(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、
前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、
前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、
によって製品形状たるキャビティを形成するプレス装置用金型による開放絞り成形方法であって、
前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、
前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチの前記上面部と前記側面部が形成する境界線を、
前記ポンチの端部に向かって該ポンチの幅方向の外側へ湾曲させておき、
開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記境界線に沿って前記キャビティに流入させて、
前記余肉部を該余肉部の端部に向かって、前記ポンチの幅方向の外側に湾曲させる、
ことを特徴とする開放絞り成形方法。
【請求項２】
開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、
前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、
前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、
によって製品形状たるキャビティを形成するプレス装置用金型による開放絞り成形方法であって、
前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、
前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、かつ、
前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、
前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させておき、
開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記ダイの前記絞りプロファイルに沿って絞り成形させて、
前記余肉部を該余肉部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させる、
ことを特徴とする開放絞り成形方法。
【請求項３】
開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、
前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、
前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、
によって製品形状たるキャビティを形成するプレス装置用金型による開放絞り成形方法であって、
前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、
前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチの前記上面部と前記側面部が形成する境界線を、
前記ポンチの端部に向かって該ポンチの幅方向の外側へ湾曲させておき、
開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記境界線に沿って前記キャビティに流入させて、かつ、
前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、
前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させておき、
開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記ダイの前記絞りプロファイルに沿って絞り成形させて、
前記余肉部を該余肉部の端部に向かって、
前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側に湾曲させる、
ことを特徴とする開放絞り成形方法。
【請求項４】
開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、
前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、
前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、
からなる開放絞り成形に用いるプレス装置用金型であって、
前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、
前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチの前記上面部と前記側面部によって形成される境界線を、
前記ポンチの端部に向かって、前記ポンチの幅方向の外側へ湾曲させる、
ことを特徴とするプレス装置用金型。
【請求項５】
開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、
前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、
前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、
からなる開放絞り成形に用いるプレス装置用金型であって、
前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、
