(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状の湾曲形状の端部を有する基板部、前記湾曲形状の端部を迂回するように両端が前記基板部に接続されたサポートブリッジ部、及び、一端が前記湾曲形状の端部に接続されるとともに他端が前記サポートブリッジ部に接続された１または２以上のテンサイルブリッジ部を備え、更に前記テンサイルブリッジ部に前記基板部に向かう方向に沿って延在する１または２以上のスリットが設けられている、金属板からなるブランクと、
底面部及び側面部を有し、前記底面部と前記側面部とが接する角部がポンチ刃とされ、更に前記底面部に突起部が設けられてなるポンチと、
ダイとを用意し、
前記基板部を拘束し、前記ポンチの突起部を前記テンサイルブリッジ部及び前記サポートブリッジ部の一方または両方に押し当てつつ、前記ポンチ刃と前記ダイによって前記テンサイルブリッジ部及び前記サポートブリッジ部を前記基板部からせん断加工により切り離す、金属板の打ち抜き加工方法。
【請求項２】
前記テンサイルブリッジ部に２以上のスリットが設けられる場合に、前記の各スリットが、前記テンサイルブリッジ部の幅方向に沿って並列に配置されている、請求項１に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
【請求項３】
前記テンサイルブリッジ部に２以上のスリットが設けられる場合に、前記の各スリットが、前記テンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されている、請求項１に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
【請求項４】
前記テンサイルブリッジ部に３以上のスリットが設けられる場合に、前記の各スリットが、前記テンサイルブリッジ部の幅方向に並列に配置され、かつ、前記テンサイルブリッジ部の長手方向に直列に配置されている、請求項１に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
【請求項５】
前記テンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されたスリットのうち、サポートブリッジ部側に配置されたスリットが、サポートブリッジ部まで延在している、請求項３または請求項４に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
【請求項６】
前記ブランクを挟んで前記ポンチと対向する位置に補助パッドを配置し、前記補助パッドには、前記突起部の押し当て箇所よりも前記基板部側で前記テンサイルブリッジ部に接する補助突起部が備えられ、前記突起部に押された前記テンサイルブリッジ部及び前記サポートブリッジ部の一方または両方を前記補助突起部で支持しつつ、前記せん断加工を行う、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板の打ち抜き加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品等に供される薄鋼板は、打ち抜きにより所定の形状に剪断された後、プレス成形等の工程を経て実部品として用いられる。例えば、打ち抜きにより薄鋼板に穴や凹部などを設けた場合に生じる打ち抜き端面は、打ち抜き工程の影響で加工硬化しており、端面の延性が低い。そのため、その後の成形工程で、打ち抜いた端面をその延長方向に伸ばす「打ち抜き広げ成形」が加わった場合に端面から破断を生じる場合がある。近年自動車軽量化のニーズにより高強度鋼板が用いられているが、高強度鋼板は延性が比較的低い特性を持つために、打ち抜き端面の延性の劣化による破断等の成形不良の問題が顕著になりつつある。
【０００３】
打ち抜いた端面の破断を防止する技術として、特許文献１〜５に記載の技術が知られている。
特許文献１には、突起付きパンチとダイを用いて鋼板の外形を所定の形状に成形する際に、ダイ切刃部の曲率半径を所定の範囲とし、パンチ切刃から突起肩に引いた接線とパンチ移動方向と直角方向のなす角度が所定の角度になるようにした鋼板の打ち抜き方法が記載されている。
特許文献２には、突起付きポンチとダイを用いて鋼板の外形を所定の形状に成形する際に、ポンチ移動方向の直角方向とポンチ切刃から突起に引いた接線とのなす角度が所定の角度であり、ポンチ切刃から突起に引いた接線と突起の接点との距離が所定の範囲になるようにした鋼板打ち抜き方法が記載されている。
特許文献３は、外周面縁が切断刃となる底面と、外周縁から所定方向に平行な方向に伸びる外周面を有し、外周縁は平面視において凸状または凹状に湾曲する湾曲部を含み、底面は、平面部とこの平面部から所定方向に凹みかつ平面視において湾曲部を含むように設けられる切り欠き部を有するパンチと、ダイとを用いて金属板をせん断加工する方法が記載されている。
特許文献４は、予め、被加工材のせん断加工面にて伸びフランジ割れが生じやすい部位を特定し、せん断加工の際、特定した部位を含む領域に対向するパンチの刃先に、側面部と底面部で形成され、かつ、底面部のパンチ底面からの深さが被加工材の板厚の１０〜７０％である凹部を設け、凹部を有するパンチを用いてせん断加工を行うせん断加工方法が記載されている。
特許文献５には、フランジ加工時に割れの危険性があるせん断加工端部の所定位置を伸びフランジ割れ危険部として特定し、せん断加工後に剪断加工端部を伸びフランジ加工するために凹状の湾曲形状に形成されるように、かつ、伸びフランジ割れ危険部となる部位に所定の引っ張り応力が加わるように、金属板にビードを付与し、そのまま金属板をせん断するせん断加工成形方法が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載された方法では、ダイ切り刃部の曲率半径を所定の範囲とすることで、せん断中にダイ切刃で生じる塑性ひずみが分散されることで打ち抜き端面の塑性ひずみを低減し、打ち抜き穴広げ性を改善しているが、塑性ひずみの低減が打ち抜き端面全体に分散されるため、改善効果が小さい問題がある。
【０００５】
特許文献２に記載された方法では、ポンチに特定形状の突起を付けて鋼板に張力を与えた上でせん断を行うことにより、打ち抜き端面の加工硬化とバリ発生を抑制するものであるが、この方法では、同文献の図７に示されるように、ポンチに付けた突起によって材料が大きく撓んだ状態でせん断が行われるため、鋼板に与えられる張力が十分ではなく、打ち抜き端面の加工硬化の抑制が不十分であった。
【０００６】
特許文献３に記載された方法では、平面部によって切断された部分に比べて、切り欠き部によって切断された部分において破断面の板厚方向の長さを大きくすることで、伸びフランジ割れを防止しているが、パンチに平面部と切り欠け部を設ける際の設計上の制約から、破断面の板厚方向の長さを十分に大きくできない場合がある。また、打ち抜き形状が変更された場合には、パンチに設ける平面部と切り欠き部の形状の再設計が必要になり、設計変更に膨大な時間を要する場合がある。
【０００７】
特許文献４に記載された方法では、伸びフランジ割れが生じやすい部位に対して、パンチの刃先に凹部を設けてせん断加工することにより、せん断加工時の塑性変形を小さくして伸びフランジ割れを防止するが、パンチに凹部を設ける際の設計上の制約から、せん断加工時の塑性変形を十分に小さくできない場合がある。また、打ち抜き形状が変更された場合には、パンチに設ける凹部の形状の再設計が必要になり、設計変更に膨大な時間を要する場合がある。
【０００８】
特許文献５に記載された方法では、金属板にビードを付与してせん断加工を行うことでビード形成時にせん断加工方向と直交する方向に引っ張り応力を発生させて、伸びフランジ割れ危険部となる部位の歪みを小さくして当該部位の変形能を増加させるが、十分な効果を発揮させるためには、ビードの位置、サイズ、形状を最適化する必要があり、必ずしも十分な効果が得られない場合があった。
【０００９】
更に、特許文献１〜５に記載された加工方法では、金属板、鋼板等の被加工材の板厚、強度等が変更されたり、せん断後の打ち抜き形状が変更されたりするなどの設計変更が生じると、複数のパラメータを再調整して最適な範囲に設定し直す必要があり、設計変更に膨大な手間と時間を要していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０７２４６５号
【特許文献２】特開２００６−２２４１２１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１６／０９２６５７号
【特許文献４】特許第５８２１８９８号公報
【特許文献５】特許第５３８６９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、打ち抜き端面の延性の劣化による破断等の成形不良を容易に回避可能な、金属板の打ち抜き加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［１］  凹状の湾曲形状の端部を有する基板部、前記湾曲形状の端部を迂回するように両端が前記基板部に接続されたサポートブリッジ部、及び、一端が前記湾曲形状の端部に接続されるとともに他端が前記サポートブリッジ部に接続された１または２以上のテンサイルブリッジ部を備え、更に前記テンサイルブリッジ部に前記基板部に向かう方向に沿って延在する１または２以上のスリットが設けられている、金属板からなるブランクと、
底面部及び側面部を有し、前記底面部と前記側面部とが接する角部がポンチ刃とされ、更に前記底面部に突起部が設けられてなるポンチと、
ダイとを用意し、
前記基板部を拘束し、前記ポンチの突起部を前記テンサイルブリッジ部及び前記サポートブリッジ部の一方または両方に押し当てつつ、前記ポンチ刃と前記ダイによって前記テンサイルブリッジ部及び前記サポートブリッジ部を前記基板部からせん断加工により切り離す、金属板の打ち抜き加工方法。
［２］  前記テンサイルブリッジ部に２以上のスリットが設けられる場合に、前記の各スリットが、前記テンサイルブリッジ部の幅方向に沿って並列に配置されている、［１］に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
［３］  前記テンサイルブリッジ部に２以上のスリットが設けられる場合に、前記の各スリットが、前記テンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されている、［１］に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
［４］  前記テンサイルブリッジ部に３以上のスリットが設けられる場合に、前記の各スリットが、前記テンサイルブリッジ部の幅方向に並列に配置され、かつ、前記テンサイルブリッジ部の長手方向に直列に配置されている、［１］に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
