WO2017002253A1

WO2017002253A1 - プレス成形方法

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Publication number: WO2017002253A1
Application number: PCT/JP2015/069093
Authority: WO
Inventors: 雄二舩本; 秀元小高; 公康黒崎
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-05

Abstract

　柱状部（２）と当該柱状部（２）の端部から幅広に広がる張り出し部（３）とにより正面視にて端部が略Ｔ字状に形成されていて、且つ柱状部（２）では略ハット形断面形状に、張り出し部（３）の長手方向両端部では略クランク形断面形状に形成されているプレス部品（１）を成形する方法である。成形方法として、ブランク材（５）から一次成形品（Ｗ）を予備成形する一次成形工程と、一次成形品（Ｗ）を深さの大きなプレス部品形状に成形する二次成形工程と、を含む。二次成形工程では、ポンチ（１５）とパッド（１４）とにより柱状部（２）と張り出し部（３）の天板部（２ａ），（３ａ）を加圧拘束した上で、ポンチ（１５）とダイ（１３）とにより柱状部（２）と張り出し部（３）の縦壁部（２ｂ），（３ｂ）およびフランジ部（２ｄ），（２ｅ），（３ｃ）の曲げ加工を施す。張り出し部（３）の天板部（２ａ），（３ａ）を加圧拘束する際に、天板部（３ａ）の端末部にビード部（１６）を成形する。

Description

プレス成形方法

　本発明は、自動車の車体骨格部材であるセンターピラーアウタパネルやセンターピラーレインフォース等に代表されるような正面視にて略Ｔ字状をなすプレス部品の成形方法に関する。

　例えば自動車の車体骨格部材であるセンターピラーアウタパネルやセンターピラーレインフォースにあっては、その機能よりして、長手方向の一端部が柱状部と当該柱状部の端部から幅広に広がる張り出し部とにより正面視にて略Ｔ字状に形成されている一方、当該部位において絞り深さに相当する縦壁部の高さ方向の一端に頂面となる天板部が、上記縦壁部の高さ方向の他端にフランジ部がそれぞれ付帯していることにより、柱状部では略ハット形断面形状に形成されているのに対して、張り出し部では略クランク形断面形状に形成されていて、全体としては比較的深さが大きく複雑な三次元形状のものとして形成されている。

　そして、この種のプレス部品の成形方法として特許文献１に記載されたものが提案されている。この特許文献１に記載された技術では、天板部と、弧状に湾曲している部位を有する屈曲部を介して前記天板部につながり且つ上記屈曲部と反対側にフランジ部を有する縦壁部と、を有し、当該縦壁部は弧の外側が上記天板部になっているＬ字状の部品を金属板から成形するにあたり、上記金属板をダイとパッドおよび曲げ型との間に配置し、金属板の天板部に相当する部位の少なくとも一部をパッドにより加圧した状態で且つ上記金属板のＬ字の下側に相当する部分の端部が上記天板部と同一平面上にある状態で、上記ダイと曲げ型とを鉛直方向に相対移動させることにより、金属板のＬ字の下側に相当する部分の端部をダイのうち天板部に対応する部位の上でスライドさせつつ縦壁部およびフランジ部を成形するようにしたものである。

　しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、金属板の一部をダイの上でスライドさせつつ天板部に繋がる縦壁部およびフランジ部を曲げ成形することを基本としているため、金属板の天板部を拘束しつつも天板部側から縦壁部およびフランジ部側に材料を積極的に流入させていることにほかならず、割れの発生を防止する上では有効であったとしても、なおも「しわ」の発生を招くおそれがある。

　また、特許文献１に記載された技術では、ダイとパッドとで金属板を挟み込み、パッドの圧力源により発生する荷重にて金属板のうち天板部相当部を加圧拘束する方式であり、パッドの圧力源としては油圧またはガスを封入したクッションシリンダタイプのものを複数個並べて使用することが多い。

　この場合において、成形すべきプレス部品形状に応じてパッド圧力源であるところのクッションシリンダの数が制約されることから、設定できるパッド荷重もおのずと制限されることになる。そのため、材料が流入しようとする力が押さえ荷重（パッド荷重）を上回る場合には、「しわ」の発生原因となる材料の余分な流入を抑制することはできない。その一方、押さえ荷重が過剰であると「しわ」に代わって割れが発生することがあるが、割れの発生を防止するべく押さえ荷重を低減するためには型構造を改造して圧力源（クッションシリンダ）の個数や配置位置を変更する必要があり、多大な工数を要することとなって好ましくない。

