(57)【要約】【課題】開口部を有する第１成形品と開口部より小さな第２成形品とを同一の工程で成形することができるプレス成形方法と、それに用いられるプレス成形型とを提供する。【解決手段】先ず素材抜き工程において、素材を第１成形品５の外周に沿って切断すると共に第１成形品５の開口部を抜き残して素材９を平坦化させる。その後、絞り成形工程において、素材９を第１成形品５と第２成形品６と第３成形品７の凹凸を形成すると同時に、第１成形品５と第２成形品６と第３成形品７とを分離可能に破断する。素材抜き工程と絞り成形工程とを連続して行うことで、開口部を有する第１成形品５と開口部より寸法の小さい第２成形品６及び第３成形品７とを同時に成形する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する第１成形品と該開口部より寸法の小さい第２成形品とを一連の工程で同時に成形するプレス成形方法であって、
第１の上型における上パッドと第１の下型とで素材を挟み、該第１の上型に設けられた上外周切刃と該第１の下型に設けられた下外周切刃で素材を外側全周に亙って切断すると同時に、該第１の上型に設けられた上内周切刃と該第１の下型に設けられた下内周切刃で素材を完全に切断する手前まで加工し、その後、該第１の上型の上内周切刃に対向するように該第１の下型に設けられた下パッドで第１の上パッドと該第１の下型で挟まれた素材を曲げ戻すことにより、平坦にする素材抜き工程と、
第２の上型と第２の下型のクッションリングとで素材を挟み、該第２の上型及び該第２の下型の各型面で第１成形品及び第２成形品の凹凸を成形すると同時に素材の内側が内周に沿って破断し、第１成形品と第２の成形品とに分離できるように成形する、プレス成形方法。
【請求項２】
開口部を有する第１成形品と該開口部より寸法の小さい第２成形品とを成形する際に用いられ、上型及び下型の一対で構成されるプレス成形型であって、
上記上型には第１成形品の外周縁に対応させて上外周切刃が設けられ、
上記上型には第１成形品の開口部に対応させて上内周切刃が設けられ、
上記下型には第１成形品の外周縁部に対応させて上記上外周切刃と向き合うように下外周切刃が設けられ、
上記下型には第１成形品の開口部に対応させて上記上内周切刃と向き合うように下内周切刃が設けられ、
上記上型には上記下内周切刃に対向する位置に上パッドが下向き方向の圧力を加えるように設けられ、
上記下型には上記上内周切刃に対向する位置に下パッドが上向き方向の圧力を加えるように設けられている、プレス成形型。
【請求項３】
前記上型には前記上パッドに下向きの力を加える圧力源が内蔵され、前記下型には前記下パッドに上向きの力を加える圧力源が内蔵されている、請求項２に記載のプレス成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の成形品を同一の工程で成形するプレス成形方法とその際用いられるプレス成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などのボディを構成するパネルは、切断処理やプレス加工処理などの複数の工程を経て成形されている。そのうち、深絞り成形で開口部を有するパネル、例えばドア開口部を有するサイドアウターパネルやウィンドウ開口部を有するドアインナーパネルでは、深絞り成形を行う前に事前に素材に開口を設ける。
【０００３】
図６は、サイドアウターパネルの成形工程を模式的に示す模式図である。サイドアウターパネルを所定の凹凸形状に加工する場合、先ず、素材を図６（Ａ）に示すように、サイドアウターパネルの寸法サイズに切断すると共に、二つの開口１００を形成する。これで開口１００を有する第１の素材１０１と、各開口１００の形成で得た第２及び第３の素材１０２，１０３とを得る。次に、第１の素材１０１を用いてサイドアウターパネル用成形型で深絞り成形を行う。これで、ドア開口部となる開口部１０４と所定の凹凸とを有するサイドアウターパネル１０５とを得ることができる。この深絞り成形と相前後して、素材からドア開口部となる領域を切断して得た端材、即ち第２及び第３の素材１０２，１０３を部品パネルの素材として使用しそれぞれプレス加工する。これにより、所定の凹凸を有する部品１０６，１０７を得ることができる。
