(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の第１部分を把持した状態で金型を第１位置から第２位置に移動させてプレスすることにより、該板材の第２部分に対して絞り成形を施すプレス絞り成形方法であって、
前記金型を前記第１位置から、該第１位置と前記第２位置との間の破断位置に移動させることにより、前記板材の絞り成形を施す部分に所定の歪を付与してから該板材を前記第１部分と前記第２部分との間の破断部において破断させる第１工程と、
前記第１工程の後、前記金型を前記破断位置から前記第２位置に移動させることにより前記第２部分の絞り成形を完了する第２工程とを備え、
前記金型の前記破断位置への移動によって前記破断部で破断が生じるように、前記第１工程の前又は進行中に、前記板材の前記第１部分と前記第２部分との間にあって、前記第１部分から前記第２部分に向かう方向と交差する方向において該破断部とは異なる位置に、スリット又は開口穴を設けることを特徴とするプレス絞り成形方法。
【請求項２】
前記第２部分の絞り成形は、該第２部分における浅絞り部分が第１深さ、深絞り部分がこれよりも深い第２深さで行われ、
前記浅絞り部分は、前記深絞り部分の前記破断部側に隣接することを特徴とする請求項１に記載のプレス絞り成形方法。
【請求項３】
前記板材は、開口部と、その周りを囲う枠状パターンとを有する成形物に加工されるものであり、
前記絞り成形により前記枠状パターンが成形され、
前記破断部は、前記板材の前記開口部となる部分に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス絞り成形方法。
【請求項４】
前記板材に対し、複数の前記成形物の前記開口部が、対応する前記枠状パターンを挟んで相互に隣り合うように、該枠状パターンが成形されることを特徴とする請求項３に記載のプレス絞り成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材に金型でプレスして絞り成形を施すプレス絞り成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このようなプレス絞り成形方法として、ドアインナーパネルの窓枠部分のような凸条で囲った枠状のパターンを、絞り深さがある程度深い場合でも、枠状パターンのコーナ部に破断を生じさせることなく成形する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の方法では、プレス絞り成形を行うに際し、枠状パターンの内側に対応する部分からコーナ部の内壁に対応する部分への板材の流入を促進することにより、コーナ部に破断が生じるのを防止している。
【０００４】
かかる板材の流入を促進するために、板材における枠状パターンの内側に対応する領域に、予め穴やスリット、薄肉部のような破断部が複数形成される。そして、かかる破断部の数、位置、及び形状を適宜選択することにより、枠状パターンの直線部付近に対応する板材がコーナ部に対応する部分に回り込むように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の成形方法のように、枠状パターンの内側に対応する領域に破断部を設けてプレス絞り成形を行うと、枠状パターンが成形される部分に付与される張力が低下する。この場合、該成形部分に必要な形状凍結性を生じさせるに十分な歪が付与されず、成形精度の劣化を招くおそれがある。すなわち、形状凍結性を得るのに十分な歪を成形部分に付与するためには、枠状パターンの内側に破断部を設けるのは好ましくない。
【０００７】
しかし、枠状パターンの内側に破断部を設けずにコーナ部の破断を回避するには、枠状パターンを形成するための板材の多くを枠状パターンに対応する部分の外側から供給することになる。そうすると、枠状パターンの外側の板材部分の面積が多くなり、歩留りの低下を招くことになる。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、必要な形状凍結性の獲得と歩留りの向上を同時に達成できるプレス絞り成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプレス絞り成形方法は、板材の第１部分を把持した状態で金型を第１位置から第２位置に移動させてプレスすることにより、該板材の第２部分に対して絞り成形を施すプレス絞り成形方法であって、前記金型を前記第１位置から、該第１位置と前記第２位置との間の破断位置に移動させることにより、前記板材の絞り成形を施す部分に所定の歪を付与してから該板材を前記第１部分と前記第２部分との間の破断部において破断させる