WO2013084512A1 - プレス成形用鋼板の製造方法ならびにプレス成形部品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の温度に加熱された非矩形のプレス成形用鋼板を得ることができるプレス成形用鋼板の製造方法ならびに該製造方法により製造されたプレス成形用鋼板を用いて製造するプレス成形部品を製造するプレス成形部品の製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、板厚方向視において矩形の鋼板部材であるブランク材１０に対して通電加熱を行う工程である通電加熱工程（ＳＴＥＰ－１０１）と、通電加熱開始後のブランク材１０に対して、該ブランク材１０の面（表面１０ａおよび裏面１０ｂ）に水平な方向への応力を付与することにより、ブランク材１０を矩形から非矩形へと変形させる工程である曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）と、を含む。

Description

プレス成形用鋼板の製造方法ならびにプレス成形部品の製造方法および製造装置

　本発明は、プレス成形用鋼板の製造方法ならびにプレス成形部品の製造方法および製造装置の技術に関する。

　従来、プレス成形を行う場合、その素材となるブランク材を通電加熱により加熱してからプレス成形を行うことにより、加工性よくプレス成形を行うとともに、プレス成形を行うと同時に焼入れを行って、効率よく高強度の製品を得ることができる技術が広く採用されている。
　プレス成形前にブランク材を通電加熱する技術としては、例えば、以下に示す特許文献１に開示されている技術が知られており、公知となっている。

　特許文献１に開示されている従来技術では、板状ワーク（ブランク材）に対して、互いに離間する電極を接触させることにより、通電加熱を行う構成としている。
　そして従来、このような方法により通電加熱されるブランク材は、矩形のものが選ばれている。これは、矩形以外の形状を有する（非矩形の）ブランク材では、通電加熱時において各部位で電流密度のばらつきが生じてしまうため、通電加熱の手法によっては、非矩形のブランク材全体を均一な温度に加熱することが困難だからである。

特開２００８－８７００１号公報

　プレス成形により製品を製造する場合、製品形状によっては、その元となる素材であって所定の温度に加熱されたブランク材（以下、プレス成形用鋼板と呼ぶ）の形状を、製品形状に対応させる（即ち、矩形でない）ほうが、材料の歩留まり向上等の観点からみて有利である場合も少なくない。
　しかしながら従来は、非矩形のブランク材を通電加熱により均一に加熱することが難しく、非矩形のプレス成形用鋼板を生成することが困難であったため、矩形のブランク材から矩形のプレス成形用鋼板を生成して使用することが一般的となっていた。
　このため従来は、プレス成形により製品を製造する場合において、材料の歩留まりを向上させることが困難であり、通電加熱の手法を採用しつつ、製品形状に対応した非矩形のプレス成形用鋼板を得ることができる技術に対するニーズが存在していた。

　本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、所定の温度に加熱された非矩形のプレス成形用鋼板を得ることができるプレス成形用鋼板の製造方法ならびに該製造方法により製造されたプレス成形用鋼板を用いて製造するプレス成形部品を製造するプレス成形部品の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。

　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

　即ち、第一の発明は、板厚方向視において矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程と、通電加熱開始後の前記矩形の鋼板部材に対して応力を付与することにより、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程と、を含むものである。

　また、第二の発明は、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程において、通電加熱後の前記矩形の鋼板部材に対して、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与するものである。

　また、第三の発明は、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程において、前記鋼板部材を、断熱性を有する素材からなる部材であるシワ抑え部材により板厚方向に挟圧しつつ、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与するものである。

　また、第四の発明は、前記矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程の前に、前記鋼板部材に対して、該鋼板部材の長さ方向に平行な部位であって、かつ、該鋼板部材を板厚方向に膨出させた部位である湾曲部を形成する工程を有するものである。

　また、第五の発明は、板厚方向視において矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程と、通電加熱開始後の前記矩形の鋼板部材に対して応力を付与することにより、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程と、前記応力付与手段により応力を付与された非矩形の前記鋼板部材を板厚方向にプレス成形する工程と、を含むものである。

　また、第六の発明は、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程において、前記鋼板部材を、断熱性を有する素材からなる部材であるシワ抑え部材により板厚方向に挟圧しつつ、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与するものである。

　また、第七の発明は、前記矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程の前に、前記鋼板部材に対して、該鋼板部材の長さ方向に平行な部位であって、かつ、該鋼板部材を板厚方向に膨出させた部位である湾曲部を形成する工程を有するものである。

　また、第八の発明は、板厚方向視において矩形の鋼板部材を通電加熱するための手段である加熱手段と、通電加熱開始後の前記矩形の鋼板部材に対して、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与するための手段である応力付与手段と、前記応力付与手段により応力を付与された非矩形の前記鋼板部材を板厚方向にプレス成形するための手段であるプレス成形手段と、を備えるものである。

