KR101813850B1 - 프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품 및 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시에 관한 프레스 성형품을 제조하는 방법은, 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 급만곡부를 갖는 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며 또한 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되는 플랜지를 포함하는 프레스 성형품의 제조 방법이며, 프레스에 의해, 임시 플랜지를 포함하는 중간 성형품을 성형하는 제1 공정과, 프레스에 의해, 상기 임시 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 연결되는 특정 부분이 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 각 부에서 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있도록 상기 임시 플랜지를 변형시켜, 상기 임시 플랜지를 상기 플랜지로 하는 제2 공정을 포함한다.

Description

프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품 및 프레스 장치

본 개시는, 프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품 및 프레스 장치에 관한 것이다.

자동차의 차체는, 다수의 성형 패널의 에지부끼리를 중첩하고, 스폿 용접에 의해 접합하여 상자체로 하고, 이 상자체의 요소에 구조 부재를 스폿 용접에 의해 접합함으로써, 조립된다. 예를 들어, 자동차의 차체의 측부(바디 사이드)에는, 구조 부재로서, 플로어 패널의 양측부에 접합되는 사이드 실, 사이드 실의 전방부에 상방을 향하여 기립 설치되는 A 필러 로어 및 A 필러 어퍼, A 필러 어퍼의 상단부에 접합되는 루프 레일 또한 사이드 실 및 루프 레일을 접합하는 B 필러 등이 사용된다.

A 필러 로어, A 필러 어퍼, 루프 레일 등의 구조 부재의 구성 요소(예를 들어, 각각의 아우터 패널)는 일반적으로, 긴 쪽 방향으로 연장되어 존재하는 천장판과, 이 천장판의 양측에 각각 연결되는 2개의 볼록 능선부와, 이들 2개의 볼록 능선부에 각각 연결되는 2개의 종벽과, 이들 2개의 종벽에 각각 연결되는 2개의 오목 능선부와, 이들 2개의 오목 능선부에 각각 연결되는 2개의 플랜지로 이루어지는 대략 해트형의 횡단면 형상을 갖는 경우가 많다.

상술한 구성 요소는, 비교적 복잡한 횡단면 형상을 가짐과 함께 길다. 따라서, 제조 비용의 상승을 억제하기 위해, 상술한 구성 요소는, 일반적으로, 냉간에서의 프레스 성형에 의해 제조되고 있다. 또한, 연비 향상을 위한 차체의 경량화 및 강도 향상을 양립시키기 위해, 상술한 구조 부재로서, 예를 들어 인장 강도가 440㎫ 이상인 고장력 강판을 사용하는 박육화도 추진되고 있다.

그러나, 고장력 강판을 냉간에서의 프레스 성형에 의해, 예를 들어 루프 레일 아우터 패널(이하, 루프 부재라 함. 루프 부재란, 자동차의 구조 부재임)과 같은, 긴 쪽 방향으로 만곡되어 있는 구성 요소를 제조하고자 하면, 프레스형으로부터 이형 시에 스프링백이 발생하여, 천장판에 비틀림이 발생할 우려가 있다. 그 결과, 루프 부재를 원하는 형상으로 성형할 수 없다는 형상 동결성의 문제가 발생한다.

예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2004-314123호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 함)에는, 긴 쪽 방향으로 균일한 해트형의 횡단면을 갖는 프레스 성형품을 제조할 때에, 단차를 부여함으로써 개구 개방의 발생을 억제하여 형상 동결성을 높이는 발명이 개시되어 있다.

또한, 일본 특허 제5382281호 명세서(이하, 특허문헌 2라 함)에는, 천장판, 종벽 및 플랜지를 갖고, 긴 쪽 방향으로 만곡되는 프레스 성형품을 제조할 때에, 1공정째에서 형성한 플랜지를 2공정째에서 펴서 플랜지의 잔류 응력을 저감함으로써 형상 동결성을 높이는 발명이 개시되어 있다.

특허문헌 1에 개시된 발명에 의해, 예를 들어 A 필러 로어, A 필러 어퍼 및 루프 레일의 구성 부재의 구성 요소와 같은, 그 긴 쪽 방향으로 만곡된 형상의 프레스 성형품을 제조하면, 이형 후의 스프링백에 의해 만곡벽에 구부러짐이 발생하여, 원하는 형상으로 성형할 수 없다.

특허문헌 2에 개시된 발명에 의해, 긴 쪽 방향 및 높이 방향으로 만곡됨과 함께 긴 쪽 방향 중심 부근에 굴곡부를 갖는 프레스 성형품을 제조하면, 플랜지의 잔류 응력, 종벽 및 천장판의 면내의 잔류 응력 및 종벽 및 천장판의 면내의 편차 잔류 응력이 발생한다. 그 결과, 프레스 성형품에는 이형 후의 스프링백에 의해 천장판측으로부터 본 구부러짐이 발생하여, 원하는 형상으로 성형할 수 없다.

본 개시는, 천장판측으로부터 본 구부러짐의 발생이 억제된 프레스 성형품의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 프레스 성형품이란, 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며 또한 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되는 플랜지를 포함한다.

본 개시에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며 또한 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되는 플랜지를 포함하는 프레스 성형품의 제조 방법이며, 프레스에 의해, 상기 천장판과, 상기 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며 또한 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되는 임시 플랜지를 포함하는 중간 성형품을 성형하는 제1 공정과, 프레스에 의해, 상기 임시 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 연결되는 특정 부분이 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 각 부에서 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있도록 상기 임시 플랜지를 변형시켜, 상기 임시 플랜지를 상기 플랜지로 하는 제2 공정을 포함한다.

본 개시에 관한 프레스 성형품은, 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며, 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되고, 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있는 플랜지를 구비하고 있다.

또한, 본 개시에 관한 프레스 성형품은, 상기의 프레스 성형품이며, 상기 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 연결되어 있는 부분의 비커스 경도의 값은, 상기 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 대하여 상기 긴 쪽 방향의 일단측 및 타단측의 상기 벽에 연결되어 있는 부분 중 비커스 경도의 값이 큰 부분의 비커스 경도의 값보다도 작다.

본 개시에 관한 프레스 장치는, 제1 다이와 제1 펀치로 블랭크를 프레스하여 중간 성형품을 성형하는 제1 프레스 장치와, 제2 다이와 제2 펀치로 상기 중간 성형품을 프레스하는 제2 프레스 장치를 구비한 프레스 장치이며, 상기 제1 다이에는, 긴 제1 저면과, 제1 측면을 포함하여 구성되는 긴 제1 홈이 형성되고, 상기 제1 측면은, 상기 제1 저면의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제1 저면측과 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 제1 저면의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 제1 급만곡부를 갖는 제1 만곡면과, 당해 제1 만곡면의 타단에 연결되며, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제1 저면측과 반대측에 형성되고, 상기 제1 만곡면에 대하여 경사지는 제1 경사면을 포함하여 구성되고, 상기 제1 펀치의 형상은, 형 폐쇄 시에 상기 제1 홈의 형상에 맞추어 끼워지는 형상인 제1 프레스 장치와, 상기 제2 다이에는, 긴 제2 저면과, 제2 측면을 포함하여 구성되는 긴 제2 홈이 형성되고, 상기 제2 측면은, 상기 제2 저면의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 제1 급만곡부에 대응하는 위치에 형성되고, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제2 저면측과 반대측으로 오목 형상으로 만곡되며, 상기 제2 저면의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 제2 급만곡부를 갖는 제2 만곡면과, 당해 제2 만곡면의 타단에 연결되며, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제2 저면측과 반대측에 형성되고, 상기 제2 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있는 제2 경사면을 포함하여 구성되고, 상기 제2 펀치의 형상은, 형 폐쇄 시에 상기 제2 홈의 형상에 맞추어 끼워지는 형상인 제2 프레스 장치를 구비하고 있다.