第１工程と、前記第１工程の後、前記金型を前記破断位置から前記第２位置に移動させることにより前記第２部分の絞り成形を完了する第２工程とを備え、前記金型の前記破断位置への移動によって前記破断部で破断が生じるように、前記第１工程の前又は進行中に、前記板材の前記第１部分と前記第２部分との間にあって、前記第１部分から前記第２部分に向かう方向と交差する方向において該破断部とは異なる位置に、スリット又は開口穴を設けることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、第１工程では、金型が破断位置に移動するまでの間に、板材の絞り成形が施される第２部分に対し、金型により付与される張力によって所定の歪が付与される。所定の歪としては、第２部分において所望の形状凍結性が得られるような歪が該当する。かかる歪としては、例えば、１．５〜２％（歪付与前の長さに対する歪んだ分の長さの割合）の歪が該当する。
【００１１】
また、第１工程での板材の破断により、板材の破断部側から第２部分への流入が容易になる。この状態で、第２工程の絞り成形が進行すると、板材が破断部側から第２部分へ容易に流入するので、その分、第２部分に対して破断部と反対側から流入する板材の流入量は、破断部で破断が生じない場合に比べて少なくなる。したがって、かかる板材の流入量の減少に応じて板材の寸法を減少させることにより歩留りを向上させることができる。
【００１２】
したがって、本発明によれば、必要な形状凍結性が得られることに加えて、歩留りの向上を達成することができる。なお、破断部を、板材上の破棄される部分に設定すると、破断部で破断が生じることによる成形物への影響を回避することができる。
【００１４】
また、スリット又は開口穴の位置や大きさ、形状を選択することにより、破断部の位置、大きさ、形状や、破断のタイミング（第１工程から第２工程へ移行するタイミング）を制御することができる。これにより、第１工程及び第２工程における第２部分への破断部側からの板材の流入量や、第１工程で第２部分に付与される歪の量を適切に設定することができる。
【００１５】
本発明において、前記第２部分の絞り成形は、該第２部分における浅絞り部分が第１深さ、深絞り部分がこれよりも深い第２深さで行われ、前記浅絞り部分は、前記深絞り部分の前記破断部側に隣接してもよい。
【００１６】
これによれば、破断部側から浅絞り部分を経て深絞り部分に板材の流入が容易に行われるので、その分だけ、深絞り部分に対する破断部と反対側からの板材の流入が抑制される。これにより、第２部分よりも破断部と反対側の板材をさらに少なくし、歩留りをさらに向上させることができる。
【００１７】
本発明において、前記板材は、開口部と、その周りを囲う枠状パターンとを有する成形物に加工されるものであり、前記絞り成形により前記枠状パターンが成形され、前記破断部は、前記板材の前記開口部となる部分に位置してもよい。
【００１８】
これによれば、第２工程において、枠状パターンに対応する部分に、その内側から板材が容易に流入するので、枠状パターンに対応する部分の外側から該部分に流入する板材の量を減らすことができる。この結果、より面積の小さい板材を用いて上記の成形物を得ることができるので、歩留りを向上させることができる。
【００１９】
本発明において、前記板材に対し、複数の前記成形物の前記開口部が、対応する前記枠状パターンを挟んで相互に隣り合うように、該枠状パターンが成形されてもよい。
【００２０】
これによれば、１枚の板材から複数の成形物を得る場合に、第２工程において、各成形物の開口部となる部分から、対応する枠状パターンとなる部分へ板材が流入し易いので、各成形物に対応する板材部分の間の距離を小さく設定することができる。その結果、より面積の少ない板材により複数の成形物についての成形を行うことができるので、歩留りをさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス絞り成形方法で成形される板材上に定められる各部を示す平面図である。
【図２】プレス絞り成形方法に従った工程を示すフローチャートである。
【図３】図２の工程を経て成形されたドアインナーパネルに加工される成形物の平面図である。
【図４】図３の成形物の成形に際して第１工程で板材の第２部分の成形が進行する様子を比較例と対比して示す図であり、（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）は比較例、（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）は実施形態の場合について示す。
