(57)【要約】【課題】天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されたプレス成形品のプレス成形用金型および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用金型４１は、縮みフランジ変形となる縦壁部５を有し、座面９が平坦で縦壁部５の高さ方向に延びる凸形状部７が縦壁部５に形成されたプレス成形品１を成形するものであって、パンチ４３とダイ４５を有し、ダイ４５は、縦壁部５を成形するダイ側縦壁成形面部５１と、ダイ側縦壁成形面部５１から連続して設けられ、ダイ側縦壁成形面部５１よりも先にブランク３１に当接してブランク３１に波状の変形が生じるのを抑制する波状変形抑制面部５３を有し、波状変形抑制面部５３は、その全面がブランク３１に当接するブランク当接面部５３ａを有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】
天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されるプレス成形品を成形するプレス成形用金型であって、
パンチとダイを有し、
前記パンチは、前記縦壁部を成形するパンチ側縦壁成形面部を有し、
該パンチ側縦壁成形面部は、座面が平坦で高さ方向に伸びる凸形状形成部が形成されてなり、
前記ダイは、前記パンチ側縦壁成形面部と協働して前記縦壁部を成形するダイ側縦壁成形面部と、該ダイ側縦壁成形面部から連続して設けられ、該ダイ側縦壁成形面部よりも先にその全部又は一部が前記ブランクに当接して該ブランクに波状の変形が生じるのを抑制する波状変形抑制面部を有し、
前記ダイ側縦壁成形面部は、前記パンチ側縦壁成形面部に形成された前記凸形状形成部に対応する部位に凹部が形成されてなり、
前記波状変形抑制面部は、前記ダイ側縦壁成形面部の凹部よりも幅広のブランク当接面部を有することを特徴とするプレス成形用金型。
【請求項２】
前記波状変形抑制面部のブランク当接面部は、前記ダイの長手方向の全長に亘ることを特徴とする請求項１記載のプレス成形用金型。
【請求項３】
天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されたプレス成形品を、請求項１又は２に記載のプレス成形用金型を用いて成形するプレス成形方法であって、
前記パンチにブランクを載置して、前記パンチと前記ダイを相対移動させて縦壁部を成形する縦壁成形工程を有し、
該縦壁成形工程は、前記波状変形抑制面部の前記ブランク当接面部を前記ブランクに当接させた状態で前記ダイを前記パンチ側に相対移動させる第１曲げ成形工程と、その後、前記波状変形抑制面部が前記ブランクから離れた状態で前記ダイを成形下死点まで相対移動させる第２曲げ成形工程とを備えたことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項４】
天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されたプレス成形品を、請求項１又は２に記載のプレス成形用金型を用いて成形するプレス成形方法であって、
ブランクにおける前記縦壁部に相当する部位に、前記縦壁部の高さ方向に相当する方向に延びる溝形状部が所定の間隔で複数形成された溝付きブランクを成形する溝付きブランク成形工程と、
前記パンチに前記溝付きブランクを載置して、前記パンチと前記ダイを相対移動させて前記複数形成された溝形状部の間に前記凸形状部が形成される前記縦壁部を曲げ成形する縦壁成形工程を有し、
該縦壁成形工程は、少なくとも前記波状変形抑制面部の前記ブランク当接面部を前記溝付きブランクに当接させた状態で前記ダイを前記パンチ側に相対移動させる第１曲げ成形工程と、その後、前記波状変形抑制面部が前記溝付きブランクから離れた状態で前記ダイを成形下死点まで相対移動させる第２曲げ成形工程を備えたことを特徴とするプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形用金型およびプレス成形方法に関し、特に、縮みフランジ変形を受けてプレス成形されるプレス成形品のプレス成形用金型およびプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
曲げ稜線が湾曲して縮みフランジ変形となる縦壁部を有するプレス成形品をプレス成形する場合、その縦壁部は面内に圧縮変形を受けて成形され、この圧縮変形量は曲げ稜線から遠ざかるほど大きくなる。例えば、天板部が凸に湾曲した部品にプレス成形する場合、天板部と縦壁部との稜線が湾曲すると、縦壁部では天板部から離れるほど圧縮変形が大きくなる。
そして、このような圧縮変形を受けて成形されたプレス成形品の縦壁部にはシワが発生するという問題があり、特に、高張力鋼板を用いた場合においてはシワの発生が顕著となってプレス成形品の形状不良が問題となる。そのため、成形過程における縦壁部面内の圧縮変形によるシワの発生を抑制するための対策が必要となる。
【０００３】
従来より、縦壁部に面内から板端部にかけて凹凸形状の部位を形成することによりシワの発生を抑制することが一般的に実施されている（非特許文献１）。
また、特許文献１には、曲率を有する縦壁面と該縦壁面の下方にフランジ面を有するプレス成形体において、前記縦壁面に凸形状に貼り出した凸状ビードを付与するとともに、該凸状ビードの直下のフランジ面に凹形状に窪ませた凹状ビードを付与することにより、しわ発生を抑制するプレス加工方法が開示されている。
さらに、特許文献２には、コの字型又はハの字型断面形状を有する金属製の製品の成形において、当該製品の縦壁部の長手方向で凸状の湾曲部に相当する位置に、凸形状のエンボスを設ける多段プレス成形方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１５６７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１２５７０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】薄鋼板成形技術研究会編、「プレス成形難易ハンドブック」、第3版、日刊工業新聞社、2007年4月、p.283−284
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１や特許文献１においては、湾曲した縦壁部に前述のような凸状ビードを形成する技術が開示されているが、このような縦壁部を有するプレス成形品がコ字断面形状であって他の部品と溶接する際には、凸状ビードの座面を接合面とすることがあり、このような場合においては、凸状ビードの座面にシワが発生するのを避けるため、シワとなる材料の余りを吸収し、かつ凸状ビードの座面の平坦度を高く成形することが要求される。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術によれば、パンチの凸状ビードの形状に沿って凹部を有する曲げ刃（ダイ）を備えた金型を使用した場合、その成形途中において曲げ刃の凹部で凸状ビードの形状にブランクが曲げ変形され、成形下死点において凸状ビードの座面は平坦に押し潰されるものの、前記凸状ビードに曲げ癖が残ってプレス成形品を金型から取り出す際に弾性回復するため、あるいは平坦に押し潰しきれないため、座面にシワ形状が発生し、面精度不良となって凸状ビードの座面の平坦度が低下するといった問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されている技術は、長手方向に凸状に湾曲した縦壁部に対して湾曲部に相当する位置に凸形状のエンボスを設けることにより、素材端部の線長差をなくしてシワ発生を抑制するためのものであるが、前記凸形状のエンボスの座面を平坦とすることについては何ら開示も示唆もされておらず、特許文献１に開示されている技術と同様、凸形状のエンボスの座面に発生するシワを抑制して平坦度を高く成形することができないといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、該縦壁部に座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が形成されたプレス成形品を成形するに際し、前記凸形状部の座面にシワが発生するのを抑制して該座面の平坦度を高く成形することができるプレス成形用金型およびプレス成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係るプレス成形用金型は、天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されるプレス成形品を成形するものであって、パンチとダイを有し、前記パンチは、前記縦壁部を成形するパンチ側縦壁成形面部を有し、該パンチ側縦壁成形面部は、座面が平坦で高さ方向に伸びる凸形状形成部が形成されてなり、前記ダイは、前記パンチ側縦壁成形面部と協働して前記縦壁部を成形するダイ側縦壁成形面部と、該ダイ側縦壁成形面部から連続して設けられ、該ダイ側縦壁成形面部よりも先にその全部又は一部が前記ブランクに当接して該ブランクに波状の変形が生じるのを抑制する波状変形抑制面部を有し、前記ダイ側縦壁成形面部は、前記パンチ側縦壁成形面部に形成された前記凸形状形成部に対応する部位に凹部が形成されてなり、前記波状変形抑制面部は、前記ダイ側縦壁成形面部の凹部よりも幅広のブランク当接面部を有することを特徴とするものである。
