KR20160103091A - 프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품의 제조 장치, 맨드럴 및 프레스 성형품 - Google Patents

Abstract

이 프레스 성형품의 제조 방법은, 굽힘부를 갖는 장척재를 준비하는 제1 공정과, 상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단을 구속하면서, 상기 굽힘부의 곡률을 작게 하는 제2 공정을 구비한다.

Description

프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품의 제조 장치, 맨드럴 및 프레스 성형품{METHOD FOR PRODUCING PRESS-MOLDED ARTICLE, DEVICE FOR PRODUCING PRESS-MOLDED ARTICLE, MANDREL, AND PRESS-MOLDED ARTICLE}

본 발명은 프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품의 제조 장치, 맨드럴 및 프레스 성형품에 관한 것이다.

본원은 2014년 3월 4일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-042144호, 2014년 3월 19일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-057177호 및 2014년 10월 10일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-209361호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

자동차는, 연비 개선을 위하여 차체의 경량화가 요구되는 한편, 조종 안정성 등을 확보하기 위하여, 차체의 고강성화가 요구되고 있다. 차체의 골격 부재의 일부에는 강판을 프레스 성형한 프레스 성형품이 사용된다. 경량화를 위해서는, 프레스 성형품의 두께를 얇게 하는 것을 생각할 수 있지만, 두께를 얇게 하면 강성이 저하된다. 따라서, 프레스 성형품의 경량화 및 고강성화를 도모하기 위하여, 프레스 성형품의 일부의 두께를 두껍게 하는 것이 검토되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는 테일러드 블랭크재를 사용한 차량 부품의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, 차체의 골격 부재에, 강판(보강재)을 용접하여 부분적으로 두께를 높이는 것도 행하여지고 있다.

일본 특허 공개 2005-152975호 공보

테일러드 블랭크재는, 인장 강도가 상이한 강판끼리 또는 판 두께가 상이한 강판끼리를 용접하여 제조된다. 그러나, 이 테일러드 블랭크재를 프레스 성형하는 경우, 용접부에 응력이 집중되어, 깨짐 또는 파단이 발생할 우려가 있다. 또한, 용접 공정이 필요하기 때문에, 생산 효율이 저하될 우려가 있다.

또한, 차체의 골격 부재에 강판을 용접하여 부분적으로 두께를 높인 경우, 골격 부재의 중량이 증대되어, 차량의 경량화에 역행되게 된다. 또한, 테일러드 블랭크재의 경우와 마찬가지로, 용접 공정이 필요하기 때문에, 생산 효율이 저하될 우려가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 용접을 필요로 하지 않고, 경량화 및 고강성화를 동시에 달성 가능한 프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품의 제조 장치, 맨드럴 및 프레스 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하를 채용한다.

(1) 본 발명의 제1 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 굽힘부를 갖는 장척재를 준비하는 제1 공정과; 상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단을 구속하면서, 상기 굽힘부의 곡률을 작게 하는 제2 공정;을 마련한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 형태에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 장척재의 상기 양단 사이의 최단 거리를 일정하게 유지하면서, 상기 곡률을 작게 해도 된다.

(3) 상기 (1)에 기재된 형태에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 장척재의 상기 양단 사이의 최단 거리를 줄이면서, 상기 곡률을 작게 해도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 장척재의 적어도 상기 굽힘부의 오목측을 지지하면서, 상기 곡률을 작게 해도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 곡률을 단계적으로 작게 해도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 상기 장척재의 상기 양단의 단부 테두리를 포함하는 평면이 서로 평행하여도 된다.

(7) 본 발명의 제2 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치는, 굽힘부를 갖는 장척재로부터 프레스 성형품을 제조하는 장치이며, 베이스부와, 상기 베이스부에 형성되고 또한 상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단이 맞닿음과 함께 서로 대향하는 한 쌍의 구속벽을 갖는 제1 성형형과; 상기 한 쌍의 구속벽 사이에 삽입된 상기 장척재의 상기 굽힘부의 볼록측을 가압하는 펀치부를 갖는 제2 성형형;을 구비하고, 상기 한 쌍의 구속벽 사이의 거리가, 상기 장척재를 직선상으로 펼친 경우의 전체 길이보다도 작다.

(8) 상기 (7)에 기재된 형태에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽 사이의 거리가, 상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 최단 거리와 동등해도 된다.

(9) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 형태에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽 각각이, 상기 구속벽 사이에 상기 장척재가 삽입될 때에 상기 장척재의 상기 길이 방향의 단부가 맞닿는 곡면 형상의 가이드면을 가져도 된다.

(10) 상기 (7) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽 사이에 배치되고, 상기 장척재의 적어도 상기 굽힘부의 오목측에 맞닿는 지지면을 갖는 주름 억제 지그를 더 구비해도 된다.

(11) 상기 (7)에 기재된 형태에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽의 한쪽이, 상기 베이스부에 고정된 고정 구속벽이어도 되고; 상기 한 쌍의 구속벽의 다른 쪽이, 상기 펀치부를 상기 장척재의 상기 굽힘부의 상기 볼록측에 맞닿게 하면서 이동시킬 때에, 상기 고정 구속벽을 향하여 접근하는 가압 구속벽이어도 된다.

(12) 상기 (11)에 기재된 형태에 있어서, 상기 고정 구속벽 및 상기 가압 구속벽의 적어도 한쪽은, 상기 장척재의 일단부에 맞닿는 워크 수용부와, 상기 워크 수용부를, 상기 장척재의 상기 일단부를 향하여 가압하는 탄성체를 갖고 있어도 된다.

(13) 상기 (11) 또는 (12)에 기재된 형태에 있어서, 상기 고정 구속벽과 상기 가압 구속벽 사이에 배치되고, 상기 장척재의 적어도 상기 굽힘부의 오목측에 맞닿는 지지면을 갖는 주름 억제 지그를 더 구비하고 있어도 된다.

(14) 본 발명의 제3 형태에 관한 맨드럴은, 상기 (7) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 맨드럴이며, 상기 장척재의 오목측을 지지하는 복수의 분할체와; 상기 각 분할체 사이를 연결하는 연결체;를 구비하고, 상기 장척재의 상기 굽힘부의 형상에 따라 상기 각 분할체의 배열의 형상이 변이한다.

(15) 상기 (14)에 기재된 형태에 있어서, 상기 각 분할체가, 상기 각 분할체가 일렬로 배열했을 때에 상기 연결체를 수용하는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 상기 오목부 내에 삽입되어 있는 상기 연결체의 단부 사이에 형성된 탄성체를 가져도 된다.

(16) 상기 (14)에 기재된 형태에 있어서, 상기 각 연결체가, 소정 범위 내에서 서로 접근 이격 가능한 한 쌍의 분할 연결체와, 상기 한 쌍의 분할 연결체 사이에 형성되고, 상기 한 쌍의 분할 연결체를 서로 이격시키는 방향으로 가압하는 탄성체를 가져도 된다.

(17) 본 발명의 제4 형태에 관한 프레스 성형품은, 일 방향으로 긴 프레스 성형품이며, 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 단면적이 큰 고단면적부와; 상기 고단면적부보다도 단면적이 작은 저단면적부와; 상기 고단면적부와 상기 저단면적부 사이에 형성되고, 단면적이 상기 길이 방향을 따라 연속적으로 변화하는 중간부;를 구비한다.

(18) 상기 (17)에 기재된 형태에 있어서, 상기 고단면적부가, 상기 길이 방향을 따라 복수 개소에 형성되어 있어도 된다.

상기 (1)에 기재된 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 굽힘부를 갖는 장척재의 길이 방향 양단을 구속시키면서, 굽힘부의 곡률을 작게 하므로, 장척재를 길이 방향으로 압축할 수 있다. 즉, 압축된 부분이 잉여가 되므로, 장척재의 단면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 장척재의 강성을 높일 수 있다.

또한, 장척재를 길이 방향으로 압축하므로, 장척재의 가공 경화에 의해 항복 강도를 높일 수 있다.

또한, 굽힘부에 대응하는 개소의 단면적이 증가하므로, 장척재의 굽힘부의 위치를 임의로 선택함으로써, 원하는 개소의 단면적을 증가시킬 수 있다.

상기 (2)의 경우, 장척재의 양단 사이의 최단 거리를 일정하게 유지하면서, 장척재의 굽힘부의 곡률을 작게 하므로, 장척재를 길이 방향으로 더 압축할 수 있다. 즉, 장척재의 잉여분이 커지므로, 장척재의 단면적을 더욱 증가시킬 수 있다.

상기 (3)의 경우, 장척재의 양단 사이의 최단 거리를 단축하면서, 장척재의 굽힘부의 곡률을 작게 하므로, 장척재를 길이 방향으로 더 압축할 수 있다. 즉, 장척재의 잉여분이 커지므로, 장척재의 단면적을 더욱 증가시킬 수 있다.

상기 (4)의 경우, 장척재의 오목측을 지지하면서, 장척재의 굽힘부의 곡률을 작게 하므로, 장척재의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (5)의 경우, 단계적으로 장척재의 굽힘부의 곡률을 작게 하므로, 장척재의 단면적이 서서히 증가한다. 즉, 단면적 증가분만큼 좌굴되기 어려워지므로, 굽힘부의 곡률을 소정의 곡률까지 작게 할 때에 장척재의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (6)의 경우, 장척재의 양단의 단부 테두리를 포함하는 평면이 서로 평행하므로, 장척재의 양단에 균등하게 하중을 가할 수 있다. 따라서, 장척재의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (7)에 기재된 프레스 성형품의 제조 장치에 의하면, 한 쌍의 구속벽 사이에 삽입된 장척재의 굽힘부의 볼록측을 가압하는 펀치부를 갖는 제2 성형형을 갖고 있으므로, 장척재의 굽힘부의 곡률을 작게 할 수 있다. 또한, 한 쌍의 구속벽 사이의 거리가 장척재를 직선상으로 펼친 경우의 전체 길이보다도 작으므로, 펀치부가 장척재를 가압할 때에 장척재를 길이 방향으로 구속할 수 있다. 따라서, 장척재를 길이 방향으로 압축할 수 있다. 즉, 압축된 부분이 잉여가 되므로, 장척재의 단면적을 증가시킬 수 있다.

상기 (8)의 경우, 한 쌍의 구속벽 사이의 거리가 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 최단 거리와 동등하므로, 장척재를 길이 방향으로 더 압축할 수 있다. 즉, 장척재의 잉여분이 커지므로, 장척재의 단면적을 더욱 증가시킬 수 있다.

상기 (9)의 경우, 한 쌍의 구속벽 각각이, 이들 구속벽 사이에 장척재가 삽입될 때에 장척재의 길이 방향의 단부가 맞닿는 가이드면을 가지므로, 장척재가 한 쌍의 구속벽 사이로 유도된다. 따라서, 장척재를 확실하게 구속할 수 있으므로, 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (10)의 경우, 한 쌍의 구속벽 사이에 배치되고, 장척재의 적어도 굽힘부의 오목측에 맞닿는 지지면을 갖는 주름 억제 지그를 가지므로, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (11)의 경우, 한 쌍의 구속벽의 한쪽이 고정 구속벽이며, 다른 쪽이 펀치부를 장척재의 굽힘부의 볼록측에 맞닿게 하면서 이동시킬 때에 고정 구속벽을 향하여 접근하는 가압 구속벽이므로, 장척재를 길이 방향으로 더 압축할 수 있다. 따라서, 장척재의 단면적을 더욱 증가시킬 수 있다.

상기 (12)의 경우, 고정 구속벽 및 가압 구속벽의 적어도 한쪽은, 장척재의 일단부에 맞닿는 워크 수용부와, 워크 수용부를 장척재의 일단부를 향하여 가압하는 탄성체를 가지므로, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때의 장척재의 양단의 변형에 추종할 수 있다. 즉, 펀치부가 장척재의 굽힘부의 볼록측을 가압할 때에 장척재의 양단의 전부를 구속시킬 수 있다. 따라서, 장척재에 균등하게 압축력을 인가할 수 있으므로, 장척재가 압축될 때의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (13)의 경우, 고정 구속벽과 가압 구속벽 사이에 배치되고, 장척재의 적어도 굽힘부의 오목측에 맞닿는 지지면을 갖는 주름 억제 지그를 가지므로, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (14)에 기재된 맨드럴에 의하면, 장척재의 굽힘부의 형상에 따라 각 분할체의 배열의 형상이 변이하므로, 장척재의 오목측을 지지하는 복수의 분할체가, 장척재의 변형에 추종할 수 있다. 따라서, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때, 장척재를 항상 지지할 수 있고, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상기 (15)의 경우, 각 분할체가, 일렬로 배열했을 때에 연결체를 수용하는 오목부와, 오목부의 저면과 오목부 내에 삽입되어 있는 연결체의 단부 사이에 형성된 탄성체를 가지므로, 맨드럴의 전체 길이를 신축시킬 수 있다. 그로 인해, 장척재의 거의 전체에 분할체를 맞닿게 할 수 있다. 따라서, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때의 좌굴 변형을 더욱 방지할 수 있다.

