JP2017164818A - プレス成形装置及びプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】座屈の発生を防止しつつ、縦壁部を適切に増肉させるプレス成形装置を提供する。
【解決手段】長尺状の被加工材をプレス加工して長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形装置であって、ハット状断面またはＵ字状断面の内側から被加工材を支持する第１支持部材と、縦壁部の下端部で被加工材を支持する第２支持部材と、第１支持部材とともに第２支持部材に対して相対的に下降して、被加工材の長手方向における縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で縦壁部の全体を第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するパンチ部材と、縦壁部を挟んで第１支持部材に対向し、第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材と、プレス加工中にパッド部材と縦壁部との接触が維持されるようにパッド部材の第１の方向における位置を調整する位置調整機構と、を備え、位置調整機構はパッド部材を縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、プレス成形装置及びプレス成形方法に関する。

被加工材をプレス加工して、ハット状断面またはＵ字状断面を有するプレス成形品を成形するプレス成形装置が利用されている。成形されたプレス成形品は、例えば自動車などの車両の部品として用いられる。

車両の部品として利用されるプレス成形品においては、衝突安全性や車体剛性などを確保する観点から、成形品の一部の強度を大きくすることが求められている。そこで、下記の特許文献１のように、ハット状断面を有する被加工材からプレス成形品をプレス成形する際に、被加工材の材料を流動させて一部を増肉させる手法が用いられている。具体的には、被加工材の縦壁部の高さを縮ませて、縦壁部を増肉させている。

特開２００８−２９６２５２号公報

ところで、縦壁部の高さを縮ませるようにプレス成形する場合には、縦壁部に座屈が発生しやすい。座屈が発生すると、適切な形状に増肉させた縦壁部を成形することが困難となる。なお、上述した特許文献１では、プレス成形時の縦壁部の座屈については、十分に検討されていない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、座屈の発生を防止しつつ、縦壁部を適切に増肉させることが可能なプレス成形装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、長尺状の被加工材をプレス加工して長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形装置であって、被加工材は第１厚さの上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有し、ハット状断面またはＵ字状断面の内側から被加工材を支持する第１支持部材と、縦壁部の下端部で被加工材を支持する第２支持部材と、第１支持部材とともに第２支持部材に対して相対的に下降することで、被加工材の長手方向における縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で縦壁部の全体を第１厚さよりも大きい第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するパンチ部材と、縦壁部を挟んで第１支持部材に対向し、第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材と、プレス加工中にパッド部材と縦壁部との接触が維持されるようにパッド部材の第１の方向における位置を調整する位置調整機構と、を備え、位置調整機構は、パッド部材を縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む、プレス成形装置が提供される。

また、上記のプレス成形装置において、位置調整機構は、プレス加工中にパンチ部材の下降に並行して第１支持部材とパッド部材との間隔を拡大させる間隔調整機構を含んでも良い。

また、上記のプレス成形装置において、間隔調整機構は、パッド部材に形成され、第１支持部材から離れるほど高くなっている傾斜面と、パンチ部材に形成され、プレス加工中に傾斜面を押圧してパッド部材を第１支持部材から離れる方向に移動させる押圧部と、を含んでも良い。

また、上記のプレス成形装置において、長尺状の被加工材は、縦壁部の下端に向かって開いたハット状断面またはＵ字状断面を有し、第１支持部材は、縦壁部に面する第１傾斜面を有し、パッド部材は、縦壁部を挟んで第１傾斜面に対向する第２傾斜面を有し、間隔調整機構は、プレス加工中に第１支持部材の下降によって縦壁部から後退する第１傾斜面に追随して、第２傾斜面を縦壁部に向かって前進させる駆動機構を含んでも良い。

また、上記のプレス成形装置において、平板を折り曲げてハット状断面またはＵ字状断面を有する長尺状の被加工材を成形する追加のプレス加工が実施され、追加のプレス加工では、加工後に上壁部を構成する平板の部分を第１支持部材とパンチ部材とが挟持した状態で、平板上に当接されたパッド部材が第１支持部材、第２支持部材、およびパンチ部材に対して相対的に下降することで、加工後に縦壁部を構成する平板の部分を折り曲げ、該部分の下端部を第２支持部材に当接させても良い。

また、上記のプレス成形装置において、被加工材は、縦壁部と繋がったコーナ部を有し、パンチ部材は、縦壁部の高さを小さくさせる一方で、縦壁部およびコーナ部を増肉させるようにプレス加工してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、平板である被加工材をプレス加工して、上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有する長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形装置であって、被加工材のうち、成形するプレス成形品のハット状断面またはＵ字状断面となる部分の内側から、被加工材を支持する第１支持部材と、縦壁部の下端部を支持する第２支持部材と、第１支持部材及び第２支持部材に対して相対的に下降することで、平板である被加工材を折り曲げ、第１厚さの上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有する形状とし、さらに、第１支持部材とともに第２支持部材に対して相対的に下降することで、被加工材の長手方向における縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で縦壁部の全体を第１厚さよりも大きい第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するパンチ部材と、縦壁部を挟んで第１支持部材に対向し、第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材と、縦壁部を増肉させるプレス加工中にパッド部材と縦壁部との接触が維持されるように、パッド部材と第１支持部材との第１の方向における間隔を調整する間隔調整機構と、を備え、間隔調整機構は、パッド部材を縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む、プレス成形装置が提供される。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、長尺状の被加工材をプレス加工して長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形方法であって、被加工材は第１厚さの上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有し、被加工材をハット状断面またはＵ字状断面の内側から第１支持部材に支持させるステップと、縦壁部の下端部で被加工材を第２支持部材に支持させるステップと、第１支持部材とともにパンチ部材を第２支持部材に対して相対的に下降させることで、第１支持部材と、第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材とに挟まれた被加工材の長手方向における縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で縦壁部の全体を第１厚さよりも大きい第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するステップと、縦壁部を挟んで第１支持部材に対向するパッド部材が、プレス加工中に縦壁部との接触を維持するように、パッド部材を縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む位置調整機構によってパッド部材の第１の方向における位置を調整するステップとを有するプレス成形方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、座屈の発生を防止しつつ、縦壁部を適切に増肉させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るプレス成形品の製造工程の一例を示す模式図である。 第１の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第１の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第１の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 プレス成形品に関する３点曲げシミュレーションの条件を説明するための模式図である。 支持間隔が２００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 支持間隔が２００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 支持間隔が３００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 支持間隔が３００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 支持間隔が６００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 支持間隔が６００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 ３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 ３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。 第１の実施形態の変形例に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態の変形例に係るプレス成形品の製造工程の一例を示す模式図である。 第１の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第１の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第１の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第２の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態に係るプレス成形品の製造工程の一例を示す模式図である。 第３の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 第３の実施形態の変形例に係るプレス成形装置の構成の一例を説明するための模式図である。 その他の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 その他の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 その他の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 その他の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 その他の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。 その他の実施形態に係るプレス成形品の構成の一例を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．第１の実施形態＞
（１−１．プレス成形品の概要）
図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形品１０の構成の一例について説明する。図１は、第１の実施形態に係るプレス成形品１０の構成の一例を示す斜視図である。

プレス成形品１０は、多様な装置の部品として利用可能であるが、ここでは、自動車などの車両の部品として利用されるものとして説明する。例えば、プレス成形品１０は、高い剛性が要求される自動車のセンターピラーとして利用される。かかる場合には、センターピラーの側面に対する衝撃の安全性などを確保するために、プレス成形品１０の衝撃が作用する部位の剛性や強度を高くすることが必要である。

プレス成形品１０は、プレス成形装置により平板（ブランクとも呼ぶ）に曲げや絞りなどの加工を加えることにより成形される。第１の実施形態において、プレス成形品１０は、図１に示すように所謂ハット状断面で延びる長尺状の成形品である。具体的には、プレス成形品１０は、上壁部１２と、増肉された縦壁部１３と、フランジ部１４と、を有する。

上壁部１２は、ブランク（図２に示すブランク７０参照）の板厚と同一の厚みｔ１（例えば、１．６ｍｍ）に成形されている。上壁部１２は、プレス成形品１０の長手方向（図１のＹ方向）に沿って平らな矩形状の面となっている。

