(57)【要約】【課題】ワーク面方向の寸法変化を抑制しつつ、比較的小さな荷重でワークの面歪みを効率良く低減できるプレス成形金型及びプレス成形方法を提供すること。【解決手段】ワークとしてのドアパネル１０を挟んで対向配置された下型２０及び上型３０を備えるプレス成形金型１であって、下型２０は、その下型成形面２１の一般面２１０からドアパネル１０側に突出して形成された複数の突起部２１１と、これら複数の突起部２１１間に形成されかつ一般面２１０からドアパネル１０側とは反対側に凹んだ凹部２１２と、を備える。【選択図】図２
2013233561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを挟んで対向配置された一対の型を備えるプレス成形金型であって、
前記一対の型のうちの一方は、その成形面の一般面から前記ワーク側に突出して形成された複数の突起部と、これら複数の突起部間に形成されかつ前記一般面から前記ワーク側とは反対側に凹んだ凹部と、を備えることを特徴とするプレス成形金型。
【請求項２】
ワークに発生した局部的な面歪みを低減するプレス成形方法であって、
前記ワークを挟んで対向配置される一対の型のうちの一方に、その成形面の一般面から前記ワーク側に突出する複数の突起部を設けるとともに、これら複数の突起部間に、前記一般面から前記ワーク側とは反対側に凹んだ凹部を設け、
前記複数の突起部により、前記面歪みが発生している局部を加圧して前記複数の突起部を前記ワークに食い込ませることにより、前記複数の突起部が前記ワークに食い込む体積よりも大きい体積のワーク構成材料が前記凹部に押し出されることで、前記面歪みを低減することを特徴とするプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形金型及びプレス成形方法に関する。詳しくは、ワークの面歪みを低減するプレス成型金型及びプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板からなる自動車の外板等に対して、曲げ成形や絞り成形等のプレス成形が行われている。ところが、これら曲げ成形や絞り成形では、ワークの曲げ部周辺や絞り部周辺において、材料余りに起因する面歪みが発生し易いという問題があった。
【０００３】
そこで、面歪み発生部位に対応して、一対のプレス成形金型の一方の成形面に、材料の逃げ穴を予め設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によればプレス成形時において、面歪み発生部位の材料が逃げ穴内に流動することで、他方の金型に対向するワーク表面を平滑化でき、面歪みを低減できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１６７９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の技術では、逃げ穴周辺の一般部の表面は略水平面であるため、プレス成形時に材料を逃げ穴内に流動させるためには、大きな荷重が必要であった。またこのとき、材料を逃げ穴内に流動させるためには、一般部における板厚も低減する必要があった。一般部における板厚を低減すると、ワーク面方向の寸法が増大するため、材料余りを招いて面歪みを効率良く低減できないおそれがあった。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワーク面方向の寸法変化を抑制しつつ、比較的小さな荷重でワークの面歪みを効率良く低減できるプレス成形金型及びプレス成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、ワーク（例えば、後述のドアパネル１０）を挟んで対向配置された一対の型（例えば、後述の下型２０，上型３０）を備えるプレス成形金型（例えば、後述のプレス成形金型１）であって、前記一対の型のうちの一方（例えば、後述の下型２０）は、その成形面（例えば、後述の下型成形面２１）の一般面（例えば、後述の一般面２１０）から前記ワーク側に突出して形成された複数の突起部（例えば、後述の突起部２１１）と、これら複数の突起部間に形成されかつ前記一般面から前記ワーク側とは反対側に凹んだ凹部（例えば、後述の凹部２１２）と、を備えることを特徴とするプレス成形金型を提供する。
