(57)【要約】【課題】プレス加工の絞り成形工程と曲げ成形工程とに、兼用して用いることができるプレス成形用金型を提供する。また、該プレス成形用金型を備えるプレス装置を用いたパネル製造方法を提供する。【解決手段】ダイ金型１を構成するダイ１ａとダイホルダー１ｂとのパーティングラインをワークＷのフランジ外ラインと一致させ、パンチ金型３を構成するパンチ３ａとパンチホルダー３ｂとのパーティングラインをワークＷのフランジ内ラインと一致させる構成とした。また、各成形工程において、前記ダイ１ａ及びダイホルダー１ｂのパーティングラインおよびパンチ３ａ及びパンチホルダー３ｂのパーティングラインに、段差が設けられる構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ金型とパンチ金型とからなるプレス成形用金型において、
前記ダイ金型を構成するダイおよびダイホルダーのパーティングラインをワークのフランジ外ラインと一致させ、
前記パンチ金型を構成するパンチおよびパンチホルダーのパーティングラインをワークのフランジ内ラインと一致させてなることを特徴とするプレス成形用金型。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス成形用金型を備えたプレス装置を用いてパネルを製造するパネル製造方法であって、
前記パンチ金型を下金型とし、前記ダイ金型のダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して上金型とし、ワークの絞り成形を行う絞り成形工程と、
前記絞り成形されたワークを切断加工するトリミング工程と、
前記絞り成形工程で用いたダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面に挟持されたパッドを取り除いてダイとダイホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差を設けたダイ金型を下金型とし、前記パンチ金型のパンチとパンチホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して該パンチと該パンチホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差を設けて上金型とし、ワークのフランジ成形を行う曲げ成形工程と、
を含むことを特徴とするパネル製造方法。
【請求項３】
前記曲げ成形工程において、前記ダイ金型のダイホルダーの底部には、プレス装置のクッションピンが挿通する貫通孔が設けられ、該貫通孔を挿通した前記クッションピンの昇降によりダイが昇降されることを特徴とする請求項２に記載のパネル製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプレス成形用金型を備えたプレス装置を用いてパネルを製造するパネル製造方法であって、
前記パンチ金型を下金型とし、前記ダイ金型のダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して上金型とし、ワークの絞り成形を行う絞り成形工程と、
前記絞り成形されたワークを切断加工するトリミング工程と、
前記絞り成形工程で用いたダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面に挟持されたパッドを取り除き、代わりに弾性体を挟持して該ダイと該ダイホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差が設けられるようにしたダイ金型を上金型とし、前記パンチ金型のパンチとパンチホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して該パンチと該パンチホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差を設けて下金型とし、ワークのフランジ成形を行う曲げ成形工程と、
を含むことを特徴とするパネル製造方法。
【請求項５】
前記ワークは、車両用のドアアウタパネルであることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のパネル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り成形工程と、曲げ成形工程との双方に共通して用いる事ができるプレス成形用金型と、そのプレス成形用金型を備えたプレス装置を用いてパネルを製造するパネル製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼、銅、アルミニウム等の平板状の材料を所定の湾曲形状等に成形する場合、例えば、車両用のドアアウタパネル等を製造する場合は、まず、平板状の材料を所定の形状に打ち抜いてブランク材とし、このブランク材を加工対象のワークとして、所定の湾曲形状等に絞り成形する絞り成形工程と、絞り成形により生じた不規則な端面等の不要部分を切除し形状を整えるため切断加工するトリミング工程と、パネル面の大小窓等の設置やパネル重量の軽減等の目的からワークの面に孔を打ち抜くための打ち抜き工程と、ワークの外周部や前記孔の周辺部を折り曲げてワークにフランジを形成する曲げ成形工程等の中から、必要な工程によって順次加工されて製造される。
