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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024011264
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】プレス成形方法
(51)【国際特許分類】
B21D 22/26 20060101AFI20240118BHJP
B21D 22/20 20060101ALI20240118BHJP
【ＦＩ】
B21D22/26 C
B21D22/20 E
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022113139
(22)【出願日】2022-07-14
(71)【出願人】
【識別番号】591214527
【氏名又は名称】株式会社ジーテクト
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】小林 大哲
(72)【発明者】
【氏名】飯田 勝宏
(72)【発明者】
【氏名】揚場 遼
(72)【発明者】
【氏名】卜部 正樹
【テーマコード（参考）】
4E137
【Ｆターム（参考）】
4E137AA06
4E137AA08
4E137AA10
4E137AA19
4E137BA01
4E137BB01
4E137BC01
4E137CA09
4E137CA24
4E137DA04
4E137EA01
4E137GA03
4E137GA06
4E137GA08
4E137GB03
(57)【要約】
【課題】稜線の位置を設計通りの位置に保ちながら、天部の皺と壁部の亀裂のないハット断面形状の最終製品を成形することが可能なプレス成形方法を提供する。
【解決手段】高張力鋼板を用いて、最終製品の形状がＬ字状またはＴ字状であって、かつ二つの肩部３１と、天部３２と、一対の壁部３３とを有するハット断面形状である曲げ部２６を冷間プレス成形するプレス成形方法である。少なくとも一方の肩部３１Ａに、最終製品４５の湾曲部４６より曲率半径が大きい膨出部４４を、湾曲部４６から天部３２側に向けて膨らむ形状に成形する中間成形工程Ｓ１を有する。膨出部４４を押し潰して天部３２に凹部５６を成形する最終成形工程Ｓ２とを有する。最終成形工程Ｓ２においては、膨出部４４が湾曲部４６を支点にして押し潰される。
【選択図】 図７
【解決手段】高張力鋼板を用いて、最終製品の形状がＬ字状またはＴ字状であって、かつ二つの肩部３１と、天部３２と、一対の壁部３３とを有するハット断面形状である曲げ部２６を冷間プレス成形するプレス成形方法である。少なくとも一方の肩部３１Ａに、最終製品４５の湾曲部４６より曲率半径が大きい膨出部４４を、湾曲部４６から天部３２側に向けて膨らむ形状に成形する中間成形工程Ｓ１を有する。膨出部４４を押し潰して天部３２に凹部５６を成形する最終成形工程Ｓ２とを有する。最終成形工程Ｓ２においては、膨出部４４が湾曲部４６を支点にして押し潰される。
【選択図】 図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高張力鋼板を用いて、最終製品の形状が横部と縦部とからなるＬ字状またはＴ字状であって、かつ断面形状が二つの湾曲した肩部と、前記肩部どうしの間の天部と、前記天部に前記肩部を介して接続された一対の壁部とを有するハット断面形状である曲げ部を冷間プレス成形するプレス成形方法であって、
前記二つの肩部のうちの少なくともいずれか一方の前記肩部に、最終製品の前記天部と前記壁部とに挟まれて稜線を形成する湾曲部より曲率半径が大きい膨出部を、前記湾曲部から前記天部側に向けて膨らむ形状に成形する中間成形工程と、
前記膨出部を押し潰し、前記天部に凹部を成形する最終成形工程とを有し、
前記最終成形工程において、前記膨出部が前記湾曲部を支点にして押し潰されることを特徴とするプレス成形方法。
前記二つの肩部のうちの少なくともいずれか一方の前記肩部に、最終製品の前記天部と前記壁部とに挟まれて稜線を形成する湾曲部より曲率半径が大きい膨出部を、前記湾曲部から前記天部側に向けて膨らむ形状に成形する中間成形工程と、
前記膨出部を押し潰し、前記天部に凹部を成形する最終成形工程とを有し、
前記最終成形工程において、前記膨出部が前記湾曲部を支点にして押し潰されることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項2】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記天部は、一段高い段部を有し、
前記中間成形工程で前記段部に前記膨出部が成形され、
前記最終成形工程において前記段部に前記凹部が成形されることを特徴とするプレス成形方法。
前記天部は、一段高い段部を有し、
前記中間成形工程で前記段部に前記膨出部が成形され、
前記最終成形工程において前記段部に前記凹部が成形されることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項3】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記一対の前記壁部のうちの一方の前記壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さは、他方の前記壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さより長く形成され、
前記一方の前記壁部に接続された前記肩部に前記膨出部が形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記一対の前記壁部のうちの一方の前記壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さは、他方の前記壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さより長く形成され、
