(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法において、
前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、
前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α1と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α2との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α2＜α1に設定されており、
前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を縮める圧縮ひずみを、前記第２成形工程において前記線長を伸ばす変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ0[mm]、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をL[mm]、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔεmaxとすると、前記α1と前記α2が下式（１）を満たすことを特徴とする請求項１記載のプレス成形方法。
【数１】
0005861749.tif 000021
【請求項３】
溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凹となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法において、
前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、
前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α1と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α2との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α2＜α1に設定されており、
前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を伸ばす引張りひずみを、前記第２成形工程において前記線長を縮める変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項４】
前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ0[mm]、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をL[mm]、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔεmaxとすると、前記α1と前記α2が下式（２）を満たすことを特徴とする請求項３記載のプレス成形方法。
【数２】
0005861749.tif 000022
【請求項５】
前記第１成形工程をフォーム成形で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項６】
前記第１成形工程をドロー成形で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項７】
前記溝形状部における溝底部にパンチ底部を有する成形品を成形する場合において、前記第１成形工程はブランクにおける前記パンチ底部に相当する部位をパッドで押えてプレス成形を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項８】
前記一対の縦壁部のいずれか一方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項９】
前記一対の縦壁部の両方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項１０】
湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における金型軸方向の一部においてα2＜α1に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項１１】
湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα2＜α1に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項１２】
湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における湾曲する前記フランジ部を成形する部位のみにα2＜α1に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項１３】
湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα2＜α1に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸又は凹となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形とは、その対象物である材料（ブランク）に金型を押し付けることにより、金型の形状をブランクに転写して加工を行う方法のことである。プレス成形においては、プレス成形品を金型から取り出した後に、そのプレス成形品内の残留応力が弾性回復することによって起こる形状不良、いわゆるスプリングバックが発生し、所望の形状とは異なってしまう問題がしばしば発生する。
【０００３】
スプリングバックがどの程度生じるかについては、主に材料の強度に大きく影響される。昨今では、特に自動車業界を中心に、自動車車体の軽量化の観点から車体部品に高強度な鋼板を使用する傾向が強くなっており、このような材料の高強度化に伴いスプリングバックの生じる程度が大きくなっている。
このため、スプリングバック後の形状を設計形状に近づけるために、生産現場では熟練者によって金型を幾度も修正して、トライアル＆エラーを重ねなければならず、その結果、生産期間が長期化してしまう。
したがって、スプリングバックを効果的に低減できる方法を開発することは、自動車の開発期間やコストを削減する上でもますます重要な課題であると言える。
【０００４】
スプリングバックの低減には、その発生原因である応力のコントロールが必要不可欠である。
応力をコントロールしてスプリングバックを低減するものとして、例えば特許文献1に記載の「薄鋼板のプレス成形用金型装置」がある。特許文献１は、ハット断面部品をフォーム成形する際に、フランジ部に凸ビードを設けた金型でプレス成形する方法である。この方法は、下死点直前でブランクが凸ビードにロックされてブランクの縦壁部に引張変形が付与され、縦壁部の反りの原因であった板厚方向の応力差が解消されるというものである。
【０００５】
また、他の例として、パンチの外周に設置されたブランクホルダに窪みを設けた金型で成形する方法が特許文献２に提案されている。この方法は、成形中、ブランクホルダの窪みにブランク端部が入り込み、さらに成形が進むとブランク端部が窪み内壁に引っ掛かって拘束された状態となる。このため、ブランクが外へ流出しなくなるので、下死点直前でブランクの縦壁部に面内圧縮応力を付与することができ、板厚方向の応力差が解消されるというものである。
【０００６】
さらに、他の例として、特許文献３において、「縦壁部とフランジ部との交差部と湾曲部の曲率中心とを結ぶ水平線を含み高強度鋼板と垂直な平面内で、前記水平線に対するフランジ部の角度がα１になるまでフランジ部を交差部で折り曲げ加工する第１成形工程と、前記平面内で、前記水平線に対するフランジ部の角度がα２になるまで、前記第１成形工程後のフランジ部を交差部で追加折り曲げ加工する第２成形工程とを有し、α1−α2で表される追加曲げ角βを所定の範囲にする」（特許文献３の段落［００１６］〜［００１７］参照）プレス成形方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０９００２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−９９７００号公報
【特許文献３】特許第５３８２２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法では、成形された部品のフランジ部にビード形状が残ってしまうため、組立工程において他部品との溶接時に不具合が生じる可能性がある。そのため、ビード形状が残存する部分をカットするか、あるいは製品内にビード形状が入らないようにブランク長さを長くとる必要がある。
【０００９】
また、特許文献１、２は、スプリングバックによって特定の断面に生じる形状変化のみに対する対策である。しかし、実際の部品では捩れや曲がりといった部品全体に生ずる３次元的なスプリングバックが問題となる場合も多く、特許文献１、２はこのような問題に対する充分な対策とはなり得ない。
【００１０】
他方、特許文献３のプレス成形方法では、成形部品にビード形状が残らず、また成形部品全体の捩れや反りを低減できるという効果が期待される。
しかしながら、特許文献３に開示されたものは、第１成形工程において「縦壁部とフランジ部との交差部と湾曲部の曲率中心とを結ぶ水平線を含み高強度鋼板と垂直な平面内で、前記水平線に対するフランジ部の角度がα１になるまでフランジ部を交差部で折り曲げ加工する」としており、成形部品は特許文献３の図１、図３等に示されるような水平面内で湾曲する部品に限定されたものである。
そのため、本願発明が対象としている「溝形状部を有し、該溝形状部を形成する縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸又は凹となるように湾曲する、いわゆる上反り、下反りの湾曲フランジ部を有する成形品」については適用することができない。
【００１１】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、上記のようなフランジ部が上反り、又は下反りの湾曲フランジ部を有する成形品について、製品形状を変えることなく、捩れや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減できるプレス成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は上記課題を解決するため、図３３および図３４に示すような成形品（上凸成形品１２１、下凸成形品１２７）を成形した際に生じるスプリングバックについて、その発生メカニズム等について検討した。
上凸成形品１２１、下凸成形品１２７は、いずれも溝底部１２３ａと縦壁部１２３ｂからなる溝形状部１２３、及び面外に湾曲するフランジ部１２５を有している。なお、面外に湾曲するフランジ部１２５は、図３３に示す上凸成形品１２１の場合には、フランジ部１２５が溝底部１２３ａ側に凸（上凸）となるように湾曲する形状となり、図３４に示す下凸成形品１２７の場合には、フランジ部１２５が溝底部１２３ａ側に凹（下凸）となるように湾曲する形状となる。
【００１３】
