(57)【要約】【課題】スプリングバックを従来よりも更に抑制することが可能な金属板のプレス成形方法を提供する。【解決手段】ダイ３１とパンチ３２との間に金属板１を配置し、ダイ３１とダイクッションパッド３３により金属板１の一部を挟んだ状態で、ダイ３１及びパンチ３２によって金属板１を成形加工する金属板１のプレス成形方法であって、ダイクッションパッド３３によって金属板１に第１ダイクッション力を加えたまま、パンチ３２を下死点ＢＤに相対的に接近させることにより金属板１に対する成形加工を開始し、パンチ３２が下死点ＢＤより前の下死点直前位置Ａに相対的に到達したときに、ダイクッションパッド３３による金属板１に対する負荷を、第１ダイクッション力から、第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる金属板のプレス成形方法を採用する。【選択図】図２
2022002852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとパンチとの間に金属板を配置し、前記ダイとダイクッションパッドにより前記金属板の一部を挟んだ状態で、前記ダイ及び前記パンチによって前記金属板を成形加工する金属板のプレス成形方法であって、
前記ダイクッションパッドによって前記金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、前記パンチを下死点に相対的に接近させることにより前記金属板に対する成形加工を開始し、
前記パンチが前記下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、前記ダイクッションパッドによる前記金属板に対する負荷を、前記第１ダイクッション力から、前記第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる、ことを特徴とする金属板のプレス成形方法。
【請求項２】
前記ダイクッションパッドによる負荷が第２ダイクッション力に到達した後に、前記パンチを前記下死点に相対的に到達させる、ことを特徴とする請求項１に記載の金属板のプレス成形方法。
【請求項３】
ダイとパンチとの間に金属板を配置し、前記ダイとダイクッションパッドにより前記金属板の一部を挟んだ状態で、前記ダイ及び前記パンチによって前記金属板を成形加工する金属板のプレス成形方法であって、
前記ダイクッションパッドによって前記金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、前記パンチを下死点に相対的に接近させることにより前記金属板に対する成形加工を開始し、
前記パンチが前記下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、前記パンチを相対的に停止させるとともに、前記ダイクッションパッドによる前記金属板に対する負荷を、前記第１ダイクッション力から、前記第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる動作を開始し、
前記ダイクッションパッドの負荷が前記第２ダイクッション力に到達した後に、前記パンチを動かして前記下死点に相対的に到達させる、ことを特徴とする金属板のプレス成形方法。
【請求項４】
ダイとパンチとの間に金属板を配置し、前記ダイとダイクッションパッドにより前記金属板の一部を挟んだ状態で、前記ダイ及び前記パンチによって前記金属板を成形加工する金属板のプレス成形方法であって、
前記ダイクッションパッドによって前記金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、前記パンチを下死点に相対的に接近させることにより前記金属板に対する成形加工を開始し、
前記パンチが前記下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、前記ダイクッションパッドによる前記金属板に対する負荷を、前記第１ダイクッション力から、前記第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる動作を開始し、
前記パンチは、前記ダイクッションパッドによる負荷が前記第１ダイクッション力から前記第２ダイクッション力になるまでの間も、前記パンチを前記下死点に相対的に接近させる動作を継続させ、
前記ダイクッションパッドの負荷が前記第２ダイクッション力に到達した後に、前記パンチを前記下死点に相対的に到達させる、ことを特徴とする金属板のプレス成形方法。
【請求項５】
前記パンチが前記下死点に相対的に到達後、前記パンチを前記下死点において相対的に一時停止させることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の金属板のプレス成形方法。
【請求項６】
前記一時停止する時間が、０．３〜１．０秒の範囲であることを特徴とする、請求項５に記載の金属板のプレス成形方法。
【請求項７】
前記第２ダイクッション力が、前記第１ダイクッション力の３倍以上であることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の金属板のプレス成形方法。
【請求項８】
