(57)【要約】【課題】成形加工工程の最終工程にて金属板の剛性を向上することができる金属板の成形加工方法を提供する。【解決手段】量産型リーンフォースメント５０の成形加工方法であって、量産型リーンフォースメントを金型によるプレス成形によって成形加工するプレス成形加工工程Ｓ１１０〜Ｓ１３０と、プレス成形加工工程Ｓ１１０〜Ｓ１３０の後に、量産型リーンフォースメント５０をインクリメンタル成形によって加工するインクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０と、を具備し、インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０は、最終工程とされ、インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０では、量産型リーンフォースメント５０の所定位置に複数の平行なスジを形成するように、スジ形状６５が成形加工される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の成形加工方法であって、
前記金属板を金型によるプレス成形によって成形加工するプレス成形加工工程と、
前記プレス成形加工工程の後に、前記金属板をインクリメンタル成形によって加工するインクリメンタル成形加工工程と、
を具備し、
前記インクリメンタル成形加工工程は、最終工程とされ、
前記インクリメンタル成形加工工程では、前記金属板の所定位置に複数の平行なスジを形成するように成形加工される、
金属板の成形加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板の成形加工方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板の成形加工とは、金属板（以下、ワーク）の一部を除去することなく変形させる加工である。ワークの成形加工方法としては、例えば、金型によるプレス成形加工が良く知られている。プレス成形加工は、大量生産に対応できるものの、金型の製作には多額の費用と時間を必要とするため、少量生産には対応できない。
【０００３】
少量生産に対応できるワークの成形加工方法としては、インクリメンタル成形加工が知られている。インクリメンタル成形加工とは、金型を用いることなく、棒状工具をワークに押し付け、棒状工具を移動させながらワークを少しずつ引き伸ばして成形加工する成形加工方法である（例えば、特許文献１）。
【０００４】
インクリメンタル成形加工は、多品種かつ少量生産に対応できるものの、例えば平板からワークの最終形状に成形加工する場合には、必要ツールパス距離が長くなり、ツール移動速度は微小点間を移動することから、成形加工時間がかかり、生産効率が悪い。そこで、発明者らは、ワークを金型によるプレス成形加工によって成形加工した後に、最終工程でインクリメンタル成形加工によって成形加工する金属板の成形加工方法を提案した。
【０００５】
ところで、自動車部品等のワークは、その自動車が搭載するエンジンの出力によって求められる剛性が異なる。そのため、異なる出力のエンジンを搭載する車種に同じワークを適用する場合には、最も出力が大きいエンジンを搭載する自動車の剛性（板厚）に合わせてワークを設計する必要がある。このとき、出力が小さいエンジンを搭載する自動車では、ワークが必要以上の剛性を有していることになる。
【０００６】
そのため、金属板を成形加工する際に、最終工程でワークの剛性を向上できる成形加工を行うことができれば、異なる出力のエンジンを搭載する車種に同じワークを適用する場合には、例えば出力が中間程度のエンジンを搭載する自動車の剛性に合わせてワークの板厚を選定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４１２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、成形加工工程の最終工程にて金属板の剛性を向上することができる金属板の成形加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、金属板の成形加工方法であって、前記金属板を金型によるプレス成形によって成形加工するプレス成形加工工程と、前記プレス成形加工工程の後に、前記金属板をインクリメンタル成形によって加工するインクリメンタル成形加工工程と、を具備し、前記インクリメンタル成形加工工程は、最終工程とされ、前記インクリメンタル成形加工工程では、前記金属板の所定位置に複数の平行なスジを形成するように成形加工されるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属部材の成形加工方法によれば、成形加工工程の最終工程にて金属板の剛性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクリメンタル装置の全体的な構成を示した構成図。
