特許 7617399 プレス装置及び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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】プレス装置及びプレス成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 22/26 20060101AFI20250110BHJP

   B21D 24/04 20060101ALI20250110BHJP

   B21D 5/01 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

B21D22/26 D

B21D24/04 A

B21D5/01 C

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021039876

(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公開番号】P2022139470

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-11-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】米林 亮

(72)【発明者】

【氏名】吉田 亨

(72)【発明者】

【氏名】西村 隆一

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 泰弘

【審査官】程塚 悠

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５８－１８４０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０４９０８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１７／１３１１９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０２８０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５４７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４８－０７６７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３９８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４９１８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ２２／２６

Ｂ２１Ｄ ２４／０４

Ｂ２１Ｄ ５／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属板である素材にプレス加工を施すためのプレス装置であって、
パンチ頂面と、前記パンチ頂面に連続するパンチ肩と、前記パンチ肩から下方に延びるパンチ側面と、を有するパンチと、
前記パンチ頂面に対向するように前記パンチの上方に配置され、昇降可能に構成されるパッドと、
前記パンチの上方且つ前記パッドの側方に配置され、昇降可能に構成され、前記パンチ肩に対応する第１ダイ肩と、前記パンチ側面に対応して前記第１ダイ肩から下方に延びるダイ側面と、第２ダイ肩を介して前記ダイ側面の下端に接続されるダイ下面と、を有するダイと、
前記パンチの側方且つ前記ダイの下方に配置され、昇降可能に構成され、前記ダイ下面に対向するホルダ上面を有するホルダと、
を備え、
前記パッドの下面は、前記パンチ頂面に対応する形状を有し、
前記ダイ下面は、前記第２ダイ肩から離れるにつれて下降する傾斜面を含み、
前記ホルダ上面は、前記プレス装置によるプレス加工の開始時点において、前記パンチ頂面よりも下方であって、前記ダイが下死点に到達したときの前記ダイ下面の位置よりも上方に配置されており、前記ダイ下面の前記傾斜面に対応して前記パンチから離れるにつれて下降する傾斜面を含む、プレス装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプレス装置であって、
前記ホルダ上面の前記傾斜面が水平面となす角度は、１０°以上、且つ５５°以下である、プレス装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のプレス装置であって、
前記ホルダの昇降ストロークは、５．０ｍｍ以上、且つ２５．０ｍｍ以下である、プレス装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載のプレス装置であって、
前記ホルダ上面に負荷される鉛直方向の荷重は、当該荷重をＦ［ｋＮ］、前記素材の引張強さをＴＳ［ＭＰａ］、前記素材の板厚をｔ［ｍｍ］、前記素材のうち前記ダイ下面と前記ホルダ上面とで挟持される部分の長手方向の長さをＬ［ｍｍ］としたとき、以下の条件式を満たすように設定される、プレス装置。
０．０４≦Ｚ≦０．４５
ただし、Ｚ＝Ｆ／（ＴＳ×ｔ×Ｌ）

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のプレス装置であって、
前記第２ダイ肩は、前記ダイの横断面視で、前記素材の板厚以上、且つ当該板厚の４倍以下の曲率半径を有する円弧状をなす、プレス装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス装置であって、さらに、
前記ホルダ上面上に設けられ、前記素材を挟持する前記ダイ下面と前記ホルダ上面との間隔を調整するディスタンスブロック、
を備える、プレス装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載のプレス装置を用いたプレス成形品の製造方法であって、
金属板である素材を準備する工程と、
前記パンチ頂面上に前記素材を載置し、前記パッド及び前記ダイを降下させる工程と、
前記パッドが前記パンチ頂面上の前記素材を押さえた後、前記ダイが下死点に到達する前に、前記ダイ下面と前記ホルダ上面とで前記素材の端部を挟持する工程と、
前記ダイを前記下死点に到達させ、前記第１ダイ肩及び前記ダイ側面と、前記パンチ肩及び前記パンチ側面とによって前記素材をプレスする工程と、
を備え、
前記素材の前記端部は、前記ダイの降下に伴って前記ダイ下面と前記ホルダ上面との間から前記傾斜面に沿って引き出され、前記ダイが前記下死点に到達した状態で前記ダイ側面と前記パンチ側面との間に位置する、製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の製造方法であって、
前記ダイが前記下死点に到達した状態で、前記ホルダ上面は、前記プレス装置の幅方向においてプレスされた前記素材よりも外側に位置する、製造方法。

【請求項9】

請求項７又は８に記載の製造方法であって、
準備される前記素材は、前記第２ダイ肩に対応する位置で凹曲げされている、製造方法。

【請求項10】

請求項７から９のいずれか１項に記載の製造方法であって、
準備される前記素材は、前記パンチ肩に対応する位置で凸曲げされている、製造方法。

【請求項11】

請求項７から１０のいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記パンチは、前記パンチ頂面に溝部又は段部を有し、
準備される前記素材には、前記パンチ頂面の前記溝部又は前記段部に対応する溝部又は段部が形成されている、製造方法。

【請求項12】

請求項７から１１のいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記素材の加工硬化指数は、０．０４以下である、製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プレス装置、及びこれを用いたプレス成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車の車体等を構成する部品として、プレス成形品が使用されている。プレス成形品は、金属板をプレス加工することによって製造される。より具体的には、ダイ及びパンチで構成される金型を用い、素材としての金属板に絞り加工や曲げ加工を施すことにより、プレス成形品が製造される。

【0003】

金属板のプレス加工では、金型によって成形されたプレス成形品を離型するとスプリングバックが生じる。すなわち、プレス加工中に金型によって金属板が曲げられるとき、曲げ部では、曲げ外側に引張応力が生じ、曲げ内側に圧縮応力が生じるが、成形が終了してプレス成形品を金型から取り外すと、材料の弾性回復が発生する。これにより、プレス成形品の曲げ部では、プレス加工中の応力の方向と反転した方向の応力が生じる。このスプリングバックによる反転応力が成形終了時点の応力と足し合わされることにより、プレス成形品の曲げ部では、曲げ外側に圧縮応力が残留し、曲げ内側に引張応力が残留する。

【0004】

自動車用の部品として使用されるプレス成形品では、曲げ内側の引張残留応力が小さいことが好ましい。例えば、サスペンションメンバ等といった自動車の足回り部品では、自動車の発進時、走行中、又は制動時に曲げ部において比較的大きな応力が繰り返し発生するため、曲げ内側に残留する引張応力が大きいほど曲げ部の疲労強度が低下する。

【0005】

繰り返し負荷で生じる疲労破壊に抗するため、自動車用の部品としてのプレス成形品を製造する際には、適切な材料や板厚が採用される。また、車両の軽量化ニーズにこたえるため、素材である金属板の高強度化及び薄肉化が進んでいる。しかしながら、素材を薄肉化すると、当該素材から製造されるプレス成形品に対する繰り返し負荷が高くなる。そのため、軽量化（素材の薄肉化）と疲労強度とを両立するためには、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に残留する引張応力を低減する必要がある。

【0006】

プレス成形品から引張の残留応力を除去するための手段として、熱処理や、ショットピーニング、超音波振動子による打撃処理等が知られている。しかしながら、これらの処理は、プレス加工工程と別の工程で行う必要があるため、プレス成形品の製造にかかる工数及びコストを増加させる。また、ショットピーニングにおいては、プレス成形品の曲げ部のみを処理することが困難であることに加え、プレス成形品の表面荒れを生じさせるという問題もある。そのため、プレス成形品の引張残留応力は、プレス加工工程において低減されることが好ましい。

【0007】

例えば、特許文献１には、引張残留応力の低減を図るため、素材である金属板に対していわゆるしごき加工を施す技術が開示されている。特許文献１では、ダイとパンチとのクリアランスが金属板の板厚以上、且つ板厚の１．０２倍以下に設定されている。特許文献１によれば、このようにクリアランスを設定することにより、金属板において、曲げを開始する前から金型の肩部に接触している部分の残留応力が、当該肩部に最後に接触する部分の残留応力よりも小さくなるため、プレス成形品の疲労特性を向上することができる。

【0008】

特許文献２には、ダイ及びパンチに加え、パンチ頂面に対向するパッドを備えるプレス装置が開示されている。このプレス装置では、ダイが降下し、ダイ及びパンチ肩が金属板をプレスして金属板に曲げ部を形成した後、パンチ頂面に向かってパッドが降下する。パンチ頂面には凹部が形成されており、この凹部が金属板の下方に空間を形成するため、降下したパッドが金属板をプレスすると、金属板の材料がパンチ頂面の凹部側へと流入する。特許文献２によれば、このような材料の流入により、曲げ部の曲げ内側に引張方向の力が負荷されて圧縮応力が低減され、離型後のスプリングバック量が減少する。よって、曲げ内側の引張残留応力を低減することができる。

【0009】

特許文献３～５には、離型後のスプリングバック量の減少を図るため、プレス成形品自体の形状を工夫する技術が開示されている。特許文献３～５では、概略ハット形状の横断面を有するプレス成形品において、凹凸又は段差が縦壁部に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２００２－３１６２１５号公報

【文献】国際公開第２０１７／１３１０４２号

【文献】特開２００４－３１４１２３号公報

【文献】特開２００６－２７２３７８号公報

【文献】特開２０１７－１９６６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上述したように、金属板をプレス加工してプレス成形品を製造したとき、プレス成形品の曲げ部では、曲げ外側に圧縮応力が残留し、曲げ内側に引張応力が残留する。より優れた疲労特性を有すプレス成形品を得るためには、曲げ内側の引張残留応力を低減する必要がある。また、プレス成形品の製造工数及び製造コスト等の増大を防止する観点から、曲げ内側の引張残留応力は、プレス加工工程において低減されることが好ましい。

【0012】

本開示は、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に生じる引張残留応力をプレス加工工程で低減することができる新たなプレス装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示に係るプレス装置は、金属板である素材にプレス加工を施すためのプレス装置である。プレス装置は、パンチと、パッドと、ダイと、ホルダと、を備える。パンチは、パンチ頂面と、パンチ肩と、パンチ側面と、を有する。パンチ肩は、パンチ頂面に連続する。パンチ側面は、パンチ肩から下方に延びる。パッドは、パンチ頂面に対向するようにパンチの上方に配置される。パッドは、昇降可能に構成される。ダイは、パンチの上方且つパッドの側方に配置される。ダイは、昇降可能に構成される。ダイは、第１ダイ肩と、ダイ側面と、ダイ下面と、を有する。第１ダイ肩は、パンチ肩に対応する。ダイ側面は、パンチ側面に対応して第１ダイ肩から下方に延びる。ダイ下面は、第２ダイ肩を介してダイ側面の下端に接続される。ホルダは、パンチの側方且つダイの下方に配置される。ホルダは、昇降可能に構成される。ホルダは、ホルダ上面を有する。ホルダ上面は、ダイ下面に対向する。ダイ下面は、傾斜面を含む。ダイ下面の傾斜面は、第２ダイ肩から離れるにつれて下降する。ホルダ上面は、プレス装置によるプレス加工の開始時点において、パンチ頂面よりも下方であって、ダイが下死点に到達したときのダイ下面の位置よりも上方に配置されている。ホルダ上面は、傾斜面を含む。ホルダ上面の傾斜面は、ダイ下面の傾斜面に対応してパンチから離れるにつれて下降する。

【発明の効果】

【0014】

本開示に係るプレス装置によれば、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に生じる引張残留応力をプレス加工工程で低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、第１実施形態に係るプレス装置の概略構成を示す断面図である。

【図2A】図２Ａは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2B】図２Ｂは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2C】図２Ｃは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2D】図２Ｄは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2E】図２Ｅは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2F】図２Ｆは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2G】図２Ｇは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2H】図２Ｈは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2I】図２Ｉは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図2J】図２Ｊは、第１実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るプレス装置及びプレス成形品の製造方法について、素材の端部を挟持した状態でホルダが降下する距離と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。

