(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形品を金型から離型した瞬間にスプリングバックした後における前記プレス成形品の時間経過に伴う形状変化を抑制するプレス成形方法であって、
前記金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、
該離型したプレス成形品を、前記金型を用いて成形下死点形状に30分間以上保持する離型後金型保持工程と、を含むことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
プレス成形品を金型から離型した瞬間にスプリングバックした後における前記プレス成形品の時間経過に伴う形状変化を抑制するプレス成形方法であって、
前記金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、
該離型したプレス成形品の全部又は一部を、前記金型と同じ形状の別の金型を含め、予め定めた所定の形状に保持可能な治具を用いて、該所定の形状に30分間以上保持する離型後治具保持工程と、を含むことを特徴とするプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形方法及びプレス成形品の形状評価方法に関し、特に、金型から離型してスプリングバックした直後からのプレス成形品の時間経過に伴う形状変化を抑制し、さらに、次工程に供するプレス成形品の時間経過に伴う形状変化について対策を施すプレス成形方法及びプレス成形品の形状評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形は金属製部品を低コストかつ短時間に製造することができる製造方法であり、多くの自動車部品の製造に用いられている。近年では、自動車の衝突安全性能の向上と車体の軽量化を両立するため、より高強度な金属板が自動車部品のプレス成形に利用されるようになっている。
【０００３】
高強度の金属板をプレス成形する場合の主な課題の一つに、スプリングバックによるプレス成形品の寸法精度の悪化がある。プレス成形により金型を用いて金属板を変形させる際にプレス成形品に発生した残留応力が駆動力となり、金型から離型したプレス成形品がプレス成形前の金属板の形状にバネのように瞬間に戻ろうとする現象をスプリングバックと呼ぶ。
【０００４】
プレス成形により発生するプレス成形品の残留応力は高強度な金属板（例えば、高張力鋼板）ほど大きくなるため、スプリングバックによるプレス成形品の形状変化も大きくなる。したがって高強度な金属板ほどスプリングバック後のプレス成形品の形状を規定の寸法内に収めることが難しくなる。そこで、スプリングバックによるプレス成形品の形状変化を精度良く予測する技術が重要となる。
【０００５】
スプリングバックによるプレス成形品の形状変化の予測には、有限要素法によるプレス成形シミュレーションを利用することが一般的である。当該プレス成形シミュレーションにおける手順としては、まず、金型を用いて金属板を成形下死点までプレス成形する過程のプレス成形解析を行い、プレス成形品に発生する残留応力を予測する第１段階（例えば特許文献１）と、金型から取り出したプレス成形品がスプリングバックにより形状が変化するスプリングバック解析を行い、力のモーメントと残留応力との釣り合いがとれるプレス成形品の形状を予測する第２段階（例えば特許文献２）に分けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５７９５１５１号公報
【特許文献２】特許５８６６８９２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１１３１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまで、前述した第１段階のプレス成形解析と第２段階のスプリングバック解析とを統合したプレス成形シミュレーションを行うことにより、金型から離型してスプリングバックした直後のプレス成形品の形状が予測されてきた。
しかしながら、発明者らは、プレス成形シミュレーションにより予測されたプレス成形品の形状と実際にプレス成形されたプレス成形品の形状を比較していた際に、プレス成形シミュレーションによる形状予測精度が低くなるプレス成形品があることに気がついた。
【０００８】
そこで、プレス成形シミュレーションにおいて形状予測精度が低くなるプレス成形品とその原因を調査したところ、例えば、金属板が曲げられた曲げ部を有するプレス成形品においては、プレス成形直後（金型から離型しスプリングバックした直後）と数日経過した後とでは形状が異なることを発見した。
【０００９】
