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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】P2024090336
(43)【公開日】2024-07-04
(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 20060101AFI20240627BHJP
【ＦＩ】
B21D22/26 C
B21D22/26 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022206173
(22)【出願日】2022-12-23
(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】100127845
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 壽彦
(72)【発明者】
【氏名】田中 裕之
【テーマコード（参考）】
4E137
【Ｆターム（参考）】
4E137AA05
4E137AA08
4E137AA10
4E137BA01
4E137BB01
4E137BC01
4E137CA09
4E137CA21
4E137CA24
4E137CB01
4E137EA02
4E137EA03
4E137GA03
4E137GA06
4E137GB03
(57)【要約】
【課題】自動車の車体部品のプレス成形で生じるスプリングバックを抑制して、外観も良好なプレス成形品を効率よく得ることができるプレス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るプレス成形品の製造方法は、天板部１と天板部１に稜線部３を介して連続する縦壁部５とを有するプレス成形品を製造する方法であって、中間天板部２１と中間天板部２１に中間稜線部２３を介して連続する中間縦壁部２５とを有し、中間天板部２１に凸形状部２９又は凹形状部を付与した中間成形品１７を成形する第１工程と、中間成形品１７の凸形状部２９又は凹形状部を押し潰して前記プレス成形品を成形する第２工程とを備え、該第２工程では、凸形状部２９又は凹形状部を押し潰すことで発生する材料流れにより、中間稜線部２３の材料を縦壁部５側に押し出して中間稜線部２３であった部位に曲げ戻しを付与するようにしたことを特徴とするものである。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明に係るプレス成形品の製造方法は、天板部１と天板部１に稜線部３を介して連続する縦壁部５とを有するプレス成形品を製造する方法であって、中間天板部２１と中間天板部２１に中間稜線部２３を介して連続する中間縦壁部２５とを有し、中間天板部２１に凸形状部２９又は凹形状部を付与した中間成形品１７を成形する第１工程と、中間成形品１７の凸形状部２９又は凹形状部を押し潰して前記プレス成形品を成形する第２工程とを備え、該第２工程では、凸形状部２９又は凹形状部を押し潰すことで発生する材料流れにより、中間稜線部２３の材料を縦壁部５側に押し出して中間稜線部２３であった部位に曲げ戻しを付与するようにしたことを特徴とするものである。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
天板部と該天板部に稜線部を介して連続する縦壁部とを有するプレス成形品を製造するプレス成形品の製造方法であって、
中間天板部と該中間天板部に中間稜線部を介して連続する中間縦壁部とを有し、前記中間天板部に前記中間稜線部の延在方向と同じ方向に延在し、稜線部直交断面が凸形状又は凹形状を有する凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形する第１工程と、
前記中間成形品の前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰して前記プレス成形品を成形する第２工程とを備え、
該第２工程では、前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰すことで発生する材料流れにより、前記中間稜線部の材料を前記縦壁部側に押し出して前記中間稜線部であった部位に曲げ戻しを付与するようにしたことを特徴とするプレス成形品の製造方法。
中間天板部と該中間天板部に中間稜線部を介して連続する中間縦壁部とを有し、前記中間天板部に前記中間稜線部の延在方向と同じ方向に延在し、稜線部直交断面が凸形状又は凹形状を有する凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形する第１工程と、
前記中間成形品の前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰して前記プレス成形品を成形する第２工程とを備え、
該第２工程では、前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰すことで発生する材料流れにより、前記中間稜線部の材料を前記縦壁部側に押し出して前記中間稜線部であった部位に曲げ戻しを付与するようにしたことを特徴とするプレス成形品の製造方法。
【請求項2】
前記プレス成形品は、前記天板部の両側に一対の縦壁部を有するハット断面形状部品又はコ字断面形状部品であることを特徴とする請求項１記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項3】
前記第２工程で成形したハット断面形状部品又はコ字断面形状部品の前記天板部を前記稜線部の延在方向に切断して分割し、２個のＺ字断面形状部品又は２個のＬ字断面形状部品を取得する分割工程をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項4】
前記天板部における前記凸形状部又は前記凹形状部が付与される部位の稜線部方向片側又は両側が切り欠かれており、
