(57)【要約】【課題】プレス成形時に発生し得る不良回避のために稜線部フランジに切欠きを設けることなく、補強部材と他の部材との接合強度や自動車車体の剛性等の性能を向上できる、内向き連続フランジを有するプレス成形品を提供する。【解決手段】引張強度が３４０ＭＰａ以上の鋼板からなり、所定の方向へ延びて形成される稜線部と、稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える金属板のプレス成形品において、稜線部の端部に内向きに形成された稜線部フランジと、第１の面部の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第１のフランジと、第２の面部の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第２のフランジと、が連続した内向き連続フランジを備え、稜線部フランジの縁部の板厚に関し、稜線部フランジは、周方向の中央領域を挟んだ両側の領域に中央領域の板厚以上の部分を含む板厚分布を有する。
2015041009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が３４０ＭＰａ以上の鋼板からなり、所定の方向へ延びて形成される稜線部と、前記稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える金属板のプレス成形品において、
前記所定の方向の少なくとも一方の端部に、前記稜線部の端部に内向きに形成された稜線部フランジと、前記第１の面部の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第１のフランジと、前記第２の面部の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第２のフランジと、が連続した内向き連続フランジを備え、
前記稜線部フランジの縁部の板厚に関し、前記稜線部フランジは、周方向の中央領域を挟んだ両側の領域に前記中央領域の板厚以上の部分を含む板厚分布を有する、プレス成形品。
【請求項２】
前記稜線部フランジは、前記中央領域及び前記両側の領域の３箇所に前記板厚が極大となる箇所を有し、前記両側の領域における前記板厚が極大となる箇所の板厚が、前記中央領域における前記板厚が極大となる箇所の板厚よりも大きい、請求項１に記載のプレス成形品。
【請求項３】
前記稜線部フランジの少なくとも一部のフランジ幅が、前記第１のフランジ及び前記第２のフランジのフランジ幅よりも小さい、請求項１又は２に記載のプレス成形品。
【請求項４】
前記稜線部フランジのフランジ幅（Ｌｆ）及び前記稜線部の曲率半径（ｒｆ）が以下の式（１）を充足する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス成形品。
０．２×ｒｆ≦Ｌｆ≦ｒｆ    …  （１）
【請求項５】
前記所定の方向に沿って見た前記プレス成形品の断面形状は、略ハット型又は略溝形の開断面形状、あるいは閉断面形状である、請求項１〜４のいずれか１項に記載されたプレス成形品。
【請求項６】
前記プレス成形品は自動車車体用の補強部材である、請求項１〜５のいずれか１項に記載されたプレス成形品。
【請求項７】
引張強度が３４０ＭＰａ以上の鋼板からなり、所定の方向へ延びる稜線部と、前記稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える被加工材における前記所定の方向の少なくとも一方の端部にフランジを形成する工程を含むプレス成形品の製造方法において、
前記被加工材における前記端部を除く領域を、前記被加工材の内側領域から支持する設置工程と、
突部を有する曲げ工具を用いて、前記被加工材の前記端部における前記稜線部の所定箇所に対して、前記被加工材の外側領域から前記突部を当接させた後、前記曲げ工具を前記所定箇所の板厚方向に沿って前記内側領域の方向に相対的に移動させることにより前記フランジを形成する曲げ成形工程と、
を備える、プレス成形品の製造方法。
【請求項８】
前記曲げ成形工程において、前記曲げ工具の移動に伴って、前記曲げ工具の前記突部が、前記端部における前記稜線部の前記所定箇所を押圧することにより、当該所定箇所をその板厚方向へ折り曲げ、次いで、前記曲げ工具の前記突部以外の部分が、前記端部における前記所定箇所を除く他の部分を順次押圧することにより、当該他の部分をその板厚方向へ折り曲げて、前記フランジを形成する、請求項７に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項９】
前記所定箇所は、前記稜線部の周方向の中央部を中心にその両側を含む、略板厚の幅を有する領域であり、
前記突部が、前記所定箇所を、前記中央部の板厚方向に押圧する、請求項７又は８に記載されたプレス成形品の製造方法。
【請求項１０】
所定の方向へ延びて形成される稜線部と、前記稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える被加工材を、前記被加工材の内側領域から支持する被加工材支持工具と、
前記被加工材の前記所定の方向における端部に対して当接させながら前記被加工材の前記内側領域の方向に相対的に移動させ、前記端部を前記内側領域の方向に折り曲げる曲げ工具と、を備え、
前記曲げ工具が、前記稜線部の前記端部における所定箇所に当接し、前記移動に伴って前記所定箇所を当該所定箇所の板厚方向へ押圧する突部を有する、プレス成形品の製造装置。
【請求項１１】
前記曲げ工具を前記所定の方向に沿って見たときに、前記突部は先端部に向かって幅が小さくなるとともに、前記先端部が曲線を成す、請求項１０に記載のプレス成形品の製造装置。
【請求項１２】
前記突部の高さ（ｈ）及び前記稜線部の曲率半径（ｒｆ）が下記式（２）を充足する、請求項１０又は１１に記載のプレス成形品の製造装置。
０．５×ｒｆ≦ｈ≦３．０×ｒｆ    …  （２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車車体用の補強部材に好適に用いられる、剛性及び強度に優れたプレス成形品及びプレス成形品の製造方法、並びにそのようなプレス成形品の製造に用いられる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体は、多数の成形パネル同士を、互いの縁部同士を重ね合わせて、例えば抵抗スポット溶接により接合して箱体として構成される。この箱体の要所には、補強部材や強度部材（以下、「補強部材」と総称する）が、例えば抵抗スポット溶接により接合される。かかる自動車車体用の補強部材として、バンパーレインフォースメント、ロッカー（サイドシル）、ベルトライン、クロスメンバ、サイドメンバ等がある。【０００３】
これらの補強部材は、例えばプレス成形された、天板と天板につながる２つの稜線と２つの稜線にそれぞれつながる２つのフランジとにより構成される略ハット型又は略溝型の断面形状を有する部材とされる。かかる補強部材における稜線の延在方向の開口した端部には、内向きあるいは外向きに折り曲げることによりフランジが形成される。このフランジを他の部材と重ね合わせた後、例えば抵抗スポット溶接によって接合することにより、自動車車体用の補強部材が組立てられる。素材の板厚によってはスポット溶接ではなくアーク溶接が使用される場合もある。【０００４】
ここで、本明細書において、稜線の両端からそれぞれつながる二つの面が成す角度が１８０°未満の領域を内側領域といい、補強部材の端部を当該内側領域側に折り曲げたフランジを内向きフランジという。また、稜線の両端からそれぞれつながる二つの面が成す角度が１８０°を超える領域を外側領域といい、補強部材の端部を当該外側領域側に折り曲げたフランジを外向きフランジという。【０００５】
補強部材の端部に内向きフランジを形成する場合、稜線の延長上に位置する稜線部フランジは縮みフランジ成形となるため、稜線部フランジにはしわが発生する。そのため、このような内向きフランジを他の部材と重ね合わせてスポット溶接しようとすると、発生したしわにより他の部材との間に隙間が生じ、組み付け時に不具合が生じるおそれがある。したがって、端部に内向きフランジを有する補強部材を使用する場合には、稜線部フランジに切欠きを設ける等によりしわの発生を回避しながら、内向きフランジを接合代として他の部材との溶接を行わなければならない。【０００６】
しかしながら、内向きに形成された稜線部フランジに、フランジが不連続となるような切欠きを設けると、不可避的に、ねじり剛性や荷重伝達特性といった自動車車体用の補強部材の性能が低下する。したがって、内向きフランジを介して補強部材を他の部材と接合し、補強部材に要求される性能を確保するためには、内向きフランジに切欠きを設けることなく稜線部フランジに生じるしわを抑制しながら、縮みフランジ部の成形を実現する必要がある。【０００７】
なお、本明細書において、「フランジに切欠きを設ける」とは、切欠きがフランジの幅方向の全体にわたって設けられ、フランジが不連続となることをいう。また、フランジの幅は、フランジの高さと同じ意味で用いられる。したがって、フランジの幅が部分的に小さくされ、一部のフランジが残される場合には、フランジに切欠きを設けていないものとする。【０００８】