본 개시에 관한 프레스 성형품의 제조 방법을 사용하면, 천장판측으로부터 본 구부러짐의 발생이 억제된 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

본 개시에 관한 프레스 성형품은, 천장판측으로부터 본 구부러짐이 작다.

본 개시에 관한 프레스 장치를 사용하면, 천장판측으로부터 본 구부러짐의 발생이 억제된 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 루프 부재의 상면도 및 루프 부재의 일단부의 정면도이다.
도 2a는 본 실시 형태의 루프 부재의 일부를 단면으로 한 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 있어서의 B-B 절단선에 의해 절단시킨 루프 부재의 단면도(B-B 단면도)이다.
도 2c는 도 2a에 있어서의 C-C 절단선에 의해 절단시킨 루프 부재의 단면도(C-C 단면도)이다.
도 2d는 도 2a에 있어서의 D-D 절단선에 의해 절단시킨 루프 부재의 단면도(D-D 단면도)이다.
도 2e는 도 2a에 있어서의 E-E 절단선에 의해 절단시킨 루프 부재의 단면도(E-E 단면도)이다.
도 2f는 도 2a에 있어서의 F-F 절단선에 의해 절단시킨 루프 부재의 단면도(F-F 단면도)이다.
도 3a는 본 실시 형태의 중간 성형품의 일부를 단면으로 한 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 있어서의 B-B 절단선에 의해 절단시킨 중간 성형품의 단면도(B-B 단면도)이다.
도 3c는 도 3a에 있어서의 C-C 절단선에 의해 절단시킨 중간 성형품의 단면도(C-C 단면도)이다.
도 3d는 도 3a에 있어서의 D-D 절단선에 의해 절단시킨 중간 성형품의 단면도(D-D 단면도)이다.
도 3e는 도 3a에 있어서의 E-E 절단선에 의해 절단시킨 중간 성형품의 단면도(E-E 단면도)이다.
도 3f는 도 3a에 있어서의 F-F 절단선에 의해 절단시킨 중간 성형품의 단면도(F-F 단면도)이다.
도 4는 본 실시 형태의 루프 부재의 제조 방법에 있어서의 제1 공정에서 사용되는 제1 프레스 장치의 금형의 사시도이다.
도 5는 본 실시 형태의 루프 부재의 제조 방법에 있어서의 제1 공정에서 사용하는 제1 프레스 장치의 종단면도이다.
도 6은 본 실시 형태의 루프 부재의 제조 방법에 있어서의 제2 공정에서 사용되는 제2 프레스 장치의 금형의 사시도이다.
도 7은 본 실시 형태의 루프 부재의 제조 방법에 있어서의 제2 공정에서 사용하는 제2 프레스 장치의 종단면도이다.
도 8은 비틀림 및 구부러짐의 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시 형태의 실시예(실시예 1∼12)의 루프 부재의 비틀림 및 구부러짐과, 비교예(비교예 1∼4)의 루프 부재의 비틀림 및 구부러짐에 대한 시뮬레이션에 의한 평가 결과를 나타내는 표이다.
도 10은 본 실시 형태의 루프 부재의 플랜지의 비커스 경도를 긴 쪽 방향을 따라서 일단으로부터 타단에 걸쳐 측정한 값의 근시 곡선을 나타내는 그래프이다.

≪개요≫

이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태, 즉, 본 실시 형태에 대하여 설명한다. 계속해서, 본 실시 형태의 실시예에 대하여 설명한다.

≪본 실시 형태≫

이하, 본 실시 형태에 대하여 설명한다. 먼저, 예를 들어 도 1 및 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시되어 있는, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 구성에 대하여 설명한다. 계속해서, 예를 들어 도 4∼도 7에 도시되어 있는, 본 실시 형태의 프레스 장치(17)의 구성에 대하여 설명한다. 계속해서, 본 실시 형태의 루프 부재의 제조 방법에 대하여 설명한다. 계속해서, 본 실시 형태의 작용에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 루프 부재(1)는, 도 9에 도시되는, 후술하는 실시예 1에 상당한다.

<루프 부재의 구성>

먼저, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서, 루프 부재(1)는 프레스 성형품의 일례이다.

도 1 및 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 루프 부재(1)는 천장판(2)과, 2개의 종벽(4a, 4b)과, 2개의 플랜지(6a, 6b)를 일체적으로 포함하여 구성되어 있는, 단면 형상이 대략 해트형의 긴 부재로 되어 있다. 루프 부재(1)는 일례로서, 인장 강도가 1310㎫급인 고장력 강판을 소재로 하는 냉간 프레스 성형품으로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 루프 부재(1)는, 예를 들어 인장 강도가 440㎫ 이상 1600㎫ 이하인 고장력 강판을 소재로 하는 냉간 프레스 성형품으로 되어 있다.

천장판(2)은, 도 1 및 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 길게 되어 있다. 또한, 천장판(2)은 천장판(2)의 상측으로부터 보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 긴 쪽 방향, 즉, 도면 중 화살표 L1을 따라서 만곡되어 있다.

2개의 종벽(4a, 4b)은, 각각 천장판(2)의 짧은 쪽 방향의 양단으로부터 연장된 상태에서 서로 대향하고 있다. 또한, 2개의 종벽(4a, 4b)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 천장판(2)의 상측으로부터 보아, 천장판(2)의 긴 쪽 방향을 따라서 만곡되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 2개의 종벽(4a, 4b)은, 각각 천장판(2)의 짧은 쪽 방향의 양단으로부터 연장된 상태에서 서로 대향하고, 천장판(2)의 상측으로부터 보아 만곡되어 있다. 종벽(4a)은 종벽(4b)측, 즉, 종벽(4b)측에 대향하는 측과 반대측을 향하여 오목 형상으로 만곡되고, 종벽(4b)은 종벽(4a)측 즉, 종벽(4a)측에 대향하는 측과 반대측을 향하여 볼록 형상으로 만곡되어 있다. 다른 관점에서 보면, 종벽(4b)은 천장판(2)의 짧은 쪽 방향의 단부에 그 일단이 연결되고, 천장판(2)의 상측으로부터 보아 천장판(2)의 반대측, 즉, 도면 중 화살표 A측으로 볼록 형상으로 만곡되어 있다. 여기서, 종벽(4b)은 벽의 일례이다.

