WO2017006830A1

WO2017006830A1 - 突起部成形装置、突起部成形方法及び成形品

Info

Publication number: WO2017006830A1
Application number: PCT/JP2016/069332
Authority: WO
Inventors: 進之助西島; 冨村　宏紀
Original assignee: 日新製鋼株式会社
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US20180200773A1; US11224909B2

Abstract

板厚以上の高さが可能で、エッジがシャープで、さらに亀裂の発生が防止される突起部成形装置、突起部成形方法及び成形品を提供する。本発明の突起部成形装置（１）は、ダイス孔（１２ａ）が設けられたダイス部（１２）と、前記ダイス部（１２）側に向かう第１方向に進退可能であって、前記ダイス孔（１２ａ）に挿入不能な大きさの大パンチ部（４１）、及び、該大パンチ部（４１）から前記ダイス部（１２）側に突出し、前記ダイス孔（１２ａ）に挿入可能な大きさの小パンチ部（４２）を有するパンチ部（４０）と、を備え、前記ダイス部（１２）と前記パンチ部（４０）との間に配置された被加工体（Ｗ）の一部を、前記パンチ部（４０）により前記ダイス部（１２）側に押圧することにより、前記被加工体を変形させて突起部（Ｗ１）を形成すること、を特徴とする。

Description

突起部成形装置、突起部成形方法及び成形品

　本発明は、突起部成形装置、突起部成形方法及び成形品に関するものである。

　鋼板等の板状の被加工体に突起部を成形する際に、突起部の高さが板厚と比べてかなり大きい場合、絞り加工による成形が行われている。
　しかし、絞り加工は、パンチの側面とダイス孔の内面との間の距離が板厚以上であることが必要である。また、絞り加工の場合、パンチとダイスの角部のＲ（丸み）が大きい。このため、エッジがシャープな突起部を成形することができない。

　エッジがシャープな突起部を成形する場合、ファインブランキング法による半抜きによる成形が行われている。
　ファインブランキング法とは、被加工体に圧縮力を作用させることで塑性変形させて高精度にせん断加工を行う方法である。
　しかし、ファインブランキング法は、突起部の高さが板厚以上の場合、成形が困難である。それは、一般にパンチ径とダイス孔径とが略同一であるため、突起部の高さが板厚以上になると、被加工体がせん断力により切断されて加工することができないからである。

　このため、ダイス孔径より小さい径のパンチを、被加工体に押し付け、凹部を形成しつつ被加工体の下面をダイ孔内に進入させると同時に、パンチとパンチ押さえとによって被加工体を挟圧し、この挟圧部に、圧縮変形を生じさせる冷間鍛造型を使用して半抜きを行う技術も開発されている（特許文献１参照）。

特許第３３３９３６３号公報

　しかし、上記従来技術は、被加工体におけるパンチとダイス孔とによって挟まれる部分の強度が十分ではなく、この部分に亀裂が入る可能性がある。
　本発明の目的は、板厚以上の高さが形成でき、エッジがシャープで、さらに亀裂の発生が防止される突起部成形装置、突起部成形方法及び成形品を提供することである。

　本発明は、ダイス孔が設けられたダイス部と、前記ダイス部側に向かう第１方向に進退可能であって、前記ダイス孔に挿入不能な大きさの大パンチ部、及び、該大パンチ部から前記ダイス部側に突出し、前記ダイス孔に挿入可能な大きさの小パンチ部を有するパンチ部と、を備え、前記ダイス部と前記パンチ部との間に配置された被加工体の一部を、前記パンチ部により前記ダイス部側に押圧することにより、前記被加工体を変形させて突起部を形成する突起部成形装置である。

　前記突起部成形装置において、前記小パンチ部の側面と前記大パンチ部の側面との間隔ｄ１と、前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２とが、ｄ２＜ｄ１の関係にあることが好ましい。

　前記突起部成形装置において、前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２と、前記被加工体の板厚Ｔとが、ｄ２＜Ｔの関係にあることが好ましい。

