(57)【要約】【課題】    折り曲げ部の曲げR が小さくても、曲げ部の割れと曲げ部の外形線の寸法精度との両立が図れるアルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法を提供することである。【解決手段】  アルミニウム合金パネル1 の外縁部1aに対し、パネル1 と直交する方向に力を加えて、パネル外縁部1aを折り曲げて第一の折り曲げ部1bを形成した後、この第一の折り曲げ部近傍のパネル平坦部1cを押圧しつつ、第一の折り曲げ部1b形成の際と同じ方向から力を加えて、この第一の折り曲げ部1bよりも内側のパネル平坦部1cが新たな折り曲げ部1cとなるように、パネル外縁部1aを更にパネル1 内側に折り曲げ、その後、更にパネル外縁部1aを略180 °の角度までパネル内側に折り曲げてフラットヘミング加工部を形成することである。【選択図】        図１
2005161389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金パネルを押圧しつつパネル外縁部を折り曲げるフラットヘミング加工方法であって、パネルと直交する方向に力を加えてパネル外縁部を折り曲げ、第一の折り曲げ部を形成した後、この第一の折り曲げ部形成の際と同じ方向から力を加えて、この第一の折り曲げ部よりも内側のパネル平坦部が新たな折り曲げ部となるように、前記パネル外縁部を更にパネル内側に折り曲げ、その後更に、前記パネル外縁部を略180 °の角度までパネル内側に折り曲げてフラットヘミング加工部を形成することを特徴とするアルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法。
【請求項２】
前記パネルがアウタパネルであって、前記新たな折り曲げ部に、インナパネルの外縁部を挿入した後、更にパネル外縁部を略180 °の角度までパネル内側に折り曲げてフラットヘミング加工部を形成する請求項１に記載のアルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材アルミニウム合金板を成形したアルミニウム合金パネルの、フラットヘミング加工（以下、アルミニウムを単にAlとも言う）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のフード、フェンダー、ドア、ルーフ、トランクリッドなどのパネル構造体の、アウタパネル (外板) やインナパネル( 内板) 等のパネル材には、薄肉でかつ高強度で成形加工性 (以下、単に成形性と言う) に優れた、AA乃至JIS 規格に規定された (規格を満足する) 、Al-Mg 系の5000系や、Al-Mg-Si系の 6000 系 (以下、単に5000系乃至6000系と言う) のAl合金板（圧延板) が使用されている。
【０００３】
この内、特に6000系Al合金板は、Si、Mgを必須として含み、特に優れた時効硬化能を有しているため、プレス成形や曲げ加工時には低耐力化により成形性を確保するとともに、成形後の焼付塗装処理などの人工時効処理時の加熱により時効硬化して耐力が向上し、必要な強度を確保できる利点がある。
【０００４】
また、これら6000系Al合金板は、Mg量などの合金量が多い、他の5000系のAl合金板などに比して、合金元素量が比較的少ない。このため、上記自動車材として使用された6000系Al合金スクラップを、Al合金溶解材 (溶解原料) として再利用する際に、元の6000系Al合金鋳塊が得やすく、リサイクル性にも優れている。
【０００５】
前記自動車パネル構造体のアウタパネルでは、素材である板の張出成形工程やトリム工程等のプレスなどによる成形加工後に、アウタパネルの縁を折り曲げて (180 度折り返して) 、成形加工後のインナパネルの縁との接合を行う、曲げ加工の一種である、ヘミング加工 (はぜ折り加工、以下ヘム加工と言う) が行われる。
【０００６】
