JP2009269076A - プレス成形用金型及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス工程を短縮化して所望のプレス成形品を迅速且つ確実に得ると共に成形品の品質を高める。
【解決手段】上型８０の装着部９０には、可動ダイ機構８４を構成する第１及び第２可動ダイ１０４、１０６が変位自在に設けられ、複数のガススプリング９４によってそれぞれ独立して変位させると共に、その変位量も第２可動ダイ１０６が前記第１可動ダイ１０４に対して大きくなるように設定される。そして、上型８０と共に変位した可動ダイ機構８４において、第１可動ダイ１０４が先行して鋼板に対するプレス成形を行い、その後、隣接する部位のプレス成形を第２可動ダイ１０６が行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車等のボディパネルを板材からプレス成形するプレス成形用金型及びその成形方法に関する。

従来から、鋼板をプレス成形して車両用のボディパネル等を製造する場合には、該鋼板の周縁部を予めブランクホルダで押さえた後、プレス成形用金型を進退させてプレス成形を行っている。一般的に、このようなプレス成形用金型を有するプレス装置で、薄鋼板のプレス成形を行う際、成形不良である割れやしわが生じることがある。

そこで、薄鋼板のプレス成形を行う際に懸念される割れやしわの発生を回避可能なプレス装置が知られている。

このようなプレス装置１は、図１２に示されるように、パンチ２と、該パンチ２に対峙するダイ３と、前記パンチ２の周りに配置されるブランクホルダ４と、前記ダイ３とブランクホルダ４との間に設けられる可変ブロック５とから構成される（例えば、特許文献１参照）。そして、パンチ２及びブランクホルダ４とダイ３との間に被成形材６が配置され、前記被成形材６の周縁部６ａが前記ブランクホルダ４によって保持された状態で、パンチ２をダイ３側に向かって変位させることにより前記被成形材６の中央部を前記パンチ２によって成形している。

特開２００５−９５９０９号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、被成形材６の周縁部６ａにおける割れやしわの発生を防止できるが、例えば、自動車用のボディパネルにおけるルーフを保持するフロントピラー部のように、前記被成形材６の成形部位を比較的小さな曲げＲで略直角形状に成形する場合には、複数回のプレス（リストライク）を行って成形部位の曲げ部を大きな曲げＲから段階的に小さな曲げＲへと成形していくこととなる。そのため、被成形材６を成形する際のプレス工程の時間が長くなるという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、プレス工程を短縮化して所望のプレス成形品を迅速且つ確実に得ると共に、成形品の品質を高めることが可能なプレス成形用金型及びその成形方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、板材に対して加圧力を付与することにより、成形品を成形するプレス成形装置に用いられるプレス成形用金型において、
前記プレス成形装置における駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する上型と、
前記上型に対峙する位置に配設される下型と、
前記上型又は下型のいずれか一方に設けられ、互いに相対変位可能な第１及び第２ダイを有する可動ダイ機構と、
前記上型及び下型によって前記成形品が成形される際、前記板材に対して付与される張力を調整可能な張力調整手段と、
を備え、
前記第１ダイと第２ダイとが隣接して配置され、それぞれ別個に独立して変位し、且つ、その変位量が異なるように設定されると共に、前記成形品は、自動車を構成するパネルであり、前記第１ダイによって成形される第１成形部と、前記第１成形部に隣接し、前記第２ダイによって成形されると共に該第１成形部に対して所定深さで窪んだ第２成形部とを有し、前記第２成形部が該自動車において外部から視認されない部位に用いられることを特徴とする。

本発明によれば、可動ダイ機構を相対変位可能な第１及び第２ダイから構成し、それぞれ別個に独立した構成とし、第１ダイによって板材にプレス成形を行い自動車を構成するパネルである成形品に第１成形部を形成すると共に、第２ダイによって板材にプレス成形を行って該自動車において外部から視認されない部位に用いられる第２成形部を形成している。また、プレス成形を行う際の第１ダイの変位量と第２ダイの変位量とをそれぞれ異なるように設定し、成形品における第１成形部と第２成形部とを段付状に成形可能としている。さらに、可動ダイ機構、上型及び下型によって板材が成形される際、該板材に対して付与される張力を張力調整手段によって調整可能としている。

