(57)【要約】【課題】加圧解除後に成形部品が口開き方向に変形するを抑制することのできるプレス成形方法を提供する。【解決手段】長手方向に所定の曲率で湾曲した天面部２と、天面部２の長手方向に沿った両端から湾曲内側に向かって延在する２つの側面部３とを有する成形部品１をプレス成形するプレス成形方法であって、予備成形工程と本成形工程とを有する。予備成形工程では、長手方向に前記所定の曲率と異なる曲率で湾曲する天面部３２と、天面部３２の長手方向に沿った両端から湾曲内側に向かって延在し且つ天面部３２となす角度が成形部品１よりも大きい２つの側面部３３とを有する予備成形部品３１をプレス成形する。本成形工程では、予備成形部品３１の天面部３２をプレスして前記所定の曲率に近づく方向に変形させてから、その状態で、天面部３２と側面部３３とがなす角度が予備成形部品３１より小さくなるようにプレス成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に所定の曲率で湾曲した天面部と、前記天面部の長手方向に沿った両端から湾曲内側に向かって延在する２つの側面部とを有する成形部品をプレス成形するプレス成形方法であって、
長手方向に前記所定の曲率と異なる曲率で湾曲する天面部と、前記天面部の長手方向に沿った両端から湾曲内側に向かって延在し且つ前記天面部となす角度が前記成形部品よりも大きい２つの側面部とを有する予備成形部品をプレス成形する予備成形工程と、
前記予備成形部品の前記天面部をプレスして前記所定の曲率に近づく方向に変形させてから、その状態で、前記天面部と前記側面部とがなす角度が前記予備成形部品より小さくなるようにプレス成形する本成形工程とを有することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記予備成形部品の前記天面部は、前記所定の曲率よりも大きい曲率で湾曲することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
【請求項３】
前記予備成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ１［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ１［°］とし、
前記本成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ２［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ２［°］としたときに、
下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする請求項２に記載のプレス成形方法。
１＜ρ１／ρ２≦１．７５  ……（１）
ρ１／ρ２≦０．１５×（θ１−θ２）−４．５５  ……（２）
θ１−θ２≦５２  ……（３）
【請求項４】
前記予備成形部品の前記天面部は、前記所定の曲率よりも小さい曲率で湾曲することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
【請求項５】
前記予備成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ１［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ１［°］とし、
前記本成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ２［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ２［°］としたときに、
下記式（１）〜（４）を満たすことを特徴とする請求項４に記載のプレス成形方法。
ρ１／ρ２＜１  ……（１）
ρ１／ρ２≦０．０６×（θ１−θ２）−１．２２……（２）
ρ１／ρ２≧０．０１２×（θ１−θ２）＋０．１３６……（３）
θ１−θ２≦４７  ……（４）
【請求項６】
前記成形部品は、前記側面部の先端部から延在するフランジ部を有し、
前記予備成形工程において、フランジ部が形成されるように前記予備成形部品をプレス成形することを特徴とする請求項１〜５のいずれか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、長手方向に湾曲した天面部と、天面部の長手方向に沿った両端から湾曲内側に延在する２つの側面部とを有する成形部品を成形するプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車部品等に用いられるプレス成形部品として、長手方向に湾曲した天面部と、この天面部の長手方向に沿った両端から湾曲内側に延在する２つの側面部とを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。このような成形部品としては、側面部の先端にフランジ部が設けられているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような成形部品をプレス成形した場合、成形部品を型から解放すると、側面部と天面部との連結部分（コーナー部分）が、弾性回復（スプリングバック）によって曲げ角度が大きくなるように変形し、口開きが生じる場合がある。また、フランジ部を有する成形部品の場合には、加圧解除後、コーナー部分の曲げ角度がスプリングバックによって大きくなることとに加えて、側面部がスプリングバックによって反ることによって、口開きが生じる場合がある。また、成形部品の天面部は湾曲しているため、加圧解除後、天面部が、スプリングバックによって曲率が小さくなる方向に変形する場合がある。成形部品の材料として、高張力鋼板（ハイテン材）などの高強度の金属板を用いた場合、スプリングバックが大きいため、上述したような寸法精度不良がより生じやすい。
