(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランク材に形状を転写するためのパンチ部及びプレート部を有するパンチ金型と、
前記パンチ金型と対を成しかつ前記パンチ部と対向するダイと、
前記プレート部と対向しかつプレス成形終了点で前記プレート部と接する第一面、前記ダイと対向しかつ前記ダイとともに前記ブランク材を把持する第二面、及び前記第一面と前記第二面との間に連なって前記パンチ部と対向する第三面を有し、前記第三面と前記パンチ部との間に間隙を介して配されるしわ押さえ金型と、を備えるプレス成形金型であって：
前記しわ押さえ金型の前記第一面に、溝部を含む受圧部と；
前記プレート部の前記第一面と対向する面に、前記受圧部に向かって突出しかつプレス成形終期にプレス方向へ押し込まれた際にその逆方向への反力を発生させるしわ押さえ力増加部と；を有し、
前記受圧部を区画する境界の一部が前記溝部であることを特徴とするプレス成形金型。
【請求項２】
前記プレス成形金型から前記受圧部及び前記しわ押さえ力増加部を除いた場合を基準として、プレス成形品のフランジ部で板厚が最大となる領域を板厚最大部とし、前記板厚最大部に対して前記板厚が０％超９７％以下となる領域を板厚減少部としたとき、
前記プレス方向に沿って見た場合に、前記受圧部が、前記ブランク材における前記板厚減少部と対応する領域の一部と重なることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型。
【請求項３】
前記しわ押さえ力増加部が、前記反力を付与する弾性体を有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金型。
【請求項４】
前記弾性体が、皿ばね、つるまきばね、及びゴムのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項３に記載のプレス成形金型。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のプレス成形金型を用いてプレス成形されるプレス成形品の製造方法であって、
ブランク材を前記プレス成形する際のプレスストロークの成形開始位置を１００％とし、前記プレスストロークの成形終了位置を０％としたとき、前記プレスストロークが２％以上３０％以下である位置から前記成形終了位置までのプレス成形終期に、前記プレス成形中の前記ブランク材の一部に対するしわ押さえ力を増加させる工程を含む
ことを特徴とする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、金属板材用のプレス成形金型、及びこのプレス成形金型を用いてプレス成形されるプレス成形品の製造方法に関する。特に、プレス成形した後に生じるスプリングバックを低減して良好な形状凍結性を確保するためのプレス成形金型、及びプレス成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板やアルミニウム合金板材等の金属板材を用いてプレス成形することにより、様々な形状の部材を形成することができる。そのため、自動車の車両用部材等に、プレス成形品が多く使用される。【０００３】
プレス成形品では、金属板材をプレス成形した後に生じるスプリングバックと呼ばれる、プレス成形品の角度変化や反りに起因する寸法精度不良（形状凍結不良）が問題となる。【０００４】
このスプリングバックは、プレス成形中に金属板材に導入される残留応力に起因して、プレス成形終了後にプレス成形品が弾性回復変形するために生じる。金属板材に導入されるこの残留応力が、金属板材の板厚方向や面内方向で不均一に分布する場合に、スプリングバックが発生しやすい。【０００５】
スプリングバックを低減し、プレス成形品の寸法精度を改善するには、プレス成形終期に、プレス成形中のブランク材に対するしわ押さえ力を増加させることが有効である。【０００６】
しかしながら、しわ押さえ力をプレス成形の途中で増加させるためには、一般的に、サーボバルブ等を用いた可変ダイクッション装置を備えたプレス成形装置が必要となる。【０００７】
このような問題に対して、特許文献１では、プレス成形金型にばね等の弾性体を配設するプレス成形金型を開示している。このプレス成形金型では、可変ダイクッション装置を備えていなくても、プレス成形終期にしわ押さえ力を増加させることができる。【０００８】
特許文献２では、プレス成形金型に配設するばねを皿ばねとするプレス成形金型を開示している。このプレス成形金型では、低ストロークでも高荷重を発生させることができる皿ばねを用いることで、可変ダイクッション装置を備えていなくても、プレス成形終期に増加させるしわ押さえ力をより大きくすることができる。【０００９】
特許文献３では、しわ押さえ金型をコーナー部と直辺部とに分割するプレス成形金型を開示している。このプレス成形金型では、プレス成形する部位ごとにしわ押さえ力を増減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特開２００２−３２１０１３号公報
【特許文献２】日本国特開２００４−３４４９２５号公報
【特許文献３】日本国特開２００３−９４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示のプレス成形金型では、しわ押さえ力を増加させたい部位がしわ押さえ部全体のうちの一部の領域であったとしても、しわ押さえ部全体のしわ押さえ力を増加させる必要がある。つまり、プレス成形品のスプリングバックを抑制するためには、プレス成形金型に配設するばねを大きくするか、もしくは、ばねの数を多くする必要がある。しかし、プレス成形金型内でばねを配設できる場所は限られている。そのため、高張力鋼や高強度アルミニウム合金等のスプリングバックが大きい金属板材をブランク材としてプレス成形を行う際には、しわ押さえ力を充分に増加させることが困難であった。【００１２】
特許文献２に開示のプレス成形金型では、しわ押さえ力を増加させるためのばねに、低ストロークで高荷重の反力を得ることができる皿ばねを使用している。したがって、しわ押さえ力を増加させる必要があるプレス成形終期に、僅かなストロークで、効果的にしわ押さえ力を増加させることができる。しかしながら、このプレス成形金型も同様に、しわ押さえ力を増加させたい部位がしわ押さえ部全体のうちの一部の領域であったとしても、しわ押さえ部全体のしわ押さえ力を増加させる必要がある。そのため、近年の高強度化がさらに進んだ金属板材をブランク材としてプレス成形を行う際には、皿ばねを用いたとしても、しわ押さえ力の増加が充分でなかった。【００１３】
特許文献３に開示のプレス成形金型では、縮みフランジ変形領域となるプレス成形品のコーナー部でのしわ発生（スプリングバック）を抑制するために、プレス成形初期のしわ押さえ力を増大させる。また、このコーナー部での破断の発生を回避するために、プレス成形中のしわ押さえ力を減少させる。また、このコーナー部での形状凍結不良をなくすために、プレス成形の下死点（プレス成形終了点）直前でしわ押さえ力を再び増加させる。しかしながら、このプレス成形金型では、しわ押さえ部全体のうちの一部の領域におけるしわ押さえ力を変化させるために、しわ押さえ金型を分割型としている。しわ押さえ金型を分割型とすることで、大きなばね力を必要とせずに、必要な領域におけるしわ押さえ力のみを高めている。ただ、一般的に、分割金型は、一体型の金型と比較して、金型の製造、維持管理、修理交換、及び寿命などに関する諸問題を有する。そのため、分割金型を採用することにより、プレス成形品の製造工程の管理が煩雑となり、そしてプレス成形品の製造コストが上昇する場合がある。従って、自動車の車両用部材等をプレス成形する量産工程では、分割型でない一体型のしわ押さえ金型を用いて、しわ押さえ部全体のうちの一部の領域におけるしわ押さえ力を変化させることが強く望まれている。なお、一体型のしわ押さえ金型とは、プレス金型の構造及びプレス成形品の形状の観点から、それ以上に分割することが困難な最小部品数で構成されるしわ押さえ金型を意味する。【００１４】
また、特許文献３に開示のプレス成形金型は、金属板材の絞り加工用のプレス成形金型であり、高強度な金属板材をプレス成形するのに適していない。具体的には、特許文献３に開示のプレス成形金型では、主として、鋼板を深い筒状に絞り加工する。したがって、このプレス成形金型で得られるプレス成形品の形状は、高強度な金属板材が主にプレス成形されるプレス成形品の形状とは異なる。高強度な金属板材をブランク材とするプレス成形では、長手方向の両端が開口した形状（断面ハット形状）のプレス成形品を得るための絞り曲げ加工が施されることが多い。このような高強度な金属板材を絞り曲げ加工する場合には、金属板材を深い筒状に絞り加工する場合とは異なる問題が発生する。【００１５】
金属板材を深い筒状に成形する絞り加工では、プレス成形品の絞りコーナー部が縮みフランジ変形領域となる。一方、高強度な金属板材を長手方向の両端が開口した形状（例えば、メンバー部品）に成形する絞り曲げ加工では、プレス成形品のコーナー部の一部（例えば、湾曲部の内側にあたるフランジ部）が伸びフランジ変形領域となる。ここで、縮みフランジ変形とは板材面内の２軸で伸びと縮みとが同時に生じる変形のことを意味し、伸びフランジ変形とは板材面内の２軸で共に伸びが生じる変形のことを意味する。つまり、特許文献３に開示のプレス成形金型で絞り加工されるプレス成形品には、メンバー部品等のように伸びフランジ変形領域となるコーナー部が存在しない。そして、この絞り加工されるプレス成形品では、縮みフランジ変形が生じるフランジ部の板厚が変わらないか増加する。これに対し、絞り曲げ加工されるプレス成形品では、伸びフランジ変形が生じるフランジ部の板厚が顕著に減少する。プレス成形中に板厚が顕著に減少する領域では、しわ押さえ力をブランク材へ伝達することが難しく、その結果、プレス成形品の壁そりや縦壁のうねりといった寸法精度不良を引き起こしやすい。ここで、絞り加工とは、伸びフランジ変形が生じる領域がなく、パンチの進行方向（プレス方向）に直角な方向の両端に開口部がない容器状（筒状）のプレス成形品を得るプレス成形（加工）を意味する。また、絞り曲げ加工とは、伸びフランジ変形が生じる領域を有し、長手方向（しわ押さえ力を加えるフランジ部が延在する方向）の両端に開口部を有するメンバー状のプレス成形品を得るプレス成形（加工）を意味する。高強度な金属板材をメンバー部品などにプレス成形する製造工程では、縮みフランジ変形領域に加えてこの伸びフランジ変形領域となる部位でも、スプリングバックを抑制することが可能なプレス成形金型の開発が強く望まれている。【００１６】
上記の実情に鑑み、本発明では、しわ押さえ金型が分割型でなく一体型であり、かつ高強度な金属板材をブランク材としてプレス成形を行ったとしても、伸びフランジ変形領域となる部位でのスプリングバックが抑制可能なプレス成形金型、及びこのプレス成形金型を用いてプレス成形され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。つまり、本発明では、可変ダイクッション装置を備えたプレス成形装置を使用せずに一般的なプレス成形装置を使用して、かつ高張力鋼や高強度アルミニウム合金などのスプリングバックの発生し易い金属板材をブランク材としてプレス成形を行う際に、プレス成形終期にブランク材に対するしわ押さえ力を充分に増加させることで、寸法精度の高いプレス成形品を得ることができるプレス成形金型及びプレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。特に、本発明では、金属板材を絞り曲げ加工するプレス成形金型で、かつ縮みフランジ変形領域に加えて伸びフランジ変形領域を有するプレス成形品を高い寸法精度でプレス成形することができるプレス成形金型、及びその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】
【００１７】
