(57)【要約】【課題】  しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、形状凍結不良（スプリングバック）を低減させて良好な形状凍結性を実現するためのプレス成形方法を提供する。【解決手段】  しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形方法において、パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積をｆとするとき、成形開始時点から全ストロークの９０％位置に到るまでの間はパンチ荷重ＰをｆのＡ％以下（但し、Ａ≦４５）に制御すると共に、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０、かつ、（Ｂ／Ａ）≧２）にまで高めるように制御するものであることを特徴とするアルミニウム合金板材のプレス成形方法。【選択図】図６
2010188403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形方法において、パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積をｆとするとき、成形開始時点から全ストロークの９０％位置に到るまでの間はパンチ荷重ＰをｆのＡ％以下（但し、Ａ≦４５）に制御すると共に、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０、かつ、（Ｂ／Ａ）≧２）にまで高めるように制御するものであることを特徴とするアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項２】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置に到るまでの間はパンチ荷重ＰをｆのＡ％以下（但し、Ａ≦３０）に制御すると共に、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０、かつ、（Ｂ／Ａ）≧３）にまで高めるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項３】
パンチ荷重を所定の値に制御する手段がしわ押さえ荷重及び加工速度の調整制御であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項４】
パンチ荷重測定手段でパンチ荷重を測定し、それが所定の値になるように測定したパンチ荷重に基づきしわ押さえ荷重及び加工速度を調整制御することを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項５】
パンチ荷重測定手段がパンチ内に設置されているものであることを特徴とする請求項４に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項６】
加工速度の調整制御がサーボ駆動にて実現されるものであることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項７】
しわ押さえ荷重の調整制御がサーボ駆動にて実現されるものであることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項８】
金型とアルミニウム合金板材との潤滑剤として防錆油若しくはプレス油又はその双方を使用していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【請求項９】
ワークに用いるアルミニウム合金板材が５０００系アルミニウム合金又は６０００系アルミニウム合金であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金板材のプレス成形方法に係わり、特に、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形においてパンチ荷重が所定範囲内となるようにしわ押さえ荷重及び加工速度を制御することによってスプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を実現するためのプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車体軽量化のために自動車部品にアルミニウム合金板材が適用されつつあるが、アルミニウム合金板材を自動車部品に成形する際に発生する形状凍結不良（スプリングバック）が問題になっている。この形状凍結不良は、最終製品の外観品質（部品間の建付け隙間の均一性の問題を含む。）を著しく損なうばかりでなく、成形後に行われる組立作業において溶接不良の原因ともなる。このため、プレス成形時の形状凍結不良の改善が切望されている。
【０００３】
曲げ加工で観察される形状凍結不良であるスプリングバックは、曲げ加工時に金型内のワークに生じた残留応力が除荷時に弾性回復変形するために生ずる現象で、成形終了時点での残留応力が板厚方向に不均一に分布することが原因である。
【０００４】
ハット型断面形状の部品をＵ字型の曲げ加工用金型を用いて成形した際に、型から開放するとワークのスプリングバックにより、角度変化、壁反りを生じる。この問題を解決するため、特許文献１にはプレス成形時のしわ押さえ力（本願に言う「しわ押さえ荷重」に相当する。）及びポンチ速度（本願に言う「加工速度」に相当する。）を調節することによって寸法精度の高い（スプリングバックの小さい）成形品を得る成形方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−６１９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、しわ押さえ力及びポンチ速度を調節することにより寸法精度を向上させる（スプリングバックを低減させる）発明が開示されている。しかし、本願発明者等は実験を重ね鋭意検討した結果、特許文献１に示されているように単にしわ押さえ力及びポンチ速度のみに着目して、それらをストロークの途中で変化させたとしても、スプリングバックを抑制できない場合があることを見出した。即ち、潤滑剤として用いる防錆油或いはプレス油等の特質（粘度、組成など）等にも着目して、それらを考慮した検討が必要であることが分かった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
而して、本願発明者等は、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、スプリングバックの発生がパンチ荷重と密接に関連していることを洞見し、その知見に基づき、プレス成形時のパンチ荷重が所定範囲内となるようにしわ押さえ荷重及び加工速度等を調整制御することによってこそスプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を確保することが可能になることを明らかにし、本発明をなしたものである。
【０００８】
即ち、スプリングバックを低減させるためには、曲げ加工の過程において発生した板厚方向の応力差を減少させることが効果的であるが、それは、特に成形ストロークの終盤においてワークに対して引張応力を負荷することによって実現させることが出来る。そして、ワークに対して引張応力を発生させるべく直接対応しているのはパンチ荷重であるから、従って、この目的を達成するためにはパンチ荷重を用いて検討することこそが理に適っているといえるのである。
【０００９】
次に、パンチ荷重は、単にしわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）だけで決定されるものではなく、アルミニウム合金板材の材料特性はもちろん、潤滑剤（防錆油、プレス油等）の特質（粘度、組成、その他）などにも依存して、それらが総合的に反映されて決定されるものであることを、以下に説明する。
【００１０】
しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形では、フランジ部においてワークの塑性変形抵抗荷重としわ押さえによる摩擦荷重が、また、ダイ肩部においてワークの塑性変形抵抗荷重と曲げ曲げ戻し抵抗荷重と摩擦荷重が発生している。それらの荷重が側壁部のワークを伝播し、そして、ワークとパンチ肩部が接している部分を介してパンチに伝わる。合算されたそれらの荷重がパンチ荷重となる。言い換えれば、パンチ荷重は、上記各部位で発生している荷重が側壁部のワークを伝播して、そして、ワークとパンチ肩部が接している部分を介してパンチが受けた荷重である。
【００１１】
上記した各種荷重の中で、しわ押さえによる摩擦荷重について見ると、これは金型とワークとの間の摩擦係数としわ押さえ荷重との積である。その摩擦係数は、金型内のワークの摺動速度（即ち、これは加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）に比例する。）に依存すると共に、しかし、それだけでなく、潤滑剤に用いている防錆油又はプレス油等の粘度、組成などにも大きく依存するのである。例えば、同じしわ押さえ荷重且つ同じ加工速度でも、高粘度のプレス油では摩擦係数が低くて摩擦荷重が小さいが、低粘度の防錆油では摩擦係数が高くて摩擦荷重が大きくなる。従って、同じしわ押さえ荷重且つ同じ加工速度でも、高粘度のプレス油ではパンチ荷重が小さいが、低粘度の防錆油ではパンチ荷重が大きいということになるのである。
【００１２】
即ち、パンチ荷重は、単にしわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）だけで決定されるものではなく、アルミニウム合金板材の材料特性はもちろん、潤滑剤（防錆油、プレス油等）の特質（粘度、組成、その他）などにも依存して、それらが総合的に反映されて決定されるのである。
【００１３】
即ち、以上に詳細に説明したように、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形においてスプリングバックを抑制するには、パンチ荷重に着目してそれを制御することこそが重要なのである。換言すれば、パンチ荷重に影響を及ぼす因子の中で、しわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）のみを考慮したのでは不十分で、他にもパンチ荷重に影響を及ぼす因子として、アルミニウム合金板材の材料特性はもちろん、潤滑剤（防錆油、プレス油等）の特質（粘度、組成、その他）なども考慮に入れる必要が有るのである。
【００１４】
具体的には、本発明は次の通りである。
（１）しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形方法において、パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積をｆとするとき、成形開始時点から全ストロークの９０％位置に到るまでの間はパンチ荷重ＰをｆのＡ％以下（但し、Ａ≦４５）に制御すると共に、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０、かつ、（Ｂ／Ａ）≧２）にまで高めるように制御するものであることを特徴とするアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００１５】
（２）成形開始時点から全ストロークの９０％位置に到るまでの間はパンチ荷重ＰをｆのＡ％以下（但し、Ａ≦３０）に制御すると共に、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０、かつ、（Ｂ／Ａ）≧３）にまで高めるように制御するものであることを特徴とする前記（１）に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００１６】
（３）パンチ荷重を所定の値に制御する手段がしわ押さえ荷重及び加工速度の調整制御であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００１７】
（４）パンチ荷重測定手段でパンチ荷重を測定し、それが所定の値になるように測定したパンチ荷重に基づきしわ押さえ荷重及び加工速度を調整制御することを特徴とする前記（３）に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００１８】
（５）パンチ荷重測定手段がパンチ内に設置されているものであることを特徴とする前記（４）に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００１９】
（６）加工速度の調整制御がサーボ駆動にて実現されるものであることを特徴とする前記（３）乃至前記（５）のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００２０】
（７）しわ押さえ荷重の調整制御がサーボ駆動にて実現されるものであることを特徴とする前記（３）乃至前記（６）のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００２１】
（８）金型とアルミニウム合金板材との潤滑剤として防錆油若しくはプレス油又はその双方を使用していることを特徴とする前記（１）乃至前記（７）のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【００２２】
（９）ワークに用いるアルミニウム合金板材が５０００系アルミニウム合金又は６０００系アルミニウム合金であることを特徴とする前記（１）乃至前記（８）のいずれかの項に記載のアルミニウム合金板材のプレス成形方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明法により、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、スプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例及び比較例のプレス成形に用いたプレス機械の概要構成を示す模式図である。
【図２】プレス成形におけるハット型断面を示す。
【図３】パンチ荷重測定装置の構成を示す模式図である。
【図４】実施例１の本発明例１及び比較例１に係るしわ押さえ荷重を示すグラフである。
【図５】実施例１の本発明例１及び比較例１に係る加工速度を示すグラフである。
【図６】実施例１の本発明例１に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図７】実施例１の比較例１に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図８】実施例１で成形したパネルの外観を示す写真である。
【図９】実施例２の本発明例２に係る加工速度を示すグラフである。
【図１０】実施例２の本発明例２に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図１１】実施例２で成形したパネルの外観を示す写真である。
【図１２】実施例３の本発明例３に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図１３】実施例３の比較例２に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図１４】実施例３で成形したパネルの外観を示す写真である。
【図１５】実施例４の本発明例４に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図１６】実施例４で成形したパネルの外観を示す写真である。
【図１７】比較例の比較例３〜８に係るしわ押さえ荷重を示すグラフである。
【図１８】比較例の比較例３〜５に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図１９】比較例の比較例６〜８に係るパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆを示すグラフである。
【図２０】比較例３〜５で成形したパネルの外観を示す写真である。