　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

　第一の発明は、所定の温度に加熱された非矩形のプレス成形用鋼板を得ることができる。

　第二の発明は、所定の温度に加熱された非矩形のプレス成形用鋼板を得ることができる。

　第三の発明は、シワの発生が抑えられた、より品質のよいプレス成形用鋼板を得ることができる。

　第四の発明は、ブランク材に対して、より小さな応力で曲げ加工を施すことができる。これにより、曲げ加工装置をより簡易な構成とすることができる。

　第五の発明は、板厚が均等なプレス成形部品を製造することができる。

　第六の発明は、シワの発生が抑えられた、より品質のよいプレス成形部品を得ることができる。

　第七の発明は、ブランク材に対して、より小さな応力で曲げ加工を施すことができる。これにより、曲げ加工装置をより簡易な構成とすることができる。

　第八の発明は、板厚が均等なプレス成形部品を製造することができる。

本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いる通電加熱装置の全体構成を示す模式図、（ａ）平面模式図、（ｂ）側面模式図。 本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いる通電加熱装置の全体構成を示す斜視模式図。 本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いる第一の実施形態に係る曲げ加工装置の全体構成を示す模式図、（ａ）平面模式図、（ｂ）側面模式図。 本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いる第一の実施形態に係る曲げ加工装置の全体構成を示す斜視模式図。 本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いる第二の実施形態に係る曲げ加工装置を示す模式図、（ａ）側面模式図、（ｂ）シワ抑え手段によるブランク材の拘束状態を示す側面模式図。 本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法を示す模式図。 本発明に係るプレス成形用鋼板の製造方法の流れを示す図、（ａ）本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法の流れを示すフロー図、（ｂ）本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法の流れを示すフロー図。 プレス成形用鋼板の生成状況（形状αの場合）を示す模式図、（ａ）本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法による場合を示す模式図、（ｂ）従来のプレス成形用鋼板の製造方法による場合を示す模式図。 プレス成形用鋼板の生成状況（形状βの場合）を示す模式図、（ａ）本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法による場合を示す模式図、（ｂ）従来のプレス成形用鋼板の製造方法による場合を示す模式図。 プレス成形用鋼板の生成状況（形状γの場合）を示す模式図、（ａ）本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法による場合を示す模式図、（ｂ）従来のプレス成形用鋼板の製造方法による場合を示す模式図。 本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法を示す模式図、（ａ）本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法における通電加熱工程の実施状況を示す模式図、（ｂ）本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法における曲げ加工工程の実施状況を示す模式図、（ｃ）本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法により製造したプレス成形用鋼板を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造装置の全体構成を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造装置を構成するプレス成形装置を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法の流れを示すフロー図。 本発明の第二の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法の流れを示すフロー図。 本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法により製造するプレス成形部品の特徴を説明する模式図。 従来のプレス成形部品の製造方法により製造するプレス成形部品の特徴を説明する模式図。

　次に、発明の実施の形態を説明する。
　まず始めに、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法において用いるブランク材について、説明をする。
　尚、以下の説明では、図１（ａ）（ｂ）中に示す矢印Ｘの方向をブランク材の長さ方向（通電方向）と規定し、また、矢印Ｙの方向をブランク材の幅方向と規定する（以下の説明において共通とする）。さらに、図１（ａ）（ｂ）中に示す矢印Ｚの方向をブランク材の厚み方向と規定する（以下の説明において共通とする）。

　図１および図２に示す如く、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法において用いるブランク材１０は、板厚方向（即ち、矢印Ｚの方向）視において矩形の鋼板部材であり、その表面１０ａと裏面１０ｂに電極２・２を接触させることにより、通電加熱が施される部材である。
　そして、ブランク材１０の長さ方向（即ち、矢印Ｘの方向）における両端部には、電極２・２を接触させるための部位である通電部１０ｃ・１０ｄが形成されている。
　また、ブランク材１０の幅方向（即ち、矢印Ｙの方向）における両端部には、通電加熱方向に平行な辺部である側面部１０ｅ・１０ｆが形成されている。

　尚、本実施形態では、「矩形」のブランク材１０を用いる場合を例示しているが、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いるブランク材は、必ずしも矩形（即ち、完全な正方形や長方形）でなくても良い。
　即ち、ここで言う「矩形」とは、完全な長方形および正方形のみを指す概念ではなく、ブランク材における均一な温度を得たい部位が矩形であれば、それ以外の部位（例えば、将来的に切除されてしまうような部位（余剰部））において、部分的に凸部や凹部が存在しているような形状であってもよく、このような概ね矩形である形状（略矩形）をも含む概念である。

　次に、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法に用いる各装置について、図１～図５を用いて説明をする。
　本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、ブランク材１０に対して、図１および図２に示すような通電加熱装置１と、図３～図５に示すような曲げ加工装置２０を用いて、加工を施すことによって実現することができる。

　まず始めに、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法において用いる通電加熱装置について説明をする。
　図１および図２に示す如く、本発明の一実施形態に係る通電加熱方法において用いる通電加熱装置１は、プレス成形を行うための素材であるブランク材１０を、プレス成形前の段階で通電加熱するための装置であり、一対の電極２・２、電源装置３等を備えている。

　電極２・２は、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）における両端部に形成された各通電部１０ｃ・１０ｄに対して電気的に接続される部位である。
　また、電極２・２は、電源装置３に接続されており、電源装置３、電極２・２およびブランク材１０によって、一つの閉回路を形成する構成としている。
　そして、電極２・２に対して、電源装置３により所定の電圧を印加することによって、ブランク材１０に所定の電流値で、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）電流を流すことができる（即ち、通電加熱をすることができる）構成としている。

　次に、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法において用いる曲げ加工装置について説明をする。
　図３および図４に示す如く、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法において用いる曲げ加工装置２０は、ブランク材１０をその板厚方向（Ｚ方向）に対して直交する方向に応力を付与して、ブランク材１０を変形させるための装置であり、複数の（本実施形態では４個の）応力付与手段２１・２２・２３・２４を備える構成としている。

