JP2015066591A - プレス成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス成形時に発生するフランジしわに起因するパウダリングの発生を抑制することができるプレス成形金型を提供する。
【解決手段】本発明に係るプレス成形金型１は、パンチ１０と、ブランクホルダ２０と、ダイ３０と、を備え、ブランク材の外周端部をブランクホルダ２０の挟持面２２及びダイ３０の挟持面３２で挟持し、ブランクホルダ２０及びダイ３０の各中央部に形成された貫通部２１、３１をパンチ１０が移動することでブランク材をプレス成形するプレス成形金型であって、挟持面２２及び挟持面３２にはそれぞれ、貫通部２１、３１から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状部２４、３４が互いに噛み合い可能に形成され、波型形状部２４、３４の輪郭形状はそれぞれ、半波長以上の長さを有する波形状となっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プレス成形金型に関する。

めっき加工が施された鋼板であるめっき鋼板をブランク材とし、そのブランク材をプレス成形してプレス成形品を製造することがある。その際、プレス成形品に割れが発生するのを防止するために、プレス成形する際に用いられるプレス成形金型（以下、単に「金型」ともいう。）内にブランク材の一部を意図的に流入させる場合がある。この場合、プレス成形品のフランジ部にしわ（以下、「フランジしわ」ともいう。）が発生することがある。特に、プレス成形品の形状が複雑である場合には、部位によって金型内へのブランク材の流入量が不均一となるため、フランジ部の部材が部分的に余ってフランジしわが発生しやすくなる。

フランジしわが発生すると、例えば、製品外観を損ねる、金型が損傷する、パウダリングが発生しやすくなるといった不都合が生じることがある。ここで、「パウダリング」とは、プレス成形時にブランク材のめっきが粉状に剥離する現象をいう。
パウダリングの原因としては、例えば、プレス成形時に金型に設けられた絞りビードをブランク材が通過することで生ずるブランク材の曲げ曲げ戻しによるめっきの損傷が挙げられる。より詳しくは、プレス成形時にフランジしわが発生すると、まず、フランジしわの表裏面でブランク材の曲げ曲げ戻しによってパウダリングが発生する。そして、このフランジしわが絞りビードを通過すると、フランジしわは絞りビードによる曲げ曲げ戻しを受けるため、さらにパウダリングが発生する。特に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板をブランク材とした場合には、他のめっき鋼板と比較してめっきの変形能が一般に低いため、プレス成形時にパウダリングが発生しやすい。

プレス成形時にパウダリングが発生すると、剥離しためっき粉が金型内に堆積する場合がある。この場合には、例えば、剥離しためっき粉がプレスブツ等を発生させる原因となるため、堆積しためっき粉を金型内から除去する工程が別途必要となるといった不都合が生ずることがある。
パウダリングの発生を抑制するためには、プレス成形時におけるフランジしわの発生を抑制することが効果的である。フランジしわの発生を抑制するための技術としては、金型内へのブランク材の流入を抑制する技術が一般的である。例えば、しわ押さえ力を上げる、絞りビードの高さを高くするといった手段を用いることで、金型内へのブランク材の流入を抑制する。

しかし、金型内へのブランク材の流入を単に抑制した場合には、フランジしわは発生しにくくなるが、プレス成形品に割れが生じる恐れがある。
フランジしわの発生を抑制しつつ金型内へのブランク材の流入量を調整する技術として、例えば特許文献１〜３に記載の技術がある。特許文献１、２には、ブランク材に折り曲げ部を設けることで金型内へのブランク材の流入量を減少させて、フランジしわの発生を抑制する技術が記載されている。また、特許文献３には、絞りビードの形状を平面視で波型形状とし絞りビード部のクリアランスを広くすることで、フランジしわの発生を抑制する技術が記載されている。