［５］  前記テンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されたスリットのうち、サポートブリッジ部側に配置されたスリットが、サポートブリッジ部まで延在している、［３］または［４］に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
［６］  前記ブランクを挟んで前記ポンチと対向する位置に補助パッドを配置し、前記補助パッドには、前記突起部の押し当て箇所よりも前記基板部側で前記テンサイルブリッジ部に接する補助突起部が備えられ、前記突起部に押された前記テンサイルブリッジ部及び前記サポートブリッジ部の一方または両方を前記補助突起部で支持しつつ、前記せん断加工を行う、［１］乃至［５］の何れか一項に記載の金属板の打ち抜き加工方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の金属板の打ち抜き加工方法においては、サポートブリッジ部の両端が基板部に接続されているため、基板部の拘束によってサポートブリッジ部の変形が制限され、これにより、サポートブリッジ部に接続されたテンサイルブリッジ部の他端の変位が制限される。また、テンサイルブリッジ部の一端が基板部に接続されているため、基板部の拘束によってテンサイルブリッジ部の一端も変位が制限される。この状態で、テンサイルブリッジ部またはサポートブリッジ部にポンチの突起部が押し当てられると、突起部の押し当て箇所が基板部よりも沈んでテンサイルブリッジ部が弾性変形し、テンサイルブリッジ部と基板部の端部との接続部分に引張応力が集中する。ポンチとダイが更に相互に接近するに従ってテンサイルブリッジ部と基板部との間の引張応力が更に増大する。そして、引張応力が印加された状態で、ポンチ刃とダイによってテンサイルブリッジ部と基板部の端部との接続箇所がせん断され、ブランクからテンサイルブリッジ部が除去される。同時にサポートブリッジ部もブランクから除去される。せん断時のテンサイルブリッジ部と基板部の端部との接続部分に引張応力が集中していたため、基板部側のせん断箇所では加工硬化が著しく小さくなる。このように、基板部の端部におけるせん断に伴う加工硬化を部分的に小さくできるので、湾曲形状の端部をその延長方向に伸ばす加工を施した場合に、端部の割れを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明では、テンサイルブリッジ部と基板部とが単軸引張応力状態となるべきところ、湾曲形状の大面積化に伴い、単軸引張応力状態が維持できなくなるほどテンサイルブリッジ部の幅が広がった場合であっても、テンサイルブリッジ部にスリットを設けることで、テンサイルブリッジ部を分割して有効幅を小さくすることができ、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部と基板部の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
【００１５】
これにより例えば、湾曲形状の端部をその延長方向に伸ばす加工を行う際に、当該加工のブランク材として本発明の金属板の打ち抜き加工方法によって得られた金属板を適用することで、当該加工時の端部の割れを防止できるようになる。
【００１６】
また、本発明の金属板の打ち抜き加工方法では、２以上のスリットがテンサイルブリッジ部の幅方向に沿って並列に配置されているため、テンサイルブリッジ部の有効幅をより小さくすることができ、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部と基板部の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
また、本発明の金属板の打ち抜き加工方法では、２以上のスリットがテンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されているため、テンサイルブリッジ部の長手方向全体にわたってテンサイルブリッジ部の有効幅を小さくすることができ、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部と基板部の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
【００１７】
更に、本発明の金属板の打ち抜き加工方法では、３以上のスリットがテンサイルブリッジ部の長手方向および幅方向に沿って並列かつ直列に配置されているため、テンサイルブリッジ部の長手方向全体にわたってテンサイルブリッジ部の有効幅をより小さくすることができ、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部と基板部の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
【００１８】
また、本発明の金属板の打ち抜き加工方法では、サポートブリッジ部側に配置されたスリットが、テンサイルブリッジ部からサポートブリッジ部まで延在しているため、テンサイルブリッジ部の長手方向全体にわたってテンサイルブリッジ部の有効幅を小さくすることができ、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部と基板部の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
【００１９】
更にまた、本発明の金属板の打ち抜き加工方法では、ブランクを挟んでポンチと対向する位置に補助パッドを配置し、補助パッドには、突起部の押し当て箇所よりも基板部側でテンサイルブリッジ部に接する補助突起部が備えられており、突起部に押されたテンサイルブリッジ部を補助突起部で支持しつつ、せん断加工を行う。これにより、突起部をテンサイルブリッジ部に押し込んだ際に、枝部と基板部との接続箇所が塑性変形して、引っ張り張力が低減するおそれがあるところ、補助パッドによって突起部の押し当て箇所よりも基板部側でテンサイルブリッジ部を支持することで、枝部と基板部との接続箇所における塑性変形が抑制され、当該接続箇所に十分な引っ張り応力を印加することができるようになる。
【００２０】
以上のように、本発明によれば、打ち抜き端面の延性の劣化による破断等の成形不良を容易に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法に用いるブランクの要部を示す平面模式図。
【図３】本発明の第１の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する模式図。
【図４】本発明の第１の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する模式図。
【図５】本発明の第１の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法におけるブランクの要部を示す図であって、（ａ）が加工前の斜視図であり、（ｂ）が加工後の斜視図。
【図６】本発明の第２の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法に用いるブランクを示す図であって、（ａ）が平面模式図であり、（ｂ）が要部の平面模式図。
【図７】本発明の第３の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法に用いるブランクを示す図であって、（ａ）が平面模式図であり、（ｂ）が要部の平面模式図であり、（ｃ）がポンチの突起部の押し込み箇所の別の例を示す平面模式図。
【図８】本発明の第４の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法に用いるブランクを示す図であって、（ａ）が平面模式図であり、（ｂ）が要部の平面模式図。
【図９】本発明の第５の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する模式図。
【図１０】本発明の第５の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する模式図。
【図１１】本発明の第６の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する図であって、自動車用のセンターピラーを示す模式図。
【図１２】本発明の第６の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する図であって、自動車用のセンターピラーをプレス成形する際に用いるブランクの平面模式図。
【図１３】本発明の第６の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法を説明する図であって、自動車用のセンターピラー用のブランクにサポートブリッジ部及びテンサイルブリッジ部を設けた状態を示す平面模式図。
【図１４】図１３に示すブランクの部分拡大図。
【図１５】図１３に示すブランクの部分拡大図。
【図１６】せん断加工後のブランクを示す平面模式図。
【図１７】図１６に示すブランクをプレス成形することにより製造されたセンターピラーを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
従前より、金属板を成形する手段として打ち抜き加工が知られている。打ち抜き加工は、ポンチとダイと拘束パッドを用意し、ダイと拘束パッドによって金属板を拘束した状態で、金属板の厚み方向に沿ってポンチをダイに接近させて、ポンチとダイによって金属板をせん断することで、金属板を所定の形状に成形する。金属板がせん断加工を受けることにより金属板にはせん断面が形成されるが、せん断面には加工硬化が生じている。すなわち、成形後の金属板を区画する端部全体が加工硬化された状態になる。この状態で、成形後の金属板の端部に対して、端部をその延在方向に沿って伸ばす加工を行うと、加工硬化された端部においてき裂が発生するおそれがある。
【００２３】
そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、湾曲形状の端部を有する金属板からなるブランクをせん断加工法によって成形する際に、サポートブリッジ部及びテンサイルブリッジ部を備えたブランクを用意しておき、次いで、サポートブリッジ部及びテンサイルブリッジ部を打ち抜くことで成形を完了させる２段階の工程を基本とし、テンサイルブリッジ部を打ち抜く際にテンサイルブリッジ部に引張応力を生じさせながら打ち抜くことで、テンサイルブリッジ部を除去した後のせん断面の加工硬化を抑制できることを見出した。また、テンサイルブリッジ部の幅寸法が大きい場合であっても、テンサイルブリッジ部にその長手方向に沿って延在するスリットを設けることで、テンサイルブリッジ部を幅方向に沿って分割して有効幅を小さくし、せん断の直前までテンサイルブリッジ部と基板部の状態を単軸引張応力状態に維持できるようにすることで、加工硬化量を小さくできることを見出した。このようにして本発明を完成させた。