本発明者らは、メンバー部品等の伸びフランジ変形領域を有するプレス成形品を対象として、しわ押さえ力を増加させる必要のある部位に、効率よく、しわ押さえ力を増加させることができる金型構造について鋭意検討した。その結果、プレス成形金型のしわ押さえ金型の一部分に受圧部を設け、またプレス成形金型のパンチ金型の一部分にしわ押さえ力増加部を設けることを見出した。この構成により、プレス成形終期に、この受圧部とこのしわ押さえ力増加部とを接触させ、しわ押さえ金型を弾性変形させて撓ませることにより、ブランク材のしわ押さえ力を増加させたい部位に、局所的にしわ押さえ力を追加することができる。そして、メンバー部品等の伸びフランジ変形領域を有するプレス成形品のスプリングパックを大幅に低減できる。ここで、メンバー部品等の伸びフランジ変形領域を有する部品とは、長手方向の両端が開口した断面ハット型形状であるプレス成形品のことをいう。【００１８】
本発明の要旨は次の通りである。【００１９】
（１）本発明の一態様は、ブランク材に形状を転写するためのパンチ部及びプレート部を有するパンチ金型と、前記パンチ金型と対を成しかつ前記パンチ部と対向するダイと、前記プレート部と対向しかつプレス成形終了点で前記プレート部と接する第一面、前記ダイと対向しかつ前記ダイとともに前記ブランク材を把持する第二面、及び前記第一面と前記第二面との間に連なって前記パンチ部と対向する第三面を有し、前記第三面と前記パンチ部との間に間隙を介して配されるしわ押さえ金型と、を備えるプレス成形金型であって、前記しわ押さえ金型の前記第一面に、溝部を含む受圧部と、前記プレート部の前記第一面と対向する面に、前記受圧部に向かって突出しかつプレス成形終期にプレス方向へ押し込まれた際にその逆方向への反力を発生させるしわ押さえ力増加部と、を有し、前記受圧部を区画する境界の一部が前記溝部である。
【００２０】
（２）上記（１）に記載のプレス成形金型では、前記プレス成形金型から前記受圧部及び前記しわ押さえ力増加部を除いた場合を基準として、プレス成形品のフランジ部で板厚が最大となる領域を板厚最大部とし、前記板厚最大部に対して前記板厚が０％超９７％以下となる領域を板厚減少部としたとき、前記プレス方向に沿って見た場合に、前記受圧部が、前記ブランク材における前記板厚減少部と対応する領域の一部と重なってもよい。【００２３】
（３）上記（１）〜（２）のいずれか一項に記載のプレス成形金型では、前記しわ押さえ力増加部が、前記反力を付与する弾性体を有してもよい。
【００２４】
（４）上記（３）に記載のプレス成形金型では、前記弾性体が、皿ばね、つるまきばね、及びゴムのうちの少なくとも１つであってもよい。
【００２５】
（５）本発明の一態様に係るプレス成形品の製造方法は、上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のプレス成形金型を用いて、ブランク材を前記プレス成形する際のプレスストロークの成形開始位置を１００％とし、前記プレスストロークの成形終了位置を０％としたとき、前記プレスストロークが２％以上３０％以下である位置から前記成形終了位置までのプレス成形終期に、前記プレス成形中の前記ブランク材の一部に対するしわ押さえ力を増加させる工程を含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の上記態様によれば、しわ押さえ金型の一部分に受圧部を設け、またパンチ金型の一部分にしわ押さえ力増加部を設ける。この受圧部とこのしわ押さえ力増加部とがプレス成形終期に接触し、しわ押さえ金型が弾性変形する。その結果、しわ押さえ力増加部から発せられるしわ押さえ力が、プレス成形終期にしわ押さえ力の増加が必要なブランク材の部位に充分に伝達される。つまり、プレス成形品が縮みフランジ変形領域に加えて伸びフランジ変形領域を有していても、このプレス成形品のスプリングバックを有効に低減することができる。【００２７】
また、上記プレス成形金型から上記受圧部及び上記しわ押さえ力増加部を除いた従来のプレス成形金型を用いてプレス成形されたプレス成形品においてフランジ部の板厚が薄くなる部分を板厚減少部としたとき、本発明の上記態様によれば、ブランク材の上記板厚減少部に相当する領域の一部（しわ押さえ力の増加が必要な部位）と上記受圧部とが、プレス方向に沿って見た場合に重なる。そのため、しわ押さえ力の増加が必要な部位のしわ押さえ力が、プレス成形終期に好ましく高まる。その結果、プレス成形品が縮みフランジ変形領域に加えて伸びフランジ変形領域を有していても、このプレス成形品のスプリングバックをさらに低減することができる。【００２８】
そして、本発明の上記態様によれば、高張力鋼や高強度アルミニウム合金などのスプリングバックが発生しやすい金属板材をブランク材とし、可変ダイクッション装置を備えない一般的なプレス成形装置でかつ分割型でない一体型のしわ押さえ金型を用い、そして、プレス成形品が縮みフランジ変形領域に加えて伸びフランジ変形領域を有していても、寸法精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】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【図１Ｂ】同実施形態に係るプレス成形金型のパンチ金型の平面図である。
【図２】同実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ金型を示す図であって、その第一面側から見た斜視図である。
【図３Ａ】ブランク材をプレス成形するときのパンチ金型、ダイ及びしわ押さえ金型の動きを模式的に示した説明図であって、プレス成形開始時の斜視図である。
【図３Ｂ】ブランク材をプレス成形するときのパンチ金型、ダイ及びしわ押さえ金型の動きを模式的に示した説明図であって、プレス成形中の斜視図である。
【図４Ａ】同実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ力増加部を示す図であって、皿ばねを複数重ねた場合でのしわ押さえ力を増加していない状態を示す縦断面図である。
【図４Ｂ】同実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ力増加部を示す図であって、皿ばねを複数重ねた場合でのしわ押さえ力を増加している状態を示す縦断面図である。
【図５】図２に示す矢印Ｉ方向より見た縦断面図である。
【図６Ａ】同実施形態に係るプレス成形金型で成形されるプレス成形品を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａを矢印Ａ方向より見た縦断面図である。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【図７Ｂ】同実施形態に係るプレス成形金型のパンチ金型の平面図である。
【図８】同実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ金型を示す図であって、その第一面側から見た斜視図である。
【図９Ａ】本発明の第３実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【図９Ｂ】同実施形態に係るプレス成形金型のパンチ金型の平面図である。
【図１０Ａ】本発明の第４実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】同実施形態に係るプレス成形金型のパンチ金型の平面図である。
【図１１】同実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ金型を示す図であって、その第一面側から見た斜視図である。
【図１２】図１１に示す矢印Ｃ方向より見た縦断面図である。
【図１３Ａ】受圧部及びしわ押さえ力増加部を有さない従来のプレス成形金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】受圧部及びしわ押さえ力増加部を有さない従来のプレス成形金型のパンチ金型を示す平面図である。
【図１４】図１３Ａに示した従来のプレス成形金型で成形されるプレス成形品のフランジ部の板厚分布を示す説明図である。
【図１５】図１３Ａに示した従来のプレス成形金型で成形されるプレス成形品のフランジ部の板厚分布を示す図に、受圧部及びしわ押さえ力増加部を配設する位置を例示した説明図である。
【図１６Ａ】仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａを矢印Ｂ方向より見た縦断面図である。
【図１７】仕上げ加工（リストライク加工）を行うリストライク加工金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【図１８】絞り曲げ加工後のプレス成形品の長手方向に垂直な縦断面図であって、壁そり（スプリングバック）の発生状態を示す説明図である。
【図１９】仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品の長手方向に垂直な縦断面図であって、壁そり（スプリングバック）の発生状態を示す説明図である。
【図２０】仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す斜視図であって、うねりの発生状態を示す説明図である。
【図２１Ａ】仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す斜視図であって、うねりの測定位置を示す説明図である。
【図２１Ｂ】仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品のうねりの測定結果の一例を示すグラフである。
【図２２】しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが１００％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。
【図２３】しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが９０％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。
【図２４】しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが８０％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。
【図２５】しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが７０％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。
【図２６】プレス成形金型の受圧部及びしわ押さえ力増加部の配設位置を示す図である。
【図２７】しわ押さえ金型の肉厚が一定でないプレス成形金型の一例を示す図であって、全体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は以下の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００３１】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図である。図１Ａは全体斜視図であり、図１Ｂはプレス成形金型を構成するパンチ金型の平面図である。図１Ａ中、符号１は本実施形態に係るプレス成形金型を示す。
【００３２】