特開平２−３７９２１号公報 特開２００７−２４５１８８号公報 特許第２９７７０７１号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術では、パウダリングの発生を十分に抑制し得ない場合もある。特許文献１、２に記載の技術では、金型内へのブランク材の流入量を減少させるために、ブランク材のフランジ部に折り曲げ部を設けているが、これはフランジしわを人為的に発生させていることと同義であるため、パウダリングは発生すると考えられる。特に折り曲げ部が絞りビードを通過する場合には、折り曲げ部を設けた際のブランク材の曲げ曲げ戻しと、絞りビードによるブランク材の曲げ曲げ戻しとが複合されるため、多量のパウダリングが発生すると考えられる。

また、特許文献３に記載の技術では、パウダリングの発生を抑制するために絞りビードの形状を平面視で波型形状としているが、この形状ではフランジ部の面内方向の変形に対する剛性を十分に高めることはできないため、フランジしわの発生に対する抑制効果は小さいと考えられる。このため、当該技術では、フランジしわが絞りビードを通過する際に発生するパウダリングに対する抑制効果は小さいと考えられる。
そこで、本願発明は、上記課題に鑑み、プレス成形時に発生するフランジしわに起因するパウダリングの発生を抑制することができるプレス成形金型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、パンチと、ブランクホルダと、前記ブランクホルダに対向して配置されたダイと、を備え、ブランク材の外周端部を前記ブランクホルダのブランクホルダ側挟持面及び前記ダイのダイ側挟持面で挟持し、前記ブランクホルダ及び前記ダイの各中央部側に形成されたプレス成形領域を前記パンチが移動することで前記ブランク材をプレス成形するプレス成形金型であって、前記ブランクホルダ側挟持面及び前記ダイ側挟持面にはそれぞれ、前記プレス成形領域から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状部が互いに噛み合い可能に形成され、前記各波型形状部の輪郭形状は、半波長以上の長さを有する波形状となっていることを特徴とするプレス成形金型である。

本発明の一態様に係るプレス成形金型のブランクホルダ側挟持面及びダイ側挟持面にはそれぞれ、プレス成形領域から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状部が互いに噛み合い可能に形成されている。また、各波型形状部の輪郭形状は、半波長以上の長さを有する波形状となっている。
この構成であれば、ブランクホルダ側挟持面とダイ側挟持面とでブランク材の外周端部を挟持した際に、当該外周端部に上述の波型形状を付与することができる。このため、当該外周端部の面内方向の変形に対する剛性を高めることができ、プレス成形時におけるフランジしわの発生を抑制することができる。ゆえに、フランジしわに起因するパウダリングの発生を抑制することができる。
以上のように、本発明の一態様に係るプレス成形金型であれば、ブランク材をプレス成形した場合に、従来技術と比較してパウダリングの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る金型の構造を模式的に示す断面斜視図である。 本発明の実施形態に係る金型の挟持面の形状を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る金型の波型形状部の変形例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る金型を用いたプレス成形工程を模式的に示す断面斜視図である。 本発明の実施形態に係る金型を用いたプレス成形工程を模式的に示す断面斜視図である。 本発明の実施形態に係る金型を用いたプレス成形工程を模式的に示す断面斜視図である。 本発明の実施形態に係る金型を用いたプレス成形工程を模式的に示す断面斜視図である。 フランジ部に波型形状が付与されたブランク材の形状を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態に係る金型の変形例を模式的に示す断面斜視図である。

まず、本実施形態に係る金型の構造について、図１と図２を参照しつつ説明する。次に、本実施形態に係る金型の波型形状部の変形例について、図３を参照しつつ説明する。
（金型１）
図１は、本実施形態に係る金型１の構造を模式的に示す断面斜視図である。図１に示すように、金型１は、パンチ１０と、ブランクホルダ２０と、ダイ３０とを備えている。なお、金型１は、図１に示した断面に対して面対称な形状をしたものである。
図２は、本実施形態に係る金型１の挟持面の形状を模式的に示す断面図である。より詳しくは、ブランクホルダ２０に備わる挟持面（ブランクホルダ側挟持面）２２及びダイ３０に備わる挟持面（ダイ側挟持面）３２の形状を模式的に示す断面図である。図２に示された「λ」はそれぞれ、ブランクホルダ２０の波型形状部２４及びダイ３０の波型形状部３４の各波型形状部の波長を示し、「Ａ」は各波型形状部の振幅を示している。ここで、振幅とは、振動幅の半分の値を意味する。

