WO2008053604A1

WO2008053604A1 - Method of metal sheet press forming and skeletal part for vehicle produced thereby

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Publication number: WO2008053604A1
Application number: PCT/JP2007/051319
Authority: WO
Inventors: Yoshikiyo Tamai; Yuji Yamasaki; Akihide Yoshitake
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2008-05-08
Also published as: CN101522333A; US8511129B2; EP2055405A1; CN101522333B; AU2007315647A1; KR101128314B1; EP2055405B1; EP2055405A4; US20100071434A1; AU2007315647B2; KR20090034994A

Description

明細書金属板のプレス成形方法及びそれにより製造された車両用骨格部品技術分野

プレス成形とは、ポンチとダイス等の一対の型（多くの、金型）で金属板を »して所望の形状に成形することをいう。本発明は、自動車等の車両の部品等を製造する際の金属板のプレス成形方法に関し、金型の形状修正（研削等）や、金属板の材質を»なものに変える、等の特別な手立てを講じなくとも、金属板に割れ;^発生する成形限界を向上できる金属板のプレス成形方法に関し、特に絞り成形と呼ばれるプレス成形方法に関する。またそのプレス成形方法を用いて製造した引張強度 00MPa以上の金属材料を素材とした、骨格構造用の車両用骨格部品に関するものである。背景技術

プレス成形には、図 9A、図 9 Bに示すように、絞り成形と張り出し成形等がある。図 9 Aは、絞り成形の例であり、周囲から素材金属板（プランクと称する） 100を金型（ダイス 20) 内に流入させる。図 9Bは、張り出し成形の例であり、ビード 40を設けて周囲から素材金属板

(ブランク） 100を金型 (20) 内に流入させない（非特許文献 1) 。限界絞り比 LDRについて、同文献に記載の定義を図 10A、図 10 Bに示す。限界絞り比が大きいほど成形性に優れることを表す。図 10A、図 10 Bにおいて、 10は、ダイス 20と共にプレス用金型を構成す ,るボンチ、 30は、しわ押さえである。

, 図 11 Aに示す通り、従来から、一般的に、プレス成形は、素材金属板（ブランク） 100力例えば、図中上側にあるダイス 20と、図中下側から上昇してくるポンチ 10で成形されるように、最終目標形状に至る（ボンチ 10が上死点に到 ¾1 "る）まで、成形が進行する方向に（成形高さが高くなる方向に）ポンチ 10が移動するか、ダイス 20が移動するようにして行われていた（ダイス 20が下側でボンチ 10が上側の場合もある。その場合は、ポンチ 10が下死点に到達して成形が完了する）。その間、ブランク 100の外縁にしわが発生するのを抑制する目的で、多くの、しわ押さえ 30を配し、ダイス 20との間で金属板（プランク 100) を挟んだ状態でポンチ 10を移動させて成形を完了させるようにしてレ、た。しわ押さえ 3 0とダイス 2 0との間で金属板（ブランク 1 0 0 ) を挟む力は、ブランク 1 0 0の外縁にしわが発生するのを抑制するのに足りるだけで十分であり、過度に大きくする必要はな、。図 9 Aに示す絞り成形のは、しわ押さえ 3 0とダイス 2 0との間で挟まれてレ、る金属板（ブランク 1 0 0 ) は、しわ押さえ 3 0とダイス 2 0それぞれと摺動しながらダイス 2 0の奥側に引き込まれていくため、しわ押さえ力を過度に大きくすると、却って摺動が妨げられ、プレス成形中の金属板（ブランク 1 0 0 ) に割れ力 S発生しやすくなる。図 9 Bに示す張り出し成形の: »^は、ビード 4 0でむしろこの摺動を積極的に妨げ、金属板（プランク 1 0 0 ) がダイス 2 0の奥側に引き込まれていくのを抑制する。

ところで、プレス成形には様々な種類の成形不良力 S発生しうるが、特に、プレス成形しようとする部品の形状が «であったり、素材金属板（ブランク）が高強度であったりすると、ブランクに害 IJれカ S発生しゃすくなる、という問題がある。

