JP6108797B2

JP6108797B2 - プレス成形方法

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Publication number: JP6108797B2
Application number: JP2012262592A
Authority: JP
Inventors: 文博後藤; 遥高草木; 透伊豆; 功己榎本; 純一吉澤
Original assignee: FTECH CO., LTD.
Current assignee: FTECH CO., LTD.
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP2014108429A

Description

本発明は、プレス成形方法に関し、特に、自動車等の移動体に用いられる強度部材をプレス成形するプレス成形方法に関するものである。

近年、自動車等の移動体に用いられる強度部材では、重量やコストを増大せずに強度を向上する要請が強くなってきている。

特に、かかる強度部材では、その使用時に印加される撃力や繰り返し入力に対して充分な耐力を持たせる必要がある一方で、重量やコストの増大に結びつく単に板厚を増したり高強度の材質に置換する等の構成は採用し難い状況にある。

そのため、強度部材の板厚や材質はそのまま維持して、その応力が高い部分にフランジを延在する構成が採用される場合がある。

かかる状況下で、特許文献１は、先端フランジＰ１を有するサスペンションアームを成形するプレス成形方法に関し、特に、ワークを平板状素材Ｗ０の状態から複数の曲げ工程を経て断面略Ｕ字状のＵ字状部に成形するプレス成形方法であって、ダイス３３とワークＷ２との相対動方向に延びる第１の面３３ａと第１の面３３ａに略直交する第２の面３３ｂとをもつ断面略Ｌ字状の保持面３３Ｌと、保持面３３Ｌの第１の面３３ａの端部に接続して相対動方向に対して傾斜して延びる傾斜面３３ｃと、保持面３３Ｌの第２の面３３ｂの端部に接続して相対動方向に延びる平行面３３ｄと、を有するダイス３３を用いて、最終曲げ工程を実行する構成を開示する。

特開平１１−２２６６４８号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１においては、最終曲げ工程で、第２中間品Ｗ２の下降により、先端フランジＰ１と縦壁部Ｐ２の接続部である第１の折り曲げ部ｒ１が３曲げダイス３３の傾斜面３３ｃと接触しながら、第２中間品Ｗ２が折り曲げられる必要がある。そのため、何回かこの最終曲げ工程を実行する間に、傾斜面３３ｃが第１の折り曲げ部ｒ１の接触で摩耗してしまい、折り曲げの精度が低下する傾向があり、かつ、かかる摩耗を防止するには頻繁にダイス３３を交換する必要が生じる傾向があるため、プレス成形方法の構成自体が煩雑である。

従って、現状では、簡便で適用の拡張性が高く、型にかける負荷を低減しながらフランジを形成する加工精度の高いプレス成形方法が待望された状況にあるといえる。

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、簡便で適用の拡張性が高く、型にかける負荷を低減しながらフランジを形成する加工精度の高いプレス成形方法を提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面におけるプレス成形方法は、必要なサイズの第１の中間成形品を成形する第１工程と、前記第１の中間成形品から第１本体部、前記第１本体部に連なる第１傾斜壁及び前記第１傾斜壁に連なる第２傾斜壁を有する第２の中間成形品を成形する第２工程と、前記第２の中間成形品から、前記第１本体部の形状を維持した第２本体部、前記第２本体部に連なる第１縦壁及び前記第１縦壁に連なる第３傾斜壁を有する第３の中間成形品を成形する第３工程と、前記第３の中間成形品から、前記第２本体部の形状を維持した第３本体部、前記第１縦壁の形状を維持した縦壁及びフランジを有する第４の中間成形品を成形する第４工程と、を有するプレス成形方法であって、前記第２の中間成形品において、前記第１本体部と前記第１傾斜壁とのなす角の第１の角度は、鈍角であり、前記第１本体部と前記第２傾斜壁とのなす角の第２の角度は、前記第１の角度よりも小さな鈍角又は直角であり、前記第３工程においては、前記第１傾斜壁及び前記第２傾斜壁を折り曲げるように第１の方向に押圧し、その結果得られる前記第３の中間成形品において、前記第２本体部と前記第３傾斜壁とのなす角の第３の角度は、鋭角であり、前記第４工程においては、前記第３傾斜壁を折り曲げるように前記第１の方向に対して交差する第２の方向に押圧し、その結果得られる前記第４の中間成形品において、前記第３本体部と前記フランジとのなす角の第４の角度は、第３の角度より小さな角度である。

