JP6119929B1 - プレス部品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

超高張力鋼板からなるブランクに自由曲げ工法によるプレス加工を行い、湾曲部の内周側のフランジに割れを生じずにプレス部品を製造する。国際公開第2011/145679号パンフレットにより開示された自由曲げ工法により引張強度1180MPa以上の超高張力鋼板からなるブランク24に冷間でプレス加工を行うことによって、ハット型の横断面形状および湾曲部13を有するプレス部品11を製造する。プレス加工により、ブランク24における、プレス部品11の湾曲部13の内周側のフランジ11eに成形される部分の近傍に、ブランク24における、プレス部品11の端部11fに成形される部分が、ブランク24における、プレス部品11の湾曲部13の内周側のフランジ11eに成形される部分へ流入する量を増加する材料流入促進部19を設ける。

Description

本発明は、プレス部品の製造方法および製造装置に関する。

自動車のボディシェルはユニットコンストラクション構造（モノコック構造）を有する。ユニットコンストラクション構造は、互いに接合された多数の骨格部材および成形パネルにより、構成される。

例えばフロントピラー，センターピラー，サイドシル、ルーフレール、サイドメンバ等が骨格部材として知られる。また、例えばフードリッジ，ダッシュパネル，フロントフロアーパネル，リアフロアフロントパネル，リアフロアリアパネル等が成形部材として知られる。

フロントピラー，センターピラー，サイドシルといった閉断面を有する骨格部材は、フロントピラーレインフォースメント，センターピラーレインフォースメント，サイドシルアウターレインフォースメント等の構成部材を、アウターパネルやインナーパネルといった他の構成部材と接合することにより、組立てられる。

図１４は、骨格部材１の一例を示す説明図である。

同図に示すように、骨格部材１は、構成部材２，３，４，５をスポット溶接によって接合することにより、組み立てられる。構成部材２は略ハット型の横断面形状を有する。略ハット型の横断面形状は、天板２ａと、左右一対の縦壁２ｂ，２ｂと、縦壁２ｂ，２ｂにつながるフランジ２ｃ，２ｃとを有する。天板２ａは、天板２ａに直交する方向から見た平面視で、逆Ｌ型の外形を有する。

なお、上記平面視で図１４に示す構成部材２とは反対にＬ型の外形を有する構成部材も存在する。以降の説明では、上記平面視でＬ型または逆Ｌ型の外形を有する部品を「Ｌ型部品」と総称する。骨格部材１の強度および剛性が、Ｌ型部品を構成要素として有することにより、確保される。

図１５は、Ｔ型部品６の一例を示す説明図である。Ｔ型部品６の天板６ａは、天板６ａに直交する方向から見た平面視で、Ｔ型の外形を有する。例えばセンターピラーレインフォースメントがＴ型部品６として知られる。

Ｔ型部品６は、Ｌ型部品２と同様に、略ハット型の横断面形状を有する。略ハット型の横断面形状は、天板６ａと、左右一対の縦壁６ｂ，６ｂと、左右一対のフランジ６ｃ，６ｃとを有する。さらに、Ｙ型部品（後述する図１３参照）がＴ型部品６の変形として知られる。Ｙ型部品の天板６ａは上記平面視でＹ型の外形を有する。以降の説明では、Ｌ型部品２、Ｔ型部品６さらにはＹ型部品を「湾曲部品」と総称する。

湾曲部品は、シワの発生を防ぐため、通常、絞り成形によるプレス加工により、製造される。

図１６は、絞り成形によるプレス加工の概略を示す説明図であり、図１６（ａ）は成形開始前を示し、図１６（ｂ）は成形完了時（成形下死点）を示す。

図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、ダイ７、パンチ８、およびブランクホルダ９を用い、ブランク１０に絞り成形によるプレス加工を行って、中間プレス部品１２に成形する。

図１７は、絞り成形によるプレス加工により製造されるプレス部品１１の一例を示す説明図であり、図１８は、プレス部品１１の成形素材であるブランク１０を示す説明図であり、図１９は、ブランク１０におけるシワ押さえ領域１０ａを示す説明図であり、さらに、図２０は、プレス加工を行われたままの中間プレス部品１２を示す説明図である。

図１７に示すプレス部品１１は、例えば、以下に列記の工程（ｉ）〜（ｉｖ）を経て、絞り成形によるプレス加工により製造される。

（ｉ）図１８に示すブランク１０をダイ７およびパンチ８の間に配置する。

（ｉｉ）ブランク１０の周囲のシワ押さえ領域１０ａ（図１９のハッチング部）を、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すようにダイ７およびブランクホルダ９により強く押さえる。これにより、金型内へのブランク１０の過剰な流入を抑制する。

（ｉｉｉ）図１６（ｂ）に示すようにダイ７およびパンチ８が互いに接近するプレス方向（鉛直方向）にダイ７およびパンチ８を相対的に移動することにより、ブランク１０に絞り成形によりプレス加工を行って、中間プレス部品１２とする。
（ｉｖ）中間プレス部品１２の周囲のシワ押さえ領域１０ａ（不要部分である切除領域）を切除（トリム）することにより、図１７に示すプレス部品１１とする。

図１７〜２０に示すように、絞り成形によるプレス加工では、ブランク１０が金型内に過剰に流入することが、ブランクホルダ９により抑制される。このため、ブランク１０の過剰な流入による中間プレス部品１２におけるシワの発生が抑制される。

しかし、不要部分である切除領域が中間プレス部品１２の周囲に不可避的に発生する。このため、プレス部品１１の歩留まりが低下し、プレス部品１１の製造コストが上昇する。

図２１は、中間プレス部品１２におけるプレス不良（シワおよび割れ）の発生状況の一例を示す説明図である。

図２１に示すように、中間プレス部品１２には、シワが、絞り成形の過程でブランク１０が金型内に過剰に流入し易いα領域において発生し易いとともに、割れが、絞り成形の過程で板厚が部分的に減少し易いβ領域において発生し易い。

特に、延性が小さい高強度鋼板からなるブランク１０に絞り成形によるプレス加工を行って湾曲部品を製造しようとすると、シワや割れが、ブランク１０の延性の不足のために、中間プレス部品１２に発生し易い。

従来、延性に優れた比較的低強度の鋼板が、中間プレス部品１２におけるシワや割れの発生を防止するために、湾曲部品のブランク１０として用いられていた。このため、湾曲部品に要求される強度を確保するために、ブランク１０の板厚を厚くせざるを得ず、湾曲部品の重量の増加や製造コストの上昇が避けられなかった。

本出願人は、先に特許文献１により、延性が小さい高張力鋼板からなるブランクを用いても、シワや割れを生じることなく、湾曲部品を歩留まりよく曲げ成形によりプレス加工できる特許発明を開示した。本明細書では、この特許発明に係る工法を「自由曲げ工法」ともいう。

