WO2016017228A1

WO2016017228A1 - プレス成形（ｐｒｅｓｓｆｏｒｍｉｎｇ）方法

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Publication number: WO2016017228A1
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Abstract

　本発明に係るプレス成形方法は、溝底部側に凸又は凹となるよう湾曲するフランジを有する成形品を成形する際、第１の金型を用いて第１成形工程を行い、第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、第１の金型の第１溝形状成形部（９）における縦壁成形部と第１フランジ成形部（１１）との成す角度が、第２の金型の第２溝形状成形部（１７）における縦壁成形部と第２フランジ成形部（１９）との成す角度よりも大きく設定されており、第１成形工程において成形品のフランジ部（１２５）に生じた長手方向の線長を変化させる残留ひずみ（residual　strain）を、第２成形工程において線長を逆に変形させることで戻すように、成形品をプレス成形することを特徴とするものである。

Description

プレス成形（ｐｒｅｓｓ　ｆｏｒｍｉｎｇ）方法

　本発明は、溝形状部（channel-shaped　potion）を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部（side　wall　portion）の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部（channel　bottom　portion）側に凸又は凹となるように湾曲（curve）するフランジ部（flange　portion）を有する成形品（press　forming　part）を成形するプレス成形方法に関する。

　プレス成形とは、その対象物である材料（steel　sheet）（ブランク（blank））に金型（tool　of　press　forming）を押し付けることにより、金型の形状をブランクに転写してブランクの加工を行う方法のことである。プレス成形においては、プレス成形品を金型から取り出した後に、そのプレス成形品内の残留応力（residual　stress）が弾性回復（elastic　recovery）することによって起こる形状不良（defect　of　shape）、いわゆるスプリングバック（springback）が発生する。これに起因して、プレス成形品の形状が所望の形状とは異なってしまうという問題が、しばしば発生する。

　スプリングバックがどの程度生じるかについては、主に材料の強度（strength）に大きく影響される。昨今では、特に自動車業界を中心に、自動車車体（automotive　body）の軽量化（weight　reduction　of　automotive　body）の観点から車体部品（automotive　part）に高強度な鋼板（high-strength　steel　sheet）を使用する傾向が強くなっている。このような材料の高強度化に伴い、スプリングバックの生じる程度が大きくなっている。このため、スプリングバック後のプレス成形品の形状を設計形状に近づけるために、生産現場では、熟練者が、金型を幾度も修正して、トライアル＆エラーを重ねなければならない。その結果、車体部品等のプレス成形品の生産期間が長期化してしまう。したがって、スプリングバックを効果的に低減できる方法を開発することは、自動車の開発期間やコストを削減する上でもますます重要な課題であると言える。

　スプリングバックの低減には、その発生原因である応力（stress）のコントロールが必要不可欠である。応力をコントロールしてスプリングバックを低減する従来技術として、例えば特許文献１に記載の「薄鋼板（steel　sheet）のプレス成形用金型装置」がある。特許文献１には、ハット断面部品（hat-shaped　section　part）をフォーム成形（crash　forming）する際に、フランジ部に凸ビード（bead）を設けた金型でブランクをプレス成形する方法が提案されている。この方法は、下死点（bottom　dead　center）直前でブランクが凸ビードにロックされてブランクの縦壁部に引張変形（tensile　deformation）が付与され、縦壁部の反り（curl）の原因であった板厚方向の応力差が解消されるというものである。

　また、他の例として、パンチ（punch）の外周に設置されたブランクホルダ（blank　holder）に窪みを設けた金型でブランクをプレス成形する方法が特許文献２に提案されている。この方法では、プレス成形中、ブランクホルダの窪みにブランク端部が入り込み、さらにプレス成形が進むとブランク端部が窪み内壁に引っ掛かって拘束された状態となる。このため、ブランクが外へ流出しなくなる。故に、この方法では、下死点直前でブランクの縦壁部に面内圧縮応力（in-plane　compressive　stress）を付与することができ、これにより、板厚方向の応力差が解消される。

　さらに、他の例として、特許文献３において、「縦壁部とフランジ部との交差部と湾曲部の曲率（curvature）中心とを結ぶ水平線を含み高強度鋼板と垂直な平面内で、前記水平線に対するフランジ部の角度がα₁になるまでフランジ部を交差部で折り曲げ加工する第１成形工程と、前記平面内で、前記水平線に対するフランジ部の角度がα₂になるまで、前記第１成形工程後のフランジ部を交差部で追加折り曲げ加工する第２成形工程とを有し、α₁－α₂で表される追加曲げ角βを所定の範囲にする」（特許文献３の段落［００１６］～［００１７］参照）プレス成形方法が提案されている。

特許第４０９００２８号公報特開２０１０－９９７００号公報特許第５３８２２８１号公報

　特許文献１に記載の方法では、成形された部品のフランジ部にビード形状が残ってしまうため、組立工程において他部品との溶接時に不具合が生じる可能性がある。そのため、成形された部品のうちビード形状が残存する部分をカットするか、あるいは製品内にビード形状が入らないようにブランク長さを長くとる必要がある。

　また、特許文献１、２に記載の従来技術は、スプリングバックによって特定の断面に生じる形状変化のみに対する対策として有効である。しかし、プレス成形された実際の部品では、捩れ（torsion）や曲がり（bending）といった部品全体に生ずる３次元的なスプリングバックが問題となる場合も多い。それ故、特許文献１、２に記載の従来技術は、このような問題に対する充分な対策とはなり得ない。

　他方、特許文献３に記載のプレス成形方法では、成形部品にビード形状が残らず、また成形部品全体の捩れや反りを低減できるという効果が期待される。しかしながら、特許文献３に開示されたものは、第１成形工程において「縦壁部とフランジ部との交差部と湾曲部の曲率中心とを結ぶ水平線を含み高強度鋼板と垂直な平面内で、前記水平線に対するフランジ部の角度がα₁になるまでフランジ部を交差部で折り曲げ加工する」としている。すなわち、特許文献３に記載のプレス成形方法を適用可能な成形部品は、特許文献３の図１、図３等に示されるような水平面内で湾曲する部品に限定される。そのため、本願発明が対象としている「溝形状部を有し、該溝形状部を形成する縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸又は凹となるように湾曲する、いわゆる上反り（upward　camber）、下反り（downward　camber）の湾曲フランジ部を有する成形品」については、特許文献３に記載のプレス成形方法を適用することができない。

　本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、上記のようなフランジ部が上反り、又は下反りの湾曲フランジ部を有する成形品について、製品形状を変えることなく、捩れや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減できるプレス成形方法を提供することを目的としている。

　本発明者らは、上記課題を解決するため、図３３および図３４に示すような成形品（上凸成形品１２１、下凸成形品１２７）を成形した際に生じるスプリングバックについて、その発生メカニズム等を検討した。

　上凸成形品１２１、下凸成形品１２７は、いずれも溝底部１２３ａと縦壁部１２３ｂとからなる溝形状部１２３、及び面外（out-of-plane　direction）に湾曲するフランジ部１２５を有している。なお、面外に湾曲するフランジ部１２５は、図３３に示す上凸成形品１２１の場合には、フランジ部１２５が溝底部１２３ａ側に凸（上凸）となるように湾曲する形状となる。一方、面外に湾曲するフランジ部１２５は、図３４に示す下凸成形品１２７の場合には、フランジ部１２５が溝底部１２３ａ側に凹（下凸）となるように湾曲する形状となる。

　従来、上凸成形品１２１をフォーム成形する場合、例えば図３５に示すダイ（die）１４３とパンチ１４５とを用い、図３７に示すようにブランク２１を挟み込むことによって、ブランク２１を上凸成形品１２１にプレス成形していた。また、下凸成形品１２７をフォーム成形する場合には、例えば図３６に示すダイ１４９とパンチ１５１を用い、図３７に示すプレス成形と同様にブランク２１を挟み込むことによって、ブランク２１を下凸成形品１２７にプレス成形していた。

　図３８Ａ、図３８Ｂ及び図３９Ａ、図３９Ｂは、従来のプレス成形方法によって成形される成形品のスプリングバックの発生メカニズムを説明する図である。図３８Ａ及び図３８Ｂは、上凸成形品１２１を従来方法で成形した場合のブランク端（フランジ端）の線長の変化を説明する説明図である。図３９Ａ及び図３９Ｂは、下凸成形品１２７を成形する場合についての同様の説明図である。図３８Ａ及び図３９Ａは、それぞれ成形後（下死点）での上凸成形品１２１及び下凸成形品１２７の断面図である。図３８Ｂ及び図３９Ｂは、ブランク２１（図３７参照）を側面視したときの成形前後のブランク端（フランジ端）の線長変化を説明する図である。なお、図３８Ｂ及び図３９Ｂにおいて、成形前におけるブランク端の線長は細線で示され、成形後におけるフランジ１２５の端部すなわちフランジ端の線長は太線で示されている。また、図３８Ａ、図３８Ｂ及び図３９Ａ、図３９Ｂにおいて、黒点Ｏは上凸成形品１２１及び下凸成形品１２７の湾曲中心である。

　上凸成形品１２１の場合、図３８Ａ、図３８Ｂに示すように、成形後のフランジ端の曲率半径（radius　of　curvature）は成形前のブランクに比べて小さくなる。これに伴い、フランジ端の軸線方向の線長が短くなる（Ａ₀Ｂ₀→Ａ₁Ｂ₁）。つまり、フランジ部１２５は縮みフランジ変形（shrink　flange　deformation）となり、下死点ではフランジ部１２５に長手方向の圧縮応力（compressive　stress）が残存する。

　一方、下凸成形品１２７の場合、図３９Ａ、図３９Ｂに示すように、成形後のフランジ端の曲率半径は、成形前のブランクに比べて大きくなる。これに伴い、フランジ端の軸線方向の線長が長くなる（Ｃ₀Ｄ₀→Ｃ₁Ｄ₁）。つまり、フランジ部１２５は伸びフランジ変形（stretch　flange　deformation）となり、下死点ではフランジ部１２５に長手方向の引張応力（tensile　stress）が残存する。

　フランジ部１２５の応力は離型（die　release）時に解放され、応力解放後、上凸成形品１２１のフランジ部１２５では伸び変形（stretch　deformation）が生じ、下凸成形品１２７のフランジ部１２５では縮み変形（shrink　deformation）が生じる。その結果、上凸成形品１２１の場合（図４０Ａ参照）、下凸成形品１２７の場合（図４０Ｂ参照）のいずれの場合も、目標とする製品形状に比べて湾曲曲率が小さくなる（曲率半径が大きくなる）ようなハネ変形（camber　springback）が生ずる。

　なお、図４０Ａは、離型後の上凸成形品１２１を３次元形状測定器で測定し、その後、ＣＡＤ（computer　aided　design）ソフトウェア上で測定形状の長手方向中央の断面が、目標とする製品形状の同断面と一致するように位置合わせを行って図示したものである。図４０Ｂは、図４０Ａに示す上凸成形品１２１の場合と同様の処理を行って離型後の下凸成形品１２７を図示したものである。図４０Ａ及び図４０Ｂにおいて、実線は、上凸成形品１２１または下凸成形品１２７の目標とする製品形状（目標製品形状）を示し、点線は、上凸成形品１２１または下凸成形品１２７の測定形状を示している。

　また、フランジ部が片側のみにある製品形状、縦壁の左右両側の角度が異なる製品形状、縦壁の左右の高さが異なる製品形状、左右のフランジ幅が異なる製品形状などの成形品をプレス成形する場合などでは、離型時の応力解放（stress　release）によって成形品に捩れが生じてしまう（図１６参照）。

　以上のように、面外に湾曲したフランジ部を有する成形品では、フランジ部における残留応力が離型時に解放され、これによって、成形品全体にハネ（camber　springback）や捩れを与えるスプリングバックが生じる。このことから、このような成形品では、フランジ部の残留応力の低減が成形品のスプリングバック低減に非常に重要であると言える。

　そこで、本発明者らは、フランジ部の残留応力を低減する方法について検討し、プレス成形過程において、ブランク材を製品形状に成形する際にフランジ部に生ずる線長変化よりも大きな変化をフランジ部に与え、その後にフランジ部の線長を製品形状に戻すような成形をすることが有効であるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。

