(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法において、
凸状若しくはブロック状よりなり且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚方向の寸法を大きくした複数の測定部を規則的に配置したシート状の測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、
クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、
各測定部の板厚方向と直角な面方向寸法の変化量を測定し、前記面方向寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とするクリアランス測定方法。
【請求項２】
金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法において、
板厚方向に貫通する測定孔により形成した複数の測定部を規則的に配列して備え且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚寸法を大きくして形成した測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、
クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、
各測定孔の開口幅寸法の変化量を測定し、開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とするクリアランス測定方法。
【請求項３】
前記測定部の測定孔は、その間隔が板厚方向寸法より大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載のクリアランス測定方法。
【請求項４】
前記規則的に配置した複数の測定部は、板厚方向寸法より面方向寸法が大きいことを特徴とする請求項１に記載のクリアランス測定方法。
【請求項５】
前記測定試料は、展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金を素材とし、降伏点が３５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のクリアランス測定方法。
【請求項６】
前記測定試料は、表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のクリアランス測定方法。
【請求項７】
前記測定孔を備える測定試料は、測定試料よりも明度が低い背景上にセットされて表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のクリアランス測定方法。
【請求項８】
前記測定試料の測定部は、肉薄の連結部で互に連結されて平行配置された複数個の板状部材で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載のクリアランス測定方法。
【請求項９】
前記測定試料の測定部は、シート状連結部材の表面に規則的に分布して配置されて一体化した複数のブロック部材で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載のクリアランス測定方法。
【請求項１０】
前記測定試料の測定部は、板厚方向両端に配置した透明シート間において、規則的に配列され両側の透明シートに接着により位置保持された板状部材若しくはブロック状部材で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載のクリアランス測定方法。
【請求項１１】
前記測定試料の測定部は、面方向および板厚方向に縮小変形可能な連結部と交互に配列されて互に接着されていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載のクリアランス測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から金型のワーク成形面間のクリアランスを測定する方法は種々実施されており、代表的なクリアランス測定方法として、図１７と図１８に示すものがある。上型７と下型８とに分割された金型のクリアランスを測定する場合を例として説明する。
【０００３】
図１７に示すクリアランス測定方法は、上下型７、８間のクリアランスよりも径が大きく、展延性の高い鉛等の金属線２５を、図１７（Ａ）に示すように、下型８の測定しようとするワーク成形面６に設置する。
【０００４】
次いで、図１７（Ｂ）に示すように、上型７を下死点まで下降させて金属線２５を上下型７、８のワーク成形面６間で潰し、その後に上型７を上昇させる。そして、下型８のワーク成形面６上に残った金属線２５の厚みを、図１７（Ｃ）に示すように、下型８のワーク成形面６から取り外してマイクロメータ２６等の測定器で測定する。このようにして、上下型７、８のワーク成形面間６のクリアランスが測定される。
【０００５】
図１８に示すクリアランス測定方法は、成形済みのパネル２６表面に金属に容易に付着する塗料２７を塗布して準備し、下型８のワーク成形面６上に位置決めして、図１８（Ａ）に示すように設置する。
【０００６】
