CN105636717A - 帽型截面部件的制造装置以及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的帽型截面部件的制造装置(500)具备：冲模(502)，其对原料金属板(601)的两侧部分(601b、601c)进行加压；冲头(504)，其对原料金属板(601)的中央部分(601a)进行加压；衬垫(503)，其在合模时将原料金属板(601)的中央部分(601a)加压夹持在与冲头(504)之间；以及坯料支架(505)，其在合模时将原料金属板(601)的两侧部分(601b、601c)加压夹持在与冲模(502)之间；另外，为了抑制脱模时弯曲部件(501)变形，具备加压限制装置(510)，该加压限制装置(510)在弯曲部件(501)成型结束时与坯料支架(505)一体移动，并且包含夹在衬垫(503)与坯料支架(505)之间对成型后的弯曲部件(501)脱模时在衬垫(503)与坯料支架(505)之间被加压的情况进行限制的浮动块(514)。

Description

帽型截面部件的制造装置以及制造方法

技术领域

本发明涉及制造被作成帽型截面的部件的帽型截面部件的制造装置以及制造方法。

背景技术

作为构成汽车车身骨架的结构部件，已知例如像前纵梁那样形状被作成帽型截面的压制成型部件(本说明书中也称为“帽型截面部件”)。另外，这样的帽型截面部件是通过对作为原料的金属板(例如钢板)实施压制加工(拉深加工)等而形成的(例如参照日本特开2003-103306号公报、日本特开2004-154859号公报、日本特开2006-015404号公报和日本特开2008-307557号公报)。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在通过对金属板实施拉深加工来形成帽型截面部件的情况下，脱模时将帽型截面部件尽可能不变形地取出是重要的。

考虑到上述事实，本发明的目的在于：得到脱模时能够抑制帽型截面部件变形的帽型截面部件的制造装置。

用于解决问题的手段

解决上述问题的帽型截面部件的制造装置具备：冲模，该冲模具有对金属板的两侧部分进行加压的成型面，并且具有开口；冲头，该冲头与上述冲模的开口相向配置，并且合模时配置在上述开口内，具有对上述金属板的中央部分进行加压的成型面；衬垫，该衬垫配置在形成于上述冲模的开口内，并且合模时将上述金属板的中央部分加压夹持在与上述冲头之间的成型面被设定为与上述冲头的成型面对应的成型面；支架，该支架与上述冲模相向配置，并且合模时将上述金属板的两侧部分加压夹持在与上述冲模之间的成型面被设定为与上述冲模的成型面对应的成型面；以及加压限制装置，该加压限制装置在形成截面为帽形状的帽型截面部件后脱模时与上述支架一起移动，并且该加压限制装置是包含夹在上述衬垫与上述支架之间对上述衬垫和上述支架向上述帽型截面部件的加压进行限制的加压限制部来构成的。

另外，解决上述问题的帽型截面部件的制造方法使用上述帽型截面部件的制造装置，并且经过成型工序和脱模工序，其中，上述成型工序是：以上述冲头和上述衬垫夹持上述金属板的中央部分并以上述冲模和上述支架夹持上述金属板的两侧部分，由此形成向上下弯曲的金属板，并且使上述支架和上述冲模与上述冲头和上述衬垫向上下相对移动，由此形成上述帽型截面部件；上述脱模工序是：以使上述衬垫与加压限制部抵接的状态使上述冲模和上述坯料支架中的一者或双者向脱模方向移动，由此将上述帽型截面部件脱模。

根据解决上述问题的帽型截面部件的制造装置以及制造方法，以冲头和衬垫夹持金属板的中央部分并以冲模和支架夹持金属板的两侧部分，并且使支架和冲模与冲头和衬垫向上下相对移动，由此形成截面为帽形状的帽型截面部件。然后，使加压限制部夹在衬垫与支架之间，对衬垫和支架向帽型截面部件的加压进行了限制，以该状态使冲模和坯料支架中的一者或双者向脱模方向移动。由此，成型后的帽型截面部件在脱模时于衬垫与支架之间被加压的情况得到了限制，以该状态将帽型截面部件从模具(支架、冲头、冲头和衬垫)取出。

