(57)【要約】【課題】本発明は、対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅ、１ｆが形成されたブランク材１をこのブランク材１の形状に対応させて、ダイス４とポンチ３の間にセットし、プレス成形することで有底筒状部品としての四角筒部品を形成する本成形工程と、を有し、この本成形工程において、プレス成形時に平面視で前記四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す１つのリブ１ｇが形成される場合は、ダイス４の内側面のコーナー部４ｃに溝４ｆが１つ設けられていることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と、この底部周縁から立ち上がる複数の縦壁と、を有した有底筒状部品であって、
この有底筒状部品は、ブランク材をプレス成形したものであり、前記底部および隣接する前記縦壁と一体をなすコーナー部を複数有し、
このコーナー部には、平面視で隣接する前記縦壁同士の間から外方あるいは内方に張り出した１つ以上のリブが設けられ、
このリブは、前記コーナー部になる領域を略等分割するように前記ブランク材に予め形成された折り目を境にして折り返された一対の折り返しフランジから成り、
前記リブの外方あるいは内方への張り出し量は、側面視で前記底部から前記縦壁の解放端側に向かうほど大きくなり、かつ、
前記リブには、平面視で前記リブの解放端から外方へ延出するフランジが設けられていない構成であることを特徴とする有底筒状部品。
【請求項２】
前記コーナー部は、平面視で略円弧状であり、この略円弧状をなすコーナー部に前記リブが２〜４箇所形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有底筒状部品。
【請求項３】
前記底部には、前記略円弧状をなすコーナー部から外方あるいは内方に張り出したリブにそれぞれ対応した、平面視で連続する凹部あるいは凸部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の有底筒状部品。
【請求項４】
前記底部に設けられた凹部あるいは凸部は、平面視で前記略円弧状をなすコーナー部の中心から放射状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の有底筒状部品。
【請求項５】
前記縦壁の解放端から外方へ延出するようなフランジが設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有底筒状部品。
【請求項６】
請求項１に記載の有底筒状部品を製造する製造方法であって、
プレス成形後に前記有底筒状部品の底部と複数の縦壁と複数のコーナー部とになる各領域を有したブランク材に対して、予備成形金型を用いて前記底部になる領域と縦壁になる領域の境、前記縦壁になる領域とコーナー部になる領域の境、および、前記コーナー部になる領域を略等分割するための位置、にそれぞれ折り目を形成するための予備成形工程と、
この予備成形工程により折り目が形成されたブランク材をこのブランク材の形状に対応させて、ダイスとポンチの間にセットし、プレス成形することで前記有底筒状部品を形成する本成形工程と、を有し、
この本成形工程において、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から外方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ダイスのコーナー部に溝が設けられており、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から内方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ポンチの外側面のコーナー部に溝が設けられている構成であることを特徴とする有底筒状部品の製造方法。
【請求項７】
前記予備成形工程において、前記コーナー部になる領域を略等分割するために折り目を形成する位置の数は、３本〜７本であることを特徴とする請求項６に記載の有底筒状部品の製造方法。
【請求項８】
前記ダイスのコーナー部内側は、平面視で内接円曲率半径がＲ１の形状になるように形成され、前記ポンチの外側面のコーナー部は、前記ダイスのコーナー部の内接円に対応した平面視で曲率半径がＲ２の曲面を有した形状になるように形成され、前記Ｒ１−前記Ｒ２で表される前記ポンチと前記ダイス間のクリアランスが、前記ブランク材の板厚の１００％以上２００％以下に設定されていることを特徴とする請求項６または７に記載の有底筒状部品の製造方法。
ここで、Ｒ１＞Ｒ２である。
【請求項９】
前記本成形工程において、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から外方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ダイス底面のコーナー部に溝が設けられており、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から内方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ポンチ底面のコーナー部に溝が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の有底筒状部品の製造方法。
