(57)【要約】【課題】室温時効硬化したような6000系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できる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のヘム加工方法であって、ダウンフランジ工程により、パネル周縁部を略直角の角度に折り曲げた後に、このパネル折り曲げ部を、プリヘム工程によって、更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、パネル折り曲げ部1aの外周側に弾性体7 を配置し、この弾性体7 をポンチ4bにより押圧することによって、弾性体7 をパネル周縁部1a方向からパネル1 内側に向けて変形させ、この弾性体7 の変形のみによってパネル折り曲げ部1aを押圧してパネル1 内側に向けて折り曲げ、その後、この成形したパネル折り曲げ部1aを、フラットヘム工程かロープドヘム工程によって、更に略180 °の角度までパネル内側に向けて折り曲げることを特徴とするアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。【選択図】図２
2007245206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金パネルのヘム加工方法であって、ダウンフランジ工程によりパネル周縁部を略直角の角度に折り曲げた後に、このパネル折り曲げ部をプリヘム工程によって更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、前記パネル折り曲げ部の外周側に弾性体を配置し、この弾性体をポンチにより押圧することによって、弾性体をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて変形させ、この弾性体の変形のみによって、パネル折り曲げ部を押圧してパネル内側に向けて折り曲げ、その後、この成形したパネル折り曲げ部を、フラットヘム工程かロープドヘム工程によって、更に略180 °の角度までパネル内側に向けて折り曲げることを特徴とするアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項２】
前記弾性体の変形によってパネル折り曲げ部を押圧し、パネル折り曲げ部をパネル内側に向けて折り曲げる際に、パネル折り曲げ部をプリヘム工程用内型に押しつけて成形する請求項１に記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項３】
前記フラットヘム工程かロープドヘム工程によって、前記パネル折り曲げ部を、更にパネル内側に向けて折り曲げて成形するに際し、前記パネル折り曲げ部を、ヘム加工後の最終パネル折り曲げ部の厚みよりも厚い弾性体によって、パネル周縁部方向からパネル内側方向に向けて拘束し、この弾性体をパネル折り曲げ部とともにポンチにより押圧することによって、弾性体をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて変形させ、ポンチとともに、この弾性体の変形によってもパネル折り曲げ部を押圧して、パネル折り曲げ部を略180 °の角度までパネル内側に向けて折り曲げて成形する請求項１または２に記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項４】
前記弾性体が硬質ゴムである請求項１乃至３のいずれかに記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車車体パネルに使用されて好適な、アルミニウム合金パネルのヘム加工方法 (ヘムはヘミングとも言う) に関するものである（以下、アルミニウムをAlとも言う）。本発明でいうパネルとは、圧延されたアルミニウム合金薄板を、プレス、切断、曲げなどの成形加工を施した、ヘム加工されるパネルを言う。
【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) 等のパネルには、薄肉でかつ高強度Al合金パネル材として、成形性に優れたAl-Mg 系のAA乃至JIS 規格に規定された (規格を満足する)5000 系や、成形性や焼付硬化性に優れたAl-Mg-Si系の 6000 系アルミニウム合金板材（圧延板材）が使用され始めている。
【０００３】
この6000系アルミニウム合金板材は、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硬化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。この特性は、特に、過剰Si型の6000系アルミニウム合金が優れている。この過剰Si型の6000系アルミニウム合金は、基本的には、Si、Mgを必須として含み、かつSi/Mg 重量比が1 以上である、Al-Mg-Si系アルミニウム合金である。
【０００４】
