(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｌ字形状部またはＴ字形状部を有する部品をプレス成形する際に、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避をすることができるプレス成形方法を提供する。【解決手段】金属板１７の短辺端部の部位をブランクホルダー９にかからないように配置する金属板配置工程と、配置された金属板を挟持する金属板挟持工程と、挟持された状態の金属板を絞り加工で成形する成形工程と、金属板挟持工程の後、成形工程途中においてパンチ６とパッド１１によって金属板における天板部に相当する部位のＬ字形状の屈曲部を含む位置を押えるパッド押え工程とを有し、パッド押え工程は、成形工程におけるパンチが金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、ブランクホルダー圧力を０．７ＭＰａ以上とし、パッド圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドとを有するプレス成形金型を用いて前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えてなり、平面視でＬ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、
前記金属板を、該金属板における前記Ｌ字形状の短辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、
該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持する金属板挟持工程と、
前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、
前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＬ字形状の屈曲部を含む位置を押えるパッド押え工程とを有し、
該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、
前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、
前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドとを有するプレス成形金型を用いて前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えてなり、平面視でＴ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、
前記金属板を、該金属板における前記Ｔ字形状の横辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、
該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持する金属板挟持工程と、
前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、
前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＴ字形状の横辺と縦辺の連結部を含む位置を押えるパッド押え工程とを有し、
該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、
前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、
前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とするプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の車体骨格部品として用いられるプレス成形部品であって、平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品を成形するプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体骨格部品であるフロントピラーリンフォースメントやセンターピラーリンフォースメントなどＬ字形状部あるいはＴ字形状部を有する製品を金属板からプレス成形により製造する場合、通常は絞り成形方法が採用される。
絞り成形は、通常、パンチ、ダイおよびブランクホルダー（皺押さえ）からなる金型を用いて行われ、金属板の周囲全てをダイとブランクホルダーで押さえた状態でパンチとダイの間の距離を近づけて金属板に絞り加工を施す方法である。
【０００３】
このような絞り成形においては、急激に曲がる形状となっているＬ字形状部あるいはＴ字形状部の部品天板部で皺が生じやすく、その皺を抑制するためにダイとブランクホルダーでの押さえ力を高めていくと金型の肩部や部品の縦壁部で部品の割れが発生しやすくなる。特に近年、自動車車体の安全性向上および軽量化を達成するために成形素材となる金属板の強度が益々高くなってきており、このような高強度の金属板は従来用いられていた軟質鋼板ほどの延性を期待できないため、プレス成形時の割れおよび皺への対策が重要となっている。
【０００４】