【００１１】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記波状変形抑制面部のブランク当接面部は、前記ダイの長手方向の全長に亘ることを特徴とするものである。
【００１２】
（３）本発明に係るプレス成形方法は、天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されたプレス成形品を、上記（１）又は（２）に記載のプレス成形用金型を用いて成形するものであって、前記パンチにブランクを載置して、前記パンチと前記ダイを相対移動させて縦壁部を成形する縦壁成形工程を有し、該縦壁成形工程は、前記波状変形抑制面部の前記ブランク当接面部を前記ブランクに当接させた状態で前記ダイを前記パンチ側に相対移動させる第１曲げ成形工程と、その後、前記波状変形抑制面部が前記ブランクから離れた状態で前記ダイを成形下死点まで相対移動させる第２曲げ成形工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
（４）本発明に係るプレス成形方法は、天板部が湾曲し、該天板部から連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、座面が平坦で前記縦壁部の高さ方向に延びる凸形状部が前記縦壁部に形成されたプレス成形品を、上記（１）又は（２）に記載のプレス成形用金型を用いて成形するものであって、ブランクにおける前記縦壁部に相当する部位に、前記縦壁部の高さ方向に相当する方向に延びる溝形状部が所定の間隔で複数形成された溝付きブランクを成形する溝付きブランク成形工程と、前記パンチに前記溝付きブランクを載置して、前記パンチと前記ダイを相対移動させて前記複数形成された溝形状部の間に前記凸形状部が形成される前記縦壁部を曲げ成形する縦壁成形工程を有し、該縦壁成形工程は、少なくとも前記波状変形抑制面部の前記ブランク当接面部を前記溝付きブランクに当接させた状態で前記ダイを前記パンチ側に相対移動させる第１曲げ成形工程と、その後、前記波状変形抑制面部が前記溝付きブランクから離れた状態で前記ダイを成形下死点まで相対移動させる第２曲げ成形工程を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプレス成形用金型は、パンチとダイを有し、前記パンチは、前記縦壁部を成形するパンチ側縦壁成形面部を有し、該パンチ側縦壁成形面部は、座面が平坦で高さ方向に伸びる凸形状形成部が形成されてなり、前記ダイは、前記パンチ側縦壁成形面部と協働して前記縦壁部を成形するダイ側縦壁成形面部と、該ダイ側縦壁成形面部から連続して設けられ、該ダイ側縦壁成形面部よりも先にその全部又は一部が前記ブランクに当接して該ブランクに波状の変形が生じるのを抑制する波状変形抑制面部を有し、前記ダイ側縦壁成形面部は、前記パンチ側縦壁成形面部に形成された前記凸形状形成部に対応する部位に凹部が形成されてなり、前記波状変形抑制面部は、前記ダイ側縦壁成形面部の凹部よりも幅広のブランク当接面部を有することにより、成形過程において前記ブランクにおける凸形状部に相当する部位の曲げ変形を抑制することで、前記凸形状部の座面にシワが発生することを抑制し、該凸形状部の座面の平坦度が高いプレス成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプレス成形用金型を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１乃至４において成形対象とするプレス成形品を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１乃至４において成形対象とするプレス成形品を成形する従来のプレス成形用金型を説明する説明図である。
【図４】従来のプレス成形用金型を用いてプレス成形品を成形する過程におけるブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るプレス成形用金型を用いてプレス成形品を成形する過程におけるブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るプレス成形用金型を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るプレス成形用金型を用いてプレス成形品を成形する過程におけるブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法において、下凸溝形状部が形成された溝付きブランクを成形する工程（ａ）と、該成形した溝付きブランクを用いてプレス成形品を成形する工程（ｂ）を説明する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３および４に係るプレス成形品と、下凸溝形状部が成形された溝付きブランクの形状を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法によりプレス成形品を成形する過程における下凸溝形状部が形成された溝付きブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法において、上凸溝形状部が形成された溝付きブランクを成形する工程（ａ）と、該成形した溝付きブランクを用いてプレス成形品を成形する工程（ｂ）を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法によりプレス成形品を成形する過程における上凸溝形状部が形成された溝付きブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法において、下凸溝形状部が形成された溝付きブランクを成形する工程（ａ）と、該成形した溝付きブランクを用いてプレス成形品を成形する工程（ｂ）を説明する説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法によりプレス成形品を成形する過程における下凸溝形状部が形成された溝付きブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法において、上凸溝形状部が形成された溝付きブランクを成形する工程（ａ）と、該成形した溝付きブランクを用いてプレス成形品を成形する工程（ｂ）を説明する説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法によりプレス成形品を成形する過程における上凸溝形状部が形成された溝付きブランクの変形挙動の解析結果を示す図である。
【図１７】本発明の実施例において、プレス成形品の凸形状部の座面と稜線部におけるシワの発生を評価するための評価項目を説明する説明図である。
【図１８】本実施例において、従来のプレス成形用金型により成形したプレス成形品の凸形状部の下端に相当する部位の成形過程における曲率半径の変化の解析結果を示すグラフである。
【図１９】本実施例において、従来のプレス成形用金型により成形したプレス成形品の凸形状部の座面におけるシワ発生に対する縦壁成形高さの影響を示す解析結果の図である。
【図２０】本実施例において、従来のプレス成形用金型により成形したプレス成形品の凸形状部の座面におけるシワ発生に対する凸形状部の座面高さの影響を示す解析結果の図である。
【図２１】本実施例において、発明例として本発明に係るプレス成形用金型により成形したプレス成形品の凸形状部の座面と稜線部におけるシワ発生の評価結果を示す図である（発明例１乃至３）。
【図２２】本実施例において、発明例として本発明に係るプレス成形用金型により成形したプレス成形品の凸形状部の座面と稜線部におけるシワ発生の評価結果を示す図である（発明例４および５）。