これまでにも、このような縮みフランジ成形時におけるしわの発生を抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、サンルーフ用の開口を有するルーフパネルに、縮みフランジ部における基部と先端部との長さの差を吸収する凹凸形状を形成する技術が開示されている。また、特許文献２には、角筒絞り成形における縮みフランジ部に特定の絞りビードを設けることによりしわの発生を防止する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、カム構造を用いて縮みフランジ部に押さえ圧を負荷しながら成形することによりしわの発生を抑制する技術が開示されている。【０００９】
また、特許文献４には、曲げ部となるべき部位については曲げ荷重方向に対して交差する方向に延びるフランジ相当部を形成した後、当該フランジ相当部をフランジに変換しながら形状出しするように伸ばし加工する板体の成形方法が開示されている。かかる板体の成形方法は、フランジにおけるしわによる引きちぎりを抑制するものである。【００１０】
さらに、特許文献５には、金属面材を折り曲げるとともに、両側部の立上り部を外側に倒した後、倒された両側部を受け金型の側面の押え面の加工ローラで強圧しながら順次立上らせる金属面材の加工方法が開示されている。かかる加工方法は、立上り部のしわや歪を低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第２５５４７６８号明細書
【特許文献２】特許第２５６０４１６号明細書
【特許文献３】特開平４−１１８１１８号公報
【特許文献４】特開昭５９−１４４５３０号公報
【特許文献５】特開平１−１０４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１，２に開示された技術は、しわ及び肉余りの要因となる余剰線長を、予め形成した余肉部分により吸収するものである。したがって、この余肉部分でスポット溶接することが困難となることはもちろんのこと、この余肉部分が他の部位のスポット溶接の妨げになることがある。このような場合には特許文献１，２に開示された技術を実施することは困難である。【００１３】
また、特許文献３に開示された技術は、フランジ部の縮み率、及びカム構造が受ける反力が小さくなるような、例えば曲率半径が２１００ｍｍといった大きな曲率半径を有する部位のフランジ部のしわの発生を抑制することができる。しかしながら、フランジ部の縮み率、及びカム構造が受ける反力が大きくなるような、例えば曲率半径が５ｍｍといった小さな曲率半径を有する部位のフランジ部のしわの発生を抑制することは困難である。特に、引張強度が大きい高張力鋼板を用いた場合には、過大なしわが発生するためにフランジ部からの反力が大きくなる。そのために、特許文献３に開示されたカム構造では、しわの発生を抑制することができない。【００１４】
また、特許文献４に開示された技術は、伸ばし加工によりしわの発生を抑制するものである。したがって、形成されるフランジの板厚が薄くなってしまい、補強部材の剛性やフランジ部の強度が低下するおそれがある。【００１５】
また、特許文献５に開示された技術は、複数の加工ローラを順次に強圧させて立上り部を形成するものであり、金属面材の折り曲げる部分の曲率半径が比較的大きい加工品を対象とするものである。したがって、例えば曲率半径が５ｍｍといった小さな曲率半径を有する部位のフランジ部のしわの発生を抑制することは困難である。【００１６】
このように、略ハット型又は略溝型等の断面形状を有する部材における、稜線部の延在方向の開口した端部に、切欠きを設けないで内向きフランジを形成することは、プレス成形性の観点から容易ではない。特に、上記引用文献１〜５はいずれも、引張強度が３４０ＭＰａ以上の高張力の鋼板へのフランジの形成に着目したものではない。そのため、稜線部フランジに切欠きを有しない連続する内向きフランジを備えた、高張力鋼板からなるプレス成形体は、これまで自動車車体用の補強部材として用いられたことがなかった。【００１７】
外向きフランジを備えるプレス成形品は、外向きフランジを有する分だけハット型断面あるいは溝状断面を設計断面一杯まで拡大することができない。換言すれば、外向きフランジの代わりに内向きフランジを介して他部材との接合が可能であれば、外向きフランジを有さない分だけプレス成形品の断面を設計断面一杯まで拡大することができる。そのため、自動車車体用の補強部材と他部材との接合強度や、自動車車体の曲げ剛性あるいはねじり剛性を向上することが可能となる。したがって、高張力鋼板からなり、内向き連続フランジを備えたプレス成形品の実現化が望まれる。【００１８】
本発明の目的は、プレス成形時に発生し得る不良回避のために稜線部フランジに切欠きを設けることなく、補強部材と他の部材との接合強度や自動車車体の剛性等の性能を向上できる、切欠きを有さない内向き連続フランジを有するプレス成形品を提供することである。また、本発明のさらなる目的は、そのようなプレス成形品の製造方法並びにプレス成形品の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、引張強度が３４０ＭＰａ以上の鋼板からなり、所定の方向へ延びて形成される稜線部と、前記稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える金属板のプレス成形品において、
前記所定の方向の少なくとも一方の端部に、前記稜線部の端部に内向きに形成された稜線部フランジと、前記第１の面部の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第１のフランジと、前記第２の面部の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第２のフランジと、が連続した内向き連続フランジを備え、
前記稜線部フランジの縁部の板厚に関し、前記稜線部フランジは、周方向の中央領域を挟んだ両側の領域に前記中央領域の板厚以上の部分を含む板厚分布を有する、プレス成形品が提供される。【００２０】
また、前記稜線部フランジは、前記中央領域及び前記両側の領域の３箇所に前記板厚が極大となる箇所を有し、前記両側の領域における前記板厚が極大となる箇所の板厚が、前記中央領域における前記板厚が極大となる箇所の板厚よりも大きくてもよい。【００２１】
また、前記稜線部フランジの少なくとも一部のフランジ幅が、前記第１のフランジ及び前記第２のフランジのフランジ幅よりも小さくてもよい。【００２２】
また、前記稜線部フランジのフランジ幅（Ｌｆ）及び前記稜線部の曲率半径（ｒｆ）が以下の式（１）を充足してもよい。
０．２×ｒｆ≦Ｌｆ≦ｒｆ    …  （１）【００２３】
また、前記所定の方向に沿って見た前記プレス成形品の断面形状は、略ハット型又は略溝形の開断面形状、あるいは閉断面形状であってもよい。【００２４】
また、前記プレス成形品は自動車車体用の補強部材であってもよい。【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、引張強度が３４０ＭＰａ以上の鋼板からなり、所定の方向へ延びる稜線部と、前記稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える被加工材における前記所定の方向の少なくとも一方の端部にフランジを形成する工程を含むプレス成形品の製造方法において、
前記被加工材における前記端部を除く領域を、前記被加工材の内側領域から支持する設置工程と、
突部を有する曲げ工具を用いて、前記被加工材の前記端部における前記稜線部の所定箇所に対して、前記被加工材の外側領域から前記突部を当接させた後、前記曲げ工具を前記所定箇所の板厚方向に沿って前記内側領域の方向に相対的に移動させることにより前記フランジを形成する曲げ成形工程と、
を備える、プレス成形品の製造方法が提供される。【００２６】
また、前記曲げ成形工程において、前記曲げ工具の移動に伴って、前記曲げ工具の前記突部が、前記端部における前記稜線部の前記所定箇所を押圧することにより、当該所定箇所をその板厚方向へ折り曲げ、次いで、前記曲げ工具の前記突部以外の部分が、前記端部における前記所定箇所を除く他の部分を順次押圧することにより、当該他の部分をその板厚方向へ折り曲げて、前記フランジを形成してもよい。【００２７】
また、前記所定箇所は、前記稜線部の周方向の中央部を中心にその両側を含む、略板厚の幅を有する領域であり、前記突部が、前記所定箇所を、前記中央部の板厚方向に押圧してもよい。【００２８】
また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、所定の方向へ延びて形成される稜線部と、前記稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部及び第２の面部と、を備える被加工材を、前記被加工材の内側領域から支持する被加工材支持工具と、