図１０に示すコの字型の断面形状のプレス成形品２１の時間経過による形状変化を測定した一例を図１１に示す。図１１に示すように、金型から離型してスプリングバックした直後のプレス成形品２１の開き量を基準（0）にすると、その後の時間経過に伴って徐々に縦壁部２５の開き量が増加する形状変化が生じていることが分かる。
【００１０】
このようなプレス成形品の時間経過に伴う形状変化は、クリープ現象のように外部から高い荷重を受け続ける構造部材が徐々に変形する現象（例えば特許文献３）と類似しているように思われるが、上記のように外部から荷重を受けていない状態のプレス成形品で起こる現象はこれまでに知られていなかった。
【００１１】
そのため、スプリングバックによる形状変化を見込んで設計した金型を用いる方法や、スプリングバックに寄与する部位を特定して該スプリングバックを低減するように対策する方法だけでは、スプリングバックした後のプレス成形品のさらなる形状変化を低減することができないため、スプリングバックした後のプレス成形品の時間経過に伴う形状変化を抑制することが必要となることが判明した。
【００１２】
さらに、プレス成形品が他の部品と組立加工される場合においては、当該プレス成形品が時間経過に伴って形状変化が生じると、次工程において支障を来すため、何らかの対策を施す必要があることも判明した。
【００１３】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プレス成形した後に時間経過に伴ってプレス成形品に生じる形状変化を抑制し、又は、次工程で他部品と組み立て加工されるプレス成形品の時間経過に伴う形状変化について対策を施したプレス成形方法、及び、次工程で他部品と組み立て加工されるプレス成形品の形状評価方法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】
【００１４】
（１）本発明に係るプレス成形方法は、金型から離型した瞬間にスプリングバックしたプレス成形品における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制するものであって、
前記金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、
該離型したプレス成形品を、前記金型を用いて成形下死点形状に30分間以上保持する離型後金型保持工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
（２）本発明に係るプレス成形方法は、金型から離型した瞬間にスプリングバックしたプレス成形品における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制するものであって、
前記金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、
該離型したプレス成形品の全部又は一部を、前記金型と同じ形状の別の金型を含め、予め定めた所定の形状に保持可能な治具を用いて、該所定の形状に30分間以上保持する離型後治具保持工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
（３）本発明に係るプレス成形方法は、金型から離型した瞬間にスプリングバックしたプレス成形品における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制するものであって、
前記金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型せずに成形下死点で30分間以上保持する離型前保持工程と、
該離型前保持工程の後、前記プレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、を含むたことを特徴とするものである。
【００１７】
（４）本発明に係るプレス成形方法は、プレス成形後に他部品と組み立て加工されるプレス成形品をプレス成形するものであって、
金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、
該離型したプレス成形品を組み立て加工に供する前に、離型した後30分間以上放置し、該プレス成形品の形状を変化させる形状変化工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１８】
（５）本発明に係るプレス成形品の形状評価方法は、プレス成形後に他部品と組み立て加工されるプレス成形品の形状を評価するプレス成形品の形状評価方法であって、
金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形するプレス成形工程と、
