(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
意匠面に１又は複数の稜線部を備えた目標形状を有するプレス成形品を製造する方法であって、
上記プレス成形品を構成する製品部と該製品部を取り囲む周辺部を得るための板材を準備する工程と、
プレス成形により、上記板材の上記製品部を中間形状に成形する第１プレス工程と、
プレス成形により、上記中間形状を上記目標形状に成形する第２プレス工程と、を有しており、
上記目標形状における１又は複数の上記稜線部のうち先端曲率半径が最も小さい最鋭稜線部における先端曲率半径ｒと、上記板材の厚さｔとが、
式（１）：ｔ≦ｒ≦１０ｔ、を満足し、
上記中間形状と上記目標形状とをそれぞれの外周縁部の位置を一致させて重ねた状態において、プレスストローク方向から見て上記最鋭稜線部の長手方向と直交する断面に現れる、上記中間形状の輪郭線Ｌ１と上記目標形状の輪郭線Ｌ２とについて、
上記輪郭線Ｌ１の長さｌ１、上記輪郭線Ｌ２の長さｌ２、及び上記最鋭稜線部の先端円弧長ｓとが、
式（２）：｜ｌ２−ｌ１｜≦ｓ／２、を満足し、
かつ、上記輪郭線Ｌ１と上記輪郭線Ｌ２とのプレスストローク方向の最大距離ｈを、上記最鋭稜線部の全長の範囲における全ての上記断面において求めたとき、その最大値ｈｍａｘ及び最小値ｈｍｉｎと、上記板材の厚さｔとが、
式（３）：ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ≦５ｔ、を満足するように、上記目標形状と上記中間形状とが設定されていることを特徴とするプレス成形品の製造方法。
【請求項２】
上記中間形状は、上記輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒと、上記先端曲率半径ｒとが、
式（４）：Ｒ≧５ｒ、を満足するように設定されている、請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項３】
上記第１プレス工程は、上記周辺部を挟持した状態で、上記製品部を上記中間形状に成形する、請求項１又は２に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項４】
上記第２プレス工程は、上記周辺部を挟持しない状態で、上記中間形状を上記目標形状に成形する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項５】
上記板材は、鋼板もしくはアルミニウム合金板である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項６】
上記板材の厚さｔは、０．３ｍｍ〜２．５ｍｍである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造方法における上記第１プレス工程において用いるプレス成形型であって、上記中間形状に対応する一対の成形面を有することを特徴とするプレス成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意匠面に稜線部を有するプレス成形品の製造方法と、プレス成形品を製造するためのプレス成形型に関する。本発明の技術分野は特に限定されないが、例えば自動車部材に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車ドア用のアウタパネルは、一般に、金属板材のプレス成形によって生産されている。アウタパネルは、自動車の意匠を決定付ける部位であり、例えば、キャラクタラインと呼ばれる、微小曲率半径の稜線部を持つデザインが用いられる。このような稜線部は、アウタパネルに１つ又は複数存在し、さらに、ハンドル取付部位に形成される凹状部と、近接もしくは干渉するデザインが主流であるために、高度なプレス成形技術が求められている。
【０００３】
特許文献１には、第１金型を用いて、エッジ部を所定位置に予備成形すると共に、それ以外の部位を最終形状に成形し、次いで、第２金型を用いて、エッジ部を最終形状に成形する金属板材のプレス成形方法が開示されている。第１金型で成形されるエッジ径は、最終形状の２〜１０倍程度の大きさであり、２段階の深絞り加工により所定の大きさに成形される。
【０００４】
特許文献２には、アウタ意匠面内に、車体前後方向に延びる意匠凹部を設け、その側縁に沿って、キャラクタライン等の意匠凸部を設けた、アウタパネルのプレス成形方法が開示されている。このような意匠凹部は、成形が始まるのが成形末期であることから、パネル外周部からの張力が伝わらず、形状精度を高めるために、張力を高く設定すると、意匠凸部に破断あるいは線ずれが生じる。このため、特許文献２の方法では、成形初期にブランク外周部を、意匠凹部に対応する成形補助凸部と成形補助凹部とで挟持し、ブランク中央部を、アウタ意匠面に沿うように、予め曲げ変形させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１１１１５２１９号明細書
【特許文献２】特開２０１４−２８３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アウタパネルのデザインにおいて、稜線部には先鋭性が要求され、先端の曲率半径は、より小さくなる傾向にある。また、稜線部の周縁に、逆反りと呼ばれる凹曲面形状を設けて、先鋭性を強調したデザインがある。その場合、特許文献１の方法により、凹曲面形状を含む形状を予備成形した後に、稜線部を、所望の先鋭形状に成形することは容易でなく、割れやしわといった成形不良が生じやすい。また、凹曲面形状を、稜線部と共に成形する場合には、線ずれのような面性状不良が生じやすくなる。
【０００７】
