JPH1157877A - プレス成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス成形品の歩留りをより一層高めること
ができ、プレス成形による大きい面ひずみの発生を防止
することができること。 【解決手段】 周縁にアール部２ｃ，３ｃを有する下型
２及び上型３で、略矩形状板材Ｗをプレス成形するプレ
ス成形方法において、板材のうち対向する二辺の端部を
ブランクホルダで押さえ、他の二辺の端部を押さえず、
他の二辺の端部を下型のアール部よりも内方に且つトリ
ムラインＴよりも外方にセットした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、略矩形状板材を雄
型と雌型とでプレス成形するプレス成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】略矩形状板材の一般的なプレス成形方法
は、板材の四辺のエッジ（端部）をブランクホルダで押
えた状態でプレス成形するものであり、この成形方法で
成形したプレス成形品を図１１で説明する。図１１は従
来のプレス成形方法で成形したプレス成形品（その１）
の斜視図である。プレス成形品１００は、略矩形状板材
からなるワーク１０１の四辺のエッジ（縁部全体）にブ
ランクホールド面（押え面）１０２を有し、しかも、後
工程においてトリムライン１０３で切除するものであ
る。ブランクホールド面１０２は切除されるので、この
部分をできるだけ小さくしてプレス成形品１００の歩留
りを高めることが好ましい。なお、Ｌａはプレス成形品
１００の絞り深さ、Ｌｂは曲げ幅である。

【０００３】この点を改良するものに、特開平９−１０
８５７号公報「プレス方法」がある。この技術は、同公
報の図１によれば、素材ｗの両端をしわ押さえ面（ブラ
ンクホルダ）５ｈ，６ｈで押えずに、プレス成形時に曲
げ加工するものである。この成形方法で成形したプレス
成形品（公報の図８の成形品）を、図１２に再掲して説
明する。なお、符号を振り直して説明する。

【０００４】図１２は従来のプレス成形方法で成形した
プレス成形品（その２）の斜視図、図１３は図１２の１
３−１３線断面図である。図１２に示すように、プレス
成形品２００は、略矩形状板材からなるワーク２０１の
うち対向する二辺のエッジにブランクホールド面（押え
面）２０２，２０２を有し、他の二辺のエッジにブラン
クホールド面を設けずに曲げ部２０３，２０３（一方の
曲げ部は不図示）を形成し、しかも、後工程においてト
リムライン２０４で切除するものである。プレス成形品
２００は、上記図１１のプレス成形品１００に比べてブ
ランクホールド面を設けない部分があるので、その分だ
け歩留りは高くなる。なお、Ｌａはプレス成形品２００
の絞り深さ、Ｌｂは曲げ幅である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図１２の
プレス成形品２００は、他の一対の端部に曲げ部２０
３，２０３を有するので、切除する部分はまだ大きい。
また、一般に図１３に示すように、板材からなるワーク
２０１のエッジに曲げ部２０３を設けた場合には、曲げ
加工によってワーク２０１の表面に大きい「面ひずみ」
２０５を生じることがある。成形品の品質を重要視する
自動車の外板部品のような成形分野で、大きい「面ひず
み」を生じることは好ましくない。２０６は雄型であ
る。なお、「面ひずみ」とは、成形品の比較的平坦な部
分に残る微小なしわや、面精度不良のことである。

【０００６】そこで本発明の目的は、プレス成形品の歩
留りをより一層高めることができ、プレス成形による大
きい「面ひずみ」の発生を防止することができる技術を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、下型及び
上型で略矩形状板材をプレス成形するプレス成形方法に
要求される特性を詳しく研究して、板材のうち、ブラン
クホルダで押さえない端部を、下型のアール部よりも内
方にセットすることを創案した。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、周縁に
アール部を有する下型及び上型で、略矩形状板材をプレ
ス成形するプレス成形方法において、板材のうち対向す
る二辺の端部をブランクホルダで押さえ、他の二辺の端
部を押さえず、他の二辺の端部を前記下型のアール部よ
りも内方に且つトリムラインよりも外方にセットするよ
うにした。略矩形状板材のうち、対向する二辺の端部を
ブランクホルダで押さえ、他の二辺の端部を押さえない
形式のプレス成形方法とした。他の二辺の端部が下型の
アール部よりも内方にあるので、板材から切除する部分
が少なくなり、歩留りが向上する。

