(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部と、該天板部から連続する縦壁部であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が前記天板部側に凹む凹み部を有する縦壁部と、該縦壁部の下端辺に外向きに形成されたフランジ部とを有し、
前記凹み部が、壁深さが深い部位の下端辺から順に、該下端辺に連続する第１湾曲部、該第１湾曲部に連続する傾斜辺部、該傾斜辺部に連続する第２湾曲部、壁深さが浅い凹み辺部を有し、前記第１湾曲部に形成されるフランジ部が縮みフランジで、前記第２湾曲部に形成されるフランジが伸びフランジとなるプレス成形品を成形するプレス成形金型であって、
上型と、該上型と協働して前記天板部、前記縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び前記第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に、前記傾斜辺部にねじり形状部を形成する下パッドと、該下パッドに隣接して配置され、前記上型と協働して前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、前記傾斜辺部に連続する第２湾曲部と前記凹み辺部にフランジ部を形成する下型とを有し、
前記上型は、前記天板部を成形する天板成形部と、前記縦壁部を成形する縦壁成形部と、前記縦壁部の天板部の反対側の辺部である下端辺にフランジ部を成形する下端辺フランジ成形部と、前記第１湾曲部にフランジ部を成形する第１湾曲部フランジ成形部と、前記傾斜辺部にフランジ部を成形する傾斜辺部フランジ成形部と、前記第２湾曲部にフランジ部を成形する第２湾曲部フランジ成形部と、前記凹み辺部にフランジ部を成形する凹み辺部フランジ成形部とを有し、
前記下パッドは、下パッド天板成形部と、下パッド縦壁成形部と、下パッド下端辺フランジ成形部と、下パッド第１湾曲部フランジ成形部とを有し、
前記下型は、前記傾斜辺部にフランジ部を成形する下型傾斜辺部成形部と、前記第２湾曲部にフランジ部を成形する下型第２湾曲部フランジ成形部と、前記凹み辺部にフランジ部を成形する下型フランジ成形部とを有し、
成形初期に、前記上型と前記下パッドによって、前記天板部、前記縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び前記第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に、前記傾斜辺部にねじり形状部を形成し、
成形後期に、前記上型と前記下型によって、前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、前記第２湾曲部と前記凹み辺部にフランジ部を形成して、目標形状に成形できることを特徴とするプレス成形金型。
【請求項２】
天板部と、該天板部から連続する縦壁部であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が前記天板部側に凹む凹み部を有する縦壁部と、該縦壁部の下端辺に外向きに形成されたフランジ部とを有し、
前記凹み部が、壁深さが深い部位の下端辺から順に該下端辺に連続する第１湾曲部、該第１湾曲部に連続する傾斜辺部、該傾斜辺部に連続する第２湾曲部、壁深さが浅い凹み辺部を有し、前記第１湾曲部に形成されるフランジ部が縮みフランジで、前記第２湾曲部に形成されるフランジが伸びフランジとなるプレス成形品を、請求項１に記載のプレス成形金型を用いて成形するプレス成形方法であって、
前記上型及び下パッドによって、前記天板部、前記縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び前記第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に前記傾斜辺部にねじり形状部を形成する初期成形工程と、