線ずれは、稜線部が成形された後に、周縁の凹曲面形状や、ハンドル取付部位の凹状部が成形される過程で、稜線部の材料が流動して変形することによって生じる。このような線ずれは、稜線部の先端の曲率半径が小さいほど顕在化しやすい。また、特許文献２の方法は、アウタパネルを横切るような意匠凹部への対策であり、稜線部の近傍の凹曲面形状や凹状部に起因する線ずれを解消することは困難であった。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、微小曲率半径の稜線部を有するアウタパネル等のプレス成形において、稜線部やその近傍の凹凸形状に起因して、割れ、しわ、線ずれといった成形不良、面性状不良が生じるのを防止して、高品質のプレス成形品を製造する方法と、そのために使用されるプレス成形型を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、意匠面に１又は複数の稜線部を備えた目標形状を有するプレス成形品を製造する方法であって、
上記プレス成形品を構成する製品部と該製品部を取り囲む周辺部を得るための板材を準備する工程と、
プレス成形により、上記板材の上記製品部を中間形状に成形する第１プレス工程と、
プレス成形により、上記中間形状を上記目標形状に成形する第２プレス工程と、を有しており、
上記目標形状における１又は複数の上記稜線部のうち先端曲率半径が最も小さい最鋭稜線部における先端曲率半径ｒと、上記板材の厚さｔとが、
式（１）：ｔ≦ｒ≦１０ｔ、を満足し、
上記中間形状と上記目標形状とをそれぞれの外周縁部の位置を一致させて重ねた状態において、プレスストローク方向から見て上記最鋭稜線部の長手方向と直交する断面に現れる、上記中間形状の輪郭線Ｌ１と上記目標形状の輪郭線Ｌ２とについて、
上記輪郭線Ｌ１の長さｌ１、上記輪郭線Ｌ２の長さｌ２、及び上記最鋭稜線部における先端円弧長ｓとが、
式（２）：｜ｌ２−ｌ１｜≦ｓ／２、を満足し、
かつ、上記輪郭線Ｌ１と上記輪郭線Ｌ２とのプレスストローク方向の最大距離ｈを、上記最鋭稜線部の全長の範囲における全ての上記断面において求めたとき、その最大値ｈｍａｘ及び最小値ｈｍｉｎと、上記板材の厚さｔとが、
式（３）：ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ≦５ｔ、を満足するように、上記目標形状と上記中間形状とが設定されていることを特徴とするプレス成形品の製造方法にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、上記プレス成形品の製造方法における上記第１プレス工程において用いるプレス成形型であって、上記中間形状に対応する一対の成形面を有することを特徴とするプレス成形型にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記プレス成形品の製造方法によれば、式（１）を満たし、先端曲率半径が板厚の１０倍以下である最鋭稜線部を有する製品部を、第１プレス工程と第２プレス工程により２段階成形することで、成形時の不良の発生を防止しながら製造することができる。ここで、第１プレス工程にて成形される中間形状と、第２プレス工程にて成形される目標形状とは、最鋭稜線部についての断面に現れる輪郭線Ｌ１、Ｌ２の長さの差が小さいほどよく、板材の材料の伸長不足あるいは肉余りによる割れやしわを防止できる。また、最鋭稜線部の先端円弧長ｓと式（２）の関係にあるとき、材料の流動を抑制し、線ずれとして視認されない範囲とすることができる。
【００１２】
また、プレスストローク方向から見た断面に現れる輪郭線Ｌ１、Ｌ２の最大距離ｈは、第２プレス工程における成形高さに相当する。最鋭稜線部の全長の範囲において、最大距離ｈの最大値と最小値が式（３）の範囲内にあるとき、中間形状から目標形状への成形が全体で均等に進行し、成形時の材料の流動が抑制される。そのため、最鋭稜線部を全長に渡って良好に成形し、かつ成形された部位がその周囲の成形時に引き込まれて、線ずれを生じるのを防止できる。
【００１３】
したがって、先鋭な稜線部や凹凸形状を有する製品部を、成形不良や面性状不良を生じさせずに成形し、プレス成型品の品質を向上させることができる。このようなプレス成形品の製造方法は、中間形状に対応する一対の成形面を有するプレス成形型を、第１プレス工程に用いることにより、容易に実現することができる。
【００１４】
以上のごとく、上記製造方法によれば、微小曲率半径の稜線部を有するアウタパネル等を、成形不良や面性状不良を生じさせずにプレス成形し、割れやしわ、線ずれのない高品質のプレス成形品を得ることができる。このようなプレス成形品の製造方法は、中間形状に対応する一対の成形面を有するプレス成形型を、第１プレス工程に用いることにより、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態における、プレス成形品とその製造のために板材を準備する工程を説明するための概略図。
【図２】実施形態における、第１プレス成形型を用いた第１プレス工程を説明するための概略図。
【図３】実施形態における、第２プレス成形型を用いた第２プレス工程を説明するための概略図。
【図４】実施形態における、目標形状の製品部と中間形状の製品部とを重ねた状態を示す概略図。
【図５】実施例における、プレス成形品の製品部の目標形状例を示す正面図。
【図６】図５のＩ−Ｉ線断面図。
【図７】図５のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図８】実施例１における、プレス成形品の製品部の中間形状例を示す正面図。
【図９】図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図１０】図８のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図１１】図６の目標形状の製品部と図９の中間形状の製品部とを重ねた状態を示す概略図。
【図１２】図１１の要部拡大図。
【図１３】図７の目標形状の製品部と図１０の中間形状の製品部とを重ねた状態を示す概略図。
【図１４】図１３の要部拡大図。
【図１５】実施例１において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線長と中間形状の輪郭線長を測定した結果を、稜線部の全長について示す図。
【図１６】実施例１において、稜線部の長手方向の断面における目標形状と中間形状の輪郭線長の差を、稜線部の全長について示す図。