또한, 루프 부재(1)는 도 1 및 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 한쪽의 단부(1a)를 포함하는 제1 부분(8)과, 다른 쪽의 단부(1b)를 포함하는 제3 부분(10)과, 제1 부분(8)과 제3 부분(10)을 연결하는 제2 부분(9)을 포함하여 일체적으로 구성되어 있다고 할 수 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 상면에서 보아, 즉, 천장판(2)의 상측으로부터 보아, 제1 부분(8)의 곡률 반경 R1이 일례로서 2000(㎜)보다 크고 9000(㎜) 이하로 되고, 제2 부분(9)의 곡률 반경 R2가 일례로서 500(㎜) 이상 2000(㎜) 이하로 되고, 제3 부분(10)의 곡률 반경 R3이 일례로서 2000(㎜)보다 크고 9000(㎜) 이하로 되어 있다. 또한, 제1 부분(8)의 종벽(4b)[이하, 부분(4b1)이라 함]의 곡률 반경 R1은 일례로서 2000(㎜)보다 크고 9000(㎜) 이하로 되고, 제2 부분(9)의 종벽(4b)[이하, 부분(4b2)이라 함]의 곡률 반경 R2는 일례로서 500(㎜) 이상 2000(㎜) 이하로 되고, 제3 부분(10)의 종벽(4b)[이하, 부분(4b3)이라 함]의 곡률 반경 R3은 일례로서 2000(㎜)보다 크고 9000(㎜) 이하로 되어 있다. 즉, 부분(4b2)은, 천장판(2)의 긴 쪽 방향의 양측[부분(4b1) 및 부분(4b3)]보다도 곡률 반경 R이 작다. 여기서, 부분(4b2)은 급만곡부의 일례이다.

플랜지(6a)는, 도 1 및 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 종벽(4a)에 있어서의 천장판(2)에 연결되어 있는 측과 반대측의 단부에 그 일단이 연결되어 있다. 그리고, 플랜지(6a)는 천장판(2)의 상측으로부터 보아 천장판(2)의 반대측으로 오목 형상으로 만곡되어 있다. 또한, 플랜지(6a)는 종벽(4a)에 있어서의 천장판(2)에 연결되어 있는 측과 반대측의 단부에 있어서의 긴 쪽 방향의 전역에 연결되어 있다. 그리고, 플랜지(6a)는 종벽(4a)의 판 두께 방향에 있어서 천장판(2)과는 반대측으로 연장되어 있다. 또한, 플랜지(6a)에 있어서의 종벽(4a)에 대하여 형성하는 각도 중 작은 쪽의 각도는, 일례로서 긴 쪽 방향 전역에 걸쳐 120(°)으로 되어 있다.

플랜지(6b)는, 도 1 및 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 종벽(4b)에 있어서의 천장판(2)에 연결되어 있는 측과 반대측의 단부에 그 일단이 연결되어 있다. 그리고, 플랜지(6b)는 천장판(2)의 상측으로부터 보아 천장판(2)의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되어 있다. 또한, 플랜지(6b)는 종벽(4b)의 판 두께 방향에 있어서 천장판(2)과는 반대측으로 연장되어 있다. 또한, 플랜지(6a)는 종벽(4b)에 있어서의 천장판(2)에 연결되어 있는 측과 반대측의 단부에 있어서의 긴 쪽 방향의 전역에 연결되어 있다.

플랜지(6b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b1)에 대하여 형성하는 각도 중 작은 쪽의 각도는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 일례로서 140(°), 즉, 둔각으로 되어 있다. 또한, 플랜지(6b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b3)에 대하여 형성하는 각도 중 작은 쪽의 각도는, 도 2f에 도시된 바와 같이, 일례로서 150(°), 즉, 둔각으로 되어 있다. 이에 비해, 플랜지(6b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b2)에 대하여 형성하는 각도 중 작은 쪽의 각도는, 긴 쪽 방향의 각 부에서 상이하다. 구체적으로는, 플랜지(6b)에 있어서의 부분(4b2)의 긴 쪽 방향의 각 부에 대하여 형성하는 각 각도 중 작은 쪽의 각도는, 도 2a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 부분(4b1)과의 경계에서 140(°), 부분(4b3)과의 경계에서 150(°)으로 되어, 부분(4b1)과의 경계, 즉, 부분(4b1)의 긴 쪽 방향의 일단으로부터 부분(4b3)과의 경계, 즉, 부분(4b1)의 긴 쪽 방향의 타단에 걸쳐 140(°)으로부터 150(°)으로 연속적으로 증가하고 있다. 다른 관점에서 보면, 플랜지(6b)에 있어서의 부분(4b2)의 긴 쪽 방향의 각 부에 대하여 형성하는 각 각도 중 작은 쪽의 각도는, 부분(4b3)과의 경계에서 150(°), 부분(4b1)과의 경계에서 140(°)으로 되어, 부분(4b3)과의 경계, 즉, 부분(4b1)의 긴 쪽 방향의 일단으로부터 부분(4b1)과의 경계, 즉, 부분(4b1)의 긴 쪽 방향의 타단에 걸쳐 150(°)으로부터 140(°)으로 연속적으로 감소하고 있다. 또 다른 관점에서 보면, 부분(4b2)에 연결되어 있는 플랜지(6b)는 긴 쪽 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 비틀어져 있다. 단, 플랜지(6b)에 있어서의 부분(4b2)의 긴 쪽 방향의 각 부에 대하여 형성하는 각 각도 중 작은 쪽의 각도는, 둔각으로 되어 있다.

여기서, 도 10의 그래프는, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 플랜지(6b)의 비커스 경도(HV)를 천장판(2)의 긴 쪽 방향을 따라서 일단(1a)으로부터 타단(1b)에 걸쳐 측정한 값(측정점을 ■로 나타냄)의 근시 곡선을 플롯한 것이다. 본 실시 형태의 경우, 플랜지(6b)에 있어서의 제1 부분(8)의 종벽(4b), 즉, 부분(4b1)에 연결되어 있는 부분[이하, 부분(6b1)이라 함]의 짧은 쪽 방향에 있어서의 단부의 비커스 경도(HV)의 값은, 일례로서 410(HV)이다. 또한, 플랜지(6b)에 있어서의 제3 부분(10)의 종벽(4b), 즉, 부분(4b3)에 연결되어 있는 부분[이하, 부분(6b3)이라 함] 의 짧은 쪽 방향에 있어서의 단부의 비커스 경도(HV)의 값은, 일례로서 420(HV)이다. 그리고, 플랜지(6b)에 있어서의 제2 부분(9)의 종벽(4b), 즉, 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분[이하, 부분(6b2)이라 함]의 짧은 쪽 방향에 있어서의 단부의 비커스 경도(HV)의 값은, 부분(6b1)과의 경계에서 410(HV)이고, 부분(6b3)과의 경계에서 420(HV)이며, 긴 쪽 방향에 있어서의 부분(6b1)과의 경계로부터 부분(6b3)과의 경계까지에 걸쳐, 서서히 감소하고, 최솟값(일례로서 395(HV))으로 되고, 서서히 증가하고 있다. 즉, 부분(6b2)의 단부의 비커스 경도(HV)의 값은, 부분(6b1)의 단부 및 부분(6b3)의 단부의 비커스 경도(HV)의 값 중 큰 쪽의 비커스 경도(HV)의 값보다도 작다고 할 수 있다. 다른 관점에서 보면, 부분(6b2)의 단부는, 부분(6b1)의 단부 및 부분(6b3)의 단부의 비커스 경도(HV)의 값 중 작은 쪽의 부분보다도, 비커스 경도(HV)의 값이 작은 부분을 갖는다고 할 수 있다. 또 다른 관점에서 보면, 부분(6b2)의 단부의 비커스 경도(HV)의 값의 최솟값은, 부분(6b1)의 단부 및 부분(6b3)의 단부의 비커스 경도(HV)의 값보다도 작다고 할 수 있다. 또한, 단부에 한하지 않고 플랜지의 짧은 쪽 방향에 있어서의 동일한 위치의 경도이면, 마찬가지로 참조 부호 6b2는, 부분(6b1) 및 부분(6b3)의 비커스 경도(HV)의 값 중 작은 쪽의 부분보다도, 비커스 경도(HV)의 값이 작은 부분을 갖고 있다.

