JP2016036817A - プレス成形品の成形方法およびプレス成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】板状の材料を、角部を境界にして、湾曲部と、この湾曲部の外側に突出している側部とを備える形状にプレス成形するプレス成形品の成形方法において、上記境界の曲げ半径の値を極力小さくすることができるものを提供する。【解決手段】板状の材料を、角部９を境界にして、湾曲部３と、湾曲部３の外側に突出している側部５とを備える形状にプレス成形する第１の成形工程と、湾曲部３の円弧の半径を小さくする変形をさせた状態で、角部９の曲げ半径を小さくするプレス成形をする第２の成形工程とを有するプレス成形品１の成形方法である。【選択図】図３

Description

本発明は、プレス成形品の成形方法およびプレス成形型に係り、特に、薄い板状の材料を成形するものに関する。

従来、図８で示すような、湾曲部３０３と平板状の側部３０５とを備えたプレス成形品３０１を、薄い板状の材料をプレス成形することで得ている。

プレス成形品３０１は、配管３０７を接続するときに使用される。すなわち、図７（ａ）や図９で示すように、２つのプレス成形品３０１を、側部３０５がお互いに接触するように合せて溶接接続し、図８、図９で示すように、この溶接接続によって形成された配管接続材３０９の円形状の３つの開口部３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃのそれぞれに、配管３０７の端部を挿入し、配管３０７を配管接続材３０９に溶接接続している。

なお、プレス成形品３０１がモナカの殻に似ていることで、プレス成形品３０１をモナカ部品と呼ぶことがある。また、従来の技術に関する特許文献として、たとえば、特許文献１、特許文献２を掲げることができる。

特開２００４−３５１４８８号公報 特開２００４−２８５８５１号公報

ところで、配管接続材３０９に配管３０７の端部を挿入して、配管接続材３０９に配管３０７を溶接接続すると、プレス成形品３０１の曲げ半径（湾曲部３０３と側部３０５との境界３１０の曲げＲ）の値が大きいことで、溶接不良が発生しやすいという問題がある。

つまり、プレス成形品３０１の湾曲部３０３と側部３０５との境界３１０の曲げＲのところの配管接続材３０９の内周部と、配管３０７の外周部との間の隙間３１３が大きいので（図９等参照）、この隙間３１３での溶接の肉盛りが不十分になり、溶接部に空隙が発生しガス等の漏れが発生するおそれがある。

そこで、図１０〜図１３で示す工程を経てプレス成形品３０１を成形することで、プレス成形品３０１における湾曲部３０３と側部３０５との境界３１０の曲げＲの値を極力小さくする方法が採用されている。

図１０で示す工程では、ドロー型３１５を用いて、材料を湾曲部３０３と側部３０５とを備えた形状に成形している。この成形によって、湾曲部３０３と側部３０５との境界３１０には、図１４（ａ）で示すような大きな曲げＲが形成される。図１１で示す工程では、ラフトリム型３１７を用いて側部３０５の端部を切断し、図１２で示す工程では、リストライク型３１９を用いて、湾曲部３０３と側部３０５との境界３１０の曲げＲの値を小さくし、図１１で示す工程では、正規トリム型３２１を用いて側部３０５の端部を切断し、プレス成形品３０１を得ている。

しかし、図１０〜図１３で示す方法を用いても、湾曲部３０３と側部３０５との境界３１０の曲げＲの値が十分に小さくならず、図１４（ｂ）で示すように、境界３１０がひけた形状等の不正確な形状になり、上述した隙間３１３を小さくすることは難しい。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、板状の材料を、角部を境界にして、湾曲部と、この湾曲部の外側に突出している側部とを備える形状にプレス成形するプレス成形品の成形方法およびプレス成形型において、上記境界の曲げ半径の値を極力小さくすることができるものを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、板状の材料を、角部を境界にして、湾曲部と、この湾曲部の外側に突出している側部とを備える形状にプレス成形する第１の成形工程と、前記第１の成形工程での成形後、前記湾曲部の円弧の半径を小さくする変形をさせた状態で、前記角部の曲げ半径を小さくするプレス成形をする第２の成形工程とを有するプレス成形品の成形方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレス成形品の成形方法において、前記第２の成形工程で成形されたものの湾曲部の円弧の半径は、前記第１の成形工程で成形されたものの湾曲部の円弧の半径よりも小さく、前記第２の成形工程での成形をするために前記変形をさせたときの湾曲部の円弧の半径よりも大きいプレス成形品の成形方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプレス成形品の成形方法において、前記湾曲部は半円筒状に形成されており、前記角部は、前記湾曲部の一対の母線の箇所に形成されており、前記湾曲部の半円筒の中心軸の延伸方向から見ると、前記各側部の延長線上に、前記湾曲部の円弧の中心が位置しており、前記２の成形工程は、前記一対の側部のそれぞれを前記湾曲部の円弧の中心側に押すことで前記湾曲部の円弧の半径を小さくして、前記角部の曲げ半径を小さくするプレス成形をする工程であるプレス成形品の成形方法である。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のプレス成形品の成形方法において、前記第２の成形工程は、第１の凸型と凹型と側部型とを用いて前記湾曲部の円弧の半径を小さくし、前記凹型と第２の凸型とを用いて前記角部近傍の前記湾曲部の部位を挟み込むことで、前記角部の曲げ半径を小さくするプレス成形をする工程であるプレス成形品の成形方法である。