　さらに、比較的簡易な材料流入量の調整対策として、ダイとパッドとによる金属板の加圧拘束時の隙間を当初の金属板の板厚よりも小さくして、金属板に加わる荷重を集中させて面圧を高めることで材料流入量を調整することも行われているが、この場合には材料流入が問題とならない他の部位でも押さえ荷重が変化してしまうことになる。そのため、成形しようとするプレス成形品全体の寸法精度や品質に影響を及ぼすことになり、形状が複雑なプレス成形品の材料流入量の調整対策としては採用することができないものである。

国際公開第２０１１／１４５６７９号

　本発明は、上記のような従来技術の有する課題に着目してなされたものであり、とりわけ比較的簡易な方法により材料の過剰流入を拘束して、その過剰流入に起因する「しわ」の発生を抑制できるようにしたプレス成形方法を提供するものである。

　本発明は、自動車の車体骨格部材であるセンターピラーアウタパネルやセンターピラーレインフォース等に代表されるような正面視にて略Ｔ字状をなすプレス部品を成形する方法である。

　すなわち、成形すべきプレス部品は、柱状部と当該柱状部の端部から幅広に広がる張り出し部とにより平面視にて略Ｔ字状に形成されている一方、上記柱状部では天板部とその両側の縦壁部および当該両縦壁部の端部のフランジ部とにより略ハット形断面形状に形成されているとともに、張り出し部の長手方向両端部では天板部と縦壁部および当該縦壁部の端部のフランジ部とにより略クランク形断面形状に形成されている。さらに、上記柱状部と張り出し部とでは双方の天板部同士が略同一面上で連続しているとともに、柱状部と張り出し部とのなす内隅部では双方の縦壁部同士およびフランジ部同士が円弧状をなして連続しているものである。

　その上で、ブランク材からプレス部品よりも深さの小さな粗形状の一次成形品を予備成形する一次成形工程と、上記一次成形品をプレス部品形状に成形する二次成形工程と、を含んでいて、上記二次成形工程では、ポンチとパッドとにより柱状部と張り出し部の双方の天板部を加圧拘束した上で、ポンチとダイとの協働により柱状部と張り出し部の双方の縦壁部およびフランジ部の曲げ加工を施すものであり、上記ポンチとパッドとにより柱状部と張り出し部の双方の天板部を加圧拘束する際に、張り出し部における天板部の端末部に長手方向に沿ってビード部を成形するようにしたものである。

　上記ビード部の断面形状は、例えば断面半円状、断面矩形状、断面台形状等のなかから材料流入の拘束度合いに応じて最適なものを選択するものとする。

　本発明によれば、ポンチとパッドとにより柱状部と張り出し部の双方の天板部を加圧拘束する際に、張り出し部における天板部の端末部に長手方向に沿ってビード部を成形することで、そのビード部の曲げ変形抵抗により拘束力を発生させて、この拘束力を利用することで材料の流入を調整して「しわ」の発生を抑制することができる。そのため、材料の流入量の調整に際してパッドの圧力源の数や位置の変更は不要であり、材料の流入量の調整のための工数を大幅に削減できる。また、ダイとパッドとの加圧拘束時における両者間の隙間の調整も不要であるため、プレス部品の他の部位での寸法精度や品質に影響を及ぼすこともなく、プレス部品の品質向上に寄与することができる。