また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記第３工程においては、前記第１の方向に相対移動自在な第１の型構造で、前記第１傾斜壁及び前記第２傾斜壁を折り曲げるように前記第１の方向に押圧することを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加え、前記第３工程においては、前記第１の型構造における壁面が前記第２傾斜壁に当接した後で前記第１傾斜壁に当接することにより、前記第２傾斜壁を折り曲げるように前記第１の方向に押圧することを第３の局面とする。。

また、本発明は、かかる第２又は第３の局面に加え、前記第４工程においては、前記第１の型構造に対して相対移動自在で前記第３の中間成形品を保持した第２の型構造を相対移動させることにより、前記第３傾斜壁を折り曲げるように前記第２の方向に押圧することを第４の局面とする。

また、本発明は、かかる第４の局面に加え、前記第３工程において得られた状態の前記第３傾斜壁は、前記第１の型構造における凹部から離間しており、前記第４工程において、前記第２の型構造を相対移動させることにより、前記第３傾斜壁が前記凹部に当接しながら折り曲げられることを第５の局面とする。

また、本発明は、かかる第５の局面に加え、前記第２の型構造は、弾性部材で支持されることを第６の局面とする。

また、本発明は、かかる第４から第６のいずれかの局面に加え、更に、前記第２の中間成形品には、前記第１傾斜壁及び前記第２傾斜壁に対向する対向縦壁が設けられ、前記対向縦壁は、前記第３工程及び前記第４工程において、その形状が維持され、かつ、第３の型構造に当接されることを第７の局面とする。

本発明の第１の局面における構成によれば、第２工程で得られる第２中間成形品において、第１本体部と第１傾斜壁とのなす角の第１の角度が、鈍角であり、かつ、第１本体部と第２傾斜壁とのなす角の第２の角度が、第１の角度よりも小さな鈍角又は直角であり、第３工程においては、第１傾斜壁及び第２傾斜壁を折り曲げるように第１の方向に押圧し、その結果得られる第３の中間成形品において、第２本体部と第３傾斜壁とのなす角の第３の角度が、鋭角であり、更に、第４工程においては、第３傾斜壁を折り曲げるように第１の方向に対して交差する第２の方向に押圧し、その結果得られる第４の中間成形品において、第３本体部とフランジとのなす角の第４の角度が、第３の角度より小さな角度であることにより、簡便で適用の拡張性が高く、型にかける負荷を低減しながらフランジを形成する加工精度の高いプレス成形方法を実現することができる。

また、本発明の第２の局面における構成によれば、第３工程においては、第１の方向に相対移動自在な第１の型構造で、第１傾斜壁及び第２傾斜壁を折り曲げるように第１の方向に押圧することにより、第２本体部と第３傾斜壁とのなす角の第３の角度が鋭角であるような第３の中間成形品をより形状精度よく得ることができる。

また、本発明の第３の局面における構成によれば、第３工程においては、第１の型構造における壁面が第２傾斜壁に当接した後で第１傾斜壁に当接することにより、第２傾斜壁を折り曲げるように第１の方向に押圧するため、第２本体部と第３傾斜壁とのなす角の第３の角度が鋭角であるような第３の中間成形品をより確実に良好な形状精度で得ることができる。

また、本発明の第４の局面における構成によれば、第４工程においては、第１の型構造に対して相対移動自在で第３の中間成形品を保持した第２の型構造を相対移動させることにより、第３傾斜壁を折り曲げるように第２の方向に押圧するため、第３本体部とフランジとのなす角の第４の角度が第３の角度より小さな角度であるような第４の中間成形品をより形状精度よく得ることができる。

また、本発明の第５の局面における構成によれば、第３工程において得られた状態の第３傾斜壁が、第１の型構造における凹部から離間しており、第４工程において、第２の型構造を相対移動させることにより、第３傾斜壁が凹部に当接しながら折り曲げられるため、第３本体部とフランジとのなす角の第４の角度が第３の角度より小さな角度であるような第４の中間成形品をより確実に良好な形状精度で得ることができる。

また、本発明の第６の局面における構成によれば、第２の型構造が、弾性部材で支持されることにより、第４の工程において、第１の型構造に対して第３の中間成形品を保持した第２の型構造をより簡便かつ確実に相対移動させることができ、本体部とフランジとのなす角の第４の角度が第３の角度より小さな角度であるような第４中間成形品をより確実に良好な形状精度で得ることができる。

