特開 2023-148085 絞り加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023148085

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】絞り加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 22/26 20060101AFI20231005BHJP

   B21D 24/04 20060101ALI20231005BHJP

   B21D 24/00 20060101ALI20231005BHJP

   B21D 22/22 20060101ALI20231005BHJP

   B21D 37/08 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

B21D22/26 C

B21D24/04 F

B21D22/26 D

B21D24/00 F

B21D22/22

B21D37/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022055939

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100196346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 貴士

(72)【発明者】

【氏名】松浦 侑也

【テーマコード（参考）】

4E050

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E050DA08

4E050DA10

4E137AA06

4E137AA08

4E137AA10

4E137AA18

4E137BA01

4E137BB01

4E137CA09

4E137CA24

4E137CA26

4E137DA13

4E137EA02

4E137EA03

4E137EA05

4E137GA01

4E137GA16

4E137GB02

4E137HA05

4E137HA06

4E137HA07

4E137HA08

(57)【要約】

【課題】絞り深さの大きな凸部を有するプレス製品を、材料の流入を最小限にして高精度にかつ低コストに成形する。
【解決手段】プレス加工としての絞り加工をブランク材１０に施して、ブランク材１０に製品凸条部４を成形するための方法は、上側ブランクホルダ２３と下側ブランクホルダ２４とでブランク材１０のうち製品部２の周囲に位置する余肉部３を挟持して、余肉部３のうち製品凸条部４の延長線上に位置する一対の部位５に、製品凸条部４に対応する形状の凸部６をそれぞれ成形する凸部成形ステップＳ１と、凸部６を成形した後、プレス下型２２によりブランク材１０に製品凸条部４を成形する下型成形ステップＳ２とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス上型と、プレス下型と、上側ブランクホルダと、下側ブランクホルダとを用いて、プレス加工としての絞り加工を板状のブランク材に施して、前記ブランク材に所定の向きに延びる製品凸条部を成形するための方法であって、
前記上側ブランクホルダと前記下側ブランクホルダとで前記ブランク材のうち製品部の周囲に位置する余肉部を挟持して、前記余肉部のうち前記製品凸条部の延長線上に位置する一対の部位に、前記製品凸条部に対応する形状の凸部をそれぞれ成形する凸部成形ステップと、
前記凸部を成形した後、前記プレス下型により前記ブランク材に前記製品凸条部を成形する下型成形ステップとを備える、絞り加工方法。

【請求項2】

前記下側ブランクホルダの内周に、上下動可能な下型インナーパッドを設けると共に、
前記上側ブランクホルダの内周でかつ前記下型インナーパッドに対応する位置に、前記上側ブランクホルダをなす二つの部位同士をつなぐ連接部を設け、
前記凸部成形ステップにおいて、前記連接部と前記下型インナーパッドとで、前記ブランク材のうち前記製品凸条部に近い部位を挟持した状態で、前記凸部を成形する、請求項１に記載の絞り加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絞り加工方法に関し、特にブランク材に深さの大きな製品凸条部を絞り加工で成形するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば自動車のボデー外板をプレス加工で成形するに際しては、成形自由度の高さや工数の少なさひいては低コスト化の観点から、絞り加工がしばしば用いられる。

【0003】

絞り加工を実施するための装置としては、ダイと呼ばれる上型と、パンチと呼ばれる下型と、上型ブランクホルダと、下型ブランクホルダとを備えたものが一般的である（例えば、特許文献１を参照）。この種の絞り加工装置においては、まず上下のブランクホルダでブランク材とよばれる成形前の板状ワークを保持した後、上下のブランクホルダをパンチに接近させてブランク材をパンチに押し付けていくことで、ブランク材に製品形状が成形される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１５９９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、自動車のボデー外板のうち、バックドアアウタのスポイラ部などは、製品の表面側に大きく突出した形状をなしているため、これを特許文献１に記載の如き絞り加工で成形しようとした場合、非常に大きな絞り深さが必要となる。そのため、この種の突出部（凸部）を精度よく成形することが難しい。また、周囲のブランク材（材料）を凸部に向けて多く流入させる必要が生じるため、歩留まりの低下ひいてはコストアップを招く。材料を多く流入させるほど、しわや割れなどの成形不良が発生し易くなるといった問題もある。

