WO2014199730A1 - プレス成形方法 - Google Patents

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WO2014199730A1
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WO
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metal plate
pad
punch
blank holder
die
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PCT/JP2014/061581
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French (fr)
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塩崎　毅
靖廣 岸上
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JFE Steel Corp
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JFE Steel Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor

Definitions

  • the present invention relates to a press molding method for molding a part having an L-shaped part or a T-shaped part in plan view.
  • parts having an L-shaped part or a T-shaped part in a plan view such as a front pillar reinforcement and a center pillar reinforcement, which are car body frame parts of an automobile, are pressed from a metal plate (press In the case of manufacturing by forming), a drawing method is usually adopted.
  • the drawing method is usually performed using a die (of a press), a die (of a punch), a die (die), and a blank holder (blade holder). This is a method in which the metal plate is drawn by reducing the distance between the punch and the die while holding the entire periphery of the metal plate with the die and the blank holder.
  • the technologies proposed so far include a plurality of press forming processes in which a die is replaced after bending to form an L-shaped part, and further bending is performed.
  • a method of forming a final product shape through the above has been proposed (see Patent Document 1).
  • a press molding method has been proposed in which a skeleton member having an L-shaped portion is press-molded using a mold unit including a die mold, a pad, and a bending die (see Patent Document 2). .
  • Patent Document 1 increases the number of molding steps, which increases the cost.
  • Patent Document 2 there is no problem when the flanges of the components are substantially on the same plane, but the flange shape is three-dimensional in accordance with the curved surface shape of the vehicle body such as a center pillar reinforcement. In the case where it is bent, the occurrence of wrinkles is further generated in the flange at a place other than the L-shaped part (a place corresponding to the straight part in FIG. 1 of FIG. 1 or FIG. 2) than in the conventional drawing. Become prominent.
  • An object of the present invention is to provide a press molding method capable of suppressing wrinkles and avoiding cracks without increasing the number of molding steps in a part having a letter-shaped part or a T-shaped part.
  • the press molding method includes a punch having a molding surface, a die having a molding surface corresponding to the punch, a blank holder for sandwiching a metal plate between the die, and a punch.
  • a press mold having a pad that cooperates to sandwich a part of the metal plate, the metal plate is attached to the top plate portion and the vertical plate formed around the top plate portion.
  • a press forming method comprising: a wall portion; and a flange portion continuously formed on the vertical wall portion, wherein the metal plate is formed by pressing the metal plate into a part having an L-shaped portion in plan view.
  • the process starts at a position of 0% to 50% with respect to a forming depth from a position where the punch in the forming process starts to contact the metal plate to a bottom dead center position.
  • An average pressure for pressing the metal plate by the die and the blank holder in the plate clamping step is 0.7 MPa or more, and the punch and the pad in the pad pressing step are set.
  • the average pressure for pressing the metal plate with the door is 3 MPa or more.
  • a press molding method includes a punch having a molding surface, a die having a molding surface corresponding to the punch, a blank holder for sandwiching a metal plate between the die, and a punch.
  • a press mold that cooperates to sandwich a part of the metal plate, the metal plate, the top plate portion, and a vertical wall portion formed around the top plate portion A flange part formed continuously on the vertical wall part, and press-molding the part having a T-shaped part in plan view, wherein the metal plate is the metal plate in the metal plate
  • a forming step of pressing the punch against the metal plate held between the die and the blank holder and forming the metal plate by drawing and after the metal plate clamping step
  • the pad pressing step starts at a position of 0% to 50% with respect to the forming depth from the position where the punch in the forming step starts to contact the metal plate to the bottom dead center position,
  • An average pressure for pressing the metal plate by the die and the blank holder in the plate clamping step is 0.7 MPa or more, and the punch and the pad in the pad pressing step The average pressure for pressing a metal plate, characterized in that not less than 3 MPa.
  • the present invention in press molding of a part having an L-shaped part or a T-shaped part in plan view, even if an ultra-high strength high tensile material with low ductility is used as a metal plate, the number of molding processes is not increased. Suppression of cracks and avoidance of cracks can be realized.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an L-shaped component which is a molding target of the press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a cross section taken along the line AA of the L-shaped part shown in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory view illustrating a press molding die used in the press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a press molding die used in the press molding method according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which the press molding die is attached to the press molding apparatus. .
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an L-shaped component which is a molding target of the press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a pad range in the pad pressing step of the press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a pad range in a pad pressing step of the press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • Drawing 8 is an explanatory view explaining an example of arrangement of a metal plate in a metal plate arrangement process of a press forming method concerning a 1st embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view of a center pillar shown as an example of a part having a T-shaped portion which is another molding target of the press molding method according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a cross section taken along the line BB of the center pillar shown in FIG.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an example of the arrangement of the metal plates in the metal plate arrangement step when the center pillar shown in FIG. 9 is press-formed.
  • FIG. 12 is a plan view of a front pillar which is a molding target of the press molding method according to the first embodiment of the present invention.
  • 13 is an enlarged view of a cross section taken along the line CC of the front pillar shown in FIG.
  • FIG. 14 is an explanatory view for explaining a lower die (lower die) of a press molding die used in the press molding method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining an upper die of a press molding die used in the press molding method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram of molding conditions of the press molding method according to the first embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram for explaining the start position of the pad pressing process.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of molding conditions of the press molding method according to the first embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram for explaining the arrangement of the metal plates in the metal plate arranging step.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram of molding conditions of the press molding method according to the first embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram for explaining a pad range in a pad pressing process.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of molding conditions of the press molding method according to the second embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram for explaining the arrangement of the metal plates in the metal plate arranging step.
  • a press molding method according to the first embodiment of the present invention is performed by pressing an L-shaped part 1 shown in FIGS. 2 and 3 by using a press molding die 5 shown in FIGS.
  • This is a molding method.
  • the L-shaped part 1 and the press molding die 5 will be described.
  • the L-shaped part 1 will be outlined below.
  • the L-shaped component 1 includes an L-shaped top plate portion 2 having a long side and a short side in a plan view, and a vertical wall portion 3 formed around the top plate portion 2. , And a flange portion 4 continuously formed on the vertical wall portion 3, and has a hat-shape in cross section as shown in FIG.
  • the vertical wall portion 3 and the flange portion 4 are not formed at both ends of the long side of the top plate portion 2 and the end portion of the short side (short side end portion 2a).