前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、かつ、
前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、
前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させる、
ことを特徴とするプレス装置用金型。
【請求項６】
開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、
前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、
前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、
からなる開放絞り成形に用いるプレス装置用金型であって、
前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、
前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチの前記上面部と前記側面部によって形成される境界線を、
前記ポンチの端部に向かって、前記ポンチの幅方向の外側へ湾曲させ、かつ、
前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、
前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、
前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させる、
ことを特徴とするプレス装置用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス装置用金型および該プレス装置用金型による開放絞り成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス成形を行う際に、製品形状に形成したキャビティのコーナー部において、該コーナー部よりも所定間隔外側に緩やかな凹または凸形状部を設けることにより、材料流入に伴う圧縮応力に耐えうるようにして、製品にしわや割れが発生することを防止する技術が知られており、以下の特許文献１等に開示されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される従来技術は、開放絞りを行う場合における開放側からの材料流入防止対策としては適用することができないため、開放絞りを行う場合には他の対策を講じる必要があった。
【０００４】
また、従来開放絞り成形を行う場合において、製品にしわや割れが発生することを防止する技術としては、以下の特許文献２等に開示されている。
この特許文献２に示される従来技術では、ワークをダイ形状に対応した曲げ状態に保って開放絞り成形をすることにより、製品にしわや割れが発生することを防止するようにしている。しかしながら、特許文献２に示される従来技術は、開放側からの材料素材の流入量を積極的に調整することを目的とはしておらず、開放側からの材料素材の流入量過多に起因するしわや割れを防止することが困難であった。
【０００５】
ここで、従来技術の実施の形態を説明する。
図５は従来のプレス装置用金型の全体構成を示す斜視図、図６（ａ）は従来の開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（準備段階）を示す正面側断面図、図６（ｂ）は同じく部分平面図、図７（ａ）は従来の開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形途中）を示す正面側断面図、図７（ｂ）は同じく部分平面図、図８（ａ）は従来の開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形完了時）を示す正面側断面図、図８（ｂ）は同じく部分平面図である。
【０００６】
以下に、従来のプレス装置用金型３０および該プレス装置用金型３０による開放絞り成形方法について説明をする。
尚、説明の便宜上、図５中の基準座標軸に示す矢印Ｘの方向（製品の長さ方向）を前方、矢印Ｙの方向（製品の幅方向）を右方、矢印Ｚの方向（製品の高さ方向）を上方として、以下の説明を行う。
【０００７】
図５に示す如く、従来のプレス装置用金型３０は、上型たるダイ３１と、ブランクホルダー３２と、下型たるポンチ３３等により構成される。
ダイ３１の下面側には、底部３１ｆおよび左右の側面部３１ｇ・３１ｈからなり下方および前後方向に開放される凹部３１ａを形成している。また、ダイ３１の下面側には、凹部３１ａを挟んでクッション面３１ｂ・３１ｃを左右に形成している。さらに、クッション面３１ｂ・３１ｃには、該クッション面３１ｂ・３１ｃの前後方向の全長に渉って、ビード３１ｄ・３１ｅを下方に突出して形成している。
【０００８】
ブランクホルダー３２は、左右方向に二つのブロック部３２ａ・３２ｂが形成される平面視略矩形状の部材であり、各ブロック部３２ａ・３２ｂの上面側にクッション面３２ｃ・３２ｄを形成している。
また、クッション面３２ｃ・３２ｄには、該クッション面３２ｃ・３２ｄの前後方向の全長に渉って、前述したビード３１ｄ・３１ｅに対応する溝部３２ｅ・３２ｆを各クッション面３２ｃ・３２ｄの上面より下方に窪ませて形成している。つまり、ブランクホルダー３２の各クッション面３２ｃ・３２ｄは、前述したダイ３１の各クッション面３１ｂ・３１ｃに対応しており、クッション面３１ｂとクッション面３２ｃが対面し、かつ、クッション面３１ｃとクッション面３２ｄが対面する構成としている。
【０００９】
