JP2022091379A

JP2022091379A - プレス部品の製造方法およびプレス部品

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Publication number: JP2022091379A
Application number: JP2020204190A
Authority: JP
Inventors: 紀勝竹内; Norikatsu Takeuchi
Original assignee: Topre Corp
Current assignee: Topre Corp
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-06-21
Also published as: CN114603017A

Abstract

【課題】ハイテン材で構成されており、ハット状部とフランジ部とを備えているプレス部品の成形方法において成形途中での割れ（破断、亀裂）を起こすことなく加工する。
【解決手段】ハット状部９とフランジ部１１とを備えているプレス部品１の製造方法であって、ハット状部９の深さが途中の深さになるまで材料を成形する第１フォーム工程と、ハット状部９の深さが目標の深さになるまで材料を成形する第２フォーム工程と、フランジ形成部位２９の外周部にある余剰部位２７を取り除くトリム工程と、フランジ部１１を成形するフランジ部成形工程とを有するプレス部品１の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス部品の製造方法およびプレス部品に係り、特に、プレス部品がハット状部とフランジ部とを備えているものに関する。

近年、自動車等の車両の車体には、高強度が求められている。この要求に応えるため、材料として高張力鋼鈑(ハイテン材)が採用されている。ハイテン材を用いることで、車体の構成部材（車体部品）の超高張力化が進んでいる。

たとえば、車体部品の中でも、フレームと呼ばれる部品は、断面がいわゆるハット形状またはコの字形状の形状をしたものが多用されている。これら部品（ハット形状部）の端部にはフランジ部が設けられており、相手部品と溶接等により結合される場合がある。従来、このフランジ部は成形を容易にするため、切り欠きにより複数に分割されていた。ところが、衝突時の変形強度を向上させるため、ハット形状部の端部のフランジ部が、ハット形状部の下部の一方の部位から他方の部位まで連続しており、ハット形状部位と一体で成形されている場合がある。

ハット形状部とこの端部のフランジ部とを備えたプレス部品の製造方法として（たとえば特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載のプレス部品の製造方法では、ハット形状部の成形途中に、フランジ部となる部分に波形状をなすギャザー部を成形し、次にギャザー部を引き延ばしてフランジ部を成形している。

特開２０１５－０８１０３６号公報

ところで、特許文献１に記載のプレス部品の製造方法は、普通鋼鈑であれば実施(成形)可能である。しかし、ハイテン材では、材料の延び量(破断時の延び量)が、たとえば９８０ＭＰａ材なら約１０％になっている。したがって、ハイテン材では、特許文献１に記載のプレス部品の製造方法を実施しても、成形途中で割れ（破断、亀裂）を起こして加工できない。

本発明は、ハイテン材で構成されており、ハット状部とフランジ部とを備えているプレス部品およびプレス部品の製造方法において、成形途中での割れ（破断、亀裂）を起こすことなく加工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、長手方向に対して直交する平面による断面形状がハット状に形成されているハット状部と、前記ハット状部の長手方向で見て前記ハット形状の一方の端から他方の端にわたり前記ハット状部の凸部側で、前記ハット状部の長手方向に対して交差する方向に前記ハット状部の長手方向の一方の端部から展開しているフランジ部とを備えており、ハイテン材で構成されているプレス部品の製造方法であって、前記ハット状部の深さが途中の深さになるまで、平板状の所定形状の材料を成形する第１フォーム工程と、前記ハット状部の深さが目標の深さになるまで、前記第１フォーム工程で成形された材料を成形する第２フォーム工程と、前記第１フォーム工程と前記第２のフォーム工程での成形で形成されたハット状部を除く部位であるフランジ形成部位の外周部にある余剰部位を取り除くトリム工程と、前記トリム工程で余剰部位を取り除いた後に、前記フランジ形成部位が前記ハット状部の長手方向に対して交差する方向に展開するように曲げて前記フランジ部を成形するフランジ部成形工程を有するプレス部品の製造方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレス部品の製造方法であって、前記第２フォーム工程では、前記フランジ形成部位と前記余剰部位との境界部で折り曲げをする請求項１記載のプレス部品の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプレス部品の製造方法であって、前記フランジ部成形工程は、前記フランジ形成部位の中央部の曲げの開始タイミングを、前記フランジ形成部位の両端部の曲げの開始タイミングよりも遅くしている請求項１または２記載のプレス部品の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のプレス部品の製造方法であって、前記プレス部品は、前記フランジ部の反対側に設けられている順送加工用桟を用い、連続プレス加工で成形されるプレス部品の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のプレス部品の製造方法であって、前記プレス部品は、前記順送加工用桟の両側に配置されているプレス部品の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のプレス部品の製造方法であって、前記フランジ形成部位の厚さ方向で見ると、前記トリム工程で除かれる余剰部位は、「Ｃ」字状形に形成されており、前記フランジ形成部位の先端部に位置しているプレス部品の製造方法である。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のプレス部品の製造方法であって、前記フランジ形成部位の厚さ方向で見ると、前記トリム工程で除かれる余剰部位は、「Ｃ」字の両端部で、「Ｃ」字の端に向かうにしたがって幅が次第に狭くなっており、「Ｃ」字の両端が尖っているプレス部品の製造方法である。