【0006】

以上の事情に鑑み、本明細書では、絞り深さの大きな凸部を有するプレス製品であっても、材料の流入を最小限にして高精度にかつ低コストに成形可能とすることを、解決すべき技術課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題の解決は、本発明に係る絞り加工方法によって達成される。すなわち、この絞り加工方法は、プレス上型と、プレス下型と、上側ブランクホルダと、下側ブランクホルダとを用いて、プレス加工としての絞り加工を板状のブランク材に施して、ブランク材に所定の向きに延びる製品凸条部を成形するための方法であって、上側ブランクホルダと下側ブランクホルダとでブランク材のうち製品部の周囲に位置する余肉部を挟持して、余肉部のうち製品凸条部の延長線上に位置する一対の部位に、製品凸条部に対応する形状の凸部をそれぞれ成形する凸部成形ステップと、凸部を成形した後、プレス下型によりブランク材に製品凸条部を成形する下型成形ステップとを備える点をもって特徴付けられる。なお、本明細書において、凸とは、ブランク材に成形される製品部の表面側に突出している状態を意味し、凹とは、ブランク材に成形される製品部の表面が凹んだ状態を意味する。

【0008】

このように、本発明に係る絞り加工方法では、絞り加工の対象となる製品凸部が凸条形状をなすことに着目し、上側ブランクホルダと下側ブランクホルダとで余肉部のうち製品凸条部の延長線上に位置する一対の部位に、製品凸条部に対応する形状の凸部をそれぞれ成形した後、プレス下型によりブランク材に製品凸条部を成形するようにした。このように、まず余肉部のうち製品凸条部の延長線上に位置する一対の部位に所定の凸部を成形することによって、これら一対の凸部間に位置する部位についても、凸部に対応した形状に曲げ変形を生じさせることができる。ここで、一対の凸部間には、所定の向きに延びる製品凸条部が設けられる。そのため、上述のように製品部のうち一対の凸部間に位置する部位に曲げ変形を付与することで、プレス下型に先行して製品凸条部となる部位に当該製品凸条部に対応した形状の凸条部を形成することができる。これにより、プレス下型による製品凸条部の成形開始時を遅らせる（プレス下型の当接位置を高くする）ことができるので、プレス下型による製品凸条部の絞り深さを減らすことができる。従って、製品凸条部への材料の流入を大幅に減らし、又は零にすることが可能となる。以上より、本発明に係る絞り加工方法によれば、絞り深さの大きな製品凸条部であっても精度よくかつ低コストに成形することが可能となる。

【0009】

また、本発明に係る絞り加工方法において、下側ブランクホルダの内周に、上下動可能な下型インナーパッドを設けると共に、上側ブランクホルダの内周でかつ下型インナーパッドに対応する位置に、上側ブランクホルダをなす二つの部位同士をつなぐ連接部を設け、凸部成形ステップにおいて、連接部と下型インナーパッドとで、ブランク材のうち製品凸条部に近接する部位を挟持した状態で、凸部を成形してもよい。

【0010】

バックドアアウタのように非常に大きな製品を絞り加工の対象とする場合、ブランク材も相応の大きさにせざるを得ない。この場合、上述のように、製品凸条部の延長線上に一対の凸部を成形して製品凸条部となる部位に曲げ変形を生じさせようとしても、ブランク材が大き過ぎて、安定して想定通りの形状に変形させることが難しい。これに対して、上述のように、上側ブランクホルダの内周でかつ下型インナーパッドに対応する位置に、上側ブランクホルダをなす二つの部位同士をつなぐ連接部を設け、凸部成形ステップにおいて、連接部と下型インナーパッドとで、製品凸条部に近い部位を挟持した状態で凸部を成形すれば、製品凸条部となる部位の近傍を支持した状態で余肉部に凸部を成形して製品凸条部となる部位に良好な曲げ変形を付与することができる。よって、製品凸条部となる部位を精度よくかつ安定的に成形することが可能となる。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、本発明によれば、絞り深さの大きな凸部を有するプレス製品を、材料の流入を最小限にして高精度にかつ低コストに成形することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る絞り加工方法で得られたプレス加工品の平面図である。

【図2】図１に示すプレス加工品のＡ－Ａ断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るプレス加工装置の図１中Ａ－Ａ断面に対応する部分の断面図である。

