(57)【要約】【課題】平面視でＬ字形状を有するプレス成形品をしわの発生を防止して成形す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、弧状に湾曲する湾曲部２３と湾曲部２３の両端から延在する辺部２５とからなる平面視でＬ字形状を有する天板部２７と、前記湾曲の外側と内側のそれぞれに天板部２７から連続する縦壁部２９と、縦壁部２９から連続するフランジ部３１とを備えた断面ハット形状のプレス成形品２１を、パンチ３と、ダイ５と、ダイ５との間でブランク４１を挟むブランクホルダー７とを用いて成形するものであって、ダイ５とブランクホルダー７とでブランク４１を挟み、かつブランク４１における前記湾曲の外側となる部位を固定し、ダイ５をパンチ３側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が移動する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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でＬ字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれに連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状のプレス成形品を、パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーとを用いて成形するプレス成形方法であって、
前記ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を固定し、かつ前記湾曲の内側となる部位を固定しない状態で、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が移動する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】
弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でＬ字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれにパンチ肩Ｒ部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩Ｒ部を介して連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状のプレス成形品を成形するプレス成形方法であって、
パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーを用いて、ブランクを、前記湾曲の外側と内側における前記パンチ肩Ｒ部の曲率半径と、前記湾曲の内側における前記ダイ肩Ｒ部の曲率半径を、前記目標形状のそれぞれの曲率半径よりも大きく設定した予成形品に予成形する予成形工程と、
該予成形工程とは異なる金型を用いて、前記予成形品を前記目標形状の成形品にリストライクするリストライク工程と、を備え、
前記予成形工程は、前記ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を固定し、かつ前記湾曲の内側となる部位を固定しない状態で、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が移動するように予成形することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項３】
前記ブランクを固定する部位は、前記湾曲の外側において前記Ｌ字形状の少なくとも一辺に沿うように設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形方法。
【請求項４】
前記湾曲の内側となる部位における前記ダイと前記ブランクホルダーの隙間は、前記ブランクの板厚超えとすることを特徴とする請求項１乃至３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、プレス成形方法に関し、特に、平面視でＬ字形状の部位を有する部品のプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に起因した自動車車体の軽量化のため、自動車部品に高強度鋼板が多用されつつある。自動車部品の製作には、製作コストに優れたプレス成形が用いられることが多い。しかし高強度鋼板は低強度な鋼板と比較して延性が低く破断を生じやすいため、目的の形状をプレス成形によって得ることを困難にするという問題がある。また、車体軽量化を目的とした使用鋼板の高強度化は薄肉化と同義であるが、板厚の薄い鋼板ほどプレスしわが生じやすいことも上記の問題をより深刻にする。したがって、破断やプレスしわを抑制するためのプレス成形方法の開発が強く要求されている。