前記一方の前記壁部に接続された前記肩部に前記膨出部が形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項4】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記天部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さは、前記一対の壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さより長く、
前記膨出部は、前記天部における一方の前記壁部に近接する一端部に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記天部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さは、前記一対の壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さより長く、
前記膨出部は、前記天部における一方の前記壁部に近接する一端部に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項5】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記膨出部の膨出量を前記凹部の深さにより調整することを特徴とするプレス成形方法。
前記膨出部の膨出量を前記凹部の深さにより調整することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項6】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記一対の肩部の両方の肩部にそれぞれ前記膨出部が成形され、
これらの膨出部は一体に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記一対の肩部の両方の肩部にそれぞれ前記膨出部が成形され、
これらの膨出部は一体に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項7】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記膨出部は、前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記膨出部は、前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項8】
請求項１に記載のプレス成形方法において、
前記膨出部は、半円筒状の本体と、前記本体の端部に接続された三日月状の端部輪郭とから構成されることを特徴とするプレス成形方法。
前記膨出部は、半円筒状の本体と、前記本体の端部に接続された三日月状の端部輪郭とから構成されることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項9】
請求項７に記載のプレス成形方法において、
前記凹部は、前記稜線に沿った少なくとも１辺の側部を有することを特徴とするプレス成形方法。
前記凹部は、前記稜線に沿った少なくとも１辺の側部を有することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項10】
請求項７に記載のプレス成形方法において、
前記ハット断面形状の部材はＴ字状であって、この部材の前記縦部と前記横部との接続部に形成される前記稜線は、湾曲したコーナー部を有し、
前記膨出部は、前記ハット断面形状の部材の前記天部と対向する方向から見た平面視において、前記縦部と前記横部との接続部に、前記稜線のコーナー部が斜辺となる台形状であって、台形の上辺と下辺とが前記上辺から前記下辺に向かう方向へ凸になって湾曲する形状に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記ハット断面形状の部材はＴ字状であって、この部材の前記縦部と前記横部との接続部に形成される前記稜線は、湾曲したコーナー部を有し、
前記膨出部は、前記ハット断面形状の部材の前記天部と対向する方向から見た平面視において、前記縦部と前記横部との接続部に、前記稜線のコーナー部が斜辺となる台形状であって、台形の上辺と下辺とが前記上辺から前記下辺に向かう方向へ凸になって湾曲する形状に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項11】
請求項１０に記載のプレス成形方法において、
前記膨出部は、前記Ｔ字状の前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に、前記横部に向けて凸になって湾曲する形状に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記膨出部は、前記Ｔ字状の前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に、前記横部に向けて凸になって湾曲する形状に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項12】
請求項１０に記載のプレス成形方法において、
前記凹部は、前記膨出部の外周で囲まれた領域内に形成されていることを特徴とするプレス成形方法。