該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型する離型工程と、
該離型したプレス成形品を組み立て加工に供する前に、離型した後30分間以上放置してから該プレス成形品の形状を測定する形状測定工程と、
該測定したプレス成形品の形状が予め設定した所定の範囲内であれば、該プレス成形品を前記組み立て加工に供すると判定する形状判定工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、金型を用いて、金属板をプレス成形品にプレス成形し、該プレス成形したプレス成形品を前記金型から離型した後、前記金型を用いて成形下死点形状に、又は、前記プレス成形品の全部又は一部を予め定めた所定の形状に保持可能な治具を用いて該所定の形状に、30分間以上保持すること等により、前記プレス成形品における残留応力を緩和して減少させ、金型から離型してスプリングバックした後の前記プレス成形品の時間経過に伴う形状変化を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明においては、次工程で他部品と組み立て加工される前に、金型から離型したプレス成形品を30分間以上放置して該プレス成形品の形状を変化させ、又は、次工程に供される前にプレス成形品を30分間以上放置してから該プレス成形品の形状を測定し、該測定したプレス成形品の形状が予め設定した所定の範囲内であれば、該プレス成形品を次工程に供すると判定することにより、前記プレス成形品の時間経過に伴う形状変化による次工程での不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法における処理の流れを示すフロー図である。
【図２】本発明で成形対象とプレス成形品の一例であるハット型断面形状のプレス成形品を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法において、時間経過に伴う形状変化を抑制することができる理由を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１の他の態様に係るプレス成形方法における処理の流れを示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法における処理の流れを示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法において、時間経過に伴う形状変化を抑制することができる理由を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法における処理の流れを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るプレス成形品の形状評価方法における処理の流れを示す図である。
【図９】実施例において、成形対象としたハット型断面形状のプレス成形品の断面形状と、成形下死点形状からの乖離量を評価する評価点の位置を示す図である。
【図１０】時間経過に伴う形状変化の測定対象としたコ字状断面形状のプレス成形品を示す図である。
【図１１】プレス成形品の時間経過による形状変化の一例として、コ字状断面形状のプレス成形品を金型から離型してスプリングバックした直後からの開き量の測定結果を示す図である。
【図１２】ひずみを一定に保持した状態で時間の経過とともに応力が減少する応力緩和現象を説明する図である。
【図１３】ハット型断面形状のプレス成形品のパンチ肩部における応力緩和による形状変化を説明する図である（（ａ）成形下死点、（ｂ）スプリングバック直後、（ｃ）時間経過後）。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
発明者らは、前述の課題を解決するために、プレス成形品を金型から離型してスプリングバックした直後から該プレス成形品の形状変化を抑制する手法を確立するため、図２に示すようなハット型断面形状のプレス成形品１を例とし、時間経過に伴って形状が変化する原因について種々の検討を行った。
【００２３】
その結果、発明者らは、図１２に示すような応力−ひずみ線図におけるひずみ一定のまま時間の経過とともに応力が徐々に緩和し減少する応力緩和現象に着目し、スプリングバックした後のプレス成形品１においてもプレス成形により曲げられたパンチ肩部９、ダイ肩部１１及び縦壁部５等における残留応力が時間の経過とともに外部からの強制を受けずに徐々に緩和することで、プレス成形品１の力のモーメントと釣り合う形状が変化していることを突き止めた。
【００２４】
一例として、プレス成形品１のパンチ肩部９とダイ肩部１１における残留応力の緩和による形状変化について、図１３に示す模式図を用いて説明する。なお、図１３は、パンチ肩部９の断面形状と残留応力の例を図示したものであるが、ダイ肩部１１においても同様の残留応力の緩和と形状変化が生じる。
