(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のブランクから、ハット形またはコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、
天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形またはコの字形の断面形状にドロー成形し、
そのドロー成形の際に、前記ブランクの材料を前記天板部よりも前記フランジ部から優先的に前記縦壁部に移動させる場合と比較して前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは周方向の圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせ、
前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせるために、前記直辺部での材料流入量のつりあい位置を前記湾曲部での伸びフランジ変形側の前記縦壁部もしくは、その縦壁部と前記フランジ部との間の前記フィレット部として、前記直辺部での縮みフランジ変形部側からの材料流入を、前記天板部を乗り越えるほど増加させることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
平板状のブランクから、ハット形またはコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、
天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形またはコの字形の断面形状にドロー成形し、
そのドロー成形の際に、前記ブランクの材料を前記天板部よりも前記フランジ部から優先的に前記縦壁部に移動させる場合と比較して前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは周方向の圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせ、
前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせるために、前記湾曲部での材料流入量のつりあい位置を縮みフランジ変形側の前記縦壁部もしくは、その縦壁部と前記フランジ部との間の前記フィレット部として、前記湾曲部での縮みフランジ変形部側からの材料流入を抑制するとともに伸びフランジ変形側からの材料流入を、前記天板部を乗り越えるほどに増加させることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項３】
前記断面形状において、前記天板部と前記縦壁部との間の前記フィレット部の曲げ半径を、前記縦壁部と前記フランジ部との間の前記フィレット部の曲げ半径の１．１〜１０倍とすることを特徴とする、請求項１または２記載のプレス成形方法。
【請求項４】
前記断面形状において、前記天板部と前記縦壁部との間の前記フィレット部で、前記つりあい位置から遠い側のフィレット部の曲げ半径を、前記つりあい位置から近い側のフィレット部の曲げ半径よりも大きくすることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載のプレス成形方法。
【請求項５】
前記断面形状において、前記つりあい位置から近い側で、前記フランジ部にビードを設けることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載のプレス成形方法。
【請求項６】
前記断面形状において、前記つりあい位置から近い側で、前記縦壁部に湾曲形状を設けることを特徴とする、請求項１から５までの何れか１項記載のプレス成形方法。
【請求項７】
