(57)【要約】【課題】本発明では、成形不良を生じることなく、長手方向に沿って天板部の側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品を精度良く成形することを課題とする。【解決手段】金属板１をプレス成形することにより、天板部２１と縦壁部２２とフランジ部２３とを備えた略ハット状の横断面を有し、長手方向に沿って、天板部２１側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品２を成形するプレス成形方法であって、金属板１の、プレス成形品２におけるフランジ部２３の湾曲部分に相当する箇所に切り欠き１１，１２を設ける工程と、金属板１をプレス成形して、プレス成形品２を成形する工程とを含むものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のワークをプレス成形することにより、天板部と縦壁部とフランジ部とを備えた略ハット状の横断面を有し、長手方向に沿って、前記天板部側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品を成形するプレス成形方法であって、
前記ワークの、前記プレス成形品における前記フランジ部の湾曲部分に相当する箇所に切り欠きを設ける工程と、
前記ワークをプレス成形して、前記プレス成形品を成形する工程とを含むことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
天板部と縦壁部とフランジ部とを備えた略ハット状の横断面を有し、長手方向に沿って、前記天板部側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品であって、
前記フランジ部の湾曲部分に切り欠きを有することを特徴とするプレス成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形方法、および、プレス成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体を構成する部材として、天板部と縦壁部とフランジ部とを備えた略ハット状の横断面を有し、長手方向に沿って、天板部側へ凸状に湾曲させた形状のものが存在する。この部材は、金属板（ワーク）を絞り加工することで、断面ハット形状を形成すると共に、上記湾曲形状が形成される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０１６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の絞り加工における湾曲成形により、湾曲部の内側であるフランジ部の側ではワークが圧縮成形され、湾曲部の外側である天板部の側ではワークが引っ張り成形されることになる。そして、この天板部の側では、引っ張り応力が大きくなると、ネッキングや割れ等の成形不良が生じてしまうという課題があった。
【０００５】
上記の課題に対して、従来は、引っ張り箇所に大きなアールを設ける等、プレス成形後の部材の形状を修正することで、成形時の材料の引き伸ばし量を減らし、引っ張り応力を緩和していた。しかし、このような対策は、最終的な製品形状に影響を与えてしまうため、対策を行う上での制約が大きく、有効な方法とならない場合が多かった。
【０００６】
また近年では、自動車部品の軽量化への要求の高まりから、高張力鋼板（ハイテン材）が用いられる傾向にあるが、このような高張力鋼板は高強度であるため、所望の形状に湾曲成形することがそもそも困難であるという課題もあった。
【０００７】
このような事情から、本発明では、成形不良を生じることなく、長手方向に沿って天板部の側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品を精度良く成形することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、平板状のワークをプレス成形することにより、天板部と縦壁部とフランジ部とを備えた略ハット状の横断面を有し、長手方向に沿って、前記天板部側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品を成形するプレス成形方法であって、前記ワークの、前記プレス成形品における前記フランジ部の湾曲部分に相当する箇所に切り欠きを設ける工程と、前記ワークをプレス成形して、前記プレス成形品を成形する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、ワークの湾曲成形時に湾曲部内側で生じる圧縮応力を小さくすることにより、湾曲部外側に生じる引っ張り応力も同時に小さくできる点に着目してなされたものである。つまり、ワークの湾曲部内側における圧縮量が大きくなるほど、湾曲部外側での引っ張り量が大きくなることからも分かるように、湾曲部内側に生じる圧縮応力と湾曲部外側に生じる引っ張り応力との間には相関があり、湾曲部内側の圧縮応力を小さくすることで、湾曲部外側の引っ張り応力を小さくすることができる。従って、本発明では、ワークの圧縮成形される箇所、つまり、フランジ部の湾曲部分に予め切り欠きを設けることで、該当箇所の剛性を低下させて曲げやすい形状に加工し、湾曲成形時に生じる圧縮応力を小さくする。これにより、引っ張り箇所である天板部における引っ張り応力も同時に小さくすることができ、ネッキングや割れ等の成形不良を防止することができる。