【０００５】
そこで、本発明は、成形部品が加圧解除後に口開き方向に変形するを抑制することのできる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及び発明の効果】
【０００６】
第１の発明のプレス成形方法は、長手方向に所定の曲率で湾曲した天面部と、前記天面部の長手方向に沿った両端から湾曲内側に向かって延在する２つの側面部とを有する成形部品をプレス成形するプレス成形方法であって、長手方向に前記所定の曲率と異なる曲率で湾曲する天面部と、前記天面部の長手方向に沿った両端から湾曲内側に向かって延在し且つ前記天面部となす角度が前記成形部品よりも大きい２つの側面部とを有する予備成形部品をプレス成形する予備成形工程と、前記予備成形部品の前記天面部をプレスして前記所定の曲率に近づく方向に変形させてから、その状態で、前記天面部と前記側面部とがなす角度が前記予備成形部品より小さくなるようにプレス成形する本成形工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、本成形工程において成形部品をプレス成形後、成形部品を型から解放したときに、成形部品が口開き方向（側面部の先端同士の離間距離が大きくなる方向）に変形するのを抑制することができる。
また、予備成形工程と本成形工程において天面部を２回プレスするため、成形部品を１回成形によって成形した場合に比べると、成形部品の天面部が加圧解除後に曲率が小さくなる方向に変形するのを抑制することができる。
【０００８】
第２の発明のプレス成形方法は、前記第１の発明において、前記予備成形部品の前記天面部は、前記所定の曲率よりも大きい曲率で湾曲することを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、本成形工程において、予備成形部品の天面部を前記所定の曲率に近づく方向、即ち、曲率が小さくなる方向に変形させると、側面部は天面部の長手方向に伸ばされるため引張応力が発生しようとする。側面部は、この時点ではプレスされていないため、この引張応力を緩和するように、口閉じ方向に変形する。このときの側面部の変形癖が側面部をプレス成形した後も残り、口閉じ方向に作用するため、成形部品が加圧解除後に口開き方向に変形するのを抑制することができる。
また、予備成形工程において、成形部品の天面部の曲率よりも大きい曲率に天面部を成形し、本成形工程では、天面部を曲率が小さくなる方向に変形させているため、曲率が小さくなるが小さくなる方向の天面部２のスプリングバックを低減できる。したがって、成形部品の天面部が加圧解除後に曲率が小さくなる方向に変形するのを抑制することができる。
【００１０】
第３の発明のプレス成形方法は、前記第２の発明において、前記予備成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ１［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ１［°］とし、前記本成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ２［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ２［°］としたときに、下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする。
１＜ρ１／ρ２≦１．７５  ……（１）
ρ１／ρ２≦０．１５×（θ１−θ２）−４．５５  ……（２）
θ１−θ２≦５２  ……（３）
【００１１】
この構成によると、成形部品にしわが生じるのを防止することができるとともに、加圧解除後に成形部品が口開き方向に変形するのをより確実に抑制することができる。また、加圧解除後に成形部品の天面部が曲率が小さくなる方向に変形するのをより確実に抑制することができる。
【００１２】
第４の発明のプレス成形方法は、前記第１の発明において、前記予備成形部品の前記天面部は、前記所定の曲率よりも小さい曲率で湾曲することを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、本成形工程においてプレス成形後、成形部品を型から解放すると、成形部品には、予備成形工程において所定の曲率（成形部品の天面部の曲率）よりも小さい曲率で成形した際の変形癖が残っている。この変形癖と、本成形工程のプレスによるスプリングバックとによって、成形部品の天面部は、曲率が小さくなる方向に変形する。これにより、側面部は天面部の長手方向に伸ばされるため、側面部には引張応力が発生しようとする。側面部は、この引張応力を緩和するように、口閉じ方向に変形する。そのため、成形部品が加圧解除後に口開き方向に変形するのを抑制することができる。