次いで、上型７を下死点まで下降させ（図１８（Ｂ）参照）、上型７とのクリアランスが比較的小さい部分の塗料を上型７のワーク成形面６に付着させる。次いで、図１８（Ｃ）に示すように、上型７を上昇させる。上型７のワーク成形面６には、下型７とのクリアランスが小さい部分は多量に、また、クリアランスが大きい部分には少量に、塗料が付着する。この塗料の付着の濃淡によりクリアランスを定性的に把握するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のクリアランス測定方法では、潰された金属線を型から取り外してその厚さを直接測定するものであるため、取り外し時の金属線の変形、および、測定圧を加えることによる変形等を伴い測定精度が悪いものであり、且つ、測定のための工数も多く必要としていた。
【０００８】
しかも、金属線は、特定の測定部のみに設置するものであり、局部的なクリアランスは把握できるが、ワーク成形面の曲面上のクリアランスの分布は把握できないものであるため、上下型の修正加工に当たっては、曲面上のクリアランスを把握できるまで測定を繰り返す必要があり、多大の工数を必要とする不具合があった。
【０００９】
また、後者のクリアランス測定方法では、上型のワーク成形面に付着した塗料の濃淡でクリアランスを定性的に把握するものであるため、クリアランスの分布は把握できるもののクリアランスの定量的な把握ができないものであった。
【００１０】
しかも、成形済みのパネルに塗布する塗料の厚さのバラツキがある場合には、測定結果のバラツキも大きくなる不具合があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、クリアランスの測定精度および分布精度を向上可能なクリアランス測定方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法において、凸状若しくはブロック状よりなり且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚方向の寸法を大きくした複数の測定部を規則的に配置したシート状の測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定部の板厚方向と直角な面方向寸法の変化量を測定し、前記面方向寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法において、板厚方向に貫通する測定孔により形成した複数の測定部を規則的に配列して備え且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚寸法を大きくして形成した測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定孔の開口幅寸法の変化量を測定し、開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、前記測定部の測定孔は、その間隔が板厚方向寸法より大きく形成されていることを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は、第１の発明において、規則的に配置した複数の測定部は、板厚方向寸法より面方向寸法が大きいことを特徴とする。
【００１７】
第５の発明は、第１から第４の発明において、前記測定試料は、展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金を素材とし、降伏点が３５ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００１８】
第６の発明は、第１から第４の発明において、前記測定試料は、表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されることを特徴とする。
【００１９】
第７の発明は、第２または第３の発明において、前記測定孔を備える測定試料は、測定試料よりも明度が低い背景上にセットされて表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されることを特徴とする。
【００２０】
前記測定試料は、画像化される前に反射防止用のつや消し塗料が塗布されることが望ましい。
【００２１】
第８の発明は、第１または第４の発明において、前記測定試料の測定部は、肉薄の連結部で互に連結されて平行配置された複数個の板状部材で構成されていることを特徴とする。
【００２２】
第９の発明は、第１または第４の発明において、前記測定試料の測定部は、シート状連結部材の表面に規則的に分布して配置されて一体化した複数のブロック部材で構成されていることを特徴とする。
【００２３】
第１０の発明は、第１または第４の発明において、前記測定試料の測定部は、板厚方向両端に配置した透明シート間において、規則的に配列され両側の透明シートに接着により位置保持された板状部材若しくはブロック状部材で構成されていることを特徴とする。
【００２４】
第１１の発明は、第１または第４の発明において、前記測定試料の測定部は、連結部と交互に配列されて互に接着されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の効果】