　また、曲げ加工装置２０は、ブランク材１０を所定の位置において所定の姿勢で配置するための配置部２５・２５を備えている。
　曲げ加工装置２０における配置部２５・２５上に配置されたブランク材１０は、板厚方向を鉛直方向に向けた状態で保持され、表面１０ａおよび裏面１０ｂが水平に保持される。
　そして、ブランク材１０の各辺１０ｃ・１０ｄ・１０ｅ・１０ｆが、各応力付与手段２１・２２・２３・２４に対応する位置に配置される。

　尚、本実施形態に示す曲げ加工装置２０では、矩形であるブランク材１０の各辺に対応する４個の応力付与手段２１・２２・２３・２４を備える構成としているが、本発明に係る曲げ加工装置に備えられる応力付与手段の個数はこれに限定するものではなく、各辺に対応させて２個以上の応力付与手段を備える構成としてもよい。

　応力付与手段２１は、配置部２５・２５において所定の姿勢で配置されたブランク材１０の通電部１０ｃに対面する位置に配置されており、通電部１０ｃを挟持することができるクランプ機構２１ａを備えている。また、クランプ機構２１ａは、変位機構２１ｂによって支持されており、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）に変位可能に構成されている。

　このため、クランプ機構２１ａで通電部１０ｃを挟持した状態で、変位機構２１ｂの軸部を縮小させることにより、ブランク材１０にＸ方向への張力を付与することができる。
　また、クランプ機構２１ａに図示しない押圧部材を把持させるとともに、変位機構２１ｂの軸部を伸長させることにより、該押圧部材を通電部１０ｃに押し当てて、ブランク材１０にＸ方向への圧縮力を付与することも可能である。

　また、応力付与手段２１において、変位機構２１ｂは、スライド機構２１ｃによって支持されており、ブランク材１０の幅方向（Ｙ方向）に変位可能に構成されている。
　このため、通電部１０ｃにおける挟持する位置を変更することができる。

　応力付与手段２２は、配置部２５・２５において所定の姿勢で配置されたブランク材１０の通電部１０ｄに対面する位置に配置されており、通電部１０ｄを挟持することができるクランプ機構２２ａを備えている。また、クランプ機構２２ａは、変位機構２２ｂによって支持されており、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）に変位可能に構成されている。

　このため、クランプ機構２２ａで通電部１０ｄを挟持した状態で、変位機構２２ｂの軸部を縮小させることにより、ブランク材１０にＸ方向への張力を付与することができる。
　また、クランプ機構２２ａに図示しない押圧部材を把持させるとともに、該押圧部材を通電部１０ｄに押し当てておいて、変位機構２２ｂの軸部を伸長させることにより、ブランク材１０にＸ方向への圧縮力を付与することも可能である。

　また、応力付与手段２２において、変位機構２２ｂは、スライド機構２２ｃによって支持されており、ブランク材１０の幅方向（Ｙ方向）に変位可能に構成されている。
　このため、通電部１０ｄにおける挟持する位置を変更することができる。

　応力付与手段２３は、配置部２５・２５において所定の姿勢で配置されたブランク材１０の側面部１０ｅに対面する位置に配置されており、側面部１０ｅを挟持することができるクランプ機構２３ａを備えている。また、クランプ機構２３ａは、変位機構２３ｂによって支持されており、ブランク材１０の幅方向（Ｙ方向）に変位可能に構成されている。

　このため、クランプ機構２３ａで側面部１０ｅを挟持した状態で、変位機構２３ｂの軸部を縮小させることにより、ブランク材１０にＹ方向への張力を付与することができる。
　また、クランプ機構２３ａに図示しない押圧部材を把持させるとともに、該押圧部材を側面部１０ｅに押し当てておいて、変位機構２３ｂの軸部を伸長させることにより、ブランク材１０にＹ方向への圧縮力を付与することも可能である。

　また、応力付与手段２３において、変位機構２３ｂは、スライド機構２３ｃによって支持されており、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）に変位可能に構成されている。
　このため、側面部１０ｅにおける挟持する位置を変更することができる。

　応力付与手段２４は、配置部２５・２５において所定の姿勢で配置されたブランク材１０の側面部１０ｆに対面する位置に配置されており、側面部１０ｆを挟持することができるクランプ機構２４ａを備えている。また、クランプ機構２４ａは、変位機構２４ｂによって支持されており、ブランク材１０の幅方向（Ｙ方向）に変位可能に構成されている。

　このため、クランプ機構２４ａで側面部１０ｆを挟持した状態で、変位機構２４ｂの軸部を縮小させることにより、ブランク材１０にＹ方向への張力を付与することができる。
　また、クランプ機構２４ａに図示しない押圧部材を把持させるとともに、該押圧部材を側面部１０ｆに押し当てておいて、変位機構２４ｂの軸部を伸長させることにより、ブランク材１０にＹ方向への圧縮力を付与することも可能である。

　また、応力付与手段２４において、変位機構２４ｂは、スライド機構２４ｃによって支持されており、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）に変位可能に構成されている。
　このため、側面部１０ｆにおける挟持する位置を変更することができる。

　即ち、本発明の一実施形態に係る曲げ加工装置２０は、板厚方向視において矩形の鋼板部材であるブランク材１０を配置するための配置部２５・２５と、ブランク材１０に対して、該ブランク材１０の板厚方向に直交する方向への応力を付与するための手段である応力付与手段２１・２２・２３・２４と、を備えるものである。
　このような構成により、所定の温度に加熱された非矩形のプレス成形用鋼板１５を得ることができる。