前記凹部は、前記膨出部の外周で囲まれた領域内に形成されてい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、高張力鋼板を用いて最終製品が平面視Ｌ字状、Ｙ字状またはＴ字状のハット断面形状に冷間成形するプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鋼板を平面視においてＴ字状に成形するとともにハット断面形状に成形する従来のプレス成形方法は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に開示されたプレス成形方法は、平板からなるブランクに対して成形を中間成形工程と最終成形工程の２回行って最終形状に成形する構成が採られている。
【0003】
すなわち、前記ハット断面形状とは、最も高い位置にある天部と、天部の両側部から下方に延びる一対の壁部と、これらの壁部の下端に天部と平行になるように設けられたフランジ部などを有する形状である。高張力鋼板の平板からなるブランクを１回の成形でＴ字状のハット断面形状に成形すると、天部に皺が形成されたり、壁部に亀裂が生じることがある。特許文献１に示すプレス成形方法においては、このような皺や亀裂の発生を防ぐために、成形を中間成形工程と最終成形工程の２回に分けて行っている。
【0004】
特許文献１に示すプレス成形方法の１回目の成形である第１成形工程（中間成形工程）においては、平板からなるブランクに天部が平面視Ｔ字状となるように天部と壁部とを成形するととともに、Ｔ字の横部と縦部との接続部分である曲げ部に凸形状部と湾曲Ｒ部とを成形する。特許文献１に示す凸形状部と湾曲Ｒ部は、図１８（Ａ）に示すように形成されている。図１８（Ａ）は、ハット断面形状の天部と壁部との接続部分を拡大して示す断面図である。図１８において、符号１は天部を示し、符号２は壁部を示す。天部１には、天部１の一部が部分的に盛り上がる形状に凸形状部３が成形されている。壁部２には湾曲Ｒ部４が成形されている。
湾曲Ｒ部４は、Ｔ字の横部の壁部２と、Ｔ字の縦部の壁部２とが交わる部分を構成しており、最終形状と較べて緩やかに湾曲するように形成されている。
湾曲Ｒ部４は、Ｔ字の横部の壁部２と、Ｔ字の縦部の壁部２とが交わる部分を構成しており、最終形状と較べて緩やかに湾曲するように形成されている。
【0005】
２回目の成形である第２成形工程（最終成形工程）においては、凸形状部３と湾曲Ｒ部４とを押し潰して壁部２に材料を流入させて最終形状に成形する。すなわち、図１８（Ｂ）中に白抜き矢印Ａで示すように、天部１側の凸形状部３から壁部２側に材料が流入するとともに、白抜き矢印Ｂで示すように湾曲Ｒ部４から壁部２に材料が流入することにより、Ｔ字の横部と縦部とが交わる部分が曲率半径の小さな最終形状に成形される。
【0006】
ハット断面形状に成形された部材は、例えば特許文献２に記載されているように自動車のセンタピラー補強材として使用されたり、特許文献３に記載されているように自動車のフロントピラー補強材として使用されている。
特許文献２に示すセンタピラー補強材は図１９に示すように構成されている。図１９に示すセンタピラー補強材５は、サイドシル６の上部に上方から重ねて溶接される横部７と、横部７から上方に延びる縦部８とを有する略Ｔ字状に形成されている。横部７は、天部７ａと、壁部７ｂとを有している。縦部８は、天部８ａと、壁部８ｂとを有している。このセンタピラー補強材５においては、図１９中に矢印Ｃで示すように側突荷重を受けると、側突荷重が天部７ａ，８ａと壁部７ｂ，８ｂとの境界となる稜線５ａに沿ってサイドシル６に伝達される。
特許文献２に示すセンタピラー補強材は図１９に示すように構成されている。図１９に示すセンタピラー補強材５は、サイドシル６の上部に上方から重ねて溶接される横部７と、横部７から上方に延びる縦部８とを有する略Ｔ字状に形成されている。横部７は、天部７ａと、壁部７ｂとを有している。縦部８は、天部８ａと、壁部８ｂとを有している。このセンタピラー補強材５においては、図１９中に矢印Ｃで示すように側突荷重を受けると、側突荷重が天部７ａ，８ａと壁部７ｂ，８ｂとの境界となる稜線５ａに沿ってサイドシル６に伝達される。
【0007】
特許文献３に示すフロントピラー補強材は、ハット断面形状の開放側が車体内側となる姿勢で上下方向に延びており、サイドアウタパネルで車体外側から覆われている。フロントピラー補強材における車体後側の壁部は、サイドアウタパネルの後壁部によって後方から覆われている。この後壁部には、サイドドアのドアシールが接触する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特許第６６９０６０５号公報
【特許文献2】特許第５０１８４１２号公報
【特許文献3】特許第４５４４１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献１に示すプレス成形方法では、天部と壁部との境界に沿って延びる稜線が最終形状の位置からずれてしまい、成形品の稜線の精度が低くなるおそれがあった。ここで、稜線について図２０を参照して説明する。図２０は、ハット断面形状の一方の壁部を含む一部の斜視断面図である。図２０においては、最も上に天部１１が描かれている。天部１１の一側部には、Ｒ部１２を介して壁部１３が接続されている。
本明細書でいう「稜線」とは、図２０に示すように、天部１１の外面１１ａを延長させた仮想線Ｌ１と、壁部１３の外面１３ａを延長させた仮想線Ｌ２とが交差する地点からなる稜部１４が天部１１または壁部１３に沿って連続することにより形成された線Ｌ３のことをいう。図２０に示すように、天部１１の外面１１ａの端部と、壁部１３の外面１３ａの端部は、一定の曲率を有するＲ部１２を介して互いに接続されている。このようなＲ部１２を本明細書においては「湾曲部」という。
本明細書でいう「稜線」とは、図２０に示すように、天部１１の外面１１ａを延長させた仮想線Ｌ１と、壁部１３の外面１３ａを延長させた仮想線Ｌ２とが交差する地点からなる稜部１４が天部１１または壁部１３に沿って連続することにより形成された線Ｌ３のことをいう。図２０に示すように、天部１１の外面１１ａの端部と、壁部１３の外面１３ａの端部は、一定の曲率を有するＲ部１２を介して互いに接続されている。このようなＲ部１２を本明細書においては「湾曲部」という。
