JP7356023B2 - 縮みフランジを有する冷間プレス部品 - Google Patents

Description

本発明は、縮みフランジを有する冷間プレス部品に関する。

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。

第１のフランジ８０ａと第２のフランジ８０ｂの間の第３のフランジ８０ｃは、第１のフランジ８０ａ側または第２のフランジ８０ｂ側からの圧縮応力が作用しながら材料が変形して形成された、いわゆる縮みフランジ変形によって形成されたフランジである。このような縮みフランジを有する補強部材８０によれば、第１のフランジ８０ａと第２のフランジ８０ｂが独立して存在する図２のような補強部材８０よりも高い強度が得られるが、軽量化の要求に対応するためには、さらに強度を向上させることが望まれる。

縮みフランジを有する部品に関連する技術として、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および特許文献２には、成形時にフランジに発生するしわを抑えることを目的としたプレス成形方法について開示されているが、部品の強度を向上させる手段については開示されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、縮みフランジを有する冷間プレス部品の強度を向上させることを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一態様は、金属板の冷間プレス加工によって成形された冷間プレス部品であって、外周縁の一部が外方に湾曲した面と、前記面の湾曲した部分において該面と交差する方向に延在したフランジと、前記面と前記フランジとを接続する稜線とを有し、前記面に垂直な方向から見た平面視における前記フランジの曲率半径方向に沿って切断された断面において、前記稜線の前記フランジ側の端部を起点とする前記フランジの長さの１／３の位置を境界点と定義し、前記稜線の前記面側の端部から前記境界点までの領域を第１の領域と定義したときに、前記第１の領域の平均ビッカース硬さが、前記フランジの先端のビッカース硬さの９０％以上であることを特徴としている。

本発明によれば、縮みフランジを有する冷間プレス部品の強度を向上させることができる。

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。 縮みフランジを有する部品の一例を示す図である。 縮みフランジを有する部品の平面図である。 図５のＺ－Ｚ断面を示す図である。 図５のＺ－Ｚ断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る縮みフランジを有する部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。 プレス成形設備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第１のプレス金型の構成例を示す図である。 第１のプレス金型のパンチを示す図である。 第１のプレス金型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８（ｂ）中のＹ－Ｙ断面を示す図である。なお、図１４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。 フランジ成形工程における第２のプレス金型の構成例を示す図である。 第２のプレス金型のパンチを示す図である。 第２のプレス金型の断面を示す図である。 フランジ成形工程における部品の成形過程を示す図である。 縮みフランジを有する部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）は予成形工程後の部品形状、（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部品形状を示している。 比較例１のモデルに生じた相当塑性ひずみの分布を示す図である。 実施例１のモデルに生じた相当塑性ひずみの分布を示す図である。 シミュレーション結果として得られた、比較例１および実施例１のモデルにおけるフランジ先端からの距離に対する相当応力の分布を示す図である。 シミュレーション（２）の条件を説明するための図である。 シミュレーション結果として得られた中空部品の耐力を示す図である。 実施例１のモデルに生じた相当応力の分布を示す図である。 シミュレーション（３）の解析モデルを説明するための図である。 シミュレーション結果として得られた、各解析モデルにおける中空部品の耐力を示す図である。

以下、本発明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。

図４および図５に示されるように、本実施形態の縮みフランジを有する部品１は、外周縁の一部が外方に湾曲した面２と、面２の湾曲した部分において面２と交差する方向に延在するフランジ３と、面２とフランジ３とを接続する稜線４を有している。フランジ３は、面２に垂直な方向から見て（以下“平面視”）、面２と同様に外方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。

図６は、図５のような平面視におけるフランジ３の曲率半径Ｒの方向に沿って切断された部品１の断面の一例を示す図である。図６が示す断面は、図５のＺ－Ｚ断面であり、当該断面は、平面視におけるフランジ３の曲率を有している部分の周長の中間点Ｃを含む断面である。本明細書における部品１の“稜線４”とは、図６のような断面において面２とフランジ３との間に位置する、部品１の曲率を有する部分のことである。部品１の縮みフランジ変形が生じている部分では、図５のように稜線４のフランジ３側の端部４ａと面２側の端部４ｂは共に平面視において曲率を有している。なお、本実施形態の場合、フランジ３が面２に対して垂直な方向に延びていることから、図５のような平面視では稜線４のフランジ３側の端部４ａとフランジ３は同じ位置にある。

