KR101814943B1

KR101814943B1 - 프레스 성형품 및 프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 성형품의 제조 장치

Info

Publication number: KR101814943B1
Application number: KR1020167006952A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 이토; 요시아키 나카자와
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2018-01-04
Also published as: RU2650660C2; WO2015040969A1; TW201520034A; EP3031545B1; EP3031545A4; CN105555432A; CA2920329A1; US20190176894A1; MY197957A; JP6128226B2; RU2016109801A; US11155305B2; US20160200363A1; MY174633A; CN107186034B; EP3031545A1; BR112016002254A2; CA2920329C; CN105555432B; TWI592292B

Abstract

프레스 성형의 불량 회피를 위해서 능선부에 절결을 형성할 필요가 없고, 또한, 부재 단면을 설계 단면 끝까지 확장하는 것이 가능해져, 자동차 차체용 보강 부재와 다른 부품의 접합 강도나 자동차 차체의 강성을 향상시킬 수 있는 프레스 성형품을 제공한다. 프레스 성형품은, 인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지고, 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 제2 면부의 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가, 연속한 내향 연속 플랜지를 구비한다.

Description

프레스 성형품 및 프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 성형품의 제조 장치{PRESS MOLDED PRODUCT, PRESS MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD, AND PRESS MOLDED PRODUCT MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은, 예를 들어 자동차 차체용의 보강 부재에 적절하게 사용되는, 강성 및 강도가 우수한 프레스 성형품 및 프레스 성형품의 제조 방법, 및 그러한 프레스 성형품의 제조에 사용되는 제조 장치에 관한 것이다.

자동차 차체는, 다수의 성형 패널끼리를, 서로의 테두리부끼리를 겹치게 하여, 예를 들어 저항 스폿 용접에 의해 접합한 상자체로서 구성된다. 이 상자체의 요소에는, 보강 부재나 강도 부재(이하, 「보강 부재」라 총칭함)가, 예를 들어 저항 스폿 용접에 의해 접합된다. 이러한 자동차 차체용의 보강 부재로서, 범퍼 레인포스먼트, 로커(사이드 실), 벨트 라인, 크로스 멤버, 사이드 멤버 등이 있다.

이들 보강 부재는, 예를 들어 프레스 성형된, 천장판과 천장판에 연결되는 2개의 능선과 2개의 능선에 각각 연결되는 2개의 플랜지에 의해 구성되는 대략 모자형 또는 대략 홈형의 단면 형상을 갖는 부재로 된다. 이러한 보강 부재에서의 능선의 연장 방향의 개구된 단부에는, 내향 또는 외향으로 절곡함으로써 플랜지가 형성된다. 이 플랜지를 다른 부재와 겹치게 한 후, 예를 들어 저항 스폿 용접에 의해 접합함으로써, 자동차 차체용의 보강 부재를 조립할 수 있다. 소재의 판 두께에 따라서는 스폿 용접이 아니고 아크 용접이 사용되는 경우도 있다.

여기서, 본 명세서에 있어서, 보강 부재의 단부를, 능선의 양단으로부터 각각 연결되는 2개의 면이 이루는 각도가 180° 미만인 영역측으로 절곡된 플랜지를 내향 플랜지라 한다. 또한, 보강 부재의 단부를, 능선의 양단으로부터 각각 연결되는 2개의 면이 이루는 각도가 180°를 초과하는 영역측으로 절곡한 플랜지를 외향 플랜지라 한다.

보강 부재의 단부에 내향 플랜지를 형성할 경우, 능선의 연장 상에 위치하는 능선부 플랜지는 수축 플랜지 성형으로 되므로, 능선부 플랜지에는 주름이 발생한다. 그로 인해, 이러한 내향 플랜지를 다른 부재와 겹치게 하여 스폿 용접하고자 하면, 발생한 주름에 의해 다른 부재와의 사이에 간극이 발생하여, 조립 시에 문제가 발생할 우려가 있다. 따라서, 단부에 내향 플랜지를 갖는 보강 부재를 사용할 경우에는, 능선부 플랜지에 절결을 형성하는 등에 의해 주름의 발생을 회피하면서, 내향 플랜지를 접합여유로 하여 다른 부재와의 용접을 행해야만 한다.

그러나, 내향으로 형성된 능선부 플랜지에, 플랜지가 불연속으로 되는 절결을 형성하면, 불가피하게, 비틀림 강성이나 하중 전달 특성과 같은 자동차 차체용의 보강 부재의 성능이 저하된다. 따라서, 내향 플랜지를 개재해서 보강 부재를 다른 부재와 접합하고, 보강 부재에 요구되는 성능을 확보하기 위해서는, 내향 플랜지에 절결을 형성하지 않고 능선부 플랜지에 발생하는 주름을 억제하면서, 수축 플랜지부의 성형을 실현할 필요가 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「플랜지에 절결을 형성한다」는 것은, 절결이 플랜지의 폭 방향의 전체에 걸쳐서 형성되어, 플랜지가 불연속으로 되는 것을 말한다. 또한, 플랜지의 폭은, 플랜지의 높이와 동일한 의미로 사용된다. 따라서, 플랜지의 폭이 부분적으로 작아져, 일부의 플랜지가 남겨지는 경우에는, 플랜지에 절결을 형성하고 있지 않은 것으로 한다.

지금까지도, 이러한 수축 플랜지 성형 시에 있어서의 주름의 발생을 억제하는 기술이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 선루프용의 개구를 갖는 루프 패널에, 수축 플랜지부에서의 기초부와 선단부의 길이의 차를 흡수하는 요철 형상을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 각통 드로잉 성형에 있어서의 수축 플랜지부에 특정한 드로우 비드를 설치함으로써 주름의 발생을 방지하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 캠 구조를 사용해서 수축 플랜지부를 가압하면서 성형함으로써 주름의 발생을 억제하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 4에는, 굽힘부로 되어야 할 부위에 대해서는 굽힘 하중 방향에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 플랜지 상당부를 형성한 후, 상기 플랜지 상당부를 플랜지로 변환하면서 형상이 나오도록 신장 가공하는 판 부재의 성형 방법이 개시되어 있다. 이러한 판 부재의 성형 방법은, 플랜지에 있어서의 주름에 의한 찢김을 억제하는 것이다.

또한, 특허문헌 5에는, 금속면재를 절곡함과 함께, 양 측부의 상승부를 외측으로 쓰러뜨린 후, 쓰러뜨려진 양 측부를 받침 금형의 측면의 압박면의 가공 롤러로 강하게 압박하면서 순차 상승시키는 금속면재의 가공 방법이 개시되어 있다. 이러한 가공 방법은, 상승부의 주름이나 변형을 저감시키는 것이다.

일본 특허 제2554768호 명세서 일본 특허 제2560416호 명세서 일본 특허 공개 평4-118118호 공보 일본 특허 공개 소59-144530호 공보 일본 특허 공개 평1-104420호 공보

특허문헌 1, 2에 개시된 기술은, 주름 및 익세스 메탈의 요인이 되는 잉여선 길이를, 미리 형성한 잉여 부분에 의해 흡수하는 것이다. 따라서, 이 잉여 부분에서 스폿 용접하는 것이 곤란해지는 것은 물론, 이 잉여 부분이 다른 부위의 스폿 용접의 방해가 되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 특허문헌 1, 2에 개시된 기술을 실시하는 것은 곤란하다.

또한, 특허문헌 3에 개시된 기술은, 플랜지부의 수축률 및 캠 구조가 받는 반력이 작아지는, 예를 들어 곡률 반경이 2100mm이라는 큰 곡률 반경을 갖는 부위의 플랜지부의 주름의 발생을 억제할 수 있다. 그러나, 플랜지부의 수축률 및 캠 구조가 받는 반력이 커지는, 예를 들어 곡률 반경이 5mm이라는 작은 곡률 반경을 갖는 부위의 플랜지부의 주름의 발생을 억제하는 것은 곤란하다. 특히, 인장 강도가 큰 고강도 강판을 사용한 경우에는, 과대한 주름이 발생하므로 플랜지부로부터의 반력이 커진다. 그 때문에, 특허문헌 3에 개시된 캠 구조에서는, 주름의 발생을 억제할 수 없다.

또한, 특허문헌 4에 개시된 기술은, 신장 가공에 의해 주름의 발생을 억제하는 것이다. 따라서, 형성되는 플랜지의 판 두께가 얇아져버려, 보강 부재의 강성이나 플랜지부의 강도가 저하될 우려가 있다.

또한, 특허문헌 5에 개시된 기술은, 복수의 가공 롤러를 순차적으로 강하게 압박하여 상승부를 형성하는 것이며, 금속면재가 절곡하는 부분의 곡률 반경이 비교적 큰 가공품을 대상으로 하는 것이다. 따라서, 예를 들어 곡률 반경이 5mm이라는 작은 곡률 반경을 갖는 부위의 플랜지부의 주름의 발생을 억제하는 것은 곤란하다.

이와 같이, 대략 모자형 또는 대략 홈형 등의 단면 형상을 갖는 부재에 있어서의, 능선부의 연장 방향의 개구된 단부에, 절결을 형성하지 않고 내향 플랜지를 형성하는 것은, 프레스 성형성의 관점에서 용이하지 않다. 특히, 상기 인용 문헌 1 내지 5는 모두, 인장 강도가 340MPa 이상인 고강도의 강판에의 플랜지의 형성에 착안한 것이 아니다. 그로 인해, 능선부 플랜지에 절결을 갖지 않는 연속하는 내향 플랜지를 구비한, 고강도 강판으로 이루어지는 프레스 성형체는, 지금까지 자동차 차체용의 보강 부재로서 사용된 적이 없었다.

외향 플랜지를 구비하는 프레스 성형품은, 외향 플랜지를 갖는 만큼 모자 형상 단면 또는 홈 형상 단면을 설계 단면 끝까지 확대할 수 없다. 바꾸어 말하면, 외향 플랜지 대신에 내향 플랜지를 통하여 다른 부재와의 접합이 가능하면, 외향 플랜지를 갖지 않는 만큼 프레스 성형품의 단면을 설계 단면 끝까지 확대할 수 있다. 그로 인해, 자동차 차체용의 보강 부재와 다른 부재의 접합 강도나, 자동차 차체의 굽힘 강성 또는 비틀림 강성을 향상시키는 것이 가능해진다. 따라서, 고강도 강판으로 이루어지고, 내향 플랜지를 구비한 프레스 성형품의 실현화가 요망된다.

본 발명의 목적은, 프레스 성형 시에 발생할 수 있는 불량 회피를 위해서 능선부 플랜지에 절결을 형성하지 않고, 보강 부재와 다른 부재의 접합 강도나 자동차 차체의 강성 등의 성능을 향상시킬 수 있는, 절결을 갖지 않은 내향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형품을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 그러한 프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 성형품의 제조 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 어느 한 관점에 따르면, 인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지고, 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양단으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 구비하는 금속판의 프레스 성형품에 있어서,

상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가 연속된 내향 연속 플랜지를 구비하고,

상기 능선부 플랜지의 플랜지 폭(Lf), 상기 능선부의 곡률 반경(rf) 및 상기 제1 면부와 상기 제2 면부가 이루는 각도(θ)가 하기 식(1)을 충족하는, 프레스 성형품이 제공된다.

Lf≤0.22×rf+0.13×θ-5.9 … (1)

(단, 0mm≤rf≤35mm, 또한, 90°≤θ≤145°)

또한, 상기 능선부 플랜지의 적어도 일부의 플랜지 폭이, 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지의 적어도 일부의 플랜지 폭보다 작아도 된다.