前記ブランクに、引張強度が４４０〜１４７０ＭＰａの金属板を用いることを特徴とする、請求項１から６までの何れか１項記載のプレス成形方法。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか１項記載のプレス成形方法を用いて平板状のブランクから、ハット形の断面形状を有する、長手方向に沿って幅方向に湾曲した予備形状の部品をドロー成形により形成し、その予備形状の部品から前記フィレット部の曲げ半径を所定半径にするリストライク加工および、輪郭形状を所定形状にするトリム加工の少なくとも一方により、ハット形またはコの字形の断面形状を有する、長手方向に沿って幅方向に湾曲した所定形状の部品を製造することを特徴とする部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハット形またはコの字形の断面形状を有し、長手方向に沿って幅方向に湾曲した部品のプレス成形方法に関し、特には、伸びフランジ変形による割れと、縮みフランジ成形によるしわの発生を抑制するプレス成形方法に関するものである。さらに本発明は、そのプレス成形方法を用いて製造された、コの字形またはハット形の断面形状を有し、長手方向に沿って幅方向に湾曲したプレス製品としての部品にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の衝突安全性と車体の軽量化を両立するため、より高強度の金属板が求められている。しかし、金属板は引張強度が向上するほど、プレス成形性に大きく関わる延性が低下する傾向にある。そのため、素材の延性が成形性に大きく影響する張出し成形よりも、フォーム（曲げ）成形やドロー（絞り）成形が多用される傾向にある。【０００３】
ドロー成形では、先ず、成形する部品の材料となる金属板であるブランクをパンチとしわ押さえの上に載置し、ブランクの上方からダイを下降させることで、ブランクをダイとしわ押さえで押さえ、ブランクに適度な張力を負荷しながらブランクを折り曲げる。この時、ダイとしわ押さえで押さえられることで、パンチとダイの間に大きく引き込まれた材料（ブランクの一部）が部品の縦壁部を形成する。そのため、延性が乏しい材料であっても縦壁部の成形が容易となる。また、ダイとしわ押さえによりブランクの面外変形（しわ）が拘束され、縦壁部に引き込まれる材料にかかる張力を調整しやすいため、複雑な部品形状を成形しやすいという利点がある。【０００４】
一方で、複雑な形状の部品をドロー成形により製造する場合、フランジ部となる位置のブランクの端部で割れやしわが発生するという課題があり、特に図１に斜視図で示すとともに図２に平面図で示す如き、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部Ｃとその湾曲部Ｃの両端に繋がる直辺部Ｓとを有する部品ＰＴを製造する場合に問題となりやすい。【０００５】
図３は、この図１および図２に示す部品ＰＴの横断面形状を示しており、図示のようにこの部品は、幅方向中央の天板部Ｔと、その天板部Ｔの両側端部にパンチ肩フィレット部（Ｒ面部）Ｐを介して上端部が繋がる縦壁部Ｗと、それらの縦壁部Ｗの下端部にダイ肩フィレット部（Ｒ面部）Ｄを介して内側端部が繋がるフランジ部Ｆとを備えてハット形の横断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部Ｃと、その湾曲部Ｃの両端に繋がる直辺部Ｓとを有して略Ｌ字形の平面形状をなしている。【０００６】
図４は、このような部品をドロー成形する通常の金型の一例を示す断面図であり、この金型は、ブランクのフランジ部に対応する位置に配置されたしわ押さえ１と、そのしわ押さえ１の中央部の貫通孔内に昇降可能に配置されたパンチ２とを有する下型３と、パンチ２の上部を収容可能な凹部を持つダイ４を有する上型５とを備えており、この金型にあっては、プレス機に金型をセットしてしわ押さえ１を例えばプレス機のクッションピン６でパンチ２と同じ高さに弾性的に保持した状態で、ブランクをパンチ２としわ押さえ１の上に載置し、上型５を下降させてブランクの上方からダイ４を下降させると、ダイ４がブランクの両側のフランジ部をしわ押さえ１との間で挟んで押さえながらブランクとしわ押さえ１を下降させ、これによりパンチ２がブランクの中央部をそこに適度な張力を負荷しながら相対的にダイ４の凹部内に押し込んで平板状のブランクから上記部品ＰＴをドロー成形する。【０００７】
図１に示す如き部品ＰＴの天板部Ｔや縦壁部Ｗやフランジ部Ｆ等が部品ＰＴの長手方向に沿って部品ＰＴの幅方向に湾曲していると、上記ドロー成形中にダイ４としわ押さえ１との間をブランクの一部である材料が移動する際に、図２中に太い矢印で示すように、線長の過不足により、湾曲部Ｃの内側で円周方向に引き伸ばされる変形（伸びフランジ変形）ＥＦや、湾曲部Ｃの外側で逆に圧縮される変形（縮みフランジ変形）ＣＦを受ける。ブランクの端部付近で材料の延性を超えるほどの伸びフランジ変形ＥＦを受けると割れが発生し、材料の座屈耐力を超えるほどの縮みフランジ変形ＣＦを受けるとしわが発生することになり、高強度の金属板ほど問題となりやすい。【０００８】
