JP6369556B2 - プレス成形品の製造方法、製造装置及び製造設備列 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、自動車以外の各種の車両、家電製品、船舶、建材等に用いられるプレス成形品を製造するための方法、装置及び設備列に関する。

例えば、自動車の車体は、各種の構造部材（例：フロアクロスメンバ、サイドシル、サイドメンバ等）を含む。構造部材には、鋼板等の金属板を素材とするプレス成形品が多用される。プレス成形時の材料破断、形状凍結性、及び製造コストに対する優位性から、多くの場合、プレス成形品は、金属板に曲げ成形によるプレス加工が施されることによって得られる。プレス成形品は、例えば、溝形又はハット形の断面形状を有する。溝形断面のプレス成形品は、天板部と、天板部から伸びる一対の縦壁部とを備える。ハット形断面のプレス成形品は、更に、各縦壁部から伸びる一対のフランジ部を備える。

図１は、一般的な曲げ成形を行うプレス成形装置の構成例を模式的に示す断面図である。図１に示すように、プレス成形装置１は、溝形断面又はハット形断面のプレス成形品を製造するための装置である。図１には、ハット形断面のプレス成形品（図中の一点鎖線参照）を製造する場合を例示する。プレス成形装置１は、下型としてパンチ２を備え、上型としてダイ３及びパッド５を備える。パッド５は、ダイ３、又はダイ３と一体で動作するダイホルダ若しくはスライドに、加圧部材４を介して支持される。パッド５は、ダイ３に収容可能であり、ダイ３に収容された状態でダイ３の一部を構成する。

このようなプレス成形装置１によって金属板６をプレス成形品に成形する曲げ成形は、以下のように行われる。成形前に、パンチ２とパッド５によって金属板６を挟み込む。つまり、パンチ２による金属板６のダイ３への押し込みを開始する前に、金属板６のうちでプレス成形品の天板部に成形される部分をパンチ２とパッド５によって拘束する。その状態でダイ３を下死点まで下降する。これにより、プレス成形品の天板部は、パンチ２の上面（先端面）２ａに沿って成形される。縦壁部は、パンチ２の側面２ｂに沿って成形される。天板部と縦壁部との間には稜線部が形成される。その天板部と縦壁部を繋ぐ稜線部は、パンチ２のパンチ肩部２ｃに沿って成形される。以下、このような曲げ成形をパッド曲げ成形と称する。

近年、自動車には、地球温暖化防止に寄与する燃費の向上のために、車体の軽量化が求められる。更に、衝突事故時の安全性の向上が求められる。これらの要求から、構造部材の素材である金属板６として、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板が用いられる。例えば、９８０ＭＰａ級の高強度鋼板が用いられることもあり、場合によっては１１８０ＭＰａ級の高強度鋼板が用いられる。

また、構造部材の形状は、比較的複雑になる場合がある。これは、構造部材と他の部材との干渉防止、構造部材と他の部材との接合、所望の空間の確保等といった設計上の制約による。

図２Ａ及び図２Ｂ、並びに図３〜図８は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。これらの図のうち、図２Ａ及び図２Ｂは、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板（ＤＰ（Dual Phase）鋼からなる板厚が１．２ｍｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼板）から成形される第１例のプレス成形品７を示す。図２Ａは第１例のプレス成形品７の全体を示し、図２Ｂは図２ＡにおけるＡ部を拡大して示す。また、図３〜図８は、それぞれ、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板（板厚が１．２ｍｍ程度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板、非めっき鋼板等）から成形される第２例〜第７例のプレス成形品７を示す。

第１例〜第７例のプレス成形品７の断面形状は、いずれもハット形である。つまり、いずれのプレス成形品７も、天板部７ａと、天板部７ａの左右の両端からそれぞれ伸びる縦壁部７ｃと、天板部７ａと縦壁部７ｃの間にある稜線部７ｂと、各縦壁部７ｃの下側の端から伸びるフランジ部７ｄと、を備える。更に、プレス成形品７は、稜線部７ｂの一部に形状変化部９を有する。

図２Ａ及び図２Ｂに示す第１例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂの両方に形状変化部９が設けられる。これらの形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央の局所で、稜線部７ｂの高さが変化するものである。この場合、天板部７ａには、形状変化部９同士を繋ぐ領域に段差部８が形成される。

図３に示す第２例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂの両方に形状変化部９が設けられる。これらの形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央の広範囲で、稜線部７ｂの高さが変化するものである。この場合、形状変化部９の位置に対応し、天板部７ａの高さはなだらかに変化する。

図４に示す第３例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂのうちの一方に形状変化部９が設けられる。この形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央の局所で、稜線部７ｂの断面における円弧長さが変化するものである。この場合、形状変化部９の位置に対応し、天板部７ａと縦壁部７ｃのなす角度が変化する。

図５に示す第４例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂの両方に形状変化部９が設けられる。これらの形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央の広範囲で、稜線部７ｂがねじれるものである。この場合、形状変化部９の位置に対応し、天板部７ａ及び縦壁部７ｃがねじれる。

図６に示す第５例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂの両方に形状変化部９が設けられる。これらの形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央の広範囲で、稜線部７ｂがプレス成形品７の幅方向に曲がるものである。この場合、形状変化部９の位置に対応し、天板部７ａ及び縦壁部７ｃがプレス成形品７の幅方向に曲がる。

図７に示す第６例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂのうちの一方に形状変化部９が設けられる。形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央の局所で、この稜線部７ｂがプレス成形品７の幅方向に窪むものである。この場合、形状変化部９の位置に対応し、天板部７ａ及び縦壁部７ｃがプレス成形品７の幅方向に窪む。

図８に示す第７例のプレス成形品７では、天板部７ａの両端にある稜線部７ｂのうちの一方に形状変化部９が設けられる。この形状変化部９は、プレス成形品７の長手方向のほぼ中央から一方の端までの範囲で、稜線部の断面における曲率半径が変化するものである。この場合、形状変化部９の位置に対応し、天板部７ａの幅及び縦壁部７ｃの高さが変化する。

図１に示すパッド曲げ成形によって、高強度鋼板から、図２Ａに示す第１例のプレス成形品７を冷間で製造する場合、以下の問題が発生する。図２Ｂ中に太線で示すように、プレス成形品７には、稜線部７ｂのうちの形状変化部９の領域に割れが発生する。この割れは形状変化部９の近傍の領域（段差部８、天板部７ａ等）にも発生する。パッド曲げ成形の際、稜線部７ｂには、稜線部７ｂに沿う方向と直交する方向に曲げの応力が作用する。更に、稜線部７ｂにおける形状変化部９には、稜線部７ｂに沿う方向に引張の応力が作用する。つまり、形状変化部９には、それらの曲げ応力と引張応力の両方が作用する。そのため、形状変化部９の領域及びその近傍の領域は引張曲げ変形する。この引張曲げ変形により、形状変化部９の領域に割れが発生すると考えられる。