　本発明に係るプレス成形方法は、溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法であって、前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部（side　wall　forming　portion）と前記第１フランジ成形部（flange　forming　portion）の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α₁と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α₂との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α₂＜α₁に設定されており、前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を縮める圧縮ひずみ（compressive　strain）を、前記第２成形工程において前記線長を伸ばす変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記に記載の発明であって、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ₀［ｍｍ］、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をＬ［ｍｍ］、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわ（wrinkles）を抑制できるひずみ（strain）の戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔε_maxとすると、前記α₁と前記α₂が下式（１）を満たすことを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凹となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法であって、前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部（channel-shape　forming　portion）と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α₁と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α₂との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α₂＜α₁に設定されており、前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を伸ばす引張りひずみ（tensile　strain）を、前記第２成形工程において前記線長を縮める変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記に記載の発明であって、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ₀［ｍｍ］、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をＬ［ｍｍ］、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔε_maxとすると、前記α₁と前記α₂が下式（２）を満たすことを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、前記第１成形工程をフォーム成形で行うことを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、前記第１成形工程をドロー成形（draw　forming）で行うことを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、前記溝形状部における溝底部にパンチ底部を有する成形品を成形する場合であって、前記第１成形工程はブランクにおける前記パンチ底部に相当する部位をパッド（pad）で押えてプレス成形を行うことを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、前記一対の縦壁部のいずれか一方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、前記一対の縦壁部の両方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合であって、前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における金型軸方向の一部においてα₂＜α₁に設定されていることを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合であって、前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα₂＜α₁に設定されていることを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合であって、前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における湾曲する前記フランジ部を成形する部位のみにα₂＜α₁に設定されていることを特徴とするものである。

　また、本発明に係るプレス成形方法は、上記のいずれかに記載の発明であって、湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合であって、前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα₂＜α₁に設定されていることを特徴とするものである。

　本発明に係るプレス成形方法は、上反り又は下反りの湾曲態様のフランジ部を有する成形品について、製品形状を変えることなく、捩れや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法（上凸形状、フォーム成形）の説明図である。図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る第１の金型（上凸形状、フォーム成形）の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示す第１の金型のＡ－Ａ矢視断面図である。図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る第２の金型（上凸形状、フォーム成形）の斜視図である。図３Ｂは、図３Ａに示す第２の金型のＢ－Ｂ矢視断面図である。図４Ａは、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、第１下死点及び第２下死点での上凸成形品の断面図である。図４Ｂは、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、フランジ端の線長変化を示す図である。図５Ａは、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、成形中のフランジ部に生ずる応力とひずみとの関係を示す図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、図５Ａに示すグラフの傾きを表す図である。図６Ａは、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法の他の態様に関するメカニズムの説明図である。図６Ｂは、図６Ａに示すフランジ端の線長変化を示す図である。図７Ａは、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法に対する比較例に関するメカニズムの説明図である。図７Ｂは、図７Ａに示すフランジ端の線長変化を示す図である。図８Ａは、本発明の実施の形態２に係る第１の金型の斜視図（下凸形状、フォーム成形）である。図８Ｂは、図８Ａに示す第１の金型のＣ－Ｃ矢視断面図である。図９Ａは、本発明の実施の形態２に係る第２の金型の斜視図（下凸形状、フォーム成形）である。図９Ｂは、図９Ａに示す第２の金型のＤ－Ｄ矢視断面図である。図１０Ａは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、第１下死点及び第２下死点での下凸成形品の断面図である。図１０Ｂは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、フランジ端の線長変化を示す図である。図１１Ａは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、成形中のフランジ部に生ずる応力とひずみとの関係を示す図である。図１１Ｂは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図であって、図１１Ａに示すグラフの傾きを表す図である。図１２Ａは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法の他の態様に関するメカニズムの説明図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示すフランジ端の線長変化を示す図である。図１３Ａは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法の比較例に関するメカニズムの説明図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示すフランジ端の線長変化を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態３に係るプレス成形方法（上凸形状、フォーム成形、パッド有り）の説明図である。図１５は、本発明の実施の形態４の成形対象である成形品（フランジ幅の異なるもの）の説明図である。図１６は、本発明の実施の形態４で解決しようとする課題の説明図である。図１７は、本発明の実施の形態４に係る第１の金型（上凸形状、フォーム成形、片側のみ適用）の斜視図である。図１８は、本発明の実施の形態４に係るプレス成形方法（上凸形状、フォーム成形、片側のみ適用）の説明図である。図１９は、本発明の実施の形態５に係る第１の金型（上凸形状、ドロー成形）の斜視図である。図２０は、本発明の実施の形態５に係るプレス成形方法（上凸形状、ドロー成形）の説明図である。図２１は、本発明を適用可能な製品形状の成形品の例を示す断面図である。図２２Ａは、本発明を適用可能な製品形状の成形品の別例を示す図である。図２２Ｂは、本発明を適用可能な製品形状の成形品の更なる別例を示す図である。図２３Ａは、本発明の実施例１に係る成形対象の成形品（上凸形状）の説明図である。図２３Ｂは、図２３Ａに示す成形品の断面図である。図２４Ａは、本発明の実施例２に係る成形対象の成形品（下凸形状）の説明図である。図２４Ｂは、図２４Ａに示す成形品の断面図である。図２５は、本発明の実施例３に係るプレス成形方法（上凸形状、ドロー成形、パッド付き）の説明図である。図２６は、本発明の実施例３に係る従来のプレス金型（上凸形状、ドロー成形）の説明図である。図２７は、本発明の実施例３に係る従来のプレス成形方法（上凸形状、ドロー成形）の説明図である。図２８は、本発明の実施例４に係る第１の金型（下凸形状、ドロー成形）の斜視図である。図２９は、本発明の実施例４に係る従来のプレス金型（下凸形状、ドロー成形）の説明図である。図３０は、本発明の実施例５に係る成形対象の成形品（フランジ部が傾斜しているもの）の説明図である。図３１は、本発明の実施例６に係る成形対象の成形品（フランジ幅の異なるもの）の説明図である。図３２は、本発明の実施例７に係る第１の金型（上凸形状、ドロー成形、中央部のみ適用）の斜視図である。図３３は、本発明の成形対象である上凸成形品の斜視図である。図３４は、本発明の成形対象である下凸成形品の斜視図である。図３５は、本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス金型（上凸形状）の斜視図である。図３６は、本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス金型（下凸形状）の斜視図である。図３７は、本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法の説明図である。図３８Ａは、従来のプレス成形方法によって成形される上凸成形品の断面図である。図３８Ｂは、従来のプレス成形方法による上凸成形品の成形前後におけるフランジ端の線長変化の説明図である。図３９Ａは、従来のプレス成形方法によって成形される下凸成形品の断面図である。図３９Ｂは、従来のプレス成形方法による下凸成形品の成形前後におけるフランジ端の線長変化の説明図である。図４０Ａは、本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法による上凸成形品のスプリングバックの説明図である。図４０Ｂは、本発明の解決しようとする課題の説明図であって、従来のプレス成形方法による下凸成形品のスプリングバックの説明図である。

［実施の形態１］
　本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法について説明する前に、本発明方法が成形対象としている成形品について、図３３に基づいて説明する。本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法が対象としている成形品は、図３３に示すように、長手方向に延びる溝形状部１２３と、溝形状部１２３の両側に設けられるフランジ部１２５とを有し、軸方向の中央部が溝底部１２３ａ側に凸（上凸）となるように湾曲した上凸成形品１２１である。なお、溝形状部１２３は、溝底部１２３ａと、溝底部１２３ａの両側に設けられた一対の縦壁部１２３ｂとで形成されている。

　上記のような上凸成形品１２１は、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法によって成形される。この実施の形態１に係るプレス成形方法は、製品形状に成形する場合よりも大きな線長変化がフランジ部１２５に生じる中間形状（preformed　shape）を有する中間品（preformed　part）を成形する第１成形工程と、第１成形工程で成形された中間品を製品形状である上凸成形品１２１に成形する第２成形工程とを含んでいる。上記の第１成形工程及び第２成形工程はそれぞれ個別の金型（第１の金型１及び第２の金型３）を用いてプレス成形を行うので、まず第１の金型１及び第２の金型３について、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに基づいて説明する。

〔金型の説明〕
＜第１の金型＞
　第１の金型１は、第１成形工程に用いる金型であり、図２Ａに示す通り第１ダイ（die）５と第１パンチ７とを備えている。

　第１ダイ５は、上凸成形品１２１（図３３参照）の溝形状部１２３を成形する第１ダイ側の溝形状成形部５ａと、第１ダイ側の溝形状成形部５ａの両側に形成されて、上凸成形品１２１のフランジ部１２５を成形する第１ダイ側のフランジ成形部５ｂとを備えている。

　第１パンチ７は、第１ダイ側の溝形状成形部５ａと協働して上凸成形品１２１の溝形状部１２３を形成する第１パンチ側の溝形状成形部７ａと、第１ダイ側のフランジ成形部５ｂと協働して上凸成形品１２１のフランジ部１２５を成形する第１パンチ側のフランジ成形部７ｂとを備えている。

　第１ダイ側の溝形状成形部５ａと第１パンチ側の溝形状成形部７ａとが第１の金型１の第１溝形状成形部９である。第１ダイ側のフランジ成形部５ｂと第１パンチ側のフランジ成形部７ｂとが第１の金型１の第１フランジ成形部１１である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１溝形状成形部９における縦壁成形部と第１フランジ成形部１１との交差部１０を通り且つ交差部１０におけるフランジ部１２５の曲率と同一曲率を有する湾曲面１２と、第１フランジ成形部１１との成す角度（以下、「第１傾斜角度α₁」という）は、所定の大きさに設定されている。

＜第２の金型＞
　第２の金型３は、第２成形工程に用いる金型であり、図３Ａに示す通り第２ダイ１３と第２パンチ１５とを備えている。

　第２ダイ１３は、第１ダイ側の溝形状成形部５ａと同形状の第２ダイ側の溝形状成形部１３ａと、第２ダイ側の溝形状成形部１３ａの両側に形成されて、フランジ部１２５を製品形状に成形する第２ダイ側のフランジ成形部１３ｂとを備えている。

　第２パンチ１５は、第１パンチ側の溝形状成形部７ａと同形状の第２パンチ側の溝形状成形部１５ａと、第２ダイ側のフランジ成形部１３ｂと協働してフランジ部１２５を製品形状に成形する第２パンチ側のフランジ成形部１５ｂとを備えている。

　第２ダイ側の溝形状成形部１３ａと第２パンチ側の溝形状成形部１５ａとが第２の金型３の第２溝形状成形部１７である。第２ダイ側のフランジ成形部１３ｂと第２パンチ側のフランジ成形部１５ｂとが第２の金型３の第２フランジ成形部１９である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第２溝形状成形部１７における縦壁成形部と第２フランジ成形部１９との交差部１８を通り且つ交差部１８におけるフランジ部１２５の曲率と同一曲率を有する湾曲面２０と、第２フランジ成形部１９との成す角度（以下、「第２傾斜角度α₂」という）は、所定の大きさに設定されている。上述したように、第１溝形状成形部９と第２溝形状成形部１７とは同形状であるので、第１の金型１における湾曲面１２と、第２の金型３における湾曲面２０とは、同一の湾曲面である。

　なお、以下の説明において、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂は、上述した湾曲面（湾曲面１２及び湾曲面２０）を基準として、該湾曲面から溝底部側を負とし、その反対側を正とする。図２Ｂ、図３Ｂに示すように、第２傾斜角度α₂は、第１傾斜角度α₁よりも小さくなるように（第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂）設定されている。このように設定することで、第１の金型１によって、大きな線長変化がフランジ部１２５に生じる中間形状の中間品をブランクから成形し、第２の金型３によって、中間形状の中間品を製品形状である上凸成形品１２１に成形することができる。なお、この点については、以下において詳細に説明する。

〔プレス成形方法〕
　以上のように構成された第１の金型１及び第２の金型３を用いた本実施の形態１に係るプレス成形方法を、第１の金型１及び第２の金型３の動作と共に図１に基づいて説明する。