従って、板材から自動車を構成するパネルである成形品を成形する際に、第１及び第２ダイをそれぞれ別個に変位させて成形を行うことにより、該第２ダイによる成形が行われる時点で、前記第１成形部を第１ダイによって予め確実且つ好適に保持しておくことが可能となる。これにより、単一の可動ダイによってプレス成形を行う際に生じる板材の浮き上がりを防止し、成形品の第１成形部に生じるたわみ、しわ等を回避することができる。その結果、自動車を構成するパネルにおいて外部から視認可能な第１成形部にたわみ、しわ等を発生させることなく、前記第２成形部にたわみ、しわ等が生じた場合でも外部から視認されることがないため、前記パネルが用いられた自動車の品質を低下させることがなく好適である。

また、第１及び第２ダイを、上型及び下型に対して先行して動作させ、プレス成形を行うことにより、第１成形部と第２成形部との境界部位を小さな曲げＲで略直角形状に成形することができる。これにより、従来のプレス装置において、複数回のプレス工程を経て被成形材に対して段階的に略直角形状のプレス成形を行う場合と比較し、単一のプレス工程で所望のプレス成形品を得ることができる。その結果、プレス工程の短縮化を図ることができ、迅速且つ確実に自動車を構成するパネルである成形品が得られる。

さらに、張力調整手段を、上型に設けられる凸部と、下型に設けられ、前記凸部と対峙する凹部とから構成するとよい。これにより、成形時において板材に付与される張力の調整を簡便な構成で行うことが可能となる。

さらにまた、第１成形部を、自動車においてルーフ部とドアフレームとを接続するフロントピラーとし、第２成形部を、フロントフェンダーによって覆われる部位とすることにより、前記第２成形部にたわみ、しわ等が生じた場合でも前記フロントフェンダーによって好適に覆われて外部から視認されることがないため、前記パネルが用いられた自動車の品質を低下させることがなく好適である。

また、本発明は、プレス成形装置のプレス成形用金型を用いて板材に対して加圧力を付与し、自動車を構成するパネルとなるプレス成形品を成形する成形方法において、
前記プレス成形装置における駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って上型を変位させる工程と、
前記上型と共に変位する可動ダイ機構において、第１ダイを該上型に対して相対変位させ、前記板材をプレス成形して第１成形部を形成する工程と、
前記可動ダイを構成する第２ダイが、前記第１ダイとは別個に変位し、前記板材における他の部位をプレス成形し、前記第１成形部と隣接し、且つ、該第１成形部に対して所定深さで窪んで該自動車において外部から視認されない部位となる第２成形部を形成する工程と、
前記上型が前記下型側へと変位し、該下型との間で前記板材における他の部位を成形する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、可動ダイ機構を第１及び第２ダイから構成し、その第１ダイによって板材のプレス成形を先行して行って第１成形部を形成した後、該第１成形部を前記第１ダイで保持した状態で第２ダイによって第２成形部の成形を行う。そして、第１及び第２成形部が形成された後に、上型及び下型を介して前記板材における他の部位に成形を行っている。

従って、板材から成形品を成形する際、第２ダイによる成形が行われる時点で、第１ダイによって第１成形部が予め確実且つ好適に保持されているため、単一の可動ダイによってプレス成形を行う際に生じる板材の浮き上がりを防止し、成形品に生じるたわみ、しわ等を回避することができると共に、可動ダイ機構を上型及び下型に対して先行して動作させてプレス成形を行うことにより、第１及び第２成形部の成形時には、板材に長手方向に沿った張力が付与されていないため、その変形部位に応力集中が生じることを回避し、従来のプレス成形装置で懸念されていた亀裂の発生を阻止できる。この結果、プレス成形された成形品に対して亀裂、しわ等が生じることがなく、該成形品の品質を向上させることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、板材から自動車を構成するパネルである成形品を成形する際に、可動ダイ機構を構成する第１及び第２ダイをそれぞれ別個に変位させて成形を行うことにより、該第２ダイによる成形が行われる時点で、前記第１成形部を第１ダイによって予め確実且つ好適に保持しておくことが可能となるため、単一の可動ダイによってプレス成形を行う際に生じる板材の浮き上がりを防止し、前記成形品に生じるたわみ、しわ等を回避することができると共に、その変形部位に応力集中が生じることを防止することができる。そのため、従来のプレス成形装置で懸念されていた成形品における亀裂の発生を阻止することができる。その結果、プレス成形された成形品に対して亀裂、しわ等が生じることがなく、該成形品の品質を向上させることができる。

また、第１及び第２ダイを上型及び下型に対して先行して動作させてプレス成形を行うことにより、第１成形部と第２成形部との境界部位を単一のプレス工程において、小さな曲げＲで略直角形状に成形することができる。これにより、従来のプレス装置において、被成形材に対して段階的にプレス成形を行う場合と比較し、プレス工程の短縮化を図ることができ、迅速且つ確実に自動車を構成するパネルである成形品が得られる。