これを抑制するための一般的な方法としては、ポンチやダイス等のプレス成形用金型（単に金型とも称す）の形状を修正したり、ブランクの形状を最初から違う形に変更して成形したり、ブランクの材質を特殊なものに変える、等の方法が挙げられる。

しカゝし、金型の形状を修正したり、ブランクの形状や材質を変更する、等の方法をとるには、多大な時間、労力、それにコスト等を要することから、これらの方法をとることなく割れの癸生を抑制できる方法が検討、開発されてきている。

発明者らは、特許文献 1において、ポンチが金属板 (ブランク) に最初に翻虫し、成形が開始された後、ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、金属板（プランク）からポンチを一旦離し、ポンチとダイスを用いて、再度金属板（プランク）を成形する方法を提案した。

また、特許文献 2において、ポンチが金属板（ブランク）に最初にし、成形が開始された後、ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、金属板（ブランク）力らしわ押さえを一旦離し、ポンチとダイスとしわ押さえを用いて、再度金属板 (ブランク) を成形する方法を提案した。

特許文献 1 ：特開 2 0 0 5— 1 9 9 3 1 8号公報

特許文献 2：特開 2 0 0 5—1 9 9 3 1 9号公報

非特許文献 1 ：日本鉄鋼協会編「第 3版雜岡便覧 VI」第 2 5 2頁、第 2 5 9頁

非特許文献 2 ：日本塑' ft¾口工学会誌「塑性と加工」第 39卷,第 452号 (1998~9)，22〜26頁発明の開示

特許文献 1のような、プランクからポンチを一旦離し、再度成形する方法では、ブランクからポンチが K Lた瞬間に潤滑剤が再 ί¾Λし、摺動特 I·生が改善されること力 s成形性向上の作用をしている力金型の表面性状や潤滑剤の觀（動粘度）に影響され、金型の表面粗さや TOする潤滑剤の動粘度によつては十分に効果が発揮されないことがあり、改善の余地を残して、た。

特許文献 2のような、ブランクカゝらしわ押さえを一旦離し、再度成形する方法でも同様であり、ブランクとしわ押さえが離れた瞬間に潤滑油が再流入し、摺動 †生が改善されることが成形性向上の作用をしているが、金型の表面性状や潤滑剤の種類（動粘度）に影響され、金型の表面粗さや使用する潤滑剤の動粘度によつては十分に効果が発揮されなレ、ことがあり、改善の余地を残していた。

本発明は、上記のような従来技術における問題を解決するべくなされたものであり、ポンチやダイス等のプレス成形用金型の形状を修正したり、プランクの形状や材質を特殊なものに変更したりすることなく、プレス成形しようとする部品の形状力な ¾^、素材金属板が高強度な ¾ ^でも、金属板に割れが発生する成形限界を向上することができ、カゝつ、大型のプレス成开纖 «にも適用が容易で、しかも低コストな方法を «することを■とする。

また本プレス方法により製造された、エネルギ吸収特 !·生に優れた車両用骨格部品を提供することを,とする。

( 1 ) しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板を ¾JEするプレス成形方法において、前記しわ押さえと前記ダイスで ΙΐίΙΒ金属板を挟んだ状態で tiff己ポンチが前記金属板に最初に翻虫し、成形が開始された後、 Mt己ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、前記しわ押さえを廳己金属板から一且離し、歸己ポンチと前記ダイスと前記しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経るようにし、し力も、 ttilEボンチ、前記ダイスおよび Ml己しわ押さえとして、表面の粗さが算術平均粗さ Kaで 7. 5/ m以下の金型を用い、潤滑剤として、動粘度 500mm²/_S以下 (40°C) の液体を、金属板としわ押さえ、金属板とポンチ、金属板とダイスの間に供給することにより fflHlS を解決したものである。

