(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型表面の曲率半径が５ｍｍ以下である曲面部及び金型表面の曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部を有する板金成型用のプレス金型であって、
前記略平面部における前記金型表面にのみ多数の凹凸が形成されており、
前記曲面部における前記金型表面には前記多数の凹凸は形成されておらず、
前記多数の凹凸が形成された前記金型表面の面粗度（Ｒｙ）は、３０〜３８μｍである板金成型用のプレス金型。
【請求項２】
前記曲面部及び前記略平面部における前記金型表面はめっき層を有する請求項１記載の板金成型用のプレス金型。
【請求項３】
前記めっき層は、その厚さが５〜３０μｍである請求項２記載の板金成型用のプレス金型。
【請求項４】
前記めっき層は、電気めっきにより形成されている請求項２又は３記載の板金成型用のプレス金型。
【請求項５】
前記電気めっきはクロムめっきである請求項４記載の板金成型用のプレス金型。
【請求項６】
曲率半径が５ｍｍ以下である曲面部及び曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部を有する三次元的な金型表面を備えた板金成形用のプレス金型において、
前記曲面部を除く前記略平面部にショットブラスト加工を施して多数の凹凸を形成し、該多数の凹凸を形成した金型表面の面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍとしたことを特徴とする板金成型用のプレス金型。
【請求項７】
金型表面の曲率半径が５ｍｍ以下の曲面部及び金型表面の曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部を有する板金成型用のプレス金型の表面処理方法であって、
前記略平面部における前記金型表面にのみショットブラスト加工を施して多数の凹凸を形成するショットブラスト加工工程と、
前記多数の凹凸が形成された前記略平面部の前記金型表面における面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍとなるように調整する工程と、を備える板金成型用のプレス金型の表面処理方法。
【請求項８】
前記ショットブラスト加工工程の後に、該ショットブラスト加工工程において前記多数の凹凸が形成された前記金型表面に磨き加工を施す磨き加工工程を備える請求項７記載の板金成型用のプレス金型の表面処理方法。
【請求項９】
前記ショットブラスト加工工程の前に、少なくとも前記曲面部における前記金型表面にマスキング処理を施すマスキング工程を備える請求項７又は８記載の板金成型用のプレス金型の表面処理方法。
【請求項１０】
前記マスキング工程の前に、前記プレス金型の表面にめっき処理を施すめっき工程を備える請求項９記載の板金成型用のプレス金型表面の処理方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型表面の処理方法により表面処理が施された板金成型用のプレス金型。
【請求項１２】
請求項２〜５のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型における金型表面のメンテナンス方法であって、
前記めっき層を除去するめっき層除去工程と、
前記めっき層除去工程において前記めっき層が除去された前記曲面部及び前記略平面部における前記金型表面に新たなめっき層を形成する再めっき工程と、
前記再めっき工程において形成された前記新たなめっき層における少なくとも前記曲面部の前記金型表面にマスキング処理を施すマスキング工程と、
前記マスキング工程の後に、前記略平面部の前記金型表面における少なくとも一部にショットブラスト加工を施して多数の凹凸を形成するショットブラスト加工工程と、
前記多数の凹凸が形成された前記金型表面における前記新たなめっき層に磨き加工を施す磨き加工工程と、を具備する板金成型用のプレス金型における金型表面のメンテナンス方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型を用いて車体の外板部品を成型する成型工程と、
前記成型工程において成型された少なくとも１つの外板部品を溶接して車体の全体を組立てる溶接工程と、を備える車体の生産方法。
【請求項１４】
請求項１〜６のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型を用いて板部材を成型してワークを生産する工程と、
複数の前記ワークを溶接して工業製品の主要部品を生産する溶接工程と、を備える工業製品の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金成型用のプレス金型及びプレス金型表面の処理方法、並びに車体の生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の外板部品の成型は、プレス金型を用いてワークをプレス加工するプレス成型により行われている。一般的に、プレス加工に用いられるプレス金型は、該プレス金型におけるワークとの接触面である金型表面が平滑化されていることが好ましい。金型表面を平滑化することにより、成型されたワーク（外板部品）の表面精度を高めることが可能となる。
【０００３】
金型表面を平滑化する方法として、本出願人は先に、金型の成形表面を切削加工によって形成した後に、形成された金型表面に合成樹脂を塗布し、次いでショットブラストを施して金型表面の形状を平滑化する金型表面の処理方法及び該処理方法によって処理が施された金型を提案している（特許文献１参照）。特許文献１記載の方法によれば、切削加工によって金型表面に生ずる切り残し山部を効果的に研削することができ、金型表面の平滑化を円滑に行うことができる。