また、ブロック部３２ａ内側の側面部３２ｇとブロック部３２ｂ内側の側面部３２ｈによってポンチ３３が挿通される隙間を形成している。各側面部３２ｇ・３２ｈの面間距離はポンチ３３が挿通可能で、かつ、材料素材３４のキャビティ３９への流入を妨げない距離に設定している。
【００１０】
ポンチ３３の上面側には、前述したダイ３１の底部３１ｆに対応する上面部３３ａを形成しており、また、左右の側面には前述したダイ３１の側面部３１ｇ・３１ｈに対応する側面部３３ｂ・３３ｃを形成している。
【００１１】
次に、従来のプレス装置用金型３０による開放絞り成形方法について説明をする。
まず準備段階における、プレス装置用金型３０への材料素材３４のセット状況およびセット方法について説明をする。尚、図６（ｂ）では、上型たるダイ３１を透過させた状態で平面視におけるプレス装置用金型３０を図示しているため、ダイ３１の図示を省略している（以下、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）においても同様とする）。
【００１２】
図６（ａ）に示す如く、材料素材３４をセットする際には、ブランクホルダー３２の各クッション面３２ｃ・３２ｄがポンチ３３の上面部３３ａに比して上方の位置に保持した後に、ブランクホルダー３２の各クッション面３２ｃ・３２ｄ上に材料素材３４を載置する。そして、ダイ３１を下降させてダイ３１の各ビード３１ｄ・３１ｅがブランクホルダー３２の各溝部３２ｅ・３２ｆに嵌り込む高さに保持することにより、ダイ３１の各ビード３１ｄ・３１ｅと、ブランクホルダー３２の各溝部３２ｅ・３２ｆによって材料素材３４を挟持する。
尚、ダイ３１を保持する高さや、各ビード３１ｄ・３１ｅの高さおよび各溝部３２ｅ・３２ｆの深さを調整することによって、ダイ３１およびブランクホルダー３２による材料素材３４に対する挟持力を調整することが可能である。
【００１３】
また、プレス装置用金型３０では、ダイ３１、ブランクホルダー３２およびポンチ３３によってキャビティ３９を形成している。このキャビティ３９の内部形状に材料素材３４を沿わせてプレス成形を施すことにより、材料素材３４が製品形状に成形されるものである。
【００１４】
図６（ｂ）に示す如く、一般的にプレス成形を行う場合には、完成製品の形状や材料素材３４の大きさに応じて、材料素材３４上に製品見切り線３５を設定する。製品見切り線３５は、製品として残す範囲と切除する範囲との境界を示す仮想的な境界線である。そして、材料素材３４の製品見切り線３５よりも外側の部位を余肉部３６として設定する。余肉部３６は、最終的には切除されるため、製品にはならない部位である。
【００１５】
さらに、絞りプロファイル３８を設定し、ダイ３１の側面部３１ｇ・３１ｈとポンチ３３の側面部３３ｂ・３３ｃが接する境界線を定めている。この絞りプロファイル３８は、完成製品に形成される製品稜線として現れるものである。
【００１６】
また、図６（ｂ）に示す範囲Ｘ（斜線部）が各ビード３１ｄ・３１ｅおよび各溝部３２ｅ・３２ｆによる挟持面３７・３７となり、材料素材３４の変位および伸長を拘束している。つまり、従来構成に係るプレス装置用金型３０では、材料素材３４の左右方向の各端部は挟持することができるが、材料素材３４の開放側（前後方向）の各端部を挟持することができない構成となっている。
【００１７】
次に、成形途中における、プレス装置用金型３０および材料素材３４の状況について説明をする。
図７（ａ）に示す如く、材料素材３４を挟持した状態でダイ３１およびブランクホルダー３２を徐々に下降させて、前述した準備段階からプレス成形状態に移行する。
プレス成形が進行していくと、ダイ３１およびブランクホルダー３２によって挟持されている左右方向の各端部の材料素材３４（図７（ｂ）中に示す範囲Ａ）は、ポンチ稜線３３ｄ・３３ｅに対して直角方向に変位および伸長し、キャビティ３９に流入する。ここでは、各ビード３１ｄ・３１ｅおよび各溝部３２ｅ・３２ｆによって材料素材３４に挟持力を付与することによって、左右端末側の材料素材３４のキャビティ３９への流入量を調整している。
【００１８】
一方、ダイ３１およびブランクホルダー３２によって挟持されない開放側の材料素材３４（図７（ｂ）中に示す範囲Ｂ）は、ブランクホルダー３２とポンチ３３によって直接挟持されないため、ポンチ稜線３３ｄ・３３ｅに対して略平行な方向に自由にキャビティ３９に流入している。
つまり、従来構成に係るプレス装置用金型３０では、成形途中の過程において、材料素材３４の開放側（前後端末側）のキャビティ３９への流入量を調整することが困難であった。
【００１９】
次に、成形完了時におけるプレス装置用金型３０および材料素材３４の状況について説明をする。
図８（ａ）に示す如く、ダイ３１およびブランクホルダー３２が下死点にまで達すると、ダイ３１の凹部３１ａ（底部３１ｆおよび側面部３１ｇ・３１ｈ）とポンチ３３の上面部３３ａおよび側面部３３ｂ・３３ｃによって材料素材３４が製品形状にプレス成形される。
【００２０】
また、ダイ３１およびブランクホルダー３２が下死点にまで達すると、ダイ３１およびブランクホルダー３２によって挟持されている左右方向の各端部の材料素材３４（図７（ｂ）中に示す範囲Ａ）は、ポンチ稜線３３ｄ・３３ｅに対して直角方向にさらに変位および伸長し、キャビティ３９に流入する。
【００２１】
一方、ダイ３１およびブランクホルダー３２によって挟持されない開放側の材料素材３４（図７（ｂ）中に示す範囲Ｂ）は、ブランクホルダー３２とポンチ３３によっては挟持されないため、ポンチ稜線３３ｄ・３３ｅに対して略平行な方向にさらに自由に変位および伸長して、キャビティ３９に流入している。
【００２２】
そして、ダイ３１およびブランクホルダー３２が下死点にまで達するとき、ダイ３１の底部３１ｆおよびポンチ３３の上面部３３ａによって、材料素材３４の開放側端末の余肉部３６を始めて挟持することができる。
