特開 2024-36855 プレス成形品の製造方法

(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】P2024036855

(43)【公開日】2024-03-18

(54)【発明の名称】プレス成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 22/26 20060101AFI20240311BHJP

【ＦＩ】

B21D22/26 C

B21D22/26 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141375

(22)【出願日】2022-09-06

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】南 風香

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA05

4E137AA10

4E137BB01

4E137CA09

4E137CA21

4E137CA24

4E137EA01

4E137GA03

4E137GA08

4E137GA15

4E137GB03

(57)【要約】

【課題】湾曲した凸条部を形成する際のスプリングバックを抑制できるプレス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、凹ビードが設けられた凸条部を有すると共に、側方から視て天板が凸条部の突出方向に膨出するように凸条部が湾曲したプレス成形品を得るためのプレス成形品の製造方法である。プレス成形品の製造方法は、予備凸条部を有する中間成形品を予備成形する工程と、中間成形品のプレスによりプレス成形品を本成形する工程と、を備える。予備成形する工程では、予備凸条部の天板において予備凸条部の突出方向に膨出すると共に、プレス成形品の凹ビードとなる凹ビード予定領域よりも予備凸条部の幅方向の外側に頂点が配置された膨出部を形成する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

天板において長手方向に沿って凹ビードが設けられた凸条部を有すると共に、前記凸条部の側方から視て前記天板が前記凸条部の突出方向に膨出するように前記凸条部が湾曲したプレス成形品を得るためのプレス成形品の製造方法であって、
平板状のブランク材のプレスにより、予備凸条部を有する中間成形品を予備成形する工程と、
前記中間成形品のプレスにより前記プレス成形品を本成形する工程と、
を備え、
前記予備成形する工程では、前記予備凸条部の前記天板において前記予備凸条部の突出方向に膨出すると共に、前記プレス成形品の前記凹ビードとなる凹ビード予定領域よりも前記予備凸条部の幅方向の外側に頂点が配置された少なくとも１つの膨出部を形成する、プレス成形品の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記予備成形する工程では、前記少なくとも１つの膨出部として、第１膨出部及び第２膨出部を形成し、
前記第１膨出部の頂点と前記第２膨出部の頂点とは、前記予備凸条部の幅方向において前記凹ビード予定領域を挟むように配置される、プレス成形品の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記予備成形する工程では、前記予備凸条部のうち前記凹ビード予定領域よりも前記予備凸条部の幅方向外側の領域のみに、前記予備凸条部の突出方向に膨出する頂点を形成する、プレス成形品の製造方法。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記予備成形する工程では、前記予備凸条部の前記凹ビード予定領域を前記プレス成形品の前記凹ビードよりも前記予備凸条部の突出方向に膨出させる、プレス成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プレス成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属板のプレス加工（つまり絞り加工）によって長手方向に湾曲した凸条部を有するプレス成形品を製造する方法が公知である（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２０７９０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のプレス成形品では、凸条部における湾曲の内側領域の長手方向における長さが、湾曲の外側領域の長手方向における長さよりも小さいため、プレス加工時に湾曲の内側に引張応力が発生する。したがって、プレス成形品をダイから取り出すと、残留応力によって湾曲の内側が伸びるスプリングバックが発生する。その結果、製品の寸法精度が低下する。

【0005】

本開示の一局面は、湾曲した凸条部を形成する際のスプリングバックを抑制できるプレス成形品の製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、天板において長手方向に沿って凹ビードが設けられた凸条部を有すると共に、凸条部の側方から視て天板が凸条部の突出方向に膨出するように凸条部が湾曲したプレス成形品を得るためのプレス成形品の製造方法である。プレス成形品の製造方法は、平板状のブランク材のプレスにより、予備凸条部を有する中間成形品を予備成形する工程と、中間成形品のプレスによりプレス成形品を本成形する工程と、を備える。

【0007】

予備成形する工程では、予備凸条部の天板において予備凸条部の突出方向に膨出すると共に、プレス成形品の凹ビードとなる凹ビード予定領域よりも予備凸条部の幅方向の外側に頂点が配置された少なくとも１つの膨出部を形成する。