縮みフランジ変形によるしわを抑制する方法としては、特許文献１のように縮みフランジ変形を分散する方法が知られている。また、伸びフランジ変形による割れを抑制する方法としては、特許文献２のように伸びフランジ変形を分散する方法や天板部の材料を縦壁部へ移動させることで伸びフランジ変形を緩和する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２２７９９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−０３９９５７号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１４／１０６９３２  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、高強度の金属板になるほど変形量に対して発生する応力が増加するため、金属板の座屈耐力を超える応力が発生しやすくなり、より大きなしわが発生する。また、高強度の金属板ほどしわの強度は増すため、特許文献１のようなしわを分散させる方法では十分な対策とはなりえない。そして、高強度の金属板になるほどブランク端部の延性が低下するため、特許文献２のような伸びフランジ変形の分散で防止できる割れには限度がある。【００１１】
以上のように、高強度の金属板を長手方向に沿って幅方向に湾曲した部品にプレス成形する場合に、縮みフランジ変形によるしわや伸びフランジ変形による割れを抑制するためには、縮みフランジ変形および伸びフランジ変形自体の発生を軽減させることが必要である。しかし、不適切な材料移動を発生させると天板部などの別の部位でしわ等の成形不良を引き起こしてしまうため、部品全体で材料の過不足が起きないように材料を動かさなくてはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を有利に解決する本発明のプレス成形方法は、平板状のブランクから、ハット形またはコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、
天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形またはコの字形の断面形状にドロー成形し、
そのドロー成形の際に、前記ブランクの材料を前記天板部よりも前記フランジ部から優先的に前記縦壁部に移動させる場合と比較して前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは周方向の圧縮変形を緩和させる、前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせることを特徴としている。
【００１３】
さらに、本発明のプレス成形方法においては、前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせるために、前記直辺部での材料流入のつりあい位置を前記湾曲部での伸びフランジ変形側の前記縦壁部もしくは、その縦壁部と前記フランジ部との間の前記フィレット部として、前記直辺部での縮みフランジ変形部側からの材料流入を、前記天板部を乗り越えるほど増加させる（材料移動パターンＭＡ）。
【００１４】
また、本発明のプレス成形方法においては、前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせるために、前記湾曲部での材料流入のつりあい位置を縮みフランジ変形側の前記縦壁部もしくは、その縦壁部と前記フランジ部との間の前記フィレット部として、前記湾曲部での縮みフランジ変形部側からの材料流入を抑制するとともに伸びフランジ変形側からの材料流入を、前記天板部を乗り越えるほどに増加させる（材料移動パターンＭＢ）。
【００１５】
そして、本発明の部品の製造方法は、上述した本発明のプレス成形方法を用いて平板状のブランクから、ハット形またはコの字形の断面形状を有する、長手方向に沿って幅方向に湾曲した予備形状の部品をドロー成形により形成し、その予備形状の部品から前記フィレット部の曲げ半径を所定半径にするリストライク加工および、輪郭形状を所定形状にするトリム加工の少なくとも一方により、ハット形またはコの字形の断面形状を有する、長手方向に沿って幅方向に湾曲した所定形状の部品を製造することを特徴とする。【００１６】