前記した自動車パネル構造体のアウタパネルでは、プレス成形後に、アウタパネルの周縁を折り曲げて (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、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。
【０００５】
このヘム加工の概要を図3(a)〜(d) に示す。同図から分かる通り、ヘム加工はプレス成形工程および外周トリム工程後、図3(a)のダウンフランジ工程を経て得られたアウタパネルを、以下に詳述する、図3(b)のプリヘム工程を経て、図3(c)のフラットヘム工程か図3(d)のロープヘム工程かの選択により基本的に行われる。
【０００６】
まず、図3(a)のダウンフランジ工程は、ダイス3aと板押さえ5aにより固定した、成形加工後のアウタパネル1 の縁1aを、ポンチ4aにより、直角(90 °) に近い角度まで折り曲げる。
【０００７】
次に図3(b)のプリヘム工程は、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 の縁を、ダウンフランジ工程後のアウタパネル1 の折り曲げ部に収容 (挿入) した後、アウタパネル1 およびインナパネル2 とをダイス3bと板押さえ5bにより固定し、アウタパネル1 の縁1bを、ダイス3bとポンチ4bにより、更に約135 °まで内側に折り曲げる。6bはアウタパネル1 の折り曲げ部における端部 (周縁部、曲げ部) である。
【０００８】
更に、図3(c)のフラットヘム工程や図3(d)のロープヘム工程は、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3c、3dにより固定するとともに、アウタパネル1の縁1c、1dを、ポンチ4c、4dにより、更に180 °の角度まで内側に折り曲げ、フラットヘム又はロープヘムの折り曲げ部を形成する。このようにして、インナパネル2 の縁と、フラットヘム又はロープヘム（180 度折り曲げ部）の縁である、アウタパネル1 の縁1c、1d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。6c、6dはアウタパネル1 の折り曲げ部における端部 (周縁部、曲げ部) である。
【０００９】
この内、図3(d)のロープヘム工程は、図3(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。
【００１０】
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3(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。
【００１１】
近年、フードやドアなどのアウタパネルは、歩行者保護性能を向上するために、板厚が厚肉化されるとともに、インナパネルは、板厚が薄肉化されている。このため、ヘム加工されるアウタパネルの厚肉化はフラットヘム加工性を低下させ、アウタパネルの縁曲部に挿入されるインナパネルの薄肉化も、曲げ条件としては厳しくなり、フラットヘム加工性をより低下させる。
【００１２】
一方で、自動車パネル構造体のアウタパネルのキャラクターラインや形状は複雑になる傾向にあり、また、薄肉化に対応するためのAl合金パネルの高強度化も図られており、これらはいずれも、Al合金パネルのフラットヘム加工性を低下させる。
【００１３】
このため、これらフラットヘム加工性を低下させる環境や加工条件の変化に対し、Al合金パネルのフラットヘム加工で形成されるフラットヘムの縁曲部には、後述する特許文献２、３などにも詳細に開示されている、肌荒れ、微小な割れ、比較的大きな割れ（程度順に記載）等の不良が生じ易くなり、パネル構造体への適用ができなくなる可能性が高くなる。
【００１４】
これに対し、従来から、フラットヘム加工工程側や、Al合金板の素材側で、前記ヘム部 (縁曲部、折り曲げ部) のしわや割れなどの不良発生を防止する技術も種々提案されている。
【００１５】
例えば、高強度なアルミニウム合金板のフラットヘム加工において、前記図2(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曲げ部の円弧半径Rd (ダイスの肩半径) を大きくし、より具体的には、アウタパネルの板厚との関係で、折り曲げ半径Rdを0.8t〜1.8t (但しt はアウタパネルの板厚) として、前記不良の発生を防止することなどが提案されている (特許文献１参照）。
【００１６】
また、アルミニウム合金アウタパネル材のフラットヘム加工方法であって、アウタパネル材を、特定組成のSi過剰型のAl-Mg-Si系アルミニウム合金板とするとともに、この板の特性として、特定条件での人工時効処理後の耐力などを規定して、アルミニウム合金パネルのヘム加工性を向上させることも提案されている (特許文献2 参照）。
【００１７】