  • the press mold 5 includes a punch 6 having a molding surface 6 a, a die 7 having a molding surface 7 a corresponding to the punch 6, and a metal plate 17 between the die 7 (see FIG. 5). ) And a pad 11 (see FIG. 5) that holds a part of the metal plate 17 in cooperation with the punch 6.
  • the punch 6 and the blank holder 9 are attached to a bolster 13, and the die 7 and the pad 11 are attached to a slider 15.
  • each configuration will be described in detail.
  • the punch 6 has an L-shaped molding surface 6 a in plan view, and is disposed in an opening 9 a provided in the blank holder 9.
  • the central portion of the die 7 is recessed in an L shape, and the inner surface of the recess is a molding surface 7 a corresponding to the punch 6.
  • An opening 7b is provided at a position including an L-shaped bent portion on the molding surface 7a, and a pad 11 is disposed in the opening 7b (see FIGS. 5 and 6).
  • the lower surface of the die 7 is a clamping surface 7 c that clamps the metal plate 17 with the blank holder 9.
  • An opening 9a is provided at the center of the blank holder 9, and the punch 6 is disposed in the opening 9a.
  • the blank holder 9 is supported by a cushion pin 19 so as to be movable up and down.
  • the blank holder 9 is always supported so as to be positioned above the upper surface of the punch 6 and can be pushed down by the die 7 during press molding.
  • the punch 6 protrudes relatively from the blank holder 9, and the upper part of the punch 6 is inserted into the die 7 (see FIG. 1C).
  • the pad 11 is provided so as to be pressed toward the punch 6 by a gas cylinder 21 or the like, and in cooperation with the punch 6, the top plate 2 (see FIG. 2) in the metal plate 17. (See below).
  • the shape of the pad 11 can press a portion corresponding to the bent portion 2 b (see FIG. 2) in the metal plate 17.
  • the metal plate 17 is disposed so that the portion corresponding to the end of the L-shaped short side of the metal plate 17 does not cover the blank holder 9 (FIG. 1 ( a)), a metal plate clamping step (see FIG. 1B) for clamping the metal plate 17 placed on the blank holder 9 between the die 7 and the blank holder 9 by the metal plate placement step, and the die 7
  • the punch 6 is pressed against the metal plate 17 held by the blank holder 9 to form the metal plate 17 by drawing, and the punch 6 and the pad 11 in the middle of the forming process after the metal plate holding step.
  • a pad pressing step see FIG. 1C for pressing the position including the bent portion (elbow-shaped bend portion) 2b in the metal plate 17.
  • the metal plate arranging step is a step of arranging the metal plate 17 so that the portion 17 a corresponding to the short side end 2 a of the metal plate 17 does not cover the blank holder 9.
  • the load on the metal plate 17 at the portion is large, and the portion corresponding to the shoulder portion of the punch 6 in the metal plate 17 is formed. Cracks occur or wrinkles occur in the flange 4 near the component corner. Therefore, the metal plate 17 is arranged as described above to avoid the occurrence of cracks and wrinkles.
  • the metal plate clamping step is a step of clamping the metal plate 17 arranged on the blank holder 9 by the metal plate arranging step between the die 7 and the blank holder 9.
  • the reason why the metal plate 17 is sandwiched between the die 7 and the blank holder 9 is to suppress generation of wrinkles at the flange.
  • the punch 7 is pushed in when not sandwiched between the die 7 and the blank holder 9, a freely movable portion of the metal plate 17 flows around the part shape changing portion, and wrinkles are likely to occur.
  • the metal plate 17 can be easily deformed, so that large wrinkles are generated.
  • the average pressure (blank holder pressure) for holding the metal plate 17 between the die 7 and the blank holder 9 is preferably 0.7 MPa or more.
  • the forming step is a step of pressing the punch 6 against the metal plate 17 held between the die 7 and the blank holder 9 to form the metal plate 17 by drawing.
  • the pad pressing step is a step of pressing a position including a portion corresponding to the bent portion 2b in the metal plate 17 by the punch 6 and the pad 11 during the molding process after the metal plate clamping step. In this way, pressing the metal plate 17 with the punch 6 and the pad 11 is effective in suppressing the generation of wrinkles in the bent portion 2b (see FIG. 7). If the range (pad range) in which the metal plate 17 is pressed by the punch 6 and the pad 11 is at least the bent portion 2b (see FIG. 2), it is possible to suppress the place where the generation of wrinkles becomes a problem. Further, the top plate 2 may be pressed in a wider range.
  • the pad pressing step is 0 with respect to the forming depth from the position (see FIG. 1B) where the punch 6 in the forming step starts to contact the metal plate 17 to the bottom dead center position (see FIG. 1C). Start at the% to 50% position.
  • the reason for starting the pressing of the metal plate 17 with the punch 6 and the pad 11 after the 0% position of the forming depth, that is, after the punch 6 contacts the metal plate 17, is the contact between the punch 6 and the metal plate 17. This is because swelling of the metal plate 17 at the top plate portion 2 starting from the initial stage can be suppressed, and generation of wrinkles can be effectively suppressed.
  • Pressing the metal plate 17 with the punch 6 and the pad 11 at a position before 0% of the forming depth presses the metal plate 17 with the die 7 and the blank holder 9. Since the metal plate 17 is pushed in the punch 6 direction by the pad 11 before, an excessive material surplus is generated with respect to the final shape of the component, which is not preferable. In addition, even if the punch 6 and the pad 11 start pressing the metal plate 17 after exceeding the 50% position of the forming depth, the swell that has already been undulated in the top plate portion 2 cannot greatly suppress wrinkles.
  • the timing at which the metal plate 17 is started to be pressed by the pad 6 and the pad 11 is set to the position of 50% of the forming depth.
  • the position where the punch 6 first contacts the metal plate 17 may not be within the range where the punch 6 and the pad 11 hold the metal plate 17.
  • the average pressure (pad pressure) for pressing the metal plate 17 with the punch 6 and the pad 11 is preferably 3 MPa or more.
  • the L-shaped part 1 when the L-shaped part 1 is press-molded, even if an ultra-high strength high-tensile material having low ductility is used as the metal plate 17, the number of molding processes is not increased. Suppression and avoidance of cracks can be realized.
  • the L-shaped part 1 that is L-shaped as a whole has been described as an example. However, any part having an L-shaped part in the entire shape may be used. Are substantially U-shaped parts, substantially Z-shaped parts, and the like.
  • FIG. 9 shows a center pillar reinforcement (hereinafter simply referred to as “center pillar 23”) of an automobile body as an example of a part having a T-shaped portion.