従って、従来のプレス装置用金型３０では、材料素材３４の開放側端末の流入量を調整することができなかった。
【００２３】
このため、従来構成に係るプレス装置用金型３０による開放絞り成形においては、開放側からの材料素材３４の流入に起因するしわ４０が製品見切り線３５よりも製品内側に生じてしまう等の不具合が発生していた。
従って、製品見切り線３５を製品のより内側に設定する等の対策を講じる必要が生じ、その結果、余肉部３６の範囲が増加して、材料素材３４のロスが増加し、歩留まりの低下が生じていた。
【００２４】
そこで従来は、開放絞り成形を行わずに、ダイおよびブランクホルダーによってポンチを包囲し、ポンチの全周にしわ押さえ面を設ける構成としたプレス装置用金型が多く採用されている。
【００２５】
しかしこの場合、材料素材の流入量を適切に調整することができる反面、開放絞り成形を行う場合に比して、しわ押さえ面で挟持するための余肉部を製品素材に余分に設定する必要があり、その結果、余肉部の範囲が増加して、材料素材のロスが増加し、歩留まりの低下が生じていた。
【００２６】
つまり、材料素材の歩留まりを改善するためには開放絞り成形を採用することが有利であり、このため、開放側からの材料素材の流入量を適切に調整できる開放絞り成形方法の開発が望まれていた。
【特許文献１】特開平８−２５０９７号公報
【特許文献２】特開平１−１９７０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、開放絞り成形を行う際に、成形途中の過程においても開放側からの材料素材の流入量を調整することができるプレス装置用金型およびそのプレス装置用金型による開放絞り成形方法を提供することにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止しつつ、材料素材の歩留まりを改善することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
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。
【００２９】
即ち、請求項１においては、開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、によって製品形状たるキャビティを形成するプレス装置用金型による開放絞り成形方法であって、前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチの前記上面部と前記側面部が形成する境界線を、前記ポンチの端部に向かって該ポンチの幅方向の外側へ湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記境界線に沿って前記キャビティに流入させて、前記余肉部を該余肉部の端部に向かって、前記ポンチの幅方向の外側に湾曲させるものである。
【００３０】
請求項２においては、開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、によって製品形状たるキャビティを形成するプレス装置用金型による開放絞り成形方法であって、前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、かつ、前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記ダイの前記絞りプロファイルに沿って絞り成形させて、前記余肉部を該余肉部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させるものである。
【００３１】
請求項３においては、開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、によって製品形状たるキャビティを形成するプレス装置用金型による開放絞り成形方法であって、前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチの前記上面部と前記側面部が形成する境界線を、前記ポンチの端部に向かって該ポンチの幅方向の外側へ湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記境界線に沿って前記キャビティに流入させて、かつ、前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から前記材料素材を前記ダイの前記絞りプロファイルに沿って絞り成形させて、前記余肉部を該余肉部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側に湾曲させるものである。
【００３２】
請求項４においては、開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、からなる開放絞り成形に用いるプレス装置用金型であって、前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチの前記上面部と前記側面部によって形成される境界線を、前記ポンチの端部に向かって、前記ポンチの幅方向の外側へ湾曲させるものである。
【００３３】
請求項５においては、開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、からなる開放絞り成形に用いるプレス装置用金型であって、前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、かつ、前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させるものである。
