JP2009202189A - 部材長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高精度の3次元形状および形状安定性を有する長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材を提供する。
【解決手段】長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材を、例えば、パンチ及びダイを用いたプレスにより成形するにあたり、パンチの下死点にて、断面周長が周囲より短いフィレット部を形成することにより、成形時に発生する引張応力を緩和し、もって、スプリングバック、捩れ等による3次元形状の寸法精度低下を防止し、形状安定性を確保する。
【選択図】 図1０

Description

本発明は、例えば、自動車車体の部材等に用いられる、部材長手方向の平面内に屈曲部を有する断面ハット型形状部材において、成形後の該断面ハット型形状部材の引張応力緩和、スプリングバック発生防止を図ることにより、３次元形状の寸法精度および形状安定性を有する前記断面ハット型形状部材に関するものであり、また、このような断面ハット型形状部材を得るためのプレス成形方法に関するものである。

近年、自動車用車体の構造用部材には断面ハット型形状部材が多く用いられている。この断面ハット型形状部材の一例として、たとえば、図１に示すような形状に成形加工され、部材長手方向に屈曲部２を有するものが知られている。しかし、例えば、長さ５００ｍｍ、ハット頭部幅５０ｍｍ、壁部長さ７０ｍｍの断面ハット型形状部材１を屈曲部（曲げ角度：約１４５°）の半径Ｒ：３００ｍｍを有するように成形加工された断面ハット型形状部材では、図２に示すように残留応力に起因するスプリングバックが生じ、屈曲点を中心として長手方向に３次元方向の反りが発生し、先端部のスプリングバック量（製品先端の所望の形状からの鉛直方向の反り上がり量の値）は、約５．５ｍｍにまで達することがある。すなわち、この３次元形状での反り形状の修正は、従来の２次元形状での反り（図１のＡ−Ａ断面内におけるコの字型断面の開き）の矯正では律しきれないものである。このように、断面ハット型形状部材の成形においてはスプリングバック等による寸法精度低下防止が非常に重要な技術課題となっている。

そこで、この３次元形状の寸法精度低下の防止を図るため、例えば、本発明者が開示した特許文献１に示されるように、部材長手方向に屈曲部を有する断面ハット型形状部材の成形にあたり、前記部材をパンチ、ダイ及びしわ押さえ加工工具を用い、第１段成形でパンチ肩ｒ（ｍｍ）を製品の肩の半径Ｒ（ｍｍ）より大きく成形し、第２段成形で製品の肩の半径Ｒ（ｍｍ）に成形し、これによってスプリングバックによる３次元方向の反り発生を防止し、寸法精度の改善を行うことが知られている。

しかし、本発明で対象とする断面ハット型形状部材、すなわち、部材長手方向の平面内に屈曲部を有する断面ハット型形状部材にあっては、特許文献１に記載されるプレス成形法を適用したとしても、スプリングバックによる３次元方向の捩れ発生を防止することはできず、このため寸法精度および形状安定性は依然として満足できるものではなかった。

なお、本発明でいう上記「屈曲部」とは、断面ハット型形状部材において、その長手方向に対して、部材の一部で曲率半径を有する部分をいい、また、「部材長手方向の平面内に屈曲部を有する」とは、図３に示すように、長手方向の少なくとも一部を含む平面を水平面とし、水平面に垂直ないずれか１つの平面を垂直面とした場合に、前記部材の一部である屈曲部の前記水平面又は前記垂直面への最大投影長さをＬ（ｍｍ）としたとき、高さの間隔が０．０８Ｌ（ｍｍ）以内の平行な水平面内に、前記屈曲部の稜線部又は角部を形成する曲線が存在し、かつ、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度が、前記垂直面において１６５度以上１９５度以下であるような屈曲を有する（即ち、断面ハット型形状部材の長手方向にほぼ水平な平面内において、屈曲部を有する）ことであると定義する。
特開２００７−２１５６８号公報

本発明は上記課題に鑑み、特に自動車の車体の部材に用いられる、部材長手方向の平面内に屈曲部を有する断面ハット型形状部材について、３次元形状の寸法精度および形状安定性のすぐれた前記断面ハット型形状部材を得ることを目的とし、さらには、このような断面ハット型形状部材を得るためのプレス成形方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため、部材長手方向の平面内に屈曲部を有する断面ハット型形状部材をプレス成形する際の、プレス成形方法と部材各位置における引張応力の分布状況との関連につき、鋭意研究した結果、以下の知見を得た。