以下、金型１に備わる上記部品について順次説明する。
（パンチ１０）
パンチ１０は、ブランク材を絞ってプレス成形品を製造するための部品であって、例えば略直方体をした金属ブロックである。このパンチ１０は、プレス成形時にブランク材と接するプレス成形面１１を有している。
パンチ１０の形状は、図面上下方向から見た場合に、例えば略四角形をしている。もっとも、パンチ１０の形状は、製造するプレス成形品の形状によって様々な形状を取り得る。なお、パンチ１０の図面左右方向の幅は、図１において、「Ｗ１」で示されている。

（ブランクホルダ２０）
パンチ１０の図面上方向には、ブランクホルダ２０が配置されている。このブランクホルダ２０は、ブランク材を挟持するための部品であって、例えば略直方体をした金属ブロックである。また、ブランクホルダ２０は、図面上下方向に移動可能な部品である。
ブランクホルダ２０の中央部分には、ブランクホルダ２０を図面上下方向に貫通する貫通部（プレス成形領域）２１が設けられている。ブランク材をプレス成形する際には、この貫通部２１内をパンチ１０が移動し、ブランク材とパンチ１０とが接する構造となっている。換言すると、貫通部２１は、パンチ１０が通過自在な構造をしている。
この貫通部２１の形状は、図面上下方向から見た場合に、例えば略四角形をしている。より詳しくは、貫通部２１の図面左右方向の幅Ｗ２は、パンチ１０の幅Ｗ１よりも広くなっている。これと同様に、貫通部２１の図面前後方向の幅は、パンチ１０の図面前後方向の幅よりも広くなっている。もっとに、パンチ１０の形状と同様に、貫通部２１の形状は、プレス成形品の形状によって様々な形状を取り得る。

ブランクホルダ２０は、プレス成形時にブランク材を挟持する挟持面２２を備えている。この挟持面２２は、図面上下方向から見て、貫通部２１を取り囲むように設けられている。また、挟持面２２は、絞りビード２３を備えている。この絞りビード２３は、プレス成形時に金型１内（具体的には、後述する貫通部３１内）へブランク材が流入する量を調整するための部品である。
絞りビード２３は、貫通部２１の縁部２１ａの直線部分に沿って延びる溝であって、図面前後方向、図面左右方向の各方向における断面形状は凹状である。絞りビード２３の深さ及び幅は、図２において、それぞれ「ｄ」及び「ｗ１」で示されている。

挟持面２２の絞りビード２３の外側には、波型形状部２４が設けられている。また、挟持面２２のコーナー部２２ａにも、波型形状部２４は設けられている。換言すると、挟持面２２には、貫通部２１の周囲を取り囲むようにして、波型形状部２４が設けられている。この波型形状部２４は、挟持面２２と後述するダイ３０側の挟持面３２とで挟持されたブランク材の外周端部（フランジ部）に波型形状を付与するための部分である。波型形状部２４の形状は、貫通部２１から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状である。より詳しくは、波型形状部２４の形状は、貫通部２１の縁部２１ａから直角にブランクホルダ２０の外縁部２０ａに向かって凹凸を繰り返す波型形状である。
なお、この波型形状部２４は、少なくとも、貫通部２１のコーナー部分（角部）から遠ざかる方向に凹凸を繰り返すように形成されていればよい。

波型形状部２４の波型形状は、例えば、正弦波や余弦波等の三角関数によって記述される形状、半円を組み合わせて記述される形状、その他の関数を組み合わせて記述される形状、関数では記述されない形状である。つまり、本実施形態に係る波型形状は、凹部と凸部とが連続して繰り返されている形状であればよい。例えば、上述の「半円を組み合わせて記述される形状」とは、図３に示すような形状という。なお、図３において、符号「４１」で示された部分は、波型形状が付与されたフランジ部である。

