KR20160047564A - 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치 - Google Patents

Abstract

인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판제의 대략 홈형 단면을 갖고, 외향 연속 플랜지(16)를 구비하는 프레스 성형체(10)를 성형할 때에, 능선부(12a, 12b)의 주름이나 외향 연속 플랜지(16)의 깨짐을 억제한다. 대략 홈형 단면을 갖고, 적어도 한쪽 단부에 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 390MPa 이상의 고장력 강판제의 프레스 성형체(10)를 제조하는 방법에 있어서, 제1 패드(34-1)가 성형 소재(33)에 있어서의 홈저부(11)로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 구속한 후에, 제2 패드(34-2)가 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분의 단부 중 적어도 일부를 구속하고, 그 후에 프레스 성형하는 제1 공정을 구비한다.

Description

프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치 {PRODUCTION METHOD FOR PRESS-MOLDED BODY, AND PRESS MOLDING DEVICE}

본 발명은, 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판제의 대략 홈형 단면을 갖는 프레스 성형체의 제조 방법, 및 그러한 프레스 성형체의 제조에 사용되는 프레스 성형 장치에 관한 것이다.

자동차 차체의 플로어(이하, 간단히 「플로어」라고 함)는, 차량의 주행 시에, 차체의 비틀림 강성이나 굽힘 강성을 일의적으로 담당할 뿐만 아니라, 차량의 충돌 시에, 충격 하중의 전달을 담당한다. 또한, 플로어는 자동차 차체의 중량에도 크게 영향을 미친다. 그로 인해, 플로어에는 고강성 또한 경량이라고 하는 이율 배반의 특성을 겸비하는 것이 요구된다. 플로어는, 서로 용접되어서 접합되는 평판 형상의 패널과, 차 폭 방향을 향해 평판 형상의 패널에 고정 배치되는 대략 홈형 단면을 갖는 차 폭 부재와, 차체 전후 방향을 향해 평판 형상의 패널에 고정 배치되는 대략 홈형 단면을 갖는 차장 부재를 구비한다.

평판 형상의 패널로서는, 예를 들어 대시 패널, 프론트 플로어 패널 또는 리어 플로어 패널 등이 예시된다. 차 폭 부재는, 용접에 의해, 이들 평판 형상의 패널의 차 폭 방향을 향해 고정 배치되어서, 플로어의 강성이나 강도를 높이는 부재이다. 차 폭 부재로서는, 예를 들어 플로어 크로스 멤버나 시트 크로스 멤버 등이 예시된다. 차장 부재는, 용접에 의해, 차체 전후 방향을 향해 고정 배치되어서 플로어의 강성이나 강도를 높이는 부재이다. 차장 부재로서는, 예를 들어 사이드 실이나 사이드 멤버 등이 예시된다. 이 중, 차 폭 부재나 차장 부재 등의 보강 부재는, 통상 그 단부에 형성되는 외향 플랜지를 개재해서 다른 부재에 접합된다. 예를 들어, 차 폭 부재의 일례인 플로어 크로스 멤버는, 그 양단부에 형성되는 외향 플랜지를 개재하여, 프론트 플로어 패널의 터널부 및 사이드 실에 접합된다.

도 19의 (a) 및 (b)는, 길이 방향의 양단부에 형성되는 외향 플랜지(4)를 개재해서 다른 부재에 접합되는 부재의 대표 예인 플로어 크로스 멤버(1)를 나타내고 있다. 도 19의 (a)는 플로어 크로스 멤버(1)의 사시도이며, 도 19의 (b)는 도 19의 (a)에 있어서의 A 화살표도이다.

프론트 플로어 패널(2)은, 예를 들어 프론트 플로어 패널(2)의 상면(실내측의 면)에 접합되는 터널부(도시하지 않음), 사이드 실(3) 및 플로어 크로스 멤버(1)에 의해 보강된다. 터널부는, 프론트 플로어 패널(2)의 폭 방향의 대략 중심을 따라, 실내측으로 팽출되는 구조 부재이다. 사이드 실(3)은, 프론트 플로어 패널(2)의 차 폭 방향의 양측부에 있어서 프론트 플로어 패널(2)의 상면에 스폿 용접된다. 플로어 크로스 멤버(1)의 양단부는, 길이 방향의 양단부에 형성되는 외향 플랜지(4)를 개재하여, 터널부 및 사이드 실(3)에 각각 스폿 용접된다. 이에 의해, 플로어의 강성 및 충격 하중 부하 시의 하중 전달 특성이 향상된다.

이와 같이, 플로어 크로스 멤버(1)는 자동차 차체의 강성 향상이나 측면 충돌 시의 충격 하중을 흡수하는 역할을 담당하는 중요한 구조 부재이다. 이로 인해, 최근에는 경량화 및 충돌 안전성 향상의 관점에서, 보다 얇고 또한 보다 강도가 높은 고장력 강판, 예를 들어 인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판(고강도 강판 또는 하이텐)이 플로어 크로스 멤버(1)의 소재로서 사용되고 있다. 그러나 플로어 크로스 멤버(1)에는, 충격 하중 부하 시의 하중 전달 특성의 향상도 한층 더 강하게 요구되고 있다. 이로 인해, 단순히 재료 강도를 높이는 것뿐만 아니라, 플로어 크로스 멤버(1)의 형상을 궁리함으로써, 충격 하중 부하 시의 하중 전달 특성을 향상시키는 것이 필요해지고 있다.

특허문헌 1 내지 3에는, 플로어 크로스 멤버의 성형을 의도하는 것은 아니지만, 금형의 패드 기구를 연구 궁리함으로써, 고강도 재료의 프레스 성형체에 있어서의 형상 동결 불량을 해결하기 위한 발명이 개시되어 있다. 이들 발명은, 펀치 정상부와, 펀치 정상부의 평탄부에 마주 향하는 부분만의 평탄한 패드와의 위치 관계에 의해, 성형 중의 소재에 의도적으로 휨을 발생시킴으로써, 성형 후의 형상 동결성의 향상을 도모하는 것이다.

일본 특허 제4438468호 일본 특허 공개 제2009-255116호 공보 일본 특허 공개 제2012-051005호 공보

플로어의 강성 및 충격 하중 부하 시의 하중 전달 특성을 높이기 위해서는, 플로어 크로스 멤버의 단부에 형성되는 외향 플랜지를 연속 플랜지로 하여, 프론트 플로어 패널의 터널부나 사이드 실 등과 접합하는 것이 바람직하다. 즉, 후술하는 바와 같이, 외향 플랜지가, 플로어 크로스 멤버의 능선부 길이 방향의 단부에도 형성되어, 적어도 홈저부로부터 능선부에 걸쳐 연속되는 플랜지가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 대략 홈형 단면을 갖는 성형체의 단부를, 홈의 외측으로 절곡한 플랜지를 「외향 플랜지」라고 하고, 홈저부로부터 적어도 능선부에 걸쳐 연속되는 외향 플랜지를「외향 연속 플랜지」라고 한다.

그러나 능선부의 단부를 포함하는 외향 연속 플랜지를 프레스 성형에 의해 성형하려고 하면, 능선부의 단부에 형성되는 외향 플랜지의 성형이 신장 플랜지 성형이 되어, 외향 플랜지의 에지에 깨짐을 발생하기 쉽다. 또한, 능선부의 단부를 포함하는 외향 연속 플랜지를 프레스 성형에 의해 성형하고자 하면, 능선부의 단부 근방의 플랜지 근원 부근에서 주름을 발생하기 쉽다. 이들 프레스 성형 시의 문제는, 프레스 성형체의 재료 강도가 높을수록 발생하기 쉽다. 또한, 이러한 문제는 능선부의 단부에 플랜지를 성형할 때의 신장 플랜지율이 높을수록, 즉 도 19의 (b)에 있어서의 홈저부(1c)와 종벽부(1d)가 이루는 각도 θ가 작을수록 발생하기 쉽다. 또한, 도 19의 (b)에 있어서의 프레스 성형체의 높이 h가 높을수록 외향 플랜지의 장력이 커지기 때문에, 이러한 문제가 발생하기 쉽다.

차 폭 부재나 차장 부재 등의 보강 부재는, 자동차 차체의 경량화에 따라 고강도화되는 경향이 있다. 또한, 이러한 보강 부재는 요구되는 성능이나, 다른 부재와의 접합부 형상의 관계상, 외향 연속 플랜지를 성형하려고 하면 신장 플랜지율이 높아지는 형상으로 설계되는 경향이 있다. 그로 인해, 종래의 프레스 성형법에서는, 외향 연속 플랜지의 깨짐이나, 능선부의 단부 근방의 주름을 억제하는 것이 곤란하였다. 따라서, 이러한 프레스 성형 기술상의 제약에 의해, 고장력 강판으로 이루어지는 보강 부재의 단부에 형성하는 외향 플랜지에는, 보강 부재의 성능 저하를 감수하면서라도, 능선부의 단부에 상당하는 영역에 절결을 형성해야만 한다. 즉, 도 19의 (a) 및 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이, 외향 플랜지(4)는 능선부(1a)의 단부 영역에 형성된 절결(4a)에 의해, 불연속으로 될 수 밖에 없다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「플랜지에 절결을 형성하는」이라 함은, 절결이 플랜지의 폭 방향의 전체에 걸쳐 형성되어, 플랜지가 불연속으로 되는 것을 말한다. 또한, 플랜지의 폭은 플랜지의 높이와 동일한 의미로 사용된다. 따라서, 플랜지의 폭이 부분적으로 작게 되어, 일부의 플랜지가 남겨질 경우에는, 플랜지에 절결을 형성하고 있지 않은 것으로 한다.

특허문헌 1 내지 3에 개시된 종래의 발명에서는, 모두 홈저부, 능선부 및 종벽부를 갖는 대략 홈형 단면을 갖는, 인장 장력이 390MPa 이상인 고장력 강판제의 프레스 성형체의 단부 중, 적어도 홈저부로부터 능선부에 걸쳐, 원하는 외향 연속 플랜지를 형성하는 것은 곤란하다. 따라서, 특허문헌 1 내지 3에 개시된 종래의 발명에 의해 외향 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 성형하기 위해서는, 능선부의 단부 영역에 절결을 형성하는 것이 필요해진다. 또는, 특허문헌 1 내지 3에 개시된 종래의 발명에 따라서는, 얻어지는 프레스 성형체의 수율 저하를 발생시키지 않고, 외향 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 성형할 수 없다.