このような割れは、図３〜図８に示す第２例〜第７例のプレス成形品７であっても、同様に発生し得る。

このような割れの発生を抑制しようとすれば、構造部材の設計の自由度が低下する。素材とする高強度鋼板のプレス成形性に応じ、稜線部７ｂにおける形状変化部９の諸寸法が制約を受けるからである。

プレス成形品における割れの発生防止を図る従来技術は、例えば、国際公開第２０１４／０４２０６７号パンフレット（特許文献１）及び特開平１１−３１９９６３号公報（特許文献２）に開示される。

国際公開第２０１４／０４２０６７号パンフレット 特開平１１−３１９９６３号公報

特許文献１は、断面形状がハット形であり高さ方向に湾曲したプレス成形品の製造を対象とし、プレス成形品における凸状湾曲部の天板部等に生じる割れを抑制する技術を開示する。しかし、この技術によるプレス成形は、ブランクホルダを用いた絞り成形である。絞り成形では、稜線部に沿う方向と直交する方向に引張応力が発生する。そのため、稜線部の一部に形状変化部を有するプレス成形品において、形状変化部に発生する引張応力が増大し、割れの発生を抑えることはできない。

また、特許文献２に開示された技術によれば、割れの発生を低減できる可能性がある。しかし、この技術では、プレス成形に先立ち、素材に圧縮加工が施される。そのため、追加の工程及び設備が必要になり、製造コストの上昇は免れない。

このように、従来技術では、引張強度が例えば５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板から、稜線部の一部に形状変化部を有するプレス成形品を成形する際に、形状変化部の領域での割れの発生を低減することができない。

また、ハット形断面のプレス成形品を単純なパッド曲げ成形によって成形すると、スプリングバックに起因して、縦壁部が外向きに反り易い。

本発明の目的は、稜線部の一部に形状変化部を有する溝形断面又はハット形断面のプレス成形品を成形する際に、例えば高強度鋼板を素材として用いる場合であっても、形状変化部の領域で割れの発生を低減することができるプレス成形品の製造方法、その製造装置及びその製造設備列を提供することである。また、本発明の他の目的は、稜線部の一部に形状変化部を有するハット形断面のプレス成形品を成形する際に、例えば高強度鋼板を素材として用いる場合であっても、縦壁部の反りの発生を低減することができるプレス成形品の製造方法及びその製造設備列を提供することである。

（１）本発明の実施形態による製造方法は、素材からプレス成形品を製造するための方法である。
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有する。
前記製造方法は、
前記素材として金属板を準備する準備工程と、
パンチ、前記パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用い、前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含む。
前記プレス加工工程は、
前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持する工程と、
前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する工程と、
前記ダイ及び前記パッドに対する前記パンチの押し込みを前記下死点まで継続し、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、を含む。

上記（１）の製造方法において、前記所定距離が３〜３０ｍｍであることが好ましい。

（２）上記（１）の製造方法は、下記の構成を採用することができる。
前記プレス加工工程では、前記天板部及び前記稜線部を成形するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記天板部から所定高さまでの所定領域を成形する。
前記製造方法は、更に、前記プレス加工工程で得られた中間成形品にプレス加工を施す第２プレス加工工程を含む。
前記第２プレス加工工程では、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記所定領域を除く余剰領域から前記縦壁部を成形する。

前記プレス成形品が、更に、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部を備える場合、上記（２）の製造方法は、下記の構成を採用することができる。
前記第２プレス加工工程は、主第２パンチ、前記主第２パンチに隣接して配置される副第２パンチ、前記主第２パンチの先端面に対向して配置される第２パッド、及び前記第２パッドを収容可能な第２ダイを用いる。
前記第２プレス加工工程は、
前記主第２パンチと前記第２パッドによって前記中間成形品の前記天板部を挟み込んだ状態で、前記主第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みを開始する工程と、
前記第２ダイに対する前記主第２パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記第２パッドを前記第２ダイに収容するとともに、前記中間成形品の前記余剰領域から前記縦壁部を成形する工程と、
前記第２ダイ及び前記第２パッドに対する前記副第２パンチの押し込みを開始し、前記副第２パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記中間成形品の前記余剰領域から前記フランジ部を成形する工程と、を含む。

（３）本発明の実施形態による製造方法は、素材からプレス成形品を製造するための方法である。
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有する。
前記製造方法は、
前記素材として金属板を準備する準備工程と、
前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含む。
前記プレス加工工程は、主パンチ、前記主パンチに隣接して配置される副パンチ、前記主パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用いる。
前記プレス加工工程は、
前記主パンチと前記パッドによって前記素材を挟み込んだ状態で、前記主パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始する工程と、
前記ダイに対する前記主パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記パッドを前記ダイに収容するとともに、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、
前記ダイ及び前記パッドに対する前記副パンチの押し込みを開始し、前記副パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記フランジ部を成形する工程と、を含む。

（４）上記（３）の製造方法は、下記の構成を採用することができる。
前記製造方法は、
前記プレス加工工程の前に、前記準備工程で準備した前記金属板にプレス加工を施して前記素材としての中間成形品を得る予備プレス加工工程を含む。
前記予備プレス加工工程では、前記中間成形品として、前記天板部及び前記稜線部を成形するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記天板部から所定高さまでの所定領域を成形する。
前記プレス加工工程では、
前記主パンチと前記パッドによって前記中間成形品の前記天板部を挟み込んだ状態で、前記主パンチによる前記中間成形品の前記ダイへの押し込みを開始する。
その後、前記ダイに対する前記主パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記パッドを前記ダイに収容するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記所定領域を除く余剰領域から前記縦壁部を成形する。
その後、前記ダイ及び前記パッドに対する前記副パンチの押し込みを開始し、前記副パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記中間成形品の前記余剰領域から前記フランジ部を成形する。

上記（２）又は（４）の製造方法は、下記の構成を採用することが好ましい。
前記所定高さｈ（ｍｍ）が下記式（１）の条件を満たす。
Ｒｐ≦ｈ≦Ｈ−Ｒｐ …（１）
ただし、上記式（１）中、Ｈは前記プレス成形品の高さ（ｍｍ）を示し、Ｒｐは前記稜線部の断面における曲率半径（ｍｍ）を示す。

上記の製造方法は、下記の構成を採用することができる。
前記稜線部の前記形状変化部が下記（ａ）〜（ｆ）のうちの少なくとも一つである。
（ａ）前記稜線部の高さが変化する、
（ｂ）前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
（ｃ）前記稜線部がねじれる、
（ｄ）前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
（ｅ）前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
（ｆ）前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。

（５）本発明の実施形態による製造装置は、素材からプレス成形品を製造するための装置である。
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有する。
前記製造装置は、
前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、及び前記稜線部に対応するパンチ肩部を含むパンチと、
前記パンチの前記先端面に対向して配置されるパッドと、
前記パッドを収容可能なダイと、
前記パンチの前記先端面からの前記パッドの距離を調整するパッド調整機構と、を備える。