＜第１成形工程＞
　第１成形工程は、第１の金型１を用いて、上凸成形品１２１のブランク２１を中間形状の中間品にプレス成形する工程である。この第１成形工程では、図１に示す段階ａのように、まず、第１の金型１は、第１ダイ５と第１パンチ７との間にブランク２１を受け入れる。この段階ａにおいて、第１パンチ７にはブランク２１が載置される。第１ダイ５は、第１パンチ７に向かって移動し、このブランク２１に近接する。

　つぎに、第１の金型１は、図１に示す段階ｂのように、第１ダイ５と第１パンチ７とによってブランク２１を中間形状の中間品にプレス成形する。この段階ｂにおいて、第１溝形状成形部９は、第１ダイ側の溝形状成形部５ａと第１パンチ側の溝形状成形部７ａとでブランク２１をプレス成形することにより、このブランク２１に溝形状部１２３を形成する。これとともに、第１フランジ成形部１１は、第１ダイ側のフランジ成形部５ｂと第１パンチ側のフランジ成形部７ｂとでブランク２１をプレス成形することにより、このブランク２１にフランジ部１２５を形成する。

　このような第１成形工程により、ブランク２１は、上記の溝形状部１２３とフランジ部１２５とを有する中間形状の中間品に成形される。この際、溝形状部１２３が第１溝形状成形部９によって製品形状と同形状に成形されると共に、フランジ部１２５の湾曲面１２（図２Ａ、図２Ｂ参照）に対する傾斜角度が第１フランジ成形部１１によって第１傾斜角度α₁に成形される。

＜第２成形工程＞
　第２成形工程は、第２の金型３を用いて、上述した第１成形工程による中間形状の中間品を製品形状の上凸成形品１２１にプレス成形する工程である。この第２成形工程では、図１に示す段階ｃように、第２の金型３は、第２ダイ１３と第２パンチ１５との間に、上述した第１成形工程による中間品すなわち中間形状の上凸成形品１２１を受け入れる。この段階ｃにおいて、第２パンチ１５には中間形状の上凸成形品１２１が載置される。第２ダイ１３は、第２パンチ１５に向かって移動し、この中間形状の上凸成形品１２１に近接する。

　つぎに、第２の金型３は、図１に示す段階ｄのように、第２ダイ１３と第２パンチ１５とによって中間形状の上凸成形品１２１を製品形状の上凸成形品１２１にプレス成形する。この段階ｄにおいて、第２溝形状成形部１７は、第２ダイ側の溝形状成形部１３ａと第２パンチ側の溝形状成形部１５ａとで中間形状の上凸成形品１２１をプレス成形することにより、この上凸成形品１２１の溝形状部１２３を、溝底部１２３ａと縦壁部１２３ｂとを有する製品形状の溝形状部１２３に成形する。これとともに、第２フランジ成形部１９は、第２ダイ側のフランジ成形部１３ｂと第２パンチ側のフランジ成形部１５ｂとで中間形状の上凸成形品１２１をプレス成形することにより、この上凸成形品１２１のフランジ部１２５を、第２傾斜角度α₂を有するフランジ部１２５に成形する。

　このような第２成形工程により、上凸成形品１２１は、上述した中間形状から製品形状に成形される。この際、溝形状部１２３が第２溝形状成形部１７で挟持されると共に、フランジ部１２５の湾曲面２０（図３Ａ、図３Ｂ参照）に対する傾斜角度が第２フランジ成形部１９によって第２傾斜角度α₂と同一の傾斜角度に成形される。

　以上のような本発明方法のメカニズムについて、成形中のフランジ部１２５の端部（すなわちフランジ端部）の線長変化に着目して、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに基づいて説明する。

　図４Ａは、第１成形工程の下死点（第１下死点）及び第２成形工程の下死点（第２下死点）での上凸成形品１２１の断面図である。図４Ｂは、ブランク２１（上凸成形品１２１）を側面視したときのブランク端（フランジ端）の線長変化を示す図である。

　図４Ａにおいて、第１下死点におけるフランジ部１２５は破線で示し、第２下死点におけるフランジ部１２５は実線で示しており、第１下死点におけるフランジ部１２５は片側のみ図示している。図４Ａにおいて、第１下死点におけるフランジ部１２５の傾斜角度は第１傾斜角度α₁になっており、第２下死点におけるフランジ部１２５の傾斜角度は第２傾斜角度α₂になっている。図４Ａにおいて、縦壁部１２３ｂとフランジ部１２５との交差部の曲率中心はＯ₀とし、曲率半径はρ₀［ｍｍ］とする。第１下死点でのフランジ端の曲率中心はＯ₁とし、曲率半径はρ₁［ｍｍ］とする。第２下死点でのフランジ端の曲率中心はＯ₂とし、曲率半径はρ₂［ｍｍ］とし、製品形状のフランジ幅はＬ［ｍｍ］とする。一方、図４Ｂにおいて、成形前のブランク端の線長は細実線で示し、第１下死点におけるフランジ端の線長は破線で示し、第２下死点におけるフランジ端の線長は太実線で示している。

　図５Ａは、成形中にフランジ部１２５に生ずる応力とひずみとの関係を示した応力－ひずみ線図（stress-strain　curve）である。この応力－ひずみ線図では、縦軸が応力σを表し、横軸がひずみεを表している。また、図５Ａにおいて、応力値が正の場合は引張応力であることを意味し、応力値が負の場合は圧縮応力であることを意味している。図５Ｂは、図５Ａのグラフの傾き（ひずみの変化量と該ひずみの変化量に対する応力との勾配（gradient）ｄσ／ｄε）を表すグラフである。図５Ｂに示すグラフでは、横軸がひずみεを表し、縦軸がひずみに対する応力の勾配ｄσ／ｄεを表している。

　成形中のフランジ部１２５の線長変化の態様は、第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂の場合と、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂の場合とで異なるため、まず第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂の場合におけるプレス成形方法のメカニズムについて説明する。

　第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂の場合、フランジ部１２５の長手方向の線長は、第１成形工程において、図４Ｂに示すように短くなる（Ａ₀Ｂ₀→Ａ₁Ｂ₁）。これによって、フランジ部１２５は、図５Ａに示すように圧縮ひずみを受ける。その後、第２成形工程において、図４Ｂに示すように、フランジ部１２５の長手方向の線長は僅かに長くなる（Ａ₁Ｂ₁→Ａ₂Ｂ₂）。これによって、図５Ａに示すように、第１成形工程でフランジ部１２５が受けた圧縮ひずみは、引張側へ（第１下死点からの）ひずみ戻し量Δεだけ戻される。この結果、第１成形工程でフランジ部１２５に付与された圧縮応力は、大きく低減する。この例では、図５Ａに示すように、フランジ部１２５に残留する応力σは、圧縮応力から引張応力に転じている。

　このように、本発明は、僅かなひずみの戻りに対して応力が敏感に大きく変化する特徴を利用したものである。本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法は、製品形状の上凸成形品１２１を成形する際、第１成形工程において、一旦、製品形状よりもフランジ線長が短くなる成形を行い、その後、第２成形工程において僅かにフランジ線長を長くする成形を行う。これにより、フランジ部１２５において、第１成形工程で生じた長手方向の線長を縮める圧縮ひずみが、線長を僅かに伸ばす変形を与える第２成形工程によって戻されることになる。これに伴い、フランジ部１２５の圧縮応力が低減される。結果として、フランジ部１２５の残留応力が低減され、これによってスプリングバックが低減される。

　図４Ａに示す第１下死点でのフランジ端の曲率半径ρ₁及び第２下死点でのフランジ端の曲率半径ρ₂は、下式（３）及び式（４）で表される。上述したひずみ戻し量Δεは、これらの曲率半径ρ₁、ρ₂と、曲率半径の変化量Δρ（＝ρ₂－ρ₁）とを用い、下式（５）で表される。

　なお、式（５）を第１傾斜角度α₁で整理すると、第１傾斜角度α₁は下式（６）で表される。

　上記は、図４Ａに示すように第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂がいずれも正である場合のプレス成形方法のメカニズムについて説明した。しかし、これに限らず、図６Ａに示すように第１傾斜角度α₁が正で第２傾斜角度α₂が負の場合や、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂のいずれも負である場合であっても、第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂であれば、フランジ部１２５の線長変化は、例えば図６Ｂに示すように、上述したとおりである。したがって、本発明の実施の形態１に係るプレス成形方法によれば、フランジ部１２５の圧縮応力の低減効果が得られる。また、第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂であれば、第１傾斜角度α₁＝０［°］であってもよく、第２傾斜角度α₂＝０［°］（製品形状のフランジ部１２５が湾曲面２０に対して傾斜なし）であってもよい。

　一方、本発明に対する比較例としての第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂の場合、図７Ｂに示すように、第１成形工程ではフランジ部１２５の長手方向の線長は短くなる（Ａ₀Ｂ₀→Ａ₁Ｂ₁）。これにより、フランジ部１２５は圧縮ひずみを受ける。その後、第２成形工程でフランジ部１２５が製品形状に成形される際、フランジ部１２５の長手方向の線長は、図７Ｂに示すように、さらに短くなる（Ａ₁Ｂ₁→Ａ₂Ｂ₂）。よって、このように成形されるフランジ部１２５に、ひずみεの戻りはなく、故に、フランジ部１２５に残留する圧縮応力の低減効果は得られない。この結果、スプリングバックが低減されない。

　上記の比較例は、図７Ａに示すように、第１傾斜角度α₁が負で第２傾斜角度α₂が正である場合のプレス成形方法のメカニズムについて説明した。しかし、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂の正負に関わらず、例えば第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂がいずれも正である場合であっても、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂であれば、フランジ部１２５の残留応力が低減されない故にスプリングバックが低減されないという結果は同様である。

　なお、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂに示す各構成及び各要素は、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂の各大きさや大小関係が異なること以外、図４Ａ、図４Ｂに示すものと同様である。これらの各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

　次に、第１傾斜角度α₁の好適な範囲について、勾配ｄσ／ｄεを示す図５Ｂに基づいて検討したので、以下、これについて説明する。

　図５Ｂに示すように、第１下死点からのひずみ戻し量Δεが小さい領域では勾配ｄσ／ｄεは大きいが、ひずみ戻し量Δεが大きい領域では勾配ｄσ／ｄεは小さくなっている。このことから、ひずみ戻し量Δεが小さい領域では、ひずみεの変化量に対する応力σの変化量は大きくなり、ひずみ戻し量Δεが大きい領域では、ひずみεの変化量に対する応力σの変化量が小さくなることが分かる。ひずみ戻し量Δεが大きい領域では、ひずみεを変化させてもその変化量に対する応力σの変化量は小さく、それ故、スプリングバックを変化させる効果は小さくなる。

　他方、第１傾斜角度α₁を大きくすると、フランジ部１２５を製品形状に戻すための第２傾斜角度α₂も大きくなり、これに伴い、ひずみ戻し量Δεが大きくなる。ひずみ戻し量Δεが大きい場合、第１成形工程でのフランジ部１２５の圧縮ひずみ量が増加することから、フランジ部１２５にしわが発生してしまう虞がある。したがって、スプリングバックを変化させるのに効果的で、且つフランジ部１２５のしわを抑制できるひずみ戻し量Δεには上限値が存在する。この上限値をΔε_maxとすると、ひずみ戻し量Δεの範囲は下式（７）で表される。

　式（７）を式（６）に代入して第１傾斜角度α₁について整理した上、フランジ部１２５の圧縮応力の低減効果を得るためには第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂であることを考慮すると、第１傾斜角度α₁の範囲は下式（１）で表される。

　ひずみ戻し量Δεの上限値Δε_maxは、例えば、実験的にフランジ部１２５のしわ発生限界を求めると、ブランク２１のヤング率（Young’s　modulus）をＥ［ＭＰａ］とし、ブランク２１の引張強さをσ_TS［ＭＰａ］として、４σ_TS／Ｅで与えられる。

