JP7044208B2 - プレス成形品の製造方法およびプレス成形ライン - Google Patents

Description

本開示は、縮みフランジ変形によって成形された部分を有するプレス成形品を製造するプレス成形品の製造方法およびプレス成形ラインに関する。

近年の燃費規制の厳格化により、自動車車体の軽量化が求められており、車体を構成する各部品についても同様に軽量化が求められている。しかしながら、部品の材料を単純に高強度で板厚が薄いものに置き換えるだけでは、剛性の低下が懸念されることから、材料の高強度化と共に部品の形状や構造の改良を行うことによって軽量化の要求に対応することが望ましい。

図１は自動車の車体骨格を示す図である。自動車の車体骨格においては、例えばフロントサイドメンバーやリアサイドメンバー、クロスメンバー等の中空部品がある。このような中空部品の内方には、例えば図２のような補強部材がバルクヘッドとして配置されることがある。図２の例における補強部材８０は、矩形状の板の四辺のうちの一対の辺に第１のフランジ８０ａが設けられ、残りの一対の辺に第２のフランジ８０ｂが設けられた形状となっている。このような補強部材８０は、第１のフランジ８０ａおよび第２のフランジ８０ｂが中空部品の内面に接合されることによって、中空部品の剛性を高めることができる。図２の例では、第１のフランジ８０ａと第２のフランジ８０ｂが連続的に繋がっていないが、車体の衝突性能および剛性向上の観点からは、図３のように第１のフランジ８０ａと第２のフランジ８０ｂが連続的に繋がっていることが好ましい。

しかしながら、第１のフランジ８０ａと第２のフランジ８０ｂが連続的に繋がる形状の部品を製造する場合、ブランクを立ち上げるようにして成形を行うと、第１のフランジ８０ａと第２のフランジ８０ｂの間に存在する第３のフランジ８０ｃには圧縮応力が生じ、成形時に圧縮ひずみが生じる。すなわち、第３のフランジ８０ｃは、いわゆる縮みフランジ変形を伴って成形される。このような縮みフランジ変形が生じる部分（以下、“縮みフランジ部”）を有する部品は成形難易度が高くなり、縮みフランジ部においては例えばフランジ先端部でのしわが発生しやすくなる。特に、部品の材料がハイテン材のような高強度のものである場合には、縮みフランジ変形を伴う成形の難易度はさらに高くなる。

縮みフランジ部を有する部品の製造方法として、特許文献１には、中間製品を成形する第１成形工程と、中間製品から製品形状のフランジを成形する第２成形工程とを有するプレス成形方法が開示されている。特許文献１の第１成形工程では、中間製品のフランジ面に天板部側が凹となる谷形部を成形し、その後の第２成形工程で、フランジの高さを高くして製品形状のフランジを成形している。特許文献２には、ブランクに複数の溝形状部を成形する溝付きブランク成形工程と、複数の溝形状部の間に凸形状部を有する縦壁部を成形する縦壁成形工程とを有するプレス成形方法が開示されている。

特許第５５６９６０９号 特開２０１８－０７９４９１号公報

特許文献１では、縦壁を多工程で成形することにより、しわの起点となるたわみを抑制しているが、最終的には幾何形状に沿って成形されるために圧縮ひずみの抑制効果は小さい。また、特許文献２ではフランジ部に凹凸形状を付与しているが、凹凸形状を付与できない場合は使用することができず、使用できる場合が限られてしまう。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、縮みフランジ部を有するプレス成形品を製造する際に、フランジに発生する圧縮ひずみを抑制することを目的とする。

上記課題を解決する本開示の一態様は、
第１の面、隆起面、および、前記第１の面と前記隆起面との間にある第１の稜線とを備えた中間成形品の前記第１の面を拘束し、前記隆起面を、第２の面、フランジ、および、前記第２の面と前記フランジとの間にある第２の稜線にプレス成形する、プレス成形品の製造方法であって、
前記プレス成形のプレス方向から見て、前記第１の稜線は、前記第１の面から前記隆起面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第２の稜線は、前記第２の面から前記フランジに向かう方向に凸に湾曲して延在し、
前記第１の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第１の稜線の凸方向と、前記第２の稜線と交差するプレス方向の断面における、前記第２の稜線の凸方向が同じ側であり、
前記第２の稜線に直交する直線上にある、前記中間成形品における、前記直線との交点での前記第１の稜線の延在方向の曲率半径は、前記フランジを成形後における、前記直線上の前記第２の稜線の延在方向の曲率半径より小さく、
前記中間成形品における、前記第１の稜線に隣接する前記隆起面と前記第１の面とのなす角度より、前記フランジを成形後における、前記第１の稜線に相当する位置での前記第２の面のなす角度が大きく、
前記中間成形品を成形する予成形工程を備え、
前記予成形工程の後にトリム工程を備え、
前記トリム工程において、前記フランジの高さに応じて前記隆起面の先端部が切断される、プレス成形品の製造方法である。

さらに別の観点による本開示の一態様は、
プレス成形装置と予成形装置とを備え、
前記プレス成形装置は、パンチ、ダイ、および、パッドを備え、
前記パンチは、パンチ縦壁部、パンチ底面部、および、前記パンチ縦壁部と前記パンチ底面部との間にある凹稜線部を備え、
前記ダイは、ダイ縦壁部、ダイ底面部、および、前記ダイ縦壁部と前記ダイ底面部との間にあるダイ肩稜線部を備え、
前記パッドは、パッド縦壁部、パッド底面部、および、前記パッド縦壁部と前記パッド底面部の間にあるパッド稜線部を備え、
プレス方向に見た状態において、前記パッド稜線部は、前記パッドから前記ダイに向かう方向に凸に湾曲して延在し、
プレス方向に見た状態において、前記ダイ肩稜線部は、前記ダイ縦壁部から前記パンチ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
前記パッド縦壁部は、前記ダイに隣接して配置され、
成形下死点において、前記パンチ縦壁部と前記ダイ縦壁部とが対向して隣接し、
成形下死点において、前記パンチ底面部と前記ダイ底面部とが対向して隣接し、
成形下死点において、前記パッド底面部と前記パンチ底面部とが対向して隣接し、
前記ダイ肩稜線部と直交する直線との交点での前記パッド稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線上の前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より小さく、
前記予成形装置は、予成形パンチ、および、予成形ダイを備え、
前記予成形パンチは、予成形パンチ縦壁部、予成形パンチ底面部、および、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形パンチ底面部との間にある予成形パンチ凹稜線部を備え、
前記予成形ダイは、予成形ダイ縦壁部、予成形ダイ底面部、および、前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部との間にある予成形ダイ肩稜線部を備え、
プレス方向に見た状態において、前記予成形ダイ肩稜線部は、前記予成形ダイ縦壁部から前記予成形パンチ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
成形下死点において、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形ダイ縦壁部とが対向して隣接し、
成形下死点において、前記予成形パンチ底面部と前記予成形ダイ底面部とが対向して隣接し、
前記プレス成形装置のダイ肩稜線部に直交する直線との交点での前記予成形ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線との交点での前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より小さく、
前記予成形装置の前記予成形ダイの前記予成形ダイ肩稜線部および前記プレス成形装置のパッドの前記パッド稜線部と直交するプレス方向の断面において、前記予成形ダイ肩稜線部に隣接する前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部のなす角より、前記パッド稜線部に隣接する前記ダイ底面部と前記パッド底面部のなす角の方が大きい、プレス成形ラインである。