【００２４】
すなわち、本発明は、凹状の湾曲形状の端部を有する基板部、湾曲形状の端部を迂回するように両端が基板部に接続されたサポートブリッジ部、及び、一端が湾曲形状の端部に接続されるとともに他端がサポートブリッジ部に接続された１または２以上のテンサイルブリッジ部を備え、更にテンサイルブリッジ部に基板部に向かう方向に沿って延在する１または２以上のスリットが設けられている、金属板からなるブランクと、底面部及び側面部を有し、底面部と側面部とが接する角部がポンチ刃とされ、更に底面部に突起部が設けられてなるポンチと、ダイとを用意し、基板部を拘束し、ポンチの突起部をテンサイルブリッジ部及びサポートブリッジ部の一方または両方に押し当てつつ、ポンチ刃とダイによってテンサイルブリッジ部及びサポートブリッジ部を基板部からせん断加工により切り離す、金属板の打ち抜き加工方法である。突起部を当接させる位置は、基板部の端部の形状、テンサイルブリッジ部及びサポートブリッジ部の形状、スリットの数および位置、金属板の強度や材質等を勘案して最適な位置に調整すればよい。
【００２５】
テンサイルブリッジ部は、ポンチの突起部に押されて弾性変形することで、基板部とテンサイルブリッジ部との接続箇所においてせん断直前まで引張応力を生じさせ、せん断箇所の加工硬化を低減させる。一方、サポートブリッジ部は、テンサイルブリッジ部の一端を支持して、テンサイルブリッジ部と基板部との間で十分な引張応力を生じさせる。
テンサイルブリッジ部のせん断箇所における加工硬化を小さくするために、せん断直前のテンサイルブリッジ部と基板部との間の引張応力が、サポートブリッジ部と基板部との間の引張応力よりも大きくなるように、テンサイルブリッジ部及びサポートブリッジ部の形状を調整することが好ましい。
サポートブリッジ部の形状は、直線状に限らず、屈曲した形状であってもよい。
【００２６】
テンサイルブリッジ部に２以上のスリットが設けられる場合、各スリットは、テンサイルブリッジ部の幅方向に沿って並列に配置されることが好ましい。
また、テンサイルブリッジ部に２以上のスリットが設けられる場合、各スリットは、テンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されることが好ましい。
更に、テンサイルブリッジ部に３以上のスリットが設けられる場合、各スリットは、テンサイルブリッジ部の幅方向に並列に配置され、かつ、テンサイルブリッジ部の長手方向に直列に配置されることが好ましい。
また、テンサイルブリッジ部の長手方向に沿って直列に配置されたスリットのうち、サポートブリッジ部側に配置されたスリットが、サポートブリッジ部まで延在していてもよい。
【００２７】
更に、ブランクを挟んでポンチと対向する位置に補助パッドを配置し、補助パッドには、突起部の押し当て箇所よりも基板部側でテンサイルブリッジ部に接する補助突起部が備えられ、突起部に押されたブリッジ部を補助突起部で支持しつつ、せん断加工を行うようにしてもよい。
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態である金属板の打ち抜き加工方法は、図１（ａ）に示すように、基板部１１、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３を有する金属板１４からなるブランク１を用意し、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続部分に引張応力を付与させながら、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１を接続箇所においてせん断することにより、図１（ｂ）に示すような、湾曲形状の端部２を有する金属板１５を得る打ち抜き加工方法である。なお、金属板１５は、凹状の湾曲形状の端部２のほかに、直線状の端部３も有している。金属板１５の外形は、凹状の湾曲形状の端部２と直線状の端部３とによって区画されている。
【００２９】
まず、本実施形態において用いるブランク１について説明する。図１（ａ）に示すように、ブランク１は、基板部１１、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３を有する金属板１４からなる。基板部１１は金属材料から構成されている。また、金属板１４には、基板部１１、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３によって囲まれた開口部２２が設けられている。図１（ａ）に示す金属板１４には、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３がそれぞれ２つずつ設けられている。
【００３０】
基板部１１は、本実施形態の打ち抜き加工方法によって形成される金属板１５とほぼ同じ形状とされている。すなわち、凹状の湾曲形状の端部２と、直線状の端部３とによってその外形が区画されている。
【００３１】
サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３は、基板部１１を構成する材料と同様に、金属材料からなる。また、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３の厚みは基板部１１と同じ厚みになっている。
サポートブリッジ部１２は、帯状に形成された直線状の部材であり、湾曲形状の端部２を迂回するようにその両端１２ａが基板部１１に接続されている。直線状のサポートブリッジ部１２が湾曲形状の端部２を迂回するように基板部１１に接続されることで、サポートブリッジ部１２と基板部１１の端部２との間に開口部２２が設けられる。
【００３２】
図１（ａ）および図２に示すように、テンサイルブリッジ部１３は、帯状に形成された部材であり、一端１３ａが湾曲形状の端部２に接続され、他端１３ｂがサポートブリッジ部１２に接続されている。他端１３ｂは、サポートブリッジ部１２の延在方向の中央に接続されている。なお、サポートブリッジ部１２の一方の端部１２ａから他方の端部１２ａに向く方向をサポートブリッジ部１２の延在方向とする。
【００３３】
また、テンサイルブリッジ部１３の一端部１３ａから他端部１３ｂに向く方向をテンサイルブリッジ部１３の延在方向としたとき、サポートブリッジ部１２の延在方向とテンサイルブリッジ部１３の延在方向はほぼ直角に交わっている。また、テンサイルブリッジ部１３の延在方向に直交する幅１３ｗは、サポートブリッジ部１２の延在方向に直交する幅１２ｗよりも広くなっている。
【００３４】
また、テンサイルブリッジ部１３には、その幅方向中央にスリット１３ｃが設けられている。スリット１３ｃは、その長手方向がテンサイルブリッジ部１３の延在方向に沿うように伸びている。スリット１３ｃは、テンサイルブリッジ部１３の幅方向中央においてテンサイルブリッジ部１３を２つの分割ブリッジ部１３ｍ、１３ｍに分割している。なお、スリット１３ｃの長手方向一端１３ｃ１は基板部１１まで達していない。同様に、スリット１３ｃの長手方向他端１３ｃ２は、サポートブリッジ部１２まで達していない。基板部１１およびテンサイルブリッジ部１２の接続箇所と、スリット１３ｃの長手方向一端１３ｃ１との間の直線距離Ｌ１は、金属板１４の板厚以上の寸法とされている。同様に、サポートブリッジ部１２およびテンサイルブリッジ部１３の接続箇所と、スリット１３ｃの長手方向他端１３ｃ２との間の直線距離Ｌ２は、金属板１４の板厚以上の寸法とされている。以上説明したスリット１３ｃが分割ブリッジ部１３ｍ、１３ｍ同士の間に存在することで、一方の分割ブリッジ部１３ｍと他方の分割ブリッジ部１３ｍとの間では、相互に応力が作用しないようになっている。なお、直線距離Ｌ１、Ｌ２は、テンサイルブリッジ部１３の延在方向に沿う距離である。
【００３５】
図１（ａ）に示すブランク１は、金属板１４に開口部２２およびスリット１３ｃを設けることにより製造される。開口部２２およびスリット１３ｃの形成方法としては、せん断加工、切削加工、レーザー加工などの加工方法を用いればよい。せん断加工方法によって開口部２２を形成すると、開口部２２を区画する端部２に加工硬化が生じるが、後述するようにテンサイルブリッジ部１３のせん断箇所では加工硬化が小さくなり、端部２をその延在方向に伸ばす加工等においてき裂発生を抑制できるようになる。
【００３６】
ブランク１を準備したら、基板部１１を拘束した状態で、ブランク１からサポートブリッジ部１２とテンサイルブリッジ部１３をせん断加工により取り除くことにより、湾曲状の端部２を有する金属板１５を形成する。このとき、テンサイルブリッジ部１２に引張応力を印加しながらせん断を行う。以下、本実施形態の加工方法の詳細を図３および図４を参照して説明する。
【００３７】
図３および図４は、本実施形態の打ち抜き加工方法を説明する工程図である。図３（ａ）は、ブランクの平面模式図であり、図３（ｂ）〜（ｄ）は、図３（ａ）のＡＡ’線の位置での断面図である。また、図４（ａ）は、図３（ａ）と同様にブランクの平面模式図であり、図４（ｂ）〜（ｄ）は、図４（ａ）のＢＢ’線の位置での断面図である。
まず、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、ポンチ３、ダイ４及び拘束パッド５を用意する。
【００３８】
ポンチ３は、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、ポンチ本体３ａと、ポンチ本体３ａの一端側に設けられた突起部３ｂとを有している。ポンチ本体３ａは、底面部３ｃ及び側面部３ｄを有しており、底面部３ｃに突起部３ｂが設けられている。底面部３ｃと側面部３ｄとが接する角部３ｅが、ポンチ刃３ｆとされている。ポンチ刃３ｆは、少なくとも、サポートブリッジ部１２と基板部１１との接続箇所、およびテンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に対応する位置に設けられる。突起部３ｂの外周縁とポンチ刃３ｆとの間の領域が平坦面となっており、この平坦面が底面部３ｃとなっている。
【００３９】
突起部３ｂの外観は、ポンチ本体３ａの軸方向に向かって突出する球面形状となっている。突起部３ｂの外観は球面状に限らず、断面視三角形状や、断面視台形状でもよい。ただし、サポートブリッジ部１２やテンサイルブリッジ部１３を拘束するような形状を採用すると、ポンチ３によってテンサイルブリッジ部１３に引張応力を付与する際にテンサイルブリッジ部１３を塑性変形させてしまい、その結果、引張応力が小さくなってしまうので、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３を拘束しにくい形状がよく、その例としては図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すような球面状がよい。