　前記小パンチ部の下面には、前記小パンチ部の縁部に向かうに従い、前記小パンチ部の厚さが薄くなる方向に傾いた斜面が設けられていることが好ましい。

　本発明は、ダイス孔が設けられたダイス部に被加工体を載置する載置工程と、前記ダイス孔に挿入不能な大きさの大パンチ部、及び、該大パンチ部から前記ダイス部側に突出し、前記ダイス孔に挿入可能な大きさの小パンチ部を有するパンチ部を、前記ダイス部側に向かう第１方向に移動させ前記ダイス部と前記パンチ部との間に配置された被加工体の一部を、前記パンチ部により前記ダイス部側に押圧し、前記被加工体を変形させて突起部を形成するパンチ工程と、を含む突起部成形方法である。

　前記突起部成形方法において、前記小パンチ部の側面と前記大パンチ部の側面との間隔ｄ１と、前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２とが、ｄ２＜ｄ１の関係にあることが好ましい。

　前記突起部成形方法において、前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２と、前記被加工体の板厚Ｔとが、ｄ２＜Ｔの関係にあることが好ましい。

　前記突起部成形方法において、前記パンチ工程は、前記小パンチ部の下面には、前記小パンチ部の縁部に向かうに従い前記小パンチ部の厚さが薄くなる方向に傾いた斜面が設けられているパンチ部により、突起部を形成する第１工程と、前記小パンチ部の下面が平面であるパンチ部により、突起部を形成する第２工程と、を含むこと、が好ましい。

　本発明は、また、厚さＴの平坦部と、前記平坦部の一面側より突出した突起部とを備える成形品であって、前記成形品における前記突起部の他面側には、第１の幅Ｓ１を有する第１凹部と、前記第１凹部から更に凹んで形成され、第２の幅Ｓ２を有する第２凹部と、が形成され、前記第２凹部における側壁部の厚さｄ２と、前記平坦部の厚さＴとは、ｄ２＜Ｔの関係を満たす成形品である。

　前記成形品は、前記平坦部の前記一面から、前記突起部の前記一面側の上面までの高さＨとしたときに、Ｈ≧Ｔとなる成形が可能である。

　さらに前記成形品は、前記第１凹部の幅Ｓ１と、前記第２凹部の幅Ｓ２と、前記一面側における前記突起部の幅Ｓ３とは、Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ１の関係を満たすことが好ましい。

　板厚以上の高さが形成でき、エッジがシャープで、さらに亀裂の発生が防止される突起部成形装置、突起部成形方法及び成形品を提供することができる。

図１は突起部成形装置の概略図であり、（ａ）は被加工体の加工前、（ｂ）は被加工体の加工後の状態を示す。（ａ）は下向きの突起部Ｗ１が設けられたシートギアを下から見た写真、（ｂ）は下向きの突起部Ｗ１が設けられたシートギアを上から見た写真である。図１（ｂ）のＡ部拡大図である。加工後の成形品Ｗ０１の一部断面図である。比較形態を示す図で、（ａ）はダイス上に被加工体を配置した状態、（ｂ）はパンチを下降させて被加工体に突起部を成形した状態を示す。本実施形態において形成された突起部の図３におけるＰ１～Ｐ４の部分の硬さを測定した結果を示すグラフである。本発明の第２実施形態を示した図で、第１実施形態の図３に対応している。加工後の成形品Ｗ０２の一部断面図である。本発明の第４実施形態を示した図で、第１実施形態の図３に対応している。加工後の成形品Ｗ０４の一部断面図である。

（第１実施形態）
　以下、図面に基づいて本発明の実施形態の突起部成形装置１の全体構成について説明する。突起部成形装置１は、鋼板等の板状の被加工体Ｗに突起部を成形する装置であり、図１（ａ）は突起部成形装置１に被加工体Ｗを配置した突起部Ｗ１成形前の状態、図１（ｂ）は突起部成形装置１に配置した被加工体Ｗに突起部Ｗ１を成形した状態を示した概略図である。