본 발명의 목적은, 인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판제의 대략 홈형 단면을 갖고, 외향 연속 플랜지를 구비하는 프레스 성형체를 성형할 때에, 외향 연속 플랜지의 에지 깨짐이나 능선부의 단부 근방의 플랜지 근원 부근의 주름을 억제할 수 있는, 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하는 데 있어서, 본 발명의 어떤 관점에 의하면, 390MPa 이상의 고장력 강판제의 성형 소재를 프레스 성형함으로써, 소정 방향으로 연장되어서 형성되고, 홈저부와, 상기 홈저부에 연속되는 능선부와, 상기 능선부에 연속되는 종벽부를 갖고, 상기 소정 방향에 대하여 교차하는 단면이 대략 홈형 단면을 이루고, 상기 소정 방향 중 적어도 한쪽 단부에 있어서의, 적어도 상기 홈저부 및 상기 능선부에 걸쳐서 연속해서 형성된 외향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 제조하는 방법이며,

제1 펀치와, 제1 다이와, 상기 제1 펀치에 대향하는 제1 패드 및 제2 패드를 구비하는 제1 프레스 성형 장치를 사용하여,

상기 제1 패드에 의해, 상기 성형 소재 중 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 가압하여, 상기 성형 소재를 상기 제1 펀치에 꽉 누름으로써, 상기 홈저부로 성형되는 부분에 연속되는 상기 성형 소재의 단부를, 상기 가압하는 방향과는 반대 방향으로 상승시킴과 함께, 상기 제1 패드 및 상기 제1 펀치에 의해 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 구속한 후,

상기 제2 패드에 의해, 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 소정 방향의 단부 중 적어도 일부를 가압해서 상기 제1 펀치에 꽉 누름으로써, 상기 능선부로 성형되는 부분에 연속되는 상기 소정 방향의 단부를, 상기 가압하는 방향과는 반대 방향으로 상승시킴과 함께, 상기 능선부로 성형되는 부분을 상기 가압하는 방향으로 구부리면서, 상기 제2 패드 및 상기 제1 펀치에 의해 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 적어도 일부를 구속하고,

상기 제1 패드 및 상기 제2 패드에 의해 상기 성형 소재를 구속한 상태에서, 상기 제1 펀치 및 상기 제1 다이에 의해 프레스 성형을 행하고, 중간 성형체를 성형하는 제1 공정과,

제2 펀치와, 제2 다이를 구비하는 제2 프레스 성형 장치를 사용하여, 상기 제2 펀치 및 상기 제2 다이에 의해 상기 중간 성형체를 프레스 성형하고, 상기 프레스 성형체를 성형하는 제2 공정을 구비하는, 프레스 성형체의 제조 방법이 제공된다.

또한, 상기 제1 공정에 있어서, 상기 제2 패드에 의해, 상기 능선부로 성형되는 부분 중, 상기 능선부로 성형되는 부분과 상기 홈저부로 성형되는 부분의 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3 길이의 부분을 가압해서 상기 제1 펀치에 압박해도 좋다.

또한, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드는 상기 제1 다이에 지지되고, 상기 제1 다이를 상기 제1 펀치의 방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드 및 상기 제1 다이가 순차적으로 상기 성형 소재를 가압해도 좋다.

또한, 상기 제1 공정에서의 상기 프레스 성형이 굽힘 성형이어도 좋다.

또한, 상기 제1 공정에서의 상기 프레스 성형이 딥 드로잉 성형이어도 좋다.

또한, 상기 프레스 성형체는, 상기 홈저부의 폭 및 상기 종벽부의 높이 중 적어도 한쪽이, 상기 외향 연속 플랜지를 갖는 단부를 향함에 따라서 증가하는 성형체이어도 좋다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 소정 방향으로 연장되어서 형성되고, 홈저부와, 상기 홈저부에 연속되는 능선부와, 상기 능선부에 연속되는 종벽부를 갖고, 상기 소정 방향에 대하여 교차하는 단면이 대략 홈형 단면을 이루고, 상기 소정 방향 중 적어도 한쪽 단부에 있어서의, 적어도 상기 홈저부 및 상기 능선부에 걸쳐서 연속해서 형성된 외향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 제조하기 위해서 사용되고, 펀치와, 다이와, 상기 펀치에 대향하는 패드를 구비하고, 상기 패드 및 상기 펀치에 의해 390MPa 이상의 고장력 강판제의 성형 소재를 구속한 상태에서 상기 펀치 및 상기 다이에 의해 프레스 성형을 행하는 프레스 성형 장치에 있어서,

상기 패드는, 제1 패드와, 상기 제1 패드와는 다른 제2 패드를 포함하고,

상기 제1 패드는, 상기 성형 소재에 있어서의 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 상기 펀치에 꽉 눌러서 구속하고,

상기 제2 패드는, 상기 능선부로 성형되는 부분의 단부 중 적어도 일부를 가압해서 상기 펀치에 꽉 누름으로써, 상기 능선부로 성형되는 부분을 상기 가압하는 방향으로 구부리면서, 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 적어도 일부를 구속하고,

상기 제2 패드가, 상기 제1 패드에 의해 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 구속한 후에, 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 적어도 일부를 구속하도록 구성되는, 프레스 성형 장치가 제공된다.

상기 제2 패드는, 상기 능선부로 성형되는 부분 중, 상기 능선부로 성형되는 부분과 상기 홈저부로 성형되는 부분의 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3 길이의 부분을 가압해도 좋다.

또한, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드는 상기 다이에 지지되고, 상기 다이를 상기 펀치 방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드 및 상기 다이가 순차적으로 상기 성형 소재를 가압해도 좋다.

본 발명에 따르면, 제1 패드에 의해 홈저부에 형성되는 부분이 구속된 후, 제2 패드에 의해 능선부에 형성되는 만큼의 단부가 구속되고, 그 후에, 다이 및 펀치에 의한 프레스 성형이 행하여진다. 이에 의해, 성형 시에 있어서의 강판 재료의 이동(인입)이 억제되어, 외향 연속 플랜지의 에지 깨짐이나, 능선부의 단부 근방의 플랜지 근원 부근의 주름이 억제된다. 따라서, 대략 홈형 단면을 갖고, 단부에 있어서 적어도 홈저부로부터 능선부에 걸쳐서 외향 연속 플랜지를 갖는, 인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판제의 프레스 성형체를, 플랜지에 절결을 형성하는 일 없이, 수율을 저하시키지 않고 제조할 수 있다. 특히, 본 발명은 홈저부의 폭 및 종벽부의 높이 중 적어도 한쪽이, 외향 연속 플랜지를 갖는 단부를 향함에 따라서 증가하는 프레스 성형체인 경우에 유효하다.

도 1의 (a)는 본 실시 형태에 의해 제조되는 프레스 성형체의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 A-A 단면도이다.
도 2의 (a)는 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치의 일례를 도시하는 단면도며, 도 2의 (b)는 상기 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치의 사시도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 제1 패드에 의해 홈저부로 성형되는 부분이 구속되는 모습을 도시하는 단면도 및 사시도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 제2 패드에 의해 능선부로 성형되는 부분이 구속되는 모습을 도시하는 단면도 및 사시도이다.
도 5는 제2 패드에 의한 능선부로 성형되는 부분의 가압 범위와, 능선부 단부의 플랜지 에지에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값과의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 6은 제2 패드에 의한 능선부로 성형되는 부분의 가압 범위와, 능선부 단부의 플랜지 근원 부근에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값과의 관계를 도시하는 특성도이다.
도 7은 다이 및 펀치에 의해 성형 소재가 프레스 성형되는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 8의 (a)는 홈저부 및 능선부로 성형되는 부분을 동시에 누르는 패드를 사용한 예를 나타내는 사시도이며, 도 8의 (b)는 당해 패드를 사용해서 프레스 성형을 행하는 경우의 성형 소재에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)는 프레스 성형체의 판 두께 감소율의 해석 위치를 도시하는 설명도이며, 도 9의 (b)는 비교예 1의 해석 결과이며, 도 9의 (c)는 비교예 2의 해석 결과이며, 도 9의 (d)는 실시예 1의 해석 결과이다.
도 10의 (a)는 비교예 3에 관한 해석 모델을 나타내고, 도 10의 (b)는 비교예 4에 관한 해석 모델을 나타내고, 도 10의 (c)는 실시예 2에 관한 해석 모델을 나타낸다.
도 11은 각 해석 모델의 축 방향 하중에 관한 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12의 (a)는 압괴 스트로크가 10㎜인 경우에 있어서의, 각 해석 모델의 충격 에너지의 흡수량에 관한 해석 결과를 나타내는 그래프이며, 도 12의 (b)는 압괴 스트로크가 20㎜인 경우에 있어서의, 각 해석 모델의 충격 에너지의 흡수량에 관한 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13의 (a) 내지 (c)는 각 해석 모델에 있어서의, 압괴 스트로크가 5㎜인 경우의 X 방향 응력(MPa)의 분포를 나타내는 윤곽도이다.
도 14의 (a) 내지 (c)는 각 해석 모델에 있어서의, 압괴 스트로크가 5㎜인 경우의 Z 방향 면외 변위의 분포를 나타내는 윤곽도이다.
도 15의 (a) 내지 (c)는 각 해석 모델에 있어서의, 압괴 스트로크가 5㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내는 윤곽도이다.
도 16의 (a) 내지 (c)는 각 해석 모델에 있어서의, 압괴 스트로크가 10㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내는 윤곽도이다.
도 17의 (a) 내지 (c)는 각 해석 모델에 있어서의, 압괴 스트로크가 15㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내는 윤곽도이다.
도 18의 (a) 내지 도 18의 (c)는 각 해석 모델에 있어서의, 압괴 스트로크가 20㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내는 윤곽도이다.
도 19의 (a)는 길이 방향의 양단부에 형성되는 외향 연속 플랜지를 개재해서 다른 부재에 접합되는 부재의 대표 예인 플로어 크로스 멤버를 도시하는 사시도이며, 도 19의 (b)는 도 19의 (a)에 있어서의 A 화살표도이다.

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. 프레스 성형체>

본 발명의 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치는, 원하는 형상의 외향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 제조하기 위한 것이다. 따라서, 먼저 본 실시 형태에 있어서 제조되는 프레스 성형체에 대해서 설명한다. 여기에서는, 홈저부의 폭 또는 종벽부의 높이가, 외향 연속 플랜지를 갖는 단부를 향함에 따라서 증가하는 프레스 성형체(이하, 이러한 프레스 성형체의 형상을 「끝이 넓어지는 형상」이라고도 함)를 예로 들어서 설명한다.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치를 사용해서 제조되는 프레스 성형체(10)의 일례를 나타내는 설명도이다. 도 1의 (a)는 프레스 성형체(10)를 포함하는 구조 부재(100)의 사시도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 A-A 단면도이다.

프레스 성형체(10)는 소정 방향[도 1의 (a) 중에 화살표 X로 나타내는 방향, 축 방향이라고도 함]으로 연장되어 형성되고, JIS Z 2241에 준거한 인장 시험에 의해 측정되는 인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판제의 프레스 성형체이다. 도 1의 (a)에 나타내는 프레스 성형체(10)는, 프레스 성형체(10)의 길이 방향이 소정 방향으로 되어 있지만, 소정 방향은 프레스 성형체(100)의 길이 방향에 한정되지 않는다.

도 1의 (a)에 나타내는 프레스 성형체(10)는, 자동차의 보디 셸의 구조 부재(100)를 구성하는 부재로서 사용할 수 있다. 구조 부재(100)로서는, 예를 들어 플로어 크로스 멤버, 사이드 실, 프론트 사이드 멤버, 또는 프론트 터널 브레이스가 예시된다. 구조 부재(100)가 플로어 크로스 멤버, 사이드 실, 프론트 사이드 멤버 또는 플로어 터널 등의 자동차 차체용의 보강 부재로서 사용될 경우, 바람직하게는 590MPa 이상, 보다 바람직하게는 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 강판이 성형 소재로서 사용된다.

