(57)【要約】  平面視で見て湾曲部を１又は２以上有するハット型断面形状のプレス部品について、割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減可能な技術を提供する。プレス成形用の金属板（１０）は、湾曲部（１Ａ）に対応する領域において、プレス部品形状（１）での天板部（２）と縦壁部（３）との間の稜線の線長に、稜線に対応する位置の線長が等しくなるようにして、プレス部品形状を平面に展開した展開形状に対し、湾曲部（１Ａ）に対応する領域について、湾曲凸側のフランジ部（４）となる位置の外縁の線長が、プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部４外縁の線長に近づく方向に、湾曲部（１Ａ）に対応する領域と他の領域との境界位置を、天板部（２）と湾曲凹側の縦壁部（３）との間の稜線に対応する位置よりも湾曲凹側の位置に回転中心（Ｐ）を設定して面内で回転変位させた形状とした。
2019167791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部の幅方向両側に縦壁部及びフランジ部を有する断面ハット型形状であり、且つ、上記天板部の長手方向に沿った１又は２以上の箇所に、平面視で見て上記天板部の幅方向の一方へ凸となるように湾曲した湾曲部を有するプレス部品形状にプレス成形される、プレス成形用の金属板であって、
上記湾曲部に対応する領域において、上記プレス部品形状での上記天板部と上記縦壁部との間の稜線の線長に、上記稜線に対応する位置の線長が等しくなるようにして、上記プレス部品形状を平面に展開した展開形状について、
上記展開形状の湾曲凸側のフランジ部となる位置の外縁の線長が、上記プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部外縁の線長に近づく方向に、上記展開形状の上記湾曲部に対応する領域と他の領域との境界を、上記天板部と湾曲凹側の上記縦壁部との間の稜線に対応する位置よりも湾曲凹側の位置に回転中心を設定して面内で回転変位させた形状のプレス成形用の金属板。
【請求項２】
上記回転変位させた形状の金属板での湾曲凸側のフランジ部となる位置の外縁の線長と、上記プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部外縁の線長との差が、上記プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部外縁の線長の一割以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載したプレス成形用の金属板。
【請求項３】
上記湾曲部に対応する領域における、上記天板部及び湾曲凸側の上記縦壁部に対応する領域に、面外方向に張り出した張出部を有し、その張出部によって、上記回転変位させた形状の金属板での上記天板部と湾曲凸側の上記縦壁部との間の稜線に対応する位置の線長と、上記プレス部品形状での上記天板部と湾曲凸側の縦壁部との間の稜線の線長との差が、上記プレス部品形状での上記天板部と湾曲凸側の縦壁部との間の稜線の線長の一割以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したプレス成形用の金属板。
【請求項４】
上記湾曲部に対応する領域以外の直線部の領域において、上記天板部と上記縦壁部との間の稜線に対応する位置及び上記縦壁部と上記フランジ部の間の稜線に対応する位置の少なくとも一つの位置に対し、対応する稜線に沿った方向に延びるビード形状若しくは折り目形状を、少なくとも１つ以上有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したプレス成形用の金属板。
【請求項５】
引張強度が５９０ＭＰａ以上の材料からなる請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のプレス成形用の金属板。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の金属板を、天板部の幅方向両側に縦壁部及びフランジ部を有する断面ハット型形状で、且つ、上記天板部の長手方向に沿った１又は２以上の箇所に、平面視で上記天板部の幅方向の一方へ凸に湾曲した湾曲部を有するプレス部品形状にプレス成形するためのプレス成形装置であって、
ダイ、パッド及び曲げ刃を有する上型と、上記パッドにプレス方向で対向するパンチを有する下型とを有し、
上記パッドは、上記天板部における上記湾曲部に対応する領域を加圧する第１のパッドと、上記天板部における上記湾曲部以外の直線部の領域を加圧する第２のパッドとに分割され、
かつ、上記曲げ刃で上記縦壁部及び上記フランジ部を曲げ加工可能な構造となっていることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項７】
上記曲げ加工の際における、上記天板部への上記第１のパッドによる加圧力をＰ１、上記天板部への上記第２のパッドによる加圧力をＰ２とした場合、Ｐ１＜Ｐ２となるように設定されていることを特徴とする請求項６に記載したプレス成形装置。
【請求項８】
上記天板部の板厚方向をプレス方向としたときに、上記曲げ刃の少なくとも一方は、上記プレス方向に対して０度以上９０度以下の角度で移動することで上記縦壁部及び上記フランジ部を曲げ加工する構成であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載したプレス成形装置。
【請求項９】
上記第１のパッド、及び第１のパッドと対向する上記パンチ部分には、上記湾曲部の天板部における湾曲凹側の領域に当接する面にエンボス形状が形成されていることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載したプレス成形装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の金属板をパンチ上に設置した後、上型を下型に向けて下降させることで、上型のパッドと上記パンチとで天板部の位置を挟圧し、更に上型を下降させることで、上型の曲げ刃によって縦壁部及びフランジ部を曲げ加工し、上記パッドによる上記天板部の加圧力について、湾曲部以外の直線部位置での加圧力を、湾曲部位置での加圧力よりも相対的に大きくして、上記曲げ加工を行うことでプレス部品を製造することを特徴とするプレス部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天板部の左右幅方向にそれぞれ連続する縦壁部及びフランジ部を有する断面ハット型形状で、且つ天板部の長手方向に沿って、平面視で見て天板部の幅方向の一方に湾曲した湾曲部を１又は２以上有する形状のプレス部品の製造に関する技術である。特に、本発明は、車両骨格部品となるプレス部品の製造に好適な技術である。