また、本発明の第７の局面における構成によれば、第２の中間成形品には、第１傾斜壁及び第２傾斜壁に対向する対向縦壁が設けられ、対向縦壁が、第３工程及び第４工程において、その形状が維持され、かつ、第３の型構造に当接されることにより、第３工程及び第４工程において、第１の型構造及び第２の型構造が不要に偏位されることが抑制できる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の断面図であり、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図に相当し、図１（ｂ）は、かかるプレス成形品の上面図である。図２は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られる成形品を、かかるプレス成形方法の工程順に時系列的に示す。ここで、図２（ａ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の第１中間成形品の断面図であり、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図に相当し、図２（ｂ）は、かかる第１中間成形品の上面図である。図２（ｃ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の第２中間成形品の断面図であり、図２（ｄ）のＣ−Ｃ断面図に相当し、図２（ｄ）は、かかる第２中間成形品の上面図である。図３は、本実施形態におけるプレス成形方法で図２で示す成形品の次に得られる成形品を示す。図３（ａ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の第４中間成形品の断面図であり、図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面図に相当し、図３（ｂ）は、かかる第４中間成形品の上面図である。図４は、本実施形態におけるプレス成形方法で用いられるプレス成形装置の断面図であり、図４（ａ）から図４（ｃ）にかかるプレス成形方法の工程順に時系列的に示す。図５は、本実施形態の変形例におけるプレス成形方法で用いられるプレス成形装置の断面図であり、図５（ａ）から図５（ｃ）にかかるプレス成形方法の工程順に時系列的に示す。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるプレス成形方法につき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成す。また、説明の便宜上、ｘ軸及びｙ軸がなす平面は、水平面に平行な平面であり、ｚ軸の正方向は、上方向であるとする。

図１（ａ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の断面図であり、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図に相当する。また、図１（ｂ）は、かかるプレス成形品の上面図である。

図１に示すように、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品１０は、全体として平板状で鉄製等の金属製であり、上面視でＬ字状であるような本体部１２を有する。かかる本体部１２は、ｙ軸の正方向側に延在する第１端部１２ａ、ｘ軸の負方向側に延在する第２端部１２ｂ、及び第１端部１２ａと第２端部１２ｂとの間でｘ軸の正方向側に延在する第３端部１２ｃを有する。第１端部１２ａと第２端部１２ｂとにわたっては、本体部１２から下方に垂下される第１縦壁１３が配設される。かかる第１縦壁１３は、その下端からｘ軸の正方向側に突設されるフランジ１４を有する。一方で、第１端部１２ａと第３端部１２ｃとにわたっては、本体部１２から下方に垂下される第２縦壁１５が配設される。ここで、第１縦壁１３と第２縦壁１５との間には、内方領域Ｓが画成され、フランジ１４は、かかる内方領域Ｓに向かって突設されることになる。つまり、第１縦壁１３のフランジ１４は、プレス成形品１０の強度を増す延在部分である。また、かかるフランジ１４は、水平方向に延在することが強度増強上好ましいが、レイアウト上の要請等応じて、内方領域Ｓに向かって上昇又は下降するように延在していてもかまわない。

また、かかる本体部１２は、第１端部１２ａ、第２端部１２ｂ、及び第３端部１２ｃの各々の基部となるその中央部において、下方に陥設された凹部１６を有する。ここで、第１端部１２ａ、第２端部１２ｂ、及び凹部１６には、各々対応して孔１７、１８及び１９が形成されている。また、第３端部１２ｃには、円筒状のカラーＨが固設されている。

以上の構成のプレス成形品１０は、典型的には、四輪自動車のフロントサスペンションのロアアームであり、第１端部１２ａの孔１７は、ホイール側のピボット取り付け孔、第２端部１２ｂの孔１８は、車体後方側のピボット取り付け孔、第３端部１２ｃのカラーＨは、車体前方側のピボット取り付け部材に、各々相当する。もちろん、第３端部１２ｃには、第１端部１２ａ及び第２端部１２ｂと同様に、カラーＨに代えて孔を設けてもかまわない。また、凹部１６の孔１９は、水抜き及び軽量化のために設けられているが、必要に応じて省略可能である。また、プレス成形品１０の板厚等の関係でその強度が十分確保されている場合には、凹部１６自体を省略して仮想線ＴＳで示す平面状の上面を付与してもよい。また、プレス成形品１０の板厚等の関係でその強度が十分確保されている場合には、第２縦壁１５を省略可能である。