또한, 상기 소정의 방향을 따라 본 상기 프레스 성형품의 단면 형상은, 모자형 또는 홈형의 개방 단면 형상, 또는 폐쇄 단면 형상이어도 된다.

또한, 상기 프레스 성형품은 자동차 차체용의 보강 부재여도 된다.

또한, 적어도 상기 능선부 플랜지의 폭 방향의 테두리부 영역에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께 이상이어도 된다.

또한, 적어도 상기 능선부 플랜지의 폭 방향의 테두리부 영역에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께의 1.5배 이하여도 된다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,

상기 플랜지를 소정의 제1 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형함으로써, 상기 제1 중간 부재를 상기 소정의 방향을 따라서 절곡하여,

상기 소정의 방향으로 연장되어서 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양단으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,

상기 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제1 프레스 성형 공정을 구비하는, 프레스 성형품의 제조 방법이 제공된다.

또한, 상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서,

다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,

상기 제1 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치함과 함께, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형해도 된다.

또한, 상기 다이는, 상기 제1 중간 부재를 가압하는 패드를 가압 방향으로 이동 가능하게 지지해도 된다.

또한, 상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서,

상기 프레스 성형 금형으로서 상기 다이와 대향하는 블랭크 홀더를 더 구비하는 것을 사용하여, 상기 제1 중간 부재의 일부를, 상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 구속하면서 드로잉 성형해도 된다.

또한, 상기 프레스 성형 금형의 상기 펀치는, 상기 제1 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 이너패드를 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지하고,

상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서, 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치 및 상기 이너패드에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형해도 된다.

또한, 본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,

상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 중간 능선부와, 상기 중간 능선부가 이루는 능선의 양단으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 중간 면부 및 제2 중간 면부를 형성함과 함께,

상기 플랜지를, 상기 중간 능선부의 상기 단부에 형성되는 중간 능선부 플랜지와, 상기 제1 중간 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 형성되는 제1 중간 플랜지와, 상기 제2 중간 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 형성되는 제2 중간 플랜지가, 연속하는 중간 연속 플랜지로 성형하여,

상기 제1 중간 부재를 제2 중간 부재로 하는 제2 중간 성형 공정과,

상기 중간 연속 플랜지를 소정의 제2 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제2 중간 부재에 형성된 상기 제1 중간 면부 또는 상기 제2 중간 면부 중 적어도 한쪽을 상기 소정의 방향을 따라서 또한 절곡함으로써,

상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양단으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,

상기 중간 연속 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제2 프레스 성형 공정을 구비하는, 프레스 성형품의 제조 방법이 제공된다.

또한, 상기 제2 중간 성형 공정에 있어서,

상기 제2 중간 성형 공정에 있어서, 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치 및 상기 이너패드에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형해도 된다.

또한, 상기 제2 프레스 성형 공정에 있어서,

상기 제2 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치함과 함께, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제2 간극 내에 상기 중간 연속 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치에 의해 상기 제2 중간 부재를 프레스 성형해도 된다.

또한, 상기 제1 간극의 거리(x)가 하기 (2)식을 충족해도 된다.

1.00×t≤x <1.40×t … (2)

t: 블랭크의 판 두께(mm)

x: 간극의 거리(mm)

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양단으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 가짐과 함께, 상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가 연속한 내향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형품을 제조하기 위해서 사용되는 프레스 성형품의 제조 장치에 있어서,

상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에 플랜지를 갖는 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 펀치와,

상기 펀치에 대향해서 배치되는 다이와,

상기 중간 부재에 대한 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치됨과 함께, 상기 펀치의 측면과의 사이에 상기 플랜지를 끼움지지 가능한 소정의 간극을 두고 배치되어, 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하는 면외 변형 억제 공구를 구비하는, 프레스 성형품의 제조 장치가 제공된다.

또한, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구의 사이의 상기 간극의 거리(x)가 하기 (2)식을 충족해도 된다.

1.00×t≤x <1.40×t … (2)

t: 블랭크의 판 두께(mm)

x: 간극의 거리(mm)

또한, 상기 다이는, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지되어 상기 중간 부재의 다른 쪽 표면에 접촉하는 패드를 가져도 된다.

또한, 상기 펀치는, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지되어 상기 중간 부재의 상기 한쪽 표면에 접촉하는 이너패드를 갖고,

상기 면외 변형 억제 공구는, 상기 중간 부재에 대한 프레스 성형 시에 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면에 대향해서 배치됨과 함께, 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면과의 사이에 상기 플랜지를 끼움지지 가능한 소정의 간극을 두고 배치되어도 된다.

또한, 프레스 성형품의 제조 장치는, 상기 프레스 성형에 있어서, 상기 중간 부재를 굽힘 성형해도 된다.

또한, 프레스 성형품의 제조 장치는, 상기 다이와 대향하는 블랭크 홀더를 더 구비하고, 상기 프레스 성형에 있어서, 상기 중간 부재를, 상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 구속하면서 드로잉 성형해도 된다.

본 발명에 따르면, 강판으로 이루어지는 프레스 성형품에 있어서, 프레스 성형 시에 발생할 수 있는 불량 회피를 위해서 능선부 플랜지에 절결을 형성하지 않고, 내향 연속 플랜지에서의 주름의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 이러한 프레스 성형품을 자동차 차체용의 보강 부재에 적용하면, 보강 부재와 다른 부재의 접합 강도나 자동차 차체의 강성 등의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 모자형의 단면 형상을 갖는 프레스 성형품을 모식적으로 도시하는 설명도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서의 A화살표도이며, 도 1의 (c)는 도 1의 (a)에서의 B화살표도이다.
도 2는, 동일 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 단면 형상의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 3의 (A) 및 (B)는, 제2 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 블랭크로부터 제1 중간 부재로 프레스 성형하는 모습을 모식적으로 도시하는 설명도이며, 도 3의 (A)는 블랭크를 프레스 성형 장치에 세트한 모습을 도시하고, 도 3의 (B)는 프레스 성형 완료 시의 모습을 도시한다.
도 4는, 드로잉 성형에 사용하는 프레스 성형 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 개략도이다.
도 5는, 동일 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 드로잉 성형 장치를 사용한 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재로부터 프레스 성형품을 얻는 모습을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은, 동일 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 이너패드 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재로부터 프레스 성형품을 얻는 상황을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 7은, 성형 도중에 능선부에 성형되는 부분의 곡률 반경을 모식적으로 도시하는 설명도이며, 도 7의 (A)는 드로잉 성형의 경우를 도시하고, 도 7의 (B)는 이너패드 드로잉 성형의 경우를 도시한다.
도 8은, 동일 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 드로잉 성형 대신에 굽힘 성형에 의해, 제1 중간 부재로부터 프레스 성형품을 얻는 모습을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 9의 (A)는, 드로잉 성형 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 설명도이며, 도 9의 (B)는, 이 드로잉 성형에 의해 얻어진 제2 중간 부재의 외관의 예를 도시하는 사진이다.
도 10은, 제3 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 드로잉 성형 장치에 의한 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재로부터 제2 중간 부재를 얻는 모습을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11은, 동일 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 이너패드 드로잉 성형 장치에 의한 드로잉 성형으로 제1 중간 부재로부터 제2 중간 부재를 얻는 상황을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 12의 (A)는, 굽힘 성형에 사용하는 프레스 성형 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 설명도이며, 도 12의 (B)는, 이 굽힘 성형에 의해 얻어진 프레스 성형품의 외관의 예를 도시하는 사진이다.
도 13은, 동일 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서, 제2 중간 부재로부터 프레스 성형품을 얻는 모습을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 14는, 얻어진 프레스 성형품의 능선부 플랜지 부근의 외관 사진이며, 도 14의 (a)는 면외 변형 억제 공구를 사용하여, 면외 변형 억제 공구와 펀치의 측면의 간격을 1.33mm로 한 경우를 도시하고, 도 14의 (b)는 면외 변형 억제 공구를 사용하여, 면외 변형 억제 공구와 펀치의 측면의 간격을 1.41mm로 한 경우를 도시하고, 도 14의 (c)는 면외 변형 공구를 사용하지 않은 경우를 도시한다.
도 15는, 굽힘 성형인 제1 중간 공정 후에, 드로잉 성형, 이너패드 드로잉 성형 및 굽힘 성형 각각에 의해 제1 프레스 성형 공정을 실시해서 제조된 프레스 성형품에 있어서의, 능선부 플랜지의 테두리부의 판 두께 증가율의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 플랜지 폭(Lf), 능선부의 곡률 반경(rf) 및 제1 면부와 제2 면부가 이루는 각도(θ)에 의한 주름의 발생 상황을 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

<1. 제1 실시 형태>

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 프레스 성형품에 대해서 설명한다.

(1-1. 전체 구성)

본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)은, 강판을 프레스 성형함으로써 얻어진 성형품이다. 이러한 프레스 성형품(100)은, 예를 들어 범퍼 레인포스먼트, 로커(사이드 실), 벨트라인, 크로스 멤버 등의 자동차 차체용의 보강 부재에 적합하다. 이러한 용도로 사용되는 프레스 성형품(100)은, 인장 강도가 340MPa 이상, 바람직하게는 590MPa 이상의 고강도 강판을 사용해서 프레스 성형한 것이어도 된다. 인장 강도는, JIS Z 2241에 준거한 인장 시험에 의해 측정되는 값이다. 또한, 강판으로 이루어지는 블랭크의 판 두께는, 예를 들어 0.8 내지 2.0mm의 범위 내로 해도 된다.

도 1의 (a)는, 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)을 모식적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)에서의 A화살표도(능선부 플랜지(115a)의 정면도)이다. 도 1의 (c)는, 도 1의 (a)에서의 B화살표도(능선부 플랜지(115a)의 사시도)이다. 본 실시 형태에서는, 프레스 성형품(100) 또는 블랭크의 길이 방향이, 프레스 성형품(100)에서의 능선부(112a, 112b)의 연장 방향에 상당하지만, 능선부(112a, 112b)의 연장 방향은, 프레스 성형품(100)의 길이 방향에 한정되지 않는다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 능선부(112a, 112b)가 연장되는 소정의 방향은, 직선으로서 인식되는 방향에 한정되지 않는다. 많은 자동차 차체용의 보강 부재에 보이는 정도의, 직선 이외의 만곡 형상(곡선)으로서 인식되는 방향도 소정의 방향으로 포함된다. 소정의 방향이 곡선으로서 인식될 경우, 상기 소정의 방향은, 예를 들어 보강 부재의 좌우 방향으로 만곡하는 방향이나 상하 방향으로 만곡하는 방향, 또는 이들 방향을 조합한 방향도 포함한다. 또한, 소정의 방향의 전체 길이는, 예를 들어 범퍼나 사이드 멤버와 같은 1000mm 정도의 길이부터, 입방체 형상의 벌크헤드와 같은 100mm 정도의 길이까지, 모든 길이를 포함한다.

도 2는, 프레스 성형품(100)의 길이 방향에 직교하는 단면에서의 프레스 성형품(100)의 단면 형상의 일례를 도시한 설명도이다. 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 단면 형상은, 도 2의 (A)에 도시한 모자형의 단면 형상이나, 도 2의 (B)에 도시한 홈형의 단면 형상으로 할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 프레스 성형품(100)의 단면 형상에는, 도 2의 (C)나 (D)에 도시한 바와 같이, 모자형이나 홈형의 단면 형상에서의 벽면(100a)에 다양한 볼록 형상(100b)이나 오목 형상(도시 생략)이 부여된 단면 형상도 포함된다.