また、上述したように、加圧解除後、成形部品の天面部は、曲率が小さくなる方向に変形するが、天面部の変形量は、成形部品を１回成形によって成形した場合のスプリングバックによる変形量に比べて小さい。
【００１４】
第５の発明のプレス成形方法は、前記第４の発明において、前記予備成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ１［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ１［°］とし、前記本成形工程のプレス時における前記天面部の曲率をρ２［１／ｍｍ］、前記天面部と前記側面部とがなす角度をθ２［°］としたときに、下記式（１）〜（４）を満たすことを特徴とする。
ρ１／ρ２＜１  ……（１）
ρ１／ρ２≦０．０６×（θ１−θ２）−１．２２……（２）
ρ１／ρ２≧０．０１２×（θ１−θ２）＋０．１３６……（３）
θ１−θ２≦４７  ……（４）
【００１５】
この構成によると、成形部品にしわが生じるのを防止することができるとともに、加圧解除後に成形部品が口開き方向に変形するのをより確実に抑制することができる。
【００１６】
第６の発明のプレス成形方法は、前記第１〜第５のいずれかの発明において、前記成形部品は、前記側面部の先端部から延在するフランジ部を有し、前記予備成形工程において、フランジ部が形成されるように前記予備成形部品をプレス成形することを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、フランジ部を有する成形部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のプレス成形工程を示す図であり、（ａ）は予備成形部品の斜視図であり、（ｂ）および（ｃ）は本成形工程において予備成形部品の天面部のみをプレスした直後の斜視図であり、（ｄ）は本成形部品の斜視図である。
【図２】第１実施形態のプレス成形方法で用いる予備成形金型を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＡ２−Ａ２線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ１線断面図である。
【図３】第１実施形態のプレス成形方法で用いる本成形金型を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＢ２−Ｂ２線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１線断面図である。
【図４】第２実施形態のプレス成形工程を示す図であり、（ａ）は予備成形部品の斜視図であり、（ｂ）は本成形工程において加圧を解除した直後の成形部品の斜視図であり、（ｃ）は最終形状の成形部品の斜視図である。
【図５】第２実施形態のプレス成形方法で用いる予備成形金型を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＣ２−Ｃ２線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ１線断面図である。
【図６】第２実施形態のプレス成形方法で用いる本成形金型を示す図であって、（ａ）は（ｂ）のＤ２−Ｄ２線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ１線断面図である。
【図７】（ａ）は本発明例の予備成形部品のプレス時の断面図であり、（ｂ）は本発明例の成形部品のプレス時の断面図である。
【図８】本発明例の成形部品の加圧解除後の状態を示す図であって、（ａ）は長手方向端部の図であり、（ｂ）は側面図である。
【図９】曲率比ρ１／ρ２と角度差（θ１−θ２）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態のプレス成形方法は、図１（ｄ）に示す成形部品１をプレス成形する方法である。本実施形態のプレス成形方法では、予備成形金型１０を用いて金属板Ｗから図１（ａ）に示す予備成形部品３１をプレス成形し（予備成形工程）、その後、この予備成形部品３１を図３に示す本成形金型２０を用いてプレス成形して成形部品１を形成する（本成形工程）。金属板Ｗとしては、高張力鋼板（ハイテン材）が用いられるが、鋼板やアルミニウム板などを用いてもよい。なお、図２および図３は、断面のハッチングを省略している。
【００２０】
まず、成形部品１について説明する。
図１（ｄ）に示すように、成形部品１は、断面形状がハット形状の長尺部材であって、天面部２と、２つの側面部３と、２つのフランジ部４とから構成されている。成形部品１は、左右対称に形成されている。
【００２１】
天面部２は、曲率κ１で長手方向に湾曲している。天面部２の長手方向に直交する断面形状は、平坦状であって、天面部２の長手方向に直交する方向の幅は一定である。天面部２の長手方向長さ（湾曲方向に沿った長さ）は、例えば９００ｍｍであり、この長さの場合、曲率κ１は、例えば２．８×１０−４〜２．９×１０−４［１／ｍｍ］である。
【００２２】
