JP4483933B2 - プレス成形方法およびプレス成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車ボディを形成するパネル部品等の比較的複雑な曲面形状を有する製品の絞り加工による成形に際して好適に用いられるプレス成形方法およびプレス成形装置に関する。

例えば自動車ボディを形成するパネル部品等の製造に際し、プレス成形としての絞り加工（深絞り加工）が行われている。一般に、絞り加工には、ポンチ等と呼ばれる凸型や、この凸型に相対向するように設けられダイス等と呼ばれる凹型や、この凹型とともに素材を挟み込むクッション等と呼ばれるシワ押えを備える成形装置が用いられる。かかる装置により、金属板等の平板状の素材（ブランク）が所定形状に成形される。すなわち、絞り加工に際しては、ブランクの周縁部がシワ押え面によって挟持された状態で、凸型と凹型とが相対的に近付くことで、これらの型間においてブランクがプレスされることによって絞り成形される。この絞り加工による成形過程においては、凸型と凹型とが近付くことによる素材の成形面形状に沿う塑性変形にともなって、素材がそのシワ押えされる部分等から所定の方向に流入することとなる。

こうした絞り加工における一般的な問題として、素材の割れ（破断）がある。絞り加工における素材の割れは、素材の絞り深さや成形過程における素材の流入等が関係する。このような絞り加工における素材の割れを防止するための技術として、例えば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１には、素材（材料）を挟持するためのシワ押え面の角度（押え角）を、素材が流入しやすくなる方向に所定の角度で傾斜させる方法が開示されている。
確かに、特許文献１に記載されている技術（以下「従来技術」という。）によれば、素材の流入（送り）がスムーズとなり、絞り加工に際しての素材の割れが防止されると考えられる。しかし、従来技術においては、次のような不具合がある。

すなわち、絞り加工による成形品には、例えば自動車ボディを形成するパネル部品のように、比較的複雑な曲面形状を有するもの（以下「複雑形状品」という。）がある。こうした複雑形状品の絞り加工による成形に際しては、成形品が非対称な形状を有すこと等により、素材についての成形量（絞り深さ）が部分的に異なること（不均一）となる。

したがって、複雑形状品の成形に際して従来技術が適用される場合、素材の押え角について、シワ押え部分のうち成形量の比較的多い部分についての傾斜角度がより大きく設定されることとなる。しかし、部分的に大きく設定された押え角の傾斜角度が大き過ぎる場合、シワ押え荷重が不十分となる。シワ押え荷重が不十分であることは、絞り加工におけるシワの発生原因となってしまう。
また、絞り加工の成形品には、素材におけるシワ押えされる部分の一部がフランジ等として製品の一部となるものがある。このような成形品についての絞り加工に際しては、製品形状による制約から、従来技術の適用が困難となる場合がある。

つまり、成形品が比較的単純な形状を有するものであって、絞り加工による成形に際して素材がシワ押え部分の全周側から流入するような場合においては、従来技術による効果が得られると考えられる。しかし、成形品が複雑形状品である場合や、素材におけるシワ押えされる部分が製品の一部として用いられる場合には、従来技術の適用が難しい。
特開昭６２−１４２０３３号公報

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、成形品が、比較的複雑な曲面形状を有することから、絞り加工による成形に際しての素材の成形量（絞り深さ）が均一でないものである場合に、素材の割れやシワに対して有利であり、成形の安定性の向上を図ることができるプレス成形方法およびプレス成形装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、板状の素材を所定形状に絞り成形するに際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって前記素材の一部を両面側から挟み込むシワ押えを行うプレス成形方法であって、前記シワ押えとして、前記素材における前記シワ押えを受ける部分のうち、前記所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側の部分に対する前記シワ押えである第一のシワ押えと、前記シワ押えを受ける部分のうち、前記絞り深さが比較的浅い側の部分に対する前記シワ押えである第二のシワ押えと、を順に行い、前記第一のシワ押えと前記第二のシワ押えとの間に、前記素材における前記第二のシワ押えを受ける側の部分が、前記第一のシワ押えを受けた部分に対して絞り方向側に位置するように、前記素材を変形させる呼び込みを行うものであり、前記第二のシワ押えを行うための前記シワ押え面を、前記呼び込みによる前記素材の変形角度に対応させて傾斜させ、前記第二のシワ押えにおける前記素材に対するシワ押え荷重は、前記素材の絞り加工に際して、前記素材の第二のシワ押えを受けた部分からの絞り加工される部分への流入を許容するとともに、前記素材が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定されるものである。

請求項２においては、請求項１に記載のプレス成形方法において、前記呼び込みを、前記第二のシワ押えを行うための前記シワ押え面の近接動作を用いて行うものである。

請求項３においては、板状の素材を所定形状に絞り成形するに際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって前記素材の一部を両面側から挟み込むシワ押えを行うプレス成形装置であって、前記素材における前記シワ押えを受ける部分のうち、前記所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側の部分に対する前記シワ押えを行う第一のシワ押え部と、前記シワ押えを受ける部分のうち、前記絞り深さが比較的浅い側の部分に対する前記シワ押えを行う第二のシワ押え部と、を備え、前記シワ押えに際して、前記第一のシワ押え部によって前記シワ押えを行った後、前記第二のシワ押え部によって前記シワ押えを行い、前記第二のシワ押え部による前記シワ押えに際して、前記シワ押え面の近接動作により、前記素材における前記第二のシワ押え部によって前記シワ押えを行う側の部分が、前記第一のシワ押え部によって前記シワ押えを行った部分に対して絞り方向側に位置するように、前記素材を変形させる呼び込みを行うものであり、前記第二のシワ押え部の前記シワ押え面が、前記呼び込みによる前記素材の変形角度に対応して傾斜しており、前記第二のシワ押え部によるシワ押えにおける前記素材に対するシワ押え荷重は、前記素材の絞り加工に際して、前記素材の第二のシワ押えを受けた部分からの絞り加工される部分への流入を許容するとともに、前記素材が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定されるものである。

請求項４においては、板状の素材を所定形状に絞り成形するに際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって前記素材の一部を両面側から挟み込むシワ押えを行うプレス成形装置であって、固定型と、前記固定型に対して対向した状態で近接離間方向に移動可能に設けられる可動型と、前記固定型の周囲にて前記近接離間方向に移動可能に設けられ、前記可動型とともに前記シワ押えを行う型部材である第一のクッションおよび第二のクッションと、を備え、前記可動型は、前記シワ押え面として、前記第一のクッションとともに前記シワ押えを行う第一のシワ押え面と、該第一のシワ押え面よりも絞り方向側に設けられ前記第二のクッションとともに前記シワ押えを行う第二のシワ押え面と、を有し、前記可動型の前記固定型に対する近接移動にともない、前記可動型と前記第一のクッションとによる前記シワ押えである第一のシワ押えと、前記可動型と前記第二のクッションとによる前記シワ押えである第二のシワ押えと、を順に行い、前記第一のシワ押えと前記第二のシワ押えとの間に、前記素材における前記第二のシワ押えを行う側の部分が、前記第一のシワ押えを行った部分に対して絞り方向側に位置するように、前記素材を変形させる呼び込みを行うものであり、前記第二のクッションが有する前記シワ押え面および前記第二のシワ押え面が、前記呼び込みによる前記素材の変形角度に対応して傾斜しており、前記第二のシワ押えにおける前記素材に対するシワ押え荷重は、前記素材の絞り加工に際して、前記素材の第二のシワ押えを受けた部分からの絞り加工される部分への流入を許容するとともに、前記素材が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定されることを特徴とするプレス成形装置。
ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、成形品が、比較的複雑な曲面形状を有することから、絞り加工による成形に際しての素材の成形量（絞り深さ）が均一でないものである場合に、素材の割れやシワに対して有利であり、成形の安定性の向上を図ることができる。

本発明は、板状の素材（ブランク）が比較的複雑な曲面形状を有する所定形状に絞り成形されるプレス成形において、ポンチ等が素材に作用する絞り加工の前における素材のシワ押えに際して、前記所定形状が非対称であること等に基づくブランクからの成形量（絞り深さ）の差から、素材が部分ごとに異なるタイミングで二段階にシワ押えされるものである。そして、先のシワ押えが行われた状態の素材に対して、後のシワ押えに際して変形が付与される。

具体的には、後のシワ押えが行われるに際して、先のシワ押えが行われた時点で平板状である素材が、後のシワ押えが行われる側の部分から、先のシワ押えによりシワ押えされた部分に対して絞り方向側に変形させられる。ここで素材に付与される変形には、折曲げ変形（塑性変形）および弾性変形が含まれる。これにより、二段階にわたる素材のシワ押えが完了した時点において、素材における、先のシワ押えによりシワ押えされた部分以外の部分が、絞り方向側に呼び込まれた状態となる。