（６）本発明の実施形態によるプレス成形品の製造装置は、パンチと、パッドと、ダイと、パッド調整機構と、を備える。
パンチは、先端面、側面、及び前記先端面と前記側面の間に設けられたパンチ肩部を備え、前記パンチ肩部の延在方向の一部に形状の変化する形状変化部を有する。
パッドは、少なくとも前記形状変化部における前記パンチ肩部の延在方向に垂直な断面において、前記パンチの前記先端面に対向して配置される。
ダイは、前記パンチの前記先端面に対向する面に前記パッドを収容できる凹部、及び前記パンチ肩部に対向する箇所が前記パンチ肩部の形状にあわせた形状である隅部を備える。
パッド調整機構は、前記パンチの前記先端面と前記パッドの間の間隔を調整する。

（７）上記（５）の製造装置は、下記の構成を採用することができる。
前記パッド調整機構は、
前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持し、
前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する。

上記（７）の製造装置において、前記所定距離が３〜３０ｍｍであることが好ましい。

（８）本発明の実施形態による製造設備列は、素材からプレス成形品を製造するための設備列である。
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有する。
前記製造設備列は、上記（５）〜（７）のいずれかの製造装置と、前記製造装置で得られた中間成形品にプレス加工を施す第２製造装置と、を含む。
前記中間成形品は、前記縦壁部の領域のうちで前記天板部から所定高さまでの領域が成形されたものである。
前記第２製造装置は、
前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、前記稜線部に対応するパンチ肩部、及び前記縦壁部と前記フランジ部との間にある稜線部に対応する隅部を含む主第２パンチと、
前記主第２パンチに隣接して配置され、前記フランジ部に対応する先端面を含む副第２パンチと、
前記主第２パンチの先端面に対向して配置される第２パッドと、
前記縦壁部と前記フランジ部との間にある前記稜線部に対応するダイ肩部、及び前記フランジ部に対応する先端面を含み、前記第２パッドを収容可能な第２ダイと、
前記主第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みよりも、前記副第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みを遅らせる副パンチ調整機構と、を備える。

上記（８）の製造設備列は、下記の構成を採用することが好ましい。
前記副パンチ調整機構は、
前記第２ダイに対する前記主第２パンチの押し込みが下死点に達した後に、前記第２ダイに対する前記副第２パンチの押し込みを開始する。

上記（８）の製造設備列は、下記の構成を採用することが好ましい。
前記製造装置の前記ダイは、前記所定高さｈ（ｍｍ）が下記式（１）の条件を満たすように形成される。
Ｒｐ≦ｈ≦Ｈ−Ｒｐ …（１）
ただし、上記式（１）中、Ｈは前記プレス成形品の高さ（ｍｍ）を示し、Ｒｐは前記稜線部の断面における曲率半径（ｍｍ）を示す。

本発明によれば、稜線部の一部に形状変化部を有する溝形断面又はハット形断面のプレス成形品を成形する際に、例えば高強度鋼板を素材として用いる場合であっても、形状変化部の領域で割れの発生を低減することができる。また、ハット形断面のプレス成形品を成形する場合、縦壁部の反りの発生を低減することができる。

図１は、一般的な曲げ成形を行うプレス成形装置の構成例を模式的に示す断面図である。 図２Ａは、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図２Ｂは、図２ＡにおけるＡ部を拡大して示す斜視図である。 図３は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図４は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図５は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図６は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図７は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図８は、比較的複雑な形状を有するプレス成形品の一例を示す斜視図である。 図９は、本発明の第１実施形態におけるプレス成形品の製造に用いられる第１製造装置の構成の一例を示す斜視図である。 図１０は、本発明の第１実施形態におけるプレス成形品の製造に用いられる第２製造装置の構成の一例を示す斜視図である。 図１１Ａは、第１実施形態において第１製造装置による第１プレス加工工程の状況を示す図であり、成形開始前の状態を示す。 図１１Ｂは、第１実施形態において第１製造装置による第１プレス加工工程の状況を示す図であり、成形初期の状態を示す。 図１１Ｃは、第１実施形態において第１製造装置による第１プレス加工工程の状況を示す図であり、成形終期の状態を示す。 図１１Ｄは、第１実施形態において第１製造装置による第１プレス加工工程の状況を示す図であり、成形完了時の状態を示す。 図１２Ａは、第１実施形態において第２製造装置による第２プレス加工工程の状況を示す図であり、成形開始前の状態を示す。 図１２Ｂは、第１実施形態において第２製造装置による第２プレス加工工程の状況を示す図であり、成形終期の状態を示す。 図１２Ｃは、第１実施形態において第２製造装置による第２プレス加工工程の状況を示す図であり、成形完了時の状態を示す。

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、下記の知見（Ａ）及び（Ｂ）を得た。

（Ａ）パッド曲げ成形により、稜線部の一部に形状変化部を有する溝形断面又はハット形断面のプレス成形品を成形する場合、素材金属板のうちでプレス成形品の天板部に成形される部分は、終始、パンチとパッドによって拘束される。その際、形状変化部に曲げ応力と引張応力の両方が作用する。そのため、形状変化部の領域及びその近傍の領域は引張曲げ変形する。これにより、形状変化部の領域及びその近傍の領域に過剰な変形ひずみが生じ易い。この過剰な変形ひずみが割れを引き起こす。

このことから、形状変化部での引張曲げ変形を緩和して過剰な変形ひずみを抑制すれば、割れの発生を低減することができるといえる。そのためには、成形中に、パンチとパッドによる素材金属板の拘束を緩和すればよい。

（Ｂ）パッド曲げ成形により、ハット形断面のプレス成形品を成形する場合、天板部、縦壁部及びフランジ部の成形が同時に完了する。この場合、スプリングバックに起因して、縦壁部が外向きに反り易い。この縦壁部の反りを低減するには、フランジ部の成形が最後に行われるようにすればよい。

本発明は上記の知見に基づいて完成されたものである。以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図９は、本発明の第１実施形態におけるプレス成形品の製造に用いられる第１製造装置の構成の一例を示す斜視図である。図１０は、本発明の第１実施形態におけるプレス成形品の製造に用いられる第２製造装置の構成の一例を示す斜視図である。第１実施形態では、前記図２Ａに示すハット形断面の第１例のプレス成形品７を製造する場合を例示する。第１実施形態では、プレス成形品は、第１プレス加工工程及び第２プレス加工工程を順に経て製造される。第１プレス加工工程では、図９に示す第１プレス成形装置１０（第１製造装置）が用いられる。第２プレス加工工程では、図１０に示す第２プレス成形装置２０（第２製造装置）が用いられる。つまり、第１プレス成形装置１０と第２プレス成形装置２０は、一連の製造設備列を構成する。

