(57)【要約】  割れや皺を発生させずにプレス成形でハット形断面を有する湾曲部品１０を製造する。  天板１１、天板の稜線１４ａ，１４ｂに沿って互いに平行に延設された縦壁１２ａ，１２ｂ、縦壁の先端に結合された外向きフランジ１３ａ，１３ｂより成る概ねハット形断面を有する湾曲部品１０をプレス成形により製造する際に、パッド５０３とパンチ５０４とによって、素材金属板６０１を挟持および拘束しながら、素材金属板６０１をダイ５０２とブランクホルダ５０５とによって挟持および拘束してプレス成形する。
2014042067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイおよびパッドと、該ダイおよびパッドに対向して配置されるパンチおよびブランクホルダとを備えるプレス成形装置を用いて、素材金属板を冷間または温間でプレス成形することにより、長尺の天板と、該天板の両端部につながって該天板に略直交する方向へ延びる２つの縦壁と、該２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、前記天板の長手方向の一部において前記天板，前記２つの縦壁および前記２つの外向きフランジがいずれも前記縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する本体を備える湾曲部品を製造する方法であって、
前記ダイおよび前記パッドと前記パンチおよび前記ブランクホルダとの間に配置された素材金属板における前記天板に成形される部分を、前記パッドにより前記パンチに押し付けて加圧および挟持するとともに、前記素材金属板における前記縦壁および前記外向きフランジに成形される部分を、前記ブランクホルダにより前記ダイに押し付けて加圧および挟持する状態を維持しながら、前記ブランクホルダおよび前記ダイを、前記パッドおよび前記パンチに対して相対的に、前記パンチおよび前記ブランクホルダが配置されている側へ移動することにより、前記湾曲部品を成形すること
を特徴とする湾曲部品の製造方法。
【請求項２】
前記パッドは一定のストロークを有するパッド加圧装置に接続されるとともに、前記ブランクホルダはブランクホルダ加圧装置に接続され、さらに、前記湾曲部品の成形完了後に、
前記パッド加圧装置および前記ブランクホルダ加圧装置を用いて、前記ブランクホルダが前記パンチに対して相対的に移動しないように固定するとともに該ブランクホルダが前記湾曲部品を前記ダイに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ブランクホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項１に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項３】
前記パッドはパッド加圧装置に接続されるとともに、前記ブランクホルダは一定のストロークを有するブランクホルダ加圧装置に接続され、さらに、前記湾曲部品の成形完了後に、
前記パッド加圧装置および前記ブランクホルダ加圧装置を用いて、前記パッドが前記ダイに対して相対的に移動しないように固定するとともに該パッドが前記湾曲部品を前記パンチに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ブランクホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項１に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項４】
前記ダイは、前記湾曲部品における前記縦壁および前記フランジそれぞれの外表面の形状を含む内面形状を有し、前記パッドは、前記湾曲部品における前記天板の外表面の形状を含む外面形状を有し、前記パンチは、前記湾曲部品における前記天板および前記縦壁それぞれの内表面の形状を含む外面形状を有するとともに、前記ブランクホルダは、前記湾曲部品における前記フランジの内表面の形状を含む外面形状を有する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項５】
前記横断面形状における前記天板および前記縦壁が成す内角は９０〜９２°である請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項６】
前記湾曲部品の成形完了時点における、前記ダイにおける前記縦壁を成形する部分と、前記パンチにおける前記縦壁を成形する部分とのクリアランスは、前記素材金属板の板厚の１００〜１２０％である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項７】
前記素材金属板は、板厚が０．８〜３．２ｍｍであるとともに、引張強度が２００〜１６００ＭＰａの鋼板である請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項８】
素材金属板における前記天板に成形される部分を、前記パッドにより０．１ＭＰａ以上の押し付け圧力で前記パンチに押し付けて加圧するとともに、前記素材金属板における前記縦壁および前記外向きフランジに成形される部分を、前記ブランクホルダにより０．１ＭＰａ以上の押し付け圧力で前記ダイに押し付けて加圧する請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項９】
前記素材金属板は、前記素材金属板を予加工した予加工金属板である請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項１０】
前記プレス成形装置から取り出した前記湾曲部品に後加工を行う請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項１１】
長尺の天板と、該天板の両端部につながって該天板に略直交する方向へ延びる２つの縦壁と、該２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、前記天板の長手方向の一部において前記天板，前記２つの縦壁および前記２つの外向きフランジがいずれも前記縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する湾曲部を含む外形の本体を備える、自動車のボディシェルを構成する骨格構造部材であって、
前記本体は、引張強度が４４０ＭＰａ以上であるとともに板厚が１．０〜２．３ｍｍの鋼板を素材とする、冷間または温間でのプレス成形体であること、
前記湾曲部を除いた残余の部分の板厚に対する当該湾曲部の板厚の減少率は１５％以下であること
を特徴とする骨格構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材金属板をプレス成形してハット形断面を有する湾曲部品を製造する方法と、自動車のボディシェルの骨格構造部材とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハット形断面を有するとともに長手方向へ湾曲した外形を有するプレス成形部品が、例えばサイドメンバー（フロントサイドメンバー、リアーサイドメンバー）等のような自動車のボディシェルの骨格構造部材として、用いられる。このプレス成形部品は、自動車の衝突性能を確保するために重要な部品であるとともに、衝突安全性の向上および車体の軽量化を推進するために高強度化を要求される。従来より、このプレス成形部品は、素材金属板に絞り成形によるプレス成形法を適用して、製造されてきた。【０００３】
図１８Ａは、ハット形断面を有する湾曲部品（以下、単に「湾曲部品」ともいう）１０の一例を示す斜視図であり、図１８Ｂは、湾曲部品１０の上面図であり、図１８Ｃは、湾曲部品１０の側面図であり、図１８Ｄは、湾曲部品１０を一方の端部から見た正面図であり、さらに、図１８Ｅは、湾曲部品１０の凸状湾曲部１１ａおよび凹状湾曲部１１ｂを説明するための斜視図である。また、図１９Ａは、従来技術により湾曲部品１０を製造する絞り加工機を模式的に示す断面図であり、図１９Ｂは、ダイ２０２とブランクホルダ２０３およびパンチ２０４との間に素材金属板２０１が挟持および拘束された段階を示す断面図であり、図１９Ｃは、図１９Ｂに示される段階からパンチ２０４を押し込んだ状態を示す断面図であり、図１９Ｄは、図１９Ｃに示される段階からパンチ２０４をさらに押し込んでパンチ２０４がダイ２０２に対して完全に押し込まれ状態を示す断面図である。さらに、図２０Ａは、素材金属板２０１を示す斜視図であり、図２０Ｂは、図１９Ａ〜図１９Ｄに示す従来技術によって製造された絞りパネル３０１を示す斜視図である。【０００４】
例えば、図１８Ａ〜図１８Ｅに示す湾曲部品１０を製造する場合、まず図１９Ａに示すように、図２０Ａに示す素材金属板２０１をブランクホルダ２０３およびパンチ２０４とダイ２０２との間に配置する。次に、図１９Ｂに示すように、素材金属板２０１の周囲をダイ２０２およびブランクホルダ２０３により挟んで加圧する。次に、図１９Ｃ，図１９Ｄに示すように素材金属板２０１の中央部をパンチ２０４により張り出して素材金属板２０１を所望の形状に絞り成形する。この絞り成形の過程で、図１９Ｃに示すように素材金属板２０１の周囲はダイ２０２およびブランクホルダ２０３により押さえられているため、素材金属板２０１の内部は張力を付与されながらパンチ２０４より成形される。素材金属板２０１は、その周囲をダイ２０２およびブランクホルダ２０３によりある程度拘束されながら、ダイ２０２内に流入することにより、図２０Ｂに示す形状を有する絞りパネル３０１に成形される。図１８Ａ〜図１８Ｅに示す湾曲部品１０は、この絞りパネル３０１の周囲の不要部分を切断することによって製造される。【０００５】