【特許文献１】特公平８−２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載のプレス金型においては、プレス加工を繰り返し行いプレス金型の表面に鉄粉やその他のゴミ等の異物が付着した場合に、これら異物に起因してプレス加工後のワークの表面に大きな凹凸が形成され（図８参照）、これが最終的な商品の品質上問題となっていた。即ち、プレス加工を繰り返すうちにプレス金型の表面に鉄粉等の異物が噛みこまれ、不良品の発生率が高くなってしまうという問題があった。
【０００５】
従って、本発明は、金型表面に鉄粉等の異物が付着した場合にも、プレス加工後のワークの良品率を高く維持できる板金成型用のプレス金型及び該プレス金型表面の処理方法、並びに自動車の車体の生産方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、金型表面に所定の深さの凹部を多数形成することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００７】
（１）  金型表面の曲率半径が５ｍｍ以下である曲面部及び金型表面の曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部を有する板金成型用のプレス金型であって、前記略平面部における前記金型表面にのみ多数の凹凸が形成されており、前記曲面部における前記金型表面には前記多数の凹凸は形成されておらず、前記多数の凹凸が形成された前記金型表面の面粗度（Ｒｙ）は、３０〜３８μｍである板金成型用のプレス金型。
【００１０】
（２）  前記曲面部及び前記略平面部における前記金型表面はめっき層を有する（１）記載の板金成型用のプレス金型。
【００１１】
（３）  前記めっき層は、その厚さが５〜３０μｍである（２）記載の板金成型用のプレス金型。
【００１２】
（４）前記めっき層は、電気めっきにより形成されている（２）又は（３）記載の板金成型用のプレス金型。
【００１３】
（５）  前記電気めっきはクロムめっきである（４）記載の板金成型用のプレス金型。
【００１４】
（６）  曲率半径が５ｍｍ以下である曲面部及び曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部を有する三次元的な金型表面を備えた板金成形用のプレス金型において、前記曲面部を除く前記略平面部にショットブラスト加工を施して多数の凹凸を形成し、該多数の凹凸を形成した金型表面の面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍとしたことを特徴とする板金成型用のプレス金型。
【００１５】
（７）  金型表面の曲率半径が５ｍｍ以下の曲面部及び金型表面の曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部を有する板金成型用のプレス金型の表面処理方法であって、前記略平面部における前記金型表面にのみショットブラスト加工を施して多数の凹凸を形成するショットブラスト加工工程と、前記多数の凹凸が形成された前記略平面部の前記金型表面における面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍとなるように調整する工程と、を備える板金成型用のプレス金型の表面処理方法。
【００１６】
（８）  前記ショットブラスト加工工程の後に、該ショットブラスト加工工程において前記多数の凹凸が形成された前記金型表面に磨き加工を施す磨き加工工程を備える（７）記載の板金成型用のプレス金型の表面処理方法。
【００１８】
（９）  前記ショットブラスト加工工程の前に、少なくとも前記曲面部における前記金型表面にマスキング処理を施すマスキング工程を備える（７）又は（８）記載の板金成型用のプレス金型の表面処理方法。
【００１９】
（１０）  前記マスキング工程の前に、前記プレス金型の表面にめっき処理を施すめっき工程を備える（９）記載の板金成型用のプレス金型表面の処理方法。
【００２０】
（１１）  （７）〜（１０）のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型表面の処理方法により表面処理が施された板金成型用のプレス金型。
【００２１】
（１２）  （２）〜（５）のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型における金型表面のメンテナンス方法であって、前記めっき層を除去するめっき層除去工程と、前記めっき層除去工程において前記めっき層が除去された前記曲面部及び前記略平面部における前記金型表面に新たなめっき層を形成する再めっき工程と、前記再めっき工程において形成された前記新たなめっき層における少なくとも前記曲面部の前記金型表面にマスキング処理を施すマスキング工程と、前記マスキング工程の後に、前記略平面部の前記金型表面における少なくとも一部にショットブラスト加工を施して多数の凹凸を形成するショットブラスト加工工程と、前記多数の凹凸が形成された前記金型表面における前記新たなめっき層に磨き加工を施す磨き加工工程と、を具備する板金成型用のプレス金型における金型表面のメンテナンス方法。
【００２２】
（１３）  （１）〜（６）のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型を用いて車体の外板部品を成型する成型工程と、前記成型工程において成型された少なくとも１つの外板部品を溶接して車体の全体を組立てる溶接工程と、を備える車体の生産方法。
【００２３】