本発明に係るプレス成形用金型について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号５０は、本発明の実施の形態に係るプレス成形用金型が用いられたプレス成形装置を示す。ここでは、図２及び図３に示されるように、自動車の側部を構成するサイドアウターパネル（成形品）５２をブランク材となる鋼板（板材）からプレス成形する場合について説明する。

先ず、上述したプレス成形装置５０でプレス成形がなされたサイドアウターパネル５２について図２及び図３を参照しながら簡単に説明する。

このサイドアウターパネル５２は、自動車における両側面にそれぞれ用いられ、ルーフの側部を保持し、略水平方向に延在するルーフレール部５６と、該ルーフレール部５６に対して下方に延在する第１及び第２ピラー部５８、６０と、前記自動車において後方となるリアフェンダー６２を有したリアクォーター部６４と、前記ルーフレール部５６の下方に略平行に設けられ、前記第１及び第２ピラー部５８、６０に接続された第１及び第２ドアフレーム部６６、６８によって接続されるアンダーフレーム部７０とを含む。

この第１ピラー部５８及び第１ドアフレーム部６６が自動車の前方側に配置され、リアクォーター部６４が前記自動車の後方側となるように配置されると共に、第２ピラー部６０及び第２ドアフレーム部６８が、前記第１ピラー部５８及び第１ドアフレーム部６６とリアクォーター部６４との間に所定間隔離間して配置されている。

また、第１ピラー部５８、第１ドアフレーム部６６、第２ピラー部６０、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０によって囲まれた第１開口部７２には、図示しないフロントドアが装着されると共に、前記第２ピラー部６０、リアクォーター部６４及びアンダーフレーム部７０によって囲まれた第２開口部７４には、図示しないリアドアが装着される。なお、第１ドアフレーム部６６は、隣接する第１ピラー部５８に対して窪んだ段付状に形成され（図８参照）、フロントフェンダー（フェンダーパネル）７６（図９参照）が装着される。これにより、第１ドアフレーム部６６がフロントフェンダー７６によって覆われると共に、該フロントフェンダー７６が第１ピラー部５８と略面一となる。

このようなサイドアウターパネル５２をプレス成形するプレス成形装置５０は、図１〜図６に示されるように、鋼板５４に対してプレス成形を行う金型部７８を備え、図示しない駆動部の駆動作用下に前記金型部７８が軸線方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って変位する。

金型部７８は、上型８０と、該上型８０に対峙する下型１１１と、前記上型８０に設けられ、該上型８０に対して相対変位可能な可動ダイ機構８４と、該可動ダイ機構８４の軸線方向に沿った変位量を制御する制御機構（制御部）８６と、前記上型８０及び下型１１１によってプレス成形を行う際に前記鋼板５４を保持可能なホルダ部８８とを含む。

上型８０は、プレス成形装置５０における上部に設けられ、下型１１１及び該下型１１１の上部に載置された鋼板５４に臨む。そして、上型８０は、図示しない駆動部の駆動作用下に下型１１１側（矢印Ａ１方向）に向かってストローク変位するように設けられている。この上型８０の中央部には、可動ダイ機構８４が設けられる装着部９０が形成されると共に、前記装着部９０の外周側には、前記鋼板５４に当接してプレス成形を行う外縁部９２が形成される（図１参照）。

装着部９０には、第１及び第２可動ダイ１０４、１０６を含む可動ダイ機構８４が挿入され、軸線方向に変位自在に設けられる。装着部９０の底面には、可動ダイ機構８４との間に制御機構８６が設けられ、該制御機構８６によって前記可動ダイ機構８４を軸線方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って変位させることが可能となり、且つ、その変位量が自在に制御される。

外縁部９２には、鋼板５４に臨む成形面８０ａに凸状の第１凸部（凸部）９３が形成される。第１凸部９３は、例えば、断面略半円状に形成され、成形面８０ａから所定高さで突出して形成されると共に、装着部９０を取り囲むように環状に形成される。また、第１凸部９３の外側には、該第１凸部９３に対して所定間隔離間して第２凸部（凸部）９５が設けられる。この第２凸部９５は、第１凸部９３と同様に、断面略半円状に形成され、成形面８０ａから所定高さで突出して形成される。第２凸部９５の高さは、第１凸部９３の高さに対して低く設定される。なお、第１凸部９３及び第２凸部９５は、上述したような数量、配置及び高さで形成される場合に限定されるものではない。