【図５】図３の成形物の成形に際して第２工程で板材の第２部分の成形が進行する様子を比較例と対比して示す図であり、（ｄ１）、（ｅ１）は比較例、（ｄ２）、（ｅ２）は実施形態の場合について示す。
【図６】図２の工程を経て成形し得るドアインナーパネルの成形物の別の例を示す平面図である。
【図７】図２の工程を経て成形し得るドアインナーパネルの成形物のさらに別の例を示す平面図である。
【図８】ドアインナーパネルに加工される成形物を成形するために開口穴を設けて破断部を形成する例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。本実施形態のプレス絞り成形方法では、図１に示すように、板材１の第１部分２を把持した状態で図示していない金型を第１位置から第２位置に移動させてプレスすることにより、板材１の第２部分３に対して絞り成形が施される。第２部分３のプレス絞り成形は、金型の下型に対して、上型を第１位置としての上死点から第２位置としての下死点まで移動させることにより行われる。
【００２３】
板材１には、上型が上死点から、上死点と下死点の間の破断位置まで移動したときに、第１部分２と第２部分３との間の破断部４で破断５が生じるように、予め、スリット６が設けられる。スリット６の位置は、板材１の第１部分２と第２部分３との間にあって、第１部分２から第２部分３に向かう方向と交差する方向において破断部４とは異なる位置に設定される。なお、スリット６は、第１工程の進行中に設けてもよい。
【００２４】
プレス絞り成形を行うに際しては、図２に示すように、まず、金型に対して板材１が位置決めされる（ステップＳ１）。次に、板材１の第１部分２が把持された状態で、金型の上型を上死点から、上死点と下死点の間の破断位置まで移動させる第１工程が行われる（ステップＳ２）。
【００２５】
第１工程では、第１部分２が把持されており、第２部分３が、上型で下型に押し付けられて絞られるので、第２部分３に対して張力Ｔが働く。これにより、第２部分３に、適切な形状凍結性を付与する歪、例えば、１．５〜２％の歪が生じる。
【００２６】
そして、上型が破断位置に到達し、破断部４に破断５が生じると、第１工程が完了し、第２工程に移行する。このとき、破断５の発生により、絞り（ドロー）が加えられる第２部分３への破断部４側からの板材１の流入が容易化された状態となる。
【００２７】
第２工程では、この状態で、上型が破断位置から下死点に移動される。この間、板材１の破断部４側から第２部分３への流入が容易に行われるので、破断部４と反対側から第２部分３への板材１の流入が少なくて済む。上型が下死点に到達すると、第２工程が終了し、絞り成形が完了する。
【００２８】
これによれば、第１工程で付与される歪により、成形後における所望の成形精度を得るために必要な形状凍結性を得ることができる。また、第２工程では、破断部４側から板材１が容易に流入するので、第２部分３への破断部４と反対側からの板材１の流入量を減らし、歩留りを向上させることができる。
【００２９】
なお、スリット６及び破断部４は、板材１のうちの破棄される部分に設定されるので、成形された板材１から得られる成形物に影響を与えることはない。また、破断５が生じていない第１工程においても、スリット６が存在するので、破断部４側から第２部分３への板材１の流入は、ある程度は許容される。
【００３０】
図３は、このようにして板材１上に成形されたドアインナーパネルの成形物を示す。図３の上側がドアインナーパネルのルーフ側である。成形物７は、内側に窓ガラスに対応する開口部となる開口部部分８と、開口部部分８を囲うように成形された枠状パターン９とを有する。
【００３１】
図２のプレス絞り成形方法によって、枠状パターン９を成形することができる。この場合、破断部４及びスリット６は、開口部部分８上に設定される。上述の第２部分３は、枠状パターン９のルーフ側直線部９ａ上に存在する。
【００３２】
また、枠状パターン９における第２部分３に対向する部分が第１部分２に該当する。すなわち、枠状パターン９が図２の工程により絞り成形されるとき、第１部分２は、その部分が上型及び下型によって成形されると同時に上型及び下型によって把持され、第１部分２として機能する。
【００３３】
スリット６は、例えば、図３のように、開口部部分８の上下方向の中心線Ｃに関して左右対称に配置された２つのスリット部分６ａ及び６ｂから成る。各スリット部分６ａ及び６ｂは、１か所が内側に丸まって開いたほぼ円形状の形状を有し、開いた部分をそれぞれ左右外側に向けて配置される。中心線Ｃを挟んでスリット部分６ａ及び６ｂが対峙する部分の間が破断部４となる。
【００３４】
このような形状のスリット部分６ａ及び６ｂを予め設けておくことにより、上記図２の工程による金型の移動により、枠状パターン９の第２部分３に該当する部分とともに他の部分の絞り成形が適切に行われる。