このような課題に対して、これまでに提案されている技術にはＬ字形状部品を成形するために絞り成形した後に金型を交換してさらに曲げ成形するという複数回のプレス成形工程を経て最終製品形状とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、ダイ金型、パッドおよび曲げ型からなる金型ユニットを用いてＬ字形状部を有する骨格部材のプレス成形方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】WO2012/070623
【特許文献２】WO2011/145679
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような方法では、成形工程数が増えるためコストが高くなるという問題があった。
また、特許文献２の方法では部品のフランジがほぼ同一平面である場合には問題ないものの、センターピラーリンフォースメントなどのように車体の曲面形状に合わせてフランジ形状が３次元的に曲がっているような場合には、Ｌ字形状部以外の場所（特許文献２の図１あるいは図２のストレート部位に相当する場所）で部品のフランジにおいて従来の絞り成形よりもさらに皺の発生が顕著となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、Ｌ字形状部またはＴ字形状部を有する部品において、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避をすることができるプレス成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係るプレス成形方法は、成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドとを有するプレス成形金型を用いて前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えてなり、平面視でＬ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、
前記金属板を、該金属板における前記Ｌ字形状の短辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、
該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持する金属板挟持工程と、
前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、
前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＬ字形状の屈曲部を含む位置を押えるパッド押え工程とを有し、
該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、
前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、
前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とするものである。
【０００９】
（２）また、本発明に係るプレス成形方法は、成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドとを有するプレス成形金型を用いて前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えてなり、平面視でＴ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、
前記金属板を、該金属板における前記Ｔ字形状の横辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、
該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持する金属板挟持工程と、
前記ダイと前記ブランクホルダーで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、
前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＴ字形状の横辺と縦辺の連結部を含む位置を押えるパッド押え工程とを有し、
該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、
前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、
前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、金属板配置工程において金属板におけるＬ字形状の短辺の端部に相当する部位をブランクホルダーにかからないように配置し、金属板挟持工程において金属板をダイとブランクホルダーで挟持し、成形工程において金属板に対してパンチを押し付けて金属板を絞り加工で成形し、パッド押え工程において金属板挟持工程の後、成形工程途中にパンチとパッドによって金属板における天板部に相当する部位のＬ字形状の屈曲部を含む位置を押えるようにし、パッド押え工程は成形工程におけるパンチが金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、金属板挟持工程におけるブランクホルダー圧力を０．７ＭＰａ以上とし、パッド押え工程におけるパッド圧力を３ＭＰａ以上とした。