【図２１】比較例６〜８で成形したパネルの外観を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
前記した通り、スプリングバックを低減させるためには、曲げ加工の過程において発生した板厚方向の応力差を減少させることが効果的であるが、それは、パンチ荷重を増してワークに引張応力を負荷することによって実現させることが出来る。
【００２６】
パンチ荷重を増し始める時期については、曲げ加工の進行がほぼ完了したと見なせる成形ストロークの終盤であることが好ましい。何故ならば、せっかく引張応力を負荷して板厚方向の応力差を減少させ得たとしても、その後において更に曲げ加工が進行するならばワークには再び板厚方向の応力差が発生して来てしまうからである。従って、曲げ加工の進行を極力完了させるべく可能な限り遅い段階までパンチ荷重を低く保っておくことが望ましい。なお、後に説明するように、出来るだけ遅い段階までパンチ荷重を低く保っておくことは、片寄れ防止の観点からも好ましい。
【００２７】
しかし、パンチ荷重を増し始める起点が遅くなり過ぎると、ストロークの終点、即ち成形終了時点に到っても、パンチ荷重を所定の値にまで高めることが出来なくなってしまう。
【００２８】
パンチ荷重は、上に説明した事情から理解できるように厳密にどの時点から増し始めなければならないというものではないが、おおよそ全ストロークの９０％程度に到った時点から増し始めるのが良い。パンチ荷重を増し始める起点は出来るだけ成形ストロークの後段階に持って来て、かつ、成形終了時点にはパンチ荷重を確実に所定値にまで高め得るという、上記した相反する２つの命題を勘案しつつ検討した結果、パンチ荷重を増し始める時期は全ストロークの９０％位置を超えた時点とすれば良いことが分かった。
【００２９】
増大させるべきパンチ荷重の大きさについては、検討の結果、パンチ荷重Ｐをｆの７７％以上にすることにより、スプリングバックを著しく低減できて目的を果たせることが分かった。
但し、増大させた後のパンチ荷重Ｐをｆの９０％以上にしても、スプリングバックの抑制効果はそれ以上には向上せず、むしろパンチ肩部での極端な板厚減少が生じる可能性が高くなる。
従って、成形ストロークの終盤（全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。））において、スプリングバック低減の目的でワークに引張応力を負荷するためにパンチ荷重ＰをｆのＢ％にまで高めるというときの、Ｂの値については、７７≦Ｂ≦９０となるように制御することが好ましい。
【００３０】
ここで重要なことは、上記したパンチ荷重の増大のさせ方としては、それを増大させるべき成形ストロークの終盤におけるその時点まではパンチ荷重はなるべく低く保っておいて、その時点に到った時に一挙にそれを高めるようなやり方とすることが肝要である。即ち、その時点まではパンチ荷重をなるべく低く保つことにより曲げ加工が出来るだけスムーズに進むようにして、曲げ加工の進行は極力その時までに完了させるようにしておくことが望ましい。何故ならば、上にパンチ荷重を増し始める時期について説明した箇所でも述べた通り、せっかく引張応力を負荷して板厚方向の応力差を減少させ得たとしても、その後において更に曲げ加工が進行するならばワークには再び板厚方向の応力差が発生して来てしまうからである。一たびパンチ荷重を増大させて、ワークに引張応力を負荷したならば、その後においてはもはや曲げ加工の進行は無いようにすることが好ましい。
【００３１】
そこで、成形ストロークの終盤（全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。））においてパンチ荷重を増大させるとき、成形開始時点から全ストロークの９０％位置に到るまでの間のパンチ荷重ＰをｆのＡ％以下に制御すると共に、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０。）にまで高めるとすれば、（Ｂ／Ａ）≧２、好ましくは（Ｂ／Ａ）≧３となし得る程に、Ａ〜Ｂ間には大きさの差が存在することが望ましい。
【００３２】
前記したところ（段落００２８）に従ってＢを７７〜９０に制御しようとすれば、（Ｂ／Ａ）≧２となすためには、Ａは高々４５、即ちＡ≦４５としなければならず、また、（Ｂ／Ａ）≧３となすためには、Ａは高々３０、即ちＡ≦３０としなければならない。
【００３３】
ところで、ハット型断面形状の部品をＵ字型の曲げ加工用金型を用いてプレス成形する場合、パンチ荷重が大きくなることは、フランジ部での摩擦荷重が大きくなることであり、このことは、金型の両側にある左右のフランジ部摩擦荷重の間に不均衡が生じて来てしまう蓋然性が高くなることを意味する。即ち、ワークの流入が非対称になり、ワークがずれながら成形される現象（以後『片寄れ』という。）が生じ易くなってくる。
【００３４】
いったん片寄れが生じるとその非対称性はその後の加工で更に増幅されていくので、特にストロークの早い段階で生じた片寄れほど、その弊害は大きい。従って、特にストロークの早い段階でのパンチ荷重はなるべく低く抑えることが望ましい。パンチ荷重がｆの３０％を超えると片寄れが生じ易くなり、パンチ荷重がｆの５０％を超えると片寄れが生じる頻度は極めて高くなる。従って、片寄れ防止の点からは、パンチ荷重をｆの５０％以下、好ましくはｆの３０％以下に制御することが望ましい。
この値は、上述したスプリングバック低減のための要請である（Ｂ／Ａ）≧２、好ましくは（Ｂ／Ａ）≧３を満足するために必要となって来た条件（Ａ≦４５、好ましくはＡ≦３０）ともほぼ重なっている。
【００３５】
片寄れ防止の点のみから言えばパンチ荷重を低くしたままでも差し支えは無いのであるが、しかし、成形終了時までずっとパンチ荷重を低く保ち続けた場合には、ワークへの引張応力の負荷を実現させることが出来ないので、ワークに発生している残留応力の板厚方向の不均一性が解消されないままとなり、スプリングバックが引き起こされるようになってしまうことについては、上に述べた通りである。
【００３６】
また、スプリングバック低減の目的で成形ストロークの終盤においてパンチ荷重を増大させる方法としては、一挙にそれを高めるようなやり方とすることが肝要であることを前に述べた。このやり方は、片寄れ防止の点からも好ましく、金型の両側にあるフランジ部のしわ押さえ荷重を左右同時に増してワークの流入を左右同時に抑制させた上で、一挙にパンチ荷重を増大させるというやり方が望ましい。何故ならば、このときパンチ荷重を少しずつ高めると片寄れが生じ易いからである。
である。
【００３７】
本発明では、流入抵抗を負担しているパンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積ｆに対するパンチ荷重の割合を制御するので、パンチ下部にロードセルを設ける等して、パンチ荷重を計測できるようにすることが必要である。
【００３８】
アルミニウム合金板材のプレス成形においては、潤滑剤に防錆油或いはプレス油等を用いている場合、しわ押さえ荷重を増加させる或いは加工速度を低下させることによりパンチ荷重を増加させることが出来る。
【００３９】
これらを実現するためには、応答性に優れているサーボ駆動にて成形中の加工速度としわ押さえ荷重を可変制御することが好ましい。
【００４０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【実施例１】
【００４１】
■本発明例１
用いたプレス機械は図１に示すようなリンク機構をサーボモーターで制御するリンクサーボプレスであり、サーボモーターを駆動源とするサーボダイクッションが付随している。ダイを取り付けたスライドを上死点から下降させて、クッションパッドに接続されたブランクホルダーとダイとでワークの一部を狭持することによりワークにしわ押え荷重を発生させた後、スライド及びクッションパッドを同時に下降させることによりワークのしわ押え荷重を保持しつつワークの下方位置に固定されたパンチと前記ダイとでワークの成形加工を行うが、この工程において成形中の加工速度としわ押さえ荷重を可変制御することができる。
【００４２】