本実施形態に係るプレス成形金型１は、パンチ金型１０、ダイ２０、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂを備える。パンチ金型１０は、ブランク材に形状を転写するためのパンチ部１２とプレート部１４とを有する。パンチ部１２とプレート部１４とは、図示しない締結部材で固定され、パンチ金型１０となる。または、パンチ部１２とプレート部１４とを一体物としてパンチ金型１０を形成してもよい。図１Ｂに示すように、プレート部１４のしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂと対向する面には、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに向かって突出しかつプレス成形終期にプレス方向へ押し込まれた際にその方向と逆方向への反力を発生させるしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂが配設される。
【００３３】
ダイ２０は、パンチ金型１０と対を成し、パンチ部１２と対向して配設される。しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂは、パンチ金型１０とダイ２０との間に配設される。本実施形態に係るしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂは、プレス金型の構造及びプレス成形品の形状の観点から、それ以上に分割することが困難な最小部品数で構成される。即ち、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂは、分割型でなく一体型のしわ押さえ金型であると言える。このしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂは、パンチ金型１０のプレート部１４に対向しかつプレス成形終了点でプレート部１４と接する第一面３１ａ、３１ｂと、ダイ２０に対向しかつダイ２０とともにブランク材を把持する第二面３２ａ、３２ｂと、を有する。
【００３４】
第一面３１ａと第二面３２ａとの間に連なる側面（第三面）３３ａは、所定の間隙（クリアランス）を介してパンチ部１２と対向する。同様に、第一面３１ｂと第二面３２ｂとの間に連なる側面（第三面）３３ｂは、所定の間隙（クリアランス）を介してパンチ部１２と対向する。これらの間隙を、適正に設定することで、プレス成形品のしわ発生や、プレス成形品の割れを好ましく防止することができる。これらの間隙の設定は、常法に従って決定すればよい。
【００３５】
図２は、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂを第一面３１ａ、３１ｂ側から見た斜視図である。図２に示すように、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂはそれぞれ、第一面３１ａ、３１ｂに、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂをプレス成形終期に弾性変形させるための上記反力を受ける受圧部（溝部）３０ａ、３０ｂを有する。本実施形態に係るプレス成形金型１では、上記受圧部３０ａ、３０ｂが溝部からなる。プレス成形終期に、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂが、それぞれ、受圧部３０ａ、３０ｂと接触してプレス方向へ押し込まれ、そしてその逆方向への反力を発すると、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂがこの反力を受けて弾性変形する。
【００３６】
図３Ａ及び図３Ｂは、ブランク材５をプレス成形するときのパンチ金型１０、ダイ２０、及びしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの動きを模式的に示した説明図である。図３Ａはプレス成形開始時を示す斜視図であり、図３Ｂはプレス成形中を示す斜視図である。
【００３７】
しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの第二面３２ａ、３２ｂとパンチ部１２の先端面１３とが同じ高さになるようにした状態で、その上にブランク材５が載置される。
【００３８】
図３Ａに示すように、ダイ２０がプレス方向に下降し、ダイ２０としわ押さえ金型２５ａ、２５ｂとによりブランク材５のフランジ部が一定の荷重で把持される。
【００３９】
そして、図３Ｂに示すように、ブランク材５がダイ２０としわ押さえ金型２５ａ、２５ｂとに把持された状態で、ダイ２０がプレス方向、つまりパンチ金型１０のプレート部１４の方向（図３Ｂでの下方向）に移動することで、パンチ部１２によるブランク材５のプレス成形が進行する。
【００４０】
プレス成形終期の所定位置で、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの第一面３１ａ、３１ｂに設けた受圧部３０ａ、３０ｂが、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂと接触する。そして、プレス成形終期のこの所定位置からプレス成形終了点までのプレス成形に連動して、受圧部３０ａ、３０ｂが、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂをプレス方向へ押し込む。その結果、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂからプレス方向の逆方向への反力が発生し、受圧部３０ａ、３０ｂがこの反力受け、そして、プレス成形終期のブランク材５に対するしわ押さえ力を増加させる。
【００４１】
図４Ａ及び図４Ｂは、しわ押さえ力増加部として皿ばねを複数重ねた場合を示す縦断面図である。図４Ａはしわ押さえ力を増加していない状態を示し、図４Ｂはしわ押さえ力を増加している状態を示す。
【００４２】
図４Ａに示すように、しわ押さえ力増加部１６ａは、ピン４０ａと皿ばね４２ａとを有する。このように、しわ押さえ力増加部１６ａは、上記反力を付与する弾性体を有する。本実施形態では、１２個の皿ばね４２ａを並直列に重ねている。しかし、皿ばね４２ａの個数及び配列はこれに限られるものではない。例えば、４個の皿ばね４２ａを直列に重ねてもよい。なお、図示しないが、しわ押さえ力増加部１６ｂも上記と同様である。
【００４３】
また、皿ばね４２ａに代えて、つるまきばね、ゴム等の弾性体を用いてもよい。ただ、低ストロークで高荷重を得られる点で、皿ばね４２ａを用いることが好ましい。
【００４４】
図４Ｂに示すように、しわ押さえ金型２５ａの第一面３１ａに設けた受圧部３０ａが、ピン４０ａをプレス方向へ押し下げることにより皿ばね４２ａが縮む。そして、しわ押さえ金型２５ａは、皿ばね４２ａからプレス方向の逆方向への反力を受ける。その結果、しわ押さえ金型２５ａの第二面３２ａとダイ２０との間で把持されたブランク材５にこの反力が伝達され、ブランク材５に対するしわ押さえ力をプレス成形終期に増加させることができる。
【００４５】
皿ばね４２ａから上記反力を受けたしわ押さえ金型２５ａは、溝部からなる受圧部３０ａを有するため、ブランク材５側に凸状に弾性変形して撓む。すなわち、プレス方向に沿って見た場合にしわ押さえ金型２５ａの第一面３１ａに形成された受圧部３０ａと対応する第二面３２ａの凸状に弾性変形した一部分が、上記反力を効率良くブランク材５に伝達する。仮に、しわ押さえ金型２５ａが受圧部３０ａを有さない場合、皿ばね４２ａからの上記反力は、しわ押さえ金型２５ａ全体に拡散する。そのため、ブランク材５に対して局所的に反力を加えることができないので、反力を伝達する効率が低い。
【００４６】
図５は、しわ押さえ金型２５ａの肉厚を説明する図であり、しわ押さえ金型２５ａを図２に示す矢印Ｉ方向より見た縦断面図である。図５に示すように、溝部からなる受圧部３０ａでのしわ押さえ金型２５ａの肉厚を単位ｍｍでＬとし、受圧部３０ａを除きかつブランク材５と接する領域でのしわ押さえ金型２５ａの肉厚を単位ｍｍでＨとする。なお、本実施形態に係るプレス成形金型１では、上記肉厚Ｈは一定である。しかし、肉厚が一定でない場合には、受圧部３０ａを除きかつブランク材５と接する領域での肉厚の最小値をＨとすればよい。肉厚Ｈが一定でない場合とは、例えば、図２７に示すように、フランジ面の高さが一定でないプレス成形品を成形する場合である。
【００４７】
肉厚Ｌの下限は２０ｍｍとすることが好ましい。肉厚Ｌが２０ｍｍ未満であると、絞り曲げ加工時（プレス成形時）に、しわ押さえ金型２５ａが塑性変形するか、破損する場合がある。一方、４０≦Ｈ≦５０の場合、肉厚Ｌの上限は０．８×Ｈとすることが好ましい。肉厚Ｌが０．８×Ｈを超えると、受圧部３０ａがしわ押さえ力増加部１６ａからの反力を受けても、しわ押さえ金型２５ａが弾性変形せず、ブランク材５に効率よく反力を伝達することができない場合がある。なお、４０≦Ｈ≦５０の場合の、好ましい肉厚Ｌの上限は０．６×Ｈである。肉厚Ｌの上限が０．６×Ｈであると、しわ押さえ力増加部１６ａの能力が小さい場合でも、しわ押さえ力増加部１６ａが発する反力を、ブランク材５に効率よく伝達させることができる。
【００４８】
また、５０＜Ｈ≦８０の場合、肉厚Ｈに関係なく、肉厚Ｌの上限は４０ｍｍとすることが好ましい。受圧部３０ａがしわ押さえ力増加部１６ａから受ける反力の最大値は、６．５ＭＰａである。したがって、肉厚Ｌが４０ｍｍを超えると、受圧部３０ａの剛性が高くなり、上記した反力の最大値でも、しわ押さえ金型２５が弾性変形しない場合がある。
【００４９】
また、肉厚Ｈが４０ｍｍ未満であると、しわ押さえ金型２５ａ全体の剛性が不足する。一方、肉厚Ｈが８０ｍｍを超えると、しわ押さえ金型２５ａの剛性が必要以上に大きくなり、また、しわ押さえ金型２５ａの材料費も無駄になる。
【００５０】
しわ押さえ金型２５ａの肉厚についてまとめると、肉厚Ｌと肉厚Ｈとの関係は、次の式１又は式２の関係を満足することが好ましい。なお、図示しないが、しわ押さえ金型２５ｂも上記と同様である。
４０≦Ｈ≦５０のとき、２０≦Ｌ≦０．８×Ｈ    ・・・（式１）
５０＜Ｈ≦８０のとき、２０≦Ｌ≦４０        ・・・（式２）
【００５１】
しわ押さえ力増加部１６ａからの反力は、しわ押さえ金型２５ａに設けた受圧部３０ａが、ピン４０ａに接触してからプレス成形終了点に達するまで発生する。なお、しわ押さえ金型２５ａに設けた受圧部３０ａがピン４０ａに接触する位置は、プレス成形終期の所定位置とすればよい。また、この受圧部３０ａがピン４０ａに接触する位置は、ピン４０ａの先端がプレート１４の表面から突出する長さ（高さ）を変えることで制御すればよい。
【００５２】
図４Ａに示した、ピン４０ａの先端がプレート１４の表面から突出する高さＧは、プレート部１４の表面からプレス成形終期にしわ押さえ力を増加させたい上記所定位置までの距離に、溝部からなる受圧部３０ａの溝深さ（ＨからＬを引いた値）を加えた高さにすればよい。
【００５３】
具体的には、しわ押さえ力増加部１６ａのピン４０ａの先端がプレート１４の表面からの突出する高さを単位ｍｍでＧとし、ブランク材５の塑性変形が始まるプレスストローク位置であるプレス成形開始点からプレス成形終了点までのプレスストローク距離を単位ｍｍでＰＳとしたとき、しわ押さえ力増加部１６ａの突出高さＧが下記の式３を満足することが好ましい。なお、図示しないが、しわ押さえ力増加部１６ｂも上記と同様である。
０．０２×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ≦Ｇ≦０．３×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ    ・・・（式３）
【００５４】
ピン４０ａの突出高さＧは、プレスストローク距離ＰＳの２％（０．０２×ＰＳ）に受圧部３０ａの溝深さ（Ｈ−Ｌ）を加えた値以上とすることが好ましい。つまり、プレス成形終期にしわ押さえ力を増加させるプレスストロークの区間は、プレスストローク距離ＰＳの２％以上であることが好ましい。突出高さＧが上記値（０．０２×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ）未満であると、しわ押さえ力の増加が十分でなく、スプリングバックの低減効果が不安定になる場合がある。また、スプリングバックをさらに低減させるためには、突出高さＧの値を（０．０５×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ）以上とすることが好ましい。