本明細書では、フランジ３の曲率半径Ｒの方向に沿って切断された図６のような断面において、稜線４のフランジ３側の端部４ａを起点とするフランジ３の長さＬの１／３の位置を境界点Ｐ₁と定義する。また、稜線４の面２側の端部４ｂから境界点Ｐ₁までの領域を第１の領域Ａ₁と定義する。本実施形態の部品１は、第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さがフランジ３の先端３ａのビッカース硬さの９０％以上となっている部品である。この硬度条件を満たす縮みフランジを有する部品１は、部品としての強度が効果的に向上する。このため、部品１が例えば図３のようなバルクヘッドとして中空部品の内方に配置された場合には、荷重を担保する中空部品の稜線が塑性変形しにくくなり、中空部品としての耐力が向上する。第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さは、フランジ先端３ａのビッカース硬さの９５％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましい。これにより、部品１としての強度がさらに向上する。第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さの上限については特に限定されないが、縮みフランジ部近傍の衝突破断を抑える観点からは、フランジ先端３ａのビッカース硬さの１５０％以下であることが好ましく、１３０％以下であることがより好ましい。

第１の領域Ａ₁の硬度は、成形過程における材料の加工硬化によって増大している。第１の領域Ａ₁に加工硬化を生じさせる成形方法の例については後述するが、従来の成形方法においては、第１の領域Ａ₁をほとんど加工硬化させることができなかった。すなわち、従来の縮みフランジを有する部品においては、第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さがフランジ先端３ａのビッカース硬さの９０％以上となることはない。

本明細書における“平均ビッカース硬さ”は次のようにして算出される。まず、硬度測定対象の製品において、縮みフランジ部の面２、フランジ３および稜線４を特定する。次に、図５のような面２に垂直な方向から見た平面視において、フランジ３の周長の中間点Ｃを特定する。そして、この中間点Ｃを含むようにフランジ３の曲率半径Ｒの方向に沿って切断された断面（図６の断面）において、所定の領域のビッカース硬さを０．５ｍｍピッチで測定する。ビッカース硬さは、マイクロビッカース硬度試験機を用いて、測定面が調製された試料に対し、JIS Z 2244:2009に準拠した方法で測定される。試験荷重は１ｋｇｆ（９．８Ｎ）とする。このようにして測定された各測定位置におけるビッカース硬さの平均値が本明細書における“平均ビッカース硬さ”である。例えば、第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さとは、境界点Ｐ₁から稜線４の面２側の端部４ｂまでの領域内において、０．５ｍｍピッチでビッカース硬さを測定したときの各測定値の平均値のことである。

部品１の強度を効果的に向上させる観点においては、図７のように第２の領域Ａ₂～第４の領域Ａ₄を定義したときに、第４の領域Ａ₄の平均ビッカース硬さが第２の領域Ａ₂の平均ビッカース硬さおよび第３の領域Ａ₃の平均ビッカース硬さよりも大きいことが好ましい。なお、本明細書における“第２の領域Ａ₂”とは、平面視におけるフランジ３の曲率半径Ｒの方向に沿って切断された図７のような断面において、稜線４の周長の中間点Ｐ₂を境界として二分割された領域のうちの面２側の領域である。換言すると、第２の領域Ａ₂は、稜線４の面２側の端部４ｂから中間点Ｐ₂までの領域である。本明細書における“第３の領域Ａ₃”とは、図７のような断面において、稜線４の周長の中間点Ｐ₂を境界として二分割された領域のうちのフランジ３側の領域である。換言すると、第３の領域Ａ₃は、中間点Ｐ₂から稜線４のフランジ３側の端部４ａまでの領域である。本明細書における“第４の領域Ａ₄”とは、図７のような断面における稜線４のフランジ３側の端部４ａから前述の境界点Ｐ₁までの領域である。

本実施形態の部品１は、例えば図８のような工程を経て製造される。

図８の例では、図８（ａ）のような、外周縁の一部が曲線状の部分（以下、“曲線部１０ａ”）を有するブランク１０から図８（ｂ）のような中間製品１１を成形する予成形工程と、中間製品１１から図８（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部品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８（ｂ）に示されるように予成形工程で製造される中間製品１１は、外周縁の一部が外方に湾曲した面１２と、面１２の湾曲した部分において１２に対して隆起した面である隆起面１３と、面１２と隆起面１３とを接続する稜線１４と、を有している。隆起面１３は、ブランク１０のプレス加工によって成形される。このような中間製品１１は、例えば図９に示されるようなプレス成形設備２０を用いて製造される。図９の例において、プレス成形設備２０は、ブランク１０から中間製品１１を成形する第１のプレス金型３０と、中間製品１１から部品１を成形する第２のプレス金型４０を備えている。