【請求項１０】
前記ダイス底面のコーナー部あるいは前記ポンチ底面のコーナー部にそれぞれ設けられた溝は、各コーナー部の中心から放射状に形成されたものであることを特徴とする請求項９に記載の有底筒状部品の製造方法。
【請求項１１】
前記ポンチの上端側には、前記ポンチのコーナー部を除く外側面から外方へ延出するようなフランジが設けられたことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の有底筒状部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブランク材からプレス成形により形成された成形高さが高い有底筒状部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される燃料タンクやバッテリートレイなどは、板材からプレス深絞り成形により、有底で略円筒状あるいは角筒状部品を形成する場合が多い。このような燃料タンクやバッテリートレイなどは、水密構造であることも要求されるため、プレス成形で一体的に成形され、かつ、内部容量をできるだけ大きくしたいため、平面視でのコーナーＲを小さく、かつ、成形高さもできるだけ高くしたいという要望もある。
【０００３】
しかし、小コーナーＲで、かつ、成形高さが高くなるほど、プレス深絞り成形では、破断が生じ成形が難しくなるといった問題点があった。
【０００４】
このような問題点を解消する技術として、絞り抵抗を低減させ、成形限界を向上させる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、ブランクホルダとダイス金型で素材を拘束し、ダイスの一部に凹部を設けて、この部位に積極的にしわを発生させることで折り返しフランジを形成し、コーナー部フランジの絞り抵抗を軽減することで、成形限界を向上させるものである。
【０００５】
また、上記問題点を解消する別の技術として、ブランクホルダを用いず、筒状部品のコーナー部の内側に折り返された一対の折り返しフランジを形成する成形方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この技術は、絞り成形をほぼ伴わずに曲げ成形で製造できるため、大幅な成形限界の向上が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９８５９０９号公報
【特許文献２】特許第３４５４６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された技術は、あくまで、深絞り成形で成形することから、絞り抵抗の軽減にも限界があり、非常に深い成形品（すなわち、成形高さが高くなるもの）を成形する場合には、やはり破断が生じるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術は、コーナー部の内側に折り返された一対の折り返しフランジを形成するために、ダイスに特殊な案内突起を設け、これに対応した逃げ溝をポンチに設けるという、対をなす特殊な工作が両金型にそれぞれ必要になるという問題があった。また、ブランク材自体には、プレス成形完了後にコーナー部となる領域に一対の折り返しフランジを形成するための曲げ成形の起点となる案内が一切ないため、ブランク材自体に大きな曲げ抵抗が発生してしまう。また、このような原理に基づく構成では、プレス成形時に、コーナー部に二対以上の折り返しフランジを形成するための対を成すダイスとポンチを準備するのが形状的に難しくなるばかりか、折り返しフランジの形成自体も安定しなくなるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、第１発明に係る有底筒状部品は、
底部と、この底部周縁から立ち上がる複数の縦壁と、を有した有底筒状部品であって、
この有底筒状部品は、ブランク材をプレス成形したものであり、前記底部および隣接する前記縦壁と一体をなすコーナー部を複数有し、
このコーナー部には、平面視で隣接する前記縦壁同士の間から外方あるいは内方に張り出した１つ以上のリブが設けられ、
このリブは、前記コーナー部になる領域を略等分割するように前記ブランク材に予め形成された折り目を境にして折り返された一対の折り返しフランジから成り、
前記リブの外方あるいは内方への張り出し量は、側面視で前記底部から前記縦壁の解放端側に向かうほど大きくなり、かつ、
前記リブには、平面視で前記リブの解放端から外方へ延出するフランジが設けられていない構成であることを特徴とする有底筒状部品である。
【００１１】
第２発明に係る有底筒状部品は、第１発明に係る有底筒状部品において、
前記コーナー部は、平面視で略円弧状であり、この略円弧状をなすコーナー部に前記リブが２〜４箇所形成されていることを特徴とする。ここで、略円弧状とは、数学的に曲率半径が一定した曲面状、直線部が繋ぎ合わされたような曲面状や曲面状に近い多角形状を指す。このような略円弧状のコーナー部から張り出すようにリブは、形成されている。
【００１２】
第３発明に係る有底筒状部品は、第２発明に係る有底筒状部品において、
前記底部には、前記略円弧状をなすコーナー部から外方あるいは内方に張り出したリブにそれぞれ対応した、平面視で連続する凹部あるいは凸部が形成されていることを特徴とする。略円弧状の定義は、上述した通りである。