【００２５】
まず、プレス成形時、パンチとダイとを備えてなる金型を用いてブランク（金属板等）を成形下死点までプレス成形すると、図１３（ａ）に示すように、パンチ肩部９の曲げ外側では引張応力、曲げ内側では圧縮応力が発生する。なお、曲げ外側とは、曲げ部の断面において板厚中央ラインに対して曲げの曲率中心と反対側であるのに対し、曲げの内側とは、曲げの曲率中心と同じ側とする（以下同じ。）。
【００２６】
次に、金型からプレス成形品１を取り外す（離型する）と、プレス成形時に発生した残留応力を駆動力としてプレス成形品１のスプリングバックが瞬間に発生する。その際、図１３（ｂ）に示すように、プレス成形前の平坦なブランクの形状に戻るようなパンチ肩部９の曲げ角度の変化が生じ、成形下死点での形状（図１３（ｂ）中の破線）からパンチ肩部９の曲げ角度が増加した形状（図１３（ｂ）中の実線）へと変形する。しかしながら、パンチ肩部９は剛性があるためにプレス成形前の形状に戻ろうとする力が妨げられて、図１３（ｂ）に示すように、曲げ外側では圧縮応力が、曲げ内側では引張応力が生じる。
【００２７】
その後、図１３（ｃ）に示すように時間の経過とともに、プレス成形前の形状に戻ろうとする力は弱まり、プレス成形品１における力のモーメントと釣り合う形状（図１３（ｃ）中の実線）となるように、パンチ肩部９においてはさらに曲げが増す曲げ角度の変化が生じる。
【００２８】
すなわち、プレス成形した後に成形下死点からスプリングバックすると、その時点でのプレス成形品に残留応力が生じるが、その生じてしまった残留応力について、板厚方向における表側の残留応力と裏側の残留応力の差に対して、時間単位の経過に伴って、プレス成形品の板厚方向における表側の残留応力と裏側の残留応力の差が緩和され減少する。その結果、プレス成形品の加工を受けた部分は、スプリングバック直後の形状よりもさらに残留応力が減少した形状になることを見出した。
【００２９】
この現象は、従来の残留応力低減によるスプリングバックの挙動とは全く異なる。
従来のスプリングバックの挙動では、プレス成形後の下死点で生じる残留応力について、特定の手段により、生じようとする残留応力の値を強制的に低減させるか、生じようとするプレス成形品の表側と裏側の残留応力の差を強制的に低減させると、その結果として、プレス成形下死点の形状はスプリングバックが抑制されて、プレス成形後の状態に保持される。
【００３０】
一方、本発明が対象とする応力緩和の挙動では、プレス成形後の下死点からスプリングバックが生じた後に、既に存在する残留応力が外部からの強制を受けずに緩和するので、残留応力がない状態に戻ろうとする。その結果として、プレス成形品は、スプリングバック直後よりも曲げ角度や反りが増加するなど、さらに目標形状から遠ざかる形状になる。
【００３１】
そして、このようなハット型断面形状のプレス成形品１においては、離型した瞬間に生じるスプリングバックの対策が十分にとられても、図１３に示すように、パンチ肩部９とダイ肩部１１の双方で時間の経過に伴う応力緩和により曲げ角度の変化が生じるために、プレス成形品１のフランジ部７においては成形下死点での形状からの乖離が生じる。
【００３２】
その結果、プレス成形してスプリングバックしたプレス成形品が次工程で他の部品との組立加工に供される前に当該プレス成形品の時間経過に伴う形状変化が生じると、次工程で問題が発生する場合があった。
【００３３】
このような問題に対して、発明者らはその対策を検討したところ、次工程に供される前に、所定の時間放置することで、プレス成形品の残留応力を緩和させて形状変化をもはやほとんど生じさせない状態にし、さらには、当該形状変化が生じない状態で該プレス成形品の形状を測定し、該測定した形状が所定の範囲内である場合には該プレス成形品を次工程に供すると判定することにより、プレス成形品の時間経過に伴う形状変化による次工程での不具合を回避することができるという知見を得た。
【００３４】
以下、本発明に係るプレス成形方法及びプレス成形品の形状評価方法について、実施の形態１〜実施の形態４にて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態４においては、図２に示すような、天板部３と縦壁部５とフランジ部７とを有してなるハット型断面形状であって、曲げ稜線部として、天板部３と縦壁部５を接続するパンチ肩部９と、縦壁部５とフランジ部７を接続するダイ肩部１１とを有するプレス成形品１を例として説明する。