波型形状部２４の輪郭形状は、半波長以上の長さを有する波形状であることを必要とする。なお、波型形状部２４の輪郭形状が１波長以上の長さを有する波形状であれば、フランジしわの発生をより効果的に抑制することができる。
波型形状部２４の波型形状の波長λを振幅Ａで割った値は、２以上であり、より好ましくは３以上である。波長λを振幅Ａで割った値が２未満の場合には、波長λに対して振幅Ａが大きくなりフランジしわの発生を抑制する効果は高くなるが、一方で、例えばブランク材の金型１内への流入量を過剰に抑制してしまう、曲げ曲げ戻し量が大きくなりパウダリングの発生量が多くなってしまうといった不都合が生じ得る。

また、波長λを振幅Ａで割った値は、６以下であり、より好ましくは４以下である。波長λを振幅Ａで割った値が６を超える場合には、波長λに対して振幅Ａが小さくなりフランジしわの発生を抑制する効果が低くなってしまうといった不都合が生じ得る。
なお、図１、２に示された波型形状部２４の波型形状は、三角関数によって記述された波型形状であり、２つの凹部と２つの凸部とを含んだ波型形状（つまり、２波長分の波形状）である。

（ダイ３０）
ブランクホルダ２０の図面上方向には、ダイ３０が配置されている。このダイ３０は、ブランク材を挟持するための部品であって、例えば略直方体をした金属ブロックである。また、ダイ３０は、図面上下方向に移動可能な部品である。
ダイ３０の中央部分には、ダイ３０を図面上下方向に貫通する貫通部（プレス成形領域）３１が設けられている。ブランク材をプレス成形する際には、この貫通部３１内をパンチ１０が移動する。換言すると、貫通部３１は、パンチ１０が通過自在な構造をしている。

この貫通部３１の形状は、図面上下方向から見た場合に、例えば略四角形をしている。より詳しくは、貫通部３１の図面左右方向の幅Ｗ３は、パンチ１０の幅Ｗ１にブランク材の厚みの２倍を加えた長さよりも広くなっている。これと同様に、貫通部３１の図面前後方向の幅は、パンチ１０の図面前後方向の幅にブランク材の厚みの２倍を加えた長さよりも広くなっている。もっとに、パンチ１０及び貫通部２１の形状と同様に、この貫通部３１の形状は、プレス成形品の形状によって様々な形状を取り得る。

ダイ３０は、プレス成形時にブランク材を挟持する挟持面３２を備えている。この挟持面３２は、図面上下方向から見て、貫通部３１の周囲を取り囲むように設けられている。また、挟持面３２は、絞りビード３３を備えている。この絞りビード３３は、プレス成形時に金型１内（具体的には、貫通部３１内）へブランク材が流入する量を調節するための部品である。

絞りビード３３は、貫通部３１の縁部３１ａの直線部分に沿って延びる突起であって、図面前後方向、図面左右方向の各方向における断面形状は矩形状である。絞りビード３３の高さ及び幅は、図２において、それぞれ「ｈ」及び「ｗ２」で示されている。また、この絞りビード３３は、ブランクホルダ２０側の絞りビード２３と噛み合い可能に形成されている。より詳しくは、絞りビード３３の高さｈにブランク材の厚みを加えた長さが、絞りビード２３の深さｄとなっている。また、絞りビード３３の幅ｗ２にブランク材の厚みの２倍を加えた長さが、絞りビード２３の幅ｗ１となっている。