本開示によれば、縮みフランジ部を有するプレス成形品を製造する際に、フランジに発生する圧縮ひずみを抑制することができる。

自動車の車体骨格の一例を示す図である。 バルクヘッドの形状例を示す図である。 バルクヘッドの形状例を示す図である。 縮みフランジ部を有するプレス成形品の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係る縮みフランジ部を有するプレス成形品の製造過程における部品形状を示す図である。（ａ）はブランクの形状、（ｂ）は予成形工程後の中間製品形状、（ｃ）はフランジ成形工程後の部品形状を示している。 プレス成形ラインのプレス金型の配置例を示す図である。 予成形工程における予成形装置の構成例を示す図である。 予成形装置のパンチ（予成形パンチ）を示す図である。 予成形装置のプレス方向の断面を示す図である。 予成形工程における中間製品の成形過程を示す図である。 図５（ｂ）中のＡ－Ａ断面を示す図である。なお、図１１中の二点鎖線はフランジ成形工程後の部品形状を示している。 予成形装置の各成形部を説明するための図である。本図では断面を示すハッチングの図示を省略している。 フランジ成形工程におけるプレス成形装置の構成例を示す図である。 プレス成形装置のパンチを示す図である。 プレス成形装置の断面を示す図である。 フランジ成形工程におけるプレス成形品の成形過程を示す図である。 図５（ｃ）中のＢ－Ｂ断面を示す図である。なお、図１７中の二点鎖線は予成形工程後の中間製品の形状を示している。 プレス成形装置の各成形部を説明するための図である。本図では断面を示すハッチングの図示を省略している。 中間製品の平面図である。 予成形装置の各成形部を模式的に示した平面図である。 本開示の別の実施形態に係る縮みフランジ部を有するプレス成形品の製造過程における部品形状を示す図である。（ａ）はブランクの形状、（ｂ）は予成形工程後の中間成形品の形状、（ｃ）はトリム工程後の部品形状、（ｄ）はフランジ成形工程後のプレス成形品の形状を示している。 プレス成形ラインの配置例を示す図である。 比較例１におけるフランジ成形工程後のプレス成形品の板厚変化の分布を示す図である。 実施例１におけるフランジ成形工程後のプレス成形品の板厚変化の分布を示す図である。 実施例２におけるフランジ成形工程後のプレス成形品の板厚変化の分布を示す図である。 Ｌ１／Ｌ２が異なる解析モデルのシミュレーション結果を示す図である。 Ｒ２／Ｒが異なる解析モデルのシミュレーション結果を示す図である。

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本実施形態においては、縮みフランジ部を有するプレス成形品の一例として図４のような形状を含むプレス成形品１を製造する方法について説明する。本プレス成形品１は、平板状の面（第２の面）２と、面２の一部が面２と交差する方向（図示では上方）に折り曲げられて延在しているフランジ３と、面２とフランジ３とを接続する稜線（第２の稜線）４を有している。平板状である面２の縁の一部がプレス成形により上方に折り曲げられることによりフランジ３が形成されている。面２とフランジ３との間に稜線４が連続して存在している。フランジ３は、面２の板厚方向から見た平面視において面２の外側に凸となるように湾曲しており、成形時には縮みフランジ変形が生じている。本実施形態においては、図５（ａ）のような曲線状の部分（以下、「曲線部１０ａ」）を有する平板状のブランク１０から図５（ｂ）のような中間成形品１１を成形する予成形工程と、中間成形品１１から図５（ｃ）のようなフランジ３を成形するフランジ成形工程を経てプレス成形品１が製造される。なお、ブランク１０の材料は、特に限定されず、例えば鋼板やアルミニウム合金板、マグネシウム合金板等の金属板が採用され得る。

＜予成形工程＞
図５（ｂ）に示されるように、予成形工程で製造される中間成形品１１は、平板形状の第１の面１２と、ブランク１０の曲線部１０ａを含む部分を図中の上方に隆起させるように成形された、第１の面１２に対して隆起した面である隆起面１３と、第１の面１２と隆起面１３との間に位置する第１の稜線１４と、を有している。プレス方向に見た平面視において、第１の稜線１４は、第１の面１２から隆起面１３に向かう方向に凸に湾曲して延在している。以後、平面視をプレス方向に見た平面視と表現するが、第１の面１２の板厚方向に見た平面視でも意味は同じである。隆起面１３は、ブランク１０をプレス加工することによって成形される。

このような中間成形品１１は、例えば図６に示されるようなプレス成形ライン２０の予成形装置３０を用いて製造される。図６の例において、プレス成形ライン２０は、ブランク１０から中間成形品１１を成形する予成形装置３０と、中間成形品１１からプレス成形品１を成形するプレス成形装置４０を備えている。予成形装置３０とプレス成形装置４０は互いに接近して配置されており、ブランク１０に対して連続的にプレス成形が行われる。なお、予成形装置３０とプレス成形装置４０は互いに離れた位置に設けられていてもよい。そのような場合、例えば予成形装置３０で成形された中間成形品１１を一時的に保管しておき、中間成形品１１の在庫が所定量に達した後に保管されていた中間成形品１１をまとめてプレス成形装置４０まで搬送し、プレス成形装置４０において各中間成形品１１に対して一つずつプレス成形が施される。

図７～図９は、本実施形態に係る予成形装置３０の構成例を示す図である。なお、図７では、予成形ダイ３３の下面形状のみを上から見た状態で示している。また、図７、８では、予成形パンチ３１の上面の形状のみを示している。予成形パンチ３１の上面と予成形ダイ３３の下面が、ブランク１０から中間成形品１１を成形するプレス面（成形部）である。

図７に示されるように、本実施形態の予成形装置３０は、予成形パンチ３１と、予成形パッド３２と、予成形ダイ３３を備えている。予成形パンチ３１は、予成形パンチ底面部３１ａと、予成形パンチ底面部３１ａと異なる高さ（この形態では、予成形パンチ底面部３１ａの上方）に位置する予成形パンチ天面部３１ｂと、予成形パンチ底面部３１ａと予成形パンチ天面部３１ｂとを接続するパンチ傾斜面３１ｃとを有している。本実施形態の予成形パンチ３１の予成形パンチ底面部３１ａと予成形パンチ天面部３１ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、図８に示されるように予成形パンチ傾斜面３１ｃの一部は、円錐台の側面のように曲率を有した予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘となっている。予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘は、プレス方向に見た平面視で、予成形パンチ底面部３１ａから予成形パンチ天面部３１ｂに向かう方向に凸の湾曲形状となっている。すなわち、予成形パンチ縦壁部３１ｃ’の表面は凹んだ湾曲面になっている。予成形パンチ傾斜面３１ｃの予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形パンチ底面部との間は、凹稜線部３１ｄとなっている。同様に、凹稜線部３１ｄは、プレス方向に見た平面視で、予成形パンチ底面部３１ａから予成形パンチ天面部３１ｂに向かう方向に凸の曲線形状となっている。