또한, 프레스 성형품(100)의 단면 형상에는, 도 2의 (A) 내지 (D)에 도시한 바와 같은 개방 단면 형상 이외에, 예를 들어 대략 ㅁ자형 등의 폐쇄 단면 형상도 포함된다. 또한, 프레스 성형품(100)은, 이들 단면 형상에는 한정되지 않고, 예를 들어 V자형 단면 형상과 같은, 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양단으로부터 각각 연장되는 제1 면부 및 제2 면부를 구비하는 단면 형상의 프레스 성형품이어도 된다. 도 1의 (a)에 도시한 프레스 성형품(100)은, 모자형의 단면 형상을 갖는 프레스 성형품(100)이다. 이하, 모자형의 단면 형상을 갖는 프레스 성형품(100)을 예로 들어 설명한다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 프레스 성형품(100)은, 능선부(112a, 112b)와, 제1 면부(113a, 113b)와, 제2 면부(114)를 구비한다. 능선부(112a, 112b)는 모두, 프레스 성형품(100)의 긴 방향으로 연장되어 형성된다. 한쪽의 제1 면부(113a)는, 능선부(112a)에 연결되어, 프레스 성형품(100)의 길이 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장되어 형성된다. 다른 쪽의 제1 면부(113b)는, 능선부(112b)에 연결되어, 프레스 성형품(100)의 길이 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장되어 형성된다. 한쪽의 제1 면부(113a)가 연장되어 형성되는 제1 방향과, 다른 쪽의 제1 면부(113b)가 연장되어 형성되는 제1 방향은, 상이해도 된다.

제2 면부(114)는, 능선부(112a, 112b)에 연결되어, 프레스 성형품(100)의 길이 방향과 교차함과 함께 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 연장되어 형성된다. 제2 면부(114)는, 능선부(112a, 112b)의 사이에 형성되어 있다. 이와 같이, 프레스 성형품(100)은, 각각 프레스 성형품(100)의 긴 방향으로 연장되어 형성되는 능선부(112a, 112b)와, 이들 능선부(112a, 112b)에 연속하는 제1 면부(113a, 113b) 및 제2 면부(114)를 구비하고, 대략 모자형의 개방 단면 형상을 갖는다.

고강도 강판을 사용해서 성형된 프레스 성형품(100)을, 예를 들어 자동차 차체용의 보강 부재에 적용하기 위해서는, 능선부(112a, 112b)의 곡률 반경(rf)은, 0mm 내지 35mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 능선부의 곡률 반경이란, 능선부의 내면 곡률 반경을 의미한다. 또한, 프레스 성형품(100)을, 예를 들어 자동차 차체용의 보강 부재에 적용하기 위해서는, 제1 면부(113a, 113b)와 제2 면부(114)가 각각 이루는 각도는, 90°∼145°의 범위 내인 것이 바람직하다.

(1-2. 내향 연속 플랜지)

프레스 성형품(100)은, 길이 방향 중 적어도 한쪽 최단부(100A)에, 능선부 플랜지(115a, 115b)와, 제1 플랜지(116a, 116b)와, 제2 플랜지(117)를 갖는다. 능선부 플랜지(115a, 115b)는, 능선부(112a, 112b)에서의 길이 방향의 최단부(100A)에 형성된다. 제1 플랜지(116a, 116b)는, 제1 면부(113a, 113b)에서의 길이 방향의 최단부(100A)의 적어도 일부의 영역에 형성된다. 또한, 제2 플랜지(117)는, 제2 면부(114)에서의 길이 방향의 최단부(100A)의 적어도 일부의 영역에 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)는, 각각 제1 면부(113a, 113b) 및 제2 면부(114)에서의 최단부(100A)의 전체 영역에 형성되어 있다.

능선부 플랜지(115a, 115b)와, 제1 플랜지(116a, 116b)와, 제2 플랜지(117)는, 모두 내향 플랜지로서 연속해서 형성되어 있다. 이들 능선부 플랜지(115a, 115b, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)는, 내향 연속 플랜지(118)를 구성한다. 프레스 성형품(100)의 단부에 설치하는 플랜지를 내향 연속 플랜지(118)로 함으로써, 예를 들어 자동차 차체용의 보강 부재의 단면을 설계 단면 끝까지 확대하는 것이 가능해진다. 따라서, 보강 부재와 다른 부재의 접합 강도나 자동차 차체의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)은, 길이 방향의 최단부(100A)에 있어서, 제1 면부(113a, 113b), 능선부(112a, 112b), 제2 면부(114)의 전체 길이에 걸쳐서 연속하는 내향 연속 플랜지(118)를 갖는다. 단, 제1 플랜지(116a, 116b)와, 제2 플랜지(117)는, 능선부 플랜지(115a, 115b)에 연속해서 형성되어 있으면 되고, 내향 연속 플랜지(118)가 전체 길이에 걸쳐서 연속하고 있지 않아도 된다. 예를 들어, 제1 플랜지(116a, 116b) 또는 제2 플랜지(117)는, 제1 면부(113a, 113b) 또는 제2 면부(114)의 최단부(100A)의 일부의 영역에 형성되어 있어도 된다. 제2 플랜지(117)가 제2 면부(114)의 전체 영역에 형성되지 않을 경우에는, 2개로 분할된 내향 연속 플랜지(118)가 형성된다.

(1-3. 능선부 플랜지)

본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)은, 능선부 플랜지(115a, 115b)에, 플랜지 폭을 작게 한 오목부(119)를 갖는다. 이에 의해, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 폭(Lf)은, 능선부(112a, 112b)의 정점에 있어서, 제1 플랜지(116a, 116b), 제2 플랜지(117) 각각의 폭(Lfs1, Lfs2)보다도 작아져 있다. 플랜지의 폭이란, 플랜지가 능선부나 제1 면부, 제2 면부로부터 상승되는 기초부에 형성되는 만곡 부분을 제외한, 평탄 형상으로 형성되는 부분을 말하는 것으로 한다. 예를 들어, 능선부 플랜지(115a)에 있어서, 능선부 플랜지(115a)의 폭(Lf)이란, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 길이 방향 최단부(100A)에 있어서 능선부(112a)에 연속해서 만곡 형상으로 형성되는 만곡부(115ab)를 제외하고, 평탄 형상으로 형성된 평탄부(115aa)의 폭(Lf)이다.

능선부 플랜지(115a, 115b)의 폭(Lf)이 제1 플랜지(116a, 116b), 제2 플랜지(117) 각각의 폭보다도 작음으로써, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 플랜지 선단의 잉여 신장이 적게 되어, 주름의 발생이 저감된다. 특히, 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)은, 자동차 차체용의 보강 부재에 적합한 것이며, 고강도 강판을 이용해서 성형되어 있다. 이러한 고강도 강판으로 이루어지는 프레스 성형품(100)의 능선부 플랜지(115a, 115b)에서의 주름의 발생을 억제하기 위해서, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 평탄부(115aa)의 폭(Lf)(mm)은, 하기 식(1)을 충족한다.

Lf≤0.22rf+0.13θ-5.9 … (1)

rf(mm): 능선부(112a)(112b)의 곡률 반경(능선부의 내면 곡률 반경)

θ: 제1 면부(113a)(113b)와 제2 면부(114)가 이루는 각도

(단, 0mm≤rf≤35mm, 또한, 90°≤θ≤145°)

능선부 플랜지(115a, 115b)의 폭(Lf)이 상기 식(1)에 규정되는 범위를 초과하면, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 테두리부측의 잉여 신장이 커져서, 주름이 쉽게 발생하게 된다. 단, 자동차 차체용의 보강 부재에 적합한 프레스 성형품(100)의 강도를 확보하기 위해서, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 폭(Lf)은, Lf≥0.2rf의 관계를 충족하는 것이 바람직하다.

또한, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 플랜지 폭(Lf)을, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)의 플랜지 폭(Lfs1, Lfs2)보다도 작게 할 경우, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 적어도 일부의 플랜지 폭(Lf)이, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)의 적어도 일부의 플랜지 폭(Lfs1, Lfs2)보다도 작아도 된다. 즉, 오목부(119)가 능선부 플랜지(115a, 115b) 내에 형성되는 경우 등, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 일부분의 플랜지 폭(Lf)이, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)의 플랜지 폭(Lfs1, Lfs2)보다도 작아도 된다. 또한, 오목부(119)가 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)에 걸쳐서 형성되는 경우 등, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)의 일부 플랜지 폭(Lfs1, Lfs2)이, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 플랜지 폭(Lf)과 동일해도 된다.

또한, 내향 연속 플랜지(118)의 폭 방향의 테두리부에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께 이상인 것이 바람직하다. 내향 연속 플랜지(118)의 테두리부가 이러한 판 두께를 가짐으로써, 자동차 차체용의 보강 부재로서 사용되는 프레스 성형품(100)의 강성이나 하중 전달 강도를 높일 수 있다.

또한, 내향 연속 플랜지(118)의 폭 방향의 테두리부에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께의 1.5배 이하인 것이 바람직하다. 특히, 능선부 플랜지(115a, 115b)의 테두리부에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께의 1.5배 이하인 것이 바람직하다. 내향 연속 플랜지(118)의 테두리부가 이러한 판 두께를 가짐으로써, 내향 플랜지를 접합여유로 하여 다른 부재와 겹치게 하여 스폿 용접 등의 용접을 행할 경우에, 용접 불량의 원인이 되는 겹치는 부분의 간극이 작아진다. 따라서, 자동차 차체용의 보강 부재로서 사용되는 프레스 성형품(100)을 다른 부재와 접합할 때, 충분한 접합 강도를 유지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)은, 능선부 플랜지(115a, 115b)에 절결을 갖지 않고, 또한, 내향 연속 플랜지(118)에 주름을 갖고 있지 않다. 따라서, 프레스 성형품(100)을 예를 들어 자동차 차체용의 보강 부재로서 사용하는 경우에 있어서, 프레스 성형품(100)과 다른 부재의 접합 강도가 높아짐과 동시에, 보강 부재의 강성이나 하중 전달 효율 등의 성능을 향상시킬 수 있다.

<2. 제2 실시 형태>

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법의 예에 대해서, 프레스 성형품(100)의 제조 장치의 구성예로 함께 설명한다. 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법 및 제조 장치는, 예를 들어 제1 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)을 제조하기 위한 것이다. 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법은, 제1 중간 성형 공정과 제1 프레스 성형 공정을 구비한다.

(2-1. 제1 중간 성형 공정)

먼저, 강판으로 이루어지는 블랭크(120)로부터 제1 중간 부재(130)를 얻는 제1 중간 성형 공정에서 행하여지는 프레스 성형 방법과, 상기 공정에서 사용 가능한 프레스 성형 장치에 대해서 설명한다. 도 3의 (A) 및 (B)는, 프레스 성형에 의해, 블랭크(120)로부터 제1 중간 부재(130)를 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 3의 (A)는 블랭크(120)를 프레스 성형 장치(90)에 세트한 모습을 도시한다. 도 3의 (B)는 프레스 성형 종료 시의 모습을 도시한다.

도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 블랭크(120)가 프레스 성형 장치(90)에 세트된 후, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 다이(91)에 설치된 패드(92)와, 펀치(95)에 의해, 블랭크(120)가 끼움지지된다. 계속해서, 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 다이(91)를 하강시킴으로써, 블랭크(120)의 길이 방향의 양단부(121)를 다이(91)에 의해 절곡하는 굽힘 성형이 행해진다. 이러한 굽힘 성형에 의해, 블랭크(120)의 길이 방향의 양단부에 플랜지(131)를 갖는 제1 중간 부재(130)가 얻어진다.

