JP6359171B2 - プレス成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレス成形方法に関し、特に、超高張力鋼板に対するプレス加工によって鞍型の最終成形品を形成するのに好適なプレス成形方法に係る。

環境規制の強化に伴い自動車の車体構造の更なる軽量化が必須となっており、既存材料の強度を高めて使用量を減らすため構造部材に高張力鋼板を使用する傾向が顕著となっている。高張力鋼板としては、これまで、冷間プレス加工が容易な引張り強さが４４０Ｍｐａ級や、５９０Ｍｐａ級の高張力鋼板が一般的であったが、７８０Ｍｐａ級や９８０Ｍｐａ級を経て、最近では１Ｇｐａを超える超高張力鋼板、通称「超ハイテン鋼板」が使用され始めており、更に１．２Ｇｐａ級や１．５Ｇｐａ級の超高張力鋼板の使用も検討されている。これら超高張力鋼板は、高張力になるほど加工性（延性）が劣ると共に、超高張力鋼板に対するプレス加工時に発生した応力が、金型からの離脱時に解放されて同鋼板が弾性変形する現象、所謂スプリングバックが生じ、所期の寸法精度を確保することが困難となる。また、成形荷重の増大や、それに伴い金型寿命の短縮化も懸念される。

それらの対処法として、一般的に、超高張力鋼板の成形に熱間プレス加工（ホットスタンピング）が用いられる。これは、焼入れ用鋼板を高温炉で約９００°Ｃに加熱し軟質化させた状態でプレス加工を行い、プレス成形後に下死点で保持して、金型との接触に伴う冷却効果（接触冷却）により焼入れを強化する成形方法である。然し乍ら、熱間プレス加工は、低い冷却速度でも均一に冷却されるような特殊な材料に限定される。また、上記のように約９００°Ｃに加熱されて表面が酸化されるため、酸化スケール除去の後処理が必要となる。更には、大型の専用加熱炉及び搬送設備が必要であるだけでなくそのエネルギー消費も膨大となる等、熱間プレス加工特有の課題を伴う。このため、超高張力鋼板の成形にも冷間プレス加工を適用することが切望されているが、対象とする成形品の形状が制限される等、新たな課題が生ずる。

例えば、自動車のメンバやピラー等の車体構造部材として、コ字状断面又はハット状断面の成形品が多用されているが、これを冷間プレス加工によって成形することは容易ではない。コ字状断面又はハット状断面の成形品の一例として、下記の特許文献１には、「金型形状の調整を行うことなく、且つ所定の部品形状のままで、精度良くコの字型又はハット型断面で、特定の面内方向に湾曲した正規形状（設計上の形状）の金属製部材（プレス成形品）を得ること」を目的とし、「コの字型又はハット型の断面で、長手方向の面内で湾曲した形状を有する金属製部材を成形する方法であって、前記金属製部材に形成される複数の湾曲部のうち、少なくとも１つの湾曲部について、第一成形工程で、製品形状より小さい曲率半径を有する中間品を成形し、第二成形工程で、前記第一成形工程における曲率半径より大きい曲率半径として成形し、残部の箇所は、前記第一成形工程と前記第二成形工程で金型の曲率半径を変えずに成形して、成形品全体を製品形状又は略製品形状とすること」が提案されている（特許文献１の段落〔０００４〕及び〔０００５〕に記載）。

更に、コ字状断面の開口と反対方向に屈曲成形された鞍型の成形品に関し、下記の特許文献２には、「樋状断面が逆反りする鞍状製品であっても、屈曲部にシワを発生させない絞り成形法を提供すること」を目的とし、「平板材料に複数の絞り工程を施し、樋状断面の開口と反対方向に反る鞍型屈曲部を有する製品を形成する絞り成形法であって、中間絞り工程において、前記鞍型屈曲部の少なくとも一端部に平面あるいは曲面から成る削ぎ面を設けて前記鞍型屈曲部の両端部に高低差を有する中間形状品を形成し、仕上絞り工程において、前記中間形状品から前記削ぎ面を膨出して消失させつつ所期の製品外形へと絞り成形すること」が提案されている（特許文献２の段落〔０００９〕及び〔００１０〕に記載）。