【図１７】実施例１において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の曲率半径の最小値を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図１８】実施例１において、稜線部の長手方向の断面におけるプレスストローク方向の目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の最大距離を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図１９】比較例１において、図５のＩ−Ｉ線断面における目標形状の製品部と、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面に相当する中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図２０】比較例１において、図５のＩＩ−ＩＩ線断面における目標形状の製品部と、図８のＩＶ−ＩＶ線断面に相当する中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図２１】比較例１において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線長と中間形状の輪郭線長を測定した結果を、稜線部の全長について示す図。
【図２２】比較例１において、稜線部の長手方向の断面における目標形状と中間形状の輪郭線長の差を、稜線部の全長について示す図。
【図２３】比較例１において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の曲率半径の最小値を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図２４】比較例１において、稜線部の長手方向の断面におけるプレスストローク方向の目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の最大距離を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図２５】比較例２において、図５のＩ−Ｉ線断面における目標形状の製品部と、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面に相当する中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図２６】比較例２において、図５のＩＩ−ＩＩ線断面における目標形状の製品部と、図８のＩＶ−ＩＶ線断面に相当する中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図２７】比較例２において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線長と中間形状の輪郭線長を測定した結果を、稜線部の全長について示す図。
【図２８】比較例２において、稜線部の長手方向の断面における目標形状と中間形状の輪郭線長の差を、稜線部の全長について示す図。
【図２９】比較例２において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の曲率半径の最小値を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図３０】比較例２において、稜線部の長手方向の断面におけるプレスストローク方向の目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の最大距離を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図３１】比較例３において、図５のＩ−Ｉ線断面における目標形状の製品部と、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面に相当する中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図３２】比較例３において、図５のＩＩ−ＩＩ線断面における目標形状の製品部と、図８のＩＶ−ＩＶ線断面に相当する中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図３３】比較例３において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線長と中間形状の輪郭線長を測定した結果を、稜線部の全長について示す図。
【図３４】比較例３において、稜線部の長手方向の断面における目標形状と中間形状の輪郭線長の差を、稜線部の全長について示す図。
【図３５】比較例３において、稜線部の長手方向の断面における目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の曲率半径の最小値を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図３６】比較例３において、稜線部の長手方向の断面におけるプレスストローク方向の目標形状の輪郭線と中間形状の輪郭線の最大距離を、稜線部の全長で測定した結果を示す図。
【図３７】実施例２における、プレス成形品の製品部の目標形状例を示す正面図。
【図３８】図３７のＶ−Ｖ線断面における、目標形状の製品部と中間形状の製品部とを重ねた状態を示す概略図。
【図３９】図３８の要部拡大図。
【図４０】図３７のＶＩ−ＶＩ線断面における、目標形状の製品部と中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【図４１】実施例３における、プレス成形品の製品部の目標形状例を示す正面図。
【図４２】実施例４における、プレス成形品の製品部の目標形状例を示す正面図。
【図４３】実施例５における、プレス成形品の製品部の目標形状例を示す正面図。