【図4】図４は、第１実施形態に係るプレス装置及びプレス成形品の製造方法について、成形完了時における第２ダイ肩のＲ止まりから素材の端までの上下方向の距離と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。

【図5】図５は、第１実施形態に係るプレス装置及びプレス成形品の製造方法について、ホルダ荷重の無次元化数Ｚと、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の残留応力との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、第２実施形態に係るプレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。

【図7】図７は、第１実施例に係るプレス成形品の概略構成を示す斜視図である。

【図8】図８は、第２実施例の解析結果を示すグラフである。

【図9】図９は、第３実施例の解析結果を示すグラフである。

【図10】図１０は、従来のプレス成形品の曲げ部において曲げ周方向に発生する応力について、成形終了時点で生じた板厚方向の応力分布、及びスプリングバック後の板厚方向の残留応力分布を示すグラフである。

【図11】図１１は、本発明者等の知見に関し、プレス成形品の曲げ部において曲げ周方向に発生する応力について、成形終了時点で生じた板厚方向の応力分布、及びスプリングバック後の板厚方向の残留応力分布を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明者等は、プレス成形品の曲げ部に生じる応力の分布を確認するため、市販のソフトウェア（ＬＳ－ＤＹＮＡ ｖｅｒ９７１ ｒｅｖ７．１２，ＡＮＳＹＳ社製）を用い、プレス加工のＣＡＥ解析を実施した。解析条件は以下の通りである。
・素材の引張強さ：９８０ＭＰａ
・素材の板厚：３．０ｍｍ
・曲げＲ（曲げ内側の曲率半径）：４．０ｍｍ
・プレス成形品（加工後）の形状：２つの縦壁と、縦壁同士を接続する天板とからなる形状（フランジなし）

【0017】

プレス成形品の曲げ部において曲げ周方向に発生する応力について、成形終了時点での板厚方向の応力分布、及びスプリングバック後の板厚方向の残留応力分布を図１０に示す。図１０では、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側のＲ頂点（Ｒの中央）から曲げ外側のＲ頂点に向かう線上で発生した応力（曲げ周方向の応力）を示している。図１０からわかるように、成形終了時点において、プレス成形品の曲げ部では、曲げ外側に引張応力が生じ、曲げ内側に圧縮応力が生じている。一方、スプリングバック後は、プレス成形品の曲げ部において、曲げ外側に圧縮残留応力が生じ、曲げ内側に引張残留応力が生じている。

【0018】

本発明者等は、スプリングバック後のプレス成形品の曲げ部では、曲げ外側の領域だけでなく、曲げ内側の領域のうち中立軸（板厚中心）近傍で圧縮の残留応力が生じていることに注目し、プレス加工中に板厚全体にわたって曲げ部に張力を与えることを着想した。本発明者等は、曲げ部に張力を与えることにより、曲げ内側の領域において、成形終了時点での圧縮応力を低減することができ、それに伴ってスプリングバック後の引張残留応力も低減すると考えた。

【0019】

張力を付与した状態で素材を曲げること以外は上記と同様の条件でＣＡＥ解析を行ったところ、図１１に示す応力分布が得られた。図１１からわかるように、張力を付与した状態でプレス成形品の曲げ部を形成した場合、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力が低減し、スプリングバック後における曲げ内側の引張の残留応力が減少し、さらに圧縮の残留応力となった。そこで、本発明者等は、張力を付与した状態で素材を曲げることができる新たなプレス装置の構成を検討し、実施形態に係るプレス装置を完成させた。

【0020】

実施形態に係るプレス装置は、金属板である素材にプレス加工を施すためのプレス装置である。プレス装置は、パンチと、パッドと、ダイと、ホルダと、を備える。パンチは、パンチ頂面と、パンチ肩と、パンチ側面と、を有する。パンチ肩は、パンチ頂面に連続する。パンチ側面は、パンチ肩から下方に延びる。パッドは、パンチ頂面に対向するようにパンチの上方に配置される。パッドは、昇降可能に構成される。ダイは、パンチの上方且つパッドの側方に配置される。ダイは、昇降可能に構成される。ダイは、第１ダイ肩と、ダイ側面と、ダイ下面と、を有する。第１ダイ肩は、パンチ肩に対応する。ダイ側面は、パンチ側面に対応して第１ダイ肩から下方に延びる。ダイ下面は、第２ダイ肩を介してダイ側面の下端に接続される。ホルダは、パンチの側方且つダイの下方に配置される。ホルダは、昇降可能に構成される。ホルダは、ホルダ上面を有する。ホルダ上面は、ダイ下面に対向する。ダイ下面は、傾斜面を含む。ダイ下面の傾斜面は、第２ダイ肩から離れるにつれて下降する。ホルダ上面は、プレス装置によるプレス加工の開始時点において、パンチ頂面よりも下方であって、ダイが下死点に到達したときのダイ下面の位置よりも上方に配置されている。ホルダ上面は、傾斜面を含む。ホルダ上面の傾斜面は、ダイ下面の傾斜面に対応してパンチから離れるにつれて下降する（第１の構成）。

【0021】

第１の構成によるプレス装置を用いてプレス加工を行う際、金属板である素材をパンチ頂面上に載置し、パッド及びダイを降下させて、パッド及びダイをこの順でパンチ頂面上の素材に接触させる。すなわち、まず、パッドによってパンチ頂面上の素材を上方から押さえた後、ダイを下死点に到達させる。ダイが下死点に到達したとき、第１ダイ肩及びダイ側面とパンチ肩及びパンチ側面との間で素材がプレスされる。

【0022】

ここで、ダイ側面の下端には、第２ダイ肩を介してダイ下面が接続されている。つまり、パンチ肩及びパンチ側面に対応する第１ダイ肩及びダイ側面よりも下方に、ダイ下面が設けられている。一方、ダイの下方に設けられたホルダの上面は、ダイが下死点に到達したときのダイ下面の位置よりも上方、且つパンチ頂面よりも下方に配置されている。そのため、ダイが降下したとき、ダイ下面は、第１ダイ肩及びダイ側面に先行して素材に接触し、ホルダ上面とともに素材の端部を挟持する。素材は前もってパッドで押さえられているため、ダイ下面とホルダ上面とが素材の端部を挟持することにより、素材に対して張力が付与される。その後、ダイがさらに降下すると、張力が付与された状態の素材に第１ダイ肩及びダイ側面が接触し、第１ダイ肩及びダイ側面とパンチ肩及びパンチ側面とによって曲げ部が形成される。

【0023】

このように、第１の構成によるプレス装置によれば、張力を付与した状態で素材を曲げ、プレス成形品を製造することができる。よって、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に生じる引張残留応力を低減することができる。

【0024】

第１の構成によるプレス装置でプレス成形品が製造されるとき、ダイ下面及びホルダ上面に挟持された素材の端部は、ダイ及びホルダの降下に伴い、ダイ下面及びホルダ上面に設けられた傾斜面に沿って引き出される。すなわち、パンチ及びダイによる素材の成形が進むにつれて、ダイ下面及びホルダ上面に挟持される素材の表面積が減少する。これにより、ダイ下面及びホルダ上面から素材に作用する単位面積当たりの荷重が徐々に大きくなるため、素材に付与される張力を成形後期で増加させることができる。

【0025】

ホルダ上面の傾斜面が水平面となす角度は、１０°以上、且つ５５°以下であることが好ましい（第２の構成）。

【0026】

ダイが降下し、ダイ下面がホルダ上面とともに素材の端部を挟持したとき、ホルダ上面には、その傾斜面に対して垂直な荷重が負荷される。ホルダ上面の傾斜面が急峻である場合、ホルダ上面に対する荷重の水平成分が増大する。また、ホルダ上面の傾斜面が急峻になるほどホルダの幅（水平方向の寸法）が小さくなり、ホルダの強度が低下する。そこで、第２の構成では、ホルダ上面の傾斜面が水平面となす角度を５５°以下に制限している。これにより、ホルダ上面に対する荷重の水平成分を抑制できるとともに、ホルダの幅を確保することができる。よって、ホルダの破損等を生じにくくすることができる。

【0027】

プレス加工中、ダイ下面とホルダ上面とが素材の端部を挟持することにより、ダイ下面及びホルダ上面の傾斜面、並びにダイ下面に隣接する第２ダイ肩に沿って素材の端部が曲げられる。ダイ下面の傾斜面、及びこれに対応するホルダ上面の傾斜面が過度に緩やかである場合、素材の曲げ癖が大きくなり、当該素材から製造されるプレス成形品の寸法精度に影響が生じる。これに対して、第２の構成では、ホルダ上面の傾斜面が水平面となす角度が１０°以上に確保されている。そのため、ダイ下面及びホルダ上面による挟持に起因して発生する素材の曲げ癖を軽減することができ、プレス成形品を精度よく製造することができる。

【0028】

ホルダの昇降ストロークは、５．０ｍｍ以上、且つ２５．０ｍｍ以下であることが好ましい（第３の構成）。

【0029】

上記プレス装置では、ダイ下面及びホルダ上面によって素材の端部が挟持された状態で、ダイとともにホルダが降下する。素材の端部がダイ下面及びホルダ上面で挟持される時間が長いほど、素材に対する張力を増すことができる。ただし、素材に対する張力が過大である場合、例えばパンチ肩やパンチ側面の位置で、プレス加工中の素材、又は製造されるプレス成形品に割れが生じる可能性がある。一方、素材に対する張力が過小である場合、製造されるプレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に生じる引張残留応力が効果的に低減されない可能性がある。そのため、第３の構成では、ホルダの昇降ストロークを５．０ｍｍ、且つ２５．０ｍｍ以下に設定し、素材の端部がダイ下面及びホルダ上面で挟持される時間を適切に確保している。これにより、素材又はプレス成形品において、張力の付与による割れの発生を抑制することができ、また、引張残留応力の低減効果を有効に発揮させることができる。

【0030】

ホルダ上面に負荷される鉛直方向の荷重は、当該荷重をＦ［ｋＮ］、素材の引張強さをＴＳ［ＭＰａ］、素材の板厚をｔ［ｍｍ］、素材のうちダイ下面とホルダ上面とで挟持される部分の長手方向の長さをＬ［ｍｍ］としたとき、以下の条件式を満たすように設定されることが好ましい（第４の構成）。
０．０４≦Ｚ≦０．４５
ただし、Ｚ＝Ｆ／（ＴＳ×ｔ×Ｌ）

【0031】

第４の構成によれば、ホルダ上面に負荷される鉛直方向の荷重、つまりホルダの昇降ストロークと同じ方向の荷重が所定の条件式を満たすように設定される。これにより、ホルダ上面に対し、ダイ下面からの荷重が過不足なく適切に負荷される。そのため、ダイが素材の反力に負け、ダイ下面とホルダ上面とによる素材の端部の挟持が困難になったり、付与される張力が増大し、例えばパンチ肩やパンチ側面の位置で、素材又はプレス成形品に割れが生じたりするのを抑制することができる。

【0032】

第２ダイ肩は、ダイの横断面視で、素材の板厚以上、且つ当該板厚の４倍以下の曲率半径を有する円弧状をなすことが好ましい（第５の構成）。

【0033】

プレス加工中、ダイ下面とホルダ上面との間で素材が挟持されるのに対し、ダイ下面に隣接する第２ダイ肩とホルダ上面との間では、素材は挟持されない。すなわち、ホルダ上面のうち、ダイ下面に対向する部分は素材に接触する一方、第２ダイ肩に対向する部分は素材に接触しない。第５の構成では、第２ダイ肩の曲率半径を素材の板厚の４倍以下に制限しているため、素材に対するホルダ上面の接触面積を確保することができる。そのため、プレス加工中の素材に対して十分に張力を付与することができ、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に残留する引張応力を効果的に低減することができる。

