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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】P2024164461
(43)【公開日】2024-11-27
(54)【発明の名称】プレス金型の製造方法、及びプレス金型
(51)【国際特許分類】
B21D 37/20 20060101AFI20241120BHJP
B21D 53/88 20060101ALI20241120BHJP
B23K 26/352 20140101ALI20241120BHJP
【ＦＩ】
B21D37/20 Z
B21D53/88 Z
B23K26/352
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079947
(22)【出願日】2023-05-15
(71)【出願人】
【識別番号】000109875
【氏名又は名称】トーカロ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】横田 博紀
(72)【発明者】
【氏名】川井 大輔
(72)【発明者】
【氏名】中塚 勇輝
(72)【発明者】
【氏名】河野 雄志
【テーマコード（参考）】
4E050
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E050JA01
4E050JB10
4E050JD03
4E050JD07
4E168AB01
4E168DA24
4E168DA26
4E168DA28
(57)【要約】
【課題】 成型品におけるスプリンバックの発生を抑制することができ、うねりが発生することもない、プレス金型の製造方法を提供すること。
【解決手段】 鋼板の成型に用いられるプレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有し、前記粗面化工程は、粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する工程であって、前記凹部の平均深さが前記凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する、プレス金型の製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】 鋼板の成型に用いられるプレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有し、前記粗面化工程は、粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する工程であって、前記凹部の平均深さが前記凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する、プレス金型の製造方法。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼板の成型に用いられるプレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有し、
前記粗面化工程は、
粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する工程であって、前記凹部の平均深さが前記凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する、プレス金型の製造方法。
前記粗面化工程は、
粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する工程であって、前記凹部の平均深さが前記凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する、プレス金型の製造方法。
【請求項2】
前記粗面領域として、表面粗さＲｚが５００μｍ以下で、凸部の平均高さが１２μｍ以上である粗面領域を形成する、請求項１に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項3】
前記粗面領域として、表面粗さＲｓｍは１５０μｍ以上である粗面領域を形成する、請求項１又は２に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項4】
前記粗面化工程は、レーザを用いて行う、請求項１又は２に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項5】
前記鋼板の厚さは、１．５ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項6】
前記鋼板は、自動車用鋼板である請求項１又は２に記載のプレス金型の製造方法。
【請求項7】
鋼板の成型に用いられるプレス金型であって、
金型の成型面は、粗面化された粗面領域を有し、
前記粗面領域は、粗面化前の成型面に相当する基準面より突出した凸部と、前記基準面より凹んだ凹部とを備え、かつ、前記凹部の平均深さが前記凸部の平均高さよりも大きい、プレス金型。
