WO2020105647A1 - 湾曲部材の製造方法 - Google Patents
湾曲部材の製造方法Info
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- WO2020105647A1 WO2020105647A1 PCT/JP2019/045322 JP2019045322W WO2020105647A1 WO 2020105647 A1 WO2020105647 A1 WO 2020105647A1 JP 2019045322 W JP2019045322 W JP 2019045322W WO 2020105647 A1 WO2020105647 A1 WO 2020105647A1
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- B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a curved member.
- High-strength materials obtained by forming metal plates such as steel plates are often used as constituent members of automobile bodies, for example, to improve fuel efficiency to prevent global warming and to further improve safety in the event of a collision. It is desired from the viewpoint.
- a molded member made of a high-strength material is used as a strength member or a reinforcing member such as a front pillar reinforcement, a center pillar reinforcement, a front side member, a rear side member, and a cross member among constituent members of an automobile body. ing.
- Such a molded member is designed under the constraints of securing strength as a single component, preventing interference with other components, and securing a desired space, it is possible to secure various degrees of freedom in cross-sectional shape and height of vertical walls. It is often required to change the shape.
- a flat plate-shaped blank has a hat-shaped or U-shaped cross-sectional shape, and a curved portion curved in the width direction along the longitudinal direction and a straight portion connected to both ends of the curved portion.
- a press molding method for causing material movement of the flange portion of the curved portion that alleviates circumferential tensile deformation or circumferential compressive deformation.
- a central portion of a flat plate-shaped material is supported by a pad, and the end portion of the material has a curvature when viewed in a plan view, and has a flange surface below a vertical wall surface when viewed from a side view.
- wrinkling of the material forming part is caused by giving a convex bead protruding in a convex shape to the vertical wall surface and giving a concave bead depressed in a concave shape to the flange surface immediately below it.
- Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a curved member having no flange by the first step and the second step which are drawing steps.
- Patent Document 4 discloses a method of manufacturing a bending member in which a flange is not formed on one of the vertical wall portions by the first step and the second step, both of which are foam molding.
- Patent Document 5 discloses a method of manufacturing a bending member having no flange by a bending process.
- Patent Document 6 discloses a method of manufacturing a bending member in which a flange is not formed on one vertical wall portion by a bending process.
- a method of manufacturing a bending member having a top plate portion and a vertical wall portion and not having a flange portion at the end of the vertical wall portion, and having a curved shape when the top plate portion is viewed from the vertical wall portion side As a method of manufacturing a bending member having a top plate portion and a vertical wall portion and not having a flange portion at the end of the vertical wall portion, and having a curved shape when the top plate portion is viewed from the vertical wall portion side.
- Patent Document 1 a method is used in which a flange is formed by a drawing method and then trimmed.
- a method using a pad bending method may be used.
- the top plate is pressed with a pad to perform bending
- the length of the vertical wall is larger than the line length at the top of the vertical wall.
- the bending causes vertical wrinkles in the vertical wall portion.
- the top plate has a curved shape when viewed from the side of the vertical wall, if the line length of the lower part of the vertical wall is longer than the line length of the upper part of the vertical wall, bend it.
- the molding may cause cracks in the vertical wall portion.
- wrinkles are absorbed by providing a convex bead on the vertical wall portion to suppress the generation of vertical wrinkles.
- the addition of the convex bead lowers the degree of freedom in shape of the molded member, and the pressing load increases due to the molding of the convex bead.
- the present invention is a bending member having a shape having a curved portion in at least one of the connection portion viewed from the top plate portion side and the vertical wall portion side, and a vertical wrinkle in the vertical wall portion and
- An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bending member in which the occurrence of cracks is suppressed and the occurrence of chipping in the die used for drawing in the first step is suppressed.
- the gist of the present invention is as follows.
- ⁇ 1> It has a top plate part and a pair of vertical wall parts respectively connected to both ends of the top plate part, and one of the pair of vertical wall parts is an end opposite to the connection side with the top plate part.
- Has a flange portion connected to the portion the other vertical wall portion is a shape in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion on the side opposite to the side connected to the top plate portion, or the pair of vertical wall portions.
- Both of the wall portions have a shape in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion on the side opposite to the connection side with the top plate portion, and the connection portion between the top plate portion and the vertical wall portion.
- a curved member having a shape having a curved portion in at least a part thereof is manufactured by molding a metal plate.
- a method of manufacturing a bending member comprising: A first step of forming an intermediate member by performing draw forming, which is a forming process of pressing the metal plate while holding both ends of the metal plate, and a bending step of forming the intermediate member by the bending process.
- a second step of forming a vertical wall portion in which a flange portion is not connected to at least a part of an end portion of the vertical wall portion into a final shape is A connection part outer molding surface that molds an outer surface of a part corresponding to the connection part in the intermediate member, a vertical wall part outer molding surface that molds an outer surface of a part corresponding to the vertical wall part of the intermediate member, and a holder.
- a die having a curved portion outside forming surface that curves toward the surface side, A top plate inner molding surface that molds an inner surface of a portion of the intermediate member corresponding to the top plate portion, a connection portion inner molding surface that molds an inner surface of a portion of the intermediate member corresponding to the connection portion, and A curved part inner forming surface having a vertical wall part inner forming surface for forming an inner surface of a portion corresponding to the vertical wall part in the intermediate member, and facing the curved part outer forming surface on the vertical wall part inner forming surface.
- a first mold having a punch having A metal plate holding step of holding the metal plate between the die and the holder After contacting at least a part of the top plate inner molding surface of the punch with the surface of the metal plate opposite to the side in contact with the die, at least one of the die and the punch is the metal plate.
- a method of forming a bending member having a shape having a curved portion in at least one of the top plate portion side and the vertical wall portion side of the connection portion a method of collectively forming by pad bending is Can be mentioned.
- the bending member 200 having a shape having a convexly curved portion when the connection portion is viewed from the vertical wall portion side is formed by the pad bending molding at the same time, the vertical wall portion Since the line length of the lower portion of the vertical wall portion is shorter than the line length of the upper portion, vertical wrinkles 202 occur on the vertical wall portion.
- FIG. 22 when the bending member 200 having a shape having a convexly curved portion when the connection portion is viewed from the vertical wall portion side is formed by the pad bending molding at the same time, the vertical wall portion Since the line length of the lower portion of the vertical wall portion is shorter than the line length of the upper portion, vertical wrinkles 202 occur on the vertical wall portion. Further, for example, as shown in FIG.
- the manufacturing method of ⁇ 1> includes a first step of drawing a metal plate and a second step of bending the metal plate. In the first step, a pair of vertical wall portions are formed.
- the drawing forming step includes a forming step of forming the plate holding surface at a position outside the position in contact with the plate holding surface.
- the molding step in the first step by controlling the position of the end portion of the vertical wall portion where the flange portion is not connected to at least a part thereof to be the above-mentioned position, another step (for example, trim ( The vertical wall portion in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portions of the pair of vertical wall portions can be formed into the final shape in the second step without performing the (cutting) step). Therefore, the amount of deformation caused by the bending in the second step is reduced, and as a result, the generation of vertical wrinkles and cracks in the vertical wall portion of the bending member is suppressed.
- the manufacturing method ⁇ 1> may include another step between the first step and the second step, or may include another step after the second step. Examples of these other steps include a rest-like step for the purpose of correcting the shape of the intermediate member obtained in the first step and the member obtained in the second step.
- At least one of the die and the punch is formed after the forming step in which at least one of the die and the punch is moved in a direction of contacting the metal plate to deform and form the metal plate is completed.
- the mold is moved in a direction away from the intermediate member and released from the mold, the end of the intermediate member may be caught by the die to be released from the intermediate member, and the die may be scraped.
- the higher the tensile strength of the metal plate the greater the spring-up after molding (so-called springback), so that the die is more likely to be scraped due to the edge being caught.
- the flange portion is formed on at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions of the intermediate member.
- the position of the end portion of the vertical wall that is not connected is a position outside the position where it contacts the curved portion outside forming surface, where it contacts the metal plate holding surface, or where it contacts the metal plate holding surface. The position. Therefore, the end of the intermediate member is prevented from being caught by the die that is going to be released from the intermediate member in the releasing step, and the die is prevented from being scraped.
- ⁇ 2> In the forming step, the position of the end portion of the pair of vertical wall portions where the flange portion is not connected to at least a part of the end portion is in contact with the curved portion outer side formation surface.
- the method for producing a bending member according to ⁇ 1> which is a step of forming the bending member so as to be in a position or a position in contact with the metal plate holding surface.
- the flange portion is not connected to at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions of the intermediate member at the end of the molding step (that is, before the start of the mold release step).
- the position of the end portion of the vertical wall portion is the position where it contacts the curved portion outside forming surface or the position where it contacts the metal plate holding surface. Therefore, the amount of deformation caused by the bending in the second step is reduced, and the generation of vertical wrinkles and cracks in the vertical wall portion of the bending member is suppressed.
- ⁇ 3> In the forming step, the position of the end portion of the pair of vertical wall portions where the flange portion is not connected to at least a part of the end portion is in contact with the curved portion outer side formation surface. It is a manufacturing method of a bending member given in ⁇ 1> which is a process of forming so that it may become a position.
- the flange portion is not connected to at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions of the intermediate member.
- the position of the end portion of the vertical wall portion is the position in contact with the curved portion outer side formation surface. Therefore, the amount of deformation caused by the bending in the second step is reduced, and the generation of vertical wrinkles and cracks in the vertical wall portion of the bending member is suppressed.
- the die has the curved portion outer side forming surface on both of the pair of vertical wall portion outer side molding surfaces, and has the minimum curvature radius [R L ] of the one curved portion outer side forming surface and the other curved surface. It is a manufacturing method of the bending member according to any one of the minimum radius of curvature of the outer side forming surface [R R], or less 50mm beyond 0mm difference of ⁇ 1> to ⁇ 3>.
- the minimum radius of curvature [R L ] of one of the vertical wall portion outer molding surfaces and the minimum radius of curvature [R R ] of the other vertical wall portion outer molding surface have a difference, And the difference is 50 mm or less.
- the radius of curvature of the curved portion outer forming surface corresponding to the downstream side of the deviation is made larger than the radius of curvature of the curved portion outer forming surface corresponding to the upstream side of the deviation with respect to the direction in which the metal plate is displaced in the forming step. As a result, the occurrence of displacement in the molding process is suppressed.
- H1 the maximum value of the moving distance of the end of the curved portion before and after bending in the pressing direction of the second mold
- W1 the bending portion of the curved part in the direction orthogonal to the pressing direction of the second mold maximum value of the moving distance of the front and rear bending of the end portion
- M1 maximum R 1 travel distance before and after bending of the end portion of the curved portion: the bending at the connection portion of the intermediate member, the top plate portion Curvature radius R 2 when viewed from the side: Curvature radius when the curve at the connection portion of the intermediate member is viewed from the vertical wall portion side
- the deformation amount deformed by the bending in the second step is small.
- the ease of occurrence of vertical wrinkles and cracks in the vertical wall portion of the bending member depends on the degree of bending of the curved portion when the connecting portion of the intermediate member before bending in the second step is viewed from the top plate side. (Curvature radius) and the degree of curvature (curvature radius) of the curved portion when the connection portion is viewed from the vertical wall portion side.
- Formula (1) is expressed by the following (2) for a portion where the bending member bends when the connecting portion is viewed from the top plate side and does not bend when the connecting portion is viewed from the vertical wall portion side.
- a second filling mold is used for the part where the bending member bends when the connecting portion is viewed from the top plate side and the connecting portion is curved when viewed from the vertical wall side. Therefore, the generation of vertical wrinkles and cracks in the vertical wall portion of the bending member is suppressed.
- ⁇ 6> The method for manufacturing a bending member according to ⁇ 5>, wherein the ⁇ is 0.20.
- ⁇ 8> The method for producing a bending member according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the tensile strength of the metal plate is 590 MPa or more.
- a curved member having a shape having a curved portion in at least one of the top plate portion side and the vertical wall portion side of the connection portion, the vertical portion of the vertical wall portion.
- a method for manufacturing a bending member in which the occurrence of wrinkles and cracks is suppressed, and the occurrence of chipping in the die used for drawing in the first step is suppressed.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a third example of draw forming for forming the intermediate member shown in FIG. 14. It is a cross-sectional view of a second mold showing a state before the start of molding in the second step in the present embodiment. It is a cross-sectional view of a second mold showing a state after completion of molding in the second step in the present embodiment. It is a perspective view which shows an example of the expansion blank and the bending member formed from the expansion blank.
- the shape of the bending member manufactured by the method for manufacturing a bending member according to the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “the bending member according to the present embodiment”) will be described.
- the bending member according to the present embodiment has a top plate portion and a pair of vertical wall portions that are connected to both ends (both ends in the width direction) of the top plate portion.
- the top plate portion and the vertical wall portion may be connected to each other via a curved ridge line portion, or both are in contact at an acute angle, that is, both are connected via an acute ridge line portion. It may be connected.
- the bending member at least one of the connecting portion between the top plate portion and the vertical wall portion, when viewed from the top plate portion side and the vertical wall portion side, is at least part of the curved portion. It has the shape However, it is preferable that the “curvature” viewed from the top plate portion side or the vertical wall portion side of this connection portion is a continuous curvature over a longer range.
- a continuous curve having a length of 5% or more with respect to the length of the connection portion (that is, the length along the ridge line from one end to the other end of the connection portion (ridge line portion)) is preferable, More preferably, the curve has a length of 10% or more, and even more preferably, the curve is continuous over the entire connecting portion.
- the top plate portion or the vertical wall portion of the bending member may be provided with a bead shape or a seat surface shape, and the bead shape or the seat surface shape may be formed so as to hang on the connection portion.
- the bead shape and the seat surface shape formed so as to hang on the connection portion are not usually shapes that are continuous over a long range in the connection portion, and therefore, are 5% or more of the length of the connection portion.
- a continuous curve having a length does not include a bead shape or a seat surface shape.
- Each of the top plate portion and the vertical wall portion may be flat or curved, a portion may be curved and another portion may be a flat surface, and further, a plurality of portions may be curved and other portions may be curved.
- the portion may be flat.
- the pair of vertical wall portions may be asymmetric with each other, and for example, the respective wall heights of the pair of vertical wall portions may be different.
- the shape of the bending member there is a shape having a curved portion in at least a part when the connecting portion between the top plate portion and the vertical wall portion is viewed from the vertical wall portion side.
- a top plate portion 2A, a pair of vertical wall portions 4A, and a pair of top plate portions 2A and a vertical wall portion 4A that connect the top plate portion 2A and the vertical wall portion 4A is a shape that has a curved ridge line portion 6A as a connection portion, and is entirely curved when the ridge line portion 6A that is the connection portion is viewed from the vertical wall portion 4A side.
- the top plate portion 2A also has a curved shape when viewed from the vertical wall portion 4A side.
- the bending member 1A shown in FIG. 1 is entirely linear in both the ridge line portion 6A and the vertical wall portion 4A which are connection portions.
- the cross-section of the bending member 1A (the "cross-section” here means the distance between the pair of connecting portions (ridge line portion 6A) in FIG. 1 toward the pressing direction by the mold in the bending process in the second step).
- the curved member 1A includes a flat top plate portion 2A, a pair of flat vertical wall portions 4A, and a top plate portion 2A and a vertical wall portion 4A. And a curved ridge line portion 6A for connecting.
- Each of the pair of vertical wall portions 4A has a shape that spreads from the side connected to the top plate portion 2A toward the end on the opposite side. Therefore, the pair of vertical wall portions 4A form a pair of surfaces. Are not parallel.
- the present invention is not limited to this, and the pair of vertical wall portions 4A may be parallel to each other, and the angle formed by the top plate portion 2A and the pair of vertical wall portions 4A may be a right angle in a cross-sectional view. Further, in the bending member 1A, the top plate portion 2A and the vertical wall portion 4A are connected via the curved ridge line portion 6A, but the invention is not limited to this, and the two are in contact at an acute angle, that is, an acute ridge line portion. Both may be connected via.
- a shape having a curved portion at least in part when the connecting portion between the top plate portion and the vertical wall portion is viewed from the top plate portion side can be mentioned.
- the top plate portion 2B, the pair of vertical wall portions 4B, and the pair of top plate portions 2B and the vertical wall portions 4B that connect the top plate portion 2B and the vertical wall portion 4B are connected.
- An example is a shape that has a curved ridge line portion 6B as a connection portion and is entirely curved when the ridge line portion 6B that is the connection portion is viewed from the top plate portion 2B side.
- the vertical wall portion 4B also has a curved shape when viewed from the top plate portion 2B side.
- the curved member 1B shown in FIG. 2 has a straight line shape as a whole for the ridge line portion 6B and the top plate portion 2B which are the connection portions.
- the cross-section of the bending member 1B (the "cross-section” referred to here is the distance between the pair of connecting portions (ridge line portions 6B) in FIG. 2 toward the pressing direction of the mold in the bending process in the second step).
- the bending member 1B includes a flat top plate portion 2B, a pair of flat vertical wall portions 4B, a top plate portion 2B and a vertical wall portion 4B. And a curved ridge line portion 6B for connecting.
- Each of the pair of vertical wall portions 4B has a shape that spreads from the side connected to the top plate portion 2B toward the end portion on the opposite side. Therefore, the pair of vertical wall portions 4B form a pair of surfaces. Are not parallel.
- the present invention is not limited to this, and the pair of vertical wall portions 4B may be parallel to each other, and the angle formed by the top plate portion 2B and the pair of vertical wall portions 4B may be a right angle in a cross-sectional view. Further, in the bending member 1B, the top plate portion 2B and the vertical wall portion 4B are connected to each other via a curved ridge line portion 6B, but the invention is not limited to this. Both may be connected via.
- a shape having a curved portion in at least a part thereof can be mentioned. ..
- FIG. 14 shows an intermediate member corresponding to the way of manufacturing the bending member 1C shown in FIG.
- the bending member 1C shown in FIG. 3 has a curved portion at one of a plurality of vertical wall portions 4C, and the other vertical wall portion 4C is curved.
- the shape has only one place, that is, the pair of vertical wall portions 4C is asymmetrical.
- the cross-section of the bending member 1C (the "cross-section” referred to here is the distance between the pair of connecting portions (ridge line portions 6C) in FIG. 3 toward the pressing direction by the mold in the bending process in the second step).
- the bending member 1C includes a flat top plate portion 2C, a pair of flat vertical wall portions 4C, and a top plate portion 2C and a vertical wall portion 4C. And a curved ridge line portion 6C for connecting.
- Each of the pair of vertical wall portions 4C has a shape that widens from the side connected to the top plate portion 2C toward the end portion on the opposite side. Therefore, the pair of vertical wall portions 4C form a pair of surfaces. Are not parallel.
- the present invention is not limited to this, and the pair of vertical wall portions 4C may be parallel to each other, and the angle formed by the top plate portion 2C and the pair of vertical wall portions 4C may be a right angle in a cross-sectional view. Further, in the bending member 1C, the top plate portion 2C and the vertical wall portion 4C are connected via a curved ridge line portion 6C, but the present invention is not limited to this, and the two are in contact with each other at an acute angle, that is, an acute ridge line portion. Both may be connected via.