【図２３】本実施例において、発明例として本発明に係るプレス成形用金型により成形したプレス成形品の凸形状部の座面と稜線部におけるシワ発生の評価結果を示す図である（発明例６および７）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態１乃至４に係るプレス成形用金型およびプレス成形方法を説明するに先立ち、本発明において成形対象とするプレス成形品１について説明する。
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。
【００１７】
[プレス成形品]
本発明の実施の形態において成形対象とするプレス成形品１は、図２に示すように、天板部３がプレス成形品１の長手方向に沿って側面視で上方に凸状に湾曲し、天板部３から稜線部４を介して連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部５を有するコ字断面形状のものであり、縦壁部５において、座面９が平坦で縦壁部５の下端から高さ方向に延びた凸形状部７が形成されたものである。
【００１８】
従来、プレス成形品１は、例えば図３(ａ)に示すように、縦壁部５を成形するパンチ側縦壁成形面部１９を有するパンチ１３と、パンチ側縦壁成形面部１９と協働して縦壁部５を成形するダイ側縦壁成形面部２１を有するダイ１５と、ブランク３１における天板部３に相当する部位を押さえるパッド１７とを備えたプレス成形用金型１１を用いて成形され、縦壁部５に凸形状部７を形成するため、パンチ側縦壁成形面部１９には凸形状形成部２５が形成され、ダイ側縦壁成形面部２１には凸形状形成部２５と対応する部位に凹部２７が形成されている。
なお、図３に示すプレス成形用金型１１およびプレス成形品１は、その幅方向1/2の部分のみを図示したものである。
【００１９】
プレス成形品１の凸形状部７は、成形過程において縮みフランジ変形により縦壁部５にシワが発生するのを抑制するために縦壁部５に形成されたものであるが、プレス成形品１を他の部品と接合する際には、凸形状部７の座面９を他の部品との接合面とするため、座面９を平坦に形成することが必要となる。しかしながら、プレス成形用金型１１を用いてプレス成形品１を成形すると、凸形状部７の座面９にシワが発生して平坦度が悪化し、他の部品と接合する際に問題となる場合があった。
【００２０】
ここで、凸形状部７の座面９にシワが発生する理由を、図３（ａ）に示すプレス成形用金型１１を用いてプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析を行い、図４に示す成形過程におけるブランク３１の変形挙動の解析結果に基づいて以下に説明する。なお、図４においては、ブランク３１の変形を見やすくするため、ダイ１５（図３参照）を表示せずにパンチ１３とパッド１７とブランク３１を図示している。
【００２１】
プレス成形用金型１１を用いてプレス成形品１をプレス成形する場合、パッド１７によりブランク３１の上面を押さえた状態で、ダイ１５をパンチ１３側に相対移動させると、ダイ１５の曲げ刃Ｒ部２３（図３（ａ）参照）がブランク３１の表面に当接する。
【００２２】
ここで、ダイ側縦壁成形面部２１には縦壁部５に凸形状部７を形成する凹部２７と凹部２７同士の間であってパンチ１３側に突出した凸部２９が形成されており、ダイ側縦壁成形面部２１の表面は凹凸形状であり、この凹凸形状は曲げ刃Ｒ部２３まで連続している（図３（ａ）参照）。
【００２３】
そのため、ダイ１５の曲げ刃Ｒ部２３がブランク３１の表面に当接すると、ブランク３１の表面に、まず、曲げ刃Ｒ部２３における凸部２９がプレス成形品１の隣接する凸形状部７の間を成形する部分として当接する。
【００２４】
そして、ダイ１５をパンチ１３側にさらに相対移動させると、曲げ刃Ｒ部２３における凸部２９がブランク３１の表面に当接して成形を開始しても、凹部２７は当接しないため、ブランク３１は、塑性曲げを受けて波状に変形する（図４（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位、図４（ｄ−２））。
【００２５】
このようなブランク３１における波状の変形は、成形下死点近傍（図４（ｅ））においてダイ１５の凹部２７とパンチ１３の凸形状形成部２５とでゆるやかな凹凸状に変形されるが、一旦、塑性曲げを受けた部位を平坦に強圧しても完全にその塑性曲げ変形を解消するには至らずに曲げ癖が残ってしまい、その結果、成形下死点（図４（ｆ））においては凸形状部７の座面９におけるシワとなって平坦に成形することが困難となる。
さらに、塑性曲げ変形を受けて曲げ癖が残った部位における平坦度は、その曲げの曲率半径が小さいほど低下し、この傾向は、高張力鋼板において特に顕著である。
【００２６】
本発明は、凸形状部７が形成された縦壁部５の成形過程において、ブランク３１に生じる波状の変形を抑制することにより、プレス成形品１の凸形状部７の座面９に発生するシワを抑制して平坦度を高く成形するものである。
【００２７】
なお、図２に示すプレス成形品１は、コ字断面形状であったが、本発明に係るプレス成形用金型およびプレス成形方法で成形対象とするプレス成形品は、縮みフランジ変形となる縦壁部を有し、該縦壁部の下端にフランジ部が設けられていないものであればよく、Ｌ字断面形状のものであってもよく、要するに、縮みフランジ変形となる縦壁部を有するプレス成形品であればよい。
【００２８】
また、プレス成形品１は、側面視で上方に凸形状に湾曲した形状であるが、例えば、平面視で側方に凸形状に湾曲した天板部や、平面視と側面視のいずれにおいても凸形状に湾曲した天板部を有するプレス成形品においては、これらの天板部から連続して成形される縦壁部は縮みフランジ変形となるため、本発明に係るプレス成形用金型およびプレス成形方法の適用対象となる。
【００２９】
さらに、図２に示すプレス成形品１は、縦壁部５に５個の凸形状部７が形成されたものであるが、本発明で成形対象とするプレス成形品は、他の部品との接合面を確保できるものであればよく、また、縦壁部において大きな曲げ変形（小さな曲率半径）が発生しない部位については凸形状部を形成せずに凸形状部の個数を適宜設定することにより、プレス成形における成形荷重を抑制することが可能となるので、凸形状部の個数は、上記のものに限定されるものではない。
以下、本発明に係る実施の形態１乃至４について説明する。
【００３０】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係るプレス成形用金型４１は、図２に示すように、天板部３が湾曲し、天板部３から稜線部４を介して連続して成形されて縮みフランジ変形となる縦壁部５を有し、座面９が平坦で縦壁部５の高さ方向に延びる凸形状部７が縦壁部５に形成されたプレス成形品１を成形するものであって、図１に示すように、パンチ４３とダイ４５とパッド４７を有し、パンチ４３は、パンチ側縦壁成形面部４９を有し、ダイ４５は、ダイ側縦壁成形面部５１と波状変形抑制面部５３とを有するものである。
以下、上記の各構成について詳細に説明する。
【００３１】
＜パンチ＞
パンチ４３は、図１に示すように、縦壁部５を成形するパンチ側縦壁成形面部４９を有するものであり、パンチ側縦壁成形面部４９には、座面が平坦で縦壁部５の高さ方向に伸びる凸形状形成部５５が形成されてなるものである。
凸形状形成部５５は、プレス成形品１の成形過程において縦壁部５に凸形状部７を形成するものであり、図１においては、長手方向に複数形成されている。
【００３２】
＜ダイ＞
ダイ４５は、図１に示すように、ダイ側縦壁成形面部５１と、ダイ側縦壁成形面部５１から下方に連続して設けられ、成形過程においてダイ側縦壁成形面部５１よりも先にブランク３１に当接する波状変形抑制面部５３とを有するものである。
ダイ側縦壁成形面部５１は、パンチ側縦壁成形面部４９と協働して縦壁部５を成形するものであり、パンチ側縦壁成形面部４９に形成された凸形状形成部５５に対応する部位に凹部５７が形成され、凹部５７の間にはパンチ４３側に突出した凸部５９が形成されている。そのため、ダイ側縦壁成形面部５１の表面は凹凸形状となっている。
【００３３】
波状変形抑制面部５３は、ダイ１５の曲げ刃Ｒ部２３（図３（ａ））において長手方向の全長に亘って段差をなくしてフラットに形成されたものであり、成形過程において、ダイ側縦壁成形面部５１よりも先にその全部がブランクに当接するブランク当接面部５３ａとなる。
そして、ブランク当接面部５３ａがブランク３１に当接した状態でブランク３１を曲げ成形する過程において、ブランク３１に波状の変形が生じるのを抑制する。