【００３５】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法は、金型から離型した瞬間にスプリングバックしたプレス成形品１における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制するものであって、図１に示すように、プレス成形工程Ｓ１と、離型工程Ｓ３と、離型後金型保持工程Ｓ５と、を含むものである。
【００３６】
プレス成形工程Ｓ１は、金型を用いて、金属板をプレス成形品１にプレス成形する工程である。
プレス成形工程Ｓ１で用いる金型は、例えば、ダイとパンチを備えてなり、ダイをパンチ側に成形下死点まで相対移動させてプレス成形品１にプレス成形できるものであれば特に限定はない。
【００３７】
離型工程Ｓ３は、プレス成形工程Ｓ１においてプレス成形したプレス成形品１を金型から離型する工程である。
【００３８】
離型後金型保持工程Ｓ５は、離型工程Ｓ３において一旦離型したプレス成形品１を、プレス成形工程Ｓ１においてプレス成形に用いた金型を再び用いて、成形下死点形状に30分間以上保持する工程である。ここで、成形下死点形状とは、プレス成形工程Ｓ１で用いた金型の成形下死点におけるプレス成形品１の形状のことをいう（以下同じ。）。
【００３９】
なお、金型を用いてプレス成形品１を保持する時間を30分間以上とした理由は、30分間以上保持することで残留応力が十分に緩和して減少し、保持したプレス成形品１を再び金型から離型した後の応力緩和による形状変化が十分に抑制できるためである。
【００４０】
本実施の形態１に係るプレス成形方法により、プレス成形品１を金型から離型してスプリングバックした後におけるプレス成形品１の時間経過に伴う形状変化を抑制することができる理由を、図３に基づいて説明する。なお、図３は、プレス成形品１のパンチ肩部９の断面形状と残留応力を図示したものであるが、プレス成形品１のダイ肩部１１においても同様の残留応力と形状変化が生じる。
【００４１】
まず、プレス成形品１をプレス成形して金型から離型すると、プレス成形時に発生した残留応力（パンチ肩部９の曲げ外側では引張応力、曲げ内側では圧縮応力）を駆動力としてスプリングバックが発生する。その際、図３（ａ）に示すように、パンチ肩部９はプレス成形前の平坦な金属板の状態に戻るように、成形下死点前の形状（図３（ａ）中の破線）から角度変化が起き、パンチ肩部９の曲げ角度が増加した形状（図３（ａ）中の実線）に変化する。しかしながら、金属板が曲げられたパンチ肩部９には剛性があるためにプレス成形前の形状に戻ろうとする力が妨げられ、図３（ａ）に示すように、パンチ肩部９の曲げ外側では圧縮応力になり、曲げ内側では引張応力になる。
【００４２】
続いて、スプリングバックしたプレス成形品１を、そのプレス成形に供した金型を用いて保持すると、図３（ｂ）に示すように、スプリングバックした直後の形状（図３（ｂ）中の破線）から成形下死点形状（図３（ｂ）中の実線）に変形し、パンチ肩部９においては、曲げ外側では引張応力、曲げ内側では圧縮応力が生じる。
【００４３】
そして、金型を用いてプレス成形品を成形下死点形状に30分間以上保持すると、パンチ肩部９においては、図３（ｃ）に示すように、パンチ肩部９は成形下死点形状（図３（ｃ）中の実線）に保持されたまま、その残留応力が徐々に緩和（減少）する。
その結果、金型又は治具で保持した直後（本実施形態では成形下死点）に比べて残留応力は緩和して減少するため、金型から再度離型してスプリングバックした後の時間経過に伴う形状変化は著しく小さくなる。
【００４４】
なお、上記の説明において、離型後金型保持工程Ｓ５は、プレス成形品１のプレス成形に用いた金型により、プレス成形品１の全体を成形下死点形状に保持するものであった。もっとも、本実施の形態１の他の態様に係るプレス成形方法は、離型後金型保持工程Ｓ５に代えて、図４に示すように、離型後治具保持工程Ｓ７を含むようにしてもよい。
【００４５】
離型後治具保持工程Ｓ７は、プレス成形品１の全部又は一部を予め定めた所定の形状に保持することができる治具を用いて、プレス成形品１の全部又は一部を前記所定の形状に30分間以上保持する工程である。
【００４６】
ここで、予め定めた所定の形状とは、例えば、プレス成形品１の下死点形状や目標形状（製品として規定した形状）、あるいは、下死点形状と目標形状との間の中間形状とすればよい。
また、治具を用いてプレス成形品１の一部を所定の形状に保持するとは、プレス成形品１全体を所定形状に保持してもよく、プレス成形品１の一部、例えば、パンチ肩部９のみを所定の形状に保持可能な治具を用いて保持してもよい。
さらに、治具を用いてプレス成形品１を保持する時間を30分間以上とした理由は、前述した金型を用いて保持する場合と同様である。
【００４７】