縦壁部１３は、上壁部１２に対して略垂直に形成された一対の壁部である。縦壁部１３は、それぞれ上壁部１２の幅方向（図１のＸ方向）の両端部に繋がっている。縦壁部１３の厚みｔ２（例えば、２．０ｍｍ）は、後述するプレス成形装置により増肉されて、上壁部１２の厚みｔ１よりも大きくなっている。これにより、プレス成形品１０において縦壁部１３の剛性や強度が高くなる。また、縦壁部１３は、プレス成形装置による増肉の際に、ひずみにより硬くなる（加工硬化）ので、更に剛性や強度が高くなる。なお、厚みｔ１が第１厚さに該当し、厚みｔ２が第２厚さに該当する。

フランジ部１４は、縦壁部１３の下端部に繋がっている。フランジ部１４は、上壁部１２と同一の厚みｔ１に成形されている。フランジ部１４には、例えば車両本体にプレス成形品１０を締結するための締結穴（不図示）などが形成されている。

なお、プレス成形品１０においては、図１に示すように、上壁部１２と縦壁部１３の間のコーナ部１５、および縦壁部１３とフランジ部１４のコーナ部１６も、増肉されている。具体的には、コーナ部１５、１６は、プレス成形品１０の幅方向（図１に示すＸ方向）において縦壁部１３と同一面となるように増肉されている。これにより、コーナ部１５、１６の剛性も、高くなる。

続いて、図２を参照しながら、上述した構成のプレス成形品１０の製造方法の一例について説明する。プレス成形品１０は、ブランク７０に対して２回のプレス加工を施すことで、成形される。

図２は、第１の実施形態に係るプレス成形品１０の製造工程の一例を示す模式図である。図２に示すプレス成形品１０の製造工程は、準備工程Ｓ１として、ブランク７０を準備するところから開始される。ここで、ブランク７０は、板厚ｔ１の平板であるものとする。

次に、第１成形工程Ｓ２において、ブランク７０に対して１回目のプレス加工が行われる。１回目のプレス加工は、ダイやパンチを有するプレス成形装置による曲げや絞り加工などである。１回目のプレス加工が行われた一次成形品８０は、板厚ｔ１のハット状断面を有する長尺状の成形品である。すなわち、一次成形品８０は、プレス成形品１０の上壁部１２に対応する上壁部８２と、縦壁部１３に対応する縦壁部８３と、フランジ部１４に対応するフランジ部８４とを有する。ここで、縦壁部８３の高さは、ｈ１とする。また、上壁部８２と縦壁部８３のコーナ部８５と、縦壁部８３とフランジ部８４のコーナ部８６は、それぞれ曲面（いわゆるＲ面）となっている。

次に、第２成形工程Ｓ３において、被加工材である一次成形品８０に対して２回目のプレス加工が行われる。２回目のプレス加工は、後述するプレス成形装置１００により行なわれる。２回目のプレス加工が行なわれることで、縦壁部８３が厚みｔ２に増肉された二次成形品であるプレス成形品１０が成形される。

具体的には、一次成形品８０の縦壁部８３の高さがｈ１からｈ２に縮む一方で、縦壁部８３が厚みｔ２に増肉されている。この際、上壁部８２と縦壁部８３のコーナ部８５、および縦壁部８３とフランジ部８４のコーナ部８６も、増肉されている。この結果、縦壁部１３、およびコーナ部１５、１６が増肉されたプレス成形品１０が成形されることになる。

上述した第１の実施形態に係るプレス成形品１０の製造方法により、板厚ｔ１の平板のブランク７０を利用して、縦壁部１３を板厚ｔ２に増肉させたハット状断面を有するプレス成形品１０を成形できる。

ところで、成形品の一部を増肉させる製造方法としては、テーラードブランクが知られている。テーラードブランクは、板厚の異なる２枚の板をプレス成形前に溶接し、１枚のブランクとするものである。２枚の板のうちの厚肉の板が、剛性や強度が必要な部位に適用される。しかし、上記のテーラードブランクにおいては、成形品に２枚の板を溶接した溶接部が残る。

また、テーラードロールドブランクが知られている。テーラードロールドブランクは、
予め一部の厚みを異ならせたロール状のコイル（鋼板を巻きつけたもの）を用いたブランクである。しかし、かかる方法の場合には、特注のコイルが必要となる。

さらに、ブランクの剛性や強度の必要な部位にスチフナーと呼ばれる補剛材を設ける方法も知られている。しかし、かかる方法の場合には、補剛材を設けるため、部品点数が増えることになる。

これに対して、第１の実施形態に係るプレス成形品１０の製造方法の場合には、溶接部が発生せず、特注のコイルを使用する必要が無く、部品点数が増えない。すなわち、簡易な製造方法により、自動車のセンターピラーに用いた際に衝撃が作用する可能性がある縦壁部１３をブランク７０の板厚ｔ１よりも増肉させたプレス成形品１０を成形できる。

（１−２．プレス成形装置の構成例）
図３〜図５を参照しながら、第１の実施形態に係るプレス成形装置１００の構成の一例について説明する。プレス成形装置１００は、被加工材である一次成形品８０のプレス加工を実施することによって、二次成形品である縦壁部１３を増肉させたプレス成形品１０を成形する。

図３〜図５は、第１の実施形態に係るプレス成形装置１００の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図３は増肉のためのプレス加工の開始直前のプレス成形装置１００の状態を示し、図４はプレス加工中のプレス成形装置１００の状態を示し、図５はプレス加工終了時（パンチが下死点に位置する）のプレス成形装置１００の状態を示している。

プレス成形装置１００は、図３〜図５に示すように、ダイ１１０と、クッション１２０と、パンチ部材の一例であるパンチ１３０と、パッド部材の一例であるパッド１４０とを有する。なお、ダイ１１０とクッション１２０は、一次成形品８０を支持する支持部材の一例である。より具体的には、クッション１２０がハット状断面の内側で一次成形品８０を支持する第１支持部材の一例であり、ダイ１１０が縦壁部８３の下端部で一次成形品８０を支持する第２支持部材の一例である。

ダイ１１０は、プレス成形装置１００の下ホルダ（不図示）に固定されている。ダイ１１０には、一次成形品８０がセットされた際に、一次成形品８０のフランジ部８４（縦壁部８３の下端部を含む）を支持するフランジ支持凹部１１２が形成されている。また、ダイ１１０には、その上でパッド１４０を移動させることが可能なパッド移動面１１４が形成されている。

クッション１２０は、プレス成形装置１００の下ホルダによって移動可能に支持されている。クッション１２０は、セットされた一次成形品８０を、ハット状断面の内側から支持する。具体的には、クッション１２０は、一次成形品８０の上壁部８２および縦壁部８３の内側を支持する。クッション１２０は、バネなどの付勢部材１２２により上向き（方向Ｄ１）に付勢されている。

パンチ１３０は、プレス成形装置１００の上ホルダ（不図示）によって移動可能に支持されている。パンチ１３０は、セットされた一次成形品８０の上壁部８２の上方に位置しており、プレス加工の際に下向き（方向Ｄ２；方向Ｄ１の反対方向）に下降する。パンチ１３０は、図３に示すようにクッション１２０との間で上壁部８２を挟持した状態で、図４および図５に示すように二つのパッド１４０の間を方向Ｄ２に下降することで、一次成形品８０をプレス成形する。このとき、パンチ１３０は、クッション１２０とともにダイ１１０に対して相対的に下降することで、一次成形品８０の縦壁部８３の高さをｈ１からｈ２へと小さくさせる一方で、縦壁部８３の厚みをｔ１からｔ２へ増肉させるようにプレス加工する。縦壁部８３の増肉の際に、コーナ部８５、８６も増肉される。なお、縦壁部８３は、ひずみを生じながら増肉されるので、硬くなる（加工硬化）。パンチ１３０は、このようなプレス加工を、一次成形品８０の長手方向の全体について実行する。

パッド１４０は、一次成形品８０の縦壁部８３の外側に位置し、縦壁部８３を挟んでクッション１２０に対向する。パッド１４０は、ダイ１１０のパッド移動面１１４上に左右方向（方向Ｄ３または方向Ｄ４）に移動可能に設けられている。パッド１４０は、バネなどの付勢部材１４２により、縦壁部８３に向かう方向Ｄ３に付勢されている。付勢部材１４２は、その一方の端部がパッド１４０と連結され、他方の端部がダイ１１０に連結されている。

