(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品をプレス成形するプレス成形方法であって、
前記湾曲部位における前記パンチ肩部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくすることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記湾曲部位における前記ダイ肩部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって小さくすることを特徴とする請求項１記載のプレス成形方法。
【請求項３】
前記ダイ肩部の最小曲げ半径を前記パンチ肩部の最小曲げ半径より小さくすることを特徴とする請求項１記載のプレス成形方法。
【請求項４】
プレス成形過程においてブランクの回転運動を拘束する回転運動拘束形状部を前記湾曲の端部側における前記天板部に形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項５】
前記湾曲部位における前記フランジ部のフランジ幅を、湾曲の端部側に比べて中央部を広くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項６】
前記プレス成形品のプレス成形に供するブランクを、引張強度が440MPa級〜1600MPa級の金属板とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のプレス成形方法によりプレス成形したプレス成形品を中間成形品とし、該中間成形品をさらに目標形状にプレス成形するプレス成形方法であって、
前記中間成形品は、前記湾曲部位の端部側における前記パンチ肩部の曲げ半径を前記目標形状よりも大きくする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、プレス成形方法に関し、特に、天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品のプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形は金属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手法であり、多くの自動車部品の製造に用いられている。また、近年では、自動車の衝突安全性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に利用されるようになっている。高強度な金属板をプレス成形する場合の主な課題には、延性の低下による割れの発生と、降伏強度の上昇によるしわの発生がある。
【０００３】
例えば、図９に示すように上面視で縦壁部１０７が凹状に湾曲したプレス成形品１０１を目標形状にするプレス成形においては、湾曲部位１１３におけるフランジ部１１１が円周方向に引っ張られることで、割れが発生しやすい。また、その反力として円周方向に縮む変形が湾曲部位１１３における天板部１０３やパンチ肩部１０５で起こることで、しわが発生しやすい。この変形を伸びフランジ変形という。したがって、このような伸びフランジ変形における割れとしわの発生を抑制することがプレス成形品１０１のプレス成形では重要となる。
【０００４】
上面視で凹状に湾曲したプレス成形品の割れとしわを抑制する技術として、例えば、特許文献１には、天板部と、弧状に湾曲している部位を有する屈曲部を介して、前記天板部につながり、且つ、前記屈曲部と反対側にフランジ部を有する縦壁部とを有するＬ字状形状部品を素材金属板からプレス成形するプレス成形方法が開示されている。そして、当該プレス成形方法によれば、前記素材金属板の前記天板部に相当する部位をパッドにより加圧した状態とし、且つ、前記素材金属板のうち、Ｌ字状形状部品のＬ字下側部に相当する部位の端部がスライド（面内移動）することを許容した状態とし、Ｌ字下側部に相当する部位が前記縦壁部側に引き込まれて前記縦壁部とフランジ部とを成形することで、前記フランジ部における割れの発生と、前記天板部におけるシワの発生を抑制することができるとされている。
【０００５】
また、特許文献２には、ハット形またはコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形するプレス成形方法が開示されている。そして、当該プレス成形方法によれば、湾曲部のフランジ部に発生する周方向の引張変形を緩和させる材料移動を生じさせることで、伸びフランジ変形による割れの発生を抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１６８４２９号公報