このように、プレス成形品１を金型から離型してスプリングバックした後に、離型後治具保持工程Ｓ７においてプレス成形品１の全部又は一部を予め定めた所定の形状に保持することで、プレス成形品１における治具を用いて保持した部位の残留応力を緩和して減少することができ、治具から取り外した後のプレス成形品１における当該保持した部位の残留応力も減少し、プレス成形品１の時間経過に伴う形状変化を小さくすることができる。
【００４８】
なお、離型後治具保持工程Ｓ７において、プレス成形品１全体を保持する場合、前記金型と同じ形状の別の金型を用いてもよく、また、治具を用いてプレス成形品１を保持する一部の部位は、例えば、プレス成形品１の曲げ稜線部であるパンチ肩部９やダイ肩部１１とすればよい。もっとも、治具を用いてプレス成形品１を保持する部位は、パンチ肩部９やダイ肩部１１といった曲げ稜線部に限るものではなく、曲げ曲げ戻しを受ける縦壁部５等、時間経過に伴う応力緩和による形状変化への影響が大きい部位とすればよい。
【００４９】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法は、金型から離型した瞬間にスプリングバックしたプレス成形品１（図２）における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制するものであって、図５に示すように、プレス成形工程Ｓ１１と、離型前保持工程Ｓ１３と、離型工程Ｓ１５と、を含むものである。なお、プレス成形工程Ｓ１１は、前述した実施の形態１のプレス成形工程Ｓ１と同様であるため、以下、離型前保持工程Ｓ１３と、離型工程Ｓ１５と、について説明する。
【００５０】
離型前保持工程Ｓ１３は、プレス成形工程Ｓ１１において金型を用いてプレス成形品１をプレス成形した後、該金型から離型せずに成形下死点で30分間以上保持する工程である。
【００５１】
離型工程Ｓ１５は、離型前保持工程Ｓ１３において保持したプレス成形品１を金型から離型する工程である。
【００５２】
本実施の形態２に係るプレス成形方法により、金型から離型してスプリングバックしたプレス成形品１における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制することができる理由について、図６に基づいて説明する。なお、図６は、一例として、プレス成形品１のパンチ肩部９の断面形状と残留応力を図示したものであるが、プレス成形品１のダイ肩部１１においても同様の残留応力の緩和と形状変化が生じる。
【００５３】
まず、金型を用いてプレス成形品１をプレス成形すると、パンチ肩部９においては、図６（ａ）に示すように、曲げ外側では引張応力、曲げ内側では圧縮応力が生じる。
【００５４】
そして、プレス成形品１を金型から離型せずに成形下死点で30分間以上保持すると、パンチ肩部９においては、図６（ｂ）に示すように、残留応力は徐々に緩和（減少）し、成形下死点でのパンチ肩部９に比べて残留応力は小さくなる。
そのため、金型内で30分間以上保持してから離型したプレス成形品１は、金型内で保持せずに離型したプレス成形品１に比べて、離型してスプリングバックした後の時間経過に伴う応力緩和による形状変化が著しく小さくなる。
【００５５】
このように、本実施の形態２に係るプレス成形方法によれば、金型から離型してスプリングバックしたプレス成形品１における、その後の時間経過に伴う形状変化を抑制することができる。
【００５６】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法は、プレス成形後に他部品と組み立て加工されるプレス成形品１をプレス成形するものであって、図７に示すように、プレス成形工程Ｓ２１と、離型工程Ｓ２３と、形状変化工程Ｓ２５と、を含むものである。
【００５７】
プレス成形工程Ｓ２１及び離型工程Ｓ２３は、前述した本発明の実施の形態１のプレス成形工程Ｓ１及び離型工程Ｓ３と同様であるため、ここではこれらの説明は割愛し、以下、形状変化工程Ｓ２５について説明する。
【００５８】
形状変化工程Ｓ２５は、離型工程Ｓ２３において離型したプレス成形品１を組み立て加工に供する前に、離型した後に30分間以上放置し、プレス成形品１の形状を変化させる工程である。
【００５９】
なお、離型したプレス成形品１を放置して形状変化させる時間を30分間以上とした理由は、離型してから30分間以上経過すると、プレス成形品１における残留応力が十分に緩和して減少し、スプリングバック後のさらなる形状変化が小さくなるためである（図１１参照）。
【００６０】
本実施の形態３に係るプレス成形方法によれば、プレス成形したプレス成形品を組み立て加工する前に放置することで、プレス成形品１の時間経過に伴う応力緩和による形状変化を生じさせた後、プレス成形品１を次工程の他部品との組み立て加工に供するので、プレス成形してから次工程に供されるまでの間に形状変化が生じて次工程で不具合が発生することを防ぐことができる。
【００６１】