従来の一般的なヘム加工の概要を図7(a)〜(c) に示す。同図に示す通り、ヘム加工は、以下に詳述する、図7(a)のダウンフランジ工程、図7(b)のプリヘム工程を経て、図7(c)のフラットヘム工程か、または図示しないロープドヘム工程などの選択により基本的に行われる。
【０００７】
まず、図7(a)では、ダイス101 と板押さえ102 により固定した、プレス成形加工後のアウタパネル1 を示している。そして、アウタパネル1 の点線で示した外縁部1aに対し、ポンチ100 により、図の矢印で力のかかる方向を示す通り、アウタパネル1 に直交する方向 (図の上方に向かって) に力を加えて、外縁部1aを直角(90 °) に近い角度まで折り曲げ、折り曲げ部1bを形成する。
【０００８】
次に、図7(b)では、同じく、ダイス104と板押さえ102 により固定した、上記ダウンフランジ工程後のアウタパネル1 を示している。そして、このプリヘム工程では、アウタパネル1 の点線で示した外縁部1aを、ポンチ103 により、更に約135 °までパネル内側に折り曲げた、折り曲げ部1bを形成する。この際、上方より、ポンチ103 により、図の2 方向の矢印で力のかかる方向を示す通り、直角に折り曲げられた点線で示す外縁部1aに対しては、アウタパネル1に直交する方向 (図の下方に向かって) およびアウタパネル1 に平行な方向 (図の横方向) の二つの方向に力が加えられる。
【０００９】
このプリヘム工程で形成された上記折り曲げ部1bは、上記図7(a)のダウンフランジ工程後の折り曲げ部1bと同じであり、同じパネル部位に形成されている。
【００１０】
更に、図7(c)のフラットヘム工程では、絞り工程やトリム工程等の成形加工後のインナパネル2 の外縁部2aを、上記プリヘム工程後のアウタパネル1 の折り曲げ部1b内に挿入 (収容) する。そして、アウタパネル1 およびインナパネル2 とを、板押さえ (図示せず) とダイス102 により固定するとともに、アウタパネル1 の外縁部1aを、ポンチ105 により、更に180 °の角度までパネル内側に折り曲げ、フラットヘムを形成する。このようにして、インナパネル2 の外縁部2aと、アウタパネル1 のフラットヘム部（180 度折り曲げ部) とが接触して、両者が端部同士において接合されるとともに密着される。
【００１１】
なお、このフラットヘム工程で形成された上記折り曲げ部1bも、上記図7(a)や図7(b)の折り曲げ部1bと同じであり、同じパネル部位に形成されている。
【００１２】
ここで、図示しないロープドヘム工程は、上記図7(c)のフラットヘム工程に比較して、ヘム縁曲部（折り曲げ部) の形状が、円弧状に膨らんだ、ロープ状の形状を有しており、シャープ乃至フラットなヘム形状ではなく、外観性も良くない。また、アウタパネルとインナパネルとの接触面積が少なく接合性や密着性に欠ける等の問題もある。このため、特に、外観や美観を重視する自動車部品などにおいては、ヘム加工の最終工程を、厳しい曲げ加工となる、図7(c)のフラットヘム工程により行うことが通常となっている。
【００１３】
前記アウタパネルとインナパネル用のAl合金パネル材は、パネル材の軽量化のために、1.2mm 以下の板厚に近年益々薄肉化されている。例えば、アウタパネル用のAl合金パネル材は0.8mm 以上の、0.9 〜1.2mm の板厚が主流である。また、インナパネル用のAl合金パネル材は1.0mm 以下の、0.8 〜1.0mm の板厚が主流である。
【００１４】
しかし、これら薄肉化されたAl合金パネル材では、特にアウタパネル材の縁曲部に挿入されるインナパネル材の板厚が薄くなるほど、曲げ条件としては厳しくなり、フラットヘム加工が難しくなる。このため、薄肉化されたAl合金パネル材のフラットヘム加工において、形成されるフラットヘムの縁曲部A には、図8(a)に示すような、程度順に、肌荒れX 、微小な割れY 、比較的大きな割れZ 等の不良が生じ易くなり、部材への適用ができなくなることが多い。
【００１５】