また、下記の特許文献３には、「大なる逆反り部を有する鞍形の製品であっても１工程の絞り成形で、しわ、割れ等のない高品質の製品が得られ、かつ作業工数及び製造コストの低減が期待できるプレス型を提供する」を目的とし、「上型の下降によって上型ダイから突出した上型パッドによって下型パンチから突出する下型パッド上に載置されたワークを挾持固定し、続く上型の下降に従って下型パッドを押し込みつつビードフォーミング用部材先端をビードフォーミング用上部材の凹部に進入させ、かつカムドライバによってカムスライドを、従ってビードフォーミング用部材先端を凹部から退避させることによりビードを形成し、次の下降により下型パンチと上型ダイとにより断面コ字形に絞り、続く上型の下降に伴ってガススプリングによる上型パッドの規制を解除することにより上型パッドを上型ダイに収容可能にして下型パンチと上型ダイとによりビードを伸ばしつつ最終形状に絞り成形する」旨記載されている（特許文献３の段落〔０００６〕及び〔０００８〕に記載）。

一方、下記の特許文献４には、「金型形状の調整を行うことなく、且つ所定の部品形状のままで、精度良くコの字型又はハット型の断面で、高さ方向に湾曲した正規形状の金属製部材を得ることを可能とする」課題に対し、「コの字型又はハット型の断面で、側壁に挟まれた天井部面を上としたときの高さ方向に湾曲した形状を有する金属製部材を成形する方法であって、第一成形工程で、該金属製部材の側壁に挟まれた天井部面内に、前記高さ方向に凸となるエンボスを形成し、その長手方向の線長が、最終製品の長手方向における線長よりも長くなるように、設けた中間品を成形し、第二成形工程で、前記エンボスが無くなるように押圧しつつ、製品形状へ成形する」多段プレス成形方法が提案されている（特許文献４の段落〔０００４〕及び〔０００６〕に記載）。更に、同段落〔００１９〕には、「厚さ１．６ｍｍの９８０ＭＰａ級鋼板を使用して、ハット型断面の」製品を成形する実施例が開示されている。

特許第４７５７８２０号公報 特許第５２３４２６２号公報 特開平６−１５４８９７号公報 特許第４７０９６５９号公報

然し乍ら、上記特許文献１は、「長手方向の面内で湾曲した形状を有する金属製部材を成形する方法」に関するものであって、長手方向の面内で幅方向に湾曲した形状の製品を対象としている。従って、コの字型又はハット型の断面の開口と反対方向に屈曲成形されるものではなく、そのような製品の成形を企図したものでもない。しかも、特許文献１の段落〔００１６〕に「中間品形状と製品形状の湾曲部の稜線のずれ」が生ずる旨記載され、図２に例示されているように、天板部に変形が生じている。

これに対し、上記特許文献２及び３に開示された製品は、コ字状断面の開口と反対方向に屈曲成形されたものであるが、何れの製品も、コ字状断面の成形品に留まり、これを成形するときの中間品にはビード等を形成しておく必要がある。従って、ハット状断面の中間品に対するプレス成形時には新たな課題が生ずるのは必定で、特許文献２及び３に記載の方法を超高張力鋼板の成形に適用しても到底所望の製品に成形することはできない。

一方、上記特許文献４には、高張力鋼板によってハット型断面の製品を成形する方法が開示されているが、「第一成形工程で、該金属製部材の側壁に挟まれた天井部面内に、前記高さ方向に凸となるエンボスを形成し、その長手方向の線長が、最終製品の長手方向における線長よりも長くなるように、設けた中間品を成形」した上で、「第二成形工程で、前記エンボスが無くなるように押圧しつつ、製品形状へ成形する」こととしており（同段落〔０００６〕に記載）、中間品と製品とで天井部の形状を変化させることが前提となっている。従って、特許文献４に記載の成形方法の対象は「コの字型又はハット型の断面で、側壁に挟まれた天井部面を上としたときの高さ方向に湾曲した形状を有する」製品に留まり、「ハット型断面の開口と反対方向に屈曲成形された鞍型の成形品」に適用し得るものではない。

