JPH07171630A - プレス曲げ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】曲げに起因する面粗度の悪化や、表面の膨らみ
あるいは凹みの発生を抑制し、仕上げ切削をしなくても
平坦面を確保できるプレス曲げ方法を提供する。 【構成】金属製ワーク１にプレス曲げ金型５を押し付け
ることにより、金型形状に沿ってワーク１を曲げ成形す
るプレス曲げ方法において、金型５の押付け時に、ワー
ク１の一部を該金型５によって潰して減肉させる。望ま
しくは、減肉量を０．０５〜０．５ｍｍに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用のエ
ンジンマウントブラケットやアッパーアームのような金
属製のプレス曲げ製品を製作するのに用いるプレス曲げ
方法に関し、特にワークが金属押出材を押出方向にスラ
イス状に切断することにより形成されている場合のプレ
ス曲げ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来のプレス曲げ方法によって
製作した自動車用のアッパーアーム（10）を示す。この
アッパーアーム（10）は、車体等への取付孔（11）を有
するリング状の取付部（12）と、該取付部（12）の外周
面に突出する二股状の腕部（13）と、各腕部（13）の先
端に設けられた外向きコ字状のチャンネル部（14）とを
一体に有する薄肉のものであり、リング状の取付部（1
2）が厚さ方向に側面視ヘ字状にプレス曲げされてい
る。（15）は曲げ部である。

【０００３】上記アッパーアーム（10）は、次のように
して製作されたものである。即ち、まず図１に示すよう
に、曲げ成形に供するワーク（１）を用意する。このワ
ーク（１）は、アルミニウム（その合金を含む、以下同
じ）等からなる金属製押出形材を、押出方向と直交する
平面内で厚さｔ0 にスライス切断されたものである。な
お、図１において図６に示したアッパーアーム（10）と
同一名称部分については同一の符号を付す。

【０００４】次に、上記ワーク（１）を、図５に示すよ
うな上金型（101 ）と下金型（102）とからなる１対の
プレス曲げ金型（103 ）に、切断面即ち厚さ方向の両面
が上下金型（101 ）（102 ）のプレス面（101a）（102
a）を向く態様で挟み、上下金型（101 ）（102 ）の一
方または両方を接近方向に移動させ、プレス面をワーク
（１）に押付ける。上金型（101 ）のプレス面（101a）
は、アッパーアーム（10）の所期する曲げ形状に対応し
て逆へ字状の凸面に形成される一方、下金型（102 ）の
プレス面（102a）は、逆へ字状の凹面に形成されてい
る。かつ、ワーク（１）の二股状腕部（13）及びチャン
ネル部（14）が適合される第１間隙（106 ）における対
向プレス面（101a）（102a）間の距離も、ワーク（１）
の取付部（12）が適合される第２間隙（105 ）における
対向プレス面（101a）（102a）間の距離も、いずれも同
一のｈ0 に設定されている。

【０００５】前記上下金型（101 ）（102 ）を接近方向
に移動させると、アッパーアーム（10）の曲げ部（15）
を形成する上金型（101 ）のプレス面の凸部（101b）が
ワーク（１）に当接し、さらにワーク（１）を加圧する
と、ワーク（１）は曲げモーメントを受けながら上下金
型（101 ）（102 ）のプレス面（101a）（102a）の形状
に沿って変形する。上下金型（101 ）（102 ）は対向プ
レス面（101a）（102a）間の距離がワークの肉厚ｔ0 に
合致するまで接近させる。その後、上下金型（101a）
（102a）を離間させ、図６に示すアッパーアーム（10）
を得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークの厚
さ方向両面は、押出材のスライス切断時の切断面である
ため、もともと面粗度が低下している。具体的には、押
出材表面の面粗度がＲmax １０〜２０μｍ程度であるの
に対し、切断面の面粗度は切断方式にもよるが概ねＲma
x ５０〜１００μｍ程度であり、切断によって面粗度は
低下している。