【００４０】
底面部３ｃと突起部３ｂの先端との高低差である突起部高さｈは、本発明において重要なパラメータであり、突起部高さｈを調整することで、テンサイルブリッジ部１３に付与する引張応力の大きさを調整できる。突起部高さｈが高いほど、テンサイルブリッジ部１３に付与する引張応力を大きくできるが、突起部高さｈが高過ぎるとテンサイルブリッジ部１３をせん断する前にテンサイルブリッジ部１３を塑性変形させてしまい、テンサイルブリッジ部１３に十分な引張応力を付与できなくなる。従って突起部高さｈは、テンサイルブリッジ部１３やサポートブリッジ部１２の寸法、金属板１４の板厚、強度、ヤング率などを勘案して最適な値に設定するとよい。
【００４１】
サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３をせん断する際には、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、例えば下側から順に、ダイ４、拘束パッド５及びポンチ３の順に配置する。ブランク１は、ダイ４と拘束パッド５との間に配置するようにする。
【００４２】
そして、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、ダイ４と拘束パッド５との間にブランク１を挟んでブランク１を拘束する。ダイ４と拘束パッド５によるブランク１の拘束領域は、図３（ａ）および図４（ａ）の斜線部に示すように、基板部１１の全面である。
これにより、基板部１１がブランク１の厚み方向及び厚み方向と直交する方向に拘束される。一方、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３は、ブランク１の厚み方向には拘束されない状態となる。ただし、サポートブリッジ部１２の両端１２ａが基板部１１に接続されているため、基板部１１の拘束によってサポートブリッジ部１２の厚み方向への変位が制限される。これにより、サポートブリッジ部１２に接続されたテンサイルブリッジ部１３の他端１３ｂの変位が制限される。また、テンサイルブリッジ部１３の一端１３ａが基板部１１に接続されているため、テンサイルブリッジ部１３の一端１３ａの変位も制限される。
【００４３】
次に、ポンチ３をブランク１まで下降させて、突起部３ｂの先端をテンサイルブリッジ部１３に当接させる。なお、突起部３ｂを当接させる位置は、テンサイルブリッジ部１３に限らず、サポートブリッジ部１２に当接させてもよく、テンサイルブリッジ部１３とサポートブリッジ部１２との接続箇所に当接させてもよい。また、突起部３ｂを当接させる位置は、テンサイルブリッジ部１３の幅方向中央が好ましく、また、スリット１３ｃの位置に対してスリット１３ｃの長手方向の延長線上にするとよい。突起部３ｂを当接させる位置によってテンサイルブリッジ部１３に印加する引張応力の大きさが調整可能である。従って、突起部３ｂを当接させる位置は、端部２の形状、テンサイルブリッジ部１３及びサポートブリッジ部１２の形状、スリット１３ｃの数および位置、金属板１４の強度や材質等を勘案して最適な位置に調整すればよい。
【００４４】
次に、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、ポンチ３を更に下降させて突起部３ｂをテンサイルブリッジ部１３に押し込み、テンサイルブリッジ部１３を弾性変形させる。より詳細には、テンサイルブリッジ部１３の一端１３ａ及び他端１３ｂは、基板部１１及びサポートブリッジ部１２によって厚み方向への変位が制限されているため、ポンチ３の突起部３ｂに押されて下方向に突出するように弾性変形する。テンサイルブリッジ部１３の弾性変形量は、ポンチ３のポンチ刃３ｆがブランク１に接触する位置に来るまでの間、増加し続ける。すなわち、突起部高さｈが高いほど、弾性変形量は大きくなる。ただし、上述したように、テンサイルブリッジ部１３が塑性変形しない程度に突起部高さｈを調整する必要がある。
【００４５】
ポンチ３を下方に下降させてテンサイルブリッジ部１３を弾性変形させることで、テンサイルブリッジ部１３にはその延在方向に沿って引張応力が付与される。引張応力は、テンサイルブリッジ部１３の一端１３ａと基板部１１との接続部分に集中する。また、突起部３ｂの当接位置がスリット１３ｃの長手方向の延長線上であり、かつ、当接位置がテンサイルブリッジ部１３の幅方向中央であるため、スリット１３ｃにより分割された分割ブリッジ部１３ｍ、１３ｍには引張応力がほぼ均等に加わる。そして、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所の近傍においては、スリット１３ｃが途切れているため、各分割ブリッジ部１３ｍ、１３ｍに印加されていた引張応力が合成されて、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に印加されるようになる。
【００４６】
そして、図３（ｄ）に示すように、更にポンチ３を下降させると、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所にポンチ刃３ｆが当たり、ポンチ３によって与えられたせん断応力によって当該接続箇所が塑性変形し、ついにはテンサイルブリッジ部１３が基板部１１からせん断されて切り離される。せん断直前までテンサイルブリッジ部１３は突起部３ｂに押されて弾性変形しているため、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に引張応力が付与された状態でせん断される。これにより、基板部１１側のせん断箇所では加工硬化しにくくなる。
【００４７】
また、同時に、図４（ｄ）に示すように、サポートブリッジ部１２の両端１２ａと基板部１１との接続箇所にもポンチ刃３ｆが当たり、サポートブリッジ部１２が基板部１１からせん断されて切り離される。テンサイルブリッジ部１３とサポートブリッジ部１２は一体のまません断される。サポートブリッジ部１２と基板部１１との間では引張応力がほとんど生じないため、従来のせん断加工と同様に、基板部１１側のせん断箇所では加工硬化が生じる。
【００４８】
図１（ｂ）には、打ち抜き加工後の金属板１５の平面模式図を示す。サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３が除去されることにより、基板部１１には凹状の湾曲状の端部２が設けられる。端部２は、金属板１５を平面視した場合に金属板１５の一辺が凹状に成形された部分である。
【００４９】
図５（ａ）には、せん断加工前の金属板の要部の斜視図を示し、図５（ｂ）には、せん断加工後の金属板の要部の斜視図を示す。図５（ａ）および図５（ｂ）を対比してわかるように、せん断加工後の端部２には、開口部２２の形成時に設けられた領域（以下、第１領域２ａという）と、サポートブリッジ部１２のせん断箇所に対応する領域（以下、第２領域２ｂ）と、テンサイルブリッジ部１３のせん断箇所に対応する領域（以下、第３領域２ｃ）とが含まれる。
【００５０】
第２領域２ｂは、従来と同様のせん断加工を受けた部分であるため、加工硬化が生じている。一方、第３領域２ｃは、引張応力を受けながらせん断された領域であるため、加工硬化が生じているものの、第２領域２ｂに比べて加工硬化量が小さくなっている。また、第１領域２ａについては、開口部２２の形成が例えばせん断加工によってなされた場合は、第２領域２ｂと同程度の加工硬化が生じている。一方、開口部２２の形成が例えばレーザー加工によってなされた場合は、第１領域２ａには加工硬化がほとんど生じない。
【００５１】
このように、端部２の第３領域２ｃの加工硬化が小さいため、例えば、端部２をその延在方向に沿って伸ばす加工が加わる場合に、第３領域２ｃを起点とするき裂や破断が生じにくくなる。これにより例えば、端部２を伸ばす加工において割れの位置が予測できる場合に、当該加工のブランクとして本実施形態の打ち抜き加工方法によって得られた金属板１５を適用し、かつ、割れの予測位置に第３領域２ｃを位置させることで、加工時の成形不良を防止できるようになる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の金属板１４の打ち抜き加工方法では、サポートブリッジ部１２の両端１２ａが基板部１１に接続されているため、基板部１１の拘束によってサポートブリッジ部１２の変位が制限され、これにより、サポートブリッジ部１２に接続されたテンサイルブリッジ部１３の他端１３ｂの変位が制限される。また、テンサイルブリッジ部１３の一端１３ａが基板部１１に接続されているため、基板部１１の拘束によってテンサイルブリッジ部１３の一端１３ａの変位も制限される。この状態で、テンサイルブリッジ部１３にポンチ３の突起部３ｂが押し当てられると、突起部３ｂの押し当て箇所が基板部１１よりも沈んでテンサイルブリッジ部１３が弾性変形し、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１の端部２との接続部分に、引張応力が集中する。ポンチ３とダイ４が更に相互に接近するに従ってテンサイルブリッジ部１３と基板部１１との間の引張応力が更に増大する。
そして、引張応力が印加された状態で、ポンチ刃３ｆとダイ４によってテンサイルブリッジ部１３と基板部１１の端部２との接続箇所がせん断され、ブランク１からテンサイルブリッジ部１３が除去される。同時にサポートブリッジ部１２もブランク１から除去される。せん断時のテンサイルブリッジ部１３と基板部１１の端部２との接続部分に引張応力が集中していたため、基板部１１側のせん断箇所では加工硬化が著しく小さくなる。このように、基板部１１の端部２におけるせん断に伴う加工硬化を部分的に小さくできるので、湾曲形状の端部２をその延長方向に伸ばす加工を施した場合に、端部２の割れを抑制することができる。
これにより例えば、湾曲形状の端部２をその延長方向に伸ばす加工を行う際に、当該加工のブランク材として本実施形態の金属板の打ち抜き加工方法によって得られた金属板１５を適用することで、当該加工時の端部の割れを防止できるようになる。
【００５３】
また、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１とが単軸引張応力状態となるべきところ、湾曲形状の大面積化に伴い、単軸引張応力状態が維持できなくなるほどテンサイルブリッジ部１３の幅が広がった場合であっても、テンサイルブリッジ部１３にスリット１３ｃを設けることで、テンサイルブリッジ部１３を分割して有効幅を小さくすることができる。有効幅の狭幅化により、基板部１１とテンサイルブリッジ部１３の接続箇所に対して引張応力が効率よく印加されるようになる。このため、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