従来、上凸成形品１２１をフォーム成形する場合、例えば図３５に示すダイ１４３とパンチ１４５を用い、また下凸成形品１２７をフォーム成形する場合には、例えば図３６に示すダイ１４９とパンチ１５１を用い、図３７に示すようにブランク２１を挟み込むことによって成形していた。
図３８は上凸成形品１２１を従来方法で成形した場合のブランク端（フランジ端）の線長の変化を説明する説明図であり、図３９は下凸成形品１２７を成形する場合についての同様の説明図である。
図３８（ａ）及び図３９（ａ）は、それぞれ成形後（下死点）での上凸成形品１２１及び下凸成形品１２７の断面図であり、図３８（ｂ）及び図３９（ｂ）はブランク２１（図３７参照）を側面視したときの成形前後のブランク端（フランジ端）の線長変化を説明する図である。
なお、図３８（ｂ）及び図３９（ｂ）において、成形前におけるブランクの線長を細線で示し、成形後におけるフランジ端の線長を太線で示している。また、図３８及び図３９において、黒点Ｏは上凸成形品１２１及び下凸成形品１２７の湾曲中心である。
【００１４】
上凸成形品１２１の場合、図３８に示すように、成形後のフランジ端の曲率半径は成形前のブランクに比べて小さくなり軸線方向の線長が短くなる（A0B0→A1B1）。つまり、フランジ部１２５は縮みフランジ変形となり、下死点では長手方向に圧縮応力が残存する。
一方、下凸成形品１２７の場合、図３９に示すように、成形後のフランジ端の曲率半径は、成形前のブランクに比べて大きくなり軸線方向の線長が長くなる（C0D0→C1D1）。つまり、フランジ部１２５は伸びフランジ変形となり下死点では長手方向に引張応力が残存する。
【００１５】
フランジ部１２５の応力は離型時に解放され、上凸成形品１２１のフランジ部１２５では伸び変形、下凸成形品１２７のフランジ部１２５では縮み変形となる。その結果、上凸成形品１２１の場合（図４０（ａ）参照）、下凸成形品１２７の場合（図４０（ｂ）参照）のいずれの場合も湾曲曲率が小さくなる（曲率半径が大きくなる）ようなハネ変形が生ずる。
なお、図４０は、離型後の上凸成形品１２１及び下凸成形品１２７を３次元形状測定器で測定し、その後、CADソフトウェア上で測定形状の長手方向中央の断面が、目標とする製品形状の同断面と一致するように位置合わせを行って図示したものであり、実線が目標製品形状を示し、点線が測定形状を示している。
【００１６】
また、フランジ部が片側のみにある製品形状、縦壁の左右両側の角度が異なる製品形状、縦壁の左右の高さが異なる製品形状、左右のフランジ幅が異なる製品形状などを成形する場合などでは、離型時の応力開放によって捩れが生じてしまう（図１６参照）。
【００１７】
以上のように、面外に湾曲したフランジ部を有する成形品ではフランジ部における残留応力が離型時に解放され、これによって成形品全体にハネや捩れを与えるスプリングバックを生じさせている。このことから、このような成形品では、フランジ部の残留応力の低減が成形品のスプリングバック低減に非常に重要であると言える。
そこで、発明者らは、フランジ部の残留応力を低減する方法について検討し、プレス成形過程において、ブランク材を製品形状に成形する際にフランジ部に生ずる線長変化よりも大きな変化を与え、その後にフランジ部の線長を製品形状に戻すような成形をすることが有効であるとの知見を得た。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
【００１８】
（１）本発明に係るプレス成形方法は、溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法において、
前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、
前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α1と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α2との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α2＜α1に設定されており、
前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を縮める圧縮ひずみを、前記第２成形工程において前記線長を伸ばす変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするものである。
【００１９】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ0[mm]、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をL[mm]、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔεmaxとすると、前記α1と前記α2が下式（１）を満たすことを特徴とするものである。
【００２０】
【数１】
0005861749.tif 000002
【００２１】
（３）また、本発明に係るプレス成形方法は、溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凹となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法において、
前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、
前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α1と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α2との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α2＜α1に設定されており、
前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を伸ばす引張りひずみを、前記第２成形工程において前記線長を縮める変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするものである。
【００２２】
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ0[mm]、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をL[mm]、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δεの上限値をΔεmaxとすると、前記α1と前記α2が下式（２）を満たすことを特徴とするものである。
【００２３】
【数２】
0005861749.tif 000003
【００２４】
（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記第１成形工程をフォーム成形で行うことを特徴とするものである。
【００２５】
（６）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記第１成形工程をドロー成形で行うことを特徴とするものである。
【００２６】
（７）また、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記溝形状部における溝底部にパンチ底部を有する成形品を成形する場合において、前記第１成形工程はブランクにおける前記パンチ底部に相当する部位をパッドで押えてプレス成形を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
（８）また、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のものにおいて、前記一対の縦壁部のいずれか一方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とするものである。
【００２８】
（９）また、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のものにおいて、前記一対の縦壁部の両方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とするものである。
【００２９】
（１０）また、上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のものにおいて、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における金型軸方向の一部においてα2＜α1に設定されていることを特徴とするものである。
【００３０】
（１１）また、上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のものにおいて、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα2＜α1に設定されていることを特徴とするものである。
【００３１】
（１２）また、上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のものにおいて、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における湾曲する前記フランジ部を成形する部位のみにα2＜α1に設定されていることを特徴とするものである。
【００３２】
（１３）また、上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のものにおいて、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合において、
前記第１の金型と前記第２の金型における前記α1と前記α2の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα2＜α1に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明においては、第１溝形状成形部における縦壁成形部と第１フランジ成形部の成す角度が、第２溝形状成形部における縦壁成形部と第２フランジ成形部の成す角度よりも大きく設定されており、第１成形工程においてフランジ部に生じた長手方向の線長を縮める圧縮ひずみを、第２成形工程において線長を伸ばす変形を与えることで圧縮ひずみを戻すように成形することにより、製品形状を変えることなく、捩れや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法（上凸形状、フォーム成形）の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る第１の金型（上凸形状、フォーム成形）の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る第２の金型（上凸形状、フォーム成形）の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図である（その１）。
【図５】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図である（その２）。