また、本発明の参考形態としての部品は、ハット形またはコの字形の断面形状を有し、長手方向に沿って幅方向に湾曲した部品であって、上述した本発明のプレス成形方法を用いて平板状のブランクからドロー成形されるとともに、前記フィレット部の曲げ半径を所定半径にするリストライク加工および輪郭形状を所定形状にするトリム加工の少なくとも一方により所定形状にされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のプレス成形方法によれば、平板状のブランクから、ハット形またはコの字型の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形またはコの字形の断面形状にドロー成形し、そのドロー成形の際に、ブランクの材料を天板部よりもフランジ部から優先的に縦壁部に移動させる場合と比較して湾曲部のフランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは周方向の圧縮変形を緩和させる湾曲部のフランジ部の材料移動を生じさせるので、縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生との一方または両方を抑制することができる。
【００１８】
本発明のプレス成形方法においては、引張強度が４４０〜１４７０ＭＰａの金属板をブランクに用いることとすると好ましい。この場合には高強度の金属板からなる部品のプレス成形時の縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生との一方または両方を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品を例示する斜視図である。
【図２】図１に示す長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品を示す平面図である。
【図３】図１および図２に示す部品のＡ−Ａ線に沿う横断面形状を示す断面図である。
【図４】長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をドロー成形する金型の構造を例示する断面図である。
【図５】従来のドロー成形の際の材料の移動を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態のドロー成形方法でのドロー成形の際の材料の移動状態を例示する断面図である。
【図７】上記実施形態のドロー成形方法でのドロー成形の際の材料の移動状態を例示する平面図である。
【図８】上記実施形態のドロー成形方法でのドロー成形の際の材料の移動パターンＭＡを生じさせる部品形状を例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。図４に示すような金型を用いて平板状のブランクから図１〜３に示す如き部品をドロー成形する際に、従来の方法では、図５に示すように、ブランクの材料をフランジ部Ｆから縦壁部Ｗに優先的に移動させることでハット形状を成形することが多く、天板部Ｔから縦壁部Ｗへの材料流出はフランジ部Ｆからの材料流出に比べて少ない。
【００２１】
これは天板部Ｔで張力のつりあいが起きるように金型形状を設計しているためである。パンチ肩フィレット部Ｐを形成するパンチ２の肩部（曲げ半径Ｒ１，Ｒ２を持つ部分）およびダイ肩フィレット部Ｄを形成するダイ４の肩部（曲げ半径Ｒ３，Ｒ４を持つ部分）をそれぞれ材料が通過する場合、図３の左側にパンチ肩フィレット部（Ｒ面部）Ｐについて拡大して示すように、パンチ２およびダイ４の肩部には２箇所のＲ止まり部分Ｅがあり、それらのＲ止まり部分Ｅで材料は、図５に示すように、曲げ変形Ｂと曲げ戻し変形ＢＲに伴う抵抗（曲げ・曲げ戻し抵抗）を受ける。
【００２２】