（１４）  （１）〜（６）のいずれかに記載の板金成型用のプレス金型を用いて板部材を成型してワークを生産する工程と、複数の前記ワークを溶接して工業製品の主要部品を生産する溶接工程と、を備える工業製品の生産方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のプレス金型及びプレス金型表面の処理方法によれば、金型表面に所定深さの凹部を多数有するため、金型表面に鉄粉等の異物が付着した場合にも、プレス加工後のワークに大きな凹凸が形成されず、プレス加工後のワークの良品率を高く維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を、その好ましい一実施形態に基づいて図１〜図３を参照しながら説明する。
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の板金成型用のプレス金型の好ましい実施形態の例を示す斜視図であり、図１Ａは自動車のボンネット用のプレス金型を示し、図１Ｂは自動車のルーフパネル用のプレス金型を示す。図２は、図１ＡのＸ−Ｘ線断面図である。図３は、本発明の板金成型用のプレス金型を用いてプレス加工を行っている状態を示す模式図である。
【００２６】
本実施形態のプレス金型１は、図１〜図３に示すように、曲面部１１及び略平面部１２を有する板金成型用のプレス金型（以下、プレス金型ともいう）１であり、金型表面２が上側を向くように配置されて用いられるプレス金型１である。本実施形態のプレス金型１を用いてプレス加工を行う場合には、プレス金型１の上側に鋼板等の板部材が配置され、板部材の上側にプレス金型１における金型表面２の形状に対応した形状の金型表面を有する第２プレス金型（図示せず）が配置され、プレス金型１及び／又は第２プレス金型が垂直方向に移動されることにより板部材がプレス成型される。
尚、本発明のプレス金型１において、曲面部１１とは、金型表面２の曲率半径が５ｍｍ以下の曲面により形成された部分を示し、略平面部１２とは、金型表面２の曲率半径が５ｍｍより大きい略平面により形成された部分を示す。
【００２７】
本実施形態のプレス金型１は、略平面部１２の金型表面２にのみ多数の凹部３が形成されている。また、本実施形態においては、プレス加工を行うためにプレス金型１を配置した状態において、略平面部１２は、図２に示すように、水平領域１２ｂと傾斜領域１２ａとを有している。そして、多数の凹部３は、略平面部１２における水平領域１２ｂの金型表面２に形成されている。
一方、多数の凹部３は、曲面部１１の金型表面２には形成されていない。また、多数の凹部３は、略平面部１２における曲面部１１との境界近傍、及び略平面部１２における傾斜領域１２ａには形成されていない。
【００２８】
尚、水平領域１２ｂは、略平面部１２において、略平面部１２の水平面に対する傾斜角度が、好ましくは４５度未満、更に好ましくは３０度未満、最も好ましくは２０度未満となるように配置される領域を示す。傾斜領域１２ａは、略平面部１２の水平面に対する傾斜角度が、好ましくは４５度以上、更に好ましくは３０度以上、最も好ましくは２０度以上となるように配置される領域を示す。
【００２９】
本発明のプレス金型１は、略平面部１２における金型表面２に多数の凹部３を有することにより、金型表面２に鉄粉等の微細な異物４が噛みこまれた場合にも異物４が凹部３に入り込むため、プレス加工後のワーク５表面に大きな凹凸を形成することがない。
尚、金型表面２に付着する異物４としては、上記の鉄粉の他に繊維くずや塗装の破片等が挙げられる。
【００３０】
また、多数の凹部３は、曲面部１１には形成されず、略平面部１２にのみ形成されている。鉄粉等の異物４は、プレス金型１における曲率半径の小さな（曲率の大きい）曲面部１１には付着しにくく、曲率半径の大きな（曲率の小さい）略平面部１２に付着しやすい。即ち、プレス成型時に発生した鉄粉等の異物４は、プレス金型１における曲面部１１に比して略平面部１２に多く付着することとなる。従って、略平面部１２にのみ多数の凹部３を形成することにより、金型表面２に付着する異物４によるワーク５表面への悪影響を効果的に防ぐことができる。
【００３１】
一方、プレス金型１における曲面部１１には、多数の凹部３は形成されていない。プレス金型１における曲面部１１は、成型時に絞りの深い部分、即ち、プレス加工時に金型表面２が大きく変形する部分である。そのため、絞りの深い曲面部１１に多数の凹部３を形成した場合には、多数の凹部３の存在に起因したワーク表面に傷（摺動傷）が発生するおそれがある。この点、本実施形態のプレス金型１においては、曲面部１１における金型表面２には多数の凹部３は形成されていないため、プレス加工により成型されたワーク表面に、多数の凹部３に起因する摺動傷は発生しない。
【００３２】
また、略平面部１２における傾斜領域１２ａにも多数の凹部３は形成されていない。傾斜領域１２ａにおいては、金型表面２が傾斜して配置されているため、鉄粉等の異物４は金型表面２を滑り落ちやすく、傾斜領域１２ａにおける金型表面２には異物４は付着しにくくなされている。従って、傾斜領域１２ａにおける金型表面２に多数の凹部３が形成されていない場合であっても、鉄粉等の異物４に起因するプレス加工後のワーク５の表面への凹凸の発生は生じにくい。
略平面部１２における傾斜領域１２ａに多数の凹部３を形成しない場合には、該傾斜領域１２ａに多数の凹部３を形成する工程が不要となり、プレス金型１の製造コストを抑制することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態のプレス金型１においては、多数の凹部３が形成された略平面部１２における金型表面２の面粗度（Ｒｙ）は、３０〜３８μｍの範囲内となっている。
尚、本明細書において面粗度とは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定されている表面粗さを指し、（Ｒｙ）は最大高さ、つまり、基準長さ毎の最低谷底から最大山頂までの高さを示す。
【００３４】
