JP2019166542A - プレス成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良く成形することができ、且つ、型費を削減することができるとともに開発のリードタイムを短縮することができる断面ハット形状のプレス成形品の成形方法を提供する。【解決手段】一次成形体Ｐ１を二次成形用金型４ａに搬入して当該二次成形用金型４ａを型閉じし、上面部１０ａになる領域に対して各縦壁部１０ｂになる領域の角度が最終成形体Ｐ３の対応する部分の角度と同じになるように一次成形体Ｐ１を塑性変形させるとともに、高張力鋼板Ｓ１の両縦壁部１０ｂになる領域を塑性変形させた側に上面部１０ａになる領域が上面部１０ａの目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部１１を有する二次成形体Ｐ２を得る。その後、湾曲変形部１１における弾性変形の開放により目標となる形状まで変形する湾曲変形部１１の変形動作に連動させて縦壁部１０ｂになる領域を目標となる形状の位置まで変形させて最終成形体Ｐ３を得る。【選択図】図８

Description

本発明は、金属板からプレス成形品を得るプレス成形品の成形方法に関する。

近年の自動車業界では、軽量で、且つ、安全性の高い車体構造が求められ、この要求に対し、高張力鋼板からなる断面ハット形状のプレス成形品を車体構造のフレーム部分に適用する場合がある。しかし、高張力鋼板から断面ハット形状のプレス成形品を得る場合、成形終了後に成形用金型を型開きすると、互いに対向する両縦壁部がハの字状に拡がる所謂スプリングバックという現象が起こり易く、目標とする形状に対してプレス成形後の寸法精度が悪くなることが知られている。

これに対応するために、成形終了後に各縦壁部が拡がる量を予め見込んでその分だけ成形時に金属板における上面部になる領域に対して各縦壁部になる領域を多く曲げ変形させておくことで成形終了後のプレス成形品を目標とする形状に近づけることが一般的に行われる。

しかし、上述の場合、上面部になる領域と各縦壁部になる領域との間の角度が鋭角となるように上面部になる領域に対して各縦壁部になる領域を曲げ変形させる必要があり、プレス機の昇降方向と同方向の型閉じ動作だけ行う成形用金型では成形に対応できない。したがって、成形用金型にプレス機の昇降方向と交差する方向に動作するカム型を備える必要があり、型費が嵩むという問題があった。また、上述の如き成形用金型を製作する場合、各縦壁部の見込み量を予測できるまで鋳物を手配することができないので、開発のリードタイムが長くなってしまうという問題もある。

これらの問題を回避するために、例えば、両縦壁部ではなく、高張力鋼板における上面部になる領域を成形時において目標とする形状の位置から所定の量だけずれた位置となるように弾性変形させておき、成形終了後に成形用金型の型開きに伴って開放させた弾性変形部分が目標形状の位置まで変形するのを利用して高張力鋼板における各縦壁部になる領域を目標とする位置に近づける特許文献１の如き方法を利用することが考えられる。

特許第５２６２３０３号

ところで、断面ハット形状のプレス成形品は、各縦壁部にそれぞれ連続する一対のフランジ部があり、プレス成形時において上面部になる領域に対する各縦壁部になる領域の曲げ方向と各縦壁部に対する各フランジ部の曲げ方向とが同一方向ではない。

一方、特許文献１では、プレス成形品が閉断面になるようにプレス成形を行っており、金属板に対して曲げ変形を加える箇所の曲げ方向が全て同一方向になっていて、金属板に対して曲げ変形を加える方向が全て同一方向で無い場合においてカム型を用いずに成形後のプレス成形品を目標とする形状に近づけることについて何ら考慮されていない。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、精度良く成形することができ、且つ、型費を削減することができるとともに開発のリードタイムを短縮することができる断面ハット形状のプレス成形品の成形方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、成形用金型を２つ用意するとともに、金属板に対して塑性変形及び弾性変形を加える部位及びその順番に工夫を凝らしたことを特徴とする。

具体的には、略水平方向に帯状に延びる上面部、該上面部の長手方向に沿って延びる両縁部から互いに対向するように、且つ、上記上面部に交差するように延びる一対の縦壁部、及び、該各縦壁部の延出端から互いに離れる方向に延びる一対のフランジ部を有する断面ハット形状をなすプレス成形品を金属板から得るプレス成形品の成形方法を対象とし、次のような対策を講じた。