【０００９】請求項２の発明では、板材のうち、押さえ
ない方の二辺の端部からトリムラインまでの長さを、予
め設定したプレス成形時の縮み代よりも大きく設定し
た。プレス成形時に、端部がトリムラインの内方まで縮
むことはない。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１は本発明に係るプレス装置の断面図
であり、プレス装置１は固定した雄型２と、昇降可能な
雌型３と、雄型２の周囲を囲む枠状のブランクホルダ４
と、ブランクホルダ４を水平状態に支持するクッション
ピン（クッション機構）５とを、主要構成にしたもので
ある。

【００１１】雄型２は、固定型としての下型であって、
平面視矩形をなす上面に、断面視円弧状の成形凸面２ａ
を長手方向（図表裏方向）に連続して形成した部材であ
る。雌型３は、可動型としての上型であって、下面に成
形凸面２ａと対向した成形凹部３ａを形成した部材であ
る。成形凹部３ａは幅方向両側（図左右）に、平坦なし
わ押さえ３ｂ，３ｂを有する。成形凸面２ａと成形凹部
３ａとは、重ね合わせることで協力して、略矩形状板材
Ｗをプレス成形する（絞り成形する）ための型面であ
る。なお、本願発明において「矩形」とは、正方形及び
長方形のことである。

【００１２】ブランクホルダ４は、雌型３と協力して、
略矩形状板材Ｗのうち対向する二辺（図の左右の辺）の
エッジＷａ，Ｗａを押さえる部材であり、この部材は二
辺のエッジＷａ，Ｗａを押さえる左右２つの凸条部４
ａ，４ａを形成したものである。これらの凸条部４ａ，
４ａは、ブランクホルダ４の上面に、互いに平行に且つ
図表裏方向に延びた直線状部材であり、この直線状部材
の上面は平坦なしわ押さえ４ｂ，４ｂである。また、ブ
ランクホルダ４は、雄型２の側面のガイドレール２ｂ，
２ｂにスライダ４ｃ，４ｃによって、昇降可能に取付け
たものである。クッションピン５は、例えばスプリング
式クッション、圧縮空気式のエアクッション、油圧式の
ハイドロリッククッションからなる。

【００１３】図２は図１の２−２線断面図であり、雄型
２の周縁にアール部２ｃ，２ｃを有し、雌型３の周縁に
アール部３ｃ，３ｃを有し、アール部同士２ｃ，３ｃを
嵌合する形式のプレス装置１を示す。プレス装置１は、
板材Ｗのうち、上記図１のエッジＷａ，Ｗａとは別の二
辺のエッジ（以下、「他の二辺のエッジ」と言う。）Ｗ
ｂ，Ｗｂを、ブランクホルダで押さえない構成である。
なお、エッジＷａ，Ｗｂとは、板材Ｗの四辺の端や縁、
すなわち、端部のことである。

【００１４】図３は図１の３部拡大図であり、雌型３の
しわ押さえ３ｂの中央に凸条３ｄを形成し、ブランクホ
ルダ４のしわ押さえ４ｂの中央に溝４ｄを形成し、これ
ら凸条３ｄと溝４ｄとを板材Ｗを介して嵌合することを
示す。凸条３ｄと溝４ｄとは協力して、板材Ｗに、しわ
押さえ圧を増加させるためのビードを形成することがで
きる。

【００１５】図４（ａ），（ｂ）は図２の４部拡大図で
ある。（ａ）に示すように、本発明のプレス成形方法
は、板材Ｗのうち、ブランクホルダで押さえない方の二
辺のエッジ（他の二辺のエッジ）Ｗｂを雄型２のアール
部２ｃよりも内方に且つトリムラインＴよりも外方にセ
ットしたことを特徴とする。トリムラインＴとは、プレ
ス成形した成形品の縁を切りそろえるときの定められた
切り取り線（縁切り輪郭線）のことをいう。