２つの側面部３は、天面部２の長手方向に沿った両端から湾曲内側に（図３（ｄ）中の下側に）延在している。側面部３は、ほぼ平坦状である。側面部の高さ（湾曲径方向の長さ）は一定である。側面部３と天面部２とがなす角度α１は、例えば９７〜９９°である。
【００２３】
２つのフランジ部４は、２つの側面部３の先端から外側（天面部２と反対側）に延在している。フランジ部４は、天面部２とほぼ同心状に湾曲している。フランジ部４と側面部３とがなす角度β１は、例えば９７〜９９°である。
【００２４】
次に、予備成形金型１０について説明する。
図２（ａ）に示すように、予備成形金型１０は、下型パンチ１１と、上型パッド１２と、２つの上型ダイス１３とから構成されている。
【００２５】
下型パンチ１１は上面に、天面部成形面１１ａと、２つの側面部成形面１１ｂと、２つのフランジ部成形面１１ｃとを有している。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、天面部成形面１１ａは、上側に曲率ρ１１（本発明のρ１に相当）で湾曲している。曲率ρ１１と、本成形金型２０の後述する天面部成形面２１ａの曲率ρ１２（本発明のρ２に相当）と、成形部品１の天面部２の曲率κ１との大小関係は、曲率ρ１１＞曲率ρ１２≒曲率κ１である。
【００２７】
また、図２（ａ）に示すように、２つの側面部成形面１１ｂは、天面部成形面１１ａの長手方向の両端に連設されている。側面部成形面１１ｂと天面部成形面１１ａとがなす角度θ１１と、本成形金型２０の後述する天面部成形面２１ａと側面部成形面２１ｂとがなす角度θ１２と、成形部品１の天面部２と側面部３とがなす角度α１との大小関係は、角度θ１１＞角度θ１２≒角度α１である。
【００２８】
予備成形金型１０の曲率ρ１１および角度θ１１は、本成形金型２０の曲率ρ１２および角度θ１２に対して、下記式（１）〜（３）を満たすように設定されていることが好ましい。なお、下記の式において曲率の単位は［１／ｍｍ］で、角度の単位は［°］である。
１＜ρ１１／ρ１２≦１．７５  ……（１）
ρ１１／ρ１２≦０．１５×（θ１１−θ１２）−４．５５  ……（２）
θ１１−θ１２≦５２  ……（３）
【００２９】
フランジ部成形面１１ｃは、側面部成形面１１ｂの下端に連設されている。フランジ部成形面１１ｃは、天面部成形面１１ａとほぼ同心状に湾曲している。フランジ部成形面１１ｃと側面部成形面１１ｂとがなす角度ψ１１は、後述する本成形金型２０の側面部成形面２１ｂとフランジ部成形面２１ｃとがなす角度ψ１２と同じであってもよいが異なっていてもよい。なお、本成形金型２０の角度ψ１２は、成形部品１の角度β１とほぼ同じである。
【００３０】
上型パッド１２は、下型パンチ１１の天面部成形面１１ａの上側に配置され、公知の駆動手段によって上下方向に駆動される。図２（ｂ）に示すように、上型パッド１２の下面は、天面部成形面１１ａに沿うように曲率ρ１１で湾曲している。
【００３１】
上型ダイス１３は、下型パンチ１１の側面部成形面１１ｂとフランジ部成形面１１ｃの上側に配置される。２つの上型ダイス１３は、公知の駆動手段によって同時に上下方向に駆動される。また、２つの上型ダイス１３と上型パッド１２とは独立して駆動される。上型ダイス１３の下面は、下型パンチ１１の側面部成形面１１ｂとフランジ部成形面１１ｃに沿うように形成された側面部成形面１３ａとフランジ部成形面１３ｂとを有している。
【００３２】
次に、本成形金型２０について説明する。
図３（ａ）に示すように、本成形金型２０は、下型パンチ２１と、上型パッド２２と、２つの上型ダイス２３とから構成されている。
【００３３】
下型パンチ２１は上面に、天面部成形面２１ａと、２つの側面部成形面２１ｂと、２つのフランジ部成形面２１ｃとを有している。図３（ｂ）に示すように、天面部成形面２１ａは、曲率ρ１２で上側に湾曲している。図３（ａ）に示すように、２つの側面部成形面２１ｂは、天面部成形面２１ａの長手方向の両端に連設されている。側面部成形面２１ｂと天面部成形面２１ａとがなす角度をθ１２とする。フランジ部成形面２１ｃは、側面部成形面２１ｂの下端に連設されている。フランジ部成形面２１ｃと側面部成形面２１ｂとがなす角度（上型ダイス２３のフランジ部成形面２３ｂと側面部成形面２３ａとがなす角度と同じ）をψ１２とする。
【００３４】
上型パッド２２は、下型パンチ２１の天面部成形面２１ａの上側に配置され、公知の駆動手段によって上下方向に駆動される。図３（ｂ）に示すように、上型パッド２２の下面は、天面部形成面２１ａに沿うように曲率ρ１２で湾曲している。
【００３５】
上型ダイス２３は、下型パンチ２１の側面部成形面２１ｂとフランジ部成形面２１ｃの上側に配置される。２つの上型ダイス２３は、公知の駆動手段によって同時に上下方向に駆動される。また、２つの上型ダイス２３と上型パッド２２とは独立して駆動される。上型ダイス２３の下面は、下型パンチ２１の側面部成形面２１ｂおよびフランジ部成形面２１ｃに沿うように形成された側面部成形面２３ａとフランジ部成形面２３ｂとを有している。
【００３６】
以下、予備成形金型１０および本成形金型２０を用いたプレス成形工程について説明する。
【００３７】
［予備成形工程］