すなわち、第１の発明では、上記金属板を一次成形用金型に搬入して当該一次成形用金型の型閉じ動作によって上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が鈍角になるように上記金属板を塑性変形させるとともに、上記各縦壁部になる領域に対する上記各フランジ部になる領域の角度が最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記金属板を塑性変形させて一次成形体を得た後、該一次成形体を二次成形用金型に搬入して当該二次成形用金型を型閉じし、上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が上記最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記一次成形体を塑性変形させるとともに、上記金属板の上記両縦壁部になる領域を塑性変形させた側に上記上面部になる領域が上記上面部の目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部を有する二次成形体を得た後、上記二次成形用金型の型開きに伴う上記湾曲変形部における弾性変形の開放により目標となる形状まで変形する上記湾曲変形部の変形動作に連動させて上記縦壁部になる領域を目標となる形状の位置まで変形させて上記最終成形体を得ることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記湾曲変形部は、当該湾曲変形部における一方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第１稜線部、上記湾曲変形部における他方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第２稜線部、及び、上記第１稜線部と上記第２稜線部との間を繋ぐ第３稜線部で構成され、上記第３稜線部の曲率半径を上記第１稜線部及び上記第２稜線部の各曲率半径よりも大きく設定し、且つ、上記第１稜線部、第２稜線部及び第３稜線部における曲率半径をそれぞれ変更させることによって上記湾曲変形部の弾性変形量を調整するよう構成されていることを特徴とする。

第１の発明では、金属板における上面部になる湾曲変形部の弾性変形を利用して各縦壁部が目標となる形状になるよう成形を制御するので、金属板における上面部になる領域と各縦壁部になる領域との間の角度が鋭角となるように金属板における上面部になる領域に対して各縦壁部になる領域を曲げ変形させるといった必要が無くなる。したがって、成形に用いる金型にプレス機の昇降方向と交差する方向に動作するカム型を備える必要が無くなるので、型費を抑えることができる。また、金属板における各縦壁部になる領域の成形時における見込み量を予測する必要が無くなるので、金型を製造するための鋳物の手配を早めることができ、開発のリードタイムを短くすることができる。

第２の発明では、金属板の縦壁部になる領域に見込み量を加えて塑性変形させることなくその成形位置を制御することができるようになるとともに、例えば、断面が非対称のプレス成形品を成形する場合に第１及び第２稜線部の曲率半径をそれぞれ異なる値に設定することによって、各縦壁部が目標とする成形位置に正確に変形するようになり、複雑な断面ハット形状のプレス成形品であっても成形後に目標とする形状に精度良く近づけることができる。

本発明の実施形態に係る成形方法が適用された生産ラインのブロック図である。 一次成形工程の第１成形用金型に高張力鋼板が搬入された直後の状態を示す概略断面図である。 図２の後、第１成形用金型を型閉じし始めて一次成形体を成形している途中の状態を示す図である。 図３の後、第１成形用金型を型閉じして一次成形体を成形した直後の状態を示す図である。 図４の後、第１成形用金型を型開きして一次成形体を搬出する直前の状態を示す図である。 図５の後、二次成形工程の第２成形用金型に一次成形体が搬入された直後の状態を示す概略断面図である。 図６のVII部拡大図である。 図６の後、第２成形用金型を型閉じし始めて二次成形体を成形している途中の状態を示す図である。 図８の後、第２成形用金型を型閉じして二次成形体を成形した直後の状態を示す図である。 図９のX部拡大図である。 図９の後、第２成形用金型を型開きして二次成形体から最終成形体を得た状態を示す図である。 本発明の実施形態で使用する第２成形用金型の変形例を示す図７相当図である。 湾曲変形部の形状、材料強度及び板厚を変えながら本発明の成形方法にて成形したプレス成形品における縦壁部の位置と目標とする形状の位置との最大乖離量について評価した結果を示した表である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１乃至図１１は、本発明の実施形態の生産ライン１を示す。該生産ライン１は、高張力鋼板Ｓ１（金属板）からプレス成形品１０を得ることができるようになっていて、生産ライン１の上流側から順に、成形前の高張力鋼板Ｓ１を蓄えておく搬入工程２と、該搬入工程２から搬入された高張力鋼板Ｓ１をプレス成形して一次成形体Ｐ１を得る一次成形工程３と、該一次成形工程３で得られた一次成形体Ｐ１をプレス成形して二次成形体Ｐ２（最終成形体Ｐ３）を得る二次成形工程４と、該二次成形工程４から取り出した最終成形体Ｐ３を蓄えておく搬出工程５とが順に配置されている。