【００３４】
ここで、図１に示すブランク当接面部５３ａは、凹部５７の底面と面一となるように設けられているが、本実施の形態１に係るブランク当接面部５３ａは、ダイの長手方向の全長に亘って凹凸のないように形成されたものであれば、その表面が凹部５７の底面と面一となるものに限定されるものではない。
【００３５】
また、本実施の形態１に係るプレス成形用金型４１は、パッド４７を備えたものであるが、ブランク３１を押さえるパッド４７は必ずしも要するものではない。
【００３６】
次に、本実施の形態１に係るプレス成形方法について説明する。
本実施の形態１に係るプレス成形方法は、図１に示すプレス成形用金型４１を用いてプレス成形品１を成形するものであって、パンチ４３にブランク３１を載置して、パンチ４３とダイ４５を相対移動させて縦壁部５を成形する縦壁成形工程を有し、該縦壁成形工程は、ブランク３１にダイ４５の波状変形抑制面部５３であるブランク当接面部５３ａを当接させた状態でダイ４５をパンチ４３側に相対移動させる第１曲げ成形工程と、その後、波状変形抑制面部５３がブランク３１から離れた状態でダイ４５を成形下死点まで相対移動させる第２曲げ成形工程とを備えたものである。
【００３７】
以下、本実施の形態１に係るプレス成形方法の第１曲げ成形工程と第２曲げ成形工程について、図５に基づいて以下に説明する。なお、図５は、プレス成形用金型４１によりプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析により得られたブランク３１の変形挙動の解析結果であり、ブランク３１の変形を見やすくするため、ダイ４５（図１参照）を表示せずにパンチ４３とパッド４７とブランク３１を図示している。
【００３８】
＜第１曲げ成形工程＞
第１曲げ成形工程は、ブランク３１にダイ４５の波状変形抑制面部５３であるブランク当接面部５３ａを当接させた状態でダイ４５をパンチ４３側に相対移動させる工程である。
【００３９】
第１曲げ成形工程において、ブランク３１は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように変形する。
まず、パッド４７によりブランク３１の上面を押さえた状態で、ダイ４５をパンチ４３側に相対移動させると、ダイ４５のブランク当接面部５３ａがブランク３１の表面に当接し、ブランク３１の曲げ変形が開始する（図５（ｂ））。
【００４０】
前述のとおり、ブランク当接面部５３ａは、凹部５７と凸部５９の段差をなくしてフラット化したものであるため、ブランク３１は、ブランク当接面部５３ａの全面と当接し、従来のプレス成形用金型１１を用いて成形した場合のような波状の変形（図４（ｂ）〜(ｄ)）が生じることなく、比較的平坦を保ったまま曲げ成形される（図５（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位）。
【００４１】
＜第２曲げ成形工程＞
第２曲げ成形工程は、波状変形抑制面部５３がブランク３１から離れた状態でダイ４５を成形下死点まで相対移動させる工程である。
【００４２】
第２曲げ成形工程において、ブランク３１は、図５（ｅ）〜（ｆ）に示すように変形する。
第１曲げ成形工程においてブランク当接面部５３ａが当接した状態でダイ４５をパンチ４３側に相対移動させた後、ダイ４５の波状変形抑制面部５３はブランク３１の表面から離れ、図５（ｅ）に示すように、ダイ側縦壁成形面部５１の凸部５９（図１）がブランク３１に当接してゆるやかな凹凸状の変形が生じる。
【００４３】
そして、ダイ４５を成形下死点まで相対移動させると、ブランク３１は、パンチ側縦壁成形面部４９とダイ側縦壁成形面部５１とで挟圧され、図５（ｆ）に示すように、縦壁部５に凸形状部７が形成されたプレス成形品１が成形される。
【００４４】
以上、本実施の形態１に係るプレス成形用金型４１を用いることにより、成形初期の段階からブランク当接面部５３ａがブランク３１に当接することによりブランク３１に波状の変形が生じるのを抑制し、比較的平坦に保ったままブランク３１を曲げ成形することができるため、プレス成形品１の凸形状部７の座面９におけるシワの発生が抑制され、座面９の平坦度を高く成形することができる。
【００４５】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係るプレス成形用金型６１は、図２に示すプレス成形品１を成形するものであって、図６に示すように、パンチ４３とダイ６３とパッド４７を有し、パンチ４３は、パンチ側縦壁成形面部４９を有し、ダイ６３は、ダイ側縦壁成形面部６５と波状変形抑制面部６７とを有するものである。
【００４６】
プレス成形用金型６１が有するパンチ４３およびパッド４７については、前述の実施の形態１に係るプレス成形用金型４１が有するものと同一の機能を有するものであるため、以下、本実施の形態２に係るダイ６３について説明する。
【００４７】
＜ダイ＞
ダイ６３は、図６に示すように、ダイ側縦壁成形面部６５と、ダイ側縦壁成形面部６５から下方に連続して設けられ、成形過程においてダイ側縦壁成形面部６５よりも先にブランク３１に当接する波状変形抑制面部６７とを有するものである。
【００４８】
ダイ側縦壁成形面部６５は、パンチ側縦壁成形面部４９と協働して縦壁部５を成形するものであり、パンチ側縦壁成形面部４９に形成された凸形状形成部５５に対応する部位に凹部６９が形成され、凹部６９の間にはパンチ４３側に突出した凸部７１が形成されている。そのため、ダイ側縦壁成形面部６５の表面は凹凸形状となっている。
【００４９】
波状変形抑制面部６７は、図６に示すように、長手方向中央部にフラット形状のブランク当接面部６７ａを有し、ブランク当接面部６７ａの長手方向両側にはダイ側縦壁成形面部６５の凹部６９と凸部７１が形成された凹凸形状の凹凸部６７ｂを有する。
【００５０】
ブランク当接面部６７ａは、ダイ側縦壁成形面部６５の中央にある凹部６９よりも幅広であり、成形過程において中央部のダイ側縦壁成形面部６５よりも先にブランク３１の表面に当接してブランク３１の波状の変形を抑制するものである。
【００５１】
ここで、図６に示すブランク当接面部６７ａは、その表面が凹部６９の底面と面一となるように設けられたものであるが、本実施の形態２に係るブランク当接面部は、凹部６９よりも幅広であって凹凸のないように形成されたものであれば、その表面が凹部６９の底面と面一となるものに限定されるものではない。
【００５２】
次に、本実施の形態２に係るプレス成形方法について説明する。
本実施の形態２に係るプレス成形方法は、図６に示すプレス成形用金型６１を用いてプレス成形品１を成形するものであって、パンチ４３にブランク３１を載置して、パンチ４３とダイ６３を相対移動させて縦壁部５を成形する縦壁成形工程を有し、該縦壁成形工程は、ブランク３１にダイ６３の波状変形抑制面部６７の一部であるブランク当接面部６７ａを当接させた状態でダイ６３をパンチ４３側に相対移動させる第１曲げ成形工程と、その後、波状変形抑制面部６７がブランク３１から離れた状態でダイ６３を成形下死点まで相対移動させる第２曲げ成形工程とを備えたものである。
【００５３】
以下、本実施の形態２に係るプレス成形方法の第１曲げ成形工程および第２曲げ成形工程を、図７に基づいて以下に説明する。なお、図７は、プレス成形用金型６１によりプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析により得られたブランク３１の変形挙動の解析結果であり、ブランク３１の変形を見やすくするため、ダイ６３（図６参照）を表示せずにパンチ４３とパッド４７とブランク３１を図示している。
【００５４】
＜第１曲げ成形工程＞
第１曲げ成形工程は、ブランク３１にダイ６３の波状変形抑制面部６７の一部であるブランク当接面部６７ａを当接させた状態でダイ６３をパンチ４３側に相対移動させる工程である。
【００５５】
第１曲げ成形工程において、ブランク３１は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように変形する。
まず、パッド４７によりブランク３１の上面を押さえた状態で、ダイ６３をパンチ４３側に相対移動させると、ダイ６３の波状変形抑制面部６７がブランク３１の表面に当接し、ブランク３１の変形が開始する（図７（ｂ））。
【００５６】
第１曲げ成形工程においては、フラットな形状のブランク当接面部６７ａがブランク３１の表面に当接するため、ブランク３１の中央部は、比較的平坦を保ったまま曲げ成形される（図７（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位）。