【０００３】
ところで、従来から、プレス装置に用いられるプレス成型用金型（以下、金型ともいう）は、それぞれ各工程専用に製作され、用いられている。例えば、車両用のドアアウタパネルを製造する場合には、前記した絞り成形工程、トリミング工程および曲げ成形工程は、通常は必須の工程であり、必要により打ち抜き工程等も経て製造されるが、それぞれの工程のプレス加工には、それぞれに専用の金型が備えられた専用プレス装置が用いられ、金型に磨耗等の継続使用に支障が生じた場合を除いて、金型の交換をせずに連続的に製造することにより、単位時間あたりの製造数量を増している。
【０００４】
なお、さらに単位時間あたりの製造数量を増すために、プレス装置の構造や機構を変えて、加工に用いる金型を一台のプレス装置に複数取り付け、あるいは金型に相当する機構等を設けて、一度のプレス作動で、前記した各工程の複数分を行う方法が開示されている。しかし、この方法ではパネルの製造時間は短縮されるものの、プレス装置の構造が複雑となり、大型なものになってしまう（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
その一方で、近年、多様化する消費者の好みに対応すべく、自動車や電気製品等の、プレス成形を必要とする製品においても多品種少量生産の製品が益々多くなる傾向が強まっている。
また、数多くの形状のプレス成形を試みて、より優れたプレス製品を開発、或いは選定するために、プレス製品の試作が多く行われている。例えば、車両用のドアアウタパネル等の形状が決定されて量産化に移る迄には、試作や初期生産段階の問題点解消等のために、数多くの金型が必要となる。
【０００６】
前記のように、多品種少量生産の場合や試作品を作る場合には、その製品形状の種類数やプレス成形工程に対応して金型数が多くなり、それに伴って金型製作費が嵩み、また、その多数の金型の保管場所の確保、その保管場所とプレス装置間の往復搬送、保管金型のメンテナンス等、製品の製造原価を大きく押し上げる要因となる。特に、プレス製品の試作に用いる金型の使用回数は、他の場合に比較して非常に少なく、試作費全体に占める金型の製作費の割合は非常に大きいという問題があった。
また、例えば、絞り成形加工に用いられる金型と、曲げ成形加工に用いられる金型とは、曲げ成形する部分を除いて、全く形状が同じである場合が多いが、双方の金型に製作誤差があると、製品の外観品質不良等の、それぞれ専用の金型を用いることに起因する問題点が発生し、その問題点を解決するために多大の時間と費用を費やしていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３２８７６２号公報（第２頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、絞り成形に用いるプレス成形用金型と曲げ成形に用いるプレス成形用金型とを兼用可能にするプレス成形用金型と、その金型を用いたパネル製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ダイ金型とパンチ金型とからなるプレス成形用金型において、前記ダイ金型を構成するダイおよびダイホルダーのパーティングラインをワークのフランジ外ラインと一致させ、前記パンチ金型を構成するパンチおよびパンチホルダーのパーティングラインをワークのフランジ内ラインと一致させてなることを特徴とする。
【００１０】
前記の請求項１の発明によれば、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形用金型と、ワークにフランジを形成するための曲げ成形用金型とを、兼用することができるプレス成形用金型を提供できる。これにより、金型の製作個数を減らすことができ、費用の節減ができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレス成形用金型を備えたプレス装置を用いてパネルを製造するパネル製造方法であって、前記パンチ金型を下金型とし、前記ダイ金型のダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して上金型とし、ワークの絞り成形を行う絞り成形工程と、前記絞り成形されたワークを切断加工するトリミング工程と、前記絞り成形工程で用いたダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面に狭持されたパッドを取り除いてダイとダイホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差を設けたダイ金型を下金型とし、パンチ金型のパンチとパンチホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して該パンチと該パンチホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差を設けて上金型とし、ワークのフランジ成形を行う曲げ成形工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記の請求項２の発明によれば、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形工程と、フランジを形成するための曲げ成形工程とに、同一のプレス成形用金型を用いたパネル製造方法が提供できる。