付勢部材１４２によって、プレス加工中のパッド１４０の位置は、パッド１４０と縦壁部８３との接触が維持されるように調整される。より具体的には、パッド１４０は、付勢部材１４２によって方向Ｄ３に付勢されることによって、縦壁部８３に押し当てられている。縦壁部８３の厚みが増肉によって大きくなると、パッド１４０は付勢部材１４２の付勢力に抵抗して方向Ｄ４に移動し、パッド１４０とクッション１２０との間隔が縦壁部８３の増肉分だけ大きくなる。このように、パッド１４０が縦壁部８３に接触し続けることによって、縦壁部８３の座屈が防止される。

なお、上記では、一次成形品８０の縦壁部８３およびコーナ部８５、８６を増肉させることとしたが、これに限定されず、縦壁部８３のみを増肉させて良い。また、上記では、一次成形品８０の長手方向の全体で縦壁部８３を増肉させることにしたが、これに限定されず、縦壁部８３の長手方向の一部のみを増肉させても良い。

（１−３．プレス成形装置の動作例）
次に、プレス成形装置１００のプレス加工時の動作例について、引き続き図３〜図５を参照しながら説明する。本動作例は、図３に示すように、セットされた一次成形品８０がクッション１２０、パンチ１３０、およびパッド１４０に挟持された状態から開始される。

まず、パンチ１３０が方向Ｄ２に下降し始め、一次成形品８０に荷重が加わる。これに伴い、クッション１２０も、付勢部材１２２の方向Ｄ１への付勢力に抗い、方向Ｄ２に下降する。これによって、図４に示すように、荷重を受けた一次成形品８０の縦壁部８３は、方向Ｄ２において縮む一方で、方向Ｄ４（方向Ｄ３の反対方向）に膨らむ。

パッド１４０は付勢部材１４２によって方向Ｄ３に付勢されているが、縦壁部８３が方向Ｄ４に膨らむ際にパッド１４０に対して縦壁部８３から方向Ｄ４に力が作用する。これにより、パッド１４０も、付勢部材１４２の付勢力に抗い、方向Ｄ４に移動する。この際、付勢部材１４２に付勢されたパッド１４０が縦壁部８３に接触した状態を維持するので、縦壁部８３が撓んで座屈することを防止できる。この結果、縦壁部８３を均一な厚さｔ２に増肉させることが可能となる。

そして、図５に示すようにパンチ１３０が下死点に達するまで、クッション１２０およびパッド１４０が移動し続ける。この際、付勢部材１４２の付勢力は、パッド１４０とクッション１２０との間隔がｔ２より大きくならないように調節されている。これにより、縦壁部８３が厚みｔ２に増肉されることになる。この際、上壁部８２と縦壁部８３のコーナ部８５、および縦壁部８３とフランジ部８４のコーナ部８６も、増肉される。なお、縦壁部８３は、ひずみを生じながら増肉するので硬くなる（加工硬化）。

一方で、パンチ１３０が下死点に達するまで、一次成形品８０の上壁部８２およびフランジ部８４は、厚みｔ１を維持している。この結果、プレス成形が完了すると、図１に示すような縦壁部１３、およびコーナ部１５、１６を増肉させた二次成形品であるプレス成形品１０が成形される。

（１−４．有効性）
上述したプレス成形装置１００により成形されたプレス成形品１０の有効性について、プレス成形品１０に関して３点曲げシミュレーションを実施した場合の解析結果を用いて説明する。

図６は、プレス成形品１０に関する３点曲げシミュレーションの条件を説明するための模式図である。シミュレーションにおいて、プレス成形品１０は、図６に示すように長手方向の両端側に位置する支持部材５１０に裏板５２０を挟んで支持される。この際、プレス成形品１０は、フランジ部１４において平板である裏板５２０に溶接で固定されている。そして、支持部材５１０に支持されたプレス成形品１０の長手方向の中央側に、圧子５３０によって所定荷重を加える。これにより、プレス成形品１０の荷重を加えられた部位が、変形および変位することになる。

以下では、図７〜図９を参照しながら、縦壁部１３を増肉させた本実施例に係るプレス成形品１０に関する解析結果と、縦壁部を増肉させていない比較例１に係るプレス成形品に関する解析結果とを比較して説明する。なお、シミュレーションは、プレス成形品を支持する二つの支持部材５１０の間の支持間隔が２００ｍｍ、３００ｍｍ、６００ｍｍの場合について、それぞれ行なっている。ここで、プレス成形品１０の上壁部１２およびフランジ部１４の板厚は１．０ｍｍであり、縦壁部１３の板厚を増肉（１．２ｍｍ〜２．０ｍｍ）させている。比較例１に係る成形品の上壁部、縦壁部、およびフランジ部の板厚が均一であり、ここでは、１．０ｍｍである。

図７は、２つの支持部材５１０の間の支持間隔が２００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。図８は、支持間隔が３００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。図９は、支持間隔が６００ｍｍである場合の３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。

図７〜図９の６つのグラフの横軸は、縦壁部１３の板厚を示す。図７Ａ、図８Ａ、図９Ａの各グラフの縦軸は、プレス成形品が変位する最大荷重を示し、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂの各グラフの縦軸は、プレス成形品が吸収する吸収エネルギーを示す。なお、解析結果としては、加工硬化を反映していない解析結果と、加工硬化を反映した解析結果とが示されている。図７〜図９を見ると分かるように、縦壁部１３の板厚が大きくなるほど、プレス成形品１０が変位する最大荷重や吸収エネルギーが大きくなる。また、加工硬化を反映させた場合には、最大荷重や吸収エネルギーが更に大きくなる。すなわち、本実施例に係るプレス成形品１０は、変形し難く、エネルギーの吸収量も大きい。これにより、第１の実施形態に係るプレス成形品１０を自動車のセンターピラーに利用した際に、衝突性能を向上させることができる。

次に、図１０および図１１を参照して、本実施例に係るプレス成形品１０と、引張強さが異なる比較例２、３に係るプレス成形品とに関する３点曲げシミュレーションの解析結果について説明する。図１０および図１１は、３点曲げシミュレーションの解析結果を示すグラフである。

図１０および図１１に示す本実施例に係るプレス成形品１０の解析結果は、図８Ａおよび図８Ｂと同じである。比較例２、および比較例３の成形品については、上壁部、縦壁部、およびフランジ部の板厚が均一であり、ここでは、１．０ｍｍと１．２ｍｍの場合について解析している。ここで、比較例２の成形品は、引張強さ９８０ＭＰａ級の材料から成る。比較例３の成形品は、引張強さ１１８０ＭＰａ級の材料から成る。

図１０および図１１を見ると分かるように、本実施例のプレス成形品１０は、引張強さ９８０ＭＰａ級の比較例２の成形品以上の特性を示す。また、プレス成形品１０の縦壁部の板厚を１．２ｍｍにした場合には、板厚１．２ｍｍの引張強さ１１８０ＭＰａ級の比較例３の成形品と同等の特性を示す。このため、第１の実施形態に係るプレス成形装置１００によれば、引張強さが低い材料を用いてプレス成形することで、引張強さの大きい材料に係る成形品と同様な特性を確保できる。このため、材料を軽量化しつつ、プレス成形品１０の特性を維持できる。

（１−５．変形例）
図１２〜図１６を参照しながら、第１の実施形態の変形例に係るプレス成形品２０およびプレス成形装置１５０の構成例について説明する。

（１−５−１．プレス成形品の構成例）
図１２および図１３を参照しながら、第１の実施形態の変形例に係るプレス成形品２０の構成の一例について説明する。図１２は、第１の実施形態の変形例に係るプレス成形品２０の構成の一例を示す斜視図である。図１３は、第１の実施形態の変形例に係るプレス成形品２０の製造工程の一例を示す模式図である。

プレス成形品２０も、図１２に示すように所謂Ｕ字状断面で延びる長尺状の成形品である。具体的には、プレス成形品２０は、上壁部２２と縦壁部２３とを有するが、図１に示すプレス成形品１０のフランジ部１４を有しない。このため、プレス成形品２０を車両本体に締結するための締結穴は、上壁部２２または縦壁部２３に形成されることになる。

プレス成形品２０においても、縦壁部２３は、上壁部２２の厚みｔ１よりも大きい厚みｔ２に増肉されている。また、上壁部２２と縦壁部２３の間のコーナ部２５も、縦壁部２３と同一面となるように増肉されている。これにより、縦壁部２３およびコーナ部２５の剛性が高くなる。