以上のことにより、Ｌ字形状部を有する部品のプレス成形において、金属板として延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法を説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の成形対象であるＬ字形状部品の平面図である。
【図３】図２に示すＬ字形状部品のＡ−Ａ矢視断面の拡大図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型を説明する説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型を説明する説明図であって、プレス成形装置にプレス成形金型が取り付けられた状態を示している。
【図６】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法のパッド押え工程におけるパッド範囲の一例を説明する説明図である（その１）。
【図７】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法のパッド押え工程におけるパッド範囲の一例を説明する説明図である（その２）。
【図８】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の金属板配置工程における金属板の配置の一例を説明する説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係るプレス成形方法の他の成形対象であるＴ字形状部を有する部品の一例として示す、センターピラーの平面図である。
【図１０】図９に示すセンターピラーのＢ−Ｂ矢視断面の拡大図である。
【図１１】図９に示すセンターピラーをプレス成形する場合の金属板配置工程における金属板の配置の一例を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形対象であるフロントピラーの平面図である。
【図１３】図１２に示すフロントピラーのＣ−Ｃ矢視断面の拡大図である。
【図１４】本発明の実施例１に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型の下金型を説明する説明図である。
【図１５】本発明の実施例１に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型の上金型を説明する説明図である。
【図１６】本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、パッド押え工程の開始位置を説明する説明図である。
【図１７】本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、金属板配置工程における金属板の配置を説明する説明図である。
【図１８】本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、パッド押え工程におけるパッド範囲を説明する説明図である。
【図１９】本発明の実施例２に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、金属板配置工程における金属板の配置を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法（図１参照）は、図２および図３に示すＬ字形状部品１を、図４および図５に示すプレス成形金型５を用いてプレス成形する方法であるので、プレス成形方法について説明する前に、Ｌ字形状部品１およびプレス成形金型５について説明する。
以下に、Ｌ字形状部品１について概説する。
【００１３】
Ｌ字形状部品１は、図２に示すように、平面視で長辺と短辺からなるＬ字形状の天板部２と、天板部２の周囲に形成された縦壁部３と、縦壁部３に連続して形成されたフランジ部４とを有しており、図３に示すように断面がハット形になっている。
天板部２の長辺の両端部と、短辺の端部（短辺端部２ａ）には、縦壁部３およびフランジ部４は形成されていない。
【００１４】
次に、本実施の形態に係るプレス成形方法に用いるプレス成形金型５について図４〜図８に基づいて説明する。
プレス成形金型５は、図４に示すように、成形面６ａを有するパンチ６と、パンチ６に対応した成形面７ａを有するダイ７と、ダイ７との間で金属板１７（図５参照）を挟持するブランクホルダー９と、パンチ６と協働して金属板１７の一部を挟持するパッド１１（図５参照）とを有している。
図５に示すように、パンチ６およびブランクホルダー９はボルスター１３に取り付けられており、ダイ７およびパッド１１はスライダ１５に取り付けられている。
以下、各構成を詳細に説明する。
【００１５】
＜パンチ＞
パンチ６は、図４に示すように、平面視でＬ字形状の成形面６ａを有しており、ブランクホルダー９に設けられた開口部９ａに配置されている。
【００１６】
＜ダイ＞
ダイ７の中央には、図４に示すようにＬ字形状に凹陥しており、該凹陥の内面がパンチ６に対応する成形面７ａになっている。
成形面７ａにおけるＬ字形状の屈曲部を含む位置には開口部７ｂが設けられており、この開口部７ｂにパッド１１が配置されている（図５および図６参照）。
ダイ７の下面はブランクホルダー９との間で金属板１７を挟持する挟持面７ｃになっている。
【００１７】
＜ブランクホルダー＞
