(57)【要約】      （修正有）【課題】金属平板を出発素材とする被成形材が、絞り・張出し・伸びフランジの各変形はほとんどせずに曲げ変形をするため、高強度鋼板の単板から撥形部材への一体プレス成形が可能となり、従来プレス成形では製造できなかった高い部材強度の撥形部材を製造することができ、金属平板の薄肉化あるいは補強部材の廃止などによる大きな軽量化効果が得られる。【解決手段】金属平板1を被成形材の出発材として用い、これを、矩形部3に台形部2が先広がり形に連なる撥形部材に成形する撥形部材成形方法であって、前記金属平板に複数の折り目a1,…,b1,…を付ける予備工程と、該付けた複数の折り目を前記撥形部材の折曲部となす曲げ工程とを有するものとした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属平板を被成形材の出発材として用い、これを、矩形部に台形部が先広がり形に連なる撥形部材に成形する撥形部材成形方法であって、前記金属平板に複数の折り目を付ける予備工程と、該付けた複数の折り目を前記撥形部材の折曲部となす曲げ工程とを有することを特徴とする撥形部材成形方法。
【請求項２】
前記予備工程内の被成形材に切れ目を入れることを特徴とする請求項１に記載の撥形部材成形方法。
【請求項３】
前記曲げ工程後の被成形材の少なくとも一部に止め具を取付けることを特徴とする請求項１または２に記載の撥形部材成形方法。
【請求項４】
前記曲げ工程内のあるいは前記曲げ工程後の被成形材の少なくとも一部に重なり部を形成し、該形成した重なり部を接合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撥形部材成形方法。
【請求項５】
前記止め具を取付ける部位、あるいは前記重なり部を形成する部位には、前記台形部と前記矩形部との境界部を含めることを特徴とする請求項３または４に記載の撥形部材成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載された撥形部材成形方法を用いて製造されてなる撥形部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥形部材成形方法に関し、詳しくは、平板をプレス成形して撥形部材とする成形方法において、特に、引張強さ（ＴＳ）が５９０ＭＰａ以上の高強度の金属単板から撥形部材への一体プレス成形を可能にする、撥形部材成形方法および撥形部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品などに用いられる撥形部材は、図１に示すように、琵琶や三味線の撥（バチ）に似た形をしており、矩形部3に台形部2が先広がり形に連なった形状を有する。部材長さ方向（矩形部の長さ方向）に直交する断面形状（以下、単に断面形状ともいう）は、先広がり形の先端では直線形、先端以外はコの字形（図１(a)）あるいはコの字形の両端にフランジの付いたハット形（図１(b)）である。コの字形の開口部を底としたときの幅と高さは、台形部2内では先端側ほど高さが低く、幅が広がり、矩形部3内では高さはほぼ一定であり、幅はほぼ一定であるかもしくは尾端側ほどやや広がっている。
【０００３】
金属単板を撥形部材へ成形する手段として、従来、絞り、張出し、伸びフランジおよび曲げの各変形を複合したプレス成形が行われている。
なお、金属板製の箱（これは台形部がない点で撥形部材とは異なる）をプレス成形で製造する際に、製造工程の簡素化や自動化の目的で、箱のコーナー部で生じる板の余りを折り込んで成形する方法が提案されている（特許文献１，２，３，４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５４−１１２７７５号公報
【特許文献２】特開昭５５−１４９７３６号公報
【特許文献３】特開昭５６−１１１１０号公報
【特許文献４】特開平４−１４７７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車体軽量化の要請に応じた金属材料（略して材料）の高強度化により、絞り、張出し、伸びフランジ成形性が低下し、従来の、絞り、張出し、伸びフランジおよび曲げの各変形を複合したプレス成形（これを、「従来プレス成形」という）によるのでは、割れやしわなどの成形不具合が発生して、撥形部材の目標形状を得られない場合が生じてきた。
【０００６】
例えば、高強度材料（例えばＴＳが５９０ＭＰａ超の鋼板）の単板を、従来プレス成形で撥形部材となるように成形すると、図２(a)に示すように、台形部2と矩形部3の境界部において、上面部にしわ、側面隅部に割れが発生してしまう。このとき、しわ押さえ等の成形条件の最適化あるいは部品形状変更により、割れ・しわの改善を図る場合、軽量化ニーズに応えるための９８０ＭＰａ以上の更なる高強度に対応するには、限界があるといえる。例えば、対策の一例として図２(b)に示すように、台形部2、矩形部3を個別にプレス成形し、溶接等で接合して撥形部材形状を得る場合は、工程の増加あるいは部品点数の増加といった課題がある。