挟持面３２の絞りビード３３の外側には、波型形状部３４が設けられている。また、図示しない挟持面３２のコーナー部（挟持面２２のコーナー部２２ａに対向する部分）にも、波型形状部３４は設けられている。換言すると、挟持面３２には、貫通部３１を取り囲むようにして、波型形状部３４が設けられている。この波型形状部３４は、挟持面３２と挟持面２２とで挟持されたフランジ部に波型形状を付与するための部分である。波型形状部３４の形状は、貫通部３１から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状である。より詳しくは、波型形状部３４の形状は、貫通部３１の縁部３１ａから直角にダイ３０の外縁部３０ａに向かって凹凸を繰り返す波型形状である。図１では、波型形状部３４の凹部に対向して波型形状部２４の凸部が配置されており、波型形状部３４の凸部に対向して波型形状部２４の凹部が配置されている。このように、波型形状部３４は、波型形状部２４と噛み合い可能に形成されている。
なお、この波型形状部３４は、少なくとも、図示しない貫通部３１のコーナー部分（角部）から遠ざかる方向に凹凸を繰り返すように形成されていればよい。

波型形状部３４の波型形状は、上述の波型形状部２４の波型形状と同様に、例えば、正弦波や余弦波等の三角関数によって記述される形状、半円を組み合わせて記述される形状、その他の関数を組み合わせて記述される形状、関数では記述されない形状である。つまり、本実施形態に係る波型形状は、凹部と凸部とが連続して繰り返されている形状であればよい。例えば、上述の「半円を組み合わせて記述される形状」とは、図３に示すような形状という。図３に示すような波型形状であっても、フランジ部４１に波型形状を付与することができる。
波型形状部３４の輪郭形状は、半波長以上の長さを有する波形状であることを必要とする。なお、波型形状部３４の輪郭形状が１波長以上の長さを有する波形状であれば、フランジしわの発生をより効果的に抑制することができる。

また、上述の波型形状部２４の波型形状と同様に、波型形状部３４の波型形状の波長λを振幅Ａで割った値は、２以上であり、より好ましくは３以上である。波長λを振幅Ａで割った値が２未満の場合には、波長λに対して振幅Ａが大きくなりフランジしわの発生を抑制する効果は高くなるが、例えばブランク材の金型１内への流入量を過剰に抑制してしまう、曲げ曲げ戻し量が大きくなりパウダリングの発生量が多くなってしまうといった不都合が生じ得る。

また、波長λを振幅Ａで割った値は、６以下であり、より好ましくは４以下である。波長λを振幅Ａで割った値が６を超える場合には、波長λに対して振幅Ａが小さくなりフランジしわの発生を抑制する効果が低くなってしまうといった不都合が生じ得る。
なお、図１、２に示された波型形状部３４の波型形状は、三角関数によって記述された波型形状であり、２つの凹部と２つの凸部とを含んだ波型形状（つまり、２波長分の波形状）である。

（金型１の変形例）
上述の実施形態では、貫通部２１、３１の周囲を取り囲むようにして設けられた波型形状部２４、３４について説明したが、これに限定されるものではない。波型形状部２４、３４はそれぞれ、少なくとも、貫通部２１、３１のコーナー部から遠ざかる方向に凹凸を繰り返すように形成されていればよい。

また、上述の実施形態では、断面形状が凹状をした絞りビード２３及び凸状をした絞りビード３３について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブランクホルダ２０側の絞りビードの断面形状を凸状とし、ダイ３０側の絞りビードの断面形状を凹状としてもよい。もっとも、この場合であっても、絞りビードは、互いに噛み合い可能となっていることを要する。

また、上述の実施形態では、図面上下方向から見て、直線形状をした絞りビード２３、３３についてそれぞれ説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図面上下方向から見て、互いに波型形状をした絞りビードであってもよい。
また、上述の実施形態では、絞りビード２３、３３を備えた金型１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、金型に絞りビード２３、３３を設けなくてもよい。より詳しくは、挟持面２２には波型形状部２４のみを設け、挟持面３２には波型形状部３４のみを設けてもよい。