ブランクホルダー９の中央には、開口部９ａが設けられており、開口部９ａにパンチ６が配置されている。ブランクホルダー９は、図５に示すようにクッションピン１９によって、上下動可能に支持されている。ブランクホルダー９は、常時はパンチ６の上面よりも上方に位置するように支持されており、プレス成形時はダイ７によって押し下げ可能になっている。ブランクホルダー９が押し下げられると、パンチ６が相対的にブランクホルダー９から突き出して、パンチ６の上部がダイ７に挿入されるようになっている（図１（ｃ）参照）。
【００１８】
＜パッド＞
パッド１１は、図５に示すように、ガスシリンダー２１等によってパンチ６側に押圧可能に設けられており、パンチ６と協働して金属板１７における天板部２（図２参照）の一部を挟持する。
パッド１１の形状は、図６に示すように、金属板１７における屈曲部２ｂ（図２参照）に相当する部位を押圧可能になっている。こうすることで、屈曲部２ｂにおける皺の発生を抑制することができる。なお、図７に示すように、屈曲部２ｂの内側に形成された円弧Ｄと、円弧Ｄの両端における接線Ｌ１および接線Ｌ２で囲まれた部分に最も皺が発生しやすく、該部分の面積Ｓの８割以上を押圧することが好ましい。
【００１９】
次に、上記プレス金型を用いた本実施の形態に係るプレス成形方法について説明する。本実施の形態に係るプレス成形方法は、金属板１７を、金属板１７におけるＬ字形状の短辺の端部に相当する部位をブランクホルダー９にかからないように配置する金属板配置工程（図１（ａ）参照）と、金属板配置工程によってブランクホルダー９上に配置された金属板１７をダイ７とブランクホルダー９で挟持する金属板挟持工程（図１（ｂ）参照）と、ダイ７とブランクホルダー９で挟持された状態の金属板１７に対してパンチ６を押し付けて金属板１７を絞り加工で成形する成形工程と、金属板挟持工程の後、成形工程途中においてパンチ６とパッド１１によって金属板１７における屈曲部２ｂを含む位置を押えるパッド押え工程（図１（ｃ）参照）とを有している。
上記各工程を以下に詳細に説明する。
【００２０】
＜金属板配置工程＞
金属板配置工程は、図８に示すように、金属板１７を、金属板１７における短辺端部２ａに相当する部位１７ａをブランクホルダー９にかからないように配置する工程である。短辺端部２ａに相当する部位１７ａがブランクホルダー９にかかるようにしてプレス成形すると、該部位での金属板１７への負荷が大きく、金属板１７におけるパンチ６の肩部に対応する部位に割れが発生したり、部品コーナー付近のフランジ部４に皺が発生したりする。そこで、上記のように金属板１７を配置して割れや皺の発生を回避する。
【００２１】
＜金属板挟持工程＞
金属板挟持工程は、金属板配置工程によってブランクホルダー９上に配置された金属板１７をダイ７とブランクホルダー９で挟持する工程である。
このように、金属板１７をダイ７とブランクホルダー９とで挟持するのは、フランジでの皺の発生を抑制するためである。ダイ７とブランクホルダー９とで挟持しない場合には、パンチ６が押込まれていくと、部品形状の変化部周辺では金属板１７のうち自由に動ける部分が流れ込んできて、皺が発生しやすくなる。特に、部品のフランジ部４（図２参照）となる金属板１７の端部付近では、金属板１７が容易に変形できるため大きな皺が発生する。このため、プレス成形初期から金属板１７をダイ７とブランクホルダー９で押さえることが必要となる。
なお、ダイ７とブランクホルダー９で金属板１７を押さえる平均圧力（ブランクホルダー圧力）は、０．７ＭＰａ以上とすることが望ましい。
【００２２】
＜成形工程＞
成形工程は、ダイ７とブランクホルダー９で挟持された状態の金属板１７に対してパンチ６を押し付けて金属板１７を絞り加工で成形する工程である。
【００２３】
＜パッド押え工程＞
パッド押え工程は、金属板挟持工程の後、成形工程途中においてパンチ６とパッド１１によって金属板１７における屈曲部２ｂに相当する部位を含む位置を押える工程である。
このように、パンチ６とパッド１１によって金属板１７を押さえることは、屈曲部２ｂ（図７参照）における皺の発生を抑制するのに有効である。
パンチ６とパッド１１で金属板１７を押さえる範囲（パッド範囲）は少なくとも屈曲部２ｂ（図２参照）とすれば、皺の発生が問題となるところを押さえることができる。さらに広い範囲で天板部２を押さえてもよい。
【００２４】
パッド押え工程は、成形工程におけるパンチ６が金属板１７に接触を開始した位置（図１（ｂ）参照）から下死点位置（図１（ｃ）参照）までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始する。
パンチ６とパッド１１で金属板１７を押さえ始めるタイミングを、成形深さの０％位置以降、つまりパンチ６が金属板１７に接触した以降にしたのは、パンチ６と金属板１７との接触初期から始まる天板部２での金属板１７のふくらみを抑制でき、皺の発生を効果的に抑制できるからである。
【００２５】
成形深さの０％より以前の位置（例えば図１（ａ）に示す位置）にパンチ６とパッド１１で金属板１７を押さえることは、ダイ７とブランクホルダー９で金属板１７を押さえる前にパッド１１で金属板１７をパンチ６方向に押し込むことになり、部品の最終形状に対して過大な材料余りを発生させてしまうため好ましくない。
また、成形深さの５０％位置を越えてからパンチ６とパッド１１で金属板１７を押さえ始めても、すでに天板部２で波状になったふくらみが大きく皺を抑制しきれないため、パンチ６とパッド１１で金属板１７を押さえ始めるタイミングは成形深さの５０％位置までとした。なお、パンチ６が金属板１７に最初に接触する位置はパンチ６とパッド１１が金属板１７を押さえる範囲内でなくてもよい。