予成形パッド３２は、予成形パンチ３１の予成形パンチ天面部３１ｂに対向する位置において昇降可能に構成されている。予成形ダイ３３は、予成形パンチ３１の予成形パンチ底面部３１ａに対向する予成形ダイ底面部３３ａと、予成形パンチ３１の予成形パンチ傾斜面３１ｃに対向する予成形ダイ傾斜面３３ｂとを有している。予成形パンチ傾斜面３１ｃの予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と同様に、予成形ダイ傾斜面３３ｂの一部は、曲率を有した予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘となっている。予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘は、プレス方向に見た平面視で、予成形ダイ底面部３３ａから予成形ダイ傾斜面３３ｂに向かう方向に凹んだ湾曲形状となっている。すなわち、予成形ダイ縦壁部３３ｂ’の表面は凹に湾曲している。予成形ダイ傾斜面３３ｂの予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘と予成形ダイ底面部３３ａとの間は、予成形ダイ肩稜線部３３ｃとなっている。同様に、予成形ダイ肩稜線部３３ｃは、プレス方向に見た平面視で、予成形ダイ底面部３３ａから予成形ダイ傾斜面３３ｂに向かう方向に凹んだ曲線形状となっている。予成形ダイ３３は、予成形パッド３２の側方において昇降可能に構成されている。なお、予成形装置３０の構成はプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更され、採用され得る加工方法についてもプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更される。

予成形装置３０を用いた予成形工程においては、まず図７および図１０（ａ）のように曲線部１０ａの周辺のブランク１０を予成形パッド３２で押さえ、その状態で予成形ダイ３３を下降させる。なお、図１０（ａ）のように、ブランク１０の曲線部１０ａの周辺を、予成形パンチ天面部３１ｂと予成形パッド３２の下面との間で挟むことにより、予成形パンチ３１の上面と予成形ダイ３３の下面の間に、ブランク１０を配置することができる。

こうして、予成形パンチ３１の上面と予成形ダイ３３の下面の間にブランク１０を配置して、図１０（ｂ）のように予成形ダイ３３を下降させる。予成形ダイ３３を下降させた成形下死点では、予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形ダイ縦壁部３３ｂ’とが対向して隣接し、予成形パンチ底面部３１ａと予成形ダイ底面部３３ａとが対向して隣接した状態となる。また、このように予成形ダイ３３を下降させた成形下死点では、プレス方向に見た平面視で、予成形ダイ肩稜線部３３ｃと凹稜線部３１ｄは、予成形ダイ縦壁部３３ｂ’から予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘に向かう方向に凸に湾曲して延在した状態となる。

予成形ダイ３３が成形下死点まで下降することで、予成形パンチ３１の予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形ダイ３３の予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘でプレス成形されて、ブランク１０の一部領域が図１０（ｂ）のように隆起した形状となり、図１１のように第１の面１２と、隆起面１３と、第１の稜線１４とを有した中間成形品１１が成形される。平板状である第１の面１２の一部が予成形工程におけるプレス成形により上方に折り曲げられることにより隆起面１３が形成されている。中間成形品１１においては、第１の面１２と隆起面１３との間に第１の稜線１４が連続して存在している。プレス方向に見た平面視において、第１の稜線１４は、第１の面１２から隆起面１３に向う方向に凸に湾曲した曲線形状に延在している。また、第１の稜線１４と交差するプレス方向の断面において、第１の稜線１４は斜め下方（図１１中に矢印ｅで示す。）に向かって突出している。隆起面１３の高さは、第１の面１２からの第１の面の板厚方向の高さである。

このように、予成形装置３０によって中間成形品１１の第１の面１２と、隆起面１３と、第１の稜線１４が成形されることから、予成形装置３０は、図１２に示されるように中間成形品１１の第１の面１２を成形する部分である第１の面成形部３５と、第１の面成形部３５に対して隆起した、中間成形品１１の隆起面を成形する部分である隆起面成形部３６と、第１の面成形部３５と隆起面成形部３６とを接続する、中間成形品１１の第１の稜線１４を成形する部分である第１の稜線成形部３７とを有している。予成形パンチ３１の予成形パンチ底面部３１ａと予成形ダイ３３の予成形ダイ底面部３３ａとの間が第１の面成形部３５となる。予成形パンチ３１の予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形ダイ３３の予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘との間が隆起面成形部３６となる。予成形パンチ３１の凹稜線部３１ｄと予成形ダイ３３の予成形ダイ肩稜線部３３ｃとの間が第１の稜線成形部３７となる。また、図５（ｂ）のような第1の稜線１４に隣接する縁の一部が第1の面１２の外方に湾曲した第１の面１２は、第１の面成形部３５によって成形されることから、第１の面成形部３５は、第１の稜線成形部３７に隣接した縁の一部が第1の面形成部３５の外方に湾曲した部分を有しており、隆起面成形部３６は、第１の面成形部３５の湾曲した部分に隣接して設けられている。すなわち、隆起面形成部３６と第1の面形成部３５の間に第1の稜線形成部３７がある。

図１１に示されるように予成形工程においては、中間成形品１１の隆起面１３が、後のフランジ成形工程で稜線４となる部分１５を含むように成形される。本明細書では、そのような、後のフランジ成形工程で稜線４となる部分のことを、稜線４に相当する部分として“稜線相当部１５”と称す。すなわち、中間成形品１１の隆起面１３は、稜線相当部１５を含むように成形される。なお、稜線相当部１５の位置は、プレス成形品１の製品形状やフランジ３の高さ、中間製品形状（隆起面１３の形状等）等に応じて変わるものである。また、稜線相当部１５を含む隆起面１３を成形する際に、ブランク１０のどの範囲までを隆起させるかについてはプレス成形品１の製品形状や金型構成等に応じて適宜変更される。すなわち、中間成形品１１における第１の面１２と隆起面１３の割合は、プレス成形品１の製品形状や金型構成等に応じて適宜変更される。

＜フランジ成形工程＞
図５（ｃ）に示されるようにフランジ成形工程で製造されるプレス成形品１は、前述の通り、平板状の面２（以下“第２の面２”）と、第２の面２と交差する方向（上方）に湾曲させられたフランジ３と、第２の面２とフランジ３とを接続する稜線４（以下“第２の稜線４”）を有している。プレス方向に見た平面視において、第２の稜線４は、第２の面２からフランジ３に向かう方向に凸に湾曲して延在している。なお、後述するように、フランジ成形工程において、中間成形品１１の第１の稜線１４は押し広げられて実質的に消失する。しかし、第１の稜線１４は押しつぶされて第1の稜線の痕になっていてもよいし、第1の面１２と隆起面１３変形した第２の面２のなす角が大きくなって第1の稜線１４が残っていてもよい。図５中に、第1の稜線の痕（１４）を示す。第1の稜線の痕は平坦になっていたとしても、例えば、成形品の表面をやすりで磨いたり、硬度測定して加工硬化している箇所を調べれば特定可能である。

本実施形態のフランジ成形工程においては、例えば図１３～図１５に示される構成のプレス成形装置４０によって中間成形品１１が成形され、プレス成形品１が製造される。なお、図１３では、ダイ４３の下面形状のみを示している。また、図１３、１４では、パンチ４１の上面の形状のみを示している。パンチ４１の上面とダイ４３の下面が、中間成形品１１からプレス成形品１を成形するプレス面（成形部）である。