【背景技術】
【０００２】
自動車骨格部品は、例えば、天板部の幅方向両側に連続する縦壁部及びフランジ部を有した断面ハット型形状となっていると共に、天板部の長手方向の少なくとも一部に、平面視で見たときに天板部幅方向の一方に凸となるように湾曲した湾曲部を１以上有する部品形状となっている。このような部品形状の自動車骨格部品を金属板からプレス成形する場合、成形した部品の一部に割れやシワが生じ、成形不良を起こす可能性がある。更に、上記のような部品形状にプレス成形した際に、離型後の成形品に所定以上のスプリングバック等が生じやすく、寸法精度が低下するなどの問題も生じる。【０００３】
特に近年の自動車骨格部品は、車体軽量化と衝突安全性をともに達成するために、薄肉の高張力鋼板からなる金属板の使用が増加している。しかし、金属板の材料強度（引張強度）が増加するにつれて金属板の延性は低下し、スプリングバックが大きくなる。このため、高張力鋼板を単純に目的の部品形状にプレス成形すると、プレス部品に、割れやシワ、許容以上のスプリングバックが発生するといった問題が顕在化する。【０００４】
例えば、上記のような、平面視で長手方向に沿った所定箇所に天板部幅方向に湾曲した形状を有する部品形状に金属板をプレス成形した場合、平面視で見て湾曲した内側（湾曲凹側）のフランジ部で、材料の延性不足による割れが発生しやすい。また、平面視で見て湾曲した外側（湾曲凸側）のフランジ部では、材料の余りによりシワが発生しやすい。更に、スプリングバックに伴う断面の開きと共に、天板部とフランジ部に発生する長手方向の応力の差に起因して、成形したプレス部品が３次元的にねじれるといった、寸法精度の不良も発生しやすい。これらの成形不良発生の現象に対して、従来、いくつかの対策技術が提案されている。【０００５】
平面視で湾曲したプレス部品形状における湾曲内側のフランジ部の割れについては、例えば特許文献１に記載の対策方法がある。特許文献１では、プレス成形時に変形が集中しないように、割れ危険部の外縁部に対し湾曲凹側方向に向けて突出させた張り出し部を有する金属板を使用することが提案されている。
また、平面視で湾曲した外側のフランジ部のシワについては、例えば特許文献２に記載の対策方法がある。特許文献２では、材料の余りが生じる部分にビード形状を付与することで余った線長をなくし、シワを抑制することが提案されている。
また、特許文献３〜５では、第１成形工程にて長手方向に沿って天板部幅方向に湾曲した中間成形部品にプレス成形する際に、天板部の幅が最終製品形状と異なる形状からなる中間成形部品とし、続いて、第２成形工程にて中間成形部品の形状が最終製品形状となるようにプレス成形する。これによって、特許文献３〜５では、スプリングバックの発生要因となる応力を緩和させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６１１９８４８号公報
【特許文献２】特許第５２１７９２８号公報
【特許文献３】特許第４９２０６４９号公報
【特許文献４】特許第５０３１７０２号公報
【特許文献５】特許第５０３１７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の方法では、目的とするプレス部品形状にプレス成形するプレス工程の次工程として、不要な部分を切断する後工程が必要となる。
特許文献２に記載の方法では、材料の余りをなくすためにビード形状を付けると、部品形状が大きく変わる可能性があるため、付与できるビード形状に限界がある。
また、特許文献３〜５に記載の方法では、１工程目である第１成形工程のプレス成形で中間成形部品を成形する際に割れやシワが発生してしまう場合には、プレス成形への適用が難しい。更に特許文献３〜５に記載の方法では、第１成形工程の成形に絞り成形を採用した場合、縦壁部に大きな反りが発生し、次工程以降での対策が困難となる。【０００８】
本発明は、上記のような課題に着目してなされたものであり、長手方向に沿って平面視で天板部幅方向の一方に湾曲した湾曲部を１又は２以上有するハット型断面形状のプレス部品をプレス成形で製造する際に、割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、天板部と、それに連続する縦壁部及びフランジ部を有するハット型断面形状で、かつ、平面視で見たときに、天板部の長手方向の少なくとも一カ所以上に湾曲部を有するプレス部品形状（最終部品形状）を割れやシワなく成形でき、かつ、スプリングバックを抑制可能なプレス成形の方法について鋭意検討を行った。その検討の結果、本発明者は、割れやシワ、スプリングバックが発生する要因となるフランジ部の材料の過不足は、金属板からプレス部品形状に成形する際に材料の一部を回転変位させながら成形することで低減可能という知見を得た。更に、本発明者は、スプリングバックの発生要因となる天板部の材料の不足は、プレス部品形状に成形する工程の前工程において、所定の場所に予め張出し成形を行って不足が想定される線長を稼いでおくことで、大幅に低減可能であるという知見を得た。
本発明は、このような知見に基づきなされたものである。【００１０】
そして、課題を解決するために、本発明の一態様のプレス成形用の金属板は、天板部の幅方向両側に縦壁部及びフランジ部を有する断面ハット型形状であり、且つ、上記天板部の長手方向に沿った１又は２以上の箇所に、平面視で見て上記天板部の幅方向の一方へ凸となるように湾曲した湾曲部を有するプレス部品形状にプレス成形される、プレス成形用の金属板であって、上記湾曲部に対応する領域において、上記プレス部品形状での上記天板部と上記縦壁部との間の稜線の線長に、上記稜線に対応する位置の線長が等しくなるようにして、上記プレス部品形状を平面に展開した展開形状について、上記展開形状の湾曲凸側のフランジ部となる位置の外縁の線長が、上記プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部外縁の線長に近づく方向に、上記展開形状の上記湾曲部に対応する領域と他の領域との境界を、上記天板部と湾曲凹側の上記縦壁部との間の稜線に対応する位置よりも湾曲凹側の位置に回転中心を設定して面内で回転変位させた形状であることを要旨とする。【００１１】
また、本発明の一態様であるプレス成形装置は、本発明の一態様のプレス成形用の金属板を、天板部の幅方向両側に縦壁部及びフランジ部を有する断面ハット型形状で、且つ、上記天板部の長手方向に沿った１又は２以上の箇所に、平面視で上記天板部の幅方向の一方へ凸に湾曲した湾曲部を有するプレス部品形状にプレス成形するためのプレス成形装置であって、ダイ、パッド及び曲げ刃を有する上型と、上記パッドにプレス方向で対向するパンチを有する下型とを有し、上記パッドは、上記天板部における湾曲部に対応する領域を加圧する第１のパッドと、上記天板部における湾曲部以外の直線部の領域を加圧する第２のパッドとに分割され、かつ、上記曲げ刃で上記縦壁部及び上記フランジ部を曲げ加工可能な構造となっていることを要旨とする。【００１２】
