(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ方法において、
凹部の開口縁がほぼ直線的に設けられている範囲で面取り幅が広く、その開口縁が湾曲して設けられている範囲で面取り幅が狭く、さらに面取りされた開口縁の外側にエッジが形成されているダイスを準備する工程と、
前記ダイスにセットされた板材に前記ポンチが当接している状態で、その板材の端部をダイスのエッジによりほぼ線接触の状態で支持する工程と、
前記エッジにより板材の端部を支持している状態で、前記ポンチを前記ダイスの凹部に挿入し、その凹部の開口縁の面取り幅が狭い部位で前記面取り幅が広い部位よりも先に前記板材を所定角度まで曲げる工程と、
を有することを特徴とするプレス曲げ方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス曲げ方法であって、
先端角部が面取りされて傾斜面が形成されており、その傾斜面の両端の位置で板材を曲げ可能な構成のポンチを準備する工程と、
ダイスのエッジにより板材の端部を支持している状態で、先ず、前記板材を前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げ、次に、その傾斜面と前記板材との間に空間を形成した状態で、その板材を前記ポンチの傾斜面の他端の位置で曲げる工程と、
を有することを特徴とするプレス曲げ方法。
【請求項３】
ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ装置において、
ダイスは、凹部の開口縁がほぼ直線的に設けられている範囲で面取り幅が広く、その開口縁が湾曲して設けられている範囲で面取り幅が狭く、さらに面取りされた開口縁の外側にエッジが形成されており、
前記ポンチが前記ダイスの凹部に挿入される際、前記板材の端部が前記ダイスのエッジによりほぼ線接触の状態で支持され、前記凹部の開口縁の面取り幅が狭い部位で前記面取り幅が広い部位よりも先に前記板材が所定角度まで曲げられる構成であることを特徴とするプレス曲げ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプレス曲げ装置であって、
ポンチは、先端角部が面取りされて傾斜面が形成されており、その傾斜面の両端の位置で板材を曲げ可能な構成であり、
前記板材の端部がダイスのエッジに支持されている状態で、その板材は前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げられ、さらに前記板材が前記傾斜面の他端の位置で曲げられる際に、その板材と前記ポンチの傾斜面との間には空間が形成されることを特徴とするプレス曲げ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプレス曲げ装置であって、
板材の曲げ部位が曲げられる際、その板材がポンチの傾斜面の両端に当接した状態で、前記板材の端部は、面取りによりダイスの凹部の開口縁に形成された傾斜面に面接触するように構成されていることを特徴とするプレス曲げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチで板材を拘束してその板材の端部を曲げるプレス曲げ方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これに関する従来のプレス曲げ方法が特開平３−２６４１１６号公報に記載されており、その加工方法におけるプレス下死点の状態が図１１に示されている。
前記加工方法で使用されるプレス機１は、板材ｗの両端部を直角に折り曲げて車両のバンパー等の断面Ｕ形の製品を成形するものであり、定位置に固定されたダイス４と昇降可能なポンチ２とを備えている。
前記ポンチ２は厚板状の部材であり、板材ｗを曲げる角部が面取りされてＲ面２ｒが形成されている。また、前記ポンチ２の先端には板材ｗが逃げるための浅溝２ｍが形成されている。
【０００３】
前記ダイス４は、前記ポンチ２が挿入される溝４ｍを備えており、その溝４ｍの開口縁に同じくＲ面４ｆが形成されている。また、前記溝４ｍの底部の角には前記ポンチ２と協働して板材ｗの曲げ部位を成形するためのＲ面４ｒが形成されている。
前記板材ｗのプレス曲げを行うには、ダイス４の上面４ｕに平らな板材ｗをセットした状態で、前記ポンチ２を下降させる。これにより、そのポンチ２がダイス４の溝４ｍに挿入され、下死点まで到達する過程で、前記板材ｗの両端が直角に折り曲げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したプレス曲げ方法によると、板材ｗの全体がほぼ同じタイミングで曲げられる。例えば、図１０（Ａ）に示されるように、板材ｗの曲げ部位がほぼ直線的に設けられている範囲Ｆ（直線範囲Ｆ）も、湾曲して設けられている範囲Ｅ（湾曲範囲Ｅ）もほぼ同じタイミングで曲げられる。しかしながら、湾曲範囲Ｅでは、前記板材ｗの両側部が折り曲げられると、湾曲の外側に位置する板材ｗの端部Ｈは長さが減少する方向に成形されて（ａ１＜ａ２）  肉余り状態となる。逆に、湾曲の内側に位置する板材ｗの端部Ｇは長さが増加する方向に成形されて（ｂ１  ＞ｂ２）  肉不足状態となる。