請求項８に記載の発明は、ハイテン材で構成されており、長手方向に対して直交する平面による断面形状がハット状に形成されているハット状部と、前記ハット状部の長手方向で見て前記ハット形状の一方の端から他方の端にわたり前記ハット状部の凸部側で、前記ハット状部の長手方向に対して直角に近い角度で交差する方向に前記ハット状部の長手方向の一方の端部から展開しているフランジ部とを備えているプレス部品であって、
前記フランジ部の前記ハット状部の天板部からの展開高さの寸法値が、前記ハット状部の深さの寸法値よりも大きくなっているプレス部品である。

本発明によれば、ハイテン材で構成されており、ハット状部とフランジ部とを備えているプレス部品およびプレス部品の製造方法において、成形途中での割れ（破断、亀裂）を起こすことなく加工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部品の製造方法における各工程を概略的に示した図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の使用態様を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩＢ部の拡大図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法の前工程で得られたものを示す平面図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法の第１フォーム工程で得られたものを示す斜視図である。図４におけるＶ矢視図である。図４におけるＶＩ矢視図である。図６におけるＶＩＩ―ＶＩＩ断面を示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法の第２フォーム工程で得られたものを示す斜視図である。図８におけるＩＸ矢視図である。図８におけるＸ矢視図である。図１０におけるＸＩ―ＸＩ断面を示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法のトリム工程で得られたものを示す斜視図である。図１２におけるＸＩＩＩ矢視図である。図１２におけるＸＩＶ矢視図である。図１４におけるＸＶ―ＸＶ断面を示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法のフランジ部成形工程と後工程とで得られたプレス部品１を示す斜視図である。図１６におけるＸＶＩＩ矢視図である。図１６におけるＸＶＩＩＩ矢視図である。図１８におけるＸＩＸ―ＸＩＸ断面矢視図であり、フランジ部も表している図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法のフランジ部成形工程におけるプレス部品の挙動を示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法の第２フォーム工程での、フランジ形成部位と余剰部位との境界部での折り曲げを示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法のフランジ部成形工程におけるプレス部品と金型とを示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品の製造方法のトリム工程における余剰部位等を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸＩＩＩＢ―ＸＸＩＩＩＢ断面を示す図である。本発明の実施形態に係るプレス部品における応力の発生状態を示す図である。比較例に係るプレス部品における応力の発生状態を示す図である。

本発明の実施形態に係るプレス部品（プレス製品）１は、図２で示すように、たとえば、自動車等のフレーム３の一部を構成する部品であり、たとえば、ブレース・ルーフ・フロントＲ／Ｌとして採用される。ブレース・ルーフ・フロントＲと、ブレース・ルーフ・フロントＬとはお互いが対称な形状になっている。

ブレース・ルーフ・フロントは、ルーフ・フロント５と供にフロントガラスとルーフパネルを固定する車体の一部を構成している。ルーフ・フロントとブレース・ルーフ・フロントＲ／Ｌとの両端部（両端部のプレス部品１）はフロントピラー７に接続され、車体の主要な骨格となっている。