发明效果

根据本发明的帽型截面部件的制造装置以及制造方法，具有脱模时能够抑制帽型截面部件变形这样的优异效果。

附图说明

图1A是示出被作成帽型截面的弯曲部件的一个例子的立体图。

图1B是由上方观察图1A所示的弯曲部件的俯视图。

图1C是图1A所示的弯曲部件的正视图。

图1D是由一个端部观察图1A所示的弯曲部件的侧视图。

图2是用于对与凹状弯曲部和凸状弯曲部对应部位的棱线进行说明的与图1A对应的弯曲部件的立体图。

图3A是示出成型前的原料金属板的立体图。

图3B是示出拉深面板的立体图。

图4是示出拉深面板中容易产生裂纹、褶皱的部位的与图3B对应的立体图。

图5是分解示出帽型截面部件的制造装置的主要部分的立体分解图。

图6A是示出图5所示的帽型截面部件的制造装置在加工开始时的阶段的剖视图。

图6B是示出图5所示的帽型截面部件的制造装置中原料金属板被夹持并束缚在冲模和衬垫与支架和冲头之间的阶段的剖视图。

图6C是示出从图6B所示的阶段至压入了冲头的阶段的剖视图。

图6D是示出从图6C所示的阶段至进一步压入冲头使冲头相对于冲模被完全压入的状态的剖视图。

图7是分解示出另一帽型截面部件的制造装置的立体分解图。

图8A是示出图7所示的帽型截面部件的制造装置在加工开始时的阶段的剖视图。

图8B是示出图7所示的帽型截面部件的制造装置中原料金属板被夹持并束缚在冲模和衬垫与支架和冲头之间的阶段的剖视图。

图8C是示出从图8B所示的阶段至压入了冲头的阶段的剖视图。

图8D是示出从图8C所示的阶段至进一步压入冲头使冲头相对于冲模被完全压入的状态的剖视图。

图9A是示出用于对在将冲头完全压入冲模、将原料金属板形成弯曲部件后从模具取出弯曲部件时可能会产生的不良情况进行说明的模具的剖视图。

图9B是示出从图9A所示的状态至使冲头相对于冲模后退的阶段中的模具的剖视图。

图9C是示出从图9B所示的状态至使冲头相对于冲模完全后退的阶段中的模具的剖视图。

图10A是示出使冲头完全进入冲模的状态的模具的剖视图。

图10B是示出从图10A所示的状态至使冲头相对于冲模后退的阶段中的模具的剖视图。

图10C是示出从图10B的状态至使冲头相对于冲模完全后退的阶段中的模具的剖视图。

图11A是示出以使冲头完全进入冲模的状态表示的模具的剖视图。

图11B是示出从图11A的状态至使冲头相对于冲模后退的阶段中的模具的剖视图。

图11C是示出从图11B的状态至使冲头相对于冲模完全后退的阶段中的模具的剖视图。

图12A是示出加压限制装置的立体图。

图12B是示出固定了冲头的基板和构成加压限制装置的一部分的浮动块的立体图。

图12C是示出坯料支架的立体图。

图12D是示出组装在坯料支架上的浮动块的立体图。

图12E是示出帽型截面部件的制造装置中设置了加压限制装置的部位的局部平面剖视图。

图13A是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图。

图13B是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了图13A之后的时间的截面。

图13C是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了图13B之后的时间的截面。

图13D是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了图13C之后的时间的截面。

图13E是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了图13D之后的时间的截面。

图13F是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了图13E之后的时间的截面。

图13G是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的A-A线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了图13F之后的时间的截面。

图14A是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13A相同时间的截面。

图14B是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13B相同时间的截面。

图14C是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13C相同时间的截面。

图14D是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13D相同时间的截面。

图14E是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13E相同时间的截面。

图14F是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13F相同时间的截面。

图14G是经时性地示出沿着图12B、图12C、图12E所示的B-B线切断后的帽型截面部件的制造装置的截面的说明图，其示出了与图13G相同时间的截面。

图15A是示出另一形态的保持臂(holdarm)的立体图。

图15B是示出另一形态的浮动块的立体图。

图16A是示出设置在图12B所示的基板上的保持解除部的侧视图。

图16B是经时性地示出具备图16A所示的保持解除部的帽型截面部件的制造装置的截面的与图13D对应的说明图。

图16C是经时性地示出具备图16A所示的保持解除部的帽型截面部件的制造装置的截面的与图13F对应的说明图。

图16D是经时性地示出具备图16A所示的保持解除部的帽型截面部件的制造装置的截面的与图13G对应的说明图。

图17A是示意性地示出在纵壁产生的应力的弯曲部件的立体图。

图17B是示出在纵壁产生的剪切褶皱的弯曲部件的立体图。

图17C是示出在纵壁产生的剪切褶皱的弯曲部件的侧视图。

图18A是示出用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的帽型截面部件的制造装置的剖视图。

图18B是示出用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的弯曲部件的截面的剖视图。

图18C是示出用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的帽型截面部件的制造装置的剖视图。

图18D是示出用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的弯曲部件的截面的剖视图。

图19A是示出通过图5所示的帽型截面部件的制造装置制得的弯曲部件的立体图。

图19B是由上方观察图19A所示的弯曲部件的俯视图。

图19C是图19A所示的弯曲部件的侧视图。

图19D是由一端观察图19A所示的弯曲部件的正视图。

图20是示出表1中的间隙b的模具的剖视图。

具体实施方式

对本发明的实施方式的帽型截面部件的制造装置以及制造方法进行说明。以下，首先对帽型截面部件的构成进行说明，接着对帽型截面部件的制造装置以及制造方法进行说明。

(帽型截面部件的构成)

图1A～图1D和图2示出了作为帽型截面部件的弯曲部件10，该帽型截面部件是通过以本实施方式的帽型截面部件的制造装置500(参照图5)实施拉深加工而制得的。如这些图所示那样，弯曲部件10具备：向长边方向延伸的顶板11；以及从顶板11的短边方向的两侧分别朝向顶板11的厚度方向的一侧弯曲延伸的纵壁12a、12b。另外，弯曲部件10具备：从纵壁12a的与顶板11相反侧的一端朝向与纵壁12b离开一侧弯曲延伸的向外的凸缘13a；以及从纵壁12b的与顶板11相反侧的一端朝向与纵壁12a离开一侧弯曲延伸的向外的凸缘13b。

在顶板11与纵壁12a、12b之间，分别形成有沿弯曲部件10的长边方向延伸的棱线14a、14b。另外，在纵壁12a、12b各自与向外的凸缘13a、13b之间分别形成有沿弯曲部件10的长边方向延伸的凹线15a、15b。