【０００７】
また、ＴＳが５９０ＭＰａ以下の鋼板を適用する場合、部材強度を満足させるために板厚を厚くする、あるいは補強部材を追加するなどの重量増加を招き、軽量化の観点から好ましくない。
すなわち、従来の成形方法では、高強度鋼板の単板では、一体プレス成形で撥形部材への成形ができない、また、低強度鋼板の単板では、撥形部材への成形は可能であるが、部材強度不足のため重量増加を招くという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は次のとおりである。
（請求項１）
金属平板を被成形材の出発材として用い、これを、矩形部に台形部が先広がり形に連なる撥形部材に成形する撥形部材成形方法であって、前記金属平板に複数の折り目を付ける予備工程と、該付けた複数の折り目を前記撥形部材の折曲部となす曲げ工程とを有することを特徴とする撥形部材成形方法。
（請求項２）
前記予備工程内の被成形材に切れ目を入れることを特徴とする請求項１に記載の撥形部材成形方法。
（請求項３）
前記曲げ工程後の被成形材の少なくとも一部に止め具を取付けることを特徴とする請求項１または２に記載の撥形部材成形方法。
（請求項４）
前記曲げ工程内のあるいは前記曲げ工程後の被成形材の少なくとも一部に重なり部を形成し、該形成した重なり部を接合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撥形部材成形方法。
（請求項５）
前記止め具を取付ける部位、あるいは前記重なり部を形成する部位には、前記台形部と前記矩形部との境界部を含めることを特徴とする請求項３または４に記載の撥形部材成形方法。
（請求項６）
請求項１〜５のいずれか１項に記載された撥形部材成形方法を用いて製造されてなる撥形部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属平板を出発素材とする被成形材が、絞り・張出し・伸びフランジの各変形はほとんどせずに曲げ変形をするため、高強度鋼板の単板から撥形部材への一体プレス成形が可能となる。これにより、従来プレス成形では製造できなかった高い部材強度の撥形部材を製造することができ、金属平板の薄肉化あるいは補強部材の廃止などによる大きな軽量化効果が得られる。
【００１０】
また、撥形部材は、台形部と矩形部との境界部の形状が全体の形状を大きく左右するため、この部分に止め具を取付ける、あるいは重なり部を形成し、接合することにより、優れた寸法精度を有する撥形部材を得ることが可能である。なお、台形部と矩形部との境界部とは、台形部と矩形部との境界部分とその近傍を含めた領域を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】撥形部材の形状を示す概略図（(a)コの字形断面、(b)ハット形断面）
【図２】従来プレス成形の問題点を示す説明図
【図３】本発明の１例（切れ目無し、フランジ無し）を示す説明図
【図４】本発明の１例（切れ目付き、フランジ付き、重なり部無し）を示す説明図
【図５】本発明の１例（切れ目付き、フランジ付き、重なり部付き）を示す説明図
【図６】本発明において、図３(b)の撥形部材に止め具を取付ける形態（(a)）、および図４(b)の撥形部材に重なり部を形成して接合する形態（(b),(c)）を示す説明図
【図７】折り目の形態の例を示す説明図（(a),(b),(c)は平面視、(d)は断面視）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る撥形部材は、基本形態として図１に示した部材形状を有するが、これらのみに限定されるものではなく、図１に示した部材形状を有するものにおいて、さらに、(A)部材長さ方向先端にフランジが付いている（図４(b)）、（B)コの字形とハット形とが部材長さ方向に混在している、（C)部材長さの方向の少なくとも一部に断面形状の内面側への開口を塞ぐ別の部材が付いている（図６）、（D)ハット形断面形状のものにおいて、フランジ部とフランジ部とが一部重なり合った部分がある、（図５(b)）という形態のうちいずれか１つまたは２つ以上を備えたものも含まれる。
【００１３】
本発明では、所定形状の金属平板（以下、ブランクという）を被成形材の出発材として用い、これを、矩形部に台形部が先広がり形に連なる撥形部材に成形する。ブランクの輪郭形状は、成形目標とする撥形部材形状の平面展開図の輪郭形状に基づいて決定するとよい。