또한, 본 명세서에 있어서는, 제2 부재(18)를 포함하지 않는 프레스 성형체(제1 부재)(10) 자체를 구조 부재(100)라고 하는 경우가 있는가 하면, 프레스 성형체(제1 부재)(10)에 제2 부재(18)가 접합된 복합 부재를 구조 부재(100)라고 하는 경우도 있다. 예를 들어, 구조 부재(100)가 플로어 크로스 멤버인 경우, 플로어 패널이 제2 부재(18)에 상당하고, 플로어 패널에 접합되는 프레스 성형체(10) 자체가, 구조 부재(100)로서의 플로어 크로스 멤버가 된다. 한편, 구조 부재(100)가 사이드 실인 경우, 프레스 성형체(제1 부재)(10)를, 클로징 플레이트나, 제1 부재와 유사한 대략 홈형 단면을 갖는 제2 부재와 접합한 통 형상의 복합 부재가 구조 부재(100)가 된다.

또한, 구조 부재(100)가 프론트 사이드 멤버인 경우, 일반적으로는 사이드 실과 마찬가지로, 프레스 성형체(제1 부재)(10)와 제2 부재로 이루어지는 통 형상의 복합 부재가 프론트 사이드 멤버가 된다. 단, 프론트 사이드 멤버의 경우, 예를 들어 후드 릿지 패널이 제2 부재에 상당하는 것으로 하여, 후드 릿지 패널에 접합되는 프레스 성형체(10) 자체가 플로어 사이드 멤버라고 불리는 경우도 있다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 프레스 성형체(10)는 홈저부(11)와, 능선부(12a, 12b)와, 종벽부(13a, 13b)와, 곡면부(14a, 14b)와, 플랜지부(15a, 15b)를 갖는다. 2개의 능선부(12a, 12b)는 홈저부(11)의 폭 방향의 양단부에 연속해서 형성된다. 2개의 종벽부(13a, 13b)는, 각각 2개의 능선부(12a, 12b)에 연속해서 형성된다. 2개의 곡면부(14a, 14b)는, 각각 2개의 종벽부(13a, 13b)에 연속해서 형성된다. 2개의 플랜지부(15a, 15b)는, 각각 2개의 곡면부(14a, 14b)에 연속해서 형성된다.

또한, 2개의 플랜지부(15a, 15b)는, 예를 들어 클로징 플레이트나 보디 셸을 구성하는 성형 패널(예를 들어 플로어 패널) 등의 제2 부재(18)에 접합된다. 이에 의해, 제1 부재인 프레스 성형체(10)와 제2 부재(18)에 의해, 폐쇄한 횡단면 형상이 형성된다. 단, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치를 사용해서 제조되는 프레스 성형체에 있어서, 종벽부(13a, 13b)에 연속되는 곡면부(14a, 14b)나, 곡면부(14a, 14b)에 연속되는 플랜지부(15a, 15b)는 생략되어 있어도 좋다.

이러한 프레스 성형체(10)는, 길이 방향의 단부에 외향 연속 플랜지(16)를 갖는다. 도 1의 (a)에 예시한 프레스 성형체(10)에서는, 길이 방향의 단부에 있어서, 홈저부(11)로부터 능선부(12a, 12b), 또한 종벽부(13a, 13b)에 걸쳐, 단면 둘레 방향으로 연속해서, 외향 연속 플랜지(16)가 형성되어 있다. 단, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체(10)는, 길이 방향의 단부에 있어서, 적어도 홈저부(11)로부터 능선부(12a, 12b)에 걸쳐서 외향 연속 플랜지(16)가 형성되어 있으면 된다.

외향 연속 플랜지(16)는 프레스 성형체(10)의 길이 방향 단부에, 곡률 반경 r(㎜)을 갖는 상승 곡선부(17)를 개재해서 형성된다[도 1의 (b)를 참조]. 또한, 프레스 성형체(10)는 길이 방향을 따라, 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 단부를 향함에 따라서, 홈저부(11)의 폭 또는 종벽부(13a, 13b)의 높이가 증가하는 끝이 넓어지는 형상을 갖는다. 바람직하게는, 프레스 성형체(10)는 하기식(1)의 관계를 충족한다.

L₂×1.1<L₁ … (1)

상기 식(1)에 있어서, 부호 L₁ 및 L₂는, 각각 이하에 정의하는 길이 방향의 위치에 있어서의 홈저부(11)의 폭(㎜) 및 종벽부(13a, 13b)의 높이(㎜) 중 적어도 한쪽의 크기를 의미한다. 홈저부(11)의 폭은, 홈저부(11)를 이루는 면을 평면에서 본 경우에 있어서의, 길이 방향을 따르는 중심선 m에 직교하는 방향의 홈저부(11)의 길이를 의미한다. 또한, 종벽부(13a, 13b)의 높이는 종벽부(13a, 13b)를 이루는 면을 평면에서 본 경우에 있어서의, 길이 방향을 따르는 중심선 n에 직교하는 방향의 종벽부(13a, 13b)의 길이를 의미한다.

부호 L₁은, 상승 곡선부(17)가 이루는 곡선의 양 종단부 위치 중 외향 연속 플랜지(16)측의 종단부 위치 B로부터, 길이 방향을 따라서 외향 연속 플랜지(16)와는 반대측으로 1.1×r (㎜) 떨어진 위치 C에서의 홈저부(11)의 폭 또는 종벽부(13a, 13b)의 높이를 의미한다[도 1의 (b)를 참조]. 또한, 부호 L₂는 상승 곡선부(17)가 이루는 곡선의 양 종단부 위치 중 외향 연속 플랜지(16)측의 종단부 위치 B로부터, 길이 방향을 따라서 외향 연속 플랜지(16)와는 반대측으로 1.1×r＋1.5×L₁(㎜) 이격된 위치 D에서의 홈저부(11)의 폭 또는 종벽부(13a, 13b)의 높이를 의미한다[도 1의 (b)를 참조].

또한, 외향 연속 플랜지(16)의 플랜지 폭에 관하여, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법에 의하면, 플랜지 폭이 25㎜ 이상이어도 원하는 형상의 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 프레스 성형체(10)를 얻을 수 있다. 또한, 예를 들어 스폿 용접을 행하는 것을 용이하게 하는 관점에서는, 플랜지 폭이 13㎜ 이상인 것이 바람직하다. 단, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체(10)의 외향 연속 플랜지(16)는 능선부(12a, 12b)의 단부에 절결을 갖지 않는 플랜지다. 그로 인해, 외향 연속 플랜지(16)의 플랜지 폭이 13㎜ 이하이어도, 프레스 성형체(10)의 강성이나 충돌 안전 특성을 유지할 수 있다. 또한, 충돌 안전 특성을 유지하는 관점에서는, 외향 연속 플랜지(16)와 홈저부(11) 또는 종벽부(13a, 13b)가 이루는 각도인 플랜지의 상승 각도가 60° 이상인 것이 바람직하다.

이러한 프레스 성형체(10)를 구비하는 구조 부재(100)는, 길이 방향의 단부에, 홈저부(11)로부터 종벽부(13a, 13b)에 걸쳐서 형성된 외향 연속 플랜지(16)를 갖고 있다. 이에 의해, 구조 부재(100)의 축 방향으로의 압괴 초기(예를 들어, 압괴 스트로크 5㎜ 이하)에 있어서, 프레스 성형체(10)의 단부에 있어서의 능선부(12a, 12b)에의 응력 집중을 억제할 수 있다. 따라서, 이러한 능선부(12a, 12b)의 단부에 발생하는 변형이 작아져, 충격 하중 부하 시의 구조 부재(100)의 축 방향으로의 하중 전달 특성이 높아지고 있다.

또한, 이러한 프레스 성형체(10)를 구비하는 구조 부재(100)는 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 단부를 향함에 따라서 홈저부(11)의 폭 및 종벽부(13a, 13b)의 높이 중 적어도 한쪽의 크기가 증대하는 끝이 넓어지는 형상을 갖는다. 이에 의해, 구조 부재(100)의 축 방향으로의 압괴 후기(예를 들어, 압괴 스트로크 5㎜ 초과)에 있어서, 축 압괴의 좌굴 피치가 미세해져서, 좌굴수가 증가한다. 특히, 압괴 스트로크가 70㎜ 초과인 경우의 충격 에너지 흡수량이 증가하여, 충격 하중 부하 시의 구조 부재(100)의 축 방향으로의 하중 전달 특성이 더욱 높아지고 있다.

즉, 프레스 성형체(10)가 끝이 넓어지는 형상을 가짐과 함께, 그 단부에 외향 연속 플랜지(16)를 가짐으로써, 축 방향으로의 압괴 초기 및 후기에 있어서, 우수한 하중 전달 특성이 발휘된다. 단, 이러한 형상의 프레스 성형체(10)는 성형상의 제약으로부터, 외향 연속 플랜지(16)에 있어서의, 능선부(12a, 12b)의 단부에 연속해서 형성되는 플랜지의 에지 깨짐이나, 능선부(12a, 12b)의 단부 근방에 있어서의 플랜지 근원 부근의 주름이 발생하기 쉽다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치는, 특히 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체(10)의 성형에 적합하다.

제1 부재인 프레스 성형체(10)와 제2 부재(18)의, 플랜지부(15a, 15b)를 통한 접합 방법은, 강도를 담보할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 실용적으로는, 구조 부재(100)의 길이 방향을 따라, 복수 개소를 스폿 용접에 의해 접합하는 방법이 일반적이다. 단, 예를 들어 플랜지 폭 등에 따라서는, 레이저 용접에 의한 접합 방법이어도 좋고, 그 밖의 접합 방법을 채용해도 좋다.

또한, 외향 연속 플랜지(16)는 프레스 성형체(10)의 길이 방향 단부 중 적어도 홈저부(11)로부터 능선부(12a, 12b)에 걸쳐서 형성되어 있으면 좋다. 바람직하게는, 외향 연속 플랜지(16)는 프레스 성형체(10)의 길이 방향 단부에 있어서, 홈저부(11)로부터 종벽부(13a, 13b)에 걸쳐서 형성되면 좋다. 이러한 외향 연속 플랜지(16)이면, 능선부(12a, 12b)에 부하되는 하중이 보다 분산되기 쉬워져서, 능선부(12a, 12b)로의 응력 집중을 억제할 수 있다.

또한, 외향 연속 플랜지(16)의 플랜지 폭은 일정하지 않아도 좋다. 예를 들어, 외향 연속 플랜지(16) 중, 능선부(12a, 12b)에 대응하는 영역에서의 플랜지 폭이 작아져 있어도 좋다. 능선부(12a, 12b)의 단부에 형성되는 외향 플랜지의 깨짐이나, 능선부(12a, 12b)의 단부 근방에서의 주름을 억제하기 위해서는, 플랜지 폭이 작은 쪽이 유리하기는 하다. 단, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치는, 비교적 큰 플랜지 폭이어도, 당해 주름이나 깨짐을 억제할 수 있다.