【００１３】
第４発明に係る有底筒状部品は、第３発明に係る有底筒状部品において、
前記底部に設けられた凹部あるいは凸部は、平面視で前記略円弧状をなすコーナー部の中心から放射状に形成されていることを特徴とする。略円弧状の定義は、上述した通りである。
【００１４】
第５発明に係る有底筒状部品は、第１〜第４発明のいずれか１つの発明に係る有底筒状部品において、
前記縦壁の解放端から外方へ延出するようなフランジが設けられたことを特徴とする。
【００１５】
第６発明に係る有底筒状部品の製造方法は、第１発明に係る有底筒状部品を製造する製造方法であって、
プレス成形後に前記有底筒状部品の底部と複数の縦壁と複数のコーナー部とになる各領域を有したブランク材に対して、予備成形金型を用いて前記底部になる領域と縦壁になる領域の境、前記縦壁になる領域とコーナー部になる領域の境、および、前記コーナー部になる領域を略等分割するための位置、にそれぞれ折り目を形成するための予備成形工程と、
この予備成形工程により折り目が形成されたブランク材をこのブランク材の形状に対応させて、ダイスとポンチの間にセットし、プレス成形することで前記有底筒状部品を形成する本成形工程と、を有し、
この本成形工程において、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から外方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ダイスのコーナー部に溝が設けられており、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から内方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ポンチの外側面のコーナー部に溝が設けられている構成であることを特徴とする有底筒状部品の製造方法である。
【００１６】
第７発明に係る有底筒状部品の製造方法は、第６発明に係る有底筒状部品の製造方法において、
前記予備成形工程において、前記コーナー部になる領域を略等分割するために折り目を形成する位置の数は、３本〜７本であることを特徴とする。
【００１７】
第８発明に係る有底筒状部品の製造方法は、第６または第７発明に係る有底筒状部品の製造方法において、
前記ダイスのコーナー部内側は、平面視で内接円曲率半径がＲ１の形状になるように形成され、前記ポンチの外側面のコーナー部は、前記ダイスのコーナー部の内接円に対応した平面視で曲率半径がＲ２の曲面を有した形状になるように形成され、前記Ｒ１−前記Ｒ２で表される前記ポンチと前記ダイス間のクリアランスが、前記ブランク材の板厚の１００％以上２００％以下に設定されていることを特徴とする。
ここで、Ｒ１＞Ｒ２である。
【００１８】
第９発明に係る有底筒状部品の製造方法は、第８発明に係る有底筒状部品の製造方法において、
前記本成形工程において、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から外方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ダイス底面のコーナー部に溝が設けられており、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から内方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ポンチ底面のコーナー部に溝が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
第１０発明に係る有底筒状部品の製造方法は、第９発明に係る有底筒状部品の製造方法において、
前記ダイス底面のコーナー部あるいは前記ポンチ底面のコーナー部にそれぞれ設けられた溝は、各コーナー部の中心から放射状に形成されたものであることを特徴とする。
【００２０】
第１１発明に係る有底筒状部品の製造方法は、第６〜第１０発明のいずれか１つの発明に係る有底筒状部品の製造方法において、
前記ポンチの上端側には、前記ポンチのコーナー部を除く外側面から外方へ延出するようなフランジが設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明の有底筒状部品は、
底部と、この底部周縁から立ち上がる複数の縦壁と、を有した有底筒状部品であって、
この有底筒状部品は、ブランク材をプレス成形したものであり、前記底部および隣接する前記縦壁と一体をなすコーナー部を複数有し、
このコーナー部には、平面視で隣接する前記縦壁同士の間から外方あるいは内方に張り出した１つ以上のリブが設けられ、
このリブは、前記コーナー部になる領域を略等分割するように前記ブランク材に予め形成された折り目を境にして折り返された一対の折り返しフランジから成り、
前記リブの外方あるいは内方への張り出し量は、側面視で前記底部から前記縦壁の解放端側に向かうほど大きくなり、かつ、
前記リブには、平面視で前記リブの解放端から外方へ延出するフランジが設けられていない構成であるため、
対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品を実現可能である。
【００２２】
また、本発明の有底筒状部品の製造方法は、
