(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製の成形素材をプレス成形することにより、所定方向に延びて形成され、溝底部と、前記溝底部に連続する稜線部と、前記稜線部に連続する縦壁部とを有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成し、前記所定方向の少なくとも一方の端部における、少なくとも前記溝底部及び前記稜線部に亘って連続して形成された外向き連続フランジを有するプレス成形体を製造する方法であって、
第１のパンチと、第１のダイと、前記第１のパンチに対向する第１のパッド及び第２のパッドと、を備える第１のプレス成形装置を用いて、
前記第１のパッドにより、前記成形素材のうち前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を押圧して、前記成形素材を前記第１のパンチに押し当てることにより、前記溝底部に成形される部分に連続する前記成形素材の端部を、前記押圧する方向とは反対の方向に立ち上げるとともに、前記第１のパッド及び前記第１のパンチにより前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を拘束した後、
前記第２のパッドにより、前記稜線部に成形される部分の前記所定方向の端部の少なくとも一部を押圧して前記第１のパンチに押し当てることにより、前記稜線部に成形される部分に連続する前記所定方向の端部を、前記押圧する方向とは反対の方向に立ち上げるとともに、前記稜線部に成形される部分を前記押圧する方向に曲げながら、前記第２のパッド及び前記第１のパンチにより前記稜線部に成形される部分の前記少なくとも一部を拘束し、
前記第１のパッド及び前記第２のパッドにより前記成形素材を拘束した状態で、前記第１のパンチ及び前記第１のダイによりプレス成形を行い、中間成形体を形成する第１の工程と、
第２のパンチと、第２のダイと、を備える第２のプレス成形装置を用いて、前記第２のパンチ及び前記第２のダイにより前記中間成形体をプレス成形し、前記プレス成形体を形成する第２の工程と、
を備える、プレス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記第２のパッドにより、前記稜線部に成形される部分のうち、前記稜線部に成形される部分と前記溝底部に成形される部分との接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の長さの部分を押圧して前記第１のパンチに押し当てる、請求項１に記載のプレス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記第１のパッド及び前記第２のパッドは前記第１のダイに支持され、前記第１のダイを前記第１のパンチの方向に移動させることにより、前記第１のパッド、前記第２のパッド及び前記第１のダイが順次に前記成形素材を押圧する、請求項１又は２に記載のプレス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程における前記プレス成形が曲げ成形である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス成形体の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程における前記プレス成形が深絞り成形である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス成形体の製造方法。
【請求項６】
前記プレス成形体は、前記溝底部の幅及び前記縦壁部の高さの少なくとも一方が、前記外向き連続フランジを有する端部に向かうにつれて増加する成形体である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレス成形体の製造方法。
【請求項７】
所定方向に延びて形成され、溝底部と、前記溝底部に連続する稜線部と、前記稜線部に連続する縦壁部とを有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成し、前記所定方向の少なくとも一方の端部における、少なくとも前記溝底部及び前記稜線部に亘って連続して形成された外向き連続フランジを有するプレス成形体を製造するために用いられ、パンチと、ダイと、前記パンチに対向するパッドとを備え、前記パッド及び前記パンチにより３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製の成形素材を拘束した状態で前記パンチ及び前記ダイによりプレス成形を行うプレス成形装置において、
前記パッドは、第１のパッドと、前記第１のパッドとは異なる第２のパッドと、を含み、
前記第１のパッドは、前記成形素材における前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を前記パンチに押し当てて拘束し、
前記第２のパッドは、前記稜線部に成形される部分の端部の少なくとも一部を押圧して前記パンチに押し当てることにより、前記稜線部に成形される部分を前記押圧する方向に曲げながら、前記稜線部に成形される部分の前記少なくとも一部を拘束し、
前記第２のパッドが、前記第１のパッドにより前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を拘束した後に、前記稜線部に成形される部分の前記少なくとも一部を拘束するよう構成される、プレス成形装置。
【請求項８】
前記第２のパッドは、前記稜線部に成形される部分のうち、前記稜線部に成形される部分と前記溝底部に成形される部分との接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の長さの部分を押圧する、請求項７に記載のプレス成形装置。
【請求項９】
前記第１のパッド及び前記第２のパッドは前記ダイに支持され、前記ダイを前記パンチの方向に移動させることにより、前記第１のパッド、前記第２のパッド及び前記ダイが順次に前記成形素材を押圧する、請求項７又は８に記載のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形体の製造方法及びプレス成形装置に関する。具体的には、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製の略溝型断面を有するプレス成形体の製造方法、及びそのようなプレス成形体の製造に用いられるプレス成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体のフロア（以下、単に「フロア」という）は、車両の走行時に、車体の捻じり剛性や曲げ剛性を第一義的に担うだけではなく、車両の衝突時に、衝撃荷重の伝達を担う。また、フロアは、自動車車体の重量にも大きく影響する。そのため、フロアには、高剛性かつ軽量という二律背反の特性を兼ね備えることが要求される。フロアは、互いに溶接されて接合される平板状のパネルと、車幅方向へ向けて平板状のパネルに固定配置される略溝型断面を有する車幅部材と、車体前後方向へ向けて平板状のパネルに固定配置される略溝型断面を有する車長部材とを備える。【０００３】
平板状のパネルとしては、例えば、ダッシュパネル、フロントフロアパネル又はリアフロアパネル等が例示される。車幅部材は、溶接により、これら平板状のパネルの車幅方向へ向けて固定配置されて、フロアの剛性や強度を高める部材である。車幅部材としては、例えば、フロアクロスメンバやシートクロスメンバ等が例示される。車長部材は、溶接により、車体前後方向へ向けて固定配置されてフロアの剛性や強度を高める部材である。車長部材としては、例えば、サイドシルやサイドメンバ等が例示される。このうち、車幅部材や車長部材等の補強部材は、通常、その端部に形成される外向きフランジを介して他の部材に接合される。例えば、車幅部材の一例であるフロアクロスメンバは、その両端部に形成される外向きフランジを介して、フロントフロアパネルのトンネル部及びサイドシルに接合される。【０００４】
図１９（ａ）及び（ｂ）は、長手方向の両端部に形成される外向きフランジ４を介して他の部材に接合される部材の代表例であるフロアクロスメンバ１を示している。図１９（ａ）はフロアクロスメンバ１の斜視図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）におけるＡ矢視図である。【０００５】
フロントフロアパネル２は、例えば、フロントフロアパネル２の上面（室内側の面）に接合されるトンネル部（図示せず）、サイドシル３及びフロアクロスメンバ１によって補強される。トンネル部は、フロントフロアパネル２の幅方向の略中心に沿って、室内側に膨出する構造部材である。サイドシル３は、フロントフロアパネル２の車幅方向の両側部においてフロントフロアパネル２の上面にスポット溶接される。フロアクロスメンバ１の両端は、長手方向の両端部に形成される外向きフランジ４を介して、トンネル部及びサイドシル３にそれぞれスポット溶接される。これにより、フロアの剛性及び衝撃荷重負荷時の荷重伝達特性が向上する。【０００６】
このように、フロアクロスメンバ１は、自動車車体の剛性向上や側面衝突時の衝撃荷重を吸収する役目を担う重要な構造部材である。このため、近年では、軽量化及び衝突安全性の向上の観点から、より薄くかつより強度の高い高張力鋼板、例えば引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板（高強度鋼板又はハイテン）がフロアクロスメンバ１の素材として用いられている。しかしながら、フロアクロスメンバ１には、衝撃荷重負荷時の荷重伝達特性のさらなる向上も強く求められている。このため、単に材料強度を高めることだけではなく、フロアクロスメンバ１の形状を工夫することによって、衝撃荷重負荷時の荷重伝達特性を向上させることが必要となっている。【０００７】
特許文献１〜３には、フロアクロスメンバの成形を意図するものではないが、金型のパッド機構に工夫を施すことによって、高強度材料のプレス成形体における形状凍結不良を解決するための発明が開示されている。これらの発明は、パンチ頂部と、パンチ頂部の平坦部に向き合う部分のみの平坦なパッドとの位置関係によって、成形中の素材に意図的にたわみを発生させることによって、成形後の形状凍結性の向上を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４４３８４６８号
【特許文献２】特開２００９−２５５１１６号公報