【特許文献２】特許第６０２８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている技術においては、図１０に示すように、天板部１０３からフランジ部１１１側に流出するブランク（金属板）の材料の移動方向は、伸びフランジ変形によって材料が引っ張られる方向（周方向の点線）とは一致しない。そして、このようなブランクの材料移動を図１１に示すように２方向のベクトルに分解すると、湾曲部位１１３の端部側から中央部に向かう移動（図中の黒塗り実線の矢印）は、伸びフランジ変形によるフランジ部１１１の割れを抑制するのに有効であるが、天板部１０３から縦壁部１０７に向かう移動（図中の黒塗り破線矢印）は伸びフランジ変形の抑制には寄与しない。
さらに、湾曲部位１１３の中央部に向かう材料移動であっても湾曲部位１１３の中央部付近の材料移動（図中の白塗り矢印）は天板部１０３やパンチ肩部１０５付近におけるしわを誘発する懸念がある。
【０００８】
また、特許文献１に開示されている技術は、素材金属板における天板部に相当する部位をパッドで加圧することで天板部のしわを抑制するものであるが、高強度の鋼板ほどしわを加圧するパッド荷重の増大を要するため、金型内に設置するガスシリンダーなどの圧力発生装置が巨大化する懸念がある。その結果、金型内にパッドを設置するスペースが確保できない場合があるといった問題や、金型の大型化によるコスト増大の問題がある。
また、図９に示すプレス成形品１０１のプレス成形に特許文献１の技術を適用した場合、パンチ肩部１０５をパッドで加圧することができないため、パンチ肩部１０５におけるしわの抑制ができない。
【０００９】
さらに、特許文献１及び特許文献２ともに、例えば湾曲部位１１３における天板部１０３にビード形状を付与する必要があるプレス成形品では、図１１に示す湾曲部位１１３における天板部１０３に相当する部位の材料を伸びフランジ変形が起こるフランジ部１１１へ移動させることができない場合があり、しわの抑制ができにくくなる。
【００１０】
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、天板部、縦壁部及びフランジ部を有して上面視で凹状に湾曲するプレス成形品において、伸びフランジ変形が生じるフランジ部での割れを抑制し、該フランジ部側の天板部やパンチ肩部のしわを抑制することができるプレス成形方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明に係るプレス成形方法は、天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品をプレス成形するものであって、
前記湾曲部位における前記パンチ肩部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくすることを特徴とするものである。
【００１２】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、
前記湾曲部位における前記ダイ肩部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって小さくすることを特徴とするものである。
【００１３】
（３）上記（１）に記載のものにおいて、
前記ダイ肩部の最小曲げ半径を前記パンチ肩部の最小曲げ半径より小さくすることを特徴とするものである。
【００１４】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、
プレス成形過程においてブランクの回転運動を拘束する回転運動拘束形状部を前記湾曲の端部側における前記天板部に形成することを特徴とするものである。
【００１５】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、
前記湾曲部位における前記フランジ部のフランジ幅を、湾曲の端部側に比べて中央部を広くすることを特徴とするものである。
【００１６】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、
前記プレス成形品のプレス成形に供するブランクを、引張強度が440MPa級〜1600MPa級の金属板とすることを特徴とするものである。
【００１７】
（７）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のプレス成形方法によりプレス成形したプレス成形品を中間成形品とし、該中間成形品をさらに目標形状にプレス成形するプレス成形方法であって、