前記分割工程は、前記天板部の切り欠かれた部位を切除することで前記天板部を分割するようにしたことを特徴とする請求項３記載のプレス成形品の製造方法。
前記分割工程は、前記天板部の切り欠かれた部位を切除することで前記天板部を分割するようにしたことを特徴とする請求項３記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項5】
前記プレス成形品は、前記天板部の片側にのみ縦壁部を有するＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品であり、
前記第２工程は、前記中間成形品の前記中間天板部における前記中間縦壁部を有さない側の端部を拘束して成形を行うことを特徴とする請求項１記載のプレス成形品の製造方法。
前記第２工程は、前記中間成形品の前記中間天板部における前記中間縦壁部を有さない側の端部を拘束して成形を行うことを特徴とする請求項１記載のプレス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体部品等のプレス成形において、離型後の天板部と縦壁部とがなす角度が増大するスプリングバックを抑制し、目標に近い良好な形状を有するプレス成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の衝突安全性基準の厳格化により、車体の衝突安全性の向上が進展する中で、昨今の二酸化炭素排出規制を受けて、車体の軽量化も必要である。これら車体の衝突安全性能と軽量化を両立するため、従来に比べてさらに高強度な金属板が車体に採用されつつある。至近では、1.5GPa級以上の超高張力鋼板の適用が図られている。
【0003】
これら鋼板は、強度が著しく大きいため、プレス成形時に発生する応力が大きくて、離型すると大きなスプリングバックが生じて、目標形状から大きく乖離しやすい。
そこで、従来から、スプリングバックを抑制する数多くの手段が採られてきた。
特に、パンチ肩内角が開く（天板部と縦壁部とがなす角度が大きくなる）スプリングバックに対しては、特許文献１、２のようなプレス成形方法が開示されている。
そこで、従来から、スプリングバックを抑制する数多くの手段が採られてきた。
特に、パンチ肩内角が開く（天板部と縦壁部とがなす角度が大きくなる）スプリングバックに対しては、特許文献１、２のようなプレス成形方法が開示されている。
【0004】
特許文献１には、１回目のプレス成形におけるパンチ幅よりも２回目のプレス成形におけるパンチ幅を広くする方法が記載されている。２回目のプレス成形のパンチ幅を広くすることにより、１回目のプレス成形で得られた成形品の壁部に逆曲げ変形を付与できるので、スプリングバックによるパンチ肩内角の開きを低減できるとされる。
特許文献２には、パンチ側パッドが外側（ダイ側）に突出された状態で、ダイ側パッドを被加工材に押し当てながら被加工材をプレス成形する方法が記載されている。この方法では、被加工材を弛ませながら成形し、成形下死点で該弛みを押し潰すので、被加工材のスプリングバックとスプリングゴーをバランスさせることができ、スプリングバックによるパンチ肩内角の開きを防止できるとされる。
特許文献２には、パンチ側パッドが外側（ダイ側）に突出された状態で、ダイ側パッドを被加工材に押し当てながら被加工材をプレス成形する方法が記載されている。この方法では、被加工材を弛ませながら成形し、成形下死点で該弛みを押し潰すので、被加工材のスプリングバックとスプリングゴーをバランスさせることができ、スプリングバックによるパンチ肩内角の開きを防止できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００７－１１１７２５号公報
【特許文献2】特開２０１０－０８２６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、これらの方法を用いると、スプリングバックを十分抑制できないだけでなく、外観が不良な成形品となって問題であった。
特に特許文献１の場合、プレス成形２回目のパンチ幅をプレス成形１回目のパンチ幅よりも広くするので、１回目のプレス成形で得られた成形品における天板部と縦壁部の稜線部の成形痕が目標成形品の天板部に残留しやすく、目標成形品の外観が不良であった。
また、特許文献２でも、被加工材の断面線長が目標形状より長すぎると、パンチ肩部で折れが発生しやすくなり、短いとパンチ肩部の角度が目標形状にならず、問題であった。
特に特許文献１の場合、プレス成形２回目のパンチ幅をプレス成形１回目のパンチ幅よりも広くするので、１回目のプレス成形で得られた成形品における天板部と縦壁部の稜線部の成形痕が目標成形品の天板部に残留しやすく、目標成形品の外観が不良であった。
また、特許文献２でも、被加工材の断面線長が目標形状より長すぎると、パンチ肩部で折れが発生しやすくなり、短いとパンチ肩部の角度が目標形状にならず、問題であった。
【0007】
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、自動車の車体部品のプレス成形で生じるスプリングバックを抑制して、外観も良好なプレス成形品を効率よく得ることが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する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
（１）本発明に係るプレス成形品の製造方法は、天板部と該天板部に稜線部を介して連続する縦壁部とを有するプレス成形品を製造する方法であって、
中間天板部と該中間天板部に中間稜線部を介して連続する中間縦壁部とを有し、前記中間天板部に前記中間稜線部の延在方向と同じ方向に延在し、稜線部直交断面が凸形状又は凹形状を有する凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形する第１工程と、