本発明に係るプレス成形方法によって成形されるプレス部品の一例としてセンターピラーレインフォースを示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の左側面図。図１に示すプレス部品の断面図を示し、（Ａ）は図１の（Ａ）のａ－ａ線に沿った断面図、（Ｂ）は図１の（Ａ）のｂ－ｂ線に沿った断面図。本発明の第１の実施の形態として一次成形工程である絞り成形時の進捗過程を示し、（Ａ）は同図（Ｂ）のａ－ａ線断面に相当する絞り成形型の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の絞りプレス成形型に投入されるフランク材の説明図。一次成形工程である絞り成形時の進捗過程を示す図で、（Ａ）は同図（Ｂ）のａ－ａ線断面に相当する絞り成形型の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の絞りプレス成形型で成形される一次成形品の説明図。一次成形工程である絞り成形時の成形過程を示す図で、（Ａ）は同図（Ｂ）のａ－ａ線断面に相当する絞り成形型の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の絞りプレス成形型で成形される一次成形品の説明図。本発明の第１の実施の形態として二次成形工程である曲げ加工時の進捗過程を示し、（Ａ）は同図（Ｂ）のａ－ａ線断面に相当する曲げ加工プレス型の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の曲げ加工プレス型で成形される二次成形品の説明図。二次成形工程である曲げ加工時の進捗過程を示す図で、（Ａ）は同図（Ｂ）のａ－ａ線断面に相当する曲げ加工プレス型の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の曲げ加工プレス型で成形される二次成形品の説明図。二次成形工程である曲げ加工時の進捗過程を示す図で、（Ａ）は同図（Ｂ）のａ－ａ線断面に相当する曲げ加工プレス型の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の曲げ加工プレス型で成形される二次成形品の説明図。図８の（Ｂ）に示した二次成形品の要部拡大正面図。図８の（Ｂ）でビード部を成形しなかった場合の二次成形品の要部拡大図。図８の（Ｂ）に示した二次成形品の要部拡大図。図６の（Ａ）のＤ部における成形過程の説明図。図１２におけるビード部を矩形状のものとした場合の成形過程の説明図。本発明の第２の実施の形態として図１２と同様の半円状のビード部の成形過程の示す図であって、ビード部への材料の流入を積極的に容認した場合の説明図。同じく本発明の第２の実施の形態として図１３と同様の矩形状のビード部の成形過程の図であって、ビード部への材料の流入を積極的に容認した場合の説明図。

　図１～１３は本発明に係るプレス成形方法を実施するためのより具体的な第１の実施の形態を示し、特に図１の（Ａ）は成形すべきプレス部品の一例として自動車の車体骨格部材であるセンターピラーレインフォース（以下、「Ｔ字状部品」と言う。）１の正面図を、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の左側面図をそれぞれ示している。また、図２の（Ａ）は図１（Ａ）のａ－ａ線に沿った拡大断面図を、図２の（Ｂ）は図１の（Ａ）のｂ－ｂ線に沿った拡大断面図をそれぞれ示している。

　図１，２に示すように、Ｔ字状部品１は、図示しないセンターピラーアウタパネルとセンターピラーインナパネルとを突き合わせた上で溶接を施して閉断面形状のセンターピラーを組み立てる際に、その閉断面の内部に補強材として介装されるものである。

　Ｔ字状部品１が補強材として用いられるセンターピラーは、周知のようにボデイサイド部において車体下部のサイドシル部と車体上部のルーフサイドレール部とに跨って配設されるものであり、Ｔ字状部品１は、センターピラーアウタパネルやセンターピラーインナパネルと同様に、車体造形に応じて全体として車外側に向かって凸となる湾曲した形状となっているとともに、車体下部から車体上部側に向かって漸次幅狭となるように徐変した柱状部２を主要素として形成されている。

　柱状部２の下端部および上端部では当該柱状部２から車幅方向に幅広に広がる張り出し部３，４がそれぞれに一体に延長形成されていて、柱状部２の下端部および上端部ではその正面視にて柱状部２と張り出し部３，４とによりそれぞれに略Ｔ字状に形成されているものである。

　図１，２に示すように、柱状部２では天板部２ａとその両側の縦壁部２ｂ，２ｃおよび当該両縦壁部２ｂ，２ｃの端部のフランジ部２ｄ，２ｅとにより略ハット形断面形状に形成されているとともに、下側の張り出し部３では天板部３ａと縦壁部３ｂおよび当該縦壁部３ｂの端部のフランジ部３ｃとにより略クランク形断面形状に形成されている。さらに、柱状部２では図２の（Ｂ）に示した略ハット形断面形状の深さが下端部から上端部側に向かって漸次小さくなるように徐変している。そして、柱状部２と下側の張り出し部３とでは双方の天板部２ａ，３ａ同士が略同一面上で連続しているとともに、柱状部２と下側の張り出し部３の長手方向両端部とのなす内隅部では双方の縦壁部２ｂ，３ｂ同士と２ｃ，３ｂ同士およびフランジ部２ｄ，３ｃ同士と２ｅ，３ｃ同士がそれぞれに円弧状をなして湾曲しながら連続している。

　なお、図１の（Ａ）に示す柱状部２の天板部２ａでは、その根元部に大小の複数の窪み（凹部）４ａ～４ｃ等が形成されているが、これらの窪み４ａ～４ｃの深さは比較的浅いものであることから、先に述べたように柱状部２と下側の張り出し部３とでは双方の天板部２ａ，３ａ同士が略同一面上で連続しているものと理解して差し支えない。また、柱状部２と上側の張り出し部４との関係は、上記柱状部２と下側側の張り出し部３との関係と基本的には同様である。