【図６】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法の他の態様に関するメカニズムの説明図である（その３）。
【図７】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法に対する比較例に関するメカニズムの説明図である（その４）。
【図８】本発明の実施の形態２に係る第１の金型の斜視図（下凸形状、フォーム成形）である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る第２の金型の斜視図（下凸形状、フォーム成形）である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図である（その１）。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図である（その２）。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法の他の態様に関するメカニズムの説明図である（その３）。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法の比較例に関するメカニズムの説明図である（その４）。
【図１４】本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法（上凸形状、フォーム成形、パッド有り）の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態４の成形対象である成形品（フランジ幅の異なるもの）の説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態４で解決しようとする課題の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態４に係る第１の金型（上凸形状、フォーム成形、片側のみ適用）の斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法（上凸形状、フォーム成形、片側のみ適用）の説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態５に係る第１の金型（上凸形状、ドロー成形）の斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態５に係るプレス成形方法（上凸形状、ドロー成形）の説明図である。
【図２１】本発明を適用可能な製品形状の例である（その１）。
【図２２】本発明を適用可能な製品形状の例である（その２）。
【図２３】本発明の実施例１に係る成形対象の成形品（上凸形状）の説明図である。
【図２４】本発明の実施例２に係る成形対象の成形品（下凸形状）の説明図である。
【図２５】本発明の実施例３に係るプレス成形方法（上凸形状、ドロー成形、パッド付き）の説明図である。
【図２６】本発明の実施例３に係る従来のプレス金型（上凸形状、ドロー成形）の説明図である。
【図２７】本発明の実施例３に係る従来のプレス成形方法（上凸形状、ドロー成形）の説明図である。
【図２８】本発明の実施例４に係る第１の金型（下凸形状、ドロー成形）の斜視図である。
【図２９】本発明の実施例４に係る従来のプレス金型（下凸形状、ドロー成形）の説明図である。
【図３０】本発明の実施例５に係る成形対象の成形品（フランジ部が傾斜しているもの）の説明図である。
【図３１】本発明の実施例６に係る成形対象の成形品（フランジ幅の異なるもの）の説明図である。
【図３２】本発明の実施例７に係る第１の金型（上凸形状、ドロー成形、中央部のみ適用）の斜視図である。
【図３３】本発明の成形対象である上凸成形品の斜視図である。
【図３４】本発明の成形対象である下凸成形品の斜視図である。
【図３５】本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス金型（上凸形状）の斜視図である。
【図３６】本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス金型（下凸形状）の斜視図である。
【図３７】本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法の説明図である。
【図３８】本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法（上凸形状）によるスプリングバックの発生メカニズムの説明図である。
【図３９】本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法（下凸形状）によるスプリングバックの発生メカニズムの説明図である。
【図４０】本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法（上凸形状及び下凸形状）によるスプリングバックの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法について説明する前に、本発明方法が成形対象としている成形品について、図３３に基づいて説明する。
本発明方法が対象としている成形品は、図３３に示すように、長手方向に延びる溝形状部１２３と、溝形状部１２３の両側にフランジ部１２５を有し、軸方向の中央部が溝底部１２３ａ側に凸（上凸）となるように湾曲した上凸成形品１２１である。
なお、溝形状部１２３は、溝底部１２３ａと、溝底部１２３ａの両側に設けられた一対の縦壁部１２３ｂとで形成されている。
【００３６】
上記のような上凸成形品１２１を成形するに際して、本発明の一実施例の形態に係るプレス成形方法は、製品形状に成形する場合よりも大きな線長変化がフランジ部に生じる中間形状を有する中間品を成形する第１成形工程と、第１成形工程で成形された中間品を製品形状である上凸成形品１２１に成形する第２成形工程を備えている。
上記の第1工程と第２工程はそれぞれ個別の金型（第１の金型１及び第２の金型３）を用いてプレス成形を行うので、まず第１の金型１及び第２の金型３について図１〜図３に基づいて説明する。
【００３７】
〔金型の説明〕
＜第１の金型＞
第１の金型１は、第１成形工程に用いる金型であり、図２に示す通り第１ダイ５と第１パンチ７を備えている。
第１ダイ５は、上凸成形品１２１（図３３参照）の溝形状部１２３を成形する第１ダイ側溝形状成形部５ａと、第１ダイ側溝形状成形部５ａの両側に形成されて、上凸成形品１２１のフランジ部１２５を成形する第１ダイ側フランジ成形部５ｂとを備えている。
【００３８】
第１パンチ７は、第１ダイ側溝形状成形部５ａと協働して上凸成形品１２１の溝形状部１２３を形成する第１パンチ側溝形状成形部７ａと、第１ダイ側フランジ成形部５ｂと協働して上凸成形品１２１のフランジ部１２５を成形する第１パンチ側フランジ成形部７ｂとを備えている。
【００３９】
第１ダイ側溝形状成形部５ａと第１パンチ側溝形状成形部７ａとが第１の金型１の第１溝形状成形部９であり、第１ダイ側フランジ成形部５ｂと第１パンチ側フランジ成形部７ｂとが第１の金型１の第１フランジ成形部１１である。
第１溝形状成形部９における縦壁成形部と第１フランジ成形部１１の交差部１０を通り、交差部１０におけるフランジ部１２５の曲率と同一曲率を有する湾曲面１２と、第１フランジ成形部１１の成す角度（以下、「第１傾斜角度α1」という）は所定の大きさに設定されている（図２中のＡ−Ａ矢視断面図参照）。
【００４０】
＜第２の金型＞
第２の金型３は、第２成形工程に用いる金型であり、図３に示す通り第２ダイ１３と第２パンチ１５を備えている。
第２ダイ１３は、第１ダイ側溝形状成形部５ａと同形状の第２ダイ側溝形状成形部１３ａと、第２ダイ側溝形状成形部１３ａの両側に形成されて、フランジ部１２５を製品形状に成形する第２ダイ側フランジ成形部１３ｂとを備えている。
【００４１】
第２パンチ１５は、第１パンチ側溝形状成形部７ａと同形状の第２パンチ側溝形状成形部１５ａと、第２ダイ側フランジ成形部１３ｂと協働してフランジ部１２５を製品形状に成形する第２パンチ側フランジ成形部１５ｂとを備えている。
【００４２】
第２ダイ側溝形状成形部１３ａと第２パンチ側溝形状成形部１５ａとが第２の金型３の第２溝形状成形部１７であり、第２ダイ側フランジ成形部１３ｂと第２パンチ側フランジ成形部１５ｂとが第２の金型３の第２フランジ成形部１９である。
【００４３】
第２溝形状成形部１７における縦壁成形部と第２フランジ成形部１９の交差部１８を通り、交差部１８におけるフランジ部１２５の曲率と同一曲率を有する湾曲面２０と第２フランジ成形部１９の成す角度（以下、「第２傾斜角度α2」という）は所定の大きさに設定されている（図３中のＢ−Ｂ矢視断面図参照）。
上述したように、第１溝形状成形部９と第２溝形状成形部１７は同形状であるので、第１金型における湾曲面１２と、第２金型における湾曲面２０は同一の湾曲面である。
【００４４】
なお、以下の説明において、第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2は、上述した湾曲面（湾曲面１２及び湾曲面２０）を基準として、該湾曲面から溝底部側を負、その反対側を正とする。
第２傾斜角度α2は、第１傾斜角度α1よりも小さくなるように（第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2）設定されている。このように設定することで、第１の金型１によって大きな線長変化がフランジ部に生じる中間形状を成形し、第２の金型３によって中間形状を製品形状である上凸成形品１２１に成形することができる。なお、この点については、以下において詳細に説明する。
【００４５】
〔プレス成形方法〕
以上のように構成された第１の金型１及び第２の金型３を用いた本実施の形態に係るプレス成形方法を、第１の金型１及び第２の金型３の動作と共に図１に基づいて説明する。
＜第１成形工程＞
第１成形工程は、第１の金型１を用いて、上凸成形品１２１をブランク２１から中間形状の中間品にプレス成形する工程である。
まず、図１（ａ）に示すように第１パンチ７にブランク２１を載置しプレス成形する（図１（ｂ）参照）。こうすることで、溝形状部１２３が第１溝形状成形部９によって製品形状と同形状に成形されると共に、フランジ部１２５の傾斜角度が第１傾斜角度α1に成形される。
【００４６】
＜第２成形工程＞
第２成形工程は、第２の金型３を用いて、中間形状から製品形状にプレス成形する工程である。
図１（ｃ）に示すように、第２パンチ１５に中間形状の上凸成形品１２１を載置しプレス成形する（図１（ｄ）参照）。こうすることで、溝形状部１２３が第２溝形状成形部１７で挟持されると共に、フランジ部１２５の傾斜角度が第２フランジ成形部１９によって傾斜角度が第２傾斜角度α2と同一に成形される。
【００４７】
以上のような本発明方法のメカニズムについて、成形中のフランジ部１２５の端部の線長変化に着目して、図４及び図５に基づいて説明する。
図４（ａ）は、第１成形工程の下死点（第１下死点）及び第２成形工程の下死点（第２下死点）での上凸成形品１２１の断面図であり、図４（ｂ）はブランク２１（上凸成形品１２１）を側面視したときのブランク端（フランジ端）の線長変化を示す図である。