【図4】（ａ）図３に示す上側ブランクホルダの概略斜視図と、（ｂ）下側ブランクホルダの概略斜視図である。

【図5】図３に示すプレス加工装置を用いた絞り加工の一例を示す図で、下側ブランクホルダ上にブランク材を配置した際のプレス加工装置の断面図である。

【図6】図３に示すプレス加工装置を用いた絞り加工の一例を示す図で、余肉部に対する凸部の成形開始時におけるプレス加工装置の断面図である。

【図7】図３に示すプレス加工装置を用いた絞り加工の一例を示す図で、凸部の成形完了時におけるプレス加工装置の断面図である。

【図8】図３に示すプレス加工装置を用いた絞り加工の一例を示す図で、凸部の成形完了時におけるブランク材の斜視図である。

【図9】図３に示すプレス加工装置を用いた絞り加工の一例を示す図で、プレス下型による製品凸条部の成形開始時におけるプレス加工装置の断面図である。

【図10】図３に示すプレス加工装置を用いた絞り加工の一例を示す図で、製品凸条部の成形完了時におけるプレス加工装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態に係る絞り加工方法の内容を図面に基づいて説明する。なお、以下では、車幅方向をＸ方向、車体鉛直方向をＹ方向、車体前後方向をＺ方向と規定して説明を行う。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態に係る絞り加工方法で得られたプレス加工品１の一例を平面視したものである。図１に示すように、このプレス加工品１は、本実施形態では、自動車のバックドアアウタの中間品であり、製品部２と、製品部２の周囲に位置する余肉部３とを一体に有する。本実施形態では、余肉部３は、製品部２の外周に設けられる第一余肉部３ａと、製品部２の内周に設けられる第二余肉部３ｂとからなる。このうち、第二余肉部３ｂは、バックドアにおいて窓ガラスが装着される開口部を形成するために製品部２から除去される部分である。双方の余肉部３ａ，３ｂは、製品部２の絞り加工による成形後にトリミング等により除去される。

【0015】

製品部２は、鉛直方向上端側に製品凸条部としてのバックドアアウタのスポイラ部４を一体に有する。このスポイラ部４は、製品部２の車幅方向に延びている。また、図２に示すように、スポイラ部４は、製品部２の表面２ａ側に最も突出した部位である。

【0016】

上記形状のプレス加工品１は、例えば図３に示すプレス加工装置２０を用いて、板状のブランク材１０（後述する図５等を参照）に絞り加工を施すことにより得られる。

【0017】

図３は、ブランク材１０に対して本発明に係る絞り加工を施すためのプレス加工装置２０の断面図を示している。この断面図は、絞り加工により得られるプレス加工品１の車幅方向中央位置における車体前後方向に沿ったＡ－Ａス断面と同じ位置におけるプレス加工装置２０の断面図である。このプレス加工装置２０は、プレス上型２１と、プレス下型２２と、上側ブランクホルダ２３と、下側ブランクホルダ２４とを主に有する。

【0018】

プレス上型２１とプレス下型２２は、互いに対応する形状の第一プレス成形面２５，２６をそれぞれ上下方向で向かい合う位置に有している。この場合、第一プレス成形面２５，２６は、ブランク材１０の製品部２となる部位を成形可能に構成されている。

【0019】

上側ブランクホルダ２３は、プレス上型２１の周囲に位置し、プレス上型２１と独立して上下動可能に構成されている。また、下側ブランクホルダ２４は、プレス下型２２の周囲に位置し、プレス下型２２と独立して上下動可能に構成されている。ここで、上側ブランクホルダ２３と下側ブランクホルダ２４は、相互の近接動作により、ブランク材１０の余肉部３（特に製品部２の周囲に位置する第一余肉部３ａ）を挟持可能に構成される。また、上側及び下側ブランクホルダ２３，２４は、互いに対応する形状の第二プレス成形面２７，２８をそれぞれ上下方向で向かい合う位置に有している。この場合、第二プレス成形面２７，２８は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、スポイラ部４に対応する凸形状及び凹形状をなし、余肉部３のうち製品凸条部としてのスポイラ部４の延長線上に位置する一対の部位５に、スポイラ部４に対応する形状の凸部６をそれぞれ成形可能に構成されている（図１、図７を参照）。

【0020】

本実施形態では、下側ブランクホルダ２４の内周に、下側ブランクホルダ２４とは独立して上下動可能な下型インナーパッド２９が設けられている。また、上側ブランクホルダ２３の内周でかつ下型インナーパッド２９に対応する位置に、上側ブランクホルダ２３の所定の二つの部位同士をつなぐ連接部３０が設けられている（図４（ａ）を参照）。これら下型インナーパッド２９と連接部３０は、相互の近接動作により、ブランク材１０のうち製品部２の内周に位置する第二余肉部３ｂを挟持可能に構成されている。