前記中間成形品は、前記湾曲部位の端部側における前記パンチ肩部の曲げ半径を前記目標形状よりも大きくすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品をプレス成形するに際し、前記湾曲部位におけるパンチ肩部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくすることにより、湾曲の端部側の前記天板部から、湾曲の中央部の前記フランジ部に向かって材料を移動させることができるので、前記湾曲部位の前記フランジ部における割れを抑制するとともに、前記湾曲部位における前記フランジ部側の前記天板部や前記パンチ肩部のしわを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において成形対象とするプレス成形品の一例を示す図である（（ａ）斜視図、（ｂ）上面図）。
【図２】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法により、割れを抑制することができる理由を説明する図である（（ａ）上面図、（ｂ）湾曲の端部側の断面図、（ｃ）湾曲の中央部の断面図）。
【図３】本発明の実施の形態の他の態様に係るプレス成形方法において成形対象とするプレス成形品の一例を示す図である（（ａ）斜視図、（ｂ）上面図）。
【図４】本発明の実施の形態の他の態様に係るプレス成形方法により、しわを抑制することができる理由を説明する図である（（ａ）上面図、（ｂ）湾曲の端部側の断面図、（ｃ）湾曲の中央部の断面図）。
【図５】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において成形対象とし、ブランク端部に成形された縦壁部により、天板部に平行な水平面内での回転運動を拘束した形状を形成したプレス成形品の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において成形対象とし、ビードにより、天板部に平行な水平面内での回転運動を拘束した形状を形成したプレス成形品の他の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において成形対象とし、湾曲の中央部におけるフランジ部のフランジ幅を広くしたプレス成形品の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るプレス成形方法により、湾曲の中央部におけるフランジ部のフランジ幅を広くしたプレス成形品において、割れを抑制することができる理由を説明する図である。
【図９】上面視で凹状に湾曲した部位を有するプレス成形品のプレス成形において発生する割れとしわを説明する図である。
【図１０】上面視で凹状に湾曲したプレス成形品をプレス成形する過程において割れが生じるメカニズムを説明する図である。
【図１１】上面視で凹状に湾曲したプレス成形品のプレス成形における材料移動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係るプレス成形方法について、図１〜図８に基づいて、以下に説明する。
【００２１】
本実施の形態に係るプレス成形方法は、一例として図１に示すように、天板部３と、天板部３からパンチ肩部５を介して連続する縦壁部７と、縦壁部７からダイ肩部９を介して連続するフランジ部１１とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位１３と、湾曲部位１３における湾曲の両端（図１中の破線）から直線状に延在する直線部位１５とを備えたプレス成形品１をプレス成形するものであって、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくするものである。
【００２２】
本実施の形態に係るプレス成形方法において、プレス成形品１の湾曲部位１３におけるフランジ部１１の割れと天板部３やパンチ肩部５のしわの双方を抑制することができる理由について、プレス成形過程における材料の移動を模式的に示した図２に基づいて説明する。なお、図２中の破線は、湾曲の両端（湾曲部位１３と直線部位１５との境界）を示す。
【００２３】
パンチ肩部５は、湾曲の端部（A−A’断面）における曲げ半径Rp,1（図２（ｂ））が湾曲の中央部（B−B’断面）における曲げ半径Rp,2（図２（ｃ））よりも大きくなるように、湾曲の中央部から端部側に向かって曲げ半径が大きくなっている。そのため、図２中の黒塗り矢印で示すように、材料はパンチ肩部５の湾曲の端部側から中央部に向かう稜線方向（紙面垂直方向）に沿って容易に移動し、湾曲の中央部のフランジ部１１側に引き込まれる。
これに対し、パンチ肩部５の湾曲の中央部は、湾曲の端部側に比べて曲げ半径が小さいので、プレス成形過程において材料が稜線方向に移動しにくい。