【特許文献３】特開２０１２−０５１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フロアの剛性及び衝撃荷重負荷時の荷重伝達特性を高めるためには、フロアクロスメンバの端部に形成される外向きフランジを連続フランジとして、フロントフロアパネルのトンネル部やサイドシル等と接合することが好ましい。すなわち、後述するように、外向きフランジが、フロアクロスメンバの稜線部の長手方向の端部にも形成されて、少なくとも溝底部から稜線部に亘って連続するフランジが形成されることが好ましい。なお、本明細書において、略溝型断面を有する成形体の端部を、溝の外側へ折り曲げたフランジを「外向きフランジ」といい、溝底部から少なくとも稜線部に亘って連続する外向きフランジを「外向き連続フランジ」という。【００１０】
しかし、稜線部の端部を含む外向き連続フランジをプレス成形により成形しようとすると、稜線部の端部に形成される外向きフランジの成形が伸びフランジ成形となって、外向きフランジのエッジに割れを生じやすい。また、稜線部の端部を含む外向き連続フランジをプレス成形により成形しようとすると、稜線部の端部の近傍のフランジの根元付近でしわを生じやすい。これらのプレス成形時の不具合は、プレス成形体の材料強度が高いほど発生しやすい。また、かかる不具合は、稜線部の端部にフランジを成形する際の伸びフランジ率が高いほど、すなわち、図１９（ｂ）における溝底部１ｃと縦壁部１ｄとの成す角度θが小さいほど発生しやすい。さらに、図１９（ｂ）におけるプレス成形体の高さｈが高いほど外向きフランジの張力が大きくなるために、かかる不具合が発生し易い。【００１１】
車幅部材や車長部材等の補強部材は、自動車車体の軽量化に伴って高強度化される傾向にある。また、かかる補強部材は、要求される性能や、他の部材との接合部の形状の関係上、外向き連続フランジを成形しようとすると伸びフランジ率が高くなる形状に設計される傾向にある。そのため、従来のプレス成形法では、外向き連続フランジの割れや、稜線部の端部近傍のしわを抑制することが困難であった。したがって、かかるプレス成形技術上の制約により、高張力鋼板からなる補強部材の端部に形成する外向きフランジには、補強部材の性能の低下を甘受してでも、稜線部の端部に相当する領域に切り欠きを設けざるを得ない。すなわち、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、外向きフランジ４は、稜線部１ａの端部の領域に形成された切欠き４ａによって、不連続とならざるを得ない。【００１２】
なお、本明細書において、「フランジに切欠きを設ける」とは、切欠きがフランジの幅方向の全体にわたって設けられ、フランジが不連続となることをいう。また、フランジの幅は、フランジの高さと同じ意味で用いられる。したがって、フランジの幅が部分的に小さくされ、一部のフランジが残される場合には、フランジに切欠きを設けていないものとする。【００１３】
特許文献１〜３に開示された従来の発明では、いずれも、溝底部、稜線部及び縦壁部を有する略溝型断面を有する、引張張力が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製のプレス成形体の端部のうち、少なくとも溝底部から稜線部にかけて、所望の外向き連続フランジを形成することは困難である。したがって、特許文献１〜３に開示された従来の発明によって外向きフランジを有するプレス成形体を成形するには、稜線部の端部の領域に切り欠きを設けることが必要となる。あるいは、特許文献１〜３に開示された従来の発明によっては、得られるプレス成形体の歩留まりの低下を生じることなく、外向きフランジを有するプレス成形体を成形することができない。【００１４】
本発明の目的は、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製の略溝型断面を有し、外向き連続フランジを備えるプレス成形体を成形する際に、外向き連続フランジのエッジの割れや稜線部の端部近傍のフランジの根元付近のしわを抑制することができる、プレス成形体の製造方法及びプレス成形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するにあたり、本発明のある観点によれば、３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製の成形素材をプレス成形することにより、所定方向に延びて形成され、溝底部と、前記溝底部に連続する稜線部と、前記稜線部に連続する縦壁部とを有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成し、前記所定方向の少なくとも一方の端部における、少なくとも前記溝底部及び前記稜線部に亘って連続して形成された外向き連続フランジを有するプレス成形体を製造する方法であって、
第１のパンチと、第１のダイと、前記第１のパンチに対向する第１のパッド及び第２のパッドと、を備える第１のプレス成形装置を用いて、
前記第１のパッドにより、前記成形素材のうち前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を押圧して、前記成形素材を前記第１のパンチに押し当てることにより、前記溝底部に成形される部分に連続する前記成形素材の端部を、前記押圧する方向とは反対の方向に立ち上げるとともに、前記第１のパッド及び前記第１のパンチにより前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を拘束した後、
前記第２のパッドにより、前記稜線部に成形される部分の前記所定方向の端部の少なくとも一部を押圧して前記第１のパンチに押し当てることにより、前記稜線部に成形される部分に連続する前記所定方向の端部を、前記押圧する方向とは反対の方向に立ち上げるとともに、前記稜線部に成形される部分を前記押圧する方向に曲げながら、前記第２のパッド及び前記第１のパンチにより前記稜線部に成形される部分の前記少なくとも一部を拘束し、
前記第１のパッド及び前記第２のパッドにより前記成形素材を拘束した状態で、前記第１のパンチ及び前記第１のダイによりプレス成形を行い、中間成形体を成形する第１の工程と、
第２のパンチと、第２のダイと、を備える第２のプレス成形装置を用いて、前記第２のパンチ及び前記第２のダイにより前記中間成形体をプレス成形し、前記プレス成形体を成形する第２の工程と、
を備える、プレス成形体の製造方法が提供される。【００１６】
また、前記第１の工程において、前記第２のパッドにより、前記稜線部に成形される部分のうち、前記稜線部に成形される部分と前記溝底部に成形される部分との接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の長さの部分を押圧して前記第１のパンチに押し当ててもよい。【００１７】
また、前記第１のパッド及び前記第２のパッドは前記第１のダイに支持され、前記第１のダイを前記第１のパンチの方向に移動させることにより、前記第１のパッド、前記第２のパッド及び前記第１のダイが順次に前記成形素材を押圧してもよい。【００１８】
また、前記第１の工程における前記プレス成形が曲げ成形であってもよい。【００１９】
また、前記第１の工程における前記プレス成形が深絞り成形であってもよい。【００２０】
また、前記プレス成形体は、前記溝底部の幅及び前記縦壁部の高さの少なくとも一方が、前記外向き連続フランジを有する端部に向かうにつれて増加する成形体であってもよい。【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定方向に延びて形成され、溝底部と、前記溝底部に連続する稜線部と、前記稜線部に連続する縦壁部とを有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成し、前記所定方向の少なくとも一方の端部における、少なくとも前記溝底部及び前記稜線部に亘って連続して形成された外向き連続フランジを有するプレス成形体を製造するために用いられ、パンチと、ダイと、前記パンチに対向するパッドとを備え、前記パッド及び前記パンチにより３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製の成形素材を拘束した状態で前記パンチ及び前記ダイによりプレス成形を行うプレス成形装置において、
前記パッドは、第１のパッドと、前記第１のパッドとは異なる第２のパッドと、を含み、
前記第１のパッドは、前記成形素材における前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を前記パンチに押し当てて拘束し、
前記第２のパッドは、前記稜線部に成形される部分の端部の少なくとも一部を押圧して前記パンチに押し当てることにより、前記稜線部に成形される部分を前記押圧する方向に曲げながら、前記稜線部に成形される部分の前記少なくとも一部を拘束し、
前記第２のパッドが、前記第１のパッドにより前記溝底部に成形される部分の少なくとも一部を拘束した後に、前記稜線部に成形される部分の前記少なくとも一部を拘束するよう構成される、プレス成形装置が提供される。【００２２】
前記第２のパッドは、前記稜線部に成形される部分のうち、前記稜線部に成形される部分と前記溝底部に成形される部分との接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の長さの部分を押圧してもよい。【００２３】
また、前記第１のパッド及び前記第２のパッドは前記ダイに支持され、前記ダイを前記パンチの方向に移動させることにより、前記第１のパッド、前記第２のパッド及び前記ダイが順次に前記成形素材を押圧してもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、第１のパッドにより溝底部に形成される部分が拘束された後、第２のパッドにより稜線部に形成される分の端部が拘束され、その後に、ダイ及びパンチによるプレス成形が行われる。これにより、成形時における鋼板材料の移動（引き込み）が抑制され、外向き連続フランジのエッジの割れや、稜線部の端部近傍のフランジの根元付近のしわが抑制される。したがって、略溝型断面を有し、端部において少なくとも溝底部から稜線部にかけて外向き連続フランジを有する、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製のプレス成形体を、フランジに切欠きを設けることなく、歩留まりを低下させずに製造することができる。特に、本発明は、溝底部の幅及び縦壁部の高さの少なくとも一方が、外向き連続フランジを有する端部に向かうにつれて増加するプレス成形体である場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本実施形態により製造されるプレス成形体の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態にかかるプレス成形装置の一例を示す断面図であり、図２（ｂ）は、同実施形態にかかるプレス成形装置の斜視図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、第１のパッドにより溝底部に成形される部分が拘束される様子を示す断面図及び斜視図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、第２のパッドにより稜線部に成形される部分が拘束される様子を示す断面図及び斜視図である。