また、パンチ肩フィレット部Ｐとパンチ肩部が接触する部分では、材料はパンチ２の肩部から摩擦抵抗を受ける。フランジ部Ｆを形成する部分や縦壁部Ｗを形成する部分を通過する材料は、図５に示すように、しわ押さえ１、パンチ２およびダイ４の何れかとの接触で摩擦による流入抵抗ＤＲを受ける。金型にビードやエンボスなどの形状がある場合にはその形状に沿って材料が変形する抵抗力が発生する。さらに、フランジ部Ｆに縮みフランジ変形が起こる場合には、材料がフランジ部Ｆから縦壁部Ｗに流入する際に縮み変形が発生するため、流入抵抗が増加する。これらの抵抗がつりあう位置Ｘが天板部Ｔにあるため、天板部Ｔからの材料流出は少なく、フランジ部Ｆから優先的に材料が縦壁部Ｗに移動することになる。
【００２３】
本発明者はこの張力のつりあい位置Ｘを変えることで伸びフランジ変形による割れや縮みフランジ変形によるしわを緩和するように材料を移動させることができるのではないかと着想し、これを検討した。その結果、ある位置に対して一方の抵抗の合計をＦ１、他方の抵抗の合計をＦ２とすると、Ｆ１とＦ２が等しくなるように金型形状や摩擦抵抗を定めることで、つりあい位置Ｘを自由に決めることができることを見出した。
【００２４】
図６は、本発明の一実施形態のドロー成形方法でのドロー成形の際の材料の移動状態を例示する断面図である。この図６に示すように、平板状のブランクから、図３に示すような、ハット形またはコの字型の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部Ｃとその湾曲部の両端に繋がる直辺部Ｓとを有する部品をプレス成形する際、実施形態のドロー成形方法に従ってつりあい位置Ｘを天板部Ｔから移動させるためには、以下のような方法を用いることができる。
【００２５】
本実施形態のドロー成形方法では、例えば図４に示す構造の金型を用いて、図３に示すような、ハット形またはコの字型の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部Ｃとその湾曲部の両端に繋がる直辺部Ｓとを有する部品をプレス成形する際、先ず、曲げ半径を大きくすると曲げ・曲げ戻し抵抗を下げることができるので、パンチ２の肩部の曲げ半径Ｒ１，Ｒ２を、ダイ４の、図６の左側のＦ１側に位置する、図４では左側の肩部の曲げ半径Ｒ３の１．１〜１０倍とすることで、つりあい位置Ｘを天板部Ｔから移動しやすくすることができる。
【００２６】
ここでさらに、図６の右側のＦ２側の流入抵抗を小さくする方法や、図６の左側のＦ１側のフランジ部Ｆからの流入抵抗を増やす方法も用いることで、つりあい位置Ｘは縦壁部Ｗへ移動する。Ｆ２側の流入抵抗を小さくする方法としては、ダイ４の、図６の右側のＦ２側に位置する、図４では右側の肩部の曲げ半径Ｒ４を、ダイ４の、図６の左側のＦ１側に位置する、図４では左側の肩部の曲げ半径Ｒ３よりも１．１〜１０倍に大きくする方法や、しわ押さえ１とダイ４とで、図６の右側のＦ２側のフランジ部Ｆを弱く押さえることで摩擦抵抗を低くする方法等がある。
【００２７】
一方、Ｆ１側の流入抵抗を増やす方法としては、しわ押さえ１やダイ４に設ける図示しないビードやエンボス等を、図６の左側のＦ１側のフランジ部Ｆに設けるビードやエンボス等では、図６の右側のＦ２側のフランジ部Ｆに設けるビードやエンボス等よりも曲げ半径の小さな形状としたり、しわ押さえ１やダイ４の、図６の左側のＦ１側のフランジ部Ｆを挟む部分にだけ図示しないビードやエンボス等を設けたりする方法や、つりあい位置Ｘにおける縦壁部Ｗをその縦壁部Ｗの壁面に対する垂直方向に湾曲させることでフランジ部Ｆにあえて縮みフランジ変形を引き起こして縮み抵抗を発生させる方法、しわ押さえ１とダイ４とでＦ１側のフランジ部Ｆを強く押さえることで摩擦抵抗を高める方法等がある。上記の複数の方法を組み合わせて用いることで、よりつりあい位置Ｘは移動させやすくなる。
【００２８】
なお、曲げ半径を１．１〜１０倍とすることが好ましい理由は、１．１倍未満では抵抗の差が小さいためつりあい位置Ｘが移動しにくく、１０倍よりも大きくすると予備形状の前記フィレット部を所定形状の前記フィレット部へリストライク加工する際の材料の変形量が大きくなるため、材料の延性が不足して割れが発生する可能性が高まるからである。
【００２９】
上述した本実施形態のドロー成形方法で、パンチ２の肩部やダイ４の肩部の曲げ半径を所定の部品形状よりも大きくして予備形状の部品をプレス成形する場合には、その予備形状の部品をその後にフォーム成形やドロー成形でリストライク加工することで、部品のフィレット部Ｐやフィレット部Ｄの曲げ半径を小さく再成形して、所定半径のフィレット部を備える部品を製造することができる。
【００３０】