まず、図２（ａ）中二点鎖線で示すように、予備成形金型１０の上型ダイス１３を上昇させた状態で、下型パンチ１１の天面部成形面１１ａと上型パッド１２との間で金属板Ｗを挟持して、天面部成形面１１ａに沿って金属板Ｗを湾曲させる。次に、上型ダイス１３を下降させて、図２（ａ）中実線で示すように、側面部成形面１１ｂ、１３ａの間、および、フランジ部成形面１１ｃ、１３ｂの間で金属板Ｗを挟持してプレス成形する。
【００３８】
このプレス成形によって、図１（ａ）に示すように、成形部品１の天面部２の曲率κ１よりも大きい曲率で湾曲した天面部３２と、この天面部３２となす角度が成形部品１の天面部２と側面部３とがなす角度α１よりも大きい２つの側面部３３と、２つのフランジ部３４とから構成される予備成形部品３１が得られる。なお、型から解放した後の予備成形部品３１の天面部３２の曲率は、スプリングバックによって、予備成形金型１０の曲率ρ１１よりも若干小さくなっている。また、天面部３２と側面部３３とがなす角度は、スプリングバックによって、予備成形金型１０の角度θ１１よりも若干大きくなっている。
【００３９】
［本成形工程］
次に、図３（ａ）中二点鎖線で示すように、本成形金型２０の上型ダイス２３を上昇させた状態で、下型パンチ２１の天面部成形面２１ａと上型パッド２２との間で予備成形部品３１の天面部３２を挟持して、図１（ｂ）に示すように、天面部３２を曲率が小さくなる方向に変形させる。
【００４０】
これにより、側面部３３およびフランジ部３４は長手方向に伸ばされて、側面部３３およびフランジ部３４には、図１（ｂ）中矢印で示すような引張応力が一時的に発生しようとする。このとき、側面部３３およびフランジ部３４は、下型パンチ２１および上型ダイス２３に接触しておらず、自由に変形できるため、図１（ｃ）に示すように、側面部３３は上記の引張応力を緩和する方向に変形する。具体的には、２つの側面部３３の下端が口閉じ方向に引き寄せられ、側面部３３の上側部分が外側に湾曲するように変形する。
【００４１】
この状態で、上型ダイス２３を下降させて、図２（ａ）中実線で示すように、側面部成形面２１ｂ、２３ａの間、および、フランジ部成形面２１ｃ、２３ｂの間で、予備成形部品３１の側面部３３およびフランジ部３４を挟持してプレス成形する。このプレス成形によって、図１（ｄ）に示すように、天面部２と２つの側面部３と２つのフランジ部４とからなる成形部品１が成形される。
【００４２】
成形部品１を型から解放すると、スプリングバック（弾性回復）によって成形部品１は口開き方向に変形しようとする。詳細には、側面部と天面部との連結部分が曲げ角度が大きくなるように変形しようとすると共に、側面部が反るように変形しようとする。このとき、成形部品１の側面部３には、本成形工程において天面部３２のみをプレスしたときに生じた変形癖が残っており、この変形癖は口閉じ方向に作用する。そのため、スプリングバックによる口開き方向の変形を、この変形癖によって打ち消す（または緩和する）ことができる。したがって、成形部品１が加圧解除後に口開き方向に変形するのを抑制することができる。
【００４３】
また、予備成形工程において、成形部品１の天面部２の曲率κ１よりも大きい曲率ρ１１に天面部３２を成形し、本成形工程では、天面部３２を曲率が小さくなる方向に変形させているため、曲率が小さくなる方向の天面部２のスプリングバックを低減できる。したがって、天面部２が加圧解除後に曲率が小さくなる方向に変形するのを抑制することができる。
【００４４】
また、予備成形金型１０と本成形金型２０の曲率ρ１１、ρ１２および角度θ１１、θ１２を上述した式（１）〜（３）を満たす範囲内の値に設定することにより、成形部品１にしわが生じるのを防止することができるとともに、成形部品１が加圧解除後に口開き方向に変形するのをより確実に抑制することができる。また、成形部品１の天面部２が加圧解除後に曲率が小さくなる方向に変形するのをより確実に抑制することができる。
【００４５】
また、従来のプレス成形方法として、加圧解除後のスプリングバックによる口開き量を見込んで、成形金型の曲げ加工部の角度（本実施形態の角度θ１２に相当）を、目標とする成形部品の角度よりも小さめ（例えば８°程度）に設定してプレス成形する方法があるが、この場合、金型の曲げ部分の角度を９０°未満に設定することはできないため、天面部と側面部とのなす角度が例えば９０〜９５°程度であるような成形部品を得ることはできない。
一方、本実施形態では、加圧解除後の口開き変形を抑制することができるため、天面部と側面部とのなす角度が９０°付近の成形部品１を得ることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態のプレス成形方法は、図４（ｃ）に示す成形部品１０１をプレス成形する方法である。本実施形態のプレス成形方法では、図５に示す予備成形金型４０を用いて金属板Ｗから図４（ａ）に示す予備成形部品６１をプレス成形し（予備成形工程）、その後、この予備成形部品６１を図６に示す本成形金型５０を用いてプレス成形して成形部品１０１を形成する（本成形工程）。金属板Ｗとしては、高張力鋼板（ハイテン材）が用いられる。鋼板やアルミニウム板などを用いてもよい。なお、図５および図６は、断面のハッチングを省略している。
【００４７】
まず、成形部品１０１について説明する。