이상이, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 구성에 대한 설명이다.

<프레스 장치의 구성>

다음에, 본 실시 형태의 프레스 장치(17)의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 프레스 장치(17)는 본 실시 형태의 루프 부재(1)를 제조하기 위한 것이다. 프레스 장치(17)는, 도 4∼도 7에 도시된 바와 같이, 제1 프레스 장치(18)와, 제2 프레스 장치(19)를 포함하여 구성되어 있다. 본 실시 형태의 프레스 장치(17)에서는, 도 3a, b, c, d, e 및 f, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 프레스 장치(18)를 사용하여 블랭크 BL을 드로잉 가공에 의해 프레스 성형하여 중간 성형품(30)을 성형하고, 계속해서, 제2 프레스 장치(19)에 의해 중간 성형품(30)을 프레스 성형하여, 제품, 즉, 루프 부재(1)를 제조하도록 되어 있다. 또한, 블랭크 BL은, 루프 부재(1)를 제조하기 위한 기재인 긴 고장력 강판으로 되어 있다.

여기서, 중간 성형품(30)은 도 3a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 천장판(2)과, 2개의 종벽(4a, 4b)과, 2개의 임시 플랜지(7a, 7b)를 포함하여 구성되는 대략 해트형의 부재로 되어 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「프레스 성형한다」란, 예를 들어 블랭크 BL, 중간 성형품(30) 등의 성형 대상품을, 예를 들어 후술하는 제1 금형(20), 제2 금형(40) 등의 금형에 세트하고 나서 형 폐쇄하여 형 개방을 할 때까지의 행위를 말한다. 또한, 「프레스 성형한다」란, 성형 대상품을 프레스 또는 프레스 가압하여 성형하는 것을 의미한다.

[제1 프레스 장치]

제1 프레스 장치(18)는 성형 대상품인 블랭크 BL을 프레스하여, 중간 성형품(30)을 성형하는 기능을 갖는다.

제1 프레스 장치(18)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 금형(20)과, 제1 이동 장치(25)를 포함하여 구성되어 있다. 제1 금형(20)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상형(21)과, 하형(22)과, 제1 홀더(23)와, 제2 홀더(24)를 갖고 있다. 상형(21)은 상측, 하형(22)은 하측에 배치되어 있다. 여기서, 상형(21)은 제1 다이의 일례, 하형(22)은 제1 펀치의 일례이다.

상형(21)과 하형(22)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 길게 되어 있다. 상형(21)과 하형(22)을 상형(21)과 하형(22)의 대향 방향[이하, 본 명세서에서는, 상형(21)과 하형(22)의 대향 방향을 상하 방향이라 하는 경우가 있음]으로부터 보면, 하형(22)은 긴 쪽 방향을 따라서 만곡되어 돌출되고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상형(21)에는 하형(22)을 따라서 만곡되는 긴 홈(21a)이 형성되어 있다. 여기서, 상형(21)의 긴 홈(21a)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 긴 저면(21a1)과, 저면(21a1)의 짧은 쪽 방향의 일단에 연결되는 만곡면(21a2)과, 타단에 연결되는 만곡면(21a3)을 포함하는 면에 의해 형성되어 있다. 여기서, 저면(21a1)은 제1 저면의 일례, 만곡면(21a2)은 제1 측면의 일례이다. 또한, 만곡면(21a2)은, 저면(21a1)의 짧은 쪽 방향의 일단에 연결되는 제1 만곡면(21a21)과, 제1 만곡면(21a21)에 대하여 경사지는 경사면(21a22)을 포함하여 구성되어 있다. 경사면(21a22)은, 상하 방향으로부터 보아, 즉, 형 폐쇄 방향으로부터 보아, 제1 만곡면(21a21)에 있어서의 저면(21a1)측과 반대측에 연결되며, 저면(21a1)측과 반대측에 형성되어 있다. 경사면(21a22)은, 일례로서 종벽(4b)에 대하여 160(°) 경사져 있다. 여기서, 경사면(21a22)은 제1 경사면의 일례이다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상형(21)을 상하 방향으로부터 보면, 만곡면(21a2)은 짧은 쪽 방향으로 오목 형상으로 만곡되고, 만곡면(21a3)은 짧은 쪽 방향으로 볼록 형상으로 만곡되어 있다. 또한, 제1 만곡면(21a21)의 긴 쪽 방향의 중앙에는, 긴 쪽 방향의 양단측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부(21a4)가 형성되어 있다. 여기서, 급만곡부(21a4)는, 제1 급만곡부의 일례이다. 또한, 급만곡부(21a4)의 곡률 반경 R은, 일례로서 500(㎜) 이상 2000(㎜) 이하로 되어 있다.

또한, 상형(21)은 상형(21)의 긴 쪽 방향으로부터 보아, 홈(21a)의 바닥, 즉, 저면(21a1)으로부터 홈(21a)의 개구측을 향하여, 즉, 상측으로부터 하측을 향하여, 홈(21a)의 폭이 연속적으로 넓어지고 있다. 하형(22)은 하형(22)의 긴 쪽 방향으로부터 보면, 하측으로부터 상측을 향하여, 돌출되는 부분의 폭이 연속적으로 좁아지고 있다.

제1 홀더(23) 및 제2 홀더(24)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 길게 되고, 하형(22)의 짧은 쪽 방향의 양측에 배치되어 있다. 또한, 제1 홀더(23) 및 제2 홀더(24)는 각각, 스프링(26, 27)에 의해 상측으로 가압되고 있다.

제1 이동 장치(25)는 상형(21)을 하형(22)을 향하여 이동시키도록 되어 있다. 즉, 제1 이동 장치(25)는 상형(21)을 하형(22)에 대하여 상대적으로 이동시키도록 되어 있다.

그리고, 상형(21)과 하형(22)의 간극의 정해진 위치에 블랭크 BL이 배치된 상태에서, 제1 이동 장치(25)가 상형(21)을 하형(22)을 향하여 이동시키면, 도 5에 도시된 바와 같이, 블랭크 BL에 있어서의 짧은 쪽 방향의 양단측이 각각 제1 홀더(23) 및 제2 홀더(24)와 상형(21)에 끼워진 상태에서, 블랭크 BL이 프레스되어 중간 성형품(30)이 성형되도록 되어 있다.

이상과 같이, 제1 프레스 장치(18)에 대하여 설명하였지만, 제1 프레스 장치(18)에 대하여 다른 관점에서 보면, 이하와 같이 된다. 즉, 상형(21)에는, 긴 저면(21a1)과, 저면(21a1)의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되는 만곡면(21a2)을 포함하여 구성되는 긴 홈(21a)이 형성되어 있다. 그리고, 만곡면(21a2)은, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 저면(21a1)측과 반대측으로 오목 형상으로 만곡되고, 저면(21a1)의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경 R이 작은 급만곡부(21a4)를 갖는 제1 만곡면(21a21)과, 제1 만곡면(21a21)의 타단에 연결되며 형 폐쇄 방향으로부터 보아 저면(21a1)측과 반대측에 형성되고, 제1 만곡면(21a21)에 대하여 경사지는 경사면(21a22)을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 하형(22)의 형상은, 형 폐쇄 시에 상기 제1 홈의 형상에 맞추어 끼워지는 형상이다.