　以上のように、本実施の形態１では、上凸成形品１２１を成形するに際して、第１成形工程において、一旦、製品形状よりもフランジ線長が短くなる成形を行い、第２成形工程において僅かにフランジ線長を長くする成形を行う。これにより、フランジ部１２５において第１成形工程で生じたひずみが第２成形工程で僅かに戻されることになり、これに伴い、フランジ部１２５の圧縮応力が低減されることから、結果としてフランジ部１２５の残留応力が低減され、これによってスプリングバックが低減される。また、第１傾斜角度α₁を式（１）の範囲内で調整することにより、しわをフランジ部１２５に発生させることなく、スプリングバック量をコントロールできる。

［実施の形態２］
　つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では軸方向の中央部が溝底部１２３ａ側に凸（上凸）形状である上凸成形品１２１（図３３参照）のプレス成形について説明したが、本実施の形態２では図３４に示すような軸方向の中央部が溝底部１２３ａ側に凹（下凸）形状である下凸成形品１２７のプレス成形について説明する。

　下凸成形品１２７は、第１ダイ２５と第１パンチ２７とからなる第１の金型２３（図８Ａ参照）及び、第２ダイ３１と第２パンチ３３とからなる第２の金型２９（図９Ａ参照）を用いてプレス成形される。第１の金型２３及び第２の金型２９は、実施の形態１の第１の金型１及び第２の金型３（図２Ａ及び図３Ａ参照）と、湾曲の方向が異なること以外は同様である。具体的には、第１ダイ２５において、第１ダイ側の溝形状成形部２５ａ及び第１ダイ側のフランジ成形部２５ｂは、湾曲の方向が異なること以外、実施の形態１における第１ダイ側の溝形状成形部５ａ及び第１ダイ側のフランジ成形部５ｂと各々同様である。第１パンチ２７において、第１パンチ側の溝形状成形部２７ａ及び第１パンチ側のフランジ成形部２７ｂは、湾曲の方向が異なること以外、実施の形態１における第１パンチ側の溝形状成形部７ａ及び第１パンチ側のフランジ成形部７ｂと各々同様である。また、第２ダイ３１において、第２ダイ側の溝形状成形部３１ａ及び第２ダイ側のフランジ成形部３１ｂは、湾曲の方向が異なること以外、実施の形態１における第２ダイ側の溝形状成形部１３ａ及び第２ダイ側のフランジ成形部１３ｂと各々同様である。第２パンチ３３において、第２パンチ側の溝形状成形部３３ａ及び第２パンチ側のフランジ成形部３３ｂは、湾曲の方向が異なること以外、実施の形態１における第２パンチ側の溝形状成形部１５ａ及び第２パンチ側のフランジ成形部１５ｂと各々同様である。図８Ａ及び図９Ａにおいて、図２Ａ及び図３Ａと同様のものについては同様の符号を付している。また、図８Ａに示す第１の金型２３の断面図である図８Ｂと図９Ａに示す第２の金型２９の断面図である図９Ｂとにおいて、図２Ｂ及び図３Ｂと同様のものについては同様の符号を付している。

　下凸成形品１２７は、実施の形態１の上凸成形品１２１の場合とフランジ部１２５の線長変化の態様が異なるので、この点に着目し、実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムについて、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂに基づいて説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法のメカニズムの説明図である。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、図４Ａ及び図４Ｂと同様のものについては同様の符号を付している。

　第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂の場合、図１０Ｂに示すように、第１成形工程において、フランジ部１２５の長手方向の線長は長くなる（Ｃ₀Ｄ₀→Ｃ₁Ｄ₁）。これによって、フランジ部１２５は、図１１Ａに示すように引張ひずみが生ずる。その後、第２成形工程においては、図１０Ｂに示すように、フランジ部１２５の長手方向の線長は僅かに短くなる（Ｃ₁Ｄ₁→Ｃ₂Ｄ₂）。これによって、図１１Ａに示すように、第１成形工程でフランジ部１２５に生じた引張ひずみは、圧縮側へ（第１下死点からの）ひずみ戻し量Δεだけ戻される。この結果、第１成形工程でフランジ部１２５に付与された引張応力が低減する。図１１Ａに示す例では、フランジ部１２５に残留する応力σは、引張応力から圧縮応力に転じている。

　このような実施の形態２に係るプレス成形方法において、図１０Ａに示す第１下死点でのフランジ端の曲率半径ρ₁及び第２下死点でのフランジ端の曲率半径ρ₂は、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂を用いて表すと、下式（８）及び式（９）のようになる。

　第２成形工程でフランジ部１２５に付与されるひずみ戻し量Δεは、曲率半径の変化量Δρ（＝ρ₁－ρ₂）を用いて、下式（１０）で表される。

　よって、第１傾斜角度α₁は下式（１１）で表される。

　なお、上記は、図１０Ａに示すように第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂がいずれも正である場合のプレス成形方法のメカニズムについて説明した。しかし、これに限らず、図１２Ａに示すように第１傾斜角度α₁が正で第２傾斜角度α₂が負の場合や、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂のいずれも負である場合であっても、第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂であれば、フランジ部１２５の線長変化の態様は、例えば図１２Ｂに示すように、同様である。したがって、本発明の実施の形態２に係るプレス成形方法によれば、フランジ部１２５の引張応力の低減効果が得られる。また、実施の形態１の場合と同様に、第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂であれば、第１傾斜角度α₁＝０［°］であってもよく、第２傾斜角度α₂＝０［°］（製品形状のフランジ部１２５が湾曲面２０に対して傾斜なし）であってもよい。

　一方、本発明に対する比較例としての第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂の場合、図１３Ｂに示すように、第１成形工程ではフランジ部１２５の長手方向の線長は長くなる（Ｃ₀Ｄ₀→Ｃ₁Ｄ₁）。これにより、フランジ部１２５は引張ひずみを受ける。その後、第２成形工程でフランジ部１２５が製品形状に成形される際、フランジ部１２５の長手方向の線長は、図１３Ｂに示すように、さらに長くなる（Ｃ₁Ｄ₁→Ｃ₂Ｄ₂）。よって、このように成形されるフランジ部１２５に、ひずみεの戻りはなく、故に、フランジ部１２５に残留する引張応力の低減効果は得られない。この結果、スプリングバックの低減効果も得られない。この点は、図１３Ａに示したように第１傾斜角度α₁が負で第２傾斜角度α₂が正である場合のみならず、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂がいずれも正である場合、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂がいずれも負である場合であっても、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂であれば同様である。

　なお、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂに示す各構成及び各要素は、第１傾斜角度α₁及び第２傾斜角度α₂の各大きさや大小関係が異なること以外、図１０Ａ、図１０Ｂに示すものと同様である。これらの各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

　つぎに、実施の形態１の場合と同様に、第１傾斜角度α₁の好適な範囲について、応力－ひずみ線図の勾配ｄσ／ｄε（図１１Ｂ参照）に基づいて検討したので、以下、これについて説明する。

　図１１Ｂに示すように、勾配ｄσ／ｄεは、実施の形態１の場合と同様に、第１下死点からのひずみ戻し量Δεが小さい領域では大きいが、ひずみ戻し量Δεが大きい領域では小さくなる。すなわち、ひずみ戻し量Δεが小さい領域では、ひずみεの変化に対する応力σの変化量は大きくなり、ひずみ戻し量Δεが大きい領域では、ひずみεの変化に対する応力σの変化量は小さくなる。ひずみ戻し量Δεが大きい領域では、ひずみεを変化させてもその変化量に対する応力σの変化量は小さく、それ故、スプリングバックを変化させる効果は小さくなる。

　他方、第１傾斜角度α₁を大きくしたことにより、フランジ部１２５を製品形状に戻すための第２傾斜角度α₂も大きくなり、これに伴い、ひずみ戻し量Δεが大きくなる。ひずみ戻し量Δεが大きい場合、第１成形工程でのフランジ部１２５の引張ひずみ量が増加することから、フランジ部１２５に割れ（fracture）が発生してしまう虞がある。また、ひずみ戻し量Δεが大きい場合、第２成形工程でフランジ部１２５にしわが発生する虞がある。したがって、スプリングバックを変化させるのに効果的で、且つフランジ部１２５の割れやしわを抑制できるひずみ戻し量Δεには上限値が存在する。この上限値をΔε_maxとすると、ひずみ戻し量Δεの範囲は、実施の形態１の場合と同様に下式（７）で表される。

　上述したように、フランジ部１２５の引張応力の低減効果を得るためには第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂であることが前提であり、この前提と上式（７）及び式（１１）とにより、第１傾斜角度α₁の範囲は下式（２）で表される。

　なお、第１傾斜角度α₁を大きくすると、フランジ部１２５を製品形状に戻すための第２傾斜角度α₂も大きくなり、これに伴い、ひずみ戻し量Δεが大きくなる。ひずみ戻し量Δεが大きい場合、第２成形工程でのフランジ部１２５の圧縮ひずみ量が増加して、フランジ部１２５にしわが発生してしまう虞がある。このようなフランジ部１２５のしわを抑制できるひずみ戻し量Δεの上限値Δε_maxは、例えば、実験的にフランジ部１２５のしわ発生限界を求めると、ブランク２１のヤング率をＥ［ＭＰａ］とし、ブランク２１の引張強さをσ_TS［ＭＰａ］として、４σ_TS／Ｅで与えられる。

　以上のように、本実施の形態２では、下凸成形品１２７を成形するに際して、第１成形工程において、一旦、製品形状よりもフランジ部１２５の線長が長くなる成形を行い、第２成形工程においてその線長を僅かに短くする成形を行う。これにより、フランジ部１２５において、第１成形工程で生じた引張りひずみが、第２成形工程で僅かに戻されることになり、これに伴い、フランジ部１２５の引張応力が低減される。この結果、フランジ部１２５の残留応力が低減され、これによってスプリングバックが低減される。また、第１傾斜角度α₁を式（２）の範囲内で調整することにより、フランジ部１２５に割れやしわを発生させることなく、スプリングバック量をコントロールできる。

［実施の形態３］
　つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１及び実施の形態２では、第１の金型は第１ダイと第１パンチとからなるものを例に挙げて説明したが、本実施の形態３に例示するように、第１成形工程開始時からブランクをパッドで押さえるようにしてもよい。こうすることで、第１成形工程においてブランクがずれてしまうことを確実に防止することができる。

　このようなパッドを用いる金型の一例として、本実施の形態３に係る第１の金型３５が、図１４に示すプレス成形方法の段階ａ、ｂに図示されている。第１の金型３５の第１ダイ３７は、パッド３９を有する点以外、図１に示すプレス成形方法の段階ａ、ｂ及び図２Ａに図示される第１の金型１の第１ダイ５と同様のものである。そのため、図１４中の段階ａ、ｂにおいて、第１の金型３５のパッド３９以外の部分には、図１中の段階ａ、ｂ及び図２Ａと同一の符号を付している。パッド３９は、第１ダイ３７に対して出没可能に設けられており、第１パンチ７と協働してブランク２１の溝底部に相当する部位を挟持する。なお、本実施の形態３における第２成形工程の段階ｃ、ｄ（図１４参照）では、実施の形態１と同様に、図３Ａに示すものと同様の第２の金型３を使用して、中間形状の上凸成形品１２１（中間品）が製品形状にプレス成形される。

　なお、上記では上凸成形品１２１のプレス成形について説明したが、本実施の形態３では、下凸成形品１２７のプレス成形についても同様にパッド付きの第１の金型を用いることができる。

［実施の形態４］
　つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１～実施の形態３では一対の縦壁部１２３ｂの両方のフランジ部１２５においてひずみの戻しを与える例を説明したが、本実施の形態４に例示するように、一方のフランジ部１２５についてのみひずみの戻りを与えるような成形を行うようにしてもよい。

　本実施の形態４に係るプレス成形方法は、例えば、図１５の断面図で示した成形品４１のように、両方のフランジ部１２５の幅が異なるものを成形する場合に有効である。成形品４１を通常のフォーム成形で成形した場合、両方のフランジ部１２５の幅が異なるため、下死点においてフランジ部１２５に蓄積される残留応力（成形品４１が上凸形状である場合、圧縮応力）が両フランジ１２５間で異なる。これに起因して、成形品４１に作用するモーメント（moment）のバランスがくずれ、この結果、離型後には図１６に示すような捩れ変形が成形品４１に発生してしまう。なお、図１６において、成形品４１の離型前の形状は破線で示し、離型後の形状は実線で示している。そこで、本実施の形態４に係るプレス成形方法は、両方のフランジ部１２５における残留応力のバランスをとるために、一方のフランジ部１２５について本発明で提案しているひずみの戻りを与えるような成形を行うものとする。