【0034】

また、第５の構成では、第２ダイ肩において素材の板厚以上の曲率半径が確保されている。そのため、ダイ下面及びホルダ上面によって素材の端部が挟持されたとき、第２ダイ肩の位置で素材が不必要に大きく変形しない。よって、プレス加工中の素材において第２ダイ肩の位置で割れが生じたり、第２ダイ肩での曲げ癖がプレス成形品に残ったりするのを抑制することができる。

【0035】

上記プレス装置は、さらに、ディスタンスブロックを備えていてもよい。ディスタンスブロックは、ホルダ上面上に設けられる。ディスタンスブロックは、素材を挟持するダイ下面とホルダ上面との間隔を調整することができる（第６の構成）。

【0036】

第６の構成によれば、ホルダ上面にディスタンスブロックが設けられている。このディスタンスブロックにより、ダイ及びホルダの降下が進み、ダイ下面とホルダ上面との間から素材の端部が引き出されたとき、ホルダ上面がダイ下面に衝突するのを防止することができる。

【0037】

実施形態に係る製造方法は、上記プレス装置を用いたプレス成形品の製造方法である。この製造方法は、金属板である素材を準備する工程と、パンチ頂面上に素材を載置し、パッド及びダイを降下させる工程と、パッドがパンチ頂面上の素材を押さえた後、ダイが下死点に到達する前に、ダイ下面とホルダ上面とで素材の端部を挟持する工程と、ダイを下死点に到達させ、第１ダイ肩及びダイ側面と、パンチ肩及びパンチ側面とによって素材をプレスする工程と、を備える。素材の端部は、ダイの降下に伴ってダイ下面とホルダ上面との間から傾斜面に沿って引き出され、ダイが下死点に到達した状態でダイ側面とパンチ側面との間に位置する（第７の構成）。

【0038】

上記製造方法において、ダイが下死点に到達した状態で、ホルダ上面は、プレス装置の幅方向においてプレスされた素材よりも外側に位置することが好ましい（第８の構成）。

【0039】

第８の構成によれば、ダイが下死点に到達した状態では、プレス装置の幅方向において、ホルダ上面がプレス後の素材よりも外側に位置付けられる。すなわち、ダイが下死点に到達すると、ダイ下面とホルダ上面との間から素材が抜け、ダイ上面及びホルダ上面による素材の挟持が自然に解除される。そのため、素材の挟持を解除するための複雑なロッキング機構等をプレス装置に設ける必要がない。よって、プレス装置を簡易な構成とすることができる。

【0040】

上記製造方法において、準備される素材は、第２ダイ肩に対応する位置で凹曲げされていることが好ましい（第９の構成）。

【0041】

第９の構成によれば、プレス加工前の素材が第２ダイ肩に対応する位置で予め凹曲げされている。これにより、プレス加工時において、第２ダイ肩に連続するダイ下面と、ホルダ上面とで素材が挟持されやすくなる。よって、素材に対して、より効果的に張力を作用させることができる。

【0042】

上記製造方法において、準備される素材は、パンチ肩に対応する位置で凸曲げされていることが好ましい（第１０の構成）。

【0043】

上記製造方法において、パンチは、パンチ頂面に溝部又は段部を有することができる。この場合、準備される素材には、パンチ頂面の溝部又は段部に対応する溝部又は段部が形成されていることが好ましい（第１１の構成）。

【0044】

第１０又は第１１の構成によれば、素材がパンチに沿うように予成形されている。これにより、プレス加工時において、パンチ上の素材をパッドで、より確実に押さえられるようになる。よって、ダイ下面とホルダ上面とで素材の端部が挟持されたとき、素材に対して、より効果的に張力を作用させることができる。

【0045】

上記製造方法において、素材の加工硬化指数は、好ましくは０．０４以下である（第１２の構成）。

【0046】

第１２の構成によれば、素材の加工硬化指数が０．０４以下と十分に小さいため、プレス加工時における素材の加工硬化が生じにくくなる。この場合、プレス加工時に素材に発生する応力が小さくなり、結果としてスプリングバックによる応力も小さくなる。よって、プレス加工時の応力とスプリングバックによる応力との合算であるプレス成形品の残留応力をさらに低減させることができる。

【0047】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

【0048】

＜第１実施形態＞
［プレス装置の構成］
図１は、本実施形態に係るプレス装置１００の概略構成を示す断面図である。プレス装置１００は、金属板である素材にプレス加工を施し、例えば自動車の足回り部品であるプレス成形品を製造するために用いられる。自動車の足回り部品としては、例えば、アッパーアーム、ロアアーム、又はトレールリンク等といったアーム部品の他、サスペンションメンバやトーションビーム等が挙げられる。

【0049】

図１を参照して、プレス装置１００は、パンチ１０と、ダイ２０Ｌ，２０Ｒと、パッド３０と、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒとを備えている。プレス装置１００は、パンチホルダ５０と、ベッド６０と、ダイホルダ７０と、スライド８０と、クッション９０と、をさらに備える。パンチ１０及びダイ２０Ｌ，２０Ｒは、図１の紙面と交差する方向に延びている。以下、説明の便宜上、プレス装置１００及びその構成部品に関しては、パンチ１０及びダイ２０Ｌ，２０Ｒが延びる方向を長手方向といい、パンチ１０とダイ２０Ｌ，２０Ｒとが接近及び離間する方向（図１の紙面における上下方向）を上下方向（鉛直方向）という。当該長手方向及び上下方向からなる平面に対して垂直な方向、すなわちパンチ１０及びダイ２０Ｌ，２０Ｒを横切る方向を左右方向又は幅方向という。また、プレス装置１００及びその構成部品に関し、長手方向に垂直な平面で切断した断面を横断面という。

【0050】

パンチ１０は、パンチホルダ５０を介し、プレス装置１００の本体の一部であるベッド６０に支持されている。すなわち、ベッド６０の上面にパンチホルダ５０が固定され、このパンチホルダ５０上にパンチ１０が配置されている。ベッド６０とパンチホルダ５０との間には、上下方向におけるパンチ１０の位置を調整するため、プレート状のスペーサが挿入されていてもよい。

【0051】

パンチ１０は、パンチ頂面１１と、左右のパンチ肩１２Ｌ，１２Ｒと、左右のパンチ側面１３Ｌ、１３Ｒとを有する。本実施形態において、パンチ頂面１１には、長手方向に延びる溝部１１１が形成されている。溝部１１１は、長手方向において、パンチ頂面１１の全体にわたって延びていてもよいし、パンチ頂面１１の一部に設けられていてもよい。パンチ頂面１１の左側には、パンチ肩１２Ｌ及びパンチ側面１３Ｌが設けられている。パンチ頂面１１の右側には、パンチ肩１２Ｒ及びパンチ側面１３Ｒが設けられている。

【0052】

パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒは、パンチ頂面１１に連続して設けられる。より詳細には、パンチ肩１２Ｌは、パンチ頂面１１の左側縁に連続し、パンチ肩１２Ｒは、パンチ頂面１１の右側縁に連続する。パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒの各々は、パンチ１０の横断面視で実質的に円弧状をなす。パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒは、それぞれ、パンチ頂面１１とパンチ側面１３Ｌ、１３Ｒとの間の稜線部（コーナー）である。以下、実質的に円弧状というときは、真円の一部を構成する曲線だけでなく、楕円曲線、スプライン曲線等の滑らかな曲線も含む。また、真円の一部を構成する曲線以外の滑らかな曲線の場合の曲率半径は、横断面で切断したときに、曲線の両端、及び曲線の中点の３点を通る円の半径で定義する。

【0053】

パンチ側面１３Ｌは、パンチ１０の横断面視で、左のパンチ肩１２Ｌから下方に延びている。パンチ側面１３Ｒは、パンチ１０の横断面視で、右のパンチ肩１２Ｒから下方に延びている。パンチ側面１３Ｌ，１３Ｒの各々は、下端部が上端部よりも幅方向において外側に位置するように、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜する。パンチ側面１３Ｌ，１３Ｒが、長手方向に平行な鉛直面となす角度（鋭角側）θ_Ｌ，θ_Ｒは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。パンチ側面１３Ｌの角度θ_Ｌ及びパンチ側面１３Ｒの角度θ_Ｒは、好ましくは２０°以下である。なお、パンチ側面１３Ｌ，１３Ｒが長手方向に平行な鉛直面となす角度（鋭角側）θ_Ｌ，θ_Ｒとは、上下方向と幅方向からなる平面で切断した断面において、パンチ側面１３Ｌ，１３Ｒと鉛直方向とがなす角度（鋭角側）を意味する。

【0054】

ダイ２０Ｌ，２０Ｒは、パンチ１０の上方、且つ後述するパッド３０の側方に配置される。ダイ２０Ｌは、パンチ１０の上方において、パッド３０の左側に配置されている。ダイ２０Ｒは、パンチ１０の上方において、パッド３０の右側に配置されている。ダイ２０Ｌ，２０Ｒは、昇降可能に構成されている。

【0055】

左右のダイ２０Ｌ，２０Ｒの各々は、ダイホルダ７０を介し、スライド８０に取り付けられている。すなわち、スライド８０の下面にダイホルダ７０が固定され、ダイホルダ７０の下面にダイ２０Ｌ，２０Ｒが固定されている。上下方向におけるダイ２０Ｌ，２０Ｒの位置を調整するため、スライド８０とダイホルダ７０との間にはプレート状のスペーサが挿入されていてもよい。スライド８０は、例えば、プレス装置１００に設けられた機械式又は油圧式機構等（図示略）により、パンチ１０に対して昇降可能に構成されている。スライド８０の昇降に伴い、ダイ２０Ｌ，２０Ｒもパンチ１０に対して昇降する。

【0056】

左側のダイ２０Ｌは、第１ダイ肩２１Ｌと、ダイ側面２２Ｌと、第２ダイ肩２３Ｌと、ダイ下面２４Ｌとを有する。第１ダイ肩２１Ｌは、左側のパンチ肩１２Ｌに対応して設けられる。すなわち、第１ダイ肩２１Ｌは、ダイ２０Ｌが下死点まで降下したとき、パンチ肩１２Ｌとの間で素材をプレスすることができる位置及び形状を有する。第１ダイ肩２１Ｌは、パンチ肩１２Ｌと同様、ダイ２０Ｌの横断面視で実質的に円弧状をなす。第１ダイ肩２１Ｌ及びパンチ肩１２Ｌの曲率半径は、目的のプレス成形品に応じ、適宜決定することができる。

【0057】

ダイ側面２２Ｌは、ダイ２０Ｌの横断面視で、第１ダイ肩２１Ｌから下方に延びている。ダイ側面２２Ｌは、左側のパンチ側面１３Ｌに対応して設けられる。すなわち、ダイ側面２２Ｌは、ダイ２０Ｌが下死点まで降下したとき、パンチ側面１３Ｌとの間で素材をプレスすることができる位置及び形状を有する。ダイ側面２２Ｌは、パンチ側面１３Ｌと同様、下端部が上端部よりも幅方向において外側に位置するように、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜する。ダイ側面２２Ｌが、長手方向に平行な鉛直面に対してなす角度（鋭角側）は、パンチ側面１３Ｌが、長手方向に平行な鉛直面に対してなす角度θ_Ｌと実質的に等しい。

【0058】

第２ダイ肩２３Ｌは、ダイ側面２２Ｌの下端に連続して設けられる。第２ダイ肩２３Ｌは、ダイ２０Ｌの横断面視で実質的に円弧状をなす。第２ダイ肩２３Ｌは、プレス加工に供される素材の板厚以上の曲率半径Ｒ_Ｌを有することが好ましい。第２ダイ肩２３Ｌの曲率半径Ｒ_Ｌは、好ましくは素材の板厚の４倍以下である。