【０００３】
破断やプレスしわを抑制する技術として、特許文献１および特許文献２には、しわを発生させることなくハット断面を有するＬ形製品をプレス成形により製造する方法が開示されている。当該技術によれば、ダイ側に備え付けられたパッド（ダイパッド）を使用することで、部品上面での縮みフランジ成形によるしわ発生と伸びフランジ成形による割れを回避することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１２／０７０６２３号公報
【特許文献２】特許６１１９９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プレス成形時、成形品の上面に生じるしわを回避するためには、上記の特許文献１および特許文献２に開示されているように、成形品の上面に相当する部位をパッドで押さえて成形することは有効である。一方で、本発明が成形対象とするフロントピラーロア(図２参照)のように、部品下部の外側壁が閉じた形になっている部品に対してフォーム成形を行うと外側フランジ部や縦壁部に顕著なしわを生じるためドロー成形を行わざるを得ない。しかしながら、部品上面を押さえるパッドと、フランジ部に荷重をかけるブランクホルダーを同時に使用するためには、下死点から離型にかけてブランクホルダーがダイと共に上昇すると、上昇するダイの中に部品が残って取り出しに手間が掛かるため、ブランクホルダーが上昇することがないよう固定する必要があり、これにはプレス機に特別な機構を要する上、複数の金型動作を伴うためタクトタイムが増加するため生産性にも問題がある。
そのため、特別な機構を設けずに、かつ生産性を低下させずに、破断を回避しつつしわの発生を抑制することができるプレス成形方法が望まれていた。
【０００６】
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、平面視でＬ字形状に湾曲する部位を有する自動車用のプレス成形品を、高強度鋼板を用いてプレス成形するに際し、しわの発生を抑制して成形す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】
【０００７】
（１）本発明に係るプレス成形方法は、弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でＬ字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれに連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状のプレス成形品を、パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーとを用いて成形するものであって、前記ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を固定し、かつ前記湾曲の内側となる部位を固定しない状態で、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が移動するように成形することを特徴とするものである。
【０００８】
（２）本発明に係るプレス成形方法は、弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でＬ字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれにパンチ肩Ｒ部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩Ｒ部を介して連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状のプレス成形品を成形するものであって、パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーを用いて、ブランクを、前記湾曲の外側と内側における前記パンチ肩Ｒ部の曲率半径と、前記湾曲の内側における前記ダイ肩Ｒ部の曲率半径を、前記目標形状のそれぞれの曲率半径よりも大きく設定した予成形品に予成形する予成形工程と、該予成形工程とは異なる金型を用いて、前記予成形品を前記目標形状の成形品にリストライクするリストライク工程と、を備え、前記予成形工程は、前記ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を固定し、かつ前記湾曲の内側となる部位を固定しない状態で、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が移動するように予成形することを特徴とするものである。
【０００９】
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記ブランクを固定する部位は、前記湾曲の外側において前記Ｌ字形状の少なくとも一辺に沿うように設定することを特徴とするものである。