また、上記ドロー成形あるいはその後のリストライク加工では所定の輪郭形状が得られない場合には、さらにその後、あるいはリストライク加工と一緒に、輪郭形状を所定形状にするトリム加工を行うことで、所定輪郭形状を有する部品を製造することができる。
【００３１】
つりあい位置Ｘは、対象部品のドロー成形の実験、または有限要素法による数値解析を行うことで求めることができる。なお、曲げ・曲げ戻し抵抗の影響は、摩擦抵抗やフランジ部Ｆの縮み抵抗の影響より大きいため、簡易的には曲げ・曲げ戻し抵抗が縦壁部Ｗやフランジ部Ｆでつりあうように部品形状を決めても良い。
【００３２】
曲げ・曲げ戻し抵抗Ｆｂは、材料の降伏強度σｅと、板厚ｔと、曲げ半径Ｒとを用いた以下の数式から算出することができる。
Ｆｂ＝σe×ｔ／（２*（０．５*ｔ＋Ｒ））
【００３３】
本発明者はつりあい位置Ｘを決める上記の方法を発見したことで、図７に示すように、伸びフランジ変形と縮みフランジ変形の一方もしくは両方を抑制するための理想的な材料の動きを発生させる方法を見出すことができた。
【００３４】
この方法は、少なくとも、成形する部品の幅方法に縦壁部Ｗが湾曲した中央部の湾曲部Ｃの両端に繋がる直辺部Ｓで、伸びフランジ変形ＥＦ側の縦壁部Ｗもしくはその縦壁部Ｗとフランジ部Ｆとの間のフィレット部につりあい位置Ｘを定めて材料移動パターンＭＡを発生させる。なお、さらに中央部の湾曲部Ｃで、縮みフランジ変形ＣＦ側の縦壁部Ｗもしくはその縦壁部Ｗとフランジ部Ｆとの間のフィレット部につりあい位置Ｘを定めて材料移動パターンＭＢを発生させると好ましい。
【００３５】
通常のドロー成形ではフランジ部Ｆからの材料流入が抑制されるとパンチ２の肩部やダイ４の肩部での成形が厳しくなるが、本実施形態では天板部Ｔからの材料流出があるためパンチ２の肩部やダイ４の肩部での成形は緩和される。
【００３６】
材料移動パターンＭＡでは、図７では左側の縮みフランジ変形ＣＦ側のフランジ部Ｆや縦壁部Ｗ、パンチ肩フィレット部Ｐでの材料移動が増えるため、湾曲部Ｃの図７では左側の縮みフランジ変形ＣＦ側のフランジ部Ｆは引張り変形を受ける。逆に、材料移動パターンＭＡの図７では右側の伸びフランジ変形ＥＦ側のフランジ部Ｆからの材料移動は減少するため、湾曲部Ｃの図７では右側の伸びフランジ変形ＥＦ側のフランジ部Ｆを引っ張られにくくなる。
【００３７】
材料移動パターンＭＢでは、湾曲部Ｃの湾曲形状に沿った円周方向に材料を引き込みながら図７では右側の伸びフランジ変形ＥＦ側のフランジ部Ｆや縦壁部Ｗ、天板部Ｔの材料が図７では左側の縮みフランジ変形ＣＦ側に大きく移動するため、伸びフランジ変形が緩和される。また、縮みフランジ変形ＣＦ側のフランジ部Ｆへの材料移動が少なくなるので、縮みフランジ変形の発生が抑制される。
【００３８】
本実施形態のプレス成形方法によれば、ハット型の断面形状を有する幅方向に湾曲した部品だけでなく、フランジ部Ｆに位置する材料をすべて縦壁部Ｗの成形に用いることで、コの字型の横断面形状を有する幅方向に湾曲した部品も成形することができる。
【００３９】
ブランクの素材とする金属板は、引張強度が４４０〜１４７０ＭＰａであることが好ましい。引張強度が４４０ＭＰａ未満の金属板は、延性や絞り成形性に優れているため、本実施形態のドロー成形方法を用いる利点が少ない。また、１４７０ＭＰａを超える金属板は、延性が乏しいため、本実施形態のドロー成形方法では対象としていないパンチ２の肩部やダイ４の肩部での割れが発生しやすくなり、部品のドロー成形が困難になる可能性がある。
【００４０】
表１は、２７０、４４０、９８０、１１８０および１４７０ＭＰａ級鋼板の各種仕様を示している。また、表２は、表１に示す２７０、４４０、９８０、１１８０および１４７０ＭＰａ級鋼板を供試材として使用し、図１〜３に示すハット断面形状の部品を用いて、従来法による比較例と本実施形態の方法による実施例とで検証を行った結果を示す。
【００４１】
つりあい位置Ｘを変化させるため、フィレット部の半径を、湾曲部Ｃでは表３、湾曲部に繋がる直辺部Ｓでは表４のようにした。ここで、パンチ肩とダイ肩のフィレット部のうち、縮みフランジ変形ＣＦに近い側の半径をそれぞれＲ１およびＲ３、伸びフランジ変形ＥＦに近い側の半径をそれぞれＲ２およびＲ４とした。ビードには曲げ半径が８ｍｍの丸ビードを用いた。
【００４２】