金型の成型面は、粗面化された粗面領域を有し、
前記粗面領域は、粗面化前の成型面に相当する基準面より突出した凸部と、前記基準面より凹んだ凹部とを備え、かつ、前記凹部の平均深さが前記凸部の平均高さよりも大きい、プレス金型。
【請求項8】
前記粗面領域として、表面粗さＲｚが５００μｍ以下で、凸部の平均高さが１２μｍ以上である粗面領域を有する、請求項７に記載のプレス金型。
【請求項9】
前記粗面領域として、表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上である粗面領域を有する、請求項７又は８に記載のプレス金型。
【請求項10】
前記鋼板の厚さは、１．５ｍｍ以下である請求項７又は８に記載のプレス金型。
【請求項11】
前記鋼板は、自動車用鋼板である請求項７又は８に記載のプレス金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス金型の製造方法、及びプレス金型に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車用鋼板の成型方法として、プレス成型が一般的に知られている。
プレス金型を用いて自動車用鋼板をプレス成型した場合、プレス成型された部材をプレス金型から離型した後に、成型品に生じるスプリングバック（弾性回復とも呼ばれる）に起因して、当該成型品に予期せぬ反りや変形が発生することがあり、問題視されている。
プレス金型を用いて自動車用鋼板をプレス成型した場合、プレス成型された部材をプレス金型から離型した後に、成型品に生じるスプリングバック（弾性回復とも呼ばれる）に起因して、当該成型品に予期せぬ反りや変形が発生することがあり、問題視されている。
【0003】
そこで、弾性回復を低減する方法として、例えば、特許文献１には、第１成形面を有する第１成形型に第２成形面を有する第２成形型を相対移動させ、上記第１成形面と上記第２成形面との共働によって素材金属板を成形するプレス成形方法であって、上記第１成形面及び／又は上記第２成形面に線状突起部を設け、プレス成形の際に曲げ変形あるいは曲げ戻し変形を受けた部位に上記線状突起部を食い込ませて、プレス成形部材の板厚に応じた所定の形状の線状凹部を形成する、プレス成形方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－０８７８１６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に記載の方法で成型品（プレス成型部材）を製造した場合、得られた成型品の線状凹部が形成された面と反対側の面に、うねりが発生する場合があることが見出された。
自動車用鋼板の外板面にうねりが発生すると、その成型品は、外観不良となる。
自動車用鋼板の外板面にうねりが発生すると、その成型品は、外観不良となる。
【0006】
図５は、うねりの発生原理を説明する図である。
図５に示すように、成形面に突起部が設けられた第１成形型（下金型）５１と、成形面が平坦な第２成形型（上金型）５２とを用いて、鋼板５３をプレス成型した場合、得られた成型品５５において、第１成形型５１と対向する側の面５５ｂと反対側の面（図中、上側の面）５５ａにうねり５６が生じる場合がある。これは、プレス中の鋼板５３に第１成形型５１の線状突起部６４が突き刺さることによって、鋼板５３に内部応力が蓄積し、離型された際にその内部応力が解放されて、鋼板５３の第２成形型５２側の面にうねり５６が生じたと考えられる。
図５に示すように、成形面に突起部が設けられた第１成形型（下金型）５１と、成形面が平坦な第２成形型（上金型）５２とを用いて、鋼板５３をプレス成型した場合、得られた成型品５５において、第１成形型５１と対向する側の面５５ｂと反対側の面（図中、上側の面）５５ａにうねり５６が生じる場合がある。これは、プレス中の鋼板５３に第１成形型５１の線状突起部６４が突き刺さることによって、鋼板５３に内部応力が蓄積し、離型された際にその内部応力が解放されて、鋼板５３の第２成形型５２側の面にうねり５６が生じたと考えられる。
【0007】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、スプリングバックに起因した反りや変形の発生を抑制しつつ、上述のうねりの発生を回避することができる、プレス金型の製造方法、及びプレス金型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】
【0008】
（１）本発明のプレス金型の製造方法は、
鋼板の成型に用いられるプレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有し、
上記粗面化工程は、
粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する工程であって、上記凹部の平均深さが上記凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する。
鋼板の成型に用いられるプレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有し、