<2. 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치>

이어서, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치는, 도 1의 (a)에 예시한, 소정 방향 중 적어도 한쪽 단부에 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 프레스 성형체(10)를 제조하기 위해서 사용되는 방법 및 장치이다. 이하, 프레스 성형체의 제조 방법의 개략을 설명한 후에, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치(30) 및 프레스 성형체의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

(2-1. 제조 방법의 개략)

먼저, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 개략을 설명한다. 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법은, 제1 프레스 성형 장치를 사용해서 행하여지는 제1 공정과, 제2 프레스 성형 장치를 사용해서 행하여지는 제2 공정을 포함한다.

(2-1-1. 제1 공정의 개략)

제1 공정은, 제1 프레스 성형 장치를 사용해서 행하여진다. 이러한 제1 프레스 성형 장치가, 후술하는 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치에 상당한다. 제1 공정에서는, 제1 패드에 의해, 성형 소재 중 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부가 가압된다. 이에 의해, 홈저부로 성형되는 부분에 연속되는 성형 소재의 단부가, 제1 패드의 가압 방향과는 반대 방향으로 상승하게 된다. 또한, 제1 패드에 의해 성형 소재가 제1 펀치에 꽉 눌려져, 제1 패드 및 제1 펀치에 의해, 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부가 구속된다.

제1 패드에 의해 성형 소재에 있어서의 홈저부로 성형되는 부분이 구속된 후, 제1 패드와는 다른 제2 패드에 의해, 성형 소재 중 능선부로 성형되는 부분의 길이 방향 단부 중 적어도 일부가 가압된다. 이에 의해, 능선부로 성형되는 부분에 연속되는 성형 소재의 단부가, 제2 패드의 가압 방향과는 반대 방향으로 상승하게 된다. 또한, 제2 패드에 의해, 성형 소재에 있어서의 능선부로 성형되는 부분을 제2 패드의 가압 방향으로 구부리면서, 제2 패드 및 제1 펀치에 의해, 능선부로 성형되는 부분 중 적어도 일부가 구속된다.

그리고, 제1 패드 및 제2 패드와 제1 펀치에 의해 성형 소재가 구속된 상태에서, 제1 다이가 제1 펀치에 근접시켜져, 성형 소재가 프레스 성형된다. 이러한 제1 공정에 의해, 길이 방향의 단부에, 깨짐이 억제된 외향 연속 플랜지를 가짐과 함께, 능선부의 단부 근방에서의 주름이 억제된 중간 성형체가 성형된다.

(2-1-2. 제2 공정의 개략)

제2 공정은, 제1 프레스 성형 장치와는 다른 제2 프레스 성형 장치를 사용해서 행하여진다. 제1 공정에서는, 홈저부로 성형되는 부분을 구속하는 제1 패드 및 능선부로 성형되는 부분을 구속하는 제2 패드를 사용하므로, 제1 다이와 제1 펀치에 의해, 완전하게는 전부 프레스할 수 없는 성형 소재의 부분이 존재한다. 따라서, 제2 공정에서는, 제2 펀치 및 제2 다이에 의해 중간 성형체를 프레스 성형함으로써, 프레스 성형체가 성형된다.

제2 프레스 성형 장치는, 제1 프레스 성형 장치에서는 전부 성형할 수 없는 부분을 프레스 성형할 수 있는 것이면 된다. 구체적으로는, 제2 프레스 성형 장치는, 홈저부, 능선부 및 종벽부로 성형되는 부분 중, 제1 패드 또는 제2 패드에 의해 구속되지 않는 영역을 프레스 성형할 수 있는 것이면 된다. 또한, 제2 프레스 성형 장치는, 제1 프레스 성형 장치에서는 전부 성형할 수 없는 외향 연속 플랜지의 부분을 프레스 성형하는 것이어도 좋다. 이러한 제2 프레스 성형 장치는, 다이 및 펀치를 구비한 공지된 프레스 성형 장치에 의해 구성할 수 있다.

(2-2. 제조 장치)

이어서, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치는, 프레스 성형체의 제조 방법의 제1 공정에 있어서 중간 성형체의 성형에 사용되는 제1 프레스 성형 장치이다. 도 2의 (a) 및 (b)는 제1 프레스 성형 장치(30)의 일례를 설명하기 위한 개략 구성도이다. 도 2의 (a)는 제1 프레스 성형 장치(30)에 있어서의, 프레스 성형체의 단부 영역을 성형하는 부분을 개략적으로 도시하는 단면도이며, 도 2의 (b)는 제1 프레스 성형 장치(30)를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2의 (b)에서는, 제1 펀치(31) 및 제1 패드(34-1)를, 성형하는 중간 성형체의 길이 방향을 따르는 중심선으로 분할한 절반만의 부분을 나타내고 있다.

제1 프레스 성형 장치(30)는 제1 펀치(31)와, 제1 다이(32)와, 제1 펀치(31)에 대향하는 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)를 구비하고 있다. 이러한 제1 프레스 성형 장치(30)는, 기본적으로 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)와 제1 펀치(31)에 의해 성형 소재를 구속한 상태에서, 제1 다이(32)를 제1 펀치(31)에 근접시킴으로써, 성형 소재를 프레스 성형하는 장치로서 구성되어 있다.

제1 펀치(31)는 제1 다이(32), 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)에 대향하는 측에 펀치면을 갖고 있다. 제1 펀치(31)는 상면(31a)과, 중간 성형체의 능선부를 성형하기 위한 견부(31b)와, 플랜지 성형부(31c)를 구비하고 있다.

제1 패드(34-1)는, 구속면(34-1a)과, 플랜지 성형부(34-1b)를 갖는다. 제1 패드(34-1)의 구속면(34-1a)은 펀치(31)의 상면(31a)에 대향해서 배치되고, 펀치(31)의 상면(31a)에 대하여 성형 소재를 꽉 눌러서 성형 소재를 구속한다. 구속면(34-1a) 및 상면(31a)에 의해 구속되는 성형 소재의 부분은, 홈저부로 성형되는 부분이다. 구속되는 성형 소재의 부분은, 홈저부로 성형되는 부분의 전부이어도 좋고, 일부이어도 좋다. 단, 홈저부에 형성되는 부분 중, 적어도 외향 연속 플랜지가 성형되는 측의 단부 근방이 구속되도록 한다. 제1 패드(34-1)의 플랜지 성형부(34-1b)는 펀치(31)의 플랜지 성형부(31c)에 대하여 성형 소재를 가압한다. 이에 의해, 성형 소재에 있어서의 홈저부의 단부에 형성되는 플랜지 부분이 상승하게 된다.

제2 패드(34-2)는, 구속면(34-2a)과, 플랜지 성형부(34-2b)를 갖는다. 제2 패드(34-2)는, 프레스 성형 시에 있어서, 제1 패드(34-1)에 간섭하지 않도록 배치된다. 제2 패드(34-2)의 구속면(34-2a)은 펀치(31)의 견부(31b)에 대향해서 배치되고, 펀치(31)의 견부(31b)에 대하여 성형 소재를 꽉 눌러서 성형 소재를 구속한다. 구속면(34-2a) 및 견부(31b)에 의해 구속되는 성형 소재의 부분은, 능선부로 성형되는 부분의 단부 영역 중 적어도 일부이다. 제2 패드(34-2)의 플랜지 성형부(34-2b)는 펀치(31)의 플랜지 성형부(31c)에 대하여 성형 소재를 가압한다. 이에 의해, 성형 소재에 있어서의 능선부의 단부에 형성되는 플랜지 부분이 상승하게 된다.

이러한 제2 패드(34-2)는, 제1 패드(34-1)에 의해 홈저부로 성형되는 부분이 구속된 상태에서, 외향 연속 플랜지의 근방 영역에서 능선부로 성형되는 부분을 구속한다. 그로 인해, 외향 연속 플랜지의 근방 영역에서의 능선부의 형상이, 대략 제2 패드(34-2)에 의해 가압되는 부분의 재료를 돌출시킴으로써 형성된다. 따라서, 제2 패드(34-2)가 접촉하는 부분의 주변 재료의 이동이 억제되어서, 주름이나 깨짐의 원인이 되는 주변의 재료 신장이나 수축 변형이 억제된다. 이에 의해, 외향 연속 플랜지에 있어서의, 능선부에 대응하는 플랜지 부분에서의 신장 플랜지 깨짐이나, 능선부의 단부 근방에서의 능선부에 있어서의 플랜지 근원 부근의 주름 발생을 억제할 수 있다.

또한, 제2 패드(34-2)는, 외향 연속 플랜지의 근방에 있어서, 당해 영역의 재료를 돌출시켜 능선부를 성형하는 것에 의한 주변 재료의 이동 억제 효과를 겨냥한 것이다. 그로 인해, 제2 패드(34-2)는 외향 연속 플랜지로 성형되는 부분의 근방에 있어서의, 능선부로 성형되는 부분과 홈저부로 성형되는 부분의 접속부를 기점으로 하여, 능선부로 성형되는 부분의 전체 영역을 구속하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 제2 패드(34-2)의 구속면(34-2a)에 의해 구속되는 성형 소재의 부분은, 홈저부로 성형되는 부분과 능선부로 성형되는 부분의 접속부를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분 중, 상기 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3 길이의 부분이, 제2 패드(34-2)에 의해 가압되는 것이 바람직하다. 제2 패드(34-2)가 당해 부분을 가압함으로써, 주변 강판 재료의 이동을 억제하면서, 제2 패드(34-2)의 구속면(34-2a)에 의해 가압하는 부분의 강판 재료를 돌출시켜 능선부(12a, 12b)의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 제2 패드(34-2)는, 능선부에 추가하여, 종벽부의 일부, 예를 들어 능선부에 연속되는 종벽부 중 20㎜ 이하의 길이 부분을 누르도록 되어 있어도 좋다.

이 이외의, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)의 치수나 재질 등의 다른 요소는, 공지된 패드와 동일한 구성으로 할 수 있다.

제1 다이(32)는, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)에 의해 성형 소재를 구속한 상태에서, 제1 펀치(31)에 근접되어, 성형 소재를 프레스 성형한다. 제1 다이(32)는, 프레스 성형 시에 있어서, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)에 간섭하지 않도록 배치된다. 바람직하게는, 제1 패드(34-1), 제2 패드(34-2) 및 제1 다이(32)가 가압 방향에 대하여 최소한의 간극으로 배치되면 좋다.

여기서, 본 실시 형태에 관한 제1 프레스 성형 장치(30)에서는, 제1 패드(34-1), 제2 패드(34-2) 및 제1 다이(32)가, 이 순서대로 성형 소재를 가압하도록 구성된다. 즉, 제2 패드(34-2)는 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부가 제1 패드(34-1)에 의해 구속된 후에, 능선부로 성형되는 부분의 단부 영역을 구속한다. 또한, 제1 다이(32)는 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)에 의해 성형 소재가 구속된 상태에서, 성형 소재를 프레스 성형한다.