前記被加工材の前記所定の方向における端部に対して当接させながら前記被加工材の前記内側領域の方向に相対的に移動させ、前記端部を前記内側領域の方向に折り曲げる曲げ工具と、を備え、
前記曲げ工具が、前記稜線部の前記端部における所定箇所に当接し、前記移動に伴って前記所定箇所を当該所定箇所の板厚方向へ押圧する突部を有する、プレス成形品の製造装置が提供される。【００２９】
また、前記曲げ工具を前記所定の方向に沿って見たときに、前記突部は先端部に向かって幅が小さくなるとともに、前記先端部が曲線を成してもよい。【００３０】
また、前記突部の高さ（ｈ）及び前記稜線部の曲率半径（ｒｆ）が下記式（２）を充足してもよい。
０．５×ｒｆ≦ｈ≦３．０×ｒｆ    …  （２）
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、高張力鋼板からなるプレス成形品において、プレス成形時に発生し得る不良回避のために稜線部フランジに切欠きを設けることなく、内向き連続フランジにおけるしわの発生を抑制することができる。したがって、かかるプレス成形品を自動車車体用の補強部材に適用すれば、補強部材と他の部材との接合強度や自動車車体の剛性等の性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるハット型断面形状のプレス成形品を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、内向き連続フランジの形状を模式的に示す説明図であり、図２（ｂ）は稜線部フランジを正面から見た説明図である。
【図３】図３は、同実施形態にかかるプレス成形品の断面形状の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、稜線部フランジの板厚分布の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、曲げ成形を行うためのプレス成形品の製造装置の全体構成例を模式的に示す概略図である。
【図６】図６は、絞り成形装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図７】図７は、曲げ成形装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図８】図８（ａ）は、被加工材を被加工材支持工具に取り付けた様子を示す図であり、図８（ｂ）は、曲げ成形の開始時の様子を示す説明図であり、図８（ｃ）は、曲げ成形の途中の様子を示す説明図であり、図８（ｄ）は、曲げ成形の完了時の様子を示す説明図である。
【図９】図９は、曲げ工具の表面に設けた突部が稜線部の端部に当接している様子を示す説明図である。
【図１０】図１０（ａ）は、曲げ成形前の被加工材の端部を示す斜視図であり、図（９）（ｂ）は、稜線部が折り曲げられる途中の被加工材の端部を示す斜視図であり、図１０（ｃ）は、曲げ成形完了時の被加工材の端部を示す斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は、突部を備えた曲げ工具の形状を模式的に示す図であり、図１１（ｂ）は、稜線部フランジ近傍のフランジの変形状態を示す説明図である。
【図１２】図１２は、突部を備えていない直線状の曲げ工具の形状を模式的に示す図であり、図１２（ｂ）は、稜線部フランジ近傍のフランジの変形状態を示す説明図である。
【図１３】図１３は、曲げ成形に伴う稜線部フランジの板厚増加率を示すグラフである。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、内向き連続フランジが形成されたプレス成形品の形状を示す外観図である。
【図１５】図１５は、稜線部フランジの板厚分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３４】
＜１．第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態にかかるプレス成形品について説明する。
【００３５】
（１−１．全体構成）
図１は、本実施形態にかかるプレス成形品１００を模式的に示す斜視図である。図２（ａ）は、プレス成形品１００における内向き連続フランジ１１８の形状を模式的に示す説明図である。図２（ｂ）は、図１におけるＡ矢視図（稜線部フランジ１１５ａの正面図）であり、図２（ａ）中の破線で囲まれた領域の拡大図である。
【００３６】
本実施形態にかかるプレス成形品１００は、引張強度が３４０ＭＰａ以上の高張力鋼板からなり、所定の方向へ延びて形成される稜線部１１２ａ，１１２ｂと、稜線部１１２ａ，１１２ｂが成す稜線の両端からそれぞれ延びて形成される第１の面部１１３ａ，１１３ｂ及び第２の面部１１４と、を備える金属板のプレス成形品である。
【００３７】
かかるプレス成形品１００は、所定の方向の少なくとも一方の端部に、稜線部１１２ａ，１１２ｂの端部に内向きに形成された稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂと、第１の面部１１３ａ，１１３ｂの端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂと、第２の面部１１４の端部の少なくとも一部の領域に内向きに形成された第２のフランジ１１７と、が連続した内向き連続フランジ１１８を備えている。
【００３８】
そして、プレス成形品１００における稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの縁部の板厚に関し、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂは、周方向の中央領域を挟んだ両側の領域に中央領域の板厚以上の部分を含む板厚分布を有している。例えば、稜線部フランジ１１５ａの縁部における周方向の中央領域とは、図２（ｂ）に示すように、稜線部フランジ１１５ａの縁部における、周方向の両端の板厚が増加し始める位置Ｒ１，Ｒ２の中間点である中央部Ｒｃを含む領域Ｘとして定義される。かかる中央領域Ｘは、稜線部フランジ１１５ａの縁部の位置Ｒ１から位置Ｒ２までの領域を周方向に三等分した場合の中央の領域Ｘとすることができる。
【００３９】
本実施形態にかかるプレス成形品は、鋼板をプレス成形することにより得られた成形品である。かかるプレス成形品は、例えばバンパーレインフォースメント、ロッカー（サイドシル）、ベルトライン、クロスメンバ等の自動車車体用の補強部材に適している。かかる用途に使用されるプレス成形品は、引張強度が３４０ＭＰａ以上、好ましくは５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板を用いてプレス成形したものであってもよい。引張強度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により測定される値である。また、鋼板からなるブランクの板厚は、例えば０．８〜２．０ｍｍの範囲内としてもよい。
【００４０】
本実施形態では、プレス成形品１００あるいはブランクの長手方向が、プレス成形品１００における稜線部１１２ａ，１１２ｂの延在方向に相当するが、稜線部１１２ａ，１１２ｂの延在方向は、プレス成形品１００の長手方向に限られない。なお、本実施形態において、稜線部１１２ａ，１１２ｂが延在する所定の方向は、直線として認識される方向に限定されない。多くの自動車車体用の補強部材にみられる程度の、直線以外の湾曲形状（曲線）として認識される方向も所定の方向に含まれる。所定の方向が曲線として認識される場合、当該所定の方向は、例えば、補強部材の左右方向へ湾曲する方向や上下方向へ湾曲する方向、あるいはこれらの方向を組み合わせた方向も含む。また、所定の方向の全長は、例えばバンパーやサイドメンバのような１０００ｍｍ程度の長さから、立方体状のバルクヘッドのような１００ｍｍ程度の長さまで、あらゆる長さを含む。
【００４１】
図３は、プレス成形品１００の長手方向に直交する断面におけるプレス成形品１００の断面形状の一例を示す説明図である。本実施形態にかかるプレス成形品１００の断面形状は、図３（Ａ）に示すハット型の断面形状や、図３（Ｂ）に示す溝型の断面形状とすることができるが、これらに限定されない。プレス成形品１００の断面形状には、図３（Ｃ）や図３（Ｄ）に示すように、ハット型や溝型の断面形状における壁面１００ａに種々の凸形状１００ｂや凹形状（図示しない）が付与された断面形状も含まれる。
【００４２】
また、プレス成形品１００の断面形状には、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるような開断面形状以外に、例えば略矩形等の閉断面形状も含まれる。さらに、プレス成形品１００は、これらの断面形状には限定されず、例えばＶ字型断面形状といった、稜線部と、当該稜線部が成す稜線の両端からそれぞれ延在する第１の面部及び第２の面部とを備える断面形状のプレス成形品であってもよい。図１に示したプレス成形品１００は、ハット型の断面形状を有するプレス成形品１００である。以下、ハット型の断面形状を有するプレス成形品１００を例にとって説明する。
