(57)【要約】【課題】所望の形状をより適切に得ることができるプレス成形品の製造方法を提供する。【解決手段】プレス成形品を製造する方法であって、被プレス部材３０の被プレス部３１に複数の角部３１Ｇを形成する工程と、被プレス部材３０を第１金型１０と第２金型２０との間に配置する工程と、被プレス部３１の高さが小さくなるように被プレス部３１をプレス成形する工程と、を備え、プレス成形する工程では、被プレス部３１において第２金型２０に向かって凸状に屈曲する一対の第１屈曲部３１Ａを角部３１Ｇにより形成し、一対の第１屈曲部３１Ａを一対の保持部２０Ｂにより保持しつつ、被プレス部３１において一対の第１屈曲部３１Ａの間の位置から第１金型１０に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部３１Ｂを角部３１Ｇにより形成し、第２屈曲部３１Ｂをプレスして変形させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被プレス部材に形成された曲がった形状の被プレス部をプレス成形することによりプレス成形品を製造する方法であって、
前記被プレス部に複数の角部を形成する工程と、
前記被プレス部に前記角部が形成された前記被プレス部材を第１金型と第２金型との間に配置する工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを相対移動させて互いに近づけることにより、前記被プレス部の高さが小さくなるように前記被プレス部をプレス成形する工程と、を備え、
前記プレス成形する工程では、
前記被プレス部において前記第２金型に向かって凸状に屈曲する一対の第１屈曲部を前記角部により形成し、前記一対の第１屈曲部を前記第２金型において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部により保持しつつ、前記被プレス部において前記一対の第１屈曲部の間の位置から前記第１金型に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部を前記角部により形成し、前記第２屈曲部をプレスして変形させる、プレス成形品の製造方法。
【請求項２】
前記プレス成形する工程では、前記被プレス部を増厚する、請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項３】
前記プレス成形する工程では、成形後に前記被プレス部の高さがなくなるまで前記被プレス部をプレス成形する、請求項１又は２に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項４】
前記プレス成形する工程では、成形後の前記被プレス部が成形前よりも高さが小さい屈曲形状を有するように前記被プレス部をプレス成形する、請求項１又は２に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項５】
前記プレス成形する工程では、前記被プレス部材のうち前記被プレス部の周辺部を前記第１金型および前記第２金型により挟持する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項６】
ホットプレスにより前記被プレス部材を形成する、請求項１〜５のいずれか１つに記載のプレス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の骨格部材を金属板のプレス成形により製造する技術が知られている。このような自動車用骨格部材の用途においては、板厚が一定の金属板だけでなく、板厚が増加した増厚部を部分的に形成することにより補強された金属板への要求が高まっている。下記特許文献１には、このように部分増厚された骨格部材を金属板のプレス成形により製造する技術が開示されている。
【０００３】
下記特許文献１には、自動車用ピラーの製造において、連続した凹凸部からなる波状のマイクロビートが形成された平板部材を準備し、これに対してプレス加工を施す方法が開示されている。この方法によれば、マイクロビートを厚み方向にプレスして板厚を増加させることにより、部分増厚されたピラーを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたピラーの製造方法では、まず、平板部材に対して曲げ加工を施すことによりマイクロビードを予め形成し、当該マイクロビードをプレス可能することにより増厚部が形成される。この場合、プレス加工前のマイクロビードを形成する曲げ加工において材料が引き伸ばされることにより歪が発生し、それによって板材において減肉が生じる。このため、後工程においてマイクロビードをプレス加工しても狙いの増厚量が得られず、また局所的に大きな減肉が発生してプレス成形品における割れの起点となるおそれもある。このように、特許文献１に開示される手法では、所望の形状を適切に得ることができないおそれがある。
【０００６】
そこで本発明では、所望の形状をより適切に得ることができるプレス成形品の製造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】
【０００７】
本発明の一態様は、板状の被プレス部材に形成された曲がった形状の被プレス部をプレス成形することによりプレス成形品を製造する方法であって、
前記被プレス部に複数の角部を形成する工程と、
前記被プレス部に前記角部が形成された前記被プレス部材を第１金型と第２金型との間に配置する工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを相対移動させて互いに近づけることにより、前記被プレス部の高さが小さくなるように前記被プレス部をプレス成形する工程と、を備え、
