(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型ポンチと、当該下型ポンチに素材を押圧するパッドと、当該パッドの外側に成形面を有する上型ダイとを備え、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成するプレス成形方法であって、
前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部から離間する位置で前記ハット頂上部の素材部分を前記パッドが押圧した状態で、前記上型ダイは、前記下型ポンチに近接して前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、前記下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動させてから、前記下型ポンチに押圧することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたプレス成形方法において、
前記上型ダイは、前記伸びフランジ成形部と前記縮みフランジ成形部とその間に挟まれた前記ハット頂上部とを形成する素材部分を、前記パッドを介することなく前記下型ポンチに押圧することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたプレス成形方法において、
前記伸びフランジ成形部を形成する素材部分には、その素材外縁から外方へ延びる余肉部を設けることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項４】
請求項３に記載されたプレス成形方法において、
前記上型ダイと前記下型ポンチには、前記余肉部を拘束するように形成された上型凸部と下型凹部とを備え、前記上型凸部と前記下型凹部とによって前記余肉部を拘束した後に、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工を完了させることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載されたプレス成形方法において、
前記素材は、引張強度が１〜１．２ＧＰａ程度の鋼板からなることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項６】
下型ポンチと、当該下型ポンチに当接する素材を押圧するパッドと、当該パッドの外側に成形面を有する上型ダイとを備え、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成するプレス型であって、
前記パッドは、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部から離間する位置で前記ハット頂上部を形成する素材部分を前記下型ポンチに押圧可能に形成されたこと、
前記上型ダイは、曲げ加工途中に、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、前記下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動可能に形成されたことを特徴とするプレス型。
【請求項７】
請求項６に記載されたプレス型において、
前記上型ダイは、前記伸びフランジ成形部と前記縮みフランジ成形部とその間に挟まれた前記ハット頂上部とを形成する素材部分を、前記パッドを介することなく前記下型ポンチに押圧可能に形成されたことを特徴とするプレス型。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載されたプレス型において、
前記上型ダイと前記下型ポンチには、前記伸びフランジ成形部を形成する素材部分の素材外縁から外方へ延びる余肉部を、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工開始前に、拘束するように形成された上型凸部と下型凹部とを備えたことを特徴とするプレス型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、曲げ加工によって形成するプレス成形方法及びプレス型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１６、図１７に示すように、長手方向へ連続する略ハット型断面を有するプレス部品１００を、曲げ加工によって形成するプレス型２００は、略ハット型断面に沿って成形面が形成された下型ポンチ２０１と、下型ポンチ２０１における成形面の上端部（ハット頂上部１０１に対応）に当接する素材ＳＳを上方から押圧するパッド２０２と、パッド２０２の輪郭線外側に位置し略ハット型断面の左右側壁部に沿って形成された曲げ刃２０３Ｄを有する上型ダイ２０３とを備えている。上記プレス型２００では、下型ポンチ２０１における成形面の上端部に当接する素材ＳＳをパッド２０２によって押圧した状態で上型ダイ２０３が下降し、その曲げ刃２０３Ｄが素材ＳＳを下型ポンチ２０１に押圧して下型ポンチ２０１の成形面に沿った形状に曲げ加工する。
【０００３】
しかし、上記プレス部品１００において、略ハット型断面のハット頂上部１０１を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部１０２と縮みフランジ成形部１０３とが形成されているので、曲げ加工後に、伸びフランジ成形部１０２には引張応力α１が残留し、縮みフランジ成形部１０３には圧縮応力α２が残留する。そのため、図１８に示すように、曲げ加工後のプレス部品１００では、伸びフランジ成形部１０２が残留引張応力によって側壁内方（矢印Ｂ１の方向）へ変形しやすく、また、縮みフランジ成形部１０３が残留圧縮応力によって側壁外方（矢印Ｂ２の方向）へ変形しやすくなり、略ハット型断面が断面中心１０４に対して回転する捻り変形が発生する場合がある。特に、素材ＳＳが、所謂、超高張力鋼板（例えば、引張強度が１〜１．２ＧＰａ程度の鋼板）であると、曲げ加工後におけるプレス部品１００の捻り量が大きくなり、プレス部品１００の寸法精度を所定の公差内に保証することが困難となる問題があった。
【０００４】
この問題に対して、上記プレス部品を絞り加工によって形成する方法も考えられるが、絞り加工時に素材が上型ダイの肩Ｒ部を通過する時の曲げ、曲げ戻しに伴う左右側壁部の反り癖が残るので、これによる寸法精度不良が発生しやすい問題がある。また、絞り加工による成形方法を選択すると、曲げ加工による成形方法を選択した場合に比較して工程数が増加する問題がある。
【０００５】
そこで、素材が上記超高張力鋼板である場合には、工程数を増加させずに、成形時における寸法精度を向上させるべく、加熱された状態のワーク（素材）を曲げ加工すると同時に冷却して焼き入れ処理するホットスタンプ加工やホットプレス加工に関する技術が検討されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５５４１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているホットプレス用金型では、ワークを介して付加される加圧力によって伸縮するストローク式の温度測定装置を具備し、温度測定装置は、金型の成形面から外方に向けて突出した状態で設けられ、ワークに接触した状態で当該ワークから加圧力を受けたときに、縮小して型内に没入するように構成されている。そのため、型構造が複雑となり、型費が増加する問題や、温度測定装置が加工中に変形又は破損するおそれがあり、型故障が増加する問題があった。
また、上記ホットプレス用金型では、ワークが所定の加熱温度から焼き入れ温度まで冷却する時間は、型閉じ状態で保持する必要があり、冷間プレス工法に比べて生産性が大幅に低下する問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成する場合において、簡単な型構造で、生産性を低下させることなく、その寸法精度を向上させることができるプレス成形方法及びプレス型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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るプレス成形方法及びプレス型は、次のような構成を有している。