プレス成形後に前記有底筒状部品の底部と複数の縦壁と複数のコーナー部とになる各領域を有したブランク材に対して、予備成形金型を用いて前記底部になる領域と縦壁になる領域の境、前記縦壁になる領域とコーナー部になる領域の境、および、前記コーナー部になる領域を略等分割するための位置、にそれぞれ折り目を形成するための予備成形工程と、
この予備成形工程により折り目が形成されたブランク材をこのブランク材の形状に対応させて、ダイスとポンチの間にセットし、プレス成形することで前記有底筒状部品を形成する本成形工程と、を有し、
この本成形工程において、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から外方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ダイスのコーナー部に溝が設けられており、
プレス成形時に平面視で前記有底筒状部品の隣接する前記縦壁同士の間から内方に張り出す１つ以上のリブが形成される場合は、前記ポンチの外側面のコーナー部に溝が設けられている構成であるため、
対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品を製造可能な製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１の有底筒状部品に成形する前のブランク材を説明する模式平面図である。
【図２】同実施形態１に係る予備成形金型の一部拡大斜視図である。
【図３】同実施形態１に係る予備成形前後のブランク材の一部拡大図であり、（ａ）は図１に示す予備成形前のＡ部拡大図、（ｂ）は予備成形後の斜視図である。
【図４】同実施形態１に係る本成形時のポンチ、予備成形後のブランク材およびダイスの位置関係を示す模式斜視図である。
【図５】図４に示すポンチとダイスの詳細形状寸法図である。
【図６】同実施形態１に係る本成形中のブランク材の変形状態を示す変形状態図である。
【図７】本発明の実施形態２の有底筒状部品に成形する前のブランク材を説明する模式平面図である。
【図８】同実施形態２に係る予備成形金型の一部拡大斜視図である。
【図９】同実施形態２に係る予備成形前後のブランク材の一部拡大図であり、（ａ）は図７に示す予備成形前のＢ部拡大図、（ｂ）は予備成形後の斜視図である。
【図１０】同実施形態２に係る本成形時のポンチ、予備成形後のブランク材およびダイスの位置関係を示す模式斜視図である。
【図１１】同実施形態２に係る本成形中のブランク材の変形状態を示す変形状態図である。
【図１２】本発明の実施形態３の有底筒状部品に成形する前のブランク材を説明する模式平面図である。
【図１３】同実施形態３に係る予備成形金型の一部拡大斜視図である。
【図１４】同実施形態３に係る予備成形前後のブランク材の一部拡大図であり、（ａ）は図１２に示す予備成形前のＣ部拡大図、（ｂ）は予備成形後の斜視図である。
【図１５】同実施形態３に係る本成形時のポンチ、予備成形後のブランク材およびダイスの位置関係を示す模式斜視図である。
【図１６】図１５に示すポンチとダイスの詳細形状寸法図である。
【図１７】同実施形態３に係る本成形中のブランク材の変形状態を示す変形状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明について、実施形態を例示しつつ、詳細に説明する。
【００２５】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の有底筒状部品に成形する前のブランク材を説明する模式平面図、図２は同実施形態１に係る予備成形金型の一部拡大斜視図、図３は同実施形態１に係る予備成形前後のブランク材の一部拡大図であり、（ａ）は図１に示す予備成形前のＡ部拡大図、（ｂ）は予備成形後のＡ部斜視図、図４は同実施形態１に係る本成形時のポンチ、予備成形後のブランク材およびダイスの位置関係を示す模式斜視図、図５は図４に示すポンチとダイスの詳細形状寸法図、図６は同実施形態１に係る本成形中のブランク材の変形状態を示す変形状態図である。
【００２６】
図１において、１は冷間プレス成形（以下、単に「プレス成形」とも称す）する前の６０００系アルミニウム合金からなる縦８００ｍｍ×横１０００ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのブランク材であり、１ａはプレス成形後に有底筒状部品としての四角筒部品の底部になる領域、１ｂはプレス成形後に四角筒部品の複数（４つ）の縦壁になる領域、１ｃはプレス成形後に四角筒部品の複数（４つ）のコーナー部になる領域である。
【００２７】
図２は、図１に示す各領域１ａ、１ｂ、１ｃを有したブランク材１に対して、底部になる領域１ａと縦壁になる領域１ｂの境、縦壁になる領域１ｂとコーナー部になる領域１ｃの境、および、コーナー部になる領域１ｃを略等分割（２分割）するための位置にそれぞれ折り目｛詳細は後記図３（ｂ）参照｝を形成するための予備成形金型２である。図２において、２ａは底部になる領域１ａに対応する予備成形金型２の領域、２ｂは縦壁になる領域１ｂに対応する予備成形金型２の領域、２ｃはコーナー部になる領域１ｃに対応する予備成形金型２の領域である。
【００２８】