【０００８】
本発明では、一対の型のうちの一方の成形面に、その一般面からワーク側に突出する複数の突起部を設けるとともに、これら複数の突起部間に、一般面からワーク側とは反対側に凹んだ凹部を設ける。
これにより、曲げ成形や絞り成形の際に余った材料を、プレス成形により凹部内に流動させて逃がすことができるため、材料余りに起因する面歪みを低減できる。またこのとき、複数の突起部がワークに食い込んで材料を押し出すことで、凹部内への材料の流動を促進できる。そのため、複数の突起部がワークに食い込む体積よりも大きい体積の材料を凹部内に流動させることができるため、比較的小さな荷重で面歪みを低減でき、効率良く面歪みを低減できる。さらには、本発明ではワークの一般部における板厚を低減させる必要がないため、ワーク面方向の寸法の増大を抑制できる。
【０００９】
また、ワーク（例えば、後述のドアパネル１０）に発生した局部的な面歪み（例えば、後述の面歪みＤ）を低減するプレス成形方法であって、前記ワークを挟んで対向配置される一対の型（例えば、後述の下型２０，上型３０）のうちの一方（例えば、後述の下型２０）に、その成形面（例えば、後述の下型成形面２１）の一般面（例えば、後述の一般面２１０）から前記ワーク側に突出する複数の突起部（例えば、後述の突起部２１１）を設けるとともに、これら複数の突起部間に、前記一般面から前記ワーク側とは反対側に凹んだ凹部（例えば、後述の凹部２１２）を設け、前記複数の突起部により、前記面歪みが発生している局部を加圧して前記複数の突起部を前記ワークに食い込ませることにより、前記複数の突起部が前記ワークに食い込む体積よりも大きい体積のワーク構成材料が前記凹部に押し出されることで、前記面歪みを低減することを特徴とするプレス成形方法を提供する。
【００１０】
このプレス成形方法に係る発明によれば、上記プレス成形金型と同様の効果が奏される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワーク面方向の寸法変化を抑制しつつ、比較的小さな荷重でワークの面歪みを効率良く低減できるプレス成形金型及びプレス成形方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】自動車のドアハンドル部周辺に発生した面歪みを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプレス成形金型の縦断面図である。
【図３】上記実施形態に係るプレス成形金型の下型の成形面に形成された複数の突起部と凹部を示す斜視図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】上記実施形態に係るプレス成形金型を用いたプレス成形時における材料の流動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、自動車のドアハンドル部１１周辺に発生した面歪みＤを示す図である。図１に示すように自動車のドアパネル１０では、外側に膨出して車両前後方向に延びるキャラクタライン１２上に、内側に凹んだドアハンドル部１１が形成される。ドアパネル１０は鋼板からなり、ドアハンドル部１１は絞り成形により形成される。かかる絞り成形の際に、材料余りに起因する波状の皺のような面歪みＤが、ドアハンドル部１１周辺に発生する。かかる面歪みＤの発生は、製品の外観不良の原因となる。
【００１４】
本実施形態に係るプレス成形金型１は、絞り成形により発生した上記面歪みＤを低減するために用いられる。本実施形態に係るプレス成形金型１を用いることにより、本発明のプレス成形方法の実施が可能となっている。
【００１５】
図２は、本実施形態に係るプレス成形金型１の縦断面図である。より詳しくは、図２は、本実施形態に係るプレス成形金型１を型締めするときの状態を示す縦断面図であり、ワークとしてのドアパネル１０を図１のＡ−Ａ線断面で見たときの図である。
図２に示すように、本実施形態に係るプレス成形金型１は、ワークとしてのドアパネル１０を挟んで対向配置された一対の型として、下型２０と、上型３０と、を備える。なお、ドアパネル１０は、車両内側面を下方に向けて配置される。