これにより例えば、湾曲形状の端部２をその延長方向に伸ばす加工を行う際に、当該加工のブランクとして本実施形態の金属板の打ち抜き加工方法によって得られた金属板１５を適用することで、当該加工時の端部の割れを防止できるようになる。
【００５４】
また、突起部３ｂの当接位置がスリット１３ｃの長手方向の延長線上であり、かつ、当接位置がテンサイルブリッジ部１３の幅方向中央であるため、スリット１３ｃにより分割された分割ブリッジ部１３ｍ、１３ｍには引張応力がほぼ均等に加わる。また、スリット１３ｃの端部１３ｃ１が基板部１１まで達していないため、分割ブリッジ部１３ｍ、１３ｍにそれぞれ印加されていた引張応力が、基板部１１とテンサイルブリッジ部１３との接続箇所において合成され、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に印加されるようになる。これにより、比較的大きな引張応力をテンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に印加することができ、加工硬化を小さくすることができる。
【００５５】
また、サポートブリッジ部１２が直線状に形成されているため、テンサイルブリッジ部１３に対する拘束力を強めることができ、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との間の引張応力を高めることができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。図６は、本実施形態で用いるブランクの平面模式図である。本実施形態と、先に説明した第１の実施形態とを対比すると、基板部とテンサイルブリッジ部との接続箇所をせん断してブランクからテンサイルブリッジ部を除去する方法は共通するが、テンサイルブリッジ部に設けるスリットの位置および数が異なっている。以下の説明では、本実施形態のブランクの形状について主に説明する。
【００５７】
図６に示すブランクの構成要素のうち、図１（ａ）及び図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示す本実施形態のブランク２０１は、基板部１１、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部２１３を有する金属板２１４からなる。金属板２１４には、基板部１１、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部２１３によって囲まれた開口部２２２が設けられている。
【００５８】
サポートブリッジ部１２は、帯状に形成された直線状の部材であり、湾曲形状の端部２を迂回するようにその両端１２ａが基板部１１に接続されている。直線状のサポートブリッジ部１２が湾曲形状の端部２を迂回するように基板部１１に接続されることで、サポートブリッジ部１２と基板部１１の端部２との間に開口部２２２が設けられる。
【００５９】
テンサイルブリッジ部２１３は、帯状に形成された部材であり、一端２１３ａが湾曲形状の端部２に接続され、他端２１３ｂがサポートブリッジ部１２に接続されている。他端２１３ｂは、サポートブリッジ部１２の延在方向の中央に接続されている。
【００６０】
また、テンサイルブリッジ部２１３の一端部２１３ａから他端部２１３ｂに向く方向をテンサイルブリッジ部２１３の延在方向としたとき、サポートブリッジ部１２の延在方向とテンサイルブリッジ部２１３の延在方向はほぼ直角に交わっている。また、本実施形態のテンサイルブリッジ部２１３の延在方向に直交する幅２１３ｗは、図１に示した第１実施形態のテンサイルブリッジ部１３の幅１３ｗより広くなっている。また、テンサイルブリッジ部２１３の延在方向に直交する幅２１３ｗは、本実施形態のサポートブリッジ部１２の幅１２ｗよりも広くなっている。
【００６１】
更に、本実施形態に係るテンサイルブリッジ部２１３には、２つのスリット２１３ｃ、２１３ｃが設けられている。各スリット２１３ｃは、その長手方向がテンサイルブリッジ部２１３の延在方向に沿うように伸びている。各スリット２１３ｃは、テンサイルブリッジ部２１３を３つの分割ブリッジ部２１３ｍに分割している。
【００６２】
各スリット２１３ｃの位置およびスリット２１３ｃ同士の間隔は特に制限はない。すなわち、各分割ブリッジ部２１３ｍの幅が同じ幅になるようにスリット２１３ｃの位置および間隔を調整してもよく、中央の分割ブリッジ部２１３ｍの幅を、他の２つの分割ブリッジ部２１３ｍの幅より広くなるようにスリット２１３ｃの位置および間隔を調整してもよく、中央の分割ブリッジ部２１３ｍの幅を、他の２つの分割ブリッジ部２１３ｍの幅より狭くなるようにスリット２１３ｃの位置および間隔を調整してもよく、各分割ブリッジ部２１３ｍの幅が相互に異なる幅になるようにスリット２１３ｃの位置および間隔を調整してもよい。
【００６３】
なお、各スリット２１３ｃの長手方向一端は基板部１１まで達していない。同様に、各スリット２１３ｃの長手方向他端は、サポートブリッジ部１２まで達していない。基板部１１およびテンサイルブリッジ部２１３の接続箇所と、スリット２１３ｍの長手方向一端との間の直線距離Ｌ１は、金属板の板厚以上の寸法とされている。同様に、サポートブリッジ部１２およびテンサイルブリッジ部２１３の接続箇所と、スリットの長手方向他端との間の直線距離Ｌ２は、金属板の板厚以上の寸法とされている。なお、直線距離Ｌ１、Ｌ２は、テンサイルブリッジ部２１３の延在方向に沿う距離である。
【００６４】
以上説明したスリット２１３ｃが分割ブリッジ部２１３ｍ同士の間に存在することで、各分割ブリッジ部２１３ｍの間では、相互に応力が作用しないようになっている。
【００６５】
図６に示すブランク２０１は、金属板２１４に開口部２２２およびスリット２１３ｃを設けることにより製造される。開口部２２２およびスリット２１３ｃの形成方法は、第１の実施形態に例示した方法と同様である。
【００６６】
ブランク２０１を準備したら、基板部１１を拘束した状態で、ブランク２０１からサポートブリッジ部１２とテンサイルブリッジ部２１３をせん断加工により取り除くことにより、湾曲状の端部２を有する金属板を形成する。このとき、第１の実施形態と同様にして、テンサイルブリッジ部２１３に引っ張り応力を印加しながらせん断を行う。
【００６７】
本実施形態では、第１の実施形態と同様にして、基板部１１を拘束したまま、ポンチの突起部をテンサイルブリッジ部２１３に押し当てることにより、テンサイルブリッジ部２１３を弾性変形させる。ポンチの突起部は、図６の符号ｐで示すように、３つの分割ブリッジ部２１３ｃのそれぞれに押し当てるとよい。これにより、各分割ブリッジ部２１３ｃが弾性変形する際の変形量がほぼ同じになり、各分割ブリッジ部２１３ｃには引張応力がそれぞれ均等に加わる。そして、テンサイルブリッジ部２１３と基板部１１との接続箇所の近傍においては、スリット２１３ｃが途切れているため、各分割ブリッジ部２１３ｃに印加されていた引張応力が合成されて、テンサイルブリッジ部２１３ｃと基板部１１との接続箇所に印加されるようになる。
【００６８】
その後、第１の実施形態と同様にして、ポンチを更に下降させることにより、テンサイルブリッジ部２１３及びサポートブリッジ部１２を一体のまま基板部１１からせん断する。
テンサイルブリッジ部２１３と基板部１１との接続箇所に引張応力が付与された状態でせん断されるため、基板部１１側のテンサイルブリッジ部２１３のせん断箇所では加工硬化が小さくなる。また、サポートブリッジ部１２と基板部１１との間には引張応力がほとんど作用しないため、基板部１１側のサポートブリッジ部１２のせん断箇所では加工硬化が生じる。
加工後の端部２の加工硬化の状況は、図５において説明した第１の実施形態の場合と同様になる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果の他に、以下に述べる効果も得られる。すなわち、本実施形態によれば、テンサイルブリッジ部２１３の幅が広がった場合であっても、スリット２１３ｃを２つ設けることで、テンサイルブリッジ部２１３よりも狭幅の分割ブリッジ部２１３ｍを設けることができ、これによりテンサイルブリッジ部２１３の有効幅を実質的に狭くすることができる。これにより、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部２１３と基板部１１の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
また、スリット２１３ｃの端部が基板部１１まで達していないため、分割ブリッジ部２１３ｃにそれぞれ印加されていた引張応力が、基板部１１とテンサイルブリッジ部２１３ｃとの接続箇所において合成され、より高い引張応力を当該接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
以下、図７を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。図７は、本実施形態で用いるブランクの平面模式図である。本実施形態と、先に説明した第１の実施形態とを対比すると、基板部とテンサイルブリッジ部との接続箇所をせん断してブランクからテンサイルブリッジ部を除去する方法は共通するが、テンサイルブリッジ部に設けるスリットの位置および数が異なっている。以下の説明では、本実施形態のブランクの形状について主に説明する。
【００７１】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すブランクの構成要素のうち、図１（ａ）及び図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す本実施形態のブランク４０１は、基板部１１、サポートブリッジ部４１２及びテンサイルブリッジ部４１３を有する金属板４１４からなる。金属板４１４には、基板部１１、サポートブリッジ部４１２及びテンサイルブリッジ部４１３によって囲まれた開口部４２２が設けられている。
【００７２】
サポートブリッジ部４１２は、帯状に形成された直線状の部材であり、湾曲形状の端部２を迂回するようにその両端４１２ａが基板部１１に接続されている。直線状のサポートブリッジ部４１２が湾曲形状の端部２を迂回するように基板部１１に接続されることで、サポートブリッジ部４１２と基板部１１の端部２との間に開口部４２２が設けられる。
【００７３】
テンサイルブリッジ部４１３は、帯状に形成された部材であり、一端４１３ａが湾曲形状の端部２に接続され、他端４１３ｂがサポートブリッジ部４１２に接続されている。他端４１３ｂは、サポートブリッジ部４１２の延在方向の中央に接続されている。
【００７４】