上記プレス成形品１０は、断面ハット形状をなし、図１１に示すように、略水平方向に延びる上面部１０ａ、該上面部１０ａの長手方向に沿って延びる両縁部から互いに対向するように、且つ、上面部１０ａに交差するように延びる一対の縦壁部１０ｂ、及び、該各縦壁部１０ｂの延出端から互いに離れる方向に延びる一対のフランジ部１０ｃを備え、上面部１０ａと縦壁部１０ｂとの間の角度が約９０度であるとともに、縦壁部１０ｂとフランジ部１０ｃとの間の角度が約９０度になっている。

搬入工程２は、適正な形状に切断加工された鋼板Ｓ１が複数積層した状態で載置されていて、図示しない産業用ロボットが鋼板Ｓ１を一枚ずつ一次成形工程３に搬入するようになっている。

一次成形工程３は、図２乃至図５に示すように、上下から圧力を加えて鋼板Ｓ１を塑性変形させる一次成形用金型３ａを備えている。

該一次成形用金型３ａは、上下に対向する一次成形用上型６及び一次成形用下型７からなり、図示しないプレス機によって、一次成形用上型６が一次成形用下型７に対して上下動するようになっている。

一次成形用上型６は、下方に開口する第１収容凹部６１ａが中央部分に形成された一次成形用上型本体６１と、第１収容凹部６１ａに上下にスライド可能に収容された一次成形用ホルダ型６２とを備えている。

該一次成形用ホルダ型６２は、一次成形用コイルバネ６３によって下方に付勢され、成形開始前の状態において、一部領域が第１収容凹部６１ａの開口部分から下方に飛び出している。

一次成形用ホルダ型６２の下面には、高張力鋼板Ｓ１における上面部１０ａになる領域を成形する上側平坦面６ａが形成されている。

一方、一次成形用上型本体６１における第１収容凹部６１ａの開口周りには、高張力鋼板Ｓ１における縦壁部１０ｂになる領域を成形する一対の第１上側傾斜面６ｂが形成され、該第１上側傾斜面６ｂは、下方に行くにつれて次第に離間するように傾斜して延びている。

すなわち、上側平坦面６ａと第１上側傾斜面６ｂとのなす角度は、一次成形用上型６が下死点に到達した状態で鈍角になっている。

各第１上側傾斜面６ｂの外側方には、高張力鋼板Ｓ１におけるフランジ部１０ｃになる領域を成形する一対の第２上側傾斜面６ｃが各第１上側傾斜面６ｂの延出端に連続して形成され、該第２上側傾斜面６ｃは、上方に行くにつれて互いに離間するように傾斜して延びている。

第１上側傾斜面６ｂと第２上側傾斜面６ｃとのなす角度は約９０度になっていて、連続する第１上側傾斜面６ｂと第２上側傾斜面６ｃとで下方に突出する凸状をなしている。

一方、一次成形用下型７の上面中央には、高張力鋼板Ｓ１における上面部１０ａになる領域を成形する下側平坦面７ａが形成され、該下側平坦面７ａは、上側平坦面６ａに対向した位置となっている。

下側平坦面７ａの両側方には、高張力鋼板Ｓ１における縦壁部１０ｂになる領域に対応する一対の第１下側傾斜面７ｂが下側平坦面７ａの両端に連続して形成されている。

該第１下側傾斜面７ｂは、下方に行くにつれて次第に離間するように傾斜して延びていて、第１上側傾斜面６ｂに対向した位置となっている。

すなわち、下側平坦面７ａと第１下側傾斜面７ｂとのなす角度は鈍角になっていて、下側平坦面７ａと一対の第１下側傾斜面７ｂとで上方に突出する凸状をなしている。

各第１下側傾斜面７ｂの外側方には、高張力鋼板Ｓ１におけるフランジ部１０ｃになる領域を成形する一対の第２下側傾斜面７ｃが各第１下側傾斜面７ｂの延出端に連続して形成されている。