【００２６】
パンチ６とパッド１１で金属板１７を押さえる平均圧力（パッド圧力）は３ＭＰａ以上とすることが望ましい。こうすることで、天板部２等における皺の発生を抑制することができる。
【００２７】
以上のことにより、本実施の形態によれば、Ｌ字形状部品１をプレス成形する場合において、金属板１７として延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避をすることができる。
【００２８】
なお、上記では全体がＬ字形状であるＬ字形状部品１を例に挙げて説明したが、全体形状中にＬ字形状部を有する部品であればよく、このようなものとしては、全体形状が略コ字形状の部品や、略Ｚ字形状の部品等が挙げられる。
【００２９】
［実施の形態２］
Ｌ字形状部を有する部品の他に、Ｔ字形状部を有する部品についても同様に本発明は適用可能である。図９に、Ｔ字形状部を有する部品の一例として、自動車車体のセンターピラーリンフォースメント（以下、単に「センターピラー２３」という）を示す。
センターピラー２３は、図９に示すように、平面視で、Ｔ字形状部を２つ有する天板部２５と、天板部２５の周囲に形成された縦壁部２７と、縦壁部２７に連続して形成されたフランジ部２９とを備えてなり、図１０に示すように断面が略ハット形になっている。センターピラー２３の全体形状は、２つのＴ字形状の縦辺同士を連結した形状になっている。
各Ｔ字形状の横辺の両端部（横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、横辺端部２５ｄ）には縦壁部２７およびフランジ部２９は形成されていない。
【００３０】
プレス成形金型は、上述したプレス成形金型５に相当するもの（図１１に示すパンチ３２、ブランクホルダー３３および図示しないダイ、パッド）を用いる。
プレス成形方法も、上述した金属板配置工程、金属板挟持工程、成形工程、パッド押え工程をそれぞれ行う。
金属板配置工程では、図１１に示すように、金属板３５における横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、横辺端部２５ｄに相当する部位３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを、ブランクホルダー３３にかからないように配置する。金属板３５におけるＴ字形状の横辺に相当する部位の幅は、横辺の幅よりも狭くする。こうすることで、パンチ３２の肩部での割れと部品コーナー付近のフランジ部２９における皺の発生を回避できる。
【００３１】
パッド押え工程では、パンチ３２とパッドで金属板３５を押さえる範囲は、例えば図９中太線で囲んだ部分に示すようにＴ字形状の横辺と縦辺の連結部２５ｅとする。これにより皺の発生が問題になるところを押さえることができる。さらに広い範囲で天板部２５を押さえてもよい。また、パッド押え工程において、パンチ３２とパッドで金属板３５を押さえ始めるタイミングは、上述のＬ字形状部品１の場合と同様の条件でよい。
なお、センターピラー２３はプレス成形後、不要な部分を切除（トリム）することで最終的な部品形状になる。
【実施例１】
【００３２】
本発明のプレス成形方法による作用効果について確認するために、具体的な実験を行った。
実験は、様々なプレス成形条件で、図１２および図１３に示すＬ字形状部を有する部品として自動車車体のフロントピラーリンフォースメント（以下、単に「フロントピラー４０」という）をプレス成形して、各プレス成形品について皺や割れの評価を行った。
【００３３】
フロントピラー４０は、平面視で長辺と短辺からなるＬ字形状の天板部４１と、天板部４１の周囲に形成された縦壁部４２と、縦壁部４２に連続して形成されたフランジ部４３とを有しており、図１３に示すように断面が略ハット形になっている。
フロントピラー４０の長辺の両端部と短辺の端部（短辺端部４１ａ）には、縦壁部４２およびフランジ部４３は形成されていない。
【００３４】
本実施例においては、図１４および図１５に示すプレス成形金型を用いた。
図１４は、下金型であり、クッションピン４４でブランクホルダー４５が支持されている。ブランクホルダー４５の中央には、開口部４５ａが設けられており、開口部４５ａにパンチ４７が配置されている。
図１５は、上金型であり、図示しないスライダにパンチ４７が挿入される凹陥部５１ａを有するダイ５１が設置されている。ダイ５１の凹陥部５１ａの底面に設けられた開口部５１ｂにパッド５３が配置されている。
【００３５】
パッド５３は図示しないガスシリンダーが繋がって荷重を発生させるようになっており、パッド５３の突き出し位置は、スライダとガスシリンダーの間に金属ブロック（図示なし）を入れて調整した。
金属板５５（図１６参照）は、延性の低い超高強度なハイテン材として、引張強度９８０ＭＰａ級および１１８０ＭＰａ級冷延鋼板の２種類を用いた。金属板５５の板厚は、１．４ｍｍとした。
プレス成形は、ブランクホルダー圧力（ＭＰａ）、パッド範囲、パッド圧力（ＭＰａ）、パッド突き出し位置（％）および金属板配置を様々にして組み合わせて複数条件について行った。これらの条件を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１の本発明例１〜本発明例１１に示す条件は、上記のブランクホルダー圧力、パッド範囲、パッド圧力、パッド突き出し位置および金属板配置がすべて本発明範囲内である。比較例１〜比較例５に示す条件は、本発明範囲外を含む。