以下、上述した図１７および図２２を参照しながらこの特許発明を説明する。図２２は、特許文献１により開示された特許発明の概要を部分的に示す説明図である。

特許文献１により開示された特許発明は、ブランクに冷間または温間での曲げ成形によるプレス加工を行うことによりプレス部品１１を製造する。図１７に示すように、プレス部品１１は、天板１１ａと、凸稜線１１ｂ，１１ｂと、縦壁１１ｃ，１１ｃと、凹稜線１１ｄ，１１ｄと、フランジ１１ｅ，１１ｅとを含む横断面形状（例えばハット型の横断面形状）を有する。

天板１１ａは、一の方向（図１７における矢印が示す方向）へ延びて存在する。凸稜線１１ｂ，１１ｂは、天板１１ａの幅方向（一の方向と直交する方向）の両端部にそれぞれつながる。縦壁１１ｃ，１１ｃは、凸稜線１１ｂ，１１ｂにそれぞれつながる。凹稜線１１ｄ，１１ｄは、縦壁１１ｃ，１１ｃにそれぞれつながる。さらに、フランジ１１ｅ，１１ｅは、凹稜線１１ｄ，１１ｄにそれぞれつながる。

さらに、プレス部品１１は、天板１１ａに直交する平面視で、湾曲する湾曲部１３を有し、これにより、逆Ｌ型の外形を有する。

自由曲げ工法では、図２２に示すように、曲げ成形によるプレス成形機１４のダイ１５およびダイパッド１６とパンチ１７との間にブランク１８を配置する。

ブランク１８における天板１１ａに成形される部分の一部（プレス部品１１の湾曲部１３に成形される部分の近傍）１８ａを、
（ｉ）ダイパッド１６により１．０ＭＰａ以上かつ３２．０ＭＰａ未満の加圧力で加圧すること、または（ｉｉ）ダイパッド１６およびパンチ１７の隙間の距離が｛ブランク１８の板厚×（１．０〜１．１）｝を満足するようにダイパッド１６を近接または接触させること
により、天板１１ａに成形される部分の一部１８ａにおける面外変形を抑制しながら、以下に説明するプレス加工を行うことによって、プレス部品１１を製造する。

ブランク１８における、天板１１ａの延設方向の端部１１ｆに成形される部分（逆Ｌ型の底辺に相当する部分）が、ブランク１８における、天板１１ａに成形される部分と同一平面上に存在する状態で、ダイ１５およびパンチ１７を互いに接近する方向へ相対的に移動させる。

これにより、ブランク１８における端部１１ｆに成形される部分（逆Ｌ型の底辺に相当する部分）が、ダイ１５における天板１１ａを成形する部分の上で面内移動（スライド）しながら、湾曲部１３の内周側の縦壁１１ｃ、凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅが成形される。

このようにして、ブランク１８にプレス加工を行って湾曲部１３を有するプレス部品１１を製造すると、プレス加工の際に、ブランク１８における、天板１１ａの延設方向の端部１１ｆに成形される部分がブランク１８における縦壁１１ｃに成形される部分へ流入する流入量が増加する。

このため、自由曲げ工法によれば、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅ（通常の絞り成形によるプレス加工では、板厚の減少により割れが発生し易い部位）における過剰な引張り応力が軽減され、割れの発生が抑制される。

また、自由曲げ工法によれば、天板１１ａ（通常の絞り成形によるプレス加工では、ブランク１８の過剰な流入によりシワが発生し易い部位）においても、ブランク１８が引張られるため、シワの発生が抑制される。

また、自由曲げ工法によれば、通常の絞り成形によるプレス加工の際にブランク１８に必ず設けられていたシワ押さえ領域（切除領域）が不要になる。このため、プレス部品１１の歩留まりが向上する。

さらに、自由曲げ工法は曲げ成形によるプレス加工である。このため、自由曲げ工法においてブランク１８に要求する延性は、絞り成形によるプレス加工においてブランクに要求する延性よりも小さい。したがって、ブランク１８として、比較的延性が低い高強度鋼板を用いることが可能になり、ブランク１８の板厚を小さく設定でき、車両の軽量化を図ることができる。

本出願人は、特許文献２により、自由曲げ工法で用いる展開ブランクにおける、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分の縁部に、特定の形状の余肉部を設ける発明を開示した。

特許文献２により開示された発明によれば、自由曲げ工法による湾曲部１３付近の成形性をさらに高めて、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅの割れを防止しながら、ブランク１８における天板１１ａに成形される部分から、ブランク１８における縦壁１１ｃに成形される部分への過剰なブランク１８の流入も抑制でき、天板１１ａの端部の割れも防止できる。

国際公開第２０１１／１４５６７９号パンフレット 国際公開第２０１４／１８５４２８号パンフレット

本発明者らは、自由曲げ工法の成形性をさらに高めるために鋭意検討を重ねた結果、特許文献１，２により開示された自由曲げ工法によりブランク１８にプレス加工を行っても、成形不良を生じずにプレス部品１１を製造することができない場合があることを新たに知見した。

このような場合として、例えば、
（ａ）ブランク１８が引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
（ｂ）プレス部品１１の高さ（縦壁１１ｃの製品高さ方向への投影距離）が７０ｍｍ以上と高いこと、
（ｃ）プレス部品１１の凹稜線１１ｄの曲率半径Ｒ_１が側面視で１０ｍｍ以下と小さいこと、または
（ｄ）プレス部品１１における湾曲部１３の曲率半径Ｒ_２が平面視で１００ｍｍ以下と小さいこと
のうちの少なくとも一つを満足する第１の場合、または
（ｅ）ブランク１８が引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
（ｆ）プレス部品１１の高さ（縦壁１１ｃの製品高さ方向への投影距離）が５５ｍｍ以上であること、
（ｇ）プレス部品１１の凹稜線１１ｄの曲率半径Ｒ_１が側面視で１５ｍｍ以下であること、または
（ｅ）プレス部品１１における湾曲部１３の内側の曲率半径Ｒ_２が平面視で１４０ｍｍ以下であること
のうちの少なくとも二つ以上を満足する第２の場合
が挙げられる。第１の場合または第２の場合には、自由曲げ工法を用いても、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに割れが発生する。

本発明は、特許文献１，２により開示された発明が有するこれらの新規な課題を解決するためになされた。本発明の目的は、上記第１の場合または第２の場合にブランクに自由曲げ工法によるプレス加工を行っても、湾曲部の内周側のフランジに割れを生じることなく、湾曲部品を製造できる、プレス部品の製造方法および製造装置を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下に列記の知見Ａ〜Ｄを得て、本発明を完成した。

（Ａ）図１７および図２２を参照しながら説明したように、自由曲げ工法では、ブランク１８における、天板１１ａの延設方向の端部１１ｆに成形される部分（逆Ｌ型の底辺に相当する部分）が、ブランク１８における、湾曲部１３の内周側の縦壁１１ｃに成形される部分へ向けて流入する。これにより、ブランク１８における、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分に材料が供給される。