まず、パンチおよびダイを用いた通常のプレス成形により、図６に示されるような所定寸法形状の断面ハット型形状部材を成形した。該断面ハット型形状部材は、長手方向の少なくとも一部を含む平面を水平面とし、水平面に垂直ないずれか１つの平面を垂直面とした場合に、前記部材の屈曲部の前記水平面への最大投影長さＬ（ｍｍ）がＬ＝１８２（ｍｍ）であって、高さの間隔が０．０８Ｌ（ｍｍ）以内の平行な水平面内に、前記屈曲部の稜線部および角部を形成する曲線が存在し、かつ、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度が、前記垂直面において１８０度である寸法形状を有していた（即ち、図６に示される断面ハット型形状部材は、その長手方向にほぼ水平な平面内において、屈曲部を有している）。そして、上記断面ハット型形状部材について、部材屈曲部の稜線部及び角部の引張応力を計算し、かつ、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を求めたところ、Ｓ／Ｂ量は６．５２（ｍｍ）であった。

つまり、通常のパンチおよびダイを用いたプレスで断面ハット型形状部材を成形した場合には、部材屈曲部の稜線部及び角部の引張応力が大であるためにスプリングバック、捩れが発生し、寸法精度、形状安定性が非常に劣るものであった。

そこで、次に、本発明のプレス成形方法にしたがって、フィレット部に対応させ、フィレット部と略同じ形状を有するパンチ及びダイを用い、金属板をプレス成形し、例えば、図１０に示される寸法形状の断面ハット型形状部材を成形したところ、該断面ハット型形状部材には、天井部と縦壁部が形成する稜線部及び縦壁部とフランジ部が形成する角部のそれぞれ一箇所かつ屈曲方向側に、断面周長が周囲より短いフィレット部が形成され、また、該断面ハット型形状部材は、長手方向の少なくとも一部を含む平面を水平面とし、水平面に垂直ないずれか１つの平面を垂直面とした場合に、前記部材の屈曲部の前記水平面への最大投影長さＬ（ｍｍ）がＬ＝１８２（ｍｍ）であって、高さの間隔が０．０８Ｌ（ｍｍ）以内の平行な水平面内に、前記屈曲部の稜線部および角部を形成する曲線が存在し、かつ、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度は、前記垂直面において１８０度であった。そして、該断面ハット型形状部材について、部材屈曲部の稜線部及び角部の引張応力を計算し、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を求めたところ、Ｓ／Ｂ量は１．７５（ｍｍ）であり、引張応力によるスプリングバック発生は極めて小さいものとなり、また、捩れの発生もなく、３次元形状の寸法精度および形状安定性は非常に優れるものであった。
さらに、断面ハット型形状部材に形成するフィレットの数、位置を種々変更してスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を求めたところ、引張応力が発生する部分あるいは屈曲部にフィレットが形成されているのであれば、その数、位置に拘らず、いずれの場合もスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は減少し、捩れ発生も抑制され、その結果、断面ハット型形状部材の３次元形状の寸法精度および形状安定性は向上することが確認された。
以上のとおり、本発明に係る部材長手方向の平面内に屈曲部を有する断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法によれば、スプリングバック発生、捩れの発生を抑制することができ、３次元形状の寸法精度および形状安定性の向上を図ることが可能である。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
「（１） 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、引張応力が発生する部分を含み、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の何れか又は両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を１個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
（２） 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、前記屈曲部を含み、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の何れか又は両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を１個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
（３） 前記フィレット部を、前記屈曲部の領域内のみに１個又は複数有することを特徴とする前記（１）又は（２）記載の金属製断面ハット型形状部材。
（４） フィレット部は、長手方向の長さが長手直角方向より長いことを特徴とする前記（１）〜（３）の何れかに記載の金属製断面ハット型形状部材。
（５） フィレット部を、屈曲部の内側のみに有することを特徴とする前記（１）〜（４）の何れかに記載の金属製断面ハット型形状部材。
（６） 前記（１）〜（５）の何れかに記載の断面ハット型形状部材の成形方法であって、前記フィレット部と略同じ形状を有するパンチ及びダイを用いて、金属板をプレス成形し、前記パンチの下死点にて前記フィレット部を形成してプレス成形を終了することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。
（７） 更に、板押さえを用いて金属板をプレス成形することを特徴とする前記（６）記載の金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。」
に特徴を有するものである。

