JP2021169119A - プレス部品の製造方法、プレス成形用の金属板、及び高張力鋼板 - Google Patents

Abstract

【課題】上面視で長手方向に沿って湾曲した湾曲部があるプレス部品形状へのプレス成形の際に、簡易な手段で湾曲部凹側でのしわ発生を抑制する。【課題手段】天板部１Ａと側壁部１Ｂとフランジ部１Ｃとを有する断面を有し、長手方向に沿って上面視で側壁部１Ｂ側へ凹となるように湾曲した湾曲部１０を有するプレス部品形状に、金属板４を成形するプレス部品１の製造方法である。金属板４に、少なくとも湾曲部１０となる領域であって凹となる側壁部側に対し、第２曲げ部１ｅとなる位置に長手方向に沿って第１のビード４ａを形成すると共に、少なくとも上記第１のビード４ａを形成する上記湾曲部１０となる領域に対し、天板部１Ａ及び上記第１曲げ部１ｄの少なくとも一方となる位置に長手方向に沿って第２のビード４ｂを形成する工程を有する予備成形工程２と、予備成形工程２後の金属板４をプレス部品形状に成形する部品成形工程３とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも天板部と天板部に連続する側壁部とフランジ部とを有するハット形断面やＬ字状断面などの断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って、上面視側、側壁部側（幅方向）に凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方技術に関する。
ここで、本明細書で上面視とは、天板部の板厚方向から天板部等を見た場合を指す。

自動車や家電をはじめ、多くのプレス部品は平坦な金属板を様々な形状に変形させることで作られる。プレス部品を大量生産する場合、プレス機と金型を用いて金属板を変形させるプレス成形（プレス加工）が広く用いられている。通常、加工前の金属板は平坦であるから、それを複雑な立体形状に変形させるには、金属板は、立体形状に合わせて伸び縮みをしなければならない。しかし、プレス部品形状が複雑になるほど立体形状に合わせた伸び縮みを金属板に与えることは困難になる。特に、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板やアルミニウム合金板等からなり、延性やランクフォード値が劣る難成形部材を金属板に採用した場合、上記の困難が生じやすくなる。

立体形状に合わせた伸び縮みが金属板に与えられない場合、金属板に割れやしわといった成形不良が発生する。すなわち、金属板が立体形状に変形させられる際、金属板の長さが不足して周囲から不足分を補えない部位では金属板は伸びざるを得ず、金属板が自身の延性を超えて引っ張られると割れが発生する。一方、立体形状に変形させられる際に金属板の長さが縮まなければならない場合や、周囲から過剰に流入する部位では、しわが発生する傾向にある。
プレス成形が困難な部品形状の例として、天板部とその天板部に連続する側壁部とその側壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えた断面を有し、且つ長手方向に沿って上面視で幅方向に１又は２以上の湾曲形状を有するプレス成形部品がある。

このような複雑な部品形状を平坦な金属板からプレス成形する場合、成形途中で引張変形や圧縮変形が発生するため、プレス部品に割れやしわが発生しやすい。
ここで、上記のような複雑な形状を有する製品を金属板からプレス成形する場合、例えば、パンチ、ダイ、及びパッドからなる金型を用いた曲げ加工や、パンチ、ダイ、及びブランクホルダー（しわ押さえ）からなる金型を用いた絞り加工が行われる。曲げ加工の場合は、フランジ部にしわが発生し成形不良の原因となる。なお、絞り加工の場合は、天板部にしわが発生し成形不良の原因となる。
この問題の対策として、例えば、特許文献１に記載の湾曲部品の製造方法及び湾曲部品の製造装置がある。

特許第５７３３４７５号公報

ドロー成形の場合、フランジ面をダイとブランクホルダーで拘束するためフランジ部の引張や圧縮変形を抑制出来る。しかしフォーム成形やパッドフォーム成形の場合、フランジ部は拘束されないため、引張や圧縮変形の影響を受けしわが発生するおそれがある。そのため、部品形状全域で発生する金属板の引張、圧縮変形を考慮しなければ、しわの発生を抑制することは出来ない場合もある。