여기에서는, 블랭크(120)의 길이 방향의 양단부(121)를 절곡하는 예를 나타냈지만, 길이 방향의 양단부(121) 중 어느 한쪽의 단부를 절곡하도록 해도 된다. 이 제1 중간 성형 공정에서 사용되는 프레스 성형 장치(90)는, 패드(92)를 형 체결 방향으로 이동 가능하게 설치된 다이(91)와 펀치(95)를 갖는 공지된 굽힘 성형에 의한 프레스 성형 장치(90)이면 좋다.

(2-2. 제1 프레스 성형 공정)

이어서, 제1 중간 부재(130)로부터 프레스 성형품(100)을 얻는 제1 프레스 성형 공정에서 행하여지는 프레스 성형 방법과, 제1 프레스 성형 공정에서 사용 가능한 프레스 성형 장치에 대해서 설명한다.

(2-2-1. 프레스 성형 장치)

도 4는, 제1 프레스 성형 공정에서 사용되는 프레스 성형 장치(10)의 구성예의 일부를 모식적으로 도시한 개략도이다. 이러한 제1 프레스 성형 공정에서 사용되는 프레스 성형 장치가, 본 발명에 따른 프레스 성형품의 제조 장치의 일 형태에 상당한다. 또한, 도 4는, 블랭크(120)의 길이 방향(도 4에서의 백색 화살표 방향)의 단부의 주변에서의 프레스 성형 장치(10)를 부분적으로 도시한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 프레스 성형 장치(10)는, 다이(30)와, 블랭크 홀더(32)와, 펀치(35)와, 패드(31)와, 이너패드(33)를 구비한다. 다이(30) 및 블랭크 홀더(32)는, 블랭크(120)의 길이 방향으로 교차하는 폭 방향의 단부를 구속하여 보유 지지한다. 패드(31)는, 다이(30)에 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 이너패드(33)는, 펀치(35)에 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 또한, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 방향의 이너패드(33)의 폭은, 동일 방향의 펀치(35)의 폭보다도 작게 되어 있다. 따라서, 패드(31) 및 이너패드(33)는, 블랭크(120)의 폭 방향의 중앙부를 구속한다. 또한, 프레스 성형 장치(10)는, 프레스 성형 시에 있어서, 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)에 대향해서 배치되는 면외 변형 억제 공구(34)를 구비한다. 도 4에 있어서, 예를 들어 다이(30)나 면외 변형 억제 공구(34)는, 그 표면만이 모식적으로 도시되어 있다.

다이(30), 블랭크 홀더(32), 펀치(35), 패드(31) 및 이너패드(33)는, 모두, 이러한 종류의 드로잉 성형에 의한 프레스 성형 장치에 있어서 종래 사용되고 있는 것이면 된다. 따라서, 여기서의 설명은 생략한다. 면외 변형 억제 공구(34)는, 프레스 성형 시에 있어서 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)에 대향하여, 상기 측면(33a, 35a)과의 사이에 소정 거리의 간극(제1 간극)을 두고 배치된다.

프레스 성형 시에는, 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)과 면외 변형 억제 공구(34)의 사이의 간극(제1 간극) 내에 제1 중간 부재(130)에 형성된 플랜지(131)를 끼움지지하면서 프레스 성형이 행해진다. 따라서, 플랜지(131)의 판 두께의 증가나 변동이 제한되어, 주름의 발생이 억제된다. 간극의 거리는, 예를 들어 플랜지(131)의 판 두께에 소정의 클리어런스를 가산한 값으로 해도 된다. 예를 들어, 간극은 하기 식(2)를 충족하도록 설치할 수 있다.

1.00×t≤x <1.40×t … (2)

t: 블랭크의 판 두께(mm)

x: 간극의 거리(mm)

간극의 거리(x)가 상기 식(2)를 충족함으로써, 플랜지(131)의 판 두께를 프레스 성형 전의 판 두께보다도 작게 하지 않고, 플랜지(131)의 면외 변형의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 특히, 주름이 쉽게 발생하는 능선부 플랜지(115a, 115b)에서의 면외 변형의 발생이 억제된다.

이 때, 프레스 성형 시의 형 스커핑을 억제하기 위해서, 플랜지(131)의 표면과 면외 변형 억제 공구(34)의 사이에 약간 클리어런스를 설치해도 된다. 또한, 플랜지(131)의 판 두께가 얇을수록 면외 변형이 쉽게 발생하게 된다. 따라서, 간극은, 하기 식(3)을 충족하도록 설치하는 것이 보다 바람직하다.

1.03×t≤x <1.35×t … (3)

t: 블랭크의 판 두께(mm)

x: 간극의 거리(mm)

도 4에 도시한 프레스 성형 장치(10)는, 펀치(35)에 이너패드(33)을 갖는 프레스 성형 장치(10)의 구성예이지만, 이너패드(33)를 갖지 않는 프레스 성형 장치이어도 된다. 이러한 이너패드(33)를 갖지 않는 프레스 성형 장치는, 펀치(35)가 이너패드(33)를 갖지 않는 점 이외는 프레스 성형 장치(10)와 동일한 구성으로 할 수 있다. 본 명세서에서는, 이너패드(33)를 갖지 않는 프레스 성형 장치를 간단히 「드로잉 성형 장치」라 하며, 이너패드(33)를 갖는 프레스 성형 장치를 「이너패드 드로잉 성형 장치」라 한다.

(2-2-2. 드로잉 성형 장치에 의한 제1 프레스 성형 공정)

이어서, 이너패드를 갖지 않는 드로잉 성형 장치(10A)에 의해, 제1 중간 부재(130)에 대하여 드로잉 성형을 하는 모습에 대해서 설명한다. 드로잉 성형 장치(10A)는, 도 4에 도시한 프레스 성형 장치(10)에 있어서 이너패드(33)를 갖지 않는 것이므로, 도 4에 대해서도 함께 참조하면서 이후의 설명을 행한다.

도 5는, 드로잉 성형 장치(10A)를 사용한 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재(130)로부터 프레스 성형품(100)을 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 5에서의 (a)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 방향에서 본 도면이며, (b)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향에서 본 도면이다. 즉, 도 5의 (b)열에서는, 플랜지(131)를 정면에서 볼 수 있다. 또한, 도 5에서의 (A)는 제1 중간 부재(130)를 드로잉 성형 장치(10A)에 세트한 모습을 도시하고, (B)는 제1 중간 부재(130)에 패드(31)를 접촉시킨 모습을 도시한다. 또한, 도 5에서의 (C)는 드로잉 성형 도중의 모습을 도시하고, (D)는 드로잉 성형 종료 시의 모습을 도시한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 드로잉 성형에서는, 드로잉 성형 장치(10A)에 제1 중간 부재(130)가 세트된 후, 다이(30)와 블랭크 홀더(32)에 의해 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 폭 방향의 단부(132)가 구속되어 보유 지지된다. 이 상태에서, 다이(30)에 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된 평탄 형상의 패드(31)와, 평탄 형상의 정상부를 갖는 펀치(35)에 의해 제1 중간 부재(130)가 끼움지지된 상태에서, 다이(30)가 펀치(35)에 접근한다. 이와 같이 하여, 제1 중간 부재(130)에 대하여 드로잉 성형이 행해진다.

이 드로잉 성형 시에는, 제1 중간 부재(130)의 플랜지(131)는, 펀치(35)의 측면(35a)과, 펀치(35)의 측면(35a)에 대향해서 배치된 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 형성된 간극(제1 간극) 내에 배치된다. 따라서, 드로잉 성형이 행해지고 있는 동안에, 플랜지(131)는, 면외 변형 억제 공구(34)와 펀치(35)의 측면(35a)에 의해 구속된다. 이에 의해, 드로잉 성형 시에 있어서의 플랜지(131)의 면외 변형이 억제되고, 면내 압축 성형에 의해 능선부 플랜지(115a, 115b)가 형성된다. 따라서, 주름의 발생 요인이 되는 능선부 플랜지(115a, 115b)의 판 두께의 증가 및 변동이 적어진다.

상술한 바와 같이, 펀치(35)의 측면(35a)과 면외 변형 억제 공구(34)의 사이에 형성되는 간극은, 하기 식(2)를 충족하도록 설치된다.

1.00×t≤x <1.40×t … (2)

t: 블랭크의 판 두께(mm)

x: 간극의 거리(mm)

상기 식(2)를 충족함으로써, 제1 플랜지(116a)(116b), 능선부 플랜지(115a)(115b) 및 제2 플랜지(117)가 연속한 내향 연속 플랜지(118)의 면외 변형의 발생이 확실하게 억제된다. 특히, 주름이 쉽게 발생하는 능선부 플랜지(115a, 115b)의 면외 변형의 발생이 억제된다.

또한, 상술한 바와 같이, 프레스 성형 시의 형 스커핑을 억제하고, 또한, 플랜지(131)의 판 두께가 얇은 경우의 면외 변형을 억제하기 위해서는, 간극이 하기 식(3)을 충족하는 것이 보다 바람직하다.

1.03×t≤x <1.35×t … (3)

t: 블랭크의 판 두께(mm)

x: 간극의 거리(mm)

도 5에 도시한 예에서는, 면외 변형 억제 공구(34)는 다이(30)에 일체화되어 설치되어 있지만, 면외 변형 억제 공구(34)의 구성은 이 예에 한정되지 않는다. 면외 변형 억제 공구(34)는, 제1 중간 부재(130)의 플랜지(131)를 구속할 수 있으면 되고, 면외 변형 억제 공구(34)의 설치 위치는 특정한 위치에 한정되지 않는다. 또한, 면외 변형 억제 공구(34)는, 본 실시 형태의 예와 같이 상형에 부수되어 배치되는 것에 한정되지 않으며, 하형에 부수되어 배치되어도 된다. 나아가, 면외 변형 억제 공구(34)는, 펀치(35)의 측면(35a)과 협동해서 플랜지(131)를 구속하는 것에 한정되지 않으며, 면외 변형 억제 공구(34)가 독립적으로 플랜지(131)를 구속해도 된다.

이러한 드로잉 성형 장치(10A)를 이용해서 행하여지는 드로잉 성형에 의해, 도 1에 도시한 바와 같이, 능선부(112a, 112b)와, 제1 면부(113a, 113b)와, 제2 면부(114)와, 내향 연속 플랜지(118)를 구비하는 프레스 성형품(100)이 성형된다. 이 때, 펀치(35)의 측면(35a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 플랜지(131)를 끼움지지하면서 드로잉 성형이 행하여지므로, 플랜지(131)에 절결을 형성하지 않고, 형성되는 내향 연속 플랜지(118)의 주름 발생이 억제된다.

또한, 이상의 설명은, 제1 면부(113a, 113b), 능선부(112a, 112b), 제2 면부(114)의 길이 방향의 최단부(100A)의 전체 영역에 걸쳐서 연속하는 내향 연속 플랜지(118)가 형성된 프레스 성형품(100)에 대해서 행했다. 단, 제1 플랜지(116a, 116b)는 제1 면부(113a, 113b)의 최단부(100A)의 전체 영역이 아니고 일부에 형성되어 있어도 된다. 또한, 제2 플랜지(117)는 제2 면부(114)의 최단부(100A)의 전체 영역이 아니고 일부에 형성되어 있어도 된다. 즉, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)는, 각각 능선부 플랜지(115a, 115b)에 연속해서 형성되어 있으면 된다.

