(57)【要約】  このプレス成形装置は、ダイとパンチをプレス方向に近接させることで、被加工板から、天板部と、前記天板部の両縁に形成される稜線部を介してつながる第一縦壁部及び第二縦壁部と、を有するプレス成形品を製造するプレス成形装置であって、前記ダイが、ダイスライドと；第一分割ダイと；第二分割ダイと；第二分割ダイ駆動部と；ダイパッドと；ダイパッド駆動部と；インサートブロックと；インサートブロック駆動部と；を備える。
2016181986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとパンチをプレス方向に近接させることで、被加工板から、天板部と、前記天板部の両縁に形成される稜線部を介してつながる第一縦壁部及び第二縦壁部と、を有するプレス成形品を製造するプレス成形装置であって、
前記ダイが、
ダイスライドと；
前記ダイと前記パンチとが最も近接した状態において前記パンチの第一側面に隣り合うように、前記ダイスライドに設けられる第一分割ダイと；
前記ダイと前記パンチとが最も近接した状態において前記パンチの前記第一側面とは反対側の第二側面に隣り合うように、前記ダイスライドに設けられる第二分割ダイと；
前記第二分割ダイを前記ダイスライドから離間させるように、前記第二分割ダイを前記プレス方向に移動させる第二分割ダイ駆動部と；
前記第一分割ダイと前記第二分割ダイとの間に設けられるダイパッドと；
前記ダイパッドを前記プレス方向に移動させるダイパッド駆動部と；
前記ダイスライドと前記第二分割ダイとが離間した状態で前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入される基端部を有するインサートブロックと；
前記インサートブロックを前記プレス方向に直交する方向に移動させるインサートブロック駆動部と；
を備えることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】
前記インサートブロックが、前記基端部から前記プレス方向に直交する方向に延出するとともに前記ダイスライドと前記ダイパッドとが離間した状態で前記ダイスライドと前記ダイパッドとの間に挿入される先端部を有し、
前記基端部の厚さが、前記先端部の厚さよりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】
前記プレス成形品が、前記第一縦壁部及び前記第二縦壁部の少なくとも一方の縁に形成される屈曲部を介してつながるフランジ部を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形装置。
【請求項４】
前記ダイと前記パンチとの間に設けられるフランジ形成工具と；
前記フランジ形成工具を、前記第一分割ダイ又は前記第二分割ダイのストローク域に干渉する位置と、前記第一分割ダイ又は前記第二分割ダイのストローク域に干渉しない位置と、の間で移動させるフランジ形成工具駆動部と；
を備え、
前記フランジ形成工具の上面と、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの少なくとも一方の下面とが、前記屈曲部と前記フランジ部の面形状に対応する形状を有する
ることを特徴とする請求項３に記載のプレス成形装置。
【請求項５】
前記フランジ形成工具駆動部は、前記フランジ形成工具を前記プレス方向に直交する方向に移動させる
ことを特徴とする請求項４に記載のプレス成形装置。
【請求項６】
前記フランジ形成工具の下面が前記パンチの底面と面接触している
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のプレス成形装置。
【請求項７】
前記パンチの頂面に形成された凹部に収容されるパンチパッドと；
前記パンチパッドを前記プレス方向に移動させるパンチパッド駆動部と；
を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項８】
前記第一分割ダイが、前記ダイスライドと一体に形成される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項９】
前記ダイスライドが、一つの駆動軸に接続される
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１０】
前記被加工板が鋼板である
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１１】
前記被加工板の引張強度が９８０ＭＰａ以上である
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１２】
前記被加工板の全長が１７００ｍｍ超である
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載された前記プレス成形装置を用いて前記プレス成形品を製造するプレス成形方法であって、
前記インサートブロックが前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入されていない状態で、前記ダイスライドを前記パンチに向けて移動させ、前記第一縦壁部を形成する第一縦壁部形成工程と；
前記インサートブロックが前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入された状態で、前記ダイスライドを前記パンチに向けて移動させ、前記第二縦壁部を形成する第二縦壁部形成工程と；
を備えることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項１４】
前記第一縦壁部形成工程を行った後に前記インサートブロックを前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入し、前記第二縦壁部形成工程を行う
ことを特徴とする請求項１３に記載のプレス成形方法。
【請求項１５】
前記第一縦壁部形成工程において、前記第二分割ダイにより、前記被加工板における第二縦壁部に相当する部位を予加工する
ことを特徴とする請求項１４に記載のプレス成形方法。
【請求項１６】
前記第二縦壁部形成工程を行った後に前記インサートブロックを前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間から抜き出し、前記第一縦壁部形成工程を行う
ことを特徴とする請求項１３に記載のプレス成形方法。
【請求項１７】
前記第二縦壁部形成工程において、前記第一分割ダイにより、前記被加工板における第一縦壁部に相当する部位を予加工する
ことを特徴とする請求項１６に記載のプレス成形方法。
【請求項１８】
前記第一縦壁部形成工程及び前記第二縦壁部形成工程の前に、フランジ形成工具を前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイのストローク域に干渉する位置に設置した状態で前記ダイスライドを前記パンチに向けて相対移動させ、前記フランジ形成工具と、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの少なくとも一方とにより前記被加工板にフランジ部を形成する
ことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項１９】
前記第一縦壁部形成工程及び第二縦壁部形成工程の少なくとも一方において、前記パンチの頂面に形成された凹部に収容されるパンチパッドを前記パンチの頂面よりも高い位置に上昇させた状態で前記ダイスライドを下降させ、前記ダイスライドの下降に伴い前記パンチパッドを下降させてプレス成形を完了する
ことを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサイドシルやフロアクロスメンバといった自動車車体の構造部材に用いられる高強度及び／又は長尺のプレス成形品のプレス成形装置およびプレス成形方法に関する。
