JP2002102947A - 車体パネルの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 固定金型１１並びに可動金型１２と、固
定金型１１の周囲に配置した少なくとも３個の位置規制
部材１６，１７，１８（２個不図示）と、車体パネル４
２のためのブランク材と、加熱手段とを用い、加熱手段
で所定の温度に加熱した状態のブランク材を位置規制部
材１６，１７，１８にて位置決めしつつ固定金型１１に
載せ、この状態で可動金型を固定金型に合せることで、
ブランク材の周縁部を非拘束で成形する。 【効果】 周縁部を設ける必要がなく、ブランク材の表
面積を小さくすることができ、板材の歩留りが向上す
る。周縁部を除去するトリミング（縁切り）工程を省
き、工程を集約することができ、生産効率を向上させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属の板材を用いた
車体パネルの成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車体パネルは板材を所望の形状に成形し
たもので、その成形方法には、例えば、特開平６−２３
８３７８号公報「薄板材の成形装置および薄板成形体の
離型方法」に示されたものがある。同公報の段落番号
［００１９］〜［００２１］によれば、この薄板成形体
の離型方法は次の通りである。ただし、以下の説明は原
文の要約である。

【０００３】まず、同公報の図１の金型容器４（符号は
公報記載のものを流用した。以下同様。）と天板６との
間にアルミニウム合金製の薄板材２を配置するととも
に、金型容器４と天板６とで薄板材２の周縁部２ａを挟
持する。そして、薄板材２を５００℃前後に加熱し、薄
板材２と天板６との間にガスを供給して薄板材２を金型
容器４に押圧し、成形加工を施す。その後、天板６とヘ
ッド１０とで周縁部２ａを挟持しながら薄板材２を金型
容器４から離型させる。このように、従来の技術は、薄
板材２の周縁部２ａを挟持しながら離型するようにした
ので、離型用のフォークを用いる必要がなく、作業性を
高めることができるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、薄板
材２の押さえに周縁部２ａを使用し、さらに、離型の際
の押し出しで周縁部２ａを使用した。しかし、周縁部２
ａは、最終製品としては使用しない部分であり、使用済
みとなった時点で、除去され、廃棄処分となる。高価な
アルミニウム合金製板材の廃棄量が多くなると、生産コ
ストが嵩むため、板材の歩留りを高める必要がある。ま
た、周縁部２ａを除去し、輪郭を仕上げるトリミング
（縁切り）工程を設ける必要があり、加工時間が増加し
て生産効率が低下する。

【０００５】そこで、本発明の目的は、板材の歩留りを
向上させることができ、生産効率を向上させることがで
きる車体パネルの成形方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、固定金型並びに可動金型と、固定金型の
周囲に配置した少なくとも３個の位置規制部材と、車体
パネルのためのブランク材と、加熱手段とを用い、加熱
手段で所定の温度に加熱した状態のブランク材を位置規
制部材にて位置決めしつつ固定金型に載せ、この状態で
可動金型を固定金型に合せることで、ブランク材の周縁
部を非拘束で成形することを特徴とする。

【０００７】ブランク材を所定温度に加熱することで、
変形を容易にした。この成形の際に、少なくとも３個の
位置規制部材でブランク材のずれを防止する。この結
果、ブランク材の縁を把持することなく、成形すること
ができる。ブランク材には挟んで押えるための周縁部が
なく、板材から無駄なくブランク材を得ることができ、
板材の歩留りは向上する。また、ブランク材に周縁部を
設ける必要はなく、ブランク材を形成する工程で輪郭を
同時に仕上げるので、トリミング工程を省くことがで
き、工程を集約して生産効率が向上する。