（金型１を用いたプレス成形方法）
以下、上述の金型１を用いてブランク材４０をプレス成形する方法について、図４〜８を参照しつつ説明する。図４〜７は、金型１を用いてブランク材４０をプレス成形する際の各工程を模式的に示す断面斜視図である。また、図８は、フランジ部４１に波型形状が付与されたブランク材４０の形状を模式的に示す平面図である。なお、図８では、ブランクホルダ２０とダイ３０の記載を省略している。

本実施形態に係るプレス成形方法は、金型１にブランク材４０をセットする工程と、セットされたブランク材４０の外周端部をブランクホルダ２０とダイ３０とで挟持する工程する工程と、外周端部が挟持されたブランク材４０にパンチ１０のプレス成形面１１を押し付けてブランク材４０をプレス成形する工程とを有している。以下、各工程について説明する。
本実施形態に係る成形方法では、まず、図４に示すように、金型１にブランク材４０をセットする。より詳しくは、ブランクホルダ２０とダイ３０との間にブランク材４０を配置する。金型１にセットするブランク材４０は、例えば、一枚の平板状金属素材を打ち抜いた四角形状の部材であって、合金化溶融亜鉛めっき鋼板等のめっき鋼板である。

次に、図５に示すように、ブランク材４０の外周端部（フランジ部）４１をブランクホルダ２０の挟持面２４とダイ３０の挟持面３４とで挟持する。この際、所定の圧力でフランジ部４１をプレスする。こうして、絞りビード２３と絞りビード３３とで挟持されたフランジ部４１に、図面下方向に突起した凸形状４３を付与する。また、波型形状部２４と波型形状部３４とで挟持されたフランジ部４１に、図面上下方向に凹凸を繰り返す波型形状４４を付与する。

次に、図６に示すように、挟持面２２と挟持面３２とでフランジ部４１が挟持された状態にあるブランク材４０を、その状態を維持しつつ図面下方向に向かって徐々に移動させ所定の圧力でパンチ１０のプレス成形面１１に押し付ける。ブランクホルダ２０とダイ３０が図面下方向に移動するにしたがい、ブランク材４０は、波型形状部２４、３４及び絞りビード２３、３３を通過して金型１内へ流入する。

ここで、フランジ部４１に波型形状４４が付与されたブランク材４０に着目する。図８は、フランジ部４１に波型形状４４が付与されたブランク材４０を模式的に示す平面図である。図８に示すように、プレス成形時におけるブランク材４０のフランジ部４１には、波型形状４４が折り曲げ部４５に対して直角方向に付与されている。これにより、フランジ部４１の面内方向における変形に対する剛性は高められている。よって、プレス成形時にブランク材４０が金型１内へ流入しても（図６を参照）、フランジ部４１の面内方向における変形は軽微なものとなる。ゆえに、プレス成形時におけるフランジしわの発生を抑制することができる。なお、図８に示された各矢印は、ブランク材４０の流入方向またはフランジ部４１の変形方向を示している。また、パンチ１０によってプレス成形されたプレス成形部分には、符号「４６」が付されている。

以上のようにして、ブランク材４０をプレス成形する。その後、成形パネル４２（つまり、プレス成形されたブランク材４０）をブランクホルダ２０とダイ３０とともに図面上方向に移動させる。
最後に、図７に示すように、金型１から成形パネル４２を取り出す。こうして、本実施形態に係るプレス成形方法は終了する。

（金型１を用いたプレス成形方法の変形例）
本実施形態では、挟持面２２と挟持面３２とで挟持されたブランク材４０をパンチ１０に向けて移動させて、ブランク材１０をプレス成形する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、挟持面２２と挟持面３２とで挟持されたブランク材４０に向けてパンチ１０を移動させて、ブランク材１０をプレス成形してもよい。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、貫通部３１を有するダイ３０を備えた金型１を用いてブランク材４０をプレス成形した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、ダイ５０に凹部５１を設け、その凹部５１に突起部５５を設けてもよい。ただし、この場合には、突起部５５に対応する溝部６２を備えたパンチ６０を用いてブランク材４０をプレス成形する必要がある。これにより、突起部５５の形状が付与されたプレス成形品（成形パネル４７）を製造することができる。なお、図９に示された「５０ａ」、「５２」、「５３」、「５４」、「６１」は、それぞれダイ３０の外縁部３０ａ、挟持面３２、絞りビード３３、波型形状部３４、パンチ１０に備わるプレス成形面１１に対応するものである。