上記粗面化工程は、
粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する工程であって、上記凹部の平均深さが上記凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する。
【0009】
上記プレス金型の製造方法は、成型面の一部に所定の凹凸形状の粗面領域を形成する。このようにして製造されたプレス金型を用いてプレス成型を行うことで、成型品におけるスプリングバックに起因した反りや変形の発生を抑制することができる。
上記プレス金型の製造方法は、凹部の平均深さが凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する。このようにして製造されたプレス金型を用いてプレス成型を行うことで、成型品におけるうねりの発生を抑制することができる。
上記プレス金型の製造方法は、凹部の平均深さが凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を形成する。このようにして製造されたプレス金型を用いてプレス成型を行うことで、成型品におけるうねりの発生を抑制することができる。
【0010】
（２）上記（１）のプレス金型の製造方法は、上記粗面領域として、表面粗さＲｚが５００μｍ以下で、凸部の平均高さが１２μｍ以上である粗面領域を形成する、ことが好ましい。
（３）上記（１）又は（２）のプレス金型の製造方法は、上記粗面領域として、表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上である粗面領域を形成する、ことが好ましい。
（４）上記（１）～（３）のいずれかのプレス金型の製造方法において、上記粗面化工程は、レーザを用いて行う、ことが適している。
（５）上記（１）～（４）のいずれかのプレス金型の製造方法は、鋼板の厚さが１．５ｍｍ以下である場合に好適である。
（６）上記（１）～（５）のいずれかのプレス金型の製造方法は、鋼板が自動車用鋼板である場合に好適である。
（３）上記（１）又は（２）のプレス金型の製造方法は、上記粗面領域として、表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上である粗面領域を形成する、ことが好ましい。
（４）上記（１）～（３）のいずれかのプレス金型の製造方法において、上記粗面化工程は、レーザを用いて行う、ことが適している。
（５）上記（１）～（４）のいずれかのプレス金型の製造方法は、鋼板の厚さが１．５ｍｍ以下である場合に好適である。
（６）上記（１）～（５）のいずれかのプレス金型の製造方法は、鋼板が自動車用鋼板である場合に好適である。
【0011】
（７）本発明のプレス金型は、
鋼板の成型に用いられるプレス金型であって、
金型の成型面は、粗面化された粗面領域を有し、
上記粗面領域は、粗面化前の成型面に相当する基準面より突出した凸部と、上記基準面より凹んだ凹部とを備え、かつ、上記凹部の平均深さが上記凸部の平均高さよりも大きい。
鋼板の成型に用いられるプレス金型であって、
金型の成型面は、粗面化された粗面領域を有し、
上記粗面領域は、粗面化前の成型面に相当する基準面より突出した凸部と、上記基準面より凹んだ凹部とを備え、かつ、上記凹部の平均深さが上記凸部の平均高さよりも大きい。
【0012】
上記プレス金型は、成型面の一部に所定の凹凸形状の粗面領域を有する。このプレス金型を用いてプレス成型を行うことで、成型品におけるスプリングバックに起因した反りや変形の発生を抑制することができる。
上記プレス金型は、凹部の平均深さが凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を有する。そのため、このプレス金型を用いてプレス成型を行うことで、成型品におけるうねりの発生を抑制することができる。
上記プレス金型は、凹部の平均深さが凸部の平均高さよりも大きい粗面領域を有する。そのため、このプレス金型を用いてプレス成型を行うことで、成型品におけるうねりの発生を抑制することができる。
【0013】
（８）上記（７）のプレス金型は、上記粗面領域として、表面粗さＲｚが５００μｍ以下で、凸部の平均高さが１２μｍ以上である粗面領域を有する、ことが好ましい。
（９）上記（７）又は（８）のプレス金型は、上記粗面領域として、表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上である粗面領域を有する、ことが好ましい。
（１０）上記（７）～（９）のいずれかのプレス金型において、鋼板の厚さは１．５ｍｍ以下が好適である。
（１１）上記（７）～（１０）のいずれかのプレス金型においては、鋼板は、自動車用鋼板が好適である。
（９）上記（７）又は（８）のプレス金型は、上記粗面領域として、表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上である粗面領域を有する、ことが好ましい。
（１０）上記（７）～（９）のいずれかのプレス金型において、鋼板の厚さは１．５ｍｍ以下が好適である。