【００１６】詳しくは、雄型２におけるアール部２ｃの
曲率半径（角部半径）ｒの中心を通る線をＳとした場合
に、線ＳからトリムラインＴまでの長さ（型端部長さ）
をＬ₁とする。また、板材ＷにおけるエッジＷｂ側の辺
（他の二辺のエッジＷｂの端位置）ｈｍからトリムライ
ンＴまでの長さ（エッジ長さ）をＬ₂とする。そして、
エッジ長さＬ₂は、型端部長さＬ₁を越えない範囲に設定
したものである。すなわち、エッジＷｂ側の辺ｈｍを、
線ＳとトリムラインＴとの間にセットする。ところで、
雌型３におけるアール部３ｃの曲率半径ｒの中心も、線
Ｓを通る。

【００１７】さらに（ｂ）に示すように、本発明のプレ
ス成形方法は、エッジ長さＬ₂を、予め設定したプレス
成形時の板材Ｗの縮み代Ｌ₃よりも大きく設定したこと
を特徴とする。エッジ長さＬ₂が縮み代Ｌ₃よりも大きい
ので、プレス成形時にエッジＷｂがトリムラインＴの内
方まで縮むことはない。

【００１８】次に上記構成のプレス装置の作用を説明す
る。図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るプレス装置の作
用図である。先ず、（ａ）において、クッションピン５
でブランクホルダ４を持上げる。持上がったブランクホ
ルダ４のしわ押さえ４ｂ，４ｂのレベルは、雄型２の成
形凸面２ａの最上部とほぼ同一レベルである。その後、
成形凸面２ａ及びしわ押さえ４ｂ，４ｂに、板材Ｗを水
平にセットする。

【００１９】次に、雌型３を下げることにより、（ｂ）
において、しわ押さえ３ｂ，３ｂとしわ押さえ４ｂ，４
ｂとで、板材ＷのエッジＷａ，Ｗａを押さえる。次に、
雌型３をさらに下げると、雌型３はブランクホルダ４を
押し下げる。このため、板材ＷはエッジＷａ，Ｗａが拘
束された状態で下降し、中央部が雄型２の成形凸面２ａ
に押し付けられる。従って、板材Ｗは雄型の中央部にな
じみながら成形されるので、板材Ｗには、図の幅方向中
央から外側へ向う引張力が作用する。雌型３をさらに下
げると、（ｃ）において雄型２の成形凸面２ａと雌型３
の成形凹部３ａとで、板材Ｗをプレス成形する。これ
で、プレス成形を完了する。

【００２０】図６は本発明に係るプレス装置及びプレス
成形方法で成形した成形品の斜視図である。プレス成形
品１０は、プレス成形により絞り深さＨに湾曲した成形
品であり、この成形品は、左右両端にブランクホルダで
押さえられたエッジ（ブランクホールド部）Ｗａ，Ｗａ
を有する。このようなプレス成形品１０は、後工程にお
いて、想像線にて示すトリムラインＴで抜き加工するこ
とにより、トリムラインＴの外方を切除されることにな
る。本発明においては、トリムラインＴより外方のエッ
ジＷｂの長さは、極めて小さい。このため、板材から切
除する部分が少なくなり、プレス成形における歩留りは
高い。

【００２１】トリムラインＴで抜き加工された製品は、
例えば自動車用フロントドアのアウタパネルとなる。図
中、１０ａはフロントドア用アウタハンドルを取付ける
ための凹部である。フロントドアのアウタパネルを成形
したときの製品の歩留りは、上記図１２の従来製品を成
形する場合に比べて、本発明のプレス装置及びプレス成
形方法で成形した場合に、約２％高まった。

【００２２】次に、上記プレス装置１及びプレス成形方
法で成形した成形品のひずみ検査結果について、図７〜
図９に基づき説明する。検査対象の成形品は、自動車用
フロントドアのアウタパネルである。図７は本発明に係
るプレス装置及びプレス成形方法で成形した成形品の塑
性ひずみ分布図であり、特に、アウタパネルの外面の伸
びの分布を示す。検査対象のアウタパネルは、図左をフ
ロント側（前側）とし、図右をリヤ側（後側）としたも
のであり、アウタハンドルを取付けるための凹部は、図
右上のエンボスからなる。このようなアウタパネルは、
上辺側及び下辺側をブランクホルダで押さえ、前辺側及
び後辺側を押さえないで、プレス成形したものである。