【００２４】
そのため、プレス成形品１のプレス成形過程においては、湾曲の端部側における天板部３から湾曲の中央部におけるフランジ部１１に向かって材料を移動させることができるので、湾曲部位１３におけるフランジ部１１の割れを抑制するとともに、湾曲部位１３の天板部３とパンチ肩部５におけるしわを抑制することできる。
【００２５】
また、本実施の形態に係るプレス成形方法は、ダイ肩部９の最小曲げ半径をパンチ肩部５の最小曲げ半径よりも小さくすることが好ましい。
ここで、ダイ肩部９の最小曲げ半径とは、湾曲部位１３におけるダイ肩部９の最も小さい曲げ半径である。なお、プレス成形品１においては、図２に示すように、湾曲の中央部から端部側にわたってダイ肩部９の曲げ半径Rdは一定であるため、ダイ肩部９の最小曲げ半径はRdとなる。
一方、パンチ肩部５の最小曲げ半径とは、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の最も小さい曲げ半径である。そして、プレス成形品１においては、図２に示すように、湾曲の中央部から端部側に向かってパンチ肩部５の曲げ半径が大きくなっているため、パンチ肩部５の最小曲げ半径は、湾曲の中央部における曲げ半径Rp,2である。
このように、ダイ肩部９の最小曲げ半径（＝Rd）をパンチ肩部５の最小曲げ半径（＝Rp,2）よりも小さくすることにより、プレス成形過程においてダイ肩部９における材料移動を拘束して、その分、プレス成形過程において材料を天板部３側からフランジ部１１側に強く引き込むことができる。その結果、湾曲の中央部のフランジ部１１の割れと天板部３やパンチ肩部５のしわをさらに抑制することができる。
【００２６】
本実施の形態に係るプレス成形方法は、図１に示したプレス成形品１のように、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部に向かって大きくするものであったが、本実施の形態の他の態様に係るプレス成形方法は、図３に一例として示すプレス成形品２１のように、湾曲部位３３におけるパンチ肩部２５の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくするとともに、湾曲部位３３におけるダイ肩部２９の曲げ半径を、湾曲部位３３の湾曲の中央部から端部側に向かって小さくするものであってもよい。
【００２７】
このように、ダイ肩部２９の曲げ半径を湾曲部位３３における湾曲の中央部から端部側に向かって小さくすることの作用効果について、プレス成形品２１のプレス成形過程における材料の移動を模式的に示した図４に基づいて説明する。なお、図４中の破線は、湾曲の両端（湾曲部位３３と直線部位３５との境界）を示す。
【００２８】
ダイ肩部２９は、湾曲の端部側（A−A’断面）における曲げ半径Rd,1（図４（ｂ））が湾曲の中央部（B−B’断面）における曲げ半径Rd,2（図４（ｃ））よりも小さくなっている。そのため、伸びフランジ変形において湾曲凹部（図４（ａ）に示すＤ、湾曲におけるフランジ部３１の縦壁部２７との付け根）に向かう材料移動が容易になり、かつフランジ部３１における湾曲の周方向に引っ張る材料移動が起きにくくなっており、フランジ割れを防止できる。
【００２９】
その結果、プレス成形品２１のプレス成形過程においては、湾曲部位３３におけるフランジ部３１の割れをさらに抑制することができる。
【００３０】
また、本実施の形態の他の態様に係るプレス成形方法は、湾曲部位３３におけるダイ肩部２９の最小曲げ半径をパンチ肩部２５の最小曲げ半径よりも小さくすることが好ましい。
ここで、ダイ肩部２９の最小曲げ半径は、湾曲部位３３におけるダイ肩部２９の最も小さい曲げ半径であり、図４（ｂ）に示すように、湾曲の端部側における曲げ半径Rd,1である。
一方、パンチ肩部２５の最小曲げ半径は、湾曲部位３３におけるパンチ肩部２５の最も小さい曲げ半径であり、図４（ｃ）に示すように、湾曲の中央部における曲げ半径Rp,2である。
このように、ダイ肩部２９の最小曲げ半径（＝Rd,1）をパンチ肩部２５の最小曲げ半径（＝Rp,2）よりも小さくすることにより、パンチ肩部２５の湾曲の端部側の曲げ半径Rp,1は、パンチ肩部２５の（湾曲の中央部の）最小曲げ半径Rp,2よりさらに大きいため、プレス成形過程において材料を天板部２３側からフランジ部３１側に強く引き込むことができる。その結果、湾曲部位３３におけるフランジ部３１の割れと天板部２３やパンチ肩部２５のしわをさらに抑制することができる。
【００３１】