【図４４】図４３のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面における、目標形状の製品部と中間形状の製品部とを重ねた状態を示す要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、プレス成形品を製造する方法及びプレス成形型に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。プレス成形品は、意匠面に１又は複数の稜線部を備えた目標形状を有するものであり、例えば、自動車用のアウタパネルに適用される。図１に示すように、本形態のプレス成形品１は、所望のアウタパネルに対応する目標形状Ａを有し、意匠面となる表面（すなわち、図中の上表面）に突出する、微小な曲率半径の稜線部２を備えている。稜線部２は、直線状、曲線状、又はこれらを組み合わせた任意の線形状を有する。
【００１７】
目標形状Ａにおける１又は複数の稜線部２は、これら稜線部２のうち、先端曲率半径が最も小さい最鋭稜線部における先端曲率半径ｒと、板材１０の厚さｔとが、
式（１）：ｔ≦ｒ≦１０ｔ、を満足する。
最鋭稜線部の先端曲率半径ｒが、板材厚さｔ以上であり板材厚さｔの１０倍以下であると、より先鋭な先端形状を有する稜線部２となり、意匠性が向上する。
【００１８】
このようなプレス成形品は、図１〜図３に示す各工程、すなわち、プレス成形用の板材１０を準備する工程（以下、準備工程という）と、板材１０の製品部１１を中間形状Ｂに成形する第１プレス工程と、製品部１１を中間形状Ｂから目標形状Ａに成形する第２プレス工程とを経て製造される。このとき、目標形状Ａに対して所定の中間形状Ｂを設定することにより、先鋭な稜線部２の成形性を向上させることができる。次に、各工程の詳細を説明する。
【００１９】
図１に示す準備工程では、まず、プレス成形品１となる製品部１１と該製品部１１を取り囲む周辺部１２とを得るための板材１０を準備する。板材１０は、平板状の金属板材であり、目標形状Ａに応じた所定形状のブランクシートに加工したものが用いられる。板材１０の材質としては、好ましくは、鋼板もしくはアルミニウム合金板が用いられる。板材１０の厚さｔは、通常、０．３ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲とすることが好ましく、材質によって異なるが、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲が自動車用アウタパネル材としてより好適に使用される。板材１０の周辺部１２は、次工程の第１プレス工程において、製品部１１と共にプレスされて、所定の周辺形状Ｃとなる。
【００２０】
図２に示すように、第１プレス工程では、準備された板材１０を、第１プレス成形型３を用いてプレス成形し、板材１０の製品部１１を中間形状Ｂに成形する。第１プレス成形型３は、対向する一対の成形面３１、３２を有する一対の上型３３と下型３４からなり、対向方向（すなわち、図の上下方向）をプレスストローク方向Ｘとしている。一対の成形面３１、３２は、中間形状Ｂに対応する形状を有しており、その外周部に、周辺形状Ｃに対応する形状の保持面３１１、３２１を有している。
【００２１】
第１プレス成形型３は、板材１０の周辺部１２を、一対の保持面３１１、３２１の間に挟持しながら、製品部１１をプレス成形できる機構を備えていることが望ましい。例えば、図示するように、下型３４の保持面３２１を、成形面３２と独立に上下動可能に設けると、一対の保持面３１１、３２１の間に板材１０の周辺部１２を予め挟持することができ、次いで、上型３１と下型３２を相対移動させることにより、一対の成形面３１、３２に沿った形状を付与することが容易にできる。周辺形状Ｃは、任意の形状とすることができ、ここでは、複数の凹凸が交互に形成された形状としてある。周辺形状Ｃは、このような形状に限らず、板材１０の周辺部１２をプレス成形時に確実に保持して成形不良を生じさせない形状であればよい。
【００２２】
図３に示すように、第２プレス工程では、中間形状Ｂに成形された板材１０の製品部１１を、さらに第２プレス成形型４を用いて、目標形状Ａにプレス成形する。第２プレス成形型４は、対向する一対の成形面４１、４２を有する一対の上型４３と下型４４からなり、対向方向（すなわち、図の上下方向）をプレスストローク方向Ｘとしている。一対の成形面４１、４２は、製品部１１の目標形状Ａに対応する形状としてある。
【００２３】
第２プレス工程は、板材１０の周辺部１２を挟持せずに、製品部１１をプレス形成することが望ましい。この場合、第２プレス工程の前後で、板材１０の周辺部１２は同一形状（すなわち、周辺形状Ｃ）であり、成形荷重を低減することができる。
【００２４】
ここで、上述したように、目標形状Ａにおける１又は複数の稜線部２が、上記式（１）を満足する最鋭稜線部を有するとき、第１プレス工程における中間形状Ｂと、第２プレス工程における目標形状Ａとは、さらに、以下の式（２）、式（３）を満足するように設定される。まず、図４に示すように、製品部１１の中間形状Ｂと目標形状Ａとを、それぞれの外周縁部の位置を一致させて重ねた状態とする。ここでは、最鋭稜線部の任意の頂点ｐを含むと共に、プレスストローク方向Ｘから見て最鋭稜線部の長手方向と直交する断面の１つを示している。
【００２５】
そして、この断面に現れる、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１と目標形状Ａの輪郭線Ｌ２とについて、輪郭線Ｌ１の長さｌ１、輪郭線Ｌ２の長さｌ２、及び最鋭稜線部の先端円弧長ｓとが、
式（２）：｜ｌ２−ｌ１｜≦ｓ／２、を満足する範囲となるように、輪郭線Ｌ１、Ｌ２が決定される。輪郭線Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ中間形状Ｂ、目標形状Ａの表面（すなわち、図の上表面）に沿う輪郭線をいう。
【００２６】
第２プレス工程は、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１が、目標形状Ａの輪郭線Ｌ２と一致するように成形される工程であり、輪郭線Ｌ１、Ｌ２の長さｌ１、ｌ２の差は小さいほどよい。特に、目標形状Ａにおいて、稜線部２の近傍に凹凸部を有する形状では、輪郭線Ｌ１、Ｌ２の長さｌ１、ｌ２の差が大きくなると、成形時に板材１０の材料の伸長や肉余りによって、割れやしわが生じやすい。また、板材１０の材料の流動により、線ずれが生じやすくなる。このとき、材料の流動が、稜線部２の先端円弧長の範囲内であれば、線ずれとして視認されないと考えられる。