【０００４】
ところで、自動車の各種パネルの成形時に使用する各種プレス装置や型が開発されており、例えば、特許文献１に開示された抜き絞り加工用プレス成形型では、ワークをプレス加工ストロークの途中で切断し、その切断したワークを絞り成形することができる。特許文献２に開示されたプレス加工装置では、パネルワークの端縁の抜き加工とフランジの曲げ加工と絞り加工とを同一のプレス型で加工することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４１６２６号公報
【特許文献２】特開平１０−５８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６を参照して説明した従来の加工工程では、材料切断の工程と複数のプレス工程とを経て、例えばサイドアウターパネルと各種小部品とを成形する。よって、サイドアウターパネル用成形型のほかに小部品用の成形型もそれぞれ必要となる。サイドアウターパネルの代わりにドアウィンドウパネルを成形加工する場合でも同様のことが当てはまる。
【０００７】
よって、従来の手法では、パーツ毎に成形型を準備することになり、加工工程が多く、加工コストが増加するばかりでなく、型製作費の面でも物流の面でも問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、開口部を有する第１成形品と開口部より小さな第２成形品とを同一の工程で成形することができるプレス成形方法と、それに用いられるプレス成形型とを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明におけるプレス成形方法は、上記目的を達成するために、開口部を有する第１成形品と開口部より寸法の小さい第２成形品とを一連の工程で同時に成形するプレス成形方法であって、第１の上型における上パッドと第１の下型とで素材を挟み、第１の上型に設けた上外周切刃と第１の下型に設けた下外周切刃で素材を外側全周に亙って切断すると同時に、第１の上型に設けた上内周切刃と第１の下型に設けた下内周切刃で素材を完全に切断する手前まで加工し、その後、第１の上型の上内周切刃に対向するように第１の下型に設けた下パッドで第１の上パッドと第１の下型で挟まれた素材を曲げ戻すことにより、平坦にする素材抜き工程と、第２の上型と第２の下型のクッションリングとで素材を挟み、第２の上型及び該第２の下型の各型面で第１成形品及び第２成形品の凹凸を成形すると同時に素材の内側が内周に沿って破断し、第１成形品と第２の成形品とに分離できるように成形することを特徴としている。
【００１０】
本発明におけるプレス成形型は、上記目的を達成するために、開口部を有する第１成形品と開口部より寸法の小さい第２成形品とを成形する際に用いられ、上型及び下型の一対で構成されるプレス成形型であって、上型には第１成形品の外周縁に対応させて上外周切刃が設けられ、上型には第１成形品の開口部に対応させて上内周切刃が設けられ、下型には第１成形品の外周縁部に対応させて上外周切刃と向き合うように下外周切刃が設けられ、下型には第１成形品の開口部に対応させて上内周切刃と向き合うように下内周切刃が設けられ、上型には下内周切刃に対向する位置に上パッドが下向き方向の圧力を加えるように設けられ、下型には上内周切刃に対向する位置に下パッドが上向き方向の圧力を加えるように設けられている。好ましくは、上型には上パッドに下向きの力を加える圧力源が内蔵され、下型には下パッドに上向きの力を加える圧力源が内蔵されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプレス成形方法によれば、素材抜き工程で素材を第１成形品の外周に沿って切断すると共に第１成形品の開口部を抜き残して素材を平坦化させ、その後、絞り成形工程で深絞り成形することで、第１成形品及び第２成形品の凹凸を形成すると同時に、第１成形品と第２成形品とを分離可能に破断することができる。従って、一連の工程で、開口部を有する第１成形品と開口部より寸法の小さい第２成形品とを同時に成形することができる。