本願は、２０１５年５月１１日に、日本に出願された特願２０１５−０９６９０８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車の車体は、いわゆるモノコック構造を有しており、多数の成形パネルがそれぞれの縁部で互いに重ね合わされて接合された箱状の構造体を基本構造とし、この構造体における応力作用部分や重量物支持部分等の要部に、補強用の構造部材が接合されたボディシェルにより構成される。このような構造部材の一例として、フロアパネルの車幅方向両縁部に接合されるサイドシルがある。サイドシルは、いずれもプレス成形品である、サイドシルアウターパネルと、必要に応じて配置されるサイドシルインナーレインフォースメントと、サイドシルインナーパネルとをそれぞれの端部に形成されたフランジ部で重ね合わせて溶接することにより組立てられる閉断面部材である。【０００３】
図８Ａはサイドシルを構成するサイドシルインナーパネル０の形状例を示す斜視図であり、図８Ｂはサイドシルインナーパネル０の形状例の平面図である。
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、サイドシルインナーパネル０は、通常、鋼板からなる素材（ブランク）にパンチおよびダイを用いてプレス成形を行うことにより、下記（ａ）〜（ｅ）により構成されるハット型断面を有するプレス成形品として製造される。
（ａ）天板部０−１
（ｂ）天板部０−１の両縁に形成される二つの稜線部０−２ａ，０−２ｂ
（ｃ）二つの稜線部０−２ａ，０−２ｂにそれぞれつながる二つの縦壁部０−３ａ，０−３ｂ
（ｄ）二つの縦壁部０−３ａ，０−３ｂにそれぞれつながる二つの屈曲部０−４ａ，０−４ｂ
（ｅ）二つの屈曲部０−４ａ，０−４ｂにそれぞれつながる二つのフランジ部０−５ａ，０−５ｂ【０００４】
なお、図８Ａおよび図８Ｂに示すサイドシルインナーパネル０の天板部０−１には、凹部０−６が形成されているが、凹部０−６以外の形状が付与されていてもよいし、このような形状が付与されていない平面状をなしていてもよい。
また、本明細書で用いる「略Ｕ字型断面を有するプレス成形品」とは、少なくとも上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を有する部品を意味する。また、「ハット型断面を有するプレス成形品」は、「略Ｕ字型断面を有するプレス成形品」に屈曲部とフランジ部とを加えた部品である。【０００５】
サイドシルは、ＣＯ２排出量のさらなる低減と衝突安全性の向上とを両立するための車体軽量化の一環として、一段と高強度化および薄板化される傾向にあり、例えば９８０ＭＰａ以上の高強度を有するものもあり、近年には板厚１．２ｍｍ，１１８０ＭＰａ以上の超高強度を有するものも求められている。他方、車両大型化や部品一体化に対応するため、サイドシルの高強度化及び／又は長尺化に対する要請も高まっており、図８Ｂに例示するように、板厚１．２ｍｍ，引張強度１１８０ＭＰａ以上かつ全長２２００ｍｍ程度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ鋼板）をブランクとして用いることも検討されている。【０００６】
このような高強度及び／又は長尺のサイドシルインナーパネルやサイドシルアウターパネルを工業的規模で量産する手段として、下記（ｉ）、（ｉｉ）の手段が考えられる。
（ｉ）一列に配列された多数の成形用ロールに素材である帯板を連続的に通して順次曲げ加工を行い、最終ロールで所望の断面形状の製品とするロールフォーミングを行う
（ｉｉ）プレスボルスター上にセットされた多工程金型内のブランクである帯板を、機体に付属されたトランスファー機構により、フィンガーでグリップして搬送するプレス機械であるトランスファープレスを用いるプレス成形を行う【０００７】
しかし、（ｉ）の手段の場合、ロールフォーミングがプレス成形に比較して生産性が低いとともに、長手方向に関して横断面形状が変化する成形品を製造することができない。このため、ロールフォーミングにより、高強度及び／又は長尺のサイドシルインナーパネルやサイドシルアウターパネルを量産することは容易ではない。【０００８】
一方、（ｉｉ）の手段の場合、プレス成形により高強度及び／又は長尺のサイドシルインナーパネルやサイドシルアウターパネルを量産しようとすると、例えば２５００トントランスファープレスを用いる必要がある。従って、例えば、ブランクの引張強度が１１８０ＭＰａであるとともに板厚が１．２ｍｍである場合には、ブランク長さは１７００ｍｍ程度が限界になり、成形荷重や製造可能な長さの点で問題がある。【０００９】
さらに、引張強度が９８０ＭＰａ以上の超高強度のブランクにパンチおよびダイを用いてプレス成形を行うと、ブランクにおける縦壁部に成形される部分はプレス成形の過程でパンチおよびダイにより曲げ／曲げ戻し変形を受けるために成形された縦壁部に曲げモーメントが発生する。そして、プレス成形後の離型時にパンチおよびダイによる成形の加圧が取り除かれると、二つの縦壁部が、弾性的な変形回復により加圧時の形状（製品形状）からずれて口開きした形状に戻るスプリングバックが発生し易いという問題もある。【００１０】
図９Ａ〜図９Ｄは特許文献１により開示された発明を経時的に示す説明図である。【００１１】
サイドシルインナーパネルやサイドシルアウターパネルの製造を直接意識したものではないが、特許文献１には、パンチ１００２、ダイ１００３、フランジ曲げ工具１００８およびしわ押さえ１００６を備える曲げ加工工具１０００を用いることで、縦壁部のスプリングバックを抑制しながら、ハット型断面を有する高強度のプレス成形品を製造する発明が開示されている。具体的には、
（１）図９Ａに示すように、曲げ工具１００８にブランク１００１を載置する第一工程と、
（２）図９Ｂに示すように、ダイ１００３およびしわ押さえ１００６によりブランク１００１における縦壁部に成形される部分を挟持した状態でブランク１００１の幅方向端部をフランジ曲げ工具１００８により曲げてフランジ部を形成する第二工程と、
（３）図９Ｃに示すように、ブランク１００１における縦壁部に形成される部分からしわ押さえ１００６をシリンダ１００９により下方へ退避させる第三工程と、
（４）図９Ｄに示すように、ダイ１００３およびパンチ１００２による曲げ加工により縦壁部を形成する第四工程と、
によりプレス成形品を製造する。
尚、図９Ａ〜図９Ｄにおける符号１００４はパンチ１００２の肩部を示し、符号１００５はダイ１００３の肩部を示し、符号１００７はハット頭部押さえを示し、符号１０１０はシリンダ１００９を駆動するための配管を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特開２００４−１６７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１により開示された発明では、一対のダイ１００３を同時に下降させることで縦壁部を成形するため、成形荷重が過大になる。従って、例えば、引張強度９８０ＭＰａ以上且つ長さ１７００ｍｍ超のブランクをプレス成形する場合、既存の１２００トン程度のプレス成形装置で高精度なプレス成形を実現することはできず、例えば２５００トン程度の高成形荷重のプレス成形装置を新たに導入する必要がある。従って、設備費の上昇は否めない。【００１４】
また、特許文献１により開示された発明では、フランジ曲げ工具８の下方に配置されたシリンダ１００９によりしわ押さえ１００６を上昇および下降する。このため、しわ押さえ６の上昇および下降ストローク分を確保する必要性から、プレス成形装置の高さが高くなる。【００１５】
本発明は、従来の技術が有するこれらの課題に鑑みてなされたものであり、最大プレス成形荷重が過大になることや、プレス成形装置のプレス方向のサイズが大きくなることを防ぎながら、高強度及び／又は長尺のプレス成形品を製造することができるプレス成形装置およびプレス成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は下記の手段を採用する。
