JPH06304677A - 凹座成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄板状の素材に凹座部を成形するための方法
を提供する。 【構成】 素材１７を下型２５の型面上に載置し、次い
で上型２３を下降させて素材１７の成形すべき部位の周
辺部を上型２３のパッド２０及び下型２５のポンチ２１
で挟持した後、上型２３の孔抜ポンチ１９及び下型２５
の孔抜ダイス２４により素材１７の凹座部を成形すべき
部位の中央部を抜き加工し、次いで上型２３の曲刃１８
及び下型２５のポンチ２１により抜き加工した部位の周
辺部を絞り加工して素材に凹座部を成形する。 【効果】 単一の装置で効率良く薄板状の素材に凹座部
を成形することができ、且つ製品外面（意匠面）にシワ
や歪みが発生することがないので、外観品質の優れた製
品を容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は凹座成形方法、更に詳し
くは、単一の装置で効率良く薄板状の素材に凹座部を成
形することができる凹座成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】種々の形状を有する各種構造材例えば自
動車の外板、機械装置部品、建材などを効率良く生産す
るために、成形金型を用いる加工方法例えば絞り加工や
曲げ加工が広く用いられている。

【０００３】薄板状の素材の平面の一部に所定形状の凹
んだ部分、すなわち凹座を成形するための所謂凹座成形
方法は、一工程で薄板状の素材に凹座を成形すると加工
に伴う素材の流れが不充分であることに起因して製品外
面（意匠面）にシワや歪みが発生し易いため、従来、絞
型を用いる絞り加工工程及び曲型を用いる曲げ加工工程
の二工程からなる方法で行われていた。

【０００４】従来の凹座成形方法の一例を図に基づいて
説明する。図３は、従来の凹座成形方法における絞り加
工工程を説明するための図である。絞り加工工程におい
ては、ポンチ１とダイス２を用いて薄板状の素材３を所
定形状に絞り加工する。この際、素材３の端部はダイス
２と押さえ部材４とで挟持し、固定する。

【０００５】図３の破線で囲んだＡ部分の拡大図を図４
に示す。図４において、素材３の実線で示す部分は絞り
加工工程において加工した形状を示す。又、素材３の破
線で示す部分は素材３の加工すべき最終製品形状５を示
す。絞り加工工程において一度に最終製品形状５に絞り
加工しようとすると、その前段階の形状において曲面部
６及び曲面部７での素材３の局部伸びにより製品割れが
発生するため、最終製品形状５に比べて曲面部の曲率が
小さい実線で示す形状に絞り加工する。

【０００６】図５は、従来の凹座成形方法における曲げ
加工工程を説明するための図である。曲げ加工工程にお
いては、リストライク用の曲刃８を備えたダイス９とポ
ンチ１０及びパッド１１（加工部分の周辺部を挟持・固
定する）を用いて、予め絞り加工した素材３を製品形状
に曲げ加工する。

【０００７】図５の破線で囲んだＢ部分の拡大図を図６
に示す。素材３の破線で示す部分は絞り加工形状１２を
示す。絞り加工形状１２を、曲刃８とポンチ１０及びパ
ッド１１を用いて最終製品形状に曲げ加工する。

【０００８】前記の絞型を用いる絞り加工工程及び曲型
を用いる曲げ加工工程の二工程からなる方法とは別に、
外観品質の優れた製品を得るための成形方法として、近
年、例えば特開平４−１６７９３０号公報に示されるよ
うに、一方の金型に凹所を形成した成形金型を用いるプ
レス加工方法が提案されている。