　本実施形態の突起部成形装置１は、例えば図２に示すようなシートギアに突起部Ｗ１を形成する際に用いられるものである。図２（ａ）は下向きの突起部Ｗ１が設けられたシートギアを下から見た写真、図２（ｂ）は下向きの突起部Ｗ１が設けられたシートギアを上から見た写真である。シートギアの場合、回転トルクの効率を向上させるために、突起部Ｗ１のダイス孔１２ａと接触する側の表面積が大きいほうが好ましい。
　なお、以下の説明において、図２（ｂ）に示すように突起部Ｗ１が下に突き出した状態に成形する場合について説明する。

　突起部成形装置１は、固定部１０と、固定部１０に対して上下に移動する移動部３０と、移動部３０に保持されて移動部３０に対してさらに移動する押さえ部５０と、を備える。なお、上下とは図１に示す矢印の方向であり、以下、本明細書中において、移動部３０が固定部１０に近づく方向を下方（第１方向）、移動部３０が固定部１０から離れる方向を上方という。

　固定部１０は、ダイスホルダ１１と、ダイス部１２と、ガイドポスト１３と、を備える。
　ダイスホルダ１１は、略矩形の厚板部材で製造されている。なお、ダイスホルダ１１の形状は矩形に限定されない。ダイスホルダ１１の中央部には貫通孔１１ａが設けられている。
　ガイドポスト１３は、ダイスホルダ１１の外周部から図中上方に向かって延びている。本実施形態でガイドポスト１３は、例えば４本（図では２本のみ示す）設けられている。

　ダイス部１２は、ダイスホルダ１１の上面におけるガイドポスト１３よりも内側に配置され、ダイスホルダ１１に固定されている。
　ダイス部１２は、一定の厚みの金属部材で、中央部には、突起部成形装置１により成形する突起部Ｗ１の形状に対応したダイス孔１２ａが設けられている。
　また、ダイス部１２におけるダイス孔１２ａの外側には、複数のガイド孔１２ｂが設けられている。

　ダイス孔１２ａの内部には、ダイス孔１２ａと略同形且つ同じ大きさで、突起部Ｗ１の高さを決める下型部２０が配置されている。
　下型部２０の下面には、被加工体Ｗ排出用の棒状のノックアウト部材２１の上端が取り付けられている。ノックアウト部材２１の下端はダイスホルダ１１に設けられた上述の貫通孔１１ａより下方に延び、図示しない駆動機構に連結されている。駆動機構は、ノックアウト部材２１を介して下型部２０を上方に押圧する。

　移動部３０は、パンチホルダ３１と、バッキングプレート３２と、ガイドピン３６と、パンチ部４０と、を備える。

　パンチホルダ３１は、ダイスホルダ１１と略同じ大きさの厚板部材で製造されている。
　パンチホルダ３１の外周部には、上述のガイドポスト１３に対応する位置に第１貫通孔３１ａが設けられている。第１貫通孔３１ａにはガイドブッシュ３１ｃが挿入されて固定されている。ガイドブッシュ３１ｃは筒状材で、パンチホルダ３１の下方に延びている。ガイドポスト１３はガイドブッシュ３１ｃの内部に挿入され、ガイドブッシュ３１ｃがガイドポスト１３の外周に沿って移動することにより、移動部３０の固定部１０に対する安定した上下動が確保される。

　パンチホルダ３１におけるガイドブッシュ３１ｃよりも内側には、第２貫通孔３１ｂが複数設けられている。

　バッキングプレート３２は、パンチホルダ３１の下面におけるガイドブッシュ３１ｃが設けられている位置よりも内側に取り付けられている。
　バッキングプレート３２における、上述の第２貫通孔３１ｂに対応する位置には、第２貫通孔３１ｂから連続する、２段孔３３が設けられている。
　２段孔３３は、第２貫通孔３１ｂと同一軸線を有し、第２貫通孔３１ｂから連続し、且つ第２貫通孔３１ｂと同径の第１孔３３ａと、第２貫通孔３１ｂと同一軸線を有し、第１孔３３ａよりも下方に設けられ、第１孔３３ａよりも小径の第２孔３３ｂとを備える。

　ガイドピン３６は、バッキングプレート３２の２段孔３３よりも外周側の下面に取り付けられ、バッキングプレート３２の下方に向かって延びている。

　パンチ部４０は、バッキングプレート３２の中央部の下面に固定されている。
　パンチ部４０は、後に詳述するがバッキングプレート３２側の大パンチ部４１と、被加工体Ｗ側の小パンチ部４２とを備える。