본 실시 형태에서는, 다이(32)에, 코일 스프링을 개재하여, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)를 현가시킴으로써, 이러한 구성이 실현되고 있다. 이때, 프레스 성형 전의 상태에 있어서, 제1 패드(34-1)의 구속면(34-1a), 제2 패드(34-2)의 구속면(34-2a) 및 제1 다이(32)의 가압면이, 제1 펀치(31)측으로부터 이 순서대로 위치하도록 배치된다. 그리고 제1 다이(32)를 제1 펀치(31)를 향해 이동시킴으로써, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)가, 이 순서대로, 성형 소재에 접촉해서 성형 소재를 구속한 후에, 제1 다이(32)가 성형 소재를 프레스 성형한다.

단, 제1 패드(34-1), 제2 패드(34-2) 및 제1 다이(32) 중 1개 또는 모두가, 개별로 제1 펀치(31)를 향해 이동 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 각각의 제1 패드(34-1), 제2 패드(34-2) 및 제1 다이(32)의 이동을 제어함으로써, 성형 소재에 접촉하는 순서가 제어된다.

또한, 제1 패드(34-1) 또는 제2 패드(34-2)가 존재함으로써, 제1 다이(32)에 의해서도 성형 소재를 제1 펀치(31)에 꽉 누를 수 없는 영역이 존재한다. 예를 들어, 가압 방향에 있어서, 제2 패드(34-2)와 겹치는 종벽부나 플랜지 부분은, 제1 다이(32)에 의해 프레스 성형할 수는 없다. 이러한 영역은, 제2 프레스 성형 장치를 사용해서 행하여지는 제2 공정에 있어서 프레스 성형된다. 제2 프레스 성형 장치는, 공지된 프레스 성형 장치에 의해 구성할 수 있으므로, 여기에서의 설명을 대략한다.

(2-3. 제조 방법)

이어서, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다. 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법은, 도 1의 (a)에 예시한, 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체(10)의 제조 방법의 예이다.

(2-3-1. 제1 공정)

도 3 내지 도 7은, 이미 설명한 제1 프레스 성형 장치(30)를 사용해서 행하여지는 제1 공정을 개념적으로 도시하는 설명도이다. 도 3의 (a) 및 (b)는 제1 패드(34-1)에 의해 성형 소재(33)가 구속되는 모습을 모식적으로 도시하는 단면도 및 사시도이다. 또한, 도 4의 (a) 및 (b)는 제2 패드(34-2)에 의해 성형 소재(33)가 구속되는 모습을 모식적으로 도시하는 단면도 및 사시도이다. 도 7은, 제1 다이(32)에 의해 성형 소재(33)가 프레스 성형되는 모습을 모식적으로 도시하는 단면도이다.

또한, 도 3 내지 도 7은, 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체(10)를 제조할 때의 제1 공정의 모습을 나타내고 있다. 또한, 도 3의 (a), 도 4의 (a) 및 도 7의 (a)는, 제1 공정에 있어서, 성형 소재(33) 중, 외향 연속 플랜지(16)가 형성되는 길이 방향의 단부 영역을 성형하는 모습을 나타내고 있다. 또한, 도 3의 (b) 및 도 4의 (b)에서는, 제1 펀치(31), 제1 패드(34-1) 및 성형 소재(33)를 성형하는 중간 성형체의 길이 방향을 따르는 중심선으로 분할한 절반만의 부분을 나타내고 있다. 또한, 이하에 설명하는 제조 방법에서는, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)가 제1 다이(32)에 현가된 제1 프레스 성형 장치(30)가 사용되고 있다.

제1 공정에서는, 먼저 도 3의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 다이(32)가 제1 펀치(31)를 향해 이동하는 것에 수반하여, 제1 패드(34-1)가, 성형 소재(33)에 있어서의 홈저부(11)로 성형되는 부분을 구속한다. 이때, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 성형 소재(33)에 있어서의 홈저부(11)로 성형되는 부분 중 적어도 일부가, 제1 패드(34-1)의 구속면(34-1a)에 의해 구속된다. 동시에, 성형 소재(33)의 길이 방향 단부가 가압 방향과는 반대 방향으로 상승하게 되어, 제1 패드(34-1)의 플랜지 성형부(34-1b)와 제1 펀치(31)의 플랜지 성형부(31c)에 의해 구속된다.

계속해서, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 다이(32)가 제1 펀치(31)를 향해 더 이동하는 것에 수반하여, 제2 패드(34-2)가, 성형 소재(33)에 있어서의 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분을 구속한다. 이때 구속되는 성형 소재(33)의 부분은, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분의 단부 근방의 부분이다. 즉, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 성형 소재(33) 중 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분의 단부가, 제2 패드(34-2)의 구속면(34-2a)에 의해 구속된다. 동시에, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분으로부터 연속해서 플랜지로 성형되는 부분이, 가압 방향과는 반대 방향으로 더 상승하게 되어, 제2 패드(34-2)의 플랜지 성형부(34-2b)와 제1 펀치(31)의 플랜지 성형부(31c)에 의해 구속된다.

이때, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분 중, 상기 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이 중 적어도 1/3 길이의 부분이, 제2 패드(34-2)에 의해 가압되는 것이 바람직하다. 제2 패드(34-2)가 당해 부분을 가압함으로써, 주변 강판 재료의 이동을 억제하면서, 제2 패드(34-2)의 구속면(34-2a)에 의해 가압하는 부분의 강판 재료를 돌출시켜 능선부(12a, 12b)의 일부를 형성할 수 있다.

도 5는, 제2 패드(34-2)에 의한 능선부로 성형되는 부분의 가압 범위와, 형성되는 외향 연속 플랜지(16)에 있어서의 능선부(12a, 12b)에 연속되는 플랜지 부분의 에지에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값과의 관계를 도시하는 특성도이다. 이러한 도 5에 있어서, 가압 범위는 능선부로 성형되는 부분과 홈저부로 성형되는 부분의 접속부를 0°로 하여 제2 패드(34-2)가 구속하는 부분의 중심 각도를 의미하는 누름 각도에 의해 나타내고 있다. 누름 각도가 0°라고 함은, 능선부로 성형되는 부분이 구속되지 않는 상태를 의미한다.

이러한 도 5에 도시한 바와 같이, 능선부로 성형되는 부분이 구속되지 않는 경우에는, 플랜지의 에지에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값이 36% 정도로 되어 있으며, 신장 플랜지 깨짐이 발생할 가능성이 높은 것을 알 수 있다. 한편, 누름 각도가 23° 이상, 즉 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3의 능선부가 구속되어 있으면, 플랜지의 에지에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값이 25% 미만으로 억제된다. 따라서, 플랜지의 에지 깨짐이 억제되는 것을 알 수 있다.

또한, 도 6은 제2 패드(34-2)에 의한 능선부로 성형되는 부분의 가압 범위와, 형성되는 능선부(12a, 12b)의 단부 근방의 플랜지 근원 부근에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값과의 관계를 도시하는 특성도이다. 이러한 도 6에 있어서도, 가압 범위는 도 5와 마찬가지로 누름 각도에 의해 나타내고 있다. 이러한 도 6에 도시한 바와 같이, 능선부로 성형되는 부분이 구속되지 않을 경우에는, 플랜지의 근원 부근에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값이 -65% 정도로 되어 있어, 명백하게 주름이 발생하는 것을 알 수 있다. 한편, 누름 각도가 23° 이상, 즉 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3의 능선부가 구속되어 있으면, 플랜지의 근원 부근에 있어서의 판 두께 감소율의 최솟값이 -35% 이상으로 억제된다. 따라서, 플랜지 근원 부근의 주름이 억제되는 것을 알 수 있다.

계속해서, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 다이(32)가 제1 펀치(31)를 향해서 더 이동하는 것에 수반하여, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)에 의해 성형 소재(33)가 구속된 상태에서, 제1 펀치(31) 및 제1 다이(32)에 의해 1단계째의 프레스 성형이 행하여진다. 이에 의해, 가압 방향을 따라, 제2 패드(34-2)의 하방에 위치하는 부분[도 7의 부호 33A] 등을 제외하고, 성형 소재(33)가 프레스 성형되고, 중간 성형체가 성형된다.

제1 펀치(31) 및 제1 다이(32)를 사용한 1단계째의 프레스 성형은, 제1 다이(32)에 의해 성형 소재(33)를 가압해서 절곡하고, 제1 펀치(31)에 꽉 누르는 굽힘 성형이어도 좋다. 또는, 이러한 1단계째의 프레스 성형은 제1 다이(32) 및 블랭크 홀더에 의해, 성형 소재(33)에 있어서의 종벽부로 성형되는 부분을 끼움 지지함과 함께, 제1 다이(32) 및 블랭크 홀더를 제1 펀치(31)를 향해서 이동시켜서 성형하는, 딥 드로잉 성형이어도 좋다.

이때, 제2 패드(34-2)에 의해, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분의 단부 근방[능선부(12a, 12b)와 외향 연속 플랜지(16)의 회합부 부근]이 구속되어 있으므로, 당해 영역에서의 주름 발생이 억제된다. 또한, 제2 패드(34-2)에 의해 당해 영역이 구속되어 있으므로, 능선부(12a, 12b)의 단부에 연속해서 형성되는 플랜지의 신장 플랜지율이 저감되어, 외향 연속 플랜지(16)의 깨짐을 억제할 수 있다. 또한, 도 3 내지 도 7에는 나타내고 있지 않지만, 도 1에 예시한 프레스 성형체(10)에 있어서의 곡면부(14a, 14b) 및 플랜지부(15a, 15b)의 일부는, 제1 공정에 있어서, 제1 펀치(31) 및 제1 다이(32)에 의해 프레스 성형된다.

본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법에 의해, 능선부(12a, 12b)의 단부 영역의 플랜지 근원 부근의 주름이나, 외향 연속 플랜지(16)의 에지 깨짐이 억제되는 이유를, 이하에 설명한다. 도 8은, 제1 패드 및 제2 패드가 분할되어 있지 않고, 홈저부로 성형되는 부분 및 능선부로 성형되는 부분을 동시에 구속하는 패드(134)를 사용한 프레스 성형의 모습을 도시하는 설명도이다. 제조하는 프레스 성형체의 형상은, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같은 끝이 넓어지는 형상을 갖는 프레스 성형체이다. 도 8의 (a)는, 도 4의 (b)에 대응하는 도면이며, 펀치(131) 및 패드(134)에 의해, 성형 소재(133)에 있어서의 홈저부로 성형되는 부분 및 능선부로 성형되는 부분이 구속된 상태를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 8의 (b)는, 다이에 의해 가압될 때의 성형 소재(133)를 상방으로부터 본 도면이다.

이러한 패드(134)를 사용한 경우, 패드(134)에 의해 성형 소재(133)를 펀치(131)에 꽉 눌러서 구속하려고 하면, 처음에 능선부로 성형되는 부분이 패드(134)에 의해 가압된다. 이 상태에서는, 홈저부로 성형되는 부분과 패드(134) 사이에 간극이 발생하고, 홈저부로 성형되는 부분은 패드에 의해 가압되지 않는다. 또한, 끝이 넓어지는 형상을 갖는 프레스 성형체의 경우, 홈저부로 성형되는 부분의 단부 근방에서는, 길이 방향의 위치에 의해 단면 둘레 길이차가 존재한다. 즉, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 위치 Z₁에서의 단면 둘레 길이는, 위치 Z₂에서의 단면 둘레 길이보다도 길다.