[제2 프레스 장치]

제2 프레스 장치(19)는 성형 대상품인 중간 성형품(30)을 프레스하여, 중간 성형품(30)을 루프 부재로 하는 기능을 갖는다.

제2 프레스 장치(45)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 금형(40)과, 제2 이동 장치(45)를 포함하여 구성되어 있다. 제2 금형(40)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상형(41)과, 하형(43)을 갖고 있다. 여기서, 상형(41)은 제2 다이의 일례, 하형(43)은 제2 펀치의 일례이다. 상형(41)은 상측, 하형(43)은 하측에 배치되어 있다. 하형(43)은 스프링(43)에 의해 하측으로부터 가압되고 있다. 그리고, 제2 프레스 장치(45)는 하형(43)에 중간 성형품(30)이 끼워 넣어진 상태에서, 제2 이동 장치(45)에 의해 상형(41)을 하형(43)측으로 이동시켜, 중간 성형품(30)의 임시 플랜지(7b)의 각도를 변경하도록 되어 있다.

상형(41)과 하형(43)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각 길게 되어 있다. 상형(41)과 하형(43)을 상형(41)과 하형(43)의 대향 방향[이하, 본 명세서에서는, 상형(41)과 하형(43)의 대향 방향을 상하 방향이라 하는 경우가 있음]으로부터 보면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하형(43)은 긴 쪽 방향을 따라서 만곡되어 돌출되고, 상형(41)에는 하형(43)을 따라서 만곡되는 긴 홈(41a)이 형성되어 있다. 여기서, 상형(41)의 긴 홈(41a)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 긴 저면(41a1)과, 저면(41a1)의 짧은 쪽 방향의 일단에 연결되는 만곡면(41a2)과, 타단에 연결되는 만곡면(41a3)을 포함하는 면에 의해 형성되어 있다. 여기서, 저면(41a1)은 제2 저면의 일례, 만곡면(41a2)은 제2 측면의 일례이다. 또한, 만곡면(41a2)은, 저면(41a1)의 짧은 쪽 방향의 일단에 연결되는 제2 만곡면(41a21)과, 제2 만곡면(41a21)에 대하여 경사지는 경사면(41a22)을 포함하여 구성되어 있다. 경사면(41a22)은, 상하 방향으로부터 보아, 즉, 형 폐쇄 방향으로부터 보아, 제2 만곡면(41a21)에 있어서의 저면(41a1)측과 반대측에 연결되며, 저면(41a1)측과 반대측에 형성되어 있다. 여기서, 경사면(41a22)은 제2 경사면의 일례이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상형(41)을 상하 방향으로부터 보면, 만곡면(41a2)은 짧은 쪽 방향으로 오목 형상으로 만곡되고, 만곡면(41a3)은 짧은 쪽 방향으로 볼록 형상으로 만곡되어 있다. 또한, 제2 만곡면(41a21)의 긴 쪽 방향의 중앙에는, 긴 쪽 방향의 양단측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부(41a4)가 형성되어 있다. 여기서, 급만곡부(41a4)는 제2 급만곡부의 일례이다. 급만곡부(41a4)의 곡률 반경 R은, 일례로서 500(㎜) 이상 2000(㎜) 이하로 되어 있다.

또한, 경사면(41a22)에 있어서의 종벽(4b)에 대한 각도는, 상형(41)의 긴 쪽 방향의 각 부에서 상이하다. 구체적으로는, 경사면(41a22)에 있어서의 급만곡부(41a4)에 연결되어 있는 부분의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도는, 일단의 각도가 150(°), 타단의 각도가 140(°)으로 되어, 일단으로부터 타단에 걸쳐 150(°)으로부터 140(°)으로 연속적으로 감소하고 있다. 다른 관점에서 보면, 경사면(41a22)에 있어서의 급만곡부(41a4)에 연결되어 있는 부분의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도는, 일단의 각도가 140(°), 타단의 각도가 150(°)으로 되어, 일단으로부터 타단에 걸쳐 140(°)으로부터 150(°)으로 연속적으로 증가하고 있다. 또한, 경사면(41a22)에 있어서의 급만곡부(41a4)의 일단측의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도는 150(°), 경사면(41a22)에 있어서의 급만곡부(41a4)의 타단측의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도는 140(°)으로 되어 있다.

또한, 상형(41)은 상형(41)의 긴 쪽 방향으로부터 보아, 홈(41a)의 바닥, 즉, 저면(41a1)으로부터 홈(41a)의 개구측을 향하여, 즉, 상측으로부터 하측을 향하여, 홈(41a)의 폭이 연속적으로 넓어지고 있다. 하형(43)은 하형(43)의 긴 쪽 방향으로부터 보면, 하측으로부터 상측을 향하여, 돌출되는 부분의 폭이 연속적으로 좁아지고 있다.

그리고, 하형(43)에 중간 성형품(30)이 배치된 상태에서, 제2 이동 장치가 상형(41)을 하형(43)을 향하여 이동시키면, 중간 성형품(30)이 프레스되어 루프 부재(1)가 성형되도록 되어 있다.

이상과 같이, 제2 프레스 장치(45)의 구성에 대하여 설명하였지만, 제2 프레스 장치(45)에 대하여 다른 관점에서 보면, 이하와 같이 된다. 즉, 상형(41)에는, 긴 저면(21a1)과, 저면(41a1)의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되는 만곡면(41a2)을 포함하여 구성되는 긴 홈(41a)이 형성되어 있다. 그리고, 만곡면(41a2)은, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 저면(41a1)측과 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 저면(41a1)의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경 R이 작은 급만곡부(41a4)를 갖는 만곡면(41a2)과, 만곡면(41a2)의 타단에 연결되며 형 폐쇄 방향으로부터 보아 저면(41a1)측과 반대측에 형성되고, 급만곡부(41a4)에 대해 이루는 각의 각도가 긴 쪽 방향의 각 부에서 상이한 경사면(41a22)을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 하형(43)의 형상은, 형 폐쇄 시에 홈(41a)의 형상에 맞추어 끼워지는 형상이다.

이상이, 본 실시 형태의 프레스 장치(17)의 구성에 대한 설명이다.

<루프 부재의 제조 방법>

다음에, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 제조 방법에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 제조 방법은, 프레스 장치(17)를 사용하여 행해진다. 또한, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 제조 방법은, 제1 프레스 장치(18)에 의해 행해지는 공정으로 되는 제1 공정과, 제2 프레스 장치(19)에 의해 행해지는 공정으로 되는 제2 공정을 포함한다.