【0010】
特許文献１に示すプレス成形方法で稜線の形成精度が低くなる理由は、第２成形工程で凸形状部３と湾曲Ｒ部４との両方から湾曲部に向けて材料が流入するからである。これを図２１を用いて説明する。図２１においては、図１８（Ａ），（Ｂ）によって説明したものと同一の部材には同一符号を付してある。図２１において、丸印Ａは、製品の稜線１５の位置（製品の設計上の稜線の位置）を示している。
第２成形工程で凸形状部３の流入が強ければ、図２１中に丸印Ｂで示すように、稜線１５の位置が壁部２側に移動する。また、第２成形工程で湾曲Ｒ部４の流入が強ければ、図２１中に丸印Ｃで示すように、稜線１５の位置が天部１側に移動する。
第２成形工程で凸形状部３の流入が強ければ、図２１中に丸印Ｂで示すように、稜線１５の位置が壁部２側に移動する。また、第２成形工程で湾曲Ｒ部４の流入が強ければ、図２１中に丸印Ｃで示すように、稜線１５の位置が天部１側に移動する。
【0011】
稜線１５が正しい位置に形成されていないと、特許文献２に示すセンタピラー補強材５の場合は、図１９中に太線の矢印で示す側突荷重の伝達性能が低下し、側突性能が悪化する。また、特許文献３に示すフロントピラー補強材の場合は、軽量化のためにサイドアウタパネルが省略されてフロントピラー補強材の稜線近傍でサイドドアのドアシールを直接支持するようになると問題が生じる。すなわち、フロントピラー補強材の稜線の形状が設計上の稜線と異なることになり、ドアシールのシール性が悪化するおそれがある。
【0012】
本発明の目的は、稜線の位置を設計通りの位置に保ちながら、天部の皺と壁部の亀裂のないハット断面形状の最終製品を成形することが可能なプレス成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
この目的を達成するために本発明に係るプレス成形方法は、高張力鋼板を用いて、最終製品の形状が横部と縦部とからなるＬ字状またはＴ字状であって、かつ断面形状が二つの湾曲した肩部と、前記肩部どうしの間の天部と、前記天部に前記肩部を介して接続された一対の壁部とを有するハット断面形状である曲げ部を冷間プレス成形するプレス成形方法であって、前記二つの肩部のうちの少なくともいずれか一方の前記肩部に、最終製品の前記天部と前記壁部とに挟まれて稜線を形成する湾曲部より曲率半径が大きい膨出部を、前記湾曲部から前記天部側に向けて膨らむ形状に成形する中間成形工程と、前記膨出部を押し潰し、前記天部に凹部を成形する最終成形工程とを有し、前記最終成形工程において、前記膨出部が前記湾曲部を支点にして押し潰される方法である。
【0014】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記天部は、一段高い段部を有し、前記中間成形工程で前記段部に前記膨出部が成形され、前記最終成形工程において前記段部に前記凹部が成形されてもよい。
【0015】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記一対の前記壁部のうちの一方の前記壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さは、他方の前記壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さより長く形成され、前記一方の前記壁部に接続された前記肩部に前記膨出部が形成されていてもよい。
【0016】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記天部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さは、前記一対の壁部における前記ハット断面形状に表れる部分の長さより長く、前記膨出部は、前記天部における一方の前記壁部に近接する一端部に形成されていてもよい。
【0017】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記膨出部の膨出量を前記凹部の深さにより調整してもよい。
【0018】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記一対の肩部の両方の肩部にそれぞれ前記膨出部が成形され、これらの膨出部は一体に形成されていてもよい。
【0019】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記膨出部は、前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に形成されていてもよい。
【0020】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記膨出部は、半円筒状の本体と、前記本体の端部に接続された三日月状の端部輪郭とから構成されてもよい。
【0021】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記凹部は、前記稜線に沿った少なくとも１辺の側部を有していてもよい。
【0022】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に形成される前記稜線は、湾曲したコーナー部を有し、前記膨出部は、前記ハット断面形状の部材の前記天部と対向する方向から見た平面視において、前記縦部と前記横部との接続部に、前記稜線のコーナー部が斜辺となる台形状であって、台形の上辺と下辺とが前記上辺から前記下辺に向かう方向へ凸になって湾曲する形状に形成されていてもよい。
