(57)【要約】【課題】断面が略Ｌ字形状を有する成形部材のスプリングバックを抑制して成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法を提供する。【解決手段】本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部３と第２片部５を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材１を成形する金型の形状を決定するものであって、前記山形状の稜線Ｌに交差する複数の断面を設定し、該複数の断面それぞれに成形部材１の断面形状を設定する断面形状設定工程Ｐ１と、該複数の断面形状を稜線Ｌに沿って補間し、成形部材１の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程Ｐ３と、該決定した成形部材１の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程Ｐ５とを有し、断面形状設定工程Ｐ１は、離型後に第１片部３と第２片部５のなす角度θ0が目標角度となるように前記複数の断面形状を設定することを特徴とするものである。【選択図】  図１
2019093435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を以下のステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
（Ｓ５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を求める。
（Ｓ７）成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2および離型後における曲げ角度β2と、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を算出する。
（Ｓ９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求める。
【請求項２】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を以下のステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
（Ｓ５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を求める。
（Ｓ７）成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2および離型後における曲げ角度β2と、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を算出する。
（Ｓ９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求める。
【請求項３】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【請求項４】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【請求項５】
前記成形部材は、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、前記断面形状設定工程は、前記湾曲部における断面形状を少なくとも１つ設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の金型形状決定方法。
【請求項６】
前記成形部材は、前記山形状の稜線に沿って前記略Ｌ字形状の屈曲の曲げ角度が変化する部位を有し、前記断面形状設定工程は、少なくとも、前記曲げ角度の変化する部位の前記稜線に沿った方向の両端位置における断面形状を設定し、前記曲げ角度の変化する部位において前記曲げ角度が極値を有する場合には、該極値となる位置における断面形状をさらに設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の金型形状決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属素板を山形状に屈曲させて断面が略Ｌ字形状を有する成形部材を、離型後に前記屈曲の曲げ角度が目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法に関する。
【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成形後の弾性回復（スプリングバック）が大きく、目的の形状の自動車部品をプレス成形によって得ることを困難にしている。したがって、高強度鋼板を使用した自動車部品のスプリングバック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】
プレス成形した成形部材に生じるスプリングバックの一例として、図１０に示すように第１片部４３と第２片部４５とが屈曲部４７を介して連続する断面が略Ｌ字形状を有し、平面視で長手方向に沿って湾曲する成形部材４１を金型により成形すると、離型後において第１片部４３と第２片部４５とのなす角度θ0が増加するものがある。
このようなスプリングバックを抑制してプレス成形する技術として、例えば非特許文献１には、ハット形断面形状を有するメンバー類（自動車部品）の寸法精度を得るために、成形工程に加えてリストライク工程を取り入れ、該リストライク工程で成形する曲げ部の曲げ半径を成形工程で成形する曲げ部の曲げ半径よりも小さくすることで、成形工程で成形された曲げ部の一部をリストライク工程でウェブ、フランジに曲げ戻し、前記曲げ部を内向きに閉じる角度変化（スプリングゴー要素）を発生させることにより、前記曲げ部の角度変化の改善を図り、スプリングバックを抑制する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１には、コの字型断面形状またはＶの字型断面形状を有するプレス成形部品について、コの字またはＶの字を形成する面部と面部の間を繋ぐ繋ぎ部を、断面形状が曲線からなる２つ以上の曲線部と断面形状が直線からなる１つ以上の直線部となるように面取りすることで、プレス成形後の前記直線部に残留する応力がスプリングゴーの要因となり、繋ぎ部における角度変化量を小さくしてスプリングバックを抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４９９２０４８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【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４版）、日刊工業新聞社、2017年、p.319
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１および特許文献１に開示されているように、金属素板を山形状に屈曲させて、断面が略Ｌ字形状となる成形部材において、該断面が略Ｌ字形状の片部と片部とを接続する部位のスプリングバックによる角度変化を抑制するためには、前記接続する部位にスプリングゴー成分とスプリングバック成分を混在させ、両者を打ち消して角度変化を抑える方法が有効である。
しかしながら、非特許文献１に開示されている方法は、成形工程に加えてリストライク工程を必要とし、１度のプレス成形では寸法精度を満たす成形部材を成形することができないため、生産性低下の問題がある。また、特許文献１に開示される方法は、最終製品形状に制約があるため、製品仕様上、繋ぎ部形状に設計変更が認められない場合には適用できない上、引張強度が1180MPaを越えるような高張力鋼板を用いた場合では、プレス機の能力によってはプレス荷重が不足し、前記繋ぎ部に付与する直線部を十分に直線状に成形できないという課題があった。
【０００８】
さらに、非特許文献１および特許文献１に開示されている方法は、山形状に屈曲させて断面が略Ｌ字形状となる成形部材において、長手方向に沿って湾曲する部位を有する場合や、前記屈曲の曲げ角度（前記略Ｌ字形状の片部と片部とがなす角度）が長手方向に沿って変化する部位を有する場合には、湾曲による縮みフランジまたは伸びフランジの影響が加わり、長手方向の変化する部位への対処が複雑で適用することが困難であった。
【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、金属素板を山形状に屈曲させて断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、離型後に前記屈曲の曲げ角度が目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