また、本実施形態におけるプレス成形方法は、その一連の工程中で、第１縦壁１３のフランジ１４を形成することを主眼としており、かかる構成を有するプレス成形品であれば、四輪自動車のフロントサスペンションのロアアーム以外のプレス成形品をプレス成形する際に、適宜適用可能であることはもちろんである。

次に、本実施形態のプレス成形方法の一連の工程につき、以上の構成のプレス成形品１０をプレス成形する場合を例に挙げ、更に図２から図４をも参照しながら、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、プレス成形品１０は、上面視でＬ字状の部材であり、そこに第２縦壁１５及び凹部１６が設けられた構成例でもって、説明していく。また、かかるプレス成形方法は、図示を省略するコントローラの制御の下で自動的に行われてもよいし、手動で行われてもよい。

図２は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られる成形品を、かかるプレス成形方法の工程順に時系列的に示す。ここで、図２（ａ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の第１中間成形品の断面図であり、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図に相当し、図２（ｂ）は、かかる第１中間成形品の上面図である。図２（ｃ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の第２中間成形品の断面図であり、図２（ｄ）のＣ−Ｃ断面図に相当し、図２（ｄ）は、かかる第２中間成形品の上面図である。また、図３は、本実施形態におけるプレス成形方法で図２で示す成形品の次に得られる成形品を示す。図３（ａ）は、本実施形態におけるプレス成形方法で得られるプレス成形品の第４中間成形品の断面図であり、図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面図に相当し、図３（ｂ）は、かかる第４中間成形品の上面図である。また、図４は、本実施形態におけるプレス成形方法で用いられるプレス成形装置の断面図であり、図４（ａ）から図４（ｃ）にかかるプレス成形方法の工程順に時系列的に示す。

プレス成形品１０を成形するプレス成形方法においては、まず、平板状の金属製母材を必要なサイズにブランク加工等して、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、上面視でＬ字状の本体部２２を有する第１中間成形品２０を形成する。かかる本体部２２は、ｙ軸の正方向側に延在する第１端部２２ａ、ｘ軸の負方向側に延在する第２端部２２ｂ、及び第１端部２２ａと第２端部２２ｂとの間でｘ軸の正方向側に延在する第３端部２２ｃを有する。また、かかる本体部２２は、第１端部２２ａ、第２端部２２ｂ、及び第３端部２２ｃの各々の基部となるその中央部において、下方に陥設された凹部２６を有する。ここで、第１端部２２ａ、第２端部２２ｂ、及び凹部２６には、各々対応して孔２７、２８及び２９が形成されている。つまり、かかる第１中間成形品２０は、相対的に大きなサイズを有する上面視でＬ字状の平板状部材である。また、本工程においては、１枚の金属板から複数の第１中間成形品２０を切り取るものであってもよく、凹部２６、並びに孔２７、２８及び２９は、このような加工の後に形成されてもかまわない。

次に、第１中間成形品２０をプレス成形することにより、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、上面視でＬ字状の本体部３２を有する第２中間成形品３０を形成する。かかる本体部３２は、ｙ軸の正方向側に延在する第１端部３２ａ、ｘ軸の負方向側に延在する第２端部３２ｂ、及び第１端部３２ａと第２端部３２ｂとの間でｘ軸の正方向側に延在する第３端部３２ｃを有する。第１端部３２ａと第２端部３２ｂとにわたっては、本体部３２から下降して傾斜される第１傾斜壁３３が配設される。かかる第１傾斜壁３３は、その下端から垂下される第２傾斜壁３４を有する。一方で、第１端部３２ａと第３端部３２ｃとにわたっては、本体部３２から下方に垂下される第２縦壁３５が配設される。ここで、第１傾斜壁３３及び第２傾斜壁３４と第２縦壁３５との間には、内方領域Ｓが画成される。