【0059】

第２ダイ肩２３Ｌは、ダイ側面２２Ｌとダイ下面２４Ｌとの間の稜線部（コーナー）である。ダイ下面２４Ｌは、第２ダイ肩２３Ｌを介してダイ側面２２Ｌの下端に接続されている。ダイ下面２４Ｌは、水平面に対して傾斜する傾斜面２４１Ｌを含んでいる。傾斜面２４１Ｌは、第２ダイ肩２３Ｌに接続され、第２ダイ肩２３Ｌから離れるにつれて下降する。すなわち、傾斜面２４１Ｌは、第２ダイ肩２３Ｌから幅方向の外側に向かって下降する。傾斜面２４１Ｌは、幅方向外側の端部が幅方向内側の端部よりも下方に位置する傾斜面である。本実施形態の例では、ダイ下面２４Ｌの全体が傾斜面２４１Ｌとなっている。

【0060】

右側のダイ２０Ｒは、左側のダイ２０Ｌと同様に、第１ダイ肩２１Ｒと、ダイ側面２２Ｒと、第２ダイ肩２３Ｒと、ダイ下面２４Ｒとを有する。ただし、右側のダイ２０Ｒにおけるダイ肩２１Ｒ，２３Ｒ、ダイ側面２２Ｒ、及びダイ下面２４Ｒの形状は、左側のダイ２０Ｌにおけるダイ肩２１Ｌ，２３Ｒ、ダイ側面２２、及びダイ下面２４Ｌの形状と同一でなくてもよい。すなわち、プレス装置１００において、左右のダイ２０Ｌ，２０Ｒは、対称な形状を有していてもよいが、非対称な形状を有していてもよい。

【0061】

右側のダイ２０Ｒにおいて、第１ダイ肩２１Ｒは、右側のパンチ肩１２Ｒに対応して設けられる。すなわち、第１ダイ肩２１Ｒは、ダイ２０Ｒが下死点まで降下したとき、パンチ肩１２Ｒとの間で素材をプレスすることができる位置及び形状を有する。第１ダイ肩２１Ｒは、パンチ肩１２Ｒと同様、ダイ２０Ｒの横断面視で実質的に円弧状をなす。第１ダイ肩２１Ｒ及びパンチ肩１２Ｒの曲率半径は、目的のプレス成形品に応じ、適宜決定することができる。

【0062】

ダイ側面２２Ｒは、ダイ２０Ｒの横断面視で、第１ダイ肩２１Ｒから下方に延びている。ダイ側面２２Ｒは、右側のパンチ側面１３Ｒに対応して設けられる。すなわち、ダイ側面２２Ｒは、ダイ２０Ｒが下死点まで降下したとき、パンチ側面１３Ｒとの間で素材をプレスすることができる位置及び形状を有する。ダイ側面２２Ｒは、パンチ側面１３Ｒと同様、下端部が上端部よりも幅方向において外側に位置するように、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜する。ダイ側面２２Ｒが、長手方向に平行な鉛直面に対してなす角度（鋭角側）は、パンチ側面１３Ｒが、長手方向に平行な鉛直面に対してなす角度θ_Ｒと実質的に等しい。

【0063】

第２ダイ肩２３Ｒは、ダイ側面２２Ｒの下端に連続して設けられる。第２ダイ肩２３Ｒは、ダイ２０Ｒの横断面視で実質的に円弧状をなす。第２ダイ肩２３Ｒは、プレス加工に供される素材の板厚以上の曲率半径Ｒ_Ｒを有することが好ましい。第２ダイ肩２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｒは、好ましくは素材の板厚の４倍以下である。

【0064】

第２ダイ肩２３Ｒは、ダイ側面２２Ｒとダイ下面２４Ｒとの間の稜線部（コーナー）である。ダイ下面２４Ｒは、第２ダイ肩２３Ｒを介してダイ側面２２Ｒの下端に接続されている。ダイ下面２４Ｒは、水平面に対して傾斜する傾斜面２４１Ｒを含んでいる。傾斜面２４１Ｒは、第２ダイ肩２３Ｒに接続され、第２ダイ肩２３Ｒから離れるにつれて下降する。すなわち、傾斜面２４１Ｒは、第２ダイ肩２３Ｒから幅方向の外側に向かって下降する。傾斜面２４１Ｒは、幅方向外側の端部が幅方向内側の端部よりも下方に位置する傾斜面である。本実施形態の例では、ダイ下面２４Ｒの全体が傾斜面２４１Ｒとなっている。

【0065】

パッド３０は、パンチ１０の上方、且つ左右のダイ２０Ｌ，２０Ｒの間に配置されている。パッド３０は、パンチ頂面１１に対向するように配置される。より詳細には、パッド３０の本体３１の下面がパンチ頂面１１に対向する。パッド本体３１の下面は、パンチ頂面１１に対応する形状を有する。本実施形態の例において、パッド本体３１の下面には、パンチ頂面１１の溝部１１１に対応して、長手方向に延びる凸部３１１が設けられている。

【0066】

パッド３０は、昇降可能に構成されている。パッド３０は、ダイホルダ７０を介してスライド８０に取り付けられていることにより、パンチ１０に対して昇降可能となっている。パッド本体３１は、伸縮可能な支持部材３２により、ダイホルダ７０に弾性的に支持されている。支持部材３２は、例えば、ばね又は流体圧シリンダ等で構成されている。支持部材３２が伸長状態にある場合、パッド本体３１の下面は、少なくとも第１ダイ肩２１Ｌ，２１Ｒ及びダイ側面２２Ｌ，２２Ｒよりも下方に位置する。

【0067】

ホルダ４０Ｌ，４０Ｒは、パンチ１０の側方、且つダイ２０Ｌ，２０Ｒの下方に配置されている。より具体的には、パンチ１０の左側、且つダイ下面２４Ｌの直下にホルダ４０Ｌが配置され、パンチ１０の右側、且つダイ下面２４Ｒの直下にホルダ４０Ｒが配置されている。

【0068】

ホルダ４０Ｌ，４０Ｒは、昇降可能に構成されている。ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの昇降ストロークは、それぞれ、５．０ｍｍ以上、且つ２５．０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。ホルダ４０Ｌ，４０Ｒは、クッション９０によって支持されている。

【0069】

クッション９０は、左右のクッションピン９１Ｌ，９１Ｒと、クッション本体９２とを有する。クッションピン９１Ｌ，９１Ｒは、それぞれ、ベッド６０を貫通して上下に延び、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの下面に取り付けられている。クッション本体９２は、例えば、ベッド６０の下方に配置される。クッション本体９２は、一般的なプレス装置のダイクッションと同様、クッションピン９１Ｌ，９１Ｒを昇降させる機構（例えば、油圧式機構）を有する。クッションピン９１Ｌ，９１Ｒの昇降に伴い、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒがベッド６０に対して昇降する。ホルダ４０Ｌ，４０Ｒは、クッション本体９２及びクッションピン９１Ｌ，９１Ｒにより、対応するダイ２０Ｌ，２０Ｒに対して圧力を発生させる。

【0070】

左側のホルダ４０Ｌは、ホルダ上面４１Ｌを有する。ホルダ上面４１Ｌは、左側のダイ下面２４Ｌに対向する。ホルダ上面４１Ｌは、ダイ下面２４Ｌの傾斜面２４１Ｌに対応して、水平面に対して傾斜する傾斜面４１１Ｌを含んでいる。傾斜面４１１Ｌは、パンチ１０から離れるにつれて下降する。すなわち、傾斜面４１１Ｌは、幅方向外側の端部が幅方向内側の端部よりも下方に位置する傾斜面である。本実施形態の例では、ホルダ上面４１Ｌの全体が傾斜面４１１Ｌとなっている。

【0071】

本実施形態において、ホルダ上面４１Ｌは、幅方向において第２ダイ肩２３Ｌよりも外側に配置されている。すなわち、ホルダ上面４１Ｌは、ダイ下面２４Ｌに対向する一方、第２ダイ肩２３Ｌには対向していない。しかしながら、第２ダイ肩２３Ｌに対向する位置にホルダ上面４１Ｌの一部が配置されていてもよい。より具体的には、第２ダイ肩２３Ｌに対向する位置に傾斜面４１１Ｌの一部を配置することもできる。

【0072】

幅方向において、ホルダ上面４１Ｌのパンチ１０側の端部の位置は、ダイ下面２４Ｌの第２ダイ肩２３Ｌ側の端部の位置と実質的に一致していることが好ましい。ただし、加工誤差や、組付け時におけるダイ２０Ｌとホルダ４０Ｌとの幅方向の位置ずれ等が考えられるため、幅方向において、ホルダ上面４１Ｌのパンチ１０側の端部の位置を、ダイ下面２４Ｌの第２ダイ肩２３Ｌ側の端部の位置と一致させたい場合であっても、第２ダイ肩２３Ｌに対向する位置にホルダ上面４１Ｌの一部を配置することができる。

【0073】

傾斜面４１１Ｌが水平面となす角度（鋭角側）ψ_Ｌは、１０°以上であることが好ましい。傾斜面４１１Ｌの角度ψ_Ｌは、５５°以下であることが好ましい。傾斜面４１１Ｌの角度ψ_Ｌは、ダイ下面２４Ｌの傾斜面２４１Ｌが水平面に対してなす角度と実質的に同一である。

【0074】

右側のホルダ４０Ｒは、ホルダ上面４１Ｒを有する。ホルダ上面４１Ｒは、右側のダイ下面２４Ｒに対向する。ホルダ上面４１Ｒは、ダイ下面２４Ｒの傾斜面２４１Ｒに対応して、水平面に対して傾斜する傾斜面４１１Ｒを含んでいる。傾斜面４１１Ｒは、パンチ１０から離れるにつれて下降する。すなわち、傾斜面４１１Ｒは、幅方向外側の端部が幅方向内側の端部よりも下方に位置する傾斜面である。本実施形態の例では、ホルダ上面４１Ｒの全体が傾斜面４１１Ｒとなっている。

【0075】

本実施形態において、ホルダ上面４１Ｒは、幅方向において第２ダイ肩２３Ｒよりも外側に配置されている。すなわち、ホルダ上面４１Ｒは、ダイ下面２４Ｒに対向する一方、第２ダイ肩２３Ｒには対向していない。しかしながら、第２ダイ肩２３Ｒに対向する位置にホルダ上面４１Ｒの一部が配置されていてもよい。より具体的には、第２ダイ肩２３Ｒに対向する位置に傾斜面４１１Ｒの一部を配置することもできる。

【0076】

幅方向において、ホルダ上面４１Ｒのパンチ１０側の端部の位置は、ダイ下面２４Ｒの第２ダイ肩２３Ｒ側の端部の位置と実質的に一致していることが好ましい。ただし、加工誤差や、組付け時におけるダイ２０Ｒとホルダ４０Ｒとの幅方向の位置ずれ等が考えられるため、幅方向において、ホルダ上面４１Ｒのパンチ１０側の端部の位置を、ダイ下面２４Ｒの第２ダイ肩２３Ｒ側の端部の位置と一致させたい場合であっても、第２ダイ肩２３Ｒに対向する位置にホルダ上面４１Ｒの一部を配置することができる。

【0077】

傾斜面４１１Ｒが水平面となす角度（鋭角側）ψ_Ｒは、１０°以上であることが好ましい。傾斜面４１１Ｒの角度ψ_Ｒは、５５°以下であることが好ましい。傾斜面４１１Ｒの角度ψ_Ｒは、ダイ下面２４Ｒの傾斜面２４１Ｒが水平面に対してなす角度と実質的に同一である。ただし、左右のホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒの角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、必ずしも同一でなくてもよい。