これに対し、186MPa程度の高強度なAl合金板のフラットヘム加工において、例えば、前記図7(a)のダウンフランジ工程において、アウタパネル材に形成されるフランジコーナー部の曲げ半径Rd (ダイスの肩半径) を大きくし、より具体的には、Al合金板の板厚との関係で、曲げ半径Rdを0.8t〜1.8t (但しt はAl合金板の板厚) として前記不良の発生を防止することが提案されている (特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭63-2690 号公報（図4)
【００１６】
確かに、この方法により、ダイスの肩半径Rdを大きくすると、前記フラットヘム工程における不良の発生を防止することが可能となる。即ち、フラットヘム折り曲げ部の表面性状に優れ、アウタパネル (外板) とインナパネル (内板) との接合性や密着性も良好なヘミング加工が可能となる。
【００１７】
しかし、このように、ダウンフランジ工程において、ダイスの肩半径Rd (折り曲げ部1bの曲げR)を大きくすると、最終的なフランジの曲げ線位置が、第1 の工程であるダウンフランジ工程のみで決まらず、後の工程でも曲げ線位置が順次変化する。この結果、フランジ部の形状が所定の設計形状通りにならないという別の問題を生じる。即ち、第1 の工程のダウンフランジ工程でシャープな曲げ線が形成されない状態で、次のプリヘム工程やフラットヘム工程に移ると、以降の工程中に、曲げ変形の位置が微妙に変化するために、最終的なフランジの曲げ線位置が、当初の曲げ位置と異なる結果を招く。
【００１８】
より具体的には、フラットヘム工程において、図8(b)に示すように、フラットヘムの曲げ部 (縁曲部)Aの本来の設計上の外径線乃至外形線a1に対し、実際の加工後の外形線 (曲げ線位置)a2 が、図8(b)の様に、Δa だけ短く (小さく) なる、或いは逆に長すぎたりする、ばらつきが顕著となる。このため、自動車のドア、エンジンフード、トランクリッド等に使用される場合、外形線a1の形状精度や寸法精度が出ないという問題を生じる。
【００１９】
即ち、前記文献1 の方法では、前記図7 のダイス101 の肩半径Rd (折り曲げ部1bの曲げR)を大きくするため、折り曲げ部1bの曲げR ( 以下、単に曲げ半径とも言う) が変化する傾向にあり、曲げ部の割れは防止できるが、曲げ部の外形線の寸法精度は出なくなる。
【００２０】
このように、フラットヘム加工においては、前記図8(a)に示したようなヘム縁曲部A  (曲げ部) に割れが生じる問題の他に、前記図8(b)に示したようなヘム縁曲部A の外形線の寸法精度が出ない寸法精度不良問題がある。しかも、この曲げ部の割れと曲げ部の外形線の寸法精度との両立が難しい。
【００２１】
この問題に対し、130MPa以上の高強度なAl合金板のフラットヘム加工として、前記図7(a)のダウンフランジ工程において、ダイス101 の肩半径RdをRd/t (板厚) で0.8 以下、およびポンチ100 の肩半径RpをRp/t (板厚) で1.0 以上と各々することが提案されている (特許文献２参照）。
【特許文献２】特開2001-205365 号公報（図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
前記文献2 の方法では、この曲げ部の割れと曲げ部の外形線の寸法精度との両立を目指しているが、ダイス101 の肩半径Rdとポンチ100 の肩半径Rpの制御だけでは限界がある。即ち、前記図7 の折り曲げ部1bの曲げR(ダイス101 の肩半径Rd/ 板厚t)が、例えば0.5 以下の小さい領域、あるいは0.5 以下に小さくなるほどやはり曲げ部の割れが生じやすくなる。