また、本発明の一態様であるプレス部品の製造方法は、本発明の一態様のプレス成形用の金属板をパンチ上に設置した後、上型を下型に向けて下降させることで、上型のパッドと上記パンチとで天板部の位置を挟圧し、更に上型を下降させることで、上型の曲げ刃によって縦壁部及びフランジ部を曲げ加工し、上記パッドによる上記天板部の加圧力について、湾曲部以外の直線部位置での加圧力を、湾曲部位置での加圧力よりも相対的に大きくして、上記曲げ加工を行うことでプレス部品を製造することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、天板部の長手方向に沿って平面視で天板部幅方向の一方に湾曲した湾曲部を１又は２以上有するハット型断面形状のプレス部品を、割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減してプレス成形することが可能となる。
能な技術を提供する
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プレス部品形状の一例を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図である。
【図２】本発明の適用が可能なプレス部品形状の一例を列挙した図である。
【図３】図１に示すプレス部品形状を平面に展開した金属板の展開形状を示す図である。
【図４】展開形状における湾曲部の領域と他の領域との境界を回転変位させた後の金属板（プレス成形される金属板）の板形状（回転変位後の展開形状）の例を示す図である。
【図５】張出部及びビード形状を付与した金属板の板形状の例を示す図である。
【図６】張出部及びビード形状を付与する張出部成形工程で使用する金型の例を説明する図である。
【図７】本成形工程で使用する曲げ成形金型の例を説明する図である。
【図８】本成形工程における曲げ成形金型の動きを示す図である。
【図９】本成形工程において、曲げ加工時における、曲げ刃の移動方向の例を矢印で例示した図である。
【図１０】本成形での材料の動きを示す図である。
【図１１】本成形工程によって成形されたプレス部品形状の一形態を示す斜視図である。
【図１２】実施例において、本開発手法による、βと設計変数の関係を示す図である。なお、横軸がβであり、縦軸がｆ（β）である。
【図１３】実施例において、本発明に基づき設計された金属板を示す。
【図１４】実施例における、従来の絞り成形における金型の構成を示す図である。
【図１５】実施例における、従来の絞り成形によって成形した下死点における板厚減少率を示す図である。
【図１６】実施例における、本発明に基づき成形した下死点における板厚減少率を示す図である。
【図１７】実施例における、従来の絞り成形によって成形した下死点における長手方向の軸力分布を示す図である。
【図１８】実施例における、本発明に基づき成形した下死点における長手方向の軸力分布を示す図である。
【図１９】実施例における、従来の絞り成形によって成形した下死点における幅方向の板厚表裏応力差分布を示す図である。
【図２０】実施例における、本発明に基づき成形した下死点における幅方向の板厚表裏応力差分布を示す図である。
【図２１】実施例における、従来の絞り成形で成形した離型後のプレス部品形状からの乖離量分布を示す図である。
【図２２】実施例における、本発明に基づき成形した離型後のプレス部品形状からの乖離量分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
以下の実施形態の説明では、図１に示すようなプレス部品形状１に、金属板をプレス成形して最終部品を製造する場合を例に挙げて説明する。図１に示すプレス部品形状１は、天板部２と、天板部２の幅方向両側にそれぞれ連続する縦壁部３及びフランジ部４を有する断面ハット型形状であって、天板部２の長手方向に沿った途中位置に、平面視で見て、天板部２の幅方向の一方に向けて凸となるように湾曲した湾曲部１Ａを有する。図１中、符号２Ａは、湾曲部１Ａでの天板部を示す。符号３Ａａは、湾曲部１Ａでの湾曲凸側の縦壁部を示す。符号４Ａａは、湾曲部１Ａでの湾曲凸側のフランジ部を示す。符号３Ａｂは、湾曲部１Ａでの湾曲凹側の縦壁部を示す。符号４Ａｂは、湾曲部１Ａでの湾曲凹側のフランジ部を示す。
本実施形態のプレス部品の製造で使用される金属板１０は、引張強度が５９０ＭＰａ以上の材料から構成されるなど、金属板１０がハイテン材である場合に特に好適に効果を奏する。
【００１６】
ただし、本発明は、平面視で見て長手方向に沿って複数箇所に湾曲部１Ａを有する形状のプレス部品の製造であっても適用可能である。複数箇所の湾曲部１Ａを有する場合、平面視で見て、隣り合う湾曲部１Ａの湾曲方向が同方向であっても反対方向であっても構わない。本発明の対象となるプレス部品形状１の例を図２に示す。図２に示すように、本発明の対象とするプレス部品形状１は、天板部２の長手方向に沿った途中位置に、平面視で見て、天板部２の幅方向の一方に向けて凸となるように湾曲した湾曲部１Ａを有するプレス部品形状１であれば対象となる。プレス部品形状１は、平面視で、隣り合う湾曲部１Ａが連続して形成され、隣り合う湾曲部１Ａの間に直線的に延在する部分が存在していなくても良い。またプレス部品形状１は、側面視で見て、長手方向に沿って上下に湾曲している部分を有していても良い。またプレス部品形状１は、隣り合う湾曲部１Ａ間に直線部１Ｂが存在していなくても良い。
ここで、図１に示すプレス部品形状１では、湾曲部１Ａは、図１（ｃ）においては、紙面上側に凸（紙面下側に凹）となるように湾曲した場合が例示されている。なお、本明細書では、湾曲凸側を湾曲外側とも、湾曲凹側を湾曲内側とも呼ぶ。
【００１７】
＜プレス成形用の金属板１０について＞
図１に示すプレス部品形状１の部品をプレス成形で作製する場合、例えば、用いられる金属板１０としては、図３に示すような、目的とするプレス部品形状１を平面に展開した展開形状にブランキングされた金属板１０が用いられる。本例の場合、プレス部品形状１が１つの湾曲部１Ａとその左右の直線部１Ｂからなるので、展開形状も、１つの湾曲部１０Ａとその左右の直線部１０Ｂから構成される。
上記の展開形状において、左右の直線部１０Ｂについては、プレス部品形状１の寸法のままに展開した形状となっている。一方、湾曲部１０Ａについては、天板部２と縦壁部３との稜線ｍ３（特に湾曲凸側）に対応する位置ｎ３の線長が、プレス部品形状１での線長と等しく、且つ平面視でプレス部品形状１の湾曲凹側のフランジ部４Ａｂが成す角度２αと、展開形状における湾曲凹側のフランジ部４の成す角度（湾曲内側での左右の直線部１Ｂ間のなす角度）とが等しくなるようにして展開するのが一般的である。なお、図１では、湾曲凹側の外縁ｍ２の輪郭が２本の直線を組み合わせた形状とした例のため、展開形状も２本の直線からなる曲線ｎ２での線長となるように図示している。しかし、湾曲凹側の外縁ｍ２の輪郭が円弧状であれば、展開形状の湾曲凹側の外縁ｎ２の輪郭も円弧状となる。
