(57)【要約】【課題】溶接を伴うことなくテーラードブランク材を形成する。【解決手段】プレス成形方法は、ブランク材に脆弱部を形成する工程と、脆弱部を起点としてブランク材の一部を折り曲げてブランク材に重ね合わせる工程と、ブランク材をプレス成形する工程と、を備える。【選択図】図１
2019111564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランク材に脆弱部を形成する工程と、前記脆弱部を起点として前記ブランク材の一部を折り曲げて前記ブランク材に重ね合わせる工程と、前記ブランク材をプレス成形する工程と、を備えることを特徴とするプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り加工その他のプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のドアその他の車体構成部品のプレス成形には、板厚や材質又は強度が異なる複数の板材（例えば鋼板）同士を接合してなるテーラードブランク材が用いられる事がある。テーラードブランク材を車体に使用することで、必要な部位に必要な板厚、材質あるいは強度を付与でき、車体の軽量化をも実現できる。
【０００３】
例えば特許文献１には、異なる板厚を有する複数の板材を組み合わせて溶接突き合わせ面を構成し、この溶接突き合わせ面に沿ってレーザ溶接等を行うことで、テーラードブランク材を製造する方法が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０５４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のようなテーラードブランク材の製造方法では、レーザ溶接装置等の設備が別途必要となり、当該装置自体のコスト及び製造工程の複雑化によって、テーラードブランク材、ひいてはプレス成形品の製造コストが増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、溶接を伴うことなくテーラードブランク材を形成することが可能なプレス成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプレス成形方法は上記の課題を解決するためのものであり、ブランク材に脆弱部を形成する工程と、前記脆弱部を起点として前記ブランク材の一部を折り曲げて前記ブランク材に重ね合わせる工程と、前記ブランク材をプレス成形する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記のように、ブランク材に形成された脆弱部を起点として、ブランク材の一部を折り曲げ、その一部を当該ブランク材に重ね合わせることによって、相対的に厚肉な部分（厚肉部）と相対的に薄肉な部分（薄肉部）とを有するテーラードブランク材を形成できる。このテーラードブランク材にプレス成形を施すことで、溶接を行うことなくプレス成形品を製造できる。このように、本発明はレーザ溶接装置等の設備を必要としないことから、プレス成形品の製造コストを大幅に低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溶接を行うことなくテーラードブランク材を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態に係るプレス成形方法を示す平面図である。
【図２】（ａ）図は、図１のＡ−Ａ線断面図である。（ｂ）図は、脆弱部の他の例を示す断面図である。
【図３】プレス成形機を示す断面図である。
【図４】プレス成形方法の一工程を示す断面図である。
【図５】プレス成形方法の一工程を示す断面図である。
【図６】第二実施形態に係るブランク材を示す平面図である。
【図７】プレス成形方法の一工程を示す断面図である。
【図８】プレス成形後の成形体の一部を示す部分断面図である。
【図９】第三実施形態に係るプレス成形品を示す平面図である。
【図１０】ブランク材の要部を示す平面図である。
【図１１】第四実施形態に係るプレス成形機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１乃至図５は本発明に係るプレス成形方法の第一実施形態を示す。
【００１２】
本実施形態に係るプレス成形方法は、ブランク材１を形成するブランキング工程と、ブランク材１の一部を折り曲げる折曲工程と、ブランク材１にプレス成形を施す成形工程とを主に備える。