棱线14a、14b与凹线15a、15b大致平行地延伸设置。即，纵壁12a、12b各自的从向外的凸缘13a、13b起的高度沿弯曲部件10的长边方向大致恒定。

如图2所示，在顶板11的一部分，在帽型的横截面的外侧即顶板11的外表面侧形成有弧形弯曲的凸状弯曲部11a；在顶板11的另一部分，在帽型的横截面形状的内侧即顶板11的内表面侧形成有弧形弯曲的凹状弯曲部11b。对于凸状弯曲部11a、凹状弯曲部11b而言，顶板11与纵壁12a、12b所成棱线14a、14b也在与凸状弯曲部11a、凹状弯曲部11b对应的部位16a、16b和17a、17b处呈弧形弯曲。此处，“弧形”不限于完全的圆的一部分，例如也可以为椭圆、双曲线、正弦曲线等其他曲线的一部分。

以上进行了说明的弯曲部件10是通过如下方式形成的：对图3A所示的作为金属板的矩形原料金属板201实施拉深加工，由此形成图3B所示的拉深面板301，将该拉深面板301的不需要部分进行修整。

然而，在经过拉深加工制造被作成帽型截面的弯曲部件10的情况下，如图4所示，在对拉深面板301进行成型的阶段，在拉深面板301的凹状弯曲部的顶板301a和凸状弯曲部的凸缘301b，材料过多而容易产生褶皱。为了抑制产生褶皱，已知有效的是：通过提高坯料支架的加压力或者对坯料支架追加形成拉延筋的部位等，从而提高成型过程中的原料金属板201周围的束缚，抑制原料金属板201向坯料支架内流入。

然而，当对抑制原料金属板201向坯料支架内流入进行强化时，拉深面板301的凸状弯曲部的顶板301c、凹状弯曲部的凸缘301d、长边方向的两个端部301e、301e等各部分中板厚大幅减小，在原料金属板201为拉伸性特别低的材料(例如高张力钢)的情况下，这些各部分中据认为会产生裂纹。

因此，为了通过基于拉深成型的压制成型在不产生褶皱和裂纹的情况下制造构成车身骨架的一部分的前纵梁等那样的被作成帽型截面的弯曲部件，难以使用拉伸性低的高强度材料作为原料金属板201，不得不使用拉伸性高的低强度材料。

然而，通过使用本实施方式的帽型截面部件的制造装置500并经过后述的弯曲部件的制造工序，能够抑制上述褶皱、裂纹的产生。

(帽型截面部件的制造装置的构成)

图5示出了用于制造作为帽型截面部件的弯曲部件501的帽型截面部件的制造装置500的立体分解图。而且，弯曲部件501的构成为与上述弯曲部件10(参照图1A)大致相同的构成。另外，图6A是示出图5所示的制造装置在加工开始时的剖视图；图6B是示出图5所示的制造装置中原料金属板601被夹持和束缚在冲模502和衬垫503与支架505和冲头504之间的阶段的剖视图；图6C是示出从图6B所示的阶段至压入了冲头504的阶段的剖视图；进而，图6D是从图6C所示的阶段至进一步压入冲头504使冲头504相对于冲模502被完全压入的状态的剖视图。

如图5所示那样，帽型截面部件的制造装置500具备：冲模502，其具有包含弯曲部件501的纵壁501a、501b和向外的凸缘501d、501e各自的外表面侧形状的形状；衬垫503，其具有包含顶板501c的外表面侧形状的形状；冲头504，其以与冲模502和衬垫503相对置的方式配置，并具有包含弯曲部件501的顶板501c、纵壁501a、501b各自的内表面侧形状的形状；以及作为支架的坯料支架505，其具有包含向外的凸缘501d、501e的内表面侧形状的形状。

如图6A～图6D所示那样，冲模502配置在冲头504的上方一侧，在该冲模502的短边方向(纸面左右方向)的中央部分，形成有冲头504侧敞开的开口502a。另外，冲模502的开口502a的内壁被设定为包含弯曲部件501的纵壁501a、501b(参照图5)的外表面形状的成型面。进而，冲模502的短边方向的两侧部分中的坯料支架505侧的端面被设定为包含弯曲部件501的向外的凸缘501d、501e的纵壁501a、501b(参照图5)侧的面形状的成型面。另外，形成于冲模502的开口502a的封闭端(上端)与后述的衬垫加压装置506固定。进而，冲模502与例如气垫、液压装置、弹簧、电驱动装置等移动装置509连接。然后，通过移动装置509工作，冲模502可以向上下方向移动。

衬垫503配置在形成于冲模502的开口502a内，该衬垫503例如与气垫、液压装置、弹簧、电驱动装置等衬垫加压装置506连接。另外，衬垫503的冲模502侧的面被设定为包含弯曲部件501的顶板501c(参照图5)的外表面形状的成型面。然后，通过衬垫加压装置506工作，衬垫503被朝向冲头504侧按压，从而使得原料金属板601的短边方向(纸面左右方向)的中央部分601a被加压夹持在衬垫503与冲头504之间。

冲头504是通过如下方式形成的：使下模中与衬垫503在上下方向相对置的部位朝向衬垫503侧为凸状；该冲头504的侧方与后述的坯料支架加压装置507固定。另外，冲头504的外表面被设定为包含弯曲部件501的纵壁501a、501b和顶板501c(参照图5)的内表面的形状的成型面。