그렇다면, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 패드(134)에 의해, 홈저부로 성형되는 부분 및 능선부로 성형되는 부분이 모두 구속될 때까지 동안, 홈저부로 성형되는 부분으로부터 능선부로 성형되는 부분에 걸쳐, 외향 플랜지로 성형되는 부분의 강판 재료가 이동하게 된다.

또한, 끝이 넓어지는 형상을 갖는 프레스 성형체의 경우, 다이에 의해 굽힘 성형되는, 종벽부로 성형되는 부분은, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 능선부로 성형되는 부분(112)에 대하여 수직 방향으로, 즉 외향 플랜지로 성형되는 부분(116)으로부터 이격되는 방향을 향해서 구부러진다. 그로 인해, 외향 플랜지로 성형되는 부분의 강판 재료가, 다시 능선부로 성형되는 부분을 향해서 이동하기 쉬워진다. 따라서, 능선부로 성형되는 부분에 있어서, 과잉 주름이나 두께 증가가 보다 발생하기 쉬워진다. 이러한 이유로 인하여, 홈저부로 성형되는 부분 및 능선부로 성형되는 부분을 동시에 구속하는 패드(134)를 사용한 경우에는, 홈저부로 성형되는 부분의 단부나 능선부로 성형되는 부분의 단부에 주름이 발생하기 쉽다.

이에 반해, 본 실시 형태에서는, 도 3의 (b) 및 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 패드(34-1)에 의해 홈저부로 성형되는 부분이 구속된 후에, 제2 패드(34-2)에 의해 능선부로 성형되는 부분의 단부가 가압되어서 구속된다. 따라서, 제2 패드(34-2)에 의해 능선부로 성형되는 부분의 단부가 가압되는 동안, 홈저부로 성형되는 부분으로의 강판 재료의 이동이 억제된다. 그로 인해, 홈저부로 성형되는 부분의 단부(외향 연속 플랜지의 근방)에 있어서의 길이 방향의 위치에 의해 단면 둘레 길이차가 존재하는 경우에도, 외향 연속 플랜지로 성형되는 부분의 강판 재료가, 홈저부로 성형되는 부분 및 능선부로 성형되는 부분으로 이동하는 것이 억제된다.

또한, 제1 패드(34-1)에 의해 홈저부로 성형되는 부분이 구속된 상태에서, 제2 패드(34-2)에 의해 능선부로 성형되는 부분의 단부가 가압되므로, 능선부로 성형되는 부분의 단부는, 당해 가압되는 부분의 강판 재료를 돌출시킴으로써 성형된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)에 의해 성형 소재(33)가 구속된 상태에서, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 펀치(31)와 제1 다이(32)에 의해 성형 소재(33)가 프레스 성형된다. 따라서, 능선부로 성형되는 부분에 대하여 과잉으로 강판 재료가 이동하는 것이 억제된다. 그 결과, 형성되는 능선부(12a, 12b)의 단부에 있어서의 과잉 두께 증가나 주름이 억제된다.

(2-3-2. 제2 공정)

이상과 같이 해서 제1 공정에 있어서 1단계째의 프레스 성형을 행한 후, 제2 공정에서는 2단계째의 프레스 성형이 행하여진다. 제1 공정에서는, 가압 방향을 따라, 제2 패드(34-2)의 하방에 상당하는 부분 중, 제2 패드(34-2)에 겹치는 종벽부(13a, 13b)로 성형되는 부분은, 프레스 성형체(10)로서의 최종 형상으로 성형할 수 없다. 또한, 프레스 성형체(10)에 있어서의 곡면부(14a, 14b) 및 플랜지부(15a, 15a)로 성형되는 부분의 전부 또는 일부에 대해서도, 제1 공정에 있어서, 최종 형상으로 성형할 수 없는 경우가 있다.

또한, 성형 소재(33)에 대하여 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)가 가압하는 영역에 따라서는, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분의 일부에 대해서도, 제1 공정에 있어서, 최종 형상으로 성형할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 제1 공정에 있어서, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분 중, 능선부(12a, 12b)로 성형되는 부분과 홈저부(11)로 성형되는 부분의 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 1/3이 제2 패드(34-2)에 의해 성형된 경우에는, 단면 둘레 길이의 나머지 2/3를 성형할 필요가 있다.

따라서, 제2 공정에서는, 제2 프레스 성형 장치를 사용하여, 제2 펀치 및 제2 다이에 의해 중간 성형체에 대하여 2단계째의 프레스 성형을 행하고, 최종 형상으로서의 프레스 성형체(10)를 성형한다. 제2 공정은, 최종 형상으로 성형하고 싶은 부분의 형상에 대응하는 가압면을 갖는 제2 펀치 및 제2 다이를 사용하여, 공지된 프레스 성형에 의해 행할 수 있다. 또한, 제2 공정에 있어서도 최종 형상으로서의 프레스 성형체(10)에 성형할 수 없는 경우에는, 또한 다른 성형 공정을 추가해도 좋다.

또한, 제2 공정은, 패드를 사용하지 않고 행하여지는, 다이 및 펀치에만 의한 스탬핑 프레스 성형이어도 좋고, 패드를 사용해서 행하여지는 통상의 프레스 성형이어도 좋다.

<3. 정리>

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형 장치(제1 프레스 성형 장치)(30) 및 제1 프레스 성형 장치(30)를 사용한 제1 공정을 포함하는 프레스 성형체의 제조 방법에 의하면, 소정 방향의 단부에, 홈저부로부터 종벽부에 걸쳐서 형성된 외향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형체가 얻어진다. 제1 공정에서는, 제1 패드에 의해 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부가 구속된 후, 제2 패드에 의해 능선부로 성형되는 부분의 단부 중 적어도 일부가 구속된다. 또한, 제1 공정에서는, 제1 패드 및 제2 패드에 의해 성형 소재가 구속된 상태에서, 다이 및 펀치에 의해 성형 소재가 프레스 성형된다.

이에 의해, 제2 패드에 의해 능선부로 성형되는 부분이 가압되는 동안, 능선부로 성형되는 부분으로부터 홈저부로 성형되는 부분으로의 강판 재료의 이동이 억제된다. 또한, 능선부로 성형되는 부분의 단부에 있어서의 능선부의 형상이, 제2 패드에 의해 가압되는 부분의 재료를 돌출시킴으로써 형성된다. 따라서, 인장 강도가 390MPa 이상인 고장력 강판으로 이루어지는 프레스 성형체를 성형하는 경우에도, 제2 패드가 접촉하는 부분의 주변 재료의 이동이 억제되어서, 주름이나 깨짐의 원인이 되는 주변 재료의 신장이나 수축 변형이 억제된다.

그 결과, 외향 연속 플랜지에 있어서의, 능선부에 대응하는 플랜지 부분에서의 신장 플랜지 깨짐이나, 능선부의 단부 근방에서의 플랜지 근원 부근에 있어서의 주름 발생을 억제할 수 있다. 이러한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치는, 특히 외향 연속 플랜지를 갖는 단부를 향함에 따라서 홈저부의 폭 또는 종벽부의 높이가 증대하는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체를 제조할 때에 유효하다. 이렇게 성형된 프레스 성형체에 의해 자동차 차체용의 구조 부재를 구성함으로써, 강성이나 충격 하중의 전달 특성을 향상시킬 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서는, 외향 연속 플랜지를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체(10)를 예로 들어, 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치에 대해서 설명했지만, 본 발명에 의해 제조하는 프레스 성형체는, 이러한 예에 한정되지 않는다. 프레스 성형체가 끝이 넓어지는 형상을 갖고 있지 않고, 홈저부의 폭 및 종벽부의 높이가 일정한 프레스 성형체를 제조하는 경우에 있어서도, 본 발명을 적용할 수 있다.

실시예

이하, 본 실시 형태의 실시예에 대해서 설명한다.

(1) 실시예 1 및 비교예 1, 2

먼저, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법에 의해 제조되는 프레스 성형체(10)에 있어서의 능선부의 단부에 있어서의 판 두께 감소율을 평가하였다. 실시예 1에서는, 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)를 사용하여, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법에 의해 프레스 성형체를 제조하였다. 또한, 비교예 1에서는, 제1 패드 및 제2 패드 대신에, 홈저부만을 누르는 패드를 사용하는 이외는 실시예 1과 동일 조건으로, 프레스 성형체를 제조하였다. 또한, 비교예 2에서는, 제1 패드 및 제2 패드 대신에, 홈저부 및 능선부를 동시에 누르는 패드를 사용하는 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로, 프레스 성형체를 제조하였다.

사용한 성형 소재(33)는 JIS Z 2241에 준거한 인장 시험에 의해 측정되는 인장 강도가 980MPa급의 판 두께 1.4㎜의 강판이다. 또한, 프레스 성형체에 있어서의, 대략 홈형 단면의 높이는 100㎜, 홈저부의 폭 L₁은 76㎜, 폭 L₂는 148㎜, 외향 연속 플랜지의 폭은 14㎜였다. 또한, 사용한 펀치의 견부의 곡률 반경은 12㎜였다.

도 9는, 실시예 1 및 비교예 1, 2의 프레스 성형체의 판 두께 감소율의 해석 결과를 도시하는 설명도이다. 도 9의 (a)는 판 두께 감소율의 해석 위치 A를 도시하는 도면이며, 축 방향(x 방향)을 따르는 중심선에 의해 분할한 한쪽의 프레스 성형체(10)를 나타내고 있다. 도 9의 (b)는 비교예 1에 관한 프레스 성형체의 해석 결과이며, 도 9의 (c)는 비교예 2에 관한 프레스 성형체의 해석 결과이며, 도 9의 (d)는 실시예 1에 관한 프레스 성형체(10)의 해석 결과이다. 해석에는, 범용 해석 소프트인 LS-DYNA를 사용하였다.

홈저부만을 누르는 패드를 사용한 비교예 1에 관한 프레스 성형체는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 외향 연속 플랜지 중, 능선부의 단부에 연속해서 형성되는 플랜지에 있어서의 위치 I에서의 판 두께 감소율이 24.8%였다. 이러한 판 두께 감소율에서는, 성형 문제(깨짐)의 발생이 염려된다. 또한, 홈저부 및 능선부를 동시에 누르는 패드를 사용한 비교예 2에 관한 프레스 성형체는, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 외향 연속 플랜지 중, 능선부의 단부에 연속해서 형성되는 플랜지에 있어서의 위치 H1의 판 두께 감소율은 11.2%로 저하되고 있었다. 한편, 비교예 2에 관한 프레스 성형체는, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 능선부의 단부와, 외향 연속 플랜지 사이의 상승 곡선부에 있어서의 위치 H2의 판 두께 감소율이 -15.5%로 되어 있고, 허용 범위를 초과하는 주름이나 두께 증가의 발생이 염려된다.