更に、アルミニウム合金パネルにおける円弧半径が1500以下の円弧状周縁部のヘム加工方法であって、前記円弧状周縁部を略180 °折り曲げて、パネル周縁部形状に対応する形状のヘム周縁部を持つフランジを形成するに際し、このフランジの折り曲げ長さを7mm 以下とする、アルミニウム合金パネルのヘム加工方法も提案されている（特許文献３参照）。
【００１８】
【特許文献１】特公昭63-2690 号公報 (全文)
【特許文献２】特開2003-39124号公報 (全文)
【特許文献３】特開2004-98154号公報 (全文)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、これら従来技術による、アルミニウム合金板の板厚との関係でのヘム折り曲げ半径の規定やフランジの折り曲げ長さの規定、あるいはAl合金板の特性などの、板の素材側での改善だけでは、やはり、前記した厳しい環境下での高強度なアルミニウム合金パネルのヘム加工性を改善するには限界がある。このため、どうしても、フラットヘム加工工程側でも改善する必要がある。
【００２０】
また、特に、6000系Al合金は、その優れた時効硬化能ゆえに、Al合金材自体の製造後、前記各用途に使用されるまでの間に、室温( 常温) 時効硬化が生じやすい。このような室温時効した6000系Al合金パネル材では、ヘム加工時に曲げ先端が鋭角的に折れた坐屈形状となり易く、ヘム加工性が著しく低下する問題もある。
【００２１】
このため、特に、室温時効硬化したような6000系アルミニウム合金パネルのヘム加工方法として、有効でかつ実用的な成形加工方法は、これまで無く、成形形状などの設計変更や、工程や時間などの効率化を犠牲にして成形加工条件を緩和する、等の手段を採用していたのが実情である。
【００２２】
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、室温時効硬化したような6000系などのアルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できる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】
【００２３】
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ヘム加工方法の要旨は、ダウンフランジ工程によりパネル周縁部を略直角の角度に折り曲げた後に、このパネル折り曲げ部をプリヘム工程によって更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、前記パネル折り曲げ部の外周側に弾性体を配置し、この弾性体をポンチにより押圧することによって、弾性体をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて変形させ、この弾性体の変形のみによって、パネル折り曲げ部を押圧してパネル内側に向けて折り曲げ、その後、この成形したパネル折り曲げ部を、フラットヘム工程かロープドヘム工程によって、更に略180 °の角度までパネル内側に向けて折り曲げることである。
【００２４】
本発明において、好ましくは、前記弾性体の変形によってパネル折り曲げ部を押圧し、パネル折り曲げ部をパネル内側に向けて折り曲げる際に、パネル折り曲げ部をプリヘム工程用内型に押しつけて成形する。
【００２５】
また、本発明において、好ましくは、上記要旨のプリヘム工程によって、アルミニウム合金パネル周縁部をパネル内側に向けて折り曲げた後に、このパネル折り曲げ部を、フラットヘム工程かロープドヘム工程によって、更にパネル内側に向けて折り曲げて成形するに際し、前記パネル折り曲げ部を、ヘム加工後の最終パネル折り曲げ部の厚みよりも厚い弾性体によって、パネル周縁部方向からパネル内側に向けて拘束し、この弾性体をパネル折り曲げ部とともにポンチにより押圧することによって、弾性体をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて変形させ、ポンチとともに、この弾性体の変形によってもパネル折り曲げ部を押圧して、パネル折り曲げ部を略180 °の角度までパネル内側に向けて折り曲げて成形することである。
【００２６】
本発明においては、前記弾性体が硬質ゴムであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、ヘム加工における、前記ダウンフランジ工程およびプリヘム工程後のフラットヘム工程かロープドヘム工程は、従来通りの成形方法で良く、前記ダウンフランジ工程に続く、中間のプリヘム工程を改良する。
【００２８】
本発明によれば、ダウンフランジ工程により、パネル周縁部を略直角の角度に折り曲げた後に、このパネル折り曲げ部を、プリヘム工程によって、更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、弾性体の変形によって、パネル折り曲げ部を押圧する。即ち、この弾性体の変形を駆動力として、パネル折り曲げ部を、パネル内側に向けて折り曲げ成形する。
【００２９】