【００５７】
＜第２曲げ成形工程＞
第２曲げ成形工程は、波状変形抑制面部６７がブランク３１から離れた状態でダイ６３を成形下死点まで相対移動させる工程である。
【００５８】
第１曲げ成形工程においてブランク当接面部６７ａが当接した状態でダイ６３をパンチ４３側に相対移動させた後、第２曲げ成形工程においては、ダイ６３の波状変形抑制面部６７がブランク３１の表面から離れ、図７（ｅ）に示すように、ダイ側縦壁成形面部６５の凸部７１がブランク３１に当接してゆるやかな凹凸形状の変形が生じる。
【００５９】
そして、ダイ６３を成形下死点まで相対移動させると、ブランク３１は、パンチ側縦壁成形面部４９とダイ側縦壁成形面部６５とで挟圧され、図７（ｆ）に示すように、縦壁部５に凸形状部７が形成されたプレス成形品１が成形される。
【００６０】
以上、本実施の形態２に係るプレス成形用金型６１を用いることにより、成形途中においてブランク当接面部６７ａがブランク３１に当接することによってブランク３１に波状の変形が生じるのを抑制して比較的平坦に保ったままブランク３１を曲げ成形することができるため、プレス成形品１の凸形状部７の座面９におけるシワの発生が抑制され、座面９の平坦度を高く成形することができる。
【００６１】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法は、図２に示すプレス成形品１を、本発明の実施の形態１に係るプレス成形用金型４１（図１参照）を用いて成形するものであって、図８に示すように、下凸溝形状部８９が形成された溝付きブランク８７を成形する溝付きブランク成形工程（図８（ａ））と、パンチ４３に溝付きブランク８７を載置して、パンチ４３とダイ４５を相対移動させて縦壁部５を成形する縦壁成形工程（図８（ｂ））とを備えたものである。
【００６２】
本実施の形態３に係るプレス成形方法において、下凸溝形状部８９が形成された溝付きブランク８７を用いるのは、成形初期段階から、下凸溝形状部８９に縮みフランジ変形を集中させて、プレス成形品１の凸形状部７の座面９に相当する部位をより平坦に保って成形するためである。
以下、本実施の形態３に係るプレス成形方法の各工程について説明する。
【００６３】
＜溝付きブランク成形工程＞
溝付きブランク成形工程は、図９（ｂ）に示すように、ブランク３１における縦壁部５に相当する部位ａ〜ｄ（図９（ａ）参照）に、縦壁部５の下端から高さ方向に相当する方向に延びる溝形状部として下向き（凸形状部７の凸形状と反対方向）に凸形状の下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄを所定の間隔で複数形成した溝付きブランク８７を成形する工程である。
【００６４】
溝付きブランク８７の成形には、例えば図８（ａ）に示すように、下凸溝形状部８９を形成する下凸溝形状成形部８３ａおよび８５ａをそれぞれ有する上型８３と下型８５からなる予成形用金型８１を用いることができる。
【００６５】
なお、図９（ａ）中のＸ、ＹおよびＺ軸はそれぞれプレス成形品１の長手方向、幅方向および高さ方向である。また、図９において、プレス成形品１は幅方向（Ｙ方向）における1/2の部分が図示されている。
【００６６】
また、図９（ｂ）に示す溝付きブランク８７は、縦壁部５に形成される凸形状部７ａ〜７ｅの中央に対応する部位ａ〜ｄに下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄを成形したものであり、下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄのＸ座標は、部位ａ〜ｄのＸ座標に基づいて規定されている。
【００６７】
さらに、下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄは、長さ75mm、幅7mm、深さ3mmの凹形状であり、下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄの先端側10mmにおける深さは、ブランク３１の表面から下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄの底面まで徐変するように設定されている。ただし、本発明においてブランクに形成する溝形状部は、上記の寸法に限定されるものではなく、溝形状部の寸法は適宜設定することができる。また、ブランクに形成する溝形状部の個数は、成形対象とするプレス成形品の凸形状部の個数にあわせて適宜設定すればよい。
【００６８】
＜縦壁成形工程＞
縦壁成形工程は、図８（ｂ）に示すように、パンチ４３に溝付きブランク８７を載置し、パッド４７により溝付きブランク８７の上面を押さえた状態で、パンチ４３とダイ４５を成形下死点まで相対移動させ、前記溝付きブランク成形工程において複数形成された下凸溝形状部８９の間に凸形状部７が形成された縦壁部５を成形する工程であり、第１曲げ成形工程と第２曲げ成形工程とを有する。
図９（ａ）に示すプレス成形品１は、各下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄ（図９（ｂ））の間に凸形状部７ｂ〜７ｄが形成され、さらに、凸形状部７ｂ〜７ｄの長手方向両側には、凸形状部７ａおよび７ｅが形成されたものである。
【００６９】
当該縦壁成形工程における第１曲げ成形工程および第２曲げ成形工程を、図１０に基づいて以下に説明する。なお、図１０は、プレス成形用金型４１によりプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析により得られた溝付きブランク８７の変形挙動の解析結果であり、溝付きブランク８７の変形を見やすくするため、ダイ４５（図６参照）を表示せずにパンチ４３とパッド４７と溝付きブランク８７を図示している。
【００７０】
≪第１曲げ成形工程≫
第１曲げ成形工程は、溝付きブランク８７にダイ４５の波状変形抑制面部５３であるブランク当接面部５３ａ（図８参照）を当接させた状態でダイ４５をパンチ４３側に相対移動させる工程である。
第１曲げ成形工程において、溝付きブランク８７は、図１０（ｂ）〜（ｄ）に示すように変形する。
【００７１】
まず、パッド４７により溝付きブランク８７の上面を押さえた状態（図１０（ａ））で、ダイ４５をパンチ４３側に相対移動させると、ダイ４５のブランク当接面部５３ａが溝付きブランク８７の表面に当接し、溝付きブランク８７の変形が開始する（図１０（ｂ））。
【００７２】
前述のとおり、ブランク当接面部５３ａはフラットな形状であり、ダイ４５をパンチ４３側に相対移動させたときに下凸溝形状部８９に縮みフランジ変形が集中する。これにより、第１曲げ成形工程において、下凸溝形状部８９の間は比較的平坦に保たれたまま曲げ成形される（図１０（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位）。
【００７３】
≪第２曲げ成形工程≫
第２曲げ成形工程は、波状変形抑制面部５３が溝付きブランク８７から離れた状態でダイ４５を成形下死点まで相対移動させる工程である。
第２曲げ成形工程において、溝付きブランク８７は、図１０（ｅ）〜（ｆ）に示すように変形する。
【００７４】
第２曲げ成形工程においては、ダイ４５の波状変形抑制面部５３は溝付きブランク８７の表面から離れ、ダイ側縦壁成形面部５１の凸部５９がブランク３１の下凸溝形状部８９に当接する（図１０（ｅ））。
【００７５】
そして、ダイ４５を成形下死点まで相対移動させる過程において（図１０（ｅ）〜（ｆ））、下凸溝形状部８９は、パンチ側縦壁成形面部４９とダイ側縦壁成形面部５１とで潰され、成形下死点（図１０（ｆ））において、縦壁部５に凸形状部７が形成されたプレス成形品１が成形される。
【００７６】
このように、本実施の形態３に係るプレス成形方法によれば、成形途中において下凸溝形状部８９に縮みフランジ変形が集中するため、下凸溝形状部８９の間が比較的平坦に保たれたまま凸形状部７を形成することができ、凸形状部７の座面９におけるシワの発生を抑制して座面９の平坦度を高く成形することができる。
【００７７】
上記の説明は、図９に示す下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄをプレス成形品１に形成される凸形状部７の凸形状と反対方向に凸形状としたものであるが、本発明に係る溝付きブランク成形工程においてブランクに形成される溝形状部は、その凹凸の向きを限定するものではない。
【００７８】