（１１）上記（７）～（１０）のいずれかのプレス金型においては、鋼板は、自動車用鋼板が好適である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、スプリングバックに起因した反りや変形が発生しにくく、かつ、うねりの発生も抑制された成型品を製造することが可能なプレス金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係るプレス金型の一例を模式的に示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るプレス金型を用いて得られた成型品の表面状態を説明する図である。
【図4】スプリングバック抑制効果の評価方法を示す図である。
【図5】従来のプレス成型で発生するうねりの発生原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態は下記の実施形態に限定されるものではない。
【0017】
（プレス金型）
図１は、本発明の実施形態に係るプレス金型の一例を模式的に示す図である。図２は、図１のプレス金型における成型面の一部を模式的に示す図である。
プレス金型１０は、上面１１ａを成型面とする下金型１１と、下面１２ａを成型面とする上金型１２とを有する。
プレス金型１０は、下金型１１と上金型１２との間に鋼板１３を設置し、上金型１２又は下金型１１を反対側の金型に向かって移動させることにより、鋼板１３をプレス成型することができる。
図１は、本発明の実施形態に係るプレス金型の一例を模式的に示す図である。図２は、図１のプレス金型における成型面の一部を模式的に示す図である。
プレス金型１０は、上面１１ａを成型面とする下金型１１と、下面１２ａを成型面とする上金型１２とを有する。
プレス金型１０は、下金型１１と上金型１２との間に鋼板１３を設置し、上金型１２又は下金型１１を反対側の金型に向かって移動させることにより、鋼板１３をプレス成型することができる。
【0018】
下金型１１の上面（成型面）１１ａは、粗面化された粗面領域２２と、非粗面領域２１とを有する。
粗面領域２２は、例えばレーザ加工によって凹凸が形成されている。
粗面領域２２と非粗面領域２１の区分けは、例えば、目視観察、拡大鏡観察、顕微鏡観察等により行うことができる。
粗面領域２２は、図２に示すように、粗面化前の成型面に相当する基準面（すなわち、非粗面領域２１を粗面領域２２に向かって平行に拡張した面）２５より突出した凸部２４と基準面２５より凹んだ凹部２３とを備える。
粗面領域２２は、例えばレーザ加工によって凹凸が形成されている。
粗面領域２２と非粗面領域２１の区分けは、例えば、目視観察、拡大鏡観察、顕微鏡観察等により行うことができる。
粗面領域２２は、図２に示すように、粗面化前の成型面に相当する基準面（すなわち、非粗面領域２１を粗面領域２２に向かって平行に拡張した面）２５より突出した凸部２４と基準面２５より凹んだ凹部２３とを備える。
【0019】
粗面領域２２において、凹部２３の平均深さは凸部２４の平均高さよりも大きい。粗面領域２２がこのような凹凸形状を有する場合にうねりの発生を抑制することができる理由は、以下のとおりである。
【0020】
図３は、本発明の実施形態に係るプレス金型を用いて得られた成型品の表面状態を説明する図である。
本実施形態に係るプレス金型を用いて、プレス成型を行った場合、下金型１１の凸部２４が鋼板１３に突き刺さった際に、下金型１１と鋼板１３との間には隙間Ｓが存在する。そのため、下金型１１の凸部２４が鋼板１３に突き刺さった際に、凸部２４が突き刺さった部分周辺の鋼板には、隙間Ｓに移動するように力が働く（図３中、矢印参照）。従って、本実施形態に係るプレス金型を用いた場合は、上金型側の表面にうねりが発生することを抑制することができ、その上金型側の面を自動車用鋼板の外板面とすることで、意匠性に優れた自動車用鋼板を得ることができる。
本実施形態に係るプレス金型を用いて、プレス成型を行った場合、下金型１１の凸部２４が鋼板１３に突き刺さった際に、下金型１１と鋼板１３との間には隙間Ｓが存在する。そのため、下金型１１の凸部２４が鋼板１３に突き刺さった際に、凸部２４が突き刺さった部分周辺の鋼板には、隙間Ｓに移動するように力が働く（図３中、矢印参照）。従って、本実施形態に係るプレス金型を用いた場合は、上金型側の表面にうねりが発生することを抑制することができ、その上金型側の面を自動車用鋼板の外板面とすることで、意匠性に優れた自動車用鋼板を得ることができる。
【0021】
基準面２５は、粗面化前の成型面に相当するが、粗面化後においては、粗面領域２２を断面視したときのうねり曲線から導くことができる。
上記うねり曲線は、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に基づいて、下記の手法で取得する。
まず、表面粗さ測定装置を用いて、非粗面領域と粗面領域の境界点を含む測定断面曲線を取得する。このとき、測定断面曲線の少なくとも一方の端部は、非粗面領域上に位置する。
次に、測定断面曲線にカットオフ値λｓ＝８μｍで輪郭曲線フィルタを適用して断面曲線を取得する。