【００４３】
図１に示すように、プレス成形品１００は、稜線部１１２ａ，１１２ｂと、第１の面部１１３ａ，１１３ｂと、第２の面部１１４とを備える。稜線部１１２ａ，１１２ｂは、いずれも、プレス成形品１００の長手方向に延びて形成される。一方の第１の面部１１３ａは、稜線部１１２ａにつながり、プレス成形品１００の長手方向と交差する第１の方向に延びて形成される。他方の第１の面部１１３ｂは、稜線部１１２ｂにつながり、プレス成形品１００の長手方向と交差する第１の方向に延びて形成される。一方の第１の面部１１３ａが延びて形成される第１の方向と、他方の第１の面部１１３ｂが延びて形成される第１の方向とは、異なっていてもよい。
【００４４】
第２の面部１１４は、稜線部１１２ａ，１１２ｂにつながり、プレス成形品１００の長手方向と交差するとともに第１の方向とは異なる第２の方向に延びて形成される。第２の面部１１４は、稜線部１１２ａ，１１２ｂの間に形成されている。このように、プレス成形品１００は、それぞれプレス成形品１００の長手方向に延びて形成される稜線部１１２ａ，１１２ｂと、これらの稜線部１１２ａ，１１２ｂに連続する第１の面部１１３ａ，１１３ｂ及び第２の面部１１４とを備え、略ハット型の開断面形状を有する。
【００４５】
（１−２．内向き連続フランジ）
プレス成形品１００は、長手方向の少なくとも一方の最端部１００Ａに、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂと、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂと、第２のフランジ１１７とを有する。稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂは、稜線部１１２ａ，１１２ｂにおける長手方向の最端部１００Ａに形成される。第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂは、第１の面部１１３ａ，１１３ｂにおける長手方向の最端部１００Ａの少なくとも一部の領域に形成される。さらに、第２のフランジ１１７は、第２の面部１１４における長手方向の最端部１００Ａの少なくとも一部の領域に形成される。本実施形態では、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂ及び第２のフランジ１１７は、それぞれ第１の面部１１３ａ，１１３ｂ及び第２の面部１１４における最端部１００Ａの全領域に形成されている。
【００４６】
稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂと、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂと、第２のフランジ１１７とは、いずれも内向きフランジとして連続して形成されている。これらの、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂ、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂ、及び第２のフランジ１１７は、内向き連続フランジ１１８を構成する。プレス成形品１００の端部に設けるフランジを内向き連続フランジ１１８とすることにより、例えば自動車車体用の補強部材の断面を設計断面一杯に拡大することが可能となる。したがって、補強部材と他の部材との接合強度や自動車車体の剛性をさらに向上することができる。
【００４７】
本実施形態にかかるプレス成形品１００は、長手方向の最端部１００Ａにおいて、第１の面部１１３ａ，１１３ｂ、稜線部１１２ａ，１１２ｂ、第２の面部１１４の全長に亘って連続する内向き連続フランジ１１８を有する。ただし、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂと、第２のフランジ１１７とは、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに連続して形成されていればよく、内向き連続フランジ１１８が全長に亘って連続していなくてもよい。例えば、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂ又は第２のフランジ１１７は、第１の面部１１３ａ，１１３ｂ又は第２の面部１１４の最端部１００Ａの一部の領域に形成されていてもよい。第２のフランジ１１７が第２の面部１１４の全領域に形成されない場合には、二つに分割された内向き連続フランジ１１８が形成される。
【００４８】
かかるプレス成形品１００を自動車車体用の補強部材として用いる場合には、内向き連続フランジ１１８を介してプレス成形品１００と他の部材とが重ね合わせられる。そして、内向き連続フランジ１１８を溶接代として、例えばスポット溶接等の溶接により、プレス成形品１００と他の部材とが接合される。
【００４９】
なお、プレス成形品１００にスポット溶接を行う場合には、例えば、以下のように溶接を行ってもよい。まず、プレス成形品１００を他の部材の側面等に突き合わせた後、Ｃ型スポットガン等を用いて内向き連続フランジ１１８を溶接する。その後、プレス成形品１００の第１の面部１１３ａ，１１３ｂにおける、稜線部１１２ａ，１１２ｂの延在方向に対して交差する方向の端部に設けられたフランジにクロージングプレートを合わせて溶接する。これにより、ハット型のプレス成形品１００の開口部分が閉じられて、プレス成形品１００が組立てられる。他の部材におけるクロージングプレートの溶接も同様である。スポットガンでプレス成形品１００を固定できない場合には、一方向からのワンウェイ溶接やＴＩＧ溶接、レーザー溶接、接着等の他の接合手段を用いてもよい。
【００５０】
（１−３．稜線部フランジ）
本実施形態にかかるプレス成形品１００において、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆ及び曲率半径ｒｆは下記式（１）を充足することが好ましい。
０．２×ｒｆ≦Ｌｆ≦ｒｆ    …  （１）
【００５１】
稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆが曲率半径ｒｆ以下であれば、しわの発生を抑えた内向き連続フランジ１１８の成形性を良好なものとすることができる。また、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆが曲率半径ｒｆの０．２倍以上であれば、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの剛性を確保するとともに、自動車車体用の補強部材に適したプレス成形品１００の強度を確保することができる。
【００５２】
稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆ及び曲率半径ｒｆが上記式（１）を充足するのであれば、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂのフランジ幅は、稜線部１１２ａ，１１２ｂの内面に達しない程度に小さくされてもよい。すなわち、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆが、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂや第２のフランジ１１７の幅Ｌｆｓ１，Ｌｆｓ２より小さくてもよい。特に、高張力の鋼板や板厚の大きい鋼板からなる被加工材を対象とする場合には、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂのフランジ幅Ｌｆを小さくすることが好ましい。
【００５３】
本実施形態にかかるプレス成形品１００は、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに凹部１１９を有する。これにより、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆは、稜線部１１２ａ，１１２ｂが成す稜線の頂点に相当する領域において、第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂ、第２のフランジ１１７それぞれの幅Ｌｆｓ１，Ｌｆｓ２よりも小さくなっている。なお、フランジの幅とは、フランジが稜線部や第１の面部、第２の面部から立ち上がる基部に形成される湾曲部分を除いた、平坦状に形成される部分をいうものとする。
【００５４】
例えば、稜線部フランジ１１５ａにおいて、稜線部フランジ１１５ａの幅Ｌｆとは、図２（ｂ）に示すように、長手方向最端部１００Ａにおいて稜線部１１２ａに連続して湾曲状に形成される湾曲部１１５ａｂを除き、平坦状に形成された平坦部１１５ａａの幅Ｌｆである。稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅Ｌｆが第１のフランジ１１６ａ，１１６ｂ、第２のフランジ１１７それぞれの幅よりも小さいことにより、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂのフランジ先端の余剰伸長が少なくされ、しわの発生が低減される。
