JPH0751761A - 爆轟圧によるパネル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼張力鋼薄板からパネル部品を製造する。 【構成】 四角形の薄板の四隅を切り欠き、切り欠いた
部分から各辺を折り曲げるとともに、辺と辺の突き合わ
せ部を溶接して箱状体とし、この箱状体を成形型の上に
置き、可燃性混合気を着火することにより発生するデト
ネーション波をその進行とともに収束し、収束部で得ら
れる高圧を直接もしくは交換可能な膜体を介して液体ま
たは弾性体からなる圧力媒体に伝達して液圧または弾圧
に変換し、該液圧または弾圧により膜体を介しもしくは
直接に前記箱状体を前記成形型に圧して箱状のパネル部
品を製造するパネル部品の製造方法。 【効果】 形状凍結性のよいパネル部品を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高張力鋼板やアルミ
ニューム合金薄板等のように、スプリングバックの大き
な材料を自動車用等のパネル部品に成形する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車ボディシートに成形加工するため
の材料としては、従来から冷延鋼板が多く用いられてい
るが、近年自動車の燃費向上のために、車体の軽量化が
要望されるようになっている。そして、その要望を満た
すために、高張力鋼板が多用されるようになっている
が、最近では自動車ボディにアルミニューム合金薄板が
採用され始めている。

【０００３】高張力鋼板やアルミニューム合金薄板を、
自動車ボディパネルにプレス成形する上で最も問題とな
るのは、不十分な形状凍結に起因する面歪と呼ばれる形
状不良である。材料の強度が高くなるほど、あるいは弾
性係数が低いほどスプリングバックしやすく、面歪が発
生しやすい。このため、現状においてはプレス成形によ
り成形可能な材料は、引張強さがせいぜい３５〜４０ｋ
ｇ／ｍｍ² 程度の材料である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動車の車体の軽量化
を推進させるためには、前述したように引張強さ４０ｋ
ｇ／ｍｍ² 以上の高張力鋼板やアルミニューム合金薄板
を使用する必要があるが、これらの材料を自動車用パネ
ル部品に成形するためには、材料を成形型によくなじま
させ、スプリングバックによる面歪の少ない成形方法を
確立する必要がある。

【０００５】従来から、衝撃成形法が成形品の形状凍結
性に優れているということは知られているが、本発明者
等はこの衝撃成形法の一つである爆轟を利用した成形方
法を、特願昭０４−１３７５４９号において、「爆轟圧
力による難成形品の成形方法及び装置」のタイトルのも
とに提案している。

【０００６】しかし、衝撃成形を使用するかぎり、角形
状の部品を成形する場合には、平らな板を１回の衝撃成
形だけで、成形型の型底の隅角部に型形状になじませる
ことは、非常に困難であるという衝撃成形固有の問題点
がある。

【０００７】この発明は、従来の衝撃成形の上述のよう
な問題点を解消するためになされたものであり、衝撃成
形により角形状の部品を成形する場合に、被成形材料を
成形型に十分なじませることのできる衝撃成形方法を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る爆轟圧に
よるパネル部品の製造方法は、四角形の薄板の四隅を切
り欠き、切り欠いた部分から各辺を折り曲げるととも
に、辺と辺の突き合わせ部を溶接して箱状体とし、この
箱状体を成形型の上に置き、可燃性混合気を着火するこ
とにより発生するデトネーション波をその進行とともに
収束し、収束部で得られる高圧を直接もしくは交換可能
な膜体を介して液体または弾性体からなる圧力媒体に伝
達して液圧または弾圧に変換し、該液圧または弾圧によ
り膜体を介しもしくは直接に前記箱状体を前記成形型に
圧して箱状のパネル部品を製造するものである。

【０００９】

【作用】この発明に係る爆轟圧を適用したパネル部品の
成形方法は、次のようにして行われる。 正方形や長方形等四角形の高張力鋼の薄板の四隅
を、パネルに組立たときに所望する深さになるように切
り欠く。 切り欠いた部分から各辺を９０度折り曲げ、略箱形
にした後辺と辺の突き合わせ部を溶接する。

【００１０】 上述したようにして製造した箱状体
は、折り曲げた部分のコーナーの曲率半径が、スプリン
グバックのために大きくなっており、正確な箱状体とな
っていないので、この略箱状体を、爆轟圧力を利用した
成形装置の最終成形品の形状をした成形型上にセットす
る。 成形装置の着火室に理論混合比の可燃性混合ガスを
充填し、着火する。