【００５５】
一方、ピン４０ａの突出高さＧは、プレスストローク距離ＰＳの３０％（０．３×ＰＳ）に受圧部３０ａの溝深さ（Ｈ−Ｌ）を加えた値以下とすることが好ましい。つまり、プレス成形終期にしわ押さえ力を増加させるプレスストロークの区間は、プレスストローク距離ＰＳの３０％以下であることが好ましい。突出高さＧが上記値（０．３×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ）を超えると、しわ押さえ力を増加させる区間が長すぎるため、プレス成形開始点からプレス成形終了点までの間で、しわ押さえ力の強弱の差が小さくなる。そのため、プレス成形終期のみにしわ押さえ力を増加する効果が薄れ、スプリングバックがかえって顕著となる場合がある。また、スプリングバックをさらに低減させるためには、突出高さＧの値を（０．１５×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ）以下とすることが好ましい。
【００５６】
これまで、しわ押さえ金型２５ａとしわ押さえ力増加部１６ａとについて主に説明したが、しわ押さえ金型２５ｂとしわ押さえ力増加部１６ｂとについても同様である。
【００５７】
図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態に係るプレス成形金型１で成形されるプレス成形品を示す。図６Ａは斜視図であり、図６Ｂは図６Ａを矢印Ａ方向より見た縦断面図である。図６Ａ及び図６Ｂ中、符号５０はプレス成形品を示す。
【００５８】
プレス成形品５０は、フランジ部５４ａ、５４ｂ、縦壁部５５ａ、５５ｂ、及び、頂部５５ｃを有する。また、プレス成形品５０の両端に直辺部５１ａ、５１ｂと、これら直辺部５１ａ、５１ｂに挟まれる湾曲部５２とを有する。プレス成形品５０は、長手方向に直交する断面で見た場合に、いわゆる断面ハット形状であり、プレス成形品５０の長手方向の両端は開口している。ここで、断面ハット形状とは、図６Ａを矢印Ａ方向より見た場合に、幅方向の中央部に設けられた頂部５５ｃと、頂部５５ｃの両端から頂部５５ｃの一方の面側に向けて傾斜して設けられた縦壁部５５ａ、５５ｂと、縦壁部５５ａ、５５ｂの先端から頂部５５ｃと平行になるように設けられたフランジ部５４ａ、５４ｂとを有する形状である。
【００５９】
プレス成形の際、プレス成形品５０の形状によって、ブランク材５の塑性流動が起こり易い部位と、起こり難い部位とが生じる。この塑性流動の起こり易さの差異によって、プレス成形品５０の板厚方向や面内方向の残留応力に不均一さが生じる。そして、この残留応力の不均一さに起因して、プレス成形品５０に、例えば、縦壁部５５ａ、５５ｂのそり、ねじれ、うねりなどのスプリングバックが生じる。特に、プレス成形品５０の形状に湾曲した部位があると、プレス成形品５０の長手方向に対して縮みフランジ変形や伸びフランジ変形が付与される。そのため、板厚方向や面内方向の残留応力の不均一さが増大する。
【００６０】
一般的に、プレス成形品５０は、絞り曲げ加工後に、仕上げ加工（リストライク加工）が施される。プレス成形品５０を、リストライク加工によって、後述する図１６Ａ及び図１６Ｂに示すプレス成形品５７のような形状に加工すると、湾曲部５２の縦壁部５５ａなどに顕著なうねりが発生する。プレス成形品５７の寸法精度不良を低減するためにスプリングバックによる変形量を金型設計時の金型寸法に予め見込んでおくことが一般的に行われるが、スプリングバックがうねりである場合には、この変形量を予め見込むことが困難である。また、プレス成形品５７のうねりを解決するために行う金型の修正は、試行錯誤を伴うため、金型の修正に多大な時間と費用とが必要となる。
【００６１】
このうねりは、絞り曲げ加工（プレス成形）によって、湾曲部５２の縦壁部５５ａが伸びフランジ変形領域となることに起因する。そのため、プレス成形品５０の長手方向への引張応力が大きくなり、プレス成形品５０の板厚方向や面内方向の残留応力に不均一さが助長される。絞り曲げ加工後のプレス成形品５０のこれらの残留応力の不均一さに起因して、リストライク加工後のプレス成形品５７にうねりが発生する。したがって、湾曲部５２のうねりを解消するためには、絞り曲げ加工のプレス成形終期に、湾曲部５２でのしわ押さえ力を増加することが好ましい。
【００６２】
プレス成形終期に湾曲部５２でのしわ押さえ力を直辺部５１ａ、５１ｂに比べて高めるため、図１Ａ〜図２に示したように、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂそれぞれに、受圧部３０ａ、３０ｂを設ける。そして、プレス成形終期にしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂを弾性変形させるために、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂをプレート部１４に配設する。
【００６３】
上記のようにしわ押さえ力をプレス成形終期に増大させることにより、伸びフランジ変形が生じる領域である湾曲部５２の縦壁部５５ａの張力が増大する。その結果、スプリングバックの原因となるプレス成形品５０の板厚方向や面内方向の残留応力の不均一さが低減される。なお、縮みフランジ変形が生じる領域も上記と同様である。つまり、上記のようにしわ押さえ力をプレス成形終期に増大させることにより、縮みフランジ変形が生じる領域である湾曲部５２の縦壁部５５ｂの張力も増大する。その結果、この縮みフランジ変形が生じる領域でのスプリングバックも低減される。
【００６４】
しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに受圧部３０ａ、３０ｂを設けない場合、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂが弾性変形しない。そして、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂからの反力は、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂ全体に分散する。したがって、プレス成形終期に、湾曲部５２でしわ押さえ力を局所的に増加させることができず、湾曲部５２に必要なだけのしわ押さえ力を付与することができない。その結果、湾曲部５２の縦壁部５５ａ、５５ｂにスプリングバックを抑えるために必要なだけの張力を付与することができない。そのため、プレス成形品５０のスプリングバックを低減する効果が著しく低下する。
【００６５】
また、上記したしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂからの反力の分散を、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの能力を高めることで低減するには、例えば、皿ばね４２ａの直径を大きくするか、あるいは、皿ばね４２ａの個数を増やすことが必要となる。この場合、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂ自体が大きくなる。
【００６６】
一方、高張力鋼や高強度アルミニウム合金等の塑性流動抵抗が大きく、スプリングバックが大きい金属板材をプレス成形するには、プレス成形品５０の形状が湾曲しており伸びフランジ変形や縮みフランジ変形が生じる領域などで、プレス成形終期にしわ押さえ力を特に大きくする必要がある。したがって、高張力鋼や高強度アルミニウム合金等をプレス成形する場合で、かつ、上記反力の分散をしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの能力を高めることで低減しようとする場合には、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂを非常に大きくすることが必要となる。そのため、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂをプレス成形金型１に配設することが困難となる。
【００６７】
次に、本発明の第２実施形態に係るプレス成形金型について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の第２実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図である。図７Ａは全体斜視図であり、図７Ｂはプレス成形金型を構成するパンチ金型の平面図である。図８は、本実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ金型を、その第一面側から見た斜視図である。
【００６８】
本実施形態に係るプレス成形金型２は、プレート部１４にしわ押さえ力増加部１６ｂのみを配設したこと、しわ押さえ金型２５ｂのみに溝部からなる受圧部３０ｂを配設したこと、及び、しわ押さえ金型２５ｅが受圧部を有さないこと以外は、上記第１実施形態に係るプレス成形金型１と同じである。
【００６９】
本実施形態に係るプレス成形金型２は、伸びフランジ変形が生じる領域でのみ、言い換えるとしわ押さえ力の増加が特に必要な部位でのみ、ブランク材５に対するしわ押さえ力を増加させることができる。即ち、ブランク材５の引張強さがそれ程高くない場合や、プレス成形品５０の湾曲部５２の曲率等に応じて、受圧部３０ｂ及びしわ押さえ力増加部１６ｂをそれぞれ１つ配設するだけでよい。
【００７０】
次に、本発明の第３実施形態に係るプレス成形金型について説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第３実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図である。図９Ａは全体斜視図であり、図９Ｂはプレス成形金型を構成するパンチ金型の平面図である。
【００７１】
本実施形態に係るプレス成形金型３は、プレート部１４にしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを配設したこと以外は、上記第１実施形態に係るプレス成形金型１と同じである。なお、図９Ａに示す本実施形態に係るプレス成形金型３のしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂは、図２に示した第１実施形態に係るプレス成形金型１のしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂと同一である。
【００７２】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、本実施形態に係るプレス成形金型３は、プレス成形終期に受圧部３０ａ、３０ｂと接触するしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの他に、しわ押さえ力増加部１６ｃ〜１６ｆを有する。そのため、プレス成形終期にブランク材５に対するしわ押さえ力を、精密に制御できる。ただ、受圧部３０ａ、３０ｂでない第一面３１ａ、３１ｂと接触するしわ押さえ力増加部１６ｃ〜１６ｆは、受圧部３０ａ、３０ｂと接触するしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂと比較して、ブランク材５に対するしわ押さえ力の増加効果は小さい。即ち、受圧部３０ａ、３０ｂでない第一面３１ａ、３１ｂと接触するしわ押さえ力増加部１６ｃ〜１６ｆを配設するかどうかは、プレス成形品の形状やプレス金型の構造に応じて決めればよい。
【００７３】