このため、ブランク１８における、天板１１ａの延設方向の端部１１ｆに成形される部分が、ブランク１８における、湾曲部１３の内周側の縦壁１１ｃに成形される部分へ流入する流入量を増加することによって、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅでの割れの発生を防止でき、自由曲げ工法の成形限界を高めることが可能になる。

（Ｂ）しかし、プレス加工の際に、上記流入量の限界は、流入方向の断面の成形前後におけるフランジ１１ｅの断面線長の変化量によって幾何学的に決定される。そして、この流入量の限界が自由曲げ工法における成形限界となる。

（Ｃ）プレス成形の際に、ブランク１８における、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分の近傍（ブランク１８における、プレス部品１１に成形される領域の望ましくは外側の領域）に、例えばビードといった材料流入促進部をこのプレス成形と同時に成形することによって、上記流入量を増加できる。

（Ｄ）材料流入促進部の形状を、材料の流入方向（ブランク１８における、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分の変形の最大主ひずみ方向）の断面線長差を確保できる形状とすることにより、上記流入量を増加でき、これにより、自由曲げ工法における成形限界を高めることができる。

本発明は、以下に列記の通りである。

（１）曲げ成形によるプレス成形装置を構成するダイおよびダイパッドと、該ダイおよびダイパッドに対向して配置されるパンチとの間に配置されたブランクまたは予成形されたブランクにプレス加工を行うことによって、
一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の端部につながる凸稜線と、該凸稜線につながる縦壁と、該縦壁につながる凹稜線と、該凹稜線につながるフランジとにより構成される横断面形状を有するとともに、前記凸稜線、前記縦壁および前記凹稜線が湾曲することにより前記天板の外形を該天板に直交する平面視でＬ型、Ｔ型またはＹ型とする湾曲部を有するプレス部品を製造する際に、
前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分を、前記ダイパッドにより１．０ＭＰａ以上かつ３２．０ＭＰａ未満の加圧力で加圧し、あるいは、前記ダイパッドと前記パンチとの隙間を前記ブランクの板厚以上かつ前記ブランクの板厚の１．１倍以下に保って前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分に前記ダイパッドを近接または接触させ、
前記ブランクにおける、前記天板の前記一の方向の端部に成形される部分が前記ブランクにおける前記天板に成形される部分と同一平面上に存在する状態で、前記ダイおよび前記パンチを互いに接近する方向へ相対的に移動させることによって、前記ブランクにおける前記天板の一の方向の端部に成形される部分を、前記ダイにおける前記天板を成形する部分の上で面内移動（スライド）させながら、前記湾曲部の内周側の前記縦壁、前記凹稜線および前記フランジを成形すること
によって前記プレス部品を製造する方法において、
前記プレス加工により、前記ブランクにおける、前記プレス部品の前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分の近傍（例えばフランジのみ、あるいはフランジおよび凹稜線）に、前記ブランクにおける前記端部に成形される部分が前記ブランクにおける前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分へ流入する流入量を増加する材料流入促進部を、一つまたは二つ以上設けること、および
該材料流入促進部は、前記天板に直交する平面視で、前記湾曲部の内周の中央位置に接する直線に平行な断面における断面線長が前記湾曲部の内周側のフランジから離れるに伴って増加する断面形状を有する、プレス部品の製造方法。

（２）前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が７０ｍｍ以上であること、
前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１０ｍｍ以下であること、または
前記プレス部品における前記湾曲部の内周側の曲率半径が前記平面視で１００ｍｍ以下であること
のうちの少なくとも一つを満足する、１項に記載のプレス部品の製造方法。

（３）前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が５５ｍｍ以上であること、
前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１５ｍｍ以下であること、または
前記プレス部品における前記湾曲部の内側の曲率半径が前記平面視で１４０ｍｍ以下であること
のうちの二つ以上を満足する、１項に記載のプレス部品の製造方法。

（４）前記材料流入促進部は、前記ブランクにおける、前記プレス部品に成形される領域の外側の領域に設けられる、１〜３項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（５）前記断面形状は、前記断面線長が部分的に一定である場合を含む、１〜４項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（６）前記材料流入促進部は、前記プレス部品の前記天板と同じ側へ向けて凸となる凸ビード、または前記プレス部品の前記天板と反対側へ向けて凸となる凹ビードである、１〜５項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（７）前記材料流入促進部は、少なくとも、前記ブランクが存在する領域に設けられる、１〜６項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（８）前記材料流入促進部は、前記ブランクの板厚方向と平行な方向へ段差状に設けられる、１〜７項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（９）前記材料流入促進部は、成形された前記湾曲部における前記凹稜線および前記フランジの会合点と、成形開始時における前記ブランクの端部とを結んで得られる外形を有する、１〜８項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（１０）前記横断面形状は、一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の両端部につながる二つの凸稜線と、該二つの凸稜線にそれぞれつながる二つの縦壁と、該二つの縦壁にそれぞれつながる二つの凹稜線と、該二つの凹稜線にそれぞれつながる二つのフランジとにより構成されるハット型の横断面形状である、１〜９項のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。

（１１）ダイおよびダイパッドと、該ダイおよびダイパッドに対向して配置されるパンチとを備え、前記ダイおよびダイパッドと前記パンチとの間に配置されたブランクまたは予成形されたブランクにプレス加工を行うことによって、
一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の端部につながる凸稜線と、該凸稜線につながる縦壁と、該縦壁につながる凹稜線と、該凹稜線につながるフランジとにより構成される横断面形状を有するとともに、前記凸稜線、前記縦壁および前記凹稜線が湾曲することにより前記天板の外形を、該天板に直交する平面視でＬ型，Ｔ型またはＹ型とする湾曲部を有するプレス部品を製造する装置であって、
前記ダイパッドは、前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分を１．０ＭＰａ以上かつ３２．０ＭＰａ未満の加圧力で加圧すること、あるいは、前記ダイパッドは、前記パンチとの隙間を前記ブランクの板厚以上かつ前記ブランクの板厚の１．１倍以下に保って前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分に、近接または接触すること、
前記ダイおよび前記パンチは、前記ブランクにおける、前記天板の前記一の方向の端部に成形される部分が前記ブランクにおける前記天板に成形される部分と同一平面上に存在する状態で、互いに接近する方向へ相対的に移動することによって、前記ブランクにおける前記端部に成形される部分を、前記ダイにおける前記天板を成形する部分の上で面内移動させながら、前記湾曲部の内周側の前記縦壁、前記凹稜線および前記フランジを成形することによって前記プレス部品を製造する装置において、
前記ダイおよび前記パンチは、前記プレス加工により、前記ブランクにおける、前記プレス部品の前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分の近傍（例えばフランジのみ、あるいはフランジおよび凹稜線）に、前記ブランクにおける前記端部に成形される部分が、前記ブランクにおける、前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分へ流入する量を増加する材料流入促進部を一つまたは二つ以上設ける材料流入促進部形成機構を備えること、および
前記材料流入促進部形成機構は、前記天板に直交する平面視で、前記湾曲部の内周の中央位置に接する直線と平行な断面における前記材料流入促進部の断面線長が、前記湾曲部の内周側のフランジから離れるに伴って増加するように、前記材料流入促進部を設ける、プレス部品の製造装置。