図１５に示されるように本実施形態のプレス成形装置４０は、パンチ４１と、パッド４２と、ダイ４３を備えている。パンチ４１は、パンチ底面部４１ａと、パンチ底面部４１ａと異なる高さ（この形態では、パンチ底面部４１ａの上方）に位置するパンチ天面部４１ｂと、パンチ底面部４１ａとパンチ天面部４１ｂとを接続するパンチ縦壁面４１ｃとを有している。本実施形態のパンチ４１のパンチ底面部４１ａとパンチ天面部４１ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、図１３に示されるようにパンチ縦壁面４１ｃの一部は、円柱の側面のように曲率を有したパンチ縦壁部４１ｃ‘となっている。パンチ縦壁部４１ｃ‘は、プレス方向に見た平面視で、パンチ底面部４１ａからパンチ天面部４１ｂに向かう方向に凸の曲線形状となっている。すなわち、パンチ縦壁部４１ｃ’の表面は湾曲して凹んでいる。また、パンチ底面部４１ａとパンチ縦壁部４１ｃ‘との間は、パンチ凹稜線部４１ｄとなっている。同様に、パンチ凹稜線部４１ｄは、プレス方向に見た平面視で、パンチ底面部４１ａからパンチ天面部４１ｂに向かう方向に凸の曲線形状となっている。

パッド４２は、パッド縦壁面４２ａとパッド底面部４２ｂを有している。パッド４２の下面がパッド底面部４２ｂである。パッド縦壁面４２ａは、ダイ４３に向かい合うように形成されている。パッド縦壁面４２ａの一部は、パッド４２からダイ４３に向かって凸となる曲率を有したパッド縦壁部４２ａ‘となっている。パッド縦壁部４２ａ‘は、プレス方向に見た平面視で、パッド底面部４２ｂからパッド縦壁面４２ａに向かう方向に凸の曲線形状となっている。また、パッド底面部４２ｂとパッド縦壁部４２ａ‘との間には、パッド稜線部４２ｃがある。同様に、パッド稜線部４２ｃは、プレス方向に見た平面視で、パッド４２からダイ４３に向かう方向に凸の曲線形状となっている。パッド縦壁部４２ａ’は、ダイ４３に隣接して配置されており、パッド４２は、パンチ４１のパンチ底面部４１ａに対向する位置において昇降可能に構成されている。

ダイ４３は、パンチ底面部４１ａに対向するダイ底面部４３ａと、パンチ天面部４１ｂに対向するダイ天面部４３ｂと、パンチ縦壁面４１ｃに対向するダイ縦壁面４３ｃとを有しており、パンチ縦壁面４１ｃとパッド４２との間の位置において昇降可能に構成されている。本実施形態のダイ４３のダイ底面部４３ａとダイ天面部４３ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、ダイ縦壁面４３ｃの一部は、ダイ４３の内側に向かって凹となる曲率を有したダイ縦壁部４３ｃ‘となっている。ダイ縦壁部４３ｃ‘は、プレス方向に見た平面視で、ダイ底面部４３ａからダイ天面部４３ｂに向かう方向に凸の湾曲形状となっている。また、ダイ底面部４３ａとダイ縦壁部４３ｃ‘との間は、ダイ肩稜線部４３ｄがある。同様に、ダイ肩稜線部４３ｄは、プレス方向に見た平面視で、ダイ底面部４３ａからダイ天面部４３ｂに向かう方向に凸の曲線形状となっている。なお、プレス成形装置４０の構成はプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更され、採用され得る加工方法についてもプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更される。

プレス成形装置４０を用いたフランジ成形工程においては、まず図１６（ａ）のように中間成形品１１の第１の面１２をパッド４２で押さえ、その状態でダイ４３を下降させて、隆起面１３の曲げ外側から曲げ内側に向かって隆起面１３を押し込むように加工する。なお、図１６（ａ）のように、中間成形品１１の第１の面１２を、パッド底面部４２ｂとパンチ底面部４１ａとの間で挟むことにより、パンチ４１の上面とダイ４３の下面の間に、中間成形品１１を配置することができる。

こうして、パンチ４１の上面とダイ４３の下面の間に、中間成形品１１を配置して、図１６（ｂ）のようにダイ４３を下降させる。ダイ４３を下降させた成形下死点では、パンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ縦壁部４３ｃ’とが対向して隣接し、パンチ底面部４１ａとダイ底面部４３ａとが対向して隣接し、パッド底面部４２ｂとパンチ底面部４１ａとが対向して隣接した状態となる。また、このようにダイ４３を下降させた成形下死点では、プレス方向に見た平面視で、ダイ肩稜線部４３ｄは、ダイ縦壁部４３ｃ’からパンチ縦壁部４１ｃ‘に向かう方向に凸に湾曲して延在し、パッド稜線部４２ｃは、パッド４２からダイ４３に向かう方向に凸に湾曲して延在している。

中間成形品１１は、ダイ４３が成形下死点まで下降することで、パンチ４１のパンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ４３のダイ縦壁部４３ｃ’でプレス成形される。その結果、図１６（ｂ）のように、中間成形品１１の隆起面１３の一部が中間成形品１１の第１の面１２と連続した面となり、図１７のようにプレス成形品１としての第２の面２が成形される。これに伴い、中間成形品１１の第１の稜線１４は押し広げられて消失してもよい。ダイ１の稜線１４は完全に押し広げられずに残っていてもよい。ダイ１の稜線が消失したとしても、ダイ１の稜線１４の痕は残る場合がある。また、隆起面１３の残りの部分は、パンチ４１のパンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ４３のダイ縦壁部４３ｃ’の間隙に材料が流れ込み、図１７のように中間成形品１１の稜線相当部１５が第２の稜線４となり、かつ、隆起面１３の先端１３ａがフランジ３の先端３ａとなってフランジ３が成形される。プレス成形品１においては、第２の面２とフランジ３との間に第１の稜線４が連続して存在している。プレス方向に見た平面視において、第２の稜線４は、第２の面２からフランジ３に向う方向に凸に湾曲した曲線形状に延在している。また、第２の稜線４と交差するプレス方向に沿った断面において、第２の稜線４は斜め下方（図１７中に矢印ｆで示す。）に向かって突出している。すなわち、中間成形品１１での第１の稜線１４と交差するプレス方向の断面において、第１の稜線１４が突出する方向（図１１中に矢印ｅで示す。）と、プレス成形品１での第２の稜線４と交差するプレス方向の断面において、第２の稜線４が突出する方向（図１７中に矢印ｆで示す。）は、中間成形品１１とプレス成形品１の同じ面の側である。

このように、プレス成形装置４０によってプレス成形品１の第２の面２と、フランジ３と、第２の稜線４が成形されることから、プレス成形装置４０は、図１８に示されるようにプレス成形品１の第２の面２を成形する部分である第２の面成形部４５と、プレス成形品１のフランジ３を成形する部分であるフランジ成形部４６と、プレス成形品１の第２の稜線４を成形する部分である第２の稜線成形部４７とを有している。パンチ４１のパンチ底面部４１ａとダイ４３のダイ底面部４３ａとの間が第２の面成形部４５となり、パンチ４１のパンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ４３のダイ縦壁部４３ｃ‘との間がフランジ成形部４６となり、パンチ４１のパンチ凹稜線部４１ｄとダイ４３のダイ肩稜線部４３ｄとの間が第２の稜線成形部４７となる。また、図５（ｃ）のように第２の稜線に隣接する縁の一部が第２の面２の外方に湾曲して延在する第２の面２は、第２の面成形部４５によって成形されることから、第２の面成形部４５は、縁の一部が第２の面形成部４５の外方に湾曲した部分を有しており、フランジ成形部４６は、第２の面成形部４５の湾曲した部分に設けられている。フランジ成形部４６によりプレス成形品１のフランジ３が成形されるため、フランジ成形部４６の高さＨ（図１８）は、フランジ３の高さＨ（図１７）に等しくても良い。なお、成形部４６の高さがフランジ３の高さ以上であれば金型上問題はない。