図１１Ａ〜図１１Ｄは、第１実施形態において第１製造装置による第１プレス加工工程の状況を示す図である。これらの図のうち、図１１Ａは成形開始前の状態を示す。図１１Ｂは成形初期の状態を示す。図１１Ｃは成形終期の状態を示す。図１１Ｄは成形完了時の状態を示す。図１２Ａ〜図１２Ｃは、第１実施形態において第２製造装置による第２プレス加工工程の状況を示す図である。これらの図のうち、図１２Ａは成形開始前の状態を示す。図１２Ｂは成形終期の状態を示す。図１２Ｃは成形完了時の状態を示す。これらの図は、形状変化部の領域の断面を示す。

［第１製造装置］
図９、及び図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、第１プレス成形装置１０は、下型として第１パンチ１１を備え、上型として第１ダイ１２及び第１パッド１３を備える。つまり、第１パンチ１１と、第１ダイ１２及び第１パッド１３と、が対を成す。なお、構成の理解を容易にするため、図９には、第１ダイ１２を一点鎖線で示す。

第１パンチ１１は、上面１１ａ（先端面）、一対の側面１１ｂ、及び上面１１ａと側面１１ｂの間に設けられたパンチ肩部１１ｃを備える。パンチ肩部１１ｃは上面１１ａと側面１１ｂを繋ぐ部位である。その上面１１ａの形状は、プレス成形品の天板部に対応する形状である。その側面１１ｂの形状は、プレス成形品の縦壁部に対応する形状である。そのパンチ肩部１１ｃの形状は、プレス成形品の稜線部に対応する形状である。パンチ肩部１１ｃの延在方向の一部には、形状の変化する形状変化部が形成される。このパンチ肩部１１ｃの形状変化部の形状は、プレス成形品の稜線部の一部に存在する形状変化部に対応する形状である。すなわち、パンチ肩部１１ｃはその延在方向で断面形状が変化するか、延在方向が曲がっている箇所を備える。

第１パッド１３は、第１パンチ１１の上面１１ａに対向して配置される。第１ダイ１２は、第１パンチ１１の上面１１ａと対向する位置に凹部１２ｃを備える。第１パッド１３は、その凹部１２ｃに収容可能である。第１パッド１３は、第１ダイ１２の凹部１２ｃに収容された状態で第１ダイ１２の一部を構成する。更に、第１ダイ１２は、第１パンチ１１のパンチ肩部１１ｃに対向する位置に隅部１２ｄを備える。この隅部１２ｄの形状は、パンチ肩部１１ｃの形状にあわせた形状である。更に、第１ダイ１２は、その隅部１２ｄに隣接した一対の第１内側面１２ａを備える。第１内側面１２ａは、第１パンチ１１の側面１１ｂと対向する。第１内側面１２ａの形状は、プレス成形品の縦壁部の領域のうちで天板部から所定高さｈまでの所定領域に対応する形状である。更に、第１ダイ１２は、その第１内側面１２ａに隣接した一対の第２内側面１２ｂを備える。対向する第２内側面１２ｂの間隔は、第１ダイ１２の幅方向の外側に向けて大きく広がる。

図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、第１パッド１３は、第１ダイ１２を保持するダイホルダ１５に、第１加圧部材１６を介して支持される。第１加圧部材１６は、油圧シリンダ、ガスシリンダ、ばね、ゴム等であり、第１パッド１３に下向きの力（第１パンチ１１に向く力）を付与する。図１１Ａ〜図１１Ｄでは、第１パッド１３からアーム部１３ａが突出し、このアーム部１３ａとダイホルダ１５との間に第１加圧部材１６が設けられる。第１パッド１３は、第１加圧部材１６を介して支持される限り、第１ダイ１２、又はダイホルダ１５と一体で動作するスライドに支持されてもよい。

ここで、第１プレス成形装置１０は、第１パンチ１１の上面１１ａからの第１パッド１３の距離を調整するパッド調整機構を備える。パッド調整機構は、例えば以下のように構成される。図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、第１パッド１３から突出するアーム部１３ａの直下にブロック１７が設けられる。このブロック１７は、第１パンチ１１を保持するパンチホルダ１８に、第２加圧部材１９を介して支持される。第２加圧部材１９は、油圧シリンダ、ガスシリンダ、ばね、ゴム等であり、ブロック１７に上向きの力（第１ダイ１２に向く力）を付与する。第２加圧部材１９によってブロック１７に付与される上向きの力は、第１加圧部材１６によって第１パッド１３に付与される下向きの力よりも大きい。ブロック１７は、第２加圧部材１９を介して支持される限り、プレス機の土台に支持されてもよい。

パッド調整機構によれば、図１１Ａに示すように、第１パッド１３は第１ダイ１２の下降に追従して下降し、第１パンチ１１の上面１１ａからの第１パッド１３の距離が所定距離になったときに、アーム部１３ａとブロック１７が接触する。その後、図１１Ｂに示すように、更に第１ダイ１２の下降を継続しても、第１パッド１３は、第１ダイ１２の凹部１２ｃに収容されるまで、その位置に保持される。第１パッド１３には、第１加圧部材１６からの下向きの力よりも大きい第２加圧部材１９からの上向きの力が作用しているからである。そして、図１１Ｃ及び図１１Ｄに示すように、第１パッド１３が第１ダイ１２の凹部１２ｃに収容されると、それ以降、第１パッド１３は第１ダイ１２と一体で下降する。

［第２製造装置］
図１０、及び図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、第２プレス成形装置２０は、下型として主第２パンチ２１及び副第２パンチ２４を備え、上型として第２ダイ２２及び第２パッド２３を備える。つまり、主第２パンチ２１及び副第２パンチ２４と、第２ダイ２２及び第２パッド２３と、が対を成す。なお、構成の理解を容易にするため、図１０には、第２ダイ２２を一点鎖線で示す。

主第２パンチ２１は、上面２１ａ（先端面）、一対の側面２１ｂ、及び上面２１ａと側面２１ｂの間に設けられたパンチ肩部２１ｃを備える。パンチ肩部２１ｃは上面２１ａと側面２１ｂ繋ぐ部位である。その上面２１ａの形状は、プレス成形品の天板部に対応する形状である。その側面２１ｂの形状は、プレス成形品の縦壁部に対応する形状である。そのパンチ肩部２１ｃの形状は、プレス成形品の稜線部に対応する形状である。パンチ肩部２１ｃの延在方向の一部には、形状の変化する形状変化部が形成される。このパンチ肩部２１ｃの形状変化部の形状は、プレス成形品の稜線部の一部に存在する形状変化部に対応する形状である。更に、主第２パンチ２１は、その側面２１ｂに隣接した曲面２１ｄを備える。

副第２パンチ２４は、主第２パンチ２１の外側に隣接して配置される。副第２パンチ２４は、上面２４ａ（先端面）を備える。その上面２４ａの形状は、プレス成形品のフランジ部に対応する形状である。