【0023】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記膨出部は、前記Ｔ字状の前記ハット断面形状の部材の前記縦部と前記横部との接続部に、前記横部に向けて凸になって湾曲する形状に形成されていてもよい。
【0024】
本発明は、前記プレス成形方法において、前記凹部は、前記膨出部の外周で囲まれた領域内に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、稜線の位置を設計通りの位置に保ちながら、天部の皺と壁部の亀裂のないハット断面形状の最終製品を成形することが可能なプレス成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明に係るプレス成形方法の一実施の形態を図１～図８を参照して詳細に説明する。
本発明に係るプレス成形方法は、図１の示すフローチャートに示す中間成形工程Ｓ１と最終成形工程Ｓ２とによって実施する方法である。このプレス成形方法によれば、高張力鋼板の１枚の板状のブランク２１（図３参照）に冷間プレス成形を施すことにより、ブランク２１の厚み方向から見て（平面視において）図２（Ａ）に示すようなＴ字状の成形品２２（最終製品）や、図２（Ｂ）に示すようなＬ字状の成形品２３（最終製品）を成形することができる。これらの成形品２２，２３は、互いに交差する縦部２４と横部２５とによって構成されている。本発明のプレス成形方法は、縦部２４と横部２５との接続部分である曲げ部２６に実施して好適な方法である。以下において、ブランク２１を平面視Ｔ字状に成形する場合においては、Ｔ字の２辺のうちの相対的に長い方の１辺となる部分を縦部２４という。図２（Ａ），（Ｂ）に示す成形品２２，２３の縦部２４と横部２５との接続部分には、凹部２７が形成されている。凹部２７の詳細な説明は後述する。
本発明に係るプレス成形方法は、図１の示すフローチャートに示す中間成形工程Ｓ１と最終成形工程Ｓ２とによって実施する方法である。このプレス成形方法によれば、高張力鋼板の１枚の板状のブランク２１（図３参照）に冷間プレス成形を施すことにより、ブランク２１の厚み方向から見て（平面視において）図２（Ａ）に示すようなＴ字状の成形品２２（最終製品）や、図２（Ｂ）に示すようなＬ字状の成形品２３（最終製品）を成形することができる。これらの成形品２２，２３は、互いに交差する縦部２４と横部２５とによって構成されている。本発明のプレス成形方法は、縦部２４と横部２５との接続部分である曲げ部２６に実施して好適な方法である。以下において、ブランク２１を平面視Ｔ字状に成形する場合においては、Ｔ字の２辺のうちの相対的に長い方の１辺となる部分を縦部２４という。図２（Ａ），（Ｂ）に示す成形品２２，２３の縦部２４と横部２５との接続部分には、凹部２７が形成されている。凹部２７の詳細な説明は後述する。
【0028】
このプレス成形方法によって成形される成形品２２，２３の断面形状は、いわゆるハット断面形状である。ハット断面形状とは、図４に示すように、二つの湾曲した肩部３１，３１と、これらの肩部３１，３１どうしの間の天部３２と、この天部３２に二つの肩部３１，３１を介して接続された一対の壁部３３と、壁部３３の下端に接続されて天部３２と平行に延びるフランジ部３４とを有する形状である。図４は、後述する中間成形工程Ｓ１でブランク２１を平面視Ｔ字状に成形して得られた中間成形品３５の断面図である。図４の破断位置は、図５に示す平面視Ｔ字状の中間成形品３５における、縦部２４の横部２５と接続される部分（曲げ部２６）である。
【0029】
中間成形工程Ｓ１においては、図３に示すように、中間成形用金型４１の下型４２と上型４３との間に平板状のブランク２１を挟み込ませて冷間プレス成形を実施する。ブランク２１は、高張力鋼板である。中間成形用金型４１の下型４２には、ハット断面形状の凸部（肩部３１、天部３２および壁部３３）を成形する本体部４２ａと、本体部４２ａから上型４３に向けて突出する凸部４２ｂとが形成されている。
中間成形用金型４１の上型４３には、中間成形用の凹部４３ａが形成されている。この中間成形用の凹部４３ａは、下型の本体部４２ａおよび凸部４２ｂがブランク２１を介して嵌まる形状に形成されている。
中間成形用金型４１の上型４３には、中間成形用の凹部４３ａが形成されている。この中間成形用の凹部４３ａは、下型の本体部４２ａおよび凸部４２ｂがブランク２１を介して嵌まる形状に形成されている。
【0030】
下型４２と上型４３とを使用してブランク２１をプレス成形すると、図４および図５に示すように中間成形品３５が成形される。図４および図５は、中間成形品３５の外側に生じる不必要な余剰部分を分断した状態で描いてある。
図４および図５に示す中間成形品３５には、肩部３１と、天部３２と、壁部３３と、フランジ部３４と、天部３２の膨出部４４などが形成されている。
図４および図５に示す中間成形品３５には、肩部３１と、天部３２と、壁部３３と、フランジ部３４と、天部３２の膨出部４４などが形成されている。
【0031】
図４および図５に示す膨出部４４は、中間成形品３５の二つの肩部３１，３１のうちの一方の肩部である第１の肩部３１Ａを含み、第１の肩部３１Ａから天部３２側に向けて膨らむ形状に成形されている。なお、以下においては、一対の壁部３３，３３のうちの第１の肩部３１Ａに接続された壁部を第１の壁部３３Ａといい、他方の壁部を第２の壁部３３Ｂという。
膨出部４４の一端部（第１の肩部３１Ａを形成する一端部）は、図６中に２点鎖線で示す最終製品４５の湾曲部４６と一部が重なる断面円弧状に形成され、他端部は、膨出部４４の最も高い部分から緩やかに傾斜して天部３２に接続されている。膨出部４４における、断面円弧状の一端部の曲率半径Ｒは、最終製品４５の湾曲部４６の曲率半径ｒより大きい。
膨出部４４の一端部（第１の肩部３１Ａを形成する一端部）は、図６中に２点鎖線で示す最終製品４５の湾曲部４６と一部が重なる断面円弧状に形成され、他端部は、膨出部４４の最も高い部分から緩やかに傾斜して天部３２に接続されている。膨出部４４における、断面円弧状の一端部の曲率半径Ｒは、最終製品４５の湾曲部４６の曲率半径ｒより大きい。