プレス部品１は、ハイテン材（高張力鋼）を、金型等を用いてプレス成形することで形成されており、図１６～図１９で示すように、ハット状部９とフランジ部１１とを備えている。フランジ部１１とハット状部９の一部とがフロントピラー７にたとえば溶接接続されている。

ここで説明の便宜のために空間における所定の一方向をＸ方向とし、このＸ方向に対して直交する所定の一方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに対して直交する方向をＺ方向とする。

ハット状部９は、長手方向（Ｚ方向）に対して直交する平面による断面形状がハット状に形成されている。

ハット状部９についてさらに説明する。なお、プレス部品１は、フレーム３を構成しているので、実際には、完全な平板になっている箇所はほとんど無く、若干湾曲した板を適宜つなげた複雑な形状になっている。したがって、プレス部品１の説明におけるＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向のそれぞれは、厳格なものではなく、大まかな方向として解釈する必要がある。さらに応力集中等を避けるために、プレス部品１において板が曲がっている部位（ハット状部９とフランジ部１１との境界等）や角部は円弧状に丸められている。

ハット状部９は、図１９等で示すように、天板部１３と第１の側壁部１５と第１の底板部１７と第２の側壁部１９と第２の底板部２１とを備えて構成されている。

天板部１３は、Ｙ方向が厚さ方向になっており、Ｘ方向に所定の長さ延びている。第１の側壁部１５は、Ｘ方向が厚さ方向になっており、天板部１３のＸ方向の一方の端からＹ方向に所定の長さ延びている。第１の底板部１７は、Ｙ方向が厚さ方向になっており、第１の側壁部１５のＹ方向の先端（天板部１３とは反対側の端）からＸ方向であって天板部１３から離れる方向に所定の長さ延びている。

第２の側壁部１９は、Ｘ方向が厚さ方向になっており、天板部１３のＸ方向の他方の端からＹ方向であって第１の側壁部１５と同じ側に所定の長さ延びている。第２の底板部２１は、Ｙ方向が厚さ方向になっており、第２の側壁部１９のＹ方向の先端（天板部１３とは反対側の端）からＸ方向であって天板部１３から離れる方向に所定の長さ延びている。

フランジ部１１は、図１９で示すように、ハット状部９の長手方向（Ｚ方向）で見てハット形状の一方の端から他方の端にわたりハット状部９の凸部側に設けられている。

さらに説明すると、Ｚ方向で見て、フランジ部１１は、概ね矩形状に形成されており、Ｘ方向では、第１の底板部１７の先端（第１の側壁部１５とは反対側の端）から第２の底板部２１の先端（第２の側壁部１９とは反対側の端）にわたって設けられている。

Ｚ方向で見て、フランジ部１１は、Ｙ方向では、ハット状部９（天板部１３、第１の側壁部１５、第１の底板部１７、第２の側壁部１９、第２の底板部２１）の一方の側であって、第１の底板部１７、第２の底板部２１から天板部１３、第１の側壁部１５、第２の側壁部１９が突出している側（凸部側）に設けられている。

また、フランジ部１１は、ハット状部９の凸部側で、ハット状部９のハット形状の道のりの全長にわたって連続している。また、フランジ部１１は、ハット状部９の長手方向に対して交差する方向に、ハット状部９の長手方向の一方の端から展開している。これにより、ハット状部９の長手方向（Ｚ方向）で見ると、フランジ部１１は所定の幅寸法を備えた「コ」字状に形成されているといも言える。

また、フランジ部１１は、図１８等で示すように、ハット状部９の長手方向（Ｚ方向）に対して直角に近い角度で交差する方向（概ねＹ方向）に、ハット状部９の長手方向（Ｚ方向）の一方の端部から展開している。すなわち、ハット状部９とフランジ部１１との交差角度θ１は、１００°程度の角度になっている。この角度θ１が、９０°～１２０°の範囲内で変更されていてもよい。

フランジ部１１のハット状部９の天板部１３からの展開高さＨＡの最大値ＨＡ１は、ハット状部９の深さ（高さ寸法）ＨＢの最大値ＨＢ１よりも大きくなっている。ハット状部９の深さＨＢは、Ｚ方向で、ハット状部９の端（フランジ部１１とは反対側の端）からフランジ部１１に向かうにしたがって次第に小さくなっている。