すなわち、本発明は、スプリングバックによる角度の変化を防止するため、前記成形部材に複数の断面形状を設定し、該設定した複数の断面形状のそれぞれに、成形下死点における第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と成形下死点における第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2とを設定することにより、離型後において、前記複数の断面のそれぞれにおいて第１片部と第２片部のなす角度θ0が目標角度θaになる手段であって、成形下死点における第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と成形下死点における第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2とを設定した前記複数の断面形状に基づいて金型の形状を決定することで、該金型を用いて成形した成形部材の離型後におけるスプリングバックが防止できるわけである。
【００１１】
ここで、成形部材に設定した断面形状の金型離型後における第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1―β1）と第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2―β2）とを相殺させるため、変更可能な因子として以下の（ａ）〜（ｄ）が挙げられる。
（ａ）成形下死点における第１屈曲部の曲率半径Ｒ1
（ｂ）成形下死点における第２屈曲部の曲率半径Ｒ2
（ｃ）成形下死点における第１屈曲部の曲げ角度α1
（ｄ）成形下死点における第２屈曲部の曲げ角度α2
また、対象となる形状には、以下の（i）および（ii）が挙げられる。
(i)第２片部に第２屈曲部がある場合
(ii)第１片部に第２屈曲部がある場合
なお、第１屈曲部を目標形状あるいは製品形状とする必要がある場合は、上記（ａ）、（ｃ）を求めることになるため、上記（ｂ）、（ｄ）について（i）と（ii）の場合を変更因子として扱うことになる。
本願では、上述の（ａ）、（ｂ）について検討した。
なお、本発明は、断面が略Ｌ字形状の片部に、スプリングバックの抑制に伴う塑性曲げが残る場合も含む。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を以下のステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることを特徴とするものである。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
（Ｓ５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を求める。
（Ｓ７）成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2および離型後における曲げ角度β2と、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を算出する。
（Ｓ９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求める。
【００１３】
（２）本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を以下のステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることを特徴とするものである。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
（Ｓ５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を求める。
（Ｓ７）成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2および離型後における曲げ角度β2と、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を算出する。
（Ｓ９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求める。
【００１４】
（３）本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とするものである。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【００１５】
（４）本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とするものである。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【００１６】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記成形部材は、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、前記断面形状設定工程は、前記湾曲部における断面形状を少なくとも１つ設定することを特徴とするものである。
【００１７】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記成形部材は、前記山形状の稜線に沿って前記略Ｌ字形状の屈曲の曲げ角度が変化する部位を有し、前記断面形状設定工程は、少なくとも、前記曲げ角度の変化する部位の前記稜線に沿った方向の両端位置における断面形状を設定し、前記曲げ角度の変化する部位において前記曲げ角度が極値を有する場合には、該極値となる位置における断面形状をさらに設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求めて設定することにより、離型後におけるスプリングバックを抑制して形状凍結性に優れた成形部材を１度のプレス成形で能率よく成形することができる金型の形状を決定することができる。さらには、前記成形部材が長手方向に沿って湾曲する部位を有する場合や、前記屈曲の曲げ角度が前記成形部材の長手方向に沿って変化する部位を有する場合においても、前記成形部材の離型後におけるスプリングバックを抑制して成形することができる金型の形状を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態に係る金型形状決定方法において、金型の形状を決定する手順を示すフロー図である。
【図２】本実施の形態に係る金型形状決定方法において、成形部材の成形下死点における形状を説明する図である（（ａ）斜視図、（ｂ）断面図）（その１）。
【図３】本実施の形態に係る金型形状決定方法において、成形部材の成形下死点における形状を説明する図である（（ａ）斜視図、（ｂ）断面図）（その２）。
【図４】本実施の形態に係る成形部材の稜線に交差する断面と、該断面における断面形状を説明する図である（（ａ）上面図、（ｂ）斜視図）。
【図５】本実施の形態に係る金型形状決定方法において、断面形状を補間して決定された成形部材の成形下死点における形状を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１において、第１屈曲部の曲げ角度と、第２屈曲部の曲率半径および曲げ角度とを与えて、第１屈曲部の曲率半径を求める手順を示すフロー図である。
【図７】実施形態１および実施形態２において、金属素板を屈曲させた屈曲部の成形下死点における曲率半径と、成形下死点における曲げ角度および離型後における曲げ角度を説明する図である。
【図８】実施形態１および実施形態２において、金属素板を屈曲させた屈曲部の曲率半径と曲げ角度の角度比の関係を示すグラフである。
【図９】実施形態２において、第１屈曲部の曲率半径および曲げ角度と、第２屈曲部の曲げ角度とを与えて、第２屈曲部の曲率半径を求める手順を示すフロー図である。
【図１０】従来のプレス成形方法により成形する断面が略Ｌ字形状を有する成形部材に生じるスプリングバックを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係る金型形状決定方法は、図１０に一例として示すような、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部４３と第２片部４５とが屈曲部４７を介して接続し断面が略Ｌ字形状となる成形部材４１に成形するに際し、第１片部４３と第２片部４５とのなす角度θ0を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものである。
【００２１】