상기 (16)의 경우, 각 연결체가, 서로 접근 이격 가능한 한 쌍의 분할 연결체와, 한 쌍의 분할 연결체 사이에 형성되고, 한 쌍의 분할 연결체를 서로 이격시키는 방향으로 가압하는 탄성체를 가지므로, 맨드럴의 전체 길이를 신축시킬 수 있다. 그로 인해, 장척재의 거의 전체에 분할체를 맞닿게 할 수 있다. 따라서, 장척재가 길이 방향으로 압축될 때의 좌굴 변형을 더욱 방지할 수 있다.

상기 (17)에 기재된 프레스 성형품에 의하면, 고단면적부를 가지므로, 강성을 높일 수 있다. 또한, 저단면적부를 가지므로, 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 단면적이 길이 방향을 따라 연속적으로 변화하는 중간부를 가지므로, 고단면적부와 저단면적부의 경계에 응력이 집중되는 것을 피할 수 있다.

상기 (18)의 경우, 고단면적부가 복수 형성되어 있기 때문에, 프레스 성형품의 강성을 더 높일 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품을 도시하는 사시도이다.
도 1b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 1c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 1d는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품을 도시하는 사시도이다.
도 5b는 동일 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 5c는 동일 프레스 성형품을 도시하는 측면도이다.
도 6a는 도 5c의 A-A 단면도이다.
도 6b는 도 5c의 A-A 단면도이다.
도 6c는 도 5c의 A-A 단면도이다.
도 6d는 프레스 성형품을 도시하는 저면도이다.
도 6e는 프레스 성형품을 도시하는 저면도이다.
도 6f는 프레스 성형품을 도시하는 저면도이다.
도 7a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 7b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 7c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 9a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 9b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 측면도이다.
도 9c는 도 9b의 B-B 단면도이다.
도 9d는 도 9b의 B-B 단면도이다.
도 9e는 도 9b의 B-B 단면도이다.
도 9f는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 저면도이다.
도 9g는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 저면도이다.
도 9h는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 저면도이다.
도 10a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 10b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 도면이며, 도 10a와 상이한 방향으로부터 본 사시도이다.
도 10c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 11a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 11b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 12a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 12b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 13b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 13c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 15a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 15b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 측면도이다.
도 15c는 도 15b의 C-C 단면도이다.
도 15d는 도 15b의 C-C 단면도이다.
도 15e는 도 15b의 C-C 단면도이다.
도 15f는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 저면도이다.
도 15g는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 저면도이다.
도 15h는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 저면도이다.
도 16a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 16b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 17a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 17b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 18a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 18b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 19a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 19b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 20a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 20b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 21a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 21b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 22a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 22b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 23a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 23b는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 24a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품을 도시하는 사시도이다.
도 24b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 25a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 사시도이다.
도 25b는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 26은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 27a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 27b는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 28a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 28b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 28c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 측면도이다.
도 28d는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 29는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 30a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 30b는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 31a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 31b는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 32a는 주름 억제 패드를 도시하는 정면도이다.
도 32b는 주름 억제 패드를 도시하는 측면도이다.
도 32c는 주름 억제 패드를 도시하는 평면도이다.
도 33a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 33b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 33c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 34a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 34b는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 35a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 35b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 35c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 36은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 37a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 37b는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 38은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 39a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 39b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 39c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 40a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 40b는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 41은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 42a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 42b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 42c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 43은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 44는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 맨드럴 및 중간 프레스 성형품을 도시하는 도면이다.
도 45는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 맨드럴을 도시하는 정면 모식도이다.
도 46은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 맨드럴을 도시하는 확대 정면도이다.
도 47은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 맨드럴의 연결체를 도시하는 사시도이다.
도 48은 동일 연결체의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 49는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 50은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 51은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴을 도시하는 확대 정면도이다.
도 52는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴의 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 53은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴의 다른 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 54는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 55는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 56은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 57은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 맨드럴의 다른 변형예를 도시하는 확대 정면도이다.
도 58은 도 57에 도시하는 맨드럴의 연결체를 도시하는 정면도이다.
도 59는 도 57에 도시하는 맨드럴의 연결체이며, 도 58과 상이한 연결체를 도시하는 평면도이다.
도 60a는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품을 도시하는 사시도이다.
도 60b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 60c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 61은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 62는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 63은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 측면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 64a는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 64b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 64c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 65는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 66a는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 66b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 66c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 67은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 68a는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 68b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 68c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 69는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 70은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 사시도이다.
도 71a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 71b는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 71c는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 72a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 72b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 72c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 73a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 73b는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 74a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 74b는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 정면도이다.
도 74c는 동일 중간 프레스 성형품을 도시하는 평면도이다.
도 75a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치의 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 75b는 도 75a에 도시되는 상태로부터, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 76은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 77은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 78은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 79는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 중간 프레스 성형품의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 80a는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치의 변형예를 도시하는 정면도이다.
도 80b는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치의 변형예를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 81은 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 사시도이다.
도 82a는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 82b는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 종단면도이며, 상부 성형형을 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 82c는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치를 도시하는 종단면도이며, 상부 성형형을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 83a는 중간 프레스 성형품을 복수회로 나누어 압축하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 83b는 중간 프레스 성형품을 복수회로 나누어 압축하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 83c는 중간 프레스 성형품을 복수회로 나누어 압축하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

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

(제1 실시 형태)

도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(1)(이하, 간단히 제조 장치(1)라고도 칭함)를 도시하는 사시도이다. 제조 장치(1)는 중간 프레스 성형품(51)을 가압하여, 프레스 성형품(101)(도 5a 내지 도 5c 참조)을 제조할 때에 사용된다. 이하에서는, 먼저 중간 프레스 성형품(51)에 대하여 설명한다.

도 1a 내지 도 1d는, 중간 프레스 성형품(51)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 1a는 사시도이며, 도 1b는 정면도이며, 도 1c는 평면도이며, 도 1d는 측면도이다. 도 1a 내지 도 1d에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(51)은 일 방향으로 긴 강재(장척재)이며, 웹부(52)와, 웹부(52)의 폭 방향 양측에 형성되고, 서로 대향하는 한 쌍의 종벽부(53)로 구성되어 있다. 웹부(52)는 2개의 직선부(52a)(평탄부)와, 2개의 직선부(52a) 사이에 형성된 굽힘부(52b)를 갖는다.

웹부(52)의 굽힘부(52b)는, 웹부(52)의 길이 방향 중앙부에 형성된, 원호 형상으로 만곡되는 부위이다. 여기서, 굽힘부(52b)의 표면 중 굽힘 가공에 의해 연신되는 면(신장면)을 볼록측(신장측)이라고 칭하고, 다른 쪽 면(굽힘 가공에 의해 줄어드는 면(수축면))을 오목측(수축측)이라고 칭한다(도 1b 참조). 이후, 본 명세서에 있어서의 모든 도면에 있어서 마찬가지이다.

한 쌍의 종벽부(53)는 웹부(52)의 굽힘부(52b)의 볼록측에 형성되어 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(51)을 정면에서 본 경우에, 한 쌍의 종벽부(53)는 웹부(52)의 일단부와 타단부 사이에, 일정한 폭을 갖고 연장되어 있다. 종벽부(53)의 길이 방향 중앙부는, 웹부(52)의 굽힘부(52b)의 곡률과 동일한 곡률로 만곡되어 있다.

중간 프레스 성형품(51)은 강판을 프레스 성형함으로써 제조된다. 예를 들어, 평면에서 보아 직사각 형상의 강판을 프레스 성형하여, 웹부(52)와 한 쌍의 종벽부(53)를 갖는 곧은 강재로 한 후, 이 강재에 대하여 굽힘 가공을 행함으로써, 중간 프레스 성형품(51)을 제조할 수 있다. 또한, 굽힘 가공 없이, 강판을 프레스 성형함으로써, 직접 중간 프레스 성형품(51)을 제조해도 된다.

또한, 중간 프레스 성형품(51)은 이하의 식 (1)로 표시되는 세장비 λ이 100 이상인 것이 바람직하다.

상기한 식 (1)에 있어서, L1은 중간 프레스 성형품의 전체 길이이며(도 1b 참조), r은 중간 프레스 성형품(51)의 단면 2차 모멘트 I 및 단면적 A를 사용하여 이하의 식 (2)로 표시되는 단면 2차 반경이다.

세장비 λ을 100 이상으로 함으로써, 중간 프레스 성형품(51)을 제조할 때의 굽힘 가공을 용이하게 행할 수 있다.

도 1b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향에 있어서의 양단(양쪽 측연부) 사이의 최단 거리 L은 중간 프레스 성형품(51)의 전체 길이 L1보다도 작다. 여기서, 중간 프레스 성형품(51)의 전체 길이 L1은, 만곡된 웹부(52)의 전체 길이를 의미한다. 또한, 최단 거리 L은 종벽부(53)의 단변(53a, 53b)(종벽부의 양쪽 측연부) 사이의 최단 거리를 의미한다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 제조 장치(1)에 대하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제조 장치(1)는 하부 성형형(10)(제1 성형형)과, 상부 성형형(20)(제2 성형형)을 구비한다. 또한, 하부 성형형(10) 및 상부 성형형(20)은 프레스 성형기(도시하지 않음)에 형성되어 있다. 프레스 성형기는, 통상의 프레스 성형기이어도 되지만, 금형의 하사점 및 하강 속도를 임의로 조정 가능한 서보형 프레스 성형기인 것이 보다 바람직하다.

하부 성형형(10)은 베이스부(11)와, 베이스부(11)에 고정되어 서로 대향하는 한 쌍의 장변벽(12)과, 베이스부(11)에 고정되어 서로 대향하는 한 쌍의 단변벽(13)(한 쌍의 구속벽)을 갖는다. 상부 성형형(20)은 본체부(21)와, 볼록부(23)를 갖는 펀치부(22)를 갖는다. 또한, 하부 성형형(10)에서는 한 쌍의 장변벽(12) 및 한 쌍의 단변벽(13)에 의해 홈부(14)가 형성되어 있다.

프레스 성형품(101)을 제조할 때는 하부 성형형(10)과 상부 성형형(20) 사이에 중간 프레스 성형품(51)이 배치된다. 그리고, 상부 성형형(20)이 하강함으로써, 중간 프레스 성형품(51)이 가압되어 홈부(14)에 압입된다.

도 3a는 제조 장치(1)를 도시하는 종단면도이며, 도 3b는 제조 장치(1)를 도시하는 횡단면도이다. 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 단변벽(13)의 벽면(13a)(측면) 및 한 쌍의 장변벽(12)의 벽면(12a)은 베이스부(11)의 상면(11a)에 대하여 수직이다. 또한, 벽면(13a)의 상부에는 볼록 곡면(13b)(가이드면)이 형성되어 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 장변벽(12) 및 한 쌍의 단변벽(13)에 의해 형성된 홈부(14)는 중간 프레스 성형품(51)의 양단 사이의 최단 거리 L(도 1b 참조)에 대응하는 길이를 갖는다. 즉, 홈부(14)의 길이(한 쌍의 단변벽(13)의 벽면(13a) 사이의 거리)는 중간 프레스 성형품(51)의 양단 사이의 최단 거리 L과 동등하다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 홈부(14)는 중간 프레스 성형품(51)의 한 쌍의 종벽부(53)의 간격에 대응하는 폭을 갖는다. 즉, 홈부(14)의 폭(한 쌍의 장변벽(12)의 벽면(12a) 사이의 거리)은, 중간 프레스 성형품(51)의 폭과 동등하다. 또한, 홈부(14)의 깊이는 중간 프레스 성형품(51)의 종벽부(53)의 폭과 동등하다.

또한, 도 3b에 도시한 바와 같이 펀치부(22)의 볼록부(23)는 그 폭 방향 양측에 형성된 한 쌍의 측면(23a)과, 홈부(14)에 대향하는 선단면(23b)을 갖고 있다. 펀치부(22)의 볼록부(23)는 상부 성형형(20)을 하강시켜, 상부 성형형(20)과 하부 성형형(10)을 근접시켰을 때에, 하부 성형형(10)의 홈부(14)에 진입한다. 또한, 볼록부(23)는 펀치부(22)와 일체화되어 있어도 되고, 펀치부(22)와는 별개이어도 된다.

볼록부(23)의 길이는, 중간 프레스 성형품(51)의 최단 거리 L 이하이고, 또한, 볼록부(23)의 폭(한 쌍의 측면(23a) 사이의 거리)은, 중간 프레스 성형품(51)의 한 쌍의 종벽부(53)의 내면 사이의 거리와 동등하다.

이어서, 제조 장치(1)를 사용하여, 중간 프레스 성형품(51)으로부터 프레스 성형품(101)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(51)을 하부 성형형(10)의 홈부(14)의 바로 위에 배치한다. 이때, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 볼록측(신장측: 도 1b 참조)이 상부 성형형(20)을 향하도록, 중간 프레스 성형품(51)을 배치한다. 이에 의해, 펀치부(22)의 볼록부(23)를 굽힘부(52b)의 볼록측에 맞닿게 할 수 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(51)을 제조 장치(1)에 배치한 상태에서는, 중간 프레스 성형품(51)의 종벽부(53)의 단변(53a, 53b)이 단변벽(13)의 볼록 곡면(13b)에 맞닿는다.