坯料支架505与例如气垫、液压装置、弹簧、电驱动装置等作为支架加压装置的坯料支架加压装置507连接。另外，坯料支架505中的冲模502侧的端面被设定为包含与弯曲部件501的向外的凸缘501d、501e的纵壁501a、501b(参照图5)相反侧面的形状的成型面。然后，通过坯料支架加压装置507工作，坯料支架505被朝向冲模502侧按压，从而使得原料金属板601的短边方向的两侧部分601b、601c被加压夹持。

接着，对以上述帽型截面部件的制造装置500对原料金属板601进行压制的工序进行说明。

首先，如图6A所示那样，原料金属板601配置在冲模502和衬垫503与冲头504和坯料支架505之间。

接着，如图6B所示那样，原料金属板601的中央部分601a即原料金属板601中的形成为顶板501c(参照图5)的部分通过衬垫503被按压至冲头504，并被加压和夹持在两者之间。进而，原料金属板601的两侧部分601b、601c即原料金属板601中的分别形成为纵壁501a、501b和向外的凸缘501d、501e(参照图5)的部分通过坯料支架505被按压至冲模502，并被加压和夹持在两者之间。

另外，通过衬垫加压装置506和坯料支架加压装置507工作，原料金属板601的中央部分601a和两侧部分601b、601c被以规定的按压力加压和夹持。其结果是，原料金属板601的中央部分601a和两侧部分601b、601c被形成为沿着加压弯曲面的弯曲形状的弯曲形状。

在该状态下，移动装置509工作，使坯料支架505和冲模502沿从冲模502向坯料支架505的方向(向下方侧)相对运动，由此形成弯曲部件501。另外，随着冲模502下降，衬垫加压装置506和坯料支架加压装置507向上下方向收缩。即使在衬垫加压装置506和坯料支架加压装置507向上下方向收缩之时，原料金属板601的中央部分601a和两侧部分601b、601c也被以规定的按压力加压。

如图6C所示那样，随着坯料支架505和冲模502移动，被夹持在冲模502和坯料支架505之间的原料金属板601流入冲头504与坯料支架505之间的开口502a内，由此形成纵壁501a、501b(参照图5)。

然后，如图6D所示那样，坯料支架505和冲模502移动规定的距离，并在纵壁501a、501b的高度成为规定的高度的时刻结束成型。

此处，在图6A～图6D所示的例子中，在冲头504和衬垫503不移动的状态下使坯料支架505和冲模502移动，由此形成弯曲部件501。然而，本发明不限于此，也可以如下所述形成弯曲部件501。

图7示出了用于制造弯曲部件501的另一个实施方式的帽型截面部件的制造装置600。另外，图8A是示出图7所示的制造装置在加工开始时的阶段的剖视图；图8B是示出原料金属板601被夹持和束缚在图7所示的制造装置的冲模602和衬垫603与坯料支架605和冲头604之间的阶段的剖视图；图8C是示出从图8B所示的阶段至压入了冲头604的阶段的剖视图；图8D是示出从图8C所示的阶段至进一步压入冲头704使冲头604相对于冲模602被完全压入的状态的剖视图。

帽型截面部件的制造装置600与图5和图6A～图6D所示的帽型截面部件的制造装置500不同，坯料支架605和冲头604设置在冲模602和衬垫603的上方侧。对于帽型截面部件的制造装置600而言，在将冲模602固定的同时，在坯料支架605将原料金属板601向冲模602按压且不移动的状态下使衬垫603和冲头604移动(下降)，由此形成弯曲部件501。而且，对于帽型截面部件的制造装置600和帽型截面部件的制造装置500而言，模具的相对运动是相同的，使用帽型截面部件的制造装置500、600中的任意一方均能够将原料金属板601形成为弯曲部件501。

接着，就在对原料金属板601进行压制之后即在形成弯曲部件501之后从帽型截面部件的制造装置500(模具)取出弯曲部件501的工序进行说明。

然而，如图9A～图9C所示那样，为了将弯曲部件501从帽型截面部件的制造装置500(模具)脱模，需要从图6D的状态将冲模502自冲头504向上方分离而在模具之间空出间隙。此时，如图9B和图9C所示那样，在衬垫503和坯料支架505分别被衬垫加压装置506和坯料支架加压装置507加压的情况下，弯曲部件501在脱模时从衬垫503和坯料支架505受到朝向互相相反方向的加压力，因此由于该朝向相反方向的加压力，导致如图9C所示那样弯曲部件501变形而破坏。

因此，如图10A～图10C所示那样，在将原料金属板601形成为弯曲部件501后，以使坯料支架505不与冲头504相对移动并使坯料支架505不将成型后的弯曲部件向冲模502按压的状态使冲模502和衬垫加压装置506自坯料支架505分离。由此，衬垫503对弯曲部件进行加压直到衬垫加压装置506伸至冲程末端，同时在衬垫加压装置506移动一定以上的距离而使衬垫加压装置506完全伸至冲程末端后，衬垫503从冲头504分离。由此，能够在弯曲部件501不会自衬垫503和坯料支架505同时受到加压的情况下将冲模502和衬垫503与坯料支架505和冲头504分离，能够在不变形的情况下将弯曲部件501从模具取出。