すなわち、本実施の形態３に係るプレス成形方法は、例えば、図１１に示すように、上向きに凸形状とした上凸溝形状部９９が成形された溝付きブランク９７を用いてプレス成形品１を成形するものであってもよい。
【００７９】
この場合、溝付きブランク成形工程においては、図１１（ａ）に示すように、上凸溝形状部９９を形成する上凸溝形状成形部９３ａおよび９５ａをそれぞれ有する上型９３と下型９５からなる予成形用金型９１を用い、ブランク３１における縦壁部５に相当する部位に、縦壁部５の下端から高さ方向に相当する方向に延びる溝形状部として、プレス成形品１の凸形状部７の凸形状と同一方向に凸形状の上凸溝形状部９９を所定の間隔で複数形成した溝付きブランク９７を成形する。
【００８０】
そして、続く縦壁成形工程においては、図１１（ｂ）に示すように、パンチ４３とダイ４５とパッド４７を備えたプレス成形用金型４１を用いて、複数形成された上凸溝形状部９９の間に凸形状部７が形成された縦壁部５を成形する。
【００８１】
溝付きブランク９７を用いてプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析により得られた溝付きブランク９７の変形挙動を、図１２に示す解析結果に基づいて以下に説明する。なお、図１２においては溝付きブランク９７の変形を見やすくするため、ダイ４５（図１１参照）を表示せずにパンチ４３とパッド４７と溝付きブランク９７を図示している。
【００８２】
上凸溝形状部９９を形成した溝付きブランク９７を用いた場合、ダイ４５のブランク当接面部５３ａを溝付きブランク９７に当接させて成形する第１曲げ成形工程においては、上凸溝形状部９９がブランク当接面部５３ａと接触して上凸溝形状部９９の間はいくらか凹形状に変形するものの、前述の下凸溝形状部８９を形成した溝付きブランク８７を用いた場合（図１０）と同様、上凸溝形状部９９に縮みフランジ変形が集中するため、上凸溝形状部９９の間は比較的平坦に保たれる（図１２（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位）。
【００８３】
そして、ブランク当接面部５３ａが溝付きブランク９７から離れた状態でダイ４５をさらに相対移動させる第２曲げ成形工程においては、上凸溝形状部９９が凹形状に成形され、上凸溝形状部９９の間における塑性変形が軽減された状態で凸形状部７が成形される（図１２（ｅ）〜（ｆ））。
【００８４】
このように、上凸溝形状部９９を形成した溝付きブランク９７を用いた場合でも、成形過程において上凸溝形状部９９に縮みフランジ変形を集中させることにより、上凸溝形状部９９の間を平坦に保って曲げ成形することができ、凸形状部７の座面９におけるシワの発生を抑制して座面９の平坦度を高く成形することができる。
【００８５】
なお、ブランク３１に形成した下凸溝形状部８９又は上凸溝形状部９９は、成形下死点においても曲げ癖が残ってしまい、プレス成形品１においてはシワとなることが懸念されるが、プレス成形品１における下凸溝形状部８９又は上凸溝形状部９９に相当する部位は凸形状部７の間であるため、仮にシワが発生したとしても他の部品との接合面ではないため問題とならない。
【００８６】
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法は、図２に示すプレス成形品１を、本発明の実施の形態２に係るプレス成形用金型６１（図６参照）を用いて成形するものであって、図１３に示すように、下凸溝形状部８９が形成された溝付きブランク８７を成形する溝付きブランク成形工程（図１３（ａ））と、パンチ４３に溝付きブランク８７を載置して、パンチ４３とダイ４５を相対移動させて縦壁部５を成形する縦壁成形工程（図１３（ｂ））とを備えたものである。
【００８７】
ここで、本実施の形態４に係るプレス成形方法において、溝付きブランク８７を用いる理由は、前述した実施の形態３に係るプレス成形方法と同様、成形初期段階から下凸溝形状部における縮みフランジ変形を集中させて、プレス成形品１の凸形状部７の座面９に相当する部位をより平坦に保って曲げ成形するためである。
【００８８】
また、本実施の形態４における溝付きブランク成形工程は、前述した実施の形態３に係るプレス成形方法における溝付きブランク成形工程と同様であるため、以下、縦壁成形工程について説明する。
【００８９】
＜縦壁成形工程＞
縦壁成形工程は、パンチ４３に溝付きブランク８７を載置し、パッド４７により溝付きブランク８７の上面を押さえた状態で、パンチ４３とダイ６３を成形下死点まで相対移動させ、前記溝付きブランク成形工程において複数形成された下凸溝形状部８９の間に凸形状部７が形成された縦壁部５を成形する工程であり、第１曲げ成形工程と第２曲げ成形工程とを有する。
【００９０】
当該縦壁成形工程における第１曲げ成形工程および第２曲げ成形工程を、図１４に基づいて以下に説明する。なお、図１４は、プレス成形用金型６１によりプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析により得られた溝付きブランク８７の変形挙動の解析結果であり、溝付きブランク８７の変形を見やすくするため、ダイ６３（図１３参照）を表示せずにパンチ４３とパッド４７と溝付きブランク８７を図示している。
【００９１】
≪第１曲げ成形工程≫
第１曲げ成形工程は、溝付きブランク８７にダイ６３のブランク当接面部６７ａを当接させた状態でダイ６３をパンチ４３側に相対移動させる工程である。
【００９２】
第１曲げ成形工程において、溝付きブランク８７は、図１４（ｂ）〜（ｄ）に示すように変形する。
まず、パッド４７により溝付きブランク８７の上面を押さえた状態で、ダイ６３をパンチ４３側に相対移動させると、ダイ６３の波状変形抑制面部６７が溝付きブランク８７の表面に当接し、溝付きブランク８７の変形が開始する（図１４（ｂ））。
【００９３】
前述のとおり、ブランク当接面部６７ａはフラットな形状であり、ダイ６３をパンチ４３側に相対移動させたときに下凸溝形状部８９に縮みフランジ変形が集中する。これにより、第１曲げ成形工程において、下凸溝形状部８９の間は比較的平坦に保たれたまま曲げ成形される（図１４（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位）。
【００９４】
≪第２曲げ成形工程≫
第２曲げ成形工程は、波状変形抑制面部６７が溝付きブランク８７から離れた状態でダイ６３を成形下死点まで相対移動させる工程である。
【００９５】
第２曲げ成形工程においては、ダイ６３の波状変形抑制面部６７は溝付きブランク８７の表面から離れ、ダイ側縦壁成形面部６５の凸部７１（図６参照）が溝付きブランク８７に当接する（図１４（ｅ））。
【００９６】
そして、ダイ６３を成形下死点まで相対移動させる過程において、下凸溝形状部８９は、パンチ側縦壁成形面部４９とダイ側縦壁成形面部５１とで潰され、成形下死点（図１４（ｆ））において縦壁部５に凸形状部７が形成されたプレス成形品１が成形される。
【００９７】
このように、本実施の形態４に係るプレス成形方法によれば、成形途中において下凸溝形状部８９に縮みフランジ変形が集中するため、下凸溝形状部８９の間を比較的平坦に保ったまま凸形状部７を成形することができ、凸形状部７の座面９におけるシワの発生を抑制して座面９の平坦度を高く成形することができる。
【００９８】
さらに、本実施の形態４に係るプレス成形方法によれば、後述する実施例において示すように、プレス成形品１の稜線部４（図２参照）の長手方向端部におけるシワの発生を抑制することができて、より好ましい。
【００９９】
上記の説明は、図９に示す下凸溝形状部８９ａ〜８９ｄをプレス成形品１に形成される凸形状部７の凸形状と反対方向に凸形状としたものであるが、本発明に係る溝付きブランク成形工程においてブランクに形成される溝形状部は、その凹凸の向きを限定するものではない。
【０１００】
すなわち、本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法は、例えば、図１５に示すように、上向きに凸形状とした上凸溝形状部９９が成形された溝付きブランク９７を用いてプレス成形品１を成形するものであってもよい。
【０１０１】
この場合、溝付きブランク成形工程においては、図１５（ａ）に示すように、上凸溝形状部９９を形成する上凸溝形状成形部９３ａおよび９５ａをそれぞれ有する上型９３と下型９５からなる予成形用金型９１を用い、ブランク３１における縦壁部５に相当する部位に、縦壁部５の下端から高さ方向に相当する方向に延びる溝形状部として、プレス成形品１の凸形状部７の凸形状と同一方向に凸形状の上凸溝形状部９９を所定の間隔で複数形成した溝付きブランク９７を成形する。