【図５】図５は、第２のパッドによる稜線部に成形される部分の押圧範囲と、稜線部の端部のフランジのエッジにおける板厚減少率の最小値との関係を示す特性図である。
【図６】図６は、第２のパッドによる稜線部に成形される部分の押圧範囲と、稜線部の端部のフランジの根元付近における板厚減少率の最小値との関係を示す特性図である。
【図７】図７は、ダイ及びパンチにより成形素材がプレス成形される様子を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、溝底部及び稜線部に成形される部分を同時に押えるパッドを用いた例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、当該パッド用いてプレス成形を行う場合の成形素材について説明するための図である。
【図９】図９（ａ）は、プレス成形体の板厚減少率の解析位置を示す説明図であり、図９（ｂ）は、比較例１の解析結果であり、図９（ｃ）は、比較例２の解析結果であり、図９（ｄ）は、実施例１の解析結果である。
【図１０】図１０（ａ）は、比較例３にかかる解析モデルを示し、図１０（ｂ）は、比較例４にかかる解析モデルを示し、図１０（ｃ）は、実施例２にかかる解析モデルを示す。
【図１１】図１１は、各解析モデルの軸方向荷重に関する解析結果を示すグラフである。
【図１２】図１２（ａ）は、圧壊ストローク１０ｍｍの場合における、各解析モデルの衝撃エネルギの吸収量に関する解析結果を示すグラフであり、図１２（ｂ）は、圧壊ストローク２０ｍｍの場合における、各解析モデルの衝撃エネルギの吸収量に関する解析結果を示すグラフである。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、各解析モデルにおける、圧壊ストロークが５ｍｍの場合のＸ方向応力（ＭＰａ）の分布を示すコンター図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、各解析モデルにおける、圧壊ストロークが５ｍｍの場合のＺ方向面外変位の分布を示すコンター図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、各解析モデルにおける、圧壊ストロークが５ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示すコンター図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｃ）は、各解析モデルにおける、圧壊ストロークが１０ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示すコンター図である。
【図１７】図１７（ａ）〜（ｃ）は、各解析モデルにおける、圧壊ストロークが１５ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示すコンター図である。
【図１８】図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、各解析モデルにおける、圧壊ストロークが２０ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示すコンター図である。
【図１９】図１９（ａ）は、長手方向の両端部に形成される外向き連続フランジを介して他の部材に接合される部材の代表例であるフロアクロスメンバを示す斜視図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）におけるＡ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
＜１．プレス成形体＞
本発明の実施の形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置は、所望の形状の外向き連続フランジを有するプレス成形体を製造するためのものである。したがって、まず、本実施形態において製造されるプレス成形体について説明する。ここでは、溝底部の幅又は縦壁部の高さが、外向き連続フランジを有する端部に向かうにつれて増加するプレス成形体（以下、このようなプレス成形体の形状を「先拡がり形状」ともいう。）を例に採って説明する。
【００２８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置を用いて製造されるプレス成形体１０の一例を示す説明図である。図１（ａ）は、プレス成形体１０を含む構造部材１００の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
プレス成形体１０は、所定方向（図１（ａ）中に矢印Ｘで示す方向、軸方向ともいう。）へ延びて形成され、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により測定される引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板製のプレス成形体である。図１（ａ）に示すプレス成形体１０は、プレス成形体１０の長手方向が所定方向となっているが、所定方向はプレス成形体１００の長手方向に限られない。
【００３０】
図１（ａ）に示すプレス成形体１０は、自動車のボディシェルの構造部材１００を構成する部材として用いることができる。構造部材１００としては、例えば、フロアクロスメンバ、サイドシル、フロントサイドメンバ、あるいはフロアトンネルブレースが例示される。構造部材１００が、フロアクロスメンバ、サイドシル、フロントサイドメンバ又はフロアトンネル等の自動車車体用の補強部材として使用される場合、好ましくは５９０ＭＰａ以上、より好ましくは７８０ＭＰａ以上の引張強度を有する高強度鋼板が成形素材として用いられる。
【００３１】
なお、本明細書においては、第２の部材１８を含まないプレス成形体（第１の部材）１０自体を構造部材１００という場合もあれば、プレス成形体（第１の部材）１０に第２の部材１８が接合された複合部材を構造部材１００という場合もある。例えば、構造部材１００がフロアクロスメンバの場合、フロアパネルが第２の部材１８に相当し、フロアパネルに接合されるプレス成形体１０自体が、構造部材１００としてのフロアクロスメンバとなる。一方、構造部材１００がサイドシルの場合、プレス成形体（第１の部材）１０を、クロージングプレートや、第１の部材と類似した略溝型断面を有する第２の部材と接合した筒状の複合部材が構造部材１００となる。
【００３２】
さらに、構造部材１００がフロントサイドメンバの場合、一般的にはサイドシルと同様に、プレス成形体（第１の部材）１０と第２の部材とからなる筒状の複合部材がフロントサイドメンバとされる。ただし、フロントサイドメンバの場合、例えばフードリッジパネルが第２の部材に相当するものとして、フードリッジパネルに接合されるプレス成形体１０自体がフロアサイドメンバと呼ばれる場合もある。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、プレス成形体１０は、溝底部１１と、稜線部１２ａ，１２ｂと、縦壁部１３ａ，１３ｂと、曲面部１４ａ，１４ｂと、フランジ部１５ａ，１５ｂとを有する。二つの稜線部１２ａ，１２ｂは、溝底部１１の幅方向の両端に連続して形成される。二つの縦壁部１３ａ，１３ｂは、それぞれ二つの稜線部１２ａ，１２ｂに連続して形成される。二つの曲面部１４ａ，１４ｂは、それぞれ二つの縦壁部１３ａ，１３ｂに連続して形成される。二つのフランジ部１５ａ，１５ｂは、それぞれ二つの曲面部１４ａ，１４ｂに連続して形成される。
【００３４】
また、二つのフランジ部１５ａ，１５ｂは、例えばクロージングプレートやボディシェルを構成する成形パネル（例えばフロアパネル）といった第２の部材１８に接合される。これにより、第１の部材であるプレス成形体１０と第２の部材１８とにより、閉じた横断面形状が形成される。ただし、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置を用いて製造されるプレス成形体において、縦壁部１３ａ，１３ｂに連続する曲面部１４ａ，１４ｂや、曲面部１４ａ，１４ｂに連続するフランジ部１５ａ，１５ｂは省略されていてもよい。
【００３５】
かかるプレス成形体１０は、長手方向の端部に外向き連続フランジ１６を有する。図１（ａ）に例示したプレス成形体１０では、長手方向の端部において、溝底部１１から稜線部１２ａ，１２ｂ、さらに縦壁部１３ａ，１３ｂに亘って、断面周方向に連続して、外向き連続フランジ１６が形成されている。ただし、本実施形態にかかるプレス成形体１０は、長手方向の端部において、少なくとも溝底部１１から稜線部１２ａ，１２ｂに亘って外向き連続フランジ１６が形成されていればよい。
【００３６】
外向き連続フランジ１６は、プレス成形体１０の長手方向の端部に、曲率半径ｒ（ｍｍ）を有する立ち上がり曲線部１７を介して形成される（図１（ｂ）を参照。）。さらに、プレス成形体１０は、長手方向に沿って、外向き連続フランジ１６を有する端部に向かうにつれて、溝底部１１の幅又は縦壁部１３ａ，１３ｂの高さが増加する先拡がり形状を有する。好ましくは、プレス成形体１０は、下記式（１）の関係を充足する。
Ｌ2×１．１＜Ｌ1    …  （１）
【００３７】
上記式（１）において、符号Ｌ1及びＬ2は、それぞれ以下に定義する長手方向の位置における溝底部１１の幅（ｍｍ）及び縦壁部１３ａ，１３ｂの高さ（ｍｍ）の少なくとも一方の大きさを意味する。溝底部１１の幅は、溝底部１１をなす面を平面視した場合における、長手方向に沿う中心線ｍに直交する方向の溝底部１１の長さを意味する。また、縦壁部１３ａ，１３ｂの高さは、縦壁部１３ａ，１３ｂをなす面を平面視した場合における、長手方向に沿う中心線ｎに直交する方向の縦壁部１３ａ，１３ｂの長さを意味する。