[제1 공정]

제1 공정에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상형(21)과 하형(22)의 간극의 정해진 위치에 블랭크 BL을 배치한다. 계속해서, 작업자가 제1 프레스 장치(18)를 조작하면, 제1 이동 장치에 의해 상형(21)이 하형(22)측으로 이동되어, 블랭크 BL이 드로잉 가공에 의해 프레스 성형된다. 즉, 제1 공정에서는, 상형(21)과 하형(22)을 사용하여 성형 대상품인 블랭크 BL을 프레스한다. 그 결과, 블랭크 BL로부터 중간 성형품(30)이 성형된다. 또한, 임시 플랜지(7a)는 도 3a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 중간 성형품(30)의 플랜지(7a)에 있어서의 종벽(4a)에 대하여 형성하는 각도 중 작은 쪽의 각도가 긴 쪽 방향 전역에 걸쳐 120(°)으로 되도록 성형된다. 또한, 임시 플랜지(7b)는 도 3a, b, c, d, e 및 f에 도시된 바와 같이, 중간 성형품(30)의 임시 플랜지(7b)에 있어서의 종벽(4b)에 대하여 형성하는 각도 중 작은 쪽의 각도가 긴 쪽 방향 전역에 걸쳐 160(°)으로 되도록, 즉, 종벽(4b)에 대한 임시 플랜지(7b)의 각도가 둔각으로 되도록 성형된다.

[제2 공정]

계속해서, 중간 성형품(30)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 프레스 장치(45)의 제2 금형(40)의 하형(43)에 끼워 넣어진다. 그리고, 작업자가 제2 프레스 장치(45)를 조작하면, 제2 이동 장치(45)에 의해 상형(41)이 하형(43)측으로 이동되어, 중간 성형품(30)이 프레스된다. 그 결과, 중간 성형품(30)으로부터 루프 부재(1)가 성형된다. 또한, 제2 공정에 있어서, 상형(41)과 하형(43)에 의해 중간 성형품(30)이 프레스되면, 임시 플랜지(7a)의 종벽(4a)에 대한 각도는 변하지 않는다. 이에 비해, 임시 플랜지(7b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b1)에 연결되어 있는 부분의 각도는 140(°)으로, 종벽(4b)의 부분(4b3)에 연결되어 있는 부분의 각도는 150(°)으로, 변경된다. 또한, 종벽(4b)의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분(특정 부분의 일례)의 각도는, 부분(4b3)과의 경계에서의 각도를 150(°), 부분(4b1)과의 경계에서의 각도를 140(°)으로 하여, 긴 쪽 방향에 있어서의 부분(4b3)과의 경계로부터 부분(4b1)과의 경계에 걸쳐 연속적으로 감소하도록 변경된다. 그리고, 제2 공정에 있어서, 이상과 같이, 임시 플랜지(7b)가 변형되면, 임시 플랜지(7b)가 플랜지(6b)로 된다. 이에 수반하여, 플랜지(6b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 선단측의 길이는, 임시 플랜지(7b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 선단측의 길이보다도 길어진다.

이상이, 본 실시 형태의 루프 부재(1)의 제조 방법에 대한 설명이다.

<작용>

다음에, 본 실시 형태의 작용에 대하여, 본 실시 형태를 후술하는 비교 형태와 비교하여 설명한다. 또한, 도시를 생략한 비교 형태의 루프 부재(1)는 후술하는 도 9에 있어서의 비교예 1에 상당한다.

비교 형태의 경우, 제2 공정에 있어서, 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도가 긴 쪽 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 150(°)으로 변경된다. 즉, 비교 형태의 경우, 임시 플랜지(7b)의 급만곡부, 즉, 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도는, 일단으로부터 타단에 걸쳐 동일하게 되어 있다.

그리고, 비교 형태로 되는 비교예 1에 대한 평가 결과에 의하면, 도 9의 표에 나타내어지는 바와 같이, 선단부 비틀림이 21.64(°), 후단부 비틀림이 17.63(°), 선단부 구부러짐이 6.66(㎜), 후단부 구부러짐이 9.78(㎜), 평균 구부러짐량이 8.22(㎜)였다.

여기서, 선단부 비틀림 및 후단부 비틀림의 평가에서는, 도시를 생략한 컴퓨터를 사용하여, 비교 형태의 루프 부재의 제조에 기초하는 시뮬레이션에 의해 작성한 루프 부재의 데이터 SD와, 설계 데이터 DD를 비교하였다. 구체적으로는, 천장판(2)의 긴 쪽 방향의 중심 부분의 단면을 일치, 즉, 베스트피트시켜, 설계 데이터 DD에 있어서의 선단부 또는 후단부의 천장판(2)의 짧은 쪽 방향의 각도를 기준으로 하여, 당해 기준으로부터의 측정한 데이터 SD의 선단부 또는 후단부의 천장판(2)의 각도의 변화량, 즉, 도 8에 도시된 X(°)를 비틀림으로서 평가하였다. 또한, 설계 데이터 DD에 있어서의 선단부 또는 후단부의 중심 위치 O1에 대한, 측정한 데이터 SD의 선단부 또는 후단부의 중심 위치 O2의 폭 방향에 있어서의 어긋남량, 즉, 도 8에 도시된 Y를, 구부러짐으로 하고, 선단부 구부러짐의 값과 후단부 구부러짐의 값의 평균의 값을, 평균 구부러짐량으로 하였다.

이에 비해, 본 실시 형태로 되는 실시예 1의 평가 결과에 의하면, 도 9의 표에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시 형태의 루프 부재의 제조에 기초하는 시뮬레이션에 의해 작성한 루프 부재(1)의 선단부 비틀림이 16.64(°), 후단부 비틀림이 14.38(°), 선단부 구부러짐이 9.55(㎜), 후단부 구부러짐이 3.28(㎜), 평균 구부러짐량이 6.42(㎜)였다. 즉, 본 실시 형태의 평가 결과에 있어서의 모든 평가 항목의 값은, 비교 형태의 평가 결과에 있어서의 모든 평가 항목의 값에 비해 작다. 환언하면, 본 실시 형태는, 비교 형태에 비해, 비틀림의 발생이 억제되어 있다고 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태는, 비교 형태에 비해, 구부러짐의 발생이 억제되어 있다고 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 경우, 비교 형태의 경우에 비해, 비틀림의 발생 및 구부러짐의 발생이 억제되어 있는 이유는, 이하와 같이 추인된다. 즉, 비교 형태의 경우, 전술한 바와 같이, 임시 플랜지(7b)에 있어서의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도는, 일단으로부터 타단에 걸쳐 동일한 각도로 변경된다. 이에 비해, 본 실시 형태의 경우, 제2 공정에 있어서, 임시 플랜지(7b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 각도는, 긴 쪽 방향에 있어서의 부분(4b3)과의 경계로부터 부분(4b1)과의 경계에 걸쳐 연속적으로 감소하고 있도록 변경되어 플랜지(6b)로 된다. 이에 수반하여, 플랜지(6b)에 있어서의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 선단측의 길이는, 임시 플랜지(7b)에 있어서의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 선단측의 길이보다도 길어진다. 그리고, 본 실시 형태의 경우, 임시 플랜지(7b)가 플랜지(6b)로 변형됨으로써 길어지는 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 선단측의 길이가, 비교 형태의 경우에 비해 크다. 그 결과, 본 실시 형태의 루프 부재(1)는, 비교 형태의 루프 부재에 비해, 플랜지(6b)에 있어서의 참조 부호 4b2에 연결되어 있는 부분, 즉, 플랜지(6b)에 있어서의 긴 쪽 방향의 부분 중 가장 압축 응력이 큰 부분의 압축 응력이 저감된다. 또한, 본 명세서에서 말하는, 압축 응력이란, 프레스 하사점에서 재료에 잔존하고 있는 응력을 의미한다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 제2 공정에 있어서, 임시 플랜지(7b)의 급만곡부, 즉, 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도를 일단으로부터 타단에 걸쳐 동일한 각도로 변경하는 경우에 비해, 천장판(2)측으로부터 본 구부러짐의 발생이 억제된다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 제2 공정에 있어서, 임시 플랜지(7b)의 급만곡부, 즉, 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 긴 쪽 방향의 각 부에서의 각도를 일단으로부터 타단에 걸쳐 동일한 각도로 변경하는 경우에 비해, 긴 쪽 방향으로부터 본 비틀림의 발생이 억제된다.