前述のとおり、成形部材４１は、その離型後に第１片部４３と第２片部４５のなす角度θ0が増加するスプリングバックが生じる。そこで、本実施の形態に係る金型形状決定方法では、成形下死点において図２に示す形状の成形部材１を成形する金型の形状を決定することで、成形部材１の離型後における第１片部３と第２片部５のなす角度θ0が目標角度となるようにする。
【００２２】
成形部材１は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部３と第２片部５とを有し断面が略Ｌ字形状となるものであり、成形部材１の成形下死点における形状は、図２に示すように、第１片部３から連続する第１屈曲部７と、第１屈曲部７から連続して第２片部５に接続する第２屈曲部９とを有する。そして、第１屈曲部７は、前記略Ｌ字形状の屈曲、すなわち成形部材４１の屈曲部４７（図１０）と同一方向に屈曲し、屈曲部４７と曲率が等しく屈曲部４７よりも曲げ角度が大きく設定されているのに対し、第２屈曲部９は、第１屈曲部７と反対方向に屈曲するように曲率と曲げ角度が設定されている。
ここで、屈曲部４７の曲げ角度や、第１屈曲部７および第２屈曲部９の曲げ角度とは、それぞれの屈曲した部位の円弧の中心角に相当するものである。
【００２３】
なお、対象とする成形部材４１が、図１０に示すように、平面視で長手方向に沿って湾曲し、山形状の稜線Ｌが前記湾曲に沿った形状である場合、成形部材１の成形下死点における形状は、図２に示すように、稜線Ｌを含む第１屈曲部７と第１屈曲部７に連続する第２屈曲部９とが稜線Ｌに沿った形状にすればよい。
また、成形部材４１の第１片部４３と第２片部４５のなす角度θ0が成形部材４１の長手方向に沿って一定である場合、成形部材１の成形下死点における形状としては、第１屈曲部７と第２屈曲部９それぞれの曲率および曲げ角度を長手方向に沿って一定に設定すればよい。
【００２４】
さらに、本発明は、成形下死点において図３に示す形状の成形部材１１を成形する金型の形状を決定するものであってもよい。成形部材１１は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部１３と第２片部１５を有し断面が略Ｌ字形状となるものであり、成形部材１１の成形下死点における形状は、図３に示すように、第２片部１５から連続する第１屈曲部１７と、第１屈曲部１７から連続して第１片部１３に接続する第２屈曲部１９とを有する。そして、第１屈曲部１７は、前記略Ｌ字形状の屈曲（図１０の屈曲部４７）と同一方向に屈曲し、屈曲部４７と曲率が等しく屈曲部４７よりも曲げ角度が大きく設定されているのに対し、第２屈曲部１９は、第１屈曲部１７と反対方向に屈曲するように曲率と曲げ角度が設定されている。
以下、特に断りがない場合は、成形下死点において図２に示す形状の成形部材１を成形する金型の形状を決定する場合について、本実施の形態に係る金型形状決定方法を説明する。
【００２５】
本実施の形態に係る金型形状決定方法は、図２に示すような、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部４３と第２片部４５とで断面が略Ｌ字形状を有する成形部材４１を、第１片部４３と第２片部４５のなす角度θ0が目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、図１に示すように、断面形状設定工程Ｐ１と、成形下死点形状決定工程Ｐ３と、金型形状決定工程Ｐ５とを有するものである。以下、上記の各工程について説明する。
【００２６】
＜断面形状設定工程＞
断面形状設定工程Ｐ１は、成形部材１について前記山形状の稜線Ｌに沿う複数の位置に稜線Ｌに交差する断面を設定し、該設定した断面毎に成形部材１の成形下死点における断面形状を設定する工程であり、図４（ａ）においては、成形部材１について前記山形状の稜線Ｌに沿う複数の位置に稜線Ｌに直交する複数の断面Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃが設定され、図４（ｂ）に示すように、設定した断面Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ毎に成形部材１の成形下死点における断面形状Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが設定されている。
【００２７】
そして、断面形状Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃには、図５（ａ）に示すように、第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃと第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃがそれぞれ設定されている。
第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃは、第１片部３から連続し、成形部材１の前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きくなるように設定されている。一方、第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃは、第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃからそれぞれ連続し、第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃと反対方向に屈曲して第２片部５に連続するように設定されている。
【００２８】
さらに、断面形状設定工程Ｐ１は、各断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃについて、第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃそれぞれの成形下死点における曲げ角度α1から離型後における曲げ角度β1への弾性回復による曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と、第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃそれぞれの成形下死点における曲げ角度α2から離型後における曲げ角度β2への弾性回復による曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが相殺されることで、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0の離型後における角度変化が防止されて目標角度θaとなるように、成形下死点における第１屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃの曲げ角度α1と、成形下死点における第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃの曲げ角度α2と曲率半径Ｒ2から、成形下死点における第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃの曲率半径Ｒ1を断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃ毎に求める。あるいは、成形下死点における第１屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃの曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃの曲げ角度α2から、成形下死点における第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃの曲率半径Ｒ2を断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃ毎に求める。
【００２９】
成形下死点における第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃの曲率半径Ｒ1を求める具体的な手順は後述の実施形態１に、成形下死点における第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃの曲率半径Ｒ2を求める具体的な手順は後述の実施形態２にて具体的に説明する。
【００３０】
＜成形下死点形状決定工程＞
成形下死点形状決定工程Ｐ３は、図５（ｂ）に示すように、断面形状設定工程Ｐ１で設定した複数の断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃを稜線Ｌに沿って補間し、成形部材１の成形下死点における形状を決定する工程である。
【００３１】