また、フォーム成形については金型構造がシンプルで低コストだが、天板部、フランジ部ともに拘束しないためフランジ部に加えて天板面にもしわが発生しやすい。このため、従来、フォーム成形は主として行われず、パッドフォーム成形やドロー成形、及びその複合工程で成形される。
ここで、特許文献１に記載の方法では、天板部をパッドで拘束し、かつフランジ部もブランクホルダーで拘束するため、天板部とフランジ部の両方の引張、圧縮変形を抑制することが出来る。しかし、通常の絞り工程に加えてパッドで材料を拘束する必要があり生産性が劣る。また金型のコストも高い。

本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、長手方向に沿って、上面視で側壁部側（幅方向）に凹に湾曲した１又は２以上の湾曲部があるプレス部品形状へのプレス成形の際に、簡易な手段で、湾曲部凹側でのしわ発生を抑制することを目的とする。

発明者は、湾曲部の凸側で発生するシワと凹側で発生するシワについて検討したところ、湾曲部の凸側で発生するシワの発生機序と、凹側で発生するシワの発生機序とが異なるとの知見を得た。本発明は、そのような知見に基づきなされたものである。

すなわち、課題解決のために、本発明の一態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板に、少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビードを形成すると共に、少なくとも上記第１のビードを形成する上記湾曲部となる領域に対し、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードを形成する工程を有する予備成形工程と、上記予備成形工程後の上記金属板を上記プレス部品形状に成形する部品成形工程と、を備えることを要旨とする。

また、本発明の他の態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板に、少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード、及び、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードの２種類のビードから選択した、少なくとも一方のビードを形成する工程を有する予備成形工程と、上記予備成形工程後の上記金属板を、上記天板部となる位置をパッドで拘束した状態で、上記プレス部品形状に成形する部品成形工程と、を備えることを要旨とする。

また、本発明の他の態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、プレス成形するための金属板であって、少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビードと、少なくとも上記第１のビードを形成する上記湾曲部となる領域に対し、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードと、を有することを要旨とする。

また、本発明の他の態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、上記天板部をパッドで拘束してプレス成形するための金属板であって、少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード、及び、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードの２種類のビードから選択した、少なくとも一方のビードが形成されていることを要旨とする。

本発明の態様によれば、例えば、第２のビードで、成形の際に発生する湾曲部凹側のフランジ部への材料の回り込みによるフランジ部での長手方向に沿った圧縮力を緩和し、第１のビードで、湾曲部凹側となる位置の形状剛性が向上し、湾曲部凹側での成形時の座屈を抑制可能となる。したがって、本発明の実施形態では、湾曲部凹側における側壁部やフランジ部でのしわ発生を、必ずしも金型でフランジ部を拘束してプレス成形しなくても、効率的に抑制可能となる。

本発明に基づく実施形態に係るプレス部品形状を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 本発明に基づく実施形態に係るプレス部品の製造方法の工程例を示す図である。 予備成形工程で成形される第１のビード及び第２のビードを説明する斜視図である。 予備成形工程後のビード例を示す正面からみた模式図である。 部品成形工程での成形例説明する図である。 湾曲部凹側でしわが発生する理由を説明する情報からみた模式的平面図である。 しわ発生の例を示す図である。 実施例での評価方法を説明するための平面図である。 評価を説明する図である。

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。
（プレス部品形状）
本実施形態が対象とするプレス成形後のプレス部品形状は、少なくとも天板部とその左右幅方向両側の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部を有するハット形断面、Ｌ字状断面などの断面の形状となっている。更に、上記のプレス部品形状は、上記断面に交差する方向である、長手方向の１箇所若しくは２箇所以上に、上面視、長手方向に沿って幅方向に湾曲した湾曲部を１又は２以上有する形状である。なお、上記の湾曲部は、天板部が幅方向に湾曲した領域か否かで判別すれば良い。
ここで、本実施形態は、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板やアルミニウム合金板等、延性やランクフォード値が劣る難成形部材からなる金属板を用いた、プレス部品の製造に好適な技術である。