第２パッド２３は、主第２パンチ２１の上面２１ａに対向して配置される。第２ダイ２２は、主第２パンチ２１の上面２１ａと対向する位置に凹部２２ｃを備える。第２パッド２３は、その凹部２２ｃに収容可能である。第２パッド２３は、第２ダイ２２の凹部２２ｃに収容された状態で第２ダイ２２の一部を構成する。更に、第２ダイ２２は、主第２パンチ２１のパンチ肩部２１ｃに対向する位置に隅部２２ｄを備える。この隅部２２ｄの形状は、パンチ肩部２１ｃの形状にあわせた形状である。更に、第２ダイ２２は、隅部２２ｄに隣接した一対の内側面２２ａを備える。この内側面２２ａは、主第２パンチ２１の側面２１ｂと対向する。内側面２２ａの形状は、プレス成形品の縦壁部に対応する形成である。更に、第２ダイ２２は、内側面２２ａに隣接した一対のダイ肩部２２ｅを備える。ダイ肩部２２ｅの形状は、プレス成形品の縦壁部とフランジ部との間に存在する稜線部に対応する形状である。更に、第２ダイ２２は、ダイ肩部２２ｅに隣接した一対の下面２２ｅ（先端面）を備える。この下面２２ｅは、副第２パンチ２４と対向する。

図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、第２パッド２３は、第２ダイ２２を保持するダイホルダ２７に、第３加圧部材（図示省略）を介して支持される。第３加圧部材は、油圧シリンダ、ガスシリンダ、ばね、ゴム等であり、第２パッド２３に下向きの力（主第２パンチ２１に向く力）を付与する。第２パッド２３は、第３加圧部材を介して支持される限り、第２ダイ２２、又はダイホルダ２７と一体で動作するスライドに支持されてもよい。

ここで、第２プレス成形装置２０は、第２ダイ２２に対する主第２パンチ２１の押し込みよりも、第２ダイ２２に対する副第２パンチ２４の押し込みを遅らせる副パンチ調整機構を備える。副パンチ調整機構は、例えば以下のように構成される。図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、副第２パンチ２４はパンチホルダ２８に保持される。主第２パンチ２１は、副第２パンチ２４から突出し、パンチホルダ２８に、第４加圧部材２６を介して支持される。第４加圧部材２６は、油圧シリンダ、ガスシリンダ、ばね、ゴム等であり、主第２パンチ２１に上向きの力（第２ダイ２２に向く力）を付与する。第４加圧部材２６によって主第２パンチ２１に付与される上向きの力は、第３加圧部材によって第２パッド２３に付与される下向きの力よりも大きい。主第２パンチ２１は、第４加圧部材２６を介して支持される限り、プレス機の土台に支持されてもよい。

副パンチ調整機構によれば、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、第２ダイ２２の下降に伴って、第２パッド２３が第２ダイ２２の凹部２２ｃに収容される。これにより、第２ダイ２２に対する主第２パンチ２１の押し込みが完了する。その後、第２ダイ２２の下降を継続すると、それ以降、主第２パンチ２１は第２ダイ２２及び第２パッド２３と一体で下降する。これにより、第２ダイ２２に対する副第２パンチ２４の押し込みが行われる。

［プレス成形品の製造］
上記の第１プレス成形装置１０（第１製造装置）と第２プレス成形装置２０（第２製造装置）を用いたプレス成形品７の製造方法は、以下の各工程を含む。

［準備工程］
図９及び図１１Ａに示すように、素材として、金属板１４を準備する。金属板１４としては、例えば、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板を用いることができる。金属板１４は、９８０ＭＰａ級の高強度鋼板であってもよいし、１１８０ＭＰａ級の高強度鋼板であってもよい。また、金属板１４として、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板等を用いることもできる。

［第１プレス加工工程］
図９、及び図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、第１プレス加工工程では、第１プレス成形装置１０を用いて金属板１４に曲げ成形によるプレス加工を施し、中間成形品２５を製造する。中間成形品２５は、天板部２５ａと、稜線部２５ｂと、縦壁部２５ｃと、を備える。天板部２５ａは、プレス成形品７の天板部７ａに対応する。稜線部２５ｂは、プレス成形品７の稜線部７ｂに対応する。縦壁部２５ｃの領域は、稜線部２５ｂに繋がる所定領域２５ｃａと、第１縦壁部２５ｃに繋がる余剰領域２５ｃｂに区分される。所定領域２５ｃａは、プレス成形品７の縦壁部７ｃの領域のうちで天板部７ａから所定高さｈまでの領域に対応する。余剰領域２５ｃｂは、その所定高さｈを超える領域である。つまり、余剰領域２５ｃｂは、プレス成形品７の縦壁部７ｃに成形される領域のうちで所定領域２５ｃａを除く領域である。なお、余剰領域２５ｃｂには、プレス成形品７のフランジ部７ｄに成形される領域も含まれる。以下に、第１プレス加工工程での状況を具体的に説明する。

第１パンチ１１の上に金属板１４を載置した後、第１ダイ１２を下降させる。その際、アーム部１３ａとブロック１７は離間しており、第１パッド１３は第１ダイ１２と一体で下降する。その後、図１１Ａに示すように、アーム部１３ａがブロック１７に接触する。このとき、第１パンチ１１の上面１１ａからの第１パッド１３の距離が所定距離になっている。また、金属板１４の両縁部に、第１ダイ１２の第２内側面１２ｂが接触する。アーム部１３ａとブロック１７の接触により、第１パッド１３の下降が制限される。

更に第１ダイ１２の下降を継続する。これにより、第１パンチ１１による金属板１４の第１ダイ１２への押し込みが開始し、金属板１４の曲げ成形が始まる。その際、図１１Ｂに示すように、第１パッド１３の下降が制限されているため、第１パッド１３は第１パンチ１１の上面１１ａから所定距離離れた位置に保持される。そのため、金属板１４は、次第に変形して第１パッド１３と接触するが、第１パッド１３と第１パンチ１１とによって挟み込まれるわけではない。つまり、金属板１４は、第１パッド１３と第１パンチ１１とによって拘束されない。

更に第１ダイ１２の下降を継続すると、図１１Ｃに示すように、第１ダイ１２に対する第１パンチ１１の押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達する。このとき、第１パッド１３は第１ダイ１２の凹部１２ｃに収容され、第１ダイ１２と一体化する。つまり、第１パンチ１１による金属板１４の第１ダイ１２への押し込みを開始したとき又はその直後から、第１ダイ１２に対する第１パンチ１１の押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、第１パッド１３は第１パンチ１１の上面１１ａから所定距離離れた位置に保持される。

そして、第１ダイ１２及び第１パッド１３を下降させ、第１ダイ１２及び第１パッド１３に対する第１パンチ１１の押し込みを下死点まで継続する。これにより、天板部２５ａ及び稜線部２５ｂが成形される。これと合わせ、縦壁部２５ｃの領域のうちで所定領域２５ｃａが成形される。このようにして中間成形品２５が得られる。この中間成形品２５の天板部２５ａ及び稜線部２５ｂの形状は、プレス成形品７の天板部７ａ及び稜線部７ｂ（一部に形状変化部を含む）の形状と合致する。