【００１０】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記湾曲の内側となる部位における前記ダイと前記ブランクホルダーの隙間は、前記ブランクの板厚超えとすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でＬ字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれに連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状のプレス成形品を、パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーとを用いて成形するものであって、前記ダイと前記ブランクホルダーとで前記ブランクを挟み、かつ該ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を固定し、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が移動するように成形することにより、前記湾曲部におけるしわの発生を抑制して、前記プレス成形品を目標形状に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法を説明する図である（（ａ）成形対象とするプレス成形品とダイの説明図、（ｂ−１）〜（ｂ−３）材料移動制御範囲におけるブランクの材料移動を示す断面図）。
【図２】本実施の形態１及び２に係るプレス成形方法において成形対象とするプレス成形品を示す図である（（ａ）斜視図、（ｂ）平面図）。
【図３】従来のプレス成形方法により成形したプレス成形品の天板部における発生するしわを説明する図である。
【図４】成形過程におけるブランクの材料移動を説明する図である（（ａ）従来技術、（ｂ）本発明）。
【図５】本実施の形態１に係るプレス成形方法においてブランクを固定する固定部の位置を示す図である。
【図６】本実施の形態１に係るプレス成形方法において、ブランクにドロービードを形成する固定部を用いて成形する過程を説明する図である。
【図７】本実施の形態１に係るプレス成形方法において、ブランクにピンを貫通させて該ブランクを固定する固定部を説明する図である。
【図８】本実施の形態１に係るプレス成形方法において、ブランクにピンを貫通させて固定する固定部を有する金型を例示する図である（その１）。
【図９】本実施の形態１に係るプレス成形方法において、ブランクにピンを貫通させて固定する固定部を有する金型を例示する図である（その２）。
【図１０】本実施の形態１に係るプレス成形方法において、湾曲の内側と外側に分割されたブランクホルダーを示す図である。
【図１１】本実施の形態２に係るプレス成形方法において、予成形工程で成形する予成形品に設定するパンチ肩Ｒ部とダイ肩Ｒ部の曲率半径を説明する図である。
【図１２】本実施の形態２に係るプレス成形方法において、予成形工程で予成形する予成形品の形状と材料の動きを説明する図である。
【図１３】本発明の実施例において、従来例に係るプレス成形品における板厚分布（ａ）と湾曲部を含む部位（ｂ）を示す図である。
【図１４】本発明の実施例において、発明例に係る予成形品を示す図である。
【図１５】本発明の実施例において、発明例に係るプレス成形品を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態１及び２に係るプレス成形方法について説明するに先立ち、本発明において成形対象とするプレス成形品と、該プレス成形品におけるしわ発生について説明する。
【００１４】
＜プレス成形品＞
本発明で成形対象とするプレス成形品２１は、図２に一例として示すように、弧状に湾曲する湾曲部２３とその両端から延在する辺部２５からなる平面視でＬ字形状を有する天板部２７と、天板部２７から前記湾曲の外側と内側のそれぞれに連続する縦壁部２９と、縦壁部２９から連続するフランジ部３１とを備えた断面ハット形状であり、プレス成形品２１は、例えば自動車用フロントピラーロアとして用いられる。
【００１５】
プレス成形品２１においては、天板部２７と縦壁部２９とはパンチ肩Ｒ部３３を介して接続され、縦壁部２９とフランジ部３１はダイ肩Ｒ部３５を介して接続されている。そして、パンチ肩Ｒ部３３とダイ肩Ｒ部３５は、それぞれ所定の曲率半径が設定されている。
【００１６】
＜しわ発生＞
図２に示すようなプレス成形品２１を通常のフォーム成形により成形すると、湾曲部２３の湾曲形状が急峻であり、かつ成形に供するブランク（例えば鋼板）の板厚が薄い場合には、図３に示すように、湾曲部２３における湾曲の内側にしわが生じる。
【００１７】
そこで、湾曲部２３におけるしわ発生を防止するために、プレス成形品２１をドロー成形により成形したり、しわ押さえパッドを用いて成形すると、ブランクホルダーやしわ押さえパッドによる加圧でブランクに十分な張力が付与されるためにしわの発生を抑制することは可能である。しかしながら、超高強度鋼板のような延性の低いブランクの場合、板厚が薄いため成形過程においてブランクに破断が生じてしまい、目標形状のプレス成形品を得ることができなかった。