- both of the pair of vertical wall portions are provided with flanges on all the end portions on the opposite side to the connection side with the top plate portion. It is a shape in which the parts are not connected.
- one of the pair of vertical wall portions has a flange portion that is connected to the end portion on the opposite side to the connection side with the top plate portion, and the other vertical wall portion is the top plate.
- a shape in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion on the side opposite to the side connected to the portion is also included.
- the bending member 1D has an overall curved shape when the ridge line portion 6D that is the connecting portion is viewed from the vertical wall portion 4D side.
- the top plate portion 2D also has a curved shape when viewed from the vertical wall portion 4D side.
- the bending member 1D shown in FIG. 4 is entirely linear in both the ridge line portion 6D and the vertical wall portion 4D which are the connecting portions.
- the cross-section of the bending member 1D (the "cross-section” referred to here is the distance between the pair of connecting portions (ridge line portions 6D) in FIG. 4 toward the pressing direction of the mold in the bending process in the second step).
- a flat top plate portion 2D In view of a cross section cut by the smallest surface, a flat top plate portion 2D, a pair of flat vertical wall portions 4D, and a curved connecting top plate portion 2D and vertical wall portion 4D It has a ridge line portion 6D, a flat flange portion 80D, and a curved second ridge line portion 86D that connects the flange portion 80D and the one vertical wall portion 4D.
- Each of the pair of vertical wall portions 4D has a shape that widens from the side connected to the top plate portion 2D toward the end on the opposite side. Therefore, the pair of vertical wall portions 4D form a pair of surfaces. Are not parallel. However, not limited to this, the pair of vertical wall portions 4D may be parallel to each other, and the angle formed by the top plate portion 2D and the pair of vertical wall portions 4D may be a right angle in a cross-sectional view. Further, in the bending member 1D, the top plate portion 2D and the vertical wall portion 4D are connected via a curved ridge line portion 6D, but the present invention is not limited to this, and the two are in contact with each other at an acute angle, that is, an acute ridge line portion. Both may be connected via.
- the flange portion 80D and the one vertical wall portion 4D are connected via the curved second ridge line portion 86D, but the invention is not limited to this, and the two are in contact with each other at an acute angle, that is, an acute angle. Both may be connected via the second ridge line portion.
- one of the pair of vertical wall portions has a flange portion that connects to all of the end portions on the opposite side to the side where the top plate portion is connected, and the other vertical wall portion is the top portion.
- the bending member has a shape in which the flange portion is not connected to the entire end portion on the side opposite to the side connected to the plate portion, the bending member according to the present embodiment is not limited to this.
- the flange portion is connected only to a part of the end portion on the side opposite to the side connected to the top plate portion. The flange may not be connected to the remaining portion.
- the bending members 1A to 1D of the first to fourth aspects described above all have a shape in which the top plate portion and the vertical wall portion are planar in a cross-sectional view.
- the present invention is not limited to this, and the top plate portion may have a curved shape in at least a part in a cross sectional view, and the vertical wall portion has a curved shape in at least a part in a cross sectional view. May be.
- the curved ridge line portion connecting the top plate portion and the vertical wall portion has a top plate portion and a vertical wall portion. It is preferable to have a radius of curvature that is smaller than the radius of curvature in the curvature over the entire section.
- the method for manufacturing a bending member according to the present embodiment the first step of forming an intermediate member by performing draw forming, which is a forming process of pressing a metal plate while holding both ends of the metal plate, and the intermediate member A second step of bending and forming the vertical wall portion in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions into a final shape.
- draw forming which is a forming process of pressing a metal plate while holding both ends of the metal plate
- the intermediate member A second step of bending and forming the vertical wall portion in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions into a final shape.
- the “metal plate” include a steel plate and an aluminum alloy plate.
- the shape of the metal plate used in the first step is not limited to a flat plate, and may be a preformed plate that is preformed so as to have a temporary shape in advance.
- the "drawing" performed in the first step includes, for example, not only drawing but also pad drawing.
- the "bending forming” performed in the second step includes, for example, not only bending forming but also pad bending forming, pad cam bending forming, stamping forming and the like.
- the top plate portion and the connecting portion are formed, and at the same time, the vertical wall portion in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions (hereinafter simply referred to as "specific vertical wall portion" Molded so that the position of the end of the position (referred to as) will be a position that contacts the outer surface of the curved portion, a position that contacts the metal plate holding surface, or a position that is outside the position that contacts the metal plate holding surface. It is a process to do.
- a top plate portion and a pair of vertical wall portions connected to both ends of the top plate portion are formed.
- the shapes of the top plate part and the connection part formed in the first step match the shapes of the top plate part and the connection part after the second step. It doesn't have to be.
- the shape of the top plate portion and the connection portion is formed to a shape substantially in the curved member by the draw forming in the first step, and then the shape of the top plate portion and the connection portion is further reduced by the bending forming in the second step. It may be deformed (for example, finely adjusted) to be molded into the shape of the curved member.
- the second step may be performed after performing the other step, or the other step may be provided after the second step.
- a rest-like step for the purpose of correcting the shape of the intermediate member obtained in the first step or the member obtained in the second step may be provided.
- an intermediate member having a shape having a curved portion in at least a part thereof is formed on at least one of the top plate portion side and the vertical wall portion side.
- FIG. 5 is an example of the intermediate member 10A having a shape having a curved portion in at least a part when viewed from the vertical wall portion 14A side.
- the intermediate member 10A is an intermediate member before being molded into the bending member 1A of FIG.
- the intermediate member 10A has a top plate portion 12A and a pair of vertical wall portions 14A connected to both ends of the top plate portion 12A via ridge line portions 16A.
- FIG. 6 is an example of an intermediate member 10B having a shape having a curved portion in at least a part when viewed from the top plate portion 12B side.
- the intermediate member 10B is an intermediate member before being molded into the bending member 1B of FIG.
- the intermediate member 10B has a top plate portion 12B and a pair of vertical wall portions 14B connected to both ends of the top plate portion 12B via ridge line portions 16B.
- a curved portion 19A that is curved out of the plane formed by the vertical wall portion 14A (curved laterally of the vertical wall portion 14A) is formed at the end of the vertical wall portion 14A.
- FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views showing a state in the middle of an example of draw forming.
- the bending member 1A of the first aspect shown in FIG. 1 is finally formed.
- the draw forming shown in FIGS. 7 and 8 is also referred to as “draw forming according to the first embodiment”.
- the die 20, the punch 30, and the pair of holders 40 are used as the first die.
- the die 20 forms a top plate outer molding surface 22 that forms an outer surface of a portion corresponding to the top plate portion 12A of the intermediate member 10A, and an outer surface of a portion corresponding to a connection portion (ridge line portion 16A) of the intermediate member 10A.
- a curved portion outer forming surface 29 that curves toward the metal plate holding surface 28 side is formed at an end of the vertical wall portion outer molding surface 24 that is connected to the metal plate holding surface 28.
- the punch 30 forms an inner surface of a top plate portion forming the inner surface of a portion corresponding to the top plate portion 12A of the intermediate member 10A, and an inner surface of a portion corresponding to the connection portion (ridge line portion 16A) of the intermediate member 10A.
- a curved portion inner forming surface 39 facing the curved portion outer forming surface 29 is formed on the vertical wall portion inner forming surface 34.
- the die 20 and the pair of holders 40 sandwich and hold both ends of the metal plate 100 in a cross-sectional view (metal plate holding step).
- the punch 30 is arranged so that at least a part of the top plate inner molding surface 32 of the punch 30 contacts the surface of the metal plate 100 opposite to the surface contacting the die 20.
- the metal plate 100 is moved by fixing the punch 30 and moving the die 20 and the pair of holders 40 in the direction of arrow A (that is, the direction in which the die 20 and the holder 40 are in contact with the metal plate 100 when viewed from the die 20) while applying pressure. Deform (molding process).
- the metal plate 100 is molded into an intermediate shape, and the molding process ends.
- the die 20 is moved in the direction opposite to the molding step (that is, the direction away from the intermediate member 10A molded in the intermediate shape), and the die 20 is released from the intermediate member 10A. Further, the intermediate member 10A is released from the punch 30 (release step), and the intermediate member 10A is obtained.
- the punch 30 is fixed, and the die 20 and the pair of holders 40 are moved in the direction of arrow A to perform drawing, but the invention is not limited to this. That is, the die 20 is fixed and the pair of holders 40 is pressed (for example, pressed by a cushion), and at the same time, the punch 30 is moved in a direction in which the punch 30 comes into contact with the metal plate 100 (that is, a direction opposite to the arrow A) to perform draw forming. You may go. Alternatively, the die forming may be performed by moving the die 20 and the pair of holders 40 in the direction of arrow A and moving the punch 30 in the direction opposite to arrow A.
- FIG. 9 shows an enlarged view of the curved portion outer side forming surface 29 in FIG.
- the vertical wall portion outside forming surface 24 of the die 20 is flat except for the bending portion outside forming surface 29, and the bending portion outside forming surface 29 is a metal plate holding surface. It has a shape curved toward the 28 side.
- the punch 30 is formed on the inside wall forming surface 34 of the vertical wall portion at a position facing the outside forming surface 29 of the bending portion at the end of the forming process. It has a face 39.
- the position of the end portion 18A of the vertical wall portion 14A in the intermediate member 10A is the vertical wall of the die 20. It is at a position where it contacts the curved portion outer side forming surface 29 of the outer side molding surface 24. Since the position of the end portion 18A is in contact with the curved portion outer side formation surface 29, the end portion 18A of the intermediate member 10A is caught by the die 20 which is going to be released from the intermediate member 10A in the subsequent releasing step. As a result, the die 20 is prevented from being scraped.
- a ridgeline effect (increase in rigidity in the longitudinal direction of the intermediate member) by the curved portion 19A can be achieved, so that springback of the vertical wall portion 14A is suppressed, the end portion 18A is caught, and the die 20 is caught.
- the effect of suppressing scraping is further enhanced.
- the metal plate is held by sandwiching both ends of the metal plate with two molds. It is necessary to press mold the plate.
- the press molding in which the end portion of the specific vertical wall portion is located on the connection portion outer side forming surface 24 is performed by holding both end portions of the metal plate between two molds and holding the specific vertical wall portion. Since the end of the part is removed and the subsequent forming is bending, the effect of drawing cannot be obtained.
- the position of the end portion of the specific vertical wall portion needs to be located on the curved portion outer surface forming surface 29 or the outside thereof.
- the position of the end portion of the intermediate member at the end of the molding step may be further outside the curved portion outer side formation surface 29.
- the end portion 18A of the intermediate member 10A may be located at a position where the end portion 18A of the intermediate member 10A comes into contact with the metal plate holding surface 28 that is further outside than the curved portion outer side formation surface 29 of the die 20.
- the end portion 18A of the intermediate member 10A may be located outside the position where the die 20 contacts the metal plate holding surface 28. Since the position of the end portion of the intermediate member is further outside the curved portion of the die, the end portion of the intermediate member catches on the die that is going to be released from the intermediate member in the subsequent releasing process, and Scraping is suppressed.
- the position of the end portion 18A of the intermediate member 10A at the end of the molding process is shown in FIG.
- the position of the end portion 18A is in a position in contact with the curved portion outer side forming surface 29 or in a position in contact with the metal plate holding surface 28, so that the amount of deformation to be deformed by bending in the second step (that is, the end portion 18A or the end portion).
- the movement distance due to the deformation of the portion 18B) is reduced, and as a result, the generation of vertical wrinkles and cracks in the vertical wall portion of the bending member is suppressed.
- the curvature of the curved part outside forming surface 29 existing at the end of the vertical wall part outside forming surface 24 of the die 20 that is connected to the metal plate holding surface 28 is not too small ( That is, the radius of curvature is preferably not too large). Since the curvature of the curved portion outer side formation surface 29 is not too small (the curvature radius is not too large), the area in which deformation occurs during bending in the second step can be reduced, and the bending in the second step can be performed. Wrinkles and cracks generated in the vertical wall portion during molding are further suppressed.
- the minimum radius of curvature of the curved portion outer side forming surface existing at the end portion on the side connected to the metal plate holding surface in the vertical wall portion outer side molding surface of the die, from the viewpoint of suppressing vertical wrinkles and cracks in the second step It is preferably 60 mm or less, more preferably 50 mm or less, and further preferably 40 mm or less.
- the lower limit value of the minimum radius of curvature of the curved portion outer side forming surface is preferably (0.1 ⁇ plate thickness) mm or more from the viewpoint of the bending forming limit at the end of forming in the first step, and (0. 3 ⁇ plate thickness) mm or more is more preferable, and (0.5 ⁇ plate thickness) mm or more is further preferable.
- the lower limit of the minimum radius of curvature of the bending portion is larger. Is good.
- the lower limit is set to (2.0 x plate thickness) mm or more, (4.0 x plate thickness) mm or more, or (6.0 x plate thickness) mm or more, or 10 mm or more, 15 mm or more, or 20 mm or more. Good.
- the drawing performed in the first step is not limited to the drawing according to the first embodiment described above.
- the intermediate member 10A obtained by the draw forming according to the first embodiment has a shape in which the top plate portion 12A and the vertical wall portion 14A are planar in a cross sectional view.
- the present invention is not limited to this, and the top plate portion may have a curved shape in at least a part in a cross sectional view, and the vertical wall portion has a curved shape in at least a part in a cross sectional view. May be.
- the top plate portion or the vertical wall portion may be provided with a bead shape or a seat surface shape.
- the curved ridge line portion connecting the top plate portion and the vertical wall portion has a top plate portion and a vertical wall portion. It is preferable to have a radius of curvature that is smaller than the radius of curvature in the curvature over the entire section.
- at least a part of the top plate outer forming surface and the vertical wall outer forming surface of the die may also have a curved shape, and the top plate inner forming surface and the vertical wall of the punch may be formed.
- the part-inside forming surface may also have a curved shape in at least a part thereof.
- the die has a curved shape on the outer wall forming surface of the vertical wall in a cross-sectional view, and the outer forming of the curved portion existing at the end of the die outer wall forming surface that is connected to the metal plate holding surface.
- the curved portion outer side forming surface existing at the end portion on the side connected to the metal plate holding surface is It has a radius of curvature smaller than the minimum radius of curvature in the curved portion of the wall outer forming surface.
- the position of the end portion in the cross-sectional view of the portion that becomes the specific vertical wall portion of the intermediate member is the end portion on the side connected to the metal plate holding surface. It is preferable that it is outside the position where it contacts the position where the radius of curvature is the minimum on the curved portion outer side formation surface existing in.
- the die 20 having the top plate portion outside forming surface 22 is used, but the present invention is not limited to this, and for example, pad draw forming may be performed. That is, as shown in FIG. 12, the pad 50 may be used.
- the pad 50 has a top plate outer molding surface 52A for molding the outer surface of a portion corresponding to the top plate of the intermediate member.
- the present invention is not limited to this, and the die used for pad drawing does not have a connection part outer side molding surface that molds the outer surface of the part corresponding to the connection part (ridge line part) in the intermediate member, and the vertical wall part in the intermediate member.
- the shape may have only the outer wall forming surface of the vertical wall portion forming the outer surface of the portion corresponding to.
- the die 20 and the pair of holders 40 sandwich and hold both ends of the metal plate 100 in a cross-sectional view (metal plate holding step).
- the punch 30 is arranged so that at least a part of the top plate inner molding surface 32 of the punch 30 contacts the surface of the metal plate 100 opposite to the surface contacting the die 20.
- the pad 50 is arranged so that at least a part of the top plate outer molding surface 52A of the pad 50 contacts the surface of the metal plate 100 on the side in contact with the die 20.
- the punch 20 and the pad 50 are fixed, and the die 20 and the pair of holders 40 are moved in a direction in which the die 20 and the pair of holders 40 are in contact with the metal plate 100 as viewed from the die 20, thereby deforming the metal plate 100 and intermediate. It is molded into a shape (molding process).
- the die 20 and the pad 50 are synchronously moved in the direction opposite to the molding step (that is, the direction away from the intermediate member formed in the intermediate shape) to release the die 20 from the intermediate member, or With the holder 40 locked and fixed, the die 20 is lifted and moved in the direction opposite to the molding step, and then the punch 30 and the pad 50 are released from the intermediate member (release step). can get.
- the positional deviation in the forming step (that is, due to variations in pressure from the die and the punch in the forming step for obtaining the intermediate member, etc. to one of the metal plates in the cross-sectional view) Deviation) is suppressed.
- a pair of curved portion outer side forming surfaces that are provided at end portions of the vertical wall portion outer side molding surface 24 that are connected to the metal plate holding surface 28.
- An example of the curved portion outer side forming surface 29 having the same radius of curvature is shown as 29, but the invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 13, the one curved portion outer side forming surface 29 and the other curved portion outer side forming surface 29 may have different radii of curvature.
- a positional deviation may occur in the forming step.
- the deviation direction is the direction of the smaller curvature radius, that is, the other curved portion outer side formation surface 29.
- the radius of curvature of the curved portion outside forming surface 29 corresponding to the downstream side of the shift is larger than the radius of curvature of the curved portion outside forming surface 29 corresponding to the upstream side of the shift.
- the minimum curvature radius [R L ] of the one curved portion outer side formation surface 29 and the other one is preferably more than 0 mm and 50 mm or less, more preferably 40 mm or less, and further preferably 30 mm or less.
- the lower limit value of the difference between the minimum radius of curvature [R L ] and the minimum radius of curvature [R R ] is preferably more than 0 mm, more preferably 1 mm or more, still more preferably 2 mm or more, from the viewpoint of suppressing the positional deviation. 5 mm or more is particularly preferable.
- the curved member 1A having the shape of the first aspect shown in FIG. 1 is finally formed (that is, after the second step).
- the shape of the bending member obtained in the above is not limited to this.
- the first step (drawing) when finally forming the bending member 1C of the third aspect shown in FIG. 3 will be described.
- the shape of the intermediate member may be the intermediate member 10C shown in FIG.
- the draw forming for forming the intermediate member 10C is performed by the die 20, the punch 30, and the holder 40 shown in FIGS. 15A to 15C.
- FIG. 15A to 15C are cross-sectional views at the end of the molding process for molding the intermediate member 10C.
- FIG. 15A is a cross-sectional view taken along the line aa of the intermediate member 10C of FIG. 14, and FIG. 15C shows a bb section of the intermediate member 10C, and FIG. 15C shows a cc section of the intermediate member 10C of FIG.
- the position of the end portion 18C of the intermediate member 10C is at a position where the end portion 18C contacts the curved portion outer side formation surface 29.
- FIG. 15B the position of the end portion 18C of the intermediate member 10C is at a position where it contacts the metal plate holding surface 28.
- FIG. 15A is a cross-sectional view taken along the line aa of the intermediate member 10C of FIG. 14, and FIG. 15C shows a bb section of the intermediate member 10C, and FIG. 15C shows a cc section of the intermediate member 10C of FIG.
- FIG. 15A at the end of the
- the position of the end portion 18C in the intermediate member 10C is at a position where it contacts the boundary portion between the curved portion outer side forming surface 29 and the metal plate holding surface 28.