以上のように、鋼板に対するプレス加工によって、長尺の天板部と、その両側の側壁部及びフランジ部を有するハット状断面の長尺部材を形成すると共に、長尺部材の所定領域を、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して鞍型の最終成形品を形成することは容易ではなく、ましてや、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、天板部の断面形状を維持しつつ、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して鞍型の最終成形品を形成することは容易ではないが、前述の超高張力鋼板の普及に伴い、その成形に好適なプレス成形方法が切望されていた。

そこで、本発明は、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって鞍型の最終成形品を形成するプレス成形方法を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、鋼板に対するプレス加工によって、長尺の天板部、該天板部の両側の側壁部及びフランジ部を有するハット状断面の長尺部材を形成すると共に、該長尺部材の長手方向の一部を構成する前記ハット状断面の所定領域を、前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して鞍型の最終成形品を形成するプレス成形方法において、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ、前記天板部に対する前記両側の側壁部の傾斜角度を前記所定領域の長手方向に沿って変化させ、前記所定領域における前記両側の側壁部及びフランジ部を変形させて、加工調整部を有する中間成形品を形成する第１の工程と、前記中間成形品に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ少なくとも前記加工調整部を加圧する第２の工程を含み、前記第１の工程及び前記第２の工程の少なくとも一方の工程で、該少なくとも一方の工程の加工対象を前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して、前記鞍型の最終成形品を形成することとしたものである。

而して、本発明においては、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ、前記天板部に対する前記両側の側壁部の傾斜角度を前記所定領域の長手方向に沿って変化させ、前記所定領域における前記両側の側壁部及びフランジ部を変形させて加工調整部を形成すると共に前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して中間成形品を形成する第１の工程と、前記中間成形品に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ少なくとも前記加工調整部を加圧すると共に、前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して前記鞍型の最終成形品を形成する第２の工程を有するプレス成形方法が構成される。また、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ、前記天板部に対する前記両側の側壁部の傾斜角度を前記所定領域の長手方向に沿って変化させ、前記所定領域における前記両側の側壁部及びフランジ部を変形させて加工調整部を有する中間成形品を形成する第１の工程と、前記中間成形品に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ少なくとも前記加工調整部を加圧すると共に、前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して前記鞍型の最終成形品を形成する第２の工程を有するプレス成形方法が構成される。更に、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ、前記天板部に対する前記両側の側壁部の傾斜角度を前記所定領域の長手方向に沿って変化させ、前記所定領域における前記両側の側壁部及びフランジ部を変形させて加工調整部を形成すると共に、前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して中間成形品を形成する第１の工程と、前記中間成形品に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ少なくとも前記加工調整部を加圧して前記鞍型の最終成形品を形成する第２の工程を有するプレス成形方法が構成される。

上記のプレス成形方法に関し、前記中間成形品の前記所定領域における前記側壁部の前記天板部に対する傾斜角度は、０度乃至９０度に設定することができる。

更に、上記のプレス成形方法において、前記両側の側壁部及びフランジ部の変形量によって規定される前記所定領域における長手方向伸張量を含む前記中間成形品の長手方向寸法を、前記最終成形品の前記所定領域と同じ領域における長手方向寸法の１１０％に設定するとよい。

また、上記のプレス成形方法において、前記中間成形品は、前記所定領域の長手方向に複数の前記加工調整部を有するものとしてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のプレス成形方法においては、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、天板部の断面を所定形状に維持しつつ、天板部に対する両側の側壁部の傾斜角度を所定領域の長手方向に沿って変化させ、所定領域における両側の側壁部及びフランジ部を変形させて、加工調整部を有する中間成形品を形成する第１の工程と、中間成形品に対する冷間プレス加工によって、天板部の断面を所定形状に維持しつつ少なくとも加工調整部を加圧する第２の工程を含み、第１及び第２の工程の少なくとも一方の工程で、その加工対象をハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して、鞍型の最終成形品を形成することとしており、第１の工程で中間成形品に加工調整部が形成され、この加工調整部が第２の工程で加圧されて実質的に消失し得るように構成されているので、中間成形品の形状自体によって屈曲成形時の変形量を吸収することができる。従って、別途ビード等を形成することなく、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、天板部の断面形状を維持しつつ、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して鞍型の最終成形品を形成することができる。

上記のプレス成形方法において、特に、上記の傾斜角度を０度乃至９０度に設定することにより、加工対象の特徴あるいは材料の特性に応じて、種々の態様のプレス成形を行うことができる。