　尚、本実施形態で示す曲げ加工装置２０は、各応力付与手段２１・２２・２３・２４によって、ブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）および幅方向（Ｙ方向）に平行な方向な応力を付与してブランク材１０を変形させる構成としているが、本発明に係る曲げ加工装置の応力を付与する方向は、必ずしもブランク材１０の長さ方向（Ｘ方向）および幅方向（Ｙ方向）に平行である必要はなく、また、ブランク材１０の板厚方向（Ｚ方向）への成分を含んでいる（即ち、板厚方向に対して斜めに応力を付与する）構成であってもよい。

　また、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法において用いる曲げ加工装置２０は、さらに、図５（ａ）（ｂ）に示すようなシワ抑え手段２６を備える構成であってもよい。
　図５（ａ）に示す如く、シワ抑え手段２６は、曲げ加工が行われるブランク材１０を板厚方向（Ｚ方向）に挟圧することにより、ブランク材１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂに生じるシワを抑制するための手段であり、ブランク材１０の表面１０ａに当接する第一のシワ抑え部材たる第一シワ抑え部材２６ａと、裏面１０ｂに当接する第二のシワ抑え部材たる第二シワ抑え部材２６ｂを備えている。
　また、各シワ抑え部材２６ａ・２６ｂは、断熱性および絶縁性を有する材質（例えば、セラミック等）からなる構成としており、各シワ抑え部材２６ａ・２６ｂがブランク材１０に当接するときに生じる温度低下を抑制する構成としている。

　また、上側の第一シワ抑え部材２６ａは、変位機構２６ｃにより支持される構成としており、曲げ加工装置２０に配置されるブランク材１０の板厚方向（Ｚ方向）に変位可能な構成としている。
　さらに、下側の第二シワ抑え部材２６ｂは、曲げ加工装置２０の所定位置（配置部２５・２５）に配置されるブランク材１０の裏面１０ｂに当接可能な位置に配置されており、ブランク材１０のシワを抑制したい部位に当接する位置に配置されている。

　そして、図５（ｂ）に示す如く、各シワ抑え部材２６ａ・２６ｂでブランク材１０を板厚方向に挟圧しつつ、板厚方向に直交する方向に応力を付与することによって、平面曲げ加工時におけるシワの発生を抑制する構成としている。

　即ち、本発明の一実施形態に係る曲げ加工装置２０は、さらに、ブランク材１０の表面１０ａに沿う第一の部材たる第一シワ抑え部材２６ａと、ブランク材１０の裏面１０ｂに沿う第二の部材たる第二シワ抑え部材２６ｂと、を有する、ブランク材１０に生じるシワを低減するための手段であるシワ抑え手段２６、を備えるものである。
　このような構成により、シワの発生が抑えられた、より品質のよいプレス成形用鋼板１５を得ることができる。

　また、本発明の一実施形態に係る曲げ加工装置２０において、シワ抑え部材２６ａとシワ抑え部材２６ｂは、断熱性を有する素材により構成するものである。
　このような構成により、曲げ加工時におけるプレス成形用鋼板１５の温度低下を抑制することができる。これにより、プレス成形時における加工性を確保することができる。

　尚、本実施形態では、各シワ抑え部材２６ａ・２６ｂによってブランク材１０を挟圧して、シワの発生を抑制する構成としているが、各シワ抑え部材２６ａ・２６ｂをブランク材１０に接触させない構成としてもよい。
　即ち、各シワ抑え部材２６ａ・２６ｂの隙間を所定の距離に保持して、曲げ加工が施される際にブランク材１０に生じる起伏を一定高さ以下に抑えることによって、ブランク材１０のシワを抑制することも可能である。

　次に、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法について、図６～図１０を用いて説明をする。
　図６に示す如く、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、ブランク材１０に対して通電加熱装置１により通電加熱をした後に、その通電加熱した後のブランク材１０を曲げ加工装置２０で曲げ加工することにより実現することができる。

　図６および図７（ａ）に示す如く、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、まず始めに、ブランク材１０に対して通電加熱を行う工程（以下、通電加熱工程と呼ぶ）を実行する（ＳＴＥＰ－１０１）。
　通電加熱工程（ＳＴＥＰ－１０１）では、通電加熱装置１を用いて、板厚方向視において矩形のブランク材１０に対して通電加熱を行い、該ブランク材１０の温度がマルテンサイト変態温度（Ａｃ３）以上となるように加熱する。
　そして、該ブランク材１０の温度が低下しない間に、速やかに次の工程に移行する。

　本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、次に、所定の温度に通電加熱されている状態のブランク材１０に対して曲げ加工を行う工程（以下、曲げ加工工程と呼ぶ）を実行する（ＳＴＥＰ－１０２）。

　曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）では、曲げ加工装置２０を用いて、板厚方向視において矩形のブランク材１０に対して曲げ加工を行う。
　その曲げ加工の態様は、例えば、図８（ａ）に示すような態様としている。
　例えば、形状αのようなプレス成形部品を得ようとする場合、従来は、図８（ｂ）に示すような大きさである板厚方向視において矩形のブランク材３０を使用していた。
　本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、ブランク材３０に比して大きさが小さいブランク材１０を使用する構成としている。
　そして、通電加熱装置１によって、従来よりも小さい矩形のブランク材１０を所定の温度まで通電加熱するとともに、曲げ加工装置２０によって、ブランク材１０を形状αに対応した形状に変形させて、プレス成形用鋼板１５を生成する構成としている。