上述したように、プレス成形装置４０を用いたフランジ成形工程においては、中間成形品１１の隆起面１３の一部が中間成形品１１の第１の面１２と連続した面となり、図１７のようにプレス成形品１としての第２の面２が成形される。これに伴い、中間成形品１１の第１の稜線１４は押し広げられて、第１の稜線１４は実質的に消失しても良い。しかしながら、中間成形品１１の第１の稜線１４は、プレス成形品１において、完全な平板形状（１８０°）に押し広げられる必要はない。フランジ成形工程の前後において、第１の稜線１４と交差するプレス方向の断面を比較した場合に、図１７に示すように、中間成形品１１（フランジ成形工程の前）において、第１の稜線１４に隣接して存在している隆起面１３と第１の面１２のなす角度（θ１）に比べて、プレス成形品１において（フランジ成形工程後において）、第１の稜線１４に相当する位置（中間成形品において存在していた第１の稜線１４に相当する箇所）での第２の面２のなす角度（第１の稜線１４に相当する位置において、隣接して存在する第２の面２同士のなす角度）（θ２）の方が大きくなればよい。このように、中間成形品において存在していた第１の稜線１４は、フランジ成形工程において押し広げられることにより、プレス成形品１においては、第２の面２の一部となっても良い。なお、第１の面１２と第２の面の間の第１の稜線１４は稜線の延在方向の形状を保ってもよいし、第１の稜線１４の痕になってもよい。

本実施形態の縮みフランジ部を有するプレス成形品１は、以上の工程を経て製造される。このように製造されたプレス成形品１は、フランジ３の先端部に生じる圧縮ひずみが小さくなっている。その理由を以下に述べる。

図１９は予成形工程後の中間成形品１１をプレス方向から見た図（上から見た図）である。なお、図１９では、ブランク１０の形状と、フランジ成形工程後のプレス成形品１が対比できるように示されている。図１９では、ブランク１０の位置を固定し、同一のブランク１０から、中間成形品１１、プレス成形品１の順に加工されていく際の、中間成形品１１に現れる第１の面１２、隆起面１３、および、第１の稜線１４と、プレス成形品１に現れる第２の面２、フランジ３、および、第２の稜線４との位置関係が対比して示されている。ブランク１０における曲線部１０ａと、プレス成形品１における第２の稜線４は、二点鎖線で示されている。また、本実施形態のプレス成形品１においては、図１７のようにフランジ３が第２の面２に垂直な方向に延在する形状である場合、図１９のような平面視においてはフランジ３の位置と第２の稜線４の位置が概ね同じ位置となる。

また図１９では、中間成形品１１に現れる第１の稜線１４と、プレス成形品１に現れる第２の稜線４とについて、延在方向の曲率を比較するために、中間成形品１１の第１の稜線１４と交差し、プレス成形品１の第２の稜線４と直交する直線Lを示している。この直線Ｌと第１の稜線１４との交点１４ａでの第１の稜線１４の延在方向の曲率半径Ｒ１と、この直線Ｌと第２の稜線４との交点４ａでの第２の稜線４の延在方向の曲率半径Ｒ２を比較する。

図１９に示されるように、直線Lとプレス成形品１のフランジ３との交点における、フランジ３の平面視における曲率半径をＲ、フランジ成形後のフランジ３の高さをＨとしたとき、例えば一工程でブランク１０からフランジ３を成形する場合のフランジ３先端に生じる周方向のひずみε₁は次式で表される。なお、“一工程”とは、ブランク１０からプレス成形品１を一回の工程でプレス成形することを意味する。
ε₁＝｛Ｒ×π×（１／４）－（Ｒ＋Ｈ）×π×（１／４）｝／｛（Ｒ＋Ｈ）×π×（１／４）｝＝｛Ｒ／（Ｒ＋Ｈ）｝－１

一方、ブランク１０から予成形工程を経てプレス成形品１を成型した場合、フランジ３先端に生じる周方向のひずみε₂は次式で表される。なお、次式中の“Ｋ”は、直線Lとの交点における隆起面１３の先端１３ａの曲率半径と、第２の稜線４の曲率半径Rとの差である。
ε₂＝｛Ｒ×π×（１／４）－（Ｒ＋Ｋ）×π×（１／４）｝／｛（Ｒ＋Ｋ）×π×（１／４）｝＝｛Ｒ／（Ｒ＋Ｋ）｝－１

上記のε₁とε₂を比較すると、ε₁およびε₂の第一項の分子の値は互いに同一であるものの、分母の値については、Ｒ＋ＨとＲ＋Ｋで異なっている。Ｒ／（Ｒ＋Ｈ）およびＲ／（Ｒ＋Ｋ）は、いずれも正の小数であるため、ε₁およびε₂はいずれも負の値となり、フランジ３先端には圧縮ひずみが生じることがわかる。中間製品１１の隆起面先端１３ａの平面視における曲率半径Ｒ＋Ｋは、ブランク１０の曲線部１０ａの平面視における曲率半径Ｒ＋Ｈよりも小さいことから、ε₁およびε₂の第一項の分母の値については、ＨとＫの差の分だけε₁の分母の値がε₂の分母の値よりも大きくなり、ε₁の第一項の値はε₂の第一項の値よりも小さくなる。このため、ε₁とε₂を比較すると、ε₁の方がより大きな負の値となる。換言すると、ε₂の絶対値はε₁の絶対値よりも小さくなることから、本実施形態のような予成形工程を実施してフランジ３を成形する場合の方が、フランジ３の先端部に生じる圧縮ひずみは小さくなる。

したがって、本実施形態のような隆起面１３を成形する予成形工程を行う製造方法によれば、フランジ３の先端部の圧縮ひずみを抑えて縮みフランジ部を有するプレス成形品１を製造することができる。これにより、縮みフランジ部を有するプレス成形品１の成形難易度を低くすることができ、部品の材料がより高強度なものとなっても所望の形状に部品を成形することが可能となる。

上記のようなフランジ３先端部における圧縮ひずみの抑制効果を得るためには、中間製品１１の第１の稜線１４の平面視における曲率半径Ｒ１が、プレス成形品１の第２の稜線４の平面視における曲率半径Ｒよりも小さくなるようにプレス成形を行う必要がある。このようなプレス成形を行うことで、隆起面先端１３ａの平面視における曲率半径Ｒ＋Ｋが、ブランク１０の曲線部１０ａの平面視における曲率半径Ｒ＋Ｈよりも小さくなると共に、隆起面１３に稜線相当部１５が含まれるようになる。

図２０は、予成形装置３０の第１の面成形部３５、隆起面成形部３６および第１の稜線成形部３７を模式的に示した平面図である。なお、図２０では、対応箇所において、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７が二点鎖線で示されている。ここで、対応箇所とは、予成形装置３０によってプレス成形された中間成形品１１をさらにプレス成形装置４０によってプレス成形してプレス成形品１を製造するに際して、中間成形品１１をプレス成形する予成形装置３０のパンチ３１、パッド３２、および、ダイ３３の位置関係と、中間成形品１１をさらにプレス成形品１プレス成形するプレス成形装置４０のパンチ４１、パッド４２、および、ダイ４３の位置関係が対応していることを意味する。本実施形態のプレス成形装置４０においては、フランジ成形部４６によって成形されるフランジ３が第２の面２に垂直な方向に延在する形状である場合、図２０のような平面視においてはフランジ成形部４６と第２の稜線成形部４７が概ね同じ位置となる。