【００２３】検査方法としては、成形前の板材の姿にお
いて上下２段で各段２点の計４点（ａ点〜ｄ点）に所定
径の基準円を描き、成形後に基準円のゆがみ（元の基準
円に対する成形後の基準円の、上下方向の伸び及び前後
方向の伸び）を測定するものである。なお、基準円内の
上下の矢印及び数字は上下方向の伸びとその伸び量を示
し、基準円内の前後の矢印及び数字は前後方向の伸びと
その伸び量を示す。

【００２４】一般に、アウタパネルのうち、「面ひず
み」（成形品の比較的平坦な部分に残る微小なしわや、
面精度不良のこと。）がもっとも生じやすい部分は、ア
ウタハンドルを取付けるための凹部の廻りである。

【００２５】図７に示す測定結果を整理すると、 ａ点；上下の伸び４．７％、前後の伸び ０％の発生が
認められた。 ｂ点；上下の伸び４．５％、前後の伸び ０％の発生が
認められた。 ｃ点；上下の伸び４．０％、前後の伸び−０．５％の発
生が認められた。 ｄ点；上下の伸び３．５％、前後の伸び ０．２％の発
生が認められた。

【００２６】上記測定結果によれば、凹部に近いｂ点及
びｄ点において、板材は縮んでいない。すなわち、少な
くとも凹部の廻りは、上下方向と前後方向の２方向に板
材が伸びる、いわゆる２軸成形場（２つの軸方向に伸び
る箇所）となる。このため、凹部の廻りは、大きい「面
ひずみ」を生じにくいことが判る。次に、この点を図８
及び図９で確認する。

【００２７】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るプレス
装置及びプレス成形方法で成形した成形品の概要図であ
る。（ａ）は検査対象のアウタパネルの外面図であり、
アウタパネルは上記図７に示すアウタパネルと同一品で
ある。（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図であり、アウタハン
ドルを取付けるための凹部廻りの３００ｍｍ幅の範囲を
示す。

【００２８】図９は本発明に係るプレス装置及びプレス
成形方法で成形した成形品の面ひずみ分布図である。詳
しくは、図９は図８（ｂ）に示す凹部廻りの外面の面ひ
ずみ分布図であり、（ｂ）に示す上下５段の水平な基準
線〜の位置で、それぞれ基準線の両端の面ひずみ量
を±０としたときの、面ひずみを示す。この分布図は、
横軸を図８（ｂ）における基準線の長さ（３００ｍｍ）
とし、縦軸を面ひずみ量（ｍｍ）としたものである。

【００２９】面ひずみ量は小さいほど良い。特に、
「−」方向の面ひずみが大きいと外観品質は劣る。ま
た、部分的に大きな窪みがあると、外観品質は劣る。一
般に、外観品質を高めるには、「−」方向の面ひずみが
なく、しかも、部分的な窪みがないことが好ましい。上
述のように、アウタパネルのうち、「面ひずみ」がもっ
とも生じやすい部分は、凹部の廻りであり、図８及び図
９の検査では、凹部の廻りのひずみ量について測定し
た。

【００３０】上記測定結果によれば、基準線〜のす
べての位置において、「＋」方向の面ひずみであり、凹
部廻りの「面ひずみ」は極めて小さい。この結果、アウ
タパネルのうち、「面ひずみ」をもっとも生じやすい凹
部廻りの外観品質は、良好であることが判明した。