【００１１】 着火すると火炎は爆轟（デトネーショ
ン）により、複数の誘導路を経て断面積が漸減する燃焼
室内を進行する。その際、各誘導路は等しい路程となっ
ているので、燃焼室の断面積最小端部には各誘導路の火
炎が同時に到達する。 燃焼室の断面積最小端部においては、火炎が収束さ
れるので火炎の圧力は増大し、最高の圧力となる。

【００１２】 この圧力は燃焼室に接続された圧力室
の圧力媒体（液体または弾性体）に伝達される。 圧力媒体に伝達された圧力は、液圧または弾圧とな
って膜体を介して、あるいは直接前記箱状体を成形型に
押し付け、成形により最終製品形状のパネル部品に成形
する。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例の爆轟圧によるパネル部品の
成形方法を、図１〜図３により説明する。図１は薄板を
折り曲げて略箱状体を製造する方法の説明図、図２は上
記略箱状体を爆轟圧により箱状のパネル部品に成形する
成形装置、図３は圧力媒体と成形型および成形部品の断
面図である。

【００１４】この成形方法においては、図１（ａ）に示
すように、高張力鋼の正方形や長方形の薄板１の四隅部
１ａを、四辺を折り曲げたときに所望の深さとなるよう
に切り欠く。次に、図１（ｂ）に示すように、四辺１ｂ
〜１ｅを切り欠いた部分から折り曲げ、図１（ｃ）に示
すように、辺と辺の突き合わせ部１ｆ〜１ｉを溶接し
て、略箱状体２を製造する。このようにして製造した略
箱状体２を最終パネル形状をした前記成形装置の成形型
３の上に置く。

【００１５】図２に示すように、この成形装置は、燃焼
室２１が下方に向け円錐状をしており、横断面における
断面積は上端部２１Ａで最大、下端部２１Ｂで最小とな
って収束部を形成するようになっている。上記燃焼室２
１の上端部２１Ａの内壁はやや上方に湾曲しており、こ
こに複数の孔状の誘導路２２が連通している。該複数の
誘導路２２は上方にて、円板空間状の分散室２３に収束
されている。該分散室２３は上方に延びる着火室２４が
連通接続されている。そして、該着火室２４の上部に
は、着火装置２６により作動する点火栓２５が設けられ
ていると共に、流量計２７、２８を経て燃料供給源２
９、酸化剤供給源３０がそれぞれ接続されている。な
お、３１は着火室２４内の圧力を確認するための圧力計
である。

【００１６】上記燃焼室２１の下端部２１Ｂは開口され
ており、ここに圧力室３２が接続されている。該圧力室
３２内には圧力媒体として弾性体または液体が収められ
ている。図示の場合ゴムの例が示されている。そしてそ
の直下には成形装置３３が設けられている。上記圧力室
３２には、図示の場合、圧力媒体としての水等の液体が
収容されているが、その液面は図のごとく上記燃焼室２
１の下端部２１Ｂに直接面していても、強靭かつ変形容
易な膜体で介面を形成していてもよい。上記圧力室３２
には弁を介して空気抜き用の管３４、そして弁を介して
液圧用の水等の液体供給装置３５が接続されている。

【００１７】上記成形装置３３は内部に、前記パネル部
品を成形するための成形型３を、交換可能に収容してい
る。上記成形装置３３には、上記成形型を貫通してその
上部空間に連通して、該空間を真空とするための真空ポ
ンプ装置３７が接続されている。該真空ポンプ装置３７
は既述の着火室２４にも接続されている。

【００１８】この装置により高圧液圧または弾圧の発生
させ、そしてこれを利用して前記パネル部品を、最終形
状にする成形は次のように行われる。 先ず、成形を受ける略箱状体２が、成形型３上にセ
ットされる。 次に、真空ポンプ装置３７によって着火室２４、分
散室２３、誘導路２２、そして燃焼室２１内が所定の真
空度とされる。またこれと同時に成形装置３３内も同様
に所定の真空度となるように吸引される。なお吸引時間
は数１０秒から数分でよい。