上記の説明は、図１に示すようにパンチ肩部５の曲げ半径を変更し、さらには、図３に示すようにパンチ肩部２５及びダイ肩部２９の曲げ半径を変更するものであったが、本発明に係るプレス成形方法は、図５に示すプレス成形品４１のように、湾曲部位５３の端部側及び直線部位５５における天板部４３に、プレス成形過程において天板部４３に平行な水平面内のブランクの回転運動を拘束する回転運動拘束形状部５７を形成してもよい。
【００３２】
回転運動拘束形状部５７は、直線部位５５の縦壁部４７とは反対側に連続する縦壁部５９と天板部４３との間に形成された曲げ形状である。
また、パンチ肩部４５は、前述のプレス成形品１のパンチ肩部５と同様、湾曲の中央部から端部側に向かって曲げ半径が大きくなるように成形されたものである。
【００３３】
このように、プレス成形過程において回転運動拘束形状部５７を形成することで、プレス成形過程において天板部４３に平行な水平面内でのブランクの回転運動を抑制しつつ、湾曲の端部側及び直線部位５５の天板部４３からパンチ肩部４５を介して湾曲の中央部のフランジ部５１へと材料を移動させることができ、湾曲部位５３における天板部４３やパンチ肩部４５のしわを十分に抑制することができる。
【００３４】
なお、本発明は、図５に示す形状の回転運動拘束形状部５７に限らず、例えば、図６のプレス成形品６１の天板部４３に形成されたビード形状の回転運動拘束形状部６３のように、プレス成形過程において天板部４３に平行な水平面内のブランクの回転運動を拘束することができる形状であればよい。そして、天板部４３にビードを形成する場合にあっては、回転運動拘束形状部６３のような凹状のものに限らず、凸状のものであってもよい。
【００３５】
また、図５に示す回転運動拘束形状部５７や、図６に示す回転運動拘束形状部６３は、湾曲部位５３の端部から直線部位５５にわたって形成されたものであるが、回転運動拘束形状部を形成する位置に関しては、湾曲部位５３の端部のみ、又は、直線部位５５のみに形成することを排除するものではない。
【００３６】
さらに、本発明に係るプレス成形方法は、上述のパンチ肩部、ダイ肩部の曲げ半径に加えて図７に例示するプレス成形品７１のように、湾曲部位８３の中央部におけるフランジ部８１のフランジ幅を、湾曲の端部側に比べて広くするものであってもよい。
【００３７】
図７に示すプレス成形品７１をプレス成形することによる作用効果は以下のとおりである。
例えば、前述したプレス成形品１は、図８（ａ）に示すように、プレス成形するとプレス成形品１の形状となるような形状のブランク９１を用いてプレス成形することで得られる。この場合、ブランク９１におけるフランジ相当部９３が、プレス成形品１のフランジ部１１（図１）となる。
【００３８】
これに対し、図７に示すプレス成形品７１は、図８（ｂ）に示すように、フランジ部８１に相当するフランジ相当部９７の余肉（図中のハッチングされた領域）を増やしたブランク９５を用いてプレス成形される。
【００３９】
このようなブランク９５を用いてプレス成形品７１をプレス成形すると、湾曲部位８３におけるフランジ部８１の材料が伸びにくくなる分、フランジ部８１を形成するのに足りない材料が天板部７３側からパンチ肩部７５及び縦壁部７７を介して引き込まれてくるようになる。
その結果、湾曲部位８３における湾曲の中央部に向かう材料が増加して、フランジ部８１の割れをさらに抑制することができる。
【００４０】
図７に示すプレス成形品７１のように、湾曲部位８３におけるフランジ部８１のフランジ幅を湾曲の端部側に比べて中央部を広くする場合、湾曲の中央部におけるフランジの最大幅を端部側におけるフランジ幅の1.1倍〜1.5倍とすることが好ましい。
【００４１】
湾曲の中央部におけるフランジ幅が1.1倍未満では、プレス成形過程において天板部７３からフランジ部８１側へと材料を引き込む力がそれほど増加しない。
また、湾曲の中央部におけるフランジ幅を1.5倍よりも広くすると、フランジ部８１のフランジ幅が広すぎて他の部品と接合するときに邪魔になるので、後工程でフランジ幅が狭くなるようにフランジ部８１を切り落とすことになり作業工程が増えて、さらに歩留りが低下する。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態に係るプレス成形方法は、例えば図１に示すように、湾曲部位１３の湾曲の両端から延在する直線部位１５を有するプレス成形品１を成形対象とするものであったが、本発明は、湾曲部位のみを有するプレス成形品や、湾曲の一端のみから延在する直線部位を有するプレス成形品をプレス成形するものであってもよく、直線部位の有無は問わない。
【００４３】
また、上記の説明は、パンチ肩部の曲げ半径を、湾曲の中央部から両方の端部側に向かって大きくなるようにしたものであったが、湾曲の中央部からいずれか一方の端部側に向かって大きくするものであってもよい。
【００４４】