図１０～図１２は、第１のプレス金型３０の構成例を示す図である。図１２に示されるように本実施形態の第１のプレス金型３０は、パンチ３１と、パッド３２と、ダイ３３を備えている。パンチ３１は、底面部３１ａと、底面部３１ａと異なる高さに位置する天面部３１ｂと、底面部３１ａと天面部３１ｂとを接続する傾斜部３１ｃとを有している。本実施形態のパンチ３１の底面部３１ａと天面部３１ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、図１１に示されるようにパンチ３１の傾斜部３１ｃの一部は、円錐台の側面のように曲率を有した面となっている。パッド３２は、パンチ３１の天面部３１ｂに対向する位置において昇降可能に構成されている。ダイ３３は、パンチ３１の底面部３１ａに対向する天面部３３ａと、パンチ３１の傾斜部３１ｃに対向する傾斜部３３ｂとを有しており、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、第１のプレス金型３０の構成は部品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部品１の製品形状に応じて適宜変更される。

第１のプレス金型３０を用いた予成形工程においては、まず図１０および図１３（ａ）のように曲線部１０ａを含むブランク１０の外周縁の一部をパッド３２で押さえ、その状態でダイ３３を下降させる。これにより、パンチ３１の傾斜部３１ｃとダイ３３の傾斜部３３ｂによってブランク１０の一部領域が図１３（ｂ）のように隆起した形状となり、図１４のように面１２と、隆起面１３と、稜線１４とを有した中間製品１１が成形される。

図１４に示されるように予成形工程においては、中間製品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、中間製品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、部品１の製品形状やフランジ３の高さ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部品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、中間製品１１における面１２と隆起面１３の割合は、部品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８（ｃ）に示されるフランジ成形工程で製造される部品１は、前述の通り、外周縁の一部が外方に湾曲した面２と、面２の湾曲した部分において面２と交差する方向に延在するフランジ３と、面２とフランジ３とを接続する稜線４を有している。本実施形態のフランジ成形工程においては、例えば図１５～図１７に示される構成の第２のプレス金型４０によって部品１が成形される。

図１７に示されるように本実施形態の第２のプレス金型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、底面部４１ａと、底面部４１ａと異なる高さに位置する天面部４１ｂと、底面部４１ａと天面部４１ｂとを接続する縦壁部４１ｃとを有している。本実施形態のパンチ４１の底面部４１ａと天面部４１ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、図１５に示されるようにパンチ４１の縦壁部４１ｃの一部は、円錐台の側面のように曲率を有した面となっている。パッド４２は、パンチ４１の底面部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４１の底面部４１ａに対向する天面部４３ａと、パンチ４１の天面部４１ｂに対向する底面部４３ｂと、パンチ４１の縦壁部４１ｃに対向する縦壁部４３ｃとを有しており、パンチ４１の縦壁部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。なお、第２のプレス金型４０の構成は部品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部品１の製品形状に応じて適宜変更される。

第２のプレス金型４０を用いたフランジ成形工程においては、まず図１８（ａ）のように中間製品１１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。この加工により、中間製品１１の隆起面１３の一部が中間製品１１の面１２と連続した面となり、図１８のように部品１としての面２が成形される。これに伴い、中間製品１１の稜線１４は消失する。また、隆起面１３の残りの部分は、パンチ４１の縦壁部４１ｃとダイ４３の縦壁部４３ｃの間隙に材料が流れ込み、図１８のように中間製品１１の稜線相当部１５が稜線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。

予成形工程を経てフランジ３が成形されることにより、第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さがフランジ先端３ａのビッカース硬さの９０％以上となる部品が製造される。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明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発明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１９（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１９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１９（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１９（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１９（ｄ）のようなフランジ３を成形して縮みフランジを有する部品１が製造される。

このような製造方法であっても、第１の領域Ａ₁の加工硬化を促すことができ、第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さがフランジ先端３ａのビッカース硬さの９０％以上となる部品が得られる。すなわち、第１の領域Ａ₁の平均ビッカース硬さがフランジ先端３ａのビッカース硬さの９０％以上となる部品１は、予成形工程で隆起面１３が成形され、フランジ成形工程でその隆起面１３が面２側に押し込まれるようにしてフランジ３が成形されることによって得られる。