制御機構８６は、例えば、ガスが充填された複数のガススプリング９４からなる。詳細には、ガススプリング９４は、ガスの充填されたガス室にピストンが内装され、該ピストンがガス室側（矢印Ａ２方向）に向かって押圧されることによって前記ガスが圧縮されると共に、圧縮された前記ガスの反発によって前記ピストンが軸線方向（矢印Ａ１方向）に押圧されて押圧力が得られる。これにより、可動ダイ機構８４が上型８０に対して軸線方向に沿って押圧されて変位することとなる。すなわち、ガススプリング９４は、可動ダイ機構８４を上型８０から離間させる方向（矢印Ａ１方向）に所定距離だけ押圧可能に設けられる。

また、複数のガススプリング９４は、互いに所定間隔離間され、可動ダイ機構８４を構成する第１及び第２可動ダイ１０４、１０６を軸線方向に沿って均等に押圧して一定距離で変位させることができる。

下型１１１は、プレス成形装置５０における下部に設けられ、上型８０に対して略平行に配置されると共に、該上型８０に対して大きく形成される。この下型１１１の上面には、鋼板５４に当接してプレス成形によってサイドアウターパネル５２を成形する成形部が形成される。また、下型１１１の外縁部には、上型８０との間に鋼板５４を保持可能なホルダ部８８が設けられる。

ホルダ部８８は、上型８０に対向するように設けられ、該上型８０側（矢印Ａ２方向）に向かって変位自在に設けられたブランクホルダ９６からなる。このブランクホルダ９６は、例えば、シリンダ等の付勢手段によって上方へと変位自在に設けられ、その上面となる成形面９６ａには、該成形面９６ａに沿って延在し、且つ、上型８０の第１凸部９３に対応した位置に形成された環状の第１凹部（凹部）９８が形成される。この第１凹部９８は、断面略半円状に窪んで形成され、該第１凹部９８の深さは、第１凸部９３の高さに対応して設定される。そして、プレス成形時において、前記第１凹部９８には上型８０の第１凸部９３が挿入される。

また、第１凹部９８の外側には、該第１凹部９８に対して所定間隔離間して第２凹部（凹部）９９が設けられる。この第２凹部９９は、第１凹部９８と同様に、断面略半円状に窪んで形成され、該第２凹部９９の深さは、第２凸部９５の高さに対応して設定される。そして、プレス成形時において、第２凹部９９には上型８０の第２凸部９５が挿入される。

これにより、鋼板５４においてプレス成形が行われる際に、ブランクホルダ９６が上型８０側に向かって変位し、該上型８０との間に鋼板５４を挟んで保持すると共に、前記ブランクホルダ９６と上型８０との間に配置された鋼板５４が成形されて断面半円状の第１及び第２ビード１０２ａ、１０２ｂがそれぞれ成形される。

なお、上述した第１及び第２凸部９３、９５、第１及び第２凹部９８、９９は、断面半円状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、断面矩形状、断面三角形状としてもよい。すなわち、第１及び第２凸部９３、９５によって第１及び第２凹部９８、９９の内部に流入させる鋼板５４の押込量を、断面形状に応じて自在に調整することができる。

可動ダイ機構８４は、装着部９０を介して上型８０の下部に設けられ、該上型８０とは別個に独立して変位可能に設けられる。この可動ダイ機構８４は、プレス成形されるサイドアウターパネル５２に応じた大きさで形成され、第１ドアフレーム部６６を除くサイドアウターパネル５２の全体を成形可能な第１可動ダイ（第１ダイ）１０４と、該第１可動ダイ１０４に隣接して設けられ、該第１ドアフレーム部６６のプレス成形を行う第２可動ダイ（第２ダイ）１０６と、前記第１可動ダイ１０４の孔部１１０に設けられるインサートダイ１０８とを含む。また、インサートダイ１０８の下方には、インナーブランクホルダ１０９が設けられる。

第１可動ダイ１０４は、鋼板５４から成形されるサイドアウターパネル５２のルーフレール部５６、第１及び第２ピラー部５８、６０、リアクォーター部６４、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０を成形可能に形成され、第１及び第２開口部７２、７４に対応する部位がそれぞれ開口した孔部１１０が形成される。すなわち、第１可動ダイ１０４は、サイドアウターパネル５２におけるフロントドア、リアドアの配置される部位が開口した孔部１１０を有し、その孔部１１０にそれぞれインサートダイ１０８が装着される。