　押さえ部５０は、ボルト部材３４と、押さえ板３７と、コイルスプリング３５とを備える。
　ボルト部材３４は、第２貫通孔３１ｂ及び第１孔３３ａの径よりも小さく、且つ第２孔３３ｂの径よりも大きなヘッド部３４ａと、第２孔３３ｂの径よりも小さい径を有する延在部３４ｂとを有する。
　ボルト部材３４は、ヘッド部３４ａを上にして、延在部３４ｂが、第２貫通孔３１ｂ、第１孔３３ａ及び第２孔３３ｂ内に挿入され、押さえ板３７にねじ留めされている。

　コイルスプリング３５は、ボルト部材３４のバッキングプレート３２から突き出した部分に配置されている（コイルスプリング３５にボルト部材３４が挿入されている）。

　押さえ板３７は、パンチ部４０の外周側に配置されている。押さえ板３７は、厚板部材で、中央部に第１開口部３７ａが形成され、その第１開口部３７ａは、パンチ部４０の大パンチ部４１と略同径で、大パンチ部４１は第１開口部３７ａ内を摺動可能である。
　押さえ板３７の上面の第１開口部３７ａの外周側には、有底のボルト固定用ねじ部３７ｂが設けられている。ねじ部３７ｂは上述のボルト部材３４の延在部３４ｂに対応する位置に設けられ、このねじ部３７ｂに延在部３４ｂの先端が挿入されて固定されている。
　コイルスプリング３５は、延在部３４ｂの外周の、バッキングプレート３２と押さえ板３７との間に配置されている。
　また、押さえ板３７の第１開口部３７ａの外周側の、上述のガイドピン３６と対応する位置には、第２開口部３７ｃが設けられている。第２開口部３７ｃ内にはガイドピン３６が挿入されている。ガイドピン３６の下端は、さらにダイス部１２のガイド孔１２ｂに挿入され、ガイドピン３６は、ダイス部１２のガイド孔１２ｂ、及び第２開口部３７ｃによって直進案内される。

　被加工体Ｗは、ダイス部１２上に配置される。被加工体Ｗは、例えば自動車用の熱間圧延鋼板（ＳＰＦＨ５９０）である。

　被加工体Ｗに突起部を成形する場合、ダイス部１２上に被加工体Ｗを配置する。このとき、被加工体Ｗにおける突起部成形箇所がダイス孔１２ａ上に位置するように位置決めする。
　なお、この時点で突起部成形装置１の移動部３０は、図１（ａ）の状態よりも上方に位置する。
　次いで、図示しない駆動機構により、移動部３０を下降させ、押さえ板３７を、被加工体Ｗに当接させる。
　そして、移動部３０を下降させ、そして、図１（ａ）に示すようにパンチ部４０の小パンチ部４２の下面を、被加工体Ｗに当接させる。

　次に、駆動機構によってさらに移動部３０を下方に押圧する。これによりパンチ部４０は、さらに下降して小パンチ部４２及び大パンチ部４１が被加工体Ｗを押圧する。
　図１（ｂ）に示すように被加工体Ｗには塑性変形が発生して所望の形の突起部Ｗ１が形成される。
　その後、移動部３０を上昇させて、被加工体Ｗと小パンチ部４２及び大パンチ部４１とを離間させ、下型部２０をノックアウト部材２１によって押し上げる。
　そうすると、被加工体Ｗの突起部Ｗ１がダイス孔１２ａから押し出され、被加工体Ｗの取り出しが可能となる。

　図３は、突起部Ｗ１成形後の、図１（ｂ）のＡ部拡大図である。図４は突起部Ｗ１成形後の成形品Ｗ０１の一部断面図である。
　本実施形態においては、図３に示すように、小パンチ部４２の側面と大パンチ部４１の側面との間隔をｄ１、小パンチ部４２の側面とダイス孔１２ａの内面との間隔をｄ２とすると、
　　　　ｄ２＜ｄ１・・・・・（１）
の関係がある。