成形試験は図２に示すような幅１５０ｍｍ、高さ８０ｍｍのハット型断面の曲げ成形にて行った。なお、高さ８０ｍｍ部分のパンチとダイとのクリアランスは１．４ｍｍである。また、図３に示すようにパンチ下部にパンチ荷重測定用のロードセルを設置して、プレス成形中のパンチ荷重を測定した。
【００４３】
なお、先に〔課題を解決するための手段〕のところで、「しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形では、フランジ部においてワークの塑性変形抵抗荷重としわ押さえによる摩擦荷重が、また、ダイ肩部においてワークの塑性変形抵抗荷重と曲げ曲げ戻し抵抗荷重と摩擦荷重が発生している。それらの荷重が側壁部のワークを伝播し、そして、ワークとパンチ肩部が接している部分を介してパンチに伝わる。合算されたそれらの荷重がパンチ荷重となる。言い換えれば、パンチ荷重は、上記各部位で発生している荷重が側壁部のワークを伝播して、そして、ワークとパンチ肩部が接している部分を介してパンチが受けた荷重である。」と述べた。
【００４４】
ここで、これに関して付言しておく。上記の「側壁部」は、前記ハット型断面の「高さ８０ｍｍ部分」がこれに相当するが、其処のパンチとダイとのクリアランスは前記した通り１．４ｍｍである。従って、板厚１ｍｍのアルミニウム合金板材をプレス成形するときには、アルミニウム合金板材と金型との間には０．４ｍｍもの隙間余裕が存在することから、この「高さ８０ｍｍ部分」に由来する摩擦荷重は殆んど発生しないと考えられる。よって、前記ロードセルを用いて測定されるパンチ荷重は、前記フランジ部と前記ダイ肩部において発生した諸荷重の和になっているといえる。即ち、先に〔課題を解決するための手段〕において「フランジ部においてワークの塑性変形抵抗荷重としわ押さえによる摩擦荷重が、また、ダイ肩部においてワークの塑性変形抵抗荷重と曲げ曲げ戻し抵抗荷重と摩擦荷重が発生している。それらの荷重が側壁部のワークを伝播し、そして、ワークとパンチ肩部が接している部分を介してパンチに伝わる。」と述べた通りであるといえる。
【００４５】
表１に本発明例１の成形試験のワークとして用いた６０００系アルミニウム合金板材の特性を示す。
【表１】
2010188403.tif 000003
【００４６】
成形試験片の形状は、板厚１ｍｍ、板幅１００ｍｍ、板長３５０ｍｍの短冊形状である。
本発明例１の潤滑剤として用いたスギムラ化学工業（株）製の防錆油プレトンＲ−３０３Ｐの仕様を表２に示す。（なお、便宜上、表２には、後に説明する比較例１で用いた潤滑剤であるスギムラ化学工業（株）製の防錆油プレトンＲＳ−９６２の仕様も同時に示してある。）
【表２】
2010188403.tif 000004
【００４７】
図４に示すしわ押さえ荷重制御パターン、図５に示す速度制御パターンでプレス成形を行った。
しわ押さえ荷重は、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までは５０ｋＮ一定とし、成形高さ７５ｍｍ以降では３５０ｋＮに制御した。成形速度については、開始時は約１１０ｍｍ／ｓとし、その後は速度を常に低下させつつ成形を行なった。
【００４８】
成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で図６に示す。
成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までは、Ｐ／ｆが３０％以下となるように制御し、成形高さ７５ｍｍ以降には、しわ押さえ荷重を３５０ｋＮに調整制御することによって、成形終了時のＰ／ｆは８４％となるように制御した。
【００４９】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの１９％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「１９」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの８４％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「８４」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしている。
また、（Ｂ／Ａ）＝４．４である。
【００５０】
この成形試験の結果は、次に述べる比較例１の場合と比較しながら後に詳細に説明するが、良好な形状凍結性を示した。
【００５１】
■比較例１
上記本発明例１で用いたプレトンＲ−３０３Ｐの代りに、潤滑剤としてスギムラ化学工業（株）製の防錆油プレトンＲＳ−９６２を用いたこと以外は、前記本発明例１と全く同じ条件（プレス機械、ハット型断面形状、ワークとして用いたアルミニウム合金板材（６０００系アルミニウム合金）、成形試験片形状、図４のしわ押さえ荷重制御パターン、図５の速度制御パターン、など。）で成形試験を行なった。
【００５２】
プレトンＲＳ−９６２の仕様は既に表２に示しておいた。なお、プレトンＲＳ−９６２は精製鉱物油に防錆添加剤と潤滑添加剤を添加しており、防錆油とプレス油の中間的な油である。
【００５３】
成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で図７に示す。
前記本発明例１と同じしわ押さえ荷重制御パターン及び同じ速度制御パターンで制御したにも拘らず、用いた潤滑剤が異なることから成形終了時のＰ／ｆは４０％であった。なお、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのＰ／ｆは３０％以下となっている。
【００５４】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの９％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「９」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの４０％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「４０」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。
なお、（Ｂ／Ａ）＝４．４である。
【００５５】
この成形試験の結果は、下に詳細に説明するが、スプリングバックが大きかった。
【００５６】
■本発明例１と比較例１の形状凍結性の比較
表３に本発明例１と比較例１における形状凍結性の比較を示す。
【表３】
2010188403.tif 000005
【００５７】
スプリングバックを定量的に評価するために、ワークのパンチ底面から高さ６５ｍｍの位置における成形幅Ｗを実測し、設計幅Ｗ０からのずれの割合（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０を幅開き率と定義して形状凍結性の指標とした。
【００５８】
また、図８に成形パネルの外観を示す。
本発明例１のハット型曲げ成形では幅開き率が小さくて形状凍結性が良好であるのに対して、比較例１では幅開き率が大きかった。なお、本発明例１及び比較例１共に片寄れは生じていなかった。
【００５９】
このように、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形方法において、同一のしわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び同一の加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）という条件で加工したにも拘らず、形状凍結性が良好であったり劣悪であったりする場合が有る。
同一の加工条件で加工したにも拘らず、本発明例１では形状凍結性が良好であったのに、比較例１ではそれが劣悪となってしまったのは、潤滑剤が異なったことに基づく。
【００６０】
■しわ押さえ荷重を特許文献１の記載様式に換算
ここで、本発明例１及び比較例１のしわ押さえ荷重を特許文献１の「しわ押さえ力」に係る記載様式に換算してみる。
【００６１】
特許文献１の〔０ ０ ２ ８〕によれば、しわ押さえ力を板断面積で除した値を「張力換算とした値」としている。