【００２７】
そこで、輪郭線Ｌ１、Ｌ２の長さｌ１、ｌ２の差を、例えば、最鋭稜線部となる先端円弧の中点から円弧の端縁までの長さ（すなわち、ｓ／２）以下とすることで、線ずれを抑制することができる。また、輪郭線Ｌ１、Ｌ２の長さｌ１、ｌ２の差の絶対値が小さくなることで、板材１０の材料の伸長による割れ、あるいは肉余りによるしわも生じにくくなる。
【００２８】
また、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１と目標形状Ａの輪郭線Ｌ２とについて、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２とのプレスストローク方向の最大距離ｈを、最鋭稜線部の全長の範囲における全ての断面において求めたとき、その最大値ｈｍａｘ及び最小値ｈｍｉｎと、板材１０の厚さｔとが、
式（３）：ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ≦５ｔ、を満足するように、各断面における輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２が設定される。
【００２９】
輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈは、各断面におけるプレスストローク長、すなわち成形高さとなるので、最鋭稜線部の全長の全ての断面において変化が小さいことが好ましく、変化しないことがより好ましい。断面ごとの変化が大きいと、プレス成形型との接触後に板材１０の材料の流動が生じて、線ずれが生じやすくなる。そこで、最大距離ｈの最大値ｈｍａｘと最小値ｈｍｉｎに着目し、その差が、板材厚さｔの５倍以下となるように、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１を設定することで、線ずれを抑制することができる。また、最大距離ｈの差が小さくなることで、板材１０の材料の伸長による割れ、あるいは肉余りによるしわも生じにくくなる。
【００３０】
好適には、中間形状Ｂは、稜線部２の最鋭稜線部の全長の範囲において、全ての断面における輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒと、最鋭稜線部の先端曲率半径ｒとが、
式（４）：Ｒ≧５ｒ、を満足するように設定されるとよい。このとき、第１プレス工程後に製品部１１を構成する曲面は、最鋭稜線部の先端曲率半径ｒに対して十分に大きい曲率半径を有するので、第２プレス工程において、板材１０の材料の流動が生じても、線ずれとして視認されるおそれが小さい。
【００３１】
また、目標形状Ａの輪郭線Ｌ１と、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ２との外周縁部を重ねた状態において、最鋭稜線部となる稜線部２の頂点ｐが、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１と重なる位置にあるか、頂点ｐより輪郭線Ｌ１が外側（すなわち、図の上側）に位置することが望ましい。このとき、第２プレス工程において、製品部１１と第２プレス成形型４との干渉を防止することができる。
【００３２】
このように、上記式（１）で表される先鋭な稜線部２を有する目標形状Ａを、第１プレス工程と第２プレス工程の２工程により成形し、かつ、上記式（２）、（３）を満足する輪郭線Ｌ１を有する中間形状Ｂを用いることで、成形性を向上させ、割れやしわ、線ずれの発生を防止することができる。さらに、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１を最小曲率半径Ｒが式（４）を満足する曲線で構成することで、線ずれの防止効果を向上させることができる。したがって、面性状不良、成形不良のない意匠性に優れたプレス成形品を得ることができる。
【００３３】
本発明は、建材、船舶等の輸送機器、家電等における意匠面に稜線部を有するプレス成形品にも適用できる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例を記すが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
（実施例１）
上記した工程により、図５〜図７に示すプレス成形品１を製造した。プレス成形品１は、自動車ドアのアウタパネルとなるもので、板材１０として、板厚ｔが１．０ｍｍの６０００系アルミニウム合金板を用いた。プレス成形品１となる製品部１１は、目標形状Ａが、略台形の外形を有するドア形状で、上部表面に水平方向に延びる直線状の稜線部２を１つ有する。稜線部２の下方には、ドアハンドル取付部に対応する楕円形の凹曲面部５を有している。製品部１１の外周には、略一定幅で製品部１１を取り囲む周辺部１２が設けられ、稜線部２の両端は、製品部１１の両端縁に達している。
【００３５】
目標形状Ａは、稜線部２の先端を頂点ｐとする山形の断面形状を有する。最鋭稜線部となる稜線部２の先端曲率半径ｒは２．０ｍｍ（すなわち、ｒ＝２ｔ＜１０ｔ）であり、上記式（１）を満足する。この目標形状Ａに対して、図８〜図１０に示す中間形状Ｂを、上記式（２）〜（４）を満足するように設定した。図１１〜図１４は、稜線部２の長手方向と直交し凹曲面部５を含まない断面と、凹曲面部５を含む断面とについて、目標形状Ａの輪郭線Ｌ２と中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１とを重ねた状態を示している。
【００３６】
図中に破線で示す中間形状Ｂは、稜線部２及びドアハンドル取付部の近傍を除いて、目標形状Ａの輪郭線Ｌ２とほぼ一致する輪郭線Ｌ１を有する。図１２、図１４に拡大して示すように、稜線部２の近傍においては、稜線部２の頂点ｐを通り、目標形状Ａに沿う滑らかな曲線状の輪郭線Ｌ１を有しており、稜線部２の頂点ｐを通るプレスストローク方向の直線と輪郭線Ｌ１との交点ｐ１は、頂点ｐと略一致するか頂点ｐより外側（すなわち、図中上側）に位置する。また、ドアハンドル取付部の近傍においては、目標形状Ａの凹曲面部５と略相似形状の凹曲面部５１を有している。