また、第１可動ダイ１０４は、パンチ８２に臨み、サイドアウターパネル５２のプレス成形を行う第１成形面１１２が、該サイドアウターパネル５２における各部位の断面形状に応じた形状で形成されると共に、上型８０に臨む端面が平面状に形成され、複数のガススプリング９４が当接している。そして、第１可動ダイ１０４は、ガススプリング９４によってパンチ８２側に向かって付勢されて所定距離だけ変位する。なお、第１可動ダイ１０４の側面には、図４に示されるように、上型８０に設けられたピン１１３が溝部を介して挿入される。これにより、第１可動ダイ１０４は、上下方向に沿った変位がピン１１３によって案内される。

第２可動ダイ１０６は、第１可動ダイ１０４と別個に設けられ、サイドアウターパネル５２を構成する第１ドアフレーム部６６に臨む位置に配置されると共に、該第１ドアフレーム部６６を成形可能な大きさで形成される。

この第２可動ダイ１０６は、第１可動ダイ１０４と同様に、上型８０に臨む端面が平面状に形成され、複数のガススプリング９４が当接している。そして、第２可動ダイ１０６は、ガススプリング９４による押圧作用下にパンチ８２側に向かって付勢されて所定距離だけ変位する。このように、第１可動ダイ１０４及び第２可動ダイ１０６は、ガススプリング９４による付勢作用下に互いに相対変位自在に設けられている。

一方、第２可動ダイ１０６には、下側に臨み、サイドアウターパネル５２のプレス成形を行う第２成形面１１４が形成され、この第２成形面１１４は、サイドアウターパネル５２における第１ドアフレーム部６６の断面形状に応じた形状で形成される。

すなわち、第１可動ダイ１０４によって成形された第１ピラー部５８に隣接するように、第２可動ダイ１０６によって第１ドアフレーム部６６が成形される。この際、制御機構８６によって第２可動ダイ１０６のストローク変位量Ｃ２を、第１可動ダイ１０４のストローク変位量Ｃ１に対して大きく設定することにより（Ｃ２＞Ｃ１）、前記第１ピラー部５８と第１ドアフレーム部６６とが段付状となって段差部１１６が形成される。換言すれば、第１ピラー部５８と第１ドアフレーム部６６との高低差は、第１可動ダイ１０４と第２可動ダイ１０６とのストローク変位量Ｃ１、Ｃ２の差に基づいたものとなる。

インサートダイ１０８は、第１可動ダイ１０４における孔部１１０の形状に対応してブロック状に形成され、前記孔部１１０に対してそれぞれ挿入される。そして、ブランク材となる鋼板５４に臨む端面には成形面が形成され、該成形面を介して第１可動ダイ１０４の内側における鋼板５４をインナーブランクホルダ１０９との間に保持する。

本発明の実施の形態に係るプレス成形用金型が用いられたプレス成形装置５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、ブランク材となる鋼板５４を、金型部７８を構成する上型８０と下型１１１との間に配置し、駆動部（図示せず）の駆動作用下に上型８０を可動ダイ機構８４と共に下方へと変位させると共に、ホルダ部８８が付勢手段（図示せず）によって前記上型８０側（矢印Ａ１方向）に向かって付勢され、ブランクホルダ９６が前記鋼板５４に当接して前記上型８０側に向かって押圧する。これにより、鋼板５４がホルダ部８８によって上型８０の端面に当接した状態で保持される。

また、同時に、上型８０の第１及び第２凸部９３、９５とブランクホルダ９６の第１及び第２凹部９８、９９によって鋼板５４の外縁部位５４ａにビード１０２ａ、１０２ｂが環状に成形される（図６参照）。そして、ホルダ部８８を構成するブランクホルダ９６は、前記付勢手段の付勢作用下に上型８０の下面となる成形面８０ａに当接し、前記鋼板５４を保持した状態で維持される。これにより、鋼板５４の外縁部位５４ａに成形されたビード１０２ａ、１０２ｂが、上型８０及びブランクホルダ９６に係合され保持されているので、前記鋼板５４が前記上型８０及びブランクホルダ９６に対して位置決めされる。すなわち、鋼板５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った変位が規制される。

次に、可動ダイ機構８４を構成する第１可動ダイ１０４を、ガススプリング９４の制御作用下に所定距離だけ変位し、その第１成形面１１２とパンチ８２との間において鋼板５４がプレスされる。これにより、鋼板５４が塑性変形して所望の形状にプレス成形される。詳細には、可動ダイ機構８４を構成する第１可動ダイ１０４とパンチ８２とによってサイドアウターパネル５２を構成するルーフレール部５６、第１及び第２ピラー部５８、６０、リアクォーター部６４、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０が成形される。なお、この場合、第１ドアフレーム部６６に相当する部位のみが、未だプレス成形されていない状態にある。