本発明によれば、部材長手方向の平面内に屈曲部を有する断面ハット型形状部材の引張応力が発生する部分あるいは屈曲部を含む稜線部、角部にフィレットを形成しておくことにより、前記断面ハット型形状部材の３次元形状の寸法精度および形状安定性を向上することが可能であり、さらに、このような断面ハット型形状部材は、フィレット部に対応させ、フィレット部と略同じ形状を有するパンチ及びダイを用いたプレス成形によって容易に成形することができる。

本発明は、天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材を、パンチ、ダイ（さらに、必要に応じ板押さえ）を用いたプレスにより成形するが、まず、プレス成形による本発明のフィレット部の形成について、図４（ａ）〜（ｃ）に示す動作図により説明する。
図４において、１は成形される鋼板、２はパンチ、３はダイを示し、パンチ２には、断面ハット型形状部材の稜線部に形成するフィレット部に対応した形状の凹部４が、また、ダイ３には、同じく断面ハット型形状部材の稜線部に形成するフィレット部に対応した形状の凸部５が形成されている。
尚、本発明において、凹部とは、例えば図４（ａ）に示すように、周囲に比べて周長が短くなるように、周囲より相対的に窪んでいる部分を言う。

また、同様に、凸部とは、周囲に比べて周長が短くなるように、周囲より相対的に盛り上がっている部分を言う。
図４（ａ）は、パンチ２、ダイ３により鋼板１が挟持された状態で、断面ハット型形状に成形される成形初期段階を示す。
図４（ｂ）は成形途中段階を示し、フィレット部以外の領域は、パンチ２、ダイ３により鋼板１がほぼ最終形状に近い断面ハット型形状に成形されているが、フィレット部が形成される箇所では、パンチ２の凹部４と、ダイ３の凸部５は当接していない（間隔ｓだけ離間している）ため、フィレット部の成形は未だ行われていない。
図４（ｃ）は成形終了段階を示し、下死点において、パンチ２の凹部４と、ダイ３の凸部５が当接することにより断面周長が周囲より短いフィレット部６が稜線部に形成され、また、フィレット部６以外の領域ではパンチ２とダイ３が当接することにより、フィレット部６においては引張応力が圧縮方向に緩和されて最終所定形状に成形された、稜線部に形成されたフィレット部６、天井部７、縦壁部８及びフランジ部９からなる断面ハット型形状部材１０が成形される。
上記図４（ａ）〜（ｃ）は、断面ハット型形状部材の天井部と縦壁部が形成する稜線部に、断面周長が周囲より短いフィレット部６が形成される動作図であるが、断面ハット型形状部材の縦壁部とフランジ部が形成する角部に、断面周長が周囲より短いフィレット部６を形成する場合の動作図を、図５（ａ）〜（ｃ）に示す（なお、フィレット部を形成するための動作原理は、上記図４の場合とほぼ同様である）。
図５において、１は成形される鋼板、２はパンチ、３はダイを示し、パンチ２には、断面ハット型形状部材の角部に形成するフィレット部に対応した形状の凸部１５が、また、ダイ３には、同じく断面ハット型形状部材の角部に形成するフィレット部に対応した形状の凹部１４が形成されている。
図５（ａ）は、パンチ２、ダイ３により鋼板１が断面ハット型形状に成形される成形初期段階を示す。
図５（ｂ）は成形途中段階を示し、フィレット部以外の領域は、パンチ２、ダイ３により鋼板１がほぼ最終形状に近い断面ハット型形状に成形されているが、フィレット部では、パンチ２の凸部１５と、ダイ３の凹部１４は当接しておらず（間隔ｓだけ離間）、フィレット部は未だ形成されていない。
図５（ｃ）は成形終了段階を示し、下死点において、パンチ２の凸部１５と、ダイ３の凹部１４が当接することにより断面周長が周囲より短いフィレット部１６が角部に形成され、また、フィレット部１６以外の領域ではパンチ２とダイ３が当接することにより、フィレット部１６においては引張応力が圧縮方向に緩和されて最終所定形状に成形された、角部に形成されたフィレット部１６、天井部１７、縦壁部１８及びフランジ部１９からなる断面ハット型形状部材２０が成形される。
また、断面ハット型形状部材の稜線部および／または角部に所要数のフィレット部を形成する場合には、フィレット部対応箇所に必要数の凹部および／または凸部を設けたパンチ２および／またはダイ３を用いてプレス成形することにより、所望数のフィレット部を所望位置に形成した断面ハット型形状部材を成形することができる。

引張応力が発生する部分にフィレット部を設けると、上記で説明したようにプレス成形の下死点にてフィレット部を成形する際に引張応力が圧縮方向に緩和されるので、スプリングバック量を小さくすることができる(上記（１）に係る発明)。