図２１は、図２０Ｂに示される絞りパネル３０１における割れ，しわが発生し易い部位を示す斜視図である。
湾曲部品１０を絞り成形によるプレス成形法により製造する場合、図２１に示すように、絞りパネル３０１に成形した段階で、絞りパネル３０１の凹状湾曲部３１１ｂの天板３０１ａおよび凸状湾曲部３１１ａのフランジ３０１ｂには、材料の余りに起因したしわが発生し易い。しわの発生を抑制するためには、一般的に、ブランクホルダ２０３の加圧力を増加したり、ブランクホルダ２０３にドロービードを追加するなどの手段によって成形の過程における素材金属板２０１の周囲の拘束を強化してダイ２０２内への素材金属板２０１の過剰な流入を抑制することが有効である。【０００６】
しかし、これらの手段によってダイ２０２内への素材金属板２０１の流入を抑制すると、絞りパネル３０１の凸状湾曲部３１１ａの天板３０１ｃ，凹状湾曲部３１１ｂのフランジ３０１ｄ，長手方向の端部３０１ｅでは板厚が過剰に減少し、素材金属板２０１が伸び性の低い材料の場合にはこれらの領域３０１ｃ，３０１ｄ，３０１ｅで割れが発生する。【０００７】
このため、例えばサイドメンバーに代表される湾曲部品１０を絞り成形によるプレス成形法により割れおよびしわを発生させずに製造するためには、伸び性の低い高強度材料（例えば高張力鋼板）を素材金属板２０１として使用することが困難になり、伸び性の高い低強度材料を用いざるを得ない。このため、湾曲部品１０に要求される強度を確保するために、素材金属板２０１の板厚を厚くせざるを得なくなり、ボディシェルの骨格構造部材の軽量化が阻害される。【０００８】
また、湾曲部品１０を絞り成形によるプレス成形法により製造する場合には、絞りパネル３０１の外周に存在する不要部分を切断して廃棄することになるため、材料の歩留まりも低下する。【０００９】
なお、特許文献１〜４には、ハット形断面、Ｚ断面などの単純で長手方向に一様な断面を有する部品を曲げ成形する技術が提案されている。しかし、特許文献１〜４には、和案曲部品１０のような複雑な形状からなる部品を製造する方法は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１０３３０６号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４８５９号公報
【特許文献３】特開２００６−０１５４０４号公報
【特許文献４】特開２００８−３０７５５７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、従来の技術が有するこれらの課題に鑑みてなされたものであり、例えば、自動車のボディシェルの骨格構造部材であるサイドメンバー（例えばフロントサイドメンバー、リアーサイドメンバー）に好適に用いられる、ハット形断面を有するとともに長手方向へ湾曲した外形を有する湾曲部品を、プレス成形によって、凹状湾曲部の天板や凸状湾曲部のフランジにおけるしわや、凸状湾曲部の天板、凹状湾曲部のフランジさらには長手方向の端部における割れを発生することなく、歩留まりよく製造する方法と、この方法により製造される例えばサイドメンバーといった骨格構造部材とを提供することを目的とする。【００１２】
さらに、本発明は、素材金属板として伸び性が高い低強度材料のみならず、伸び性が低い高強度材料（例えば、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高張力鋼板）をも使用して、上述の骨格構造部材を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、以下に列記の通りである。
（１）ダイおよびパッドと、ダイおよびパッドに対向して配置されるパンチおよびブランクホルダとを備えるプレス成形装置を用いて、素材金属板を冷間または温間でプレス成形することにより、長尺の天板と、天板の両端部につながって天板に略直交する方向へ延びる２つの縦壁と、２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、天板の長手方向の一部において天板，２つの縦壁および２つの外向きフランジがいずれも縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する本体を備える湾曲部品を製造する方法であって、
ダイおよびパッドとパンチおよびブランクホルダとの間に配置された素材金属板における天板に成形される部分を、パッドによりパンチに押し付けて加圧および挟持するとともに、素材金属板における縦壁および外向きフランジに成形される部分を、ブランクホルダによりダイに押し付けて加圧および挟持する状態を維持しながら、ブランクホルダおよびダイを、パッドおよびパンチに対して相対的に、素材金属板を境として、パンチおよびブランクホルダが配置されている側へ移動することにより、ハット形断面を有する湾曲部品を成形すること
を特徴とする湾曲部品の製造方法。【００１４】
本発明において「冷間」とは室温の雰囲気を意味し、「温間」とは冷間よりも高くＡｃ３点未満、望ましくはＡｃ１点以下の雰囲気を意味する。
（２）パッドは一定のストロークを有するパッド加圧装置に接続されるとともに、ブランクホルダはブランクホルダ加圧装置に接続され、さらに、湾曲部品の成形完了後に、
パッド加圧装置およびブランクホルダ加圧装置を用いて、ブランクホルダがパンチに対して相対的に移動しないように固定するとともにブランクホルダが湾曲部品をダイに押し付けないようにした後に、ダイおよびパッドと、ブランクホルダおよびパンチとを離して、湾曲部品をプレス成形装置から取り出す（１）項に記載された湾曲部品の製造方法。
（３）パッドはパッド加圧装置に接続されるとともに、ブランクホルダは一定のストロークを有するブランクホルダ加圧装置に接続され、さらに、湾曲部品の成形完了後に、
パッド加圧装置およびブランクホルダ加圧装置を用いて、パッドがダイに対して相対的に移動しないように固定するとともにパッドが湾曲部品をパンチに押し付けないようにした後に、ダイおよびパッドと、ブランクホルダおよびパンチとを離して、湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す（１）項に記載された湾曲部品の製造方法。
（４）ダイは、湾曲部品における縦壁およびフランジそれぞれの外表面の形状を含む内面形状を有し、パッドは、湾曲部品における天板の外表面の形状を含む外面形状を有し、パンチは、湾曲部品における天板および縦壁それぞれの内表面の形状を含む外面形状を有するとともに、ブランクホルダは、湾曲部品におけるフランジの内表面の形状を含む外面形状を有する（１）項から（３）項までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（５）横断面形状における天板および縦壁が成す内角は９０〜９２°である（１）項から（４）項までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（６）湾曲部品の成形完了時点における、ダイにおける縦壁を成形する部分と、パンチにおける縦壁を成形する部分とのクリアランスは、素材金属板の板厚の１００〜１２０％である（１）項から（５）項までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（７）素材金属板は、板厚が０．８〜３．２ｍｍであるとともに、引張強度が２００〜１６００ＭＰａの鋼板である（１）項から（６）項までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（８）素材金属板における天板に成形される部分を、パッドにより０．１ＭＰａ以上の押し付け圧力でパンチに押し付けて加圧するとともに、素材金属板における縦壁および外向きフランジに成形される部分を、ブランクホルダにより０．１ＭＰａ以上の押し付け圧力でダイに押し付けて加圧する（１）項から（７）項までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（９）素材金属板は、素材金属板を予加工した予加工金属板である（１）項から（８）項８までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（１０）プレス成形装置から取り出した湾曲部品に後加工を行う（２）項から（９）項までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
（１１）長尺の天板と、天板の両端部につながって天板に略直交する方向へ延びる２つの縦壁と、２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、天板の長手方向の一部において天板，２つの縦壁および２つの外向きフランジがいずれも縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する湾曲部を含む外形の本体を備える、自動車のボディシェルの骨格構造部材であって、
本体は、引張強度が４４０ＭＰａ以上であるとともに板厚が１．０〜２．３ｍｍの鋼板を素材とする、冷間または温間でのプレス成形体であること、および
湾曲部を除いた残余の部分の板厚に対する湾曲部の板厚の減少率は１５％以下であること
を特徴とする骨格構造部材。【００１５】