【００１８】
上記のような展開形状の金属板１０は、湾曲部１０Ａにおいて、プレス部品形状１での湾曲外側のフランジ部４Ａａの外縁ｍ１の長さ（図１参照）に対応する金属板１０の湾曲凸側の外縁ｎ１の長さが、「ｍ１の線長＜ｎ１の線長」の関係となっている。また、プレス部品形状１での湾曲内側のフランジ部４Ａｂの外縁ｍ２の長さ（図１参照）に対応する金属板１０の湾曲内側外縁ｎ２の長さが「ｍ２の線長＞ｎ２の線長」となっている。このため、上記展開形状からなる金属板１０（図３参照）を図１のプレス部品形状１にプレス成形すると、湾曲外側では材料が余ってシワの原因となり、湾曲内側では材料が不足して割れの原因となる。
【００１９】
そこで、本実施形態では、上記単純に展開した展開形状について、湾曲部１０Ａと直線部１０Ｂとの境界ｈ２を、天板部２と湾曲凹側の縦壁部３との間の稜線ｍ４に対応する位置ｎ４よりも湾曲凹側の位置の領域内（図３でハッチングで示す範囲）に設定した回転中心Ｐを中心にして面内で回転変位させた形状に変更してなる、図４に示すような板形状をプレス成形用の金属板１０とした。なお、回転変位後の展開形状（回転変位させた形状の金属板）を変形展開形状とも記載する。
上記面内での回転変位の方向は、上記の単純に展開した展開形状における扇状の湾曲部１０Ａの領域について、湾曲凸側のフランジ部１４Ａａの外縁となる位置ｎ１の線長が、プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部４Ａａの外縁ｍ１の線長に近づく方向に（つまりｎ１の線長が短くなる方向に）、且つ湾曲凹側のフランジ部４Ａｂとなる位置１４Ａｂの外縁ｎ２の線長が、上記プレス部品形状での湾曲凹側のフランジ部４Ａｂの外縁となる位置ｍ２の線長に近づく方向に（つまりｎ２の線長が長くなる方向に）設定した。
なお、図４の例では、片側の境界ｈ２だけを回転変位させている。
回転変位量は、変形展開形状での湾曲凸側のフランジ部４Ａａとなる位置の外縁ｑ１の線長と、プレス部品での湾曲凸側のフランジ部４Ａａの外縁ｍ１の線長との差が、プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部４Ａａの外縁ｍ１の線長の一割以下となるように設定することが好ましい。
【００２０】
更に、変形展開形状について、湾曲部１Ａに対応する領域における、天板部２Ａ及び湾曲凸側の縦壁部３Ａａに対応する領域１２Ａ、１３Ａａの部分に、面外方向に張り出した張出部２０が形成されていることが好ましい（図５参照）。このとき、張出部２０によって、天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長と、プレス部品形状での天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３の線長との差が、プレス部品形状での天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３の線長の一割以下となるように設定することが好ましい。なお、張出部２０の貼り出し方向は下方でもよい。
また湾曲部１Ａに対応する領域１０Ａ（金属板１０における湾曲部）以外の直線部１０Ｂの領域において、天板部２と縦壁部３との間の稜線に対応する位置、又は、縦壁部３と上記フランジ部４の間の稜線に対応する位置の少なくとも一方の位置に、稜線に沿った方向に延びるビード形状２１若しくは折り目形状を、少なくとも一カ所以上有することが好ましい（図５参照）。図５では、ビード形状２１を設けた場合を例示している。
【００２１】
以下に、本実施形態のプレス成形用の金属板１０の形状についての具体的な例を挙げて説明する。すなわち、上記単純に展開した展開形状から変形展開形状への湾曲部１０Ａの形状の設計変更例について説明する。
展開形状の湾曲凹側の外縁ｎ２の中央位置（図３参照）に、上記の回転中心Ｐを設定した場合を例に挙げて説明する（図４参照）。
金属板１０の湾曲凸側の外縁部ｑ１の長さが、「ｍ１の線長＝ｑ１の線長」となるように、プレス部品形状１を単純に展開した金属板１０における湾曲内側の外縁の中央位置（フランジ部４Ａｂの角）を回転中心Ｐとして、湾曲部１０Ａと直線部１０Ｂとの境界ｈ２を、２β（ｄｅｇ）だけ湾曲凹側のなす角度（プレス部品形状１の湾曲部１Ａ内側のフランジ部４がなす角度）が大きくなる方向に回転変位させた形状（変形展開形状）となるように、プレス用の金属板１０の形状を設計する。ここで、図４中、破線が回転前の展開形状を示す。
【００２２】
ここで、上記回転中心Ｐを中心に、面内で、金属板１０の湾曲凸側の外縁の線長が短くなる方向に回転変位させると、湾曲凹側の外縁部ｎ２の線長は長くなる方向に変化する。図４では、湾曲部１Ａに対応する領域における、右側の直線部１Ｂとの境界ｈ１を固定して、左側の直線部１Ｂとの境界ｈ２を回転変位することで、上記の線長を変更している場合を例示している。両側の境界ｈ１、ｈ２をそれぞれ回転変位させても良い。例えば、両側の境界ｈ１、ｈ２をそれぞれβずつ回転変位させる。
また、ｍ２の線長＝ｑ２の線長となるように、回転中心Ｐの位置を調整しても良い。
【００２３】
この例では、上記回転変位させた金属板１０の板形状（変形展開形状）と、プレス部品形状１の幾何学的関係から、ｍ１の線長＝ｑ１の線長となる２βの値を求めている。
具体的な求め方は、次の通りである。
ここで、図１のように、天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３の曲率半径をＲ（ｍｍ）、天板部２の幅をＷ（ｍｍ）、縦壁部３の垂直高さをＨ（ｍｍ）、天板部２の垂直面と縦壁部３のなす角度をθ（ｄｅｇ）、フランジ部４の幅をｆ（ｍｍ）とする。
この場合、下式のｆ（β）の式において、ｆ（β）＝０を満足するβの場合に、ｍ１の線長＝ｑ１の線長となる。
【００２４】
【数１】
2019167791.tif 000003
【００２５】
ただし、余裕代を持たせて、ｆ（β）＝０を満足するβをβ′とした場合に、回転変位に適用する角度βを、下記式を満足するように設計しても良い。
０．９×β′  ≦β  ≦  １．１×β′
又、ｑ１の線長が、下記式を満足するように設定しても良い。
０．９×ｍ１の線長  ≦ｑ１の線長  ≦１．１×ｍ１の線長
【００２６】
＜張出部２０＞
変更後の板形状（変形展開形状）においては、天板部１２と湾曲凸側の縦壁部１３Ａａとの間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長が、プレス部品形状１での稜線ｍ３の線長よりも短くなる。