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４に係るプレス成形品の形状評価方法は、プレス成形後に他部品と組み立て加工されるプレス成形品１の形状を評価するものであって、図８に示すように、プレス成形工程Ｓ３１と、離型工程Ｓ３３と、形状測定工程Ｓ３５と、形状判定工程Ｓ３７と、を含むものである。なお、プレス成形工程Ｓ３１及び離型工程Ｓ３３は、前述した実施の形態１のプレス成形工程Ｓ１及び離型工程Ｓ３と同様であるため、形状測定工程Ｓ３５と形状判定工程Ｓ３７について説明する。
【００６２】
形状測定工程Ｓ３５は、離型したプレス成形品１を組み立て加工に供する前に、離型した後に30分間以上放置してからプレス成形品１の形状を測定する工程である。
【００６３】
ここで、プレス成形品１を離型した後に放置してから形状を測定するようにした理由は、離型したプレス成形品１における残留応力を十分に緩和して減少させ、応力緩和による形状変化を生じさせるためである。
さらに、放置する時間を30分間以上としたのは、離型してから30分間以上経過すると、プレス成形品１における残留応力が十分に緩和して減少し、スプリングバックした後のさらなる形状変化が小さくなるためである（図１１参照）。
【００６４】
形状判定工程Ｓ３７は、形状測定工程Ｓ３５で測定したプレス成形品１の形状が予め設定した所定の範囲内であれば、プレス成形品１を組み立て加工に供すると判定する工程である。
【００６５】
このように、本実施の形態４に係るプレス成形品の形状評価方法によれば、プレス成形したプレス成形品１を離型して30分間以上放置し、時間経過に伴う応力緩和による形状変化を十分にさせてからその形状を測定し、該測定したプレス成形品１の形状が予め設定した所定の範囲内であれば次工程に供すると判定するので、プレス成形した後に組み立て加工されるまでの間にプレス成形品１に形状変化が生じて次工程で不具合が発生することを防ぐことができる。
【００６６】
なお、形状判定工程Ｓ３７における予め設定した所定の範囲内とは、他部品との組み立て加工において不具合が生じない程度の範囲内で適宜設定すればよい。
【００６７】
前述した本発明に係るプレス成形方法及びプレス成形品の形状評価方法は、プレス成形品のプレス成形にブランクとして用いる金属板や、プレス成形品の形状及び種類等を特に制限するものではなく、プレス成形品の残留応力が高くなる金属板を用いてプレス成形した自動車部品に対してより有効である。
【００６８】
具体的には、ブランクに関しては、引張強度が150MPa級以上2000MPa級以下、板厚が0.5mm以上4.0mm以上の金属板であることが好ましい。
【００６９】
引張強度が150MPa級未満のブランク（金属板）は、プレス成形品に用いられることが少ないため、本発明を適用する利点が少ない。引張強度が150MPa級以上のブランクを用いた自動車の外板部品等の剛性が低いものについては、残留応力の変化による形状変化を受けやすいため、本発明を適用する利点が多くなるので本発明を好適に適用できる。
【００７０】
一方、引張強度が2000MPa級を超えるブランクは延性が乏しいため、例えば、図２に示すようなハット型断面形状のプレス成形品１のプレス成形過程においてはパンチ肩部９やダイ肩部１１で割れが発生し、プレス成形することができない場合がある。
【００７１】
また、プレス成形品の形状に関して、本発明は、図２に示すようなハット型断面形状のプレス成形品１を対象とするものに限定されるものではなく、例えば、Ｚ字状断面形状、コ字状断面形状又はＬ字状断面形状のプレス成形品等、残留応力が高くなる部位を有する形状のプレス成形品に、本発明を適用することが望ましい。
【００７２】
したがって、プレス成形品の種類としては、剛性が低いドアやルーフ、フード等の外板部品、高強度の金属板を使うＡピラー、Ｂピラー、ルーフレール、サイドレール、フロントサイドメンバー、リアサイドメンバー、クロスメンバー等の骨格部品等といった自動車部品に、本発明を適用することが好ましい。
【００７３】
なお、本発明は、フォーム成形、曲げ成形又はドロー成形によりプレス成形されたプレス成形品に適用することができ、プレス成形品のプレス工法は問わない。
【実施例】
【００７４】
本発明に係るプレス成形方法の作用効果を確認するための実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
【００７５】
実験では、まず、以下の表１に示す機械的特性を持つ金属板Ａを用い、図２に示すハット型断面形状のプレス成形品１の曲げ成形によるプレス成形を行った。プレス成形品１の成形下死点形状は、パンチ肩部９の曲率半径及び曲げ角度を5mm及び95°とし、ダイ肩部１１の曲率半径及び曲げ角度を5mm及び95°とした。
【００７６】