계속해서, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 상부 성형형(20)을 하강시켜, 중간 프레스 성형품(51)을 프레스 성형한다. 이때, 펀치부(22)의 볼록부(23)가 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 볼록측을 가압하므로, 굽힘부(52b)의 곡률이 작아져, 중간 프레스 성형품(51)이 직선상으로 펴지려고 한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리는, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단 사이의 최단 거리 L과 동등하므로, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단은, 한 쌍의 단변벽(13)에 의해 구속되어 있다. 그로 인해, 상부 성형형(20)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(51)에는 길이 방향으로 압축 응력이 가해진다. 동시에, 중간 프레스 성형품(51)의 단변(53a, 53b)은, 굽힘부(52b)의 곡률이 작아짐으로써, 경사 각도가 서서히 수직으로 된다. 이와 같이 하여, 중간 프레스 성형품(51)은 단변(53a, 53b)이 볼록 곡면(13b)에 맞닿으면서, 홈부(14)에 압입된다.

상기한 프레스 성형에서는, 한 쌍의 단변벽(13)의 벽면(13a) 사이의 거리가, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 최단 거리 L과 동등하고, 또한, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 볼록측을 가압하므로, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향에 있어서의 양단을 구속시키면서, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 곡률을 작게 할 수 있다. 그 결과, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)의 전체 길이 L1(도 1b 참조)은, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 최단 거리 L보다 크므로, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52) 및 종벽부(53)에는 길이 방향을 따라 압축 응력이 가해져, 중간 프레스 성형품(51)을 길이 방향으로 압축할 수 있다. 즉, 압축된 분만큼, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52) 및 종벽부(53)의 두께(단면적)를 증가시킬 수 있다.

또한, 중간 프레스 성형품(51)에 압축 응력이 가해졌을 때, 도 4b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)는 하부 성형형(10)의 베이스부(11)의 상면(11a)과 상부 성형형(20)의 볼록부(23)의 선단면(23b)에 의해 끼워지므로, 웹부(52)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다. 마찬가지로, 중간 프레스 성형품(51)의 종벽부(53)는 하부 성형형(10)의 한 쌍의 장변벽(12)의 벽면(12a)(도 3b 참조)과, 상부 성형형(20)의 볼록부(23)의 측면(23a)에 의해 끼워지므로, 종벽부(53)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(51)의 단변(53a, 53b)이 단변벽(13)의 볼록 곡면(13b)에 맞닿으면서 홈부(14)에 압입되므로, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향의 단부가 좌굴 변형되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52) 및 종벽부(53)의 좌굴 변형을 방지하여, 웹부(52) 및 종벽부(53)를 증육할 수 있다.

이상으로 설명한 프레스 성형에 의해, 중간 프레스 성형품(51)으로부터 프레스 성형품(101)이 제조된다.

도 5a 내지 도 5c는 본 실시 형태에 관한 프레스 성형품(101)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 5a는 사시도이며, 도 5b는 정면도이며, 도 5c는 측면도이다. 프레스 성형품(101)은 상술한 바와 같이 중간 프레스 성형품(51)의 양단을 구속시키면서, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 곡률을 제로로 함으로써 얻어진다. 그로 인해, 도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 프레스 성형품(101)은 스트레이트 형상이며, 또한 프레스 성형품(101)의 전체 길이 L'은 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단 사이의 최단 거리 L과 동등해진다.

도 6a 내지 도 6c는 도 5c의 A-A 단면도이며, 프레스 성형품(101)의 두께 증가(단면적 증가)의 예를 나타내는 도면이다. 도 6a는 프레스 성형품(101)의 웹부(102)의 상면(102a)이 평탄면이며, 하면(102b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 프레스 성형품(101)의 웹부(102)는 가장 두께가 두꺼운 후육부(102c)(고단면적부)와, 후육부(102c)보다도 두께가 얇은 박육부(102d)(저단면적부)와, 후육부(102c)와 박육부(102d) 사이에 형성되고, 두께가 길이 방향을 따라 연속적으로 변화하는 중간부(102e)를 갖는다. 또한, 프레스 성형품(101)을 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에는 후육부(102c)가 가장 단면적이 큰 부분이 되고, 박육부(102d)가 가장 단면적이 작은 부분이 된다.

여기서, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)가 프레스 성형품(101)의 후육부(102c)가 되고, 중간 프레스 성형품(51)의 직선부(52a)가 박육부(102d)가 된다. 중간 프레스 성형품(51)에서는, 굽힘부(52b)의 길이가 직선부(52a)보다도 작으므로(도 1b 참조), 박육부(102d)의 길이는 후육부(102c)의 길이보다도 크게 되어 있다.

도 6b는 웹부(102)의 하면(102b)이 평탄면이며, 상면(102a)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 또한, 도 6c는 웹부(102)의 상면(102a) 및 하면(102b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다.

또한, 도 6d 내지 도 6f는 프레스 성형품(101)의 저면도이며, 두께 증가(단면적 증가)의 예를 나타내는 도면이다. 도 6d는 종벽부(103)의 외면(103a)이 평탄면이며, 내면(103b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 도 6d에 도시한 바와 같이, 종벽부(103)는 가장 두께가 두꺼운 후육부(103c)(고단면적부)와, 후육부(103c)보다도 두께가 얇은 박육부(103d)(저단면적부)와, 후육부(103c)와 박육부(103d) 사이에 형성되고, 두께가 길이 방향을 따라 연속적으로 변화하는 중간부(103e)를 갖는다. 또한, 웹부(102)와 마찬가지로, 종벽부(103)의 박육부(103d)의 길이는, 후육부(103c)의 길이보다도 크게 되어 있다.

도 6e는 종벽부(103)의 내면(103b)이 평탄면이며, 외면(103a)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 또한, 도 6f는 종벽부(103)의 외면(103a) 및 내면(103b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다.

도 6a 내지 도 6f에 도시한 바와 같이, 프레스 성형품(101)의 웹부(102) 및 종벽부(103)의 각 면이 평탄면일지 또는 증육되어 솟아오른 면이 될지는, 하부 성형형(10)의 홈부(14)와 상부 성형형(20)의 볼록부(23)의 간격 및 상부 성형형(20)의 하사점 등에 의해 결정된다.

상술한 바와 같이, 프레스 성형품(101)의 웹부(102) 및 종벽부(103)에는, 후육부(102c) 또는 후육부(103c)가 형성되어 있고, 웹부(102) 및 종벽부(103)의 두께가 부분적으로 두껍게 되어 있으므로(길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우, 단면적이 부분적으로 크게 되어 있으므로), 프레스 성형품(101)의 강성을 높일 수 있다. 또한, 프레스 성형품(101)은 중간 프레스 성형품(51)을 길이 방향으로 압축함으로써 제조되므로, 가공 경화에 의해 프레스 성형품(101)의 항복 강도를 높일 수 있다.

또한, 후육부(102c)와 박육부(102d) 사이에 중간부(102e)가 형성되므로, 후육부(102c)와 박육부(102d) 사이의 경계에 응력이 집중되는 것을 피할 수 있다.

또한, 프레스 성형품(101)의 후육부(102c)의 두께는 중간 프레스 성형품(51)의 전체 길이, 두께, 곡률 및 재질 등에 의해 결정되지만, 중간 프레스 성형품(51)의 두께에 대하여 105％ 이상인 것이 바람직하고, 110％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 프레스 성형품(101)의 후육부(102c)의 두께의 상한은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 중간 프레스 성형품(51)의 두께에 대하여 140％ 이하이어도 되고, 135％ 이하이어도 되고, 130％ 이하이어도 된다.

또한, 후육부(102c)의 길이보다도 박육부(102d)의 길이가 크므로, 필요한 부분만 강성을 높여, 부품의 경량화를 도모할 수 있다. 마찬가지로, 후육부(103c)의 길이보다도 박육부(103d)의 길이가 크므로, 필요한 부분만 강성을 높여, 부품의 경량화를 도모할 수 있다.

프레스 성형품(101)은 예를 들어 센터 필러 레인포스, 플로어 크로스 멤버 또는 로커 레인포스먼트 등의 자동차 부품에 적절하게 사용할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 곡률을 제로로 하여, 스트레이트 형상의 프레스 성형품(101)을 제조하는 경우를 나타냈다. 그러나, 본 실시 형태는 이것에 한정되지 않고, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 곡률을 소정의 곡률까지 작게 하여 프레스 성형품(101)을 제조해도 된다. 즉, 프레스 성형 후의 굽힘부(52b)의 곡률을 제로로 하는 것에만 한정하지 않고, 프레스 성형 전의 굽힘부(52b)의 곡률보다도 작은 곡률을 남긴 채로 해도 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따르면, 굽힘부(52b)를 갖는 중간 프레스 성형품(51)을 준비하고, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 최단 거리를 일정하게 유지하면서, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 곡률을 작게 함으로써, 중간 프레스 성형품(51)이 길이 방향을 따라 압축되고, 압축된 만큼 재료가 잉여가 된다. 그로 인해, 이 잉여의 재료에 의해, 웹부(52)의 일부의 두께(단면적)가 증가된다. 동시에, 종벽부(53)의 일부의 두께(단면적)도 증가된다. 이와 같이 하여, 용접을 필요로 하지 않고, 증육된(단면적이 증가된) 웹부(102) 및 종벽부(103)를 갖는 경량이면서 또한 고강성의 프레스 성형품(101)을 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제조 장치(1)의 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리가, 중간 프레스 성형품(51)의 최단 거리 L과 동등한 경우를 나타냈다. 그러나, 제조 장치(1)의 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리는, 중간 프레스 성형품(51)의 전체 길이 L1(중간 프레스 성형품(51)을 직선상으로 펼친 경우의 길이)보다 작으면 된다. 이 경우에도, 중간 프레스 성형품(51)을 길이 방향을 따라 압축할 수 있어, 용접을 필요로 하지 않고, 증육된 프레스 성형품(101)을 제조할 수 있다.

[프레스 성형품의 변형예]

본 실시 형태에서는, 중간 프레스 성형품(51)으로부터 프레스 성형품(101)을 제조하는 경우를 나타냈다. 그러나, 중간 프레스 성형품(51) 대신에, 다른 중간 프레스 성형품을 사용함으로써, 다양한 프레스 성형품을 제조할 수 있다. 도 7a 내지 도 7c는 중간 프레스 성형품(61)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 7a는 사시도이며, 도 7b는 정면도이며, 도 7c는 측면도이다. 도 7a 내지 도 7c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(61)은 중간 프레스 성형품(51)과 마찬가지로, 웹부(62) 및 한 쌍의 종벽부(63)를 갖는다. 여기서, 중간 프레스 성형품(61)의 웹부(62)는 굽힘부(62b)를 포함하고, 전체가 만곡된 형상으로 되어 있다.

도 8은 제조 장치(1)에 중간 프레스 성형품(61)을 배치한 상태를 도시하는 도면이다. 프레스 성형품(101)을 제조하는 경우와 마찬가지로, 제조 장치(1)의 상부 성형형(20)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(61)을 길이 방향을 따라 압축할 수 있다. 도 9a 및 도 9b는 중간 프레스 성형품(61)으로부터 제조된 프레스 성형품(111)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 9c 내지 도 9h는 프레스 성형품(111)의 웹부(112) 및 종벽부(113)가 증육된 예를 도시한다.

도 9c 내지 도 9e는, 도 9b의 B-B 단면도이다. 도 9c에서는 웹부(112)의 상면(112a)이 평탄면이며, 하면(112b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있다. 웹부(112)는 가장 두께가 두꺼운 후육부(112c)와, 후육부(112c)보다도 두께가 얇은 박육부(112d)와, 후육부(112c) 및 박육부(112d)의 사이에 형성되고, 두께가 연속적으로 변화하는 중간부(112e)를 갖는다.

도 9d는 웹부(112)의 하면(112b)이 평탄면이며, 상면(112a)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 또한, 도 9e는 웹부(112)의 상면(112a) 및 하면(112b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다.

도 9f 내지 도 9h는 프레스 성형품(111)의 저면도를 도시한다. 도 9f에서는 종벽부(113)의 외면(113a)이 평탄면이며, 내면(113b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있다. 종벽부(113)는 가장 두께가 두꺼운 후육부(113c)와, 후육부(113c)보다도 두께가 얇은 박육부(113d)와, 후육부(113c)와 박육부(113d) 사이에 형성되고, 두께가 연속적으로 변화하는 중간부(113e)를 갖는다.

도 9g는 종벽부(113)의 내면(113b)이 평탄면이며, 외면(113a)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 또한, 도 9h는 종벽부(113)의 내면(113b) 및 외면(113a)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다.

또한, 제조 장치(1)에서는, 도 10a 내지 도 10c에 도시되는 중간 프레스 성형품(71)을 사용할 수도 있다. 도 10a 내지 도 10c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(71)은 웹부(72)와, 웹부(72)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(73)와, 한 쌍의 종벽부(73) 각각에 접속되는 플랜지부(74)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(71)은 플랜지부(74)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(51)(도 1a 내지 도 1d 참조)과 상이하다.