　このような成形を行うために本実施の形態４における第１成形工程で用いる金型の一例が図１７に示される。図１７に示す第１の金型４３は、図１に示すプレス成形方法の段階ａ、ｂ及び図２Ａに示す第１の金型１の一部を変更した例であり、図１７において第１の金型１と同一部分には同一の符号を付している。第１の金型４３は、第１下死点において、成形品４１における両方のフランジ部１２５（図１５参照）のうちフランジ幅の長い方のフランジ部１２５のみを第１傾斜角度α₁に成形できるように構成されている。すなわち、第１の金型４３は、図１７に示すように、第１ダイ側の溝形状成形部５ａの片側のみに第１ダイ側のフランジ成形部５ｂが設けられた第１ダイ４５と、第１パンチ側の溝形状成形部７ａの片側のみに第１パンチ側のフランジ成形部７ｂが設けられた第１パンチ４７と、を備える。なお、本実施の形態４における第２成形工程では、実施の形態１と同様の第２の金型３（図１中の段階ｃ、ｄ及び図３Ａ参照）を用いて、中間形状の上凸成形品１２１（中間品）が製品形状にプレス成形される。

　上記の第１の金型４３及び第２の金型３を用いたプレス成形方法、すなわち、本実施の形態４に係るプレス成形方法について、図１８に基づいて説明する。本実施の形態４に係るプレス成形方法は、図１８に示すように、第１成形工程（段階ａ、ｂ）と第２成形工程（段階ｃ、ｄ）とを順次行って、ブランク２１を製品形状の上凸成形品１２１に成形するものである。

　すなわち、第１成形工程では、図１８に示す段階ａ、ｂのように、第１の金型４３は、第１ダイ４５と第１パンチ４７との間にブランク２１を受け入れ、このブランク２１を、第１ダイ４５と第１パンチ４７とによって中間形状の上凸成形品１２１（中間品）にプレス成形する。この際、第１溝形状成形部９は、第１ダイ側の溝形状成形部５ａと第１パンチ側の溝形状成形部７ａとでブランク２１をプレス成形することにより、このブランク２１に溝形状部１２３（図１５参照）を形成する。これとともに、第１フランジ成形部１１は、第１ダイ側のフランジ成形部５ｂと第１パンチ側のフランジ成形部７ｂとでブランク２１をプレス成形することにより、このブランク２１に、フランジ幅が異なる一対のフランジ部１２５（図１５参照）を形成する。

　このような第１成形工程により、ブランク２１は、上述した溝形状部１２３とフランジ幅が異なる一対のフランジ部１２５とを有する中間形状の上凸成形品１２１（中間品）に成形される。この際、第１の金型４３は、片側の第１フランジ成形部１１を用いて、一対のフランジ部１２５のうちフランジ幅が広い方のフランジ部１２５のみをその傾斜角度が第１傾斜角度α₁と同一角度になるように成形する。

　その後、第２成形工程では、図１８に示す段階ｃ、ｄのように、第２の金型３が、上述した第１成形工程による中間形状の上凸成形品１２１を製品形状のものに成形する。この際、第２フランジ成形部１９は、上述したフランジ幅が広いフランジ部１２５を製品形状に成形する。

　この第２成形工程の下死点、すなわち、第２下死点において、フランジ幅が広いフランジ部１２５のひずみが戻され、この結果、フランジ幅が広いフランジ部１２５に残留する圧縮応力が低減する。このとき、従来方法で行った場合には、フランジ幅が広いフランジ部１２５に多く蓄積される残留応力を、本実施の形態４における第２成形工程によって低減することができる。これにより、このフランジ幅が広いフランジ部１２５の残留応力と、フランジ幅が狭いフランジ部１２５に蓄積される残留応力とのバランスをとることが可能となる。この結果、第２下死点での成形品４１に作用するモーメントのバランスがとれることから、離型後の成形品４１（図１８では上凸成形品１２１）の捩れ変形が低減できる。

　なお、上記では、フランジ幅が広い方のフランジ部１２５にひずみの戻りを与えるような成形を施した例を示したが、本実施の形態４では、両方のフランジ部１２５でモーメントのバランスがとれていればよい。すなわち、本発明の実施の形態４によるプレス成形は、場合によっては、フランジ幅が狭い方に施してもよいし、両方のフランジ部１２５に施してもよい。また、本実施の形態４に係るプレス成形方法は、成形品が上凸形状または下凸形状のいずれに関わらず適用できる。

［実施の形態５］
　つぎに、本発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態１～実施の形態４では第１成形工程をフォーム成形で行う例を示したが、本実施の形態５に例示するように、第１成形工程をドロー成形で行ってもよい。

　本実施の形態５における第１成形工程では、ドロー成形を行うために、例えば図１９に示す第１の金型４９が用いられる。図１９に示す第１の金型４９は、図１に示すプレス成形方法の段階ａ、ｂ及び図２Ａに示す第１の金型１の一部を変更したものであり、図１９において、第１の金型１と同一部分には同一の符号を付してある。

　第１の金型４９は、上凸成形品１２１を成形するためのものであり、図１９に示すように、ダイ５１とパンチ５３とブランクホルダ５５とからなる。本実施の形態５において、第１溝形状成形部９は、ダイ５１の溝形状成形部（第１ダイ側の溝形状成形部５ａ）と、パンチ５３の溝形状成形部（第１パンチ側の溝形状成形部７ａ）とによって実現される。第１フランジ成形部１１は、ダイ５１のフランジ成形部（第１ダイ側のフランジ成形部５ｂ）と、ブランクホルダ５５のフランジ成形部（第１パンチ側のフランジ成形部７ｂ）とによって実現される。本実施の形態５における第１フランジ成形部１１の第１傾斜角度α₁は、図２Ｂに示す実施の形態１における第１の金型１の第１傾斜角度α₁と同一角度に設定されている。

　ダイ５１は、実施の形態１における第１の金型１の第１ダイ５（図２Ａ参照）と同形状のものを利用できる。パンチ５３は、ブランクホルダ５５に対して個別に動作可能に設けられている。パンチ５３の上部は、第１パンチ側の溝形状成形部７ａを構成し、ダイ５１の溝形状成形部（第１ダイ側の溝形状成形部５ａ）に挿入されることにより、上凸成形品１２１の溝形状部１２３を成形する。ブランクホルダ５５は、パンチ５３の両側に設けられ、ダイ５１と協働してブランク２１を挟持すると共に、上凸成形品１２１のフランジ部１２５を成形する。

　なお、本実施の形態５に係るプレス成形方法の第１成形工程及び第２成形工程のうち、第２成形工程では、実施の形態１と同様の第２の金型３（図１中の段階ｃ、ｄ及び図３Ａ参照）を用いて、中間形状の上凸成形品１２１が製品形状にプレス成形される。

　以下では、本実施の形態５に係るプレス成形方法のうち、上述した実施の形態１と異なる第１成形工程、すなわち、第１の金型４９を用いた第１成形工程について、図２０に基づいて説明する。

　本実施の形態５における第１成形工程では、図２０に示す段階ａのように、まず、第１の金型４９は、ダイ５１とブランクホルダ５５との間にブランク２１を受け入れる。この段階ａにおいて、パンチ５３の上面にはブランク２１が載置される。続いて、第１の金型４９は、図２０に示す段階ｂのように、ダイ５１とブランクホルダ５５とによってブランク２１を挟持する。この段階ｂにおいて、ブランクホルダ５５は、第１ダイ側のフランジ成形部５ｂと第１パンチ側のフランジ成形部７ｂとの間にブランク２１を挟むように、ダイ５１と協働してブランク２１を挟持する。

　つぎに、第１の金型４９は、図２０に示す段階ｃのように、ダイ５１とブランクホルダ５５とで挟持した状態のブランク２１をパンチ５３によってプレス成形する。この段階ｃにおいて、パンチ５３は、この挟持された状態のブランク２１を、第１ダイ側の溝形状成形部５ａに向かって上動しながらプレス成形する。続いて、第１の金型４９は、図２０に示す段階ｄのように、ダイ５１とパンチ５３とブランクホルダ５５とによって、ブランク２１を中間形状の上凸成形品１２１に成形する。この段階ｄにおいて、パンチ５３は、第１パンチ側の溝形状成形部７ａを第１ダイ側の溝形状成形部５ａに近接させる上動を継続しながら、第１溝形状成形部９によってブランク２１をプレス成形し、これにより、中間形状の上凸成形品１２１のうち溝形状部１２３（図３３参照）を成形する。これと同時に、ダイ５１およびブランクホルダ５５は、第１フランジ成形部１１（第１ダイ側のフランジ成形部５ｂ及び第１パンチ側のフランジ成形部７ｂ）によってブランク２１を挟持した状態を維持し、これにより、中間形状の上凸成形品１２１のうち両側のフランジ部１２５（図３３参照）を成形する。

　このように第１の金型４９を用いてドロー成形された場合の上凸成形品１２１の中間形状と、第１の金型１を用いてフォーム成形で成形された場合（図１参照）の上凸成形品１２１の中間形状とには、若干の違いはある。しかし、第１の金型４９の第１フランジ成形部１１の第１傾斜角度α₁が第１の金型１のものと同一角度に設定されているので、第１の金型１を用いて上凸成形品１２１が成形された場合と同様に、第２成形工程でのフランジ部１２５のひずみの戻し効果は、本実施の形態５においても得られる。

　なお、本発明の効果が得られる成形品の製品形状としては、上凸又は下凸になるように湾曲するフランジ部を有し、かつ溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に前記フランジ部を有する形状であればよい。図２１に、本発明を適用可能な成形品の製品形状の断面の例を複数示し、各断面について以下に説明する。

　図２１に示すように、本発明を適用可能な成形品の製品形状（断面形状）は、成形品のフランジ部及び縦壁部の各構成別に、９つのタイプＴ１～Ｔ９に分けられる。これらのタイプＴ１～Ｔ９のうち、タイプＴ１～Ｔ６は、縦壁部の両方にフランジ部を有する成形品の製品形状である。これらのタイプＴ１～Ｔ６のうち、タイプＴ１、Ｔ４は、縦壁部が垂直になっている成形品の製品形状である。タイプＴ２、Ｔ５は、上述した成形品（上凸成形品１２１、下凸成形品１２７）と同様に縦壁部が傾斜している製品形状である。タイプＴ３、Ｔ６は、両縦壁部が傾斜して頂部に平坦部（flat　portion）のない形を形成している成形品の製品形状である。タイプＴ３、Ｔ６の製品形状の断面を成形するには、先端が曲面になっているパンチを使用するとよい。一方、図２１に示す９つのタイプＴ１～Ｔ９のうち、タイプＴ７～Ｔ９は、溝形状部を構成する一対の縦壁部のいずれか片方のみにフランジ部を有する成形品の製品形状である。

　また、本発明を適用可能な成形品の製品形状は、図２２Ａ及び図２２Ｂに例を示すように、フランジ部のみが上凸方向に湾曲する成形品６１の製品形状であってもよいし、フランジ部のみが下凸方向に湾曲する成形品６３の製品形状であってもよい。なお、図２１、図２２Ａ及び図２２Ｂのいずれかに示す成形品の製品形状、すなわち、本発明を適用可能な成形品の製品形状には、フランジ部の幅、長さ、高さ位置ついて制限はない。また、左右のフランジ部同士で幅、長さが異なってもよい。

　上記では、第２成形工程は、第２ダイを下動させて第２パンチに近づけるものを例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明における第２成形工程では、第２パンチと第２ダイとが相対的に近づけばどちらを動かしてもよく、第２パンチを第２ダイに近づけるようにしてもよい。

　また、上記において、第１の金型の第１ダイと第１パンチの上下を入れ替える、または第２の金型の第２ダイと第２パンチの上下を入れ替える、または第１の金型の第１ダイと第１パンチの上下を入れ替えてかつ第２の金型の第２ダイと第２パンチの上下を入れ替えるようにしてもよい。これらのうちのいずれにおいても同様に本発明の効果が得られる。