【０００７】このような切断による面粗度の悪化に加え
て、前記のような従来のプレス曲げ方法では、曲げによ
る剪断変形がワーク（１）の取付部（12）の取付孔（1
1）近傍まで及んで、取付孔周囲部の面粗度が益々悪化
するという欠点があった。しかも、面粗度の悪化のみな
らず、曲げによりマクロ的な膨らみや凹みも発生すると
いう欠点があった。このような面粗度の悪化は、疲労強
度の低下をもたらし、またマクロ的な膨らみや凹みは、
取付座面の平坦性確保を困難とするものであった。この
ため、面粗度の向上、平坦面確保のため爾後的な仕上げ
切削を施しているのが実情であり、工数増加によるコス
トアップの要因となっていた。

【０００８】この発明は、かかる欠点を解消するために
なされたものであって、切断や曲げに起因する面粗度の
悪化や、表面の膨らみあるいは凹みの発生を抑制し、仕
上げ切削をしなくても良好な面粗度、平坦面を確保でき
るプレス曲げ方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者は鋭意研究の結果、面粗度の悪化や表面の膨
らみ等の発生する部位を金型によって潰して他の部位よ
りも減肉させることにより、これらを抑制し得ることを
知見し、この発明を完成し得たものである。

【００１０】即ち、この発明に係るプレス曲げ方法は、
金属押出材を押出方向にスライス状に切断することによ
り形成されたワーク（１）の切断面に、プレス曲げ金型
（５）を押し付けることにより、金型形状に沿ってワー
ク（１）を曲げ成形するプレス曲げ方法であって、前記
金型（５）の押付け時に、前記ワーク（１）の切断面の
一部を該金型（５）によって潰して減肉させることを特
徴とするものである。

【００１１】この発明を、従来と同じく自動車用のアッ
パーアームの製造に適用する場合を例にとって説明する
と次のとおりである。

【００１２】まず、プレス曲げに供するワーク（１）を
用意する。このワーク（１）は従来と同じでありこれを
図１に示す。かかるワーク（１）は、従来と同じくアル
ミニウム等からなる押出形材を押出方向と直交する平面
で厚さｔ0 にスライス切断されたものである。

【００１３】次に、上記ワーク（１）を、図２に示すよ
うな上金型（３）と下金型（４）とからなる１対のプレ
ス曲げ金型（５）に、切断面即ち厚さ方向の両面が上下
金型（３）（４）のプレス面（3a）（4a）を向く態様で
挟むとともに、上下金型（３）（４）の一方または両方
を接近方向に移動させ、プレス面（3a）（4a）をワーク
（１）に押付ける。

【００１４】プレス曲げ金型（５）における上下金型
（３）（４）のプレス面（3a）（4a）は、従来と同じく
アッパーアームの所期する曲げ形状に対応するように逆
へ字状の曲面に形成されているが、従来と異なり、対向
プレス面（3a）（4a）間の距離に差異が設けられてい
る。具体的には、ワーク（１）の二股状腕部（13）及び
チャンネル部（14）が適合される第１間隙（６）におけ
る対向プレス面（3a）（4a）間の距離をｈ0 、ワーク
（１）の取付部（12）が適合される第２間隙（７）にお
ける対向プレス面（3a）（4a）間の距離をｈ1 とする
と、ｈ0 ＞ｈ1 に設定されている。

【００１５】而して、前記上下金型（３）（４）を接近
方向に移動させると、ワーク（１）は加圧されて上下金
型のプレス面（3a）（4a）の形状に沿って変形してい
く。上下金型（３）（４）の第１間隙（６）及び第２間
隙（７）における対向プレス面（3a）（4a）間の距離ｈ
0 、ｈ1 は、ｈ0 ＞ｈ1 に設定さているから、上下金型
（３）（４）をさらに接近させると、第２間隙（７）に
おける対向プレス面が先にワーク（１）の取付部（12）
に当接する。さらに上下金型（３）（４）を接近させる
と、ワーク（１）の取付部（12）は、上下金型によって
圧潰され、減肉される。上下金型（３）（４）の接近方
向への移動は、第１間隙（６）における対向プレス面
（3a）（4a）が、ワーク（１）の二股状腕部（13）及び
チャンネル部（14）に当接するまで、換言すれば上下金
型（３）（４）の第１間隙（６）における対向プレス面
（3a）（4a）間の距離ｈ0 が、ワーク（１）の肉厚ｔ0
に合致するまで行われる。従って、ワークの取付部（1
2）は、元の肉厚ｔ0 から（ｈ0−ｈ1 ）だけ減肉された
ことになる。