（１）下型ポンチと、当該下型ポンチに素材を押圧するパッドと、当該パッドの外側に成形面を有する上型ダイとを備え、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成するプレス成形方法であって、
前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部から離間する位置で前記ハット頂上部の素材部分を前記パッドが押圧した状態で、前記上型ダイは、前記下型ポンチに近接して前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、前記下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動させてから、前記下型ポンチに押圧することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部から離間する位置でハット頂上部の素材部分をパッドが押圧した状態で、上型ダイは、下型ポンチに近接して伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動させてから、下型ポンチに押圧するので、素材の曲げ加工途中において、縮みフランジ成形部を形成する素材部分には、素材外縁に沿って延伸させる引張力が作用し、伸びフランジ成形部を形成する素材部分には、材料供給が増加して素材外縁に沿って縮ませる圧縮力が作用する。そのため、曲げ加工が進行するに従って、縮みフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉余りが減少され、伸びフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉不足が減少される。したがって、曲げ加工後のプレス部品では、縮みフランジ成形部に残留する圧縮応力が減少し、伸びフランジ成形部に残留する引張応力が減少する。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部の残留圧縮応力及び伸びフランジ成形部の残留引張応力がそれぞれ減少することよって、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、その寸法精度を向上させることができる。また、本曲げ加工は、冷間プレス工法で行われ、ホットプレス等のように素材を加熱、冷却する必要がないので、簡単な型構造でよく、生産性の低下を伴うことはない。
【００１１】
よって、本発明によれば、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成する場合において、簡単な型構造で、生産性を低下させることなく、その寸法精度を向上させることができるプレス成形方法を提供することができる。
【００１２】
（２）（１）に記載されたプレス成形方法において、
前記上型ダイは、前記伸びフランジ成形部と前記縮みフランジ成形部とその間に挟まれた前記ハット頂上部とを形成する素材部分を、前記パッドを介することなく前記下型ポンチに押圧することを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、上型ダイは、伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とその間に挟まれたハット頂上部とを形成する素材部分を、パッドを介することなく下型ポンチに押圧するので、上型ダイが下型ポンチに近接する途中において、伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とその間に挟まれたハット頂上部とを形成する素材部分は、パッドの拘束を受けず、下型ポンチに対してより容易に回転移動することができる。そのため、縮みフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉不足がより一層減少される。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部の残留圧縮応力及び伸びフランジ成形部の残留引張応力がそれぞれ減少することに基づき、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量をより一層低減させることができる。
【００１４】
（３）（１）又は（２）に記載されたプレス成形方法において、
前記伸びフランジ成形部を形成する素材部分には、その素材外縁から外方へ延びる余肉部を設けることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、伸びフランジ成形部を形成する素材部分には、その素材外縁から外方へ延びる余肉部を設けるので、上型ダイが下型ポンチに近接する途中に余肉部が下方へ引っ張られ、下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側への素材部分の回転移動をより一層促進させることができる。そのため、縮みフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉不足がより一層減少される。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部の残留圧縮応力及び伸びフランジ成形部の残留引張応力がそれぞれ減少することに基づき、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量をより一層低減させることができる。
【００１６】
（４）（３）に記載されたプレス成形方法において、
前記上型ダイと前記下型ポンチには、前記余肉部を拘束するように形成された上型凸部と下型凹部とを備え、前記上型凸部と前記下型凹部とによって前記余肉部を拘束した後に、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工を完了させることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、上型ダイと下型ポンチには、余肉部を拘束するように形成された上型凸部と下型凹部とを備え、上型凸部と下型凹部とによって余肉部を拘束した後に、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工を完了させるので、上型凸部と下型凹部との間で余肉部を予め拘束（クリンチ）した状態で、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工を進行させることができる。そのため、縮みフランジ成形部及び伸びフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工時における素材の流れを、下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ向かう略一方通行（矢印Ｑの方向）とすることができる。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部における肉余り量が減って残留圧縮応力をより一層減少させ、伸びフランジ成形部における材料供給量が増加して残留引張応力をより一層減少させて、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、プレス部品全体の寸法精度を更に向上させることができる。
【００１８】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載されたプレス成形方法において、
前記素材は、引張強度が１〜１．２ＧＰａ程度の鋼板からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、素材は、引張強度が１〜１．２ＧＰａ程度の鋼板からなるので、引張強度が非常に高く通常の冷間プレス工法では形状凍結しにくいプレス部品において、ホットプレス等の生産性の低い工法を用いることなく、プレス部品全体の寸法精度を向上させることができる。また、本プレス成形方法によれば、プレス部品の高強度化と軽量化とを、低コストで実現することができる。
【００２０】
（６）下型ポンチと、当該下型ポンチに当接する素材を押圧するパッドと、当該パッドの外側に成形面を有する上型ダイとを備え、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成するプレス型であって、