( 2) しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板をするプレス成形方法において、前記しわ押さえと前記ダイスで ttffS金属板を挟んだ状態で ffit己ポンチが ttilE金属板に最初に翻虫し成形が開始された後、歸己ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、 MI己ポンチを na金属板から一旦離し、 fftaポンチと前記ダイスと觸己しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経るようにし、しカゝも、前記ボンチ、 it己ダイスおよび flrfBしわ押さえとして、表面の粗さが算術平均粗さ Raで 7.5μ πι以下の金型を用い、潤滑剤として、動粘度 50( /s以下（40 ）の液体を、金属板としわ押さえ、金属板とボンチ、金属板とダイスの間に供給することにより歸己讓を解決したものである。

(3 ) しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板をするプレス成形方法において、前記しわ押さえと前記ダイスで前記金属板を挟んだ状態で廳己ポンチが前記金属板に最初に撤し成形が開始された後、 tilfBボンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、 ttlf己ダイスを tfrt己金属板から一旦離し、前記ポンチと ttriBダイスと廳己しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経ることにより前記を解決したものである。

(4) しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板をするプレス成形方法において、 t己しわ押さえと前記ダイスで tfHB金属板を挟んだ状態で twsポンチが前記金属板に最初に撫し、成形が開始された後、前記ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、 ΙίίΙΕしわ押さえを前記金属板から一旦離し、更に、治具を用いて前記ダイスから前記金属板を一旦離し、しかる後、前記ポンチと前記ダイスとしわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経ることにより前記を解決したものである。

( 5) 上記の（1 ) 〜（4) のうちいずれか一つ以上の方法で、引張強さ 400MPa以上の金属板をプレス成形することにより、上記,を解決するものである。

(6 ) ( 5) の方法によってプレス成形されたことを樹敫とする車両用骨格部品を»するものである。

本発明によれば、ポンチやダイス等のプレス成形用金型の形状を修正したり、プランクの形状や材質を特殊なものに変更したりすることなく、金属板に割れ;^発生する成形限界を向上でき、プレス成形機幾にも適用が容易で、しかも低コストな金属板のプレス成形方法を提供できる。また、本発明のプレス成形方法を用いることで、素材として引張強さ 400MPa以上の金属板を使用したエネルギー吸収特性に優れた車两用骨格部品をすることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の原理を説明するための、潤滑剤の動粘度と LDR向上代の関係の例を示す図でめ

図 2は、同じく、金型表面粗さと LD R向上代の関係の例を示す図である。

図 3は、本発明の適用対象の一例である自動車用骨格部品のフロントサイドフレームの例を示す斜視図である。図 4A、図 4Bは、従来法と本発明法による成形後のプレス品の板厚の測定例を比較して示す図である。

図 5は、図 4と同じ例におけるエネルギー P及収比を比較して示す図である。

図 6A、図 6B、図 6Cは、各成形法による LDRを比較して示す図である。

図 7 A、図 7 Bは、成形途中でダイスを離す本発明の方法を説明するための図である。

図 8は、本発明によるブランク押し出し機構を説明する図である。

図 9A、図 9Bは、絞り成形と張り出し成形を説明する図である。

図 10 A、図 10 Bは、限界絞り比を説明する図である。

図 11A、図 11Bは、成形途中でしわ押さえを離す方法を説明するための図である。

図 12は、ボンチ、ダイス、 .しわ押さえを離した:^の作用を推定して説明するための図である。図 13A、図 13Bは、成形途中でポンチを離す方法を説明するための図である。