前記プレス成形する工程では、
前記被プレス部において前記第２金型に向かって凸状に屈曲する一対の第１屈曲部を前記角部により形成し、前記一対の第１屈曲部を前記第２金型において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部により保持しつつ、前記被プレス部において前記一対の第１屈曲部の間の位置から前記第１金型に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部を前記角部により形成し、前記第２屈曲部をプレスして変形させる。
【０００８】
前記構成によれば、被プレス部のプレス成形中において、第１屈曲部を第２金型の保持部に保持しつつ、第２屈曲部をプレスする。これにより、プレス成形中において被プレス部の全体に亘り材料を流動させることができ、プレス成形品における割れの起点となり得るような局所的な減肉を防ぐことができる。したがって、所望の形状のプレス成形品を適切に得ることができる。また、被プレス部に角部を形成し、角部により第１屈曲部及び第２屈曲部を形成することによって、材料の流動を誘発させやすくし、所望の位置に容易に第１及び第２屈曲部を形成することができ、所望の形状のプレス成形品をより適切に得ることができる。
【０００９】
前記態様は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
【００１０】
（１）前記プレス成形する工程では、前記被プレス部を増厚する。
【００１１】
前記構成（１）によれば、被プレス部の強度が向上したプレス成形品を製造することができる。
【００１２】
（２）前記プレス成形する工程では、成形後に前記被プレス部の高さがなくなるまで前記被プレス部をプレス成形する。
【００１３】
前記構成（２）によれば、被プレス部の強度がより向上したプレス成形品を製造することができる。
【００１４】
（３）前記プレス成形する工程では、成形後の前記被プレス部が成形前よりも高さが小さい屈曲形状を有するように前記被プレス部をプレス成形する。
【００１５】
前記構成（３）によれば、屈曲形状を有するプレス成形品を製造することができる。なお、ここで「屈曲形状」とは、板材の厚み方向に膨出するように曲がった任意の形状を意味する。
【００１６】
（４）前記プレス成形する工程では、前記被プレス部材のうち前記被プレス部の周辺部を前記第１金型および前記第２金型により挟持する。
【００１７】
前記構成（４）によれば、プレス成形時に、周辺部に向かって材料が進入してしまうことを抑制できる。
【００１８】
（５）ホットプレスにより前記被プレス部材を形成する。
【００１９】
上述のとおり、プレス成形中に被プレス部における材料の流動を制御することができるので、前記構成（５）によれば、材料が流動しやすいホットプレスの場合でも、所望の形状のプレス成形品を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、所望の形状をより適切に得ることができるプレス成形品の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るプレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図。
【図２】被プレス部に形成されたマイクロビードを示す図。
【図３】プレス成形品の製造方法の流れを示すフローチャート。
【図４】被プレス部材における周辺部が金型により挟持された状態を示す図。
【図５】被プレス部材の被プレス部において第１及び第２屈曲部が形成された状態を示す図。
【図６】被プレス部に形成された第２屈曲部が第１金型の押圧部によりプレスされる状態を示す図。
【図７】被プレス部に形成された第２屈曲部が第１金型の押圧部によりプレスされる図６に続く状態を示す図。
【図８】被プレス部に凹凸領域が形成された状態を示す図。
【図９】被プレス部のプレス成形が完了した状態を示す図。
【図１０】図９における領域Ｘの拡大図。
【図１１】プレス成形品を示す図。
【図１２】別の実施形態に係る、プレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図。
【図１３】別の実施形態に係る、被プレス部材の被プレス部において第１及び第２屈曲部が形成された状態を示す図。
【図１４】別の実施形態に係る、被プレス部に形成された第２屈曲部が第２金型の押圧部によりプレスされる状態を示す図。
【図１５】別の実施形態に係る、被プレス部のプレス成形が完了した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
【００２３】
［プレス成形装置］
図１は、本発明の実施形態に係るプレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図である。図１に示されるように、プレス成形装置１は、板状の被プレス部材３０に形成された曲がった形状の被プレス部３１をプレス成形することにより、断面視ハット状のプレス成形品を製造する装置である。ここで、「被プレス部」とは、被プレス部材においてプレスによって変形される部位をいう。プレス成形装置１は、上金型である第１金型１０と、下金型である第２金型２０と、駆動部４０と、を有する。以下、図１の上下方向を単に「上下方向」という。なお、上下方向は必ずしも重力方向である必要はない。第２金型２０は、第１金型１０に対して上下方向に対向する。駆動部４０は、第１金型１０を第２金型２０に近づくように又は第２金型２０から離れるように、上下方向に移動させる。