すなわち、図１に示すように、本実施形態のプレス成形装置においては、ポンチ１に対して設けられる上型２とともに素材５０を挟み込むことでシワ押えするクッションとして、クッションストロークの異なる二種類のクッション（外側クッション３および内側クッション４）が備えられる。

そして、上型２のポンチ１に対する近接移動にともない、クッションストロークの長い方のクッションである外側クッション３により、平板状の素材５０の一側（図１において右側）縁部に対する先のシワ押えが行われる。次に、素材５０をシワ押えした状態の上型２および外側クッション３の下降にともない、クッションストロークの短い方のクッションである内側クッション４により、素材５０の他側（図１において左側）縁部に対する後のシワ押えが行われる。

内側クッション４による後のシワ押えに際しては、外側クッション３による先のシワ押えが行われた時点から、内側クッション４によって素材５０が挟み込まれるまでの過程において、内側クッション４の上型２に対する相対的な近接により、平板状の素材５０が、外側クッション３により挟み込まれている部分から、ポンチ１による絞り方向側（図１において上側）に変形させられる。

これにより、外側クッション３および内側クッション４によって素材５０のシワ押えが完了した時点において、素材５０における、外側クッション３によりシワ押えされた部分以外の部分が、絞り方向側に呼び込まれた状態となる。かかる状態から、下型２が外側クッション３および内側クッション４とともに下死点まで下降することで、素材５０が所定形状に絞り加工される。

以下、本発明に係るプレス成形方法およびプレス成形装置の実施形態について具体的に説明する。

本実施形態に係るプレス成形装置の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は本実施形態に係るプレス成形装置の構成を示す断面図である。図２は本実施形態に係るプレス成形装置の上型を省略した状態（ダイフェース）を示す平面図である。なお、図１は図２におけるＡ−Ａ部分断面図に対応する。

本実施形態では、プレス成形による成形品から得られる製品を、自動車ボディを構成するパネル部品であるホイールハウスアウタとする。ホイールハウスアウタは、自動車ボディにおいて、車体に取り付けられた状態のタイヤが回転するために確保される空間としてのホイールハウスを形成する部品である。
そして、本実施形態に係るプレス成形装置（以下「本装置」という。）は、図２に示すように、自動車ボディにおいて左右で対応する一対のホイールハウスアウタについての成形品を一度のプレスにより同時に成形するための構成を備える。
また、以下の説明では、図１における上下方向を、本装置における上下方向とする。

図１および図２に示すように、本装置は、板状の素材５０をホイールハウスアウタの製品部分を含む所定形状に絞り成形する。そして、本装置は、かかる絞り成形に際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって素材５０の一部を両面側から挟み込むシワ押え（以下単に「シワ押え」という。）を行う。

本装置は、固定型としてのポンチ１と、可動型としての上型２とを備える。

ポンチ１は、本装置が有する下型５に設けられる。下型５は、本装置が有するボルスタ６に対して位置決め固定された状態で設けられる。ボルスタ６は、下型５を支持固定するための略水平面である下型支持面６ａを有する。なお、下型５には、運搬用のフック５ａが設けられている。

ポンチ１は、下型５における所定の位置において、素材５０の絞り加工に際して素材５０の下面側から押圧作用する凸型として形成される。ポンチ１は、その先端側に、凸面部として形成される成形面（以下「下側成形面」という。）１ａを有する。ポンチ１は、下型５において、素材５０を、ホイールハウスアウタの製品部分を含む所定形状の成形品に絞り加工するための一体の型部分として設けられる。ホイールハウスアウタは、ポンチ１によって形成される部分として、略円弧形状の部分を有する。したがって、本実施形態では、ポンチ１は、図２に示すように、平面視で略円弧形状を有する突条部分として形成される。

上型２は、本装置が有するスライドプレート７に対して位置決め固定された状態で設けられる。スライドプレート７は、ボルスタ６に対して図示せぬ駆動手段により近接離間方向（上下方向）に移動可能に設けられる。すなわち、上型２は、スライドプレート７に設けられることにより、ボルスタ６に設けられるポンチ１（下型５）に対して近接離間方向（上下方向）に移動可能に設けられる可動型として構成される。なお、以下の説明においては、上型２のポンチ１に対する近接離間方向を「上下方向」ともいう。

上型２は、ポンチ１に対応する位置に、凹面部として形成される成形面（以下「上側成形面」という。）２ａを有する。上側成形面２ａは、下側成形面１ａに沿う形状を有する。つまり、上型２は、素材５０の絞り加工に際して、ポンチ１により下面側から押し込まれる素材５０を、素材５０の上面側にて受け入れる凹型として形成される。

また、本装置は、ポンチ１の周囲にて上下方向に移動可能に設けられ、上型２とともにシワ押えを行う型部材である第一のクッションおよび第二のクッションを備える。
すなわち、本装置は、下型５側においてポンチ１の周囲を取り囲むように設けられるクッション（シワ押え）として、ポンチ１の平面視形状である略円弧形状の外側に位置する外側クッション３（第一のシワ押え）と、同じく略円弧形状の内側に位置する内側クッション４（第二のシワ押え）とを備える。

ここで、本装置においては、前記のとおり一対のホイールハウスアウタについての成形品を一度のプレスにより同時に成形するための構成が備えられることから、左右各成形品の成形に用いられる外側クッション３が、一体の（共通の）型部材８として構成される。
すなわち、一対のホイールハウスアウタについての各成形品の成形に用いられるポンチ１は、いずれも略円弧形状を有し、これら二つのポンチ１が、共通の下型５において、それぞれの略円弧形状外側が対向するように設けられる。つまり、図２に示すように、平面視で略円弧形状となる各ポンチ１が、その略円弧形状の外側を互いに対向させた状態で、略対称（図２において略左右対称）となるように、下型５において形成される。したがって、前記のとおり各ポンチ１の略円弧形状の外側に位置する外側クッション３は、両ポンチ１間に位置することとなる。そして、各ポンチ１に対して設けられる外側クッション３を構成する型部材が、両ポンチ１間にて一体の（共通の）型部材８として構成される。

これに対して、各ポンチ１に対して設けられる内側クッション４は、図２に示すように、本装置において両外側（図２において左右外側）に位置し、これらは別体の（独立した）型部材として構成される。

外側クッション３は、上型２に対向する面部となる上面部に、シワ押え面（以下「第一下側シワ押え面」という。）１１を有する。第一下側シワ押え面１１は、本実施形態では、略水平面として形成される（図１参照）。外側クッション３は、第一下側シワ押え面１１により、上型２とともに素材５０における所定の周縁部分をシワ押えする。したがって、上型２においては、第一下側シワ押え面１１とともに素材５０のシワ押えを行うシワ押え面（以下「第一上側シワ押え面」という。）２１が設けられる。第一上側シワ押え面２１は、上型２が有する上側成形面２ａの縁端に対して連続する略水平面として形成される。つまり、素材５０において外側クッション３と上型２とによりシワ押えされた部分は、第一下側シワ押え面１１と、第一上側シワ押え面２１とにより挟み込まれた状態となる。

外側クッション３は、ポンチ１を含む下型５に対して嵌め込まれた状態で上下方向に移動可能に設けられる。外側クッション３は、クッションピン９により、上下方向に移動可能に設けられる。クッションピン９は、外側クッション３を下面側（第一下側シワ押え面１１と反対側）から支持する棒状の部材である。

クッションピン９は、ボルスタ６の下型支持面６ａから上方に突出した状態で上下方向に移動可能に設けられる。クッションピン９は、下型支持面６ａの下方において油圧シリンダ等により構成される緩衝機構（図示略）により、上下方向に移動可能に支持される。

そして、クッションピン９は、上型２の下降にともなって上型２とともに素材５０をシワ押えした状態で下降する外側クッション３に対して、所定のクッション荷重を付与する。つまり、クッションピン９により移動可能に支持される外側クッション３は、上型２の下降にともなって上型２とともに素材５０をシワ押えした状態となる位置から、成形が完了する位置である所定の下死点に達するまで、クッションピン９から所定のクッション荷重を受ける。

クッションピン９は、外側クッション３を構成する型部材８に対して所定の間隔（密度）で複数配置される（図２参照）。
なお、下型支持面６ａ上に設けられる下型５には、クッションピン９の下型支持面６ａからの突出および上下方向の移動を許容するための孔部５ｂが設けられている。