前記中間成形品の前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰して前記プレス成形品を成形する第２工程とを備え、
該第２工程では、前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰すことで発生する材料流れにより、前記中間稜線部の材料を前記縦壁部側に押し出して前記中間稜線部であった部位に曲げ戻しを付与するようにしたことを特徴とするものである。
中間天板部と該中間天板部に中間稜線部を介して連続する中間縦壁部とを有し、前記中間天板部に前記中間稜線部の延在方向と同じ方向に延在し、稜線部直交断面が凸形状又は凹形状を有する凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形する第１工程と、
前記中間成形品の前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰して前記プレス成形品を成形する第２工程とを備え、
該第２工程では、前記凸形状部又は前記凹形状部を押し潰すことで発生する材料流れにより、前記中間稜線部の材料を前記縦壁部側に押し出して前記中間稜線部であった部位に曲げ戻しを付与するようにしたことを特徴とするものである。
【0009】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記プレス成形品は、前記天板部の両側に一対の縦壁部を有するハット断面形状部品又はコ字断面形状部品であることを特徴とするものである。
【0010】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記第２工程で成形したハット断面形状部品又はコ字断面形状部品の前記天板部を前記稜線部の延在方向に切断して分割し、２個のＺ字断面形状部品又は２個のＬ字断面形状部品を取得する分割工程をさらに備えたことを特徴とするものである。
【0011】
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記天板部における前記凸形状部又は前記凹形状部が付与される部位の稜線部方向片側又は両側が切り欠かれており、
前記分割工程は、前記天板部の切り欠かれた部位を切除することで前記天板部を分割するようにしたことを特徴とするものである。
前記分割工程は、前記天板部の切り欠かれた部位を切除することで前記天板部を分割するようにしたことを特徴とするものである。
【0012】
（５）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記プレス成形品は、前記天板部の片側にのみ縦壁部を有するＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品であり、
前記第２工程は、前記中間成形品の前記中間天板部における前記中間縦壁部を有さない側の端部を拘束して成形を行うことを特徴とするものである。
前記第２工程は、前記中間成形品の前記中間天板部における前記中間縦壁部を有さない側の端部を拘束して成形を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、高強度な金属板からなるプレス成形品の外観を損ねることなく、スプリングバックを抑制した寸法精度の良好なプレス成形品を製造することができる。
また、該プレス成形品を用いて車体を製造することにより、衝突安全性能と車体重量軽量化との両立が可能となる。
また、該プレス成形品を用いて車体を製造することにより、衝突安全性能と車体重量軽量化との両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施の形態１にかかるプレス成形品の製造方法の説明図である。
【図2】本発明の対象とするプレス成形品の例を示す図である。
【図3】図３（ａ）は、第１工程の成形下死点における中間稜線部近傍の稜線部直交断面図であり、図中グレーで示す部位に生じる応力を説明する図である。図３（ｂ）は、第２工程の成形下死点における稜線部近傍の断面図であり、第２工程における材料流れと図中グレーで示す部位に生じる応力を説明する図である。
【図4】実施の形態１の製造方法をFEM解析して得た第２工程の成形下死点における目標成形品外側の応力分布と、離型後の目標成形品の稜線部直交断面形状を示す図である。
【図5】実施の形態２にかかるプレス成形品の製造方法の説明図であり、Ｌ字断面形状部品を目標形状とした場合の中間成形品と目標成形品の斜視図である。
【図7】実施の形態２においてＺ字断面形状部品を目標形状とした場合の中間成形品と目標成形品の斜視図である。
【図8】実施の形態２の製造方法をFEM解析して得た第２工程の成形下死点における目標成形品外側の応力分布と、離型後の目標成形品の稜線部直交断面形状を示す図である。
【図9】従来の製造方法をFEM解析して得た成形下死点における目標成形品外側の応力分布と、離型後の目標成形品の稜線部直交断面形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係るプレス成形品の製造方法は、天板部と天板部に稜線部を介して連続する縦壁部とを有するプレス成形品を製造する方法である。本発明が対象とするプレス成形品の例を図２に示す。
本発明の実施の形態１に係るプレス成形品の製造方法は、天板部と天板部に稜線部を介して連続する縦壁部とを有するプレス成形品を製造する方法である。本発明が対象とするプレス成形品の例を図２に示す。
【0016】
図２（ａ）、図２（ｂ）は、天板部１と、天板部１の両側に稜線部３を介して連続する一対の縦壁部５を有し、縦壁部５の下端にフランジ部７を有するハット断面形状部品９、縦壁部５の下端にフランジ部７を有さないコ字断面形状部品１１の例である。
【0017】
図２（ｃ）、図２（ｄ）は、天板部１と、天板部１の片側に稜線部３を介して連続する一つの縦壁部５を有するプレス成形品として、それぞれＺ字断面形状部品１３、Ｌ字断面形状部品１５の例である。