上述した構成のプレス成形品２０も、図１３に示すように、プレス成形品１０と同様に、準備工程Ｓ１１で準備された板厚ｔ１の平板であるブランク７０に対して、２回のプレス加工（図１３に示す第１成形工程Ｓ１２および第２成形工程Ｓ１３）を施すことで成形される。すなわち、第１成形工程Ｓ１２により、板厚ｔ１のＵ字状断面を有する一次成形品８０が形成される。そして、第２成形工程Ｓ１３により、縦壁部が高さｈ２に縮んだ分だけ厚さｔ２に増肉された二次成形品であるプレス成形品２０が成形される。

（１−５−２．プレス成形装置の構成例、および動作例）
図１４〜図１６を参照しながら、第１の実施形態の変形例に係るプレス成形装置１５０の構成および動作の一例について説明する。プレス成形装置１５０も、一次成形品８０のプレス加工を実施することによって、二次成形品である縦壁部２３を増肉させたプレス成形品２０を成形する。

図１４〜図１６は、第１の実施形態の変形例に係るプレス成形装置１５０の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図１４は増肉のためのプレス加工の開始直前のプレス成形装置１５０の状態を示し、図１５はプレス加工中のプレス成形装置１５０の状態を示し、図１６はプレス加工終了時（パンチが下死点に位置する）のプレス成形装置１５０の状態を示している。

プレス成形装置１５０は、図１４〜図１６に示すように、ダイ１６０と、クッション１２０と、パンチ１３０と、パッド１４０とを有する。ダイ１６０は、フランジ支持凹部１１２が形成されていない点を除けば、図３〜図５に示すプレス成形装置１００のダイ１１０の構成と同様である。また、プレス成形装置１５０のクッション１２０、パンチ１３０、およびパッド１４０の構成は、プレス成形装置１００と同一である。このため、プレス成形装置１５０のダイ１６０、クッション１２０、パンチ１３０、およびパッド１４０の主な機能は、プレス成形装置１００と同様である。

続いて、プレス成形装置１５０のプレス加工時の動作例について説明する。
本動作例においては、図１４に示す状態からパンチ１３０およびクッション１２０が方向Ｄ２に下降し始め、一次成形品８０に荷重が加わる。これによって、図１５に示すように、一次成形品８０の縦壁部８３は、方向Ｄ２において縮む一方で、方向Ｄ４に膨らむ。この際、付勢部材１４２に付勢されたパッド１４０が縦壁部８３に接触した状態を維持するので、縦壁部８３が撓んで座屈することを防止できる。この結果、縦壁部８３を均一な厚さｔ２に増肉させることが可能となる。

そして、図１６に示すようにパンチ１３０が下死点に達するまで、クッション１２０およびパッド１４０が移動し続ける。この際、付勢部材１４２の付勢力は、パッド１４０とクッション１２０との間隔がｔ２より大きくならないように調節されている。これにより、縦壁部８３が厚みｔ２に増肉されることになる。上壁部８２と縦壁部８３のコーナ部８５も、増肉される。なお、縦壁部８３は、ひずみを生じながら増肉するので硬くなる。

一方で、パンチ１３０が下死点に達するまで、一次成形品８０の上壁部８２は、厚みｔ１を維持している。この結果、プレス成形が完了すると、図１２に示すような縦壁部２３およびコーナ部２５を増肉させた二次成形品であるプレス成形品２０が成形される。

＜２．第２の実施形態＞
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るプレス成形品は、第１の実施形態に係るプレス成形品１０と同一である。一方で、第２の実施形態に係るプレス成形装置は、第１の実施形態に係るプレス成形装置１００と異なる。そこで、以下では、第２の実施形態に係るプレス成形装置の構成例、及び動作例について説明する。

（２−１．プレス成形装置の構成例）
図１７〜図１９を参照しながら、第２の実施形態に係るプレス成形装置２００の構成の一例について説明する。プレス成形装置２００は、被加工材である一次成形品８０のプレス加工を実施することによって、二次成形品である縦壁部１３を増肉させたプレス成形品１０を成形する。

図１７〜図１９は、第２の実施形態に係るプレス成形装置２００の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図１７は増肉のためのプレス加工の開始直前のプレス成形装置２００の状態を示し、図１８はプレス加工中のプレス成形装置２００の状態を示し、図１９はプレス加工終了時（パンチが下死点に位置する）のプレス成形装置２００の状態を示している。

プレス成形装置２００は、図１７〜図１９に示すように、ダイ１１０と、クッション１２０と、パンチ部材の一例であるパンチ２３０と、パッド部材の一例であるパッド２４０とを有する。なお、本実施形態に係るプレス成形装置２００において、ダイ１１０およびクッション１２０の構成は、上記の第１の実施形態に係るプレス成形装置１００と同様である。従って、これらの構成要素についての詳細な説明は省略する。

パンチ２３０は、プレス成形装置２００の上ホルダ（不図示）によって移動可能に支持されている。パンチ２３０は、セットされた一次成形品８０の上壁部８２の上方に位置するパンチ部２３１を有し、プレス加工の際に下向き（方向Ｄ２）に下降する。パンチ部２３１は、図１７に示すようにクッション１２０との間で上壁部８２を挟持した状態で、図１８および図１９に示すように二つのパッド２４０の間を方向Ｄ２に下降することで、一次成形品８０をプレス成形する。このとき、パンチ部２３１は、クッション１２０とともにダイ１１０に対して相対的に下降することで、一次成形品８０の縦壁部８３の高さをｈ１からｈ２へ小さくさせる一方で、縦壁部８３の厚みをｔ１からｔ２へ増肉させるようにプレス加工する。縦壁部８３の増肉の際に、コーナ部８５、８６も増肉される。なお、縦壁部８３は、ひずみを生じながら増肉されるので、硬くなる。パンチ部２３１は、このようなプレス加工を、一次成形品８０の長手方向の全体について実行する。

また、パンチ２３０は、プレス加工の際にパッド２４０を押圧する押圧部２３２を有する。押圧部２３２は、パンチ部２３１の両側に設けられている。押圧部２３２は、パンチ２３０が方向Ｄ２に下降する際に、接触するパッド２４０を押圧する。押圧部２３２の先端側には、パッド２４０の傾斜面２４１と同様に傾斜した押圧面２３３が形成されている。

パッド２４０は、一次成形品８０の縦壁部８３の外側に位置し、縦壁部８３を挟んでクッション１２０に対向する。パッド２４０は、ダイ１１０のパッド移動面１１４上に左右方向（方向Ｄ３または方向Ｄ４）に移動可能に設けられている。パッド２４０の上面には傾斜面２４１が形成されている。傾斜面２４１は、クッション１２０から離れるほど高くなるように傾斜している。このため、パンチ２３０によるプレス加工の際に、傾斜面２４１が押圧面２３３に押圧されることで、パッド２４０は、クッション１２０から離れる方向（方向Ｄ４）に移動する。そして、パンチ２３０が図１９に示す下死点に位置する時点では、パッド２４０とクッション１２０との間隔が、一次成形品８０の縦壁部８３の増肉後の厚みｔ２と同じ大きさになっている。

ここで、傾斜面２４１の傾斜角度は、プレス加工中にパッド２４０が方向Ｄ４に移動する間、増肉中の縦壁部８３に接触した状態が維持されるように設定されている。これにより、縦壁部８３が増肉される際の縦壁部８３の撓みを防止できるので、縦壁部８３の座屈を有効に防止できる。このように、第２の実施形態では、押圧部２３２と傾斜面２４１が、プレス加工中にパンチ２３０の下降に並行してクッション１２０とパッド２４０との間隔を拡大させる間隔調整機構を構成する。

さらに、パッド２４０は、バネなどの付勢部材２４２により、縦壁部８３に向かう方向Ｄ３に付勢されている。付勢部材２４２は、その一方の端部がパッド２４０と連結され、他方の端部がダイ１１０に連結されている。このようにパッド２４０が付勢されることで、プレス加工の際に押圧部２３２によって押圧されたパッド２４０が方向Ｄ４に飛びだすことを防止し、パッド２４０と縦壁部８３との接触を維持できる。

なお、上記では、一次成形品８０の縦壁部８３およびコーナ部８５、８６を増肉させることとしたが、これに限定されず、縦壁部８３のみを増肉させて良い。また、上記では、一次成形品８０の長手方向の全体で縦壁部８３を増肉させることにしたが、これに限定されず、縦壁部８３の長手方向の一部のみを増肉させても良い。