도 11a 및 도 11b는 중간 프레스 성형품(71)을 제조 장치(1)에 배치한 상태를 도시하는 도면이며, 도 12a 및 도 12b는 제조 장치(1)의 상부 성형형(20)을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다. 프레스 성형품(101)을 제조하는 경우와 마찬가지로, 제조 장치(1)의 상부 성형형(20)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(71)을 길이 방향을 따라 압축할 수 있다. 또한, 도 12b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(71)의 플랜지부(74)는 프레스 성형 시에, 펀치부(22)와 장변벽(12)의 상면 사이에 끼워져 구속된다. 이에 의해, 플랜지부(74)에 주름이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(1)에서는, 도 13a 내지 도 13c에 도시되는 중간 프레스 성형품(81)을 사용할 수도 있다. 도 13a 내지 도 13c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(81)은 웹부(82)와, 웹부(82)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(83)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(81)은 3개의 직선부(52a)와, 2개의 굽힘부(52b)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(51)(도 1a 내지 도 1d 참조)과 상이하다.

도 14는 중간 프레스 성형품(81)을 제조 장치(1)에 배치한 상태를 도시하는 도면이다. 도 14에 도시하는 상태로부터 상부 성형형(20)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(81)을 길이 방향으로 압축할 수 있다. 그리고, 중간 프레스 성형품(81)보다 도 15a 및 도 15b에 도시되는 프레스 성형품(131)을 제조할 수 있다. 도 15c 내지 도 15h는 프레스 성형품(131)의 웹부(132) 및 종벽부(133)가 증육된 예를 나타낸다.

도 15c 내지 도 15e는, 도 15b의 C-C 단면도이다. 도 15c에서는 웹부(132)의 상면(132a)이 평탄면인 상태이며, 하면(132b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있다. 웹부(132)에는 후육부(132c)와, 박육부(132d)와, 후육부(132c)와 박육부(132d) 사이에 형성되고, 두께가 길이 방향을 따라 연속적으로 변화하는 중간부(132e)가 형성되어 있다. 또한, 후육부(132c)는 2개소에 형성되고, 박육부(132d)는 3개소에 형성되어 있다. 또한, 후육부(132c)는 중간 프레스 성형품(81)의 굽힘부(52b)에 대응하는 위치에 형성되고, 박육부(132d)는 중간 프레스 성형품(81)의 직선부(52a)에 대응하는 위치에 형성되어 있다.

도 15d는 웹부(132)의 하면(132b)이 평탄면인 상태이며, 상면(132a)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다. 또한, 도 15e는 웹부(132)의 상면(132a) 및 하면(132b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다.

도 15f 내지 도 15h는 프레스 성형품(131)의 저면도를 도시한다. 도 15f에서는 종벽부(133)의 외면(133a)이 평탄면인 상태이며, 내면(133b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있다. 종벽부(133)에는 후육부(133c)와, 박육부(133d)와, 후육부(133c)와 박육부(133d) 사이에 형성된 중간부(133e)가 형성되어 있다. 후육부(133c)는 2개소에 형성되고, 박육부(133d)는 3개소에 형성되어 있다. 후육부(133c)는 중간 프레스 성형품(81)의 굽힘부(52b)에 대응하는 위치에 형성되고, 박육부(133d)는 중간 프레스 성형품(81)의 직선부(52a)에 대응하는 위치에 형성된다.

도 15g는 종벽부(133)의 내면(133b)이 평탄면인 상태이며, 외면(133a)이 증육에 의해 솟아오른 면이 되어 있는 경우를 나타낸다. 도 15h는 종벽부(133)의 외면(133a) 및 내면(133b)이 증육에 의해 솟아오른 면으로 되어 있는 경우를 도시한다.

또한, 제조 장치(1)에서는, 도 16a 및 도 16b에 도시한 바와 같이 굽힘부(141b) 및 직선부(141a)를 갖는 중간 프레스 성형품(141)을 사용할 수도 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(141)의 단면은 중실 원형이다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(141)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 중실 원형 단면의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 17a 및 도 17b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(143b) 및 직선부(143a)를 갖는 중간 프레스 성형품(143)을 사용할 수도 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(143)의 단면은 중실 정사각형이다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(143)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 중실 정사각형 단면의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 18a 및 도 18b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(145b) 및 직선부(145a)를 갖는 중간 프레스 성형품(145)을 사용할 수도 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(145)의 단면은 중공 원형이다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(145)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 중공 원형 단면의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 19a 및 도 19b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(147b) 및 직선부(147a)를 갖는 중간 프레스 성형품(147)을 사용할 수도 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(147)의 단면은 중공 타원형이다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(147)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 중공 타원형 단면의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 20a 및 도 20b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(151b) 및 직선부(151a)를 갖는 중간 프레스 성형품(151)을 사용할 수도 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(151)의 단면은 중실 직사각형이다. 굽힘부(151b)의 표면 중 폭 방향에 직교하는 2개의 측면의 한쪽이 굽힘 가공에 의해 연신되는 면(신장면)이며, 상기 2개의 측면의 다른 쪽이 굽힘 가공에 의해 줄어드는 면(수축면)이다. 상기한 굽힘부(151b)의 신장면이 상부 성형형(20)과 대향하도록, 중간 프레스 성형품(151)은 제조 장치(1)에 배치된다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(151)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 중실 직사각형 단면의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 21a 및 도 21b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(153b) 및 직선부(153a)를 갖는 중간 프레스 성형품(153)을 사용할 수도 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(153)의 단면은 중실 직사각형이다. 굽힘부(153b)의 표면 중 두께 방향에 직교하는 2개의 면의 한쪽이, 굽힘 가공에 의해 연신되는 면(신장면)이며, 상기 2개의 면의 다른 쪽이 굽힘 가공에 의해 줄어드는 면(수축면)이다. 상기한 굽힘부(153b)의 신장면이 상부 성형형(20)과 대향하도록, 중간 프레스 성형품(51)은 제조 장치(1)에 배치된다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(153)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 중실 직사각형 단면의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 22a 및 도 22b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(155b) 및 직선부(155a)를 갖는 단면 L형의 중간 프레스 성형품(155)을 사용할 수도 있다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(155)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 단면 L형의 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 도 23a 및 도 23b에 도시한 바와 같이, 굽힘부(157b) 및 직선부(157a)를 갖는 단면 Z형의 중간 프레스 성형품(157)을 사용할 수도 있다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(157)을 제조 장치(1)에 의해 프레스 성형함으로써, 단면적이 증가된, 단면 Z형의 프레스 성형품을 제조할 수 있다. 이때, 프레스 가공 시의 좌굴 변형을 방지하기 위하여, 도 23b에 도시한 바와 같이, 제조 장치(1)의 한 쌍의 장변벽(12)의 한쪽을 L형으로 하는 것이 바람직하다.

(제2 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 24a 및 도 24b는 제2 실시 형태에 사용되는 중간 프레스 성형품(251)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 24a는 사시도이며, 도 24b는 정면도이다. 도 24a 및 도 24b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(251)은 일 방향으로 긴 강재(장척재)이며, 웹부(252)와, 웹부(252)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(253)를 갖는다. 웹부(252)에는 2개의 직선부(252a)와, 직선부(252a)끼리의 사이에 배치된 굽힘부(252b)가 형성되어 있다. 굽힘부(252b)는 웹부(252)의 길이 방향 중앙부에 형성된, 원호 형상으로 만곡되는 부위이다. 굽힘부(252b)의 표면 중 굽힘 가공에 의해 연신되는 면이 신장면이며, 다른 쪽 면(굽힘 가공에 의해 줄어드는 면)이 수축면이다. 제2 실시 형태에서는, 한 쌍의 종벽부(253)가 굽힘부(252b)의 수축면에 형성되어 있는 점에서 제1 실시 형태와 상이하다. 또한, 중간 프레스 성형품(251)의 종벽부(253)의 단변(253a)과 단변(253b)은, 서로 평행하게 되어 있다. 즉, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향에 있어서의 양단의 단부 테두리를 포함하는 평면이, 서로 평행하게 되어 있다.

중간 프레스 성형품(251)은 강판을 프레스 성형하여, 이 강판에 굽힘 가공을 행한 후, 중간 프레스 성형품(251)의 종벽부(253)의 길이 방향 양단을 잘라 떨어뜨림으로써 얻을 수 있다. 또한, 강판을 프레스 성형하기 전에, 미리 강판을 본뜨기해 두어도 된다.

도 25a 및 도 25b는 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(200)(이하, 간단히 제조 장치(200)라고 칭함)를 도시하는 도면이다. 또한, 도 25a는 사시도이며, 도 25b는 측면도이다. 제1 실시 형태에 관한 제조 장치(1)에서는, 상부 성형형(20)이 볼록부(23)를 갖는 펀치부(22)를 갖고, 하부 성형형(10)이 한 쌍의 단변벽(13) 및 한 쌍의 장변벽(12)을 갖는 경우를 나타냈다. 이에 대하여, 제2 실시 형태에 관한 제조 장치(200)에서는, 상부 성형형(220)이, 오목부(223)를 갖는 펀치부(222)를 갖고, 하부 성형형(210)이, 한 쌍의 장변벽(12) 대신에, 베이스부(11)에 형성된 볼록부(214)를 갖는다. 또한, 제조 장치(200)에서는, 본체부(21)(도 2 참조)의 도시를 생략하고 있다.

상부 성형형(220)의 펀치부(222)의 오목부(223)의 폭은, 중간 프레스 성형품(251)의 전체 폭과 동등하다. 오목부(223)의 길이는, 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리와 동등하고, 또한 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 거리 L(최단 거리)과 동등하다. 오목부(223)의 깊이는, 중간 프레스 성형품(251)의 종벽부(253)의 폭과 동등하다.

하부 성형형(210)의 볼록부(214)의 폭은, 중간 프레스 성형품(251)의 한 쌍의 종벽부(253)의 내면 사이의 거리와 동등하다. 볼록부(214)의 길이는, 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리와 동등하고, 또한, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 거리 L과 동등하다.

도 26은 중간 프레스 성형품(251)을 제조 장치(200)에 배치한 상태를 도시하는 정면도이다. 또한, 도 26에서는 상부 성형형(220)에 대해서는, 종단면도로 도시되어 있다. 도 26에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(251)은 중간 프레스 성형품(251)의 한 쌍의 종벽부(253)가 하부 성형형(210)의 볼록부(214)를 끼워넣도록, 볼록부(214)의 바로 위에 배치되어 있다. 이때, 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리가, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단의 거리 L과 동등하므로, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단은 구속된다. 또한, 상술한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단은, 서로 평행하게 되어 있으므로, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단이 한 쌍의 단변벽(13)에 대하여 평행해지도록, 중간 프레스 성형품(251)을 배치할 수 있다. 그로 인해, 중간 프레스 성형품(251)을 프레스 성형할 때에, 중간 프레스 성형품(251)에 균등하게 하중을 인가할 수 있어, 그 결과, 중간 프레스 성형품(251)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

도 27a 및 도 27b는 상부 성형형(220)을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다. 또한, 도 27a는 정면도이며, 도 27b는 측면도이다. 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 상부 성형형(220)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단을 구속시키면서, 중간 프레스 성형품(251)의 굽힘부(252b)의 곡률을 작게 한다. 그 결과, 중간 프레스 성형품(251)을 길이 방향으로 압축할 수 있어, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 종벽부(253)가 증육 된다.

본 실시 형태에서는, 도 27b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(251)을 상부 성형형(220)의 오목부(223)와 하부 성형형(210)의 볼록부(214) 사이에 끼우면서, 중간 프레스 성형품(251)의 굽힘부(252b)의 곡률을 작게 하도록 프레스 성형한다. 이에 의해, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향으로 압축 응력이 가해졌을 때, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)는 상부 성형형(220)의 오목부(223)의 저면(223a)과 하부 성형형(210)의 볼록부(214)의 상면(214a)에 의해 끼워지므로, 웹부(252)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다. 마찬가지로, 중간 프레스 성형품(251)의 종벽부(253)는 상부 성형형(220)의 오목부(223)의 측면(223b)과, 하부 성형형(210)의 볼록부(214)의 측면(214b)에 의해 끼워지므로, 종벽부(253)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(200)에서는, 도 28a 내지 도 28d에 도시되는 중간 프레스 성형품(261)을 사용할 수도 있다. 도 28a 내지 도 28d에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(261)은 웹부(262) 및 종벽부(263)를 갖는다. 여기서, 중간 프레스 성형품(261)의 웹부(262)는 굽힘부(262b)를 포함하고, 전체가 만곡된 형상으로 되어 있다. 또한, 중간 프레스 성형품(261)의 종벽부(263)의 단변(263a, 263b)은 중간 프레스 성형품(251)과 마찬가지로, 서로 평행하게 되어 있다.

도 29는 중간 프레스 성형품(261)을 제조 장치(200)에 배치한 상태를 도시하는 도면이다. 중간 프레스(251)와 마찬가지로, 상부 성형형(220)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(261)을 길이 방향으로 압축하여 웹부(262) 및 종벽부(263)를 증육할 수 있다.