　換言すると、所定の断面における大パンチ部４１の幅Ｓ１、小パンチ部４２の幅Ｓ２、ダイス孔１２ａの幅Ｓ３とは、
　　　　Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ１・・・・・（２）
の関係がある。
　（Ｓ１－Ｓ２）／２＝ｄ１，（Ｓ３－Ｓ２）／２＝ｄ２であり、式（２）よりＳ３＜Ｓ１であるので、上記（１）式のｄ２＜ｄ１となる。

　また、本実施形態では、ダイス孔１２ａに挿入されたときの小パンチ部４２の側面と前記ダイス孔１２ａの内面との間隔ｄ２は、被加工体Ｗの板厚Ｔ未満である。
　　　　Ｔ＞ｄ２・・・・・（３）

　また、図４に示すように、成形品Ｗ０１として見たときに、成形品Ｗ０１は、厚さＴの平坦部Ｗ２と、平坦部Ｗ２の一面Ａ側より図４において下側に突出した厚さＴの突起部Ｗ１と、平坦部Ｗ２から突起部Ｗ１に立ち上がる立ち上がり部Ｐ２と、を備える。
　ダイス孔１２ａに挿入されたときの小パンチ部４２の側面とダイス孔１２ａの内面との間隔ｄ２は、立ち上がり部Ｐ２の、平坦部Ｗ２の厚さＴ方向と直交する方向の厚さｄ２であるとも言え、上述のように
　　　　Ｔ＞ｄ２・・・・・（３）
の関係を満たす。

　また、平坦部Ｗ２の一面Ａから、突起部Ｗ１の一面Ｂまでの高さＨは、被加工体Ｗの板厚Ｔに対して、
　　　　Ｈ≧Ｔ・・・・・（４）
の関係を満たすことが可能である。

　さらに、突起部Ｗ１の一面Ｂとの反対側の部分は、パンチ部４０で押圧されるため、凹部になっている。凹部は、大パンチ部４１の幅Ｓ１とおおよそ同じ第１の幅Ｓ１を有する第１凹部Ｄ１と、第１凹部Ｄ１から更に凹んで形成され、小パンチ部４２の幅Ｓ２とおおよそ同じ第２の幅Ｓ２を有する第２凹部Ｄ２と、を有する。そして、一面Ｂ側における突起部Ｗ１の幅は、ダイス孔１２ａの幅Ｓ３と同等であり、上述のように、
　　　　Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ１・・・・・（２）
の関係を満たす。

　次に、本実施形態の効果の理解容易のため、まず、比較形態について説明する。図５は比較形態を示す図で、（ａ）は比較形態のダイス部１２Ａ上に被加工体Ｗを配置した状態、図５（ｂ）は比較形態のパンチ部４０Ａを下降させて被加工体Ｗに突起部Ｗ１を成形した状態を示す。

　比較形態のパンチ部４０Ａは、図示するように大パンチ部を有しておらず、小パンチ４２Ａのみ有する。
　なお、比較形態においても小パンチ部４２の側面とダイス孔１２ａの内面との間隔ｄ２は被加工体Ｗの板厚Ｔ以下である。

　比較形態において、図５（ａ）の状態からパンチ部４０Ａを下降させると、図５（ｂ）に示すようにパンチ部４０Ａ（小パンチ４２Ａ）が被加工体Ｗを押圧する。
　押し込み深さが深くなると、被加工体Ｗが塑性変形する。ここで、被加工体Ｗはせん断加工により変形するため、突起部のエッジはシャープになる。しかし突起部の立ち上がり部（図示するＰ２の部分）に引張応力が作用するためクラックが発生する。

　しかし、本実施形態のパンチ部４０は、図３に示すように、大パンチ部４１と小パンチ部４２との２段構造である。
　本実施形態によると、被加工体Ｗの図３に符号Ｂで示す部分に存在していた部分が、突起部Ｗ１を成形する際に大パンチ部４１により下方に押圧される。そうすると、このＢ部の材料は図３に矢印で示すように他の部分に流動する。すなわち、材料が押圧されて流動し、引張応力が作用する部分に材料供給が行われ、引張応力が緩和される。また、大パンチ部４１に押圧されることにより、この押圧された部分が鍛造され硬さが上昇する。