(2-2-3. 이너패드 드로잉 성형 장치에 의한 제1 프레스 성형 공정)

이어서, 이너패드 드로잉 성형 장치(10B)에 의해, 제1 중간 부재(130)에 대하여 이너패드 드로잉 성형을 하는 모습에 대해서 설명한다. 도 6은, 이너패드 드로잉 성형 장치(10B)를 사용한 이너패드 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재(130)로부터 프레스 성형품(100)을 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 6에서의 (a)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 방향에서 본 도면이며, (b)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향에서 본 도면이다.

또한, 도 6에서의 (A)는 제1 중간 부재(130)를 이너패드 드로잉 성형 장치(10B)에 세트한 모습을 도시하고, (B)는 제1 중간 부재(130)에 패드(31)를 접촉시킨 모습을 도시한다. 또한, 도 6에서의 (C)는 이너패드 드로잉 성형 도중의 모습을 도시하고, (D)는 이너패드 드로잉 성형의 완료 직전의 모습을 도시하고, (E)는 이너패드 드로잉 성형 종료 시의 모습을 도시한다. 또한, 도 6 중의 부호는, 이너패드(33)가 추가된 이외에는 도 5와 동일하다.

도 6에 도시한 바와 같이, 이너패드 드로잉 성형은, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된 이너패드(33)를 갖는 펀치(35)를 사용해서 드로잉 성형을 행하는 점 이외는, 도 5에 도시한 드로잉 성형과 동일하게 행할 수 있다. 따라서, 이너패드 드로잉 성형이 행하여지고 있는 동안에, 플랜지(131)는 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 끼움지지되고, 플랜지(131)의 면외 변형이 억제된다. 이에 의해, 능선부 플랜지(115a, 115b)가 면내 압축 성형에 의해 형성된다. 아울러, 이너패드(33)를 갖는 펀치(35)를 사용함으로써, 형성되는 내향 연속 플랜지(118)의 테두리부의 판 두께, 특히 능선부 플랜지(115a, 115b)의 테두리부의 판 두께 증가가 저감되어, 주름 발생이 더욱 억제된다.

도 7은, 드로잉 성형 또는 이너패드 드로잉 성형 도중에 형성되는 능선부(112a, 112b)의 곡률 반경을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 7의 (A)는 이너패드를 사용하지 않는 드로잉 성형의 모습을 도시한다. 도 7의 (B)는 이너패드 드로잉 성형의 모습을 도시한다. 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이, 이너패드 드로잉 성형에서는, 성형 도중에 능선부(112a, 112b)에 형성되는 만곡 부분(B)의 곡률 반경이, 도 7의 (A)에 도시한 드로잉 성형에 비해 커진다. 그로 인해, 성형 후에 형성되는 능선부 플랜지(115a, 115b)의 테두리부에서의 판 두께 증가가 완화된다. 그 결과, 주름의 발생이 억제된 양호한 내향 연속 플랜지(118)가 형성된다.

또한, 도 7의 (B)에 도시한 이너패드 드로잉 성형에서는, 드로잉 성형의 종료 시점에서 이너패드(33)가 하강하여 펀치(35)의 내부에 수납되므로, 능선부(112a, 112b)의 곡률 반경은 펀치(35)의 코너부의 곡률 반경에 따라 정해진다. 따라서, 도 7의 (A)에 도시한 드로잉 성형과 비교하여, 형성되는 능선부(112a, 112b)의 곡률 반경에 차이는 발생하지 않는다.

(2-2-3. 굽힘 성형 장치에 의한 제1 프레스 성형)

여기까지 설명한 제1 프레스 성형 공정은 드로잉 성형에 의해 행하여지는 것이지만, 제1 프레스 성형 공정은, 드로잉 성형이 아니고 굽힘 성형에 의해 행하여져도 된다. 도 8은, 드로잉 성형 장치(10A) 또는 이너패드 드로잉 성형 장치(10B) 대신에 굽힘 성형 장치(50)를 사용한 굽힘 성형에 의해 제1 중간 부재(130)로부터 프레스 성형품(100)을 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다.

도 8에서의 (a)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 방향에서 본 도면이며, (b)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 8에서의 (A)는 제1 중간 부재(130)를 굽힘 성형 장치(50)에 세트한 모습을 도시하고, (B)는 제1 중간 부재(130)에 패드(31)를 접촉시킨 모습을 도시한다. 또한, 도 8에서의 (C)는 굽힘 성형 도중의 모습을 도시하고, (D)는 굽힘 성형 종료 시의 모습을 도시한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 굽힘 성형에서는, 굽힘 성형 장치(50)에 제1 중간 부재(130)가 세트된다. 이 때, 제1 중간 부재(130)의 플랜지(131)가, 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)과, 상기 측면(33a, 35a)에 대향해서 배치된 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 형성된 간극(제1 간극) 내에 배치된다. 이에 의해, 제1 중간 부재(130)의 플랜지(131)는, 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 구속된다.

이 상태에서, 다이(30)에 설치한 패드(31)와 펀치(35)에 의해 제1 중간 부재(130)가 끼움지지된 상태에서, 다이(30)와 펀치(35)가 접근한다. 이에 의해, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 폭 방향의 양단부가 절곡된다. 그 결과, 굽힘 성형 시에 있어서의 플랜지(131)의 면외 변형이 억제되고, 면내 압축 성형에 의해 능선부 플랜지(115a, 115b)가 형성된다.

이와 같이 행하여지는 굽힘 성형은, 드로잉 성형보다도 간단한 구성의 금형으로 행할 수 있다. 한편, 굽힘 성형은, 드로잉 성형보다도 능선부 플랜지(115a, 115b)의 판 두께의 증가가 쉽게 커지지만, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같은 프레스 성형품(100)을 형성할 수 있다. 단, 프레스 성형품(100)에서의 형 스커핑 자국을 저감시킬 수 있는 점이나, 금형의 손모를 저감시킬 수 있는 점에 있어서, 드로잉 성형이 굽힘 성형보다도 유리하다.

이상, 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 절결을 형성하지 않고, 주름의 발생이 억제된 내향 연속 플랜지(118)를 갖는 프레스 성형품(100)을, 고강도 강판을 사용해서 제조할 수 있다. 따라서, 자동차 차체용의 보강 부재 등에 사용 가능하고, 강성이 높아, 하중 전달 특성이 우수한 프레스 성형품(100)을 얻을 수 있다.

<3. 제3 실시 형태>

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법의 예에 대해서, 프레스 성형 장치의 구성예로 함께 설명한다. 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법 및 프레스 성형 장치도, 제1 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)을 제조하기 위한 것이다. 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법은, 제1 중간 성형 공정과 제2 중간 성형 공정과 제2 프레스 성형 공정을 구비하는 것이다. 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품(100)의 제조 방법은, 예를 들어 프레스 성형품(100)의 제1 면부(113a, 113b)에 있어서의, 능선부(112a, 112b)의 연장 방향에 직교하는 방향의 길이가 긴 경우에 실시된다. 이 중, 제1 중간 성형 공정은, 제2 실시 형태에 따른 제1 중간 성형 공정과 동일하게 행할 수 있으므로, 여기서의 설명을 생략한다.

(3-1. 제2 중간 성형 공정)

이하, 제1 중간 부재(130)로부터 제2 중간 부재(140)를 얻는 제2 중간 성형 공정에서 행하여지는 프레스 성형 방법과, 제2 중간 성형 공정에서 사용 가능한 프레스 성형 장치에 대해서 설명한다. 제2 중간 성형 공정도, 제2 실시 형태에 따른 제1 프레스 성형 공정과 마찬가지로, 이너패드를 사용하지 않는 드로잉 성형 및 이너패드를 사용하는 드로잉 성형의 어느 쪽의 방법으로 실시해도 된다.

(3-1-1. 드로잉 성형 장치에 의한 제2 중간 성형)

먼저, 이너패드를 갖지 않는 드로잉 성형 장치(60)에 의해, 제1 중간 부재(130)에 대하여 드로잉 성형을 하는 모습에 대해서 설명한다. 드로잉 성형 장치(60)는, 제1 프레스 성형에 사용하는 드로잉 성형 장치(10A)와 마찬가지로, 도 4에 도시한 프레스 성형 장치(10)에 있어서 이너패드(33)를 갖고 있지 않아도 된다.

도 9의 (A)는, 드로잉 성형 장치(60)의 구성예의 일부를 모식적으로 도시한 개략도이다. 또한, 도 9의 (B)는, 이러한 드로잉 성형 장치(60)를 사용한 드로잉 성형에 의해 얻어진 제2 중간 부재(140)의 외관의 일례를 도시한 사시도이다. 드로잉 성형 장치(60)의 기본적인 구성은, 제2 실시 형태에 따른 제1 프레스 성형 공정에서 사용되는 드로잉 성형 장치(10A)와 동일한 구성으로 할 수 있다. 또한, 도 9의 (A)는, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향(도 9의 (A)에서의 백색 화살표 방향)의 단부의 주변에서의 드로잉 성형 장치(60)를 부분적으로 도시한다.

도 10은, 드로잉 성형 장치(60)를 사용한 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재(130)로부터 제2 중간 부재(140)를 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 10에서의 (a)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 방향에서 본 도면이며, (b)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 10에서의 (A)는 제1 중간 부재(130)를 드로잉 성형 장치(60)에 세트한 모습을 도시하고, (B)는 제1 중간 부재(130)에 패드(31)를 접촉시킨 모습을 도시하고, (C)는 드로잉 성형 종료 시의 모습을 도시한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 드로잉 성형에 의한 제2 중간 성형 공정은, 기본적으로 제2 실시 형태에 따른 제1 프레스 성형 공정과 동일하게 행할 수 있다. 즉, 제1 중간 부재(130)가 드로잉 성형 장치(60)에 세트된 후, 다이(30)와 블랭크 홀더(32)에 의해 제1 중간 부재(130)의 단부(132)가 구속되어 보유 지지된다. 이 상태에서, 다이(30)에 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된 평탄 형상의 패드(31)와 평탄 형상의 정상부를 갖는 펀치(35)에 의해 제1 중간 부재(130)를 끼움지지하면서, 다이(30)가 펀치(35)에 접근한다. 이에 의해, 제1 중간 부재(130)에 대하여 드로잉 성형이 행해진다. 이러한 드로잉 성형은, 소위 쉘로우 드로잉이라고 하는 드로잉 성형으로 해도 된다.

이러한 드로잉 성형 시에는, 제1 중간 부재(130)의 플랜지(131)는, 펀치(35)의 측면(35a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 형성된 간극(제1 간극) 내에 구속되어, 플랜지(131)의 면외 변형이 억제된다. 단, 제2 중간 성형 공정에서는, 다이(30)를 펀치(35)에 접근시킬 때, 다이(30)를 완전히 펀치(35)에 근접시키지 않고, 다이(30) 및 블랭크 홀더(32)의 이동이 도중에 정지된다. 이 때, 다이(30)와 블랭크 홀더(32)에 끼움지지된 제1 중간 부재(130)의 단부(132)는, 완전히는 절곡되지 않고 보유 지지된다.

이러한 드로잉 성형에 의해, 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이, 중간 능선부(142a, 142b)와, 중간 능선부(142a, 142b)에 각각 연결되는 제1 중간 면부(143a, 143b) 및 제2 중간 면부(144)가 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제2 중간 부재(140)에서의 제1 중간 면부(143a, 143b)와 제2 중간 면부(144)는 평행한 상태로 되어 있다.