(제3 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 30a 및 도 30b는 제3 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(300)(이하, 간단히 제조 장치(300)라고도 칭함)를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 관한 제조 장치(300)는 주름 억제 패드(331)(주름 억제 지그)를 갖는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 제조 장치(1)와 상이하다.

도 30a 및 도 30b에 도시한 바와 같이, 주름 억제 패드(331)는 하부 성형형(10)의 베이스부(11)에 형성된 관통 구멍(11b)에 삽입되어 있다. 주름 억제 패드(331)는 상부 성형형(20) 및 하부 성형형(10)의 움직임에 맞게 승강 가능하게 되어 있어, 관통 구멍(11b)에 수납 가능하게 되어 있다.

도 32a 내지 도 32c는 주름 억제 패드(331)를 도시하는 도면이다. 도 32a 내지 도 32c에 도시한 바와 같이, 주름 억제 패드(331)는 본체부(331a)와, 본체부(331a)에 연결된 샤프트부(331b)로 구성되어 있다. 샤프트부(331b)는 하부 성형형(10)에 형성된 관통 구멍(11b)에 삽입된다.

주름 억제 패드(331)의 본체부(331a)는 상면(331c)과, 측면(331d)을 갖는다. 상면(331c)은, 본체부(331a)의 정상부에 형성된 볼록 곡면이며, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)의 굽힘부(52b)에 맞닿는다. 측면(331d)은 본체부(331a)의 측부에 형성된 평탄면이다. 또한, 상면(331c)은 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)(도 1b 참조)의 곡률보다 작은 곡률을 갖고 있다. 이에 의해, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)의 좌굴 변형을 억제할 수 있다.

제조 장치(300)를 사용하여 중간 프레스 성형품(51)을 프레스 성형할 때는, 도 30a 및 도 30b에 도시한 바와 같이 하부 성형형(10)의 볼록 곡면(13b)에 중간 프레스 성형품(51)의 양단을 맞닿게 한 후, 중간 프레스 성형품(51)을 향하여 주름 억제 패드(331)를 상승시켜, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)의 굽힘부(52b)에 주름 억제 패드(331)를 맞닿게 한다. 이때, 주름 억제 패드(331)는 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 오목측(수축면)에 맞닿는다. 그 후, 상부 성형형(20)을 하강시켜, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)의 굽힘부(52b)의 볼록측(신장면)에 상부 성형형(20)의 볼록부(23)를 맞닿게 한다. 그리고, 상부 성형형(20)을 더욱 하강시킴으로써, 도 31a 및 도 31b에 도시한 바와 같이 주름 억제 패드(331)와 상부 성형형(20)에 의해 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)를 끼워 넣으면서, 중간 프레스 성형품(51)은 길이 방향으로 압축된다. 또한, 주름 억제 패드(331)는 상술한 바와 같이 승강 가능하게 되어 있으므로, 상부 성형형(20)에 눌리면서 하강한다. 주름 억제 패드(331)는 상부 성형형(20)에 눌려 하강하는 동안, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)에 맞닿은 채로 있기 때문에, 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(300)에서는, 중간 프레스 성형품(51) 대신에, 도 33a 내지 도 33c에 도시되는 중간 프레스 성형품(351)을 사용할 수도 있다. 도 33a 내지 도 33c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(351)은 웹부(352)와, 웹부(352)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(353)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(351)은 4개의 직선부(252a)와, 1개의 굽힘부(252b)와, 2개의 굽힘부(352c)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 및 도 24b 참조)과 상이하다. 또한, 중간 프레스 성형품(351)의 굽힘부(352c)는, 굽힘부(252b)가 돌출된 방향과 반대 방향으로 돌출되어 있다.

도 34a는 중간 프레스 성형품(351)을 제조 장치(300)에 배치한 상태를 도시하는 도면이다. 또한, 도 34b는 제조 장치(300)의 상부 성형형(20)을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다. 제조 장치(300)를 사용하여 중간 프레스 성형품(51)을 프레스 성형하는 경우와 마찬가지로, 상부 성형형(20)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(351)을 길이 방향으로 압축할 수 있다. 이때, 주름 억제 패드(331)는 상면(331c)이 중간 프레스 성형품(351)의 웹부(352)의 굽힘부(252b)에 맞닿음과 함께, 측면(331d)이 중간 프레스 성형품(351)의 종벽부(353)의 내면에 맞닿는다. 이로 인해, 중간 프레스 성형품(351)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(300)에서는, 도 35a 내지 도 35c에 도시되는 중간 프레스 성형품(361)을 사용할 수도 있다. 중간 프레스 성형품(361)은 웹부(362)와, 웹부(362)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(363)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(361)은 상기한 중간 프레스 성형품(351)의 굽힘부(252b)를 일단부측에 가까이 댄 경우에 상당한다. 즉, 중간 프레스 성형품(361)은 도 33a 내지 도 33c에 도시된 중간 프레스 성형품(351)에 대하여, 굽힘부(252b)의 위치가 상이하다.

도 36은 중간 프레스 성형품(361) 및 제조 장치(300)를 도시하는 도면이다. 중간 프레스 성형품(361)을 프레스 성형할 때는, 주름 억제 패드(331)를, 주름 억제 패드(331)의 상면(331c)이 중간 프레스 성형품(361)의 굽힘부(252b)에 맞닿도록 배치한다. 이와 같이 주름 억제 패드(331)를 배치함으로써, 중간 프레스 성형품(351)과 마찬가지로, 중간 프레스 성형품(361)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

(제4 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 37a 및 도 37b는 제4 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(400)(이하, 제조 장치(400)라고도 칭함)를 도시하는 도면이다. 제3 실시 형태에서는, 제조 장치(300)가 주름 억제 패드(331)를 1개 갖는 경우를 나타냈다. 이에 대하여, 도 37a 및 도 37b에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에 관한 제조 장치(400)는 주름 억제 패드(331)를 3개 갖고 있다.

도 38은 제조 장치(400)를 사용하여 중간 프레스 성형품(51)을 프레스 성형한 상태를 도시하는 도면이다. 상술한 바와 같이, 제조 장치(400)는 주름 억제 패드(331)를 3개 갖고 있으므로, 보다 확실하게 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52) 및 종벽부(53)의 좌굴을 방지할 수 있다. 또한, 주름 억제 패드(331)의 수는 2개이어도 되고, 4개 이상이어도 된다.

또한, 제조 장치(400)에서는, 도 39a 내지 도 39c에 도시되는 중간 프레스 성형품(451)을 사용할 수도 있다. 중간 프레스 성형품(451)은 웹부(452)와, 웹부(452)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(453)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(451)은 3개의 직선부(252a)와, 2개의 굽힘부(252b)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 및 도 24b 참조)과 상이하다.

도 40a 및 도 40b는 중간 프레스 성형품(451)을 제조 장치(400)에 배치한 상태를 도시하는 도면이다. 도 40a 및 도 40b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(451)을 프레스 성형할 때는 주름 억제 패드(331)를 주름 억제 패드(331)의 상면(331c)이 중간 프레스 성형품(451)의 굽힘부(252b)에 맞닿도록 배치한다. 즉, 3개의 주름 억제 패드(331) 중 2개가 굽힘부(252b)에 맞닿도록 배치되고, 나머지 1개가 직선부(252a)에 맞닿도록 배치된다.

도 41은 중간 프레스 성형품(451)을 프레스 성형한 상태를 도시하는 도면이다. 도 41에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(451)의 웹부(452)는 상부 성형형(20)과, 주름 억제 패드(331) 사이에 끼워지고, 중간 프레스 성형품(451)의 종벽부(453)는 하부 성형형(10)과, 주름 억제 패드(331) 사이에 끼워진다. 그로 인해, 중간 프레스 성형품(451)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(400)에서는, 도 42a 내지 도 42c에 도시되는 중간 프레스 성형품(461)을 사용할 수도 있다. 중간 프레스 성형품(461)은 웹부(462)와, 웹부(462)의 폭 방향 양측에 접속되는 한 쌍의 종벽부(463)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(461)은 5개의 직선부(252a)와, 2개의 굽힘부(252b)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(351)(도 33a 내지 도 33c 참조)과 상이하다.

(제5 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제5 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 43은 제5 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(500)(이하, 간단히 제조 장치(500)라고도 칭함)를 도시하는 정면도이다. 도 43에 도시한 바와 같이, 제조 장치(500)는 한 쌍의 단변벽(13) 사이에 배치되는 맨드럴(510)을 갖는 점에서, 제2 실시 형태에 관한 제조 장치(200)와 상이하다.

도 44는 본 실시 형태에 관한 맨드럴(510) 및 중간 프레스 성형품(251)을 도시하는 정면도이다. 또한, 도 45는 맨드럴(510)을 도시하는 정면 모식도이다. 도 44 및 도 45에 도시한 바와 같이, 맨드럴(510)은 복수의 분할체(511)와, 각 분할체(511)를 연결하는 연결체(520)로 구성되어 있다. 맨드럴(510)의 복수의 분할체(511)는 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 한 쌍의 종벽부(253)에 둘러싸인 공간에 삽입된다. 이때, 복수의 분할체(511) 중 길이 방향 중앙에 위치하는 분할체(511X)는, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)의 굽힘부(252b)의 오목측(수축면)에 맞닿는다. 또한, 분할체(511X)에는 하부 성형형(210)의 볼록부(214)의 길이 방향 중앙에 형성된 관통 구멍에 삽입되는 샤프트부(515)가 접속되어 있다(도 43 참조). 그로 인해, 맨드럴(510)은 상부 성형형(220)의 움직임에 맞추어 승강 가능하게 되어 있다.

또한, 맨드럴(510)의 전체 길이는, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단 사이의 거리 L(도 24a 및 도 24b 참조) 이하로 설정되어 있다. 환언하면, 맨드럴(510)의 전체 길이는, 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리 이하로 설정되어 있다. 이것은, 맨드럴(510)의 분할체(511)가 일렬로 배열했을 때(도 49 참조), 맨드럴(510)과 한 쌍의 단변벽(13)의 간섭을 피하기 위해서이다.

또한, 도 45에 도시한 바와 같이 분할체(511)는 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)에 맞닿는 상면(511b)과, 중간 프레스 성형품(251)의 종벽부(253)에 맞닿는 측면(511c)을 갖는다. 분할체(511)의 상면(511b)은 볼록 곡면이며, 또한 분할체(511)의 측면(511c)은 평탄면이다.

도 46은 맨드럴(510)을 도시하는 확대 정면도이다. 도 46에 도시한 바와 같이, 맨드럴(510)의 분할체(511)는 분할체(511)의 길이 방향에 있어서의 단부에 형성된 오목부(513)와, 오목부(513)의 내면에 형성된 스토퍼(514)를 갖는다. 오목부(513)에는 스토퍼(514)보다도 내측에 인접하는 분할체(511)를 연결하는 연결체(520)의 걸림 결합부(522)가 삽입된다. 스토퍼(514)는 분할체(511)의 오목부(513) 내에 형성된 돌기이며, 연결체(520)의 걸림 결합부(522)의 움직임을 규제한다.

도 47은 연결체(520)를 도시하는 사시도이다. 도 47에 도시한 바와 같이, 연결체(520)는 막대 형상의 본체부(521)와, 본체부(521)의 길이 방향 양단 각각에 형성된 구체 형상의 걸림 결합부(522)로 구성되어 있다.

또한, 도 47에 도시되는 연결체(520) 대신에, 도 48에 도시한 바와 같이, 판상의 본체부(526)와, 본체부(526)의 길이 방향 양단 각각에 형성된 원기둥체 형상의 걸림 결합부(527)로 구성되는 연결체(525)를 사용해도 된다.

이와 같은 구성에 의해, 맨드럴(510)의 복수의 분할체(511)는 서로 근접하거나 이격하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 복수의 분할체(511)를, 도 43에 도시한 바와 같이 중간 프레스 성형품(251)의 형상을 따라 원호 형상으로 배열하거나, 또한 직선상(일렬)으로 배열하거나 할 수 있다.

도 49는 제조 장치(500)를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형(220)을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다. 상부 성형형(220)을 하강시킬 때, 맨드럴(510)은 상부 성형형(220)에 눌리면서 하강한다. 그로 인해, 맨드럴(510)은 상부 성형형(220)에 눌려 하강하는 동안, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 종벽부(253)에 맞닿은 채이며, 가공 중의 웹부(252) 및 종벽부(253)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

또한, 맨드럴(510)은 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)의 변형에 추종하여, 원호 형상으로부터 직선상으로 분할체(511)의 배열의 형상으로 변이한다(분할체 사이의 위치 관계가 변화한다). 그로 인해, 상부 성형형(220)을 하사점까지 하강시키는 동안, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 종벽부(253)에 맨드럴(510)을 맞닿게 할 수 있다.

이와 같이, 제조 장치(500)에서는 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 종벽부(253)에 맨드럴(510)을 맞닿게 하면서, 중간 프레스 성형품(251)을 프레스 성형하므로, 웹부(252) 및 종벽부(253)의 좌굴 변형을 확실하게 방지할 수 있다.

