(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが異なる複数の板材を接合して構成された集合ブランク材を金型によってプレス成形する方法であって、
前記集合ブランク材には、板材の接合部位に近接し且つ接合線と略平行な係止辺を有する複数の突起部が設けられ、前記各突起部の前記係止辺を金型に設けられた複数の位置決め部材に当接させて位置決めした後、前記集合ブランク材に対してプレス成形が施されることを特徴とする集合ブランク材のプレス成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記突起部は、相互に接合された板材の厚肉部側に設けられることを特徴とする集合ブランク材のプレス成形方法。
【請求項３】
厚さが異なる複数の板材を接合して構成された集合ブランク材を金型によってプレス成形するための装置であって、
前記集合ブランク材には、板材の接合部位に近接し且つ接合線と略平行な係止辺を有する複数の突起部が設けられ、前記金型を構成する上型または下型の何れか一方には、前記各突起部の前記係止辺に当接して該集合ブランク材を位置決めする複数の位置決め部材が設けられることを特徴とする集合ブランク材のプレス成形装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記複数の位置決め部材は、集合ブランク材に形成された開口部内に配設されることを特徴とする集合ブランク材のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、それぞれ異なる厚さを有する複数の板材が接合された集合ブランク材を、上型と下型とを型締めしてプレス成形する集合ブランク材のプレス成形方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、厚さがそれぞれ異なる板材を、例えば、レーザ溶接等の接合方法により接合した集合ブランク材を金型によってプレス成形する製造方法が知られている。
【０００３】
この種の製造方法では、厚さが異なる板材が突き合わされて一体化されたワークを金型（下型）にセットする際、ワークの外周面を基準としてゲージによってワークを位置決めしてプレス成形を行っている。その際、ワーク自体の寸法誤差（例えば、コイル材の公差等）、金型へ投入する際のバラツキ、プレス成形時のワークの挙動等を吸収するために、ワークとゲージとの間に所定のクリアランスが設けられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術における製造方法において、それぞれ厚さが異なる板材を一体的に結合して構成された集合ブランク材では、金型のキャビティ内に各板材の板厚差に対応する段差部を設ける必要があり（前記段差部については、例えば、特許第２６８７５３６号公報および特開２０００−２４７２１号公報等参照）、各板材の接合部における接合線と前記段差部とのずれにより、いわゆるヒケが発生するという不具合がある（図５および図６参照）。
【０００５】
そこで、従来技術に係る製造方法では、後工程で前記ヒケを除去する仕上げ加工を行わなければならず、非常に煩雑であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、プレス成形する際に高精度に位置決めすることによりヒケの発生を抑制し、後工程で行う仕上げ加工の工数を大幅に低減することが可能な集合ブランク材のプレス成形方法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、厚さが異なる複数の板材を接合して構成された集合ブランク材を金型によってプレス成形する方法であって、
前記集合ブランク材には、板材の接合部位に近接し且つ接合線と略平行な係止辺を有する複数の突起部が設けられ、前記各突起部を金型に設けられた複数の位置決め部材に当接させて位置決めした後、前記集合ブランク材に対してプレス成形が施されることを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記突起部を、相互に接合された板材の厚肉部側に設けることにより、集合ブランク材が高精度に位置決めされて好適である。
【０００９】
さらに本発明は、厚さが異なる複数の板材を接合して構成された集合ブランク材を金型によってプレス成形するための装置であって、
前記集合ブランク材には、板材の接合部位に近接し且つ接合線と略平行な係止辺を有する複数の突起部が設けられ、前記金型を構成する上型または下型の何れか一方には、前記各突起部に当接して該集合ブランク材を位置決めする複数の位置決め部材が設けられることを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記複数の位置決め部材を、集合ブランク材に形成された開口部内に配設するとよい。
【００１１】
本発明によれば、集合ブランク材において位置決め精度を出したい部位である接合部位の接合線に沿った係止辺を有する突起部を集合ブランク材側に設け、プレス成形する際、前記突起部を金型側に設けられた各位置決め部材に当接させることにより、集合ブランク材を高精度に位置決めすることができる。この結果、段差部とのずれによるヒケの発生を抑制し、後工程で行う仕上げ加工の工数を大幅に低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る集合ブランク材のプレス成形方法について、これを実施するプレス成形装置との関連において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るプレス成形方法によってプレス成形加工が施される集合ブランク材を示す。