【００１８】
そのため、湾曲部２３におけるしわの発生を抑制するためにその原因を精査したところ、通常のフォーム成形やドロー成形においては、図４（ａ）に示すように、湾曲の内側のフランジ部３１ａの伸びフランジ変形及び湾曲の外側のフランジ部３１ｂの縮みフランジ変形によりに発生する応力により、湾曲の内側に向かって変形するような回転が生じ、その結果、湾曲部２３における湾曲の内側に材料が集中して流入し、顕著なしわが発生することが分かった。
【００１９】
特に、従来のドロー成形では、ブランクとパンチが接触した段階でブランクにおける天板部２７（図２参照）の位置がほぼ決定されるため、湾曲部２３の成形過程における伸びフランジ変形及び縮みフランジ変形を回避するブランクの動きを付与することができない。
【００２０】
そこで、上記のしわ発生を抑制する方法を鋭意検討した結果、図４（ｂ）に示すように、成形過程において湾曲外側のフランジ部３１ｂを固定し、湾曲内側のフランジ部３１ａから湾曲外側のフランジ部３１ｂに向かって一方向に材料を移動させることで、材料回転の一因である湾曲の外側のフランジ部３１ｂにおける縮みフランジ変形を回避し、湾曲部２３における材料集中を緩和することを着想するに至った。
【００２１】
この場合、湾曲外側のフランジ部３１ｂにおける縮みフランジ変形を回避しても、伸びフランジ変形となる湾曲内側のフランジ部３１ａの応力状態に変化はなく、湾曲の内側から外側に向う方向に材料が流れて湾曲部２３に材料移動がわずかに集中する。しかしながら、図４（ｂ）に示すとおり、湾曲外側のフランジ部３１ｂに向かって材料が移動し続けることで、一旦集まりかけた湾曲部２３の材料が、再度、湾曲外側へと分散する。
【００２２】
その結果、従来用いられていたしわ押さえ用のパッドを使用せずに湾曲部２３のしわ発生を回避することができるという知見が得られた。さらに、プレス成形品２１をドロー成形する場合であっても、湾曲の内側から外側に向かって材料が移動することで、ダイとブランクホルダーによる張力で破断させずに成形することができることが確認された。
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、以下、本発明の実施の形態１及び２に係るプレス成形方法について説明する。
【００２３】
［実施の形態１］
まず、本実施の形態１に係るプレス成形方法に用いる金型について説明する。
本実施の形態１で用いる金型１は、図１に示すように、パンチ３とダイ５とブランクホルダー７とを備えてなるものであり、ブランク４１を断面ハット形状のプレス成形品２１（図２）に成形するものである。
【００２４】
ブランクホルダー７は、成形過程においてダイ５と協働してブランク４１の端部を挟むものである。そして、ダイ５とブランクホルダー７は、ブランク４１を挟んだときに、プレス成形品２１の湾曲部２３の湾曲の外側となるブランク４１における部位を固定する固定部９を有する。
【００２５】
図１に示す固定部９は、湾曲の外側となる部位において天板部２７のＬ字形状の一辺である辺部２５に沿って設けられ、ブランク４１を挟んだときにステップビード４３を形成するものである。
【００２６】
固定部９によりブランク４１にステップビード４３が形成されることで、ブランク４１における湾曲の外側となる部位を固定し、成形過程における材料移動を拘束する。
【００２７】
さらに、図１に示すブランクホルダー７は、ブランク４１における湾曲部２３の内側となる部位のダイ５との間に所定のクリアランス（間隔）を設けるスペーサー１１を有する。
スペーサー１１は、ダイ５とブランクホルダー７との間のクリアランスがブランク４１の板厚超えとするものであり、ダイ５とブランクホルダー７との間にスペーサー１１を設けてブランク４１における湾曲の内側となる部位が固定されないように挟む。
【００２８】
これにより、成形過程において当該湾曲の内側の材料移動が拘束されず、湾曲の外側へと材料が移動することで、天板部２７（湾曲部２３）に発生するしわを抑制する。
【００２９】
次に、本実施の形態１に係るプレス成形方法の一例について、図１に示す金型１を用いて、図２に示す断面ハット形状のプレス成形品２１をプレス成形する場合を例として説明する。
【００３０】
まず、ブランク４１をパンチ３とダイ５の間に設置し、ダイ５とブランクホルダー７とでブランク４１を挟む。ダイ５とブランクホルダー７とでブランク４１を挟むことで、固定部９によりブランク４１にステップビード４３が形成される。
【００３１】
また、ブランクホルダー７には、湾曲部２３の内側となる部位を挟むクリアランスをブランク４１の板厚超えとするスペーサー１１が設けられており、ダイ５とブランクホルダー７とでブランク４１の前記部位を挟んでも、ブランク４１はダイ５及びブランクホルダー７により加圧されない。