（１）本発明の第一の態様は、ダイとパンチをプレス方向に近接させることで、被加工板から、天板部と、前記天板部の両縁に形成される稜線部を介してつながる第一縦壁部及び第二縦壁部と、を有するプレス成形品を製造するプレス成形装置であって、前記ダイが、ダイスライドと；前記ダイと前記パンチとが最も近接した状態において前記パンチの第一側面に隣り合うように、前記ダイスライドに設けられる第一分割ダイと；前記ダイと前記パンチとが最も近接した状態において前記パンチの前記第一側面とは反対側の第二側面に隣り合うように、前記ダイスライドに設けられる第二分割ダイと；前記第二分割ダイを前記ダイスライドから離間させるように、前記第二分割ダイを前記プレス方向に移動させる第二分割ダイ駆動部と；前記第一分割ダイと前記第二分割ダイとの間に設けられるダイパッドと；前記ダイパッドを前記プレス方向に移動させるダイパッド駆動部と；前記ダイスライドと前記第二分割ダイとが離間した状態で前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入される基端部を有するインサートブロックと；前記インサートブロックを前記プレス方向に直交する方向に移動させるインサートブロック駆動部と；を備えるプレス成形装置である。
（２）上記（１）に記載のプレス成形装置では、前記インサートブロックが、前記基端部から前記プレス方向に直交する方向に延出するとともに前記ダイスライドと前記ダイパッドとが離間した状態で前記ダイスライドと前記ダイパッドとの間に挿入される先端部を有し、前記基端部の厚さが、前記先端部の厚さよりも大きくてもよい。【００１７】
（３）上記（１）又は（２）に記載のプレス成形装置では、前記プレス成形品が、前記第一縦壁部及び前記第二縦壁部の少なくとも一方の縁に形成される屈曲部を介してつながるフランジ部を有してもよい。
（４）上記（３）に記載のプレス成形装置では、前記ダイと前記パンチとの間に設けられるフランジ形成工具と；前記フランジ形成工具を、前記第一分割ダイ又は前記第二分割ダイのストローク域に干渉する位置と、前記第一分割ダイ又は前記第二分割ダイのストローク域に干渉しない位置と、の間で移動させるフランジ形成工具駆動部と；を備え、前記フランジ形成工具の上面と、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの少なくとも一方の下面とが、前記屈曲部と前記フランジ部の面形状に対応する形状を有してもよい。
（５）上記（４）に記載のプレス成形装置では、前記フランジ形成工具駆動部は、前記フランジ形成工具を前記プレス方向に直交する方向に移動させてもよい。
（６）上記（４）又は（５）に記載のプレス成形装置では、前記フランジ形成工具の下面が前記パンチの底面と面接触してもよい。【００１８】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載のプレス成形装置では、前記パンチの頂面に形成された凹部に収容されるパンチパッドと；前記パンチパッドを前記プレス方向に移動させるパンチパッド駆動部と；を備えてもよい。
（８）上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載のプレス成形装置では、前記第一分割ダイが、前記ダイスライドと一体に形成されてもよい。
（９）上記（１）〜（８）のいずれか一項に記載のプレス成形装置では、前記ダイスライドが、一つの駆動軸に接続されてもよい。【００１９】
（１０）上記（１）〜（９）のいずれか一項に記載のプレス成形装置では、前記被加工板が鋼板であってもよい。
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか一項に記載のプレス成形装置では、前記被加工板の引張強度が９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（１２）上記（１）〜（１１）のいずれか一項に記載のプレス成形装置では、前記被加工板の全長が１７００ｍｍ超であってもよい。【００２０】
（１３）本発明の第二の態様は、上記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載された前記プレス成形装置を用いて前記プレス成形品を製造するプレス成形方法であって、前記インサートブロックが前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入されていない状態で、前記ダイスライドを前記パンチに向けて移動させ、前記第一縦壁部を形成する第一縦壁部形成工程と；前記インサートブロックが前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入された状態で、前記ダイスライドを前記パンチに向けて移動させ、前記第二縦壁部を形成する第二縦壁部形成工程と；を備えるプレス成形方法である。【００２１】
（１４）上記（１３）に記載のプレス成形方法では、前記第一縦壁部形成工程を行った後に前記インサートブロックを前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間に挿入し、前記第二縦壁部形成工程を行ってもよい。
（１５）上記（１４）に記載のプレス成形方法では、前記第一縦壁部形成工程において、前記第二分割ダイにより、前記被加工板における第二縦壁部に相当する部位を予加工してもよい。
（１６）上記（１３）に記載のプレス成形方法では、前記第二縦壁部形成工程を行った後に前記インサートブロックを前記ダイスライドと前記第二分割ダイとの間から抜き出し、前記第一縦壁部形成工程を行ってもよい。
（１７）上記（１６）に記載のプレス成形方法では、前記第二縦壁部形成工程において、前記第一分割ダイにより、前記被加工板における第一縦壁部に相当する部位を予加工してもよい。【００２２】
（１８）上記（１３）〜（１７）のいずれか一項に記載のプレス成形方法では、前記第一縦壁部形成工程及び前記第二縦壁部形成工程の前に、フランジ形成工具を前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイのストローク域に干渉する位置に設置した状態で前記ダイスライドを前記パンチに向けて相対移動させ、前記フランジ形成工具と、前記第一分割ダイ及び前記第二分割ダイの少なくとも一方とにより前記被加工板にフランジ部を形成してもよい。【００２３】
（１９）上記（１３）〜（１８）のいずれか一項に記載のプレス成形方法では、前記第一縦壁部形成工程及び第二縦壁部形成工程の少なくとも一方において、前記パンチの頂面に形成された凹部に収容されるパンチパッドを前記パンチの頂面よりも高い位置に上昇させた状態で前記ダイスライドを下降させ、前記ダイスライドの下降に伴い前記パンチパッドを下降させてプレス成形を完了してもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の上記態様によれば、最大プレス成形荷重が過大になることや、プレス成形装置のプレス方向のサイズが大きくなることを防ぎながら、高強度及び／又は長尺のプレス成形品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】略Ｕ字型断面を有するプレス成形品の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第一実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、プレス成形を開始する前の状態を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第一実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、第一分割ダイにより第一縦壁部を形成すると共に第二分割ダイにより第二縦壁部を予加工している状態を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の第一実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、ダイスライドと、第二分割ダイ及びダイパッドとの間にインサートブロックを挿入している状態を示す図である。