作为另一个实施方式，如图11A～图11C所示那样，在将原料金属板形成为弯曲部件501后，使衬垫503不与冲模502相对移动，并使衬垫503不将成型后的弯曲部件501向冲头504按压。当以该状态将衬垫503和冲模502自坯料支架505和冲头504分离时，坯料支架加压装置507伸至冲程末端，坯料支架505对弯曲部件进行加压。然后，若冲模502移动一定以上的距离而使坯料支架加压装置507完全伸至冲程末端，则此后坯料支架505从冲模502分离。由此，能够在弯曲部件501不会自衬垫503和坯料支架505同时受到加压的情况下将冲模502和衬垫503与坯料支架505和冲头504分离，能够将弯曲部件501从模具取出。

作为又一个实施方式，省略图示，在将原料金属板形成为弯曲部件501后，使衬垫503不与坯料支架505相对移动，并使衬垫503不将成型后的弯曲部件向冲头504按压。当以该状态将衬垫503与冲模502和坯料支架505自冲头504分离时，坯料支架505对弯曲部件501进行加压直至坯料支架加压装置507伸至冲程末端。然后，若冲模502移动一定以上的距离而使坯料支架加压装置507完全伸至冲程末端，则此后坯料支架505从冲模502分离。由此，能够在弯曲部件501不会自衬垫503和坯料支架505同时受到加压的情况下将冲模502和衬垫503与坯料支架505和冲头504分离，能够将弯曲部件501从模具取出。

由此，为了防止脱模时弯曲部件501损伤，只要将能够防止弯曲部件501自衬垫503和坯料支架505同时受到加压的加压限制装置设置于帽型截面部件的制造装置500就行。

以下，对设置于帽型截面部件的制造装置500的加压限制装置的具体构成进行说明。

(加压限制装置的构成)

如图12A所示那样，加压限制装置510具备被形成为矩形块状的作为加压限制部的浮动块514。另外，加压限制装置510具备作为保持部的一对保持臂511，其通过在弯曲部件501成型结束时与浮动块514接合而使该浮动块514与坯料支架505一体化，即，使浮动块514能够与坯料支架505一体移动。进而，加压限制装置510具备保持解除部515，其使由保持臂511对浮动块514的保持解除。

如图12B所示那样，两个浮动块514设置在基板508上。而且，以本实施方式对使用两个浮动块514的情况进行说明，但根据成型的弯曲部件501的形状、尺寸，可以设为仅使用一个浮动块，在衬垫负荷大的情况下，也可以使用三个以上。

两个浮动块514是使用具有即使受到衬垫503的加压力也不会产生压曲、塑性变形的刚性、强度的块状钢材形成的。另外，在基板508上，两个浮动块514以各自能够自由升降的方式配置在冲头504的长边方向的两侧。另外，如图12A所示那样，浮动块514的上方侧的部位被设定为侧视观察时宽度尺寸被作成为大致固定尺寸的块上部514a；浮动块514的下方侧的部位被设定为侧视观察时宽度尺寸被作成为块上部514a的宽度尺寸以上的尺寸并且以随着朝向上方侧宽度尺寸逐渐变窄的方式形成的块下部514b。在块上部514a，设置有后述的保持解除部515。另外，如图12C、图12D和图12E所示那样，在坯料支架505的长边方向的两个端部，形成有***块上部514a的块上部***孔505a。如图12A所示那样，在块下部514b的下端部，形成有后述的与保持臂511的接合部511c接合的凹状的被接合部514c。

如图12A和图12D所示那样，一对保持臂511配置在与块上部***孔505a一体形成的保持臂收纳孔505b内，并且一对保持臂511具备：旋转块511a，其是以侧视观察时上下方向被设定为长边方向的块状形成的；以及棒状的伸出部511b，其由旋转块511a向上方侧伸出。旋转块511a的下端部被设定为与浮动块514的形成于块下部514b的被接合部514c接合的钩状接合部511c。另外，旋转块511a的上部介由销516以能够自由旋转的方式支撑于坯料支架505。

在成型下止点，即，在弯曲部件501(参照图6D)成型结束时，如图12A所示那样，通过向一侧旋转(向箭头C1方向旋转)旋转块511a，使旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c接合。由此，如图12D所示那样，浮动块514能够与坯料支架505一体移动。另外，如图12A所示那样，在本实施方式中，装配了辊513的一对弹簧512与基板508(参照图12B)固定。然后，在成型下止点，一对弹簧512介由辊513按压保持臂511的旋转块511a，由此使旋转块511a向一侧旋转(向箭头C1方向旋转)，从而旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c接合。然后，在浮动块514与坯料支架505一起上升的过程中，衬垫503的一部分与浮动块514的上端部抵接。由此，衬垫503和冲头504的向靠近方向的移动被加压限制装置510阻止，从而成型后的弯曲部件501(参照图6D)脱模时在衬垫503与坯料支架505之间不加压，或者仅有小的压力作用。

从图12A所示的状态通过向另一侧旋转(沿箭头C2方向旋转)旋转块511a，旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c的接合解除。另外，在本实施方式中，后述的保持解除部515的一部分通过按压保持臂511的伸出部511b，使旋转块511a向另一侧旋转(沿箭头C2方向旋转)，从而旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c的接合解除。

保持解除部515具有倾倒板518。该倾倒板518配置在块上部514a的侧方侧敞开的开口514d内，并且中间部介由销517以能够倾倒的方式被支撑。在倾倒板518的上方侧，设置有配置在连通块上部514a的上端与开口514d的开口514e内的衬垫负荷传递棒519。另外，在倾倒板518的下方侧，设置有线圈弹簧520。