図４（ａ）において、第１下死点におけるフランジ部１２５を破線で示し、第２下死点におけるフランジ部１２５を実線で示しており、第１下死点におけるフランジ部１２５は片側のみ図示している。
【００４８】
図４（ａ）において、第１下死点におけるフランジ部１２５の傾斜角度は第１傾斜角度α1になっており、第２下死点におけるフランジ部１２５の傾斜角度は第２傾斜角度α2になっている。
図４（ａ）において、縦壁部１２３ｂとフランジ部１２５との交差部の曲率中心をＯ0、曲率半径をρ0（mm）、第１下死点でのフランジ端の曲率中心をＯ1、曲率半径をρ1（mm）、第２下死点でのフランジ端の曲率中心をＯ2、曲率半径をρ2（mm）、製品形状のフランジ幅をＬ（mm）とする。
図４（ｂ）において、成形前における線長を細実線、第１下死点における線長を破線、第２下死点における線長を太実線でそれぞれ示している。
【００４９】
図５（ａ）は、成形中にフランジ部１２５に生ずる応力とひずみの関係を示した応力−ひずみ線図であり、縦軸が応力σを表し、横軸がひずみεを表している。図５（ａ）において、応力値が正の場合は引張応力であることを意味し、負の場合は圧縮応力であることを意味している。
図５（ｂ）は図５（ａ）のグラフの傾き（ひずみの変化量と該ひずみの変化量に対する応力との勾配dσ/dε）を表すグラフであり、横軸がひずみεを表し、縦軸がひずみに対する応力の勾配dσ/dεを表している。
【００５０】
成形中のフランジ部１２５の線長変化の態様は、第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2の場合と、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2の場合とで異なるため、まず第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2の場合について説明する。
第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2の場合、フランジ部１２５は第１成形工程において、図４（ｂ）に示すように、長手方向の線長が短くなり（A0B0→A1B1）、これによって図５（ａ）に示すように圧縮ひずみを受ける。
その後、第２成形工程において、図４（ｂ）に示すようにフランジ部１２５の長手方向の線長は僅かに長くなり（A1B1→A2B2）、これによって図５（ａ）に示すように第１成形工程で受けた圧縮ひずみが引張側へ（第１下死点からの）ひずみ戻し量Δεだけ戻されて、第１成形工程で付与された圧縮応力が大きく低減される。この例では、図５（ａ）に示すように、圧縮応力から引張応力に転じている。
【００５１】
このように、本発明は、僅かなひずみの戻りに対して応力が敏感に大きく変化する特徴を利用したものであり、上凸成形品１２１に対して、第１成形工程において、一旦、製品形状よりもフランジ線長が短くなる成形を行い、その後、第２成形工程において僅かに線長を長くする成形を行う。
これによりフランジ部１２５において、第１成形工程で生じた長手方向の線長を縮める圧縮ひずみが、線長を僅かに伸ばす変形を与える第２成形工程によって戻されることになり、これに伴い圧縮応力が低減される。結果として、残留応力が低減され、これによってスプリングバックが低減される。
【００５２】
上述したひずみ戻し量Δεは、第１下死点でのフランジ端の曲率半径ρ1及び第２下死点でのフランジ端の曲率半径ρ2を下式(3)及び式(4)で表す（図４（ａ）参照）と共に、曲率半径の変化量Δρ（＝ρ2−ρ1）を用いると、下式(5)で表される。
【００５３】
【数３】
0005861749.tif 000004
【００５４】
【数４】
0005861749.tif 000005
【００５５】
なお、式(5)を第１傾斜角度α1で整理すると下式(6)で表される。
【００５６】
【数５】
0005861749.tif 000006
【００５７】
上記は、図４（ａ）に示すように第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2がいずれも正である場合について説明したが、図６（ａ）に示すように第１傾斜角度α1が正で第２傾斜角度α2が負の場合や、いずれも負である場合であっても第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2であればフランジ部１２５の線長変化は上述したとおりであり、フランジ部１２５の圧縮応力の低減効果が得られる。
また、第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2であれば、第１傾斜角度α1＝0°であってもよく、第２傾斜角度α2＝0°（製品形状のフランジ部１２５が傾斜なし）であってもよい。
【００５８】
一方、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2の場合、図７（ｂ）に示すように、第１成形工程ではフランジ部１２５の長手方向の線長は短くなり（A0B0→A1B1）、圧縮ひずみを受ける。その後、第２成形工程でフランジ部１２５が製品形状に成形される際、フランジ部１２５の長手方向の線長はさらに短くなる（A1B1→A2B2）。よって、ひずみの戻りはなく圧縮応力の低減効果は得られず、スプリングバックが低減されない。
なお、図７（ａ）では第１傾斜角度α1が負で第２傾斜角度α2が正である場合について説明したが、第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2の正負に関わらず、例えば第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2がいずれも正である場合であっても、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2であれば同様である。
【００５９】
次に、第１傾斜角度α1の好適な範囲について勾配dσ/dεを示す図５（ｂ）に基づいて検討したので、以下これについて説明する。
【００６０】
図５（ｂ）に示すように、第１下死点からのひずみ戻し量Δεが小さい領域では勾配dσ/dεは大きいが、ひずみ戻し量Δεが大きい領域では勾配dσ/dεは小さくなっている。このことから、ひずみ戻し量Δεが小さい領域ではひずみεの変化量に対する応力σの変化量は大きく、ひずみ戻し量Δεが大きい領域ではひずみεの変化量に対する応力σの変化量が小さくなることが分かる。
ひずみ戻し量Δεが大きい領域ではひずみεを変化させてもその変化量に対する応力σの変化量は小さくスプリングバックを変化させる効果は小さくなる。
【００６１】
他方、第１傾斜角度α1を大きくすると、製品形状に戻すための第２傾斜角度α2も大きくなってひずみ戻し量Δεが大きい場合、第１成形工程での圧縮ひずみ量が増加することから、フランジ部１２５にしわが発生してしまう場合がある。
したがって、スプリングバックを変化させるのに効果的で、且つしわを抑制できるΔεには上限値が存在し、この上限値ΔεmaxとするとΔεの範囲は下式(7)で表される。
【００６２】
【数６】
0005861749.tif 000007
【００６３】
式(7)を式(6)に代入して第１傾斜角度α1について整理した上、フランジ部１２５の圧縮応力の低減効果を得るためには第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2であることを考慮すると、第１傾斜角度α1の範囲は下式(1)で表される。
【００６４】
【数７】
0005861749.tif 000008
【００６５】
Δεmaxとしては、例えば、実験的にしわ発生限界を求めると、ブランク２１のヤング率をE[MPa]、ブランク２１の引張強さをσTS[MPa]とすると4σTS/Eで与えられる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態では、上凸成形品１２１を成形するに際して、第１成形工程において、一旦、製品形状よりもフランジ線長が短くなる成形を行い、第２成形工程において僅かに線長を長くする成形を行うことにより、フランジ部１２５において第１成形工程で生じたひずみが第２成形工程で僅かに戻されることになり、これに伴い圧縮応力が低減されることで結果として残留応力が低減され、これによってスプリングバックが低減される。
また、第１傾斜角度α1を式(1)の範囲内で調整することで、しわを発生させることなく、スプリングバック量をコントロールできる。
【００６７】
［実施の形態２］
実施の形態１では軸方向の中央部が溝底部１２３ａ側に凸（上凸）形状である上凸成形品１２１（図３３参照）のプレス成形について説明したが、本実施の形態では図３４に示すような軸方向の中央部が溝底部１２３ａ側に凹（下凸）形状である下凸成形品１２７のプレス成形について説明する。
【００６８】
下凸成形品１２７は、第１ダイ２５と第１パンチ２７からなる第１の金型２３（図８参照）及び、第２ダイ３１と第２パンチ３３からなる第２の金型２９（図９参照）を用いてプレス成形される。第１の金型２３及び第２の金型２９は、実施の形態１の第１の金型１及び第２の金型３（図２及び図３参照）と、湾曲の方向が異なること以外は同様であるので、図８及び図９において、図２及び図３と同様のものについては同様の符号を付している。
【００６９】
下凸成形品１２７は、実施の形態１の上凸成形品１２１の場合とフランジ部１２５の線長変化の態様が異なるので、この点について図１０及び図１１に基づいて説明する。
成形中のフランジ部１２５の線長の変形は、第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2の場合と、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2の場合とで異なるため、まず第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2の場合について説明する。
第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2の場合、図１０（ｂ）に示すように、第１成形工程において、フランジ部１２５の長手方向の線長は長くなり（C0D0→C1D1）、これによって図１１（ａ）に示すように引張ひずみが生ずる。
第２成形工程においては、図１０（ｂ）に示すように、フランジ部１２５の長手方向の線長は僅かに短くなる（C1D1→C2D2）、これによって図１１（ａ）に示すように第１成形工程で生じた引張ひずみが圧縮側へ戻されて引張応力が低減される。図１１（ａ）に示す例では、引張応力から圧縮応力に転じている。
【００７０】
第１下死点でのフランジ端の曲率半径ρ1及び第２下死点でのフランジ端の曲率半径ρ2を第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α２を用いて表すと、下式(8)及び式(9)のようになる。
【００７１】
【数８】
0005861749.tif 000009
【００７２】
第２成形工程でフランジ部１２５に付与されるひずみ戻し量Δεは、曲率半径の変化量Δρ（＝ρ1−ρ2）を用いて、下式(10)で表される。
【００７３】
【数９】
0005861749.tif 000010
【００７４】
よって、第１傾斜角度α1は下式(11)で表される。
【００７５】
【数１０】
0005861749.tif 000011
【００７６】