請求項５に記載の発明は、板状の材料をプレス加工によって、半円筒状の湾曲部と、この湾曲部の一対の母線の箇所に設けられている角部を境にして前記湾曲部の外側方向に突出している側部とを備える形状に一次成形した後、第１の凸型と第２の凸型と側部型と凹型とを用いて、前記角部の曲げ半径をさらに小さく二次成形するプレス成形型において、前記一対の側部を前記凹型で前記側部型に押し込むことで、前記側部型により前記一対の側部の両端を前記湾曲部の円弧の中心側に押し、前記湾曲部の凹面の中央部を前記第１の凸型に面接触させて前記湾曲部の円弧の半径を小さくし、前記凹型と前記側部型とで前記一対の側部を挟むとともに、前記凹型と前記第１の凸型とで前記湾曲部の中央を挟み、前記一対の側部を前記凹型で前記側部型に押し込んだ状態で、前記第２の凸型を前記湾曲部の凹面内に入れることで、前記湾曲部を前記凹型側に押し、前記湾曲部の円弧の半径を大きくし、前記角部の曲げ半径を、前記一次成形をした直後の曲げ半径に比べて小さくするように構成されているプレス成形型である。

本発明によれば、板状の材料を、角部を境界にして、湾曲部と、この湾曲部の外側に突出している側部とを備える形状にプレス成形するプレス成形品の成形方法およびプレス成形型において、上記境界の曲げ半径の値を極力小さくすることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るプレス成形品の成形で使用される第１の型（ドロー型）を示す図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形品の成形で使用される第２の型（ラフトリム型）を示す図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形品の成形で使用される第３の型（リストライク型）を示す図であって、プレス成形品をリストライクする前の状態を示す図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形品の成形で使用される第３の型（リストライク型）を示す図であって、プレス成形品をリストライクする途中の状態を示す図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形品の成形で使用される第３の型（リストライク型）を示す図であって、プレス成形品をリストライクし終えた状態を示す図である。 （ａ）は、第３の型（リストライク型）を用いてプレス成形品をリストライクする前の状態、途中の状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、第３の型（リストライク型）を用いてプレス成形品をリストライクし終えた状態を模式的に示す図である。 （ａ）は、２つの従来のプレス成形品を合せた状態を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るプレス成形品の成形方法で成形された２つのプレス成形品を合せた状態を示す図である。 プレス成形品とこの使用状態を示す図である。 従来のプレス成形品の使用状態を示す図である。 従来のプレス成形品の成形方法で使用される第１の型（ドロー型）を示す図である。 従来のプレス成形品の成形方法で使用される第２の型（ラフトリム型）を示す図である。 従来のプレス成形品の成形方法で使用される第３の型（リストライク型）を示す図である。 従来のプレス成形品の成形方法で使用される第４の型（正規トリム型）を示す図である。 （ａ）は、従来のドロー型で成形されたものを示す図であり、（ｂ）は、従来のリストライク型で成形されたものを示す図である。

本発明の実施形態に係る成形方法および型で成形されるプレス成形品１は、図７（ｂ）、図８等で示すように、湾曲部３と側部５とを備えて構成されている。また、プレス成形品１は、図７（ｂ）で示すように、２つのものがお互いの側部５を合わせて溶接接続した態様で使用される。これにより、一対の湾曲部３で筒状の部位が形成され、この筒状の部位内に、図８で示すように、配管７の端部が挿入され溶接接続される。

なお、２つのプレス成形品１が合わさったものは、平面視すると、図８で示すように、たとえば、「Ｙ」字状に形成されており、３つの開口部のそれぞれに、配管７（７Ａ）、配管７（７Ｂ）、配管７（７Ｃ）が溶接接続される。配管７Ａ、７Ｂは、たとえば、自動車のエンジンのシリンダにつながっており、配管７Ａ、７Ｂ内を通ってシリンダから流れてきた排ガスが、配管７Ｃ内を通って触媒コンバータ等に流れるようになっている。