또한, 이러한 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재(130)에 형성된 플랜지(131)는, 중간 능선부 플랜지(145a, 145b)와, 제1 중간 플랜지(146a, 146b)와, 제2 중간 플랜지(147)가 연속한 중간 연속 플랜지(148)에 성형된다. 중간 능선부 플랜지(145a, 145b)는, 중간 능선부(142a, 142b)의 단부에 형성되는 플랜지이다. 제1 중간 플랜지(146a, 146b)는, 제1 중간 면부(143a, 143b)의 길이 방향의 단부의 적어도 일부의 영역에 형성되는 플랜지이다. 제2 중간 플랜지(147)는, 제2 중간 면부(144)의 길이 방향 단부의 적어도 일부의 영역에 형성되는 플랜지이다.

드로잉 성형이 행해지는 동안에, 제1 중간 부재(130)에 형성된 플랜지(131)는, 펀치(35)의 측면(35a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 끼움지지되어, 플랜지(131)의 면외 변형이 억제된다. 따라서, 중간 능선부 플랜지(145a, 145b)가 면내 압축 성형에 의해 형성되어, 중간 연속 플랜지(148)에서의 주름 발생이 억제된다.

이와 같이 하여, 제1 중간 부재(130)를 드로잉 성형함으로써, 중간 능선부(142a, 142b)와, 제1 중간 면부(143a, 143b)와, 제2 중간 면부(144)와, 중간 연속 플랜지(148)를 구비하는 제2 중간 부재(140)가 얻어진다. 이러한 제2 중간 부재(140)도 프레스 성형품의 일 형태이다. 따라서, 드로잉 성형 장치(60)는, 최종 성형품으로서의 프레스 성형품(100)을 제조하기 위해서 사용되는, 본 발명에 따른 프레스 성형품의 제조 장치의 일 형태이다.

(3-1-2. 이너패드 드로잉 성형 장치에 의한 제2 중간 성형)

이어서, 이너패드를 갖는 이너패드 드로잉 성형 장치(70)에 의해, 제1 중간 부재(130)에 대하여 드로잉 성형을 하는 모습에 대해서 설명한다. 이너패드 드로잉 성형 장치(70)의 기본적인 구성은, 제2 실시 형태에 따른 제1 프레스 성형 공정에서 사용되는 이너패드 드로잉 성형 장치(10B)와 동일한 구성으로 할 수 있다.

도 11은, 이너패드 드로잉 성형 장치(70)를 사용한 이너패드 드로잉 성형에 의해 제1 중간 부재(130)로부터 제2 중간 부재(140)를 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 11에서의 (a)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향으로 교차하는 방향에서 본 도면이며, (b)열은, 제1 중간 부재(130)의 길이 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 11에서의 (A)는 제1 중간 부재(130)를 이너패드 드로잉 성형 장치(70)에 세트한 모습을 도시하고, (B)는 제1 중간 부재(130)에 패드(31)를 접촉시킨 모습을 도시하고, (C)는 이너패드 드로잉 성형 종료 직전의 모습을 도시한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 이너패드 드로잉 성형은, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된 이너패드(33)를 갖는 펀치(35)를 사용해서 드로잉 성형을 행하는 점 이외는, 도 10에 도시한 드로잉 성형과 동일하게 행할 수 있다. 따라서, 이너패드 드로잉 성형이 행해지고 있는 동안에, 플랜지(131)는 펀치(35)의 측면(35a) 및 이너패드(33)의 측면(33a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 형성되는 간극(제1 간극) 내에 끼움지지되어, 플랜지(131)의 면외 변형이 억제된다. 이에 의해, 중간 능선부 플랜지(145a, 145b)가 면내 압축 성형에 의해 형성된다. 아울러, 이너패드(33)를 갖는 펀치(35)를 사용함으로써, 형성되는 중간 연속 플랜지(148)의 폭 방향의 테두리부의 영역에서의 판 두께의 증가가 저감된다. 특히, 중간 능선부 플랜지(145a, 145b)의 테두리부의 영역에서의 판 두께의 증가가 저감된다. 따라서, 최종적 성형품으로서의 프레스 성형품(100)에 형성되는 내향 연속 플랜지(118)에 있어서의, 주름 발생이 더욱 억제된다.

이와 같이 하여, 제2 중간 성형 공정에 있어서, 제1 중간 부재(130)를 이너패드 드로잉 성형함으로써, 중간 능선부(142a, 142b)와, 제1 중간 면부(143a, 143b)와, 제2 중간 면부(144)와, 중간 연속 플랜지(148)를 구비하는 제2 중간 부재(140)가 얻어진다. 이러한 제2 중간 부재(140)도 프레스 성형품의 일 형태이다. 따라서, 이너패드 드로잉 성형 장치(70)는, 최종 성형품으로서의 프레스 성형품(100)을 제조하기 위해서 사용되는, 본 발명에 따른 프레스 성형품의 제조 장치의 일 형태이다.

(3-1-3. 굽힘 성형 장치에 의한 제2 중간 성형 공정)

여기까지 설명한 제2 중간 성형 공정은 드로잉 성형에 의해 행해지는 것이지만, 제2 중간 성형 공정은, 드로잉 성형이 아니고 굽힘 성형에 의해 행해져도 된다. 제2 중간 성형 공정을 굽힘 성형에 의해 행하는 경우에 사용하는 굽힘 성형 장치의 기본적인 구성은, 제2 실시 형태에 따른 제1 프레스 성형 공정에서 사용되는 굽힘 성형 장치와 동일한 구성으로 할 수 있다.

단, 제2 중간 부재(140)를 굽힘 성형에 의해 형성할 경우, 다이(30)를 펀치(35)에 접근시킬 때의 이동 거리가, 제1 프레스 성형 공정에서의 이동 거리보다도 짧아진다. 예를 들어, 다이(30)에서의 펀치(35)가 진입하는 영역을 얕게 함으로써, 상기한 이동 거리를 짧게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 중간 부재(130)의 단부(132)는, 완전하게는 절곡되지 않는 상태로 유지된다. 이러한 굽힘 성형에 의해, 중간 능선부(142a, 142b)와, 중간 능선부(142a, 142b)에 각각 연결되는 제1 중간 면부(143a, 143b) 및 제2 중간 면부(144)가 형성된다. 본 실시 형태에서는, 제2 중간 부재(140)에서의 제1 중간 면부(143a, 143b)와 제2 중간 면부(144)는 평행한 상태로는 되지 않고, 제1 중간 면부(143a, 143b)는 제2 중간 면부(144)에 대하여 경사 방향으로 연장되어 형성된다.

이러한 굽힘 성형이 행해지는 동안에, 제1 중간 부재(130)에 형성된 플랜지(131)는, 펀치(35)의 측면(35a)과 면외 변형 억제 공구(34)에 의해 형성된 간극(제1 간극) 내에 끼움지지되어, 플랜지(131)의 면외 변형이 억제된다. 따라서, 중간 능선부 플랜지(145a, 145b)가 면내 압축 성형에 의해 형성되어, 중간 연속 플랜지(148)에서의 주름 발생이 억제된다.

본 실시 형태에 있어서도, 굽힘 성형은, 드로잉 성형보다도 간단한 구성의 금형으로 행할 수 있다. 한편, 굽힘 성형은, 드로잉 성형보다도 능선부 플랜지(115a, 115b)의 판 두께의 증가가 쉽게 커지게 된다. 단, 제2 중간 부재(140) 또는 최종 성형품으로서의 프레스 성형품(100)에서의 형 스커핑 자국을 저감시킬 수 있는 점이나, 금형의 손모를 저감시킬 수 있는 점에 있어서, 드로잉 성형이 굽힘 성형보다도 유리하다.

이와 같이 하여, 제2 중간 성형 공정에 있어서, 제1 중간 부재(130)를 굽힘 성형함으로써, 중간 능선부(142a, 142b)와, 제1 중간 면부(143a, 143b)와, 제2 중간 면부(144)와, 중간 연속 플랜지(148)를 구비하는 제2 중간 부재(140)가 얻어진다. 이러한 제2 중간 부재(140)도 프레스 성형품의 일 형태이다. 따라서, 이러한 굽힘 성형에 사용되는 굽힘 성형 장치는, 최종 성형품으로서의 프레스 성형품(100)을 제조하기 위해서 사용되는, 본 발명에 따른 프레스 성형품의 제조 장치의 일 형태이다.

(3-2. 제2 프레스 성형 공정)

제2 프레스 성형 공정에 있어서는, 예를 들어 굽힘 성형에 의한 프레스 성형에 의해 제2 중간 부재(140)로부터 프레스 성형품(100)이 얻어지면 되고, 프레스 성형 방법이나 프레스 성형 장치의 구성은 특별히 한정되지 않는다. 이하, 도 12 및 도 13을 참조하여, 제2 중간 부재(140)로부터 최종 성형품으로서의 프레스 성형품(100)을 얻는 프레스 성형 방법과, 제2 프레스 성형 공정에서 사용 가능한 프레스 성형 장치(80)의 일례에 대해서 설명한다.

도 12의 (A)는, 굽힘 성형에 사용하는 프레스 성형 장치(80)의 구성예의 일부를 모식적으로 도시한 개략도이다. 또한, 도 12의 (B)는, 이러한 프레스 성형 장치(80)를 사용한 굽힘 성형에 의해 얻어진 프레스 성형품(100)의 외관의 일례를 도시한 사시도이다. 프레스 성형 장치(80)의 기본적인 구성은, 제2 실시 형태에 따른 제1 중간 성형 공정에서 사용되는 프레스 성형 장치(90)와 동일한 구성으로 할 수 있다. 단, 제2 프레스 성형 공정에서 사용되는 프레스 성형 장치(80)는, 프레스 성형 시에 있어서, 펀치(39)의 측면(39a)에 대향해서 배치되는 면외 변형 억제 공구(40)를 구비하고 있다.

펀치(39)의 측면(39a)과 면외 변형 억제 공구(40)에 의해 형성되는 간극(제2 간극)의 거리는, 제1 프레스 성형 공정 또는 제2 중간 성형 공정에서 사용하는 성형 장치에서 형성되는 간극(제1 간극)과 동일한 거리로 할 수 있다. 또한, 도 12의 (A)는, 제2 중간 부재(140)의 길이 방향(도 12의 (A)에서의 백색 화살표 방향)의 단부의 주변에서의 프레스 성형 장치(80)를 부분적으로 도시한 것이다.

도 13은, 프레스 성형 장치(80)를 사용한 굽힘 성형에 의해 제2 중간 부재(140)로부터 프레스 성형품(100)을 얻는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 도 13에서의 (a)열은, 제2 중간 부재(140)의 길이 방향으로 교차하는 방향에서 본 도면이며, (b)열은, 제2 중간 부재(140)의 길이 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 13에서의 (A)는 제2 중간 부재(140)에 패드(38)를 접촉시킨 모습을 도시하고, (B)는 굽힘 성형 종료 시의 모습을 도시한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 굽힘 성형에 의한 제2 프레스 성형 공정은, 기본적으로 제2 실시 형태에 따른 제1 중간 성형 공정과 동일하게 행할 수 있다. 즉, 제2 중간 부재(140)가 펀치(39) 상에 세트된 후, 다이(37)에 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지된 패드(38)와, 펀치(39)에 의해, 제2 중간 부재(140)의 제2 중간 면부(144)가 구속되어 보유 지지된다. 이 상태에서, 펀치(39)와 다이(37)를 상대적으로 접근시킴으로써, 제1 중간 면부(143a, 143b)를 절곡하는 프레스 성형이 행해진다.