本発明のプレス成形品の製造方法は、図２（ａ）～図２（ｄ）のいずれのプレス成形品を製造する場合にも適用できる。
本発明のプレス成形品の製造方法は、図２（ａ）～図２（ｄ）のいずれのプレス成形品を製造する場合にも適用できる。
【0018】
本実施の形態の説明に先立ち、図２に示した各プレス成形品を製造する場合の問題点について、図９に基づき説明する。
図９はいずれも、ハット断面形状部品９又はコ字断面形状部品１１の天板部１を稜線部３の延在方向に沿って２分した片側半分のみを図示している。
図９（ａ－１）は、図２（ａ）に示すハット断面形状部品９のプレス成形をFEM解析し、成形下死点における外側の応力分布を示している。また、図９（ａ－２）は、図９（ａ－１）のハット断面形状部品９の離型後の稜線部直交断面形状を実線で、成形下死点の稜線部直交断面形状を破線で示したものである。
図９はいずれも、ハット断面形状部品９又はコ字断面形状部品１１の天板部１を稜線部３の延在方向に沿って２分した片側半分のみを図示している。
図９（ａ－１）は、図２（ａ）に示すハット断面形状部品９のプレス成形をFEM解析し、成形下死点における外側の応力分布を示している。また、図９（ａ－２）は、図９（ａ－１）のハット断面形状部品９の離型後の稜線部直交断面形状を実線で、成形下死点の稜線部直交断面形状を破線で示したものである。
【0019】
同様に、図９（ｂ－１）は、図２（ｂ）に示すコ字断面形状部品１１のプレス成形をFEM解析し、成形下死点における外側の応力分布を示すものである。また、図９（ｂ－２）は、コ字断面形状部品１１の離型後の稜線部直交断面形状を実線で、成形下死点における稜線部直交断面形状を破線で示したものである。
【0020】
図９（ａ－１）、図９（ｂ－１）において、色が薄い部分は引張応力が生じ、色が濃い部分は圧縮応力が生じている。
図９（ａ－１）、図９（ｂ－１）に示すように、ハット断面形状部品９やコ字断面形状部品１１をプレス成形すると、稜線部３では、曲げ変形に伴って外側に引張応力が生じ、内側に圧縮応力が生じる。
図９（ａ－１）、図９（ｂ－１）に示すように、ハット断面形状部品９やコ字断面形状部品１１をプレス成形すると、稜線部３では、曲げ変形に伴って外側に引張応力が生じ、内側に圧縮応力が生じる。
【0021】
したがって、プレス成形して離型すると、稜線部３の外側に生じた引張応力と内側に生じた圧縮応力が作用してスプリングバックが生じ、図９（ａ－２）、図９（ｂ－２）に示すように、離型後の稜線部３の内角θ2が目標角度θ1よりも大きくなる。
【0022】
そこで、本発明者は、離型後の稜線部３の内角θ2を目標角度θ1に近づけるため、稜線部３の曲げ変形により生じる応力に対して、該応力に匹敵して相殺する応力を稜線部３の近傍に付与することを検討した。
そして、稜線部３の近傍の外側に圧縮応力、内側に引張応力を加えることができれば、曲げ成形による外側の引張応力、内側の圧縮応力と相殺して、スプリングバックを抑制できると考えた。
そのために、曲げ成形した稜線部３の材料を縦壁部５側に押し出すことができれば、当該押し出した部位に上記のような応力を生じさせることができると発想した。
そして、稜線部３の近傍の外側に圧縮応力、内側に引張応力を加えることができれば、曲げ成形による外側の引張応力、内側の圧縮応力と相殺して、スプリングバックを抑制できると考えた。
そのために、曲げ成形した稜線部３の材料を縦壁部５側に押し出すことができれば、当該押し出した部位に上記のような応力を生じさせることができると発想した。
【0023】
即ち、曲げ成形した後の稜線部３の材料を平坦な縦壁部５に押し出すことで、曲げ成形された部位が曲げ戻される。この曲げ戻しされた部位は、外側に圧縮応力、内側に引張応力が生じる。したがって、稜線部３の近傍（縦壁部５の上部）に、稜線部３に生じる応力（外側に引張応力、内側に圧縮応力）と反対の応力を生じさせることができるので、両応力が相殺してスプリングバックが生じにくくなる。
【0024】
【0025】
【0026】
＜第１工程＞
第１工程は、図１（ａ）に示すように、中間天板部２１と、中間天板部２１に中間稜線部２３を介して連続する中間縦壁部２５と、中間縦壁部２５に連続する中間フランジ部２７を有する中間成形品１７を成形する工程である。
第１工程は、図１（ａ）に示すように、中間天板部２１と、中間天板部２１に中間稜線部２３を介して連続する中間縦壁部２５と、中間縦壁部２５に連続する中間フランジ部２７を有する中間成形品１７を成形する工程である。
【0027】
中間成形品１７の中間天板部２１には、稜線部直交断面が上方向に凸となるように湾曲した形状の凸形状部２９が中間稜線部２３の延在方向と同じ方向に延在するように形成されている。
中間成形品１７の全体形状は、中間天板部２１に凸形状部２９が付与されている点を除き、第２工程の目標形状であるハット断面形状部品１９と同じである。
中間成形品１７の全体形状は、中間天板部２１に凸形状部２９が付与されている点を除き、第２工程の目標形状であるハット断面形状部品１９と同じである。
【0028】
図１の例では、凸形状部２９は、中間天板部２１の中間位置に形成されている。
凸形状部２９を中間天板部２１の中間位置に形成することにより、後述する第２工程で凸形状部２９を押し潰した際、材料流れが両側に均等に生じやすくてよい。
凸形状部２９を中間天板部２１の中間位置に形成することにより、後述する第２工程で凸形状部２９を押し潰した際、材料流れが両側に均等に生じやすくてよい。
【0029】
また、図１の中間成形品１７の中間天板部２１は、目標形状に従って、凸形状部２９が付与される部位において中間稜線部２３の延在方向両側が切り欠かれているものであったが、片側のみが切り欠かれてもよいし、切り欠かれていなくてもよい。
【0030】
＜第２工程＞
第２工程は、図１（ｂ）に示すように、第１工程で成形した中間成形品１７の凸形状部２９を押し潰してハット断面形状部品１９を成形する工程である。
第２工程は、図１（ｂ）に示すように、第１工程で成形した中間成形品１７の凸形状部２９を押し潰してハット断面形状部品１９を成形する工程である。