また、上記のプレス成形方法において、両側の側壁部及びフランジ部の変形量によって規定される所定領域における長手方向伸張量を含む中間成形品の長手方向寸法を、最終成形品の所定領域と同じ領域における長手方向寸法の１１０％に設定すれば、中間成形品の形状自体によって屈曲成形時の変形量を適切に吸収することができ、鞍型の最終成形品を容易且つ確実に形成することができる。

更に、上記のプレス成形方法において、中間成形品は、所定領域の長手方向に複数の加工調整部を有するものとすれば、中間成形品の形状自体によって屈曲成形時の変形量を容易且つ適切に吸収することができ、加工対象の特徴あるいは材料の特性に応じて、種々の態様のプレス成形を行うことができる。

本発明のプレス成形方法の一実施形態によって形成した中間成形品及び最終成形品を示す斜視図である。 本発明のプレス成形方法の一実施形態によって形成した中間成形品の平面図である。 本発明のプレス成形方法の一実施形態によって形成した中間成形品の側面図である。 図２のＡ−Ａ線乃至Ｇ−Ｇ線断面を示す断面図である。 本発明のプレス成形方法の一実施形態によって形成した最終成形品の平面図である。 本発明のプレス成形方法の一実施形態によって形成した最終成形品の側面図である。 図５のＡ−Ａ線、Ｄ−Ｄ線及びＧ−Ｇ線断面を示す断面図である。 本発明の一実施形態における第１の工程に供するプレス装置の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態における第２の工程に供するプレス装置の一部を示す断面図である。 本発明のプレス成形方法の他の実施形態によって形成した中間成形品の平面図である。 本発明のプレス成形方法の他の実施形態によって形成した中間成形品の側面図である。 図１０のＡ−Ａ線乃至Ｇ−Ｇ線断面を示す断面図である。 本発明のプレス成形方法の更に他の実施形態によって形成した中間成形品の平面図である。 本発明のプレス成形方法の更に他の実施形態によって形成した中間成形品の側面図である。 図１３のＡ−Ａ線乃至Ｆ−Ｆ線断面を示す断面図である。 本発明のプレス成形方法の別の実施形態によって形成した中間成形品及び最終成形品を示す斜視図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明のプレス成形方法の一実施形態における第１の工程（Ｐｆ）後の中間成形品２０と、第２の工程（Ｐｓ）後の最終成形品１０を示すもので、これらの工程に加え適宜、穴あけ、トリム等が行われるが、図１では省略している。先ず、図１の下方に示す鞍型の最終成形品１０を説明すると、長尺の天板部１１の両側に側壁部１２及び１３並びにフランジ部１４及び１５を有するハット状断面の長尺部材が、ハット状断面の開口と反対方向（図１の上方）に屈曲成形されて鞍型に成形されたもので、例えば自動車の車体構造部材に供される。

本実施形態においては、天板部１１の全長に亘って、幅方向中央に凹部１１ｒが形成されると共に、その両側に凸部１１ｐ、１１ｐが形成されており、これらによって長手方向に延在する段部が形成されている。尚、この段部に代えて、幅方向中央に凸部１１ｐを形成することとしてもよく、所定の断面係数を確保し得る限り、他の形状、あるいは平板形状（平面）としてもよい。

上記の最終成形品１０を製造するため、本実施形態においては、超高張力鋼板として、板厚１．６ｍｍの冷間圧延鋼板ＳＰＣ１１８０が用いられ、後述するプレス装置（図８及び図９に示す）によって冷間プレス加工が行われる。先ず、第１の工程（Ｐｆ）において、上記の超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、図１の上方に二点鎖線で示す所定形状（図１の下方に示す最終成形品１０の天板部１１と略同形状）に維持しつつ、即ち、天板部２１を変形させることなく天板部１１と略同形状に維持しつつ、図１の上方に示すように、所定領域（Ｍ）における両側の側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５を変形させて、加工調整部２０ａを形成すると共に、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形する加工が行われ、中間成形品２０が形成される。