第１の稜線成形部３７は、予成形パンチ３１の凹稜線部３１ｄと予成形ダイ３３の予成形ダイ肩稜線部３３ｃとの間に形成される。第２の稜線成形部４７は、パンチ４１のパンチ凹稜線部４１ｄとダイ４３のダイ肩稜線部４３ｄとの間に形成される。

また図２０では、第１の稜線成形部３７（予成形パンチ３１の凹稜線部３１ｄと予成形ダイ３３の予成形ダイ肩稜線部３３ｃ）と第２の稜線成形部４７（パンチ４１のパンチ凹稜線部４１ｄとダイ４３のダイ肩稜線部４３ｄ）とについて延在方向の曲率半径を比較するために、図１９と同様に、予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）と交差し、ダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）と直交する共通の直線Ｌ‘を示している。この直線Ｌ‘と予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）との交点３７ａでの予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ１’と、この直線Ｌ‘とダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）との交点４７ａでのダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ’を比較する。

ここで、第２の稜線成形部４７は、プレス成形品１の第２の稜線４を成形する部分であり、ダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ’は、必然的にプレス成形品１の第２の稜線４のプレス成形時のプレス方向から見た平面視における曲率半径Ｒに一致する。また、第１の稜線成形部３７は、中間成形品１１の第１の稜線１４を成形する部分であり、予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ１’は、必然的に中間成形品１１の第１の稜線１４の平面視における曲率半径Ｒ１に一致する。したがって、上記と同様に、フランジ３先端部における引張ひずみの抑制効果を得るためには、予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ１’が、ダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ’よりも小さくなる必要がある。

さらに、フランジ成形工程では、プレス成形装置４０において、図１６（ａ）に示したように、中間成形品１１の第１の面１２をパッド４２で押さえ、その状態でダイ４３を下降させて、隆起面１３の曲げ外側から曲げ内側に向かって隆起面１３を押し込むように加工する。この場合、中間成形品１１を安定させて拘束することが望ましい。そのためには、パッド４２のパッド底面部４２ｂを、中間成形品１１の第１の面１２における第１の稜線１４のなるべく近い位置まで密着させれば良い。パッド４２のパッド底面部４２ｂによって、中間成形品１１の第１の面１２における第１の稜線１４のなるべく近い位置まで拘束した状態で、ダイ４３を下降させることにより、高い加工精度でプレス成形品１をプレス成形することが可能となる。

このように中間成形品１１の第１の面１２における第１の稜線１４のなるべく近い位置までパッド４２のパッド底面部４２ｂによって押さえるためには、プレス方向に見た平面視において、パッド４２からダイ４３に向かう方向に凸の曲線形状に形成されたパッド稜線部４２ｃの曲率半径が、中間成形品１１の第１の稜線１４の平面視における曲率半径Ｒ１と同じであればよい。プレス方向から見た平面視でのパッド稜線部４２ｃの曲率半径がＲ１であることにより、中間成形品１１の第１の面１２を第１の稜線１４の直近の位置までパッド４２のパッド底面部４２ｂで拘束してプレス成形することができ、皴のないプレス成形品１を製造することが可能となる。平面視でのパッド稜線部４２ｃの曲率半径がＲ１である場合に、図２０と同様にパッド稜線部４２ｃおよびダイ肩稜線部４３ｄと交差する直線上において、必然的に、この直線との交点でのパッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径は、この直線との交点でのダイ肩稜線部４３ｄの延在方向の曲率半径より小さくなる。

なお、パッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径をＲ１よりさらに小さくし、ダイ４３が下降した際に、ダイ４３のダイ底面部４３ａで中間成形品１１の第１の稜線１４を押しつぶすようにしてもよい。パッド４２を第１の稜線１４に近づけすぎると却って皴が発生することも考えられる。その場合も、ダイ肩稜線部に直交する直線上において、パッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径は、ダイ肩稜線部４３ｄの延在方向の曲率半径より小さい関係が維持される。

また、予成形装置３０とプレス成形装置４０は別の装置であって、必ずしも中間成形品が向きを変えずに装置間を搬送されるとは限らないため、中間成形品１１に現れる第１の面１２、隆起面１３、および、第１の稜線１４と、プレス成形品１に現れる第２の面２、フランジ３、および、第２の稜線４との位置関係がずれてしまう場合が考えられる。かかる場合を考慮すれば、パッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径の平均値が、ダイ肩稜線部４３ｄの延在方向の曲率半径の平均値より小さい関係としてもよい。例えば、プレス方向に見た平面視において、パッド４２からダイ４３に向かう方向に凸の曲線形状に形成されたパッド稜線部４２ｃの曲率半径を、等間隔で複数個所（例えば１０か所）測定し、最も高い値と低い値を除外した8つの測定値の平均値をパッド稜線部４２ｃの曲率半径とすることができる。また同様に、プレス方向に見た平面視において、ダイ底面部４３ａからダイ天面部４３ｂに向かう方向に凸の曲線形状に形成されたダイ肩稜線部４３ｄの曲率半径を、等間隔で複数個所（例えば１０か所）測定し、最も高い値と低い値を除外した8つの測定値の平均値をダイ肩稜線部４３ｄの曲率半径とすることができる。こうして測定されたパッド稜線部４２ｃの曲率半径の平均値が、ダイ肩稜線部４３ｄの曲率半径の平均値より小さくなればよい。

なお、予成形装置３０における隆起面成形部３６の高さｈ（図１２）は、プレス成形装置４０におけるフランジ成形部４６の高さＨ（図１８）以上の高さであることが好ましい。換言すると、中間製品１１の隆起面１３の高さｈ（図１１）が、プレス成形品１のフランジ３の高さＨ（図１７）以上の高さとなるようにプレス成形を行うことが好ましい。これにより、プレス成形装置４０に中間製品１１をセットする際に、隆起面１３近傍の第１の面１２が浮きにくくなり、より安定した姿勢で成形を行うことができる。本明細書における“隆起面成形部３６の高さｈ”とは、予成形装置３０における、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７に相当する位置から第１の面成形部３５に垂直な方向における隆起面成形部３６までの長さである。なお、予成形装置３０およびプレス成形装置４０においては、それぞれ被成形品（ブランク１０または中間製品１１）をセットする位置が予め定められているため、予成形装置３０とプレス成形装置４０における被成形品のセット位置の対比から、予成形装置３０における、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７に相当する位置は一義的に定まる。

予成形装置３０の、第１の稜線成形部３７から隆起面成形部３６の先端３６ａまでの長さＬ１（図１２）は、プレス成形装置４０における、予成形装置３０の第１の稜線成形部３７に相当する位置からフランジ成形部４６の先端４６ａまでの長さＬ２（図１８）の１．００～１．０８倍であることが好ましい。換言すると、中間製品１１の、第１の稜線１４から隆起面１３の先端１３ａまでの長さが、プレス成形品１における、中間製品１１の第１の稜線１４に相当する位置からフランジ３の先端３ａまでの長さの１．００～１．０８倍となるようにプレス成形を行うことが好ましい。これにより、プレス成形品１の第２の面２におけるしわの発生が抑制されやすくなる。プレス成形品１の第２の面２におけるしわ抑制効果を向上させる観点においては、長さＬ１は、長さＬ２の１．０７倍以下であることがより好ましく、１．０５倍以下であることがさらに好ましい。なお、予成形装置３０およびプレス成形装置４０においては、それぞれ被成形品（ブランク１０または中間製品１１）をセットする位置が予め定められているため、予成形装置３０とプレス成形装置４０における被成形品のセット位置の対比から、予成形装置３０における隆起面成形部３６の先端３６ａの位置や、プレス成形装置４０における、予成形装置３０の第１の稜線成形部３７に相当する位置は一義的に定まる。