이에 반해, 제1 패드 및 제2 패드를 사용한 실시예 1에 관한 프레스 성형체는, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 외향 연속 플랜지(16) 중, 능선부의 단부에 연속해서 형성되는 플랜지에 있어서의 위치 J1의 판 두께 감소율은 15.4%로 허용되는 값이었다. 또한, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 능선부의 단부와, 외향 연속 플랜지(16) 사이의 상승 곡선부에 있어서의 위치 J2의 판 두께 감소율은 -13.9%이며, 발생하는 주름이나 두께 증가는 허용되는 범위였다.

(2) 실시예 2 및 비교예 3, 4

이어서, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법에 의해 제조되는 프레스 성형체(10)에 있어서의 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 단부측으로부터 축 방향으로 충격 하중을 부여하고, 충돌 시에 발생하는 축 방향 하중과, 충격 에너지의 흡수량을 평가하였다. 여기에서는, 본 실시 형태에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치를 사용해서 적절하게 제조되는, 외향 연속 플랜지를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체의 특성에 대해서 평가를 행하였다.

도 10은, 해석에 사용한 구조 부재의 해석 모델을 도시하는 설명도이다. 도 10의 (a)는 비교예 3에 관한 해석 모델(50)을 나타내고, 도 10의 (b)는 비교예 4에 관한 해석 모델(60)을 나타내고, 도 10의 (c)는 실시예 2에 관한 해석 모델(70)을 나타낸다. 어떠한 해석 모델(50, 60, 70)도, 대략 홈형 단면을 갖는 제1 부재인 프레스 성형체(10, 51, 61)가, 곡면부(27)를 개재하여 종벽부(41)에 연속되는 플랜지부(26)를 거쳐, 평판 형상의 제2 부재(18)에 접합되어 있다.

비교예 3에 관한 해석 모델(50)은 축 방향의 단부에, 절결이 없는 외향 연속 플랜지(23)를 갖는다. 또한, 해석 모델(50)은 홈저부의 폭 및 종벽부의 높이가 일정한 형상(홈저부의 폭=100㎜)을 갖는다. 이러한 해석 모델(50)의 프레스 성형체(51)는 홈저부로 성형되는 부분 및 능선부로 성형되는 부분을 동시에 구속하는 패드[도 8의 (a)의 패드(134)]를 사용한 프레스 성형에 의해 성형되는 것이다.

비교예 4에 관한 해석 모델(60)은 축 방향의 단부에, 능선부(25b)의 단부에 달하는 절결을 갖는 불연속적인 외향 플랜지(24)를 갖는다. 또한, 해석 모델(60)은 외향 플랜지(24)를 갖는 단부를 향함에 따라서 홈저부의 폭이 증대하는 형상을 갖는다. 홈저부의 폭의 최솟값은 100㎜이며, 최댓값은 130㎜이다. 이러한 해석 모델(60)의 프레스 성형체(61)는 홈저부로 성형되는 부분만을 구속하는 패드를 사용한 프레스 성형에 의해 성형되는 것이다.

실시예 2에 관한 해석 모델(70)은 축 방향의 단부에, 절결이 없는 외향 연속 플랜지(16)를 갖는다. 또한, 해석 모델(70)은 비교예 4과 마찬가지로, 외향 플랜지(24)를 갖는 단부를 향함에 따라서 홈저부의 폭이 증대하는 형상(홈저부의 폭=100㎜→130㎜)을 갖는다. 이러한 해석 모델(70)의 프레스 성형체(10)는, 도 3 내지 도 7에 나타내는 제1 패드(34-1) 및 제2 패드(34-2)를 사용한 프레스 성형에 의해 성형되는 것이다.

상기 이외의 해석 조건은, 해석 모델(50, 60, 70) 모두 동일하게 하였다. 공통되는 해석 조건은 이하에 열기한 대로이다.

·사용한 강판 : 인장 강도 980MPa급 고장력 강판, 판 두께 1.4㎜

·대략 홈형 단면의 높이 : 100㎜

·능선부의 곡률 반경 : 12㎜

·플랜지부(26)에 연속되는 곡면부(27)의 곡률 반경 : 5㎜

·외향 연속 플랜지(16) 및 외향 플랜지(24)의 폭 : 14㎜

·상승 곡선부(28)의 곡률 반경 r : 3㎜

·축 방향 길이 : 300㎜

해석을 행하는 데 있어서, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 강체 벽(29)을 외향 연속 플랜지(16, 23), 또는 외향 플랜지(24)가 형성된 단부측으로부터 축 방향으로, 충돌 속도 20㎞/h로 충돌시켜서, 해석 모델(50, 60, 70)에 대하여 축 방향 변위를 부여하였다. 그리고, 실시예 2 및 비교예 3, 4 각각에 있어서, 충돌 시에 발생하는 축 방향 하중(kN)과, 충격 에너지의 흡수량(kJ)을 산출하였다.

도 11은, 해석 모델(50, 60, 70) 각각의, 축 방향 하중에 관한 해석 결과를 나타내는 그래프이다. 또한, 해석 모델(50, 60, 70) 단부의 단면 둘레 길이의 영향을 배제하기 위해서, 도 11의 그래프의 종축은, 축 방향 하중을 축 방향 단부[도 1의 (b)에 나타내는 위치 C]의 단면 둘레 길이로 나눈 값(축 방향 하중/둘레 길이 : kN/㎜)으로 하였다. 이 경우의 단면 둘레 길이라 함은, 제2 부재(18)를 포함하지 않는 프레스 성형체(10, 51, 61) 각각의 단면의 판 두께 중심의 길이를 의미한다.

압괴 스트로크가 5㎜ 이하인, 축 방향으로의 압괴의 초기 영역 S1에 있어서, 절결이 없는 외향 연속 플랜지(16, 23)를 갖는 실시예 2 및 비교예 3의 해석 모델(50, 70)은, 절결이 있는 외향 플랜지(24)를 갖는 비교예 4의 해석 모델(60)에 비하여, 축 방향 하중(kN/㎜)이 높아지고 있다. 또한, 압괴 스트로크가 5㎜ 초과인 영역 S2에 있어서, 끝이 넓어지는 형상을 갖는 실시예 2 및 비교예 4의 해석 모델(60, 70)은 홈저부의 폭 및 종벽부의 높이가 일정한 비교예 3의 해석 모델(50)에 비하여, 축 방향 하중(kN/㎜)이 대략 높아지고 있다.

특히, 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체(10)를 구비한 실시예 2에 관한 해석 모델(70)은 축 방향으로의 압괴 초기로부터 후기에 걸쳐서, 높은 축 방향 하중이 실현되고 있다. 특히, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)은 압괴 스트로크가 15㎜ 초과인, 축 방향으로의 압괴 후기에 있어서도 높은 축 방향 하중을 유지하고 있다.

또한, 도 12는 해석 모델(50, 60, 70) 각각의, 충격 에너지의 흡수량(E. A.)에 관한 해석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 12의 (a)는 압괴 스트로크가 10㎜인 경우의 해석 결과를 나타내고, 도 12의 (b)는 압괴 스트로크가 20㎜인 경우의 해석 결과를 나타내고 있다.

도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 축 방향의 단부에, 절결이 없는 외향 연속 플랜지(16, 23)를 갖는 해석 모델(50, 70)은 절결이 있는 외향 플랜지(24)를 갖는 해석 모델(60)에 비하여, 압괴 스트로크가 10㎜인 경우의 충격 에너지의 흡수량이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 끝이 넓어지는 형상을 갖는 해석 모델(60, 70)은 홈저부의 폭 및 종벽부의 높이가 일정한 해석 모델(50)에 비하여, 압괴 스트로크가 20㎜인 경우의 충격 에너지의 흡수량이 증가하는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)의 하중 전달 특성은, 충돌 초기 및 후기 중 어떠한 시기에 있어서도, 비교예 3에 관한 해석 모델(50) 및 비교예 4에 관한 해석 모델(60)보다도, 충격 에너지의 흡수 특성이 우수한 것을 알 수 있다.

(3) 분석

(3-1) 축 방향 하중

상기한 실시예 2 및 비교예 3, 4의 해석 모델(50, 60, 70)을 사용하여, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)의 축 방향 하중이 높아지는 요인에 대해서 분석을 하였다. 도 13의 (a) 내지 (c)는, 상기한 비교예 3에 관한 해석 모델(50), 비교예 4에 관한 해석 모델(60) 및 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에 대해서, 압괴 스트로크가 5㎜인 경우의 축 방향(x 방향)의 응력 분포를 나타내고 있다. 도 13의 (a) 내지 (c)에 있어서는, 색이 짙을수록, 응력이 큰 것을 나타내고 있다. 또한, 도 14의 (a) 내지 (c)는 비교예 3에 관한 해석 모델(50), 비교예 4에 관한 해석 모델(60) 및 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에 대해서, 압괴 스트로크가 5㎜인 경우의 높이 방향(Z 방향)의 면외 변위 분포를 나타내고 있다. 도 14의 (a) 내지 (c)에 있어서는, 색이 짙을수록 오목 형상의 변위가 큰 것을 나타내고, 색이 옅을수록 볼록 형상의 변위가 큰 것을 나타내고 있다.

도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 비교예 4에 관한 해석 모델(60)은 충격 하중이 부하되는 단부측의 능선부(25a, 25b)에 응력이 집중하고, 능선부(25a, 25b)에 있어서의 반대측 단부로 하중을 충분히 전달할 수 없다. 이에 반해, 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)은 능선부(25a, 25b)에 발생하는 응력이 비교적 크고, 또한 능선부(25a, 25b)의 전체에 걸쳐 응력이 비교적 균일하게 분포하고 있다. 또한, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 비교예 3에 관한 해석 모델(50)은 능선부(25a, 25b)에 발생하는 응력에 관해서는, 능선부(25a, 25b)의 전체에 걸쳐 비교적 균일하게 분포하고 있다.

또한, 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 비교예 3에 관한 해석 모델(50)에서는, 홈저부(53)에 있어서의, 충격 하중이 부하되는 단부로부터 이격된 위치에 있어서, 비교적 큰 면외 변위(오목, 볼록)가 발생하고 있다. 또한, 이러한 면외 변위가 발생한 위치보다도, 충격 하중이 부하되는 단부로부터 더욱 떨어진 위치에 있어서, 좌굴의 기점 P가 발생하고 있다. 또한, 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 비교예 4에 관한 해석 모델(60)에서는, 홈저부(63)의 단부(63a)[외향 플랜지(24)의 근방]에 있어서, 과대한 면외 변위(-8.3㎜)가 발생하고 있다. 이에 반해, 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에서는, 홈저부(11)의 단부(11a)[외향 연속 플랜지(23)의 근방]에 면외 변위(-7.7㎜)가 발생하고 있지만, 면외 변위의 정도는, 비교예 4에 관한 해석 모델(60)보다도 작게 되어 있다.

이와 같이, 외향 연속 플랜지를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 해석 모델(70)에서는, 충돌 시에, 외향 연속 플랜지(16) 근방의 능선부(25a, 25b)의 단부에 응력이 집중하는 일 없이, 반대측 단부에 걸쳐서 응력이 비교적 균일하게 분포한다. 또한, 이러한 해석 모델(70)은 외향 연속 플랜지(16) 근방의 홈저부(11)의 단부(11a)에 있어서, 적정하게 변형된다. 따라서, 도 11에 도시한 바와 같이, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)은 축 방향으로의 압괴 초기 및 후기 중 어떠한 시기에 있어서도, 축 방향 하중이 높아진다.