【００１２】
本発明のプレス成形型によれば、本発明の成形方法において素材抜き工程で、第１成形品の外周に沿って切断すると共に第１成形品の開口部を抜き残して素材を平坦化させて素材を成形することができる。
【００１３】
本発明のプレス成形型を用いた本発明のプレス成形方法では、２つ以上の成形品の成形に必要な加工工程が従来の手法と比べて少ない。また成形型をパーツ毎に準備する必要もない。よって、加工工程が多くならず、加工コストが増加しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、好適な実施形態として、開口部を有する第１成形品としてサイドアウターパネルを想定して説明する。即ち、二つの開口部を有する第１成形品とこの第１成形品の開口部と比べて寸法の小さい第２及び第３成形品とを作製する場合を想定して説明する。
【００１５】
本実施形態に係るプレス成形方法は、素材抜き工程と絞り成形工程とで別々の成形型を使用する。以下、各成形型について説明する。図１は、実施形態に係るプレス成形型を模式的に示す図である。素材抜き工程で使用されるプレス素材抜型１は、図１に示すように、上型１０と下型２０とで構成される。
【００１６】
上型１０及び下型２０には、上外周切刃１１及び上内周切刃１２，１３が下外周切刃２１及び下内周切刃２２，２３とが向き合うように設けられている。具体的に説明すると、上型１０には、第１成形品の外周縁部に対応する位置に上外周切刃１１が設けられ、第１成形品の一方の開口部に対応する位置に第１の上内周切刃１２が設けられ、第１成形品の他方の開口部に対応する位置に第２の上内周切刃１３が設けられている。上型１０に対応するように下型２０には、第１成形品の外周縁部に対応する位置に上外周切刃１１と向き合うように下外周切刃２１が設けられ、第１成形品の一方の開口部に対応する位置に第１の上内周切刃１２と向き合うように第１の下内周切刃２２が設けられ、第１成形品の他方の開口部に対応する位置に第２の上内周切刃１３と向き合うように第２の下内周切刃２３が設けられている。
【００１７】
上型１０には、上パッド１４が設けられている。具体的には、上パッド１４は第１の上内周切刃１２と第２の上内周切刃１３とをそれぞれ囲む形状を有しており、上パッド１４が、第１の上内周切刃１２の外周縁と第２の上内周切刃１３の外周縁とに沿って取り付けられている。よって、上パッド１４は、第１の下内周切刃２２及び第２の下内周切刃２３と対向している。上型１０には、下型２０の下外周切刃２１に対向する位置に、パッド１０Ａが設けられている。
【００１８】
上型１０には、上パッド１４の裏側、即ち素材に接する面と逆側に、圧力源１７，１８，１９が埋設されている。圧力源１７〜１９としては、例えばガススプリング、コイルスプリング、ウレタンスプリングなどを用いることができる。圧力源１７，１８，１９はそれぞれ上パッド１４裏面に当接するように配置され、上パッド１４に下向きの圧力を発生させる。
【００１９】
下型２０には、下パッド２４及び２５が設けられている。即ち、下型２０には、第１の下パッド２４が第１の下内周切刃２２の内側に沿って設けられ、第２の下パッド２５が第２の下内周切刃２３の内側に沿って設けられている。第１の下パッド２４は第１の上内周切刃１２と対向しており、第２の下パッド２５は第２の上内周切刃１３と対向している。
【００２０】
下型２０には、第１の下パッド２４及び第２の下パッド２５の裏側、即ち素材に接する面と逆側に、それぞれ第４の圧力源２６及び第５の圧力源２７が埋設されている。第４及び第５の何れの圧力源２６，２７も、例えばガススプリング、コイルスプリング、ウレタンスプリングなどを用いることができる。圧力源２６，２７はそれぞれ第１及び第２の下パッド２６，２７裏面に当接するように配置され、圧力源２６，２７は、下パッド２４，２５に上向きの圧力を加える。
【００２１】
さらに、上型１０において、上パッド１４は、第１乃至第３の圧力源１７，１８，１９で押し出された状態で、第１及び第２の上内周切刃１２，１３より下型２０側に突出している。