本発明に係るボディシェルの骨格構造部材としては、エンジンコンパーメントを構成するフロントサイドメンバーや、リアーフロアパネルの下面に接合されるリアーサイドメンバー、さらには、フロントフロアーパネルに接合されるフロアセンタートンネル等が例示される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、パッドおよびパンチによって素材金属板における天板に成形される部分を挟持および拘束するとともに、ブランクホルダおよびダイによって素材金属板における縦壁およびフランジに成形される部分を挟持および拘束する状態を維持しながら、ブランクホルダおよびダイを、パッドおよびパンチに対して相対的に素材金属板を境としてパンチおよびブランクホルダが配置されている側へ移動することによって素材金属板を成形するため、天板およびフランジにおけるしわの発生を防止することができるとともに、縦壁のせん断変形を主体とした塑性変形により成形することができる。このため、成形中に素材金属板に大きな張力をかける必要がないため、素材金属板における切捨て部である余肉を小さくして歩留まりを改善することができ、上述の課題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る製造方法を実施して湾曲部品を製造するプレス成形装置を、分解状態で簡略化して示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示すプレス成形装置の加工開始時の状況を示す略式断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示すプレス成形装置におけるダイおよびパッドと、ブランクホルダおよびパンチとの間に素材金属板が挟持および拘束された状況を示す略式断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂに示す段階からパンチを押し込んだ状況を示す略式断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｃに示す段階からさらにパンチを押し込んで、パンチがダイに対して完全に押し込まれ状況を示す略式断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る製造方法を実施して湾曲部品を製造する他のプレス成形装置を、分解状態で簡略化して示す斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３に示すプレス成形装置の加工開始時の状況を示す略式断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図３に示すプレス成形装置におけるダイおよびパッドと、ブランクホルダおよびパンチとの間に素材金属板が挟持および拘束された状況を示す略式断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂに示す段階からパンチを押し込んだ状況を示す略式断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ｃに示す段階からさらにパンチを押し込んで、パンチがダイに対して完全に押し込まれ状況を示す略式断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の原理を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明を実施する際に生じうる剪断じわを示す説明図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明を実施する際に生じうる剪断じわを示す側面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、縦壁と天板の成す内角θおよびダイとパンチの縦壁部のクリアランスを示すことにより、剪断じわの発生を防止する条件を示す説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、縦壁と天板の成す内角θおよびダイとパンチの縦壁部のクリアランスを示すことにより、剪断じわの発生を防止する条件を示す説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、パンチをダイに完全に押し込み素材金属板を湾曲部品に成形した後に、湾曲部品を金型から取り出す際に生じ得る不具合を示す説明図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す状態からパンチをダイに対して後退させる段階を示す説明図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ｂに示す状態からパンチをダイに対して完全に後退させた段階を示す説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図７Ａ〜図７Ｃにより示す不具合を解決するための方法を示す説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示す状態からパンチをダイに対して後退させる段階を示す説明図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂに示す状態からパンチをダイに対して完全に後退させた段階を示す説明図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図７Ａ〜図７Ｃにより示す不具合を解決するための他の方法を示す説明図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示す状態からパンチをダイに対して後退させる段階を示す説明図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂの状態からパンチをダイに対して完全に後退させた段階を示す説明図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明を適用して製造したハット形断面を有する湾曲部品の実施例を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａに示す湾曲部品を上方から見た平面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａに示す湾曲部品の側面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図１０ＣにおけるＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１１は、表１におけるクリアランスｂを示す説明図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明を適用して製造したハット形断面を有する湾曲部品の他の実施例を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａに示す湾曲部品を上方から見た平面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１２Ａに示す湾曲部品の側面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１２Ａに示す湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明を適用して製造したハット形断面を有する湾曲部品の他の実施例を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示す湾曲部品を上方から見た平面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ａに示す湾曲部品の側面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、図１３Ａに示す湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明を適用して製造したハット形断面を有する湾曲部品のさらに他の実施例を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａに示す湾曲部品を上方から見た平面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ａに示す湾曲部品の側面図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図１４Ａに示す湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明を適用して製造したハット形断面を有する湾曲部品のさらに他の実施例であって、外向きフランジが全長の一部に延設される湾曲部品の斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａに示す湾曲部品を上方から見た平面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ａに示す湾曲部品の側面図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１５Ａに示す湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明を適用して製造したハット形断面を有する湾曲部品のさらに他の実施例であって、天板が一方の端部から他方の端部へ拡開している湾曲部品の斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの湾曲部品を上方から見た平面