- a boundary portion between the curved portion outer side forming surface 29 and the metal plate holding surface 28 is connected to the curved plate outer side forming surface 29 with the metal plate holding surface 28 or connected with the curved plate outer side forming surface 29 on the metal plate holding surface 28. It is a department.
- the intermediate member 10C is attempted to be released from the intermediate member 10C in the subsequent releasing step. It is suppressed that the end portion 18C of the intermediate member 10C is caught by the die 20 and the die 20 is scraped.
- a second mold different from the first mold is used to perform bending forming on the intermediate member to bend and deform the curved portion, so that the end portion of the pair of vertical wall portions is bent.
- This is a step of forming the vertical wall portion, at least a part of which is not connected to the flange portion, into the final shape (that is, the shape after the second step).
- the second step may be performed after performing another step, or another step may be provided after the second step.
- a rest-like step for the purpose of correcting the shape of the intermediate member obtained in the first step or the member obtained in the second step may be provided.
- 16 and 17 are cross-sectional views each showing a state in the middle of an example of bending.
- the bending forming (pad bending forming) shown in FIGS. 16 and 17 the bending member 1A of the first aspect shown in FIG. 1 is formed.
- the bending forming (pad bending forming) shown in FIGS. 16 and 17 is also referred to as “bending forming according to the first embodiment”.
- the die 120, the punch 130, and the pad 150 are used as the second die.
- the die 120 forms a connection portion outer side molding surface 126 for forming an outer surface of a portion corresponding to the connection portion (ridge line portion 6A) in the bending member 1A, and an outer surface of a portion corresponding to the vertical wall portion 4A in the bending member 1A. It has a vertical wall portion outside molding surface 124.
- the punch 30 forms a top plate inner forming surface 132 that forms an inner surface of a portion corresponding to the top plate 2A of the bending member 1A, and an inner surface of a portion corresponding to the connection portion (ridge line portion 6A) of the bending member 1A.
- the pad 150 has a top plate outer molding surface 152 that molds an outer surface of a portion corresponding to the top plate of the bending member 1A.
- the present invention is not limited to this, and the die used for pad bending molding does not have a connecting portion outside molding surface that molds the outside surface of the portion corresponding to the connecting portion (ridge line portion) of the bending member, and the vertical wall portion of the bending member is formed.
- the shape may have only the outer wall forming surface of the vertical wall portion forming the outer surface of the portion corresponding to.
- the punch 130 is fixed, and the die 120 is moved in a direction in which the die 120 comes into contact with the intermediate member 10A as viewed from the die 120 (arrow B direction. This arrow B direction is referred to as a press direction) while pressing the pad 130.
- the vertical wall portion 14A is deformed and molded into a final shape (molding step).
- the bending member 1A having the top plate portion 2A and the pair of vertical wall portions 4A is formed.
- the die 120 is moved in the direction opposite to the molding step (that is, the direction away from the bending member), and the die 120 is released from the bending member 1A.
- the punch 130 and the pad 150 are released from the bending member 1A (release step), and the bending member 1A is obtained.
- the punch 130 is fixed and the pad 150 is pressed to move the die 120 in the direction of arrow B to perform bending, but the invention is not limited to this. That is, the punch 120 and the pad 150 may be moved in the opposite direction to the arrow B while bending the die 120 while pressing the die 150, and bending may be performed. Bending may be performed by moving in the direction B and moving the punch 130 and the pad 150 in the direction opposite to the arrow B.
- the top plate portion and the connecting portion are molded in the first step, and the vertical wall portion in which the flange portion is not connected to at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions (that is, the specific vertical wall portion).
- Part is formed so that the position of the end portion is a position that comes into contact with the outer surface of the curved portion, a position that comes into contact with the metal plate holding surface, or a position that is outside the position that comes into contact with the metal plate holding surface. is doing.
- the specific vertical wall portion is formed into the final shape in the second step without passing through other steps (for example, trimming step).
- the development blank is preferably used as the metal plate from the viewpoint of eliminating the trim step.
- 18 is a perspective view showing an example of the expansion blank 300
- FIG. 19A is a plan view of the expansion blank 300 shown in FIG. 18,
- FIG. 19B is a side view of the expansion blank 300 shown in FIG.
- the solid line shows the expansion blank 300
- the broken line shows the bending member 1A.
- the expansion blank 300 is a metal plate having a shape in which the bending member 1A is expanded on a plate before molding.
- the second step may be performed after performing another step (for example, a restrike step or the like), or another step (for example, a restrike step or the like) may be provided after the second step.
- another step for example, a restrike step or the like
- the curved portion has a ridgeline effect (the rigidity of the intermediate member in the longitudinal direction is increased) due to the curved portion, it is possible to suppress the occurrence of vertical wrinkles in the vertical wall portion.
- the second step by maintaining the rigidity of the curved portion, it is possible to suppress the generation of vertical wrinkles in the vertical wall portion during bending.
- the deformation amount deformed by the bending in the second step is small. Further, the ease with which vertical wrinkles and cracks occur in the vertical wall portion of the bending member is determined by the degree of bending of the curved portion when the connecting portion of the intermediate member before bending in the second step is viewed from the top plate side ( Radius of curvature) and the degree of curvature (curvature radius) of the curved portion when the connecting portion is viewed from the vertical wall portion side.
- the amount of deformation caused by the bending in the second step is the degree of curvature (curvature radius) of the curved portion when the connecting portion of the intermediate member is viewed from the top plate side or the vertical wall side. It is preferable to have the following relationship.
- the bending member has a shape having a curved portion at least in part when the connecting portion is viewed from the vertical wall portion side, and having no curved portion when the connecting portion is viewed from the top plate portion side
- a surface where the distance between the pair of connecting portions is the smallest in the bending direction of the mold in bending when the connecting portion of the intermediate member is curved when viewed from the vertical wall portion side.
- the end portion of the pair of vertical wall portions is a vertical wall portion where the flange portion is not connected to at least a part of the end portion (that is, the specific vertical wall portion).
- the moving distance before and after the deformation due to the bending of the position (for example, when the intermediate member 10A shown in FIG. 16 is formed by bending into the bending member 1A shown in FIG.
- the length H1 in the pressing direction of the mold (distance that deforms to the position of the end portion 8A) in the pressing direction by the mold (that is, the length in the direction of arrow B in FIG. 13, see FIG. 20) is at the connecting portion of the intermediate member in the cross section.
- the ratio is below (more preferably 0.07 times or less or 0.05 times or less).
- the lower limit is preferably 0 times or more, more preferably 0.001 times or more or 0.01 times or more, from the viewpoint of suppressing scraping in the die (die).
- the bending member has a shape having a curved portion at least in a part when the connecting portion is viewed from the top plate side, and does not have a curved portion when the connecting portion is viewed from the vertical wall part side.
- a surface where the distance between the pair of connecting portions is the smallest in the bending direction of the mold in bending when the connecting portion of the intermediate member is curved when viewed from the top plate side.
- the end portion of the pair of vertical wall portions is a vertical wall portion where the flange portion is not connected to at least a part of the end portion (that is, the specific vertical wall portion).
- the length W1 (see FIG.
- the radius of curvature when viewed is preferably 0.30 times or less, more preferably 0.25 times or less, 0.20 times or less, or 0.10 times or less (further 0.07 times or less). Or less or 0.05 times or less) is more preferable.
- the lower limit is preferably 0 times or more, more preferably 0.001 times or more or 0.01 times or more, from the viewpoint of suppressing scraping in the die (die).
- a shape in which the bending member has a curved portion in at least a part when the connecting portion is viewed from the top plate portion side, and has a curved portion in at least a portion when the connecting portion is viewed from the vertical wall portion side.
- both curved members a member having this shape is referred to as “both curved members”
- both curved members when the connection portion of the intermediate member is viewed from the top plate portion side and the vertical wall portion side.
- the length M1 of the moving distance before and after the deformation of the position of the end portion at a position where the flange portion is not connected to at least a part of the end portion (that is, the specific vertical wall portion) (FIG. 20). Is the radius of curvature [R 1 ] when the curvature at the connecting portion of the intermediate member in the cross section is viewed from the top plate side and the curvature at the connecting portion is the vertical wall portion, as shown in the following formula (4).
- the product of the curvature radius [R 2] when viewed from the side that with respect to a value obtained by dividing the sum of the curvature radius [R 1] and the curvature radius [R 2], 0.30 times or less It is preferably 0.25 times or less, more preferably 0.20 times or less or 0.10 times or less (further, 0.07 times or less or 0.05 times or less).
- the lower limit is preferably 0 times or more, more preferably 0.001 times or more or 0.01 times or more, from the viewpoint of suppressing scraping in the die (die).
- the bending part is formed at a portion that is curved when the connection portion of the intermediate member is viewed from the vertical wall portion side and is not curved when viewed from the top plate portion side.
- the flange portion is formed on at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions.
- the curvature at the connecting portion of the intermediate member in the cross section is preferably 0.30 times or less, more preferably 0.25 times or less, of the radius of curvature when viewed from the vertical wall portion side. , 0.20 times or less or 0.10 times or less (further 0.07 times or less or 0.05 times or less).
- the lower limit is preferably 0 times or more, more preferably 0.001 times or more or 0.01 times or more, from the viewpoint of suppressing scraping in the die (die).
- the second step bending molding is performed on a portion that is curved when the connection portion of the intermediate member is viewed from the top plate portion side and is not curved when viewed from the vertical wall portion side.
- the flange portion is formed on at least a part of the end portion of the pair of vertical wall portions.
- the 20 is preferably 0.30 times or less, and preferably 0.25 times or less, the curvature radius at the connecting portion of the intermediate member in the cross section when viewed from the top plate side. More preferably, it is 0.20 times or less or 0.10 times or less (further, 0.07 times or less or 0.05 times or less).
- the lower limit is preferably 0 times or more, more preferably 0.001 times or more or 0.01 times or more, from the viewpoint of suppressing scraping in the die (die).
- the mold used in the first step that is, for the portion where the bending member bends when the connecting portion is viewed from the vertical wall portion side and does not bend when the connecting portion is viewed from the top plate portion side, a metal satisfying the following formula (1) is used. Use a mold.
- a metal satisfying the following formula (2) is used.
- a metal satisfying the following formula (3) is used.
- ⁇ , H1, W1, M1, R 1 and R 2 are as follows.
- the upper limit value of W1 or M1 is calculated, and based on these, the range of the “curvature radius and arc length (or angle)” of the lower end portion of the vertical wall portion of the intermediate member, that is, the first Examine the range of "radius of curvature and arc length (or angle)" of the mold in the process, and design the mold based on it.
- the shape of the lower end of the vertical wall here is a curved shape, and it is not necessary to have a uniform curvature. (That is, R L and R R do not have to be constant).
- the radius of curvature is the radius of curvature of the curved portion shape
- the arc length is the length of the curved portion shape portion.
- R 1 and R 2 are preferably 5000 mm or less.
- the bending forming performed in the second step is not limited to the bending forming (pad bending forming) according to the first embodiment described above.
- the bending member 1A obtained by bending according to the first embodiment has a shape in which the top plate portion 2A and the vertical wall portion 4A are planar in a cross sectional view.
- the present invention is not limited to this, and the top plate portion may have a curved shape in at least a part in a cross sectional view, and the vertical wall portion has a curved shape in at least a part in a cross sectional view. May be.
- the top plate portion or the vertical wall portion may be provided with a bead shape or a seat surface shape.
- the curved ridge line portion connecting the top plate portion and the vertical wall portion has a top plate portion and a vertical wall portion. It is preferable to have a radius of curvature that is smaller than the radius of curvature in the curvature over the entire section.
- the top plate outer side forming surface and the vertical wall part outer side forming surface of the die used for bending may also have a curved shape at least at a part thereof, and the ceiling of the punch used for bending may be formed.
- the plate portion inner forming surface and the vertical wall portion inner forming surface may also have a curved shape in at least a part thereof.
- pad cam bending may be performed in which the pair of dies are obliquely moved so as to gradually approach the intermediate member arranged on the punch.
- the bending member according to the present embodiment is used, for example, as a constituent member of an automobile body.
- Specific examples include strength members and reinforcing members such as front pillar reinforcements, center pillar reinforcements, front side members, rear side members, and cross members among the constituent members of the automobile body.
- the bending member according to the present embodiment may be a high strength member, for example, a member having a tensile strength of 590 MPa or more (further, a tensile strength of 780 MPa or more).
- the strength of the bending member is controlled by the strength of the metal plate used.
- the metal plate used in the method for manufacturing the bending member according to this embodiment preferably has a tensile strength of 590 MPa or more, and more preferably a tensile strength of 780 MPa or more.
- Table 1 shows Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 to 17.
- the length L of the bending member in the longitudinal direction is 500 mm
- the width W of the top plate is 90 mm
- the height H of the vertical wall is 80 mm to 220 mm. ..
- the position of the end portion of the vertical wall portion in the cross-sectional view at the end of the drawing in the first step is as follows.
- (Misalignment) Misalignment of the steel plate during draw forming in the first step (however, pad bending in Comparative Example 1), specifically, before and after forming at a position that was located at the center of the top plate portion of the steel plate in cross-sectional view. The distance moved was measured and evaluated according to the following criteria.
- Comparative Examples 1 to 4 the bending member shown in FIG. 1 or FIG. 23, which has an overall curved shape when the connection portion (ridge line portion 6A) is viewed from the vertical wall portion 4A side (that is, in side view), The product shape was pressed in only one step. In this 1st process, it shape
- Comparative Example 2 although vertical wrinkles of the vertical wall portion, positional deviation, and cracks at the end portions of the vertical wall portion can be suppressed, die scraping occurred. Further, in Comparative Example 3, although positional displacement and cracking of the end portion of the vertical wall portion could be suppressed, slight vertical wrinkles occurred in the vertical wall portion, and die scraping occurred. Further, in Comparative Example 4, although vertical wrinkles in the vertical wall portion and positional deviation could be suppressed, mold scraping and cracks at the end portions of the vertical wall portion occurred.
- the wrinkles at the end portions of the vertical wall portion are such that the bending member is the top plate portion when the connection portion (ridge line portion 6A) is viewed from the vertical wall portion 4A side (that is, side view). It was found that this is likely to occur during convex processing for forming a curved shape to the side, that is, during processing when the end portion of the flange contracts. Further, from the results of Comparative Example 4, when the connection portion (ridge line portion 6A) is viewed from the vertical wall portion 4A side (that is, side view), the bending of the end portion of the vertical wall portion becomes the top plate portion side. It has been found that this tends to occur during concave processing for forming a concave shape on the opposite side, that is, during processing when the end portion of the flange extends.
- Examples 1 to 6, 11, 12, 15 to 17 In Examples 1 to 6, 11, 12, and 15 to 17, when the connection portion (ridge line portion 6A) shown in FIG. 1 is viewed from the vertical wall portion 4A side (that is, in side view), the entire shape is curved.
- the curved member was formed into a product shape by the draw forming in the first step and the pad bending forming in the second step.
- the position of the end portion of the vertical wall portion in the cross-sectional view is set to a position that contacts the curved portion outer side forming surface, a position that contacts the metal plate holding surface, or a metal plate holding surface. It was molded so as to be located outside the contacting position.
- ] and press molding were performed with a uniform curvature radius R 2 (mm) over the entire area when viewed from the vertical wall portion side of the connection portion (ridge line portion) (that is, side view).
- Examples 7-9, 13, 14 In Examples 7 to 9, 13, and 14, the bending member shown in FIG. 2, which has a curved shape as a whole when the connecting portion (ridge line portion 6B) is viewed from the top plate portion 2B side (that is, top view), The product was molded into the product shape by the drawing process in the first step and the pad bending process in the second step.
- the position of the end portion of the vertical wall portion in the cross-sectional view at the end of draw forming is set to a position outside the curved portion outer side forming surface or the metal plate holding surface.
- Example 13 Although the mold scraping, the positional deviation, and the cracks at the end portions of the vertical wall portions could be suppressed, slight vertical wrinkles were generated in the vertical wall portions. Further, in Example 14, although it was possible to suppress the die scraping and the cracking of the end portion of the vertical wall portion, slight vertical wrinkles were generated in the vertical wall portion, and misalignment occurred. On the other hand, in Examples 7 to 9, good results were obtained without vertical wrinkling of the vertical wall portion, no die scraping, no positional deviation, and no cracking of the end portion of the vertical wall portion. Particularly in Example 8, excellent results were obtained without displacement.
- Example 10 the entire shape was curved both when the connection portion (ridge line portion) was viewed from the vertical wall portion side (that is, side view) and when it was seen from the top plate portion side (that is, top view).
- the curved member had was formed into a product shape by the draw forming in the first step and the pad bending forming in the second step.
- the end portion of the vertical wall portion at the end of drawing was formed so as to come into contact with the curved portion outer side formation surface in the cross-sectional view.
- the length in the pressing direction of the mold of the moving distance (moving distance in horizontal cross-section) of the end portion of the vertical wall portion before and after the deformation in the second step (bending) is the cross-sectional view shown in FIG.
- the length in the direction orthogonal to the pressing direction by the mold of the moving distance (moving distance in the cross-sectional view) of the end portion of the vertical wall portion before and after the deformation in the second step (bending forming) is the cross section shown in FIG.
- the plan view it indicates the lateral length [W1] of the moving distance of the end portions of the vertical wall portion between the intermediate member I and the bending member P.
- the length of the moving distance (moving distance in the transverse sectional view) of the end portion of the vertical wall portion before and after the deformation in the second step (bending) is the intermediate member I and the bending member P in the transverse sectional view shown in FIG.