【００２２】
また、下型２０のうち素材を載せる面は突出しておらず、平坦面となっている。
【００２３】
図２は、実施形態に係るプレス成形方法において、絞り成形工程で使用される成形型を模式的に示す図で、（Ａ）は第２成形品及び第３成形品が通常の絞り成形品、例えばブランクの必要な絞り成形品である場合の成形型を示し、（Ｂ）は第２成形品及び第３成形品がスタンピング絞り成形品、即ちブランクの不要な絞り成形品である場合の成形型を示している。
【００２４】
図２（Ａ）に示す成形型２について説明する。
成形型２は、上型３０及び下型４０で上下一対に構成されている。上型３０は、第１成形品の深絞り形状となるよう凹みを有する第１の上成形面３１と、第２成形品の深絞り形状となるよう凹みを有する第２の上成形面３２と、第３成形品の深絞り形状となるよう凹みを有する第３の上成形面３３と、を備える。下型４０は、第１の上成形面３１に対応した突起を有する第１の下成形面４１と、第２の上成形面３２に対応した突起を有する第２の下成形面４２と、第３の上成形面３３に対応した突起を有する第３の下成形面４３と、を備える。図示した場合では、上型３０に対して下型４０が相対的に移動してワークを成形するので、下型４０には、第１乃至第３の下成形面以外で上型３０に対向する側にクッションリング４４，４５及び４６が備えられている。
【００２５】
図２（Ｂ）に示す成形型３について説明する。
スタンピング絞り成形品における成形型３は、上型５０及び下型６０で上下一対に構成されている。上型５０は、第１成形品の深絞り形状となるよう凹みを有する第１の上成形面５１と、第２成形品の形状に対応した第２の上成形面５２と、第３成形品の形状に対応した第３の上成形面５３と、を備える。下型６０は、第１の上成形面５１に対応した突起を有する下成形面６１を備える。上型５０に対し下型６０が相対的に移動してワークを成形するので、下型６０には、第１の下成形面６１の外側に第１のクッションリング６４を備え、第２の上成形面５２に対応する位置に第２のクッションリング６２を備え、第３の成形面に対応する位置に第３のクッションリング６３を備える。
【００２６】
図３は実施形態に係るプレス成形方法の素材抜き工程を模式的に示す断面図であり、図４はプレス成形方法の絞り成形工程を模式的に示す断面図である。図５は第１成形品５としてのサイドアウターパネルと第２及び第３成形品６，７としての小部品を作製する場合の工程について部分的に示す模式図である。本実施形態に係るプレス成形方法は、図６に示す従来の流れとは異なり、第１成形品５の開口部となる領域を素材から切り離さない状態の素材に対して深絞り成形を行う。以下、具体的に説明する。
【００２７】
実施形態に係るプレス成形方法では、素材抜き工程として素材８を所定の外形寸法を有するように切断して素材９を作製する。具体的に素材抜き工程について説明する。図１に示す素材抜型１を用い、上型１０と下型２０との間に素材８を配置する。次に、上型１０と下型２０との間隔を狭め、上型１０のパッド１０Ａと下型２０の下外周切刃２１とで素材８を挟み、上型１０の上外周切刃１１と下型２０の下外周切刃２１とが喰い込むように上型１０と下型２０との間隔をさらに狭める。すると素材９の外周部９Ａが形成される。このとき、上型１０の第１の上内周刃１２と下型２０の第１の下内周刃２２とが素材８に喰い込むが、完全にせん断するまでには至っていないし、上型１０の第２の上内周刃１３と下型２０の第２の下内周刃２３とが素材８に喰い込むが、素材８を完全にせん断するまでには至っていない。即ち、図３（Ａ）から（Ｂ）に示すように変化し、素材８が上内周切刃１２で下側に押されるが、素材８が素材の一部８ａ，８ｂにつながった状態である。
【００２８】
その後、上型１０の上昇に伴い、上パッド１４で押さえた素材８ｂに対して第１乃至第３の圧力源１７,１８,１９で下型３０側に力を加え、下型３０の第１の下パッド２４を第４の圧力源２７で上型２０側に圧力を加え、下型３０の第２の下パッド２５を第５の圧力源２８で上型２０側に圧力を加える。すると、第１及び第２の下パッド２４，２５を押し戻して、素材８を平坦化させる。