【００３２】
次に、ダイ５とブランクホルダー７とでブランク４１を挟んだ状態のまま、ダイ５をパンチ３側に成形下死点まで相対移動させる（図１（ｂ−１）〜（ｂ−３）参照）。このとき、湾曲の外側が固定部９により固定されているので湾曲の外側から内側に向かう材料の移動は拘束されるのに対し、湾曲の内側は固定されていないので、湾曲の内側から外側に向かって材料が移動する。
【００３３】
このように、ブランク４１における湾曲の外側となる部位を固定し、かつ内側となる部位を固定しない状態で、ダイ５をパンチ３側に相対移動させると、湾曲部２３における湾曲の内側から外側の一方向に材料が移動するため、図４（ａ）に示すようなしわ発生の一因である湾曲の外側のフランジ部３１ｂにおける縮みフランジ変形を回避でき、湾曲部２３における材料集中が緩和される。
【００３４】
一方、湾曲の内側のフランジ部３１ａでは伸びフランジ変形となり、内側の縦壁相当部分では、湾曲部２３への材料集中が生じるが、ブランク４１を拘束していないため応力状態に変化はなく、天板相当部分から湾曲外側のフランジ部３１ｂに向かって材料が移動し続けるため、一度材料が集まりかけた湾曲部２３の材料が再度分散する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態１に係るプレス成形方法によれば、しわ押さえパッドを使用せずに、天板部２７における湾曲の内側に発生するしわの発生を防止し、Ｌ字形状を有する断面ハット形状のプレス成形品２１を成形することが可能となる。さらに、湾曲の内側はダイ５とブランクホルダー７とで加圧されていないため、従来のドロー成形に比べてブランク４１に生じる張力が小さくなり、破断を抑制することができる。
【００３６】
なお、上記の説明において、湾曲の外側においてＬ字形状の一方の辺（辺部２５）に沿うようにダイ５とブランクホルダー７に設けられた固定部９によりブランク４１を固定するものであったが、本発明においてブランク４１を固定する部位は当該部位に限定されるものではなく、例えば、図５に示す部位であってもよい（後述する実施の形態２における予成形工程でも同様）。
【００３７】
図５は、ダイ５に設けられた固定部９ａ〜９ｄの例示であり、成形対象とするプレス成形品２１の湾曲部２３と辺部２５との位置関係を示すものである。
図５（ａ）に示す固定部９ａは、プレス成形品２１のＬ字形状の一方の辺となる辺部２５ａに沿って湾曲部２３との境界近傍まで設けられたものである。
図５（ｂ）に示す固定部９ｂは、Ｌ字形状の他方の辺となる辺部２５ｂに沿って湾曲部２３との境界を超えて設けられたものである。
図５（ｃ）に示す固定部９ｃは、湾曲の外側において辺部２５ａ、２５ｂと湾曲部２３に沿って設けられたものである。
図５（ｄ）は、Ｌ字形状の辺となる辺部２５ａ、２５ｂに沿った部位と、これらの部位を直線で繋ぐように設けられたものである。
【００３８】
これらの固定部９ａ〜９ｄにおいても、ブランク４１における湾曲の外側の部位を固定し、成形過程における材料移動を拘束することで、湾曲部２３におけるしわの発生を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施の形態１に係るプレス成形方法において、ブランク４１を固定する固定部は、上記のようにブランク４１にステップビード４３を形成する固定部９に限られるものではなく、図６に示すように、ブランク４１における湾曲の外側となる部位にドロービード４５を形成する固定部１３や、図７〜図９に示すように、ブランク４１にピン１５ａを貫通させて固定することで材料移動を拘束する固定部１５であってもよい。
【００４０】
固定部１５は、図８に示すように、ダイ５に設けたピン１５ａと、ブランクホルダー７に設けた孔１５ｂとからなるものであり、ブランク４１を貫通させたピン１５ａを孔１５ｂに挿入させることで、ブランク４１を固定して成形することができる。なお、ピン１５ａをブランクホルダー７に設け、孔１５ｂをダイ５に設けてもよい。
ブランク４１を固定して材料移動を拘束するという観点からは、ピン１５ａを用いた固定部１５が最も好ましく、次に、ドロービード４５を形成する固定部１３が好ましい。
【００４１】
図６に示すようにドロービード４５を形成する固定部１３や、図７〜図９に示すようにピン１５ａを貫通させる固定部１５においても、ブランク４１を固定する部位は、前述の図５に示す位置とすることができる。
【００４２】
さらに、ブランク４１における湾曲の内側となる部位を挟むスペーサー１１は、当該部位におけるダイ５とブランクホルダー７との間のクリアランスを板厚超えにするものであったが、本発明は、ブランク４１における湾曲の内側における面圧がほぼゼロであって成形過程において材料の移動を拘束しないのであれば、ブランクホルダー７にスペーサー１１を設けずにダイ５とブランクホルダー７がブランク４１に当接するものであってもよい。
または、ダイ５および／またはブランクホルダー７の端部に凸部を設けてもよい。
【００４３】