【表１】
0006981487.tif 000002
【００７７】
そして、成形下死点までプレス成形したプレス成形品１を金型から離型し、スプリングバックした後のプレス成形品１の時間経過に伴う形状変化を測定した（従来例）。その結果、図９に示すように、パンチ肩部９やダイ肩部１１で角度変化が発生し、プレス成形品１の成形下死点形状から乖離した。
なお、以下に記載する乖離量は、プレス成形品１の天板部３の長手方向中央を一致させて、天板部３に平行となる幅方向における断面内の距離を用いた。
【００７８】
プレス成形品１において、成形下死点形状と最も乖離した部位は、図２に示すプレス成形品１のエッジ部（フランジ部における長手方向の先端。以下、「評価点ａ」という。）であった。そこで、評価点ａにおける成形下死点形状からの乖離量を測定したところ、プレス成形直後（離型してスプリングバックした直後）では14.3mmであったのに対し、2日間経過した後では16.0mmであり、時間の経過に伴って乖離量が増加した。
【００７９】
次に、発明例として、金型から離型してスプリングバックしたプレス成形品１を金型に戻して成形下死点形状に所定時間保持した場合（発明例１及び発明例２）と、成形下死点までプレス成形したプレス成形品１をそのまま金型内で所定時間保持した場合（発明例３及び発明例４）について、金型で保持して離型した後のプレス成形品１の時間経過に伴う形状変化を測定した。
表２に、プレス成形品１のプレス成形直後（離型してスプリングバックした直後）と、金型で所定時間保持してから離型した後において、評価点ａの成形下死点形状からの乖離量を測定した結果を示す。
【００８０】
【表２】
0006981487.tif 000003
【００８１】
発明例１は、スプリングバックしたプレス成形品を金型に戻して30分間保持したものであり、評価点ａの乖離量は、金型で保持してから離型した直後においては14.6mm、その後金型に戻して離型後から2日間経過した後においては14.8mmであった。2日間経過した後の乖離量とプレス成形直後（離型及びスプリングバック直後）の乖離量（＝14.3mm）との差分は0.5mmであり、従来例における乖離量との差分（＝1.7mm）に比べて低下した。
【００８２】
発明例２は、スプリングバックしたプレス成形品を金型に戻して連続して2日間保持したものであり、評価点ａの乖離量は、金型で保持してから離型した直後においては14.5mmであった。そして、2日間経過した後の乖離量とプレス成形直後（離型及びスプリングバック直後）の乖離量（＝14.3mm）との差分は0.2mmであり、発明例１に比べてさらに低下し時間経過に伴う形状変化を抑制できた。
【００８３】
発明例３は、プレス成形した後そのまま金型内で30分間保持してから離型したものであり、評価点ａにおける乖離量は、金型で保持してから離型した直後においては14.9mm、その後、再び金型に戻して離型後から2日間経過した後においては15.3mmであった。そして、発明例３は、プレス成形した後そのまま金型内で保持したものであるため、プレス成形した直後の形状は測定できないが、従来例１におけるプレス成形直後（離型及びスプリングバック直後）の乖離量との差分は1.0mmであり、従来例における乖離量との差分に比べて低下し時間経過に伴う形状変化を抑制できた。
【００８４】
発明例４は、プレス成形した後に金型内で保持する時間を発明例３に比べて連続して2日間に増したものであり、評価点ａの乖離量は、14.4mmであった。そして、従来例１におけるプレス成形直後（離型及びスプリングバック直後）の乖離量との差分は0.1mとなり、発明例３に比べてさらに低下し時間経過に伴う形状変化を十分に抑制できた。
【符号の説明】
【００８５】
１  プレス成形品
３  天板部
５  縦壁部
７  フランジ部
９  パンチ肩部
１１  ダイ肩部
２１  プレス成形品
２３  天板部
２５  縦壁部
【図１】
0006981487.tif 000004
【図２】
0006981487.tif 000005
【図３】
0006981487.tif 000006
【図４】
0006981487.tif 000007
【図５】
0006981487.tif 000008
【図６】
0006981487.tif 000009
【図７】
0006981487.tif 000010
【図８】
0006981487.tif 000011
【図９】
0006981487.tif 000012
【図１０】
0006981487.tif 000013
【図１１】
0006981487.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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