　さらに、上記では、ダイが上下動可能な金型を例に挙げたが、金型の移動方向は上下方向に限られず、例えば、ダイ及びパンチを横向きにして、これらダイ及びパンチのうち少なくとも一方を横向きに移動させるようにしてもよい。

　また、上記では、第１溝形状成形部と第２溝形状成形部とが同形状である場合を例に挙げて説明したが、第１溝形状成形部と第２溝形状成形部とは異なる形状であってもよい。あるいは、第１溝形状成形部にビードを設けて、このビードを第２溝形状成形部で押し潰すようにしてもよい。

　さらに、上記の説明は、湾曲するフランジ部が成形品の軸方向の一部に設けられている成形品をプレス成形するプレス成形方法についての説明であって、かつ、第１の金型と第２の金型とにおける第１傾斜角度α₁と第２傾斜角度α₂との関係が、第１の金型と第２の金型との全長に亘って第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂に設定されているプレス成形方法についての説明であった。しかし、本発明はこのようなものに限られず、上述した第１傾斜角度α₁と第２傾斜角度α₂との関係が、第１の金型及び第２の金型のうち、湾曲するフランジ部を成形する部位のみに第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるように設定されていてもよい（後述の実施例７及び図３２参照）。

　また、上記の説明は、湾曲するフランジ部が成形品の軸方向の一部に設けられている成形品をプレス成形するプレス成形方法についての説明であったが、これに限らず、湾曲するフランジ部が成形品の軸方向全長に亘って設けられている成形品をプレス成形する場合についても、本発明は適用できる。この場合、第１傾斜角度α₁と第２傾斜角度α₂との関係が、第１の金型及び第２の金型のうち、湾曲するフランジ部を成形する部位のみに第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるように設定されていてもよいし、あるいは全長に亘って第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるように設定されていてもよい。

　つぎに、本発明の実施例１について説明する。実施例１では、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の実験を行ったので、その結果について以下に説明する。

　まず、実験方法について概説する。実験は、第１傾斜角度α₁の影響を確認するため、第１の金型１（図２Ａ参照）の第１傾斜角度α₁（図２Ｂ参照）を変えて第１成形工程を行い（図１中の段階ａ、ｂ参照）、第２の金型３（図３Ａ参照）で第２成形工程を行い（図１中の段階ｃ、ｄ参照）、成形された上凸成形品１２１のスプリングバック量を比較するというものである。

　成形対象となる上凸成形品１２１の寸法としては、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、製品長さが１０００［ｍｍ］であり、湾曲方向の高さが３０［ｍｍ］であり、溝底部１２３ａの幅が２０［ｍｍ］であり、フランジ部１２５の幅が２５［ｍｍ］であり、縦壁部１２３ｂとフランジ部１２５との交差部の曲率半径が１０００［ｍｍ］である。ブランクは、５９０ＭＰａ級材（引張強さ（tensile　strength）σ_TS＝５９０［ＭＰａ］）と１１８０ＭＰａ級材（引張強さσ_TS＝１１８０［ＭＰａ］）とを使用した。これらのブランクの双方とも、板厚は１．２［ｍｍ］であり、ヤング率は２１００００［ＭＰａ］とした。プレス機（press　forming　machine）には１０００ｔｏｎｆ油圧プレス機を用いた。第１傾斜角度α₁の上限値は、式（１）のΔε_maxが４σ_TS／Ｅで与えられるものとして計算した結果、５９０ＭＰａ級材を用いた場合で２６．４［°］であり、１１８０ＭＰａ級材を用いた場合で６１．６［°］であった。

　実験は、４つのプレス成形条件のグループ（グループ１～グループ４）について行った。まず、各グループについて詳細に説明する。

　グループ１は、５９０ＭＰａ級材をパッドなしでプレス成形したグループである。グループ１のプレス成形としては、本発明例１、本発明例２、従来例１、比較例１及び比較例２のプレス成形を行った。本発明例１及び本発明例２は、第１傾斜角度α₁の範囲を、式（１）を満たすようにした場合のプレス成形である。従来例１は、図３５に示すプレス金型１４１（第１傾斜角度α₁＝０［°］）を用いて１工程のフォーム成形（図３７参照）で行うプレス成形である。比較例１は、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合のプレス成形である。比較例２は、第１傾斜角度α₁の上限値（２６．４［°］）を超えた場合のプレス成形である。

　グループ２は、５９０ＭＰａ級材をパッドありでプレス成形したグループである。グループ２のプレス成形としては、本発明例３及び従来例２のプレス成形を行った。本発明例３は、パッドを用いたこと以外は本発明例２と同様である。従来例２は、パッドを用いたこと以外は従来例１と同様である。本発明例３は、第１の金型３５を用いて第１成形工程（図１４中の段階ａ、ｂ参照）を行い、第２の金型３の第２傾斜角度α₂を０［°］として第２成形工程を行った。従来例２は、通常のパンチ（第１傾斜角度α₁＝０［°］）及びパッド付きダイを用いてフォーム成形を行った。

　グループ３は、１１８０ＭＰａ級材を用いたこと以外はグループ１と同様である。すなわち、グループ３として行う本発明例４、本発明例５、従来例３、比較例３及び比較例４の各プレス成形は、１１８０ＭＰａ級材を用いたこと以外、本発明例１、本発明例２、従来例１、比較例１及び比較例２と各々同様である。グループ４は、１１８０ＭＰａ級材を用いたこと以外はグループ２と同様である。すなわち、グループ４として行う本発明例６及び従来例４の各プレス成形は、１１８０ＭＰａ級材を用いたこと以外、本発明例３及び従来例２と各々同様である。

　成形された上凸成形品１２１は３次元形状測定器で測定した。その後、図４０Ａに示すように、ＣＡＤソフトウェア上で測定形状の長手方向中央の断面が、製品形状の同断面と一致するように位置合わせを行った後、上凸成形品１２１の部品端における測定形状と製品形状とのＺ座標差異として、ハネ量Δｚを算出した。実施例１において、このハネ量Δｚは、上凸成形品１２１のスプリングバックによるハネ変形の指標とした。ハネ量Δｚは、正ならば部品が上方にハネ変形したことを意味し、負ならば部品が下方にハネ変形したことを意味し、絶対値が小さければスプリングバックが少ないことを意味する。

　表１に、本実施例１における各プレス成形条件、第１傾斜角度α₁の上限値、及び各プレス成形条件で成形された上凸成形品１２１の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、上凸成形品１２１のしわの発生有無（○、×）とハネ量Δｚ［ｍｍ］とが表１に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表１に示す通り、グループ１～グループ４における本発明例１～６では、いずれも、しわは発生しなかった。また、これらの本発明例１～６のいずれにおいても、ハネ量Δｚは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、スプリングバックによるハネ変形を低減することができた。

　一方、比較例１のように第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、ハネ量Δｚは従来例１のハネ量Δｚとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例３についても同様であり、比較例３と従来例３とは、ほぼ変わらない結果である。また、比較例２及び比較例４では、第１傾斜角度α₁が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。

　以上のように、上凸成形品１２１について本発明方法を適用して第１傾斜角度α₁を式（１）の範囲内としてプレス成形することで、上凸成形品１２１にしわを発生させることなく、上凸成形品１２１のスプリングバックを低減することができた。また、従来例２と本発明例３との比較、並びに従来例４と本発明例６との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明のプレス成形方法を実施することで上凸成形品１２１のスプリングバックを低減することができた。

　つぎに、本発明の実施例２について説明する。上述した実施例１は上凸成形品１２１を成形する場合についての説明であったが、本実施例２では、下凸成形品１２７を成形する場合の効果を確認する具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。

　成形対象となる下凸成形品１２７の形状は、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、下凸であること以外は、図２３Ａ及び図２３Ｂに示す上凸成形品１２１の形状と同様である。また、本実施例２において用いるブランクやプレス機は、上記実施例１と同様のものとした。

　本実施例２において行う実験のプレス成形条件は、実施例１のグループ１～グループ４に対応するグループ５～グループ８とした。グループ５～グループ８の各プレス成形条件は、下凸成形品１２７が成形対象となること以外、グループ１～グループ４と各々略同様である。グループ５のプレス成形としては、本発明例７、本発明例８、従来例５、比較例５及び比較例６のプレス成形を行った。グループ６のプレス成形としては、本発明例９及び従来例６のプレス成形を行った。グループ７のプレス成形としては、本発明例１０、本発明例１１、従来例７、比較例７及び比較例８のプレス成形を行った。グループ８のプレス成形としては、本発明例１２及び従来例８のプレス成形を行った。

　本発明例７、本発明例８、本発明例１０、本発明例１１及び比較例５～比較例８は、図８Ａに示す第１の金型２３を用いて第１成形工程を行い、図９Ａに示す第２の金型２９の第２傾斜角度α₂（図９Ｂ参照）を０［°］として第２成形工程を行った。比較例５～比較例８は、第１傾斜角度α₁を式（２）で表される第１傾斜角度α₁の範囲外としてプレス成形したものである。一方、本発明例９、本発明例１２、及び従来例５～従来例８は、下凸成形品１２７が成形対象となること以外、実施例１の本発明例３、本発明例６、及び従来例１～従来例４と各々同様である。

　なお、第１傾斜角度α₁の上限値は、上式（２）よりΔε_maxが４σ_TS／Ｅで与えられるものとして計算した結果、５９０ＭＰａ級材を用いた場合で２８．５［°］であり、１１８０ＭＰａ級材を用いた場合で７５．２［°］であった。また、本実施例２におけるスプリングバックの評価方法は、上記実施例１と同様である。

　表２に、本実施例２における各プレス成形条件、第１傾斜角度α₁の上限値、及び各プレス成形条件で成形された下凸成形品１２７の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、下凸成形品１２７のしわの発生有無（○、×）とハネ量Δｚ［ｍｍ］とが表２に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表２に示す通り、グループ５～グループ８における本発明例７～１２では、いずれも、しわは発生しなかった。また、これらの本発明例７～１２のいずれにおいても、ハネ量Δｚは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、スプリングバックによるハネ変形を低減することができた。

　一方、比較例５のように第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、ハネ量Δｚは従来例５のハネ量Δｚとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例７についても同様であり、比較例７と従来例７とは、変わらない結果である。また、比較例６及び比較例８では、第１傾斜角度α₁が上限値を超えたため、第２成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。さらに、比較例８では、第１成形工程でフランジ部１２５に割れが発生した。

　以上のように、下凸成形品１２７について本発明方法を適用して第１傾斜角度α₁を式（２）の範囲内としてプレス成形することで、下凸成形品１２７にしわを発生させることなく、下凸成形品１２７のスプリングバックを低減することができた。また、従来例６と本発明例９との比較、並びに従来例８と本発明例１２との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明のプレス成形により下凸成形品１２７のスプリングバックを低減することができた。

　つぎに、本発明の実施例３について説明する。上述した実施例１および実施例２は、第１成形工程をフォーム成形によって行った場合についての説明であったが、本実施例３では、第１成形工程をドロー成形によって行った場合の効果について確認する実験を行ったので、その結果について説明する。

　成形対象となる製品形状は、上記実施例１（図２３Ａ及び図２３Ｂ参照）と同様に上凸成形品１２１である。また、本実施例３において用いるブランクおよびプレス機は、実施例１及び実施例２と同様のものとした。

　本実施例３において行う実験のプレス成形条件は、実施例１のグループ１～グループ４に対応するグループ９～グループ１２とした。グループ９～グループ１２の各プレス成形条件は、第１成形工程をドロー成形によって行うこと以外、グループ１～グループ４と各々同様である。グループ９のプレス成形としては、本発明例１３、本発明例１４、従来例９、比較例９及び比較例１０のプレス成形を行った。グループ１０のプレス成形としては、本発明例１５及び従来例１０のプレス成形を行った。グループ１１のプレス成形としては、本発明例１６、本発明例１７、従来例１１、比較例１１及び比較例１２のプレス成形を行った。グループ１２のプレス成形としては、本発明例１８及び従来例１２のプレス成形を行った。