本実施形態では、プレス成形後の目的のプレス部品１のプレス部品形状として、図１に示すような、ハット形断面で、且つ上面視、長手方向に沿って２箇所に湾曲部１０を有するプレス部品形状に成形する場合を例に挙げて説明する。すなわち、本実施形態では、図１に示すように、目的のプレス部品形状として、ハット形断面であり且つ長手方向に沿って２箇所、つまり上面視で、天板部１Ａが幅方向に湾曲する湾曲部１０がある場合を例示する。図１（ａ）の例では、左側の湾曲部では、下側の側壁部１Ｂが凹側の側壁部となり、右側の湾曲部では、上側の側壁部１Ｂが凹側の側壁部となる。
但し、本実施形態は、湾曲部１０が１箇所でも良いし、湾曲部１０が３箇所以上であっても良い。また湾曲部１０が２箇所以上であっても良いし、その隣り合う２箇所の湾曲部１０が共に同方向に湾曲した形状であっても構わない。
なお、図１（ｂ）に併記した寸法は、実施例での寸法であって、本発明を何ら制限するものではない。

（構成）
本実施形態のプレス部品１の製造方法は、図２に示すように、予備成形工程２と部品成形工程３とを備える。

＜予備成形工程２＞
予備成形工程２は、本成形前の予備的な成形を金属板に施して、しわが発生し難い、本成形用の金属板を得る工程である。
予備成形工程２は、図３のように、平坦な金属板４に、少なくとも上記湾曲部１０となる領域であって上記凹となる上記側壁部１Ｂ側に対し、上記第２曲げ部１ｅ（図１参照）となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード４ａを形成すると共に、少なくとも上記第１のビード４ａを形成する上記湾曲部１０となる領域に対し、上記天板部１Ａ及び上記第１曲げ部１ｄの少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂを形成する、プレス成形の処理工程を有する。

本実施形態の予備成形工程２では、図３のように、平坦な金属板４に対し、左右の第２曲げ部１ｅとなる位置全域に、それぞれ長手方向に沿って延在する第１のビード４ａを形成すると共に、左右の第１曲げ部１ｄとなる位置全域に、それぞれ長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂを形成する工程を有する。第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂの例を図４に示す。この例は、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂをフルビードで構成した例である。
ここで、本実施形態の第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂは、屈曲形状の断面が断面に交叉する方向である長手方向（天板部１Ａの長手方向）に延在した形状となっている。第１のビード４ａは、フルビードや、断面段差形状のハーフビードなどからなる。

第２曲げ部１ｅは、側壁部１Ｂとフランジ部１Ｃとの間に形成される稜線部１Ｅの断面に対応する。この稜線部１Ｅは、上側に凹となるように曲がっている。第１曲げ部１ｄは、天板部１Ａと側壁部１Ｂとの間に形成される稜線部１Ｄの断面に対応する。この稜線部１Ｄは、上側に凹となるように曲がっている。
予備成形工程２で使用する金型を構成する、上型（ダイ）及び下型（パンチ）の成形面には、第２曲げ部１ｅ及び第１曲げ部１ｄとなる位置に沿って、それぞれ、長手方向に沿って延在する第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂに倣ったビード形状が形成されている。第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを形成する位置は、部品成形工程３における、部品成形工程３での金型のパンチ肩稜線部及びダイ肩稜線部に当接可能な位置である。
そして、予備成形工程２では、上記の上型及び下型を用いて金属板４をプレス成形し、長手方向に沿って延びる第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを備えた金属板４とする。

＜第１のビード４ａの形成について＞
第１のビード４ａを形成する位置は、部品成形工程３での金型のダイ肩稜線部に当接可能な位置である。
第１のビード４ａは、上記第２曲げ部１ｅの凹方向と同方向に凹となる形状（下方に凸となる形状）であることが好ましい（図４参照）。
上記第１のビード４ａのビード高さは、上記金属板４の板厚の１倍以上であることが好ましい。好ましくは２倍以上である。第１のビード４ａの高さの上限値は、３０ｍｍである。

本実施形態では、２つの湾曲部１０を有し、２つの湾曲部１０の湾曲方向が互いに異なる。すなわち、左右両側の側壁部１Ｂともに湾曲部１０の凹側となるため、左右両側の第２曲げ部１ｅに沿って、個々に第１のビード４ａを形成している。
全ての湾曲部１０の湾曲方向が全て同一方向の場合には、湾曲部１０の凹となる一方の側壁部１Ｂ側の第２曲げ部１ｅに沿ってだけ、第１のビード４ａを形成すればよい。もっとも、この場合であっても、反対側にも第１のビード４ａを形成しても構わない。
また、上記説明では、湾曲部１０の位置に関係なく、第１のビード４ａを、側壁部１Ｂとフランジ部１Ｃとの間に形成される稜線部１Ｅとなる位置全域に沿って形成する場合を例示した。