　このような形状のＴ字状部品１をフラットなブランク材（平板）を用いて成形するにあたっては、Ｔ字状部品１そのものが図１の（Ｂ）に示したように車外側に向かって大きく湾曲した三次元形状のものであることから、ここでは一工程にて一気に最終形状まで成形することなく、予備成形工程に相当する一次成形工程と、仕上げ成形工程（リストライク工程）に相当する二次成形工程と、の二工程に分けて成形するものとする。

　図３～５は一次成形工程での成形進捗度合いを、図６～８は二次成形工程での成形進捗度合いをそれぞれに示している。なお、図３～８ではそれぞれに分図（Ａ）と（Ｂ）とに分けて記載していて、図３～８ではいずれも分図（Ａ）は分図（Ｂ）のａ－ａ線に沿った拡大断面図を示している。

　一次成形工程では、図３の（Ｂ）に示すように、予め所定形状に裁断されたフラットなブランク材５を用い、同図（Ａ）に示すように、相対移動可能なダイ７とパッド８とから形成された上型６と、同じく相対移動可能なポンチ１０とブランクホルダ（板押さえ）１１とから形成された下型９と、を備えた絞りプレス成形型のもとで、上型６と下型９の協働により予備成形としての一次成形を施すものとする。

　すなわち、図３の（Ａ）に示すように、ブランク材５が投入された下型９に対して上型６が下降し、ダイ７とブランクホルダ１１とでブランク材５を上下から加圧拘束して挟持するとともに、ポンチ１０とパッド８とでもブランク材５を上下から加圧挟持する。この段階ではブランク材５はフラットなままである。なお、ブランク材５としては、多くの場合に一般的な鋼板が使用されるが、ここでは例えば１．２ｍｍ程度の高張力鋼板を用いている。

　図３の（Ａ）の状態からポンチ１０とパッド８とをそれら両者が加圧拘束しているブランク材５とともにダイ７とブランクホルダ１１に対して相対的に上昇動作させて、図４の（Ａ）に示すように上向きで絞り成形を施す。つまり、この絞り成形工程では、Ｔ字状部品１のうち柱状部２や張り出し部３でのフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃに相当する部分をダイ７とブランクホルダ１１とで加圧拘束することでそれら以外の部位の三次元形状の成形が進行する。

　図５の（Ａ）はポンチ１０とパッド８が上死点に達して、一次成形としての絞り成形が終了した状態を示す。図５の（Ｂ）はこの一次成形としての絞り成形が終了した一次成形品（中間成形品）Ｗの形状を示していて、同図（Ａ）の絞りプレス型構造において上下型６，９が開くのを待って一次成形品Ｗが取り出される。

　この一次成形としての絞り成形が終了した段階では、図５の（Ｂ）から明らかなように、一次成形品Ｗの柱状部２ではその略ハット形断面形状の成形がほぼ完了しているとともに、天板部２ａにおける図１に示した窪み４ａ～４ｃ等の成形もほぼ完了してはいても、図１，２に示したＴ字状部品１と比べて柱状部２の略ハット形断面形状および張り出し部３における略クランク形断面形状のそれぞれの深さのみが不足または不完全なものとなっている。また、図３～５の（Ｂ）から明らかなように、フラットなブランク材５から絞り成形された一次成形品Ｗには、後工程においてＴ字状部品１の輪郭線に相当するトリムラインＱからトリミングされることになるので、一次成形品ＷにはトリムラインＱからトリミングされることになる非製品領域としてのスクラップ領域Ｓが付帯している。

　一次成形としての絞り成形に続く二次成形工程では、図６の（Ｂ）に示した絞り成形後の一次成形品Ｗを用い、同図（Ａ）に示すように、相対移動可能な曲げ工具１３とパッド１４とから形成された上型１２と、下型としてのポンチ１５と、を備えた曲げプレス成形型のもとで、上型１２とポンチ１５との協働により仕上げ成形（二次成形）としての曲げ加工を施すものとする。