【０１０２】
そして、続く縦壁成形工程において、図１５（ｂ）に示すように、パンチ４３とダイ６３とパッド４７を備えたプレス成形用金型６１を用いて、複数形成された上凸溝形状部９９の間に凸形状部７が形成された縦壁部５を成形する。
【０１０３】
溝付きブランク９７を用いてプレス成形品１を成形する過程のプレス成形解析により得られた溝付きブランク９７の変形挙動を、図１６に示す解析結果に基づいて以下に説明する。なお、図１６においては溝付きブランク９７の変形を見やすくするため、ダイ６３（図１５参照）を表示せずにパンチ４３とパッド４７と溝付きブランク９７を図示している。
【０１０４】
上凸溝形状部９９を形成した溝付きブランク９７を用いた場合、ダイ６３のブランク当接面部６７ａを溝付きブランク９７に当接させて成形する第１曲げ成形工程においては、上凸溝形状部９９がブランク当接面部６７ａと接触して上凸溝形状部９９の間はいくらか凹形状に変形するものの、前述の下凸溝形状部８９を形成した溝付きブランク８７を用いた場合（図１４）と同様、上凸溝形状部９９に縮みフランジ変形が集中するため、上凸溝形状部９９の間は比較的平坦に保たれる（図１６（ｂ）〜（ｄ）中破線の楕円で囲んだ部位）。
【０１０５】
そして、ブランク当接面部６７ａが溝付きブランク９７から離れた状態でダイ６３をさらに相対移動させる第２曲げ成形工程においては、上凸溝形状部９９が凹形状に変形し、上凸溝形状部９９の間における塑性変形が軽減された状態で凸形状部７が形成される（図１６（ｅ）〜（ｆ））。
【０１０６】
このように、上凸溝形状部９９を形成した溝付きブランク９７を用いた場合でも、成形過程において上凸溝形状部９９に縮みフランジ変形を集中させることにより、上凸溝形状部９９の間を平坦に保って曲げ成形することができ、凸形状部７の座面９におけるシワの発生を抑制して座面９の平坦度を高く成形することができる。
【０１０７】
なお、ブランク３１に形成した下凸溝形状部８９又は上凸溝形状部９９は、成形下死点においても曲げ癖が残ってしまい、プレス成形品１においてはシワとなることが懸念されるが、プレス成形品１における下凸溝形状部８９又は上凸溝形状部９９に相当する部位は凸形状部７の間であるため、仮にシワが発生したとしても他の部品との接合面ではないため問題とならない。
【実施例】
【０１０８】
本発明に係るプレス成形用金型およびプレス成形方法の作用効果について確認するための検証を行ったので、これについて以下に説明する。
本実施例では、図９（ａ）に示すプレス成形品１を解析対象としてプレス成形解析およびスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品１の解析結果に基づいて、プレス成形品１の凸形状部７の座面９におけるシワの発生を評価した。
【０１０９】
解析対象としたプレス成形品１は、長手方向の全長を300mm、天板部３の幅および湾曲の曲率半径を70mmおよび1000mm、凸形状部７の座面９の幅を25mmとし、縦壁成形高さ（縦壁部５の高さ）を40mm〜65mm、凸形状部７の座面高さ（凸形状の底面から座面までの高さ）を5〜7mmの範囲で変更した場合について解析を行った。また、解析において、ブランク３１は、引張強度1180MPa級、板厚1.6mmの鋼板とした。
そして、プレス成形品１のプレス成形解析およびスプリングバック解析には、有限要素法解析ソフトウェアLS-DYNA（LSTC社製）を用いた。
【０１１０】
本実施例では、図１７に示す(a)板厚増加率、(b)相当塑性ひずみ、(c)最大曲率半径の３項目により、プレス成形品１の凸形状部７の座面９と、稜線部４（図２参照）におけるシワの発生を評価するものとした。
【０１１１】
板厚増加率は、ブランク３１の板厚を基準としてプレス成形品１の板厚の増加を表わすものであり、板厚増加率の値が大きい部位においては、面内の圧縮荷重が大きいために座屈しやすくてシワが発生しやすいことが示唆されると考えられる。
【０１１２】
相当塑性ひずみは、塑性変形によるひずみを単軸相当に換算した値であり、相当塑性ひずみの値が大きい部位においては塑性変形量が大きくて曲げ癖が残りやすいため、シワが発生しやすいと考えられる。
【０１１３】
最小曲げ半径は、ブランク３１における凸形状部７の下端に相当する部位の形状を曲率半径で表したときの成形過程における曲率半径の最小値であり、最小曲げ半径が小さいほど成形過程における曲げ変形が大きく、凸形状部７の座面９にシワが発生しやすいと考えられる。
【０１１４】
上記の３項目によるシワの発生の評価の妥当性を、従来のプレス成形用金型１１を用いて成形したプレス成形品１において縦壁成形高さおよび凸形状部７の座面高さを変更した場合について検証したので、まずはこれについて説明する。
【０１１５】
図１８に、ブランク３１に溝形状部を設けずにプレス成形用金型１１を用いて、縦壁成形高さ40mmおよび凸形状部７の座面高さ7mmのプレス成形品１を成形したときの成形過程における凸形状部７の下端に相当する部位の曲率半径の解析結果を示す。
【０１１６】
図１８において、横軸は、ダイ１５が成形下死点まで相対移動する間におけるダイストローク(mm)、縦軸は、プレス成形品１の縦壁部５の長手方向中央に形成された凸形状部７の下端に相当する部位におけるブランク３１の端部形状から算出した曲率半径(mm)である。ここで、曲率半径は、凸形状部７ｃの座面９ｃ（図９）の下端における長手方向中点に相当する点およびその両側に1.5mm離れた点の３点を通る円の半径とした（図１７（ｄ）参照）。
【０１１７】
図１８に示すように、成形過程における曲率半径は、ダイ１５がブランク３１に当接して成形が開始するダイストローク40mm付近において急激に減少し、ダイストローク80mm付近で最小値を示した後、成形下死点に向って凸形状部７ｃの座面が平坦に成形されるに伴って再び増加する傾向を示している。そして、図１８に示す結果から、最小曲げ半径は、成形過程における曲率半径の最小値である9mmと決定される。
【０１１８】
図１９に、ブランク３１を用いてプレス成形用金型１１により成形するプレス成形品１の縦壁成形高さ（縦壁部５の高さ）を40mm（図１９（ａ））、55mm（図１９（ｂ））および65mm（図１９（ｃ））とした場合における各シワ発生評価項目（板厚増加率分布、相当塑性ひずみ分布および最小曲げ半径）の解析結果を示す。
【０１１９】
同様に、図２０に、ブランク３１を用いてプレス成形用金型１１により成形するプレス成形品１の凸形状部７の座面高さを7mm（図２０（ａ））および5mm（図２０（ｂ））とした場合における各シワ発生評価項目の解析結果を示す。
図１９および２０においては、凸形状部７ｃの座面９ｃおよび稜線部４の端部における相当塑性ひずみの最大値も併せて示している。
【０１２０】
図１９および２０に示す結果より、凸形状部７ｃの座面９ｃにおける相当塑性ひずみの最大値が大きいほど、最小曲げ半径は小さくなる傾向が得られた。そして、プレス成形品１の縦壁成形高さおよび凸形状部７の座面高さが高くなるほど、凸形状部７の座面９にシワが発生しやすくなることから、相当塑性ひずみの最大値および最小曲げ半径をシワが発生の評価に用いることができることが示唆された。
【０１２１】
本実施例では、上記の検証結果に基づいて、以下に示す発明例１〜７についてシワの発生を評価した。
発明例１および２は、図１に示すように、長手方向全長に亘って波状変形抑制面部５３を有するダイ４５を用いる例であり、ブランク３１を用いてプレス成形用金型４１により成形したものであり、発明例１は、ダイ４５の波状変形抑制面部５３の曲率半径をR20mm、発明例２は、波状変形抑制面部５３の曲率半径をR100mmとした場合のものである。
発明例３は、図６に示すように、長手方向中央部に波状変形抑制面部６７を有するダイ６３を用いる例であり、ブランク３１を用いてプレス成形用金型６１により成形した場合のものである。
【０１２２】
発明例４および５は、図１（ａ）に示す長手方向全長に亘って波状変形抑制面部５３を有するダイ４５を用いるプレス成形用金型４１により成形したものであり、発明例４は、図８に示すように、下凸溝形状部８９を形成した溝付きブランク８７を用いたもの、発明例５は、図１１に示すように、上凸溝形状部９９を形成した溝付きブランク９７を用いた場合のものである。
【０１２３】
発明例６および７は、図６（ａ）に示す長手方向中央部に波状変形抑制面部６７を有するダイ６３を用いるプレス成形用金型６１により成形したものであり、発明例６は、図１３に示すように、下凸溝形状部８９を形成した溝付きブランク８７を用いた場合のもの、発明例７は、図１５に示すように、上凸溝形状部９９を形成した溝付きブランク９７を用いた場合のものである。