また、外側クッション３は、前記のとおり嵌め込まれた状態となるポンチ１を含む下型５に対して摺動可能に設けられる。具体的には、外側クッション３は、下型５に対する境界面部（壁面）に、スライドプレート１３ａを有する。一方、下型５においては、外側クッション３に対する境界面部（壁面）に、外側クッション３が有するスライドプレート１３ａに係合するスライダ１３ｂが設けられる。つまり、下型５が有するスライダ１３ｂは、外側クッション３が有するスライドプレート１３ａに対応するように設けられる。かかる構成により、外側クッション３は、下型５に対して、スライドプレート１３ａおよびスライダ１３ｂを介して摺動する。
図２に示すように、外側クッション３と下型５との係合部分となるスライドプレート１３ａとスライダ１３ｂとの係合部は、外側クッション３と下型５との境界部分において適宜の間隔で複数設けられる。

内側クッション４は、上型２に対向する面部となる上面部に、シワ押え面（以下「第二下側シワ押え面」という。）１２を有する。第二下側シワ押え面１２は、本実施形態では、ポンチ１側に下る傾斜面として形成される（図１参照）。内側クッション４は、第二下側シワ押え面１２により、上型２とともに素材５０における所定の周縁部分をシワ押えする。したがって、上型２においては、第二下側シワ押え面１２とともに素材５０のシワ押えを行うシワ押え面（以下「第二上側シワ押え面」という。）２２が設けられる。第二上側シワ押え面２２は、上型２が有する上側成形面２ａの縁端に対して連続する、第二下側シワ押え面１２と平行な傾斜面として形成される。つまり、素材５０において内側クッション４と上型２とによりシワ押えされた部分は、第二下側シワ押え面１２と、第二上側シワ押え面２２とにより挟み込まれた状態となる。

また、上型２が有する第二上側シワ押え面２２は、同じく上型２が有する第一上側シワ押え面２１に対して、絞り方向側に位置する。つまり、上型２は、内側クッション４とのシワ押えに際して、外側クッション３とのシワ押えにおいて第一上側シワ押え面２１と第一下側シワ押え面１１とにより素材５０を挟み込む位置に対して、絞り方向側の位置にて、第二上側シワ押え面２２と第二下側シワ押え面１２とにより素材を挟み込むこととなる。

なお、本装置において、絞り方向側とは、上側（図１において上側）に対応する。つまり、「絞り方向」とは、素材５０の絞り加工に際して、ポンチ１が素材５０に対して作用する方向、言い換えるとポンチ１の上型２に対する相対的な近接方向に対応する。

このように、上型２は、シワ押え面として、外側クッション３とともにシワ押えを行う第一のシワ押え面としての第一上側シワ押え面２１と、この第一上側シワ押え面２１よりも絞り方向側に設けられ内側クッション４とともにシワ押えを行う第二のシワ押え面としての第二上側シワ押え面２２とを有する。

内側クッション４は、外側クッション３と同様に、ポンチ１を含む下型５に対して嵌め込まれた状態で上下方向に移動可能に設けられる。内側クッション４は、クッションシリンダ１０により、上下方向に移動可能に設けられる。クッションシリンダ１０は、内側クッション４を下面側（第二下側シワ押え面１２と反対側）から支持するシリンダ機構である。

クッションシリンダ１０は、シリンダ部１０ａと、このシリンダ部１０ａに対して一端側から突出した状態で摺動可能に内装されるロッド部１０ｂとを有する。クッションシリンダ１０は、ロッド部１０ｂのシリンダ部１０ａに対する摺動により伸縮する。そして、クッションシリンダ１０は、ロッド部１０ｂの先端側にて内側クッション４を支持する。つまり、クッションシリンダ１０は、シリンダ部１０ａ側が下側となる姿勢で、ボルスタ６の下型支持面６ａ上に設けられる。ここで、クッションシリンダ１０は、下型支持面６ａに対して、基部１０ｃを介して設けられる。クッションシリンダ１０としては、シリンダ部１０ａの内部に窒素ガスが密封されたタンカシリンダや油圧シリンダ等が用いられる。

そして、クッションシリンダ１０は、上型２の下降にともなって上型２とともに素材５０をシワ押えした状態で下降する内側クッション４に対して、所定のクッション荷重を付与する。つまり、クッションシリンダ１０により移動可能に支持される内側クッション４は、上型２の下降にともなって上型２とともに素材５０をシワ押えした状態となる位置から、成形が完了する位置である所定の下死点に達するまで、クッションシリンダ１０から所定のクッション荷重を受ける。

クッションシリンダ１０は、内側クッション４に対して所定の間隔（密度）で複数配置される（図２参照）。
なお、下型支持面６ａ上に設けられる下型５には、クッションシリンダ１０の下型支持面６ａ上における立設および上下方向の伸縮を許容するための孔部５ｃが設けられている。

また、内側クッション４は、外側クッション３と同様にして、前記のとおり嵌め込まれた状態となるポンチ１を含む下型５に対して摺動可能に設けられる。すなわち、内側クッション４は、下型５に対する境界面部（壁面）に、スライドプレート１４ａを有する。一方、下型５は、内側クッション４に対する境界面部（壁面）に、スライドプレート１４ａに対応するように設けられるスライダ１４ｂを有する。かかる構成により、内側クッション４は、下型５に対して、スライドプレート１４ａおよびスライダ１４ｂを介して摺動する。
なお、内側クッション４と下型５との係合部分となるスライドプレート１４ａおよびスライダ１４ｂは、内側クッション４と下型５との境界部分において適宜の間隔で複数設けられる（図２参照）。

外側クッション３および内側クッション４は、互いに異なるクッションストロークを有する。
すなわち、前述したように、上型２が有するシワ押え面のうち、内側クッション４に対応する第二上側シワ押え面２２は、外側クッション３に対応する第一上側シワ押え面２１よりも絞り方向側に位置するように設けられる。そして、本装置によるプレス成形に際しては、平板状の素材５０が、外側クッション３および内側クッション４の両クッションのシワ押え面、つまり第一下側シワ押え面１１および第二下側シワ押え面１２に対して、略水平となるように載置された状態でセットされる。つまり、素材５０の外縁部における一側（図１において右側）が、第一下側シワ押え面１１により支持された状態となり、同じく外縁部における他側（図１において左側）が、第二下側シワ押え面１２により支持された状態となる。したがって、素材５０を支持した状態の外側クッション３および内側クッション４は、支持する素材５０が略水平となるように、それぞれのシワ押え面を略同じ高さ位置とした状態で、上型２の下降を待機する態様となる。

したがって、外側クッション３および内側クッション４に対して略水平状態でセットされている素材５０は、上型２の下降にともない、先に、第一下側シワ押え面１１と第一上側シワ押え面２１とにより挟み込まれ、外側クッション３と上型２とによってシワ押えされる。そして、外側クッション３と上型２とによってシワ押えされた状態の素材５０は、次に、第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより挟み込まれ、内側クッション４と上型２とによってシワ押えされる。その後、上型２と外側クッション３および内側クッション４とによって素材５０のシワ押えがなされた状態で、上型２が、外側クッション３および内側クッション４とともに、成形が完了する位置である所定の下死点に達する。

このように、外側クッション３および内側クッション４それぞれについて、上型２とともに素材５０をシワ押えした高さ位置から、上型２とともに下死点に達するまでの下降移動範囲が、各クッションについてのクッションストロークとなる。言い換えると、外側クッション３および内側クッション４の、各クッションが受けるクッション荷重に対応するシワ押え荷重を素材５０に対して付与した状態での下降移動範囲が、各クッションについてのクッションストロークとなる。
したがって、前記のとおり上型２とともに先にシワ押えする外側クッション３のクッションストロークが、上型２とともに後にシワ押えする内側クッション４のそれよりも長くなる。

以上の構成を備える本装置は、素材５０のシワ押えに際し、上型２のポンチ１に対する近接移動にともない、上型２と外側クッション３とによるシワ押えである第一のシワ押えと、上型２と内側クッション４とによるシワ押えである第二のシワ押えとを順に行う。そして、本装置は、第一のシワ押えと第二のシワ押えとの間に、素材５０を絞り方向側に変形させる呼び込みを行う。