　すなわち、図６の（Ａ）に示すように、同図（Ｂ）に示した一次成形後の中間成形品Ｗをポンチ１５上に位置決めした上で上型１２を下降させ、最初に柱状部２および張り出し部３のうち図２に示した縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂとフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃとを除いたそれ以外の部位をパッド１４とポンチ１５とで加圧拘束する。この場合において、一次成形品Ｗのうちパッド１４とポンチ１５とで加圧拘束する部位は先の一次成形の際に最終形状にほぼ仕上げられており、パッド１４とポンチ１５とによる加圧拘束は形状精度出しのためのいわゆるリストライク加工としての意味を有することになる。また、ポンチ１５に対するパッド１４の加圧拘束力は図示を省略した圧力源であるところの油圧またはガスを封入したクッションシリンダタイプのものによって付与される。

　パッド１４の加圧拘束面（いわゆるフェース面）のうち張り出し部３における天板部３ａに相当する部位には断面半円状の単一の凹溝部１４ａが予め形成されている一方、ポンチ１５の加圧拘束面（いわゆるフェース面）には上記凹溝部１４ａに対応して当該凹溝部１４ａで受容可能な断面半円状の単一の凸状部１５ａが形成されている。

　そして、上記二次成形でのパッド１４とポンチ１５とによる加圧拘束の際に、凹溝部１４ａと凸状部１５ａとの凹凸嵌合によって、一次成形品Ｗの張り出し部３における天板部３ａの端末部に、図７の（Ｂ）に示すように、長手方向に沿ってビード部１６を同時成形する。張り出し部３における天板部３ａでのビード部１６の成形長さは、おおよそ図９の符号Ｒの範囲とする。すなわち、図９に示すＴ字状部品Ｗの領域を含む一次成形品Ｗの正面視において、柱状部２側の縦壁部２ｂ，２ｃと張り出し部３側の縦壁部３ｂとのなす円弧状または湾曲した内隅部の稜線１７の曲率が、張り出し部３側の天板部３ａと縦壁部３ｂとのなす稜線上で収束する位置同士の間のＲの範囲とする。なお、上記凹溝部１４ａと凸状部１５ａとの相対位置関係は逆であっても良く、パッド１４側に凸状部１５ａが、ポンチ１５側に凹溝部１４ａがそれぞれ形成されていても良い。

　その上で、図７の（Ａ）に示すように、パッド１４とポンチ１５とによる加圧拘束状態を維持したままで曲げ工具１３を下降させて、中間成形品Ｗのうち柱状部２および張り出し部３における縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂとフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃの曲げ加工を施す。すなわち、柱状部２および張り出し部３における縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂの深さを大きくしながら、当該縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂとともにフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃを所定形状に成形する。

　この場合において、柱状部２および張り出し部３における縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂの深さがより大きくなるように成形が進行することで、それらの縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂに連なる先端側のフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃの領域が縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂ側に徐々に引き込まれて、フランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃとなるべき領域の幅寸法が相対的に小さくなる。

　また、柱状部２および張り出し部３における縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂとフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃとが図７の（Ａ）に矢印ａ１で示すようにポンチ１５の凹部側に引き込まれて、それに伴いパッド１４とポンチ１５とで加圧拘束されている部位、すなわち張り出し部３の天板部３ａに相当する部位の材料も矢印ａ２で示すようにポンチ１５の凹部側に流入しようとする。

　しかしながら、張り出し部３の天板部３ａに相当する部位にはパッド１４側の凹溝部１４ａとポンチ１５側の凸状部１５ａとの間に噛み込まれるかたちで予めビード部１６が形成されているので、ポンチ１５の凹部側に流入しようとする力ａ２に対して、ビード部１６の曲げ変形抵抗に基づく拘束力ａ３が対抗することになる。より具体的には、パッド１４とポンチ１５とによる加圧拘束力に加えて、パッド１４側の凹溝部１４ａとポンチ１５側の凸状部１５ａとの間に噛み込まれているビード部１６が流入抵抗力を発生することで、例えば張り出し部３の天板部３ａに相当する部位の材料がポンチ１５の凹部側に流入することがほとんどないようにその張り出し部３の天板部３ａに相当する部位をパッド１４とポンチ１５とでリジッドに拘束する。

　この後、図８の（Ａ），（Ｂ）に示すように、曲げ工具１３が下死点に達してポンチ１５の凹部に対していわゆる底突き状態になると、柱状部２および張り出し部３の縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂが所定の深さとなって当該縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂの曲げ加工とともにフランジ部２ｄ，２ｅ，３ｃの曲げ加工（二次成形）が終了し、先の中間成形品ＷはＴ字状部品１の領域を含む二次成形品Ｗ１として仕上げられることになる。さらに、二次成形品Ｗ１は、後工程においてトリムラインＱからトリミングされることで周囲のスクラップ領域Ｓが切断除去されて、最終的に図１に示したＴ字状部品１として仕上げられることになる。