第１のビード４ａを、側壁部１Ｂとフランジ部１Ｃとの間に形成される稜線部１Ｅとなる位置に沿って部分的に形成してもよい。但し、少なくとも湾曲部１０となる領域であって湾曲が凹となる側壁部１Ｂ側に位置する稜線部１Ｅを含むように形成することが好ましい。
すなわち、湾曲部１０となる領域であって湾曲が凹となる側壁部１Ｂ側に位置する稜線部だけに第１のビード４ａを形成してもよい。

このとき、湾曲部１０となる領域であって湾曲が凹となる側壁部１Ｂ側に位置する稜線部１Ｅの全てに第１のビード４ａを形成しなくてもよい。例えば、湾曲部１０となる領域であって凹となる側壁部１Ｂ側で、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状にプレス成形した際にフランジ部１Ｃにしわが発生すると推定される板部分を含む領域にだけ、第１のビード４ａを部分的に形成するようにしてもよい。
しわが発生すると推定される板部分を求める処理は、コンピュータを用いた成形解析で実行しても良いし、実際にプレス成形を実行しても良い。
また、簡易的に、湾曲部１０の湾曲の曲率半径が予め設定した値以上となっている当該湾曲部１０の凹側をしわが発生すると推定される板部分としても良い。

＜第２のビード４ｂ＞
第２のビード４ｂは、天板部１Ａと側壁部１Ｂとの間に形成される稜線部１Ｄとなる位置の全域に形成する必要はない。第２のビード４ｂは、少なくとも第１のビード４ａを形成する湾曲部１０となる領域に対し、第１曲げ部１ｄとなる位置に長手方向に沿って延在するように形成すればよい。第２のビード４ｂは、左右の第１曲げ部１ｄの少なくとも一方に沿って形成する。第２のビード４ｂは、湾曲部１０となる領域であって、凹となる側壁部１Ｂ側の第１曲げ部１ｄ側に設けることが好ましい。

また、第２のビード４ｂは、第１曲げ部１ｄの凸方向と同方向に凸となる形状（断面上方に凸となる形状）であることが好ましい。
また、第２のビード４ｂのビード高さは、上記金属板４の板厚の１倍以上であることが好ましい。第２のビード４ｂのビード高さの上限値は、３０ｍｍである。
また、第２のビード４ｂは、第１曲げ部１ｄとなる位置とは別に若しくは一緒に、天板部１Ａとなる位置に形成しても良い。ただし、第２のビード４ｂは、第１曲げ部１ｄとなる位置に設けることが好ましい。
ここで、第２のビード４ｂは、湾曲部１０の凸側に設けることが好ましいが、凹側に設けても良い。

＜部品成形工程３＞
部品成形工程３は、予備成形工程２で処理後の金属板４を、目的のプレス部品形状に成形する本成形工程である。
部品成形工程３は、図５に示すような成形面２０，２１を有する上下の金型を用いて、予備成形工程２の処理後の金属板４をプレス成形して、目的とするプレス部品形状のプレス部品１とする。
図５では、天板部１Ａを押さえるパッド２２を有するパッドフォーム成形を採用した場合を例示している。すなわち、この例では、曲げ成形の場合を例示している。部品成形工程３に、天板部１Ａをパッド２２で押さえないフォーム成形を採用しても良い。

（動作その他）
本実施形態では、予備成形工程２にて、予成形として、金属板４に、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを付与する処理を実行する（図３）。
予備成形工程２の金属板４は、長手方向に沿って、第１のビード４ａの付与によって、第１のビード４ａを形成した部分に及びその近傍の長手方向の形状剛性が高くなる。更に、予備成形工程２の金属板４は、第２のビード４ｂの付与によって、湾曲部１０凹側への材料の引き込みを抑制可能となる。

