(57)【要約】【課題】  深絞り部を伴なうプレス成形品の全体を、クラックや変形がない高品質で、一体成形かつ同時成形可能にし、製作費用を低減すること。【解決手段】  金属の薄板成形方法において、板材１００の深絞り部１０１が予定されている部分の隣接部１０３に予め材料の弛み部１０４を成形する弛み成形工程と、弛み部の材料を引き伸ばして深絞り部１０１の側へ入り込みさせながら、パンチ１８Ａにより材料を絞り込んで深絞り部１０１を成形する深絞り成形工程とを有するもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の深絞り部が予定されている部分の隣接部に予め材料の弛み部を成形する弛み成形工程と、
弛み部の材料を引き伸ばして深絞り部の側へ入り込みさせながら、パンチにより材料を絞り込んで深絞り部を成形する深絞り成形工程とを有する金属の薄板成形方法。
【請求項２】
前記板材を、金型のコアの移動によって形成した弛み成形空間と、対向液の間に挟み、対向液の液圧により材料の弛み部を成形するものとし、
材料の弛み部の弛み度合いを、金型のコアの移動によって形成した弛み成形空間の大きさ、及び／又は、対向液の液圧の大きさにより制御する請求項１に記載の金属の薄板成形方法。
【請求項３】
前記弛み部の材料の深絞り部の側への入り込みを、パンチが深絞り部を成形するために材料に加える絞り込み力により該弛み部の材料を引き込んで行なう請求項１又は２に記載の金属の薄板成形方法。
【請求項４】
前記弛み部の材料の深絞り部の側への入り込みを、金型に弛み成形空間を形成したコアの移動によって生ずる押し込み力により該弛み部の材料を押し込んで補完する請求項３に記載の金属の薄板成形方法。
【請求項５】
前記金型のコアの移動によって生ずる押し込み力を、深絞り部の成形条件に応じて調整する請求項４に記載の金属の薄板成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の外板サイドパネルのように、深絞り部を伴なうプレス成形品の全体を一体で成形するに好適な金属の薄板成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の如くの自動車の外板サイドパネル１のプレス成形では、図３、図４に示す如く、板材の深絞り部２の隣接部の周辺の成形材料面積が大きく、複雑な形状を有しているので、ここにおける材料押え力に抗して、この隣接部から深絞り部へ材料を入り込ませることは困難であり、パネル１の深絞り部２とその隣接部３との境界部にクラックや変形４が発生した。
【０００３】
そこで従来技術では、図５に示す如く、パネル１が深絞り部２をもつ部品１Ａと、その隣接部３をもつ部品１Ｂとに２分割され、各部品１Ａ、１Ｂを別々にプレス成形してから、パネル１を組立てるという製法を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平5-139340
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、深絞り部を伴なうプレス成形品の全体を、クラックや変形がない高品質で、一体成形かつ同時成形可能にし、製作費用を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、板材の深絞り部が予定されている部分の隣接部に予め材料の弛み部を成形する弛み成形工程と、弛み部の材料を引き伸ばして深絞り部の側へ入り込みさせながら、パンチにより材料を絞り込んで深絞り部を成形する深絞り成形工程とを有する金属の薄板成形方法である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記板材を、金型のコアの移動によって形成した弛み成形空間と、対向液の間に挟み、対向液の液圧により材料の弛み部を成形するものとし、材料の弛み部の弛み度合いを、金型のコアの移動によって形成した弛み成形空間の大きさ、及び／又は、対向液の液圧の大きさにより制御するようにしたものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記弛み部の材料の深絞り部の側への入り込みを、パンチが深絞り部を成形するために材料に加える絞り込み力により該弛み部の材料を引き込んで行なうようにしたものである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において更に、前記弛み部の材料の深絞り部の側への入り込みを、金型に弛み成形空間を形成したコアの移動によって生ずる押し込み力により該弛み部の材料を押し込んで補完するようにしたものである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において更に、前記金型のコアの移動によって生ずる押し込み力を、深絞り部の成形条件に応じて調整するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）