【００６２】
まず、本発明例１及び比較例１における、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのしわ押さえ荷重５０ｋＮ（一定）については、次のようである。
【００６３】
板断面積は、板厚１ｍｍ、板幅１００ｍｍであり、ハット型断面の曲げ成形の場合、金型の両側２箇所にワークがあるので、
板断面積＝２箇所×板厚１ｍｍ×板幅１００ｍｍ＝２００ｍｍ２
である。従って、特許文献１に記載の「しわ押さえ力を張力換算した値」に相当する値としては、しわ押さえ荷重５０×１０３Ｎを板断面積２００ｍｍ２で除して２５０［Ｎ／ｍｍ２＝ＭＰａ］になる。これは、ワークの抗張力ＴＳ（本願の「引張強度ＴＳ」に相当する。２５６ＭＰａ）の『９８％』である。
【００６４】
また、本発明例１及び比較例１における、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）以降のしわ押さえ荷重３５０ｋＮを、上に述べた方法に準じて特許文献１に記載の「しわ押さえ力を張力換算した値」に直すと、１７５０ＭＰａとなる。これは、ワークの抗張力ＴＳ（２５６ＭＰａ）の『６８４％』である。
【００６５】
■特許文献１が好ましいとしている条件との関連
ところで、成形開始時の「しわ押さえ力」について、特許文献１は、５％以上が好ましいとしている。（〔請求項１〕及び〔００１６〕）
【００６６】
本発明例１及び比較例１の成形開始時のしわ押さえ荷重は、上に計算した通り金属薄板の抗張力（ＴＳ）の『９８％』であるから、これを満たす。
【００６７】
一方、成形終了時の「しわ押さえ力」については、特許文献１は、５０％以上が好ましいとしている。（〔請求項４〕（・・・増加した後のしわ押さえ力を張力換算で前記抗張力（ＴＳ）の５０％以上とし、・・・）及び〔００５８〕。）
【００６８】
本発明例１及び比較例１の成形終了時のしわ押さえ荷重は、上に計算した通り金属薄板の抗張力（ＴＳ）の『６８４％』であるから、これを満たす。
【００６９】
また、「ポンチ速度」について、特許文献１は、成形開始時は５００ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、ストロークの途中で０．５〜５０ｍｍ／ｓｅｃまで下げることが好ましいと記載している（請求項１及び請求項４）。
【００７０】
本発明例１及び比較例１における、成形開始時の加工速度は、図５の速度制御パターンから分かる通り、約１１０ｍｍ／ｓである。
また、本発明例１及び比較例１においては、速度を常に低下させつつ成形を行なっているので特許文献１のように或る値まで一挙に下げるというやり方ではないが、図５の速度制御パターンから分かる通り、成形高さ６６ｍｍ（即ち、全ストロークの８３％。）以降において加工速度は５０ｍｍ／ｓ以下になっている。
【００７１】
即ち、本発明例１及び比較例１の加工速度は、特許文献１が好ましいとしている「ポンチ速度」の条件を満たしている。
【００７２】
即ち、潤滑剤が異なる以外には全く同一の条件で加工した本発明例１も比較例１も、しわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）の双方につき、特許文献１が好ましいとしている条件は満たしている。
【００７３】
それにも拘らず、一方（本発明例１）は形状凍結性が良好であるものの、他方（比較例１）はそれが劣悪となってしまっているのである。比較例１で形状凍結性が劣る（即ち、幅開き率が大きい。）のは、実は、成形終了時のＰ／ｆ（即ち、パンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値。）が４０％と、本発明の範囲（７７％〜９０％）から外れているからである。
◎即ち、特許文献１が好ましいとする範囲の中にあっても、本発明の範囲から外れてしまうものは形状凍結性が劣悪となってしまうのである。
【００７４】
さて、先に説明したように（〔  〕）、特許文献１は、成形終了時の「しわ押さえ力」についてその下限を５０％とすることが好ましいとしている。
【００７５】
その上限については、特許文献１は、請求項の中では特に規定はしていないものの、「発明の詳細な説明」の〔００２４〕〜〔００２８〕において、「・・・・特に成形後期、・・・・しわ押さえ力を上げると共に・・・・、ポンチ肩が金属薄板と接触する際にしわ押さえ力を上げ、・・・・上記（４）記載のプレス成形におけるしわ押さえ力と速度の調整例を図４に示す。これは上記（１）に係る発明のしわ押さえ力をどの程度上げ、ポンチ速度をどの程度下げれば最良の効果が得られるかを示すものである。適正なしわ押さえ力Ｆ１は板断面積で除して張力換算とした値で金属薄板の抗張力（ＴＳ）の５０％以上であれば十分な効果が得られる。上限は特に定めないが、縦壁部での破断を抑えるためには前記抗張力（ＴＳ）の１２０％以下とすることが好ましい。」と記載して、上限を「１２０％」とすることが好ましいとしている。
【００７６】
ところが、本発明例１の結果（しわ押さえ荷重がＴＳの『６８４％』）から明らかなように、特許文献１が推奨する上記上限値（ＴＳの『１２０％』）よりは遥かに大きな値のしわ押さえ荷重の範囲であっても、ハット型曲げ成形において十分に良好な形状凍結性を確保することが可能なのである。本発明例１で形状凍結性が良好である（即ち、幅開き率が小さい。）のは、成形終了時のＰ／ｆを８４％と、本発明の範囲内（７７％〜９０％）となるように制御したからである。
◎即ち、特許文献１が好ましくないとする範囲であっても、本発明の範囲の中になっていれば良好な形状凍結性を得ることが可能なのである。
【００７７】
以上に説明したところを纏めると次の通りである。しわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）が特許文献１の推奨範囲内にあっても、パンチ荷重が本発明の範囲から外れてしまうものは形状凍結性が劣悪となってしまうし、逆に、それらが特許文献１の推奨範囲外であっても、パンチ荷重が本発明の範囲内になっていれば良好な形状凍結性を得ることが可能なのである。
【００７８】
即ち、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、スプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を実現するためには、本発明の『パンチ荷重』という判定基準を用いる方が、特許文献１が提案している判定基準（しわ押さえ力、ポンチ速度）を用いるよりも、より正確かつ適切であるということが出来るのである。
【実施例２】
【００７９】
■本発明例２
前記比較例１とほぼ同様の条件（プレス機械、ハット型断面形状、ワークとして用いたアルミニウム合金板材（６０００系アルミニウム合金）、成形試験片形状、図４のしわ押さえ荷重制御パターン、など。）にて、ハット型断面の曲げ成形試験を行った。潤滑剤も比較例１と同様にプレトンＲＳ−９６２を用いた。
【００８０】
但し、速度制御パターンについては、成形終了時のパンチ荷重をｆの７７％〜９０％の範囲内に制御することが出来るように、成形高さ７４ｍｍ（即ち、全ストロークの９３％。）以降には速度が５ｍｍ／ｓ以下となるように急減速させた。本発明例２における速度制御パターンを図９に示す。
【００８１】
図１０に成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で示す。成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのＰ／ｆは３０％以下、成形終了時のＰ／ｆは８３％となっている。
【００８２】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの２３％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「２３」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの８３％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「８３」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしている。