  • the center pillar 23 includes a top plate portion 25 having two T-shaped portions, a vertical wall portion 27 formed around the top plate portion 25, and a vertical wall portion 27 in plan view. And a flange portion 29 formed continuously, and has a substantially hat-shaped cross section as shown in FIG.
  • the overall shape of the center pillar 23 is a shape in which two T-shaped vertical sides are connected to each other.
  • a vertical wall portion 27 and a flange portion 29 are formed at both ends of each T-shaped lateral side (the lateral side end portion 25a, the lateral side end portion 25b, the lateral side end portion 25c, and the lateral side end portion 25d). Absent.
  • the press mold one corresponding to the above-described press mold 5 (punch 32, blank holder 33, and die and pad not shown in FIG. 11) is used.
  • the press forming method also performs the above-described metal plate arranging step, metal plate clamping step, forming step, and pad pressing step.
  • portions 35a, 35b, and 35c corresponding to the lateral edge portion 25a, the lateral edge portion 25b, the lateral edge portion 25c, and the lateral edge portion 25d in the metallic plate 35. , 35d are arranged so as not to touch the blank holder 33.
  • the width of the portion corresponding to the T-shaped horizontal side of the metal plate 35 is made narrower than the width of the horizontal side. By doing so, it is possible to avoid cracks at the shoulder portion of the punch 32 and generation of wrinkles at the flange portion 29 near the component corner.
  • the range in which the metal plate 35 is pressed by the punch 32 and the pad is, for example, a connecting portion 25e between the horizontal side and the vertical side of the T shape as shown by the portion surrounded by the thick line in FIG.
  • the top plate portion 25 may be pressed in a wider range.
  • the timing at which the metal plate 35 is started to be pressed by the punch 32 and the pad may be the same as that of the L-shaped component 1 described above.
  • the center pillar 23 is formed into a final part shape by cutting (trimming) unnecessary portions after press molding.
  • front pillar 40 a front pillar reinforcement (hereinafter simply referred to as “front pillar 40”) of an automobile body is press molded as a part having the L-shaped portion shown in FIG. 12 and FIG. Each press-formed product was evaluated for wrinkles and cracks.
  • the front pillar 40 includes an L-shaped top plate portion 41 having a long side and a short side in a plan view, a vertical wall portion 42 formed around the top plate portion 41, and a vertical And a flange portion 43 formed continuously with the wall portion 42, and has a substantially hat-shaped cross section as shown in FIG.
  • the vertical wall portion 42 and the flange portion 43 are not formed at both ends of the long side of the front pillar 40 and the end portion of the short side (short side end portion 41a).
  • FIGS. 14 and 15 the press mold shown in FIGS. 14 and 15 was used.
  • FIG. 14 shows a lower mold in which a blank holder 45 is supported by cushion pins 44.
  • An opening 45a is provided in the center of the blank holder 45, and a punch 47 is disposed in the opening 45a.
  • FIG. 15 shows an upper mold, in which a die 51 having a recess 51a into which a punch 47 is inserted into a slider (not shown) is installed.
  • a pad 53 is disposed in an opening 51 b provided on the bottom surface of the recessed portion 51 a of the die 51.
  • the pad 53 is connected to a gas cylinder (not shown) to generate a load, and the protruding position of the pad 53 was adjusted by inserting a metal block (not shown) between the slider and the gas cylinder.
  • a metal block (not shown)
  • the metal plate 55 (see FIG. 16) two kinds of cold-rolled steel sheets having a tensile strength of 980 MPa class and 1180 MPa class were used as an ultra-high strength high tensile material having low ductility.
  • the thickness of the metal plate 55 was 1.4 mm.
  • the press molding was performed for a plurality of conditions by combining various combinations of blank holder pressure (MPa), pad range, pad pressure (MPa), pad protrusion position (%), and metal plate arrangement. These conditions are shown in Table 1.
  • Invention Example 1 to Invention Example 11 in Table 1 are all within the scope of the present invention for the above-mentioned blank holder pressure, pad range, pad pressure, pad protrusion position, and metal plate arrangement.
  • the conditions shown in Comparative Examples 1 to 5 include outside the scope of the present invention.
  • the blank holder pressure, pad range, pad pressure, pad protrusion position, and metal plate arrangement will be described in detail below.
  • the blank holder pressure is an average pressure in the region of the metal plate 55 sandwiched between the die 51 and the blank holder 45, and 0.7 MPa or more is within the scope of the present invention.
  • the pad pressure is an average pressure for pressing the metal plate 55 with the punch 47 and the pad 53 in the pad pressing step, and 3 MPa or more is within the scope of the present invention.
  • the pad protrusion position is such that the metal plate 55 is sandwiched between the die 51 and the blank holder 45 with the pad 53 removed, and the pad 53 is placed on the metal plate 55 when the pad 53 is installed in this state.
  • the contact position was the 0% position of the pad 53, the upper direction from the origin was positive and the lower direction was the negative direction, and the molding depth was the 100% position.
  • the pad protruding position is within the range of 0% to 50% within the scope of the present invention.
  • FIG. 17A shows a case where the metal plate 55 is arranged so that the portion 55a corresponding to the short side end portion 41a of the metal plate 55 does not cover the blank holder 45, and FIG. This is the case.
  • the arrangement shown in FIG. 17 (a) is within the scope of the present invention.
  • the pad range was changed using three types of pads 53 shown in FIG. 18 (a) shows a part of the metal plate 55 corresponding to the bent part 41b, FIG. 18 (b) shows a part corresponding to the bent part 41b, and FIG. 18 (c). Is to suppress the entire portion corresponding to the top plate portion 41.
  • the pad range shown in FIGS. 18B and 18C is the range of the present invention.
  • the arc shape of the pad 53 matches the arc shape of the bent portion 41 b of the top plate portion 41.
  • a portion surrounded by a dotted line in FIG. 18A and a portion surrounded by a dotted line and an arc in FIGS. 18B and 18C are an arc D, a tangent L1, and a tangent L2 in FIG. Corresponds to the enclosed part.
  • Table 2 shows the results of press molding based on the conditions in Table 1.
  • Evaluation items are cracks and creases in the flange portion 43, creases in the top plate portion 41, and cracks in the shoulder R portion of the punch 47.
  • the evaluation of wrinkles was made visually.
  • Table 2 the case where no wrinkle is seen is denoted by ⁇ , the case where minute wrinkle is seen is denoted by ⁇ , and the case where significant wrinkle is seen is denoted by ⁇ .
  • the evaluation of cracks was also made visually.
  • the case where a crack is not seen is marked as “ ⁇ ”, and the case where a crack is seen is marked as “X”.