【図２Ｄ】本発明の第一実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、第二分割ダイにより第二縦壁部を形成している状態を示す図である。
【図３】ハット型断面を有するプレス成形品の断面図である。
【図４Ａ】本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、プレス成形を開始する前の状態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、フランジ形成工具と、第一分割ダイ及び第二分割ダイとによりフランジ部を形成している状態を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、フランジ形成工具を水平方向に退避させている状態を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、第一分割ダイにより第一縦壁部を形成すると共に第二分割ダイにより第二縦壁部を予加工している状態を示す図である。
【図４Ｅ】本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、ダイスライドと、第二分割ダイ及びダイパッドとの間にインサートブロックを挿入している状態を示す図である。
【図４Ｆ】本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、第二分割ダイにより第二縦壁部を形成している状態を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、プレス成形を開始する前の状態を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、フランジ形成工具と、第一分割ダイ及び第二分割ダイとによりフランジ部を形成している状態を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、フランジ形成工具を水平方向に退避させている状態を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、第一分割ダイにより第一縦壁部を形成すると共に第二分割ダイにより第二縦壁部を予加工している状態を示す図である。
【図５Ｅ】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、ダイスライドと、第二分割ダイ及びダイパッドとの間にインサートブロックを挿入している状態を示す図である。
【図５Ｆ】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法を説明する図であり、第二分割ダイにより第二縦壁部を形成している状態を示す図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置を用いてハット型断面を有するプレス成形品を製造した場合におけるプレス成形ストロークとプレス成形荷重との関係の一例を示すグラフである。
【図７】パンチパッドのストロークとスプリングバック量との関係の一例を示すグラフである。
【図８Ａ】サイドシルインナーパネルの斜視図である。
【図８Ｂ】サイドシルインナーパネルの平面図である。
【図９Ａ】特許文献１により開示されたプレス成形方法の第一工程を示す。
【図９Ｂ】特許文献１により開示されたプレス成形方法の第二工程を示す。
【図９Ｃ】特許文献１により開示されたプレス成形方法の第三工程を示す。
【図９Ｄ】特許文献１により開示されたプレス成形方法の第四工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、下記の新規かつ重要な知見（Ａ）〜（Ｃ）を得た。
【００２７】
（Ａ）特許文献１に開示された発明のように左右の縦壁部のプレス成形を同時に行うのではなく、一方の縦壁部のプレス成形を行った後に他方の縦壁部のプレス成形を行うことにより、最大プレス成形荷重を大幅に低減することが可能となり、これにより、引張強度１１８０ＭＰａ以上、長さ１７００ｍｍ超のブランクにプレス成形を行う場合であっても、既存の１２００トン程度のプレス成形装置を用いることができる。更に、一方の縦壁部のプレス成形を行うと同時に、他方の縦壁部の予加工を行い、その後、予加工された他方の縦壁部をプレス成形することにより、最大プレス成形荷重を低減させると同時に、スプリングバックの発生を抑制することができ、寸法精度を更に高めることができる。
【００２８】
（Ｂ）特許文献１により開示された発明のようにしわ押さえをフランジを形成した後に下方へ退避させるのではなく、略水平方向へ退避させることにより、プレス成形装置の高さが高くなることを防止できる。
【００２９】
（Ｃ）パンチの上部に出入り自在なパンチパッド（インナーパッド）を設けておき、このパンチパッドにより、一方の縦壁部のプレス成形開始時、および他方の縦壁部のプレス成形開始時のいずれにおいても、ブランクをパンチの上面から上方へ離しておき、一方の縦壁部および他方の縦壁部のプレス成形の進行に伴ってパンチパッドを下げていき、プレス成形下死点でパンチパッドをパンチに収容することにより、プレス成形品におけるスプリングバックの発生を実質的に解消できる。
【００３０】
上述の知見（Ａ）〜（Ｃ）に基づきなされた本発明について、添付図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（第一実施形態）
以下、図１及び図２Ａ〜図２Ｄを参照し、本発明の第一実施形態に係るプレス成形装置１について詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態により得られる略Ｕ字型断面を有するプレス成形品１００を、長手方向に垂直な面で切断して得られる断面図である。図２Ａ〜図２Ｄに示すように、本実施形態に係るプレス成形装置１は、ダイ１０とパンチ２０をプレス方向に相対移動させることで、鋼板Ｓからプレス成形品１００を製造する。
【００３３】
（鋼板Ｓ）
被加工板である鋼板Ｓは、例えば引張強度９８０ＭＰａ以上、長手方向の長さ１７００ｍｍ超、厚さ０．８〜２．３ｍｍの板材であればよい。本実施形態では、鋼板Ｓとして、形状が付与されていない平板を用いるが、平板に予加工されて特定の形状が付与されたものであってもよい。
【００３４】
（プレス成形品１００）
プレス成形品１００は、図１に示すように略Ｕ字型断面を有し、天板部１０１と、前記天板部１０１の両縁に形成される稜線部１０２ａ，１０２ｂを介してつながる第一縦壁部１０３及び第二縦壁部１０５と、を有する。図１に示すように、天板部１０１、第一縦壁部１０３、第二縦壁部１０５には所定の面形状が形成されていてもよい。
【００３５】
（パンチ２０）
パンチ２０は、ダイ１０にプレス方向に対向して設けられ、第一縦壁部１０３に対応する形状を有する第一側面２０ａと、第一側面２０ａの反対側の面であり、第二縦壁部１０５に対応する形状を有する第二側面２０ｂと、ダイ１０に対向する頂面２０ｃと、を有する。
【００３６】
（ダイ）
ダイ１０は、ダイスライド１１と、第一分割ダイ１３と、第二分割ダイ１５と、第二分割ダイ駆動部１５Ｄと、ダイパッド１７と、ダイパッド駆動部１７Ｄと、インサートブロック１９と、インサートブロック駆動部１９Ｄと、を有する。以下、各構成について説明する。
【００３７】
（ダイスライド１１）