次に、予備成形工程２後の金属板４を、部品成形工程３でのプレスによって、上面視で、幅方向（左右方向）に湾曲した湾曲部１０を有するハット形断面とした場合に、ビードによって、湾曲部１０における凹側の側壁部１Ｂ及びフランジ部１Ｃの長手方向の形状剛性が高くなっていると共に、成形中に湾曲部１０凹側への材料の引き込みが第２のビード４ｂによって抑制されるため、湾曲部１０における凹側での座屈によるしわ発生が抑制される。

本実施形態の作用等を、図６を参照して更に詳説する。
発明者は、湾曲部１０の凹側の側壁部１Ｂ及びフランジ部１Ｃにシワが発生する機序について検討したところ次の知見を得た。すなわち、金属板を目的とするプレス部品形状に成形中に、湾曲部１０の凹側では、天板部１Ａ及び側壁部側の材料がＭ１方向に移動（回り込み）することで、材料が湾曲部１０凹側のフランジ部１Ｃに引き込まれて、フランジ端部に長手方向に沿った圧縮力が発生する。
この結果、従来、湾曲部１０の凹側のフランジ部１Ｃにおいて、成形中の圧縮力に耐えきれずフランジ部１Ｃの面が、座屈することによってしわが発生する（図７参照）。

これに対し、本実施形態では、部品成形工程３でプレス成形する金属板４に対し、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを付与してから、部品成形工程３でのプレス成形を実行する。このため、本実施形態では、第２のビード４ｂによって、部品成形工程３でのプレス成形途中による圧縮力が小さくなり、湾曲部１０凹側への材料の移動（材料の回転）が抑制される。さらに、第１のビード４ａによって、フランジ部１Ｃとなる領域における長手方向の形状剛性が高い状態で、目的のプレス部品形状にプレス成形される。この結果、成形時の座屈が抑制されて、湾曲部１０の凹側における、フランジ部１Ｃへのしわ発生が抑制される。

また、予備成形工程２で形成した第１のビード４ａは、部品成形工程３でのプレス成形で、稜線１Ｅと重ねることで消し込みが行われる。予備成形工程２で形成した第２のビード４ｂも、部品成形工程３でのプレス成形で、稜線１Ｄと重ねることで消し込みが行われる。なお、部品形状として許容される場合、第２のビード４ｂを部品形状の一部として残してもよい。
この結果、歩留りも悪化せず、目的のプレス部品形状も変えることなくしわを抑制可能となる。

ここで、金属板４が高張力鋼板であったり、湾曲部１０の湾曲が大きい部品形状であったりして、成形の際に発生する圧縮力が大きい場合など、プレス部品形状の形状精度を向上させたい場合、第１のビード４ａを設ける範囲を出来るだけ少なくすることが好ましい。この場合、例えば、湾曲部１０の領域に設ければよい。
なお、形状精度を考慮した場合には、第２のビード４ｂを湾曲部１０の領域内の限定することが好ましい。

（変形例）
上記実施形態では、第１のビード４ａと共に第２のビード４ｂを設けている。
部品成形工程でのプレス工程で、パッドフォーム成形など、天板部１Ａをパッドで押さえてプレス成形する場合には、予備成形工程で第１のビード４ａ又は第２のビード４ｂの一方だけを形成する構成としても良い。
天板部１Ａを拘束して目的のプレス部品形状に成形する場合には、材料の湾曲部１０凹側への回転が抑制させるので、第１のビード４ａ又は第２のビード４ｂの一方を省略可能となる。ただし、両ビード４ａ，４ｂを設けた方が、シワを効率良く抑制可能となる。

（効果）
本実施形態は、次のような効果を奏する。
（１）本実施形態は、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂと上記側壁部１Ｂに第２曲げ部１ｅを介して連続するフランジ部１Ｃとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部１Ｂ側へ凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板４を成形するプレス部品１の製造方法であって、上記金属板４に、少なくとも上記湾曲部１０となる領域であって上記凹となる上記側壁部１Ｂ側に対し、上記第２曲げ部１ｅとなる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード４ａを形成する少なくとも上記第１のビード４ａを形成する上記湾曲部１０となる領域に対し、上記天板部１Ａ及び上記第１曲げ部１ｄの少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂを形成する工程を有する予備成形工程２と、上記予備成形工程２後の上記金属板４を上記プレス部品形状に成形する部品成形工程３と、を備える。