【０００８】請求項２は、所定温度を５００〜５５０℃
の範囲に設定したことを特徴とする。所定温度が５００
℃未満であれば、ブランク材に用いたアルミニウム合金
の温度が低過ぎ、成形荷重に対する塑性変形の抵抗が大
きく、且つ伸びが小さく、スプリングバックが発生しや
すい。また、溶体化処理による効果が期待できない。一
方、所定温度が５５０℃を超えると、ブランク材の温度
が高過ぎ、ブランク材が溶解し始める心配がある。ブラ
ンク材を成形する際に発生するスプリングバックをほぼ
無くし、且つ溶体化処理を実施するには、所定温度を５
００〜５５０℃の範囲に設定することが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る車体パネル
の成形方法に用いる金型の一例の説明図であり、金型１
０は、移動しない固定金型１１と、この固定金型１１に
対向して移動可能な可動金型１２とからなる。可動金型
１２は、凹状の型１３を有し、固定金型１１は、型１３
に合せる凸状の型１４と、可動金型１２の位置決めを行
うピン１５，１５と、位置規制部材１６，１７（図２参
照），１８と、を有するものである。

【００１０】図２は本発明に係る固定金型の斜視図であ
り、固定金型１１の中央に型１４を形成し、周囲に３個
の位置規制部材１６，１７，１８を配置したことを示
す。位置規制部材１６は、型１４に対してＸ方向の移動
を規制するものであり、位置規制部材１７は、Ｘ方向及
びＹ方向の移動を規制するものであり、位置規制部材１
８は、Ｙ方向の移動を規制するものである。

【００１１】図３は本発明に係る車体パネルの成形方法
のフローチャートであり、ＳＴはステップを示す。 ＳＴ０１：ブランクホルダを有しないプレス機、固定金
型、可動金型、固定金型の周囲に配置した位置規制部
材、及び加熱手段を準備する。 ＳＴ０２：ブランク材を準備する。 ＳＴ０３：加熱手段でブランク材を所定の温度に加熱す
る。 ＳＴ０４：加熱したブランク材を位置規制部材にて位置
決めしつつ固定金型に載せる。 ＳＴ０５：可動金型を固定金型に合せ、車体パネルを成
形する。 次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０５を具体的に説明する。

【００１２】図４は本発明に係る車体パネルの成形方法
の第１説明図である。まず、ブランク材２１を形成す
る。アルミニウム合金製素材２２からブランク材２１・・
・（・・・は複数を示す。以下同様。）をブランキングで打
ち抜く。アルミニウム合金製素材２２は、例えば、Ａｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００系）の板材である。

【００１３】ブランク材２１は、車体パネルを成形する
ためのもので、縁２３には周縁部２４を設けずに、縁２
３を仕上り寸法に形成したものである。この場合、打ち
抜きと同時に縁２３には、第１基準部３１と、第２基準
部３２と、第３基準部３３とを設ける。

【００１４】図４に示すように、ブランク材２１を形成
する工程では、ブランク材２１を周縁部２４のない仕上
り寸法に形成するので、ブランク材２１の表面積は周縁
部２４を設けた場合に比較して小さく、アルミニウム合
金製素材２２からより多くのブランク材２１を得ること
ができるとともに、アルミニウム合金製素材２２の廃棄
量は減少し、ブランク材２１を形成する際の板材の歩留
りを向上させることができる。

【００１５】図５は本発明に係る車体パネルの成形方法
の第２説明図である。ブランク材２１を加熱手段３５で
所定の温度に加熱する。加熱手段３５は、加熱炉本体３
６と、熱源３７と、載せ台３８とを備えたもので、載せ
台３８にブランク材２１を置き、所望の熱処理を実施す
るものである。

【００１６】この加熱では、ブランク材２１の所定温度
は、５００〜５５０℃の範囲に設定した。この５００〜
５５０℃まで所望の昇温速度で昇温する。ブランク材２
１の温度が５００℃未満であれば、アルミニウム合金の
温度が低過ぎ、成形荷重に対する塑性変形の抵抗が大き
く、且つ伸びが小さく、スプリングバックが発生しやす
い。また、溶体化処理による効果が期待できない。ブラ
ンク材２１の温度が５５０℃を超えると、アルミニウム
合金の温度が高過ぎ、アルミニウム合金が溶解し始める
心配がある。そのため、５００〜５５０℃の範囲内で所
望の時間だけ保持した後、次工程の成形を開始する。

【００１７】図６は本発明に係る車体パネルの成形方法
の第３説明図である。加熱したブランク材２１を位置規
制部材１６，１７，１８にて位置決めしつつ固定金型１
１に載せる。具体的には、ブランク材２１の中央を凸状
の型１４に置き、そして、固定金型１１の位置規制部材
１６にたわんだブランク材２１の縁２３の第１基準部３
１を突き当てる。同様に、位置規制部材１７に第２基準
部３２を突き当て、さらに、位置規制部材１８に第３基
準部３３を突き当てる。