次に、プレス成形品１の成形方法について説明する。プレス成形品１は、たとえば、鉄や鉄合金等の金属で構成された板状の材料をプレス加工によって所定形状に成形することで生成される。

プレス成形品１の成形方法は、第１の成形工程（ドロー工程）と、第１のトリム工程（ラフトリム工程）と、第２の成形工程（リストライク工程）と、第２のトリム工程（正規トリム工程）とを有する。

第１の成形工程では、板状の材料を、所定の小さな曲げ半径（曲げＲ）の角部９や隅部１１を境界（角部９および隅部１１のところを境）にして、湾曲部３と、この湾曲部３の外側（凸側；たとえば、湾曲部３の円弧の中心から離れる側）に突出している平板状の側部５とを備える形状にプレス成形する（図１参照）。

第１の成形工程で成形されたもの（一次成形品）１Ａは、湾曲部３の端に角部９と隅部１１とが形成されており、角部９と隅部１１のところから側部５が湾曲部３の円弧の外側に突出している。

さらに説明すると、角部９と隅部１１とは、湾曲部３と側部５との境であって板状の材料が９０°等の角度で急激に曲がっている箇所に形成されている。角部９は材料の厚み方向の一方の凸側の部位であり、隅部１１は材料の厚み方向の他方の凹側の部位である。

角部９や隅部１１で材料が完全に直角等の急激な角度で曲がっていることが理想であるが、実際には、角部９や隅部１１で材料が完全に直角等の急激な角度で曲がることはない。角部９や隅部１１は、湾曲部３に比べて相当に小さい半径の円弧状になっている（小さな曲げＲが形成されている）。隅部１１の曲げ半径の値は、材料の板厚の値と等しいかもしくは材料の板厚よりも僅かに大きくなっている。また、角部９の曲げ半径は、隅部１１の曲げ半径よりも僅かに大きくなっている。

第１のトリム工程では、第１の成形工程での成形後、側部５の端部をたとえばせん断加工によって切断し、側部５の外形を整える（図２参照）。

第２の成形工程では、第１の成形工程での成形後、および、第１のトリム工程での成形後、湾曲部３の円弧の半径を小さくする弾性変形をさせた状態（たとえば、側部５を湾曲部３の円弧の中心側に押して湾曲部３を弾性変形させた状態）で、角部９や隅部１１の曲げ半径（曲げＲ）を小さくする（図３〜図５参照）。

第２の成形工程で成形されたもの（二次成形品）１Ｂでは、角部９の曲げ半径が、一次成形品１Ａの角部９の曲げ半径よりも小さくなっており、隅部１１の曲げ半径も、一次成形品１Ａの隅部１１の曲げ半径より小さくなっている。

第２のトリム工程（図示せず）では、従来と同様にして、第２の成形工程での成形後、側部５の端部をたとえばせん断加工によって切断し、側部５の外形を整える。

また、プレス成形品１の成形方法において、第２の成形工程で成形された二次成形品１Ｂの湾曲部３の円弧の半径は、第１の成形工程で成形された一次成形品（第２の成形工程での変形がされる前の一次成形品）１Ａの湾曲部３の円弧の半径よりも小さく、第２の成形工程での成形をするために上記変形させたときの湾曲部３の円弧の半径よりも大きくなっている。

すなわち、図１、図２、図３、図６（ａ）で示すＲ１の値と、図４で示すＲ２の値と、図５、図６（ｂ）で示すＲ３の値とを比較すると、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２になっている。なお、上記説明では、Ｒ１＞Ｒ３になっているが、二次成形品１Ｂの湾曲部３の円弧の半径Ｒ３が一次成形品１Ａの湾曲部３の円弧の半径Ｒ１と等しくなっていてもよい。半径Ｒ１、半径Ｒ３、半径Ｒ２は、湾曲部３の凹側の円弧の半径である。

プレス成形品１の成形方法についてさらに説明すると、湾曲部３は半円筒状（円筒をこの中心軸を含む１つの平面に２つに分割して得られる一方の立体の形状）に形成されており、角部９と隅部１１とは、湾曲部３の一対の母線の箇所（上記平面で分割された箇所）のそれぞれに形成されており、側部５は、一対の角部９、隅部１１のそれぞれから突出している。

また、湾曲部３の半円筒の中心軸（湾曲部３の半円筒状の元になる円筒の中心軸；湾曲部３の円弧の中心を含む中心軸）の延伸方向から見ると、平板状（直線状）の側部５は、角部９と隅部１１のところで、湾曲部３から直角に曲がっていて、各側部５の延長線上に、湾曲部３の円弧の中心が位置している。