引張応力が発生する部分は、有限要素法によるプレス成形解析計算により求めても良いし、プレス成形実験を行い、成形下死点での応力測定により決定しても良い。

また、屈曲部を含む領域にフィレット部を設けると、屈曲部は引張応力が発生していることが多いため、スプリングバック量を小さくするのに効果的である(上記（２）に係る発明)。

更に、屈曲部の領域以内のみにフィレット部を設けると、屈曲部に引張応力が集中していることが多いため、スプリングバック量を小さくするのに効果的である(上記（３）に係る発明)。

更に、フィレット部の長手方向の長さを、長手直角方向より長くすると、引張応力は部材長手方向に長く発生することが多いため、スプリングバック量を小さくするのに効果的である(上記（４）に係る発明)。

更に、屈曲部の内側のみにフィレット部を設けると、内側は伸びフランジに起因する引張応力が発生しやすい部位であることが多いため、スプリングバック量を小さくするのに効果的である(上記（５）に係る発明)。

本発明に係る断面ハット型形状部材は、上記に説明したとおり、パンチ２及びダイ３を用いて、いわゆるフォーム成形により成形することもできるし（図１１（ａ）〜（ｃ）参照、上記（６）に係る発明）、更に板押さえ２１を用いて、いわゆるドロー成形により成形することもできる（図１２（ａ）〜（ｃ）参照、上記（７）に係る発明）。

図４に示されるような凹部４を有するパンチ２、凸部５を有するダイ５を用い、鋼板（引張強度：５９０ＭＰａ級、板厚：１．４ｍｍ）を成形荷重６００ｔでプレス成形し、長手方向長さ：７３０ｍｍ、天井部幅：４０ｍｍ、縦壁部高さ：４０ｍｍ、フランジ部幅：２０ｍｍの天井部７、縦壁部８及びフランジ部９を備え、長手方向に屈曲部（屈曲部の曲率半径は３００ｍｍ）を有し、引張応力が発生する稜線部（屈曲部以外の領域であるが）にフィレット部６が形成された長さ７３０ｍｍ×幅１２０ｍｍ×高さ４０ｍｍの図７に示す金属製断面ハット型形状部材１０を成形した。

なお、フィレット部６の寸法、形状は、
長手方向の長さ７７ｍｍ、長手直角方向の長さ２１ｍｍである。
フィレット部６を設けた位置は、引張応力を有限要素法によるプレス成形解析計算により求めた結果に基づいて、引張応力が４００ＭＰａ以上の稜線部とした。

そして、この金属製断面ハット型形状部材１０について、屈曲部の水平面への最大投影長さＬ（ｍｍ）、屈曲部の稜線部および角部を形成する曲線が存在する平行な水平面の高さ間隔、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が（垂直面において）互いになす角度を、それぞれ求めたところ、屈曲部の水平面への最大投影長さＬ（ｍｍ）はＬ＝１８２（ｍｍ）であり、平行な水平面の高さ間隔は０ｍｍであるから０．０８Ｌ（ｍｍ）以内の高さ間隔に該当し、また、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度は、前記垂直面において１８０度であった。

したがって、図７に示されるフィレット部６を形成した金属製断面ハット型形状部材１０（以下、本発明例１という）は、請求項１の発明の実施例に相当する。

比較例として、凹部、凸部を有さない通常のパンチとダイを用いて、その他は上記本発明例１と同一条件でプレス成形することにより、フィレット部を有さない金属製断面ハット型形状部材（以下、比較例という）を成形した。

上記本発明例１および比較例の金属製断面ハット型形状部材のそれぞれについて、屈曲部およびその近傍（引張応力が発生する部分）の引張応力の分布を測定すると共に、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を測定したところ、本発明例１の金属製断面ハット型形状部材では、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例のそれに比して緩和されていた。また、表１に示すように、比較例ではスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は６．５２ｍｍであるのに対して、本発明例１ではスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は４．９４であり、主としてスプリングバックに起因する捩れ、３次元形状の寸法精度の低下は生じず、さらに、形状安定性もすぐれていた。