　この場合において、二次成形に際して成形されたビード部１６はスクラップ領域Ｓに含まれているので、スクラップ領域ＳとともにトリミングラインＱからトリミングされることで切断除去される。

　図１０は、図３～５の一次成形工程としての絞り成形工程および図６～８の二次成形工程としての曲げ工程を経て成形されたＴ字状部品１の領域を含む二次成型品Ｗ１の要部拡大図であって、上記ビード部１６を成形しなかった場合を示している。図１０に示すように、Ｔ字状の内隅部、すなわち柱状部２の縦壁部２ｂ，２ｃと張り出し部３の縦壁部３ｂとのなす円弧状または湾曲した内隅部での加工は、図８に示したように縦壁部２ｂ，２ｃ，３ｂそのものの深さを大きくする単純な曲げ加工であるにもかかわらず、図７の（Ａ）に符号ａ２で示したように、円弧状または湾曲した内隅部での特殊性として不可避的に張り出し部３における天板部３ａ側からの材料の引き込み力が発生する。

　そのため、パッド１４による天板部３ａの加圧拘束力が十分でないと、結果として上記引き込み力ａ２による材料の塑性流動が余剰のものとなって、図１０に示すように、張り出し部３側の天板部３ａのうちＴ字状の内隅部の稜線１７に近い領域ｂに矢印ｂ１で示すように「しわ」が発生することになる。そして、パッド１４による天板部３ａの加圧拘束力の増大化は、先に説明したようにパッド１４そのものの加圧源であるところの油圧またはガスを封入したクッションシリンダの配置位置や数によって制限されることになる。

　これに対して、本実施の形態では、図１１に示すように、張り出し部３側の天板部３ａをパッド１４とポンチ１５とで加圧拘束する際に、その天板部３ａに長手方向に沿ってビード部１６を形成することで、天板部３ａ側から縦壁部３ｂ側への材料の塑性流動に基づく引き込みまたは流入を拘束しているので、クッションシリンダの配置位置や数によって制約を受けることなく、張り出し部３側の天板部３ａのうちＴ字状の内隅部の稜線１７に近い領域ｂでの矢印ｂ２で示す「しわ」の発生を抑制することができる。また、張り出し部３の少なくとも天板部３ａ側に付帯するスクラップ領域Ｓの領域を少なくすることができる利点もある。

　なお、図１０に示した矢印ｂ１および図１１に示した矢印ｂ２は、共に張り出し部３側の天板部３ａでの「しわ」の発生原因となる素材材料の引き込み（流入）方向とその度合いを示していて、特に図１１は図１０との対比をもって理解を容易にするために矢印ｂ２を書き入れているが、ビード部１６による材料流入拘束効果のためにパネル品質上何ら問題とならないレベルまで「しわ」の発生を抑制できることが確認できた。

　ここで、図９に示したビード部１６の範囲を符号Ｒの範囲としているのは、当該ビード部１６の長さをＲ以上に長くすると、パッド１４の加圧拘束力に基づくビード部１６の成形力も大きくなってしまうほか、図１０に示した「しわ」の発生位置からも明らかなように、ビード部１６の長さをＲ以上に長くしたところで、「しわ」の発生を抑制するためのビード部１６によるさらなる材料流入拘束効果が期待できないためである。

　また、ビード部１６を成形するためのパッド１４側の凹溝部１４ａおよびポンチ１５側の凸状部１５ａの形状は図６～８に示したように共に断面半円状のものとしているが、これに代えて例えば断面矩形状あるいは断面台形状等のものとしても良い。凹溝部１４ａおよび凸状部１５ａとして断面矩形状あるいは断面台形状のものを採用した場合には、後述するように断面半円状のものと異なり角部がある故に、断面半円状のものよりも大きな材料流入拘束効果が期待できる。要するに、ビード部１６を成形するための凹溝部１４ａおよび凸状部１５ａの断面形状としては、二次成形品Ｗ１の三次元形状やパネル板厚等を考慮し、期待する材料流入拘束効果が得られるものを解析あるいは試作等によって決定するものとする。

　さらに、図９に示すように、ビード部１６は一本の連続したものとして形成しているが、必ずしも連続している必要はなく、ビード部１６が不連続となるように間欠的に形成するようにしても良い。