テンサイルブリッジ部４１３の一端部４１３ａから他端部４１３ｂに向く方向をテンサイルブリッジ部４１３の延在方向としたとき、サポートブリッジ部４１２の延在方向とテンサイルブリッジ部４１３の延在方向はほぼ直角に交わっている。また、本実施形態のテンサイルブリッジ部４１３の延在方向に直交する幅４１３ｗは、図１に示した第１実施形態のテンサイルブリッジ部１３の幅１３ｗより広くなっている。また、テンサイルブリッジ部４１３の延在方向に直交する幅４１３ｗは、本実施形態のサポートブリッジ部４１２の幅４１２ｗよりも広くなっている。
【００７５】
更に、本実施形態に係るテンサイルブリッジ部４１３には、２つのスリット４１３ｃが設けられている。これらのスリット４１３ｃは、その長手方向がテンサイルブリッジ部４１３の延在方向に沿うように伸びている。また、各スリット４１３ｃは、テンサイルブリッジ部４１３の幅方向中央に設けられている。２つのスリット４１３ｃは、基板部１１側とサポートブリッジ部４１２側とにそれぞれ配置されており、基板部１１側のスリット４１３ｃの長手方向の先に、サポートブリッジ部４１２側のスリット４１３ｃがある。このように、各スリット４１３ｃは、テンサイルブリッジ部４１３の延在方向に沿って一列に並べられている。そして、テンサイルブリッジ部４１３は、これらのスリット４１３ｃによって２つの分割ブリッジ部４１３ｍに分割されている。
【００７６】
図７（ａ）には、ポンチの突起部の押し当て箇所を符号ｐで示している。本実施形態では、各スリット４１３ｃの間にポンチの突起部が押し当てられる。このため、各スリット４１３ｃ同士の間隔は、ポンチの突起部との接触面面積を十分確保できる程度の寸法に調整するとよい。ただし、スリット４１３ｃ同士の間隔が開きすぎると、ポンチの突起部によってテンサイルブリッジ部４１３を変形させた際に、テンサイルブリッジ部４１３の延在方向以外の方向に働く応力成分が増加するおそれがある。これにより、テンサイルブリッジ部４１３と基板部１１との間の引張応力が小さくなる場合がある。スリット４１３ｃの間隔は、シミュレーション等によって設定するとよい。
【００７７】
なお、基板部１１側のスリット４１３ｃの長手方向一端は基板部１１まで達していない。基板部１１およびテンサイルブリッジ部４１３の接続箇所と、スリット４１３ｃの長手方向一端との間の直線距離Ｌ１は、金属板４１４の板厚以上の寸法とされている。一方、サポートブリッジ部４１２側のスリット４１３ｃの長手方向他端は、サポートブリッジ部４１２に達している。これにより、分割ブリッジ部４１３ｍがサポートブリッジ部４１２に直接接続された形になる。これにより、これまでの実施形態の分割ブリッジ部に比べて、本実施形態の分割ブリッジ部４１３ｍは有効な長さが延長されることになる。
【００７８】
以上説明したスリット４１３ｃが分割ブリッジ部４１３ｍ同士の間に存在することで、一方の分割ブリッジ部４１３ｍと他方の分割ブリッジ部４１３ｍとの間では、相互に応力が作用しないようになっている。
【００７９】
図７（ａ）に示すブランク４０１は、金属板４１４に開口部４２２およびスリット４１３ｃを設けることにより製造される。開口部４２２およびスリット４１３ｃの形成方法は、第１の実施形態に例示した方法と同様である。
【００８０】
ブランク４０１を準備したら、基板部１１を拘束した状態で、ブランク４０１からサポートブリッジ部４１２とテンサイルブリッジ部４１３をせん断加工により取り除くことにより、湾曲状の端部２を有する金属板を形成する。このとき、第１の実施形態と同様にして、テンサイルブリッジ部４１３に引っ張り応力を印加しながらせん断を行う。
【００８１】
本実施形態では、第１の実施形態と同様にして、基板部１１を拘束したまま、ポンチの突起部をテンサイルブリッジ部４１３に押し当てることにより、テンサイルブリッジ部４１３を弾性変形させる。ポンチの突起部は、図７（ａ）の符号ｐで示すように、２つのスリット４１３ｃの間に押し当てるとよい。これにより、各分割ブリッジ部４１３ｍが弾性変形する際の変形量がほぼ同じになり、各分割ブリッジ部４１３ｍには引張応力がそれぞれ均等に加わる。そして、テンサイルブリッジ部４１３と基板部１１との接続箇所の近傍においては、スリット４１３ｃが途切れているため、各分割ブリッジ部４１３ｍに印加されていた引張応力が合成されて、テンサイルブリッジ部４１３と基板部１１との接続箇所に印加されるようになる。
【００８２】
その後、第１の実施形態と同様にして、ポンチを更に下降させることにより、テンサイルブリッジ部４１３及びサポートブリッジ部４１２を一体のまま基板部１１からせん断する。テンサイルブリッジ部４１３と基板部１１との接続箇所に引張応力が付与された状態でせん断されるため、基板部１１側のテンサイルブリッジ部４１３のせん断箇所では加工硬化が小さくなる。
加工後の端部２の加工硬化の状況は、図５において説明した第１の実施形態の場合と同様になる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果の他に、以下に述べる効果も得られる。すなわち、本実施形態によれば、テンサイルブリッジ部４１３の幅が広がった場合であっても、スリット４１３ｃを２つ設けることで、テンサイルブリッジ部４１３よりも狭幅の分割ブリッジ部４１３ｍを設けることができ、これによりテンサイルブリッジ部４１３の有効幅を実質的に狭くすることができる。これにより、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部４１３と基板部１１の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
また、スリット４１３ｃの端部が基板部１１まで達していないため、分割ブリッジ部４１３ｍにそれぞれ印加されていた引張応力が、基板部１１とテンサイルブリッジ部４１３との接続箇所において合成され、より高い引張応力を当該接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【００８４】
更に、本実施形態のブランク４０１は、テンサイルブリッジ部４１３の長手方向に沿って２つのスリット４１３ｃを一列に配置するため、分割ブリッジ部４１３ｍの有効長さを延長することができる。更に、サポートブリッジ部４１２側のスリット４１３ｃをサポートブリッジ部４１２まで伸ばすことで、分割ブリッジ部４１３ｍの有効長さをより一層延長することができる。これにより、より高い引張応力を基板部１１とテンサイルブリッジ部４１３との接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【００８５】
一方、分割ブリッジ部４１３ｍの有効長さの延長化は、テンサイルブリッジ部４１３の剛性低下を引き起こすおそれがある。本実施形態ではスリット４１３ｃ同士の間において分割ブリッジ部４１３ｍが実質的に接続されるため、テンサイルブリッジ部４１３自体の剛性を高めることができる。これにより、ポンチによってテンサイルブリッジ部４１３を押し下げた際にテンサイルブリッジ部４１３の弾性変形が維持され、十分な引張応力を基板部１１とテンサイルブリッジ部４１３との接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【００８６】
なお、図７（ａ）では、ポンチの突起部の押し当て箇所を、スリット４１３ｃの間の位置に設定していたが、突起部の押し当て箇所はこれに限らず、図７（ｃ）に示すように、スリット４１３ｃ同士の間を通り、テンサイルブリッジ部４１３の幅方向に沿って線状に伸びる領域を突起部の押し当て箇所ｐ’としてもよい。この押し当て箇所ｐ’は、分割ブリッジ部４１３ｍの幅方向全部に伸びているため、各分割ブリッジ部４１３を幅方向に渡って均等に押し込むことが出来、より大きな引張応力を基板部１１とテンサイルブリッジ部４１３との接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化をより小さくすることができる。
【００８７】
（第４の実施形態）
以下、図８を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。図８は、本実施形態で用いるブランクの平面模式図である。本実施形態と、先に説明した第１の実施形態とを対比すると、基板部とテンサイルブリッジ部との接続箇所をせん断してブランクからテンサイルブリッジ部を除去する方法は共通するが、テンサイルブリッジ部に設けるスリットの位置および数が異なっている。以下の説明では、本実施形態のブランクの形状について主に説明する。
【００８８】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すブランクの構成要素のうち、図１（ａ）及び図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す本実施形態のブランク５０１は、基板部１１、サポートブリッジ部５１２及びテンサイルブリッジ部５１３を有する金属板５１４からなる。金属板５１４には、基板部１１、サポートブリッジ部５１２及びテンサイルブリッジ部５１３によって囲まれた開口部５２２が設けられている。
【００８９】
サポートブリッジ部５１２は、帯状に形成された直線状の部材であり、湾曲形状の端部２を迂回するようにその両端５１２ａが基板部１１に接続されている。直線状のサポートブリッジ部５１２が湾曲形状の端部２を迂回するように基板部１１に接続されることで、サポートブリッジ部５１２と基板部１１の端部２との間に開口部５２２が設けられる。
【００９０】
テンサイルブリッジ部５１３は、帯状に形成された部材であり、一端５１３ａが湾曲形状の端部２に接続され、他端５１３ｂがサポートブリッジ部５１２に接続されている。他端５１３ｂは、サポートブリッジ部５１２の延在方向の中央に接続されている。
【００９１】
テンサイルブリッジ部５１３の一端部５１３ａから他端部５１３ｂに向く方向をテンサイルブリッジ部５１３の延在方向としたとき、サポートブリッジ部５１２の延在方向とテンサイルブリッジ部５１３の延在方向はほぼ直角に交わっている。また、本実施形態のテンサイルブリッジ部５１３の延在方向に直交する幅５１３ｗは、図１に示した第１実施形態のテンサイルブリッジ部１３の幅１３ｗより広くなっている。また、テンサイルブリッジ部５１３の延在方向に直交する幅５１３ｗは、本実施形態のサポートブリッジ部５１２の幅５１２ｗよりも広くなっている。
【００９２】
更に、本実施形態に係るテンサイルブリッジ部５１３には、合計で６つのスリット５１３ｃが設けられている。これらのスリット５１３ｃは、その長手方向がテンサイルブリッジ部５１３の延在方向に沿うように伸びている。６つのスリット５１３ｃは、テンサイルブリッジ部５１３の幅方向に並列に配置され、かつ、テンサイルブリッジ部５１３の長手方向に直列に配置されている。本実施形態では、６つのスリット５１３ｃが、３列×２列のマトリックス状に配置されている。より詳細には、スリット５１３ｃは、テンサイルブリッジ部５１３の幅方向に沿って所定の間隔をあけて３列に並べられている。また、スリット５１３ｃは、テンサイルブリッジ部５１３の延在方向に沿って２列に並べられている。テンサイルブリッジ部５１３はこれらのスリット５１３ｃの配置によって４つの分割ブリッジ部に分割されている。