【0032】
このように中間成形工程Ｓ１で膨出部４４が成形されることにより、図６に示すようにブランク２１を白抜きの矢印Ｄで示すように第１の肩部３１Ａで曲げて第１の肩部３１Ａと第１の壁部３３Ａとを成形する際に、第１の肩部３１Ａの曲げ変形が緩やかになる。このため、第１の肩部３１Ａに接続された第１の壁部３３Ａに亀裂が生じることを抑制することができる。
【0033】
最終成形工程Ｓ２においては、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、最終成形用金型５１の下型５２と上型５３との間に中間成形品３５を挟み込ませて冷間プレス成形を実施する。図７（Ａ）は、最終成形工程Ｓ２における成形前の状態を示し、図７（Ｂ）は、最終成形工程Ｓ２における成形後の状態を示している。
最終成形用金型５１の下型５２には、図７（Ａ）に示すように、最終製品４５の天部３２を成形する平坦部５２ａに窪み形状部５４が形成されている。窪み形状部５４は、下型５２の平坦部５２ａにおける、最終製品４５の湾曲部４６｛図７（Ｂ）参照｝を成形する丸め部分５２ｂの近傍の部位を部分的に凹ませるようにして形成されている。
最終成形用金型５１の下型５２には、図７（Ａ）に示すように、最終製品４５の天部３２を成形する平坦部５２ａに窪み形状部５４が形成されている。窪み形状部５４は、下型５２の平坦部５２ａにおける、最終製品４５の湾曲部４６｛図７（Ｂ）参照｝を成形する丸め部分５２ｂの近傍の部位を部分的に凹ませるようにして形成されている。
【0034】
最終成形用の上型５３には、下型５２に向けて突出する凸部５５が形成されている。凸部５５は、図７（Ｂ）に示すように上型５３が下型５２に合わせられることにより、中間成形品３５の膨出部４４が凸部５５によって押し潰されて窪み形状部５４の内壁面に押し付けられる形状に形成されている。膨出部４４が凸部５５によって押し潰されるときは、図７（Ａ）に示すように、下型５２の丸め部分５２ｂ、言い換えれば最終製品４５の湾曲部４６を支点として曲げ成形が行われ、中間成形品３５の天部３２が下型５２の平坦部５２ａに密着した状態で膨出部４４が窪み形状部５４内に押し込まれる。
【0035】
最終成形用金型５１の下型５２と上型５３との間に中間成形品３５が挟まれてプレス成形されることにより、図８に示すように、最終製品４５が成形される。最終製品４５の天部３２は、膨出部４４が窪み形状部５４内に押し込まれることによって成形された凹部２７を有している。
この実施の形態で示したように最終成形工程Ｓ２で中間成形品３５の膨出部４４が下型５２の窪み形状部５４内に押し潰されることにより、最終製品４５の天部３２に皺が生じることが抑制される。この最終成形工程Ｓ２による成形は、最終製品４５の湾曲部４６を支点にして曲げ成形が行われるから、天部３２から壁部３３または、壁部３３から天部３２への材料の移動がなくなり、最終製品４５の第１の肩部３１Ａの稜線５６（図８参照）は、最終成形用の下型５２と上型５３とによって規定される設計通りの位置に形成される。
この実施の形態で示したように最終成形工程Ｓ２で中間成形品３５の膨出部４４が下型５２の窪み形状部５４内に押し潰されることにより、最終製品４５の天部３２に皺が生じることが抑制される。この最終成形工程Ｓ２による成形は、最終製品４５の湾曲部４６を支点にして曲げ成形が行われるから、天部３２から壁部３３または、壁部３３から天部３２への材料の移動がなくなり、最終製品４５の第１の肩部３１Ａの稜線５６（図８参照）は、最終成形用の下型５２と上型５３とによって規定される設計通りの位置に形成される。
【0036】
したがって、この実施の形態によれば、一方の肩部３１（第１の肩部３１Ａ）の稜線５６の位置を設計通りの位置に保ちながら、天部の皺と壁部の亀裂のないハット断面形状の最終製品を成形することが可能なプレス成形方法を提供することができる。
【0037】
（膨出部を使用するプレス成形方法の変形例）
本発明に係るプレス成形方法は、図９～図１７に示すように行うことができる。図９～図１７において、図１～図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図９に示す中間成形品６１の天部３２には、横部２５の長手方向（図９においては左下から右上に向かう方向）とは直交する方向に延びる段差６２が形成されている。段差６２は、横部２５の長手方向の中央部を横切って縦部２４の中央部を長手方向に延びている。このため、図９に示す天部３２は、一段高い段部６３を有し、この段部６３と、段差６２と、相対的に低い部分６４とによって構成されている。
本発明に係るプレス成形方法は、図９～図１７に示すように行うことができる。図９～図１７において、図１～図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図９に示す中間成形品６１の天部３２には、横部２５の長手方向（図９においては左下から右上に向かう方向）とは直交する方向に延びる段差６２が形成されている。段差６２は、横部２５の長手方向の中央部を横切って縦部２４の中央部を長手方向に延びている。このため、図９に示す天部３２は、一段高い段部６３を有し、この段部６３と、段差６２と、相対的に低い部分６４とによって構成されている。
【0038】
段部６３は、中間成形品６１の横部２５から縦部２４の全域または一部にわたって延びるように形成されている。この段部６３に中間成形工程Ｓ１で膨出部４４が成形されている。段部６３に膨出部４４が形成されることにより、ハット断面形状の深さが小さくても十分大きな曲率半径Ｒの膨出部４４を形成することができる。