　本発明例１３、本発明例１４、本発明例１６、本発明例１７及び比較例９～比較例１２は、図１９に示す第１の金型４９を用いて第１成形工程を行い、図３Ａに示す第２の金型３の第２傾斜角度α₂を０［°］として第２成形工程を行った。ただし、比較例９～比較例１２は、第１傾斜角度α₁が式（１）で規定される範囲外となるようにプレス成形したものである。本発明例１５及び本発明例１８は、図２５に示すパッド３９付きの第１ダイ７７とパンチ５３と一対のブランクホルダ５５とを有する第１の金型７５を用いて第１成形工程を行い、図３Ａに示す第２の金型３の第２傾斜角度α₂を０［°］として第２成形工程を行った。一方、従来例９及び従来例１１は、図２６に示すダイ８１とパンチ８３と一対のブランクホルダ８５とを有するプレス金型７９を用いて１工程のドロー成形で上凸成形品１２１の成形を行った（図２７参照）。従来例１０及び従来例１２は、第１成形工程をドロー成形によって行うこと以外、実施例１の従来例２及び従来例４と各々同様である。

　なお、第１傾斜角度α₁の上限値は、実施例１と同様であり、５９０ＭＰａ級材を用いた場合で２６．４［°］であり、１１８０ＭＰａ級材を用いた場合で６１．６［°］であった。また、本実施例３におけるスプリングバックの評価方法は、上記実施例１および実施例２と同様である。

　表３に、本実施例３における各プレス成形条件、第１傾斜角度α₁の上限値、及び各プレス成形条件で成形された上凸成形品１２１の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、上凸成形品１２１のしわの発生有無（○、×）とハネ量Δｚ［ｍｍ］とが表３に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表３に示す通り、グループ９～グループ１２における本発明例１３～１８では、いずれも、しわは発生しなかった。また、これらの本発明例１３～１８のいずれにおいても、ハネ量Δｚは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、スプリングバックによるハネ変形を低減することができた。

　一方、比較例９のように第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、ハネ量Δｚは従来例９のハネ量Δｚとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例１１についても同様である。また、比較例１０及び比較例１２では、第１傾斜角度α₁が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。

　以上のように、上凸成形品１２１について本発明方法を適用して、第１成形工程をドロー成形で行うこととし且つ第１傾斜角度α₁を式（１）の範囲内としてプレス成形することで、上凸成形品１２１にしわを発生させることなく、上凸成形品１２１のスプリングバックを低減することができた。また、従来例１０と本発明例１５との比較、並びに従来例１２と本発明例１８との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明のプレス成形により上凸成形品１２１のスプリングバックを低減することができた。

　つぎに、本発明の実施例４について説明する。上記実施例３では上凸成形品１２１のドロー成形について説明したが、本実施例４では、下凸成形品１２７のドロー成形について実施例３と同様の実験を行ったので、その結果について以下に説明する。

　成形対象となる製品形状は、上記実施例２（図２４Ａ及び図２４Ｂ参照）と同様に下凸成形品１２７である。また、本実施例４において用いるブランクおよびプレス機は、上記実施例１～実施例３と同様のものとした。

　本実施例４において行う実験のプレス成形条件は、実施例２のグループ５～グループ８に対応するグループ１３～グループ１６とした。グループ１３～グループ１６の各プレス成形条件は、第１成形工程をドロー成形によって行うこと以外、グループ５～グループ８と各々同様である。グループ１３のプレス成形としては、本発明例１９、本発明例２０、従来例１３、比較例１３及び比較例１４のプレス成形を行った。グループ１４のプレス成形としては、本発明例２１及び従来例１４のプレス成形を行った。グループ１５のプレス成形としては、本発明例２２、本発明例２３、従来例１５、比較例１５及び比較例１６のプレス成形を行った。グループ１６のプレス成形としては、本発明例２４及び従来例１６のプレス成形を行った。

　本発明例１９、本発明例２０、本発明例２２、本発明例２３及び比較例１３～比較例１６は、図２８に示すダイ８９とパンチ９１と一対のブランクホルダ９３とを有する第１の金型８７を用いて第１成形工程を行い、図９Ａに示す第２の金型２９の第２傾斜角度α₂（図９Ｂ参照）を０［°］として第２成形工程を行った。ただし、比較例１３～比較例１６は、式（２）で表される第１傾斜角度α₁の範囲外のプレス成形である。一方、従来例１３及び従来例１５は、図２９に示すダイ９７とパンチ９９とブランクホルダ１０１とを有するプレス金型９５を用いて１工程のドロー成形で下凸成形品１２７の成形を行った。従来例１４及び従来例１６は、第１成形工程をドロー成形によって行うこと以外、実施例２の従来例６及び従来例８と各々同様である。

　なお、第１傾斜角度α₁の上限値は、実施例２と同様であり、５９０ＭＰａ級材を用いた場合の上式（２）より２８．５［°］であった。１１８０ＭＰａ級材を用いた場合の第１傾斜角度α₁の上限値は、７５．２［°］であった。また、本実施例４におけるスプリングバックの評価方法は、上記実施例１～実施例３と同様である。

　表４に、本実施例４における各プレス成形条件、第１傾斜角度α₁の上限値、及び各プレス成形条件で成形された下凸成形品１２７の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、下凸成形品１２７のしわの発生有無（○、×）とハネ量Δｚ［ｍｍ］とが表４に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表４に示す通り、グループ１３～グループ１６における本発明例１９～２４では、いずれも、しわは発生しなかった。また、これらの本発明例１９～２４のいずれにおいても、ハネ量Δｚは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、スプリングバックによるハネ変形を低減することができた。

　一方、比較例１３のように第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、従来例１３のハネ量Δｚと変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例１５についても同様であり、比較例１５と従来例１５とは、ほぼ変わらない結果である。また、比較例１４及び比較例１６では、第１傾斜角度α₁が上限値を超えたため、第２成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。

　以上のように、下凸成形品１２７について本発明方法を適用して、第１成形工程をドロー成形で行うこととし且つ第１傾斜角度α₁を式（２）の範囲内としてプレス成形することで、下凸成形品１２７にしわを発生させることなく、下凸成形品１２７のスプリングバックを低減することができた。また、従来例１４と本発明例２１との比較、並びに従来例１６と本発明例２４との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明のプレス成形により下凸成形品１２７のスプリングバックを低減することができた。

　つぎに、本発明の実施例５について説明する。上記実施例１～実施例４は、製品形状のフランジ部が傾斜していないものをプレス成形する場合についての説明であったが、本実施例５では、製品形状のフランジ部が傾斜したものをプレス成形する場合について具体的な実験を行ったので、その結果について説明する。

　図３０は、本実施例５において成形対象となる成形品１０３の断面図である。図３０に示すように、成形品１０３は、幅２５［ｍｍ］のフランジ部１２５を有する。成形品１０３のフランジ部１２５は、図３０に示すように、水平線に対し正の方向（縦壁部１２３ｂと金型のフランジ成形部（図示せず）とのなす角度が大きくなる方向）に＋５［°］傾斜している。成形品１０３は、このようにフランジ部１２５が傾斜していること以外、上記実施例１および実施例３の上凸成形品１２１（図２３Ａ参照）と同様である。図３０において、この上凸成形品１２１と同様のものには、図２３Ｂと同様に符号を付している。

　本実施例５における実験方法は、上記実施例３と同様である。具体的には、本実施例５における実験では、第１の金型４９（図１９参照）を用いてドロー成形により第１成形工程を行い、第２傾斜角度α₂＝５［°］のフォーム成形用のプレス金型を用いて第２成形工程を行い、これらの２工程により、ブランクを製品形状の成形品１０３に成形した。この際、ブランクは１１８０ＭＰａ級材を用い、プレス機は上記実施例１～実施例４と同様のものを用いた。なお、本実施例５において、第１傾斜角度α₁の上限値は７４．７［°］であった。

　本実施例５におけるプレス成形条件のグループ１７には、本発明例２５、本発明例２６、従来例１７、比較例１７及び比較例１８が含まれる。本発明例２５及び本発明例２６は、第１傾斜角度α₁の範囲を式（１）を満たすようにした場合のプレス成形である。従来例１７は、フランジ成形部が５［°］傾斜したプレス金型（第１傾斜角度α₁＝５［°］）を用いて１工程のドロー成形で行うプレス成形である。比較例１７は、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合のプレス成形である。比較例１８は、第１傾斜角度α₁の上限値（７４．７［°］）を超えた場合のプレス成形である。また、本実施例５におけるスプリングバックの評価方法は、上記実施例１～実施例４と同様である。

　表５に、本実施例５における各プレス成形条件、第１傾斜角度α₁の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品１０３の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、成形品１０３のしわの発生有無（○、×）とハネ量Δｚ［ｍｍ］とが表５に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表５に示す通り、本発明例２５及び本発明例２６のいずれにおいても、しわは発生しなかった。また、これらの本発明例２５及び本発明例２６のいずれにおいても、ハネ量Δｚは従来例１７より小さくなり、スプリングバックによるハネ変形を低減することができた。

　一方、比較例１７のように、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、ハネ量Δｚは従来例１７のハネ量Δｚとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。また、第１傾斜角度α₁を８０［°］とした比較例１８では、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。

　これらの結果より、傾斜したフランジ部１２５を有する成形品１０３においても、本発明に係るプレス成形方法により、スプリングバックの低減等の効果が得られることを確認することができた。

　つぎに、本発明の実施例６について説明する。上記実施例１～実施例５は、フランジ幅が両側で同じものを成形する場合の説明であったが、本実施例６では、フランジ幅が両側で異なるものを成形する場合の効果について実験を行ったので、その結果について説明する。

　図３１は、本実施例６において成形対象となる成形品４１の断面図である。成形品４１は、上凸形状であり、図３１に示すように、互いに幅が異なる一対のフランジ部１２５を有する。この成形品４１では、図３１に示すように、一方のフランジ部１２５の幅が３０［ｍｍ］であり、他方のフランジ部１２５の幅が２０［ｍｍ］である。その他の形状は上記実施例１及び実施例３の上凸成形品１２１（図２３Ａ及び図２３Ｂ参照）と同様である。図３１において、この上凸成形品１２１と同様のものには、図２３Ｂと同様に符号を付している。

　本実施例６におけるプレス成形条件として、ブランクは上記１１８０ＭＰａ級材を用いた。プレス機は上記実施例１～実施例５と同様のものを用いた。また、ひずみの戻しは、フランジ幅が３０［ｍｍ］の方のフランジ部１２５に適用するものとした。なお、第１傾斜角度α₁の上限値は４７．１［°］であった。

　本実施例６におけるプレス成形条件のグループ１８には、本発明例２７、本発明例２８、本発明例２９、本発明例３０、従来例１８、比較例１９及び比較例２０が含まれる。本発明例２７～本発明例３０、比較例１９及び比較例２０は、図１８に示す第１の金型４３を用いてフランジ幅の長いフランジ部１２５が第１傾斜角度α₁と同一角度となるように第１成形工程を行い（図１８中の段階ａ、ｂ参照）、図３Ａに示す第２の金型３を用いて第２成形工程を行った（図１８中の段階ｃ、ｄ参照）。ただし、この第２成形工程において、第２傾斜角度α₂は０［°］とした。また、比較例１９及び比較例２０は、いずれも、第１傾斜角度α₁が式（１）で表される第１傾斜角度α₁の範囲外のプレス成形である。比較例１９は、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合のプレス成形である。比較例２０は、第１傾斜角度α₁の上限値を超えた場合のプレス成形である。従来例１８は、図３５に示すプレス金型１４１を用いて１工程のフォーム成形を行った。

　成形品４１では、両方のフランジ幅が異なるため下死点での成形品４１の両方のフランジ部１２５のモーメントのバランスがくずれる。これに起因して、成形品４１には、その離型時に、ハネに加え捩れ変形を与えるスプリングバックが発生する。そこで、本実施例６では、捩れの評価のために、成形品４１の端部における測定形状と製品形状との溝底部１２３ａの傾斜角度差異として、捩れ角度θ［°］（図１６参照）を算出した。

　表６に、本実施例６における各プレス成形条件、第１傾斜角度α₁の上限値、及び各プレス成形条件で成形された成形品４１の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、成形品４１のしわの発生有無（○、×）と捩れ角度θ［°］とが表６に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表６に示す通り、本発明例２７～本発明例３０のいずれにおいても、しわの発生は見られなかった。捩れ角度θは、第１傾斜角度α₁の増加に伴い変化し、第１傾斜角度α₁＝４０［°］で逆方向の捩れ角度となった。また、捩れ角度θは、第１傾斜角度α₁＝３０［°］の場合に最小となった。