図３（ａ）は、図１に示す予備成形前のブランク材１のＡ部拡大図である。また、図３（ｂ）は、図２に示す予備成形金型２を用いて、図１に示すブランク材１に底部になる領域１ａと縦壁になる領域１ｂの境、縦壁になる領域１ｂとコーナー部になる領域１ｃの境、および、コーナー部になる領域１ｃを略等分割（２分割）するための位置にそれぞれ折り目１ｄ、１ｅおよび１ｆを形成（予備成形工程）した後のブランク材１のＡ部斜視図である。
【００２９】
図４は同実施形態１に係る本成形時のポンチ３、予備成形後のブランク材１およびダイス４の位置関係を示す模式斜視図である。
【００３０】
図４において、上述した予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅおよび１ｆが形成されたブランク材１をこのブランク材１の形状に対応させて、ダイス４｛詳細は後記図５（ｂ）参照｝とポンチ３｛詳細は後記図５（ａ）参照｝の間にセットし、プレス成形することで有底筒状部品としての四角筒部品が形成（本成形工程）される。なお、この本成形工程においては、わざわざブランクホルダを用いる必要がない。
【００３１】
図４に示すダイス４には、ブランク材１の底部になる領域１ａ、縦壁になる領域１ｂおよびコーナー部になる領域１ｃにそれぞれ対応した底面４ａ、内側面４ｂおよびコーナー部４ｃが設けられている。さらに、ダイス４のコーナー部４ｃには、プレス成形時に平面視で四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す１つのリブ１ｇ｛後記図６（ｄ）参照｝が形成される際の溝４ｆが設けられている。
【００３２】
上述した予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅおよび１ｆが形成されたブランク材１、図５に示すポンチ３とダイス４の詳細形状、ポンチ３とダイス４の間のクリアランス｛ブランク材１の厚さ１ｍｍ＋（ブランク材１の厚さ１ｍｍの２０％＝０．２ｍｍ）＝１．２ｍｍ｝、潤滑剤（鋼板用洗浄油を想定）および摩擦係数μ＝０．１４に基づき上記本成形を実施した場合の予備成形後のブランク材１の変形状態を汎用の動的陽解法ソフトＰＡＭ−ＳＴＡＭＰを用いて計算した（計算結果を図６に変形状態図として示す）。なお、計算モデルは、１/４対称条件とした。
【００３３】
図６は、上述した計算結果を示す変形状態図であり、（ａ）は下死点（すなわち、ポンチ３が最下端にある位置）から上方に７０ｍｍの位置（下死点７０ｍｍＵＰと称す）、（ｂ）は下死点５０ｍｍＵＰ、（ｃ）は下死点２０ｍｍＵＰおよび（ｄ）は下死点での予備成形後のブランク材１の変形状態をそれぞれ示す。これからも本成形工程が安定して進行していることが分かる。図６（ｄ）において、コーナー部１ｃに、四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す一対の折り返しフランジから成るリブ１ｇが良好に形成されている様子が分かる。すなわち、コーナー部１ｃを絞り成形させずに曲げ変形のみで四角筒部品を形成することが可能になる。このため、四角筒部品の成形高さが高くなっても、ブランク材１への絞り抵抗は増加せず、言い換えれば、各部のひずみ量を増加させずに破断の無い四角筒部品（有底筒状部品）を得ることができる。なお、このリブ１ｇは、側面視で底部１ａから１ｂ縦壁の解放端側に向かうほど大きくなっており、かつ、リブ１ｇには、平面視でリブ１ｇの解放端から外方へ延出するようなフランジも設けられない。
【００３４】
本実施形態１においては、コーナー部１ｃに、四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に１つ張り出すリブ１ｇの例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コーナー部１ｃに、四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から内方に１つ張り出すリブを形成する場合は、ポンチ３の外側面のコーナー部に溝が設けられている構成とすればよい。また、本実施形態１においては、有底筒状部品として四角筒部品を形成する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、三角形筒部品および五角形以上の筒部品等、広範囲に適用可能である。また、本実施形態１においては、コーナー部１ｃに、平面視で隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方にリブ１ｇが１つ張り出す例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コーナー部１ｃに、平面視で隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方あるいは内方に張り出した２つ以上のリブを設けることも可能である（詳細は、後記実施形態２および３参照）。また、本実施形態１においては、ブランク材１として、６０００系アルミニウム合金を用いた例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、６０００系以外のアルミニウム合金やさらに難加工材であるチタニウム合金や通常の鋼を用いることも可能である。また、このリブ１ｇは、コーナー部１ｃの曲げ変形に対する補強部として作用するという利点も得られる。
【００３５】
以上のように、本発明の構成を採用したならば、対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品を形成可能である。