本実施形態におけるプレス成形について、図３〜図５を加えて具体的に説明する。図３は本実施形態のプレス成形におけるシワ押え工程を示す図である。図３（ａ）は第一のシワ押え（先のシワ押え）を示す図、同図（ｂ）は第二のシワ押え（後のシワ押え）を示す図である。図４は本実施形態のプレス成形における絞り工程を示す図である。図４（ａ）は絞り工程における成形途中を示す図、同図（ｂ）は絞り工程における成形完了状態を示す図である。図５はシワ押えされた状態の素材についてのシミュレーション画像を示す図である。図５（ａ）は第一のシワ押え（先のシワ押え）を受けた状態の素材を示す図、同図（ｂ）は第二のシワ押え（後のシワ押え）を受けた状態の素材を示す図である。

本実施形態のプレス成形に際し、本装置においては、例えば図１に示すように、上型２、外側クッション３、および内側クッション４が、所定の高さ位置に待機した状態（以下、本装置について「待機状態」という。）となる。この本装置の待機状態においては、上型２が、ポンチ１に対して離間した状態となる所定の高さ位置に位置することで、ポンチ１と上型２との型開き状態が形成される。また、同じく待機状態においては、外側クッション３および内側クッション４は、ポンチ１に対して、それぞれのシワ押え面（第一下側シワ押え面１１および第二下側シワ押え面１２）が、下側成形面１ａの先端（上端）よりも高くなるような高さ位置に位置する。

そして、例えば図１に示すような本装置の待機状態において、プレス成形の対象となる素材５０がセットされる。素材５０は、前述のとおり、外側クッション３および内側クッション４により、第一下側シワ押え面１１および第二下側シワ押え面１２に対して、略水平となるように載置された状態でセットされる。セットされた状態の素材５０は、前述した待機状態における外側クッション３および内側クッション４の高さ位置から、下方においてポンチ１との間に所定の間隔を隔てた状態となる。つまり、素材５０は、ポンチ１よりも高い位置において略水平状態でセットされる。
このようにしてセットされる素材５０は、図２において二点鎖線で示すように、ホイールハウスアウタの形状に対応して比較的複雑な板面形状を有する。

図１に示すような本装置の待機状態から、素材５０のシワ押え工程が行われる。
素材５０のシワ押えに際しては、まず、本装置の待機状態から、第一のシワ押えが行われる。
すなわち、図３（ａ）に示すように、上型２の下降、つまり上型２のポンチ１に対する近接移動にともない、第二上側シワ押え面２２によりも下側に位置する第一上側シワ押え面２１が、略水平状態でセットされている素材５０の位置まで先に到達する。

そして、第一下側シワ押え面１１に沿うように略水平面状態にセットされている素材５０が、上型２の下降にともなって、第一下側シワ押え面１１と第一上側シワ押え面２１とにより挟み込まれる。これにより、第一のシワ押えが完了した状態となる。以下では、素材５０について、第一のシワ押えを受けた状態を「一次ブランクホールド状態」という。

図５（ａ）に示すように、一次ブランクホールド状態の素材５０においては、その外縁部分における外側（ポンチ１の略円弧形状に対する外側）の所定の範囲（一点鎖線で示す矢印範囲Ａ１参照）が、シワ押えされた状態となる。つまり、一次ブランクホールド状態の素材５０においては、第一のシワ押えが行われた部分として、第一下側シワ押え面１１と第一上側シワ押え面２１とによって掴まれた部分となる挟持部分５１が存在する。

一方、同じく図５（ａ）に示すように、一次ブランクホールド状態の素材５０においては、その外縁部分における内側（ポンチ１の略円弧形状に対する内側）の所定の範囲（二点鎖線で示す矢印範囲Ａ２参照）は、シワ押えされてない状態のままとなる。つまり、一次ブランクホールド状態の素材５０においては、その外縁部分における挟持部分５１以外の部分は、第二のシワ押えによって、第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより掴まれる部分となる。

次に、本装置における一次ブランクホールド状態から、第二のシワ押えが行われる。
すなわち、図３（ｂ）に示すように、上型２の下降、つまり外側クッション３とともに素材５０をシワ押えした状態の上型２のポンチ１に対する近接移動にともない、第一上側シワ押え面２１よりも上側に位置する第二上側シワ押え面２２が、一次ブランクホールド状態の素材５０の位置まで到達する。

この際、一次ブランクホールド状態において略水平状態（平坦な状態）であった素材５０は、その一部が第二下側シワ押え面１２に支持された状態で、上型２および外側クッション３の下降によって挟持部分５１が下降することにより、第二下側シワ押え面１２に支持された側が絞り方向側となるように変形させられる。つまり、上型２と外側クッション３とにより挟み込まれた素材５０の挟持部分５１からの下降が、内側クッション４により妨げられ、その内側クッション４の第二下側シワ押え面１２により支持されている側が、挟持部分５１から絞り方向側に変形させられる。

このように一次ブランクホールド状態において略水平状態の素材５０が第二のシワ押えに際して変形させられる工程が、本装置における呼び込みに対応する。なお、呼び込みによって素材５０に付与される変形には、折曲げ変形（塑性変形）および弾性変形が含まれる。

そして、呼び込みによって変形させられた素材５０が、上型２の下降にともなって、第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより挟み込まれる。これにより、第二のシワ押えが完了した状態、つまり素材５０についてのシワ押えが完了した状態となる。以下では、かかる素材５０のシワ押えが完了した状態を「ブランクホールド完了状態」という。

ブランクホールド完了状態の素材５０においては、その外縁部分における内側（ポンチ１の略円弧形状に対する内側）の所定の範囲（図５（ａ）において二点鎖線で示す矢印範囲Ａ２参照）が、シワ押えされた状態となる。つまり、図５（ｂ）に示すように、ブランクホールド完了状態の素材５０においては、第二のシワ押えが行われた部分として、第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とによって掴まれた部分５２が存在する。
したがって、図５（ｂ）に示すように、ブランクホールド完了状態の素材５０においては、その外縁部分の全範囲（一点鎖線で示す矢印範囲Ａ３参照）が、シワ押えされた状態となる。

このように、本装置は、第一のシワ押えと第二のシワ押えとの間に行う呼び込みとして、素材５０における第二のシワ押えを行う側の部分が、素材５０における第一のシワ押えを行った部分である挟持部分５１に対して絞り方向側に位置するように、素材５０を変形させる。言い換えると、本装置における呼び込みは、素材５０における挟持部分５１よりも第二のシワ押えを行う側の部分が、挟持部分５１に対して絞り方向側となるように、素材５０を変形させるものである。

すなわち、図３（ａ）に示すように、一次ブランクホールド状態において略水平状態であった素材５０が、同図（ｂ）に示すように、ブランクホールド完了状態となるまでに行われる呼び込みによって変形させられる。これにより、素材５０の一部（図３において挟持部分５１よりも左側の部分）が、挟持部分５１に対して絞り方向側へ呼び込まれる（矢印Ｂ１参照）。

シワ押え工程が行われた後に、絞り工程が行われる。
すなわち、図４（ａ
）に示すように、外側クッション３および内側クッション４とともに素材５０をシワ押えした状態の上型２が、そのシワ押えした状態で外側クッション３および内側クッション４とともに下降することにより、素材５０に対してポンチ１が作用する。つまり、ブランクホールド完了状態の素材５０の下降にともない、素材５０が、その下側からポンチ１の作用を受け、下側成形面１ａの形状に沿うように絞り加工される。

ここで、本実施形態では、素材５０の絞り加工に際し、ポンチ１が作用することにともない、素材５０においては、第二のシワ押えを受けた部分、つまり第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより挟まれた部分が、ポンチ１側へと流入する。すなわち、本実施形態では、絞り加工にともなう素材５０の流入について、素材５０における第一のシワ押えを受けた部分、つまり第一下側シワ押え面１１と第一上側シワ押え面２１とにより挟まれた挟持部分５１からの流入はなく、第二のシワ押えを受けた部分側からのみ流入する。

したがって、本装置においては、外側クッション３および内側クッション４それぞれからの素材５０に対するシワ押え荷重が BR>Aブランクホールド完了状態からの素材５０の絞り加工に際して、第二のシワ押えを受けた部分側からのみ素材５０が流入し、第一のシワ押えを受けた挟持部分５１からは流入しないような大きさとなるように、クッションピン９およびクッションシリンダ１０それぞれについてのクッション荷重が設定される。

すなわち、クッションピン９についてのクッション荷重は、外側クッション３から素材５０に対するシワ押え荷重が素材５０の絞り加工に際してのポンチ１側への流入を許容することのない程度の大きさとなるように設定される。
また、クッションシリンダ１０についてのクッション荷重は、内側クッション４から素材５０に対するシワ押え荷重が素材５０の絞り成形に際してのポンチ１側への流入を許容するとともに、素材５０が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定される。