【００３８】
符号Ｌ1は、立ち上がり曲線部１７が成す曲線の両終端位置のうちの外向き連続フランジ１６側の終端位置Ｂから、長手方向に沿って外向き連続フランジ１６とは反対側へ１．１×ｒ（ｍｍ）離れた位置Ｃでの溝底部１１の幅又は縦壁部１３ａ，１３ｂの高さを意味する（図１（ｂ）を参照。）。また、符号Ｌ2は、立ち上がり曲線部１７が成す曲線の両終端位置のうちの外向き連続フランジ１６側の終端位置Ｂから、長手方向に沿って外向き連続フランジ１６とは反対側へ１．１×ｒ＋１．５×Ｌ1（ｍｍ）離れた位置Ｄでの溝底部１１の幅又は縦壁部１３ａ，１３ｂの高さを意味する（図１（ｂ）を参照。）。
【００３９】
また、外向き連続フランジ１６のフランジ幅に関し、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法によれば、フランジ幅が２５ｍｍ以上であっても所望の形状の外向き連続フランジ１６を有するプレス成形体１０を得ることができる。なお、例えばスポット溶接を行うことを容易にする観点からは、フランジ幅が１３ｍｍ以上であることが好ましい。ただし、本実施形態にかかるプレス成形体１０の外向き連続フランジ１６は、稜線部１２ａ，１２ｂの端部に切欠きを有しないフランジである。そのために、外向き連続フランジ１６のフランジ幅が１３ｍｍ以下であっても、プレス成形体１０の剛性や衝突安全特性を維持することができる。また、衝突安全特性を維持する観点からは、外向き連続フランジ１６と溝底部１１あるいは縦壁部１３ａ，１３ｂとが成す角度であるフランジの立ち上がり角度が６０°以上であることが好ましい。
【００４０】
かかるプレス成形体１０を備える構造部材１００は、長手方向の端部に、溝底部１１から縦壁部１３ａ，１３ｂにかけて形成された外向き連続フランジ１６を有している。これにより、構造部材１００の軸方向への圧壊の初期（例えば、圧壊ストローク５ｍｍ以下）において、プレス成形体１０の端部における稜線部１２ａ，１２ｂへの応力集中を抑制することができる。したがって、かかる稜線部１２ａ，１２ｂの端部に生じる歪みが小さくなり、衝撃荷重負荷時の構造部材１００の軸方向への荷重伝達特性が高められている。
【００４１】
また、かかるプレス成形体１０を備える構造部材１００は、外向き連続フランジ１６を有する端部に向かうにつれて溝底部１１の幅及び縦壁部１３ａ，１３ｂの高さの少なくとも一方の大きさが増大する先拡がり形状を有する。これにより、構造部材１００の軸方向への圧壊の後期（例えば、圧壊ストローク５ｍｍ超）において、軸圧壊の座屈ピッチが細かくなって、座屈数が増加する。特に、圧壊ストロークが７０ｍｍ超の場合の衝撃エネルギ吸収量が増加し、衝撃荷重負荷時の構造部材１００の軸方向への荷重伝達特性がさらに高められている。
【００４２】
すなわち、プレス成形体１０が先拡がり形状を有するとともに、その端部に外向き連続フランジ１６を有することにより、軸方向への圧壊の初期及び後期において、優れた荷重伝達特性が発揮される。ただし、かかる形状のプレス成形体１０は、成形上の制約から、外向き連続フランジ１６における、稜線部１２ａ，１２ｂの端部に連続して形成されるフランジのエッジの割れや、稜線部１２ａ，１２ｂの端部近傍におけるフランジの根元付近のしわが発生しやすい。したがって、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置は、特に、外向き連続フランジ１６を有する先拡がり形状のプレス成形体１０の成形に適している。
【００４３】
第１の部材であるプレス成形体１０と第２の部材１８との、フランジ部１５ａ，１５ｂを介した接合方法は、強度が担保できる限り特に制限されない。実用的には、構造部材１００の長手方向に沿って、複数箇所をスポット溶接により接合する方法が一般的である。ただし、例えば、フランジ幅等によっては、レーザー溶接による接合方法であってもよく、その他の接合方法を採用してもよい。
【００４４】
また、外向き連続フランジ１６は、プレス成形体１０の長手方向の端部のうち、少なくとも溝底部１１から稜線部１２ａ，１２ｂに亘って形成されていればよい。好ましくは、外向き連続フランジ１６は、プレス成形体１０の長手方向の端部において、溝底部１１から縦壁部１３ａ，１３ｂに亘って形成されるとよい。かかる外向き連続フランジ１６であれば、稜線部１２ａ，１２ｂに負荷される荷重がより分散されやすくなって、稜線部１２ａ，１２ｂへの応力集中を抑制することができる。
【００４５】
また、外向き連続フランジ１６のフランジ幅は一定でなくてもよい。例えば、外向き連続フランジ１６のうち、稜線部１２ａ，１２ｂに対応する領域でのフランジ幅が小さくなっていてもよい。稜線部１２ａ，１２ｂの端部に形成される外向きフランジの割れや、稜線部１２ａ，１２ｂの端部近傍でのしわを抑制するためには、フランジ幅が小さい方が有利ではある。ただし、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置は、比較的大きいフランジ幅であっても、当該しわや割れを抑制することができる。
【００４６】
＜２．プレス成形体の製造方法及びプレス成形装置＞
次に、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置について説明する。上述のとおり、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置は、図１（ａ）に例示した、所定方向の少なくとも一方の端部に外向き連続フランジ１６を有するプレス成形体１０を製造するために用いられる方法及び装置である。以下、プレス成形体の製造方法の概略を説明した後に、本実施形態にかかるプレス成形装置３０及びプレス成形体の製造方法について詳細に説明する。
【００４７】
（２−１．製造方法の概略）
まず、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法の概略を説明する。本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法は、第１のプレス成形装置を用いて行われる第１の工程と、第２のプレス成形装置を用いて行われる第２の工程とを含む。
【００４８】
（２−１−１．第１の工程の概略）
第１の工程は、第１のプレス成形装置を用いて行われる。かかる第１のプレス成形装置が、後述する本実施形態にかかるプレス成形装置に相当する。第１の工程では、第１のパッドにより、成形素材のうち溝底部に成形される部分の少なくとも一部が押圧される。これにより、溝底部に成形される部分に連続する成形素材の端部が、第１のパッドの押圧方向とは反対の方向に立ち上げられる。さらに、第１のパッドにより成形素材が第１のパンチに押し当てられて、第１のパッド及び第１のパンチにより、溝底部に成形される部分の少なくとも一部が拘束される。
【００４９】
第１のパッドにより成形素材における溝底部に成形される部分が拘束された後、第１のパッドとは異なる第２のパッドにより、成形素材のうち稜線部に成形される部分の長手方向の端部の少なくとも一部が押圧される。これにより、稜線部に成形される部分に連続する成形素材の端部が、第２のパッドの押圧方向とは反対の方向に立ち上げられる。さらに、第２のパッドにより、成形素材における稜線部に成形される部分を第２のパッドの押圧方向に曲げながら、第２のパッド及び第１のパンチにより、稜線部に成形される部分の少なくとも一部が拘束される。
【００５０】
そして、第１のパッド及び第２のパッドと第１のパンチとにより成形素材が拘束された状態で、第１のダイが第１のパンチに近接させられ、成形素材がプレス成形される。かかる第１の工程により、長手方向の端部に、割れが抑制された外向き連続フランジを有するとともに、稜線部の端部近傍でのしわが抑制された中間成形体が成形される。
【００５１】
（２−１−２．第２の工程の概略）
第２の工程は、第１のプレス成形装置とは異なる第２のプレス成形装置を用いて行われる。第１の工程では、溝底部に成形される部分を拘束する第１のパッド及び稜線部に成形される部分を拘束する第２のパッドを使用するため、第１のダイと第１のパンチによって、完全にはプレスしきれない成形素材の部分が存在する。したがって、第２の工程では、第２のパンチ及び第２のダイによって中間成形体をプレス成形することにより、プレス成形体が成形される。
【００５２】
第２のプレス成形装置は、第１のプレス成形装置では成形しきれない部分をプレス成形できるものであればよい。具体的には、第２のプレス成形装置は、溝底部、稜線部及び縦壁部に成形される部分のうち、第１のパッドあるいは第２のパッドによって拘束されない領域をプレス成形できるものであればよい。さらに、第２のプレス成形装置は、第１のプレス成形装置では成形しきれない外向き連続フランジの部分をプレス成形するものであってもよい。かかる第２のプレス成形装置は、ダイ及びパンチを備えた公知のプレス成形装置により構成することができる。
【００５３】
（２−２．製造装置）
次に、本実施形態にかかるプレス成形装置について説明する。上述のように、本実施形態にかかるプレス成形装置は、プレス成形体の製造方法の第１の工程において中間成形体の成形に用いられる第１のプレス成形装置である。図２（ａ）及び（ｂ）は、第１のプレス成形装置３０の一例を説明するための概略構成図である。図２（ａ）は、第１のプレス成形装置３０における、プレス成形体の端部の領域を成形する部分を概略的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、第１のプレス成形装置３０を概略的に示す斜視図である。図２（ｂ）では、第１のパンチ３１及び第１のパッド３４−１を、成形する中間成形体の長手方向に沿う中心線で分割した半分のみの部分が示されている。
【００５４】
第１のプレス成形装置３０は、第１のパンチ３１と、第１のダイ３２と、第１のパンチ３１に対向する第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２とを備えている。かかる第１のプレス成形装置３０は、基本的に、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２と第１のパンチ３１とにより成形素材を拘束した状態で、第１のダイ３２を第１のパンチ３１に近づけることにより、成形素材をプレス成形する装置として構成されている。
【００５５】
