(57)【要約】      （修正有）【課題】ビード通過抵抗力を確保しつつ、鋼材の歩留まりを向上させることができるプレス成形装置と成形方法を提供する。【解決手段】しわ押さえ面１２Ａに絞りビード２０を備えた絞り型１２を用いてプレス成形する際、絞りビードを、縦壁部２１と縦壁部に連設して形成し断面が波型の波形部２２とで構成し、しわ押さえ面で挟持した素材の外周部に、絞りビードによって、縦壁部に対応した縦壁フランジと波形部に対応した波形断面状の波形フランジを形成する。波形部は、縦壁部と直交する複数の稜部２２Ａと各稜部の間に設けた底部２２Ｂとを備え、各稜部は凸状に湾曲し、底部は凹状に湾曲して、各稜部とそれに隣接する底部とが斜面２２Ｃで繋がっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り型のしわ押さえ面に設けられる絞りビードであって、
縦壁部と、該縦壁部に連設して形成されており断面が波型の波形部と、から構成されている絞りビード。
【請求項２】
前記波形部は、前記縦壁部と直交する複数の稜部と、各稜部の間に設けられる底部と、を備え、
各稜部は凸状に湾曲し、底部は凹状に湾曲していて、各稜部とそれに隣接する底部とが斜面で繋がっていることを特徴とする、請求項１に記載の絞りビード。
【請求項３】
しわ押さえ面に絞りビードを備えた絞り型を用いたプレス成形方法であって、
上記絞りビードが、縦壁部と、上記縦壁部に連設して形成されており断面が波型の波形部と、から構成されていて、
しわ押さえ面で挟持した素材の外周部に、上記絞りビードによって、上記縦壁部に対応した縦壁フランジと、上記波形部に対応した波形断面状の波形フランジとを形成することを特徴とする、プレス成形方法。
【請求項４】
前記波形部は、前記縦壁部と直交する複数の稜部と、各稜部の間に設けられる底部と、を備え、
各稜部は凸状に湾曲し、底部は凹状に湾曲していて、各稜部とそれに隣接する底部とが斜面で繋がっていることを特徴とする、請求項３に記載のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り型のしわ押さえ面に設けられる絞りビード及びそれを利用したプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス加工方法として、クッションを使用して絞り加工を行うクッション絞りが従来より知られている。この加工方法は、先ず、図５に示すようにアッパブランクホルダ１１とクッションリング１２とで素材（ブランク）３０を挟持したうえで、アッパブランクボルダ１１を下降させると、クッションリング１２も下側に押されてアッパブランクホルダ１１と共に下降する。クッションリング１２がある程度下降すると、アッパブランクホルダ１１及びクッションリング１２の下方に固定して設けられているポンチ１３に、素材３０が衝接することになる。さらにアッパブランクホルダ１１及びクッションリング１２が下降すると、図６に示すように素材３０はアッパブランクホルダ１１の凹部１１Ｃに絞り込まれて、成形が完了する。
【０００３】
このような成形に用いる絞り型には、通常、しわ押さえ面に絞りビードが設けられており、平面状態の素材３０を絞り込んで側壁付きパネルを成形する絞り加工が行われるようになっている。絞りビードは、プレス絞り型のしわ押さえ面１１Ａ，１２Ａに凹凸形状に設けられており、素材３０がビード部を通過する時に発生するビード通過抵抗力により素材の流入をコントロールするものとのして、従来より知られている。
【０００４】
この種の絞りビードの形状としては様々なものが知られているが、例えば、図７のクッションリング１２には、断面が台形状の絞りビード２０１が設けられている。なお、図示を省略するが、クッションリング１２の台形の絞りビード２０１に噛合する凸部（絞りビード）がアッパブランクホルダ１１のしわ押さえ面１１Ａに形成されている。
【０００５】
図８に示すクッションリング１２には、断面が階段状（ステップ状）の絞りビード２０２が設けられている。図示を省略するが、クッションリング１２のステップ状の絞りビード２０２に噛合するステップ状の絞りビードがアッパブランクホルダ１１のしわ押さえ面１１Ａに形成されている。
【０００６】
ところで、しわ押さえ面に絞りビードを設け、素材の流入量を制御して素材をプレス加工する方法が、以下の特許文献１及び２にも開示されている。
【特許文献１】特開平２−３７９２１号公報
【特許文献２】特開平６−５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図７に示すような断面台形状の絞りビード２０１をしわ押さえ面１２Ａに設けてプレス成形を行う場合には、ビード通過抵抗力を確保することができるとしても、使用する素材の面積が大きくなってしまい、素材としての鋼材の歩留まりが悪い。
【０００８】