- the moving distance of the end of the vertical wall portion itself that is, the length in the diagonal direction
Landscapes
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Abstract
天板部と縦壁部とを有し、接続部を天板部側及び縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において湾曲を有する湾曲部材の製造方法において、金属板に対して絞り成形を行って中間部材を成形する第1工程と、中間部材に曲げ成形を行う第2工程と、を有し、第1工程では、中間部材の縦壁部の端部の位置が、ダイの湾曲部外側形成面又は金属板保持面に接触する位置若しくは金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形し、且つ第1工程では、縦壁部の端部に湾曲部を形成し、第2工程では、湾曲部を曲げ変形させることにより、縦壁部を最終的な形状に成形する。
Description
本発明は、湾曲部材の製造方法に関する。
鋼板等の金属板を成形して得られる高強度材料は、例えば自動車車体の構成部材として多用されており、地球温暖化防止のための燃費向上や、衝突事故時の一層の安全性向上等の観点で望まれている。具体的には、自動車車体の構成部材のうちフロントピラーリンフォースメント、センターピラーリンフォースメント、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ及びクロスメンバといった強度部材又は補強部材に、高強度材料の成形部材が用いられている。こうした成形部材は、部品単体での強度確保、他の部品との干渉防止又は所望の空間確保といった制約を受けて設計されることから、断面形状の自由度確保又は縦壁高さなどにおいて多様な形状変化を要求されることが多い。
ここで、例えば特許文献1には、平板状のブランクから、ハット形又はコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形又はコの字形の断面形状にドロー成形し、そのドロー成形の際に、前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形又は周方向の圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせるプレス成形方法が開示されている。
また、特許文献2には、平板状の素材の中央部をパッドによって支持し、素材の端部を平面視したときに曲率を有し、且つ側面視したとき縦壁面の下方にフランジ面を有する形状にプレスする加工方法において、縦壁面に凸形状に張り出した凸状ビードを付与し、その直下のフランジ面には凹形状に窪ませた凹状ビードを付与することにより、素材成形部のしわ発生を抑制するプレス加工方法が開示されている。
なお、特許文献3には、いずれも絞り工程である第1工程及び第2工程によってフランジを有しない湾曲部材を製造する方法が開示されている。また、特許文献4には、いずれもフォーム成形である第1工程及び第2工程によって片方の縦壁部にフランジが形成されていない湾曲部材を製造する方法が開示されている。また、特許文献5には、曲げ工程によってフランジを有しない湾曲部材を製造する方法が開示されている。また、特許文献6には、曲げ工程によって片方の縦壁部にフランジが形成されていない湾曲部材を製造する方法が開示されている。
天板部と縦壁部とを有し且つ縦壁部の端部にフランジ部を有さず、天板部を縦壁部側から見た場合に湾曲した形状を有する湾曲部材の製造方法として、特許文献1では、絞り成形工法によりフランジが存在する形状に成形しその後トリムする方法が用いられている。しかし、最終製品を得るためには曲面部のトリムがあるため、強度の高い材料であるほどトリムに用いる刃の寿命が短くなる。
また、上記トリムを省略するため、パッド曲げ工法を用いる方法が挙げられる。しかし、天板部をパッドで押えて曲げ成形を行うと、天板部を縦壁部側から見た場合に湾曲した形状を有する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が短くなる場合には、曲げ成形によって縦壁部に縦しわが発生する。また、天板部を縦壁部側から見た場合に湾曲した形状を有する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が長くなる場合には、曲げ成形によって縦壁部に割れが発生することもある。
なお、これに対して特許文献2では、縦壁部に凸状ビードを付与することでしわを吸収して、縦しわの発生を抑制している。しかし、凸状ビードの付与により成形部材の形状自由度が低くなり、また凸状ビードの成形のためプレス荷重が増加する。
また、上記トリムを省略するため、パッド曲げ工法を用いる方法が挙げられる。しかし、天板部をパッドで押えて曲げ成形を行うと、天板部を縦壁部側から見た場合に湾曲した形状を有する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が短くなる場合には、曲げ成形によって縦壁部に縦しわが発生する。また、天板部を縦壁部側から見た場合に湾曲した形状を有する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が長くなる場合には、曲げ成形によって縦壁部に割れが発生することもある。
なお、これに対して特許文献2では、縦壁部に凸状ビードを付与することでしわを吸収して、縦しわの発生を抑制している。しかし、凸状ビードの付与により成形部材の形状自由度が低くなり、また凸状ビードの成形のためプレス荷重が増加する。
そのため、トリム工程を経ずとも成形可能であり、且つ縦壁部での縦しわ及び割れの発生が抑制された湾曲部材の製造方法が望まれている。
本発明は、接続部を天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材であって、縦壁部での縦しわ及び割れの発生が抑制され、且つ第1工程での絞り成形に用いられるダイにおける削れの発生が抑制された湾曲部材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の要旨は、以下の通りである。
<1>
天板部と、前記天板部の両端にそれぞれ接続する一対の縦壁部と、を有し、前記一対の縦壁部のうち一方が前記天板部との接続側とは反対側の端部に接続するフランジ部を有し、他方の縦壁部は前記天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状、又は前記一対の縦壁部の両方が前記天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状であり、且つ前記天板部と前記縦壁部との接続部を、前記天板部側から見た場合及び前記縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である湾曲部材を、金属板を成形することで製造する湾曲部材の製造方法であって、
前記金属板の両端部を保持した状態で前記金属板をプレスする成形である絞り成形を行って、中間部材を成形する第1工程と、前記中間部材に対して曲げ成形を行って前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する第2工程と、を有し、
前記第1工程は、
前記中間部材における前記接続部に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面、前記中間部材における前記縦壁部に相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面、及びホルダーと対向して前記金属板の両端部を挟んで保持する金属板保持面を有し、且つ前記縦壁部外側成形面における前記金属板保持面と接続する側の端部に、前記金属板保持面側に向かって湾曲する湾曲部外側形成面を有するダイと、
前記中間部材における前記天板部に相当する箇所の内側表面を成形する天板部内側成形面、前記中間部材における前記接続部に相当する箇所の内側表面を成形する接続部内側成形面、及び前記中間部材における前記縦壁部に相当する箇所の内側表面を成形する縦壁部内側成形面を有し、且つ前記縦壁部内側成形面に前記湾曲部外側形成面と対向する湾曲部内側形成面を有するパンチとを有する、第1の金型を用いて、
前記ダイと前記ホルダーとで前記金属板を挟んで保持する金属板保持工程、
前記パンチの前記天板部内側成形面の少なくとも一部を前記金属板の前記ダイと接触する側とは反対側の面に接触させた後、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を前記金属板と接触する方向に移動させ、前記一対の縦壁部のうち端部にフランジ部が接続していない縦壁部の端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置、前記金属板保持面に接触する位置、又は前記金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるまで絞り成形することにより、
前記金属板から、前記天板部、前記接続部及び前記縦壁部を成形し、
前記天板部側から見た場合及び前記縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、前記接続部の少なくとも一部が湾曲した形状に成形し、
前記一対の縦壁部のうち端部にフランジ部が接続していない縦壁部の端部が、該縦壁部がなす面外に湾曲した湾曲部を形成する成形工程、
及び、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を中間形状に成形された前記中間部材から離れる方向に移動させて前記中間部材を前記ダイ及び前記パンチから離型させる離型工程、を有し、
前記第2工程は、
前記第1の金型とは異なる第2の金型により、前記中間部材に対して曲げ成形を行って、前記湾曲部を曲げ変形させることにより、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する工程を有する、
湾曲部材の製造方法である。
天板部と、前記天板部の両端にそれぞれ接続する一対の縦壁部と、を有し、前記一対の縦壁部のうち一方が前記天板部との接続側とは反対側の端部に接続するフランジ部を有し、他方の縦壁部は前記天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状、又は前記一対の縦壁部の両方が前記天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状であり、且つ前記天板部と前記縦壁部との接続部を、前記天板部側から見た場合及び前記縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である湾曲部材を、金属板を成形することで製造する湾曲部材の製造方法であって、
前記金属板の両端部を保持した状態で前記金属板をプレスする成形である絞り成形を行って、中間部材を成形する第1工程と、前記中間部材に対して曲げ成形を行って前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する第2工程と、を有し、
前記第1工程は、
前記中間部材における前記接続部に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面、前記中間部材における前記縦壁部に相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面、及びホルダーと対向して前記金属板の両端部を挟んで保持する金属板保持面を有し、且つ前記縦壁部外側成形面における前記金属板保持面と接続する側の端部に、前記金属板保持面側に向かって湾曲する湾曲部外側形成面を有するダイと、
前記中間部材における前記天板部に相当する箇所の内側表面を成形する天板部内側成形面、前記中間部材における前記接続部に相当する箇所の内側表面を成形する接続部内側成形面、及び前記中間部材における前記縦壁部に相当する箇所の内側表面を成形する縦壁部内側成形面を有し、且つ前記縦壁部内側成形面に前記湾曲部外側形成面と対向する湾曲部内側形成面を有するパンチとを有する、第1の金型を用いて、
前記ダイと前記ホルダーとで前記金属板を挟んで保持する金属板保持工程、
前記パンチの前記天板部内側成形面の少なくとも一部を前記金属板の前記ダイと接触する側とは反対側の面に接触させた後、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を前記金属板と接触する方向に移動させ、前記一対の縦壁部のうち端部にフランジ部が接続していない縦壁部の端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置、前記金属板保持面に接触する位置、又は前記金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるまで絞り成形することにより、
前記金属板から、前記天板部、前記接続部及び前記縦壁部を成形し、
前記天板部側から見た場合及び前記縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、前記接続部の少なくとも一部が湾曲した形状に成形し、
前記一対の縦壁部のうち端部にフランジ部が接続していない縦壁部の端部が、該縦壁部がなす面外に湾曲した湾曲部を形成する成形工程、
及び、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を中間形状に成形された前記中間部材から離れる方向に移動させて前記中間部材を前記ダイ及び前記パンチから離型させる離型工程、を有し、
前記第2工程は、
前記第1の金型とは異なる第2の金型により、前記中間部材に対して曲げ成形を行って、前記湾曲部を曲げ変形させることにより、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する工程を有する、
湾曲部材の製造方法である。
接続部を天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材を成形する方法として、パッド曲げ成形によって一括で成形する方法が挙げられる。
しかし、例えば図22に示すように、接続部を縦壁部側から見た場合に凸状に湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材200をパッド曲げ成形一括で成形する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が短くなるため、縦壁部に縦しわ202が発生する。
また、例えば図23に示すように、接続部を縦壁部側から見た場合に凹状に湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材210をパッド曲げ成形一括で成形する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が長くなるため、縦壁部に割れ212が発生する。
これに対し、前記<1>の製造方法では、金属板に対して絞り成形を行う第1工程と、曲げ成形を行う第2工程と、を有し、第1工程では一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形する成形工程を備えた絞り成形を行う工程とする。第1工程での成形工程で、少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置を上記位置となるよう制御することで、他の工程(例えばトリム(切除)工程)を経ることなく、第2工程において一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形し得る。そのため、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量が小さくなり、その結果、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
なお、前記<1>の製造方法では、第1工程と第2工程との間に他の工程を備えていてもよく、また第2工程の後に他の工程を備えていてもよい。これら他の工程としては、例えば第1工程で得られた中間部材や、第2工程で得られた部材の形状の矯正を目的としたリストライク工程等が挙げられる。
しかし、例えば図22に示すように、接続部を縦壁部側から見た場合に凸状に湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材200をパッド曲げ成形一括で成形する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が短くなるため、縦壁部に縦しわ202が発生する。
また、例えば図23に示すように、接続部を縦壁部側から見た場合に凹状に湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材210をパッド曲げ成形一括で成形する場合、縦壁部の上部の線長よりも縦壁部の下部の線長の方が長くなるため、縦壁部に割れ212が発生する。
これに対し、前記<1>の製造方法では、金属板に対して絞り成形を行う第1工程と、曲げ成形を行う第2工程と、を有し、第1工程では一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形する成形工程を備えた絞り成形を行う工程とする。第1工程での成形工程で、少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置を上記位置となるよう制御することで、他の工程(例えばトリム(切除)工程)を経ることなく、第2工程において一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形し得る。そのため、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量が小さくなり、その結果、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
なお、前記<1>の製造方法では、第1工程と第2工程との間に他の工程を備えていてもよく、また第2工程の後に他の工程を備えていてもよい。これら他の工程としては、例えば第1工程で得られた中間部材や、第2工程で得られた部材の形状の矯正を目的としたリストライク工程等が挙げられる。
また、第1工程での絞り成形において、ダイ及びパンチの少なくとも一方を金属板と接触する方向に移動させて金属板を変形させ成形する成形工程が終了した後、ダイ及びパンチの少なくとも一方を成形された中間部材から離れる方向に移動させて離型させる際に、中間部材から離型しようとするダイに対して中間部材における端部が引っ掛かって、ダイに削れが生じることがある。特に、金属板における引張強度が高いほど、成形後の跳ね上がり(所謂スプリングバック)が大きくなるため、端部の引っ掛かりによるダイの削れが生じ易くなる。
これに対し、前記<1>の製造方法では、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)において、中間部材における、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置である。そのため、離型工程において中間部材から離型しようとするダイに対して中間部材における端部の引っ掛かりが抑制され、ダイに削れが生じることが抑制される。
これに対し、前記<1>の製造方法では、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)において、中間部材における、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置である。そのため、離型工程において中間部材から離型しようとするダイに対して中間部材における端部の引っ掛かりが抑制され、ダイに削れが生じることが抑制される。
<2>
前記成形工程は、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置又は前記金属板保持面に接触する位置となるよう成形する工程である<1>に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記成形工程は、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置又は前記金属板保持面に接触する位置となるよう成形する工程である<1>に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記<2>の製造方法では、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)において、中間部材における、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置又は金属板保持面に接触する位置である。そのため、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量が小さくなり、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
<3>
前記成形工程は、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置となるよう成形する工程である<1>に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記成形工程は、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置となるよう成形する工程である<1>に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記<3>の製造方法では、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)において、中間部材における、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置である。そのため、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量が小さくなり、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
<4>
前記ダイは、一対の前記縦壁部外側成形面の両方に前記湾曲部外側形成面をそれぞれ有し、且つ一方の前記湾曲部外側形成面の最小曲率半径[RL]と、他方の前記湾曲部外側形成面の最小曲率半径[RR]と、の差が0mm超え50mm以下である<1>~<3>のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記ダイは、一対の前記縦壁部外側成形面の両方に前記湾曲部外側形成面をそれぞれ有し、且つ一方の前記湾曲部外側形成面の最小曲率半径[RL]と、他方の前記湾曲部外側形成面の最小曲率半径[RR]と、の差が0mm超え50mm以下である<1>~<3>のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記<4>の製造方法では、一方の縦壁部外側成形面の最小曲率半径[RL]と、他方の縦壁部外側成形面の最小曲率半径[RR]とが差を有し、且つその差が50mm以下である。一方の湾曲部外側形成面と他方の湾曲部外側形成面とで最小曲率半径に差が生じるよう湾曲を調整することで、位置ずれの方向を、曲率半径が小さい湾曲部外側形成面側に向かう方向に変化させることができる。したがって、成形工程で金属板がずれる方向に対して、ずれの下流側に相当する湾曲部外側形成面の曲率半径を、ずれの上流側に相当する湾曲部外側形成面の曲率半径よりも大きくすることで、成形工程での位置ずれの発生が抑制される。
<5>
前記第2工程において、一対の前記接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面における前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離に関し、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を、
満たす前記第2の金型を用いる<1>~<4>のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法である。
H1≦α×R2・・・(1)
W1≦α×R1・・・(2)
M1≦α×R1×R2/(R1+R2)・・・(3)
ただし、α、H1、W1、M1、R1及びR2は下記とする。
α:0.30
H1:前記第2の金型によるプレス方向における、前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
W1:前記第2の金型によるプレス方向と直交する方向における、前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
M1:前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
R1:前記中間部材の前記接続部での前記湾曲を、前記天板部側から見た場合の曲率半径
R2:前記中間部材の前記接続部での前記湾曲を、前記縦壁部側から見た場合の曲率半径
前記第2工程において、一対の前記接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面における前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離に関し、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を、