また、（Ｂ／Ａ）＝３．６である。
【００８３】
表４に本発明例２における形状凍結性を示す。（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０の意味は、前記実施例１の場合と同様である。
【表４】
2010188403.tif 000006
【００８４】
また、図１１に成形パネルの外観を示す。
本発明例２のハット型曲げ成形では、幅開き率が低減されて形状凍結性は良好で、また、片寄れも生じていなかった。
【００８５】
■本発明例２と前記比較例１との関連
実施例１のところで述べたように、同一の加工条件で加工したにも拘らず、前記本発明例１では形状凍結性が良好であったのに、前記比較例１ではそれが劣悪となってしまったのは、潤滑剤が異なったことに基づくものであった。
【００８６】
それに対して、本発明例２では、前記比較例１と全く同じ潤滑剤を用いたにも拘らず、形状凍結性を向上させることが出来た。これは、『しわ押さえ荷重』（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び『加工速度』（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）という視点にのみ拘泥することなく、新たに『パンチ荷重』という視点に着目し、その観点から逆に『しわ押さえ荷重』及び『加工速度』を制御するように変更したからである。
【００８７】
即ち、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、スプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を実現するためには、本発明の『パンチ荷重』という判定基準を用いる方が、特許文献１が提案している判定基準（しわ押さえ力、ポンチ速度）を用いるよりも、より正確かつ適切であるということが出来るのである。
【実施例３】
【００８８】
■本発明例３
ワークとして用いたアルミニウム合金板材が表５に示す５０００系アルミニウム合金板材であること以外は本発明例１と全く同様の条件（プレス機械、ハット型断面形状、成形試験片形状、潤滑剤プレトンＲ−３０３Ｐ、図４のしわ押さえ荷重制御パターン、図５の速度制御パターン、など。）にて、ハット型断面の曲げ成形試験を行なった。
【表５】
2010188403.tif 000007
【００８９】
成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で図１２に示す。
成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのＰ／ｆは３０％以下とし、成形高さ７５ｍｍ以降にはしわ押さえ荷重を３５０ｋＮに制御することによって成形終了時のＰ／ｆは７７％とした。
【００９０】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの２０％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「２０」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの７７％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「７７」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしている。
また、（Ｂ／Ａ）＝３．９である。
【００９１】
この成形試験の結果は、次に述べる比較例２の場合と比較しながら後に詳細に説明するが、良好な形状凍結性を示した。
【００９２】
■比較例２
上記本発明例３で用いたプレトンＲ−３０３Ｐの代りに、潤滑剤としてスギムラ化学工業（株）製の防錆油プレトンＲＳ−９６２を用いた以外は、前記本発明例３と全く同じ条件（プレス機械、ハット型断面形状、ワークとして用いたアルミニウム合金板材（５０００系アルミニウム合金）、成形試験片形状、図４のしわ押さえ荷重制御パターン、図５の速度制御パターン、など。）で成形試験を行なった。
【００９３】
成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で図１３に示す。
前記本発明例３と同じしわ押さえ荷重制御パターン及び同じ速度制御パターンで制御したにも拘らず、用いた潤滑剤が異なることから成形終了時のＰ／ｆは３３％であった。なお、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのＰ／ｆは３０％以下となっている。
【００９４】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの１０％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「１０」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの３３％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「３３」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。
なお、（Ｂ／Ａ）＝３．３である。
【００９５】
この成形試験の結果は、下に詳細に説明するが、スプリングバックが大きかった。
【００９６】
■本発明例３と比較例２の形状凍結性の比較
表６に本発明例３と比較例２における形状凍結性の比較を示す。（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０の意味は、前記実施例１の場合と同様である。
【表６】
2010188403.tif 000008
【００９７】
また、図１４に成形パネルの外観を示す。
本発明例３のハット型曲げ成形では幅開き率が小さくて形状凍結性が良好であるのに対して、比較例２では幅開き率が大きかった。なお、本発明例３及び比較例２共に片寄れは生じていなかった。
【００９８】
このように、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形方法において、同一のしわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び同一の加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）という条件で加工したにも拘らず、形状凍結性が良好であったり劣悪であったりする場合が有る。
【００９９】
同一の加工条件で加工したにも拘らず、本発明例３では形状凍結性が良好であったのに、比較例２ではそれが劣悪となってしまったのは、潤滑剤が異なったことに基づく。
先に、実施例１で６０００系アルミニウム合金板材について確認した現象は、本５０００系アルミニウム合金板材についても同様に生じていることが確認されたといえる。
【０１００】
■しわ押さえ荷重を特許文献１の記載様式に換算
ここで、本発明例３及び比較例２のしわ押さえ荷重を特許文献１の「しわ押さえ力」に係る記載様式に換算してみる。
【０１０１】
本発明例３のしわ押さえ荷重制御パターンは前記本発明例１と全く同一であるから、本発明例１において述べたところがほぼそのまま準用される。但し、ワークとして用いたアルミニウム合金板材が６０００系アルミニウム合金から５０００系アルミニウム合金に変わっていることにより、ワークの抗張力ＴＳ（本願の「引張強度ＴＳ」に相当する。）が２５６ＭＰａから２７２ＭＰａに変わっている。
【０１０２】
即ち、本発明例３及び比較例２における、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのしわ押さえ荷重５０ｋＮ（一定）については、特許文献１に記載の「しわ押さえ力を張力換算した値」に相当する値は２５０ＭＰａとなる。これは、ワークの抗張力ＴＳ（本願の「引張強度ＴＳ」に相当する。）２７２ＭＰａの『９２％』である。
【０１０３】