  • And comprehensive evaluation of wrinkles and cracks was performed.
  • a case where the evaluation is good is indicated as OK
  • a case where the evaluation is bad is indicated as NG.
  • Comparative Example 4 As shown in FIG. 17 (b), the portion 55a corresponding to the short side end portion 41a of the metal plate 55 is hung on the blank holder 45, so that a crack occurs at the shoulder R portion. did.
  • Comparative Example 5 since there is no pad, wrinkles are generated in the top plate portion 41, and the portion 55a corresponding to the short side end portion 41a of the metal plate 55 is applied to the blank holder 45, so the shoulder R portion Cracking occurred.
  • Example 1 was an example of the front pillar 40 (part having an L-shaped part).
  • the center pillar 23 (see FIGS. 9 and 10), which is a component having a T-shaped portion, was also tested because it was similar to the first embodiment.
  • the pad is connected to the gas cylinder in the same manner as in the first embodiment to generate a load, and the adjustment of the protruding position of the pad is the same as in the first embodiment.
  • the metal plate 35 used in the experiment is the same as that in Example 1 (tensile strength of 980 MPa class and 1180 MPa class cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.4 mm).
  • FIG. 19A shows a portion 35a, 35b, 35c, 35d corresponding to the side edge 25a, the side edge 25b, the side edge 25c, and the edge 25d of the metal plate 35 in the metal plate 35. Is arranged so as not to cover the blank holder 33, and FIG. 19B is a case arranged in such a manner.
  • FIG. 19 (a) The arrangement shown in FIG. 19 (a) is within the scope of the present invention. Note that in all of Invention Example 12 to Invention Example 20 and Comparative Example 6 to Comparative Example 9 in Table 3, the pad range is set to hold the connecting portion 25e surrounded by the middle thick line shown in FIG.
  • the conditions shown in Invention Example 12 to Invention Example 20 are conditions in which the above-mentioned blank holder pressure, pad pressure, pad protrusion position, and metal plate arrangement are all within the scope of the present invention.
  • Comparative Examples 6 to 9 are conditions including those outside the scope of the present invention.
  • Table 4 shows the results of press molding based on the conditions in Table 3.
  • the pad protrusion position was 70%, and the timing at which the metal plate 35 was started to be pressed by the pad was late, so that wrinkles on the top plate portion 25 could not be suppressed.
  • the metal plate 35 corresponds to the lateral edge portion 25a, the lateral edge portion 25b, the lateral edge portion 25c, and the lateral edge portion 25d in the metallic plate 35 as shown in FIG. Since 35a, 35b, 35c, and 35d are applied to the blank holder 33, the shoulder R portion was cracked.
  • the center pillar 23 (part having a T-shaped portion) is press-formed, even if an ultra-high strength high-tensile material having low ductility is used, the number of forming steps is not increased. It was possible to suppress wrinkles and avoid cracks.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

　本発明に係るプレス成形方法は、金属板（１７）を、金属板（１７）における短辺端部（２ａ）の端部に相当する部位（１７ａ）をブランクホルダー（９）にかからないように配置する金属板配置工程と、配置された金属板（１７）を挟持する金属板挟持工程と、挟持された状態の金属板（１７）を絞り加工で成形する成形工程と、金属板挟持工程の後、成形工程途中においてパンチ（６）とパッド（１１）とによって金属板（１７）における天板部（２）に相当する部位のＬ字形状の屈曲部（２ｂ）を含む位置を押えるパッド押え工程と、を有し、パッド押え工程は、成形工程におけるパンチ（６）が金属板（１７）に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、ブランクホルダー圧力を０．７ＭＰａ以上とし、パッド圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とする。

Description

プレス成形方法
　本発明は、平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品を成形するプレス成形方法に関する。