前記上型と前記下パッドでブランクを挟持した状態で、前記下型を上型に対して相対移動して、前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、前記第２湾曲部と前記凹み辺部にフランジ部を成形して、目標形状に成形する後期成形工程と、を備えた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、金属素板から自動車部品等の部材をプレス成形するプレス成形金型及びプレス成形方法に関し、特に、天板部と、側面視で壁高さが変化する部位を有する縦壁部と、該縦壁部の天板部の反対側の辺部である下端辺に形成されたフランジ部を有するプレス成形品のプレス成形金型及びプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に起因した自動車車体の軽量化のため、自動車部品に高強度鋼板が多用されつつある。
しかし、高強度鋼板は強度の低い鋼板と比較して延性に乏しく、加工中に破断を生じやすい。また、高強度鋼板を用いた場合でも、さらなる軽量化のために薄肉化も同時に行うため、鋼板の座屈が生じやすくてプレス成形中にしわが発生しやすいという問題もある。そのため、破断やしわを抑制するためのプレス成形方法の開発が強く求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、パンチおよびダイとは別体で駆動するしわ抑えパッドを利用することで、製品内部のしわや伸びフランジ割れを生じやすい自動車部品を、成形不具合なく製造するプレス成形方法が開示されている。
特許文献１に開示された方法によれば、製品内部のしわや割れを生じやすい自動車部品を、成形不具合なく製造することができるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許６０３２３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示のプレス成形方法は、フランジから離れた製品内部をしわ抑えパッドを用いて拘束することが必要とされる方法である。そのため、フランジ部そのものにしわや割れを生じる形状には適用できないという課題がある。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、フランジそのものにしわや割れの生ずるプレス成形品にも適用でき、フランジに生ずるしわと割れを同時に抑制できるプレス成形金型及びプレス成形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】
【０００７】
（１）本発明に係るプレス成形金型は、天板部と、該天板部から連続する縦壁部であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が前記天板部側に凹む凹み部を有する縦壁部と、該縦壁部の下端辺に外向きに形成されたフランジ部とを有し、前記凹み部が、壁深さが深い部位の下端辺から順に、該下端辺に連続する第１湾曲部、該第１湾曲部に連続する傾斜辺部、該傾斜辺部に連続する第２湾曲部、壁深さが浅い凹み辺部を有し、前記第１湾曲部に形成されるフランジ部が縮みフランジで、前記第２湾曲部に形成されるフランジが伸びフランジとなるプレス成形品を成形するものであって、
上型と、該上型と協働して前記天板部、前記縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び前記第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に、前記傾斜辺部にねじり形状部を形成する下パッドと、該下パッドに隣接して配置され、前記上型と協働して前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、前記傾斜辺部に連続する第２湾曲部と前記凹み辺部にフランジ部を形成する下型とを有し、
前記上型は、前記天板部を成形する天板成形部と、前記縦壁部を成形する縦壁成形部と、前記縦壁部の天板部の反対側の辺部である下端辺にフランジ部を成形する下端辺フランジ成形部と、前記第１湾曲部にフランジ部を成形する第１湾曲部フランジ成形部と、前記傾斜辺部にフランジ部を成形する傾斜辺部フランジ成形部と、前記第２湾曲部にフランジ部を成形する第２湾曲部フランジ成形部と、前記凹み辺部にフランジ部を成形する凹み辺部フランジ成形部とを有し、
前記下パッドは、下パッド天板成形部と、下パッド縦壁成形部と、下パッド下端辺フランジ成形部と、下パッド第１湾曲部フランジ成形部とを有し、
前記下型は、前記傾斜辺部にフランジ部を成形する下型傾斜辺部成形部と、前記第２湾曲部にフランジ部を成形する下型第２湾曲部フランジ成形部と、前記凹み辺部にフランジ部を成形する下型フランジ成形部とを有し、