前記下死点直前位置は、前記パンチの前記下死点と上死点との間の前記ダイの内部にあって、前記下死点からが５ｍｍ〜１０ｍｍ離れた位置である、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の金属板のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板のプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、家電、家具・雑貨等の各種分野で、プレス成形した製品（以下、プレス成形品という。）が用いられている。プレス成形品は、通常、ダイの周縁部とダイクッションパッド（ブランクホルダまたはしわ押さえともいう。）により挟持された金属板を、ダイの成形凹部とパンチの成形凸部の間で展伸または延伸させ、その金属板を所望形状に塑性変形させることにより得られる。このようなプレス成形を行うことにより、複雑な形状の部材も効率的に量産可能となる。
【０００３】
しかしながら、素材の種類に関係なく、金属板（ブランク）に塑性加工を施すことでプレス成形品を製造する場合、弾性回復現象（いわゆるスプリングバック）が発生してしまい、金属板を狙った成形品の形状に加工できないという問題がある。特に、高強度鋼板、オーステナイト系ステンレス鋼板、二相系ステンレス鋼板等では、スプリングバックが顕著に現れる。そこで、スプリングバックを低減するための提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、ハット型成形部品の成形において、成形初期からポンチをストロークの途中で停止するまでしわ押さえ力を付加し、ポンチを停止した後、しわ押さえ力を付加しないでポンチを停止位置から逆方向に途中まで戻し、戻した位置から下死点まで再びしわ押さえ力を付加しないで成形するプレス成形方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、成形初期にブランク材をパッドで押さえ、成形が進むに伴いパンチに対するパッドの相対高さを連続的又は間欠的に大きくして、天板部にしわを誘発させながら縦壁部を成形する第１成形工程と、成形部品の成形完了時においてパッドで、決め押しをかける第２成形工程とを有するプレス成形方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３４８２５９号公報
【特許文献２】特許第６１７９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１，２に示されるように、スプリングバック低減のための技術は種々提案されているが、スプリングバックを更に抑制することが求められている。そこで本発明は、スプリングバックを更に抑制することが可能な金属板のプレス成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］  ダイとパンチとの間に金属板を配置し、前記ダイとダイクッションパッドにより前記金属板の一部を挟んだ状態で、前記ダイ及び前記パンチによって前記金属板を成形加工する金属板のプレス成形方法であって、
前記ダイクッションパッドによって前記金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、前記パンチを下死点に相対的に接近させることにより前記金属板に対する成形加工を開始し、
前記パンチが前記下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、前記ダイクッションパッドによる前記金属板に対する負荷を、前記第１ダイクッション力から、前記第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる、ことを特徴とする金属板のプレス成形方法。
［２］  前記ダイクッションパッドによる負荷が第２ダイクッション力に到達した後に、前記パンチを前記下死点に相対的に到達させる、ことを特徴とする［１］に記載の金属板のプレス成形方法。
［３］  ダイとパンチとの間に金属板を配置し、前記ダイとダイクッションパッドにより前記金属板の一部を挟んだ状態で、前記ダイ及び前記パンチによって前記金属板を成形加工する金属板のプレス成形方法であって、
前記ダイクッションパッドによって前記金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、前記パンチを下死点に相対的に接近させることにより前記金属板に対する成形加工を開始し、
前記パンチが前記下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、前記パンチを相対的に停止させるとともに、前記ダイクッションパッドによる前記金属板に対する負荷を、前記第１ダイクッション力から、前記第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる動作を開始し、
前記ダイクッションパッドの負荷が前記第２ダイクッション力に到達した後に、前記パンチを動かして前記下死点に相対的に到達させる、ことを特徴とする金属板のプレス成形方法。
［４］  ダイとパンチとの間に金属板を配置し、前記ダイとダイクッションパッドにより前記金属板の一部を挟んだ状態で、前記ダイ及び前記パンチによって前記金属板を成形加工する金属板のプレス成形方法であって、
前記ダイクッションパッドによって前記金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、前記パンチを下死点に相対的に接近させることにより前記金属板に対する成形加工を開始し、