図４（ｃ）に実線で示すように、成形部品１０１は、第１実施形態の成形部品１（図１（ｄ）参照）とほぼ同じ形状であって、天面部１０２と、２つの側面部１０３と、２つのフランジ部１０４とから構成されている。天面部１０２の曲率をκ１０１とし、側面部１０３と天面部１０２とがなす角度をα１０１とし、フランジ部１０４と側面部１０３とがなす角度をβ１０１とする。曲率κ１０１は、後述する本成形金型５０の上型パッド５２の下面の曲率（天面部成形面５１ａの曲率）ρ２２よりも若干小さい。
【００４８】
次に、予備成形金型４０について説明する。
図５（ａ）に示すように、予備成形金型４０は、第１実施形態の予備成形金型１０と同様に、下型パンチ４１と、上型パッド４２と、２つの上型ダイス４３とから構成されている。予備成形金型４０の下型パンチ４１の天面部成形面４１ａの曲率ρ２１（本発明のρ１に相当）と、本成形金型５０の天面部成形面５１ａの曲率（上型パッド５２の下面の曲率）ρ２２（本発明のρ２に相当）との大小関係は、上記第１実施形態とは逆に、曲率ρ２１＜曲率ρ２２である。予備成形金型４０のその他の構成は、上記第１実施形態の予備形成金型１０とほぼ同じである。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、下型パンチ４１の側面部成形面４１ｂと天面部成形面４１ａとがなす角度をθ２１とすると、この角度θ２１と、本成形金型５０の後述する天面部成形面５１ａと側面部成形面５１ｂとがなす角度θ２２と、成形部品１０１の天面部１０２と側面部１０３とがなす角度α１０１との大小関係は、上記第１実施形態と同じく、角度θ２１＞角度θ２２≒角度α１０１である。
【００５０】
また、上型ダイス４３のフランジ部成形面４３ｂと側面部成形面４３ａとがなす角度をψ２１とする。角度ψ２１は、上記第１実施形態と同じく、後述する本成形金型５０の側面部成形面５１ｂとフランジ部成形面５１ｃとがなす角度ψ２２と同じであってもよいが異なっていてもよい。
【００５１】
予備成形金型４０の曲率ρ２１および角度θ２１は、本成形金型５０の曲率ρ２２および角度θ２２に対して、下記式（１）〜（４）を満たすように設定されていることが好ましい。なお、下記の式において曲率の単位は［１／ｍｍ］で、角度の単位は［°］である。
ρ２１／ρ２２＜１  ……（１）
ρ２１／ρ２２≦０．０６×（θ２１−θ２２）−１．２２……（２）
ρ２１／ρ２２≧０．０１２×（θ２１−θ２２）＋０．１３６……（２）
θ２１−θ２２≦４７  ……（４）
【００５２】
次に、本成形金型５０について説明する。
図６（ａ）に示すように、本成形金型５０は、下型パンチ５１と、上型パッド５２と、２つの上型ダイス５３とから構成されている。本成形金型５０は、第１実施形態の本成形金型２０とほぼ同じ形状であるが、本成形金型５０の天面部成形面５１ａの曲率ρ２２は、成形部品１０１の天面部１０２のスプリングバックによる変形を見込んで、天面部１０２の曲率κ１０１よりも若干大きい値に設定される。本成形金型５０のその他の構成は、上記第１実施形態の本成形金型２０と同じである。下型パンチ５１の側面部成形面５１ｂと天面部成形面５１ａとがなす角度をθ２２とし、上型ダイス５３のフランジ部成形面５３ｂと側面部成形面５３ａとがなす角度をψ２２とする。
【００５３】
以下、予備成形金型４０および本成形金型５０を用いたプレス成形工程について説明する。
【００５４】
［予備成形工程］
まず、図５（ａ）中二点鎖線で示すように、予備成形金型４０の上型ダイス４３を上昇させた状態で、下型パンチ４１の天面部成形面４１ａと上型パッド４２との間で金属板Ｗを挟持して、天面部成形面４１ａに沿って金属板Ｗを湾曲させる。次に、上型ダイス４３を下降させて、図５（ａ）中実線で示すように、側面部成形面４１ｂ、４３ａの間、および、フランジ部成形面４１ｃ、４３ｂの間で金属板Ｗを挟持してプレス成形する。
【００５５】
このプレス成形によって、図４（ａ）に示すように、成形部品１０１の天面部１０２の曲率κ１０１よりも小さい曲率で湾曲した天面部６２と、この天面部６２となす角度が成形部品１０１の天面部１０２と側面部１０３とがなす角度α１０１よりも大きい２つの側面部６３と、２つのフランジ部６４とから構成される予備成形部品６１が得られる。なお、型から解放した後の予備成形部品６１の天面部６２の曲率は、スプリングバックによって、予備成形金型４０の曲率ρ２１よりも若干小さくなっている。また、天面部６２と側面部６３とがなす角度は、スプリングバックによって、予備成形金型４０の角度θ２１よりも若干大きくなっている。
【００５６】
［本成形工程］
次に、図６（ａ）中二点鎖線で示すように、本成形金型５０の上型ダイス５３を上昇させた状態で、下型パンチ５１の天面部成形面５１ａと上型パッド５２との間で予備成形部品６１の天面部６２を挟持して、天面部６２を曲率が大きくなる方向に変形させる。
【００５７】
続いて、上型ダイス５３を下降させて、図５（ａ）中実線で示すように、側面部成形面５１ｂ、５３ａの間、および、フランジ部成形面５１ｃ、５３ｂの間で、予備成形部品６１の側面部６３およびフランジ部６４を挟持してプレス成形する。このプレス成形によって、図４（ｂ）に示すように、天面部１０２と２つの側面部１０３と２つのフランジ部１０４とからなる成形部品１０１が成形される。
【００５８】
成形部品１０１を型から解放すると、成形部品１０１の天面部１０２には、予備成形工程において本成形金型５０の曲率ρ２２よりも小さい曲率ρ２１に成形した際の変形癖が残っている。この変形癖と、本成形工程のプレスによるスプリングバックとによって、成形部品１０１の天面部１０２は、曲率が小さくなる方向に変形する。