前記パッドは、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部から離間する位置で前記ハット頂上部を形成する素材部分を前記下型ポンチに押圧可能に形成されたこと、
前記上型ダイは、曲げ加工途中に、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、前記下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動可能に形成されたことを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、パッドは、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部から離間する位置でハット頂上部を形成する素材部分を下型ポンチに押圧可能に形成され、上型ダイは、曲げ加工途中に、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動可能に形成されたので、素材の曲げ加工途中において、パッドが伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部から離間する位置でハット頂上部を形成する素材部分を下型ポンチに拘束させ、その拘束させた素材部分を中心にして、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分を、下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転しつつ移動させることができる。そのため、素材の曲げ加工途中において、縮みフランジ成形部を形成する素材部分には、素材外縁に沿って延伸させる引張力が作用し、伸びフランジ成形部を形成する素材部分には、材料供給が増加して素材外縁に沿って縮ませる圧縮力が作用する。すなわち、曲げ加工が進行するに従って、縮みフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉余りが減少され、伸びフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉不足が減少される。したがって、曲げ加工後のプレス部品では、縮みフランジ成形部に残留する圧縮応力が減少し、伸びフランジ成形部に残留する引張応力が減少する。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部の残留圧縮応力及び伸びフランジ成形部の残留引張応力がそれぞれ減少することよって、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、その寸法精度を向上させることができる。また、本曲げ加工は、冷間プレス工法で行われ、ホットプレス等のように素材を加熱、冷却する必要がないので、簡単な型構造でよく、生産性の低下を伴うことはない。
【００２２】
よって、本発明によれば、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工することによって形成する場合において、簡単な型構造で、生産性を低下させることなく、その寸法精度を向上させることができるプレス型を提供することができる。
【００２３】
（７）（６）に記載されたプレス型において、
前記上型ダイは、前記伸びフランジ成形部と前記縮みフランジ成形部とその間に挟まれた前記ハット頂上部とを形成する素材部分を、前記パッドを介することなく前記下型ポンチの成形面に押圧可能に形成されたことを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、上型ダイは、伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とその間に挟まれたハット頂上部とを形成する素材部分を、パッドを介することなく下型ポンチの成形面に押圧可能に形成されたので、上型ダイが下型ポンチに近接する途中において、伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とその間に挟まれたハット頂上部とを形成する素材部分は、下型ポンチの成形面に対してパッドの拘束を受けず、より容易に移動することができる。そのため、縮みフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部を形成する素材部分における曲げ加工に伴う素材外縁の肉不足がより一層減少される。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部の残留圧縮応力及び伸びフランジ成形部の残留引張応力がそれぞれ減少することに基づき、略ハット型断面が断面軸中心に回転する捻り量をより一層低減させることができる。
【００２５】
（８）（６）又は（７）に記載されたプレス型において、
前記上型ダイと前記下型ポンチには、前記伸びフランジ成形部を形成する素材部分の素材外縁から外方へ延びる余肉部を、前記伸びフランジ成形部及び前記縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工開始前に、拘束するように形成された上型凸部と下型凹部とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、上型ダイと下型ポンチには、伸びフランジ成形部を形成する素材部分の素材外縁から外方へ延びる余肉部を、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工開始前に、拘束するように形成された上型凸部と下型凹部とを備えたので、上型凸部と下型凹部との間で余肉部を予め拘束（クリンチ）した状態で、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工を進行させることができる。そのため、伸びフランジ成形部及び縮みフランジ成形部を形成する素材部分の曲げ加工時における素材の流れを、下型ポンチに対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ向かう略一方通行（矢印Ｑの方向）とすることができる。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品において、縮みフランジ成形部における肉余り量が減って残留圧縮応力をより一層減少させ、伸びフランジ成形部における材料供給量が増加して残留引張応力をより一層減少させて、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、プレス部品全体の寸法精度を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、そのハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、展開抜きされた素材を冷間で曲げ加工して形成する場合において、簡単な型構造で、生産性を低下させることなく、その寸法精度を向上させることができるプレス成形方法及びプレス型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るプレス成形方法によって形成するプレス部品を使用する車両の側面図である。
【図２】図１に示すプレス部品の平面図である。
【図３】図２に示すプレス部品を、曲げ加工によって形成するための素材の平面図である。
【図４】図３に示す素材を形成するブランク型（下型）の平面図である。
【図５】図２に示すプレス部品（Ａ−Ａ断面）を曲げ加工するプレス型の加工開始時における断面図である。
【図６】図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工開始時における断面図である。
【図７】図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工途中時における断面図である。
【図８】図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工途中時における断面図である。
【図９】図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工完了時における断面図である。