【０００９】図７及び図８に基づいて、特開平４−１６
７９３０号公報に記載されたプレス加工方法を説明す
る。図７に示す如く、上型１３と、凹所１４（例えば、
シワの発生する恐れがある箇所に所定数設けておく）が
形成された下型１５を用いて薄板状の素材１６を押圧す
ると、図８に示す如く、素材１６の一部が流動して凹所
１４内に入り込むので、成形後の素材１６のシワや製品
割れを防止することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絞型を
用いる絞り加工工程及び曲型を用いる曲げ加工工程の二
工程からなる従来の凹座成形方法は、以下の如き問題点
を有している。 １）絞型における問題点 凹座部の予備成形時において、下型ポンチとの接触によ
るなじみ（接触抵抗）に起因して素材が拘束されるの
で、凹座部の成形が開始されると凹座部の素材が伸びる
だけではなく、例えば凹座部近傍の意匠面側からも素材
が凹座部に引き込まれる。このため、凹座部及びその近
傍の素材の流れ方に差が生じ、例えば成形後の凹座部の
四隅の意匠面側に素材の余りによるシワが発生して面歪
みの原因となる。 ２）曲型における問題点 絞型によって予備成形された凹座部を最終製品形状まで
成形するために曲刃によるリストライク成形を行うが、
絞型より開放された素材は絞型の下型ポンチの形状に応
じて変形しているため、曲型においても新たに、予備成
形された素材の凹凸部と曲型の下型ポンチの型面とを合
わせることが必要となる。又、絞型により成形された曲
面部は剛性が有るため成形され難く、それ故、加工すべ
き部分の周辺部をパッドと下型ポンチにより挟持・固定
しても、曲刃による前記部分の成形が開始されると外板
の意匠面に再び面歪みが発生し易い。

【００１１】前記１）及び２）に起因する面歪みに対し
て、上型と下型との間のクリアランス調整、パッド押さ
え面の合わせ調整、ポンチ曲率の変更（例えば、オーバ
ークラウン、アンダークラウン）等の対策が必要とな
る。

【００１２】一方、前記特開平４−１６７９３０号公報
に記載されたプレス加工方法を凹座成形に適用したとし
ても、単一の装置によって凹座成形を行うことができる
可能性は有るものの、素材の局部的な伸びによる素材の
変形（凹所内への素材の入り込みによる素材表面の凸部
形成）を完全に防止することはできず、例えば後処理が
必要となる場合がある。

【００１３】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためのものであり、その目的とするところは、単一の装
置によって効率良く行うことが可能であり、且つ加工後
の素材の意匠面にシワや歪みを生じさせることがない凹
座成形方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の凹座成
形方法は、曲刃、孔抜ポンチ、パッド及びパッドを下型
のポンチに押圧するための押圧手段を備えた上型と、曲
刃及びパッドと一対となるポンチ並びに孔抜ポンチと一
対となる孔抜ダイスを備えた下型とを用いて、薄板状の
素材に凹座部を成形する凹座成形方法であって、素材を
下型の型面上に載置し、次いで上型を下降させて素材の
成形すべき部位の周辺部を上型のパッド及び下型のポン
チで挟持した後、上型の孔抜ポンチ及び下型の孔抜ダイ
スにより素材の凹座部を成形すべき部位の中央部を抜き
加工し、次いで上型の曲刃及び下型のポンチにより抜き
加工した部位の周辺部を絞り加工して素材に凹座部を成
形することを特徴とする。

【００１５】本発明の方法において、素材の成形すべき
部位の周辺部を上型のパッド及び下型のポンチで挟持す
る手段としては、慣用の適当な押圧手段例えば加圧シリ
ンダ、弾発手段例えばバネ、ゴム（例えばウレタンゴ
ム）等を用いることができる。押圧手段として加圧シリ
ンダを用いる場合を例として更に詳しく説明すると、こ
の場合の加圧シリンダの配置や数は、成形すべき凹座部
の大きさや形状に応じて適宜選択する。例えば、ほぼ矩
形の凹座部の場合には、成形すべき凹座部の四隅近傍に
加圧シリンダを夫々配置するとよい。又、加圧シリンダ
の数は装置の構造上可能な限り増加するとよい。なお、
加圧シリンダの駆動手段は、慣用の手段例えば油圧、空
気圧、窒素圧などを用いることができる。