そして、素材５０の絞り工程において、上型２の下降が進み、図４（ｂ）に示すように、上型２が外側クッション３および内側クッション４とともに下死点に達することで、素材５０の絞り工程が完了し、素材５０のプレス成形が完了する。つまり、素材５０が、下側成形面１ａと上側成形面２ａとにより挟み込まれることで、シワ押えされた部分である挟持部分５１を含み、ホイールハウスアウタの製品部分を含む所定形状に成形される。
なお、本装置では、図４（ｂ）に示す素材５０の成形完了状態において、第二のシワ押えによって第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより掴まれていた部分は、ポンチ１側に流入し切った状態（掴まれていない状態）となる。

そして、素材５０のプレス成形が完了した後、ポンチ１と上型２とが型開き状態となり、所定形状となった成形品としての素材５０が取り出される。

以上のようにして本装置により得られる成形品については、不要な部分、つまり成形品におけるホイールハウスアウタの製品部分以外の部分が切除される。
具体的には、本装置により得られる成形品については、図４（ｂ）において矢印範囲Ｃ１で示す範囲が、成形品におけるホイールハウスアウタについての製品部分の範囲となる。すなわち、本装置により得られた成形品（成形された素材５０）において、上型２と外側クッション３とによりシワ押えされていた部分（挟持部分５１）における縁端側（図４において右端側）、および下側成形面１ａと上側成形面２ａとにより挟み込まれていた部分における縁端側（図４において左端側）のそれぞれにおける所定の範囲の部分が切除される。これにより、本装置による成形品から、ホイールハウスアウタについての製品部分が得られる。

したがって、本装置により得られた成形品については、上型２と外側クッション３とによりシワ押えされていた部分（挟持部分５１）の一部（図４（ｂ）矢印範囲Ｃ２参照）が、製品の一部として用いられる。かかる部分は、実際にはホイールハウスアウタにおけるフランジ部として用いられる。

このように、ホイールハウスアウタのプレス成形に際しては、素材５０において製品部分の一部をシワ押えされる部分として用いるとともに、この製品部分を含む部分についてのシワ押えされた部分からは絞り加工に際して素材５０を流入させない成形方法が用いられている。かかる成形方法は、ホイールハウスアウタのプレス成形における製品精度確保の観点に基づくものである。

このようにして本装置によって得られる成形品においては、平板状の素材５０が所定形状となるまでの成形量となる絞り深さが、全体として略均一ではなく部分的に異なる。
具体的には、本実施形態では、素材５０において、第一のシワ押えを受ける側（図４において右側）の絞り深さが、第二のシワ押えを受ける側（図４において左側）の絞り深さに対して比較的深くなる。つまり、図３（ａ）に示すように、本装置においては、第一のシワ押え行う側における絞り深さＤ１が、第二のシワ押えを行う側における絞り深さＤ２よりも深くなる。

したがって、本実施形態では、素材５０における第一のシワ押えを受ける側、つまりポンチ１の平面視形状である略円弧形状の外側が、成形品についての所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側となる。また、素材５０における第二のシワ押えを受ける側、つまりポンチ１の平面視形状である略円弧形状の内側が、成形品についての所定形状となるまでの絞り深さが比較的浅い側となる。

すなわち、本実施形態に係るプレス成形方法においては、セットされた状態の平板状の素材５０に対するシワ押えとして、素材５０におけるシワ押えを受ける部分のうち、所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側の部分に対するシワ押えである第一のシワ押えと、前記シワ押えを受ける部分のうち、絞り深さが比較的浅い側の部分に対するシワ押えである第二のシワ押えとが順に行われる。
そして、第一のシワ押えと第二のシワ押えとの間に、素材５０における第二のシワ押えを受ける側の部分が、第一のシワ押えを受けた部分である挟持部分５１に対して絞り方向側に位置するように、素材５０を変形させる呼び込みが行われる。つまり、呼び込みにより、素材５０における挟持部分５１よりも第二のシワ押えを受ける側の部分が、挟持部分５１に対して絞り方向側となるように、素材５０が変形させられる。

また、素材５０のシワ押えに際して行われる呼び込みは、第二のシワ押えを行うためのシワ押え面の近接動作が用いられて行われることが好ましい。
すなわち、本装置のように、素材５０に対する呼び込みが、第二のシワ押えを行うためのシワ押え面である第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２との近接動作が用いられて行われることが好ましい。かかるシワ押え面の近接動作は、本装置においては、外側クッション３とともに素材５０をシワ押えした状態の上型２の下降にともなう、第二上側シワ押え面２２の第二下側シワ押え面１２に対する近接動作となる。

本装置のように、素材５０に対する呼び込みに、第二のシワ押えを行うためのシワ押え面の近接動作が用いられることにより、素材５０に対する呼び込みを行うための型部材等を別途備える必要がなくなり、装置構成の簡略化が図れる。また、素材５０に対する呼び込みを、第二のシワ押えとともにスムーズに行うことが可能となる。

このように、本装置は、素材５０に対するシワ押えを行うシワ押え部として、素材５０におけるシワ押えを受ける部分のうち、所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側の部分に対するシワ押えを行う第一のシワ押え部である外側シワ押え部３１と、シワ押えを受ける部分のうち、絞り深さが比較的浅い側の部分に対するシワ押えを行う第二のシワ押え部である内側シワ押え部３２とを備える。

すなわち、本装置は、外側シワ押え部３１として、上型２と外側クッション３とにより構成される、互いに対向し相対的に近接離間する一対のシワ押え面である、第一下側シワ押え面１１および第一上側シワ押え面２１を有する。また、本装置は、内側シワ押え部３２として、上型２と内側クッション４とにより構成される一対のシワ押え面である、第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２を有する。

そして、本装置は、内側シワ押え部３２によるシワ押えに際して、シワ押え面（第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２）の近接動作により、素材５０における内側シワ押え部３２によってシワ押えを行う側の部分が、挟持部分５１に対して絞り方向側に位置するように、素材５０を変形させる。つまり、本装置は、内側シワ押え面３２におけるシワ押え面の近接動作により、素材５０における挟持部分５１よりも内側シワ押え部３２によってシワ押えを行う側の部分が、挟持部分５１に対して絞り方向側となるように、素材５０を変形させる。

また、本装置においては、内側シワ押え部３２のシワ押え面、つまり本装置における第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２が、呼び込みによる素材５０の変形角度に対応して傾斜している。

第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２は、前述したように、互いに平行であってポンチ１側に下る傾斜面として形成される。そして、これら各シワ押え面の傾斜角度が、呼び込みによる素材５０の変形角度（以下「素材変形角度」という。）に対応する（略同一の）傾斜角度となっている。ここで、素材変形角度には、素材５０についての折曲げ変形（塑性変形）による傾斜角度と弾性変形による傾斜角度とが含まれる。以下では、便宜上、素材変形角度は、素材５０の折曲げ変形による傾斜角度（折曲げ角度）であるとして説明する。

すなわち、第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２それぞれについての、上型２の移動方向（上下方向）に対して垂直な面（水平面）に対する傾斜角度が、素材変形角度、つまり第二のシワ押えが完了した状態での素材５０における挟持部分５１からの水平面に対する折曲げ角度（図３（ｂ）角度α１参照）に対応するように（略同一となるように）設定されている。

素材変形角度は、ブランクホールド完了状態における外側シワ押え部３１の内側（ポンチ１側）縁端と、内側シワ押え部３２の内側（ポンチ１側）縁端との相対的な高さ位置の差により定まる。つまり、素材変形角度は、上型２における第一上側シワ押え面２１および第二上側シワ押え面２２それぞれの内側（ポンチ１側）縁端の相対的な高さ位置の差により定まる。

したがって、本装置のように、内側シワ押え部３２のシワ押え面が素材変形角度に対応して傾斜していることにより、ブランクホールド完了状態の素材５０において、第二のシワ押えによって第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより挟み込まれた部分が、素材変形角度に沿う部分となり、挟持部分５１から折り曲げられた部分に対してその延長線上に位置することとなる。言い換えると、ブランクホールド完了状態の素材５０において、挟持部分５１に対して折り曲げられた部分と、第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより挟み込まれた部分との間に折り目が生じていない状態となる。

内側シワ押え部３２のシワ押え面についての傾斜角度、つまり素材変形角度の大きさとしては、特に限定されるものではないが、例えば１５°程度として設定される。

このように、第二のシワ押えを行うためのシワ押え面（第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２）を、素材変形角度に対応させて傾斜させることにより、第二のシワ押えによって（素材５０が第二下側シワ押え面１２と第二上側シワ押え面２２とにより挟み込まれることによって）素材５０に折り目が生じることがないので、第二のシワ押えによって素材５０にシワが発生することを防止することができる。これにより、ブランクホールド完了状態の素材５０におけるシワを効果的に低減することができる。