＜シミュレーション（１）＞
縮みフランジ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、かつ、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）と本発明例の成形方法（実施例１）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、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。実施例および比較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２０は、成形シミュレーション後の比較例１のモデルに生じている相当塑性ひずみの分布を示す図である。図２１は、成形シミュレーション後の実施例１のモデルに生じている相当塑性ひずみの分布を示す図である。図２０および図２１に示されるように、比較例１および実施例１ともに縮みフランジ部のフランジ先端で比較的大きな相当塑性ひずみが生じている点は共通している。しかし、実施例１の場合には、比較例１の場合とは異なり、相当塑性ひずみが生じている領域が縮みフランジ部の稜線近傍の広い範囲にまで拡大している。すなわち、実施例１のモデルにおいては、稜線近傍まで加工硬化が生じている。

図２２は、成形シミュレーション後のモデルに生じた相当応力の分布を示す図である。図２２では、図２０中のＸ－Ｘ断面に相当する断面の相当応力が示されており、図２２の縦軸は、フランジ先端からの距離に対する各位置の相当応力とフランジ先端の相当応力との比で表されている。この相当応力の比が大きいほど、加工硬化の度合いが大きくなる。このため、相当応力の比は、フランジ先端から離れた各位置の硬度とフランジ先端の硬度の比と言い換えることができる。

図２２に示されるように、比較例１では、フランジの先端から離れるにつれて相当応力の比が小さくなっている。一方、実施例１においては、フランジの先端から７ｍｍの位置までは比較例１と同様に相当応力の比が小さくなっているが、フランジの先端から７ｍｍの位置を境界として相当応力の比が上昇に転じ、７ｍｍ以上離れた位置では相当応力の比が大きくなっている。すなわち、実施例１のモデルにおいては、加工硬化領域がフランジの先端部のみならず、稜線にまで拡大している。

比較例１および実施例１のモデルにおいて、フランジの先端から１５ｍｍの位置は稜線のＲ止まり（図６で言うところの稜線４の面２側の端部４ｂ）である。実施例１において、フランジから稜線のＲ止まりまでの相当応力の比の最小値は０．８３である。一方、比較例１においては、フランジから稜線のＲ止まりまでの相当応力の比の最小値は０．７１である。換言すると、フランジ先端３ａから稜線４の端部４ｂまで領域の硬度の最小値をフランジ先端３ａの硬度で除した値は０．８０以上である。

＜シミュレーション（２）＞
実施例１または比較例１の縮みフランジを有する部品をバルクヘッドとして利用した図２３のような解析モデルを作成し、圧潰シミュレーションを実施した。バルクヘッド５０は、ハット状部材６１とクロージングプレート６２からなる中空部品６０の内方に配置されている。本シミュレーションは、ハット状部材６１の天面が完全拘束された条件で実施されている。このような拘束条件の下で、クロージングプレート６２の上側から５ｋｍ／ｈの速度で剛体壁を当て、圧潰挙動を再現した。

図２４は、本シミュレーションにおける中空部品６０の耐力を示す図である。図２４に示されるように、実施例１のような加工硬化が稜線近傍にまで生じた部品をバルクヘッド５０として利用した場合には、中空部品６０の耐力が比較例１に対して２２％向上した。図２５は、圧潰シミュレーション後の実施例１のモデルに生じている相当応力の分布を示す図である。図２５中の矢印は荷重の入力方向（剛体壁の進行方向）である。図２５に示されるように、実施例１のモデルにおいては、縮みフランジ部のフランジ先端のみならず、稜線近傍まで大きな相当応力が発生しており、稜線近傍の加工硬化が進んでいることがわかる。なお、比較例１のモデルにおいては、稜線近傍の相当応力は小さかった。したがって、図２４および図２５の結果によれば、部品としての強度を向上させるためには、稜線近傍の硬度上昇が有効であることがわかる。実施例１のバルクヘッド５０における第１の領域Ａ₁（図６で言うところの稜線４の面２側端部４ｂから境界点Ｐ₁までの領域）の相当応力とフランジ先端の相当応力の比は０．９１である。すなわち、実施例１のバルクヘッド５０においては、第１の領域Ａ₁とフランジ先端の硬度比（第１の領域の平均硬度／フランジ先端の硬度）が０．９１である。したがって、本シミュレーションの結果によれば、部品としての強度を向上させるためには、第１の領域Ａ₁の硬度は、フランジ先端の硬度の９０％以上であるとよい。