（２−２．プレス成形装置の動作例）
次に、プレス成形装置２００のプレス加工時の動作例について、引き続き図１７〜図１９を参照しながら説明する。本動作例は、図１７に示すように、セットされた一次成形品８０がクッション１２０、パンチ２３０、およびパッド２４０に挟持された状態から開始される。

まず、パンチ２３０が方向Ｄ２に下降し始め、一次成形品８０に荷重が加わる。これに伴い、クッション１２０も、付勢部材１２２の方向Ｄ１への付勢力に抗い、方向Ｄ２に下降する。

また、パンチ２３０が方向Ｄ２に下降する際に、押圧部２３２がパッド２４０の傾斜面２４１を押圧することで、パッド２４０は、付勢部材２４２の付勢力に抗い方向Ｄ４に移動する。これにより、図１８に示すようにパッド２４０とクッション１２０の間の隙間が大きくなる。そして、パッド２４０が方向Ｄ４へ移動する際に、パンチ部２３１から荷重を受けた一次成形品８０の縦壁部８３は、方向Ｄ２において縮む一方で、隙間を埋めるように方向Ｄ４に膨らむ。このとき、パッド２４０が、増肉中の縦壁部８３への接触状態を維持しながら方向Ｄ４へ移動するので、縦壁部８３が撓んで座屈することを防止できる。この結果、縦壁部８３を均一な厚さｔ２に増肉させることが可能となる。

そして、図１９に示すようにパンチ２３０が下死点に達するまで、クッション１２０およびパッド２４０が移動し続ける。そして、パンチ２３０が下死点に達すると、移動したパッド２４０とクッション１２０の間隔が、縦壁部８３の増肉後の厚みｔ２と同じ大きさになる。これにより、縦壁部８３が厚みｔ２に増肉されることになる。この際、上壁部８２と縦壁部８３のコーナ部８５、および縦壁部８３とフランジ部８４のコーナ部８６も、増肉される。なお、縦壁部８３は、ひずみを生じながら増肉するので硬くなる。

一方で、パンチ２３０が下死点に達するまで、一次成形品８０の上壁部８２およびフランジ部８４は、厚みｔ１を維持している。この結果、プレス加工が完了すると、図１に示すような縦壁部１３、およびコーナ部１５、１６を増肉させた二次成形品であるプレス成形品１０が成形される。

（２−３．変形例）
図２０〜図２２を参照しながら、第２の実施形態の変形例に係るプレス成形品２０およびプレス成形装置２５０の構成例について説明する。

（２−３−１．プレス成形装置の構成例、および動作例）
図２０〜図２２を参照しながら、第２の実施形態の変形例に係るプレス成形装置２５０の構成および動作の一例について説明する。プレス成形装置２５０も、一次成形品８０のプレス加工を実施することによって、二次成形品である縦壁部２３を増肉させたプレス成形品２０を成形する。

図２０〜図２２は、第２の実施形態の変形例に係るプレス成形装置２５０の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図２０は増肉のためのプレス加工の開始直前のプレス成形装置２５０の状態を示し、図２１はプレス加工中のプレス成形装置２５０の状態を示し、図２２はプレス加工終了時（パンチが下死点に位置する）のプレス成形装置２５０の状態を示している。

プレス成形装置２５０は、図２０〜図２２に示すように、ダイ１６０と、クッション１２０と、パンチ２３０と、パッド２４０とを有する。なお、本変形例に係るプレス成形装置２５０において、ダイ１６０の構成は、上記の第１の実施形態の変形例に係るプレス成形装置１５０と同様である。また、クッション１２０、パンチ２３０、およびパッド２４０の構成は、プレス成形装置２００と同一である。従って、本変形例では、個々の構成要素についての詳細な説明は省略する。

続いて、プレス成形装置２５０のプレス加工時の動作例について説明する。
本動作例においては、図２０に示す状態からパンチ２３０およびクッション１２０が方向Ｄ２に下降し始め、一次成形品８０に荷重が加わる。

また、パンチ２３０が方向Ｄ２に下降する際に、押圧部２３２がパッド２４０の傾斜面２４１を押圧することで、パッド２４０が方向Ｄ４に移動して、図２０に示すようにパッド２４０とクッション１２０の間の隙間が大きくなる。この際に、パンチ部２３１から荷重を受けた一次成形品８０の縦壁部８３は、方向Ｄ２において縮む一方で、隙間を埋めるように方向Ｄ４に膨らむ。このとき、パッド２４０が、増肉中の縦壁部８３への接触状態を維持しながら方向Ｄ４へ移動するので、縦壁部８３の厚みがほぼ均一に大きくなる。この際、上壁部８２と縦壁部８３のコーナ部８５、および縦壁部８３とフランジ部８４のコーナ部８６も、増肉される。

そして、図２２に示すようにパンチ２３０が下死点に達するまで、クッション１２０およびパッド２４０が移動し続ける。そして、パンチ２３０が下死点に達すると、移動したパッド２４０とクッション１２０の間隔が、縦壁部８３の増肉後の厚みｔ２と同じ大きさになる。これにより、縦壁部８３が厚みｔ２に増肉される際に、縦壁部８３が撓んで座屈することを防止できる。この結果、縦壁部８３を均一な厚さｔ２に増肉させることが可能となる。

一方で、パンチ２３０が下死点に達するまで、一次成形品８０の上壁部８２は、厚みｔ１を維持している。この結果、プレス加工が完了すると、図１２に示すような縦壁部２３、およびコーナ部２５を増肉させた二次成形品であるプレス成形品２０が成形される。

＜３．第３の実施形態＞
（３−１．プレス成形品の概要）
図２３を参照しながら、第３の実施形態に係るプレス成形品３０の概要について説明する。図２３は、第３の実施形態に係るプレス成形品３０の製造工程の一例を示す模式図である。

第１および第２の実施形態に係るプレス成形品１０は、図２で説明したようにブランク７０に対して２回のプレス加工を施すことで成形されていた。これに対して、第３の実施形態に係るプレス成形品３０は、図２３に示すように、１回のプレス加工（図２３に示す成形工程Ｓ２２）により成形される。すなわち、図２に示すような一次成形品８０を経ずに、準備工程Ｓ２１で準備された平板であるブランク７０から直にプレス成形品３０を成形する。このため、プレス成形品３０を製造する製造工程が少なくなり、生産性が向上することになる。

プレス成形品３０は、上壁部３２と、縦壁部３３と、フランジ部３４とを有する。プレス成形品３０を１回のプレス加工で成形しやすくするため、縦壁部３３と上壁部３２の成す角度が鈍角となっている。つまり、プレス成形品３０は、縦壁部３３の下端に向かって開いたハット状断面を有する。上壁部３２およびフランジ部３４の厚さは、ブランク７０の板厚と同じ厚さｔ１であるが、縦壁部３３は厚さｔ２に増肉されている。また、上壁部３２と縦壁部３３の間のコーナ部３５、および縦壁部３３とフランジ部３４のコーナ部３６も、増肉されている。

（３−２．プレス成形装置の構成例）
図２４〜図２７を参照しながら、第３の実施形態に係るプレス成形装置３００の構成の一例について説明する。プレス成形装置３００は、ブランク７０に対してプレス加工を行い、縦壁部３３を増肉させたプレス成形品３０を成形する。

図２４〜図２７は、第３の実施形態に係るプレス成形装置３００の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図２４はプレス加工の開始直前のプレス成形装置３００の状態を示し、図２５および図２６はプレス加工中のプレス成形装置３００の状態を示し、図２７はプレス加工終了時（パンチが下死点に位置する）のプレス成形装置３００の状態を示している。

なお、本実施形態では、上記の第１および第２の実施形態で実施されたようなプレス加工、すなわち一次成形品８０の縦壁部８３を増肉させるプレス加工に加えて、平板であるブランク７０を折り曲げて一次成形品８０に対応する形状の中間的な被加工材を成形する追加のプレス加工が、プレス成形装置３００によって、増肉のためのプレス加工の前段で実施されるといえる。

プレス成形装置３００は、図２４〜図２７に示すように、ダイ３１０と、クッション３２０と、パンチ３３０と、パッド３４０とを有する。

ダイ３１０は、プレス成形装置３００の下ホルダ（不図示）によって支持されている。ダイ３１０は、固定部３１２と、第１可動部３１４と、第２可動部３１６と、を有する。固定部３１２は、下ホルダに固定されたプレートである。