　図６は、本実施形態において形成された被加工体Ｗの図３におけるＰ１～Ｐ４部分の硬さを測定した結果を示すグラフである。
　図６中、点線で示した位置は、被加工体Ｗ自体の固さ１９７ＨＶである。本実施形態によると、Ｐ１からＰ４のいずれの部分でも硬くなっており、製品強度の向上も可能となる。

　さらに、本実施形態では、突起部Ｗ１がせん断による変形形態も有するため、成形後の被加工体Ｗの角部のＲがシャープになる（角度だれが生じにくい）。ゆえに、微細な凹凸を形成することができる。
　また、部分Ｂから流動した材料は、硬度を上昇させるだけでなく、被加工体Ｗの他の部分に流動する。この流動により、突起部Ｗ１の立ち上がり部であるＰ２及びＰ３の部分で、所定の厚みを確保することができる。また、この流動された材料は、被加工体Ｗにおける大パンチ部４１と小パンチ部４２との間の角部Ｃ１や、下型部２０とダイス孔１２ａの側面との間の角部Ｃ２に押し込まれるので成形後の被加工体Ｗの角部のＲがよりシャープになる（角度だれが生じにくい）。ゆえに、さらに微細な凹凸を形成することができる。

　そして、本実施形態によると、このように突起部Ｗ１のエッジがシャープになるので、突起部Ｗ１のダイス孔１２ａと接触する部分の表面積が大きくなる。このため、突起部Ｗ１を他部材に接触させて被加工体Ｗを回転させる場合、大きな回転トルクを取り出すことができる。したがって、例えばシートギア等の突起部の製造に適する。

（第２実施形態）
　図７は、本発明の第２実施形態を示した図で、第１実施形態の図３に対応している。図８は、第２実施形態における加工後の成形品Ｗ０２の一部断面図である。
　本実施形態が第１実施形態と異なる点は、小パンチ部４２の下面には、小パンチ部４２の縁部に向かうに従って、小パンチ部４２の厚みが薄くなる方向に傾いた斜面４２ａが設けられている点である。
　また、第２実施形態の成型品Ｗ０２が第１実施形態の成型品Ｗ０１と異なるのは、小パンチ部４２の斜面４２ａにより、第２凹部Ｄ２の底面に斜面Ｗ１ａが形成されている点である。他の部分については同様であるので説明を省略する。

　本実施形態によると、パンチ部４０を被加工体Ｗ表面に押し付ける際に、斜面４２ａが設けられているため、斜面４２ａが位置する被加工体ＷのＤ部に存在していた材料が図中矢印に示す方向に流動しやすい。
　したがって、亀裂が生じやすい小パンチ部４２とダイス孔１２ａの内面との間のＰ２の部分への材料の流動がさらに促進される。これにより、第１実施形態よりもさらにクラック（亀裂）が生じにくい突起部Ｗ１を形成することができる。

　また、流動した材料は、被加工体Ｗの他の部分に流動する。この流動された材料は、被加工体Ｗにおける大パンチ部４１と小パンチ部４２との間の角部Ｃ１や、下型部２０とダイス孔１２ａの側面との間の角部Ｃ２に押し込まれ、成形後の被加工体Ｗ（成形品Ｗ０２）の角部のＲがさらにシャープになる。ゆえに、より微細な凹凸を形成することができる。

　そして、本実施形態によると、このように突起部Ｗ１のエッジがシャープになるので、突起部Ｗ１のダイス孔１２ａと接触する部分の表面積が大きくなる。このため、突起部Ｗ１を他部材に接触させて被加工体Ｗを回転させる場合、より大きな回転トルクを取り出すことができる。