【００３４】
請求項６においては、開放端が存在する凹部と該凹部の周囲に配置されるクッション面が形成されるダイと、前記クッション面と接し材料素材を保持するブランクホルダーと、前記凹部の底部に対応する上面部と前記凹部の両側部に対応する側面部が形成されるポンチと、からなる開放絞り成形に用いるプレス装置用金型であって、前記材料素材に対して製品範囲として設定される製品見切り線よりも該材料素材の端部側であって、かつ、前記ダイの前記開放端側に位置し、前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟持されない余肉部に対応する範囲において、前記ポンチの幅を該ポンチの端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチの前記上面部と前記側面部によって形成される境界線を、前記ポンチの端部に向かって、前記ポンチの幅方向の外側へ湾曲させ、かつ、前記ダイの凹部の幅を該凹部の端部に向かって漸次拡幅させて、前記ポンチと前記ダイによって設定される絞りプロファイルを、前記ポンチおよび前記凹部の端部に向かって、前記ポンチおよび前記凹部の幅方向の外側へ湾曲させるものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００３６】
請求項１においては、材料素材に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力を付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型の開放側からキャビティに流入する材料素材の流入量を調整することができる。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止することができる。
【００３７】
請求項２においては、材料素材に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力を付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型の開放側からキャビティに流入する材料素材の流入量を調整することができる。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止することができる。
【００３８】
請求項３においては、材料素材に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力をより確実に付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型の開放側からキャビティに流入する材料素材の流入量をより適切に調整することができる。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することをより確実に防止することができる。
【００３９】
請求項４においては、材料素材に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力を付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型の開放側からキャビティに流入する材料素材の流入量を調整することができる。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止することができる。
【００４０】
請求項５においては、材料素材に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力を付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型の開放側からキャビティに流入する材料素材の流入量を調整することができる。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止することができる。
【００４１】
請求項６においては、材料素材に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力をより確実に付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型の開放側からキャビティに流入する材料素材の流入量をより適切に調整することができる。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るプレス装置用金型の全体構成を示す斜視図、図２（ａ）は本発明の一実施例に係る開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（準備段階）を示す正面側断面図、図２（ｂ）は同じく部分平面図、図３（ａ）は本発明の一実施例に係る開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形途中）を示す正面側断面図、図３（ｂ）は同じく部分平面図、図４（ａ）は本発明の一実施例に係る開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形完了時）を示す正面側断面図、図４（ｂ）は同じく部分平面図である。
【００４３】
本発明に係るプレス装置用金型の実施例について説明をする。
尚、前述の従来構成の説明と同様に、説明の便宜上、図１中の基準座標軸に示す矢印Ｘの方向（製品の長さ方向）を前方、矢印Ｙの方向（製品の幅方向）を右方、矢印Ｚの方向（製品の高さ方向）を上方として、以下の説明を行う。
また、この基準座標軸は説明の便宜上定めるものであって、本発明に係るプレス装置用金型１０を構成する各部（後述するダイ１、ブランクホルダー２、ポンチ３等）の配置構成を本実施例に示す構成に限定するものではない。