［実施例］
金型１を用いて、絞りビードの高さ、波型形状及びプレス成形時のクッション圧を独立に変化させることで、絞りビードの高さ等がフランジしわの発生や成形性にどのように影響を及ぼすかを検証した。以下、その検証結果について説明する。
本検証では、絞りビードの高さは１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの３水準で変化させ、波型形状は波長λを４０ｍｍとして振幅Ａを０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの４水準で変化させた。また、試験ブランク材には２７０Ｄ材を用い、各金型条件でクッション圧を変化させて３０ｍｍの成形高さまで試験ブランク材を成形した。その後、プレス成形品に割れやフランジしわが発生していないか検査を行った。その結果を表１に示す。

表１に示した結果から、金型に波型形状を付与することにより（つまり、プレス成形時にフランジ部に波型形状を付与することにより）、プレス成形品に割れやフランジしわが発生しない成形可能なクッション圧の範囲が広くなることがわかる。
表２は、クッション圧を１２ｔとした場合の各金型条件における成形高さと、板厚減少率とを比較した結果である。

表中のハッチングした部分は、フランジしわが発生した条件である。絞りビードの高さが高いほど、ブランク材は金型内に流入しにくくなる。このため、歩留まりは向上するが板厚減少率が高くなり（つまり、ブランク材の厚みは薄くなり）、割れの危険性が高まる。
表２に示した結果から、金型に波型形状を付与することにより、絞りビードの高さを高くすることなく歩留まりを向上させることができ、且つフランジしわの発生を抑制することができることがわかる。

（効果）
（１）本実施形態に係る金型１は、パンチ１０と、ブランクホルダ２０と、ブランクホルダ２０に対向して配置されたダイ３０と、を備えている。また、金型１は、ブランク材４０のフランジ部４１をブランクホルダ２０の挟持面２２及びダイ３０の挟持面３２で挟持し、ブランクホルダ２０及びダイ３０の各中央部に形成された貫通部２１、３１をパンチ１０が移動することでブランク材４０をプレス成形する金型である。また、挟持面２２及び挟持面３２にはそれぞれ、貫通部２１、３１から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状部２４、３４が互いに噛み合い可能に形成されている。また、波型形状部２４、３４の輪郭形状はそれぞれ、半波長以上の長さを有する波形状となっている。

この構成であれば、貫通部２１、３１から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状４４をフランジ部４１に付与することができる。このため、フランジ部４１の面内方向の変形に対する剛性を高めることができる。したがって、プレス成形時にブランク材４０が金型１内へ流入しても、フランジ部４１の面内方向の変形は軽微なものとなり、プレス成形時におけるフランジしわの発生を抑制することができる。ゆえに、フランジしわの発生に起因するパウダリングの発生も抑制することができる。

（２）また、本実施形態に係るプレス成形金型１の波型形状部２４、３４は、少なくとも、貫通部２１、３１のコーナー部分から遠ざかる方向に凹凸を繰り返すように形成されている。
この構成であれば、少なくとも、プレス成形時における、プレス成形品のコーナー部分におけるフランジしわの発生を抑制することができる。ゆえに、プレス成形品のコーナー部分におけるフランジしわの発生に起因するパウダリングの発生も抑制することができる。