一方、図８に示すようなステップ状の絞りビード２０２をしわ押さえ面１２Ａに設けて、プレス成形する場合には、図７のクッションリング１２を用いるプレス成形よりも、プレス成形に用いる素材３０を短くすることができるために、鋼材の歩留まりが良い。しかしながら、図８に示すステップ状の絞りビード２０２は、素材流入量を制御するためのコーナー２０２Ａ，２０２Ｂが二つしかないために、ビード通過抵抗力が小さくて、一部の部品にしか適用でないのが現状である。例えば、絞りが浅くビード通過抵抗力が小さくても張り出し成形となる部品にしか適用できない。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、ビード通過抵抗力を確保しつつ、素材としての鋼材の歩留まりを向上させることができる、絞りビード及びそれを利用した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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、絞り型のしわ押さえ面に設けられる絞りビードであって、縦壁部と、上記縦壁部に連設して形成されており断面が波型の波形部と、から構成されている。
【００１１】
本発明の絞りビードにおいて、好ましくは、前記波形部は、前記縦壁部と直交する複数の稜部と、各稜部の間に設けられる底部と、を備え、各稜部は凸状に湾曲し、底部は凹状に湾曲していて、各稜部とそれに隣接する底部とが斜面で繋がっている。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、しわ押さえ面に絞りビードを備えた絞り型を用いたプレス成形方法であって、上記絞りビードが、縦壁部と上記縦壁部に連設して形成され断面が波型の波形部とから構成されていて、しわ押さえ面で挟持した素材の外周部に、上記絞りビードによって、上記縦壁部に対応した縦壁フランジと上記波形部に対応した波形断面状の波形フランジとを形成することを特徴としている。
【００１３】
本発明のプレス成形方法において、好ましくは、前記波形部は、前記縦壁部と直交する複数の稜部と、各稜部の間に設けられる底部と、を備え、各稜部は凸状に湾曲し、底部は凹状に湾曲していて、各稜部とそれに隣接する底部とが斜面で繋がっている。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明では、従来の図８に示すステップ状の絞りビード２０２のコーナー（ビード角）２０２Ａ，２０２Ｂでの通過抵抗に加えて、素材流入方向に対抗する素材内での抵抗（σX ）を生じさせる。この二つの抵抗があるために、本発明の絞りビードでは、従来のステップ状のビードに比べて素材流入抑制効果が強くなる。
【００１５】
したがって、本発明の絞りビードでは、ステップ状の絞りビードを基調としつつ、縦壁部の外側に隣接する平面を、断面波型の波形部に形成することで、歩留まりを向上させつつ、大きなビード通過抵抗力を確保することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基き、背景技術と実質的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る絞り加工方法の実施に使用される加工装置１０を示す図である。この加工装置１０は、アッパブランクホルダ１１と、クッションリング１２と、ポンチ１３とを備えており、アッパブランクホルダ１１とクッションリング１２とは、ポンチ１３に対して上下方向に相対移動可能に設けられている。図１では、アッパブランクホルダ１１及びクッションリング１２が下降して、素材３０がアッパブランクホルダ１１の凹部１１Ｃに絞り込まれた状態を示している。
さらに、アッパブランクホルダ１１とクッションリング１２とのしわ押さえ面１１Ａ，１２Ａには、絞りビード２０が設けられている。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係るクッションリング１２に形成された絞りビード２０を示す斜視図である。絞りビード２０は、しわ押さえ面１１Ａ，１２Ａの平面に垂直な縦壁部２１と、縦壁部２１に隣接して外方向に延出した断面が波型の波形部２２と、を備えている。
波形部２２は、縦壁部２１に連設して形成されている。この波形部２２は、縦壁部２１と直交する複数の稜部２２Ａと、各稜部２２Ａの間に設けられる底部２２Ｂと、を備えている。各稜部２２Ａは凸状に湾曲し、底部２２Ｂは凹状に湾曲し、各稜部２２Ａとそれに隣接する底部２２Ｂとはなだらかな斜面２２Ｃで繋がっている。このようにして波形部２２は断面が波型に形成されている。なお、図示を省略するが、アッパブランクホルダ１１のしわ押さえ面１１Ａにも、図２の絞りビード２０に噛合する絞りビードが形成されている。
【００１８】
次に、このような加工装置１０を利用したプレス加工における成形方法について説明する。
先ず、クッションリング１２とアッパブランクホルダ１１とで平坦な素材（以下、適宜、ブランクともいう。）３０の外周を挟持する。その際、素材３０の外周には、しわ押さえ面１１Ａ，１２Ａに形成された絞りビード２０による押圧によって、素材３０自体にも、縦壁部２１に対応した縦壁フランジ３１と、波形部２２に対応した波形断面状の波形フランジ３２が形成される（図３（Ａ）参照）。
【００１９】