該第２下側傾斜面７ｃは、上方に行くにつれて互いに離間するように傾斜して延びていて、第２上側傾斜面６ｃに対向した位置となっている。

第１下側傾斜面７ｂと第２下側傾斜面７ｃとのなす角度は、約９０度になっていて、連続する第１下側傾斜面７ｂと第２下側傾斜面７ｃとで上方に開放する凹状をなしている。

そして、高張力鋼板Ｓ１を一次成形用金型３ａの一次成形用上型６と一次成形用下型７との間に搬入して一次成形用金型３ａを型閉じすると、図３及び図４に示すように、当該一次成形用金型３ａの型閉じ動作によって上面部１０ａになる領域に対して各縦壁部１０ｂになる領域の角度が鈍角となるように高張力鋼板Ｓ１を塑性変形させるとともに、各縦壁部１０ｂになる領域に対する各フランジ部１０ｃになる領域の角度が約９０度となるように高張力鋼板Ｓ１を塑性変形させて一次成形体Ｐ１が得られるようになっている。

二次成形工程４は、図６乃至図１１に示すように、上下から圧力を加えて一次成形体Ｐ１を塑性変形させる二次成形用金型４ａを備えている。

該二次成形用金型４ａは、上下に対向する二次成形用上型８及び二次成形用下型９からなり、図示しないプレス機によって、二次成形用上型８が二次成形用下型９に対して上下動するようになっている。

二次成形用上型８は、下方に開口する第２収容凹部８１ａが中央部分に形成された二次成形用上型本体８１と、第２収容凹部８１ａに上下にスライド可能に収容された二次成形用ホルダ型８２とを備えている。

該二次成形用ホルダ型８２は、二次成形用コイルバネ８３によって下方に付勢され、成形開始前の状態において、一部領域が第２収容凹部８１ａの開口部分から下方に飛び出している。

二次成形用ホルダ型８２の下面には、水平方向に延びる形状をなし、一次成形体Ｐ１における上面部１０ａになる領域に対応する第１上側成形面８ａが形成されている。

一方、二次成形用上型本体８１における第２収容凹部８１ａの開口周りには、当該第２収容凹部８１ａの開口周縁から互いに外側方に離れながら次第に下方に緩やかに湾曲して延びる一対の上側湾曲成形面８ｄと、該各上側湾曲成形面８ｄの延出端から下方に略垂直方向に延びる形状をなし、一次成形体Ｐ１における縦壁部１０ｂになる領域に対応する一対の第２上側成形面８ｂと、該各第２上側成形面８ｂの延出端から外側方に水平に延びる略平坦な形状をなし、一次成形体Ｐ１におけるフランジ部１０ｃになる領域に対応する第３上側成形面８ｃとを備えている。

第１上側成形面８ａは、図７に示すように、二次成形用上型８が下死点に到達した状態で一方の上側湾曲成形面８ｄのＲ止まりに連続する第１押圧面８０ａと、二次成形用上型８が下死点に到達した状態で他方の上側湾曲成形面８ｄのＲ止まりに連続する第２押圧面８０ｂと、第１押圧面８０ａと第２押圧面８０ｂとの間に連続する第３押圧面８０ｃとで構成され、第１押圧面８０ａ、第３押圧面８０ｃ及び第２押圧面８０ｂは、滑らかに連続している。

第１押圧面８０ａ、第２押圧面８０ｂ及び第３押圧面８０ｃは、緩やかに湾曲しており、各曲率半径をＲ１、Ｒ２及びＲ３とすると、Ｒ３＞Ｒ１＝Ｒ２の関係になっている。

また、第３押圧面８０ｃは、当該第３押圧面８０ｃの中央部分が突出量ｈだけ下方に突出する緩やかな湾曲形状をなしている。

一方、二次成形用下型９の上面には、図６に示すように、水平方向に延びる略平坦な形状をなし、第１上側成形面８ａに対応する第１下側成形面９ａと、該第１下側成形面９ａの両端部分から下方に略垂直方向に延びる形状をなし、各第２上側成形面８ｂに対応する一対の第２下側成形面９ｂと、該各第２下側成形面９ｂの延出端から外側方に水平に延びる略平坦な形状をなし、各第３上側成形面８ｃに対応する第３下側成形面９ｃとを備え、第１下側成形面９ａと各第２下側成形面９ｂとの間には、各上側湾曲成形面８ｄに対応する一対の下側湾曲成形面９ｄが形成されている。