(3-2) 충격 에너지의 흡수량

상기한 실시예 2 및 비교예 3, 4의 해석 모델(50, 60, 70)을 사용하여, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)의 충격 에너지의 흡수량이 커지는 요인에 대해서 분석하였다. 도 15의 (a) 내지 (c)는, 비교예 3에 관한 해석 모델(50), 비교예 4에 관한 해석 모델(60) 및 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에 대해서, 압괴 스트로크가 5㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 16의 (a) 내지 (c)는, 비교예 3에 관한 해석 모델(50), 비교예 4에 관한 해석 모델(60) 및 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에 대해서, 압괴 스트로크가 10㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내고 있다.

또한, 도 17의 (a) 내지 (c)는 비교예 3에 관한 해석 모델(50), 비교예 4에 관한 해석 모델(60) 및 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에 대해서, 압괴 스트로크가 15㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 18의 (a) 내지 (c)는, 비교예 3에 관한 해석 모델(50), 비교예 4에 관한 해석 모델(60) 및 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에 대해서, 압괴 스트로크가 20㎜인 경우의 상당 소성 변형 분포를 나타내고 있다.

도 15의 (a) 및 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이, 비교예 3에 관한 해석 모델(50)에서는, 압괴 스트로크가 10㎜인 시점에서, 충격 하중이 부여되는 단부로부터 이격된 위치 E1에서 1회째의 좌굴이 개시되어 있다. 좌굴의 발생하기 쉬움은 홈저부의 폭에도 의존한다. 해석 모델(50)과 같이 홈저부(53)의 폭이 일정한 경우에는, 1회째의 좌굴이 반드시 충격 하중이 부여되는 단부로부터 발생하지 않는 것이 이해된다. 이것은, 상술한 도 14의 (a)에서, 충격 하중이 부여되는 단부로부터 이격된 위치에서 큰 면외 변위가 발생하고 있는 것과 부합된다.

또한, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 비교예 3에 관한 해석 모델(50)에서는, 압괴 스트로크가 더욱 커지면, 충격 하중이 부여되는 단부로부터 더 떨어진 위치 E2에서 새로운 좌굴이 발생하고 있다. 그리고, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 압괴 스트로크가 20㎜인 시점에서, 충격 하중이 부여되는 단부로부터 이격된 넓은 범위에 있어서, 3군데(E1 내지 E3)에서 좌굴이 발생하고 있는 것을 알 수 있다.

이에 반해, 도 15의 (c) 및 도 16의 (c)에 도시한 바와 같이, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)은, 외향 연속 플랜지(16)를 가짐과 함께 끝이 넓어지는 형상을 갖기 때문에, 충격 하중이 부여되는 단부측이 가장 좌굴하기 쉽고, 보다 단부에 가까운 위치 G1에서 좌굴이 개시하고 있다. 그 후, 위치 G1에서의 홈저부(11)의 폭이 서서히 좁아지므로, 도 17의 (c)에 도시한 바와 같이, 1회째의 좌굴을 발생한 위치 G1에 인접하는 위치 G2에 있어서, 2회째의 좌굴이 발생한다. 이후 이것이 반복된다. 이와 같이, 좌굴의 피치가 미세하고, 좌굴수가 증가하므로, 실시예 2에 관한 해석 모델(70)에서는, 압괴 스트로크가 5㎜ 초과에 있어서 충격 에너지의 흡수량이 증가하게 된다. 그로 인해, 도 18의 (c)에 도시한 바와 같이, 압괴 스트로크가 20㎜인 시점에서, 충격 하중이 부여되는 단부에 보다 가까운 범위에서, 3군데(G1 내지 G3)에서 좌굴이 발생하고 있다.

또한, 도 15의 (b), 도 16의 (b), 도 17의 (b) 및 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 비교예 4에 관한 해석 모델(60)도 끝이 넓어지는 형상을 갖고 있으므로, 충격 하중이 부여되는 단부에 비교적 가까운 위치에서 좌굴이 발생한다. 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 압괴 스트로크가 20㎜인 시점에서, 충격 하중이 부여되는 단부로부터 비교적 가까운 범위에 있어서, 2군데(F1 및 F2)에서 좌굴이 발생하고 있다. 따라서, 충격 에너지의 흡수 특성은 비교적 양호해지고 있다.

이상과 같이, 외향 연속 플랜지(16)를 갖는 끝이 넓어지는 형상의 프레스 성형체(10)를 구비한 해석 모델(70)은, 축 방향으로의 압괴 초기 및 후기에 있어서, 축 방향 하중이 높아지고 있다. 또한, 해석 모델(70)은 충격 하중이 부하되는 단부에 가까운 위치에 있어서, 미세한 좌굴 피치로 좌굴이 발생한다. 따라서, 해석 모델(70)은 우수한 하중 전달 특성 및 충격 에너지 흡수 특성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 본 발명에 관한 프레스 성형체의 제조 방법 및 프레스 성형 장치는, 그러한 해석 모델(70)을 구성하는 프레스 성형체(10)를 제조하는데 있어서, 외향 연속 플랜지(16)의 에지 깨짐이나, 능선부(12a, 12b)의 단부에 있어서의 플랜지 근원 부근의 주름 발생을 억제할 수 있다.

10 : 프레스 성형체
11 : 홈저부
12a, 12b : 능선부
13a, 13b : 종벽부
14a, 14b : 곡면부
15a, 15b : 플랜지부
16 : 외향 연속 플랜지
18 : 제2 부재
30 : 프레스 성형 장치(제1 프레스 성형 장치)
31 : 펀치(제1 펀치)
32 : 다이(제1 다이)
33 : 성형 소재
34-1 : 제1 패드
34-2 : 제2 패드
100 : 구조 부재

Claims (9)

1. 390MPa 이상의 고장력 강판제의 성형 소재를 프레스 성형함으로써, 소정 방향으로 연장되어서 형성되고, 홈저부와, 상기 홈저부에 연속되는 능선부와, 상기 능선부에 연속되는 종벽부를 갖고, 상기 소정 방향에 대하여 교차하는 단면이 대략 홈형 단면을 이루고, 상기 소정 방향 중 적어도 한쪽 단부에 있어서의, 적어도 상기 홈저부 및 상기 능선부에 걸쳐 연속해서 형성된 외향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 제조하는 방법이며,
   제1 펀치와, 제1 다이와, 상기 제1 펀치에 대향하는 제1 패드 및 제2 패드를 구비하는 제1 프레스 성형 장치를 사용하여,
   상기 제1 패드에 의해, 상기 성형 소재 중 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 가압하고, 상기 성형 소재를 상기 제1 펀치에 꽉 누름으로써, 상기 홈저부로 성형되는 부분에 연속되는 상기 성형 소재의 단부를, 상기 가압하는 방향과는 반대 방향으로 상승시킴과 함께, 상기 제1 패드 및 상기 제1 펀치에 의해 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 구속한 후,
   상기 제2 패드에 의해, 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 소정 방향의 단부 중 적어도 일부를 가압해서 상기 제1 펀치에 꽉 누름으로써, 상기 능선부로 성형되는 부분에 연속되는 상기 소정 방향의 단부를, 상기 가압하는 방향과는 반대 방향으로 상승시킴과 함께, 상기 능선부로 성형되는 부분을 상기 가압하는 방향으로 구부리면서, 상기 제2 패드 및 상기 제1 펀치에 의해 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 적어도 일부를 구속하고,
   상기 제1 패드 및 상기 제2 패드에 의해 상기 성형 소재를 구속한 상태에서, 상기 제1 펀치 및 상기 제1 다이에 의해 프레스 성형을 행하여, 중간 성형체를 형성하는 제1 공정과,
   제2 펀치와, 제2 다이를 구비하는 제2 프레스 성형 장치를 사용하여, 상기 제2 펀치 및 상기 제2 다이에 의해 상기 중간 성형체를 프레스 성형하여, 상기 프레스 성형체를 형성하는 제2 공정을 구비하는, 프레스 성형체의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 공정에 있어서, 상기 제2 패드에 의해, 상기 능선부로 성형되는 부분 중, 상기 능선부로 성형되는 부분과 상기 홈저부로 성형되는 부분의 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3 길이의 부분을 가압해서 상기 제1 펀치에 꽉 누르는, 프레스 성형체의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드는 상기 제1 다이에 지지되고, 상기 제1 다이를 상기 제1 펀치 방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드 및 상기 제1 다이가 순차적으로 상기 성형 소재를 가압하는, 프레스 성형체의 제조 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 공정에서의 상기 프레스 성형이 굽힘 성형인, 프레스 성형체의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 공정에서의 상기 프레스 성형이 딥 드로잉 성형인, 프레스 성형체의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레스 성형체는, 상기 홈저부의 폭 및 상기 종벽부의 높이 중 적어도 한쪽이, 상기 외향 연속 플랜지를 갖는 단부를 향함에 따라서 증가하는 성형체인, 프레스 성형체의 제조 방법.
7. 소정 방향으로 연장되어서 형성되고, 홈저부와, 상기 홈저부에 연속되는 능선부와, 상기 능선부에 연속되는 종벽부를 갖고, 상기 소정 방향에 대하여 교차하는 단면이 대략 홈형 단면을 이루고, 상기 소정 방향 중 적어도 한쪽 단부에 있어서의, 적어도 상기 홈저부 및 상기 능선부에 걸쳐서 연속해서 형성된 외향 연속 플랜지를 갖는 프레스 성형체를 제조하기 위해서 사용되고, 펀치와, 다이와, 상기 펀치에 대향하는 패드를 구비하고, 상기 패드 및 상기 펀치에 의해 390MPa 이상의 고장력 강판제의 성형 소재를 구속한 상태에서 상기 펀치 및 상기 다이에 의해 프레스 성형을 행하는 프레스 성형 장치에 있어서,
   상기 패드는, 제1 패드와, 상기 제1 패드와는 다른 제2 패드를 포함하고,
   상기 제1 패드는, 상기 성형 소재에 있어서의 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 상기 펀치에 꽉 눌러서 구속하고,
   상기 제2 패드는, 상기 능선부로 성형되는 부분의 단부 중 적어도 일부를 가압해서 상기 펀치에 꽉 누름으로써, 상기 능선부로 성형되는 부분을 상기 가압하는 방향으로 구부리면서, 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 적어도 일부를 구속하고,
   상기 제2 패드가, 상기 제1 패드에 의해 상기 홈저부로 성형되는 부분 중 적어도 일부를 구속한 후에, 상기 능선부로 성형되는 부분의 상기 적어도 일부를 구속하도록 구성되는, 프레스 성형 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2 패드는, 상기 능선부로 성형되는 부분 중, 상기 능선부로 성형되는 부분과 상기 홈저부로 성형되는 부분의 접속부를 기점으로 하는 단면 둘레 길이의 적어도 1/3 길이의 부분을 가압하는, 프레스 성형 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드는 상기 다이에 지지되고, 상기 다이를 상기 펀치 방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드 및 상기 다이가 순차적으로 상기 성형 소재를 가압하는, 프레스 성형 장치.

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