図４に示されるような凹部４、凸部５および図５に示されるような凹部１４、凸部１５を備えたダイおよびパンチを用い、鋼板（引張強度：５９０ＭＰａ級、板厚：１．４ｍｍ）を成形荷重６００ｔでプレス成形し、長手方向長さ：７３０ｍｍ、天井部幅：４０ｍｍ、縦壁部高さ：４０ｍｍ、フランジ部幅：２０ｍｍの天井部、縦壁部及びフランジ部を備え、長手方向に屈曲部（屈曲部の曲率半径は３００ｍｍ）を有し、屈曲部を一部含む稜線部にフィレット部６を形成し、かつ、屈曲部を一部含む角部にフィレット部１６を形成した長さ７３０ｍｍ×幅１２０ｍｍ×高さ４０ｍｍの図８に示す金属製断面ハット型形状部材（以下、本発明例２という。請求項２の発明の実施例に相当）を成形した。

なお、フィレット部６の寸法、形状は、
長手方向の長さ８４ｍｍ、長手直角方向の長さ２１ｍｍであり、
また、フィレット部１６の寸法、形状は、
長手方向の長さ８０ｍｍ、長手直角方向の長さ２１ｍｍである。

上記本発明例２の金属製断面ハット型形状部材について、屈曲部およびその近傍の引張応力の分布を測定すると共に、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を測定したところ、本発明例２の金属製断面ハット型形状部材では、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例のそれに比して緩和されており、また、表１に示すように、本発明例２ではスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は２．２５ｍｍという小さな値であった。

図４に示されるような凹部４、凸部５および図５に示されるような凹部１４、凸部１５を備えたダイおよびパンチを用い、鋼板（引張強度：５９０ＭＰａ級、板厚：１．４ｍｍ）を成形荷重６００ｔでプレス成形し、長手方向長さ：７３０ｍｍ、天井部幅：４０ｍｍ、縦壁部高さ：４０ｍｍ、フランジ部幅：２０ｍｍの天井部、縦壁部及びフランジ部を備え、長手方向に屈曲部（屈曲部の曲率半径は３００ｍｍ）を有し、屈曲部の領域内のみの稜線部（但し、屈曲部の外側）にフィレット部６を形成し、同時に、屈曲部の領域内のみの角部（但し、屈曲部の内側）にフィレット部１６を形成した長さ７３０ｍｍ×幅１２０ｍｍ×高さ４０ｍｍの図９に示す金属製断面ハット型形状部材（以下、本発明例３という。請求項３の発明の実施例に相当）を成形した。

なお、フィレット部６の寸法、形状は、
長手方向の長さ９０ｍｍ、長手直角方向の長さ２１ｍｍであり、
また、フィレット部１６の寸法、形状は、
長手方向の長さ７３ｍｍ、長手直角方向の長さ２１ｍｍである。

上記本発明例３の金属製断面ハット型形状部材について、屈曲部およびその近傍の引張応力の分布を測定すると共に、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を測定したところ、本発明例３の金属製断面ハット型形状部材では、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例のそれに比して緩和されており、また、表１に示すように、本発明例３ではスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は４．４９ｍｍという小さな値であった。

以上のとおり、表１に示される実施例１〜３の結果から、金属製断面ハット型形状部材において、（屈曲部の領域外で）引張応力が発生する部分（図７）、屈曲部を一部含む部分(図８)、屈曲部領域内（図９）に、断面周長が周囲より短いフィレット部を形成した本発明の金属製断面ハット型形状部材は、引張応力が緩和され、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量が小さいため、３次元方向の捩れ発生が極少であり、このため寸法精度および形状安定性は非常に優れている。

次に、金属製断面ハット型形状部材に形成されるフィレット部の形状・寸法の影響を確かめるために、種々の形状・寸法のフィレット部を有する金属製断面ハット型形状部材（本発明例１−１〜３−１）をプレス成形で成形した。

即ち、上記本発明例１〜３の金属製断面ハット型形状部材の成形において、実施例１〜３とは異なる形状・寸法のパンチ、ダイを用いてプレス成形し、表２に示す形状・寸法のフィレット部を有する金属製断面ハット型形状部材を、本発明例１−１〜３−１として成形した（なお、本発明例Ｎ−１とは、本発明例Ｎのフィレット部の形状・寸法を変更したものであることを示す）。

本発明例１−１〜３−１のいずれも、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例のそれに比して緩和されており、また、表２に示すように、本発明例１−１〜３−１のいずれも、そのスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は比較例に比して小さいものであったが、特に、長手方向の長さが長手直角方向より長いフィレット部が形成されている場合（請求項５の発明の実施例に相当）に、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量はより小さい値となることがわかる。

次に、金属製断面ハット型形状部材に形成されるフィレット部の位置の影響を確かめるため、上記本発明例３とは、フィレット部６の位置のみが異なる本発明例４の金属製断面ハット型形状部材を成形した。