第１可動部３１４は、固定部３１２上に移動可能に設けられている。第１可動部３１４は、パンチ３３０の第１押圧部３３４に押圧される第１被押圧面３１５ａを有する。第１被押圧面３１５ａが第１押圧部３３４に押圧されることで、第１可動部３１４は、クッション３２０に近づく方向に移動する。また、第１可動部３１４には、プレス成形品３０のフランジ部３４に相当する部位を支持するフランジ支持凹部３１５ｂが形成されている。さらに、第１可動部３１４のクッション３２０側には、クッション３２０のテーパ面３２１と接触する第１接触面３１５ｃが形成されている。第１接触面３１５ｃは、テーパ面３２１と平行な傾斜面である。

第２可動部３１６は、第１可動部３１４上に移動可能に設けられている。第２可動部３１６は、パンチ３３０の第２押圧部３３６に押圧される第２被押圧面３１７ａを有する。第２被押圧面３１７ａは、第１被押圧面３１５ａよりもクッション３２０側に位置している。第２被押圧面３１７ａが第２押圧部３３６に押圧されることで、第２可動部３１６は、クッション３２０に近づく方向に移動する。また、第２可動部３１６の第２被押圧面３１７ａの反対側には、パッド３４０に接触する第２接触面３１７ｂが形成されている。

クッション３２０は、プレス成形装置３００の下ホルダによって移動可能に支持されている。クッション３２０は、セットされたブランク７０を下側から支持する。クッション３２０の側面には、クッション３２０の幅が底部から上部へ向けて小さくなるようにテーパ面３２１が形成されている。クッション３２０は、バネなどの付勢部材３２２により方向Ｄ１に付勢されている。また、クッション３２０は、両側に位置する第２可動部３１６の第２接触面３１７ｂに挟まれている。

パンチ３３０は、プレス成形装置３００の上ホルダ（不図示）によって移動可能に支持されている。パンチ３３０は、ブランク７０の上方に位置しており、プレス加工する際に方向Ｄ２（方向Ｄ１の反対方向）に下降する。パンチ３３０は、プレス加工することで、平板であるブランク７０をハット状断面に折り曲げるとともに、プレス成形品３０の縦壁部３３に対応する部位を増肉させる。パンチ３３０は、挟持部３３２と、第１押圧部３３４と、第２押圧部３３６と、連結部３３８と、を有する。

挟持部３３２は、セットされたブランク７０の上方に位置しており、クッション３２０との間でブランク７０を挟持する。挟持部３３２は、付勢部材３３３により方向Ｄ２に付勢されている。

第１押圧部３３４は、ダイ３１０の第１可動部３１４に対応する位置に設けられている。第１押圧部３３４は、パンチ３３０が下降した際に、第１可動部３１４の第１被押圧面３１５ａを押圧する。これにより、第１可動部３１４が、図２６に示すように方向Ｄ３に移動する。また、第１可動部３１４の方向Ｄ３への移動に伴い、第１可動部３１４の第１接触面３１５ｃが、下降するクッション３２０との接触状態を維持する。なお、パンチ３３０が下降するに従い、第１可動部３１４の方向Ｄ３への移動量が大きくなる。

第２押圧部３３６は、ダイ３１０の第２可動部３１６に対応する位置に設けられている。第２押圧部３３６は、パンチ３３０が下降した際に、第２可動部３１６の第２被押圧面３１７ａを押圧する。これにより、第２可動部３１６が、図２６に示すように方向Ｄ４に移動する。また、第２可動部３１６の方向Ｄ４への移動に伴い、第２可動部３１６の第２接触面３１７ｂに接触するパッド３４０も、方向Ｄ４へ移動することになる。

連結部３３８は、パッド３４０を付勢する付勢部材３４２に連結されている。連結部３３８は、パッド３４０とともに左右方向に移動できるようにパンチ３３０の本体部３３１に取り付けられている。なお、連結部３３８（パッド３４０）の移動量は、第２可動部３１６の移動量と同じであるが、第１可動部３１４の移動量より小さい。

パッド３４０は、パンチ３３０の挟持部３３２の両側に位置して、ブランク７０の上面に接触している。パッド３４０は、プレス加工中に、図２５に示すようにブランク７０をハット状断面に折り曲げるパンチの機能を有する。この結果、プレス成形品３０の上壁部３２に対応する上壁部位７２と、縦壁部３３に対応する縦壁部位７３と、フランジ部３４に対応するフランジ部位７４とが形成される。また、パッド３４０は、図２５〜図２７に示すように、縦壁部位７３を挟んでクッション３２０と対向している。パッド３４０のクッション３２０に対向する対向面３４１は、クッション３２０のテーパ面３２１（縦壁部に面する第１傾斜面）と平行な傾斜面（第２傾斜面）を形成する。

また、パッド３４０は、バネなどの付勢部材３４２により方向Ｄ５に付勢されている。付勢部材３４２は、その一方の端部がパッド３４０と連結され、他方の端部がパンチ３３０の連結部３３８に連結されている。パッド３４０は、接触する第２可動部３１６が方向Ｄ４へ移動する際に、第２接触面３１７ｂに押されて連結部３３８とともに方向Ｄ４へ移動する。そして、図２７に示すようにパンチ３３０が下死点に位置する際に、パッド３４０とクッション３２０の間隔が縦壁部３３の厚みｔ２と同じ大きさになる。これにより、縦壁部位７３が、厚さｔ１から厚さｔ２に増肉されることになる。この際、コーナ部位７５、７６も、増肉される。なお、縦壁部位７３は、ひずみを発生しながら増肉するので硬くなる。

（３−３．プレス成形装置の動作例）
次に、プレス成形装置３００の動作例について、図２４〜図２７を参照しながら説明する。

本動作例においては、図２４に示す状態からパンチ３３０が下降し始める。これに伴い、パッド３４０も下降し始める。この際、挟持部３３２とクッション３２０で挟持されたブランク７０が、パッド３４０に押されて図２５に示すようにハット状断面に折り曲げられる（このとき、クッション３２０は下降しない。つまり、ブランク７０上に当接されたパッド３４０は、クッション３２０、ダイ３１０、およびパンチ３３０の挟持部３３２に対して相対的に下降する）。プレス加工のこの段階（上記で追加のプレス加工とされた段階）で、ブランク７０に上壁部位７２、縦壁部位７３、およびフランジ部位７４が形成される。このとき、縦壁部位７３の下端部を含むフランジ部位７４は、ダイ３１０のフランジ支持凹部３１５ｂに当接される。また、縦壁部位７３は、クッション３２０とパッド３４０との間に挟まれる。

その後、更にパンチ３３０が下降すると、クッション３２０も挟持部３３２に押されて下降する。これにより、縦壁部位７３が縮むことになる。また、パンチ３３０の下降に連動して、第１押圧部３３４が第１可動部３１４の第１被押圧面３１５ａを押圧する。これにより、図２６に示すように、第１可動部３１４が方向Ｄ３へ移動し、第１接触面３１５ｃと下降するクッション３２０との接触状態が維持される。

また、パンチ３３０の下降に連動して、第２押圧部３３６が第２可動部３１６の第２被押圧面３１７ａを押圧する。これによって、図２６に示すように、第２可動部３１６が方向Ｄ４へ移動し、第２接触面３１７ｂに接触するパッド３４０をクッション３２０に近づく方向に移動させる。このとき、クッション３２０（具体的にはテーパ面３２１）とパッド３４０（具体的には対向面３４１）との間隔が少しずつ大きくなるように、第２被押圧面３１７ａの傾斜が調節されている。

より具体的には、テーパ面３２１は、クッション３２０が下降するのに伴って縦壁部位７３から離れる方向に後退する。一方、対向面３４１は、パッド３４０がクッション３２０に近づくように移動される結果、後退するテーパ面３２１に追随するようにして縦壁部位７３に向かって前進するのであるが、このときの対向面３４１の前進量は、テーパ面３２１の後退量よりも小さくなる。つまり、パンチ３３０およびクッション３２０の下降に伴って、テーパ面３２１および対向面３４１はいずれもクッション３２０の中心側に向かって移動するが、テーパ面３２１と対向面３４１との間隔は、少しずつ拡大する。

これにより、縦壁部位７３は、クッション３２０の下降に伴い上下方向（方向Ｄ２）には縮む一方で、左右方向（方向Ｄ４とは反対方向）には膨らむ。このとき、縦壁部位７３とパッド３４０との接触が維持されるために、縦壁部位７３が撓んで座屈することを防止できる。