前記パンチが前記下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、前記ダイクッションパッドによる前記金属板に対する負荷を、前記第１ダイクッション力から、前記第１ダイクッション力より大きな第２ダイクッション力に増加させる動作を開始し、
前記パンチは、前記ダイクッションパッドによる負荷が前記第１ダイクッション力から前記第２ダイクッション力になるまでの間も、前記パンチを前記下死点に相対的に接近させる動作を継続させ、
前記ダイクッションパッドの負荷が前記第２ダイクッション力に到達した後に、前記パンチを前記下死点に相対的に到達させる、ことを特徴とする金属板のプレス成形方法。
［５］  前記パンチが前記下死点に相対的に到達後、前記パンチを前記下死点において相対的に一時停止させることを特徴とする、［１］乃至［４］の何れか一項に記載の金属板のプレス成形方法。
［６］  前記一時停止する時間が、０．３〜１．０秒の範囲であることを特徴とする、［５］に記載の金属板のプレス成形方法。
［７］  前記第２ダイクッション力が、前記第１ダイクッション力の３倍以上であることを特徴とする、［１］乃至［４］の何れか一項に記載の金属板のプレス成形方法。
［８］  前記下死点直前位置は、前記パンチの前記下死点と上死点との間の前記ダイの内部にあって、前記下死点からが５ｍｍ〜１０ｍｍ離れた位置である、［１］乃至［５］の何れか一項に記載の金属板のプレス成形方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属板のプレス成形方法によれば、ダイクッションパッドによって金属板に第１ダイクッション力を加えたまま、パンチを下死点に相対的に接近させることにより金属板に対する成形加工を開始し、パンチが下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、ダイクッションパッドによる負荷を、第１ダイクッション力から第２ダイクッション力に増加させることで、プレス成形中の金属板の曲げ部及び曲げ部の近傍に引張ひずみを付与することができる。プレス成形後の金属板の曲げ部には、ひずみ中立面の外側に引張ひずみが、内側には圧縮ひずみが存在することにより、曲げ部のひずみ状態が不均一になっているが、本発明のようにプレス成形中の曲げ部に引張ひずみを付与することで、曲げ部におけるひずみ状態の不均一性を軽減することができ、これにより、スプリングバックを抑制できる。
また、本発明の金属板のプレス成形方法によれば、ダイクッションパッドによる負荷が第２ダイクッション力に到達した後にパンチを下死点に到達させるので、プレス成形中の金属板の曲げ部及び曲げ部の近傍に十分な引張応力を付与することができ、これにより、スプリングバックを抑制できる。
【００１０】
次に、本発明の金属板のプレス成形方法によれば、金属板に第１ダイクッション力を加えたまま金属板に対する成形加工を開始し、パンチが下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、パンチを相対的に停止させるとともに、ダイクッションパッドによる負荷を、第１ダイクッション力から第２ダイクッション力に増加させることで、プレス成形中の金属板の曲げ部及び曲げ部の近傍に引張ひずみを効率よく付与することができる。これにより、曲げ部におけるひずみ状態の不均一性をより一層軽減することができ、スプリングバックを抑制できる。
【００１１】
また、本発明の金属板のプレス成形方法によれば、金属板に第１ダイクッション力を加えたまま金属板に対する成形加工を開始し、パンチが下死点より前の下死点直前位置に相対的に到達したときに、ダイクッションパッドによる負荷を、第１ダイクッション力から第２ダイクッション力に増加させ、この間はパンチを相対的に停止させずに下死点に相対的に接近させる動作を継続させるので、プレス成形中の金属板の曲げ部及び曲げ部の近傍に引張ひずみを付与できるとともに、プレス成形の所要時間を増大させることがなく、これにより、生産性を損なわないまま、曲げ部におけるひずみ状態の不均一性をより一層軽減することができ、スプリングバックを抑制できる。
【００１２】
また、本発明の金属板のプレス成形方法によれば、パンチが下死点に相対的に到達後、パンチを下死点において一時停止させることで、ダイ及びパンチによってプレス成形後の金属板を固定して曲げ部における残留応力を軽減させ、これにより、スプリングバックを更に抑制できる。
この場合、一時停止する時間を０．３〜１．０秒の範囲とすることで、生産性を損なわずにスプリングバックを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態のプレス成形方法によって成形されるプレス成形品の一例を示す模式図。
【図２】図２は、本発明の実施形態のプレス成形方法を説明する工程図であって、（ａ）はプレス成形開始前、（ｂ）はプレス成形開始直後、（ｃ）はパンチの先端が下死点直前位置に到達したとき、（ｄ）はパンチの先端が下死点に到達したとき、を示す図。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態のプレス成形方法を説明する図であって、下死点に対するパンチの相対位置と、ダイクッション力との関係を示すグラフ。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態のプレス成形方法を説明する図であって、下死点に対するパンチの相対位置と、ダイクッション力との関係を示すグラフ。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態のプレス成形方法を説明する図であって、下死点に対するパンチの相対位置と、ダイクッション力との関係を示すグラフ。