このように段部６３に膨出部４４が成形された中間成形品６１は、最終成形工程Ｓ２で膨出部４４が押し潰されることにより、図１０に示すように段部６３に凹部２７が成形される。段部６３に凹部２７が成形されることにより、段部６３を有する最終製品６５の天部３２に突条からなる二つの凸ビード形状部６６，６７が形成される。
これらの凸ビード形状部６６，６７が天部３２に形成されることによって、最終製品６５の強度が高くなる。
このように段部６３に膨出部４４が成形された中間成形品６１は、最終成形工程Ｓ２で膨出部４４が押し潰されることにより、図１０に示すように段部６３に凹部２７が成形される。段部６３に凹部２７が成形されることにより、段部６３を有する最終製品６５の天部３２に突条からなる二つの凸ビード形状部６６，６７が形成される。
これらの凸ビード形状部６６，６７が天部３２に形成されることによって、最終製品６５の強度が高くなる。
【0039】
図１１に示す中間成形品６１は、図９に示したものと同様に段部６３を有している。また、図１１に示す第１の壁部３３Ａと第２の壁部３３Ｂは、ハット断面形状に表れる部分の長さが異なっている。第１の壁部３３Ａにおけるハット断面形状に表れる部分の長さＷ１は、第２の壁部３３Ｂにおけるハット断面形状に表れる部分の長さＷ２より長い。図１１に示す膨出部４４は、第１の壁部３３Ａに接続された第１の肩部３１Ａに形成されている。
このように相対的に長い第１の壁部３３Ａに連なる第１の肩部３１Ａに膨出部４４が形成されていることにより、中間成形工程Ｓ１で天部３２側から第１の肩部３１Ａを跨いで第１の壁部３３Ａに向かう材料の流入が減少する。
このように相対的に長い第１の壁部３３Ａに連なる第１の肩部３１Ａに膨出部４４が形成されていることにより、中間成形工程Ｓ１で天部３２側から第１の肩部３１Ａを跨いで第１の壁部３３Ａに向かう材料の流入が減少する。
【0040】
図１１に示す中間成形品６１の天部３２における、ハット断面形状に表れる部分の長さＷ３は、第１、第２の壁部３３Ａ，３３Ｂにおけるハット断面形状に表れる部分の長さＷ１，Ｗ２より長い。
図１１に示す膨出部４４は、天部３２における第１の壁部３３Ａに近接する一端部に形成されている。
このように天部３２が第１、第２の壁部３３Ａ，３３Ｂより長く形成されていることにより、中間成形工程Ｓ１および最終成形工程Ｓ２で使用する金型（図示せず）の小型化が可能となる。
図１１に示す膨出部４４は、天部３２における第１の壁部３３Ａに近接する一端部に形成されている。
このように天部３２が第１、第２の壁部３３Ａ，３３Ｂより長く形成されていることにより、中間成形工程Ｓ１および最終成形工程Ｓ２で使用する金型（図示せず）の小型化が可能となる。
【0041】
図１２に示す中間成形品７１は、一方の肩部３１と他方の肩部３１との両方の肩部にそれぞれ膨出部４４が形成されている。肩部毎の膨出部４４，４４は、一体に形成され、肩部３１とは反対側の端部どうしが互いに接続されている。
このように両方の肩部３１に膨出部４４が接続される場合、図１２中に２点鎖線で示す最終製品７２の形状に対して天部３２が大きく膨出するようになる。この膨出部４４の膨出量Ｈは、最終成形工程Ｓ２で成形される凹部２７の深さＤによって調整することができる。すなわち、例えば膨出量が相対的に多くなる場合は、最終製品７２に形成される凹部２７（下型５２に形成される窪み形状部５４）の深さを相対的に深くする。
このように膨出部４４の膨出量を凹部２７の深さで調整することにより、最終製品の稜線の位置の精度を含む寸法精度が高くなる。
このように両方の肩部３１に膨出部４４が接続される場合、図１２中に２点鎖線で示す最終製品７２の形状に対して天部３２が大きく膨出するようになる。この膨出部４４の膨出量Ｈは、最終成形工程Ｓ２で成形される凹部２７の深さＤによって調整することができる。すなわち、例えば膨出量が相対的に多くなる場合は、最終製品７２に形成される凹部２７（下型５２に形成される窪み形状部５４）の深さを相対的に深くする。
このように膨出部４４の膨出量を凹部２７の深さで調整することにより、最終製品の稜線の位置の精度を含む寸法精度が高くなる。
【0042】
また、図１２に示すように一対の肩部３１，３１にそれぞれ膨出部４４が成形され、これらの膨出部４４が一体に形成される構成を採ることにより、コンパクトな曲げ部２６であっても本発明を適用することができる。
【0043】
図１２に示す肩部毎の膨出部４４，４４は、例えば図１３に示すような平面視Ｔ字状の中間成形品７１の縦部２４と横部２５との接続部に形成することができる。なお、図示してはいないが、肩部毎の膨出部４４，４４は、平面視Ｌ字状の中間成形品の縦部２４と横部２５との接続部にも形成することができる。
このため、この実施の形態を採ることにより、平面視Ｌ字状または平面視Ｔ字状のハット断面形状の部材を高強度鋼板の冷間プレスにより皺・亀裂なく成形できるとともに、縦部２４または横部２５に受けた荷重を横部２５または縦部２４に効率よく荷重伝達することが可能になる。この結果、このハット断面形状の部材は、図示してはいないが、自動車車体のサイドシルに接続されるセンタピラーなどに適用することができる。しかも、縦部２４または横部２５に受けた荷重の伝達効率が高いから、荷重伝達を増すために補強部材を使用する場合と較べて軽量化することもできる。
このため、この実施の形態を採ることにより、平面視Ｌ字状または平面視Ｔ字状のハット断面形状の部材を高強度鋼板の冷間プレスにより皺・亀裂なく成形できるとともに、縦部２４または横部２５に受けた荷重を横部２５または縦部２４に効率よく荷重伝達することが可能になる。この結果、このハット断面形状の部材は、図示してはいないが、自動車車体のサイドシルに接続されるセンタピラーなどに適用することができる。しかも、縦部２４または横部２５に受けた荷重の伝達効率が高いから、荷重伝達を増すために補強部材を使用する場合と較べて軽量化することもできる。
【0044】
図１３に示す中間成形品７１の膨出部４４は、半円筒状の本体７３と、この本体７３の端部に接続された三日月状の端部輪郭７４とから構成されている。端部輪郭７４は、縦部２４と横部２５との間に形成されている。