　例えば自動車の車体骨格部品であるフロントピラー（pillar）リンフォースメント（reinforcement）やセンターピラーリンフォースメント等の平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品を金属板からプレス成形（press forming）により製造する場合、通常は絞り成形（drawing）方法が採用される。絞り成形方法は、通常、パンチ（punch）、ダイ（die）、及びブランクホルダー（blank holder）（皺押さえ）からなる金型（die of press forming）を用いて行われ、金属板（metal sheet）の周囲全てをダイとブランクホルダーとで押さえた状態でパンチとダイとの間の距離を近づけて金属板に絞り加工を施す方法である。
　このような絞り成形方法においては、急激に曲がる形状となっているＬ字形状部又はＴ字形状部の部品天板部（top portion）で皺（wrinkles）が生じやすい。一方、その皺を抑制するためにダイとブランクホルダーとでの押さえ力を高めていくと、金型の肩部（shoulder portion）や部品の縦壁部（vertical wall portion）で部品の割れ（crack）が発生しやすくなる。特に近年、自動車車体の安全性向上及び軽量化（weight reduction of automotive body）を達成するために成形素材（steel sheet）となる金属板の強度が益々高くなってきている。このような高強度（high-strength）の金属板は従来用いられていた軟質鋼板（soft steel sheet）ほどの延性を期待できないため、プレス成形時の割れ及び皺への対策が重要となっている。
　このような課題に対して、これまでに提案されている技術には、Ｌ字形状部品を成形するために絞り成形した後に金型を交換してさらに曲げ成形するという、複数回のプレス成形工程を経て最終製品形状とする方法が提案されている（特許文献１参照）。また、ダイ金型、パッド、及び曲げ金型（bending die）からなる金型ユニットを用いてＬ字形状部を有する骨格部材をプレス成形するプレス成形方法が提案されている（特許文献２参照）。
国際公開ＷＯ２０１２／０７０６２３ 国際公開ＷＯ２０１１／１４５６７９
　しかしながら、特許文献１記載の方法では、成形工程数が増えるため、コストが高くなる。また、特許文献２記載の方法では、部品のフランジがほぼ同一平面である場合には問題ないものの、センターピラーリンフォースメント等のように車体の曲面形状に合わせてフランジ（flange）形状が３次元的に曲がっているような場合には、Ｌ字形状部以外の場所（特許文献２の図１又は図２のストレート部位に相当する場所）のフランジにおいて従来の絞り成形よりもさらに皺の発生が顕著となる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、延性の低い超高強度（ultra high strength）なハイテン材（high-tensile steel sheet）を用いても、平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品において、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避とが可能なプレス成形方法を提供することを目的としている。
　本発明の第１の態様に係るプレス成形方法は、成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッド（pad）と、を有するプレス成形金型を用いて、前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部と、を備え、平面視でＬ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、前記金属板を、該金属板における前記Ｌ字形状の短辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持する金属板挟持工程と、前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドとによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＬ字形状の屈曲部を含む位置を押えるパッド押え工程と、を有し、該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点（bottom dead center）位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーとで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドとで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とする。
　本発明の第２の態様に係るプレス成形方法は、成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドと、を有するプレス成形金型を用いて、前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部と、を備え、平面視でＴ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、前記金属板を、該金属板における前記Ｔ字形状の横辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持する金属板挟持工程と、前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドとによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＴ字形状の横辺と縦辺との連結部を含む位置を押えるパッド押え工程と、を有し、該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーとで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドとで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とする。
　本発明によれば、平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品のプレス成形において、金属板として延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避とを実現することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法を説明する説明図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法の成形対象であるＬ字形状部品の平面図である。 図３は、図２に示すＬ字形状部品のＡ－Ａ矢視断面の拡大図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型を説明する説明図である。 図５は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型を説明する説明図であって、プレス成形装置にプレス成形金型が取り付けられた状態を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法のパッド押え工程におけるパッド範囲の一例を説明する説明図である。 図７は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法のパッド押え工程におけるパッド範囲の一例を説明する説明図である。 図８は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法の金属板配置工程における金属板の配置の一例を説明する説明図である。 図９は、本発明の第２の実施形態に係るプレス成形方法の他の成形対象であるＴ字形状部を有する部品の一例として示す、センターピラーの平面図である。 図１０は、図９に示すセンターピラーのＢ－Ｂ矢視断面の拡大図である。 図１１は、図９に示すセンターピラーをプレス成形する場合の金属板配置工程における金属板の配置の一例を説明する説明図である。 図１２は、本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形対象であるフロントピラーの平面図である。 図１３は、図１２に示すフロントピラーのＣ－Ｃ矢視断面の拡大図である。 図１４は、本発明の実施例１に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型の下金型（lower die）を説明する説明図である。 図１５は、本発明の実施例１に係るプレス成形方法で用いるプレス成形金型の上金型（upper die）を説明する説明図である。 図１６は、本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、パッド押え工程の開始位置を説明する説明図である。 図１７は、本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、金属板配置工程における金属板の配置を説明する説明図である。 図１８は、本発明の実施例１に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、パッド押え工程におけるパッド範囲を説明する説明図である。 図１９は、本発明の実施例２に係るプレス成形方法の成形条件の説明図であって、金属板配置工程における金属板の配置を説明する説明図である。