満たす前記第2の金型を用いる<1>~<4>のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法である。
H1≦α×R2・・・(1)
W1≦α×R1・・・(2)
M1≦α×R1×R2/(R1+R2)・・・(3)
ただし、α、H1、W1、M1、R1及びR2は下記とする。
α:0.30
H1:前記第2の金型によるプレス方向における、前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
W1:前記第2の金型によるプレス方向と直交する方向における、前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
M1:前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
R1:前記中間部材の前記接続部での前記湾曲を、前記天板部側から見た場合の曲率半径
R2:前記中間部材の前記接続部での前記湾曲を、前記縦壁部側から見た場合の曲率半径
湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れ発生の抑制の観点から、第2工程での曲げ成形によって変形される変形量は、小さい方が好ましい。一方で、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生し易さは、第2工程における曲げ成形前の中間部材の接続部を天板部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)、及び接続部を縦壁部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)と関係がある。
前記<5>の製造方法では、湾曲部材が、接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を、満たす第2の金型を用いる。そのため、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
前記<5>の製造方法では、湾曲部材が、接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を、満たす第2の金型を用いる。そのため、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
<6>
前記αが0.20である<5>に記載の湾曲部材の製造方法。
前記αが0.20である<5>に記載の湾曲部材の製造方法。
<7>
前記R1及び前記R2は、5000mm以下である<5>又は<6>に記載の湾曲部材の製造方法。
前記R1及び前記R2は、5000mm以下である<5>又は<6>に記載の湾曲部材の製造方法。
<8>
前記金属板の引張強度が590MPa以上である<1>~<7>のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法である。
前記金属板の引張強度が590MPa以上である<1>~<7>のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法である。
本発明によれば、接続部を天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において湾曲した箇所を有する形状である湾曲部材であって、縦壁部での縦しわ及び割れの発生が抑制され、且つ第1工程での絞り成形に用いられるダイにおける削れの発生が抑制された湾曲部材の製造方法が提供される。
<湾曲部材の製造方法>
次に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
次に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
-湾曲部材の形状-
まず、本実施形態に係る湾曲部材の製造方法によって製造される湾曲部材(以下単に「本実施形態による湾曲部材」とも称す)の形状について説明する。
まず、本実施形態に係る湾曲部材の製造方法によって製造される湾曲部材(以下単に「本実施形態による湾曲部材」とも称す)の形状について説明する。
本実施形態による湾曲部材は、天板部と、天板部の両端(幅方向両端)にそれぞれ接続する一対の縦壁部と、を有する。なお、天板部と縦壁部との接続部は、湾曲した稜線部を介して両者が接続されていてもよく、また両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
本実施形態による湾曲部材は、天板部と縦壁部との接続部を、天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である。
ただし、この接続部における天板部側又は縦壁部側から見た「湾曲」は、より長い範囲にわたって連続する湾曲であることが好ましい。例えば、接続部の長さ(つまり接続部(稜線部)の一端から他端までの稜線に沿った長さ)に対して、5%以上の長さを有する連続した湾曲であることが好ましく、10%以上の長さを有する湾曲であることがより好ましく、接続部全体にわたって連続した湾曲であることがさらに好ましい。
なお、湾曲部材の天板部や縦壁部にはビード形状や座面形状が設けられることがあり、このビード形状や座面形状が接続部に掛かるように形成される場合がある。しかし、接続部に掛かるように形成されたビード形状や座面形状は、通常は接続部において長い範囲にわたって連続するような形状ではなく、よって上記の接続部の長さに対して5%以上の長さを有する連続した湾曲には、ビード形状や座面形状は含まれない。
ただし、この接続部における天板部側又は縦壁部側から見た「湾曲」は、より長い範囲にわたって連続する湾曲であることが好ましい。例えば、接続部の長さ(つまり接続部(稜線部)の一端から他端までの稜線に沿った長さ)に対して、5%以上の長さを有する連続した湾曲であることが好ましく、10%以上の長さを有する湾曲であることがより好ましく、接続部全体にわたって連続した湾曲であることがさらに好ましい。
なお、湾曲部材の天板部や縦壁部にはビード形状や座面形状が設けられることがあり、このビード形状や座面形状が接続部に掛かるように形成される場合がある。しかし、接続部に掛かるように形成されたビード形状や座面形状は、通常は接続部において長い範囲にわたって連続するような形状ではなく、よって上記の接続部の長さに対して5%以上の長さを有する連続した湾曲には、ビード形状や座面形状は含まれない。
天板部及び縦壁部は、それぞれ平面であっても湾曲していてもよく、一部が湾曲し且つ他の部分が平面であってもよく、さらには複数か所が湾曲し且つ他の部分が平面であってもよい。また、一対の縦壁部は両者が非対称であってもよく、例えば一対の縦壁部のそれぞれの壁高さが異なっていてもよい。
例えば、湾曲部材の形状の例として、天板部と縦壁部との接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状が挙げられる。
具体的には、第1の態様として、図1に示す湾曲部材1Aのように、天板部2Aと、一対の縦壁部4Aと、天板部2A及び縦壁部4Aを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Aとを有し、接続部である稜線部6Aを縦壁部4A側から見た場合に全体が湾曲した形状が挙げられる。この場合、天板部2Aも、縦壁部4A側から見た場合に全体が湾曲した形状である。なお、図1に示す湾曲部材1Aは、天板部2A側から見た場合、接続部である稜線部6Aも縦壁部4Aも、全体が直線状である。
具体的には、第1の態様として、図1に示す湾曲部材1Aのように、天板部2Aと、一対の縦壁部4Aと、天板部2A及び縦壁部4Aを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Aとを有し、接続部である稜線部6Aを縦壁部4A側から見た場合に全体が湾曲した形状が挙げられる。この場合、天板部2Aも、縦壁部4A側から見た場合に全体が湾曲した形状である。なお、図1に示す湾曲部材1Aは、天板部2A側から見た場合、接続部である稜線部6Aも縦壁部4Aも、全体が直線状である。
湾曲部材1Aの横断面(ここで言う「横断面」とは、第2工程における曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって、図1において一対の接続部(稜線部6A)同士の距離が最小となる面で切断した断面を指す)視において、湾曲部材1Aは、平面状である天板部2Aと、平面状である一対の縦壁部4Aと、天板部2A及び縦壁部4Aを接続する湾曲した稜線部6Aと、を有する。一対の縦壁部4Aは、いずれも天板部2Aと接続する側から反対側の端部に向けて広がった形状を有しており、そのため一対の縦壁部4A同士は、対となる面が平行ではない。ただし、これに限られず、一対の縦壁部4A同士が平行であり、天板部2Aと一対の縦壁部4Aとが成す角度が、横断面視において直角であってもよい。
また、湾曲部材1Aは、天板部2Aと縦壁部4Aとが湾曲した稜線部6Aを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
また、湾曲部材1Aは、天板部2Aと縦壁部4Aとが湾曲した稜線部6Aを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
また、天板部と縦壁部との接続部を天板部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状が挙げられる。
具体的には、第2の態様として、図2に示す湾曲部材1Bのように、天板部2Bと、一対の縦壁部4Bと、天板部2B及び縦壁部4Bを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Bとを有し、接続部である稜線部6Bを天板部2B側から見た場合に全体が湾曲した形状が挙げられる。この場合、縦壁部4Bも、天板部2B側から見た場合に全体が湾曲した形状である。なお、図2に示す湾曲部材1Bは、縦壁部4B側から見た場合、接続部である稜線部6Bも天板部2Bも、全体が直線状である。
具体的には、第2の態様として、図2に示す湾曲部材1Bのように、天板部2Bと、一対の縦壁部4Bと、天板部2B及び縦壁部4Bを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Bとを有し、接続部である稜線部6Bを天板部2B側から見た場合に全体が湾曲した形状が挙げられる。この場合、縦壁部4Bも、天板部2B側から見た場合に全体が湾曲した形状である。なお、図2に示す湾曲部材1Bは、縦壁部4B側から見た場合、接続部である稜線部6Bも天板部2Bも、全体が直線状である。
湾曲部材1Bの横断面(ここで言う「横断面」とは、第2工程における曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって、図2において一対の接続部(稜線部6B)同士の距離が最小となる面で切断した断面を指す)視において、湾曲部材1Bは、平面状である天板部2Bと、平面状である一対の縦壁部4Bと、天板部2B及び縦壁部4Bを接続する湾曲した稜線部6Bと、を有する。一対の縦壁部4Bは、いずれも天板部2Bと接続する側から反対側の端部に向けて広がった形状を有しており、そのため一対の縦壁部4B同士は、対となる面が平行ではない。ただし、これに限られず、一対の縦壁部4B同士が平行であり、天板部2Bと一対の縦壁部4Bとが成す角度が、横断面視において直角であってもよい。
また、湾曲部材1Bは、天板部2Bと縦壁部4Bとが湾曲した稜線部6Bを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
また、湾曲部材1Bは、天板部2Bと縦壁部4Bとが湾曲した稜線部6Bを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
また、天板部と縦壁部との接続部を、天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合のいずれにおいても、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状が挙げられる。
具体的には、第3の態様として、図3に示す湾曲部材1Cのように、天板部2Cと、一対の縦壁部4Cと、天板部2C及び縦壁部4Cを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Cとを有し、接続部である稜線部6Cを天板部2C側から見た場合に一部が湾曲し(他の部分は平面)、且つ稜線部6Cを縦壁部4C側から見た場合に全体が湾曲した形状が挙げられる。この場合、縦壁部4Cも天板部2C側から見た場合に一部が湾曲した形状であり、また天板部2Cも縦壁部4C側から見た場合に全体が湾曲した形状である。
なお、図3に示す湾曲部材1Cの製造途中に相当する中間部材が、図14に示されている。図14に示す中間部材10Cは、天板部側から見た形状である。図14に示す中間部材10Cと同様に、図3に示す湾曲部材1Cは、一対の縦壁部4Cのうち一方が複数か所に湾曲した箇所を有し、他方の縦壁部4Cは湾曲した箇所を一か所にのみ有する形状であり、つまり一対の縦壁部4Cが非対称な形状である。
具体的には、第3の態様として、図3に示す湾曲部材1Cのように、天板部2Cと、一対の縦壁部4Cと、天板部2C及び縦壁部4Cを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Cとを有し、接続部である稜線部6Cを天板部2C側から見た場合に一部が湾曲し(他の部分は平面)、且つ稜線部6Cを縦壁部4C側から見た場合に全体が湾曲した形状が挙げられる。この場合、縦壁部4Cも天板部2C側から見た場合に一部が湾曲した形状であり、また天板部2Cも縦壁部4C側から見た場合に全体が湾曲した形状である。
なお、図3に示す湾曲部材1Cの製造途中に相当する中間部材が、図14に示されている。図14に示す中間部材10Cは、天板部側から見た形状である。図14に示す中間部材10Cと同様に、図3に示す湾曲部材1Cは、一対の縦壁部4Cのうち一方が複数か所に湾曲した箇所を有し、他方の縦壁部4Cは湾曲した箇所を一か所にのみ有する形状であり、つまり一対の縦壁部4Cが非対称な形状である。
湾曲部材1Cの横断面(ここで言う「横断面」とは、第2工程における曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって、図3において一対の接続部(稜線部6C)同士の距離が最小となる面で切断した断面を指す)視において、湾曲部材1Cは、平面状である天板部2Cと、平面状である一対の縦壁部4Cと、天板部2C及び縦壁部4Cを接続する湾曲した稜線部6Cと、を有する。一対の縦壁部4Cは、いずれも天板部2Cと接続する側から反対側の端部に向けて広がった形状を有しており、そのため一対の縦壁部4C同士は、対となる面が平行ではない。ただし、これに限られず、一対の縦壁部4C同士が平行であり、天板部2Cと一対の縦壁部4Cとが成す角度が、横断面視において直角であってもよい。
また、湾曲部材1Cは、天板部2Cと縦壁部4Cとが湾曲した稜線部6Cを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
また、湾曲部材1Cは、天板部2Cと縦壁部4Cとが湾曲した稜線部6Cを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
なお、上記に示す第1乃至第3の態様の湾曲部材1A乃至1Cは、いずれも、一対の縦壁部の両方が天板部との接続側とは反対側の端部の全部に、フランジ部が接続していない形状である。
本実施形態による湾曲部材には、一対の縦壁部のうち一方が天板部との接続側とは反対側の端部に接続するフランジ部を有し、且つ他方の縦壁部は天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状も含まれる。
具体的には、第4の態様として、図4に示す湾曲部材1Dのように、天板部2Dと、一対の縦壁部4Dと、天板部2D及び縦壁部4Dを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Dとを有し、かつ一方の縦壁部4Dは天板部2Dとの接続側とは反対側の端部に、湾曲した第2稜線部86Dを介してフランジ部80Dが接続されている形状が挙げられる。なお、他方の縦壁部4Dは天板部2Dとの接続側とは反対側の端部に、接続するフランジ部を有さない。
湾曲部材1Dは、接続部である稜線部6Dを縦壁部4D側から見た場合に全体が湾曲した形状である。この場合、天板部2Dも、縦壁部4D側から見た場合に全体が湾曲した形状である。なお、図4に示す湾曲部材1Dは、天板部2D側から見た場合、接続部である稜線部6Dも縦壁部4Dも、全体が直線状である。
具体的には、第4の態様として、図4に示す湾曲部材1Dのように、天板部2Dと、一対の縦壁部4Dと、天板部2D及び縦壁部4Dを接続する一対の接続部としての湾曲した稜線部6Dとを有し、かつ一方の縦壁部4Dは天板部2Dとの接続側とは反対側の端部に、湾曲した第2稜線部86Dを介してフランジ部80Dが接続されている形状が挙げられる。なお、他方の縦壁部4Dは天板部2Dとの接続側とは反対側の端部に、接続するフランジ部を有さない。
湾曲部材1Dは、接続部である稜線部6Dを縦壁部4D側から見た場合に全体が湾曲した形状である。この場合、天板部2Dも、縦壁部4D側から見た場合に全体が湾曲した形状である。なお、図4に示す湾曲部材1Dは、天板部2D側から見た場合、接続部である稜線部6Dも縦壁部4Dも、全体が直線状である。
湾曲部材1Dの横断面(ここで言う「横断面」とは、第2工程における曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって、図4において一対の接続部(稜線部6D)同士の距離が最小となる面で切断した断面を指す)視において、平面状である天板部2Dと、平面状である一対の縦壁部4Dと、天板部2D及び縦壁部4Dを接続する湾曲した稜線部6Dと、平面状であるフランジ部80Dと、フランジ部80D及び一方の縦壁部4Dを接続する湾曲した第2稜線部86Dと、を有する。一対の縦壁部4Dは、いずれも天板部2Dと接続する側から反対側の端部に向けて広がった形状を有しており、そのため一対の縦壁部4D同士は、対となる面が平行ではない。ただし、これに限られず、一対の縦壁部4D同士が平行であり、天板部2Dと一対の縦壁部4Dとが成す角度が、横断面視において直角であってもよい。
また、湾曲部材1Dは、天板部2Dと縦壁部4Dとが湾曲した稜線部6Dを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。さらに、湾曲部材1Dは、フランジ部80Dと一方の縦壁部4Dとが湾曲した第2稜線部86Dを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な第2稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
また、湾曲部材1Dは、天板部2Dと縦壁部4Dとが湾曲した稜線部6Dを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な稜線部を介して両者が接続されていてもよい。さらに、湾曲部材1Dは、フランジ部80Dと一方の縦壁部4Dとが湾曲した第2稜線部86Dを介して接続されているが、これに限られず、両者が鋭角に接触しておりつまり鋭角な第2稜線部を介して両者が接続されていてもよい。
なお、第4の態様では、一対の縦壁部のうち一方が天板部との接続側とは反対側の端部の全部に接続するフランジ部を有し、且つ他方の縦壁部は天板部との接続側とは反対側の端部の全部にフランジ部が接続していない形状の湾曲部材を示したが、本実施形態による湾曲部材はこれに限定されない。例えば、上記他方の縦壁部(つまりフランジ部が接続していない箇所を有する縦壁部)は、天板部との接続側とは反対側の端部の一部にのみフランジ部が接続しており且つ残りの部分にはフランジ部が接続していない形状であってもよい。
なお、上記に示す第1乃至第4の態様の湾曲部材1A乃至1Dは、いずれも、横断面視において天板部及び縦壁部が平面状である形状を有する。しかし、これに限られず、横断面視において天板部が少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、また横断面視において縦壁部が少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。なお、天板部及び縦壁部の少なくとも一方が、横断面視において全体にわたって湾曲した形状を有する場合、天板部と縦壁部とを接続する湾曲した稜線部は、天板部及び縦壁部の全体にわたる湾曲における曲率半径よりも小さい曲率半径を有することが好ましい。
-第1工程-
ついで、本実施形態に係る湾曲部材の製造方法における、各工程について説明する。
本実施形態に係る湾曲部材の製造方法は、金属板の両端部を保持した状態で金属板をプレスする成形である絞り成形を行って、中間部材を成形する第1工程と、中間部材に対して曲げ成形を行って一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する第2工程と、を有する。
なお、「金属板」としては、例えば鋼板、アルミ合金板等が挙げられる。第1工程に供する金属板の形状は、平面状の板だけでなく、予め仮形状となるよう予成形を施した予成形板であってもよい。
また、第1工程で行う「絞り成形」としては、例えば絞り成形だけでなく、パッド絞り成形等も含まれる。また、第2工程で行う「曲げ成形」としては、例えば曲げ成形だけでなく、パッド曲げ成形、パッドカム曲げ成形、スタンピング成形等も含まれる。
ついで、本実施形態に係る湾曲部材の製造方法における、各工程について説明する。
本実施形態に係る湾曲部材の製造方法は、金属板の両端部を保持した状態で金属板をプレスする成形である絞り成形を行って、中間部材を成形する第1工程と、中間部材に対して曲げ成形を行って一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する第2工程と、を有する。
なお、「金属板」としては、例えば鋼板、アルミ合金板等が挙げられる。第1工程に供する金属板の形状は、平面状の板だけでなく、予め仮形状となるよう予成形を施した予成形板であってもよい。
また、第1工程で行う「絞り成形」としては、例えば絞り成形だけでなく、パッド絞り成形等も含まれる。また、第2工程で行う「曲げ成形」としては、例えば曲げ成形だけでなく、パッド曲げ成形、パッドカム曲げ成形、スタンピング成形等も含まれる。
第1工程は、天板部及び接続部を成形すると共に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(以下単に「特定縦壁部」と称す)となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形する工程である。
第1工程では、天板部と、天板部の両端にそれぞれ接続する一対の縦壁部を成形する。ただし、第1工程によって成形される天板部及び接続部の形状(つまり中間部材における天板部及び接続部の形状)は、第2工程後における天板部及び接続部の形状と一致していなければならないわけではない。例えば、第1工程での絞り成形によって天板部及び接続部の形状がほぼ湾曲部材における形状にまで成形され、その後第2工程での曲げ成形によって天板部及び接続部の形状がさらに僅かに変形され(例えば微調整され)ることで、湾曲部材における形状に成形されてもよい。
また、第1工程後に、他の工程を施してから第2工程を行ってもよく、第2工程の後に他の工程を備えていてもよい。例えばこれら他の工程として、第1工程で得られた中間部材や、第2工程で得られた部材の形状の矯正を目的としたリストライク工程等を設けてもよい。
また、第1工程後に、他の工程を施してから第2工程を行ってもよく、第2工程の後に他の工程を備えていてもよい。例えばこれら他の工程として、第1工程で得られた中間部材や、第2工程で得られた部材の形状の矯正を目的としたリストライク工程等を設けてもよい。
第1工程では、天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である中間部材を形成する。
図5は、縦壁部14A側から見た場合において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である中間部材10Aの一例である。この中間部材10Aは、図1の湾曲部材1Aに成形される前の中間部材である。中間部材10Aは、天板部12Aと、天板部12Aの両端に稜線部16Aを介してそれぞれ接続する一対の縦壁部14Aとを有する。縦壁部14Aの端部には、該縦壁部14Aがなす面外に湾曲した(縦壁部14Aの側方へ湾曲した)湾曲部19A(略湾曲部)が形成されている。
図6は、天板部12B側から見た場合において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である中間部材10Bの一例である。この中間部材10Bは、図2の湾曲部材1Bに成形される前の中間部材である。中間部材10Bは、天板部12Bと、天板部12Bの両端に稜線部16Bを介してそれぞれ接続する一対の縦壁部14Bとを有する。縦壁部14Aの端部には、該縦壁部14Aがなす面外に湾曲した(縦壁部14Aの側方へ湾曲した)湾曲部19Aが形成されている。
図5は、縦壁部14A側から見た場合において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である中間部材10Aの一例である。この中間部材10Aは、図1の湾曲部材1Aに成形される前の中間部材である。中間部材10Aは、天板部12Aと、天板部12Aの両端に稜線部16Aを介してそれぞれ接続する一対の縦壁部14Aとを有する。縦壁部14Aの端部には、該縦壁部14Aがなす面外に湾曲した(縦壁部14Aの側方へ湾曲した)湾曲部19A(略湾曲部)が形成されている。