第１のパンチ３１は、第１のダイ３２、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２に対向する側にパンチ面を有している。第１のパンチ３１は、上面３１ａと、中間成形体の稜線部を成形するための肩部３１ｂと、フランジ成形部３１ｃとを備えている。
【００５６】
第１のパッド３４−１は、拘束面３４−１ａと、フランジ成形部３４−１ｂとを有する。第１のパッド３４−１の拘束面３４−１ａは、パンチ３１の上面３１ａに対向して配置され、パンチ３１の上面３１ａに対して成形素材を押し当てて成形素材を拘束する。拘束面３４−１ａ及び上面３１ａによって拘束される成形素材の部分は、溝底部に成形される部分である。拘束される成形素材の部分は、溝底部に成形される部分の全部であってもよいし、一部であってもよい。ただし、溝底部に形成される部分のうちの、少なくとも外向き連続フランジが成形される側の端部近傍が拘束されるようにする。第１のパッド３４−１のフランジ成形部３４−１ｂは、パンチ３１のフランジ成形部３１ｃに対して成形素材を押圧する。これにより、成形素材における溝底部の端部に形成されるフランジ部分が立ち上げられる。
【００５７】
第２のパッド３４−２は、拘束面３４−２ａと、フランジ成形部３４−２ｂとを有する。第２のパッド３４−２は、プレス成形時において、第１のパッド３４−１に干渉しないように配置される。第２のパッド３４−２の拘束面３４−２ａは、パンチ３１の肩部３１ｂに対向して配置され、パンチ３１の肩部３１ｂに対して成形素材を押し当てて成形素材を拘束する。拘束面３４−２ａ及び肩部３１ｂによって拘束される成形素材の部分は、稜線部に成形される部分の端部領域の少なくとも一部である。第２のパッド３４−２のフランジ成形部３４−２ｂは、パンチ３１のフランジ成形部３１ｃに対して成形素材を押圧する。これにより、成形素材における稜線部の端部に形成されるフランジ部分が立ち上げられる。
【００５８】
かかる第２のパッド３４−２は、第１のパッド３４−１により溝底部に成形される部分が拘束された状態で、外向き連続フランジの近傍の領域で稜線部に成形される部分を拘束する。そのため、外向き連続フランジの近傍の領域での稜線部の形状が、概ね第２のパッド３４−２によって押圧される部分の材料を張り出させることによって形成される。したがって、第２のパッド３４−２が当接する部分の周辺の材料の移動が抑制されて、しわや割れの原因となる周辺の材料の伸びや縮み変形が抑制される。これにより、外向き連続フランジにおける、稜線部に対応するフランジ部分での伸びフランジ割れや、稜線部の端部近傍での稜線部におけるフランジの根元付近のしわの発生を抑制することができる。
【００５９】
また、第２のパッド３４−２は、外向き連続フランジの近傍において、当該領域の材料を張り出させて稜線部を成形することによる周辺材料の移動の抑制効果を狙ったものである。そのため、第２のパッド３４−２は、外向き連続フランジに成形される部分の近傍における、稜線部に成形される部分と溝底部に成形される部分との接続部を起点として、稜線部に成形される部分の全域を拘束することが好ましい。
【００６０】
具体的には、第２のパッド３４−２の拘束面３４−２ａにより拘束される成形素材の部分は、溝底部に成形される部分と稜線部に成形される部分との接続部を含むことが好ましい。特に、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分のうち、上記接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の長さの部分が、第２のパッド３４−２により押圧されることが好ましい。第２のパッド３４−２が当該部分を押圧することにより、周辺の鋼板材料の移動を抑制しつつ、第２のパッド３４−２の拘束面３４−２ａにより押圧する部分の鋼板材料を張り出させて稜線部１２ａ，１２ｂの一部を形成することができる。なお、第２のパッド３４−２は、稜線部に加えて、縦壁部の一部、例えば、稜線部に連続する縦壁部のうちの２０ｍｍ以下の長さの部分を押さえるようになっていてもよい。
【００６１】
これ以外の、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２の寸法や材質等の他の要素は、公知のパッドと同じ構成とすることができる。
【００６２】
第１のダイ３２は、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２により成形素材を拘束した状態で、第１のパンチ３１に近接され、成形素材をプレス成形する。第１のダイ３２は、プレス成形時において、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２に干渉しないように配置される。好ましくは、第１のパッド３４−１、第２のパッド３４−２及び第１のダイ３２が、押圧方向に対して最小限の隙間で配置されるとよい。
【００６３】
ここで、本実施形態にかかる第１のプレス成形装置３０では、第１のパッド３４−１、第２のパッド３４−２及び第１のダイ３２が、この順に成形素材を押圧するよう構成される。すなわち、第２のパッド３４−２は、溝底部に成形される部分の少なくとも一部が第１のパッド３４−１によって拘束された後に、稜線部に成形される部分の端部の領域を拘束する。また、第１のダイ３２は、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２により成形素材が拘束された状態で、成形素材をプレス成形する。
【００６４】
本実施形態では、ダイ３２に、コイルスプリングを介して、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２を懸架させることにより、かかる構成が実現されている。このとき、プレス成形前の状態において、第１のパッド３４−１の拘束面３４−１ａ、第２のパッド３４−２の拘束面３４−２ａ及び第１のダイ３２の押圧面が、第１のパンチ３１側からこの順に位置するように配置される。そして、第１のダイ３２を第１のパンチ３１に向けて移動させることにより、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２が、この順に、成形素材に当接して成形素材を拘束した後に、第１のダイ３２が成形素材をプレス成形する。
【００６５】
ただし、第１のパッド３４−１、第２のパッド３４−２及び第１のダイ３２のうちの一つあるいはすべてが、個別に、第１のパンチ３１に向けて移動可能に構成されていてもよい。この場合、それぞれの第１のパッド３４−１、第２のパッド３４−２及び第１のダイ３２の移動を制御することで、成形素材に当接する順序が制御される。
【００６６】
なお、第１のパッド３４−１又は第２のパッド３４−２が存在することにより、第１のダイ３２によっても成形素材を第１のパンチ３１に押し当てることができない領域が存在する。例えば、押圧方向において、第２のパッド３４−２と重なる縦壁部やフランジ部分は、第１のダイ３２によってプレス成形することはできない。かかる領域は、第２のプレス成形装置を用いて行われる第２の工程においてプレス成形される。第２のプレス成形装置は、公知のプレス成形装置により構成することができるため、ここでの説明を省略する。
【００６７】
（２−３．製造方法）
次に、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法について具体的に説明する。本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法は、図１（ａ）に例示した、外向き連続フランジ１６を有する先拡がり形状のプレス成形体１０の製造方法の例である。
【００６８】
（２−３−１．第１の工程）
図３〜図７は、既に説明した第１のプレス成形装置３０を用いて行われる第１の工程を概念的に示す説明図である。図３（ａ）及び（ｂ）は、第１のパッド３４−１により成形素材３３が拘束される様子を模式的に示す断面図及び斜視図である。また、図４（ａ）及び（ｂ）は、第２のパッド３４−２により成形素材３３が拘束される様子を模式的に示す断面図及び斜視図である。図７は、第１のダイ３２により成形素材３３がプレス成形される様子を模式的に示す断面図である。
【００６９】
なお、図３〜図７は、先拡がり形状のプレス成形体１０を製造する際の第１の工程の様子を示している。また、図３（ａ）、図４（ａ）及び図７（ａ）は、第１の工程において、成形素材３３のうち、外向き連続フランジ１６が形成される長手方向の端部の領域を成形する様子を示している。また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）では、第１のパンチ３１、第１のパッド３４−１及び成形素材３３を、成形する中間成形体の長手方向に沿う中心線で分割した半分のみの部分が示されている。さらに、以下に説明する製造方法では、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２が第１のダイ３２に懸架された第１のプレス成形装置３０が用いられている。
【００７０】
第１の工程では、まず、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のダイ３２が第１のパンチ３１に向けて移動することに伴って、第１のパッド３４−１が、成形素材３３における溝底部１１に成形される部分を拘束する。このとき、図３（ｂ）に示すように、成形素材３３における溝底部１１に成形される部分の少なくとも一部が、第１のパッド３４−１の拘束面３４−１ａにより拘束される。同時に、成形素材３３の長手方向の端部が、押圧方向とは反対の方向に立ち上げられ、第１のパッド３４−１のフランジ成形部３４−１ｂと第１のパンチ３１のフランジ成形部３１ｃとにより拘束される。
【００７１】
次いで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のダイ３２が第１のパンチ３１に向けてさらに移動することに伴って、第２のパッド３４−２が、成形素材３３における稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分を拘束する。このとき拘束される成形素材３３の部分は、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分の端部近傍の部分である。すなわち、図４（ｂ）に示すように、成形素材３３のうちの稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分の端部が、第２のパッド３４−２の拘束面３４−２ａにより拘束される。同時に、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分から連続してフランジに成形される部分が、押圧方向とは反対の方向にさらに立ち上げられ、第２のパッド３４−２のフランジ成形部３４−２ｂと第１のパンチ３１のフランジ成形部３１ｃとにより拘束される。
