)、(3)施加於墊體503之壓力(墊體壓)、(4)施加於壓料板505之壓力(壓板壓)、(5)以材料的拉伸強度作為參數，就彎曲零件501上有無皺褶產生的驗證結果進行說明。

圖17A是顯示彎曲零件501之立體圖，圖17B是從上方觀察圖17A之彎曲零件501的平面圖，圖17C是圖17A之 彎曲零件501的側面圖，圖17D是顯示沿著圖17C所示之A-A線切斷而取得的彎曲零件501之剖面的剖面圖。又，圖18是模具的剖面圖。

又，上述表1中之角度θ，如圖17D所示，是縱壁501a、501b和頂板501c所構成之內角θ。而且，表1中之間隙b，如圖18所示，是墊體503和衝頭504之間、衝模502和衝頭504之間、衝模502和壓料板505之間的間隙。

表1中的例1~19任一者皆為本實施形態之一例，表1中之「產生少許」，是表示產生所容許之程度的皺褶，且(1)No.1~5是變更縱壁501a、501b和頂板501c所形成之角度時的實例，(2)No.6~9是模具間隙，更詳細來說是指相對 於固定之間隙b變更板厚t時的實例，(3)No.10~13是變更施加於墊體503之壓力(墊體壓)時的實例，(4)No.14~16是變更施加於壓料板505之壓力(壓板壓)時的實例，(5)No.17~19是變更材料之拉伸強度時的實例。在各個實例中對所製造之彎曲零件上有無皺褶產生進行了驗證。

如上表所示，在進行過驗證的參數的範圍中，可知彎曲零件501上並未產生作為製品不被容許之皺褶。

(帽形剖面零件之變形例)

接下來，針對透過變更帽形剖面零件的製造裝置500之壓料板505、衝模502、衝頭504及墊體503的設定(形狀等)而成形出的帽形剖面零件進行說明。

圖19A~圖19D所示之作為帽形剖面零件的彎曲零件100，其特徵在於從平面觀看為彎曲成大致為S字形，並且從側面觀看則沒有彎曲。此彎曲零件100是包含頂板102、沿著頂板102之稜線102a、102b相互平行地延伸設置之縱壁104、106，及形成於縱壁104、106之前端的外向凸緣108a、108b而構成。

如圖19B所示，頂板102是在與圖19B的紙面平行的平面內，由彎曲成大致為S字形的平板所形成，且外向凸緣108a、108b是由相對於頂板102大致平行地延伸設置，並彎曲成大致為S字形的平板所形成。此外，縱壁104、106是由在該縱壁104、106的厚度方向上彎曲成大致為S字形，並且互相水平地配置之彎曲板所形成。

如圖20A~圖20D所示，作為帽形剖面零件的彎曲 零件110，其特徵在於從平面觀看為彎曲成大致為S字形，並且從側面觀看也彎曲成大致為S字形。此彎曲零件110是包含頂板112、沿著頂板112之稜線112a、112b相互平行地延伸設置之縱壁114、116，和形成於縱壁114、116之前端的外向凸緣118a、118b而構成。又，頂板112是由在該頂板112的厚度方向上彎曲成大致為S字形之彎曲板所形成。外向凸緣118a、118b是相對於頂板112大致平行地延伸設置，且和頂板112同樣地，是由在凸緣118a、118b的厚度方向上彎曲成大致為S字形之彎曲板所形成。又，縱壁114、116也是由在該縱壁114、116的厚度方向上彎曲成大致為S字形之彎曲板所形成。

如圖21A~圖21D所示，作為帽形剖面零件的彎曲零件120，其特徵在於，從側面觀看為將長邊方向的中間部分彎曲成弧形。此彎曲零件120是包含頂板122、沿著頂板122之稜線122a、122b相互平行地延伸設置之縱壁124、126，及成形於縱壁124、126之前端的外向凸緣128a、128b而構成。

頂板122是由在該頂板122的厚度方向上彎曲之彎曲板所形成，外向凸緣128a、128b是相對於頂板122大致平行地延伸設置之彎曲板所形成。此外，縱壁124、126是由平行於圖21C之紙面的平板所形成。

如圖22A~圖22D所示，作為帽形剖面零件的彎曲零件130，其特徵在於，從側面觀看與圖21A~圖21D的彎曲零件120為相反地彎曲之形式。此彎曲零件130是包含頂板 132、沿著頂板132之稜線132a、132b相互平行地延伸設置之縱壁134、136，和成形於縱壁134、136之前端的外向凸緣138a、138b而構成。頂板132是由在該頂板132的厚度方向上彎曲之彎曲板所形成，且外向凸緣138a、138b是由相對於頂板132大致平行地延伸設置之彎曲板所形成。縱壁134、136是由平行於圖22C之紙面的平板所形成。

如圖23A~圖23D所示，作為帽形剖面零件的彎曲零件140是包含頂板142、沿著頂板142之稜線142a、142b相互平行地延伸設置之縱壁144、146，和成形於縱壁144、146之前端的外向凸緣148a、148b而構成。頂板142是由在該頂板142的厚度方向上彎曲成大致為S字形之彎曲板所形成。外向凸緣148a、148b是由相對於頂板142大致平行地延伸設置之大致為S字形的彎曲板所形成。又，縱壁144、146也是在該縱壁144、146的厚度方向上彎曲成大致為S字形之彎曲板所形成。並且，在本彎曲零件140上，凸緣148a、148b並未涵蓋縱壁144、146的全長而延伸設置。亦即，縱壁144、146包含不具有凸緣148a、148b的部分。在圖23A~圖23D中，凸緣148a、148b的長度是從彎曲零件140其中一邊的端部沿著縱壁144、146的下緣部形成為比縱壁144、146的長度還短的長度。此外，是將凸緣148a的尺寸做成比凸緣148b還長。