したがって、第１の発明では、凸状若しくはブロック状よりなり且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚方向の寸法を大きくした複数の測定部を規則的に配置したシート状の測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定部の板厚方向と直角な面方向寸法の変化量を測定し、前記面方向寸法の変化量に基づきクリアランスを求めるものであるため、測定試料の表面の面方向の寸法を測定するものであり、その測定が容易となる。また、規則的に配列した複数の測定部の潰した後の面方向寸法は、クリアランスの変化に応じて連続的に変化し、どの部分でどの程度、許容範囲から外れたクリアランスとなっているか、成形面全体について読み取ることができ、クリアランスの分布を明瞭に判別することができる。
【００２６】
第２の発明では、板厚方向に貫通する測定孔により形成した複数の測定部を規則的に配列して備え且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚寸法を大きくして形成した測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定孔の開口幅寸法の変化量を測定し、開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めるものであるため、測定試料の表面から測定するものであり、容易に測定できる。しかも、規則的に配列した複数の測定孔の潰した後の開口幅寸法は、クリアランスの変化に応じて連続的に変化し、どの部分でどの程度、許容範囲から外れたクリアランスとなっているか、成形面全体について読み取ることができ、クリアランスの分布を明瞭に判別することができる。また、測定孔は、プレス加工や機械加工により比較的高精度に製作でき、クリアランスの測定精度を向上できる。しかも、測定孔をプレス成形により加工する場合には、測定試料を大量且つ安価に製造することができる。
【００２７】
第３の発明は、第２の発明の効果に加えて、測定部の測定孔の間隔を板厚方向寸法より大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法の変化量を拡大して幅方向寸法の変化とでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【００２９】
第４の発明では、第１の発明の効果に加えて、規則的に配置した複数の測定部の幅方向寸法を板厚方向寸法より大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法の変化量を拡大して幅方向寸法の変化とでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【００３０】
第５の発明では、第１から第４の発明の効果に加えて、展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金で降伏点が３５ＭＰａ以下である素材により測定試料を形成しているため、クリアランスの測定試料への転写性を高くすることができる。降伏点が３５ＭＰａ以上となるとスプリングバックが大きくなり、クリアランスの転写精度が低下する。
【００３１】
第６の発明は、第１から第４の発明の効果に加えて、測定試料表面が画像化され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されるため、金型の必要な修正量を自由曲面上で定量的に把握でき、金型に適正な修正を施工することができる。
【００３２】
第７の発明では、第２または第３の発明の効果に加えて、測定孔を備える測定試料は、測定試料よりも明度が低い背景上にセットされて表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されるため、明度差を大きくでき、しかも、照明による影の影響を無くすることができ、画像解析に先立つ、２値化処理の精度を向上することができる。
【００３３】
２値化処理に先立ち、測定試料につや消し塗料を塗布することで、測定孔の縁から生ずる照明の反射を抑制でき、より一層２値化処理の精度を高めることができる。
【００３４】
第８の発明では、第１または第４の発明の効果に加えて、測定部を肉薄の連結部で互に連結された複数個の板状部材で構成し、これらの板状部材を平行に配置したため、測定試料表面からは板状部材は縞模様であり、クリアランスに応じて幅方向寸法が連続的に変化した縞模様となり、クリアランス量の連続的な変化や分布状態がより明瞭に表示できる。
【００３５】
第９の発明では、第１または第４の発明の効果に加えて、シート状連結部材の表面に規則的に分布して複数のブロック部材を配置しているため、隣接するブロック部材同士の面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表示できる。
【００３６】
第１０の発明では、第１または第４の発明の効果に加えて、板厚方向両端に配置した透明シート間に板状部材若しくはブロック状部材を規則的に配列したため、隣接しているブロック部材同士の面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【００３７】