【００３７】
まず、準備工程において、アルミニウム合金板を、所定形状のブランクシートに加工した板材１０を準備し、表面に防錆油を薄く塗布した。板材１０は、プレス成形品１となる目標形状Ａの製品部１１と周辺形状Ｃの周辺部１２に対応する形状を有している。また、図１１〜図１４に示した輪郭線Ｌ１、輪郭線Ｌ２に対応する一対の成形面３１、３２、４１、４２を備える第１プレス成形型３、第２プレス成形型４をそれぞれ作製した（図２、図３参照）。
【００３８】
第１プレス工程において、準備した板材１０を、第１プレス成形型３の一対の成形面３１、３２の間に配置し、板材１０の周辺部１２を保持面３１１、３２１にて挟持した状態で、製品部１１を中間形状Ｂにプレス成形した。次いで、第２プレス工程において、第２プレス成形型４の一対の成形面４１、４２の間に板材１０を配置し、板材１０の周辺部１２を挟持せずに中間形状Ｂの製品部１１をプレス成形して、目標形状Ａのプレス成形品１を製造した。
【００３９】
ここで、本実施例の中間形状Ｂと目標形状Ａについて、最鋭稜線部となる稜線部２の全長におけるプレスストローク方向断面の輪郭線長ｌ１、ｌ２を測定した結果を、図１５に示した。図１５において、横軸は、稜線部２の一端側を起点とする長手方向の位置（単位：ｍｍ）、縦軸は、各位置における長手方向と直交する断面の輪郭線長（単位：ｍｍ）である。図１６には、これら輪郭線長ｌ１、ｌ２の差を算出した結果を、稜線部２の位置（単位：ｍｍ）を横軸とし、縦軸を輪郭線長差（単位：ｍｍ）として示す。
【００４０】
また、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の曲率半径の最小値（すなわち、最小曲率半径Ｒ）と、目標形状Ａの輪郭線Ｌ２の曲率半径の最小値（すなわち稜線部２の先端曲率半径ｒ）を、稜線部２の全長について測定した。結果を、稜線部２上の位置（単位：ｍｍ）を横軸とし、縦軸を曲率半径（単位：ｍｍ）として、図１７に示す。さらに、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２のプレスストローク方向の最大距離ｈを、稜線部２の全長について測定し、結果を、稜線部２の位置（単位：ｍｍ）を横軸とし、縦軸を最大距離（単位：ｍｍ）として、図１８に示した。
【００４１】
図１５に示すように、本実施例のプレス成形品１は、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１と目標形状Ａの輪郭線長ｌ２が、稜線部２の全長についてほぼ一致している。このとき、図１６に示すように、輪郭線長ｌ１との輪郭線長ｌ２の差（ｌ２−ｌ１）は、最大値が０．１８ｍｍ（≦ｓ/２＝０．７８ｍｍ）と小さく、上記式（２）を満足する。また、図１７に示すように、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒは、１４．１ｍｍ（≧５ｒ＝１０ｍｍ）で、上記式（４）を満足する。図１８に示すように、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２のプレスストローク方向の最大距離ｈは、その最小値ｈｍｉｎが４．５６ｍｍ、ｈｍａｘが４．８２ｍｍであり、ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ＝０．２６ｍｍ（≦５ｔ＝５ｍｍ）と、上記式（３）を満足する。
【００４２】
得られたプレス成形品１について、成形結果の評価を、割れ、しわ、稜線部２の線ずれについて行った。ここで、割れについては、プレス成形品１の表面を目視し、割れの確認されなかったものを合格品とした。しわについては、プレス成形品１の表面を目視し、しわ発生の有無で評価した。稜線部２の線ずれについては、第２プレス工程の成形初期において、板材１０の稜線部２成形位置に、第２プレス成形型４の対応部位が当接した時点から下死点まで移動する間に、稜線部２の先端位置の材料が第２プレス成形型４に対して移動した距離を測定して評価し、１．０ｍｍ以下を合格品とした。
【００４３】
その結果、得られたプレス成形品１は、割れなし、しわの発生なし、最大線ずれ量０．２ｍｍであり、いずれの評価項目についても合格品となった。
【００４４】
（比較例１）
比較のため、実施例１と同じプレス成形品１を、目標形状Ａに対する中間形状Ｂを変更した以外は、同様の方法で製造した。図１９、図２０に示すように、本例の中間形状Ｂは、ドアハンドル取付部の断面を含む全体が、山形形状の輪郭線Ｌ１を有しており、目標形状Ａの凹曲面部５に対応する部位において、プレスストローク方向の距離が大きくなっている。このとき、実施例１と同様にして、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１及び目標形状Ａの輪郭線長ｌ２と、これら輪郭線長ｌ１、ｌ２の差と、輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒと、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈを、稜線部２の全長について調べた。結果を、図２１〜図２４にそれぞれ示す。
【００４５】
図２１〜図２４に示すように、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１と目標形状Ａの輪郭線長ｌ２は、ほぼ一致しており、輪郭線長ｌ１との輪郭線長ｌ２の差（ｌ２−ｌ１）は、最大値が０．７１ｍｍ（≦ｓ/２＝０．７８ｍｍ）であり、上記式（２）を満足する。また、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒは、１４．１ｍｍ（≧５ｒ＝１０ｍｍ）で、上記式（４）を満足する。輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２のプレスストローク方向の最大距離ｈは、その最小値ｈｍｉｎが３．４９ｍｍ、ｈｍａｘが１９．６１ｍｍであり、ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ＝１６．１２ｍｍ（＞５ｔ＝５ｍｍ）と、上記式（３）を満足していない。