若しくは、図１０に示すように、湾曲の内側に配置された内側ブランクホルダー７ａと湾曲の外側に配置された外側ブランクホルダー７ｂとに分割されたブランクホルダー７を用いてもよい。この場合、外側ブランクホルダー７ｂは、ブランク４１を固定する固定部９を有するものとし、内側ブランクホルダー７ａは、成形過程においてダイ５との間のクリアランスがブランク４１の板厚超えとなるように位置制御すればよい。
【００４４】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法は、前述の実施の形態１と同様に、図２に例示するプレス成形品２１を目標形状に成形するものであって、ブランク４１を予成形品５１（図１２）に予成形する予成形工程と、予成形品５１を前記目標形状のプレス成形品２１にリストライクするリストライク工程とを備えたものである。
以下、上記各工程をそれぞれ説明する。
【００４５】
＜予成形工程＞
予成形工程は、図１１に示すように、パンチ３と、ダイ５と、ダイ５との間でブランク４１を挟むブランクホルダー７とを備えてなる金型１を用いて、予成形品５１に予成形する工程である。
【００４６】
予成形工程においては、前述の実施の形態１と同様、湾曲の外側となる部位にステップビード４３を形成して固定し、湾曲の内側となる部位においてはダイ５とブランクホルダー７とのクリアランスを板厚超えとする。これにより、図１２に示すように、予成形工程では、湾曲の内側では材料の移動を拘束せず、湾曲の外側では材料の移動を拘束することで、湾曲の内側から外側に向かって材料移動させ、予成形品５１を成形する。
【００４７】
予成形品５１は、図１１に示すように、湾曲の内側と外側におけるパンチ肩Ｒ部６３ａ、６３ｂの曲率半径と、湾曲の内側におけるダイ肩Ｒ部６５ａの曲率半径を、目標形状であるプレス成形品２１のパンチ肩Ｒ部３３とダイ肩Ｒ部３５の曲率半径よりもそれぞれ大きく設定したものである。さらに、湾曲の外側におけるダイ肩Ｒ部６５ｂの曲率半径は、目標形状のダイ肩Ｒ部３５ｂの曲率半径と等しく設定されている。
【００４８】
このように、予成形品５１のパンチ肩Ｒ部６３（６３ａ、６３ｂ）とダイ肩Ｒ部６５（６５ａ、６５ｂ）の曲率半径を設定することで、湾曲の外側を固定して材料移動を拘束した状態で、湾曲の内側から外側に向かって材料が移動しやすくなる。その結果、湾曲部２３の湾曲の内側においてしわの発生を抑制して予成形品５１を得ることができる。
【００４９】
なお、予成形品５１のパンチ肩Ｒ部６３及びダイ肩Ｒ部６５の曲率半径を設定するに際し、しわおよび割れを防ぐため、断面における線長が目標形状の線長を大きく変化させないことが望ましく、予成形品５１の断面における線長を目標形状の断面における線長と等しくすることが好ましい。
【００５０】
＜リストライク工程＞
リストライク工程は、前記予成形工程とは異なる金型を用いて、予成形品５１を前記目標形状のプレス成形品２１にリストライクする工程である。
【００５１】
リストライク工程で用いる金型は、予成形工程において予成形されたパンチ肩Ｒ部６３及びダイ肩Ｒ部６５が目標形状の曲率半径となるようにパンチとダイの形状が規定されたものである。さらに、図１１に示すように、予成形品５１の天板部５７が目標形状のプレス成形品２１よりも凸状に予成形されたものである場合には、天板部５７を目標形状となるように形状が規定された金型を用いる。
また、リストライク工程では、予成形品のパンチ肩Ｒ部およびダイ肩Ｒ部の位置がほぼ決まるためブランクホルダーを用いずにフォーム成形により予成形品５１をリストライクすることもできる。
【００５２】
以上、本実施の形態２に係るプレス成形方法によれば、平面視でＬ字形状を有する天板部における湾曲の内側に発生するしわをより効果的に防止して、目標形状のプレス成形品を得ることができる。また、予成形工程においては、前述の実施の形態１と同様に、ブランクに作用する張力が抑制され、ブランクの破断の発生を防ぐことができる。
【００５３】
なお、予成形品のパンチ肩Ｒ部とダイ肩Ｒ部の曲率半径は、しわの発生が抑制できるように、目標形状の曲率半径よりも大きくなるように適宜調整して決定すればよい。
【００５４】
また、パンチ肩Ｒ部とダイ肩Ｒ部の曲率半径を目標形状よりも大きく設定する部位においては、曲率半径は一定でなくてもよく、湾曲に沿った方向において曲率半径を変化させてもよい。
【００５５】
さらに、曲率半径を大きくするパンチ肩Ｒ部とダイ肩Ｒ部は、湾曲部から湾曲の内側と外側のフランジ部まで連続する範囲に限るものではなく、天板部から縦壁部を介してフランジ部まで連続する範囲のパンチ肩Ｒ部とダイ肩Ｒ部の曲率半径を大きくしてもよい。
【００５６】
なお、予成形工程において、ブランクを固定する部位や固定部の種類、さらには、湾曲の内側となる部位におけるダイとブランクホルダーとの隙間の調整は、前述の実施の形態１と同様に設定することができる。
【実施例】
【００５７】
本発明に係るプレス成形方法の作用効果を検証する実験を行ったので、以下に説明する。