(제6 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제6 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 50은 제6 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(600)(이하, 간단히 제조 장치(600)라고도 칭함)를 도시하는 정면도이다. 제5 실시 형태에서는, 제조 장치(500)가 맨드럴(510)을 갖는 경우를 나타냈지만, 본 실시 형태에서는, 제조 장치(600)가, 맨드럴(510) 대신에 맨드럴(610)을 갖는다. 여기서, 제5 실시 형태에 관한 맨드럴(510)은 그 전체 길이를 한 쌍의 단변벽(13) 사이의 거리 이하로 설정할 필요가 있었다. 그로 인해, 중간 프레스 성형품(251)을 프레스 성형할 때에, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 종벽부(253)의 일부에는 맨드럴(510)이 맞닿아지지 않는다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 관한 맨드럴(610)은 후술하는 바와 같이, 전체 길이가 신축 가능하게 되어 있으므로, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252) 및 종벽부(253)의 전체에 항상 맨드럴(610)을 맞닿게 할 수 있다.

도 51은 맨드럴(610)을 도시하는 확대 정면도이다. 도 51에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 맨드럴(610)은 복수의 분할체(611)가 슬라이드체(616) 및 탄성체(617)를 갖는 점에서, 제5 실시 형태에 관한 맨드럴(510)과 상이하다.

도 51에 도시한 바와 같이, 맨드럴(610)의 분할체(611)는 분할체(611)의 길이 방향 단부에 형성된 오목부(613)와, 오목부(613)의 내부에 배치된 판상의 슬라이드체(616)와, 슬라이드체(616)를 오목부(613)로부터 압출하도록 가압하는 탄성체(617)와, 오목부(613)의 내면에 형성된 스토퍼(514)로 구성되어 있다.

슬라이드체(616)는 탄성체(617)에 의해 스토퍼(514)측을 향하여 가압되어 있다. 그리고, 슬라이드체(616)는 그 단부면(616a)이 오목부(613)의 내면에 접촉한 상태이면서, 또한 탄성체(617)에 의해 제한된 범위 내에서, 오목부(613)의 내부를 이동한다.

탄성체(617)는 그 일단부가 슬라이드체(616)에 접속되고, 타단부가 오목부(613)의 저면(613a)에 접속되어 있다. 탄성체(617)는 예를 들어 코일 스프링 또는 판 스프링이다. 또한, 오목부(613) 내에 삽입된 연결체(520)의 걸림 결합부(522)는 슬라이드체(616)와 스토퍼(514) 사이에 배치되어 있다.

또한, 도 52에 도시한 바와 같이 맨드럴(610)의 분할체(611)는 슬라이드체(616)에 형성되고 또한 연결체(520)의 걸림 결합부(522)에 접하는 받침면(618a)을 갖는 수용부(618)를 더 갖고 있어도 된다. 이 경우, 연결체(520)의 걸림 결합부(522)가, 슬라이드체(616)의 수용부(618)에 보유 지지되므로, 연결체(520)의 걸림 결합부(522)의 이동이 원활해진다.

또한, 도 53에 도시한 바와 같이 맨드럴(610)의 슬라이드체(616)의 형상을 U자 형상으로 하고, 스토퍼(514)를 오목부(613)에 예를 들어 2개 형성해도 된다. 이 경우도, 슬라이드체(616)의 이동을 원활하게 할 수 있다.

이어서, 맨드럴(610)의 동작에 대하여 설명한다. 인접하는 분할체(611)끼리의 사이에 압축 응력이 인가되어 있지 않은 상태(도 50 참조)에서는, 도 51에 도시한 바와 같이 탄성체(617)의 길이는 초기의 길이로 되어 있다. 이로 인해, 연결체(520)의 걸림 결합부(522)가, 스토퍼(514) 가까이에 위치하고 있다. 연결체(520)의 걸림 결합부(522)가 스토퍼(514) 가까이에 위치함으로써, 연결체(520)의 경사 가능한 범위는 비교적 넓어진다. 따라서, 연결체(520)에 의해 연결된 인접하는 분할체(611)의 상대 위치는, 상하 방향으로 가변으로 되어 있다.

도 50에 도시되는 상태로부터, 상부 성형형(220)을 하강시켜, 중간 프레스 성형품(251)을 가압하면, 인접하는 분할체(611)를 접근시키는 압축 응력이 맨드럴(610)에 인가된다. 이때, 연결체(520)의 걸림 결합부(522)에 의해 슬라이드체(616)가 오목부(613)의 저면(613a)을 향하여 눌려, 탄성체(617)가 압축된다. 탄성체(617)가 압축됨으로써, 연결체(520)의 본체부(521)가 오목부(613) 내에 침입한다. 이에 의해, 인접하는 분할체(611)가 서로 접근한다.

이상의 동작을 거쳐, 연결체(520)를 개재하여 인접하는 분할체(611)가 서로 접근하여, 소정의 간격으로 인접하거나, 혹은 분할체(611)끼리 접촉한 상태가 된다. 또한, 복수의 분할체(611)가 일렬로 배열된 상태가 된다. 따라서, 상부 성형형(220)을 하강시킴으로써, 맨드럴(610)의 전체 길이는 짧아진다.

이어서, 제조 장치(600)를 사용하여 중간 프레스 성형품(251)을 프레스 성형할 때의 맨드럴(610)의 동작에 대하여, 도 54 내지 도 56을 참조하여 설명한다. 도 54 내지 도 56은, 맨드럴(610)의 분할체(611)와, 인접하는 분할체(611)를 연결하는 연결체(520)를 도시하는 정면 모식도이다.

도 54에 도시한 바와 같이, 제조 장치(600)의 상부 성형형(220)을 하강시키기 전의 상태에서는, 맨드럴(610)은 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)의 형상에 맞게, 중앙의 분할체(611X)가, 다른 분할체(611)에 대하여 상대적으로 높은 위치에 있다. 다른 분할체(611)는 분할체(611X)로부터 이격됨에 따라, 서서히 높이가 낮아지고 있다.

도 54에 도시되는 상태에서는, 맨드럴(610)에 압축 응력은 인가되어 있지 않다. 이로 인해, 분할체(611)의 탄성체(617)는 압축되지 않아, 인접하는 분할체(611)가 비교적 넓은 간격을 갖고 서로 이격한 상태로 되어 있다.

제조 장치(600)의 상부 성형형(220)을 하강시켜, 중간 프레스 성형품(251)이 가압되면, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)의 변형에 추종하여, 각 분할체(611)의 높이가 동일한 높이에 가까워진다. 또한, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단을 구속하는 한 쌍의 단변벽(13)에 의해, 맨드럴(610)의 양단에 위치하는 분할체(611)가 구속된 상태가 된다. 상부 성형형(220)이 더욱 하강하여, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)의 굽힘부(252b)가 연신되면, 각 분할체(611)의 높이가 동일해진다. 동시에, 맨드럴(610)에 대하여 압축 응력이 가해져, 탄성체(617)가 압축되어 줄어들어, 분할체(611)끼리의 간격이 좁아진다.

맨드럴(610)에 대하여 압축 응력이 가해지는 이유는 이하이다. 즉, 상부 성형형(220)을 하강시키기 전의 상태에 있어서, 중간 프레스 성형품(251)의 전체 길이가 L1인 것에 대하여, 상부 성형형(220)을 하강시킨 상태에 있어서, 상부 성형형(220) 및 한 쌍의 단변벽(13)에 의해 중간 프레스 성형품(251)의 전체 길이가 L이 될 때까지 압축된다. 그 결과, 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)를 따라 배치되어 있던 맨드럴(610)에도 상부 성형형(220) 및 한 쌍의 단변벽(13)에 의해 압축 응력이 작용하기 때문이다.

도 55는 상부 성형형(220)을 하사점까지 하강시킨 상태에 있어서의 맨드럴(610)의 일례를 나타낸다. 도 55에 도시하는 맨드럴(610)은 분할체(611)끼리의 간격이 동일하게 되어 있다. 이와 같이 분할체(611)끼리의 간격을 일정하게 하기 위해서는, 탄성체(617)의 스프링 상수, 연결체(520)의 길이, 오목부(613)의 깊이 등을 조정하면 된다.

또한, 도 56은 상부 성형형(220)을 하사점까지 하강시킨 상태에 있어서의 맨드럴(610)의 다른 예를 나타낸다. 도 56에 도시하는 맨드럴(610)은 일부의 분할체(611)끼리의 간격이, 다른 분할체(611)끼리의 간격보다도 작게 되어 있다. 구체적으로는, 중앙의 분할체(611X)와, 이것에 인접하는 2개의 분할체(611)의 간격이 상대적으로 작게 되어 있어, 이들 이외의 분할체(611)끼리의 간격이 상대적으로 넓게 되어 있다. 중앙의 분할체(611X) 및 이것에 인접하는 2개의 분할체(611)는 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)의 굽힘부(252b)의 근방에 위치하고 있다. 이와 같이, 도 56에 도시하는 맨드럴(610)은 좌굴이 일어나기 쉬운 굽힘부(252b)의 근방에 있는 분할체(611)끼리가 상부 성형형(220)을 하사점까지 하강시킨 상태에서 서로 근접한다.

분할체(611)끼리의 간격을 서로 상이한 간격으로 하기 위해서는, 탄성체(617)의 스프링 상수, 연결체(520)의 길이, 오목부(613)의 깊이 등을 조정하면 된다. 도 56에 도시하는 맨드럴(610)에서는, 예를 들어 중앙의 분할체(611X) 및 이것에 인접하는 2개의 분할체(611)의 탄성체(617)의 스프링 상수를, 다른 탄성체(617)의 스프링 상수보다 작게 하면 된다. 또한, 중앙의 분할체(611X) 및 이것에 인접하는 2개의 분할체(611)를 연결하는 연결체(520)의 전체 길이를, 다른 연결체(520)의 전체 길이보다 짧게 해도 된다. 또한, 중앙의 분할체(611X) 및 이것에 인접하는 2개의 분할체(611)의 오목부(613)의 깊이를, 다른 오목부(613)의 깊이보다도 얕게 해도 된다.

본 실시 형태에 따르면, 전체 길이가 신축 가능한 맨드럴(610)을 사용하여, 맨드럴(610)을 중간 프레스 성형품(251)의 웹부(252)를 따르게 하도록 삽입하여, 맨드럴(610)의 전체 길이를 단축시키면서 중간 프레스 성형품(251)을 프레스 성형한다. 이에 의해, 중간 프레스 성형품(251) 전체를 맨드럴(610)에 의해 구속시킬 수 있어, 웹부(252) 및 종벽부(253)의 좌굴 변형을 확실하게 방지할 수 있다.

[맨드럴(610)의 변형예]

도 57 및 도 58은 맨드럴(610)의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 57 및 도 58에 도시한 바와 같이 맨드럴(610)의 분할체(611)에는 슬라이드체(616), 탄성체(617) 및 연결체(520) 대신에, 연결체(620)를 형성해도 된다.

도 57 및 도 58에 도시되는 연결체(620)의 본체부(621)는 2개의 분할 본체부(621a, 621b)로 구성되어 있다. 분할 본체부(621a, 621b)는 길이 방향의 중앙에 있어서 본체부(621)가 2개로 분할됨으로써 구성되어 있다.

분할 본체부(621a, 621b) 각각은 길이 방향의 일단부가 걸림 결합부(522)에 접속되어 있고, 타단부에 형성된 절결부(621c) 및 돌출부(621d)를 갖는다. 절결부(621c) 및 돌출부(621d)는 서로 끼워 맞춤 가능하게 구성되어 있다. 또한, 분할 본체부(621a)의 돌출부(621d)의 선단에는 탄성체(617)가 형성되고, 분할 본체부(621b)의 돌출부(621d)의 선단에는 슬라이드 핀(621e)이 형성되어 있다. 탄성체(617)는 분할 본체부(621b)의 절결부(621c)에 접속되어 있다. 또한, 슬라이드 핀(621e)은 분할 본체부(621a)의 절결부(621c)에 형성된 삽입 구멍(도시하지 않음)에 삽입되어 있다. 분할 본체부(621a, 621b)의 사이에 탄성체(617)를 배치함으로써, 분할 본체부(621a, 621b)가 이격된 상태로 되어 있다.

이상의 구성에 의해, 도 57 및 도 58에 도시하는 맨드럴(610)은 길이 방향을 따라 압축 응력이 인가되었을 때 탄성체(617)가 압축되어 분할 본체부(621a, 621b)의 간격이 줄어듦으로써, 연결체(620)의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태와 마찬가지로, 맨드럴(610)의 전체 길이를 신축 가능하게 할 수 있다.

또한, 연결체(620) 대신에, 도 59에 도시되는 연결체(625)를 사용해도 된다. 도 59는 연결체(625)를 도시하는 평면도이다. 연결체(625)는 도 48에 도시되는 연결체(525)를 분할하여 구성된다.

