カール径の寸法安定化を図る順送プレス金型事例｜SPC270Cブラケット

1. はじめに：ブラケット部品に求められる取付精度と耐振性

自動車のエンジン周辺で使用されるセンサーブラケットは、過酷な振動環境下においてもセンサーを確実に固定し、計測精度を維持するための高い取付精度が求められます。特にカール形状を有する部品においては、その内径寸法や同軸度が取付安定性に直結するため、金型設計段階での極めて緻密な作り込みが必要となります。

本事例では、SPC270C（板厚1.4mm）材を用いたブラケットの量産において、カール径の寸法安定化と金型の長寿命化をいかにして実現したか、当社の金型設計思想とともに解説いたします。

2. 金型事例の概要：SPC270C（t1.4mm）センサーブラケット

SPC270Cのような強度と延展性を併せ持つ材料においても、板厚1.4mmという比較的厚みのある材でのカール成形は、金型にかかる反力が大きく、微細な変動が寸法公差に大きく影響を及ぼします。

3. 解決すべき技術課題：カール成形における「寸法ばらつき」の要因

量産初期段階において分析されたカール径の不安定要因は、主に以下の3点に集約されました。

• カール径の寸法ばらつき： 材料流動の微細な変化や押さえ圧の不均一により、内側の応力分布が変動。これがカール径の設計値からのばらつきを招く原因となっていました。
• 金型剛性の不足による変位： カール成形時の高い荷重により、金型ベースやパンチ周辺に微小な変形が発生。この「逃げ」が再現性の低下を招き、寸法精度を不安定化させていました。
• 位置決め誤差の累積： 順送工程内でのワークの位置決め基準に曖昧さがあり、基準ずれが積み重なることで、最終的な曲げ量やカール径に影響を及ぼしていました。

4. 当社の設計指針：構造的アプローチによる安定化の実現

4-1. 金型剛性の徹底強化

成形時の変位を極限まで排除するため、金型ベースおよびホルダーの設計を再構築しました。特に応力が集中するパンチ周辺部には補強を施し、金型剛性を大幅に向上。これにより、常に一定の成形力をワークに伝達することが可能となり、カール径の再現性を飛躍的に高めました。

4-2. 製品中心基準による位置決め最適化

従来行われていたサイド基準の位置決めから、製品中心を基準とした位置決め方式へと抜本的に変更しました。この変更により、成形時の偏荷重を受けにくくなり、ワークが金型内で理想的な挙動を示すよう最適化。カール径の安定化だけでなく、製品全体の幾何公差の向上に寄与しています。

4-3. 工程分割による塑性流動のコントロール

大変形を伴うカール形成を一度の工程で行わず、複数の工程に分割する設計を採用しました。材料の流動を段階的に制御することで、過度な応力残留を防ぎ、加工後の戻りや反りを効果的に抑制。安定した寸法を維持できる工程バランスを構築しました。

5. 導入成果：量産品質の向上と金型の長寿命化

上記施策を反映した金型により、以下の成果を得ることに成功しました。

• 寸法精度の安定化： カール径のばらつきが解消され、自動車メーカーが求める厳しい公差内での加工精度を達成。
• 金型の長寿命化と保全コスト削減： 金型剛性の向上により、各部の摩耗や損傷が低減。メンテナンスの間隔を長く保てるようになり、トータルコストの削減に繋がりました。
• 歩留まりの改善： 位置決めの最適化により不良率が大幅に低減。SPC270C材においても高い歩留まりを維持した生産体制を確立しました。

6. よくある質問（FAQ）

7. まとめ・お問い合わせ

本事例におけるSPC270C（t1.4）材のブラケット製作では、金型剛性の強化、位置決め基準の見直し、および工程負荷の分散により、カール径の寸法安定化と金型の長寿命化を実現いたしました。順送プレス金型においても、緻密な構造設計により、難易度の高い形状の長期安定量産が可能です。