【００３５】
図４及び図５は、図２の工程に従い、図３の成形物７における第２部分３の成形が進行する様子の一例を、比較例とともに、図３中のIV−IV線断面で示す。図４（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）、図５（ｄ１）、（ｅ１）は、スリット６が形成されていない板材１を成形する比較例の場合を示しており、図４（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）、図５（ｄ２）、（ｅ２）は、スリット６が形成された板材１を成形する本実施形態の場合を示している。
【００３６】
本実施形態で用いられる金型の上型１０ｅ及び下型１１ｅに対し、比較例では、第２部分３を成形する部分の形状は同じであるが、後述のように、そのルーフ側に隣接する部分を成形する部分の形状が多少異なる上型１０ｃ及び下型１１ｃが用いられる。
【００３７】
図４（ａ１）では、比較例について、金型の上型１０ｃ及び下型１１ｃに対して板材１が位置決めされたときの様子が示されている。図４（ａ２）では、本実施形態について、金型の上型１０ｅ及び下型１１ｅに対して板材１が位置決めされたときの様子が示されている。
【００３８】
図４（ａ１）及び（ａ２）に示すように、比較例及び実施形態のいずれの場合も、第２部分３は、浅絞り部分１２と、これに対してルーフ側に隣接する深絞り部分１３とで構成される。第２部分３の絞り成形は、浅絞り部分１２が第１深さｄ１で行われ、深絞り部分１３は、第１深さｄ１よりも深い第２深さｄ２で行われる。
【００３９】
図４（ａ１）に示す比較例の場合、図３に示される枠状パターン９のコーナ部１４に生じ易いしわに対する対策として、板材１の深絞り部分１３の外側に隣接させて、第２深さｄ２と同等の深さｄ３で絞り成形される外側絞り部分１５ａが設定される。
【００４０】
これに対し、本実施形態の場合、図４（ａ２）に示すように、この外側絞り部分１５ａに対応する外側絞り部分１５ｂの絞り深さｄ４は、外側絞り部分１５ａの絞り深さｄ３よりも小さい値に設定される。
【００４１】
すなわち、絞り深さｄ４は、上型１０ｅにおける深絞り部分１３に対応する部分と外側絞り部分１５ｂに対応する部分との境界部分が、板材１の第２部分３及び外側絞り部分１５ｂに対して、上型１０ｅの他の部分よりも先行して接触しないような最小の値に設定される。なお、図４（ａ１）及び（ａ２）では、板材１のルーフ側端部の位置が、それぞれラインＬ１及びＬ２により示されている。
【００４２】
この状態において、比較例及び本実施形態において、それぞれの上型１０ｃ、１０ｅが下死点から２５［ｍｍ］上方の位置まで下降されると、各板材１の第２部分３が、それぞれ上型１０ｃと下型１１ｃ、上型１０ｅと１１ｅとで押される。これにより、比較例の場合には、スリット６が設けられていないので、図４（ｂ１）において矢印Ｙ１で示されるように、第２部分３に対し、ルーフ側からの板材１の流入が開始する。これにより、第２部分３は伸びが与えられながら成形されていく。
【００４３】
これに対し、本実施形態の場合、スリット６が設けられており、破断部４側から第２部分３への板材１の流入がある程度容易化されているので、図４（ｂ２）において矢印Ｙ２で示されるように、第２部分３に対し、破断部４側から板材１の流入が開始する。これにより、第２部分３は伸びが与えられながら成形されていく。
【００４４】
上型１０ｃ、１０ｅが下死点から１５［ｍｍ］上方の破断位置まで下降されると、比較例の場合には、それまでの第２部分３に対するルーフ側からの板材１の流入によって、図４（ｃ１）のように、ラインＬ１で示される板材１のルーフ側端部の位置が、ルーフと反対側に変位した状態となる。
【００４５】
これに対し、本実施形態の場合には、図４（ｃ２）のように、ラインＬ２で示される板材１のルーフ側端部の位置に変化はない。そして、スリット６の間の破断部４において、破断５（図１）が生じ、第２部分３に対する破断部４側からの板材１の流入がさらに容易化される。
【００４６】
また、この時点に至ると、破断５が生じる前の破断部４を介して第２部分３に付与される張力Ｔ（図３）により、第２部分３に対する適切な形状凍結性を生じさせる歪の付与が完了する。これにより、図２の第１工程が完了し、第２工程に移行する。
【００４７】
この後、さらに上型１０ｃ、１０ｅが下降されると、比較例の場合には、第２部分３に対し、ルーフ側からの板材１の流入が継続する。本実施形態の場合には、第２部分３に対し、破断部４側からの板材１の流入が継続する。したがって、比較例及び本実施形態のいずれの場合も、第２部分３への板材１の流入が支障なく行われ、成形が進行する。