【００４４】
図１に示す如く、本発明に係るプレス装置用金型１０は、従来構成と同様に、上型たるダイ１と、ブランクホルダー２と、下型たるポンチ３等により構成される。
ダイ１の下面側には、底部１ｆおよび左右の側面部１ｇ・１ｈからなり下方および前後方向に開放される凹部１ａを形成している。また、ダイ１の下面側には、凹部１ａを挟んで左右にクッション面１ｂ・１ｃを形成している。さらに、クッション面１ｂ・１ｃには、該クッション面１ｂ・１ｃの前後方向の全長に渉って、ビード１ｄ・１ｅを下方に突出して形成している。
【００４５】
また、ダイ１左右の側面部１ｇ・１ｈの前後方向の両端部は、Ｙ軸方向（即ち、完成製品の幅方向）の外側に向けて湾曲する湾曲部１ｊ・１ｊ・・・を形成しており、この点が従来構成に係るダイ３１と相違している。
【００４６】
ブランクホルダー２は、従来構成と同様に、左右方向にブロック部２ａ・２ｂが形成される平面視略矩形状の部材であり、各ブロック部２ａ・２ｂの上面側にクッション面２ｃ・２ｄを形成している。
また、クッション面２ｃ・２ｄには、該クッション面２ｃ・２ｄの前後方向の全長に渉って、前述したビード１ｄ・１ｅに対応する溝部２ｅ・２ｆを各クッション面２ｃ・２ｄの上面より下方に窪ませて形成している。つまり、ブランクホルダー２の各クッション面２ｃ・２ｄは、前述したダイ１の各クッション面１ｂ・１ｃに対応しており、クッション面１ｂとクッション面２ｃが対面し、かつ、クッション面１ｃとクッション面２ｄが対面する構成としている。
【００４７】
また、ブロック部２ａ内側の側面部２ｇとブロック部２ｂ内側の側面部２ｈによってポンチ３が挿通される隙間を形成している。各側面部２ｇ・２ｈの面間距離はポンチ３が挿通可能で、かつ、材料素材４の流入を妨げない距離に設定している。
【００４８】
さらに、側面部２ｇ・２ｈの前後方向の端部には、前記ダイ１の湾曲部１ｊ・１ｊ・・・に対応し、Ｙ軸方向（即ち、完成製品の幅方向）の外側に向けて湾曲する湾曲部２ｊ・２ｊ・・・を形成しており、この点が従来構成に係るブランクホルダー３２と相違している。
【００４９】
ポンチ３の上面側には、従来構成と同様に、前述したダイ１の底部１ｆに対応する上面部３ａを形成しており、また、左右の側面には前述したダイ１の側面部１ｇ・１ｈに対応する側面部３ｂ・３ｃを形成している。
【００５０】
さらに、側面部３ｂ・３ｃの前後方向の端部には、前記ダイ１の湾曲部１ｊ・１ｊ・・・およびブランクホルダー２の湾曲部２ｊ・２ｊ・・・に対応し、Ｙ軸方向（即ち、完成製品の幅方向）の外側に向けて湾曲する湾曲部３ｆ・３ｆ・・・を形成している。
これにより、ポンチ３の上面部３ａと側面部３ｂ・３ｃの境界線となるポンチ稜線３ｄ・３ｅおよび後述する絞りプロファイル８も、Ｙ軸方向（即ち、完成製品の幅方向）の外側に向けて湾曲する構成となる。
【００５１】
次に、本発明に係るプレス装置用金型１０による開放絞り成形方法について説明をする。
まず準備段階における、プレス装置用金型１０への材料素材４のセット状況およびセット方法について説明をする。
図２（ａ）に示す如く、従来構成と同様に、材料素材４をセットする際には、ブランクホルダー２の各クッション面２ｃ・２ｄがポンチ３の上面部３ａに比して上方に保持した後に、ブランクホルダー２の各クッション面２ｃ・２ｄ上に材料素材４を載置する。そして、ダイ１を下降させてダイ１の各ビード１ｄ・１ｅがブランクホルダー２の各溝部２ｅ・２ｆに嵌り込む高さに保持することにより、ダイ１の各ビード１ｄ・１ｅと、ブランクホルダー２の各溝部２ｅ・２ｆによって材料素材４を挟持する。
尚、従来のプレス装置用金型３０と同様に、ダイ１を保持する高さや、各ビード１ｄ・１ｅの高さおよび各溝部２ｅ・２ｆの深さを調整することによって、ダイ１およびブランクホルダー２による材料素材４に対する挟持力を調整することが可能である。
【００５２】
また、プレス装置用金型１０では、従来のプレス装置用金型３０と同様に、ダイ１、ブランクホルダー２およびポンチ３によって製品形状たるキャビティ９を形成している。
【００５３】
図２（ｂ）に示す如く、本発明に係る開放絞り成形を行う場合においても、従来と同様に完成製品の形状や材料素材４の大きさに応じて、材料素材４上に製品見切り線５を設定する。そして、材料素材４の製品見切り線５よりも外側の部位を余肉部６として設定する。
【００５４】
さらに、絞りプロファイル８を設定し、ダイ１の側面部１ｇ・１ｈとポンチ３の側面部３ｂ・３ｃが接する境界線を定めている。
【００５５】
また、図２（ｂ）に示す範囲Ｘ（斜線部）が各ビード１ｄ・１ｅおよび各溝部２ｅ・２ｆによる挟持面７・７となり、材料素材４の変位および伸長を調整している。つまり、本発明に係るプレス装置用金型１０では、従来構成に係るプレス装置用金型３０と同様に、材料素材４の左右方向の各端部を挟持することができるが、材料素材４の開放側（前後方向）の各端末は挟持することができない構成としている。
【００５６】
次に、成形途中における、プレス装置用金型１０および材料素材４の状況について説明をする。
図３（ａ）に示す如く、材料素材４を挟持した状態でダイ１およびブランクホルダー２を徐々に下降させて、前述した準備段階からプレス成形状態に移行する。
プレス成形が進行していくと、ダイ１およびブランクホルダー２によって挟持されている左右方向の各端部の材料素材４（図３（ｂ）中に示す範囲Ａ）は、ポンチ稜線３ｄ・３ｅに対して直角方向に変位および伸長し、キャビティ９に流入する。ここでは、各ビード１ｄ・１ｅおよび各溝部２ｅ・２ｆによって材料素材４に挟持力を付与することによって、左右端末側の材料素材４のキャビティ９への流入量を調整している。
【００５７】