【図６】図６は、プレス成形品の幅変化率を説明する模式図。
【図７】図７は、試験例１〜６の幅変化率を示すグラフ。
【図８】図８は、試験例１、試験例６及び試験例７の幅変化率を示すグラフ。
【図９】図９は、試験例１、試験例３及び試験例８の幅変化率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態の金属板のプレス成形方法について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態の金属板のプレス成形方法によって成形可能なプレス成形品の一例を示す。
図１に示すプレス成形品２は、金属板１をプレス成形することにより製造される。プレス成形品２は、ウエブ部２１と、ウエブ部２１の幅方向両側に備えられた一対の縦壁部２２と、各縦壁部２２の幅方向片側に備えられたフランジ部２３とを有する。ウエブ部２１と縦壁部２２との間には第１曲げ部２４が設けられ、縦壁部２２とフランジ部２３との間には第２曲げ部２５が設けられている。金属板１をプレス成形して第１曲げ部２４及び第２曲げ部２５を形成することにより、プレス成形品２が得られる。
【００１５】
金属板１の材質は特に限定されるものではなく、材質として例えば、鉄鋼、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅合金等を例示できる。
【００１６】
また、図１に示すプレス成形品２は、例えば、自動車の骨格部材として用いることができる。プレス成形品２を自動車の骨格部材として用いる場合は、図１に示す形状に限定されるものではなく、ウエブ部２１、縦壁部２２及びフランジ部２３を適宜変形させたものであってもよい。
【００１７】
更に、本実施形態の金属板のプレス成形方法に適用可能なプレス成形品は、図１に示すプレス成形品２に限定されることはない。
【００１８】
次に、本実施形態の金属板のプレス成形方法に好適に用いられるプレス成形機を説明する。図２は、本実施形態の金属板のプレス成形方法を説明する工程図である。図２（ａ）に示すプレス成形機３０は、いわゆるサーボプレス機であり、ダイ３１と、パンチ３２と、ダイクッションパッド３３とを備えている。ダイクッションパッド３３は、一般にはブランクホルダまたはしわ押さえとも呼ばれる。プレス成形機３０は、プレス成形時に金属板の一部１ａをダイ３１の周縁部とダイクッションパッド３３とで挟むことで、プレス成形品２の成形性を向上させる。
【００１９】
本実施形態におけるダイ３１には、駆動源として図示しないサーボモータが接続されている。ダイ３１の駆動源としてサーボモータを用いることにより、ダイ３１及びパンチ３２によるスライド動作モーションを自由に制御できるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態におけるダイクッションパッド３３には、駆動源として、図示しない別のサーボモータが接続されている。ダイクッションパッド３３の動作をサーボモータで制御することによって、ダイクッションパッド３３によるダイクッション力をプレス成形中に変更できるようになっている。以下のプレス成型機３０の動作説明では、パンチ３２を固定側とし、ダイ３１及びダイクッションパッド３３を可動側とする前提で説明する。
【００２１】
なお、本実施形態では、パンチ３２を固定側とし、ダイ３１及びダイクッションパッド３３を可動側としているが、本発明はこれに限らず、パンチ３２を可動側とし、ダイ３１及びダイクッションパッド３３を固定側としてもよい。この場合は、パンチ３２及びダイクッションパッド３３の駆動源としてそれぞれ、サーボモータを用いればよい。更に、パンチ３２と、ダイ３１及びダイクッションパッド３３とをそれぞれ、可動可能なように構成してもよい。この場合は、パンチ３２、ダイ３１及びダイクッションパッド３３の駆動源としてそれぞれ、サーボモータを用いればよい。
【００２２】
更に、本実施形態のプレス成形機３０には、パンチ３２の下死点ＢＤと、下死点直前位置Ａとが設定されている。下死点直前位置Ａは、パンチ３２の下死点ＢＤと上死点との間のダイ３１の内部にあって、下死点ＢＤから５ｍｍ〜１０ｍｍ離れた位置である。本実施形態の金属板のプレス成形方法では、下死点直前位置Ａにおいてダイクッション力を変更する。
【００２３】
（第１の実施形態）
次に、図２及び図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態の金属板のプレス成形方法について説明する。図３は、本実施形態のプレス成形方法の一例を説明する図であって、下死点に対するパンチ３２の相対位置と、ダイクッションパッド３３によるダイクッション力との関係を示すグラフである。
【００２４】
まず、図２（ａ）及び図３に示すように、ダイ３１とパンチ３２との間に金属板１を配置し、更に、ダイ３１とダイクッションパッド３３により金属板１の一部１ａ（両端部１ａ）を挟んだ状態とする。また、ダイクッションパッド３３によって金属板１に対して第１ダイクッション力Ｆ１を加え、金属板１の両端部１ａをダイ３１に押し付ける。
【００２５】
次に、図２（ｂ）及び図３に示すように、ダイクッションパッド３３によって金属板１に第１ダイクッション力Ｆ１を加えたまま、ダイ３１及びダイクッションパッド３３をパンチ３２に近づけてパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に接近させることにより、金属板１に対する成形加工を開始する。