第１１の発明では、第１または第４の発明の効果に加えて、測定部が連結部と交互に配列されて互に接着されているため、板厚方向寸法に制約がなく、極めて薄いものから厚いものまで任意に成形可能である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３９】
図１は、本発明を適用したクリアランス測定方法に用いる測定試料１の一例を示す。測定試料１は金型のワーク成形面間に装着され、金型を閉じるとき潰され、金型間のクリアランスに応じて塑性変形されるものである。
【００４０】
前記測定試料１は、展延性の良い、即ち、降伏点が低いアルミニウム、若しくは、鉛、若しくは、これらを基材とする合金等を素材とする。前記素材の降伏点は、金型を閉じる位置に付勢する機械、例えば、プレス機械の加圧力を考慮して、３５ＭＰａ（Ｐａは、応力の単位でパスカルである）以下の範囲で必要に応じていずれかが選択される。降伏点が３５ＭＰａ以上となるとスプリングバックが大きくなり、クリアランスの転写精度が低下する。
【００４１】
前記測定試料１は、測定しようとするクリアランスよりも板厚が厚く、また、その幅寸法を板厚寸法よりも大きくした断面形状を備えた板状部材としての測定部２を複数備える。複数の測定部２は、測定しようとするクリアランスよりも板厚が薄い連結部３の上に、等間隔に配置して一体化し、全体としてシート状に形成されている。
【００４２】
前記測定試料１の一方の面は測定部２が凸状となり、連結部３のみの部分は溝状となった凹凸状に形成される。測定試料１の表面は縞状になり、他方の面は連結部３による平面状に形成されている。
【００４３】
前記測定試料１は、クリアランスを測定しようとする金型の対向したワーク成形面の一方に平面状の他方の面を接触させて設置する。他方のワーク成形面をワーク成形時と同様に接近させると、測定部２がワーク成形面間で圧潰される。測定部２は板状となっているため、その幅方向寸法Ｘを増加させて塑性変形する。連結部３は各測定部２の背面に連続して配置されるため、その板厚方向寸法の変化はごく僅かに抑えられる。
【００４４】
前記測定部２の幅方向寸法Ｘの増加量は、測定部２の圧潰量に比例し、クリアランスの初期の板厚方向寸法Ｚからの減少量の比例している。
【００４５】
金型間のクリアランスは、一般的には、測定部２の圧潰後の板厚方向寸法Ｚを測定することで得ることができる。本発明のクリアランス測定方法においては、上記の如く、初期の板厚方向寸法Ｚからの減少量に比例して増加する測定部２の幅方向寸法Ｘを測定することでこのクリアランスを測定する。
【００４６】
この場合、測定試料１の連結部３を含んだ測定部２の板厚方向寸法Ｚに対してクリアランスが減少する分だけ、測定部２の幅方向寸法Ｘが比例して増加することで、クリアランスを間接的に測定できる。
【００４７】
このため、潰す前の測定試料１の測定部２の板厚方向寸法Ｚおよび幅方向寸法Ｚがわかれば、潰した後の測定部２の幅方向寸法Ｘのみを測定することで、潰した後の測定試料１の測定部２の板厚（クリアランス）を間接的に測定することができる。
【００４８】
この幅方向寸法Ｘの増加量は、測定部２の板厚方向寸法Ｚより幅方向寸法Ｘを大きくすることで、後述するように、板厚方向寸法Ｚの変化より幅方向寸法Ｘの変化を大きく増幅して変形させることができる。
【００４９】
そして、幅方向寸法Ｘの変化は、測定試料１の表面の面方向の変化であり、測定が容易であり、極端な場合には目視でも相対的な大小は判断できる。均一なクリアランスが必要な金型においては、測定部２の幅方向寸法Ｘが大きい成形面部分は研削等により削り、測定部２の幅方向寸法Ｘが小さい成形面部分は肉盛り等により嵩上げするよう修正することができる。
【００５０】
測定しようとするクリアランスが小さく、例えば、測定試料１の連結部３の板厚方向寸法Ｚより小さい場合には、測定試料１の測定部２のみが変形されるよう、上型と下型との間のクリアランス測定に支障のない部位に厚さが既知のスペーサを挟む。スペーサで規制される上下型間で測定試料１が塑性変形されるようにする。
【００５１】
測定しようとするクリアランスが大きい場合には、それに対応して連結部３の板厚寸法の大きい測定試料１を任意に形成することで対応する。
【００５２】
図２は、前記測定試料１の圧潰によるクリアランス測定方法の考え方を説明するものである。図２（Ａ）は、測定試料１の測定部２を示す。圧潰前の実線の形状（板厚の初期寸法をＺ０、幅方向の初期寸法をＸ０）の測定部２を、板厚方向にΔＺだけ圧潰し、点線形状に測定部２の幅がΔＸ／２づつ両側へ増加した塑性変形状態を示している。
【００５３】
一般に、金属の塑性変形において、ポアッソン比（外力の方向の伸び率で垂直方向の縮み率を割ったもので、弾性体のひずみ方を示す物質特有の定数）をν、潰される方向のひずみをεＺ、幅方向のひずみをεＸとすると、ポアッソン比νは下記（１）式の関係で、
ν＝｜εＸ／εＺ｜−−−−−−−−−−−−−  （１）
示される。この（１）式を変形すると、下記の（２）式が、
｜εＸ｜＝ν｜εＺ｜
｜ΔＸ／Ｘ０｜＝ν｜ΔＺ／Ｚ０｜
ΔＺ＝（１／ν）｜Ｚ０／Ｘ０｜・｜ΔＸ｜−−  （２）
得られる。
【００５４】
上記（２）式によれば、板厚変化量△Ｚは、幅変化量△Ｘに比例する。
また、（２）式を変形すると下記の（３）式、
｜ΔＸ／ΔＺ｜＝ν｜Ｘ０／Ｚ０｜−−−−−−  （３）
が得られる。
【００５５】
上記（３）式によれば、板厚変化量△Ｚに対する幅方向変化量△Ｘの寸法拡大倍率｜ΔＸ／ΔＺ｜は、潰される前の幅Ｘ０と高さＺ０の比で決定できる。