【０１２４】
発明例１〜７は、プレス成形品１の縦壁成形高さを40mm、凸形状部７の座面高さを7mmとした場合のものとした。そして、発明例１〜７の比較対象として、従来のプレス成形用金型１１（図３参照）を用いて成形し、プレス成形品１の縦壁成形高さおよび凸形状部７の座面高さの等しいものを比較例（図１９（ａ））とした。
【０１２５】
本発明に係るプレス成形用金型およびプレス成形方法により得られたプレス成形品におけるシワ発生の評価結果（板厚増加率分布、相当塑性ひずみ分布および最小曲げ半径）を図２１〜２３に示す。ここで、図２１は、発明例１〜３における評価結果、図２２は、発明例４および５における評価結果、図２３は、発明例６および７における評価結果である。
【０１２６】
なお、図２１〜２３に示す発明例１〜７は、プレス成形品１の縦壁成形高さ（縦壁部５の高さ）を40mm、凸形状部７の座面高さを7mmとした場合の結果であり、縦壁成形高さ（＝40mm）および座面高さ（＝7mm）が同一の比較例（図１９（ａ））と比較した。さらに、図２１〜２３には、凸形状部７ｃの座面９ｃと稜線部４（図２参照）における相当塑性ひずみの最大値も併せて示している。
【０１２７】
発明例１において（図２１（ａ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値は0.08、最小曲げ半径は27mmであって、比較例（図１９（ａ））における相当塑性ひずみの最大値（＝0.17）および最小曲げ半径（＝9mm）と比べて良好な結果であり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
しかしながら、プレス成形品１の稜線部４の端部において相当塑性ひずみの値が高くなって最大値（＝0.72）も増加し、稜線部４の端部付近においてシワの発生が見られた。
【０１２８】
発明例２においては（図２１（ｂ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値および最小曲げ半径は発明例１と同程度の結果であり、比較例（図１９（ａ））に比べて良好となり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
しかしながら、比較例（図１９（ａ））に比べて稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみの値は増加し、シワの発生が見られた。
【０１２９】
発明例３において（図２１（ｃ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値は0.07、最小曲げ半径は29mmであって、比較例（図１９（ａ））における相当塑性ひずみの最大値（＝0.17）および最小曲げ半径（＝9mm）と比べて良好な結果であり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
しかしながら、プレス成形品１の稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみの値が高くなった。稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみの最大値（＝0.62）は、発明例１および２に比べて低い値であるものの、稜線部４の端部付近においてシワの発生が見られた。
【０１３０】
発明例４において（図２２（ａ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値は0.09、最小曲げ半径は21mmであって、比較例（図１９（ａ））における相当塑性ひずみの最大値（＝0.17）および最小曲げ半径（＝9mm）と比べて良好な結果であり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
しかしながら、プレス成形品１の稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみの値は高くなった。稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみの最大値（＝0.45）は、発明例１〜３に比べて低い値であり、シワの発生が抑制されたものの、稜線部４の端部付近におけるシワの発生を防止するには至らなかった。
【０１３１】
発明例５において（図２２（ｂ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値は0.13、最小曲げ半径は16mmであって、比較例（図１９（ａ））における相当塑性ひずみの最大値（＝0.17）および最小曲げ半径（＝9mm）と比べて良好な結果であり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
しかしながら、プレス成形品１の稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみの最大値は0.49であり、発明例４と同様、発明例１〜３に比べて低下してシワの発生が抑制されたものの、稜線部４の端部付近におけるシワの発生を防止するには至らなかった。
【０１３２】
発明例６において（図２３（ａ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値は0.08、最小曲げ半径は26mmであって、比較例（図１９（ａ））における相当塑性ひずみの最大値（＝0.17）および最小曲げ半径（＝9mm）と比べて良好な結果であり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
さらに、プレス成形品１の稜線部４の端部付近における相当塑性ひずみは、比較例（図１９（ａ））と同程度の値となり、稜線部４の端部付近におけるシワの発生は見られなかった。
【０１３３】
発明例７において（図２３（ｂ））、凸形状部７の座面９における相当塑性ひずみの最大値は0.13、最小曲げ半径は16mmであって、比較例（図１９（ａ））における相当塑性ひずみの最大値（＝0.17）および最小曲げ半径（＝9mm）と比べて良好な結果であり、凸形状部７の座面９におけるシワの発生は見られなかった。
さらに、発明例６と同様、プレス成形品１の稜線部４の端部付近において、相当塑性ひずみは比較例（図１９（ａ））と同程度の値となり、シワの発生は見られなかった。
【０１３４】
以上より、本発明に係るプレス成形用金型およびプレス成形方法によれば、ブランクの波状の変形を抑制する波状変形抑制面部をダイ側縦壁成形面部の下方に設け、成形過程において前記波状変形抑制面部のブランク当接面部を前記ダイ側縦壁成形面部よりも先にブランクに当接させることにより、プレス成形品の凸形状部の座面にシワが発生するのを抑制し、当該座面の平坦度が高いプレス成形品を得ることができることが実証された。
さらに、前記ブランク当接面部を、波状変形抑制面部の長手方向中央部に設けることにより、プレス成形品の凸形状部の座面に加えて前記プレス成形品の稜線部の端部におけるシワの発生も抑制することができ、より好ましいことが示された。
【符号の説明】
【０１３５】
１  プレス成形品
３  天板部
４  稜線部
５  縦壁部
７  凸形状部
９  座面
１１  プレス成形用金型
１３  パンチ
１５  ダイ
１７  パッド
１９  パンチ側縦壁成形面部
２１  ダイ側縦壁成形面部
２３  曲げ刃Ｒ部
２５  凸形状形成部
２７  ダイの凹部
２９  ダイの凸部
３１  ブランク
４１  プレス成形用金型
４３  パンチ
４５  ダイ
４７  パッド
４９  パンチ側縦壁成形面部
５１  ダイ側縦壁成形面部
５３  波状変形抑制面部
５３ａ  ブランク当接面部
５５  凸形状形成部
５７  ダイの凹部
５９  ダイの凸部
６１  プレス成形用金型
６３  ダイ
６５  ダイ側縦壁成形面部
６７  波状変形抑制面部
６７ａ  ブランク当接面部
６７ｂ  凹凸部
６９  ダイの凹部
７１  ダイの凸部
８１  予成形用金型
８３  上型
８３ａ  下凸溝形状成形部
８５  下型
８５ａ  下凸溝形状成形部
８７  溝付きブランク
８９  下凸溝形状部
９１  予成形用金型
９３  上型
９３ａ  上凸溝形状成形部
９５  下型
９５ａ  上凸溝形状成形部
９７  溝付きブランク
９９  上凸溝形状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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