【0021】

この場合、プレス上型２１は、連接部３０により車体前後方向に分割された形態をなす（図３及び図４（ａ）を参照）。同様に、プレス下型２２は、下型インナーパッド２９により車体前後方向に分割された形態をなす（図３及び図４（ｂ）を参照）。もちろん、これら分割された（複数の）プレス上型２１とプレス下型２２はともに、同期して一体的に上下動可能に構成される。

【0022】

次に、図３に示すプレス加工装置２０を用いたプレス加工（絞り加工）の一例を、図１～図１０に基づいて説明する。

【0023】

（Ｓ１）凸部成形ステップ
まず図５に示すように、下側ブランクホルダ２４の上面２４ａ上に板状のブランク材１０を配置する。この時点では、ブランク材１０は、下側ブランクホルダ２４の上面２４ａと、第二プレス成形面２８、及び下型インナーパッド２９とのみ接しており、プレス上型２１、プレス下型２２、及び上側ブランクホルダ２３とは離れた状態にある。なお、成形前のブランク材１０の形態は任意であり、ブランク材１０全体として平坦な状態であってもよく、あるいは、下側ブランクホルダ２４及び下型インナーパッド２９上に配置した際に、ブランク材１０全体として上側に凸となるように湾曲してもよい。

【0024】

然る後、プレス上型２１と共に上側ブランクホルダ２３を下方向に相対移動させる。この際、ブランク材１０は、凸状をなす下側ブランクホルダ２４の第二プレス成形面２８と相対的に高い位置（具体的にはブランク材１０の車体鉛直方向両端で上面２４ａに接している位置よりも）で接しているため、上側ブランクホルダ２３を下降させた際、ブランク材１０のうち第二プレス成形面２８で支持された部位が優先的に上側ブランクホルダ２３の下面２３ａと当接し、下方に押込まれる（図６を参照）。よって、上述した押込みを継続することにより、第一余肉部３ａに、上側ブランクホルダ２３の第二プレス成形面２７と下側ブランクホルダ２４の第二プレス成形面２８とで所定形状の凸部６、ここでは製品凸条部としてのスポイラ部４に準じた形状の凸部６に成形される（図７を参照）。

【0025】

ここで、第一余肉部３ａのうち、第二プレス成形面２７，２８により成形される部位５は、ブランク材１０の製品部２のうちスポイラ部４となる部位の延長線上に配設されている（図１を参照）。そのため、上述のように、第一余肉部３ａに第二プレス成形面２７，２８で凸部６を成形した際、製品部２のうち一対の凸部６の間の部位が、凸部６に倣った形状に曲げ変形を生じ、車幅方向に延びる凸条部７が一対の凸部６と一体的に形成される（図８を参照）。

【0026】

なお、本実施形態では、ブランク材１０が、下型インナーパッド２９とも相対的に高い位置で接しているため、上側ブランクホルダ２３を下降させた際、ブランク材１０のうち下型インナーパッド２９の上面２９ａで支持された部位が、上側ブランクホルダ２３と一体に設けられた連接部３０の下面３０ａと優先的に当接し、挟持される（図６を参照）。そのため、少なくとも第二プレス成形面２７，２８による凸部６の成形中（望ましくは成形開始時）に、連接部３０とブランク材１０とが当接するように構成することによって、ブランク材１０のうちスポイラ部４となる部位の近傍を下型インナーパッド２９と連接部３０とで挟持した状態で凸部６の成形が行われ得る。

【0027】

（Ｓ２）下型成形ステップ
このようにしてスポイラ部４の一部（凸条部７）が形成された後、プレス上型２１と共に上側及び下側ブランクホルダ２３，２４と下型インナーパッド２９を下降させて、ブランク材１０をプレス下型２２の第一プレス成形面２６に押し当てる。これにより、ブランク材１０のうち製品部２となる部位をプレス下型２２の第一プレス成形面２６に倣った形状に成形する。この場合、製品部２のスポイラ部４となる部位には既にスポイラ部４に準じた形状でスポイラ部４よりも小さな凸条部７が形成されている（図８及び図９を参照）。そのため、第一プレス成形面２６は、ブランク材１０の製品部２のうち最も高い部位である凸条部７の幅方向中央部に最初に押し付けられ、プレス上型２１の第一プレス成形面２５に当接する位置（図１０を参照）まで絞り加工が継続する。そのため、スポイラ部４の最大絞り深さをＨとした場合、最大絞り深さＨは、凸部成形ステップＳ１で製品部２に形成された凸条部７の深さＨ１と、下型成形ステップＳ２でプレス下型２２により成形されたスポイラ部４の絞り深さＨ２との総和に等しい。以上より、図１に示すプレス加工品１が得られる。