【0008】

このような構成によれば、予備凸条部の天板における凹ビード予定領域の外側に頂点がある膨出部が本成形において潰されることで、凹ビードにおける圧縮応力が分散される。その結果、凸条部における残留応力が低減されるため、プレス成形品のスプリングバックが抑制される。

【0009】

本開示の一態様では、予備成形する工程では、少なくとも１つの膨出部として、第１膨出部及び第２膨出部を形成してもよい。第１膨出部の頂点と第２膨出部の頂点とは、予備凸条部の幅方向において凹ビード予定領域を挟むように配置されてもよい。このような構成によれば、本成形において凹ビードの両側に圧縮応力が分散されるため、プレス成形品のスプリングバックの抑制効果が促進される。

【0010】

本開示の一態様では、予備成形する工程では、予備凸条部のうち凹ビード予定領域よりも予備凸条部の幅方向外側の領域のみに、予備凸条部の突出方向に膨出する頂点を形成してもよい。このような構成によれば、凹ビードへの圧縮応力の集中を抑制できるため、プレス成形品のスプリングバックの抑制効果が促進される。

【0011】

本開示の一態様では、予備成形する工程では、予備凸条部の凹ビード予定領域をプレス成形品の凹ビードよりも予備凸条部の突出方向に膨出させてもよい。このような構成によれば、予備凸条部の周長の増加を抑制できるため、予備凸条部の周長とプレス成形品における凸条部の周長との差が低減される。その結果、プレス成形品の寸法精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１Ａは、実施形態におけるプレス成形品の製造方法で得られるプレス成形品の模式的な平面図であり、図１Ｂは、図１Ａのプレス成形品の模式的な側面図であり、図１Ｃは、図ＩＡのＩＣ－ＩＣ線での模式的な断面図である。

【図2】図２は、実施形態におけるプレス成形品の製造方法のフロー図である。

【図3】図３Ａは、予備凸条部の模式的な断面図であり、図３Ｂは、予備凸条部の模式的な側面図である。

【図4】図４Ａ及び図４Ｂは、図３Ａとは異なる実施形態における予備凸条部の模式的な断面図である。

【図5】図５Ａ及び図５Ｂは、図３Ａとは異なる実施形態における予備凸条部の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
＜プレス成形品＞
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すプレス成形品１は、ブランク材のプレス加工により得られる金属製の成形品である。プレス成形品１は、凸条部２と、第１フランジ部３と、第２フランジ部４と、凹ビード５とを有する。

【0014】

凸条部２は、プレス成形品１の長手方向に沿って形成されている。凸条部２の長手方向と垂直な断面はＵ字状である。凸条部２は、天板２１と、第１側板２２と、第２側板２３とを有する。

【0015】

天板２１は、プレス成形品１の長手方向に沿って延びる帯状の部位である。天板２１は、図１Ｂに示すように、凸条部２の側方から視て凸条部２の突出方向に膨出している。つまり、凸条部２は、凸条部２の側方から視て天板２１が膨出するように湾曲しており、天板２１は、第１フランジ部３及び第２フランジ部４に対し、凸条部２の曲げの外側に位置する。

【0016】

第１側板２２及び第２側板２３は、それぞれ天板２１の幅方向（つまり長手方向と直交する方向）における２つの端部に接続されており、互いに対向している。第１側板２２及び第２側板２３の板面は、天板２１の板面と交差している。

【0017】

第１フランジ部３及び第２フランジ部４は、それぞれ凸条部２の幅方向外側に凸条部２と連続して配置されると共に、プレス成形品１の幅方向の端部を構成している。具体的には、第１フランジ部３は、凸条部２の第１側板２２の端部から凸条部２とは反対側に延伸している。第２フランジ部４は、凸条部２の第２側板２３の端部から凸条部２とは反対側に延伸している。