【００１６】上型の孔抜ポンチ及び下型の孔抜ダイス
は、成形すべき凹座部の大きさや形状に応じて目的とす
る性状の製品が得られるように抜き加工するために、大
きさや形状を選択する。又、上型の孔抜ポンチ及び下型
の孔抜ダイスは、素材の凹座部を成形すべき部位の中央
部を抜き加工できるように、適切に配置する。

【００１７】上型の曲刃は、下型のポンチと共に抜き加
工した部位の周辺部を絞り加工して素材に所定の凹座部
を成形することができるように大きさや形状を選択す
る。

【００１８】上型及び下型の駆動は、例えばコンピュー
タを用いる自動制御によって行うことができる。

【００１９】凹座を成形すべき薄板状の素材は、塑性変
形し得る慣用のプレス素材例えば鋼板などであってよ
い。

【００２０】

【作用】絞り加工に先立って、素材の凹座部を成形すべ
き部位の中央部を抜き加工するので、絞り加工時の素材
の流れが良好となり、製品外面（意匠面）にシワや歪み
が発生することがない。

【００２１】

【実施例】下記実施例によって、本発明を更に詳細に説
明する。

【００２２】図１は、本発明の方法において薄板状の素
材１７（鋼板）を下型の型面上に載置した状態を示す。
素材１７は、予め絞型により凹座部以外の箇所を成形し
たものを使用してもよい。本発明の方法に使用する装置
は、曲刃１８、孔抜ポンチ１９、パッド２０及びパッド
２０を下型のポンチ２１に押圧するための加圧シリンダ
２２を備えた上型２３と、曲刃１８及びパッド２０と一
対となるポンチ２１並びに孔抜ポンチ１９と一対となる
孔抜ダイス２４を備えた下型２５からなる。

【００２３】曲刃１８とポンチ２１は、素材１７に凹座
形状を形成し得るように加工されている。曲刃１８の環
状の凸条部の中央部には孔抜ポンチ１９が内蔵されてお
り、又、ポンチ２１の凹所の中央部には孔抜ダイス２４
が内蔵されている。パッド２０は加圧シリンダ２２によ
って昇降可能である。

【００２４】加圧シリンダ２２は窒素の注入圧を変化さ
せることにより駆動され、パッド２０とポンチ２１によ
り素材１７を所定の拘束力で挟持し、固定することがで
きる。成形中、素材１７を挟持・固定した状態で加圧シ
リンダ２２の窒素の注入圧を変化させると素材１７の拘
束力（形成すべき凹座部外周の単位面積当たりの加圧
力）を所望に変化させることができる。

【００２５】本例では、形成すべき凹座部はほぼ矩形状
なので、加圧シリンダ２２は形成すべき凹座部の四隅近
傍に各１個配置した。

【００２６】次いで図２に示す如く上型２３を下降させ
ると、先ずパッド２０が素材１７の意匠面と接触し、パ
ッド２０とポンチ２１で素材１７を挟持し、固定する。
次いで、上型２３の曲刃１８及び孔抜ポンチ１９を下降
させて孔抜ポンチ１９と孔抜ダイス２４により素材１７
から真円状の打抜片２６を打ち抜く。この場合、打抜形
状を例えば角部の有る形状（例えば矩形状など）とする
と、凹座成形時に打抜部の角部やその近傍に割れや伸び
などの不具合が生じるため、打抜形状を真円状として打
ち抜きにより形成されるフランジ部の端部の伸びを均一
にし、割れや歪みなどの不具合を防止する。

【００２７】更に曲刃１８を下降させて、曲刃１８とポ
ンチ２１により、打抜部の周辺部の素材１７を凹座形状
に成形する。図２中、素材１７の破線部は凹座部の成形
途中の状態を示す。

【００２８】凹座部の成形の際には、素材１７の凹座部
を成形すべき部分の周辺部（意匠面側）はパッド２０と
ポンチ２１で挟持・固定されているため、打ち抜きによ
り生じた孔に向かって素材１７を流動させる形で曲刃１
８が下死点に達するまで成形が進行するので、製品の凹
座部の周辺部にはシワや歪みなどの不具合が生じない。