【００３６】
（実施形態２）
図７は本発明の実施形態２の有底筒状部品に成形する前のブランク材を説明する模式平面図、図８は同実施形態２に係る予備成形金型の一部拡大斜視図、図９は同実施形態２に係る予備成形前後のブランク材の一部拡大図であり、（ａ）は図７に示す予備成形前のＢ部拡大図、（ｂ）は予備成形後の斜視図、図１０は同実施形態２に係る本成形時のポンチ、予備成形後のブランク材およびダイスの位置関係を示す模式斜視図、図１１は同実施形態２に係る本成形中のブランク材の変形状態を示す変形状態図である。なお、本実施形態において、実施形態１と同一の構成要素には同一番号を付与し、詳細な説明を省略し異なる部分のみ詳述する。
【００３７】
図７において、ブランク材１のコーナー部になる領域１ｃには２つリブが形成されることを前提とした形状に仕上げられている。すなわち、本成形（プレス成形）後に、側面視で縦壁１ｂと２つリブの高さが同一となる形状にブランク材１が仕上げられている（図９（ａ）参照）。
【００３８】
図８は、図７に示す各領域１ａ、１ｂ、１ｃを有したブランク材１に対して、底部になる領域１ａと縦壁になる領域１ｂの境、縦壁になる領域１ｂとコーナー部になる領域１ｃの境、および、コーナー部になる領域１ｃを略等分割（４分割）するための位置にそれぞれ折り目｛詳細は図９（ｂ）参照｝を形成するための予備成形金型５である。図８において、５ａは底部になる領域１ａに対応する予備成形金型５の領域、５ｂは縦壁になる領域１ｂに対応する予備成形金型５の領域、５ｃはコーナー部になる領域１ｃに対応する予備成形金型５の領域である。
【００３９】
図１０は実施形態２に係る本成形時のポンチ３、予備成形後のブランク材１およびダイス４の位置関係を示す模式斜視図である。
【００４０】
図１０において、上述した予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅおよび３本の１ｆが形成されたブランク材１をこのブランク材１の形状に対応させて、ダイス４とポンチ３の間にセットし、プレス成形することで有底筒状部品としての四角筒部品が形成（本成形工程）される。なお、この本成形工程においては、わざわざブランクホルダを用いる必要がない。
【００４１】
図１０に示すダイス４のコーナー部４ｃには、プレス成形時に平面視で四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す２つのリブ１ｇ｛後記図１１（ｄ）参照｝が形成される際の２つの溝４ｆが設けられている。
【００４２】
上述した予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅおよび３本の１ｆが形成されたブランク材１、図１０に示すポンチ３とダイス４、ポンチ３とダイス４の間のクリアランス｛ブランク材１の厚さ１ｍｍ＋（ブランク材１の厚さ１ｍｍの２０％＝０．２ｍｍ）＝１．２ｍｍ｝、潤滑剤（鋼板用洗浄油を想定）および摩擦係数μ＝０．１４に基づき上記本成形を実施した場合の予備成形後のブランク材１の変形状態を汎用の動的陽解法ソフトＰＡＭ−ＳＴＡＭＰを用いて計算した（計算結果を図１１に変形状態図として示す）。なお、計算モデルは、１/４対称条件とした。
【００４３】
図１１は、上述した計算結果を示す変形状態図であり、（ａ）は下死点７０ｍｍＵＰ、（ｂ）は下死点５０ｍｍＵＰ、（ｃ）は下死点２０ｍｍＵＰおよび（ｄ）は下死点での予備成形後のブランク材１の変形状態をそれぞれ示す。これからも本成形工程が安定して進行していることが分かる。図１１（ｄ）において、コーナー部１ｃに、四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す一対の折り返しフランジから成るリブ１ｇが２箇所良好に形成されている様子が分かる。すなわち、コーナー部１ｃを絞り成形させずに曲げ変形のみで四角筒部品を形成することが可能になる。このため、四角筒部品の成形高さが高くなっても、ブランク材１への絞り抵抗は増加せず、言い換えれば、各部のひずみ量を増加させずに破断の無い四角筒部品（有底筒状部品）を得ることができる。ただし、本実施形態２の場合、平面視でのコーナーＲが非常に小さい金型（ポンチ３とダイス４）に対して複数のリブ１ｇを設けたため、ダイス４のコーナー部４ｃの溝４ｆにおいて、ポンチ３とダイス４間のクリアランスが広くなっている。このため、プレス成形後のリブ１ｇの形状は、実施形態１の形状ほどシャープに形成されていないという問題がある。このようなリブ１ｇをよりシャープに形成したい場合には、後述する実施形態３のようにリブ１ｇの数に応じてコーナーＲを少し大きく設定する必要がある。また、これら２箇所のリブ１ｇは、側面視で底部１ａから１ｂ縦壁の解放端側に向かうほど大きくなっており、かつ、２箇所のリブ１ｇには、平面視でリブ１ｇの解放端から外方へ延出するようなフランジも設けられない。
【００４４】