【００４６】
また、得られたプレス成形品１について、成形結果の評価を、割れ、しわ、稜線部２の線ずれについて行った。その結果は、割れなし、しわの発生あり、最大線ずれ量４．０ｍｍであり、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈの差が大きくなることで、稜線部２の線ずれが大きくなり、しわが発生しやすくなることがわかる。
【００４７】
（比較例２）
比較のため、実施例１と同じプレス成形品１を、目標形状Ａに対する中間形状Ｂを変更した以外は、同様の方法で製造した。図２５、図２６に示すように、本例の中間形状Ｂは、実施例１の中間形状Ｂとほぼ同様の形状で、輪郭線Ｌ１の長さｌ１がやや短く形成されている。このとき、図２７〜図３０に、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１と目標形状Ａの輪郭線長ｌ２と、それら輪郭線長ｌ１、ｌ２の差、輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒ、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈを、稜線部２の全長について調べた結果を示した。
【００４８】
図２７〜図３０に示すように、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１は、目標形状Ａの輪郭線長ｌ２に対して全体にわずかに短く、輪郭線長ｌ１との輪郭線長ｌ２の差（ｌ２−ｌ１）は、最大値が４．１ｍｍ（＞ｓ/２＝０．７８ｍｍ）と、上記式（２）を満足していない。また、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒは、１４．１ｍｍ（≧５ｒ＝１０ｍｍ）で、上記式（４）を満足する。輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２のプレスストローク方向の最大距離ｈは、その最小値ｈｍｉｎが４．５６ｍｍ、ｈｍａｘが４．８２ｍｍであり、ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ＝０．２６ｍｍ（≦５ｔ＝５ｍｍ）と、上記式（３）を満足している。
【００４９】
また、得られたプレス成形品１について、成形結果の評価を、割れ、しわ、稜線部２の線ずれについて行った。その結果、割れが発生し、しわは発生なし、最大線ずれ量は４．１８ｍｍであった。これにより、輪郭線長ｌ１が輪郭線長ｌ２より短く、その差（ｌ２−ｌ１）が大きくなることで、成形時に板材１０の材料が伸長不足となって、割れが生じること、また、成形の過程で材料が流動することで、稜線部２の線ずれが大きくなることがわかる。
【００５０】
（比較例３）
比較のため、実施例１と同じプレス成形品１を、目標形状Ａに対する中間形状Ｂを変更した以外は、同様の方法で製造した。図３１、図３２に示すように、本例の中間形状Ｂは、実施例１の中間形状Ｂとほぼ同様の形状で、輪郭線Ｌ１の長さｌ１がやや長く形成されている。このとき、図３３〜図３６に、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１と目標形状Ａの輪郭線長ｌ２と、それら輪郭線長差、輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒ、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈを、稜線部２の全長について調べた結果を示した。
【００５１】
図３３〜図３６に示すように、中間形状Ｂの輪郭線長ｌ１は、目標形状Ａの輪郭線長ｌ２に対して全体にわずかに長く、輪郭線長ｌ１との輪郭線長ｌ２の差（ｌ２−ｌ１）は、最小値が−４．１ｍｍ（すなわち、その絶対値４．１ｍｍ＞ｓ/２＝０．７８ｍｍ）と、上記式（２）を満足していない。また、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒは、１４．１ｍｍ（≧５ｒ＝１０ｍｍ）で、上記式（４）を満足する。輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２のプレスストローク方向の最大距離ｈは、その最小値ｈｍｉｎが４．５６ｍｍ、ｈｍａｘが４．８２ｍｍであり、ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ＝０．２６ｍｍ（≦５ｔ＝５ｍｍ）と、上記式（３）を満足している。
【００５２】
また、得られたプレス成形品１について、成形結果の評価を、割れ、しわ、稜線部２の線ずれについて行った。その結果、割れは発生せず、しわが発生し、最大線ずれ量は４．１８ｍｍであった。これにより、輪郭線長ｌ１が輪郭線長ｌ２より長く、その差（ｌ２−ｌ１）が大きくなることで、成形品の表面に肉余りが生じ、しわとなること、また、成形の過程で材料が流動することで、稜線部２の線ずれが大きくなることがわかる。
【００５３】
（実施例２）
実施例１のプレス成形品１について、目標形状Ａを、稜線部２を複数有する形状に変更し、それ以外は、同様の方法でプレス成形品１を製造した。図３７〜図４０に示すように、本例のプレス成形品１となる製品部１１は、実施例１の目標形状Ａにおける稜線部２に加えて、その下方に、ドアハンドル取付部の凹曲面部５を横切って平行に延びる、もう１つの稜線部２１を有している。
【００５４】