(a)深絞り成形工程の予備工程として弛み成形工程を設け、板材の深絞り部が予定されている部分の隣接部に予め材料の弛み部を成形した。その後、深絞り成形工程で、弛み部の材料を引き伸ばして深絞り部の側へ入り込みさせながら、同時に、パンチにより材料を絞り込んで深絞り部を成形する。
【００１２】
従って、隣接部から深絞り部の側への材料のスムースな入り込みを促進させることにより、深絞り部とその隣接部との境界部にクラックや変形を生じさせることなく、プレス成形品の全体を一体成形かつ同時成形可能にし、製作費用を低減することができる。
【００１３】
（請求項２）
(b)前記板材を、金型のコアの移動によって形成した弛み成形空間と、対向液の間に挟み、対向液の液圧により材料の弛み部を安定的に成形できる。
【００１４】
特に、弛み部となる材料を対向液の液圧によって成形することにより、弛み部に対応する凸型部を備えた弛み成形のための専用金型を用いる必要がない。即ち、金型の弛み部に対向することとなる面を最終成形品のための成形面（例えば平面）とし、換言すれば最終成形品のための金型だけを用いながら、金型の弛み部に対向することとなる面の上部に対向液を供給してその液圧により弛み部を成形できる。
【００１５】
また、対向液の均等な液圧により、材料をコアの移動によって形成した弛み成形空間に摩擦抵抗なく押込み、該弛み部を極めて平滑に成形できる。
【００１６】
そして、材料の弛み部の弛み度合いを、金型のコアの移動によって形成した弛み成形空間の大きさ、及び／又は、対向液の液圧の大きさにより簡易に制御できる。
【００１７】
（請求項３）
(c)前記弛み部の材料の深絞り部の側への入り込みを、パンチが深絞り部を成形するために材料に加える絞り込み力により該弛み部の材料を引き込んで行なうことにより、隣接部から深絞り部の側への材料のスムースな入り込みを確実に促進できる。
【００１８】
（請求項４）
(d)前記弛み部の材料の深絞り部の側への入り込みを、金型に弛み成形空間を形成したコアの移動によって生ずる押し込み力により該弛み部の材料を押し込んで補完することにより、隣接部から深絞り部の側への材料のスムースな入り込みを一層確実に促進できる。
【００１９】
（請求項５）
(e)前記金型のコアの移動によって生ずる押し込み力を、深絞り部の成形条件に応じて調整することにより、深絞り条件の異なるあらゆるプレス成形品について、隣接部から深絞り部の側への材料のスムースな入り込みを一層確実に促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は薄板成形装置による弛み成形工程を示す模式図である。
【図２】図２は薄板成形装置による深絞り成形工程を示す模式図である。
【図３】図３はプレス成形品の一例を示す模式図である。
【図４】図４は図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図５はプレス成形品を２部品化した例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示した薄板成形装置１０は、床面上に設置されるベッド１１の四隅と、天井側のクラウン１２の四隅との間にコラム１３を立設してある。ベッド１１に支持したボルスタ１４に取付けた下型１５と、クラウン１２に設けた昇降装置（不図示）により昇降されるスライド１６にハウジング１７を介して取付けた上型１８により、金属薄板材１００を加圧することにより、プレス成形が行なわれる。
【００２２】
ここで、板材１００は、例えば自動車の外板サイドパネルを最終成形品とするものであり、深絞り部１０１、凹部１０２（図２参照）等が成形される。
【００２３】
薄板成形装置１０は、深絞り１０１を成形するために、上型１８にパンチ１８Ａを備えるとともに、下型１５にダイス穴１５Ａを備える。また、薄板成形装置１０は、凹部１０２を成形するために、上型１８に凸型部１８Ｂを備えるとともに、下型１５に凹型部１５Ｂを備える。
【００２４】
薄板成形装置１０は、ハウジング１７の両側部に材料押えシリンダ２１を支持し、材料押えシリンダ２１により昇降される材料押え２２を、上型１８のパンチ１８Ａ、凸型部１８Ｂまわりに設けている。材料押え２２は、下型１５と上型１８により板材１００を加圧してプレス成形するとき、下型１５のダイス穴１５Ａ、凹型部１５Ｂまわりの上面との間に、板材１００の材料を押える押え面２２Ａを有し、材料の流入を調整したり、しわの発生を防ぐ。