（１２）前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が７０ｍｍ以上であること、
前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１０ｍｍ以下であること、または
前記プレス部品における前記湾曲部の内周側の曲率半径が前記平面視で１００ｍｍ以下であること
のうちの少なくとも一つを満足する、１１項に記載のプレス部品の製造装置。

（１３）前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が５５ｍｍ以上であること、
前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１５ｍｍ以下であること、または
前記プレス部品における前記湾曲部の内側の曲率半径が前記平面視で１４０ｍｍ以下であること
のうちの二つ以上を満足する、１１項に記載のプレス部品の製造装置。

（１４）前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、前記ブランクにおける、前記プレス部品に成形される領域の外側の領域に、設ける、１１〜１３項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

（１５）前記断面形状は、前記断面線長が部分的に一定である場合を含む、１１〜１４項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

（１６）前記材料流入促進部は、前記プレス部品の前記天板と同じ側へ向けて凸となる凸ビード、または前記プレス部品の前記天板と反対側へ向けて凸となる凹ビードである、１１〜１５項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

（１７）前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、少なくとも、前記ブランクが存在する領域に設ける、１１〜１６項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

（１８）前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、前記ブランクの板厚方向と平行な方向へ段差状に設ける、１１〜１７項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

（１９）前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、成形された前記湾曲部における前記凹稜線および前記フランジの会合点と成形開始時における前記ブランクの端部とを結んで得られる外形を有するように、設ける１１〜１８項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

（２０）前記横断面形状は、一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の両端部につながる二つの凸稜線と、該二つの凸稜線にそれぞれつながる二つの縦壁と、該二つの縦壁にそれぞれつながる二つの凹稜線と、該二つの凹稜線にそれぞれつながる二つのフランジとにより構成されるハット型の横断面形状である、１１〜１９項のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

本発明により、上記第１場合または第２の場合にブランクに自由曲げ工法によるプレス加工を行っても、特許文献１，２により開示された自由曲げ工法よりも、材料の流入量を増加して成形限界を高めることができ、これにより、プレス部品の湾曲部の内周側のフランジに割れを生じることなく、プレス部品を製造することが可能になる。

図１は、本発明に係る製造装置の構成例を示す説明図である。 図２は、本発明に係る製造装置によりプレス成形されたプレス部品の一例を部分的に示す説明図である。 図３は、本発明に係る製造装置における材料流入促進部形成機構および凹稜線形成部と、ブランクとの位置関係を示す説明図である。 図４は、材料流入促進部形成機構が設けられていない従来のパンチにおける、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を示す説明図である。 図５は、本発明に係る製造装置における材料流入促進部形成機構および凹稜線形成部と、ブランクとの位置関係と、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面の位置を示す説明図である。 図６は、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面でのパンチのフランジ形成部における、従来のパンチに対する断面線長差を示すグラフである。 図７は、材料流入促進部形成機構が設けられたパンチのＡ−Ａ断面を示す説明図である。 図８は、本発明に係る製造装置における材料流入促進部形成機構および凹稜線形成部と、ブランクとの位置関係と、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面の位置を示す説明図である。 図９は、ダイおよびパンチに、凹部および凸部により構成される材料流入促進部形成機構を設けることにより、ブランクのａ部での割れが防止される理由を示す説明図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｆ）は、パンチに設けられた、各種の材料流入促進部形成機構の構成要素である凸部または凹部の形状例を部分的に示す説明図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、いずれも、本発明により製造される他のプレス部品を示す説明図である。 図１２は、Ｔ型部品の中間部品（本発明例）を示す説明図である。 図１３は、Ｙ型部品の中間部品（本発明例）を示す説明図である。 図１４は、骨格部材の一例を示す説明図である。 図１５は、Ｔ型部品の一例を示す説明図である。 図１６は、絞り成形によるプレス加工の概略を示す説明図であり、図１６（ａ）は成形開始前を示し、図１６（ｂ）は成形完了時（成形下死点）を示す。 図１７は、絞り成形によるプレス加工により製造されるプレス部品の一例を示す説明図である。 図１８は、プレス部品の成形素材であるブランクを示す説明図である。 図１９は、ブランクにおけるシワ押さえ領域を示す説明図である。 図２０は、プレス加工を行われたままの中間プレス部品を示す説明図である。 図２１は、中間プレス部品におけるプレス不良の発生状況の一例を示す説明図である。 図２２は、特許文献１により開示された特許発明の概要を部分的に示す説明図である。

１１ プレス部品
１１ａ 天板
１１ｅ フランジ
１１ｆ 端部
１３ 湾曲部
１９ 材料流入促進部
２０ プレス成形装置
２１ ダイ
２２ ダイパッド
２３ パンチ
２４ ブランク
２５ 材料流入促進部形成機構

本発明に係る製造装置および製造方法を説明する。

以降の説明では、本発明によって製造されるプレス部品１１が、天板１１ａに直交する平面視で、天板１１ａが逆Ｌ型の外形を有するＬ型部品である場合を例にとる。しかし、本発明の製造対象は、Ｌ型部品に限定されず、他の湾曲部品（Ｔ型部品、Ｙ型部品）も含む。

また、以降の説明では、プレス部品１１および中間部品１１−１が、天板１１ａ，二つの凸稜線１１ｂ，１１ｂ、二つの縦壁１１ｃ，１１ｃ、二つの凹稜線１１ｄ，１１ｄおよび二つのフランジ１１ｅ，１１ｅにより構成されるハット型の横断面形状を有する場合を例にとる。しかし、本発明の製造対象は、ハット型の横断面形状を有するプレス部品１１および中間部品１１−１には限定されず、後述する図１１に示す横断面形状を有するプレス部品の中間部品１１−２，１１−３も含む。

１．本発明に係る製造装置２０
図１は、本発明に係る製造装置２０の構成例を示す説明図である。図２は、製造装置２０によりプレス成形されたプレス部品１１の中間部品１１−１の一例を部分的に示す説明図である。

図１に示すように、製造装置２０は、自由曲げ工法を用いた曲げ成形によるプレス成形装置である。

製造装置２０は、ダイ２１およびダイパッド２２と、パンチ２３とを備える。パンチ２３は、ダイ２１およびダイパッド２２に対向して配置される。ダイパッド２２は、ダイ２１とともに昇降自在であるとともに、ブランク２４の一部を押圧することができる。

製造装置２０は、ダイ２１およびダイパッド２２と、パンチ２３との間に配置されたブランク（展開ブランク）２４または軽度の加工（例えばエンボス加工）である予成形を行われたブランク（図示を省略する）に、冷間または温間でプレス加工を行うことによって、図２に示す外形を有する、プレス部品１１の中間部品１１−１を製造する。