【0078】

本実施形態において、プレス装置１００は、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒを備える。ディスタンスブロック４２Ｌは、左側のホルダ上面４１Ｌ上に設けられ、ダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとの間隔を調整する。ディスタンスブロック４２Ｌは、ホルダ上面４１Ｌ上において、幅方向の外側縁寄りに配置される。ディスタンスブロック４２Ｒは、右側のホルダ上面４１Ｒ上に設けられ、ダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとの間隔を調整する。ディスタンスブロック４２Ｒは、ホルダ上面４１Ｒ上において、幅方向の外側縁寄りに配置される。ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒの各厚みは、好ましくは、プレス加工に供される素材の板厚の０．９倍以上、且つ１．１倍以下である。

【0079】

左側のホルダ上面４１Ｌ上には、複数のディスタンスブロック４２Ｌがバランスのよいピッチで長手方向に配列されていることが好ましい。同様に、右側のホルダ上面４１Ｒ上には、複数のディスタンスブロック４２Ｒがバランスのよいピッチで長手方向に配列されていることが好ましい。この場合、個々のディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒの長手方向の長さは、例えば、２０．０ｍｍ～６０．０ｍｍ程度とすることができる。

【0080】

ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒの素材は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びホルダ４０Ｌ，４０Ｒの素材よりも低い強度を有するものであることが好ましい。そのため、本実施形態では、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒをホルダ４０Ｌ，４０Ｒと別体の部材としている。しかしながら、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒは、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒと一体形成されたものであってもよい。

【0081】

［プレス成形品の製造方法］
以下、上記のように構成されたプレス装置１００を用い、プレス成形品を製造する方法について図２Ａ～図２Ｊを参照しつつ説明する。図２Ａ～図２Ｊは、プレス成形品の製造方法を説明するための模式図である。本実施形態に係るプレス成形品の製造方法は、素材を準備する工程と、この素材にプレス加工を施す工程とを備えている。

【0082】

（準備工程）
図２Ａを参照して、プレス成形品を製造するに際し、まず、素材Ｍを準備する。素材Ｍは、金属板であり、典型的には鋼板である。素材Ｍの板厚ｔは、例えば、２．０ｍｍ以上、且つ８．０ｍｍ以下である。素材Ｍは、例えば、２７０ＭＰａ以上、且つ１１８０ＭＰａ以下の引張強さを有する。製造されるプレス成形品が自動車の足回り部品のうちアーム部品である場合、素材Ｍの引張強さは、通常、５９０ＭＰａ以上である。

【0083】

素材Ｍの加工硬化指数は、０．０４以下であることが好ましい。また、素材Ｍは、降伏応力ＹＳと引張強さＴＳとの比率（降伏比）ＹＲ＝ＹＳ／ＴＳが０．９５以上のものであることが好ましい。加工硬化指数は、素材Ｍの加工硬化のしやすさを示す指標であり、その値が大きいほど加工硬化がしやすい材料であることを意味する。加工硬化指数（ｎ値）は、ＪＩＳ Ｇ ０２０２：２０１３において定義され、例えば、ＪＩＳ Ｚ ２２５３：２０１１で規定される方法によって測定される。降伏比ＹＲは、ｎ値と逆相関となる値であるため、ｎ値が大きくなるほど低下する。

【0084】

（プレス加工工程）
次に、準備した素材Ｍに対し、プレス装置１００によってプレス加工を施す。プレス加工工程は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びパッド３０を降下させる工程（ａ）と、ダイ２０Ｌ，２０Ｒとホルダ４０Ｌ，４０Ｒとで素材Ｍを挟持する工程（ｂ）と、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びパッド３０と、パンチ１０とで素材Ｍをプレスする工程（ｃ）とを含む。以下、プレス加工工程についてより具体的に説明する。

【0085】

工程（ａ）
図２Ｂに示すように、プレス装置１００によるプレス加工を開始する際、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びパッド３０は上死点に位置する。プレス加工の開始時点では、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒは、パンチ頂面１１よりも下方に配置されている。また、プレス加工の開始時点で、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒは、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達したときのダイ下面２４Ｌ，２４Ｒの位置よりも上方に配置されている。

【0086】

ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びパッド３０を上死点に位置させた状態で、素材Ｍをパンチ頂面１１上に載置する。ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒは、この時点ではパンチ頂面１１よりも下方に配置されているため、パンチ頂面１１上の素材Ｍに接触しない。パンチ頂面１１上に素材Ｍを載置した後、スライド８０を降下させることにより、スライド８０に取り付けられたダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びパッド３０を素材Ｍに向かって降下させる。パッド３０は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒに先行してパンチ頂面１１上の素材Ｍに接触する。

【0087】

図２Ｃを参照して、パッド３０は、パンチ頂面１１上の素材Ｍを押さえる。より詳細には、支持部材３２を介してスライド８０に支持されたパッド本体３１により、パンチ頂面１１上の素材Ｍのうち幅方向の中央部分が上方から押さえられる。

【0088】

図２Ｄを参照して、パッド本体３１によって素材Ｍが押さえられた後、スライド８０はさらに降下する。このとき、支持部材３２が縮むことにより、素材Ｍを押さえた状態のパッド本体３１に対してダイ２０Ｌ，２０Ｒが相対的に降下する。これにより、素材Ｍのうち幅方向の両端部（左右端部）がダイ下面２４Ｌ，２４Ｒで押し下げられ、素材Ｍがパンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに沿って曲がり始める。

【0089】

工程（ｂ）
図２Ｅを参照して、ダイ２０Ｌ，２０Ｒをさらに降下させると、素材Ｍの左右端部がホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒに接触する。素材Ｍの左端部は、パッド３０がパンチ頂面１１上の素材Ｍを押さえた後、ダイ２０Ｌが下死点に到達する前に、ホルダ上面４１Ｌとダイ下面２４Ｌとで挟持される。素材Ｍの右端部は、パッド３０がパンチ頂面１１上の素材Ｍを押さえた後、ダイ２０Ｒが下死点に到達する前に、ダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとで挟持される。素材Ｍの左右端部は、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒの傾斜面２４１Ｌ，２４１Ｒと、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒとによって挟まれる。

【0090】

ホルダ４０Ｌ，４０Ｒは、クッション９０により、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及び素材Ｍに対して圧力を発生させることができる。ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及び素材Ｍからホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒに負荷される鉛直方向の荷重は、クッション９０によるホルダ４０Ｌ，４０Ｒの圧力を調整することによって設定することができる。

【0091】

ホルダ上面４１Ｌに負荷される鉛直方向（ホルダ４０Ｌの昇降ストロークと同じ方向）の荷重Ｆ_Ｌ［ｋＮ］は、以下の条件式（１）を満たすように設定されることが好ましい。ホルダ上面４１Ｒに負荷される鉛直方向（ホルダ４０Ｒの昇降ストロークと同じ方向）の荷重Ｆ_Ｒ［ｋＮ］は、以下の条件式（２）を満たすように設定されることが好ましい。荷重Ｆ_Ｌ，Ｆ_Ｒは、プレス加工工程中、条件式（１）及び（２）を満たす範囲で変動してもよい。
０．０４≦Ｚ_Ｌ≦０．４５ ・・・（１）
ただし、Ｚ_Ｌ＝Ｆ_Ｌ／（ＴＳ×ｔ×Ｌ_Ｌ）
０．０４≦Ｚ_Ｒ≦０．４５ ・・・（２）
ただし、Ｚ_Ｒ＝Ｆ_Ｒ／（ＴＳ×ｔ×Ｌ_Ｒ）

【0092】

条件式（１）及び（２）において、ＴＳは、素材Ｍの引張強さ［ＭＰａ］、ｔは、素材Ｍの板厚［ｍｍ］、Ｌ_Ｌは、素材Ｍのうちダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとで挟持される部分の長手方向の長さ［ｍｍ］、Ｌ_Ｒは、素材Ｍのうちダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとで挟持される部分の長手方向の長さ［ｍｍ］である。長さＬ_Ｌは、ダイ下面２４Ｌ及びホルダ上面４１Ｌが素材Ｍの左端部を挟持し始めた時点での、長手方向における素材Ｍの左端部の長さである。長さＬ_Ｒは、ダイ下面２４Ｒ及びホルダ上面４１Ｒが素材Ｍの右端部を挟持し始めた時点での、長手方向における素材Ｍの右端部の長さである。

【0093】

図２Ｆを参照して、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで素材Ｍの左右端部が挟持された後、ダイ２０Ｌ，２０Ｒをさらに降下させる。これにより、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒ及びクッションピン９１Ｌ，９１Ｒも降下する。ダイ２０Ｌ及びホルダ４０Ｌの降下に伴い、ダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとの間から素材Ｍの左端部が傾斜面２４１Ｌ，４１１Ｌに沿ってパンチ１０側に引き出される。同様に、ダイ２０Ｒ及びホルダ４０Ｒに伴い、ダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとの間から素材Ｍの右端部が傾斜面２４１Ｒ，４１１Ｒに沿ってパンチ１０側に引き出される。

【0094】

工程（ｃ）
図２Ｇを参照して、ダイ２０Ｌ，２０Ｒを最終的に下死点に到達させ、第１ダイ肩２１Ｌ，２１Ｒ及びダイ側面２２Ｌ，２２Ｒと、パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒ及びパンチ側面１３Ｌ，１３Ｒとによって素材Ｍをプレスする。また、素材Ｍは、パッド本体３１とパンチ頂面１１とによってプレスされる。ダイ２０Ｌ，２０Ｒの一部がパンチ頂面１１の一部に対応している場合は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒとパンチ頂面１１との間でも素材Ｍがプレスされる。これにより、素材Ｍからプレス成形品が製造される。

【0095】

ダイ２０Ｌが下死点に到達した状態では、素材Ｍの左端部は、ダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとの間から完全に引き出され、ダイ側面２２Ｌとパンチ側面１３Ｌとの間に位置する。ダイ２０Ｒが下死点に到達した状態では、素材Ｍの右端部は、ダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとの間から完全に引き出され、ダイ側面２２Ｒとパンチ側面１３Ｒとの間に位置する。本実施形態の例では、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達した状態で、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒがプレスされた素材Ｍよりも幅方向において外側に位置付けられている。

【0096】

図２Ｈ及び図２Ｉを参照して、ダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとが素材Ｍの左端部を挟持した状態でホルダ４０Ｌが降下する距離Ｄ１は、２．０ｍｍ以上、且つ１０．０ｍｍ以下であることが好ましい。ダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとの間から素材Ｍの左端部が完全に引き出された後は、ダイ２０Ｌ及びホルダ４０Ｌを速やかに下死点に到達させることが好ましい。ダイ２０Ｌ及びホルダ４０Ｌが下死点に到達した時点において、ダイ側面２２Ｌとパンチ側面１３Ｌとの間の素材Ｍの下端と、第２ダイ肩２３ＬのＲ止まり（上側）との上下方向における距離Ｄ２は、例えば４．５ｍｍ以下とされる。最も好ましくは、距離Ｄ２が実質的に０ｍｍである。

【0097】

図示を省略するが、同様に、ダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとが素材Ｍの右端部を挟持した状態でホルダ４０Ｒが降下する距離は、２．０ｍｍ以上、且つ１０．０ｍｍ以下であることが好ましい。ダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとの間から素材Ｍの右端部が完全に引き出された後は、ダイ２０Ｒ及びホルダ４０Ｒを速やかに下死点に到達させることが好ましい。ダイ２０Ｌ及びホルダ４０Ｌが下死点に到達した時点において、ダイ側面２２Ｒとパンチ側面１３Ｒとの間の素材Ｍの下端と、第２ダイ肩２３ＲのＲ止まり（上側）との上下方向における距離は、例えば４．５ｍｍ以下とされる。最も好ましくは、当該距離が実質的に０ｍｍである。

【0098】

図２Ｊは、製造されたプレス成形品２００を部分的に示す斜視図である。プレス成形品２００は、天板２０１と、左右の縦壁２０２Ｌ，２０２Ｒと、左右の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒとを有する。天板２０１には、長手方向に延びる溝部２０４が形成されている。左の縦壁２０２Ｌの上端は、左の曲げ部２０３Ｌを介し、天板２０１の左側縁に接続されている。右の縦壁２０２Ｒの上端は、右の曲げ部２０３Ｒを介し、天板２０１の右側縁に接続されている。縦壁２０２Ｌ，２０２Ｒの下端は、それぞれ自由端である。曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒの各々は、プレス成形品２００の横断面視で実質的に円弧状をなす。