【0018】

凹ビード５は、凸条部２の天板２１において凸条部２の長手方向に沿って設けられた溝である。凹ビード５は、凸条部２の突出方向とは反対方向に（つまり第１フランジ部３及び第２フランジ部４に向かって）凹んでいる。凹ビード５は、凸条部２の幅方向において、第１側板２２及び第２側板２３それぞれから離れた位置に配置されている。

【0019】

プレス成形品１の用途は限定されないが、プレス成形品１は、自動車の骨格を構成する部材（例えば、フロントピラー、センターピラー等）として好適に使用される。プレス成形品１を用いることで、高い強度と寸法精度とが求められる自動車の骨格において、材料を制限せずにスプリングバックを抑制できる。

【0020】

＜プレス成形品の製造方法＞
図２に示すように、本実施形態のプレス成形品の製造方法は、予備成形工程Ｓ１０と、本成形工程Ｓ２０とを備える。

【0021】

＜予備成形工程＞
本工程では、平板状のブランク材を板厚方向にダイで挟んでプレスすることにより、図３Ａに示す中間成形品１０１を予備成形する。なお、中間成形品１０１は、数回のプレスによって成形されてもよい。

【0022】

中間成形品１０１は、予備凸条部１０２と、第１フランジ部３及び第２フランジ部４を有する。予備凸条部１０２は、本成形工程Ｓ２０で凸条部２に成形される部位である。予備凸条部１０２は、天板１２１と、第１側壁１２２と、第２側壁１２３とを有する。

【0023】

天板１２１は、本成形工程Ｓ２０においてプレス成形品１の凹ビード５となる凹ビード予定領域Ｒを有する。また、天板１２１には、第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５が設けられている。

【0024】

第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５は、それぞれ、天板１２１において予備凸条部１０２の突出方向（つまり外側）に膨出している。第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５は、予備凸条部１０２の幅方向に並んで配置されている。

【0025】

また、図３Ｂに示すように、第１膨出部１２４は、予備凸条部１０２の長手方向において複数の部位に分割されている。第２膨出部１２５も同様である。ただし、第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５は、凹ビード予定領域Ｒの全体にわたって連続して設けられていてもよい。

【0026】

第１膨出部１２４の頂点Ｐ１は、凹ビード予定領域Ｒよりも予備凸条部１０２の幅方向の外側の領域のうち第１側壁１２２に近い部分に配置されている。第２膨出部１２５の頂点Ｐ２は、凹ビード予定領域Ｒよりも予備凸条部１０２の幅方向の外側の領域のうち第２側壁１２３に近い部分に配置されている。

【0027】

本実施形態では、第１膨出部１２４の頂点Ｐ１は、予備凸条部１０２の長手方向に沿って延伸する第１膨出部１２４の稜線の中の一点である。また、第２膨出部１２５の頂点Ｐ２は、予備凸条部１０２の長手方向に沿って延伸する第２膨出部１２５の稜線の中の一点である。第１膨出部１２４の稜線及び第２膨出部１２５の稜線は、それぞれ凹ビード予定領域Ｒよりも予備凸条部１０２の幅方向の外側に位置する。

【0028】

第１膨出部１２４の頂点Ｐ１と第２膨出部１２５の頂点Ｐ２とは、予備凸条部１０２の幅方向において凹ビード予定領域Ｒを挟むように配置されている。本実施形態では、第１膨出部１２４の頂点Ｐ１及び第２膨出部１２５の頂点Ｐ２のプレス成形品１における天板２１からの高さ（つまり膨出量）は同じである。

【0029】

第１膨出部１２４の一部及び第２膨出部１２５の一部は、凹ビード予定領域Ｒに設けられている。具体的には、第１膨出部１２４と第２膨出部１２５との連結部分（つまり谷）は、凹ビード予定領域Ｒに存在する。そのため、凹ビード予定領域Ｒは、プレス成形品１における凹ビード５よりも予備凸条部１０２の外側に膨出している。一方、凹ビード予定領域Ｒには、膨らみの頂点は存在しない。