【００２４】
被プレス部材３０は、硬鋼、軟鋼、アルミニウム、チタン又は銅などの金属材料からなる板材である。被プレス部材３０は、プレス成形されることにより増厚される被プレス部３１と、被プレス部３１の両端に接続され、断面視Ｌ字状に屈曲する周辺部３２，３３と、を含み、これらが一枚の板状につながっている。なお、周辺部３２，３３は、第１金型１０及び第２金型２０によりプレスされない部位である。
【００２５】
図１に示されるように、被プレス部３１は、断面視で多角形状に曲がった形状を有する。より具体的には、被プレス部３１は、上下方向において高さＨを有し、複数の角部３１Ｇと角部３１Ｇを接続する複数の直線部３１Ｌと、を備える多角形状からなる。
【００２６】
プレス前の被プレス部３１の線長は、図１１に示されるプレス成形品９０における後述の凹凸領域９１Ａの起伏に沿った長さよりも大きくなっている。ここで、被プレス部３１の「線長」とは、被プレス部３１の一方の端部から被プレス部３１に沿って他方の端部に至る長さである。このため、凹凸領域９１Ａが形成されるように（いいかえると、台形の高さＨがなくなるように）被プレス部３１をプレス成形することにより、被プレス部３１の線長が短くなり、それによって被プレス部３１を増厚することができる。
【００２７】
被プレス部３１は、上述のような曲がった形状に構成されることにより、増厚に必要な線長が十分に確保されている。より具体的には、図２の比較例に示されるように、平板状の被プレス部３１０において連続した凹凸領域からなるマイクロビード３１０Ａが形成されたものに比べて、より大きな線長を確保することができる。つまり、本実施形態では、被プレス部３１の一方の端部から被プレス部３１に沿って他方の端部に至るまでの長さ（線長）を、マイクロビード３１０Ａが形成された比較例の場合よりも大幅に大きくすることが可能であり、それによって被プレス部３１の増厚量をより大きくすることができる。
【００２８】
図１に示されるように、第１金型１０は、被プレス部３１の一方の主面をプレスする波状の上側プレス成形面１０Ａを有する。第１金型１０は、第１金型１０における中央に配置された第１金型中央部１１と、第１金型中央部１１の両側に配置された第１金型周辺部１２と、を有する。上側プレス成形面１０Ａは、第１金型中央部１１の下端に設けられた第１成形面１１Ａと、第１金型周辺部１２の下端に設けられた第２成形面１２Ａと、によって構成されている。また、図６に示されるように、第１成形面１１Ａの高さと第２成形面１２Ａの高さを揃えることにより、上側プレス成形面１０Ａは連続した凹凸領域を有する面となる。
【００２９】
また、図１に示されるように、第１金型１０は、上側プレス成形面１０Ａを有し、被プレス部３１をプレス成形する部分である上側成形用金型部７４と、周辺部３２，３３を挟持して固定する上側挟持用金型部７５，７６と、を有する。上側成形用金型部７４は、第１金型中央部１１と第１金型周辺部１２とが一体となって構成され、上側挟持用金型部７５，７６は、第１金型周辺部１２の一部として構成される。
【００３０】
第１金型中央部１１及び第１金型周辺部１２は、駆動部４０により互いに独立して上下方向に移動可能に構成されている。つまり、第１金型中央部１１の位置を固定した状態で第１金型周辺部１２のみを上下に移動させ、第１金型周辺部１２の位置を固定した状態で第１金型中央部１１のみを上下方向に移動させることができる。
【００３１】
第１金型中央部１１の第１成形面１１Ａには、第２金型２０に向かって下方に突出する形状を有する押圧部１４が設けられている。押圧部１４は、第１成形面１１Ａの中央部分であって、その両側の部分よりも下方に突出している。図５に示されるように、プレス成形中において、被プレス部３１には、第１金型１０に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部３１Ｂが形成されるが、第２屈曲部３１Ｂを押圧部１４によってプレスすることができる。
【００３２】
図１に示されるように、第２金型２０は、第１金型１０の上側プレス成形面１０Ａに対向する波状の下側プレス成形面２０Ａを有する。第２金型２０は、第２金型中央部２１と、第２金型中央部２１と別体に形成された第２金型周辺部２２と、を有する。
【００３３】
第２金型中央部２１は、水平面上に設置される支持部２４と、支持部２４の略中央から第１金型１０に向かって上方に立設された成型部２５と、を有する。下側プレス成形面２０Ａは、成型部２５の頂部に設けられている。下側プレス成形面２０Ａは、上側プレス成形面１０Ａと同様に連続した凹凸領域によって構成されており、図１１に示されるプレス成形品９０に形成された凹凸領域９１Ａの幅と同じ長さを有する。また、上側プレス成形面１０Ａの凸部は、下側プレス成形面２０Ａの凹部に対向し、上側プレス成形面１０Ａの凹部は、下側プレス成形面２０Ａの凸部に対向している。このため、図８に示されるように、上側プレス成形面１０Ａと下側プレス成形面２０Ａとによって波形の被プレス部３１をプレス成形することにより、被プレス部３１において、上側及び下側プレス成形面１０Ａ，２０Ａの凹凸面に沿った凹凸領域を形成することができる。
【００３４】
図５に示されるように、プレス成形中において、被プレス部３１には第２金型２０に向かって凸状に屈曲する２つの第１屈曲部３１Ａが互いに離間するように形成される。当該２つの第１屈曲部３１Ａを、下側プレス成形面２０Ａに設けられた凹溝状の一対の保持部２０Ｂにより保持することができる。一対の保持部２０Ｂは、下側プレス成形面２０Ａの中央に位置する凹溝を挟むように互いに離間して設けられており、第１金型１０の押圧部１４よりも外側に位置している。つまり、押圧部１４は、２つの保持部２０Ｂの間に位置している。