【0031】
前述したように中間成形品１７の全体形状は、押し潰す凸形状部２９を除き、第２工程の目標形状であるハット断面形状部品１９と同じである。したがって、第２工程では、第１工程に用いる金型の天板部を平坦にした金型を用いるとよい。
【0032】
上記のような金型を用いて中間成形品１７をプレス成形すると、外形を維持したまま凸形状部２９が潰され、図１（ｂ）の破線矢印に示すように、凸形状部２９から両側の中間縦壁部２５へ向かう材料流れが発生する。上記のような材料流れが生じると、中間稜線部２３の材料が縦壁部５側に押し出される。これにより、中間稜線部２３であった部位又はその一部が、曲げ形状から平坦な形状に曲げ戻される。この際の中間稜線部２３の材料の動きと、当該部位に生じる応力について、図３に基づいて説明する。
【0033】
図３（ａ）は、第１工程の成形下死点における中間稜線部２３及びその近傍の稜線部直交断面図であり、図３（ｂ）は、第２工程の成形下死点における稜線部３及びその近傍の稜線部直交断面図である。
第１工程で中間成形品１７をプレス成形すると、図３（ａ）に示すように、曲げ成形された中間稜線部２３（図中グレーで示す部分）には、外側に引張応力が生じ、内側に圧縮応力が生じる。
第１工程で中間成形品１７をプレス成形すると、図３（ａ）に示すように、曲げ成形された中間稜線部２３（図中グレーで示す部分）には、外側に引張応力が生じ、内側に圧縮応力が生じる。
【0034】
そして、第２工程で中間成形品１７の凸形状部２９を押し潰すと、図３（ｂ）の白抜き矢印に示すような材料流れが発生し、中間稜線部２３の一部又は全部の材料が縦壁部５側に押し出される（図中グレーで示す部分）。
上記のように、中間稜線部２３であった部位が縦壁部５側に押し出されることにより、曲げ成形された部位又はその一部が平坦に曲げ戻されるため、当該部位の外側に圧縮応力が生じ、内側に引張応力が生じる。
上記応力は、ハット断面形状部品１９の稜線部３に生じる応力と反対の応力であるため、両応力が相殺され、離型時に作用する応力が低減する。この点について、図４を用いて説明する。
上記のように、中間稜線部２３であった部位が縦壁部５側に押し出されることにより、曲げ成形された部位又はその一部が平坦に曲げ戻されるため、当該部位の外側に圧縮応力が生じ、内側に引張応力が生じる。
上記応力は、ハット断面形状部品１９の稜線部３に生じる応力と反対の応力であるため、両応力が相殺され、離型時に作用する応力が低減する。この点について、図４を用いて説明する。
【0035】
図４（ａ－１）に、第２工程の成形下死点におけるハット断面形状部品１９の外側の応力分布を示す。なお、図４（ａ－１）はハット断面形状部品１９の天板部１を稜線部３の延在方向に沿って２分した片側半分のみを図示している。
図４（ａ－２）は、図４（ａ－１）のハット断面形状部品１９の離型後の稜線部直交断面形状を実線、成形下死点での稜線部直交断面形状を破線で示したものである。
図４（ａ－２）は、図４（ａ－１）のハット断面形状部品１９の離型後の稜線部直交断面形状を実線、成形下死点での稜線部直交断面形状を破線で示したものである。
【0036】
前述したように第２工程では、凸形状部２９を押し潰すことで生じる材料流れによって、中間天板部２１であった部位の材料が稜線部３に流入し、稜線部３に流入した材料によって中間稜線部２３であった部位の材料が縦壁部５に押し出される。
したがって、平坦であった中間天板部２１の一部が稜線部３に曲げ成形されるので、稜線部３の外側には図４（ａ－１）に示すように引張応力が生じる。また、図示されていないが、稜線部３の内側には曲げ成形による圧縮応力が生じる。
一方、縦壁部５の上端部には、中間稜線部２３であった部位が流れ込み、曲げ成形された部位が曲げ戻されるので、縦壁部５の上端部外側には図４（ａ－１）に示すように圧縮応力が生じる。また、図示されていないが、縦壁部５の上端部内側には、曲げ戻しによる引張応力が生じる。
したがって、平坦であった中間天板部２１の一部が稜線部３に曲げ成形されるので、稜線部３の外側には図４（ａ－１）に示すように引張応力が生じる。また、図示されていないが、稜線部３の内側には曲げ成形による圧縮応力が生じる。
一方、縦壁部５の上端部には、中間稜線部２３であった部位が流れ込み、曲げ成形された部位が曲げ戻されるので、縦壁部５の上端部外側には図４（ａ－１）に示すように圧縮応力が生じる。また、図示されていないが、縦壁部５の上端部内側には、曲げ戻しによる引張応力が生じる。
【0037】
このように、第２工程の成形下死点において、ハット断面形状部品１９の稜線部３には、離型時に稜線部３の内角を増大させようとする応力が生じるが、稜線部３の近傍（縦壁部５の上端部）には上記応力と反対の応力が生じる。
したがって、離型時に両応力が相殺されて離型時に作用する応力が低減し、図４（ａ－２）に示すように、離型後の稜線部３の内角θ2を図９の従来の場合に比べて目標角度θ1に近づけることができる。
したがって、離型時に両応力が相殺されて離型時に作用する応力が低減し、図４（ａ－２）に示すように、離型後の稜線部３の内角θ2を図９の従来の場合に比べて目標角度θ1に近づけることができる。
【0038】
なお、上記はハット断面形状部品１９を成形した場合の例であるが、縦壁部５の下端にフランジ部７を有さないコ字断面形状部品でも同様の効果を得られる。
図４（ｂ－１）はコ字断面形状部品３１の天板部１を稜線部３の延在方向に沿って２分した片側半分のみを図示している。
図４（ｂ－１）に、第２工程の目標成形品をコ字断面形状部品３１とした場合の成形下死点における板外側の応力分布を示す。また、図４（ｂ－２）に、コ字断面形状部品３１の離型後の稜線部直交断面形状を実線で、成形下死点における稜線部直交断面形状を破線で示す。
図４（ｂ－１）はコ字断面形状部品３１の天板部１を稜線部３の延在方向に沿って２分した片側半分のみを図示している。