【００５６】
このことは、板厚方向（潰される方向）寸法Ｚよりも幅方向寸法Ｘを大きく形成すれば、板厚方向寸法Ｚの変化量ΔＺを幅方向寸法Ｘの変化量ΔＸに拡大増幅して変形させることができる。
【００５７】
前記測定試料１の実際の形状は、測定部２と連結部３とから構成される図２（Ｂ）の構成であり、測定部２は連結部３の上で破線に示す要領で潰される。このため、幅方向寸法Ｘの変化量ΔＸと板厚方向寸法Ｚの変化量ΔＺの問、幅方向寸法Ｘの変化量ΔＸとクリアランスとの比例常数は実験的に求める。
【００５８】
次に、上記測定試料を用いたクリアランスの測定要領について、パネル材を成形する図３に示すプレス型の上下型間のクリアランス測定を例にして、図４にしたがって説明する。
【００５９】
図３に示すプレス型５においては、成形面６を構成する上型（ダイ）７、下型（ポンチ）８、および、上型７との間でパネル周囲を抑えるブランクホルダー９とから構成される。
【００６０】
上型７が上昇位置にある間に下型８とブランクホルダー９との上面にワーク（パネル）を載置する。次いで、上型７を下降させ、ワーク周囲をブランクホルダー９との間で挟みながら上下型７、８の成形面６でワークをプレス成形する。
【００６１】
このプレス型５においては、例えば、０．６〜０．９ｍｍ程度の薄い車体パネルの成形を対象としている。クリアランスが１ミリ以下と小さいため、上型７とブランクホルダー９との外周側間にはスペーサ１０が介挿される。
【００６２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、図３において丸印で囲んである上下型７、８の成形面６を拡大して示すものであり、先ず、図４（Ａ）に示すように、開いている上下型７、８間の下型８の成形面６に測定試料１を設置する。次いで、図４（Ｂ）の如く、上型７を下死点まで下降させ、スペーサ１０で設定したクリアランス（スペーサ１０で増加された型７、８間のクリアランス）まで測定試料１を加圧する。加圧後、上型７を上昇させ、図４（Ｃ）の如く、加圧により潰された測定試料１の測定部２の幅方向寸法Ｘ１を測定する。
【００６３】
この測定時、測定試料１の測定部２の板厚方向寸法Ｚ０、幅方向寸法Ｘ０、および、スペーサ１０で設定したクリアランス増加分は予め判っている。また、クリアランスが規定値範囲に収まる幅方向寸法Ｘの許容範囲を設定しておく。潰した後の幅方向寸法Ｘ１を測定するのみで、どの部分でどの程度、許容範囲から外れたクリアランスとなっているかが、成形面６全体について読み取ることができる。測定試料１の表面には、測定部２による複数の縞模様があり、クリアランスの変化に応じて連続的に幅方向寸法Ｘ１が変化しており、クリアランスの分布を明瞭に判別することができる。
【００６４】
図５〜７は、本発明のクリアランス測定方法の実験例であり、図５に示す測定試料を用い、図６に示す設備で実験し、図７に示す実験結果を得た。
【００６５】
図５に示す測定試料１は、幅８４ｍｍ、奥行き３０ｍｍ、板厚寸法０．３ｍｍの連結部３を備え、この連結部３と一体に、幅寸法４ｍｍ、板厚方向寸法０．５ｍｍの測定部２を６ｍｍの間隔をおいて配置したものを使用した。
【００６６】
図６に示す設備は、図５に示す測定試料１を板厚０．７ｍｍと板厚０．６ｍｍのスペーサ１０Ａ、１０Ｂで間隔の最小量を規定した上ブロック１１と下ブロック１２との間に図６（Ａ）の如く設置する。次いで、図６（Ｂ）に示すように、プレス機械１３で加圧（３０トン）し、加圧後に測定試料１の測定部２の板厚方向寸法Ｚの変化量ΔＺと幅方向寸法Ｘの変化量ΔＸの関係を求めた。
【００６７】
図７に、（縦軸に板厚変化量ΔＺを、また、横軸に幅変化量ΔＸを目盛ったグラフ）実験結果を示す。図７によれば、点でプロットした部分が板厚変化量ΔＺと幅変化量ΔＸの個々のデータであり、実線で斜めに画いたように両者間には比例する相関関係があることが確認できた。板厚変化量ΔＺに対して幅変化量ΔＸは、変化の倍率が６ないし７倍と増幅した値とすることができ、容易に目視でもクリアランス変化の分布を確認できる。
【００６８】
以上の実施の態様においては、以下に記載する効果を奏することができる。即ち、クリアランスより板厚寸法の大きい測定部２を備えた測定試料１をクリアランスを測定しようとする金型の一方のワーク成形面に設置し、測定部２を板厚方向に潰し、測定部２の幅方向寸法Ｘを測定し、前記幅方向寸法Ｘに基づきクリアランスを求めるものである。このため、クリアランス情報は測定試料１の表面方向に表れ、その測定が容易である。
【００６９】
測定部２の幅方向寸法Ｘを板厚方向寸法Ｚより大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法Ｚの変化量ΔＺを増幅して幅方向寸法Ｘの変化量ΔＸとでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【００７０】
展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金で降伏点が３５ＭＰａ以下である素材により測定試料１を形成しているため、クリアランスの測定試料１への転写性を高くすることができる。
【００７１】
測定部２を肉薄の連結部３で互に連結された複数個の板状部材で構成し、これらの板状部材を平行に配置したため、クリアランス変化が連続した幅方向寸法Ｘが変化する縞模様で表れ、クリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【００７２】