【００１６】このように、取付部（12）を圧潰して減肉
させることにより、取付孔（11）周囲部に、切断及び曲
げに起因して従来生じていた面粗度の悪化や、曲げに起
因する表面の膨らみ等を抑制することができる。この理
由は、曲げ部周辺に及ぶ塑性変形の影響で金型プレス面
に接しなくなる領域ができ、その領域において面粗度の
悪化や表面の膨らみが生じていたが、減肉させることに
よって平坦な金型プレス面と接する領域が増加すること
によるものと推測される。

【００１７】その後、上下金型（３）（４）を離間さ
せ、図３に示すような所期するアッパーアーム（２）を
得る。このアッパーアーム（２）は、腕部（13）及びチ
ャンネル部（14）の肉厚がｔ0 、取付部（12）の肉厚が
ｔ1 （ただしｔ0 ＞ｔ1 ）となっており、ｔ0 −ｔ1 ＝
ｈ0 −ｈ1 となっている。

【００１８】図４は、取付部（12）の減肉量（ｔ0 −ｔ
1 ）に対する取付孔（11）周囲部の面粗度及び平坦領域
の変化状態を示すグラフである。この発明において、取
付部（12）の減肉量（ｔ0 −ｔ1 ）は特に限定されるこ
とはないが、好ましくは図４のグラフからわかるよう
に、減肉量（ｔ0 −ｔ1 ）を０．０５〜０．５ｍｍに設
定するのが良い。減肉量（ｔ0 −ｔ1 ）が０．０５ｍｍ
未満では、面粗度の向上効果に乏しい。一方、０．５ｍ
ｍを越えても面粗度の向上効果が飽和するのみならず、
減肉量が大きくなって全体の形状が変化してしまう難点
が派生する。最適な減肉量は０．１〜０．３ｍｍであ
る。

【００１９】なお、以上の説明では、取付孔（11）周囲
部の面粗度の悪化及び表面の膨らみ等を抑制するため
に、ワーク（１）の取付部（12）を潰して減肉するもの
としたが、減肉する部位はこれに限定されることはな
く、要は面粗度の悪化や膨らみ等が生じる部位に対して
減肉を施せば良い。

【００２０】

【作用】プレス曲げ金型（３）（４）の押付け時に、ワ
ーク（１）のスライス切断面の一部を該金型によって潰
して減肉させることにより、減肉部分の面粗度が向上
し、マクロ的な膨らみや凹みが抑制される。

【００２１】

【実施例】Ａ６０６１−Ｔ4 からなるアルミニウム押出
材を、押出方向と直交する平面でスライス状にのこ切断
することにより、図１に示すアッパーアーム用ワーク
（１）を製作した。ワークの長さＬは２５０ｍｍ、肉厚
ｔ0 は２０ｍｍ、取付部（12）の外径Ｄ1 は５０ｍｍ、
取付孔（11）の直径Ｄ2 は３５ｍｍに設定した。

【００２２】一方、図２に示すように、それぞれ逆へ字
状のプレス面（3a）（4a）を有する上金型（３）と下金
型（４）からなり、第１間隙（６）における対向プレス
面（3a）（4a）間の距離ｈ0 と、第２間隙（７）におけ
る対向プレス面（3a）（4a）間の距離ｈ1 との差（ｈ0
−ｈ1 ）を各種に設定した複数種のプレス曲げ金型
（５）を用意した。