なお、上記は、図１０に示すように第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2がいずれも正である場合について説明したが、図１２に示すように第１傾斜角度α1が正で第２傾斜角度α2が負の場合や、いずれも負である場合であっても、第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2であればフランジ部１２５の線長の変形態様は同様であり、フランジ部１２５の引張応力の低減効果が得られる。
また、実施の形態１の場合と同様に、第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2であれば、第１傾斜角度α1＝0°であってもよく、第２傾斜角度α2＝0°（製品形状のフランジ部１２５が傾斜なし）であってもよい。
【００７７】
一方、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2の場合、図１３に示すように、第１成形工程ではフランジ部１２５の長手方向の線長は長くなり（C0D0→C1D1）、引張ひずみを受ける。その後、第２成形工程でフランジ部１２５が製品形状に成形される際、フランジ部１２５の長手方向の線長はさらに長くなる（C1D1→C2D2）。よって、ひずみの戻りはなく、引張応力の低減効果は得られず、スプリングバックの低減効果も得られない。この点は、図１３に示したように第１傾斜角度α1が負で第２傾斜角度α2が正である場合のみならず、第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2がいずれも正である場合、第１傾斜角度α1及び第２傾斜角度α2がいずれも負である場合であっても、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2であれば同様である。
【００７８】
実施の形態１の場合と同様に第１傾斜角度α1の範囲について応力ひずみ線図の勾配dσ/dεに基づいて検討したので、以下に説明する。
勾配dσ/dεは、実施の形態１の場合と同様に、第１下死点からのひずみ戻し量Δεが小さい領域ではひずみεの変化に対する応力σの変化量は大きいが、ひずみ戻し量Δεが大きい領域ではひずみεの変化に対する応力σの変化量は小さくなる（図１１（ｂ）参照）。
【００７９】
ひずみ戻し量Δεが大きい領域ではひずみεを変化させてもその変化量に対する応力σの変化量は小さくスプリングバックを変化させる効果は小さくなる。
【００８０】
他方、第１傾斜角度α1を大きくしたことにより、製品形状に戻すため第２傾斜角度α２も大きくなって、ひずみ戻し量Δεが大きい場合、第１成形工程での引張ひずみ量が増加することから、フランジ部１２５に割れが発生してしまう場合がある。また、ひずみ戻し量Δεが大きい場合、第２成形工程でしわが発生する場合がある。
したがって、スプリングバックを変化させるのに効果的で、且つ割れやしわを抑制できるΔεには上限値が存在し、この上限値ΔεmaxとするとΔεの範囲は、実施の形態１の場合と同様に下式(7)で表される。
【００８１】
【数１１】
0005861749.tif 000012
【００８２】
上述したようにフランジ部１２５の引張応力の低減効果を得るためには第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2であることが前提であり、この前提と上式(7)及び式(11)より、第１傾斜角度α1の範囲は下式(2)で表される。
【００８３】
【数１２】
0005861749.tif 000013
【００８４】
なお、第１傾斜角度α1を大きくすると、製品形状に戻すための第２傾斜角度α2も大きくなってひずみ戻し量Δεが大きい場合、第２成形工程での圧縮ひずみ量が増加して、フランジ部１２５にしわが発生してしまう場合がある。
しわを抑制できるΔεの上限値Δεmaxとしては、例えば、実験的にしわ発生限界を求めると、ブランク２１のヤング率をE[MPa]、ブランク２１の引張強さをσTS[MPa]とすると4σTS/Eで与えられる。
【００８５】
以上のように、下凸成形品１２７に対して、第１成形工程において、一旦、製品形状よりもフランジ部１２５の線長が長くなる成形を行い、第２成形工程においてその線長を僅かに短くする成形を行うことにより、フランジ部１２５において、第１成形工程で生じた引張りひずみが、第２成形工程で僅かに戻されることになり、これに伴い引張応力が低減される。結果として、残留応力が低減され、これによってスプリングバックが低減される。
また、第１傾斜角度α1を式(2)の範囲内で調整することで、割れやしわを発生させることなく、スプリングバック量をコントロールできる。
【００８６】
［実施の形態３］
実施の形態１及び実施の形態２では、第１の金型は第１ダイと第１パンチからなるものを例に挙げて説明したが、第１成形工程開始時からブランクをパッドで押さえるようにしてもよい。こうすることで、第１成形工程においてブランクがずれてしまうことを確実に防止することができる。
【００８７】
このようなパッドを用いる金型の一例として第１の金型３５を図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す。第１の金型３５の第１ダイ３７は、パッド３９を有する点以外は図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示す第１の金型１の第１ダイ５と同様のものである。そのため、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、第１の金型３５のパッド３９以外の部分には図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２と同一の符号を付している。
パッド３９は、第１ダイ３７に対して出没可能に設けられており、第１パンチ７と協働してブランク２１の溝底部に相当する部位を挟持する。
なお、第２成形工程（図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）参照）では、実施の形態１と同様に、図３に示すものと同様の第２の金型３を使用する。
【００８８】
なお、上記では上凸成形品１２１のプレス成形について説明したが、下凸成形品１２７のプレス成形についても同様にパッド付きの第１の金型を用いることができる。
【００８９】
［実施の形態４］
実施の形態１〜実施の形態３では一対の縦壁部１２３ｂの両方のフランジ部１２５においてひずみの戻しを与える例を説明したが、一方のフランジ部１２５についてのみひずみの戻りを与えるような成形を行うようにしてもよい。
このような成形は、例えば、図１５の断面図で示した成形品４１のように、両方のフランジ部１２５の幅が異なるものを成形する場合に有効である。
成形品４１を通常のフォーム成形で成形した場合、両方のフランジ部１２５の幅が異なるため、下死点においてフランジ部１２５に蓄積される残留応力（成形品４１が上凸形状である場合、圧縮応力）が異なり、成形品４１に作用するモーメントのバランスがくずれ、離型後には図１６に示すような捩れ変形が発生してしまう。なお、図１６において、成形品４１の離型前の形状を破線で示し、離型後の形状を実線で示している。
そこで、両方のフランジ部１２５における残留応力をバランスさせるために、一方のフランジ部１２５について本発明で提案しているひずみの戻りを与えるような成形をする。
【００９０】
このような成形を行うために第１成形工程で用いる金型の一例を図１７に示す。図１７に示す第１の金型４３は図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示す第１の金型１の一部を変更した例であり、図１７において第１の金型１と同一部分には同一の符号を付している。
第１の金型４３は、第１下死点において、成形品４１のフランジ幅の長い方のフランジ部１２５のみを第１傾斜角度α1に成形できるように構成されている。
なお、第２成形工程では実施の形態１と同様の第２の金型３（図１（ｃ）、図１（ｄ）及び図３参照）を用いる。
【００９１】
上記の第１の金型４３及び第２の金型３を用いたプレス成形方法について図１８に基づいて説明する。
第１成形工程では、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、第１の金型４３を用いてフランジ幅が広い方のフランジ部１２５のみをその傾斜角度が第１傾斜角度α1と同一角度になるように成形し、第２成形工程では、図１８（ｃ）及び図１８（ｄ）に示すように、第２の金型３を用いて該フランジ部１２５を製品形状に成形する。第２下死点において、フランジ幅が広いフランジ部１２５はひずみが戻されて圧縮応力が低減される。このとき、従来方法で行った場合には、フランジ幅が広いフランジ部１２５に多く蓄積される残留応力を、フランジ幅が狭いフランジ部１２５に蓄積される残留応力とバランスさせることが可能となり、第２下死点での成形品４１のモーメントがバランスされ、離型後の捩れ変形が低減できる。
なお上記では、フランジ幅が広い方のフランジ部１２５にひずみの戻りを与えるような成形を施した例を示したが、両方のフランジ部１２５でモーメントがバランスされればよく、場合によってはフランジ幅が短い方に本発明の成形を施したり、両方のフランジ部１２５に本発明の成形を施してもよい。
なお、本実施の形態の成形方法は、成形品が上凸形状、下凸形状に関わらず適用できる。
【００９２】
［実施の形態５］
実施の形態１〜実施の形態４では第１成形工程をフォーム成形で行う例を示したが、第１成形工程をドロー成形で行ってもよい。
この場合、第１成形工程では、例えば図１９に示す第１の金型４９を用いる。なお、第１の金型４９は、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示す第１の金型１の一部を変更したものであり、図１９において、第１の金型１と同一部分には同一の符号を付してある。
第１の金型４９は、上凸成形品１２１を成形するためのものであり、ダイ５１とパンチ５３とブランクホルダ５５からなる。
第１溝形状成形部９は、ダイ５１とパンチ５３によって実現され、第１フランジ成形部１１はダイ５１とブランクホルダ５５によって実現され、第１フランジ成形部１１の第１傾斜角度α1は、実施の形態１の第１の金型１のものと同一角度に設定されている。
【００９３】
ダイ５１は、第１の金型１の第１ダイ５と同形状のものが利用できる。
パンチ５３はブランクホルダ５５に対して別動可能に設けられており、パンチ５３の上部がダイ５１に挿入されることで、溝形状部１２３を成形する。
ブランクホルダ５５はパンチ５３の両側に設けられ、ダイ５１と協働してブランク２１を挟持すると共に、フランジ部１２５を成形する。
なお、第２成形工程では実施の形態１と同様の第２の金型３（図１（ｃ）、図１（ｄ）及び図３参照）を用いて行う。
【００９４】
第１の金型４９を用いた第１成形工程について図２０に基づいて説明する。
まず、ブランク２１を図２０（ａ）に示すようにパンチ５３の上面に載置し、該ブランク２１を図２０（ｂ）に示すようにダイ５１とブランクホルダ５５で挟持する。この状態でパンチ５３を図２０（ｃ）に示すように上動させることで、上凸成形品１２１が中間形状に成形される（図２０（ｄ）参照）
【００９５】