これにより、金型の製作個数を減らして金型製作費用の節減ができ、節減できた金型個数分の保管場所、プレス装置間の往復搬送、メンテナンス等を削減できる。また、それぞれの成形工程に専用の金型を用いた場合の、金型製作誤差に起因する製品の外観品質不良等の問題点を解消できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパネルの製造方法であって、前記曲げ成形工程において、前記ダイ金型のダイホルダーの底部には、プレス装置のクッションピンが挿通する貫通孔が設けられ、該貫通孔を挿通した前記クッションピンの昇降によりダイが昇降されることを特徴とする。
【００１４】
前記の請求項３の発明によれば、新たな装置等を追加しないで、プレス装置に備えられているクッションピンによりダイを昇降させて、ダイとダイホルダーとの高さ方向に任意に段差を設けることができる。これにより、装置費用を押さえ、作業効率の良いパネル製造方法が提供できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のプレス成形用金型を備えたプレス装置を用いてパネルを製造するパネル製造方法であって、前記パンチ金型を下金型とし、前記ダイ金型のダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して上金型とし、ワークの絞り成形を行う絞り成形工程と、前記絞り成形されたワークを切断加工するトリミング工程と、前記絞り成形工程で用いたダイとダイホルダーとの上下方向の対峙面に狭持されたパッドを取り除き、代わりに弾性体を挟持して該ダイと該ダイホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差が設けられるようにしたダイ金型を上金型とし、パンチ金型のパンチとパンチホルダーとの上下方向の対峙面にパッドを挟持して該パンチと該パンチホルダーとのパーティングラインの高さ方向に段差を設けて下金型とし、ワークのフランジ成形を行う曲げ成形工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記の請求項４の発明によれば、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形金型と、ワークにフランジを形成するための曲げ成形用金型とを、兼用することができるプレス成形用金型を提供できる。これにより、金型の製作個数を減らして金型製作費用の節減ができ、節減できた金型個数分の保管場所、プレス装置間の往復搬送、メンテナンス等を削減できる。また、それぞれの成形工程に専用の金型を用いた場合の、金型製作誤差に起因する製品の外観品質不良等の問題点を解消できる。さらに、上金型と下金型の入れ替えを必要としないので作業効率のよいパネル製造ができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のパネル製造方法であって、前記ワークは、車両用のドアアウタパネルであることを特徴とする。
【００１８】
前記の請求項５の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパネル製造方法によって、車両用のドアアウタパネルを製造するパネル製造方法が提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
＜第１実施の形態＞
次に、本発明に係る実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る第１実施の形態を示し、本発明によるプレス成形用金型がセッティングされたプレス装置の要部正面断面図である。図１（ａ）に示すように、該プレス成形用金型は、上金型としてセッティングされているダイ金型１と、下金型としてセッティングされているパンチ金型３とからなり、このダイ金型１とパンチ金型３とによりワークＷが絞り成形加工されている。ダイ金型１は、ダイ１ａと、それを保持するダイホルダー１ｂとからなり、ダイ１ａとダイホルダー１ｂの上下方向の対峙面にはパッド２，２が挟持されている。このパッド２，２の厚みｔ１を変えることにより、ダイ１ａとダイホルダー１ｂの上下の位置関係を変えて、ダイ１ａの下面とダイホルダー１ｂの下面との間に段差を設けることができるようになっている。なお、この絞り成形工程では前記段差が生じないようにパッド２，２の厚みｔ１が設定されている。パンチ金型３は、パンチ３ａと、それを保持するパンチホルダー３ｂとからなる。パンチホルダー３ｂとブランクホルダー４とは一体となっており、アクチュエータ機構（図示せず）に連結して上下に可動自在なクッションピン５，５…により、昇降可能になっている。