【００５５】
（１−４．板厚分布）
ここで、本実施形態にかかるプレス成形品１００の稜線部フランジ１１５ａ、１１５ｂの板厚分布について説明する。図４は、稜線部フランジ１１５ａの幅方向の端部についての板厚分布の一例を示すグラフである。縦軸は、板厚増加率（％）を示す。この板厚増加率は、プレス成形前のブランクの板厚を基準とした、フランジの幅方向の端部の板厚の増加率を表している。
【００５６】
また、横軸は、稜線部フランジ１１５ａの縁部の道のり（ｍｍ）を示す。「フランジの縁部の道のり」とは、稜線に沿って稜線部フランジ１１５ａの縁部の板厚が増加し始める位置を起点０とした、板厚の増加が終了する位置までの周方向の位置をいう。具体的には、図２（ｂ）に示すように、稜線部フランジ１１５ａの幅方向の端部における板厚増加開始位置Ｒ１から板厚増加終了位置Ｒ２までの周方向位置を示す。図２（ｂ）の例では、板厚増加開始位置Ｒ１が第１の面部１１３ａ側に位置し、板厚増加終了位置Ｒ２が第２の面部１１４側に位置するが、板厚増加開始位置Ｒ１と板厚増加終了位置Ｒ２とが逆であってもよい。板厚増加開始位置Ｒ１と板厚増加終了位置Ｒ２との中間点が、稜線部フランジ１１５ａの幅方向の縁部における周方向の中央部Ｒｃである。
【００５７】
図４に示すように、本実施形態にかかるプレス成形品１００の稜線部フランジ１１５ａは、周方向の中央部Ｒｃを含む中央領域を挟んだ両側に、縁部の板厚が中央部Ｒｃにおける縁部の板厚よりも大きい箇所Ｃ１，Ｃ２を有している。具体的に、図４に示す板厚分布は、周方向の中央部Ｒｃにおいて板厚が極大となる箇所Ａと、箇所Ａの両側においてそれぞれ板厚が極小となる箇所Ｂ１，Ｂ２と、箇所Ｂ１，Ｂ２それぞれのさらに外側において板厚が極大となる箇所Ｃ１，Ｃ２とを有する。すなわち、稜線部フランジ１１５ａの周方向の３箇所において、板厚が極大となっている。中央領域を挟んだ両側の箇所Ｃ１，Ｃ２の板厚は、周方向の中央部Ｒｃ（Ａ）の板厚よりも大きくなっている。
【００５８】
稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂがこのような板厚分布を有することにより、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂで発生するしわが分散される。これにより、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの周方向の中央領域に座屈しわが集中して発生することを抑制することができる。したがって、内向き連続フランジ１１８を介してプレス成形品１００と他の部材とをスポット溶接等により接合する場合に、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂと他の部材との間に隙間が生じにくくなる。その結果、接合強度を向上させることができる。
【００５９】
また、周方向の中央領域において板厚が極大となる箇所Ａの極大値と、当該中央領域を挟んだ両側において板厚が極大となる箇所Ｃ１，Ｃ２の極大値との比は、概ね１．０〜１．５の範囲であることが好ましい。かかる比は、稜線部１１２ａ，１１２ｂの曲率半径ｒｆや、プレス成形品１００のブランク素材である金属板（例えば、引張強度が３４０ＭＰａ以上の高張力鋼板）の強度、さらには加工硬化係数によって変化し得る。
【００６０】
上記比が１．０〜１．５の範囲にあることにより、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに発生するしわの程度が小さくなる。したがって、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂを介してプレス成形品１００を他の部材と重ね合わせてスポット溶接を行う際に、隙間がより生じにくくなり、接合強度の低下を抑制することができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態にかかるプレス成形品１００は、外向きフランジではなく内向き連続フランジ１１８を介して、他の部材との接合が可能となっている。したがって、外向きフランジを有さない分、ハット状断面あるいは溝状断面を設計断面一杯まで拡大することができる。また、本実施形態にかかるプレス成形品１００は、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに切欠きを有さず、かつ、内向き連続フランジ１１８におけるしわの発生が抑制されている。したがって、プレス成形品１００を例えば自動車車体用の補強部材として使用する場合において、プレス成形品１００と他の部材との接合強度が高められるとともに、補強部材の剛性や荷重伝達効率等の性能を向上させることができる。
【００６２】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態にかかるプレス成形品１００の製造方法の例について、プレス成形品１００の製造装置の構成例と併せて説明する。本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造方法及び製造装置は、例えば、第１の実施の形態にかかるプレス成形品１００を製造するためのものである。以下、本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造装置（以下、「プレス成形装置」ともいう）について説明した後、当該プレス成形装置を用いたプレス成形品１００の製造方法について説明する。
【００６３】
（２−１．プレス成形装置）
図５は、本実施形態にかかるプレス成形装置２０の全体構成例を模式的に示す概略図である。図５に示すように、プレス成形装置２０は、被加工材支持工具２４と、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２とを備える。被加工材支持工具２４は、Ｕ字断面形状を有する被加工材１４０を固定支持するために使用される。被加工材支持工具２４の外表面は、支持する被加工材１４０の内面形状に対応する形状を有する。被加工材支持工具２４は、被加工材１４０におけるフランジを形成する端部をはみ出させた状態で、被加工材１４０を内側領域から支持する。
【００６４】
第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、被加工材１４０の端部に内向きフランジを形成するために、当該端部を、被加工材１４０の外側領域から内側領域に押圧して内向きに折り曲げるために使用される。第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、例えば曲げ刃により構成される。
【００６５】
第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、それぞれ被加工材支持工具２４に接触しないように、被加工材支持工具２４に対して相対的に進退動する。かかる進退動は、例えば図示しないカム構造によって実現される。第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、相対的に前進移動したときに、少なくとも一部が、被加工材支持工具２４の側面のうちの被加工材１４０の端部をはみ出させる側の側面２４ｂに対向する。かかる前進移動に伴って、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、被加工材１４０の端部を内向きに折り曲げる
【００６６】
また、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、相対的に後退したときに、当該側面２４ｂに対向しない位置まで後退する。かかる後退位置において、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、被加工材１４０の長手方向の延長線上に位置しないように配置される。本実施形態にかかるプレス成形装置２０では、被加工材支持工具の側面２４ｂは一つの平面上に形成され、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、当該側面２４ｂに平行な面内で相対移動可能になっている。
【００６７】
第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂは、被加工材支持工具２４のうちの、被加工材１４０の稜線部１４２ａ，１４２ｂを支持する肩部２５ａ，２５ｂに対応して設けられる。かかる第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂは、当該肩部２５ａ,２５ｂを周方向に二分する方向、すなわち、被加工材１４０の稜線部１４２ａ，１４２ｂが成す稜線を二分する方向に進退動する。
【００６８】