図１９で示すように、Ｚ方向で見て、第１の側壁部１５の延出長さの値と第１の底板部１７の延出長さの値と第２の底板部２１の延出長さの値とは、お互いがほぼ等しくなっている。第２の側壁部１９の延出長さの値は、第１の側壁部１５の延出長さの値よりも大きくなっており、天板部１３の延出長さの値は、第２の側壁部１９の延出長さの値よりも大きくなっている。

さらに、Ｚ方向で見て、天板部１３に対する第１の側壁部１５の曲げ角度は、９０°に近い鈍角になっており、天板部１３に対する第２の側壁部１９の曲げ角度も、９０°に近い鈍角になっている。また、Ｚ方向で見て、第１の側壁部１５に対する第１の底板部１７の曲げ角度も、９０°に近い鈍角になっており、第２の側壁部１９に対する第２の底板部２１の曲げ角度も、９０°に近い鈍角になっている。

また、プレス部品１では、天板部１３の、フランジ部１１近傍の部位には、円形状の貫通孔２２が設けられている。貫通孔２２は、プレス部品１をフロントピラー７や図示しない別部品に溶接接合するときに使用されるものである。なお、貫通孔２２は、第１フォーム工程で形成されるが、他の工程で形成されてもよい。

次に、プレス部品１の製造方法について説明する。

プレス部品１の製造では、たとえば、プログレ(連続順送)加工による量産工法を採用している。また、材料としてハイテン材のコイル材２５（図３参照）を使用している。したがって、プレス部品１の製造方法は、まず、所定形状にされた平板状の素材２３を得る前工程を有する（図１（ａ）、図３参照）。前工程では、コイル材２５から予め不要部分をカット（切断削除）して、所定形状の素材２３を得る。前工程では、フランジ部１１となる部位のところに余剰部位２７（図２１、図２３参照）が設けられている。なお、図３に参照符号４９で示すものは、パイロット孔である。

プレス部品１の製造方法では、前工程（図１（ａ））で得られた素材２３を、第１フォーム工程（図１（ｂ））と第２フォーム工程（図１（ｃ））とトリム工程（図１（ｄ））とフランジ部成形工程（図１（ｅ））とで成形（たとえばプレス成形）している。さらに、フランジ部成形工程されたものに後工程（図１（ｆ））を施すことで、プレス部品１を得ている。

図１（ｂ）、図４～図７は、第１フォーム工程で得られた中途成形品２８を示しており、図１（ｃ）、図８～図１１は、第２フォーム工程で得られた中途成形品２８を示しており、図１（ｄ）、図１２～図１５は、トリム工程で得られた中途成形品２８を示しており、図１（ｅ）は、フランジ部成形工程で得られた中途成形品２８を示しており、図１（ｆ）、図１６～図１９は、後工程で得られたプレス部品１を示している。

第１フォーム工程では、図７等で示すように、ハット状部９（ハット状部９になる部位）の深さＨＣが途中（中途）の深さになるまで、前工程で得られた平板状の所定形状の材料（素材）２３を成形する。

第２フォーム工程では、図１１等で示すように、ハット状部９（ハット状部９になる部位）の深さＨＤが目標の深さ（最終の深さ；プレス部品１としての深さ）になるまで、第１フォーム工程で成形された材料（中途成形品）２８を成形する。なお、第１フォーム工程、第２フォーム工程でも、余剰部位２７が存在しているとともに、フランジ部１１になる部位と余剰部位２７とは、第１フォーム工程、第２フォーム工程でのプレスによるハット状部９の成形に応じて変形している（成形されている）。

トリム工程では、図１２、図２３等で示すように、第１フォーム工程と第２のフォーム工程での成形で形成されたハット状部９なる部位を除く部位であるフランジ形成部位（２９の外周部にある余剰部位２７を切断して取り除く。余剰部位２７は、ハット状部９とは反対側でフランジ形成部位２９の外周に存在している。