如圖24A~圖24D所示，作為帽形剖面零件的彎曲零件150，其特徵在於，從側面觀看為彎曲成大致為S字形，且由平面觀看寬度會隨著越朝向其長邊方向的其中一邊側 而逐漸變寬。此彎曲零件150是包含頂板152、沿著頂板152之稜線152a、152b相互平行地延伸設置之縱壁154、156，和形成於縱壁154、156之前端的凸緣158a、158b而構成。頂板152是由在該頂板152的厚度方向上彎曲成大致為S字形之彎曲板所形成。凸緣158a、158b是由與頂板152大致平行地延伸設置之彎曲板所形成。各個縱壁154、156，如圖24C所示，是由從側面觀看為彎曲成大致為S字形之平板所形成。又，頂板152的寬度會隨著越朝向彎曲零件150其中一邊側的端部而逐漸擴寬。此外，縱壁154和縱壁156會隨著越朝向彎曲零件150其中一邊側的端部而逐漸分開。

圖25D所示之作為帽形剖面零件之彎曲零件70，其特徵在於，其是將對原料金屬板施行過預先加工而形成之預先加工金屬板壓製加工後，再施行切邊修整加工而形成。

可藉由在圖25A所示之矩形的原料金屬板72上，形成圖25B所示之複數個凸狀部74而形成預先加工金屬板72-1。接著，藉由前述之帽形剖面零件的製造裝置500(參照圖5)對預先加工金屬板72-1施行壓製加工，以如圖25C所示，形成作為製品而包含有不需要之部分的彎曲零件70-1。然後，可透過將彎曲零件70-1之不需要部分切邊修整以形成圖25D所示之彎曲零件70。

在此，要考慮到的是，如圖25C所示，藉由帽形剖面零件的製造裝置500(參照圖5)成形出具有凸狀部74的預先加工金屬板72-1之時，因為是透過墊體503將頂板部分 推壓至衝頭504，因此預先加工而成之凸狀部74會變形。因此，最好在各個墊體503和衝頭504上設置相當於凸狀部74的形狀，以在不使凸狀部74變形的情形下進行加壓及挾持。

再者，在上述中，雖然針對利用帽形剖面零件的製造裝置500(參照圖5)成形出彎曲零件501等之彎曲的帽形剖面零件之例進行說明，但是本發明並不受限於此。例如，也可以透過前述之帽形剖面零件的製造裝置500成形出沿長邊方向做成特定之剖面並且從側面觀看及平面觀看都沒有彎曲的帽形剖面零件。

以上，雖然就本發明之實施形態作了說明，但是本發明並非受限於上述者，且在不脫離其主旨的範圍內還要在上述以外也進行各種變形而實施，當然也是可行的。

又，將2013年9月24日提出之日本國專利申請案2013-197282號的揭示內容，透過參照其整體內容而納入本說明書中。

501‧‧‧彎曲零件

502‧‧‧衝模

503‧‧‧墊體

504‧‧‧衝頭

505‧‧‧壓料板

506‧‧‧墊體加壓裝置

507‧‧‧壓料板加壓裝置

508‧‧‧加壓限制裝置

508-1‧‧‧壓板側限制部

Claims (7)

1. 一種帽形剖面零件的製造裝置，具備：衝模，具有可對金屬板之兩側部分加壓的成形面，並且設有開口；衝頭，與前述衝模的開口相面對配置且可在閉模時朝前述開口內配置，並具有可對前述金屬板的中央部分進行加壓之成形面；墊體，配置在形成於前述衝模的開口內，且將於閉模時在與前述衝頭之間對前述金屬板的中央部分進行加壓挾持的成形面做成與前述衝頭的成形面相對應之成形面；壓板，與前述衝模相面對配置，且將於閉模時在與前述衝模之間對前述金屬板的兩側部分進行加壓挾持的成形面做成與前述衝模的成形面相對應之成形面；以及加壓限制裝置，用以限制已成形之剖面為帽形的帽形剖面零件於脫模時在前述墊體及前述壓板之間被加壓。
2. 如請求項1所述的帽形剖面零件的製造裝置，其中，前述加壓限制裝置是包含可於脫模時限制前述壓板往前述衝模側移動的壓板側限制部，及可於脫模時限制前述墊體往前述衝頭側移動之墊體側限制部的至少任一者而構成。
3. 如請求項1所述的帽形剖面零件的製造裝置，其中，前述加壓限制裝置是包含藉由連結前述墊體和前述壓板以將前述墊體和前述壓板之位置關係固定的連結部而構成。
4. 如請求項2所述的帽形剖面零件的製造裝置，其中，前述壓板側限制部是將前述壓板固定在前述衝頭之固定具。
5. 如請求項1所述的帽形剖面零件的製造裝置，其中，前述壓板被支撐成可藉由壓板加壓裝置在上下方向上移動，且前述加壓限制裝置做成可控制前述壓板加壓裝置的衝程及加壓力的至少任一者的控制部。
6. 如請求項2所述的帽形剖面零件的製造裝置，其中，前述墊體側限制部是將前述墊體固定於前述衝模之固定具。
7. 如請求項1或5之帽形剖面零件的製造裝置，其中，前述墊體被支撐成可藉由墊體加壓裝置在上下方向上移動，且前述加壓限制裝置做成可控制前述墊體加壓裝置的衝程及加壓力的至少任一者的控制部。