図中の番号の意味は以下の通りである。

10· "ポンチ

20· "ダイス

30· "しわ押さえ

40· ··ビード

50· "潤滑剤

60· ..フ口トサイドフレーム

61· "ノンノ一

62· "衝突荷力

70· "ブランク押出し用治具

100…ブランク（素材金属板）発明を実施するための最良の形態

本発明の作用について、図 11A、図 11 Bに示した円筒カツフり成形の例を用いて説明する。円筒力ップ絞り成形は、素材金属板（ブランク）の «り性をするための試^法として広く用いられている。円形プランクを所望の寸法の円筒カップに絞り成形するものであり、破断、割れもしくはしわを発生することなく成形可能な、プレス成形開始前の円形プランクの最大寸法（直径）を、成形限界として評価する方法である。図 1 1 Αに示したように、本発明以前の従来の方法によれば、ブランク 1 0 0は図中上側にあるダイス 2 0としわ押さえ 3 0の間で ¾ffされ、しわ押さえ力を付与された後、ポンチ 1 0がプランク 1 0 0に最初に撤すると同時に成形が開始され、ボンチがストローク終端に到達して金属板（プランク l o o) の成形が完了するまで、即ちポンチ 1 0が成形完了予定位置にるまで、一方向にポンチ 1 0が移動し、しわ押さえ 3.0とブランク 1 0 0は、成形開始から完了まで、したままの状態で成形が完了する。

これに対し、図 1 1 Bに示したように、特許文献 2の方法によれば、ポンチ 1 0がブランク 1 0 0に最初に撫虫し、成形が開始された後、ポンチがストローク終端に到達して金属板（プランク 1 0 0 ) の成形が完了するまでの間に、しわ押さえ 3 0を金属板（ブランク 1 0 0) から一旦離し、同じポンチ 1 0とダイス 2 0としわ押さえ 3 0を用いて再度金属板（ブランク 1 0 0) を成形する。

発明者らは、本発明の方法によれば、特許文献 2の方法に匹! ¾·Τるほど、深铰り性が向上し、成形限界を向上できるとともに、金型の表面性状や潤滑剤の動粘度をに設定することで、成形限界を確実に向上できることを見出した。

発明者らは、ブランクからしわ押さえを一旦離し、再度成形することで、 «り性が向上する作用を以下のように推定した。成形途中の状態を思レヽ浮かべると、しわ押さえ 3 0やダイス 2 0 等の金型表面と、プランク 1 0 0の表面と力押圧されながら摺動する。このことで、成形開始時にしわ押さえ 3 0とブランク 1 0 0との間、あるいは、ダイス 2 0とブランク 1 0 0との間に ¾して、た潤滑剤 5 0の月莫が、成形が進行して!/、く過程で一時的に薄くなり、図 1 2の上段に示す如金属同士が部分的に直 ¾ ^虫する。

その結果、しわ押さえ 3 0やダイス 2 0等の金型と、ブランク 1 0 0との間の摩数が一時的に上昇し、摺動性が低下してプランク 1 0 0に割れが発生したり、金型とプランク 1 0 0との間に凝着が起こって、型かじり等のトラブルが発生したりすることになる。概して、金型とブランク 1 0 0との間の摺動距離が長レ、成形の: ^ほど、このような成形不良がよく発生する、とヽう経験的な事実からしても、上記の推定は正しいものと思われる。

そこで、本発明では、ポンチがストローク終端に到達して金属板（プランク 1 0 0 ) の成形が完了するまでの間に、ブランク 1 0 0としわ押さえ 3 0をー且離す。こうすると、図 1 2の下段に示口く、潤滑剤 5 0のI»が回復し、同じしわ押さえ 3 0を用いて再度金属板（ブランク 1 0 0 ) の成形を行う、という動作に入つたときに、搢動性が回復してブランク 1 0 0に割れが発生したり、型かじりが発生したりするのを抑制することができる。上述の潤滑剤の月鎮回復は、金型の表面性状や流体である潤滑剤の動粘度に影響することが実験的な検討から明らかになつてきており、ある条件では、その効果が十分に発揮されないことがわかってきている。 - 例えば、金型の表面粗さが算術平均粗さ Raで 7. 5 μ mを超えるような粗い状態の^ こは、金型とブランクを離した際の摺動性改善効果は小さいことが実験的に判明した。

その原因として、金型の表面の凹凸が大きいため潤滑剤が囬部にされず、金型を離した際に B ffが回復しないため、と推定している。同じように、潤滑剤の動粘度が 500mm²/_Sを超えるような « ^にも、金型とブランクを離した際の摺動性改善効果は小さいことが実験的に判明した。これは、動粘度が大きい潤滑剤は流動性に劣るため、ボンチ、ダイス、しわ押さえのような金型を離した際に、凹部から潤滑剤が金属面に戻り難く、膜厚が回復しないため、と推定している。いずれにしても、本発明の効果を+分に発揮するためには、ポンチ、ダイス、しわ押さえのような金型を離した際に発生する潤滑剤のの回復力確実に生じる条件を選定することが重要でめる。