その後、測定断面曲線にカットオフ値λｃ：２．５ｍｍ、λｆ：上限なしで輪郭曲線フィルタを適用してうねり曲線を取得する。
そして、取得した断面曲線とうねり曲線を、非粗面領域上に位置する端部が一致するように重ね合わせることで、うねり曲線を基準面の位置とみなすことができる。
なお、測定断面曲線からは、適切なカットオフ値λｓ、カットオフ値λｃを適用することで、粗さ曲線を取得することもできる。
カットオフ値λｓ、カットオフ値λｃ、及びカットオフ値λｆの数値は、ＪＩＳ Ｂ ０６３３（２０１３）及びＪＩＳ Ｂ ０６５１（２０１３）に基づき、適宜設定すればよい。
上記うねり曲線は、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に基づいて、下記の手法で取得する。
まず、表面粗さ測定装置を用いて、非粗面領域と粗面領域の境界点を含む測定断面曲線を取得する。このとき、測定断面曲線の少なくとも一方の端部は、非粗面領域上に位置する。
次に、測定断面曲線にカットオフ値λｓ＝８μｍで輪郭曲線フィルタを適用して断面曲線を取得する。
その後、測定断面曲線にカットオフ値λｃ：２．５ｍｍ、λｆ：上限なしで輪郭曲線フィルタを適用してうねり曲線を取得する。
そして、取得した断面曲線とうねり曲線を、非粗面領域上に位置する端部が一致するように重ね合わせることで、うねり曲線を基準面の位置とみなすことができる。
なお、測定断面曲線からは、適切なカットオフ値λｓ、カットオフ値λｃを適用することで、粗さ曲線を取得することもできる。
カットオフ値λｓ、カットオフ値λｃ、及びカットオフ値λｆの数値は、ＪＩＳ Ｂ ０６３３（２０１３）及びＪＩＳ Ｂ ０６５１（２０１３）に基づき、適宜設定すればよい。
【0022】
粗面領域２２において、凸部２４の平均高さは、１２μｍ以上が好ましい。
この場合、スプリングバックの発生を抑制するのにより適している。
より好ましい上記凸部の平均高さは、２６μｍ以上である。
上記凸部２４の平均高さの好ましい上限は、６０μｍである。
この場合、スプリングバックの発生を抑制するのにより適している。
より好ましい上記凸部の平均高さは、２６μｍ以上である。
上記凸部２４の平均高さの好ましい上限は、６０μｍである。
【0023】
粗面領域２２において、凹部２３の平均深さ、及び凸部２４の平均高さは、上述した方法で断面曲線とうねり曲線とを重ね合わせることで取得することができる。上記凹部２３の平均深さは、うねり曲線より下側に凹んだ部分の深さの平均値である。凸部２４の平均高さは、うねり曲線より上側に突出した部分の高さの平均値である。
【0024】
粗面領域２２の表面粗さＲｚは、５００μｍ以下が好ましい。
上記表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定される粗さパラメータの１つであり、最大高さと呼ばれる高さ方向のパラメータである。
上記表面粗さＲｚが５００μｍ以下であると、プレス金型の凸部の変形を抑制することができる。
上記表面粗さＲｚの好ましい下限は、２５μｍである。
上記表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定される粗さパラメータの１つであり、最大高さと呼ばれる高さ方向のパラメータである。
上記表面粗さＲｚが５００μｍ以下であると、プレス金型の凸部の変形を抑制することができる。
上記表面粗さＲｚの好ましい下限は、２５μｍである。
【0025】
粗面領域２２の表面粗さＲｓｍは、１５０μｍ以上が好ましい。
上記表面粗さＲｓｍは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定される粗さパラメータの１つである。
上記表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上の場合、粗面領域２２の凸部２４が太く形成されるため、プレス成型時に凸部２４が変形することを抑制することができる。
上記表面粗さＲｓｍの好ましい上限は、５００μｍである。
上記表面粗さＲｓｍは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定される粗さパラメータの１つである。
上記表面粗さＲｓｍが１５０μｍ以上の場合、粗面領域２２の凸部２４が太く形成されるため、プレス成型時に凸部２４が変形することを抑制することができる。
上記表面粗さＲｓｍの好ましい上限は、５００μｍである。
【0026】
粗面領域２２における、表面粗さＲｚ、及び表面粗さＲｓｍは、上述した手法で取得した粗さ曲線に基づいて算出する。
【0027】
非粗面領域２１は、通常、表面粗さＲａが１μｍ以下である。上記表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に規定される粗さパラメータの１つであり、算術平均粗さと呼ばれる高さ方向のパラメータである。また、非粗面領域２１の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３））は、通常、１０μｍ以下である。
非粗面領域２１は、スプリングバックが発生しにくい領域や、スプリングバックが発生しても問題のない領域に設けられる。