ブランク２４の板厚は、好ましくは０．６〜２．８ｍｍであり、より好ましくは０．８〜２．８ｍｍであり、よりいっそう好ましくは１．０〜２．８ｍｍである。

プレス部品１１またはその中間部品１１−１はハット型の横断面形状を有する。ハット型の横断面形状は、天板１１ａと、二つの凸稜線１１ｂ，１１ｂと、二つの縦壁１１ｃ，１１ｃと、二つの凹稜線１１ｄ，１１ｄと、二つのフランジ１１ｅ，１１ｅとを含む形状である。

また、プレス部品１１またはその中間部品１１−１は湾曲部１３を有する。湾曲部１３は、天板１１ａに直交する平面視で天板１１ａの外形が逆Ｌ型となるように、湾曲する。

天板１１ａは、一の方向（図２，１７における矢印方向）へ延びて存在する。二つの凸稜線１１ｂ，１１ｂは、天板１１ａにおける一の方向と直交する方向（すなわち天板１１ａの幅方向）の両端部につながる。二つの縦壁１１ｃ，１１ｃは、二つの凸稜線１１ｂ，１１ｂにそれぞれつながる。二つの凹稜線１１ｄ，１１ｄは、二つの縦壁１１ｃ，１１ｃにそれぞれつながる。さらに、二つのフランジ１１ｅ，１１ｅは、二つの凹稜線１１ｄ，１１ｄにそれぞれつながる。

製造装置２０は、
第１の場合：ブランク２４が引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、プレス部品１１またはその中間部品１１−１の高さである縦壁１１ｃの製品高さ方向への投影距離が７０ｍｍ以上であること、プレス部品１１またはその中間部品１１−１の凹稜線１１ｄの曲率半径Ｒ_１が側面視で１０ｍｍ以下であること、または、プレス部品１１またはその中間部品１１−１における湾曲部１３の内周側の曲率半径Ｒ_２が平面視で１００ｍｍ以下であることのうちの一つ以上を満足する場合、または
第２の場合：ブランク１８が引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、プレス部品１１またはその中間部品１１−１の高さ（縦壁１１ｃの製品高さ方向への投影距離）が５５ｍｍ以上であること、プレス部品１１またはその中間部品１１−１の凹稜線１１ｄの曲率半径Ｒ_１が側面視で１５ｍｍ以下であること、または、プレス部品１１またはその中間部品１１−１における湾曲部１３の内側の曲率半径Ｒ_２が平面視で１４０ｍｍ以下であることのうちの少なくとも二つ以上を満足する場合
に好適に用いられる。

第１の場合または第２の場合にブランク２４に通常の自由曲げ工法によるプレス加工を行うと、得られるプレス部品１１またはその中間部品１１−１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに割れを生じるため、製造装置２０を用いる意義が認められるからである。

ダイパッド２２は、ブランク２４における、プレス部品１１の湾曲部１３における天板１１ａの一部に成形される部分を１．０ＭＰａ以上かつ３２．０ＭＰａ未満の加圧力で加圧するか、あるいは、パンチ２３との隙間の距離をブランク２４の板厚×（１．０〜１．１）に保ってブランク２４における上記部分に近接または接触する。

これにより、ダイパッド２２は、ブランク２４における上記部分における面外変形を抑制しながら、以下に説明するプレス加工を行うことによって、プレス部品１１の中間部品１１−１を製造する。

すなわち、プレス加工では、ブランク２４における、天板１１ａの一の方向の端部１１ｆに成形される部分が、ブランク２４における天板１１ａに成形される部分と同一平面上に存在する状態で、ダイ２１およびパンチ２３を互いに接近する方向へ相対的に移動させる。

これにより、ブランク２４における端部１１ｆに成形される部分が、ダイ２２における天板１１ａを成形する部分の上で面内移動（スライド）しながら、湾曲部１３の内周側の縦壁１１ｃ、凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅが成形される。

このようにして、プレス部品１１の中間部品１１−１を製造する。

図３は、製造装置２０における材料流入促進部形成機構２５および凹稜線形成部２３ｂと、ブランク２４との位置関係を示す説明図である。

製造装置２０は、特許文献１，２等により開示された自由曲げ工法を用いた曲げ成形によるプレス加工を行うことに加えて、図１，３に示すように、製造装置２０のダイ２１，パンチ２３には、ブランク２４に材料流入促進部１９を設けるための凹部２１ａ，凸部２３ａが材料流入促進部形成機構２５としてそれぞれ設けられる。材料流入促部形成機構２５は、ダイ２１に設けられた凹部２１ａと、パンチ２３に設けられた凸部２３ａとにより構成される。

製造装置２０は、このプレス加工の際に材料流入促進部形成機構２５により、図２に示すように、ブランク２４における、中間部品１１−１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分の近傍（例えばフランジのみ、あるいはフランジおよび凹稜線）に、材料流入促進部１９を設ける。

図２，３に示すように、材料流入促進部形成機構２５は、材料流入促進部１９を、ブランク２４における、プレス部品１１に成形される領域（図３のハッチング領域）の外側の領域に設けることが望ましい。これにより、中間部品１１−１のフランジ１１ｅの外縁をトリムラインとして切除することによって、プレス部品１１に材料流入促進部１９の痕跡を残さないことが可能になる。

材料流入促進部１９の痕跡がプレス部品１１に残存することが許容される場合には、材料流入促進部１９を、ブランク２４における、プレス部品１１に成形される領域（図３のハッチング領域）にかけて、設けてもよい。

次に、材料流入促進部形成機構２５をより詳細に説明する。

図４は、材料流入促進部形成機構２５が設けられていない従来のパンチ２３−１における、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を示す説明図である。

図５は、製造装置２０における材料流入促進部形成機構２５および凹稜線形成部２３ｂと、ブランク２４との位置関係と、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面の位置を示す説明図である。

図６は、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面でのパンチ２３のフランジ形成部における、従来のパンチに対する断面線長差（流入量）を示すグラフである。図６のグラフのＢ，Ｃ，Ｄ断面では左側が従来工法の場合を示し、右側が本発明法の場合を示す。また、図６のグラフの下の断面は、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面でのブランク２４の形状を示す。

さらに、図７は、材料流入促進部形成機構２５が設けられたパンチ２３のＡ−Ａ断面を示す説明図である。

上記第１の場合または第２の場合に、従来のパンチ２３−１を用いて自由曲げ工法によりブランク２４にプレス加工を行うと、割れが図４に示すａ部において発生する。

図５，６に示すように、本発明では、凹部２１ａおよび凸部２３ａからなる材料流入促進部形成機構２５を設けることにより、プレス加工により中間部品１１−１に材料流入促進部１９を設ける。