【００２５】
薄板成形装置１０は、上型１８にコア作動シリンダ３１を支持し、コア作動シリンダ３１により昇降されるコア３２を材料押え２２に設けた孔状のコア室３３に摺動可能に挿入している。コア室３３は、材料押え２２のうち、板材１００の深絞り部１０１が予定されている部分の隣接部１０３の材料を押える部分に設けられる。コア３２は材料押え２２の押え面２２Ａよりもコア室３３内に没入する方向に移動したとき、コア室３３内で下型１５の上面との間に弛み成形空間３４を形成する。
【００２６】
薄板成形装置１０は、下型１５において、上型１８の側のコア３２、コア室３３に対向する上面（弛み成形空間３４に対向する上面）に、液圧供給流路４１を設けている。コア室３３（弛み成形空間３４）まわりの材料押え２２が下型１５との間に押圧する板材１００の材料（隣接部１０３の材料）と、下型１５の上面との間に、液圧供給流路４１から供給される液圧が装填されて材料を膨出変形させ、液圧室４２を形成するものになる（図２）。
【００２７】
尚、不図示の液圧源が液圧調整装置４３、切換弁４４を介して液圧供給流路４１に接続される。切換弁４４には不図示のタンクへの液圧戻し流路４５が分岐接続されている。
【００２８】
以下、薄板成形装置１０による板材１００の成形手順について説明する。
(1)第１段階：弛み成形工程（図１）
スライド１６を下降させ、上型１８（パンチ１８Ａ、凸型部１８Ｂ）がスライド１６の下降限にまで至らない位置で、材料押えシリンダ２１により保持されている材料押え２２の押え面２２Ａと、下型１５の上面との間に板材１００の材料を押える状態で、板材１００の材料を予備成形する。
【００２９】
このとき、コア作動シリンダ３１により所定の位置に移動されたコア３２が、材料押え２２に設けたコア室３３内で深絞り部１０１が予定されている部分の隣接部１０３の材料の上面側に弛み成形空間３４を形成する。他方、不図示の液圧源から供給されて液圧調整装置４３で圧力調整された液圧が、切換弁４４を介して液圧供給流路４１から、コア室３３（弛み成形空間３４）まわりの材料押え２２により下型１５に押圧されている上記隣接部１０３の材料の下面に供給されて材料を膨出変形させ、近接部１０３の材料の下面側に液圧室４２を形成する。これにより、板材１００の隣接部１０３を、コア３２の移動によって形成した弛み成形空間３４と、液圧室４２内の対向液の間に挟み、対向液の液圧により材料の弛み部１０４を成形する。
【００３０】
隣接部１０３の材料に成形する弛み部１０４の弛み度合いは、後述する深絞り部１０１への材料の入り込み必要量（深絞り部１０１の深さ等の成形条件による）に応じ、コア３２の移動によって形成した弛み成形空間３４の大きさ、及び／又は、液圧調整装置４３により液圧室４２に設定される液圧の大きさにより制御される。
【００３１】
(2)第２段階：深絞り成形工程（図２）
上述(1)により、深絞り部１０１が予定されている部分の隣接部１０３の材料に弛み部１０４が成形された後に、液圧室４２内の対向液は、液圧供給流路４１、切換弁４４、液圧戻し流路４５を通って不図示のタンクへと戻され、液圧室４２の液圧は解放される。
【００３２】
その後、スライド１６は再び下降を開始されるが、上型１８のパンチ１８Ａが深絞り部１０１を形成するに従って、隣接部１０３の弛み部１０４の材料を引き伸ばして深絞り部１０１の側へ入り込みさせながら、パンチ１８Ａにより材料を下型１５のダイス穴１５Ａに絞り込んで深絞り部１０１を成形する。
【００３３】
このとき、弛み部１０４の材料の深絞り部１０１の側への入り込みは、パンチ１８Ａが深絞り部１０１を形成するために材料に加える絞り込み力により、該弛み部１０４の材料を図２の矢印Ａに示す如くに引き込んで行なう。この場合、材料押えシリンダ２１により材料押え２２が弛み部１０４の材料に加える押え力を調整し、その材料の引き込みを容易にする。
【００３４】
また、弛み部１０４の材料の深絞り部１０１の側への入り込みを助長するために、コア作動シリンダ３１により駆動されるコア３２を下型１５の上面の側へと移動し、それによって生ずる押し込み力により弛み部１０４の材料を深絞り部１０１の側へ押し込んでその入り込みを補完しても良い。この場合、コア３２の移動によって生ずる押し込み力を、深絞り部１０１の深さ等の成形条件に応じて調整する。
【００３５】