以上説明した本実施形態のプレス成形（以下「本実施態様」という。）において得られる効果について、ホイールハウスアウタのプレス成形に際して従来用いられていた装置態様（以下「従来態様」という。）との比較により、図６〜図１２を加えて説明する。図６は第一の従来態様におけるプレス成形過程を示す部分断面図である。図７は第一の従来態様における上型を省略した状態（ダイフェース）を示す図である。なお、図６における各図は、図７におけるＢ−Ｂ部分断面図に対応する。ただし、図６においては図７で省略している上型を示している。図８は第一の従来態様と本実施態様との絞り深さの比較を示す図である。図９は第二の従来態様における部分断面図である。図１０は第三の従来態様における部分断面図である。図１１は第四の従来態様における上型を省略した状態（ダイフェース）を示す図である。図１２は第四の従来態様における成形途中の素材についてのシミュレーション画像を示す図である。

図６および図７に示すように、第一の従来態様においては、ポンチ１０１の周囲を取り囲むように、上型１０２とともに素材１５０のシワ押えを行うクッション１０３が設けられる。つまり、クッション１０３が有する下側シワ押え面１１１と、上型１０２が有する上側シワ押え面１２１とにより、素材１５０のシワ押えが行われる。これらのシワ押え面１１１、１２１は、いずれも上型１０２の移動方向（上下方向）に対して略垂直な略水平面（平坦面）となる。

そして、素材１５０のプレス成形に際しては、まず、上型１０２とクッション１０３とにより、素材１５０に対するシワ押えが行われる（図６（ａ）参照）。すなわち、平板状の素材１５０が、下側シワ押え面１１１と上側シワ押え面１２１とにより挟み込まれた状態（ブランクホールド状態）となる。ここでのブランクホールド状態は、本実施態様におけるブランクホールド完了状態に対応する。このブランクホールド状態から、クッション１０３とともに素材１５０をシワ押えした状態の上型１０２の下降にともない、ポンチ１０１が素材１５０に作用し、素材１５０の絞り加工が行われる（図６（ｂ）参照）。そして、上型１０２の下降が進み、上型１０２がクッション１０３とともに下死点に達することで、素材１５０のプレス成形が完了する（図６（ｃ）参照）。

ところで、ポンチ１０１が有する下側成形面１０１ａには、下側成形面１０１ａにおける製品部分（図６（ｃ）矢印範囲Ｅ１参照）において最も高い部分を形成する突条部分としてポンチ肩１０１ｂが存在する。
このように、下側成形面１０１ａにポンチ肩１０１ｂが存在する場合、素材１５０の絞り加工に際し、素材１５０がポンチ肩１０１ｂに接触しながら流入すると、成形途中の早い段階で割れが発生することとなる。

そこで、第一の従来態様においては、下側成形面１０１ａにおける製品部分以外の部分に、余肉コブ１０１ｃが設けられている。余肉コブ１０１ｃは、ポンチ肩１０１ｂよりも高い部分を形成する突条部分である。図７に示すように、余肉コブ１０１ｃは、ポンチ１０１の平面視形状である略円弧形状において内側部分の略全範囲にわたって形成される。

このように、ポンチ１０１が余肉コブ１０１ｃを有することにより、ブランクホールド状態の素材１５０に対するポンチ１０１の接触に際しては、ポンチ肩１０１ｂよりも、余肉コブ１０１ｃが先に接触することとなる。すなわち、第一の従来態様においては、余肉コブ１０１ｃが設けられることにより、ブランクホールド状態の素材１５０に対するポンチ１０１の接触に際して、素材１５０が余肉コブ１０１ｃによってポンチ肩１０１ｂよりも先に持ち上げられ、素材１５０に対するポンチ肩１０１ｂ（詳細にはポンチ肩１０１ｂの稜線部）の接触が遅くなる（図６（ｂ）参照）。これにより、素材１５０の絞り加工に際し、素材１５０がポンチ肩１０１ｂに接触しながら流入することがなくなり、成形途中の早い段階で発生する割れが防止される。

第一の従来態様においては、余肉コブ１０１ｃは、具体的に次のような高さとして設定されている。すなわち、図６（ｂ）に示すように、ポンチ肩１０１ｂが素材１５０に接触する際における、素材１５０の余肉コブ１０１ｃよりもポンチ肩１０１ｂ側の部分の、シワ押え面（水平面）に対する角度（折曲げ角度）β１が、１５°程度となるような高さである。

このように、ポンチ１０１において余肉コブ１０１ｃが設けられる第一の従来態様においては、素材１５０のポンチ肩１０１ｂに接触しながらの流入が少なくなる反面、余肉コブ１０１ｃがある分、絞り深さが深くなる。このため、ホイールハウスアウタの製品部分において、例えば袋形状となる製品の端末コーナー部分等の素材１５０の流入しにくい部分で成形量が多くなり、割れが発生しやすくなる。

具体的には、第一の従来態様では、上型１０２が下死点に達した状態での素材１５０、つまり成形完了状態の素材１５０における製品の端末コーナー部分において、素材１５０の板厚減少率（伸び率）が、最大で５０％程度となるというシミュレーション結果が得られている。なお、第一の従来態様において、成形完了状態の素材１５０において割れが発生しない板厚減少率（伸び率）の目安は、２０％を下回る値となる。

このような第一の従来態様に対して、本実施態様においては、次のような効果が得られる。
すなわち、本実施態様では、第一のシワ押えと第二のシワ押えとの間に、素材５０の呼び込みが行われるため、ポンチ１に第一の従来態様のような余肉コブ１０１ｃを設けることなく、素材５０の成形開始前（素材５０に下側成形面１ａが接触する前）に素材５０の呼び込みを完了させることが可能となる。つまり、余肉コブ１０１ｃを設ける等して下側成形面１ａにおける製品部分以外の部分における高さを高くすることなく、素材５０に対する下側成形面１ａ（のポンチ肩）の接触タイミングを遅らせることが可能となる。

具体的には、図３に示すように、一次ブランクホールド状態において略水平状態であった素材５０が（同図（ａ）参照）、ブランクホールド完了状態となるまでに行われる呼び込みによって変形させられる（同図（ｂ）参照）。このように素材５０の呼び込みが行われることで、素材５０のプレス成形に際し、下側成形面１ａが有するポンチ肩１ｂの素材５０に対する接触タイミングが遅れることとなる。

これにより、本実施態様においては、素材５０が、下側成形面１ａが有するポンチ肩１ｂに接触しながら流入することがなくなり、素材５０に対して余分な張力を与えることを防止することができ、成形途中の早い段階での割れの発生が防止できる。これとともに、第一の従来態様に比べて、絞り深さを浅くすることができ、成形量を少なくすることができる。絞り深さについては、第一の従来態様において余肉コブ１０１ｃが設けられる側、つまりポンチの平面視形状である略円弧形状における内側（以下単に「内側」ともいう。
）の絞り深さを浅くすることができる。

具体的には、図８に示すように、第一の従来態様における絞り深さＦ１と比べて、二点鎖線で示す本実施態様における絞り深さＦ２は浅くなる。
すなわち、第一の従来態様における絞り深さＦ１は、略水平面である上側シワ押え面１２１の高さ位置から、上型１０２が有する上側成形面１０２ａにおける最も深い部分（余肉コブ１０１ｃに対応する部分）の高さ位置までの距離に対応する。これに対して、本実施態様における絞り深さＦ２は、ポンチ１が余肉コブ１０１ｃを有しないこと、および、上型２が有するシワ押え面について、第二上側シワ押え面２２が第一上側シワ押え面２１（第一の従来態様における上側シワ押え面１２１に対応）よりも高い位置に設けられることから、それらの分、第一の従来態様よりも浅くなる。

したがって、本実施態様においては、素材５０の絞り成形についての成形量を少なくすることができ、素材５０の板厚減少率（伸び率）を低減させることができるので、素材５０の割れに対して有利となる。

また、本実施態様においては、素材５０の成形開始前に素材５０を呼び込むことができるため、第一の従来態様と比べて、成形途中における素材５０の流入による型（成形面）との間の摩擦熱を低減させることができる。これにより、プレス成形において素材５０についての摩擦熱の発生量が少なくなり、成形の安定性を向上させることができる。