이상이, 본 실시 형태의 작용에 대한 설명이다.

≪실시예≫

다음에, 실시예 및 비교예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 본 실시 형태 및 비교 형태에서 사용한 부품 등의 부호와 마찬가지의 부품 등의 부호를 사용하는 경우, 그 부품 등의 부호를 그대로 사용한다.

<도 9의 표에 대한 설명>

도 9의 표에는, 실시예 1∼12 및 비교예 1∼5에 대한 시뮬레이션의 조건과, 평가 결과가 기재되어 있다. 여기서, 도 9의 표에 대하여 설명하면, 판 두께란, 시뮬레이션에 사용한 블랭크 BL의 두께이다. 강도란, 시뮬레이션에 사용한 블랭크 BL의 인장 강도이다. 제1 공정의 항목에는, 부분(4b1), 부분(4b2), 부분(4b3)이라 기재되어 있다. 각각, 부분(4b1)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°), 부분(4b2)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°), 부분(4b3)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°)를 나타낸다. 또한, 제2 공정의 항목에는, 부분(4b1), 부분(4b2), 부분(4b3)이라 기재되어 있다. 각각, 부분(4b1)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°), 부분(4b2)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°), 부분(4b3)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°)를 나타낸다. 또한, 실시예 2의 경우, 제1 공정의 항목에 있어서, 부분(4b2)에 연결되는 임시 플랜지(7b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°)가 160∼165이지만, 이것은, 부분(4b2)에 있어서의 부분(4b1)과의 경계로부터 부분(4b3)과의 경계까지, 160(°)으로부터 165(°)까지 연속적으로 상이하도록 되어 있는 것을 의미한다. 또한, 실시예 2∼7의 경우, 제2 공정의 항목에 있어서, 부분(4b2)에 연결되는 플랜지(6b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°)가 140∼150이지만, 이것은, 부분(4b2)에 있어서의 부분(4b1)과의 경계로부터 부분(4b3)과의 경계까지, 140(°)으로부터 150(°)까지 연속적으로 상이하도록 되어 있는 것을 의미한다. 또한, 실시예 8, 10 및 11의 경우, 제2 공정의 항목에 있어서, 부분(4b2)에 연결되는 플랜지(6b)의 종벽(4b)에 대한 각도(°)가 100∼90이지만, 이것은, 부분(4b2)에 있어서의 부분(4b1)과의 경계로부터 부분(4b3)과의 경계까지, 100(°)으로부터 90(°)까지 연속적으로 상이하도록 되어 있는 것을 의미한다. 실시예 9 및 12의 경우에는, 실시예 8, 10 및 11의 경우와 각도의 범위가 상이한 점 이외는 마찬가지로, 제2 공정에 있어서, 부분(4b2)에 있어서의 부분(4b1)과의 경계로부터 부분(4b3)과의 경계까지, 130(°)으로부터 110(°)까지 연속적으로 상이하도록 되어 있는 것을 의미한다. 선단부 비틀림, 후단부 비틀림, 선단부 구부러짐, 후단부 구부러짐 및 평균 구부러짐량에 대해서는, 전술한 설명과 같다.

<평가 결과 및 고찰>

도 9의 표로부터, 실시예 1∼12의 루프 부재(1)는 비교예 1∼4의 루프 부재에 비해, 판 두께 및 강도가 동일한 조건의 경우에, 평균 구부러짐량이 적은, 환언하면, 구부러짐이 작은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1∼12의 루프 부재(1)는 비교예 1∼4의 루프 부재에 비해, 판 두께 및 강도가 동일한 조건의 경우에, 비틀림이 작은 것을 알 수 있다. 이상으로부터, 본 실시 형태로 되는 실시예 1의 예인 실시예 2∼12는, 비교 형태로 되는 비교예 1의 예인 비교예 2∼4에 비해, 상술한 본 실시 형태의 작용을 발휘한다고 생각된다.

이상과 같이, 본 개시에 대하여 본 실시 형태 및 본 실시 형태의 예인 실시예 2∼12를 사용하여 설명하였지만, 본 개시에 관한 기술적 범위에는 전술한 본 실시 형태 및 실시예 2∼12 이외의 형태도 포함된다. 예를 들어, 본 개시에 관한 기술적 범위에는, 하기와 같은 형태도 포함된다.

본 실시 형태 및 실시예에서는, 프레스 성형품의 일례는 루프 부재인 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 실시 형태의 제1 공정 및 제2 공정을 포함하는 방법에 의해 제조되는 것이면, 프레스 성형품은, 루프 부재 이외의 자동차용 부품이어도 된다. 또한, 본 실시 형태의 제1 공정 및 제2 공정을 포함하는 방법에 의해 제조되는 것이면, 자동차용 부품 이외의 부품이어도 된다.

실시 형태 및 실시예에서는, 제1 공정 및 제2 공정에서는, 드로잉 가공에 의해 행해지는 것으로서 설명하였다. 그러나, 제1 공정에 있어서 임시 플랜지(7b)가 형성되고, 제2 공정에 있어서 임시 플랜지(7b)에 있어서의 종벽(4b)의 부분(4b2)에 연결되어 있는 부분의 각도가 긴 쪽 방향에 있어서의 부분(4b3)과의 경계로부터 부분(4b1)과의 경계에 걸쳐 연속적으로 상이하도록 변경되면, 드로잉 가공이 아니어도 된다. 예를 들어, 굽힘 가공이어도 된다.

본 실시 형태 및 실시예의 프레스 성형품은, 천장판과, 2개의 종벽과, 2개의 플랜지를 포함하여 구성되어 있는 것으로서 설명하였다. 그러나, 프레스 성형품이, 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽(종벽)과, 당해 벽의 타단에 연결되며, 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되고, 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 각 부에서 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있는 플랜지를 포함하는 구성이면, 그 밖의 구성 요소의 유무는 불문한다. 예를 들어, 본 개시에 관한 기술적 범위에 포함되는 프레스 성형품에는, 급만곡부를 갖는 벽(종벽)에 대향하는 종벽이 없어도 된다. 또한, 본 개시에 관한 기술적 범위에 포함되는 프레스 성형품에는, 급만곡부에 대향하는 종벽에 플랜지가 연결되어 있지 않아도 된다.