本実施形態２のように、コーナー部１ｃにリブ１ｇが２箇所設けられた場合は、実施形態１のように、コーナー部１ｃにリブ１ｇが１箇所設けられた場合に比べて、リブ１ｇの張り出し量を小さくすることが可能である。したがって、コーナー部１ｃに設けるリブ１ｇの数は２箇所以上が好ましい。しかし、前述のようにコーナー部１ｃに設けられるリブ１ｇの数が増えると、溝４ｆにおけるダイス４のコーナー部４ｃの内側方向を向く端部が重なってしまい、このような部位ではポンチ３とダイス４間のクリアランスが広くなるために、リブ１ｇの形状が安定的に形成されなくなる。また、溝４ｆの前記端部が重ならないように溝４ｆの幅を狭くすると、変形荷重を受ける部分の体積も小さくなり、ダイス４としての強度の確保が課題になる。溝４ｆの幅をある程度確保し、比較的シャープなリブ１ｇを必要数だけ形成しようとすれば、リブ１ｇの数に応じてコーナー部４ｃの曲率半径Ｒを大きく設定しなくてはならなくなる。つまり、リブ１ｇの数が少な過ぎれば、コーナー部１ｃから内側あるいは外側へのリブ１ｇの張り出し量が大きくなり、リブ１ｇの数が多過ぎれば、平面視でコーナー部４ｃの曲率半径Ｒが大きくなってしまう。ここで、形状制約や内容量確保の観点から望まれるように比較的小さなコーナーＲ（曲率半径Ｒが約８０ｍｍ以下）で、かつ、製品外あるいは内側へのリブ１ｇの張り出し量が小さい四角筒部品（有底筒状部品）を得るためには、コーナー部１ｃに設けられるリブ１ｇの数は４箇所以下が望ましい。
【００４５】
以上のように、本発明の構成を採用したならば、対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品を形成可能である。
【００４６】
（実施形態３）
図１２は本発明の実施形態３の有底筒状部品に成形する前のブランク材を説明する模式平面図、図１３は同実施形態３に係る予備成形金型の一部拡大斜視図、図１４は同実施形態３に係る予備成形前後のブランク材の一部拡大図であり、（ａ）は図１２に示す予備成形前のＣ部拡大図、（ｂ）は予備成形後の斜視図、図１５は同実施形態３に係る本成形時のポンチ、予備成形後のブランク材およびダイスの位置関係を示す模式斜視図、図１６は図１５に示すポンチとダイスの詳細形状寸法図、図１７は同実施形態３に係る本成形中のブランク材の変形状態を示す変形状態図である。なお、本実施形態において、実施形態１および２と同一の構成要素には同一番号を付与し、詳細な説明を省略し異なる部分のみ詳述する。
【００４７】
図１２において、ブランク材１のコーナー部になる領域１ｃには４つリブが形成されることを前提とした形状に仕上げられている。すなわち、本成形（プレス成形）後に、側面視で縦壁１ｂと２つリブの高さが同一となる形状にブランク材１が仕上げられている（図１４（ａ）参照）。
【００４８】
図１３は、図１２に示す各領域１ａ、１ｂ、１ｃを有したブランク材１に対して、底部になる領域１ａと縦壁になる領域１ｂの境、縦壁になる領域１ｂとコーナー部になる領域１ｃの境、および、コーナー部になる領域１ｃを略等分割（８分割）するための位置にそれぞれ折り目｛詳細は図１４（ｂ）参照｝を形成するための予備成形金型６である。図１３において、６ａは底部になる領域１ａに対応する予備成形金型６の領域、６ｂは縦壁になる領域１ｂに対応する予備成形金型６の領域、６ｃはコーナー部になる領域１ｃに対応する予備成形金型６の領域である。
【００４９】
図１５は実施形態３に係る本成形時のポンチ７、予備成形後のブランク材１およびダイス８の位置関係を示す模式斜視図である。
【００５０】
図１５において、上述した予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅおよび７本の１ｆが形成されたブランク材１をこのブランク材１の形状に対応させて、ダイス８｛詳細は後記図１６（ｂ）参照｝とポンチ７｛詳細は後記図１６（ａ）参照｝の間にセットし、プレス成形することで有底筒状部品としての四角筒部品が形成（本成形工程）される。なお、この本成形工程においては、わざわざブランクホルダを用いる必要がない。
【００５１】
図１６（ｂ）に示すダイス８のコーナー部８ｃの内側は、平面視で内接円曲率半径がＲ１＝６６．９ｍｍの形状になるように形成され、このコーナー部８ｃには、プレス成形時に平面視で四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す４つのリブ１ｇ｛後記図１７（ｅ）参照｝が形成される際の４つの溝８ｆが設けられている。また、ポンチ７の外側面のコーナー部７ｃには、ダイス８のコーナー部８ｃの内接円に対応した平面視で曲率半径がＲ２＝６５．７ｍｍの曲面を有した形状に形成されている。ここで、Ｒ１＞Ｒ２である。また、内接円曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２の差で表されるポンチ７とダイス８間のクリアランスは、１．２ｍｍとしている。本成形工程においては、絞り成形を伴わず、曲げ成形のみで有底筒状部品を形成するため、ブランク材１の板厚変化は非常に少ない。このため、前記クリアランスは、ブランク材１の板厚の１００％程度まで成形可能である。なお、前記クリアランスが大き過ぎれば、リブ１ｇの形状がシャープに形成されないため、前記クリアランスは広くても２００％以下に留めることが望ましいといえる。また、前述のように本成形工程で形成された有底筒状部品は、通常の絞り成形部品に比べて素材としてのブランク材１の板厚変化は非常に少ない。すなわち、通常の絞り成形の場合、ブランク材１の板厚は、ポンチ７の肩Ｒ近傍で減少、ダイス８の肩Ｒ側では材料流入により増加しており、局所的な板厚減少が生じている肩Ｒ部近傍にあわせて製品性能を設計すると、成形部品の重量は若干重くなることになる。本成形工程を含む製造方法の場合、成形に伴うブランク材１の板厚変化が少ないため、上記絞り成形に比べて、軽量で製品の強度と剛性も確保可能であるという利点もある。