上記ブランクに対して、まず予備工程において複数の折り目を付ける。折り目を付ける箇所としては、成形目標とする撥形部材形状の平面展開図において、展開前の立体図形の折曲部に対応する箇所が好ましい。なお、折り目は、前記展開前の立体図形の折曲部に対応する箇所の全部にわたって（連続的に）付けることのみに限定されるものではなく、場合に応じて、当該箇所の一部のみに（断続的に）付けてもよい。
【００１４】
例えば図７には、折曲部に対応する板部分に、精度の高い曲げ位置が容易に得られるように、Ｖ溝9による折り目を線状、破線状、あるいは点線状に形成する形態を示す。ここで、Ｖ溝9の深さは金属板厚みの２０％以下が好ましい。Ｖ溝9の深さが金属板厚みの２０％を超える場合は、自動車骨格部材等で必要とされる部材強度の低下、あるいは折曲部の割れを生じる可能性があり、さらに高強度の金属材料においては、溝を深くすること自体が容易ではなく、生産面や設備コストの問題が生じる可能性がある。なお、溝の形態は図７に例示したＶ字形状に限らず、Ｕ字など各種凹み形状でもよい。また折曲部の曲率半径を大きくとる場合は、溝を複数本平行に設けてもよい。
【００１５】
ブランクに折り目を付ける加工方法にはコイニング等が好ましく用いうる。
また、予備工程においては、前記折り目のほか、必要に応じて切れ目を入れてもよい。この切れ目を入れる箇所としては、フランジ同士に重なり部を形成させようとする箇所、あるいは、予備工程に続く曲げ工程において曲げ変形以外の変形（絞り・張出し・伸びフランジ変形）により割れ・しわ発生が予想される箇所などが好ましい。
【００１６】
ブランクに切れ目を入れる方法としては、刃工具で貫く、レーザーで貫くなどの方法が挙げられる。
予備工程に続く曲げ工程においては、ブランクに対し、前記付けた複数の折り目が成形目標の撥形部材形状（略して、成形目標形状）の折曲部となるように曲げ加工を施す。かかる曲げ加工は、金型を使ったプレス曲げ加工により実施可能である。上述のように折り目を付け、あるいはさらに切れ目を入れることで、前記プレス曲げ加工では、被成形材にほとんど曲げ変形のみを起こさせることができて、曲げ工程完了時の被成形材は、ほぼ成形目標形状どおりの撥形部材となる。
【００１７】
また、曲げ工程完了後の被成形材を金型から取り出した時に、スプリングバック等によって被成形材の寸法精度が悪くなることがある。特に金属単板の高強度化に従い、寸法精度の悪化が生じる場合には、かかる形状精度の悪化を防止し、曲げ工程後の被成形材を成形目標形状に保定するために、曲げ工程後の被成形材の少なくとも一部に止め具を取付けることが好ましい。また、前記と同様に保定するために、曲げ工程内のあるいは曲げ工程後の被成形材の少なくとも一部に重なり部を形成し、該形成した重なり部を接合することも、同様に好ましい。
【００１８】
その場合、台形部と矩形部との境界部が全体の形状を大きく左右するため、前記止め具を取付ける部位、あるいは前記重なり部を形成する部位には、前記台形部と前記矩形部との境界部を含めることが好ましい。
前記止め具としては、板状の止め具、棒状の止め具、かすがい状の止め具、ワイヤ状の止め具などが挙げられる。止め具の材質については、特に限定されるものではなく、目標形状を保定するに足りる強度を有していればよく、金属、プラスチック、樹脂などが挙げられる。
【００１９】
前記重なり部の形成対象としては、フランジを有する撥形部材の方が、フランジのない撥形部材に比べて、重なり部の形成が容易であるため好ましい。フランジを有する撥形部材の場合、隣り合うフランジの端部同士が曲げ工程中に重なり合うように前記切れ目を入れることで容易に重なり部を形成できる。また、隣り合うフランジ端部同士に重なり部を形成させない場合でも、別途用意した板材などの重ね用部材をフランジと重ね合わせることで容易に重なり部を形成できる。
【００２０】
重なり部を接合するための接合手段としては、スポット溶接、かしめ、リベット接合、接着剤適用などのいずれも好ましく用いうる。
以下、具体例を挙げて説明する。
図３は、フランジの無い撥形部材（図３(b)）を成形目標部材とした例であり、成形目標部材の平面展開図相当の矩形平面形状とされたブランク1に対し、予備工程において折り目として、成形目標部材の対応折曲部と同じ符号で示した山折りa1,a2,a3,a4,a5、谷折りb1,b2が付けられる（図３(a)）。
【００２１】
曲げ工程では、金型を用いてブランク1の折り目が成形目標部材の対応折曲部となるように一体プレス成形加工することで、被成形材は、ほとんど曲げ変形のみをし、ほぼ成形目標形状どおりに成形される。
曲げ工程後は、例えば図６(a)に示すように矩形部3と台形部2との境界部に止め具10を取付けることで、寸法精度を高位に保つことができる。
【００２２】