次に、本発明の第４実施形態に係るプレス成形金型について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第４実施形態に係るプレス成形金型の概略構成を示す図である。図１０Ａは全体斜視図であり、図１０Ｂはプレス成形金型を構成するパンチ金型の平面図である。図１１は、本実施形態に係るプレス成形金型のしわ押さえ金型を、その第一面側から見た斜視図である。図１２は、本実施形態に係るしわ押さえ金型を説明する図であり、図１１に示す矢印Ｃ方向より見たしわ押さえ金型の縦断面図である。
【００７４】
本実施形態に係るプレス成形金型４は、しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄの受圧部３０ｃ、３０ｄが溝部３５ｃ、３５ｄを含み、そして、この溝部３５ｃ、３５ｄが境界の一部となって受圧部３０ｃ、３０ｄを区画していること以外は、上記第１実施形態に係るプレス成形金型１と同じである。なお、図１０Ｂに示す本実施形態に係るパンチ金型１０は、第１実施形態に係るパンチ金型１０と同一である。
【００７５】
本実施形態に係るしわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄは、プレス金型の構造及びプレス成形品の形状の観点から、それ以上に分割することが困難な最小部品数で構成される。即ち、しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄは、分割型でなく一体型のしわ押さえ金型であると言える。このしわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄは、パンチ金型１０のプレート部１４に対向しかつプレス成形終了点でプレート部１４と接する第一面３１ｃ、３１ｄと、ダイ２０に対向しかつダイ２０とともにブランク材５を把持する第二面３２ｃ、３２ｄと、を有する。
【００７６】
しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄはそれぞれ、第一面３１ｃ、３１ｄに、しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄをプレス成形終期に弾性変形させるための反力を受ける受圧部３０ｃ、３０ｄを有する。この受圧部３０ｃ、３０ｄは、溝部３５ｃ、３５ｄを含む。この溝部３５ｃ、３５ｄが境界の一部となって、第一面３１ｃ、３１ｄ上で、受圧部３０ｃ、３０ｄが区画される。具体的には、図１１に示すように、受圧部３０ｃ、３０ｄは、第一面３１ｃ、３１ｄ上で、溝部３５ｃ、３５ｄと第一面３１ｃ、３１ｄの一部の縁とによって区画される。
【００７７】
プレス成形終期に、受圧部３０ｃ、３０ｄとしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂとが接触して、しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄが弾性変形する。その結果、ブランク材５のしわ押さえ力を増加させたい部位に、局所的にしわ押さえ力を追加することができる。そのため、縮みフランジ変形領域や伸びフランジ変形領域のしわ押さえ力をプレス成形終期に局所的に高めることができるので、効果的にスプリングバックを抑制することができる。
【００７８】
プレス成形終期にしわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄがしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂからの反力を受圧部３０ｃ、３０ｄで受ける際、しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄが溝部３５ｃ、３５ｄを有しているので、上記反力がしわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄ全体に分散しない。しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂから反力を受けると、しわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄが、溝部３５ｃ、３５ｄを境界として、ダイ２０（ブランク材５）側に凸に弾性変形する。その結果、ブランク材５に対してしわ押さえ力を局所的かつ集中的に増加させることができる。
【００７９】
なお、本実施形態の溝部３５ｃ、３５ｄの深さ及び幅などは、特に限定されない。溝部３５ｃ、３５ｄは、プレス成形品５０の形状やプレス金型４の構造に応じて好適な寸法とすればよい。また、溝部３５ｃ、３５ｄを除く受圧部３０ｃ、３０ｄでのしわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄの肉厚Ｌ、及び受圧部３０ｃ、３０ｄを除きかつブランク材５と接する領域でのしわ押さえ金型２５ｃ、２５ｄの肉厚Ｈも、特に限定されない。本実施形態では、上記肉厚Ｌと上記肉厚Ｈとが同じ厚さである形態を示したが、上記肉厚Ｌは２０≦Ｌ≦Ｈを満たせばよい。また、上記肉厚Ｌが２０≦Ｌ≦Ｈを満たしているならば、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの突出高さＧは、第１実施形態と同様に、０．０２×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ≦Ｇ≦０．３×ＰＳ＋Ｈ−Ｌを満たせばよい。
【００８０】
以上、本発明の第１実施形態から第４実施形態に係るプレス成形金型１〜４について説明した。次に、しわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆ及び受圧部３０ａ〜３０ｄを配設する位置として、有効な位置がどこであるかについて説明する。
【００８１】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、受圧部及びしわ押さえ力増加部を有さない従来のプレス成形金型の概略構成を示す図である。図１３Ａは全体斜視図であり、図１３Ｂは従来のプレス成形金型を構成するパンチ金型を示す平面図である。図１３Ａ中、符号９１は、従来のプレス成形金型を示す。
【００８２】
図１４は、図１３Ａに示した従来のプレス成形金型を使用して板厚１．０ｍｍのブランク材５を絞り曲げ加工（プレス成形）したときの、プレス成形品のフランジ部の板厚分布を示す説明図である。即ち、図１４は、ブランク材５を図１３Ａに示すプレス成形金型９１を用いて絞り曲げ加工（プレス成形）した後のプレス成形品５０の状態を示す図であり、ダイ２０を省略してプレス方向に沿って見た平面図である。図１４中に、フランジ部５４ａ、５４ｂの板厚測定結果を合わせて記す。フランジ部５４ａ、５４ｂは、図１４に示したように、湾曲外側部６ａ、湾曲内側部６ｂ、及び直線部６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを有する。
【００８３】
図１４に示すように、湾曲外側部６ａは板厚が厚い。この湾曲外側部６ａは、プレス成形品５０のフランジ部５４ａ、５４ｂの中で板厚が最大となる板厚最大部となる。これに対し、湾曲内側部６ｂは板厚が薄い。このように、従来のプレス成形金型９１を用いてプレス成形したプレス成形品５０では、フランジ部５４ａ、５４ｂ内の各部位で板厚が同一でない。ブランク材５が把持されるしわ押さえ金型２５ｅ、２５ｆの第二面３２ｅ、３２ｆとダイ２０とは、フラットである。そのため、しわ押さえ金型２５ｅ、２５ｆのような受圧部３０ａ〜３０ｄを設けないしわ押さえ金型９１では、プレス成形中にフランジ部５４ａ、５４ｂ内の各部位の板厚が変化した場合に、しわ押さえ力が強く作用する部位と弱く作用する部位が存在することになる。しわ押さえ力の大きさがプレス成形中に部位によって変化すると、塑性変形の際のブランク材５の塑性流動のバランスが崩れ、その結果、プレス成形後のプレス成形品５０の寸法精度が低下する。
【００８４】
上述のようなしわ押さえ力が強く作用する部位と弱く作用する部位とが共存することに起因するプレス成形品５０の寸法精度の低下を抑制するには、プレス成形中にフランジ部５４ａ、５４ｂ内で板厚が減少する部位のしわ押さえ力をプレス成形終期に高めることが好ましい。具体的には、プレス成形金型１〜４から受圧部３０ａ〜３０ｄ及びしわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆを除いた従来のプレス成形金型９１を基準として、プレス成形品５０のフランジ部５４ａ、５４ｂ内で板厚が最大となる領域を板厚最大部とし、この板厚最大部に対して板厚が０％超９７％以下となる領域を板厚減少部としたとき、プレス方向に沿って見た場合に、しわ押さえ金型２５ａ〜２５ｄの受圧部３０ａ〜３０ｄが、ブランク材５における上記板厚減少部の一部と重なるように配されることが好ましい。その結果、プレス成形中にフランジ部５４ａ、５４ｂ内で板厚が減少する部位のしわ押さえ力をプレス成形終期に好ましく高めることができる。上記板厚最大部に対して板厚が０％超９７％以下となる上記板厚減少部のしわ押さえ力をプレス成形終期に好ましく高めることにより、プレス成形品５０のスプリングバックを有効に低減することができる。
【００８５】
図１５は、図１３Ａに示した従来のプレス成形金型で成形されるプレス成形品のフランジ部の板厚分布を示す図に、受圧部及びしわ押さえ力増加部を配設する好ましい位置を例示した説明図である。即ち、図１５は、一例として、受圧部３０ｂ、３０ｄ及びしわ押さえ力増加部１６ｂを配設する位置を図１４に重ね合わせた説明図である。
【００８６】
図１５に示すように、従来のプレス成形金型９１でプレス成形したプレス成形品５０のフランジ部５４ａ、５４ｂ内で板厚最大部となる湾曲外側部６ａに対して板厚が０％超９７％以下の板厚減少部となる湾曲内側部６ｂの一部と重なるように、受圧部３０ｂ、３０ｄが配されることが好ましい。また、この受圧部３０ｂ、３０ｄに向かって突出し、かつプレス方向へ押し込まれた際にその逆方向への反力を発生させてしわ押さえ金型２５ｂ、２５ｄを弾性変形させるように、しわ押さえ力増加部１６ｂが配されることが好ましい。その結果、プレス成形中にフランジ部５４ａ、５４ｂ内で板厚が減少する湾曲内側部６ｂのしわ押さえ力をプレス成形終期に好ましく高めることができる。
【００８７】
このように、受圧部３０ｂ、３０ｄとしわ押さえ力増加部１６ｂとを配設することにより、プレス成形終期に、しわ押さえ金型２５ｂ、２５ｄが受圧部３０ｂ、３０ｄでブランク材５側に凸状に弾性変形し、しわ押さえ力を湾曲内側部６ｂで局所的かつ集中的に増加させることができる。
【００８８】
以上説明した本発明の各形態に係るプレス成形金型について以下にまとめる。
（１）本発明の各形態に係るプレス成形金型１〜４は、ブランク材５に形状を転写するためのパンチ部１２及びプレート部１４を有するパンチ金型１０と、パンチ金型１０と対を成しかつパンチ部１２と対向するダイ２０と、プレート部１４と対向しかつプレス成形終了点でプレート部１４と接する第一面３１ａ〜３１ｄ、ダイ２０と対向しかつダイ２０とともにブランク材５を把持する第二面３２ａ〜３２ｄ、及び第一面３１ａ〜３１ｄと第二面３２ａ〜３２ｄとの間に連なってパンチ部１２と対向する側面（第三面）３３ａ、３３ｂを有し、側面（第三面）３３ａ、３３ｂとパンチ部１２との間に間隙を介して配されるしわ押さえ金型２５ａ〜２５ｄと、を備え：しわ押さえ金型２５ａ〜２５ｄの第一面３１ａ〜３１ｄに、しわ押さえ金型２５ａ〜２５ｄをプレス成形終期に弾性変形させるための反力を受ける溝部を含む受圧部３０ａ〜３０ｄと；プレート部１４の第一面３１ａ〜３１ｄと対向する面に、受圧部３０ａ〜３０ｄに向かって突出しかつプレス成形終期にプレス方向へ押し込まれた際にその逆方向への反力を発生させるしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂと；を有する。
【００８９】