また、本発明例３及び比較例２における、成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）以降のしわ押さえ荷重３５０ｋＮについては、特許文献１に記載の「しわ押さえ力を張力換算した値」に相当する値は１７５０ＭＰａとなる。これは、ワークの抗張力ＴＳ（本願の「引張強度ＴＳ」に相当する。）２７２ＭＰａの『６４３％』である。
【０１０４】
■特許文献１が好ましいとしている条件との関連
ところで、特許文献１は、成形開始時の「しわ押さえ力」について、前述した通り５％以上が好ましいとしている。
【０１０５】
本発明例３及び比較例２の成形開始時のしわ押さえ荷重は、上に計算した通り金属薄板の抗張力（ＴＳ）の『９２％』であるから、これを満たす。
【０１０６】
一方、成形終了時の「しわ押さえ力」については、特許文献１は、前述した通り５０％以上が好ましいとしている。
本発明例３及び比較例２の成形終了時のしわ押さえ荷重は、上に計算した通り金属薄板の抗張力（ＴＳ）の『６４３％』であるから、これを満たす。
【０１０７】
また、「ポンチ速度」について、特許文献１は、前述した通り、成形開始時は５００ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、ストロークの途中で０．５〜５０ｍｍ／ｓｅｃまで下げることが好ましいと記載している（請求項１及び請求項４）。
本発明例３及び比較例２における、成形開始時の加工速度は、図５の速度制御パターンから分かる通り、約１１０ｍｍ／ｓである。
【０１０８】
また、本発明例３及び比較例２においては、速度を常に低下させつつ成形を行なっているので特許文献１のように或る値まで一挙に下げるというやり方ではないが、図５の速度制御パターンから分かる通り、成形高さ６６ｍｍ（即ち、全ストロークの８３％。）以降において加工速度は５０ｍｍ／ｓ以下になっている。
【０１０９】
即ち、本発明例３及び比較例２の加工速度は、特許文献１が好ましいとしている「ポンチ速度」の条件を満たしている。
【０１１０】
即ち、潤滑剤が異なる以外には全く同一の条件で加工した本発明例３も比較例２も、しわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）の双方につき、特許文献１が好ましいとしている条件は満たしている。
【０１１１】
それにも拘らず、一方（本発明例３）は形状凍結性が良好であるものの、他方（比較例２）はそれが劣悪となってしまっているのである。比較例２で形状凍結性が劣る（即ち、幅開き率が大きい。）のは、実は、成形終了時のＰ／ｆ（即ち、パンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値。）が３３％と、本発明の範囲（７７％〜９０％）から外れているからである。
◎即ち、特許文献１が好ましいとする範囲の中にあっても、本発明から外れてしまうものは形状凍結性が劣悪となってしまうのである。
【０１１２】
さて、特許文献１は、前述した通り、成形終了時の「しわ押さえ力」の上限について、請求項の中では特に規定はしていないものの、「発明の詳細な説明」においてそれを「１２０％」とすることが好ましいとしている。
【０１１３】
ところが、本発明例３の結果（しわ押さえ荷重がＴＳの『６４３％』）から明らかなように、特許文献１が推奨する上記上限値（ＴＳの『１２０％』）よりは遥かに大きな値のしわ押さえ荷重の範囲であっても、ハット型曲げ成形において十分に良好な形状凍結性を確保することが可能なのである。本発明例１で形状凍結性が良好である（即ち、幅開き率が小さい。）のは、成形終了時のＰ／ｆを７７％と、本発明の範囲内（７７％〜９０％）となるように制御したからである。
◎即ち、特許文献１が好ましくないとする範囲であっても、本発明の範囲になっていれば良好な形状凍結性を得ることが可能なのである。
【０１１４】
このように、実施例１（本発明例１と比較例１）において確認された状況は、対象とするアルミニウム合金板材を変えた本実施例３（本発明例３と比較例２）についても同様であることが確認された。
【０１１５】
即ち、しわ押さえ荷重（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び加工速度（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）が特許文献１の推奨範囲内にあっても、パンチ荷重が本発明の範囲から外れてしまうものは形状凍結性が劣悪となってしまうし、逆に、それらが特許文献１の推奨範囲外であっても、パンチ荷重が本発明の範囲内になっていれば良好な形状凍結性を得ることが可能なのである。
【０１１６】
即ち、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、スプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を実現するためには、本発明の『パンチ荷重』という判定基準を用いる方が、特許文献１が提案している判定基準（しわ押さえ力、ポンチ速度）を用いるよりも、より正確かつ適切であるということが出来るのである。
【実施例４】
【０１１７】
■本発明例４
前記比較例２とほぼ同様の条件（プレス機械、ハット型断面形状、ワークとして用いたアルミニウム合金板材（５０００系アルミニウム合金）、成形試験片形状、図４のしわ押さえ荷重制御パターン、など。）にて、ハット型断面の曲げ成形試験を行った。潤滑剤も比較例２と同様にプレトンＲＳ−９６２を用いた。
【０１１８】
但し、速度制御パターンについては、成形終了時のパンチ荷重をｆの７７％〜９０％の範囲内に制御することが出来るように、成形高さ７４ｍｍ（即ち、全ストロークの９３％。）以降には速度が５ｍｍ／ｓ以下となるように急減速させた。本発明例４における速度制御パターンを図９に示す。
【０１１９】
図１５に成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で示す。成形高さ７５ｍｍ（即ち、全ストロークの９４％。）までのＰ／ｆは３０％以下、成形終了時のＰ／ｆは７８％となっている。
【０１２０】
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの２０％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「２０」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの７８％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「７８」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしている。
また、（Ｂ／Ａ）＝３．９である。
【０１２１】
表７に本発明例４における形状凍結性を示す。（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０の意味は、前記実施例１の場合と同様である。
【表７】
2010188403.tif 000009
【０１２２】
また、図１６に成形パネルの外観を示す。
本発明例４のハット型曲げ成形では、幅開き率が低減されて形状凍結性は良好で、また、片寄れも生じていなかった。
【０１２３】
■本発明例４と前記比較例２との関連
実施例３のところで述べたように、同一の加工条件で加工したにも拘らず、前記本発明例３では形状凍結性が良好であったのに、前記比較例２ではそれが劣悪となってしまったのは、潤滑剤が異なったことに基づくものであった。
【０１２４】
それに対して、本発明例４では、前記比較例２と全く同じ潤滑剤を用いたにも拘らず、形状凍結性を向上させることが出来た。これは、『しわ押さえ荷重』（特許文献１でいう「しわ押さえ力」。）及び『加工速度』（特許文献１でいう「ポンチ速度」。）という視点にのみ拘泥することなく、新たに『パンチ荷重』という視点に着目し、その観点から逆に『しわ押さえ荷重』及び『加工速度』を制御するように変更したからである。
【０１２５】