【００１６】
下型２０は、ドアパネル１０の下方に配置され、ドアパネル１０の車両内側面を支持する。下型２０は、図示しない下型基部に固定されている。下型２０の下型成形面２１は、ドアパネル１０の車両内側面の形状に対応した形状となっている。
また、下型成形面２１のうち、ドアハンドル部１１に対応する部位の周辺、即ち面歪みＤ（図２では、面歪みＤを不図示）の発生部位に対応した部位には、複数の突起部２１１と、凹部２１２が形成されている。
【００１７】
図３は、本実施形態に係るプレス成形金型１の下型２０の下型成形面２１に形成された複数の突起部２１１と凹部２１２を示す斜視図である。また、図４は、図３のＸ−Ｘ線断面図である。
図３に示すように、複数の突起部２１１は、略四角錐台形状であり、その先端部がプレス成形時に破損することがないような形状となっている。このような形状からなる複数の突起部２１１は、所定間隔ごとに規則的に配列されている。また、図１や図４に示すように、これら複数の突起部２１１は、下型成形面２１の一般面２１０から、ドアパネル１０側に突出して形成されている。即ち、複数の突起部２１１の先端面２１１Ａは、一般面２１０よりもドアパネル１０側に位置している。
【００１８】
一方、図３に示すように、凹部２１２は、複数の突起部２１１間に格子状に形成されている。また、図１や図４に示すように、凹部２１２は、下型成形面２１の一般面２１０から、ドアパネル１０側とは反対側に凹んでいる。即ち、凹部２１２の底面２１２Ａは、一般面２１０よりもドアパネル１０側とは反対側に位置している。
ここで、本明細書における一般面とは、本実施形態のような突起部２１１及び凹部２１２が形成されていない、ワークの対向面（本実施形態では、ドアパネル１０の車両内側面）の形状に対応した成形面を意味する。
【００１９】
なお、複数の突起部２１１及び凹部２１２の形状や寸法は適宜設定される。これらの形状や寸法を調整することで、後述する突起部２１１のワークへの食い込み体積や、凹部２１２へ流動する材料の体積を調整できる。
【００２０】
図２に戻って、上型３０は、ドアパネル１０の上方に配置され、下型２０及びドアパネル１０に対して進退可能となっている。上型３０には、上型３０を昇降させる図示しない昇降機構が設けられており、昇降機構は、上型３０を昇降させることで、上型３０をドアパネル１０及び下型２０に対して前進（接近）、後退（離隔）させる。
【００２１】
上型３０の上型成形面３１は、ドアパネル１０の車両外側面の形状に対応した形状となっている。即ち、キャラクタライン１２に対応する部位は上方に凹んだ形状となっており、ドアハンドル部１１に対応する部位は下方に突出した形状となっている。
【００２２】
上型成形面３１の外周部３２には、環状のパッド３３と、このパッド３３を支持しつつ上型３０に対して昇降可能とする複数のシリンダ３４が設けられている。このパッド３３は、プレス成形時において、下型２０に支持されたドアパネル１０の外周部を、シリンダ３４の作用により適度な押圧力で押さえ込むものである。
なおパッド３３は、初期状態において、その先端面３３Ａが、上型３０の上型成形面３１のうち最も先端（下方）に位置する面よりもドアパネル１０側に位置するように配置される。そのため、型締めする際には、上型成形面３１よりも先にパッド３３の先端面３３Ａがドアパネル１０に当接する。これにより、プレス成形時におけるドアパネル１０の位置ずれが防止される。
【００２３】
以上の構成を備える本実施形態に係るプレス成形金型１の動作について、図２及び図５を参照しながら、以下に説明する。
先ず、図２に示すように、絞り成形により成形されたドアパネル１０を、その車両内側面を下方に向けて、下型２０の下型成形面２１上に載置する。
【００２４】
次いで、昇降機構により上型３０を下降させて、ドアパネル１０及び下型２０に対して上型３０を前進（接近）させる。すると、上型３０の上型成形面３１よりも先に、パッド３３の先端面３３Ａがドアパネル１０のドアハンドル部１１周辺に当接する。上型３０をさらに下降させることで、シリンダ３４の作用により、パッド３３はドアハンドル部１１周辺を適度な押圧力で押圧する。これにより、ドアパネル１０が固定され、プレス成形時の位置ずれが防止される。