複数の断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃの補間には、例えばスプライン補間を用いることができる。もっとも、補間アルゴリズムは、スプライン補間に限らず、ラグランジュ補間やニュートン補間など、断面形状を稜線に沿って滑らかに補間できるものであればよい。
また、成形部材１の成形下死点における形状を決定するにあたり、長手方向に沿った稜線Ｌの両端位置を予め設定して、断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃを補間してもよい。
【００３２】
＜金型形状決定工程＞
金型形状決定工程Ｐ５は、成形下死点形状決定工程Ｐ３で決定した成形部材１の成形下死点における形状（図５（ｂ））に基づいて、金型の形状を決定する工程である。
金型の形状は、例えば金属素板の板厚や金型とのクリアランスを考慮して決定することができる。
【００３３】
上記のように、稜線Ｌに交差する断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃに第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃと第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃをそれぞれ設定して決定した成形部材１の成形下死点における形状に基づいて金型の形状を決定することで、以下に述べる作用効果を奏する。なお、以下の説明では、断面形状Ｓａに第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａを設定した場合についてのものであるが、断面形状ＳｂおよびＳｃについても、同様の作用効果を奏する。
【００３４】
断面形状Ｓａにおいて、第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａは、互いに屈曲の向きが反転しているため（図２参照）、第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａは、離型後において互いに反する向きに弾性回復による角度変化を生じる。
ここで、第１屈曲部７ａは目標角度と同じ方向に屈曲しているため、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1から離型後における曲げ角度β1への変化は、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0を増加させるスプリングバック成分となる。これに対し、第２屈曲部９ａは第１屈曲部７ａと反対方向に屈曲しているため、成形下死点における第２屈曲部９の曲げ角度α2から離型後における曲げ角度β2への変化は、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0を減少させるスプリングゴー成分となる。
【００３５】
これにより、離型後の断面形状Ｓａにおいて、第１屈曲部７ａのスプリングバック成分と第２屈曲部９ａのスプリングゴー成分を相殺することができれば、すなわち、第１屈曲部７ａの曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とを等しくすれば、断面形状Ｓａにおいて第１片部３と第２片部５のなす角度θ0の角度変化が防止されて目標角度θaとなり、スプリングバックによる曲げ角度の変化を防止できる。
【００３６】
断面形状Ｓｂにおいても、断面形状Ｓａと同様、第１屈曲部７ｂと第２屈曲部９ｂとを設定し、離型後における第１屈曲部７ｂの角度変化と第２屈曲部９ｂの角度変化とを等しくすることで、断面形状Ｓｂにおいても第１片部３と第２片部５のなす角度θ0の角度変化を防止できる。また、断面形状Ｓｃにおいても、第１屈曲部７ｃと第２屈曲部９ｃとを設定し、離型後における第１屈曲部７ｃの角度変化と第２屈曲部９ｃの角度変化とを等しくすることで、断面形状Ｓｃにおいても第１片部３と第２片部５のなす角度θ0の角度変化を防止できる。
【００３７】
そして、このように設定された断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃを稜線Ｌに沿って補間し、成形部材１の成形下死点における形状を決定することで、離型後における成形部材１全体のスプリングバックを防止することができる金型の形状を決定することができる。
【００３８】
なお、図３に示すような、第１片部１３と第２片部１５を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材１１を成形する金型の形状を決定する場合においても、成形下死点において、第２片部１５から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲（図１０中の屈曲部４７）と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部１７と、第１屈曲部１７から連続し、第１屈曲部１７と反対方向に屈曲して第２片部１５と接続する第２屈曲部１９とを設定することで、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0の角度変化が防止されて目標角度θaとなり、成形部材１１におけるスプリングバックを防止することができる。
【００３９】
次に、断面形状設定工程Ｐ１において、成形下死点における第１屈曲部７ａ、７ｂおよび７ｃの曲率半径Ｒ1を求める手順を実施形態１に、成形下死点における第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃの曲率半径Ｒ2を求める手順を実施形態２に説明する。
【００４０】
［実施形態１］
断面形状設定工程Ｐ１において、図２と図５を参照し、断面形状Ｓａに第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａを設定するにあたり、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1は、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1と、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2と曲げ角度α2を与えることによって、図６に示すステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることができる。以下、金属素板として鋼板強度980MPa級の鋼板を用いて図２に示す成形部材１を成形するに際し、第１片部３と第２片部５とのなす角度θ0を目標角度θa＝120°に成形する場合を例として、ステップＳ１からステップＳ９の各ステップを説明する。
【００４１】
なお、以下の説明は、断面形状Ｓａに設定する第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1を求めるものであるが、断面形状Ｓｂに第１屈曲部７ｂと第２屈曲部９ｂを設定する場合や、断面形状Ｓｃに第１屈曲部７ｃと第２屈曲部９ｃを設定する場合においても、同様の手順により第１屈曲部７ｂおよび７ｃそれぞれの曲率半径Ｒ1を求めることができる。さらには、図３に示すように第２屈曲部１９が第１片部１３に接続する成形部材１１についても、同様の手順により、成形下死点における第１屈曲部１７の曲率半径Ｒ1を求めることができる。
【００４２】
＜ステップＳ１＞
ステップＳ１においては、金属素板の板厚および応力ひずみ関係を用いて、図７に示すように、ダイ２３とパンチ２５を備えた金型２１により金属素板３１を屈曲させて成形し、成形下死点における屈曲部３３の曲率半径Ｒと、成形下死点における屈曲部３３の曲げ角度αと離型後における曲げ角度βの角度比β／αとの関係を取得する。
【００４３】
図８に、金属素板３１として引張強度980MPa級、板厚1.4mmの鋼板を屈曲させた屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αの関係を示す。
図８は、公知の参考文献（塑性加工学会編：「曲げ加工」、コロナ社（1995年）、p.23）に基づいて理論計算により取得した例であり、当該理論計算において、屈曲部３３の角度比β／αは、参考文献中の式（1.46）を変形した以下の式（1）により算出される。
【００４４】
【数１】
2019093435.tif 000003
【００４５】
ここで、ｎは加工硬化係数であり、λeは以下の式（2）（上記参考文献中の式（1.17））で与えられる。
【００４６】
【数２】
2019093435.tif 000004
【００４７】