図6は、天板部12B側から見た場合において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である中間部材10Bの一例である。この中間部材10Bは、図2の湾曲部材1Bに成形される前の中間部材である。中間部材10Bは、天板部12Bと、天板部12Bの両端に稜線部16Bを介してそれぞれ接続する一対の縦壁部14Bとを有する。縦壁部14Aの端部には、該縦壁部14Aがなす面外に湾曲した(縦壁部14Aの側方へ湾曲した)湾曲部19Aが形成されている。
ここで、第1工程における絞り成形を、一例を挙げて説明する。
図7及び図8は、いずれも絞り成形の一例における途中の状態を示す横断面図である。なお、図7及び図8に示す絞り成形では、最終的に図1に示す第1の態様の湾曲部材1Aが形成される。以下、図7及び図8に示す絞り成形を「第1実施形態に係る絞り成形」とも称す。
図7及び図8は、いずれも絞り成形の一例における途中の状態を示す横断面図である。なお、図7及び図8に示す絞り成形では、最終的に図1に示す第1の態様の湾曲部材1Aが形成される。以下、図7及び図8に示す絞り成形を「第1実施形態に係る絞り成形」とも称す。
第1実施形態に係る絞り成形では、第1の金型として、ダイ20、パンチ30、及び一対のホルダー40を用いる。ダイ20は、中間部材10Aにおける天板部12Aに相当する箇所の外側表面を成形する天板部外側成形面22、中間部材10Aにおける接続部(稜線部16A)に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面26、中間部材10Aにおける縦壁部14Aに相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面24、及びホルダー40と対向して金属板100を保持する金属板保持面28を有する。縦壁部外側成形面24における金属板保持面28と接続する側の端部には、金属板保持面28側に向かって湾曲する湾曲部外側形成面29が形成されている。
パンチ30は、中間部材10Aにおける天板部12Aに相当する箇所の内側表面を成形する天板部内側成形面32、中間部材10Aにおける接続部(稜線部16A)に相当する箇所の内側表面を成形する接続部内側成形面36、中間部材10Aにおける縦壁部14Aに相当する箇所の内側表面を成形する縦壁部内側成形面34、及び金属板保持面28と対向する金属板保持面38とを有する。縦壁部内側成形面34には、湾曲部外側形成面29と対向する湾曲部内側形成面39が形成されている。
パンチ30は、中間部材10Aにおける天板部12Aに相当する箇所の内側表面を成形する天板部内側成形面32、中間部材10Aにおける接続部(稜線部16A)に相当する箇所の内側表面を成形する接続部内側成形面36、中間部材10Aにおける縦壁部14Aに相当する箇所の内側表面を成形する縦壁部内側成形面34、及び金属板保持面28と対向する金属板保持面38とを有する。縦壁部内側成形面34には、湾曲部外側形成面29と対向する湾曲部内側形成面39が形成されている。
第1実施形態に係る絞り成形では、まず、図7に示すようにダイ20と一対のホルダー40とで、金属板100の横断面視における両端部を挟んで保持する(金属板保持工程)。
次いで、パンチ30の天板部内側成形面32の少なくとも一部が、金属板100のダイ20と接触する側とは反対側の面に接触するよう、パンチ30を配置する。そして、パンチ30を固定すると共に、加圧しながらダイ20及び一対のホルダー40を、矢印Aの方向(つまりダイ20から見て金属板100と接触する方向)に移動させることで、金属板100を変形させる(成形工程)。
図8に示す位置までダイ20及び一対のホルダー40を移動させることで、金属板100が中間形状に成形されて、成形工程が終了する。その後、ダイ20を成形工程とは逆の方向(つまり中間形状に成形された中間部材10Aから離れる方向)に移動させて、ダイ20を中間部材10Aから離型させる。さらに、中間部材10Aをパンチ30から離型させて(離型工程)、中間部材10Aが得られる。
次いで、パンチ30の天板部内側成形面32の少なくとも一部が、金属板100のダイ20と接触する側とは反対側の面に接触するよう、パンチ30を配置する。そして、パンチ30を固定すると共に、加圧しながらダイ20及び一対のホルダー40を、矢印Aの方向(つまりダイ20から見て金属板100と接触する方向)に移動させることで、金属板100を変形させる(成形工程)。
図8に示す位置までダイ20及び一対のホルダー40を移動させることで、金属板100が中間形状に成形されて、成形工程が終了する。その後、ダイ20を成形工程とは逆の方向(つまり中間形状に成形された中間部材10Aから離れる方向)に移動させて、ダイ20を中間部材10Aから離型させる。さらに、中間部材10Aをパンチ30から離型させて(離型工程)、中間部材10Aが得られる。
なお、図7では、パンチ30を固定すると共に、ダイ20及び一対のホルダー40を矢印Aの方向に移動させて絞り成形を行っているが、これに限られない。つまり、ダイ20を固定し且つ一対のホルダー40を加圧(例えばクッションで加圧)すると共に、パンチ30を金属板100と接触する方向(つまり矢印Aと逆の方向)に移動させて絞り成形を行ってもよい。また、ダイ20及び一対のホルダー40を矢印Aの方向に移動させ且つパンチ30を矢印Aと逆の方向に移動させて絞り成形を行ってもよい。
・成形工程終了時の中間部材端部の位置
ここで、第1実施形態に係る絞り成形では、ダイ20の縦壁部外側成形面24における金属板保持面28と接続する側の端部に、金属板保持面28側に向かって湾曲する湾曲部外側形成面29を有する。また。パンチ30の縦壁部内側成形面34には、湾曲部外側形成面29と対向する湾曲部内側形成面39が形成されている。したがって、湾曲部外側形成面29及び湾曲部内側形成面39に挟まれることにより、縦壁部14Aの端部には、該縦壁部14Aがなす面外に湾曲した(縦壁部14Aの側方へ湾曲した)湾曲部19Aが形成される。
ここで、第1実施形態に係る絞り成形では、ダイ20の縦壁部外側成形面24における金属板保持面28と接続する側の端部に、金属板保持面28側に向かって湾曲する湾曲部外側形成面29を有する。また。パンチ30の縦壁部内側成形面34には、湾曲部外側形成面29と対向する湾曲部内側形成面39が形成されている。したがって、湾曲部外側形成面29及び湾曲部内側形成面39に挟まれることにより、縦壁部14Aの端部には、該縦壁部14Aがなす面外に湾曲した(縦壁部14Aの側方へ湾曲した)湾曲部19Aが形成される。
図9に、図8における湾曲部外側形成面29を拡大した拡大図を示す。図7、図8及び図9に示すように、ダイ20の縦壁部外側成形面24は、湾曲部外側形成面29以外は平面状であり、湾曲部外側形成面29は、金属板保持面28側に向かって湾曲した形状を有する。なお、パンチ30は、縦壁部内側成形面34における、成形工程の終了時に湾曲部外側形成面29に対向する箇所に、湾曲部外側形成面29に沿って湾曲した形状である湾曲部内側形成面39を有する。
そして、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)においては、図8及び図9に示すように、中間部材10Aにおける縦壁部14Aの端部18Aの位置は、ダイ20の縦壁部外側成形面24における湾曲部外側形成面29に接触する位置にある。
端部18Aの位置が湾曲部外側形成面29に接触する位置にあることで、その後の離型工程において中間部材10Aから離型しようとするダイ20に対して中間部材10Aにおける端部18Aが引っ掛かって、ダイ20に削れが生じることが抑制される。
また、湾曲部19Aがあることで、湾曲部19Aによる稜線効果(中間部材の長手方向の剛性アップ)ができるため、縦壁部14Aのスプリングバックが抑制され、端部18Aが引っ掛かって、ダイ20に削れが生じることの抑制効果がより高まる。
端部18Aの位置が湾曲部外側形成面29に接触する位置にあることで、その後の離型工程において中間部材10Aから離型しようとするダイ20に対して中間部材10Aにおける端部18Aが引っ掛かって、ダイ20に削れが生じることが抑制される。
また、湾曲部19Aがあることで、湾曲部19Aによる稜線効果(中間部材の長手方向の剛性アップ)ができるため、縦壁部14Aのスプリングバックが抑制され、端部18Aが引っ掛かって、ダイ20に削れが生じることの抑制効果がより高まる。
第1工程において、フランジ部が接続していない特定縦壁部において、縦しわ及び割れの発生を防止するためには、金属板の両端部を2つの金型で挟んで保持した状態で、金属板をプレス成型する必要がある。成形工程の終了時に、特定縦壁部の端部の位置が接続部外側成形面24になるようなプレス成型は、金属板の両端部を2つの金型で挟んで保持した状態から特定縦壁部の端部が抜け、さらにその後の成形が曲げ成形となるため、絞り成形の効果が得られない。少なくとも、第1工程のプレス成形中においては、特定縦壁部の端部の位置は、湾曲部外面形成面29又はその外側に位置する必要がある。このような状態でプレス成型することで、特定縦壁部に縦しわ及び割れの発生を防止することができる。
なお、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)における中間部材の端部の位置は、湾曲部外側形成面29よりもさらに外側であってもよい。
例えば、図10に示すように、ダイ20の湾曲部外側形成面29よりもさらに外側である金属板保持面28に接触する位置に、中間部材10Aの端部18Aがあってもよい。また、例えば、図11に示すように、ダイ20の金属板保持面28に接触する位置よりも外側の位置に、中間部材10Aの端部18Aがあってもよい。
中間部材の端部の位置がダイの湾曲部よりもさらに外側であることで、その後の離型工程において中間部材から離型しようとするダイに対して中間部材における端部が引っ掛かって、ダイに削れが生じることが抑制される。
なお、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)における中間部材の端部の位置は、湾曲部外側形成面29よりもさらに外側であってもよい。
例えば、図10に示すように、ダイ20の湾曲部外側形成面29よりもさらに外側である金属板保持面28に接触する位置に、中間部材10Aの端部18Aがあってもよい。また、例えば、図11に示すように、ダイ20の金属板保持面28に接触する位置よりも外側の位置に、中間部材10Aの端部18Aがあってもよい。
中間部材の端部の位置がダイの湾曲部よりもさらに外側であることで、その後の離型工程において中間部材から離型しようとするダイに対して中間部材における端部が引っ掛かって、ダイに削れが生じることが抑制される。
湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生をより抑制する観点からは、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)における中間部材10Aの端部18Aの位置が図9に示すように湾曲部外側形成面29に接触する位置及び図10に示すように金属板保持面28のいずれかに接触する位置であることが好ましく、さらに好ましくは、図9に示すように湾曲部外側形成面29に接触する位置である。
端部18Aの位置が湾曲部外側形成面29に接触する位置又は金属板保持面28に接触する位置にあることで、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量(つまり端部18A又は端部18Bの変形による移動距離)が小さくなり、その結果、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
端部18Aの位置が湾曲部外側形成面29に接触する位置又は金属板保持面28に接触する位置にあることで、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量(つまり端部18A又は端部18Bの変形による移動距離)が小さくなり、その結果、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
・湾曲部外側形成面の曲率半径
ダイ20の縦壁部外側成形面24において金属板保持面28と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面29は、その曲率が小さ過ぎない(つまり曲率半径が大き過ぎない)ことが好ましい。湾曲部外側形成面29の曲率が小さ過ぎない(曲率半径が大き過ぎない)ことで、第2工程での曲げ成形の際に変形が生じる面積を小さくする事ができ、第2工程での曲げ成形時に縦壁部に生じるしわ及び割れがより抑制される。
ダイ20の縦壁部外側成形面24において金属板保持面28と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面29は、その曲率が小さ過ぎない(つまり曲率半径が大き過ぎない)ことが好ましい。湾曲部外側形成面29の曲率が小さ過ぎない(曲率半径が大き過ぎない)ことで、第2工程での曲げ成形の際に変形が生じる面積を小さくする事ができ、第2工程での曲げ成形時に縦壁部に生じるしわ及び割れがより抑制される。
なお、ダイの縦壁部外側成形面において金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面の最小曲率半径は、第2工程での縦しわ及び割れ抑制の観点から、60mm以下が好ましく、50mm以下がより好ましく、40mm以下がさらに好ましい。一方で、該湾曲部外側形成面の最小曲率半径の下限値は、第1工程での成形終了時の曲げ成形限界の観点から、(0.1×板厚)mm以上が好ましく、(0.3×板厚)mm以上がより好ましく、(0.5×板厚)mm以上がさらに好ましい。第2工程での湾曲部を最終的な形状に成形した後に、湾曲部の曲げ癖など矯正のためのリストライク工程を省略する観点からは、該湾曲部の最小曲率半径の下限値は大きい方がよい。例えば、その下限を、(2.0×板厚)mm以上、(4.0×板厚)mm以上又は(6.0×板厚)mm以上、若しくは、10mm以上、15mm以上又は20mm以上としてもよい。
・第1工程(絞り成形)の変形例
本実施形態では、第1工程で行われる絞り成形は、前記に示した第1実施形態に係る絞り成形には限定されない。
本実施形態では、第1工程で行われる絞り成形は、前記に示した第1実施形態に係る絞り成形には限定されない。
例えば、第1実施形態に係る絞り成形によって得られる中間部材10Aは、横断面視において天板部12A及び縦壁部14Aが平面状である形状を有する。しかし、これに限られず、横断面視において天板部が少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、また横断面視において縦壁部が少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。また、天板部や縦壁部にはビード形状や座面形状が設けられていてもよい。なお、天板部及び縦壁部の少なくとも一方が、横断面視において全体にわたって湾曲した形状を有する場合、天板部と縦壁部とを接続する湾曲した稜線部は、天板部及び縦壁部の全体にわたる湾曲における曲率半径よりも小さい曲率半径を有することが好ましい。
また、それに応じて、ダイにおける天板部外側形成面及び縦壁部外側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、パンチにおける天板部内側形成面及び縦壁部内側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。
なお、ダイが縦壁部外側形成面に横断面視において湾曲した形状を有し、且つダイの縦壁部外側成形面の金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面と連続している場合(つまり前者と後者とが間に平面部を介さずに続いている場合)、金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面は、縦壁部外側形成面の湾曲した部分における最小曲率半径よりも小さい曲率半径を有する。そして、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)における、中間部材の特定縦壁部となる箇所の横断面視における端部の位置は、金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面において曲率半径が最小となる位置に接触する位置よりも外側であることが好ましい。
また、それに応じて、ダイにおける天板部外側形成面及び縦壁部外側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、パンチにおける天板部内側形成面及び縦壁部内側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。
なお、ダイが縦壁部外側形成面に横断面視において湾曲した形状を有し、且つダイの縦壁部外側成形面の金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面と連続している場合(つまり前者と後者とが間に平面部を介さずに続いている場合)、金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面は、縦壁部外側形成面の湾曲した部分における最小曲率半径よりも小さい曲率半径を有する。そして、成形工程の終了時(つまり離型工程の開始前)における、中間部材の特定縦壁部となる箇所の横断面視における端部の位置は、金属板保持面と接続する側の端部に存在する湾曲部外側形成面において曲率半径が最小となる位置に接触する位置よりも外側であることが好ましい。
図7、図8に示す第1実施形態に係る絞り成形では、天板部外側成形面22を有するダイ20を用いたが、これに限定されず、例えばパッド絞り成形を行ってもよい。
つまり、図12に示すように、パッド50を用いてもよい。パッド50は、中間部材における天板部に相当する箇所の外側表面を成形する天板部外側成形面52Aを有する。ただし、これに限られず、パッド絞り成形に用いるダイは、中間部材における接続部(稜線部)に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面を有さず、中間部材における縦壁部に相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面のみを有する形状であってもよい。
つまり、図12に示すように、パッド50を用いてもよい。パッド50は、中間部材における天板部に相当する箇所の外側表面を成形する天板部外側成形面52Aを有する。ただし、これに限られず、パッド絞り成形に用いるダイは、中間部材における接続部(稜線部)に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面を有さず、中間部材における縦壁部に相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面のみを有する形状であってもよい。
図12に示すパッド絞り成形では、まず、ダイ20と一対のホルダー40とで、金属板100の横断面視における両端部を挟んで保持する(金属板保持工程)。次いで、パンチ30の天板部内側成形面32の少なくとも一部が、金属板100のダイ20と接触する側とは反対側の面に接触するよう、パンチ30を配置する。また、パッド50の天板部外側成形面52Aの少なくとも一部が、金属板100のダイ20と接触する側の面に接触するよう、パッド50を配置する。そして、パンチ30及びパッド50を固定すると共に、加圧しながらダイ20及び一対のホルダー40を、ダイ20から見て金属板100と接触する方向に移動させることで、金属板100を変形させて中間形状に成形される(成形工程)。その後、ダイ20及びパッド50を同期させて成形工程とは逆の方向(つまり中間形状に成形された中間部材から離れる方向)に移動させて、ダイ20を中間部材から離型させるか、または、ホルダー40をロックして固定した状態でダイ20を上げて成形工程とは逆の方向に移動させた後に、中間部材からパンチ30及びパッド50を離型させて(離型工程)、中間部材が得られる。
なお、第1工程においてパッド絞り成形を行うことで、成形工程での位置ずれ(つまり中間部材を得る成形工程においてダイ及びパンチからの圧力のバラツキ等により、横断面視における金属板の一方へのずれ)の発生が抑制される。
なお、第1工程においてパッド絞り成形を行うことで、成形工程での位置ずれ(つまり中間部材を得る成形工程においてダイ及びパンチからの圧力のバラツキ等により、横断面視における金属板の一方へのずれ)の発生が抑制される。
図7、図8に示す第1実施形態に係る絞り成形に用いるダイ20では、縦壁部外側成形面24における金属板保持面28と接続する側の端部に有する一対の湾曲部外側形成面29として、両方とも曲率半径が同じである湾曲部外側形成面29の例を示しているが、これに限定されない。つまり、図13に示すように、一方の湾曲部外側形成面29と他方の湾曲部外側形成面29とで曲率半径が異なっていてもよい。
なお、第1工程における絞り成形では、成形工程において位置ずれが発生することがある。これに対し、一方の湾曲部外側形成面29の方が他方の湾曲部外側形成面29よりも曲率半径が大きい場合、ずれの方向を曲率半径が小さい方向、つまり他方の湾曲部外側形成面29から一方の湾曲部外側形成面29に向かう方向に変化させることができる。したがって、成形工程時に金属板がずれる方向に対して、ずれの下流側に相当する湾曲部外側形成面29の曲率半径を、ずれの上流側に相当する湾曲部外側形成面29の曲率半径よりも大きくすることで、成形工程での位置ずれの発生を抑制することができる。
なお、第1工程における絞り成形では、成形工程において位置ずれが発生することがある。これに対し、一方の湾曲部外側形成面29の方が他方の湾曲部外側形成面29よりも曲率半径が大きい場合、ずれの方向を曲率半径が小さい方向、つまり他方の湾曲部外側形成面29から一方の湾曲部外側形成面29に向かう方向に変化させることができる。したがって、成形工程時に金属板がずれる方向に対して、ずれの下流側に相当する湾曲部外側形成面29の曲率半径を、ずれの上流側に相当する湾曲部外側形成面29の曲率半径よりも大きくすることで、成形工程での位置ずれの発生を抑制することができる。
なお、一方の湾曲部外側形成面29と他方の湾曲部外側形成面29とで曲率半径が異なっている場合、その一方の湾曲部外側形成面29の最小曲率半径[RL]と、他方の湾曲部外側形成面29の最小曲率半径[RR]との差は、0mm超え50mm以下であることが好ましく、40mm以下であることがより好ましく、30mm以下であることがさらに好ましい。一方で、位置ずれ抑制の観点からは、最小曲率半径[RL]と最小曲率半径[RR]との差の下限値は、0mm超えが好ましく、1mm以上がより好ましく、2mm以上がさらに好ましく、5mm以上が特に好ましい。
第1実施形態に係る絞り成形では、最終的に(つまり第2工程を経た後に)図1に示す第1の態様の形状を有する湾曲部材1Aが形成される例を示しているが、最終的に得られる湾曲部材の形状はこれに限定されない。
例えば、最終的に図3に示す第3の態様の湾曲部材1Cを形成する場合の、第1工程(絞り成形)について説明する。図3に示す第3の態様の湾曲部材1Cを形成する場合、その中間部材の形状としては、図14に示す中間部材10Cが挙げられる。
そして、中間部材10Cを形成する絞り成形は、図15A乃至図15Cに示すダイ20、パンチ30、及びホルダー40により行われる。なお、図15A乃至図15Cは、中間部材10Cを成形する成形工程の終了時における横断面を示す図であり、図15Aは図14の中間部材10Cにおけるa-a断面を、図15Bは図14の中間部材10Cにおけるb-b断面を、図15Cは図14の中間部材10Cにおけるc-c断面を示す。
図15Aに示すように、成形工程の終了時において、中間部材10Cにおける端部18Cの位置は、湾曲部外側形成面29に接触する位置にある。また、図15Bでは、中間部材10Cにおける端部18Cの位置は、金属板保持面28と接触する位置にある。さらに、図15Cでは、中間部材10Cにおける端部18Cの位置は、湾曲部外側形成面29と金属板保持面28との境界部に接触する位置にある。湾曲部外側形成面29と金属板保持面28との境界部は、湾曲部外側形成面29における金属板保持面28との接続部又は金属板保持面28における湾曲部外側形成面29との接続部である。
このように、端部18Cの位置が湾曲部外側形成面29に接触する位置又は金属板保持面28に接触する位置にあることで、その後の離型工程において中間部材10Cから離型しようとするダイ20に対して中間部材10Cにおける端部18Cが引っ掛かって、ダイ20に削れが生じることが抑制される。
例えば、最終的に図3に示す第3の態様の湾曲部材1Cを形成する場合の、第1工程(絞り成形)について説明する。図3に示す第3の態様の湾曲部材1Cを形成する場合、その中間部材の形状としては、図14に示す中間部材10Cが挙げられる。
そして、中間部材10Cを形成する絞り成形は、図15A乃至図15Cに示すダイ20、パンチ30、及びホルダー40により行われる。なお、図15A乃至図15Cは、中間部材10Cを成形する成形工程の終了時における横断面を示す図であり、図15Aは図14の中間部材10Cにおけるa-a断面を、図15Bは図14の中間部材10Cにおけるb-b断面を、図15Cは図14の中間部材10Cにおけるc-c断面を示す。
図15Aに示すように、成形工程の終了時において、中間部材10Cにおける端部18Cの位置は、湾曲部外側形成面29に接触する位置にある。また、図15Bでは、中間部材10Cにおける端部18Cの位置は、金属板保持面28と接触する位置にある。さらに、図15Cでは、中間部材10Cにおける端部18Cの位置は、湾曲部外側形成面29と金属板保持面28との境界部に接触する位置にある。湾曲部外側形成面29と金属板保持面28との境界部は、湾曲部外側形成面29における金属板保持面28との接続部又は金属板保持面28における湾曲部外側形成面29との接続部である。