次に、第２可動ダイ１０６をガススプリング９４の制御作用下に所定距離だけ変位し、前記第２可動ダイ１０６の第２成形面１１４とパンチ８２との間において鋼板５４が塑性変形して第１ドアフレーム部６６が所望の形状でプレス成形される。なお、この場合、先にプレス成形を行った第１可動ダイ１０４は、ガススプリング９４による押圧力が付与されたままの状態となり、サイドアウターパネル５２の成形部位をパンチ８２との間に保持したままの状態にある。

この第２可動ダイ１０６のストローク量Ｃ２は、第１可動ダイ１０４のストローク量Ｃ１に対して大きく設定されているため（Ｃ２＞Ｃ１）、サイドアウターパネル５２を構成する第１ピラー部５８と第１ドアフレーム部６６とが段付状となるように形成される。すなわち、第２可動ダイ１０６によって成形された第１ドアフレーム部６６が、第１可動ダイ１０４によって成形された第１ピラー部５８に対して窪むように成形される。

また、第１可動ダイ１０４によって第１及び第２ピラー部５８、６０等の成形部位が予め保持されているため、第２可動ダイ１０６によって成形が行われる場合に、鋼板５４がパンチ８２に対して離間して浮いてしまうことがなく、しかも、前記鋼板５４の外縁部位５４ａが、上型８０とホルダ部８８によって保持された状態で、その長手方向（矢印Ｂ方向）への変位が規制されているため、第２可動ダイ１０６による成形時に張力が生じることがない。その結果、第２可動ダイ１０６による成形時において、サイドアウターパネル５２における段差部１１６の近傍に亀裂が生じることが阻止される。

最後に、上型８０が可動ダイ機構８４と共に下方へと変位し、予め設定された変位終端位置まで変位することにより、該上型８０と下型１１１との間において可動ダイ機構８４の外側となる鋼板５４が塑性変形して所望の形状にプレス成形される。これにより、自動車のボディを構成するサイドアウターパネル５２がプレス成形によって形成される。そして、図示しない駆動部の駆動作用下に可動ダイ機構８４を含む上型８０を下型１１１から離間する方向（矢印Ａ２方向）へと変位させた後、プレス成形が施されたプレス成形品が取り出されることとなる。

このように、第１可動ダイ１０４、第２可動ダイ１０６及びパンチ８２によって鋼板５４が所望の形状にプレス成形される際、該鋼板５４には、前記第１可動ダイ１０４、第２可動ダイ１０６及びパンチ８２によって押圧される中心側に向かって引張力（張力）Ｅが付与される。しかしながら、鋼板５４の外側が、ビード１０２ａ、１０２ｂによって上型８０とブランクホルダ９６との間に保持されているため、前記鋼板５４が引張力Ｅによって中心側へと変位してしまうことが防止される（図６参照）。換言すれば、ビード１０２ａ、１０２ｂを設けることによって鋼板５４の引張力Ｅに打ち勝つ反力Ｒを発生させ、該鋼板５４の変位を阻止している。

また、ビード１０２ａ、１０２ｂは、鋼板５４の中心側となる一方のビード１０２ａの高さが高く設定され、該鋼板５４の外縁部位５４ａ側となる他方のビード１０２ｂの高さが低く設定されているため、前記鋼板５４の中心側へと流入する流入量を任意に制御することが可能となる。

すなわち、ビード１０２ａ、１０２ｂの数量、配置、高さ等を、鋼板５４における成形形状、部位等に応じて自在に設定することにより、金型部７８によってプレス成形される際に中心側に流入する鋼板５４の流入量を自在にコントロールすることができる。換言すれば、ビード１０２ａ、１０２ｂは、プレス成形時において鋼板５４に生じる引張力Ｅを、その設定（数量、高さ等）を調整することによって確実且つ簡便に規制することが可能な張力調整手段として機能する。

また、鋼板５４に付与される引張力の調整は、ブランクホルダ９６を軸線方向に沿って付勢する付勢量を調整し、該ブランクホルダ９６と上型８０との間に保持される鋼板５４の保持力を調整して行うようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、金型部７８を構成する上型８０に可動ダイ機構８４を設け、該可動ダイ機構８４の第１及び第２可動ダイ１０４、１０６をそれぞれ別個に独立した構成としている。そして、第１可動ダイ１０４によって鋼板５４のプレス成形を行い、サイドアウターパネル５２のルーフレール部５６、第１及び第２ピラー部５８、６０、リアクォーター部６４、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０を成形した後、第２可動ダイ１０６を前記第１可動ダイ１０４に対して大きな変位量で変位させて第１ドアフレーム部６６を成形している。このように、第２可動ダイ１０６の変位量が、第１可動ダイ１０４の変位量に対して大きく設定されているので、前記第１可動ダイ１０４によって成形された第１ピラー部５８と、該第１ピラー部５８に隣接した第１ドアフレーム部６６とを段付状に形成することができる。