また、かかる本体部３２は、第１端部３２ａ、第２端部３２ｂ、及び第３端部３２ｃの各々の基部となるその中央部において、下方に陥設された凹部３６を有する。ここで、第１端部３２ａ、第２端部３２ｂ、及び凹部３６には、各々対応して孔３７、３８及び３９が形成されている。ここで、図２（ｃ）に示すように、本体部３２は、縦断面で凹部３６以外の部分は直線状であり、第１傾斜壁３３は、縦断面で直線状であり、かつ、第２傾斜壁３４も、縦断面で直線状である。つまり、各々このように直線状である第１傾斜壁３３と本体部３２とのなす角の角度（角の内部側の角度、つまり１８０°未満の方の角度をいう。以下、同様）をαとすると、かかる角度αは、鈍角に設定されている。また、各々このように直線状である第２傾斜壁３４とかかる本体部３２とのなす角の角度をβとすると、かかる角度βは、角度αより小さな鈍角又は直角に設定されている。

次に、図４（ａ）に示すように、第２中間成形品３０をプレス成形装置１００に収容して保持する。

かかるプレス成形装置１００は、第１下型１０２、第１上型１０４、弾性部材１０６、第２下型１０８、及び第２上型１１０を備える。第１下型１０２は、上面１０２ａ及び上面１０２ａが下方に陥設された切欠き状の凹部１０２ｂを有する。第１上型１０４は、床Ｆに固定された第１下型１０２上に載置されて、第１下型１０２の上面１０２ａに摺動自在な下面１０４ａ、及び縦面１０４ｂを有する。第２下型１０８は、床Ｆに固定された弾性部材１０６上に載置されて、凹部１０８ａを有する。第２上型１１０は、第２中間成形品３０を介して第２下型１０８上に載置されて、凸部１１０ａ及び縦面１１０ｂを有する。また、第１下型１０２及び第１上型１０４は、第１の型構造を構成し、第２下型１０８及び第２上型１１０は、第２の型構造を構成する。

つまり、第２中間成形品３０は、その凹部３６が第２下型１０８の凹部１０８ａと第２上型１１０の凸部１１０ａとの間に挟持された状態で、プレス成形装置１００に収容される。ここで、弾性部材１０６は、第２中間成形品３０を挟持した第２下型１０８及び第２上型１１０が不要に降下しないように支持しこれらを所定位置に維持している。この際、第１上型１０４に対して、図示を省略する加圧源から加圧力Ｆｘを印加し、その下面１０４ａを第１下型１０２の上面１０２ａに摺動させながら、縦面１０４ｂを第２中間成形品３０の第２傾斜壁３４に当接させ更にそれをｘ軸の正方向に押圧していく。ついで、第１上型１０４の縦面１０４ｂが、第２中間成形品３０の第１傾斜壁３３にも当接して更にそれをｘ軸の正方向に押圧していき、第２上型１１０の縦面１１０ｂに当接する状態に至る。このように、第１上型１０４の縦面１０４ｂが、第２中間成形品３０の第１傾斜壁３３を押し切って、第１傾斜壁３３及び第２傾斜壁３４を折り曲げることにより、図４（ｂ）に示す第３中間成形品３０’が形成される。そして、第１上型１０４の縦面１０４ｂが、第２上型１１０の縦面１１０ｂに当接して、第３中間成形品３０’が形成されたならば、加圧力Ｆｘの印加を停止する。この際、第１上型１０４の縦面１０４ｂを第２中間成形品３０の第２傾斜壁３４に当接させ更にそれをｘ軸の正方向に押圧していく確実性を考慮すれば、第２傾斜壁３４と本体部３２とのなす角の角度βは、角度αより小さな鋭角であれば足りるが、その確実性をより向上するのであれば、直角に設定されていることが好ましい。また、第１上型１０４の縦面１０４ｂを第２中間成形品３０の第１傾斜壁３３に当接させ更にそれをｘ軸の正方向に押圧していく確実性を考慮すれば、第１傾斜壁３３と本体部３２とのなす角の角度αは、鈍角であれば足りるが、その確実性をより向上するのであれば、１４５°以下の鈍角に設定されていることが好ましい。