【００２０】
なお、ダイ金型１のダイ１ａとダイホルダー１ｂとのパーティングラインの位置が、パンチ金型３のパンチ３ａとパンチホルダー３ｂとのパーティングラインの位置よりもワークＷのフランジ部の厚み相当分だけ外側にあるが、この絞り成形工程においては、ダイ１ａとダイホルダー１ｂ、およびパンチ３ａとパンチホルダー３ｂとの間には段差が設けられていないため、作用効果に影響はない。
【００２１】
次に、絞り成形されたワークＷは、絞り成形工程により生じたワークＷの不規則な端面等の不要部分の切除のため、トリミング工程へと移される。本実施の形態のトリミング工程は、ワークＷが前記の絞り成形工程に使用したプレス装置から取り外され、レーザー装置等により不要部分が切除され端面等の形状が整えられる。
【００２２】
なお、前記ダイ金型１と、パンチ金型３とを用いた前記プレス装置では、ワークＷがレーザー装置等によりトリミング加工をされている間を利用して、不要部分が切除され端面等の形状が整えられた後のワークＷにフランジを設ける曲げ成形工程に移るために上金型と下金型の上下を入れ替えて、セッティングしておくことができる。つまり、前記絞り成形工程で用いたダイ１ａとダイホルダー１ｂおよびパンチ３ａとパンチホルダー３ｂの上下を入れ替え、セッティングを変えるのみで、絞り成形工程で用いた金型を、曲げ成形工程に再度用いることができるが、そのセッティングをワークＷがトリミング工程で処理されている間を利用して行うことができるので、時間を有効に活用することができる。
【００２３】
ここで、曲げ成形工程におけるプレス成形用金型のセッティングを説明する。図１（ｂ）に示すように、上金型としてセッティングされているパンチ金型３と、下金型としてセッティングされているダイ金型１とにより、ワークＷが曲げ成形加工されている。ここでは、パンチ金型３を構成するパンチ３ａとパンチホルダー３ｂ、およびダイ金型１を構成するダイ１ａとダイホルダー１ｂとは、前記した絞り成形工程で用いたものと同じものを用いている。
【００２４】
ここで、図１（ｂ）に示す曲げ成形工程のダイ金型１とパンチ金型３のセッティングと、図１（ａ）に示す絞り成形工程のダイ金型１とパンチ金型３のセッティングとの、違いを説明する。
前記の絞り成形工程では、ダイ金型１を構成するダイ１ａと、ダイホルダー１ｂとの上下方向の対峙面にはパッド２，２が挟持されていたが、前記曲げ成形工程では、このパッド２，２が取り外されてダイ１ａとダイホルダー１ｂとの上下方向の対峙面に間隙がなくなり、ダイ１ａとダイホルダー１ｂとのパーティングラインには段差ｔ２が生じている。そして、パッド２，２が取り外されたこのダイ金型１は、上下反転されて下金型としてセッティングされている。
ここで、ダイ１ａは、ダイホルダー１ｂの底部の貫通孔を挿通したクッションピン５の昇降により上下することができ、安定したフランジ成形が可能となる。
【００２５】
また、パンチ金型３を構成するパンチ３ａと、該パンチ３ａを保持するパンチホルダー３ｂとの上下方向の対峙面には厚みｔ３を有するパッド６が挟持されているため、パンチ３ａとパンチホルダー３ｂとのパーティングラインにも段差ｔ３が生じている。ここで、ダイ金型１のダイ１ａとダイホルダー１ｂとのパーティングラインの位置が、パンチ金型３のパンチ３ａとパンチホルダー３ｂとのパーティングラインの位置よりも、ワークＷのフランジ部の厚み相当分だけ外側にあるため、前記の双方の段差がワークＷを挟んで嵌入される構成となっている。
【００２６】
ここで、トリミング工程で端面等の形状が整えられたワークＷは、ダイ金型１の上にセッティングされ、ダイ金型１とパンチ金型３とによりプレスされる。そして、ワークＷの端部は、パンチ３ａの外側面と、ダイホルダーの１ｂとの内側面に挟まれる形で曲げられ、フランジが形成される。
このように、絞り成形工程と、曲げ成形工程とには、同じプレス成形用金型を用いることができる。
【００２７】
図２は、前記したそれぞれの工程におけるワークＷの形状の変化の例を示した断面図であり、（ａ）は、ワークＷが平板状のブランクから絞り加工された後の、ワークＷの端部に不規則な部分が生じている状態を示している。（ｂ）は、絞り成形工程により生じた前記ワークＷの端部の不要な部分が、トリミング工程により切断除去されている状態を示している。（ｃ）は、ワークＷが曲げ成形工程のために、ダイ金型１とパンチ金型３とが絞り成形工程のセッティングに対して上下が入れ替えられているのに対応して、端部の不要な部分が切断除去されたワークＷが上下反転されている状態を示している。また（ｄ）は、曲げ成形工程により、ワークＷの端部にフランジが形成されている状態を示している。
【００２８】
＜第２実施の形態＞