このように第１の金型４９を用いてドロー成形された場合の上凸成形品１２１の中間形状は、第１金型１を用いてフォーム成形で成形された場合（図１）の中間形状と若干の違いはあるが、第１の金型４９の第１フランジ成形部１１の第１傾斜角度α1が第１の金型１のものと同一角度に設定されているので、第１金型１を用いて成形された場合と同様に第２成形工程でのフランジ部１２５のひずみの戻し効果は得られる。
【００９６】
なお、本発明の効果が得られる成形品の製品形状としては上凸又は下凸になるように湾曲するフランジ部を有し、かつ溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に前記フランジ部を有する形状であればよい。図２１に、本発明を適用可能な成形品の製品形状の断面の例を複数示し、各断面について以下に説明する。
図２１（ａ）〜図２１（ｆ）は、縦壁部の両方にフランジ部を有するものである。図２１（ａ）、（ｄ）は縦壁部が垂直になっているものである。図２１（ｂ）、（ｅ）は上述した成形品（上凸成形品１２１、下凸成形品１２７）と同様に縦壁部が傾斜しているものである。図２１（ｃ）、（ｆ）は両縦壁部が傾斜して頂部に平坦部のない形を形成しているものである。図２１（ｃ）、（ｆ）の断面を成形するには、先端がＲになっているパンチを使用するとよい。
図２１（ｇ）〜図２１（ｉ）は、縦壁部のいずれか一方のみのフランジ部を有するものである。
【００９７】
また、図２２に例を示すように、フランジ部のみが上凸又は下凸方向に湾曲するものであってもよい。
なお、図２１および図２２において、フランジ部の幅、長さ、高さ位置ついて制限はない。フランジ左右の幅、長さが異なってもよい。
【００９８】
上記では、第２成形工程は、第２ダイを下動させて第２パンチに近づけるものを例に挙げたが、第２パンチと第２ダイが相対的に近づけばどちらを動かしてもよく、第２パンチを第２ダイに近づけるようにしてもよい。
【００９９】
また、上記において、第１の金型の第１ダイと第１パンチの上下を入れ替える、または第２の金型の第２ダイと第２パンチの上下を入れ替える、または第１の金型の第１ダイと第１パンチの上下を入れ替えてかつ第２の金型の第２ダイと第２パンチの上下を入れ替えるようにしてもよく、いずれにおいても同様の効果が得られる。
【０１００】
上記ではダイが上下動可能なものを例に挙げたが、金型の移動方向は上下方向に限られず、例えば、ダイ及びパンチを横向きにして、横向きに移動させるようにしてもよい。
【０１０１】
なお、上記では、第１溝形状成形部と第２溝形状成形部は同形状であるものを例に挙げて説明したが、第１溝形状成形部と第２溝形状成形部は異なる形状であってもよい。また、第１溝形状成形時にビードを設けて、第２溝形状成形部で押し潰すようにしてもよい。
【０１０２】
上記の説明では、湾曲するフランジ部が成形品の軸方向の一部に設けられている成形品をプレス成形する場合についての説明であって、かつ、第１の金型と第２の金型における第１傾斜角度α1と第２傾斜角度α2の関係が、第１の金型と第２の金型の全長に亘って第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2に設定されているものについての説明であった。
しかし、本発明はこのようなものに限られず、上述した第１傾斜角度α1と第２傾斜角度α2の関係が、第１の金型と第２の金型における湾曲するフランジ部を成形する部位のみに第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるように設定されていてもよい（後述の実施例７及び図３２参照）。
【０１０３】
また、上記の説明は、湾曲するフランジ部が成形品の軸方向の一部に設けられている成形品をプレス成形する場合についての説明であったが、湾曲するフランジ部が成形品の軸方向全長に亘って設けられている成形品をプレス成形する場合についても、本発明は適用できる。
この場合、第１の金型と第２の金型における湾曲するフランジ部を成形する部位のみに第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるように設定されていてもよく、あるいは全長に亘って第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるように設定されていてもよい。
【実施例１】
【０１０４】
本発明のプレス成形方法による作用効果について確認するための実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
まず、実験方法について概説する。実験は、第１傾斜角度α1の影響を確認するため、第１の金型１（図２参照）の第１傾斜角度α1を変えて第１成形工程を行い（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）、第２の金型３（図３参照）で第２成形工程を行い（図１（ｃ）及び図１（ｄ）参照）、成形された上凸成形品１２１のスプリングバック量を比較するというものである。
【０１０５】
成形対象となる上凸成形品１２１は、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、製品長さが1000mm、湾曲方向の高さが30mm、溝底部１２３ａの幅が20mm、フランジ部１２５の幅が25mm、縦壁部１２３ｂとフランジ部１２５の交差部の曲率半径が1000mmである。ブランクは590MPa級材（引張強さσTS=590MPa）と1180MPa級材（引張強さσTS=1180MPa）を使用した。ブランクの板厚はともに1.2mmで、ヤング率はともに210000MPaとした。プレス機には1000tonf油圧プレス機を用いた。
第１傾斜角度α1の上限値は、式(1)のΔεmaxが4σTS/Eで与えられるものとして計算した結果、590MPa級材を用いた場合で26.4°であり、1180MPa級材を用いた場合で61.6°であった。
【０１０６】
実験は、４つのプレス成形条件のグループ（グループ１〜グループ４）について行った。
まず、各グループについて詳細に説明する。
【０１０７】
グループ１は590MPa級材をパッドなしで成形したグループであり、本発明例１、本発明例２、従来例１、比較例１及び比較例２の成形を行った。
本発明例１及び本発明例２は、第１傾斜角度α1の範囲を、式(1)を満たすようにした場合である。
従来例１は、図３５に示すプレス金型１４１（第１傾斜角度α1＝0°）を用いて１工程のフォーム成形（図３７参照）で行う成形である。
比較例１は第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合の成形であり、比較例２は第１傾斜角度α1の上限値（26.4°）を超えた場合の成形である。
【０１０８】
グループ２は590MPa級材をパッドありで成形したグループであり、本発明例３及び従来例２の成形を行った。
本発明例３はパッドを用いたこと以外は本発明例２と同様であり、従来例２はパッドを用いたこと以外は従来例１と同様である。
本発明例３は、第１の金型を用いて第１成形工程（図１４（ａ）及び図１４（ｂ）参照）を行い、第２の金型３の第２傾斜角度α2を0°として第２成形工程を行った。
従来例２は、通常のパンチ（第１傾斜角度α1＝0°）及びパッド付きダイを用いてフォーム成形を行った。
【０１０９】
グループ３は、1180MPa級材を用いたこと以外はグループ１と同様であり、グループ４は1180MPa級材を用いたこと以外はグループ２と同様である。
【０１１０】
成形された上凸成形品１２１は３次元形状測定器で測定した。その後、CADソフトウェア上で測定形状の長手方向中央の断面が、製品形状の同断面と一致するように位置合わせを行った後、部品端における測定形状と製品形状のZ座標差異（ハネ量Δz、図４０参照）を算出し、このハネ量Δzをスプリングバックによるハネ変形の指標とした。
ハネ量Δzは、正ならば部品が上方にハネ変形したことを、負ならば部品が下方にハネ変形したことを意味し、絶対値が小さければスプリングバックが少ないことを意味する。
【０１１１】
表１に各プレス成形条件、第１傾斜角度α1の上限値、及び各プレス成形条件で成形された上凸成形品１２１の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）等｝をまとめたものを示す。
【０１１２】
【表１】
0005861749.tif 000014
【０１１３】
表１に示す通り、グループ１〜グループ４における本発明例１〜６はいずれもしわは発生せず、ハネ量Δzは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、ハネを低減させることができた。
一方、比較例１のように第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、ハネ量Δzは従来例１のハネ量Δzとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例３についても同様で、従来例３とほぼ変わらない結果である。
また、比較例２及び比較例４では、第１傾斜角度α1が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。
【０１１４】
以上のように、上凸成形品１２１について本発明方法を適用して第１傾斜角度α1を式(1)の範囲内としてプレス成形することで、しわを発生させることなく、スプリングバックを低減させることができた。
また、従来例２と本発明例３、従来例４と本発明例６との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明の成形方法を実施することでスプリングバックを低減することができた。
【実施例２】
【０１１５】
実施例１は上凸成形品１２１を成形する場合についての説明であったが、下凸成形品１２７を成形する場合の効果を確認する具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
成形対象となる下凸成形品１２７の形状は、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示すように、下凸であること以外は、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示す上凸成形品１２１の形状と同様である。ブランクやプレス機は上記実施例１と同様のものを用いた。
プレス成形条件としては、実施例１のグループ１〜グループ４に対応するグループ５〜グループ８とした。
本発明例７、本発明例８、本発明例１０、本発明例１１及び比較例５〜比較例８は、図８に示す第１の金型２３を用いて第１成形工程を行い、図９に示す第２の金型２９の第２傾斜角度α2を0°として第２成形工程を行った。
比較例５〜比較例８は、第１傾斜角度α1を式(2)で表される第１傾斜角度α1の範囲外として成形したものである。
なお、第１傾斜角度α1の上限値は、上式(2)よりΔεmaxが4σTS/Eで与えられるものとして計算した結果、590MPa級材を用いた場合で28.5°であり、1180MPa級材を用いた場合で75.2°であった。
スプリングバックの評価方法は、上記実施例１と同様である。
【０１１６】
表２に各プレス成形条件、第１傾斜角度α1の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）等｝をまとめたものを示す。
【０１１７】
【表２】