【００２６】
次に、図２（ｃ）及び図３に示すように、パンチ３２の先端３２ａが下死点ＢＤより前の下死点直前位置Ａに相対的に到達したときに、ダイクッションパッド３３による金属板１に対する負荷を、第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２に増加させる動作を開始する。第２ダイクッション力Ｆ２は、第１ダイクッション力Ｆ１より大きな力とする。このときのダイ３１は、パンチ３２が下死点直前位置Ａに相対的に到達した後も、停止させることなく移動させ続ける。すなわち、図３に示すように、ダイクッションパッド３３によるダイクッション力を第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２まで増加させる間も、パンチ３２は下死点ＢＤに向けて相対的に移動し続ける。そして、パンチ３２の先端３２ａが下死点ＢＤに相対的に到達する前に、ダイクッション力を第２ダイクッション力Ｆ２にまで到達させ、その後、パンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達するまで第２ダイクッション力Ｆ２を維持する。
【００２７】
そして、図２（ｄ）に示すようにパンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達するまでダイ３１を移動させた後、速やかにダイ３１をパンチ３２から離してパンチ３２を下死点ＢＤから相対的に離間させ、ダイクッションパッド３３による拘束も解消させる。
【００２８】
ここで、従来のようにダイクッション力を一定にしたままプレス成形を行った場合は、プレス成形後の曲げ部に、ひずみ中立面の外側に引張ひずみが、内側に圧縮ひずみが付与されて、曲げ部のひずみ状態が不均一になり、スプリングバックが顕著になる。一方、本実施形態のように、パンチ３２が下死点直前位置Ａに相対的に到達したときにダイクッション力を増加させる場合は、プレス成形中の曲げ部（第１曲げ部２４及び第２曲げ部２５）に引張ひずみを付与することができ、これにより、ひずみ中立面の外側の引張ひずみと、内側の圧縮ひずみとの差が小さくなる。これにより、第１曲げ部２４及び第２曲げ部２５におけるひずみ状態の不均一性が軽減され、スプリングバックが抑制されるものと推測される。
【００２９】
プレス成形後のプレス成形品２のスプリングバックをより効果的に抑制するには、下死点直前位置Ａにおいてダイクッション力を第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２に変更する必要がある。ダイクッション力の変更を、下死点直前位置Ａ以外の位置、すなわち、下死点ＢＤから１０ｍｍ超離れた位置や、下死点ＢＤから５ｍｍ未満の位置でダイクッション力を変更したとしても、スプリングバックの抑制効果が得られない。その理由として、下死点ＢＤから１０ｍｍ超離れた位置でダイクッション力を変更した場合は、プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４、第２曲げ部２５及びこれらの近傍に十分な引張ひずみを付与できないためと推測される。また、下死点ＢＤから５ｍｍ未満の位置でダイクッション力を変更した場合は、ダイクッション力が十分に増加する前にパンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達してしまい、プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４、第２曲げ部２５及びこれらの近傍に十分な引張ひずみを付与できないためである。
【００３０】
プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４、第２曲げ部２５及びこれらの近傍に十分な引張ひずみを付与するためには、第２ダイクッション力Ｆ２を高くするほどよく、より具体的には、第２ダイクッション力Ｆ２を、第１ダイクッション力Ｆ１の３倍以上にすることが好ましく、１０倍以上にすることがより好ましい。例えば、第１ダイクッション力Ｆ１を１０ｋＮとした場合、第２ダイクッション力は３０ｋＮ以上にすることが好ましく、１００ｋＮ以上にすることがより好ましく、１５０ｋＮ以上にすることが更に好ましい。また、第１ダイクッション力Ｆ１を５０ｋＮとした場合、第２ダイクッション力は１５０ｋＮ以上にすることが好ましい。
【００３１】
本実施形態の金属板１のプレス成形方法によれば、ダイクッションパッド３３によって金属板１に第１ダイクッション力Ｆ１を加えたまま、ダイ３１をパンチ３２に近づけてパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に接近させることにより金属板１に対する成形加工を開始し、パンチ３２が下死点直前位置Ａに相対的に到達したときに、ダイクッションパッド３３による負荷を、第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２に増加させる動作を開始することで、プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４、第２曲げ部２５及びこれらの近傍に引張ひずみを付与することができ、これにより、第１曲げ部２４及び第２曲げ部２５におけるひずみ状態の不均一性を軽減され、スプリングバックを抑制できる。