これを考慮して、上記の板形状（変形展開形状）に対し、湾曲部１Ａに対応する領域１０Ａのうちの、天板部１２Ａ及び湾曲凸側の縦壁部１３Ａａとなる領域に対し、面外方向に張り出した張出部２０を形成することが好ましい。これによって、金属板１０における天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長が、プレス部品形状１での線長に近づくように設計される。
本例の場合、この張出部２０の設計は、金属板１０における天板部１２と湾曲凸側の縦壁部１３Ａａとの間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長の増加量ΔＬが、下記式を満足するように設計する。
【００２７】
【数２】
2019167791.tif 000004
【００２８】
この式を満足させるように設計することで、金属板１０における天板部１２と湾曲凸側の縦壁部１３Ａａとの間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長が、プレス部品形状１での対応する稜線ｍ３の線長に近づく。具体的には、一割以下の線長違いに設定可能となる。
なお、張出部２０は、張出部形成による長手方向の線長の増加量について、金属板１０における天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線の線長位置の増加量が一番多くなる、凸形状に設計することが好ましい。
【００２９】
＜ビード形状２１及び折れ線について＞
併せて、図５に示すように、直線部１０Ｂの稜線に対応する位置の少なくとも１つについて、稜線に沿って延在するビード形状２１を形成しておくことが好ましい。図５では、天板部２両側の稜線に対応する位置にビード形状２１を形成した場合の例であるが、これに限定されない。縦壁部３とフランジ部４との間の稜線に対応する位置にもビード形状２１を形成しても良いし、それらの稜線位置のうちの一部の稜線にだけビード形状２１を形成しても良い。また、一つの稜線の全長に渡ってビード形状２１を形成する必要はなく、ビード形状２１を稜線に沿って断続的に形成してもよい。稜線の全長の一部にビード形状２１を形成する場合には、例えば合算したビード形状２１の長さが、対応する稜線の全長の１／３以上となるように設定することが好ましい。また、ビード形状２１の代わりに、折れ線を設けても良い。また、一部にビード形状２１を設け、他の部分に折れ線を設けるように、ビード形状２１と折れ線とを併用しても良い。
【００３０】
＜張出部成形工程＞
次に、上記の平板状の金属板１０に対し、張出部２０をプレス成形で形成する方法について説明する。張出部成形工程は、金属板１０に対し張出し成形を行うことで、上記の張出部２０を形成する工程である。張出部２０は、絞り成形やフォーム成形で設ければよい。下記説明では絞り成形で形成する場合を例示する。
ここで、上述のように展開形状における湾曲部１０Ａの形状を変更した、図４のような板形状では、金属板１０の湾曲凸側の天板部２の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の長さを、上記回転中心Ｐを中心に面内で２βだけ回転変位して設計した。このため、位置ｑ３の長さは、プレス部品形状１における湾曲凸側の天板部２の稜線ｍ３の線長よりも短くなる。この結果、そのままプレス成形すると、その分、成形したプレス部品に引張変形が作用する。引張変形が作用すると、スプリングバックの発生要因となる。このため、張出部成形工程で金属板１０に張出部２０を形成して、プレス部品形状１における、湾曲凸側の天板部２の稜線ｍ３の長さと同程度まで線長を稼いでおくことが好ましい。
【００３１】
このような観点から、本実施形態の張出部成形工程では、例えば図６に示すようなダイ３０で構成される上型と、パンチ３１及びしわ押え３２で構成される下型とを有する絞り成形金型を用意し、その絞り成形金型で張出部２０を成形する張出し成形を行う。ダイ３０には、パンチ３１と対向する部分に張出部２０の形状に対応する凹部３０Ａが設けられている。
上記の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３での張出部２０の長さを、張出部２０を成形する前の長さよりもΔＬだけ長くなるように設計する。ここで、ΔＬは、上述に基づき設定すればよい。
【００３２】
本実施形態での張出部２０の形状は、例えば図５に示すように、湾曲部１０Ａの天板部１２Ａ及び湾曲凸側の縦壁部１３Ａａに対応する位置に跨がって張り出すように設計する。また、張出部２０の形状は、必要な線長ΔＬを稼ぐ位置ｑ３で最大張出し高さとなるようにし、天板部２の幅方向に向かうにつれて徐々に張出し高さが減少していくドーム型のような形状で設計するのが好ましい。ただし、張出部２０の形状は、線長が稼げれば、他の輪郭形状であってもよい。
【００３３】
また、図６に示す金型には、張出部２０の成形位置を除いて、プレス部品形状１における天板部２に隣接する稜線に対応する位置に、張出部成形工程で予めビード形状２１が付与されるように設定している。ビード形状２１を付与した金属板１０とすることで、目的のプレス部品形状１への曲げ成形が安定化する。図５では、ビード形状２１を付与する場合を例示しているが、ビード形状２１に代えて折り目を付与しても良い。また、一部の稜線位置にビード形状２１を、他の稜線位置に折り目など、混合して付与しても良い。
【００３４】
＜プレス部品形状１への本成形工程＞
本実施形態では、本成形工程で成形される金属板１０の形状として、張出部成形工程で張出部２０及びビード形状２１を成形した金属板１０を用いる場合で例示する（図５参照）。但し、若干、加工精度が落ちるが、図４などのような、張出部２０及びビード形状２１のうちの、両方又は一方が形成されていない金属板１０を本成形工程用の金属板１０としても良い。
本成形工程によって、上述の金属板１０をプレス成形することで、割れやシワ、スプリングバックを抑制したプレス部品形状１を取得することは可能である。更に寸法精度を高めたい場合や、部品に必要な形状を付与したい場合には、本成形工程後の工程として、リストライクを目的とした成形工程を追加しても構わない。
本成形工程は、金属板１０を曲げ成形して、最終のプレス部品形状１に加工する工程である。
【００３５】
本成形工程で使用する曲げ成形金型は、図７に示すように、上型４０と下型４４とを有する。上型４０は、部品の稜線を曲げ加工する曲げ刃４３、及び天板部２を押圧するパッド４１を備える。下型４４はパンチ４５を備える。
本実施形態における天板部２を加圧するパッド４１は、湾曲部１０Ａの天板部１２Ａを加圧するパッド４１ａと、湾曲部１Ａ以外の直線部１０Ｂの天板部を加圧するパッド４１ｂとに分割されている。パッド４１ｂは、湾曲部１Ａを挟んで両側に位置する直線部１Ｂのうちの片方の天板部だけを加圧するように設定されていることが望ましい。