すなわち、図９に示されるように、本発明例３の金属製断面ハット型形状部材では、フィレット部６が屈曲部外側の稜線部に形成されているが、本発明例４では、図１０に示すように、屈曲部内側の稜線部にフィレット部６を形成した（フィレット部６が屈曲部外側の稜線部に形成されているか、屈曲部内側の稜線部に形成されているかというフィレット部形成位置についてのみ、本発明例４は本発明例３と異なっており、本発明例４は、請求項５の発明の実施例に相当する）。

そして、上記本発明例４の金属製断面ハット型形状部材のスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を測定したところ、表１に示すように、その値は１．７５ｍｍであり、一方、本発明例３のスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量は、既述のとおり４．４９ｍｍであったことから、フィレット部を屈曲部の内側に形成することによって、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量をより低減できることがわかる。

次に、金属製断面ハット型形状部材のプレス成形に際し、板押さえを用いて成形した場合の、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）に及ぼす影響について確認した。

即ち、プレス成形を行うにあたり、板押さえを用いる点を除き、その他の成形条件は上記本発明例１〜４の成形条件と全く同一条件で、金属製断面ハット型形状部材（それぞれ本発明例１−２〜４−２という。ここで、本発明例Ｎ−２とは、本発明例Ｎの成形において、板押さえを用いて成形したものであることを示す）を成形した。

本発明例１−２〜４−２について測定した、それぞれのスプリングバック（Ｓ／Ｂ）量を表３に示す。

表３から明らかなように、板押さえを用いてプレス成形を行った場合には、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）量をより低減できることがわかる。

以上のとおり、本発明の金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法によれば、金属製断面ハット型形状部材にプレス成形でフィレット部を形成することにより、成形後の引張応力を緩和し、スプリングバックの発生を極めて小さくすることができるので、すぐれた３次元形状の寸法精度を有する、また、すぐれた形状安定性を有する金属製断面ハット型形状部材を、簡易な工程で提供することができる。

断面ハット型部材の製品形状を示す図。 断面ハット型部材の成形後のスプリングバックの状態を示す図。 本発明でいう「部材長手方向の平面内に屈曲部を有する」という定義についての、概略説明図。 フィレット部６の形成についての動作図で、（ａ）は成形初期段階、（ｂ）は成形途中段階、（ｃ）は成形終了段階を示す。 フィレット部１６の形成についての動作図で、（ａ）は成形初期段階、（ｂ）は成形途中段階、（ｃ）は成形終了段階を示す。 比較例の金属製断面ハット型形状部材の斜視図と平面図。 本発明例１の金属製断面ハット型形状部材の斜視図と平面図。 本発明例２の金属製断面ハット型形状部材の斜視図と平面図。 本発明例３の金属製断面ハット型形状部材の斜視図と平面図。 本発明例４の金属製断面ハット型形状部材の斜視図と平面図。 本発明の成形方法についての動作図で、（ａ）は成形開始段階、（ｂ）は成形中、（ｃ）は成形終了段階を示す。 本発明の別の成形方法についての動作図で、（ａ）は成形開始段階、（ｂ）は成形中、（ｃ）は成形終了段階を示す。

符号の説明

１ 成形される鋼板
２ パンチ
３ ダイ
４，１４ 凹部
５，１５ 凸部
６，１６ フィレット部
７，１７ 天井部
８，１８ 縦壁部
９，１９ フランジ部
１０，２０ 断面ハット型形状部材
２１ 板押さえ
ｓ プレス成形途中における凹部４，１４と凸部５，１５との間隔

Claims (7)

1. 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、引張応力が発生する部分を含み、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の何れか又は両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を１個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
2. 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、前記屈曲部を含み、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の何れか又は両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を１個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
3. 前記フィレット部を、前記屈曲部の領域内のみに１個又は複数有することを特徴とする請求項１又は２記載の金属製断面ハット型形状部材。
4. フィレット部は、長手方向の長さが長手直角方向より長いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の金属製断面ハット型形状部材。
5. フィレット部を、屈曲部の内側のみに有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の金属製断面ハット型形状部材。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の断面ハット型形状部材の成形方法であって、前記フィレット部と略同じ形状を有するパンチ及びダイを用いて、金属板をプレス成形し、前記パンチの下死点にて前記フィレット部を形成してプレス成形を終了することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。
7. 更に、板押さえを用いて金属板をプレス成形することを特徴とする請求項６記載の金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。

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