【００１９】 この後、圧力室３２には圧力媒体とし
てゴムが配置され、着火室２４、分散室２３、誘導路２
２そして燃焼室２１内には、ほぼ理論混合比の可燃性ガ
スが、燃料供給源２９、酸化剤供給源３０により充填さ
れる。 このような設定が完了した後、着火装置２６によっ
て点火栓２５を作動させる。着火室２４内では着火によ
り爆轟が起こり、その火炎が分散室２３そして誘導路２
２を経て燃焼室２１の上端部２１Ａに伝播される。その
際、複数の誘導路２２の路程はそれぞれ等しく設定され
ているので、複数の誘導路２２の火炎は同時に上記上端
部２１Ａに達する。

【００２０】 燃焼室２１内では火炎は上端部２１Ａ
から下端部２１Ｂへと進行するが、燃焼室２１の断面積
は下方に向け次第に小さくなっていくために、その圧力
は上昇し下端部２１Ｂではきわめて高圧となる。 上記燃焼室２１の下端部２１Ｂの開口部には、圧力
室３２内のゴムの端面が臨んでいるため、上記高圧は該
端面から図３に示すように、ゴム４中へと伝播され、前
記略箱状体２を成形型３に対して等圧に圧し成形する。

【００２１】このように成形すると、略箱状体２は最終
成形型３の形状に近い形状をしているので、衝撃力によ
り大きな初速を与えられて運動する略箱状体２は、型３
に達したときに十分な運動エネルギーを持っているの
で、非常に高い面圧力を受け、最終パネル部品形状に形
状凍結される。すなわち、コーナーの曲率半径の小さい
パネル部品を得ることができる。

【００２２】図４は、パネル部品を爆轟圧力を利用して
成形するときに使用する、他の成形装置の縦断面図であ
る。この成形装置は、図２に示した成形装置と共通部分
が多いので、共通部品には同一符号を符してその説明は
省略する。この成形装置においては、燃焼室２１’は半
径方向に拡がる横型に形成されている。該燃焼室２１’
は下方にふくらむ略球面の一部の上壁面によって中心に
向かってその断面積が減ずる形になっている。

【００２３】この成形装置は、装置寸法を高くできない
場合に都合がよい。作用に関しては、前実施例の場合と
同様であり、火炎は誘導路２２から燃焼室２１’の一端
部たる周囲部２１’Ａに到達した後、他端部たる中心部
２１’Ｂに向かって進行する。その進行の際、断面積の
減少に伴い圧力はきわめて高くなる。そして、その高圧
は圧力室３２内の圧力媒体に伝播され、成形装置３３に
おいて、成形型３上に置かれた略箱状体が、圧力媒体の
液圧または弾圧により成形され、パネル部品が得られ
る。

【００２４】

【発明の効果】この発明により、形状凍結性のよい高張
力鋼板のパネル部品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】略箱状体の製造手順を示す説明図である。

【図２】パネル部品を爆轟圧を利用して成形する成形装
置である。

【図３】圧力媒体と成形型および成形部品の断面図であ
る。

【図４】パネル部品を爆轟圧を利用して成形する他の成
形装置である。

【符号の説明】

１ 薄板 ２ 略箱状体 ３ 成形型 ４ 圧力媒体 ２１、２１’ 燃焼室 ２２ 誘導路 ２３ 分散室 ２４ 着火室 ２５ 点火栓 ２６ 着火装置 ２７、２８ 流量計 ２９ 燃料供給源 ３０ 酸化剤供給源 ３１ 圧力計 ３２ 圧力室 ３３ 成形装置 ３４ 空気抜き用の管 ３５ 液体供給装置 ３７ 真空ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四角形の薄板の四隅を切り欠き、切り欠
   いた部分から各辺を折り曲げるとともに、辺と辺の突き
   合わせ部を溶接して箱状体とし、この箱状体を成形型の
   上に置き、可燃性混合気を着火することにより発生する
   デトネーション波をその進行とともに収束し、収束部で
   得られる高圧を直接もしくは交換可能な膜体を介して液
   体または弾性体からなる圧力媒体に伝達して液圧または
   弾圧に変換し、該液圧または弾圧により膜体を介しもし
   くは直接に前記箱状体を前記成形型に圧して箱状のパネ
   ル部品を製造することを特徴とする爆轟圧によるパネル
   部品の製造方法。