【００２３】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、折り曲げ部の曲げR が小さくても、曲げ部の割れと曲げ部の外形線の寸法精度との両立が図れるアルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この目的を達成するために、本発明アルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法の要旨は、アルミニウム合金パネルを押圧しつつパネル外縁部を折り曲げるフラットヘミング加工方法であって、パネルと直交する方向に力を加えてパネル外縁部を折り曲げ、第一の折り曲げ部を形成した後、この第一の折り曲げ部形成の際と同じ方向から力を加えて、この第一の折り曲げ部よりも内側のパネル平坦部が新たな折り曲げ部となるように、前記パネル外縁部を更にパネル内側に折り曲げ、その後更に、前記パネル外縁部を略180 °の角度までパネル内側に折り曲げてフラットヘミング加工部を形成することである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、従来のダウンフランジ工程と同様に、パネル外縁部を折り曲げて第一の折り曲げ部を形成した後、従来のプリヘム工程とは異なり、この第一の折り曲げ部よりも内側のパネル平坦部が新たな折り曲げ部となるように、パネル外縁部を更にパネル内側に折り曲げることを特徴とする。
【００２６】
そして、この新たな折り曲げ部を形成するに際して、上記第一の折り曲げ部近傍のパネル平坦部を押圧しつつ、第一の折り曲げ部形成の際と同じ方向から力を加えて行なう。
【００２７】
これによって、本発明では、敢えて、ダウンフランジ工程での折り曲げ部と、プリヘム工程での折り曲げ部とを異ならせ、前記図7 のダイス101 の肩半径Rd (折り曲げ部1bの曲げR)が小さい領域では、特に、ヘム加工の際に折り曲げ部に負荷される最大ひずみ量が著しく軽減される。この結果、折り曲げ部1bの曲げR を小さくしても、曲げ部の割れが防止でき、曲げ部の外形線の寸法精度も向上する。
【００２８】
これに対して、前記した従来のヘム加工では、ダウンフランジ工程、プリヘム工程、フラットヘム工程の各工程において、前記した通り、各々折り曲げ部 (図7 の折り曲げ部1b) は基本的に同じである。このため、この同じ折り曲げ部に対して、上記各工程において繰り返し曲げ加工の際のひずみが負荷され、ひずみが蓄積する。この結果折り曲げ部1bの曲げR が小さい領域では、折り曲げ部に負荷される最大ひずみ量が高くなり、曲げ部の割れが生じやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態につき、図面を用いて説明する。
図1 は、本発明アルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法の一実施形態を示す説明図である。この内、図1(a)はダウンフランジ工程、図1(b)はプリヘム工程、図1(c)および(d) はフラットヘム工程を各々示す。
【００３０】
(ダウンフランジ工程)
先ず、図1(a)のダウンフランジ工程は、前記図7(a)で説明した、従来のダウンフランジ工程と基本的には同じである。即ち、ダイス11と板押さえ12により、押圧しつつ固定した、プレス成形加工後のアウタパネル1 の点線で示した外縁部1aに対し、ポンチ10をパネル下方から上方へ上昇させて、図の矢印の通り、アウタパネル1 に直交する方向 (図の上方に向かって) に力を加える。そして、外縁部1aを直角(90 °) に近い角度まで折り曲げて、第一の折り曲げ部である、曲げR を有する折り曲げ部1bを形成する。
【００３１】
図1(a)のダウンフランジ工程では、折り曲げ角度 (曲げ角度) を90度としている。ただ、本発明のダウンフランジ工程では、従来のダウンフランジ工程のように外縁部1aを直角に近い角度まで折り曲げる必要は無く、また、それ以上の曲げ角度まで折り曲げることも可能である。本発明におけるダウンフランジ工程では、次工程であるプリヘム工程との関係で、外縁部1aは30度から130 度程度までの折り曲げ角度が適宜選択される。これは、次工程であるプリヘム工程において、後述する通り、本ダウンフランジ工程と同じ方向から力を加えて、折り曲げ部1bを更に折り曲げるので、外縁部1aを直角に近い角度まで折り曲げる必要が無いからである。