　また、曲げ加工の態様は、例えば、図９（ａ）に示すような態様とすることも可能である。
　例えば、形状βのようなプレス成形部品を得ようとする場合、従来は、図９（ｂ）に示すような大きさである板厚方向視において矩形のブランク材３０を使用していた。
　本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、ブランク材３０に比して大きさが小さいブランク材１０を使用する構成としている。
　そして、通電加熱装置１によって、従来よりも小さい矩形のブランク材１０を所定の温度まで通電加熱するとともに、曲げ加工装置２０によって、ブランク材１０を形状βに対応した形状に変形させて、プレス成形用鋼板１５を生成する構成としている。

　さらに、曲げ加工の態様は、例えば、図１０（ａ）に示すような態様とすることも可能である。
　例えば、形状γのようなプレス成形部品を得ようとする場合、従来は、図１０（ｂ）に示すような大きさである板厚方向視において矩形のブランク材３０を使用していた。
　本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、ブランク材３０に比して大きさが小さいブランク材１０を使用する構成としている。
　そして、通電加熱装置１によって、従来よりも小さい矩形のブランク材１０を所定の温度まで通電加熱するとともに、曲げ加工装置２０によって、ブランク材１０を形状γに対応した形状に変形させて、プレス成形用鋼板１５を生成する構成としている。

　即ち、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、板厚方向視において矩形の鋼板部材であるブランク材１０に対して通電加熱を行う工程である通電加熱工程（ＳＴＥＰ－１０１）と、通電加熱開始後のブランク材１０に対して、該ブランク材１０に応力を付与することにより、ブランク材１０を矩形から非矩形へと変形させる工程である曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）と、を含むものである。

　また、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）において、該ブランク材１０の板厚方向に直交する方向（即ち、ＸＹ平面に平行な方向）への応力を付与することにより、ブランク材１０を矩形から非矩形へと変形させるものである。
　このような構成により、所定の温度に加熱された非矩形のプレス成形用鋼板１５を得ることができる。

　さらに、本発明の一実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、ブランク材１０を矩形から非矩形へと変形させる工程（即ち、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２））において、ブランク材１０を、断熱性を有する素材からなる部材であるシワ抑え部材２６ａ・２６ｂにより板厚方向に挟圧しつつ、該ブランク材１０の板厚方向に直交する方向への応力を付与するものである。
　このような構成により、シワの発生が抑えられた、より品質のよいプレス成形用鋼板１５を得ることができる。

　次に、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法について、図７および図１１を用いて説明をする。

　図７（ｂ）に示す如く、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、まず始めに、ブランク材１７に対して湾曲部１７ａを形成する加工を行う工程（以下、湾曲部形成工程と呼ぶ）を実行する（ＳＴＥＰ－２００）。
　湾曲部形成工程（ＳＴＥＰ－２００）では、図示しないプレス装置等を用いて、図１１（ａ）（ｂ）に示すような幅方向の寸法がＷ１である矩形のブランク材１７に対して長さ方向に平行な湾曲部１７ａを形成する。
　これにより、ブランク材１７の表面積を確保しつつ、ブランク材１７の幅方向の寸法をＷ２（Ｗ１＞Ｗ２）に減少させる。

　そして、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、次に、湾曲部１７ａを有するブランク材１７に対する通電加熱工程（ＳＴＥＰ－２０１）を実行する。
　通電加熱工程（ＳＴＥＰ－２０１）では、通電加熱装置１を用いて、板厚方向視において矩形であるブランク材１７に対して通電加熱を行い、該ブランク材１７の温度がマルテンサイト変態温度（Ａｃ３）以上となるように加熱する。

　ブランク材１７は、通電方向（即ち、Ｘ方向）における断面形状が一定であるため、ブランク材１０を通電加熱する場合と同様に、通電加熱によってブランク材１７の各部位における温度を均一に加熱することができる。
　そして、該ブランク材１７の温度が低下しない間に、速やかに次の工程に移行する。

　本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法では、次に、所定の温度に通電加熱されている状態のブランク材１７に対する曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－２０２）を実行して、図１１（ｃ）に示すようなプレス成形用鋼板３５を生成する。

　曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－２０２）では、曲げ加工装置２０を用いて、板厚方向視において矩形のブランク材１７に対して曲げ加工を行う。
　ブランク材１７に対して、長さ方向に直交する方向に曲げ加工を施す場合、該ブランク材１７の幅方向の寸法に応じて、曲げ加工に要する応力が異なってくる。
　即ち、幅方向の寸法がＷ２であるブランク材１７の曲げ加工に要する応力は、幅方向の寸法がＷ１のままで曲げ加工をする場合に比して小さくなる。

　そして、曲げ加工を施すのに要する応力が小さくなれば、曲げ加工装置２０を構成する各応力付与手段２１・２２・２３・２４をより簡易な構成とすることが可能になる。即ち、各応力付与手段２１・２２・２３・２４における各クランプ機構２１ａ・２２ａ・２３ａ・２４ａを簡素化（例えば、部材の板厚等を下げる）したり、あるいは、各変位機構２１ｂ・２２ｂ・２３ｂ・２４ｂとして簡易なものを採用したりする（例えば、より小型で小さい番手の油圧シリンダ等を使用する）こと等が可能になる。