そして、図２７に示すようにパンチ３３０が下死点に達するまで、クッション３２０およびパッド３４０が移動し続ける。そして、パンチ３３０が下死点に達すると、移動したパッド３４０とクッション３２０の間隔が、縦壁部位７３の増肉後の厚みｔ２と同じ大きさになる。これにより、縦壁部位７３が厚みｔ２に増肉されることになる。この際、コーナ部位７５、７６も、増肉される。

一方で、パンチ３３０が下死点に達するまで、ブランク７０の上壁部位７２およびフランジ部位７４は、厚みｔ１を維持している。この結果、プレス加工が完了すると、縦壁部３３、およびコーナ部３５、３６を増肉させたプレス成形品３０が生成される。このように生成されたプレス成形品３０も、前述した図７〜図１１で説明したプレス成形品１０と同様な特性を示し、例えば自動車のセンターピラーに利用した際に衝突性能を向上させることができる。

本実施形態では、パッド３４０に接するダイ３１０の第２可動部３１６に形成された第２被押圧面３１７ａと、パンチ３３０に形成される第２押圧部３３６とによって構成される駆動機構が、プレス加工中にパッド３４０をクッション３２０に近づく方向に移動させ、これによってパッド３４０の対向面３４１は縦壁部位７３に向かって前進する。その一方で、クッション３２０の下降に伴って、クッション３２０のテーパ面３２１は縦壁部位７３から離れる方向に後退する。上記の駆動機構は、対向面３４１の前進量がテーパ面３２１の後退量よりも小さくなるように調節されることによって、プレス加工中にパンチ３３０の下降に並行してクッション３２０とパッド３４０との間隔を拡大させる間隔調整機構としても機能する。このような間隔調整機構によって、プレス加工中にパッド３４０と縦壁部位７３との接触を維持し、縦壁部位７３の座屈を防止できることは、既に説明した通りである。

（３−４．変形例）
第３の実施形態の変形例について説明する。以下では、図２８〜図３１を参照しながら、第３の実施形態の変形例に係るプレス成形装置３５０の構成および動作の一例について説明する。なお、プレス成形装置３５０により成形されるプレス成形品は、図２３に示すプレス成形品３０のフランジ部３４が無い点を除けば、プレス成形品３０と同一である。

図２８〜図３１は、第３の実施形態の変形例に係るプレス成形装置３５０の構成の一例を説明するための模式図である。なお、図２８はプレス加工の開始直前のプレス成形装置３５０の状態を示し、図２９および図３０はプレス加工中のプレス成形装置３５０の状態を示し、図３１はプレス加工終了時（パンチが下死点に位置する）のプレス成形装置３５０の状態を示している。

プレス成形装置３５０は、図２８〜図３１に示すように、ダイ３６０と、クッション３２０と、パンチ３３０と、パッド３４０とを有する。

変形例に係るダイ３６０は、図２４〜図２７に示すプレス成形装置３００のダイ３１０に対して、第１可動部３６４にフランジ支持凹部３１５ｂが形成されていない点を除けば、ダイ３１０の構成と同様である。また、プレス成形装置３５０のクッション３２０、パンチ３３０、およびパッド３４０の構成は、プレス成形装置３００と同一である。このため、プレス成形装置３５０のダイ３６０、クッション３２０、パンチ３３０、およびパッド３４０の主な機能は、プレス成形装置３００と同様である。

続いて、プレス成形装置３５０のプレス加工時の動作例について説明する。本動作例においては、図２８に示す状態からパンチ３３０が下降し始める。これに伴い、パッド３４０も下降し始める。この際、挟持部３３２とクッション３２０で挟持されたブランク７０が、パッド３４０に押されて図２９に示すようにハット状断面に折り曲げられる（このとき、クッション３２０は下降しない。つまり、ブランク７０上に当接されたパッド３４０は、クッション３２０、ダイ３６０、およびパンチ３３０の挟持部３３２に対して相対的に下降する）。プレス加工のこの段階で、ブランク７０に上壁部位７２、および縦壁部位７３が形成される。このとき、縦壁部位７３の下端部は、ダイ３６０の第１可動部３６４に当接される。また、縦壁部位７３は、クッション３２０とパッド３４０との間に挟まれる。

その後、更にパンチ３３０が下降すると、クッション３２０も挟持部３３２に押されて下降する。これにより、縦壁部位７３が縮むことになる。また、パンチ３３０の下降に連動して、第１押圧部３３４が第１可動部３１４の第１被押圧面３１５ａを押圧し、第２押圧部３３６が第２可動部３１６の第２被押圧面３１７ａを押圧する。これにより、図３０に示すように、第１可動部３１４が方向Ｄ３へ移動し、第１接触面３１５ｃと下降するクッション３２０との接触状態が維持される。また、第２可動部３１６が方向Ｄ４へ移動し、第２接触面３１７ｂに接触するパッド３４０をクッション３２０に近づく方向に移動させる。このとき、クッション３２０とパッド３４０の間隔が少しずつ大きくなるように、第２被押圧面３１７ａの傾斜が調節されている。これにより、縦壁部位７３は、クッション３２０の下降に伴い上下方向（方向Ｄ２）には縮む一方で、左右方向（方向Ｄ４とは反対方向）には膨らむ。このとき、縦壁部位７３とパッド３４０との接触が維持されるために、縦壁部位７３が撓んで座屈することを防止できる。

そして、図３１に示すようにパンチ３３０が下死点に達するまで、クッション３２０およびパッド３４０が移動し続ける。そして、パンチ３３０が下死点に達すると、移動したパッド３４０とクッション３２０の間隔が、縦壁部位７３の増肉後の厚みｔ２と同じ大きさになる。これにより、縦壁部位７３が厚みｔ２に増肉されることになる。この際、コーナ部位７５も、増肉される。

一方で、パンチ３３０が下死点に達するまで、ブランク７０の上壁部位７２は厚みｔ１を維持している。この結果、プレス加工が完了すると、縦壁部３３、およびコーナ部３５を増肉させたプレス成形品が生成される。

なお、上記では、プレス成形品１０、２０、３０が、平坦な上壁部１２、２２、３２をもつハット状断面またはＵ字状断面を有する例について説明した。しかし、プレス成形品の断面形状はこれらの例には限定されず、例えば図３２に示すように上壁部が曲率をもったハット状断面またはＵ字状断面であっても良い。

図３２は、その他の実施形態に係るプレス成形品５０の構成の一例を示す斜視図である。プレス成形品５０は、Ｕ字状断面で延びる長尺状の成形品である。プレス成形品５０は、曲率をもった上壁部５２と、縦壁部５３とを有する。プレス成形品５０は、Ｕ字状断面を有し板厚ｔ１の一次成形品に対して、プレス成形装置によってプレス成形品１０、２０と同様に、縦壁部５３が板厚ｔ２に増肉されるようにプレス加工したものである。

また、上記では、プレス成形品１０、２０、３０が、直線的な縦断面（ハット状断面またはＵ字状断面に直交する方向の断面）を有する例について説明した。しかし、プレス成形品の縦断面形状はこれらの例には限定されず、例えば図３３、図３４、および図３５に示すように、湾曲した縦断面を有してもよい。

図３３は、上方に湾曲した縦断面を有するハット状断面のプレス成形品１０ｂの構成の一例を示す斜視図である。プレス成形品１０ｂでも、プレス成形品１０と同様に、上壁部１２およびフランジ部１４の部分の板厚ｔ１に対して、縦壁部１３が板厚ｔ２に増肉されている。

図３４は、上方に湾曲した縦断面を有するＵ字状断面のプレス成形品２０ｂの構成の一例を示す斜視図である。プレス成形品２０ｂでも、プレス成形品２０と同様に、上壁部２２の板厚ｔ１に対して、縦壁部２３が板厚ｔ２に増肉されている。

図３５は、上方に湾曲した縦断面を有し、かつ曲率をもった上壁部５２を有するＵ字状断面のプレス成形品５０ｂの構成の一例を示す斜視図である。プレス成形品５０ｂでも、プレス成形品５０と同様に、上壁部５２の板厚ｔ１に対して、縦壁部５３が板厚ｔ２に増肉されている。