【００３６】
次に、本成形工程における曲げ成形金型の動きの例を、図８を参照して示す。
張出部成形工程で張出部２０が形成された金属板１０がパンチ４５の上に設置される（図８（ａ）参照）。
その状態で上型４０が下降する。上型４０が下降すると、まずパッド４１とパンチ４５によって、金属板１０の天板部に対応する位置１２が挟圧される（図８（ｂ）参照）。更に上型４０が下降すると、曲げ刃４３が金属板１０と接触して（図８（ｃ）参照）、稜線の曲げ加工が施され、下死点（図８（ｄ）参照）にてプレス部品形状１に成形される。
【００３７】
このとき、曲げ刃４３は、図９に示すように、天板部に対応する位置１２の板厚方向（垂直方向）をプレス方向としたとき、プレス方向に対してある一定の角度θだけ傾いた方向からパンチ４５に向けて移動するような公知のカム機構を有していても良い。
最後に、上型４０を上昇させ、離型させることで成形終了となる。
角度θは、プレス方向に対し、縦壁部３から離れる方向に、０度以上９０度以下傾いた角度とすると良い。
この本成形工程における材料の動きを、図１０を参照して説明する。
展開形状のうち湾曲部１０Ａ位置を面内で回転変位させた図４のような板形状においては、その回転変位によって、平面視において、相対的に、右側の直線部１０Ｂと左側の直線部１０Ｂとの成す角度が、プレス部品形状１での最終的な角度よりも大きくなっている。
【００３８】
このため、上型４０が下降して、天板部に対応する位置１２が部分的にパッド４１とパンチ４５により挟圧された状態で、曲げ刃４３によって稜線が曲げられて縦壁部３及びフランジ部４の曲げ成形が行われる際に、材料は図１０に示すように、パッド４１ｂで挟圧されている右側の直線部１Ｂに対し、左側の直線部１Ｂが２βだけ回転変位しながら曲げ成形される。つまり、湾曲部１Ａが、天板部２の湾曲凹側の位置を中心に回転しながら成形される。
このとき、回転変位の回転中心Ｐ側の天板部２及び縦壁部３には材料が集まり、圧縮変形が作用する。このことを考慮して、図７で示したように、本成形する金属板１０の天板部１２Ａにおける湾曲凹側にエンボス形状を付与しておく。凹凸を持ったエンボス形状５０、５１を、パッド４１ａ及びパンチ４５の対向面に設けておくことで、より成形性が改善される。
【００３９】
また、パッド４１ｂが当接する右側の直線部１０Ｂに対し、相対的に、平面視で見て、湾曲部１Ａに対応する位置の材料が回転変位しやすいように、直線部１０Ｂを押さえるパッド４１ｂと湾曲部１０Ａを押さえるパッド４１ａとを独立した構造としている。このとき、更に、湾曲部１０Ａに対応する位置の材料が回転変位しやすいように、湾曲部１０Ａを押さえるパッド４１ａの加圧力と右側の直線部１０Ｂを押さえるパッド４１ｂの加圧力との関係が、次に示す関係に設定しておくことが好ましい。
パッド４１ａによるパッド加圧力  ＜  パッド４１ｂによるパッド加圧力
【００４０】
上記のパッド４１の加圧力の設定は、実際の各パッド４１ａ、４１ｂが付与する押圧力（クッション圧）を調整して設定を行っても良い。また、上記のパッド４１の加圧力の設定は、それぞれのパッドのストロークを調整して、曲げ成形時におけるパッド４１ａの高さが、相対的にパッド４１ｂの高さよりも高く設定することで実現しても良い。
図１１に、本成形工程後のプレス成形部品の形状の例を示す。符号９は、付与されたエンボス形状である。
【００４１】
（作用その他について）
（１）天板部２の幅方向両側に縦壁部３及びフランジ部４を有する断面ハット型形状で、且つ、長手方向に沿った１又は２以上の箇所に、平面視で上記天板部２の幅方向の一方へ凸となるように湾曲した湾曲部１Ａを有するプレス部品形状１にプレス成形される、プレス成形用の金属板１０として、次の板形状を採用する。
すなわち、湾曲部１Ａに対応する領域１０Ａにおいて、プレス部品形状１での天板部２と縦壁部３との間の稜線ｍ３の線長に、稜線ｍ３に対応する位置ｎ３の線長が等しくなるようにして、プレス部品形状１を平面に単純に展開した展開形状に対し、湾曲部１Ａに対応する領域１０Ａについては、湾曲凸側のフランジ部４Ａａの外縁ｍ１となる位置ｑ１の線長が、プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部４Ａａの外縁ｍ１の線長に近づく方向に、湾曲部１Ａに対応する領域１０Ａと他の領域１０Ｂの境界ｈ２を、上記天板部２と湾曲凹側の上記縦壁部３Ａｂとの間の稜線に対応する位置ｑ４よりも湾曲凹側の位置を回転中心Ｐにして面内で回転変位させた形状に変更した板形状を、プレス成形用の金属板１０とする。
この金属板１０を用いると、湾曲部１Ａにおける湾曲凸側及び湾曲凹側のフランジ部４の線長が、プレス部品での線長に近づく。この結果、長手方向に沿って平面視で天板部２幅方向の一方に湾曲した湾曲部１Ａを１又は２以上有するハット型断面形状のプレス部品を、割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減してプレス成形することが可能となる。
【００４２】
（２）このとき、変形展開形状での湾曲凸側のフランジ部４の外縁となる位置ｑ１の線長と、プレス部品での湾曲凸側のフランジ部４外縁ｍ１の線長との差が、プレス部品形状での湾曲凸側のフランジ部４の外縁ｍ１の線長の一割以下に設定することが好ましい。
この構成によれば、より確実に割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減してプレス成形することが可能となる。
【００４３】
（３）金属板１０において、湾曲部１Ａに対応する領域における、天板部２及び湾曲凸側の縦壁部３に対応する領域に、面外方向に張り出した張出部２０が形成されていることが好ましい。このとき、その張出部２０によって、天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長と、プレス部品形状での上記天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３の線長との差が、プレス部品形状での天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３の線長の一割以下に設定されていることが好ましい。
この構成によれば、上記展開形状の変更による、天板部２と湾曲凸側の縦壁部３との間の稜線ｍ３に対応する位置ｑ３の線長の減少が解消されて線長差が小さくなる。この結果、より確実に割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減してプレス成形することが可能となる。
【００４４】
（４）湾曲部１０Ａに対応する領域以外の直線部１０Ｂの領域において、稜線となる位置の少なくとも一つの稜線位置に、稜線に沿った方向に延びるビード形状２１若しくは折り目形状を、少なくとも一カ所以上有することが好ましい。