そのためには、表面粗さが算術平均粗さ Raで 7. 5 /X III以下の金型を、ボンチ、ダイス、しわ押さえとして使用し、動粘度が 500mtf/s以下の潤滑剤を適用することが好ましレ、。

上記の効果は、しわ押さえをブランクから離す ^でも、図 1 3 Bに示したポンチをブランクから離す (特許文献 1 ) でも同じ効果力 S得られる。

ポンチ 1 0がブランク 1 0 0に最初に ¾ttし、成形が開始された後、ボンチがストローク終端に到達して金属板（プランク 1 0 0 ) の成形が完了するまでの間に、図 7 Bに示したように、ダイス 2 0を金属板（ブランク 1 0 0 ) 力らー且離し、同じポンチ 1 0とダイス 2 0としわ押さえ 3 0を用いて再度金属板（ブランク 1 0 0 ) を成形する方法も成形性を向上するには効果的である。特に、絞り成形の、しわ押さえ 3 0とダイス 2 0によって挟まれたブランク 1 0 0は、ダイス肩部で曲げ曲げ戻し変形を受けたあと、ポンチとダイスの間 (クリアランス) に進入していく。ダイス肩部は通常 lm！〜 30mm程度の曲率半径を有しており、ダイス肩部に巻きついたブランクに負荷される面圧は、一般にしわ押さえ部に比べて高くなる。そのため、金型とプランクとの間の潤滑剤の膜厚が薄くなり、金属同士の ¾ が発生しやすくなる。絞り成形時の型かじりがダイス肩部を起点にして発生しやすいのもこのためである。従って、ダイスとブランクとの間の潤滑剤の J3®¥を回復させることは、絞り成形性を向上させるのに非常に効果的である。

ダイスをブランクから離す際に、加工された材料がスプリングパックし、ダイスに挟まり、ダイスから外れずに、本発明の効果が発揮されないことがある。このような ¾ ^には、ダイスに図 8に示すようなブランク押出し用治具 7 0を取り付け、ダイス 2 0を離す際にェ材を押し出すようにしてやればよい。ロェ材を押し出す力を発生させるための機構は、ばね式でも良いし、油圧や空気圧シリンダを用いてもよい。本発明の効果は、その機構を特に限定するものではなく、確実に ¾¾]ェ材をダイスから離すことができればよい。これらの成形方法は、それぞれ職で実施しても効果が得られるし、ボンチ、しわ押さえ、ダイスなどを順次ブランクから離すように組み合わせて成形しても良い。しわ押さえ面でブランク . が摺動される絞り成形とポンチやダイスによる張り出し成形が混在するようなプレスパネルについては、ボンチ、しわ押さえ、ダイスをプランクから離す本発明による成形方法を組み合わせて適用することが望ましい。その組み合わせは、部品の形状やその成形方法などに応じて、部品毎に適 ϋ3 択してやればよい。量産開始前の事前のプレストライアルで各«形方法の効果を β した上で、適用する成形方法を選択すればより効率的である。

ところで、発明者らは、これらの成形方法によって、自動 *ΐ体を構成する骨格部品をプレス成形し、その衝突エネルギー吸収特 ι·生を評価したところ、従来のプレス方法により成形された部品に対し、衝撃吸収特性が優れることを見出した。

発明者らは、上記成形方法によって成形された骨格部品の衝撃エネルギー吸収能が向上する作用を以下のように考えた。

上記成形方法の成形性向上効果は、金型と勸ロェ材間の摺動性の回復がその主要因である。摺動性が回復することにより、金属板の抵抗が低減され、プレス成形時の成开箫重が繊されるため、プレス成形時にパネルの β部に作用する引張り力が減少し、通常の成形品に比べ β 部の ¾ffが厚くなる。一般に骨格構 ¾品の衝撃吸収エネルギー、即ち、変形時の吸収エネルギ一 Eと、部品の素材引張強さ TSおよび » tとの間には、下記のような関係があることが知られている（非特許文献 2 )。