ブランクホルダー圧力、パッド範囲、パッド圧力、パッド突き出し位置および金属板配置について、以下に詳細に説明する。
【００３８】
ブランクホルダー圧力は、ダイ５１とブランクホルダー４５で挟んだ金属板５５の領域における平均圧力であり、０．７ＭＰａ以上が本発明の範囲である。
パッド圧力は、パッド押え工程におけるパンチ４７とパッド５３で金属板５５を押さえる平均圧力であり、３ＭＰａ以上が本発明の範囲である。
【００３９】
パッド突き出し位置は、図１６に示すようにパッド５３を外した状態でダイ５１とブランクホルダー４５で金属板５５を挟み、この状態でパッド５３を設置したときに、パッド５３が金属板５５に接触する位置をパッド５３の０％位置とし、原点よりも上方を正、下方を負の方向として、成形深さを１００％位置とした。パッド突き出し位置は、０％から５０％の位置が本発明の範囲である。
【００４０】
金属板５５の配置は、図１７に示すように２種類とした。図１７（ａ）は金属板５５を、金属板５５における短辺端部４１ａに相当する部位５５ａをブランクホルダー４５にかからないように配置にした場合であり、図１７（ｂ）はかかるように配置した場合である。図１７（ａ）に示す配置が本発明の範囲である。
【００４１】
パッド範囲は、図１８に示す３種類のパッド５３を用いて変更した。図１８（ａ）は、金属板５５における屈曲部４１ｂに相当する部位の一部を押さえるもの、図１８（ｂ）は、屈曲部４１ｂに相当する部位の全体を押さえるもの、図１８（ｃ）は、天板部４１に相当する部位の全体を押さえるものである。図１８（ｂ）と図１８（ｃ）に示すパッド範囲が本発明の範囲である。
図１８（ｂ）と図１８（ｃ）において、パッド５３の円弧形状は、天板部４１の屈曲部４１ｂの円弧形状に一致する。図１８（ａ）において点線で囲まれた部分、および図１８（ｂ）と図１８（ｃ）において点線と円弧で囲まれた部分は、図７における円弧Ｄ、接線Ｌ１および接線Ｌ２で囲まれた部分に対応している。
表１の各条件に基づいてプレス成形を行った結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
2014240078.tif 000004
【００４３】
評価項目はフランジ部４３の割れと皺、天板部４１の皺、パンチ４７の肩Ｒ部の割れである。皺の評価は目視で行った。表２において、皺が見られなかった場合を◎、微小な皺が見られた場合を○、顕著な皺が見られた場合を×と表記する。また、割れの評価も目視で行った。表２において、割れが見られない場合を○、割れが見られた場合を×表記する。そして、皺および割れの総合評価を行った。表２において、評価が良好な場合をＯＫ、不良な場合をＮＧと表記する。
【００４４】
表２に示す通り、本発明例１〜本発明例１１においては、フランジ部４３の割れ、肩Ｒ部の割れはなく、皺はないか、わずかであり良好な総合評価が得られた。
一方、比較例１〜比較例５では総合評価が不良であった。比較例１ではブランクホルダー圧力が０．３ＭＰａと低いためにフランジ部４３に皺が発生した。比較例２ではパッド圧力が１．０ＭＰａと低いために天板部４１の皺が発生した。比較例３ではパッド突き出し位置が７５％となっておりパッド５３で金属板５５を押さえ始めるタイミングが遅いために天板部４１の皺を充分抑制できなかった。比較例４では、図１７（ｂ）に示すように、金属板５５における短辺端部４１ａに相当する部位５５ａがブランクホルダー４５にかかってしまっているために、肩Ｒ部での割れが発生した。比較例５では、パッドがないために天板部４１に皺が発生し、金属板５５における短辺端部４１ａに相当する部位５５ａがブランクホルダー４５にかかってしまっているために、肩Ｒ部で割れが発生した。
【００４５】
以上のように、本実施例ではフロントピラー４０をプレス成形する際に、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避をすることができた。
【実施例２】
【００４６】
実施例１は、フロントピラー４０（Ｌ字形状部を有する部品）についての実施例であった。次に、本実施例において、Ｔ字形状部を有する部品であるセンターピラー２３（図９および図１０参照）についても実施例１と同様の実験を行ったのでその説明をする。
本実施例では、パッドは、実施例１と同様にガスシリンダーが繋がって荷重を発生させるようにし、パッドの突き出し位置の調整も実施例１と同様にした。また、実験に用いた金属板３５も実施例１と同様（板厚１．４ｍｍの引張強度９８０ＭＰａ級および１１８０ＭＰａ級冷延鋼板）である。
【００４７】
プレス成形は、ブランクホルダー圧力（ＭＰａ）、パッド圧力（ＭＰａ）、パッド突き出し位置（％）および金属板配置を様々にして組み合わせて複数条件について行った。表３にプレス成形条件を示す。
ブランクホルダー圧力、パッド圧力、パッド突き出し位置については実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
金属板３５の配置は、図１９に示すように２種類とした。図１９（ａ）は金属板３５を、金属板３５における横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、横辺端部２５ｄに相当する部位３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄをブランクホルダー３３にかからないように配置した場合であり、図１９（ｂ）はかかるように配置した場合である。図１９（ａ）に示す配置が本発明の範囲である。