また、第３の曲げ工具２２は、第１の曲げ工具２１ａと第２の曲げ工具２１ｂとの間の略中央に設けられる。かかる第３の曲げ工具２２は、被加工材１４０の第２の面部１４４を支持する被加工材支持工具２４の支持面２４ａに対して直交する方向に進退動する。上述のとおり、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、被加工材支持工具２４からはみ出した被加工材１４０の端部を押圧するものであり、被加工材支持工具２４とは接触しない。
【００６９】
第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２が相対的に前進し、被加工材支持工具２４の側面２４ｂに対向する状態において、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２と被加工材支持工具２４との間の間隙の距離ｘは、下記式（３）を充足することが好ましい。
１．００×ｔ≦ｘ≦１．４０×ｔ    …  （３）
ｔ：ブランクの板厚（ｍｍ）
ｗ：間隙の距離（ｍｍ）
【００７０】
間隙の距離ｘが上記式（３）を充足することにより、内向き連続フランジ１１８の板厚がプレス成形前の板厚よりも小さくなることを抑制することができる。また、間隙の距離ｘが上記式（３）を充足することにより、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂにおける、しわの原因となりやすい板厚増加を抑制することができる。
【００７１】
ここで、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂは、前進移動方向側の表面に突部２３ａ，２３ｂを備える。かかる突部２３ａ，２３ｂは、被加工材支持工具２４からはみ出た被加工材１４０の端部のうち、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部を、その板厚方向に押圧する。被加工材支持工具２４からはみ出た被加工材１４０の端部は、内向き連続フランジ１１８に曲げ成形される部分である。また、はみ出た稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部は、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに成形される部分である。
【００７２】
曲げ成形の開始時において、突部２３ａ，２３ｂが、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の一部に対して外側領域から当接するように、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂが配置される。その後、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂは、突部２３ａ，２３ｂが当接した当接部分の板厚方向に沿って、内側領域に向かって相対的に前進移動する。稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部のうち、突部２３ａ，２３ｂが当接する部分は、当該当接部分の板厚方向に沿って押圧される。一方、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の他の部分は、それぞれの部分の板厚方向に対して交差する方向に押圧される。
【００７３】
このように、突部２３ａ，２３ｂを有する第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂを用いて稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部を押圧することにより、突部２３ａ，２３ｂによって押圧される部分とその他の部分とで変形速度に差が生じる。したがって、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部に稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂを形成する際の変形場が、縮み変形場からせん断変形場に変わる。すなわち、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの変形状態が、縮み変形場（ひずみ比β（ε２／ε１）＜−１：板厚増加）から、せん断変形場（ひずみ比β（ε２／ε１）≒−１：板厚変化なし）に変化するものと考えられる。したがって、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部において、しわの原因となりやすい板厚増加を抑制することができる。
【００７４】
このとき、突部２３ａ，２３ｂの高さｈが小さすぎると、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂによる曲げ成形時に、被加工材支持工具２４からはみ出た稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部に形成されるせん断変形場が不十分となる。その結果、板厚の増加を抑制する効果が小さくなる場合がある。一方、突部２３ａ，２３ｂの高さｈが大きすぎると、突部２３ａ，２３ｂの損傷を招くおそれがある。したがって、突部２３ａ，２３ｂの高さｈは、下記式（２）を充足することが好ましい。なお、下記式（２）における符号ｒｆは、稜線部１１２ａ，１１２ｂの曲率半径である。
０．５×ｒｆ≦ｈ≦３．０×ｒｆ    …  （２）
【００７５】
本実施形態では、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂによる曲げ成形時に形成されるせん断変形場において、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂにおける最もひずみが大きい部位のひずみ比β（ε２／ε１）が−１．５＜（ε２／ε１）＜０．９を充足する。換言すると、突部２３ａ，２３ｂは、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂにおいて最もひずみが大きい部位のひずみ比β（ε２／ε１）が−１．５＜（ε２／ε１）＜０．９を充足するせん断変形場を与え得る。
【００７６】
なお、プレス成形装置２０は、例えば、ブランクを絞り成形して、稜線部１４２ａ，１４２ｂと、稜線部１４２ａ，１４２ｂにそれぞれ連続する第１の面部１４３ａ，１４３ｂ及び第２の面部１４４とを有する被加工材１４０を形成するための絞り成形装置を利用して構成することができる。例えば、図６に例示される、ダイ５１、パンチ５３及びブランクホルダ５５を備える従来の絞り成形装置５０を利用して本実施形態にかかるプレス成形装置２０を構成することができる。あるいは、図７に例示される、ダイ６１及びパンチ６３を備える従来の曲げ成形装置６０を利用して本実施形態にかかるプレス成形装置２０を構成してもよい。
【００７７】
この場合、ダイ５１，６１の側面に近接させて第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２を配置し、これらの曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２をパンチ５３，６３に対して相対的に移動可能にすることで、プレス成形装置２０が構成される。かかるプレス成形装置２０によれば、パンチが被加工材支持工具２４として機能するため、専用の被加工材支持工具２４を用いる必要がなくなる。したがって、専用の被加工材支持工具２４を用いる場合と比較して、プレス成形品１００の製造コスト及び製造工数を削減することができる。
【００７８】
また、本実施形態にかかるプレス成形装置２０は、２つの稜線部１４２ａ，１４２ｂを有する被加工材１４０を曲げ成形する装置として構成されている。かかるプレス成形装置２０は、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の曲げ成形を行う第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂと、被加工材１４０の第２の面部１４４の端部の曲げ成形を行う第３の曲げ工具２２とを備える。ただし、プレス成形装置２０は、かかる例に限定されない。
【００７９】
例えば、第２の面部１４４の端部の曲げ成形を行うための第３の曲げ工具２２は、第２の面部１４４の幅が小さい場合には省略されてもよい。さらに、例えば１つの稜線部を有するＶ字断面形状の被加工材に対して曲げ成形を行う場合には、プレス成形装置は、第３の曲げ工具２２を備えていなくてもよい。この場合に、稜線部の端部を押圧して内向きに折り曲げるために、プレス成形装置は、突部２３ａを備える第１の曲げ工具２１ａのみを備えていればよい。
【００８０】
（２−２．プレス成形品の製造方法）
次に、本実施形態にかかるプレス成形装置２０を用いて、Ｕ字断面形状を有する被加工材１４０の端部を曲げ成形し、プレス成形品１００を製造する方法について説明する。
【００８１】