フランジ部成形工程では、図１（ｅ）、図１６等で示すように、トリム工程で余剰部位２７を取り除いた後に、フランジ形成部位２９がハット状部９の長手方向に対して交差する方向に展開するように曲げてフランジ部１１を成形する。

なお、第２フォーム工程では、図２１、図２３（ｂ）で示すように、フランジ形成部位２９と余剰部位２７との境界部３１で折り曲げをしている（図２１の矢印参照）。すなわち、境界部３１で折り曲げをしないと、余剰部位２７が図２１に実線で示すようになっているが、境界部３１で折り曲げをすることで、余剰部位２７が図２１に二点鎖線で示すようになる。

また、フランジ部成形工程では、図２２で示すように、フランジ形成部位２９の中央部２９Ａの曲げの開始タイミングを、フランジ形成部位２９の両端部２９Ｂ、２９Ｃの曲げの開始タイミングよりも遅くしている。

すなわち、金型３３のうちの、フランジ形成部位２９の中央部２９Ａを成形する部位３３Ａを、金型３３のうちの、フランジ形成部位２９の両端部２９Ｂ、２９Ｃを成形する部位３３Ｂ、３３Ｃよりも凹ましている。そして、フランジ部１１を成形するときに、先に、金型３３の部位３３Ｂ、３３Ｃでフランジ形成部位２９の両端部２９Ｂ、２９Ｃを成形し、これに続いて、金型３３の部位３３Ａでフランジ形成部位２９の中央部２９Ａを成形している。

なお、フランジ形成部位２９の両端部２９Ｂ、２９Ｃを先に成形しこれに続いてフランジ形成部位２９の中央部２９Ａを成形するために、図２０で示すように、トリム工程とフランジ部成形工程の間で中途成形品２８を、詳しくは後述する順送加工用桟３５を回動中心にして回動している。図２０に実線で示す中途成形品２８は、フランジ部成形工程での成形をする前の中途成形品２８の位置を示しており、二点鎖線で示す中途成形品２８は、フランジ部成形工程での成形後の中途成形品２８の位置を示している。中途成形品２８を回動することにより、金型３３がフランジ成形部２９を曲げるとき、フランジ成形部２９を扱かれること（摩擦力）を軽減する作用がある。

また、プレス部品１の製造方法では、プレス部品１が、フランジ部１１の反対側に設けられている順送加工用桟３５（図１、図３等参照）を用い、連続プレス加工で成形されるようになっている。

さらに説明すると、図３で示すコイル材２５から前工程で素材２３を得るときに、図３で示す素材２３Ａ、素材２３Ｂ、素材２３Ｃをこれらの順に一対ずつ（２つずつ）得ている。すなわち、素材２３、中途成形品２８、プレス部品１が、順送加工用桟３５の両側に、順送加工用桟３５を間にして対称に配置されている。そして、プレス部品１等を２つずつ得ることができるようになっている。なお、図３で示す一方の側の素材２３Ａａ、素材２３Ｂａ、素材２３Ｃａを得ることなく、素材２３Ａ、素材２３Ｂ、素材２３Ｃをこれらの順に１つずつ得るようにしてもよい。

プレス部品１の製造方法では、所定の幅と厚さとを備えてＸ方向に長く延びている順送加工用桟３５に、プレス成形の対象となる複数のプレス部品等を配置している。プレス部品等とは、前工程と第１フォーム工程と第２フォーム工程とトリム工程とフランジ部成形工程で成形の対象となる成形途中の材料（素材２３、中途成形品２８）とプレス部品１である。

順送加工用桟３５の厚さ方向（Ｙ方向）で見ると、図３で示すように、順送加工用桟３５の幅方向（Ｚ方向）の一方の側に複数のプレス部品等が配置されることになる。これらの複数のプレス部品等は、順送加工用桟３５から僅かに離れて、順送加工用桟３５の長手方向（Ｘ方向）でお互いが所定の間隔をあけてならんでいる。プレス部品等におけるハット状部９の長手方向は、順送加工用桟３５の幅方向と一致している。また、プレス部品等は、フランジ部１１（フランジ形成部位２９）が、順送加工用桟３５とは反対側に位置している。さらに、プレス部品等と順送加工用桟３５とは、細い連結部３７でつながっている。後工程では、連結部３７を除去し、プレス部品１を順送加工用桟３５から分離している。