［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係るプレス成形方法（図１参照）は、図２及び図３に示すＬ字形状部品１を、図４及び図５に示すプレス成形金型５を用いてプレス成形する方法である。プレス成形方法について説明する前に、Ｌ字形状部品１及びプレス成形金型５について説明する。以下に、Ｌ字形状部品１について概説する。
　Ｌ字形状部品１は、図２に示すように、平面視で長辺と短辺とからなるＬ字形状の天板部２と、天板部２の周囲に形成された縦壁部３と、縦壁部３に連続して形成されたフランジ部４と、を有しており、図３に示すように断面がハット形（hat-shape）になっている。天板部２の長辺の両端部と、短辺の端部（短辺端部２ａ）とには、縦壁部３及びフランジ部４は形成されていない。
　次に、プレス成形金型５について図４～図８に基づいて説明する。プレス成形金型５は、図４に示すように、成形面６ａを有するパンチ６と、パンチ６に対応した成形面７ａを有するダイ７と、ダイ７との間で金属板１７（図５参照）を挟持するブランクホルダー９と、パンチ６と協働して金属板１７の一部を挟持するパッド１１（図５参照）と、を有している。図５に示すように、パンチ６及びブランクホルダー９はボルスター（bolster）１３に取り付けられており、ダイ７及びパッド１１はスライダ（slider）１５に取り付けられている。以下、各構成を詳細に説明する。
＜パンチ＞
　パンチ６は、図４に示すように、平面視でＬ字形状の成形面６ａを有しており、ブランクホルダー９に設けられた開口部９ａに配置されている。
＜ダイ＞
　ダイ７の中央部は、図４に示すようにＬ字形状に凹陥しており、該凹陥の内面がパンチ６に対応する成形面７ａになっている。成形面７ａにおけるＬ字形状の屈曲部を含む位置には開口部７ｂが設けられており、この開口部７ｂにパッド１１が配置されている（図５及び図６参照）。ダイ７の下面はブランクホルダー９との間で金属板１７を挟持する挟持面７ｃになっている。
＜ブランクホルダー＞
　ブランクホルダー９の中央には、開口部９ａが設けられており、開口部９ａにパンチ６が配置されている。ブランクホルダー９は、図５に示すように、クッションピン（cushion pin）１９によって上下動可能に支持されている。ブランクホルダー９は、常時はパンチ６の上面よりも上方に位置するように支持されており、プレス成形時はダイ７によって押し下げ可能になっている。ブランクホルダー９が押し下げられると、パンチ６が相対的にブランクホルダー９から突き出して、パンチ６の上部がダイ７に挿入されるようになっている（図１（ｃ）参照）。
＜パッド＞
　パッド１１は、図５に示すように、ガスシリンダー（gas cylinder）２１等によってパンチ６側に押圧可能に設けられており、パンチ６と協働して金属板１７における天板部２（図２参照）の一部を挟持する。パッド１１の形状は、図６に示すように、金属板１７における屈曲部２ｂ（図２参照）に相当する部位を押圧可能になっている。こうすることで、屈曲部２ｂにおける皺の発生を抑制することができる。なお、図７に示すように、屈曲部２ｂの内側に形成された円弧Ｄと、円弧Ｄの両端における接線Ｌ１及び接線Ｌ２で囲まれた部分に最も皺が発生しやすく、パッド１１は該部分の面積Ｓの８割以上を押圧することが好ましい。
　次に、上記プレス金型を用いた本実施形態に係るプレス成形方法について説明する。本実施形態に係るプレス成形方法は、金属板１７を、金属板１７におけるＬ字形状の短辺の端部に相当する部位をブランクホルダー９にかからないように配置する金属板配置工程（図１（ａ）参照）と、金属板配置工程によってブランクホルダー９上に配置された金属板１７をダイ７とブランクホルダー９とで挟持する金属板挟持工程（図１（ｂ）参照）と、ダイ７とブランクホルダー９とで挟持された状態の金属板１７に対してパンチ６を押し付けて金属板１７を絞り加工で成形する成形工程と、金属板挟持工程の後、成形工程途中においてパンチ６とパッド１１とによって金属板１７における屈曲部（elbow-shaped bend portion）２ｂを含む位置を押えるパッド押え工程（図１（ｃ）参照）と、を有している。上記各工程を以下に詳細に説明する。
＜金属板配置工程＞
　金属板配置工程は、図８に示すように、金属板１７を、金属板１７における短辺端部２ａに相当する部位１７ａをブランクホルダー９にかからないように配置する工程である。短辺端部２ａに相当する部位１７ａがブランクホルダー９にかかるようにしてプレス成形すると、該部位での金属板１７への負荷が大きく、金属板１７におけるパンチ６の肩部に対応する部位に割れが発生したり、部品コーナー付近のフランジ部４に皺が発生したりする。そこで、上記のように金属板１７を配置して割れや皺の発生を回避する。
＜金属板挟持工程＞
　金属板挟持工程は、金属板配置工程によってブランクホルダー９上に配置された金属板１７をダイ７とブランクホルダー９とで挟持する工程である。このように、金属板１７をダイ７とブランクホルダー９とで挟持する理由は、フランジでの皺の発生を抑制するためである。ダイ７とブランクホルダー９とで挟持しない場合には、パンチ６が押込まれていくと、部品形状の変化部周辺では金属板１７のうち自由に動ける部分が流れ込んできて、皺が発生しやすくなる。特に、部品のフランジ部４（図２参照）となる金属板１７の端部付近では、金属板１７が容易に変形できるため大きな皺が発生する。このため、プレス成形初期から金属板１７をダイ７とブランクホルダー９とで押さえることが必要となる。なお、ダイ７とブランクホルダー９とで金属板１７を押さえる平均圧力（ブランクホルダー圧力）は、０．７ＭＰａ以上とすることが望ましい。
＜成形工程＞
　成形工程は、ダイ７とブランクホルダー９とで挟持された状態の金属板１７に対してパンチ６を押し付けて金属板１７を絞り加工で成形する工程である。
＜パッド押え工程＞
　パッド押え工程は、金属板挟持工程の後、成形工程途中においてパンチ６とパッド１１とによって金属板１７における屈曲部２ｂに相当する部位を含む位置を押える工程である。このように、パンチ６とパッド１１とによって金属板１７を押さえることは、屈曲部２ｂ（図７参照）における皺の発生を抑制するのに有効である。パンチ６とパッド１１とで金属板１７を押さえる範囲（パッド範囲）は少なくとも屈曲部２ｂ（図２参照）とすれば、皺の発生が問題となるところを押さえることができる。さらに広い範囲で天板部２を押さえてもよい。
　パッド押え工程は、成形工程におけるパンチ６が金属板１７に接触を開始した位置（図１（ｂ）参照）から下死点位置（図１（ｃ）参照）までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始する。パンチ６とパッド１１とで金属板１７を押さえ始めるタイミングを、成形深さの０％位置以降、つまりパンチ６が金属板１７に接触した以降にした理由は、パンチ６と金属板１７との接触初期から始まる天板部２での金属板１７のふくらみを抑制でき、皺の発生を効果的に抑制できるからである。
　成形深さの０％より以前の位置（例えば図１（ａ）に示す位置）にパンチ６とパッド１１とで金属板１７を押さえることは、ダイ７とブランクホルダー９とで金属板１７を押さえる前にパッド１１で金属板１７をパンチ６方向に押し込むことになり、部品の最終形状に対して過大な材料余りを発生させてしまうため好ましくない。また、成形深さの５０％位置を越えてからパンチ６とパッド１１とで金属板１７を押さえ始めても、すでに天板部２で波状になったふくらみが大きく皺を抑制しきれないため、パンチ６とパッド１１とで金属板１７を押さえ始めるタイミングは成形深さの５０％位置までとした。なお、パンチ６が金属板１７に最初に接触する位置はパンチ６とパッド１１とが金属板１７を押さえる範囲内でなくてもよい。
　パンチ６とパッド１１とで金属板１７を押さえる平均圧力（パッド圧力）は３ＭＰａ以上とすることが望ましい。こうすることで、天板部２等における皺の発生を抑制することができる。
　以上のことにより、本実施形態によれば、Ｌ字形状部品１をプレス成形する場合において、金属板１７として延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避とを実現することができる。