【００１８】図７は本発明に係る車体パネルの成形方法
の第４説明図である。位置規制部材１６によってブラン
ク材２１のＸ方向（矢印方向）の動きを規制し、位置
規制部材１７によってＹ方向（矢印方向）並びにＸ方
向（矢印方向）の動きを規制し、位置規制部材１８に
よってＹ方向（矢印方向）の動きを規制することがで
きる。その結果、ブランク材２１の周縁部２４（図４参
照）を挟んで押える必要がなく、ブランクホルダをプレ
ス機若しくは金型に設ける必要はない。

【００１９】図８は本発明に係る車体パネルの成形方法
の第５説明図であり、加熱したブランク材２１を位置規
制部材１６，１７（図７参照），１８にて位置決めし
て、固定金型１１に載せた状態を示す。なお、ブランク
材２１は加熱した状態にあり、機械的性質は低下し、そ
のため、縁２３は自重で下がる。ブランク材２１の位置
を確認後、ブランクホルダを有しないプレス機４１の運
転を開始する。

【００２０】図９は本発明に係る車体パネルの成形方法
の第６説明図である。プレス機４１で可動金型１２を固
定金型１１に合せ、車体パネル４２を成形する。詳細に
は、所定の温度（５００〜５５０℃）に保持しつつブラ
ンク材２１（図８参照）を可動金型１２と固定金型１１
との間に挟み、所望の荷重Ｆで加圧し、ブランク材２１
に型１３並びに型１４を写すとともに、ブランク材２１
の周縁部２４（図４参照）を非拘束で絞り成形し、車体
パネル４２が完成する。

【００２１】なお、図５で５００℃に達した時点〜図９
の完成時点までに要する所要時間をＰ１とし、溶体化処
理に必要な保持時間をＫ１としたときに、この所要時間
Ｐ１は保持時間Ｋ１より少なく設定するのが望ましい。

【００２２】この成形工程では、ブランク材２１を５０
０〜５５０℃の範囲に保持しながら成形するので、荷重
Ｆに対するブランク材２１の塑性変形の抵抗は極めて小
さく、且つ伸びは大きく、ブランク材２１のスプリング
バックはほとんど発生しない。従って、車体パネル４２
の寸法精度を向上させることができる。

【００２３】また、ブランク材２１を５００〜５５０℃
の範囲の温度で、保持時間Ｋ１だけ保持するので、アル
ミニウム合金を溶体化処理することができ、ブランク材
２１の機械的性質を向上させることができる。

【００２４】さらに、ブランク材２１を５００〜５５０
℃の範囲に保持しながら成形するので、ブランク材２１
の伸び量は大きく、ブランク材２１の縁２３を挟んで押
えなくても複雑な形状に成形することができるととも
に、しわの発生を防ぐことができる。

【００２５】一方、３個の位置規制部材１６，１７，１
８にブランク材２１の縁２３を突き当て、ブランク材２
１の位置決めを実施するので、ブランクホルダを必要と
せず、設備費の削減を図ることができる。

【００２６】また、３個の位置規制部材１６，１７，１
８にブランク材２１の縁２３を突き当て、ブランク材２
１の位置決めを実施するので、縁２３からさらに周縁部
を延長する必要がなく、板材の歩留りが向上する。

【００２７】図１０（ａ），（ｂ）はブランク材の比較
図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例を示す。
（ａ）において、従来のブランク材１０１は、縁に周縁
部１０２を設けたものである。（ｂ）において、本発明
の車体パネルの成形方法に用いるブランク材２１は、縁
２３に周縁部を設けないものである。図から明らかなよ
うにブランク材２１の表面積は想像線で示すブランク材
１０１の表面積より小さく、廃棄量が減少するので、板
材の歩留りを向上させることができる。

【００２８】また、（ｂ）に示すように実線のブランク
材２１を打ち抜くと、車体パネルの輪郭は完成するの
で、予め想像線の如くブランク材を打ち抜き、成形工程
の中途で実線の如く仕上げるトリミング（縁切り）工程
を実施する必要がない。その結果、輪郭形成の工程を１
工程に集約することができ、生産効率の向上を図ること
ができる。