図５，６におけるＢ，Ｃ，Ｄ断面は、天板１１ａに直交する平面視で、湾曲部１３の内周の中央位置（ａ部）に接する直線と平行な材料流入方向の断面である。Ｂ，Ｃ，Ｄ断面は、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分における変形の最大主ひずみ方向の断面である
材料流入促進部１９は、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面における断面線長が湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅから離れるに伴って緩やかに増加するように、設けられる。

材料流入促進部１９の断面形状は、中間部品１１−１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅから離れるにつれて単調に増加する形状には限定されず、断面線長が一定である部分を部分的に含んでいてもよい。

すなわち、図６に示すように、材料流入促進部形成機構２５を設けない従来工法に比較して、本発明法における材料流入促進部形成機構２５では、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面におけるパンチ２３のフランジ形成部における、従来のパンチに対する断面線長差（流入量）がいずれも増加し、かつ、Ｃ断面における断面線長差（流入量）がＢ断面における断面線長差（流入量）よりも増加するとともにＤ断面における断面線長差（流入量）がＣ断面における断面線長差（流入量）よりも増加するように、設けられる。

換言すると、本発明では、各Ｂ，Ｃ，Ｄ断面の断面線長差（流入量）を増加させる形状を有する材料流入促進部形成機構２５を、凹部２１ａとしてダイ２１に設けるとともに凸部２３ａとしてパンチ２３に設ける。

材料流入促進部１９は、例えば図７に示すように、成形された湾曲部１３における凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅの会合点と成形開始時におけるブランク２４の端部２４ａとを結んで得られる外形の凸部として、設けられることが、例示される。

図８は、製造装置２０における材料流入促進部形成機構２５および凹稜線形成部２３ｂと、ブランク２４との位置関係と、Ｂ，Ｃ，Ｄ断面の位置を示す説明図である。

以上説明したように、材料流入促進部形成機構２５による材料の流入量の変化差分は、ブランク２４のａ部から図８中に太い矢印で示すようにＢ断面、Ｃ断面さらにはＤ断面と離れるに伴って、増加する。

なお、図４に示すブランク２４のａ部の割れは、ブランク２４の破断耐力以上の周方向の張力が局所的に発生して起こる。このため、ａ部に断面線長差の変化を与えると、ａ部の割れがより生じ易くなる。したがって、ａ部には断面線長差の変化を殆ど設けなくてよい。また、断面線長差（流入量）の変化を設ける領域は、成形前のブランク２４が存在する位置まで、すなわち図７に示す端部２４ａまでとすればよい。

次に、材料流入促進部形成機構２５の機能を説明する。

図９は、ダイ２１およびパンチ２３に、凹部２１ａおよび凸部２３ａにより構成される材料流入促進部形成機構２５を設けることにより、ブランク２４のａ部での割れが防止される理由を示す説明図である。

ブランク２４のａ部での割れは、ブランク２３における、ａ部の上部に位置する凹稜線１１ｄの周方向への高い張力Ｆに起因する。本発明では、ダイ２１およびパンチ２３に材料流入促進部形成機構２５を設けてプレス加工を行うことにより、ａ部よりも外側におけるブランク２４の流入量を増加させる。

これにより、ａ部の周囲からのブランク２４の流入量が増加するため、ａ部へのブランク２４の流入量が増加する。すなわち、材料流入促進部形成機構２５により、ブランク２４における湾曲部１３に成形される部分へのブランク２４の流入量が増加する。ブランク２４における湾曲部１３に成形される部分の変形の主応力方向は、大きくは変化しないものの、その変形量が低減される。

このようにして、本発明によれば、ブランク２４における、プレス部品１１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分へのブランク２４の流入量が、図９中に矢印で示すように、材料流入促進部形成機構２５を設けない従来工法よりも、増加する。

これにより、ブランク２４における、ａ部の上部に位置する凹稜線１１ｄの周方向への張力Ｆを低減でき、ブランク２４における湾曲部１３に成形される部分の変形負荷を低減できるため、ブランク２４のａ部での割れが防止される。

図１０（ａ）〜図１０（ｆ）は、パンチ２３に設けられた、各種の材料流入促進部形成機構２５の構成要素である凸部２３ａまたは凹部２３ｃの形状例を部分的に示す説明図である。

図１０（ａ）に示すように、パンチ２３に設ける材料流入促進部形成機構２５の構成要素である凸部２３ａとして、図７を参照しながら説明した、プレス部品１１における天板１１ａと同じ側へ向けて凸となる凸部を用いることができる。

図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す凸部２３ａに替えて、プレス部品１１の天板１１ａと反対側へ向けて凸となる凹部２３ｃを用いてもよい。この場合、ダイ２１に、凹部２３ｃに対応する凸部を設けることは言うまでもない。

図１０（ｃ）に示すように、ブランク２４が小さい場合には、ブランク２４が存在して接触する領域に凸部２３ａを設ければよい。

図１０（ｄ）に示すとともに上述したように、材料流入促進部１９の痕跡がプレス部品１１に残存することが許容される場合には、材料流入促進部１９である凸部２３ａを、ブランク２４における、プレス部品１１に成形される領域（図３のハッチング領域）に跨って、設けてもよい。

図１０（ｅ）に示すように、材料流入促進部形成機構２５の構成要素として、独立した凸部２３ａを２つ以上設けてもよい。

さらに、図１０（ｆ）に示すように、凸部２３ａを、ブランク１２の板厚方向と平行な方向へ段差状に設けてもよい。

このように、材料流入促進部形成機構２５は、ブランク２４における、中間部品１１−１の端部１１ｆに成形される部分が、ブランク２４における、中間部品１１−１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分へ流入する流入量を増加する材料流入促進部１９を、一つまたは二つ以上設ける。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、いずれも、本発明により製造される他のプレス部品の中間部品１１−２，１１−３を示す説明図である。

以上の説明では、本発明により図２に示す形状の中間部品１１−１を製造する場合を例にとった。しかし、本発明は、この場合には限定されず、図１１（ａ）に示す中間部品１１−２，図１１（ｂ）に示す中間部品１１−３、すなわち凸稜線１１ｂ，縦壁１１ｃ，凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅを一つ有する中間部品１１−２，１１−３を製造する場合にも、適用される。

２．本発明に係る製造方法
この製造方法では、基本的に、製造装置２０を用いて自由曲げ工法によりプレス部品１１の中間部品１１−１を製造する。

本発明が製造対象とするプレス部品１１は、上記第１の場合または第２の場合を満足することが好ましい。第１の場合または第２の場合を満足するプレス部品１１は、従来の自由曲げ工法では、ブランク２４のａ部で割れを生じるからである。

すなわち、ブランク２４における、プレス部品１１の湾曲部１３の天板１１ａの一部に成形される部分（図２０におけるハッチング部１８ａ）をダイパッド２２により１．０ＭＰａ以上かつ３２．０ＭＰａ未満の加圧力で加圧しながら、あるいは、ダイパッド２２とパンチ２３との隙間の距離を、ブランク２４の板厚×（１．０〜１．１）に保ってブランク２４における、プレス部品１１の湾曲部１３の天板１１ａの一部に成形される部分（図２０におけるハッチング部１８ａ）にダイパッド２２を近接または接触させる。