前記パネル折り曲げ部をポンチにより直接押圧する、従来のプリヘム工程では、このポンチによる加工（変形）が、前記パネル折り曲げ部の一部分、特に曲げ周縁部に対して集中しやすい。この結果、前記パネル折り曲げ部の広範囲な均一変形が困難で、特に曲げ周縁部において、ヘムの成形性（割れ限界）が低下して割れが発生しやすい。
【００３０】
これに対して、本発明によれば、ポンチによる荷重は、前記パネル折り曲げ部には、直接負荷されず、前記弾性体に対して負荷される。そして、この弾性体に負荷された応力によって、弾性体をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて変形させる。そして、この弾性体の変形のみによって、前記パネル折り曲げ部を横方向にパネル内側に向けて押圧し、パネル折り曲げ部の折り曲げ変形に対する駆動力とする。
【００３１】
この弾性体の駆動力は、従来のポンチによる直接的な加工（変形）に比べれば、前記パネル折り曲げ部への加工（変形）は、格段に、広範囲、均一およびマイルドとなる。したがって、前記パネル折り曲げ部が、折り曲げ部のより広範囲に亙って均一変形し、ヘムの成形性（割れ限界）が向上する。これによって、室温時効硬化したような6000系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できるようになる。
【００３２】
上記した本発明の好ましい態様によれば、前記弾性体の変形のみによってパネル折り曲げ部を押圧し、パネル折り曲げ部をパネル内側に向けて折り曲げる際に、パネル折り曲げ部をプリヘム工程用金型に押しつけて成形する。これによって、金型を用いない場合よりも、アウタパネル周縁部1aを折り曲げ成形する際の形状精度が出しやすくなる。
【００３３】
また、上記した本発明の好ましい態様によれば、プリヘム工程に続く、フラットヘム工程かロープドヘム工程でも、更に弾性体を用いる。これによって、ポンチによる荷重（圧力）が、前記弾性体にも負荷されることによって、分散される。
【００３４】
更に、この弾性体にも負荷された荷重が、弾性体をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて変形させ、この弾性体の変形によって、前記パネル折り曲げ部を横方向にパネル内側に向けて押圧し、パネル折り曲げ部の形状を半円に近い形状とする。
【００３５】
したがって、本発明では、これらの複合効果によって、前記パネル折り曲げ部が、折り曲げ部のより広範囲に亙って均一変形し、フラットヘム工程かロープドヘム工程でも、ヘムの成形性（割れ限界）が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の好適な実施形態につき、特に、自動車用のフードやドアなどのパネルの場合を例として、図面を用いて説明する。本発明ヘム加工方法において特徴的な、プリヘム工程の態様を図1 、2 に断面図で示す。
【００３７】
本発明ヘム加工方法の一態様では、図1 、2 に示すプリヘム工程を除き、図3(a)のダウンフランジ工程、図3(c)のフラットヘム工程か図3(d)のロープヘム工程は、前記従来のヘム加工と基本的に同じである。即ち、図3(a)のダウンフランジ工程、図1 、2 に示すプリヘム工程を経て、図3(c)のフラットヘム工程か図3(d)のロープヘム工程の選択により、基本的に行われる。
【００３８】
なお、図では図示していないが、アウタパネル周縁のヘム部形状( 外周形状、キャラクターライン) に対応した、曲面形状なり直線形状からなる接触面を有するダイス3 やポンチ4 を用いる。
【００３９】
（ダウンフランジ工程）
図1 のダウンフランジ工程では絞り、張出等の工程やトリム工程等のプレス成形加工された後のアルミニウム合金アウタパネル1 を、ダイス3aと板押さえ5aにより固定し、アウタパネル1 の周縁部（先端部）1aを、ポンチ4(前記図3(a)の4aに相当) により、90°乃至90° (直角) に近い角度( 略90°) まで折り曲げる。
【００４０】
この際、アウタパネル周縁部1aの折り曲げ半径である、コーナー部7aの90°曲げ半径を0.5 〜3.0 の範囲とすることが好ましい。この90°曲げ半径は、図1 のダイス3aの肩半径Rdおよびポンチ4 の肩半径Rpを調整して行う。この90°曲げ半径が0.5 未満の場合、前記した特にヘム加工条件が厳しい場合やフラットヘム加工の場合に、アウタパネル周縁部1aのヘム加工時の（ヘム周縁部）の前記形状や寸法の精度は向上するものの、ヘム部に割れ等の不良が生じやすくなる問題がある。
【００４１】
一方、90°曲げ半径が3.0 を越える場合、フラットヘムのような、ヘム部 (ヘム縁曲部) の平坦性が失われ、前記図3(d)に示したロープヘムに近くなり、ヘム部の外観なり美観なりが損なわれる。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。
【００４２】
（プリヘム工程）