ダイスライド１１は、図２Ａに示すように、下面に第一分割ダイ１３と第二分割ダイ１５が設けられ、図示しない単一又は複数の駆動軸に接続されて上下方向に移動可能に構成される。ダイスライド１１には、第二分割ダイ１５との上下方向の離間距離を調整するための第二分割ダイ駆動部１５Ｄを埋め込むための凹部が構成されていてもよい。ダイスライド１１には、後述するインサートブロック駆動部１９Ｄの端部が固定される垂下部１１Ａが形成される。
【００３８】
（第一分割ダイ１３）
第一分割ダイ１３は、ダイ１０とパンチ２０とが最も近接した状態において、パンチ２０の第一側面２０ａに隣り合うように、前記ダイスライド１１に設けられる。図２Ａ〜図２Ｄに示す例では、第一分割ダイ１３とダイスライド１１とが互いに別個の部材として描かれているが、第一分割ダイ１３とダイスライド１１とは一体に形成されていてもよい。
【００３９】
（第二分割ダイ１５）
第二分割ダイ１５は、ダイ１０とパンチ２０とが最も近接した状態において、パンチ２０の第二側面２０ｂに隣り合うように、ダイスライド１１に設けられる。
【００４０】
（第二分割ダイ駆動部１５Ｄ）
第二分割ダイ駆動部１５Ｄはダイスライド１１と第二分割ダイ１５との間に設けられ、図示しない制御部に接続されて第二分割ダイ１５をダイスライド１１と近接又は離間するように第二分割ダイ１５を駆動する。具体的には、第二分割ダイ駆動部１５Ｄは、ガス圧、油圧、空圧、ばね圧等を発生する加圧機構や、電動モータであればよい。
【００４１】
（ダイパッド１７）
ダイパッド１７は第一分割ダイ１３と第二分割ダイ１５との間に設けられ、天板部１０１に対応する形状を有する下面と、上下方向に延在するシャフト１７ａの下端部が連結される上面とを有する。鋼板Ｓは、ダイパッド１７により押圧された状態でプレス成形される。尚、本実施形態に示す例では、シャフト１７ａはダイスライド１１を貫通するように設けられ、シャフト１７ａの上端部がダイパッド駆動部１７Ｄに連結される。
【００４２】
（ダイパッド駆動部１７Ｄ）
ダイパッド駆動部１７Ｄはダイスライド１１の内部又は上部に設けられ、図示しない制御部に接続されて少なくともプレス加工中にパンチ２０とダイパッド１７とにより鋼板Ｓを挟圧するようにダイパッド１７をプレス方向に駆動させる。具体的には、ダイパッド駆動部１７Ｄは、ガス圧、油圧、空圧、ばね圧等を発生する加圧機構や、電動モータであればよい。
【００４３】
（インサートブロック１９）
インサートブロック１９は、ダイスライド１１と第二分割ダイ１５とが離間した状態で、ダイスライド１１と前記第二分割ダイ１５との間に挿入される基端部１９ａと、基端部１９ａからプレス方向に直交する方向（図面右方向）に延出し、ダイスライド１１とダイパッド１７とが離間した状態で、ダイスライド１１とダイパッド１７との間に挿入される先端部１９ｂと、を有する。基端部１９ａの高さ（厚さ）は、先端部１９ｂの高さ（厚さ）よりも小さい。
従って、図２Ｄに示すように、インサートブロック１９が挿入された状態においては、基端部１９ａがダイスライド１１と第二分割ダイ１５との間の高さ間隔を基端部１９ａの高さ（厚さ）分だけ調整するとともに、先端部１９ｂがダイスライド１１とダイパッド１７との間の高さ間隔を先端部１９ｂの高さ（厚さ）分だけ調整することができる。
従って、第一分割ダイ１３によるプレス成形と、第二分割ダイ１５によるプレス成形とを、異なるタイミングで実施することが可能となると共に、第一分割ダイ１３によるプレス成形時と第二分割ダイ１５によるプレス成形時の両方において、パンチ２０とダイパッド１７により天板部を挟持することができる。
【００４４】
（インサートブロック駆動部１９Ｄ）
インサートブロック駆動部１９Ｄは一端がダイスライド１１の垂下部１１Ａに固定されるとともに他端がインサートブロック１９の基端部１９ａの側面に固定される。インサートブロック駆動部１９Ｄは、図示しない制御部に接続されてダイスライド１１と第二分割ダイ１５との間、及び、ダイスライド１１とダイパッド１７との間にインサートブロック１９を水平方向に挿入する、又は、水平方向に抜き出すように、インサートブロック１９を水平方向に移動させる。具体的には、インサートブロック駆動部１９Ｄは、ガス圧、油圧、空圧、ばね圧等を発生する加圧機構や、電動モータであればよい。
【００４５】
（プレス成形方法）
本実施形態に係るプレス成形装置１を用いたプレス成形方法の一例を図２Ａ〜図２Ｄに沿って説明する。
【００４６】
まず、図２Ａに示すように、鋼板Ｓをパンチ２０に載置する。
【００４７】
次に、図２Ｂに示すように、ダイスライド１１を降下させ、第一分割ダイ１３とパンチ２０の第一側面２０ａとにより第一縦壁部１０３を成形する。このとき、第二分割ダイ１５とパンチ２０とは、上下方向に離間しているため、第二縦壁部１０５は成形されない。ただし、第二分割ダイ１５の下降により第二縦壁部１０５が予加工される場合、第二縦壁部１０５のスプリングバックが抑制されてプレス成形品１００の寸法精度を高めることができるため好ましい。
【００４８】
次に、図２Ｃに示すように、ダイスライド１１を上昇させると共に、ダイスライド１１と、第二分割ダイ１５及びダイパッド１７との間に隙間を形成する。そして、その隙間にインサートブロック１９を挿入することにより、インサートブロック１９の基端部１９ａをダイスライド１１と第二分割ダイ１５との間に配置し、且つ、インサートブロック１９の先端部１９ｂをダイスライド１１とダイパッド１７との間に配置する。
【００４９】
次に、図２Ｄに示すように、インサートブロック１９を挿入した状態でダイスライド１１を下降させ、第二縦壁部１０５を成形することで、プレス成形品１００が得られる。
【００５０】
尚、上述の例では、第一縦壁部１０３を先に形成してから第二縦壁部１０５を形成しているが、第二縦壁部１０５を先に形成してから第一縦壁部１０３を形成してもよい。この場合、先にインサートブロック１９を挿入した状態で第二縦壁部１０５を形成すると共に、必要に応じて第一縦壁部１０３を予加工し、その後、インサートブロック１９を水平方向に抜き出した状態で第一縦壁部１０３を形成する。
【００５１】
本実施形態に係るプレス成形装置１によれば、水平方向に移動するように構成されているインサートブロック１９を用いるため、プレス成形装置１の高さ方向のサイズを大きくすることなく、第一縦壁部１０３と第二縦壁部１０５とを異なるタイミングでプレス成形することができる。更に、第一縦壁部１０３のプレス成形時と第二縦壁部１０５のプレス成形時のいずれにおいてもダイパッド１７とパンチ２０とにより天板部１０１を挟持することが可能であるため、プレス成形品１００の寸法精度を高めることができる。従って、例えば、既存の１２００トン程度のプレス成形装置によって、引張強度９８０ＭＰａ以上かつ長さ１７００ｍｍ超のブランクから略Ｕ字型断面を有するプレス成形品１００を高い寸法精度で得ることができる。
【００５２】
（第二実施形態）
以下、図３及び図４Ａ〜図４Ｆを参照し、本発明の第二実施形態に係るプレス成形装置１’について詳細に説明する。
説明を簡略化するため、第一実施形態に係るプレス成形装置１と同じ部材には同じ参照符号を付与すると共に、重複する説明を省略する。
【００５３】
図３は、本実施形態により得られるハット型断面を有するプレス成形品１００’を、長手方向に垂直な面で切断して得られる断面図である。図４Ａ〜図４Ｆに示すように、本実施形態に係るプレス成形装置１’は、ダイ１０とパンチ２０’をプレス方向に相対移動させることで、鋼板Ｓからプレス成形品１００’を製造する。
【００５４】
（鋼板Ｓ）
被加工板である鋼板Ｓは、例えば引張強度９８０ＭＰａ以上、長手方向の長さ１７００ｍｍ超、厚さ０．８〜２．３ｍｍの板材であればよい。本実施形態では、鋼板Ｓとして、形状が付与されていない平板を用いるが、平板に予加工されて特定の形状が付与されたものであってもよい。
【００５５】
（プレス成形品１００’）
プレス成形品１００’は、図３に示すようにハット型断面を有し、天板部１０１と、前記天板部１０１の両縁に形成される稜線部１０２ａ，１０２ｂを介してつながる第一縦壁部１０３及び第二縦壁部１０５と、第一縦壁部１０３及び第二縦壁部１０５の端部に形成される屈曲部１０６ａ，１０６ｂを介してつながるフランジ部１０７ａ，１０７ｂとを有する。