【００１３】
ブランキング工程では、ロール状に巻かれた原料鋼板から所定形状のブランク材１を切り出した後、図１（ａ）に示すようにブランク材１に脆弱部２を形成する。脆弱部２は、図２（ａ）に示すように、ブランク材１の厚さ方向に貫通するスリット３を含む。スリット３は、スリット刃をブランク材１に貫通させることにより形成される。本実施形態において、スリット３は、ブランク材１の一方の辺から他方の辺に向かって、断続的かつ直線的に形成される。これに限らず、複数のスリット３を平面視において曲線状に形成してもよい。脆弱部２は、上記のようにブランク材１にスリット３を形成することによって他の部分よりも曲げ強度が低下する部分である。
【００１４】
上記の構成に限らず、脆弱部２は、図２（ｂ）に示すようにブランク材１の一部を薄肉状に構成したものであってもよい。脆弱部２は、例えばエンボス加工等によりブランク材１に凹部４を形成する他、公知の各種方法により形成される。なお、凹部４は、ブランク材１に対して断続的に形成され、又は連続的に形成され得る。
【００１５】
上記のように脆弱部２が形成されることで、ブランク材１には、脆弱部２を境として本体部５と、この本体部５に重ねられる折曲部６とが形成される（図１（ａ）参照）。
【００１６】
折曲工程では、図１（ｂ）に示すように、脆弱部２を起点として、折曲部６を本体部５に重なるように折り曲げる。これにより、ブランク材１には、本体部５よりも厚い部分（厚肉部）が形成される。すなわち、ブランク材１は、相対的に厚肉な部分（厚肉部）と相対的に薄肉な部分（薄肉部：厚肉部を除く本体部５の部分）とを有するテーラードブランク材（差厚ブランク材）となる。
【００１７】
成形工程では、図１（ｃ）に示すように、ブランク材１（テーラードブランク材）にプレス成形を施し、所定形状の成形体７を構成する。この成形工程では、プレス成形と並行して、本体部５と折曲部６とを一体化するクリンチング工程が実施される。本体部５と折曲部６とのクリンチングは、例えばＴＯＸ接合（「ＴＯＸ」は登録商標）により行われる。これにより、成形体７には、本体部５と折曲部６とを連結する加締部７ａが形成される。成形工程後、成形体７は、余分な部分が除去されることで（トリミング工程）、プレス成形品（例えばフロントサイドドア等）となる。
【００１８】
上記の折曲工程、成形工程は、図３に示すプレス成形機８により実施される。本実施形態では、絞り加工用のプレス成形機８を例示する。プレス成形機８は、ダイ９と、パンチ１０と、ブランクホルダ１１とを備える。
【００１９】
ダイ９は、パンチ１０に対して昇降可能に設けられる。本実施形態では、パンチ１０が固定され、ダイ９が図示しない駆動機構により昇降駆動される。ダイ９は、図３に示すように、下面中央に形成された成形面９ａと、この成形面９ａの周囲を囲むように設けられた押さえ面９ｂとを有する。
【００２０】
パンチ１０は、ベース１２に固定される。パンチ１０の上面は、ダイ９の成形面９ａの形状に対応した成形面１０ａを有する。
【００２１】
ブランクホルダ１１は、パンチ１０の全周を囲むように環状に構成される。ブランクホルダ１１の上面のうち、ダイ９の押さえ面９ｂと上下方向で対向する領域は、押さえ面１１ａとして機能する。ブランクホルダ１１は、所定のクッション圧が加わるまでは降下が規制され、所定のクッション圧が加わったときに降下が許容される。
【００２２】
ブランクホルダ１１は、ブランク材１の位置決めを行う位置決め機構１３を備える。位置決め機構１３は、ブランク材１に接触するガイド部材１４と、ガイド部材１４を回動自在に支持するヒンジ部１５と、ガイド部材１４を操作するリンク部材１６とを備える。
【００２３】
ガイド部材１４は、板状又は棒状に構成される。ガイド部材１４は、ブランク材１を案内するガイド部１４ａを一端部に有する。ガイド部材１４の他端部は、ヒンジ部１５に連結されている。ガイド部材１４は、上下方向に沿う案内姿勢（図３参照）と、案内姿勢からパンチ１０に向かって傾斜してブランク材１の折曲部６を折り曲げる折曲姿勢（図４において一点鎖線で示す）と、案内姿勢よりもパンチ１０から離れる退避姿勢（図５参照）とに姿勢を変更できる。
【００２４】
ヒンジ部１５は、ブランクホルダ１１の上面において、ダイ９の押さえ面９ｂと重ならない位置に固定される。リンク部材１６は、ガイド部材１４に設けられたブラケット１７、及びブラケット１７に設けられるヒンジ部１８を介して、ガイド部材１４に連結されている。