実験では、図２に示す自動車のフロントピラーロアを成形対象とする目標形状のプレス成形品２１とし、ブランクには1180MPa級、板厚1.2mmの鋼板を用いた。
【００５８】
本実施例においては、図１１に示すように、湾曲の内側と外側のパンチ肩Ｒ部６３ａ、６３ｂの曲率半径と、湾曲の内側のダイ肩Ｒ部６５ａの曲率半径のそれぞれを、目標形状のプレス成形品２１のパンチ肩Ｒ部３３及びダイ肩Ｒ部３５の曲率半径よりも大きく設定した予成形品５１を予成形する予成形工程と、予成形品５１をリストライクするリストライク工程の２工程でプレス成形品２１を成形したものを発明例とした。
【００５９】
目標形状のプレス成形品２１において、パンチ肩Ｒ部３３及びダイ肩Ｒ部３５の曲率半径は、それぞれ10mmとした。
一方、発明例に係る予成形品５１において、湾曲の内側と外側から連続するパンチ肩Ｒ部６３ａ、６３ｂの曲率半径を30〜50mmの範囲とし、湾曲の内側におけるダイ肩Ｒ部６５ａの曲率半径を30mmとした。
【００６０】
予成形工程では、図１０に示す金型１７を用い、ダイ５とブランクホルダー７とでブランク４１を挟むことで固定部９によりブランクにおける湾曲の外側となる部位にステップビード４３（図１参照）を形成し、当該部位を固定した。
【００６１】
ここで、ブランクホルダー７は、図１０に示すように、湾曲の内側に配置された内側ブランクホルダー７ａと、湾曲の外側に配置された外側ブランクホルダー７ｂに分割されている。そして、予成形工程では、ブランク４１における湾曲の外側となる部位においては外側ブランクホルダー７ｂとダイ５とで所定のしわ押さえ荷重で挟持し、湾曲の内側となる部位においては内側ブランクホルダー７ａをブランク４１の板厚よりも0.5mm開けて1.7mmの空間とした位置に保持し、湾曲内側におけるダイ５とブランクホルダー７との間のクリアランスを板厚超えとなるようにした。
【００６２】
さらに、リストライク工程における予成形品５１のリストライクには、予成形品５１を目標形状にフォーム成形するパンチとダイを備えた金型（図示なし）を用いた。
【００６３】
なお、本実施例では、比較対象として、ドロー成形の１工程のみで目標形状に成形したプレス成形品を従来例とした。
【００６４】
図１３に、従来例に係るプレス成形品２１を示す。
図１３（ａ）は、従来例に係るプレス成形品２１の板厚分布であり、色の濃淡で板厚の大小を示す図である（濃：板厚大、淡：板厚小）。また、図１３（ｂ）は、プレス成形されたプレス成形品２１の湾曲部２３を中心とする部位を表示した図である。
【００６５】
図１３（ａ）より、湾曲部２３の湾曲の内側となる部位では板厚が大きく（図の右側破線丸部分）、図１３（ｂ）に示すようにしわが発生していることが分かる。
また、湾曲部２３の湾曲の外側となる部位（図の左側破線丸部分）では板厚が小さくなっており、当該部位においては破断の発生が懸念される。
【００６６】
図１４及び図１５に発明例に係る予成形品５１及びプレス成形品２１を示す。
図１４より、予成形品５１においては、湾曲部５３の湾曲の内側となる部位におけるしわの発生が防止されていることがわかる。さらに、予成形品５１をリストライクしたプレス成形品２１においても、図１５に示すように新たなしわや破断の発生が見られず、目標形状に成形できることが示された。これは、予成形品の形状を適切に決定できたためである。
【００６７】
以上より、本発明に係るプレス成形方法によれば、しわと破断の発生を抑制して、平面視でＬ字形状の部位を有する断面ハット形状のプレス成形品を目標形状に成形できることが示された。
【符号の説明】
【００６８】
１  金型
３  パンチ
５  ダイ
７  ブランクホルダー
７ａ  内側ブランクホルダー
７ｂ  外側ブランクホルダー
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  固定部
１１  スペーサー
１３  固定部
１５  固定部
１５ａ  ピン
１５ｂ  孔
１７  金型
２１  プレス成形品
２３  湾曲部
２５  辺部
２７  天板部
２９  縦壁部
３１  フランジ部
３３  パンチ肩Ｒ部
３５  ダイ肩Ｒ部
４１  ブランク
４３  ステップビード
４５  ドロービード
５１  予成形品
５３  湾曲部
５５  辺部
５７  天板部
６３ａ、６３ｂ  パンチ肩Ｒ部
６５ａ、６５ｂ  ダイ肩Ｒ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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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月16日(2018.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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