【００５６】
（パンチ２０’）
パンチ２０’は、ダイ１０に上下方向に対向して設けられ、第一縦壁部１０３に対応する形状を有する第一側面２０ａと、第一側面２０ａの反対側の面であり、第二縦壁部１０５に対応する形状を有する第二側面２０ｂと、ダイ１０に対向する頂面２０ｃと、を有する。
更に、本実施形態においては、パンチ２０’は、第一側面２０ａ、第二側面２０ｂから外側に水平方向に延在する底面２０ｄと、底面２０ｄから上方に延出する側壁部２０Ａとを有する。
【００５７】
（フランジ形成工具３０ａ，３０ｂ）
フランジ形成工具３０ａ，３０ｂは、それぞれパンチ２０’の上で水平方向に移動可能に配置される。フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの上面は、プレス成形品１００’の屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂに対応する形状（凹部）を有する。そして、同様に屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂに対応する形状を有する第一分割ダイ１３の底端部１３ａ、第二分割ダイ１５の底端部１５ａがフランジ形成工具の上面に押し込まれることにより、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂが形成される。
【００５８】
尚、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂは、製造しようとするプレス成形品１００’における屈曲部１０６ａ，１０６ｂ、および、フランジ部１０７ａ，１０７ｂに沿う内面形状を有する上面に形成された凹部の深さおよび幅が適正な範囲にないと、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ、および、フランジ部１０７ａ，１０７ｂの成形の際に鋼板Ｓが湾曲して板厚方向の応力分布に大きな偏差が生じてしまい、それが残留応力となり、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ、および、フランジ部１０７ａ，１０７ｂで形状凍結不良が発生し適正に成形できない。
【００５９】
このため、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの上面に形成された凹部の深さは１０ｍｍ以下、幅は１０ｍｍ以上であることが、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ、および、フランジ部１０７ａ，１０７ｂを適正に成形するためには望ましい。
【００６０】
フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの、パンチ２０’の側面に対向しない側面には、後述するフランジ形成工具駆動部３０Ｄが固定される。
フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの下面は、パンチの底面２０ｄに面接触してもよい。
フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの下面、及び／又は、パンチ２０’の上面（底面２０ｄ）には、摩擦力を低減するために、リニアガイド、ウエアプレート、ライナー等を設けることもできる。
【００６１】
（フランジ形成工具駆動部３０Ｄ）
フランジ形成工具駆動部３０Ｄは一端がパンチ２０’の側壁部２０Ａに固定されるとともに他端がフランジ形成工具３０ａ，３０ｂの、パンチ２０’の側面に対向しない側面に固定される。フランジ形成工具駆動部３０Ｄは、図示しない制御部に接続されてフランジ形成工具３０ａ，３０ｂを第一分割ダイ１３、第二分割ダイ１５のストローク域に干渉する位置と干渉しない位置とに水平移動させる。具体的には、フランジ形成工具駆動部３０Ｄは、ガス圧、油圧、空圧、ばね圧等を発生する加圧機構や、電動モータであればよい。
【００６２】
（プレス成形方法）
本実施形態に係るプレス成形装置１’を用いたプレス成形方法の一例を図４Ａ〜図４Ｆに沿って説明する。
【００６３】
まず、図４Ａに示すように、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂを、第一分割ダイ１３と第二分割ダイ１５のストローク域に干渉する位置に配置し、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの上面に鋼板Ｓを載置する。
【００６４】
次に、図４Ｂに示すように、ダイスライド１１を下降させることで、第一分割ダイ１３の底端部１３ａ、第二分割ダイ１５の底端部１５ａを、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂに対応する形状が形成されたフランジ形成工具３０ａ，３０ｂの上面に押し込むことにより、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂを形成する。天板部１０１が平面ではない場合には、フランジ部１０７ａ，１０７ｂの形成時にダイパッド１７をパンチ２０’の頂面２０ｃに押し込むことにより、天板部１０１を同時に形成してもよい。
【００６５】
次に、図４Ｃに示すように、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂが第一分割ダイ１３と第二分割ダイ１５のストローク域に干渉しない位置に配置されるようにフランジ形成工具３０ａ，３０ｂを水平方向に移動する。
【００６６】
次に、図４Ｄに示すように、ダイスライド１１を降下させ、第一分割ダイ１３とパンチ２０’の第一側面２０ａとにより第一縦壁部１０３を形成する。このとき、第二分割ダイ１５とパンチ２０’とは、上下方向に離間しているため、第二縦壁部１０５は形成されない。ただし、第二分割ダイ１５の下降により第二縦壁部１０５が予加工される場合、第二縦壁部１０５のスプリングバックによる変形を抑制することができるため好ましい。
【００６７】
次に、図４Ｅに示すように、ダイスライド１１を上昇させると共に、ダイスライド１１と、第二分割ダイ１５及びダイパッド１７との間に隙間を形成する。そして、その隙間にインサートブロック１９を挿入することにより、インサートブロック１９の基端部１９ａをダイスライド１１と第二分割ダイ１５との間に配置し、且つ、インサートブロック１９の先端部１９ｂをダイスライド１１とダイパッド１７との間に配置する。
【００６８】
次に、図４Ｆに示すように、インサートブロック１９を挿入した状態でダイスライド１１を下降させ、第二分割ダイ１５とパンチ２０’の第二側面２０ｂとにより第二縦壁部１０５を形成する。これにより、ハット型断面を有するプレス成形品１００’が得られる。
【００６９】
尚、上述の例では、第一縦壁部１０３を先に形成してから第二縦壁部１０５を形成しているが、第二縦壁部１０５を先に形成してから第一縦壁部１０３を形成してもよい。この場合、先にインサートブロック１９を挿入した状態で第二縦壁部１０５を形成すると共に、必要に応じて第一縦壁部１０３を予加工し、その後、インサートブロック１９を水平方向に抜き出した状態で第一縦壁部１０３を形成する。
【００７０】
本実施形態に係るプレス成形装置１’によれば、水平方向に移動するように構成されたインサートブロック１９を用いるため、プレス成形装置１’の高さ方向のサイズを大きくすることなく、第一縦壁部１０３と第二縦壁部１０５とを異なるタイミングでプレス成形することができる。更に、第一縦壁部１０３のプレス成形時と第二縦壁部１０５のプレス成形時のいずれにおいてもダイパッド１７とパンチとにより天板部１０１を挟持することが可能であるため、プレス成形品１００’の寸法精度を高めることができる。
