(57)【要約】【課題】鋼板などの金属板のプレス成形において、スプリングバックを防止して、かつ成形形状にもばらつきの少ない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、ダイ５とパンチ３によって少なくとも天板部と縦壁部を有する形状に金属板１７をプレス成形するプレス成形方法であって、パンチ３における縦壁成形部９に出没可能な可動凸部１１を設け、ダイ５とパンチ３を相対的に近づけて前記縦壁部を成形する過程の下死点手前において、可動凸部１１を突出させて金属板１７をパンチ肩部１３、可動凸部１１及びダイ肩部２１によって拘束した３点曲げ状態にして、その後、可動凸部１１をパンチ３の縦壁成形部９内に没入させると共にダイ５を下死点まで移動して前記縦壁部を成形することを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとパンチによって少なくとも天板部と縦壁部を有する形状に金属板をプレス成形するプレス成形方法であって、
前記パンチにおける縦壁成形部に出没可能な可動凸部を設け、ダイとパンチを相対的に近づけて前記縦壁部を成形する過程の下死点手前において、前記可動凸部を突出させて前記金属板をパンチ肩部、前記可動凸部及びダイ肩部によって拘束した３点曲げ状態にして、その後、前記可動凸部を前記パンチの縦壁成形部内に没入させると共に前記ダイを下死点まで移動して前記縦壁部を成形することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記可動凸部が前記縦壁成形部における高さ方向中央よりも前記パンチ肩部寄りに設けられていることを特徴とする請求項１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、鋼板などの金属板のプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の骨格部品として、断面がハット形状のパネルが多く使用されている。車体軽量化の観点からパネルの高強度化が進んでおり、この高強度化によりプレス成形後のスプリングバックが大きくなり問題となっている。
【０００３】
ハット形状部品のスプリングバック低減技術として、例えば、特許文献１には、「しわ押さえ力をプレス成形時及びパンチの離型時に負荷し、かつ前記離型初期時にパッド圧力を負荷し、材料をダイ溝の内側にオーバーランさせながら、パンチを離型させることを特徴とするプレス成形方法」（特許文献１の請求項２参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５ー２９６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、オーバーラン部分が成形時においてフリーなために形状がばらつきやすく、スプリングバック後の製品形状もばらつきやすいという課題がある。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、鋼板などの金属板のプレス成形において、特に、縦壁部が開くスプリングバックを防止して、かつ製品形状にもばらつきの少ない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】
【０００７】
（１）本発明に係るプレス成形方法は、ダイとパンチによって少なくとも天板部と縦壁部を有する形状に金属板をプレス成形するプレス成形方法であって、
前記パンチにおける縦壁成形部に出没可能な可動凸部を設け、ダイとパンチを相対的に近づけて前記縦壁部を成形する過程の下死点手前において、前記可動凸部を突出させて前記金属板をパンチ肩部、前記可動凸部及びダイ肩部によって拘束した３点曲げ状態にして、その後、前記可動凸部を前記パンチの縦壁成形部内に没入させると共に前記ダイを下死点まで移動して前記縦壁部を成形することを特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記可動凸部が前記縦壁成形部における高さ方向中央よりも前記パンチ肩部寄りに設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、パンチにおける縦壁成形部に出没可能な可動凸部を設け、ダイとパンチを相対的に近づけて縦壁部を成形する過程の下死点手前において、前記可動凸部を突出させて金属板をパンチ肩部、前記可動凸部及びダイ肩部によって拘束した３点曲げ状態にして、その後、前記可動凸部を前記パンチの縦壁成形部内に没入させると共に前記ダイを下死点まで移動して前記縦壁部を成形することにより、前記縦壁部が開く方向に生ずるスプリングバックを前記可動凸部が当接する箇所に生ずるスプリングゴーによって相殺でき、スプリングバックを抑制して目標製品形状に近づけることができる。また、３点曲げ状態は金属板をパンチ肩部、可動凸部及びダイ肩部で拘束して行うので、製品形状のばらつきを少なくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法に用いるプレス成形金型を説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法における成形途中の状態を説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法における成形下死点の状態を説明する説明図である。
【図４】プレス成形後の形状測定によるプレス成形品断面の両側フランジ先端の間の距離測定を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法を説明するに先だって、使用するプレス成形金型について説明する。
本実施の形態で使用するプレス成形金型１は、天板部の両側に縦壁部を有する断面がハット形状のプレス成形品を成形するものであり、パンチ３とダイ５とパッド７を備えている。