【００１０】
このように、本発明は、引っ張り成形される箇所そのものに対策を施すことなく、該当箇所の引っ張り応力を小さくできる点が従来の対策とは大きく異なっている。このため、引っ張り箇所が製品の意匠面である等、引っ張り箇所自体の形状の変更が困難な場合であっても、引っ張り応力を小さくすることが可能である。また、前述した引っ張り箇所の形状を修正する対策に加えて、本発明の上記対策を行うことも可能であり、ネッキングや割れ等の成形不良をより確実に防止し、その成形性を向上させることができる。
【００１１】
さらに、圧縮応力を小さくすることで、ワークを容易に湾曲させることができるようになり、ワークとして高張力鋼板のような高強度のものを用いた場合でも、その湾曲成形が可能になる。また、圧縮応力の低減により、成形後のプレス成形品のスプリングバックを抑制でき、プレス成形品の成形性を向上させることもできる。
【００１２】
また本発明は、天板部と縦壁部とフランジ部とを備えた略ハット状の横断面を有し、長手方向に沿って、前記天板部側へ凸状に湾曲した長尺のプレス成形品であって、前記フランジ部の湾曲部分に切り欠きを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、湾曲成形時のワークの圧縮箇所における圧縮応力を小さくすることで、ワークの引っ張り箇所における引っ張り応力を小さくし、プレス成形時の成形不良を防止してプレス成形品を精度良く成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】金属板の平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｂ）は、金属板をプレス成形する様子を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプレス成形品の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプレス成形品の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態のプレス成形品を成形するためのワークとして、図１に示すように、金属板（ワーク）１が用いられる。本実施形態では、金属板１として、高張力鋼板（ハイテン材）が用いられる。金属板１の図の上下方向の端部には、それぞれ切り欠き１１，１２が設けられる。
【００１７】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、本実施形態のプレス成形方法では、金属板１をプレス金型によって絞り加工することにより、天板部２１と縦壁部２２とフランジ部２３とを備えた略ハット状の横断面を有するプレス成形品２を成形する。
【００１８】
図３に示すように、プレス成形品２は、その長手方向に沿って、天板部２１の側（図の上側）へ凸状に湾曲した湾曲部２４を有する。湾曲部２４は、上記絞り加工により、ハット形状と共に形成される。湾曲部２４の内側部分、つまり、湾曲部２４におけるフランジ部２３の側は、絞り加工の際に部材が圧縮される圧縮側である。一方、湾曲部２４の外側部分、つまり、湾曲部２４における天板部２１の側は、部材が引き伸ばされる引っ張り側である。
【００１９】
湾曲部２４は、その高さが最も高くなる箇所、つまり、一点鎖線Ａを通る箇所で図の上方向への曲げ量が最大になり、フランジ部２３における圧縮応力も最大になる。本実施形態では、図４に示すように、フランジ部２３の圧縮応力が最大になる箇所の前後に切り欠き１１，１２を設ける。言い換えると、絞り加工前の金属板１に対して、プレス成形品２のフランジ部２３の湾曲部分において、一点鎖線Ａの前後部分に切り欠き１１，１２が配置されるように、金属板１のこの部分に相当する箇所に切り欠き１１，１２を設ける。
【００２０】
このように、絞り加工前に予め切り欠き１１，１２を設けることで、金属板１の該当箇所の剛性を小さくして曲げ成形しやすくすることができる。これにより、湾曲部２４成形時に、部材内に生じる圧縮応力を小さくし、湾曲部２４の外側で生じる引っ張り応力も小さくすることができる。従って、部材のネッキングや割れ等の成形不良を防止することができ、プレス成形品２の成形性を向上させることができる。
【００２１】