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ａの湾曲部品の側面図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、図１６Ａの湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、予加工ブランクを用いて湾曲部品を製造する本発明の方法の説明図であり、この方法で用いる素材金属板の斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａに示す素材金属板を予加工した状態を示す斜視図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、予加工された図１７Ｂに示す素材金属板から成形された湾曲部品の斜視図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、図１７Ｃに示す湾曲部品をさらにトリムした状態で示す斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、ハット形断面を有する湾曲部品の一例を示す斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、湾曲部品の上面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、湾曲部品の側面図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、湾曲部品の凸状湾曲部および凹状湾曲部を説明するための斜視図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、従来技術により湾曲部品を製造する絞り加工機を模式的に示す断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、ダイとブランクホルダおよびパンチとの間に素材金属板が挟持および拘束された段階を示す断面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１９Ｂに示される段階からパンチをさらに押し込んだ状態を示す断面図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ｃに示される段階からパンチをさらに押し込んでパンチがダイに対して完全に押し込まれ状態を示す断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、素材金属板を示す斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図１９Ａ〜図１９Ｄに示す従来技術によって製造された絞りパネルを示す斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０Ｂに示される絞りパネルにおける割れ，しわが発生し易い部位を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０    湾曲部品
１１    天板
１２ａ    縦壁
１２ｂ    縦壁
１３ａ    フランジ
１３ｂ    フランジ
１４ａ    稜線
１４ｂ    稜線
１５ａ    凹線
１５ｂ    凹線
５０２    ダイ
５０３    パッド
５０４    パンチ
５０５    ブランクホルダ
５０６    パッド加圧装置
５０７    ブランクホルダ加圧装置
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を、添付図面を参照しながら説明する。
本発明により、図１８Ａ〜図１８Ｅに示す湾曲部品１０を製造することができる。
図１８Ａ〜図１８Ｅに示すように、湾曲部品１０は、天板１１と、天板１１に両側端にそれぞれつながる縦壁１２ａ，１２ｂと、縦壁１２ａ，１２ｂにおける天板１１につながる側と反対側の端部につながるとともに天板１１と反対方向へ延びる外向きフランジ１３ａ，１３ｂとにより構成されるハット形の断面形状を有する。
【００２０】
天板１１と、縦壁１２ａ，１２ｂとの間には稜線１４ａ，１４ｂが形成される。また、縦壁１２ａ，１２ｂと外向きフランジ１３ａ，１３ｂとの間には凹線１５ａ，１５ｂが形成される。稜線１４ａ，１４ｂと凹線１５ａ，１５ｂとは略平行に配置される。天板１１は、その長手方向の一部に、ハット形の断面形状の外側（天板１１の外面側）に弧状に湾曲する凸状湾曲部１１ａと、ハット形の断面形状の内側（天板１１の内面側）に弧状に湾曲する凹状湾曲部１１ｂとを有する。
【００２１】
天板１１と縦壁１２ａとがなす稜線１４ａは、凸状湾曲部１１ａ，凹状湾曲部１１ｂに対応する部位１６ａ，１７ａにおいて弧状に湾曲するとともに、天板１１と縦壁１２ｂとがなす稜線１４ｂも、凸状湾曲部１１ａ，凹状湾曲部１１ｂに対応する部位１６ｂ，１７ｂにおいて弧状に湾曲する。すなわち、湾曲部品１０は、図１８Ｃに示すように、側面視においてＳ字形状を呈しており、換言すると、縦壁１２ａ，１２ｂがＳ字形の平板から形成されている。
【００２２】
ここで「弧状」とは、完全な円弧の一部に限定されるものではなく、例えば、楕円，双曲線，正弦曲線その他の曲線の一部であってもよい。
このように、湾曲部品１０は本体１０ａを有する。本体１０ａは、長尺の天板１１と、天板１１の両端部につながって天板１１に略直交する方向へ延びる２つの縦壁１２ａ，１２ｂと、２つの縦壁１２ａ，１２ｂそれぞれにつながる２つの外向きフランジ１３ａ，１３ｂとにより構成されるハット形の横断面形状を有する。また、本体１０ａは、天板１１の長手方向の一部において天板１１，２つの縦壁１２ａ，１２ｂおよび２つの外向きフランジ１３ａ，１３ｂがいずれも縦壁１２ａ，１２ｂの高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する。
【００２３】
図１は、本発明に係る製造方法を実施して湾曲部品１０を製造するプレス成形装置５０１を、分解状態で簡略化して示す斜視図である。
図１に示すように、プレス成形装置５０１は、ダイ５０２と、パッド５０３と、パンチ５０４と、ブランクホルダ５０５とを有する。
【００２４】
ダイ５０２は、湾曲部品１０の縦壁１２ａ，１２ｂおよびフランジ１３ａ，１３ｂそれぞれの外面形状を含む内面形状を有する。パッド５０３は、湾曲部品１０の天板１１の外面形状を含む外面形状を有する。パンチ５０４は、ダイ５０２およびパッド５０３に対向して配置されるとともに、湾曲部品１０の天板１１および縦壁１２ａ，１２ｂそれぞれの内面形状を含む外面形状を有する。さらに、ブランクホルダ５０５は、湾曲部品１０のフランジ１３ａ，１３ｂの内面形状を含む外面形状を有する。
【００２５】
図２Ａは、プレス成形装置５０１の加工開始時の状況を示す略式断面図であり、図２Ｂは、プレス成形装置５０１におけるダイ５０２およびパッド５０３と、ホルダ５０５およびパンチ５０４との間に素材金属板６０１が挟持および拘束された状況を示す略式断面図であり、図２Ｃは、図２Ｂに示す段階からパンチ５０４を押し込んだ状況を示す略式断面図であり、さらに、図２Ｄは、図２Ｃに示す段階からパンチ５０４をさらに押し込んで、パンチ５０４がダイ５０２に対して完全に押し込まれ状況を示す略式断面図である。
【００２６】
図２Ａ〜図２Ｄに示すように、パッド５０３は、ガスクッション，油圧装置，ばねまたは電動駆動装置といったパッド加圧装置５０６に接続されて支持されており、素材金属板６０１を加圧してパンチ５０４の頂部に押し付けることができる。
【００２７】
また、ブランクホルダ５０５は、ガスクッション，油圧装置，ばねまたは電動駆動装置といったブランクホルダ加圧装置５０７に接続されて支持されており、素材金属板６０１を加圧してダイ５０２に押し付けることができる。
【００２８】
はじめに、図２Ａに示すように、素材金属板６０１が、ダイ５０２およびパッド５０３
とパンチ５０４およびブランクホルダ５０５との間に配置される。
次に、図２Ｂに示すように、素材金属板６０１における天板１１に成形される部分が、パッド５０３によりパンチ５０４に押し付けられることにより、両者間で加圧および挟持される。また、素材金属板６０１における縦壁１２ａ，１２ｂおよび外向きフランジ１３ａ，１３ｂにそれぞれ成形される部分が、ブランクホルダ５０５によりダイ５０２に押し付けられ、両者間で加圧および挟持される。
【００２９】
パッド加圧装置５０６により加圧されたパッド５０３により、素材金属板６０１における天板１０に成形される部分がパンチ５０４に押し付けられ、両者間で加圧および挟持されることによって、素材金属板６０１が面外変形できない状態に保持される。また、ブランクホルダ加圧装置５０７により加圧されたブランクホルダ５０５により、素材金属板６０１における縦壁および外向きフランジに成形される部分がダイ５０２に押し付けられ、両者間で加圧および挟持されることによって、素材金属板６０１が面外変形できない状態に保持される。
【００３０】
この状態で、ブランクホルダ５０５およびダイ５０２を、パッド５０３およびパンチ５０４に対して相対的に、素材金属板６０１を境としてパンチ５０４およびブランクホルダ５０５が配置されている側へ移動することにより、素材金属板６０１を成形する。
【００３１】
図２Ｃに示すように、パンチ５０４およびブランクホルダ５０５が移動するにしたがって、パンチ５０４およびブランクホル５０５の間に挟持された素材金属板６０１が、ダイ５０２の内側に流入して縦壁１２ａ，１２ｂが形成されてゆく。
【００３２】
そして、図２Ｄに示すように、パンチ５０４およびブランクホルダ５０５が所定の距離を移動して必要な縦壁縦壁１２ａ，１２ｂの高さが確保できた段階で成形が完了する。