同様に、ダイ肩部の湾曲の曲率半径についても、湾曲の中央部から両方の端部側に向かって小さくするものであったが、いずれか一方の端部側に向かって小さくするものであってもよい。
【００４５】
上記の説明は、本発明の実施の形態に基づき本発明の具体的な態様を例示したものであった。もっとも、本発明は、例えば図１に示すプレス成形品１を中間成形品とし、該中間成形品を目標形状にプレス成形するものも含む。中間成形品であるプレス成形品１は、湾曲部位１３の端部側におけるパンチ肩部５の曲げ半径を目標形状よりも大きくするとよい。すなわち、中間成形品であるプレス成形品１をプレス成形する工程と、プレス成形品１を目標形状のプレス成形品にプレス成形する工程と、の２工程によるプレス成形方法を含む。
【００４６】
そして、図９に例示する従来のパンチ肩部１０５の曲げ半径を目標形状としたプレス成形品１０１を一回の工程でプレス成形すると、プレス成形品１０１の湾曲部位１１３におけるフランジ部１１１の割れと天板部１０３やパンチ肩部１０５のしわが発生する場合であっても、本発明のプレス成形方法によれば、湾曲部位１１３におけるフランジ部１１１の割れと天板部１０３やパンチ肩部１０５のしわを抑制して、目標形状のプレス成形品１０１を得ることができる。
【００４７】
同様に、本発明は、例えば図３に示すプレス成形品２１を中間成形品とし、該中間成形品を目標形状のプレス成形品１０１（図９）にプレス成形するものであって、中間成形品であるプレス成形品２１は、湾曲部位３３の中央部におけるダイ肩部２９の曲げ半径を目標形状よりも大きくするプレス成形方法を含む。すなわち、中間成形品であるプレス成形品２１をプレス成形する工程と、プレス成形品２１を目標形状のプレス成形品１０１にプレス成形する工程と、の２工程によるプレス成形方法を含む。
【００４８】
この場合においても、従来のダイ肩部１０９の曲げ半径を目標形状としたプレス成形品１０１を一回の工程でプレス成形すると、湾曲部位１１３におけるフランジ部１１１の割れと天板部１０３やパンチ肩部１０５のしわとが発生するが、本発明によれば、湾曲部位１１３におけるフランジ部１１１の割れと天板部１０３やパンチ肩部１０５のしわをさらに抑制して、目標形状のプレス成形品１０１を得ることができる。
【００４９】
本発明に係るプレス成形方法は、ブランクの素材とする金属板の種類に制限は特にないが、延性の低い金属板を用いる場合に好ましく適用することができる。具体的には、引張強度が440MPa級以上1600MPa級以下、板厚が0.5mm以上3.6mm以下の金属板を用いることが好ましい。
【００５０】
引張強度が440MPa級未満の金属板は、延性が高いため伸びフランジ変形による割れが起こりにくく、本発明を用いる利点が少ない。ただし、プレス成形が難しい部品形状であれば、引張強度が440MPa級未満の金属板であっても、本発明を用いることが好ましい。
引張強度の上限は特にないが、1600MPa級を超える金属板は延性が乏しいため、パンチ肩部やダイ肩部での割れが発生しやすくなり、プレス成形が困難になる。
【００５１】
また、本発明に係るプレス成形方法は、上面視で湾曲するＬ字形状やＴ字形状、Ｙ字形状、Ｓ字形状の部位を有する自動車部品において、伸びフランジ変形による金属板の割れを防ぐことができる。具体例としては、Ｌ字形状の部位を有するＡピラーロア等、Ｔ字形状の部位を有するＢピラー等、Ｓ字形状の部位を有するリアサイドメンバー等、を成形対象とする場合に、本発明を好ましく適用できる。
【実施例】
【００５２】
本発明に係るプレス成形方法による作用効果について、具体的なプレス成形実験を行ったので、以下に説明する。
【００５３】
プレス成形実験では、表１に示す材料特性の鋼板をブランクとし、前述した実施の形態で示したプレス成形品１（図１）、プレス成形品２１（図３）、プレス成形品４１（図５）、プレス成形品６１（図６）を成形対象とし、フォーム成形したものを発明例とした。
【００５４】
なお、各プレス成形品の縦壁部の高さ中央における湾曲部位の湾曲の半径は153mmとし、湾曲部位におけるパンチ肩部の最も小さい曲げ半径は7mm、ダイ肩部の最も小さい曲げ半径は6mm、縦壁部のプレス成形方向の縦壁高さは60mm、フランジ部のフランジ幅は、プレス成形品１では湾曲の中央部で30mm、湾曲の端部側で25mmとし、プレス成形品２１、４１、６１では湾曲の中央部で10mm、湾曲の端部側で25mmとした。
【００５５】
【表１】
0006897840.tif 000002
【００５６】
プレス成形実験において成形対象としたプレス成形品におけるパンチ肩部の曲げ半径Rpとダイ肩部の曲げ半径Rdを表２及び表３に示す。なお、表２及び表３に示すパンチ肩部の曲げ半径Rpの比率は、パンチ肩部の稜線方向において最も大きい曲げ半径と最も小さい曲げ半径との比率である。同様に、表２及び表３に示すダイ肩部の曲げ半径Rdの比率は、ダイ肩部の稜線方向において最も小さい曲げ半径と最も大きい曲げ半径との比率である。