　なお、上記では全体がＬ字形状であるＬ字形状部品１を例に挙げて説明したが、全体形状中にＬ字形状部を有する部品であればよく、このようなものとしては、全体形状が略コ字形状の部品や、略Ｚ字形状の部品等が挙げられる。
［第２の実施形態］
　Ｌ字形状部を有する部品の他に、Ｔ字形状部を有する部品についても同様に本発明は適用可能である。図９に、Ｔ字形状部を有する部品の一例として、自動車車体（automotive body）のセンターピラーリンフォースメント（以下、単に「センターピラー２３」という）を示す。センターピラー２３は、図９に示すように、平面視で、Ｔ字形状部を２つ有する天板部２５と、天板部２５の周囲に形成された縦壁部２７と、縦壁部２７に連続して形成されたフランジ部２９と、を備え、図１０に示すように断面が略ハット形になっている。センターピラー２３の全体形状は、２つのＴ字形状の縦辺同士を連結した形状になっている。各Ｔ字形状の横辺の両端部（横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、及び横辺端部２５ｄ）には縦壁部２７及びフランジ部２９は形成されていない。
　プレス成形金型は、上述したプレス成形金型５に相当するもの（図１１に示すパンチ３２、ブランクホルダー３３、及び図示しないダイ、パッド）を用いる。プレス成形方法も、上述した金属板配置工程、金属板挟持工程、成形工程、及びパッド押え工程をそれぞれ行う。金属板配置工程では、図１１に示すように、金属板３５における横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、及び横辺端部２５ｄに相当する部位３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを、ブランクホルダー３３にかからないように配置する。金属板３５におけるＴ字形状の横辺に相当する部位の幅は、横辺の幅よりも狭くする。こうすることで、パンチ３２の肩部での割れと部品コーナー付近のフランジ部２９における皺の発生とを回避できる。
　パッド押え工程では、パンチ３２とパッドとで金属板３５を押さえる範囲は、例えば図９中太線で囲んだ部分に示すようにＴ字形状の横辺と縦辺との連結部２５ｅとする。これにより皺の発生が問題になるところを押さえることができる。さらに広い範囲で天板部２５を押さえてもよい。また、パッド押え工程において、パンチ３２とパッドとで金属板３５を押さえ始めるタイミングは、上述のＬ字形状部品１の場合と同様の条件でよい。なお、センターピラー２３は、プレス成形後、不要な部分を切除（トリム加工（trimming））することで最終的な部品形状になる。
　本発明のプレス成形方法による作用効果について確認するために、具体的な実験を行った。実験は、様々なプレス成形条件で、図１２及び図１３に示すＬ字形状部を有する部品として自動車車体のフロントピラーリンフォースメント（以下、単に「フロントピラー４０」という）をプレス成形して、各プレス成形品について皺や割れの評価を行った。
　図１２に示すように、フロントピラー４０は、平面視で長辺と短辺とからなるＬ字形状の天板部４１と、天板部４１の周囲に形成された縦壁部４２と、縦壁部４２に連続して形成されたフランジ部４３と、を有しており、図１３に示すように断面が略ハット形になっている。フロントピラー４０の長辺の両端部と短辺の端部（短辺端部４１ａ）とには、縦壁部４２及びフランジ部４３は形成されていない。
　本実施例においては、図１４及び図１５に示すプレス成形金型を用いた。図１４は、下金型であり、クッションピン４４でブランクホルダー４５が支持されている。ブランクホルダー４５の中央には、開口部４５ａが設けられており、開口部４５ａにパンチ４７が配置されている。図１５は、上金型であり、図示しないスライダにパンチ４７が挿入される凹陥部５１ａを有するダイ５１が設置されている。ダイ５１の凹陥部５１ａの底面に設けられた開口部５１ｂにパッド５３が配置されている。
　パッド５３は図示しないガスシリンダーが繋がって荷重を発生させるようになっており、パッド５３の突き出し位置は、スライダとガスシリンダーとの間に金属ブロック（図示なし）を入れて調整した。金属板５５（図１６参照）は、延性の低い超高強度なハイテン材として、引張強度９８０ＭＰａ級及び１１８０ＭＰａ級冷延鋼板の２種類を用いた。金属板５５の板厚は、１．４ｍｍとした。プレス成形は、ブランクホルダー圧力（ＭＰａ）、パッド範囲、パッド圧力（ＭＰａ）、パッド突き出し位置（％）、及び金属板配置を様々にして組み合わせて複数条件について行った。これらの条件を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の本発明例１～本発明例１１に示す条件は、上記のブランクホルダー圧力、パッド範囲、パッド圧力、パッド突き出し位置、及び金属板配置がすべて本発明範囲内である。比較例１～比較例５に示す条件は、本発明範囲外を含む。ブランクホルダー圧力、パッド範囲、パッド圧力、パッド突き出し位置、及び金属板配置について、以下に詳細に説明する。
　ブランクホルダー圧力は、ダイ５１とブランクホルダー４５とで挟んだ金属板５５の領域における平均圧力であり、０．７ＭＰａ以上が本発明の範囲である。パッド圧力は、パッド押え工程におけるパンチ４７とパッド５３とで金属板５５を押さえる平均圧力であり、３ＭＰａ以上が本発明の範囲である。
　パッド突き出し位置は、図１６に示すようにパッド５３を外した状態でダイ５１とブランクホルダー４５とで金属板５５を挟み、この状態でパッド５３を設置したときに、パッド５３が金属板５５に接触する位置をパッド５３の０％位置とし、原点よりも上方を正、下方を負の方向として、成形深さを１００％位置とした。パッド突き出し位置は、０％から５０％の位置が本発明の範囲である。
　金属板５５の配置は、図１７に示すように２種類とした。図１７（ａ）は金属板５５を、金属板５５における短辺端部４１ａに相当する部位５５ａをブランクホルダー４５にかからないように配置にした場合であり、図１７（ｂ）はかかるように配置した場合である。図１７（ａ）に示す配置が本発明の範囲である。
　パッド範囲は、図１８に示す３種類のパッド５３を用いて変更した。図１８（ａ）は、金属板５５における屈曲部４１ｂに相当する部位の一部を押さえるもの、図１８（ｂ）は、屈曲部４１ｂに相当する部位の全体を押さえるもの、図１８（ｃ）は、天板部４１に相当する部位の全体を押さえるものである。図１８（ｂ）と図１８（ｃ）に示すパッド範囲が本発明の範囲である。図１８（ｂ）と図１８（ｃ）において、パッド５３の円弧形状は、天板部４１の屈曲部４１ｂの円弧形状に一致する。図１８（ａ）において点線で囲まれた部分、及び図１８（ｂ）と図１８（ｃ）とにおいて点線と円弧で囲まれた部分は、図７における円弧Ｄ、接線Ｌ１、及び接線Ｌ２で囲まれた部分に対応している。表１の各条件に基づいてプレス成形を行った結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　評価項目はフランジ部４３の割れと皺、天板部４１の皺、及びパンチ４７の肩Ｒ部の割れである。皺の評価は目視で行った。表２において、皺が見られなかった場合を◎、微小な皺が見られた場合を○、顕著な皺が見られた場合を×と表記する。また、割れの評価も目視で行った。表２において、割れが見られない場合を○、割れが見られた場合を×表記する。そして、皺及び割れの総合評価を行った。表２において、評価が良好な場合をＯＫ、不良な場合をＮＧと表記する。
　表２に示す通り、本発明例１～本発明例１１においては、フランジ部４３の割れ、肩Ｒ部の割れはなく、皺はないか、わずかであり良好な総合評価が得られた。一方、比較例１～比較例５では総合評価が不良であった。比較例１ではブランクホルダー圧力が０．３ＭＰａと低いためにフランジ部４３に皺が発生した。比較例２ではパッド圧力が１．０ＭＰａと低いために天板部４１に皺が発生した。比較例３ではパッド突き出し位置が７５％となっておりパッド５３で金属板５５を押さえ始めるタイミングが遅いために天板部４１の皺を充分抑制できなかった。比較例４では、図１７（ｂ）に示すように、金属板５５における短辺端部４１ａに相当する部位５５ａがブランクホルダー４５にかかってしまっているために、肩Ｒ部での割れが発生した。比較例５では、パッドがないために天板部４１に皺が発生し、金属板５５における短辺端部４１ａに相当する部位５５ａがブランクホルダー４５にかかってしまっているために、肩Ｒ部で割れが発生した。
　以上のように、本実施例ではフロントピラー４０をプレス成形する際に、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避とを実現することができた。