이러한 굽힘 성형이 행해지는 동안에, 제2 중간 부재(140)에 형성된 중간 연속 플랜지(148)는, 펀치(39)의 측면(39a)과 면외 변형 억제 공구(40)에 의해 형성된 간극 내에 끼움지지되어, 중간 연속 플랜지(148)의 면외 변형이 억제된다. 따라서, 능선부 플랜지(115a, 115b)가 면내 압축 성형에 의해 형성되어, 내향 연속 플랜지(118)에서의 주름 발생이 억제된다.

이 굽힘 성형에 의해, 도 12의 (B)에 도시한 바와 같이, 능선부(112a, 112b)와, 제1 면부(113a, 113b)와, 제2 면부(114)와, 내향 연속 플랜지(118)를 갖는 프레스 성형품(100)이 얻어진다. 내향 연속 플랜지(118)는 절결을 갖고 있지 않고, 능선부 플랜지(115a, 115b)와 제1 플랜지(116a, 116b)와 제2 플랜지(117)가 단면 내향으로 연속해서 형성된 것이다.

또한, 본 실시 형태에서는, 프레스 성형품(100)의 단부에 있어서, 능선부(112a, 112b), 제1 면부(113a, 113b) 및 제2 면부(114)의 단부의 전체 영역에 걸친 내향 연속 플랜지(118)가 형성된다. 단, 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)는, 제1 면부(113a, 113b) 및 제2 면부(114)의 단부의 일부 영역에 형성되어 있어도 된다. 제1 플랜지(116a, 116b) 및 제2 플랜지(117)는, 능선부 플랜지(115a, 115b)로부터 연속해서 형성되어 있으면 된다.

또한, 제2 프레스 성형 공정에서의 굽힘 성형에 있어서, 능선부는, 가공 조건에 따라서는, 추가적인 굽힘 가공을 받지 않거나, 또는, 굽힘 가공을 받아도 그 부하는 매우 작아진다. 그로 인해, 펀치(35)의 측면(35a)과 면외 변형 억제 공구(40)에 의해 형성되는 간극(제2 간극)의 거리는, 제1 프레스 성형 공정이나 제2 중간 성형 공정에서 사용되는 성형 장치로 형성되는 간극(제1 간극)보다 커도 된다.

이상, 본 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 절결을 형성하지 않고, 주름 발생이 억제된 내향 연속 플랜지(118)를 갖는 프레스 성형품(100)을, 고강도 강판을 사용해서 제조할 수 있다. 따라서, 자동차 차체용의 보강 부재 등에 사용 가능하고, 강성이 높아, 하중 전달 특성이 우수한 프레스 성형품(100)을 얻을 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

(실시예 1, 2 및 비교예 1)

먼저, 면외 변형 억제 공구의 유무 이외는 동일한 구성을 갖는 2개의 프레스 성형 장치를 사용해서 프레스 성형품을 제조한 경우에서의 내향 연속 플랜지의 상태를 비교하였다. 프레스 성형품의 제조는, 제2 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 준하여 행했다.

실시예 1 및 2에서는, 판 두께 1.0mm, 인장 강도가 980MPa급인 냉연 강판으로 이루어지는 블랭크를 사용하여, 제2 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 의해, 내향 연속 플랜지를 갖는 모자형 단면 형상의 프레스 성형품의 제조를 시도하였다. 즉, 제1 중간 성형 공정에서 블랭크의 길이 방향의 단부에 플랜지를 형성한 후, 제1 프레스 성형 공정에 있어서, 면외 변형 억제 공구를 구비한 드로잉 성형 장치를 사용해서 프레스 성형하였다.

이 때, 면외 변형 억제 공구와 펀치의 측면의 사이에 형성되는 간극의 거리(x)를, 실시예 1에서는 1.33mm로 하고, 실시예 2에서는 1.41mm로 하였다. 또한, 비교예 1에서는, 면외 변형 억제 공구를 사용하지 않고 제1 프레스 성형 공정을 행했다. 제조하는 프레스 성형품의 능선부 곡률 반경(rf)은 5mm로 하고, 능선부 플랜지의 평탄부의 폭(Lf)은 2mm로 하였다. 또한, 형성되는 프레스 성형품의 제1 면부와 제2 면부가 이루는 각도(θ)는 90°로 하였다. 이러한 플랜지의 폭(Lf)은, 0.22×rf+0.13×θ-5.9의 값 6.9보다도 작은 값이다. 즉, 얻어진 프레스 성형품은, 상기 식(1)을 충족하고 있다. 또한, 실시예 1 및 2, 비교예 1에서는 모두 동일한 구성의 블랭크를 사용하였다.

도 14의 (a) 내지 (c)는, 실시예 1 및 2, 비교예 1에서 얻어진 프레스 성형품의 능선부 플랜지 부근의 외관 사진을 도시하고 있다. 도 14의 (a)가 실시예 1의 프레스 성형품이며, 도 14의 (b)가 실시예 2의 프레스 성형품이다. 또한, 도 14의 (c)는 비교예 1의 프레스 성형품이다. 도 14의 (c)에 도시한 비교예 1의 프레스 성형품은, 면외 변형 억제 공구를 사용하지 않고 제1 프레스 성형을 행했기 때문에, 능선부 플랜지가 외측으로 크게 변형되었다. 이에 반해, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시한 실시예 1 및 2의 프레스 성형품은, 면외 변형 억제 공구를 사용해서 제1 프레스 성형을 행했기 때문에, 능선부 플랜지가 면내 압축되어, 주름이 적은 양호한 형상의 내향 연속 플랜지를 형성할 수 있었다.

또한, 도 14의 (b)에 도시한 실시예 2의 프레스 성형품에서는, 제1 플랜지로부터 능선부 플랜지, 제2 플랜지에 걸쳐서, 내향 연속 플랜지의 표면에, 육안으로 시인 가능한 작은 굴곡이 보인다. 이에 반해, 도 14의 (a)에 도시한 실시예 1의 프레스 성형품에서는, 그러한 굴곡은 보이지 않았다. 따라서, 펀치의 측면과 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 간극의 거리가 작은 쪽이, 양호한 형상의 내향 연속 플랜지를 형성할 수 있음을 알 수 있었다.

(실시예 3, 4, 5)

이어서, 면외 변형 억제 공구를 사용해서 프레스 성형을 행할 때, 드로잉 성형, 이너패드 드로잉 성형 및 굽힘 성형에 의한 내향 연속 플랜지의 판 두께의 증가율을 비교하였다. 프레스 성형품의 제조는, 제2 실시 형태에 준하여 행했다.

실시예 3 내지 5에서는, 판 두께 1.0mm, 인장 강도가 980MPa급인 냉연 강판으로 이루어지는 블랭크를 사용하여, 제2 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에 의해, 내향 연속 플랜지를 갖는 모자형 단면 형상의 프레스 성형품의 제조를 시도하였다. 즉, 제1 중간 성형 공정에서 블랭크의 길이 방향의 단부에 플랜지를 형성한 후, 제1 프레스 성형 공정에 있어서, 면외 변형 억제 공구를 구비한 굽힘 성형 장치 또는 드로잉 성형 장치를 사용해서 프레스 성형하였다.

제1 프레스 성형 공정에서 사용하는 프레스 성형 장치로서, 실시예 3에서는 드로잉 성형 장치를 사용하고, 실시예 4에서는 이너패드 드로잉 성형 장치를 사용하고, 실시예 5에서는 굽힘 성형 장치를 사용하였다. 이들 성형 장치는, 모두 면외 변형 억제 공구를 갖는 것이며, 펀치 내지 이너패드의 측면과 면외 변형 억제 공구의 사이의 간극의 거리(x)가 블랭크의 판 두께(t)의 1.18배가 되도록, 면외 변형 억제 공구를 배치하였다. 제조하는 프레스 성형품의 능선부의 곡률 반경(rf)은 5mm로 하고, 능선부 플랜지의 평탄부의 폭(Lf)은 2mm로 하였다. 실시예 3 내지 5에서는, 모두 동일한 구성의 블랭크를 사용하였다.

도 15는, 각각 실시예 3 내지 5의 프레스 성형품에 형성된 능선부 플랜지의, 테두리부의 판 두께 증가율의 분포를 나타낸 그래프이다. 도 15의 그래프 횡축은 플랜지의 테두리부의 거리(mm)를 나타내고, 도 15의 그래프 종축은 판 두께 증가율(%)을 나타낸다. 「플랜지의 테두리부의 거리」란, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 능선부 플랜지(115a)에 있어서, 테두리부의 판 두께가 블랭크의 판 두께부터 증가하기 시작하는 위치(도 1의 (b)의 위치(S))를 기점(0)으로 한, 능선부 플랜지(115a)의 테두리부의 위치를 말한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 제1 프레스 성형 공정을 드로잉 성형 및 이너패드 드로잉 성형에 의해 행한 경우에는, 굽힘 성형에 의해 행한 경우와 비교하여, 판 두께의 증가가 광범위하게 분산되어, 판 두께 증가율의 피크값이 작아져 있다. 따라서, 드로잉 성형 또는 이너패드 드로잉 성형에 의해 제1 프레스 성형 공정을 행함으로써, 능선부 플랜지의 판 두께 변동을 작게 억제할 수 있어, 보다 양호한 형상의 내향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형품을 얻을 수 있다. 그 중에서도, 이너패드 드로잉 성형에 의해 행한 경우에는, 이너패드를 사용하지 않는 드로잉 성형에 의해 행한 경우와 비교하여, 판 두께 증가율의 피크값이 보다 작아져 있어, 이너패드 드로잉 성형은, 그 효과가 보다 큰 것을 알 수 있었다.

(실시예 6 내지 17, 비교예 2 내지 13)

이어서, 면외 변형 억제 공구를 사용해서 프레스 성형을 행하여, 플랜지 폭(Lf), 능선부의 곡률 반경(rf) 및 제1 면부와 제2 면부가 이루는 각도(θ)의 차이로 인한 주름의 발생 상황의 비교를 행하였다.

실시예 6 내지 17, 비교예 2 내지 13에서는, 판 두께 1.0mm, 인장 강도가 980MPa급인 냉연 강판으로 이루어지는 블랭크를 사용하여, 제2 실시 형태에 따른 제조 방법에 의해, 내향 연속 플랜지를 갖는 모자형 단면 형상의 프레스 성형품의 제조를 시도하였다. 실시예 6 내지 17, 비교예 2 내지 13 모두, 제1 프레스 성형 공정은, 드로잉 성형을 사용하여 행했다. 실시예 6 내지 17, 비교예 2 내지 13에서 각각 얻어진 프레스 성형품의 내향 연속 플랜지에서의 주름의 발생 상황을 평가하였다. 실시예 6 내지 17, 비교예 2 내지 13 각각의 프레스 성형품에서의 능선부의 플랜지 폭(Lf), 곡률 반경(rf), 각도(θ) 및 주름의 발생 유무를 표 1에 나타냈다.

도 16은, 실시예 6 내지 17, 비교예 2 내지 13의 프레스 성형품의 주름의 발생 상황을 나타낸 그래프이다. 제1 면부와 제2 면부가 이루는 각도(θ)가 90°인 경우 및 145°인 경우의 어느 쪽에 있어서도, 능선부의 곡률 반경(rf)이 작아질수록, 주름이 발생하지 않는 플랜지 폭(Lf)의 한계가 작아져 있다. 이러한 플랜지 폭(Lf)의 한계는, 다음의 근사식(3)으로 나타낼 수 있다.