【0099】

［効果］
本実施形態に係るプレス装置１００では、プレス加工の開始時点で、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒがパンチ頂面１１よりも下方、且つダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達したときのダイ下面２４Ｌ，２４Ｒの位置よりも上方に配置されている。そのため、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達し、第１ダイ肩２１Ｌ，２１Ｒが素材Ｍをプレスする前に、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒが素材Ｍに接触し、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとともに、パッド３０で押さえられた素材Ｍの左右端部を挟持する。これにより、素材Ｍのうち、プレス成形品２００の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒとなる部分に張力を付与することができる。このように、素材Ｍに張力を付与した状態で成形を行うことにより、素材Ｍから製造されたプレス成形品２００の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒにおいて、曲げ内側に生じる引張残留応力を低減することができる。

【0100】

本実施形態において、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで挟持された素材Ｍの左右端部は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びホルダ４０Ｌ，４０Ｒの降下に伴い、傾斜面２４１Ｌ，２４１Ｒ，４１１Ｌ，４１１Ｒに沿って引き出される。そのため、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に近づくにつれて、素材Ｍのうち、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで挟持される部分の表面積が減少し、素材Ｍに作用する単位面積当たりの荷重が大きくなる。よって、成形終了に向けて、素材Ｍに付与される張力を徐々に増加させることができる。これにより、プレス成形品２００の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒにおいて、曲げ内側に生じる引張残留応力を効果的に低減することができる。

【0101】

例えば、絞り成形によって金属板である素材からプレス成形品を製造する場合、成形初期より、水平な下面を有するダイと、水平な上面を有するホルダとによって素材の幅方向の端部が挟持される。この場合、成形初期から素材に対して張力が付与される。しかしながら、絞り成形では、成形終了時点でもダイとホルダとで素材の端部が挟持されている。そのため、製造されるプレス成形品は、天板と、天板の左右側縁に接続される縦壁と、各縦壁の下端から幅方向の外側に突出するフランジとを有する形状、つまり横断面視で概略ハット形状となる。絞り成形を利用してフランジがないプレス成形品を製造するには、パンチ、ダイ、及びホルダによって素材を概略ハット形状に一旦成形した後、左右の縦壁で成形後の素材をトリムする必要がある。しかしながら、一般に、素材のトリムは板厚方向に対して平行に行われるため、例えば、鉛直面に対して傾斜する左右の縦壁をトリムする場合、複雑なカム機構等を備える寄せ抜き型のトリム刃が必要となる。この場合、トリム刃の設計工数の増大や、トリム刃の製造費用の高騰といった問題が生じる。また、縦壁をトリムすることにより、材料の歩留まりが低下するという問題もある。

【0102】

一方、本実施形態において、素材Ｍの左右端部は、成形初期からではなく、成形途中からダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで挟持される。ただし、素材Ｍの左右端部は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達した状態では、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとの間から完全に引き出され、ダイ側面２２Ｌ，２２Ｒとパンチ側面１３Ｌ，１３Ｒとの間でプレスされる。そのため、素材Ｍに張力を付与しながら曲げることができ、且つ、フランジがないプレス成形品２００を直接成形することができる。よって、絞り成形を利用する場合のようなトリム刃の設計工数や製造費用等は不要であり、材料の歩留まりを低下も防止することができる。

【0103】

本実施形態において、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒは、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達した状態で、プレス後の素材Ｍよりも幅方向の外側に位置付けられる。すなわち、素材Ｍの左右端部は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達したとき、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとの間から自然に引き出される。よって、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒ及びホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒによる素材Ｍの挟持を解除するための複雑なロッキング機構等をプレス装置１００に設ける必要がない。よって、プレス装置１００を簡易な構成とすることができる。

【0104】

一般的なプレス加工では、素材の位置ずれが問題となることがある。例えば、左右のパンチ側面の高さが異なる場合、左右のダイのうち、パンチ側面の高さが大きい側のダイが先に素材に接触するため、素材の位置ずれが生じやすい。パイロットピン等を用いて素材の位置決めを行う場合、素材の位置ずれが生じると、素材においてパイロットピン用の孔の周縁部が変形する。一方、本実施形態に係るプレス装置１００は、まず、パッド３０が素材Ｍの幅方向の中央部を押さえるように構成されている。パンチ頂面１１上の素材Ｍをパッド３０で押さえた後で、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとによって素材Ｍの左右端部を挟持することにより、プレス加工中の素材Ｍの位置ずれを防止することができる。よって、プレス成形品２００を精度よく製造することができる。

【0105】

本実施形態において、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒが水平面となす角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、それぞれ、好ましくは１０°以上である。ここで、水平面とは、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒが昇降する方向（上下方向）に対して垂直な平面である。角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒを１０°以上とすることより、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの幅、及びホルダ４０Ｌ，４０Ｒの強度を確保することができる。また、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒ、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒの傾斜面２４１Ｌ，２４１Ｒ、及び第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒに沿って曲げられる素材Ｍの曲げ癖を低減することができる。そのため、プレス成形品２００を精度よく製造することができる。なお、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒが水平面となす角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒとは、上下方向と幅方向からなる平面で切断した断面において、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒと幅方向とがなす角度（鋭角側）を意味する。

【0106】

本実施形態において、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒが水平面となす角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、それぞれ、好ましくは５５°以下である。これにより、傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒが急峻になりすぎず、傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒに対して垂直に負荷される荷重の水平成分を抑制することができる。よって、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒや、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒを支持するクッションピン９１Ｌ，９１Ｒの破損等を生じにくくすることができる。

【0107】

本実施形態では、素材Ｍの成形後期において、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで素材Ｍの左右端部が挟持され、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒが降下する。このホルダ４０Ｌ，４０Ｒが各々降下する距離（昇降ストローク）は、５．０ｍｍ以上に設定されていることが好ましい。ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの各昇降ストロークを５．０ｍｍ以上とすることにより、素材Ｍの左右端部の挟持時間を確保し、素材Ｍに付与される張力を増すことができる。そのため、プレス成形品２００の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒにおいて、曲げ内側に生じる引張残留応力を効果的に低減することができる。

【0108】

また、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒが各々降下する距離（昇降ストローク）は、２５．０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの各昇降ストロークを２５．０ｍｍ以下とすることにより、素材Ｍに過剰な張力が付与されるのを防止することができる。そのため、素材Ｍ又はプレス成形品において、割れ等が発生するのを抑制することができる。

【0109】

素材Ｍに適切な張力を付与するため、厳密には、素材Ｍの左右端部を挟持した状態でホルダ４０Ｌ，４０Ｒが降下する距離Ｄ１を調整することが好ましい。図３は、素材Ｍの端部を挟持した状態でホルダ４０Ｌ又は４０Ｒが降下する距離Ｄ１と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図３、並びに後述する図４及び図５のグラフは、引張強さ：９８０ＭＰａ、板厚：３．０ｍｍの素材Ｍを曲げＲ（曲げ内側の曲率半径）：４．０ｍｍで曲げ、フランジのないプレス成形品を成形するプレス加工について、市販のソフトウェア（ＬＳ－ＤＹＮＡ ｖｅｒ９７１ ｒｅｖ７．１２，ＡＮＳＹＳ社製）を用いてＣＡＥ解析を行ったときに得られた結果から作成されている。

【0110】

図３に示すように、距離Ｄ１が２．０ｍｍ以上となると、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に残留する引張応力が低減する。そのため、素材Ｍの端部を挟持した状態でのホルダ４０Ｌ，４０Ｒの降下距離Ｄ１は、２．０ｍｍ以上であることが好ましい。距離Ｄ１が大きくなるほど、素材Ｍの端部の挟持時間が長くなるため、曲げ内側の引張残留応力は低減される。ただし、距離Ｄ１が１０．０ｍｍを超えると、素材Ｍに付与される張力が過剰となり、曲げ部又は縦壁に割れ等が発生する可能性がある。よって、素材Ｍの端部を挟持した状態でのホルダ４０Ｌ，４０Ｒの降下距離Ｄ１は、１０．０ｍｍ以下であることが好ましい。距離Ｄ１を２．０ｍｍ以上、且つ１０．０ｍｍ以下とすることにより、素材Ｍに適切な張力を付与することができる。

【0111】

本実施形態では、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが下死点に到達したとき、ダイ側面２２Ｌ，２２Ｒとパンチ側面１３Ｌ，１３Ｒとの間に位置する素材Ｍの下端と、第２ダイ肩２３Ｌ，２３ＲのＲ止まり（上側）との上下方向における各距離Ｄ２は、例えば４．５ｍｍ以下に設定されている。これにより、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとの間から素材Ｍの左右端部が完全に引き出され、素材Ｍに対する張力が減少した後、素材Ｍの成形を速やかに完了させることができる。

【0112】

図４は、成形完了時における第２ダイ肩２３Ｌ又は２３ＲのＲ止まり（上側）から素材Ｍの端までの上下方向の距離Ｄ２と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図４に示すように、第２ダイ肩２３Ｌ，２３ＲのＲ止まりから素材Ｍまでの距離Ｄ２が大きくなるほど、プレス成形品の曲げ部の曲げ内側における残留応力が大きくなる。曲げ内側の残留応力を有効に低減するためには、距離Ｄ２は、４．５ｍｍ以下であることが好ましい。最も好ましくは、距離Ｄ２が０ｍｍである。距離Ｄ２を小さくすることにより、パンチ１０及びダイ２０Ｌ，２０Ｒを含む金型を小型化し、金型の製造等にかかる費用を低減することもできる。

【0113】

本実施形態において、左のホルダ上面４１Ｌに負荷される鉛直方向の荷重Ｆ_Ｌは、上記条件式（１）を満たすように設定されることが好ましい。また、右のホルダ上面４１Ｒに負荷される鉛直方向の荷重Ｆ_Ｒは、好ましくは上記条件式（２）を満たすように設定される。このように荷重Ｆ_Ｌ，Ｆ_Ｒを設定することにより、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで素材Ｍの左右端部をより確実に挟持することができ、素材Ｍに対して適切な張力を付与することができる。

【0114】

図５は、ホルダ荷重の無次元化数Ｚ＝Ｆ／（ＴＳ×ｔ×Ｌ）と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の残留応力との関係を示すグラフである。図５では、ホルダ上面４１Ｌに負荷される荷重Ｆ_Ｌと右のホルダ上面４１Ｒに負荷される荷重Ｆ_Ｒとを区別せず、ホルダ荷重Ｆ［ｋＮ］と表記する。また、素材Ｍのうちダイ下面２４Ｌとホルダ上面４１Ｌとで挟持される部分の長手方向の長さＬ_Ｌ、及び素材Ｍのうちダイ下面２４Ｒとホルダ上面４１Ｒとで挟持される部分の長手方向の長さＬ_Ｒを区別せず、素材Ｍの挟持部分の長さＬ［ｍｍ］と表記する。ＴＳは、素材Ｍの引張強さ［ＭＰａ］、ｔは、素材Ｍの板厚［ｍｍ］である。

【0115】

図５を参照して、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚが０．０４以上である場合、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが素材Ｍの反力に負けることなく、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒがホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとともに素材Ｍの左右端部を確実に挟持するため、素材Ｍに対して張力が有効に付与される。そのため、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に残留する引張応力が低減する。無次元化数Ｚが大きくなるほど、素材Ｍに対する張力が増加し、曲げ内側の引張残留応力を低減することができる。ただし、無次元化数Ｚが０．４５を超える場合、素材Ｍに対する張力が過大となり、曲げ部又は縦壁に割れ等が生じる可能性がある。よって、上記条件式（１）及び（２）の通り、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚは、０．０４以上、且つ０．４５以下であることが好ましい。