ここで、図２Ａ〜図２Ｄに示す例では、成形の過程においてパンチ５０４を固定するとともに、パッド５０３もパンチ５０４に素材金属板６０１を押し付けて移動しない状態で、ダイ５０２を押し込み、ブランクホルダ５０５もダイ５０２と一緒に移動する。しかし、本発明はこの態様に限定されるものではない。
【００３３】
図３は、本発明に係る製造方法を実施して湾曲部品１０を製造する他のプレス成形装置５０１−１を、分解状態で簡略化して示す斜視図である。また、図４Ａは、図３に示すプレス成形装置５０１−１の加工開始時の状況を示す略式断面図であり、図４Ｂは、プレス成形装置５０１−１におけるダイ６０２およびパッド６０３と、ホルダ６０５およびパンチ６０４との間に素材金属板６０１が挟持および拘束された状況を示す略式断面図であり、図４Ｃは、図４Ｂに示す段階からパンチ６０４を押し込んだ状況を示す略式断面図であり、さらに、図４Ｄは、図４Ｃに示す段階からパンチ６０４をさらに押し込んで、パンチ６０４がダイ６０２に対して完全に押し込まれ状況を示す略式断面図である。
【００３４】
図１および図２Ａ〜図２Ｄに示す例とは異なり、図３および図４Ａ〜図４Ｄに示すように、ダイ６０２を固定するとともに、ブランクホルダ６０５もダイ６０２に素材金属板６０１を押し付けて移動しない状態で、パンチ６０４を押し込んで、パッド６０３をパンチ６０４と一緒に移動させることよっても、ブランクホルダ６０５およびダイ６０２をパッド６０３およびパンチ６０４に対して相対的に、素材金属板６０１を境としてパンチ６０４およびブランクホルダ６０５が配置されている側へ移動することができる。すなわち、図３および図４Ａ〜図４Ｄに示す例も、金型の相対的な動きに関しては、図１および図２Ａ〜図２Ｄに示す例と同じであり、同様に素材金属板６０１を湾曲部品１０へ成形することができる。
【００３５】
縦壁１２ａ，１２ｂを形成していく間、素材金属板６０１における天板１１に成形される部分は、パッド５０３およびパンチ５０４により加圧および挟持されているため、加圧力が十分であれば素材金属板６０１には面外変形は発生せず、しわの発生を完全に防ぐことができる。また、素材金属板６０１におけるフランジ１３ａ，１３ｂに成形される部分もブランクホルダ５０５およびダイ５０２により加圧および挟持されているため、加圧力が十分であれば素材金属板６０１には面外変形は発生せず、しわの発生を完全に防ぐことができる。
【００３６】
上述の加圧力が不十分な場合は、素材金属板６０１の面外変形を防止できず、しわが発生する。素材金属板６０１が、例えばサイドメンバー（フロントサイドメンバー、リアーサイドメンバー）等のような自動車のボディシェルの骨格構造部材として一般的に使用される板厚：０．８ｍｍ以上３．２ｍｍ以下、引張強度：２００ＭＰａ以上１６００ＭＰａ以下の鋼板である場合には、上述の加圧力は０．１ＭＰａ以上であることが望ましい。
【００３７】
図５Ａは、本発明の原理を示す説明図であり、図５Ｂは、本発明を実施する際に生じる剪断じわを示す斜視図であり、図５Ｃは、本発明を実施する際に生じうる剪断じわを示す側面図である。
【００３８】
本発明では、素材金属板６０１における縦壁１２ａ，１２ｂに成形される部分は、天板１１に成形される部分がパッド５０３およびパンチ５０４により加圧および挟持される。また、フランジ１３ａ，１３ｂに成形される部分もブランクホルダ５０５およびダイ５０２により加圧および挟持される。さらに、天板１１に成形される部分，縦壁１２ａ，１２ｂに成形される部分、および外向きフランジ１３ａ，１３ｂに成形される部分はいずれも縦壁１２ａ，１２ｂの高さ方向へ弧状に湾曲するように成形される。このため、縦壁１２ａ，１２ｂに成形される部分は、図５Ａに示すようにせん断変形する。したがって、本発明によれば、素材金属板６０１を縦壁１２ａ，１２ｂに成形される部分のせん断変形を主体とした塑性変形により湾曲部品１０に成形することができる。せん断変形は、変形前後での面積変化が非常に小さいために板厚の変化が非常に小さい変形であるので、湾曲部品１０の縦壁１２ａ，１２ｂの板厚減少が抑制される。
【００３９】
また、この成形において天板１１および外向きフランジ１３ａ，１３ｂに成形される部分は、面外に曲げられるが、大きな引張変形や圧縮変形を受けないので、天板１１および外向きフランジ１３ａ，１３ｂ部分も板厚減少が抑制され、結果として湾曲部品１０全体として板厚減少が抑制される。
【００４０】
また、素材金属板６０１における縦壁１２ａ，１２ｂに成形される部分はせん断変形するため、縦壁１２ａ，１２ｂが形成されていく間にせん断変形の最小主ひずみ方向には圧縮変形することとなる。したがって、ダイ５０２およびパンチ５０４の縦壁部のクリアランスが過剰であると、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように剪断じわ１８が発生する。この剪断じわ１８の発生を抑制するためには、縦壁１２ａ，１２ｂが成形される間にダイ５０２およびパンチ５０４の間のクリアランスであって縦壁１２ａ，１２ｂを成形する部分におけるクリアランスを小さく設定し、素材金属板６０１の板厚に近づけておくことが有効である。
【００４１】
図６Ａは、湾曲部品１０の縦壁１２ａ，１２ｂおよび天板１１の成す内角θおよび、ダイ５０２およびパンチ５０４の間のクリアランスであって縦壁１２ａ，１２ｂを成形する部分におけるクリアランスｂを示すことにより、剪断じわ１８の発生を防止する条件を示す説明図であり、図６Ｂは、湾曲部品１０の縦壁１２ａ，１２ｂおよび天板１１の成す内角θおよび、ダイ５０２およびパンチ５０４の間のクリアランスであって縦壁１２ａ，１２ｂを成形する部分におけるクリアランスｂを示すことにより、剪断じわの発生を防止する条件を示す説明図である。
【００４２】
図６Ａ，図６Ｂに示すように、縦壁１２ａ，１２ｂと天板１１とが成す内角θは、成形時に金型の負角にならないように９０°以上必要である。しかし、内角θが９０°より過剰に大きいと成形初期のクリアランスが大きくなる。このため、内角θは、９０°以上かつ９０°にできるだけ近い角度以下であることが有利である。例えば、サイドメンバー（フロントサイドメンバー、リアーサイドメンバー）等のような自動車のボディシェルの骨格構造部材に一般的に用いられる、板厚：０．８ｍｍ以上３．２ｍｍ以下、引張強度：２００ＭＰａ以上１６００ＭＰａ以下の鋼板を素材金属板６０１として用いて縦壁１２ａ，１２ｂの高さが２００ｍｍ以下である湾曲部品１０を成形する場合を例にとると、内角θが９２°超であると、図６Ｂに示すように縦壁１２ａ，１２ｂにしわが発生することがあるので、天板１１と縦壁１２ａ，１２ｂとの成す内角θは、９０°以上９２°以下であることが望ましく、縦壁１２ａ，１２ｂの成形が完了した時点における、ダイ５０２およびパンチ５０４の間のクリアランスであって縦壁１２ａ，１２ｂを成形する部分におけるクリアランスｂは、素材金属板６０１の板厚の１００％以上１２０％以下であることが望ましい。
【００４３】
図７Ａは、パンチ５０４をダイ５０２に完全に押し込んで素材金属板６０１を湾曲部品１０に成形した後に、湾曲部品１０を金型から取り出す際に生じ得る不具合を示す説明図であり、図７Ｂは、図７Ａに示す状態からパンチ５０４をダイ５０２に対して後退させる段階を示す説明図であり、さらに、図７Ｃは、図７Ｂに示す状態からパンチ５０４をダイ５０２に対して完全に後退させた段階を示す説明図である。
【００４４】
図７Ａ〜図７Ｃに示すように、素材金属板６０１を湾曲部品１０に成形した後、湾曲部品１０を金型から取り出すために、パンチ５０４からダイ５０２を離して金型の間に隙間を空けると、パッド５０３とブランクホルダ５０５とがそれぞれパッド加圧装置５０６とブランクホルダ加圧装置５０７により加圧されているため、湾曲部品１０は、パッド５０３およびブランクホルダ５０５からそれぞれ反対向きの加圧力を受け、変形して潰れてしまい、所定形状の湾曲部品１０を得られない。
【００４５】
図８Ａは、図７Ａ〜図７Ｃに示した不具合を解決するための方法を示す説明図であり、図８Ｂは、図８Ａに示す状態からパンチ５０４をダイ５０２に対して後退させる段階を示す説明図であり、さらに、図８Ｃは、図８Ｂに示す状態からパンチ５０４をダイ５０２に対して完全に後退させた段階を示す説明図である。
【００４６】
図８Ａ〜図８Ｃに示すように、素材金属板６０１を湾曲部品１０に成形した後、ブランクホルダ５０５がパンチ５０４と相対的に移動しないように固定し、ブランクホルダ５０５が成形した湾曲部品１０をダイ５０２に押し付けないようにした状態で、ダイ５０２とパッド加圧装置５０６とをブランクホルダ５０５から離すと、パッド加圧装置５０６がストロークエンドに伸びるまでパッド５０３は湾曲部品１０を加圧しているものの、パッド加圧装置５０６が一定以上の距離を移動してパッド加圧装置５０６がストロークエンドまで伸び切るとその後はパッド５０３がパンチ５０４より離れ、湾曲部品９０１がパッド５０３とブランクホルダ５０５から同時に加圧を受けることなく、ダイ５０２およびパッド５０３と、ブランクホルダ５０５およびパンチ５０４とを離すことができ、湾曲部品１０を金型から取り出すことができる。
【００４７】
図９Ａは、図７Ａ〜図７Ｃにより示す不具合を解決するための他の方法を示す説明図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す状態からパンチをダイに対して後退させる段階を示す説明図であり、さらに、図９Ｃは、図９Ｂの状態からパンチをダイに対して完全に後退させた段階を示す説明図である。
【００４８】