【００５７】
さらに、プレス成形実験では、比較対象として、特許文献１に開示されている方法に従って図９に示すプレス成形品１０１の天板部１０３に相当する部位をパッドで押さえつつ、天板部１０３に平行な水平面内でのブランクの回転運動を許容した状態でプレス成形したプレス成形品１０１を従来例１とした。
【００５８】
従来例１において、湾曲部位１１３の湾曲の曲率半径、ダイ肩部１０９の曲げ半径及び縦壁部１０７の縦壁高さは、発明例に係るプレス成形品と同じとした。
そして、従来例１においては、パンチ肩部１０５の最も小さい曲げ半径として稜線方向に一定（＝7mm）とした。
【００５９】
そして、発明例及び従来例に係る各プレス成形品における割れとしわを評価した。
割れの評価は、ブランクの板厚と湾曲部位における凹部最底部のフランジ部先端（例えば、図２に示すＣ部）の板厚との差をブランクの板厚で割り算した板厚減少率を算出し、その値が小さいほど割れ抑制に優れると評価した。
一方、しわの評価は、湾曲部位における天板部及びパンチ肩部を目視により官能評価し、顕著なしわがある場合を「×」、目視で確認できるが部品性能上で許容できる微小なしわがある場合を「△」、しわが目視で確認できない場合を「○」、とした。
前掲した表２及び表３に、各プレス成形品について割れとしわを評価した結果を示す。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
【表３】
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【００６２】
従来例１においては、板厚減少率が18%と大きく、また、微小なしわが発生した。
【００６３】
発明例１は、パンチ肩部５の曲げ半径Rpを湾曲の中央から端部側に向かって比率1.1で大きくしたプレス成形品１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は17%であり従来例１に比べて低減し、しわの発生は見られなかった。
【００６４】
発明例２は、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を1.5として発明例１よりも大きくしたものである。表２に示すように、板厚減少率は14%であり発明例１に比べて低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００６５】
発明例３は、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を2.0として発明例２よりも大きくしたプレス成形品１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は12%であり発明例２よりもさらに低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００６６】
発明例４は、パンチ肩部２５の曲げ半径Rpを湾曲の中央から端部側に向かって比率1.5で大きくし、かつ、ダイ肩部２９の曲げ半径Rdを湾曲の中央部から端部側に向かって比率0.9で小さくしたプレス成形品２１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は13%であり、パンチ肩部２５の曲げ半径Rpの比率が等しい発明例２に比べて低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００６７】
発明例５は、ダイ肩部２９の曲げ半径Rdの比率を0.75として発明例４よりも小さくしたプレス成形品２１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は12%であって発明例４に比べて低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００６８】
発明例６は、ダイ肩部２９の曲げ半径Rdの比率を0.5として発明例５よりもさらに小さくしたものである。表２に示すように、板厚減少率は10%であって発明例５に比べて低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００６９】
発明例７は、パンチ肩部４５の曲げ半径Rpの比率を1.5、ダイ肩部４９の曲げ半径の比率を0.75とし、天板部４３と縦壁部５９との間に回転運動拘束形状部５７を形成したプレス成形品４１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は14%と従来例１よりも低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００７０】