図８は、本発明のクリアランス測定方法に用いる測定試料１の他の一例を示し、図１の連結部３の表面に板状をなして測定部２が平行配列されたものであったが、本態様においては、ブロック部材となった測定部２を規則的に配列したものである。ブロック部材は、連結部３の表面に四辺形（図８（Ａ））、若しくは、円形（図８（Ｂ））に構成されている。
【００７３】
いずれの構造においても、測定部２の板厚方向寸法Ｚが潰された場合に、連結部３に沿って周囲（全周方向に）に拡大するので、拡大寸法、若しくは、面積を測定することで、図１の測定試料１と同様にクリアランスを測定することができる。図１の測定試料１と比較して、本態様の測定試料１においては、板厚方向の変形代が測定部２の全周方向に寸法拡大するため、幅方向寸法の拡大代が若干小さくなる嫌いはある。
【００７４】
この測定試料１の成形に当たっては、連結部３となる素材プレート上に測定部２を貼付けていく方法もあるが、図示しないが、測定部２に対応した形状部分が凹状となった表面を有する成形ローラで帯状に連続して成形することもできる。
【００７５】
この実施の態様においては、測定試料１の測定部２を規則的に分布して配置され、シート状の連結部３と一体化された複数のブロック部材で構成している。このため、隣接しているブロック部材、即ち、測定部２同士の幅方向寸法、若しくは、面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【００７６】
図９は、本発明のクリアランス測定方法に用いる更に他の測定試料１の一例を示し、図９（Ａ）、（Ｂ）においては、測定部２の両面に透明シート１５を接着して測定部２を位置保持するようにしたものである。
【００７７】
測定部２としては、図９（Ａ）に示す如く、柱状、若しくは、ブロック状として等間隔に配置したものであり、図９（Ｂ）においては、球状、若しくは、円柱状の測定部２を等間隔に配置したものである。
【００７８】
この例においても、測定部２の板厚方向寸法（この場合においては、透明シート同士が接近する方向の寸法となる）の変化が、幅方向寸法（この場合には、透明シート１５間の空間方向寸法となる）の変化に置き換わることとなる。
【００７９】
図９（Ｃ）に示す例では、測定部２と連結部３とが交互に配列されて互に接着して構成した測定試料１である。連結部３は、測定部２が板厚方向寸法を減少されて幅方向寸法が増加するに連れて幅方向に縮小し、成形面による板厚縮小方向へ変形されて板厚方向に縮小する素材、例えば、ゴム系接着剤等で形成される。
【００８０】
図９に示す実施の態様においては、測定部２が規則的に配置した板状部材若しくはブロック状部材に形成され、板厚方向両端に配置した透明シート１５に接着により位置保持される。このため、隣接している測定部２同士の幅方向寸法、若しくは、面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【００８１】
図９（Ｃ）に示す実施の態様では、測定部２が連結部３と交互に配列されて互に接着されているため、板厚方向寸法に制約がなく、極めて薄いものから厚いものまで任意に成形可能である。
【００８２】
図１０は、上記した各態様で測定した測定試料のクリアランス分布を測定するクリアランス測定方法であり、ＣＣＤカメラ１８と、画像処理手段１９と、解析手段２０とから構成されている。
【００８３】
前記ＣＣＤカメラ１８は、クリアランス測定のために測定部２が圧潰された状態の下型８の成形面６上の測定試料１を映像信号に変換する。その際、測定試料１の測定部２および連結部３の表面状態が画像信号に変換されて取込まれる。
【００８４】
前記画像処理手段１９は、取り込まれた映像信号から画像上に測定試料１の表面形状を再現させる。具体的には、先ず、二値化処理することで測定試料１の測定部２の幅方向両側の縁を検出して線に変換する。次いで、線で区分した領域の内いずれの領域が測定部２であるかを判定して画像上に測定試料１形状を再現する。
【００８５】
この画像処理手段１９の処理は、連結部３の表面の明度と測定部２の表面の明度とに差（例えば、測定部２は明るく、連結部３は暗く）を付けて測定試料１を形成することで、二値化処理のみで完了させることもできる。
【００８６】
前記解析手段２０は、前記画像処理手段１９で再現された画像上の測定試料１の測定部２の幅方向寸法Ｘを、位置を順次移動させつつ連続的に測定する。次いで、その各々の位置の測定幅Ｘから各位置におけるクリアランスを演算し、クリアランスを分布図として表示する。
【００８７】
図１０に示す実施の態様においては、測定試料１の表面が画像化され、成形面６上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示される。このため、金型の必要な修正量を自由曲面上で定量的に把握でき、金型に適正な修正を施工することができる。
【００８８】
図１１は、本発明を適用したクリアランス測定方法に用いる測定試料の別の例を示し、図１、８、９に示す測定試料１では凸状やブロック状の測定部２を設けるのに対し、本態様においては、測定孔２Ａを備えた測定試料１Ａに関するものである。
【００８９】