＜シミュレーション（３）＞
縮みフランジを有する部品としての好ましい加工硬化領域を評価するため、加工硬化領域が互いに異なるバルクヘッドを用いた解析モデルで圧潰シミュレーションを実施した。バルクヘッドのモデルを除いた拘束条件や入力条件等のシミュレーション条件は、シミュレーション（２）と同様である。本シミュレーションでは、図２６のようにバルクヘッド５０の縮みフランジ部近傍が六つの領域（ａ）～（ｆ）に分割されたモデルにおいて、特定の領域に相当塑性ひずみが付与される条件で実施されている。詳述すると、領域（ａ）に２０％の相当塑性ひずみが付与されたモデルと、領域（ｂ）に２０％の相当塑性ひずみが付与されたモデルと、領域（ｃ）に２０％の相当塑性ひずみが付与されたモデルと、領域（ｄ）に２０％の相当塑性ひずみが付与されたモデルと、領域（ｅ）に２０％の相当塑性ひずみが付与されたモデルと、領域（ｆ）に２０％の相当塑性ひずみが付与されたモデルでシミュレーションが実施されている。領域（ａ）～（ｃ）はフランジを均等に三分割した領域であり、領域（ｄ）および領域（ｅ）は稜線の周長の中間点（図７の中間点Ｐ₂）を境界として二分割された領域であり、領域（ｆ）は、稜線に繋がる平面部の領域である。前述の実施形態で説明した稜線４の面２側の端部４ｂから境界点Ｐ₁までの領域は、領域（ｃ）～（ｅ）に相当する。なお、従来の縮みフランジ部を有する部品は、領域（ａ）および領域（ｂ）には加工硬化が生じていたが、領域（ｃ）～（ｆ）についてはほとんど加工硬化が生じていない。

図２７は、シミュレーション結果として得られた各モデルにおける中空部品の耐力を示す図である。図２７の縦軸は、相当塑性ひずみが付与された面積（すなわち、加工硬化された部分の面積）あたりの耐力値で表されている。図２７の結果が示すように、縮みフランジを有する部品の強度を効果的に向上させて中空部品としての耐力を向上させるためには、領域（ｃ）を加工硬化させることが最も有効である。

本発明は、縮みフランジを有する部品の製造に利用することができる。

１ 縮みフランジを有する部品
２ 外周縁の一部が外方に湾曲した面
３ フランジ
３ａ フランジの先端
４ 稜線
４ａ 稜線のフランジ側端部
４ｂ 稜線の面側端部
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 外周縁の一部が外方に湾曲した面
１３ 隆起面
１４ 第１の稜線
１５ 中間製品における部品の稜線相当部
２０ プレス成形設備
３０ 第１のプレス金型
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
４０ 第２のプレス金型
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
５０ バルクヘッド
６０ 中空部品
６１ ハット状部材
６２ クロージングプレート
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
Ａ₁ 稜線の面側端部から境界点までの領域
Ａ₂ 稜線の面側端部から稜線の中間点までの領域
Ａ₃ 中間点から稜線のフランジ側端部までの領域
Ａ₄ 稜線のフランジ側端部から境界点までの領域
Ｃ 平面視におけるフランジの曲率を有する部分の中間点
Ｐ₁ 境界点
Ｐ₂ 稜線の中間点
Ｒ 縮みフランジの曲率半径

Claims (2)

1. 金属板の冷間プレス加工によって成形された冷間プレス部品であって、
   外周縁の一部が外方に湾曲した面と、
   前記面の湾曲した部分において該面と交差する方向に延在したフランジと、
   前記面と前記フランジとを接続する稜線とを有し、
   前記面に垂直な方向から見た平面視における前記フランジの曲率半径方向に沿って切断された断面において、前記稜線の前記フランジ側の端部を起点とする前記フランジの長さの１／３の位置を境界点と定義し、前記稜線の前記面側の端部から前記境界点までの領域を第１の領域と定義したときに、前記第１の領域の平均ビッカース硬さが、前記フランジの先端のビッカース硬さの９０％以上であることを特徴とする、冷間プレス部品。
2. 前記断面において、前記稜線の周長の中間点を境界とした前記稜線の前記面側の領域を第２の領域、前記稜線の前記フランジ側の領域を第３の領域と定義し、前記稜線の前記フランジ側の端部から前記境界点までの領域を第４の領域と定義したとき、前記第４の領域の平均ビッカース硬さが、前記第２の領域の平均ビッカース硬さおよび前記第３の領域の平均ビッカース硬さよりも大きいことを特徴する、請求項１に記載の冷間プレス部品。

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