【００３５】
図１に示されるように、第２金型周辺部２２は、第１金型周辺部１２に対して上下方向に対向するように配置され、第１金型周辺部１２との間に周辺部３２，３３を挟持する。第２金型周辺部２２は、下端面２２Ａにバネなどの弾性部材２６，２７の一端が接続され、弾性部材２６，２７によって支持部２４の上面２４Ａに接続されている。図１に示されるプレス開始前の状態において、第２金型周辺部２２は、第２金型中央部２１の成型部２５に対して段差を成すように上側に位置しており、これにより上側プレス成形面１０Ａと下側プレス成形面２０Ａとの間に被プレス部３１が収容されるプレス空間Ｓが形成されている。そして、第１金型周辺部１２が下降して第２金型周辺部２２が下方に押されることにより、弾性部材２６，２７が収縮し、第２金型周辺部２２は、成型部２５の側面に摺接しつつ下降する。これにより、プレス空間Ｓが徐々に縮小され、被プレス部３１がプレスされる。
【００３６】
第２金型２０においては、第２金型中央部２１が上側成形用金型部７４と共に被プレス部３１をプレス成形する下側成形用金型部に相当し、第２金型周辺部２２が上側挟持用金型部７５，７６と共に周辺部３２，３３を挟持して固定する下側挟持用金型部に相当する。つまり、本実施形態では、下側成形用金型部と下側挟持用金型部とが互いに別体として構成されている。
【００３７】
駆動部４０は、第１金型１０が第２金型２０に近づくように下降させるためのものである。これにより、プレス空間Ｓを縮小し、被プレス部３１をプレス成形することができる。駆動部４０は、第１金型１０の上部に配置され、油圧式又は電動式の往復移動可能なピストンを有する。このピストンによって、第１金型中央部１１及び第１金型周辺部１２の各々を押すことにより、これらを互いに独立して上下移動させることができる。
【００３８】
［プレス成形品の製造方法］
次に、上記プレス成形装置１を用いて被プレス部３１をプレス成形するプロセスについて、図３に示すフローチャート及び図１、図４〜図９を主に参照して説明する。図１、図４〜図９は、第１金型１０を第２金型２０に向かって下降させることによりプレス空間Ｓを縮小し、被プレス部３１をプレス成形する過程を順に示している。また、本実施形態では、加熱により軟化した被プレス部材３０をプレス成形するホットプレスについて説明するが、これに限定されず、冷間加工においても本製造方法を同様に用いることができる。
【００３９】
始めに、被プレス部材３０を準備する工程Ｓ０９が実施される。この工程Ｓ０９では、まず、硬鋼などの種々の金属材料からなる平板状の被プレス部材３０が準備され、これを加工することにより、複数の角部３１Ｇを有する曲がった被プレス部３１が形成される。そして、被プレス部材３０が電気炉内において加熱され又は通電加熱されることにより、軟化状態とされる。
【００４０】
次に、被プレス部材３０をプレス成形装置１に配置する工程Ｓ１０が実施される。この工程Ｓ１０では、加熱により軟化した被プレス部材３０が第１金型１０と第２金型２０との間に配置される。このとき、図１に示されるように、周辺部３２，３３は第１金型周辺部１２及び第２金型周辺部２２との間に配置され、被プレス部３１はプレス空間Ｓに配置される。
【００４１】
次に、被プレス部３１をプレス成形する工程Ｓ２０が実施される。この工程Ｓ２０では、第１金型１０を第２金型２０に近づけてプレス空間Ｓを縮小することにより、被プレス部３１の高さＨが小さくなるように当該被プレス部３１をプレス成形する。この工程Ｓ２０では、図５に示されるように、角部３１Ｇにより、被プレス部３１に第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成する屈曲工程Ｓ２１と、図６、図７に示されるように、第１屈曲部３１Ａを保持部２０Ｂにより保持しつつ、第２屈曲部３１Ｂをプレスして変形させる変形工程Ｓ２２と、が順に実施される。
【００４２】
まず屈曲工程Ｓ２１では、図１の状態において、第１金型中央部１１の位置を固定しつつ、第１金型周辺部１２を駆動部４０によって第２金型周辺部２２側に下降させる。これにより、図４に示されるように、周辺部３２，３３が第１金型周辺部１２と第２金型周辺部２２とにより挟持されて固定される。これにより、周辺部３２，３３側への材料の流動が阻止される。
【００４３】
この状態で第１金型周辺部１２をさらに下降させることにより、プレス空間Ｓが縮小され、被プレス部３１の高さＨが徐々に小さくなる。そして、被プレス部３１の高さＨが所定値以下になると被プレス部３１が角部３１Ｇにより屈曲し、図５に示されるように、被プレス部３１において第２金型２０に向かって凸状に屈曲する一対の第１屈曲部３１Ａと、一対の第１屈曲部３１Ａの間の位置から第１金型１０に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部３１Ｂと、が形成される。なお、角部３１Ｇにより形成されるとは、角部３１Ｇが存在することにより、角部３１Ｇを起点として屈曲され形成されてもよく、角部３１Ｇの間で屈曲され形成されてもよい。このとき、周辺部３２，３３が固定された状態で第１金型１０が第２金型２０に近づくに従い、保持部２０Ｂと周辺部３２，３３との間の材料が保持部２０Ｂ側に流動し、さらに保持部２０Ｂから押圧部１４に向かって流動する。これにより、図５に示されるように、第１屈曲部３１Ａは保持部２０Ｂの凹溝内に嵌まり込むように膨出して位置固定され、第２屈曲部３１Ｂは第１金型１０の押圧部１４に対向するように上側に膨出する。