次に、図2 のプリヘム工程は、上記ダウンフランジ工程後のアウタパネル1 を、同じく、プリヘム用ダイス3(下型: 前記図3(b)の3bに相当) と板押さえ5(前記図3(b)の5bに相当) により固定し、90°曲げされた前記アウタパネル周縁部1aを、ポンチ4(前記図3(b)の4bに相当) と弾性体７により、更に約135 °まで内側に折り曲げ、アウタパネル周縁部1bとする。この際、図2 では、ダイス3 のアウタパネル周縁部1b接触面形状を、約135 °まで内側に折り曲げた形状としている。この際、アウタパネル周縁部1bの周縁 (外周) 形状に対応した形状ともしている。
【００４３】
このプリヘム工程では、アウタパネル単体で行うか、またはインナをアウタパネルの折り曲げ部に収容（挿入）した状態で行ってもよい。また、図1 、2 では図中上方から下方に向かって、ポンチ4 で弾性体7 を押圧しているが、アウタパネルとの関係で逆方向、即ち図中で下方から上方に向かって押圧しても良い。
【００４４】
（弾性体）
本発明では、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを、プリヘム工程によって、更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、図1 、2 に示す通り、アウタパネル周縁部1aの外周側に弾性体7 を配置する。弾性体7 はその外周側に配置された治具8 によって、その外周側面7bが拘束されている。
【００４５】
この弾性体7 は、ポンチ4 により上側から荷重が負荷された場合( 図1 、2 の場合) に、塑性変形せずに、弾性変形できる特性を有する、硬質ゴムや樹脂などから選択される。ポンチ4 の荷重により、弾性体7 が塑性変形した場合には、パネル折り曲げ部である、アウタパネル周縁部1aを変形させることができない。
【００４６】
この弾性体7 の形状は、アウタパネル周縁部1aを均質に押圧できる形状であれば、矩形、円形あるいは不定形の塊状などの適宜の形状が選択される。なお、ポンチ4 の弾性体7 との接触面形状を、弾性体7 の接触面形状に対応した形状としても良い。
【００４７】
但し、弾性体7 の厚み (図1 、2 の上下方向の長さ) は、ポンチ4 の荷重により弾性変形した際に、アウタパネル周縁部1aの長さ方向 (図1 、2 の上下方向) に亙って、均質に押圧し、アウタパネル周縁部1aを変形させられる厚み (長さ) が必要である。このため、図1 では、弾性体7 の厚みが、例えば、プリヘム用ダイス (下型)3b の高さ (図1 の上下方向長さ) よりも高い (大きい) 様子を示している。
【００４８】
上記した通り、弾性体7 の厚み (高さ) は、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを変形させるに足る、変形を生み出すに十分な厚みとする。一方で、弾性体7 を必要以上に厚くした場合には、却って、弾性体7 の変形に要するポンチ4 の荷重が大きくなり過ぎる。好ましい弾性体7 の厚みは、弾性体7 の硬さにもよるが、目安はプリヘム用ダイス3bの高さの1.2 倍〜1.5 倍である。
【００４９】
（弾性体の作用）
図2 に示すように、弾性体7 をポンチ4 により押圧することによって、弾性体7 をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて、矢印方向 (図２の左から右の横方向) に変形させる。この際、弾性体7 は、前記した治具8 によって、外周側7bが拘束されているため、その変形は、主として、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aに向かう変形となる。
【００５０】
この変形による弾性体の変形した内周側面7cによって、アウタパネル周縁部1aが押圧され、パネル内側 (図の左側) に向けて折り曲げられ、約135 °まで内側に折り曲げられた (プリヘムされた) アウタパネル周縁部1bとされる。
【００５１】
この態様によれば、プリヘム工程によって、アウタパネル周縁部1aを、更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、弾性体7 の変形のみによって、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを、主として横方向に押圧する。即ち、この弾性体7 の変形のみを駆動力として、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを、パネル内側に向けて折り曲げ成形する。
【００５２】
この結果、パネル折り曲げ部をポンチにより直接押圧する従来のプリヘム工程のように、ポンチによる加工（変形）が、前記パネル折り曲げ部の一部分、特に曲げ周縁部に対して集中することがない。即ち、本発明によれば、アウタパネル周縁部1aを、パネル内側に向かう折り曲げ成形は、ポンチ4 による荷重を受けた弾性体7 の変形のみを駆動力とし、ポンチ4 による荷重はパネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aには、直接負荷されない。