ここで、ｒｍは板厚中央面の曲率半径（＝屈曲部３３の曲率半径Ｒ）、ｔ0は板厚、σｅは降伏応力、Ｅはヤング率であり、図８に示す曲率半径Ｒと角度比β／αの関係は、板厚ｔ0＝1.4mm、降伏応力σｅ＝850MPa、ヤング率Ｅ＝210GPa、加工硬化係数ｎ＝0.12を式（1）および式（2）に代入して求めたものである。
【００４８】
なお、屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係は、上記の理論計算により取得するものに限らず、例えば、屈曲部３３を成形下死点まで成形する成形解析（図７（ａ）から（ｂ）の工程）と、該成形した屈曲部３３を金型２１から離型した後のスプリングバック解析（図７（ｂ）から（ｃ）の工程）を有限要素解析により実施するものであってもよい。
【００４９】
有限要素解析により屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αの関係を取得する場合、金属素板３１の種類（鋼板を用いる場合においては鋼種）と板厚ｔ0を一定とし、成形下死点における屈曲部３３の曲率半径Ｒと成形下死点（金型形状）の曲げ角度αを様々に変化させて成形解析およびスプリングバック解析を行えばよい。なお、有限要素解析においては、金属素板３１の幅（紙面に対して奥行方向の長さ）は問題とならず、任意の値を適宜設定することができる。
さらに、上述の有限要素解析によらず、実際の実験において、屈曲部３３の曲率半径Ｒと成形下死点（金型形状）の曲げ角度αを変更し、離型後の曲げ角度βを求めて、屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を取得してもよい。
【００５０】
＜ステップＳ３＞
ステップＳ３においては、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1と、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
なお、成形下死点における第１片部３と第２片部５のなす角度θ0は、第１屈曲部７ａの曲げ角度α1を保持したまま第１片部３を曲げ角度α2により回転させる幾何学的関係から、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1と成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2とは、θ0＝π−α1＋α2の関係になる。
【００５１】
本実施形態１では、上記の関係から、第１片部３と第２片部５とのなす角度θ0を目標角度θa＝120°とするには、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1＝100°を与えると、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2＝40°となる。さらに、第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2＝60mmを与えた。
【００５２】
＜ステップＳ５＞
ステップＳ５においては、前記（Ｓ１）で取得した屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における第２屈曲部９ａの曲げ角度β2を求める。
本実施形態１では、離型後における第２屈曲部９ａの曲げ角度β2は、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2＝60mm、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度がα2＝40°であるので、図７に示す曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係から、離型後における第２屈曲部９ａの曲げ角度β2＝α2×0.45＝18°となる。
【００５３】
＜ステップＳ７＞
スプリングバックによる角度の変化を防止するには、第１屈曲部７ａの曲げ角度の変化Δγ1（＝α1―β1）と第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2―β2）とが相殺すればよく、すなわち等しくなればよい。そこで、ステップＳ７においては、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2および離型後における第２屈曲部９ａの曲げ角度β2と、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1とを用いて、第１屈曲部７ａの曲げ角度の変化Δγ1（＝α1―β1）と第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2―β2）とが等しくなるように、第１屈曲部７ａの離型後における曲げ角度β1を算出する。
【００５４】
本実施形態１では、第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）は、Δγ2＝40−18＝22°であり、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1は100°であるので、Δγ2＝22°＝Δγ1＝α1―β1＝100−β1の関係から、離型後における第２屈曲部９ａの曲げ角度β1は、78°となる。
【００５５】
＜ステップＳ９＞
ステップＳ９においては、前記（Ｓ１）で取得した屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1と離型後における第１屈曲部７ａの曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1を求める。
本実施形態１では、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1は100°であり離型後における曲げ角度β1は78°であるので、角度比β1／α1は、78／100＝0.78であり、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1は、図７の関係からＲ1＝20mmと求まる。
【００５６】
以上、本実施形態１に係る断面形状設定工程Ｐ１においては、成形部材１の成形下死点における断面形状Ｓａについて、第１屈曲部７ａの曲げ角度α1＝100°と、第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2＝60mmと曲げ角度α2＝40°を与えることにより第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1＝20mmと求められ、該求めた曲率半径と曲げ角度を用いて第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａを設定することで、金型離型後の第１屈曲部７ａの角度変化と第２屈曲部９ａの角度変化が相殺され、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0を目標角度θa＝120°とすることができる断面形状Ｓａが設定される。
【００５７】
［実施形態２］
断面形状設定工程Ｐ１において、断面形状Ｓａに第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａを設定するにあたり、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2は、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2を与えることによって、図９に示すステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることができる。以下、金属素板として鋼板強度980MPa級の鋼板を用いて図２に示す成形部材１を成形するに際し、第１片部３と第２片部５とのなす角度θ0を目標角度θa＝105°に成形する場合を例として、ステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の各ステップを説明する。
【００５８】
なお、以下の説明は、断面形状Ｓａに設定する第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2を求めるものであるが、断面形状Ｓｂに第１屈曲部７ｂと第２屈曲部９ｂを設定する場合や、断面形状Ｓｃに第１屈曲部７ｃと第２屈曲部９ｃを設定する場合においても、同様の手順により第１屈曲部７ｂおよび７ｃそれぞれの曲率半径Ｒ1を求めることができる。さらには、図３に示すように第２屈曲部１９が第１片部１３に接続する成形部材１１についても、同様の手順により、成形下死点における第２屈曲部１９の曲率半径Ｒ2を求めることができる。
【００５９】
＜ステップＳ１＞