一方、ダイ１およびブランクホルダー２によって挟持されない開放側の材料素材４（図３（ｂ）中に示す範囲Ｂ）の余肉部６は、ダイ１とブランクホルダー２によっては挟持されない状態で、Ｙ軸方向（即ち、完成製品の幅方向）の外側に向けて湾曲するポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿って湾曲しながらキャビティ９に流入している。このとき、材料素材４をポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿って湾曲させることにより、材料素材４に対して開放側（略前後方向）への張力を付与することができる。
【００５８】
即ち、開放端が存在する凹部１ａと該凹部１ａの周囲にクッション面１ｂ・１ｃが形成されるダイ１と、クッション面１ｂ・１ｃと接し材料素材４を保持するブランクホルダー２と、凹部１ａの底部１ｆに対応する上面部３ａと凹部１ａの両側面部１ｇ・１ｈに対応する側面部３ｂ・３ｃが形成されるポンチ３と、によって製品形状たるキャビティ９を形成するプレス装置用金型１０による開放絞り成形方法であって、材料素材４の余肉部６に対応する範囲において、ポンチ３の幅を該ポンチ３の端部に向かって漸次拡幅させて、ポンチ３の上面部３ａと側面部３ｂ・３ｃが形成する境界線（ポンチ稜線３ｄ・３ｅ）を、ポンチ３の端部に向かってポンチ３の幅方向の外側に向けて湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から材料素材４をポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿ってキャビティ９に流入させて、余肉部６を該余肉部６の端部に向かって、ポンチ３の幅方向の外側に湾曲させている。
【００５９】
このような構成とすることにより、材料素材４に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力を付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型１０の開放側からキャビティ９に流入する材料素材４の流入量を調整することができるのである。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止することができるのである。
【００６０】
また、材料素材４をポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿って湾曲させると同時に、余肉部６は、ダイ１に形成される湾曲部１ｊ（即ち、絞りプロファイル８）に沿って、所謂ナツキ成形が施される状態となり、これによっても材料素材４に対して開放側（略前後方向）への張力を付与することができる。
【００６１】
即ち、開放端が存在する凹部１ａと凹部１ａの周囲にクッション面１ｂ・１ｃが形成されるダイ１と、クッション面１ｂ・１ｃと接し材料素材４を保持するブランクホルダー２と、凹部１ａの底部１ｆに対応する上面部３ａと凹部１ａの両側面部１ｇ・１ｈに対応する側面部３ｂ・３ｃが形成されるポンチ３と、によって製品形状たるキャビティ９を形成するプレス装置用金型１０による開放絞り成形方法であって、材料素材４の余肉部６に対応する範囲において、ポンチ３の幅を該ポンチ３の端部に向かって漸次拡幅させて、かつ、ダイ１の凹部１ａの幅を該凹部１ａの端部に向かって漸次拡幅させて、ポンチ３とダイ１によって設定される絞りプロファイル８を、ポンチ３および凹部１ａの幅方向の外側に向けて湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から材料素材４を絞りプロファイル８に沿ってダイ１にナツキ成形させて、余肉部６を該余肉部６の端部に向かって、ポンチ３および凹部１ａの幅方向の外側に湾曲させている。
【００６２】
このような構成とすることにより、材料素材４に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力を付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型１０の開放側からキャビティ９に流入する材料素材４の流入量を調整することができるのである。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することを防止することができるのである。
【００６３】
つまり、材料素材４がポンチ稜線３ｄ・３ｅに接した時点（即ち、開放絞り成形の開始時点）から材料素材４に対して開放側（略前後方向）への張力を付与することができる。
換言すれば、係る構成では、ダイ１およびブランクホルダー２によって挟持されない開放側の材料素材４（図３（ｂ）中に示す範囲Ｂ）が自由にキャビティ９に流入するタイミングが発生しないのである。
【００６４】
次に、成形完了時における、プレス装置用金型１０および材料素材４の状況について説明をする。
図４（ａ）に示す如く、ダイ１およびブランクホルダー２が下死点にまで達すると、ダイ１およびブランクホルダー２によって挟持されている左右方向の各端部の材料素材４（図４（ｂ）中に示す範囲Ａ）は、ポンチ稜線３ｄ・３ｅに対して直角方向にさらに変位および伸長し、キャビティ９に流入する。
【００６５】
一方、ダイ３１およびブランクホルダー３２によって挟持されない開放側の材料素材４（図４（ｂ）中に示す範囲Ｂ）は、ポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿って湾曲しながらキャビティ９にさらに流入し、かつ、ダイ１に形成される湾曲部１ｊ（即ち、絞りプロファイル８）に沿って、さらにナツキ成形が施されることにより、開放側（前後方向）に適切な張力が付与されて、流入が拘束された状態を維持している。