　実施例１は、フロントピラー４０（Ｌ字形状部を有する部品）についての実施例であった。次に、本実施例において、Ｔ字形状部を有する部品であるセンターピラー２３（図９及び図１０参照）についても実施例１と同様の実験を行ったのでその説明をする。本実施例では、パッドは、実施例１と同様にガスシリンダーが繋がって荷重を発生させるようにし、パッドの突き出し位置の調整も実施例１と同様にした。また、実験に用いた金属板３５も実施例１と同様（板厚１．４ｍｍの引張強度９８０ＭＰａ級及び１１８０ＭＰａ級冷延鋼板）である。
　プレス成形は、ブランクホルダー圧力（ＭＰａ）、パッド圧力（ＭＰａ）、パッド突き出し位置（％）、及び金属板配置を様々にして組み合わせて複数条件について行った。表３にプレス成形条件を示す。ブランクホルダー圧力、パッド圧力、及びパッド突き出し位置については実施例１と同様であるのでその説明を省略する。金属板３５の配置は、図１９に示すように２種類とした。図１９（ａ）は金属板３５を、金属板３５における横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、及び横辺端部２５ｄに相当する部位３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄをブランクホルダー３３にかからないように配置した場合であり、図１９（ｂ）はかかるように配置した場合である。図１９（ａ）に示す配置が本発明の範囲である。なお、表３の本発明例１２～本発明例２０、比較例６～比較例９のすべてにおいて、パッド範囲は、図９に示す中太線で囲んだ連結部２５ｅを押さえるものとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、本発明例１２～本発明例２０に示す条件は、上記のブランクホルダー圧力、パッド圧力、パッド突き出し位置、及び金属板配置がすべて本発明の範囲内である条件である。比較例６～比較例９は、本発明範囲外のものを含む条件である。表３の各条件に基づいてプレス成形を行った結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４の見方は表２と同様であるのでその説明を省略する。表４に示す通り、本発明例１２～本発明例２０においては、フランジ部２９の割れと皺、天板部２５の皺及び肩Ｒ部の割れはなく、良好な総合評価が得られた。一方、比較例６～比較例９では総合評価が不良であった。比較例６ではブランクホルダー圧力が０．４ＭＰａと低いためにフランジ部２９に皺が発生した。比較例７ではパッド圧力が１．０ＭＰａと低いために天板部２５に皺が発生した。比較例８ではパッド突き出し位置が７０％となっており、パッドで金属板３５を押さえ始めるタイミングが遅いために、天板部２５の皺を抑制できなかった。比較例９では金属板３５が図１９（ｂ）に示すように、金属板３５における横辺端部２５ａ、横辺端部２５ｂ、横辺端部２５ｃ、及び横辺端部２５ｄに相当する部位３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄがブランクホルダー３３にかかってしまっているために、肩Ｒ部での割れが発生した。
　以上のように本実施例においては、センターピラー２３（Ｔ字形状部を有する部品）をプレス成形する際に、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避とを実現することができた。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述により限定されるものではない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
　本発明によれば、延性の低い超高強度なハイテン材を用いても、平面視でＬ字形状部又はＴ字形状部を有する部品において、成形工程数を増やすことなく皺の抑制と割れの回避とが可能なプレス成形方法を提供することができる。
　Ｄ　円弧
　Ｌ１、Ｌ２　接線
　Ｓ　面積
　１　Ｌ字形状部品
　２　天板部
　２ａ　短辺端部
　２ｂ　屈曲部
　３　縦壁部
　４　フランジ部
　５　プレス成形金型
　６　パンチ
　６ａ　成形面
　７　ダイ
　７ａ　凹陥部
　７ｂ　開口部
　７ｃ　挟持面
　９　ブランクホルダー
　９ａ　開口部
　１１　パッド
　１３　ボルスター
　１５　スライダ
　１７　金属板
　１７ａ　部位
　１９　クッションピン
　２１　ガスシリンダー
　２３　センターピラー
　２５　天板部
　２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ　横辺端部
　２５ｅ　連結部
　２７　縦壁部
　２９　フランジ部
　３２　パンチ
　３３　ブランクホルダー
　３５　金属板
　３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ　部位
　４０　フロントピラー
　４１　天板部
　４１ａ　短辺端部
　４１ｂ　屈曲部
　４２　縦壁部
　４３　フランジ部
　４４　クッションピン
　４５　ブランクホルダー
　４５ａ　開口部
　４７　パンチ
　５１　ダイ
　５１ａ　凹陥部
　５１ｂ　開口部
　５３　パッド
　５５　金属板
　５５ａ　部位

Claims (2)

  1. 　成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドと、を有するプレス成形金型を用いて、前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部と、を備え、平面視でＬ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、
    　前記金属板を、該金属板における前記Ｌ字形状の短辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、
    　該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持する金属板挟持工程と、
    　前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、
    　前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドとによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＬ字形状の屈曲部を含む位置を押えるパッド押え工程と、を有し、
    　該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、
    　前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーとで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、
    　前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドとで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とするプレス成形方法。
  2. 　成形面を有するパンチと、該パンチに対応した成形面を有するダイと、該ダイとの間で金属板を挟持するブランクホルダーと、パンチと協働して前記金属板の一部を挟持するパッドと、を有するプレス成形金型を用いて、前記金属板を、天板部と、該天板部の周囲に形成された縦壁部と、該縦壁部に連続して形成されたフランジ部と、を備え、平面視でＴ字形状部を有する部品にプレス成形するプレス成形方法であって、
    　前記金属板を、該金属板における前記Ｔ字形状の横辺の端部に相当する部位を前記ブランクホルダーにかからないように配置する金属板配置工程と、
    　該金属板配置工程によってブランクホルダー上に配置された前記金属板を前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持する金属板挟持工程と、
    　前記ダイと前記ブランクホルダーとで挟持された状態の前記金属板に対してパンチを押し付けて前記金属板を絞り加工で成形する成形工程と、
    　前記金属板挟持工程の後、前記成形工程途中において前記パンチと前記パッドとによって前記金属板における前記天板部に相当する部位の少なくともＴ字形状の横辺と縦辺との連結部を含む位置を押えるパッド押え工程と、を有し、
    　該パッド押え工程は、前記成形工程における前記パンチが前記金属板に接触を開始した位置から下死点位置までの成形深さに対して０％から５０％の位置で開始し、
    　前記金属板挟持工程における前記ダイと前記ブランクホルダーとで前記金属板を押さえる平均圧力を０．７ＭＰａ以上とし、
    　前記パッド押え工程における前記パンチと前記パッドで前記金属板を押さえる平均圧力を３ＭＰａ以上としたことを特徴とするプレス成形方法。
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