第２の成形工程では、一対の平板状の側部５のそれぞれを湾曲部３の円弧の中心側に押すことで湾曲部３の円弧の半径を小さくした状態（図４の半径Ｒ２）で、角部９や隅部１１の曲げ半径を小さくする。

なお、すでに理解されるように、第１の成形工程で成形されたもの（一次成形品）１Ａにおける湾曲部３と一対の角部９と一対の側部５とで構成されている部位や、第２の成形工程で成形されたもの（二次成形品１Ｂ）における湾曲部３と一対の角部９と一対の側部５とで構成されている部位は、次に示す「Ω」字形状に形成されている。

すなわち、上記部位（湾曲部３と一対の角部９と一対の側部５とで構成されている部位）は、所定の一平面に描かれた「Ω」字状の図形を、上記一平面に対して直交する方向に所定の距離だけ動かしたときに、上記所定形状の図形の軌跡で形成される立体形状に形成されている。

ここで、上記所定形状（「Ω」字状の図形）とは、半円弧と第１の線分とこの第１の線分とたとえば長さが等しい第２の線分とで構成されている。上記第１の線分は、この延長線上に上記半円弧の中心が存在するようにして、上記半円弧の一端から、上記半円弧の中心とは反対側（半円弧の中心から離れる側）に所定の長さ延びている。上記第２の線分は、この延長線上に上記半円弧の中心が存在するようにして、上記半円弧の他端から、上記半円弧の中心とは反対側（半円弧の中心から離れる側）に所定の長さ延びている。なお、上記半円弧や各線分に幅があるとすると（半円弧や各線分に線の太さがあるとすると）、上記幅は、板状の材料の厚さと等しい。

また、第２の成形工程では、第１の凸型（第１のパンチ）１３と凹型（ダイ）１５と側部型１７とを用いて湾曲部３の円弧の半径を小さくしておいて、凹型１５と第２の凸型（第２のパンチ）１９とを用いて角部９や隅部１１近傍の湾曲部３の部位を挟み込むことで、角部９や隅部１１の曲げ半径を小さくする（図３〜図５参照）。

次に、プレス成形品１の成形方法で使用される各種のプレス成形型（たとえば、金型）について説明する。各種のプレス成形型として、図１に示す第１の型（ドロー型）２１と、図２に示す第２の型（ラフトリム型）２９と、図３〜図５に示す第３の型（リストライク型）３７と、第４の型（正規トリム型；図示せず、ただし、図１３に示す従来のものとほぼ同形状）とを掲げることができる。

第１の型２１は、第１の成形工程（ドロー工程）で使用されるものであり、図１で示すように、凸型２３と凹型２５と材料載置型２７とを備えており、板状の材料を、凸型２３と凹型２５と材料載置型２７とを用いたプレス加工によって、湾曲部３と、一対の側部５とを備える形状に一次成形するものである。

さらに説明すると、たとえば、一対の側部５になる材料の両端部を材料載置型２７と凹型２５とで挟み込んだ状態で、凸型２３を凹型２５に対して近づけて湾曲部３を成形するように構成されている。

第２の型２９は、第１のトリム工程（ラフトリム工程）で使用されるものであり、図２で示すように、凸型３１と凹型３３とトリム型３５とを備えており、第１の型２１でプレス成形された一次成形品１Ａの側部５の端部を、凸型３１と凹型３３とトリム型３５とを用い、せん断加工によって成形するものである。

さらに説明すると、湾曲部３とせん断で除去される端部を除く側部５の部位を凸型３１と凹型３３とで挟み込んだ状態で、トリム型３５を凸型３１と凹型３３に対して移動し、一対の側部５の端部をせん断加工して成形するものである。

第３の型３７は、第２の成形工程（リストライク工程）で使用されるものであり、図３等で示すように、第１の凸型（第１のパンチ）１３と第２の凸型（第２のパンチ）１９と側部型１７と凹型（ダイ）１５とを備えて構成されている。

第３の型３７は、すでに理解されるように、第１の型２１で一次成形品１Ａをプレス成形し、第２の型で一次成形品１Ａの側部５の端部を除去した後、第１の凸型（第１のパンチ）１３と第２の凸型（第２のパンチ）１９と側部型１７と凹型（ダイ）１５とを用いて、一次成形後の材料（一次成形品）１Ａの角部９と隅部１１との曲げ半径をさらに小さく二次成形するものである。