本実施形態においては、多数の凹部３が形成された略平面部１２における金型表面２の面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍの範囲内とすることにより、多数の凹部３の存在に起因するプレス加工後の略平面部１２におけるワーク５の表面精度の低下を防ぐことができると共に、比較的大きなサイズの異物４が金型表面２に付着した場合においてもプレス加工後のワーク５の表面への大きな凹凸の形成を防ぐことができる。
【００３５】
具体的には、異物４が鉄粉である場合には、最大で約１５μｍの粒子径の鉄粉が金型表面に付着した際にも、プレス加工後のワーク５の表面に形成される凹凸（以下、デフォーム７ともいう）の高さは、約９μｍに抑えることができる。また、異物４が鉄粉以外の一般ゴミの場合には、最大で約２５μｍの粒子径の異物４が金型表面に付着した際にも、プレス加工後のワーク５の表面に形成されるデフォーム７の高さは、約９μｍに抑えることができる。
【００３６】
一般に、プレス加工後のワーク５の表面に形成されるデフォーム７が１０μｍ未満である場合には、目視ではデフォーム７の存在は確認されにくく、成型されたワーク５は良品であるとされている。一方、デフォーム７が１０μｍを超える場合には、目視でデフォーム７の存在が確認されて、成型されたワーク５は不良品とされ、デフォーム７部分を研磨する補修作業が必要となる。
従って、上述のように、金型表面２に多数の凹部３を形成し、これら多数の凹部３が形成された金型表面２の面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍとした本実施形態のプレス金型１によれば、金型表面２に異物４が付着した際にも高い良品率を維持することが可能となる。
また、不良品の補修作業は人手で行われることが多く、大きな労力及びコストを必要とするため、成型されたワーク５が高い良品率を維持することにより、プレス加工工程における生産効率の向上及びコストの削減を図ることができる。
【００３７】
尚、金型表面２の面粗度（Ｒｙ）が３０μｍ未満の場合には、異物４が噛みこまれた場合にプレス加工後のワーク５に大きなデフォーム７が形成され、ワーク５の良品率が低下してしまう。金型表面２の面粗度（Ｒｙ）が３８μｍを超えた場合には、形成された多数の凹部３の存在によりプレス加工後のワーク５の表面精度が低下してしまう。
【００３８】
金型表面２に多数の凹部３を形成する方法としては、例えば、金型表面２にショットブラスト加工を施して多数の凹凸部を形成した後に、金型表面２に磨き加工を施して、多数の凹部３が形成された金型表面２の面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍに調整する方法が挙げられる（詳細は後述する）。
また、所定の深さの凹凸を多数備えたローラー（図示せず）を用いて金型表面２に多数の凹部３を形成してもよい。
【００３９】
プレス金型１は、図３に示すように、めっき層６を有していることが好ましい。即ち、金型表面２にめっき層６が形成されていることが好ましい。金型表面２にめっき層６が形成されていることにより金型表面２の強度が向上し、プレス金型１の耐摩耗性が向上する。また、プレス金型１の防錆性が向上してプレス金型１の耐用期間を長くすることができる。
めっき層６は、工業用クロムめっき、ニッケル−タングステンめっき、分散ニッケルめっき、ロジウムめっき等の電気めっきや、無電解ニッケルめっき等の無電解めっきにより形成することができ、特に耐久性の観点から工業用クロムめっきにより形成することが好ましい。めっき層６の厚さは、工業用めっきとしての耐久性、信頼性の観点から、好ましくは５〜３０μｍ、更に好ましくは１５〜２５μｍである。
尚、めっき処理を施さない金型に本発明を適用しても効果は同じである。
【００４０】
次に、本発明のプレス金型表面の処理方法の好ましい一実施態様につき図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、本発明のプレス金型表面の処理方法の好ましい一実施態様における各工程を示す模式図である。
本実施態様のプレス金型表面の処理方法は、（１）めっき処理工程、（２）マスキング工程、（３）ショットブラスト加工工程、及び（４）磨き加工工程を備える。
【００４１】
（１）めっき処理工程
先ず、プレス金型１におけるワークとの接触面である金型表面２にめっき処理が施される（図４Ａ参照）。めっき処理は、例えば、一般的な電気めっきである工業用クロムめっきの処理方法によって行うことができ、当該めっき処理により金型表面２にめっき層６が形成される。
プレス金型１としては、例えば、ＦＣ２５０、ＦＣ３００、ＦＣＤ５００等の鋳鉄製のものを用いることができる。
【００４２】
（２）次いで、めっき処理が施された金型表面２における曲面部１１及び曲面部１１と略平面部１２との境界領域にマスキング処理が施される（図４Ｂ参照）。マスキング処理は、例えば、金型表面２における曲面部１１及び曲面部１１と略平面部１２との境界領域に、マスキング部材９を貼付することにより行うことができる。マスキング部材９としては、アルミテープやビニールテープ等が挙げられる。
マスキング処理を施すことにより、後述するショットブラスト工程において、曲面部１１に多数の凹部３が形成されることを防止できる。マスキング処理を曲面部１１及び曲面部１１と略平面部１２との境界領域に施す場合には、マスキング処理は、略平面部１２における曲面部１１と略平面部１２との境界から１０ｍｍ程度の領域に施すことが好ましい。
尚、マスキング処理は、本実施態様においては、曲面部１１及び曲面部１１と略平面部１２との境界領域に施されているが、少なくとも曲面部１１に施されていればよい。
【００４３】
（３）ショットブラスト加工工程
次いで、めっき処理が施された金型表面２における略平面部１２にショットブラスト加工が施される（図４Ｃ参照）。ショットブラスト加工により、金型表面２における略平面部１２には多数の凹凸部が形成される。