　一方、比較例１９のように、第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、捩れ角度θは、従来例１８の捩れ角度θとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。また、比較例２０では、第１傾斜角度α₁が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。

　これらの結果より、フランジ幅が両側で異なる成形品４１のプレス成形においても、本発明に係るプレス成形方法により、スプリングバックの低減等の効果が得られることを確認することができた。これに加え、捩れの低減にも本発明は有効であることが示された。

　つぎに、本発明の実施例７について説明する。上記実施例１～実施例６は、成形品の軸方向の中央部に湾曲するフランジ部が設けられ、かつ第１の金型と第２の金型とにおけるフランジ成形部の軸方向全長に亘って第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるようにした第１の金型と第２の金型とを用いてプレス成形する場合についてのものであった。本実施例７は、成形品の軸方向の中央部のみに湾曲するフランジ部が設けられ、中央部の軸方向両側には傾斜するが湾曲はしていないフランジ部が設けられている成形品をプレス成形する場合であって、第１の金型と第２の金型とにおける湾曲するフランジ部を成形する部位のみに第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるように構成した第１の金型と第２の金型とを用いた実験を示すものである。

　本実施例７のプレス成形において、第１成形工程では、図３２に示す第１の金型１０５を用い、第２成形工程では、図３に示す第２の金型３の第２傾斜角度α₂を０［°］に設定した上で、この第２の金型３を用いた。第１の金型１０５は、実施例３で用いた第１の金型４９（図１９参照）の一部を変更したものである。具体的には、図３２に示すように、第１の金型１０５は、ダイ１０７と、パンチ１０９と、パンチ１０９の両側に設けられるブランクホルダ１１１とを備え、軸方向の中央部のみ第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるように構成されている。なお、図３２において、第１の金型４９と同様のものには同一の符号を付している。

　本実施例７において、成形対象となる製品形状、ブランク、プレス機及びプレス成形条件は、上記実施例３と同様である。本実施例７において行う実験のプレス成形条件は、実施例３のグループ９～グループ１２に対応するグループ１９～グループ２２とした。グループ１９～グループ２２の各プレス成形条件は、上述した構造を有する第１の金型１０５を用いて第１成形工程のプレス成形を行うこと以外、グループ９～グループ１２と各々同様である。グループ１９のプレス成形としては、本発明例３３、本発明例３４、従来例１９、比較例２１及び比較例２２のプレス成形を行った。グループ２０のプレス成形としては、本発明例３５及び従来例２０のプレス成形を行った。グループ２１のプレス成形としては、本発明例３６、本発明例３７、従来例２１、比較例２３及び比較例２４のプレス成形を行った。グループ２２のプレス成形としては、本発明例３８及び従来例２２のプレス成形を行った。

　本発明例３３、本発明例３４、本発明例３６、本発明例３７及び比較例２１～比較例２４は、図３２に示す第１の金型１０５を用いて第１成形工程を行い、図３Ａに示す第２の金型３を用いて第２成形工程を行った。ただし、比較例２１～比較例２４は、第１傾斜角度α₁が式（１）で規定される第１傾斜角度α₁の範囲外になるようにプレス成形したものである。本発明例３５及び本発明例３８は、上述した構造を有する第１の金型１０５を用いて第１成形工程のプレス成形を行うこと以外、実施例３の本発明例１５及び本発明例１８と各々同様である。一方、従来例１９及び従来例２１は、図２６に示すプレス金型７９を用いて１工程のドロー成形で上凸成形品１２１の成形を行った。従来例２０及び従来例２２は、上述した構造を有する第１の金型１０５を用いて第１成形工程のプレス成形を行うこと以外、実施例３の従来例１０及び従来例１２と各々同様である。

　なお、第１傾斜角度α₁の上限値は、実施例１及び実施例３と同様であり、５９０ＭＰａ級材を用いた場合の上式（１）より２６．４［°］であった。１１８０ＭＰａ級材を用いた場合の第１傾斜角度α₁の上限値は、６１．６［°］であった。また、本実施例７におけるスプリングバックの評価方法は、上記実施例１～実施例５と同様である。

　表７に、本実施例７における各プレス成形条件、第１傾斜角度α_１の取り得る上限値、および該各プレス成形条件で成形された上凸成形品１２１の形状評価結果をまとめたものを示す。この形状評価結果として、上凸成形品１２１のしわの発生有無（○、×）とハネ量Δｚ［ｍｍ］とが表７に示される。○印は「しわ無し」を意味し、×印は「しわ有り」を意味する。

　表７に示す通り、グループ１９～グループ２２における本発明例３３～３８では、いずれも、しわは発生しなかった。また、これらの本発明例３３～３８のいずれにおいても、ハネ量Δｚは各本発明例が属するグループの従来例より小さくなり、スプリングバックによるハネ変形を低減することができた。

　一方、比較例２１のように第１傾斜角度α₁＜第２傾斜角度α₂とした場合、ハネ量Δｚは従来例１９のハネ量Δｚとほぼ変わらない結果となり、スプリングバックの低減効果は得られなかった。この点は比較例２３についても同様であり、比較例２３と従来例２１とは、ほぼ変わらない結果である。また、比較例２２及び比較例２４では、第１傾斜角度α₁が上限値を超えたため、第１成形工程でフランジ部１２５にしわが発生した。

　以上のように、軸方向中央部のみに湾曲するフランジ部が設けられた上凸成形品について、軸方向の中央部のみ第１傾斜角度α₁＞第２傾斜角度α₂となるようにした場合であっても、第１傾斜角度α₁を式（１）の範囲内としてプレス成形することで、上凸成形品にしわを発生させることなく、上凸成形品のスプリングバックを低減することができた。また、従来例２０と本発明例３５との比較、並びに従来例２２と本発明例３８との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でも本発明のプレス成形方法により上凸成形品のスプリングバックを低減することができた。

　以上のように、本発明に係るプレス成形方法は、溝形状部の縦壁部に上反り又は下反りの湾曲フランジ部を有する成形品のプレス成形に有用であり、特に、製品形状を変えることなく、成形品の捩れや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減できるプレス成形に適している。

　　１　第１の金型（実施の形態１）
　　３　第２の金型（実施の形態１）
　　５　第１ダイ
　　５ａ　第１ダイ側の溝形状成形部
　　５ｂ　第１ダイ側のフランジ成形部
　　７　第１パンチ
　　７ａ　第１パンチ側の溝形状成形部
　　７ｂ　第１パンチ側のフランジ成形部
　　９　第１溝形状成形部
　１０　交差部
　１１　第１フランジ成形部
　１２　湾曲面
　１３　第２ダイ
　１３ａ　第２ダイ側の溝形状成形部
　１３ｂ　第２ダイ側のフランジ成形部
　１５　第２パンチ
　１５ａ　第２パンチ側の溝形状成形部
　１５ｂ　第２パンチ側のフランジ成形部
　１７　第２溝形状成形部
　１８　交差部
　１９　第２フランジ成形部
　２０　湾曲面
　２１　ブランク
　２３　第１の金型（実施の形態２）
　２５　第１ダイ
　２５ａ　第１ダイ側の溝形状成形部
　２５ｂ　第１ダイ側のフランジ成形部
　２７　第１パンチ
　２７ａ　第１パンチ側の溝形状成形部
　２７ｂ　第１パンチ側のフランジ成形部
　２９　第２の金型（実施の形態２）
　３１　第２ダイ
　３１ａ　第２ダイ側の溝形状成形部
　３１ｂ　第２ダイ側のフランジ成形部
　３３　第２パンチ
　３３ａ　第２パンチ側の溝形状成形部
　３３ｂ　第２パンチ側のフランジ成形部
　３５　第１の金型（実施の形態３）
　３７　第１ダイ
　３９　パッド
　４１　成形品（フランジ幅の異なるもの）
　４３　第１の金型（実施の形態４）
　４５　第１ダイ
　４７　第１パンチ
　４９　第１の金型（実施の形態５）
　５１　ダイ
　５３　パンチ
　５５　ブランクホルダ
　６１　成形品（フランジ部のみ上凸）
　６３　成形品（フランジ部のみ下凸）
　７５　第１の金型（実施例３）
　７７　第１ダイ
　７９　プレス金型（実施例３、従来例）
　８１　ダイ
　８３　パンチ
　８５　ブランクホルダ
　８７　第１の金型（実施例４）
　８９　ダイ
　９１　パンチ
　９３　ブランクホルダ
　９５　プレス金型（実施例４、従来例）
　９７　ダイ
　９９　パンチ
１０１　ブランクホルダ
１０３　成形品（フランジ部が傾斜しているもの）
１０５　第１の金型（実施例７）
１０７　ダイ
１０９　パンチ
１１１　ブランクホルダ
１２１　上凸成形品
１２３　溝形状部
１２３ａ　溝底部
１２３ｂ　縦壁部
１２５　フランジ部
１２７　下凸成形品
１４１　プレス金型（従来例その１）
１４３　ダイ
１４５　パンチ
１４７　プレス金型（従来例その２）
１４９　ダイ
１５１　パンチ

Claims

　溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凸となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法であって、
　前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、
　前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α₁と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α₂との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α₂＜α₁に設定されており、
　前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を縮める圧縮ひずみを、前記第２成形工程において前記線長を伸ばす変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするプレス成形方法。
　前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ₀［ｍｍ］、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をＬ［ｍｍ］、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔε_maxとすると、前記α₁と前記α₂が下式（１）を満たすことを特徴とする請求項１記載のプレス成形方法。
　溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方の縦壁部に、前記溝形状部における溝底部側に凹となるように湾曲するフランジ部を有する成形品を成形するプレス成形方法であって、
　前記溝形状部を成形する第１溝形状成形部と前記フランジ部を成形する第１フランジ成形部を有する第１の金型を用いて第１成形工程を行い、傾斜角度が前記第１溝形状成形部と同じ第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有する第２の金型を用いて第２成形工程を行うものであって、
　前記第１の金型の前記第１溝形状成形部における縦壁成形部と前記第１フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第１フランジ成形部の成す角度α₁と、前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部を通り該交差部における前記フランジ部の曲率と同一曲率を有する湾曲面と前記第２フランジ成形部の成す角度α₂との関係が、前記湾曲面を基準として該湾曲面から前記溝底部側を負、その反対側を正としたときに、α₂＜α₁に設定されており、
　前記第１成形工程にて生じた前記フランジ部の長手方向の線長を伸ばす引張りひずみを、前記第２成形工程において前記線長を縮める変形を与えることで戻すように成形することを特徴とするプレス成形方法。
　前記第２の金型の前記第２溝形状成形部における前記縦壁成形部と前記第２フランジ成形部の交差部の曲率半径をρ₀［ｍｍ］、前記第２成形工程で成形されるフランジ幅をＬ［ｍｍ］、スプリングバックを変化させる効果が得られ、且つしわを抑制できるひずみの戻し量Δε（Δε＞０）の上限値をΔε_maxとすると、前記α₁と前記α₂が下式（２）を満たすことを特徴とする請求項３記載のプレス成形方法。
　前記第１成形工程をフォーム成形で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　前記第１成形工程をドロー成形で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　前記溝形状部における溝底部にパンチ底部を有する成形品を成形する場合であって、前記第１成形工程はブランクにおける前記パンチ底部に相当する部位をパッドで押えてプレス成形を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　前記一対の縦壁部のいずれか一方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　前記一対の縦壁部の両方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合であって、
　前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における金型軸方向の一部においてα₂＜α₁に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向全長に亘って設けられている場合であって、
　前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα₂＜α₁に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合であって、
　前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型における湾曲する前記フランジ部を成形する部位のみにα₂＜α₁に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
　湾曲する前記フランジ部が前記成形品の軸方向の一部に設けられている場合であって、
　前記第１の金型と前記第２の金型における前記α₁と前記α₂の関係が、前記第１の金型と前記第２の金型の全長に亘ってα₂＜α₁に設定されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプレス成形方法。