切り欠き１１，１２の配置やその大きさは、湾曲部２４におけるフランジ部２３の剛性と圧縮応力の低減効果との両方を考慮して設定することが好ましい。つまり、上記のように、金属板１に切り欠き１１，１２を設けて湾曲成形時の圧縮応力を低減させることで、プレス成形品２の成形性を向上させることができるが、一方で、切り欠きを過大な範囲で設けてしまうと、フランジ部２３の剛性が小さくなりすぎて、湾曲成形によりフランジ部２３に座屈が生じ、プレス成形品２の成形性に悪影響を与えてしまう。
【００２２】
例えば、圧縮応力を小さくすることだけを考慮すれば、切り欠きを、金属板１の圧縮応力が最大になる箇所｛図３の一点鎖線Ａに相当する箇所｝に設けたり、あるいは、図３の左右方向で、切り欠き１１から切り欠き１２の位置に亘る大きな一つの切り欠きを設けることもできるが、金属板の材質やプレス成形品２の形状等の各条件によっては、フランジ部２３の剛性が小さくなりすぎて、湾曲部２４内側で座屈を生じてしまう虞がある。
【００２３】
そこで本実施形態では、フランジ部２３の剛性と天板部２１の側に生じる圧縮応力との両方を考慮して、圧縮応力が最大になる箇所の前後に切り欠き１１，１２を設けている。これにより、圧縮応力が大きくなる付近に切り欠き１１，１２を設けて、圧縮応力を効果的に低減すると共に、最も圧縮応力の大きくなる位置を避けることで、フランジ部２３の剛性を一定以上確保することができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態では、プレス成形品２の湾曲成形時の圧縮応力を低減して、その作用として生じる引っ張り応力を低減し、引っ張り箇所における割れやネッキングを防止することができる。この際、圧縮箇所に切り欠き１１，１２を設けることで上記効果を得ることができ、引っ張り箇所そのものの形状を変更する等の必要がない。従って、引っ張り箇所である天板部２１や天板部２１側の縦壁部２２の部分が意匠面であり、その形状の変更が難しいような場合であったとしても、引っ張り応力を効果的に低減させることができる。
【００２５】
さらに、湾曲成形時の圧縮応力を低減することで、成形後のプレス成形品２の長手方向のスプリングバックを抑制することができ、プレス成形品２の成形性を向上させることができる。また、圧縮応力の低減により、本実施形態のように高強度の高張力鋼板を用いた場合でも、金属板１を所望の形状に湾曲成形することが容易になる。
【００２６】
本実施形態では、長手方向の一方側に設けられる切り欠き１１が、他方側に設けられる切り欠き１２よりもその長さが大きく設定されている。このように、それぞれの切り欠き１１，１２は、部材内に生じる圧縮応力の大きさやその分布等に応じて、それぞれの長さや幅を適宜調整することができる。
【００２７】
また本実施形態では、切り欠き１１，１２は、絞り加工のための成形金型に金属板１を設置する際の、位置決め部としての機能も兼ねている。
【００２８】
絞り成形により成形されたプレス成形品２は、その後、トリミング工程等の複数の工程を経て、最終的な製品が成形される。そして、このトリミング工程により、フランジ部２３の切り欠き１１，１２が設けられる箇所も切断される。つまり、本実施形態では、切り欠き１１，１２は、最終的な製品形状に不要な箇所に設けられる。従って、製品形状に影響を与えることなく、湾曲成形時の圧縮応力を低減させ、前述した効果を得ることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００３０】
以上の実施形態の切り欠きの配置や大きさはその一例であり、切り欠き１１と切り欠き１２のいずれか一方のみ、つまり、圧縮応力が最大になる箇所の一方側にのみ切り欠きを設けることもできるし、フランジ部２３の剛性が確保できれば、圧縮応力が最大になる箇所に切り欠きを設けたり、切り欠き１１から切り欠き１２の位置に亘る大きな切り欠きを設けることもできる。
【００３１】
以上の実施形態では、切り欠き１１，１２を設けたフランジ部２３の箇所を後工程で切断し、最終製品には切り欠き１１，１２が残らないものとしたが、これに限らず、切り欠き１１，１２がプレス成形品２の機能面や意匠性に悪影響を与えない場合には、切り欠き１１，１２を最終形状として残すこともできる。また、本実施形態のように、プレス成形品２は、最終的な製品を得る途中の中間成形品であってもよいし、最終製品であってもよい。
【００３２】
以上の実施形態では、ワークとして高強度の高張力鋼板を例示したが、軟鋼材であってもよい。
【００３３】
１        金属板（ワーク）
２        プレス成形品
１１      切り欠き
１２      切り欠き
２１      天板部
２２      縦壁部
２３      フランジ部
２４      湾曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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