成形初期に、前記上型と前記下パッドによって、前記天板部、前記縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び前記第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に、前記傾斜辺部にねじり形状部を形成し、
成形後期に、前記上型と前記下型によって、前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、前記第２湾曲部と前記凹み辺部にフランジ部を形成して、目標形状に成形できることを特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、本発明に係るプレス成形方法は、天板部と、該天板部から連続する縦壁部であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が前記天板部側に凹む凹み部を有する縦壁部と、該縦壁部の下端辺に外向きに形成されたフランジ部とを有し、前記凹み部が、壁深さが深い部位の下端辺から順に、該下端辺に連続する第１湾曲部、該第１湾曲部に連続する傾斜辺部、該傾斜辺部に連続する第２湾曲部、壁深さが浅い凹み辺部を有し、前記第１湾曲部に形成されるフランジ部が縮みフランジで、前記第２湾曲部に形成されるフランジが伸びフランジとなるプレス成形品を、上記（１）に記載のプレス成形金型を用いて成形するプレス成形方法であって、
前記上型及び下パッドによって、前記天板部、前記縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び前記第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に、前記傾斜辺部にねじり形状部を形成する初期成形工程と、
前記上型と前記下パッドでブランクを挟持した状態で、前記下型を上型に対して相対移動して、前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、前記第２湾曲部と前記凹み辺部にフランジ部を成形して、目標形状に成形する後期成形工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプレス成形金型によれば、成形初期に、上型と下パッドによって、天板部、縦壁部、前記縦壁部における壁深さが深い部位の下端辺及び第１湾曲部にフランジ部を形成すると共に、傾斜辺部にねじり形状部を形成し、成形後期に、上型と下型によって、前記ねじり形状部をフランジ部に成形すると共に、第２湾曲部と凹み辺部にフランジ部を形成して、目標形状に成形できるので、フランジそのものにしわや割れの生ずるプレス成形品にも適用でき、フランジに生ずるしわと割れを同時に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス成形金型の説明図である（その１）。
【図２】本発明の実施の形態に係るプレス成形金型の説明図である（その２）。
【図３】本発明の実施の形態に係るプレス成形金型を個別に説明する説明図であって、図３（ａ）が上型、図３（ｂ）が下パッド、図３（ｃ）が下型を示している。
【図４】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法の成形開始前工程の金型の状態の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法の初期成形工程の金型の状態の説明図である。
【図７】図４の初期成形工程の成形品におけるＡＡ部の拡大図である。
【図８】初期成形工程においてしわの発生が抑制されるメカニズムを説明する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法の後期成形工程の金型の状態の説明図である。
【図１０】図４の後期成形工程の目標形状におけるＢＢ部の拡大図である。
【図１１】後期成形工程において割れの発生が抑制されるメカニズムを説明する説明図である。
【図１２】実施の形態における目標形状と、該目標形状の成形過程で生ずる課題を説明する説明図である。
【図１３】図１２に示した目標形状の成形過程でしわと割れが生ずるメカニズムを説明する説明図である。