E cx TS^a * t^b · · · ( !_ )

ここで、 a，b:正の定数

従って、成形後の部材の板厚が厚いほど、衝擊吸収エネルギーは大きくなり、車体の衝突安全性能が向上することは明らかであり、成形途中の摺動性が著しく改善されることで、部の板厚が厚くなり、衝突エネルギーの吸収特性が向上したものと考えられる。また、板厚が厚くなることで、部品の曲げ剛性、ねじり岡生などの特性が向上することも期待される。

更に、本発明による骨格構品を成形する方法では、成形途中でしわ押さえ 3 0またはボンチ 1 0またはダイス 2 0を金属板（ブランク 1 0 0 ) 力らー且離し、更に成形を再開するという動作を繰り返すため、絞り成形されたノ、。ネルのには、プレス成形時に生じる加工痕が成形を繰り返した回数分だけ発生することを発見した。

通常の成形のには、上 isiraェ痕は、成形開始時のポンチ肩近傍のみにし; ϋ生しないため、通常、讀部は平坦である。これに対し、本発明の成形方法によれば、上 ΙΒΙ喿り返し分だけ加工痕が発生し、その部位には微小な段差が生じる。

従って、本発の骨格部品には、部に微小な段差（凹凸）があるため、通常の成形による平坦なに比べて、部品としての剛性が高くなるものと推定され、変形時のエネルギー吸収能を向上させる一つの要因になっているものと推定される。

自動車車体用の骨格部品は、車龍量化、衝突安全特性の向上を図るため、引張強さ 400MPa以上の金属板を用いて構成されているのが一般的である。従って、本発明の適用は、引張強さ 400MPa以上の金属板を用いた自動 ΐ¾体骨格部品に適用するのが好適といえる。なお、自動 TO 外の車両一般の骨格部品にも適用できる。実施例

実施例 1 ボンチ、ダイス及びしわ押さえの表面粗さおよび潤滑剤の動粘度を各種変更して成开試験を実施した。供には、表 1に示す記号 Bの引張強さ 440MPa級の冷延鋼板を用いて円筒カップ成形を実施した。

ポンチ 1 0は、直径 φ 33nm、肩を 3 とした。ダイス 2 0の肩は、 5腿とした。円筒力ップ絞り成形における成形限界の評価は、 L D R (限界絞り比）を用いた。

表 1

供試材の機械特性値

まず最初に、表面の算術平均粗さ Raで 1. 0 /^ mの金型を用い、動粘度を変更した数種類の潤滑剤を用いて成形試験を実施した。成形途中でポンチを離すと、成形途中でしわ押さえを離す ¾ ^の限界絞り比の向上代（従来の通常成形に対する LDRの増加量）を図 1に示す。動粘度が 500mrf/sを超えると、殆んど効果が無レ、ことがわかつた。 W 200 次に、動粘度 2( /sの潤滑剤を用い、ボンチ、ダイスおょぴしわ押さえの表面粗さを種々変更して成形試験を実施した。成形途中でポンチを st« ^と、成形途中でしわ押さえを離 1 "^の限界絞り比の向上代（従来の通常成形に対する LDRの増加量）を、図 2に示す。金型表面粗さが、算術平均粗さ Raで 7. 5 mを超えると、成形性向上効果が殆んど得られないことがわかった。

なお、ここでいう Raは、 JIS B 0601-2001、 JIS B 0651-2001にして測定したものであり、触針式表面粗さ測定器をサンプノ^面に当てて、ボンチ、ダイスおょぴしわ押さえに対してブランクが摺動する方向に移動させて測定した。粗さ曲線用の基準長さ lr ( X c) と断面曲線用の基準長さ、すなわち、評価長さ Inなどの粗さパラメータは JIS B 0633-2001に準拠して設定し、算術平均粗さ Raを測定した値を示している。（具体的には 0· 1<Ι¾≤2 πιの^は、 lr=0. 8mm、 ln=½m とし、 2く Ra≤10 /z mの ¾ ^は、 lr=2. 5mm、 ln=12. 5nmとして測定している。）