【００９３】
６つのスリット５１３ｃは、基板部１１側のスリット５１３ｃと、サポートブリッジ部５１２側のスリット５１３ｃとに分けられる。基板部１１側のスリット５１３ｃの長手方向の先にそれぞれ、サポートブリッジ部５１２側のスリット５１３ｃがある。すなわち、基板部１１側のスリット５１３ｃとサポートブリッジ部５１２側のスリット５１３ｃは、テンサイルブリッジ部５１３の延在方向に沿って一列に並んでいる。
【００９４】
本実施形態では、テンサイルブリッジ部５１３の幅方向中央にある２つのスリット５１３ｃの間に、ポンチの突起部が押し当てられる。このため、各スリット５１３ｃ同士の間隔は、ポンチの突起部との接触面面積を十分確保できる程度の寸法に調整するとよい。ただし、スリット５１３ｃの間隔が開きすぎると、ポンチの突起部によってテンサイルブリッジ部５１３を変形させた際に、テンサイルブリッジ部５１３の延在方向以外の方向に働く応力成分が増加するおそれがある。これにより、テンサイルブリッジ部５１３と基板部１１との間の引張応力が小さくなる場合がある。スリット５１３ｃの間隔は、シミュレーション等によって設定するとよい。
【００９５】
なお、基板部１１側のスリット５１３ｃの長手方向一端は基板部１１まで達していない。基板部１１およびテンサイルブリッジ部５１３の接続箇所と、スリット５１３ｃの長手方向一端との間の直線距離Ｌ１は、金属板５１４の板厚以上の寸法とされている。一方、サポートブリッジ部５１２側のスリット５１３ｃの長手方向他端は、サポートブリッジ部５１２に達している。これにより、分割ブリッジ部５１３ｍがサポートブリッジ部５１２に直接接続された形になる。これにより、第１または第２実施形態の分割ブリッジ部に比べて、本実施形態の分割ブリッジ部５１３ｍは有効長さが延長されることになる。
【００９６】
以上説明したスリット５１３ｃが分割ブリッジ部５１３ｍ同士の間に存在することで、各分割ブリッジ部５１３ｍの間では、相互に応力が作用しないようになっている。
【００９７】
図８（ａ）に示すブランク５０１は、金属板５１４に開口部５２２およびスリット５１３ｃを設けることにより製造される。開口部５２２およびスリット５１３ｃの形成方法は、第１の実施形態に例示した方法と同様である。
【００９８】
ブランク５０１を準備したら、基板部１１を拘束した状態で、ブランク５０１からサポートブリッジ部５１２とテンサイルブリッジ部５１３をせん断加工により取り除くことにより、湾曲状の端部２を有する金属板を形成する。このとき、第１の実施形態と同様にして、テンサイルブリッジ部５１３に引っ張り応力を印加しながらせん断を行う。
【００９９】
本実施形態では、第１の実施形態と同様にして、基板部１１を拘束したまま、ポンチの突起部をテンサイルブリッジ部５１３に押し当てることにより、テンサイルブリッジ部５１３を弾性変形させる。ポンチの突起部は、図８の符号ｐで示すように、テンサイルブリッジ部５１３の幅方向中央の２つのスリット５１３ｃの間に押し当てるとよい。これにより、各分割ブリッジ部５１３ｍが弾性変形する際の変形量がほぼ同じになり、各分割ブリッジ部５１３ｍには引張応力がそれぞれ均等に加わる。そして、テンサイルブリッジ部５１３と基板部１１との接続箇所の近傍においては、スリット５１３ｃが途切れているため、各分割ブリッジ部５１３ｍに印加されていた引張応力が合成されて、テンサイルブリッジ部５１３と基板部１１との接続箇所に印加されるようになる。
【０１００】
その後、第１の実施形態と同様にして、ポンチを更に下降させることにより、テンサイルブリッジ部５１３及びサポートブリッジ部５１２を一体のまま基板部１１からせん断する。テンサイルブリッジ部５１３と基板部１１との接続箇所に引張応力が付与された状態でせん断されるため、基板部１１側のテンサイルブリッジ部５１３のせん断箇所では加工硬化が小さくなる。
加工後の端部２の加工硬化の状況は、図５において説明した第１の実施形態の場合と同様になる。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果の他に、以下に述べる効果も得られる。すなわち、本実施形態によれば、テンサイルブリッジ部５１３の幅が広がった場合であっても、スリット５１３ｃを６つ設けることで、テンサイルブリッジ部５１３よりも狭幅の分割ブリッジ部５１３ｍを設けることができ、これによりテンサイルブリッジ部５１３の有効幅を実質的に狭くすることができる。これにより、せん断の直前まで、テンサイルブリッジ部５１３と基板部１１の状態を単軸引張応力状態に維持でき、加工硬化を小さくすることができる。
また、スリット５１３ｃの端部が基板部１１まで達していないため、分割ブリッジ部５１３ｍにそれぞれ印加されていた引張応力が、基板部１１とテンサイルブリッジ部５１３との接続箇所において合成され、より高い引張応力を当該接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【０１０２】
更に、本実施形態のブランク５０１は、テンサイルブリッジ部５１３の長手方向に沿ってスリット５１３ｃを一列に配置するため、分割ブリッジ部５１３ｍの有効長さを延長することができる。更に、サポートブリッジ部５１２側のスリットをサポートブリッジ部５１２まで伸ばすことで、分割ブリッジ部５１３ｍの有効長さをより一層延長することができる。これにより、より高い引張応力を基板部１１とテンサイルブリッジ部５１３との接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【０１０３】
一方、分割ブリッジ部５１３ｍの有効長さの延長化は、テンサイルブリッジ部５１３の剛性低下を引き起こすおそれがあるが、本実施形態ではスリット５１３ｃ同士の間において分割ブリッジ部５１３ｍが実質的に接続されるため、テンサイルブリッジ部５１３自体の剛性を高めることができる。これにより、ポンチによってテンサイルブリッジ部５１３を押し下げた際にテンサイルブリッジ部５１３の弾性変形が維持され、十分な引張応力を基板部１１とテンサイルブリッジ部５１３との接続箇所に印加することができ、せん断後の加工硬化を小さくすることができる。
【０１０４】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０に示すように本実施形態では、打ち抜き加工時のブランク１の下側に、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３の塑性変形を防止するための補助パッド６を配置する。補助パッド６を用いること以外は、図１〜図４に示した第１実施形態の打ち抜き加工方法とほぼ同じであるので、図９及び図１０に示す構成要素のうち、図１〜図４に示す構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
図１〜図４に示す例では、パンチ３によってサポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３を押し下げた際に、サポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３の端部がダイ刃４ｆに強く押し当てられ、ダイ刃４ｆに当接した箇所において各ブリッジ部１２，１３が塑性変形する場合がある。特に本発明では、テンサイルブリッジ部１３にスリット１３ｃが設けられているため、テンサイルブリッジ部１３が塑性変形しやすい。そこで、本実施形態では、ブランク１を挟んでパンチ３と対向する位置に補助パッド６を配置し、突起部３ｂに押された各ブリッジ部１２、１３を補助パッド６の補助突起部６ａで支持しつつ、せん断を行う。
【０１０６】
図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、補助パッド６は、パッド本体６ｂと、パッド本体６ｂの上面部６ｃに設けられた補助突起部６ａとを備えている。また、補助パッド６の下部には、図示略のばね等の弾性体が取り付けられている。
【０１０７】
パッド本体６ｂは、上面部６ｃを有しており、上面部６ｃに補助突起部６ａが設けられている。パッド本体６ｂの上面部６ｃの平面視形状は、パンチ本体３ａの底面部３ｃの平面視形状とほぼ同じ形状とされている。
【０１０８】
補助突起部６ａは、平面視形状は直線状であり、断面視形状は半円状の突起である。図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、補助突起部６ａの位置は、突起部３ｂによる各ブリッジ部１２、１３の押し当て箇所よりも基板部１１側であるとよい。本実施形態では、突起部３ｂの押し当て箇所がサポートブリッジ部１２とテンサイルブリッジ部１３との接続箇所に近い場所であるため、補助突起部６ａの位置は、各ブリッジ部１２、１３と基板部との接続箇所に近い位置にするとよい。
【０１０９】
次に、図９及び図１０を参照して、テンサイルブリッジ部１３に張力を与えながらサポートブリッジ部１２及びテンサイルブリッジ部１３を打ち抜く方法について説明する。図９（ａ）は、ブランク１、突起部３ｂ及び補助突起部６ａの位置関係を示す平面図であり、図９（ｂ）〜（ｄ）は、図９（ａ）のＡＡ’線に対応する断面図である。図１０（ａ）は、図９（ａ）と同様にブランク１、突起部３ｂ及び補助突起部６ａの位置関係を示す平面図であり、図１０（ｂ）〜（ｄ）は、図１０（ａ）のＢＢ’線に対応する断面図である。
【０１１０】
図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、例えば下側から順に、補助パッド６、ダイ４、拘束パッド５及びパンチ３の順に配置する。ブランク１は、ダイ４と拘束パッド５の間に配置する。ダイ４と拘束パッド５によるブランク１の拘束領域は、第１の実施形態と同様に、基板部１１の全面である。
【０１１１】
次いで、パンチ３を下降させて、突起部３ｂの先端をブリッジ部１２、１３の上面に当接させる。更に、補助パッド６を上昇させて、補助突起部６ａの先端を各ブリッジ部１２、１３の下面に当接させる。補助突起部６ａは、各ブリッジ部１２、１３の基板部１１寄りの位置に当接されるようになる。
【０１１２】
次に、補助パッド６の上下方向の位置を固定したまま、パンチ３を下降させて突起部３ｂを各ブリッジ部１２、１３側に押し込み、各ブリッジ部１２、１３を弾性変形させる。各ブリッジ部１２、１３は、補助パッド６の補助突起部６ａによって下側から支持されているため、パンチ３の下降に伴って各ブリッジ部１２、１３が弾性変形する範囲は、補助突起部６ａを平面視した場合の突起部３ｂ側の領域となる。一方、各ブリッジ部１２、１３が補助突起部６ａに支持されるため、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）に示す段階では、各ブリッジ部１２、１３の基板部１１寄りの端部１２ａ、１３ａは弾性変形されない状態にある。各ブリッジ部１２、１３は、補助突起部６ａによって実質的に拘束されるため、補助突起部６ａの内側の領域において各ブリッジ部１２、１３がパンチ３の突起部３ｂに押されて下方向に弾性変形する。