さらに説明すると、一次成形品１Ａの一対の側部５を凹型１５で（図３に示す状態から凹型１５を側部型１７側に移動して）側部型１７に押し込むことで、側部型１７により一次成形品１Ａの一対の側部５の両端を一次成形品１Ａの湾曲部３の円弧の中心側に押す（図６（ａ）参照）。

そして、図４、図６（ａ）で示すように、一次成形品１Ａの湾曲部３の凹面の中央部（湾曲部３の円弧の延伸方向における中央部；後述する幅方向の中央部）を第１の凸型１３に面接触させて、一次成形品１Ａの湾曲部３の円弧の半径を小さくし（図３で示す半径Ｒ１を図４、図６（ａ）で示す半径Ｒ２にし）、凹型１５と側部型１７とで一次成形品１Ａの一対の側部５を後述する上下方向から挟むとともに、凹型１５と第１の凸型１３とで一次成形品１Ａの湾曲部３の凸面の中央（湾曲部３の円弧の延伸方向における中央；後述する幅方向の中央）を挟むようになっている。

続いて、図４、図６（ａ）に示す状態（一次成形品１Ａの一対の側部５を、凹型１５を後述する下方に移動して凹型１５で側部型１７に押し込んだ状態）で、第２の凸型１９を後述する上方に移動し一次成形品１Ａの湾曲部３の凹面内に入れることで、一次成形品１Ａの湾曲部３を凹型１５側に押すようになっている（図５、図６（ｂ）参照）。

そして、一次成形品１Ａの湾曲部３の凸面の全面を凹型２５の半円柱側面状の凹面に面接触させて、一次成形品１Ａの湾曲部３の円弧の半径を僅かに大きくし（半径を図４に示すＲ２から図５に示すＲ３にし）、一次成形品１Ａの角部９と隅部１１との曲げ半径を、一次成形をした直後の（一次成形をしたままの）一次成形品１Ａの曲げ半径に比べて小さくするようになっている。

ここで、一次成形品１Ａの角部９と隅部１１との曲げ半径を、一次成形をした直後の曲げ半径に比べて小さくすることについてさらに説明する。一次成形品１Ａの一対の側部５を凹型１５で側部型１７に押し込み凹型１５と側部型１７とで一次成形品１Ａの一対の側部５を挟んでいる状態で、第２の凸型１９を一次成形品１Ａの湾曲部３の凹面内に入れると、角部９およびこの近傍の湾曲部３のところ（半径がＲ２になって材料の肉あまりが生じているところ）に第２の凸型１９が当接し、第２の凸型１９が角部９や隅部１１をせん断するような態様で塑性変形させる。これにより、角部９や隅部１１との小さな曲げ半径が、ひけ等を発生させない態様で正確に形成される。

第３の型３７について図３〜図５を参照しつつさらに詳しく説明する。説明の便宜のために、所定の一方向を前後方向とし、この前後方向に対して直交する所定の一方向を幅方向とし、前後方向と幅方向とに対して直交する方向を上下方向とする。

第１の凸型１３は、成形直後の一次成形品１Ａの湾曲部３の凹面の円弧の半径よりも半径の小さい円柱（第１の円柱）をこの中心軸に平行な１つの平面で切断し大小２つの立体に分割して得られる小さい方の立体である第１の円柱切断体状の部位（第１の部位）３９を備えた形状になっている。

第１の凸型１３の第１の部位３９は、上記１つの平面で切断した面が上下方向と直交ししかも上記第１の円柱の中心軸が前後方向に延びた姿勢になっている。これにより、第１の部位３９の円柱側面状の凸曲面は上方を向いている。

第２の凸型１９は、成形直後の一次成形品１Ａの湾曲部３の凹面の円弧の半径よりも小さく、第１の凸型１３の円柱の半径よりも大きい半径の円柱（高さが第１の円柱と等しい第２の円柱）を、この中心軸を含む１つ目の平面と、前記中心軸に平行な２つ目の平面とで切断して得られる３つの立体のうちの上記１つ目の平面と上記２つ目の平面との間に位置していた立体である第２の円柱切断体状の部位（第２の部位）４１を備えた形状に形成されている。

第２の凸型１９の第２の部位４１は、上記各平面で切断した面が上下方向と直交し１つ目の平面で切断した面が下方を向き２つ目の平面で切断した面が下方を向きしかも第２の円柱の中心軸が前後方向に延びた姿勢になっている。第２の凸型１９の第２の部位４１は、前後方向および横方向では第１の凸型１３と同じところに位置しており、上下方向では、第１の凸型１３の第１の部位３９の下方に位置している。

また、第２の凸型１９は、第１の凸型１３に対して上下方向に移動自在になっている。第２の凸型１９が上昇端に位置しているときには、第２の凸型１９の第２の部位４１の上面（２つ目の平面で切断した面）と第１の凸型１３の第１の部位３９の下面とがお互いに面接触している。第２の凸型１９が下降端に位置しているときには、第２の凸型１９は第１の凸型１３から所定の距離だけ離れている。

さらに、第１の部位３９における厚さ寸法の値（第１の円柱の半径の値から、第１の部位３９を形成する平面と第１の円柱の中心軸との間の寸法の値を引いた値）と、第２の部位４１における厚さ寸法の値（１つ目の平面と２つ目の平面との間の距離の値）との和は、第２の円柱の半径と等しくなっている。

したがって、第２の凸型１９が上昇端に位置しているときにおける第１の凸型１３の第１の部位３９と第２の凸型１９の第２の部位４１との上下方向の合計寸法の値は、第２の円柱の半径の値と等しくなっている。

凹型１５は、直方体状のものに円柱状の貫通孔をあけ、この貫通孔があけられたものを１つの平面によって２等分割して得られる一方の立体である直方体切断体状の部位（第３の部位）４３を備えた形状に形成されている。

直方体状のものの上下方向や横方向の寸法は一次成形品１Ａの湾曲部３の凸面の円弧の半径を２倍した値よりも大きく、直方体状の高さ寸法は第１の円柱や第２の円柱の高さ寸法と等しい。貫通孔の半径の値は、成形直後の一次成形品１Ａの湾曲部３の凸面の円弧の半径の値よりも僅かに小さく、第２の円柱の半径Ｒ３の値に板状の材料の板厚の値を加えた値になっている。貫通孔は、高さ方向で直方体状のものを貫通しており、上下方向や横方向では、直方体状のものの中央に位置している。また、上記２等分割をする平面は、円柱状の貫通孔の中心軸を含んでいるとともに上下方向に対して直交している。

また、凹型１５の第３の部位４３は、上記１つの平面で切断した面が上下方向と直交していて下方を向いている。これにより、凹型１５の第３の部位４３の円柱側面状の凹曲面は下方を向いている。また、上記貫通孔の中心軸が前後方向に延びている。凹型１５の第３の部位４３は、前後方向および横方向では第１の凸型１３の第１の部位３９や第２の凸型１９の第２の部位４１と同じところに位置しており、上下方向では、第１の凸型１３の第１の部位３９の上方に位置している。

また、凹型１５は、第１の凸型１３や第２の凸型１９に対して上下方向に移動自在になっている。凹型１５が下降端に位置しているときには、第１の凸型１３の第１の部位３９の凸曲面と凹型１５の第３の部位４３の凹曲面との間には、プレス成形品１の材料の板厚と同程度隙間が形成される。

さらに、凹型１５が下降端に位置し第２の凸型１９が上昇端に位置しているときには、第１の凸型１３の第１の部位３９の凸曲面および第２の凸型１９の第２の部位４１の凸曲面（横方向の両曲面）と、凹型１５の第３の部位４３の凹曲面との間には、二次成形品１Ｂの湾曲部３と同形状の間隙が形成されるようになっている。

なお、横方向の中央では第１の凸型１３の第１の部位３９の凸曲面と凹型１５の第３の部位４３の凹曲面との間の間隙がプレス成形品１の材料の板厚とほぼ等しくなっているが、第１の凸型１３の第１の部位３９の凸曲面の円弧の半径Ｒ２が、第２の凸型１９の第２の部位４１の凸曲面の円弧の半径Ｒ３よりも小さくなっているので、横方向の中央から横方向に離れるにしたがって、第１の凸型１３の第１の部位３９の凸曲面と凹型１５の第３の部位４３の凹曲面との間の間隙の幅が次第に大きくなっている。一方、第２の凸型１９の第２の部位４１の凸曲面と凹型１５の第３の部位４３の凹曲面との間の間隙は、プレス成形品１の材料の板厚とほぼ等しくなっている。

ところで、第２の凸型１９の第２の部位４１において、凸曲面（横方向の両曲面）を円弧状に形成することに代えて、平面状の斜面で形成してもよい。

側部型１７は、一対の「Ｌ」字状の部位４５を備えた形状に形成されている。

「Ｌ」字状の部位４５は、直方体状のもの（元材）にこの直方体よりも小さい直方体状の切り欠き４７を設け、この切り欠き４７が設けられたものに、さらに斜面４９を形成するための切り欠き（直角三角柱状の切り欠き）を設けた形状に形成されている。

元材の高さ寸法は、第１の円柱や第２の円柱の高さ寸法と等しい。直方体状の切り欠き４７の上下方向や横方向の寸法は、元材の上下方向や横方向の寸法よりも小さく、直方体状の切り欠き４７は、元材の１つの角部のところで元材の高さ方向の全長にわたって設けられている。これにより、切り欠き４７等が設けられた元材を高さ方向から見ると、図３等で示すように、「Ｌ」字状になっている。

また、斜面４９を形成するための切り欠きも、元材の高さ方向の全長にわたって設けられている。元材の高さ方向から見たときに、「Ｌ」字の一対のお互いが直交する内面（凹側の面；直方体状の切り欠きで形成された面）のうちの一方の内面の一部に、斜面４９が形成されている。

斜面４９は、「Ｌ」字の一対の内面の交差部位から離れた箇所から、一方の内面の端（他方の内面とは反対側の端）にわたって形成されている。これにより、切り欠き４７等が設けられた元材を高さ方向から見たときに、斜面４９が設けられている箇所では、「Ｌ」字の一方の直方体状の部位の幅が、一方の直方体状の部位から離れるにしたがって（上側に向かうにしたがって）次第に狭くなっている。

また、一対の「Ｌ」字状の部位４５は、元材の高さ方向が前後方向になり、他方の内面が上下方向と直交し、一方の内面が横方向と直交する姿勢になっている。また、一対の「Ｌ」字状の部位４５は、前後方向および高さ方向では、お互いが同じところに位置しており、横方向では、所定の距離だけ離れており、斜面４９が設けられている一方の内面同士がお互いに対向している。

一対の「Ｌ」字状の部位４５は、横方向では、第１の凸型１３の第１の部位３９、凹型２５の第３の部位４３、第２の凸型１９の第２の部位４１の外側に位置している。横方向では、第１の凸型１３の第１の部位３９の中心の位置と、第２の凸型１９の第２の部位４１の中心の位置と、凹型２５の第３の部位４３の中心の位置と、一対の「Ｌ」字状の部位４５の中心の位置とはお互いが一致している。

また、一対の「Ｌ」字状の部位４５は、上下方向で、第１の凸型１３、凹型１５、第２の凸型１９に対して移動自在になっている。ただし、一次成形品１Ａの角部９と隅部１１との曲げ半径をさらに小さく成形するときには、上下方向で、「Ｌ」字状の部位４５の他方の内面（上下方向に対して直交している平面）と第１の凸型１３の第１の部位３９の上端との間の距離の値が、一次成形品１Ａの上下方向における側部５の下面と湾曲部３の凹曲面の上端との間の寸法の値と、ほぼ等しくなる位置（成形位置）に位置している。

なお、一対の「Ｌ」字状の部位４５の第１の凸型１３等に対する位置を、一次成形品１Ａの角部９と隅部１１との曲げ半径をさらに小さく成形するときの位置（成形位置）で固定してもよい。

一対の「Ｌ」字状の部位４５の一方の内面（斜面４９を含み横方向に対して直交している面）は、一次成形品１Ａの一対の側部５を内側（湾曲部３の円弧の中心側）に押す側部押圧部になっており、一対の「Ｌ」字状の部位４５の他方の内面（上下方向に対して直交している面）は、一次成形品１Ａの一対の側部５が載置される側部載置部になっている。

そして、凹型１５を下方に移動し一次成形品１Ａの一対の側部５を側部型１７に押し込むことで、一対の側部５の端が斜面４９で横方向に（湾曲部３の円弧の中心側）に押され、湾曲部３の円弧の半径が次第に小さくなり、湾曲部３の凹面が第１の凸型１３の第１の部位３９の凸面に面接触し、凹型２５の凹曲面の両側に存在する２つの平面（下面）と、側部載置部とで、一対の側部５が挟まれるようになっている。

この状態で、第２の凸型１９を上昇させることで、湾曲部３の幅方向の両端部が凹型２５と第２の凸型１９の凸曲面（横方向の両曲面）とで挟まれて、角部９や隅部１１の曲げ半径が小さい二次成形品１Ｂが成形されるようになっている。

第４の型（図示せず）は、第２のトリム工程（正規トリム工程）で使用されるものであり、第２の型２９や図１３で示す従来の型と同様に構成されている。

なお、上記説明では、第１のトリム工程と第２のトリム工程とを経て、プレス成形品１を得ているが、上記各トリム工程の一方を削除してもよいし、上記各トリム工程の両方を削除してもよい。さらに、トリム工程を、第１の成形工程や第２の成形工程に含めてもよい。

プレス成形品１の成形方法（たとえば、第３の型３７を用いた成形方法）によれば、第２の成形工程で、第１の成形工程での成形後の湾曲部３の円弧の半径を小さくする変形をさせた状態で、角部９の曲げ半径を小さくするプレス成形をするので、湾曲部３の円弧の半径を小さくする変形が発生し、角部９の近傍の湾曲部３で材料に肉あまりが発生する。この肉あまりが存在することで、湾曲部３と側部５との境界の曲げ半径の値を極力小さくすることができる。

これにより、２つのプレス成型品１の側部５のそれぞれを合わせて筒状に形成し（図７（ｂ）参照）、円筒状の配管７の端部を上記筒部（２つのプレス成型品１の筒部）に挿入したとき、プレス成形品１の内周部（湾曲部３と側部５との境界の曲げＲのところの内周部）と配管７の外周部との間の隙間が小さくなり、この隙間を溶接の肉盛りで確実に塞ぐことができ、ガス等の漏れが発生するおそれを無くすことができる。

また、プレス成形品１の成形方法によれば、第２の成形工程で成形されたものの湾曲部３の円弧の半径が、第１の成形工程で成形されたものの湾曲部３の円弧の半径よりも小さく、第２の成形工程での成形をするために変形させたときの湾曲部３の円弧の半径よりも大きいので、湾曲部３のスプリングバック量を極力小さくすることができ、プレス成形品１の形状精度が向上する。

１ プレス成形品
３ 湾曲部
５ 側部
９ 角部
１３ 第１の凸型
１５ 凹型
１７ 側部型
１９ 第２の凸型
３７ プレス成形型
Ｒ３ 湾曲部の円弧の半径
Ｒ１ 湾曲部の円弧の半径
Ｒ２ 湾曲部の円弧の半径

Claims (5)

1. 板状の材料を、角部を境界にして、湾曲部と、この湾曲部の外側に突出している側部とを備える形状にプレス成形する第１の成形工程と、
   前記第１の成形工程での成形後、前記湾曲部の円弧の半径を小さくする変形をさせた状態で、前記角部の曲げ半径を小さくするプレス成形をする第２の成形工程と、
   を有することを特徴とするプレス成形品の成形方法。
2. 請求項１に記載のプレス成形品の成形方法において、
   前記第２の成形工程で成形されたものの湾曲部の円弧の半径は、前記第１の成形工程で成形されたものの湾曲部の円弧の半径よりも小さく、前記第２の成形工程での成形をするために前記変形をさせたときの湾曲部の円弧の半径よりも大きいことを特徴とするプレス成形品の成形方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のプレス成形品の成形方法において、
   前記湾曲部は半円筒状に形成されており、
   前記角部は、前記湾曲部の一対の母線の箇所に形成されており、
   前記湾曲部の半円筒の中心軸の延伸方向から見ると、前記各側部の延長線上に、前記湾曲部の円弧の中心が位置しており、
   前記２の成形工程は、前記一対の側部のそれぞれを前記湾曲部の円弧の中心側に押すことで前記湾曲部の円弧の半径を小さくして、前記角部の曲げ半径を小さくするプレス成形をする工程であることを特徴とするプレス成形品の成形方法。
4. 請求項３に記載のプレス成形品の成形方法において、
   前記第２の成形工程は、第１の凸型と凹型と側部型とを用いて前記湾曲部の円弧の半径を小さくし、前記凹型と第２の凸型とを用いて前記角部近傍の前記湾曲部の部位を挟み込むことで、前記角部の曲げ半径を小さくするプレス成形をする工程であることを特徴とするプレス成形品の成形方法。
5. 板状の材料をプレス加工によって、半円筒状の湾曲部と、この湾曲部の一対の母線の箇所に設けられている角部を境にして前記湾曲部の外側方向に突出している側部とを備える形状に一次成形した後、第１の凸型と第２の凸型と側部型と凹型とを用いて、前記角部の曲げ半径をさらに小さく二次成形するプレス成形型において、
   前記一対の側部を前記凹型で前記側部型に押し込むことで、前記側部型により前記一対の側部の両端を前記湾曲部の円弧の中心側に押し、前記湾曲部の凹面の中央部を前記第１の凸型に面接触させて前記湾曲部の円弧の半径を小さくし、前記凹型と前記側部型とで前記一対の側部を挟むとともに、前記凹型と前記第１の凸型とで前記湾曲部の中央を挟み、
   前記一対の側部を前記凹型で前記側部型に押し込んだ状態で、前記第２の凸型を前記湾曲部の凹面内に入れることで、前記湾曲部を前記凹型側に押し、前記湾曲部の円弧の半径を大きくし、前記角部の曲げ半径を、前記一次成形をした直後の曲げ半径に比べて小さくするように構成されていることを特徴とするプレス成形型。
   

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