【００５３】
この弾性体の変形による駆動力は、従来のポンチによる直接的な荷重に比べれば、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aの加工（変形）は、格段に、広範囲、均一およびマイルドとなる。したがって、アウタパネル周縁部1aが、その長手方向に亙り、より広範囲に亙って均一変形し、ヘムの成形性（割れ限界）が向上する。これによって、室温時効硬化したような6000系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できるようになる。
【００５４】
(金型の使用) 
この図1 、2 に示す態様によれば、弾性体7 の変形によって、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを押圧し、パネル内側に向けて折り曲げる際に、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを、プリヘム工程用内型3 の成形面9 に押しつけて成形し、アウタパネル周縁部1bとしている。これによって、金型3bを用いない場合よりも、アウタパネル周縁部1aを折り曲げ成形する際の形状精度が出しやすくなる。
【００５５】
(フラットヘム工程) 
その後、このプリヘム工程により成形した、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1bを、フラットヘム工程かロープドヘム工程によって、更に、略180 °の角度までパネル内側に向けて折り曲げる。
【００５６】
この工程は、前記した図3(c)のフラットヘム工程や、図3(d)のロープヘム工程と同じである。また、ロープヘム工程かフラットヘム工程かの選択も、前記図3 で説明したのと同様に、外観性や、アウタパネルとインナパネルとの接合性や密着性など必要性によって選択する。
【００５７】
(弾性体の使用) 
本発明においては、このフラットヘム工程かロープドヘム工程においても、特に室温時効材や高強度材では、図4 、5 に示すように、プリヘム工程で用いたような弾性体を使用することが好ましい。
【００５８】
即ち、図4 に示すように、アウタパネル周縁部1bを弾性体7 で押圧しつつ、拘束する。より具体的には、図5 のヘム加工後の最終パネル折り曲げ部1cの厚みt(ヘム部厚さとも言う) よりも十分に厚い弾性体7 によって、パネル周縁部1bの外側方向からパネル内側方向に向けて (図4 のパネルの右方向から左方向に向けて) 、弾性体の内周側面7a (図5 の7b) でパネル周縁部1bの曲げ部6a (図5 の6b) を押圧しつつ、拘束する。
【００５９】
(弾性体条件) 
この弾性体7 は、前記したプリヘム用弾性体と同様に、ポンチ4(前記図3(c)の4cに相当) により上側から荷重が負荷された場合 (図4 〜5 の場合) に、塑性変形せずに、弾性変形できる特性を有する、硬質ゴムや樹脂などから選択される。ポンチ4 の荷重により、弾性体7 が塑性変形した場合には、パネル折り曲げ部である、アウタパネル周縁部1bを変形させることができない。この弾性体7 の形状は、前記したプリヘム用弾性体と同様に、矩形、円形あるいは不定形の塊状などの適宜の形状が選択される。
【００６０】
但し、弾性体7 の厚み (図4 〜5 の上下方向の長さ) は、前記した通り、図5 のヘム加工後の最終パネル折り曲げ部 (アウタパネル周縁部)1c の厚みt よりも十分に厚いことが必要である。この高さ (厚み) は、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1bを変形させるに足る、変形を生み出すに十分な厚みとする。弾性体7 を必要以上に厚くした場合には、却って、弾性体7 の変形に要するポンチ4 の荷重が大きくなり過ぎる。好ましい弾性体7 の厚みは、弾性体7 の硬さにもよるが、目安は1.2t〜1.5tである。
【００６１】
この弾性体7 の厚みが最終パネル折り曲げ部1cの厚みt と同等以下に薄いと、ポンチ4 の荷重による変形時に、弾性体7 の方への荷重と弾性体7 の変形が小さくなる。このため、弾性体7 の変形によるアウタパネル周縁部1bの押圧力が弱まるか作用せず、弾性体7 の変形によっては、アウタパネル周縁部1bを変形させることができない。この結果、アウタパネル周縁部1bにのみ、あるいはアウタパネル周縁部1bの方に、ポンチ4 の荷重が集中してしまう。これでは、パネル折り曲げ部をポンチにより直接押圧する従来のフラットヘム工程かロープドヘム工程と大差無くなり、ポンチによる荷重（圧力）が、前記パネル折り曲げ部の一部分、特に曲げ周縁部に対して集中しやすくなる。したがって、特に室温時効材や高強度材では、前記パネル折り曲げ部の広範囲な均一変形が困難で、特に曲げ周縁部において、ヘムの成形性（割れ限界）が低下して割れが発生しやすくなる。