（第３実施形態）
　第３実施形態は、図７に示す第２実施形態の突起部成形装置１により、被加工体Ｗに突起部Ｗ１を形成したのち、さらに図３に示す第１実施形態の突起部成形装置１により、被加工体Ｗをさらに押圧して突起部Ｗ１をさらにシャープに成形する方法である。
　本実施形態によると、まず、図７の突起部成形装置１により、パンチ部４０を被加工体Ｗ表面に押し付ける際に、斜面４２ａによって、被加工体Ｗの表面の材料を小パンチ部４２の外側に流動させる。
　次いで、図３の突起部成形装置１により、図７の部分の材料をさらに流動させることにより、よりエッジ部をシャープにすることができる。

（第４実施形態）
　図９は、本発明の第４実施形態を示した図で、第１実施形態の図３に対応している。図１０は第４実施形態における加工後の成形品Ｗ０４の一部断面図である。
　本実施形態の突起部成形装置１のパンチ部４０が第１実施形態と異なる点は、小パンチ部４２の被加工体Ｗ側の面の端部に、小パンチ部４２外周に沿った突起４３が設けられている点である。
　そして、第４実施形態の成型品Ｗ０４が第１実施形態の成型品Ｗ０１と異なるのは、図１０に示すように、突起４３により、第２凹部Ｄ２の底面の角部にさらに凹部Ｗ１ｂが形成されている点である。他の部分については同様であるので説明を省略する。

　本実施形態によると、突起４３が設けられているため、成形時にパンチ部４０の下面全体で押圧するよりも押圧荷重を減少することができる。

　また、本実施形態によると、パンチ部４０を被加工体Ｗ表面に押し付ける際に、突起４３が設けられているため、突起４３が位置する被加工体ＷのＥ部に存在していた材料を図中矢印に示す方向に流動しやすい。
　したがって、亀裂が生じやすい小パンチ部４２とダイス孔１２ａの内面との間のＰ２の部分への材料の流動がさらに促進される。これにより、第１実施形態よりもさらにクラック（亀裂）が生じにくい突起部Ｗ１を形成することができる。
　また、流動した材料は、硬度を上昇させるだけでなく、被加工体Ｗの他の部分に流動する。この流動された材料は、被加工体Ｗにおける大パンチ部４１と小パンチ部４２との間の角部Ｃ１や、下型部２０とダイス孔１２ａの側面との間の角部Ｃ２に押し込まれ、成形後の被加工体Ｗの角部のＲがさらにシャープになる。ゆえに、より微細な凹凸を形成することができる。

　以下、上述の実施形態の装置を用いて、被加工体Ｗに突起部Ｗ１を形成した結果について説明する。
　突起部成形装置１に、最大荷重４００トンの荷重を加えることが可能なナックルプレス機を用いて荷重を加えた。
　被加工体Ｗは熱間圧延鋼板のＳＰＦＨ５９０であり、機械的特性は、ＹＳ（降伏応力）５２２ＭＰａ、ＴＳ（引張強さ）６０４ＭＰａ、ＥＬ（伸び）２６％、板厚は２．９ｍｍと２．５ｍｍとの２種類を用いた。
　以下、それぞれの実施形態の突起部成形装置１を用いて成形された被加工体Ｗの突起部Ｗ１の測定値を表１に示す。
　（１）突起部高さ（Ｈ）、（２）幅方向残存板厚（小パンチ部の側面とダイス孔の内面との間隔ｄ２）、（３）板厚方向残存板厚（４）４５°方向残存板厚、（５）角部だれ、のそれぞれがどの部分であるかは図３に示す。

　以上、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態において、被加工体Ｗの板厚が２．９ｍｍと２．５ｍｍのいずれの場合も、（１）突起部高さＨが式（４）に示す板厚Ｔ以上（Ｈ≧Ｔ）の突起部Ｗ１を成形することができた。
　また、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態において、被加工体Ｗの板厚が２．９ｍｍと２．５ｍｍのいずれの場合も、（２）幅方向残存板厚ｄ２、（３）板厚方向残存板厚（４）４５°方向残存板厚において、被加工体Ｗの板厚Ｔ以下の範囲内で所定の厚みが確保された状態で、突起部Ｗ１を成形することができた。
　さらに、第２実施形態に基づいて突起部Ｗ１を成形した後、さらに第１実施形態に基づいて突起部Ｗ１を成形した第３実施形態は、角部だれが、小さくなり、よりシャープな突起部Ｗ１を成形することができた。
　また、小パンチ部４２の被加工体Ｗ側の面の端部に突起４３を設けた第４実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態よりも角部だれが、小さくなり、シャープな突起部Ｗ１を成形することができた。