【００７２】
このとき、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分のうち、上記接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の長さの部分が、第２のパッド３４−２により押圧されることが好ましい。第２のパッド３４−２が当該部分を押圧することにより、周辺の鋼板材料の移動を抑制しつつ、第２のパッド３４−２の拘束面３４−２ａにより押圧する部分の鋼板材料を張り出させて稜線部１２ａ，１２ｂの一部を形成することができる。
【００７３】
図５は、第２のパッド３４−２による稜線部に成形される部分の押圧範囲と、形成される外向き連続フランジ１６における稜線部１２ａ，１２ｂに連続するフランジ部分のエッジにおける板厚減少率の最小値との関係を示す特性図である。かかる図５において、押圧範囲は、稜線部に成形される部分と溝底部に成形される部分との接続部を０°として第２のパッド３４−２が拘束する部分の中心角度を意味する押さえ角度により示されている。押さえ角度が０°とは、稜線部に成形される部分が拘束されない状態を意味する。
【００７４】
かかる図５に示すように、稜線部に成形される部分が拘束されない場合には、フランジのエッジにおける板厚減少率の最小値が３６％程度になっており、伸びフランジ割れが発生する可能性が高いことが分かる。一方、押さえ角度が２３°以上、すなわち、接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の稜線部が拘束されていれば、フランジのエッジにおける板厚減少率の最小値が２５％未満に抑えられる。したがって、フランジのエッジの割れが抑制されることが分かる。
【００７５】
また、図６は、第２のパッド３４−２による稜線部に成形される部分の押圧範囲と、形成される稜線部１２ａ，１２ｂの端部近傍のフランジの根元付近における板厚減少率の最小値との関係を示す特性図である。かかる図６においても、押圧範囲は、図５と同様に押さえ角度によって示されている。かかる図６に示すように、稜線部に成形される部分が拘束されない場合には、フランジの根元付近における板厚減少率の最小値が−６５％程度になっており、明らかにしわが発生することが分かる。一方、押さえ角度が２３°以上、すなわち、接続部を起点とする断面周長の少なくとも１／３の稜線部が拘束されていれば、フランジの根元付近における板厚減少率の最小値が−３５％以上に抑えられる。したがって、フランジの根元付近のしわが抑制されることが分かる。
【００７６】
次いで、図７に示すように、第１のダイ３２が第１のパンチ３１に向けてさらに移動することに伴って、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２により成形素材３３が拘束された状態で、第１のパンチ３１及び第１のダイ３２により１段階目のプレス成形が行われる。これにより、押圧方向に沿って、第２のパッド３４−２の下方に位置する部分（図７の３３Ａ）等を除き、成形素材３３がプレス成形され、中間成形体が成形される。
【００７７】
第１のパンチ３１及び第１のダイ３２を用いた１段階目のプレス成形は、第１のダイ３２により成形素材３３を押圧して折り曲げ、第１のパンチ３１に押し当てる曲げ成形であってよい。あるいは、かかる１段階目のプレス成形は、第１のダイ３２及びブランクホルダにより、成形素材３３における縦壁部に成形される部分を挟持するとともに、第１のダイ３２及びブランクホルダを第１のパンチ３１に向けて移動させて成形する、深絞り成形であってもよい。
【００７８】
このとき、第２のパッド３４−２によって、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分の端部近傍（稜線部１２ａ，１２ｂと外向き連続フランジ１６との会合部付近）が拘束されていることから、当該領域におけるしわの発生が抑制される。また、第２のパッド３４−２によって当該領域が拘束されていることから、稜線部１２ａ，１２ｂの端部に連続して形成されるフランジの伸びフランジ率が低減し、外向き連続フランジ１６の割れを抑制することができる。なお、図３〜図７には示されていないが、図１に例示したプレス成形体１０における曲面部１４ａ，１４ｂ及びフランジ部１５ａ，１５ｂの一部は、第１の工程において、第１のパンチ３１及び第１のダイ３２によってプレス成形される。
【００７９】
本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法により、稜線部１２ａ，１２ｂの端部領域のフランジの根元付近のしわや、外向き連続フランジ１６のエッジの割れが抑制される理由を、以下に説明する。図８は、第１のパッド及び第２のパッドが分割されておらず、溝底部に成形される部分及び稜線部に成形される部分を同時に拘束するパッド１３４を用いたプレス成形の様子を示す説明図である。製造するプレス成形体の形状は、図１（ａ）に示すような先拡がり形状を有するプレス成形体である。図８（ａ）は、図４（ｂ）に対応する図であって、パンチ１３１及びパッド１３４により、成形素材１３３における溝底部に成形される部分及び稜線部に成形される部分が拘束された状態を示す斜視図である。また、図８（ｂ）は、ダイにより押圧される際の成形素材１３３を上方から見た図である。
【００８０】
かかるパッド１３４を用いた場合、パッド１３４によって成形素材１３３をパンチ１３１に押し当てて拘束しようとすると、最初に、稜線部に成形される部分がパッド１３４により押圧される。この状態では、溝底部に成形される部分とパッド１３４との間に隙間が生じ、溝底部に成形される部分はパッドにより押圧されない。また、先拡がり形状を有するプレス成形体の場合、溝底部に成形される部分の端部の近傍では、長手方向の位置よって断面周長差が存在する。すなわち、図８（ａ）に示すように、位置Ｚ1での断面周長は、位置Ｚ2での断面周長よりも長い。
【００８１】
そうすると、図８（ａ）に示すように、パッド１３４によって、溝底部に成形される部分及び稜線部に成形される部分がともに拘束されるまでの間、溝底部に成形される部分から稜線部に成形される部分にかけて、外向きフランジに成形される部分の鋼板材料が移動することとなる。
【００８２】
さらに、先拡がり形状を有するプレス成形体の場合、ダイによって曲げ成形される、縦壁部に成形される部分は、図８（ｂ）に示すように、稜線部に成形される部分１１２に対して垂直方向に、すなわち、外向きフランジに成形される部分１１６から離れる方向に向けて曲げられる。そのため、外向きフランジに成形される部分の鋼板材料が、さらに稜線部に成形される部分に向けて移動しやすくなる。したがって、稜線部に成形される部分において、過剰なしわや増肉がより発生しやすくなる。このような理由から、溝底部に成形される部分及び稜線部に成形される部分を同時に拘束するパッド１３４を用いた場合には、溝底部に成形される部分の端部や稜線部に成形される部分の端部にしわが発生しやすい。
【００８３】
これに対し、本実施形態では、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、第１のパッド３４−１により溝底部に成形される部分が拘束された後に、第２のパッド３４−２により稜線部に成形される部分の端部が押圧されて拘束される。したがって、第２のパッド３４−２により稜線部に成形される部分の端部が押圧される間、溝底部に成形される部分への鋼板材料の移動が抑制される。そのため、溝底部に成形される部分の端部（外向き連続フランジの近傍）における長手方向の位置によって断面周長差が存在する場合であっても、外向き連続フランジに成形される部分の鋼板材料が、溝底部に成形される部分及び稜線部に成形される部分に移動することが抑制される。
【００８４】
また、第１のパッド３４−１によって溝底部に成形される部分が拘束された状態で、第２のパッド３４−２によって稜線部に成形される部分の端部が押圧されることから、稜線部に成形される部分の端部は、当該押圧される部分の鋼板材料を張り出させることにより成形される。さらに、本実施形態では、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２により成形素材３３が拘束された状態で、図７に示すように、第１のパンチ３１と第１のダイ３２とにより成形素材３３がプレス成形される。したがって、稜線部に成形される部分に対して過剰に鋼板材料が移動することが抑制される。その結果、形成される稜線部１２ａ，１２ｂの端部における過剰な増肉やしわが抑制される。
【００８５】
（２−３−２．第２の工程）
以上のようにして第１の工程において１段階目のプレス成形を行った後、第２の工程では２段階目のプレス成形が行われる。第１の工程では、押圧方向に沿って、第２のパッド３４−２の下方に相当する部分のうち、第２のパッド３４−２に重なる縦壁部１３ａ，１３ｂに成形される部分は、プレス成形体１０としての最終形状に成形することができない。また、プレス成形体１０における曲面部１４ａ，１４ｂ及びフランジ部１５ａ，１５ａに成形される部分の全部又は一部についても、第１の工程において、最終形状に成形できない場合がある。
【００８６】
さらに、成形素材３３に対して、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２が押圧する領域によっては、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分の一部についても、第１の工程において、最終形状に成形できない場合がある。例えば、第１の工程において、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分のうち、稜線部１２ａ，１２ｂに成形される部分と溝底部１１に成形される部分との接続部を起点とする断面周長の１／３が第２のパッド３４−２により成形された場合には、断面周長の残りの２／３を成形する必要がある。
【００８７】
したがって、第２の工程では、第２のプレス成形装置を用いて、第２のパンチ及び第２のダイにより中間成形体に対して２段階目のプレス成形を行い、最終形状としてのプレス成形体１０を成形する。第２の工程は、最終形状に成形したい部分の形状に対応する押圧面を有する第２のパンチ及び第２のダイを用いて、公知のプレス成形により行うことができる。また、第２の工程においても最終形状としてのプレス成形体１０に成形できない場合には、さらに別の成形工程を追加してもよい。