また、上記では、プレス成形品１０、２０、３０が、直線的な長手形状を有する例について説明した。しかし、プレス成形品の長手形状はこれらの例には限定されず、例えば図３６、図３７に示すように、湾曲した長手形状を有してもよい。

図３６は、湾曲した長手形状を有するハット状断面のプレス成形品１０ｃの構成の一例を示す斜視図である。プレス成形品１０ｃでも、プレス成形品１０と同様に、上壁部１２およびフランジ部１４の部分の板厚ｔ１に対して、縦壁部１３が板厚ｔ２に増肉されている。

図３７は、湾曲した長手形状を有するＵ字状断面のプレス成形品２０ｃの構成の一例を示す斜視図である。プレス成形品２０ｃでも、プレス成形品２０と同様に、上壁部２２の板厚ｔ１に対して、縦壁部２３が板厚ｔ２に増肉されている。

＜４．まとめ＞
上述した各実施形態において、パンチ１３０、２３０、３３０は、第１支持部材（クッション１２０、２２０、３２０）とともに第２支持部材（ダイ１１０、２１０、３１０）に対して相対的に下降することで、プレス成形品１０、２０、３０の縦壁部１３、２３、３３に対応する被加工材の部位（一次成形品８０の縦壁部８３、ブランク７０の縦壁部位７３）の高さを小さくさせる一方で、上記部位を第２厚さ（厚さｔ２）に増肉させるプレス加工を実行する。増肉部位を挟んでクッション１２０、２２０、３２０に対向するパッド１４０、２４０、３４０は、例えば図３〜図５に示すように付勢部材１４２により付勢されたり、図１７〜図１９、図２５〜図２７に示すように間隔調整機構（押圧部２３２および傾斜面２４１、または第１押圧部３３４、第２押圧部３３６、第１可動部３１４、および第２可動部３１６）によってクッション１２０、３２０との間隔が調整されたりすることによって、プレス加工中に増肉部位との接触を維持する。このため、増肉部位が撓むことを抑制できるので、プレス加工中に増肉部位に座屈が発生することも防止できる。この結果、被加工材の所定の部位を適切に増肉させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０、２０、３０ プレス成形品
１２、２２、３２ 上壁部
１３、２３、３３ 縦壁部
１４、３４ フランジ部
１５、１６、２５、３５、３６ コーナ部
７０ ブランク
７２ 上壁部位
７３ 縦壁部位
７４ フランジ部位
７５、７６ コーナ部位
８０ 一次成形品
８２ 上壁部
８３ 縦壁部
８４ フランジ部
８５、８６ コーナ部
１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０ プレス成形装置
１１０、１６０、２１０、２６０、３１０、３６０ ダイ
３１４ 第１可動部
３１６ 第２可動部
１２０、２２０、３２０ クッション
１２２ 付勢部材
３２０ クッション
３２１ テーパ面
１３０、２３０、３３０ パンチ
２３２ 押圧部
２３３ 押圧面
３３２ 挟持部
３３４ 第１押圧部
３３６ 第２押圧部
１４０、２４０、３４０ パッド
１４２，２４２ 付勢部材
３４１ 対向面

Claims (8)

1. 長尺状の被加工材をプレス加工して長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形装置であって、前記被加工材は第１厚さの上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有し、
   前記ハット状断面または前記Ｕ字状断面の内側から前記被加工材を支持する第１支持部材と、
   前記縦壁部の下端部で前記被加工材を支持する第２支持部材と、
   前記第１支持部材とともに前記第２支持部材に対して相対的に下降することで、前記被加工材の長手方向における前記縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で前記縦壁部の全体を前記第１厚さよりも大きい第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するパンチ部材と、
   前記縦壁部を挟んで前記第１支持部材に対向し、前記第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材と、
   前記プレス加工中に前記パッド部材と前記縦壁部との接触が維持されるように前記パッド部材の前記第１の方向における位置を調整する位置調整機構と、
   を備え、
   前記位置調整機構は、前記パッド部材を前記縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む、プレス成形装置。
2. 請求項１に記載のプレス成形装置において、
   前記位置調整機構は、前記プレス加工中に前記パンチ部材の下降に並行して前記第１支持部材と前記パッド部材との間隔を拡大させる間隔調整機構を含む、プレス成形装置。
3. 請求項２に記載のプレス成形装置において、
   前記間隔調整機構は、
   前記パッド部材に形成され、前記第１支持部材から離れるほど高くなっている傾斜面と、
   前記パンチ部材に形成され、前記プレス加工中に前記傾斜面を押圧して前記パッド部材を前記第１支持部材から離れる方向に移動させる押圧部と、
   を含む、プレス成形装置。
4. 請求項２に記載のプレス成形装置において、
   長尺状の前記被加工材は、前記縦壁部の下端に向かって開いた前記ハット状断面または前記Ｕ字状断面を有し、
   前記第１支持部材は、前記縦壁部に面する第１傾斜面を有し、
   前記パッド部材は、前記縦壁部を挟んで前記第１傾斜面に対向する第２傾斜面を有し、
   前記間隔調整機構は、前記プレス加工中に前記第１支持部材の下降によって前記縦壁部から後退する前記第１傾斜面に追随して、前記第２傾斜面を前記縦壁部に向かって前進させる駆動機構を含む、プレス成形装置。
5. 請求項４に記載のプレス成形装置において、
   平板を折り曲げて前記ハット状断面または前記Ｕ字状断面を有する長尺状の前記被加工材を成形する追加のプレス加工が実施され、
   前記追加のプレス加工では、加工後に前記上壁部を構成する前記平板の部分を前記第１支持部材と前記パンチ部材とが挟持した状態で、前記平板上に当接された前記パッド部材が前記第１支持部材、前記第２支持部材、および前記パンチ部材に対して相対的に下降することで、加工後に前記縦壁部を構成する前記平板の部分を折り曲げ、該部分の下端部を前記第２支持部材に当接させる、プレス成形装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレス成形装置において、
   前記被加工材は、前記縦壁部と繋がったコーナ部を有し、
   前記パンチ部材は、前記縦壁部の高さを小さくさせる一方で、前記縦壁部および前記コーナ部を増肉させるようにプレス加工する、プレス成形装置。
7. 平板である被加工材をプレス加工して、上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有する長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形装置であって、
   前記被加工材のうち、成形する前記プレス成形品の前記ハット状断面または前記Ｕ字状断面となる部分の内側から、前記被加工材を支持する第１支持部材と、
   前記縦壁部の下端部を支持する第２支持部材と、
   前記第１支持部材及び前記第２支持部材に対して相対的に下降することで、平板である前記被加工材を折り曲げ、第１厚さの前記上壁部および前記縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有する形状とし、さらに、前記第１支持部材とともに前記第２支持部材に対して相対的に下降することで、前記被加工材の長手方向における前記縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で前記縦壁部の全体を前記第１厚さよりも大きい第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するパンチ部材と、
   前記縦壁部を挟んで前記第１支持部材に対向し、前記第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材と、
   前記縦壁部を増肉させる前記プレス加工中に前記パッド部材と前記縦壁部との接触が維持されるように、前記パッド部材と前記第１支持部材との前記第１の方向における間隔を調整する間隔調整機構と、
   を備え、
   前記間隔調整機構は、前記パッド部材を前記縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む、プレス成形装置。
8. 長尺状の被加工材をプレス加工して長尺状のプレス成形品を成形するプレス成形方法であって、前記被加工材は第１厚さの上壁部および縦壁部を含むハット状断面またはＵ字状断面を有し、
   前記被加工材を前記ハット状断面または前記Ｕ字状断面の内側から第１支持部材に支持させるステップと、
   前記縦壁部の下端部で前記被加工材を第２支持部材に支持させるステップと、
   前記第１支持部材とともにパンチ部材を前記第２支持部材に対して相対的に下降させることで、前記第１支持部材と、前記第１支持部材に対して近接または離隔する第１の方向に平行に移動可能なパッド部材とに挟まれた前記被加工材の長手方向における前記縦壁部の全体の高さを小さくさせる一方で前記縦壁部の全体を前記第１厚さよりも大きい第２厚さに増肉させるプレス加工を実行するステップと、
   前記縦壁部を挟んで前記第１支持部材に対向する前記パッド部材が、前記プレス加工中に前記縦壁部との接触を維持するように、前記パッド部材を前記縦壁部に向かって付勢する付勢部材を含む位置調整機構によって前記パッド部材の前記第１の方向における位置を調整するステップと
   を有するプレス成形方法。
   

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