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【０１１８】
表２に示す通り、グループ５〜グループ８において本発明例７〜１２はいずれもしわは発生せず、ハネ量Δzは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、ハネを低減させることができた。
一方、比較例５のように第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、ハネ量Δzは従来例５のハネ量Δzとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例７についても同様で、従来例７と変わらない結果である。
また、比較例６では、第１傾斜角度α1が上限値を超えたため、第２成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。また、比較例８では第１成形工程で割れが発生した。
【０１１９】
以上のように、下凸成形品１２７について本発明方法を適用して第１傾斜角度α1を式(2)の範囲内としてプレス成形することで、しわを発生させることなく、スプリングバックを低減させることができた。
また、従来例６と本発明例９、および従来例８と本発明例１２との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明の成形によりスプリングバックを低減することができた。
【実施例３】
【０１２０】
実施例１および実施例２は、第１成形工程をフォーム成形によって行った場合についての説明であったが、第１成形工程をドロー成形によって行った場合の効果について確認する実験を行ったので、その結果について説明する。
成形対象となる製品形状は上記実施例１（図２３参照）と同様に上凸成形品であり、ブランクおよびプレス機は実施例１及び実施例２と同様のものを用いた。
【０１２１】
プレス成形条件としては、実施例１のグループ１〜グループ４に対応するグループ９〜グループ１２とした。
本発明例１３、本発明例１４、本発明例１６、本発明例１７、比較例９〜比較例１２は、図１９に示す第１の金型４９を用いて第１成形工程を行い、図３に示す第２の金型３の第２傾斜角度α2を0°として第２成形工程を行った。ただし、比較例９〜比較例１２は、第１傾斜角度α1が式(1)で規定される範囲外となるように成形したものである。
本発明例１５及び本発明例１８は、図２５に示すパッド３９付きの第１の金型７５を用いて第１成形工程を行い、図３に示す第２の金型３の第２傾斜角度α2を0°として第２成形工程を行った。
【０１２２】
従来例９及び従来例１１は、図２６に示すプレス金型７９を用いて１工程のドロー成形で上凸成形品１２１の成形を行った（図２７参照）。
なお、第１傾斜角度α1の上限値は実施例１と同様であり、590MPa級材を用いた場合で26.4°であり、1180MPa級材を用いた場合で61.6°であった。
スプリングバックの評価方法は、上記実施例１および実施例２と同様である。
【０１２３】
表３に各プレス成形条件、第１傾斜角度α1の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）等｝をまとめたものを示す。
【０１２４】
【表３】
0005861749.tif 000016
【０１２５】
表３に示す通り、グループ９〜グループ１２において本発明例１３〜１８はいずれもしわは発生せず、ハネ量Δzは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、ハネを低減させることができた。
一方、比較例９のように第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、ハネ量Δzは従来例９のハネ量Δzとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例１１についても同様である。
また、比較例１０及び比較例１２では、第１傾斜角度α1が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。
【０１２６】
以上のように、上凸成形品１２１について本発明方法を適用して第１成形工程をドロー成形で、第１傾斜角度α1を式(1)の範囲内としてプレス成形することで、しわを発生させることなく、スプリングバックを低減させることができた。
また、従来例１０と本発明例１５、および従来例１２と本発明例１８との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明の成形によりスプリングバックを低減することができた。
【実施例４】
【０１２７】
上記実施例３では上凸成形品１２１のドロー成形について説明したが、下凸成形品１２７のドロー成形について実施例３と同様の実験を行ったので、以下に説明する。
成形対象となる製品形状は上記実施例２（図２４参照）と同様であり、ブランクおよびプレス機は上記実施例１〜実施例３と同様のものを用いた。
【０１２８】
プレス成形条件としては、実施例２のグループ５〜グループ８に対応するグループ１３〜グループ１６とした。
本発明例１９、本発明例２０、本発明例２２、本発明例２３及び比較例１３〜比較例１６は、図２８に示す第１の金型８７を用いて第１成形工程を行い、図９に示す第２の金型３３の第２傾斜角度α2を0°として第２成形工程を行った。ただし比較例１３〜比較例１６は、式(2)で表される第１傾斜角度α1の範囲外の成形である。
【０１２９】
従来例１３及び従来例１５は、図２９に示すプレス金型９５を用いて１工程のドロー成形で下凸成形品１２７の成形を行った。
なお、第１傾斜角度α1の上限値は実施例２と同様であり、590MPa級材を用いた場合の上式(2)より28.5°であり、1180MPa級材を用いた場合の第１傾斜角度α1の上限値は75.2°であった。
スプリングバックの評価方法は、上記実施例１〜実施例３と同様である。
【０１３０】
表４に各プレス成形条件、第１傾斜角度α1の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）等｝をまとめたものを示す。
【０１３１】
【表４】
0005861749.tif 000017
【０１３２】
表４に示す通り、グループ１３〜グループ１６において本発明例１９〜２４はいずれもしわは発生せず、ハネ量Δzは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、ハネを低減させることができた。
一方、比較例１３のように第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、従来例１３のハネ量と変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例１５についても同様で、従来例１５とほぼ変わらない結果である。
また、比較例１４及び比較例１６では、第１傾斜角度α1が上限値を超えたため、第２成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。
【０１３３】
以上のように、下凸成形品１２７について本発明方法を適用して第１成形工程をドロー成形で、第１傾斜角度α1を式(2)の範囲内としてプレス成形することで、しわを発生させることなく、スプリングバックを低減させることができた。
また、従来例１４と本発明例２１、および従来例１６と本発明例２４との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明の成形によりスプリングバックを低減することができた。
【実施例５】
【０１３４】
上記実施例１〜実施例４は、製品形状のフランジ部が傾斜していないものを成形する場合についての説明であったが、本実施例では製品形状のフランジ部が傾斜したものを成形する場合について具体的な実験を行ったので、その結果について説明する。
【０１３５】
本実施例の成形対象となる成形品１０３の断面図を図３０に示す。成形品１０３は、フランジ部１２５（幅25mm）が、図３０に示すように、水平線に対し正の方向（縦壁部とフランジ成形部とのなす角度が大きくなる方向）に+5°傾斜していること以外は、上記実施例１および実施例３の上凸成形品１２１（図２３参照）と同様である。
【０１３６】
実験方法は上記実施例３と同様であり、第１の金型４９（図１９参照）を用いてドロー成形により第１成形工程を行い、第２傾斜角度α2＝5°のフォーム成形用のプレス金型を用いて第２成形工程を行い製品形状に成形した。
ブランクは1180MPa級材を用い、プレス機は上記実施例１〜実施例４と同様のものを用いた。なお、第１傾斜角度α1の上限値は74.7°であった。
【０１３７】
本発明例２５及び本発明例２６は、第１傾斜角度α1の範囲を式(1)を満たすようにした場合の成形である。
従来例１７は、フランジ成形部が5°傾斜したプレス金型（第１傾斜角度α1＝5°）を用いて１工程のドロー成形で行う成形である。
比較例１７は第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合の成形であり、比較例１８は第１傾斜角度α1の上限値（74.7°）を超えた場合の成形である。
スプリングバックの評価方法は、上記実施例１〜実施例４と同様である。
【０１３８】
表５に各プレス成形条件、第１傾斜角度α1の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）等｝をまとめたものを示す。
【０１３９】
【表５】
0005861749.tif 000018
【０１４０】
表５に示す通り、本発明例２５及び本発明例２６ではしわは発生せず、ハネ量Δzは従来例１７より小さくなり、ハネを低減させることができた。
一方、比較例１７のように、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、ハネ量Δzは従来例のハネ量Δzとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。
また、第１傾斜角度α1を80°とした比較例１８では第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。
これらの結果より、傾斜したフランジ部１２５を有する成形品１０３においても本発明の効果が確認できた。
【実施例６】
【０１４１】
上記実施例１〜実施例５は、フランジ幅が両側で同じものを成形する場合の説明であったが、本実施例ではフランジ幅が両側で異なるものを成形する場合の効果について実験を行ったので、その結果について説明する。
【０１４２】
図３１に成形対象となる成形品４１の断面図を示す。成形品４１は、上凸形状であり、図３１に示すように、一方のフランジ部１２５の幅が30mm、他方のフランジ部１２５の幅が20mmであり、その他の形状は上記実施例１及び実施例３の上凸成形品１２１（図２３参照）と同様である。
ブランクは上記1180MPa級材を用いた。プレス機は上記実施例１〜実施例５と同様のものを用いた。
ひずみの戻しは、フランジ幅が30mmの方のフランジ部１２５に適用するものとした。なお、第１傾斜角度α1の上限値は47.1°であった。
【０１４３】