発明例８は、パンチ肩部４５の曲げ半径Rpの比率とダイ肩部４９の曲げ半径の比率を発明例７と等しくし、天板部４３における湾曲の端部側から直線部位にわたってビード形状の回転運動拘束形状部６３を形成したプレス成形品６１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は14%であり従来例１よりも低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００７１】
発明例９は、フランジ相当部９３に余肉を付与した形状のブランク９１を用いて、パンチ肩部７５の曲げ半径の比率を1.5とし、かつ、湾曲部位８３の中央部におけるフランジ部８１のフランジ幅を湾曲の端部側のフランジ幅（＝25mm）の1.5倍としたプレス成形品７１をプレス成形するものである。表３に示すように、板厚減少率は9%と低減して良好な結果であり、また、しわの発生は見られなかった。
【００７２】
発明例１０は、フランジ相当部９３に余肉を付与した形状のブランク９１を用いて、発明例５と同様に、パンチ肩部５の曲げ半径の比率を1.5、ダイ肩部の曲げ半径Rdの比率を0.75としたプレス成形品２１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は7%と発明例９よりもさらに低減し、また、しわの発生は見られなかった。
【００７３】
発明例１１は、フランジ相当部９３に余肉を付与した形状のブランク９１を用いて、発明例７と同様に、パンチ肩部５の曲げ半径の比率を1.5、ダイ肩部の曲げ半径Rdの比率を0.75とし、回転運動拘束形状部５７を形成したプレス成形品２１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は9%と低減して良好な結果であり、また、しわの発生は見られなかった。
【００７４】
なお、パンチ肩部１０５の曲げ半径Rpを従来例１に比べて一律に大きくしたプレス成形品１０１の例を比較例１として表３に示した。比較例１は、従来例１のパンチ肩部１０５全体の稜線の曲げ半径を1.5倍にして10.5mm一定とした。
その結果、板厚減少率は9%と良好であったが、顕著なしわが発生し問題であった。
【００７５】
以上、本発明に係るプレス成形方法により、湾曲部位におけるフランジ部の割れを抑制し、かつ、湾曲部位における天板部やパンチ肩部のしわを抑制できることが実証された。
【符号の説明】
【００７６】
１  プレス成形品
３  天板部
５  パンチ肩部
７  縦壁部
９  ダイ肩部
１１  フランジ部
１３  湾曲部位
１５  直線部位
２１  プレス成形品
２３  天板部
２５  パンチ肩部
２７  縦壁部
２９  ダイ肩部
３１  フランジ部
３３  湾曲部位
３５  直線部位
４１  プレス成形品
４３  天板部
４５  パンチ肩部
４７  縦壁部
４９  ダイ肩部
５１  フランジ部
５３  湾曲部位
５５  直線部位
５７  回転運動拘束形状部
５９  縦壁部
６１  プレス成形品
６３  回転運動拘束形状部
７１  プレス成形品
７３  天板部
７５  パンチ肩部
７７  縦壁部
７９  ダイ肩部
８１  フランジ部
８３  湾曲部位
８５  直線部位
９１  ブランク
９３  フランジ相当部
９５  ブランク
９７  フランジ相当部
１０１  プレス成形品
１０３  天板部
１０５  パンチ肩部
１０７  縦壁部
１０９  ダイ肩部
１１１  フランジ部
１１３  湾曲部位
１１５  直線部位
【要約】
【課題】上面視で凹状に湾曲したプレス成形品のプレス成形に際して、フランジ部における割れを抑制し、かつ天板部及び縦壁部におけるしわを抑制することができる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方法は、天板部３と、天板部３からパンチ肩部５を介して連続する縦壁部７と、縦壁部７からダイ肩部９を介して連続するフランジ部１１とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位１３を備えたプレス成形品１をプレス成形するものであって、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくすることを特徴とするものである。
【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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