【００５９】
これにより、側面部１０３およびフランジ部１０４は長手方向に伸ばされて、側面部１０３およびフランジ部１０４には、図４（ｂ）中矢印で示すような引張応力が一時的に発生しようとする。すると、図４（ｃ）に示すように、側面部１０３は上記の引張応力を緩和する方向に変形する。具体的には、側面部１０３の下端が口閉じ方向に引き寄せられるように変形する。この変形によって、スプリングバックによる口開き方向の変形（コーナー部分の曲げ角度が広くなる変形と、側面部の反り）が打ち消される（または緩和される）。したがって、成形部品１０１が加圧解除後に口開き方向に変形するのを抑制することができる。
【００６０】
また、上述したように、加圧解除後、成形部品１０１の天面部１０２は、曲率が小さくなる方向に変形するが、天面部１０２は、予備成形工程と本成形工程において２回プレスされているため、上記変形量は、成形部品を１回成形によって成形した場合のスプリングバックによる変形量に比べて小さい。すなわち、成形部品を１回成形によって成形した場合に比べると、成形部品の天面部が加圧解除後に曲率が小さくなる方向に変形するのを抑制することができる。
【００６１】
また、予備成形金型４０と本成形金型５０の曲率ρ２１、ρ２２および角度θ２１、θ２２を上述した式（１）〜（４）を満たす範囲内の値に設定することにより、成形部品１０１にしわが生じるのを防止することができるとともに、加圧解除後に成形部品１０１が口開き方向に変形するのをより確実に抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、加圧解除後の口開き変形を抑制することができるため、口開き量を見込んで成形する場合には製造することのできない、天面部と側面部とのなす角度が９０°付近の成形部品を得ることができる。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態として、第１実施形態および第２実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００６４】
上記実施形態で成形される成形部品は、２つのフランジ部を有する形状であるが、２つのフランジ部の一方または両方を有しない形状であってもよい。
【００６５】
上記実施形態で成形される成形部品は、一方の側面部と天面部とがなす角度と、他方の側面部と天面部とがなす角度が互いに同じであるが、異なっていてもよい。
【００６６】
上記実施形態で成形される成形部品は、２つの側面部は、高さ（湾曲径方向の長さ）が互いに同じであるが、異なっていてもよい。
【００６７】
上記実施形態で成形される成形部品は、側面部の下辺が、天面部と同心状の湾曲形状であって、側面部の高さ（湾曲径方向の長さ）が一定となっているが、上述したようにフランジ部を設けない場合には、一定でなくてもよい。例えば、側面部の高さが、長手方向の一端から他端に向かって徐々に大きくなっていてもよい。
【００６８】
上記実施形態で成形される成形部品の天面部は、円弧形状に湾曲している（すなわち、長手方向全域において曲率をもっている）が、長手方向の一部分（略中央部が好ましい）のみにおいて、曲率をもって湾曲した形状であってもよい。なお、本発明における「長手方向に所定の曲率で湾曲する天面部」とは、上記実施形態のように、長手方向全域で同じ曲率で湾曲している場合だけでなく、本変更形態のように、長手方向の一部において所定の曲率で湾曲している場合も含むものとする。
【００６９】
次に、本発明の効果を実証するために、有限要素法（ＦＥＭ）によるシミュレーション解析を行った。使用ソフトは、ＪＳＴＡＭＰ／ＮＶ ２．２．０とした。
【００７０】
本発明例として、板厚1．２ｍｍ、９８０ＭＰａ級（降伏強度（ＹＰ）７１２ＭＰａ、引張強度（ＴＳ）１０９０ＭＰａ、破断伸び（ＥＬ）１３．９％）の冷延高張力鋼板を用いて、上記第１または第２実施形態と同様の手順で、図１（ｄ）に示すような成形部品をプレス成形するシミュレーションを行った。成形部品の長手方向長さは、９００ｍｍとした。この長さは、後述する比較例も同じである。また、予備成形部品および成形部品の加圧解除前の断面形状および断面の寸法を図７（ａ）および（ｂ）に示す。予備成形工程のプレス時における予備成形部品の天面部の曲率ρ１、天面部と側面部とがなす角度θ１は、表１に示す値とした。また、本成形工程のプレス時における成形部品の天面部の曲率ρ２は２．８６×１０−４［１／ｍｍ］し、天面部と側面部とがなす角度θ２は９８°とした。
なお、表１に示すように、本発明例１、２では、上述した第１実施形態と同じく、予備成形工程において、成形部品の天面部の曲率よりも大きい曲率に予備成形部品を成形し、本発明例３、４では、上述した第２実施形態と同じく、予備成形工程において、成形部品の天面部の曲率よりも小さい曲率に予備成形部品を成形している。
【００７１】
【表１】
2011206789.tif 000003
【００７２】
比較例１として、本発明例と同形状の本成形金型を使用して１回成形により成形部品をプレス成形するシミュレーションを行った。
【００７３】