倾倒板518的一个端部518a从浮动块514朝向侧方侧突出，并且倾倒板518的一个端部518a如图12A和图12D所示那样，以浮动块514与坯料支架505一体化的状态配置在保持臂511的伸出部511b的上方侧。

衬垫负荷传递棒519配置在倾倒板518的另一个端部518b的上方侧。该衬垫负荷传递棒519通过由衬垫503向下方侧按压，从而衬垫负荷传递棒519按压倾倒板518的另一个端部518b。由此，在衬垫503与块上部514a的上端部抵接的状态下，倾倒板518的一个端部518a与保持臂511的伸出部511b分开。由此，使保持臂511能够向箭头C1方向旋转，从而如图12A所示那样使保持臂511的接合部511c能够与浮动块514的被接合部514C接合。

线圈弹簧520配置在倾倒板518的另一个端部518b的下方侧，该线圈弹簧520将倾倒板518的另一个端部518b朝向上方侧推压。由此，在衬垫503从块上部514a的上端部分开的状态下，倾倒板518的一个端部518a朝向保持臂511的伸出部511b侧倾倒，从而倾倒板518的一个端部518a按压保持臂511的伸出部511b。由此，通过弹簧512抵抗辊513的按压力而使旋转块511a沿箭头C2方向旋转，从而旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c的接合解除，即，由保持臂511对浮动块514的保持解除。

接着，对加压限制装置510的工作进行说明。

图13A和图14A示出弯曲部件501在成型开始前的状况。在图13B和图14B所示的时刻，原料金属板601被衬垫503和冲头504与冲模502和坯料支架505所夹持。而且，在本实施方式中，在衬垫503与浮动块514之间，夹装有调整用块521。由此，根据原料金属板601的板厚变动等来对间隙进行调整。另外，在本实施方式中，调整用块521分别与衬垫503的长边方向的两个端部固定。另外，以下的说明中，调整用块521与浮动块514抵接包含衬垫503与浮动块514直接抵接的情况。另外，在图13B和图14B所示的时刻，衬垫503的长边方向的两个端部隔着调整用块521与浮动块514的上端部抵接。

在图13C和图14C所示的时刻，随着坯料支架505和冲模502向下方侧移动，被夹持在冲模502与坯料支架505之间的原料金属板601流入冲头504与冲模502之间的开口502a内，形成弯曲部件501的纵壁501a、501b。然后，在图13D和图14D所示的时刻，坯料支架505和冲模502移动至成型下止点，从而弯曲部件501的成型结束。在该状态下，衬垫503的长边方向的两个端部也隔着调整用块521与浮动块514的上端部抵接。

另外，在坯料支架505移动至成型下止点时，如图12A所示那样，调整用块521向箭头Z方向下压衬垫负荷传递棒519的顶部，因此倾倒板518的一个端部518a从保持臂511的伸出部511b分离，保持臂511的接合部511c借助弹簧512的推压力而与浮动块514的被接合部514c接合。由此，坯料支架505与浮动块514连结；以后的脱模工序中，坯料支架505与浮动块514成为一体而上升。

另外，在该成型下止点以后，如图13E和图13F以及图14E和图14F所示那样，当坯料支架505与浮动块514一起上升时，与冲头504的上表面接触的弯曲部件501的顶板501c从冲头504的上表面分离。此处，在坯料支架505与浮动块514一起上升时，浮动块514介由保持臂511与坯料支架505连结，阻止衬垫503与坯料支架505上下靠近方向的相对移动。因此，脱模工序中即使由于来自衬垫加压装置506和坯料支架加压装置507(参照图11B)的力而受到向靠近方向的力，成型后的弯曲部件501也不会受到在衬垫503与坯料支架505之间变形的程度的加压。

然后，如图13G和图14G所示那样，通过冲模502上升至上止点，能够取出弯曲部件501。另外，在冲模502达到上止点时，在衬垫503从浮动块514分离的情况下，即，在装配于衬垫503的调整用块521从浮动块514分离的情况下，如图12D所示那样，借助线圈弹簧520的推压力，倾倒板518的一个端部518a按压保持臂511的伸出部511b。由此，沿箭头C2方向旋转旋转块511a，旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c的接合解除。然后，如图13G所示那样，浮动块514从块上部***孔505a和保持臂收纳孔505b(参照图12C)内落下而复归至基板508上的固定位置(参照图12B)。

如以上进行了说明的那样，本实施方式通过使用具备上述加压限制装置510的帽型截面部件的制造装置500，能够在不损伤成型后的弯曲部件501的情况下进行脱模。另外，根据本实施方式的帽型截面部件的制造装置50，与不具备上述加压限制装置510的现有的制造装置相比，能够在完全不会增加循环时间的情况下将弯曲部件501脱模。由此，能够以低成本量产弯曲部件501。

而且，以本实施方式对以通过使用保持臂511而使浮动块514能够与坯料支架505一体移动的方式构成的例子进行了说明，但本发明不限于此。即，只要是能够在成型下止点保持浮动块514并且在衬垫从两个浮动块514分离后将浮动块514分离的机构就行，同样可以适用。作为这样的机构，可例举出：

(1)插销式(在浮动块514上设置插销臂的类型)

(2)推杆式(从浮动块514或坯料支架505将弹簧式的销放入固定用孔中而一体化的方式)