また、図１２、図１３および図２０に示されるように、予成形装置３０の隆起面成形部３６における、中間製品１１の稜線相当部１５を成形する位置３６ｂのプレス方向から見た平面視における曲率半径Ｒ２は、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７の平面視における曲率半径Ｒの０．７１倍以上であることが好ましい。換言すると、中間製品１１の稜線相当部１５の平面視における曲率半径は、プレス成形品１の第２の稜線４の平面視における曲率半径の０．７１倍以上となるようにプレス成形を行うことが好ましい。これにより、プレス成形品１の第２の稜線４の板厚減少を抑えることが可能となる。プレス成形品１の第２の稜線４における板厚減少の抑制効果を向上させる観点においては、曲率半径Ｒ２は、曲率半径Ｒの０．７２倍以上であることがより好ましく、０．７５倍以上であることがさらに好ましい。なお、Ｒ２とＲの比の好ましい上限は、プレス成形品１の製品形状によっても異なるため、特に限定されないが、曲率半径Ｒ２は、例えば曲率半径Ｒの１．００倍以下に設定される。また、予成形装置３０およびプレス成形装置４０においては、それぞれ被成形品（ブランク１０または中間製品１１）をセットする位置が予め定められているため、予成形装置３０とプレス成形装置４０における被成形品のセット位置の対比から、予成形装置３０の隆起面成形部３６における、中間製品１１の稜線相当部１５を成形する位置３６ｂは一義的に定まる。

以上、本開示の実施形態の一例について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態では、ブランク１０の初期形状として曲線部１０ａが設けられていたが、図２１（ａ）のようにブランク１０に曲線部１０ａが設けられていない場合であっても、圧縮ひずみを抑えてフランジ３を成形することができる。図２１では、予成形工程とフランジ成形工程の間にトリム工程が設けられる。部品の製造方法は以下の通りである。

まず、上記実施形態と同様に予成形工程によって、図２１（ｂ）のような隆起面１３を成形して第１の中間製品１１ａを製造する。次に、図２１（ｃ）で示されるように、トリム工程によって、その後のフランジ成形工程で所定の高さのフランジ３が得られるようフランジ３の製品高さに基づいて隆起面１３の先端部を切断して第２の中間製品１１ｂを製造する。最後に、上記実施形態と同様にフランジ成形工程によって、第２の中間製品１１ｂから図２１（ｄ）のようなフランジ３を成形して縮みフランジ部を有するプレス成形品１が製造される。このような方法で製造されたプレス成形品１も、フランジ３の先端部のひずみが抑制されている。したがって、縮みフランジ部を有するプレス成形品１の製造方法は上記実施形態で説明された方法に限定されない。なお、図２２に示されるように上記のトリム工程を行うためには、例えばプレス成形ライン２０の予成形装置３０とプレス成形装置４０との間に中間製品１１の隆起面１３の先端部を切断する切断機５０が設けられる。切断機５０の構成は、隆起面１３の先端部を切断することができれば特に限定されないが、例えば第３のプレス金型（図示せず）によって隆起面１３の先端部をせん断するように構成され得る。

＜シミュレーション（１）＞
縮みフランジ部を有する部品の成形シミュレーションを実施した。本シミュレーションでは、ブランクとして降伏点：510MPa、引張強度：821MPa、伸び：22%の溶融亜鉛めっき鋼板が想定されており、平面視曲率半径が15mm、高さが10mmの縮みフランジ変形を伴うフランジを成形することを条件としている。解析ソルバーとしてはPAM-STAMPが使用されており、ブランクのメッシュサイズは1mm×1mmである。

本シミュレーションでは、従来の成形方法（比較例１）と本開示例の成形方法（実施例１、実施例２）の各々の方法でフランジを成形している。比較例１の成形方法は、外周縁の一部に曲線部を有するブランクから一工程でフランジを成形する方法である。実施例１の成形方法は、比較例１と同一のブランクに対し、予成形工程で隆起面を有する中間製品を成形し、フランジ成形工程で中間製品からフランジを成形する方法である。実施例２の成形方法は、外周縁に曲線部が存在しないブランクに対し、予成形工程で隆起面を有する第１の中間製品を成形し、トリム工程で隆起面の先端部を切断して第２の中間製品を成形し、フランジ成形工程で第２の中間製品からフランジを成形する方法である。実施例における予成形工程では、平面視における第１の稜線１４の曲率半径Ｒ１（図１９）が、第２の稜線４の曲率半径Ｒよりも小さくなるように中間製品１１を成形している。実施例および比較例の各例における工程ごとの部品形状は下記表１の通りである。

図２３～図２５は、ブランクの板厚に対するフランジ成形後の部品の板厚変化の分布を示す図であり、図２３は比較例１、図２４は実施例１、図２５は実施例２の結果を示している。図２３で示されるように、比較例１においてはフランジの先端部における板厚増加率が大きく、先端部において大きな縮みフランジ変形が生じていることがわかる。一方、図２４および図２５で示されるように、実施例１および実施例２においては、フランジの先端部における板厚増加率が比較例１に対して小さくなり、縮みフランジ変形が抑制されていることがわかる。

＜シミュレーション（２）＞
図１２に示される予成形装置３０における長さＬ１と、図１８に示されるプレス成形装置４０における長さＬ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が異なる複数の解析モデルを用いて成形シミュレーションを実施した。なお、ブランクの素材や最終形状、解析ソルバー等のシミュレーション条件は、前述のシミュレーション（１）と同様である。

シミュレーション結果を図２６に示す。本シミュレーションでは、プレス成形品１の第２の面２（図４）の板厚増加率を評価指標として、板厚増加率から第２の面２におけるしわ発生の有無を推測している。ブランクの板厚に対する第２の面２の板厚増加率が１５％を超える場合、フランジの成形時に縮みフランジ部近傍の第２の面２で材料が余り過ぎてしまい、第２の面２にしわが発生する場合がある。図２６に示されるように、Ｌ１／Ｌ２が１．０８以下の場合には、第２の面２の板厚増加率が１５％以下となり、第２の面２のしわを抑えることができる。なお、いずれの解析モデルにおいても、フランジ先端の板厚増加率はシミュレーション（１）の比較例１の板厚増加率よりも小さくなっていた。したがって、Ｌ１／Ｌ２が１．０８以下の条件で本開示に係るプレス成形を行うことにより、フランジ３の先端部の圧縮ひずみを抑えることができると共に、第２の面２のしわを抑えることができる。

＜シミュレーション（３）＞
図２０に示される予成形装置３０の曲率半径Ｒ２と、プレス成形装置４０の曲率半径Ｒとの比（Ｒ２／Ｒ）が異なる複数の解析モデルを用いて成形シミュレーションを実施した。なお、ブランクの素材や最終形状、解析ソルバー等のシミュレーション条件は、前述のシミュレーション（１）と同様である。