図１１において、測定試料１Ａは、前記した各実施態様と同様の、展延性の良い素材からなる板状のプレートに形成され、板厚方向に貫通する多数個の測定孔２Ａを一様に分布させて配置している。図示例では、測定試料１Ａの長手方向およびそれと直角方向に等間隔に測定孔２Ａが配置されている。配列方法は、これに限定されるものでなく、例えば、千鳥状に隈なく配置してもよい。測定孔２Ａ間の寸法Ｘ２は、プレートの板厚方向寸法Ｚ２よりも大きく形成する。
【００９０】
測定孔２Ａは、プレスによる打ち抜き加工やドリルによる機械加工により加工でき、いずれの方法においても比較的高精度で製作することができる。測定孔２Ａをプレス成形で行う場合には、測定試料１Ａを大量かつ安価に製造することができる。
【００９１】
上記測定試料１Ａは、前実施態様と同様に、金型５のワーク成形面６間に装着され、金型５を閉じるときに潰され、金型５間のクリアランスに応じて塑性変形される。その変形は、板厚方向寸法Ｚ２がクリアランスに応じて減少させ、その減少に相当する素材容積は空間である測定孔２Ａに展延され、測定孔２Ａの大きさ、例えば、その直径を減少させる。
【００９２】
図１２は、本測定試料１Ａを図６に示す設備で圧潰する実験の結果であり、縦軸に板厚変化量ΔＺを、横軸に圧潰前の直径から圧潰後の直径を差し引いた直径変化量ΔＤを目盛ったグラフである。図１２によれば、点でプロットした部分が板厚変化量ΔＺと幅変化量ΔＸの個々のデータであり、実線で斜めに画いたように両者間には比例する相関関係があることが確認できる。この例では、点線の補助線で示すように、板厚変化量ΔＺが０．１ｍｍ（図中０．２〜０．３ｍｍの間）に対して幅変化量ΔＤが０．６ｍｍ（図中０．３〜０．９ｍｍの間）である。即ち、変化の倍率が約６倍とすることができ、容易に目視でもクリアランス変化の分布を確認できる。
【００９３】
従って、圧潰前の測定試料１Ａの板厚Ｚ２および測定穴２Ａの直径Ｄが判れば、圧潰後の測定穴２Ａの直径のみを測定することで、測定試料１Ａの板厚を間接的に測定することができる。
【００９４】
なお、上記測定試料１Ａにおいて、クリアランスが異なる測定対象に適用するよう、プレートの板厚方向寸法Ｚ２を変更する場合には、配置される測定孔２Ａ間の寸法Ｘ２も、板厚方向寸法Ｚ２の変化に応じて変更される。
【００９５】
また、測定孔２Ａの形状は、上記実施の態様では、丸孔で形成しているが、図示しないが、多角形の角穴でも、楕円等の形状の測定孔により構成してもよい。
【００９６】
本実施の態様にあっては、第１の実施の態様で得られる効果に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。即ち、測定部が測定試料１Ａを板厚方向に貫通する複数の測定孔２Ａにより形成し、測定孔２Ａの開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めるため、測定試料１Ａの表面から測定するものであり、容易に測定できる。また、測定孔２Ａは、プレス加工や機械加工により比較的高精度に製作でき、クリアランスの測定精度を向上できる。しかも、測定孔２Ａをプレス成形により加工する場合には、測定試料１Ａを大量且つ安価に製造することができる。
【００９７】
測定部の複数の測定孔２Ａの間隔を板厚方向寸法Ｚ２より大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法の変化量を拡大して幅方向寸法の変化とでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【００９８】
図１３は、図１１の実施の態様の測定試料１Ａによるクリアランス測定手順を示したものであり、クリアランス分布を、先ず、測定試料１Ａに転写し、次いで、ＣＣＤカメラ若しくはスキャナにより電子データとし、判定される。
【００９９】
このクリアランス測定手順においては、先ず、ステップＳ１で測定試料１Ａが、例えば、上下金型間の一方の成形面上の測定部位に設置される。次いで、ステップＳ２で上下金型で測定試料１Ａが圧潰され、ステップＳ３で上金型を上昇させ、圧潰した測定試料１Ａが取り出される。
【０１００】
次いで、ステップＳ４で測定試料１Ａにつや消し塗料が塗布され、ステップＳ５で測定試料１Ａに黒色の背景がセットされる。ステップＳ６では、測定試料１Ａの画像がＣＣＤカメラに読み込まれて、電子データとして取り込まれ、ステップＳ７で画像が２値化処理される。
【０１０１】
図１４は、ステップＳ４の処理がされず、ステップＳ５での黒色の背景がセットされない状態での測定孔２Ａの拡大画像であり、図１５は、図１４の画像が２値化された画像を示す。図１６は、ステップＳ４でのつや消し塗料が塗布され、ステップＳ５での黒色の背景がセットされた測定孔２Ａの拡大画像である。
【０１０２】
図１４によれば、測定孔２Ａ（図中▲２▼部分）の縁の一方の側の半周部分（図中▲１▼部分）に照明が反射して明度が高くなった部分が見られる。また、背景が黒色で無いために、背景（図中▲２▼部分）の明るさと測定試料１Ａ（図中▲３▼部分）の明るさとが近似している。しかも、測定孔２Ａの縁の他方の側の半周部分（図中▲４▼部分）に照明により測定孔２Ａの縁が影となって黒く明度を下げた部分が見られる。これらの照明の反射部分、測定試料１Ａとの低い明度差、および、照明による影は、いずれも、画像を２値化した場合に、低い明度差は正負があいまいとなり、反射部分は正に、影は負に判定され、図１５に示すように、部分▲１▼▲４▼において境界が不鮮明となる。