　即ち、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板の製造方法は、矩形の鋼板部材であるブランク材１７に対して通電加熱を行う工程（即ち、通電加熱工程（ＳＴＥＰ－２０１））の前に、該ブランク材１７に対して、該ブランク材１７の長さ方向（Ｘ方向）に平行な部位であって、かつ、該ブランク材１７を板厚方向（Ｚ方向）に膨出させた部位である湾曲部１７ａを形成する工程である湾曲部形成工程（ＳＴＥＰ－２００）を有するものである。
　このような構成により、ブランク材１７に対して、より小さな応力で曲げ加工を施すことができる。これにより、曲げ加工装置２０をより簡易な構成とすることができる。

　次に、本発明の一実施形態に係るプレス成形部品の製造に用いるプレス成形部品の製造装置について、図１２および図１３を用いて説明をする。
　図１２に示す如く、本発明の一実施形態に係るプレス成形部品５０を製造するための製造装置１００は、ブランク材１０を通電加熱するための通電加熱装置１と、該通電加熱装置１により加熱したブランク材１０を曲げ加工してプレス成形用鋼板１５を生成するための曲げ加工装置２０と、該曲げ加工装置２０により生成したプレス成形用鋼板１５をプレス成形するためのプレス成形装置５１と、を備える構成としている。

　図１３に示す如く、プレス成形装置５１は、プレス成形部品５０の元となる素材であるプレス成形用鋼板１５を所定の形状にプレス成形するための装置であり、金型５３、ブランクホルダー５４、クッション５５、クッションピン５７・５７・・・等を備えている。

　金型５３は、上型たるダイ５３ａと下型たるポンチ５３ｂを備えている。また、ダイ５３ａの下面部には、ブランクホルダー５４と協働してプレス成形用鋼板１５を挟圧するための挟圧面５３ｃが形成されている。
　ブランクホルダー５４は、ダイ５３ａとの間でプレス成形用鋼板１５を挟圧して保持するための部位である。

　ダイ５３ａは、ダイホルダー５９において固定されており、ポンチ５３ｂはポンチホルダー６０において固定されている。
　また、ダイホルダー５９は、図示しない変位装置によって、上下方向（即ち、図１７中に示す矢印Ａの方向）に変位可能に支持されており、また、ポンチホルダー６０は、プレス成形装置５１の図示しない本体フレーム等と一体的に形成され、変位不能な構成としている。
　このような構成により、ダイホルダー５９を上下方向に変位させることによって、ダイホルダー５９に固定されるダイ５３ａと、ポンチホルダー６０に固定されるポンチ５３ｂの離間距離を調整することができる構成としている。

　また、ポンチホルダー６０にはクッションピン５７・５７・・・を挿通するための上下方向に貫通する孔６０ａ・６０ａ・・・が形成されている。
　さらに、ポンチホルダー６０に隣接する下方にはクッション５５が配置されており、孔６０ａ・６０ａ・・・に挿通されたクッションピン５７・５７・・・の下端部がクッション５５の上面部に当接している。

　このように、本発明の一実施形態に係るプレス成形部品５０の製造装置１００を構成するプレス成形装置５１としては、従来から熱間プレス成形に使用されている一般的なプレス成形装置を採用している。

　尚、本実施形態で示す製造装置１００では、通電加熱工程（ＳＴＥＰ－１０１）を行うための通電加熱装置１と、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）を行うための曲げ加工装置２０と、プレス成形用鋼板１５をプレス成形するためのプレス成形装置５１を、それぞれ別個の装置とする構成を例示しているが、通電加熱装置１、曲げ加工装置２０およびプレス成形装置５１を一体化した構成とすることも可能である。

　そして、通電加熱装置１、曲げ加工装置２０およびプレス成形装置５１を一体化した構成のプレス成形部品５０の製造装置では、通電加熱装置１から曲げ加工装置２０までの移送経路および曲げ加工装置２０からプレス成形装置５１までの移送経路を短縮することができ、このため、通電加熱されたプレス成形用鋼板１５の温度降下を低減することができる。これにより、従来よりも高温の状態を保持しつつ、プレス成形用鋼板１５をプレス成形することができるため、加工時におけるワークの加工性を向上させることが可能になる。

　また、本発明の一実施形態に係るプレス成形部品５０の製造装置１００において用いる曲げ加工装置２０は、さらに、図５（ａ）（ｂ）に示すようなシワ抑え手段２６を備える構成であってもよい。

　次に、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法について、図１４および図１５を用いて説明をする。
　本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法は、プレス成形部品５０を本発明の一実施形態に係る製造装置１００（図１２参照）を用いて製造するものであり、図１４に示す如く通電加熱工程（ＳＴＥＰ－１０１）、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）、プレス成形工程（ＳＴＥＰ－３００）を備えている。

　即ち、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法では、まず始めに、通電加熱装置１（図１２参照）を用いて、ブランク材１０に対する通電加熱工程を実行する（ＳＴＥＰ－１０１）。

　次に、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法では、曲げ加工装置２０（図１２参照）を用いて、所定の温度に通電加熱されている状態のブランク材１０に対する曲げ加工工程を実行する（ＳＴＥＰ－１０２）。