図８は、本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造方法によって被加工材１４０からプレス成形品１００を製造する様子を模式的に示す説明図である。図８（ａ）は、被加工材１４０を被加工材支持工具２４に取り付けた様子を示し、図８（ｂ）は、被加工材１４０に対する曲げ成形を開始したときの様子を示す。また、図８（ｃ）は、被加工材１４０の曲げ成形中の様子を示し、図８（ｄ）は、被加工材１４０に対する曲げ成形終了時の様子を示す。
【００８２】
また、図９は、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂの表面に設けた突部２３ａ，２３ｂが被加工材１４０に当接し、突部２３ａ，２３ｂが被加工材１４０の当接部分を板厚方向へ押圧している様子を示す説明図である。さらに、図１０は、本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造方法によって、被加工材１４０の端部が変形する様子を示す斜視図である。図１０（ａ）は、曲げ成形の開始前の被加工材１４０の端部を示し、図１０（ｂ）は、稜線部が折り曲げられる途中の被加工材１４０の端部を示し、図１０（ｃ）は、曲げ成形の完了時の被加工材１４０の端部を示す。
【００８３】
図８（ａ）に示すように、被加工材１４０は、長手方向に延びる稜線部１４２ａ，１４２ｂと、稜線部１４２ａ，１４２ｂが成す稜線の両端からそれぞれ連続する第１の面部１４３ａ，１４３ｂ及び第２の面部１４４とを備え、Ｕ字断面形状を有する。かかる被加工材１４０の長手方向の端部１４０ａが被加工材支持工具２４からはみ出した状態で、被加工材１４０が被加工材支持工具２４に被せられて固定支持される。はみ出した端部１４０ａは、内向き連続フランジ１１８に曲げ成形される部分である。図１０（ａ）に示すように、曲げ成形開始前の段階では、被加工材１４０の端部は折り曲げられていない。
【００８４】
その際、図８（ａ）及び図９に示すように、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂそれぞれの表面に設けられた突部２３ａ，２３ｂの先端を、被加工材１４０の稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部に当接させて、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂが配置される。本実施形態では、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部における、稜線を二分する中央部に突部２３ａ，２３ｂが当接している。また、第３の曲げ工具２２は、２つの稜線部１４２ａ，１４２ｂに挟まれた第２の面部１４４の端部のほぼ中央部に当接するように配置される。
【００８５】
次いで、図８（ｂ）に示すように、例えば図示していないカム機構により、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂが、鉛直方向に対して傾斜する斜め方向へ、被加工材１４０の外側領域から内側領域に向けて移動させられる。これにより、突部２３ａ，２３ｂの先端が、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部における周方向の中央部を、その板厚方向に押圧する。すなわち、図８（ｂ）に白抜き矢印により示すように、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂは、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の稜線をほぼ二分する斜め方向に向かって移動する。
【００８６】
これにより、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部における周方向の中央領域が、他の領域に先行して変形し始める。同時に、第３の曲げ工具２２が、同様に図示していないカム機構により鉛直方向へ移動させられ、第３の曲げ工具２２の先端が第２の面部１４４の端部の中央部に当接する。このとき、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂの突部２３ａ，２３ｂは、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の周方向の中央部を中心にその両側を含む、略板厚の幅を有する領域の一部又は全部を、当該部分の板厚方向に押圧することが好ましい。
【００８７】
このように曲げ成形することにより、形成される稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの幅方向の縁部に形成される、板厚が極大となる箇所が、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの周方向に沿って均等に分散されやすくなる。したがって、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂにおけるしわの発生がさらに抑制される。かかる観点からは、突部２３ａ，２３ｂにより、稜線部１４２ａ，１４２ｂの周方向の中央部を、その板厚方向に押圧して曲げ成形することがさらに好ましい。
【００８８】
次いで、図８（ｃ）〜（ｄ）に示すように、第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２は、引き続き矢印方向に移動させられ、被加工材１４０の端部の曲げ成形が進行する。すなわち、第３の曲げ工具２２が移動することにより、第２の面部１４４の端部がそれぞれ板厚方向に内向きに折り曲げられる。また、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂが移動することにより、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の周方向の中央部が板厚方向に折り曲げられる。さらに、第１及び第２の曲げ工具２１ａ，２１ｂの移動に伴って、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の周方向の中央部を除く他の部分が、周方向の中央部の押圧タイミングに遅れて、中央部側から順次押圧される。これにより、稜線部１４２ａ，１４２ｂの中央部を除く他の部分が、当該部分の板厚方向に対して交差する方向に順次折り曲げられる。
【００８９】
すなわち、本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造方法では、図１０（ｂ）に示すように、被加工材１４０の端部のうち、稜線部１４２ｂの端部が最初に折り曲げられる。その後、図１０（ｃ）に示すように、第１の面部１４３ｂ及び第２の面部１４４の端部が順次折り曲げられて、内向き連続フランジ１１８が形成される。
【００９０】
本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造方法では、稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部における周方向の中央領域が、他の領域に先行して変形し始め、中央領域の変形速度と、中央領域以外の部分の変形速度とに差が生じる。そのため、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの変形場が、板厚増加の大きい縮みフランジ変形場を主体とする変形場から、純粋剪断変形場に変わり、しわの原因になりやすい板厚増加が抑制される。このようにして、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに切欠きを有さない、しわの発生が抑制された内向き連続フランジ１１８を有するプレス成形品１００が得られる。
【００９１】
以上の説明では、突部２３ａ，２３ｂにより、被加工材１４０における稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の周方向の中央部を板厚方向に押圧する方法を例にとって説明したが、本実施形態は必ずしもかかる例に限定されない。稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部の周方向の中央領域であれば、稜線を二分する中央部以外の位置を板厚方向に押圧するようにしてもよい。
【００９２】
本実施形態にかかるプレス成形品１００の製造方法及び製造装置によれば、曲げ成形の際に被加工材１４０の稜線部１４２ａ，１４２ｂの端部に形成される稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂにはせん断変形場が形成される。したがって、曲げ変形に伴う縮み変形に起因した稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂの板厚増加を効果的に抑制することができる。
【００９３】