非粗面領域２１の表面粗さＲａ、及び表面粗さＲｚは、上記の通常の範囲内であれば特に限定されない。
非粗面領域２１は、スプリングバックが発生しにくい領域や、スプリングバックが発生しても問題のない領域に設けられる。
非粗面領域２１の表面粗さＲａ、及び表面粗さＲｚは、上記の通常の範囲内であれば特に限定されない。
【0028】
プレス金型１０において、粗面領域２２の凸部２４のＨＲＣ（ロックウェル硬さ）は、５２以上が好ましい。
この場合、凸部２４の硬度が高いため、繰り返しプレス成型を行っても、凸部２４の形状が変形することを抑制することができる。
この場合、凸部２４の硬度が高いため、繰り返しプレス成型を行っても、凸部２４の形状が変形することを抑制することができる。
【0029】
凸部２４のＨＲＣは、プレス成型される鋼板の引張強度が４４０ＭＰａを超える場合、６０以上が好ましい。
引張強度が高い鋼板をプレス成型する場合は、プレス成型時に凸部２４の形状変形が発生しやすい。これに対して、上記ＨＲＣを６０以上とすることで凸部２４の形状変形を抑制しやすくなる。
引張強度が高い鋼板をプレス成型する場合は、プレス成型時に凸部２４の形状変形が発生しやすい。これに対して、上記ＨＲＣを６０以上とすることで凸部２４の形状変形を抑制しやすくなる。
【0030】
プレス金型１０は、球状黒鉛鋳鉄、フレームハード鋼等の鋼材からなる。
そのため、上記ＨＲＣを達成するためには、例えば、焼入れ等を行えばよい。
そのため、上記ＨＲＣを達成するためには、例えば、焼入れ等を行えばよい。
【0031】
プレス金型１０において、粗面領域２２は、プレス成型時にスプリングバックが発生しやすく、かつスプリングバックが発生すると問題になる位置に設ければよい。
スプリングバックが発生すると問題になる位置には、例えば、自動車用鋼板においては、外板面や相手部材との接合面が該当する。
スプリングバックが発生すると問題になる位置には、例えば、自動車用鋼板においては、外板面や相手部材との接合面が該当する。
【0032】
プレス金型１０の成型対象となる鋼板の厚さは特に限定されないが、鋼板の厚さが１．５ｍｍ以下である場合に、特にスプリングバックが発生しやすいため、このような厚さの鋼板に適用すると効果が大きい。より好ましくは、０．７ｍｍ以下である。鋼板の厚さの下限は、例えば、０．３ｍｍである。
この範囲の厚さの鋼板としては、例えば、自動車用鋼板が挙げられる。
この範囲の厚さの鋼板としては、例えば、自動車用鋼板が挙げられる。
【0033】
＜プレス金型の他の実施形態＞
ここまで、説明したプレス金型は、下金型が粗面領域を有するものである。
一方、本発明の実施形態に係るプレス金型は、上金型が粗面領域を有するものであってもよい。
また、本発明の実施形態に係るプレス金型は、カム機構を有するプレス金型でもよい。
ここまで、説明したプレス金型は、下金型が粗面領域を有するものである。
一方、本発明の実施形態に係るプレス金型は、上金型が粗面領域を有するものであってもよい。
また、本発明の実施形態に係るプレス金型は、カム機構を有するプレス金型でもよい。
【0034】
（プレス金型の製造方法）
本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法は、プレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有する。
この粗面化工程では、粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する。
本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法は、プレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有する。
この粗面化工程では、粗面化前の成型面より突出した凸部と粗面化前の成型面より凹んだ凹部とを有する粗面領域を形成する。
【0035】
形成された粗面領域において、上記凹部の平均深さは、上記凸部の平均高さよりも大きくなっている。
そのため、本発明の実施形態で製造されたプレス金型を用いたプレス成型では、スプリングバックの発生を抑制しつつ、うねりの発生を回避することができる。
そのため、本発明の実施形態で製造されたプレス金型を用いたプレス成型では、スプリングバックの発生を抑制しつつ、うねりの発生を回避することができる。
【0036】
上記粗面化工程では、例えば、プレス金型の成型面のレーザ光を照射するレーザ加工によって粗面領域を形成する。レーザ加工は、凹部の平均深さが凸部の平均高さよりも大きい凹凸形状を形成するのに適している。
【0037】
上記レーザ加工で使用するレーザは特に限定されず、鋼材の表面を粗面化できるレーザであれば使用できる。
上記レーザの具体例としては、例えば、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ、ファイバーレーザ等が挙げられる。
また、レーザ光の照射条件も特に限定されないが、通常の溝切り加工と異なり、基準面よりも突出した凸部を形成する必要があるため、レーザ光の発振のタイミングや走査速度等を適切に調整して、凸部が形成されるように工夫する必要がある。