【図１０】図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）の曲げ加工後の断面図である。
【図１１】図３に示す素材が曲げ加工の進行に伴って移動する状況を説明する説明図である。（Ａ）は曲げ加工初期（８０ｍｍＵＰ）を示し、（Ｂ）は曲げ加工中期（４０ｍｍＵＰ）を示し、（Ｃ）は曲げ加工後期（１０ｍｍＵＰ）を示し、（Ｄ）は曲げ加工完了期（下死点）を示す。
【図１２】図２に示すプレス部品の曲げ加工後における伸びフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が９８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。
【図１３】図２に示すプレス部品の曲げ加工後における縮みフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が９８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。
【図１４】図２に示すプレス部品の曲げ加工後における伸びフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が１１８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。
【図１５】図２に示すプレス部品の曲げ加工後における縮みフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が１１８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。
【図１６】長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品の斜視図である。
【図１７】図１６に示すプレス部品（Ｃ−Ｃ断面）を、従来の曲げ加工方法によって形成するプレス型の断面図である。
【図１８】図１７に示すプレス型によって曲げ加工したプレス部品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明の実施形態に係るプレス成形方法及びプレス型について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係るプレス成形方法によって形成するプレス部品及びその素材の構造を説明し、その後、本プレス型の構造及び本プレス成形方法の曲げ加工による素材流入動作について説明する。次に、曲げ加工後のプレス部品おける応力分布のＣＡＥ解析結果を説明する。
【００３０】
＜プレス部品及び素材の構造＞
まず、本実施形態に係るプレス成形方法によって形成するプレス部品及びその素材の構造を、図１〜図４を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係るプレス成形方法によって形成するプレス部品を使用する車両の側面図を示す。図２に、図１に示すプレス部品の平面図を示す。図３に、図２に示すプレス部品を、曲げ加工によって形成するための素材の平面図を示す。図４に、図３に示す素材を形成するブランク型（下型）の平面図を示す。
【００３１】
図１、図２に示すように、本実施形態に係るプレス成形方法によって形成するプレス部品１０は、例えば、車両ＷのサイドパネルＳＤ前部とフロントドアパネルＦＤの上方に位置するルーフパネルＲＦ前端部とを接続するＡピラー部ＡＰにおける補強部品である。本プレス部品１０は、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部１１（１１Ｂ）を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とが形成されている。
【００３２】
伸びフランジ成形部１２は、図２に太実線で示す範囲に形成され、フロントドアパネルＦＤに沿って湾曲状に形成された断面階段状の側壁フランジ部であって、曲げ加工後に引張応力α１が残留しやすい。また、縮みフランジ成形部１３は、図２に太破線で示す範囲に形成され、ルーフパネルＲＦに沿って湾曲状に形成された断面傾斜状の側壁フランジ部であって、曲げ加工後に圧縮応力α２が残留しやすい。伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３との間に挟まれたハット頂上部１１（１１Ｂ）は、長手方向に湾曲しながら略一定の幅で平面状に形成されている。伸びフランジ成形部１２のフランジ外縁１２１は、フロントドアパネルＦＤの開口縁に沿って滑らかに湾曲している。伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向で離間した位置のハット頂上部１１（１１Ａ）は、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３との間で挟まれたハット頂上部１１（１１Ｂ）と連続して形成されている。そのハット頂上部１１（１１Ａ）は、図２に斜線で示す範囲において略平面状に形成され、車両前端側の幅が拡大されるように形成されている。
【００３３】
図３に示すように、本プレス成形方法に用いる素材ＳＳは、素材ＳＳを本プレス成形方法によって曲げ加工すると、素材外縁が本プレス部品１０のフランジ外縁と一致するように展開抜きされている。ここで、本プレス成形方法は、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａ（ダブル斜線部分）をパッドが下型ポンチに押圧した状態で、上型ダイが下降することによって伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３を、下型ポンチの成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転させつつ移動（矢印Ｒの方向へ移動）させてから、下型ポンチに押圧することによって曲げ加工する。
【００３４】
そのため、素材ＳＳの内、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３、及び両者の間のハット頂上部１１（１１Ｂ）を形成する素材部分ＳＳ１Ｂは、矢印Ｒの方向へ移動させる以前の状態で、素材外縁が展開抜きされる（仮想線で示す）。なお、素材ＳＳの曲げ加工途中において、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３には、素材外縁ＳＳ３１に沿って延伸させる引張力ｆ１が作用し、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には、材料供給が増加して素材外縁ＳＳ２１に沿って縮ませる圧縮力ｆ２が作用する。
【００３５】
一方、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置では、素材部分ＳＳ１Ａ（ダブル斜線部分）は下型ポンチの成形面に対して拘束した状態で曲げ加工するので、その周辺（シングル斜線部分）の素材外縁は、拘束した素材部分ＳＳ１Ａ（ダブル斜線部分）に対して、長手方向と交差する幅方向から進入するように展開抜きされる。
【００３６】
また、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には、その素材外縁ＳＳ２１から外方へ延びる余肉部ＹＳが設けられている。余肉部ＹＳは、素材外縁ＳＳ２１に沿って略一定の幅で形成されている。
【００３７】
図４に示すように、素材ＳＳは、コイルから巻き戻した長尺状の鋼板Ｓを矢印Ｔの方向からブランク型に供給し、素材外縁を切断刃ＳＳＤにて切断して形成する。鋼板Ｓから素材ＳＳを切断した残りのスクラップ材ＳＣは、鋼板Ｓの両側端をスクラップ刃ＳＣＤによって切り落すことによって分離される。鋼板Ｓから素材ＳＳを切断する時の鋼板Ｓの送りピッチＰは、素材ＳＳの歩留りに影響するので、送りピッチＰを増大させないように余肉部ＹＳの形状を設定することが好ましい。
【００３８】
＜プレス型の構造及び曲げ加工による素材流入動作＞