【0028】

以上述べたように、本実施形態に係る絞り加工方法では、まず余肉部３のうち製品凸条部となるスポイラ部４の延長線上に位置する一対の部位５に所定の凸部６を成形することによって、これら一対の凸部６間に位置する製品部２についても、凸部６に対応した形状に曲げ変形を生じさせることができる。ここで、一対の凸部６間には、所定の向きに延びるスポイラ部４が設けられるので、上述のように製品部２のうち一対の凸部６間に位置する部位に曲げ変形を付与することで、プレス下型２２に先行してスポイラ部４となる部位にスポイラ部４に対応した形状をなす凸条部７を形成することができる。これにより、プレス下型２２によるスポイラ部４の成形開始時を遅らせる（プレス下型２２の当接位置を高くする）ことができるので、プレス下型２２によるスポイラ部４の絞り深さＨ２を従来の絞り深さＨよりも凸条部７の深さＨ１分だけ減らすことができる。従って、スポイラ部４への材料の流入を大幅に減らし、又は零にすることが可能となる。以上より、本実施形態に係る絞り加工方法によれば、絞り深さＨの大きなスポイラ部４であっても精度よくかつ低コストに成形することが可能となる。

【0029】

また、本実施形態では、上側ブランクホルダ２３の内周でかつ下型インナーパッド２９に対応する位置に、上側ブランクホルダ２３をなす二つの部位同士をつなぐ連接部３０を設け、凸部成形ステップＳ１において、連接部３０と下型インナーパッド２９とで、スポイラ部４となる部位の近傍を支持（挟持）した状態で凸部６を成形したので、スポイラ部４となる部位がたわむ等の事態を回避して、スポイラ部４となる部位に良好な曲げ変形を付与することができる。よって、製品形状（スポイラ部４の形状）に準じた良好な形状にスポイラ部４となる部位を安定的に成形することが可能となる。

【0030】

なお、本実施形態では、下型インナーパッド２９と連接部３０とで挟持する部位は第二余肉部３ｂ（窓ガラスの開口部となる部位）であるため、精度よく成形できなくても特に問題はない。言い換えると、このような内周の余肉部（第二余肉部３ｂ）を利用して製品凸条部としてのスポイラ部４の近傍を支持しているので、スポイラ部４以外の製品部２の成形性を損なうことなく、スポイラ部４の一部をプレス下型２２による絞り加工に先んじて成形することが可能となる。

【0031】

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る絞り加工方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

【0032】

例えば上記実施形態では、第二プレス成形面２７，２８による凸部６の成形開始時において、ブランク材１０に下型インナーパッド２９と連接部３０とが当接する（すなわち下型インナーパッド２９と連接部３０とでブランク材１０の挟持を開始する）ようにした場合を例示したが（図６を参照）、もちろんこれには限られない。例えば凸部６の成形がある程度進行した時点でブランク材１０に連接部３０が当接するようにしてもよい。あるいは、凸部の成形開始前の時点でブランク材１０に連接部３０が当接するようにしてもよい。

【0033】

もちろん、ブランク材１０の材質、厚み寸法等との兼ね合いで、特にスポイラ部４となる部位の近傍を支持した状態で凸部６を成形しなくても問題ない場合には、連接部３０を廃止し、又は下型インナーパッド２９と連接部３０を廃止してもよい。

【符号の説明】

【0034】

１ プレス加工品
２ 製品部
２ａ 表面
３ 余肉部
３ａ 第一余肉部
３ｂ 第二余肉部
４ スポイラ部
５ 余肉部のうち製品凸条部の延長線上に位置する一対の部位
６ 凸部
７ 凸条部
１０ ブランク材
２０ プレス加工装置
２１ プレス上型
２２ プレス下型
２３ 上側ブランクホルダ
２４ 下側ブランクホルダ
２５，２６ 第一プレス成形面
２７，２８ 第二プレス成形面
２９ 下型インナーパッド
３０ 連接部
Ｓ１ 凸部成形ステップ
Ｓ２ 下型成形ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】