なお、表３の本発明例１２〜本発明例２０、比較例６〜比較例９のすべてにおいて、パッド範囲は、図９に示す中太線で囲んだ連結部２５ｅを押さえるものとした。
【００４８】
【表３】
2014240078.tif 000005
【００４９】
表３に示すように、本発明例１２〜本発明例２０に示す条件は、上記のブランクホルダー圧力、パッド圧力、パッド突き出し位置および金属板配置がすべて本発明の範囲内である条件である。比較例６〜比較例９は、本発明範囲外のものを含む条件である。
表３の各条件に基づいてプレス成形を行った結果を表４に示す。
【００５０】
【表４】
2014240078.tif 000006
【００５１】
表４の見方は表２と同様であるのでその説明を省略する。表４に示す通り、本発明例１２〜本発明例２０においては、フランジ部２９の割れと皺、天板部２５の皺および肩Ｒ部の割れはなく、良好な総合評価が得られた。
一方、比較例６〜比較例９では総合評価が不良であった。比較例６ではブランクホルダー圧力が０．４ＭＰａと低いためにフランジ部２９に皺が発生した。比較例７ではパッド圧力が１．０ＭＰａと低いために天板部２５の皺が発生した。比較例８ではパッド突き出し位置が７０％となっておりパッドで金属板３５を押さえ始めるタイミングが遅いために天板部２５の皺を抑制できなかった。比較例９では金属板３５が図１９（ｂ）に示すように、金属板３５における横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、横辺端部２５ｄに相当する部位３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄがブランクホルダー３３にかかってしまっているために、肩Ｒ部での割れが発生した。
【００５２】
以上のように本実施例においては、センターピラー２３（Ｔ字形状部を有する部品）をプレス成形する際に、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避をすることができた。
【符号の説明】
【００５３】
Ｄ  円弧
Ｌ１、Ｌ２  接線
Ｓ  面積
１  Ｌ字形状部品
２  天板部
２ａ  短辺端部
２ｂ  屈曲部
３  縦壁部
４  フランジ部
５  プレス成形金型
６  パンチ
６ａ  成形面
７  ダイ
７ａ  凹陥部
７ｂ  開口部
７ｃ  挟持面
９  ブランクホルダー
９ａ  開口部
１１  パッド
１３  ボルスター
１５  スライダ
１７  金属板
１７ａ  部位
１９  クッションピン
２１  ガスシリンダー
２３  センターピラー
２５  天板部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  横辺端部
２５ｅ  連結部
２７  縦壁部
２９  フランジ部
３２  パンチ
３３  ブランクホルダー
３５  金属板
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ  部位
４０  フロントピラー
４１  天板部
４１ａ  短辺端部
４１ｂ  屈曲部
４２  縦壁部
４３  フランジ部
４４  クッションピン
４５  ブランクホルダー
４５ａ  開口部
４７  パンチ
５１  ダイ
５１ａ  凹陥部
５１ｂ  開口部
５３  パッド
５５  金属板
５５ａ  部位
【図１】
2014240078.tif 000007
【図２】
2014240078.tif 000008
【図３】
2014240078.tif 000009
【図４】
2014240078.tif 000010
【図５】
2014240078.tif 000011
【図７】
2014240078.tif 000012
【図８】
2014240078.tif 000013
【図９】
2014240078.tif 000014
【図１０】
2014240078.tif 000015
【図１１】
2014240078.tif 000016
【図１２】
2014240078.tif 000017
【図１３】
2014240078.tif 000018
【図１４】
2014240078.tif 000019
【図１５】
2014240078.tif 000020
【図１６】
2014240078.tif 000021
【図１７】
2014240078.tif 000022
【図１９】
2014240078.tif 000023
【図６】
2014240078.tif 000024
【図１８】
2014240078.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月12日(2013.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
【表１】
2014240078.tif 000026
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
【表２】
2014240078.tif 000027
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
【表３】
2014240078.tif 000028
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
【表４】
2014240078.tif 000029