なお、上記検証で縮みフランジ変形ＣＦを用いて材料移動パターンＭＡを発生させる場合には、図８に示すような、縮みフランジ変形ＣＦを生じる付加湾曲部ＡＣが直辺部Ｓにさらに繋がる部品形状を用いており、今回の実施例では、その縮みフランジ変形ＣＦを生じる付加湾曲部ＡＣの縦壁を曲率半径２００ｍｍの湾曲形状とした。但し、材料移動パターンＭＡを発生させる形状は、特にこの形状に限定されるものではない。
【００４３】
【表１】
0006028956.tif 000002
【００４４】
【表２】
0006028956.tif 000003
【００４５】
【表３】
0006028956.tif 000004
【００４６】
【表４】
0006028956.tif 000005
【００４７】
従来法はつりあい位置Ｘが天板部Ｔとなる一般的なドロー成形とした。成形品の評価は目視で行い、フランジ部に発生したしわと割れに対してそれぞれ表５と表６に示す基準により○、△、×の３段階で評価した。
【００４８】
【表５】
0006028956.tif 000006
【００４９】
【表６】
0006028956.tif 000007
【００５０】
検証の結果、２７０ＭＰａ級鋼板では従来のドロー成形方法でも本実施形態のドロー成形方法でもしわや割れが発生せずに成形できた。４４０ＭＰａ以上の鋼板の場合、従来のドロー成形方法では顕著な割れとしわが発生したが本実施形態のドロー成形方法では割れとしわの発生を防ぐことができた。
【００５１】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜に変更することができ、例えばドロー成形に用いる金型は、図４に示す構造に代えて、ダイ４を左右の肩部と凹部とで別部材とした構造のものとしたり、パンチ２の肩部の曲げ半径を大きくして左右のフィレット部Ｐの上端部が曲面状の天板部Ｔと繋がるようにドロー成形するものとしたりすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
かくして本発明のプレス成形方法およびそのプレス成形方法を用いた部品の製造方法によれば、平板状のブランクから、ハット形またはコの字型の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形またはコの字形の断面形状にドロー成形し、そのドロー成形の際に、ブランクの材料を天板部よりもフランジ部から優先的に縦壁部に移動させる場合と比較して湾曲部のフランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは周方向の圧縮変形を緩和させる湾曲部のフランジ部への材料移動を生じさせるので、縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生との一方または両方を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  しわ押さえ
２  パンチ
３  下型
４  ダイ
５  上型
６  クッションピン
Ｃ  湾曲部
ＣＦ  縮みフランジ変形
Ｄ  ダイ肩フィレット部
ＥＦ  伸びフランジ変形
Ｆ  フランジ部
Ｐ  パンチ肩フィレット部
Ｒ１〜Ｒ４  曲げ半径
Ｓ  直辺部
Ｔ  天板部
Ｗ  縦壁部
Ｘ  つりあい位置
【要約】
【課題】高強度の金属板から幅方向に湾曲した部品をプレス成形する際の縮みフランジ変形によるしわの発生および伸びフランジ変形による割れの発生を抑制することにある。
【解決手段】平板状のブランクから、ハット形またはコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するに際し、天板部と、その天板部の両側端部にフィレット部を介して上端部が繋がる縦壁部と、それらの縦壁部の下端部にフィレット部を介して内側端部が繋がるフランジ部と、を備えるハット形の断面形状を経てハット形またはコの字形の断面形状にドロー成形し、そのドロー成形の際に、前記湾曲部の前記フランジ部に発生する周方向の引張変形もしくは周方向の圧縮変形を緩和させる前記湾曲部の前記フランジ部の材料移動を生じさせることを特徴とするプレス成形方法である。
【選択図】図６【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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