次に、本プレス型の構造及び本プレス成形方法の曲げ加工による素材流入動作を、図５〜図１１を用いて説明する。図５に、図２に示すプレス部品（Ａ−Ａ断面）を曲げ加工するプレス型の加工開始時における断面図を示す。図６に、図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工開始時における断面図を示す。図７に、図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工途中時における断面図を示す。図８に、図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工途中時における断面図を示す。図９に、図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）を曲げ加工するプレス型の加工完了時における断面図を示す。図１０に、図２に示すプレス部品（Ｂ−Ｂ断面）の曲げ加工後の断面図を示す。図１１に、図３に示す素材が曲げ加工の進行に伴って移動する状況を説明する説明図を示し、（Ａ）は曲げ加工初期（８０ｍｍＵＰ）を示し、（Ｂ）は曲げ加工中期（４０ｍｍＵＰ）を示し、（Ｃ）は曲げ加工後期（１０ｍｍＵＰ）を示し、（Ｄ）は曲げ加工完了期（下死点）を示す。
【００３９】
図５に示すように、本プレス型２０は、例えば、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板などの素材ＳＳを、冷間プレス工法で曲げ加工する金型であって、成形面が形成された下型ポンチ２１と、当該下型ポンチ２１の成形面に当接する素材ＳＳを上方から押圧するパッド２２と、当該パッド２２の輪郭線外側に成形面を有する上型ダイ２３とを備えている。パッド２２は、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａ（図３のダブル斜線部分）を下型ポンチ２１の成形面に押圧可能に形成されている。パッド２２は、上型ダイ２３が素材ＳＳに当接する以前に、素材部分ＳＳ１Ａを下型ポンチ２１に押圧する。そのため、上型ダイ２３が素材ＳＳに当接しても、下型ポンチ２１に対する素材ＳＳの位置ずれを防止することができる。
【００４０】
また、図６に示すように、上型ダイ２３は、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂを、パッド２２を介することなく、直接的に下型ポンチ２１に押圧するように形成されている。すなわち、本プレス型２０では、パッド２２によって素材ＳＳを下型ポンチ２１に拘束する領域と、パッド２２によって素材ＳＳを下型ポンチ２１に拘束しない領域とを、素材ＳＳの長手方向で２つに分割している。
【００４１】
したがって、本プレス型２０では、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａ（図３のダブル斜線部分）をパッド２２によって下型ポンチ２１に拘束して、下型ポンチ２１に対する素材ＳＳの位置ずれを防止すると同時に、上型ダイ２３が下降する途中において、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂの下型ポンチ２１に対する素材移動の自由度を高めている。
【００４２】
また、図６に示すように、上型ダイ２３と下型ポンチ２１には、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２の素材外縁ＳＳ２１から外方へ延びる余肉部ＹＳを、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の曲げ加工開始前に、下方へ折り曲げ加工するように形成された上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとを備えている。上型凸部２３Ｋの下端は、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３を曲げ加工する上型ダイ２３の下端より低く形成されている。両者の高さの差Ｈは、曲げ加工途中に、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３を、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ移動できるように設定されている。上型凸部２３Ｋ及び下型凹部２１Ｋにおいて、余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工する成形面は、プレス方向に対して僅かに傾斜するように形成されている。上型凸部２３Ｋ及び下型凹部２１Ｋの成形面の水平方向に対する傾斜角θは、７５〜８５°程度が好ましい。
【００４３】
また、図７に示すように、上型ダイ２３を素材ＳＳに当接した位置から下降させると、上型凸部２３Ｋが余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工する。この段階では、上型ダイ２３及び下型ポンチ２１の成形面同士におけるクリアランスは大きく、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の素材移動の自由度は高い状態にある。そのため、余肉部ＹＳが下方へ折り曲げ加工されることによって、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂは、下型ポンチ２１の成形面２１３、２１２に沿うように大きく湾曲しながら、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ移動（矢印Ｒの方向へ移動）する。
【００４４】
また、図８に示すように、上型ダイ２３が更に下降すると、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂは、上型ダイ２３の肩Ｒ部２３１、２３２と、下型ポンチ２１の肩Ｒ部２１４、２１５とに押圧されて曲げ加工が進行する。この段階では、余肉部ＹＳが、上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとの間に挟み込まれてクリンチ（拘束）されるので、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２について、素材外縁ＳＳ２１側からの流入が阻止される。そのため、縮みフランジ成形部１３及び伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ３、ＳＳ２の曲げ加工時における素材の流れが、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ向かう略一方通行（矢印Ｑの方向）のみとなる。
【００４５】
したがって、図９に示すように、上型ダイ２３が下死点まで下降したときには、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ３１の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ２１の肉不足がより一層減少される。その結果、図１０に示す曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３の残留圧縮応力α２及び伸びフランジ成形部１２の残留引張応力α１がそれぞれ減少する。なお、余肉部ＹＳは、後工程において、伸びフランジ成形部１２のフランジ外縁１２１に沿って切断される。
【００４６】
次に、図１１を用いて、素材ＳＳが上述した曲げ加工の進行に伴って移動する状況を説明する。図１１（Ａ）に示すように、曲げ加工初期（８０ｍｍＵＰ）においては、素材ＳＳの移動は殆んど生じていない。パッド２２は、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａ（図３のダブル斜線部分）を下型ポンチ２１の成形面に押圧している。その後、図１１（Ｂ）に示すように、曲げ加工中期（４０ｍｍＵＰ）においては、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３が矢印Ｒの方向へ移動して、その素材部分ＳＳ３には素材外縁ＳＳ３１に沿って引張力ｆ１が作用し、縮みフランジ成形に伴う圧縮力Ｆ１をキャンセルする。また、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には素材外縁ＳＳ２１に沿って圧縮力ｆ２が作用し、伸びフランジ成形に伴う引張力Ｆ２をキャンセルする。また、図１１（Ｃ）に示すように、曲げ加工後期（１０ｍｍＵＰ）においても、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３が矢印Ｑの方向へ移動して、その素材部分ＳＳ３には素材外縁ＳＳ３１に沿って引張力ｆ１が継続して作用し、縮みフランジ成形に伴う圧縮力Ｆ１をキャンセルする。また、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には素材外縁ＳＳ２１に沿って圧縮力ｆ２が継続して作用し、伸びフランジ成形に伴う引張力Ｆ２をキャンセルする。更に、図１１（Ｄ）に示すように、曲げ加工完了期（下死点）においては、縮みフランジ成形部１３には残留圧縮応力α２が減少した状態で形状凍結される。また、伸びフランジ成形部１２には残留引張応力α１が減少した状態で形状凍結される。