　１　　突起部成形装置
　１０　　固定部
　１１　　ダイスホルダ
　１２　　ダイス部
　１２ａ　　ダイス孔
　３０　　移動部
　３１　　パンチホルダ
　３２　　バッキングプレート
　３６　　ガイドピン
　３７　　押さえ板
　４０　　パンチ部
　４１　　大パンチ部
　４２　　小パンチ部
　４２ａ　　斜面
　４３　　突起

Claims

　ダイス孔が設けられたダイス部と、
　前記ダイス部側に向かう第１方向に進退可能であって、前記ダイス孔に挿入不能な大きさの大パンチ部、及び、該大パンチ部から前記ダイス部側に突出し、前記ダイス孔に挿入可能な大きさの小パンチ部を有するパンチ部と、を備え、
　前記ダイス部と前記パンチ部との間に配置された被加工体の一部を、前記パンチ部により前記ダイス部側に押圧することにより、前記被加工体を変形させて突起部を形成する、
突起部成形装置。
　前記小パンチ部の側面と前記大パンチ部の側面との間隔ｄ１と、
　前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２とが、
　　ｄ２＜ｄ１
の関係にある、
請求項１に記載の突起部成形装置。
　前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２と、
　前記被加工体の板厚Ｔとが、
　ｄ２＜Ｔ
の関係にある、
請求項１または２に記載の突起部成形装置。
　前記小パンチ部の下面には、前記小パンチ部の縁部に向かうに従い、前記小パンチ部の厚さが薄くなる方向に傾いた斜面が設けられている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の突起部成形装置。
　ダイス孔が設けられたダイス部に被加工体を載置する載置工程と、
　前記ダイス孔に挿入不能な大きさの大パンチ部、及び、該大パンチ部から前記ダイス部側に突出し、前記ダイス孔に挿入可能な大きさの小パンチ部を有するパンチ部を、前記ダイス部側に向かう第１方向に移動させ前記ダイス部と前記パンチ部との間に配置された被加工体の一部を、前記パンチ部により前記ダイス部側に押圧し、前記被加工体を変形させて突起部を形成するパンチ工程と、
を含む、
突起部成形方法。
　前記小パンチ部の側面と前記大パンチ部の側面との間隔ｄ１と、
　前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２とが、
　　ｄ２＜ｄ１
の関係にある、
請求項５に記載の突起部成形方法。
　前記小パンチ部の側面と前記ダイス孔の内面との間隔ｄ２と、
　前記被加工体の板厚Ｔとが、
　ｄ２＜Ｔ
の関係にある、
請求項５または６に記載の突起部成形方法。
　前記パンチ工程は、
　前記小パンチ部の下面には、前記小パンチ部の縁部に向かうに従い前記小パンチ部の厚さが薄くなる方向に傾いた斜面が設けられているパンチ部により、突起部を形成する第１工程と、
　前記小パンチ部の下面が平面であるパンチ部により、突起部を形成する第２工程と、
を含む、
請求項５から７のいずれか１項に記載の突起部成形方法。
　厚さＴの平坦部と、前記平坦部の一面側より突出した突起部とを備える成形品であって、
　前記成形品における前記突起部の他面側には、
　　第１の幅Ｓ１を有する第１凹部と、
　　前記第１凹部から更に凹んで形成され、第２の幅Ｓ２を有する第２凹部と、が形成され、
　前記第２凹部における側壁部の厚さｄ２と、前記平坦部の厚さＴとは、ｄ２＜Ｔの関係を満たす成形品。
　前記平坦部の前記一面から、前記突起部の前記一面側の上面までの高さＨとしたときに、
　Ｈ≧Ｔ
である請求項９に記載の成形品。
　前記第１凹部の幅Ｓ１と、前記第２凹部の幅Ｓ２と、前記一面側における前記突起部の幅Ｓ３とは、Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ１の関係を満たす請求項９または１０に記載の成形品。