【0116】

本実施形態において、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒは、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとともに素材Ｍの左右端部を挟持する一方、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒに隣接する第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒは、素材Ｍの挟持に実質的に寄与しない。第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒが大き過ぎると、素材Ｍの挟持部分が減少する。そのため、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒは、素材Ｍの板厚ｔの４倍以下であることが好ましい。これにより、素材Ｍがダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで十分に挟持されるため、プレス成形品２００の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒにおいて、曲げ内側の引張り残留応力を効果的に低減することができる。

【0117】

本実施形態において、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒは、素材Ｍの板厚ｔ以上であることが好ましい。これにより、プレス加工中の素材Ｍにおいて、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの位置で割れ等が生じるのを防止することができる。また、素材Ｍから製造されたプレス成形品２００において、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒでの曲げ癖が残るのを抑制することができる。

【0118】

本実施形態において、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒ上には、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒが設けられている。このディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒにより、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとの間から素材Ｍの左右端部が引き出されたとき、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒがダイ下面２４Ｌ，２４Ｒに衝突するのを防止することができる。また、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとの間から素材Ｍの左右端部が完全に引き出された後も、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒがダイ２０Ｌ，２０Ｒに押されることにより、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒをダイ２０Ｌ，２０Ｒとともに降下させることができる。

【0119】

本実施形態において、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒの各厚みは、素材Ｍの板厚ｔの１．１倍以下であることが好ましい。これにより、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで素材Ｍの左右端部をより確実に挟持することができ、素材Ｍに対して効果的に張力を付与することができる。素材Ｍに対する張力が過大になるのを防止するため、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒの各厚みは、素材Ｍの板厚ｔの０．９倍以上であることが好ましい。

【0120】

ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒの素材は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びホルダ４０Ｌ，４０Ｒの素材よりも低い強度を有するものであることが好ましい。この場合、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒがダイ２０Ｌ，２０Ｒとホルダ４０Ｌ，４０Ｒとの間の緩衝材として機能するため、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ及びホルダ４０Ｌ，４０Ｒの変形を防止することができる。よって、製造されるプレス成形品２００について、ダイ２０Ｌ，２０Ｒ又はホルダ４０Ｌ，４０Ｒの変形による寸法精度の低下を防止することができる。

【0121】

プレス成形品２００の残留応力は、素材Ｍをプレス成形品２００に成形するときの応力と、プレス成形品２００を離型したときのスプリングバックによる反転応力を足し合わせた結果である。成形時に素材Ｍに発生する応力が小さければ、スプリングバックによる応力も小さくなり、プレス成形品２００の残留応力が低減する。そこで、本実施形態に係るプレス成形品２００の製造方法では、好ましくは、加工硬化指数が０．０４以下の素材Ｍを使用する。素材Ｍの加工硬化指数が０．０４以下であれば、素材Ｍの加工硬化が生じにくく、成形時に素材Ｍに発生する応力も小さくなる。よって、プレス成形品２００の残留応力を低減させることができる。

【0122】

＜第２実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と同一のプレス装置１００を用い、第１実施形態と概ね同様の方法でプレス成形品２００を製造する。ただし、本実施形態では、準備される素材Ｍの形状が第１実施形態と異なる。

【0123】

図６は、ダイ２０Ｌ，２０Ｒが上死点に位置するときのプレス装置１００の横断面図であり、本実施形態において準備された素材Ｍをパンチ頂面１１上に載置した状態を示す。図６に示すように、本実施形態では、素材Ｍは、パンチ頂面１１上に載置されたとき、このパンチ頂面１１及び左右のパンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに沿うような形状に予め成形されている。より具体的には、素材Ｍには、パンチ頂面１１の溝部１１１に対応する溝部Ｍ１が形成されている。また、素材Ｍは、パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに部分的に沿うように、パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒの各々に対応する位置Ｍ２で凸曲げされている。

【0124】

さらに、素材Ｍは、左右の第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの各々に対応する位置Ｍ３で、予め凹曲げされている。言い換えると、素材Ｍがパンチ頂面１１上に載置されたとき、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒとホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで挟持される予定の左右端部が若干跳ね上がるように、素材Ｍが曲げられている。

【0125】

図６に示す例では、素材Ｍがパンチ頂面１１上に載置された状態で、素材Ｍの左端部は、ホルダ上面４１Ｌの傾斜面４１１Ｌと実質的に平行となっている。また、素材Ｍがパンチ頂面１１上に載置された状態で、素材Ｍの右端部は、ホルダ上面４１Ｒの傾斜面４１１Ｒと実質的に平行となっている。ただし、素材Ｍの左右端部は、必ずしも傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒと平行でなくてもよい。例えば、素材Ｍの左右端部が水平面となす角度は、傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒが水平面となす角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒから±１０°程度ずれていてもよい。

【0126】

本実施形態では、パンチ頂面１１の溝部１１１及びパンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに沿うような形状に素材Ｍが予成形されている。そのため、素材Ｍがパンチ１０に馴染みやすく、プレス加工を行う際、パンチ１０とパッド３０との間で素材Ｍをより確実に押さえることができる。また、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒに対応する部分で素材Ｍが予め曲げられていることにより、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒに隣接するダイ下面２４Ｌ，２４Ｒと、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒとで素材Ｍを容易に挟持することができる。よって、素材Ｍに対してより効果的に張力を作用させることができる。その結果、プレス成形品２００の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒにおいて（図２Ｊ）、曲げ内側に生じる引張残留応力の低減効果をさらに向上させることができる。

【0127】

以上、本開示に係る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ものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0128】

例えば、上記各実施形態に係るプレス装置１００は、左右のホルダ４０Ｌ，４０Ｒを備えている。しかしながら、プレス装置１００は、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒのうち一方のみを備えていてもよい。すなわち、プレス成形品２００の左右の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒのうち、一方はホルダによる張力を付与しながら形成し、他方はホルダによる張力を付与せずに形成することができる。例えば、プレス成形品２００の左右の曲げ部２０３Ｌ，２０３Ｒのうち、一方では、曲げ内側の引張残留応力を低下させ、優れた疲労特性を得る必要があるのに対し、他方では優れた疲労特性が不要である場合、優れた疲労特性が必要な側のみにホルダによる張力を付与すればよい。ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの一方のみをプレス装置１００に設ける場合、プレス装置１００の製造費用等を抑えることができる。

【0129】

上記各実施形態に係るプレス装置１００では、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの全体が傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒとなっている。しかしながら、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの一部が傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒであってもよい。例えば、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒにおいて、幅方向の外側部分を水平面とし、この水平面よりも幅方向において内側に位置する部分（パンチ１０側の部分）を傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒとすることもできる。この場合、ディスタンスブロック４２Ｌ，４２Ｒは、水平面上に配置されていてもよい。

【0130】

上記各実施形態に係るプレス装置１００において、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒは、クッション９０によって昇降可能となっている。しかしながら、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒを昇降させる機構は、クッション９０に限定されるものではない。例えば、ばねや流体圧シリンダ等といった伸縮可能な支持部材により、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒを支持することもできる。この場合、ダイ２０Ｌ，２０Ｒからホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒに荷重が負荷されたとき、支持部材が縮み、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒが降下する。ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒから荷重が取り除かれると、支持部材が伸び、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒが上昇する。

【0131】

上記各実施形態に係るプレス装置１００では、パンチ頂面１１に溝部１１１が形成されている。しかしながら、パンチ頂面１１には、溝部１１１に代えて段部（段差）が設けられていてもよい。この段部は、長手方向において、パンチ頂面１１の全体にわたって延びていてもよいし、パンチ頂面１１の一部に設けられていてもよい。パンチ頂面１１に段部が設けられている場合、パッド３０の下面にもこれに対応する段部が設けられる。パンチ頂面１１に段部が設けられている場合、プレス成形品２００の天板２０１には、パンチ頂面１１の段部に対応する段部が形成される。プレス加工前の素材Ｍには、パンチ頂面１１の段部に対応する段部を予め形成することもできる。

【0132】

ただし、パンチ頂面１１及びプレス成形品２００の天板２０１は、溝部又は段部を有するものでなくてもよい。パンチ頂面１１及びプレス成形品２００の天板２０１は、全体として平坦な形状であってもよい。

【0133】

プレス成形品２００の全体形状は、使用目的等に応じ、適宜選択することができる。例えば、プレス成形品２００は、天板２０１側から見て（平面視で）直線状であってもよいし、左又は右に湾曲する形状であってもよいし、上又は下に湾曲する形状（幅方向から見て湾曲する形状）であってもよい。プレス成形品２００は、平面視で、直線部と湾曲部とを２種以上組み合わせた形状であってもよい。また、プレス成形品２００は、幅方向から見て、直線部と湾曲部とを２種以上組み合わせた形状であってもよい。さらに、プレス成形品２００は、例えば、平面視で三叉形状や四叉形状等、概略コの字状の断面を有する部分が複数に枝分かれするような形状を有していてもよい。

【0134】

プレス成形品２００は、全体にわたり一様な横断面形状を有するものである必要はない。概略コの字状の横断面を少なくとも一部に有するプレス成形品であれば、上記各実施形態に係るプレス装置及び製造方法を適用することができる。

【0135】

プレス成形品２００の天板２０１には、１つ以上の貫通孔が形成されていてもよい。この貫通孔は、単なる丸孔であってもよいし、バーリング加工によって形成された孔縁端が突出した形状の孔（バーリング孔）であってもよい。

【0136】

上記第２実施形態では、プレス装置１００によるプレス加工前の素材Ｍに対し、予成形を施している。第２実施形態では、素材Ｍに対し、パンチ頂面１１の溝部１１１に対応する溝部Ｍ１の形成、パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに対応する位置Ｍ２での凸曲げ、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒに対応する位置Ｍ３での凹曲げが施されている。しかしながら、第２実施形態において、溝部Ｍ１の形成、パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに対応する位置Ｍ２での凸曲げ、及び第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒに対応する位置Ｍ３での凹曲げのうち、いずれか１つ又は２つを素材Ｍに施すこともできる。

【実施例】

【0137】

以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0138】

［第１実施例］
本開示による効果を確認するため、図１に示すプレス装置１００により、引張強さＴＳ＝９８０ＭＰａ、板厚ｔ＝３．０ｍｍの素材（鋼板）を図７に示すプレス成形品３００に成形するプレス加工について、ＣＡＥ解析を実施した。プレス成形品３００は、天板３０１、左右の縦壁３０２、及び左右の曲げ部３０３を有する。天板３０１には、溝部３０４が形成されている。各縦壁３０２の下端は、自由端となっている。すなわち、各縦壁３０２の下端にフランジは設けられていない。天板３０１の幅は８０．０ｍｍ、縦壁３０２の高さは２５．０ｍｍである。また、曲げ部３０３の曲げＲ（曲げ内側の曲率半径）は４．０ｍｍとした。プレス成形品３００は、平面視で湾曲している。プレス成形品３００の湾曲内側の湾曲Ｒは、２５０．０ｍｍとした。湾曲外側の湾曲Ｒは、湾曲内側の湾曲Ｒと天板３０１の幅とを足し合わせ、３３０．０ｍｍとなる。なお、これらの寸法は、プレス成形品３００の内側（曲げ部３０３の曲げ内側の表面）における寸法である。

【0139】

ＣＡＥ解析では、市販のソフトウェア（ＬＳ－ＤＹＮＡ ｖｅｒ９７１ ｒｅｖ７．１２，ＡＮＳＹＳ社製）を用い、曲げ内側の残留応力として、成形解析及びスプリングバック解析を行って曲げ部３０３の曲げ内側の表面の残留応力（最大主応力）の最大値を評価した。残留応力の値は正であれば引張であり、負であれば圧縮である。ＣＡＥ解析では、板厚方向に分割された各要素のうち、曲げ内側の表面にある要素における値を曲げ内側の表面の値として採用した。解析の結果を表１に示す。