【００４７】
＜プレス部品おける応力分布のＣＡＥ解析結果＞
次に、本プレス成形方法及び本プレス型による曲げ加工後のプレス部品おける応力分布のＣＡＥ解析結果を、図１２〜図１５を用いて説明する。ここでは、素材の引張強度が９８０ＭＰａの場合と、素材の引張強度が１１８０ＭＰａの場合について、従来の曲げ加工方法と本実施形態の曲げ加工方法とを比較して説明する。なお、従来の曲げ加工方法は、図１７に示すように、パッドがハット頂上部を長手方向の全範囲に亘って下型ポンチに押圧した状態で、縮みフランジ成形部及び伸びフランジ成形部を形成する素材部分を曲げ加工する方法である。図１２に、図２に示すプレス部品の曲げ加工後における伸びフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が９８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。図１３に、図２に示すプレス部品の曲げ加工後における縮みフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が９８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。図１４に、図２に示すプレス部品の曲げ加工後における伸びフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が１１８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。図１５に、図２に示すプレス部品の曲げ加工後における縮みフランジ成形部側の応力分布図（素材の引張強度が１１８０ＭＰａの場合）であって、（Ａ）は従来の曲げ加工方法による応力分布図を示し、（Ｂ）は本実施形態による応力分布図を示す。なお、各応力分布図は、所定の応力範囲毎に等高線で表し、ドット濃度の濃い方から薄い方まで７段階（ａ〜ｇ）に分けて表示している。ドット濃度の濃い領域ａ〜ｃには、引張応力が生じている。また、ドット濃度の薄い領域ｅ〜ｇには、圧縮応力が生じている。領域ｄは、応力が略ゼロの領域である。
【００４８】
（素材の引張強度が９８０ＭＰａの場合）
図１２（Ａ）に示すように、従来の曲げ加工方法では、伸びフランジ成形部１２の範囲において、引張応力が１番強い領域ａが長手方向に連続的に存在する。また、引張応力が１番強い領域ａの周囲には、引張応力が２番目に強い領域ｂが広く存在する。伸びフランジ成形部１２の範囲においては、引張応力が１番強い領域ａが３０％位の面積を占め、引張応力が２番目に強い領域ｂが残りの７０％位の面積を占めている。
【００４９】
これに対して、図１２（Ｂ）に示すように、本実施形態の曲げ加工方法では、伸びフランジ成形部１２の範囲において、引張応力が１番強い領域ａは存在せず、引張応力が２番目に強い領域ｂが長手方向に連続的に存在する。また、引張応力が２番強い領域ｂの周囲には、引張応力が３番目に強い領域ｃが広く存在する。応力が略ゼロの領域ｄも、一部存在する。伸びフランジ成形部１２の範囲においては、引張応力が２番強い領域ｂが５０％位の面積を占め、引張応力が３番目に強い領域ｃが４０％位の面積を占め、応力が略ゼロの領域ｄが１０％位の面積を占めている。
その結果、本実施形態によれば、伸びフランジ成形部１２においては、引張応力のレベルが３段階の内、１段階近く低減できている。
【００５０】
また、図１３（Ａ）に示すように、従来の曲げ加工方法では、縮みフランジ成形部１３の範囲において、圧縮応力が１番強い領域ｇが長手方向に断続的に３箇所存在する。また、圧縮応力が１番強い領域ｇの周囲には、圧縮応力が２番目に強い領域ｆと３番目に強い領域ｅとが広く存在する。縮みフランジ成形部１３の範囲においては、圧縮応力が１番強い領域ｇが３０％位の面積を占め、圧縮応力が２番目に強い領域ｆが３０％位の面積を占め、圧縮応力が３番目に強い領域ｅが３０％位の面積を占め、応力が略ゼロの領域ｄが１０％位の面積を占めている。
【００５１】
これに対して、図１３（Ｂ）に示すように、本実施形態の曲げ加工方法では、縮みフランジ成形部１３の範囲において、圧縮応力が１番強い領域ｇは存在せず、圧縮応力が２番目に強い領域ｆが長手方向に断続的に３箇所存在する。また、圧縮応力が２番強い領域ｆの周囲には、圧縮応力が３番目に強い領域ｅが広く存在する。応力が略ゼロの領域ｄも、存在する。縮みフランジ成形部１３の範囲においては、圧縮応力が２番強い領域ｆが３０％位の面積を占め、圧縮応力が３番目に強い領域ｅが４０％位の面積を占め、応力が略ゼロの領域ｄが３０％位の面積を占めている。
その結果、本実施形態によれば、縮みフランジ成形部１３においては、圧縮応力のレベルが３段階の内、１段階近く低減できている。
【００５２】
（素材の引張強度が１１８０ＭＰａの場合）
図１４（Ａ）に示すように、従来の曲げ加工方法では、伸びフランジ成形部１２の範囲において、引張応力が１番強い領域ａが長手方向に非常に広い範囲で連続的に存在する。また、引張応力が１番強い領域ａの周囲には、引張応力が２番目に強い領域ｂと３番目に強い領域ｃと応力が略ゼロの領域ｄとが狭い間隔で存在する。伸びフランジ成形部１２の範囲においては、引張応力が１番強い領域ａが９０％位の面積を占め、引張応力が２番目に強い領域ｂと３番目に強い領域ｃと応力が略ゼロの領域ｄとが残りの１０％位の面積を占めている。
【００５３】
これに対して、図１４（Ｂ）に示すように、本実施形態の曲げ加工方法では、伸びフランジ成形部１２の範囲において、引張応力が１番強い領域ａは長手方向で連続的に存在するが、幅方向で範囲が狭くなっている。また、引張応力が１番強い領域ａの周囲には、引張応力が２番目に強い領域ｂと３番目に強い領域ｃと応力が略ゼロの領域ｄとが狭い間隔で存在する。伸びフランジ成形部１２の範囲においては、引張応力が１番強い領域ａが７０％位の面積を占め、引張応力が２番目に強い領域ｂと３番目に強い領域ｃと応力が略ゼロの領域ｄとが残りの３０％位の面積を占めている。
その結果、本実施形態によれば、引張強度が９８０ＭＰａの場合より低減レベルが少ないが、伸びフランジ成形部１２における引張応力を低減できる効果が認められる。
【００５４】
また、図１５（Ａ）に示すように、従来の曲げ加工方法では、縮みフランジ成形部１３の範囲において、圧縮応力が１番強い領域ｇが長手方向で広い範囲に存在する。また、圧縮応力が１番強い領域ｇの上方には、圧縮応力が２番目に強い領域ｆと応力がゼロの領域ｄとが狭い間隔で存在する。縮みフランジ成形部１３の範囲においては、圧縮応力が１番強い領域ｇが９０％位の面積を占め、圧縮応力が２番目に強い領域ｆと応力がゼロの領域ｄとが１０％位の面積を占めている。
【００５５】
これに対して、図１５（Ｂ）に示すように、本実施形態の曲げ加工方法では、縮みフランジ成形部１３の範囲において、圧縮応力が１番強い領域ｇは長手方向で断続的に２箇所存在する。また、圧縮応力が１番強い領域ｇの周囲には、圧縮応力が２番目に強い領域ｆと３番目に強い領域ｃと応力が略ゼロの領域ｄとが狭い間隔で存在する。縮みフランジ成形部１３の範囲においては、圧縮応力が１番強い領域ｇが３０％位の面積を占め、圧縮応力が２番目に強い領域ｆが４０％位の面積を占め、圧縮応力が３番目に強い領域ｅと応力が略ゼロの領域ｄとが３０％位の面積を占めている。
その結果、本実施形態によれば、引張強度が９８０ＭＰａの場合より低減レベルが少ないが、縮みフランジ成形部１３における圧縮応力を低減できる効果が認められる。