【図２】本発明の成形工程の流れを示すフロー図。
【図３】同じく成形工程の流れを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて、インクリメンタル成形加工装置１００について説明する。
なお、図１は、インクリメンタル成形加工装置１００を断面構成図によって表している。
【００１４】
インクリメンタル成形加工装置１００の構成について説明する。
インクリメンタル成形加工装置１００は、棒状工具１０をワークＷに押し付け、棒状工具１０を移動させながらワークＷを少しずつ引き伸ばして成形加工する成形加工装置である。インクリメンタル成形加工装置１００は、棒状工具１０と、支持装置２０と、を具備している。
【００１５】
なお、本実施形態のワークＷは、金属板から加工される自動車の部品であって、量産型リーンフォースメント５０または少量生産型リーンフォースメント６０としている（図３参照）。後述するようにワークＷは、プレス成形装置（図示略）によってプレス成形加工された後の最終の段階にて、インクリメンタル成形加工装置１００によって成形加工がなされる。
【００１６】
棒状工具１０は、ワークＷに押しつけられ、移動しながらワークＷを少しずつ引き伸ばすものである。棒状工具１０は、ＮＣマシン（図示略）に取り付けられている。ＮＣマシン（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）とは、数値制御による機械の加工装置である。ＮＣマシンでは、棒状工具１０の動作をＸ、Ｙ、Ｚ方向の座標値によって定義し、その情報をもとに工作機械に内蔵されたサーボモータが動くことによって棒状工具１０を動作させ、ワークＷの成形加工が行われる。
【００１７】
支持装置２０は、棒状工具１０によって成形加工されるワークＷを支持する装置である。支持装置２０は、ベース２１と、緩衝部材２２と、当て板２３と、締め付け治具２４と、を具備している。
【００１８】
ベース２１は、ワークＷの成形加工されない部分（本実施形態ではワークＷの縁部）が載置されるものである。緩衝部材２２は、当て板２３とワークＷとの間に介して配置されるものである。当て板２３は、ワークＷの成形加工されない部分を押圧するものである。締め付け治具２４は、ベース２１と当て板２３とを締め付けることによって、当て板２３をワークＷの成形加工されない部分に押圧させるものである。
【００１９】
インクリメンタル成形加工装置１００の作用について説明する。
ワークＷは、支持装置２０によって、成形加工されない部分が固定支持され、ＮＣマシンにて制御される棒状工具１０によって、少しずつ引き伸ばされて成形加工される。
【００２０】
図２を用いて、成形加工工程Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図２は、成形加工工程Ｓ１００の流れをフロー図によって表している。
【００２１】
成形加工工程Ｓ１００は、本発明の成形加工方法の実施形態である。成形加工工程Ｓ１００は、ワークＷを成形加工する工程である。成形加工工程Ｓ１００は、複数回のプレス成形加工工程Ｓ１１０〜Ｓ１３０と、インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０と、を具備している。なお、成形加工工程Ｓ１００の後に、切削加工工程Ｓ２００、機械加工工程Ｓ３００等が行われるものとする。
【００２２】
プレス成形加工工程Ｓ１１０・Ｓ１２０・Ｓ１３０は、一対の金型によってワークＷをプレス成形加工する工程である。プレス成形加工には、曲げ加工又は絞り加工などが含まれる。本実施形態では、複数回のプレス成形加工工程として、第一プレス成形加工工程Ｓ１１０と、第二プレス成形加工工程Ｓ１２０と、第三プレス成形加工工程Ｓ１３０と、を具備する構成としたが、これに限定されない。
【００２３】
インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０は、上述したインクリメンタル成形加工装置１００によってワークＷを成形加工する工程である。インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０は、棒状工具１０をワークＷに押し付け、棒状工具１０を移動させながらワークＷを少しずつ引き伸ばして成形加工する工程である。
【００２４】
インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０では、ワークＷを成形加工工程Ｓ１００での所望の最終形状に成形する成形加工のみならず、複数回のプレス成形加工工程Ｓ１１０〜Ｓ１３０において成形加工された形状をもとの形状（成形加工される前の形状）に復元する成形加工も含まれるものとする。
【００２５】
ここで、特記すべき事項として、インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０は、プレス成形加工工程Ｓ１１０の最終工程、すなわち全てのプレス成形加工工程Ｓ１１０〜Ｓ１３０が終了してから実施されるものとする。