【0140】

【表1】

【0141】

表１において、比較例１は、一般的なパッド曲げ成形によってプレス成形品３００を成形したときの結果である。すなわち、比較例１では、パッド３０で素材を押さえた状態で、パンチ１０及びダイ２０Ｌ，２０Ｒによって素材をプレス成形したが、ダイ２０Ｌ，２０Ｒとホルダ４０Ｌ，４０Ｒとによる素材の挟持を行っていない。比較例１では、プレス成形が終了し、スプリングバックが生じた後、プレス成形品３００の曲げ部３０３の曲げ内側の表面には、５８０ＭＰａの残留応力が生じた。

【0142】

実施例１－１～１－１８は、本開示に係る方法によってプレス成形品３００を成形したときの結果である。すなわち、実施例１－１～１－１８では、成形途中から、ダイ２０Ｌ，２０Ｒとホルダ４０Ｌ，４０Ｒとによって素材の幅方向の端部を挟持し、素材に対して張力を付与している。実施例１－１～１－１１，１－１３，１－１６～１－１８では、プレス成形が終了し、スプリングバックが生じた後、プレス成形品３００の曲げ部３０３の曲げ内側の表面における残留応力の値は、比較例１よりも小さくなっていた。よって、成形途中から素材に張力を付与することにより、曲げ部３０３の曲げ内側において引張残留応力の低減効果が得られることを確認することができた。

【0143】

実施例１－１２，１－１４，１－１５では、プレス成形中の素材の板厚減少率が２０％以上となった。ＣＡＥ解析で素材の板厚減少率が２０％以上の場合、実際のプレス成形では素材又はプレス成形品に割れが生じることが多いため、実施例１－１２，１－１４，１－１５では、残留応力の計算を行わなかった。

【0144】

（ホルダの昇降ストローク）
実施例１－１２では、ホルダストローク（ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの昇降ストローク）が３０．０ｍｍである。この実施例１－１２では、ホルダストロークが大きいことにより、素材の板厚減少率が２０％以上となったと考えられる。一方、ホルダストロークが２５．０ｍｍである実施例１－２では、素材の板厚減少率は２０％未満であった。この結果より、素材又はプレス成形品の割れを発生しにくくし、本開示における引張残留応力の低減効果を有効に発揮させるためには、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの昇降ストロークは、２５．０ｍｍ以下であることが好ましい。

【0145】

実施例１－１１では、ホルダストロークが３．０ｍｍとなっている。この実施例１－１１では、曲げ部３０３の曲げ内側の残留応力が５４７ＭＰａであり、引張残留応力の低減効果が小さい。一方、ホルダストロークが５．０ｍｍである実施例１－３では、実施例１－１１と比較し、引張残留応力が有意に低減された。ホルダストロークが５．０ｍｍよりも大きい実施例１－１，１－２，１－４～１－１０等でも、実施例１－１１と比較すると引張残留応力の低減効果が大きくなった。この結果より、本開示における引張残留応力の低減効果を有効に発揮させるためには、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒの昇降ストロークは、５．０ｍｍ以上であることが好ましい。

【0146】

（ホルダ荷重）
実施例１－１４では、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚが０．５０であり、ホルダ荷重Ｆが大きい。この実施例１－１４では、ホルダ荷重Ｆが大きいことにより、素材の板厚減少率が２０％以上となったと考えられる。一方、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚが０．４５である実施例１－４では、素材の板厚減少率は２０％未満であった。この結果より、素材又はプレス成形品の割れを発生しにくくし、本開示における引張残留応力の低減効果を有効に発揮させるためには、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚは、０．４５以下であることが好ましい。

【0147】

実施例１－１３では、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚが０．０１であり、ホルダ荷重Ｆが不足している。そのため、実施例１－１３では、曲げ部３０３の曲げ内側の残留応力が５３８ＭＰａとなり、引張残留応力の低減効果が小さくなった。一方、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚが０．０４である実施例１－５では、実施例１－１３と比較し、引張残留応力が有意に低減された。無次元化数Ｚが０．０４よりも大きい実施例１－１～１－４，１－６～１－１０等でも、実施例１－１３と比較すると引張残留応力の低減効果が大きくなった。この結果より、本開示における引張残留応力の低減効果を有効に発揮させるためには、ホルダ荷重Ｆの無次元化数Ｚは、０．０４以上であることが好ましい。

【0148】

（第２ダイ肩の曲率半径）
実施例１－１５では、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲げＲ（曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒ）が２．０ｍｍであり、素材の板厚ｔの０．６７倍となっている。実施例１－１５では、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒが小さいことにより、素材の板厚減少率が２０％以上となったと考えられる。一方、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲げＲが素材の板厚ｔと等しい実施例１－８では、素材の板厚減少率は２０％未満であった。よって、素材又はプレス成形品の割れを発生しにくくし、本開示における引張残留応力の低減効果を有効に発揮させるためには、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒは、素材の板厚ｔ以上であることが好ましい。

【0149】

実施例１－１６では、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲げＲが１５．０ｍｍであり、素材の板厚ｔの５倍となっている。実施例１－１６では、曲げ部３０３の曲げ内側の残留応力が５６３ＭＰａであり、引張残留応力の低減効果が小さい。一方、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲げＲが素材の板厚ｔの４倍である実施例１－９では、実施例１－１６と比較し、引張残留応力が有意に低減された。曲げＲが板厚ｔの４倍未満である実施例１－１～１－８，１－１０等でも、実施例１－１６と比較すると引張残留応力の低減効果が大きくなった。この結果より、本開示における引張残留応力の低減効果を有効に発揮させるため、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒは、素材の板厚ｔの５倍未満であることが好ましい。より好ましくは、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒの曲率半径Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒは、素材の板厚ｔの４倍以下である。

【0150】

（ホルダの面角度）
実施例１－１７では、曲げ部３０３の曲げ内側の残留応力が１０３ＭＰａとなっており、比較例１と比べて引張残留応力が顕著に低減されている。しかしながら、実施例１－１７では、ダイ下面２４Ｌ，２４Ｒの傾斜面２４１Ｌ，２４１Ｒ及びホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒの傾斜面４１１Ｌ，４１１Ｒが水平面となす角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒ（ホルダの面角度ψ）が７°と小さいため、素材が第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒを通過したときの曲げ癖が大きくなった。一方、ホルダの面角度ψが１０°である実施例１－６では、実施例１－１７と比較して曲げ癖は小さくなった。よって、プレス成形時の曲げ癖の発生を抑制するためには、傾斜面２４１Ｌ，２４１Ｒ，４１１Ｌ，４１１Ｒの角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、７°よりも大きいことが好ましい。より好ましくは、角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、１０°以上である。

【0151】

実施例１－１８では、曲げ部３０３の曲げ内側の残留応力が４１４ＭＰａとなっており、比較例１と比べて引張残留応力が顕著に低減されている。しかしながら、実施例１－１８では、ホルダの面角度ψが６０°と大きいため、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒに対する荷重の水平成分が大きくなる。そのため、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒやクッションピン９１Ｌ，９１Ｒの変形又は破損が懸念される。一方、実施例１－７のようにホルダの面角度ψが５５°であれば、ホルダ上面４１Ｌ，４１Ｒに対する荷重の水平成分がある程度低減され、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒやクッションピン９１Ｌ，９１Ｒの変形又は破損が発生しにくいと考えられる。よって、傾斜面２４１Ｌ，２４１Ｒ，４１１Ｌ，４１１Ｒの角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、６０°未満であることが好ましい。より好ましくは、角度ψ_Ｌ，ψ_Ｒは、５５°以下である。

【0152】

［第２実施例］
素材を予成形することの効果を確認するため、第１実施例と同様のソフトウェアを用い、ＣＡＥ解析を実施した。本実施例では、引張強さＴＳ＝９８０ＭＰａ、板厚ｔ＝３．０ｍｍの素材（鋼板）をフランジなしのプレス成形品に成形するプレス加工に関する解析を実施した。解析の結果を図８に示す。

【0153】

図８における比較例２は、第１実施例における比較例１と同様、一般的なパッド曲げ成形によってプレス成形品を成形するものである。一方、実施例２－１～２－３は、図１に示すプレス装置１００により、ホルダ４０Ｌ，４０Ｒを用いて素材に張力を付与しながら、プレス成形品を成形するものである。実施例２－１では、金属板である素材を予成形せず、そのままプレス成形に使用した。実施例２－２では、予め、パンチ頂面１１の溝部１１１に対応する溝部を素材に形成した。実施例２－３では、実施例２－２の予成形に加え、さらに、パンチ肩１２Ｌ，１２Ｒに対応する位置で凸曲げし、且つ、第２ダイ肩２３Ｌ，２３Ｒに対応する位置で凹曲げする予成形を素材に施した。なお、実施例２－３における予成形は、第１実施例の実施例１－１０（表１）において素材に施した予成形と同様のものである。

【0154】

図８に示すように、素材を予成形せずにプレス成形を行った実施例２－１でも、比較例２と比べて、曲げ部の曲げ内側の残留応力がおよそ半分に低減されている。素材を予成形してプレス成形を行った実施例２－２及び実施例２－３では、曲げ部の曲げ内側の残留応力が実施例２－１よりもさらに低減されている。よって、素材の予成形を行うことにより、引張残留応力の低減効果をより向上させることができる。

【0155】

［第３実施例］
素材の加工硬化指数（ｎ値）に基づく効果を確認するため、第１実施例と同様のソフトウェアを用い、ＣＡＥ解析を実施した。本実施例では、第２実施例と同様、引張強さＴＳ＝９８０ＭＰａ、板厚ｔ＝３．０ｍｍの素材（鋼板）をフランジなしのプレス成形品に成形するプレス加工に関する解析を実施した。解析の結果を図９に示す。

【0156】

図９における比較例３は、第１実施例における比較例１と同様、一般的なパッド曲げ成形によってプレス成形品を成形するものである。比較例３で用いた素材のｎ値は、０．０８である。一方、実施例３－１及び実施例３－２は、図１に示すプレス装置１００により、素材をプレス成形品に成形するものである。実施例３－１で用いた素材のｎ値は、比較例３と同様、０．０８であり、実施例３－２で用いた素材のｎ値は０．０４である。比較例３及び実施例３－１で用いた素材の降伏比ＹＲ＝降伏応力ＹＳ／引張強さＴＳは０．８８であり、実施例３－２で用いた素材の降伏比ＹＲは０．９５である。

【0157】

図９に示すように、実施例３－１及び実施例３－２のいずれも、比較例３と比べて、曲げ部の曲げ内側の引張残留応力が低減されている。ただし、素材のｎ値が小さい実施例３－２では、実施例３－１よりも引張残留応力の低減効果が良好となっている。この結果より、引張残留応力の低減効果を向上させるためには、素材のｎ値は小さい方が好ましいといえる。素材のｎ値は、０．０４以下であることが好ましい。また、素材の降伏比ＹＲは、０．９５以上であることが好ましい。

【符号の説明】

【0158】

１００：プレス装置
１０：パンチ
１１：パンチ頂面
１２Ｌ，１２Ｒ：パンチ肩
１３Ｌ，１３Ｒ：パンチ側面
２０Ｌ，２０Ｒ：ダイ
２１Ｌ，２１Ｒ：第１ダイ肩
２２Ｌ，２２Ｒ：ダイ側面
２３Ｌ，２３Ｒ：第２ダイ肩
２４Ｌ，２４Ｒ：ダイ下面
２４１Ｌ，２４１Ｒ：傾斜面
３０：パッド
４０Ｌ，４０Ｒ：ホルダ
４１Ｌ，４１Ｒ：ホルダ上面
４１１Ｌ，４１１Ｒ：傾斜面
４２Ｌ，４２Ｒ：ディスタンスブロック

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図2H】

【図2I】

【図2J】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】