【０００５】
しかし、前述のように、湾曲範囲Ｅと直線範囲Ｆとはほぼ同じタイミングで曲げられるため、湾曲範囲Ｅと直線範囲Ｆとの間で素材の流動はほとんど起こらない。このため、プレス製品ｗには、図１０（Ｃ）に示されるように、湾曲の外側の壁面ｗｔに肉余りに起因したシワ等Ｊ（縮みフランジ）が発生し、湾曲の内側の壁面ｗｔに肉不足に起因したシャクレＫ（伸びフランジ）が発生する。
【０００６】
本発明は、プレス曲げ中に、板材の曲げ部位がほぼ直線的に設けられている範囲と湾曲して設けられている範囲との間で素材が流動できる状態にして、プレス製品のシワやシャクレ等を抑制することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ方法において、凹部の開口縁がほぼ直線的に設けられている範囲で面取り幅が広く、その開口縁が湾曲して設けられている範囲で面取り幅が狭く、さらに面取りされた開口縁の外側にエッジが形成されているダイスを準備する工程と、前記ダイスにセットされた板材に前記ポンチが当接している状態で、その板材の端部をダイスのエッジによりほぼ線接触の状態で支持する工程と、前記エッジにより板材の端部を支持している状態で、前記ポンチを前記ダイスの凹部に挿入し、その凹部の開口縁の面取り幅が狭い部位で前記面取り幅が広い部位よりも先に前記板材を所定角度まで曲げる工程とを有することを特徴とする。
本発明によると、ダイスの凹部の開口縁の面取り幅が狭い部位で面取り幅が広い部位よりも先に板材が所定角度まで曲げられる。即ち、板材の曲げ部位の湾曲範囲がその湾曲範囲に連続する直線的な範囲よりも先に所定角度までプレス曲げされる。このため、曲げ部位の湾曲範囲において板材の端部に肉余りに起因したシワや肉不足に起因したシャクレが発生しても、その曲げ部位の直線的な範囲（直線範囲）がプレス曲げされる過程で、その直線範囲と湾曲範囲との間で素材が流動できるようになる。
このため、前記湾曲範囲のシワの部分から直線範囲に素材が供給され、その直線範囲から湾曲範囲のシャクレの部分に素材が供給される。したがって、ポンチが下死点に到達するまでの間に、前記湾曲範囲のシワやシャクレ等がある程度直線範囲に吸収されるようになり、その湾曲範囲のシワやシャクレ等が減少する。また、タイミングを変える機構が簡単になり、信頼性向上が図れるとともに設備コストの低減を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、先端角部が面取りされて傾斜面が形成されており、その傾斜面の両端の位置で板材を曲げ可能な構成のポンチを準備する工程と、ダイスのエッジにより板材の端部を支持している状態で、先ず、前記板材を前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げ、次に、その傾斜面と前記板材との間に空間を形成した状態で、その板材を前記ポンチの傾斜面の他端の位置で曲げる工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ装置において、ダイスは、凹部の開口縁がほぼ直線的に設けられている範囲で面取り幅が広く、その開口縁が湾曲して設けられている範囲で面取り幅が狭く、さらに面取りされた開口縁の外側にエッジが形成されており、前記ポンチが前記ダイスの凹部に挿入される際、前記板材の端部が前記ダイスのエッジによりほぼ線接触の状態で支持され、前記凹部の開口縁の面取り幅が狭い部位で前記面取り幅が広い部位よりも先に前記板材が所定角度まで曲げられる構成であることを特徴とする。
本発明のプレス曲げ装置によって、請求項１の発明を実施することができ、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１０】
請求項４の発明によると、ポンチは、先端角部が面取りされて傾斜面が形成されており、その傾斜面の両端の位置で板材を曲げ可能な構成であり、前記板材の端部がダイスのエッジに支持されている状態で、その板材は前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げられ、さらに前記板材が前記傾斜面の他端の位置で曲げられる際に、その板材と前記ポンチの傾斜面との間には空間が形成されることを特徴とする。
本発明により、請求項２の発明を実施することができる。
【００１１】
請求項５の発明は、板材の曲げ部位が曲げられる際、その板材がポンチの傾斜面の両端に当接した状態で、前記板材の端部は、面取りによりダイスの凹部の開口縁に形成された傾斜面に面接触するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９に基づいて、本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法及びその装置について説明する。ここで、図１は本実施の形態に係るプレス曲げ装置（以下、プレス機という）におけるダイスの開口縁の詳細図であり、図２は前記プレス機の要部縦断面である。