なお、図６又は図７に例示した従来の絞り成形装置又は曲げ成形装置を利用して、プレス成形装置２０を構成した場合には、以下のように、被加工材１４０の成形と、内向き連続フランジ１１８の成形とを、一連の工程により行うことができる。例えば、まず、ブランクを絞り成形又は曲げ成形することによって、被加工材１４０を成形する。次いで、被加工材１４０をプレス成形装置２０から外さずに、引き続き、パンチ５３，６３を被加工材支持工具２４として用いて、ダイ５１，６１の側面に近接させて配置された第１〜第３の曲げ工具２１ａ，２１ｂ，２２により被加工材１４０の長手方向の端部を内向きに折り曲げる。
【００９４】
このように、一連の工程を経て、内向き連続フランジ１１８を有するプレス成形品１００が得られる。このように、一つのプレス成形装置２０を用いてプレス成形品１００を製造することにより、低コスト及び少ない工数でプレス成形品１００を製造することができる。
【００９５】
また、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂに凹部１１９を形成する場合等、稜線部フランジ１１５ａ，１１５ｂを所定形状に加工（以下、「トリム加工」という）するには、例えば、以下の手順でプレス成形品１００を製造することができる。
【００９６】
（１）所定の断面形状を有する被加工材１４０を成形した後に、この被加工材１４０の稜線部１４２ａ，１４２ｂの長手方向の端部にトリム加工を行ってから、被加工材１４０の端部を内向きに折り曲げるようにしてもよい。
（２）ブランクから被加工材１４０を成形するのと同時にトリム加工を行い、稜線部１４２ａ，１４２ｂの長手方向の端部が所定形状に加工された被加工材１４０を成形した後に、被加工材１４０の端部を内向きに折り曲げるようにしてもよい。
（３）ブランクにおける稜線部フランジに成形される部分にトリム加工を行い、所定形状に加工されたブランクとした後に、当該ブランクから被加工材１４０を成形し、さらに被加工材１４０の端部を内向きに折り曲げるようにしてもよい。
【実施例】
【００９７】
以下、本発明の実施例について、有限要素法による数値解析結果を参照しながら説明する。【００９８】
（実施例１〜５、比較例１〜５）
まず、板厚１．６ｍｍ、引張強度が９８０ＭＰａ級の高張力鋼板製の、Ｖ字断面形状を有する被加工材を用いて、図５〜図９に示す手順に沿って被加工材の端部を曲げ成形し、内向き連続フランジを有するプレス成形品を製造した。かかるプレス成形品を製造する際における、稜線部フランジ、及び隣接する第１のフランジ、第２のフランジそれぞれの変形挙動を数値解析した。【００９９】
図１１は、突部２３ａを備えた第１の曲げ工具２１ａを用いて曲げ成形を行う本発明の実施例を示す説明図である。図１１（ａ）は、第１の曲げ工具２１ａの形状を示す図である。使用した第１の曲げ工具２１ａにおける、突部２３ａの高さｈは７ｍｍであり、突部２３ａの先端の曲率半径は６ｍｍである。図１１（ｂ）は、実施例１〜５にかかるプレス成形品における、稜線部フランジ１１５、第１のフランジ１１６及び第２のフランジ１１７の変形状態を示す説明図である。図１１（ｂ）の各図の左上に、第１の面部１１３と第２の面部１１４によって形成されるＶ字が成す角度（以下、「稜線内角」ともいう）が示されている。【０１００】
図１２は、突部を備えていない直線状の曲げ工具３１を用いて曲げ成形を行う比較例を示す説明図である。図１２（ａ）は、曲げ工具３１の形状を示す説明図である。図１２（ｂ）は、比較例１〜５における、稜線部フランジ１１５’、第１のフランジ１１６’及び第２のフランジ１１７’の変形状態を示す説明図である。図１２（ｂ）の各図の左上に、第１の面部１１３’と第２の面部１１４’によって形成されるＶ字が成す稜線内角が示されている。【０１０１】
実施例１及び比較例１にかかるプレス成形品の稜線内角は６０°である。実施例２及び比較例２にかかるプレス成形品の稜線内角は７０°である。実施例３及び比較例３にかかるプレス成形品の稜線内角は９０°である。実施例４及び比較例４にかかるプレス成形品の稜線内角は１２０°である。実施例５及び比較例５にかかるプレス成形品の稜線内角は１５０°である。【０１０２】
図１３は、稜線部フランジ１１５，１１５’の幅方向の縁部における板厚の増加率を、実施例及び比較例それぞれについて示すグラフである。縦軸は板厚増加率の最大値を示し、横軸は稜線内角を示す。板厚増加率は、ブランクの板厚（１．６ｍｍ）を基準としたときの、曲げ成形後の板厚の増加率を表している。【０１０３】
図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、実施例１〜５にかかるプレス成形品は、同じ稜線内角を有する比較例１〜５にかかるプレス成形品に比べて、稜線部フランジ１１５における板厚増加率が小さく抑えられている。また、図１３のグラフに示すように、実施例１〜５にかかるプレス成形品は、同じ稜線内角を有する比較例１〜５にかかるプレス成形品に比べて、稜線部フランジ１１５の板厚増加率が大幅に抑制されている。したがって、本発明によれば、稜線部フランジ１１５の板厚の増加が小さく、かつ、板厚分布の差が小さい、良好な形状の内向き連続フランジ１１８を有するプレス成形品を製造することができることが分かる。【０１０４】
（実施例６，７）
次に、実施例６では、板厚１．０ｍｍ、引張強度９８０ＭＰａ級の高張力鋼板製の、Ｖ字断面形状を有する被加工材を用いて、図５〜図９に示す手順に沿って内向き連続フランジを有するプレス成形品を製造した。また、実施例７では、板厚１．０ｍｍ、引張強度９８０ＭＰａ級の高張力鋼板製の、Ｕ字断面形状を有する被加工材を用いて、図５〜図９に示す手順に沿って内向き連続フランジを有するプレス成形品を製造した。これらのプレス成形品を製造する際における、稜線部フランジの幅方向の縁部における板厚分布を数値解析した。【０１０５】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、曲げ成形により内向き連続フランジを形成した後のプレス成形品１２０，１３０を示す外観図である。図１５は、プレス成形品１２０，１３０の稜線部１１２の延在方向に沿う方向の端部に形成された内向き連続フランジ１１８の幅方向の縁部における板厚分布を示すグラフである。図１５のグラフの縦軸は板厚増加率（％）を示す。また、横軸は、稜線部フランジ１１５の縁部の道のり（ｍｍ）を示す。【０１０６】
図１５のグラフに示すように、本発明にかかるプレス成形品の製造方法によれば、形成される内向きの稜線部フランジ１１５の縁部における周方向の中央部Ｒｃの板厚増加率に比べて、当該中央部を挟んだ両側の一部の板厚増加率がより大きいことが分かる。また、内向きの稜線部フランジ１１５の縁部の板厚増加率は、３箇所に分散して極大となることが分かる。したがって、本発明にかかるプレス成形品の製造方法は、稜線部フランジ１１５の周方向の中央領域に座屈しわが集中して発生することを抑制することができる。これにより、プレス成形品を例えば自動車車体用の補強部材として使用する場合において、プレス成形品と他の部材との接合強度が高められるとともに、補強部材の剛性や荷重伝達効率等の性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
２０    プレス成形装置
２１ａ    第１の曲げ工具
２１ｂ    第２の曲げ工具
２２    第３の曲げ工具
２３ａ，２３ｂ    突部
２４    被加工材支持工具
２４ａ    支持面
２４ｂ    側面
２５ａ，２５ｂ  肩部
３１    曲げ工具
５０    絞り成形装置
６０    曲げ成形装置
１００，１２０，１３０    プレス成形品
１００Ａ    最端部
１１２ａ，１１２ｂ    稜線部
１１３ａ，１１３ｂ    第１の面部
１１４    第２の面部
１１５，１１５’，１１５ａ，１１５ｂ    稜線部フランジ
１１５ａａ    平坦部
１１５ａｂ    湾曲部
１１６，１１６’，１１６ａ，１１６ｂ    第１のフランジ
１１７，１１７’    第２のフランジ
１１８    内向き連続フランジ
１１９  凹部
１４０    被加工材
１４０ａ  長手方向の端部
１４２ａ，１４２ｂ    稜線部
１４３ａ，１４３ｂ    第１の面部
１４４    第２の面部
【図１】
2015041009.tif 000003
【図２】
2015041009.tif 000004
【図３】
2015041009.tif 000005
【図４】
2015041009.tif 000006
【図５】
2015041009.tif 000007
【図６】
2015041009.tif 000008
【図７】
2015041009.tif 000009
【図８】
2015041009.tif 000010
【図９】
2015041009.tif 000011
【図１０】
2015041009.tif 000012
【図１３】
2015041009.tif 000013
【図１４】
2015041009.tif 000014
【図１５】
2015041009.tif 000015
【図１１】
2015041009.tif 000016
【図１２】
2015041009.tif 000017
【国際調査報告】
2015041009.tif 000018
2015041009.tif 000019
2015041009.tif 000020
2015041009.tif 000021