(3)齿轮式(以衬垫503的按压保持内藏于浮动块514的齿轮，以内藏于坯料支架505的齿轮锁住)

(4)凸轮式(内藏与坯料支架505下降的动作相应地水平移动的凸轮，以凸轮前端将浮动块514锁住)

另外，以本实施方式对保持臂511的形成于旋转块511a的钩状接合部511c与浮动块514的形成于块下部514b的被接合部514c接合的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，如图15A和图15B所示那样，可以使保持臂511的形成于旋转块511a的作为接合部的接合凹部511d与浮动块514的形成于块下部514b的作为被接合部的接合凸部514f接合。

此外，以本实施方式对保持解除部515设置在浮动块514的块上部514a的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，如图16A所示那样，可以将具有与上述保持解除部515同样功能的保持解除部522设置于立设在作为基部的基板508的长边方向的两个端部的框部508a(也参照图12B)。该保持解除部522包含下述倾倒部524和线圈弹簧525来构成：倾倒部524，其介由托架523以能够倾倒的方式支撑于基板508的框部508a；线圈弹簧525，其将倾倒部524的前端侧524a向下方侧推压。对于该保持解除部522而言，在从图16B所示的成型下止点起坯料支架505和冲模502上升了规定的距离时，保持臂511的伸出部511b与倾倒部524的前端侧524a抵接，从而保持臂511的伸出部511b通过倾倒部524的前端侧524a向下方侧按压。由此，如图16C和图16D所示那样，旋转块511a的接合部511c与浮动块514的被接合部514c的接合解除。

进而，以本实施方式对通过使衬垫503的一部分隔着调整用块521与浮动块514的上端部抵接来抑制成型后的弯曲部件501在衬垫503与坯料支架505之间被加压的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，可以通过使与衬垫503一起移动的部件与浮动块514的上端部抵接，抑制成型后的弯曲部件501在衬垫503与坯料支架505之间被加压。

(本实施方式的作用以及效果、各种参数的适合值等)

接着，对本实施方式的作用以及效果、各种参数的适合值等进行说明。

如图12～图14G所示那样，在本实施方式中，上述的加压限制装置510设置于帽型截面部件的制造装置500。因此，能够借助加压限制装置510防止成型后的弯曲部件501脱模时被衬垫503和坯料支架505同时加压，以该状态将弯曲部件501从模具(坯料支架505、冲模502、冲头504和衬垫503)取出。

另外，在本实施方式中，在以图5～图6D所示的帽型截面部件的制造装置500形成弯曲部件501的纵壁501a、501b的期间，原料金属板601中的形成为顶板501c的部分被衬垫503和冲头504加压并夹持。因此，如果加压力充分，则原料金属板601中形成为顶板501c的部分在成型过程中不会在其厚度方向上变形，能够抑制该部分产生褶皱。此外，原料金属板601中的形成为向外的凸缘501d、501e的部分也被坯料支架505和冲模502加压并夹持，因此如果加压力充分，则原料金属板601中形成为向外的凸缘501d、501e的部分不会在其厚度方向上变形，能够抑制该部分产生褶皱。

然而，在上述加压力不充分的情况下，无法防止原料金属板601在其厚度方向上变形，导致原料金属板601中的形成为顶板501c的部分、形成为向外的凸缘501d、501e的部分产生褶皱。当以图5～图6D所示的帽型截面部件的制造装置500对制成汽车车身骨架的结构部件(例如前纵梁)中通常所使用的板厚为0.8mm～3.2mm并且抗拉强度为200MPa～1600MPa的钢板进行成型时，上述加压力优选为0.1MPa以上。

图17A示出在弯曲部件501的纵壁501a、501b所产生的应力。另外，图17B和图17C示出在弯曲部件501的纵壁501a、501b所产生的剪切褶皱。

如图17A所示那样，可知：在弯曲部件501的纵壁501a、501b成型前后，原料金属板601中的形成为纵壁501a、501b的部分伴随以剪切变形为主体的变形。通过伴随以剪切变形为主体的变形而形成弯曲部件501的纵壁501a、501b，抑制纵壁501a、501b的板厚与原料金属板601的板厚相比减少。由此，能够抑制在纵壁501a、501b产生褶皱、裂纹。

另外，在形成纵壁501a、501b期间，原料金属板601中形成为纵壁501a、501b的部分在剪切变形的最小主应变方向上压缩变形。因此，当冲模602与冲头604的间隙变大时，如图17B和图17C所示那样，在弯曲部件501的纵壁501a、501b产生剪切褶皱W。为了抑制该剪切褶皱W，有效的是：在形成纵壁501a、501b期间，减少冲模602与冲头604的间隙而使该间隙靠近原料金属板601的板厚。

如图18A～图18D所示那样，纵壁501a、501b与顶板501c所成的内角θ需要为90°以上以使得成型时不成为模具的负角，但比90°大太多时成型初始的间隙变大，因此为90°以上且更接近90°的角度是有利的。另外，在构成汽车车身骨架的结构部件中通常所使用的板厚为0.8mm～3.2mm、抗拉强度为200MPa～1600MPa的钢板中形成为纵壁501a、501b的高度为200mm以下的部件的情况下，顶板501c与纵壁501a、501b所成的内角优选为90°～92°，并且纵壁501a、501b成型结束时形成为纵壁501a、501b的部分中的冲模502与冲头504的间隙b优选为原料金属板601的板厚的100％～120％。