かかる第３中間成形品３０’は、第１縦壁３３’及び第３傾斜壁３４’を有し、その残余の構成は、第２中間成形品３０と同じであり、凹部３６’等を有する本体部３２’や第２縦壁３５’の形状は、第２中間成形品３０のものを各々維持している。ここで、図４（ｂ）に示すように、第１縦壁３３’は、縦断面で直線状であり、かつ、第３傾斜壁３４’
も、縦断面で直線状である。つまり、各々このように直線状である第１縦壁３３’と本体部３２’とのなす角の角度をγとすると、かかる角度γは、直角に設定されている。また、各々このように直線状である第３傾斜壁３４’と本体部３２’とのなす角の角度をδとすると、かかる角度δは、第２中間成形品３０の第２傾斜壁３４と本体部３２とのなす角の角度βの由来するものであるが、０°よりは大きい鋭角に設定されている。なお、第１上型１０４の縦面１０４ｂが、第２中間成形品３０の第１傾斜壁３３を押し切る精度や縦面１０４ｂの傾斜角等に応じて、第１縦壁３３’と本体部３２’とのなす角の角度γは、直角に近い鈍角になってもかまわない。

次に、図４（ｂ）に示すように、第３中間成形品３０’を挟持した状態の第２下型１０８及び第２上型１１０に対して、図示を省略する加圧源から加圧力Ｆｚを印加して、弾性部材１０６を圧縮しながら第２下型１０８及び第２上型１１０を降下させていき、第２下型１０８及び第２上型１１０に挟持された第３中間成形品３０’の第３傾斜壁３４’を、第１下型１０２の凹部１０２ｂに当接させ更にそれを下方に押圧していき、図４（ｃ）に示すように、第３傾斜壁３４’が、凹部１０２ｂに押し切られてその形状に対応した形状に成形される。この際、第３中間成形品３０’の第１縦壁３３’は、第１下型１０２の縦面１０４ｂに沿いながら摺動される。このように、第３傾斜壁３４’が凹部１０２ｂに押し切られてその形状に対応した形状に成形されることにより、図４（ｃ）に示すような第４中間成形品４０が形成される。そして、第４中間成形品４０が形成されたならば、加圧力Ｆｚの印加を停止した後に第２上型１１０を上方に引き上げて、第４中間成形品４０をプレス成形装置１００の外部に取り出す。

かかる第４中間成形品４０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）にも示すように、上面視でＬ字状であるような本体部４２を有する。かかる本体部４２は、ｙ軸の正方向側に延在する第１端部４２ａ、ｘ軸の負方向側に延在する第２端部４２ｂ、及び第１端部４２ａと第２端部４２ｂとの間でｘ軸の正方向側に延在する第３端部４２ｃを有する。第１端部４２ａと第２端部４２ｂとにわたっては、本体部４２から下方に垂下される第１縦壁４３が配設される。かかる第１縦壁４３は、その下端からｘ軸の正方向側に突設されるフランジ４４を有する。一方で、第１端部４２ａと第３端部４２ｃとにわたっては、本体部４２から下方に垂下される第２縦壁４５が配設される。ここで、第１縦壁４３と第２縦壁４５との間には、内方領域Ｓが画成され、フランジ４４は、かかる内方領域Ｓに向かって突設される。ここで、そのＲ部以外は本体部４２の直線状の部分になる。各々このように直線状であるフランジ４４と本体部４２とのなす角の角度をεとすると、かかる角度εは、第２中間成形品３０の第２傾斜壁３４と本体部３２とのなす角の角度βよりも小さい鋭角又は０°（平行）に設定されている。但し、第３傾斜壁３４’が第１下型１０２の凹部１０２ｂに押し切られる精度や凹部１０２ｂの形状等に応じて、フランジ４４は、その先端部に向かうに連れて上昇する傾きや曲面状の形状を持ってもかまわない。

また、かかる本体部４２は、第１端部４２ａ、第２端部４２ｂ、及び第３端部４２ｃの各々の基部となるその中央部において、下方に陥設された凹部４６を有する。ここで、第１端部４２ａ、第２端部４２ｂ、及び凹部４６には、各々対応して孔４７、４８及び４９が形成されている。つまり、かかる第４中間成形品４０は、フランジ４４以外の残余の構成は、第３中間成形品３０’と同じであり、凹部４６等を有する本体部４２、第１縦壁４３、及び第２縦壁４５’の形状は、第３中間成形品３０’のものを各々維持している。

そして、最後に、第４中間成形品４０の第３端部４２ｃにカラーＨを溶接し、孔４７、４８及び４９に必要に応じたバーリング加工等を施して、プレス成形品１０を得ることになる。