（３）また、本実施形態に係るプレス成形金型１の挟持面２２及び挟持面３２にはそれぞれ、貫通部２１、３１の縁部２１ａ、３１ａに沿って、絞りビード２３、３３が互いに噛み合い可能に形成されている。また、絞りビード２３、２４の外側にはそれぞれ、波型形状部２４、３４が形成されている。
この構成であれば、挟持面２２と挟持面３２とでブランク材４０のフランジ部４１を挟持した際に、そのフランジ部４１に上述の波型形状４４を付与することができる。このため、プレス成形時にブランク材４０が金型１内に流入する際の抵抗力を大きくすることができ、絞りビード２３、３３の高さを低くすることが可能となる。よって、従来技術に係るフランジしわの発生を抑制する手段（例えば、絞りビードの高さを高くする、しわ押さえ力を上げるといった手段）と比較して、ブランク材４０が金型１内に流入する際の抵抗力を小さくすることができる。ゆえに、金型１内にブランク材４０を適度に流入させることが可能となるため、プレス成形時における割れの発生を抑制することができる。
また、絞りビード２３、３３の高さを低くすることが可能となると、絞りビード通過時のブランク材４０の曲げ曲げ戻し量を小さくすることができる。このため、パウダリングの発生をさらに抑制することができる。

（４）また、本実施形態に係るプレス成形金型１の波型形状部２４、３４の波長λを波型形状部２４、３４の振幅Ａで割った値は、それぞれ２以上６以下の範囲内である。
この構成であれば、ブランク材４０の金型１内への流入を過剰に抑制することもなく、曲げ曲げ戻し量が多くなることもない。このため、パウダリングの発生をさらに抑制するとともに、割れの発生をさらに抑制することができる。

１ プレス成形金型、１０ パンチ、１１ プレス成形面、２０ ブランクホルダ、２０ａ 外縁部、２１ 貫通部、２１ａ 縁部、２２ 挟持面、２２ａ コーナー部、２３ 絞りビード、２４ 波型形状部、３０ ダイ、３０ａ 外縁部、３１ 貫通部、３１ａ 縁部、３２ 挟持面、３３ 絞りビード、３４ 波型形状部、４０ ブランク材、４１ 外周端部（フランジ部）、４２ 成形パネル、４３ 凸形状部分、４４ 波型形状部分、４５ 折り曲げ部、４６ プレス成形部分、４７ 成形パネル、５０ ダイ、５０ａ 外縁部、５１ 凹部、５１ａ 縁部、５２ 挟持面、５３ 絞りビード、５４ 波型形状部、５５ 突起部、６０ パンチ、６１ プレス成形面、６２ 溝部、λ 波長、Ａ 振幅、ｄ 絞りビードの深さ、ｈ 絞りビードの高さ、Ｗ１ パンチの幅、Ｗ２ 貫通部の幅、Ｗ３ 貫通部の幅、ｗ１ 絞りビードの幅、ｗ２ 絞りビードの幅

Claims (4)

1. パンチと、ブランクホルダと、前記ブランクホルダに対向して配置されたダイと、を備え、ブランク材の外周端部を前記ブランクホルダのブランクホルダ側挟持面及び前記ダイのダイ側挟持面で挟持し、前記ブランクホルダ及び前記ダイの各中央部側に形成されたプレス成形領域を前記パンチが移動することで前記ブランク材をプレス成形するプレス成形金型であって、
   前記ブランクホルダ側挟持面及び前記ダイ側挟持面にはそれぞれ、前記プレス成形領域から遠ざかる方向に凹凸を繰り返す波型形状部が互いに噛み合い可能に形成され、前記各波型形状部の輪郭形状は、半波長以上の長さを有する波形状となっていることを特徴とするプレス成形金型。
2. 前記各波型形状部は、少なくとも、前記プレス成形領域の角部から遠ざかる方向に凹凸を繰り返すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型。
3. 前記ブランクホルダ側挟持面及び前記ダイ側挟持面にはそれぞれ、前記プレス成形領域の縁部に沿って、絞りビードが互いに噛み合い可能に形成され、
   前記各絞りビードの外側には、前記波型形状部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレス成形金型。
4. 前記波型形状部の波長を前記波型形状部の振幅で割った値は、それぞれ２以上６以下の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプレス成形金型。

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