【００５６】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態のプレス成形方法によれば、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａをパッド２２が下型ポンチ２１に押圧した状態で、上型ダイ２３は、下降することによって伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３を、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転しつつ移動させてから、下型ポンチ２１に押圧するので、素材ＳＳの曲げ加工途中において、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３には、素材外縁ＳＳ３１に沿って延伸させる引張力ｆ１が作用し、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には、材料供給が増加して素材外縁ＳＳ２１に沿って縮ませる圧縮力ｆ２が作用する。そのため、曲げ加工が進行するに従って、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ３１の肉余りが減少され、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ２１の肉不足が減少される。したがって、曲げ加工後のプレス部品１０では、縮みフランジ成形部１３に残留する圧縮応力α２が減少し、伸びフランジ成形部１２に残留する引張応力α１が減少する。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３の残留圧縮応力α２及び伸びフランジ成形部１２の残留引張応力α１がそれぞれ減少することよって、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、その寸法精度を向上させることができる。また、本曲げ加工は、冷間プレス工法で行われ、ホットプレス等のように素材を加熱、冷却する必要がないので、簡単な型構造でよく、生産性の低下を伴うことはない。
【００５７】
よって、本実施形態によれば、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、素材外縁が展開抜きされた素材を冷間プレス工法で曲げ加工することによって形成する場合において、簡単な型構造で、生産性を低下させることなく、その寸法精度を向上させることができるプレス成形方法を提供することができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、上型ダイ２３は、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂを、パッド２２を介することなく下型ポンチ２１に押圧するので、上型ダイ２３が下降する途中において、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂは、パッド２２の拘束を受けず、下型ポンチ２１に対してより容易に移動することができる。そのため、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ３１の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ２１の肉不足がより一層減少される。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３の残留圧縮応力α２及び伸びフランジ成形部１２の残留引張応力α１がそれぞれ減少することに基づき、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量をより一層低減させることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には、その素材外縁ＳＳ２１から外方へ延びる余肉部ＹＳを設けるので、上型ダイ２３が下降する途中に余肉部ＹＳが下方へ引っ張られ、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側への素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂの移動をより一層促進させることができる。そのため、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ３１の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ２１の肉不足がより一層減少される。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３の残留圧縮応力α２及び伸びフランジ成形部１２の残留引張応力α１がそれぞれ減少することに基づき、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量をより一層低減させることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、上型ダイ２３と下型ポンチ２１には、余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工するように形成された上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとを備え、上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとによって余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工した後に、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の曲げ加工を完了させるので、上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとの間で余肉部ＹＳを予めクリンチ（拘束）した状態で、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の曲げ加工を進行させることができる。そのため、縮みフランジ成形部１３及び伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ３、ＳＳ２の曲げ加工時における素材の流れを、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ向かう略一方通行（矢印Ｑの方向）とすることができる。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３における肉余り量が減って残留圧縮応力α２をより一層減少させ、伸びフランジ成形部１２における材料供給量が増加して残留引張応力α１をより一層減少させて、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、プレス部品全体の寸法精度を更に向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、素材ＳＳは、引張強度が１〜１．２ＧＰａ程度の鋼板からなるので、引張強度が非常に高く通常の冷間プレス工法では形状凍結しにくいプレス部品において、ホットプレス等の生産性の低い工法を用いることなく、プレス部品全体の寸法精度を向上させることができる。また、本プレス成形方法によれば、プレス部品の高強度化と軽量化とを、低コストで実現することができる。
【００６２】