【００５２】
上述した予備成形工程により折り目１ｄ、１ｅおよび７本の１ｆが形成されたブランク材１、図１５に示すポンチ７とダイス８、ポンチ７とダイス８の間のクリアランス｛ブランク材１の厚さ１ｍｍ＋（ブランク材１の厚さ１ｍｍの２０％＝０．２ｍｍ）＝１．２ｍｍ｝、潤滑剤（鋼板用洗浄油を想定）および摩擦係数μ＝０．１４に基づき上記本成形を実施した場合の予備成形後のブランク材１の変形状態を汎用の動的陽解法ソフトＰＡＭ−ＳＴＡＭＰを用いて計算した（計算結果を図１７に変形状態図として示す）。なお、計算モデルは、１/４対称条件とした。
【００５３】
図１７は、上述した計算結果を示す変形状態図であり、（ａ）は下死点７０ｍｍＵＰ、（ｂ）は下死点５０ｍｍＵＰ、（ｃ）は下死点２０ｍｍＵＰ、（ｄ）は下死点１０ｍｍＵＰおよび（ｅ）は下死点での予備成形後のブランク材１の変形状態をそれぞれ示す。これをみると、実施形態１や２に比べて、本成形工程がさらに安定して進行していることが分かる。図１７（ｅ）において、コーナー部１ｃに、四角筒部品の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す一対の折り返しフランジから成るリブ１ｇが４箇所良好に形成されている様子が分かる。すなわち、コーナー部１ｃを絞り成形させずに曲げ変形のみで四角筒部品を形成することがより容易に可能になる。このため、四角筒部品の成形高さが高くなっても、ブランク材１への絞り抵抗は増加せず、言い換えれば、各部のひずみ量を増加させずに破断の無い四角筒部品（有底筒状部品）を得ることができる。なお、これら４箇所のリブ１ｇは、側面視で底部１ａから１ｂ縦壁の解放端側に向かうほど大きくなっており、かつ、４箇所のリブ１ｇには、平面視でリブ１ｇの解放端から外方へ延出するようなフランジも設けられない。
【００５４】
本実施形態３のように、コーナー部１ｃにリブ１ｇが４箇所設けられた場合は、本実施形態２に比べて、リブ１ｇの張り出し量がさらに小さくなる。また、コーナー部１ｃの強度も、本実施形態３の方が本実施形態２に比べてさらに大きくなる。
【００５５】
以上のように、本発明の構成を採用したならば、対をなす特殊な工作を両金型（ダイスおよびポンチ）にそれぞれ施す必要がないばかりか、ブランク材から大量生産可能な冷間のプレス成形を用いて、略曲げ成形のみで成形高さの高い有底筒状部品を形成可能である。
【００５６】
また、本実施形態３の本成形工程において、
プレス成形時に平面視で四角筒部品（有底筒状部品）の隣接する縦壁１ｂ同士の間から外方に張り出す１つ以上のリブ１ｇが形成される場合は、ダイス８の底面８ａのコーナー部に溝を設けるか、または、
プレス成形時に平面視で四角筒部品（有底筒状部品）の隣接する縦壁１ｂ同士の間から内方に張り出す１つ以上のリブ１ｇが形成される場合は、ポンチ７の底面のコーナー部に溝を設けることにより、
四角筒部品（有底筒状部品）を形成することが、より容易にかつ安定になる。
【００５７】
また、ダイス８の底面８ａのコーナー部８ｃあるいはポンチ７の底面のコーナー部にそれぞれ設けられた溝は、各コーナー部の中心から放射状に形成することにより、リブ１ｇの形成位置がさらに安定し、四角筒部品（有底筒状部品）を形成することが、さらに容易にかつ安定となる。
【００５８】
また、ポンチ７の上端側に、ポンチ７のコーナー部７ｃを除く外側面から外方へ延出するようなフランジ（図示せず）を設けることにより、四角筒部品（有底筒状部品）の縦壁１ｂの解放端から外方へ延出するようなフランジ（図示せず）をプレス成形時に同時に、かつ、リブ１ｇに曲げ変形抵抗に基づく歪みを発生させることなく設けることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ブランク材
１ａ  プレス成形後に四角筒部品の底部になる領域
１ｂ  プレス成形後に四角筒部品の複数（４つ）の縦壁になる領域
１ｃ  プレス成形後に四角筒部品の複数（４つ）のコーナー部になる領域
１ｄ、１ｅ、１ｆ  折り目
１ｇ  リブ
２、６  予備成形金型
２ａ  領域１ａに対応する予備成形金型２の領域
２ｂ  領域１ｂに対応する予備成形金型２の領域
２ｃ  領域１ｃに対応する予備成形金型２の領域
３、７  ポンチ
４、８  ダイス
４ａ  ダイス４の底面
４ｂ  ダイス４の内側面
４ｃ  ダイス４のコーナー部
４ｆ  ダイス４の溝
６ａ  領域１ａに対応する予備成形金型６の領域
６ｂ  領域１ｂに対応する予備成形金型６の領域
６ｃ領域１ｃに対応する予備成形金型６の領域
７ｃ  ポンチ７の外側面のコーナー部
８ａ  ダイス８の底面
８ｂ  ダイス８の内側面
８ｃ  ダイス８の内側面８ｂのコーナー部
８ｆ  ダイス８の溝
【図１】
2016168619.tif 000003
【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】
2016168619.tif 000015
【図１４】
2016168619.tif 000016
【図１５】
2016168619.tif 000017
【図１６】
2016168619.tif 000018
【図１７】
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