次に、本発明に係る第２実施の形態を、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、図１と同様に、本発明によるプレス成形用金型がセッティングされたプレス装置の要部正面断面図である。なお、図１と共通するところの説明は省略する。
【００２９】
図３（ａ）は、上金型としてセッティングされているダイ金型１と、下金型としてセッティングされているパンチ金型３とによりワークＷが絞りプレス成形加工されている状態を示しており、それぞれの構成は図１（ａ）と同様となっている。
【００３０】
図３（ｂ）は、曲げ成形工程で、ワークＷにフランジが形成されている状態を示している。ダイ金型１とパンチ金型３との上下の位置関係は図３（ａ）と変わらず、ダイ金型１が上型、パンチ金型３が下型となるようにセッティングされている。ダイ１ａとダイホルダー１ｂの上下方向の対峙面にはプレスされる力に応じて伸縮する弾性体７，７が挟持され、パンチ３ａとパンチホルダー３ｂの上下方向の対峙面にはパッド８，８が挟持されている。
【００３１】
前記の弾性体７，７の挟持とパッド８，８の挟持は、ワークＷが絞り成形工程を終えて、レーザー装置等によるトリミング工程に送られ切断加工されている間に行うことができるので、時間を有効に活用することができる。
【００３２】
ここで、図３（ａ）の絞り成形工程で所定の形状にプレス成形され、レーザー装置等により不要部分が切除されて端面等の形状が整えられたワークＷは、パンチ金型３の上にセッティングされ、パンチ金型３とダイ金型１によりプレスされると、弾性体７，７が圧縮され、これにより、ダイ１ａとダイホルダー１ｂとのパーティングラインには段差ｔ４が生じる。ここで、ダイ金型１のダイ１ａとダイホルダー１ｂとのパーティングラインの位置が、パンチ金型３のパンチ３ａとパンチホルダー３ｂとのパーティングラインの位置よりも、ワークＷのフランジ部の厚み相当分だけ外側にあるため、前記の双方の段差によりワークＷの端部を挟み込んでワークＷにフランジが形成される。
【００３３】
弾性体７，７は、プレス圧に対して所定の段差ｔ４が生じるように材質や厚みが選定される。あるいは、ガススプリングのように変位量を任意に設定できる機構を有する弾性体を用いることもできる。
【００３４】
なお、本発明は、前記した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で広く変形実施することができる。
例えば、前記の実施の形態では、車両用のドアアウタパネルを製造する場合を示したが、絞り成形工程と、曲げ成形工程とを経て製造されるプレス加工製品であれば、特に限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形用金型と、ワークにフランジを形成するための曲げ成形用金型とを、兼用することができるプレス成形用金型が提供できる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形工程と、フランジを形成するための曲げ成形工程とに、同一のプレス成形用金型を用いたパネル製造方法が提供できる。
【００３７】
請求項３の発明によれば、新たな装置等を追加しないで、プレス装置に備えられているクッションピンによりダイを昇降させて、ダイとダイホルダーとの高さ方向に任意に段差を設けて、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形工程と、フランジを形成するための曲げ成形工程とに、同一のプレス成形用金型を用いたパネル製造方法が提供できる。
【００３８】
請求項４の発明によれば、ワークを所定の湾曲形状等に成形するための絞り成形工程と、フランジを形成するための曲げ成形工程とに、同一のプレス成形用金型を用いて、該絞り成形工程と該曲げ成形工程とで上金型と下金型の入れ替えを必要としないパネル製造方法が提供できる。
【００３９】
請求項５の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパネル製造方法によって、車両用のドアアウタパネルを製造するパネル製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施の形態を示し、（ａ）はプレス装置の絞り成形工程を示す要部正面断面図、（ｂ）はプレス装置の曲げ成形工程を示す要部正面断面図である。
【図２】第１実施の形態で製造されるワークの、それぞれの工程における側面断面図である。
【図３】本発明に係る第２実施の形態を示し、（ａ）はプレス装置の絞り成形工程を示す要部正面断面図、（ｂ）はプレス装置の曲げ成形工程を示す要部正面断面図である。
【符号の説明】
１      ダイ金型
１ａ    ダイ
１ｂ    ダイホルダー
３      パンチ金型
３ａ    パンチ
３ｂ    パンチホルダー
４      ブランクホルダー
５      クッションピン
【図１】
2005021945.tif 000003
【図２】
2005021945.tif 000004
【図３】
2005021945.tif 000005