【０１１３】
補助突起部６ａによって拘束されている各ブリッジ部１２、１３に対して、パンチ３が更に下方に下降させることで、各ブリッジ部１２、１３が弾性変形し、基板部１１に対して引張応力が付与される。引張応力は、特にテンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に集中する。
【０１１４】
そして、図９（ｄ）に示すように、更にポンチ３を下降させると、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所にポンチ刃３ｆが当たり、ポンチ３によって与えられたせん断応力によって当該接続箇所が塑性変形し、ついにはテンサイルブリッジ部１３が基板部１１からせん断されて切り離される。せん断直前までテンサイルブリッジ部１３は突起部３ｂに押されて弾性変形しているため、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所に引張応力が付与された状態でせん断される。これにより、基板部１１側のせん断箇所では加工硬化しにくくなる。
【０１１５】
また、同時に、図１０（ｄ）に示すように、サポートブリッジ部１２の両端１２ａと基板部１１との接続箇所にもポンチ刃３ｆが当たり、サポートブリッジ部１２が基板部１１からせん断されて切り離される。テンサイルブリッジ部１３とサポートブリッジ部１２は一体のまません断される。サポートブリッジ部１２と基板部１１との間では引張応力がほとんど生じないため、従来のせん断加工と同様に、基板部１１側のせん断箇所では加工硬化が生じる。
【０１１６】
以上のように、本実施形態においては、ブランク１を挟んでパンチ３と対向する位置に補助パッド６を配置し、補助パッド６には、突起部３ｂの押し当て箇所よりも基板部１１側で各ブリッジ部１２、１３に接する補助突起部６ａが備えられており、突起部３ｂに押されたテンサイルブリッジ部１３を補助突起部６ａで支持しつつ、せん断加工を行う。これにより、突起部３ｂを各ブリッジ部１２、１３に押し込んだ際に、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所が塑性変形して、引張張力が低減するおそれがあるところ、補助パッド６によって突起部３ｂの押し当て箇所よりも基板部１１側でテンサイルブリッジ部１３を支持することで、テンサイルブリッジ部１３と基板部１１との接続箇所における塑性変形が抑制され、当該接続箇所に十分な引張応力を印加できるようになる。
【０１１７】
（第６の実施形態）
以上、本発明を各実施形態によって説明したが、本発明は、自動車部品の製造に適用可能である。以下、図１１〜図１７を参照して、自動車用のセンターピラーの製造方法について説明する。
【０１１８】
図１１は、自動車用のセンターピラー７０１であり、図中左側の長手方向一端７０１ａにルーフパネルが接続されるようになっており、図中右側の他端７０１ｂにはサイドシルパネルが接続されるようになっている。このセンターピラー７０１は、ピラー本体７０２と、ピラー本体７０２の図中左側に設けられた第１接続部７０３と、ピラー本体７０２の図中右側に設けられた第２接続部７０４とからなる。第１接続部７０３にルーフパネルが接合され、第２接続部７０４にサイドシルパネルが接合される。第２接続部７０４は、ピラー本体７０２の長手方向に対して直交する方向に延在している。また、ピラー本体７０２、第１接続部７０３及び第２接続部７０４にはそれぞれ、幅方向両側または片側にフランジ部７０５がある。
【０１１９】
ピラー本体７０２は、長手方向に直交する方向の断面形状がハット形形状となっている。すなわち、ピラー本体７０２は、ウエブ部７０２ａと、ウエブ部７０２ａの幅方向両側に接続された縦壁部７０２ｂと、縦壁部７０２ｂに接続されたフランジ部７０５とを備えている。ウエブ部７０２ａ、縦壁部７０２ｂ及びフランジ部７０５は、第１接続部７０３及び第２接続部７０４まで延在している。
【０１２０】
フランジ部７０５の形状について説明すると、ピラー本体７０２と第２接続部７０４との接続箇所近傍のフランジ部７０５は、９０°に近い角度で曲げられており、この部分におけるフランジ部７０５の端部７０６は、凹状に湾曲した形状になっている。図１１では、端部７０６を含む領域を領域Ａとして示している。
同様に、ピラー本体７０２と第１接続部７０３との接続部分におけるフランジ部７０５は、９０°に近い角度で曲げられており、この部分におけるフランジ部７０５の端部７０７は、凹状に湾曲した形状になっている。図１１では、端部７０７を含む領域を領域Ｂとして示している。
【０１２１】
図１２には、センターピラー７０１のブランク８００を示す。ブランク８００は、高強度鋼板をせん断加工によって打ち抜いて成形されてなるものである。ブランク８００は、その端面８０１の全部がせん断によって形成されており、端面８０１の全部に加工硬化が生じている。図１１に示すセンターピラー７０１は、図１２のブランク８００をプレス成形することによって製造される。ここで、ブランク８００の領域Ａ及び領域Ｂにおける端面８０１は、プレス成形される際に、端面８０１の延在方向に沿って引張応力を受ける。ブランク８００の端面８０１はせん断加工によって加工硬化が生じており、成形後のフランジ部７０５の端部７０６、７０７は、この加工硬化を受けた部位に対応する。このため、所定形状に形成したブランク８００をセンターピラー７０１に加工するためにプレス成形を行うと、フランジ部７０５の端部７０６、７０７において割れが発生するおそれがある。フランジ部７０５の割れは、鋼板強度が高くなるほど顕著に発生する。
【０１２２】
プレス成形後に割れが発生し得る箇所は、有限要素法などのシミュレーション技術によって予め予測可能である。そこで、割れが発生し得る箇所に対して、本発明の金属板の打ち抜き加工方法を適用するとよい。
【０１２３】
図１３に、本発明の金属板の打ち抜き加工方法を適用したブランク９００の形状を示す。このブランク９００の領域Ａ、領域Ｂの対応する箇所に、サポートブリッジ部及びテンサイルブリッジ部が備えられている。
【０１２４】
図１３及び図１５に示すように、領域Ａには、ブランク９００を構成する基板部９１１に凹状の湾曲形状の端部９０２がある。この端部９０２には、湾曲形状の端部９０２を迂回するように両端が基板部９１１に接続されたサポートブリッジ部９１２と、一端が湾曲形状の端部９０２に接続されるとともに他端がサポートブリッジ部９１２に接続された１つのテンサイルブリッジ部９１３が備えられている。テンサイルブリッジ部９１３には、基板部９０２に向かう方向に沿って延在する３つのスリット９１３ｃが設けられている。サポートブリッジ部９１２は、直線部９１２ａと接続部９１２ｂとからなり、平面視で屈曲した形状になっている。直線部９１２ａの一端が基板部９１１に接続されており、直線部９１２ａの他端は接続部９１２ｂに接続されており、接続部９１２ｂが基板部９１１に接続されている。領域Ａにおけるテンサイルブリッジ部９１３は、比較的幅が広いため、スリット９１３ｃを設ける必要がある。スリットの要否判断は、例えば、有限要素法を利用したシミュレーションによって、テンサイルブリッジ部の弾性変形時の引張応力を予測し、引張応力の予測値があらかじめ設定された基準値を満たさない場合に、スリットを設けるようにするとよい。
【０１２５】
図１３及び図１４に示すように、領域Ｂには、ブランク９００を構成する基板部９１１に凹状の湾曲形状の端部９５２がある。この端部９５２には、湾曲形状の端部９５２を迂回するように両端が基板部９１１に接続されたサポートブリッジ部９６２と、一端が湾曲形状の端部９５２に接続されるとともに他端がサポートブリッジ部９６２に接続された１つのテンサイルブリッジ部９６３が備えられている。サポートブリッジ部９６２は、直線部９６２ａと接続部９６２ｂとからなり、平面視で屈曲した形状になっている。直線部９６２ａの一端が基板部９１１に接続されており、直線部９６２ａの他端は接続部９６２ｂに接続されており、接続部９６２ｂが基板部９１１に接続されている。領域Ｂにおけるテンサイルブリッジ部９６３は、比較的幅が狭いため、スリットを設ける必要はない。スリットの要否判断は、領域Ａの場合と同様に行い、引張応力の予測値があらかじめ設定された基準値を満たす場合に、スリットを設けないと判断するとよい。
【０１２６】
そして、第１〜第５の実施形態と同様に、ダイとしわ押さえによって基板部９１１を拘束した状態で、サポートブリッジ部９１２，９６２及びテンサイルブリッジ部９１３、９６３と、基板部９１１との接続箇所を、突起部を有するポンチによってせん断する。このとき、ポンチの突起部の押し当て箇所は、図１４及び図１５の符号ｐに示す位置とすることが好ましい。
【０１２７】
ポンチをブランクに接近させることによって、ポンチの突起部がテンサイルブリッジ部９１３、９６３を押し下げ、テンサイルブリッジ部９１３、９６３と基板部９１１との間に引張応力が生じる。更に、ポンチを押し下げることで、引張応力を印加させつつ、テンサイルブリッジ部９１３、９６３と基板部９１１との接続箇所がせん断されて切り離される。基板部９１１におけるせん断箇所では、加工硬化が小さくなる。図１６に、せん断加工後のブランク９００を示す。ブランク９００の端面のうち、テンサイルブリッジ部９１３、９６３がせん断された箇所を符号a及びｂで示す。このせん断箇所における加工硬化量は、他の箇所における加工硬化量に対して小さくなっている。
【０１２８】
そして、加工硬化量が部分的に低減されたブランク９００に対してプレス成形を行うことで、図１７に示すセンターピラー９０１が得られる。センタ−ピラーの領域Ａ及びＢでは、割れが生じない。
【０１２９】
以上説明したように、センターピラーのような自動車部品をプレス成形法により製造する際に、本発明の金属板の打ち抜き方法を適用して、ブランクのうち凹形状となる端部の加工硬化量を小さくさせることで、割れを生じさせずにプレス成形を行うことが可能になる。
【符号の説明】
【０１３０】
１、２０１、４０１、５０１…ブランク、２…端部、３…ポンチ、３ｂ…突起部、３ｃ…底面部、３ｄ…側面部、３ｅ…角部、３ｆ…ポンチ刃、４…ダイ、１１…基板部、１２、２１２、４１２、５１２…サポートブリッジ部、１２ａ、２１２ａ、４１２ａ、５１２ａ…両端、１３、２１３、４１３、５１３…テンサイルブリッジ部、１３ａ、２１３ａ、４１３ａ、５１３ａ…一端、１３ｂ、２１３ｂ、４１３ｂ、５１３ｂ…他端、１４、２１４、４１４、５１４…金属板。
【図１】
0006988533.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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