上記凸部の形成は、例えば、溶融池の湯流れを利用することで形成することができる。
上記レーザの具体例としては、例えば、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ、ファイバーレーザ等が挙げられる。
また、レーザ光の照射条件も特に限定されないが、通常の溝切り加工と異なり、基準面よりも突出した凸部を形成する必要があるため、レーザ光の発振のタイミングや走査速度等を適切に調整して、凸部が形成されるように工夫する必要がある。
上記凸部の形成は、例えば、溶融池の湯流れを利用することで形成することができる。
【0038】
上記粗面化工程で形成する上記凸部の平均高さは、１２μｍ以上が好ましい。
この場合、得られた金型は、スプリングバックを抑制するのに適している。
より好ましい上記凸部の平均高さは、２６μｍ以上である。
上記凸部２４の平均高さの好ましい上限は、６０μｍである。
この場合、得られた金型は、スプリングバックを抑制するのに適している。
より好ましい上記凸部の平均高さは、２６μｍ以上である。
上記凸部２４の平均高さの好ましい上限は、６０μｍである。
【0039】
上記粗面化工程で形成された粗面領域における、表面粗さＲｚは、５００μｍ以下が好ましい。この場合、プレス金型の凸部の変形を抑制することができる。
上記表面粗さＲｚの好ましい下限は、２５μｍである。
上記表面粗さＲｚの好ましい下限は、２５μｍである。
【0040】
上記粗面化工程で形成された粗面領域における、表面粗さＲｓｍは、１５０μｍ以上が好ましい。この場合、凸部が太く形成されるため、プレス成型時に凸部２４が変形しにくい。
上記表面粗さＲｓｍの好ましい上限は、５００μｍである。
上記表面粗さＲｓｍの好ましい上限は、５００μｍである。
【0041】
上記表面粗さＲｚ、及び上記表面粗さＲｓｍは、既に説明した手法で取得することができる。
【0042】
本実施形態の製造方法において、粗面化工程前の成型面は、通常、表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３））が１μｍ以下、表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３））は、通常、１０μｍ以下である。
本実施形態の製造方法で製造されたプレス金型は、粗面化処理されなかった領域が非粗面化領域となる。
本実施形態の製造方法で製造されたプレス金型は、粗面化処理されなかった領域が非粗面化領域となる。
【0043】
上記プレス金型の製造方法は、プレス金型の成型面の一部に粗面領域を形成する粗面化工程を有する以外は、従来と同様の方法で行えばよい。
【0044】
（評価試験）
以下に、本発明の実施形態によるスプリングバック抑制効果を評価した。
この評価は、ＪＳＯＬ社製のシミュレーションソフト（商品名：ＪＳＴＡＭＰ）によるシミュレーションにて行った。
図４は、評価方法を説明する図である。
以下に、本発明の実施形態によるスプリングバック抑制効果を評価した。
この評価は、ＪＳＯＬ社製のシミュレーションソフト（商品名：ＪＳＴＡＭＰ）によるシミュレーションにて行った。
図４は、評価方法を説明する図である。
【0045】
（試験例１～５）
下記の条件で評価（シミュレーション）を行い、成型後のスプリングバック量（表１中では、単にバック量と記載）を算出した。
（１）評価サンプル
０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、又は１．５ｍｍの板厚を有し、くの字に折り曲げられた帯状の鋼板を評価サンプル３３とした。ここで、折り曲げ角度θ（図４（ａ）参照）は、２０°とした。
下記の条件で評価（シミュレーション）を行い、成型後のスプリングバック量（表１中では、単にバック量と記載）を算出した。
（１）評価サンプル
０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、又は１．５ｍｍの板厚を有し、くの字に折り曲げられた帯状の鋼板を評価サンプル３３とした。ここで、折り曲げ角度θ（図４（ａ）参照）は、２０°とした。
【0046】
（２）評価金型
折り曲げられた評価サンプル３３を平板形状に成型するためのプレス金型を評価金型とした。この評価金型は、下金型３１と上金型３２からなり、下金型３１の成型面３１ａ、及び上金型３２の成型面３２ａのそれぞれを成型面とするプレス金型である。
試験例１～５における評価金型は、下金型３１及び上金型３２のいずれの成型面３１ａ、３２ａにも凹凸を形成していないものとして設定した。
折り曲げられた評価サンプル３３を平板形状に成型するためのプレス金型を評価金型とした。この評価金型は、下金型３１と上金型３２からなり、下金型３１の成型面３１ａ、及び上金型３２の成型面３２ａのそれぞれを成型面とするプレス金型である。
試験例１～５における評価金型は、下金型３１及び上金型３２のいずれの成型面３１ａ、３２ａにも凹凸を形成していないものとして設定した。
【0047】
（３）スプリングバック量の評価
上記（１）の評価サンプル３３を上記（２）の評価金型で平板形状に成型する（図４（ｂ）参照）。その後、評価金型から離型し、離型後のスプリングバック量を算出した。