【００４４】
次に変形工程Ｓ２２では、第１金型中央部１１及び第１金型周辺部１２の両方を駆動部４０により下降させ、図６、図７に示されるように、第１屈曲部３１Ａを保持部２０Ｂにより保持しつつ、第１金型１０の押圧部１４により第２屈曲部３１Ｂをプレスする。これにより、第２屈曲部３１Ｂは下向きに曲がるように変形する。このとき、被プレス部３１において材料の流動が生じるが、第１屈曲部３１Ａが保持部２０Ｂにより保持されることにより、保持部２０Ｂよりも外側（すなわち、周辺部３２，３３側）への材料の流動が抑制されて、被プレス部３１の両側において過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。また、周辺部３２，３３の被プレス部３１に接続された端部が第１金型周辺部１２と第２金型周辺部２２とによって挟持されていることにより、材料が周辺部３２，３３へ進入してしまうことも抑制される。被プレス部３１の中央部分においても、第２屈曲部３１Ｂが押圧部１４によってプレスされることにより、過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。そして、図８、図９に示されるように、被プレス部３１の高さＨがなくなるまで下降させた時点で第１金型中央部１１及び第１金型周辺部１２の移動が停止され、プレス成形が完了する。図１０の拡大図に示されるように、プレス完了時において、押圧部１４とこれに対向する第２金型２０の部位（下側プレス成形面２０Ａにおける凹溝の底面）との間の距離Ｌ１と、保持部２０Ｂの底面とこれに対向する第１金型１０の部位（上側プレス成形面１０Ａにおける凸部）との間の距離Ｌ２は、同じになる。
【００４５】
以上のように、周辺部３２，３３側への材料の流動を阻止した状態で被プレス部３１を高さ方向（すなわち、上下方向）にプレス成形することにより、被プレス部３１は高さＨの減少に応じて増厚される。これにより、図１０に示されるように、被プレス部３１の板厚Ｔ１が周辺部３２，３３（被プレス部３１以外の部分）の板厚Ｔ２よりも大きくなり、部分増厚されたプレス成形品が製造される。ここで、板厚Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、被プレス部３１、および、周辺部３２，３３の最も薄い部分の板厚（最低板厚）である。また、成形後の被プレス部３１には、上側及び下側プレス成形面１０Ａ，２０Ａの凹凸面に沿った形状の凹凸領域９１Ａが増厚と同時に形成される。このようにしてプレス成形が完了した後、第１金型１０を駆動部４０によって上昇させ、プレス成形品が取り出される。
【００４６】
［プレス成形品］
次に、本実施形態に係るプレス成形品９０について、図１１を参照して説明する。プレス成形品９０は、例えばフロントピラー、クロスメンバー、サイドシルなどの自動車用の骨格部材として用いられる部品であって、上記本実施形態に係るプレス成形品の製造方法により製造されている。
【００４７】
図１１に示されるように、プレス成形品９０は、ハット状に加工された形状を有し、被プレス部３１のプレス成形により増厚された天板部９１と、天板部９１の両端に繋がった縦壁部９２，９３と、縦壁部９２，９３の端部（天板部９１と繋がる側と反対側の端部）に繋がったフランジ部９４，９５と、を有する。縦壁部９２，９３及びフランジ部９４，９５は、周辺部３２，３３（図１）に相当する部分であり、天板部９１よりも板厚が小さくなっている。つまり、プレス成形品９０は、天板部９１において部分増厚されたものとなっている。また図１１に示されるように、天板部９１（増厚部）には、第１金型１０及び第２金型２０のプレス成形面１０Ａ，２０Ａの凹凸面に沿うように連続した凹凸領域９１Ａが形成されている。この凹凸領域９１Ａは、天板部９１の図１１における左右方向における幅Ｗに対して十分に小さいピッチで繰り返されるように形成された波状の部位である。このように凹凸領域９１Ａを設けることによって、平坦面状のものに比べて増厚部９１における強度がより向上している。
【００４８】
［作用効果］
次に、上記本実施形態に係るプレス成形装置１及びプレス成形品の製造方法の特徴及びその作用効果について説明する。
【００４９】
プレス成形装置１は、板状の被プレス部材３０に形成された複数の角部３１Ｇを有する曲がった形状の被プレス部３１をプレス成形することによりプレス成形品９０を製造する装置である。プレス成形装置１は、上側プレス成形面１０Ａを有する第１金型１０と、上側プレス成形面１０Ａに対向する下側プレス成形面２０Ａを有し、第１金型１０との間において被プレス部３１が収容されるプレス空間Ｓを形成する第２金型２０と、プレス空間Ｓが縮小されるように第１金型１０と第２金型２０とを相対移動させて互いに近づける駆動部４０と、を備えている。第２金型２０には、被プレス部３１における２つの第１屈曲部３１Ａを保持するための凹溝状の一対の保持部２０Ｂが互いに離間した状態で設けられている。第１金型１０は、２つの保持部２０Ｂの間に位置すると共に第２金型２０に向かって突出する形状をし、被プレス部３１における第２屈曲部３１Ｂをプレスするための押圧部１４を有する。
【００５０】
上記プレス成形品の製造方法は、板状の被プレス部材３０に形成された複数の角部３１Ｇを有する曲がった形状の被プレス部３１をプレス成形することによりプレス成形品９０を製造する方法である。この製造方法は、被プレス部材３０を準備する工程Ｓ０９と、被プレス部３１に角部３１Ｇが形成された被プレス部材３０を第１金型１０と第２金型２０との間に配置する工程Ｓ１０と、第１金型１０と第２金型２０とを相対移動させて互いに近づけることにより、被プレス部の高さＨが小さくなるように被プレス部３１をプレス成形する工程Ｓ２０と、を備えている。