図４（ｂ－１）に、第２工程の目標成形品をコ字断面形状部品３１とした場合の成形下死点における板外側の応力分布を示す。また、図４（ｂ－２）に、コ字断面形状部品３１の離型後の稜線部直交断面形状を実線で、成形下死点における稜線部直交断面形状を破線で示す。
【0039】
第２工程の目標成形品をコ字断面形状部品３１とした場合も、前述の図３で説明した作用によって、図４（ｂ－１）に示すように、稜線部３の外側に引張応力、内側に圧縮応力が生じ、縦壁部５の上端部外側に圧縮応力、内側に引張応力が生じる。
したがって、稜線部３に生じる応力と縦壁部５の上端部に生じる応力が互いに相殺されて離型時に作用する応力が低減し、図４（ｂ－２）に示すように、離型時のスプリングバックが抑制され、離型後の稜線部３の内角θ2が目標角度θ1に近くなる。
したがって、稜線部３に生じる応力と縦壁部５の上端部に生じる応力が互いに相殺されて離型時に作用する応力が低減し、図４（ｂ－２）に示すように、離型時のスプリングバックが抑制され、離型後の稜線部３の内角θ2が目標角度θ1に近くなる。
【0040】
＜分割工程＞
部品の製造能率を向上するため、図２（ａ）のハット断面形状部品９をプレス成形し、ハット断面形状部品９の天板部１を稜線部延在方向に切断して分割することで、２個のＺ字断面形状部品１３を製造するようにしてもよい。また、図２（ｂ）のコ字断面形状部品１１をプレス成形し、コ字断面形状部品１１の天板部１を稜線部延在方向に切断して分割することで、２個のＬ字断面形状部品１５を製造するようにしてもよい。
分割工程は、図１（ｃ）に示すように、第２工程で成形したハット断面形状部品１９の天板部１を切断して分割し、２個のＺ字断面形状部品１３を取得する工程である。
例えば、図１（ｃ）の破線で示す２箇所を切断し、天板部１の切り欠かれた部分を取り除いて、図１（ｄ）のような２個のＺ字断面形状部品１３にするとよい。
部品の製造能率を向上するため、図２（ａ）のハット断面形状部品９をプレス成形し、ハット断面形状部品９の天板部１を稜線部延在方向に切断して分割することで、２個のＺ字断面形状部品１３を製造するようにしてもよい。また、図２（ｂ）のコ字断面形状部品１１をプレス成形し、コ字断面形状部品１１の天板部１を稜線部延在方向に切断して分割することで、２個のＬ字断面形状部品１５を製造するようにしてもよい。
分割工程は、図１（ｃ）に示すように、第２工程で成形したハット断面形状部品１９の天板部１を切断して分割し、２個のＺ字断面形状部品１３を取得する工程である。
例えば、図１（ｃ）の破線で示す２箇所を切断し、天板部１の切り欠かれた部分を取り除いて、図１（ｄ）のような２個のＺ字断面形状部品１３にするとよい。
【0041】
なお、分割工程における分割方法はこの限りではない。
例えば、図２（ａ）のような、天板部１が切り欠かれていないハット断面形状部品９を成形し、天板部１の中央を稜線部３の延在方向に沿って１箇所切断してハット断面形状部品９を２分割し、２個のＺ字断面形状部品１３を取得してもよい。
例えば、図２（ａ）のような、天板部１が切り欠かれていないハット断面形状部品９を成形し、天板部１の中央を稜線部３の延在方向に沿って１箇所切断してハット断面形状部品９を２分割し、２個のＺ字断面形状部品１３を取得してもよい。
【0042】
前述したように、第１工程、第２工程を経て成形したハット断面形状部品１９は、スプリングバックが低減され、稜線部３の内角（天板部１と縦壁部５がなす角）θ2が目標角度θ1に近い良好な形状である。したがって、これを分割することで、良好な形状のＺ字断面形状部品１３を２個取得できる。
【0043】
また、図１で説明したハット断面形状部品１９と同様の方法で第１工程、第２工程でコ字断面形状部品１１をプレス成形し、その後コ字断面形状部品１１を分割すれば、２個のＬ字断面形状部品１５（図２（ｄ））を製造できる。
【0044】
上記のように、本実施の形態によれば、プレス成形品の稜線部３に生じる応力と反対の応力を稜線部３の近傍に生じさせ、両応力の相殺によって離型時のスプリングバックを低減できる。これにより、目標形状に近い良好な形状のハット断面形状部品９又は１９、コ字断面形状部品１１を製造できる。
また、良好な形状のハット断面形状部品９又は１９、コ字断面形状部品１１を分割することで、良好な形状のＺ字断面形状部品１３（図２（ｃ））又はＬ字断面形状部品１５を製造することができる。
また、良好な形状のハット断面形状部品９又は１９、コ字断面形状部品１１を分割することで、良好な形状のＺ字断面形状部品１３（図２（ｃ））又はＬ字断面形状部品１５を製造することができる。
【0045】
なお、上述した実施の形態では、中間成形品１７の中間天板部２１に稜線部直交断面が上方向に凸となる湾曲形状の凸形状部２９を付与する例を挙げたが、本発明はこの限りではない。
例えば、凸形状部２９に代えて、下方向に湾曲形状の凹形状部を付与するようにしてもよい。この場合も、第２工程で凹形状部を押し潰すことにより、実施の形態１と同様の作用が生じてスプリングバックを低減できる。
例えば、凸形状部２９に代えて、下方向に湾曲形状の凹形状部を付与するようにしてもよい。この場合も、第２工程で凹形状部を押し潰すことにより、実施の形態１と同様の作用が生じてスプリングバックを低減できる。
【0046】
［実施の形態２］
実施の形態２では、第１工程及び第２工程でＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品を単体で製造する方法について説明する。
以下、Ｌ字断面形状部品を単体で製造する例をあげて本実施の形態の製造方法を説明する。
実施の形態２では、第１工程及び第２工程でＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品を単体で製造する方法について説明する。
以下、Ｌ字断面形状部品を単体で製造する例をあげて本実施の形態の製造方法を説明する。
【0047】