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、素材金属板６０１を湾曲部品１０に成形した後に、パッド５０３がダイ５０２と相対的に移動しないように固定し、パッド５０３が成形した湾曲部品１０をパンチ５０４に押し付けないようにした状態で、パッド５０３およびダイ５０２を、ブランクホルダ５０５およびパンチ５０４から離した場合、ブランクホルダ加圧装置５０７がストロークエンドまで伸びるまで、ブランクホルダ５０５は湾曲部品１０を加圧しているが、ダイ５０２が一定以上の距離を移動してブランクホルダ加圧装置５０７がストロークエンドまで伸び切るとその後はブランクホルダ５０５がダイ５０２より離れ、湾曲部品１０がパッド５０３とブランクホルダ５０５から同時に加圧を受けることなく、ダイ５０２およびパッド５０３と、ブランクホルダ５０５およびパンチ５０４とを離すことができ、湾曲部品１０を金型から取り出すことができる。
【００４９】
図１０Ａは、本発明を適用して製造した湾曲部品１００の実施例を示す斜視図であり、図１０Ｂは、湾曲部品１００を上方から見た平面図であり、図１０Ｃは、湾曲部品１００の側面図であり、図１０Ｄは、図１０ＣにおけるＡ−Ａ断面図である。さらに、図１１は、後述する表１におけるクリアランスｂを示す説明図である。
【００５０】
図１０Ａ〜図１０Ｄにおける符号１００ａは本体を示し、符号１１１は天板を示し、符号１１２ａ，１１２ｂは縦壁を示し、符号１１３ａ，１１３ｂは外向きフランジを示す。
表１には、図１０Ａ〜図１０Ｄに示す湾曲部品１００を製造した様々な例をまとめて示す。表１において、角度θは図１０Ｄに示すように縦壁１１２ａ，１１２ｂと天板１１１との成す内角θであり、クリアランスｂは図１１に示すように、パッド５０３とパンチ５０４との間、ダイ５０２とパンチ５０４との間、ダイ５０２とブランクホルダ５０５との間の隙間である。
【００５１】
【表１】
2014042067.tif 000003
【００５２】
表１における例１〜１９はいずれも本発明例であって、表１における「しわ発生」とは、許容される程度のしわが発生したことを示し、（１）例１〜例５は縦壁１１２ａ，１１２ｂの角度θを変更した例であり、（２）例６〜例９は金型のクリアランス、より詳細には一定のクリアランスｂに対して板厚ｔを変更した例であり、（３）例１０〜例１３はパッド５０３に印加する圧力（パッド圧）を変更した例であり、（４）例１４〜例１６はブランクホルダ５０５に印加する圧力（ホルダ圧）変更した例であり、（５）例１７〜例１９は材料の引張強度を変更した例である。各々の例において製造した湾曲部品１００にしわの発生の有無を検証した。
【００５３】
図１２Ａは、本発明を適用して製造した湾曲部品の他の実施例１１０を示す斜視図であり、図１２Ｂは、湾曲部品１１０を上方から見た平面図であり、図１２Ｃは、湾曲部品１１０の側面図であり、さらに、図１２Ｄは、図１２Ａに示す湾曲部品を一方の端部から見た正面図である。
【００５４】
図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、湾曲部品１１０は、天板１１２と、天板１１２の稜線１１２ａ，１１２ｂに沿って互いに平行に延設された縦壁１１４，１１６と、縦壁１１４，１１６の先端にそれぞれつながる外向きフランジ１１８ａ，１１８ｂとを具備し、概ねハット形断面を有する。
【００５５】
また、天板１１２は、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。外向きフランジ１１８ａ，１１８ｂは、天板１１２に対して略平行に延設され、天板１１２と同様に、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。縦壁１１４，１１６もまた、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。
【００５６】
図１３Ａは、本発明を適用して製造した湾曲部品のさらに他の実施例１２０を示す斜視図であり、図１３Ｂは、湾曲部品１２０を上方から見た平面図であり、図１３Ｃは、湾曲部品１２０の側面図であり、さらに、図１３Ｄは、湾曲部品１２０を一方の端部から見た正面図である。
【００５７】
図１３Ａ〜図１３Ｄに示すように、湾曲部品１２０は、天板１２２と、天板１２２の稜線１２２ａ，１２２ｂに沿って互いに平行に延設された縦壁１２４，１２６と、縦壁１２４，１２６の先端にそれぞれつながる外向きフランジ１２８ａ，１２８ｂとを具備し、図１３Ｃに示すように側面視において上側に湾曲した形状、つまり外側に膨出した形状を有する。天板１２２は、１つの平面内には存在しない外側に湾曲した曲面を形成し、外向きフランジ１２８ａ，１２８ｂは、天板１２２に対して略平行に延設される。縦壁１２４，１２６は、図１３Ｃの紙面に平行な平板より成る。
【００５８】
図１４Ａは、本発明を適用して製造した湾曲部品のさらに他の実施例１３０を示す斜視図であり、図１４Ｂは、湾曲部品１３０を上方から見た平面図であり、図１４Ｃは、湾曲部品１３０の側面図であり、さらに、図１４Ｄは、湾曲部品１３０を一方の端部から見た正面図である。
【００５９】
図１４Ａ〜図１４Ｄに示すように、湾曲部品１３０は、図１３Ａ〜図１３Ｄに示す湾曲部品１２０とは反対に側面視において下側に湾曲した形状、つまり内側に凹んだ形状を有する。湾曲部品１３０は、天板１３２と、天板１３２の稜線１３２ａ，１３２ｂに沿って互いに平行に延設された縦壁１３４，１３６と、縦壁１３４，１３６の先端につながる外向きフランジ１３８ａ，１３８ｂとを具備し、図１４Ｃに示すように側面視において下に湾曲した形状、つまり内側に凹んだ形状を有する。天板１３２は１つの平面内には存在しない内側に湾曲した曲面を形成する。外向きフランジ１３８ａ，１３８ｂは、天板１３２に対して略平行に延設される。縦壁１３４，１３６は、図１４Ｃの紙面に平行な平板より成る。
【００６０】
図１５Ａは、本発明を適用して製造した湾曲部品のさらに他の実施例１４０であって、外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂが全長の一部に延設される湾曲部品１４０の斜視図であり、図１５Ｂは、湾曲部品１４０を上方から見た平面図であり、図１５Ｃは、湾曲部品１４０の側面図であり、さらに、図１５Ｄは、湾曲部品１４０を一方の端部から見た正面図である。
【００６１】
図１５Ａ〜図１５Ｄに示すように、湾曲部品１４０は、天板１４２と、天板１４２の稜線１４２ａ，１４２ｂに沿って互いに平行に延設された縦壁１４４，１４６と、縦壁１４４，１４６の先端につながる外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂとを具備し、概ねハット形断面を有する。また、天板１４２は、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂは、天板１４２に対して略平行に延設され、天板１４２と同様に、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。縦壁１４４，１４６もまた、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。
【００６２】
湾曲部品１４０は、図１２Ａ〜図１２Ｄに示す湾曲部品１１０とは異なり、外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂが縦壁１４４，１４６の全長に亘っては延設されていない。つまり、縦壁１４４、１４６は外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂを有さない部分を含んでいる。図１５Ａ〜図１５Ｄでは、外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂは、湾曲部品１４０の一方の端部から縦壁１４４，１４６の下縁部沿いに縦壁１４４，１４６の長さよりも短い長さを有する。さらに、外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂは同じ長さとすることができるが、特に図１５Ｂ，図１５Ｄに示すように、異なる長さを有していてもよい。
【００６３】
湾曲部品１４０は、自動車のボディシェルを構成する骨格構造部材の一例であるリアーサイドメンバーとして好適に用いられる。湾曲部品１４０は本体１４０ａを備える。
本体１４０ａは、長尺の天板１４２と、天板１４２の両端部につながって天板１４２に略直交する方向へ延びる２つの縦壁１４４，１４６と、２つの縦壁１４４、４６それぞれの一部につながる２つの外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂとにより構成されるハット形の横断面形状を有する。
【００６４】
また、本体１４０ａは、天板１４２の長手方向の一部において天板１４２，２つの縦壁１４４，１４６および２つの外向きフランジ１４８ａ，１４８ｂがいずれも縦壁１４４，１４６の高さ方向に弧状に湾曲する湾曲部１４９ａを含む外形を呈する。
【００６５】
本体１４０ａは、引張強度が４４０ＭＰａ以上であるとともに板厚が１．０〜２．３ｍｍの鋼板を素材とする、冷間または温間でのプレス成形体である。
湾曲部１４９ａを除いた残余の部分１４９ｂの板厚に対する湾曲部１４９ａの板厚の減少率は１５％以下である。
【００６６】