【００２５】
ダイ９及びパンチ１０には、ブランク材１の本体部５と折曲部６とを接合するクリンチング装置１９が設けられる。クリンチング装置１９は、ダイ９の成形面９ａに設けられる突起部２０と、パンチ１０の成形面１０ａに形成される凹部２１とを有する。
【００２６】
折曲工程では、図示しないマテハン装置によりにブランク材１をプレス成形機８に搬入する。このとき、ブランク材１の一部は、位置決め機構１３のガイド部材１４に案内され、ブランクホルダ１１の押さえ面１１ａに設置される。
【００２７】
ブランク材１のうち、折曲部６は、案内姿勢にあるガイド部材１４のガイド部１４ａへの接触及びブランク材１の自重により、図４において実線で示すように、本体部５に対して傾斜状に折れ曲がる。この状態から、ガイド部材１４が一点鎖線で示す折曲姿勢となることで、折曲部６は一点鎖線で示すように、本体部５に近づくように折れ曲がる。折曲部６は、その自重により、二点鎖線で示すように本体部５と重なり合うようにさらに折れ曲がる。
【００２８】
なお、ブランク材１の厚さ等の寸法によっては、折曲部６がその自重のみによって二点鎖線で示す位置まで折れ曲がらない場合も想定される。この場合には、まず、ガイド部材１４を折曲姿勢にすることで、折曲部６を一点鎖線で示すような傾斜状に折り曲げた後（仮曲げ工程）、下降するダイ９の成形面９ａをこの折曲部６に接触させ、二点鎖線で示すような本体部５と重なり合う位置まで折り曲げること（本曲げ工程）で、折曲工程を実行することも可能である。
【００２９】
その後、位置決め機構１３は、ガイド部材１４を折曲姿勢から退避姿勢へと変更する。これに限らず、位置決め機構１３は、ガイド部材１４を退避姿勢にすることなく、折曲姿勢から案内姿勢に戻す場合もある。
【００３０】
次に、プレス成形機８は、ダイ９を下降させる。ダイ９は、その押さえ面９ｂと、ブランクホルダ１１の押さえ面１１ａとでブランク材１を挟持した状態で、ブランクホルダ１１と共にさらに下降する。
【００３１】
最終的に、ダイ１２の成形面１２ａとパンチ１３の成形面１３ａとによってブランク材１が成形され、所定形状の成形体７が構成される（図５参照）。この場合において、クリンチング装置１９は、突起部２０を凹部２１に嵌合させることで、その間にある本体部５及び折曲部６の一部を変形させる。これにより加締部７ａ（図１（ｃ）参照）が形成され、本体部５と折曲部６とが機械的に接合される。
【００３２】
以上説明した本実施形態に係るプレス成形方法によれば、ブランク材１の一部である折曲部６を折り曲げて本体部５に重ね合わせることで、厚肉部と薄肉部とを有するテーラードブランク材を形成できる。本方法では、従来のようなレーザ溶接等による接合工程を経ることなくテーラードブランク材を形成できることから、プレス成形品の製造コストを大幅に低減できる。また、折曲工程をプレス成形機８によって行うことで、製造工程を簡素化できることから、プレス成形品を効率良く製造することが可能になる。
【００３３】
図６乃至図８は本発明に係る第二実施形態を示す。本実施形態に係るプレス成形方法では、まず図６に示すように、ブランキング工程において、ブランク材１の複数箇所（図例では４箇所）の脆弱部２（スリット３）を形成する。これにより、脆弱部２の間に、第一折曲部６ａおよび一対の第二折曲部６ｂが形成される。第二折曲部６ｂは、第一折曲部６ａを挟むように、この第一折曲部６ａの両側部に形成される。
【００３４】
図７に示すように、プレス成形機８は、上下方向に進退可能な押圧部材２２を備える。押圧部材２２は、パンチ１０の成形面１０ａから突出し、又はパンチ１０の内部に収容されるように構成される。
【００３５】
ブランクホルダ１１に係る位置決め機構１３のガイド部材１４は、その一端部に形成される第一ガイド部１４ａと、その中途部に形成される第二ガイド部１４ｂとを有する。第一ガイド部１４ａは、第一実施形態のガイド部１４ａの同じ構成を有する。第二ガイド部１４ｂは、ブランク材１の端部に接触するとともに、ブランク材１の第二折曲部６ｂが折れ曲がるように、当該端部を移動させる傾斜部を有する。
【００３６】
図７に示すように、折曲工程では、プレス成形機８に搬入されたブランク材１に対し、押圧部材２２をパンチ１０から突出させて第一折曲部６ａを上方に押し上げる。このとき、ガイド部材１４の第二ガイド部１４ｂは、ブランク材１の端部に接触しており、ブランク材１の下降に応じて、この端部を押圧部材２２側に案内する。これにより、ブランク材１の第二折曲部６ｂは、二点鎖線で示すように、第一折曲部６ａと重なるように折れ曲がる。ブランク材１がブランクホルダ１１に設置されると、第二折曲部６ｂの折れ曲がりにより、本体部５と、第一折曲部６ａと、第二折曲部６ｂとが三重に重ねられた状態となる。