【００５１】
被プレス部材３０を準備する工程Ｓ０９では、平板状の被プレス部材３０を準備し、これを加工することにより、複数の角部３１Ｇを有する曲がった被プレス部３１を形成する。そして、被プレス部材３０を電気炉内において加熱され又は通電加熱することにより、軟化状態とする。
【００５２】
被プレス部材３０を第１金型１０と第２金型２０との間に配置する工程Ｓ１０では、工程Ｓ０９で準備した複数の角部３１Ｇを有する曲がった被プレス部３１が形成された被プレス部材３０を第１金型１０と第２金型２０との間に配置する。
【００５３】
プレス成形する工程Ｓ２０では、被プレス部３１において第２金型２０に向かって凸状に屈曲する一対の第１屈曲部３１Ａを、角部３１Ｇにより形成する。そして、一対の第１屈曲部３１Ａを第２金型２０において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部２０Ｂにより保持しつつ、被プレス部３１において一対の第１屈曲部３１Ａの間の位置から第１金型１０に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部３１Ｂを、角部３１Ｇにより形成する。そして、第２屈曲部３１Ｂを第１金型１０の押圧部１４によりプレスして変形させることにより被プレス部３１を増厚させる。
【００５４】
上記特徴によれば、被プレス部３１を増厚に必要な線長が確保されるように曲がった形状に構成し、当該被プレス部３１の高さＨが小さくなるようにプレス成形することにより増厚部を形成することができる。このため、図２に示される比較例のように、平板状の被プレス部３１０にマイクロビード３１０Ａを形成する場合に比べて増厚に必要な線長をより長く確保することが可能となり、増厚量が大きいプレス成形品９０を製造することができる。また被プレス部３１のプレス成形中において、第１屈曲部３１Ａを第２金型２０の保持部２０Ｂにより保持しつつ、第１屈曲部３１Ａの間に設けられた第２屈曲部３１Ｂは第１金型１０の押圧部１４によりプレスされる。これにより、被プレス部３１の両側、あるいは、中央部に材料が偏在してしまうことが抑制される。このようにプレス成形中における材料の流動を制御することにより、狙いの増厚量を得ることが可能となり、またプレス成形品９０における割れの起点となり得るような局所的な減肉を防ぐことができる。その結果、所望の形状のプレス成形品が適切に得られる。
【００５５】
上記プレス成形品の製造方法では、プレス成形する工程Ｓ２０において、被プレス部３１に第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成する。より具体的には、プレス成形する工程Ｓ２０は、被プレス部３１に角部３１Ｇにより第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成する屈曲工程Ｓ２１と、第１屈曲部３１Ａを保持部２０Ｂにより保持しつつ、第２屈曲部３１Ｂをプレスして変形させる変形工程Ｓ２２と、を含む。このように、プレス成形中において角部３１Ｇにより第１及び第２屈曲部３１Ａ，３１Ｂを被プレス部３１に形成することにより、材料の流動を誘発させやすくし、所望の位置に容易に第１及び第２屈曲部３１Ａ，３１Ｂを形成することができ、所望の形状のプレス成形品をより適切に得ることができる。そして、プレス成形前に第１及び第２屈曲部３１Ａ，３１Ｂを予め形成する必要がないため、製造プロセスを効率化することができる。
【００５６】
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程Ｓ２０では、被プレス部材３０における被プレス部３１以外の部分（周辺部３２，３３）よりも板厚が大きくなるように被プレス部３１をプレス成形する。これにより、増厚部が部分的に形成されることにより強度が向上したプレス成形品９０を製造することができる。
【００５７】
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程Ｓ２０では、成形後に被プレス部３１の高さＨがなくなるまで、すなわち、周辺部３２，３３の被プレス部３１に接続される端部と、被プレス部３１とが上下方向において略同じ位置になるまで被プレス部３１をプレス成形する。これにより、被プレス部３１における増厚量をより大きくすることができ、強度がより向上したプレス成形品９０を製造することができる。
【００５８】
上記プレス成形品の製造方法において、被プレス部材３０は、被プレス部３１の端部に繋がった周辺部３２，３３を有する。プレス成形する工程Ｓ２０では、周辺部３２，３３の被プレス部３１に繋がった部分を第１金型１０（第１金型周辺部１２）と第２金型２０（第２金型周辺部２２）とにより挟持する。これにより、プレス成形中において被プレス部３１の端部から中央部に向かって材料の流動を促すことが可能となり、被プレス部３１の端部において過剰量の材料が偏在することをより効果的に抑制することができる。
【００５９】