また、第一の従来態様のように、対向するシワ押え面がいずれも略水平面（平坦面）である構成においては、シワ押え面における素材１５０を流入させる側となる内側の部分についての面間隔調整（素材１５０の板厚との摺り合わせ）が必要となる。
すなわち、第一の従来態様において、絞り成形にともなう素材１５０の流入について、素材１５０におけるシワ押えされた部分のうち、ポンチ１０１の平面視形状である略円弧形状における外側（以下単に「外側」ともいう。）からの流入はなく、内側からのみ流入する（図６（ｃ）参照）。そこで、下側シワ押え面１１１および上側シワ押え面１２１それぞれにおいて外側の部分と共通の面部となる内側（図６において左側）の部分（図８符号１１１ａおよび１２１ａ参照）について、面間隔の調整が必要となる。つまり、下側シワ押え面１１１および上側シワ押え面１２１それぞれの内側の部分（以下「内側部分」という。）１１１ａ、１２１ａ同士の面間隔は、素材１５０の絞り成形に際して素材１５０が流入できる大きさに板厚管理され調整される必要がある。

この点、本実施態様においては、素材５０の絞り成形に際して素材５０を流入させる側のシワ押え面、つまり第二下側シワ押え面１２および第二上側シワ押え面２２についての面間隔調整（素材５０の板厚との摺り合わせ）は不要となる。
すなわち、本実施態様においても、素材５０の絞り成形に際して内側シワ押え部３２側から素材５０を流入させるが、内側シワ押え部３２における第二下側シワ押え面１２が、外側シワ押え部３１における第一下側シワ押え面１１を形成する外側クッション３とは別体の内側クッション４により形成されることから、内側シワ押え部３２におけるシワ押え面についての面間隔調整が不要となる。

図９に、第二の従来態様を示す。なお、以下に示す従来態様においては、第一の従来態様と共通する部分については同一の符号を用いて適宜説明を省略する。
第二の従来態様においては、素材１５０に対する下側成形面１０１ａ（のポンチ肩１０１ｂ）の接触タイミングを遅らせるため、シワ押え面が、部分的に持ち上げられた形状として設定されている。

すなわち、図９に示すように、第二の従来態様においては、下側シワ押え面１１１および上側シワ押え面１２１それぞれにおける内側（図９において左側）の部分（内側部分１１１ａ、１２１ａ）が、他の部分（図９において右側の部分）に対して持ち上げられ、ポンチ１０１側に下る傾斜面として形成されている。

このように、シワ押え面の一部が持ち上げられている第二の従来態様においては、素材１５０に対する下側成形面１０１ａの接触タイミングを遅らせることができる反面、ブランクホールド状態の素材１５０においてシワが発生する。つまり、シワ押え面の一部が持ち上げられた形状となることにより、素材１５０がシワ押えされることで、平板状の素材１５０に折曲げ等の変形が付与されるため、シワ押えされた状態（ブランクホールド状態）においてシワが発生する。
このようなブランクホールド状態の素材１５０において発生するシワ（以下「ブランクジワ」という。）は、シワの生じる方向等によって成形に際しての素材１５０の流入を阻害し、素材１５０のプレス成形を妨げる原因となる。

この点、本実施態様においては、平板状の素材５０を略水平状態で（平坦に）セットすることができ、かかるセット状態の素材５０に対して、シワ押え（第一のシワ押え）を行うことができる。つまり、素材５０のシワ押えに際して、外側シワ押え部３１のシワ押え面によって平坦状態の素材５０を掴むことができる。このため、ブランクホールド状態（一次ブランクホールド状態）において、第二の従来態様のようなブランクジワの発生を防止することができる。

また、第二の従来態様に対して、素材１５０におけるブランクジワを防止するため、素材１５０がセットされる下側シワ押え面１１１について、その内側部分１１１ａを平坦形状とする構成が考えられる。かかる構成を、第三の従来態様として図１０に示す。

図１０に示すように、第三の従来態様においては、上側シワ押え面１２１の内側部分１２１ａが持ち上げられた形状であるのに対し、下側シワ押え面１１１の内側部分１１１ａは、第一の従来態様と同様に略水平面（平坦面）となっている。つまり、第三の従来態様においては、上側シワ押え面１２１の内側部分１２１ａのみが、ポンチ１０１側に下る傾斜面となっている。また、第三の従来態様においては、素材１５０に対するポンチ肩１０１ｂの接触タイミングを遅らせるため、第一の従来態様と同様、ポンチ１０１に余肉コブ１０１ｃが設けられる。

したがって、第三の従来態様では、ブランクホールド状態において、下側シワ押え面１１１と上側シワ押え面１２１との間における内側部分に空間が存在することとなる。つまり、図１０に示すように、ブランクホールド状態において、下側シワ押え面１１１および上側シワ押え面１２１それぞれの内側部分１１１ａ、１２１ａ同士が離れた状態となる（矢印範囲Ｇ１参照）。このため、素材１５０の内側部分は、上型１０２とクッション１０３とによりシワ押えされない部分となる。

このように、第三の従来態様においては、素材１５０の内側部分がシワ押えされない状態で絞り加工が行われることとなる。このため、素材１５０の成形途中において、そのシワ押えされない部分がフリーの状態になることから、例えば素材１５０が波打つようなシワが発生する。このような素材１５０の成形途中において発生するシワは、シワの生じる方向等によって成形に際しての素材１５０の流入抵抗となり、素材１５０のプレス成形を妨げる原因となる。したがって、第三の従来態様においては、成形に際しての素材１５０の流入にバラツキが生じ、成形が不安定となる。

この点、本実施態様においては、素材５０の内側部分は、内側シワ押え部３２によって掴まれることでシワ押えされるので、素材５０の成形途中においてその内側部分がフリーの状態になることがない。このため、素材５０の成形途中におけるシワの発生を防止することができ、成形に際しての素材５０の流入のバラツキが解消され、成形の安定性を向上することができる。

さらに言うと、本実施態様においては、内側シワ押え部３２におけるシワ押え荷重、つまり内側クッション４が受けるクッション荷重の調整により、素材５０の内側部分からとなる素材５０の流入をコントロールすることが可能となる。この点、第三の従来態様においては、前記のとおりシワ押え面間における内側部分が空間であるため、その部分において素材１５０が掴まれないことから、素材１５０の流入をコントロールすることができない。

このように、本実施態様においては、外側シワ押え部３１によって平坦状態の素材５０を掴むことができることから、一次ブランクホールド状態におけるブランクジワの発生を防止することができる。これとともに、素材５０の内側部分についても、内側シワ押え部３２によって掴むことができることから、ブランクホールド完了状態からの素材５０の成形途中におけるシワの発生を防止することができる。これにより、成形の安定性を向上することができる。

図１１に、第四の従来態様を示す。第四の従来態様は、素材１５０の絞り加工に際して用いられる、開放絞りと呼ばれる手法である。
具体的には、図１１に示すように、第一の従来態様のようにポンチ１０１が有する余肉コブ１０１ｃについて、その両端側に延長部１０１ｄが設けられる。つまり、ポンチ１０１の平面視形状である略円弧形状において内側部分の略全範囲にわたって形成される余肉コブ１０１ｃが、その両端側において、素材１５０の範囲外となる位置まで延長される。そして、絞り加工に際しては、素材１５０における余肉コブ１０１ｃの延長部１０１ｄ近傍の余肉部分が掴まれた状態となる。符号Ｈ１〜Ｈ４で示す部分は、下側シワ押え面１１１において素材１５０が掴まれる位置に対応する部分である。したがって、この開放絞りにおいては、絞り加工に際し、素材１５０における掴まれた状態となる部分以外の部分は、掴まれることなく開放された状態となる。

また、余肉コブ１０１ｃについては、成形品の形状等から、素材１５０において開放された状態となる部分に対応する部分（以下、「余肉開放部」という。）が、素材１５０において掴まれる部分に対応する部分である延長部１０１ｄよりも比較的高くなる。つまり、余肉コブ１０１ｃの高さは、略円弧形状における両端部よりも中間部（開放部）の方が高くなっている。

このような開放絞りは、余肉コブ１０１ｃを素材１５０の範囲外となる部分まで延長するとともに、その延長部１０１ｄの近傍部分において素材１５０を掴むことで、素材１５０の流入を安定させて流入のバランスをとろうとするものである。

第四の従来態様においては、次のような問題がある。
すなわち、ポンチ１０１の素材１５０に対する接触に際しては、余肉開放部が素材１５０に対して最初に接触することとなるが、この余肉開放部が接触する部分については、素材１５０が掴まれていない。このため、絞り加工に際し、素材１５０が、その掴まれていない部分から流入することにより、素材１５０においてネジレによるシワが発生する。つまり、余肉開放部は、ポンチ１０１において最も高い部分となることから、素材１５０に対するポンチ１０１の接触タイミングが、余肉開放部からとなる。このため、絞り加工に際し、素材１５０は、その掴まれてない部分から成形されることによって流入する。かかる余肉開放部における素材１５０の流入は、ネジレによるシワを発生させる。また、ポンチ１０１において余肉コブ１０１ｃが存在することは、成形量を多くし、素材１５０の割れを発生させやすい。