【図１４】図４の中間成形品の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施の形態に係るプレス成形金型及びプレス成形方法の説明に先立ち、本発明が成形対象としているプレス成形品の一例について、図１２、図１３に基づいてその形状と課題について説明する。
図１２に示すプレス成形品１は、自動車部品であるフロントフロアクロスの斜視図であり、天板部３と、天板部３から連続する縦壁部５であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が天板部３側に凹む凹み部７を有する縦壁部５と、縦壁部５の下端辺に外向きに形成されたフランジ部９を有するものである。
【００１２】
そして、凹み部７が、壁深さが深い部位の下端辺１１から連続する一対の傾斜辺部１３と、傾斜辺部１３の端部を繋ぐ壁深さが浅い部位の凹み辺部１５とを有し、壁深さが深い部位の下端辺１１から傾斜辺部１３にかけて湾曲する一対の第１湾曲部１７、傾斜辺部１３から壁深さが浅い部位にかけて湾曲する一対の第２湾曲部１９が形成されており、第１湾曲部１７に形成されるフランジ部９は縮みフランジ変形となり、第２湾曲部１９に形成されるフランジ部９は伸びフランジ変形となるものである。
【００１３】
このようなプレス成形品１を従来のプレス成形方法で成形した場合、縮みフランジ変形となる部位（図中の丸い破線で囲んだａ部）では材料余りによりしわが生じやすく、伸びフランジ変形となる部位（図中の丸い破線で囲んだｂ部）では材料不足による割れを生じやすい。
【００１４】
このしわと割れが生ずるメカニズムを図１３に基づいて説明する。
図１３は、図１２の破線で囲んだＥＥ部における成形過程の材料流れを説明する図であり、図１２を上面視（図１３（ａ））及び側面視（図１３（ｂ））した状態を示している。また、図１３において、破線が成形前のブランクの先端であり、実線が目標形状に成形されたフランジ部９の端辺である。
また、図中のＤ点及びＢ点は成形前のブランクにおける第１湾曲部１７のＲ止まりに相当する点であり、これらに対応して側面図においてＤ点及びＢ点から目標形状の端辺に対して垂直に向かう線と目標形状の端辺との交点が、Ｄ´点及びＢ´点である。
同様に、図中のＡ点及びＥ点は成形前のブランクにおける第２湾曲部１９のＲ止まりに相当する点であり、これらに対応して側面図においてＥ点及びＡ点から目標形状の端辺に対して垂直に向かう線と目標形状の端辺との交点が、Ａ´点及びＥ´点である。
図１３（ｂ）側面図に示すように、材料は稜線（曲げの線）にほぼ垂直に流れるので、ａ部では材料が寄る方向に流れて、ｂ部では材料が離れる方向に流れる。そのため、ａ部ではしわが発生しやすくてｂ部では割れが発生しやすい。
【００１５】
このような問題を解決するため、発明者は、縮みフランジ変形を生ずる部位から伸びフランジ変形を生ずる部位へと材料を流入しやすくする中間成形品２０を成形途中に介在させることで、それぞれの部位への圧縮ひずみ及び引張ひずみの集中を回避できるプレス成形金型及びプレス成形方法を考案したものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
【００１６】
本実施の形態に係るプレス成形金型２１は、例えば図１２に示すように、天板部３と、天板部３から連続する縦壁部５であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が天板部３側に凹む凹み部７を有する縦壁部５と、縦壁部５の下端辺に外向きに形成されたフランジ部９とを有し、凹み部７が、壁深さが深い部位の下端辺１１から順に、該下端辺１１に連続する第１湾曲部１７、第１湾曲部１７に連続する傾斜辺部１３、傾斜辺部１３に連続する第２湾曲部１９、壁深さが浅い凹み辺部１５を有し、第１湾曲部１７に形成されるフランジ部９が縮みフランジで、第２湾曲部１９に形成されるフランジ部９が伸びフランジとなるプレス成形品１を成形するものであって、図１、図２に示すように、上型２３と、上型２３と協働して天板部３、縦壁部５、縦壁部５における壁深さが深い部位の下端辺１１及び第１湾曲部１７にフランジ部９を形成すると共に傾斜辺部１３にねじり形状部２５を形成する下パッド２７と、下パッド２７に隣接して配置され、上型２３と協働してねじり形状部２５をフランジ部９に成形すると共に、傾斜辺部１３に連続する第２湾曲部１９と凹み辺部１５にフランジ部９を形成する下型２９とを備えている。なお、上型と下型の上と下とは、相対的な関係を示す表現であって、必ずしも上と下に限定されるものではなく、対の関係を現わしている。