（２）そして、プレス成形金型１〜４から受圧部３０ａ〜３０ｄ及びしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂを除いた場合を基準として、プレス成形品５０のフランジ部５４ａ、５４ｂで板厚が最大となる領域を板厚最大部とし、板厚最大部に対して板厚が０％超９７％以下となる領域を板厚減少部としたとき、プレス方向に沿って見た場合に、受圧部３０ａ〜３０ｄが、ブランク材５における板厚減少部と対応する領域の一部と重なってもよい。
【００９０】
（３）そして、受圧部３０ａ、３０ｂが溝部からなり、受圧部（溝部）３０ａ、３０ｂの位置におけるしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの肉厚を単位ｍｍでＬとし、受圧部（溝部）３０ａ、３０ｂを除きかつブランク材５と接する位置におけるしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの肉厚の最小値を単位ｍｍでＨとしたとき、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂが下記の式１又は式２を満足し、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂのプレート部１４の表面からの突出高さを単位ｍｍでＧとし、プレス成形開始点からプレス成形終了点までのプレスストローク距離を単位ｍｍでＰＳとしたとき、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの突出高さＧが下記の式３を満足してもよい。
４０≦Ｈ≦５０のとき、２０≦Ｌ≦０．８×Ｈ            ・・・（式１）
５０＜Ｈ≦８０のとき、２０≦Ｌ≦４０                ・・・（式２）
０．０２×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ≦Ｇ≦０．３×ＰＳ＋Ｈ−Ｌ    ・・・（式３）
【００９１】
（４）そして、受圧部３０ｃ、３０ｄを区画する境界の一部が溝部３５ｃ、３５ｄであってもよい。具体的には、受圧部３０ｃ、３０ｄは、溝部３５ｃ、３５ｄを含み、そして、この溝部３５ｃ、３５ｄが境界の一部となって、第一面３１ｃ、３１ｄ上で、受圧部３０ｃ、３０ｄが区画されてもよい。
【００９２】
（５）そして、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂが、反力を付与する弾性体を有してもよい。
（６）そして、上記弾性体が、皿ばね４２ａ、つるまきばね、及びゴムのうちの少なくとも１つでもよい。
【００９３】
次に、本発明の上記形態に係るプレス成形金型１〜４を用いてプレス成形されるプレス成形品５０の製造方法について説明する。
【００９４】
本発明の一形態に係るプレス成形品５０の製造方法は、上記形態に係るプレス成形金型１〜４を用いて、ブランク材５をプレス成形する際のプレスストロークの成形開始位置を１００％とし、プレスストロークの成形終了位置を０％としたとき、プレスストロークが２％以上３０％以下である位置から成形終了位置までのプレス成形終期に、プレス成形中のブランク材５の一部に対するしわ押さえ力を増加させる工程を含む。
【００９５】
上記したプレス成形品５０の製造方法によれば、スプリングバックが抑制され、寸法精度が高いプレス成形品５０を得ることができる。上記製造方法で、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置が２％未満であると、しわ押さえ力の増加が十分でなく、スプリングバックの低減効果が不安定になる場合がある。一方、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置が３０％超であると、しわ押さえ力を増加させる区間が長すぎるため、プレスストロークの成形開始位置からプレスストロークの成形終了位置までの間で、しわ押さえ力の強弱の差が小さくなる。そのため、プレス成形終期のみにしわ押さえ力を増加する効果が薄れ、スプリングバックがかえって顕著となる場合がある。また、スプリングバックをさらに低減させるためには、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置を５％以上１５％以下とすることが好ましい。
【実施例１】
【００９６】
本発明の上記態様の効果を実施例でさらに説明する。しかし、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件であり、本発明は、この一条件に限定されない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限り、種々の条件を採用し得る。【００９７】
（実施例１）
高張力鋼板を所定形状にレーザーカットしてブランク材５を得た。このブランク材５を、形状が断面ハット形状となるように絞り曲げ加工（プレス成形）を行った。そして、絞り曲げ加工後に、仕上げ加工（リストライク加工）を行った。上記各工程での条件等を以下に記す。【００９８】
板厚が１．０ｍｍ及び引張強さが５９０ＭＰａの高張力鋼板を素材とし、仕上げ加工（リストライク加工）後の形状が図１６Ａ及び図１６Ｂに示すような断面幅：６０ｍｍ及び高さ：８０ｍｍとなるように、レーザーカットを行ってブランク材５を得た。【００９９】
このブランク材５を、図１Ａ〜図２に示したプレス成形金型１（上記第１実施形態に係るプレス成形金型１）、図７Ａ〜図８に示したプレス成形金型２（上記第２実施形態に係るプレス成形金型２）、及び図９Ａ及び図９Ｂに示したプレス成形金型３（上記第３実施形態に係るプレス成形金型３）を用いて、図６Ａ及び図６Ｂに示した形状（断面ハット形状）となるように、絞り曲げ加工（プレス成形）を行った。【０１００】
しわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆとして、図４Ａに示した皿ばね４２ａを組み合わせた皿ばねユニットを用いた。しわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆがプレス成形終期にしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに付与する荷重（反力）は、皿ばね４２ａの個数及び組合せ方法（並列、直列、並直列）によって変化させた。なお、図９Ａ及び図９Ｂに示したプレス成形金型３（上記第３実施形態に係るプレス成形金型３）については、受圧部３０ａ、３０ｂ以外にも、しわ押さえ力増加部１６ｃ〜１６ｆを配設した。【０１０１】
受圧部３０ａ、３０ｂを除きかつブランク材５と接する領域でのしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの肉厚Ｈと、受圧部３０ａ、３０ｂでのしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの肉厚Ｌと、肉厚比Ｌ／Ｈとを、表１に示す。【０１０２】
また、表１には、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに付与するしわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆの荷重（反力）を併記した。この荷重は、プレス成形金型１〜３に配設された皿ばねユニットの荷重の合計値で示した。【０１０３】
例えば、本発明例Ｎｏ．６では、図９Ａ及び図９Ｂに示したプレス成形金型３を用いた。この場合には、６個のしわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆが配設される。しわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆ中の１個の皿ばねユニットが、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに加える荷重（反力）は１００ｋＮである。従って、それら荷重（反力）の合計は６００ｋＮ（１００ｋＮ×６個）である。【０１０４】
また、従来例Ｎｏ．１４では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示した受圧部３０ａ、３０ｂ及びしわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆを有さないプレス成形金型９１を用いた。また、参考例１では、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの肉厚Ｈと肉厚Ｌとが等しいプレス成形金型１を用いた。つまり、参考例１で用いたプレス成形金型１は、受圧部を有さないしわ押さえ金型２５ｅ、２５ｆと、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂを有するパンチ金型１０とを組み合わせたプレス成形金型である。【０１０５】
【表１】
0005783339.tif 000002
【０１０６】
絞り曲げ加工（プレス成形）は、能力１９６０ｋＮ（２００トン）のプレス成形装置を用いて行った。そして、しわ押さえ荷重（しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに付与する荷重の合計値）：１９６ｋＮ（２０トン）を加えながら、図６Ｂに示すようにプレス成形品５０の高さが６０ｍｍになるまでプレス成形を行った。従来例Ｎｏ．１４についても同様である。なお、使用したプレス成形装置は、可変ダイクッション装置等を備えない、一般的なプレス成形装置である。【０１０７】
本発明例及び参考例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．１０については、プレス成形終期におけるしわ押さえ力の増加を、プレス成形終了点の手前の９ｍｍの高さから開始した。つまり、プレス成形終期に受圧部３０ａ、３０ｂと接するしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの突出高さＧを、受圧部３０ａ、３０ｂの深さ（Ｈ−Ｌ）に９ｍｍを加えた値に設定した。プレス成形開始点からプレス成形終了点までのプレスストローク距離ＰＳは６０ｍｍである。即ち、ブランク材５をプレス成形する際のプレスストロークの成形開始位置を１００％とし、プレスストロークの成形終了位置を０％としたとき、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置は１５％の位置であった。なお、ここでは、プレス成形終期に受圧部３０ａ、３０ｂと接するしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂについて説明したが、プレス成形終期に受圧部３０ａ、３０ｂと接触しないしわ押さえ力増加部１６ｃ〜１６ｆについては、突出高さＧを９ｍｍに設定した。【０１０８】
また、本発明例及び参考例であるＮｏ．１１〜Ｎｏ．１３については、プレス成形終期におけるしわ押さえ力の増加を次のように制御した。つまり、表１に示すように、受圧部３０ａ、３０ｂの深さ（Ｈ−Ｌ）を一定とし、突出高さＧの値を変えることで、しわ押さえ力を増加させ始める位置を制御した。本発明例Ｎｏ．１１ではプレス成形終了点の手前の２０ｍｍの高さ（プレスストロークが３３％の位置）から、本発明例Ｎｏ．１２ではプレス成形終了点の手前の１．５ｍｍ（プレスストロークが２．５％の位置）の高さから、そして本発明例Ｎｏ．１３ではプレス成形終了点の手前の１．１ｍｍ（プレスストロークが１．８％の位置）の高さから、しわ押さえ力を増加させ始めた。【０１０９】
上述した絞り曲げ加工（プレス成形）によって得られたプレス成形品５０を用いて、仕上げ加工（リストライク加工）を行った。【０１１０】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す図である。図１６Ａは斜視図であり、図１６Ｂは図１６Ａを矢印Ｂ方向より見た縦断面図である。図１６Ａ及び図１６Ｂ中、符号５７は仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す。【０１１１】