（変形例）
さて、以上のプレス成形方法では、第１の型構造である第１下型１０２及び第１上型１０４、及び第２の型構造である第２下型１０８及び第２上型１１０を用いたが、更に第３の型構造を用いてもかまわない。以下、第１の型構造及び第２の型構造に加えて、第３の型構造を用いてプレス成形を行う本実施形態の変形例につき、更に図５をも参照して、詳細に説明する。

図５は、本変形例におけるプレス成形方法で用いられるプレス成形装置の断面図であり、図５（ａ）から図５（ｃ）にかかるプレス成形方法の工程順に時系列的に示す。

本変形例においては、本実施形態で用いた第１の型構造である第１下型１０２及び第１上型１０４、及び第２の型構造である第２下型１０８及び第２上型１１０に加えて、第３の型構造である横型１１２を備えたプレス成形装置１００’用いることが主たる相違点であり、残余の構成は同様である。よって、本変形例においては、かかる相違点に着目して説明することとし、同様な構成については同一の符号を付して適宜説明を簡略化又は省略する。

具体的には、図５に示すように、横型１１２は、床Ｆに固定されて立設される。詳しくは、図５（ａ）に示すように、第２中間成形品３０をプレス成形装置１００’に収容して保持した際に、横型１１２の縦面１１２ａは、第２中間成形品３０の第２縦壁３５に接する位置まで延在する縦向の長さを有する。

かかる状態で、第１上型１０４に対して、図示を省略する加圧源から加圧力Ｆｘを印加し、その下面１０４ａを第１下型１０２の上面１０２ａに摺動させながら、縦面１０４ｂを第２中間成形品３０の第２傾斜壁３４に当接させ更にそれをｘ軸の正方向に押圧し、ついで、第１上型１０４の縦面１０４ｂが、第２中間成形品３０の第１傾斜壁３３にも当接して更にそれをｘ軸の正方向に押圧していく際に、第２中間成形品３０の第２縦壁３５が横型１１２の縦面１１２ａに当接しているため、第２中間成形品３０、並びにそれを保持した第２の型構造である第２下型１０８及び第２上型１１０が不要にｘ軸の正方向に偏位されることが抑制される。

また、図５（ｂ）に示すように、第３中間成形品３０’を挟持した状態の第２下型１０８及び第２上型１１０における第２上型１１０に対して、図示を省略する加圧源から加圧力Ｆｚを印加して、弾性部材１０６を圧縮しながら第２下型１０８及び第２上型１１０を降下させていき、第２下型１０８及び第２上型１１０に挟持された第３中間成形品３０’の第３傾斜壁３４’を、第１下型１０２の凹部１０２ｂに当接させ更にそれを下方に押圧していき、図５（ｃ）に示すように、第３傾斜壁３４’が、凹部１０２ｂに押し切られてその形状に対応した形状に成形される際においても、第３中間成形品４０の第２縦壁４５が横型１１２の縦面１１２ａに当接しているため、第３中間成形品４０、並びにそれを保持した第２の型構造である第２下型１０８及び第２上型１１０が不要に偏位されることが抑制される。

なお、以上の構成において、第１の型構造の動きと第２の型構造の動きは、原理的には、相対的なものであればよいし、その移動する向きも交差していればよい。また、第１の型構造では、第１下型１０２は必ずしも静止している必要はなく、例えばｘ軸の正方向に可動である構成を有していてもよい。また、第３中間成形品３０’を得る工程では、第２の型構造を第１の型構造に向けて移動する構成も採用し得るし、第４中間成形品４０を得る工程では、第１の型構造を第２の型構造に向けて移動する構成も採用し得る。

また、本発明は、部材の形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、簡便で適用の拡張性が高く、型にかける負荷を低減しながらフランジを形成する加工精度の高いプレス成形方法を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に自動車等の移動体の強度部材のプレス成形分野に適用され得るものと期待される。