【００３２】
また、本実施形態の金属板１のプレス成形方法によれば、ダイクッションパッド３３による負荷を、第２ダイクッション力Ｆ２に到達した後、パンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達するまで第２ダイクッション力Ｆ２のまま維持することで、プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４、第２曲げ部２５及びこれらの近傍に十分な引張応力を付与することができ、これにより、スプリングバックを抑制できる。
【００３３】
また、本実施形態の金属板のプレス成形方法によれば、ダイクッションパッド３３によってダイクッション力を増加させる間は、ダイ３１を停止させずにパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に接近させる動作を継続させるので、プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４、第２曲げ部２５及びこれらの近傍に引張ひずみを付与できるとともに、プレス成形の所要時間を増大させることがなく、これにより、生産性を損なわないまま、スプリングバックを抑制できる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、図２及び図４を参照しながら、本発明の第２の実施形態の金属板のプレス成形方法について説明する。図４は、本実施形態のプレス成形方法の一例を説明する図であって、下死点に対するパンチ３２の相対位置と、ダイクッションパッド３３によるダイクッション力との関係を示すグラフである。以下の説明では、第１実施形態のプレス成形方法と異なる点を中心に説明する。
【００３５】
第１実施形態の場合と同様に、本実施形態のプレス成形方法は、ダイ３１とパンチ３２との間に金属板１を配置し、ダイ３１とダイクッションパッド３３により金属板１の両端部１ａを挟んだ状態とする。そして、ダイクッションパッド３３によって金属板１に対して第１ダイクッション力Ｆ１を加えて金属板１の両端部１ａをダイ３１の周縁部に押し付け、金属板１に第１ダイクッション力Ｆ１を加えたまま、ダイ３１及びダイクッションパッド３３をパンチ３２に近づけてパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に接近させることにより、金属板１に対する成形加工を開始する。
【００３６】
次いで、本実施形態のプレス成形方法では、パンチ３２が下死点直前位置Ａに相対的に到達したときに、ダイ３１を一旦停止、すなわちパンチ３２を相対的に一旦停止させてから、ダイクッション力を第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２に増加させる動作を開始する。そして、ダイクッションパッド３３の負荷が第２ダイクッション力Ｆ２に到達した後に、ダイ３１の動作を再開してパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に到達させる。パンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達後は、速やかにパンチ３２を下死点ＢＤから相対的に離間させ、ダイクッションパッド３３による拘束も解消させる。
【００３７】
ダイ３１の停止時間は、第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２に増加する所要時間よりも長くすればよく、第２ダイクッション力に到達した後は、すみやかにダイ３１の停止状態を解除、すなわち、ダイ３１に対するパンチ３２の相対的な停止状態を解除するとよい。具体的には、プレス成形機３０の応答性を考慮し、０．１〜０．５秒程度停止させれば十分である。
【００３８】
本実施形態によれば、金属板１に第１ダイクッション力Ｆ１を加えたまま金属板１に対する成形加工を行い、パンチ３２が下死点直前位置Ａに相対的に到達したときに、ダイ３１を停止、すなわちパンチ３２を相対的に停止させるとともに、ダイクッションパッド３３による負荷を、第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２まで増加させ、その後、ダイクッションパッド３３による負荷を第２ダイクッション力Ｆ２に維持したままダイ３１の動作を再開してパンチ３２を下死点ＢＤの位置に相対的に到達させることで、プレス成形中の金属板１の第１曲げ部２４及びその近傍に引張ひずみを効率よく付与できる。これにより、第１曲げ部２４及び第２曲げ部２５におけるひずみ状態の不均一性をより一層軽減することができ、スプリングバックを抑制できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、図２及び図５を参照しながら、本発明の第３の実施形態の金属板のプレス成形方法について説明する。図５は、本実施形態のプレス成形方法の一例を説明する図であって、下死点に対するパンチ３２の相対位置と、ダイクッションパッド３３によるダイクッション力との関係を示すグラフである。以下の説明では、第１実施形態及び第２実施形態のプレス成形方法と異なる点を中心に説明する。
【００４０】