図１７は、仕上げ加工（リストライク加工）を行うリストライク加工金型の概略構成を示す図であって、全体を示す斜視図である。図１７中、符号９２はリストライク加工金型を示す。【０１１２】
絞り曲げ加工（プレス成形）によって得られたプレス成形品５０は、縦壁部５５ａ、５５ｂと頂部５５ｃとで囲まれるハット部をリストライク加工金型９２のパンチ部１２にはめ込まれ、パッド１８で頂部５５ｃを押さえられる。そして、パンチ部１２とダイ２０とで仕上げ加工（リストライク加工）される。なお、仕上げ加工（リストライク加工）は、しわ押さえを行わない。【０１１３】
仕上げ加工（リストライク加工）は、能力１９６０ｋＮ（２００トン）のプレス成形装置を用いて行った。そして、図１６Ｂに示すようにプレス成形品５７の高さが８０ｍｍになるまでリストライク加工した。この仕上げ加工（リストライク加工）によって、断面ハット形状であるプレス成形品５０は、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す形状のプレス成形品５７となる。なお、使用したプレス成形装置は、可変ダイクッション装置等を備えない、一般的なプレス成形装置である。【０１１４】
次に、絞り曲げ加工（プレス成形）後のプレス成形品５０及び仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７に関するスプリングバックの評価方法を説明する。【０１１５】
図１８は、絞り曲げ加工後のプレス成形品の長手方向に垂直な縦断面図であって、壁そり（スプリングバック）の発生状態を示す説明図である。図１８中で、Ｗｈはスプリングバックが生じない場合の縦壁部５５ａと縦壁部５５ｂとの間隔を表し、Ｗｈ’はスプリングバックが生じた場合の縦壁部５５ａ’と縦壁部５５ｂ’との間隔を表し、△ＷｈはＷｈ’とＷｈとの差を表す。具体的には、図１８に示すように、縦壁部５５ａとフランジ部５４ａとの交点をＰ、縦壁部５５ｂとフランジ部５４ｂとの交点をＱとしたとき、線分ＰＱをＷｈとする。また、縦壁部５５ａ’とフランジ部５４ａ’との交点をＰ’、縦壁部５５ｂ’とフランジ部５４ｂ’との交点をＱ’としたとき、線分Ｐ’Ｑ’をＷｈ’とする。【０１１６】
Ｗｈ’、Ｗｈ、及び△Ｗｈは、以下のように求めればよい。絞り曲げ加工（プレス成形）後に、プレス成形品５０の外表面の点群の座標値を、非接触式のＣＣＤ３次元測定装置を用いて取得する。そして、図６Ａを矢印Ａ方向より見た縦断面にて、スプリングバックが生じた状態の縦壁部５５ａ’と縦壁部５５ｂ’との間隔Ｗｈ’を測定する。この間隔Ｗｈ’を、プレス成形品５０の設計時のＣＡＤデータ（設計形状）における縦壁部５５ａと縦壁部５５ｂとの間隔Ｗｈと比較し、△Ｗｈ＝Ｗｈ’−Ｗｈを求める。【０１１７】
このようにして求めた△Ｗｈに基づき、絞り曲げ加工（プレス成形）後の壁そり（スプリングバック）を、次の基準で評価した。
Ｇｏｏｄ（Ｇ）：△Ｗｈが１０ｍｍ以下
Ｎｏｔ  Ｂａｄ（ＮＢ）：△Ｗｈが１０ｍｍ超１５ｍｍ未満
Ｂａｄ（Ｂ）：△Ｗｈが１５ｍｍ以上【０１１８】
また、図１９は、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品の長手方向に垂直な縦断面図であって、壁そり（スプリングバック）の発生状態を示す説明図である。図１９中で、ＷＣはスプリングバックが生じない場合の縦壁部５５ａと縦壁部５５ｂとの間隔を表し、ＷＣ’はスプリングバックが生じた場合の縦壁部５５ａ’と縦壁部５５ｂ’との間隔を表し、△ＷＣはＷＣ’とＷＣとの差を表す。具体的には、図１９に示すように、縦壁部５５ａの端部を点Ｒ、縦壁部５５ｂの端部を点Ｓとしたとき、線分ＲＳをＷＣとする。また、縦壁部５５ａ’の端部を点Ｒ’、縦壁部５５ｂ’の端部を点Ｓ’としたとき、線分Ｒ’Ｓ’をＷＣ’とする。【０１１９】
ＷＣ’、ＷＣ、及び△ＷＣは、以下のように求めればよい。仕上げ加工（リストライク加工）後に、プレス成形品５７の外表面の点群の座標値を、非接触式のＣＣＤ３次元測定装置を用いて取得する。そして、図１６Ａを矢印Ｂ方向より見た縦断面にて、スプリングバックが生じた状態の縦壁部５５ａ’と縦壁部５５ｂ’との間隔ＷＣ’を測定する。この間隔ＷＣ’を、プレス成形品５７の設計時のＣＡＤデータ（設計形状）における縦壁部５５ａと縦壁部５５ｂとの間隔ＷＣと比較し、△ＷＣ＝ＷＣ’−ＷＣを求める。【０１２０】
このようにして求めた△ＷＣに基づき、仕上げ加工（リストライク加工）後の壁そり（スプリングバック）を、次の基準で評価した。
Ｇｏｏｄ（Ｇ）：△ＷＣが７ｍｍ以下
Ｎｏｔ  Ｂａｄ（ＮＢ）：△ＷＣが７ｍｍ超１５ｍｍ未満
Ｂａｄ（Ｂ）：△ＷＣが１５ｍｍ以上【０１２１】
また、図２０は、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す斜視図であって、うねり（スプリングバック）の発生状態を示す説明図である。図２０中では、プレス成形品５７の湾曲部５２の湾曲面６０にうねり６１が発生している状態が示される。【０１２２】
図２１Ａは、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品を示す斜視図であって、うねり（スプリングバック）の測定位置を示す説明図である。図２１Ａ中に点線で示す線分６２にて、うねり６１の発生状況を評価する。図２１Ｂは、うねり（スプリングバック）の測定結果の一例を示すグラフである。図２１Ｂ中で、横軸は図２１Ａに示した線分６２と対応し、縦軸はうねり６１の発生状況（実測値と設計形状値との差）を表す。【０１２３】
プレス成形品５７のうねり６１は、以下のように評価すればよい。仕上げ加工（リストライク加工）後に、プレス成形品５７の外表面の点群の座標値を、非接触式のＣＣＤ３次元測定装置を用いて取得する。そして、湾曲面６０内の線分６２における上記座標値の測定結果を、プレス成形品５７の設計時のＣＡＤデータ（設計形状）と比較し、図２１Ｂに示すグラフを作図する。湾曲面６０内でのこのグラフにおける最大値と最小値との差の絶対値△Ｙｗを、図２１Ｂに示すように求める。なお、うねり６１の測定位置である線分６２は、プレス成形品５７（コの字断面形状）の頂部５５ｃと縦壁部５５ａとによって作られる交線と平行であり、この平行線間の距離は７０ｍｍである。【０１２４】
このようにして求めた△Ｙｗに基づき、仕上げ加工（リストライク加工）後のうねり６１（スプリングバック）を、次の基準で評価した。
Ｖｅｒｙ  Ｇｏｏｄ（ＶＧ）：△Ｙｗが３ｍｍ以下
Ｇｏｏｄ（Ｇ）：△Ｙｗが３ｍｍ超７ｍｍ以下
Ｎｏｔ  Ｂａｄ（ＮＢ）：△Ｙｗが７ｍｍ超１５ｍｍ未満
Ｂａｄ（Ｂ）：△Ｙｗが１５ｍｍ以上【０１２５】
絞り曲げ加工後のプレス成形品５０及び仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７に関するスプリングバックの評価結果を表２に示す。なお、絞り曲げ加工及びリストライク加工後に、いずれの条件でもプレス成形品５０やプレス成形品５７に割れは確認されなかった。【０１２６】
【表２】
0005783339.tif 000003
【０１２７】
まず、絞り曲げ加工後のプレス成形品５０に関するスプリングバックの評価結果について説明する。表２に示すように、本発明例Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２は、いずれも、絞り曲げ加工後の△Ｗｈが良好で、壁そり（スプリングバック）が小さいことを確認できた。一方、参考例Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１３、及び従来例Ｎｏ．１４は、いずれも、絞り曲げ加工後の△Ｗｈが本発明例の△Ｗｈより良好でなかった。【０１２８】
また、本発明例Ｎｏ．３とＮｏ．６とを比較することにより、しわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆを配設するよりも、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂのみを配設することで、スプリングバックの低減効果が一層高まることが確認できた。即ち、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂのみを配置すると、しわ押さえ力増加部１６ｃ〜１６ｆを配置した場合に比べて、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂがプレス成形終期に顕著に撓む。その結果、プレス成形品５０のスプリングバックをより低減できることを確認できた。【０１２９】
また、本発明例及び参考例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．４を比較することにより、肉厚Ｈと肉厚Ｌとが上記した式１又は式２を満足することが好ましいことが確認できた。これらＮｏ．１〜Ｎｏ．４は、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの肉厚Ｌのみを変更し、その他のプレス成形条件を同一とした例である。なお、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４では、突出高さＧの値が異なっているが、いすれも、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置は１５％と同一であった。これらＮｏ．１〜Ｎｏ．４の中で、Ｎｏ．１及びＮｏ．２は肉厚Ｌが０．８×Ｈを超え、Ｎｏ．３及びＮｏ．４は肉厚Ｌが０．８×Ｈ以下となる。つまり、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４中で式１又は式２を満足する例であるＮｏ．３及びＮｏ．４において、好ましくスプリングバックを低減できた。【０１３０】
ここで、図２２〜図２５に、プレス成形終期にしわ押さえ金型２５ａ、２５ｂがしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂからの反力を受けた場合の第二面３２ａ、３２ｂにおける面圧分布を示す。これらの図２２〜図２５は、本発明例及び参考例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．４と対応している。即ち、図２２は、しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが１００％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。図２３は、しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが９０％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。図２４は、しわ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが８０％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。図２５は、わ押さえ金型の肉厚比Ｌ／Ｈが７０％のときのしわ押さえ金型の第二面での面圧分布を示す図である。図２２〜図２５中、符号７１、７２、７３、及び７４は、第二面３２ａ、３２ｂ中で面圧が最大値となる領域を示す。なお、符号７１、７２、７３、及び７４の領域では、面圧が、それぞれ、１．５ＭＰａ、２．５ＭＰａ、６．５ＭＰａ、及び８．７ＭＰａであった。【０１３１】