【００１７】
上型２３は、図２、図３（ａ）に示すように、天板部３を成形する天板成形部２３ａと、縦壁部５を成形する縦壁成形部２３ｂと、縦壁部５の下端辺１１にフランジ部９を成形する下端辺フランジ成形部２３ｃと、第１湾曲部１７にフランジ部９を成形する第１湾曲部フランジ成形部２３ｄと、傾斜辺部１３にフランジ部９を成形する傾斜辺部フランジ成形部２３ｅと、第２湾曲部１９にフランジ部９を成形する第２湾曲部フランジ成形部２３ｆと、凹み辺部１５にフランジ部９を成形する凹み辺部フランジ成形部２３ｇとを有している。
【００１８】
下パッド２７は、図１、図３（ｂ）に示すように、上型２３の天板成形部２３ａに対応した形状を有する下パッド天板成形部２７ａ、上型２３の縦壁成形部２３ｂに対応した形状を有する下パッド縦壁成形部２７ｂ、上型２３の下端辺フランジ成形部２３ｃに対応した形状を有する下パッド下端辺フランジ成形部２７ｃと、上型２３の第１湾曲部フランジ成形部２３ｄに対応した形状を有する下パッド第１湾曲部フランジ成形部２７ｄとを有している。
下パッド２７において、軸方向に隣り合う下パッド第１湾曲部フランジ成形部２７ｄの間、すなわち上型２３の第２湾曲部フランジ成形部２３ｆ及び凹み辺部フランジ成形部２３ｇに対向する部分は空洞部３１となっており、この空洞部３１に下型２９が配置されている。
【００１９】
下型２９は、図１、図３（ｃ）に示すように、下パッド２７と独立して移動可能に構成され、傾斜辺部１３にフランジ部９を成形する下型傾斜辺部フランジ成形部２９ａと、第２湾曲部１９にフランジ部９を成形する下型第２湾曲部フランジ成形部２９ｂと、凹み辺部にフランジ部９を成形する下型凹み辺部フランジ成形部２９ｃとを有している。
【００２０】
次に、上記のような本実施の形態のプレス成形金型２１を用いて、図１２に例として示したフロントフロアクロスを成形する方法について説明する。
本実施の形態のプレス成形方法は、図４に示すように、ブランク３３をプレス成形金型２１にセットする成形開始前工程Ｓ１、初期成形工程Ｓ３、後期成形工程Ｓ５とを備えたものである。
以下、各工程について、図４〜図１１に基づいて詳細に説明する。なお、金型の動きを説明する図５、図６、図９においては、ブランク３３の成形状態を示すため、上型２３は透視図としている。
【００２１】
＜成形開始前工程＞
成形開始前工程Ｓ１では、図５に示すように、金属板からなるブランク３３を下パッド２７上に載置する。このとき、下型２９は下方に退避しており、その上面すなわち下型凹み辺部フランジ成形部２９ｃが下パッド２７の下パッド下端辺フランジ成形部２７ｃよりも下方に位置している。
【００２２】
＜初期成形工程＞
初期成形工程Ｓ３では、図６に示すように、上型２３を下パッド２７に向けて成形下死点まで移動する。
これによって、上型２３及び下パッド２７によって、天板部３、縦壁部５、縦壁部５における壁深さが深い部位の下端辺１１及び第１湾曲部１７にフランジ部９を形成すると共に傾斜辺部１３にねじり形状部２５（図７）が成形される。
ねじり形状部２５が成形されるのは、図６に示した上型２３を成形下死点まで移動した状態では、上型２３（図３）における傾斜辺部フランジ成形部２３ｅ、第２湾曲部フランジ成形部２３ｆ及び凹み辺部フランジ成形部２３ｇに対応する部位にはブランク３３を挟む下型２９が存在しないため、図７に示す傾斜辺部１３の下端側の第１湾曲部１７にフランジ部９が形成されるが、凹み辺部１５にはフランジ部９が形成されないためである。
【００２３】
そして、このねじり形状部２５は、図７に示すように、一端側が第１湾曲部１７に形成されたフランジ部９に繋がり、他端側が成形前のブランク端部１５ａに繋がることで、ねじれた形状となっている。
ねじり形状部２５の成形の際には、図７の矢印で示すように、第１湾曲部１７側から傾斜辺部１３へ材料流入が生じ、縮みフランジ変形における材料余りが緩和され、しわの発生が抑制される。
【００２４】
この材料流れが生ずるメカニズムを図８に基づいて説明する。
図８は、図７の破線で囲んだＣＣ部における成形過程における材料流れを説明する図であり、図７の中間成形品２０を上面視及び側面視した状態を示している。また、図８において、目の細かい破線が成形前のブランク３３の端辺であり、目の粗い破線が中間成形品２０の端辺であり、実線が目標形状におけるフランジ部９の端辺である。