【００４８】
上型１０ｃ、１０ｅが下死点から５［ｍｍ］上方の位置に達する時点では、図５（ｄ１）の比較例では、第２部分３に対するルーフ側からの板材１の流入が継続している。これに対し、本実施形態では、図５（ｄ２）のように、第２部分３に対する破断部４側からの板材１の流入が継続するとともに、矢印Ｙ３で示されるルーフ側からの第２部分３への板材１の流入が開始される。したがって、比較例及び本実施形態のいずれの場合も、第２部分３への板材１の流入が支障なく行われるので、亀裂を生じさせることなく、成形が進行する。
【００４９】
そして、上型１０ｃ、１０ｅが下死点に達すると、図５（ｅ１）及び（ｅ２）のように、亀裂を生じさせることなく成形が完了する。このとき、例えば、比較例における第２部分３に対するルーフ側からの板材１の流入量ｆ１が２０［ｍｍ］、外側絞り部分１５ａの本実施形態における外側絞り部分１５ｂに対する長さの差Ｄ１が１０［ｍｍ］であるとする。また、本実施形態における第２部分３に対するルーフ側からの板材１の流入量ｆ２が５［ｍｍ］であるとする。
【００５０】
この場合、本実施形態によれば、比較例と本実施形態における第２部分３に対するルーフ側からの板材１の流入量の差ｆ１−ｆ２が１５［ｍｍ］となり、これにＤ１を加えた２５［ｍｍ］だけ、板材１のルーフ側端部を削減できることになる。
【００５１】
また、このようなドアインナーパネルの成形を、図６に示すように、車両１台の左右のドアインナーパネルについて１枚の板材１を用いて行うことができる。この場合、各ドアインナーパネルのルーフ側が板材１の対向する端縁側に配置されるようにして成形を行うことにより、板材１を、左右のドアインナーパネルのルーフ側端部について、合せて５０［ｍｍ］削減することができる。したがって、本実施形態によれば、歩留りを向上させることができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、第１工程で付与される歪により必要な形状凍結性を得るとともに、破断５によって板材１の第２部分３への流入が容易になることにより、歩留りを向上させることができる。
【００５３】
また、スリット６や開口穴１８により破断部４が形成されるので、スリット６や開口穴１８の位置や大きさ、形状を選択することにより、第２部分への破断部４側からの板材の流入量や、第２部分に付与される歪の量を適切に設定することができる。
【００５４】
また、第２部分３を浅絞り部分１２及び深絞り部分１３で構成したので、破断部４側から第２部分３への板材１の流入を容易化することができる。これにより、歩留りをさらに向上させることができる。
【００５５】
また、図６のように、左右のドアインナーパネルを１枚の板材１で成形するとともに、その枠状パターン９を図２の工程で成形するようにしたので、左右のドアインナーパネルを、より高い歩留りで成形することができる。
【００５６】
図７は、図２のプレス絞り成形方法を用いて成形されたドアインナーパネルの成形物の別の例を示す。この例では、１枚の板材１に対して、左右のドアインナーパネルの成形物１７が同時に成形される。成形物１７は、それぞれの開口部部分８が、対応する枠状パターン９のルーフ側直線部９ａを挟んで相互に隣り合うようにして、板材１上に成形される。
【００５７】
この場合も、ルーフ側直線部９ａ（第２部分３）へのルーフ側からの板材１の流入量が少なくて済むので、その分、左右の成形物１７を、ルーフ側において従来よりも相互に近接させて成形することができる。したがって、その分、小さいサイズの板材１を使用できるので、歩留りを向上させることができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、破断部４は、第２部分３に十分な張力Ｔを付与でき、かつ上型１０ｅが破断位置に到達したときに破断が生じるような脆弱部であればよく、スリット６に代えて、開口穴等により形成してもよい。
【００５９】
例えば、図８のように、複数の開口穴１８を枠状パターン９のルーフ側直線部９ａ（第２部分３）に沿って形成した場合には、各開口穴１８の間の領域が破断部４となる。また、破断部を、スリット６や開口穴１８によらず、板材１の薄くなった部分等として形成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…板材、２…第１部分、３…第２部分、４…破断部、５…破断、６…スリット、７…成形物、８…開口部部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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