本実施形態においては、中間成形品２０は図２乃至図４に示すように成形される。即ち、中間成形品２０の所定領域（Ｍ）における側壁部２２及び２３の天板部２１に対する傾斜角度を変化させることによって、図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｆ）及び（Ｇ）に示す断面形状と同じ断面形状の側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５が、所定領域（Ｍ）における図４の（Ｃ）乃至（Ｅ）に示す断面形状の側壁部２２ａ及び２３ａ並びにフランジ部２４ａ及び２５ａに変形すると共に、図３に示すように、側壁部２２及びフランジ部２４の側面形状が側壁部２２ａ及びフランジ部２４ａの側面形状に変形し（側壁部２３及びフランジ部２５についても同様に変形）、これらの側壁部２２ａ及び２３ａ並びにフランジ部２４ａ及び２５ａによって加工調整部２０ａが構成され、図３に示す屈曲角度α（例えば１３９°）の中間成形品２０が形成される。

そして、第２の工程（Ｐｓ）においては、上記の中間成形品２０に対する冷間プレス加工によって、天板部２１の断面を所定形状に維持しつつ、（加工調整部２０ａが実質的に消失するように）加工調整部２０ａを加圧すると共に、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して鞍型に成形することによって、上記の最終成形品１０が形成される。尚、中間成形品２０から最終成形品１０への変形は３次元的な変化となり、屈曲角度が異なる天板部１１と天板部２１は厳密な意味で同一形状ということはできないが、（天板部２１の屈曲角度の変化を除き）天板部２１を変形させることなく、目標とする天板部１１と略同形状に維持するという趣旨で、天板部２１の断面を所定形状に維持しつつ第１の工程（Ｐｆ）を行うと共に、第２の工程（Ｐｓ）を行うこととしている。

而して、最終成形品１０は図５乃至図７に示す形状となる。即ち、図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｆ）及び（Ｇ）に示す側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５の断面形状と、（Ｃ）乃至（Ｅ）に示す側壁部２２ａ及び２３ａ並びにフランジ部２４ａ及び２５ａの断面形状が何れも、図７に示す側壁部１２及び１３並びにフランジ部１４及び１５の断面形状に変形すると共に、図３に示す側壁部２２、２２ａ及びフランジ部２４、２４ａの側面形状が、図６に示す側壁部１２及びフランジ部１４の側面形状に変形し（側壁部２３、２３ａ及びフランジ部２５、２５ａについても同様に変形）、全長に亘り同じ断面形状の側壁部１２及び１３並びにフランジ部１４及び１５を有し、図６に示す屈曲角度β（例えば１４９°）の鞍型の最終成形品１０に成形される。尚、本実施形態の最終成形品１０は全長に亘り同じ断面形状に成形されたものであるが、長手方向で断面形状が徐変する鞍型の最終成形品も同様に成形し得る。

上記の中間成形品２０においては、図３に示すように、所定領域（Ｍ）の屈曲内側には破線矢印で示す圧縮応力が加わるので、第１の工程（Ｐｆ）後には、実線矢印で示す引張応力が残留する。一方、屈曲外側の加工調整部２０ａにおいては、図２乃至図４に示すように、側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５が３次元的に変形して側壁部２２ａ及び２３ａ並びにフランジ部２４ａ及び２５ａとなる。即ち、加工後は、所定領域（Ｍ）における加工前の天板部２１と側壁部２２ａ及び２３ａの境界線（内側の稜線）、並びに、側壁部２２ａ及び２３ａとフランジ部２４ａ及び２５ａの境界線（外側の稜線）が屈曲した状態となるので、所定領域（Ｍ）における天板部２１と側壁部２２及び２３の境界線（内側の稜線）、並びに、側壁部２２及び２３とフランジ部２４及び２５の境界線（外側の稜線）より長くなった状態となる。また、本実施形態では、図３に示すように、加工後の側壁部２２ａ及び２３ａとフランジ部２４ａ及び２５ａの屈曲外側の外郭線が加工前の同部分より長くなった状態となる。即ち、図２及び図３には、所定領域（Ｍ）における側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５に生ずる３次元変形量の幅方向成分及び長手方向成分が表れている。而して、加工調整部２０ａには、図３の下方に破線矢印で示すように引張応力が加わることになるので、第１の工程（Ｐｆ）後には、実線矢印で示す圧縮応力が残留する。