ショットブラスト加工は、図４Ｃに示すように、噴射装置８から所定の粒子径のショット材をめっき処理後の金型表面２に噴射して行われる。ショットブラスト加工に用いられるショット材としては、例えば、ガラスビーズ、アルミビーズ、セラミックビーズ等を用いることができる。また、ショット材の粒子径は、好適な深さの凹部３を形成する観点から、好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。また、ショットブラスト加工におけるショット圧力は、やはり好適な深さの凹部３を形成する観点から、好ましくは０．５〜１．２ＭＰａである。
【００４４】
尚、ショットブラスト加工が施されるプレス金型１の曲面部１１及び曲面部１１と略平面部１２との境界領域にはマスキング処理が施されているため、曲面部１１及び略平面部１２と曲面部１１との境界領域にショット材が噴射されても、当該領域には多数の凹凸部は形成されない。ここで、曲面部１１にマスキング処理が施されていない場合には、曲面部１１にも多数の凹部３が形成されてしまうと共に、ショットブラスト加工によって、曲率半径の小さい曲面部１１の形状が変化してしまうおそれがある。
【００４５】
また、本実施態様においては、略平面部１２における傾斜領域１２ａにはショットブラスト加工は施されておらず、傾斜領域１２ａにおける金型表面２には多数の凹部３は形成されていない（図２参照）。略平面部１２における傾斜領域１２ａにショットブラスト加工を施した場合には、傾斜した金型表面２にショット材が均一に噴射されず、金型表面２に形成される多数の凹部３の深さが不均一なものとなってしまうおそれがある。
【００４６】
ショットブラスト加工後に多数の凹部３が形成された略平面部１２における金型表面２の面粗度（Ｒｙ）は、後述する磨き加工工程後（最終仕上げ後）の金型表面２における面粗度（Ｒｙ）を３０〜３８μｍとする観点から、好ましくは３５〜４３μｍである。即ち、ショットブラスト加工後の磨き工程では、金型全体で５μｍ程度表面を削ることになる。
【００４７】
（４）磨き加工工程
次いで、ショットブラスト加工によって多数の凹部３が形成された略平面部１２の金型表面２に磨き加工が施される（図４Ｄ参照）。この磨き加工を施すことにより、隣接する２つの凹部３，３間に形成された凸部の頂点部分の形状を平坦にすると共に、多数の凹部３が形成された略平面部１２における金型表面２の面粗度（Ｒｙ）が３０〜３８μｍの範囲内に調整される。このように、凸部の頂点部分を平坦にすることにより、プレス加工後のワーク５の表面精度が更に向上する。磨き加工は、ヤスリ等を用いて行うことができ、例えば、粒度６００〜８００の紙ヤスリを用いることができる。尚、磨き加工工程では紙ヤスリ以外の磨きの方法を採用してもよい。
この磨き加工により、略平面部１２における金型表面２の面粗度（Ｒｙ）が３５μｍとなるように仕上げることが好ましい。
【００４８】
本実施態様のプレス金型表面の処理方法によれば、曲面部１１及び略平面部１２を有するプレス金型１における略平面部１２の金型表面２に所定深さを有する多数の凹部３が形成されるため、金型表面２に鉄粉等の異物４が付着した場合にも、プレス加工後のワーク５の良品率を高く維持できるプレス金型１を得ることができる。
また、金型表面２にめっき処理を施した後に、ショットブラスト加工を施すことにより、めっき硬度が向上し、延いてはプレス金型１の耐磨耗性が向上する。
【００４９】
また、本実施態様のプレス金型表面の処理方法によれば、少なくとも曲面部１１にマスキング処理を施した後にショットブラスト加工を施しているため、曲面部１１には多数の凹部３は形成されず、略平面部１２のみに多数の凹部３を形成することができる。
【００５０】
また、本実施態様のプレス金型表面の処理方法によれば、めっき処理工程を有することでプレス金型がめっき層を有するため、金型表面におけるめっき層部分に多数の凹部が形成される。従って、プレス金型が繰り返しプレス加工に用いられて金型表面の面粗度（Ｒｙ）が３０〜３８μｍの範囲外となった場合には、めっき層を除去し、再度めっき処理、マスキング処理、ショットブラスト加工及び磨き加工を施すことにより容易にプレス金型における略平面部のみに再度多数の凹部を形成し、金型表面の面粗度（Ｒｙ）を回復させることが可能である。
即ち、本実施態様のプレス金型表面の処理方法により表面処理が施されたプレス金型によれば、金型表面の面粗度（Ｒｙ）を所定の範囲内に保つためのメンテナンスを容易に行うことができる。
【００５１】
尚、金型表面の面粗度（Ｒｙ）の劣化測定は、後述する面粗度計を用いて容易に測定することができる。また、めっき層の除去は、例えば、酸等の溶解液にめっき層を有する金型を浸すことにより行うことができる。
金型表面のメンテナンスは、適宜面粗度計による面粗度（Ｒｙ）の測定値を参考にして適宜行うことが望ましい。しかし、プレス回数（ショット数）を目安に行うこともできる。
【００５２】
また、本実施態様におけるプレス金型表面へのショットブラスト加工は、プレス加工後にデフォーム７の存在が視認されやすい平坦な略平面部、即ちプレス加工時に絞りの浅い部位のみに施されている。絞りの浅い部位は、プレス加工後にデフォーム７の存在が視認されやすい反面、プレス加工時に金型表面２に加わる力が絞りの深い部位に比して小さい。そのため、絞りの浅い略平面部１２のみに多数の凹部３を形成することにより、多数の凹部３の形状の磨耗が少なくなり、プレス金型の耐用期間を長くすることも可能となる。
【００５３】
上述した本実施態様の処理方法を施したプレス金型は、曲面部及び略平面部を有する部品の成型、特に、自動車等の車体を構成する各種外板部品の成型に好適に用いることができる。また、外板部品は鉄でもアルミニウムでも同じ効果が得られた。
【００５４】
次に、本発明のプレス金型を用いた車体の生産方法の好ましい一実施態様について図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。図５は、本発明の車体の生産方法の一実施態様を示すフロー図である。図６は、本発明の車体の生産方法におけるプリセット工程及び車体組み立て工程の概略を示す図である。図７Ａは、本発明の車体の生産方法における車体組み立て工程の一例を示す図である。図７Ｂは、本発明の車体の生産方法における車体組み立て工程の他の例を示す図である。