上述の実施形態１と同様に、ステップＳ１においては、金属素板の板厚および応力ひずみ関係を用いて、図７に示すように、ダイ２３とパンチ２５を備えた金属素板３１を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部３３の曲率半径Ｒと、成形下死点における屈曲部３３の曲げ角度αと離型後における曲げ角度βの角度比β／αとの関係を取得する。
【００６０】
図８に、金属素板３１として引張強度980MPa級、板厚1.4mm、降伏応力σｅ＝850MPa、ヤング率Ｅ＝210GPa、加工硬化係数ｎ＝0.12の鋼板を屈曲させた屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αの関係を示す。
【００６１】
＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３においては、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1および曲げ角度α2と、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2を与える。
なお、成形下死点における第１片部３と第２片部５のなす角度θ0は、第１屈曲部７ａの曲げ角度α1を保持したまま第１片部３を曲げ角度α2により回転させる幾何学的関係から、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1と成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2とは、θ0＝π−α1＋α2の関係になる。
【００６２】
本実施形態２では、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1＝90°を与えると、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2＝15°となる。また、第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1＝15mmを与えた。
【００６３】
＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５においては、前記（Ｓ１）で取得した屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係とを用いて、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における第１屈曲部７ａの曲げ角度β1を求める。
本実施形態２では、離型後における第１屈曲部７ａの曲げ角度β1は、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1＝15mm、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1＝90°であるので、図８に示す曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係から、離型後における第１屈曲部７ａの曲げ角度β1＝α1×0.84＝75.6°となる。
【００６４】
＜ステップＳ１７＞
スプリングバックによる角度の変化を防止するには、第１屈曲部７ａの曲げ角度の変化Δγ1（＝α1―β1）と第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2―β2）とが相殺すればよく、すなわち等しくなればよい。そこで、ステップＳ１７においては、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1および離型後における第１屈曲部７ａの曲げ角度β1と、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2とを用いて、第１屈曲部７ａの曲げ角度の変化Δγ1（＝α1―β1）と第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2―β2）とが等しくなるように、第２屈曲部９ａの離型後における曲げ角度β2を算出する。
本実施形態２では、第１屈曲部７ａの曲げ角度の変化Δγ1（＝α1―β1）は、Δγ1＝90−75.6＝14.4°であり、第２屈曲部９ａの曲げ角度α2は15°であるので、Δγ1＝Δγ2＝14.4°＝α2―β2＝15−β2から、第２屈曲部９ａの離型後における曲げ角度β2は、0.6°となる。
【００６５】
＜ステップＳ１９＞
ステップＳ１９においては、前記（Ｓ１）で取得した屈曲部３３の曲率半径Ｒと角度比β／αの関係とを用いて、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2と離型後における第２屈曲部９ａの曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2を求める。
本実施形態２では、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2は15°であり離型後における曲げ角度β2は0.6°であるので、角度比β2／α2は、0.6／15＝0.04であり、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2は、図８よりＲ2＝113mmと求まる。
【００６６】
以上、本実施形態２に係る断面形状設定工程Ｐ１においては、成形部材１の成形下死点における断面形状Ｓａについて、第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1＝15mm、曲げ角度α1＝100°と、第２屈曲部９ａの曲げ角度α2＝15°を与えることにより、第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ1＝113mmと求められ、該求めた曲率半径と曲げ角度を用いて第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａを設定することで、金型離型後の第１屈曲部７ａの角度変化と第２屈曲部９ａの角度変化が相殺され、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0を目標角度θa＝105°とすることができる断面形状Ｓａが設定される。
【００６７】
なお、上記の実施形態１および実施形態２において、各断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃについて第２屈曲部９ａ、９ｂおよび９ｃを塑性変形領域で屈曲した形状に設定すると、断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃを補間して成形部材１の成形下死点における形状を決定した場合、離型後において第２屈曲部９の形状が残ってしまう。
そこで、各断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃについて、成形下死点における第２屈曲部９を弾性変形領域で屈曲させた形状と設定することで、離型後に弾性回復させて第２屈曲部９の形状が残らないようにすることができて好ましい。
【００６８】
例えば、断面形状Ｓａに設定する第２屈曲部９ａを弾性変形領域で屈曲させた形状とするためには、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2を弾性変形領域以上の値（図８に示す曲率半径Ｒと角度比β/αの関係においてはＲ＝117mm以上）とし、かつ、目標角度θaと成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2との関係がθa＝α1＋α2を満たすようにすることで、離型後の第２屈曲部９ａを平面状に弾性回復させることができる。なお、弾性変形領域は金属素板の種類によって異なるため、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2には、各金属素板において取得した曲率半径Ｒと角度比β／αの関係において弾性変形領域の値を設定すればよい。
【００６９】
また、θa＝α1＋α2とする理由は以下のとおりである。各断面形状において、成形下死点における第２屈曲部９の曲げ角度α2がスプリングバックにより角度差Δα2だけ弾性変形で戻ると離型後の第２屈曲部９の曲げ角度β2は0°となるため、β2＝α2−Δα2＝0からα2＝Δα2となる。他方、成形下死点における第１屈曲部７の曲げ角度α1は角度差Δα1だけ弾性変形で増加して離型後の第１屈曲部７の曲げ角度β1となり、β1＝α1＋Δα1となる。そして、離型後に目標角度θaとなるには、スプリングバック（弾性変形）による戻り角度差Δα1とスプリングバック（弾性変形）により増加する角度差Δα2が等しくする必要がある。