図４は、フランジ20,21,22,23,24付きの撥形部材（図４(b)）を成形目標部材とした例であり、成形目標部材の平面展開図相当の略Ｔ字形平面形状とされたブランク1に対し、予備工程において折り目として、成形目標部材の対応折曲部と同じ符号で示した山折りa1,a2,a3,a4,a5、谷折りb1,b2,b3,b4,b5,b6,b7が付けられ、かつ成形目標部材の対応切れ目部と同じ符号で示した切れ目c1,c2が入れられる（図４(a)）。
【００２３】
曲げ工程では、金型を用いてブランク1の折り目が成形目標部材の対応折曲部となるように一体プレス成形加工することで、被成形材は、ほとんど曲げ変形のみをし、ほぼ成形目標形状どおりに成形される。
さらに、曲げ工程後に、例えば図６(b)に示すように矩形部3と台形部2との境界部に板材15を配置して、フランジ23,24との重なり部31を形成させ、この重なり部31を接合することで、寸法精度を高位に保つことができる。
【００２４】
また、曲げ工程後に、例えば図６(c)に示すように被成形材の長さ方向のほぼ全域でコの字形断面の開口部分を覆うように板材16を配置して、フランジ21,22,23,24との重なり部31を形成させ、この重なり部31を接合することで、寸法精度を高位に保つことができ、かつ、部材強度を向上させることができる。ただし、図６(b)よりは重量増になる。
図５は、フランジ20,21,22,23,24付きおよび重なり部30付きの撥形部材（図５(b)）を成形目標部材とした例であり、成形目標部材の平面展開図相当の略Ｔ字形平面形状とされたブランク1に対し、予備工程において折り目として、成形目標部材の対応折曲部と同じ符号で示した山折りa1,a2,a3,a4,a5、谷折りb1,b2,b3,b4,b5,b6,b7が付けられ、かつ成形目標部材の対応切れ目部と同じ符号で示した切れ目c1,c2,c3,c4が入れられる（図５(a)）。
【００２５】
曲げ工程では、金型を用いてブランク1の折り目が成形目標部材の対応折曲部となるように一体プレス成形加工することで、被成形材は、ほとんど曲げ変形のみをし、ほぼ成形目標形状どおりに成形される。重なり部30は、フランジ21,23の切れ目c3側の端部同士の重なり合い、および、フランジ22,24の切れ目c4側の端部同士の重なり合いにより、矩形部3と台形部2との境界部に形成される。
【００２６】
さらに、曲げ工程後に、重なり部30を接合することで、寸法精度を高位に保つことができる。
【実施例１】
【００２７】
表１に示す板厚および引張特性（降伏強さＹＳ，引張強さＴＳ，伸びＥｌ）を有する薄鋼板（材料記号Ａ，Ｂ，Ｃ）を、表２に示す成形方法で撥形部材に成形し、得られた撥形部材形状を目視観察して成形方法を評価した。その結果、表２に示すとおり、比較例では、図２(a)に示したしわ発生箇所に相当する部位にはしわが、同図に示した割れ発生箇所に相当する部位には割れが、それぞれ発生したのに対し、本発明例では、そのようなしわおよび割れは発生しなかった。また、本発明例の中でも止め具取付け、あるいは重なり部形成・接合を行ったもの（No.6〜9）は、寸法精度が一段と優れていた。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【表２】
2010179339.tif 000004
【実施例２】
【００３０】
表１に示す板厚および引張特性（降伏強さＹＳ，引張強さＴＳ，伸びＥｌ）を有する薄鋼板（材料記号Ａ，Ｂ，Ｃ）を、表３に示す成形方法で撥形部材に成形し、得られた撥形部材形状を目視観察して成形方法を評価した。なお、折り目は図７に示したＶ溝状に形成した。その結果、表３に示すとおり、本発明例では、図２(a)に示した割れ、しわ発生箇所に相当する部位に、割れおよびしわは発生しなかった。
【００３１】
【表３】
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【符号の説明】
【００３２】
1  ブランク（所定形状の金属平板、被成形材）
2  台形部（または台形部対応領域）
3  矩形部（または矩形部対応領域）
9  Ｖ溝
10  止め具
15,16  板材（重ね用部材）
20,21,22,23,24  フランジ（またはフランジ対応領域）
30,31  重なり部
a1,a2,a3,a4,a5  山折り（折り目、成形後は折曲部）
b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7  谷折り（折り目、成形後は折曲部）
c1,c2,c3,c4  切れ目（成形後は切れ目部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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