この構成によれば、金属板４における、成形中の湾曲部凹側への材料の移動が抑制されると共に湾曲部１０の凹側となる位置の形状剛性が向上して、湾曲部凹側における成形時の座屈を抑制可能となる。したがって、本実施形態では、湾曲部１０の凹側における側壁部１Ｂやフランジ部１Ｃでのしわ発生を、必ずしも金型でフランジ部１Ｃを拘束してプレス成形しなくても、効率的に抑制可能となる。
またこの構成によれば、部品成形工程３でのプレス成形としてフォーム成形を採用可能となる。

（２）上記第１のビード４ａは、上記第２曲げ部１ｅの凹方向と同方向に凹となる形状であることが好ましい。
この構成によれば、第１のビード４ａを設けて形状剛性を高めつつ、目的のプレス部品形状に成形する際に、第１のビード４ａを第２曲げ部１ｅからなる稜線部１Ｅに重ねて消し込み易くなる。

（３）上記湾曲部１０となる領域であって上記凹となる上記側壁部１Ｂ側で、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状にプレス成形した際に上記フランジ部１Ｃにしわが発生すると推定される板部分を含む領域に、上記第１のビード４ａを部分的に形成すると良い。
この構成によれば、第１のビード４ａを形成する領域を少なくすることが可能となる。

（４）上記第１のビード４ａのビード高さは、上記金属板４の板厚の１倍以上であることが好ましい。
この構成によれば、より確実にしわ発生を抑制可能となる。

（５）上記第２のビード４ｂは、上記第１曲げ部１ｄとなる位置にのみ形成することが好ましい。
この構成によれば、天板部１Ａに第２のビード４ｂを設けないことで、天板部１Ａと他の部品との接続の取り合いが容易となる。

（６）上記第２のビード４ｂは、上記第１曲げ部１ｄの凸方向と同方向に凸となる形状であることが好ましい。
この構成によれば、湾曲部１０凹側への成形中の材料移動を抑えて湾曲部１０凹側でのしわ発生を抑制しつつ、目的のプレス部品形状に成形する際に、第２のビード４ｂを第１曲げ部１ｄからなる稜線部１Ｄに重ねて消し込み易くなる。

（７）本実施形態では、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂと上記側壁部１Ｂに第２曲げ部１ｅを介して連続するフランジ部１Ｃとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部１Ｂ側へ凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板４をプレス成形するための金属板４であって、少なくとも上記湾曲部１０となる領域であって上記凹となる上記側壁部１Ｂ側に対し、上記第２曲げ部１ｅとなる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード４ａと、少なくとも上記第１のビード４ａを形成する上記湾曲部１０となる領域に対し、上記天板部１Ａ及び上記第１曲げ部１ｄの少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂと、を有する金属板４を用いる。

この金属板４を使用した場合、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂと上記側壁部１Ｂに第２曲げ部１ｅを介して連続するフランジ部１Ｃとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部１Ｂ側へ凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状にプレス成形する際に、湾曲部１０の凹側における側壁部１Ｂやフランジ部１Ｃでのしわ発生を、必ずしも金型でフランジ部１Ｃを拘束してプレス成形しなくても、効率的に抑制可能となる。
ここで、上記第１のビード４ａは、上記第２曲げ部１ｅの凹方向と同方向に凹となる形状であることが好ましい。

また、上記湾曲部１０となる領域であって上記凹となる上記側壁部１Ｂ側で、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状にプレス成形した際に上記フランジ部１Ｃ又は上記側壁部１Ｂにしわが発生すると推定される板部分を含む領域に、上記第１のビード４ａを部分的に形成するようにしてもよい。
また、少なくとも上記第１のビード４ａを形成する上記湾曲部１０となる領域に対し、上記第１曲げ部１ｄとなる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂが形成されている形状であってもよい。

（８）上記のプレス部品１の製造方法は、プレス成形する金属板４が、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板でも対応可能である。

次に、本発明に基づく上記実施形態のプレス成形についての実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に規制されるものではない。
「適用材」
金属板４として、表１に示すように、５９０ＭＰａ級鋼板（５９０材）、９８０ＭＰａ級鋼板（９８０材）、１１８０ＭＰａ級鋼板（１１８０材）、及び１４７０ＭＰａ級鋼板（１４７０材）の４種類の鋼板を用いた。
また、金属板４の寸法は、幅Ｗ＝２４０ｍｍ、長さＬ＝３８７ｍｍの平坦な板材とした。