実施の形態２のプレス成形品の製造方法は、図５（ａ）に示すような中間成形品を成形する第１工程と、中間成形品を図５（ｂ）に示すようなＬ字断面形状部品に成形する第２工程とを備えたものである。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）において、図１（ａ）、図１（ｂ）に対応する部位については同一の符号を付している。
以下、各工程を詳細に説明する。
以下、各工程を詳細に説明する。
【0048】
＜第１工程＞
第１工程は、図５（ａ）に示すように、中間天板部２１と、中間天板部２１の片側に中間稜線部２３を介して連続する一つの中間縦壁部２５を有する中間成形品３３を成形する工程である。
中間成形品３３の中間天板部２１には、稜線部直交断面が上方向に凸となる湾曲形状の凸形状部２９が中間稜線部２３の延在方向に延在するように形成されている。
中間成形品３３の全体形状は、中間天板部２１に凸形状部２９が付与されている点を除き、第２工程の目標形状であるＬ字断面形状部品３５と同じである。
第１工程は、図５（ａ）に示すように、中間天板部２１と、中間天板部２１の片側に中間稜線部２３を介して連続する一つの中間縦壁部２５を有する中間成形品３３を成形する工程である。
中間成形品３３の中間天板部２１には、稜線部直交断面が上方向に凸となる湾曲形状の凸形状部２９が中間稜線部２３の延在方向に延在するように形成されている。
中間成形品３３の全体形状は、中間天板部２１に凸形状部２９が付与されている点を除き、第２工程の目標形状であるＬ字断面形状部品３５と同じである。
【0049】
＜第２工程＞
第２工程は、図５（ｂ）に示すように、第１工程で成形した中間成形品３３の凸形状部２９を押し潰してＬ字断面形状部品３５を成形する工程である。
実施の形態２の第２工程における成形方法について、図６を用いて説明する。
第２工程は、図５（ｂ）に示すように、第１工程で成形した中間成形品３３の凸形状部２９を押し潰してＬ字断面形状部品３５を成形する工程である。
実施の形態２の第２工程における成形方法について、図６を用いて説明する。
【0050】
【0051】
実施の形態１で説明したように、本発明は、凸形状部を押し潰すことで発生する材料流れによって中間稜線部の材料を縦壁部に押し出し、該押し出された部位が曲げ戻しされることで、スプリングバックの要因となる応力を低減するものである。
したがって、本実施の形態のＬ字断面形状部品３５のように目標形状が片側にのみ縦壁部５を有する場合、上記材料流れが中間縦壁部２５を有する側に向かうように第２工程を行うのが好ましい。
したがって、本実施の形態のＬ字断面形状部品３５のように目標形状が片側にのみ縦壁部５を有する場合、上記材料流れが中間縦壁部２５を有する側に向かうように第２工程を行うのが好ましい。
【0052】
そこで、本実施の形態の第２工程では、図６に示すように、パンチ３７に拘束部３７ａを設け、中間天板部２１の端部を拘束した状態で成形を行う。
上記のように第２工程を行うことで、中間稜線部２３の一部を縦壁部５側に押し出しやすくなる。
なお、中間天板部２１の一方の端部を拘束する方法は図６の例に限らず、該端部をピンなどで固定して行ってもよい。
上記のように第２工程を行うことで、中間稜線部２３の一部を縦壁部５側に押し出しやすくなる。
なお、中間天板部２１の一方の端部を拘束する方法は図６の例に限らず、該端部をピンなどで固定して行ってもよい。
【0053】
また、上記の説明は、Ｌ字断面形状部品３５を単体で製造する場合であったが、Ｚ字断面形状部品を単体で製造する場合も同様である。
この場合は、第１工程で図７（ａ）に示す凸形状部２９を有する中間成形品４３を成形し、第２工程で凸形状部２９を押し潰して図７（ｂ）に示すＺ字断面形状部品４５に成形するとよい。
この場合は、第１工程で図７（ａ）に示す凸形状部２９を有する中間成形品４３を成形し、第２工程で凸形状部２９を押し潰して図７（ｂ）に示すＺ字断面形状部品４５に成形するとよい。
【0054】
上記実施の形態２の製造方法によるＺ字断面形状部品４５又はＬ字断面形状部品３５の第２工程の成形下死点における応力分布を図８（ａ－１）、図８（ｂ－１）に示す。また、図８（ａ－２）、図８（ｂ－２）に、Ｚ字断面形状部品４５、Ｌ字断面形状部品３５の離型後の稜線部直交断面形状を実線で、成形下死点における稜線部直交断面形状を破線で示す。
【0055】
図８（ａ－１）、図８（ｂ－１）に示すように、本実施の形態の製造方法で製造したＺ字断面形状部品４５及びＬ字断面形状部品３５は、実施の形態１と同様に、第２工程の成形下死点で稜線部３の外側に引張応力が生じ、縦壁部５の上端部外側に圧縮応力が生じる。
また、図示されていないが、Ｚ字断面形状部品４５及びＬ字断面形状部品３５の稜線部３の内側に圧縮応力が生じ、縦壁部５の上端部内側に引張応力が生じる。
また、図示されていないが、Ｚ字断面形状部品４５及びＬ字断面形状部品３５の稜線部３の内側に圧縮応力が生じ、縦壁部５の上端部内側に引張応力が生じる。
【0056】
上記のように本実施の形態の製造方法においても、実施の形態１と同様に、稜線部３の近傍に稜線部３の応力と反対の応力が生じ、両応力が相殺されて離型時に作用する応力が低減する。これによって、図８（ａ－２）、図８（ｂ－２）に示すように、離型時のスプリングバックが抑制され、離型後の稜線部３の内角θ2が目標角度θ1に近くなる。
【実施例0057】
本発明のプレス成形品の製造方法によるスプリングバックの低減効果について、具体的な実施例に基づいて説明する。
本実施例では、板厚1.0mmの1470MPa級鋼板をブランクとして用い、ハット断面形状部品又はコ字断面形状部品をプレス成形し、該プレス成形した部品の天板部を切断して、２個のＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品を製造した。
上記Ｚ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品における稜線部の内角の目標角度θ1は100°とした。
本実施例では、板厚1.0mmの1470MPa級鋼板をブランクとして用い、ハット断面形状部品又はコ字断面形状部品をプレス成形し、該プレス成形した部品の天板部を切断して、２個のＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品を製造した。