そして、最終成形品１０においては、図６に示すように、図３と同様、所定領域（Ｍ）の屈曲内側には破線矢印で示すように圧縮応力が加わるので、第２の工程（Ｐｓ）後には、図６の上方に実線矢印で示す引張応力が残留するが、屈曲外側では、加工調整部２０ａが（実質的に消失するように）加圧されるときに圧縮応力が印加されるので、第２の工程（Ｐｓ）後には、図６に実線矢印で示す引張応力が残留する。この結果、最終成形品１０の屈曲内側及び屈曲外側には、実線矢印で示す引張応力のみが残留するので、全体として引張応力がバランスし、スプリングバックや捩じれの発生を抑制することができる。尚、図示は省略するが、従来の成形方法と同様、上記の加工調整部２０ａが形成されていない中間成形品（図示せず）に対し屈曲成形が行われる場合には、屈曲内側に引張応力が残留すると共に、屈曲外側には圧縮応力が残留するので、スプリングバックが生じ、屈曲前の状態に戻され、あるいは、捩じれを惹起するおそれがある。

ここで、上記第１の工程（Ｐｆ）及び第２の工程（Ｐｓ）で用いられる装置について説明する。図８は第１の工程（Ｐｆ）に供される装置を示すもので、下型Ｌｆに超高張力鋼板のワークを載置し、上型Ｕｆを下降駆動して所謂スタンピングによって中間成形品２０を形成するように構成されており、上記ワークに対し例えば５００トンの加工力が付与される。この上型Ｕｆには、所定形状（中間成形品２０の外形）の押圧面を有するダイ１２１が装着され、下型Ｌｆには、同様の所定形状の押圧面を構成するパンチ１２２及びパッド１２３が装着されており、側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５が、図４の（Ａ）乃至（Ｇ）に示す断面形状に成形される。

図９は第２の工程（Ｐｓ）に供される装置を示すもので、下型Ｌｓに中間成形品２０を載置し、上型Ｕｓを下降駆動して所謂カム曲げによって最終成形品１０を形成するように構成されており、中間成形品２０に対し例えば４００トンの加工力が付与される。この上型Ｕｓには、所定形状（最終成形品１０の外形）の押圧面を有するダイ２１１が装着され、下型Ｌｓには、同様の所定形状の押圧面を構成するパンチ２１２及びパッド２１３が装着されているが、パンチ２１２は、パッド２１３に対し近接及び離隔し得るように、スライドプレートＳｐを介してスライダ２１４に移動可能に支持されている。更に、上型Ｕｓには、ドライバ２１６が装着されており、ドライバ２１６の傾斜面（カム面）とスライダ２１４の傾斜面（カム面）とがスライドプレートＳｐを介して押接されるように支持されている。また、下型Ｌｓには、ドライバ２１６の鉛直方向の移動を案内すると共に、パンチ２１２を引き戻す（リターンスプリングとして機能する）案内部材２１５が装着されている。而して、下型Ｌｓの上に中間成形品２０が載置された状態で、上型Ｕｓが下降駆動されると、ドライバ２１６が案内部材２１５に案内されて下降するに従い、スライダ２１４がパッド２１３方向に駆動され、所謂カム曲げ（カムによる曲げ加工）によって最終成形品１０が形成される。

上記の実施形態においては、中間成形品２０の所定領域（Ｍ）における側壁部２２ａ及び２３ａの天板部２１に対する傾斜角度は、図４の（Ｄ）に示すように８０度に設定されているが、この傾斜角度は０度乃至９０度の範囲内で所定の角度に設定することができる。前述のように、所定領域（Ｍ）における長手方向伸張量は、中間成形品２０の側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５に生ずる３次元変形量によって規定されることになるが、その長手方向伸張量を含む中間成形品２０の長手方向寸法は、例えば、所定領域（Ｍ）と同じ領域における最終成形品１０の長手方向寸法の１１０％に設定され、これに合致するように、天板部２１に対する側壁部２２ａ及び２３ａの傾斜角度が設定される。尚、上記の１１０％については、本実施形態において最適な値として設定したものであるが、これに限らず、シミュレーションや各種解析によって、超高張力鋼板の特性や、最終成形品１０及び中間成形品２０の形状に応じて適宜設定するとよい。