このように、端部18Cの位置が湾曲部外側形成面29に接触する位置又は金属板保持面28に接触する位置にあることで、その後の離型工程において中間部材10Cから離型しようとするダイ20に対して中間部材10Cにおける端部18Cが引っ掛かって、ダイ20に削れが生じることが抑制される。
-第2工程-
第2工程は、第1の金型とは異なる第2の金型により、中間部材に対して曲げ成形を行って、湾曲部を曲げ変形させることにより、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状(つまり第2工程を経た後の形状)に成形する工程である。
なお、第1工程後に、他の工程を施してから第2工程を行ってもよく、第2工程の後に他の工程を備えていてもよい。例えばこれら他の工程として、第1工程で得られた中間部材や、第2工程で得られた部材の形状の矯正を目的としたリストライク工程等を設けてもよい。
第2工程は、第1の金型とは異なる第2の金型により、中間部材に対して曲げ成形を行って、湾曲部を曲げ変形させることにより、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状(つまり第2工程を経た後の形状)に成形する工程である。
なお、第1工程後に、他の工程を施してから第2工程を行ってもよく、第2工程の後に他の工程を備えていてもよい。例えばこれら他の工程として、第1工程で得られた中間部材や、第2工程で得られた部材の形状の矯正を目的としたリストライク工程等を設けてもよい。
ここで、第2工程における曲げ成形を、一例を挙げて説明する。
図16及び図17は、いずれも曲げ成形の一例における途中の状態を示す横断面図である。なお、図16及び図17に示す曲げ成形(パッド曲げ成形)では、図1に示す第1の態様の湾曲部材1Aが形成される。以下、図16及び図17に示す曲げ成形(パッド曲げ成形)を「第1実施形態に係る曲げ成形」とも称す。
図16及び図17は、いずれも曲げ成形の一例における途中の状態を示す横断面図である。なお、図16及び図17に示す曲げ成形(パッド曲げ成形)では、図1に示す第1の態様の湾曲部材1Aが形成される。以下、図16及び図17に示す曲げ成形(パッド曲げ成形)を「第1実施形態に係る曲げ成形」とも称す。
第1実施形態に係る曲げ成形では、第2の金型として、ダイ120、パンチ130、及びパッド150を用いる。ダイ120は、湾曲部材1Aにおける接続部(稜線部6A)に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面126、及び湾曲部材1Aにおける縦壁部4Aに相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面124を有する。パンチ30は、湾曲部材1Aにおける天板部2Aに相当する箇所の内側表面を成形する天板部内側成形面132、湾曲部材1Aにおける接続部(稜線部6A)に相当する箇所の内側表面を成形する接続部内側成形面136、及び湾曲部材1Aにおける縦壁部4Aに相当する箇所の内側表面を成形する縦壁部内側成形面134を有する。パッド150は、湾曲部材1Aにおける天板部に相当する箇所の外側表面を成形する天板部外側成形面152を有する。ただし、これに限られず、パッド曲げ成形に用いるダイは、湾曲部材における接続部(稜線部)に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面を有さず、湾曲部材における縦壁部に相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面のみを有する形状であってもよい。
第1実施形態に係る曲げ成形では、まず、図16に示すようにパンチ130の天板部内側成形面132の少なくとも一部が、中間部材10Aの天板部12Aの内側となる面に接触するよう、パンチ130を配置する。また、パッド150の天板部外側成形面152の少なくとも一部が、中間部材10Aのパンチ130と接触する側とは反対側の面に接触するよう、パッド150を配置する。そして、パンチ130を固定し、パッド150で加圧しながらダイ120を、ダイ120から見て中間部材10Aと接触する方向(矢印B方向。この矢印B方向をプレス方向という。)に移動させることで、湾曲部19Aを曲げ変形させることにより、縦壁部14Aを変形させて最終的な形状に成形される(成形工程)。これにより、図17に示されるように、天板部2A及び一対の縦壁部4Aを有する湾曲部材1Aが形成される。その後、ダイ120を成形工程とは逆の方向(つまり湾曲部材から離れる方向)に移動させて、ダイ120を湾曲部材1Aから離型させる。さらに、湾曲部材1Aからパンチ130及びパッド150を離型させて(離型工程)、湾曲部材1Aが得られる。
なお、図16では、パンチ130を固定しパッド150で加圧しながらダイ120を矢印Bの方向に移動させて曲げ成形を行っているが、これに限られない。つまり、ダイ120を固定すると共に、パッド150で加圧しながらパンチ130及びパッド150を矢印Bと逆の方向に移動させて曲げ成形を行ってもよく、またパッド150で加圧しながらダイ120を矢印Bの方向に移動させ且つパンチ130及びパッド150を矢印Bと逆の方向に移動させて曲げ成形を行ってもよい。
第1実施形態では、第1工程において天板部及び接続部を成形すると共に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所の該端部の位置が、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形している。その後、他の工程(例えばトリム(切除)工程)を経ることなく、第2工程において特定縦壁部を最終的な形状に成形している。そのため、第2工程での曲げ成形によって変形させる変形量が小さくなり、その結果、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生が抑制される。
なお、第1実施形態では、トリム工程を不要とする観点から、金属板として展開ブランクの使用が好ましい。図18は、展開ブランク300の一例を示す斜視図であり、図19Aは、図18に示す展開ブランク300の平面図、図19Bは図18に示す展開ブランク300の側面図である。図19A、図19Bにおいて、実線は、展開ブランク300を示しており、破線は、湾曲部材1Aを示している。展開ブランク300とは、湾曲部材1Aを成形前の板に展開した形状を有する金属板である。
また、第1工程後に、他の工程(例えばリストライク工程等)を施してから第2工程を行ってもよく、第2工程の後に他の工程(例えばリストライク工程等)を備えていてもよい。
また、湾曲部があることで、湾曲部による稜線効果(中間部材の長手方向の剛性アップ)ができるため、縦壁部における縦しわの発生を抑制できる。さらに、第2工程においても、湾曲部による剛性を保つことで、曲げ成形時に縦壁部における縦しわの発生を抑制できる。
なお、第1実施形態では、トリム工程を不要とする観点から、金属板として展開ブランクの使用が好ましい。図18は、展開ブランク300の一例を示す斜視図であり、図19Aは、図18に示す展開ブランク300の平面図、図19Bは図18に示す展開ブランク300の側面図である。図19A、図19Bにおいて、実線は、展開ブランク300を示しており、破線は、湾曲部材1Aを示している。展開ブランク300とは、湾曲部材1Aを成形前の板に展開した形状を有する金属板である。
また、第1工程後に、他の工程(例えばリストライク工程等)を施してから第2工程を行ってもよく、第2工程の後に他の工程(例えばリストライク工程等)を備えていてもよい。
また、湾曲部があることで、湾曲部による稜線効果(中間部材の長手方向の剛性アップ)ができるため、縦壁部における縦しわの発生を抑制できる。さらに、第2工程においても、湾曲部による剛性を保つことで、曲げ成形時に縦壁部における縦しわの発生を抑制できる。
・第2工程での変形量
なお、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れ発生の抑制の観点から、第2工程での曲げ成形によって変形される変形量は、小さい方が好ましい。
また、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生し易さは、第2工程における曲げ成形前の中間部材の接続部を天板部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)、及び接続部を縦壁部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)と関係がある。
なお、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れ発生の抑制の観点から、第2工程での曲げ成形によって変形される変形量は、小さい方が好ましい。
また、湾曲部材の縦壁部における縦しわ及び割れの発生し易さは、第2工程における曲げ成形前の中間部材の接続部を天板部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)、及び接続部を縦壁部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)と関係がある。
以上の観点から、第2工程での曲げ成形によって変形される変形量は、中間部材の接続部を天板部側又は縦壁部側から見た場合における湾曲した箇所の湾曲度合い(曲率半径)に対して、以下の関係を有することが好ましい。
湾曲部材が、接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有し、且つ接続部を天板部側から見た場合に湾曲した箇所を有しない形状である場合、第2工程において、中間部材における接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所について、曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面で見た場合に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所における該端部の位置の曲げ成形による変形前後での移動距離(例えば図16に示す中間部材10Aが曲げ成形によって図17に示す湾曲部材1Aに成形される際に、中間部材10Aの端部18Aが湾曲部材1Aの端部8Aの位置にまで変形する距離)の金型によるプレス方向での長さH1(つまり図13における矢印B方向の長さ、図20参照)が、横断面における中間部材の接続部での湾曲を縦壁部側から見た場合の曲率半径に対して、0.30倍以下であることが好ましく、0.25倍以下であることがより好ましく、0.20倍以下又は0.10倍以下(さらには0.07倍以下又は0.05倍以下)であることがさらに好ましい。なお、その下限値としては、金型(ダイ)における削れ抑制の観点から、0倍超えが好ましく、0.001倍以上又は0.01倍以上がより好ましい。
中間部材10Aの左右で移動距離の長さH1が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
湾曲部材が、接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有し、且つ接続部を天板部側から見た場合に湾曲した箇所を有しない形状である場合、第2工程において、中間部材における接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所について、曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面で見た場合に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所における該端部の位置の曲げ成形による変形前後での移動距離(例えば図16に示す中間部材10Aが曲げ成形によって図17に示す湾曲部材1Aに成形される際に、中間部材10Aの端部18Aが湾曲部材1Aの端部8Aの位置にまで変形する距離)の金型によるプレス方向での長さH1(つまり図13における矢印B方向の長さ、図20参照)が、横断面における中間部材の接続部での湾曲を縦壁部側から見た場合の曲率半径に対して、0.30倍以下であることが好ましく、0.25倍以下であることがより好ましく、0.20倍以下又は0.10倍以下(さらには0.07倍以下又は0.05倍以下)であることがさらに好ましい。なお、その下限値としては、金型(ダイ)における削れ抑制の観点から、0倍超えが好ましく、0.001倍以上又は0.01倍以上がより好ましい。
中間部材10Aの左右で移動距離の長さH1が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所を有しない形状である場合、第2工程において、中間部材における接続部を天板部側から見た場合に湾曲した箇所について、曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面で見た場合に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所における該端部の位置の曲げ成形による変形前後での移動距離の金型によるプレス方向と直交する方向での長さW1(図20参照)が、横断面における中間部材の接続部での湾曲を天板部側から見た場合の曲率半径に対して、0.30倍以下であることが好ましく、0.25倍以下であることがより好ましく、0.20倍以下又は0.10倍以下(さらには0.07倍以下又は0.05倍以下)であることがさらに好ましい。なお、その下限値としては、金型(ダイ)における削れ抑制の観点から、0倍超えが好ましく、0.001倍以上又は0.01倍以上がより好ましい。
中間部材10Aの左右で移動距離の長さW1が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
中間部材10Aの左右で移動距離の長さW1が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である場合(以下、この形状を有する部材を「両湾曲部材」と称す)、第2工程において、中間部材における接続部を天板部側から見た場合及び縦壁部側から見た場合のいずれにおいても湾曲した箇所について、曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面で見た場合に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所における該端部の位置の曲げ成形による変形前後での移動距離の長さM1(図20参照)が、以下の式(4)の通り、横断面における中間部材の接続部での湾曲を天板部側から見た場合の曲率半径[R1]と接続部での湾曲を縦壁部側から見た場合の曲率半径[R2]との積を、曲率半径[R1]と曲率半径[R2]との和で除した値に対して、0.30倍以下であることが好ましく、0.25倍以下であることがより好ましく、0.20倍以下又は0.10倍以下(さらには0.07倍以下又は0.05倍以下)であることがさらに好ましい。なお、その下限値としては、金型(ダイ)における削れ抑制の観点から、0倍超えが好ましく、0.001倍以上又は0.01倍以上がより好ましい。
曲率半径≦(R1×R2/(R1+R2))×0.3・・・(4)
中間部材10Aの左右で移動距離の長さM1が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
曲率半径≦(R1×R2/(R1+R2))×0.3・・・(4)
中間部材10Aの左右で移動距離の長さM1が異なる場合には、大きい方の値を採用すればよい。
また上記の両湾曲部材においては、第2工程において、中間部材における接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲し且つ天板部側から見た場合に湾曲していない箇所について、曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面で見た場合に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所における該端部の位置の曲げ成形による変形前後での移動距離の金型によるプレス方向での長さH1(図20参照)が、横断面における中間部材の接続部での湾曲を縦壁部側から見た場合の曲率半径に対して、0.30倍以下であることが好ましく、0.25倍以下であることがより好ましく、0.20倍以下又は0.10倍以下(さらには0.07倍以下又は0.05倍以下)であることがさらに好ましい。なお、その下限値としては、金型(ダイ)における削れ抑制の観点から、0倍超えが好ましく、0.001倍以上又は0.01倍以上がより好ましい。
さらに上記の両湾曲部材においては、第2工程において、中間部材における接続部を天板部側から見た場合に湾曲し且つ縦壁部側から見た場合に湾曲していない箇所について、曲げ成形での金型によるプレス方向に向かって一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面で見た場合に、一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部(つまり特定縦壁部)となる箇所における該端部の位置の曲げ成形による変形前後での移動距離の金型によるプレス方向と直交する方向での長さW1(図20参照)が、横断面における中間部材の接続部での湾曲を天板部側から見た場合の曲率半径に対して、0.30倍以下であることが好ましく、0.25倍以下であることがより好ましく、0.20倍以下又は0.10倍以下(さらには0.07倍以下又は0.05倍以下)であることがさらに好ましい。なお、その下限値としては、金型(ダイ)における削れ抑制の観点から、0倍超えが好ましく、0.001倍以上又は0.01倍以上がより好ましい。
要するに、第2工程において、一対の接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面における湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離に関し、次の式(1)~(3)のいずれかの条件を満たすに、第1工程において使用する金型を用いることが、好ましい。
すなわち、湾曲部材が、接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を満たす金型を用いる。
また、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を満たす金型を用いる。
また、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を満たす金型を用いる。
H1≦α×R2・・・(1)
W1≦α×R1・・・(2)
M1≦α×R1×R2/(R1+R2)・・・(3)
ただし、α、H1、W1、M1、R1及びR2は下記とする。
α:0.30
H1:第2工程の金型によるプレス方向における、湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
W1:第2工程の金型によるプレス方向と直交する方向における、湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
M1:湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
R1:中間部材の接続部での湾曲を、天板部側から見た場合の曲率半径
R2:中間部材の接続部での湾曲を、接続部での湾曲を縦壁部側から見た場合の曲率半径
すなわち、湾曲部材が、接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を満たす金型を用いる。
また、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を満たす金型を用いる。
また、湾曲部材が、接続部を天板部側から見た場合に湾曲し、且つ接続部を縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を満たす金型を用いる。
H1≦α×R2・・・(1)
W1≦α×R1・・・(2)
M1≦α×R1×R2/(R1+R2)・・・(3)
ただし、α、H1、W1、M1、R1及びR2は下記とする。
α:0.30
H1:第2工程の金型によるプレス方向における、湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
W1:第2工程の金型によるプレス方向と直交する方向における、湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
M1:湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
R1:中間部材の接続部での湾曲を、天板部側から見た場合の曲率半径
R2:中間部材の接続部での湾曲を、接続部での湾曲を縦壁部側から見た場合の曲率半径
なお、式(1)~(3)を満たすための手順として、例えば、次を例示することができる。
1)中間部材を縦壁部側から見た場合の接続部の曲率半径が、最終形状に加工された湾曲部材を縦壁部側から見た場合の接続部の曲率半径と等しく、且つ、縦壁部の板厚に変更なしと仮定し、図20のように中間部材の縦壁部の先端を直線化した場合のH1、の上限値を算出する。
2)上述のH1の上限値を元に、中間部材の縦壁部の下端部の「湾曲部形状と湾曲形状部の長さ」の範囲つまり、第1工程の金型の金属保持面側に向かって湾曲する「湾曲部形状と湾曲形状部の長さ」の範囲を検討し、それをもとに金型を設計する。
3)上記と同様に、W1又はM1の上限値を算出して、これらをもとに中間部材の縦壁部の下端部の「曲率半径と弧長(又は角度)」の範囲つまり、第1工程の金型の「曲率半径と弧長(又は角度)」の範囲を検討し、それをもとに金型を設計する。
なお、中間部材の縦壁部の下端部の「曲率半径と弧長(又は角度)」において、ここでの縦壁部の下端部の形状は湾曲形状であり、一律の曲率である必要はない(つまり、RL及びRRは一定でなくてもよい)。なお、曲率半径は湾曲部形状の曲率半径であり、弧長は湾曲部形状部の長さである。
1)中間部材を縦壁部側から見た場合の接続部の曲率半径が、最終形状に加工された湾曲部材を縦壁部側から見た場合の接続部の曲率半径と等しく、且つ、縦壁部の板厚に変更なしと仮定し、図20のように中間部材の縦壁部の先端を直線化した場合のH1、の上限値を算出する。
2)上述のH1の上限値を元に、中間部材の縦壁部の下端部の「湾曲部形状と湾曲形状部の長さ」の範囲つまり、第1工程の金型の金属保持面側に向かって湾曲する「湾曲部形状と湾曲形状部の長さ」の範囲を検討し、それをもとに金型を設計する。
3)上記と同様に、W1又はM1の上限値を算出して、これらをもとに中間部材の縦壁部の下端部の「曲率半径と弧長(又は角度)」の範囲つまり、第1工程の金型の「曲率半径と弧長(又は角度)」の範囲を検討し、それをもとに金型を設計する。
なお、中間部材の縦壁部の下端部の「曲率半径と弧長(又は角度)」において、ここでの縦壁部の下端部の形状は湾曲形状であり、一律の曲率である必要はない(つまり、RL及びRRは一定でなくてもよい)。なお、曲率半径は湾曲部形状の曲率半径であり、弧長は湾曲部形状部の長さである。
R1及びR2は、好ましくは、5000mm以下である。
・第2工程(曲げ成形)の変形例
本実施形態では、第2工程で行われる曲げ成形は、前記に示した第1実施形態に係る曲げ成形(パッド曲げ成形)には限定されない。
本実施形態では、第2工程で行われる曲げ成形は、前記に示した第1実施形態に係る曲げ成形(パッド曲げ成形)には限定されない。
例えば、第1実施形態に係る曲げ成形によって得られる湾曲部材1Aは、横断面視において天板部2A及び縦壁部4Aが平面状である形状を有する。しかし、これに限られず、横断面視において天板部が少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、また横断面視において縦壁部が少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。また、天板部や縦壁部にはビード形状や座面形状が設けられていてもよい。なお、天板部及び縦壁部の少なくとも一方が、横断面視において全体にわたって湾曲した形状を有する場合、天板部と縦壁部とを接続する湾曲した稜線部は、天板部及び縦壁部の全体にわたる湾曲における曲率半径よりも小さい曲率半径を有することが好ましい。
また、それに応じて、曲げ成形に用いるダイにおける天板部外側形成面及び縦壁部外側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、曲げ成形に用いるパンチにおける天板部内側形成面及び縦壁部内側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。
また、それに応じて、曲げ成形に用いるダイにおける天板部外側形成面及び縦壁部外側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよく、曲げ成形に用いるパンチにおける天板部内側形成面及び縦壁部内側形成面も、その少なくとも一部において湾曲した形状を有していてもよい。
第1実施形態に係るパッド曲げ成形では、一対のダイ120が共に矢印B方向に移動する態様を示しているが、これに限定されない。例えば、一対のダイがそれぞれパンチ上に配置された中間部材に対して徐々に近づくように斜めに移動する、所謂パッドカム曲げ成形を行ってもよい。
-用途-
本実施形態による湾曲部材の用途としては、例えば自動車車体の構成部材として用いられる。具体的には、自動車車体の構成部材のうちフロントピラーリンフォースメント、センターピラーリンフォースメント、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、クロスメンバといった強度部材や補強部材が挙げられる。