前記プレス機１０は、所定形状をした平らな板材ｗ（図７参照）の両端部ｗｔを直角に折り曲げて断面Ｕ形状の製品ｗ（図９参照）を成形する機械であり、図２に示されるように、定位置に固定されたダイス１４と昇降可能なポンチ１２とを備えている。
【００１３】
前記ポンチ１２は、製品形状に合わせて成形された厚板状の部材であり、下面１２ｄ（先端面１２ｄ）が平らに製作されているとともに、板材ｗを曲げる角部が面取りされて傾斜面１２ｒが形成されている。前記ポンチ１２は、その上部がポンチホルダ等を介してプレス機１０のラム（図示されていない）に連結されており、前記ラムの上昇、下降によって昇降動作を行う。
【００１４】
前記ダイス１４は、図１、図２に示されるように、水平な上面１４ｕと前記ポンチ１２が挿入される溝１４ｍとを備えており、その溝１４ｍの開口縁が面取りされて傾斜面１４ｆが形成されている。ここで、前記面取りの幅、即ち、傾斜面１４ｆの幅は、ダイス１４の開口縁がほぼ直線的に設けられている範囲で大きく（図１（Ｃ）参照）、その開口縁が湾曲して設けられている範囲で小さく設定されている（図１（Ｂ）参照）。即ち、板材ｗの直線範囲Ｆ（図７参照）を曲げるダイス１４の開口縁は大きく面取りされており、板材ｗの湾曲範囲Ｅを曲げるダイス１４の開口縁は小さく面取りされている。
【００１５】
また、前記ダイス１４の傾斜面１４ｆと上面１４ｕとの境目には板材ｗをほぼ線接触状態で支持するエッジＸが形成されている。さらに、前記ダイス１４の溝１４ｍとポンチ１２との隙間（クリアランス）は板材ｗの厚みよりも大きく設定されている。即ち、ダイス１４の溝１４ｍが本発明のダイスの凹部に相当する。
前記ダイス１４の溝１４ｍには、板材ｗを下から支えるクッションパッド１６が収納されており、そのクッションパッド１６がクッションロッド１７により上向きの一定力を付勢された状態で保持されている。
【００１６】
次に、図２から図９に基づいて、本実施の形態に係るプレス曲げ方法の説明を行う。
先ず、前記ポンチ１２が上限位置に保持されている状態で、ダイス１４の上面１４ｕに板材ｗがセットされる。このとき、ダイス１４の上面１４ｕとクッションパッド１６の上面１６ｕとは同じ高さに保持されているため、板材ｗは水平に保持される（図２参照）。
【００１７】
この状態で、前記ラムが動作することにより、ポンチ１２が下降する。
前記ポンチ１２が下降する過程で、先ず、そのポンチ１２の先端面１２ｄが板材ｗの表面に当接すると、板材ｗの中央部は前記ポンチ１２とクッションパッド１６とによって表裏から拘束される。そして、ポンチ１２が下降することにより、クッションパッド１６もクッションロッド１７の上向きの力に抗してポンチ１２とともに下降する。
【００１８】
そして、前記板材ｗの中央部がポンチ１２及びクッションパッド１６に拘束されて下降すると、その板材ｗの両端部ｗｔはダイス１４のエッジＸにより支持され、前記板材ｗは、ポンチ１２の先端面１２ｄの両端Ｔ（傾斜面１２ｒの下端Ｔ）の位置で曲げられる（図３参照）。このとき、ダイス１４の傾斜面１４ｆの幅が小さい範囲では、傾斜面１４ｆの幅が大きい範囲よりも、ポンチ１２の両端ＴからエッジＸまでの平面距離が小さくなるため、板材ｗの両端部ｗｔは速く曲げられる。即ち、板材ｗの湾曲範囲Ｅがその板材ｗの直線範囲Ｆよりも速く曲げられる。
【００１９】
そして、板材ｗの曲げが進むと、板材ｗの湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔが先にポンチ１２の傾斜面１２ｒの上端Ｒに当接するとともに、ダイス１４の傾斜面１４ｆにも面接触する（図４参照）。さらに、ダイス１４の傾斜面１４ｆに面接触した板材ｗの両端部ｗｔは、ポンチ１２の下降に伴って、ポンチ１２の外側面（点Ｒより上方）とダイス１４の内側面（点Ｙより下方）とに挟まれて拘束され、そのポンチ１２の外側面とほぼ平行な位置まで立ち上がる（図５参照）。即ち、板材ｗの湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔは最終形状に近い状態にまで曲げられる。
一方、板材ｗの直線範囲Ｆの両端部ｗｔは湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔよりも曲げが遅れるため、現段階でその曲がり角はダイス１４の傾斜面１４ｆの角度よりも小さい。このため、その板材ｗの全体形状は図８に示されるような形状となる。
【００２０】
そして、この段階から、引き続きポンチ１２が下降することにより、板材ｗの直線範囲Ｆの両端部ｗｔが最終形状に近い状態まで曲げられ（図９参照）、さらに、前記ポンチ１２が下限位置まで下降することにより、その直線範囲Ｆの両端部ｗｔと湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔとが全てポンチ１２とダイス１４との隙間に収納されて最終形状まで曲げられる（図６参照）。