【００８８】
なお、第２の工程は、パッドを用いないで行われる、ダイ及びパンチのみによるスタンピングプレス成形でもよく、パッドを用いて行われる通常のプレス成形でもよい。
【００８９】
＜３．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態にかかるプレス成形装置（第１のプレス成形装置）３０、及び第１のプレス成形装置３０を用いた第１の工程を含むプレス成形体の製造方法によれば、所定方向の端部に、溝底部から縦壁部に亘って形成された外向き連続フランジを有するプレス成形体が得られる。第１の工程では、第１のパッドにより溝底部に成形される部分の少なくとも一部が拘束された後、第２のパッドにより稜線部に成形される部分の端部の少なくとも一部が拘束される。さらに、第１の工程では、第１のパッド及び第２のパッドにより成形素材が拘束された状態で、ダイ及びパンチにより成形素材がプレス成形される。
【００９０】
これにより、第２のパッドにより稜線部に成形される部分が押圧される間、稜線部に成形される部分から溝底部に成形される部分への鋼板材料の移動が抑制される。また、稜線部に成形される部分の端部における稜線部の形状が、第２のパッドによって押圧される部分の材料を張り出させることによって形成される。したがって、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板からなるプレス成形体を成形する場合であっても、第２のパッドが当接する部分の周辺の材料の移動が抑制されて、しわや割れの原因となる周辺の材料の伸びや縮み変形が抑制される。
【００９１】
その結果、外向き連続フランジにおける、稜線部に対応するフランジ部分での伸びフランジ割れや、稜線部の端部近傍でのフランジの根元付近におけるしわの発生を抑制することができる。かかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置は、特に、外向き連続フランジを有する端部に向かうにつれて溝底部の幅又は縦壁部の高さが増大する先拡がり形状のプレス成形体を製造する際に有効である。このように成形されたプレス成形体により自動車車体用の構造部材を構成することにより、剛性や衝撃荷重の伝達特性を向上させることができる。
【００９２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９３】
例えば、上記の実施形態においては、外向き連続フランジを有する先拡がり形状のプレス成形体１０を例に採って、プレス成形体の製造方法及びプレス成形装置について説明したが、本発明により製造するプレス成形体は、かかる例に限られない。プレス成形体が先拡がり形状を有しておらず、溝底部の幅及び縦壁部の高さが一定であるプレス成形体を製造する場合においても、本発明を適用することができる。
【実施例】
【００９４】
以下、本実施形態の実施例について説明する。【００９５】
（１）実施例１及び比較例１，２
まず、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法により製造されるプレス成形体１０における稜線部の端部における板厚減少率を評価した。実施例１では、第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２を用いて、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法によりプレス成形体を製造した。また、比較例１では、第１のパッド及び第２のパッドの代わりに、溝底部のみを押さえるパッドを用いる以外は実施例１と同じ条件で、プレス成形体を製造した。さらに、比較例２では、第１のパッド及び第２のパッドの代わりに、溝底部及び稜線部を同時に押さえるパッドを用いる以外は実施例１と同じ条件で、プレス成形体を製造した。【００９６】
使用した成形素材３３は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により測定される引張強度が９８０ＭＰａ級の板厚１．４ｍｍの鋼板である。また、プレス成形体における、略溝型断面の高さは１００ｍｍ、溝底部の幅Ｌ1は７６ｍｍ、幅Ｌ2は１４８ｍｍ、外向き連続フランジの幅は１４ｍｍであった。また、使用したパンチの肩部の曲率半径は１２ｍｍであった。【００９７】
図９は、実施例１及び比較例１，２のプレス成形体の板厚減少率の解析結果を示す説明図である。図９(ａ)は、板厚減少率の解析位置Ａを示す図であり、軸方向（ｘ方向）に沿う中心線により分割した一方のプレス成形体１０が示されている。図９(ｂ)は、比較例１にかかるプレス成形体の解析結果であり、図９(ｃ)は、比較例２にかかるプレス成形体の解析結果であり、図９(ｄ)は、実施例１にかかるプレス成形体１０の解析結果である。解析には、汎用解析ソフトであるＬＳ−ＤＹＮＡを用いた。【００９８】
溝底部のみを押さえるパッドを用いた比較例１にかかるプレス成形体は、図９(ｂ)に示すように、外向き連続フランジのうち、稜線部の端部に連続して形成されるフランジにおける位置Ｉでの板厚減少率が２４．８％であった。かかる板厚減少率では、成形不具合（割れ）の発生が懸念される。また、溝底部及び稜線部を同時に押さえるパッドを用いた比較例２にかかるプレス成形体は、図９(ｃ)に示すように、外向き連続フランジのうち、稜線部の端部に連続して形成されるフランジにおける位置Ｈ１の板厚減少率は１１．２％に低下していた。一方、比較例２にかかるプレス成形体は、図９(ｃ)に示すように、稜線部の端部と、外向き連続フランジとの間の立ち上がり曲線部における位置Ｈ２の板厚減少率が−１５．５％となっており、許容範囲を超えるしわや増肉の発生が懸念される。【００９９】
これに対し、第１のパッド及び第２のパッドを用いた実施例１にかかるプレス成形体は、図９(ｄ)に示すように、外向き連続フランジ１６のうち、稜線部の端部に連続して形成されるフランジにおける位置Ｊ１の板厚減少率は１５．４％であり許容される値であった。また、図９(ｄ)に示すように、稜線部の端部と、外向き連続フランジ１６との間の立ち上がり曲線部における位置Ｊ２の板厚減少率は−１３．９％であり、生じるしわや増肉は許容される範囲であった。【０１００】
（２）実施例２及び比較例３，４
次に、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法により製造されるプレス成形体１０における外向き連続フランジ１６を有する端部側から軸方向へ衝撃荷重を与え、衝突時に発生する軸方向荷重と、衝撃エネルギの吸収量とを評価した。ここでは、本実施形態にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置を用いて好適に製造される、外向き連続フランジを有する先拡がり形状のプレス成形体の特性について評価を行った。【０１０１】
図１０は、解析に使用した構造部材の解析モデルを示す説明図である。図１０(ａ)は、比較例３にかかる解析モデル５０を示し、図１０（ｂ）は、比較例４にかかる解析モデル６０を示し、図１０（ｃ）は、実施例２にかかる解析モデル７０を示す。いずれの解析モデル５０，６０，７０も、略溝型断面を有する第１の部材であるプレス成形体１０，５１，６１が、曲面部２７を介して縦壁部４１に連続するフランジ部２６を介して、平板状の第２の部材１８に接合されている。【０１０２】
比較例３にかかる解析モデル５０は、軸方向の端部に、切欠きのない外向き連続フランジ２３を有する。また、解析モデル５０は、溝底部の幅及び縦壁部の高さが一定な形状（溝底部の幅＝１００ｍｍ）を有する。かかる解析モデル５０のプレス成形体５１は、溝底部に成形される部分及び稜線部に成形される部分を同時に拘束するパッド（図８（ａ）のパッド１３４）を用いたプレス成形により成形されるものである。【０１０３】
比較例４にかかる解析モデル６０は、軸方向の端部に、稜線部２５ｂの端部に達する切欠きを有する不連続な外向きフランジ２４を有する。また、解析モデル６０は、外向きフランジ２４を有する端部に向かうにつれて溝底部の幅が増大する形状を有する。溝底部の幅の最小値は１００ｍｍであり、最大値は１３０ｍｍである。かかる解析モデル６０のプレス成形体６１は、溝底部に成形される部分のみを拘束するパッドを用いたプレス成形により成形されるものである。【０１０４】
実施例２にかかる解析モデル７０は、軸方向の端部に、切欠きのない外向き連続フランジ１６を有する。また、解析モデル７０は、比較例４と同様に、外向きフランジ２４を有する端部に向かうにつれて溝底部の幅が増大する形状（溝底部の幅＝１００ｍｍ→１３０ｍｍ）を有する。かかる解析モデル７０のプレス成形体１０は、図３〜図７に示す第１のパッド３４−１及び第２のパッド３４−２を用いたプレス成形により成形されるものである。【０１０５】
上記以外の解析条件は、解析モデル５０，６０，７０すべて同一とした。共通する解析条件は以下に列記したとおりである。
・使用した鋼板：引張強度９８０ＭＰａ級高張力鋼板、板厚１．４ｍｍ
・略溝型断面の高さ：１００ｍｍ
・稜線部の曲率半径：１２ｍｍ
・フランジ部２６に連続する曲面部２７の曲率半径：５ｍｍ
・外向き連続フランジ１６及び外向きフランジ２４の幅：１４ｍｍ
・立ち上がり曲線部２８の曲率半径ｒ：３ｍｍ
・軸方向長さ：３００ｍｍ【０１０６】
解析を行うにあたり、図１０（ａ）に示すように、剛体壁２９を、外向き連続フランジ１６，２３、あるいは外向きフランジ２４が形成された端部側から軸方向へ、衝突速度２０ｋｍ／ｈで衝突させて、解析モデル５０，６０，７０に対して軸方向変位を与えた。そして、実施例２及び比較例３，４それぞれにおいて、衝突時に発生する軸方向荷重（ｋＮ）と、衝撃エネルギの吸収量（ｋＪ）を算出した。【０１０７】
図１１は、解析モデル５０，６０，７０それぞれの、軸方向荷重に関する解析結果を示すグラフである。なお、解析モデル５０，６０，７０の端部の断面周長の影響を排除するために、図１１のグラフの縦軸は、軸方向荷重を軸方向端部（図１（ｂ）に示す位置Ｃ）の断面周長で除した値（軸方向荷重／周長：ｋＮ／ｍｍ）とした。この場合の断面周長とは、第２の部材１８を含まないプレス成形体１０，５１，６１それぞれの断面の板厚中心の長さを意味する。【０１０８】