図中のＡ〜Ｅ点及びＡ´〜Ｅ´点は、図１３に示したものと同一の点である。
すなわち、図中Ａ点は、ブランク３３における第２湾曲部１９のＲ止まりであり、ねじり形状部２５の先端位置となる。Ｂ点は、従来の縮みフランジ変形を生じるブランク部位の一方のＲ止まり（図１３）に対応する点で、Ｂ´点は側面図においてＢ点からねじり形状部２５の端辺に対して垂直に向かう線とねじり形状部２５の端辺との交点である。
Ｄ点はブランク３３における湾曲部のＲ止まり、Ｄ´点は側面図においてＤ点から目標形状の端辺に対して垂直に向かう線と目標形状の端辺との交点である。
【００２５】
縮みフランジ変形のため、Ｂ´点からＤ´点までの距離はＢ点からＤ点までの距離よりも短くて（Ｂ´Ｄ´＜ＢＤ）、材料余りによって第１湾曲部１７にはしわが発生しようとする。
他方、Ａ点からＢ´点までの距離は、３次元的にみると、Ａ点からＢ点までの距離よりも長い（ＡＢ´＞ＡＢ）ため、材料はＡ点側に引っ張られて図１３のａ部に示す「稜線にほぼ垂直」からずれて流れる。そのため、従来の図１３のしわ発生領域での矢印の材料流れに比べてＡ点寄りの図８の矢印で示す材料流れが生じ、この材料流れにより、成形初期で成形される縮みフランジ変形での材料余りが緩和され、しわの発生が防止される。
【００２６】
なお、成形初期工程Ｓ３においては、図１４に示すように、縦壁部５の高さ方向中間部に縦壁部５の下側が外側に開くような角度をつける曲げ部３５を形成するようにしてもよい。このようにする理由は以下の通りである。
本発明を適用するにあたり、縦壁部５を垂直にしたままフランジ部９を成形すると、スプリングバックによって縦壁部５とフランジ部９との曲げ角度が大きくなり、また、縦壁部５に反りが生じやすい。曲げ部３５を形成することにより、先端が下向きＶ字形状の金型でフランジ部９を成形できるため、縦壁部５とフランジ部９との曲げ角度を鋭利にできて、かつ、フランジ部９に隣接する縦壁部５の高さを低くできて反りを抑制できる。その結果、フランジ部９の一部分、すなわち縮みフランジ変形部のみを成形することが容易になる。
【００２７】
＜後期成形工程＞
後期成形工程Ｓ５では、上型２３と下パッド２７でブランク３３を挟持した状態で、図９に示すように、下型２９を上型２３に向けて移動して、ねじり形状部２５をフランジ部９に成形すると共に、第２湾曲部１９と凹み辺部１５にフランジ部９を成形して目標形状とする。
後期成形工程Ｓ５の成形過程では、図１０の矢印で示すように、図７の材料余りを吸収したねじり形状部２５からねじりを戻すことで、余った材料により伸びフランジ変形部へと材料流入が生じるため、伸びフランジ変形部の材料不足が緩和され、割れの発生が抑制される。
【００２８】
この材料流れが生ずるメカニズムを図１１に基づいて説明する。
図１１は、図１０の破線で囲んだＤＤ部の成形過程における材料流れを説明する図であり、図１０を上面視及び側面視した状態を示している。また、図１１において、目の細かい破線が成形前のブランクの端辺であり、目の粗い破線がねじり形状部２５の端辺、実線が目標形状におけるフランジ部９の端辺である。また、図中のＡ〜Ｅ点及びＡ´〜Ｅ´点は、図１３に示したものと同一の点である。
【００２９】
伸びフランジ変形のため、Ａ´点からＥ´点までの距離は、Ａ点からＥ点までの距離より長く（Ａ´Ｅ´＞ＡＥ）、フランジ部９の成形による材料不足により第２湾曲部１９では割れが発生しようとする。
他方、３次元的にみると、Ｄ´点からＥ´点までの距離は、Ｄ´点からＥ点までの距離よりも短い（Ｄ´Ｅ´＜Ｄ´Ｅ）ため、材料はＡ´側に押されて図１３のｂ部に示す「稜線にほぼ垂直」からずれて流れる。そのため、従来の図１３の割れ発生領域での矢印の材料流れに比べてＡ点寄りの図１１の矢印で示す材料流れが生じ、この材料流れにより、後期成形工程Ｓ５で成形される伸びフランジ変形での材料不足が緩和され、割れの発生が防止される。
【００３０】
以上のように、本実施の形態のプレス成形金型２１であれば、上型２３と下パッド２７によって、縦壁部５における壁深さが深い部位の下端辺１１及び第１湾曲部１７にフランジ部９を形成すると共に傾斜辺部１３にねじり形状部２５を形成し、成形後期に、上型２３と下型２９によって、ねじり形状部２５をフランジ部９に成形すると共に、第２湾曲部１９と凹み辺部１５にフランジ部９を形成して、目標形状に成形することができる。