【００３２】
なお、ダウンフランジ工程におけるアウタパネル1 の曲げ半径 (曲げR 、Rd/t) は0.5 〜2.0 の範囲とすることが好ましい。この曲げ半径は、前記図7 で示したダイス101 の肩半径Rdおよびポンチ100 の肩半径Rpを調整して行う。
【００３３】
アウタパネルの90°曲げ半径が0.5 未満の場合には、特にインナパネルが1.0mm 以下に薄肉化された場合のフラットヘム加工や、後述する図1(c)のように、インナパネル2をアウタパネル1 の新たな折り曲げ部1c内に挿入しない態様では、本発明方法にも関わらず、フラットヘム加工工程において、ヘム曲げ部の不良が生じやすくなる。
【００３４】
一方、アウタパネルの曲げ半径が2.0 を越える場合、ロープドヘムに近くなり、ヘム縁曲部の外観なり美観なりが損なわれる可能性が大きくなる。また、フラットヘムの縁曲部の本来の設計上の外径線乃至外形線に対し、実際の加工後の外形線が短くなる、或いは逆に長すぎたりして、形状精度や寸法精度が出ない可能性も大きくなる。
【００３５】
(プリヘム工程)
本発明が特徴付けられ、また、従来のヘム加工方法と大きく異なるのは、このプリヘム工程である。図1(b)では、ダイス13と板押さえ12により押圧しつつ固定した、上記ダウンフランジ工程後のアウタパネル外縁部1aを点線で示している。このプリヘム工程では、第一の折り曲げ部であるダウンフランジ工程による折り曲げ部1bよりも、内側のパネル平坦部1c (点線の斜線で示す) を、このプリヘム工程における新たな折り曲げ部1cとする。
【００３６】
このため、プリヘム工程において、ダウンフランジ工程と同じポンチ10により、ダウンフランジ工程と同じ方向から力を加えるに際し、力を加える位置を、新たな折り曲げ部1cの分Δl だけ、パネル内側 (横) 方向にずらす。
【００３７】
但し、ここにおいて、上記Δl は、その長さ（ずれ量）の程度にもよるが、前記図8(b)で示した設計上の外形線a1からの実際の加工後の外形線 (曲げ線位置)a2 の線ずれ量Δa となり得る。したがって、本発明において、設計上の外形線a1を、予め、上記Δl を見込んで設計することが好ましい。
【００３８】
そして、ダウンフランジ工程後のアウタパネル1 の点線で示した新たな折り曲げ部1cとなるパネル平坦部分1cに対し、ポンチ10をパネル下方から上方へ上昇させて、図の矢印の通り、ダウンフランジ工程と同じく、アウタパネル1 に直交する方向 (図の上方に向かって) に力を加える。そして、前記第一の折り曲げ部1bをも加えた、新たな折り曲げ部1cを形成する。
【００３９】
この際、プリヘム工程における外縁部1aのパネル内側への折り曲げ角度は、外縁部1aが折り曲げの際に押しつけられる、板押さえでもあるダイス13の傾斜面13a の角度によって決まる。この外縁部1aの折り曲げ角度は、従来と同じ約135 度程度で良い。なお、この折り曲げ角度は、必ずしも約135 度でなくても良いが、後述するフラットヘム加工が可能な折り曲げ角度とする。
【００４０】
このように、本発明では、敢えて、ダウンフランジ工程での折り曲げ部と、プリヘム工程での折り曲げ部とを異ならせている。このため、折り曲げ部1bの曲げR が小さい領域では、特に、ヘム加工の際に折り曲げ部に負荷される最大ひずみ量が著しく軽減される。
【００４１】
また、本発明では、プリヘム工程において、ポンチ10により、ダウンフランジ工程と同じ方向から、新たな折り曲げ部1cとなるパネル平坦部分1cに対し、力を加えている。このため、ヘム加工の際に折り曲げ部に負荷される最大ひずみ量が、前記従来のプリヘム工程に比して、軽減される。
【００４２】
これらの相乗作用によって、本発明では、折り曲げ部1bの曲げR を小さくしても、曲げ部の割れが防止でき、曲げ部の外形線の寸法精度も向上する。
【００４３】