更に、中間成形品２０の所定領域（Ｍ）における側壁部２２ａ及び２３ａの天板部２１に対する傾斜角度を０度に設定した場合には、図１０乃至図１２に示す中間成形品３０となり、以下、この実施形態について説明する。即ち、図１０乃至図１２に示す中間成形品３０は、図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｆ）及び（Ｇ）に示す断面形状と同じ断面形状の側壁部３２及び３３並びにフランジ部３４及び３５が、所定領域（Ｍ）において、図１２の（Ｃ）乃至（Ｅ）に示す断面形状の側壁部３２ｃ及び３３ｃ並びにフランジ部３４ｃ及び３５ｃに変形すると共に、図１１に示すように、側壁部３２及びフランジ部３４の側面形状が側壁部３２ｃ及びフランジ部３４ｃの側面形状に変形し（側壁部３３及びフランジ部３５についても同様）、これらの側壁部３２ｃ及び３３ｃ並びにフランジ部３４ｃ及び３５ｃによって加工調整部３０ｃが構成され、図１１に示す屈曲角度α（例えば１３９°）の中間成形品３０が形成される。

尚、図１０乃至図１２において、上記３０ｃ等の符合以外は、図２乃至図４に示す２０番台の符合を付した部分に対応する部分に３０番台の符合を付しており、これらは実質的に同じであるので説明を省略する。また、前述の実施形態と同様、中間成形品３０から最終成形品１０への変形は３次元的な変化となり、屈曲角度が異なる天板部１１と天板部３１が厳密な意味で同一形状ということはできないが、（天板部３１の屈曲角度の変化を除き）天板部３１を変形させることなく、加工目標である最終成形品の天板部１１と略同形状に維持するという趣旨で、天板部３１の断面を所定形状に維持しつつ第１の工程を行うことができる。

上記の中間成形品２０及び３０においては何れも加工調整部２０ａ及び３０ｃは一箇所のみに形成されているが、所定領域（Ｍ）内の長手方向の複数箇所に設けることとしてもよく、その一態様を図１３乃至図１５に示す。即ち、図１３乃至図１５に示す中間成形品４０は、図１５の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｆ）に示す断面形状と同じ断面形状の側壁部４２及び４３並びにフランジ部４４及び４５が、所定領域（Ｍ）において、図１５の（Ｃ）乃至（Ｅ）に示す断面形状の側壁部４２ｄ及び４２ｅ並びに４３ｄ及び４３ｅと、フランジ部４４ｄ及び４４ｅ並びに４５ｄ及び４５ｅに変形すると共に、図１４に示すように、側壁部４２及びフランジ部４４の側面形状が側壁部４２ｄ及び４２ｅとフランジ部４４ｄ及び４４ｅの側面形状に変形し（側壁部４３及びフランジ部４５についても同様に変形）、これらの側壁部４２ｄ及び４２ｅ並びに４３ｄ及び４３ｅと、フランジ部４４ｄ及び４４ｅ並びに４５ｄ及び４５ｅによって二箇所の加工調整部４０ｄ及び４０ｅが構成され、図１４に示す屈曲角度α（例えば１３９°）の中間成形品４０が形成される。

尚、図１３乃至図１５においても、上記４０ｄ及び４０ｅ等の符合以外は、図２乃至図４に示す２０番台の符合を付した部分に対応する部分に４０番台の符合を付しており、これらは実質的に同じであるので説明を省略する。

上記の各実施形態においては、中間成形品２０、３０及び４０の何れも屈曲成形されているが、例えば図１６に示すように、屈曲成形を第１の工程（Ｐｆｘ）では行わず、第２の工程（Ｐｓ）のみで行うこととしてもよい。即ち、図１６に示す第１の工程（Ｐｆｘ）においては、超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、天板部５１を変形させることなく所定形状に維持しつつ、所定領域（Ｍ）における両側の側壁部５２（反対側の符合は省略）とフランジ部５４（反対側の符合は省略）を変形させて、加工調整部５０ａを形成して、中間成形品５０を形成することとしている。

そして、第２の工程（Ｐｓ）において、上記の中間成形品５０に対する冷間プレス加工によって、（加工調整部５０ａが実質的に消失するように）加工調整部５０ａを加圧すると共に、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形することによって鞍型に成形し、上記の最終成形品１０を形成するものである。尚、本実施形態の第２の工程（Ｐｓ）においても、天板部５１を（屈曲前後の変化を除き）所定形状に維持しつつ、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形することとしている。