また、本他の実施形態のプレス型によれば、パッド２２は、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から長手方向に離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａを下型ポンチ２１の成形面に押圧可能に形成され、上型ダイ２３は、曲げ加工途中に、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３を、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転移動可能に形成されたので、素材ＳＳの曲げ加工途中において、パッド２２が伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３から離間する位置でハット頂上部１１Ａを形成する素材部分ＳＳ１Ａを下型ポンチ２１の成形面に拘束させ、その拘束させた素材部分ＳＳ１Ａを中心にして、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３を、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ回転しつつ移動させることができる。そのため、素材ＳＳの曲げ加工途中において、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３には、素材外縁ＳＳ３１に沿って延伸させる引張力ｆ１が作用し、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２には、材料供給が増加して素材外縁ＳＳ２１に沿って縮ませる圧縮力ｆ２が作用する。すなわち、曲げ加工が進行するに従って、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ３１の肉余りが減少され、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ２１の肉不足が減少される。したがって、曲げ加工後のプレス部品１０では、縮みフランジ成形部１３に残留する圧縮応力α２が減少し、伸びフランジ成形部１２に残留する引張応力α１が減少する。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３の残留圧縮応力α２及び伸びフランジ成形部１２の残留引張応力α１がそれぞれ減少することよって、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、その寸法精度を向上させることができる。また、本曲げ加工は、冷間で行われ、ホットプレス等のように素材を加熱、冷却する必要がないので、簡単な型構造でよく、生産性の低下を伴うことはない。
【００６３】
よって、本他の実施形態によれば、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、素材外縁が展開抜きされた素材を曲げ加工することによって形成する場合において、簡単な型構造で、生産性を低下させることなく、その寸法精度を向上させることができるプレス型を提供することができる。
【００６４】
また、本他の実施形態によれば、上型ダイ２３は、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂを、パッド２２を介することなく下型ポンチ２１の成形面に押圧可能に形成されたので、上型ダイ２３が下降する途中において、伸びフランジ成形部１２と縮みフランジ成形部１３とその間に挟まれたハット頂上部１１Ｂとを形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ１Ｂは、下型ポンチ２１の成形面に対してパッド２２の拘束を受けず、より容易に移動することができる。そのため、縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ３における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ３１の肉余りがより一層減少され、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２における曲げ加工に伴う素材外縁ＳＳ２１の肉不足がより一層減少される。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３の残留圧縮応力α２及び伸びフランジ成形部１２の残留引張応力α１がそれぞれ減少することに基づき、略ハット型断面が断面軸中心に回転する捻り量をより一層低減させることができる。
【００６５】
また、本他の実施形態によれば、上型ダイ２３と下型ポンチ２１には、伸びフランジ成形部１２を形成する素材部分ＳＳ２の素材外縁ＳＳ２１から外方へ延びる余肉部ＹＳを、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の曲げ加工開始前に、下方へ折り曲げ加工するように形成された上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとを備えたので、上型ダイ２３と下型ポンチ２１との間で余肉部ＹＳを予めクリンチ（拘束）した状態で、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の曲げ加工を進行させることができる。そのため、伸びフランジ成形部１２及び縮みフランジ成形部１３を形成する素材部分ＳＳ２、ＳＳ３の曲げ加工時における素材の流れを、下型ポンチ２１の成形面に対して縮みフランジ成形側から伸びフランジ成形側へ向かう略一方通行（矢印Ｑの方向）とすることができる。その結果、曲げ加工後におけるプレス部品１０において、縮みフランジ成形部１３における肉余り量が減って残留圧縮応力α２をより一層減少させ、伸びフランジ成形部１２における材料供給量が増加して残留引張応力α１をより一層減少させて、略ハット型断面が断面中心に対して回転する捻り量を低減させ、プレス部品全体の寸法精度を更に向上させることができる。
【００６６】
＜変形例＞
上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更することができる。
例えば、本実施形態によれば、上型ダイ２３と下型ポンチ２１には、余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工するように形成された上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとを備え、上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋとによって余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工して余肉部ＹＳをクリンチ（拘束）したが、余肉部ＹＳをクリンチ（拘束）する方法は、余肉部ＹＳを下方へ折り曲げ加工する方法に限らない。例えば、上型凸部２３Ｋと下型凹部２１Ｋは、余肉部ＹＳを挟持しながら上下動可能な挟持機構を備えてもよい。
例えば、本実施形態によれば、素材は、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板としたが、これに限ることはなく、引張強度が９８０ＭＰａ以下の場合にも適用できることは言うまでもない。
例えば、本実施形態によれば、プレス成形する際、下型ポンチ２１を固定し上型ダイ２３を上下動させたが、上型ダイ２３を固定し下型ポンチ２１を上下動させてもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、長手方向へ連続する略ハット型断面を有し、その略ハット型断面のハット頂上部を挟んで対向する位置に伸びフランジ成形部と縮みフランジ成形部とが形成されたプレス部品を、曲げ加工によって形成するプレス成形方法及びプレス型として利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１０                          プレス部品
１１、１１Ａ、１１Ｂ          ハット頂上部
１２                          伸びフランジ成形部
１３                          縮みフランジ成形部
２０                          プレス型
２１                          下型ポンチ
２１Ｋ                        下型凹部
２２                          パッド
２３                          上型ダイ
２３Ｋ                        上型凸部
ＳＳ                          素材
ＹＳ                          余肉部
ＳＳ１Ａ、ＳＳ１Ｂ            素材部分
ＳＳ２、ＳＳ３                素材部分
ＳＳ２１、ＳＳ３１            素材外縁
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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