第１実施形態及び第２実施形態の場合と同様に、本実施形態のプレス成形方法は、ダイ３１とパンチ３２との間に金属板１を配置し、ダイ３１とダイクッションパッド３３により金属板１の両端部１ａを挟んだ状態とする。そして、ダイクッションパッド３３によって金属板１に対して第１ダイクッション力Ｆ１を加えて金属板１の両端部１ａをダイ３１の周縁部に押し付け、金属板１に第１ダイクッション力Ｆ１を加えたまま、ダイ３１及びダイクッションパッド３３をパンチ３２に近づけてパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に接近させることにより、金属板１に対する成形加工を開始する。
【００４１】
次いで、パンチ３２の先端３２ａが下死点直前位置Ａに相対的に到達したときに、ダイ３１を一旦停止、すなわちパンチ３２を相対的に一旦停止させてから、ダイクッション力を第１ダイクッション力Ｆ１から第２ダイクッション力Ｆ２に増加させる動作を開始する。そして、ダイクッションパッド３３の負荷が第２ダイクッション力Ｆ２に到達した後に、ダイ３１の動作を再開してパンチ３２を下死点ＢＤに相対的に到達させる。
【００４２】
次に、本実施形態のプレス成形方法では、ダイ３１をパンチ３２に近づけてパンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達後に、ダイ３１を下死点ＢＤにおいて一時停止させることにより、パンチ３２を相対的に下死点ＢＤにおいて一時停止させ、下死点ＢＤの位置に保持し続ける。一時停止する時間は、０．３〜１．０秒の範囲が好ましい。一時停止時間を０．３秒以上とすることでスプリングバックの抑制効果をより高めることができる。一方、一時停止時間が１．０秒を超えてもスプリングバックの抑制効果は飽和し、また、プレス成形品２の生産性が低下するので、一時停止時間の上限は１．０秒以下とする。
【００４３】
一時停止時間の経過後は、速やかにダイ３１をパンチ３２から離してパンチ３２を下死点ＢＤから相対的に離間させる。また、ダイクッションパッド３３による拘束は、パンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達した時点で拘束を解除してもよく、ダイ３１の一時停止が終了したと同時に拘束を解除してもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、パンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達後、パンチ３２を下死点ＢＤにおいて相対的に一時停止させることで、ダイ３１及びパンチ３２によってプレス成形後の金属板１を固定して第１曲げ部２４及び第２曲げ部２５における残留応力を軽減させ、これにより、スプリングバックを更に抑制できる。また、一時停止する時間を０．３〜１．０秒の範囲とすることで、生産性を損なわずにスプリングバックを抑制できる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、第１実施形態においては、ダイ３１をパンチ３２に近づけてパンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達後、速やかにダイ３１をパンチ３２から離してパンチ３２を下死点ＢＤから相対的に離間させ、ダイクッションパッド３３による拘束も解消させたが、本発明はこれに限らず、第１実施形態においてダイ３１をパンチ３２に近づけてパンチ３２が下死点ＢＤに相対的に到達した後に、ダイ３１を下死点ＢＤにおいて一時停止さることにより、パンチ３２を下死点ＢＤにおいて相対的に一時停止させ、パンチ３２を下死点ＢＤの位置に保持し続けてもよい。一時停止する時間は、０．３〜１．０秒の範囲が好ましい。これにより、スプリングバックを更に抑制できる。
【００４６】
また、上記の実施形態では、ダイ及びダイクッションパッドを可動側とし、パンチを固定側とする場合について説明したが、ダイ及びダイクッションパッドを固定側とし、パンチを可動側としてもよい。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
表１に示す条件で、金属板のプレス成形を行った。金属板は、幅２２０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、板厚１．０ｍｍの二相ステンレス薄鋼板（日鉄ステンレス株式会社製  ＮＳＳＣ２１２０）とした。プレス成形品は、図１に示す形状のものとし、ウエブ部の幅を７０ｍｍとし、縦壁部の高さを５０ｍｍとした。
【００４８】
【表１】
2022002852.tif 000003
【００４９】
表１において、試験例１は、ダイクッション力を一定のままプレス成形した比較例である。試験例２は、ダイクッション力を一定のままプレス成形した後、下死点においてパンチを０．５秒間停止させた比較例である。
【００５０】
試験例３は、プレス成形中に、下死点直前位置においてダイクッション力を１０ｋＮ以上から１５０ｋＮに増加する動作を開始すると共にパンチが下死点に相対的に到達する前までに１５０ｋＮに到達させ、このダイクッション力を増加させる間もパンチは相対的に停止させず、下死点においてパンチを相対的に停止させなかった発明例である。
試験例４は、プレス成形中に、下死点直前位置においてダイクッション力を１０ｋＮ以上から１５０ｋＮに増加する動作を開始すると共にパンチが下死点に相対的に到達する前までに１５０ｋＮに到達させ、このダイクッション力を増加させる間もパンチは相対的に停止させず、下死点においてパンチを０．５秒間停止状態にした発明例である。