接着，以下述内容作为参数，对是否产生在弯曲部件501所产生的褶皱的验证结果进行说明：(1)纵壁501a、501b与顶板501c所成的角度；(2)模具间隙(相对于恒定的间隙b改变板厚t)；(3)对衬垫503施加的压力(衬垫压力)；(4)对坯料支架505施加的压力(支架压力)；以及(5)材料的抗拉强度。

图19A示出弯曲部件501的立体图；图19B是由上方观察图19A的弯曲部件501的俯视图；图19C是图19A的弯曲部件501的侧视图；图19D是示出沿图19C所示的A-A线切断后的弯曲部件501的截面的剖视图。另外，图20是模具的剖视图。

另外，上述表1中的角度θ如图19D所示那样是纵壁501a、501b与顶板501c所成的内角θ。此外，表1中的间隙b如图20所示那样是衬垫503与冲头504之间、冲模502与冲头504之间、冲模502与坯料支架505之间的间隙。

表1中的例1～19均为本实施方式的一个例子，表1中的“稍发生”表示产生了可允许程度的褶皱；(1)No.1～5为改变纵壁501a、501b与顶板501c所成的角度时的实例；(2)No.6～9为改变模具间隙、更详细而言是相对于恒定的间隙b改变板厚t时的实例；(3)No.10～13为改变对衬垫503施加的压力(衬垫压力)时的实例；(4)No.14～16为改变对坯料支架505施加的压力(支架压力)时的实例；(5)No.17～19为改变材料的抗拉强度时的实例。在各个例子中验证所制得的弯曲部件是否产生了褶皱。

如上述表所示那样，可知：在进行了验证的参数范围内，在弯曲部件501未产生作为产品不允许的褶皱。

而且，上述中对使用帽型截面部件的制造装置500(参照图5)形成弯曲后的帽型截面部件(弯曲部件501)的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，也可以通过上述帽型截面部件的制造装置500形成被作成沿长边方向为恒定截面并且侧视观察和俯视观察时不弯曲的帽型截面部件。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述内容，当然还可以在上述内容以外进行各种变形来实施。

另外，在2013年10月24日提交的日本专利申请2013-221522号的公开内容通过参照将其整体纳入本说明书。

Claims (8)

1.一种帽型截面部件的制造装置，其具备：

冲模，该冲模具有对金属板的两侧部分进行加压的成型面，并且具有开口；

冲头，该冲头与所述冲模的开口相向配置，并且合模时配置在所述开口内，具有对所述金属板的中央部分进行加压的成型面；

衬垫，该衬垫配置在形成于所述冲模的开口内，并且合模时将所述金属板的中央部分加压夹持在与所述冲头之间的成型面被设定为与所述冲头的成型面对应的成型面；

支架，该支架与所述冲模相向配置，并且合模时将所述金属板的两侧部分加压夹持在与所述冲模之间的成型面被设定为与所述冲模的成型面对应的成型面；以及

加压限制装置，该加压限制装置在形成截面为帽形状的帽型截面部件后脱模时与所述支架一起移动，并且该加压限制装置是包含夹在所述衬垫与所述支架之间对所述衬垫和所述支架向所述帽型截面部件的加压进行限制的加压限制部来构成的。

2.根据权利要求1所述的帽型截面部件的制造装置，其中，所述加压限制装置是包含保持解除部来构成的，所述保持解除部在所述支架移动规定的距离时使所述加压限制部能够相对于所述支架相对移动。

3.根据权利要求1或2所述的帽型截面部件的制造装置，其中，所述加压限制装置是包含保持部来构成的，所述保持部设置在所述支架上，并且在所述帽型截面部件成型结束时与所述加压限制部接合，在所述衬垫从所述加压限制部分离后与所述加压限制部的接合解除。

4.根据权利要求3所述的帽型截面部件的制造装置，其中，所述保持部以能够旋转的方式支撑于所述支架，

通过向一侧旋转所述保持部而使所述保持部与所述加压限制部接合，

通过向另一侧旋转所述保持部而使所述保持部与所述加压限制部的接合解除。

5.根据权利要求2、引用权利要求2的权利要求3、引用权利要求2的权利要求4中任一项所述的帽型截面部件的制造装置，其中，所述保持解除部通过与所述保持部抵接来使所述保持部与所述加压限制部的接合解除。

6.根据权利要求2或引用权利要求2的权利要求3～5中任一项所述的帽型截面部件的制造装置，其中，所述保持解除部与所述加压限制部设置为一体。

7.根据权利要求2或引用权利要求2的权利要求3～5中任一项所述的帽型截面部件的制造装置，其中，所述保持解除部设置在固定有所述冲头的基底部件上。

8.一种帽型截面部件的制造方法，其使用权利要求1～7中任一项所述的帽型截面部件的制造装置，并且经过成型工序和脱模工序，其中，

所述成型工序是：以所述冲头和所述衬垫夹持所述金属板的中央部分并以所述冲模和所述支架夹持所述金属板的两侧部分，由此形成向上下弯曲的金属板，并且使所述支架和所述冲模与所述冲头和所述衬垫向上下相对移动，由此形成所述帽型截面部件；

所述脱模工序是：以使所述衬垫与加压限制部抵接的状态使所述冲模和所述支架中的一者或双者向脱模方向移动，由此将所述帽型截面部件脱模。