連続プレス加工では、複数のプレス部品等に対してこのならび順に、第１フォーム工程での加工、第２フォーム工程での加工、トリム工程での加工、フランジ部成形工程での加工をこの順に施す。

たとえば、長手方向で、１つ目のプレス部品等（素材）２３が、順送加工用桟に沿って５つならんでいるとする。これらのプレス部品等をこのならび順に、１つ目のプレス部品等、２つ目のプレス部品等、３つ目のプレス部品等、４つ目のプレス部品等、５つ目のプレス部品等とする。

１回目の成形では、１つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施す。２回目の成形では、５つのプレス部品等を順送加工用桟の長手方向で適宜移動し、２つ目のプレス部品等に対して第２フォーム工程での成形を施すとともに、１つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施す。

３回目の成形では、５つのプレス部品等を順送加工用桟の長手方向でさらに適宜移動し、３つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施し、２つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施すとともに、１つ目のプレス部品等に対して第２フォーム工程での成形を施す。

４回目の成形では、５つのプレス部品等を順送加工用桟の長手方向でさらに適宜移動し、４つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施し、３つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施し、２つ目のプレス部品等に対して第２フォーム工程での成形を施すとともに、１つ目のプレス部品等に対してトリム工程での成形を施す。

５回目の成形では、５つのプレス部品等を順送加工用桟の長手方向でさらに適宜移動し、５つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施し、４つ目のプレス部品等に対して第１フォーム工程での成形を施し、３つ目のプレス部品等に対して第２フォーム工程での成形を施し、２つ目のプレス部品等に対してトリム工程での成形を施すとともに、１つ目のプレス部品等に対してフランジ部成形工程での成形を施す。

このような動作をさらに続けることで、プレス部品をたとえば２つずつ連続して得ることができる。なお、前工程で得られる素材２３も、コイル材２５から、一対ずつ成形されるようになっている。

フランジ形成部位２９をこの厚さ方向で見ると、トリム工程で除かれる余剰部位２７は、図２３で示すように、「Ｃ」字状形に形成されており、フランジ形成部位２９の先端部に位置しており、フランジ部１１となる部分を囲んでいる。また、フランジ形成部位２９をこの厚さ方向で見ると、トリム工程で除かれる余剰部位２７は、「Ｃ」字の両端部で、「Ｃ」字の端に向かうにしたがって幅が次第に狭くなっており、「Ｃ」字の両端が尖っている。

プレス部品１の製造方法によれば、第１フォーム工程と第２フォーム工程とトリム工程とフランジ部成形工程とを経てプレス部品１を製造しているので、成形途中での割れ（破断、亀裂）の発生を起こすことなくプレス部品１を得ることができる。

すなわち、プレス部品１の製造方法では、フランジ部１１を形成する部分に、予め余剰に大きく材料を確保しているので（余剰部位２７を設けているので）、成形時に発生する応力が分散してはたらくようになっている。これにより、成形途中で割れが発生する部分での応力集中を緩和することができ、プレス部品１の成形時におけるプレス部品１での割れを抑制できる。

また、フランジ部１１の外方向に余剰な材料（余剰部位２７）を保持させた状態で、第２フォーム工程でハット状部９を成形し、トリム工程で余剰部位２７を削除している。これより、フランジ部１１の成形途中の応力分布を変えることができ、フランジ部成形工程での割れの発生を抑制することができる。

すなわち、成形をするときに、図２４に参照符号３９で示す部位に、ある程度の大きさの応力が発生するが、この応力では、プレス部品１に割れ等が発生することがない。

また、第１フォーム工程と第２フォーム工程とに分けてハット状部９を成形しているので、これによっても、割れ等の発生を抑制することができる。

これに対して、ハット状部９とフランジ部１１とを従来工法で同時に成形すると、図２５に参照符号４１で示す部位に大きな応力が発生してしまい。プレス部品４３に割れ等が発生してしまう。すなわち、図２５で示す部位４１で示す所にエッジ割れ（材料端部から内部に向かう亀裂）が発生してしまう。さらに説明すると、ハット状部９の上部（天板部）１３をパッド（図示せず）で押さえて(拘束して)ハット状部９の底板部１７、２１を成形する（深く絞る、ハットの高さを増す）と、端部のフランジ部１１に矢印Ａ１で示す応力が発生する。