尚、スライド１６が下降限に到達し、パンチ１８Ａが下型１５のダイス穴１５Ａとの間で深絞り部１０１を成形し、凸型部１８Ｂが下型１５の凹型部１５Ｂとの間で凹部１０２を成形したとき、コア作動シリンダ３１により駆動されるコア３２もコア室３３内で材料押え２２の押え面２２Ａと面一になるように設定される。これにより、コア３２は板材１００の弛み部１０４を下型１５の上面との間で展圧してその弛みを解消し、最終成形品の隣接部１０３に平坦部を成形する（図２は、コア３２が弛み部１０４を展圧している過程であり、コア３２は最終的には隣接部１０３を平坦部にする）。
【００３６】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)深絞り成形工程の予備工程として弛み成形工程を設け、板材１００の深絞り部１０１が予定されている部分の隣接部１０３に予め材料の弛み部１０４を成形した。その後、深絞り成形工程で、弛み部１０４の材料を引き伸ばして深絞り部１０１の側へ入り込みさせながら、同時に、パンチ１８Ａにより材料を絞り込んで深絞り部１０１を成形する。
【００３７】
従って、隣接部１０３から深絞り部１０１の側への材料のスムースな入り込みを促進させることにより、深絞り部１０１とその隣接部１０３との境界部にクラックや変形を生じさせることなく、プレス成形品の全体を一体成形かつ同時成形可能にし、製作費用を低減することができる。
【００３８】
(b)前記板材１００を、上型１８の側に設けたコア３２の移動によって形成した弛み成形空間３４と、対向液の間に挟み、対向液の液圧により材料の弛み部１０４を安定的に成形できる。
【００３９】
特に、弛み部１０４となる材料を対向液の液圧によって成形することにより、弛み部１０４に対応する凸型部を備えた弛み成形のための専用下型１５を用いる必要がない。即ち、下型１５の弛み部１０４に対向することとなる面を最終成形品のための成形面（例えば平面）とし、換言すれば最終成形品のための下型１５だけを用いながら、下型１５の弛み部１０４に対向することとなる面の上部に対向液を供給してその液圧により弛み部１０４を成形できる。
【００４０】
また、対向液の均等な液圧により、材料をコアの移動によって形成した弛み成形空間３４に摩擦抵抗なく押込み、該弛み部１０４を極めて平滑に成形できる。
【００４１】
そして、材料の弛み部１０４の弛み度合いを、上型１８の側に設けたコア３２の移動によって形成した弛み成形空間３４の大きさ、及び／又は、対向液の液圧の大きさにより簡易に制御できる。
【００４２】
(c)前記弛み部１０４の材料の深絞り部１０１の側への入り込みを、パンチ１８Ａが深絞り部１０１を成形するために材料に加える絞り込み力により該弛み部１０４の材料を引き込んで行なうことにより、隣接部１０３から深絞り部１０１の側への材料のスムースな入り込みを確実に促進できる。
【００４３】
(d)前記弛み部１０４の材料の深絞り部１０１の側への入り込みを、下型１５に弛み成形空間３４を形成したコアの移動によって生ずる押し込み力により該弛み部１０４の材料を押し込んで補完することにより、隣接部１０３から深絞り部１０１の側への材料のスムースな入り込みを一層確実に促進できる。
【００４４】
(e)前記上型１８の側に設けたコア３２の移動によって生ずる押し込み力を、深絞り部１０１の成形条件に応じて調整することにより、深絞り条件の異なるあらゆるプレス成形品について、隣接部１０３から深絞り部１０１の側への材料のスムースな入り込みを一層確実に促進できる。
【００４５】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、金属の薄板成形方法において、板材の深絞り部が予定されている部分の隣接部に予め材料の弛み部を成形する弛み成形工程と、弛み部の材料を引き伸ばして深絞り部の側へ入り込みさせながら、パンチにより材料を絞り込んで深絞り部を成形する深絞り成形工程とを有するものにした。これにより、深絞り部を伴なうプレス成形品の全体を、クラックや変形がない高品質で、一体成形かつ同時成形可能にし、製作費用を低減することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  薄板成形装置
１５  下型
１５Ａ  ダイス穴
１８  上型
１８Ａ  パンチ
２２  材料押え
３２  コア
３３  コア室
３４  弛み成形空間
４１  液圧供給流路
４２  液圧室
１００  板材
１０１  深絞り部
１０３  隣接部
１０４  弛み部
【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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