【００２９】
以上の素材抜き工程により素材８から素材９を作製することができる。この素材９は、図５（Ａ）に示すように、第１成形品５の外周線９Ａを形成するが、第１成形品５として完全に切断させず、次に説明する絞り成形工程で内周線となる部分９Ｂに切れ込みが生じている。
【００３０】
次に絞り成形工程として、素材９を図２（Ａ）に示す成形型２における上型３０と下型４０との間に配置して深絞り成形を行い、第１乃至第３の成形品５，６，７を作製する。具体的に絞り成形工程を説明する。図２（Ａ）に示す成形型２を用い、上型３０と下型４０との間に素材抜き工程を経た素材９を配置する。次に、上型３０と下型４０のクッションリング４４，４５，４６とで素材９を挟み込む。その後、下型４０を上型３０に移動することで、下型４０の型面における突起が上型３０の型面の窪みに入り込み、素材９を深絞り成形する。その際、図４に示すように、素材９は第１成形品５となる部分と第２成形品６及び第３成形品７となる部分との間は素材抜き工程で切れ込みを形成しているため、深絞り成形で破断する。よって第１乃至第３の成形品がそれぞれ分離された状態となる。その後、第１乃至第３成形品５，６，７のそれぞれの外周部、第１成形品５の開口部を加工することで、各成形品５〜７が完成する。
【００３１】
以上の説明では図２（Ａ）に示す成形型２の場合について説明したが、図２（Ｂ）に示す成形型３の場合にも同様にして絞り成形工程を行うことができる。即ち、成形型３における上型５０と下型６０との間に素材抜き工程を経た素材９を配置し、深絞り成形を経て第１乃至第３の成形品を作製することができる。
【００３２】
また車両のサイドアウターパネルと小部品とを同時に成形する場合を説明したが、開口部を有する第１成形品がドアインナーパネルの場合でも同様に適用することができる。また、第１成形品には開口部を二つ有する場合を説明したが、開口部が一つの場合でも三つ以上の場合でも同様に適用することができる。また、車両のパーツに限らず適用できることはいうまでもない。本発明のプレス成形方法によれば、二つ以上の成形品の成形に必要な加工工程が図６に示す従来の手法と比べて少なく、複数の成形品を一連の工程で作製することが可能となるため、以上の実施形態に限定されず、発明の範囲で適宜変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る成形型を模式的に示す図である。
【図２】実施形態に係るプレス成形方法において、絞り成形工程で使用される成形型を模式的に示す図で、（Ａ）は第２成形品及び第３成形品が通常の絞り成形品である場合の成形型を、（Ｂ）は第２成形品及び第３成形品がスタンピング絞り成形品である場合の成形型を示している。
【図３】実施形態に係るプレス成形方法の素材抜き工程を模式的に示す断面図である。
【図４】本プレス成形方法の絞り成形工程を模式的に示す断面図である。
【図５】第１成形品としてのサイドアウターパネルと第２及び第３成形品としての小部品を成形する場合の工程について部分的に示す模式図である。
【図６】サイドアウターパネルの従来の成形工程を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１：素材抜型
２，３：絞り成形型
１，２，３：成形型
５，６，７：成形品
５Ａ：内周縁線
８，９：素材
９Ａ：外周縁線
９Ｂ：部分
１０，３０，５０：上型
１１：上外周切刃
１２，１３：上内周切刃
１０Ａ，１４：パッド
１７，１８，１９，２６，２７：圧力源
２０，４０，６０：下型
２１：下外周切刃
２２，２３：下内周切刃
３１，３２，３３，５１，５２，５３：上成形面
４１，４２，４３，６１：下成形面
４４，４５，４６,６２，６３，６４：クッションリング
【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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【図６】
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