これに対して、従来のプリヘム工程で形成される折り曲げ部1bは、前記した通り、ダウンフランジ工程後の折り曲げ部1bと同じであり、同じパネル部位に形成されている。このため、上記各工程において繰り返し曲げ加工の際のひずみが負荷され、ひずみが蓄積する。この結果、特に折り曲げ部1bの曲げR が小さい領域では、折り曲げ部1bに負荷される最大ひずみ量が、上記本発明プリヘム工程に比して高くなる。
【００４４】
また、前記従来のプリヘム工程では、ダウンフランジ工程とは異なり、ダイスによって板の曲げ内側が拘束されることなく曲げ変形が生じる。このため、特に折り曲げ部1bの曲げR が大きい場合には、プリヘム加工時に曲げ線の位置がずれることが起こりやすく、最終的に得られるヘム部の外周寸法が、当初の狙い位置から大きくなる、あるいは、反対に小さくなる、などの問題が生じる。
【００４５】
更に、本発明では、プリヘム工程においてダウンフランジ工程と同じ方向から力を加えるため、テーブルトップなどの特別な設備を必要としない利点もある。因みに、前記図7(b)で示した従来のプリヘム工程では、アウタパネルに直交する方向と平行な方向の二つの方向から力を加えるための、上記テーブルトップなどの特別な設備が必要となる。なお、プリヘム工程において使用するポンチ10は、ダウンフランジ工程と同じでも異なっても良い。
【００４６】
(フラットヘム工程)
図1(d)のフラットヘム工程は、前記図7(a)で説明した、従来のダウンフランジ工程と基本的には同じである。即ち、絞り工程やトリム工程等の成形加工後のインナパネル2 の外縁部2aを、上記プリヘム工程後のアウタパネル1 の新たな折り曲げ部1c内に挿入する。
【００４７】
そして、アウタパネル1 およびインナパネル2 とを、ダイス (あるいは板押さえ)12 により押圧しつつ固定するとともに、アウタパネル1 の外縁部1aに対し、ポンチ14により、矢印で示す如く、外縁部1aの上方から、下方に力を加え、アウタパネル1 の外縁部1aを更に180 °の角度までパネル内側に折り曲げ、フラットヘムを形成する。このようにして、インナパネル2 の外縁部2aと、アウタパネル1 のフラットヘム部（180 度折り曲げ部) とが接触して、両者が端部同士において接合されるとともに密着される。
【００４８】
なお、ここで、図1(c)の態様は、インナパネル2 をアウタパネル1 の新たな折り曲げ部1c内に挿入しない態様であって、それ以外は、図1(d)のフラットヘム工程と同じである。図1(c)の態様は、インナパネル2 が無い分、アウタパネル1 の外縁部1aとアウタパネル1 の平坦部分とが直接接触するため、180 度よりも大きな折り曲げ角度となる。その意味で、上記図1(d)の態様よりも、特に折り曲げ部の曲げR が小さい領域では、折り曲げ部に負荷される最大ひずみ量が高くなる。この点で、図1(c)の態様にも本発明を適用した場合には、折り曲げ部の割れの改善に有利となる。
【００４９】
このように、本発明は、従来のヘム加工工程および条件を大きく変えずに、前記二つの効果の達成が可能であるという利点も有する。
【００５０】
なお、本発明でのフラットヘム加工が、例えば、Al合金アウタパネルの4 周囲に対して全て行われるか、選択される辺 (側縁部) のみに対して行われかは、部材の設計に応じて、適宜選択される。
【００５１】
(Al合金パネル素材板)
次に、本発明に適用されるAl合金パネル素材の好ましい態様について以下に説明する。
【００５２】
本発明フラットヘム加工が適用されるAl合金アウタパネルの耐力は100 〜170MPaの範囲とする事が好ましい。耐力が170MPaを越えた場合、特にインナパネルが挿入されない、あるいはインナパネルが1.0mm 以下に薄板化されたような、厳しいフラットヘム加工条件では、素材パネル自体のヘム加工性自体の低下によるヘム曲げ部分 (縁曲部) に割れ等の不良が生じる可能性が高い。
【００５３】
一方、Al合金アウタパネルの耐力が100 MPa 未満では、自動車部材などのアウタパネルとして、必要とされる低温時効硬化能が得られず、成形加工に続く、続く塗装焼き付け硬化処理( 人工時効硬化処理) などで、パネル構造体としての必要強度やデント性などが不足する可能性がある。