開放絞りにおいて素材１５０の成形途中に生じるシワについてのシミュレーション画像を、図１２に示す。図１２に示すように、開放絞りにおいては、素材１５０が掴まれない部分から流入することにより、例えば符号Ｊ１で示す部分のように、ネジレによるシワが生じる。こうした素材１５０の成形途中において発生したシワは、成形完了時に残存することとなり、成形品についての不良品の原因となる。

また、第四の従来態様においては、素材１５０が、余肉コブ１０１ｃの両端側の部分、つまり延長部１０１ｄの近傍部分で掴まれることから、その掴まれる部分が余計に必要となる。つまり、素材１５０についての掴まれる部分が、製品範囲外となる延長部１０１ｄの近傍部分において必要となるため、その分の余肉が必要となる。このため、素材１５０の寸法が大きくなり、必然的に歩留りが低下することとなる。

また、第四の従来態様においては、余肉コブ１０１ｃが延長部１０１ｄを有することから、例えば袋形状となる製品の端末コーナー部分のように曲面形状についてのＲが小さい部分等、素材１５０の流入が妨げられて成形が厳しくなる部分が生じる。このため、第四の従来態様においては、成形を容易とするため、成形品についての最終形状に対してＲ形状部分におけるＲが拡大される等して形状が崩され、最終形状に成形するための工程が追加されるということが行われる。つまり、第四の従来態様においては、素材１５０のプレス成形に際して、二段階の成形が行われることとなる。

このような第四の従来態様に対して、本実施態様においては、絞り加工に際し、素材５０が外側シワ押え部３１および内側シワ押え部３２によってポンチ１に対して全周にわたって掴まれた状態となる。したがって、素材５０において開放されている部分が存在せず、素材５０においてネジレによるシワが発生することがない。
また、本実施態様においては、ポンチ１が余肉コブ１０１ｃを有することなく、その延長部１０１ｄが設けられることによる開放絞りも行われないことから、第四の従来態様において問題となる歩留りの低下や工程の追加が解消される。

以上の従来態様との比較からもわかるように、本実施態様によれば、成形品が、比較的複雑な曲面形状を有することから、絞り加工による成形に際しての素材の成形量（絞り深さ）が均一でないものである場合に、素材の割れやシワに対して有利であり、成形の安定性の向上を図ることができる。
そして、本実施態様は、ホイールハウスアウタのようにシワ押えされる部分の一部がフランジ部等として製品の一部として用いられるプレス成形品についても、容易に適用可能である。

本実施形態に係るプレス成形装置の構成を示す断面図。 本実施形態に係るプレス成形装置の上型を省略した状態を示す平面図。 本実施形態のプレス成形におけるシワ押え工程を示す図。 本実施形態のプレス成形における絞り工程を示す図。 シワ押えされた状態の素材についてのシミュレーション画像を示す図。 第一の従来態様におけるプレス成形過程を示す部分断面図。 第一の従来態様における上型を省略した状態を示す図。 第一の従来態様と本実施態様との絞り深さの比較を示す図。 第二の従来態様における部分断面図。 第三の従来態様における部分断面図。 第四の従来態様における上型を省略した状態を示す図。 第四の従来態様における成形途中の素材についてのシミュレーション画像を示す図。

１ ポンチ（固定型）
２ 上型（可動型）
３ 外側クッション（第一のクッション）
４ 内側クッション（第二のクッション）
１１ 第一下側シワ押え面
１２ 第二下側シワ押え面
２１ 第一上側シワ押え面（第一のシワ押え面）
２２ 第二上側シワ押え面（第二のシワ押え面）
３１ 外側シワ押え部（第一のシワ押え部）
３２ 内側シワ押え部（第二のシワ押え部）
５０ 素材

Claims (4)

1. 板状の素材を所定形状に絞り成形するに際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって前記素材の一部を両面側から挟み込むシワ押えを行うプレス成形方法であって、
   前記シワ押えとして、
   前記素材における前記シワ押えを受ける部分のうち、前記所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側の部分に対する前記シワ押えである第一のシワ押えと、
   前記シワ押えを受ける部分のうち、前記絞り深さが比較的浅い側の部分に対する前記シワ押えである第二のシワ押えと、を順に行い、
   前記第一のシワ押えと前記第二のシワ押えとの間に、
   前記素材における前記第二のシワ押えを受ける側の部分が、前記第一のシワ押えを受けた部分に対して絞り方向側に位置するように、前記素材を変形させる呼び込みを行うものであり、
   前記第二のシワ押えを行うための前記シワ押え面を、前記呼び込みによる前記素材の変形角度に対応させて傾斜させ、
   前記第二のシワ押えにおける前記素材に対するシワ押え荷重は、
   前記素材の絞り加工に際して、前記素材の第二のシワ押えを受けた部分からの絞り加工される部分への流入を許容するとともに、
   前記素材が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定されることを特徴とするプレス成形方法。
2. 前記呼び込みを、
   前記第二のシワ押えを行うための前記シワ押え面の近接動作を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
3. 板状の素材を所定形状に絞り成形するに際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって前記素材の一部を両面側から挟み込むシワ押えを行うプレス成形装置であって、
   前記素材における前記シワ押えを受ける部分のうち、前記所定形状となるまでの絞り深さが比較的深い側の部分に対する前記シワ押えを行う第一のシワ押え部と、
   前記シワ押えを受ける部分のうち、前記絞り深さが比較的浅い側の部分に対する前記シワ押えを行う第二のシワ押え部と、を備え、
   前記シワ押えに際して、前記第一のシワ押え部によって前記シワ押えを行った後、前記第二のシワ押え部によって前記シワ押えを行い、
   前記第二のシワ押え部による前記シワ押えに際して、前記シワ押え面の近接動作により、
   前記素材における前記第二のシワ押え部によって前記シワ押えを行う側の部分が、前記第一のシワ押え部によって前記シワ押えを行った部分に対して絞り方向側に位置するように、前記素材を変形させる呼び込みを行うものであり、
   前記第二のシワ押え部の前記シワ押え面が、前記呼び込みによる前記素材の変形角度に対応して傾斜しており、
   前記第二のシワ押え部によるシワ押えにおける前記素材に対するシワ押え荷重は、
   前記素材の絞り加工に際して、前記素材の第二のシワ押えを受けた部分からの絞り加工される部分への流入を許容するとともに、
   前記素材が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定されることを特徴とするプレス成形装置。
4. 板状の素材を所定形状に絞り成形するに際し、互いに対向し相対的に近接離間するシワ押え面によって前記素材の一部を両面側から挟み込むシワ押えを行うプレス成形装置であって、
   固定型と、
   前記固定型に対して対向した状態で近接離間方向に移動可能に設けられる可動型と、
   前記固定型の周囲にて前記近接離間方向に移動可能に設けられ、前記可動型とともに前記シワ押えを行う型部材である第一のクッションおよび第二のクッションと、を備え、
   前記可動型は、前記シワ押え面として、前記第一のクッションとともに前記シワ押えを行う第一のシワ押え面と、該第一のシワ押え面よりも絞り方向側に設けられ前記第二のクッションとともに前記シワ押えを行う第二のシワ押え面と、を有し、
   前記可動型の前記固定型に対する近接移動にともない、
   前記可動型と前記第一のクッションとによる前記シワ押えである第一のシワ押えと、前記可動型と前記第二のクッションとによる前記シワ押えである第二のシワ押えと、を順に行い、
   前記第一のシワ押えと前記第二のシワ押えとの間に、
   前記素材における前記第二のシワ押えを行う側の部分が、前記第一のシワ押えを行った部分に対して絞り方向側に位置するように、前記素材を変形させる呼び込みを行うものであり、 前記第二のクッションが有する前記シワ押え面および前記第二のシワ押え面が、前記呼び込みによる前記素材の変形角度に対応して傾斜しており、
   前記第二のシワ押えにおける前記素材に対するシワ押え荷重は、
   前記素材の絞り加工に際して、前記素材の第二のシワ押えを受けた部分からの絞り加工される部分への流入を許容するとともに、
   前記素材が呼び込みによって変形させられることにより生じるシワが低減される程度の大きさとなるように設定されることを特徴とするプレス成形装置。