このような第１プレス成形装置１０を用いた第１プレス加工工程によれば、第１ダイ１２及び第１パッド１３に対する第１パンチ１１の押し込みの下死点まで、金属板１４は、第１パッド１３と第１パンチ１１とによって拘束されない。そのため、成形中に、パンチとダイによる金属板の拘束が緩和される。これにより、形状変化部での引張曲げ変形が緩和され、過剰な変形ひずみが抑制される。その結果、高強度鋼板を素材として用いる場合であっても、形状変化部の領域で割れの発生を低減することができる。

上記のとおり、第１プレス加工工程による成形中、第１パッド１３は第１パンチ１１の上面１１ａから所定距離離れた位置に一時的に保持される。その所定距離は３〜３０ｍｍであることが好ましい。その理由は、以下のとおりである。所定距離が３ｍｍ未満であると、素材金属板を拘束するおそれがある。一方、所定距離が３０ｍｍを超えると、成形中に金属板１４が第１パッド１３と接触しなくなり、第１パッド１３の存在理由がなくなる。

また、第１プレス加工工程による成形では、プレス成形品７の縦壁部７ｃの領域のうちで天板部７ａから所定高さｈまでの所定領域２５ｃａが成形される。その所定高さｈ（ｍｍ）は下記式（１）の条件を満たすことが好ましい。
Ｒｐ≦ｈ≦Ｈ−Ｒｐ …（１）
ただし、上記式（１）中、Ｈはプレス成形品の高さ（ｍｍ）を示し、Ｒｐは稜線部の断面における曲率半径（ｍｍ）を示す。
ここでいう曲率半径Ｒｐは、厳密には、稜線部の内周及び外周のうちの内周の曲率半径である。つまり、第１パンチのパンチ肩部の曲率半径に相当する。

また、所定高さｈは下記式（２）の条件を満たすことでもよい。
Ｈ／４≦ｈ≦３×Ｈ／４ …（２）

［第２プレス加工工程］
図１０、及び図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、第２プレス加工工程では、第２プレス成形装置２０を用いて中間成形品２５に曲げ成形によるプレス加工を施し、最終的なプレス成形品７を製造する。以下に、第２プレス加工工程での状況を具体的に説明する。

主第２パンチ２１の上に中間成形品２５を載置した後、第２ダイ２２を下降させる。これにより、第２パッド２３は第２ダイ２２と一体で下降する。その後、図１２Ａに示すように、第２パッド２３が中間成形品２５の天板部２５ａに接触する。これにより、中間成形品２５は第２パッド２３と主第２パンチ２１とによって挟み込まれる。また、第２パッド２３と主第２パンチ２１とによって中間成形品２５を拘束した状態で、第２パッド２３の下降が制限される。

更に第２ダイ２２の下降を継続する。これにより、主第２パンチ２１による中間成形品２５の第２ダイ２２への押し込みが開始し、中間成形品２５の曲げ成形が始まる。

更に第２ダイ２２の下降を継続すると、図１２Ｂに示すように、第２ダイ２２に対する主第２パンチ２１の押し込みがその押し込みの下死点に達する。このとき、第２パッド２３は第２ダイ２２の凹部２２ｃに収容され、第２ダイ２２と一体化する。これと同時に、主第２パンチ２１が、第２ダイ２２及び第２パッド２３と一体化する。これにより、プレス成形品７の天板部７ａ及び稜線部７ｂが完全に成形される。更に、プレス成形品７の縦壁部７ｃの領域は、中間成形品２５の所定領域２５ｃａから完全に成形されるとともに、中間成形品２５の余剰領域２５ｃｂから成形される。

更に第２ダイ２２及び第２パッド２３の下降を継続する。これにより、副第２パンチ２４による中間成形品２５の第２ダイ２２及び第２パッド２３への押し込みが開始する。そして、第２ダイ２２及び第２パッド２３を下降させ、第２ダイ２２及び第２パッド２３に対する副第２パンチ２４の押し込みを下死点まで継続する。これにより、中間成形品２５の余剰領域２５ｃｂからフランジ部７ｄが成形される。このようにしてプレス成形品７が得られる。

このような第２プレス成形装置２０を用いた第２プレス加工工程によれば、フランジ部の成形が最後に行われる。これにより、スプリングバックに起因して発生する縦壁部の反りを低減することができる。つまり、形状凍結性が向上する。

したがって、比較的複雑な形状を有するプレス成形品を製造する場合であっても、高強度化を推進することが可能となり、設計の自由度を高めることも可能となる。

［プレス成形品］
第１実施形態の製造方法によって、前記図２Ａに示すハット形断面の第１例のプレス成形品７を製造した。素材としては、５９０ＭＰａ級の高強度鋼板を用いた。このプレス成形品７には、形状変化部９の領域で割れが発生しなかった。

また、形状変化部９の領域の最大主歪みを調査した。第１実施形態によるプレス成形品７では、最大主歪みは０．２２であった。これに対し、前記図１に示すパッド曲げ成形によるプレス成形品７では、最大主歪みは０．２６と大きかった。

また、縦壁部７ｃの反り量を調査した。反り量としては、一対の縦壁部７ｃの下端同士の間隔を評価した。第１実施形態によるプレス成形品７の反り量は、前記図１に示すパッド曲げ成形によるプレス成形品の反り量と比較し、１３％程度に低減した。

第１実施形態で製造対象とするプレス成形品は、前記図２Ａに示すハット形断面の第１例のプレス成形品７に限定されない。つまり、プレス成形品は、稜線部の一部に形状変化部を有する限り、前記図３〜図８に示す第２例〜第７例のプレス成形品７であっても構わない。要するに、プレス成形品の稜線部の形状変化部が下記（ａ）〜（ｆ）のうちの少なくとも一つである。
（ａ）稜線部の高さが変化する、
（ｂ）稜線部の断面における円弧長さが変化する、
（ｃ）稜線部がねじれる、
（ｄ）稜線部が幅方向に曲がる、
（ｅ）稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
（ｆ）稜線部の断面における曲率半径が変化する。

なお、前記図３〜図８に示す第２例〜第７例のプレス成形品７では、形状変化部９の領域及びその近傍の領域にシワも発生し易い。第１実施形態によれば、そのようなシワも抑制することができる。