　ここで、図１２は、先に説明した二次成形工程において、曲げ工具１３による加工に先立って、張り出し部３における天板部３ａの端末部に、パッド１４側の凹溝部１４ａとポンチ１５側の凸状部１５ａとの噛み合いにより断面略半円状のビード部１６を成形する際の詳細を示している。すなわち、図１２は図６の（Ａ）のＤ部における挙動を示している。

　図１２の（Ａ）から明らかなように、パッド１４とポンチ１５とで張り出し部３における天板部３ａを加圧拘束する際に、ビード部１６となるべき領域の両側にパネル領域である天板部ａを残したままの状態で、特に凹溝部１４ａ側のショルダー部（角隅部）１４ｂ，１４ｃと凸状部１５ａ側のショルダー部１５ｂ，１５ｃとでビード部１６となるべき領域を拘束しつつ当該ビード部１６を成形することになる。なお、それぞれのショルダー部１４ｂ，１４ｃ１５ｂ，１５ｃの位置を明確にするために、図１２の（Ａ）についてのみ該当部位に○印（丸印）を付してある。

　そのため、例えば図１２（Ｂ）の状態では、ビード部１６となるべき領域の材料移動は、実質的にショルダー部１４ｂ，１４ｃおよび１５ｂ，１５ｃによる曲げ変形抵抗力によって上下から堅固に拘束されることになり、当該ビード部１６となるべき領域を凸状部１５ａの表面形状に倣わせて当該凸状部１５ａに密着するかたちでビード部１６の成形を終えるためには、ビード部１６となるべき領域の周長が不足気味となる。その結果、図１２の（Ｃ）の状態をもって成形を終えるためには、上記周長不足分を補うべく、ビード部１６となるべき領域をさらに伸展または伸長させる必要があり、それに応じてビード部１６を成形するための成形荷重（パッド荷重）も大きくせざるを得ないことになる。

　これらのことは、ビード部１６とともに凹溝部１４ａおよび凸状部１５ａの形状を矩形状のものとした図１３の場合にも同様であり、図１３では図１２と比べて凸状部１５ａ側のショルダー部（角隅部）１５ｂ，１５ｃの形状が鋭角となるため、上記周長不足分を補うための挙動が一層理解し易いものとなっている。

　図１３の（Ｂ）に示すように、凹溝部１４ａ側のショルダー部１４ｂ，１４ｃと凸状部１５ａ側のショルダー部１５ｂ，１５ｃとで動きが拘束されたビード部１６となるべき領域を、同図（Ｃ）に示すように、凸状部１５ａの表面形状に倣わせて当該凸状部１５ａに密着するかたちでビード部１６の成形を終えるためには、ビード部１６となるべき領域へのその両側からの材料流入が許容されない故に、相応の大きな成形荷重が必要となることが容易に理解される。

　このような点を考慮し、図８，９，１１に示した張り出し部３でのビード部１６の位置の選定に際して、張り出し部３の天板部３ａにおけるビード部１６の位置を一段と端末Ｅ側とし、図１４の（Ｂ）に矢印ｅ１で示すように、ビード部１６を成形する際に当該ビード部１６側への端末Ｅ側の材料の引き込みを積極的に許容するものとする。これは、図１４の（Ｂ）と図１２の（Ｂ）とを比較すると明らかなように、図１４の（Ｂ）ではビード部１６よりも端末Ｅ側に残された材料がきわめて少ない故に、ビード部１６を成形することによって天板部３ａに及ぼす拘束力を、端末Ｅとは反対側のショルダー部１４ｂ，１５ｂのみに依存していることに基づいている。

　そして、図１４の（Ｃ）の状態をもってビード部１６の成形を終える際に、張り出し部３における天板部３ａの端末Ｅが凹溝部１４ａと凸状部１５ａとの噛み合い領域内に引き込まれるか、または凹溝部１４ａと凸状部１５ａとの噛み合い領域内に引き込まれないまでも、上記天板部３ａの端末Ｅが凸状部１５ａのうち端末Ｅ側の根元部の直近位置に位置している状態で、ビード部１６の成形を終えるものとする。言い換えるならば、張り出し部３における天板部３ａのうち縦壁部３ｂ側への材料の流入方向と反対側の端末Ｅがビード部１６の一部として凹溝部１４ａと凸状部１５ａの凹凸嵌合領域内に位置している状態、またはビード部１６に繋がる端末Ｅが凹凸嵌合領域の根元部であって且つ縦壁部３ｂ側への材料流入方向とは反対側の根元部の直近位置に位置している状態で、二次成形工程でのビード部１６の成形を終えるものとする。