【００２３】そして、各プレス曲げ金型（５）の上下金
型（３）（４）間に、ワークの厚さ方向両面が上下金型
のプレス面（3a）（4a）を向く態様で、ワーク（２）を
配置するとともに、上下金型（３）（４）を接近させて
プレス曲げを行い、図３に示すアッパーアーム（２）を
製作した。プレス曲げは、第１間隙（６）における対向
プレス面（3a）（4a）がワーク（１）の上下両面に当接
するまで、つまり第１間隙（６）における対向プレス面
（3a）（4a）間の距離ｈ0 がワークの肉厚ｔ0に等しく
なるまで、上下金型（３）（４）を接近させることによ
り行った。

【００２４】上記により得られた各アッパーアーム
（２）の取付部（12）の肉厚ｔ1 は、二股状腕部（13）
及びチャンネル部（14）の肉厚ｔ0 よりも（ｈ0 −ｈ1
）だけ減肉されたものとなっている。そして、各アッ
パーアーム（２）の取付孔（11）周囲部の面粗度及び平
坦領域の増加度を調べた。減肉量（ｔ0 −ｔ1 ）に対す
る前記面粗度及び平坦領域の増加度の関係を、図４のグ
ラフに示す。

【００２５】また、減肉量（ｔ1 −ｔ2 ）に対する面粗
度の具体的数値を表１に示す。

【００２６】

【表１】 表１からわかるように、取付部（12）を減肉した本発明
実施品は、減肉をしない比較品よりも、取付孔（11）周
囲部の面粗度が向上していることを確認し得た。また、
減肉量が０．２ｍｍでは、減肉をしない場合に較べて取
付孔（11）周囲部の平坦領域が取付孔（11）の開口縁か
ら半径方向に５ｍｍ拡大しており、必要な座面が確保で
きた。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、金属押出材
を押出方向にスライス状に切断することにより形成され
たワークの切断面に、プレス曲げ金型を押し付けること
により、金型形状に沿ってワークを曲げ成形するプレス
曲げ方法であって、前記金型の押付け時に、前記ワーク
の切断面の一部を該金型によって潰して減肉させること
を特徴とするものであるから、ワーク切断面の粗度を減
肉部分において向上できるとともに、曲げにより生じる
面粗度の悪化をも抑制でき、減肉部分の疲労強度を増大
することができる。しかも、マクロ的な膨らみや凹みの
ない平坦な領域を拡大することができ、高精度、高品質
のプレス曲げ製品を提供できる。

【００２８】また、減肉量を０．０５〜０．５ｍｍに設
定することにより、プレス曲げ製品の全体形状を変える
ことなく、面粗度の悪化、表面の膨らみ等を確実かつ効
果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ) はプレス曲げする前のワークの一例を示
す正面図、（ｂ）は同じく側面図である。

【図２】本発明により図１のワークをプレス曲げしてい
る状態の正面図である。

【図３】（ａ）は本発明を適用したプレス曲げ成形品の
一例を示す正面図、（ｂ）は同じく斜視図である。

【図４】プレス曲げ時の減肉量と面粗度、平坦領域の関
係を示すグラフである。

【図５】従来法により図１のワークをプレス曲げしてい
る状態の正面図である。

【図６】（ａ）は従来法を適用したプレス曲げ成形品の
一例を示す正面図、（ｂ）は同じく斜視図である。

【符号の説明】

１…ワーク ２…アッパーアーム ５…プレス曲げ金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 泰 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 安岡 直志 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属押出材を押出方向にスライス状に切
   断することにより形成されたワーク（１）の切断面に、
   プレス曲げ金型（５）を押し付けることにより、金型形
   状に沿ってワーク（１）を曲げ成形するプレス曲げ方法
   であって、 前記金型（５）の押付け時に、前記ワーク（１）の切断
   面の一部を該金型（５）によって潰して減肉させること
   を特徴とするプレス曲げ方法。
2. 【請求項２】 ワーク（１）のプレス曲げ金型（５）に
   よる減肉量を０．０５〜０．５ｍｍに設定することを特
   徴とする請求項１に記載のプレス曲げ方法。