また、同時にフランジ部１１を正規の形状に曲げる工程を行うと、フランジ部１１の先端部に矢印Ａ２で示す応力が発生する。矢印Ａ１で示す応力と矢印Ａ２で示す応力は相反する方向であるので、材料（中途成形品）２８の延び限界を超え、図２５の参照符号４１で示す所にエッジ割れが発生する（Ｘ方向で、参照符号４１で示すところの反対側も同様に割れが発生する）。

なお、図２５に参照符号４５で示す部位に発生する応力の値は、参照符号４１で示す部位に発生する応力の値よりも小さくなっている。

また、プレス部品１の製造方法によれば、第２フォーム工程でフランジ形成部位２９と余剰部位２７との境界部３１で折り曲げをしている（材料端部の折り曲げをしている）ので、図２５に矢印Ａ１で示す応力の値を小さくすることができる。

すなわち、第１フォーム工程で浅く成形しておいたハット状部（プレス部品１でハット状部９になる部位）を、ハットの断面形状が正規（最終）形状まで成形すると同時に、フランジ形成部位２９の端部（余剰部位２７）を曲げるので、ハット断面に成形によるハット断面方向への応力（図２５に矢印Ａ１で示す応力）が低減される。

さらに説明すると、材料端部（フランジ形成部位２９の端部）を折り曲げることにより材料端部の材料剛性が高まり、材料端部の応力（引張応力）が分散し、割れ発生の可能性を抑制すると考えられる。また、正規形状による必要な材料に加えて余剰部位２７を持たせておき成形をするので、さらなる応力の分散の効果もある。

また、プレス部品１の製造方法では、フランジ部成形工程で、フランジ形成部位２９の中央部２９Ａの曲げの開始タイミングを、フランジ形成部位２９の両端部２９Ｂ、２９Ｃの曲げの開始タイミングよりも遅くしている。すなわち、割れ発生部の左右隣りのフランジ形成部位２９を曲げる曲げ刃が凸形状、割れ発生部（中央部）が凹形状となっているので、凸状曲げ刃が凹状曲げ刃より先にフランジ形成部位２９の端部２９Ｂ、２９Ｃを曲げ始め、遅れて、フランジ中央部２９Ａが曲がり始める。フランジ形成部位２９の中央部２９Ａの曲げ加工を遅らせることにより水平左右方向に発生する応力を緩和し割の発生が抑制される。

さらに説明すると、フランジ部成形工程のときに、金型の曲げパンチを中央部が凹(左右両端部が凸)形状としている。この金型の曲げパンチを使用して曲げると、左右両端部が被曲げフランジ（被加工パネル）に先に当接し曲げ加工が始まる。フランジ中央部の曲げ加工は時間的に遅れて曲げ始まる。結果的にフランジの左右端部と中央部の曲げ始めのタイミングがずれていることでフランジ部中央部が左右水平方向に開く応力（図２５の矢印Ａ３で示す応力）が緩和され割れが防止される。

これに対して、曲げパンチが(水平方向に)直線であると（曲げ開始タイミングをずらさないと）、フランジ形成部位２９の中央部２９Ａに水平左右方向に向かう応力Ａ３が発生する。すなわち、フランジ形成部位２９の左右部（コーナー部）２９Ｂ、２９Ｃは、ハット状部９の底板部１７、２１から連続しているので、図２５に矢印Ａ１、Ａ２で示す応力により、フランジ形成部位２９の参照符号４７で示す部位に応力が発生する。部位４７での応力は左右に発生するのでフランジ形成部位２９の中央部２９Ａでは水平方向に引く応力となり、割れの要因となる。

また、プレス部品１の製造方法によれば、フランジ部１１の反対側に設けられている順送加工用桟３５を用い、プレス部品１を連続プレス加工で成形しているので、ハイテン材（難加工材）の加工であっても生産効率が向上している。