　こうすることにより、図１４の（Ｂ），（Ｃ）において、ビード部１６側に天板部３ａの端末Ｅ側の材料が積極的に引き込まれることで先の周長不足分が補われることから、図１２の（Ｂ），（Ｃ）の場合と比べてビード部１６を成形するための成形荷重（パッド荷重）を相対的小さいものとすることができる。このことは、ビード部１６の形状とともに凹溝部１４ａおよび凸状部１５ａの形状を矩形状のものとした図１５の場合でも全く同様である。以上の説明から明らかなように、図１４，１５は本発明に係るプレス成形方向の第２の実施の形態に相当している。

　つまり、ビード部１６の形状が半円状であるか矩形状であるかにかかわらず、図１２，１３に比べて図１４，１５の方がビード部１６を成形するための荷重を小さくすることができる利点がある。

　なお、図１４，１５の（Ｂ）では、二次成形工程である曲げ工程において、先に説明したようにビード部１６を成形するに際して当該ビード部１６となるべき領域への材料の流入を積極的に容認しているが、これはあくまでビード部１６を正規形状に成形するまでであり、ビード部１６が一旦成形されてしまえば、図１１に示したようにビード部１６自体の材料流入拘束効果により張り出し部３における天板部３ａから縦壁部３ｂ側への材料の流入または引き込みが確実に拘束または抑制される。

　ここで、上記実施の形態では、プレス部品であるところのＴ字状部品としてセンターピラーレインフォースを例にとって説明したが、成形対象となる部品としてはセンターピラーレインフォースに限定されるものではなく、センターピラーアウタパネルやその他の同種の部品の成形にも本発明を適用することができる。

Claims

　柱状部と当該柱状部の端部から幅広に広がる張り出し部とにより平面視にて略Ｔ字状に形成されている一方、
　上記柱状部では天板部とその両側の縦壁部および当該両縦壁部の端部のフランジ部とにより略ハット形断面形状に形成されているとともに、張り出し部の長手方向両端部では天板部と縦壁部および当該縦壁部の端部のフランジ部とにより略クランク形断面形状に形成されていて、
　上記柱状部と張り出し部とでは双方の天板部同士が略同一面上で連続しているとともに、柱状部と張り出し部とのなす内隅部では双方の縦壁部同士およびフランジ部同士が円弧状をなして連続しているプレス部品を成形する方法であって、
　ブランク材からプレス部品よりも深さの小さな粗形状の一次成形品を予備成形する一次成形工程と、
　上記一次成形品をプレス部品形状に成形する二次成形工程と、
　を含んでいて、
　上記二次成形工程では、ポンチとパッドとにより柱状部と張り出し部の双方の天板部を加圧拘束した上で、ポンチとダイとの協働により柱状部と張り出し部の双方の縦壁部およびフランジ部の曲げ加工を施すものであり、
　上記ポンチとパッドとにより柱状部と張り出し部の双方の天板部を加圧拘束する際に、張り出し部における天板部の端末部に長手方向に沿ってビード部を成形するようにしたプレス成形方法。
　上記ビード部は、ポンチとパッドの双方の加圧拘束面のうちいずれか一方に形成した凹部と当該凹部に対応して他方に形成した凸部との凹凸嵌合に基づいて成形するものである請求項１に記載のプレス成形方法。
　上記ビード部の成形によって、それよりも遅れてポンチとダイとの協働により縦壁部およびフランジ部の曲げ加工を施す際に、柱状部と張り出し部とのなす内隅部における縦壁部側への材料の流入を拘束するものである請求項２に記載のプレス成形方法。
　上記ビード部は一本の連続したものであって、柱状部と張り出し部とのなす内隅部のうち張り出し部側での曲率が終わる位置を始終端部として成形するものである請求項３に記載のプレス成形方法。
　上記張り出し部における天板部のうち縦壁部側への材料の流入方向と反対側の末端がビード部の一部として凹部と凸部の凹凸嵌合領域内に位置している状態、またはビード部に繋がる末端が凹凸嵌合領域の根元部であって且つ材料流入方向とは反対側の根元部の直近位置に位置している状態で、上記二次成形工程でのビード部の成形を終えるようにした請求項２～４のいずれか一つに記載のプレス成形方法。