도 59에 도시되는 연결체(625)의 판상의 본체부(626)는 2개의 분할 본체부(627, 628)로 구성되어 있다. 분할 본체부(627, 628)는 길이 방향의 거의 중앙에 있어서 본체부(626)가 2개로 분할됨으로써 구성되어 있다.

한쪽의 분할 본체부(627)의 폭 방향 중앙에는 돌출부(627a)가 형성되어 있다. 또한, 다른 쪽의 분할 본체부(628)의 폭 방향 중앙에는 절결부(628a)가 형성되어 있다. 또한, 돌출부(627a)의 선단에는 탄성체(617)가 형성되어 있다. 탄성체(617)는 분할 본체부(628)의 절결부(628a)에 접속되어 있다. 또한, 분할 본체부(627)의 돌출부(627a)의 폭 방향 양측의 단부면(627b)에는 슬라이드 핀(629)이 형성되어 있다. 슬라이드 핀(629)은 분할 본체부(628)의 단부면(628b)에 형성된 삽입 구멍(도시하지 않음)에 삽입되어 있다. 분할 본체부(627, 628)의 사이에 탄성체(617)를 배치함으로써, 분할 본체부(627, 628)가 이격된 상태로 되어 있다.

이상의 구성에 의해, 연결체(625)는 연결체(620)와 마찬가지로, 전체 길이가 신축 가능해진다.

(제7 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제7 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 61 및 도 62는 제7 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(700)(이하, 간단히 제조 장치(700)라고도 칭함)를 도시하는 정면도이다. 본 실시 형태에 관한 제조 장치(700)는 제1 실시 형태에 관한 제조 장치(1)와, 제6 실시 형태에 관한 맨드럴(610)로 구성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 제조 장치(700)를 사용하여, 도 60a 내지 도 60c에 도시되는 중간 프레스 성형품(761)을 프레스 성형한다. 도 60a 내지 도 60c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(761)은 웹부(762) 및 한 쌍의 종벽부(763)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(761)은 3개의 굽힘부(252b) 및 4개의 직선부(252a)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 및 도 24b 참조)과 상이하다.

도 63은 제조 장치(700)를 사용하여 중간 프레스 성형품(761)을 프레스 성형한 상태를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 제6 실시 형태와 마찬가지로 맨드럴(610)이 중간 프레스 성형품(761)의 형상에 따라 변이하기 때문에, 중간 프레스 성형품(761)의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(700)에서는, 도 64a 내지 도 64c에 도시되는 중간 프레스 성형품(771)을 사용해도 된다. 도 64a 내지 도 64c에 도시한 바와 같이 중간 프레스 성형품(771)은 웹부(772) 및 한 쌍의 종벽부(773)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(771)은 4개의 굽힘부(252b)와, 5개의 직선부(252a)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 및 도 24b 참조)과 상이하다. 중간 프레스 성형품(771)을 제조 장치(700)에 의해 프레스 성형할 때는, 도 65에 도시하는 바와 같이 중간 프레스 성형품(771)을 제조 장치(700)에 배치하면 된다.

또한, 제조 장치(700)에서는, 도 66a 내지 도 66c에 도시되는 중간 프레스 성형품(781)을 사용해도 된다. 도 66a 내지 도 66c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(781)은 웹부(782) 및 한 쌍의 종벽부(783)를 갖는다. 중간 프레스 성형품(781)은 2개의 굽힘부(252b)와, 6개의 직선부(252a)와, 3개의 굽힘부(352c)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(351)(도 33a 내지 도 33c 참조)과 상이하다. 중간 프레스 성형품(781)을 제조 장치(700)에 의해 프레스 성형할 때는, 도 67에 도시하는 바와 같이 중간 프레스 성형품(781)을 제조 장치(700)에 배치하면 된다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(781)의 굽힘부(252b)에 맞닿는, 맨드럴(610)의 분할체(611)에 샤프트부(515)를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 제조 장치(700)에서는, 도 68a 내지 도 68c에 도시되는 중간 프레스 성형품(791)을 사용해도 된다. 도 68a 내지 도 68c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(791)은 웹부(792), 한 쌍의 종벽부(793) 및 플랜지부(794)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(791)은 플랜지부(794)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(761)(도 60a 내지 도 60c 참조)과 상이하다. 중간 프레스 성형품(791)을 제조 장치(700)에 의해 프레스 성형할 때는, 도 69에 도시한 바와 같이 중간 프레스 성형품(791)을 제조 장치(700)에 배치하면 된다.

(제8 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제8 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 70은 제8 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 장치(800)(이하, 간단히 제조 장치(800)라고도 칭함)를 도시하는 사시도이다. 제1 실시 형태에서는, 제조 장치(1)의 한 쌍의 단변벽(13)이 베이스부(11)에 고정되어 있는 경우를 나타냈다(도 2 참조). 이에 대하여, 본 실시 형태에 관한 제조 장치(800)는 베이스부(11)에 형성된 단변벽(814)(가압 구속벽)이 상부 성형형(820)의 하강에 수반하여 단변벽(813)(고정 구속벽)을 향하여 접근하면서, 중간 프레스 성형품(51)을 프레스 성형한다.

도 71a는 제조 장치(800)를 도시하는 정면도이며, 상부 성형형(820)을 하강시키기 전의 상태를 도시하는 도면이다. 도 71a에 도시한 바와 같이, 하부 성형형(810)은 베이스부(11)와, 베이스부(11)의 상면(11a)에 고정된 단변벽(813)(고정 구속벽)과, 베이스부(11)의 상면(11a)에 형성되고, 베이스부(11) 위를 이동하는 단변벽(814)(가압 구속벽)과, 단변벽(814)에 접합된 캠 슬라이더(815)와, 베이스부(11) 위에 고정된 지지부(816)와, 지지부(816)를 관통하여 캠 슬라이더(815)에 접속되는 슬라이드 핀(817)과, 지지부(816)와 슬라이드 핀(817)을 연결하는 리턴 스프링(818)으로 구성되어 있다. 캠 슬라이더(815)에는 경사진 슬라이드면(815a)이 형성되어 있다. 또한, 슬라이드 핀(817)은 리턴 스프링(818)에 의해 단변벽(814)으로부터 이격되는 방향으로 가압되어 있다. 슬라이드 핀(817)은 길이 방향을 따라 지지부(816)에 대하여 삽입 인발 가능하게 되어 있다. 그리고, 슬라이드 핀(817)에 고정된 캠 슬라이더(815)는 슬라이드 핀(817)의 길이 방향을 따라 슬라이드하도록 되어 있다.

단변벽(814)에 대향하는, 단변벽(813)의 면에는 오목부(813a), 판상의 워크 수용부(813b), 경첩(813c) 및 스프링 부재(813d)(탄성체)가 형성되어 있다. 워크 수용부(813b)는 경첩(813c)을 개재하여 단변벽(813)에 접속되어 있다. 그로 인해, 워크 수용부(813b)는 경첩(813c)을 축으로 하여 단변벽(813)에 대하여 가동하게 되어 있다.

워크 수용부(813b)는 단변벽(813)에 가장 근접한 경우에 오목부(813a) 내에 수납된다. 워크 수용부(813b)와 단변벽(813) 사이에는 스프링 부재(813d)가 더 배치되어 있다. 스프링 부재(813d)는 워크 수용부(813b)를 단변벽(814)을 향하여 가압한다.

마찬가지로, 단변벽(813)에 대향하는, 단변벽(814)의 면에도 오목부(814a), 판상의 워크 수용부(814b), 경첩(814c) 및 스프링 부재(814d)(탄성체)가 형성되어 있다. 워크 수용부(814b)는 경첩(814c)을 개재하여 단변벽(814)에 접속되어 있다. 그로 인해, 워크 수용부(814b)는 경첩(814c)을 축으로 하여 단변벽(814)에 대하여 가동하게 되어 있다.

워크 수용부(814b)는 단변벽(814)에 가장 근접한 경우에 오목부(814a) 내에 수납된다. 워크 수용부(814b)와 단변벽(814) 사이에는 스프링 부재(814d)가 더 배치되어 있다. 스프링 부재(814d)는 워크 수용부(814b)를 단변벽(813)를 향하여 가압한다.

상부 성형형(820)은 본체부(21)와, 펀치부(22)와, 볼록부(23)와, 펀치부(22)에 설치된 캠 드라이버(825)로 구성되어 있다. 캠 드라이버(825)에는 경사진 슬라이드면(825a)이 형성되어 있다.

또한, 하부 성형형(810)의 캠 슬라이더(815)를 향하여, 상부 성형형(820)의 캠 드라이버(825)가 하강했을 때 캠 슬라이더(815)의 경사면(815a)과 캠 드라이버(825)의 경사면(825a)이 맞닿도록, 캠 슬라이더(815)와 캠 드라이버(825)가 위치 결정되어 있다.

이하, 본 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 도 71a에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(51)을 상부 성형형(820)과 하부 성형형(810) 사이에 배치한다. 이때, 중간 프레스 성형품(51)을, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 볼록측(신장면)이 상부 성형형(820)을 향하도록 배치한다. 그리고, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단을 워크 수용부(813b, 814b)에 맞닿게 한다. 워크 수용부(813b, 814b)는 스프링 부재(813d, 814d)에 의해 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단에 가압된다. 이와 같이 하여, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단을 단변벽(813, 814)에 의해 구속한다.

도 71b는 상부 성형형(820)을 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다. 도 71b에 도시한 바와 같이, 상부 성형형(820)의 하강에 수반하여, 캠 드라이버(825)가 캠 슬라이더(815)에 맞닿는다. 또한, 캠 드라이버(825)의 하강에 수반하여, 캠 슬라이더(815)가, 리턴 스프링(818)의 스프링력에 거역하면서, 단변벽(813)를 향하여 슬라이드한다. 캠 슬라이더(815)의 슬라이드에 수반하여, 단변벽(814)이 단변벽(813)을 향하여 슬라이드한다.

또한 상부 성형형(820)이 하강하면, 단변벽(814)이 슬라이드함과 함께, 상부 성형형(820)의 볼록부(23)가 중간 프레스 성형품(51)의 웹부(52)에 맞닿아, 중간 프레스 성형품(51)이 길이 방향으로 압축된다. 본 실시 형태에서는, 단변벽(814)이 단변벽(813)을 향하여 슬라이드하므로, 단변벽(813, 814) 사이의 거리가 상부 성형형(820)의 하강에 수반하여 작아진다. 그로 인해, 중간 프레스 성형품(51)에 인가되는 길이 방향의 압축력을 높일 수 있다.

그리고, 도 71c에 도시한 바와 같이, 상부 성형형(820)이 하사점에 도달한 시점에서, 프레스 성형이 종료된다.

여기서, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단에 착안하면, 프레스 성형 개시 전의 상태에서는, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단은, 도 71a 및 도 71b에 도시한 바와 같이 베이스부(11)의 상면(11a)에 대하여 경사져 있다. 그러나, 프레스 성형이 진행됨에 따라, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단의 경사 각도가 베이스부(11)의 상면(11a)에 대하여 수직으로 되어진다.

이와 같이, 프레스 성형이 진행됨에 따라, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단의 경사 각도가 변화한다. 이러한 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단에 대하여, 판상의 워크 수용부(813b, 814b)는 스프링 부재(813d, 814d)에 의해 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단에 항상 가압된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 중간 프레스 성형품(51)은 그 길이 방향의 양단이 워크 수용부(813b, 814b)에 의해 구속된 채로 된다.

본 실시 형태에 따르면, 단변벽(813)과 단변벽(814) 사이의 거리를 작게 하면서, 중간 프레스 성형품(51)의 굽힘부(52b)의 곡률을 작게 하도록, 중간 프레스 성형품(51)을 프레스 성형하므로, 중간 프레스 성형품(51)에 대하여 길이 방향을 따른 압축 응력의 인가를 확실하게 행할 수 있다.

또한, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단에 워크 수용부(813b, 814b)를 맞닿게 한 채, 상부 성형형(820)을 하강시키므로, 중간 프레스 성형품(51)의 길이 방향 양단에 균등하게 하중을 가할 수 있어, 중간 프레스 성형품(51)의 양단을 좌굴시키지 않고, 압축 응력을 인가시킬 수 있다.

또한, 이형 시에 축 압축력을 용이하게 해방시켜 프레스 성형품을 취출할 수 있기 때문에, 프레스 성형품의 탄성 회복에 의한 성형품의 튀어나옴을 방지할 수 있다.

또한, 제조 장치(800)에서는, 도 72a 내지 도 72c에 도시되는 중간 프레스 성형품(861)을 사용해도 된다. 중간 프레스 성형품(861)은 웹부(862) 및 한 쌍의 종벽부(863)를 갖는다. 또한, 중간 프레스 성형품(861)은 종벽부(863)의 단변(863a, 863b)이 서로 비평행인 점에서, 중간 프레스 성형품(451)(도 39a 내지 도 39c 참조)과 상이하다. 도 73a 및 도 73b에 도시한 바와 같이 중간 프레스 성형품(861)을 제조 장치(800)에 배치하고, 상부 성형형(820)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(861)을 길이 방향으로 압축할 수 있다.