試験例５は、プレス成形中に、下死点直前位置においてダイを０．２秒間停止状態にさせるとともにダイクッション力を１０ｋＮ以上から１５０ｋＮに増加させ、その後、パンチを下死点に相対的に到達させ、下死点においてパンチを相対的に停止させなかった発明例である。
試験例６は、プレス成形中に、下死点直前位置においてダイを０．２秒間停止状態にさせるとともにダイクッション力を１０ｋＮ以上から１５０ｋＮに増加させ、その後、パンチを下死点に相対的に到達させ、更に下死点においてパンチを０．５秒間相対的に停止状態にさせた発明例である。
【００５１】
試験例７は、プレス成形中に、下死点直前位置においてパンチを０．２秒間相対的に停止させるとともにダイクッション力を５０ｋＮ以上から１５０ｋＮに増加させ、その後、パンチを下死点に相対的に到達させ、更に下死点においてパンチを０．５秒間相対的に停止状態にさせた発明例である。
試験例８は、プレス成形中に、下死点直前位置（試験例３に較べ下死点からより離れた位置）においてダイクッション力を１０ｋＮ以上から１５０ｋＮに増加する動作を開始すると共にパンチが下死点に相対的に到達する前までに１５０ｋＮに到達させ、このダイクッション力を増加させる間もパンチは相対的に停止させず、下死点においてパンチを相対的に停止させなかった発明例である。
【００５２】
スプリングバックは、幅変化率で評価した。幅変化率は、図６に示すように、プレス成形品の目標形状における第２曲げ部同士の間隔をＷ１とし、各試験例における第２曲げ部同士の間隔をＷ２とした場合に、幅変化率（％）＝Ｗ２／Ｗ１×１００で求めた。幅変化率が小さいほど、スプリングバックが小さいことを意味する。幅変化率が１６５％以下の場合をスプリングバックの抑制が十分であるとした。
結果を図７〜図９に示す。
【００５３】
図７に示すように、試験例１、２は、幅変化率が１６５％を超えており、スプリングバックの抑制が不十分であった。試験例１、２では、ダイクッション力を変化させなかったため、プレス成形中の金属板の第１曲げ部、第２曲げ部及びこれらの近傍に十分な引張ひずみを付与できず、スプリングバックが改善しなかったと推測される。
【００５４】
一方、試験例３〜６は、幅変化率が１６５％以下となり、スプリングバックの抑制が十分であった。試験例３〜６では、パンチが下死点直前位置に位置したときにダイクッション力を変化させたことにより、プレス成形中の金属板の第１曲げ部、第２曲げ部及びこれらの近傍に十分な引張ひずみが与えられたことで、スプリングバックが改善したと推測される。
【００５５】
また、試験例４は、下死点においてパンチを相対的に０．５秒間停止させた発明例であり、下死点においてパンチを相対的に停止させなかった試験例３（発明例）に比べて幅変化率が低下しており、下死点においてパンチを停止させた効果が現れた。
また、試験例５は、ダイクッション力を増加させる間、下死点直前位置においてパンチを相対的に０．２秒間停止させた発明例であり、下死点直前位置においてパンチを相対的に停止させなかった試験例３（発明例）に比べて幅変化率が低下しており、下死点直前位置においてパンチを停止させた効果が現れた。
また、試験例６は、ダイクッション力を増加させる間、下死点直前位置においてパンチを相対的に０．２秒間停止させるとともに、下死点において相対的にパンチを０．５秒間停止させた発明例であり、パンチを相対的に停止させなかった試験例３（発明例）に比べて幅変化率が低下しており、下死点直前位置及び下死点において相対的にパンチを停止させた効果が現れた。
【００５６】
また、図８に示すように、ダイクッション力を一定のままにした試験例１（比較例）に比べて、ダイクッション力を５０ｋＮから１５０ｋＮに変化させた試験例７や、ダイクッション力を１０ｋＮから１５０ｋＮに変化させた試験例６は、幅変化率が小さくなっている。特に、第１ダイクッション力と第２ダイクッション力との差を大きくすることで、幅変化率がより小さくなることが分かる。
【００５７】
また、図９に示すように、ダイクッション力を一定のままにした試験例１（比較例）に比べて、下死点から１０ｍｍの位置に下死点直前位置を設定した試験例８や、下死点から５ｍｍの位置に下死点直前位置を設定した試験３は、幅変化率が小さくなっている、特に、下死点直前位置が下死点に近いほど、幅変化率がより小さくなることが分かる。
【００５８】
上記の実施例では、金属板として、二相ステンレス薄鋼板を用いた試験例を示したが、一般的なオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４の場合も、二相ステンレス薄鋼板と同様にスプリングバックの改善効果があったことを確認した。
【符号の説明】
【００５９】
１…金属板、１ａ…金属板の一部、２…プレス成形品、２１…ウエブ部、２２…縦壁部、２３…フランジ部、２４…第１曲げ部、２５…第２曲げ部、３０…プレス成形機、３１…ダイ、３２…パンチ、３２ａ…パンチの先端、３３…ダイクッションパッド、Ａ…下死点直前位置、ＢＤ…下死点、Ｆ１…第１ダイクッション力、Ｆ２…第２ダイクッション力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2022002852.tif 000009
【図７】
2022002852.tif 000010
【図８】
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【図９】
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