また、プレス部品１の製造方法では、プレス部品１が順送加工用桟３５の両側に配置されている。すなわち、順送加工用桟３５を挟んで両側にプレス部品１を配置し順送加工可能としたので、生産効率がさらに向上している。また、プレス部品１が順送加工用桟の両側に配置されているので、力のバランスをとってプレス部品１を効率よく成形することができる。

また、プレス部品１の製造方法によれば、フランジ形成部位２９の厚さ方向で見ると、トリム工程で除かれる余剰部位２７が、「Ｃ」字状形に形成されており、フランジ形成部位２９の先端部に位置しているので、材料の使用量を極力削減しつつプレス成形での割れ等の発生を防止することができる。

１プレス部品
９ハット状部
１１フランジ部
２９フランジ形成部位
２７余剰部位
３１境界部
２９Ａ中央部
２９Ｂ、２９Ｃ両端部
３５順送加工用桟
ＨＡ１フランジ部の展開高さ
ＨＢ１ハット状部の深さ

Claims

長手方向に対して直交する平面による断面形状がハット状に形成されているハット状部と、前記ハット状部の長手方向で見て前記ハット形状の一方の端から他方の端にわたり前記ハット状部の凸部側で、前記ハット状部の長手方向に対して交差する方向に前記ハット状部の長手方向の一方の端部から展開しているフランジ部とを備えており、ハイテン材で構成されているプレス部品の製造方法であって、
前記ハット状部の深さが途中の深さになるまで、平板状の所定形状の材料を成形する第１フォーム工程と、
前記ハット状部の深さが目標の深さになるまで、前記第１フォーム工程で成形された材料を成形する第２フォーム工程と、
前記第１フォーム工程と前記第２のフォーム工程での成形で形成されたハット状部を除く部位であるフランジ形成部位の外周部にある余剰部位を取り除くトリム工程と、
前記トリム工程で余剰部位を取り除いた後に、前記フランジ形成部位が前記ハット状部の長手方向に対して交差する方向に展開するように曲げて前記フランジ部を成形するフランジ部成形工程と、
を有するプレス部品の製造方法。
請求項１に記載のプレス部品の製造方法であって、
前記第２フォーム工程では、前記フランジ形成部位と前記余剰部位との境界部で折り曲げをする請求項１記載のプレス部品の製造方法。
請求項１または請求項２に記載のプレス部品の製造方法であって、
前記フランジ部成形工程は、前記フランジ形成部位の中央部の曲げの開始タイミングを、前記フランジ形成部位の両端部の曲げの開始タイミングよりも遅くしている請求項１または２記載のプレス部品の製造方法。
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のプレス部品の製造方法であって、
前記プレス部品は、前記フランジ部の反対側に設けられている順送加工用桟を用い、連続プレス加工で成形されるプレス部品の製造方法。
請求項４に記載のプレス部品の製造方法であって、
前記プレス部品は、前記順送加工用桟の両側に配置されているプレス部品の製造方法。
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のプレス部品の製造方法であって、
前記フランジ形成部位の厚さ方向で見ると、前記トリム工程で除かれる余剰部位は、「Ｃ」字状形に形成されており、前記フランジ形成部位の先端部に位置しているプレス部品の製造方法。
請求項６に記載のプレス部品の製造方法であって、
前記フランジ形成部位の厚さ方向で見ると、前記トリム工程で除かれる余剰部位は、「Ｃ」字の両端部で、「Ｃ」字の端に向かうにしたがって幅が次第に狭くなっており、「Ｃ」字の両端が尖っているプレス部品の製造方法。
ハイテン材で構成されており、長手方向に対して直交する平面による断面形状がハット状に形成されているハット状部と、前記ハット状部の長手方向で見て前記ハット形状の一方の端から他方の端にわたり前記ハット状部の凸部側で、前記ハット状部の長手方向に対して直角に近い角度で交差する方向に前記ハット状部の長手方向の一方の端部から展開しているフランジ部とを備えているプレス部品であって、
前記フランジ部の前記ハット状部の天板部からの展開高さの寸法値が、前記ハット状部の深さの寸法値よりも大きくなっているプレス部品。