【００３１】図１０は本発明に係るプレス装置及びプレ
ス成形方法で成形した成形品（変形例）の斜視図であ
る。プレス成形品２０は、プレス成形により絞り深さＨ
ａに湾曲した成形品であり、トリムラインＴで抜き加工
された製品は、例えば自動車用ボンネット（フード）と
なる。この変形例においても、トリムラインＴより外方
のエッジＷｂの長さは、極めて小さい。このため、板材
から切除する部分が少なくなり、プレス成形における歩
留りは高い。ボンネットを成形したときの製品の歩留り
は、上記図１２の従来製品を成形する場合に比べて、本
発明のプレス装置及びプレス成形方法で成形した場合
に、約３％高まった。この他に、本発明に係るプレス装
置及びプレス成形方法で、種々の部材を成形することが
でき、例えば１枚の板材Ｗから左右２枚のドアパネルを
成形することもできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の発明では、略矩形状板材のうち、対向
する二辺の端部だけをブランクホルダで押さえるので、
押さえない方の二辺の端部からトリムラインまでの間の
切除部分を短くすることができる。また、押さえない方
の二辺の端部を、下型のアール部よりも内方に且つトリ
ムラインよりも外方にセットするので、端部からトリム
ラインまでの間の切除部分を一層短くすることができ
る。従って、本発明によれば、板材から切除する部分が
少なくなり、その結果、プレス成形における歩留りは高
まる。さらに、押さえない方の二辺の端部を、下型のア
ール部よりも内方にセットするので、下型のアール部で
端部を曲げ加工することに伴う、大きい面ひずみの発生
を防止することができる。このため、プレス成形品の品
質は高まる。特に、自動車用フロントドアのアウタパネ
ルや自動車用ボンネット（フード）のように、絞り深さ
が比較的小さい成形品を成形する場合に、歩留りが高
く、しかも面ひずみが発生しにくいので、効果が大き
い。

【００３３】請求項２の発明では、押さえない方の切除
部分の長さが、プレス成形時の縮み代よりも大きいの
で、端部を下型のアール部よりも内方にセットしたにも
かかわらず、プレス成形時に端部がトリムラインの内方
まで縮むことはない。このため、プレス成形品の品質は
高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプレス装置の断面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図１の３部拡大図

【図４】図２の４部拡大図

【図５】本発明に係るプレス装置の作用図

【図６】本発明に係るプレス装置及びプレス成形方法で
成形した成形品の斜視図

【図７】本発明に係るプレス装置及びプレス成形方法で
成形した成形品の塑性ひずみ分布図

【図８】本発明に係るプレス装置及びプレス成形方法で
成形した成形品の概要図

【図９】本発明に係るプレス装置及びプレス成形方法で
成形した成形品の面ひずみ分布図

【図１０】本発明に係るプレス装置及びプレス成形方法
で成形した成形品（変形例）の斜視図

【図１１】従来のプレス成形方法で成形したプレス成形
品（その１）の斜視図

【図１２】従来のプレス成形方法で成形したプレス成形
品（その２）の斜視図

【図１３】図１２の１３−１３線断面図

【符号の説明】

１…プレス装置、２…下型（雄型）、２ａ…成形凸面、
２ｃ…アール部、３…上型（雌型）、３ａ…成形凹部、
３ｂ…しわ押さえ、３ｃ…アール部、４…ブランクホル
ダ、４ｂ…しわ押さえ、１０，２０…プレス成形品、Ｗ
…板材、Ｗａ…板材のうち対向する二辺の端部としての
エッジ、Ｗｂ…板材のうち他の二辺の端部としてのエッ
ジ（ブランクホルダで押さえない方の二辺の端部として
のエッジ）、Ｓ…下型（雄型）におけるアール部の曲率
半径の中心を通る線、Ｔ…トリムライン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周縁にアール部を有する下型及び上型
   で、略矩形状板材をプレス成形するプレス成形方法にお
   いて、前記板材のうち対向する二辺の端部をブランクホ
   ルダで押さえ、他の二辺の端部を押さえず、他の二辺の
   端部を前記下型のアール部よりも内方に且つトリムライ
   ンよりも外方にセットしたことを特徴とするプレス成形
   方法。
2. 【請求項２】 前記板材のうち、押さえない方の二辺の
   端部からトリムラインまでの長さを、予め設定したプレ
   ス成形時の縮み代よりも大きく設定したことを特徴とす
   る請求項１記載のプレス成形方法。