パンチ３は、縦壁成形部９に出没可能、すなわち縦壁成形部９の表面よりも突出した状態と、縦壁成形部９の表面と面一またはそれよりも没入した状態になることができる可動凸部１１を有している。図１の例では、可動凸部１１は図中の水平方向に移動することで、縦壁成形部９に出没可能になっている。
【００１２】
可動凸部１１の形状は特に限定されないが、成形途中において金属板を支持できるものであればよい。もっとも、金属板に曲げ癖をつけないようにするため、表面が滑らかな円弧状のものが望ましい。
縦壁成形部９における可動凸部１１を設ける位置は、縦壁成形部９における高さ方向中央よりも上方、すなわちパンチ肩部１３に近い位置が好ましい。
これは、後述するように、可動凸部１１が当接する箇所にスプリングゴーを生じさせてパンチ肩部１３で生ずるスプリングバックと相殺させるには、スプリングバックの生ずるパンチ肩部１３の近くにスプリングゴーを生じさせるのが効果的なためである。
【００１３】
可動凸部１１は、可動凸部作動部１５によって支持されており、可動凸部作動部１５によって出没を制御される。
出没の制御については種々の態様が有り得るが、例えば所定の付勢力を有するバネによって可動凸部１１を支持することで実現できる。具体的には、成形途中において金属板が当接しても金属板の３点曲げ状態を維持できる程度の強さで、かつダイ５が下死点に移動するときには押し込まれる程度の付勢力を有するバネを適用する。
【００１４】
出没の他の制御方法としては、可動凸部１１をガスシリンダーによって支持する態様がある。下死点の手前ではガス圧力を高くして可動凸部１１が没入しないように支持して、その後、ダイ５が下死点に移動する際にガス圧力を抜くようする。また、ガスシリンダーの代わりに液圧シリンダーを用いてもよい。
【００１５】
次に上記のようなプレス成形金型１を用いたプレス成形方法について、図２、図３に基づいて説明する。
【００１６】
鋼板などの金属板１７をパンチ３の天板成形部１９に載置して、パッド７で押え、ダイ５とパンチ３を相対的に移動させて縦壁部を成形する。このとき、図２に示すように、下死点の手前において金属板１７は、パンチ肩部１３、可動凸部１１及びダイ肩部２１による３カ所（図中のＡ，Ｂ，Ｃ参照）で拘束されて外側に凸となる３点曲げ状態となる。特許文献１のオーバーラン部分のようにフリーで曲げられるのではなく、本発明は、３カ所で拘束されて曲げられているので、成形中における形状のばらつきが小さく、従って、スプリングバック後の形状も安定する。
【００１７】
図２に示すような外側に凸となる３点曲げ状態を下死点の直前に形成するのは、下死点まで成形して離型したときに可動凸部１１によって曲げられた箇所を直線状態から外側に凸になるように変形（スプリングゴー）させるためである。このような変形を離型時に生じさせるには、ダイ５が下死点の少なくとも手前１mm〜５mm時に３点曲げ状態になることが望ましい。
【００１８】
図２に示す状態から、さらにダイ５がパンチ３側に移動して下死点となった状態を図３に示す。このとき、可動凸部１１はパンチ３の縦壁成形部９の内部に没入して（収納されて）縦壁成形部９には突出部分はなくなり、縦壁成形部９は平坦面となる。
【００１９】
図３に示す状態で離型すると、金属板１７は天板部と縦壁部の境界部分（パンチ肩Ｒ部に相当）では縦壁部が開く方向にスプリングバックするが、金属板１７における成形途中で可動凸部１１により、凸になった部分は、前述したように、直線から外側に凸になるように変形（スプリングゴー）する。このスプリングゴーは縦壁部を閉じる変形であるため、上記のスプリングバックと打ち消し合ってスプリングバックを抑制して、目標とする製品形状に近付けることができる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態によれば、縦壁部が開く方向に生ずるスプリングバックを可動凸部が当接する箇所に生ずるスプリングゴーによって相殺でき、スプリングバックを抑制して目標製品形状に近づけることができる。また、３点曲げ状態は金属板１７をパンチ肩部１３、可動凸部１１及びダイ肩部２１で拘束して行うので、製品形状のばらつきを少なくすることもできる。
【実施例】
【００２１】
本発明の効果を確認するための実験を行ったので、以下これについて説明する。
パンチ底平坦部の幅55mm、パンチ肩R5mm、ダイ肩R6.5mm、高さ40mm、フランジ幅12mmのハット断面を目標形状として、板厚1.2mm、長さ500mmの直線部品をプレス成形した。
材料は980MPa級高張力鋼板である。金型として、図１に示すような、パンチ３、ダイ５、および、パッド７を使用した。パッド圧は10tonfで成形中一定とし、フォーム成形を行った。
【００２２】
成形後の鋼板の形状測定を行い、図４に示すとおり、形状データを長手方向の中央で中心軸に垂直に切断した断面について、両側のフランジ先端の間の距離を測定した。このようにして測定したフランジ先端間距離Ｌ´と、目標形状（下死点形状に相当）のフランジ先端間距離Ｌとの差（Ｌ´−Ｌ）をスプリングバック量とした。
成形中に可動凸部１１を縦壁成形部９の内部に収納してフォーム成形したとき（従来技術に相当）のスプリングバック量は15mmであった。
一方、成形の初期に可動凸部１１を縦壁成形部９から2mm突出させてフォーム成形し、下死点で可動凸部１１が縦壁成形部９に完全に収納されるようにした場合（本発明）のスプリングバック量は7mmと半減した。
このように、本発明を適用することでスプリングバック量を抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００２３】
１  プレス成形金型
３  パンチ
５  ダイ
７  パッド
９  縦壁成形部
１１  可動凸部
１３  パンチ肩部
１５  可動凸部作動部
１７  金属板
１９  天板成形部
２１  ダイ肩部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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