本実施形態による湾曲部材の用途としては、例えば自動車車体の構成部材として用いられる。具体的には、自動車車体の構成部材のうちフロントピラーリンフォースメント、センターピラーリンフォースメント、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、クロスメンバといった強度部材や補強部材が挙げられる。
-強度-
本実施形態による湾曲部材としては高強度部材が挙げられ、例えば引張強度が590MPa以上(さらには引張強度が780MPa以上)の部材が挙げられる。
なお、湾曲部材の強度は用いる金属板の強度によって制御される。本実施形態に係る湾曲部材の製造方法に用いる金属板は、その引張強度が590MPa以上であることが好ましく、さらには引張強度が780MPa以上であることがより好ましい。
本実施形態による湾曲部材としては高強度部材が挙げられ、例えば引張強度が590MPa以上(さらには引張強度が780MPa以上)の部材が挙げられる。
なお、湾曲部材の強度は用いる金属板の強度によって制御される。本実施形態に係る湾曲部材の製造方法に用いる金属板は、その引張強度が590MPa以上であることが好ましく、さらには引張強度が780MPa以上であることがより好ましい。
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
表1には、比較例1~4、実施例1~17を示す。いずれの例においても、図21に示す通り、湾曲部材の長手方向の寸法Lは、500mmであり、天板幅の寸法Wは90mmであり、縦壁高さの寸法Hは80mm~220mmである。
第1工程における絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部の端部の位置は、次の通りである。
A:縦壁部外側成形面に接触する位置
B:湾曲部外側形成面に接触する位置
C:金属板保持面に接触する位置
D:金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置
各評価における評価基準は、以下の通りである。
(縦しわ)
作製された湾曲部材の縦壁部における縦しわの発生を目視で確認し、以下の基準で評価した。
A(○):縦しわの発生なし
B(△):縦壁部の高さ方向に5mm未満の縦しわが発生
C(×):縦壁部の高さ方向に5mm以上の縦しわが発生
表1には、比較例1~4、実施例1~17を示す。いずれの例においても、図21に示す通り、湾曲部材の長手方向の寸法Lは、500mmであり、天板幅の寸法Wは90mmであり、縦壁高さの寸法Hは80mm~220mmである。
第1工程における絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部の端部の位置は、次の通りである。
A:縦壁部外側成形面に接触する位置
B:湾曲部外側形成面に接触する位置
C:金属板保持面に接触する位置
D:金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置
各評価における評価基準は、以下の通りである。
(縦しわ)
作製された湾曲部材の縦壁部における縦しわの発生を目視で確認し、以下の基準で評価した。
A(○):縦しわの発生なし
B(△):縦壁部の高さ方向に5mm未満の縦しわが発生
C(×):縦壁部の高さ方向に5mm以上の縦しわが発生
(金型削れ)
第1工程での絞り成形(ただし比較例1ではパッド曲げ成形)に用いた金型(ダイ)における削れの発生を目視で確認し、以下の基準で評価した。
A(○):削れの発生なし
B(×):削れの発生あり
第1工程での絞り成形(ただし比較例1ではパッド曲げ成形)に用いた金型(ダイ)における削れの発生を目視で確認し、以下の基準で評価した。
A(○):削れの発生なし
B(×):削れの発生あり
(位置ずれ)
第1工程での絞り成形(ただし比較例1ではパッド曲げ成形)時における鋼板のずれ、具体的には、横断面視において、鋼板の天板部中央に位置していた箇所の成形前後での移動した距離を測定し、以下の基準で評価した。
A(◎):第1工程での成形前後での位置ずれが1mm未満
B(○):第1工程での成形前後での位置ずれが1mm以上3mm未満
C(×):第1工程での成形前後での位置ずれが3mm以上
第1工程での絞り成形(ただし比較例1ではパッド曲げ成形)時における鋼板のずれ、具体的には、横断面視において、鋼板の天板部中央に位置していた箇所の成形前後での移動した距離を測定し、以下の基準で評価した。
A(◎):第1工程での成形前後での位置ずれが1mm未満
B(○):第1工程での成形前後での位置ずれが1mm以上3mm未満
C(×):第1工程での成形前後での位置ずれが3mm以上
(縦壁部の端部の割れ)
作製された湾曲部材の縦壁部の端部における割れの発生を目視で確認し、以下の基準で評価した。
A(○):割れの発生なし
B(×):縦壁部の高さ方向に5mm未満の割れが発生
作製された湾曲部材の縦壁部の端部における割れの発生を目視で確認し、以下の基準で評価した。
A(○):割れの発生なし
B(×):縦壁部の高さ方向に5mm未満の割れが発生
・比較例1~4
比較例1~4では、図1又は図23に示す、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程のみで製品形状までプレス成形した。この第1工程では、第1工程終了時の、横断面視での縦壁部の端部の位置が、縦壁部外側成形面に接触する位置になるように成形した。
なお、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の縦壁部側から見た場合(つまり側面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R2(mm)を、表1に示す。
その結果、比較例1では、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部の縦しわと、金型削れが発生した。
また、比較例2では、縦壁部の縦しわと、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、金型削れが発生した。
また、比較例3では、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生し、また金型削れが発生した。
また、比較例4では、縦壁部の縦しわと、位置ずれを抑制できるものの、金型削れと、縦壁部の端部の割れが発生した。
なお、比較例1~3の結果から、縦壁部の端部のしわは、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に湾曲部材を天板部側に凸形状に湾曲するように成形する凸形加工時、すなわち、フランジの端部が縮む場合の加工時に発生しやすいことが分かった。
また、比較例4の結果から、縦壁部の端部の割れは、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に湾曲部材を天板部側と反対側に凹形状に湾曲するように成形する凹形加工時、すなわち、フランジの端部が延びる場合の加工時に発生しやすいことが分かった。
比較例1~4では、図1又は図23に示す、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程のみで製品形状までプレス成形した。この第1工程では、第1工程終了時の、横断面視での縦壁部の端部の位置が、縦壁部外側成形面に接触する位置になるように成形した。
なお、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の縦壁部側から見た場合(つまり側面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R2(mm)を、表1に示す。
その結果、比較例1では、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部の縦しわと、金型削れが発生した。
また、比較例2では、縦壁部の縦しわと、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、金型削れが発生した。
また、比較例3では、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生し、また金型削れが発生した。
また、比較例4では、縦壁部の縦しわと、位置ずれを抑制できるものの、金型削れと、縦壁部の端部の割れが発生した。
なお、比較例1~3の結果から、縦壁部の端部のしわは、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に湾曲部材を天板部側に凸形状に湾曲するように成形する凸形加工時、すなわち、フランジの端部が縮む場合の加工時に発生しやすいことが分かった。
また、比較例4の結果から、縦壁部の端部の割れは、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に湾曲部材を天板部側と反対側に凹形状に湾曲するように成形する凹形加工時、すなわち、フランジの端部が延びる場合の加工時に発生しやすいことが分かった。
・実施例1~6、11、12、15~17
実施例1~6、11、12、15~17では、図1に示す、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程の絞り成形及び第2工程のパッド曲げ成形にて製品形状へと成形した。第1工程では、絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部端部の位置を、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形した。
そして、表1に示すように、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向での長さH1(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の縦壁部側から見た場合(つまり側面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R2(mm)でプレス成形した。
その結果、実施例11、12では、金型削れと、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生した。
一方、実施例1~6、15~17では、縦壁部の縦しわなし、金型削れなし、位置ずれなし、縦壁部の端部の割れなしの良好な結果を得た。
実施例1~6、11、12、15~17では、図1に示す、接続部(稜線部6A)を縦壁部4A側から見た場合(つまり側面視)に全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程の絞り成形及び第2工程のパッド曲げ成形にて製品形状へと成形した。第1工程では、絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部端部の位置を、湾曲部外側形成面に接触する位置、金属板保持面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形した。
そして、表1に示すように、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向での長さH1(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の縦壁部側から見た場合(つまり側面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R2(mm)でプレス成形した。
その結果、実施例11、12では、金型削れと、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生した。
一方、実施例1~6、15~17では、縦壁部の縦しわなし、金型削れなし、位置ずれなし、縦壁部の端部の割れなしの良好な結果を得た。
・実施例7~9、13、14
実施例7~9、13、14では、図2に示す、接続部(稜線部6B)を天板部2B側から見た場合(つまり上面視)に全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程の絞り成形及び第2工程のパッド曲げ成形にて製品形状へと成形した。第1工程では、絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部端部の位置を、湾曲部外側形成面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形した。
そして、表1に示すように、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向と直交する方向での長さW1(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の天板部側から見た場合(つまり上面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R1(mm)でプレス成形した。
その結果、実施例13では、金型削れと、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生した。
また、実施例14では、金型削れと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生し、また位置ずれが発生した。
一方、実施例7~9では、縦壁部の縦しわなし、金型削れなし、位置ずれなし、縦壁部の端部の割れなしの良好な結果を得た。特に実施例8では、位置ずれなしに優秀な結果を得た。
実施例7~9、13、14では、図2に示す、接続部(稜線部6B)を天板部2B側から見た場合(つまり上面視)に全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程の絞り成形及び第2工程のパッド曲げ成形にて製品形状へと成形した。第1工程では、絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部端部の位置を、湾曲部外側形成面に接触する位置、又は金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるよう成形した。
そして、表1に示すように、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向と直交する方向での長さW1(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の天板部側から見た場合(つまり上面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R1(mm)でプレス成形した。
その結果、実施例13では、金型削れと、位置ずれと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生した。
また、実施例14では、金型削れと、縦壁部の端部の割れを抑制できるものの、縦壁部に軽微な縦しわが発生し、また位置ずれが発生した。
一方、実施例7~9では、縦壁部の縦しわなし、金型削れなし、位置ずれなし、縦壁部の端部の割れなしの良好な結果を得た。特に実施例8では、位置ずれなしに優秀な結果を得た。
・実施例10
実施例10では、接続部(稜線部)を縦壁部側から見た場合(つまり側面視)と天板部側から見た場合(つまり上面視)とのいずれにおいても全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程の絞り成形及び第2工程のパッド曲げ成形にて製品形状へと成形した。第1工程では、絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部端部の位置を、湾曲部外側形成面に接触する位置となるよう成形した。
そして、表1に示すように、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の長さM1(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の縦壁部側から見た場合(つまり側面視)及び天板部側から見た場合(つまり上面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R2及びR1(mm)でプレス成形した。
その結果、実施例10では、縦壁部の縦しわなし、金型削れなし、位置ずれなし、縦壁部の端部の割れなしの良好な結果を得た。
実施例10では、接続部(稜線部)を縦壁部側から見た場合(つまり側面視)と天板部側から見た場合(つまり上面視)とのいずれにおいても全体が湾曲した形状を有する湾曲部材を、第1工程の絞り成形及び第2工程のパッド曲げ成形にて製品形状へと成形した。第1工程では、絞り成形終了時の、横断面視での縦壁部端部の位置を、湾曲部外側形成面に接触する位置となるよう成形した。
そして、表1に示すように、材料(鋼板)の引張強度(MPa)、板厚t(mm)、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の長さM1(mm)、第1工程で用いるダイの湾曲部外側形成面の曲率半径RL及びRRの大きさ(mm)とその差[|RL-RR|]、及び接続部(稜線部)の縦壁部側から見た場合(つまり側面視)及び天板部側から見た場合(つまり上面視)の全体にわたって均一な湾曲の曲率半径R2及びR1(mm)でプレス成形した。
その結果、実施例10では、縦壁部の縦しわなし、金型削れなし、位置ずれなし、縦壁部の端部の割れなしの良好な結果を得た。
なお、第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向での長さとは、図20に示す横断面図における、中間部材I(第1工程終了時の形状)と湾曲部材P(第2工程終了時の形状)との縦壁部端部の移動距離の縦方向の長さ[H1]を指す。
第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向と直交する方向での長さとは、図20に示す横断面図における、中間部材Iと湾曲部材Pとの縦壁部端部の移動距離の横方向の長さ[W1]を指す。
第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の長さとは、図20に示す横断面図における、中間部材Iと湾曲部材Pとの縦壁部端部の移動距離自体(つまり斜め方向の長さ)[M1]を指す。
第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の金型によるプレス方向と直交する方向での長さとは、図20に示す横断面図における、中間部材Iと湾曲部材Pとの縦壁部端部の移動距離の横方向の長さ[W1]を指す。
第2工程(曲げ成形)による変形前後での縦壁部端部の移動距離(横断面視での移動距離)の長さとは、図20に示す横断面図における、中間部材Iと湾曲部材Pとの縦壁部端部の移動距離自体(つまり斜め方向の長さ)[M1]を指す。
Claims (8)
- 天板部と、前記天板部の両端にそれぞれ接続する一対の縦壁部と、を有し、前記一対の縦壁部のうち一方が前記天板部との接続側とは反対側の端部に接続するフランジ部を有し、他方の縦壁部は前記天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状、又は前記一対の縦壁部の両方が前記天板部との接続側とは反対側の端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない形状であり、且つ前記天板部と前記縦壁部との接続部を、前記天板部側から見た場合及び前記縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、湾曲した箇所を少なくとも一部に有する形状である湾曲部材を、金属板を成形することで製造する湾曲部材の製造方法であって、
前記金属板の両端部を保持した状態で前記金属板をプレスする成形である絞り成形を行って、中間部材を成形する第1工程と、前記中間部材に対して曲げ成形を行って前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する第2工程と、を有し、
前記第1工程は、
前記中間部材における前記接続部に相当する箇所の外側表面を成形する接続部外側成形面、前記中間部材における前記縦壁部に相当する箇所の外側表面を成形する縦壁部外側成形面、及びホルダーと対向して前記金属板の両端部を挟んで保持する金属板保持面を有し、且つ前記縦壁部外側成形面における前記金属板保持面と接続する側の端部に、前記金属板保持面側に向かって湾曲する湾曲部外側形成面を有するダイと、
前記中間部材における前記天板部に相当する箇所の内側表面を成形する天板部内側成形面、前記中間部材における前記接続部に相当する箇所の内側表面を成形する接続部内側成形面、及び前記中間部材における前記縦壁部に相当する箇所の内側表面を成形する縦壁部内側成形面を有し、且つ前記縦壁部内側成形面に前記湾曲部外側形成面と対向する湾曲部内側形成面を有するパンチとを有する、第1の金型を用いて、
前記ダイと前記ホルダーとで前記金属板を挟んで保持する金属板保持工程、
前記パンチの前記天板部内側成形面の少なくとも一部を前記金属板の前記ダイと接触する側とは反対側の面に接触させた後、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を前記金属板と接触する方向に移動させ、前記一対の縦壁部のうち端部にフランジ部が接続していない縦壁部の端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置、前記金属板保持面に接触する位置、又は前記金属板保持面に接触する位置よりも外側の位置となるまで絞り成形することにより、
前記金属板から、前記天板部、前記接続部及び前記縦壁部を成形し、
前記天板部側から見た場合及び前記縦壁部側から見た場合の少なくとも一方において、前記接続部の少なくとも一部が湾曲した形状に成形し、
前記一対の縦壁部のうち端部にフランジ部が接続していない縦壁部の端部が、該縦壁部がなす面外に湾曲した湾曲部を形成する成形工程、
及び、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を中間形状に成形された前記中間部材から離れる方向に移動させて前記中間部材を前記ダイ及び前記パンチから離型させる離型工程、を有し、
前記第2工程は、
前記第1の金型とは異なる第2の金型により、前記中間部材に対して曲げ成形を行って、前記湾曲部を曲げ変形させることにより、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部を最終的な形状に成形する工程を有する、
湾曲部材の製造方法。 - 前記成形工程は、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置又は前記金属板保持面に接触する位置となるよう成形する工程である請求項1に記載の湾曲部材の製造方法。
- 前記成形工程は、前記一対の縦壁部のうち端部の少なくとも一部にフランジ部が接続していない縦壁部となる箇所の該端部の位置が、前記湾曲部外側形成面に接触する位置となるよう成形する工程である請求項1に記載の湾曲部材の製造方法。
- 前記ダイは、一対の前記縦壁部外側成形面の両方に前記湾曲部外側形成面をそれぞれ有し、且つ一方の前記湾曲部外側形成面の最小曲率半径[RL]と、他方の前記湾曲部外側形成面の最小曲率半径[RR]と、の差が0mm超え50mm以下である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法。
- 前記第2工程において、一対の前記接続部同士の距離が最小となる面で切断した横断面における前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離に関し、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(1)式を、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲しない部位に対しては、下記(2)式を、
前記湾曲部材が、前記接続部を前記天板部側から見た場合に湾曲し、且つ前記接続部を前記縦壁部側から見た場合に湾曲する部位に対しては、下記(3)式を、
満たす前記第2の金型を用いる請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法。
H1≦α×R2・・・(1)
W1≦α×R1・・・(2)
M1≦α×R1×R2/(R1+R2)・・・(3)
ただし、α、H1、W1、M1、R1及びR2は下記とする。
α:0.30
H1:前記第2の金型によるプレス方向における、前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
W1:前記第2の金型によるプレス方向と直交する方向における、前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
M1:前記湾曲部の端部の曲げ成形前後の移動距離の最大値
R1:前記中間部材の前記接続部での前記湾曲を、前記天板部側から見た場合の曲率半径
R2:前記中間部材の前記接続部での前記湾曲を、前記縦壁部側から見た場合の曲率半径 - 前記αが0.20である請求項5に記載の湾曲部材の製造方法。
- 前記R1及び前記R2は、5000mm以下である請求項5又は請求項6に記載の湾曲部材の製造方法。
- 前記金属板の引張強度が590MPa以上である請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の湾曲部材の製造方法。
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19886373 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19886373 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |