JP2017042826A - 伸びフランジ成形部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伸びフランジ成形を伴って製造される伸びフランジ成形部品を、伸びフランジワレを抑制しつつ低い成形荷重で製造する。【解決手段】第１凹状外周縁部３ａを有する天板部３と縦壁部５に連続して天板部３側に屈曲し第２凹状外周縁部７ａを有するフランジ部７を備える伸びフランジ成形部品を製造する製造方法である。ブランク材を、ダイとパンチでプレス成形することで、第１凹状外周縁部３ａに沿って縦壁部５の一部５Ａをプレス成形すると同時に、フランジ部７となる位置の外側に第２凹状外周縁部７ａに沿って稜線９が延び且つ板厚方向に屈曲した屈曲形状部８を形成する第１工程と、第１工程後に、天板部３となる位置を固定して縦壁部５と上記フランジ部７を曲げ成形する第２工程と、フランジ部７の外側部位をトリミングする第３工程と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、天板部に外周縁の一部が内方に凹むように湾曲した凹状外周縁部を有することで、フランジ部が伸びフランジ成形を伴って製造される伸びフランジ成形部品を製造する技術に関する。そのような伸びフランジ成形部品としては、例えば自動車の車体骨格部品として用いられるプレス成形部品であって、平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品が例示できる。本発明は、特に９８０ＭＰａ以上の超ハイテン材を素材としてプレス成形で製造する場合に好適な技術である。

自動車の車体骨格部品であるフロントピラーリンフォースメントやセンターピラーリンフォースメントなどＬ字形状部あるいはＴ字形状部を有する部品（図８及び図９参照）を、平板状の金属板（ブランク材）からプレス成形によって製造する場合、一般に絞り成形や曲げ成形が採用される。
絞り成形は、通常、パンチ、ダイ、およびブランクホルダーからなる金型を用いて行われ、金属板の周囲をダイとブランクホルダーで押さえた状態で、パンチとダイの間の距離を近づけて金属板に絞り加工を施す方法である。また、曲げ成形は、通常、パンチ、パッドおよびダイからなる金型を用いて行われ、金属板をパンチとパッドで挟んだ状態で、ダイを相対移動させることによって曲げ加工を施す方法である。

急激に曲がる形状となっているＬ字形状部あるいはＴ字形状部等の湾曲部を、上記のような絞り成形だけで成形すると、縦壁部が高くなるほどワレやシワなどが発生しやすい。特に近年、自動車車体の安全性向上および軽量化を達成するために成形素材となる金属板の強度が益々高くなってきており、このような高強度の金属板は、従来用いられていた軟質鋼板ほどの延性を期待できないため、プレス成形時のワレおよびシワへの対策が重要となっている。

上記のプレス成形によって特にワレが発生しやすい部位は、湾曲部の伸びフランジ成形部である。この部位では、絞り成形の際に材料端面が周縁方向に伸ばされながら材料が流入する変形状態となる。
これに対し、特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１に記載の技術は、Ｌ字形状を有する部品をプレス成形するに際し、金属素材の一部を、ダイ金型における天板部に対応する部位上でスライドさせながら縦壁部及びフランジ部を成形するというものである。

そして、この特許文献１には、Ｌ字形状部のＬ字下側部に対応する部位が縦壁部に向けて引き込まれるため、フランジ部において過度な引張りが発生するのが軽減され、ワレの発生を防止できると記載されている（特許文献１の段落番号０００９を参照）。

特開２０１２−２４５５３６号公報

しかしながら、特許文献１では、天板部の一部に相当する部位の金属素材をスライドさせるため、金属素材の端面に応力集中する箇所ができる結果、湾曲部の伸びフランジワレに加えて端面のワレが発生しやすい。このため、特許文献１の方法では、強度が高い鋼板への適用は難しい。
また、絞り成形は成形荷重が高くなるため、９８０ＭＰａ以上の超ハイテン材の素材を絞り成形だけで製造しようとすると場合、プレス機の荷重不足が問題となるおそれがある。

本発明は、かかる課題に着目してなされたものであり、伸びフランジ成形を伴って製造される伸びフランジ成形部品を、伸びフランジワレを抑制しつつ低い成形荷重で製造できる伸びフランジ成形部品の製造方法を目的としている。

課題を解決するために、本発明の一態様の伸びフランジ成形部品の製造方法は、外周縁の一部が内方に凹むように湾曲した凹状外周縁部を有する天板部と、その天板部の上記凹状外周縁部に連続する縦壁部と、その縦壁部に連続して上記天板部側に屈曲するフランジ部とを備える伸びフランジ成形部品を製造する伸びフランジ成形部品の製造方法であって、ブランク材を、ダイとパンチでプレス成形することで、上記凹状外周縁部に沿って上記縦壁部の一部を成形すると共に、上記フランジ部となる位置よりも外側に上記フランジ部の外周縁部となる位置に沿って稜線が延在し且つ板厚方向に屈曲した屈曲形状部を形成する第１工程と、上記第１工程後に、上記天板部となる位置を固定して上記縦壁部と上記フランジ部を曲げ成形する第２工程と、上記第２工程後に、上記フランジ部の外側の部位をトリミングする第３工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の態様によれば、仮に強度レベル９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材を使用したとしても、前もってプレス成形で縦壁部の一部を形成することで、第２工程の曲げ成形で縦壁部が形成可能になると共に、伸びフランジ割れが発生しやすいフランジ部の外周縁部を囲むように屈曲形状部を予め設けておくことで、第２工程での曲げ成形の際における伸びフランジ割れを抑制出来る。

更に、プレス成形で縦壁部の一部を形成してから本成形を行うことで、縦壁部が高くなっても低い成形荷重で製造可能となる。
以上のことから、本発明の態様によれば、仮に強度レベル９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材から伸びフランジ成形を伴って伸びフランジ成形部品を製造する場合であっても、伸びフランジワレを抑制しつつ低い成形荷重で製造することが可能となる。

ここで、上記フランジ部は、天板部の第１凹状外周縁部に縦壁を介して連続し、縦壁部に対し天板部側に屈曲していることから、プレス成形による製造時に伸びフランジ成形を伴う。
また、成形材料となるプレス成形前の素板（ブランク材）は、通常、打ち抜き加工やレーザー加工で形成されるため、材料端面にはバリや微小なキズなどが残留しており、変形を加えたときに局所的な応力集中が発生しやすい状態になっている。そのため、材料端面には成形途中で伸びフランジワレと称する亀裂が発生し、超ハイテン材（強度レベルが９８０ＭＰａ級以上の高強度鋼板）の場合、その亀裂が急速に伝播して大きなワレが発生しやすい。

伸びフランジワレ対策として、端面を機械加工などにより均一に仕上げて、応力集中を防ぐ方法もあるが、量産品をプレス成形する場合において、一品ずつ端面の機械加工を行う必要がある。
このため、本発明の態様では、第２工程後にフランジ部の外側部位をトリミングして、フランジ部の外周縁を成形し、それに併せて、上記伸びフランジ割れを抑制するために設けた屈曲形状部を除去している。

本発明に基づく実施形態に係る伸びフランジ成形部品の例を説明する斜視図である。 本発明に基づく実施形態に係る屈曲形状部付き中間部品を説明する斜視図である。 本発明に基づく実施形態に係る第１工程で使用する金型を説明する模式的断面図である。 本発明に基づく実施形態に係る第１工程後の屈曲形状部付き中間部品を説明する模式的断面図である。 本発明に基づく実施形態に係る屈曲形状部の例を示す模式図である。 本発明に基づく実施形態に係る第２工程で用いる金型の一部断面を含む斜視図である。 本発明に基づく実施形態に係る第２工程の説明図である。 Ａピラーを示す図である。 センターピラーを示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材をプレス成形前の素板（ブランク材）として用いて、伸びフランジ成形部となる部位を有する伸びフランジ成形部品を製造する場合を例に挙げて説明する。本発明の製造方法は、強度が９８０ＭＰａ以下の金属板からなる素材であっても適用可能である。

なお、伸びフランジ成形部となる部位を有するフランジ成形部品しては、例えばＡピラー（図８参照）やセンターピラー（図９参照）が挙げられる。
また、以下においては、伸びフランジ成形部品における伸びフランジ成形部となる部位を含む部分に着目して説明するものとし、各図においては当該部分のみを図示しており、当該部分を「伸びフランジ成形部１」という。なお、金型においても当該部位を成形する部位のみを図示している。他の部位も同時に成形しても良いことは勿論である。

本実施形態の製造方法で製造される伸びフランジ成形部１は、図１に示すように、外周縁の一部が内方に凹むように湾曲した凹状外周縁部３ａを有する天板部３と、天板部３における凹状外周縁部３ａに沿って成形された縦壁部５と、縦壁部５に連続して天板部３側に屈曲し且つ外周縁の一部が内方に凹むように湾曲した凹状外周縁部７ａを有するフランジ部７を有しており、フランジ部７がプレス成形の際に伸びフランジ成形となる部位である。なお、フランジ部７の外周縁の形状は、凹むように湾曲した形状である必要はないが、通常、凹状外周縁部３ａに沿った形状に加工される。

ここで、本実施形態では、天板部３の凹状外周縁部３ａを第１凹状外周縁部３ａと、フランジ部７の凹状外周縁部７ａを第２凹状外周縁部７ａとも呼ぶ。この第１凹状外周縁部３ａの輪郭形状と第２凹状外周縁部７ａの輪郭形状とは、通常一致若しくは似た輪郭形状となっている。勿論、第１凹状外周縁部３ａの輪郭形状と第２凹状外周縁部７ａの輪郭形状の湾曲の曲率形状は異なっていても良い。

本実施形態の伸びフランジ成形部品の製造方法は、第１工程、第２工程、及び第３工程の３工程を備え、この工程順に成形の処理が実行される。
第１工程では、プレス成形前の平板状の素板（ブランク材）に対し、ダイとパンチによるプレス成形によって、天板部３の第１凹状外周縁部３ａを形成すると共にその第１凹状外周縁部３ａに沿って縦壁部５の一部５Ａを形成し、同時に、フランジ部７となる位置の外周部位に屈曲形状部８を形成することで、図２に示すような屈曲形状部付き中間部品を製造する工程である。

図２では、屈曲形状部８より外方の素材部分を省略し、また、第２凹状外周縁部７ａとなる位置を一点鎖線で図示している。他の図においても、見やすくするために適宜、屈曲形状部８より外方の素材部分を省略している。
第２工程では、残りの縦壁部５の部分とフランジ部７を曲げ成形して、第２の中間部品とする工程である。
第３工程では、第２の中間部品から屈曲形状部８をトリミングして、すなわち、フランジ部７の外周縁を成形して、上記の伸びフランジ成形部品とする工程である。
以下、各工程について詳細に説明する。

［第１工程］
第１工程は、第１凹状外周縁部３ａ及びその第１凹状外周縁部３ａに連続する縦壁部５の一部５Ａをプレス成形（曲げ成形）で形成すると同時、図２に示すように、フランジ部７となる位置より外周位置に屈曲形状部８を形成する。その屈曲形状部８は、第２凹状外周縁部７ａに沿って稜線９が延在し且つ板厚方向に屈曲した屈曲形状部８を形成する。本実施形態の屈曲形状部８は、例えば板厚方向に屈曲したステップ状の段部形状からなる。

＜第１工程用金型＞
第１工程で用いる金型の例について、図３を参照して説明する。
第１工程で使用する第１工程用の金型は、図３に示すような、上型を構成するダイ１３と、下型を構成するパンチ１１を有する。
パンチ１１は、パンチ本体部２０とパンチ本体部２０に連続するフランジ形成部２１とを有する。パンチ本体部２０の上面２０ａは、ブランク材１０の天板部３となる位置に当接する部分である。そのパンチ本体部２０の上面２０ａに対しフランジ形成部２１の上面２１ａが下方にオフセットしていて、パンチ本体部２０とフランジ形成部２１との境界部に段差が形成されている。その境界部の角部であるパンチ肩部２０ｂが、第１凹状外周縁部３ａの輪郭形状と同じ形状で延在している。またパンチ本体部２０の上面２０ａとフランジ形成部２１の上面２１ａとのオフセット量が、形成する縦壁部５の一部５Ａの高さと同じ量に設定されている。

また、フランジ形成部２１の上面２１ａにおける、フランジ部７となる位置の外周位置と対向する部分には、フランジ部の外周縁部である第２凹状外周縁部７ａに沿って稜線が延びる段部２１ｂが形成されている。
これによって、パンチ１１の上面には、フランジ形成部２１の位置に対し、第１凹状外周縁部３ａと同様な形状で延びる凹部が形成される。

ダイ１３は、パッド部２３とパッド部２３に連続するダイ本体部２２とから構成される。パッド部２３の下面２３ａは、パンチ本体部２０の上面２０ａと対向し、ブランク材１０の天板部３となる位置に当接する部分である。そのパッド部２３の下面２３ａに対しダイ本体部２２の下面２２ａが下方にオフセットしていて、パッド部２３とダイ本体部２２との境界部に段差が形成されている。その境界部の角部であるダイ肩部２２ｂが、第１凹状外周縁部３ａの輪郭形状と同じ形状で延在している。またパッド部２３の下面２３ａとダイ本体部２２の下面２２ａとのオフセット量が、縦壁部５の一部５Ａの高さと同じ量に設定されている。

また、ダイ本体部２２の下面２２ａにおける、フランジ部７となる位置の外周位置と対向する部分には、フランジ部の外周縁部である第２凹状外周縁部７ａに沿って稜線が延びる段部２２ｃが形成されている。段部２２ｃは、段部２１ｂと係合可能に対向している。
これによって、ダイ１３の下面には、ダイ本体部２２位置に対して、第１凹状外周縁部３ａと同様な形状で延びる凸部が形成される。

上記のような第１工程用の金型を使用した第１工程について説明する。
図３に示すように、ブランク材１０を、天板部３となる位置の外周部が、すなわち第１凹状外周縁部３ａとなる位置がパンチ本体部２０及びダイ本体部２２の肩部２０ｂ、２２ｂと板厚方向で対向するように、パンチ１１とダイ１３との間に配置した後に、相対的にダイ１３をパンチ１１に接近させて、ブランク材１０をダイとパンチ１１とで挟み込んでプレス形成する。

これによって屈曲形状部８が成形されると同時に、第１凹状外周縁部３ａ及び縦壁部５の一部５Ａが同時に曲げ成形される。
すなわち、フランジ形成部２１の段部２１ｂとダイ本体部２２の段部２２ｃとが係合するようにブランク材１０を挟み込むことで、段部２１ｂ、２２ｃで挟まれたブランク材１０の部分が板厚方向へ段状に屈曲して、図４に示すような屈曲形状部８が形成される。

成形する屈曲形状部８のステップの高さ（板厚方向の突出高さ）は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。
図２では、第２凹状外周縁部７ａに沿って該第２凹状外周縁部７ａ若しくは第１凹状外周縁部３ａと平行若しくは略平行に稜線９が延びるように、屈曲形状部８が形成された場合を例示している。しかし、屈曲形状部８は、第２凹状外周縁部７ａ若しくは第１凹状外周縁部３ａと平行若しくは略平行に稜線９が延在していなくても良い。また、屈曲形状部８は、第２凹状外周縁部７ａに沿って断続的に形成されていても良い。また、屈曲形状部８は、第２凹状外周縁部７ａの全周に沿って稜線９が延びるように形成されていなくても良い。第１凹状外周縁部３ａのうち、湾曲の曲率が大きい、つまり成形解析などで伸びフランジ割れが発生すると予想される箇所及びそれに続く近辺だけに沿って稜線９が延在するように屈曲形状部８を形成しても良い。

屈曲形状部８の形状の他の例を図５に示す。図５では、屈曲形状部８を下側に突出するように屈曲させた場合の例であるが、屈曲形状部８を上方に突出するように屈曲させても良い。
また、パンチ本体部２０の肩部２０ｂに対しダイ本体部２２の肩部２２ｂが接近してブランク材１０を挟み込むことで、天板部３の第１凹状外周縁部３ａが形成されると共に、その第１凹状外周縁部３ａに沿って該第１凹状外周縁部３ａに連続する縦壁部５の一部５Ａが形成される。

この第１工程で成形される縦壁部５の一部５Ａの高さは３０ｍｍ以下とすることが好ましい。３０ｍｍ以下であれば、９８０ＭＰａ級のハイテン材を材料として製造しても割れなどの不具合がないことを確認したためである。素材の強度によっては３０ｍｍを越えるまでプレス成形で作成しても良いが、成形荷重を抑える趣旨からも３０ｍｍ以下とすることが好ましい。但し、少なくとも第１凹状外周縁部３ａに沿った屈曲が形成されるまでは、縦壁部５の一部５Ａを成形することが好ましい。

ここで、第１工程において、第１凹状外周縁部３ａを形成する際に、天板部３となる位置に対し、図８や図９に示されるような、伸びフランジ成形部品の天板部に付与される補強用その他のための凹凸形状を形成するようにプレス加工しても良い。もっとも、天板部３となる位置に形成する凹凸形状は、最終製品の天板部に付与する形状と同一形状でなくても良いが、最終製品の天板部３に付与する形状に近い形状であることが好ましい。また、凹凸形状は、最終製品の天板部３に付与する形状の一部の成形形状だけでも良い。

このように第１工程で天板部３となる位置に凹凸形状を形成する場合、第２工程の金型で天板部３となる位置を挟持する面に対し、その凹凸形状に対応する形状を付与しておけば、凹凸形状が、第２工程において、屈曲形状部付き中間部品を金型に設置する際における、位置合わせ及び位置ずれ防止の作用を有することになる。

［第２工程］
第２工程は、第１工程で成形した、図２に示すような屈曲形状部８を付与した屈曲形状部付き中間部品を、第２の中間部品に曲げ成形する工程である。
この第２工程では、第１工程で形成した屈曲形状部付き中間部品の天板部３を、パンチ３０とパッド３１で挟んだ状態で、ダイ３２をパンチ３０に沿って相対移動させることで、残りの縦壁部５を曲げ成形すると共に、フランジ部７を天板部３側に屈曲するように曲げ成形する。

＜第２工程用金型＞
第２工程で用いる第２工程用金型について、図６を参照して説明する。
ここで、以下の説明では屈曲形状部８が上側に突出するように屈曲成形されている場合で説明する。
第２工程用金型は、図６に示すように、下型を構成するパンチ３０と、上型を構成するダイ３２、及び屈曲形状部付き中間部品における天板部３に相当する部位を挟圧するパッド３１とを有している。

＜パンチ＞
パンチ３０は、天板部挟圧用の立上り部３０Ａと、パンチ延長部３０Ｂとを有する。パンチ延長部３０Ｂは、立上り部３０Ａとは別体になっていても良い。天板部挟圧用の立上り部３０Ａが第１のパンチとなり、パンチ延長部３０Ｂが第２のパンチを構成する。そのパンチ延長部３０Ｂは、立上り部３０Ａの下端部分に連続してブランク材の少なくともフランジ部７の形成位置に下側から対向可能なフランジ対向面３０ａを有する。

立上り部３０Ａの上面は、パッド３１と協働して被成形材の天板部３を狭圧する狭圧面になっている。
また、立上り部３０Ａの側面３０ｂは、第１凹状外周縁部３ａと同じ曲率の湾曲面が形成されており、伸びフランジ成形部における縦壁部５を成形する形状になっている。即ち、立上り部３０Ａの側面の高さは、縦壁部５と同じ高さに設定されている。

＜パッド＞
パッド３１は、パンチ３０における立上り部３０Ａの上面に対して離接可能に設けられており、屈曲形状部付き中間部品における天板部３に相当する部位を、パンチ３０の立上り部３０Ａ上面と協働して挟圧可能となっている。即ち、パッド３１は、下面が天板部３の第１凹状外周縁部３ａに沿った形状を有して、天板部３における少なくとも第１凹状外周縁部３ａ側に沿った部分を、パンチ３０と一緒に挟み込み可能となっている。

本実施形態のパッド３１における第１凹状外周縁部３ａ側の位置は、図６に示すように、上面視で、パンチ３０の立上り部３０Ａの側面３０ｂよりも後退している。このため、図６に示すように、パンチ３０における立上り部３０Ａの上面とパッド３１とで、天板部３に相当する部位を挟持した際に、天板部３に相当する部位における第１凹状外周縁部３ａ側が、上方に向けて露出した状態になる。

＜ダイ＞
ダイ３２のパンチ側側面は、立上り部３０Ａの側面３０ｂと協働して縦壁部５を成形する湾曲面になっている。そのダイ３２のパンチ側側面は、その上部側面には外方（パンチ３０側）に張り出した張出部３２ａが形成され、その張出部３２ａがパンチ３０の上面に、素材を介して当接することで、それ以上、ダイ３２が下方に移動することが規制される。すなわち、その規制位置が、ダイ３２を下降させたときの成形下死点の位置となる。また、その張出部３２ａから下端位置までのダイ側面の高さが、縦壁部５の高さに設定されている。

また、ダイ３２におけるフランジ部７に対向する下面に、段部３２ｂを設けることで、凹状の逃がし部３２ｄが設けられており、逃がし部３２ｄを有することで、ダイ３２が成形下死点まで移動するまでの間、ダイ３２の下面が、屈曲形状部８を狭圧しない、好ましくは接触しない構造となっている。段部３２ｂの下面３２ｃの幅は、フランジ部の幅以下の幅になっている。

成形下死点の位置までダイ３２を下げた状態で、パンチ３０のフランジ対向面３０ａとダイ３２の逃がし部３２ｄの底面との高低差（隙間）は、屈曲形状部付き中間部品に形成した屈曲形状部８の高さと等しいか該高さよりも大きくなるように設定しておく。
このように設定することで、ダイ３２の逃がし部３２ｄによりできる空隙（凹部）内に屈曲形状部８が配置される結果、屈曲形状部８が、第２工程の曲げ成形中に拘束、狭圧されることがない。このように、曲げ成形中に屈曲形状部８を含む部位が拘束されず自由に変形することで、フランジ部について、特定の部位に応力集中することが低減し、ワレの発生をより防止することができる。

なお、屈曲形状部８がパンチ３０のフランジ対向面３０ａ側に凸となる場合は、フランジ対向面３０ａの側に逃がし部用の凹部形状を設定すればよい。
以上のように構成された第２工程用金型を用いた第２工程について、第２工程用金型の動作を、図７を参照して説明する。
図７（ａ）は、パンチ３０とパッド３１で屈曲形状部付き中間部品の天板部３を狭圧した状態を、図７（ｂ）はダイ３２を相対的にプレス成形下死点まで移動させたときの状態を示している。

まず、図７（ａ）のように、屈曲形状部付き中間部品の天板部３をパンチ３０の上面に載置して、パンチ３０とパッド３１で挟持する。なお、パッド３１は、伸びフランジ成形部における天板部３に相当する部位の全面に配置するのではなく、パンチ３０の第１凹状外周縁部３ａに対応した湾曲を有する側面から内方に少しずれた位置に配置する。
この状態で、図７（ｂ）の位置まで、ダイ３２をパンチ３０の側面に沿って、フランジ対向面３０ａに向けて相対移動させることで、縦壁部５及びフランジ部７を曲げ成形する。

このとき、屈曲形状部付き中間部品における屈曲形状部８が形成されている部位（フランジ部となる位置より外側）は伸びフランジ成形となって周縁方向の引張応力が作用するが、プレス成形前の素板の端面と異なり、屈曲形状部８の稜線９が周方向に連続した形状で存在しているので、ワレの起点が存在せずワレが発生しにくい。また、屈曲形状部８の稜線９が周方向に連続した形状であることから、応力集中することなく均一な引張応力が付加されることから、この点でも、伸びフランジ部にワレが発生しにくい。

さらに、本実施形態の屈曲形状部８は、平面視において第２凹状外周縁部７ａに沿って延在しているので、屈曲形状部８に作用する引張応力をより均一化させることができる。
また、上記で規定した屈曲形状部８を第１工程において、少なくとも伸び成形されるフランジ部の湾曲部近傍に成形することで、第２凹状外周縁部７ａとなる部分が第２工程時に伸びフランジ変形を受けた場合でも、屈曲形状部８の形状剛性によりひずみが分散し易く、第２凹状外周縁部７ａとなる部分にひずみが集中することを防ぐことができる。

さらに、上記で規定した屈曲形状部８を第１工程において成形することで、第２凹状外周縁部７ａが第２工程時に伸びフランジ変形を受けた際に、屈曲形状部８を一定の高さで形成することで第２凹状外周縁部７ａとなる部分が平坦化して、線長差を稼ぐことができる。そのため、第２凹状外周縁部７ａに強い周縁方向の引張応力が作用し難い。
このように、第２凹状外周縁部７ａとなる部分に作用する引張応力を均一化することで、屈曲形状部８の外側の端面に対しても均一化された応力が作用することになり、端面にバリや微小なキズなどが残留していても応力集中が緩和して、この点においてもワレ抑制効果を奏することができる。

また、成形途中において、屈曲形状部８を含む部位は金型で拘束されていないため３次元的に自由に変形する（移動する又は逃げる）ことができ、この点でも成形途中の部品の端面に集中して作用する引張応力をより緩和することができる。
以上のようにして、ワレが発生することなく第２の中間部品が成形される。
ここで、屈曲形状部８が上方に突出する場合で説明したが、屈曲形状部８が下方に突出する場合には、パンチ３０のパンチ延長部３０Ｂ側に屈曲形状部を逃がす凹部形状を形成しても良い。又、パンチ３０のパンチ延長部３０Ｂとダイ３２の対向する両方の面に屈曲形状部を逃がすための凹部形状を形成しても良い。

［第３工程］
第３工程では、第２の中間部品のフランジ部７の外側の部位をトリミングして、第２凹状外周縁部７ａを形成する。これによって、伸びフランジ成形部を含む伸びフランジ成形部品が製造される。このトリミングされる部位には、屈曲形状部８が含まれる。
以上のように、本実施形態においては、第１工程で第１凹状外周縁部３ａと該第１凹状外周縁部３ａに連続する縦壁部５の一部５Ａとをプレス成形すると共に屈曲形状部８を形成し、第２工程で、その屈曲形状部付き中間部品を第２の中間部品に曲げ成形し、第３工程で第２の中間部品のフランジ部７の外側の部位をトリミングするので、プレス成形前の素板として９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材を用いた場合であっても、ワレを抑制でき、良好に伸びフランジ成形部を含む伸びフランジ成形部品を製造することができる。

［本実施形態の効果］
（１）ブランク材を、第１凹状外周縁部３ａに沿って縦壁部５の一部５Ａをプレス成形（曲げ成形）すると同時に、フランジ部７よりも外側位置に第２凹状外周縁部７ａに沿って稜線９が延び且つ板厚方向に屈曲した屈曲形状部８を形成する第１工程と、第１工程後に、天板部３となる位置を固定して上記縦壁部５と上記フランジ部７を曲げ成形する第２工程と、を備える。

この構成によれば、仮に強度レベル９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材を使用したとしても、プレス成形で、縦壁部５の一部５Ａを事前に形成することで、第２工程の曲げ成形で縦壁部５が形成可能になると共に、伸びフランジ割れが発生しやすい第２凹状外周縁部７ａに沿って屈曲形状部８を予め設けておくことで、第２工程での曲げ成形の際における伸びフランジ割れを抑制出来る。また、低い成形荷重で製造可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、仮に強度レベル９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材から伸びフランジ成形を伴って伸びフランジ成形部品を製造する場合であっても、伸びフランジワレを抑制しつつ低い成形荷重で製造することが可能となる。

（２）第２工程後に、上記フランジ部７の外側の部位をトリミングする第３工程を備える。
予め、プレス成形前の素板（ブランク材）に対し、打ち抜き加工やレーザー加工でトリミングすると、材料端面にはバリや微小なキズなどが残留しており、変形を加えたときに局所的な応力集中が発生しやすい状態になっている。そのため、材料端面には成形途中で伸びフランジワレと称する亀裂が発生し、超ハイテン材（強度レベルが９８０ＭＰａ級以上の高強度鋼板）の場合、その亀裂が急速に伝播して大きなワレが発生しやすい。
これに対し、第２工程後にフランジ部７の外側部位をトリミングして、フランジ部７の外周縁を成形することで、更にフランジ部７の端面に伸びフランジワレが生じ難くなる。

（３）第１工程で成形される上記縦壁部５の高さを３０ｍｍ以下とする。
この範囲に抑えることで、仮に強度レベル９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材を使用したとしても、伸びフランジ割れをより確実に抑えることが可能となる。
（４）また、第２工程用の金型に、屈曲形状部８を逃がす逃がし部３２ｄを設ける。
この構成によれば、屈曲形状部８を含む部位が、成形中に、第２工程用の金型で拘束されていないため３次元的に自由に変形する（移動する又は逃げる）ことができ、この点でも成形途中の部品の端面に集中して作用する引張応力をより緩和することができる。

（５）屈曲形状部８のステップの高さは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とする。
この範囲に屈曲形状部８の高さを規定することで、仮に強度レベル９８０ＭＰａ級以上の超ハイテン材を使用したとしても、伸びフランジ割れをより確実に抑えることが可能となる。

＜実施例１＞
９８０ＭＰａ級冷延鋼板（板厚１．６ｍｍ）をブランク材として用いて、図７に示すＡピラーと同形状の部品を製造するに際して、上記実施形態で示した第１工程、第２工程、第３工程を経る３段階の製造方法によって本発明例１の成形品を製造した。
すなわち、加工工程は、上記のように第１工程で縦壁部５の一部５Ａ（高さ３０ｍｍ）を形成すると同時に屈曲形状部８を形成した。次に第２工程で、残りの縦壁部５及びフランジ部７を曲げ成形した。その後、第３工程として、フランジ部７の外側の部位をトリミングして、本発明例１の成形品とした。なお、縦壁部の高さを１００ｍｍとした。

一方、図８に示すＡピラーと同形状の部品を、一工程の絞り成形だけで縦壁部を形成し、その後、フランジ部の外側の部位をトリミングして比較例１の成形品を製造した。なお、比較例１では、屈曲成形部を設けなかった。
本発明例１の成形品と比較例１の成形品の伸びフランジ部品を比較した。その評価結果は、本発明例１では、湾曲部のフランジ部において、全くワレが発生しなかったのに対して、比較例１では図８に示す部位にワレが発生していた。
以上のように、Ａピラーを製造するに際して、本発明例１の比較例１に対する優位性を明らかにできた。

＜実施例２＞
１１８０ＭＰａ級冷延鋼板（板厚１．６ｍｍ）をブランク材として用いて、図８に示すセンターピラーと同形状の部品を製造するに際して、上記実施形態で示した第１工程、第２工程、第３工程を経る３段階の製造方法によって本発明例２の成形品を製造した。
すなわち、加工工程は、上記のように第１工程で縦壁部５の一部５Ａ（高さ３０ｍｍ）を形成すると同時に屈曲形状部８を形成した。次に第２工程で、残りの縦壁部５及びフランジ部７を曲げ成形した。その後、第３工程として、フランジ部７の外側の部位をトリミングして、本発明例２の成形品とした。なお、縦壁部の高さを１００ｍｍとした。

一方、図９に示すセンターピラーと同形状の部品を、一工程の絞り成形だけで縦壁部を形成し、その後、フランジ部の外側の部位をトリミングして比較例２の成形品を製造した。なお、比較例１では、屈曲成形部を設けなかった。
本発明例２の成形品と比較例２の成形品の伸びフランジ部品を比較した。その評価結果は、本発明例２では、湾曲部のフランジ部において、全くワレが発生しなかったのに対して、比較例２では図９に示す部位にワレが発生していた。
以上のように、センターピラーを製造するに際して、本発明例２の比較例２に対する優位性を明らかにできた。

１ フランジ成形部
３ 天板部
３ａ 第１凹状外周縁部
５ 縦壁部
５Ａ 縦壁部の一部
７ フランジ部
７ａ 第２凹状外周縁部
８ 屈曲形状部
９ 稜線
１０ ブランク材
１１ パンチ
１３ ダイ
２０ パンチ本体部
２１ フランジ形成部
２１ｂ 段部
２２ ダイ本体部
２２ｃ 段部
２３ パッド部
３０ パンチ
３０Ａ 天板部挟圧用の立上り部（第１のパンチ）
３０Ｂ パンチ延長部（第２のパンチ）
３１ パッド
３２ ダイ
３２ｄ 逃がし部

Claims (2)

1. 外周縁の一部が内方に凹むように湾曲した凹状外周縁部を有する天板部と、その天板部の上記凹状外周縁部に連続する縦壁部と、その縦壁部に連続して上記天板部側に屈曲するフランジ部とを備える伸びフランジ成形部品を製造する伸びフランジ成形部品の製造方法であって、
   ブランク材を、ダイとパンチでプレス成形することで、上記凹状外周縁部に沿って上記縦壁部の一部を成形すると共に、上記フランジ部となる位置よりも外側に上記フランジ部の外周縁部となる位置に沿って稜線が延在し且つ板厚方向に屈曲した屈曲形状部を形成する第１工程と、
   上記第１工程後に、上記天板部となる位置を固定して上記縦壁部と上記フランジ部を曲げ成形する第２工程と、
   上記第２工程後に、上記フランジ部の外側の部位をトリミングする第３工程と、
   を備えることを特徴とする伸びフランジ成形部品の製造方法。
2. 上記第２工程は、上記天板部となる位置を第２工程用のパンチとパッドで挟持して固定し、第２工程用のダイで上記縦壁部と上記フランジ部を曲げ成形し、且つ、ブランク材を挟んで上記ダイと対向する面を有する第２のパンチを備え、
   上記第２工程用のダイ及び第２のパンチの上記ブランク材と対向する面であって、少なくとも上記屈曲形状部の屈曲による当該屈曲形状部の突出側の面には、上記屈曲形状部との接触を回避可能な凹状の逃がし部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載した伸びフランジ成形部品の製造方法。

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