【００６２】
（弾性体の作用）
図5 に示すように、弾性体7 をポンチ4 により押圧することによって、弾性体7 をパネル周縁部方向からパネル内側に向けて (図5 の右から左の横方向に向けて) 変形させる。この際、弾性体7 の変形は、主として、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1cに向かう変形となる。
【００６３】
この変形による弾性体7 の変形した内周側面7aとポンチ4 との両方によって、図4 ではアウタパネル周縁部1bの曲げ部6aが押圧される。このため、図5 に示すように、アウタパネル周縁部1c (および曲げ部6b) として、パネル内側 (図の左側) に向けて折り曲げられ、最終的には約180 °まで内側に折り曲げられる。
【００６４】
この態様によれば、プリヘム工程によって、アウタパネル周縁部1bを、更にパネル内側に向けて折り曲げるに際し、弾性体7 の変形による横方向からと、ポンチ4 による上方向からとの両方によって、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1aを押圧する。即ち、この弾性体7 の変形を補助的な駆動力として、ポンチ4 によって、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1bを、パネル内側に向けて折り曲げ成形する。
【００６５】
この結果、パネル折り曲げ部をポンチにより直接押圧する従来のプリヘム工程のように、ポンチによる荷重（圧力）が、前記パネル折り曲げ部の一部分、特に曲げ周縁部に対して集中することがない。即ち、本発明によれば、ポンチ4 による荷重の一部が、弾性体7 の横方向からの押圧力に転化するため、ポンチ4 により、アウタパネル周縁部1bに直接負荷される荷重が低減される。
【００６６】
更に、弾性体7の横方向からの押圧力によってパネル折り曲げ部1aを拘束しながら更に折り曲げることにより、従来のヘム工程である図1(c)に示すような鋭角的な坐屈形状となることなく、半円形に近いフラットヘム形状を得ることが出来る。
【００６７】
これによって、従来のポンチによる直接的な荷重に比べれば、パネル折り曲げ部であるアウタパネル周縁部1bの加工（変形）は、格段に、広範囲、均一およびマイルドとなる。したがって、アウタパネル周縁部1bが、その長手方向に亙り、より広範囲に亙って均一変形し、ヘムの成形性（割れ限界）が向上する。これによって、室温時効硬化したような6000系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できるようになる。
【００６８】
(パネル用アルミニウム合金)
本発明で用いるアルミニウム合金としては、パネルの用途に応じて、この種構造部材用途に汎用される、3000系、5000系、6000系、7000系等のAA乃至JIS に規定される乃至AA乃至JIS に近似し、耐力が比較的高い汎用合金であって、必要により調質されたアルミニウム合金板 (圧延板) が好適に用いられる。
【００６９】
ただ、前記自動車用に用いるパネルには、0.2%耐力が120 MPa 以上の高強度のアルミニウム合金板が好ましい。このような特性を満足する、アルミニウム合金としては、通常、優れた時効硬化能や合金元素量が比較的少なく、スクラップのリサイクル性や成形性にも優れている点で、6000系アルミニウム合金、中でも過剰Si型6000系アルミニウム合金を用いることが好ましい。過剰Si型6000系アルミニウム合金は室温時効しやすく、本発明を用いて効果がある点では最も適している。
【００７０】
本発明では、ヘム加工されるアルミニウム合金パネルの板厚につき、特に、アルミニウム合金アウタパネルの板厚は0.8mm 以上で、特に、より厚い1.0mm 以上でヘム加工しにくい方であることが、本発明を用いて効果がある点では好ましい。アルミニウム合金インナパネルの板厚は1.0mm 以下でヘム加工しにくい方である薄板が、本発明を用いて効果がある点では好ましい。
【実施例】
【００７１】
次に、本発明の実施例を説明する。本発明で用いる弾性体の効果を裏付けるために、弾性体を用いてプリヘム加工を行う、アルミニウム合金板の180 °曲げのフラットヘム加工試験を行った。
【００７２】
アウタパネル用の6000系アルミニウム合金として、AA6022規格組成のT4調質材で6 カ月室温時効させた、板厚1.0mm の供試板(0.2% 耐力が圧延方向で140MPa) 、AA6111規格組成のT4調質材で6カ月室温時効させた、板厚1.0mm の供試板(0.2% 耐力が圧延方向で150MPa)を準備した。
【００７３】
これら供試板から、圧延方向を長手方向に長さ150mm ×幅30mmの曲げ加工試験片を採取し、フラットヘム加工性を評価した。即ち、試験片に対して、自動車のアウタパネルのプレス成形を模擬して、10％の歪みを予め加え、この予歪部にダウンフランジ工程により長手方向直角に約90°の曲げを行った後、自動車のアウタパネルのヘム加工を模擬して、プリヘム加工を経て、板厚0.8mmのインナパネルを挟み込む角度180 °のフラットヘム加工を行った。