シミュレーション結果を図２７に示す。本シミュレーションにおいては、プレス成形品１の第２の稜線４（図４）の板厚減少率を評価指標としている。図２７に示されるように、Ｒ２／Ｒが０．７１以上の場合には、第２の稜線４の板厚減少率が１０％以下となっている。なお、いずれの解析モデルにおいても、フランジ先端の板厚増加率はシミュレーション（１）の比較例１の板厚増加率よりも小さくなっていた。したがって、Ｒ２／Ｒが０．７１以上の条件で本開示に係るプレス成形を行うことにより、フランジ３の先端部の圧縮ひずみを抑えることができると共に、第２の稜線４近傍の板厚減少を抑えることができる。また、Ｌ１／Ｌ２が１．０８以下、かつ、Ｒ２／Ｒが０．７１以上の条件で本開示に係るプレス成形を行うことで、フランジ３先端の圧縮ひずみを抑え、第２の面２のしわ発生を抑え、かつ、第２の稜線４の板厚の減少を抑えることが可能となる。

本開示は、縮みフランジ部を有するプレス成形品の製造に利用することができる。

１ 縮みフランジ部を有するプレス成形品
２ 面（第２の面）
３ フランジ
３ａ フランジの先端
４ 稜線（第２の稜線）
１０ ブランク
１０ａ 曲線部
１１ 中間製品
１１ａ 第１の中間製品
１１ｂ 第２の中間製品
１２ 第１の面
１３ 隆起面
１３ａ 隆起面の先端
１４ 第１の稜線
１５ 稜線相当部
２０ プレス成形ライン
３０ 予成形装置
３１ パンチ
３１ａ パンチの底面部
３１ｂ パンチの天面部
３１ｃ パンチの傾斜部
３２ パッド
３３ ダイ
３３ａ ダイの天面部
３３ｂ ダイの傾斜部
３５ 第１の面成形部
３６ 隆起面成形部
３６ａ 隆起面成形部の先端
３６ｂ 隆起面成形部における中間製品の稜線相当部の位置
３７ 第１の稜線成形部
４０ プレス成形装置
４１ パンチ
４１ａ パンチの底面部
４１ｂ パンチの天面部
４１ｃ パンチの縦壁部
４２ パッド
４３ ダイ
４３ａ ダイの天面部
４３ｂ ダイの底面部
４３ｃ ダイの縦壁部
４５ 第２の面成形部
４６ フランジ成形部
４６ａ フランジ成形部の先端
４７ 第２の稜線成形部
５０ 切断機
８０ 補強部材
８０ａ 第１のフランジ
８０ｂ 第２のフランジ
８０ｃ 第３のフランジ
Ｈ フランジ成形部の高さ
ｈ 隆起面成形部の高さ
Ｋ 隆起面先端の曲率半径と第２の稜線の曲率半径との差
Ｒ 第２の稜線成形部の曲率半径
Ｒ１ 第１の稜線成形部の曲率半径
Ｒ２ 隆起面成形部における中間製品の稜線相当部の位置の曲率半径

Claims (5)

1. 第１の面、隆起面、および、前記第１の面と前記隆起面との間にある第１の稜線とを備えた中間成形品の前記第１の面を拘束し、前記隆起面を、第２の面、フランジ、および、前記第２の面と前記フランジとの間にある第２の稜線にプレス成形する、プレス成形品の製造方法であって、
   前記プレス成形のプレス方向から見て、前記第１の稜線は、前記第１の面から前記隆起面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第２の稜線は、前記第２の面から前記フランジに向かう方向に凸に湾曲して延在し、
   前記第１の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第１の稜線の凸方向と、前記第２の稜線と交差するプレス方向の断面における、前記第２の稜線の凸方向が同じ側であり、
   前記第２の稜線に直交する直線上にある、前記中間成形品における、前記直線との交点での前記第１の稜線の延在方向の曲率半径は、前記フランジを成形後における、前記直線上の前記第２の稜線の延在方向の曲率半径より小さく、
   前記中間成形品における、前記第１の稜線に隣接する前記隆起面と前記第１の面とのなす角度より、前記フランジを成形後における、前記第１の稜線に相当する位置での前記第２の面のなす角度が大きく、
   前記中間成形品を成形する予成形工程を備え、
   前記予成形工程の後にトリム工程を備え、
   前記トリム工程において、前記フランジの高さに応じて前記隆起面の先端部が切断される、プレス成形品の製造方法。
2. 前記中間成形品における、前記第１の稜線から前記隆起面の先端までの長さは、前記フランジを成形後における、前記第１の稜線に相当する位置から前記フランジの先端までの長さの１．００～１．０８倍である、請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
3. 前記中間成形品における、前記隆起面の高さが、前記フランジを成形後における、前記フランジの高さ以上である、請求項１または２に記載のプレス成形品の製造方法。
4. 前記中間成形品における、前記第２の稜線となる部分である稜線相当部の延在方向の曲率半径が、前記フランジを成形後における、前記第２の稜線の延在方向の曲率半径の０．７１倍以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載のプレス成形品の製造方法。
5. プレス成形装置と予成形装置とを備え、
   前記プレス成形装置は、パンチ、ダイ、および、パッドを備え、
   前記パンチは、パンチ縦壁部、パンチ底面部、および、前記パンチ縦壁部と前記パンチ底面部との間にある凹稜線部を備え、
   前記ダイは、ダイ縦壁部、ダイ底面部、および、前記ダイ縦壁部と前記ダイ底面部との間にあるダイ肩稜線部を備え、
   前記パッドは、パッド縦壁部、パッド底面部、および、前記パッド縦壁部と前記パッド底面部の間にあるパッド稜線部を備え、
   プレス方向に見た状態において、前記パッド稜線部は、前記パッドから前記ダイに向かう方向に凸に湾曲して延在し、
   プレス方向に見た状態において、前記ダイ肩稜線部は、前記ダイ縦壁部から前記パンチ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
   前記パッド縦壁部は、前記ダイに隣接して配置され、
   成形下死点において、前記パンチ縦壁部と前記ダイ縦壁部とが対向して隣接し、
   成形下死点において、前記パンチ底面部と前記ダイ底面部とが対向して隣接し、
   成形下死点において、前記パッド底面部と前記パンチ底面部とが対向して隣接し、
   前記ダイ肩稜線部と直交する直線との交点での前記パッド稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線上の前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より小さく、
   前記予成形装置は、予成形パンチ、および、予成形ダイを備え、
   前記予成形パンチは、予成形パンチ縦壁部、予成形パンチ底面部、および、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形パンチ底面部との間にある予成形パンチ凹稜線部を備え、
   前記予成形ダイは、予成形ダイ縦壁部、予成形ダイ底面部、および、前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部との間にある予成形ダイ肩稜線部を備え、
   プレス方向に見た状態において、前記予成形ダイ肩稜線部は、前記予成形ダイ縦壁部から前記予成形パンチ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
   成形下死点において、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形ダイ縦壁部とが対向して隣接し、
   成形下死点において、前記予成形パンチ底面部と前記予成形ダイ底面部とが対向して隣接し、
   前記プレス成形装置のダイ肩稜線部に直交する直線との交点での前記予成形ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線との交点での前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より小さく、
   前記予成形装置の前記予成形ダイの前記予成形ダイ肩稜線部および前記プレス成形装置のパッドの前記パッド稜線部と直交するプレス方向の断面において、前記予成形ダイ肩稜線部に隣接する前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部のなす角より、前記パッド稜線部に隣接する前記ダイ底面部と前記パッド底面部のなす角の方が大きい、プレス成形ライン。
   

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