本発明例２７〜本発明例３０、比較例１９及び比較例２０は、図１８に示す第１の金型４３を用いてフランジ幅の長いフランジ部１２５が第１傾斜角度α1と同一角度となるように第１成形工程を行い（図１８（ａ）及び図１８（ｂ）参照）、図３に示す第２の金型３を用いて第２成形工程を行った（図１８（ｃ）及び図１８（ｄ）参照）。ただし、第２傾斜角度α2を0°とした。また、比較例１９及び比較例２０はいずれも第１傾斜角度α1が式(1)で表される第１傾斜角度α1の範囲外の成形である。比較例１９は第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合の成形であり、比較例２０は第１傾斜角度α1の上限値を超えた場合の成形である。
従来例１８は、図３５に示すプレス金型１４１を用いて１工程のフォーム成形を行った。
【０１４４】
成形品４１では、両方のフランジ幅が異なるため下死点での成形品４１の両方のフランジ部１２５のモーメントのバランスがくずれ、離型時にハネに加え捩れ変形を与えるスプリングバックが発生する。そこで本実施例では捩れの評価のために、成形品４１の端部における測定形状と製品形状の溝底部１２３ａの傾斜角度差異（捩れ角度θ（°）、図１６参照）を算出した。
【０１４５】
表６に各プレス成形条件、第１傾斜角度α1の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、捩れ角度θ（°）等｝をまとめたものを示す。
【０１４６】
【表６】
0005861749.tif 000019
【０１４７】
表６に示す通り、いずれの本発明例においても、しわの発生は見られなかった。第１傾斜角度α1の増加に伴い、捩れ角度は変化し、第１傾斜角度α1=40°で逆方向の捩れ角度となった。また第１傾斜角度α1=30°で捩れ角度は最小となった。
一方、比較例１９のように、第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、捩れ角度θは、従来例１８の捩れ角度θとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。
また、比較例２０では、第１傾斜角度α1が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。
これらの結果より、フランジ幅が両側で異なる成形品４１のプレス成形においても本発明の効果が確認され、捩れの低減にも本発明は有効であることが示された。
【実施例７】
【０１４８】
上記実施例１〜実施例６では、成形品の軸方向の中央部に湾曲するフランジ部が設けられ、かつ第１の金型と第２の金型におけるフランジ部成形部の軸方向全長に亘って第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるようにした第１の金型と第２の金型を用いてプレス成形する場合についてのものであった。
本実施例では、成形品の軸方向の中央部のみに湾曲するフランジ部が設けられ、中央部の軸方向両側には傾斜するが湾曲はしていないフランジ部が設けられている成形品をプレス成形する場合であって、第１の金型と第２の金型における湾曲するフランジ部を成形する部位のみに第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるように構成した第１の金型と第２の金型を用いた実験を示すものである。
【０１４９】
第１成形工程では図３２に示す第１の金型１０５を用い、第２成形工程では図３に示す第２の金型３の第２傾斜角度α2を0°として用いた。
第１の金型１０５は、実施例３で用いた第１の金型４９（図１９参照）の一部を変更したものであり、軸方向の中央部のみ第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるように構成されている。なお、図３２において、第１の金型４９と同様のものには同一の符号を付している。
【０１５０】
成形対象となる製品形状、ブランク、プレス機及びプレス成形条件は上記実施例３と同様である。
プレス成形条件としては、実施例３のグループ９〜グループ１２に対応するグループ１１９〜グループ２２とした。
本発明例３３、本発明例３４、本発明例３６、本発明例３７、比較例２１〜比較例２４は、図３２に示す第１の金型を用いて第１成形工程を行い、図３に示す第２の金型３を用いて第２成形工程を行った。ただし比較例２１〜比較例２４は、第１傾斜角度α1が式(1)で規定される第１傾斜角度α1の範囲外になるように成形したものである。
【０１５１】
従来例１９及び従来例２１は、図２６に示すプレス金型７９を用いて１工程のドロー成形で上凸成形品１２１の成形を行った。
なお、第１傾斜角度α1の上限値は実施例１及び実施例３と同様であり、590MPa級材を用いた場合の上式(1)より26.4°であり、1180MPa級材を用いた場合の第１傾斜角度α1の上限値は61.6°であった。
スプリングバックの評価方法は、上記実施例１〜実施例５と同様である。
【０１５２】
表７に各プレス成形条件、第１傾斜角度α１の取り得る上限値、および該各プレス成形条件で成形された成形品の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）｝を示す。
【０１５３】
【表７】
0005861749.tif 000020
【０１５４】
表４に示す通り、グループ１９〜グループ２２において本発明例３３〜３８はいずれもしわは発生せず、ハネ量Δzは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、ハネを低減させることができた。
一方、比較例２１のように第１傾斜角度α1＜第２傾斜角度α2とした場合、従来例１９のハネ量とほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例２３についても同様で、従来例２１とほぼ変わらない結果である。
また、比較例２２及び比較例２４では、第１傾斜角度α1が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。
【０１５５】
以上のように、軸方向中央部のみに湾曲するフランジ部が設けられた上凸成形品について、軸方向の中央部のみ第１傾斜角度α1＞第２傾斜角度α2となるようにした場合であっても、第１傾斜角度α1を式(1)の範囲内としてプレス成形することで、しわを発生させることなく、スプリングバックを低減させることができた。
また、従来例２０と本発明例３５、および従来例２２と本発明例３８との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明の方法によりスプリングバックを低減することができた。
【符号の説明】
【０１５６】
１  第１の金型（実施の形態１）
３  第２の金型（実施の形態１）
５  第１ダイ
５ａ  第１ダイ側溝形状成形部
５ｂ  第１ダイ側フランジ成形部
７  第１パンチ
７ａ  第１パンチ側溝形状成形部
７ｂ  第１パンチ側フランジ成形部
９  第１溝形状成形部
１０  交差部
１１  第１フランジ成形部
１２  湾曲面
１３  第２ダイ
１３ａ  第２ダイ側溝形状成形部
１３ｂ  第２ダイ側フランジ成形部
１５  第２パンチ
１５ａ  第２パンチ側溝形状成形部
１５ｂ  第２パンチ側フランジ成形部
１７  第２溝形状成形部
１８  交差部
１９  第２フランジ成形部
２０  湾曲面
２１  ブランク
２３  第１の金型（実施の形態２）
２５  第１ダイ
２５ａ  第１ダイ側溝形状成形部
２５ｂ  第１ダイ側フランジ成形部
２７  第１パンチ
２７ａ  第１パンチ側溝形状成形部
２７ｂ  第１パンチ側フランジ成形部
２９  第２の金型（実施の形態２）
３１  第２ダイ
３１ａ  第２ダイ側溝形状成形部
３１ｂ  第２ダイ側フランジ成形部
３３  第２パンチ
３３ａ  第２パンチ側溝形状成形部
３３ｂ  第２パンチ側フランジ成形部
３５  第１の金型（実施の形態３）
３７  第１ダイ
３９  パッド
４１  成形品（フランジ幅の異なるもの）
４３  第１の金型（実施の形態４）
４５  第１ダイ
４７  第１パンチ
４９  第１の金型（実施の形態５）
５１  ダイ
５３  パンチ
５５  ブランクホルダ
６１  成形品（フランジ部のみ上凸）
６３  成形品（フランジ部のみ下凸）
７５  第１の金型（実施例３）
７７  第１ダイ
７９  プレス金型（実施例３、従来例）
８１  ダイ
８３  パンチ
８５  ブランクホルダ
８７  第１の金型（実施例４）
８９  ダイ
９１  パンチ
９３  ブランクホルダ
９５  プレス金型（実施例４、従来例）
９７  ダイ
９９  パンチ
１０１  ブランクホルダ
１０３  成形品（フランジ部が傾斜しているもの）
１０５  プレス金型（実施例７）
１０７  ダイ
１０９  パンチ
１１１  ブランクホルダ
１２１  上凸成形品
１２３  溝形状部
１２３ａ  溝底部
１２３ｂ  縦壁部
１２５  フランジ部
１２７  下凸成形品
１４１  プレス金型（従来例その１）
１４３  ダイ
１４５  パンチ
１４７  プレス金型（従来例その２）
１４９  ダイ
１５１  パンチ
【要約】
【課題】フランジ部が上反り、又は下反りの湾曲フランジ部を有する成形品について、製品形状を変えることなく、捩れや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減できるプレス成形方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るプレス成形方法は、溝底部側に凸に湾曲、または、溝底部側に凹に湾曲するフランジを有する成形品を、第１の金型を用いて第１成形工程を行い、第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、第１溝形状成形部９における縦壁成形部と第１フランジ成形部１１の成す角度が、第２溝形状成形部１７における縦壁成形部と第２フランジ成形部１９の成す角度よりも大きく設定されており、第１成形工程においてフランジ部１２５に生じた長手方向の線長を変化させる残留ひずみを、第２成形工程において線長を逆に変形させることで残留ひずみを戻すように成形することを特徴とするものである。
【選択図】  図１【図１】
0005861749.tif 000023
【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】
0005861749.tif 000029
【図８】
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【図９】
0005861749.tif 000031
【図１０】
0005861749.tif 000032
【図１１】
0005861749.tif 000033
【図１２】
0005861749.tif 000034
【図１３】
0005861749.tif 000035
【図１４】
0005861749.tif 000036
【図１５】
0005861749.tif 000037
【図１６】
0005861749.tif 000038
【図１７】
0005861749.tif 000039
【図１８】
0005861749.tif 000040
【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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