Lf=0.22×rf+0.13×θ-5.9 … (3)

(단, 0mm≤rf≤35mm, 또한, 90°≤θ≤145°)

따라서, 형성되는 내향 연속 플랜지에서의 주름 발생을 억제하기 위해서는, 능선부의 플랜지 폭(Lf)이 하기 식(1)을 충족하면 되는 것을 알 수 있다.

Lf≤0.22×rf+0.13×θ-5.9 … (1)

(단, 0mm≤rf≤35mm, 또한, 90°≤θ≤145°)

10 : 프레스 성형 장치(프레스 성형품의 제조 장치)
10A : 드로잉 성형 장치(프레스 성형품의 제조 장치)
10B : 이너패드 드로잉 성형 장치(프레스 성형품의 제조 장치)
30 : 다이
31 : 패드
32 : 블랭크 홀더
33 : 이너패드
34 : 면외 변형 억제 공구
35 : 펀치
35a : 측면
37 : 다이
38 : 패드
39 : 펀치
39a : 측면
40 : 면외 변형 억제 공구
50 : 굽힘 성형 장치
60 : 드로잉 성형 장치
70 : 이너패드 드로잉 성형 장치(프레스 성형품의 제조 장치)
80 : 프레스 성형 장치(프레스 성형품의 제조 장치)
90 : 프레스 성형 장치
91 : 다이
92 : 패드
95 : 펀치
100 : 프레스 성형품
112a, 112b : 능선부
113a, 113b : 제1 면부
114 : 제2 면부
115a, 115b : 능선부 플랜지
116a, 116b : 제1 플랜지
117 : 제2 플랜지
118 : 내향 연속 플랜지
120 : 블랭크
130 : 제1 중간 부재
131 : 플랜지
140 : 제2 중간 부재
142a, 142b : 중간 능선부
143a, 143b : 제1 중간 면부
144 : 제2 중간 면부
145a, 145b : 중간 능선부 플랜지
146a, 146b : 제1 중간 플랜지
147 : 제2 중간 플랜지
148 : 중간 연속 플랜지

Claims

인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지고, 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 구비하는 금속판의 프레스 성형품에 있어서,
상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가 연속된 내향 연속 플랜지를 구비하고,
상기 능선부 플랜지의 플랜지 폭(Lf), 상기 능선부의 곡률 반경(rf) 및 상기 제1 면부와 상기 제2 면부가 이루는 각도(θ)가 하기 식(1)을 충족하는, 프레스 성형품.
Lf≤0.22×rf+0.13×θ-5.9 … (1)
(단, 0mm≤rf≤35mm, 또한, 90°≤θ≤145°)
제1항에 있어서,
상기 능선부 플랜지의 적어도 일부의 플랜지 폭이, 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지의 적어도 일부의 플랜지 폭보다도 작은, 프레스 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 소정의 방향을 따라 본 상기 프레스 성형품의 단면 형상은, 모자형 또는 홈형의 개방 단면 형상, 또는 폐쇄 단면 형상인, 프레스 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 프레스 성형품은 자동차 차체용의 보강 부재인, 프레스 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 상기 능선부 플랜지의 폭 방향의 테두리부의 영역에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께 이상인, 프레스 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 상기 능선부 플랜지의 폭 방향의 테두리부의 영역에서의 판 두께가, 프레스 성형 전의 판 두께의 1.5배 이하인, 프레스 성형품.
제1항에 기재된 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서,
인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,
상기 플랜지를 소정의 제1 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형함으로써, 상기 제1 중간 부재를 상기 소정의 방향을 따라서 절곡하여,
상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,
상기 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가, 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제1 프레스 성형 공정을 구비하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서,
다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,
상기 제1 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치함과 함께, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,
상기 플랜지를 소정의 제1 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형함으로써, 상기 제1 중간 부재를 상기 소정의 방향을 따라서 절곡하여,
상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,
상기 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가, 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제1 프레스 성형 공정을 구비하고,
상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서,
상기 제1 중간 부재를 가압하는 패드를 가압 방향으로 이동 가능하게 지지하는 다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,
상기 제1 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치함과 함께, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치와 상기 패드에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,
상기 플랜지를 소정의 제1 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형함으로써, 상기 제1 중간 부재를 상기 소정의 방향을 따라서 절곡하여,
상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,
상기 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가, 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제1 프레스 성형 공정을 구비하고,
상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서,
다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구와, 상기 다이와 대향하는 블랭크 홀더를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,
상기 제1 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치하고, 상기 제1 중간 부재의 일부를 상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 구속하고, 또한 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형하는 것에 의해, 상기 제1 중간 부재를 드로잉 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,
상기 플랜지를 소정의 제1 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형함으로써, 상기 제1 중간 부재를 상기 소정의 방향을 따라서 절곡하여,
상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,
상기 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가, 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제1 프레스 성형 공정을 구비하고,
상기 제1 프레스 성형 공정에 있어서,
다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되고, 상기 제1 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 이너패드를 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지하는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,
상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치 및 상기 이너패드에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
인장 강도가 340MPa 이상인 강판으로 이루어지는 블랭크의 소정의 방향에서의 적어도 한쪽 단부를 절곡하여, 상기 블랭크를, 플랜지를 갖는 제1 중간 부재로 성형하는 제1 중간 성형 공정과,
상기 플랜지를 소정의 제1 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형함으로써, 상기 제1 중간 부재를 상기 소정의 방향을 따라서 절곡하여,
상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 중간 능선부와, 상기 중간 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 중간 면부 및 제2 중간 면부를 형성함과 함께,
상기 플랜지를, 상기 중간 능선부의 상기 단부에 형성되는 중간 능선부 플랜지와, 상기 제1 중간 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 형성되는 제1 중간 플랜지와, 상기 제2 중간 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 형성되는 제2 중간 플랜지가, 연속하는 중간 연속 플랜지로 성형하여,
상기 제1 중간 부재를 제2 중간 부재로 하는 제2 중간 성형 공정과,
상기 중간 연속 플랜지를 소정의 제2 간극 내에 끼움지지하면서 상기 제2 중간 부재에 형성된 상기 제1 중간 면부 또는 상기 제2 중간 면부 중 적어도 한쪽을 상기 소정의 방향을 따라서 또한 절곡함으로써,
상기 소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 성형함과 함께,
상기 중간 연속 플랜지를, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성되는 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성되는 제2 플랜지가, 연속하는 내향 연속 플랜지로 성형하는 제2 프레스 성형 공정을 구비하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 제2 중간 성형 공정에 있어서,
다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,
상기 제1 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치함과 함께, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 제2 중간 성형 공정에 있어서,
상기 프레스 성형 금형으로서 상기 다이와 대향하는 블랭크 홀더를 더 구비하는 것을 사용하여, 상기 제1 중간 부재의 일부를, 상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 구속하면서 드로잉 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 프레스 성형 금형의 상기 펀치는, 상기 제1 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 이너패드를 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지하고,
상기 제2 중간 성형 공정에 있어서, 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제1 간극 내에 상기 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치 및 상기 이너패드에 의해 상기 제1 중간 부재를 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 프레스 성형 공정에 있어서,
다이와, 상기 다이에 대향해서 배치되는 펀치와, 상기 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치되어 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하기 위한 면외 변형 억제 공구를 구비하는 프레스 성형 금형을 사용하여,
상기 제2 중간 부재를 상기 펀치 상에 배치함과 함께, 상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구에 의해 형성되는 상기 제2 간극 내에 상기 중간 연속 플랜지를 끼움지지하면서, 상기 다이와 상기 펀치에 의해 상기 제2 중간 부재를 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 다이는, 상기 제1 중간 부재를 가압하는 패드를 가압 방향으로 이동 가능하게 지지하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 간극의 거리(x)가 하기 (2)식을 충족하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
1.00×t≤x <1.40×t … (2)
t: 블랭크의 판 두께(mm)
x: 간극의 거리(mm)
소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 가짐과 함께, 상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가, 연속한 내향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형품을 제조하기 위해서 사용되는 프레스 성형품의 제조 장치에 있어서,
상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에 플랜지를 갖는 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 펀치와,
상기 펀치에 대향해서 배치되는 다이와,
상기 중간 부재에 대한 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치됨과 함께, 상기 펀치의 측면과의 사이에 상기 플랜지를 끼움지지 가능한 소정의 간극을 두고 배치되어, 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하는 면외 변형 억제 공구를 구비하고,
상기 다이는, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지되어 상기 중간 부재의 다른 쪽 표면에 접촉하는 패드를 갖는, 프레스 성형품의 제조 장치.
소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 가짐과 함께, 상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가, 연속한 내향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형품을 제조하기 위해서 사용되는 프레스 성형품의 제조 장치에 있어서,
상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에 플랜지를 갖는 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 펀치와,
상기 펀치에 대향해서 배치되는 다이와,
상기 중간 부재에 대한 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치됨과 함께, 상기 펀치의 측면과의 사이에 상기 플랜지를 끼움지지 가능한 소정의 간극을 두고 배치되어, 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하는 면외 변형 억제 공구를 구비하고,
상기 펀치는, 형 체결 방향으로 이동 가능하게 지지되어 상기 중간 부재의 상기 한쪽 표면에 접촉하는 이너패드를 갖고,
상기 면외 변형 억제 공구는, 상기 중간 부재에 대한 프레스 성형 시에 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면에 대향해서 배치됨과 함께, 상기 펀치 및 상기 이너패드의 측면와의 사이에 상기 플랜지를 끼움지지 가능한 소정의 간극을 두고 배치되는, 프레스 성형품의 제조 장치.
제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 프레스 성형품의 제조 장치는, 상기 프레스 성형에 있어서, 상기 중간 부재를 굽힘 성형하는, 프레스 성형품의 제조 장치.
소정의 방향으로 연장되어 형성되는 능선부와, 상기 능선부가 이루는 능선의 양측으로부터 각각 연장되어 형성되는 제1 면부 및 제2 면부를 가짐과 함께, 상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에, 상기 능선부의 상기 단부에 내향으로 형성된 능선부 플랜지와, 상기 제1 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제1 플랜지와, 상기 제2 면부의 상기 단부의 적어도 일부의 영역에 내향으로 형성된 제2 플랜지가, 연속한 내향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형품을 제조하기 위해서 사용되는 프레스 성형품의 제조 장치에 있어서,
상기 소정의 방향 중 적어도 한쪽 단부에 플랜지를 갖는 중간 부재의 한쪽 표면에 접촉하는 펀치와,
상기 펀치에 대향해서 배치되는 다이와,
상기 다이와 대향하는 블랭크 홀더와,
상기 중간 부재에 대한 프레스 성형 시에 상기 펀치의 측면에 대향해서 배치됨과 함께, 상기 펀치의 측면과의 사이에 상기 플랜지를 끼움지지 가능한 소정의 간극을 두고 배치되어, 상기 플랜지의 면외 변형을 억제하는 면외 변형 억제 공구를 구비하고,
상기 프레스 성형에 있어서, 상기 중간 부재를, 상기 다이와 상기 블랭크 홀더로 구속하면서 드로잉 성형하는, 프레스 성형품의 제조 장치.
제19항, 제20항 및 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펀치의 측면과 상기 면외 변형 억제 공구의 사이의 상기 간극의 거리(x)가 하기 (2)식을 충족하는, 프레스 성형품의 제조 장치.
1.00×t≤x <1.40×t … (2)
t: 블랭크의 판 두께(mm)
x: 간극의 거리(mm)
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