上記プレス成形品の製造方法において、第１金型１０は、押圧部１４を有する第１金型中央部１１と、第１金型中央部１１と別体に形成され、第１金型中央部１１と独立して移動可能に構成された第１金型周辺部１２と、を有する。プレス成形する工程Ｓ２０では、第１金型周辺部１２を移動させることにより、被プレス部３１において角部３１Ｇにより第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成した後、第２屈曲部３１Ｂを押圧部１４によりプレスして変形させる。より具体的には、屈曲工程Ｓ２１では、第１金型周辺部１２を下方に移動させることにより、被プレス部３１において角部３１Ｇにより第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成する。そして、変形工程Ｓ２２では、第１金型中央部１１を下方に移動させることにより第２屈曲部３１Ｂを押圧部１４によりプレスして変形させる。これにより、プレス成形中において被プレス部３１に第２屈曲部３１Ｂが形成された後に第１金型中央部１１の移動を開始させることができ、第２屈曲部３１Ｂを押圧部１４によってより確実にプレスすることができる。
【００６０】
上記プレス成形品の製造方法では、プレス成形する工程Ｓ２０の完了時において、押圧部１４と第２金型２０との間の距離Ｌ１と保持部２０Ｂと第１金型１０との間の距離Ｌ２が同じになる。これにより、被プレス部３１の厚みの均一化を図ることができる。
【００６１】
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程Ｓ２０では、被プレス部３１に凹凸領域９１Ａを付与する。これにより、凹凸領域９１Ａによって補強され、強度がより向上したプレス成形品９０を製造することができる。
【００６２】
上記プレス成形品の製造方法では、ホットプレスにより被プレス部材３０を成形する。上述の通り、本実施形態ではプレス成形中において被プレス部３１における材料の流動を制御することができるため、材料が流動し易いホットプレスの場合でも狙いの増厚量を得ることができる。
【００６３】
（別の実施形態）
上記プレス成形品の製造方法では、第１金型１０に押圧部１４が設けられているが、第２金型２０に押圧部が設けられてもよい。
【００６４】
図１２は、本発明に係る別の実施形態であって、プレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図である。別の実施形態は、第１金型１０に押圧部が設けられず、第２金型２０に押圧部２９が設けられている点で上記実施形態と異なっており、その他の構成は上記実施形態と同じである。このため、別の実施形態の説明においては、上記実施形態と同じ部分には同じ符号を付し、それらの内容については詳しい説明を省略する。
【００６５】
図１２に示されるように、第２金型２０は、第１金型１０の上側プレス成形面１０Ａに対向する波状の下側プレス成形面２０Ａを有する。第２金型２０は、第２金型中央部２１と、第２金型中央部２１と別体に形成された第２金型周辺部２２と、を有する。
【００６６】
第２金型中央部２１は、水平面上に設置される支持部２４と、支持部２４の略中央から第１金型１０に向かって上方に立設された成型部２５と、成型部２５の中央に配置された成型中央部２８と、を有する。成型中央部２８は、駆動部４１により上下方向に移動可能に構成されている。
【００６７】
成型中央部２８の成形面２８Ａには、第１金型１０に向かって下方に凹む形状を有する押圧部２９が設けられている。押圧部２９は、成形面２８Ａの中央部分であって、その両側の部分よりも下方に凹んでいる。図１３に示されるように、プレス成形中において、被プレス部３１には、第１金型１０に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部３１Ｂが形成されるが、押圧部２９と第１金型１０とによってプレスすることができる。
【００６８】
次に、被プレス部３１をプレス成形する工程Ｓ２０（図３）を、図１２〜図１５を主に参照して説明する。図１２〜図１５は、第１金型１０を第２金型２０に向かって下降させることによりプレス空間Ｓを縮小し、被プレス部３１をプレス成形する過程を順に示している。この工程Ｓ２０では、第１金型１０を第２金型２０に近づけてプレス空間Ｓを縮小することにより、被プレス部３１の高さＨが小さくなるように当該被プレス部３１をプレス成形する。この工程Ｓ２０では、図１３に示されるように、角部３１Ｇにより、被プレス部３１に第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成する屈曲工程Ｓ２１（図３）と、図１４に示されるように、第１屈曲部３１Ａを保持部２０Ｂにより保持しつつ、第２屈曲部３１Ｂをプレスして変形させる変形工程Ｓ２２（図３）と、が順に実施される。
【００６９】
まず屈曲工程Ｓ２１では、図１２の状態において、第１金型１０を駆動部４０によって第２金型周辺部２２側に下降させる。また、第２金型２０の成型中央部２８を駆動部４１によって第１金型１０側に上昇させる。これにより、成型中央部２８が被プレス部３１に当接する。そして、図１３に示されるように、周辺部３２，３３が第１金型１０と第２金型周辺部２２とにより挟持されて固定される。これにより、周辺部３２，３３側への材料の流動が阻止される。
【００７０】
そして、図１３に示されるように、プレス空間Ｓが縮小され、被プレス部３１の高さＨが徐々に小さくなる。被プレス部３１の高さＨが所定値以下になると、被プレス部３１が角部３１Ｇにより屈曲し、被プレス部３１において第２金型２０に向かって凸状に屈曲する一対の第１屈曲部３１Ａと、一対の第１屈曲部３１Ａの間の位置から第１金型１０に向かって凸状に屈曲する第２屈曲部３１Ｂと、が形成される。なお、角部３１Ｇにより形成されるとは、角部３１Ｇが存在することにより、角部３１Ｇを起点として屈曲され形成されてもよく、角部３１Ｇの間で屈曲され形成されてもよい。このとき、周辺部３２，３３が固定された状態で第１金型１０が第２金型２０に近づくに従い、保持部２０Ｂと周辺部３２，３３との間の材料が保持部２０Ｂ側に流動し、さらに保持部２０Ｂから押圧部１４に向かって流動する。これにより、第１屈曲部３１Ａは保持部２０Ｂの凹溝内に嵌まり込むように膨出して位置固定され、第２屈曲部３１Ｂは、第２金型２０の成型中央部２８により、第１金型１０に対向するように上側に膨出する。