【００５４】
本発明では、Al合金アウタパネルの板厚につき、Al合金アウタパネルの板厚が0.8mm 以上で、Al合金インナパネルの板厚が1.0mm 以下のものなど、ヘム加工がより厳しい条件に適用されて、より有利となる。また、パネル乃至パネル構造体の軽量化の点でも、Al合金インナパネル材の板厚は1.0mm 以下であることが好ましい。Al合金アウタパネルの板厚がこれより薄く、Al合金インナパネルの板厚がこれより厚いものでは、板厚の効果によって、ヘム加工性が素材面から大きく改善される。
【００５５】
本発明は、アウタパネルのAl合金の種類は問わないが、自動車部材などのアウタパネルへの適用を考慮すると、前記低温時効硬化能、プレス成形性、耐食性、溶接性などの諸特性を兼備する方が好ましい。したがって、Al-Mg 系の5000系や、Al-Mg-Si系の 6000 系のAl合金板素材（圧延板) が有利である。
【実施例１】
【００５６】
Al合金アウタパネルに前記図1 の方法でフラットヘム加工を施した場合 (インナパネル挿入有り) の、外形線の寸法精度 (線ずれ量) と最大ひずみ量を解析により調査および評価した。また、比較のために、前記図7 の従来の (通常の) 方法でフラットヘム加工を施した場合も、同様に調査および評価した。
【００５７】
フラットヘム加工するアウタパネル素材は、AA 6016 Al合金規格組成の過剰Si型6000系高強度Al合金板 (引張強度σy :245MPa 、0.2%耐力:143MPa 、伸びδ28.7%)とした。このAl合金板に、プレス成形を模擬した5%のストレッチ (予歪み) を加えて、プレス成形後のパネルとし、前記図1 と図7 の方法でフラットヘム加工を施す場合を想定した。
【００５８】
また、解析には汎用の動的陽解法ソフトLS-DYNA3d を用いて計算した。この計算では、ポンチやダイスなどの工具とパネルとの間の摩擦係数を0.15とした。更に、発明例の場合には、前記図1(b)のプリヘム工程において、ポンチ10により、ダウンフランジ工程と同じ方向から力を加えるに際し、力を加える位置を、新たな折り曲げ部1cの分Δl だけ、パネル内側 (横) 方向にずらすため、設計上の外形線a1を、予め、上記Δl を見込んで設計したものとした。
【００５９】
解析では、前記図8(b)で示した設計上の外形線a1と、加工後の外形線 (曲げ線位置)a2 との差 a1 −a2を線ずれ量(mm)として計算した。また、曲げ部に加わる最大ひずみ量(%) を計算した。ヘム加工 (解析) 条件と、これらの結果を表1 に示す。
【００６０】
また、表1 における発明例1 の各ヘム工程におけるパネルの変形過程の解析結果を図2 〜4 に示す。図2 はダウンフランジ工程を示し、ダイス11と板押さえ12により固定した、アウタパネル1 の点線で示した外縁部1aに対し、ポンチ10をパネル1 下方から上方へ上昇させて力を加えた際の、アウタパネル1 の外縁部1aの変形状態を示す。ここにおいて、外縁部1aは90度ではなく、110 度に折り曲げられて、第一の折り曲げ部である折り曲げ部1bが形成されている。
【００６１】
図3(a)、(b) 、(c) は、プリヘム工程における変形過程を順に示している。
図3(a)は、ダイス13と板押さえ12により固定した、上記ダウンフランジ工程後のアウタパネル外縁部1aをポンチ10によって折り曲げる前の状態を示している。
図3(b)、(c) は、アウタパネル外縁部1aを、ポンチ10の押し上げによって、折り曲げ、新たな折り曲げ部1cが作られる変形過程を順次示している。
【００６２】
図4(a)、(b) 、(c) は、フラットヘム工程におけるアウタパネル外縁部1aの変形過程を順に示している。即ち、インナパネル2 を挿入後、ポンチ14による、アウタパネル外縁部1aの下方への押し下げによって、フラットヘム部が順次形成され、インナパネル2 の外縁部2aと、アウタパネル1 のフラットヘム部（180 度折り曲げ部) とが接触して両者が端部同士において接合されるとともに密着されていく変形状態を示している。