実施例 2 - 表 1に示す 2種類の冷延鋼板 B、 Cを用いてプレス成形を実施した。供^ MBは、引張強さ 440MPa級の冷岡板であり、供は、引張強さ 980MPa級の冷延鋼板である。 '

¾ ^部品は、図 3に示す自動車用骨格部品の一つであるフロントサイドフレーム 6 0とした。このフロントサイドフレーム 6 0は、図 3に示すように、自動車の前面衝突時のエネルギー（衝突荷 ¾λ力と表示） 6 2を吸収する役割を担う部材であり、当然のことながら、エネルギー吸収特性に優れることが重要な部品である。図 3において、 6 1はパンパ一である。

絞り成形したプレス品の裏面に、あて板をスポット溶接して閉断面構 it¾5品を製作し、部材の圧潰試験を実施した。試験片 B 1は、供 Bを用いて従来の成形方法によって成形した部品、試験片 B 2は、供酣 Bを用いて本発明に記載の成形方法によって成形した部品である。試験片 C 1は、供試材 Cを用いて従来の成形方法によつて成形した部品、試験片 C 2は、.供試材 Cを用いて本発明に記載の成形方法によって製作した部品である。

cの機械特性値を表 1に示す。 .

圧潰試験前に成形後のプレス品の板厚を調査した。図 4 Bに、各部品の部 ¾i¥を測定した結果を示す。測定箇所は図 4 Aに示すように成形品縦壁の中央とした。本発明を適用した、 B 2、 C 2の部品は、従来の方法によって成形された、 B l、 C 1の部品に対して、板厚が 10%程度厚くなっていた。

これら部材の軸方向の一端面に、錘を速さ 50km hで正面衝突させ、発生する荷重をロードセルで計測するとともに、衝突端の変位をレーザ変位計で計測して、荷重一変位曲線を求め、その曲線を用いて、 0~150nmの範囲の荷重を、変位で積分することにより、変形（軸方向の圧潰長さ）が 150nmに ¾1"るまでに部材に吸収されたエネルギー量を算出した。

試裙果を図 5に示す。従来の方法によって成形された試験片 B 1、 C 1に対して、本発明の方法によって成形された試験片 B 2、 C 2の方が、エネルギー吸収量が、それぞれ約 20%向上することが検証された。実施例 3

表 1に示す 3種類の冷延鋼板を用!/、て円筒カツプ成形を実施した。

供酣 Aは、引張強さ（TS) 力 S 270MPa級の冷闳板であり、供^ Bは、引張強さ（TS) 力 S 4 0MPa級の冷 ¾|岡板、供^†Cは、引張強さ（TS) が 980MPa級の冷延鋼板である。

ポンチ 1 0は、直径 φ 33mm, 肩を 3 とした。ダイス 2 0の肩は、 5mnとした。円筒力ップ絞り成形における成形限界の評価は、 L D R (限界絞り比）を用いた。

表面の算術平粗さ Raで 1. 0 μ mの金型を用い、動粘度 20nrf/sの防鲭油を潤滑剤として適用し、円筒カップ成形試験を行なった。従来の通常成形方法と、成形途中のプランクから一旦ポンチを離す成形方法、成形途中のブランクからー且しわ押さえを離す成形方法、成形途中のプランクからー且ダイスを離す成形方法、の 3種類の本発明の成形方法により試験を実施した。

プランクからボンチ、ダイスあるいはしわ押さえを離すタイミングは、いずれの方法においても下死点手前 5履の位置とした。図 6 A、図 6 B、図 6 Cに各供毎に、各成形方法による L D Rを示した。本発明の適用により、限界絞り比が向上し、成形性が向上することが検証された。また、ダイスをブランクから離す成形方法では、金属 ¾ が発生しやすい高面圧のダイス肩部をブランクから離すため、比較的低面圧のポンチやしわ押さえを離す方法に比べ、成形性向上効果が顕著であること力 ¾mされた。産業上の利用可能性