【0030】

このように、本工程では、予備凸条部１０２の天板１２１の一部として第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５を形成する。また、本工程では、凹ビード予定領域Ｒ内には予備凸条部１０２の突出方向に膨出する頂点を形成しない。つまり、本工程では、予備凸条部１０２のうち凹ビード予定領域Ｒよりも予備凸条部１０２の幅方向外側の領域のみに、予備凸条部１０２の突出方向に膨出する頂点を形成する。さらに、本工程では、予備凸条部１０２の凹ビード予定領域Ｒをプレス成形品１の凹ビード５よりも予備凸条部１０２の突出方向に膨出させる。

【0031】

＜本成形工程＞
本工程では、中間成形品１０１をさらにダイで挟んでプレスすることによりプレス成形品１を本成形する。具体的には、第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５を潰すように予備凸条部１０２をプレスすることで、凸条部２及び凹ビード５を形成する。

【0032】

予備凸条部１０２の天板１２１は、第１膨出部１２４及び第２膨出部１２５が潰されることで、圧縮応力を分散させながら、幅方向中央に凹ビード５が設けられた天板２１に成形される。

【0033】

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）予備凸条部１０２の天板１２１における凹ビード予定領域Ｒの外側に頂点がある膨出部１２４，１２５が本成形において潰されることで、凹ビード５における圧縮応力が分散される。その結果、凸条部２における残留応力が低減されるため、プレス成形品１のスプリングバックが抑制される。

【0034】

（１ｂ）第１膨出部１２４の頂点Ｐ１と第２膨出部１２５の頂点Ｐ２とが凹ビード予定領域Ｒを挟むように配置されることで、本成形において凹ビード５の両側に圧縮応力が分散されるため、プレス成形品１のスプリングバックの抑制効果が促進される。

【0035】

（１ｃ）凹ビード予定領域Ｒ内に予備凸条部１０２の突出方向に膨出する頂点を形成しないことで、凹ビード５への圧縮応力の集中を抑制できるため、プレス成形品１のスプリングバックの抑制効果が促進される。

【0036】

（１ｄ）予備凸条部１０２の周長の増加を抑制できるため、予備凸条部１０２の周長とプレス成形品１における凸条部２の周長との差が低減される。その結果、プレス成形品１の寸法精度を高めることができる。

【0037】

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0038】

（２ａ）上記実施形態のプレス成形品の製造方法において、予備成形工程では必ずしも２つの膨出部を形成しなくてもよい。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、予備成形工程において１つの膨出部１２４のみを形成してもよい。つまり、１つの頂点Ｐ１のみが凹ビード予定領域Ｒの外側に設けられてもよい。

【0039】

なお、図４Ｂでは、第１膨出部１２４の頂点Ｐ１は、天板１２１の幅方向中央に位置しているが、凹ビード予定領域Ｒが幅方向中央からずれているため、凹ビード予定領域Ｒに頂点Ｐ１は配置されていない。

【0040】

（２ｂ）上記実施形態のプレス成形品の製造方法において、予備成形工程で凹ビード予定領域内に予備凸条部の突出方向に膨出する頂点を形成してもよい。例えば、図５Ａに示すように、予備成形工程において、頂点Ｐ３が凹ビード予定領域Ｒに配置された第３膨出部１２６を形成してもよい。

【0041】

（２ｃ）上記実施形態のプレス成形品の製造方法において、予備成形工程では必ずしも凹ビード予定領域をプレス成形品の凹ビードよりも予備凸条部の突出方向に膨出させなくてもよい。例えば、図５Ｂに示すように、予備成形工程で凹ビード予定領域Ｒを凹ビード５と同形としてもよい。

【0042】

（２ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0043】

１…プレス成形品、２…凸条部、３…第１フランジ部、４…第２フランジ部、
５…凹ビード、２１…天板、２２…第１側板、２３…第２側板、１０１…中間成形品、
１０２…予備凸条部、１２１…天板、１２２…第１側壁、１２３…第２側壁、
１２４…第１膨出部、１２５…第２膨出部、１２６…第３膨出部、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…頂点、Ｒ…凹ビード予定領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】