【００７４】
発明例は、上記ダウンフランジ加工までを施した試験片に対して、プリヘム工程用内型を選択的に用いながら、前記図1 、2 に示した弾性体として硬質ゴム(TRUSCO 社製ウレタンゴム、ゴム硬度約90度) を用いた約135 °曲げのプリヘム加工を行った。この硬質ゴムの上下方向の厚みは、プリヘム用内型の高さ15mmよりも十分高い、25mmとした。また、この硬質ゴムは前記の通り25mm厚（高さ）と25mm幅を持つ正方形断面形状とし、曲げ加工試験片の幅と同じ長さとした。なお、表1 では、プリヘム工程用内型を用いた場合を使用、用いない場合を使用せずと記載している。
【００７５】
また、このプリヘム加工後、前記図4 、5 に示した弾性体として、上記プリヘム加工と同じ材質の硬質ゴムを用いたフラットヘム加工を選択的に行いながら、ヘム加工試験を行った。この硬質ゴムの上下方向の厚さは、ヘム加工後のヘム部厚さ2.8mm(ヘム加工後の折り曲げ部の厚み相当:1.0mmt の試験片2 枚＋インナ板厚0.8mmt) よりも十分高い、4.0mm厚および5.0mm厚とした。なお、この硬質ゴムは前記の通り4.0mm厚および5.0mm厚（高さ）と8.0mm幅を持つ長方形断面形状とし、曲げ加工試験片の幅と同じ長さとした。
【００７６】
比較のために、共通して、プリヘム工程およびフラットヘム工程のいずれにも硬質ゴムを用いない、前記図3(b)および図3(c)に示した従来のプリヘム加工およびフラットヘム加工を行うか、硬質ゴムを用いたフラットヘムでも硬質ゴムの厚さがヘム部厚さよりも小さい（薄い）比較例も、同様にヘム加工試験した。発明例、比較例とも、90°曲げのダウンフランジ工程は図3(a)の方法で行なった。
【００７７】
フラットヘム加工性は、試験片の最終の180 °曲げ部外側 (フラットヘム加工部外周部) の表面状態を目視観察して評価した。評価は、上記曲げ部外側の割れ発生程度を目視で確認し、下記基準に基づいて5 段階で評価した。
0：肌荒れ、及び微小な割れが無い。
1：肌荒れが僅かに発生している。
2：肌荒れが発生しているものの割れは無い。
3：微小な割れが発生。
4：大きな割れが発生。
5：曲げ部にて破断。
なお、上記のランクの内、0 〜2 段階が、ヘム加工性 (実際の自動車アウタパネル用) として合格で、3 〜5 段階は不合格である。
【００７８】
表１から明らかな通り、発明例１〜6 は、前記図1 、2 に示した弾性体を用いた135 °曲げのプリヘム加工を行っており、弾性体を用いない従来のプリヘム加工を行った比較例7 〜10のフラットヘム加工に比して、格段に加工性が向上している。
【００７９】
また、発明例の中でも、発明例3 と6 は、合わせて、前記図4 、5 に示した、十分な厚さを有する弾性体を用いたフラットヘム加工を行っている。この結果、弾性体を用いない従来のフラットヘム加工 (発明例1 、4)に比して、加工性が向上している。
【００８０】
更に、AA6022規格組成と、AA6111規格組成とのAl合金板同士の比較において、比較的強度 (耐力) の高いAA6111規格組成の方が、ヘム加工性の向上効果が顕著である。したがって、室温時効した、あるいは強度 (耐力) の高い、6000系Al合金板 (パネル) のヘム加工に対する、本発明の効果や意義が裏付けられる。
【００８１】
【表１】
2007245206.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明した通り、本発明によれば、室温時効硬化したような6000系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できる加工方法を提供できる。この結果、本発明は、室温時効硬化しやすい、6000系アルミニウム合金などの高強度アルミニウム合金の、特に自動車車体パネルへの適用を拡大するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明ヘム加工方法におけるプリヘム工程の一態様を示す、断面図である。
【図２】図１の加工が進展した態様を示す、断面図である。
【図３】一般的なヘム加工方法を示し、(a) はダウンフランジ加工パネル、(b) はプリヘム加工パネル、(c) はフラットヘム加工パネルを示す断面図である。
【図４】本発明ヘム加工方法における好ましいフラットヘム工程の一態様を示す、断面図である。
【図５】図４の加工中の態様を示す、断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
1: アウタパネル、2:インナパネル、3:ダイス、4:ポンチ、5:板押さえ、
6: 曲げ部、7:弾性体、
【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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