これにより、天板１１ａの一部に成形される部分の面外変形を抑制しながら、以下に説明するプレス加工を行うことによって、プレス部品１１の中間部品１１−１を製造する。

すなわち、プレス加工では、ブランク２４における、天板１１ａの一の方向の端部１１ｆに成形される部分が、ブランク２４における天板１１ａに成形される部分と同一平面上に存在する状態で、ダイ２１およびパンチ２３を互いに接近する方向へ相対的に移動させる。

これにより、ブランク２４における端部１１ｆに成形される部分が、ダイ２１における天板１１ａを成形する部分の上で面内移動（スライド）しながら、湾曲部１３の内周側の縦壁１１ｃ、凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅが成形される。

このプレス加工により、ダイ２１およびパンチ２３に設けられた材料流入促進部形成機構２５が、ブランク２４における、中間部品１１−１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分の近傍に、材料流入促進部１９を少なくとも一つ設ける。

本発明によれば、図９を参照しながら説明したように、ブランク２４における、中間部品１１−１の湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに成形される部分へのブランク２４の流入量が増加する。このため、ブランク２４における、ａ部の上部に位置する凹稜線１１ｄの周方向への張力Ｆを低減でき、これにより、ブランク２４のａ部での割れが防止される。

製造装置２０により自由曲げ工法によるプレス加工を行われた中間部品１１−１に、不要部がない場合には、そのまま最終製品であるプレス部品１１となる。一方、中間部品１１−１に不要部がある場合には、材料流入促進部１９を含む不要部を、フランジ１１ｅの外縁部をトリムラインとして切断（トリム）することにより、プレス部品１１となる。

図１に示す製造装置２０を用いて製造した、図２に示す中間部品１１−１（本発明例）、および図２０に示す製造装置１４を用いて製造したプレス部品（比較例）それぞれについて、湾曲部１３の周方向の中央位置における凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅの会合点ａ部での最大板厚減少率を、コンピュータを用いた有限要素法により、解析した。

解析した中間部品１１−１およびプレス部品のスペックはいずれも以下に列記の通りとした。
・ブランク２４，１８の引張強度，板厚：１１８０ＭＰａ以上，１．６ｍｍ
・中間部品１１−１，プレス部品の高さ（縦壁１１ｃの製品高さ方向への投影距離）：６０ｍｍ
・中間部品１１−１，プレス部品の凹稜線１１ｄの曲率半径Ｒ_１：側面視で２０ｍｍ
・中間部品１１−１，プレス部品の湾曲部１３の内側の曲率半径Ｒ_２：平面視で１００ｍｍ
この解析では、有限要素法を用いた動的陽解法で計算しており、最大板厚減少率８％以下を上記会合点での割れがないと判定し、１３％超を上記会合点で割れがあると判定した。

その結果、中間部品１１−１（本発明例）の上記会合点ａ部での最大板厚減少率は８％であり、会合点ａ部での割れがないと判定されたのに対し、プレス部品（比較例）の上記会合点ａ部での最大板厚減少率は１３％であり、上記会合点ａ部での割れがあると判定された。

本発明によれば、上記第１場合または第２の場合にブランク２４に自由曲げ工法によるプレス加工を行っても、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに割れを生じることなく、Ｌ型部品１１−１を製造できる。

図１に示す製造装置２０を用いて製造した、図２に示す中間部品１１−１（本発明例）、および図２０に示す製造装置１４を用いて製造したプレス部品（比較例）それぞれについて、湾曲部１３の周方向の中央位置における凹稜線１１ｄおよびフランジ１１ｅの会合点ａ部での最大板厚減少率を、コンピュータを用いた有限要素法により、解析した。

解析した中間部品１１−１およびプレス部品のスペックおよび結果をいずれも表１にまとめて示す。

この解析では、有限要素法を用いた動的陽解法で計算しており、引張強度が９８０ＭＰａのブランク２４では最大板厚減少率：１５％以上を上記会合点ａ部での割れがないと判定し、引張強度が１１８０ＭＰａのブランク２４では最大板厚減少率：１０％以上を上記会合点での割れがないと判定した。

表１に示すように、本発明によれば、上記第１場合または第２の場合にブランク２４に自由曲げ工法によるプレス加工を行っても、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに割れを生じることなく、Ｌ型部品１１−１を製造できる。

図１に示す製造装置２０を用いて製造した、図１２に示すＴ型部品の中間部品３０（本発明例）、および図１３に示すＹ型部品の中間部品３１について、湾曲部の周方向の中央位置における凹稜線およびフランジの会合点ａ部での最大板厚減少率を、コンピュータを用いた有限要素法により、解析した。

解析した中間部品３０，３１のスペックおよび結果をいずれも表２にまとめて示す。なお、表２における開き角度は、図１２，１３における角度θを意味する。

この解析では、有限要素法を用いた動的陽解法で計算しており、１１８０ＭＰａの材料強度の場合には最大板厚減少率１０％以上を上記会合点での割れがないと判定した。

表２に示すように、本発明によれば、上記第１場合または第２の場合にブランク２４に自由曲げ工法によるプレス加工を行っても、湾曲部１３の内周側のフランジ１１ｅに割れを生じることなく、T型部品の中間部品３０またはＹ型部品の中間部品３１を製造できる。

Claims (20)