また、対象とするプレス部品形状として、図１に示すような、ハット形断面且つ、上面視で、長手方向に沿った２箇所に湾曲部１０を有する形状とした。
そして、比較例の金属板４（ブランク）、及び本発明例の金属板４（ブランク）を、上記対象とするプレス部品形状にプレス成形した際における、湾曲部１０凹側でのフランジ部１Ｃのしわ発生について評価した。
その評価の条件及び評価結果（成形可否）を、表２に示す。

表２中、比較例（Ｎｏ．０）では、金属板４にビードを形成しない平坦な板材を使用した。
また、本発明例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）では、成形する金属板４に対し、本発明に基づくビードを形成した平坦な板材を使用した。
具体的には、Ｎｏ．１は、左右の第２曲げ部１ｅに沿って、それぞれ全域に第１のビード４ａ（フルビード）を形成した例である。なお、第２のビード４ｂは形成していない。
Ｎｏ．２は、左右の第１曲げ部１ｄに沿って、それぞれ全域に第２のビード４ｂ（フルビード）を形成した例である。なお、第１のビード４ａは形成していない。

Ｎｏ．３は、左右の第２曲げ部１ｅに沿って、それぞれ全域に亘って第１のビード４ａ（フルビード）を形成すると共に、左右の第１曲げ部１ｄにそって、それぞれ全域に亘って第２のビード４ｂ（フルビード）を形成した例である。
Ｎｏ．４は、左右の第２曲げ部１ｅに沿って、それぞれ全域に亘って第１のビード４ａ（フルビード）を形成すると共に、左右の第１曲げ部１ｄにそって、それぞれ全域に亘って第２のビード４ｂ（ハーフビード）を形成した例である。

Ｎｏ．５は、左右の第２曲げ部１ｅに沿って、湾曲部１０凹側の位置のみに第１のビード４ａ（フルビード）を形成すると共に、左右の第１曲げ部１ｄにそって、それぞれ全域に亘って第２のビード４ｂ（フルビード）を形成した例である。
Ｎｏ．６は、左右の第２曲げ部１ｅに沿って、湾曲部１０凹側の位置のみに第１のビード４ａ（フルビード）を形成すると共に、右の第１曲げ部１ｄにそってだけ、全域に亘って第２のビード４ｂ（フルビード）を形成した例である。

表２中、「ＦＯＲＭ」とは、プレス成形としてフォーム成形を採用した場合である。「ＰＡＤＦＯＲＭ」とは、プレス形成として、天板部１Ａ位置をパッドで押さえた状態でフォーム成形を実行した場合である。
しわ判定は、成形品の湾曲部１０の凹側の表面性状を目視で確認し、その評価を○、△、×の３段階で評価した。
具体的には、顕著なしわが発生した場合を「×」、顕著なしわが発生していないが僅かにしわが形成されていた場合を「△」、しわが全く発生しない場合を「○」とした。

表２から分かるように、比較例では、対象とするプレス部品形状とする際に、フォーム成形の場合、いずれの鋼種でもシワが発生した。また、比較例は、天板部１Ａを抑えるパッドフォーム成形では、金属板４の引張強度が９８０ＭＰａ以下では、しわの改善がみられるものの、金属板４の引張強度が１１８０ＭＰａ以上での顕著なシワが発生した。
一方、本発明例のＮｏ．１〜６では、いずれも比較例と比較して湾曲部１０凸側でのしわ抑制に効果があることが分かった。

Ｎｏ．１及びＮｏ．２のように、第１のビード４ａ若しくは第２のビード４ｂを形成した場合、パッドフォーム成形を採用することで、湾曲部１０凹側において、顕著なしわが発生していなかった。
また、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６のように、第１のビード４ａ若しくは第２のビード４ｂを形成した場合、フォーム成形でもパッドフォーム成形でも、湾曲部１０凹側において、顕著なしわを大幅に抑制可能であることが分かった。