圧壊ストロークが５ｍｍ以下の、軸方向への圧壊の初期の領域Ｓ１において、切欠きのない外向き連続フランジ１６，２３を有する実施例２及び比較例３の解析モデル５０，７０は、切欠きのある外向きフランジ２４を有する比較例４の解析モデル６０に比べて、軸方向荷重（ｋＮ／ｍｍ）が高められている。また、圧壊ストロークが５ｍｍ超の領域Ｓ２において、先拡がり形状を有する実施例２及び比較例４の解析モデル６０，７０は、溝底部の幅及び縦壁部の高さが一定である比較例３の解析モデル５０に比べて、軸方向荷重（ｋＮ／ｍｍ）が概ね高められている。【０１０９】
特に、外向き連続フランジ１６を有する先拡がり形状のプレス成形体１０を備えた実施例２にかかる解析モデル７０は、軸方向への圧壊の初期から後期にかけて、高い軸方向荷重が実現されている。特に、実施例２にかかる解析モデル７０は、圧壊ストロークが１５ｍｍ超の、軸方向への圧壊の後期においても高い軸方向荷重を維持している。【０１１０】
また、図１２は、解析モデル５０，６０，７０それぞれの、衝撃エネルギの吸収量（Ｅ．Ａ．）に関する解析結果を示すグラフである。図１２（ａ）は、圧壊ストロークが１０ｍｍの場合の解析結果を示し、図１２（ｂ）は、圧壊ストロークが２０ｍｍの場合の解析結果を示している。【０１１１】
図１２（ａ）に示すように、軸方向の端部に、切欠きのない外向き連続フランジ１６，２３を有する解析モデル５０，７０は、切欠きのある外向きフランジ２４を有する解析モデル６０に比べて、圧壊ストロークが１０ｍｍの場合の衝撃エネルギの吸収量が増加することが分かる。また、図１２（ｂ）に示すように、先拡がり形状を有する解析モデル６０，７０は、溝底部の幅及び縦壁部の高さが一定の解析モデル５０に比べて、圧壊ストロークが２０ｍｍの場合の衝撃エネルギの吸収量が増加することが分かる。【０１１２】
このように、実施例２にかかる解析モデル７０の荷重伝達特性は、衝突の初期及び後期のいずれの時期においても、比較例３にかかる解析モデル５０及び比較例４にかかる解析モデル６０よりも、衝撃エネルギの吸収特性に優れていることが分かる。【０１１３】
（３）分析
（３−１）軸方向荷重
上記の実施例２及び比較例３，４の解析モデル５０，６０，７０を用いて、実施例２にかかる解析モデル７０の軸方向荷重が高くなる要因について分析を行った。図１３（ａ）〜（ｃ）は、上記の比較例３にかかる解析モデル５０、比較例４にかかる解析モデル６０及び実施例２にかかる解析モデル７０について、圧壊ストロークが５ｍｍの場合の軸方向（ｘ方向）の応力分布を示している。図１３（ａ）〜（ｃ）においては、色が濃いほど、応力が大きいことを示している。また、図１４（ａ）〜（ｃ）は、比較例３にかかる解析モデル５０、比較例４にかかる解析モデル６０及び実施例２にかかる解析モデル７０について、圧壊ストロークが５ｍｍの場合の高さ方向（Ｚ方向）の面外変位分布を示している。図１４（ａ）〜（ｃ）においては、色が濃いほど凹状の変位が大きいことを示し、色が薄いほど凸状の変位が大きいことを示している。【０１１４】
図１３（ｂ）に示すように、比較例４にかかる解析モデル６０は、衝撃荷重が負荷される端部側の稜線部２５ａ，２５ｂに応力が集中し、稜線部２５ａ，２５ｂにおける反対側の端部へと荷重を十分に伝達できていない。これに対し、図１３（ｃ）に示すように、実施例２にかかる解析モデル７０は、稜線部２５ａ，２５ｂに発生する応力が比較的大きく、かつ、稜線部２５ａ，２５ｂの全体にわたって応力が比較的均一に分布している。なお、図１３（ａ）に示すように、比較例３にかかる解析モデル５０は、稜線部２５ａ，２５ｂに発生する応力に関しては、稜線部２５ａ，２５ｂの全体にわたって比較的均一に分布している。【０１１５】
また、図１４（ａ）に示すように、比較例３にかかる解析モデル５０では、溝底部５３における、衝撃荷重が負荷される端部から離れた位置において、比較的大きな面外変位（凹、凸）が発生している。また、かかる面外変位が発生した位置よりも、衝撃荷重が負荷される端部からさらに離れた位置において、座屈の起点Ｐが生じている。また、図１４（ｂ）に示すように、比較例４にかかる解析モデル６０では、溝底部６３の端部６３ａ（外向きフランジ２４の近傍）において、過大な面外変位（−８．３ｍｍ）が発生している。これに対し、図１４（ｃ）に示すように、実施例２にかかる解析モデル７０では、溝底部１１の端部１１ａ（外向き連続フランジ２３の近傍）に面外変位（−７．７ｍｍ）が発生しているものの、面外変位の程度は、比較例４にかかる解析モデル６０よりも小さくなっている。【０１１６】
このように、外向き連続フランジを有する先拡がり形状の解析モデル７０では、衝突時に、外向き連続フランジ１６近傍の稜線部２５ａ，２５ｂの端部に応力が集中することなく、反対側の端部にかけて応力が比較的均一に分布する。また、かかる解析モデル７０は、外向き連続フランジ１６近傍の溝底部１１の端部１１ａにおいて、適正に変形する。したがって、図１１に示したように、実施例２にかかる解析モデル７０は、軸方向への圧壊の初期及び後期のいずれの時期においても、軸方向荷重が高くなる。【０１１７】
（３−２）衝撃エネルギの吸収量
上記の実施例２及び比較例３，４の解析モデル５０，６０，７０を用いて、実施例２にかかる解析モデル７０の衝撃エネルギの吸収量が大きくなる要因について分析を行った。図１５（ａ）〜（ｃ）は、比較例３にかかる解析モデル５０、比較例４にかかる解析モデル６０及び実施例２にかかる解析モデル７０について、圧壊ストロークが５ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示している。また、図１６（ａ）〜（ｃ）は、比較例３にかかる解析モデル５０、比較例４にかかる解析モデル６０及び実施例２にかかる解析モデル７０について、圧壊ストロークが１０ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示している。【０１１８】
また、図１７（ａ）〜（ｃ）は、比較例３にかかる解析モデル５０、比較例４にかかる解析モデル６０及び実施例２にかかる解析モデル７０について、圧壊ストロークが１５ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示している。さらに、図１８（ａ）〜（ｃ）は、比較例３にかかる解析モデル５０、比較例４にかかる解析モデル６０及び実施例２にかかる解析モデル７０について、圧壊ストロークが２０ｍｍの場合の相当塑性ひずみ分布を示している。【０１１９】
図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示すように、比較例３にかかる解析モデル５０では、圧壊ストロークが１０ｍｍの時点で、衝撃荷重が与えられる端部から離れた位置Ｅ１で１回目の座屈が開始している。座屈の生じやすさは溝底部の幅にも依存する。解析モデル５０のように溝底部５３の幅が一定である場合には、１回目の座屈が必ずしも衝撃荷重が与えられる端部から発生しないことが理解される。これは、上述の図１４（ａ）で、衝撃荷重が与えられる端部から離れた位置で大きな面外変位が発生していることと符合する。【０１２０】
また、図１７（ａ）に示すように、比較例３にかかる解析モデル５０では、さらに圧壊ストロークが大きくなると、衝撃荷重が与えられる端部からさらに離れた位置Ｅ２で新たな座屈が発生している。そして、図１８（ａ）に示すように、圧壊ストロークが２０ｍｍの時点で、衝撃荷重が与えられる端部から離れた広い範囲において、３箇所（Ｅ１〜Ｅ３）で座屈が発生していることが分かる。【０１２１】
これに対し、図１５（ｃ）及び図１６（ｃ）に示すように、実施例２にかかる解析モデル７０は、外向き連続フランジ１６を有するとともに先拡がり形状を有するために、衝撃荷重が与えられる端部側が最も座屈しやすく、より端部に近い位置Ｇ１で座屈が開始している。その後、位置Ｇ１での溝底部１１の幅が徐々に狭まるので、図１７（ｃ）に示すように、１回目の座屈を生じた位置Ｇ１に隣接する位置Ｇ２において、２回目の座屈が発生する。以降これが繰り返される。このように、座屈のピッチが細かく、座屈数が増加するため、実施例２にかかる解析モデル７０では、圧壊ストロークが５ｍｍ超において衝撃エネルギの吸収量が増加することになる。そのため、図１８（ｃ）に示すように、圧壊ストローク２０ｍｍの時点で、衝撃荷重が与えられる端部により近い範囲において、３箇所（Ｇ１〜Ｇ３）で座屈が発生している。【０１２２】
なお、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）及び図１８（ｂ）に示すように、比較例４にかかる解析モデル６０も先拡がり形状を有していることから、衝撃荷重が与えられる端部に比較的近い位置で座屈が発生する。図１８（ｂ）に示すように、圧壊ストロークが２０ｍｍの時点で、衝撃荷重が与えられる端部から比較的近い範囲において、２箇所（Ｆ１及びＦ２）で座屈が発生している。したがって、衝撃エネルギの吸収特性は、比較的良好となっている。【０１２３】
以上のように、外向き連続フランジ１６を有する先拡がり形状のプレス成形体１０を備えた解析モデル７０は、軸方向への圧壊の初期及び後期において、軸方向荷重が高められている。また、解析モデル７０は、衝撃荷重が負荷される端部に近い位置において、細かい座屈ピッチで座屈が発生する。したがって、解析モデル７０は、優れた荷重伝達特性及び衝撃エネルギ吸収特性を有していることが分かる。本発明にかかるプレス成形体の製造方法及びプレス成形装置は、そのような解析モデル７０を構成するプレス成形体１０を製造するにあたり、外向き連続フランジ１６のエッジの割れや、稜線部１２ａ，１２ｂの端部におけるフランジの根元付近のしわの発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０    プレス成形体
１１    溝底部
１２ａ，１２ｂ    稜線部
１３ａ，１３ｂ    縦壁部
１４ａ，１４ｂ    曲面部
１５ａ，１５ｂ    フランジ部
１６    外向き連続フランジ
１８    第２の部材
３０    プレス成形装置（第１のプレス成形装置）
３１    パンチ（第１のパンチ）
３２    ダイ（第１のダイ）
３３    成形素材
３４−１    第１のパッド
３４−２    第２のパッド
１００    構造部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図９】
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【図１３】
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【図１４】
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