　そして、通電加熱装置１によって、従来よりも小さい矩形のブランク材１０を所定の温度まで通電加熱するとともに、曲げ加工装置２０によって、ブランク材１０を形状αに対応した形状に変形させて、プレス成形用鋼板１５を生成する構成としている。

　尚、本発明の一実施形態に係るプレス成形部品の製造方法においては、シワ抑え手段２６を備える曲げ加工装置２０を用いることによって、ブランク材１０に生じるシワを抑制しつつ、プレス成形用鋼板１５を生成することができる。
　また、シワ抑え手段２６のシワ抑え手段２６ａ・２６ｂを断熱性を有する素材により構成することによって、シワ抑え手段２６からの抜熱を抑制して、ブランク材１０の温度低下を抑制しつつ、プレス成形用鋼板１５を生成することができる。

　次に、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法では、プレス成形装置５１（図１２参照）を用いて、プレス成形用鋼板１５に対するプレス成形（以下、プレス成形工程と呼ぶ）を実行する（ＳＴＥＰ－３００）。
　そして、プレス成形用鋼板１５をプレス成形することによって、形状αを有するプレス成形部品５０を製造する構成としている。

　即ち、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用部品の製造方法は、ブランク材１０を矩形から非矩形へと変形させる工程（即ち、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２））において、ブランク材１０を、断熱性を有する素材からなる部材であるシワ抑え部材２６ａ・２６ｂにより板厚方向に挟圧しつつ、該ブランク材１０の板厚方向に直交する方向への応力を付与するものである。
　このような構成により、シワの発生が抑えられた、より品質のよいプレス成形部品５０を得ることができる。

　また、プレス成形装置５１によるプレス成形工程（ＳＴＥＰ－３００）を行う前に実行するプレス成形用鋼板１５の製造は、前述した本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用鋼板１５の製造方法を採用する構成であってもよい。
　即ち、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法は、プレス成形部品５０を本発明の一実施形態に係る製造装置１００（図１２参照）を用いて製造するものであり、図１５に示す如く、湾曲部形成工程（ＳＴＥＰ－２００）、通電加熱工程（ＳＴＥＰ－２０１）、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－２０２）、プレス成形工程（ＳＴＥＰ－３００）を備えている。

　即ち、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法では、まず始めに、ブランク材１７（図１１参照）に対して湾曲部形成工程を実行する（ＳＴＥＰ－２００）。

　そして、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形部品の製造方法では、次に、湾曲部１７ａを有するブランク材１７に対する通電加熱工程（ＳＴＥＰ－２０１）を実行する。
　そして、このようにして生成されたプレス成形用鋼板３５（図１１参照）をプレス成形することによって、形状αを有するプレス成形部品５０を製造する構成としている。

　即ち、本発明の第二の実施形態に係るプレス成形用部品の製造方法は、矩形の鋼板部材であるブランク材１７に対して通電加熱を行う工程（即ち、通電加熱工程（ＳＴＥＰ－２０１））の前に、該ブランク材１７に対して、該ブランク材１７の長さ方向（Ｘ方向）に平行な部位であって、かつ、該ブランク材１７を板厚方向（Ｚ方向）に膨出させた部位である湾曲部１７ａを形成する工程である湾曲部形成工程（ＳＴＥＰ－２００）を有するものである。
　このような構成により、ブランク材１７に対して、より小さな応力で曲げ加工を施すことができる。これにより、曲げ加工装置２０をより簡易な構成とすることができる。

　ここで、プレス成形用鋼板１５をプレス成形して製造したプレス成形部品５０の特徴について、図１６および図１７を用いて説明をする。
　尚、ここではプレス成形用鋼板１５から製造したプレス成形部品５０を例示して説明を行うが、湾曲部を有するプレス成形用鋼板３５を用いた場合も同様である。

　図１６に示す如く、略円弧状（即ち、外Ｒ部と内Ｒ部が存在する形状である）である形状αのプレス成形部品５０を製造するためのプレス成形用鋼板１５は、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２）後の状態において、プレス成形部品５０の外Ｒ部５０ａに対応する部位１５ａでは引っ張られて板厚が減少しており、また、内Ｒ部５０ｂに対応する部位１５ｂでは圧縮されて板厚が増大している。

　そして、このような性質を有するプレス成形用鋼板１５に対してプレス成形工程（ＳＴＥＰ－３００）を実行すると、外Ｒ部５０ａに対応する部位１５ａには板厚方向に直交する方向に圧縮力が作用して、板厚が増大され、また、内Ｒ部５０ｂに対応する部位１５ｂでは、板厚方向に直交する方向に引張力が作用して、板厚が減少される。

　即ち、プレス成形部品５０の外Ｒ部５０ａにおいては、曲げ加工工程で一旦板厚が減少するが、プレス成形工程で板厚が増大することによって、一連の加工を施す前の（ブランク材１０の状態の）板厚に略等しい板厚が確保される。
　また、プレス成形部品５０の内Ｒ部５０ｂにおいては、曲げ加工工程で一旦板厚が増大するが、プレス成形工程で板厚が減少することによって、一連の加工を施す前の（ブランク材１０の状態の）板厚に略等しい板厚が確保される。