【００７１】
次に変形工程Ｓ２２では、第１金型１０を駆動部４０により下降させ、第２金型２０の成型中央部２８を駆動部４１により下降させて（ここで、成型中央部２８の下降量は第１金型１０の下降量より小さい）、図１４に示されるように、第１屈曲部３１Ａを保持部２０Ｂにより保持しつつ、第２金型２０の成型中央部２８の押圧部２９と第１金型１０により第２屈曲部３１Ｂをプレスする。これにより、第２屈曲部３１Ｂは下向きに曲がるように変形する。このとき、被プレス部３１において材料の流動が生じるが、第１屈曲部３１Ａが保持部２０Ｂにより保持されることにより、保持部２０Ｂよりも外側（すなわち、周辺部３２，３３側）への材料の流動が抑制されて、被プレス部３１の両側において過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。また、周辺部３２，３３の被プレス部３１に接続された端部が第１金型１０と第２金型周辺部２２とによって挟持されていることにより、材料が周辺部３２，３３へ進入してしまうことも抑制される。被プレス部３１の中央部分においても、第２屈曲部３１Ｂが押圧部２９によってプレスされることにより、過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。そして、図１５に示されるように、被プレス部３１の高さＨがなくなるまで下降させた時点で第１金型１０の移動が停止され、プレス成形が完了する。
【００７２】
以上のように、周辺部３２，３３側への材料の流動を阻止した状態で被プレス部３１を高さ方向（すなわち、上下方向）にプレス成形することにより、被プレス部３１は高さＨの減少に応じて増厚される。これにより、被プレス部３１の板厚が周辺部３２，３３の板厚よりも大きくなり、部分増厚されたプレス成形品が製造される。また、成形後の被プレス部３１には、上側及び下側プレス成形面１０Ａ，２０Ａの凹凸面に沿った形状の凹凸領域が増厚と同時に形成される。このようにしてプレス成形が完了した後、第１金型１０を駆動部４０によって上昇させ、プレス成形品が取り出される。
【００７３】
上記別の実施形態では、被プレス部３１を増厚に必要な線長が確保されるように曲がった形状に構成し、当該被プレス部３１の高さＨが小さくなるようにプレス成形することにより増厚部を形成することができる。このため、図２に示される比較例のように、平板状の被プレス部３１０にマイクロビード３１０Ａを形成する場合に比べて増厚に必要な線長をより長く確保することが可能となり、増厚量が大きいプレス成形品を製造することができる。また被プレス部３１のプレス成形中において、第１屈曲部３１Ａを第２金型２０の保持部２０Ｂにより保持しつつ、第１屈曲部３１Ａの間に設けられた第２屈曲部３１Ｂは第２金型２０の押圧部２９によりプレスされる。これにより、被プレス部３１の両側、あるいは、中央部に材料が偏在してしまうことが抑制される。このようにプレス成形中における材料の流動を制御することにより、狙いの増厚量を得ることが可能となり、またプレス成形品９０における割れの起点となり得るような局所的な減肉を防ぐことができる。その結果、所望の形状のプレス成形品が適切に得られる。
【００７４】
上記別の実施形態では、プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程Ｓ２０では、第１金型１０を移動させることにより、被プレス部３１において角部３１Ｇにより第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成した後、第２屈曲部３１Ｂを第２金型２０の押圧部２９によりプレスして変形させる。より具体的には、屈曲工程Ｓ２１では、第１金型１０を下方に移動させ、第２金型２０の成型中央部２８を上方に移動させることにより、被プレス部３１において角部３１Ｇにより第１屈曲部３１Ａ及び第２屈曲部３１Ｂを形成する。そして、変形工程Ｓ２２では、第１金型１０を下方に移動させることにより第２屈曲部３１Ｂを押圧部２９によりプレスして変形させる。これにより、押圧部２９によって、第２屈曲部３１Ｂの形成をより容易に行うことができ、また、第２屈曲部３１Ｂをより確実にプレスすることができる。
【００７５】
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
１  プレス成形装置  
１０  第１金型  
１０Ａ  上側プレス成形面  
１４  押圧部  
２０  第２金型  
２０Ａ  下側プレス成形面  
２０Ｂ  保持部  
２９  押圧部  
３０  被プレス部材  
３１  被プレス部  
３１Ａ  第１屈曲部  
３１Ｂ  第２屈曲部  
３１Ｇ  角部  
３１Ｌ  直線部  
３２  周辺部  
３３  周辺部  
４０  駆動部  
９０  プレス成形品  
９１  天板部  
９１Ａ  凹凸領域  
Ｐ１  接続部  
Ｐ２  接続部  
Ｓ  プレス空間  
Ｔ１  板厚  
Ｔ２  板厚  
【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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