図１８〜２１を参照しながら説明した従来の絞り成形によるプレス成形法により湾曲部材１４０を製造するには、引張強度が４００ＭＰａ以下の低強度の鋼板を素材として用いざるを得ないとともに、湾曲部１４９ａを除いた残余の部分１４９ｂの板厚に対する湾曲部１４９ａの板厚の減少率は２０〜３５％程度と極めて大きい。このため、例えば補強部材を追加するといった湾曲部１４９ａの補強が必要であったが、本発明により得られる湾曲部材１４０は、引張強度が４４０ＭＰａ以上であるとともに板厚が１．０〜２．３ｍｍの鋼板を素材とすることができるとともに、上記板厚の減少率が１５％以下と顕著に抑制されているため、湾曲部１４９ａへの補強が不要なほどに十分な強度を有する。
【００６７】
図１６Ａは、本発明を適用して製造した湾曲部品のさらに他の実施例であって、天板１５２が一方の端部から他方の端部へ拡開している湾曲部品１５０の斜視図であり、図１６Ｂは、湾曲部品１５０を上方から見た平面図であり、図１６Ｃは、湾曲部品１５０の側面図であり、さらに、図１６Ｄは、湾曲部品１５０を一方の端部から見た正面図である。
【００６８】
図１６Ａ〜図１６Ｄに示すように、湾曲部品１５０は、天板１５２と、天板１５２の稜線１５２ａ，１５２ｂに沿って互いに平行に延設された縦壁１５４，１５６と、縦壁１５４，１５６の先端につながる外向きフランジ１５８ａ，１５８ｂとを具備し、側面視において略Ｓ字形を呈する。天板１５２は、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。外向きフランジ１５８ａ，１５８ｂは、天板１５２に対して略平行に延設され、天板１５２と同様に、１つの平面内には存在しない略Ｓ字状に湾曲した曲面を形成する。縦壁１５４，１５６の各々は、図２１Ｃの紙面に平行な平面内で略Ｓ字状に湾曲する。図１８Ａ〜図１８Ｅの湾曲部品１０では、天板１２の幅は長手方向に一定であるが、図１６Ａ〜図１６Ｄの湾曲部品１５０は、天板１５２が湾曲部品１５０の一方の端部から他方の端部へ拡開している。
【００６９】
図１７Ａは、予加工ブランクを用いて湾曲部品７０を製造する本発明の方法の説明図であり、この方法で用いる素材金属板７２の斜視図であり、図１７Ｂは、素材金属板７２を予加工した状態を示す斜視図であり、図１７Ｃは、予加工された素材金属板から成形された湾曲部品の斜視図であり、さらに、図１７Ｄは、図１７Ｃに示す湾曲部品をさらにトリムした状態で示す斜視図である。
【００７０】
さらに、本発明では、素材金属板を予め加工しておき、その後にこの予加工された素材金属板を用いて、上述の方法でプレス成形するようにしてもよい。
例えば、図１７Ａに示すように所定の形状に裁断された素材金属板７２に、図１７Ｂに示すように複数の座面７４を形成する予加工を行っておき、その後に、複数の座面７４を有する素材金属板７２を既述した方法で図１７Ｃに示すようにプレス成形してプレス成形体７６とする。
【００７１】
その際、パッドによって天板部分をパンチに押し付けるので、予加工した座面７４が変形してしまうことを防止するために、パッドとパンチの各々に座面７４に相当する形状を設けて座面７４を変形させずに加圧、挟持できるようにすることが好ましい。また、プレス成形後に、さらにトリム加工等の後加工を行なって図１７Ｄに示す完成品７０としてもよい。
【図１】
2014042067.tif 000004
【図２Ａ】
2014042067.tif 000005
【図２Ｂ】
2014042067.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2014042067.tif 000008
【図３】
2014042067.tif 000009
【図４Ａ】
2014042067.tif 000010
【図４Ｂ】
2014042067.tif 000011
【図４Ｃ】
2014042067.tif 000012
【図４Ｄ】
2014042067.tif 000013
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2014042067.tif 000015
【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2014042067.tif 000018
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2014042067.tif 000021
【図８Ａ】
2014042067.tif 000022
【図８Ｂ】
2014042067.tif 000023
【図８Ｃ】
2014042067.tif 000024
【図９Ａ】
2014042067.tif 000025
【図９Ｂ】
2014042067.tif 000026
【図９Ｃ】
2014042067.tif 000027
【図１０Ａ】
2014042067.tif 000028
【図１０Ｂ】
2014042067.tif 000029
【図１０Ｃ】
2014042067.tif 000030
【図１０Ｄ】
2014042067.tif 000031
【図１１】
2014042067.tif 000032
【図１２Ａ】
2014042067.tif 000033
【図１２Ｂ】
2014042067.tif 000034
【図１２Ｃ】
2014042067.tif 000035
【図１２Ｄ】
2014042067.tif 000036
【図１３Ａ】
2014042067.tif 000037
【図１３Ｂ】
2014042067.tif 000038
【図１３Ｃ】
2014042067.tif 000039
【図１３Ｄ】
2014042067.tif 000040
【図１４Ａ】
2014042067.tif 000041
【図１４Ｂ】
2014042067.tif 000042
【図１４Ｃ】
2014042067.tif 000043
【図１４Ｄ】
2014042067.tif 000044
【図１５Ａ】
2014042067.tif 000045
【図１５Ｂ】
2014042067.tif 000046
【図１５Ｃ】
2014042067.tif 000047
【図１５Ｄ】
2014042067.tif 000048
【図１６Ａ】
2014042067.tif 000049
【図１６Ｂ】
2014042067.tif 000050
【図１６Ｃ】
2014042067.tif 000051
【図１６Ｄ】
2014042067.tif 000052
【図１７Ａ】
2014042067.tif 000053
【図１７Ｂ】
2014042067.tif 000054
【図１７Ｃ】
2014042067.tif 000055
【図１７Ｄ】
2014042067.tif 000056
【図１８Ａ】
2014042067.tif 000057
【図１８Ｂ】
2014042067.tif 000058
【図１８Ｃ】
2014042067.tif 000059
【図１８Ｄ】
2014042067.tif 000060
【図１８Ｅ】
2014042067.tif 000061
【図１９Ａ】
2014042067.tif 000062
【図１９Ｂ】
2014042067.tif 000063
【図１９Ｃ】
2014042067.tif 000064
【図１９Ｄ】
2014042067.tif 000065
【図２０Ａ】
2014042067.tif 000066
【図２０Ｂ】
2014042067.tif 000067
【図２１】
2014042067.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月7日(2014.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】  図１は、本発明に係る製造方法を実施して湾曲部品１０を製造するプレス成形装置５０１を、分解状態で簡略化して示す斜視図である。  図１に示すように、プレス成形装置５０１は、ダイ５０２と、パッド５０３と、パンチ５０４と、ホルダとしてのブランクホルダ５０５とを有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  図２Ａは、プレス成形装置５０１の加工開始時の状況を示す略式断面図であり、図２Ｂは、プレス成形装置５０１におけるダイ５０２およびパッド５０３と、ホルダ５０５およびパンチ５０４との間に金属板としての素材金属板６０１が挟持および拘束された状況を示す略式断面図であり、図２Ｃは、図２Ｂに示す段階からパンチ５０４を押し込んだ状況を示す略式断面図であり、さらに、図２Ｄは、図２Ｃに示す段階からパンチ５０４をさらに押し込んで、パンチ５０４がダイ５０２に対して完全に押し込まれ状況を示す略式断面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  また、ブランクホルダ５０５は、ガスクッション，油圧装置，ばねまたは電動駆動装置といったホルダ加圧装置としてのブランクホルダ加圧装置５０７に接続されて支持されており、素材金属板６０１を加圧してダイ５０２に押し付けることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、を備えたプレス成形装置を用い、 前記パンチと前記パッドで前記金属板の中央部分を挟持すると共に前記ダイと前記ホルダで前記金属板の両側部分を挟持することで上下に湾曲した金属板とし、 前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する湾曲部品の製造方法。
【請求項２】
金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、を備えたプレス成形装置を用い、 前記パンチと前記パッドで上下に湾曲した予加工金属板の中央部分を挟持すると共に前記ダイと前記ホルダで前記予加工金属板の両側部分を挟持し、  前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する湾曲部品の製造方法。