即ち、しわ押さえ荷重を付与しながらハット型断面形状に曲げ加工するアルミニウム合金板材のプレス成形において、スプリングバックを低減させて良好な形状凍結性を実現するためには、本発明の『パンチ荷重』という判定基準を用いる方が、特許文献１が提案している判定基準（しわ押さえ力、ポンチ速度）を用いるよりも、より正確かつ適切であるということが出来るのである。
【実施例５】
【０１２６】
■比較例３〜５
しわ押さえ荷重制御パターンを変更したこと以外は、前記の本発明例１と全く同様の条件（プレス機械、ハット型断面形状、ワークとして用いたアルミニウム合金板材（６０００系アルミニウム合金）、成形試験片形状、潤滑剤プレトンＲ−３０３Ｐ、図５の速度制御パターン、など。）にて、ハット型断面の曲げ成形試験を行った。
【０１２７】
しわ押さえ荷重は図１７に示す通りそれぞれ５０ｋＮ（比較例３）、１００ｋＮ（比較例４）、１５０ｋＮ（比較例５）の一定にした。
【０１２８】
成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で図１８に示す。
＜比較例３＞
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの２１％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「２１」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの２８％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「２８」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。
なお、（Ｂ／Ａ）＝１．３である。
＜比較例４＞
図１８から、比較例３と同様にして調べてみると、Ａ＝４２、Ｂ＝５３（即ち、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。）、（Ｂ／Ａ）＝１．３である。
＜比較例５＞
図１８から、比較例３と同様にして調べてみると、Ａ＝５９、Ｂ＝７３（即ち、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。）、（Ｂ／Ａ）＝１．２である。
【０１２９】
比較例３では、Ｐ／ｆは、成形終了時も含めて３０％以下であった。
比較例４では、成形高さ約２５ｍｍ（即ち、全ストロークの３１％。）においてＰ／ｆが３０％を越えてしまった。
また、比較例５では、成形高さ約１５ｍｍ（即ち、全ストロークの１８％。）においてＰ／ｆが３０％を越えてしまった。
【０１３０】
表８に形状凍結性を示す。（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０の意味は、前記実施例１の場合と同様である。
【表８】
2010188403.tif 000010
【０１３１】
また、図２０に成形パネルの外観を示す。
比較例３〜５の全てにおいて、何れも幅開き率の低減が不十分であり、また、比較例５では片寄れも生じていた。
【０１３２】
■比較例６〜８
しわ押さえ荷重制御パターンを変更したこと以外は、前記の本発明例３と、全く同様の条件（プレス機械、ハット型断面形状、ワークとして用いたアルミニウム合金板材（５０００系アルミニウム合金）、成形試験片形状、潤滑剤プレトンＲ−３０３Ｐ、図５の速度制御パターン、など。）にて、ハット型断面の曲げ成形試験を行った。
【０１３３】
しわ押さえ荷重は図１７に示す通りそれぞれ５０ｋＮ（比較例６）、１００ｋＮ（比較例７）、１５０ｋＮ（比較例８）の一定にした。
【０１３４】
成形中のパンチ荷重Ｐをｆ（パンチ肩部のワークの断面積Ａ０とワークの引張強度ＴＳの積）で除した値Ｐ／ｆをパーセンテージ表示で図１９に示す。
＜比較例６＞
成形開始時点から全ストロークの９０％位置（即ち、成形高さ７２ｍｍ）に到るまでの間のパンチ荷重Ｐはｆの２０％以下となっている。即ち、請求項１に記載したＡは、この場合「２０」である。
また、全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重Ｐはｆの２８％まで高められている。即ち、請求項１に記載したＢは、この場合「２８」であるから、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。
なお、（Ｂ／Ａ）＝１．４である。
＜比較例７＞
図１９から、比較例６と同様にして調べてみると、Ａ＝４０、Ｂ＝５５（即ち、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。）、（Ｂ／Ａ）＝１．４である。
＜比較例８＞
図１９から、比較例６と同様にして調べてみると、Ａ＝５７、Ｂ＝７５（即ち、７７≦Ｂ≦９０なる条件を満たしていない。）、（Ｂ／Ａ）＝１．３である。
【０１３５】
比較例６では、Ｐ／ｆは３０％以下であった。
比較例７では、成形高さ約５０ｍｍ（即ち、全ストロークの６３％。）においてＰ／ｆが３０％を越えてしまった。
また、比較例８では、成形高さ約１８ｍｍ（即ち、全ストロークの２３％。）においてＰ／ｆが３０％を越えてしまった。
【０１３６】
表９に形状凍結性を示す。（Ｗ−Ｗ０）／Ｗ０の意味は、前記実施例１の場合と同様である。
【表９】
2010188403.tif 000011
【０１３７】
また、図２１に成形パネルの外観を示す。
比較例６〜８の全てにおいて、何れも幅開き率の低減が不十分であり、また、比較例８では片寄れも生じていた。
【０１３８】
以上に説明した通り、全ストロークに渡ってしわ押さえ荷重を一定に保った比較例３〜５及び比較例６〜８においては、いずれも形状凍結性は良好でなかった。
これは、全ストロークに渡ってしわ押さえ荷重を一定に保った場合には、本発明の「全ストロークの９０％位置を超えた時点から成形終了時点に到るまでの間（成形終了時点を含む。）においてパンチ荷重ＰをｆのＢ％（但し、７７≦Ｂ≦９０）にまで高めるように制御する」との条件（請求項１）を満たすことは不可能だったからである。
【０１３９】
また、比較例５及び比較例８では片寄れが生じたが、これらの実験例では、ストロークの極めて早い段階（比較例５：全ストロークの１８％、比較例８：全ストロークの２３％）からパンチ荷重がｆの３０％を越えてしまっていた。
【符号の説明】
【０１４０】
１...ワーク、２...パンチ、３...ダイ、４...ブランクホルダー、５...スライド、６...プランジャ、
７...リンク機構、８...キャリア、９...ボールナット、１１...ボールねじ、１２...従動側プーリー、
１３...タイミングベルト、１４...駆動側プーリー、１５...サーボモーター、１６...制御部、
１７...記憶部、１８...ボルスタ、１９...クッションピン、２０...クッションパッド、２１...油圧室、
２２...圧力センサ、２３...ボールナット、２４...ボールねじ、２５...大プーリー、
２６...パルスコーダ、２７...タイミングベルト、２８...小プーリー、２９...サーボモーター、
３０...制御部、３１...記憶部、３２...リニアスケール
【図１】
2010188403.tif 000012
【図２】
2010188403.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
2010188403.tif 000020
【図１２】
2010188403.tif 000021
【図１３】
2010188403.tif 000022
【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
2010188403.tif 000025
【図１９】
2010188403.tif 000026
【図８】
2010188403.tif 000027
【図１１】
2010188403.tif 000028
【図１４】
2010188403.tif 000029
【図１６】
2010188403.tif 000030
【図２０】
2010188403.tif 000031
【図２１】
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