ここで、図８に示されるように、板材ｗの湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔが最終形状に近い状態にまで曲げられる過程で、板材ｗの湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔには、従来のように、湾曲の外側部分に肉余りに起因したシワ等（図８（Ａ）  点Ｊ）が発生し、湾曲の内側部分に肉不足に起因したシャクレ（図８（Ａ）  点Ｋ）が発生する。
【００２１】
しかしながら、この段階で板材ｗの直線範囲Ｆの両端部ｗｔはまだ途中までしか曲げられていないため（図８（Ｂ）参照）、その直線範囲Ｆは湾曲範囲Ｅのシャクレ部分Ｋから引っ張り力、シワ部分Ｋから押圧力を受けることにより、受けた力の方向に変形しようとする。このため、その板材ｗの直線範囲Ｆが最終形状まで曲げられる過程で、その直線範囲Ｆと湾曲範囲Ｅとの間で、図８（Ａ）の点線矢印で示されるように素材の流動が起こり、その湾曲範囲Ｅの両端部ｗｔに発生したシワＪやシャクレＫは直線範囲Ｆの両端部ｗｔにある程度吸収される。
【００２２】
このため、製品ｗの壁面ｗｔに肉余りや肉不足に起因したシワやシャクレ等が発生し難くなり、製品ｗの品質が向上する。また、肉余りに起因したシワ等がダイス１４等にかじることがなくなり、プレス型の損傷が防止できる。
さらに、ダイス１４の開口縁に施された面取りの幅で板材ｗの両端部ｗｔを所定角度まで曲げるタイミングを決められるため、タイミングを変える構造が簡単になり、信頼性向上が図れるとともに設備コストの低減を図ることができる。
なお、本実施の形態においては、板材ｗをＵ字形にプレス曲げする例を示したがＬ字形にプレス曲げをする場合にも適用できることは言うまでもない。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような技術的事項を有するものであることを付記しておく。
（１）請求項４に記載されたプレス曲げ装置において、
面取りは傾斜面状に形成されていることを特徴とするプレス曲げ装置。
このため、面取りが容易になるとともに、板材の端部が面取り部に面接触し難くなる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によると、プレス曲げ中に、板材の直線範囲と湾曲範囲との間で素材の流動が可能になるため、湾曲範囲のシワやシャクレが直線範囲にある程度吸収される。このため、プレス製品の品質が向上するとともに、プレス型の損傷が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ装置のダイスの開口縁を表す斜視図（図Ａ）、図ＡのＢ−Ｂ  断面図（図Ｂ）、図ＡのＣ−Ｃ  断面図（図Ｃ）である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ装置の要部縦断面図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す要部縦断面図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す要部縦断面図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す要部縦断面図である。
【図６】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す要部縦断面図である。
【図７】曲げ加工前の板材の平面図である。
【図８】曲げ途中の板材の平面図（図Ａ）、図ＡのＢ−Ｂ  断面図（図Ｂ）、図ＡのＣ−Ｃ  断面図（図Ｃ）である。
【図９】曲げ完了時の板材の平面図（図Ａ）、図ＡのＢ−Ｂ  断面図（図Ｂ）、図ＡのＣ−Ｃ  断面図（図Ｃ）である。
【図１０】従来の曲げ加工を行う前の板材の平面図（図Ａ）、側面図（図Ｂ）、曲げ加工後の斜視図（図Ｃ）である。
【図１１】従来のプレス曲げ装置の要部縦断面図である。
【符号の説明】
ｗ      板材
ｗｔ    両端部（端部）
Ｊ      シワ等
Ｋ      シャクレ
１２    ポンチ
１４    ダイス
１４ｆ  傾斜面（面取り）
１４ｍ  溝（凹部）
【図１】
0003550942.tif 000002
【図２】
0003550942.tif 000003
【図３】
0003550942.tif 000004
【図４】
0003550942.tif 000005
【図５】
0003550942.tif 000006
【図６】
0003550942.tif 000007
【図７】
0003550942.tif 000008
【図８】
0003550942.tif 000009
【図９】
0003550942.tif 000010
【図１０】
0003550942.tif 000011
【図１１】
0003550942.tif 000012