また、プレス成形品の一対の稜線部は平行でなくても構わない。例えば、一対の稜線部が端で交わっていても構わない。

［第２実施形態］
第２実施形態は上記の第１実施形態を基本とし、その一部を変形したものである。主な目的が形状変化部の領域での割れの低減にある場合、上記の第２プレス成形装置による第２プレス加工工程は省略できる。この場合、図９、及び図１１Ａ〜図１１Ｄに示す第１ダイ１２に関し、第２内側面１２ｂが省略され、プレス成形品７の縦壁部７ｃに対応する形状の第１内側面１２ａが、第２内側面１２ｂの領域まで延長される。これにより、上記の第１プレス成形装置による第１プレス加工工程において、最終的なプレス成形品を成形する。第２実施形態は、高さがそれほど高くないプレス成形品の製造に適用することができ、特に、フランジ部を有しない溝形断面のプレス成形品の製造に適用することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態は上記の第１実施形態を基本とし、その一部を変形したものである。主な目的が、上記の第２実施形態と同様に、形状変化部の領域での割れの低減にある場合、上記の第２プレス加工工程において、中間成形品に、単純なパッド曲げ成形を行ってもよいし、パッド無しで曲げ成形を行ってもよい。

［第４実施形態］
第４実施形態は上記の第１実施形態を基本とし、その一部を変形したものである。主な目的が縦壁部の反りの低減にある場合、上記の第１プレス成形装置による第１プレス加工工程は省略できる。この場合、上記の第２プレス成形装置による第２プレス加工工程において、素材として金属板を用い、最終的なプレス成形品を成形する。また、第１プレス加工に代わる予備プレス加工工程を導入し、この予備プレス加工工程において、上記の中間成形品を成形することもできる。予備プレス加工工程では、金属板に単純なパッド曲げ成形を行ってもよい。

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上記の実施形態の第１プレス成形装置では、下型として第１パンチを備え、上型として第１ダイ及び第１パッドを備えた構成であるが、上下の金型の配置が上下で反転した構成であっても構わない。上記の実施形態の第２プレス成形装置では、下型として主第２パンチ及び副第２パンチを備え、上型として第２ダイ及び第２パッドを備えた構成であるが、上下の金型の配置が上下で反転した構成であっても構わない。

また、第１プレス成形装置の第１パッドは、少なくとも形状変化部におけるパンチ肩部の延在方向に垂直な断面において、第１パンチの先端面に対向して配置されることが好ましい。つまり、第１パッドは、プレス成形品の稜線部における形状変化部と少なくとも重なる位置に設けられることが好ましい。ただし、第１パッドは、プレス成形品の稜線部における形状変化部と重なる位置に設けられる必要はない。つまり、プレス成形品の稜線部における形状変化部から１００ｍｍ内の近傍部であれば、第１パッドがその近傍部と重なる位置に設けられてもよい。

７：プレス成形品 ７ａ：天板部、 ７ｂ：稜線部、
７ｃ：縦壁部、 ７ｄ：フランジ部、
８：段差部、 ９：形状変化部、
１０：第１プレス成形装置、
１１：第１パンチ、 １１ａ：先端面、 １１ｂ：側面、
１１ｃ：パンチ肩部、
１３：第１パッド、 １３ａ：アーム部、
１２：第１ダイ、 １２ａ：第１内側面、 １２ｂ：第２内側面、
１２ｃ：凹部、 １２ｄ：隅部、
１４：素材（金属板）、 １５：ダイホルダ、
１６：第１加圧部材、 １７：ブロック、
１８：パンチホルダ、 １９：第２加圧部材、
２０：第２プレス成形装置、
２１：主第２パンチ、 ２１ａ：先端面、 ２１ｂ：側面、
２１ｃ：パンチ肩部、 ２１ｄ：曲面、
２２：第２ダイ、 ２２ａ：内側面、 ２２ｃ：凹部、
２２ｄ：隅部、 ２２ｅ：ダイ肩部、 ２２ｆ：先端面、
２３：第２パッド、
２４：副第２パンチ、 ２４ａ：上面、
２５：中間成形品、
２５ａ：天板部、 ２５ｂ：稜線部、 ２５ｃ：縦壁部、
２５ｃａ：所定領域、 ２５ｃｂ：余剰領域、
２６：第４加圧部材、 ２７：ダイホルダ、 ２８：パンチホルダ

Claims (12)