【００６６】
即ち、開放端が存在する凹部１ａと凹部１ａの周囲にクッション面１ｂ・１ｃが形成されるダイ１と、クッション面１ｂ・１ｃと接し材料素材４を保持するブランクホルダー２と、凹部１ａの底部１ｆに対応する上面部３ａと凹部１ａの両側面部１ｇ・１ｈに対応する側面部３ｂ・３ｃが形成されるポンチ３と、によって製品形状たるキャビティ９を形成するプレス装置用金型１０による開放絞り成形方法であって、材料素材４の余肉部６に対応する範囲において、ポンチ３の幅を該ポンチ３の端部に向かって漸次拡幅させて、ポンチ３の上面部３ａと側面部３ｂ・３ｃが形成する境界線（即ち、ポンチ稜線３ｄ・３ｅ）を、ポンチ３の端部に向かって該ポンチ３の幅方向の外側に向けて湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から材料素材４をポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿ってキャビティ９に流入させて、かつ、ダイ１の凹部１ａの幅を該凹部１ａの端部に向かって漸次拡幅させて、ポンチ３とダイ１によって設定される絞りプロファイル８を、ポンチ３および凹部１ａの幅方向の外側に向けて湾曲させておき、開放絞り成形の開始当初から材料素材４を絞りプロファイル８に沿ってダイ１にナツキ成形させて、余肉部６を該余肉部６の端部に向かって、ポンチ３および凹部１ａの幅方向の外側に湾曲させている。
【００６７】
このような構成とすることにより、ポンチ稜線３ｄ・３ｅに沿って余肉部６を湾曲させて得る張力と、余肉部６をダイ１の湾曲部１ｊ（即ち、絞りプロファイル８）に沿ってナツキ成形させて得る張力によって相乗的な効果が得られるため、材料素材４に対して、開放絞り成形の開始当初から開放方向の外側に作用する張力をより確実に付与することができ、開放絞り成形の開始当初から、プレス装置用金型１０の開放側からキャビティ９に流入する材料素材４の流入量をより適切に調整することができるのである。また、これにより、完成製品にしわや割れが発生することをより確実に防止することができるのである。
【００６８】
つまり、本発明に係る絞り成形方法では、成形途中の過程で余肉部６や材料素材４の端末を拘束することができ、ダイ１およびブランクホルダー２が下死点にまで達しなくとも、余肉部６や材料素材４の端末を拘束することができる。これにより、余分に余肉部６を設定すること無く、開放側の材料素材の流入を拘束する十分な効果を得ることができるのである。
【００６９】
このため、本発明に係るプレス装置用金型１０による開放絞り成形においては、従来構成に係るプレス装置用金型による開放絞り成形のように、開放側からの材料素材の流入に起因するしわが発生しない。さらに、余肉部６の設定範囲を削減することが可能となり、材料素材４の歩留まりを改善することができる。
【００７０】
尚、平面視におけるダイ１の湾曲部１ｊおよびポンチ３の湾曲部３ｆの曲率を小さく設定するほど、材料素材４に対して付与する完成製品の長さ方向に作用する張力を大きくすることができる。
つまり、材料素材４のキャビティ９への流入量は、平面視における前記湾曲部１ｊ・３ｆの曲率を変更することで容易に調整することができるため、型修正による材料素材４の流入量の微調整を容易にすることができる。
また、製品見切り線５よりも外側における余肉部６の縦壁角度（即ち、図４（ａ）中に示す角度θ）を小さく設定するほど、材料素材４に対して開放側（即ち、完成製品の長さ方向）に付与する張力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施例に係るプレス装置用金型の全体構成を示す斜視図。
【図２】（ａ）本発明の一実施例に係る開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（準備段階）を示す正面側断面図、（ｂ）同じく部分平面図。
【図３】（ａ）本発明の一実施例に係る開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形途中）を示す正面側断面図、（ｂ）同じく部分平面図。
【図４】（ａ）本発明の一実施例に係る開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形完了時）を示す正面側断面図、（ｂ）同じく部分平面図。
【図５】従来のプレス装置用金型の全体構成を示す斜視図。
【図６】（ａ）従来の開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（準備段階）を示す正面側断面図、（ｂ）同じく部分平面図。
【図７】（ａ）従来の開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形途中）を示す正面側断面図、（ｂ）同じく部分平面図。
【図８】（ａ）従来の開放絞り成形方法によるプレス成形の状況（成形完了時）を示す正面側断面図、（ｂ）同じく部分平面図。
【符号の説明】
【００７２】
１    ダイ
２    ブランクホルダー
３    ポンチ
３ａ  上面部
３ｂ  側面部
３ｃ  側面部
３ｄ  ポンチ稜線
３ｅ  ポンチ稜線
３ｆ  湾曲部
４    材料素材
６    余肉部
８    絞りプロファイル
９    キャビティ
【図１】
0004386130.tif 000002
【図２】
0004386130.tif 000003
【図３】
0004386130.tif 000004
【図４】
0004386130.tif 000005
【図５】
0004386130.tif 000006
【図６】
0004386130.tif 000007
【図７】
0004386130.tif 000008
【図８】
0004386130.tif 000009