この構成によれば、上記構成の金属板１０を曲げ成形する際に、より確実に稜線位置で曲げ加工することが可能となって、より精度良くプレス成形することが可能となる。
【００４５】
（５）本実施形態は、プレス成形用の金属板１０の引張強度が５９０ＭＰａ以上の材料からなる場合に効果が大きい。
【００４６】
（６）プレス成形用の金属板１０への張出部２０の成形は、例えば絞り成形若しくはフォーム成形で形成すればよい。
絞り成形若しくはフォーム成形を採用することで、確実に上記張出部２０を形成することができる。
【００４７】
（７）上記金属板１０を目的のプレス部品形状１にプレス成形するためのプレス成形装置は、ダイ４２、パッド及び曲げ刃４３を有する上型４０と、上記パッドにプレス方向で対向するパンチ４５を有する下型とを有し、パッド４１は、上記天板部２における湾曲部１Ａに対応する領域を加圧するパッド４１ａと、上記天板部２における湾曲部１Ａ以外の直線部１Ｂの領域を加圧するパッド４１ｂとに分割され、かつ、上記曲げ刃４３で上記縦壁部３及び上記フランジ部４を曲げ加工する構造となっており、上記曲げ加工の際における、上記天板部２への上記パッド４１ａによる加圧力をＰ１、上記天板部２への上記パッド４１ｂによる加圧力をＰ２とした場合、Ｐ１＜Ｐ２となるように設定した構成であることが好ましい。
この構成よれば、パッド４１による湾曲部１Ａの拘束が相対的に弱く設定される結果、湾曲部１０Ａの位置の材料が相対的に移動しやすくなる。この結果、湾曲部１０Ａ位置での回転変位を許容しつつ、より確実に金属板１０を目的のプレス部品形状１に曲げ成形させることが可能となる。
【００４８】
（８）本実施形態のプレス成形装置は、天板部２の板厚方向をプレス方向としたときに、曲げ刃４３の少なくとも一方は、上記プレス方向に対して０度以上９０度以下の角度、好ましくは上記プレス方向に対して０度以上４５度以下の角度で移動することで縦壁部３及びフランジ部４を曲げ加工するように設定することが好ましい。より好ましくは５度以上４０度以下の角度である。
【００４９】
（９）プレス成形装置は、パッド４１ａには、天板部２における湾曲凹側の領域に当接する面にエンボス形状５０が形成され、パンチ４５におけるエンボス形状の形成領域と対向する位置にもエンボス形状５１が形成されていることが好ましい。
【００５０】
（１０）本実施形態のプレス部品の製造方法は、上記の金属板１０をパンチ４５上に設置した後、上型４０を下降させて上型４０を下型４４に接近させて、上型４０のパッド４１とパンチ４５とで天板部２の位置を挟圧し、更に上型４０を下降させる。これによって、上型４０の曲げ刃４３によって縦壁部３及びフランジ部４を曲げ加工し、曲げ加工の際に、パッド４１による天板部１２の加圧力について、湾曲部１０Ａ以外の直線部１０Ｂでの加圧力を、湾曲部１Ａ位置での加圧力よりも相対的に大きくなるように設定する。
この構成によれば、長手方向に沿って平面視で天板部２幅方向の一方に湾曲した湾曲部１Ａを１又は２以上有するハット型断面形状のプレス部品を、割れやシワ、寸法精度低下といった成形不良をより低減してプレス成形することが可能となる。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、天板部２と、それに連続する縦壁部３及びフランジ部４を有し、かつ、平面視で見たときに長手方向に湾曲した形状を少なくとも一カ所以上有するプレス部品形状１を、割れ、シワなく成形し、更に、天板部２とフランジ部４の長手方向の応力差に起因するスプリングバックを抑制することが可能となる。
【実施例】
【００５２】
次に本発明に基づく実施例について説明する。
引張力が１１８０ＭＰａ級の冷延鋼板（板厚１．４ｍｍ）を想定して、図１に示すようなプレス部品形状１を有するプレス部品のプレス成形解析を行った。本実施例において、プレス部品形状１を規定する湾曲部１Ａでの形状パラメータは、以下のように設定した。
＜断面形状パラメータ＞
天板部２幅Ｗ：１００ｍｍ
縦壁高さＨ ：１００ｍｍ
縦壁角度θ ：１０ｄｅｇ
フランジ長さｆ ：３０ｍｍ
＜平面視曲がりパラメータ＞
曲がり角度α：８０ｄｅｇ
天板部２の外周半径Ｒ ：５００ｍｍ【００５３】
上記のプレス部品形状１で使用する金属板１０の形状を設計するにあたり、図３のような単純に展開した展開形状に対し、湾曲凹側のフランジ部４Ａｂの外縁ｍ２に対応する位置ｎ２の中央位置を回転中心Ｐとして、湾曲凹側のフランジ部１４Ａｂの角を中心に回転させる角度２βを前述の式より算出した。
βが変化するときのβと計算値ｆ（β）の関係を図１２に示す。図１２は、横軸にβを、縦軸にｆ（β）の関数値を設定した場合である。【００５４】
図１２において、回転変位における、ｆ（β）＝０のときの２βが最適の回転角度となる。そして、本実施例においてはβ＝３．５のときにｆ（β）＝０となった。そのため、回転角度である２βは７ｄｅｇとなる。図１３に、単純に展開した展開形状に対し本発明に基づき回転変位した金属板１０の形状を示す。
また、本実施例においては、張出部成形工程にて、金属板１０に張出部２０を形成した。
まず、湾曲凸側の天板部２の稜線ｍ３で稼ぐ必要がある線長ΔＬを算出した。前述の式に部品形状１パラメータ及び、先に求めたβの値を代入することで、ΔＬ＝１３ｍｍとなった。【００５５】
以上のような設計方法をとることで、図１３に示すような、本実施例の金属板１０の形状及び、張出部成形工程で使用する張出し成形用金型を設計した。
更に本実施例では本成形工程で成形を安定に行うため、直線部１０Ｂにおける天板部１２に隣接する幅方向両側の稜線に対応する位置に高さ３ｍｍ幅５ｍｍのビード形状２１を金属板１０に付与した。張出部成形工程では、しわ押え力を５０ｔｏｎに設定し、下死点まで上型を下降させ、張出部２０を有する金属板１０を成形する解析を実施した。【００５６】
次に、図７に示す曲げ成形用金型を使用して、張出部２０を有する金属板１０を目的のプレス部品形状１に成形する本成形工程の解析を行った。本成形工程では、稜線の形成位置を曲げる曲げ刃４３は、プレス方向に対して３０度だけ傾けた角度で移動して縦壁部３及びフランジ部４を曲げるカム機構を用いて成形した。
また、天板部１２を挟圧するパッドは、天板部１２における湾曲部１Ａとそれ以外の左右直線部１Ｂの一方の領域を独立して押えるように、２分割したパッド４１ａ及びパッド４１ｂを用いた。このとき、パッド４１ａのストローク量は１００ｍｍ、圧力は２ｔｏｎ、パッド４１ｂのストロークは１２５ｍｍ、圧力は１０ｔｏｎとした。なお、パッド４１ａ及びパッド４１ｂの初期位置での高さは等しいとした。【００５７】
また、本発明の実施例に対する比較例として、従来から行われている絞り成形を用いた解析も合わせて実施した。この絞り成形で使用した金型を図１４に示す。絞り成形金型はダイ６１で構成される上型と、パンチ６３及びフランジ部４を押さえるしわ押え６２で構成される下型とからなるもので、しわ押え力は５０ｔｏｎとした。