【請求項３】
前記湾曲部品の成形完了後に、前記ホルダが前記パンチに対して相対的に移動しないように固定するとともに該ホルダが前記湾曲部品を前記ダイに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項１又は請求項２に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項４】
前記湾曲部品の成形完了後に、前記パッドが前記ダイに対して相対的に移動しないように固定するとともに該パッドが前記湾曲部品を前記パンチに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項１又は請求項２に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項５】
天板、該天板の両側から延出する縦壁、該縦壁の下端部から外側へ延出する外向きフランジで前記断面ハット形状の湾曲部品が形成され、 プレス成形装置の前記ダイの開口の内壁は、前記縦壁の外表面の形状を含む内面形状を有し、前記パンチの外面は、前記縦壁の内表面の形状を含む外面形状を有する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項６】
前記天板および前記縦壁が成す内角は９０〜９２°となるように前記内壁の内面形状と前記パンチの外面形状が構成されている請求項５に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項７】
前記湾曲部品の成形完了時点における、前記ダイの内壁と前記パンチの外面とのクリアランスは、前記金属板の板厚の１００〜１２０％である請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項８】
前記金属板は、板厚が０．８〜３．２ｍｍであるとともに、引張強度が２００〜１６００ＭＰａの鋼板である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項９】
前記金属板の中央部分を、前記パッドにより０.１ＭＰａ以上の押し付け圧力で前記パンチに押し付けて加圧するとともに、前記金属板の両側部分を、前記ホルダにより０．１ＭＰａ以上の押し付け圧力で前記ダイに押し付けて加圧する請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項１０】
前記プレス成形装置から取り出した前記湾曲部品に後加工を行う請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項１１】
長尺の天板と、該天板の両端部につながって該天板に略直交する方向へ延びる２つの縦壁と、該２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、前記天板の長手方向の一部において前記天板，前記２つの縦壁および前記２つの外向きフランジがいずれも前記縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する湾曲部を含む外形の本体を備える、自動車のボディシェルを構成する骨格構造部材であって、  前記本体は、引張強度が４４０ＭＰａ以上であるとともに板厚が１．０〜２．３ｍｍの鋼板を素材とする、冷間または温間でのプレス成形体であること、  前記湾曲部を除いた残余の部分の板厚に対する当該湾曲部の板厚の減少率は１５％以下であることを特徴とする骨格構造部材。
【請求項１２】
金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、 前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、 前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、 前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、 前記パンチと前記パッドで前記金属板の中央部分を挟持させると共に前記ダイと前記ホルダで前記金属板の両側部分を挟持させることで上下に湾曲した金属板を形成し、前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する移動装置と、 を有する湾曲部品の製造装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月26日(2014.12.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、を備えたプレス成形装置を用い、
前記パンチと前記パッドで前記金属板の中央部分を挟持加圧すると共に前記ダイと前記ホルダで前記金属板の両側部分を挟持加圧することで上下に湾曲した金属板とし、
上下に湾曲した前記金属板を前記パンチと前記パッドで面外変形させない状態に保持して前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する湾曲部品の製造方法。
【請求項２】
金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、を備えたプレス成形装置を用い、
上下に湾曲した予加工金属板の中央部分を前記パンチと前記パッドで挟持加圧すると共に前記予加工金属板の両側部分を前記ダイと前記ホルダで挟持加圧し、前記パンチと前記パッドで前記予加工金属板を面外変形させない状態に保持して前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する湾曲部品の製造方法。
【請求項３】
前記湾曲部品の成形完了後に、前記ホルダが前記パンチに対して相対的に移動しないように固定するとともに該ホルダが前記湾曲部品を前記ダイに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項１又は請求項２に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項４】
前記湾曲部品の成形完了後に、前記パッドが前記ダイに対して相対的に移動しないように固定するとともに該パッドが前記湾曲部品を前記パンチに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項１又は請求項２に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項５】
天板、該天板の両側から延出する縦壁、該縦壁の下端部から外側へ延出する外向きフランジで前記断面ハット形状の湾曲部品が形成され、
プレス成形装置の前記ダイの開口の内壁は、前記縦壁の外表面の形状を含む内面形状を有し、前記パンチの外面は、前記縦壁の内表面の形状を含む外面形状を有する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項６】
前記天板および前記縦壁が成す内角は９０〜９２°となるように前記内壁の内面形状と前記パンチの外面形状が構成されている請求項５に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項７】
前記湾曲部品の成形完了時点における、前記ダイの内壁と前記パンチの外面とのクリアランスは、前記金属板の板厚の１００〜１２０％である請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項８】
前記金属板は、板厚が０．８〜３．２ｍｍであるとともに、引張強度が２００〜１６００ＭＰａの鋼板である請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項９】
前記金属板の中央部分を、前記パッドにより０.１ＭＰａ以上の押し付け圧力で前記パンチに押し付けて加圧するとともに、前記金属板の両側部分を、前記ホルダにより０．１ＭＰａ以上の押し付け圧力で前記ダイに押し付けて加圧する請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項１０】
前記プレス成形装置から取り出した前記湾曲部品に後加工を行う請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された湾曲部品の製造方法。
【請求項１１】
金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、
前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、
前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、
前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、
前記パンチと前記パッドで前記金属板の中央部分を挟持加圧させると共に前記ダイと前記ホルダで前記金属板の両側部分を挟持加圧させることで上下に湾曲した金属板を形成し、上下に湾曲した前記金属板を前記パンチと前記パッドで面外変形させない状態に保持して前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する移動装置と、
を有する湾曲部品の製造装置。
【国際調査報告】
2014042067.tif 000069
2014042067.tif 000070
2014042067.tif 000071
2014042067.tif 000072