上記スプリングバック量は、図４（ｃ）に示すように、評価サンプル３３を折り曲げた際の内側面が下になるように成型後の評価サンプル（成型品）３５を平坦面上に載置し、平坦面から評価サンプルの折り曲げ位置までの距離を距離Ｂとした。
結果を表１に示した。
上記（１）の評価サンプル３３を上記（２）の評価金型で平板形状に成型する（図４（ｂ）参照）。その後、評価金型から離型し、離型後のスプリングバック量を算出した。
上記スプリングバック量は、図４（ｃ）に示すように、評価サンプル３３を折り曲げた際の内側面が下になるように成型後の評価サンプル（成型品）３５を平坦面上に載置し、平坦面から評価サンプルの折り曲げ位置までの距離を距離Ｂとした。
結果を表１に示した。
【0048】
（４）うねりの有無
うねりの発生の有無は、評価サンプル３５の上面をシミュレーション結果に基づいて可視化し、それを目視観察して判断した。
うねりの発生の有無は、評価サンプル３５の上面をシミュレーション結果に基づいて可視化し、それを目視観察して判断した。
【0049】
（試験例６～１５）
評価金型を変更した以外は、試験例１～５と同様の手法で、成型後のスプリングバック量を算出した。また、試験例１～５と同様の手法で、うねりの発生の有無も判断した。
評価金型としては、下金型３１の成型面３１ａ全体に粗面領域を形成したものを採用した。なお、シミュレーションでは、粗面領域を複数の突起が形成されたもので表し、それらの突起の高さ方向の一部にのみ鋼板が刺さるように調整することで、本発明の凸部と凹部とを再現した。つまり、粗面領域の突起の鋼板に刺さる部分を本発明の凸部とみなし、粗面領域の突起の鋼板に刺さらない部分を本発明の凹部とみなして実験を行った。
このとき、粗面領域における凹凸形状（凸部の高さ、Ｒｓｍ、及びＲｚ）は、表１に示した寸法とした。
評価金型を変更した以外は、試験例１～５と同様の手法で、成型後のスプリングバック量を算出した。また、試験例１～５と同様の手法で、うねりの発生の有無も判断した。
評価金型としては、下金型３１の成型面３１ａ全体に粗面領域を形成したものを採用した。なお、シミュレーションでは、粗面領域を複数の突起が形成されたもので表し、それらの突起の高さ方向の一部にのみ鋼板が刺さるように調整することで、本発明の凸部と凹部とを再現した。つまり、粗面領域の突起の鋼板に刺さる部分を本発明の凸部とみなし、粗面領域の突起の鋼板に刺さらない部分を本発明の凹部とみなして実験を行った。
このとき、粗面領域における凹凸形状（凸部の高さ、Ｒｓｍ、及びＲｚ）は、表１に示した寸法とした。
【0050】
また、粗面領域を設けることによる効果を「◎」と「〇」と「△」とで評価した。
ここでは、粗面領域を設けた試験例６～１５と、粗面領域を設けていない試験例１～５とで、同じ板厚の試験例同士を比較して、減少したスプリングバック量の割合を、低減率（％）として算出した。そして、低減率が７０％以上の場合を「◎」、低減率が５０％以上７０％未満の場合を「〇」、上記以外でバック量が低減できた場合を「△」と評価した。
結果を表１に示した。
ここでは、粗面領域を設けた試験例６～１５と、粗面領域を設けていない試験例１～５とで、同じ板厚の試験例同士を比較して、減少したスプリングバック量の割合を、低減率（％）として算出した。そして、低減率が７０％以上の場合を「◎」、低減率が５０％以上７０％未満の場合を「〇」、上記以外でバック量が低減できた場合を「△」と評価した。
結果を表１に示した。
【0051】
【表1】
【0052】
表１に示した通り、本発明の実施形態に係るプレス金型を用いて、プレス成型を行うことによって、スプリングバックの発生を抑制できることが明らかとなった。
また、うねりの発生を回避できることも明らかになった。
なお、実機として、試験例１０と同じ仕様のプレス金型を製造したところ、同様にスプリングバックの発生を抑制し、うねりの発生を回避できるという結果が得られた。
また、うねりの発生を回避できることも明らかになった。
なお、実機として、試験例１０と同じ仕様のプレス金型を製造したところ、同様にスプリングバックの発生を抑制し、うねりの発生を回避できるという結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明は、自動車の製造分野等で好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0054】
１０ プレス金型
１１、３１、５１ 下金型
１１ａ 成型面（下金型の上面）
１２、３２、５２ 上金型
１２ａ 成型面（上金型の下面）
１３、５３ 鋼板
１５ 成型品
２１ 非粗面領域
２２ 粗面領域
２３ 凹部
２４、６４ 凸部
２５ 基準面
３３、３５ 評価サンプル
１１、３１、５１ 下金型
１１ａ 成型面（下金型の上面）
１２、３２、５２ 上金型
１２ａ 成型面（上金型の下面）
１３、５３ 鋼板
１５ 成型品
２１ 非粗面領域
２２ 粗面領域
２３ 凹部
２４、６４ 凸部
２５ 基準面
３３、３５ 評価サンプル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】