　即ち、本発明の一実施形態に係るプレス成形部品の製造方法で製造したプレス成形部品５０は、外Ｒ部５０ａと内Ｒ部５０ｂにおいて、板厚を略等しくすることができる。

　一方、例えば、図１７に示すような、従来の製造方法（例えば、打ち抜き等の手法）により生成されたプレス成形用鋼板４５では、従来のプレス成形部品７０における外Ｒ部７０ａに対応する部位４５ａと内Ｒ部７０ｂに対応する部位４５ｂの板厚が等しくなっている。
　このため、プレス成形用鋼板４５をプレス成形して製造される従来のプレス成形部品７０では、外Ｒ部７０ａの板厚が、内Ｒ部７０ｂの板厚に比して大きくなる。

　そして、従来のプレス成形部品７０では、肉厚が薄くなる内Ｒ部７０ａを基準として、必要な剛性を確保するべく、内Ｒ部７０ａにおいて肉厚が薄くなることを見越して、使用するブランク材の板厚を決定していた。このため、従来は最終的な（プレス成形後の）内Ｒ部７０ａの板厚よりも厚い板厚を有するブランク材を使用していた。

　一方、本発明の一実施形態に係る製造方法により製造したプレス成形部品５０では、外Ｒ部５０ａと内Ｒ部５０ｂの肉厚を略等しくすることができるため、その結果、使用する元のブランク材１０の板厚を従来に比して薄くすることができる。

　尚、このような外Ｒ部と内Ｒ部が存在する形状を有する部品としては、例えば、自動車のボデーを構成する部品であるＡピラー、ルーフサイドレールや、自動車のシャシーを構成する部品であるシャシーフレーム、サイドレール等が挙げられる。

　即ち、本発明の第一の実施形態に係るプレス成形用部品の製造方法は、板厚方向視において矩形の鋼板部材であるブランク材１０に対して通電加熱を行う工程（即ち、通電加熱工程（ＳＴＥＰ－１０１））と、通電加熱開始後のブランク材１０に対して応力を付与することにより、ブランク材１０を矩形から非矩形へと変形させる工程（即ち、曲げ加工工程（ＳＴＥＰ－１０２））と、曲げ加工装置２０により応力を付与された非矩形のブランク材１０たるプレス成形用鋼板１５を板厚方向にプレス成形する工程（プレス成形工程（ＳＴＥＰ－３００））と、を含むものである。

　また、本発明の一実施形態に係るプレス成形用部品５０の製造装置１００は、板厚方向視において矩形の鋼板部材たるブランク材１０を通電加熱するための加熱手段たる通電加熱装置１と、ブランク材１０に対して、該ブランク材１０の板厚方向に直交する方向への応力を付与するための手段である応力付与手段たる曲げ加工装置２０と、曲げ加工装置２０により応力を付与された非矩形のブランク材１０たるプレス成形用鋼板１５を板厚方向にプレス成形するためのプレス成形手段たるプレス成形装置５１と、を備えるものである。

　このような構成により、外Ｒ部５０ａと内Ｒ部５０ｂにおいて、板厚が均等なプレス成形部品５０を製造することができる。

　本発明に係るプレス成形用鋼板の製造方法ならびにプレス成形部品の製造方法および製造装置は、自動車用部品として用いられるプレス成形部品の製造のみならず、プレス成形により製造される部品の製造全般に広く採用することが可能である。

Claims (8)

1. 　板厚方向視において矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程と、
   　通電加熱開始後の前記矩形の鋼板部材に対して応力を付与することにより、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程と、
   　を含む、
   　ことを特徴とするプレス成形用鋼板の製造方法。
2. 　前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程において、
   　通電加熱後の前記矩形の鋼板部材に対して、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形用鋼板の製造方法。
3. 　前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程において、
   　前記鋼板部材を、
   　断熱性を有する素材からなる部材であるシワ抑え部材により板厚方向に挟圧しつつ、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与する、
   　ことを特徴とする請求項２に記載のプレス成形用鋼板の製造方法。
4. 　前記矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程の前に、
   　前記鋼板部材に対して、該鋼板部材の長さ方向に平行な部位であって、かつ、該鋼板部材を板厚方向に膨出させた部位である湾曲部を形成する工程を有する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形用鋼板の製造方法。
5. 　板厚方向視において矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程と、
   　通電加熱開始後の前記矩形の鋼板部材に対して応力を付与することにより、前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程と、
   　前記応力付与手段により応力を付与された非矩形の前記鋼板部材を板厚方向にプレス成形する工程と、
   　を含む、
   　ことを特徴とするプレス成形部品の製造方法。
6. 　前記鋼板部材を矩形から非矩形へと変形させる工程において、
   　前記鋼板部材を、
   　断熱性を有する素材からなる部材であるシワ抑え部材により板厚方向に挟圧しつつ、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与する、
   　ことを特徴とする請求項５に記載のプレス成形部品の製造方法。
7. 　前記矩形の鋼板部材に対して通電加熱を行う工程の前に、
   　前記鋼板部材に対して、該鋼板部材の長さ方向に平行な部位であって、かつ、該鋼板部材を板厚方向に膨出させた部位である湾曲部を形成する工程を有する、
   　ことを特徴とする請求項５に記載のプレス成形部品の製造方法。
8. 　板厚方向視において矩形の鋼板部材を通電加熱するための手段である加熱手段と、
   　通電加熱開始後の前記矩形の鋼板部材に対して、該鋼板部材の板厚方向に直交する方向への応力を付与するための手段である応力付与手段と、
   　前記応力付与手段により応力を付与された非矩形の前記鋼板部材を板厚方向にプレス成形するための手段であるプレス成形手段と、
   　を備える、
   　ことを特徴とするプレス成形部品の製造装置。

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