【００５５】
本実施態様は、本発明の車体の生産方法を自動車の車体の生産方法に適用したものである。
本実施態様は、本発明のプレス金型を用いて車体の外板部品を成型する成型工程Ｓ２と、成型工程において成型された複数の外板部品を溶接する溶接工程Ｓ３とを備えるものである。
詳細には、本実施態様の自動車の車体の生産方法は、図５及び図６に示すように、鋼板コイルを板取りするシャー工程Ｓ１と、シャー工程Ｓ１において板取りされた鋼板をプレス金型により車体を構成する各種外板部品の形状に成型する成型工程Ｓ２と、成型工程Ｓ２において成型された複数種類の各種外板部品を溶接して車体の各コンポーネントを生産する溶接工程（以下、コンポーネント溶接工程ともいう）Ｓ３と、コンポーネント溶接工程Ｓ３において形成された各コンポーネントを所定の配置に位置決めするプリセット工程Ｓ４と、プリセット工程Ｓ４において所定の配置に位置決めされた各コンポーネントを組み立てて車体を形成する車体組み立て工程Ｓ５とを有している。
以下、各工程につき説明する。
【００５６】
シャー工程Ｓ１においては、車体工場に納入された鋼板コイルがシャー（ブランキング）によって所定の形状に切り抜かれ、板取りされる。
【００５７】
成型工程Ｓ２においては、シャー工程Ｓ１において板取りされた鋼板が、プレス金型を用いた公知のプレス装置（例えばタンデムプレス装置等）によって車体を構成する各種外板部品の形状に成型される。本実施態様においては、この成型工程において上述した本発明のプレス金型表面の処理方法を施したプレス金型１が用いられて、車体を構成する各種外販部品が製造される。
尚、本発明のプレス金型表面の処理方法を施したプレス金型は、ルーフパネル、サイドパネル、ボンネット、フロアパネル等の大物プレス部品、及びこれら大物プレス部品を構成する各種プレス部品のプレス成型に特に好適に用いられる。また、補強部材等の小物プレス部品のプレス成型にも好適に用いられる。この小物部品の成型については、本発明以外の一般のプレス金型を用いたプレス成型でもかまわない。
【００５８】
コンポーネント溶接工程Ｓ３においては、成型工程Ｓ２において成型された複数種類の各種外板部品が溶接されて車体を構成する各コンポーネントが生産される。コンポーネント溶接工程Ｓ３における溶接は複数の溶接ロボットによって行われる。
コンポーネント溶接工程Ｓ３において形成されるコンポーネントとしては、アンダーボディ、サイドボディ、ドア、ルーフ、フード、トランクリッド等が挙げられる。
本実施態様においては、これら各コンポーネントを構成するプレス部品は、全て本発明の板金成型用の金型を用いて成型されたものである。
【００５９】
プリセット工程Ｓ４においては、図６に示すように、コンポーネント溶接工程Ｓ３において生産された各コンポーネントが所定の位置に配置されて位置決めされる。
プリセット工程Ｓ４においては、先ず、アンダーボディ２１が移動機構２０を構成する台車２０ｂ上に配置される。移動機構２０は、レール２０ａとレール２０ａ上に移動可能に配置される台車２０ｂとを備える。
次いで、台車２０ｂ上に配置されたアンダーボディ２１に対して、ルーフ２２、サイドボディ２３等のコンポーネントがそれぞれロボットアーム２４によって所定の位置に配置されて位置決めされる。各コンポーネントは台車２０ｂ上において所定の配置に位置決めされた状態で移動され、車体組み立て工程Ｓ５に送られる。
【００６０】
車体組み立て工程Ｓ５においては、プリセット工程Ｓ４において所定の配置に位置決めされた状態の各コンポーネントが溶接されて車体（ホワイトボディ）２６が組み立てられる。車体組み立て工程Ｓ５における各コンポーネントの溶接は、図６に示すように、溶接ロボット２５により行われる。
このようにして、塗装処理が施される前の車体（ホワイトボディ）２６が生産される。
車体組み立て工程を経て生産された車体（ホワイトボディ）２６は、塗装工場へと搬出され、塗装工程（図示せず）において車体（ホワイトボディ）に各種塗装処理が施される。
【００６１】
尚、ホワイトボディ２６を組み立てる車体組み立て工程Ｓ５は、図６及び図７Ａに示すように、ホワイトボディ２６を構成するアンダーボディ２１、ルーフ２２、サイドボディ２３等の各コンポーネントを一度に組み立てるモノコック方式の車体組み立て工程Ｓ５に限られない。車体組み立て工程Ｓ５は、例えば図７Ｂに示すように、アンダーボディ２１、内側サイドボディ２３ａ、クロスメンバー２７等のコンポーネントから構成されるインナー骨格２８を組み立てる工程Ｓ５ａ、インナー骨格２８に外側サイドボディ２３ｂ等を後載する工程Ｓ５ｂ、及び外側サイドボディ２３ｂ等が後載されたインナー骨格２８にルーフ２２等を後載する工程Ｓ５ｃからなるインナー骨格方式の車体組み立て工程Ｓ５であってもよい。このインナー骨格方式の車体組み立て工程Ｓ５は、主に高級車種の生産に用いられる。
【００６２】
本発明の板金成型用の金型は、上記モノコック方式の車体組み立て工程Ｓ５に用いられるコンポーネントを構成する各種外板部品、及び上記インナー骨格方式の車体組み立て工程Ｓ５における各工程（Ｓ５ａ、Ｓ５ｂ及びＳ５ｃ）において用いられるコンポーネントを構成する各種外板部品のいずれの外板部品の製造にも好適に用いられる。
【００６３】
本実施態様の車体の生産方法によれば、成型工程において本発明の処理方法を施した本発明の板金成型用のプレス金型１を用いることにより、プレス加工後の各種外板部品は良品率の高いものとなり、延いては溶接工程を経て生産される車体の品質を向上させることができる。
また、プレス工程後の外板部品の良品率が高い、即ち補修作業を要する不良品の数が少ないため、補修工数の削減が可能となると共に、車体の生産効率が向上する。