【００１４】
この集合ブランク材１０は、自動車車体の構成部品であるボデイパネルを構成するものであり、板厚がそれぞれ異なる第１乃至第３板材１２、１４、１６の端部がそれぞれ突き合わされてレーザ溶接されることにより一体的に結合されている。
【００１５】
前記集合ブランク材１０は、フロントピラー部、ルーフ部およびセンタピラー部等の各構成部分に対応する形状からなる第１板材１２と、前記フロントピラー部とセンタピラー部とにそれぞれ接合される凸部およびサイドシル部等の各構成部分に対応する形状からなる第２板材１４と、リアピラー部およびリアフェンダー部等を含む各構成部分に対応する形状からなる第３板材１６とから構成される。なお、前記集合ブランク材１０には、フロントドアパネル用孔部およびリアドアパネル用孔部に対応する第１および第２開口部１８、２０が形成される。
【００１６】
この場合、第１板材１２と第２板材１４との間には、フロントピラー部における第１接合部位２２と、センタピラー部における第２接合部位２４とが設けられ、第１板材１２と第３板材１６との間には、ルーフ部に近接する第３接合部位２６が設けられ、第２板材１４と第３板材１６との間には、リアフェンダー部に近接する第４接合部位２８が設けられる。
【００１７】
第１板材１２には、第１接合部位２２に近接し、且つ第１開口部１８側に向かって所定長だけ突出する第１突起部３０ａと、第２接合部位２４に近接し、且つ第２開口部２０側に向かって所定長だけ突出する第２突起部３０ｂと、第３接合部位２６に近接し、且つ第２開口部２０側に向かって所定長だけ突出する第３突起部３０ｃとが形成される。また、第２板材１４には、第４接合部位２８に近接し、且つ第２開口部２０側に向かって所定長だけ突出する第４突起部３０ｄが形成される。
【００１８】
前記第１乃至第４突起部３０ａ〜３０ｄには、第１乃至第４接合部位２２、２４、２６、２８における接合線から延長され、且つ前記接合線と略平行な係止辺３２がそれぞれ設けられ、前記係止辺３２は後述する位置決め部材と当接する（図３参照）。
【００１９】
前記第１乃至第３板材１２、１４、１６における厚さの関係は、第１板材１２、第２板材１４および第３板材１６の順に板厚が小さくなり、第１乃至第４接合部位２２、２４、２６、２８に近接して設けられた第１乃至第４突起部３０ａ〜３０ｄは、相互に接合された板材の厚さが大きい方にそれぞれ設けられている。
【００２０】
例えば、第１板材１２と第２板材１４とでは第１板材１２の方が厚肉に形成されているため、第１板材１２と第２板材１４との接合線に近接する第１板材１２側にそれぞれ第１突起部３０ａおよび第２突起部３０ｂが設けられている。また、第１板材１２と第３板材１６とでは第１板材１２の方が厚肉に形成されているため、第１板材１２と第３板材１６との接合線に近接する第１板材１２側に第３突起部３０ｃが設けられている。さらに、第２板材１４と第３板材１６とでは第２板材１４の方が厚肉に形成されているため、第２板材１４と第３板材１６との接合線に近接する第２板材１４側に第４突起部３０ｄが設けられている。
【００２１】
次に、プレス成形装置の金型を構成する下型４０を図２に示す。
【００２２】
この下型４０の上面には、フロントドアパネル用孔部およびリアドアパネル用孔部を含む所望の構成部品形状に対応する凸部（図示せず）と、前記凸部の外周および内周にそれぞれ固設され、下型４０に投入された集合ブランク材１０を位置決めして保持する位置決め機構４４とが設けられる。
【００２３】
前記位置決め機構４４は、投入される集合ブランク材１０の外周面に沿って且つ外周側に近接して配置される第１乃至第８位置決め部材４６ａ〜４６ｈと、集合ブランク材１０の内周側、すなわち、第１開口部１８および第２開口部２０内の金型壁面に配置される第９乃至第１２位置決め部材５０ａ〜５０ｄとを備える。
【００２４】
第１および第２位置決め部材４６ａ、４６ｂは、図示しないアクチュエータの駆動作用下に矢印Ｙ方向に沿って変位自在な押圧プレート５２を有し、前記押圧プレート５２を介して集合ブランク材１０を矢印Ｙ方向に沿って押圧可能に設けられる。第３位置決め部材４６ｃは、シリンダ５４と、前記シリンダ５４のピストンロッドの端部に連結された押圧プレート５６とを有し、前記シリンダ５４の駆動作用下に変位する前記押圧プレート５６を介して集合ブランク材１０を矢印Ｘ方向に沿って押圧可能に設けられる。第４乃至第８位置決め部材４６ｄ〜４６ｈは、それぞれ、集合ブランク材１０の外周面に沿った下型４０の上面に、略鉛直方向に沿って立設した状態で固定された固定プレート５８を有する。
【００２５】
前記第１乃至第３位置決め部材４６ａ〜４６ｃは、集合ブランク材１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って押圧する機能を有する。
【００２６】
なお、前記第１および第２位置決め部材４６ａ、４６ｂの押圧プレート５２は、図示しないアクチュエータの駆動作用下に、略鉛直方向に立設した状態から矢印方向に略９０度だけ傾動可能に設けられ、前記押圧プレート５２を傾動させることにより、プレス成形加工が施されたワークを図示しない搬送手段を介して次の工程に簡便に搬出することができる（図２参照）。
【００２７】
第１および第２開口部１８、２０内の下型４０の壁面にブロック体６０を介して固定された第９乃至第１２位置決め部材５０ａ〜５０ｄは、略鉛直方向に沿って立設する固定プレート６２をそれぞれ有し、各固定プレート６２は、接合線に沿って延在する第１乃至第４突起部３０ａ〜３０ｄの係止辺３２と当接するように設けられる（図４参照）。