【００６３】
更に、前記表1 の結果につき、最大ひずみ量とダウンフランジ工程における90度曲げR との関係、線ずれ量とダウンフランジ工程における90度曲げR との関係で再整理した結果を、図5 、6 に各々示す。なお、図5 、6 において、黒丸、黒四角のプロットが発明例であり、白三角のプロットが比較例である。
【００６４】
前記表1 と、図5 、6 から明らかな事項を以下に説明する。
前記図1 の方法でフラットヘム加工を施した各発明例と前記図7 の従来の (通常の) 方法でフラットヘム加工を施した比較例とは、図5 など、最大ひずみ量において大差が無いように見える。しかし、図6 から明らかな通り、比較例において、線ずれ量を1mm 以下にしようとすれば、90度曲げR を0.5mm 以下に小さくする必要があることが分かる。そして、このように、90度曲げR を0.5mm 以下に小さくした場合に、比較例では、図5 から明らかな通り、最大ひずみ量が80% に近い大きな値となることが分かる。即ち、比較例では、曲げ部の割れ防止と、外形線の寸法精度との両立が困難であることが分かる。
【００６５】
一方、発明例では、図5 、6 から明らかな通り、90度曲げR にかかわらず、線ずれ量を0.3mm 程度にとどめつつ、最大ひずみ量も60% 以下とすることができる。したがって、これら発明例から、本発明が、フラットヘミング加工において、曲げ部の割れ防止と、外形線の寸法精度との両立ができることが分かる。
【００６６】
【表１】
2005161389.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明によれば、折り曲げ部の曲げR が小さくても、曲げ部の割れと曲げ部の外形線の寸法精度との両立が図れるアルミニウム合金パネルのフラットヘミング加工方法を提供することができる。したがって、アルミニウム合金板のパネル成形用途への適用拡大を図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明ヘミング加工方法の概要を示し、図1(a)はダウンフランジ工程、図1(b)はプリヘム工程、図1(c)はフラットヘム工程を各々示す説明図である。
【図２】実施例におけるダウンフランジ工程のパネル変形過程の解析結果を示す説明図である。
【図３】実施例におけるプリヘム工程のパネル変形過程の解析結果を示す説明図である。
【図４】実施例におけるフラットヘム工程のパネル変形過程の解析結果を示す説明図である。
【図５】実施例における最大ひずみ量とダウンフランジ工程における90度曲げR との関係を示す説明図である。
【図６】実施例における線ずれ量とダウンフランジ工程における90度曲げR との関係を示す説明図である。
【図７】従来のヘミング加工方法の概要を示し、図7(a)はダウンフランジ工程、図7(b)はプリヘム工程、図7(c)はフラットヘム工程を各々示す説明図である。
【図８】ヘミング加工における曲げ部に発生する不良を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
1:アウタパネル、1a: アウタパネル外縁部、1b: 第一の折り曲げ部、
1c: 新たな折り曲げ部、2:インナパネル、10〜13:工具、
A:フラットヘム曲げ部、a1: 設計上外形線、a2: 実際の外形線、
Δa:寸法誤差、X:肌荒れ、Y:微小な割れ、Z:大きな割れ
【図１】
2005161389.tif 000004
【図２】
2005161389.tif 000005
【図３】
2005161389.tif 000006
【図４】
2005161389.tif 000007
【図５】
2005161389.tif 000008
【図６】
2005161389.tif 000009
【図７】
2005161389.tif 000010
【図８】
2005161389.tif 000011