このように、鋼板５４から段差部１１６を有するサイドアウターパネル５２を成形する際、第１及び第２可動ダイ１０４、１０６によるプレス成形に時間差ｔを設けて行うことにより、前記第２可動ダイ１０６による成形が行われる時点で、前記第１可動ダイ１０４による成形部位を予め確実且つ好適に保持しておくことが可能となる。そのため、図１０Ａ〜図１０Ｃに示されるような単一の可動ダイ１５０によって段付状のプレス成形を行う際に生じる鋼板５４のパンチ８２からの浮き上がり（図１０Ｂ参照）を防止することができる。その結果、パンチ８２に対して離間して浮き上がった鋼板５４を成形した際に懸念されるたわみ、しわ等の発生を回避することができる。

また、第１及び第２可動ダイ１０４、１０６を、上型８０に対して先行して動作させ、プレス成形を行うことにより、第１ピラー部５８と第１ドアフレーム部６６との境界部位を小さな曲げＲで略直角な段付状に成形することができる。これにより、従来のプレス装置において、複数回のプレス工程を経て被成形材に対して段階的に略直角形状のプレス成形を行う場合と比較し、単一のプレス工程で所望のプレス成形品を得ることができる。その結果、プレス工程の短縮化を図ることができ、迅速且つ確実に成形品であるサイドアウターパネル５２が得られる。

さらに、第１及び第２可動ダイ１０４、１０６を、上型８０に対して先行して動作させてプレス成形を行うことにより、プレス成形がなされる鋼板５４には外縁部位５４ａ方向に向かった引張力Ｅが付与されていないため、前記第１及び第２可動ダイ１０４、１０６による成形時に前記鋼板５４を第１及び第２成形面１１２、１１４の形状に応じて好適に変形させることが可能となり、且つ、その変形部位に過度な応力集中が生じることがない。その結果、図１１Ａ〜図１１Ｃに示されるような鋼板５４の外縁部位５４ａ側に向かって張力Ｆが生じた状態で単一の可動ダイ１６０を上型と同じタイミングで変位させ、プレス成形を同時に行っていた従来のプレス成形装置で懸念された鋼板５４の変形部位における亀裂Ｔの発生を阻止できる。

これにより、プレス成形されたサイドアウターパネル５２に対して亀裂、しわ等が生じることがなく、該サイドアウターパネル５２を含む自動車のボディ品質を向上させることができる。

さらに、上述したように、第１可動ダイ１０４による成形部位は、第２可動ダイ１０６のプレス成形が行われる際に好適に保持されているため、たわみ、しわ等が生じることがないが、前記第２可動ダイ１０６による成形部位は、該第２可動ダイ１０６に対峙する部位の鋼板５４が何ら保持されていないため、その成形によってたわみ、しわ等が生じることが懸念される（図７Ａ〜図７Ｃ参照）。

しかしながら、この第２可動ダイ１０６によって成形された第１ドアフレーム部６６は、図８に示されるように、段付状に窪んで形成され、ボディの組み付け時においてフロントフェンダー７６によって覆われるため、サイドアウターパネル５２に生じたしわ等が外部から視認されることがない（図９参照）。

すなわち、サイドアウターパネル５２において外部に露呈するルーフレール部５６、第１及び第２ピラー部５８、６０、リアクォーター部６４、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０を、第１可動ダイ１０４によって先行して成形し、第２可動ダイ１０６による成形時に確実に保持しておくことにより、前記ルーフレール部５６、第１及び第２ピラー部５８、６０、リアクォーター部６４、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０等にしわが生じることを確実に阻止し、且つ、フロントフェンダー７６によって覆われる第１ドアフレーム部６６側にたわみ、しわ等を寄せることによって前記しわ等が外部に露呈することがなく、サイドアウターパネル５２を含む自動車の品質を向上させることができる。

換言すれば、サイドアウターパネル５２において人目につくルーフレール部５６、第１及び第２ピラー部５８、６０、リアクォーター部６４、第２ドアフレーム部６８及びアンダーフレーム部７０等にたわみ、しわ等を生じさせることなく、フロントフェンダー７６によって覆われ、人目につくことのない第１ドアフレーム部６６に、たわみやしわ等を生じさせるように調整することができる。