第１下側成形面９ａは、第１上側成形面８ａに対向する位置に形成され、緩やかに下方に窪む湾曲形状をなしている。

そして、一次成形体Ｐ１を二次成形用金型４ａにおける二次成形用上型８及び二次成形用下型９の間に搬入して二次成形用金型４ａを型閉じすると、図６乃至図１０に示すように、上面部１０ａになる領域に対して各縦壁部１０ｂになる領域の角度が約９０度になるように一次成形体Ｐ１が塑性変形するとともに、一次成形体Ｐ１の両縦壁部１０ｂになる領域を塑性変形させた側に上面部１０ａになる領域が上面部１０ａの目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部１１を有する二次成形体Ｐ２が得られるようになっている。

湾曲変形部１１は、図１０に示すように、一次成形体Ｐ１における一方の上側湾曲成形面８ｄと一方の下側湾曲成形面９ｄとの間で曲げられた部分に繋がる第１稜線部１１ａと、一次成形体Ｐ１における他方の上側湾曲成形面８ｄと他方の下側湾曲成形面９ｄとの間で曲げられた部分に繋がる第２稜線部１１ｂと、第１稜線部１１ａと第２稜線部１１ｂとの間を繋ぐ第３稜線部１１ｃとで構成され、第１稜線部１１ａ、第２稜線部１１ｂ及び第３稜線部１１ｃは、滑らかに連続している。

第１稜線部１１ａは、第１押圧面８０ａによって形成された領域であり、曲率半径がＲ１になっている。また、第２稜線部１１ｂは、第２押圧面８０ｂによって形成された領域であり、曲率半径がＲ２になっている。さらに、第３稜線部１１ｃは、第３押圧面８０ｃによって形成された領域であり、曲率半径がＲ３になっている。

二次成形用金型４ａを型閉じして二次成形体Ｐ２を得た後、二次成形用金型４ａを型開きすると、図１１に示すように、当該二次成形用金型４ａの型開きに伴って湾曲変形部１１における弾性変形が開放され、当該湾曲変形部１１が目標となる形状まで変形するようになっている。その際、二次成形体Ｐ２における縦壁部１０ｂになる領域が外側方に拡がらないように、当該領域を湾曲変形部１１の変形動作に連動させて目標となる形状の位置へと変形させて最終成形体Ｐ３（プレス成形品１０）を得るようになっている。

搬出工程５は、二次成形工程４で成形されたプレス成形品１０が複数積み上げされた状態で保管されていて、図示しない産業用ロボットが各プレス成形品１０を次工程へと順次搬出するようになっている。

尚、本発明の実施形態では、第１押圧面８０ａの曲率半径Ｒ１及び第２押圧面８０ｂの曲率半径Ｒ２と、第３押圧面８０ｃの曲率半径Ｒ３とが異なる数値になっているが、図１２に示すように、第１上側成形面８ａにおける第１押圧面８０ａ、第２押圧面８０ｂ及び第３押圧面８０ｃの各曲率半径の数値が同じである金型構造にしてもよい。

次に、生産ライン１にてプレス成形品１０を成形する方法について詳述する。

図２は、高張力鋼板Ｓ１を搬入工程２から一次成形工程３に搬入した直後の状態を示す。図２の状態から、まず図３に示すように、図示しないプレス機を作動させて一次成形用上型６を下降させる（矢印Ｘ１）。すると、一次成形用ホルダ型６２の上側平坦面６ａが高張力鋼板Ｓ１の上面に接触して一次成形用ホルダ型６２が一次成形用コイルバネ６３の付勢力に抗して一次成形用上型本体６１に対して上方にスライドし始めるとともに、第１上側傾斜面６ｂ及び第２上側傾斜面６ｃの連続部分が高張力鋼板Ｓ１の外側部分に接触し、且つ、当該接触部分を下方に押圧し始めて（以下、押圧部分を押圧部Ｖ１と呼ぶ）、下側平坦面７ａ及び第１下側傾斜面７ｂの連続部分（以下、連続部Ｆ１と呼ぶ）を支点に高張力鋼板Ｓ１における上面部１０ａになる領域に対して縦壁部１０ｂになる領域が曲がり始める。