【０１０３】
一方、図１６によれば、つや消し塗料が塗布されるために、照明の反射の発生が抑制され、黒色の背景がセットされるために、測定試料１Ａとの明度差を大きくでき、かつ、照明の影は黒色の背景部分に生ずる。従って、画像を２値化した際には、測定試料１Ａの測定孔２Ａの輪郭、即ち、境界が鮮明となる。
【０１０４】
次いで、２値化された画像は、ステップＳ８において、測定孔２Ａの直径が画像解析ソフトで測定され、ステップＳ９で、直径変化量ΔＤが演算されてクリアランスが演算される。ステップＳ１０では、全数の測定孔２Ａの直径変化量ΔＤからクリアランス分布図が作成され、ディスプレー等に表示される。
【０１０５】
つや消し塗料の塗布および黒色の背景をセットしていない図１４、１５では、測定孔２Ａの境界が不鮮明となるため、ステップＳ８における直径測定の精度が悪化する。これに対し、つや消し塗料の塗布および黒色の背景をセットして図１６では、測定孔２Ａの境界が鮮明であり、ステップＳ８による直径測定の精度を向上させることができる。なお、ステップＳ６の画像の取り込みには、ＣＣＤカメラの他、例えば、フラットベッドスキャナが利用できる。
【０１０６】
本実施の態様にあっては、測定試料１Ａは、ステップＳ５において測定試料１Ａよりも明度が低い背景上にセットされてステップＳ６にて画像化され、以降のステップにより画像処理手段により測定部が判別される。このため、明度差を大きくでき、しかも、照明による影の影響を無くすることができ、画像解析に先立つ、２値化処理の精度を向上することができる。
【０１０７】
ステップＳ７での２値化処理に先立ち、測定試料１ＡにステップＳ４でつや消し塗料を塗布することで、測定孔２Ａの縁から生ずる照明の反射を抑制でき、より一層２値化処理の精度を高めることができる。
【０１０８】
なお、上記実施形態において、金型として、パネル材を成形するプレス金型に対するクリアランス測定について説明したが、図示はしないが、ダイキャスト金型、樹脂成形型等のキャビティを持つものにも、また、鍛造型等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すクリアランス測定方法に用いる測定試料の平面図（Ａ）、および、部分側面図（Ｂ）。
【図２】本発明のクリアランス測定方法を説明する模式図であり、（Ａ）は原理図、（Ｂ）は実際図。
【図３】本発明のクリアランス測定方法を適用する一例を示す金型断面図。
【図４】本発明のクリアランス測定方法の測定手順を（Ａ）〜（Ｃ）と順を追って示す概念図。
【図５】本発明のクリアランス測定方法を実験するテストピースの一例を示す平面図（Ａ）、および、部分側面図（Ｂ）。
【図６】同じく実験設備を示し、準備中の状態（Ａ）とテスト中の状態（Ｂ）を夫々示す概略図。
【図７】同じく実験結果を示すグラフ。
【図８】本発明のクリアランス測定方法に用いる測定試料の他の例を示す斜視図。
【図９】同じく測定試料の更に他の例を示す断面図。
【図１０】測定試料のクリアランス分布を測定するクリアランス測定方法を示すシステム概要図（Ａ）、および、処理手順を示す概要図（Ｂ）。
【図１１】本発明の他の実施形態を示すクリアランス測定方法に用いる測定試料の正面図（Ａ）、および、側面図（Ｂ）。
【図１２】図１１に示す測定試料の板厚変化量ΔＺに対する幅変化量ΔＤの対応関係を実験から得たグラフ。
【図１３】図１１の測定試料を用いたクリアランス測定手順を示すチャート。
【図１４】図１３のチャートにおける手順４、５を省略した場合における取り込み画像。
【図１５】図１４における２値化画像。
【図１６】図１３のチャートにおける取り込み画像。
【図１７】従来技術の一例を手順（Ａ）〜（Ｃ）と共に示す概略図。
【図１８】従来技術の他の一例を手順（Ａ）〜（Ｃ）と共に示す概略図。
【符号の説明】
１、１Ａ  測定試料
２  測定部
２Ａ  測定孔（測定部）
３  連結部
５  プレス金型（金型）
６  成形面
７  上型
８  下型
９  ブランクホルダー
１０、１０Ａ、１０Ｂ  スペーサ
１５  透明シート
１８  ＣＣＤカメラ
１９  画像処理手段
２０  解析手段
【図１】
0003775293.tif 000002
【図２】
0003775293.tif 000003
【図３】
0003775293.tif 000004
【図４】
0003775293.tif 000005
【図５】
0003775293.tif 000006
【図６】
0003775293.tif 000007
【図７】
0003775293.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003775293.tif 000010
【図１０】
0003775293.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003775293.tif 000013
【図１３】
0003775293.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003775293.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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