Ｆ…床
Ｈ…カラー
Ｓ…内方領域
ＴＳ…平面状の上面
１０…プレス成形品
１２…本体部
１２ａ…第１端部
１２ｂ…第２端部
１２ｃ…第３端部
１３…第１縦壁
１４…フランジ
１５…第２縦壁
１６…凹部
１７、１８、１９…孔
２０…第１中間成形品
２２…本体部
２２ａ…第１端部
２２ｂ…第２端部
２２ｃ…第３端部
２６…凹部
２７、２８、２９…孔
３０…第２中間成形品
３２…本体部
３２ａ…第１端部
３２ｂ…第２端部
３２ｃ…第３端部
３３…第１傾斜壁
３４…第２傾斜壁
３５…第２縦壁
３６…凹部
３７、３８、３９…孔
３０’…第３中間成形品
３２’…本体部
３３’…第１縦壁
３４’…第３傾斜壁
３５’…第２縦壁
３６’…凹部
４０…第４中間成形品
４２…本体部
４２ａ…第１端部
４２ｂ…第２端部
４２ｃ…第３端部
４３…第１縦壁
４４…フランジ
４５…第２縦壁
４６…凹部
４７、４８、４９…孔
１００、１００’…プレス成形装置
１０２…第１下型
１０２ａ…上面
１０２ｂ…凹部
１０４…第１上型
１０４ａ…下面
１０４ｂ…縦面
１０６…弾性部材
１０８…第２下型
１０８ａ…凹部
１１０…第２上型
１１０ａ…凸部
１１２…横型
１０４…第１上型
１０４ａ…下面
１０４ｂ…縦面
１０６…弾性部材
１０８…第２下型
１０８ａ…凹部
１１０…第２上型
１１０ａ…凸部
１１２…横型
１１２ａ…縦面

Claims

必要なサイズの第１の中間成形品を成形する第１工程と、
前記第１の中間成形品から第１本体部、前記第１本体部に連なる第１傾斜壁及び前記第１傾斜壁に連なる第２傾斜壁を有する第２の中間成形品を成形する第２工程と、
前記第２の中間成形品から、前記第１本体部の形状を維持した第２本体部、前記第２本体部に連なる第１縦壁及び前記第１縦壁に連なる第３傾斜壁を有する第３の中間成形品を成形する第３工程と、
前記第３の中間成形品から、前記第２本体部の形状を維持した第３本体部、前記第１縦壁の形状を維持した縦壁及びフランジを有する第４の中間成形品を成形する第４工程と、
を有するプレス成形方法であって、
前記第２の中間成形品において、前記第１本体部と前記第１傾斜壁とのなす角の第１の角度は、鈍角であり、前記第１本体部と前記第２傾斜壁とのなす角の第２の角度は、前記第１の角度よりも小さな鈍角又は直角であり、
前記第３工程においては、前記第１傾斜壁及び前記第２傾斜壁を折り曲げるように第１の方向に押圧し、その結果得られる前記第３の中間成形品において、前記第２本体部と前記第３傾斜壁とのなす角の第３の角度は、鋭角であり、
前記第４工程においては、前記第３傾斜壁を折り曲げるように前記第１の方向に対して交差する第２の方向に押圧し、その結果得られる前記第４の中間成形品において、前記第３本体部と前記フランジとのなす角の第４の角度は、第３の角度より小さな角度であるプレス成形方法。
前記第３工程においては、前記第１の方向に相対移動自在な第１の型構造で、前記第１傾斜壁及び前記第２傾斜壁を折り曲げるように前記第１の方向に押圧する請求項１に記載のプレス成形方法。
前記第３工程においては、前記第１の型構造における壁面が前記第２傾斜壁に当接した後で前記第１傾斜壁に当接することにより、前記第２傾斜壁を折り曲げるように前記第１の方向に押圧する請求項２に記載のプレス成形方法。
前記第４工程においては、前記第１の型構造に対して相対移動自在で前記第３の中間成形品を保持した第２の型構造を相対移動させることにより、前記第３傾斜壁を折り曲げるように前記第２の方向に押圧する請求項２又は３に記載のプレス成形方法。
前記第３工程において得られた状態の前記第３傾斜壁は、前記第１の型構造における凹部から離間しており、前記第４工程において、前記第２の型構造を相対移動させることにより、前記第３傾斜壁が前記凹部に当接しながら折り曲げられる請求項４に記載のプレス成形方法。
前記第２の型構造は、弾性部材で支持される請求項５に記載のプレス成形方法。
更に、前記第２の中間成形品には、前記第１傾斜壁及び前記第２傾斜壁に対向する対向縦壁が設けられ、前記対向縦壁は、前記第３工程及び前記第４工程において、その形状が維持され、かつ、第３の型構造に当接される請求項４から６のいずれかに記載のプレス成形方法。