【００２９】

【発明の効果】上述の如く、本発明の凹座成形方法にお
いては、凹座部の成形に先立って上型の孔抜ポンチ及び
下型の孔抜ダイスにより素材の凹座部を成形すべき部位
の中央部を抜き加工し、次いで上型の曲刃及び下型のポ
ンチにより抜き加工した部位の周辺部を絞り加工して素
材に凹座部を成形するため、絞り加工時に素材が打ち抜
きにより生じた孔に向かって流動するので絞り加工時の
素材の流れが良好となり、製品外面（意匠面）にシワや
歪みが発生することがなく、外観品質の優れた製品を容
易に得ることができる。

【００３０】又、本発明の方法によると単一の成形装置
を用いて素材の抜き加工工程及び絞り加工工程を連続し
て効率良く行うことが可能であり、生産性に優れてい
る。

【００３１】又、本発明の方法においては前記の如く製
品意匠面にシワや歪みが発生することがないので、従来
の凹座成形方法を用いた場合に必要であった製品意匠面
のシワや歪み発生の防止対策及びシワや歪みの除去処置
の必要がなく、成形工程が簡略化できるので、全体とし
て成形に伴う費用を削減することができる。

【００３２】又、本発明の方法は単一の成形装置を用い
るのみでよく、従来の絞型を用いる絞り加工工程及び曲
型を用いる曲げ加工工程の二工程からなる方法に比べて
成形装置の数が減少するため、設備費を低減させること
ができる。

【００３３】更に、種々の大きさや形状の素材を凹座成
形する際の製品意匠面のシワや歪み発生の防止対策が単
一の成形装置のみを考慮して行えばよいため、生産準備
段階におけるリードタイムを短縮することができるの
で、高品質の製品を早期に市場に供給することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凹座成形方法において薄板状の素材を
下型の型面上に載置した状態を示す図である。

【図２】本発明の凹座成形方法における薄板状の素材の
抜き加工工程及び絞り加工工程を説明するための図であ
る。

【図３】従来の凹座成形方法における絞り加工工程を説
明するための図である。

【図４】図３の破線で囲んだＡ部分の拡大図である。

【図５】従来の凹座成形方法における曲げ加工工程を説
明するための図である。

【図６】図５の破線で囲んだＢ部分の拡大図である。

【図７】従来のプレス加工方法において薄板状の素材を
下型の型面上に載置した状態を示す図である。

【図８】従来のプレス加工方法において下型の型面上に
載置した薄板状の素材を次いでプレス加工した状態を示
す図である。

【符号の説明】

１，１０，２１ ポンチ ２，９ ダイス ３，１６，１７ 素材 ４ 押さえ部材 ５ 最終製品形状 ６，７ 曲面部 ８，１８ 曲刃 １１，２０ パッド １２ 絞り加工形状 １３，２３ 上型 １４ 凹所 １５，２５ 下型 １９ 孔抜ポンチ ２２ 加圧シリンダ ２４ 孔抜ダイス ２６ 打抜片 Ａ，Ｂ 破線で囲んだ部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲刃、孔抜ポンチ、パッド及びパッドを
   下型のポンチに押圧するための押圧手段を備えた上型
   と、曲刃及びパッドと一対となるポンチ並びに孔抜ポン
   チと一対となる孔抜ダイスを備えた下型とを用いて、薄
   板状の素材に凹座部を成形する凹座成形方法であって、 素材を下型の型面上に載置し、次いで上型を下降させて
   素材の成形すべき部位の周辺部を上型のパッド及び下型
   のポンチで挟持した後、上型の孔抜ポンチ及び下型の孔
   抜ダイスにより素材の凹座部を成形すべき部位の中央部
   を抜き加工し、次いで上型の曲刃及び下型のポンチによ
   り抜き加工した部位の周辺部を絞り加工して素材に凹座
   部を成形することを特徴とする凹座成形方法。