본 실시 형태 및 실시예의 프레스 성형품은, 천장판과, 2개의 종벽과, 2개의 플랜지를 포함하여 구성되고, 2개의 종벽은, 천장판의 상측으로부터 보아 긴 쪽 방향을 따라서 만곡되어 있는 것으로서 설명하였다. 그러나, 프레스 성형품이, 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽, 즉, 종벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며, 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되고, 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 각 부에서 상이한 플랜지를 포함하는 구성이면, 급만곡부에 대향하는 종벽의 형상은 본 실시 형태 및 실시예의 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 개시에 관한 기술적 범위에 포함되는 프레스 성형품은, 급만곡부에 대향하는 종벽이 천장판의 상측으로부터 보아 직선 형상이어도 된다.

≪부기≫

본 명세서로부터는, 이하의 다른 개시가 개념화된다.

즉, 다른 개시란,

「인장 강도가 440㎫∼1600㎫인 강판으로 되는 블랭크에, 펀치, 다이 및 홀더를 사용하는 제1 프레스 성형을 행함으로써, 긴 쪽 방향으로 연장되어 존재하는 천장판과, 당해 천장판의 양측에 각각 연결되는 2개의 능선과, 당해 2개의 능선에 각각 연결되는 2개의 종벽과, 당해 2개의 종벽에 각각 연결되는 2개의 오목 능선부와, 당해 2개의 오목 능선부에 각각 연결되는 2개의 플랜지를 포함하여 구성되는 대략 해트형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 상기 천장판이 상부에 위치하는 자세로 배치된 경우의 상면 및 측면에서 보았을 때의 각각에서 상기 긴 쪽 방향의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부를 향하여 만곡되는 만곡부를 갖는 중간 성형품을 제조하고,

당해 중간 성형품에, 펀치, 다이 및 홀더를 사용하는 제2 프레스 성형을 행함으로써, 상기 한쪽의 단부를 포함하는 상기 긴 쪽 방향으로의 제1 부분 및 상기 다른 쪽의 단부를 포함하는 상기 긴 쪽 방향으로의 제3 부분 각각의 곡률 반경은 상기 제1 부분 및 상기 제3 부분 각각에 연속하는 제2 부분의 곡률 반경보다도 크고, 상기 2개의 플랜지 중 적어도 한쪽의 플랜지는, 당해 플랜지에 상기 오목 능선부를 통해 연속하는 상기 종벽에 대한 각도가 상기 긴 쪽 방향으로 변화되는 프레스 성형품을 제조하는 방법이며,

상기 제1 프레스 성형에서는, 하기 (1)식을 만족시키도록 상기 중간 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 종벽 및 상기 플랜지를 형성하고, 또한, 상기 제2 프레스 성형에서는, 상기 중간 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 종벽 및 상기 플랜지를 상기 프레스 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 종벽 및 상기 플랜지로 성형함과 함께, 하기 (2)식을 만족시키도록, 상기 프레스 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 플랜지의 각도의 긴 쪽 방향 변화량을 상기 중간 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 플랜지의 각도의 긴 쪽 방향 변화량보다도 크게 하는 프레스 성형품의 제조법.

여기서,

DOF1은, 상기 중간 성형품의 상기 한쪽의 단부를 포함하는 상기 만곡부의 외측에 있어서의 상기 종벽 및 상기 플랜지가 이루는 각도이다.

DOR1은, 상기 중간 성형품의 상기 다른 쪽의 단부를 포함하는 상기 만곡부의 외측에 있어서의 상기 종벽 및 상기 플랜지가 이루는 각도이다.

ΔDO1은, 상기 중간 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 플랜지의 각도의 긴 쪽 방향 변화량이다.

ΔDO2는, 상기 프레스 성형품에 있어서의 상기 만곡부의 외측의 상기 플랜지의 각도의 긴 쪽 방향 변화량이다.」

로 된다.

2015년 4월 22일에 출원된 일본 특허 출원 제2015-087506호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 또한, 본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 포함되는 것이 구체적으로 또한 개개로 기재된 경우와 동일 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.

Claims (4)

1. 긴 천장판과, 당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며 또한 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되는 플랜지를 포함하는 프레스 성형품의 제조 방법이며,
   프레스에 의해, 상기 천장판과, 상기 벽과, 당해 벽의 타단에 연결되며 또한 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되는 임시 플랜지를 포함하는 중간 성형품을 성형하는 제1 공정과,
   프레스에 의해, 상기 임시 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 연결되는 특정 부분이 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 각 부에서 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있도록 상기 임시 플랜지를 변형시켜, 상기 임시 플랜지를 상기 플랜지로 하는 제2 공정을 포함하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
2. 긴 천장판과,
   당해 천장판의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 천장판의 상측으로부터 보아 상기 천장판의 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 천장판의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 급만곡부를 갖는 벽과,
   당해 벽의 타단에 연결되며, 상기 벽의 판 두께 방향에 있어서 상기 천장판측과는 반대측으로 연장되고, 상기 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있는 플랜지를 구비한, 프레스 성형품.
3. 제2항에 있어서,
   상기 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 연결되어 있는 부분의 비커스 경도의 값은, 상기 플랜지에 있어서의 상기 급만곡부에 대하여 상기 긴 쪽 방향의 일단측 및 타단측의 상기 벽에 연결되어 있는 부분 중 비커스 경도의 값이 큰 부분의 비커스 경도의 값보다도 작은 프레스 성형품.
4. 제1 다이와 제1 펀치로 블랭크를 프레스하여 중간 성형품을 성형하는 제1 프레스 장치와, 제2 다이와 제2 펀치로 상기 중간 성형품을 프레스하는 제2 프레스 장치를 구비한 프레스 장치이며,
   상기 제1 다이에는, 긴 제1 저면과, 제1 측면을 포함하여 구성되는 긴 제1 홈이 형성되고,
   상기 제1 측면은, 상기 제1 저면의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제1 저면측과 반대측으로 볼록 형상으로 만곡되고, 상기 제1 저면의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 제1 급만곡부를 갖는 제1 만곡면과, 당해 제1 만곡면의 타단에 연결되며, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제1 저면측과 반대측에 형성되고, 상기 제1 만곡면에 대하여 경사지는 제1 경사면을 포함하여 구성되고,
   상기 제1 펀치의 형상은, 형 폐쇄 시에 상기 제1 홈의 형상에 맞추어 끼워지는 형상인 제1 프레스 장치와,
   상기 제2 다이에는, 긴 제2 저면과, 제2 측면을 포함하여 구성되는 긴 제2 홈이 형성되고,
   상기 제2 측면은, 상기 제2 저면의 짧은 쪽 방향의 단부에 일단이 연결되며, 상기 제1 급만곡부에 대응하는 위치에 형성되고, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제2 저면측과 반대측으로 오목 형상으로 만곡되며, 상기 제2 저면의 긴 쪽 방향의 양측보다도 곡률 반경이 작은 제2 급만곡부를 갖는 제2 만곡면과, 당해 제2 만곡면의 타단에 연결되며, 형 폐쇄 방향으로부터 보아 상기 제2 저면측과 반대측에 형성되고, 상기 제2 급만곡부에 대해 이루는 각의 각도가 상기 긴 쪽 방향의 일단으로부터 타단에 걸쳐 연속적으로 증가 또는 감소하고 있는 제2 경사면을 포함하여 구성되고,
   상기 제2 펀치의 형상은, 형 폐쇄 시에 상기 제2 홈의 형상에 맞추어 끼워지는 형상인 제2 프레스 장치를 구비한, 프레스 장치.

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