上記図１６の態様とは逆に、屈曲成形を第２の工程では行わず、第１の工程のみで行うこととしてもよい。例えば、図１に示す第１の工程（Ｐｆ）と同様に、天板部２１の断面を所定形状に維持しつつ所定領域（Ｍ）における両側の側壁部２２ａ及び２３ａ並びにフランジ部２４ａ及び２５ａを変形させて加工調整部２０ａを形成すると共に、ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して中間成形品２０を形成することとし、第２の工程（Ｐｓ）では、中間成形品２０に対する冷間プレス加工によって、天板部２１の断面を所定形状に維持しつつ加工調整部２０ａを加圧して、屈曲成形を行うことなく、図１と同様の最終成形品１０を形成することとしてもよい。

以上のように、何れの実施形態においても、中間成形品２０の所定領域（Ｍ）における側壁部２２及び２３の天板部２１に対する傾斜角度を変化させることによって、側壁部２２及び２３並びにフランジ部２４及び２５を変形させて加工調整部２０ａ等を形成し、この加工調整部２０ａ等を第２の工程（Ｐｓ）で加圧して（加工調整部２０ａ等を実質的に消失させ）、最終成形品１０に成形することとしており、中間成形品２０の形状自体によって屈曲成形時の３次元変形量を吸収することができるので、別途ビード等を形成する必要はない。尚、加工調整部２０ａ等は完全に消失することはなく、例えば変色部として、加圧時の痕跡が残るものの、使用において何等支障はない。また、何れの実施形態においても、更に最終成形品１０の長手方向の両端にフランジ部等を有する製品も、上記第１の工程（Ｐｆ、Ｐｆｘ）及び第２の工程（Ｐｓ）を含む工程によって、同様に成形することができる。

１０ 最終成形品
２０，３０，４０，５０ 中間成形品
１１，２１，３１，４１，５１ 天板部
１２，２２，３２，４２，５２ 側壁部
１３，２３，３３，４３，５３ 側壁部
１４，２４，３４，４４，５４ フランジ部
１５，２５，３５，４５，５５ フランジ部
２０ａ，３０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，５０ａ 加工調整部
Ｐｆ 第１の工程
Ｐｓ 第２の工程
Ｕｆ，Ｕｓ 上型
Ｕｆ，Ｌｓ 下型
１２１，２１１ ダイ
１２２，２１２ パンチ
１２３，２１３ パッド
２１４ スライダ
２１６ ドライバ

Claims (4)

1. 鋼板に対するプレス加工によって、長尺の天板部、該天板部の両側の側壁部及びフランジ部を有するハット状断面の長尺部材を形成すると共に、該長尺部材の長手方向の一部を構成する前記ハット状断面の所定領域を、前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して鞍型の最終成形品を形成するプレス成形方法であって、
   超高張力鋼板に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ、前記天板部に対する前記両側の側壁部の傾斜角度を前記所定領域の長手方向に沿って変化させ、前記所定領域における前記両側の側壁部及びフランジ部を変形させて、加工調整部を有する中間成形品を形成する第１の工程と、
   前記中間成形品に対する冷間プレス加工によって、前記天板部の断面を所定形状に維持しつつ少なくとも前記加工調整部を加圧する第２の工程を含み、
   前記第１の工程及び前記第２の工程の少なくとも一方の工程で、該少なくとも一方の工程の加工対象を前記ハット状断面の開口と反対方向に屈曲成形して、前記鞍型の最終成形品を形成する
   プレス成形方法。
2. 前記中間成形品の前記所定領域における前記側壁部の前記天板部に対する傾斜角度を０度乃至９０度に設定する
   請求項１記載のプレス成形方法。
3. 前記両側の側壁部及びフランジ部の変形量によって規定される前記所定領域における長手方向伸張量を含む前記中間成形品の長手方向寸法を、前記最終成形品の前記所定領域と同じ領域における長手方向寸法の１１０％に設定する
   請求項１記載のプレス成形方法。
4. 前記中間成形品は、前記所定領域の長手方向に複数の前記加工調整部を有する
   請求項１記載のプレス成形方法。

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