目標形状Ａは、２つの稜線部２、２１の先端を頂点ｐ、ｐ’とし、全体が略山形の断面形状を有する。２つの稜線部２、２１は、先端曲率半径ｒが２．０ｍｍ（すなわち、ｒ＝２ｔ）で同じであり、いずれも上記式（１）を満足する最鋭稜線部となる。この目標形状Ａに対して、図中に破線で示す中間形状Ｂを、上記式（２）〜（４）を満足するように設定した。２つの稜線部２、２１の全長について、輪郭線Ｌ１の長さｌ１と輪郭線Ｌ２の長さｌ２の差は、１．５ｍｍ以下であり、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈは、その最小値と最大値の差は、５ｍｍ以下であり、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の最小曲率半径は、１４．１ｍｍであった。また、２つの頂点ｐ、ｐ’を通るプレスストローク方向の直線と輪郭線Ｌ１との交点ｐ１、ｐ’１は、それぞれ頂点ｐ、ｐ’と略一致するか頂点ｐより外側（すなわち、図中上側）に位置する。
【００５５】
得られたプレス成形品１について、実施例１と同様にして、成形結果の評価を行ったところ、割れなし、しわ発生なし、最大線ずれ量は０．５ｍｍであり、いずれも良好な結果が得られた。
（実施例３、４）
プレス成形品１の目標形状Ａを、一部変更した以外は、実施例１と同様の方法でプレス成形品１を製造した。図４１に示すように、実施例３では、実施例１の目標形状Ａに対し、稜線部２が製品部１１の中央部から一端側（すなわち、図の左端側）にかけて形成され、ドアハンドル取付部の凹曲面部５の近傍に形成されない形状とした。また、図４２に示すように、実施例４では、実施例２の稜線部２１のみが形成された形状とした。これら実施例３、４の目標形状Ａについて、それぞれ中間形状Ｂを、上記式（２）〜（４）を満足するように設定した。
【００５６】
得られたプレス成形品１について、同様に、成形結果の評価を行ったところ、割れなし、しわ発生なし、最大線ずれ量は０．５ｍｍであり、いずれも良好な結果が得られた。
【００５７】
（実施例５）
プレス成形品１の目標形状Ａを、図４３に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法でプレス成形品１を製造した。本例のプレス成形品１は、自動車フードパネルとなるもので、板材１０の製品部１１は、左右対称な略四辺形の外形を有し、その外周を周辺部１２が取り囲んでいる。目標形状Ａとなる製品部１１の外表面には、中央部に、略Ｕ字状の稜線部２２が形成され、その両部に、２つの直線状の稜線部２３、２４が形成されている。２つの稜線部２３、２４は、板材１０の短手方向（すなわち、図の上下方向）に延びて、製品部１１の両端縁に達している。
【００５８】
図４４に示すように、本例の目標形状Ａは、一方の半部（例えば、図の右半部）において、２つの稜線部２２、２３の先端を頂点ｐ２２、ｐ２３とし、平坦な中央部から周辺部１２へ向けて下り傾斜面する断面形状を有する。２つの稜線部２２、２３は、先端曲率半径ｒが２．０ｍｍ（すなわち、ｒ＝２ｔ）で同じであり、いずれも上記式（１）を満足する最鋭稜線部となる。この目標形状Ａに対して、図中に破線で示す中間形状Ｂを、上記式（２）〜（４）を満足するように設定した。２つの稜線部２２、２３の全長について、輪郭線Ｌ１の長さｌ１と輪郭線Ｌ２の長さｌ２の差は、１．５ｍｍ以下であり、輪郭線Ｌ１と輪郭線Ｌ２の最大距離ｈは、その最小値と最大値の差は、５ｍｍ以下であり、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１の最小曲率半径Ｒは、１０ｍｍ以上であった。
【００５９】
得られたプレス成形品１について、実施例１と同様にして、成形結果の評価を行ったところ、割れなし、しわ発生なし、最大線ずれ量は０．５ｍｍであり、いずれも良好な結果が得られた。
【００６０】
（比較例４）
比較のため、実施例１において、目標形状Ａに対する中間形状Ｂを設定せず、第１プレス工程を実施しなかった以外は、同様の方法でプレス成形品１を製造した。準備した板材１０を、実施例１の第２プレス成形型４を用いてプレス成型し、周辺部１２を挟持した状態で製品部１１を目標形状Ａに成形した。
【００６１】
得られたプレス成形品１について、成形結果の評価を、割れ、しわ、稜線部２の線ずれについて行った。その結果、割れが観察され、成形後の板材１０の最大板厚減少率は２０％であった。しわの発生は見られなかった。また、最大線ずれ量は４．０ｍｍであった。このように、先鋭な稜線部２を備える目標形状Ａを１工程で成形する場合には、割れ又はしわといった成形不良のいずれかが生じやすくなること、線ずれ量が稜線部２の先端曲率半径ｒより大きくなり、面性状不良をまねきやすいことがわかる。
【００６２】
本発明のプレス成形品の製造方法は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を超えない範囲で、種々の変更が可能である。また、上記方法は、自動車用のアウタパネルに限らず、意匠面に先鋭な稜線部を有するプレス成形品であれば、いずれにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ  目標形状
Ｂ  中間形状
Ｃ  周辺形状
１  プレス成形品
１０  板材
１１  製品部
１２  周辺部
２、２１〜２４  稜線部
３  第１プレス成形型
３１、３２  一対の成形面
４  第２プレス成形型
４１、４２  一対の成形面
５  凹曲面部
【要約】
【課題】稜線部を有するプレス成形品を、成形不良や面性状不良を生じさせずに製造する方法と、そのためのプレス成形型を提供する。
【解決手段】板材１０を準備する工程と、板材１０の製品部１１を中間形状Ｂに成形する第１プレス工程と、中間形状Ｂを目標形状Ａに成形する第２プレス工程とを有し、最鋭稜線部２の先端曲率半径ｒと、板材１０の厚さｔとが、式（１）：ｔ≦ｒ≦１０ｔ、を満足し、中間形状Ｂの輪郭線Ｌ１と目標形状Ａの輪郭線Ｌ２の長さｌ１、ｌ２と、最鋭稜線部の先端円弧長ｓとが、式（２）：｜ｌ２−ｌ１｜≦ｓ／２、を満足し、かつ輪郭線Ｌ１、Ｌ２のプレスストローク方向の最大距離ｈの最大値ｈｍａｘと最小値ｈｍｉｎと、厚さｔとが、式（３）：ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ≦５ｔ、を満足する。
【選択図】図１【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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