その結果、β1＝α1＋Δα1＝α1＋Δα2＝α1＋α2が成り立ち、しかも、離型後の第１屈曲部７の曲げ角度β1は、スプリングバックがない状態、すなわち目標角度θaにする必要があることから、β1＝θa＝α1＋α2となる。
以上から、この条件『θa＝α1＋α2』と、β2／α2が弾性域となる第２屈曲部９の曲率半径Ｒ2が成り立てば、弾性変形を加えることでスプリングバックを防止できることになる。
【００７０】
また、上記の実施形態１のステップＳ３または実施形態２のステップＳ１３において、成形下死点における第１屈曲部７の曲げ角度α1の代わりに、成形下死点における第１片部３と第２片部５のなす角度θ0が与えられた場合は、第１屈曲部７の曲げ角度α1を保持したまま第１片部３を曲げ角度α2により回転させる幾何学的関係（θ0＝π−α1＋α2）から、成形下死点における第２屈曲部９の曲げ角度α2を用いて、成形下死点における第１屈曲部７の曲げ角度α1を求めてもよい。
【００７１】
さらに、上記の実施形態１のステップＳ３または実施形態２のステップＳ１３において、成形下死点における第２屈曲部９の曲げ角度α2の代わりに、成形下死点における第１片部３と第２片部５のなす角度θ0が与えられた場合、成形下死点における第１屈曲部７の曲げ角度α1を用いて、第１屈曲部７の曲げ角度α1を保持したまま第１片部３を曲げ角度α2により回転させる幾何学的関係（θ0＝π−α1＋α2）から、成形下死点における第２屈曲部９の曲げ角度α2を求めてもよい。
【００７２】
なお、上記の実施形態１および実施形態２では、第１片部３と第２片部５とのなす角度θ0を目標角度θa＝120°または105°に成形するものを例示したが、本発明に係る金型形状決定方法において、成形部材４１の目標角度はこの値に限るものではなく、成形対象とする成形部材の形状に併せて適宜設定すればよい。
【００７３】
さらに、本発明によれば、従来の金型では、スプリングバックを抑制して成形することが困難であった目標角度90°で成形することができる金型の形状を決定することができる。
すなわち、従来の金型を用いて図１０に示すような屈曲部４７を介して第１片部４３と第２片部４５が接続し断面が略Ｌ字形状となる成形部材４１を成形するに際し、第１片部４３と第２片部４５とのなす角度θ0を目標角度90°で成形しようとする場合、スプリングバックを見込んで第１片部４３と第２片部４５とのなす角度θ0を設定すると成形下死点における角度θ0は90°未満の負角となり、成形後に成形部材を金型（パンチ）から抜き取ることが困難となった。
【００７４】
これに対し、本発明に係る金型形状決定方法によれば、第１片部３と第２片部５とのなす角度θ0が目標角度（＝90°）を維持するように、成形下死点における第１屈曲部７の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と第２屈曲部９の曲げ角度α2から第２屈曲部９の曲率半径Ｒ2を求めるため、あるいは、成形下死点における第１屈曲部７の曲げ角度α1と第２屈曲部９の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2から第１屈曲部７の曲率半径Ｒ1を求めるため、成形下死点においても第１片部３と第２片部５のなす角度θ0が90°未満の負角とならずに成形部材１のスプリングバックを抑制して成形することができる金型の形状を決定することができる。
【００７５】
また、上記の説明は、成形対象とする成形部材１が長手方向の全体に亘って湾曲するものであったが、本発明に係る金型形状決定方法は、長手方向に沿ってその一部が湾曲する湾曲部を有する成形部材や、長手方向に沿って直線状の成形部材を成形する金型の形状を決定するものであってもよい。
もっとも、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有する成形部材を対象とする場合、断面形状設定工程Ｐ１で設定する複数の断面形状は、少なくとも前記湾曲部に断面形状を１つ設定することが好ましく、前記湾曲部における湾曲の曲率に合わせて設定する断面形状の数を適宜調整することで、成形部材のスプリングバックを防止することができる金型の形状を精度良く決定することができる。
【００７６】
さらに、上記の説明では、成形部材１の屈曲の曲げ角度（第１片部３と第２片部５のなす角度θ0）が長手方向に沿って一定、すなわち、長手方向に沿って設定した複数の断面形状Ｓａ、ＳｂおよびＳｃが同一形状のものであったが、本実施の形態に係る金型形状決定方法は、長手方向にわたって屈曲の曲げ角度が一定ではない場合にも適用することが可能である。この場合、断面形状設定工程Ｐ１では、少なくとも、曲げ角度の変化する部位の稜線Ｌに沿った方向の両端位置に断面形状を設定することが好ましく、曲げ角度の変化する部位において曲げ角度が極小及び／又は極大となる極値を有する場合には、該極値となる位置に断面形状をさらに設定することが望ましい。このように断面形状を設定することで、各断面形状における曲げ角度が滑らかに変化するように各断面形状を補間することができる。
【００７７】
なお、上記の説明では、図２に示すように、第１片部３と第２片部５とからなる断面が略Ｌ字形状の成形部材１を例として挙げていたが、本発明で成形対象とする成形部材はこれに限るものではなく、例えばハット断面形状やコ字断面形状の成形部材のように、金属素板を山形状に屈曲させて断面が略Ｌ字形状を含むものであればよく、長手方向において局所的に断面が略Ｌ字形状を有する成形部材であってもよい。
【００７８】
長手方向において局所的に断面が略Ｌ字形状を有する成形部材においても、当該断面が略Ｌ字形状を有する部位について、前記屈曲と同一方向に屈曲する第１屈曲部と、該第１屈曲部と反対方向に屈曲する第２屈曲部をそれぞれ局所的に形成するような金型の形状を決定することで、局所的なスプリングバックについても適切に抑制することができる。
【００７９】
また、本発明に係る金型形状決定方法は、成形部材１（図２）や成形部材１１（図３）をフォーム成形又はドロー成形のいずれかで成形する場合であっても、成形部材１または成形部材１１の離型後におけるスプリングバックを適切に抑制することができる金型の形状を決定することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  成形部材
３  第１片部
５  第２片部
７  第１屈曲部
７ａ、７ｂ、７ｃ  各断面形状における第１屈曲部
９  第２屈曲部
９ａ、９ｂ、９ｃ  各断面形状における第２屈曲部
１１  成形部材
１３  第１片部
１５  第２片部
１７  第１屈曲部
１９  第２屈曲部
２１  金型
２３  ダイ
２５  パンチ
３１  金属素板
３３  屈曲部
４１  成形部材
４３  第１片部
４５  第２片部
４７  屈曲部
Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ  断面
Ｌ  稜線
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ  断面形状
【図１】
2019093435.tif 000005
【図２】
2019093435.tif 000006
【図３】
2019093435.tif 000007
【図４】
2019093435.tif 000008
【図５】
2019093435.tif 000009
【図６】
2019093435.tif 000010
【図７】
2019093435.tif 000011
【図８】
2019093435.tif 000012
【図９】
2019093435.tif 000013
【図１０】
2019093435.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月30日(2018.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を以下のステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
（Ｓ５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を求める。
（Ｓ７）成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2および離型後における曲げ角度β2と、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を算出する。
（Ｓ９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求める。