本発明に係るプレス成形用金型は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施の形態に係るプレス成形用金型が用いられたプレス成形装置の概略構成を示す分解斜視図である。 図１のプレス成形装置を構成する可動ダイ機構及び上型を示す平面図である。 図１のプレス成形装置を構成する可動ダイ機構、下型及び成形されたサイドアウターパネルを示す平面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図１のプレス成形装置によって成形が行われる際の上型、下型及びブランクホルダ近傍を示す拡大概念図である。 図７Ａは、可動ダイ機構を構成する第１可動ダイによってプレス成形が行われた状態を示し、図７Ｂは、前記第１可動ダイによって成形部位が保持され、第２可動ダイによるプレス成形が開始された状態を示し、さらに、図７Ｃは、前記第２可動ダイによってプレス成形が完了し、段差部が形成された状態を示す動作原理図である。 第１及び第２可動ダイによって成形された第１ピラー部と第１ドアフレーム部との間の段差部近傍を示す拡大斜視図である。 サイドアウターパネルの第１ドアフレーム部に、フロントフェンダーが組み付けられて覆われた状態を示す拡大平面図である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは、単一の可動ダイによって鋼板をプレス成形し、段差部を形成する場合の比較例を示す動作原理図である。 図１１Ａ〜図１１Ｃは、単一の可動ダイによって鋼板をプレス成形し、段差部を形成する場合の別の比較例を示す動作原理図である。 従来技術に係るプレス成形用金型の断面図である。

符号の説明

５０…プレス成形装置 ５２…サイドアウターパネル
５４…鋼板 ５６…ルーフレール部
５８…第１ピラー部 ６０…第２ピラー部
６６…第１ドアフレーム部 ６８…第２ドアフレーム部
７８…金型部 ８０…上型
８２…パンチ ８４…可動ダイ機構
８６…制御機構 ８８…ホルダ部
９０…装着部 ９２…外縁部
９３…第１凸部 ９５…第２凸部
９８…第１凹部 ９９…第２凹部
１０４…第１可動ダイ １０６…第２可動ダイ
１０８…インサートダイ １１１…下型
１１６…段差部

Claims (4)

1. 板材に対して加圧力を付与することにより、成形品を成形するプレス成形装置に用いられるプレス成形用金型において、
   前記プレス成形装置における駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する上型と、
   前記上型に対峙する位置に配設される下型と、
   前記上型に設けられ、互いに相対変位可能な第１及び第２ダイを有する可動ダイ機構と、
   前記上型及び下型によって前記成形品が成形される際、前記板材に対して付与される張力を調整可能な張力調整手段と、
   を備え、
   前記第１ダイと第２ダイとが隣接して配置され、それぞれ別個に独立して変位し、且つ、その変位量が異なるように設定されると共に、前記成形品は、自動車を構成するパネルであり、前記第１ダイによって成形される第１成形部と、前記第１成形部に隣接し、前記第２ダイによって成形されると共に該第１成形部に対して所定深さで窪んだ第２成形部とを有し、前記第２成形部が該自動車において外部から視認されない部位に用いられることを特徴とするプレス成形用金型。
2. 請求項１記載のプレス成形用金型において、
   前記張力調整手段は、前記上型に設けられる凸部と、前記下型に設けられ、前記凸部と対峙する凹部とからなることを特徴とするプレス成形用金型。
3. 請求項１又は２記載のプレス成形用金型において、
   前記第１成形部は、前記自動車においてルーフ部とドアフレームとを接続するフロントピラーであり、前記第２成形部は、フロントフェンダーによって覆われる部位であることを特徴とするプレス成形用金型。
4. プレス成形装置のプレス成形用金型を用いて板材に対して加圧力を付与し、自動車を構成するパネルとなるプレス成形品を成形する成形方法において、
   前記プレス成形装置における駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って上型を変位させる工程と、
   前記上型と共に変位する可動ダイ機構において、第１ダイを該上型に対して相対変位させ、前記板材をプレス成形して第１成形部を形成する工程と、
   前記可動ダイを構成する第２ダイが、前記第１ダイとは別個に変位し、前記板材における他の部位をプレス成形し、前記第１成形部と隣接し、且つ、該第１成形部に対して所定深さで窪んで該自動車において外部から視認されない部位となる第２成形部を形成する工程と、
   前記上型が前記下型側へと変位し、該下型との間で前記板材における他の部位を成形する工程と、
   を有することを特徴とするプレス成形用金型による成形方法。

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