また、比較例では、プレス成形用の金属板６０の形状として、プレス部品形状１を単純に展開した展開形状の板を使用した（図３参照）。【００５８】
図１５に従来の場合での、目的とするプレス部品形状１に成形したときの成形下死点における板厚減少率分布を示す。また図１６に本発明に基づき目的とするプレス部品形状１に成形したときの成形下死点における板厚減少率分布を示す。
従来の絞り成形で成形されたプレス部品では、フランジ部４をダイ４２としわ押えで挟圧しているため、長手方向に湾曲した外側のフランジ部４では板厚増加なく成形が可能であった。
また、本発明に基づく工法で成形されたプレス部品は、金属板１０を曲げ加工により成形して作製されたにも関わらず、湾曲凸側のフランジ部４の板厚増加はほとんど確認されなかった。【００５９】
しかし、従来の絞り成形で成形された湾曲凹側のフランジ部４では、材料が不足したことにより、フランジ端で引張変形が作用し、板厚減少が見られた。
一方、本発明に基づく工法における、湾曲凹側のフランジでは、材料が回転したことで材料が供給されたため引張変形はほとんど作用せず、板厚減少も起こらなかった。
図１７に、従来の工法でプレス部品形状１に成形したときの成形下死点における長手方向（ｘ方向）の板厚中心の応力分布（長手方向軸力分布）を示す。また、図１８に、本発明に基づく工法でプレス部品形状１に成形したときの成形下死点における長手方向（ｘ方向）の板厚中心の応力分布（長手方向軸力分布）を示す。【００６０】
また、図１９に、従来の工法でプレス部品形状１に成形したときの成形下死点における断面方向（断面に沿った方向）の板厚表裏応力差の分布を示す。図２０に、本発明に基づく工法でプレス部品形状１に成形したときの成形下死点における断面方向（断面に沿った方向）の板厚表裏応力差の分布を示す。
従来の絞り成形で成形されたプレス部品では、湾曲凸側の天板部２で引張応力、フランジ部４で圧縮応力が作用しており、湾曲凹側の天板部２で圧縮応力、フランジ部４で引張応力が作用していた。このとき、天板部２とフランジ部４で発生する応力差は、プレス部品の３次元的なねじれを引き起こすスプリングバックモーメントの発生源となる。【００６１】
一方で、本発明に基づく工法は、湾曲凸側のフランジに引張変形が作用し、圧縮応力が低減した。更に湾曲凹側のフランジ部４では、逆に材料が集まってくるため引張変形が低減した。更に、湾曲凸側の天板部２では、張出部形成工程で張出し成形を行い、予想される材料の不足分を予め補っているため、引張応力が低減した。湾曲凹側の天板部２では材料が集まり、圧縮応力が作用するため、本実施例のようにビード形状２１を付与することで圧縮応力の発生を抑制した。【００６２】
次に、従来の絞り成形で成形された部品の断面方向の板厚方向の表裏応力差分布をみると、部品縦壁部３に大きな板厚表裏応力差が確認された。この縦壁部３の表裏応力差は、縦壁部３が反るようにスプリングバックする要因となる応力になる。
一方で、本発明に基づく工法で成形された部品の幅方向の板厚表裏応力差分布を確認すると、従来工法で見られた縦壁部３の板厚方向表裏応力差分布がほとんど発生していないことが分かる。これは、本成形工程で曲げ主体の成形を行ったことにより、材料が縦壁反り発生の要因となる応力を発生させる、曲げ曲げ戻し変形を受けなかったことによるものである。【００６３】
次に、図２１に、従来の工法でプレス部品形状１に成形し、スプリングバックした後の正規形状との乖離量分布を示す。図２２に、本発明に基づく工法でプレス部品形状１に成形し、スプリングバックした後の正規形状との乖離量分布を示す。
前述のように、従来の工法では、長手方向湾曲部１Ａの天板部２とフランジ部４における長手方向（ｘ方向）の板厚中心応力に差があることで、３次元的なスプリングバックが発生し、ねじれが確認できた。更に、縦壁部３においても反りの発生要因となるスプリングバックモーメントによって、縦壁部３が大きく反り、断面が開く方向に大きく乖離していた。
一方で本発明に基づく工法においては、上記のスプリングバックの発生要因となる長手方向（ｘ方向）の板厚中心応力、及び幅方向の板厚表裏応力差を低減させる成形方法であるため、従来の絞り工法と比較して、スプリングバックを大きく抑制することが可能であった。【００６４】
ここで、本願が優先権を主張する、日本国特許出願２０１８−０３４５６９（２０１８年  ２月２８日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
【符号の説明】
【００６５】
１ プレス部品形状
１Ａ 湾曲部
１Ｂ 直線部
２、２Ａ 天板部
３、３Ａａ、３Ａｂ 縦壁部
４、４Ａａ、４Ａｂ フランジ部
１０ 金属板
１０Ａ 湾曲部
１０Ｂ 直線部
１２、１２Ａ  天板部
１３Ａａ 縦壁部
１４Ａａ、１４Ａｂ フランジ部
２０ 張出部
２１ ビード形状
３０ ダイ
３０Ａ 凹部
３１ パンチ
４０ 上型
４１ パッド
４１ａ パッド（第１のパッド）
４１ｂ パッド（第２のパッド）
４２ ダイ
４３ 曲げ刃
４４ 下型
４４ パンチ
５０、５１ エンボス形状
ｈ１、ｈ２ 境界
２α 角度
Ｐ 回転中心
【図１】
2019167791.tif 000005
【図２】
2019167791.tif 000006
【図３】
2019167791.tif 000007
【図４】
2019167791.tif 000008
【図５】
2019167791.tif 000009
【図６】
2019167791.tif 000010
【図７】
2019167791.tif 000011
【図８】
2019167791.tif 000012
【図９】
2019167791.tif 000013
【図１０】
2019167791.tif 000014
【図１１】
2019167791.tif 000015
【図１２】
2019167791.tif 000016
【図１３】
2019167791.tif 000017
【図１４】
2019167791.tif 000018
【図１５】
2019167791.tif 000019
【図１６】
2019167791.tif 000020
【図１７】
2019167791.tif 000021
【図１８】
2019167791.tif 000022
【図１９】
2019167791.tif 000023
【図２０】
2019167791.tif 000024
【図２１】
2019167791.tif 000025
【図２２】
2019167791.tif 000026
【国際調査報告】
2019167791.tif 000027
2019167791.tif 000028
2019167791.tif 000029
2019167791.tif 000030