更に、水平方向に移動するように構成されたフランジ形成工具３０ａ，３０ｂを用いるため、プレス成形工具の高さ方向のサイズを大きくすることなく、１セットの金型で（すなわち、フランジ部１０７ａ，１０７ｂを形成するための金型セットと縦壁部を形成するための金型セットを別個に容易することなく）、ハット型断面を有するプレス成形品１００’を製造することができる。
従って、例えば、既存の１２００トン程度のプレス成形装置によって、引張強度９８０ＭＰａ以上かつ長さ１７００ｍｍ超のブランクからハット型断面を有するプレス成形品１００’を高い寸法精度で効率良く得ることができる。
【００７１】
（第三実施形態）
以下、図５Ａ〜図５Ｆを参照し、本発明の第三実施形態に係るプレス成形装置１’’について詳細に説明する。
説明を簡略化するため、第一実施形態に係るプレス成形装置１、第二実施形態に係るプレス成形装置１’と同じ部材には同じ参照符号を付与すると共に、重複する説明を省略する。
【００７２】
本実施形態でも、図３に示すハット型断面を有するプレス成形品１００’をプレス成形する。
すなわち、図５Ａ〜図５Ｆに示すように、本実施形態に係るプレス成形装置１’’は、ダイ１０とパンチ２０’’をプレス方向に相対移動させることで、鋼板Ｓからプレス成形品１００’を製造する。
【００７３】
（パンチ２０’’）
パンチ２０’’は、ダイ１０に上下方向に対向して設けられ、第一縦壁部１０３に対応する形状を有する第一側面２０ａと、第一側面２０ａの反対側の面であり、第二縦壁部１０５に対応する形状を有する第二側面２０ｂと、ダイ１０に対向する頂面２０ｃと、を有する。
更に、本実施形態においては、パンチ２０’’は、第一側面２０ａ、第二側面２０ｂから外側に水平方向に延在する底面２０ｄと、底面２０ｄから上方に延出する側壁部２０Ａとを有すると共に、パンチ２０’’の頂面２０ｃに凹部が形成される。
【００７４】
（パンチパッド２７）
パンチパッド２７は、パンチ２０’’の頂面２０ｃに形成された凹部に収容され、天板部１０１に対応する形状を有する上面と、上下方向に延在するシャフト２７ａの上端部が連結される下面とを有する。鋼板Ｓは、ダイパッド１７とパンチパッド２７との間で挟持された状態でプレス加工される。パンチパッド２７は、パンチ２０’’の頂面２０ｃの凹部に完全に収容された状態において、パンチパッド２７の上面とパンチ２０’’の頂面２０ｃとの端縁部同士が面一となるように構成されることが好ましい。尚、シャフト２７ａはパンチ２０’’を貫通するように設けられ、シャフト２７ａの下端部がパンチパッド駆動部２７Ｄに連結される。
パンチパッド２７としては、例えば国際公開第２０１３／０９４７０５号パンフレットにより開示されたものを用いればよい。このパンチパッド２７を用いて、プレス成形品１００’の稜線部１０２ａ，１０２ｂおよび第一縦壁部１０３、第二縦壁部１０５のプレス成形の開始時には、鋼板Ｓをパンチ２０’’の頂面２０ｃから上方へ離しておくことにより、プレス成形品１００’におけるスプリングバックの発生を大幅に抑制することができる。
【００７５】
（パンチパッド駆動部２７Ｄ）
パンチパッド駆動部２７Ｄはパンチ２０’’の内部又は下部に設けられ、図示しない制御部に接続されて少なくともプレス加工中にパンチパッド２７とダイパッド１７とにより鋼板Ｓを挟圧するようにパンチパッド２７を駆動させる。具体的には、パンチパッド駆動部２７Ｄは、ガス圧、油圧、空圧、ばね圧等を発生する加圧機構や、電動モータであればよい。
【００７６】
（プレス成形方法）
本実施形態に係るプレス成形装置１’’を用いたプレス成形方法の一例を図５Ａ〜図５Ｆに沿って説明する。
【００７７】
まず、図５Ａに示すように、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂを、第一分割ダイ１３と第二分割ダイ１５のストローク域に干渉する位置に配置し、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの上面に鋼板Ｓを載置する。このとき、パンチパッド２７は、鋼板Ｓに接触するように、パンチ２０’’の頂面２０ｃよりも上方へ突き出した状態としておくことにより、鋼板Ｓをパンチ２０’’の頂面２０ｃから上方へ離しておく。
【００７８】
次に、図５Ｂに示すように、ダイスライド１１を下降させることで、第一分割ダイ１３の底端部１３ａ、第二分割ダイ１５の底端部１５ａを、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂに対応する形状が形成されたフランジ形成工具３０ａ，３０ｂの上面に押し込むことにより、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂを形成する。天板部１０１が平面ではない場合には、屈曲部１０６ａ，１０６ｂ及びフランジ部１０７ａ，１０７ｂの形成時にダイパッド１７をパンチパッド２７に向けて押圧することにより、天板部１０１を形成してもよい。
【００７９】
次に、図５Ｃに示すように、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂが第一分割ダイ１３と第二分割ダイのストローク域に干渉しない位置に配置されるようにフランジ形成工具３０ａ，３０ｂを水平方向に移動する。
【００８０】
次に、図５Ｄに示すように、ダイスライド１１を降下させ、第一分割ダイ１３とパンチ２０’’の第一側面２０ａとにより第一縦壁部１０３を形成する。このとき、第二分割ダイ１５とパンチ２０’’とは、上下方向に離間しているため、第二縦壁部１０５はプレス成形されない。ただし、第二分割ダイ１５の下降により第二縦壁部１０５が予加工される場合、第二縦壁部１０５のスプリングバックによる変形を抑制することができるため好ましい。
尚、パンチパッド２７は、第一分割ダイ１３の押し込みが完了するタイミングと、パンチパッド２７がパンチ２０’’の凹部に完全に収容されるタイミングとが同時になるように上下方向の動きが制御される。換言すると、パンチパッド２７は、プレス成形品１００’の形成時には、ダイパッド１７により押されて徐々にパンチ２０’’へ向けて押し下げられ、プレス成形下死点でパンチ２０’’の凹部に完全に収容されてパンチ２０’’の頂面２０ｃと面一をなす。このようにパンチパッド２７の上下方向の動きを制御することにより、スプリングバックの発生を抑制して寸法精度を高めることができる。
【００８１】
次に、図５Ｅに示すように、ダイスライド１１を上昇させると共に、ダイスライド１１と、第二分割ダイ１５及びダイパッド１７との間に隙間を形成する。そして、その隙間にインサートブロック１９を挿入することにより、インサートブロック１９の基端部１９ａをダイスライド１１と第二分割ダイ１５との間に配置し、且つ、インサートブロック１９の先端部１９ｂをダイスライド１１とダイパッド１７との間に配置する。
【００８２】
次に、図５Ｆに示すように、インサートブロック１９を挿入した状態でダイスライド１１を降下させ、第二分割ダイ１５とパンチ２０’’の第二側面２０ｂとにより第二縦壁部１０５を形成する。これにより、ハット型断面を有するプレス成形品１００’が得られる。
ここでも、パンチパッド２７は、第二分割ダイ１５の押し込みが完了するタイミングと、パンチパッド２７がパンチの凹部に完全に収容されるタイミングとが同時になるように上下方向の動きが制御される。このようにパンチパッド２７の上下方向の動きを制御することにより、スプリングバックの発生を抑制して寸法精度を高めることができる。
【００８３】
尚、上述の例では、第一縦壁部１０３を先に形成してから第二縦壁部１０５を形成しているが、第二縦壁部１０５を先に形成してから第一縦壁部１０３を形成してもよい。この場合、先にインサートブロック１９を挿入した状態で第二縦壁部１０５を形成すると共に、必要に応じて第一縦壁部１０３を予加工し、その後、インサートブロック１９を水平方向に抜き出した状態で第一縦壁部１０３を形成する。
【００８４】