【００２６】
図３を用いて、インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０について説明する。
なお、図３では、成形加工工程Ｓ１００の流れを模式的に表している。
【００２７】
本実施形態のインクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０では、複数のプレス成形加工工程Ｓ１１０〜Ｓ１３０で成形加工された量産型リーンフォースメント５０をもとにして、少量生産型リーンフォースメント６０を成形加工する工程である。なお、少量生産型リーンフォースメント６０は、量産型リーンフォースメント５０にスジ形状６５を追加加工したものである。
【００２８】
なお、本実施形態の量産型リーンフォースメント５０及び少量生産型リーンフォースメント６０は、サイドパネルの裏側に設けられ、剛性向上のための骨組みを構成するものである。少量生産型リーンフォースメント６０は、スジ形状６５が形成されることによって、断面２次モーメントが増加され、量産型リーンフォースメント５０と比較して剛性が向上されている。
【００２９】
プレス成形加工工程Ｓ１１０・Ｓ１２０・Ｓ１３０において、金型によるプレス成形加工によって、断面形状がハット断面形状に形成される量産型リーンフォースメント５０が成形加工される。量産型リーンフォースメント５０は、頂部５１と、フランジ部５２と、から構成されている。
【００３０】
インクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０において、量産型リーンフォースメント５０は、少量生産型リーンフォースメント６０に成形加工される。より具体的には、インクリメンタル成形加工装置１００の棒状工具１０は、量産型リーンフォースメント５０の頂部５１に複数の平行なスジを成形加工することによって、頂部５１にスジ形状６５を形成する。
【００３１】
このとき、複数のスジは、実際に少量生産型リーンフォースメント６０がサイドパネルに設けられたときに、平面視にて曲げやねじりの作用が作用する方向と平行する方向となるように成形加工される。本実施形態では、頂部５１の短手方向に沿って複数のスジが平行に形成されることによって、スジ形状６５が形成されている。
【００３２】
成形加工工程Ｓ１００の効果について説明する。
成形加工工程Ｓ１００によれば、最終工程でインクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０によってスジ形状６５を成形加工することによって、量産型リーンフォースメント５０の剛性を向上し、少量生産型リーンフォースメント６０として成形加工することができる。
【００３３】
また、成形加工工程Ｓ１００によれば、最終工程でインクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０によってスジ形状６５を成形加工することによって、加工硬化による剛性向上を実現できる。なお、加工硬化とは、棒状工具１０によって量産型リーンフォースメント５０の頂部５１が引き伸ばされる際の塑性変形による金属の硬化である。
【００３４】
従来、例えばリーンフォースメントは、搭載するエンジンの出力によって求められる剛性が異なる。そのため、それぞれ異なる出力のエンジンを搭載する車種に同じリーンフォースメントワークを搭載する場合には、最も出力が大きいエンジンを搭載する自動車の剛性（板厚）に合わせてリーンフォースメントを設計する必要があった。このとき、出力が小さいエンジンを搭載する自動車では、リーンフォースメントが必要以上の剛性を有していることになっていた。
【００３５】
本実施形態の成形加工工程Ｓ１００では、最終工程であるインクリメンタル成形加工工程Ｓ１５０にて量産型リーンフォースメント５０の剛性を向上できため、異なる出力のエンジンを搭載する車種に同じリーンフォースメントを適用する場合には、例えば出力が中間程度のエンジンを搭載する車種に求められる剛性に合わせて量産型リーンフォースメント５０の板厚を選定することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０          棒状工具
２０          支持装置
５０          量産型リーンフォースメント
６０          少量生産型リーンフォースメント
６５          スジ形状
Ｓ１００      成形加工工程
Ｓ１１０      第一プレス成形加工工程
Ｓ１２０      第二プレス成形加工工程
Ｓ１３０      第三プレス成形加工工程
Ｓ１５０      インクリメンタル成形加工工程
【図１】
2013215751.tif 000003
【図２】
2013215751.tif 000004
【図３】
2013215751.tif 000005