【００２５】
次いで、上型３０をさらに下降させることで、上型成形面３１がドアパネル１０の車両外側面に当接し、ドアパネル１０を加圧する。ここで、図５は、本実施形態に係るプレス成形金型１を用いたプレス成形時における材料の流動を示す図である。この図５に示すように、上型３０をさらに下降させると、複数の突起部２１１がドアパネル１０の内部に食い込み、材料（ワーク構成材料）を押し出す。すると、押し出された材料は、図５中の矢印で示すように、隣接する凹部２１２内に流動する。これにより、ドアパネル１０の面方向における材料余りが低減され、ドアパネル１０の車両外側面が平滑化される。
【００２６】
次いで、上型３０を上昇させて型開きすると、上型成形面３１に続いてパッド３３がドアパネル１０から離隔する。その後、ドアパネル１０をプレス成形金型１から取り出し、本実施形態に係るプレス成形を終了する。
【００２７】
本実施形態に係るプレス成形金型１の効果について、以下に説明する。
本実施形態では、下型２０の下型成形面２１に、その一般面２１０からワーク（ドアパネル１０）側に突出する複数の突起部２１１を設けるとともに、これら複数の突起部２１１間に、一般面２１０からワーク（ドアパネル１０）側とは反対側に凹んだ凹部２１２を設けた。
これにより、曲げ成形や絞り成形の際に余った材料を凹部２１２内に流動させて逃がすことができるため、材料余りに起因する面歪みＤを低減できる。またこのとき、複数の突起部２１１がワーク（ドアパネル１０）に食い込んで材料を押し出すことで、凹部２１２内への材料の流動を促進できる。そのため、複数の突起部２１１がワーク（ドアパネル１０）に食い込む体積よりも大きい体積の材料を凹部２１２内に流動させることができるため、比較的小さな荷重で面歪みＤを低減でき、効率良く面歪みＤを低減できる。さらには、本実施形態ではワーク（ドアパネル１０）の板厚を低減させる必要がないため、ワーク（ドアパネル１０）面方向の寸法の増大を回避できる。
【００２８】
また、本実施形態に係るプレス成形金型１を用いたプレス成形方法によれば、上述の効果と同様の効果が奏される。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態では、プレス成形金型１を、ドアパネル１０のドアハンドル部１１周辺に発生した面歪みＤの低減に適用したがこれに限定されず、材料余りに起因する各種鋼板に発生した面歪みの低減に適用できる。
【００３０】
また上記実施形態では、複数の突起部２１１及び凹部２１２を、下型２０の下型成形面２１上に設けたがこれに限定されず、上型３０の上型成形面３１上に設けてもよい。
また、上記実施形態では、下型２０の下型成形面２１上に、直接、複数の突起部２１１及び凹部２１２を設けたがこれに限定されず、下型２０に取り付け可能なインサート部材上に複数の突起部２１１及び凹部２１２を設けてもよい。
【００３１】
また上記実施形態では、複数の突起部２１１の形状を四角錐台形状としたがこれに限定されず、例えば三角錐台形状や円錐台形状等の凹部２１２への材料の流動を促進できる形状であればよい。
【００３２】
また上記実施形態では、面歪みＤを低減するプレス成形を他の成形工程とは別に実施したがこれに限定されず、例えば、絞り成形及びトリム工程後の外周フランジ成形とともに、面歪みＤを低減するプレス成形を実施してもよい。
【００３３】
また上記実施形態では、上型成形面３１の外周部３２に環状のパッド３３を設けたがこれに限定されず、パッドを設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…プレス成形金型
１０…ドアパネル（ワーク）
２０…下型（一対の型）
２１…下型成形面（成形面）
３０…上型（一対の型）
３１…上型成形面
２１０…一般面
２１１…突起部
２１２…凹部
Ｄ…面歪み
【図１】
2013233561.tif 000003
【図２】
2013233561.tif 000004
【図３】
2013233561.tif 000005
【図４】
2013233561.tif 000006
【図５】
2013233561.tif 000007