上記実施形態に係るプレス成形装置１’’によれば、水平方向に移動するように構成されたインサートブロック１９を用いるため、プレス成形装置１’’の高さ方向のサイズを大きくすることなく、第一縦壁部１０３と第二縦壁部１０５とを異なるタイミングでプレス成形することができる。更に、第一縦壁部１０３のプレス成形時と第二縦壁部１０５のプレス成形時のいずれにおいてもダイパッド１７とパンチ２０’’とにより天板部１０１を挟持することが可能であるため、プレス成形品１００’の寸法精度を高めることができる。
更に、水平方向に移動するように構成されたフランジ形成工具３０ａ，３０ｂを用いるため、プレス成形工具の高さ方向のサイズを大きくすることなく、１セットの金型で（すなわち、フランジ部１０７ａ，１０７ｂを形成するための金型セットと縦壁部を形成するための金型セットを別個に容易することなく）、ハット型断面を有するプレス成形品１００’を製造することができる。
更に、縦壁部を形成する際に、パンチパッド２７を上下方向に制御するため、縦壁部のスプリングバックを抑制することができるため、寸法精度を更に高めることができる。
従って、例えば、既存の１２００トン程度のプレス成形装置によって、引張強度９８０ＭＰａ以上かつ長さ１７００ｍｍ超のブランクからハット型断面を有するプレス成形品１００’を高い寸法精度で効率良く得ることができる。
【００８５】
図６は、図５Ａ〜図５Ｆに示すプレス成形装置１’’を用いて、９８０ＭＰａ以上の引張強度と、１７００ｍｍ超の全長とを有する鋼板（板厚１．２ｍｍ）にプレス成形を行って、
・天板部１０１の幅が１００ｍｍ，
・稜線部１０２ａ，１０２ｂの曲率半径が５．５ｍｍ，
・第一縦壁部１０３の高さが６０ｍｍ，
・第二縦壁部１０５の高さが９０ｍｍ
・屈曲部１０６ａ，１０６ｂの曲率半径が５．５ｍｍ，
・フランジ部１０７ａ，１０７ｂの幅が２０ｍｍ
のハット型断面を有するプレス成形品１００’を製造した場合におけるストロークと成形荷重との関係を示すグラフである。
【００８６】
図６のグラフにおける「ストローク」とは第一分割ダイ１３、第二分割ダイ１５の昇降ストロークを意味し、「成形荷重」とはダイスライド１１に負荷された荷重を意味する。また、図７のグラフにおける「開発工法」とは本発明により成形した場合を示し、「従来工法」とは、パッド曲げ工法により成形した場合を示す。
【００８７】
図６のグラフに示すように、第三実施形態に係るプレス成形装置１’’による成形方法（開発工法）によれば、従来工法よりも成形荷重を２００トン低減でき、これにより、１２００トンプレス機を用いて、例えば引張強度９８０ＭＰａ以上（望ましくは１１８０ＭＰａ以上）、全長１７００ｍｍ超（望ましくは２０００ｍｍ超）といった高強度且つ長尺のサイドシルインナーパネルやサイドシルアウターパネル等のハット型断面を有するプレス成形品１００’を、１セットの金型で製造できたことがわかる。
【００８８】
また、図７は、この際におけるインパーパッドのクッションストロークとスプリングバック量を示すグラフである。
【００８９】
図７のグラフに示すように、浅い側の縦壁に対してパンチパッド２７のクッションストローク３ｍｍとしたときの口開きが１．７ｍｍ、また、深い側の縦壁に対してパンチパッド２７のクッションストローク２ｍｍとしたときの口開きが−０．２ｍｍであり、これらを組み合わせることで浅い側の縦壁、深い側の縦壁のトータルの開き量が０．９ｍｍとなることから、第三実施形態に係るプレス成形装置によるプレス成形方法（開発工法）によれば、スプリングバックを実用上問題ない程度に抑制できたことがわかる。
【００９０】
以上、各種実施形態及び変形例に基づき本発明の具体例を説明したが、本発明はこれらの例示に限定されるものではない。本発明は、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００９１】
上述の説明ではインサートブロック１９が基端部１９ａと先端部１９ｂとを有する場合を例示したが、インサートブロック１９は先端部１９ｂを有さなくてもよい。その場合、第二縦壁部１０５を形成する際にはダイスライド１１とダイパッド１７との間に隙間が生じるため、ダイパッド駆動部１７Ｄによりダイパッドを鋼板Ｓに押圧力を加えればよい。
上述の説明では被加工板として鋼板を用いる場合を例示したが、被加工板は、溶融亜鉛めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板などのめっき鋼板であってもよく、また、アルミ板やチタン板等の金属板、ＦＲＰやＦＲＴＰ等のガラス繊維強化樹脂板、更にはこれらの複合板であってもよい。
上述の説明ではダイ１０を降下させる場合を例示したが、パンチ２０，２０’，２０’’を上昇させる、あるいはダイ１０とパンチ２０，２０’，２０’’を共に近づけるように上昇・加工させてもよい。
【００９２】
上述の説明では第二分割ダイ１５とダイスライド１１との間にインサートブロック１９が挿入される場合を例示したが、別のインサートブロック（図示無し）が第一分割ダイ１３とダイスライド１１との間に挿入される構成としてもよい。その場合、第一分割ダイ１３を駆動する第一分割ダイ駆動部（図示無し）がダイスライド１１と第一分割ダイ１３との間に設けられる。
上述の説明ではフランジ形成工具３０ａ，３０ｂがパンチ２０’，２０’’の底面２０ｄの上に接触して配置される場合を例示したが、フランジ部１０７ａ，１０７ｂの形成時の負荷を担うことが可能であれば、パンチ２０’，２０’’の底面２０ｄの上に接触せずに配置されてもよい。
上述の説明では第一縦壁部１０３と第二縦壁部１０５の高さが異なる場合を例示したが、第一縦壁部１０３と第二縦壁部１０５は同じ高さであってもよい。
【００９３】
上述の説明ではフランジ形成工具３０ａ，３０ｂが水平方向へ移動する場合を例示したが、斜め下方（水平方向と、水平方向から略３０°傾斜した斜め下方向との間の方向）へ移動するようにしてもよい。これにより、フランジ形成工具３０ａ，３０ｂの移動中に、ダイ１０の下降を開始することができ、その分サイクルタイムを短縮することができる。
上述の説明ではハット型断面を有するプレス成形品１００’に関し両側にフランジ部１０７ａ，１０７ｂが形成される場合を例示したが、フランジ部が片側のみに形成されるプレス成形品であってもよい。
上述の説明では上下方向がプレス成形方向である場合を例示したが、左右方向がプレス成形方向のプレス成形装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明によれば、最大プレス成形荷重が過大になることや、プレス成形装置のプレス方向のサイズが大きくなることを防ぎながら、高強度及び／又は長尺のプレス成形品を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
１、１’、１’’    プレス成形装置
１０    ダイ
１１    ダイスライド
１１Ａ    垂下部
１３    第一分割ダイ
１３ａ    底端部
１５    第二分割ダイ
１５ａ    底端部
１５Ｄ    第二分割ダイ駆動部
１７    ダイパッド
１７Ｄ    ダイパッド駆動部
１９    インサートブロック
１９ａ    基端部
１９ｂ    先端部
１９Ｄ    インサートブロック駆動部
２０、２０’、２０’’    パンチ
２０ａ    第一側面
２０ｂ    第二側面
２０ｃ    頂面
２０ｄ    底面
２０Ａ    側壁部
２７    パンチパッド
２７Ｄ    パンチパッド駆動部
３０ａ，３０ｂ    フランジ形成工具
３０Ｄ    フランジ形成工具駆動部
１００、１００’    プレス成形品
１０１    天板部
１０２ａ、１０２ｂ    稜線部
１０３    第一縦壁部
１０５    第二縦壁部
１０６ａ、１０６ｂ    屈曲部
１０７ａ、１０７ｂ    フランジ部
Ｓ    鋼板
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【国際調査報告】
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