アッパブランクボルダ１１を下降させると、クッションリング１２も下側に押されてアッパブランクホルダ１１と共に下降する。クッションリング１２がある程度下降すると、アッパブランクホルダ１１及びクッションリング１２の下方に固定して設けられているポンチ１３に、素材３０が衝接することになる。さらにアッパブランクホルダ１１及びクッションリング１２が下降すると、素材３０はアッパブランクホルダの凹部１１Ｃに入ることになる。
【００２０】
その際、素材３０の外周部には、素材３０がポンチ１３側に流入しようとする力Ｆが作用する。即ち、図３（Ａ）はしわ押さえにより挟持されている状態の素材３０の外周部を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に丸で囲む領域Ａの拡大図である。これらの図に示すように、縦壁フランジ３１と波形フランジ３２との境界部位Ｌにある素材３０には、素材３０が流入しようとする力σY が作用する。
その際、素材全体としての流入方向のσY は、縦壁フランジ３１と波形フランジ３２との境界部位Ｌにある波形部２２の接線方向の応力σX と、法線方向の応力σZ と、に分けられる。図示するように、応力σX は、素材自体をポンチ１３側に流入しようとする力とは反対方向に働く力であり、抵抗力として作用する。
【００２１】
このような応力σX を、縦壁フランジ３１と波形フランジ３２との境界部位Ｌにある素材３０の全域に生じさせながら、アッパブランクホルダ１１及びクッションリング１２をさらに下降させて、図１に示すように素材３０がアッパブランクホルダ１１の凹部１１Ｃに絞り込まれて、成形が完了する。
【００２２】
このように、本発明の実施形態では、しわ押さえ面１１Ａ，１２Ａに縦壁部２１と断面波型の波形部２２とからなる絞りビード２０を設けることで、図８に示すステップ状のビード２０２に比べて、ポンチ１３側への素材流入方向に働く力が、縦壁フランジ３１と波形フランジ３２との境界部位Ｌにある素材３０に生ずる応力σX によって小さくなる。
【００２３】
即ち、本発明の実施形態に係る絞りビード２０では、従来の図８に示すステップ状の絞りビード２０２のコーナー（ビード角）２０２Ａ，２０２Ｂでの通過抵抗に加えて、素材３０内での抵抗（σX ）を生じさせる。この二つの抵抗があるために、本発明の実施形態に係る絞りビード２０では、従来の図８に示すステップ状のビード２０２に比べて、素材流入抑制効果が強くなる。
【００２４】
このため、図４（Ａ）に示すように、従来の断面台形の絞りビード２０１では、素材３０のビード部が（２ａ＋ｂ＋ｃ）の長さを必要としたが、図４（Ｂ）に示す本発明の実施形態に係る絞りビード２０では、素材流入抑制効果が強くなるために、素材３０のビード部が（ｄ＋ｅ）の長さになり、素材３０の１辺あたりの長さを（２ａ＋ｂ＋ｃ−ｄ−ｅ）短くすることができる。
【００２５】
したがって、本発明の実施形態に係る絞りビード２０では、ステップ状の絞りビード２０２を基調としつつ、縦壁部２１の外側に隣接する平面を、断面波型の波形部２２に形成することで、歩留まりを向上させつつ大きなビード通過抵抗力を確保することができる。即ち、クッションリング１２の底部に形成した段部に断面が波型の部位を設定することで、素材３０のポンチ１３側への引き込みの抵抗が発生して、ビード通過抵抗力が向上することになる。
【００２６】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。
例えば、上記説明では、クッション絞りとしてシングルアクション絞りのしわ押さえ面に本発明の絞りビードを適用した場合を説明したが、ダブルアクション絞りにおけるしわ押さえ面に本発明の絞りビードを適用してもよいことは勿論である。また、絞りビードの波形部の断面形状を、湾曲状に成形することなく、稜部と底部とが鋭角に鋸歯状に屈曲させて成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る加工装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクッションリングに形成した絞りビードを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態に係る絞りビードの作用を説明するための図である。
【図４】（Ａ）は従来の絞りビードで形成される素材の外周部を示す側面図であり、（Ｂ）は本発明の絞りビードで形成される素材の外周部を示す側面図である。
【図５】従来の加工装置を示す断面図である。
【図６】従来の加工装置を示す断面図である。
【図７】従来の絞りビードの一例を示す部分断面図である。
【図８】従来の絞りビードの他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  加工装置
１１  アッパブランクホルダ
１１Ａ，１２Ａ  しわ押さえ面
１１Ｃ  凹部
１２  クッションリング
１３  ポンチ
２０  絞りビード
２１  縦壁部
２２  波形部
２２Ａ  稜部
２２Ｂ  底部
２２Ｃ  斜面
３０  素材（ブランク）
３１  縦壁フランジ
３２  波形フランジ
【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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