尚、本発明の車体の生産方法に適用される車体は、上述した自動車に限られず、二輪車やＡＴＶ、船外機等を挙げることができる。特に、これら車体を構成する金属部品全般に適用される。
また、本発明のプレス金型は、車体の外板部品の成型に用いられる他、コージュネシステム、飛行機の外板部品やカバー等の各種工業製品を構成するワークの成型に好適に用いることができる。これらワークの素材としては、鉄やアルミニウム等が挙げられる。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【００６５】
［実施例１］
上述した実施態様の処理方法に従ってプレス金型に以下の表面処理を施し、実施例１のプレス金型を製造した。
＜めっき処理＞
めっき処理として、一般的な電気めっきである工業用クロムめっきによるめっき処理を採用し、公知のめっき処理方法に従って金型表面にめっき処理を施した。金型表面に形成されためっき層の厚さは、２０μｍであった。
【００６６】
＜マスキング加工＞
金型表面における曲率半径を測定し、曲率半径が５ｍｍ以下である曲面部及び曲率半径が５ｍｍよりも大きい略平面部をそれぞれ特定した。曲面部にはアルミテープを用いてマスキング処理を施した。曲率半径の測定は、金型表面をＲゲージを用いて実測した。
【００６７】
＜ショットブラスト加工＞
曲面部にマスキング処理を施したプレス金型の金型表面にショットブラスト加工を施した。ショットブラスト加工には、ショット材として粒径０．３ｍｍのガラスビーズを用い、１．２ＭＰａのショット圧力で金型表面に直接噴射した。ショットブラスト加工により、プレス金型におけるマスキング処理の施されていない略平面部の金型表面に多数の凹部が形成された。ショットブラスト加工後に多数の凹部が形成された略平面部における金型表面の面粗度（Ｒｙ）は４４μｍであった。
【００６８】
＜磨き加工＞
ショットブラスト加工によって多数の凹部が形成された略平面部の金型表面に磨き加工を施した。磨き加工は、粒度６００〜８００の紙ヤスリを用いて行い、多数の凹部が形成された略平面部における金型表面の面粗度（Ｒｙ）が３５μｍとなるように調整した（図１１の点ａ参照）。
上述のショットブラスト加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）及び磨き加工後の金型表面の面粗度（Ｒｙ）は、以下に示す＜金型表面の面粗度の測定方法＞に従って測定した。
【００６９】
＜金型表面の面粗度の測定方法＞
面粗度の測定は、（株）東京精密製の面粗度計Ｅ−３０Ａ、又はＥ−３５Ｂを用い、ショットブラスト加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）及び磨き加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）を測定した。
【００７０】
このようにして実施例１のプレス金型を得た。得られた実施例１のプレス金型は、曲面部には多数の凹部は形成されず、略平面部のみに多数の凹部が形成されたものであった。また、略平面部における金型表面の面粗度（Ｒｙ）は３５μｍであった。
得られた実施例１のプレス金型の略平面部における金型表面の様子を図９に示す。実施例１のプレス金型の金型表面２には多数の微小な凹凸が形成され、金型表面の光沢が失われていることがわかる。
【００７１】
［実施例２］
実施例１におけるショットブラスト加工において、粒径０．３ｍｍのガラスビーズを用い、磨き加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）が３０μｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様の方法にて実施例２のプレス金型を得た（図１１の点ｂ参照）。
【００７２】
［比較例１］
実施例１におけるショットブラスト加工において、粒径０．３ｍｍのガラスビーズを用い、磨き加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）が２５μｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様の方法にて比較例１のプレス金型を得た（図１１の点ｃ参照）。
【００７３】
［比較例２］
実施例１におけるショットブラスト加工において、粒径０．３ｍｍのガラスビーズを用い、磨き加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）が４３μｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様の方法にて比較例２のプレス金型を得た（図１１の点ｄ参照）。
【００７４】
［比較例３］
実施例１におけるショットブラスト加工において、粒径０．３ｍｍのガラスビーズを用い、磨き加工後における金型表面の面粗度（Ｒｙ）が４５μｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様の方法にて比較例３のプレス金型を得た（図１１の点ｅ参照）。
【００７５】
［比較例４］
実施例１におけるめっき処理のみを行い、比較例４のプレス金型を得た。比較例４のプレス金型の略平面部における金型表面には凹凸は形成されておらず、金型表面の面粗度（Ｒｙ）は０μｍであった（図１１の点ｆ参照）。得られた比較例４のプレス金型の略平面部における金型表面の様子を図１０に示す。比較例４のプレス金型の金型表面２には凹凸は形成されておらず、金型表面が光沢を有していることがわかる。
【００７６】
＜良品率の測定＞
実施例１及び実施例２並びに比較例１〜比較例４のプレス金型を用いて繰り返し（５０００回）ワークのプレス加工を行い、プレス成型されたワークの良品率を測定した。
良品率は、プレス成型されたワークに形成されたデフォームの高さを測定し、デフォームの高さが１０μｍ未満のものを良品とし、良品数をプレス加工を行った総数で除して求めた。