【請求項２】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を以下のステップＳ１からステップＳ９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2を与える。
（Ｓ５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2および曲げ角度α2により、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を求める。
（Ｓ７）成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2および離型後における曲げ角度β2と、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を算出する。
（Ｓ９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1と離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1との角度比β1／α1により、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1を求める。
【請求項３】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【請求項４】
金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定する金型形状決定方法であって、
前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、
該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、
該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、
前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とする金型形状決定方法。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【請求項５】
前記成形部材は、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、前記断面形状設定工程は、前記湾曲部における断面形状を少なくとも１つ設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の金型形状決定方法。
【請求項６】
前記成形部材は、前記山形状の稜線に沿って前記略Ｌ字形状の屈曲の曲げ角度が変化する部位を有し、前記断面形状設定工程は、少なくとも、前記曲げ角度の変化する部位の前記稜線に沿った方向の両端位置における断面形状を設定し、前記曲げ角度の変化する部位において前記曲げ角度が極値を有する場合には、該極値となる位置における断面形状をさらに設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の金型形状決定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（３）本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第１片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第２片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とするものである。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（４）本発明に係る金型形状決定方法は、金属素板を山形状に屈曲させて、第１片部と第２片部を有し断面が略Ｌ字形状となる成形部材を、前記第１片部と前記第２片部のなす角度を目標角度となるように成形する金型の形状を決定するものであって、前記成形部材について前記山形状の稜線に沿う複数の位置に該稜線に交差する断面を設定し、該設定した断面毎に前記成形部材の成形下死点における断面形状を設定する断面形状設定工程と、該設定した複数の断面形状を前記稜線に沿って補間し、前記成形部材の成形下死点における形状を決定する成形下死点形状決定工程と、該決定した前記成形部材の成形下死点における形状に基づいて、前記金型の形状を決定する金型形状決定工程と、を有し、前記断面形状設定工程は、前記第２片部から連続し、前記略Ｌ字形状の屈曲と曲率が等しく該屈曲よりも曲げ角度が大きい第１屈曲部と、該第１屈曲部から連続し、該第１屈曲部と反対方向に屈曲して前記第１片部と接続する第２屈曲部とを前記各断面形状に設定し、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2とが相殺されるように、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を以下のステップＳ１およびステップＳ１３からステップＳ１９の手順に従って求めることを特徴とするものである。
（Ｓ１）前記金属素板の板厚および応力ひずみ関係から、該金属素板を屈曲させて成形した成形下死点における屈曲部の曲率半径Ｒと、成形下死点における前記屈曲部の曲げ角度αと離型後における前記屈曲部の曲げ角度βとの角度比β／αと、の関係を取得する。
（Ｓ１３）成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2を与える。
（Ｓ１５）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第１屈曲部の曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1により、離型後における前記第１屈曲部の曲げ角度β1を求める。
（Ｓ１７）成形下死点における前記第１屈曲部の曲げ角度α1および離型後における曲げ角度β1と、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2とを用いて、離型後のスプリングバックによる前記第１屈曲部の曲げ角度の変化Δγ1（＝α1−β1）と前記第２屈曲部の曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）とが等しくなって相殺されるように、離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2を算出する。
（Ｓ１９）前記（Ｓ１）で取得した屈曲部の曲率半径Ｒと角度比β／αとの関係を用いて、成形下死点における前記第２屈曲部の曲げ角度α2と離型後における前記第２屈曲部の曲げ角度β2との角度比β2／α2により、成形下死点における前記第２屈曲部の曲率半径Ｒ2を求める。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
本実施形態１では、第２屈曲部９ａの曲げ角度の変化Δγ2（＝α2−β2）は、Δγ2＝40−18＝22°であり、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1は100°であるので、Δγ2＝22°＝Δγ1＝α1―β1＝100−β1の関係から、離型後における第１屈曲部７ａの曲げ角度β1は、78°となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３においては、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1および曲げ角度α1と、成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2を与える。
なお、成形下死点における第１片部３と第２片部５のなす角度θ0は、第１屈曲部７ａの曲げ角度α1を保持したまま第１片部３を曲げ角度α2により回転させる幾何学的関係から、成形下死点における第１屈曲部７ａの曲げ角度α1と成形下死点における第２屈曲部９ａの曲げ角度α2とは、θ0＝π−α1＋α2の関係になる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
以上、本実施形態２に係る断面形状設定工程Ｐ１においては、成形部材１の成形下死点における断面形状Ｓａについて、第１屈曲部７ａの曲率半径Ｒ1＝15mm、曲げ角度α1＝100°と、第２屈曲部９ａの曲げ角度α2＝15°を与えることにより、第２屈曲部９ａの曲率半径Ｒ2＝113mmと求められ、該求めた曲率半径と曲げ角度を用いて第１屈曲部７ａと第２屈曲部９ａを設定することで、金型離型後の第１屈曲部７ａの角度変化と第２屈曲部９ａの角度変化が相殺され、第１片部３と第２片部５のなす角度θ0を目標角度θa＝105°とすることができる断面形状Ｓａが設定される。