比較例２として、予備成形工程のプレス時における予備成形部品の天面部の曲率ρ１と、本成形工程のプレス時における成形部品の天面部の曲率ρ２を共に２．８６×１０−４［１／ｍｍ］とし、予備成形工程のプレス時における天面部と側面部とがなす角度θ１を表１に示す値とし、本成形工程のプレス時における天面部と側面部とがなす角度θ２を９８°として、成形部品をプレス成形するシミュレーションを行った。
【００７４】
本発明例および比較例の成形部品について、側板部のしわを評価した。具体的には、上型ダイス（図３および図６の上型ダイス２３、５３参照）を下死点（プレス時の最下点）から１ｍｍ上昇させたときに、側面部が下型パンチと上型ダイスの両方に接するように波打っている場合に、「しわ大」と判定した。その結果も表１に示す。なお、しわ大と判定されなかった場合には、表１に○印を表示した。
【００７５】
また、しわ大と判定されなかった成形部品（以下、しわが無かった成形部品という）について、加圧解除前後での側面部の口開き量（側面部の下端の水平方向の変位量）ΔＤ（図８（ａ）参照）と、加圧解除前後での天面部の長手方向端部の高さ方向の変位量ΔＨ（図８（ｂ）参照）を解析した。その結果も表１に示す。口開き量ΔＤは、成形部品の長手方向の一端と中央の２箇所で測定した値の平均値であって、口開き方向の変位をプラスとし、口閉じ方向の変位をマイナスとした。また、変位量ΔＨは、上方向の変位（天面部の曲率が小さくなる方向の変位）をプラスとし、下方向の変位をマイナスとした。
【００７６】
表１に示すように、本発明例のうち、しわが無かった本発明例２−３〜５、３−１〜４、４−１〜３は、１回成形の比較例１に比べて、口開き量ΔＤが小さくなっている。
また、上述の本発明例２−３〜５、３−１〜４、４−１〜３と、しわが無かった比較例２−２〜５とを、角度差（ρ１−ρ２）が同じ場合について比較すると、本発明例の方が、口開き量ΔＤが小さくなっている。
【００７７】
また、本発明例２−３〜５、３−１〜４、４−１〜３は、１回成形の比較例１に比べて、天面部の変位量ΔＨが小さくなっている。
また、曲率比ρ１／ρ２が１より大きい本発明例２−３〜５は、曲率比ρ１／ρ２が１である比較例２に比べて、天面部の変位量ΔＨが小さくなっている。
【００７８】
次に、本発明例および比較例の結果を基にして、しわが無く且つ口開き量ΔＤを抑制できるような曲率比ρ１／ρ２と角度差（θ１−θ２）の条件を求めた。図９は、しわが無く且つ口開き量ΔＤが小さいという結果が得られた本発明例２−３〜５、３−１〜４、４−１〜３および比較例２−２〜５の、曲率比ρ１／ρ２と角度差（θ１−θ２）の関係を示すグラフである。
【００７９】
図９に示すように、本発明例２−３の点と比較例２−２の点とを結ぶ直線は、ρ１／ρ２＝０．１５×（θ１−θ２）−４．５５で表される。したがって、図９のグラフ中、斜線のハッチングで示した範囲は、下記式（１）〜（３）で表される。
１＜ρ１／ρ２≦１．７５  ……（１）
ρ１／ρ２≦０．１５×（θ１−θ２）−４．５５  ……（２）
θ１−θ２≦５２  ……（３）
【００８０】
また、本発明例３−１の点と比較例２−２の点とを結ぶ直線は、ρ１／ρ２＝０．０６×（θ１−θ２）−１．２２で表され、本発明例４−３の点と本発明例３−４の点とを結ぶ直線は、ρ１／ρ２＝０．０１２×（θ１−θ２）＋０．１３６で表される。したがって、図９のグラフ中、格子状のハッチングで示した範囲は、下記式（４）〜（７）で表される。
ρ１／ρ２＜１  ……（４）
ρ１／ρ２≦０．０６×（θ１−θ２）−１．２２……（５）
ρ１／ρ２≧０．０１２×（θ１−θ２）＋０．１３６……（６）
θ１−θ２≦４７  ……（７）
【００８１】
曲率比ρ１／ρ２と角度差（θ１−θ２）が、上記式（１）〜（３）を全て満たすように設定するか、または、上記式（４）〜（７）を全て満たすように設定することにより、しわの発生を抑制し、且つ加圧解除後の口開きを抑制できると考えられる。
また、本発明例２−３〜５は、天面部の変位量ΔＨも小さいため、曲率比ρ１／ρ２と角度差（θ１−θ２）を、上記式（１）〜（３）を全て満たすように設定することにより、天面部が加圧解除後に曲率が小さくなる方向に変形するのを抑制できると考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
１、１０１  成形部品
２、１０２  天面部
３、１０３  側面部
４、１０４  フランジ部
３１、６１  予備成形部品
３２、６２  天面部
３３、６３  側面部
３４、６４  フランジ部
κ１、κ１０１  曲率（本発明の「所定の曲率」）
ρ１１、ρ１２  曲率（本発明の曲率ρ１）
ρ２１、ρ２２  曲率（本発明の曲率ρ２）
θ１１、θ１２  角度（本発明の角度θ１）
θ２１、θ２２  角度（本発明の角度θ２）
【図１】
2011206789.tif 000004
【図２】
2011206789.tif 000005
【図３】
2011206789.tif 000006
【図４】
2011206789.tif 000007
【図５】
2011206789.tif 000008
【図６】
2011206789.tif 000009
【図７】
2011206789.tif 000010
【図８】
2011206789.tif 000011
【図９】
2011206789.tif 000012