このとき、Ｎｏ．５やＮｏ．６のように、第１のビード４ａをシワ発生の懸念部にのみ配置しても同様な効果があることが分かった。
また、Ｎｏ．５とＮｏ．６とから分かるように、第２のビード４ｂを左右の第１曲げ部１ｄにそれぞれ設けた方が、しわ抑制の効果が高くなることが分かった。
また、Ｎｏ．４のように、第２のビード４ｂとしてハーフビード採用した場合でも、しわ低減効果をあった。

また、図８に示すような、しわ発生危険部Ｂに対する、Ａ点の動き（成形前と成形後の移動量）によって、成形による回転量を評価してみた。
その結果を、図９に示す。
図９から分かるように、フォーム成形よりもパッドフォーム成形の方が材料の回転が少ない。
また、天板部１Ａや第１曲げ部１ｄにビードを形成することで、材料の回転を抑制できることが分かった。

以上のように、本発明に基づきビードを形成することで、湾曲部１０の凹側でのしわ発生を有効に抑えられることが分かった。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。

１ プレス部品
１Ａ 天板部
１Ｂ 側壁部
１Ｃ フランジ部
１Ｄ 第１曲げ部に沿った稜線部
１Ｅ 第２曲げ部に沿った稜線部
１ｄ 第１曲げ部
１ｅ 第２曲げ部
２ 予備成形工程
３ 部品成形工程
４ 金属板
４ａ 第１のビード
４ｂ 第２のビード
１０ 湾曲部

Claims (15)

1. 天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、
   上記金属板に、少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビードを形成すると共に、少なくとも上記第１のビードを形成する上記湾曲部となる領域に対し、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードを形成する工程を有する予備成形工程と、
   上記予備成形工程後の上記金属板を上記プレス部品形状に成形する部品成形工程と、
   を備えることを特徴とするプレス部品の製造方法。
2. 上記第１のビードは、上記第２曲げ部の凹方向と同方向に凹となる形状であることを特徴とする請求項１に記載したプレス部品の製造方法。
3. 上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側で、平板からなる金属板を上記プレス部品形状にプレス成形した際に上記フランジ部にしわが発生すると推定される板部分を含む領域に、上記第１のビードを部分的に形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したプレス部品の製造方法。
4. 上記第１のビードのビード高さは、上記金属板の板厚の１倍以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したプレス部品の製造方法。
5. 上記第２のビードは、上記第１曲げ部となる位置にのみ形成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載したプレス部品の製造方法。
6. 上記第２のビードは、上記第１曲げ部の凸方向と同方向に凸となる形状であることを特徴とする請求項５に記載したプレス部品の製造方法。
7. 天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、
   上記金属板に、少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード、及び、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードの２種類のビードから選択した、少なくとも一方のビードを形成する工程を有する予備成形工程と、
   上記予備成形工程後の上記金属板を、上記天板部となる位置をパッドで拘束した状態で、上記プレス部品形状に成形する部品成形工程と、
   を備えることを特徴とするプレス部品の製造方法。
8. 天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、プレス成形するための金属板であって、
   少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビードと、
   少なくとも上記第１のビードを形成する上記湾曲部となる領域に対し、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードと、
   を有することを特徴とする金属板。
9. 上記第１のビードは、上記第２曲げ部の凹方向と同方向に凹となる形状であることを特徴とする請求項８に記載した金属板。
10. 上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側で、平板からなる金属板を上記プレス部品形状にプレス成形した際に上記フランジ部にしわが発生すると推定される板部分を含む領域に、上記第１のビードを部分的に形成することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載した金属板。
11. 上記第１のビードのビード高さは、上記金属板の板厚の１倍以上であることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載した金属板。
12. 上記第２のビードは、上記第１曲げ部となる位置にのみ形成されていることを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか１項に記載した金属板。
13. 上記第２のビードは、上記第１曲げ部の凹方向と同方向に凹となる形状であることを特徴とする請求項１２に記載した金属板。
14. 天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って上面視で上記側壁部側へ凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、上記天板部をパッドで拘束してプレス成形するための金属板であって、
    少なくとも上記湾曲部となる領域であって上記凹となる上記側壁部側に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード、及び、上記天板部及び上記第１曲げ部の少なくとも一方となる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビードの２種類のビードから選択した、少なくとも一方のビードが形成されていることを特徴とする金属板。
15. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のプレス部品の製造方法のための、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板。

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