【００２８】
なお、プレス成形装置を構成する図示しない上型は、下型４０に対応する所定形状の成形面を有し、集合ブランク材１０の平坦表面と接するように設けられる。従って、所望の構成部品形状に対応する凸部を上型に形成し、一方、上型に対応する集合ブランク材１０の成形面を下型４０に形成してもよい。
【００２９】
本発明の実施の形態に係るプレス成形方法を実施するプレス成形装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００３０】
先ず、集合ブランク材１０の製造作業について説明すると、厚さがそれぞれ異なる第１乃至第３板材１２、１４、１６を用意し、第１乃至第３板材１２、１４、１６の端面をそれぞれ突き合わせ、図示しないレーザ溶接装置によって前記突き合わせ面が溶接され、図１に示すような集合ブランク材１０が形成される。
【００３１】
前記集合ブランク材１０を図示しない搬送手段を介して下型４０の上面に装填し、位置決め機構４４を介して該集合ブランク材１０を所定位置に位置決めする。
【００３２】
すなわち、図示しないアクチュエータの駆動作用下に、下型４０に投入された集合ブランク材１０を第１および第２位置決め部材４６ａ、４６ｂの押圧プレート５２によって矢印Ｙ方向に押圧する。その際、第１および第２開口部１８、２０内に配置された第９および第１０位置決め部材５０ａ、５０ｂの固定プレート６２に対して第１および第２突起部３０ａ、３０ｂの係止辺３２を当接させることにより、集合ブランク材１０の矢印Ｙ方向に対する位置決めが完了する（図３参照）。
【００３３】
略同時に、シリンダ５４の駆動作用下に、下型４０に投入された集合ブランク材１０を第３位置決め部材４６ｃの押圧プレート５６によって矢印Ｘ方向に押圧する。その際、第２開口部２０内に配置された第１１および第１２位置決め部材５０ｃ、５０ｄの固定プレート６２に対して第３および第４突起部３０ｃ、３０ｄの係止辺３２を当接させることにより、集合ブランク材１０の矢印Ｘ方向に対する位置決めが完了する（図３参照）。
【００３４】
このように、第１乃至第３板材１２、１４、１６の接合線に近接し且つ集合ブランク材１０の内周側に設けられた第１乃至第４突起部３０ａ〜３０ｄの係止辺３２が、それぞれ下型４０に固定された第９乃至第１２位置決め部材５０ａ〜５０ｄの固定プレート６２に当接することにより、相互に直交する矢印ＸおよびＹ方向の位置決めがなされる。
【００３５】
集合ブランク材１０の位置決めがなされた状態において、図示しない上型と下型４０とを相対的に変位させ、集合ブランク材１０に対して加圧力を付与することによりプレス成形加工が施される。
【００３６】
なお、プレス成形加工が施された集合ブランク材１０は、図示しないアクチュエータによって押圧プレート５２が矢印方向に傾動した後、次の工程に搬出される。
【００３７】
本実施の形態では、プレス成形加工が行われる際、位置精度を出したい接合線（接合部位２２、２４、２６、２８）に近接した部位で集合ブランク材１０の位置決めをすることにより、前記集合ブランク材１０が高精度に位置決めされる。このため、第１乃至第３板材１２、１４、１６の接合線と下型４０に形成された図示しない段差部との間で位置ずれが生じることがなく、ヒケの発生を抑制することができる。
【００３８】
従って、プレス成形時に発生するヒケの発生を激減させることにより、後工程で行う仕上げ加工の工数を大幅に削減することができる。この結果、製造工程を簡素化させることにより製造コストを低減させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４０】
すなわち、板材の接合線に沿った係止辺を有する突起部を集合ブランク材側に設け、プレス成形する際、前記突起部を金型側に設けられた各位置決め部材に当接させることにより、集合ブランク材を高精度に位置決めすることができる。この結果、段差部とのずれによるヒケの発生を抑制し、後工程で行う仕上げ加工の工数を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法によってプレス成形加工が施される集合ブランク材の平面図である。
【図２】前記集合ブランク材が下型に投入された状態を示す斜視図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図３の部分拡大平面図である。
【図５】従来技術において、厚さが異なる板材を上型と下型との間にセットしてプレス成形を行う前の状態を示す一部省略縦断面図である。
【図６】図５において、プレス成形が行われた後の状態を示す一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…集合ブランク材              １２、１４、１６…板材
１８、２０…開口部                ２２、２４、２６、２８…接合部位
３０ａ〜３０ｄ…突起部            ３２…係止辺
４０…下型                        ４４…位置決め機構
４６ａ〜４６ｈ、５０ａ〜５０ｄ…位置決め部材
５２、５６…押圧プレート          ５４…シリンダ
５８…固定プレート
【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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