ポンチとダイスで金属板を ftffiするプレス成形方法にお!、て、ポンチやダイス等のプレス成形用金型の形状を修正したり、ブランクの形状や材質を特殊なものに変更する等の手立てを講じることなく、プレス成形しょうとする部品の形状力»な » ^や、素材金属板が高強度な ¾ ^でも、金属板に割れ力 S発生する成形限界を向上することができ、力つ大型のプレス成にも適用が容易で、しかも低コストな方法を ¾することができる。また本成形方法により引張強さ 400MPa以上の金属板を素材とした自動車用骨格構材を製作することにより、従来の部材に比べ衝突時のエネルギー吸収能に優れた部品を難することができる。

Claims

Ρ0Τ/ ΠΠ7 /Λ^ 1 3 19WO 2008/053604 PCT/JP2007/051319 請求の範囲

1 . しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板をするプレス成形方法において、

ΙίίΙΒしわ押さえと tfllBダイスで tiff己金属板を挟んだ状態で ffflBポンチが ttllB金属板に最初に接触し、成形が開始された後、前記ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、前記しわ押さえを前記金属板からー且離し、前記ポンチと前記ダイスと前記しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以 _b怪るようにし、

し力も、前記ボンチ、廳己ダイスおよひ fit己しわ押さえとして、表面の粗さが算術平均粗さ Ra で 7. 5 m以下の金型を用、、

潤滑剤として、動粘度 500m²/_S以下（40°C) の液体を、金属板としわ押さえ、金属板とボンチ、金属板とダイスの間に供給することを |敫とする金属板のプレス成形方法。

2. しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板を ¾Eするプレス成形方法において、

fit己しわ押さえと tiitSダイスで ttJf己金属板を挟んだ状態で ΙϋΙΕポンチが ΙΐίΙΕ金属板に最初に接触し、成形が開始された後、前記ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、前記ポンチを tfrlB金属板から一旦離し、 tiff己ポンチと ttrisダイスと tfif己しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経るようにし、

しかも、前記ボンチ、前記ダイスおよび tffiaしわ押さえとして、表面の粗さが算術平均粗さ Ra で 7. 5/2 m以下の金型を用い、

潤滑剤として、動粘度 500nm²/s以下（40°C) の液体を、金属板としわ押さえ、金属板とボンチ、金属板とダイスの間に供給することをとする金属板のプレス成形方法。

3 . しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板を ftEするプレス成形方法にお！/ヽて、

前記しわ押さえと ttilHダイスで tiitS金属板を挟んだ状態で tfrlBポンチが前記金属板に最初に接触し、成形が開始された後、前記ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、

ΙίίΙΒダイスを Ιΐίΐ己金属板から一且離、前記ポンチと it己ダイスと爾己しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経ることを樹敷とする金属板のプレス成形方法。

4. しわ押さえを配し、ポンチとダイスで金属板を ¾ffするプレス成形方法において、 WO 2008/053604 Ρ0Τ/ "P^ΤC^ΡT/JP^π20^η07^{7 /Λ}

/0513191319 前記しわ押さえと觸己ダイスで觸己金属板を挟んだ状態で fifsボンチカ s前記金属板に最初に接触し、成形が開始された後、前記ポンチがストローク終端に到達して成形が完了するまでの間に、 ttllBしわ押さえを歸己金属板から一且離し、更に、治具を用いて前記ダイスから前記金属板を一且離し、しかる後、前記ポンチと前記ダイスと前記しわ押さえを用いて、再度金属板を成形する、という動作を、少なくとも 1回以上経ることをとする金属板のプレス成形方法。

5 . 少なくとも請求項 1乃至 4のうちのいずれ力ー項に記載の方法で、引張強さ 400MPa以上の金属板をプレス成形することを特徴とする金属板のプレス成形方法。

6 . 請求項 5に記載の方法によってプレス成形されたことを,とする車両用骨格部品。