図３の状態からさらに一次成形用上型６を下降させると、高張力鋼板Ｓ１が第２下側傾斜面７ｃにおける押圧部Ｖ１より外側部分に接触する（以下、接触部分を接触部Ｆ２と呼ぶ）とともに、連続部Ｆ１と接触部Ｆ２とを支点に高張力鋼板Ｓ１の外側部分が押圧部Ｖ１に押されて略Ｖ字状に折れ曲がっていく。そして、一次成形用上型６が下死点に到達すると、図４に示すように、上面部１０ａになる領域に対して各縦壁部１０ｂになる領域の角度が鈍角となるように高張力鋼板Ｓ１が塑性変形するとともに、各縦壁部１０ｂになる領域に対する各フランジ部１０ｃになる領域の角度が約９０度となるように高張力鋼板Ｓ１が塑性変形して一次成形体Ｐ１が得られる。

その後、図５に示すように、一次成形用金型３ａを型開きするとともに、一次成形体Ｐ１を二次成形工程４に搬送する。

図６は、一次成形体Ｐ１を一次成形工程３から二次成形工程４に搬入した直後の状態を示す。図６の状態から、図示しないプレス機を作動させて二次成形用上型８を下降させる（矢印Ｘ２）。すると、二次成形用ホルダ型８２の第１上側成形面８ａが一次成形体Ｐ１における上面部１０ａになる領域の上面に接触して二次成形用ホルダ型８２が二次成形用コイルバネ８３の付勢力に抗して二次成形用上型本体８１に対して上方にスライドし始めるとともに、図８に示すように、第２上側成形面８ｂ及び第３上側成形面８ｃの連続部分に一次成形体Ｐ１における縦壁部になる領域が摺接しながら上面部１０ａになる領域に対して縦壁部１０ｂになる領域の角度が約９０度となるように一次成形体Ｐ１が塑性変形する。

そして、図８の状態からさらに二次成形用上型８を下降させて下死点まで到達させると、図９に示すように、第１上側成形面８ａが一次成形体Ｐ１における上面部１０ａになる領域を下方に押圧することによって弾性変形させた湾曲変形部１１を有する二次成形体Ｐ２が得られる。

しかる後、図１１に示すように、二次成形用金型４ａを型開きすると、湾曲変形部１１における弾性変形が開放される。すると、二次成形体Ｐ２における縦壁部１０ｂになる領域がスプリングバックによって外側方（矢印Ｙ１方向）に拡がろうとするが、湾曲変形部１１が目標となる形状（平坦な形状）まで弾性変形することで、二次成形体Ｐ２における上面部１０ａになる領域と縦壁部１０ｂになる領域との連続部分に当該連続部分に沿う回転方向の力（矢印Ｙ２方向の力）が加わり、二次成形体Ｐ２における縦壁部１０ｂになる領域が外側方に拡がらずに当該領域が目標となる形状の位置へと変形して最終成形体Ｐ３（プレス成形品１０）が得られる。

図１３は、二次成形体Ｐ２における湾曲変形部１１の形状を変化させながら本発明の成形方法にてプレス成形品１０を成形した際に、当該プレス成形品１０における縦壁部１０ｂの位置が目標とする形状の位置から最大でどのくらい乖離したかを実験した結果である。実験では、図７に示すように、二次成形用金型４ａにおける第１上側成形面８ａの第１押圧面８０ａ及び第２押圧面８０ｂの曲率半径ｒと、第３押圧面８０ｃの下方への突出量ｈとを変えることによって湾曲変形部１１の形状を変更した。

この実験結果より、高張力鋼板Ｓ１の材料強度及び板厚に応じた第１押圧面８０ａ及び第２押圧面８０ｂの曲率半径ｒと第３押圧面８０ｃの突出量ｈとを設定することによって、プレス成形品１０における各縦壁部１０ｂの成形位置を変更可能であることが分かった。