【００２９】尚、本発明の実施の形態に示した図４のブ
ランク材２１は一例であり、自動車の外観のデザインや
車体の部位により形状は異なる。図２の３個の位置規制
部材１６，１７，１８の配置位置は一例であり、規制す
る位置はブランク材の形状によって異なる。また、位置
規制部材１６，１７，１８の形状、数量はその都度変え
てもよい。金型１０の構成は一例であり、この構成に限
定するものではない。例えば、金型の型に加熱手段を内
蔵させてもよく、また、ピンの形態や配置位置は任意で
ある。

【００３０】ここでは、ブランクホルダをプレス機の一
部として説明したが、ブランクホルダを金型の一部とし
て構成した場合は、「ブランクホルダを有しない金型」
を準備し、且つ使用するということになる。

【００３１】

【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では、固定金型並びに可動金型と、固定
金型の周囲に配置した少なくとも３個の位置規制部材
と、車体パネルのためのブランク材と、加熱手段とを用
い、加熱手段で所定の温度に加熱した状態のブランク材
を位置規制部材にて位置決めしつつ固定金型に載せ、こ
の状態で可動金型を固定金型に合せることで、ブランク
材の周縁部を非拘束で成形する。すなわち、ブランク材
を所定温度に加熱することで、変形を容易にした。この
成形の際に、少なくとも３個の位置規制部材でブランク
材のずれを防止する。この結果、ブランク材を挟んで押
えるための周縁部を設ける必要がなく、ブランク材の表
面積を小さくすることができる。その結果、同じ大きさ
の板材から多くのブランク材を得ることができるととも
に、板材の廃棄量は減少し、板材の歩留りを向上させる
ことができる。

【００３２】また、ブランク材を位置規制部材にて位置
決めしつつ成形するので、ブランク材を挟んで押えるた
めの周縁部を設ける必要がなく、ブランク材の打ち抜き
と同時に輪郭を仕上げることができる。その結果、周縁
部を除去し、輪郭を仕上げるトリミング（縁切り）工程
を省き、工程を集約することができる。従って、生産効
率を向上させることができる。

【００３３】請求項２では、ブランク材の所定温度は、
５００〜５５０℃の範囲に設定したので、ブランク材の
塑性変形の抵抗は極めて小さく、且つ伸びが大きく、ブ
ランク材のスプリングバックをほぼ無くすることができ
る。従って、車体パネルの寸法精度を向上させることが
できる。また、ブランク材の所定温度を５００〜５５０
℃の範囲に設定したので、ブランク材を溶体化処理する
ことができ、車体パネルの機械的性質を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車体パネルの成形方法に用いる金
型の一例の説明図

【図２】本発明に係る固定金型の斜視図

【図３】本発明に係る車体パネルの成形方法のフローチ
ャート

【図４】本発明に係る車体パネルの成形方法の第１説明
図

【図５】本発明に係る車体パネルの成形方法の第２説明
図

【図６】本発明に係る車体パネルの成形方法の第３説明
図

【図７】本発明に係る車体パネルの成形方法の第４説明
図

【図８】本発明に係る車体パネルの成形方法の第５説明
図

【図９】本発明に係る車体パネルの成形方法の第６説明
図

【図１０】ブランク材の比較図

【符号の説明】

１１…固定金型、１２…可動金型、１６，１７，１８…
位置規制部材、２１…ブランク材、２４…周縁部、３５
…加熱手段で、４１…プレス機、４２…車体パネル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型並びに可動金型と、固定金型の
   周囲に配置した少なくとも３個の位置規制部材と、車体
   パネルのためのブランク材と、加熱手段とを用い、 前記加熱手段で所定の温度に加熱した状態のブランク材
   を前記位置規制部材にて位置決めしつつ固定金型に載
   せ、この状態で可動金型を固定金型に合せることで、ブ
   ランク材の周縁部を非拘束で成形することを特徴とした
   車体パネルの成形方法。
2. 【請求項２】 前記所定温度は、５００〜５５０℃の範
   囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の車体パネ
   ルの成形方法。