図２２〜図２５に示すように、肉厚Ｈが５０ｍｍの場合、肉厚比Ｌ／Ｈが小さくなる程、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの第二面３２ａ、３２ｂ内で、受圧部３０ａ、３０ｂを設けた部分と対応する領域での面圧が大きくなる。上述したように、プレス成形品５０のフランジ部５４ａ、５４ｂは、ダイ２０としわ押さえ金型２５ａ、２５ｂの第二面３２ａ、３２ｂとの間で把持され、そして、しわ押さえ力を付与される。したがって、フランジ部５４ａ、５４ｂ内でしわ押さえ力を特に増加させたい部位と、第二面３２ａ、３２ｂ内で面圧が大きくなる領域（受圧部３０ａ、３０ｂを設ける領域）の一部とが、プレス方向に沿って見た場合に重なることが好ましい。【０１３２】
また、本発明例及び参考例であるＮｏ．４、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３を比較することにより、しわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂの突出高さＧが上記した式３を満足することが好ましいことが確認できた。これらＮｏ．４、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３は、突出高さＧの値を変えることでしわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置のみを変更し、その他のプレス成形条件を同一とした例である。これらＮｏ．４、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３の中で、Ｎｏ．１１はしわ押さえ力を増加させ始めるプレスストローク位置が３３％であり、Ｎｏ．１３はしわ押さえ力を増加させ始めるプレスストローク位置が１．８％である。一方、Ｎｏ．４、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３の中で、Ｎｏ．４はしわ押さえ力を増加させ始めるプレスストローク位置が１５％であり、Ｎｏ．１２はしわ押さえ力を増加させ始めるプレスストローク位置が２．５％である。つまり、Ｎｏ．４、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３の中で、Ｎｏ．４及びＮｏ．１２では、突出高さＧが式３を満足している。このように、Ｎｏ．４、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３中で式３を満足する例であるＮｏ．４及びＮｏ．１２において、好ましくスプリングバックを低減できることが確認できた。【０１３３】
一方、上述したように参考例Ｎｏ．１及びＮｏ．２は、肉厚Ｌが０．８×Ｈを超えたために、スプリングバックを好ましく低減できなかった例である。参考例Ｎｏ．８は、肉厚Ｌが４０ｍｍを超えたために、スプリングバックを好ましく低減できなかった例である。また、上述したように参考例Ｎｏ．１３は、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストローク位置が１．８％であるように、プレス成形終期のしわ押さえ力の増加が不十分であるために、スプリングバックを好ましく低減できなかった例である。従来例Ｎｏ．１４は、受圧部３０ａ、３０ｂ及びしわ押さえ力増加部１６ａ、１６ｂを有していないので、スプリングバックを低減できなかった。【０１３４】
次に、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７に関するスプリングバックの評価結果について説明する。表２に示すように、本発明例Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２は、いずれも、仕上げ加工（リストライク加工）後の△ＷＣ及び△Ｙｗが良好で、壁そり及びうねり６１が小さいことを確認できた。つまり、絞り曲げ加工（プレス成形）後のプレス成形品５０のスプリングバックが小さいと、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７でも寸法精度が改善されることが確認できた。これは、絞り曲げ加工のプレス成形終期に、湾曲部５２のしわ押さえ力を増加させることにより、湾曲部５２の縦壁面５５ａ、５５ｂにおけるプレス成形品５０の長手方向への引張応力が低下することに起因する。その結果、プレス成形品５０の板厚方向や面内方向の残留応力の不均一さが緩和されるので、仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７の寸法精度も改善される。一方、参考例Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１３、及び従来例Ｎｏ．１４は、いずれも、リストライク加工後の△ＷＣ及び△Ｙｗが本発明例の△ＷＣ及び△Ｙｗより良好でなかった。このように、絞り曲げ加工後のプレス成形品５０のスプリングバックが大きいと、仕上げ加工（リストライク加工）を行ったとしても、プレス成形品５７の寸法精度が好ましく改善されないことが確認できた。【０１３５】
（実施例２）
図２６は、プレス成形金型の受圧部及びしわ押さえ力増加部の配設位置を示す図である。この図に示すように、受圧部３０ａ、３０ｂ、３０ｇ〜３０ｊとしわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆとの配設位置を変化させて、ブランク材５を絞り曲げ加工（プレス成形）した。具体的には、板厚が１．０ｍｍ及び引張強さが５９０ＭＰａの高張力鋼板を素材とし、上記実施例１と同形状にレーザーカットしてブランク材５を得た。このブランク材５を、図６Ａ及び図６Ｂに示した形状（断面ハット形状）となるように、絞り曲げ加工（プレス成形）を行った。表３に、受圧部３０ａ、３０ｂ、３０ｇ〜３０ｊとしわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆとの配設位置の組合せを示す。例えば、本発明例Ｎｏ．１６のプレス成形金型は、肉厚Ｈ、肉厚Ｌ、及び肉厚比Ｌ／Ｈを除き、上記実施例１の本発明例Ｎｏ．５のプレス成形金型２と同じである。しわ押さえ力増加部１６ａ〜１６ｆの皿ばねユニットが、しわ押さえ金型２５ａ、２５ｂに加える荷重（反力）は１５０ｋＮとした。また、突出高さＧは１９ｍｍとした。プレス成形開始点からプレス成形終了点までのプレスストローク距離ＰＳは６０ｍｍである。即ち、ブランク材５をプレス成形する際のプレスストロークの成形開始位置を１００％とし、プレスストロークの成形終了位置を０％としたとき、しわ押さえ力を増加させ始めるプレスストロークの位置は６．７％の位置であった。そして、絞り曲げ加工後に、仕上げ加工（リストライク加工）を行った。絞り曲げ加工の条件、リストライク加工の条件、及びスプリングバックの評価方法は、上記実施例１と同様である。【０１３６】
【表３】
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【０１３７】
絞り曲げ加工後のプレス成形品５０及び仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７に関するスプリングバックの評価結果を表４に示す。なお、絞り曲げ加工及びリストライク加工後に、いずれの条件でもプレス成形品５０やプレス成形品５７に割れは確認されなかった。【０１３８】
【表４】
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【０１３９】
表４に示すように、本発明例Ｎｏ．１６は、絞り曲げ加工後のΔＷｈ、及び仕上げ加工後のΔＷｃ、ΔＹｗのいずれもが良好で、スプリングバックが小さいことを確認できた。本発明例Ｎｏ．１６は、従来のプレス成形金型９１でプレス成形したプレス成形品５０のフランジ部５４ａ、５４ｂ内で板厚最大部となる湾曲外側部６ａに対して板厚が０％超９７％以下の板厚減少部となる湾曲内側部６ｂの一部と重なるように、受圧部３０ｂを配した例である。即ち、本発明例Ｎｏ．１６は、従来のプレス成形金型９１で困難であったプレス成形終期にしわ押さえ力の増加が必要な湾曲内側部６ｂに対するしわ押さえ力を、局所的かつ集中的に増加させることができることを示している。【０１４０】
これに対し、参考例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．２０は、ΔＷｈ、ΔＷｃ、及びΔＹｗのいずれもが本発明例Ｎｏ．１６よりも良好でなかった。表４に示すように、参考例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．２０は、上記板厚減少部となる湾曲内側部６ｂでなく、湾曲外側部６ａ、又は直線部６ｃ〜６ｆの少なくとも一部と重なるように、受圧部３０ａ、３０ｇ〜３０ｊを配した例である。そのため、プレス成形終期にしわ押さえ力の増加が必要な湾曲内側部６ｂに対するしわ押さえ力を、好ましく高めることができなかった。通常、プレス成形品５７では、プレス成形品５７の全域で寸法が許容範囲内であることが要求される。即ち、一箇所でも寸法が許容範囲外となるプレス成形品５７、例えば参考例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．２０のプレス成形品５７は、好ましくない。【０１４１】
上述のように、しわ押さえ力の増加が必要な板厚減少部のしわ押さえ力をプレス成形終期に高めると、絞り曲げ加工後のプレス成形品５０及び仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品５７の寸法精度を好ましく向上できることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
前述したように、本発明の上記態様によれば、しわ押さえ金型の一部分に受圧部を設け、またパンチ金型の一部分にしわ押さえ力増加部を設ける。この受圧部とこのしわ押さえ力増加部とがプレス成形終期に接触し、しわ押さえ金型が弾性変形する。その結果、しわ押さえ力増加部から発せられるしわ押さえ力が、プレス成形終期にしわ押さえ力の増加が必要なブランク材の部位に充分に伝達される。つまり、プレス成形品が縮みフランジ変形領域に加えて伸びフランジ変形領域を有していても、このプレス成形品のスプリングバックを有効に低減することができる。そのため、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１４３】
１〜４    プレス成形金型
５    ブランク材
６ａ    湾曲外側部（板厚最大部）
６ｂ    湾曲内側部（板厚減少部）
６ｃ〜６ｆ    直線部
１０    パンチ金型
１２    パンチ部
１４    プレート部
１６ａ〜１６ｆ    しわ押さえ力増加部（皿ばねユニット）
２０    ダイ
２５ａ〜２５ｆ    しわ押さえ金型
３０ａ、３０ｂ、３０ｇ〜３０ｊ    受圧部（溝部）
３０ｃ、３０ｄ    受圧部
３１ａ〜３１ｆ    第一面
３２ａ〜３２ｆ    第二面
３３ａ、３３ｂ    第三面（側面）
３５ｃ、３５ｄ    溝部
４０ａ    ピン
４２ａ    皿ばね（弾性体）
５０    絞り曲げ加工後のプレス成形品
５１ａ、５１ｂ    直辺部
５２    湾曲部
５４ａ、５４ａ’、５４ｂ、５４ｂ’    フランジ部
５５ａ、５５ａ’、５５ｂ、５５ｂ’    縦壁部
５５ｃ    頂部
５７    仕上げ加工（リストライク加工）後のプレス成形品
６０    湾曲面
６１    うねり
６２    線分
Ｇ    突出高さ
Ｈ、Ｌ    肉厚
ＰＳ    プレスストローク距離
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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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２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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