このため、成形初期において、縮みフランジ変形となる部位のみを先に成形することで、伸びフランジ変形となる部位側への材料流れを促進するようなねじり形状部２５が成形され、成形後期において、伸びフランジ変形となる部位を成形することで、ねじり形状部２５からの材料流れにより、伸びフランジ変形での材料不足を抑制して目標形状を成形できる。
【００３１】
このように、縮みフランジしわの発生する危険部位および伸びフランジ割れの発生する危険部位のひずみを分散させることで、初期成形工程Ｓ３では、縮みフランジ変形によるしわ発生が抑制され、後期成形工程Ｓ５では伸びフランジ変形による割れ発生が抑制され、全工程を通じてしわと割れの発生を抑制できる。
【実施例】
【００３２】
本発明の効果確認のため、図１２に示すようなフロントフロアクロス部品を目標形状の例としてプレス成形を行った。
材料は、引張強度が1180MPa級、板厚1.4mmの鋼板とした。
まず、比較例として、ねじり形状部２５を成形することなく一工程で目標形状を成形し、天板部をパッドで押さえるパッドフォーム成形によるプレス成形を行った。
次に、本発明の実施例として、実施の形態で説明したプレス成形金型２１を用いて、縦壁部５における壁深さが深い部位の下端辺１１及び第１湾曲部１７にフランジ部９を形成すると共に傾斜辺部１３にねじり形状部２５を成形する初期成形工程Ｓ３と、ねじり形状部２５をフランジ部９に成形すると共に、第２湾曲部１９と凹み辺部１５にフランジ部９を形成して、目標形状に成形する後期成形工程Ｓ５を有し、いずれの成形工程も天板部をパッドで押さえるパッドフォーム成形としたプレス成形を行った。
【００３３】
比較例の場合には、図１２に示すａ部にしわが、ｂ部に割れが生じ、目的の形状を得ることができなかった。
他方、本発明の実施例では、フランジ部９の割れ・しわともに発生せず、高品質なプレス成形品１を得ることができた。
以上により、フランジ部を有し縦壁深さが大きく変化するプレス成形部品の成形に際し、伸びフランジ割れおよび縮みフランジしわを抑制するために本発明が有効であることが示された。
【符号の説明】
【００３４】
１  プレス成形品
３  天板部
５  縦壁部
７  凹み部
９  フランジ部
１１  深い部位の下端辺
１３  傾斜辺部
１５  凹み辺部
１５ａ  ブランク端部
１７  第１湾曲部
１９  第２湾曲部
２０  中間成形品
２１  プレス成形金型
２３  上型
２３ａ  天板成形部
２３ｂ  縦壁成形部
２３ｃ  下端辺フランジ成形部
２３ｄ  第１湾曲部フランジ成形部
２３ｅ  傾斜辺部フランジ成形部
２３ｆ  第２湾曲部フランジ成形部
２３ｇ  凹み辺部フランジ成形部
２５  ねじり形状部
２７  下パッド
２７ａ  下パッド天板成形部
２７ｂ  下パッド縦壁成形部
２７ｃ  下パッド下端辺フランジ成形部
２７ｄ  下パッド第１湾曲部フランジ成形部
２９  下型
２９ａ  下型傾斜辺部フランジ成形部
２９ｂ  下型第２湾曲部フランジ成形部
２９ｃ  下型凹み辺部フランジ成形部
３１  空洞部
３３  ブランク
３５  曲げ部
【要約】
【課題】フランジそのものにしわや割れの生ずるプレス成形品にも適用でき、フランジに生ずるしわと割れを同時に抑制できるプレス成形金型及びプレス成形方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るプレス成形金型２１は、天板部３と、天板部３から連続する縦壁部５であって側面視で天板部の反対側の辺部である下端辺が天板部３側に凹む凹み部７を有する縦壁部５と、縦壁部５の下端辺に外向きに形成されたフランジ部とを有し、凹み部７が、壁深さが深い部位の下端辺１１から順に、該下端辺に連続する第１湾曲部１７、第１湾曲部１７に連続する傾斜辺部１３、傾斜辺部１３に連続する第２湾曲部１９、壁深さが浅い凹み辺部１５を有し、第１湾曲部１７に形成されるフランジ部９が縮みフランジで、第２湾曲部１９に形成されるフランジが伸びフランジとなるプレス成形品１を成形するプレス成形金型２１である。
【選択図】  図１【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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