【００３７】
その後、押圧部材２２が後退してパンチ１０に収容され、第一実施形態と同様に成形工程が実行される。成形工程が終了すると、成形体７の一部には、ブランク材１の本体部５と第一折曲部６ａと第二折曲部６ｂとが三重に重ねられてなる成形部分が形成される（図８参照）。その後、成形体７はトリミング工程を経てプレス成形品となる。本実施形態に係るプレス成形品は、自動車のフロアパネルに好適に使用され、特にフロアパネルとフロアセンタを一体化できるという利点を有する。
【００３８】
図９及び図１０は、本発明に係る第三実施形態を示す。本実施形態では、プレス成形品として、自動車の車体を構成するサイドアウタパネル２３を例示する（図９参照）。サイドアウタパネル２３は、二つのドア開口部２４ａ，２４ｂと、センタピラー部２５とを備える。
【００３９】
このサイドアウタパネル２３を成形する場合、ブランク材１は、センタピラー部２５を形成するための第一折曲部６ａと第二折曲部６ｂとを備える。第一折曲部６ａは、一方のドア開口部２４ａの範囲内に形成され、第二折曲部６ｂは他方のドア開口部２４ｂの範囲内に形成される。本実施形態では、図１０に示すように、第一折曲部６ａを本体部５に重ね合わせ、第二折曲部６ｂを本体部５に重ね合わせたとき、本体部５（センタピラー部２５）、第一折曲部６ａ、及び第二折曲部６ｂが三重に重なり合う三重部分２６（クロスハッチングで示す部分）が形成される。これにより、センタピラー部２５において補強が必要な部分（三重部分２６）を溶接によることなく形成できる。
【００４０】
図１１は、本発明に係る第四実施形態を示す。本実施形態では、プレス成形機８における位置決め機構１３の構成が第一実施形態と異なる。位置決め機構１３のガイド部材１４は、その端部（ガイド部１４ａ）にブランク材１を案内するローラ２７を備える。ローラ２７は、ガイド部１４ａに回転可能に支持される。ローラ２７は、プレス成形機８に搬入されたブランク材１の折曲部６に接触する。ローラ２７は、下降するブランク材１に応じて回転することで、当該ブランク材１の位置決めを阻害することなく、折曲部６を支持し、所定の方向に案内する。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４２】
上記の実施形態では、絞り加工によるプレス成形方法を例示したが、本発明はこれに限定されず、他のプレス成形方法にも適用可能である。
【００４３】
上記の実施形態では、プレス成形機８によって折曲工程を実行する例を示したが、本発明はこれに限定されず、ブランク材１をプレス成形機８に搬入する前に折曲工程を実行してもよい。
【００４４】
上記の実施形態では、ガイド部材１４をヒンジ部１５により回動自在に構成した位置決め機構１３を例示したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、位置決め機構１３における複数のガイド部材１４のうち、折曲部６に接触せず、本体部５のみを案内するガイド部材１４は、ヒンジ部１５を介することなく、ブランクホルダ１１に固定されていてもよい。このガイド部材１４は、ブランクホルダ１１の上面から上方に突出する案内姿勢のみにより、ブランク材１（本体部５）の位置決めを行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１            ブランク材
２            脆弱部
５            本体部
６            折曲部
６ａ          第一折曲部
６ｂ          第二折曲部
【図１】
2019111564.tif 000003
【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】
2019111564.tif 000009
【図８】
2019111564.tif 000010
【図９】
2019111564.tif 000011
【図１０】
2019111564.tif 000012
【図１１】
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