또한, 제조 장치(800)에서는, 도 74a 내지 도 74c에 도시되는 중간 프레스 성형품(871)을 사용해도 된다. 중간 프레스 성형품(871)은 웹부(872) 및 한 쌍의 종벽부(873)를 갖는다. 중간 프레스 성형품(871)은 종벽부(873)의 단변(873a, 873b)이 서로 비평행인 점에서, 중간 프레스 성형품(761)(도 60a 내지 도 60c 참조)과 상이하다. 도 75a 및 도 75b에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(871)을 제조 장치(800)에 배치하고, 상부 성형형(820)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(871)을 길이 방향으로 압축할 수 있다. 또한, 이 경우, 중간 프레스 성형품(871)의 한 쌍의 종벽부(873) 사이에 주름 억제 패드(331)(도 32a 내지 도 32c 참조)를 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 제조 장치(800)에서는, 도 76에 도시되는 중간 프레스 성형품(881)을 사용해도 된다. 도 76에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(881)은 길이 방향 양단에 형성되는 반원 형상의 플랜지부(884)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 및 도 24b 참조)과 상이하다. 또한, 한 쌍의 플랜지부(884)는 서로 비평행이다. 도 77에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(881)을 중간 프레스 성형품(881)의 플랜지부(884)가 워크 수용부(813a, 814b)에 맞닿도록, 제조 장치(800)에 배치하고, 상부 성형형(820)을 하강시킴으로써, 중간 프레스 성형품(881)을 길이 방향으로 압축할 수 있다.

또한, 제조 장치(800)에서는, 도 78에 도시되는 중간 프레스 성형품(886)을 사용해도 된다. 중간 프레스 성형품(886)은 길이 방향 양단 각각에, 사각 형상의 플랜지부(887)를 3개 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(881)(도 76 참조)과 상이하다.

또한, 제조 장치(800)에서는, 도 79에 도시되는 중간 프레스 성형품(888)을 사용해도 된다. 중간 프레스 성형품(888)은 종벽부(253)의 폭 방향 단부에 플랜지부(889)를 갖는 점에서, 중간 프레스 성형품(881)(도 76 참조)과 상이하다.

또한, 도 80a 및 도 80b에 도시한 바와 같이, 제조 장치(800)에서는 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 및 도 24b 참조)을 사용할 수도 있다. 이 경우, 중간 프레스 성형품(251)의 길이 방향 양단은, 서로 평행하게 되어 있으므로, 하부 성형형(810)에는 워크 수용부(813b, 814b), 오목부(813a, 814a) 및 스프링 부재(813d, 814d)를 형성하지 않아도 된다.

(제9 실시 형태)

이어서, 본 발명의 제9 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 81은 제9 실시 형태에 관한 제조 장치(900)(이하, 간단히 제조 장치(900)라고도 칭함)를 도시하는 모식도이다. 도 81에 도시한 바와 같이, 제조 장치(900)는 오목부(223)를 갖는 펀치부(222)(도 25a 참조) 및 맨드럴(610)(도 50 참조)을 갖는 점에서, 제8 실시 형태에 관한 제조 장치(800)와 상이하다.

제조 장치(900)는 중간 프레스 성형품(951)을 프레스 성형할 때에 사용된다. 여기서, 중간 프레스 성형품(951)은 길이 방향 양단이 서로 비평행이며, 이외의 구성에 대해서는, 중간 프레스 성형품(251)(도 24a 참조)과 동일한 구성이다.

도 82a 내지 도 82c는 제조 장치(900)를 도시하는 종단면도이다. 또한, 도 82b는 상부 성형형(920)의 하강 도중의 상태를 도시하는 도면이며, 도 82c는 상부 성형형(920)을 하사점까지 하강시킨 상태를 도시하는 도면이다. 먼저, 도 82a에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(951)의 길이 방향 양단이 워크 수용부(813b, 814b)에 맞닿도록 중간 프레스 성형품(951)을 제조 장치(900)에 배치한다. 이때, 맨드럴(610)은 중간 프레스 성형품(951)의 웹부(952) 및 한 쌍의 종벽부(953)로 둘러싸인 공간에 삽입되어 있다.

계속해서, 도 82b 및 도 82c에 도시한 바와 같이 상부 성형형(920)을 하강시켜, 중간 프레스 성형품(951)을 프레스 성형한다. 이때, 중간 프레스 성형품(951)의 웹부(952) 및 종벽부(953)는 상부 성형형(920)의 오목부(223)와, 맨드럴(610)에 끼워 넣어진 상태로 된다. 그로 인해, 중간 프레스 성형품(951)을 길이 방향으로 압축할 때의 좌굴 변형을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 맨드럴(610)과 상부 성형형(920)의 오목부(223)에 의해 중간 프레스 성형품(951)을 끼워 넣고, 중간 프레스 성형품(951)을 길이 방향으로 압축한다. 그로 인해, 제8 실시 형태의 제조 장치(800)에 대하여, 중간 프레스 성형품(951)의 좌굴 변형을 확실하게 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 각 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 이들 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

예를 들어, 상기한 각 실시 형태에서는, 1회의 스트로크(상부 성형형의 하강 횟수가 1회)에 의해 중간 프레스 성형품을 성형하는 경우를 나타냈다. 그러나, 복수의 스트로크(상부 성형형의 하강 횟수가 복수)에 의해 중간 프레스 성형품을 프레스 성형해도 된다. 즉, 도 83a 내지 도 83c에 도시한 바와 같이, 중간 프레스 성형품(51)의 곡률 m_o를 1회째의 스트로크로 m_k로 하고, 2회째의 스트로크로 중간 프레스 성형품(51)의 곡률 m_k를 m_n으로 해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 각 실시 형태에서는, 중간 프레스 성형품이 소성 변형에 의해 굽힘부를 갖는 경우를 나타냈다. 그러나, 중간 프레스 성형품 대신에, 자중에 의한 굽힘부(즉, 탄성 변형에 의해 형성된 굽힘부)를 갖는 강재를 사용해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 제8 실시 형태에서는, 상부 성형형(820)의 캠 드라이버(825)가 하부 성형형(810)의 캠 슬라이더(815)에 맞닿음으로써, 단변벽(814)이 단변벽(13)을 향하여 접근하는 경우를 나타냈다. 그러나, 하부 성형형(810)에 다른 슬라이드 기구를 형성하고, 상부 성형형(820) 및 하부 성형형(810)을 독립적으로 제어해도 된다.

또한, 예를 들어 중간 프레스 성형품은, 웹부의 두께 방향을 향하여 만곡되어 있으면 되고, 만곡의 방향이나 만곡의 굽힘량은 적절히 조정해도 된다. 또한, 중간 프레스 성형품은 원호 형상으로 만곡되어도 되고, 타원호 형상으로 만곡되어도 된다.

<산업상 이용가능성>

본 발명에 따르면, 용접을 필요로 하지 않고, 경량화 및 고강성화를 동시에 달성 가능한 프레스 성형품의 제조 방법, 프레스 성형품의 제조 장치, 맨드럴 및 프레스 성형품을 제공할 수 있다.

1: 프레스 성형품의 제조 장치(제1 실시 형태)
10: 하부 성형형(제1 성형형)
11: 베이스부
12: 장변벽
13: 단변벽(구속벽)
14: 홈부
20: 상부 성형형(제2 성형형)
21: 본체부
22: 펀치부
23: 볼록부
51: 중간 프레스 성형품
52: 웹부
52a: 웹부의 직선부
52b: 웹부의 굽힘부
53: 종벽부
53a, 53b: 종벽부의 단변
200: 프레스 성형품의 제조 장치(제2 실시 형태)
210: 하부 성형형
214: 베이스부의 볼록부
220: 상부 성형형
222: 펀치부
223: 오목부
251: 중간 프레스 성형품
252: 웹부
252a: 웹부의 직선부
252b: 웹부의 굽힘부
253: 종벽부
253a, 253b: 종벽부의 단변
300: 프레스 성형품의 제조 장치(제3 실시 형태)
331: 주름 억제 패드(주름 억제 지그)
400: 프레스 성형품의 제조 장치(제4 실시 형태)
500: 프레스 성형품의 제조 장치(제5 실시 형태)
510: 맨드럴
511: 분할체
520: 연결체
600: 프레스 성형품의 제조 장치(제6 실시 형태)
610: 맨드럴
611: 분할체
613: 오목부
616: 슬라이드체
617: 탄성체
700: 프레스 성형품의 제조 장치(제7 실시 형태)
800: 프레스 성형품의 제조 장치(제8 실시 형태)
810: 하부 성형형
813: 단변벽(고정 구속벽)
814: 단변벽(가압 구속벽)
815: 캠 슬라이더
816: 지지부
817: 슬라이드 핀
818: 리턴 스프링
820: 상부 성형형
825: 캠 드라이버
900: 프레스 성형품의 제조 장치(제9 실시 형태)
920: 상부 성형형

Claims (18)

1. 굽힘부를 갖는 장척재를 준비하는 제1 공정과,
   상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단을 구속하면서, 상기 굽힘부의 곡률을 작게 하는 제2 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 장척재의 상기 양단 사이의 최단 거리를 일정하게 유지하면서, 상기 곡률을 작게 하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 장척재의 상기 양단 사이의 최단 거리를 줄이면서, 상기 곡률을 작게 하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 장척재의 적어도 상기 굽힘부의 오목측을 지지하면서, 상기 곡률을 작게 하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 곡률을 단계적으로 작게 하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장척재의 상기 양단의 단부 테두리를 포함하는 평면이 서로 평행한 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
7. 굽힘부를 갖는 장척재로부터 프레스 성형품을 제조하는 장치이며,
   베이스부와, 상기 베이스부에 형성되고 또한 상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단이 맞닿음과 함께 서로 대향하는 한 쌍의 구속벽을 갖는 제1 성형형과,
   상기 한 쌍의 구속벽 사이에 삽입된 상기 장척재의 상기 굽힘부의 볼록측을 가압하는 펀치부를 갖는 제2 성형형을 구비하고,
   상기 한 쌍의 구속벽 사이의 거리가, 상기 장척재를 직선상으로 펼친 경우의 전체 길이보다도 작은 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽 사이의 거리가, 상기 장척재의 길이 방향에 있어서의 양단 사이의 최단 거리와 동등한 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽 각각이, 상기 구속벽 사이에 상기 장척재가 삽입될 때에 상기 장척재의 상기 길이 방향의 단부가 맞닿는 곡면 형상의 가이드면을 갖는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽 사이에 배치되고, 상기 장척재의 적어도 상기 굽힘부의 오목측에 맞닿는 지지면을 갖는 주름 억제 지그를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
11. 제7항에 있어서, 상기 한 쌍의 구속벽의 한쪽이, 상기 베이스부에 고정된 고정 구속벽이며,
    상기 한 쌍의 구속벽의 다른 쪽이, 상기 펀치부를 상기 장척재의 상기 굽힘부의 상기 볼록측에 맞닿게 하면서 이동시킬 때에, 상기 고정 구속벽을 향하여 접근하는 가압 구속벽인 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 고정 구속벽 및 상기 가압 구속벽의 적어도 한쪽은,
    상기 장척재의 일단부에 맞닿는 워크 수용부와,
    상기 워크 수용부를, 상기 장척재의 상기 일단부를 향하여 가압하는 탄성체를 갖는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 고정 구속벽과 상기 가압 구속벽 사이에 배치되고, 상기 장척재의 적어도 상기 굽힘부의 오목측에 맞닿는 지지면을 갖는 주름 억제 지그를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 장치.
14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 프레스 성형품의 제조 장치에 사용되는 맨드럴이며,
    상기 장척재의 오목측을 지지하는 복수의 분할체와,
    상기 각 분할체 사이를 연결하는 연결체를 구비하고,
    상기 장척재의 상기 굽힘부의 형상에 따라 상기 각 분할체의 배열의 형상이 변이하는 것을 특징으로 하는 맨드럴.
15. 제14항에 있어서, 상기 각 분할체가,
    상기 각 분할체가 일렬로 배열했을 때에 상기 연결체를 수용하는 오목부와,
    상기 오목부의 저면과 상기 오목부 내에 삽입되어 있는 상기 연결체의 단부 사이에 형성된 탄성체를 갖는 것을 특징으로 하는 맨드럴.
16. 제14항에 있어서, 상기 각 연결체가,
    소정 범위 내에서 서로 접근 이격 가능한 한 쌍의 분할 연결체와,
    상기 한 쌍의 분할 연결체 사이에 형성되고, 상기 한 쌍의 분할 연결체를 서로 이격시키는 방향으로 가압하는 탄성체를 갖는 것을 특징으로 하는 맨드럴.
17. 일방향으로 긴 프레스 성형품이며,
    길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우에 가장 단면적이 큰 고단면적부와,
    상기 고단면적부보다도 단면적이 작은 저단면적부와,
    상기 고단면적부와 상기 저단면적부 사이에 형성되고, 단면적이 상기 길이 방향을 따라 연속적으로 변화하는 중간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품.
18. 제17항에 있어서, 상기 고단면적부가, 상기 길이 방향을 따라 복수 개소에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품.

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