1. 素材からプレス成形品を製造するための方法であって、
   前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有し、
   前記製造方法は、
   前記素材として金属板を準備する準備工程と、
   パンチ、前記パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用い、前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含み、
   前記プレス加工工程は、
   前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持する工程と、
   前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する工程と、
   前記ダイ及び前記パッドに対する前記パンチの押し込みを前記下死点まで継続し、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、を含み、
   前記プレス加工工程では、前記天板部及び前記稜線部を成形するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記天板部から所定高さまでの所定領域を成形し、
   前記製造方法は、更に、前記プレス加工工程で得られた中間成形品にプレス加工を施す第２プレス加工工程を含み、
   前記第２プレス加工工程では、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記所定領域を除く余剰領域から前記縦壁部を成形し、
   前記プレス成形品は、更に、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部を備え、
   前記第２プレス加工工程は、主第２パンチ、前記主第２パンチに隣接して配置される副第２パンチ、前記主第２パンチの先端面に対向して配置される第２パッド、及び前記第２パッドを収容可能な第２ダイを用い、
   前記主第２パンチと前記第２パッドによって前記中間成形品の前記天板部を挟み込んだ状態で、前記主第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みを開始する工程と、
   前記第２ダイに対する前記主第２パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記第２パッドを前記第２ダイに収容するとともに、前記中間成形品の前記余剰領域から前記縦壁部を成形する工程と、
   前記第２ダイ及び前記第２パッドに対する前記副第２パンチの押し込みを開始し、前記副第２パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記中間成形品の前記余剰領域から前記フランジ部を成形する工程と、を含む、プレス成形品の製造方法。
2. 素材からプレス成形品を製造するための方法であって、
   前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有し、
   前記製造方法は、
   前記素材として金属板を準備する準備工程と、
   パンチ、前記パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用い、前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含み、
   前記プレス加工工程は、
   前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持する工程と、
   前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する工程と、
   前記ダイ及び前記パッドに対する前記パンチの押し込みを前記下死点まで継続し、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、を含み、
   前記所定距離が３〜３０ｍｍであり、
   前記プレス加工工程では、前記天板部及び前記稜線部を成形するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記天板部から所定高さまでの所定領域を成形し、
   前記製造方法は、更に、前記プレス加工工程で得られた中間成形品にプレス加工を施す第２プレス加工工程を含み、
   前記第２プレス加工工程では、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記所定領域を除く余剰領域から前記縦壁部を成形し、
   前記プレス成形品は、更に、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部を備え、
   前記第２プレス加工工程は、主第２パンチ、前記主第２パンチに隣接して配置される副第２パンチ、前記主第２パンチの先端面に対向して配置される第２パッド、及び前記第２パッドを収容可能な第２ダイを用い、
   前記主第２パンチと前記第２パッドによって前記中間成形品の前記天板部を挟み込んだ状態で、前記主第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みを開始する工程と、
   前記第２ダイに対する前記主第２パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記第２パッドを前記第２ダイに収容するとともに、前記中間成形品の前記余剰領域から前記縦壁部を成形する工程と、
   前記第２ダイ及び前記第２パッドに対する前記副第２パンチの押し込みを開始し、前記副第２パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記中間成形品の前記余剰領域から前記フランジ部を成形する工程と、を含む、プレス成形品の製造方法。
3. 素材からプレス成形品を製造するための方法であって、
   前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有し、
   前記製造方法は、
   前記素材として金属板を準備する準備工程と、
   前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含み、
   前記プレス加工工程は、主パンチ、前記主パンチに隣接して配置される副パンチ、前記主パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用い、
   前記主パンチと前記パッドによって前記素材を挟み込んだ状態で、前記主パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始する工程と、
   前記ダイに対する前記主パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記パッドを前記ダイに収容するとともに、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、
   前記ダイ及び前記パッドに対する前記副パンチの押し込みを開始し、前記副パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記フランジ部を成形する工程と、を含む、プレス成形品の製造方法。
4. 請求項３に記載のプレス成形品の製造方法であって、
   前記製造方法は、
   前記プレス加工工程の前に、前記準備工程で準備した前記金属板にプレス加工を施して前記素材としての中間成形品を得る予備プレス加工工程を含み、
   前記予備プレス加工工程では、前記中間成形品として、前記天板部及び前記稜線部を成形するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記天板部から所定高さまでの所定領域を成形し、
   前記プレス加工工程では、
   前記主パンチと前記パッドによって前記中間成形品の前記天板部を挟み込んだ状態で、前記主パンチによる前記中間成形品の前記ダイへの押し込みを開始し、
   その後、前記ダイに対する前記主パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続し、前記パッドを前記ダイに収容するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記所定領域を除く余剰領域から前記縦壁部を成形し、
   その後、前記ダイ及び前記パッドに対する前記副パンチの押し込みを開始し、前記副パンチの押し込みをその押し込みの下死点まで継続することによって前記中間成形品の前記余剰領域から前記フランジ部を成形する、プレス成形品の製造方法。
5. 請求項１、請求項２及び請求項４のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造方法であって、
   前記所定高さｈ（ｍｍ）が下記式（１）の条件を満たす、プレス成形品の製造方法。
   Ｒｐ≦ｈ≦Ｈ−Ｒｐ …（１）
   ただし、上記式（１）中、Ｈは前記プレス成形品の高さ（ｍｍ）を示し、Ｒｐは前記稜線部の断面における曲率半径（ｍｍ）を示す。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造方法であって、
   前記稜線部の前記形状変化部が下記（ａ）〜（ｆ）のうちの少なくとも一つである、プレス成形品の製造方法。
   （ａ）前記稜線部の高さが変化する、
   （ｂ）前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
   （ｃ）前記稜線部がねじれる、
   （ｄ）前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
   （ｅ）前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
   （ｆ）前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。
7. 素材からプレス成形品を製造するための設備列であって、
   前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有し、
   前記製造設備列は、前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、及び前記稜線部に対応するパンチ肩部を含むパンチと、前記パンチの前記先端面に対向して配置されるパッドと、前記パッドを収容可能なダイと、前記パンチの前記先端面からの前記パッドの距離を調整するパッド調整機構と、を備える製造装置と、前記製造装置で得られた中間成形品にプレス加工を施す第２製造装置と、を含み、
   前記中間成形品は、前記縦壁部の領域のうちで前記天板部から所定高さまでの領域が成形されたものであり、
   前記第２製造装置は、
   前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、前記稜線部に対応するパンチ肩部、及び前記縦壁部と前記フランジ部との間にある稜線部に対応する隅部を含む主第２パンチと、
   前記主第２パンチに隣接して配置され、前記フランジ部に対応する先端面を含む副第２パンチと、
   前記主第２パンチの先端面に対向して配置される第２パッドと、
   前記縦壁部と前記フランジ部との間にある前記稜線部に対応するダイ肩部、及び前記フランジ部に対応する先端面を含み、前記第２パッドを収容可能な第２ダイと、
   前記主第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みよりも、前記副第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みを遅らせる副パンチ調整機構と、を備える、プレス成形品の製造設備列。
8. 素材からプレス成形品を製造するための設備列であって、
   前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、前記各縦壁部の端から伸びるフランジ部と、を備え、前記稜線部の一部に形状変化部を有し、
   前記製造設備列は、先端面、側面、及び前記先端面と前記側面の間に設けられたパンチ肩部を備え、前記パンチ肩部の延在方向の一部に形状の変化する形状変化部を有するパンチと、少なくとも前記形状変化部における前記パンチ肩部の延在方向に垂直な断面において、前記パンチの前記先端面に対向して配置されるパッドと、前記パンチの前記先端面に対向する面に前記パッドを収容できる凹部、及び前記パンチ肩部に対向する箇所が前記パンチ肩部の形状にあわせた形状である隅部を備えたダイと、前記パンチの前記先端面と前記パッドの間の間隔を調整するパッド調整機構と、を備える製造装置と、前記製造装置で得られた中間成形品にプレス加工を施す第２製造装置と、を含み、
   前記中間成形品は、前記縦壁部の領域のうちで前記天板部から所定高さまでの領域が成形されたものであり、
   前記第２製造装置は、
   前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、前記稜線部に対応するパンチ肩部、及び前記縦壁部と前記フランジ部との間にある稜線部に対応する隅部を含む主第２パンチと、
   前記主第２パンチに隣接して配置され、前記フランジ部に対応する先端面を含む副第２パンチと、
   前記主第２パンチの先端面に対向して配置される第２パッドと、
   前記縦壁部と前記フランジ部との間にある前記稜線部に対応するダイ肩部、及び前記フランジ部に対応する先端面を含み、前記第２パッドを収容可能な第２ダイと、
   前記主第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みよりも、前記副第２パンチによる前記中間成形品の前記第２ダイへの押し込みを遅らせる副パンチ調整機構と、を備える、プレス成形品の製造設備列。
9. 請求項７に記載のプレス成形品の製造設備列であって、
   前記パッド調整機構は、前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持し、前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する、プレス成形品の製造設備列。
10. 請求項９に記載のプレス成形品の製造設備列であって、
    前記所定距離が３〜３０ｍｍである、プレス成形品の製造設備列。
11. 請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造設備列であって、
    前記副パンチ調整機構は、
    前記第２ダイに対する前記主第２パンチの押し込みが下死点に達した後に、前記第２ダイに対する前記副第２パンチの押し込みを開始する、プレス成形品の製造設備列。
12. 請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載のプレス成形品の製造設備列であって、
    前記製造装置の前記ダイは、前記所定高さｈ（ｍｍ）が下記式（１）の条件を満たすように形成される、プレス成形品の製造設備列。
    Ｒｐ≦ｈ≦Ｈ−Ｒｐ …（１）
    ただし、上記式（１）中、Ｈは前記プレス成形品の高さ（ｍｍ）を示し、Ｒｐは前記稜線部の断面における曲率半径（ｍｍ）を示す。

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