1. 曲げ成形によるプレス成形装置を構成するダイおよびダイパッドと、該ダイおよびダイパッドに対向して配置されるパンチとの間に配置されたブランクまたは予成形されたブランクにプレス加工を行うことによって、
   一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の端部につながる凸稜線と、該凸稜線につながる縦壁と、該縦壁につながる凹稜線と、該凹稜線につながるフランジとにより構成される横断面形状を有するとともに、前記凸稜線、前記縦壁および前記凹稜線が湾曲することにより前記天板の外形を該天板に直交する平面視でＬ型、Ｔ型またはＹ型とする湾曲部を有するプレス部品を製造する際に、
   前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分を、前記ダイパッドにより弱く加圧し、あるいは、前記ダイパッドと前記パンチとの隙間を前記ブランクの板厚以上かつ前記ブランクの板厚の１．１倍以下に保って前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分に前記ダイパッドを近接または接触させ、
   前記ブランクにおける、前記天板の前記一の方向の端部に成形される部分が前記ブランクにおける前記天板に成形される部分と同一平面上に存在する状態で、前記ダイおよび前記パンチを互いに接近する方向へ相対的に移動させることによって、前記ブランクにおける前記天板の一の方向の端部に成形される部分を、前記ダイにおける前記天板を成形する部分の上で面内移動させながら、前記湾曲部の内周側の前記縦壁、前記凹稜線および前記フランジを成形すること
   によって前記プレス部品を製造する方法において、
   前記プレス加工により、前記ブランクにおける、前記プレス部品の前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分の近傍に、前記ブランクにおける前記端部に成形される部分が前記ブランクにおける前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分へ流入する流入量を増加する材料流入促進部を、一つまたは二つ以上設けること、および
   該材料流入促進部は、前記天板に直交する平面視で、前記湾曲部の内周の中央位置に接する直線に平行な断面における断面線長が前記湾曲部の内周側のフランジから離れるに伴って増加する断面形状を有する、プレス部品の製造方法。
2. 前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
   前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が７０ｍｍ以上であること、
   前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１０ｍｍ以下であること、または
   前記プレス部品における前記湾曲部の内周側の曲率半径が前記平面視で１００ｍｍ以下であること
   のうちの少なくとも一つを満足する、請求項１に記載のプレス部品の製造方法。
3. 前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
   前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が５５ｍｍ以上であること、
   前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１５ｍｍ以下であること、または
   前記プレス部品における前記湾曲部の内側の曲率半径が前記平面視で１４０ｍｍ以下であること
   のうちの二つ以上を満足する、請求項１に記載のプレス部品の製造方法。
4. 前記材料流入促進部は、前記ブランクにおける、前記プレス部品に成形される領域の外側の領域に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
5. 前記断面形状は、前記断面線長が部分的に一定である場合を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
6. 前記材料流入促進部は、前記プレス部品の前記天板と同じ側へ向けて凸となる凸ビード、または前記プレス部品の前記天板と反対側へ向けて凸となる凹ビードである、請求項１〜５のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
7. 前記材料流入促進部は、少なくとも、前記ブランクが存在する領域に設けられる、請求項１〜６のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
8. 前記材料流入促進部は、前記ブランクの板厚方向と平行な方向へ段差状に設けられる、請求項１〜７のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
9. 前記材料流入促進部は、成形された前記湾曲部における前記凹稜線および前記フランジの会合点と成形開始時における前記ブランクの端部とを結んで得られる外形を有する、請求項１〜８のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
10. 前記横断面形状は、一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の両端部につながる二つの凸稜線と、該二つの凸稜線にそれぞれつながる二つの縦壁と、該二つの縦壁にそれぞれつながる二つの凹稜線と、該二つの凹稜線にそれぞれつながる二つのフランジとにより構成されるハット型の横断面形状である、請求項１〜９のいずれかに記載のプレス部品の製造方法。
11. ダイおよびダイパッドと、該ダイおよびダイパッドに対向して配置されるパンチとを備え、前記ダイおよびダイパッドと前記パンチとの間に配置されたブランクまたは予成形されたブランクにプレス加工を行うことによって、
    一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の端部につながる凸稜線と、該凸稜線につながる縦壁と、該縦壁につながる凹稜線と、該凹稜線につながるフランジとにより構成される横断面形状を有するとともに、前記凸稜線、前記縦壁および前記凹稜線が湾曲することにより前記天板の外形を、該天板に直交する平面視でＬ型，Ｔ型またはＹ型とする湾曲部を有するプレス部品を製造する装置であって、
    前記ダイパッドは、前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分を弱く加圧すること、あるいは、前記ダイパッドは、前記パンチとの隙間を前記ブランクの板厚以上かつ前記ブランクの板厚の１．１倍以下に保って前記ブランクにおける前記湾曲部の前記天板の一部に成形される部分に、近接または接触すること、
    前記ダイおよび前記パンチは、前記ブランクにおける、前記天板の前記一の方向の端部に成形される部分が前記ブランクにおける前記天板に成形される部分と同一平面上に存在する状態で、互いに接近する方向へ相対的に移動することによって、前記ブランクにおける前記端部に成形される部分を、前記ダイにおける前記天板を成形する部分の上で面内移動させながら、前記湾曲部の内周側の前記縦壁、前記凹稜線および前記フランジを成形すること
    によって前記プレス部品を製造する装置において、
    前記ダイおよび前記パンチは、前記プレス加工により、前記ブランクにおける、前記プレス部品の前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分の近傍に、前記ブランクにおける前記端部に成形される部分が、前記ブランクにおける、前記湾曲部の内周側のフランジに成形される部分へ流入する量を増加する材料流入促進部を一つまたは二つ以上設ける材料流入促進部形成機構を備えること、および
    前記材料流入促進部形成機構は、前記天板に直交する平面視で、前記湾曲部の内周の中央位置に接する直線と平行な断面における前記材料流入促進部の断面線長が、前記湾曲部の内周側のフランジから離れるに伴って増加するように、前記材料流入促進部を設ける、プレス部品の製造装置。
12. 前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
    前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が７０ｍｍ以上であること、
    前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１０ｍｍ以下であること、または
    前記プレス部品における前記湾曲部の内周側の曲率半径が前記平面視で１００ｍｍ以下であること
    のうちの少なくとも一つを満足する、請求項１１に記載のプレス部品の製造装置。
13. 前記ブランクが引張強度１１８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板からなること、
    前記プレス部品の高さである前記縦壁の製品高さ方向への投影距離が５５ｍｍ以上であること、
    前記プレス部品の前記凹稜線の曲率半径が側面視で１５ｍｍ以下であること、または
    前記プレス部品における前記湾曲部の内側の曲率半径が前記平面視で１４０ｍｍ以下であること
    のうちの二つ以上を満足する、請求項１１に記載のプレス部品の製造装置。
14. 前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、前記ブランクにおける、前記プレス部品に成形される領域の外側の領域に、設ける、請求項１１〜１３のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。
15. 前記断面形状は、前記断面線長が部分的に一定である場合を含む、請求項１１〜１４のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。
16. 前記材料流入促進部は、前記プレス部品の前記天板と同じ側へ向けて凸となる凸ビード、または前記プレス部品の前記天板と反対側へ向けて凸となる凹ビードである、請求項１１〜１５のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。
17. 前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、少なくとも、前記ブランクが存在する領域に設ける、請求項１１〜１６のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。
18. 前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、前記ブランクの板厚方向と平行な方向へ段差状に設ける、請求項１１〜１７のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。
19. 前記材料流入促進部形成機構は、前記材料流入促進部を、前記ブランクにおける、前記湾曲部の前記凹稜線および前記フランジの会合点に成形される部位と成形前の前記ブランクの端部とを結んで得られる外形を有するように、設ける請求項１１〜１８のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。
20. 前記横断面形状は、一の方向へ延びて存在する天板と、該天板における前記一の方向と直交する方向の両端部につながる二つの凸稜線と、該二つの凸稜線にそれぞれつながる二つの縦壁と、該二つの縦壁にそれぞれつながる二つの凹稜線と、該二つの凹稜線にそれぞれつながる二つのフランジとにより構成されるハット型の横断面形状である、請求項１１〜１９のいずれかに記載のプレス部品の製造装置。

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