結果を図１１に示す。
【００７７】
＜評価＞
図１１に示すように、実施例１及び実施例２のプレス金型を用いてプレス加工を行ったワークは良品率が８０％以上であり、繰り返しプレス加工を行っても高い良品率を維持していることがわかる。
一方、比較例１〜比較例４のプレス金型を用いてプレス加工を行ったワークは、いずれも良品率が８０％未満と低いものであり、繰り返しプレス加工を行うことにより良品率が大きく低下していることがわかる。
【００７８】
［実施例３］
金型表面の曲率半径が１５ｍｍの略平面部を有するプレス金型における略平面部に、実施例１と同様の方法にてめっき処理、ショットブラスト加工、磨き加工を施して金型表面に多数の凹部が形成された実施例３のプレス金型を得た。
【００７９】
［実施例４］
金型表面の曲率半径が１０ｍｍの略平面部を有するプレス金型を用いた以外は、実施例３と同様の方法にて金型表面に多数の凹部が形成された実施例４のプレス金型を得た。
【００８０】
［比較例５］
金型表面の曲率半径が５ｍｍの曲面部を有するプレス金型を用いた以外は、実施例３と同様の方法にて金型表面に多数の凹部が形成された比較例５のプレス金型を得た。
【００８１】
［比較例６］
金型表面の曲率半径が３ｍｍの曲面部を有するプレス金型を用いた以外は、実施例３と同様の方法にて金型表面に多数の凹部が形成された比較例６のプレス金型を得た。
【００８２】
実施例３及び４並びに比較例５及び６のプレス金型を用いてワークのプレス加工を行い、プレス成型されたワークの表面状態を評価した。表面状態の評価は、プレス成型されたワークの表面を、拡大鏡を用いて目視にて観察して行った。評価は以下の４段階で行った。結果を以下の表１に示す。
【００８３】
＜評価基準＞
◎    ：ワーク表面に傷は形成されておらず非常に良好である
○    ：ワーク表面に傷がわずかに形成されているものの良好である
△    ：ワーク表面に傷が形成されておりやや不良である
×    ：ワーク表面に多数の傷が形成されており不良である
【００８４】
【表１】
0004317573.tif 000002
【００８５】
表１に示すように、曲率半径が５ｍｍより大きい略平面部における金型表面に多数の凹部を形成した実施例３及び４のプレス金型を用いてプレス成型されたワークは、いずれも良好な表面状態を有していることがわかる。
一方、曲率半径が５ｍｍ以下の曲面部における金型表面に多数の凹部を形成した比較例５及び６のプレス金型を用いてプレス成型されたワークは、ワーク表面に傷が形成されており、プレス成型されたワークの表面状態が不良であることがわかる。これは、比較例５及び６のプレス金型の曲面部に形成された多数の凹部に起因して、プレス加工の際にワークの曲面部に摺動傷が発生したものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１Ａ】本発明の板金成型用のプレス金型の一実施形態を示す斜視図であり自動車のボンネット製造用のプレス金型を示す。
【図１Ｂ】本発明の板金成型用のプレス金型の一実施形態を示す斜視図であり、自動車のルーフパネル製造用のプレス金型を示す。
【図２】図１ＡのＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明のプレス金型を用いてプレス加工を行っている状態を示す模式図である。
【図４Ａ】本発明のプレス金型表面の処理方法の好ましい一実施態様におけるめっき工程を示す模式図である。
【図４Ｂ】本発明のプレス金型表面の処理方法の好ましい一実施態様におけるマスキング工程を示す模式図である。
【図４Ｃ】本発明のプレス金型表面の処理方法の好ましい一実施態様におけるショットブラスト加工工程を示す模式図である。
【図４Ｄ】本発明のプレス金型表面の処理方法の好ましい一実施態様における磨き加工工程を示す模式図である。
【図５】本発明の車体の生産方法の一実施態様を示すフロー図である。
【図６】本発明の車体の生産方法におけるプリセット工程及び車体組み立て工程の概略を示す図である。
【図７Ａ】本発明の車体の生産方法における車体組み立て工程の一例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の車体の生産方法における車体組み立て工程の他の例を示す図である。
【図８】従来のプレス金型を用いてプレス加工を行っている状態を示す模式図である。
【図９】実施例１のプレス金型の金型表面の様子を示す図である。
【図１０】比較例４のプレス金型の金型表面の様子を示す図である。
【図１１】各実施例及び比較例のプレス金型を用いて成型したワークの良品率を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  プレス金型
２  金型表面
３  凹部
４  異物
５  ワーク
６  めっき層
７  デフォーム
８  噴射装置
９  マスキング部材
１１  曲面部
１２  略平面部
【図１Ａ】
0004317573.tif 000003
【図１Ｂ】
0004317573.tif 000004
【図２】
0004317573.tif 000005
【図３】
0004317573.tif 000006
【図４Ａ】
0004317573.tif 000007
【図４Ｂ】
0004317573.tif 000008
【図４Ｃ】
0004317573.tif 000009
【図４Ｄ】
0004317573.tif 000010
【図５】
0004317573.tif 000011
【図６】
0004317573.tif 000012
【図７Ａ】
0004317573.tif 000013
【図７Ｂ】
0004317573.tif 000014
【図８】
0004317573.tif 000015
【図１１】
0004317573.tif 000016
【図９】
0004317573.tif 000017
【図１０】
0004317573.tif 000018