上記Ｚ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品における稜線部の内角の目標角度θ1は100°とした。
【0058】
従来例として、上記ブランクをハット断面形状部品又はコ字断面形状部品にプレス成形する際、天板成形面部が平坦なパンチ及びダイを用いて１工程でプレス成形した。
【0059】
また、発明例として、上記ブランクをハット断面形状部品又はコ字断面形状部品にプレス成形する際、図１で説明した実施の形態１のように、２工程でプレス成形しその後に分割して２部品とした。具体的には、第１工程で中間天板部に凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形し、第２工程で該凸形状部又は凹形状部を押し潰してハット断面形状部品又はコ字断面形状部品を成形した。なお、中間天板部に付与する凸形状部又は凹形状部は、中間成形品の稜線部方向中央であって、中間天板部全長の1/5の長さとした。また、その後に分割して２部品とした。
【0060】
上記従来例及び発明例で製造したＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品の離型後の稜線部の内角θ2を測定し、比較したものを表１に示す。
【0061】
【表1】
【0062】
表１において、「部品断面形状」は、製造した部品がＺ字断面形状部品であるか、Ｌ字断面形状部品であるかを示している。
また、「第１工程での天板部付与形状」は、発明例において中間成形品の中間天板部に付与したのが凸形状部であるか、凹形状部であるかを示している。
また、「凹凸高さ」は、中間天板部外面からの凸形状部の頂部高さ又は凹形状部の谷底部深さを示している。
そして、「第２工程後の天板部と縦壁部との内角」は、離型後のハット断面形状部品又はコ字断面形状部品を分割して得たＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品の稜線部の内角θ2を示している。
また、「第１工程での天板部付与形状」は、発明例において中間成形品の中間天板部に付与したのが凸形状部であるか、凹形状部であるかを示している。
また、「凹凸高さ」は、中間天板部外面からの凸形状部の頂部高さ又は凹形状部の谷底部深さを示している。
そして、「第２工程後の天板部と縦壁部との内角」は、離型後のハット断面形状部品又はコ字断面形状部品を分割して得たＺ字断面形状部品又はＬ字断面形状部品の稜線部の内角θ2を示している。
【0063】
No.1の従来例は、１工程でハット断面形状部品を成形し、これを分割してＺ字断面形状部品を製造した例であり、製造したＺ字断面形状部品の稜線部の内角θ2は115°であった。従来の製造方法でＺ字断面形状部品を製造すると、目標角度θ1である100°に対して稜線部の内角の開きが大きく、スプリングバックが大きかった。
【0064】
これに対し、No.2及びNo.3の発明例は、中間天板部に凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形して、該凸形状部又は凹形状部を押し潰してハット断面形状部品を成形し、これを分割してＺ字断面形状部品を製造した例である。No.2及びNo.3の発明例では、製造したＺ字断面形状部品の稜線部の内角θ2はどちらも105°であり、No.1の従来例に比べてスプリングバックが低減した。
【0065】
No.4の従来例は、１工程でコ字断面形状部品を成形し、これを分割してＬ字断面形状部品を製造した例であり、製造したＬ字断面形状部品の稜線部の内角θ2は111°であった。従来の製造方法でＬ字断面形状部品を製造すると、Ｚ字断面形状部品の場合と同様に、目標角度θ1である100°に対して稜線部の内角の開きが大きく、スプリングバックが大きかった。
【0066】
これに対し、No.5及びNo.6の発明例は、中間天板部に凸形状部又は凹形状部を付与した中間成形品を成形し、該凸形状部又は凹形状部を押し潰してコ字断面形状部品を成形し、これを分割してＬ字断面形状部品を製造した例である。No.5及びNo.6の発明例では、製造したＬ字断面形状部品の稜線部の内角θ2は101°、102°であり、No.4の従来例に比べてスプリングバックが低減した。
【0067】
上記のように本実施例では、本発明のプレス成形品の製造方法を用いることで、稜線部の内角（天板部と縦壁部がなす内角）が開くスプリングバックを低減できることが確認できた。
【符号の説明】
【0068】
１ 天板部
３ 稜線部
５ 縦壁部
７ フランジ部
９ ハット断面形状部品
１１ コ字断面形状部品
１３ Ｚ字断面形状部品
１５ Ｌ字断面形状部品
１７ 中間成形品（実施の形態１）
１９ ハット断面形状部品（実施の形態１）
２１ 中間天板部
２３ 中間稜線部
２５ 中間縦壁部
２７ 中間フランジ部
２９ 凸形状部
３１ コ字断面形状部品（実施の形態１）
３３ 中間成形品（実施の形態２）
３５ Ｌ字断面形状部品（実施の形態２）
３７ パンチ
３７ａ 拘束部
３９ ダイ
４１ パッド
４３ 中間成形品（実施の形態２）
４５ Ｚ字断面形状部品（実施の形態２）
３ 稜線部
５ 縦壁部
７ フランジ部
９ ハット断面形状部品
１１ コ字断面形状部品
１３ Ｚ字断面形状部品
１５ Ｌ字断面形状部品
１７ 中間成形品（実施の形態１）
１９ ハット断面形状部品（実施の形態１）
２１ 中間天板部
２３ 中間稜線部
２５ 中間縦壁部
２７ 中間フランジ部
２９ 凸形状部
３１ コ字断面形状部品（実施の形態１）
３３ 中間成形品（実施の形態２）
３５ Ｌ字断面形状部品（実施の形態２）
３７ パンチ
３７ａ 拘束部
３９ ダイ
４１ パッド
４３ 中間成形品（実施の形態２）
４５ Ｚ字断面形状部品（実施の形態２）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