このため、中間成形工程Ｓ１で縦部２４と横部２５との接続部に膨出部４４を成形するにあたって、接続部の全域にプレス成形を施して行うことができるから、接続部の膨出成形を容易に行うことができる。
このため、中間成形工程Ｓ１で縦部２４と横部２５との接続部に膨出部４４を成形するにあたって、接続部の全域にプレス成形を施して行うことができるから、接続部の膨出成形を容易に行うことができる。
【0045】
図１３に示すように縦部２４と横部２５との接続部に膨出部４４を形成した場合、最終成形工程Ｓ２を実施することにより図１４に示すような最終製品７２が成形される。
図１４に示す最終製品７２の縦部２４と横部２５との接続部には、膨出部４４が押し潰されて凹部２７が成形されている。この凹部２７は、肩部３１の稜線５６に沿った２辺の側部２７ａ，２７ｂを有している。なお、上述した図５に示すように膨出部４４が一方の肩部３３（第１の肩部３１Ａ）の近傍のみに形成されている場合は、最終成形工程Ｓ２で成形される凹部２７に図８に示すように第１の肩部３１Ａの稜線５６に沿った１辺の側部２７ａが形成される。
すなわち、凹部２７は、肩部３１の稜線５６に沿った少なくとも１辺の側部２７ａを有している。この構成を採ることにより、縦部２４と横部２５との接続部の稜線の寸法精度を高くすることができる。
図１４に示す最終製品７２の縦部２４と横部２５との接続部には、膨出部４４が押し潰されて凹部２７が成形されている。この凹部２７は、肩部３１の稜線５６に沿った２辺の側部２７ａ，２７ｂを有している。なお、上述した図５に示すように膨出部４４が一方の肩部３３（第１の肩部３１Ａ）の近傍のみに形成されている場合は、最終成形工程Ｓ２で成形される凹部２７に図８に示すように第１の肩部３１Ａの稜線５６に沿った１辺の側部２７ａが形成される。
すなわち、凹部２７は、肩部３１の稜線５６に沿った少なくとも１辺の側部２７ａを有している。この構成を採ることにより、縦部２４と横部２５との接続部の稜線の寸法精度を高くすることができる。
【0046】
図１５および図１６に示す中間成形品８１は、平面視Ｔ字状に形成されたものである。この中間成形品８１の縦部２４と横部２５との接続部に形成される稜線５６は、湾曲したコーナー部５６ａを有している。
また、図１５および図１６に示す膨出部４４は、中間成形品８１の天部３２と対向する方向から見た平面視において、縦部２４と横部２５との接続部に、稜線５６のコーナー部５６ａが斜辺となる台形状に形成されている。膨出部４４によって形成される台形の上辺８２は、縦部２４を横切るように形成され、下辺８３は、横部２５に沿って延びるように形成されている。また、上辺８２と下辺８３とは、図１６に示すように、上辺８２から下辺８３に向かう方向へ凸になって湾曲する形状に形成されている。
また、図１５および図１６に示す膨出部４４は、中間成形品８１の天部３２と対向する方向から見た平面視において、縦部２４と横部２５との接続部に、稜線５６のコーナー部５６ａが斜辺となる台形状に形成されている。膨出部４４によって形成される台形の上辺８２は、縦部２４を横切るように形成され、下辺８３は、横部２５に沿って延びるように形成されている。また、上辺８２と下辺８３とは、図１６に示すように、上辺８２から下辺８３に向かう方向へ凸になって湾曲する形状に形成されている。
【0047】
すなわち、図１５および図１６に示す中間成形品８１の膨出部４４は、横部２５に向けて凸になって湾曲する形状に形成されている。
このように膨出部４４が形成された中間成形品８１について最終成形工程Ｓ２を実施すると、図１７に示すような最終製品８４が成形される。最終成形工程Ｓ２においては、膨出部４４が横部２５に向けて凸になって湾曲する形成されていることにより、膨出部４４が押し潰される過程で材料が上辺８２と下辺８３の湾曲する方向に向けて移動し易くなる。すなわち、膨出部４４から凹部２７（図１７参照）へのスムーズな材料移動が可能になる。この結果、曲げ部２６の稜線５６の寸法精度を効率よく高くすることができる。
このように膨出部４４が形成された中間成形品８１について最終成形工程Ｓ２を実施すると、図１７に示すような最終製品８４が成形される。最終成形工程Ｓ２においては、膨出部４４が横部２５に向けて凸になって湾曲する形成されていることにより、膨出部４４が押し潰される過程で材料が上辺８２と下辺８３の湾曲する方向に向けて移動し易くなる。すなわち、膨出部４４から凹部２７（図１７参照）へのスムーズな材料移動が可能になる。この結果、曲げ部２６の稜線５６の寸法精度を効率よく高くすることができる。
【0048】
図１７に示す凹部２７は、２点鎖線で示す膨出部４４の外周で囲まれた領域内に形成されている。このため、最終成形工程Ｓ２で膨出部４４が押し潰される過程において、膨出部４４を形成する材料が膨出部４４の全域において同様に凹部２７に向けて移動するから、材料の移動量に偏りが生じるようなことがなくなる。この結果、凹部２７の両側に位置する曲げ部２６の稜線５６の寸法精度を効率よく高くすることができる。
【符号の説明】
【0049】
２１…ブランク（高張力鋼板）、２４…縦部、２５…横部、２６…曲げ部、２７…凹部、２７ａ…１辺の側部、３１…肩部、３１Ａ…第１の肩部（一方の肩部）、３２…天部、３３…壁部、３５，６１，７１，８１…中間成形品、４４…膨出部、４５，６５，７２，８４…最終製品、４６…湾曲部、５６…稜線、５６ａ…コーナー部、６３…段部、７３…本体、７４…端部輪郭、８２…上辺、８３…下辺、ｒ，Ｒ…曲率半径、Ｓ１…中間成形工程、Ｓ２…最終成形工程、Ｗ１…一方の壁部におけるハット断面形状に表れる部分の長さ、Ｗ２…他方の壁部におけるハット断面形状に表れる部分の長さ、Ｗ３…天部におけるハット断面形状に表れる部分の長さ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】