つまり、第３稜線部１１ｃの曲率半径を第１稜線部１１ａ及び第２稜線部１１ｂの各曲率半径よりも大きく設定し、且つ、第１稜線部１１ａ、第２稜線部１１ｂ及び第３稜線部１１ｃにおける曲率半径をそれぞれ変更させることによって湾曲変形部１１の弾性変形量を調整して、プレス成形品１０における各縦壁部１０ｂの成形後の位置を制御することができるようになっている。

以上より、本発明の実施形態によると、高張力鋼板Ｓ１における上面部１０ａになる湾曲変形部１１の弾性変形を利用して各縦壁部１０ｂが目標となる形状になるよう成形を制御するので、上面部１０ａと各縦壁部１０ｂとの間の角度が鋭角となるように高張力鋼板Ｓ１における上面部１０ａになる領域に対して各縦壁部１０ｂになる領域を曲げ変形させるといった必要が無くなる。したがって、成形に用いる金型にプレス機の昇降方向と交差する方向に動作するカム型を備える必要が無くなるので、型費を抑えることができる。

また、高張力鋼板Ｓ１における各縦壁部１０ｂになる領域の成形時における見込み量を予測する必要が無くなるので、金型を製造するための鋳物の手配を早めることができ、開発のリードタイムを短くすることができる。

さらに、高張力鋼板Ｓ１の縦壁部１０ｂになる領域に見込み量を加えて塑性変形させることなくその成形位置を制御することができるようになるとともに、例えば、断面が非対称のプレス成形品１０を成形する場合に第１稜線部１１ａ及び第２稜線部１１ｂの曲率半径Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ異なる値に設定することによって、各縦壁部１０ｂが目標とする成形位置に正確に変形するようになり、複雑な断面ハット形状のプレス成形品１０であっても成形後に目標とする形状に精度良く近づけることができる。

尚、本発明の実施形態では、高張力鋼板Ｓ１からプレス成形品１０をプレス成形しているが、他の金属板からプレス成形品１０を成形する際に本発明の成形方法を適用することもできる。

本発明は、金属板からプレス成形品を得るプレス成形品の成形方法に適している。

３ａ 一次成形用金型
４ａ 二次成形用金型
１０ プレス成形品
１０ａ 上面部
１０ｂ 縦壁部
１０ｃ フランジ部
１１ 湾曲変形部
１１ａ 第１稜線部
１１ｂ 第２稜線部
１１ｃ 第３稜線部
Ｐ１ 一次成形体
Ｐ２ 二次成形体
Ｐ３ 最終成形体
Ｓ１ 高張力鋼板（金属板）

Claims (2)

1. 略水平方向に帯状に延びる上面部、該上面部の長手方向に沿って延びる両縁部から互いに対向するように、且つ、上記上面部に交差するように延びる一対の縦壁部、及び、該各縦壁部の延出端から互いに離れる方向に延びる一対のフランジ部を有する断面ハット形状をなすプレス成形品を金属板から得るプレス成形品の成形方法であって、
   上記金属板を一次成形用金型に搬入して当該一次成形用金型の型閉じ動作によって上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が鈍角になるように上記金属板を塑性変形させるとともに、上記各縦壁部になる領域に対する上記各フランジ部になる領域の角度が最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記金属板を塑性変形させて一次成形体を得た後、
   該一次成形体を二次成形用金型に搬入して当該二次成形用金型を型閉じし、上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が上記最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記一次成形体を塑性変形させるとともに、上記金属板の上記両縦壁部になる領域を塑性変形させた側に上記上面部になる領域が上記上面部の目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部を有する二次成形体を得た後、上記二次成形用金型の型開きに伴う上記湾曲変形部における弾性変形の開放により目標となる形状まで変形する上記湾曲変形部の変形動作に連動させて上記縦壁部になる領域を目標となる形状の位置まで変形させて上記最終成形体を得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、
   上記湾曲変形部は、当該湾曲変形部における一方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第１稜線部、上記湾曲変形部における他方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第２稜線部、及び、上記第１稜線部と上記第２稜線部との間を繋ぐ第３稜線部で構成され、上記第３稜線部の曲率半径を上記第１稜線部及び上記第２稜線部の各曲率半径よりも大きく設定し、且つ、上記第１稜線部、第２稜線部及び第３稜線部における曲率半径をそれぞれ変更させることによって上記湾曲変形部の弾性変形量を調整するよう構成されていることを特徴とするプレス成形品の成形方法。